分离技术论文范文

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膜分离过程的特点

膜就是在一个或两个流体相之内一层吧流体相分离开来的凝聚相物质。膜的凝聚性的形式可以是液态、固态甚至是气态；膜可以是均一相也可以是复合相，但复合相的膜相与相之间拥有不同的相表面，因为不论膜的厚度薄到何程度都需要两个或两个以上的界面，而膜也正因为这两个甚至多个界面达到分割流体物质的功效。此外膜的面积可大可小；膜在流体相中既可以独立存在也可以依附在载体或支持体的微孔之中。膜分离的过程是由浓度差、压力差、分压差、电位差等梯度差异推动的。可分为过滤式膜分离、液膜分离以及渗析式膜分离三种形式。

1过滤式膜分离

以溶液为例，待处理的溶液置于分离器（固体膜）的一侧，在自身形成的压力差或额外增加压力的作用下，透过膜的部分物质成为渗滤液，而留下的部分溶液则为滤余液。若为混合气体则为渗滤气和滤余气。由于待处理混合物质组分的物质有区别和分子大小不同，它们在透过膜时速率存在差异，因而透过的部分与的组分不同于留下的部分，从而实现对组分的分离。目前过滤式膜分离主要有渗透、气体渗透、超滤和微滤等方式。

2液膜分离

液膜分离的操作过程可视为萃取与反萃取的结合：溶质从料液进入液膜相当于萃取。

膜分离技术在化工生产中的应用

膜分离中的超滤技术、微滤技术、反渗透技术和电渗析技术的应用研究较成熟，工业应用广泛，市场效益明显。特别是由于人们环保意识的增强，膜微滤技术以及膜超滤技术被广泛运用于化工生产和环境污染治理当中，尤其是广泛用于水中金属沉淀物、细微颗粒甚至水中细菌、病毒、的过滤。

1膜分离技术在去除含氟化合物中应用

当前一些磷肥生产企业采用膜微滤技术，通过膜分离技术可以截留0.05~10μm的微粒或大分子溶质的原理来除去磷石膏废水中含氟的化合物。研究表明：用膜微滤技术处理过的废水氟量低比用石灰乳处理的氟量低要低很多。传统的石灰乳中和、沉淀废水中的氟成效不大：一是较难达到10mg/L的排放标准；二是处理流程长。首先需要用两级石灰乳对废水进行中和反应；接着在养晶槽内加入铁盐与石灰乳和废水中和反应的产物CaF2微细颗粒进行絮凝沉淀反应；再接着于沉降槽中对絮凝沉淀物进行固液分离；最后用泵将沉淀槽槽底的污泥送至带式过滤机进行脱水处理。同样是处理废水中的氟化物，若是采用膜微滤技术只需一个步骤：即将石灰乳和废水中和反应后的产物送至膜分离器。这样处理后的废水含氟量仅为5~6mg/L，符合10mg/L的排放标准，可以循环使用。

2膜分离技术在废气粉尘回收中的应用

粉尘作为重要的环境污染源一直困扰着城市工业的发展。例如水泥窑的尾气若处理采用普通袋滤器或者旋风分离器，处理后的废气中粉尘含量为90~115mg/m3，系统阻力一般在1.47~1.96kPa，不符合国家排放标准，且水泥窑中尾气含水量多，一旦温度骤降，则会引起生产设备堵塞进而影响生产。但若是在水泥窑的尾气处理中采用膜微滤分离技术，处理后的废气中粉尘含量为4.5mg/m3，系统阻力一般为0.98kPa，符合国家排放标准，且生产设备较少发生堵塞现象，改善了生产环境，提高了生产效率。此外，膜微滤分离器的使用寿命至少有三年。据了解膜微滤分离技术在钛白粉生产中的尾气收尘、磷肥生产中磷矿干法收尘、石灰窑的烟气净化、磷铵生产中干燥窑尾气收尘和磷酸氢钙干燥窑尾气净化中均有应用。

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大学数学教学大纲

课程代码318.009.1编写时间

课程名称数理统计

英文名称Statistics

学分数3周学时3+1

任课教师*徐先进开课院系**数学学院

预修课程

课程性质：

本课程为数学学院本科生开设，是概率论基础的继续，介绍数理统计学的基础知识。

基本要求和教学目的：

课程基本内容简介：

数理统计是一门理论研究与数学实践相结合的学科，它区别于概率论基础部分，不从概率空间出发，而是考虑如何给随机现象装配一个概率空间。

数理统计学研究数据资料的收集、整理、分析和推断，广泛地应用于社会科学、工程技术和自然科学中。

教学方式:

教材和教学参考资料：

作者教材名称出版社出版年月

教材概率论，第二册，数理统计（两分册）人民教育出版社1979

参考资料陈希孺数理统计引论科学出版社1981

峁诗松,王静龙，濮晓龙高等数理统计高等教育出版社，施普林格出版社1998，2003

J.O.BergerStatisticaldecisiontheoryandBayesionanalysis,2ndedition

中译本：贾乃光译，统计决策理论和贝叶斯分析Springer-Verlag,NewYork

中国统计出版社1985

1988

教学内容安排：

第一章引论

本章的教学目的是阐述数理统计学的基本问题，介绍数理统计学的基本概念。指出了现阶段的教学内容是研究如何利用一定的资料对所关心的问题作出尽可能精确可靠的结论，而不是考虑如何设计获得数据的试验。

统计量是从数据中提取信息的工具。本章介绍了两种常用求估计量的方法，介绍了刻画统计量性能的一致最小方差的概念。

§1统计学的基本问题

§2数理统计学的基本概念

§3求估计量的两种常用方法

§4一致最小方差无偏估计

第二章抽样分布

本章假定待研究的母体服从最常见的正态分布，导出了常用统计量，，的分布。本章的结论是对小样本讨论的，由于正态分布的特殊性，它们也可作为大样本情形的极限分布。

本章还介绍了与正态母体相联系的柯赫伦定理与费歇定理。

§1正态母体子样的线性函数的分布

§2分布

§3分布和分布

§4正态母体子样均值和方差的分布

第三章假设检验（I）

本章的教学目的是让学生认识到参数估计、假设检验和区间估计是针对问题的不同性质而作的三种统计推断，掌握并正确理解显著性检验问题的处理步骤。在本章的执行过程中，给出了一些典型的假设检验问题的分析和理解，以帮助学生掌握和运用这一统计思想。

本章介绍了具有一般意义的广义似然比检验。

§1引言

§2正态母体参数的检验

§3正态母体参数的置信区间

§4多项分布的检验

§5广义似然比检验

第四章线性统计推断

本章主要讨论数理统计学中两类重要的问题，线性模型和回归分析，介绍了处理另一类问题的方差分析。在数学过程中，解释了在复杂问题中使用线性模型的合理性，也分析了统计假设在实际问题中的意义。

在本章的执行过程中，比较了回归分析与线性模型的异同点。

§1最小二乘法

§2回归分析

§3方差分析

第五章点估计

本章从理论的角度讨论了一致最小方差无偏估计的性质。介绍了一些寻找一致最小方差无偏估计的方法。

§1最小方差无偏估计

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1.1研究对象

选取在2011年1月～2011年12月和2012年1月～2012年12月间手术室工作的28位护士，其中包括女性26人，男性2人；年龄为23～50岁；主管护师6人，护师12人，护士10人；大学本科11人，大专13人，中专4人。

1.2方法

对弹性排班联合量化计分绩效考核制度与传统排班加平均分配绩效制度在年手术例数、年加班时数、年欠班时数、年补休时数、人均日工作时间、薪酬满意度等方面进行统计和比较。①排班方式：根据手术时间的长短决定下班时间，超时补休，欠时加班。即在完成常规手术后，除留下2名护士负责完成急诊手术外，其他人员按规定填写时间后即可下班。但必须保持手机联系通畅，如有第2台急诊手术，将随时呼叫最早下班人员，该人员必须在30分钟内赶到。同时，除工作人员有特殊情况需要主夜班接替外，常规手术均由本组人员完成。排班的原则是满足手术病人及手术医生的需要，合理有效地安排人力、物力，保持公平原则。同时，尽量照顾护理人员的特殊需求，使大家在工作紧张及工作量大时能圆满地完成任务，在工作结束时能尽可能地身心放松，好好休息。②量化计分绩效考核方法：按班次、加班时间、手术时间及加分项目分别给予计分。主班值班时间为8:00～18:00记1分，并且每台手术加0.1分；夜班值班时间为18:00～8:00记3分；听班每班记1.5分；加班时间每小时记1分。手术时间按麻醉记录单切皮至关皮时间计算（全麻手术以切皮至麻醉清醒时间计算），手术时间小于2h,记1分，2～4h记2分、大于4h记3分。加分项目为特殊摆放每台手术记0.5分，特殊感染处理每台手术加0.3分。然后根据所得分值计算业绩工资。③设计问卷：采用问卷调查法了解护理人员对现行弹性排班联合绩效考核制度的满意度情况。本问卷自行设计，共7项，用3分制尺度对各项的满意程度评分，满意为3分，一般满意为2分，不满意为1分，用得分的均数进行统计学分析。

