炼化工程论文范文
时间:2023-03-28 05:13:07
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篇1
关键词:城市公共设施设计;文化
中图分类号:J05 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)02-0073-01
时代与社会的发展推动着城市的进程与改革。美国城市规划师伊利尔・ 萨里宁说“城市是一本打开的书,从中可以看到它的目标与抱负。”城市的发展水平极大的影响了人民的生活方式和水平。现代城市生活中,我们依赖于各种各样的公共设施,有着“城市生活家具”之称的公共设施对协调人与城市环境的关系起着重要作用,如果说道路规划,城市建筑是城市整体化的设计,那么公共设施就应该属于城市细节设计,除了体现实用价值以外,也是城市形象、城市文化体现。现代城市不仅需要功能, 更讲究感性文化, 缺少感性文化是没有生气的。公共设施设计作为城市元素, 也受这种规律的左右公共设施设计与文化就具有不可避免的文化联系。
作为城市景观中非常重要的组成部分,公共设施设计的视觉形象,直接关系着整个城市空间的视觉品质,并反映出城市发展的经济水平及文化内涵。可以体现人类精神文明的公共设施设计,应通过其塑造的空间、造型形体,色彩体现出一种人文价值和精神创造,正是这种价值和精神才是公共设施得以发展与保留的魅力所在。具备使用功能,同时传承历史、体现时代文化的公共设施,具有较高审美精神价值,是科技与艺术的结合,是文化价值和道德观念的体现。在现代规划中,很大一部分市政设施建设都不再是简单的使用功能的满足,而是把这种活动潜意识得当作一种文化行为。虽然公共设施的功能仍然是个重要问题,但不再是探讨的主要问题,而是展现更多的文化价值。例如美国的二战纪念雕塑,为了纪念在二战中死亡的人所设计的纪念性雕塑,记录历史,供人追悼作用,现在看来它记录了一段历史,并成为一座城市的标志性景观。还有巴黎的雄狮凯旋门等在当初是纪念型雕塑,它们记录了城市历史文化,是凝聚城市精神的重要公共性设施。如果这些城市缺少了这些文化性设施,必然会少了迷人的文化魅力。因此,在今天看来,它所纪念人或事迹的功能远不如它产生的城市文化的价值。
另一方面,公共设施又是被文化影响的对象。在公共设施设计时,文化是我们不能不考虑的方面,如果不考虑文化的因素,即使满足了人们的基本使用需求,迟早也会被历史淘汰。造型简陋,材料粗糙的公共设施只存在于极短的时间内。借助文化的力量,利用文化元素来表达,使公共设施设计成为艺术化的活动。如果我们只是把公共设施设计当成一种规划或景观工程活动,那么我们建公共设施应该首先考虑功能、材料、技术这些问题,而把文化感放到其次。但一旦这样去做那么公共设施会简单化,会没有社会认同感,经不起时间的检验。美国建筑师查尔斯穆尔设计的新奥尔良市意大利广场一场圣约瑟喷泉,打破传统的设计手段,将柱体进行重组,错位的表现,让人们对文化进行反思:我们应该怎样去对待历史文化,可不可以按照自己的理解去诠释历史,去寻找历史文化的差异性和多元化价值。在当代公共设施中,对这种重新理解历史的意图的解读方式己经成为一种设计方式,影响更多的公共设施设计。我们还能从地域文化、民俗人文文化以及一些能让人感动的非主流文化得到启示,使他们不同程度地融入公共设施设计。从文化上产生设计,把它作为形而上的精神实践活动,注重高层面的设计思想,使公共设施具备较高艺术价值,只有把公共设施当成文化的设计,使其成为文化依附的目标和文化表现的手段,才能使城市设施具有文化特性,从而显示出设计师的人文关怀。
篇2
――选自《中国海洋大学校歌》
21世纪是海洋世纪,走向海洋成为国际发展趋势与时代潮流。党的十报告从战略高度对海洋事业发展作出了全面部署,明确提出了要“建设海洋强国”。
朱庆林自2005年6月作为中国海洋大学海洋资源与权益综合管理专业的第一个博士毕业留校任教至今,在海洋功能评价、海洋环境、资源评价及海域使用论证领域不懈努力,辛勤耕耘,传承着“传道、授业、解惑”的薪火,成绩斐然。
八年来,他作为学校的骨干教师,先后主讲了《海洋管理概论》、《海域使用管理》、《海洋环境保护》(自编教材)等本科课程及《海洋环境评价》(自编教材)、《海洋综合管理》、《海洋环境管理》(自编教材)等研究生课程,承担了研究生教育中心组织的“国家海洋标准计量中心专业培训”授课任务,为中国海监九期上岗培训讲授课程《海洋环境管理》,并被中国海监总队制作成录像作为中国海监远程教育网中国海监行政执法人员上岗资格培训课程。教材《海洋环境保护》获中国海洋大学2011年度教材建设基金资助项目,并于2011年11月由中国海洋大学出版社出版。他多次参加了大型学术会议,获得了《海域使用论证资格证书》和《环境影响评价资质证书》,先后独自或合作发表了《近海及海岸带功能评价数学模型研究》、《基于海洋产业集聚的海洋科技人才集聚力综合评价研究》等科研论文,以及《中国海监继续教育模式创新与实践》等教学论文。其教学、科研事迹先后被《中国科技成果》和《中国科技产业》报道。
在教书育人的同时,他先后参加或主持了蓬莱电厂海洋环境影响评价;福建罗源火电厂环境影响评价及数值模拟试验及海洋环境评价补充(主持);烟台污水处理厂排污混合区海洋环境影响报告修编;浙江舟山成品油码头及配套设施工程海域使用论证(主持);山东石岛湾核电厂厂址海洋环境影响评价(主编);福州港江阴港区15#-17#泊位工程项目环境影响评价、海洋环境影响评价、海域使用论证(主持);福州港江阴港区8#、9#泊位工程海洋环境影响评价、海域使用论证(主持);山东成山头海域建设波浪能、潮流能海上试验与测试场的论证及工程预设计;双岛湾区域规划泥沙冲淤及水动力专题研究(主持);国电潍坊风电项目海域使用论证及电缆路由论证(主持);青岛炼化液体化工品码头工程海域使用论证报告书(主编);国家海洋软科学项目“海洋功能评估数学模型研究”(主持);“海洋功能评价数学模型软件”(主持)等工作。
篇3
论文摘要:本文通过分析目前环境工程专业建设中存在的问题,提出环境工程特色人才培养模式建立的重要性。然后结合中国石油大学(华东)的实际情况,从培养目标、培养方案、培养模式等方面探讨了可供参考的特色人才培养方式,强调培养方案的实施应从加强基础、优化课程设置以及实践教学等方面入手。我们也看到本校通过合理的人才培养模式培养了一大批高素质的服务于石油石化行业的特色人才,在环境工程毕业生就业方面取得了可喜的成绩。
