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1.1公共信息模型(CIM)概述现代电力系统是一个实时变化的复杂系统,它覆盖发电、输电、配电和售电等多个环节,包涵发电机、变压器、断路器、线路、继电保护、电能计量,用电设备等各种电气设备,随着经济社会的发展,电力系统还会日益庞大和复杂。CIM为电力系统的建模提供了一种行之有效的方法,CIM采用先进的面向对象的建模技术,使用统一建模语言(UML)将CIM定义成一系列逻辑包,每一个包含一个或多个类图,用图形方式可以方便地表示包中所有类之间的关系[2],使得复杂的电力系统在抽象逻辑层次上得到可视化和模块化,用分而治之的思想统筹分析电力系统。
1.2CIM/XML解析CIM解析模块用于将CIM/XML与CIM/E格式的文本读入内存,同时经过XML文档解析建立起数据关系,最终将CIM中的各对象及其属性存入字典结构中。凭借着C#丰富的库资源,CIM/XML文本的解析是极为方便的,使用foreach循环语句与Elements()等方法,少量的代码便能实现XML文本的全文检索,同时还具有优秀的性能。
1.3CIM/E解析虽然CIM/E文本借鉴了XML的语法风格,但它在设计之初就摒弃了常规XML繁琐冗余的标签,正是这样才成就了E语言的高效能。因此CIM/E文本的解析与2.2有所不同,它的实现有更多面向结构的特点。
1.4拓扑分析CIM定义了终端和联结点用以表示导电设备间的连接。大多数导电设备是双端连接的,这就涉及到2个联结点。这种模式描述了电网全部的原始的信息,称作开关/节点模型(Node/Breaker),如图2(a)所示。但对于一些高级应用来讲,例如潮流计算、状态估计等,根据等电位原理(如变电站中互通的母线、刀闸、断路器等)形成了逻辑上的拓扑点[3]。这种由拓扑点和拓扑点间带阻抗的电气设备连接表达的电力网络模型,叫做母线/支路模型(Bus/Branch),见图2(b)。开关/节点模型是母线/支路模型的基础,因此它又被称为物理模型。通过对开关/节点模型进行所谓的拓扑分析,就能得到母线/支路模型(计算模型),这种模型归纳出了电网的拓扑结构,而隐藏了诸如开关等设备的开闭状态,是潮流计算能够接受的模型。本节的文本解析模块所得的结果与原始CIM文档一致,都是基于开关/节点模型,那么如何合理地省略闭合的刀闸、断路器,形成拓扑点,实现到母线/支路模型的转换,是本节拓扑分析计算模块要完成的任务。根据图论相关理论,在同一个拓扑点中,以其包含的联结点为顶点,以联结点之间的开关为边,实际上构成了一幅树形或带环的无向连通图。结合电力系统的实际特点,该连通图中不存在自身环(起点和终点都是同个点的边),并且任意2个顶点间的边不会超过1条。换言之,对于相邻的若干个开关类(switch)元件构成的无向连通图,一幅图对应一个拓扑点,显然,这在电路理论上是成立的。因此,存在这么一种算法,通过对图的遍历尝试找到该图所对应的拓扑点及其所属的所有联结点。从给定的连通图中任一顶点(联结点)出发,沿着一些边遍访该图中所有的顶点,直至每个顶点都只被访问一次为止,称作图的遍历。目前遍历连通图的算法主要有2种:深度优先搜索DFS(depthfirstsearch)和广度优先搜索BFS(breadthfirstsearch)。本文采用前者算法,结合CIM的导电设备模型,进行顶点的合并处理。深度优先搜索也叫纵向优先搜索算法,其基本思路是:访问了起始顶点v之后,选择某一个与v相连但未曾被访问过的顶点w访问之,再从顶点w开始进行深度优先搜索。当到达一个与其连接的顶点都被访问过的顶点时,就从这个顶点开始,依次回退到还有相连顶点未被访问过的顶点u,从u开始再次进行深度优先搜索。如此往复,直到所有顶点都被访问过。综上所述,DFS算法具有如下特征:1)每访问到的当前顶点需要作已访问标志。2)整个遍历是个递归过程。归纳出DFS算法的基本框图如图3所示。