2结果

2.1两种排班方法比较

在没有增加人员编制的情况下，实行弹性排班联合绩效考核制度的1年中手术增加432台，年加班时数增加170h，年补休时数减少172h，平均日工作时数由8.68h降至7.82h，护士满意度由45%升至98.5%，具体需要说明以下几点：①加班时间：按规定8:00～12:00,12:00～18:00，8小时以外的工作时数，按小时累计。②欠班时间：指实际在班工作时数未及8小时的数值，按小时累计。③补休时间：指实际工作时数超过8小时的数值，按小时累计。

2.2护士评价

本次调查问卷共发出28份，收回28份，共调查196项，其中“一般满意”3项，“不满意”1项，护士的满意度为98.5%。

2.3医生评价

手术室实行弹性排班联合量化计分绩效考核制度用于护士人力资源管理后废除了过去的传统排班加绩效平均分配制度，既合理有效地利用了人力资源，提高了护士的工作效率，同时，又体现了技术风险、责任风险与绩效薪酬成正比、多劳多得、优劳优酬的公平原则，调动了护士工作的主动性和积极性，提高了护士的工作质量。从问卷调查中可获得手术医生对护士服务态度、工作质量的结果分析。

3讨论

3.1科学有效利用人力资源，提高工作效率和工作质量

传统排班制度由于管理者难以合理、公平的安排加班人员，所以只能让全体护士坐等下班，极大地浪费了人力资源。如果遇上8小时工作时间以外的急诊手术需叫护士回岗工作时，由于护士一直处于工作或坐班状态而未等到充分的放松和休息，会导致身心疲惫，影响工作效率和工作质量。弹性排班则灵活的将原来等待下班的时间用于安排护士休息，既将欠班时间变为加班时间，使加班由被动变为主动，同时辅以量化计分的绩效考核制度，充分体现了多劳多得，优劳优酬的原则，调动了护士工作的主动性和积极性。

3.2工作安排更加合理，确保了手术安全

弹性排班让手术室的护士长能充分发挥行政职能管理作用，合理调配排班。根据每天的手术量、手术大小和难度、上班实际人数实行弹性排班，由于取消了接替班制度，从而减少了差错事故的发生率，确保了手术安全。

3.3护士的综合素质得到提高

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【关键词】中药给药系统；固体分散体；水飞蓟素；五仁醇

固体分散体(soliddispersion，SD)是指固体或液体药物以微粒、微晶或分子状态高度分散于固态载体中所构成的分散体系［1］。固体分散技术应用于药物研究的历史可追溯至1933年，当时丹麦Ferrossam制药公司首次应用氢化植物油为分散载体，以乙醇为溶剂制备了维生素AD滴丸［2］。固体分散技术的出现为改变药物的溶出行为提供了一种很好的方法，已成为改进制剂、发展现代剂型的一个基本手段。该技术不仅为解决难溶性药物的溶解性差和生物利用度低提供了解决途径，而且有利于制备高效和速效的制剂；也可将水溶性药物以水不溶性载体、肠溶性材料或脂质材料等为载体制成长效缓释和控释制剂［3～7］。

近20年来，固体分散技术在制药领域中的应用不断扩大，对我国传统中药的开发与进步也起到了重要的促进作用，目前已经成功用于中药剂型改革，其中尤以中药滴丸的研制和产业化成果显著。本课题组通过对水飞蓟素滴丸和五仁醇固体分散体等的系统研究，对固体分散技术应用于中药给药系统进行了研究。

1固体分散技术在中药给药系统中的应用

中药有效成分多为难溶性，存在一定的溶出吸收障碍，为达到理想疗效往往需要增加服用剂量。通过选择适宜载体，使药物以微晶等形式分散在载体中，促进有效成分溶出，对提高药物的生物利用度、降低服用剂量具有重要意义。

1.1改善难溶性药物的溶出水飞蓟素（Silymarin）为传统的保肝护肝药，系从菊科植物水飞蓟果实中提取得到的黄酮类化合物。目前临床上使用的水飞蓟素制剂主要有片剂、胶囊等固体制剂和注射剂等，均不同程度存在溶出差、生物利用度低的问题［8］。以水飞蓟素为例，系统研究了固体分散体对中药难溶性成分溶出行为的影响。

采用水溶性载体材料制备固体分散体是近年来研究较多的增加药物水溶性的方法。在实验中，选择水溶性基质聚乙二醇类作为主要载体，以溶出度为指标，对滴丸的处方和制备工艺进行了优化。根据优化结果，简单工艺过程如下：将处方量原料过100目筛，加入80℃熔融的以PEG6000为主的基质中；搅拌均匀，保温滴制。

按上述方法制得的滴丸丸形均匀，溶出试验表明，水飞蓟素滴丸溶出快于其他市售产品（图1）。将溶出数据按Weibull分布模型进行处理，得到水飞蓟素滴丸、益肝灵片及利加隆胶囊的溶出度参数（表1），结果表明，以熔融法制得的水飞蓟素滴丸的溶出速度和程度均高于市售剂型。图1滴丸与对照制剂的溶出情况(n=3)表1不同剂型的溶出度参数

1.2提高药物的生物利用度药物的生物利用度与分散状态密切相关。笔者以大鼠为实验对象，研究了水飞蓟素滴丸和益肝灵片大鼠体内药物动力学行为。由血药浓度-时间曲线可看出，水飞蓟素滴丸的生物利用度为益肝灵片的2.074倍。同时，峰浓度和达峰时间也有一定提高，实现了速效、高效的目的（图2）。

图2水飞蓟素滴丸和益肝灵片的药时曲线1.3改善物料性质中药提取物粘稠不易制成其他剂型，可采用适宜方法制成固体分散体，改善物料的性质，从而可顺利制成其他剂型。五仁醇为五味子核仁的醇提取物，是临床常用的肝胆疾病辅助治疗药物。由于五仁醇中含五味子甲素、五味子乙素、五味子醇甲等木脂素类成分，均为脂溶性、极难溶性化合物，提取分离困难，临床给药体积大，生物利用度低［9］。笔者考察了不同分散介质和载体用量对固体分散体的影响，选择了PVPK30为载体，以溶剂法和冷冻干燥法结合，制备五仁醇固体分散体，极大改善了五仁醇提取物的性质（图3）。相对生物利用度计算结果也表明，大鼠灌胃五仁醇固体分散体后五味子乙素的生物利用度较普通胶囊约提高了1倍，提示五仁醇固体分散体不但改善性状，同时引起剂量－效应关系的改变，为降低五仁醇用药剂量提供了可能。

1.4增加药物的稳定性中药挥发性成分的逸失一直是中药制剂过程中的难点。初步的研究结果表明，将挥发油制成脂溶性载体为主的固体分散体，可减少该类成分的挥发逸散，增加制剂的稳定性。

2中药固体分散体研究方法与质量评价

药物在固体分散体中的分散状态是质量评价的重要项目。物相评价常用热分析法、X-射线衍射法、红外光谱测定法、显微镜法以及平衡相图法等，常结合体外溶出度及体内生物利用度来评价。中药固体分散体的评价与西药固体分散体的评价方法基本相同。但由于中药成分的复杂性，对其全面评价方法与指标尚需进一步研究。笔者选择上述常用方法对制备的水飞蓟素滴丸的物相系统进行了综合评价。

2.1热分析法热分析法有差示热分析法（DTA）和差示量热扫描法（DSC）。固体分散体中如有药物晶体存在，则有吸热峰存在，药物晶体存在越多，吸热峰面积越大。本实验用DSC法检测了水飞蓟素原料，聚乙二醇类载体，按照滴丸的比例混合的水飞蓟素和聚乙二醇的物理混合物和水飞蓟素固体分散体滴丸（图4）。由图可以看出，滴丸中的药物扩散要比在玻璃态时快的多。至于这个现象的出现对药物的释放速度和释放量有多大的影响还需要进一步的实验研究。

