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关键词虚拟数据仓库;数据中心;联邦;信息门户;元数据
1引言
随着信息技术的飞速发展,国内外各大石油公司的竞争已经表现在信息技术应用的竞争,都在设法借助信息技术的力量,寻找新的增长点,从石油天然气行业的上、中、下游陆续建立了各类信息系统,历经数十年,投资数十亿美金不等。
另一方面,国内大多数油气田,现有的信息系统多为自主开发和部分引进系统。已经完成的各类专业应用软件、专业数据库系统和数据仓库等分别建立在不同的平台上,数据源各异,信息标准不一、相互独立,信息来源渠道分散并分别集中在不同的层次,相互间难以实现不同层次信息交换;这些系统不仅各自独立,分散,甚至存在某些数据重复建设的情况,数据冗余严重,同一份数据重复出现在多个应用系统中,存在数据不一致的风险。
数据中心(数据融合平台)通过将油田各应用系统有机集成和业务重组,最终构建一个统一的、标准的、集成的、能够包容各业务流程的数据中心体系架构和数据交换和共享平台,支持分散的、松藕合的分布式应用集成。大大地避免油田在信息系统方面重复建设,重复投资,为油田节省大量的资金。
然而,各大油田对数据融合平台建设目标和建设内容的理解各不相同。所采用的技术也是五花八门,这样实现的数据中心往往运行效率不高、对原有系统改动大(有的甚至直接放弃原系统)、难于推广,这势必会严重影响数据中心的全局应用。
在本文中我们试图通过分析影响数据中心建设的若干关键技术因素及解决方案,得到一个具有普遍意义的、先进、高效的数据融合平台架构。
2关键技术因素分析
2.1如何有效整合大量异构、异平台数据源
随着油田信息化建设的深入进行,大量的信息系统被开发并投入运行,由此而产生出了大量的同构异数据库、异构异平台的不同数据源,在这些数据源中有些是结构化的、有些则是文档、曲线数据等非结构化数据,还包括OA、ERP、纸制文档等一大批数据源。如不能有效整合和管理这些数据,将很容易造成数据遗失和管理混乱。
然而,如何有效整合如此庞大、复杂的数据源呢?是将所有数据集中到一个大库中统一管理?还是采用分布式技术建立统一访问平台?如何在各数据源的基础上实现综合、分析、挖掘?这些问题都将成为油田数据中心建设所面临的难题。
2.2如何为用户提供统一的登录及安全可靠的数据访问平台
油田数据中心建设用户提供统一的登录及安全访问的目的是为了解决以下几大问题:
(1)各系统之间互不兼容,数据信息不能共享。
(2)用户使用不同系统时,需要在不同系统中不停登录切换,效率低下。
(3)管理人员需要记忆一大堆的用户名和密码。
(4)不同系统需要很多不同专业的人员更新维护,维护成本很高。
针对上述问题,目前行业内提出了很多解决方案,但是在实施中如何选择最优的方案以解决面临的诸多难点问题:
(1)如何解决灵活性适应性差,花费大量时间建立的信息系统不能适应需求的变化,一旦需求改变,就将不断修改程序甚至全部重建,增加时间和资金投入的问题。
(2)如何建立起全局的安全访问目录,为用户提供灵活、方便、安全的数据服务。
(3)如何有效集成大量图形、图表工具,为不同角色、管理级别的用户提供直观、灵活的查询界面。
(4)个性化服务问题,即为用户定制访问首页及访问内容。
2.3如何有效管理元数据
元数据的定义一般泛称为:Dataaboutdata(管理数据的数据)。元数据的具体定义和应用随学科不同和应用领域不同而异。在石油领域,元数据是描述一个具体的油田数据库数据资源对象(数据集或数据),并能对这个对象进行定位管理,且有助于它的发现与获取的数据。
从元数据的定义可以看出,所谓元数据就是要定义一种管理数据的格式或数据字典,与此同时数据之间的关联也应定义在元数据中。然而在具体实施中却存在着一系列难点问题需要解决,例如:
(1)在石油领域里需要定义怎样的数据格式?
(2)元数据的规模有多大?
(3)如何将元数据的定义与数据源进行抽取、过滤、转换、映射关联在一起,从而实现元数据定义的自动化?
(4)如何为元数据管理提供完整易用的操作界面(甚至是图形化的界面)?
2.4如何充分利用企业现有硬、软件资源及网络资源
企业现有服务器、网络资源往往得不到充分的利用,如何高效的组织企业现有硬、软件环境为生产应用服务,这也是数据中心建设中急需解决的一大问题。
实施中可能遇到的难点问题包括:
(1)如何评估企业现有硬件、网络资源的使用效率?