2BPA数据接口
2.1BPA数据卡片的填写要求在CIM模型被转换为母线/支路模型之后,事实上已经奠定了潮流计算的数据基础,接下来只需根据BPA数据格式的要求输出数据文件即可[4]。BPA软件采用的是较传统的“数据卡片”设计概念,特别强调数据卡片的格式要求[5]。BPA程序支持的数据卡片众多,本文使用到的只占其中很小一部分,包括B卡(交流节点卡)、L卡(对称线路卡)、T卡(变压器卡)三大类。现以B卡为例,说明卡片的填写方法。如:BQXIJING113.8GX65.50.37.-25.1.0的填写方法如表1所示。数据长度:卡片中的每一个数据项均不能超过起始列号与结束列号所规定的长度。例如BusName从第7列开始,到第14列结束,那么其长度只有8列,如实际节点名长度不足8列,留空即可;超过8列的只能保留最多8列。数据类型:BPA数据卡片中一般有3种数据类型:空、字符、浮点数。1)字符:其格式表示为An,其中n为长度。例如上文中的BusName,格式为A8,A可以理解为ASCII字符,8是指字符个数。每个数字、大/小写英文字母和其他ASCII字符均占1个长度,特别地,一个中文汉字占2个长度,因此对于A8格式来说,若全部填中文,最多只能填4个汉字。2)浮点数:BPA程序广泛使用缺省小数点规则增加数据的有效位数。浮点数的格式表示为Fn.n,其中n为位数。例如表1中的“安排的Vmin(标幺值)”,格式为F4.3,F可以理解为Float,即浮点数,“4”表示浮点数位数(包括小数点),“3”表示缺省的小数点后位数。填法3和填法4即缺省小数点法。对于F4.3格式来说,如果不填小数点,BPA程序将自动取3位小数。如果要使电压控制在1.015,只需填入1015,显然此时用缺省小数点法是最合适的。
2.2BPA数据输出模块在实际开发过程中,格式问题其实是相对简单的部分,但是仅仅满足BPA程序的数据卡片格式要求是远远不够的,还必须考虑其他问题以保证转换出来的数据文件的正确性。下面分述之。
2.2.1多回线路的回路标志问题为确保供电可靠性,电力系统广泛存在双回甚至多回线路。以双回线为例,从2.4节可知,这种线路即2个拓扑点间存在2个连接,如果以此为基础直接转换生成2个对称线路卡(L卡),则BPA程序会报错终止计算。为解决这个问题,需要按照BPA有关数据文件的要求,给系统中所有双回线路赋予回路标志号(1,2,…,n)。
2.2.2无功补偿问题BPA软件提供了可投切电抗、电容器组卡(X卡)来输入无功补偿数据。本文的接口程序根据电力系统实时数据的特点,并没有直接输出X卡,而是将各拓扑点的无功补偿容量(如果有的话)进行累加,作为“并联导纳无功负荷”添加到B卡中,从而避免了生成X卡的困难,并能简化数据文件[6]。
3计算规模的处理
在工程实际中,往往需要选取不同大小规模的电网进行计算,因此接口程序必须能灵活处理以适应这种要求。最简单的情况是,从调度中心的EMS接口获取实时数据,经过模型解析和数据转换,生成符合BPA数据格式的.dat文件后,直接在BPA软件里打开该.dat文件执行潮流计算。如此一来,计算的电网规模与EMS中的模型是一样的。省调或地调除了关注所调度区域的运行情况,往往还参考上一级调度下达的所谓全网模型,即包含区域外电网数据的更详细的.dat数据文件。为了能使省调或地调的计算达到全网规模,本文的接口程序能将区域电网数据嵌入至全网模型中,方便考察区域电网在全网中的运行状况。具体做法如下:1)搜集区域电网与外部电网相连的联络线,那么这些联络线在区域电网内的节点所围成的范围即是区域电网。2)从1)中得到的节点出发,进行网络扫描,找出所有区域电网内的节点、线路和变压器。3)将2)所扫描出的区域电网(对应于BPA的B卡、L卡、T卡)在全网模型文件中删除。4)把EMS数据转为BPA格式后,插入至全网模型文件中,形成包含更新后的区域电网的全网模型文件。