2.2X-射线衍射法X-射线衍射技术可以用来了解固体分散体的分散性质。本实验用X-射线衍射法检测了水飞蓟素原料，聚乙二醇，按照滴丸的比例混合的水飞蓟素和聚乙二醇的物理混合物和水飞蓟素固体分散体滴丸。结果表明，固体分散技术可以使药物的结晶度大大降低，显著改善药物的分散状态（表2）。表2实验各样品的出峰情况

2.3红外光谱测定法红外光谱法主要用于确定固体分散体中是否有复合物形成或其他相互作用。本实验用红外光谱法检测了水飞蓟素原料，聚乙二醇，按照滴丸的比例混合的水飞蓟素和聚乙二醇的物理混合物和水飞蓟素固体分散体滴丸(图5)。由图5可以看出，固体分散体的峰强度较水飞蓟素相同位置的峰强度小，表明在滴丸中水飞蓟素的分散状态较好。图5聚乙二醇、物理混合物、水飞蓟素滴丸和水飞蓟素的红外图谱

3中药固体分散体研究难点及发展趋势

3.1完善理论基础目前对中药固体分散体的研究大多限于表面，载体与药物的关系、制备方法、成形、溶出机制及物质状态方面的理论研究不够深入。在处方和制备工艺研究中多凭经验，缺乏理论支持。由于中药成分复杂，在借鉴化学药物固体分散体理论的同时，应考虑中药成分的特殊性，深入研究固体分散体成型理论稳定化方法，寻找可行的参数计算方法为中药固体分散体的研究提供理论指导，如Greenhalgh等采用Hildebrard溶解参数法，通过考察药物与载体的相容性，选择适宜的载体，增加稳定性［10］。通过基础理论的完善，减少工作中的盲目性和重复性，提高开发效率与产品质量。

3.2开发新型载体固体分散体的制备所用的载体量较大，药物所占的百分比不高（小于1：1.5），因而应用于较大剂量的药物尚有一定困难。中药处方往往剂量较大，使得固体分散技术在中药领域中的应用受到了很大的限制，亟待有载药量大、能够促进固体分散体的稳定性提高的新型载体的出现。界面活性剂与自我乳化剂可作为基质的新来源，也可加入一般基质中以改进其质量。诸多研究也对新型载体应用于固体分散体的制备和改进作了尝试。如黄华等将表面活性剂吐温-80应用于葛根素PVP3800固体分散体的制备［11］。翟光喜等以磷脂、PVP或PEG4000制成的槲皮素固体，提高了主药的溶解度与稳定性［12］。随着新的载体材料的不断出现及固体分散技术的不断发展，这一新型制剂技术必将会更加广泛地应用于中药制剂的开发和生产。

3.3新型生产设备的研究固体分散体的制备方法有熔融法、溶剂法、溶剂-熔融法、研磨法、喷雾干燥法（冷冻干燥法）等。目前这些方法的研究探索多为实验室规模，与大规模生产尚有一定距离。要使实验室产品能够顺利产业化，需要结合机械、车间设计等因素，加大产业化力度，切实为我国中药产业的发展起到促进作用。目前中药固体分散体中，滴丸制剂产业化较为成功，成果显著。在全国已经有近百条生产线，生产工艺成熟，产品质量稳定。不足之处是存在丸重限制（<70mg），因而大处方中药的应用尚有一定限制。大滴丸（>100mg）设备的开发研制，将扩大滴丸剂的适用范围，促进中药固体分散体的发展，使其更能遵循“君臣佐使”的平衡机制，全面兼顾疾患病因、病机的对症，充分发挥中医药的特点。

3.4增加固体分散体的稳定性固体分散体在贮存中的老化现象也是限制其广泛应用的一个主要因素。一般认为用熔融法制备的固体分散体中，一部分药物以分子状态分散形成固态溶液，过剩的药物以何种形式存在很大程度上依赖于制备方法。药物可能全部或部分形成过饱和溶液、无定形或微细晶形，过饱和溶液和无定形物慢慢老化，析出结晶。同样，一些载体在固体分散体中呈现热力学不稳定性，随时间而变化。用溶剂法制备的固体分散体也存在老化现象。

人们对固体分散体的稳定化方法进行了广泛深入研究，一般认为可通过降低药物浓度、选用较低的温度时溶解度也较大的载体以及严格防潮等方式来增加固体分散体的稳定性［13～15］。

3.5开发功能性固体分散体随着新型载体和新型设备的开发，选用新型载体、混合载体，探索制备定向性、靶向性的缓释和控释固体分散制剂，将更大程度上促进中药制剂的发展。

4结语

中药制剂是中药产品的最终表现形式，制备符合现代药品“三小三效三方便”原则的现代中药制剂，是现代中药研究的主要内容之一。固体分散技术作为一种新型给药系统的优越性显而易见。通过固体分散技术，改善物料性质，增加难溶性中药有效成分或有效部位的溶解度，提高中药制剂的生物利用度，对促进中药剂型进步和中药资源的合理充分利用具有重要意义。研究固体分散体新的制备方法，解决固体分散体老化和稳定问题等将是今后固体分散体研究的新课题。随着固体分散技术的发展和我国中药现代化的巨大进步，固体分散技术将成为设计现代中药剂型、改进药物有效性、安全性和稳定性的重要有效手段。

【参考文献】

1平其能.现代药剂学.北京：中国医药科技出版社，1998，66-74.

2YalkowskySH.TechniquesofSolubilizationofDrugs.NewYork：MarcelDekkerInc，1981.

3KushidaI，IchikawaM，AsakawaN.ImprovementofdissolutionandoralabsorptionofER-34122，apoorlywater-solubledual5-lipoxygenase/cyclooxygenaseinhibitorwithanti-inflammatoryactivitybypreparingsoliddispersion.JPharmSci，2002，91(1)：258-266.

4CarigDQ.Themechanismsofdrugreleasefromsoliddispersioninwater-solublepolymers.IntJPharm，2002，231(2)：131-144.

5ChenD，TsayR，LinH，etal.Stabilizationandsustained-releaseeffectofmisoprostolwithmethacrylatecopolymer.IntJPharm，2000，203(2)：141-148.

6YanG，LiHN，ZhangRH，etal.Preparationandevaluationofasustained-releaseformulationofnifedipineHPMCtablets.DrugDevIndPharm，2000，26(6)：681-686.

7IannuccelliV，CoppiG，LeoE，etal.PVPsoliddispersionsforthecontrolled-releaseoffurosemidefromafloatingmultiple-unitsystem.DrugDevIndPharm，2000，26(6)：595-603.

8朱铉，郑哲洙，崔京浩.水飞蓟素及其制剂的研究进展.中国野生植物资源，20（3）：47-49.

9陈业高，秦国伟，谢毓元.五味子科植物木脂素成分生物活性研究进展．中药材，2001，24（1）：62-65.

10GreenhalghDJ，WilliamsAC，TimminsP.Solubilityparametersaspredictorsofmiscibilityinsoliddispersions.JPharmSci，1999，88(11)：1182-1190.

11黄华，王显著.表面活性剂对葛根素固体分散体体外溶出的影响.中国药科大学学报，2004，35(4)：315-317.

12翟光喜，娄红祥，毕殿洲.磷脂固体分桑体对槲皮素溶出促进作用的研究.沈阳药科大学学报，2003，20（4）：235-238.

13SerajuddinATM.Soliddispersionofpoorlysolubledrugs：earlypromises，subsequentproblems，andrecentbreakthroughts.JPharmaSci，1999，88(10)：1058-1066.

