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监测网范文第1篇

关键词：小孤山水电站；变形监测；结果分析；预报

一、工程概况

小孤山水电站水利枢纽是我国目前建在软基上的第一座中型电站闸坝，是黑河大峡谷的第3座梯级水电站，上接大孤山水电站厂房尾水，设计正常蓄水位2160m；下接龙首二级(西流水)水电站库尾，正常水位1920m，开发段河道长约15km，设计水头140m，该水电站采用长隧洞引水式方案开发，设计引水流量98m3/s，电站装机约100MW。工程规模属中型工程，主要建筑物设计标准为三级，次要建筑物设计标准为四级，临时建筑物设计标准为五级。小孤山水电站开发河段位于甘肃省肃南裕固族自治县境内的黑河大峡谷中段，两岸有大面积陡崖分布，峭壁耸立，河中乱石层叠，水流湍急。有山区四级公路沿峡谷穿过，枢纽距张掖市约100km，交通便利。

为了解和掌握闸坝的稳定性、验证相关的设计参数，确保水电站的长期运行安全，保证发电机组正常出力和投资效益的正常发挥，受黑河水电开发有限责任公司的委托，按照《黑河小孤山水电站枢纽外部永久变形监测技术设计报告》和《水利水电工程测量规范》、《水利水电施工测量规范》、《混凝土坝安全监测技术规范》的要求，对小孤山水电站枢纽外部进行变形监测，并对监测结果进行了分析。

二、外部变形监测方案设计

外部变形监测主要从两方面展开工作，一是进行建筑物水平位移监测，另一是进行建筑物沉降监测。水平位移监测采用视准线法，在设置有强制对中装置的观测墩上架设高精度经纬仪，照准视准线另一端点，测定设置在该轴线上的监测点的变形情况。沉降监测是采用精密几何水准测量的方法，测定布设于建筑物上观测点的高程变化，来确定建筑物的沉降情况。

在监测过程中，一旦发现监测点水平位移量变化较大、监测点沉降量较大或沉降量明显不均匀时，应及时向业主报告，根据需要采取必要的防范措施。在沉降监测中，为了保证监测精度，正确反映建筑物的沉降情况，按照二等精密水准测量的技术要求施测。

2.1观测点位的设置

变形监测点的布设是进行变形监测的基础。根据监测点布设从整体到局部的原则，依据小孤山闸坝的结构形式及特点，在枢纽闸坝1#、2#、3#和4#泄洪冲砂闸范围内，布设3条视准线进行闸坝水平位移监测；布设2条精密水准路线和1条支点水准路线进行闸坝沉降监测。

水平位移观测基点B1、B2和B3是具有强制对中装置、高1.20m的混凝土观测墩，预制在右岸道路两边的基岩上，四周加置了铁栅栏；照准基点A1、A2和A3是标有“莱卡”字样的目标专用照准觇牌，用3个(或4个)螺钉固定在左岸基岩上。水准工作基点有2个，一个位于B2观测墩底座上，一个位于Y15监测点下游右岸基岩上，均为现浇圆钢标志。两个水准工作基点上均引测了二等水准高程。

Y01～Y15是设计的变形监测点，这些点为高出地面0.30m的现浇永久监测墩，其上安置了强制对中盘和水准高程测量标志，作为平面位移监测和垂直位移监测的标志。

2.2变形监测使用仪器的选择

为保证测量成果准确、可靠，满足规范规定的精度要求，水平位移监测采用T3型经纬仪，并配用监测专用活动觇标进行；沉降监测，选用德国蔡司公司生产的NA-2型精密光学水准仪(±0.40mm/km)并配用铟瓦合金标尺进行几何水准测量。在作业前后，对仪器的相关项目进行了检验与校正，使监测仪器的各项指标符合国家及规范要求。

2.3变形监测方法

水平位移观测是将T3型精密经纬仪架设在B点，正倒镜照准对应的特制照准点A各一次，对架设在各监测点上的带有千分尺的移动觇标各读取一组数据，取其中数作为最终观测值。在沉降监测中，为了保证监测精度，正确反映建筑物的沉降情况，按照二等精密水准测量的技术要求施测。

三、监测数据处理及成果分析

3.1数据处理

外业数据观测结束后，对观测数据进行认真地检查校核，剔除粗差后参与计算。闸坝的水平位移量，是将各监测点的观测量与上一次观测值比较得出相对位移量，将各监测点的观测量与初始值比较得出绝对位移量；闸坝的垂直位移量，是将各监测点上利用附合水准路线经平差计算求得的高程值与上一次观测值比较得出相对位移量，将各监测点求得的高程值与初始值比较求出绝对位移量。

3.2成果分析

2006年4月23日进驻工地，在28日下闸蓄水前几天，对各监测点的初始值进行了测定。2006年5月4日开始首期监测，至2008年5月的2年内，从前段(2006年6月22日前的6期)的按通知无周期规则监测到后段(2006年6月22日后的100期)每周四进行的有周期规则性监测，共计106期。

为分析和研究闸坝的外部变形，绘制了监测期水库水位过程线和各监测点的位移过程线：以各视准线上的监测点组成的横剖面代表闸坝横向位移曲线和以各闸墩为单元，其上监测点组成的纵剖面代表闸坝纵向位移曲线。

通过监测数据分析各个监测点的位移过程线(剔除个别监测期个别监测点的异常值)认为，上游排视准线上的监测点的变形情形是：位于坝左(混凝土坝)上的Y01的变形位移量不大，虽然在一段时间内和同在一条视准线上的其它监测点呈相似的变化方向、过程，但因变形位移量大多在2倍测量中误差内，所以可以认为它是相对稳定的。Y02、Y03、Y04和Y05点在以上监测期发生变形且位移量随水位变化波动，总趋势是水平位移初期向上游，然后再向下游的过程；由于上游排监测基准点(B1)遭撞击破坏，自74期后Y01、Y02、Y03、Y04和Y05点无水平位移监测数据，故对上游排的水平位移无法进行连续性分析；垂直位移是一个缓慢上升到回落继而下沉的过程，且位移量不大。