4BPA软件潮流验算
本节数据源采自南瑞继保PCS-9000调度自动化系统,选取2014年3月11日11时27分42秒广西主网断面,遥测合格率98.92%。利用本文程序将实时数据转化成BPA潮流数据文件,指定岩滩电厂1号机组为全网平衡机(BS卡)。计算结果收敛,牛顿-拉夫逊法迭代次数为5次。平衡机(额定有功300MW)出力数据如表2所示。
5结论
[关键词] 升船机工程 建设经验 总结
1 工程概况
水口升船机是水口电站通航建筑物之一,位于电站右岸,为湿运全平衡钢丝绳卷扬式结构。升船机全长112 m,有8座承重塔楼和2座交通塔楼,总高度80m,在两侧塔楼顶面设有2座长约140m贯通式机房,机房内布置有承船厢主提升设备等。升船机按两艘500吨级船队设计,年过坝货运400万吨和竹木200~250万m3。
1994年12月升船机工程正式开工。2003年下半年水口升船机正式建成,并于11月通过省政府经贸委组织的验收。2005年4月8日由省经贸委主持正式开始为期一年的试通航。
2 升船机工程建设的依据
1986年9月原水电部钱正英部长主持召开“关于福建水口水电站建设有关问题的座谈会”,在《会议纪要》中确定“升船机方案审定后,在水口工程中一次建成”。
1987年3月,国家计委和福建省人民政府主持召开的水口水电站工程第一次协调会确认“水口水电站航运过坝方式采用一线船闸和一线升船机方案”。1991年10月通过初步设计审查。
3 升船机设计完善情况
1994年8月华东勘测设计研究院完成了《闽江水口水电站2×500T级垂直升船机总体设计及主体完善报告》,同年10月下旬,水电水利规划设计总院在南京主持召开了设计讨论会,通过2×500T级垂直升船机总体设计及主体完善化报告。在安装调试过程中,还进行了十二项关键技术完善化设计
4 工程建设管理模式
水口升船机工程业主为福建省电力有限公司(前身为福建省电力工业局)。建设和监理单位为福建水口水电站工程建设公司,代表业主行使甲方和工程师的职责。
5 工程评价
5.1 工程工期和主要工程进度计划执行情况
升船机工程于1994年12月开工建设,原计划1996年10月完成土建工程,1998年年底完成升船机设备安装调试工作。但由于升船机工程建设的特殊性、复杂性,在安装调试过程中,进行了十二大项关键技术的完善化设计、调试,实际完工日期较原计划推迟较多,直到2002年8月才开始整机联调,2003年11月1日才通过福建省经济贸易委员会组织的水口升船机工程的验收。2006年5月8日开始正式通航。
5.2 合同执行情况
升船机工程已签订建筑安装、设备采购合同136项,合同总金额30893万人民币元,主要合同项目有:主体土建7600万元,承船箱制造11500万元,机电安装1600万元。由于我们推行“五制”建设管理模式,采用了竞争性招投标,择优选择承包商,还实施了严格的合同管理,强化各项工作规范化管理,既确保了工程质量和工期,也使工程造价得到有效控制。升船机工程实际投资59499万元,较概算节余2369万元。
我们在升船机工程造价控制方面主要做了以下两方面工作:
5.2.1 实行招投标制
我们通过调研,公开邀请国内具备壹级施工资质的水电施工企业参加主体土建工程投标。通过技术经济分析、评价,择优选择了闽江局和水电十二局两个承包商共同承建主体土建工程,合同价大大低于概算价。在合同执行过程中,我们严格按合同办事,对影响工程造价控制的几个关健环节,如设计变更、索赔和新增项目费用控制,分别制订了执行程序,明确了业主、设计、监理、承包商各自的责任、权力、义务。业主从设计变更或新增项目立项,到费用审定等各个环节层层把关,无论是施工或监理提出设计变更,都须事先经监理工程师审查同意,方可由设计单位核实出具变更通知书;设计单位提出的设计变更,也要事先征得监理工程师同意,方可提出设计变更通知书。对施工过程中的合同变更,甲方单位合同管理人员始终坚持原则,严格按合同办事,据理以争,做到既不损害承包商的合法利益,又能使各方都能接受,减少了纠纷,使标外费用得到有效的控制。