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关键词：图像监控电力系统开发应用

1概述

图像监控系统在工业、邮电、银行等部门应用较多，在电力系统的应用尚处于初期和推广阶段。该系统将现场摄像机摄得的图像通过一定的通讯通道传到监视中心，即可以清晰地看到现场的实际情况。图像监控在电力系统中有以下功能和特点：

（1）适用于无人值班变电所，监视变电所的设备运行和操作状况、发热情况，解决防火、防盗问题，并逐渐与操作人员现场操作的远方监视相结合，必要时各监控中心的图像信息数据要上局计算机网络，供网络用户察看。

（2）由于变电所之间距离较远，通常几十公里，甚至上百公里，通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩，因此图像质量较之现场的模拟信号稍有损失，必须选择好的压缩和解压缩的方式以尽量减少图像的损失。

（3）变电所设备的图像监视以静态物体为主，

动态物体为辅（如操作、防盗等）；监视平时需登高或带电位置的设备情况，如渗油、发热、冒烟等状况；电力大楼的各管理、监视用户通过MIS网的终端进行监控。

（4）要有撤防和布防功能。当变电所有人工作时，要撤防，以免误报警。当变电所位于无人状态时，要布防。

（5）控制功能的主要对象是云台和镜头，包括云台的左右旋转、上下俯仰、镜头聚焦、光圈调整和变焦变倍功能。对于多个云台和镜头的控制，一般采用诸如89C51，8031等单片机加以选择和控制。

2电力系统图像监控的组成

无人值班变电所的图像监控主要由摄像机、云台、编码器、解码器、画面分割器、视频监视器等部分组成。另外，还需与照明系统和防火、防盗系统相结合，成为一个完整的监控系统。

2.1摄像机（包括云台）

摄像机可分为：黑白、彩色、广角、调焦、一体化等多种，适用于不同情况，技术参数也各不相同，黑白摄像机适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，可选的分辨率通常高于彩色摄像机。彩色摄像机可以观察设备的红绿灯等情况。一般在变电所采用彩色摄像机，经费紧张或摄像机数目较多时，在电容器室、电缆层等地可采用黑白摄像机；门厅可采用广角镜头的摄像机；控制室、开关室宜采用连带镜头、自动光圈的摄像机，对准目标后能迅速自动调整，不会因支架的抖动或人工因素造成调整困难；球型一体化摄像机是将摄像机、光学镜头、全方位云台、解码驱动器以及附属的底座和防护罩，集成在一个单元中，可以嵌入天花板、吸顶安装或支架安装，适用于室外和主控室墙壁距监控屏较远的地区。室外摄像机还可内置自动温感排风和自动防霜装置，可进行64点全方位预置，随时对2～3台主变油位、中性点闸刀、电容器以及围墙外场景进行监视，总体上降低成本。

此外由于压缩方式对图像的限制，如果图像传递后清晰度最高只能做到640×480，则摄像机的只要选择480线水平清晰度即可，不必选择太高清晰度，以免增加造价。

2.2视频监视器

监视器可分多种：工业监视器、电脑屏幕、电视机、数十台监视器组成的电视墙等，可以根据实际需求进行选择。一般采用计算机作为监视器的，易于操作和控制，由于要显示多画面图像，宜采用17英寸以上的屏幕。采用电视机作为监视器，价格便宜，但图像线数较低，对图像要求较低的场合比较适用；工业监视器清晰度较好，但控制和调节参数的灵活度不如计算机，条件允许的情况下可以采用计算机和工业监视器并用的方式。

2.3画面分割器

使用画面分割器能同时显现前端多个摄像机输出的画面。它分为固定式的四画面分割器和4个以上的多画面分割器。在监控室用计算机进行监视时，易采用4画面分割设备，既使每个画面比较清晰，容易观察，又可以观看多个图像；4个以上的画面比较小，且设备的价格比较高。

2.4编解码设备及相应的图像数据压缩技术

远程的图像传输涉及到图像的压缩和解压缩，一般编码器放置在变电所的控制室内，将现场的图像数据压缩为数字信号，传送到监控中心，解码器放置在监控中心，解开压缩的数据。编码器和解码器是互相对应的。有一对一的配置方式，也有一对多的配置方式。基于主机的视频图像压缩技术有面向硬件的和面向软件的（如Intel的In－deo）两大类。面向硬件的是基于DCT变换（离散余弦变换）等，有如下三种不同的算法：

（1）视频图像压缩算法DVI（数字视频交互），压缩后图像数据率为1．5Mbps。

（2）用于综合业务数字网（ISDN）通信中的H．261算法。

（3）用于动态图像压缩的MPEG标准，目前有MPEG1，MPEG2，MPEG4三种算法。其中MPEG1的图像质量与家用电视系统相近，压缩后的数据率为1Mbps～2Mbps，亮度信号的分辨率为360×240，色度信号的分辨率为180×120，每秒30帧。MPEG2算法的原始目标是对每秒30帧的720×572分辨率的视频信号进行压缩，压缩后的数据传输速率为5Mbps～10Mbps。

目前应用较多的为H．261，MPEG1和MPEG2三种方式，由于变电所的图像是静态和动态相结合，以静态为主，因此三种方式都适合，当然，高倍率的数据压缩是以损失原始数据信息量为代价的，会影响到传输图像的质量。

3图像监控系统方案的比较

3.1监控与通讯

（1）监控方式

1）由调度或监控中心（在局大楼内）统一监视、控制，适用于变电所数量不多，分布较集中的电力局。

2）由若干监控中心分别监控变电所，再将图像上传到局大楼的方式，三级结构，适用于变电所数量较多，分布较广的地区。

3）监控中心与MIS网终端应有一定的优先级，一般来说，监控中心优先控制和操作，MIS终端只能监视和切换画面，两者不能有冲突．（2）通讯与传输方式

图像视频信号的传输途径有多种：一点多址小微波、音频电缆扩频通讯传输、光纤2M数据口传输、电话电缆传输等方式。从实际应用效果来看，光纤传输效果最好。用电话线传输图像容易产生断续现象，不利于观察防火、防盗现象，但观察静态事物，尚可应用。

图像监控系统的分布与通讯通道的布置有关，有以下几种方式：变电所与监控中心有直接的通讯连接；变电所与局大楼有直接的光纤连接，监控中心再与局大楼有通讯连接，两种情况考虑的方案应有所不同。

信息传输通常采用TCP／IP和网络组波（Multicast）的技术，最大限度利用了网络的传输性能和网络带宽，避免网络的拥塞．

3.2信息压缩形式

（1）硬件压缩、软件解压的方式

用一个软件就能解决所有的解压缩问题，且升级换代容易，降低了成本，MIS网上的计算机只要安装相应的软件并授权，就可以成为一台功能齐全的监控主机，但稳定性较硬件为差，同一监控中心的变电所之间兼容性差。

（2）硬件压缩、硬件解压的方式

稳定性好，若采用一对多解码器，成本较低，但兼容性差；若采用一对一编解码器，只要总体设计原理相同，不受产品限制，但主站的控制软件也不具备兼容性，且监控中心的解码设备数量繁多，若监控中心的通讯通过调度中心转发，则电力大楼的硬件设备也很多，且需要两套编解码设备，上网需要两次压缩解压缩。

3.3控制界面操作

主站软件在控制云台方面的操作有两种方式：

（1）界面提供专业控制面板，用鼠标点击相应的方向进行控制。

（2）直接在图形界面上引导云台的转动方向，鼠标指针向哪个方向滑动云台就朝相应方向转动。

后种方式对于监控人员来说，非常方便，易于操作。

可以在电子地图上直接用鼠标双击获得远程终端的图像和对应摄像机切换和控制权。地图可完全模拟相应变电所环境，方便操作人员寻找摄像机和快速切换。

3.4发热报警装置

变电所设备发热也是比较常见的问题，时间一长，容易造成事故。可以采用两种方法监视无人值班变电所的发热状况：

（1）用红外摄像机进行监视报警，成本较高。

（2）用金属片发热变色，摄像机自动巡回检测后自动报警，比常规的红外测温仪要方便很多。金属片一般装设在开关或变压器的端头位置。

3.5无线摄像机和无线对讲设备

采用无线摄像机和无线对讲设备，当变电所有人巡视或操作时，随身携带以便于远方监视，防止走错间隔或误操作。为今后变电所单人操作监视的运行方式做好技术准备。

无线摄像机体积小，且通常镜头和发射天线均包含在其中，发射功率小，传送距离较近，大多在100m之内能接收。因此无线接收接口必须配置在适当的位置（一般在主控室），以保证信号的畅通。

无线摄像机可以做成帽式或手提式。由实践得知，帽式在头上运行人员走动时经常发生抖动，难以迅速聚焦，而手提式结构可视角度大，轻巧便利，比较切合单人操作摄像。

3.6其他设备

（1）升降车。室外一体化摄像机由于架设位置比较高，天长日久玻璃面罩积灰，摄像质量严重下降，定期安排清扫又受到安全距离影响，因此可设计为升降机结构，只在第一次安装调试时需要停电，以后的维护极为方便。

（2）滑轨。开关室的结构一般成行排列，只设一个或少量的摄像头无法看清每个开关柜的状况，无法对运行提供依据。设多个摄像机既增加成本，也存在死角。因此设计和开发步进马达式的电动滑轨装置，操作人员在远方就能控制摄像机前后左右移动，灵活方便，又降低造价。

（3）组合电缆。电力系统对电缆有特殊要求：阻燃、防火、防小动物，目前市场上还无铠装的视频电缆，因此可以设计将控制电缆、视频电缆、电源电缆三合一，制成铠装阻燃电缆，既对高压电磁场起到良好的屏蔽作用，又方便安装和施工。

