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一、检验项目的选择
诊断中哪些检验是确诊的关键实验,相同的诊断效率那种实验最经济,如何选择检验项目很重要。随着社会的发展和科技的进步,医疗机构不断引进、更新现代化的先进医疗仪器和设备,这些先进医疗仪器和设备对于各种疾病在检测项目和方法也有明显的不同和区别。这就需要医生结合临床实际,根据患者的病情、诊断和疗效正确选择检验项目。正常情况下检验项目选择,应当遵循时效性、有效性、安全性和经济性的原则。
二、检验单的申请
检验单包括各种检验申请单和报告单,它是临床疾病诊断的重要依据之一,又是重要的医疗文书和医疗纠纷的法律依据。近年来,由于检验单的问题而引发的医疗纠纷时有发生,除患者自我保护意识不断增强外,检验单的不规范和缺陷也是其重要原因。主要问题一是申请单字迹过于潦草,胜似“天书”,检验人员在录入患者信息时往往靠猜测判断,因无法辨认极易出现“错字、白字”问题,患者误认为医院不负责任,患者失去对医院信任,进而引发矛盾甚至纠纷。二是申请单保存未作妥善保管或存期过短。一旦出现问题或发生纠纷,查找原始申请单困难,责任往往划分不清。目前尚无有关红头文件中的规定,但在ISO15189的认可文件中见到应将申请单保存2年。我认为标准规范的检验申请单须涵盖以下信息:住院号(门诊号)、患者姓名、性别、年龄、送检科室、病室、床号、诊断、申请检验项目、送检样本类型、申请医师姓名、申请日期。因此,检验单的标准化管理已势在必行。检验单内容一定要求填写清楚,字迹工整,并分类建档,注意妥善保管。
三、采集前患者的准备
患者在样本采集前的准备工作是实验前质控的重要环节,包括生活习惯等其他注意的条件,许多对实验结果有影响的因素患者不知道,因此采集样本前的告知非常重要。除年龄、性别、民族和地域等固定的因素外,还要注意以下可变因素:如:饮食、患者情绪、运动、生理节律为内在因素,药物的影响为外在的因素,还有采血时患者的等。
(一)饮食影响。正常情况下吃完饭后,可使血血脂增高50%,糖增高15%,所以除急诊或特殊患者外,一般主张检验取样前禁食12h空腹采血。粪便潜血检查,则需要患者素食3d后方可采集样本[2]。
(二)运动影响。运动会引起血液成分的改变,采集样本时,必须叮嘱患者在平静状态或正常活动下进行。
(三)药物影响。药物也是一个重要因素,药物一般通过直接参与检测反应、或抑制检测反应及颜色干扰等都会影响检测结果。许多药物由于其药理学或毒理学的影响,进入人体后可引起人体生理、生化和病理方面的复杂变化,从而影响临床检验结果;另一些药物由于其物理化学性可与检验试剂起反应,从而干扰检验结果,出现假阳性、假阴性或多种无法解释的结果。如喷他左辛可引起肌酸激酶和肌红蛋白升高,尿中含有青霉素时,会使尿蛋白检测中出现假阴性。这不仅影响了检验结果的准确性和可靠性,而且会使医师诊断错误,贻误病情和治疗,严重者危及生命。因此,为了检测结果的准确,检测之前须告知患者停服影响或干扰检测结果真实性的一些药物;临床医生在解释结果时,也必须说明药物因素影响程度。
四、样本的采集与传送
临床检验结果是反映机体病理生理状态的客观指标,可为临床疾病的诊断、治疗提供可靠的实验资料。但如果临床上屡有检验结果失真的情况发生,势必影响或延误疾病的诊断与治疗,这种情况是由多方面的因素造成的,样本没有正确的采集和传送是其原因之一。
(一)检验样本采取。样本的采取收集必须把保证质量放在第一位,应避免污染、干扰因素,应注意采样的最佳时间。首先,采集前必须了解检验项目、目的,一定严格规定程序和技术要求。如:样本生化检验必须做到样本不溶血;大便常规应随时送检,大便培养必须在用药前进行;常规及培养小便的采集要采集早晨第一次中段尿,24h尿液必须加防腐剂;痰培养及结核杆菌涂片检查采用肺部咳出的早晨第一口痰;测定血脂时,常在饭后12h~14h采血;的检查用干燥清洁小瓶收集一次的全部量,于收集样本后,1h内检查。只有正确采取样本,才能较为可靠地反映水平的真实情况。其次,干扰因素影响。某些血浆组成的浓度可有昼夜节奏性变化,血浆促肾上腺皮质激素呈脉冲式分泌,上午8时至10时最高,夜间则为上午的1/2,因此则应规定恰当的样本收集时间。注意采血时对检验结果的影响也很重要,使用止血带的时间不得超过1min,掌握真空采血的正确方法和顺序以免样本溶血[3]。根据检验项目需要来选择不同的采血管,如错误使用采血管,将影响检测结果的准确性。第三,采集样本后要进行查对确认。有些检测样本对容器的的要求非常严格,容器须清洁干净,尿液样本留取时,应新鲜,不能混入、分泌物等。