一、引言
近几年由于我国资源能源日益短缺以及污染问题不断加剧,国家提出可持续发展战略及能源行业的发展战略,导致环境工程专业人才的旺盛需求。因此各高等院校纷纷针对各自行业优势设置了环境工程专业。中国石油大学(华东)是中石油、中石化、中海油、中国化工和教育部共建的唯一一所重点大学,半个世纪以来在石油石化行业中形成了较强的地位和行业优势,因此也形成了具有特色的环境工程专业。
二、环境工程专业教育现状
中国的环境工程教育始于20世纪70年代末,由于环境工程高等教育的师资和办学基础条件方面的不同,各高校之间存在很大的差距。环境工程专业的历史发展历程,从一定程度上也决定了专业的教学计划设置上会出现不平衡的现象。比如一些院校由于脱胎于原化工、建材等行业,在课程设置上既开设了化学工程、建筑材料类等课程,又开设水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置等环境类课程,课程间的重复现象很多,实验室建设也容易出现重复建设的现象。而且要在有限的教学时间里完成这众多的专业课程,自然是任务繁重、学时紧张,难免是“学习面宽、深度一般”。进而无暇顾及学生实践能力的培养和训练,最终造成毕业生的实践技能不能满足企业的用人要求,这成为环境工程专业教学的一大困惑。各高校应尽快探索出一种适合本校的环境工程专业特色人才培养模式。
三、人才培养
(一)人才培养目标
环境工程专业从根本上讲是一个多学科交叉的新兴学科,加之各个高等院校的发展方向与原始基础的不同,从而决定了环境工程专业在各个高等院校的专业建设、人才培养模式及培养的环境人才上有较大差别,因此应根据自身特点,结合市场对人才的需求,培养特色型环境治理的技术人才。
中国石油大学(华东)充分利用自身的有利资源,坚持环境工程专业与实际生产过程紧密结合,主要培养以石油石化行业和社会环保部门为主要服务对象,具有工程实践能力和创新能力的专业人才。
(二)培养方案的制定
在不同行业环境治理人才的需求下,高校应按照“在宽口径专业内设置柔性专业方向”的原则,制定合适的培养方案,培养带有自身特色的专业技术人才。
本校根据石油石化行业对人才素质的需求,探索和优化环境工程专业人才培养方案、理论课程体系与实践课程体系,形成“重视基础、强化实践、突出特色”三大原则为基础的环境工程专业培养方案。本专业从培养能够从事环境工程有关的宽口径“复合型”高级工程技术人才的目标定位出发,针对专业方向需要,培养方案精心安排了专业选修课程。在培养方案及专业选修课的设置方面,既要面向社会环保部门,又要突出石油石化领域环境工程的行业特色。
(三)培养方案的实施
1.加强基础。学生应比较扎实地掌握环境工程学科的基础理论、基本知识和技能。了解该学科前沿及发展趋势,培养环境工程理论分析,实验研究和解决工程实际问题的初步能力。
本校环境工程专业一向重视基础教育,先后建成了《水处理工程》《环境监测》《物理化学》等校级及国家级精品课程。在本科教学评估中,基础教育环节得到了评估组专家的一致好评。
2.依托优势学科,优化课程设置。课程体系在人才培养计划中占有极其重要的地位。专业课程设置既要服从专业人才培养规格的总体要求,又要考虑学校自身的优势学科,培养具有特色专业知识的人才,增强市场竞争力。
本专业依托“环境化工”学科博士点、“环境科学与工程”学科硕士点、重质油国家重点实验室、国家工科基础课程化学教学基地、中国石油天然气集团公司环境工程研究开发中心,加强学科建设,建成了一支师资力量雄厚的教学队伍,承担并完成了一批国家自然科学基金、国家863项目和中石油创新基金等省部级科研课题,形成了较强的学科优势。
在专业基础课程和专业课程的课堂教学、实验教学、课程设计、综合大实验以及在毕业设计中,教学内容涵盖了石油勘探过程、石油开发过程和石油加工过程等背景知识和对环境工程技术的需求。同时,教师及时地将科研项目中的成功案例编写进教材或讲义中、将科研成果带进课堂教学,提高了教学水平。
3.培养工程实践能力。实践和实践教学是获取新知识的源泉,是知识与能力、理论与实践、学与用相结合的关键,是训练技能、培养创新意识的重要手段,在环境工程专业教学体系中占有重要位置。
本校依托校内外各类实践、实习基地等培养工程实践能力的教学实验资源,根据本专业的培养方案,以培养德才兼备型人才为目标,以重视理论基础、强化实践能力和突出石油特色为原则,以石油石化和地方环保为背景构建产学研相结合培养模式,创造了培养工程实践能力的条件。
(1)“211工程”建设和中国石油天然气集团公司环境工程研究开发中心为培养工程实践能力提供了良好的实验资源。自启动“211工程”建设和中国石油天然气集团公司环境工程研究开发中心建设以来,充分利用学校为环境工程专业实验室累计投入近500万元的建设经费,创建了独具工程或接近工程特点的实验条件和研究场所,总面积约达1300平方米。其中最具特色的有:①水处理工程实验室,包括石油石化污水处理及回用的实验装置等,可进行油田开发、石油炼制过程中排放污水的处理及资源化利用的实验与研究;②恶臭污染控制实验室,包括多组分动态配气系统、动态嗅觉检测仪、恶臭污染评估及控制系统;③环境微生物实验室,针对油田开发过程中落地油污染土壤的问题,筛选高效石油降解菌群,构建石油污染土壤微生物修复技术;④环境监测实验室,包括炼化废水中难降解有机污染物分析监测技术、石油污染土壤中石油组分监测技术、石油炼化企业中挥发性有机污染物监测分析的实验与研究;⑤固体废物资源化利用实验室,可进行油田开发及石油炼制过程中产生的“三泥”进行控制及资源化利用的实验与研究。所有这些实验室及设备,工程实践性强,可达到与生产企业的情况接近或一致,为保障训练学生工程实践能力提供了实验平台。
(2)完整的工程实践能力培养体系。通过学校、企业、科研院所和相关部门的紧密结合,根据石油石化行业对环境工程专业人才素质的要求,创新和优化环境工程专业人才培养实践课程和环节的结构体系,做到了“工程实践四年不断线”。
一年级学生进入基础性实验室,结合无机及分析化学、有机化学等课程的学习,在公共基础实验平台开展实验技能训练;二年级学生进入专业基础实验室,开展环境化学等专业基础实验技能训练,鼓励学生参加实验技能竞赛,提高学生的实验和实践技能;三年级学生进入学科专业实验室和研究性实验室,并开展课程设计等综合实验,通过认识实习提高实践能力;四年级学生进入专业课学习,通过专业综合大实验、校外生产实习、理论联系实践的毕业设计等环节,提高学生工程实践能力。