(2)如何根据数据中心运行需求来优化配置企业现有资源?
(3)网络及硬件设备管理规范。
2.5如何从海量数据中整理、挖掘出有价值的数据仓库模型
建设面向主题的数据仓库首先面临的问题就是如何区分决策关键数据。其次是主题分类的问题,不同的专业需要不同的决策数据,需要建立不同的数据仓库模型,这一点不同于研究院现有的数模和建模,需要在庞杂的业务数据中不断挖掘出新的、不同规模的主题和仓库模型,并为这些主题建立起专业分类以方便管理,随着应用的深入能够被发掘出来的主题会越来越多、越来越细。最后,怎样把这样大量的数据转换成可靠的、商用的信息以便于决策支持的问题也是数据仓库建设中必须要解决。
3数据整合平台的总体技术架构设计
3.1数据融合平台系统设计思想
通过上述关键技术因素分析,我们明确了所要解决的主要目标问题,在此基础上我们进一步提出数据融合平台系统设计思想和关键技术路线。
1)数据融合平台建设是一个庞大的系统工程,需要分阶段、分步骤实施。从上述关键技术因素分析中我们可以提炼出系统建设的三个主要层次,即:首先要完成数据中心所需数据的分析、整理工作,从而制度出统一的数据标准和元数据规范;其次是已数据标准为基础建立数据交换与共享平台;最后建立项目数据库和数据挖掘、知识管理环境。
2)数据融合平台需要建立在一个高效率、高稳定、高可扩展性以及高安全的运行环境中,因此作为目前技术主流的J2EE符合此类大型系统的设计需要,它具有可靠、稳定、跨平台的诸多优势。另一方面,数据融合平台需要一套完整的而有机结合的技术解决方案,要解决包括异构、异平台乃至非结构化数据的有机融合、符合个性化和安全要求的信息门户与数据交换平台的有机整合、知识管理、数据挖掘环境与数据交换平台的有机整合。在众多J2EE平台中,只有IBM方案能够有效满足上述三大结合的需要,其主流产品WebSphereII、WebspherePortal、DW9已被广泛运用于电力、银行等大型企业数据整合系统中并具有较高的性价比。
3)针对数据集中还是分布的问题,我们提出的虚拟数据仓库体系架构有效结合了集中式和分布式优点,既能够保证原有系统不会因为数据集中而影响使用,又能够通过ETL从虚拟数据仓库中导出项目数据到项目数据库中。有效满足了用户对数据的各类需求。
4)需要建立一个可扩展的集成数据挖掘、知识管理、OLAP等多种分析工具在内的项目环境为知识发现提供基础运行平台。
5)需要建立以数据中心为核心的服务器群集环形网络架构体系及数据存储NAS和SAN混合架构。服务器群集环形网络架构体系包含群集件和负载平衡管理,可以定义规则使之在正常工作时和应对故障时自动为每个服务分配处理资源。
3.2虚拟数据仓库总体技术架构
下面我们给出虚拟数据仓库总体技术架构,本架构全面覆盖了五大技术因素,并有机融合了目前国际领先、成熟的技术、产品包括联邦技术、门户技术、元数据管理、数据评分及多维数据分析技术,服务器群集环形网络架构体系及数据存储NAS和SAN混合架构等。
图1虚拟数据仓库总体技术架构
技术架构分析:
本技术架构由两大资源管理平台构成:
石油数据资产化管理与应用系统平台
专业应用和综合应用数据资源平台
(上图中两大平台所涉及领域用白色虚线区分)
石油数据资产化管理与应用系统平台主要内容介绍:
1)目前分散在各部门的数据库系统(包括勘探、开发、生产调度等)在物理位置上保持现状,但在逻辑上和管理上统一纳入分布式数据库系统管理范畴。它们的数据源采集流程及数据质量保障则纳入标准化体系,对录入数据进行数据整理、质量审核、数据加载。
2)虚拟数据仓库体系建立在分布式数据管理系统基础之上,提供索引编目、安全管理、元数据管理、权限管理、空间数据集成、数据抽取等服务。
3)数据中心数据管理门户为虚拟数据仓库管理人员提供统一的登陆和管理操作界面。
4)企业应用门户提供数据资源需求用户统一的登陆、检索界面。
专业应用和综合应用数据资源平台主要内容介绍:
1)数据需求者根据需求,通过虚拟数据仓库抽取出所需要的数据建立数据集市。
2)根据以建立的数据集市提供用户数据挖掘、高级检索、OLAP所需的相关工具支持。
3)数据集市还包含地震、测井等大体数据。