5.2.2 机电及金属结构工程的造价控制
我们通过调研,公开邀请国内具备承船箱制造和安装能力的生产厂家参加竞争性投标。通过评价,择优选择承船箱设备制造商和机电安装承包商武船公司,从而降低了机电设备价格及安装费。我们还通过强化内部管理,由业主直接对外采购除承船箱外其他机电设备,一方面可保证产品质量,另一方面又可减少各种中间环节和费用,还节省了大量运杂、采保费。
5.3 工程质量评价
水口升船机基础开挖,建基面落在新鲜完整花岗岩上;主体结构钢筋砼施工质量较好,体型垂直度偏差控制小于12mm。各项观测资料表明,升船机水工建筑物运行状态正常,右岸高边坡稳定,土建工程质量合格,达到验收要求。
金属结构及机电设备安装共计29个分部工程,试验结果和总体质量符合设计、相应规范和合同要求。升船机运行情况正常。
水口升船机工程验收委员会总评价意见:水口升船机工程总体质量满足设计要求,各项设备的设计、制造、安装符合有关规程规范及合同的要求,各项运行指标已达到设计要求,…同意予以验收。
5.4 工程建设期施工安全评价
升船机工程施工环境相对狭小,二家甚至多家施工单位同时交叉施工、高空作业,且施工人员众多, 施工高峰期人员达到1000多人,安全隐患较多。 但各参建单位非常重视现场安全生产的组织和管理工作, 建立健全安全生产保证体系和管理体系。定期组织安全生产例会,落实各项安全生产责任制,在人员管理及技术措施上保证安全生产。
5.5 经济效益评价
(1) 水口升船机的建成,能满足省计委提出的远景过坝年货运量400万吨和竹木过坝200~250万m3的要求,可以节省大量的货运成本,为闽江航运的发展创造有利的条件。
(2) 水口升船机运行与船闸不同,基本不耗水,在非汛期可节省一些水资源,创造更好的发电效益。
(3) 水口升船机过船平均时间比船闸过船平均时间短,可提高船舶过坝效率。水口升船机为国内首座建设的大型全平衡式湿运垂直升船机,是一项庞大而复杂的系统工程,技术难点多,在国内尚无工程实践经验可供借鉴。无论是设计、制造、安装、调试、科研,还是项目管理、工程监理,大家都是处在第一次经历摸索、研究过程,很多技术问题都要在安装现场共同研究,才得以解决。尤其是大多电气元件(包括模块)设备和计算机监控系统采用的是上世纪90年代初较落后的产品,给安装调试、设备消缺增加了很多困难,使整个升船机建设工期比预期延长了许多,增加了不少额外费用。尽管存在许多不利因素,但经过建设单位等各参建人员的不懈努力,在确保工程质量和工期、正式投入通航前提下,升船机全部工程投资还是能够控制在总概算内。
关键词:液化天然气接收站;取水口
当前环境形势日益复杂,世界人民都在广泛的关注环保工作的新进展,我国政府为了适应这一发展形势,开始进行新能源的应用推广工作。天然气作为用途广泛且具有极好清洁性能的资源,在当前的新能源的使用比重不断加大,而液化天然气(LNG)又是天然气能源的重要组成成分,我国各生产领域对其依赖性也在不断提升。当下的LNG接收站采用的气化热源主要是海水,并且对于海水的需求量也十分之大,故此,在接收站建设时,需要工作人员考虑到取海水口和排海水口的位置选择,以确保接收站的取水工程的经济运行。
一、取水口方案论证方法
根据LNG接受站取水工程区域环境特征和结构功能,对取水方案进行论证。结合LNG接收站的实际情况,对取水方案进行工艺方案和总体规划论证,其内容包含:
对取水口工程所需工艺设备及配套设施(取水戽头、格栅、滤网、水泵、维修保养设备;供电、照明、消防、通风、仪控、制氯、土建等相关配套设施)进行方案论证。