(二)检验样本传送。现在许多医院对检验样本的传送不够重视,传送样本人员并非专业、专科人员,更多的是临时工。只要符合“较熟悉当地路况,对工作认真负责,身体分健康”条件都可任用。如此,很难保证检验样本传送质量和安全。样本采集后应由专门检验人员按规定的时间、照规定的方法及时送达实验室。并确保样本在运送过程中的安全性。特别是对拿不准又高危险性的样本,应严格按相关条例包装,并有检验师传送,以防止传染他人。
五、样本的验收及处理
历来评论是创作发展的必要因素,没有建筑评论就没有建筑创作的发展。
处于世纪之交的中国建筑界正面临着前所未有的思想、意识、观念和标准的纷繁。曾经有人呼吁重新研究诸如"建筑美学的标准到底是什么?","当今建筑评优的标准到底是什么?","建筑学还是不是具有客观规律与法则的科学?",如此等等,真的使我们建筑师坐不住了。笔者几年来与国内外一些同仁多有切磋,也作了一些设计和研究,偶尔在建筑杂志上也有几篇拙著发表,自以为感悟颇深,今有机会写出也希望能与同行交流。
一、关于21世纪"可持续发展"口号下的建筑创作与评论的标准问题
1.当今世界建筑界的脉搏
本世纪人类经历了两次环境革命,第一次发生在6O年代末7O年代初,人们开始辩论环境质量与经济增长的关系并转向对环境的关注。8O年代末和9O年代初是第二次环境革命,这一次重新界定和扩大了许多原有的慨念,并提出可持续发展问题。
1987年以布伦特兰(Bruntland)为主席的联合国与世界环境发展委员会,对"可持续发展"下的定义可概括为:"既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展"。从国际建协2O次大会的议题来看,建筑学发展到今天已经在全球范围内开始与自然进行全面的对话。今天"人类环境科学"基础上的建筑学使众多建筑师真切体会到了自己肩上担子的沉重,也因此感到了新趋势下当代建筑师的责任和创作的冲动。"可持续发展"作为时代的主旋律促使建筑学有了重大的发展。人居环境的研究成为一门科学,而建筑、城市和园林则成为其主导学科。研究绿色建筑、智能建筑和创造无废、无污、可持续发展的建筑环境并在此基础上发展建筑文化已成为当代建筑师的历史使命。
2.美学标准的发展
世纪更替,建筑学领域的拓展,不仅使建筑学的体系框架发生了变化,也使建筑师对建筑学中所包含的一些分支理论提出了再认识。
建筑美学可算是建筑学体系中老资格的一个分支。从《建筑十书》、《模式语言》、《形式美的原则》到我们今天建筑学的教科书,古典的比例、尺度、色彩等美学原则一直左右着我们老一辈和新一代建筑师对建筑的评判标准,至今它也仍是我们许多专家在对国优、省优和部优建筑进行评判时不可不提的关键点。以往如若某位专家或口头或撰文,以连篇累续的美学原则来评价一幢建筑是如何如何美或如何如何丑时,只要他的美学原则引用得无误,众同僚大约都会颔首称是一致曰正确。可是就在传统建筑学被拓展、建筑师被更广博的知识和技术所武装、人类要求在改造生存环境中站得更高看得更远的今天,一定会有不止一位建筑师站出来大声提出异议:我们以前一直公认为美的建筑,放在人居环境这样一个大范围中,从资源评价、景观评价、生态环境分析、无废无污绿色建筑等方面来评判,它还能是一个优秀的建筑吗?传统建筑美学的原则是否应当更新?或许现在或将来某一天我们回过头来用发展了的美学原则再来检验我们当初的结论会得到一个完全相反的结果。
这不是耸人听闻,更不是哗众取宠,因为就在我们建筑师们仍不舍得抛弃旧的观念、不情愿接收新的观念的同时,我们的近邻经济地理学家们、人口学家们和生态学家们已经开始做着本应属于我们建筑师的研究工作。他们运用GIS系统、资源评价系统、生态分析等对我们一些建筑师来讲还很陌生的理论和方法,切切实实地对人居环境进行了全新的研究和评价,使建筑学内含得以扩大,使建筑学的研究方法得以更新。他们的成果是显然的,是有说服力的,是科学而进步的,我们没有理由不赞成他们。当然最关键的是我们没有理由不修正我们的思想,不去跟上时代的步伐。
二、从传统建筑美学走向生态美学
1.传统建筑设计及美学标准的局限性
随着自然环境危机对人类的警示,传统建筑设计及评判标准在面临人类越来越高的生活质量要求和复杂的生态问题时其局限性就显现出来。面对当今建筑这样一个超越形式与功能的复杂系统,传统建筑设计及评判标准由于缺乏对环境、生态和与建筑相关的自然的深刻认识,使得我们对建成的建筑及城市环境对外部系统大自然未能有良好的作用,因而其生态效益由于环境污染等问题而微乎其微。