中游排视准线上的监测点的位移变形情形是：位于坝左的Y06的水平位移变形量相对较小(最大达到-4.96mm)，但和同在一条视准线上的其它监测点呈相似的变化方向、过程；要引起注意的是Y07、Y08、Y09、Y10和Y11监测点，在监测期后期水平位移向下游方向发生位移变形并随水位升降呈规律性的上下波动且呈加快趋势。Y07的水平位移量最大达到-5.96mm，Y08的水平位移量最大达到-9.66mm，Y09的水平位移量最大达到-11.94mm，Y10的水平位移量最大达到-12.01mm，Y11的水平位移量最大达到-13.79mm。垂直位移的变化在整个监测期也是比较平稳的，总体上讲是一个缓慢上升到回落下沉的过程，但明显随水位升降呈上下波动规律。

下游排视准线上的监测点的位移趋势是：在整个监测期，Y12的水平位移量和垂直位移量相对较小，Y13、Y14、Y15的垂直位移量相对较小而水平位移量较大，水平位移量绝大部分为负值并随水位升降呈规律性的上下波动且向下游方向变形位移。Y13的水平位移量最大达到-10.13mm，Y14的水平位移量最大达到-10.84mm，Y15的水平位移量最大达到-11.30mm。垂直位移量的变化在整个监测期都是比较平稳的，总体呈下降趋势，但位移变化量小，明显随水位升降呈上下波动规律。

四、结论

通过对2年监测数据分析，认为在该监测期闸坝发生了位移变形，且位移变形在时间和空间上都是不均匀的：①闸坝靠左岸位移变形较小，靠右岸位移变形较大；②水平位移变形较大而垂直位移变形较小；③水平位移变形方向向下游，大小随蓄水位的高低波动并在波动中增大；④该闸坝存在不均匀位移变形，且不均匀位移变形特征比较明显。

在整个监测期的后期，监测点Y07、Y08、Y09、Y10、Y11、Y13、Y14、Y15的水平位移量均逐渐增大，且有继续增大的趋势；垂直位移由蓄水初期的上升到回落再到下沉态势，但垂直位移量较小，明显随水位升降呈上下有规律波动。需要强调的是：该闸坝靠右岸各监测点在这期间的水平位移量(向下游)逐渐增大而左岸变化量较小，通过对各个监测点的监测数据的比对、分析，认为该闸坝发生了不均匀位移变形且特征比较明显，而残余变形值逐渐减小。

参考文献

监测网范文第2篇

关键词：气象；监测网络系统；防雷

中图分类号：P414 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151232058

随着气象现代化的不断推进，气象监测网络系统基本实现自动化，自动气象站基本替代人工观测，进一步提高了观测业务现代化水平。但是，随着大量的电子设备使用，也形成了极大的雷击风险和安全隐患，其后果一般致使部分监测网络系统运行失灵，严重时将造成重要设备、数据损坏及人员伤亡等难以估计的重大灾难。因此，结合气象监测网络的建设布局，依据防雷科学理论和有关技术规范，结合实际采取相应的技术防护措施，进行针对性、合理性的防护，才能确保气象监测网络系统在雷电波入侵时能够安全运行。

1 气象监测网络系统雷电灾害的成因

1.1 直击雷

雷电击在风杆、采集器支架立柱等处造成设备损坏；或雷电击在架空线缆上熔断线缆。

1.2 雷电波侵入

野外架空线缆接雷或被雷电感应时，通过电源线、信号线或金属管线侵入设备，造成电位差使设备损坏。

1.3 雷电感应

雷击避雷针或其他金属立杆，在引下线周围会产生的瞬变强电磁场，统称感应雷，又叫二次雷。其感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可达40～60kv，对设备的损害没有直击雷猛烈，但发生的几率要比直击雷大得多，处在电磁场中的探测设备和传输线路接收到感应电动势，难免遭受损坏。

2 气象监测网络系统防雷建设现状

在气象监测网络系统的防雷建设中，无论防直接雷还是防感应雷，最终目的都是将雷电流安全引入大地。目前，气象监测网络系统中广泛采用的防雷方式是联合接地方式，即避雷针接地 、设备保护接地 、设备工作接地等共用一个接地系统，共用接地电阻小于4Ω，有的还在2Ω以下，这种接地均符合《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）等规范要求。事实上这种接地主要适用于强电系统。气象监测网络系统基本是弱电系统。在实施气象监测网络系统的防雷时，联合接地人为把“电网地电位”通过地环路引入气象监测网络系统，造成了电压“浪涌”。弱电系统耐压较低，如果压差过大，气象监测网络系统是难以承受的，一旦出现过压，必定会造成气象监测网络系统损害，何况是雷电。

3 气象监测网络系统的防雷设计与施工

气象监测网络系统防雷设计、施工是一项系统工程。从系统论的角度上讲，系统结构愈合理，相互间的作用就愈协调，这样才能使整个系统达到最佳的运行状态。气象监测网络系统的安全运行设计属于电磁兼容（EMC）设计，包括系统抗干扰设计、防静电设计、防直击雷和感应雷设计。目的是确保自身安全，提高运行质量。气象监测网络系统的雷电防护工作，第一步是确认雷电灾害入侵的途径，在这个基础上，依据防雷科学理论和相关技术规范，采取相应的防护措施，有针对性地防护，趋利避害，从而达到在雷电波入侵时能保障整个系统安全运行的目的。本人实践认为，“单点接地”才是目前解决气象监测网络系统防雷最有效的手段，也是其防雷设计应把握的基本原则。

3.1 气象监测网络系统防雷“单点接地”

防雷“单点接地”是指以系统主机一点接大地，其他所有设备都与大地绝缘。具体来说，“单点接地”是将系统内所有与系统有连接关系的“子系统”以一个接地点接入大地。如测场内各传感器组成的子系统汇接到采集器，由采集器 “一点”接大地，与采集器电缆连接的子系统线路都应与大地绝缘或屏蔽，这就是“有直接电气连接关系”的系统“单点接地”。