根据接收站分期及达产规模研究确定工艺要求及取水流量,初步确定取水戽头、引水管涵、进水池、集污渠等进水设施建筑物的几何尺寸,以满足水流顺畅、流速均匀、池内不产生涡流、便于清淤的要求。根据进水设备、控制工艺等要求,在取水区域合理布置综合水处理间、控制间、配电室、室内检修场地等辅助建筑。根据进水设备建筑物、辅助建筑物的平、立面布置,结合工程区域的自然条件、取水时可能产生的荷载等设计因素,初步确定取水头部、进水管、取水泵房等基础结构的结构型式。初步分析和判定冷排水对取水的回流影响。
二、取水方案
(一)取水口。取水系统的首端为取水口。通常取水口布置在气化船与工作船码头之间,应不影响停船及船舶航行,⑷∷口布置在防波堤下,且伸出直立堤外。应按远期最终方案确定取水量,通常引水设施一次建成;并需控制海水进口流速,使其对附近的船舶停靠均无影响。为避免大的海中物体进入沟内,进水口前端设置一道粗拦污栅。
(二)引水暗沟。取水口末端与引水暗沟相连,暗沟并列布置在堤下。引水暗沟同时也做为消浪沟,因此要求有足够的长度才能保证进水前池波浪波动幅度不超过0.30m。如果引水暗沟需要穿越防波堤,应根据整个接收站的规划,确定引水暗沟的长度。
(三)滤网间及设备。引水暗沟末端与滤网间相接,根据过流水量,将滤网间分成多个隔室。滤网间上游侧为细格栅,下游侧为旋转滤网。旋转滤网为内侧面进水,框架式结构。同时还需设置清污机、吊车、冲洗泵、闸门等设备。
(四)前池。前池布置在滤网间与泵室之间,应进行水力学模拟研究,计算得出前池尺寸,使海水不会产生较大旋涡。前池在多泵运行条件下只起调节、分配水流及稳定水位作用。
(五)泵室。泵室通常根据远期工程进行规划设计,土建工程一次建成,设备根据项目的实际情况分期安装。每个泵室安装1台泵,通常使海水泵与气化器一一对应,以便于远期设备的灵活更换及调节。泵出口全部连接在海水主管道上,并预留能与远期海水主管道相连接的接口。
二、排水方案
排水系统是为排放海水气化器使用后降温了的海水排放回至海区而设置。目前国内接收站排水系统既有暗沟排水,也有明渠排水,两者相比,各有千秋。从投资上看,明渠略低,但明渠在北方由于存在冻融问题,每年都需要修缮,给运营管理带来不便及费用的增加。而排水暗沟不仅没有冻融问题,且不会影响接收站的美观及地表土地的利用。
海水排水系统通常由连接井、排水管、综合消力池、海漫等组成。连接井、排水管、综合消力池通常为预制钢筋混凝土结构。排水口的布置主要着眼于三个方面,一是排水的消能防冲问题;二是控制排水流速的问题,排水流速高会影响港口附近处的船舶作业;三是消除排水口处的排水泡沫。
三、LNG接收站取排水口位置影响因素及应对方式
(一)冷排水回流影响。接收站所排放的海水主要为与气化装置换热后的海水,海水水温有所降低,排水水温低于受纳水体的温度。这将对排水口附近水域的生态造成一定的影响,因此要求海水温差控制在4~5℃。排水口的排水方向应与常浪向相对,而排水口与取水口成垂直方向设置,冷排海水沉于底部成底部扩散流态向与取水口相反的方向流动,由于流动距离较长,排出的冷水与水体中的海水充分掺混后,再经过水体内部的热传导,回至取水口处水温可达到自然水温。
(二)海洋生态环境的影响。海水中生长着大量的海生物(特别是贝类生物及菌藻类),在管道、滤网等设备上滋长蔓延,会造成阻塞管道水流,直接影响到取水量和气化装置的效率。因此,为抑制海生物生长,保证取海水系统的正常运行,必须对取用的海水进行加防海生物剂处理。防海生物系统一般为通过次氯酸钠发生装置制取次氯酸钠,并将次氯酸钠溶液加入到取海水系统中,以控制海生物在旋转滤网、ORV、取水管道及沟渠中生长。
为防止排水口局部余氯的积累,通常在选择排水口位置时应选择在潮流动力较强的区域或较为开阔的区域,避免选在港池内的死角处等潮流能力较弱的区域。
四、结束语
总而言之,LNG接收站平稳运行的关键在于取排水口选择,因此在LNG接收站建设过程中,工作人员需要综合考虑海洋生态以及总平面布置对其产生的影响,并采取科学的对策.