总之,实现了四年内工程实践能力培养专业实践训练不间断、应用能力培养不断线,依托中国石油大学半个世纪以来在石油石化行业中形成的地位优势,使本专业的工程实践能力培养与石油石化企业紧密结合,形成了有效的工程实践训练的产学研链。
(3)创建了因材施教的平台,实现因材施教的教育原则。在专业教学过程中,根据学生的实际情况,创建了因材施教的平台,具体措施是:对于成绩优秀的学生,实行优异生导师制,安排硕士生导师进行指导,让学生参与科研过程,激发学习兴趣;对于动手能力强的学生,安排其进入实验室,参与实验室的建设,为学生提供培养实践动手能力的机会;对于创新能力强的学生,鼓励并引导其参加国家大学生创新试验计划等竞赛活动,指导其进行发明创新,并申请专利。对于基础较差的学生,安排专业教师在课程教学过程中,实行一帮一制度,力求做到学困生不掉队。通过上述措施,实现了因材施教的办学理念,获得了良好的教学效果。近几年来,共有55人次获得科技奖励,有十几名学生获得了社会实践方面的奖励。
(四)培养模式
根据本专业的培养方案,建立石大科技集团炼油厂、胜利油田稠油厂、胜利油田东辛采油厂、齐鲁石化公司、中国石化青岛炼化公司等认识实习和生产实习基地,并在实习过程中聘请石油石化行业专家作专题讲座。全国大学生化学实验大赛、国家大学生创新实验等成为大学生科技创新活动的重要平台,构成了有效地产、学、研相结合培养学生工程实践能力模式。
篇4
关键词:氢优化 氢气平衡 氢气回收 氢气网络
氢气是一种宝贵而洁净的资源,在炼油行业中,它既是石油炼制和石油化工的副产品,又是石油炼制和石油化工加氢工艺过程的重要原料,近年来随着氢气供需矛盾的加剧,对炼油厂的氢气资源进行优化利用具有重要意义。本论文以中国石油某炼油厂的氢气资源优化项目为依托,对氢气资源的优化利用取得的成果进行研究。
一、氢气产出和利用分析
该炼油厂是中国石油在南方地区投资建设的第一个大型炼化基地,也是中国石油海外份额油加工基地,原油加工能力为1000万吨/年,项目包括13套主要工艺装置,及其配套的公用工程系统、储运系统、码头、铁路等设施。氢气管网的供氢来源为制氢装置和PSA1回收氢气,管网压力为 2.1MPa(g),温度为40℃,氢纯度为99.9 % ( V ),主要为蜡油加氢裂化装置、柴油加氢精制装置、汽油精制分馏装置、硫磺回收装置、聚丙烯装置供氢。石脑油加氢装置所用氢气来自连续重整装置重整循环氢。其中制氢装置规模为40000m3/h,加工原料为石脑油和炼厂气。PSA1规模为120000m3/h,加工原料为连续重整装置所产的重整氢和经过脱硫处理的蜡油加氢裂化低分气和柴油加氢精制低分气。
全厂投料试车阶段,制氢装置先开工低负荷运行,为石脑油加氢装置备料试车提供氢气,同时为加氢裂化装置、柴油加氢装置、连续重整等临氢单元提供氢气进行氢气置换、气密,在正式投料试车阶段,制氢装置先开工为加氢裂化、柴油加氢装置提供催化剂硫化所需氢气。在正常生产阶段,主要通过PSA1装置为全厂提供氢气,同时制氢装置处于热备状态。根据全厂氢气平衡和燃料气平衡的计算,催化干气直接排入燃料气管网,以弥补燃料气的不足。当PSA1故障情况下,立即提高制氢装置负荷。根据全厂氢气平衡,此时计划安排加氢裂化装置停工。制氢装置产氢以维持柴油加氢装置、石脑油加氢、汽油精制分馏、硫磺回收、聚丙烯等装置维持正常生产运行。
二、氢气优化利用采取的措施
按两步走的总体计划实施,在管网优化改造实施前,主要通过调整连续重整的操作来调整氢网平衡,减少放空损失。从3月份起开始采用该思路调整氢气管网的操作,与之前用加氢裂化新氢机入口缓冲罐放空控制的方式相比,压控放空阀开度由10%左右减少为0~2%,放空量大幅减少,减少高纯氢气放空2000~3000m3/h,节约成本近2400万元/年。
6月份完成了PSA1的检修消缺。PSA1装置由于设计原因,均压线管径过大,导致程控阀过度冲刷而产生泄漏,此次停工检修,分别在各吸附塔3#、4#、6#程控阀处安装限流孔板。并对已穿透的B、E、G、F塔进行撇头。
氢气管网优化方案设计中,决定将含硫油配套装置投产以后的整个管网分为相对独立的两个部分,新上的渣油加氢、异构化和大制氢作为一个部分,柴油加氢改质和现有系统作为一个部分,用小制氢的负荷来调节管网的平衡,减少放空;同时该方案增加了PAS1解析气去制氢做原料气的流程,PSA1的解析气含氢量50~60%,是优质的制氢原料,但作为燃料气体积热值较低,因此用解析气做制氢原料与天然气做燃料对换是经济的选择。
三、正在研究解决的问题
1.需解决PSA1长周期运行的问题
1.1PSA1进一步改造。由于技术供应商对大规模PSA装置设计经验不足,多项设计缺陷导致PSA1难以长周期运行,2012年6月已对均压线管径问题进行了整改,但解析气压缩机不上量等问题尚未解决,需组织专家对PSA1装置进行综合研究,彻底消除缺陷和隐患,做到与其他炼油装置同步长周期运行。
1.2加氢低分气分流。从目前的运行情况来看,加氢的低分气是影响PSA1装置的长周期运行的重要因素之一。一方面现有的上游装置流程中低分气胺洗后未设置水洗或聚结器装置,将富胺液携带至PSA1,导致系统易结盐堵塞;另一方面低分气的组分相对比较复杂,大分子烃类较多,易造成吸附剂饱和。解决方案一是在上游加氢装置增加水洗罐或聚结器,脱除低分气中的微量富胺液;方案二考虑对PSA2进行改造,专用于四套加氢装置的低分气回收处理。
2.需解决汽油加氢装置废氢出路
汽油加氢装置的废氢因压力低无法进入PSA回收,其中一期废氢压力0.35Mpa,排放量为400~500 m3/h,原设计该股气体应并入催化裂化气压机入口,但实际操作中是排低压火炬系统,严重影响火炬气的正常回收;二期新增废氢压力 0.66Mpa,设计排放612m3/h,设计方案中采用直接排燃料气管网或火炬放空管网。为减少对燃料气管网的冲击,计划将这股废氢在装置内部作为燃料自用,正常情况下不允许进入全厂管网。
四、总结
因系统设计缺陷和装置检修周期等因素影响,氢气系统优化课题取得阶段性成果,今后尚有很多工作要做。作为全加氢型炼厂,氢气系统的优化直接关系到公司的精细化管理质量和经营绩效,系统的完善将使炼厂的每一股富氢组分得到合理充分利用。对新时期新建炼油厂的平稳生产,节能降耗,资源综合利用有较好的参考意义。
参考文献
[1]梁铁伟;国外炼厂氢气的回收与优化利用[J];国外油田工程;2002年02期.