从生态出发的建筑设计不同于传统的建筑设计,是将建筑视为一个人工生态系统,一个自组织、自调节的开放系统,是一个有人参与、受人控制的主动系统。其侧重研究的并不是单纯的形式问题,而是建筑系统的能量传递和运动机理,其目标是多元的。
2.自然美学和生态美学
建筑,凝结了建筑师的情感。在传统(自然)美学中,它强调形式与功能的结合,注重体量、色彩、比例、尺度、材料和质感等视觉审美要素及空间给人的心理感受。具有代表性且为世人所传诵的作品皆出自大师之手,因为他们独具各自的风格,美妙的构图、精致的比例、完美的空间组合无不给人美的感官享受。显而易见,这种偏重审美的评判取向均是以人为衡量的标尺的,它为了人类而美。然而,实际上建筑并非只为人而美,它包含着自身的价值。汉斯·萨克塞指出:"物体的美是其自身价值的一个标志,当然这是我们判断给予它的。但是,美不仅仅是主观的事物,它比人的存在更早。"
在自然中,众多生命与其生存环境所表现出来的协同关系与和谐形式就是一种自然的生态美。"空气、水、植物在生命维持的循环中相互协调,这本身就是美,并创造着美。"建筑师的创作是一种人工环境的创造,如果我们不否认当代建筑设计的最高目标应该是创造出可持续发展的人工生态系统的话,那么在建筑这一人类基本生存的环境中,我们也完全能够在遵循生态规律和美的创造法则的前提下,借助于建筑师的生态观念、高超的科学技术和结构手段,进行加工和改造,创造出具有生态美学标准的人居环境。
3.建筑审美的生态美原则
如若从生态美学的角度去研究建筑审美的标准,那么生态美学的三个特征(或称原则)应是建筑评判的尺度。
生态美学的第一特征,生命力。生态美是以生命过程的持续流动来维持的,良好的生态系统遵循物质循环和能量守恒定律,具有生命持续存在的条件。如果这一生命持续存在的条件不具备或是被破坏,诸如因建筑的营造造成了景观的破坏、环境的污染、能源的巨额耗费等等,那么这一建筑显然是没有生命力甚至是具有破坏力的,也就根本谈不上美了。
生态美学的第二特征,和谐。人工与自然的互惠共生,使人工系统的功能需要与生态系统特性各有所得,相得益彰,浑然一体,这就造就了人工和生态景观的和谐美。对建筑而言,和谐不仅指的是视觉上的融洽,而更应包括物尽其用、地尽其力、持续发展。
生态美学的第三特征,健康。建筑最终是服务于人类的,在争取到自然与和谐的前提下,创造出使人生理、心理、现实、未来的需求能得以满足且具有健康特质的建筑应是当代建筑师设计的一个原则。"一个能使人类天性得到充分表现的环境,是进化的环境。"
三、建筑策划是建筑创作与评论的重要依据
1.建筑策划的意义
"建筑策划"是什么?建筑策划就是在建筑学领域中,建筑师根据总体规划目标设定,运用建筑学及相关学科的原理,通过对目标环境及条件的实态调查,对目标相关因素进行分析,从而得出既满足业主要求又具有环境效益、经济效益和社会效益的科学而全面的建筑设计的依据。
由于建筑活动的特殊性使得建筑创作和评论在很长的一个历史时期内得不到新的发展,从思维方式、调查手段、数据分析方法等方面一直沿用传统的建筑创作模式,建筑评论与评价也多是停留在意识形态和感性描述上。2O世纪6O年代以后,建筑学理论流派竞相出台,建筑理论新概念不断涌现,然而方法的研究和科学的评价却相对滞后,于是出现了所谓的"纯粹建筑理论家"和"建筑设计匠人"。这种现象到6O年代末7O年代初随电子技术为中心的现代工业变革,出现了一些转机。系统论、信息论、计算机等现论和技术的应用为现代建筑设计方法论提供了科学的准备,建筑策划的萌芽在此出现了。它一方面强调建筑师创作思想的体现,强调建筑的社会性、文化性、地域性和精神性等主观感性的因素;另一方面又运用计算机、统计学、科学调查法等近代科技手段对感性的、经验的建筑创作思想进行整理、归纳和反馈修正,使建筑创作在理论与方法、经验和逻辑推理中进行。它是建筑创作和建筑评论在理论和技术方面的必然要求。
2.建筑策划是创造"精品"和建筑评论客观标准的保证和先决条件
建筑学在中国的发展经历了不同于西方的过程。中国建筑从殷商时代开始至今三千多年形成了自身独特的建筑体系。中国古代建筑理论从老子对建筑的释义到先秦古籍的《考工记》、汉代的《九章算术》、唐代王孝通的《缉古算经》、宋代秦九韶的《数学九章》及李诫的《营造法式》、明代的《园冶》、清代的《工段营造录》直到近世的《营造法原》等专著对中国古代建筑的理论特别是方法进行了详细的论述,是我国建筑界的重要宝藏。但中国的建筑知识的教习一直是师徒相授、父子相传,往往人亡艺绝,阻碍了建筑学的发展。直到20世纪初,现代建筑师的称号及其知识传授方式才由西方传入中国,上述情况才得以改变。