4油田数据整合关键技术
4.1联邦技术
联邦是指对跨越多个数据资源的数据关联查询的技术。通过实现该技术从而支持不同数据库表之间(甚至文本文件间)数据的关联查询。整合不同数据(分布式和大型机,结构化和非结构化,公共和私有),在处理使其如同是在单个数据源中。联邦技术能够统一地访问以任何格式(结构化的和非结构化的)存储的任何数字信息。通过采用数据联邦,可在不影响现有应用的前提下,将各类系统的数据源通过联邦的方式映射到一个逻辑的数据库中。联邦的特性:透明性。所有信息源看起来就像是一个信息源。
异构性。从不同数据源整合数据。
可扩展性和工具化。可以访问任何数据源。
可以通过标准的分析、报告和开发工具来无缝利用的高级功能。查询接口提供了基于标准的完整功能——包括对后端数据源中缺少能力的补偿。
避免需要对现有数据源和应用程序进行更改的自主性。
其性能可以满足实际应用程序和可能应用程序的需要,包括高级查询优化技术、本地数据访问以及透明缓存支持。
联邦的技术组织结构:
图2联邦技术组织结构
图2中:联邦服务器(FederatedDatabaseServer)通过称为包装器(Wrapper)的软件模块与数据源进行通信。对于上述各类数据源,WebSphereII提供专用的wrapper,每个wrapper实现异构数据源的SQL处理,支持异构数据库间数据类型的转换和函数的转换。对关系型数据库数据源而言,包装器通过安装在信息整合平台的该数据库的客户端与其进行交互。对非关系型数据源,包装器直接进行数据访问。包装器从信息整合服务器接受数据访问指令,进行转换为数据源所支持的SQL,通过数据源的客户端提交执行。然后将结果返回给信息整合服务器处理。
4.2Portlet技术
基于IBMWebspherePortal技术实现的油田信息门户平台能够高效地把各种应用系统、数据资源和互联网资源统一集成到通用门户之下,根据每个用户使用特点和角色的不同,形成个性化的应用界面,并通过对事件和消息的处理传输把用户有机地联系在一起。简单而言,门户平台是能够充分满足用户个性化需求,使得用户能够以自己的方式交互访问相关信息、应用软件以及业务流程的集成平台。该平台主要技术特点包括:
多平台系统的单点登录集成框架
在统一的浏览器环境下,通过一次身份认证,即可按照各自的权限存取不同的应用系统,动态浏览企业内部管理信息、外部经营管理信息。
多平台系统内容集成框架
在统一的浏览器环境下,通过与原有应用系统(如OA系统、ERP系统、勘探信息系统,开发信息系统等)进行集成,在保留现有系统的前提下,使得通过统一的门户能够进入这些应用系统,并可以portlet形式集成原有应用系统的内容。
强大的文档搜索功能
石油行业的各种文档形式多样,格式可能是文本、XML、Word文档、PDF及PPT文件,存储在文件系统、内容资料库、数据库及邮件系统中,并且安全级别各不相同。因此,该系统提供区别于其他搜索引擎的专有引擎来搜索各种文档。
与ERP工作流、原始报表和水晶报表系统无缝集成
在统一的浏览器环境下,在各自的使用权限下通过portlet集成展现ERP工作流的审批过程及各种报表,统计图表。
用于协同工作的信息即时交流平台
在该门户系统上工作的同时,用户可看到其他在线的人员,然后通过内部邮件系统、在线聊天等手段与之交流,提高工作效率。
用户的个性化定制
在该门户系统上工作时,可自定义页面,在自己的页面上添加经常关注的信息,或经常要使用的集成的各种应用系统。
强大的安全管理平台
在基于LDAP的技术上,提供基于角色的用户安全管理功能,使得各级用户只能浏览权限范围内的信息,确保系统安全运行。整个系统,只需要一次登录,即可访问所有具有权限的信息和功能。用户口令实现集中管理。
4.3元数据管理
首先,油田各类数据库可以利用元数据技术规范化其现有的数据资源。每个专业领域建立自己的元数据标准,各专业子库按照这种标准的格式向外数据。这样,用户可以通过元数据标准提高数据查询和使用的效率和准确性。其次,这些元数据将记录有关于数据的所有上下文资料,数据管理者可以通过这些元数据对数据资源进行有效的管理,数据的使用者可以根据这些元数据了解数据资源的背景资料等信息。最后,元数据的使用能够进一步的消除各个数据资源之间的语义的独立性和异构性,能够达到一定限度的数据整合和交换。