[2]凌逸群,张强;燕化公司氢气资源现状及综合利用对策[J];石化技术;1999年04期.
篇5
关键词:软阈值算法;硬阈值算法;小波包变换;分析方法;高层建筑物沉降
中图分类号:P228.4文献标识码: A
1 引言
在建筑物工程施工和运营期间,由于受多种主观和客观因素的影响,引发其地基产生一定程度的变形,甚至到竣工后的一定时期内,变形仍继续发展。在长期的安全监测过程中,人们认识到变形监测是手段,如何有效地处理和利用变形监测所得的数据对变形体的未来沉降趋势进行有效地预测越来越受到专家、学者们的关注。由于变形量变化的随机性和复杂性很强,各种方法均有其适用性,尚需不断完善和改进。
变形体变形是一种随时间或空间变化的信号,所以变形分析是一种信号分析。高层建筑物地基变形可以被描述为随时间与空间变化信号。变形监测所获取的信号,即变形监测数据,包含了信号和误差噪声两部分。对变形数据进行预处理,从而有效消除误差,并提取变形特征、分析变形规律,从而为形变的预测提供有力的证据。小波分析是20世纪80年展起来的一种新兴的数学理论和方法,被认为是数学领域工具和方法上的重大突破。它在时域和频域同时具有良好的局部化性能。本文利用小波包变换能够将信号投影到不同的频带的能力,提取出信号的有效信息,消除干扰,在提高变形分析的精度方面取得了良好的效果。
2 小波包阈值消噪:
小波包变换是小波变换的进一步完善和发展,它能提供比小波分析更高的分辨率。它不仅对信号的低频部分进行分解,而且还对信号的高频部分进行分解。短时傅里叶变换对信号的频带划分是线性等间隔的。多分辨率分析可以对信号进行有效的时频分解,但由于其尺度是按二进制变换的,所以在高频频段其频率分辨率较差,而在低频频段其时间分辨率较差,即对信号的频带进行指数等间隔划分。小波包能够为信号进一步分解,并能够根据被分析信号的特征,自适应地选择相应频带,使之与信号频谱相匹配,从而提高了时频分辨率。
在小波包分析中,其信号降噪的算法思想和在小波分析中的基本相同,所不同的就是小波包提供了一种更为复杂、更为灵活的分析手段。因为小波包分析对上一层的低频部分和高频部分同时进行分解,具有更加精确的局部分析能力。对信号进行小波包分解时,可以采用多种小波包基。
小波包阈值降噪的步骤:
①信号的小波包分解,选择一个小波并确定所需分解的层次,然后对信号进行小波包分解。
②确定最优小波包基,对于一个给定的熵标准,计算最优树。
③小波包分解系数的阈值量化,对于每一个小波包分解系数,选择一个恰当的阈值并对系数进行阈值量化。
④信号的小波包重构,根据最低层的小波包分解系数和经过量化处理系数,进行小波重构。
小波包阈值消噪有两个关键点:①如何估计阈值;②如何利用阈值量化小波包系数。在一定程度上,它们直接关系到消噪的质量。
阈值估计是小波包阈值消噪的关键之一,如果阈值太小,消噪后的信号仍然存在噪声;而阈值太大,重要的信号特征又将被滤掉,引起偏差。本文采取的是Birge-massart阈值估计准则和软阈值法进行阈值量化,定义如下:
Birge-massart准则:
crit(t) = -sum( c(k)^2, kt ) + 2 *^2 * t*( alpha + log(n/t) ) (2-1)
式中c(k)是小波包系数,它是按绝对值递减的顺序排列的,n是系数个数;alpha是调整参数,必须是大于1的实数,其值越大,降噪信号的小波包表示越稀疏,alpha典型值是2。设t*为极小值,则thr5=|c(t*)|。
软阈值法:当小波包系数大于该阈值时,向着减小系数幅值的方向作一个收缩thr,否则置零,其公式表示为:
(2-2)
3.实例计算:
本文以某高层建筑物实际沉降变形监测数据为依据。为了监测其地基沉降变形情况,设立沉降观测点,采用TOPCOM全站仪以小角度法进行。其中的布设的6号监控点用于监测建筑物沿垂直于基坑轴线方向的沉降。6号点的沉降观测数据见表1。显然这些数据可以视为离散信号序列,从而作为原始信号。采用MATLAB语言编程实现了小波包阈值去噪算法,以含有噪声的沉降观测数据作为信号对数据进行去噪仿真实验。
表1 沉降观测数据
观测时间/d 累积沉
降值/‰ 观测时间/d 累积沉
降值/‰ 观测时间/d 累积沉
降值/‰ 观测时间/d
累积沉
降值/‰ 观测时间/d
累积沉
降值/‰ 观测时间/d 累积沉
降值/‰
1 0 15 0.094 29 -0.028 43 -0.669 57 -0.875 71 -0.754
2 0.038 16 -0.008 30 -0.079 44 -0.623 58 -0.871 72 -0.777
3 0.009 17 -0.073 31 -0.002 45 -0.702 59 -0.903 73 -0.8
4 0.155 18 -0.084 32 -0.131 46 -0.693 60 -0.931 74 -0.693
5 0.074 19 -0.084 33 -0.032 47 -0.763 61 -1.058 75 -0.754
6 0.091 20 -0.008 34 -0.102 48 -0.637 62 -1.03 76 -0.894
7 0.085 21 -0.108 35 -0.173 49 -0.683 63 -1.016 77 -0.847
8 -0.085 22 -0.061 36 -0.183 50 -0.711 64 -1.114 78 -0.796
9 -0.085 23 -0.002 37 -0.178 51 -0.721 65 -0.894 79 -0.828
10 0.056 24 0.019 38 -0.468 52 -0.81 66 -0.894 80 -0.889
11 0.113 25 0.014 39 -0.356 53 -0.777 67 -0.988 81 -0.978
12 0.004 26 -0.053 40 -0.417 54 -0.871 68 -0.983 82 -0.819
13 -0.061 27 -0.019 41 -0.501 55 -0.908 69 -0.992 83 -0.88
14 0.033 28 -0.019 42 -0.468 56 -0.88 70 -0.81 84 -0.903
下图(图1)为原始数据:
图1 原始数据
实验中采用的小波基是db4小波,分解层数为5层,将信号分解在不同的分辨率下显示(如图2),确定信号的重构函数(如图3)。
图2信号在不同分辨率下的显示
图3信号重构函数
进行信号重构,分析误差信号结构(如图4)。
图4信号重构
信噪比(SNR)和均方误差(MSE)常被用来作为去噪效果评价的指标。SNR值越大,则去噪效果越好,MSE越小则去噪效果越好。信噪比(SNR)定义如下:
(3-1)
均方差(MSE)定义如下:
(3-2)
式中,为去噪后的信号,为原始信号。