3.2 气象监测网络系统防雷合理性分析

气象监测网络系统“单点接地”切断了所有地环路，可有效阻断“雷电地电位”和“电网地电位”入侵弱电系统，这是防雷电、防浪涌、防干扰最有效的基础技术手段。联合接地引入地电位干扰和电网浪涌，引入雷电反击电压，导致系统设备和防雷设备烧毁的案例已被越来越多的雷击灾害案例所证实。气象监测网络系统“单点接地”不仅与防感应雷没有矛盾，而且是气象监测网络系统防雷设计应遵循的基本理念和防雷设计的基础条件。因为系统不能承受直击雷通过系统任何部位对大地放电。“单点接地”通过保护电路抑制雷电感应电动势到达设备端口时的电压值低于设备“最高安全电压”，确保系统安全。

气象监测网络系统 “单点接地”，使整个系统随接地点等电位浮动。而人为制造的联合接地，企图实现“等电位连接”，这对气象监测网络系统来说，理论和实践上都是不可能实现的。“单点接地”的安全设计原则，可有效避免被“接地防雷”的误导，并可规避复杂接地系统的冤枉投入。“单点接地”是检验和判断气象监测网络系统安全设计和隐患设计的“试金石和分水岭”。

曾有人把线缆上接收到的雷电感应电动势，用“过电压”、“高电位”来描述，并声称“用电缆两端接地防雷器就能把电缆两端箝位到等电位”。高频分析表明，对于线缆上的交变感应电动势来说，即使防雷器接地电阻为0和两端地电位相等，两端限压型防雷器的“箝位电压”始终是“大小相等，极性相反”的，所以哪里有什么等电位可言？而且接地“放电回路“包括线缆和接地线的交直流阻抗总和，也包括接地电阻，所谓“有效泄放雷电流”只是幻想而已。雷电感应电动势与大地无关，不存在向大地泄放电流问题；“单点接地”主要用于泄放系统静电荷，与传统避雷针接地、电网接地、防浪涌保护器接地泄放大电流的要求有着本质区别。

3.3 防雷施工要求

3.3.1 在实施气象监测网络系统防雷时

系统远端所有设备对地悬浮，通过采集器接地点泄放系统产生的静电荷，并保持与大地静态等电位，以保证运行安全。系统所有设备应该在已有建筑物防雷避雷系统和其他独立避雷针有效保护范围内工作，传输线缆尽可能埋地穿管布线。特别是电源应按照《自动气象站场室防雷技术规范》（QX30-2004）要求安装三级电源SPD进行防护。

3.3.2 室外孤立的风杆、采集器支架等，应该设置独立避雷针保护

其与独立避雷针距离应大于4、5m（反击立杆的距离），风杆、采集器支架等顶部不能安装避雷针，风杆、采集器支架等还要做好与采集系统的高级别、全天候绝缘，以应对避雷针接闪时“跨步电压”通过风杆、采集器支架等反击采集系统；风杆、采集器支架等最好用工程塑料或其他绝缘材料支架，以提高绝缘级别。不能将风杆、采集器支架当避雷针，或将传感设备与支架简单绝缘。因为一般情况下雷电反击电压能击穿空气的距离在30、40cm以上，阴雨天可以超过1m以上的距离，常规绝缘无法做到。

4 结语

只有切实了解系统运行环境，掌握正确防雷方式方法，才能真正对需要保护的设备发挥保护作用。气象监测网络系统防雷的毕竟是一门实践科学，“单点接地”只是本人在防雷工作中的技术引入和经验总结，不足之处仍待检验和完善。实践是检验真理的唯一标准和最高的权威，让我们在实践中不断进行探索和完善。

参考文献

[1] 建筑物防雷设计规范. GB50057-2010[S].

[2] 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2012[S].

[3] 自动气象站场室防雷技术规范 QX30-2004[S].

[4] 陈斌，白玛措姆等.新型自动气象站的防雷对策探讨[J] 科技.

监测网范文第3篇

关键词:剥隘滑坡;地表变形监测;深部变形监测;降雨量

中图分类号:P642.22

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2010)09-0160-04

1 引言

广西百色水利枢纽云南库区剥隘镇四、七、九片区古滑坡整体于2008年11月~12月在水库蓄水、强降雨等作用下出现变形复活,滑坡前缘临库一带出现较大规模的塌岸、道路桥梁开裂、房屋变形拉裂、水厂蓄水池漏水、公路挡墙裂缝发育等变形现象,引起当地居民恐慌。右江公司于2008年11月17日建立并启动了滑坡变形体临时变形监测网,由长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)和中水珠江规划勘测设计有限公司合作,开始对滑坡变形实施动态监控,并对测量成果进行汇总分析,实时准确提供滑坡变形情况,及时预测滑坡变形趋势,为右江公司在滑坡应急抢险中的决策提供可靠的监测资料(图1)。

对滑坡的治理,陆续进行了一系列抢险措施,包括水厂、九片区、四片区的抗滑桩支档;七号沟的土石方回填加固;七片区的格构锚防护;地表排水系统的施工;20万m3的甲村前缘压脚工程。另外还有目前正在施工的1号、2号地下排水洞以及将要实施的70万m3的甲村滑坡压脚工程。剥隘滑坡的前期变形监测在应急抢险过程中起了很重要的作用,为勘测、设计和施工方案实施有一定的指导意义。为了提高监测精度和质量,为了检验治理工程效果,防止地质灾害对当地人民群众的生命财产的危害,在原有监测方案的基础上提出一个长期安全监测的技术方案。

2 剥隘镇滑坡变形监测网的设计与实施

在全面分析了现在监测项目和条件的基础上,建立了剥隘镇滑坡变形监测网,进一步加强剥隘镇四、七、九片区滑坡整体的安全监测,并及时向右江公司、工程监理单位提供变形数据及分析结果,同时可为滑坡治理的工程设计及施工提供了精确的测量数据。剥隘镇滑坡变形监测网包括了5个方面的内容。