图3油田元数据管理
油田元数据网格服务包括三个主要过程:用户通过元数据网格服务到元数据库中检索元数据;用户根据元数据到网格应用数据库中查询获取数据;网格应用数据库中新增数据库、表、字段、某些特殊记录时,向元数据网格数据库与之相关的信息、资料。
4.4数据挖掘与知识发现技术
总体框架中描述的专业应用及综合应用平台需要包括从后台数据整理、分析到前端图形图表展现的全面技术支撑。
IBMDB2DWE(DataWarehouseEdition)是面向商业智能应用的软件产品包,它包含十多个工具,给商业智能提供了全面、坚实的支持。其中,DB2Alphablox是新版DWE的亮点,它是一套基于Java开发的分析组件。
图4IBMDB2DWE产品分布
DB2Alphablox支持标准的J2EE应用程序开发模型,从而提供了可实现应用程序交付的全面开发范例,这为应用程序开发人员提供了定制用户界面和添加自己商业及应用程序逻辑的灵活性。通过DB2Alphablox,用户将获取功能强大的报表生成、图形化分析、无限制的信息“钻取”等多种体验。DB2CubeViews是DB2通用数据库的附加功能部件,它增强了DB2,使DB2作为开发和部署商业智能产品和应用程序的平台,特别值得一提的是,DB2CubeViews有助于加速位于DB2上的OLAP解决方案和应用程序的开发和管理。
该技术主要特性包括:
DB2UDBV9.1中的DataWarehouse特性包括:
用于大量可伸缩性的DatabasePartitioningFeature。
用于提高DBA效率和所有规模的数据库的自动管理。
多维数据集群--在OLAP和其他查询中使用的数据的优化存储选项。
为仓库查询提供Cube似的性能的具体化查询表。
帮助维护实时仓库的OnlineUtilities。
DesignAdvisor,使得易于为高性能的分析工作负荷设计优化的一组仓库对象(包括MQT、索引、分区和MDC)。
用于高级分析的内置功能,包括回归、协方差、柱状图和移动窗口。
5总结
本文针对五大关键技术因素提出的油田异构数据源整合虚拟数据仓库系统,使得企业能够多种业务应用系统、多种异构数据源并存,实现异构数据源的动态及时互访,以及信息的挖掘与综合利用,既保护了企业的原有信息化投资,又提供了应用系统由旧向新、系统平台由低向高平滑过渡,能够满足企业低成本、阶段性、可扩展性信息系统建设的需要。
参考文献
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1微电子机械系统的概念
微电子机械系统所指的就是在大小毫米量级之下,最终形成的可以控制能够运动的微型机电装置是由单元尺寸需要在可控制的微米和纳米之间,是一个整体的系统,把微机构、微传感器,以及微执行器还有信号处理系统等等构成。在不同的国家对于微电子机械系统的称呼有所不同,
2微电子机械系统的发展历程
微机械器件以及微电子机械系统在生产加工的过程中需要对其深加工技术进行研究和重视。在研究中开始逐渐的形成了微电子加工技术和微机械装置加工技术。并随着对技术的细分,开始形成了体微机械技术以及外轮廓表面微机械装置技术,并同时也产生了LIGA机械装置技术以及高标准的LIGA机械装置技术。对其体微机械技术按照实施的目标对象机械能分析,可以得出体硅单晶体为核心构成体并在其物理测量厚度的10到999单位内呈现规则布局分离,为其核心的技术策略单位。并对其技术中存在的腐蚀以及吻合问题进行布局的考虑。对其技术的优势分析得出,其装置的工艺相对不繁琐,但其操控性和调控性数值偏低。在表面微机械装置中,进行相应的IC技术加工,如采用扩散光学和标准尺寸对应光刻以及复膜层叠等技术运用中,其都会对原有的厚度比率进行微调,对其在剥离技术中和进行切割技术的分析[1]。其技术的有点在于对IC技术有相对完整的包容性,但存在的不足点也较为显著,如切割的纵向厚度单位偏低,在电光铸模和缩微成型以及耐温差等方面存在一定的技术局限。LIGA技术在德文X射线进行曝光和电光铸模中有其良好的优越性,其对设备的制取尺寸在1单位内到999单位内。但需要指出LIGA技术处于高成本和高复杂度的技术,并需要采用相对保守的紫外线深度曝光,保障其光刻效果和覆膜效果。而准LIGA技术在对设备加工中可以在最合理控制尺寸中,保障其电路集成后续装置获得合理的配置[2]。因而其技术的优势在微机械技术中可以获得关注度的展现。