(一)对农业发展的认识存在偏差长期以来,政府对农业发展的思路、政策缺少连续性,资金投入没有形成固定机制。在基层政府的实际工作中,往往把转移剩余劳动力,尤其是向外地、外省转移作为工作的重点,忽视了通过农业现代化、壮大县域经济来就地吸收消化剩余劳动力。近年来,随着经济环境的改变,东部沿海地区生产、生活成本上升,特别是2008年以来,在国际金融危机的影响下,大部分劳动力密集型企业订单下降、利润减少,导致生存困难,甚至出现工厂倒闭浪潮,大批外出务工人员失业。在此背景下,企业纷纷进行产业结构优化升级,提高科技含量,进一步压缩对劳动力的需求。这无疑使外出务工人员面临更大的就业压力。此时如果继续沿用以往单纯劳务输出的思路,无疑会使农村人口结构进一步失衡,是一种“双输”的结果。
(二)城乡二元结构的影响计划经济时代形成的城乡二元结构并没有随着改革开放的进行而消失,在某些领域甚至还有反复。在户籍、教育、就业、医疗等方面,城乡差距明显。以收入水平为例,2012年南宁市农村人均纯收入6777元,同期城镇居民人均可支配收入达到了22561元,农民收入仅是城镇居民收入的30%,与东部地区相比更低。城乡二元结构对农村的长远发展造成不利影响,要素资源过分集中于城市,城乡鸿沟不断扩大,难以逾越,农民成为“二等公民”,受到各方面的歧视。这些都刺激着农民离开农村,前往城市谋生,以期获得更好的发展空间,改变命运。
(三)农村社会保障体系不健全南宁市农村的社会保障制度建设受城乡二元体制和传统土地保障的影响,严重滞后于经济社会的发展。农村居民社会保障覆盖面窄、待遇水平低、手续繁琐,农民抵抗自然风险、社会风险的能力不强。由于物价上涨,并且农民来自农业生产的收入增长缓慢,土地的保障功能在逐渐下降。同时,南宁市的城市空间不断扩大,城镇化水平不断提高,大量农田被征用,失地农民数量增多,征地补偿标准过低、发放不及时等现象时有发生,社会保障制度没有及时衔接,部分被征地农民失去生活来源,生活较为困难。
(四)农村人力资源投入不足从政府的角度来看,一是对农村义务教育阶段的投入不足。政府在教育资源配置方面不均衡,农村师资力量比较薄弱,教师无论在数量上还是质量上都难以适应素质教育的要求。在投入上,政府主要侧重于教学硬件设施的改善,对农村学生,尤其是留守儿童的心理健康、营养状况重视程度仍有所欠缺。二是针对农民的职业技能培训不能适应新农村建设和市场经济的要求,人才培训的供给和需求不一致,政府提供的培训项目有限,不能满足新农村建设的需求。另一方面,农民对人力资本投资的重要性认识也存在不足。在资源分配上,将主要的资源用于子女教育,忽视了对自己的人力资本开发。部分农民存在“等靠要”思想,安于现状、小富即安,不主动进行人力资本投资,从而失去了进一步发展提升的空间。
二、南宁市农村人口结构失衡的不利影响
(一)不利于实现农业现代化发展现代农业是社会主义新农村建设的首要任务,是促进农民增加收入的基本途径,是提高农业综合生产能力的重要举措,是建设社会主义新农村的产业基础。青壮年劳动力是农业先进技术的最终承担者。然而,目前南宁市大部分农村青壮年劳动力外出务工,固守在土地上的农民在年龄、性别、素质上与现代农业的要求相距甚远。这些农民更习惯于采用传统农业生产方式,现代农业生产方式普及的难度大,这导致农业生产效率难以提高。近年来,政府高度重视发展农业生产。但要把政策转变成实实在在的成果关键还是在于“人”,没有一个合理的劳动力结构,农业现代化将无从谈起。
(二)不利于劳动力再生产劳动力再生产指劳动者体力和智力的恢复、更新和发展,还包括下一代劳动力的培养、教育和补充。失衡的农村人口结构对南宁市劳动力再生产的不利影响主要表现在两个方面:一是老人、妇女的劳动力恢复问题。在缺少主要劳动力的情况下,老人、妇女承担起繁重的农业生产任务。一般来说,老人、妇女的身体素质相对不高,长时间从事农业劳动对身体的损耗较大,同时还要抚养、教育下一代,负担太大,劳动力得不到及时的恢复。二是留守儿童的教育问题。由于父母长期在外打工,留守儿童从小在一个缺少亲情的环境中成长。老人的文化水平不高也会在一定程度上不利于儿童的智力成长,与在城市中长大的同龄人相比,他们的基础薄弱,在起点上处于不公平的地位,这对他们日后融入主流社会和长远发展影响较大。