2.1滑坡地表变形监测

2008年5月份以前的监时监测网布置了29个临时监测点,为了检验治理工程效果,提高监测精度,按照新的技术要求,新的地表变形监测网重新设计,在滑坡范围内共布置18个永久点,埋设观测墩埋(如图1所示),按15d一次进行周期监测。采用Leica TCA2003型测量机器人观测滑坡表层水平位移和垂直位移,水平位移观测位移量中误差为±5mm,垂直位移观测位移量中误差为±3mm。5月底和6月初进行了初始值观测(TP16、TP17、TP18初始值的观测在6月底)。并对观测的数据位移量按周期进行了统计(表1、表2)。

2.2 滑坡深部变形监测

在监测区布设深部变形监测钻孔,目前安装和观测6个孔(如图1),按15d一次的周期进行监测,采用CX-03E钻孔测斜仪进行观测,深层水平位移观测位移量中误差为±4mm/15m。自2009年2月以来经过了近一年半的监测,深部位移监测孔观测的基本情况见表3,深部位移监测孔孔深-位移曲线图见图2(以IN06为例、其它监测孔由于篇幅关系略去)。

2.3应力计、锚力计测量

如图3所示,在水厂、九片区、四片区抗滑桩布置应力计和锚力计,进行周期观测(每月2次),采用南瑞NDA1411 振弦式指示仪进行观测。应力、锚力观测值曲线见图4。

2.5 钻孔地下水位观测

剥隘镇滑坡变形监测网设计并建立有10个地下水位长期观测孔,有ZK19、ZK28、ZK33、ZK37、ZK40、ZK44、ZK51、ZK55、ZK56、ZK65,平面布置图见图1,每月观测二次以统计钻孔地下水位的变化情况。

3 监测预警值的确定

变形监测预警值的确定是变形监测技术设计的重要内容,根据滑坡的变形情况,设计人员参考有关资料,针对性地制定了以下预警值,作为剥隘滑坡监测和预报应急预案依据。

3.1 地表位移监测

(1)Ⅰ级预警(红色)。3个月的地表监测累计位移量超过50mm或单次监测位移增加量超过30mm。

(2)Ⅱ级预警(橙色)。3个月的地表监测累计位移量超过40mm或单次监测位移增加量超过20mm。

3.2 深部位移监测

(1)Ⅰ级预警(红色)。单月监测累计位移量超过100mm或单次监测位移增加量超过50mm。

(2)Ⅱ级预警(橙色)。单月监测累计位移量超过60mm或单次监测位移增加量超过30mm。

3.3 钢筋应力计

(1)Ⅰ级预警(红色)。钢筋应力监测测量值(绝对值)超过100MPa。

(2)Ⅱ级预警(橙色)。钢筋应力监测测量值(绝对值)超过50MPa。

3.4 锚索锚力计

(1)Ⅰ级预警(红色)。1 000kN级预应力锚索(除四片区Z41号桩外)锚力计测量值超过980kN,2 000kN级预应力锚索(四片区Z41号桩)锚力计测量值超过1 500kN。

(2)Ⅱ级预警(橙色)。1 000kN级预应力锚索(除四片区Z41号桩外)锚力计测量值超过950kN,2 000kN级预应力锚索(四片区Z41号桩)锚力计测量值超过1 200kN。

4结语

剥隘镇滑坡变形监测网通过地表变形监测对滑坡表面的变化进行监测,通过安装钻孔倾斜仪对滑坡内部变化进行监测,另外在抗滑桩上安装应力计和锚力计对抗滑桩的受力情况进行监测,整个监测网形成了立体的变形监测系统。由于滑坡的变形,和地表水和地下水的关系很大,观测剥隘滑坡范围里降雨量情况,右江库水位的升降情况,同时对滑坡内的10个钻孔的地下水位进行观测,整个监测网同时形成了完整的变形监测系统,对掌握剥隘滑坡的动向和变形趋势,对滑坡地质灾害的应急抢险工作起到了非常重要的作用。

从各项观测值变化情况来看,观测数据远离设计预警值,前期滑坡治理措施已经发挥着重要的稳定作用,滑坡目前尚处在一个相对稳定的状态。随着滑坡治理项目的完善和投入使用,剥隘滑坡的稳定性将得到进一步的提高。实践证明,剥隘镇滑坡变形监测网为治理工作提供了正确可靠的变形数据,这对保护当地人民群众的生命财产,起着非常重要的作用。

参考文献:

[1] 地质调查项目管理方法与标准规范全集编委会.DZ/T 0227-2004.滑坡、崩塌监测测量规范[S].北京:中国科学技术出版社,2008.

[2] 张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2006.

[3] 王 姣,高桂青.枫渡水电站滑坡体变形观测资料分析[J].南昌工程学院学报,2007,26(3):59~62.

监测网范文第4篇

关键词:广播电视;语音监测;海外广播网;测试

近年来，我国的广播电视监测事业发展迅猛，广播电视监测工作已经进入到了一个新的时代。广播电视监测工作已由过去被动的事后服务转变为积极主动的过程服务，由过去靠人工的、传统落后的手段变为数字化、网络化、自动化的方式，由过去单一的无线广播监测向广播电视全面、全方位监测发展。2002年，广电总局实施“走出去”工程，以加强我国对外广播电视宣传，同时，在海外建立了环球广播监测网，加强对中国国际广播电台对外广播效果和租机/互转的电台播出的监督、检查，提高对外广播效果。我国在各国的驻外大使馆都有相应的信号采集设备，收集当地的对华广播落地信号，然后对信号进行压缩，通过互联网传回到国内的监测中心，进行内容监测，从而发现对我国社会、经济、外交等有用的重要信息。截至目前，海外监测网已经在50个国家相继建立了54个无人值守遥控监测站点，每日可监测中国国际广播电台对外播出的32种语言、383个频率的广播效果。将音频识别、文本检索、图像处理等新技术实际应用于目前主要靠人工完成广播信号内容监测业务，充分利用计算机对于海量节目内容自动处理具有的速度快、效率高、可以控制漏检率等特点，将众多的先进技术服务与广电监测行业相结合。