4其他辅助系统的接入

4.1防火、防盗装置

在没有考虑变电所图像监控时，防火、防盗装置也是作为无人值班变电所的必要条件提出的，它结合综合自动化输出两个综合信号，存在的缺陷是经常出现误报，由于综合信号无法得知什么区域发生火警和盗警，工作人员赶到现场，可能为时已晚。

如果能将防火、防盗结合图像监控系统，就可以解决上述问题。采用警情联动功能，当发生报警时，立即启动摄像机，可以得知是哪个区域发生报警，是否误报，重要情况还可启动自动录像装置，为事故分析提供条件。

目前绝大多数厂家生产的火灾、防盗报警控制器不具备报警规约的输出功能，或只有一个开关量接点输入，因此防火、防盗设备与图像监控的结合需要合作开发，且火灾报警控制器要经中国消防产品质量认证，控制器可采用RS232标准接口与上位机通讯。

与防火、防盗设备相连，探测报警信号源有以下几种：烟感探测器、热感红外线控测器、微波物体移动感知器、开关、玻璃破碎感知器等等。一般无人值班变电所大多采用前三种探测器。若经济条件较好，可采用多种探测器相结合的方式。为减少单一探测原理装置易产生的误报，可以将红外、微波、超身等探测方法组合成双鉴式，即基于两种原理的复合式报警器。

4.2变电所照明系统

图像监控装置启动变电所照明有两种方案：

（1）摄像机上安装射灯，可以随着摄像机的转动而转动，远方控制，灵活性高，但亮度范围有所限制。

（2）启动变电所的照明电源，当有警情或远方控制时，可以开启变电所相应位置的灯光，亮度范围广、效果好。

4.3长延时录像机

监控中心在采用计算机监控时，可用计算机硬盘录像，必要时采用双硬盘备份，但硬盘录像时往往计算机运行速度就很慢，不能同时调用图像或控制。但很多情况下可以在监控中心外接长延时录像机进行录像。24h的长延时录像机比较理想，每日只需更换一盘录像带。讯协议对于子站的技术、通讯接入以及MIS的联网都大有影响，因此一旦主站方案选定后，再采用另一家厂家的产品，很难兼容和接入，对系统的图像质量也很有影响。如果有多个监控中心，虽然不同主站各自可以采用不同的系统，但是如果要联入MIS网，又将会互相冲突。因此在考虑安装图像监控系统时，一定要有一个总体的方案。一般变电所内需要监视的位置有：

（1）主变：油位，中性点接地闸刀，端头的发热情况。

（2）开关室：监视开关室的人员出入及开关操作的正确性，及面板上的微机保护或自动化装置的面板。

（3）门厅：监视进出的人员。

（4）电容器室：防盗、防火监视。

（5）主控室：监视设备、直流系统、自动化装置等设备的读数，计算机等设备的防盗，运行人员的现场情况等。

（6）电缆层：防火。

集各有关单位的人员进行讨论，特别是运行人员对摄像头的布置，通讯人员对通讯的接入和设备调试，计算机人员对于MIS网的接入和设置，保卫人员结合防火、防盗等都要有一个综合的考虑，新建的变电所应在投产之前进行布线和设备安装等需要停电的工作，改造的变电所要结合检修一起施工。在施工中应注意：

（1）图像监控系统的施工安全问题相当重要，既要考虑安装时的安全间距，又要考虑维护的方便性。

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关键词：3.5GHz固定无线接入

信息产业部已于2001年6～8月就重庆、武汉、南京、厦门和青岛五城市的3.5GHz固定无线接入频率和经营许可进行了招标。现即将在全国32个城市进行招标，预计3.5GHz固定无线接入的市场将于今年启动。随着电信格局即将发生的巨大变化，3.5GHz固定无线接入系统的竞争也更趋激烈。

3.5GHz固定无线接入FWA（FixedWirelessAccess）系统采用点对多点微波技术。该系统在传统的电路型无线通信技术中融合了IP数据通信技术，主要提供大容量的语音和数据业务接入，也可以为窄带无线系统和移动基站提供回传连接。对于不便铺设光缆的用户、相对分散铺设光缆不经济的用户以及对开通紧迫性很强的用户，引入快速经济固定无线接入系统可为用户提供急需的接入服务，对解决“最后一公司”接入网的瓶颈问题，起到了有力的补充作用。因此具有广泛的商业应用。价值和发展前景。

13.5GHz固定无线接入系统结构

系统构成一般包括中心站（CS）、终端站（TS）和网管系统三大部分。中心站和终端站又分别可分为室内单元（IDU）和室外单元（ODU）两部分。3.5GHz固定无线接入系统是一种点到多点的分布式系统，TS用户通过用户接口网络（UNI）与单个的用户终端（TE）或者一个用户驻地网（CPN）相连，中心站（CS）通过业务节点接口（SNI）与外部网络相连。系统结构如图1所示。

（1）中心站（CS）

中心站位于服务区中心，逻辑上可以分两个部分：中心控制站（CCS）和中心射频站（CRS）。中心控制站是业务汇聚部分，并提供到网络侧的接口；网络侧的接口一般有STM-1、10/100Base-T、E3/T3、n×E1等接口。中心站覆盖的服务区一般分为多个扇区，每个CRS对应一个扇区，每个扇区可以对一个或多个远端站提供服务。CCS将来自各个扇区不同θ用户的上行业务量进行汇聚复用，提交不同的业务节点；将来自不同业务节点的下行业务量分送各个扇区。

（2）终端站（TS）

在3.5GHz固定无线接入系统中，终端站（TS）属于远端设备，设置在用户驻地，为用户提供系统的接入点并为用户提供各种业务接口。可提供接口类型包括10Base-T、E1、n×64Kbps、FR、POTS或ISDN接口。

（3）接力站（RS）

接力站作为系统实现的可选项，用以转发中心站和终端站之间的信号。RS天线可以采用扇区天线或小波束角定向天线。

（4）网管系统

3.5GHz固定无线接入系统一般采用基于图形界面的网络管理系统，系统可运行在MicrosoftWindowsNT或UNIX平台上。用户使用系统可轻易地对网络进行配置和管理。网管系统的功能一般包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计费信息的收集等。

2系统性能特性

2.1频率使用

根据国家无线电管理避已颁布的3.5GHz频段地面固定无线接入系统所用的频率资源和相关频率参数，其双工方式为FDD，上行远端站发射频段为3399.50～3431.00MHz；下行基站发射频段为3499.50～3531.00MHz；同一波道收发射频频率间隔100MHz。

2.2调制方式和多址方式

调制方式主要包括GFSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等。调制方式不同调制效率Em(bit/s/Hz)不同，由以下公式给出：

Em=[(log2(M)·R)/1+r]bit/s/Hz

其中，M为调制阶数，R为编码率，r为滤波器滚降系数。调制效率随着调制阶数的增大而增大。但是实际工程中，外界干扰对系统性能的影响将急剧增加，会降低系统的性能，因而可根据需要采用自适应调制技术或者根据具体情况选择调制方式。在一个扇区可以采用多个调制方式混合使用，其目标是使得在任何一点都将采用尽可能高效的调制方式。也就是在一般情况下，根据传输质量和传输覆盖范围，离基站近的区域可以使用比较高效的调制方式，距离大时采用更可靠的方式。

常用多址技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。根据3.5GHz固定无线接入的一些特殊情况，具体采用那一种多址方式，需要根据业务模式、技术成熟程度、性价比等来考虑。

传统的FDMA效率较低，但是目前出现的W-OFDMA以及动态FDMA技术使得接入效率大为提高。OFDMA经过串并变换到各个正交子载波上后，并行码元信号周期远大于串行信息码元周期，再加上保护间隔，使其能基本消除码间干扰。因此与其他接入技术相同的高斯噪声相比信道上能支持更高标准的干扰，而且在OFDMA时信道均衡非常容易，QPSK情况下不需均衡器。OFDMA现已被IEEE802.16TG3标准确立为唯一的传输方式。动态FDMA技术根据业务量调整调制解调器的参数，动态分配每个频分信道的带宽，在两个不同极化的扇区中使用同一频率以提高频率利用率。但是OFDMA对相位噪声非常敏感，对同步和前端放大器的线性要求更加严格；动态FDMA对调制解调和ODU要求严格。

CDMA主要基于扩频通信的基本原理，使得传输信息的信号带宽远大于信息本身的带宽，扩频码采用正交码或准正交码作地址码实现码分多址，CDMA主要应用在北美蜂窝标准IS-95、IMT-2000以及卫星通信等。CDMA的优点是容量大、抗互扰能力强、信号功率谱密度低、相关特性好，CPE峰值功率和平均功率的比值小，但是当PN码正交性能欠佳或者干扰超过干扰容限时，性能将恶化，因此抗自扰能力相对欠缺。另外占用的信号频带宽，扩频后的带宽远大于扩频前的信息；地址码数量大的限制，对大容量的通信也有一定的限制，因此在频率资源有限的情况下，将带来不少的麻烦。