由于我国建筑教育模式的特征和自身的局限,加上建筑创作中的社会经济因素等的影响,使建筑创作理论、方法和建筑评论的研究和发展较西方国家滞后了很长一段时间。建筑创作环境的窘迫、建筑论坛的封闭、建设部门结构体制的几十年一贯制,加上建筑商品化进程的缓慢,使得几十年来我国的建筑创作和评论或多或少地出现一些偏差。主要表现为只片面强调经验传统,忽略方法论的研究;只注重经验资料的借鉴,忽略建筑创作思想和方法的创新;只强调建筑的空间组合、比例、尺度等感性的因素而忽略建筑与社会、环境、文化、使用以及技术中的科学性,使建筑完全变成了刻意追求风格和标新立异的个人情感的载体。建筑评论也雷同于欣赏一个雕塑或一幅画,浮于表面的感官评价被炒来炒去,缺乏社会责任感和科学的态度,此时的建筑师无疑已经沦为一个匠人。这种情景在我国目前"大建设"时期同时又是外来各种流派蜂拥而至,而我们建筑师又极想一下子成名的特殊时期尤为显得突出。难怪有些我们认为相当不错的作品在外国人眼里是那么不可理解。
建筑策划的理论和方法正是为我们提供了一个这样一个环节,在这里建筑师可以对项目的各种内部和外部条件进行分析,对项目的社会、经济和环境的相关因素进行科学的研究,对建筑设计的条件进行定量的分析和逻辑的推理,使得建筑师在此基础上完成的设计具有较高的社会效益、环境效益和经济效益。
3.关于建筑策划的"全民意识"
建筑创作无论有多少理论内涵和技术含量,其成果总是以一种具象的方式展现在世人面前。这种类同于艺术品且明明白白立于世间的展示,其招至而来的评论必将是全社会的。显而易见,全社会人群组成的不同、文化背景的不同、价值观念的不同以及生活环境和方式的不同,使得评判的结论干差万别。但无论如何,一幢建筑的客观条件是一定的,其使用及内在运作机理是一定的,因而它的社会、环境和经济效益的评价结论应是唯一的。可实际上,当众人评价一幢建筑时往往由于不懂得运用相关的原理和科学的方法而只是停留在对外观和体形的评判上。公众都来有意识地提高评论的水平和评价的科学意识,普及建筑策划的基本概念和方法,提高全民的建筑审美素质是我们建筑创作健康发展的重要基础。
随着建筑策划理论和方法的普及,它的社会效益和经济效益也将日益被人们所重视。目前世界上已有许多国家已经有明确的法律规定,何种等级以上的建筑一定要进行建筑策划之后才能开始建筑设计。当建筑策划成为建筑创作中一项不可缺的环节时(这一天很快就会到来),就会有许多专职建筑策划师及建筑策划事务所出现。随着建筑策划研究的社会化、商品化,其研究机构的组织形式、收费标准、管理体制直至法律程序也都将完善起来。那时,我国基本建设及建筑创作的发展就会呈现出一个全新的格局。讲求科学的、逻辑的以及社会和经济实效的建筑创作之风将盛行。
四、关于中国当代建筑评优标准刍议
1.优秀建筑的困惑
首规委一年一度在北京举办首都建筑设计成果汇报展,展出期间评选出当年度"十佳建筑"。建设部及其他部委和地方系统也每年举行国家、部委和地方的建筑评优活动。评优活动的成效是显著的,从中许多优秀建筑和设计脱颖而出,也缔造了一批基本功扎实、有社会责任心、不断追求完美的新一代建筑师。
但评优过后,再坐下来细细品味和研究那些获奖作品时,会发现其中有些建筑和设计尽管造型、比例、尺度和色彩雕琢得尽善尽美,但把它们放到环境中去,其与环境的结合是那么令人失望,不是标新立异与环境格格不入就是摆出自我为中心的架势。如若再深入研究更会发现在平面布局上大有将锅炉房面向周围居民区、大片的镜面玻璃幕墙明晃晃地反射向一侧小学校、为追求立面效果东西向大开玻璃幕墙使能源消耗大大超出规范要求、一味追求造型破坏自然的采光和通风的例子,如此等等实在令人不敢苟同。
如果有心翻看一下近来国外获奖作品,会发现其评选的标准似乎与我们大相径庭。获奖作品有些外观、造型极其普通甚至算不上美,但其对环境的分析与理解以及利用环境、改善环境、融入到环境中去、与自然合而为一却研究得那么透彻。其中利用自然的光、自然的通风、自然的景观、节能、储能的设计构想以及因此而衍生出来的全新的建筑形制其巧妙令人赞叹。特别是国外建筑师对待环境、自然、能源及人居环境可持续发展的认识和积极投入其中的热情着实令人钦佩。
显然,在当今潮流中优秀建筑的标准已绝不是单纯的造型上的好看与难看的问题了、没有对环境的分析与理解,没有可持续发展的意识,如此创造出来的建筑充其量只能是一个仅代表建筑师个人情感和意愿的作品。不可否认,时代的发展要求我们必须对建筑评论提出适应时展的全新的标准。
2.现代建筑评论对传统美学标准的拓展
现代建筑评论尽管加入了浓重的时代色彩,但也并非是对传统美学标准的全面扬弃。建筑创作的最原始的机理仍旧使我们不能放弃传统的美学原则。准确地讲,现代建筑评论的标准应是对传统美学原则的拓展。