2.1自动对焦的三维加工技术
目前自对准的准三维加工技术普遍采用深度的紫外线厚度型进行光度的曝光刻度,并进行胶模的处理,保证其在牺牲层和结构层获得合理的电铸,并利用其两层的金属电铸特带你,获得牺牲层厚度的保障,并进行微结构的自动对准技术保障[3]。
因而CU可以表示为牺牲层,NI为结构层的技术,并在其平面和垂直两方向性获得控制,在其CU和NI中进行电铸处理,使得其种子层和型模层获得两种电铸金属处理,让技术水平在微架构层面获得统一标准化套准对应。在其腐蚀性选择上要对其液体进行考虑,CI属于腐蚀性,NI不属于腐蚀性,并对其微机械机构进行终止惰性反应。其配套技术以及Ic工艺获得最大化的包容,在温度上控制在85摄氏度,获得对结构合理的微机械技术。其深度的单位测定在22,保障其后续的标准对应后其范围空载在49到101内。
准LIGA技术需要在工艺布局考虑中,首先要保障(a)低阻硅片(10-3cm),其热氧化反映在1.5,其厚度在SIO2其需要把定子对衬低的外圆位置进行确定。同时进行首次的光学刻,SIO2腐蚀出进行1.2各坑道处理。形成在转子下部的新支撑点确定。在除去胶缘后,在真空中进行高温处理形成0.3的铜电铸种子层。在第二次光学刻录中,要对尺寸厚光刻胶AZ4620进行转子胶模处理,保障其电光铸在3内进行转子保障。后进行第三次的光刻,在其厚度尺寸中选择光学刻录定子胶模处理,保障其厚度在2.5范围内。形成铜牺牲层的转子和钉子的转化变化,对其空隙中要包容其电铸在1.5钉子范围。在最后一次光刻中,要对其厚胶光学刻录后,对其1.3铜都牺牲层要进行间隙转化的电铸考虑。并用起腐蚀性的液进行HF缓冲液体的处理,通过SIO2合理的释放转化的转子。其微机械技术在应用中可以获得广泛的推崇,静电驱动镍晃动微马达为例,其自对准的准三维加工技术目前在实际应用中哥已经获得镍晃动马达。用电铸Cu作牺牲层,电铸Ni作结构层(定子、转子和轴),得到的转子与定子。各项参数都符合标准。
3结语
1.1安全生产和经济效益之间的平衡问题
安全是第一位的只有在保证安全生产的前提下才能要求企业经济效益,任何行业都是如此电力生产也不例外。安全可以说是电力行业的生命线,不能有差池或是踩线的行为。电力系统的生产设备组件复杂繁琐,运行控制更是复杂而且控制点比较多,而且电力系统本身担负的责任重大,一旦出现事故就会引发各种灾难人员伤亡在所难免,设备损坏企业经济效益下滑企业信誉受损。另外生产之后还有各种隐患,电能是以高压来传输的,在传输之前势必得升高电压,电能长距离传输以高压为主,到达用户侧时使用降压变压器将高电压转变为低电压,其传输过程存在很高的风险和危险因素,因此要求供电企业工作者在管理工作过程中要加强设备监督管理,保证安全传输以防产生重大的不可弥补的后果。这些都是多年来从事监督管理工作人员留下的宝贵经验教训,我们要做到严格遵守技术监督规章制度规范说明。只有以严谨的态度专业认真负责的态度才能做好电力技术监督管理工作,才能为企业带来更大的经济效益。
1.2电力行业之间的技术监督的协调发展
当今社会不断发展,行业与行业之间不再是只有竞争,更多的是需要合作寻求更大的利益,电力行业也是如此。显然电力行业的技术监督也就不再仅仅是行业自身的工作,更是多个合作行业共同需要解决的问题。随着各行各业技术监督的不断发展,电力行业可以和其他行业相互学习交流彼此工作经验彼此提供宝贵意见,进而促进整个技术监督行业的完善和发展。
2.电力技术监督管理方面的创新实践
2.1加强现场的监管力度争取实现人员和设备的可控