TDMA是发达端对所发信号的时间参量进行分割，形成许多互不重叠的时隙。因此抗自扰能力极佳，而且对时隙的管理和分配通常要比对频率的管理和分配简单又经济，这样TDMA也具有较大的信息传输能力，易于实现带宛动态分配，比较适合突发性较强的业务流量。但是TDMA抗互扰能力差，相邻小区重复使用频率受限制，因此系统容量低于CDMA，且CPE峰值功率和平均功率的比值相对CDMA非常大，对同步要求比较高。

2.3扇区调制效率和容量计算

系统在服务区范围内，一般通过划分多个扇区对频率进行再用以提高系统容量，而扇区在不同部分根据实际情况例如链路距离采用不同的调制方式，这使扇区的不同部分有不同的调制效率，因此有必要计算整个扇区的平均效率。那么扇区的平均调制效率计算如下：

这里∑是所有调制区域的加权。频率再用率和扇区平均调制效率是通过具体划后得出的，而且需要经过多次反复规划后才可确定，以实现规划得出的值为准，这个数值是可以变动的，目的是使其最大扇区容量达到最大。

固定无线接入网络容量可以由以下公式给出：

每个基站频率资源=运营商可用频率资源×平均调制效率）

3与其他宽带接入技术的比较

目前全球宽带网络热度空前高涨，各网络运营商竞相在各大市场构建宽带IP城域网，提供低廉的高速IP接入服务，参与电信市场的竞争。而宽带接入技术的种类也繁多，主要有以下几种方式：

（1）光纤接入方式（FTTX）

光纤接入网有光纤到户（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、光纤到小区（FTTZ）等多种形式。利用光纤传输介质，提供高带宽、高可靠性和高抗干扰性的数据传送，接入网常用形式有ATMVP自愈网、ATM无源光网络（APON）等，还有SDH环网等传统技术。APON的优势在于：它结合了ATM多业务、多比特率支持能力和PON透明宽带传送能力业务的接入非常灵活。但是铺设光纤相对投资较大、耗时较长，有些地方铺设极为不便等问题，因此不少公司均发展XDSL传输系统。

（2）高速数字环路（XDSL）技术

基于XDSL技术的铜线接入技术适用于已有的电话基础网络，通过2B1Q、CAP（无载波调幅调相）、DMT（离散多音）等频带编码技术，挖掘双绞线高频段带宽的资源，通过带宽倍增技术实现宽带接入，满足高数据通信需求，主要技术有ADSL、HDSL、VDSL等。VDSL的传输距离短，必须建立在FTTB基础上，而ADSL线路较长，容易受外界干扰同，造成速率波动。

（3）光纤风轴混合网络（HFC）

基于同轴电缆接入的HFC方式是在传统同轴CATV技术基础上发展起来的，利用频分复用技术实现模拟电视、数字电视、电话和数据同时传送。系统成本比光纤环路低，并有铜线及比绞线无法比拟的传输带宽，适合当前模拟制式的高质量视频业务市场和CATV网使用。但是当前HFC都是单向的，要实现双向通信，其改造的费用非常高昂，难度也非常大。

（4）LMDS技术

LMDS工作在10GHz以上，可用频带宽，高达1GHz，可以承载几乎任何通信业务，包括话音、数据、图像及多媒体等。可提供多种通信系统一般具有的优势，如建设成本低、启动资金较小、建设周期短、投资回收快、网络运行和维护费用低等特点。但是服务覆盖范围相对较小，一般为2～4km，不适合远程用户使用（在同样传输距离的情况下自由空间损耗比3.5GHz固定无线接入至少低2dB）。通信质量受雨、雪等天气影响较大，大暴雨还可能引起无线通信链路的中断。

（5）3.5GHz宽带固定无线接入方式

3.5GHz宽带无线接入方式以蜂窝式覆盖，半径10km左右，适合各种用户接入。3.5GHz固定无线接入和其他接入技术相比，具有许多独特的优越性，具体如下：

·工程项目建设方便、快捷

无线系统与有线系统相比，很大的优势在于工程的启动与实施非常迅速。开通快，建设周期短，组网灵活，用户终端设备简单，投资省。尤其在大城市，有线工程往往要经过市政等部分的审批，因为对道路、绿地等环境破坏较大，而且施工量大，要受到多种因素的制约。

·一次性投资小，后期扩容能力强，投资回收快

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关键词端口隔离；交换机

1引言

在小区宽带接入环境中，个别计算机中毒发包、广播对其它接入计算机都有影响，也会占用带宽，所以ISP在其接入交换机上早就实施了端口隔离技术，隔离技术对网络静化、安全和病毒隔离都有相当良好的作用，应用普遍。而在园区网中由于端口隔离实现在端口之间二、三层隔离，会对一些应用带来不便，所以应用并不是很多。但是随着网络中病毒增多、危害加大，新的难以对付、传播速度又快病毒出现的情况下，端口隔离技术在园区网中应用会越来越多，下面我们从端口隔离的原理、在H3C、D-LINK、港湾和CISCO不同厂商交换机上的实现和举例说明在园区网中的应用。

2端口隔离技术综述

端口隔离技术是一种实现在客户端的端口间的足够的隔离度以保证一个客户端不会收到另外一个客户端的流量的技术。通过端口隔离技术，用户可以将需要进行控制的端口加入到一个隔离组中，实现隔离组中的端口之间二层、三层数据的隔离，既增强了网络的安全性，也为用户提供了灵活的组网方案。使用隔离技术后隔离端口之间就不会产生单播、广播和组播，病毒就不会在隔离计算机之间传播，尤其对头痛的ARP病毒效果明显。

3端口隔离技术的实现

3.1端口隔离技术在H3C交换机上的实现

system-view进入系统视图

interfaceinterface-typeinterface-number进入以太网端口视图

portisolate将以太网端口加入到隔离组中

端口隔离技术在H3C交换机上实现很强，使用也方便，上述的三条命令就可以实现相应端口之间隔离。

3.2端口隔离技术在D-LINK交换机上的实现

configtraffic_segmentation[<portlist>]forward_list[null|<portlist>]

其中<portlist>表示指定哪个端口作为隔离端口，参数null表示没有上连端口，参数<portlist>表示上连端口。

3.3端口隔离技术在港湾交换机上的实现

configvcnup<portlist>[notagout|tagout]baseVID<1-4069>

其中<portlist>表示指定哪个端口作为上行通信端口，可以指定一个或两个上行端口；参数notagout表示上连端口以untag方式属于vcn所创建的所有vlan，参数tagout表示上连端口以tag方式属于baseVID后面所跟的vlanID。

3.4端口隔离技术在CISCO交换机上的实现

configterminal进入系统视图

interfaceinterface-typeinterface-number进入以太网端口视图

switchportprotected将以太网端口加入到隔离组中

CISCO的端口隔离技术实际是端口保护，起了switchportprotected的端口将不会受单播、广播和组播的影响。4端口隔离技术的应用

4.1端口隔离技术在企业网中的应用

图1

图1是典型的小企业的网络结构，外连通过防火墙连接Inernet，内部通过交换机连接服务器、PC机，图中采用H3C交换机，由于病毒等原因公司决定在PC之间采用端口隔离技术，而访问服务器和Inernet要照常。在H3C交换机上连接PC的端口采用端口隔离，配置如下：

system-view进入系统视图

interfaceEthernet1/0/1PC-A连接的端口

portisolate

interfaceEthernet1/0/2PC-B连接的端口

portisolate

interfaceEthernet1/0/3PC-C连接的端口

portisolate

交换机上服务器和防火墙连接的端口不变。

4.2端口隔离技术在校园网中的应用

图2

图2是典型的校园网机房的网络结构，上连核心交换机，二层交换机PC机和教师机，图中采用D-LINK交换机，机房内PC不用相互访问，只需同教师机和通过核心交换机访问校内外资源，配置如下：

configtraffic_segmentation1，24forward_list1-24

configtraffic_segmentation2-23forward_list1，24

D-LINK交换机上1号端口连接教师机，24号端口连接核心交换机，2号端口到23号端口连接PC机。

5结束语

端口隔离技术也有缺点，一是计算机之间共享不能实现；二是隔离只能在一台交换机上实现，不能在堆叠交换机之间实现，如果是堆叠环境，只能改成交换机之间级连。希望厂家能继续开发和增强端口隔离技术，使它能在更多环境下应用。

参考文献：

[1]xtzj.系统之家.在交换机上配置DHCP中继./simple/index.php?t207428.html

[2]共享联盟.关于端口隔离技术的实现问题.