首先是建筑的评论要有可持续发展理论的宏观指导。可持续发展的概念早在198O年就已被国际自然联盟(InternationalUnionfortheConservationofNature)所接受,但大体而论,它只限于保护主义者的论坛,此概念引入建筑界只是近十年的事。它描述了一个不允许使自然资源基础恶化的过程。在建筑中"可持续性"特别强调地球与人类共生环境不被破坏,能够持续向未来发展,它超越了"节能"这一单一的概念,考虑寻求共生未来。既然当代建筑创作已不得不遵循这一原则,那么显然,衡量与评价它的标准也必然应遵循这一原则。
其二,现代建筑评论的标准应把自然和建筑对环境的影响放在第一位。建筑不是孤立的艺术品,它是人类活动的载体,更是社会环境的一部分。如果一幢建筑破坏了景观,污染了环境,妨害了社会秩序,即便它再美也不能算是一个优秀的建筑。所以,现代建筑评论应首先考察建筑对其环境的作用,看其在人文环境、自然环境、景观、能源、小气候、排污及自净等方面是否达到相应的标准,是否能是一幢无废无污的绿色建筑。只有当环境这第一位的问题考察充分了才能进行下一步对功能、空间、比例、尺度、美观等的评价。
第三,现代建筑评论标准应建立在客观的、科学的、定量的统计与分析的基础上。这一点现代科学技术的发展已完全可以解决。GIS系统、全球定位系统、动态模拟系统、实态调查快速跟踪系统等近代科技手段已逐渐为建筑师所熟悉,并愈来愈被广泛地运用到建筑设计与建筑评论中。
3、建筑与自然和谐共生是建筑师追求的最高境界
尊重自然、可持续发展是时代赋予建筑师的历史使命,克服个人主义,拓展知识面以适应时代的发展是当代建筑师的首要任务。
检化验信息管理系统涉及的使用部门包括检查站、检化验中心和品质部。其管理流程,如图2所示,该系统始于样品接收,终止于管材质保书生成并提交。首先,钢管检查站接收来自轧钢部送检的产品样本,并从三级系统L3获取管材批次信息(或人工录入),生成检验委托单,将检化验任务提交至检化验中心,中心将根据委托单所需检测项目进一步分解至各相应检化验设备,各项检测结束后,经校核、签发后生成检测报告单,各分项检测报告按批次汇总后,保存并上传至检查站,检查站根据品质部提供的质量标准对样品进行质量判定,最终形成质保书保存打印并上传至三级(MES)的质量管理系统。
2检化验系统的主要内容
2.1检验委托
2.1.1检验委托单的。检查站接受上级系统发送的检化验请求,自动接收管材批次信息,包括:批号、材质、规格、熔炼号、委托单位等信息。按照取样规则产生代表样号,保存至检化验任务池中,上述过程也可通过人工录入完成。2.1.2送检委托管理。检查站从任务池中选取检化验任务,提取试样信息,选择执行的质量标准及相关规则,确定委托检验的项目,编制试样标号,生成“管材性能检验委托单”,保存后提交至检化验中心,上述过程支持符合权限的人员采用人工操作模式实现。2.1.3接样管理。钢管检化验中心收到检化验任务委托单后对委托单进行检查,以确定该委托单是否正确、可否执行。如果经检查拒绝接受委托的,将委托单返回检查站,如果确认并接收后:①检查站不得对该委托单进行增加、修改、删除等任何操作;②生成接收记录,亦即对该接受委托单记录于数据库中备案待查;③将委托单下发到终端计算机上。2.1.4任务分发。系统通过委托主页面信息,实现自动按照检验项目类型不同,分解检化验任务,并分发至不同的实验室科室,如:机械性能实验室、工艺性能实验室、金相组织实验室等。各检测项目完成后,检化验结果自动或人工保存至中心试验数据库,并按批次生成检测报告单,检查员确认后,经校核提交至待签发任务表中,当一个批次的所有检化验报告生成后,签发人员予以汇总并签发,签发后的报告单自动提交至检查站并保存至中心数据库。
2.2样品检验
各实验室根据检验任务完成各种检化验操作,记录检化验的结果数据,同时提供从各种自动化检验仪器中自动获取各种质检信息的功能。系统对检化验的结果数据进行包括:录入、修改、作废等处理后形成检测原始记录,并对原始记录进行有效管理。系统在生成的检化验数据结果和原始记录的基础上生成检测报告,检测报告经核准发于检查站。
2.3报告反馈
检测报告生成并经核准后发于检查站,发送流程为:①检测报告在签发人确认签字后,报告单自动发送于检查站;②如果签发人发现报告单有错,则将报告单返回于检测人处,依照问题情况进行处理或者重新进行实验(同样校审人发现问题后有权作类似处理);③检查站接受检测报告,并对报告数据进行整合以便于管理。
2.4样品重测