设备和人员是生产的主要因素,要想取得高效利益必须保证对设备和人员的可控,主要包括对现场监管力度,一方面能够提升设备的质量,另一方面保证对人员的监管。不但要分析强化现场的作业,还要做好应对各种紧急异常情况的准备,针对各种情况提出各种可行的方案。方案出台后,还要做好各种演习训练人员处理应对紧急事故的能力,强化人员分析解决事故的能力。另外对于设备要做好跟踪分析,在指定的日期内能够及时矫正异常设备,而且要对设备异常做相关的分析找到异常原因,而且要进行全方面的分析做到不遗漏不疏忽。
2.2健全工作的考评制提高技术监督工作质量
可以根据公司具体的情况建立对技术监督工作的考评,即协同考核机制,进一步完善技术监督工作。可以将每个季度工作的完成情况公开化透明化直接和考评绩效挂钩,另外要做到监督工作的专业化必须定期进行考核,开展小指标到个人的管理进而可以提高整个企业的工作水平和质量。将专业工作要求与技术监督挂钩,用各个季度和年度的工作成绩来考评。
2.3坚持全过程的技术监督保证监督到位不留死角
对于电网工作要避免家族管理的各种缺陷,要坚持深度参与电网的整体规划和设计阶段,重点是在变电工程中的图纸设计和设备的选型。对于线路工程要做到防雷、防冰、防风偏、防污等技术措施。防雷的辅助措施、线路规划、地线保护角的选取、外绝缘配置的检测都是工作人员需要注意和加强管理的。对于一些新入网的设备监管一定要到位。要做到从源头上监控入网新设备的质量,聘用监理人员驻场监督。在设备安装调试阶段的,技术人员要做到亲临现场技术监督,将整个过程中记录的笔记作为验收的凭证,这种现场亲临指导更加有利于提高施工单位的施工质量,进而提高专业人员的技术水平,为以后的设备维护工作提供保障。根据相关的规定验收规范章程,对于一些隐蔽工程在竣工验收之前做到跟踪验收,及时发现缺陷问题及早发出整改方案,保证工程无缺陷投产。在设备运行之后要做好监督运维检修工作,首先要对新投运设备做带电测试工作,争取在短时间内完成第一次状态评价工作,在设备真正运行之前消除各种可能存在的隐患以及各种意外事故的可能发生。
3.总结
施工现场是工程施工的基本场所,现场管理井然有序,各种设施器材安置科学合理,是保障施工顺利进行,提高施工效率,维护施工安全的重要方法。施工管理单位根据工程具体要求和现场实际环境合理设置现场布局,对各种设施设备、物资器材的摆放安置进行明细规范,并根据工程的具体进展情况予以及时调整。要确保施工临时道路通畅,路面压实,压平,必要时可以使用混凝土浇筑路面,不能有杂物堆积影响交通;做好施工现场排水设施的设计安装工作,并确保正常使用,建筑物周围要设置散水坡;在施工过程中,要及时收集散落的工程垃圾或废弃物,要选择合理位置集中堆放施工中产生的各种废弃物并及时处理;施工场地周围要设置围挡,高度应达到 2.5 米以上,并涂装成显眼的白色;围挡上要显著表明工程的项目名称、建设单位、施工单位、设计单位、监理单位等内容。施工过程中要采取相应措施,防止尘土飞扬、泥浆洒漏、污水外流、车辆沾带泥土运行等现象发生。设立现场检查制度,每天按时进行施工现场巡检,并将检查结果纳入施工人员绩效考评范围之中,检查结果定期公示。做好原材料的对方安置工作。原材料根据种类、规格按类堆放整齐,用时及时清理边角料,保证现场整洁。严格按照相关标准砌筑灰池,布局合理,保证安全、整洁,规范施工,防止材料散落。施工设施设备、大模、砖央等集中堆放整齐。大型模板按照正确的角度成对摆放固定。各种设备组件按照规格和种类分门别类放置,切勿混杂。木材等物料分类堆放成方形,用途专一,不能混用。各类混凝土构件也要按照类别大小堆放整齐。楞木垫头上下对齐放稳,层高要符合要求(多孔板不得超过 12 块)。钢材、成型钢筋及其他制品都要按规格摆放整齐,其中木制品要做好防水、防潮和防火处理,以免遭受侵害影响使用性能。其他有特色要求的材料也都要严格按照相应保管制度规范放置,并根据要求做好各自防护措施。施工现场人员密集,要做好卫生防疫工作。在进行施工现场规划时,要对施工现场卫生情况予以重点考虑并制定相关措施。要有专职或兼职的卫生管理人员及保洁人员负责施工现场环境卫生工作;制定施工现场卫生管理制度;定点设置饮水用具,饮水桶要做好密封,防止污染,杯子要及时清洁消毒,防止成为疾病传染源;设置工地厕所,专人管理清洁;夏季要做好蚊蝇防治工作,保证落实措施。生活垃圾要定点投放,集中处理,防止逸散。