(三)不利于农村社会的和谐稳定传统的农村家庭是一个长幼有序、分工合理、生产生活功能合一的组织单位。青壮年劳动力的大量外流使传统农村家庭组织形式趋于瓦解,对农村社会的影响是多方面的。首先,老孺抵抗风险的能力较弱,自保能力不强,农村地区社会治安形势不容乐观。其次,由于留守家庭的不完整,容易造成留守人员精神生活贫乏。子女或丈夫或父母的长期缺失,极易造成父子感情、夫妻感情受损。目前,农村居民离婚,绝大部分是由于夫妻长期分居而导致感情破裂。再次,留守儿童在成长阶段缺少来自父辈的关爱,判断能力差,容易产生性格孤僻、情绪失控、认识偏差等心理问题,导致潜在的社会不稳定因素增多。
三、解决南宁市农村人口结构失衡的对策
(一)转变思路,大力发展县域经济改变以往将劳务输出当成解决农村剩余劳动力问题唯一出路的思维习惯,大力发展县域经济,就地吸收消化农村剩余劳动力。充分利用国际金融危机以来农民工回流的机遇,承接东部产业转移,因地制宜地发展县域经济,让回流农民工回来之后留得住,成为地方经济发展的主力军,形成多方共赢的局面。首先,优化发展环境。各县(区)政府加大基础设施建设,积极招商引资。其次,因地制宜,科学规划,充分发挥各地优势,走各具特色的发展之路。第三,积极承接东部产业转移。南宁市要紧紧抓住东部沿海地区劳动密集型产业向中西部地区转移这一机遇,实现跨越式发展。
(二)加快发展现代农业农业产业化是农业现代化的必经之路,可以有效提高农业科技含量,促进农业生产率的提高。建立农业产业化发展基金,积极探索土地流转制度改革,大力培育农业龙头企业,采用“公司+农户”的形式,推动农业生产标准化、规模化。发展休闲农业、生态农业,推动农业多元化经营,充分挖掘农业潜力,丰富农民增收的途径。只有农民在农业生产活动中有利可图时,才会愿意留在农村,减少外出务农的内在冲动。
(三)吸引优秀人才建设新农村一是用优惠的政策吸引大学生参与新农村的建设,鼓励党政干部到农村挂职,将农村基层工作经历作为升迁、考核的标准,形成人才从一线选拔,逐渐形成优秀人才到基层去、优秀干部从基层来的良性互动循环机制。二是努力吸引一部分在外工作多年、有技术、懂市场、有实力的农民回乡发展,为家乡的建设增添力量。三是重视农业专业技术人才的培养和引进。建立农村优秀人才专项基金,完善人才激励、晋升、荣誉机制,让优秀人才安心工作,在辛勤奉献的同时能得到合理的回报。
(四)加大农村教育投入,提高农民文化素质新农村的建设离不开新型农民。培养新型农民最重要的途径就是加大教育投入,保障教育优先发展。要增加农村义务教育阶段的投入,改造校舍,改善农村办学条件,均衡城乡教育资源。除此之外,还要重视儿童身体素质和心理状况,确保农村儿童的身心健康。针对目前南宁市农民平均受教育年限不高的现状,除了继续巩固九年义务教育的成果外,还要加快发展中等教育,鼓励高等教育,提高农民科学文化素质,增加人力资本存量。
(五)强化农民职业培训农民是新农村建设的中坚力量,新农村的建设需要有文化、懂技术、会经营的新型农民。因此,要从以下三个方面加强农民职业培训。一是提高农民的科技文化素质。采用通俗易懂、农民喜闻乐见的形式传授科技文化知识,让农民更乐于接受新思维,掌握新知识。二是加强职业技能培训。联合企业,开办多种形式的培训班,提高农民劳动技能,解决本地企业用工难问题。三是培养农民的经营意识。在以往的观点看来,农民只需要掌握某项劳动技能便能养家糊口,安居乐业。但在市场经济时代,竞争激烈,固步自封只会导致落后。农民不仅要掌握劳动技能,还要增强市场意识,懂得包装、推销,从而能够更好开拓市场,保护自身的利益,增加收入。
(六)加大农村医疗卫生投入,提高农民的身体素质要提高农民的身体素质,必须加大农村医疗卫生投入,完善基层卫生制度,解决农民看病难、看病贵、看病远的困难。在建立城乡一体化的基本医疗保险制度过程中,探索出一个能让农民、医疗机构、社会都能接受的改革方案,让农民能看得起病,愿意去看病,医疗机构也乐意为村民提供高质量的医疗服务,实现小病不出村、常见病不出乡、大病不出县的目标,让“因病致贫”、“因病返贫”的现象不再发生,逐步提高农民的身体素质和生活质量。
关键词: 嵌入式系统;键盘;抖动;FPGA
中图分类号:TP2 文献标识码: A 文章编号:1671-1297(2008)11-179-02
一、 概述
军用或民用的手持、背负、车载等通信设备中,键盘是不可或缺的输入单元。键盘接口部分负责自定义键盘和嵌入式处理器的连接,完成键盘扫描、键码产生、命令接收与响应等功能。系统框图如图1所示。