在检测原始记录或生成检测报告单的过程中,如果发现实验数据有误,经核准后确认要重新进行检测的样品,系统提供重测功能。系统在保持原有委托信息不变的同时,重新从实验机上获取新的实验数据;在生成新的生成原始记录和检测报告单时,用新的实验数据覆盖旧有数据并保存。
2.5系统管理
人员管理:系统提供人员、班别、班次、岗位管理功能,可以任意增加人员或调配其班别、岗位。班别按甲、乙、丙、丁、常白5个班进行管理,班次分白、中、夜,岗位分收样、制样、机械性能分析、光谱分析、工艺性能分析、技术员、系统管理员等。权限管理:系统提供分级授权管理功能,针对不同岗位人员,设置不同权限,其中系统管理员具有最高权限,可以进行权限的动态分配和其他一切管理。数据管理:系统针对检化验业整个流程中生成的委托单接收记录、检测委托单、原始记录、检测报告单等数据信息建立高效便捷的数据库进行有效管理。数据查询与报表管理:系统针对原始记录和检测报告提供报表管理功能,针对生成的数据信息提供数据导入、导出、打印等信息统计分析的相关管理功能。通讯管理:系统提供与全厂MES系统(L3)的通讯功能,预留通讯接口,采用TCP/IP通讯协议,以数据报文的方式传递。
3结论
关键词:水轮发电机组状态监测LONWORKS神经元芯片
水电机组是电力网络中的重要元件,保证大型水电机组的正常运行,对其运行状态进行监测,及时发现故障征兆,做到“事前检修”是工程界梦寐以求的理想,也是大型电站机组检修的发展方向。实时状态监测可以减少机组停机时间,提高利用率。
这里所说的状态监测实际上是对水轮机组众多参数进行的实时在线监测。水轮机组的参数较多,为了分析方便,对部分参数还需要进行高速采样。这样,一个监测系统通常要由分布在不同现场位置的多个采集节点组成。各节点将大量的采集数据传送到上位机,由上位机从多角度评估机组的运行状态。采用全数字化通信的现场总线整合整个监测系统可以实现彻底的分散控制,抵抗各种干扰因素,简化系统的结构,提高数据传输效率。于是,本文设计实现了一种基于LONWORKS现场总线的水轮机组状态监测系统。
1LONWORKS现场总线的技术特点
LONWORKS总线是美国Echelon公司推出的一种现场总线技术。具有开放性、高速性和互操作性;采用面向对象的设计方法,使网络通信的设计简化为参数设置,降低了开发难度;支持多种传输介质,网络容量可达32000个节点,网络通信速率可达1.25Mbps/130m,直接通信距离可达2700m/78kbps;其网络采取了配置1500V直流隔离变压器进行隔离等适合于工业现场环境的措施,具有很强的抗干扰、抗振动能力,适合于水电厂等较恶劣的工业环境。
在水轮机组状态监测系统中,有几十个现场数据采集节点,它们通过现场总线将采样结果传送到距离较远的上位机,并且数据通信频繁。考虑到LONWORKS总线技术具有强大的强信能力,以LON总线来组成系统的实时数据通信网络,极大地简化了系统的通信软、硬件设计,使数据的传输与通讯变得十分便捷。
2系统构成
基于LONWORKS现场总线的水轮机组状态监测系统由上位监控机和多个现场监测单元组成,其系统结构如图1所示。
每个现场监测单元监测三个现场数据采集节点,现场数据采集节点的现场监测单元主要负责对现场数据进行采集、存储和传送。现场监测包括压力监测;温度监测;水位及油位等液位监测;水流量监测;机组振动摆度监测、机组电气监测、机组转速及导叶开度监测、效率监测;水沦机气蚀监测;发电机气隙监测;发电机绝缘监测;尾水管真空监测等。
各个现场采集节点通过LONWORKS总线组成一个现场监测网络。用开发的LONWORKS-ETHERNET互连适配器把LON总线上采集节点发送的数据转换为UDP格式,利用速度较高的工业以太网将其发送到上位同,再把上位下达的命令转换为LonTalk协议的形式发给各个现场节点,从而实现上位机和底层各个现场节点之间的通信。与以短训班采用昂贵的LON总线适配器的方法相比,这种方法既提高了数据的传输速度又节省了方法费用。上位机将现场节点传送上来的各种监测数据存进MS-SQLSERVER2000数据库,提供人机交互的界面,并完成实时数据的图形化、格式化显示,同时用傅立叶变、换(FT)和小波变换(WT)对数据进行分析。
2.1现场节点设计
现场节点既要接收上位机发出的采集命令,命令标准传感器采集现场信号;又要把采集到的现场信号通过LON总线送到上位机,由上位机进行处理。其结构如图2所示。
2.1.1节点组成