小波包软阈值算法和硬阈值算法的性能如表2。小波包消噪性能评价的准则是对同一组数据试验,若某种消噪方法获得的消噪结果均方误差较小、信噪比相对较高、信噪比增益较大、恢复信号光滑性好,则说明该消噪方法的性能相对较好(如图5所示,图中实线表示软阈值算法的去噪结果,虚线表示硬阈值去噪结果)。结果表明针对该组数据采用小波包软阈值消噪算法比较好。
图5 软、硬阈值算法去噪结果对比
表2 软、硬阈值法降噪性能比较
信噪比(SNR) 均方误差(MSE)
软阈值法 22.2086 0.0463
硬阈值法 22.0286 0.0472
运用小波包软阈值消噪算法对数据进行消噪处理(如图6显示),图中data1为原始信号,data2为经过消噪处理的信号。可以看出,经过处理后信号图像变得光滑,很好地将噪声信号去除。
图6 软阈值算法消噪后结果与原始信号的对比
4 结论:
变形监测是手段,如何有效地进行变形分析是最终的目的。本文以高层建筑物实际沉降变形监测数据为对象,对小波包软、硬阈值算法进行了讨论。结果表明针对该组数据采用小波包软阈值消噪算法比较好,均方误差较小、信噪比相对较高、信噪比增益较大、恢复信号光滑性好。
应用小波包变换能够提取信号的趋势信息、周期信息及平稳变化信息,从而能够将非平稳信号转化为平稳信号。考虑将小波包变换与其它的平稳信号分析方法,如神经网络模型、灰色理论模型、滤波等相结合,进一步的分析和预测变形情况。小波包变换能够进行全频域分析,为小波包消噪的阈值估计准则和量化函数提供多种选择。根据各层数据特点,采用独立阈值消噪,以期获得更好的消噪效果。
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篇6
关键词:产业集群 城市群 北部湾经济区 建议
中图分类号:F207 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)14-0013-02
A Research on Urban Agglomeration in Beibu Gulf Economic Zone under the Perspective of Industrial Cluster
Quan Shengyue
(Guangxi Economic Management Cadre College,Nanning 530007,China)
Abstract: The industrial cluster is the growth of urban agglomerations polar nuclearfrom economic angle. Urban agglomeration in Guangxi Beibu GulfEconomic Zone is another China's economic growth pole after Pearl River Delta, Yangtze River Delta and Bohai Rim. In order to enhancecompetitiveness, urban agglomeration in Beibu Gulf Economic Zone must develop industrial cluster. Through analyzing the current situation, the article givessome advice on urban agglomeration in Beibu Gulf Economic Zone under the perspective of industrial cluster.
Key words: industrial cluster;urban agglomeration;Beibu Gulf Economic Zone;advice
0引言
城市群表面上看是地域的集中现象,但本质上是产业集群现象。产业集群是城市群的增长极核,对城市群的形成和发展起着巨大作用。正是得益于产业集群的集聚、辐射、带动,珠三角和长三角城市群飞速发展,成为中国乃至亚太地区经济最有活力、城市化率最高的城市群。广西北部湾经济区城市群是指在上升为国家战略的广西北部湾经济区范围内,由南宁市、钦州市、防城港市和北海市四市所辖行政区域组成,包括10个县,15个城区,1个市(县级),陆地国土面积4.25万平方公里,2007年末总人口1279万人。依托经济区内的丰富自然资源,区位优势,广西北部湾经济区将通过产业集群的布局来谋化城市群的跨越式发展。
1广西北部湾经济区城市群发展现状
广西北部湾经济区城市群地处我国沿海西南端,有着得天独厚的区位优势,是华南经济圈、西南经济圈和东盟经济圈的结合部。该城市群正处在覆盖东盟市场的最佳区位,为中国产品销售和产业的发展提供了良好的外向交通基础。城市群经济强劲增长,2009年广西北部湾经济区(南北钦防四市)经济区生产总值(GDP)增幅达15.9%,比全区高2个百分点;财政收入增长22%,比全区高7.3个百分点;规模以上工业增加值增幅20.7%,比全区高2.5个百分点;社会固定资产投资增幅54.8%,比全区高4个百分点;进出口总额增长9.6%,比全区高2.3个百分点。
广西北部湾经济区城市群目前正在发展和形成的产业集群包括石油化工、林浆纸、钢铁、电子信息、铝加工、船舶、海洋产业、生物质能、农产品加工等产业。各市有些主导产业结构趋同较为明显,如石油化工、林浆纸分布在北海市和钦州市,电子信息分布在南宁市、钦州市和北海市,产业结构趋同会造成城市群内产业冲突。在市场经济体制下,适度的区域产业冲突并非一定会对经济区产生不利影响。在许多情况下,这种适度的冲突还有可能会转化成为一种动力,激发区域活力,强化区域竞争。当然,如果这种产业冲突过于激烈, 并超过一定的限度,就有可能形成低水平重复建设、恶性竞争的局面。显然,要改变这种情况,关键是通过发挥市场机制的基础作用和政府的规划引导,在城市群范围内按照各地的优势条件,构筑城市的产业集群体系,由此消除和缓解各地在产业发展方面的恶性冲突,最终形成整体竞争优势和良性互动、互惠多赢的产业发展格局。由此可见,广西北部湾经济区城市群内因产业冲突而出现的产业结构趋同现象,并不一定会导致恶性竞争,相反,在市场机制的作用和政府的引导下,产业集群变得更强大,提升城市群的实力。
2基于产业集群的广西北部湾经济区城市群发展对策
2.1 基于产业集群的广西北部湾经济区城市群发展制度机制