[3]端口隔离配置.QuidwayE352&E328以太网交换机操作手册-Release1510.华为技术有限公司.深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼

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2004年《中小学教师教育技术能力标准（试行）》颁布，随后教育部启动了“中小学教师教育技术能力建设计划”，该计划明确提出，在3年内组织全国中小学教师完成不低于50学时的培训。为保证完成这一艰巨的任务，全国已经普遍展开了中小学教师教育技术能力培训。随着培训工作的展开，制约培训效果的问题也逐渐暴露出来，本文对这些问题进行分析，并提出解决策略。

一、存在的问题

笔者参与了河北省中小学教师教育技术能力培训工作，培训过程中通过与受训教师的深入交谈，亲身观察以及反思，发现当前培训中存在不少制约培训效果的问题，主要表现在：基层领导对培训缺乏正确的认识。培训过程中我们发现许多教师把这次培训称为计算机培训（或者微机培训），究其原因，是上级领导发的通知中就把这次培训称为微机培训，致使许多教师把这次培训与以往的各种计算机技术能力培训等同了。部分学校领导理念认识和组织管理不到位。在与受训教师的交谈中，有些老师反映所在学校的领导根本不了解此次培训的内容和意义，在学校内也没有建立有效的支持服务系统，在日常的教学管理中并没有针对教师运用教育技术设立评价和激励机制，教师在实际教学过程中遇到的各种实时性问题不能得到及时的帮助和解决，久而久之就会产生退缩心理，积极性不高。多数培训方式和内容脱离中小学教学实践，缺乏针对性。对于目前的培训，受训教师的普遍反映是主讲教师不太了解中小学课堂，其所采用的培训形式严重脱离中小学教学实践，缺乏典型案例。受训教师所工作的学校软硬件环境有很大差异，个体能力层次差异也很大，培训中没能针对学校和受训教师的具体情况进行合理分析，仍然采用统一的教材和步调，在培训方式和内容上不能满足不同层次和不同发展时期受训者的需求，所以最终的培训效果并不理想。培训模式比较单一。这次培训在推进方式上主要有两种模式，即核心培训和全员培训。核心培训模式是首先培养一批学校的骨干教师，开展教育技术整合于教育的尝试，而后再“以点带面”逐步推广。全员培训模式指的是对全体教师实施教育技术的整体培训。目前，很多省份采用的培训组织形式是先“核心培训”再“全员培训”，因此，首先到高等教育机构中接受培训的骨干教师的培训效果直接影响到以后的全员培训，部分高等教育机构中的培训脱离了中小学教学实践，进而影响了整个“中小学教师教育技术能力建设计划”的实施效果。

二、解决问题的策略

要解决目前中小学教师教育技术培训中出现的问题，根本在于提高认识，从需入手，促进培训模式的多样化，并建立良好的保障机制。只有这样才能调动受训教师的积极性，使培训取得预期的良好效果。

（一）精选主讲教师，关注中小学课堂，注重案例学习中的知识建构，以学员的观点引领和发展课程

教育技术的价值在于教育实践，所以能力从实践中建设，并用于实践，这就是教育技术能力培训的指导思想。为了发展教师的实践性知识，将技术有效应用到教学过程中去，培训要从中小学教师的日常教学工作和自身发展出发，紧密联系新课程教学，强调主体参与，动手动脑，使受训教师获得全新的学习体验，在体验过程中轻松学会教育技术的基本概念、技能和方法，并感受到教育技术的特有魅力。

因此，主讲教师必须熟悉中小学课堂，注重受训教师的专业发展。应树立以培训促专业发展、以研究促培训的理论与实践紧密结合的教师教育理念，在培训实践过程中注重重构大学与中小学的合作伙伴关系，消除目前大学在中小学教师培训中所出现的从理论到理论，被中小学教师戏称为“空对空”的培训现象。

针对教育技术能力建设计划的培训特点，在教师教育技术能力培训中主讲教师要注重教学设计案例的利用，并将案例作为连接理论与实践的中介。在案例学习过程中，课程的发展是动态的、非线性的、复杂的、非全部预先设计好的，它是在师生互动、生生互动中产生和发展起来的。主讲教师应能够通过对案例的解读、分析、评价、修订等活动，促使参加培训的教师建构出相应的理论框架，实现由“例”到“理”的上升。（二）关注受训教师需求，以受训教师为中心，采用“菜单式”培训方式，增加校本培训

学科教师参与教育技术能力培训的动力，主要来自于期望利用教育技术解决教育教学中的实际问题，改良教学方法，优化教学效果，从而缩小学生实际水平和教育目标之间的差距。因此对教师的实际需求的细致把握，是决定培训效果的关键所在。所以应采用问卷、访谈、观察等各种方式进行培训需要分析，包括收集培训需求信息和确定培训需求的目标。在这一过程中，还要找出目标期望值与教师现状之间的差距，从而保证培训目标的合理性。现阶段的培训内容应以教师如何进行深层次的信息技术与课程整合为主。

中小学教师教育技术能力发展的主战场在学校，在日常的教学工作中，教育技术能力建设计划的培训方法、过程必须紧密结合中小学教师的教学实践及自身发展的需要，紧密联系新课程教学，所以培训方式要多样化，校本培训在时间安排上应该具有灵活性，在内容上应具有一定的权变性，培训方式宜丰富多样，组织上要有可靠的保证。因此，增加校本培训是最佳的选择。校本培训以教师所在学校为基本培训单元，以学校和教师的实际需求为出发点，又以其具体实践为落脚点，以提高教师教育教学能力为主要目标，把培训与教学、科研等活动紧密结合起来。它与一所学校的校情紧密相联，与教师的工作相伴同行，使教师所学到的教学技能和理论能迅速地与教学实践相结合，培训结果可直接转化为“教育生产力”，可以填补培训理论与实践之间的鸿沟。

（三）组织实施和建立保障机制，使中小学教育技术能力培训得到良性发展

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教学目标使学生知道分数的产生，理解分数的意义，掌握分数各部分名称、含义和分数的读写；培养学生学数学的兴趣及注意力、观察力、思维能力。

一、新知学习准备（略）

二、新知学习

1.提出目标。首先我们学习分数的意义，通过对这一节内容的预习，你们能学到什么呢？

概括本节知识学习目标：①知道分数的产生；②理解分数的意义；③掌握分数各部分名称、含义和分数的读写。

2.分数的产生。

（1）计算的需要。看分苹果的电脑画面：①把2个苹果平均分给两个小朋友，每人分得几个？怎样列式？（2÷2＝1）小结：这个计算结果能用整数表示；②如果把1个苹果平均分给两个小朋友，每人又分得几个？怎样列算式？1÷2＝（1／2），这样的计算结果还能用整数表示吗？小结：这样的计算结果不能用整数表示，需用分数表示。

（2）测量的需要：看用米尺度量黑板长度的电脑画面：这是一把米尺，它是怎样量黑板的，量得的结果怎样？〔3米多一些（对着米尺某一刻度）不足4米，即不是整米数〕

小结：从上面两个过程我们可以看到，分数是由于计算和测量得不到整数的结果而产生的。

3.分数的意义。

（1）理解平均分

①观察理解。请同学们看电脑画面，你们看到了什么？（一块饼）把这块饼怎样呢？（平均分成2份）每份是它的几分之几呢？（1／2）（板书：2份，1份，1／2）你们怎样知道它是平均分的呢？（因为它分得的两份完全叠合，即每一份一样多）

②操作理解。下面我们来做一个折纸练习，看看我们是不是理解了平均分的概念，请同学们拿出一张正方形纸，把它平均分成4份，有几种折法？（学生折后，与电脑演示的三种折法（如图1）比较，并用红、绿反馈牌示意反对或赞同）对其它的折法师生分析，评判。

附图{图}

③识别理解。再看电脑屏幕上这两个图，图2的每一份能用1／3表示吗？

附图{图}

图3的每一份能用1／2表示吗？为什么？

④结语：平均分就是分得的每一份都一样多。

（2）正确认识单位“1”。

①表示一个物体或一个计量单位。

（Ⅰ）用电脑显示一张正方形纸。接着演示并提问：A.这个图表示什么意思？（把这张正方形纸平均分成4份）B.表示这样的1份，是这个正方形的几分之几呢？3份呢？（板书：4份，1份，1／4；3份，3／4）

（Ⅱ）用电脑显示一条线段，表示一个计量单位。接着演示并提问：A.把这个计量单位平均分成几份？（5份）B.每份是它的几分之几呢？4份呢？（1份是它的1／5，4份是它的4／5）