节点由神经元芯片Neuron3150、LONWORKS双绞线、网络收发器、程序程序器、数据存储器、十二位A/D转换芯片AD1674等组成。其中,3150神经元芯片选用TOSHIBA公司生产的TMPN3150;FLASHROM选用AT29C512;数据存储器(RAM)选用ISSI公司的IS61C256;Neuron3150芯片与LON总线的网络介质接口选用Echelon公司的自由拓扑型收发器FTT10A,它是一种变压器耦合收发器,可提供一个与双绞线的无及性接口,且支持网络的自由拓扑结构;网络通讯介质采用最常用的双绞线;A/D转换芯片采用性价比较高的AD1674芯片,其转换精度为1/2LSB,转换速率为100kSPS,具备三态输出缓冲区。
2.1.2存储空间分配
Neuron3150芯片片内存储器的地址范围为E800H~FFFFH,包含2KB的RAM(E800~EFFF)、0.5KB的EEPROM(F000~F1FF)、2.5KB的保留空间(F200~FBFF)和1KB的用于存储器映像I/O的空间(FC00~FFFF)。外部扩展存储器的地址由Neuron3150的地址引脚和控制引脚来确定:给FLASHROM分配的地址空间为0000~7FFF,其中,0000~3FFF的16KB空间用于系统固件(Firmware),系统固件实现了LonTalk协议,4000~7FFF的16KB空间用于用户程序代码;给RAM分配的地址空间为8000~E7FF的24KB地址空间;将E000~E7FF的2KB地址空间分配为外部设备的内存映像I/O的空间。
2.1.3A/D转换接口方案
本文在设计时曾考虑过使用Neuron芯片为A/D转换电路提供串行I/O及并行I/O接口方式。然而串行I/O方式速度太慢;并行I/O方式实现起来需要占用Neuron芯片全部11个I/O接口,同时还要编程实现Neuron芯片的握手/令牌传递算法,开发费用和难度比较高。因此本文将节点保留的E000~E7FF的2KB地址空间分配给A/D转换芯片,作为AD1674的端口地址,采用内存映像的方法直接读取AD1674的数据。对于本设计而言,AD1674转换数据的高8位地址为E002H,低4位数据地址为E003H。由于实现软件没有使用NeuronC的内嵌函数,因此执行速度得到大幅度的提升,实验证明,对同样采用AD1674转换芯片的节点而言,采用这种方法设计的节点,采集速度超过了其它两种方法设计的采集节点的采集速度,而且节省了Neuron芯片的全部11个I/O引脚。
3系统通信程序的设计
3.1现场节点通信程序
现场节点向上位机发送的数据首先发送到LONWORKS-ETHERNET互连适配器,该适配器实际上是一个特殊的LONWORKS节点,它把接收到的LON总线上的数据用UDP封装,然后通过以太网发送到上位机。
图3
LONWORKS网络的节点之间的通信方式主要有两种方式:网络变量和显式消息。使用网络变量不必考虑消息的打包、发送以及接收问题,可以大大简化编程,缩短应用开发周期,但每个周期变量的数据长度一经确定就不能改变,且最多只有31字节。而显式消息的数据长度则是灵活可变的,最长可以是228字节,但实现方法更为复杂。鉴于水轮机组状态监测系统对数据传输的实时性要求较高,同时需要提高足球场采集数据的上传速度,因此希望每一次传送的报文包含尽量多的数据,因而在设计中采用显示消息的方式实现与上位机的通信,每个显式消息报文携带134个字节的数据,其中的128个字节为传送的数据,另外6个字节为附加信息。报文的帧结构如图3所示。
显示报文的初始化和发送部分的实现程序如下:
初始化节点地址
#include<ADDRDEFS.H>所需头文件
#include<ACCESS.H>
#include<MSG_ADDR.H>
domain_structmydomain;//定义域结构
mydomain=*(access_domain(0));//读节点域表
mydomain.subnet=0;//设置节点子网号
mydomain.node=5;//设置节点号
update_damain(&mydomain,0);//写节点域表
发送数据报文
msg_tagtest_out;//声明报文标签
msg_out.tag=test_out;//传递报文标签
msg_out.dest_addr.snode.node=0;//定义目的地址节点号
msg_out.dest_addr.snode.subnet=0;//定义目的地址子网号
msg_out.code=0x0c;//定义报文码
msg_out.service=ACKD;//定义报文服务类型
msg_out.dest_addr.snode.type=1;//定义目的节点类型