2 加强专业工程间的组织协调
在实际工作中,施工现场内往往同时存在多个专业工程,其间在作业空间、人员、设施设备和材料等方面存在交叉使用的情况,非常容易发生互相抵触影响的问题。为保障各项工程都能顺利实施,加强各专业工程间的组织协调工作必不可少。进行专业工程协调,必须要围绕工程的质量目标,采取科学的管理方式与方法,根据具体的实际情况,采取妥善周全的措施,防止因协调不良造成施工混乱。首先要保证施工设计的质量水平,避免因设计问题导致协调工作量无谓地增多。图纸会签工作是做好专业协调的重要环节,由于设计图纸包含多个专业的内容,由于设计人员对于非本专业的内容的不了解,设计图纸中各专业的衔接部位就有可能不够严密完整。图纸会签的作用之一就是查找出这些问题,并及时整改,保障图纸质量。另外,图纸会审与技术交底也具有各专业技术协调的功能。图纸会审会对各专业工程的交叉部分进行重点审查,查找深层次的问题,并进行整改。技术交底是通过让施工人员对设计意图有个全面清楚地了解,对施工过程的各个环节、工序的要求有个明确的认识,从而减少各交叉施工环节可能出现的问题。在进行技术协调管理时,要防止令出多门的现象,要统一调度、统一指挥,确保施工目的明确。为保障技术协调工作的有效开展,必须建立行之有效的管理制度。用规范的制度来约束人员的行为,降低施工对人员配合的需求,减少管理难度。要组建项目管理领导机构,通过系统的管理机制对人员、设备、工序等予以实时调整,保障各工序施工顺利有序。
3 实施工程质量责任制
建立实施质量责任制,是提高技术措施落实效率,保障施工质量的有效手段。首先将施工任务和质量目标细化分解,层层落实到班组、人员,同时做好施工验收工作,对于不合格的施工工序,必须追究相关责任人的责任。在具体施工过程中,项目投资方和施工方要加大协调力度,明确划分责任区域,遇到问题及时处理,防止出现推诿扯皮现象。要杜绝形式主义,扎扎实实做好验收、审核、整改各道措施,力争通过严密的质量责任体系,将工程质量问题发生的可能性降到最小,对于发生的问题予以及时整改,消除不良影响。
4 结束语
1.1高层建筑火灾特点
(1)烟囱效应明显,竖向扩散速度快。2010年上海静安区高层住宅大火案,经济损失巨大,人员伤亡惨重,震惊全国。该公寓是老式高层民用住宅,存在消防设施匮乏、楼内消火栓丢失或损坏、缺少灭火器等安全隐患,在未采取保护措施的情况下电焊溅落的金属熔融物引燃了脚手架上的聚氨酯泡沫碎片,引发火灾,火势受高空风力及火场小气候等综合因素的影响,蔓延迅速,约6min后,浓烟烈火将整栋大楼笼罩并形成立面燃烧。试验表明,高层建筑火灾,烟囱效应明显,竖直方向扩散的速度能达到3~4m/s。在无任何阻挡的情况下,只需半分钟,百米高楼的火势就能从底层蔓延到顶层[1],火灾扑救工作很难有效开展。(2)高层建筑内部情况复杂,人员密集,疏散困难。高层建筑高达几十米,甚至超过二三百米。由于大楼内垂直距离大,高层住宅容纳人数多,火灾发生时,又不允许使用电梯疏散,只能使用楼梯逃生,若防烟(封闭)楼梯间失去密闭性,人们将在烟熏和热气流的烘烤中疏散,若不能在短时间内逃生成功,很可能发生窒息等事件。大量案例表明,火灾中的遇难者大多数都不是被烧死的,而是死于浓烟窒息。因为浓烟中携带有较高温度的有毒气体和微粒,对人的生命构成极大威胁。(3)消防装备滞后,扑救难度大。目前平顶山市区有登高平台消防车2辆,分别为53m登高消防车和32m登高消防车,受扑救面及有效臂长等因素影响,仅能满足15层及以下高层建筑火灾救援工作。举高喷射消防车5辆,其中60m举高车1辆,16m举高车4辆,可控制90m以下高层建筑火灾。目前全市建筑高度超过50m的高层建筑为320余栋,占全市高层建筑的42.5%,高度超过90m的建筑有130余栋,占全市高层建筑的17.3%。由此可见,目前公安消防部队的消防车辆和装备与高层建筑的火灾救援要求还有较大差距。
1.2影响逃生效率的因素