一、音频内容综合处理技术

(一)广播音频信号介绍

真实应用环境下的语音现象非常丰富，以海外监测机房短波音质广播语音为例(如图1)。图1海外监测机房典型语音广播音频信号具有以下特点:1．信号在传送过程中，由于干扰使得包含的噪声很不稳定，主要表现在两方面:一是同一个音频片段里的噪声变化不均匀，时大时小;二是不同的音频片段的信噪比差别较大。这就使得有的音频片断的信号质量好一些，而有的音频片断的信号质量却很差。2．由于是电台节目信号，所以包含了各种各样的音频类型，既有纯净的语音，也有带音乐或噪声背景的语音，既有音乐歌曲，也有强噪声或者如鼓声之类的环境音，可以说是一种语音、音乐和噪声的混合音频信号。3．信号中含有大量的片头曲，这些片头曲多是一些具有音乐背景的报台信号，或者是不同节目的报幕信号。由于片头曲中含有一定的语言信息，所以即使是同一个电台或同一个节目，不同语言的片头曲也是不同的。此外，由于广播电台的节目时刻表比较固定，同一语言播出的节目中的片头曲相对也是固定的，这是一种固定音频信号。4．广播节目都是以一定的频率被播出的，在信号传送过程中，某一频率的节目信号有可能被其他节目的同一频率信号完全干扰或临界干扰，如果两个节目的语言不同，那么将出现两种或多种语言重叠或交叠出现在同一个音频片段中的现象。此外，一个节目中也有可能出现多种语言，比如一些语言教学节目。5．信号中的说话人不仅有主持人，也有大众百姓，大家说的话不仅有母语，也有方言，甚至还有非母语的外国人在说话，而且说话的内容和说话人的性别也是随机的。此外语音不仅仅是广播语音，在一些人物采访节目中常常出现电话或麦克风语音。6．由于广播节目是每天24小时不间断地播出的，所以采集的数据将是海量的，此外，虽然每段音频的采集时长约57秒钟，但是如果去除其中的非语音成分，剩下的语音时长却是不定的。从这些特点中不难看出，实际真实的音频信号是非常复杂的，这给语种识别系统的实际应用带来了很大的困难和挑战。音频内容综合自动处理系统的主要处理对象是语音，对其内容的分析和监测对象包括内容、关键信息、语种等。

(二)音频内容处理技术基础框架

当前主流语音处理技术主要基于统计框架，一般包括以下流程和处理步骤，如图2所示。图2基于统计音频内容计算技术框架1．建模数据库的建立:主流音频内容计算技术建立于统计理论之上。系统性能对建模数据的依赖很大，因此要求建模数据与测试数据在应用环境、说话方式等方面有一定的相关性，否则无法保证系统在应用环境下的性能。2．特征的选择与提取:特征是区分不同类事物最根本的属性，选用不同的特征将带来不同的区分能力使得类内高偶合、类间低聚合。因此对不同的识别任务，必须精细选择所使用的特征。3．建模技术:模型用于刻画不同类别之间的本质差异，一个好的建模方法会显著提高系统性能。目前主流的建模技术分为两类，一类基于最大似然估计方法，其本质是通过描述特征在空间中的分布参数来刻画类别统计特性，最常见的模型是高斯混合模型GMM;另一类是基于区分度的估计方法，其本质是通过描述不同类别的分界面信息来刻画类别间的特性，最常见的模型是支持向量机模型SVM。

(三)面向真实应用环境的音频内容处理框架

对真实应用环境语音的处理，需要包括以下流程和处理步骤，如图3所示。图3音频内容综合处理系统框架针对不同格式的输入语音进行格式转换，统一为wav格式。对于广告或含有片头曲检出的任务，可以采用固定音频检索技术，把片头曲或广告作为模板，从音频信号中检索，根据片头曲所对应的语种来确定整个音频片段的语种。由于信号中含有多种音频类型，而诸如音乐和噪声之类的音频几乎不含所需信息，所以需要把音频信号分成语音、音乐和噪声，以去掉这些不含语种差别信息的非语音信号。针对特定应用环境，需要对音频信号的质量进行评估，对信号质量较差的语音降低识别的置信度。由于音频信号含有噪声较大且不均匀，提取特征时需要采取一定的噪声消除技术。对于经过增强后的语音，进行内容识别、语种识别及敏感信息监测等内容计算任务。