图1中键盘与接口模块之间的连接是行列扫描信号。双向端口表明键盘接口模块需要向嵌入式处理器提供正确的扫描码,同时还需要接收处理器相关的控制指令,如扫描码选择和延迟设定等。
二、相关知识: FPGA简介
现场可编程门阵列(Field Programmable Gates Array, FPGA) 是20世纪80年代中期出现的一种实现数字逻辑的新技术,是在PAL,GAL等逻辑器件基础上发展起来的。
1、FPGA的特点
同以往的PAL,GAL相比,FPGA的规模比较大,适合于时序、组合等逻辑电路的应用。他可以替代几十甚至上百块通用IC芯片。
FPGA采用类似于掩膜编程的门阵列通用结构,因而具有更高的集成度、更强的逻辑实现能力和更好的设计灵活性。同时它还具有在线仿真能力,这种软件的仿真可以非常方便地检查设计的内部接点。利用他们进行数字系统设计具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及实时在线检验等优点。
2、 Verilog HDL语言
Verilog HDL(Hardware Description Language)是目前应用最为广泛的硬件描述语言之一,可以用来进行各种层次的逻辑设计,也可以进行数字系统的逻辑综合、仿真验证和时序分析。
三、 实现方法
(一) 特点
根据项目的实际需要,键盘扫描模块应具有如下特点:
1、该模块实时地将扫描所得键值信息写入存储器的指定地址,其中键值信息包括键值和同一按键的重复次数。
2、如果系统对CPU的运行速度要求较高,并且CPU的负荷较重,系统资源比较紧张,则可以在键盘中设置一个单片机,由单片机执行键盘扫描程序,然后向CPU申请中断并送出扫描码或键值。
3、键盘去抖动的方法采用多次扫描法,当连续几次扫描到同一键值时,则认为此键被按下,这样就实现了去抖动操作。
(二)具体实现
键盘扫描是比较耗时和浪费资源的操作,这部分操作有3种传统的处理方法:第1种是用CPU外加并行口扩展芯片(如Intel公司8255)和驱动芯片(如74HC07)完成硬件设计,CPU软件定时扫描获取键值,这是最为经典的方法,其缺点是占用CPU较多的硬件资源和时间。第2种是使用专用控制芯片,如三菱公司生产的M8279。这种方法的优点是CPU软件工作量小、占用IO资源少,缺点是成本高,使用不够灵活。第3种方法是利用CPU的SCI端口和串行输入/并行输出芯片,无须CPU定时扫描,节省了CPU的时间,优化了硬件设计,减少了显示板和主控板间的连线。
该设计采用4个模块来实现键盘扫描功能,分别为即时扫描模块、扫描控制模块、扫描脉冲模块和键值传送模块。
1、 即时扫描模块
独立式非编码键盘一端连接在移位寄存器的位选输出上,另一端接在一起(通过上拉)送回FPGA,用于键值读取。在片选有效的任何时候,与此相连的按键都可被读取。本模块用于完成键盘即时扫描功能。
2、扫描控制模块
键盘接口模块正确生成键码的基础是对键按下或释放的状态有正确的判决。实际键盘在被按下或释放时,扫描信号存在不稳定状态,同时即使按键状态未做改变,扫描线上也可能有干扰,键盘处理方面,键抖动会引起一次按键被误读多次,为了确保对键的一次闭合仅作一次处理,必须去除键抖动。本模块用于控制是否允许进行扫描以及完成键盘去抖动等。
3、扫描脉冲模块
本模块的主要功能是产生扫描延时计数和指示窄脉冲。
4、 键值传送模块
本模块负责把键值的信息写入存储器。
结语
若对该模块稍加修改同样可以移植到其他的系统中,这样可以大大减轻CPU的运行负荷。因此对已有FPGA的系统,用它作键盘电路是一种很好的选择。在产品设计、制造过程中、甚至在交付用户使用之后,仍可根据要求对器件进行逻辑重构和功能修改。在数字系统设计中,为用户提供了一种低成本的解决方案,减少了工作量和成本。
参考文献
[1]夏惊雷.嵌入式系统键盘接口模块的FPGA实现[J].嵌入式系统,
2006.
[2]徐欣,于红旗,易凡等.基于FPGA的嵌入式系统设计[M].北京:机械工业出版社,2005.
[3]王志辉,林水生.基于FPGA的键盘扫描模块的设计实现[J].电子元器件应用,2006.
[4]王志辉,林水生.基于FPGA的键盘扫描模块的设计与实现[J].国外电子元器件,2006.
Design of Keyboard Interface Module Based on FPGA