产业集群作为一种制度,在提高城市群内集群企业经济利益方面是从降低集群内企业的成本(包括交易费用成本和生产成本),和提高企业的生产效率着手的;安全功能方面主要表现在通过建立行会或商会等正式制度,或通过公认的“行规”等非正式的制度安排来约束各企业的“机会主义”倾向,为集群内企业减小风险。广西北部湾经济区城市群通过自上而下政府的扶植来推动产业集群的发展,降低集群内企业的成本,为企业创造安全的环境。在产业集群的发展过程中初始阶段,政府通过制度创新主动扶植产业集群的发展,给产业集群的产生提供优越的公共设施、税收等一系列的优厚条件从而推动产业集群的产生。当产业集群发展进入成长、成熟期后,产业群越过了最小规模的限制,在集聚效益的作用下,进入了一个具有自我强化特征的阶段,集群规模迅速扩大,极化作用显著,成为一个增长极。产业集群的正式制度和非正式制度逐步形成和完善过程,使南宁市、钦州市、防城港市和北海市更紧密的联系在一起,最终形成发展合力,壮大城市群。
2.2 基于产业集群的广西北部湾经济区城市群发展动力机制
产业集群发展动力机制是驱动产业集群发展和演化的力量结构体系及其运行规则,包括驱动产业集群形成和发展的一切有利因素。完善的动力机制是产业集群得以持续、健康发展的保证。广西北部湾经济区要提高城市群的竞争力,需要充分利用好资源禀赋和要素基础优势,创造性地整和本地资源,打造出更具竞争力的制度环境、市场环境和文化环境等,形成完善的驱动产业集群发展和演化的力量结构体系及其运行规则,形成产业集群发展动力。具体来说,广西北部湾经济区城市群发展就是以政府为引导,市场为基础,政府力量和市场力量共同作用产业集群,两者相辅相成,共同带动城市群的整体发展。
2.3 基于产业集群的广西北部湾经济区城市群发展模式城市群发展模式从空间聚集结构方面来说表现为单核型模式、双核心型模式、多中心型模式和走廊轴线型模式四种类型。从产业集群的角度来说广西北部湾经济区城市群更适宜选择单核型模式。单核型模式以超级城市为核心,以极强的带动辐射功能影响着城市群内的每一个城市,周围有几个中等城市围绕,这些中等城市再联系若干个小城市或更多的小城镇,塔顶是核心城市、塔身是中等城市、塔基是中小城市或小城镇。城市群内城市集中的空间因素十分突出,社会化、生产集约化和城市规模不断扩大化的现象很明显,城市群内的人口集中,物质要素的集聚和自然环境的开发利用的集约化程度也是很高,这更利于产业集群的发展。在广西北部湾经济区城市群内,首位城市南宁的核心地位是毋庸质疑的,集中程度高,南宁的发展必定带动群内其他城市的快速发展。在南宁市产业集群的集聚和辐射带动下,广西北部湾经济区城市群基本上形成了以钦州市、防城港市和北海市为二级中心的城市带。
3基于产业集群的广西北部湾经济区城市群发展建议
3.1 南宁市――广西的政治、文化、教育中心,中国―东盟博览会的永久举办地,广西北部湾经济区城市群的核心城市,应利用其独特的区位优势,重点发展高新技术产业、加工制造业和商贸、金融、会展、物流等现代服务业。①形成以生物工程及制药、电子信息为核心的高新技术产业集群。利用广西丰富的亚热带作物资源和中草药资源,发展生物制品、生物能源、生物材料、生物制药、生物农药、中成药、中药配方颗粒剂、中药饮片、中药提取物,进行系列开发,形成生物工程及制药产业集群;围绕通信产品、基于网络的产品、医疗电子、电力电子、计算机零配件、数字电视配套产品、节能灯具、汽车电子产品及行业特色应用软件、中间件和嵌入式软件等发展电子信息产业集群。②全力打造铝加工、化工、生物质能源等加工制造业产业集群。利用电解铝原料优势,建立技术开发、产品开发体系,形成高技术含量铝材深加工产业集群;发展精细化工、生物化工、化工产品深加工和衍生物产品开发化工产业集群;发展以甘蔗、木薯、小垌子等特色农产品为基础的生物质能源产业集群,打造甘蔗―糖―糖深加工―燃料乙醇和浆纸系列产品产业链和扩大淀粉、酒精加工,开发精深产品以及生物柴油。③大力推进现代服务业产业集群。进一步加快推进广西北部湾经济区“4+2”城市区域经济一体化进程,形成商贸、金融、会展、物流等现代服务业产业集群,建成面向中国―东盟和广西北部湾经济区的区域性商贸基地、物流基地、金融中心、会展中心、信息交流中心。
3.2 钦州市──依托港口,大力发展临港产业集群,打造石化、造纸、粮油产业集群。处于广西北部湾经济区城市群中心地带的钦州,借助独特的区位优势和海洋经济的快速发展,以打造具有国际竞争力的临港产业带为目标,依托沿海港口资源,大力发展临港产业集群。①石油化工产业集群。在石化产业布局上,提倡炼化石化产业链一体化项目,把钦州港建设成为西南地区乃至全国最大石化产业基地,以炼油、乙烯为龙头,带动中下游的加工、配套产业,进而带动整个产业链的发展,重点发展石油化工、煤盐磷化工、生物化工等产业,形成石油化工产业集群,打造高附加值的石化产业集群。②造纸产业集群。大力打造林浆纸一体化基地建设,积极发展纸制品,包装装潢等下游产业,做大做强林浆纸一体化产业,以形成沿海林浆纸一体化产业群,建成亚洲最大的造纸城。发展浆纸配套的乳胶、钛白、双氧水、纯碱等产业。③粮油加工产业集群。利用沿海区位优势和运输成本低廉的优势,大力发展大豆粮油食品加工产业,形成大豆粮油加工、棕榈油加工、玉米加工产业集群。
3.3 防城港市――构建临海产业集群,重点发展冶金、有色金属、装备制造、农特产品加工产业,壮大临海工业。①冶金工业。优先发展以钢铁为龙头的冶金工业,加快推进防城港钢铁精品基地发展。②有色金属工业。围绕发展铜镍为主的有色金属工业,重点推进铜镍冶炼、电解镍加工,铜、镍精深加工等产业。③装备制造工业。围绕延伸钢铁下游产业链,发展集装箱、港口机械、船用机械、大型钢结构、汽车、机械基础件、农业机械、制糖设备、环保设备、数控车床等装备制造业,培育重大技术装备及关键配套件和数控装备。④农特产品加工业。利用地域资源优势,重点发展金花茶、红薯等产品加工,肉桂、八角等香料加工,肉禽、水产品、蔬菜加工、亚热带水果等特色农产品加工和编织工艺品生产等产业。
3.4 北海市――电子信息、海(水)产品加工发达的生态化海滨旅游城市,中国―东盟交流的前沿门户。电子信息和旅游是北海市众多行业中最具优势的产业,在未来发展中的电子信息产业集群、旅游产业集群将扮演重要角色。①电子信息产业集群。利用区位、政策、产业基础、劳动力成本和交通等优势,与跨国公司、国内知名大企业的联合,延伸产业链,发挥区域经济的聚集、辐射和带动效应,发展规模经济,提升核心竞争力,大力发展以电力设备、电子产品、行业软件及信息服务业、数字视频家庭娱乐产业、船舶电子为代表的电子信息产业集群。②旅游产业集群。北海旅游资源丰富,拥有“滨海、风光、人文、古迹”四大类旅游资源和“海水、海滩、海岛、海鲜、海珍、海底珊瑚、海洋动物、海上森林、海上航线、海洋文化”十大海洋旅游特色,发展商务型旅游产业集群,同时开发北海旅游业发展的基本产业,包括旅行社、住宿接待业、旅游交通业、旅游餐饮业、旅游商贸业等。③海(水)产品加工产业集群。充分利用北部湾种类繁多的海洋生物资源和大量从事海产品加工熟练工人的优势,大力发展北海市的海(水)产品加工,特别是科技含量高、附加值高的精深加工,延长产业链,提高产品附加值,形成一批拳头产品,推动产业升级,使资源优势转变成为产业优势。
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篇7