二、音频内容综合处理技术测试

(一)场景分析

音频场景分析的目的是把输入音频文件分成语音和非语音，并把其中的非语音成分去掉，仅把语音提出来用于后续内容计算。建模数据库:从海外机房2月15号至28号不同语言播出的节目中人工整理用于音频分类的训练数据，考虑到训练样本的平衡，其中语音60M，非语音60M，非语音包括音乐和噪声各30M。整理时把带强音乐背景的语音归为音乐，带强噪声背景的语音归为噪声，而带弱音乐或弱噪声背景的语音归为语音。然后使用语音和非语音共120M数据训练第一个分类器，用来区分语音和非语音，使用音乐和噪声共60M数据训练第二个分类器，用来区分音乐和噪声。特征选择:常用的音频分类特征有16种，其中时域特征包括7种，即过零率(Zero－CrossingRate，ZCR)、高过零率帧的比率(HighZero－CrossingRateRatio，HZCRR)、短时能量(Short－TimeEnergy，STE)、低能量帧的比率(LowShort－TimeEnergyRatio，LSTER)、短时能量的均方值(Root－Mean－Square，RMS)、静音帧的比率(SilenceFrameRatio，SFR)、子频带能量分布(Sub－bandEnergyDistribu-tion，SED);频域特征包括9种，即频谱差分幅度(SpectrumFlux，SF)、频谱质心(SpectrumCentroid，SC)、频谱散度(SpectrumSpread，SS)、频谱截止频率(SpectralRolloffFre-quency，SRF)、子频带周期(Sub－bandPeriodicity，BP)、噪声帧的比率(NoiseFrameRatio，NFR)、线谱对(LinearSpec-trumPairs，LSP)、线性预测倒谱系数(LinearPredictionCep-stralCoefficients，LPCC)和梅尔倒谱系数(Mel－FrequencyCepstralCoefficients，MFCC)。而一些非常用的音频特征包括短时基频(Short－TimeFundamentalFrequency，STFF)和谱峰轨迹(SpectralPeakTrack，SPT)等。我们以高过零率帧的比率HZCRR和噪声帧的比率NFR为例，说明其对语音/非语音和音乐/噪声具有区分能力。图4HZCRR和NFR对语音/非语音和音乐/噪声具有区分能力如图4所示，对输入音频分别提取高过零率帧的比率HZCRR和噪声帧的比率NFR特征，可发现语音/非语音HZCRR特征、音乐/噪声NFR特征的数值范围具有明显差别，可作为特征区分两者。为此，根据不同特征间的区分能力及其互补性，系统采用了如下特征:表1音频分类特征集音频分类类型特征集语音/非语音BP、HZCRR、LPCC、LSP、LSTER、MF-CC、RMS、SBE、SC、SS、ZCR纯语音/非纯语音BP、LPCC、LSP、MFCC、RMS、SC、SF、SFR、SS、ZCR音乐/环境音BP、NFR、RMS、SBE、SF、STE建模技术:采用基于支持向量机的区分度建模方法。支持向量机(SVM)是一种基于现代统计学习理论的模式识别方法，在解决有限样本、非线性及高维模式识别问题中表现出许多特有的优势。SVM是一种两类样本分类器，其目标是在超高维(一般几十万维)空间找到一个分类超平面，使得它能够尽可能多的将两类样本数据正确分开，同时使分开的两类数据点距离分类面最远。一般包括两个部分，即特征从原空间到超高维空间的映射和分类面学习。

(二)音频信号质量评估

音频场景分析的目的是按照我国《广播节目声音质量主观评价方法和技术指标要求》的规定，对广播节目语音质量进行自动评价。特征选择和提取:通过比较和分析，系统选择语音能量、噪声能量、信噪比、音乐/噪声/语音比例、基于谱熵的可听度估计几种特征。建模技术:采用多特征的线性加权分类技术，各特征的加权系数经验确定。测试原理如下图所示:图6测试原理性能分析:对于机器自动评分和人工评分不一致的结果，请值班员帮助判断。值班员的判断结果分为三类，即人工和自动评分均可、自动评分偏差和人工主观性因素偏差。对于自动评分偏差，其主要影响因素是算法参数，为此根据人工判断结果对算法参数做适当调整，再次迭代，直至过程收敛。首先对3月1日、5日、10日和14日的这4天采集的约6000个音频片段人工进行主观打分，然后由系统对这些音频片段自动评分，比较人工主观评分和系统自动评分的一致性，实验结果如下表所示。表3系统自动评分与人工主观评分的一致性日期3月1日3月5日3月10日3月15日评分一致性66．01%64．78%65．18%67．61%从总体实验结果来看，整体上人工和系统打分完全一致的比率为66．5%，对评分不一致的音频片段进行分析，我们发现:a)经人工确认，两种打分均可的约占16．2%;b)由于人工疲劳等主观因素使得人工评分不正确的约占9．7%;c)由于算法不够精致使得系统打分偏离人工打分1级的约占5．6%，2级及其以上的约占2．0%。为此，我们以系统评分与人工评分差半级为正确，差两级以上错误，重新统计评分的一致性时，上述4天打分一致性的整体平均正确率可达到98%。

(三)语音增强/去噪

语音增强/去噪的目的是增加带噪语音的信噪比，从而提高后续内容计算模块的识别准确性。方法:针对背景噪声在不同环境不同时刻下的变化特性，提出了在系统前端采用自适应滤波器来对语音信号进行降噪处理的方法，有效地提高了信号层的区分度。同时，我们在模型端对传统的基于匹配的声学模型训练算法(MULTI－TRAIN)进行了改进，吸纳了MULTI－TRAIN训练方法中在训练数据中加入应用环境背景噪声的做法，采集了大量不同种类和不同信噪比下的背景噪声，对训练数据进行“污染”，并用“污染”后的数据训练声学模型，增加了训练和测试环境下模型的匹配程度。进一步，我们在频谱域提出了一种基于功率谱密度最小均方误差估计(PSD－MMSE)的语音增强算法。该算法在功率谱域用指数分布来建模平稳随机噪声，并用混合指数分布来建模语音的能量谱，构建了纯净语音功率谱密度的最小均方误差估计器，显著地改善了语音质量。此外，我们还在对数谱域提出了一种采用高阶泰勒级数展开来近似对数谱域非线性环境函数从而寻求最合适的补偿形式以补偿对数谱域特征的方法。该方法还同时考虑了对数谱高斯混合模型的建模精度问题，并且引入了能量补偿的思想，提出了采用类似谱减的方式来补偿语音能量的方法，并研究了把对数能量和对数谱结合在一起补偿的可能性。特点:由于背景噪声在不同环境不同时刻下的变化特性，噪声的估计与补偿必须自适应地进行;另外，构造补偿滤波器时要尽可能精确。

(四)音频模板检索

音频模板检索的目的是根据对固定出现的音频片断，入广告、片头曲等，对广播节目进行定位。特征选择和提取:多个子频带的能量比率。模型:直方图重迭匹配。系统特点:1．抗畸变:首先采用频谱的掩蔽和增强技术对音频进行畸变消除和归一化处理，从而降低音频中的噪声、扭曲等畸变，提高了方法的鲁棒性，然后采用临界频带划分策略，提取多个子频带的能量比率作为基本特征，并建立每个片头曲的直方图模型;2．搜索速度快:基于直方图重叠相似度最小的快速搜索策略，并在搜索过程中选择多尺度步长预测技术提高搜索速度。性能分析:从2月15号至28号的部分音频片段中截取90个不同语种的片头曲模板，然后从3月1号至5号的部分音频片段中再截取77个与前90个没有重复的片头曲模板，每个片头曲模板的时长从2秒到20秒不等。基于上述片头曲模板，对3月6号至14号的13512个音频片段进行检索。检出2950个文件含有片头曲，检出率为21．83%，其中错误的有15个，误报率为0．51%。