(1)高层建筑安全疏散设计不足,存在安全隐患。实地检查中笔者发现安全疏散设计大多是按照2006年的《高层民用建筑设计防火规范》完成的。随着建筑体量的不断增大,功能不断复杂,现有规范已不能满足新建筑形式的要求,一些超规范的设计开始出现,同时也有一些开发商为了增加使用面积,降低投入,设计中利用超规范的漏洞,压缩走道、楼梯间及前室的面积,留下先天隐患[5]。人为增加了人员疏散逃生的困难,大大减少火灾中人员的生还概率。(2)后期维护不当,安全管理不善,大量消防设施处于不能完好使用的状态。笔者此次火灾隐患排查的数据显示,平顶山市高层建筑共有75栋,其中一类高层建筑267栋,二类高层485栋,设有火灾自动报警系统的共有680栋,设有自动喷水灭火系统的有594栋。投入使用前验收合格率达到95%以上,而投入使用后,约有43.4%的建筑消防设施不能保持完好有效,这是由于物业单位管理不善,操作不当,加上普遍存在安全门反锁甚至损坏、安全出口或楼梯间堆积物品等现象,失去了固定消防设施控制初期火灾以便赢得逃生最佳时间的机会,违背了原有的设置初衷。以至于当火灾发生时不能发挥应有的作用,而这往往是导致人员伤亡的重要原因。
2高层建筑人员安全逃生数值模拟分析
众多的火灾扑救案例显示,高层建筑的防火工作,关键是要把握好以下四个工作环节:安全疏散设计、日常管理、逃生技术和疏散演练工作。计算机模拟疏散逃生由于其经济便捷及可操作性成为目前高层建筑人员安全疏散研究的一个热点。本文利用Pathfinder软件,从建筑物中人员安全逃生设计的角度,研究了高层建筑人员疏散的问题,通过改变参数模拟不同的疏散方案。
2.1模拟对象概况
图1为平顶山市某高层办公楼建筑的单层平面图,建筑面积为2200m2/层,共26层,每层高约3.5m,总共91m。该高层办公楼南北长44m、东西长50m,将其划分为7个区域,办公房间设置在建筑四周,中部设置楼梯和电梯。每层楼都有两部疏散楼梯,楼梯宽为1.4m,且两侧楼梯入口处均设置了防烟楼梯间,同时有2部消防电梯和3部普通电梯。
2.2疏散场景设定
2.2.1安全疏散设计的影响因素
高层建筑的安全逃生设计中,逃生楼梯的数量、宽度和分布的设计是重点。设计中由于忽略了火灾情况下人员的恐慌、能见度不足等因素,导致在实际火灾中,依据规范要求设计出来的宽度指标太理想化、疏散能力严重不足,实际疏散时间会远远大于设计预定的时间。结合工作实际及火灾蔓延规律,笔者认为此建筑的最佳疏散时间在10min左右。
2.2.2疏散模拟实验设定
设定3个影响参数,分别为楼梯数量、楼梯宽度和分布位置。由参数变化衍生匹配出不同工况:(1)楼梯的数量对疏散时间的影响,设定楼梯数量分别为1、2、3、4,计算火灾情况下不同楼梯数量所需要的疏散时间;(2)楼梯宽度对疏散时间的影响,设定楼梯宽度分别为1m、1.1m、1.2m、1.3m、1.6m时,计算火灾情况下需要的疏散时间;(3)楼梯的分布对疏散时间的影响,设定楼梯分布在建筑四角、在四面墙的中部、在建筑的中部,计算火灾情况下不同楼梯分布所需要的疏散时间。
2.3实验结果及提高高层建筑人员逃生效率的对策
楼梯数量、楼梯宽度与疏散时间的关系如图2、图3所示。由图2、图3可知:疏散时间(横轴)随着楼梯数量(纵轴)的增多而降低,疏散时间(横轴)随着楼梯宽度(纵轴)的增加而减少,由此可见,楼梯数量、宽度与疏散时间均呈线性关系,且楼梯数量的影响系数更大,表明楼梯数量对疏散时间的影响是非常大的,建筑设计中预留越多的疏散楼梯疏散效果越明显,相对于楼梯数量,楼梯宽度的影响系数略小。根据实际情况,综合利用建筑空间结构,避免占用不必要的空间,实验模拟的建筑最佳疏散楼梯数量及宽度应分布在设定疏散时间(600s)附近,即2部疏散楼梯,楼梯宽度选定为1.3m。楼梯分布方式对疏散时间的影响如表1所示。由表1可知:楼梯分布在建筑中部的疏散逃生所用的时间是最少的,且远远小于其他分布方式,在建筑设计中,应优先采取这种方案。这种结果的出现与人类固有疏散思路相近,缺点是占用空间大。目前,由于广场式、天井式等超大型商业综合体的出现,楼梯布置迁就于建筑的整体商业理念设计,越来越多的楼梯分布于各区域角落,不便于疏散,人为增加疏散时间,为安全考虑,仍应以中部为主,且至少保证一部在中部。
3结论