[关键词]石化行业;环境监测;LIMS系统;组态;实施
[中图分类号]:TU276.7 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0137-02
随着实验室信息化技术的发展和成熟,LIMS(Laboratory Information Management Systems)系统已经在不同行业分析测试实验室开始应用,该系统改变了传统人工的分析检测、质控、数据统计、报表生成以及实验室管理的模式,结合了分析测试技术、计算机技术、自动控制技术和实验室质量控制、实验室管理等各种先进科学技术和管理方法的LIMS系统大大的提高了实验室测试、管理的工作效率,自动化数据的采集和报表的生成以及数据的网上审核、、查询等等功能使得LIMS系统展现出极为突出的优越性,我国大型的石油、石化、制药、环境监测等行业的实验室都已开始逐步使用LIMS系统。
大型石化行业化学检验实验室作为我国先进分析测试实验室的代表已经开始广泛使用LIMS系统并已经应用成熟,信息化程度达到国际先进水平。作为石化行业分析测试实验室的重要组成部分,石化环境监测实验室承担着石化生产区及周边生活区的环境监测工作,为石化生产环境保护管理提供着数据支持。为了提高监测数据的管理水平,实现数据的及时、报表的自动生成、检测结果的自动计算、往期数据的随时查询与统计等,石化行业环境监测实验室也开始使用LIMS系统,但是,绝大多数均直接使用生产化验室的LIMS系统,环境监测部分只是其中的子程序,采取和化验室相同的架构和组态。石化环境监测实验室和政府环境监测站、生产化验室相比有着自身的特点,和政府监测站相比,石化监测站的监测项目、种类、点位、频次要多很多,如中国最大炼化一体化基地独山子石化公司环境监测中心的监测点位达1550多个,监测人员管理模式也不同,石化企业采用班组制管理,对于采样点位都是生产装置所以区别更大;和生产实验室相比,取样、测定时间又是完全不固定的,数据的报出模式也不同,同时石化环境监测实验室相关质量要求和数据文件格式等既要符合企业相关规定和要求,又要符合国家环保部和国家实验室资质认定质量管理体系计量认证(CMA)的规定和要求,因此石化环境监测实验室必须建立独立的专业LIMS系统才能满足使用的需要,独山子石化公司在率先在国内建立了石化行业的专业环境监测LIMS系统,不断完善、反复测试,经过两年多的使用总体运行良好,本文概述了该系统的实施过程和组态方法,以期为同行提供参考。
1 石化环境监测LIMS系统架构选择
和其他软件系统架构一样,LIMS系统的架构主要有C/S(浏览器/服务器端)架构和B/S(客户机/服务器端)架构两种,B/S架构在客户端不需要安装任何软件,只是用浏览器操作,可以随时随地进行查询、浏览等业务处理,通过增加网页即可增加服务器功能,维护简单方便,只需要改变网页,即可实现所有用户的同步更新,开发过程也较为简单,因为可以建立在广域网上所以共享性强,所以随着LIMS系统的快速发展,出现了完全基于Internet的LIMS产品。
但是,环境监测LIMS系统中每个分析都含有大量的计算公式代码计算出数据,同时大型石化行业环境监测采样点位极多、分析频率高所以数据录入量很大,由于分析方法国家标准的实时更新及厂区装置的优化改进和节能减排技术的推广使得LIMS系统的组态变更、维护任务也很多,等等。基于以上原因要求,我们必须要求LIMS产品满足操作快捷响应速度很快、易于实现具有个性化的功能(如:固定监测任务的样品自动登陆功能、特殊的工作流要求等)、实现复杂业务流程等的要求。而这些恰恰是B/S架构系统的软肋,以中石油HSE信息系统为例,该系统虽然只要求录入最终的监测结果但是由于规模很大、分支机构多使得服务器压力大而导致相应速度很慢,监测人员每天都要利用1~2小时录入数据。
C/S架构可以满足几乎所有个性化功能,可以根据实验室的需求量身定制LIMS系统,正好可以弥补B/S架构相应速度慢等热点,同时由于数据安全性更高所以更适合于石化行业环境监测实验室。不过,C/S架构需要在客户端安装软件,对使用者的要求也较高。
然而,对于环境保护管理人员而言只需实时了解监测数据、查询数据报表、统计监测数据即可,所以似乎B/S架构更适合于环保管理部门。为了同时满足数据计算、录入人员和环保管理人员的需求我们决定使用B/S和C/S相结合的架构,即使用C/S架构的LIMS系统也必须具有WEB功能,以供管理人员随时查询、统计数据和查看报表。
2 LIMS产品平台选择
LIMS产品主要有美国Thermo公司开发的Darwin LIMS及Nautiins LIMS、ABI公司的SQL LIMS、美国Labware公司开发的LabwareLIMS等。随着我国IT行业的迅速发展及市场需求的不断扩大,产生了由我国软件供应商开发的具有自主知识产权LIMS系统,如成都青之软件开发的King'S LIMS系列软件、杭州天软科技开发的TyanLIMS、北京英普思科技公司开发的InproLIMS、北京汇博精瑞Labbuilder LIMS System等,这些LIMS系统也在各领域获得了良好的应用,因为软件采用中文界面,所以降低了用户的维护使用难度,同时应用成本较低。
在LIMS产品平台的选择上,我们进行了深入的调查和思虑,架构是我们选择的首要因素,如前所述,为了使应用效果最佳,我们计划采取C/S和B/S相结合的结构模式,在此基础上我们排除了TyanLIMS等B/S结构的LIMS产品。我们了解到江苏省环境监测中心等使用Labbuilder lJlMsSystem 3.0作为LIMS平台,Nautilus LIMS的定位是生物技术实验室等。基于大型石化行业环境监测站的特点我们必须在可以提供C/S和B/s结合架构的基础上选择熟悉石化行业业务、有在该行业成熟的应用经验和现成模板的LIMS系统。
现在石化行业应用最为广泛、成熟的LIMS平台是LabWare LIMS。LabWare LIMS产品连续三年在sDI的全球LIMs调查中排名第一。LabWare LIMS具有开放性、可组态、标准化等优点,其中最突出的优点是可组态,系统提供了诸多通用的DOS功能和工具,很大程度上避免上用户编程和定制的麻烦。LabWare LIMS可以现实B/S和C/S相结合的架构模式,同时为了共享在石化行业应用的先进经验和软硬件资源,为后期软件的维护提供知识和人员的支持,我们选择LabWare LIMS作为石化环境监测LIMS系统的软件平台。
3 系统结构的实施规划设计
在向软件开发人员提出使用需求之后,对于系统的结构、层级、主要事项等都需要监测部门未来的LIMS系统维护人员协同软件工程师进行详细的规划和设计,既定的LIMS系统维护人员应具有良好的计算机知识同时要对环境监测业务和所在单位的管理模式非常熟悉,因为软件工程师并不是实验室专家也不了解该实验室的管理。需要强调的是,从项目立项到系统经过组态实施完成LIMS系统建立的整个过程中,维护人员都不应只是被动参与维护培训的学生,而应该在努力学习软件组态、数据库操作的同时以高度的责任心和主人翁意识主动参与到LIMS系统的开发中去,提出自己的观点和需求,对系统结构的设计建言献策并在实施过程中不断优化,这点非常重要,甚至可以说这才是系统成功建立的关键所在。