(五)语种识别

语音识别技术可自动识别出语音段所属的语言。特征选择:采用美化感知线性预测系数(MF－PLP)和移动差分倒谱特征(SDC)，高维空间映射后增加长时平均，从而包含了更多的时序信息。建模技术:采用基于支持向量机的区分度建模方法。建模数据库:17个语种，如表4。每个语种经过自动去除片头曲、噪声和音乐处理，每个语种的训练数据约2－3小时。系统特点:反映语种间差异的是音素间的连接关系，因此必须增加特征的时间跨度已反映时序信息，系统征经过区分性变换后，做长时平均并增加SDC特征。性能分析实验1:识别性能随不同建模数据库规模的变化每个语种训练模型的数据量从1．5小时、2．5小时到3小时逐渐增大，，得到每个语种的模型之后，经过识别，实验结果如表5．5所示。从表中可以看出，随着训练数据量的增大，语种识别的性能也会相应地提高。实验2:识别性能随不同语种数的变化按照语种名字的汉语拼音字母的顺序，我们从6个语种开始，每次增加2个逐渐增加到16个直至17个语种，并且基于每个语种3小时的数据量训练模型，对相应的测试数据进行识别，识别性能如图所示。图7识别性能随不同语种数的变化从图中可以看出，随着要识别的语种个数的增多，识别性能逐渐下降，这主要是因为增加的语种容易和其他语种相互混淆。实验3:模型优化基于200M数据训练的17个语种的模型，对3月1日至14日的音频文件进行识别，识别过程中，每个语种都有部分语音，其信号质量不差(不低于3分)且时长也较长(不低于30秒)，但是该语种的模型得分有时候虽然是第一名却比较低，甚至有时候不是第一名，使用这部分语音更新训练相应的语种模型，上述思想称之为从错误中学习。下面我们使用3月6日至31日的语音句子，基于17个语种测试比较从错误中学习前后的识别正确率，实验结果为:原模型的识别正确率为90．85%，更新后模型识别正确率为93．58%，提高了2．73%，这说明从错误中学习是非常有效的。

(六)语音识别技术

语音识别技术可将连续输入的音频流中的语音部分，翻译成对应的文本信息。特征选择:采用美化感知线性预测系数(MF－PLP)。建模技术:采用隐马尔科夫模型(HMM)描述时序信息，采用高斯混和模型(GMM)描述音素特征分布信息。建模数据库:300小时广播语音，新唐人电视台120小时，美国之音、BBC、CCTV等节目180小时。系统特点:系统采用的关键词检出框架如图8所示。图8连续语音识别系统框架系统模型包括声学和语言模型两套，声学模型的作用为将语音特征转换为对应的声学音素序列，语言模型在此基础上完成音到字的转换。系统基于国际主流LVCSR技术，针对汉语语音做了具有创新性的贡献，突破了在汉语LVCSR总体框架、声调和声韵母联合建模、大规模语音语料库处理、系统搜索、网络语言增强的语言建模和无监督声学模型训练等方面的关键技术。

(七)敏感信息/时段监测

敏感信息监测技术可从连续输入的音频流中，发现预定的敏感信息。特征选择:采用美化感知线性预测系数(MF－PLP)。建模技术:采用隐马尔科夫模型(HMM)描述时序信息，采用高斯混和模型(GMM)描述音素特征分布信息。建模数据库:300小时广播语音，新唐人电视台120小时，美国之音、BBC、CCTV等节目180小时。敏感时段监测:在敏感词汇检出基础上，根据单位时间加权置信度信息分析某个时段的敏感程度。系统采用的关键词检出框架如图5．9所示。系统中采用了一种改进的两阶段处理架构的关键词检出方法。在第一阶段，系统不仅为词表中的词、静音和可能出现的噪声建立模型，同时还要为非关键词建立若干填充模型。在第二阶段，系统对检出结果的置信度进行计算，从而判断该结果是否可信。为实现在真实环境条件下的应用，我们在资源允许的条件下采用了尽可能精细的填充模型来解决填充模型选择困难的难题。同时，通过在一般情况下采取全局回溯技术，及在口语发音变异比较严重的场合采用局部回溯技术，有效的解决了关键词检出率不高这一问题。此外，我们还通过采用关键词网络和填充网络进行独立扩展裁剪，大大降低了系统性能对于进入填充模型的惩罚系数的敏感度，从而解决了调节进入填充模型的惩罚系数困难这一问题。图9关键词检出系统框架目前，国际上广泛采取的置信度估计手段主要有三类，即基于正确/误识两类分类器、基于对数似然比和基于后验概率的方法。考虑到对数似然比的方法和基于后验概率的方法在实际应用条件下具有很强的互补性，而基于正确/误识两类分类器可以作为上述两类方法有益的补充。我们在实际应用中，提出了综合利用上述三类方法。

(八)综合性能测试

在综合使用了音频信号质量评估、语音增强/去噪、音频模板检索、语种识别、音识别技术、敏感信息/时段监测。测试数据与环境:√2月1号－28号全部数据，共47960个文件，去掉临时测试文件，剩下46275个测试文件√17个语种模型√228个片头曲模型，其中包括集外语种(蒙、孟、乌、越)的40个片头曲模型√测试语音时长约72%为117秒，约28%为57秒√不限定话长和得分按天统计结果如下表所示:28天平均工作量减轻为46．84%，系统误报率仅为1．61‰。进一步分析可以发现，日减轻工作量与当日可进行处理的文件有强相关性，如图所示，说明系统运行性能稳定。