小结：一块饼，1张正方形纸等都可以看作一个物体。一个物体、一个计量单位我们都可以看作一个单位，叫做单位“1”，将其平均分成若干份，它的一份或几份可以用分数来表示。单位“1”除了表示一个物体，一个计量单位以外，还可以表示什么呢？

②表示由一些物体组成的一个整体。

（Ⅰ）电脑显示4个苹果图。接着演示并提问：这里是将4个苹果组成一个整体看作单位“1”，平均分成4份，每份有多少个苹果？每份的一个苹果是这个整体的几分之几？（板书：1份，1／4）3份是这个整体的几分之几？（板书：3份，3／4）

小结：将4个苹果组成的一个整体，可以看作单位“1”。

（Ⅱ）电脑显示6只熊猫图。接着演示并提问“这里把什么看作一个整体呢？（6只熊猫）把6只熊猫平均分成了几份？（3份）每份是多少只熊猫？（2只）每份的2只熊猫是这个整体的几分之几呢？（板书：3份，1份，1／3）2份是这个整体的几分之几呢？（板书：2份，2／3）如果把6只熊猫平均分成2份，每份是它的几分之几呢？如果把6只熊猫平均分成6份呢？每份又是这个整体的几分之几？”

小结：把6只熊猫组成的一个整体，也可以看作单位“1”。

（Ⅲ）让学生联系实际举由多个物体组成一个整体的例子。

总结：单位“1”不仅表示一个物体，一个计量单位，还可以表示由许多个物体组成的一个整体。

（3）归纳分数的意义。

①讨论概括这些例子的共同点：同学们，我们举了这么多例子，都是为了说明什么样的数叫分数，请同学们想一想这些例子有哪些共同点呢？请前后桌四人小组讨论。

②尝试归纳：请小组代表回答，什么叫分数。

③与课本对照：打开课本85页，看看课本是怎样概括的，请一位同学回答。老师边板贴（把单位“1”平均分成若干份，表示这样的1份或者几份的数叫分数）边用强调的语气重复这句话。

④找出并解释分数意义中的关键词：这句话的关键词语是什么，请同学们找一找？（“单位1”、“平均分”、“这样的”）“这样的”是什么意思呢？“这样的”和三年级学习的“其中的”有什么区别呢？

学生讨论后，结合分数直观图归纳：“这样的”和“其中的”在份数的表示上前者是没有限制的，后者是有限制的。

4.分数各部分名称和含义。

（1）自学：请同学们看书本85页最后一段。

（2）检测：请同学们看电脑，说出3／5这个分数各部份名称和它们的含义。

5.分数的读和写。

（1）读分数：

①尝试：请同学们看电脑，这里有一组分数，即1／2，3／4，8／5，5／7，9／11，21／13，23／30，……怎样读它们？请同学们自己读一读。

②小结：分数是怎样读的？先读什么？再读什么？

（2）写分数：

①实践：请同学们在自己的练习本上写三个分数，看会不会写，同时请一名同学上来板演。

②总结：说说分数的正确写法？先写什么，再写什么，最后写什么？

评析：在新知学习这个教学重头戏中，设计有5个教学活动。为首的是板书课题提出目标。这个根据学生心理需求，由学生提出的知识目标的活动很重要。这个目标可使课堂教学行为步调一致，便于学生主动的探索和参与；其次是教学分数的产生、分数的意义、分数各部分的名称和含义、分数的读和写。整个过程的展开条理清楚、层次分明、主次恰当。特别是教学策略明确，具体体现在：其一，对学生通过自己努力能够学会的材料，尽量让学生通过自学、合作、讨论、尝试、自测、总结来完成。即用学生主动学习，主动反馈，主动总结的办法来提高学生从课本获得知识的能力。例如，教学分数各部分的名称和含义、分数的读和写等就是这样做的。其二，对学生学习有困难的材料，如“分数的意义”则采用抓住其关键要素，利用计算机辅助教学的优势，采取启发诱导递进反馈调控或分散难点各个击破等两种方式。譬如，理解分数意义中的平均分采用的是第一种方式，具体做法是在观察理解中调控，在操作理解中调控，在识别理解中调控，最后通过小结来完成对平均分概念的理解。又譬如，正确认识分数意义的单位“1”则采取第二种方式，即先认识单位“1”可表示一个物体或一个计量单位；再认识单位“1”可表示由多个物体组成的一个整体；然后进行变式、举例、总结。与此同时又紧扣反馈调控，使学生对单位“1”的认识不断得到深化。另外对新知认知过程的设计，还特别注重学生的主体性和参与的全面性，注重利用认知过程去培养学生观察、分析、比较、综合、抽象、概括等各种能力，这是值得称道的。

篇10

问题:设二维随机变量(X,Y)的联合密度函数为f(x,y),求(X,Y)关于X和Y的两个边缘密度函数fX(x)和fY(y)。

关于该问题,有现成的求解公式:

(1)

及

(2)

但由于f(x,y)本身形式的差异性,学生往往掌握不好上面两个积分的计算方法。我们现在就给出求解该问题的一般方法和步骤。

步骤1:在平面直角坐标系画出f(x,y)不为零的区域Ω。

如果f(x,y)在整个平面域上只有一个表达式,那么Ω就是整个xoy面,这时情况就很简单;否则,如果f(x,y)在不为零的区域上只有一个表达式,那么Ω为xoy面的一个子区域;更复杂的情况,如果f(x,y)在不为零的区域上有两个以上不同的表达式,那么我们可以把Ω再分成若干个子区域。

步骤2:分情况确定积分限,并计算积分的值。

我们以式(1)中的积分为例,来进行分析。在积分的过程中,x被看作常数,y是积分变量、并且y的变化范围是从正无

穷到负无穷。所以我们可以认为 f(x,y)dy的积分域是xoy

面上平行于y轴的一条直线,而该直线的位置由x决定。我们根据该直线和Ω相交的不同情况对x分情况进行讨论。如果直线和Ω不相交,则积分为零;如果直线和Ω相交,则积分限就是该直线落在Ω内的线段对应的纵坐标的变化区间。

对式(2)中的积分,可做类似分析。

步骤3:合并各种情况下的积分值,写出函数的表达式。

下面我们通过两个例子来说明上面各个步骤的具体实施方法:

例1,已知二维随机变量(X,Y)的联合密度函数为f(x,

y)= ,求(X,Y)关于X和Y的两个边

缘密度函数fX(x)和fY(y)。

解:

步骤1:f(x,y)不为零的区域Ω如图1所示。

步骤2:分情况确定积分限,并计算积分的值。

(1)当x1时,平行于y轴的直线和Ω不会相交,所以

=0

(2)当0≤x≤1时,平行于y轴的直线和Ω相交情况见图2:

从图中我们可以看出,该直线落在Ω内的部分的纵坐标的变化范围是从x2到1,所以:

步骤3:合并各种情况下的积分值,写出函数的表达式。

综合上述讨论,故:

同理可得

下面我们再看一个较复杂的例子。

例2,已知二维随机变量(X,Y)的联合密度函数为:

求(X,Y)关于X和Y的两个边缘密度函数fX(x)和fY(y)。

解:先计算fX(x)。

步骤1:f(x,y)不为零的区域有两部分,分别记为Ω1和Ω2,如图3所示:

步骤2:分情况确定积分限,并计算积分的值。

(1)当x2时,平行于y轴的直线和Ω1及Ω2都不会相交,所以:

=0

(2)当0≤x≤1时,平行于y轴的直线和Ω1相交,情况见图4:

从图中我们可以看出,该直线落在Ω内的部分的纵坐标的变化范围是从0到x,所以:

(3)当1≤x≤2时,平行于y轴的直线和Ω2相交,情况见图5。

从图中我们可以看出,该直线落在Ω内的部分的纵坐标的变化范围是从0到2-x,所以:

步骤3:合并各种情况下的积分值,写出函数的表达式。

综合上述讨论,故:

再计算fY(y)。

步骤1:同上。

步骤2:分情况确定积分限,并计算积分的值。

(1)当y1时,平行于x轴的直线和Ω1及Ω2都不会相交,所以:

=0

(2)当0≤y≤1时,平行于x轴的直线和Ω1及Ω2都相交,情况见图6。

从图中我们可以看出,该直线落在Ω1内的部分的纵坐标的变化范围是从y到1,落在Ω2内的部分的纵坐标的变化范围是从1到2-y,所以:

步骤3:合并各种情况下的积分值,写出函数的表达式。

综合上述讨论,故:

参考文献