我们应该从监测计划、样品登陆、分析方法、采样点位、数据录入、样品审批、监测报表生成、LIMS WEB、超标数据汇总、数据库系统、服务器、以及分析流程的组态的各个方面进行综合考虑、合理布局并不断优化来设计最佳的系统实施规划。
LIMS系统的整体规划设计及人员职能如图1所示:
对于数据库系统,因为大型石化企业均已使用了大量的数字应用系统,如ERP、MES生产管理系统、技术管理系统、设备管理平台、科研项目管理平台、论文管理平台,等等,有着极为成熟的数据库应用管理经验和专业的信息化管理部门,而Labware LIMS可以使用任何遵守ODBC标准的数据库,如SQL Server、ORACLE等,所以我们选择在石化行业其他系统中已经成熟使用的世界第二大软件供应商美国甲骨文公司的ORACLE数据系统。
4 LIMS系统运行流程设计
设计规划系统整体架构和人员职能之后就需要设计石化环境监测LIMS系统的运行流程。石化行业环境监测实验具有和政府环境监测实验室不同的管理模式,石化环境监测实验室施行班组制,所以我们设计了如图2所示的运行流程,经过一年的试运行和两年的正式运行我们认为这种运行流程和模式是非常合理的。
在石化行业,一股情况下都是安质环处或者环保科等管理部门下达正常监测任务或或者临时性监测任务至监测站,监测站生产管理人员对监测任务进行分析确认之后将监测任务传达至相应班组(—般包括水质监测组、大气监测组、烟气烟尘监测组、噪声监测组、在线监测组等),由班组长通知监测人员进行监测。
监测人员在采样完成后需要根据采样时间在客户端LIMS系统中登陆样品,如果是固定周期的样品,比如周一、周二、周三……周五监测哪些点位的水质是固定的,则可以设定自动登陆样品的个,监测人员在点击自动登陆样品后系统自动生成相应的点位名称,监测人员只需输入采样时间即可,类似环境质量监测大气普查也可以制作成自动登陆,如果监测时间是随机的,则需要手动登陆样品。
在分析完成后,监测人员在LIMS系统客户端查找登陆的样品,根据原始记录在LIMS中录入如温度、压力、采样时间、吸光度值、空白值等数据,系统就可自动计算出监测结果,录入完毕保存后监测人员的工作基本完成。
班组长在所在班组监测数据录入结束后在客户端对所录入数据的准确性和完整性进行审批,如果存在问题,则不通过审批,通知监测人员重新分析、录入,如果无误,则通过审批,此时LIMS WEB中的“检验分析陕报”立刻显示监测结果并包含相应的监测时间、点位、所在分厂、装置、车间、超标限制等数据。有权限的环保管理部门和生产车间、战、队即可查询实时的排污监测数据。
在分析结果报出的次日或周末、月末、季末、年末等时间,质控人员根据管理部门根据正常和临时性监测任务书对系统中所有的数据进行审批,再次确认无漏输的数据和未完成的分析项目,然后根据时间段在客户端操作自动点击上传相应监测报表,包括日报、周报、月报、季报、年报等。系统立刻自动生成报表,检查报表无误后即可确认自动上传。上传后,LIMSWEB中“报表查询”同时显示所确认上传的报表。
至此,LIMS系统中监测数据的全部流程运行完毕。
5 LIMS系统组态、实施和维护
设计好了系统的运行流程,就要开始进行各种组态、实施创建LIMS系统,这也是最为复杂的工作,我们所创建的中国石油独山子石化公司环境监测实验室LIMS系统的组态和重点的实施内容如图3所示,这些工作也是LIMS系统在运行的过程中所需要对系统进行维护的工作。
我们将组态与实施工作化为为五个板块,分别为人员板块、分析方法板块、采样点板块、报表板块和定制功能板块。其中“定制功能板块”是根据用户需求制定的个性化模板,难以通过LabWare LIMS系统自有的功能进行组态,需要独立编程,最为复杂,所以应该在系统其他部分组态完成后进行,其他的板块可以按上述顺序依次完成组态。
首先进行人员板块的组态,石化环境监测实验室采用班组制,所以应该建立班组和岗位以供分配,对于人员,需要分配系统中的角色、工作流界面(需要用Macromedia Dreamweaver等网页制作软件进行创建)、唯一的ID)和密码。
其次进行分析方法板块的组态,对于所有的监测分析方法系统维护人员都要熟系,对于分析过程和数据计算公式更是要熟练掌握,才能配合软件商高效、正确完成每一种分析方法的组态。在对一个分析进行组态时,先要列出所需的分项,对每一个分项的数据类型、重复数、报告名等其他字段、是否可选、是否报告等进行设置,在分项属性中设置修约规则和计量单位。接下来的实施工作主要集中在了计算编程方面,除了数据计算很多分析方法的修约规则、数据取合也需要通过编程实现,此时维护人员需要复习Basic程序语言。编程完成后要比对人工计算的原始记录选择各种区间范围的数据进行测试以保证编程和分析组态完全正确。
再次进行采样点板块的组态,对于采样点部分,环境监测LIMS不适合使用LabWare~台默认的由生产实验室使用的“采样点——产品——分析”的模式,因为环境监测没有传统意义上的产品,而产品这一层级又是平台所不能“跨越”的。所以我们创新性的使用了“产品——分析”的模式,也就是说我们不使用平台的Sample Point、Sample Plan等针对于采样的功能,而是把采样点当成产品,使用平台Product Specification这一针对于产品的功能实施创建采样点,这样系统显得简易,也大大减少了使用过程对于监测点位的维护工作量。对于Product Specification中的字段,可以使用“空气化工老区芳烃主控室、噪声国家原油储备库_南界_1号”这样的“类型、分厂、车间、采样点”的层级结构的字段命名方式,对采样点的特征进行区分,为石化环境监测实验室上千个采样点的分类提供了很大的便利。
监测报表需要使用crystal Reports软件进行编制,在LIMS系统中建立报表模板进行报表配制。如果报表需要根据系统中的数据进行数据统计,如求最大最小值,只显示年度监测平均值等,则需要编程实现,对于水晶报表的编制在此不再赘述。
定制功能是根据实验室的个性化需求和企业的管理要求所编程实现的功能,最为不易,耗时最多,但是可以使LIMS系统不只是计算器、数据统计软件,而可以为工作提供便利,发挥巨大的作用。
6 总结
从LIMS系统的架构选择、LIMS产品平台选择、系统结构的实施规划设计、LIMS系统运行流程设计、LIMS系统组态实施和维护五个方面详细阐述了大型石化行业环境监测实验室LIMS系统的组态与实施过程,以期对可以对同行提供参考。虽然力求详尽,但是处于篇幅所限对于具体的编程技巧和实现方法不能面面俱到的表述。