三、结语

音频内容综合处理技术在海外广播监测网中的成功测试，是先进的科学技术和实际应用的良好结合点。先进的技术结合了实际工作需求，反复测试和优化，系统的性能得到显著提升。将不能达到100%正确率的技术运用到需要100%准确的监测工作中，真正减少人工监测工作量50%。基于语种识别的国际台广播质量及效果综合评估集成技术，提出一套计算机自动打分方法并结合人工评分反复修正。并从真正减轻值班员工作量角度出发，综合利用语种识别结果的置信度技术，把识别结果分为确定而无需人工再次干预和需人工评判两类。另外，结合短波广播语音的噪声强、音乐多、存在片头曲等现象，不断增加和完善系统流程，集成了包括片头曲识别、音乐/噪声/语音分类、语音增强在内多项技术集成创新。基于语种识别的国际台广播质量及效果综合评估集成技术的研发进程显示，测试期间对数万个文件进行测试和分析，对常用的片头曲模型进行了重新优化和增减，对质量好识别性能差的句子针对性地进行了分析和试验，从错误中学习，进一步优化了模型。基于语音抗噪声技术，对信噪比较低的短波信道音质的广播语音实现了高可靠度的语种识别，在15个语种条件下识别准确率达到95%。同时应用基于似然比检验的识别结果置信度技术，对语种识别结果的错误部分进行自动剔除，使得置信度为100%的识别结果无需人工确认，将每天100小时的人工监测工作量减半，大大提高了监测工作的质量和效率。

作者:赵琰 单位:国家新闻出版广电总局

参考文献:

［1］杜利民．自动语言辨识研究［J］．电子科技导报，1996(4)．

［2］高升，徐波，黄泰翼．基于决策树的汉语三音子模型［J］．声学学报，2000(6)．

监测网范文第5篇

关键词：国民体质监测；网络；运行机制；系统分析

中图分类号：G804.49 文献标识码：A 文章编号：1004-4590(2012)05-0084-06

逐步建立和完善全民健身服务体系是改革开放以来我国大众体育发展的一个重要战略任务，而国民体质监测服务体系是全民健身服务体系的重要组成部分。国民体质监测网络的建立和完善，国民体质监测网络是否能够充分发挥其在推动群众体育发展中的应有的作用，是衡量全民健身服务体系运行效能和发展水平的关键指标和依据之一。

大量的文献检索表明，近年来我国体质研究取得丰硕的成果，这些研究进展主要集中在对体质概念、范畴的理论探讨，对中外体质研究方法学的比较，以及对体质监测和测定成果的基础理论研究和应用性研究等方面，但对国民体质监测网络运行机制的理论和实证研究相对较为薄弱。本研究以江苏省国民体质监测系统为实证研究对象，通过文献资料、调查问卷、系统分析等方法，对国民体质监测网络的系统结构、组织层次、构成要素、目标任务体系以及运行效果等进行了详尽的描述和论证，同时也剖析了国民体质监测网络运行过程中存在的问题和今后发展的对策，以探索适合江苏省社会发展和群众体育现状的国民体质监测网络运行模式。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象

江苏省国民体质监测网络的总体架构、组织层次、构成要素、目标任务体系以及运行效应等。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

通过数据库、INTERNET检索，对国内外相关文献进行查阅、收集，整理有关全民健身和国民体质研究资料。对我国和江苏省社会体育或群众体育的相关条例、规章等政府文件，以及尚未发表的各类材料进行实地考察和就地翻阅。

1.2.2 问卷调查法

（1） 针对机构的问卷调查

该问卷主要为调研市、区县两级国民体质监测网络的运行现状而设计。问卷内容涉及各市、区县两级国民体质监测中心的机构设置；人员配置及构成；经费来源及使用情况；监测器材种类、数量及维护情况；体质测定服务人数、对象种类及服务效果；体质测定有偿服务情况；体质研究和健身指导等。调查的对象为各市主管国民体质监测工作的专职工作人员。对于反馈问卷中出现的可疑和矛盾之处，课题组成员再通过电话访谈或亲临有关市进行补充调查的方式加以核实和甄别。

（2）针对专家的问卷访谈

采用结构式访问和非结构式访问相结合的方式，进行专家访谈。其中结构式访谈问卷就“评价国民体质监测中心工作成效的主要因素”、“在国民体质监测工作中遇到的主要困难”、“影响体质测定服务市场化运作的主要因素”和“影响我省国民体质监测网络可持续发展主要因素”四个主题征询相关专家的意见。

专家访谈的对象主要包括省市体育局群体处国民体质监测工作的主管干部、市国民体质监测中心核心业务骨干、市体育科研所有关学者等等，受访对象共24人，访问方式为通过电子邮件和QQ的渠道传送专家访谈问卷，问卷回收率100%。

1.2.3 系统分析法

从系统论的观点出发，把我省国民体质监测网络作为一个整体来审视，分析其构成要素及其相互关系，探索国民体质服务体系的运行机制。

2 研究结果与讨论

2.1 国民体质监测网络的系统结构

对江苏省国民体质监测网络系统结构的分析可从宏观和微观两个角度着手。从宏观角度来看，这一系统结构可看作是由决策系统、操作系统和保障系统这三大系统构成的国民体质监测服务体系。三大系统之间相互制约，相辅相成，通过各自的独立运行和相互作用共同促进体质监测服务体系的有效运转。从微观角度来看，国民体质监测网络具体体现在国民体质监测的操作系统中，由各组织层次所构成的纵向结构和各监测机构主体的技术内涵所组成的横向结构构成。

2.1.1 国民体质监测服务体系的宏观系统结构

从宏观角度来看，江苏省国民体质监测服务体系由三大子系统构成（图1）。

2.1.1.1 国民体质监测的决策系统

江苏省国民体质监测服务体系决策系统的构成主体是政府体育行政部门，主要包括省、市两级群体部门和其它政府行政部门，如教育、卫生、科技、工会、妇联等相关政府部门和社会组织。体育行政部门主要负责有关国民体质监测任务和体质测定服务的法规和政策的颁布，并通过相关制度建设和行政措施来保障法规得以贯彻落实。其它政府部门则发挥其组织协调功能，动员其它社会领域配合体育部门推广国民体质监测和测定工作。