memcpy(msg_out.data,a0,nLength);//填充报文内容
msg_send();//发送报文
在初始化程序中,用数据结构domain_struct定义节点的子网号、节点号,即设置节点在LON总线上的地址。在发送程序中利用msg_out结构构造报文,其中,目的地址指向适配器。显示报文的接收程序与发送部分类似,不再多述。
3.2上位机通信程序
上位机与现场节点通讯的数据通过适配器转发,适配器的IP必须事先指定。上位机利用msg_out变量(如前所述)创建显示报文,将目标节点的地址、需要改变的参数或要下达的命令填充到该变量中,然后用UDP封装该变量,通过以太网发往适配器;适配器解析上位机发来的数据包,得到显示报文,将该显示报文直接向相应的节点发送。同样,适配器也将现场节点发来的显示报文通过UDP封装后发往上位机,上位机解包后根据节点等信息将数据存入相应的数据库,等待后后续的信号处理模块和故障诊断模块调用。
4故障诊断
系统采用连续小波变换对采集的信号进行处理,通过变换结果进行故障诊断。下面以采集到的水轮机的主轴上导Y轴方向径向摆度信号(图4)的数据为例说明通过小波变换进行故障诊断的结果。
关键词:盐碱地带;景观;营造;可持续
天津市经济技术开发区简称天津泰达(TEDA),是一个通过围海造田而兴建的新的城区,2001年GDP突破300亿元大关,在国内位居第二位。目前困扰开发区经济发展的一个主要问题就是“缺水”,尽管南水北调工程可以缓解天津市的用水问题,但是我国对水资源的利用率低是不争的事实。在这样的前提下天津泰达自来水公司提出将在泰达绿地系统中引入中水,作为景观用水,其中最大的项目就是关于泰达河绿化带的营建。他们委托北京土人景观对其设想提供可行性研究及景观设计。项目用地位于TEDA东北部,总面积为114.64公顷,长度为7.7公里,参见附图1。对于该项目的争议有两方面的争议,一个是否用传统的工程方法营建;另一个是采取那种形式营建。
1项目挑战
我们首先确定目标:泰达河将是以中水为主要资源,在露天储运过程中通过与空气、土壤等生态因子相互影响,最终形成一个稳定的生态系统及特有的自然景观。
我们必须面对以下三大难题:
第一、必须解决的是土壤含盐的问题。
泰达开发区土壤属滨海海浸盐渍土,地下水位高,矿化度大(100-208g/l),含盐量很高,平均含盐4.73%,最高7%以上。土质粘紧,透气性不良,土壤次生盐渍化严重,PH值8.5。这些条件对植物长十分不利,基本不能生长,更不可能形成森林环境。
第二、如何处理淡水缺乏。
天津市的蒸发量是降雨量的三倍,是造成地下水上返的主要因素,绿地的营建与管理将消耗大量的淡水。规划区域总面积114.64公顷,如果都需要灌溉的话,按每天2.5L/m2,一年360天,则需要103万立方米/年,是一笔相当大的开支。
第三、说服城市管理者营建泰达河绿化带符合城市的根本利益
2构思的来源
2.1解决方案
上述两大生态问题也就是项目构思的来源,在设计中提出多种解决方案,最后确定如下综合治理的方法:
运用中水和二期调节池内的源水压盐,同时大量种植耐盐植物进行生物脱盐。可以从根本上抑制盐水上返,并且造价低廉。
滨河绿地系统的营造应渐次经营,前期以耐盐和耐旱植物为主(减少灌溉用水量),待土壤盐分、土壤结构控制在合适的范围内,再营建耐旱的速生树种。
直接利用脱盐中水及市政管网收集的雨水蓄积到规划区内,采取合理的措施达到国家灌溉水水质要求,然后用于园区盐分淋洗灌溉。
2.2分段功能
根据前述解决方案及中水、淡水、雨水水源的位置,将泰达河规划用地划分成三段。
第一区段长度为1.7公里,主要功能是收集市政雨水加以净化利用;营建特色生物滤过系统即大型湿生植物园。雨水的利用是本区设计的一个特点,是为了节约淡水和弥补中水蒸发量而采取的节能设计。一方面可作为灌溉水配用水源(雨水经生物净化后可用于规划区的灌溉用水),另一方面作为景观用水提供给北部学院区进行景观建设,最后经处理后进入到二期调节池,形成水资源的循环利用。
第二区段:建立一条中水储运水渠,平均宽度100米,面积24万平方米。可起到一定的压盐作用,主要作为景观用水。
第三区段:泰达河从此南转,将第二区段的中水输送到污水处理二厂(深度脱盐,回用于工业)。
3景观设计
TEDA是陆生生态系统与水生生态系统交汇处,又是九河下梢,植物品种丰富。因此泰达河景观设计尽量反映这一地域特征。利用浅滩、湿地、微丘等地形变化营造以华北区植物为主,乔灌草、荫生、湿生、水生多级混交植物群落,形成长期稳定的发挥调温、洗尘功能的绿地系统,并为以滨海鸟类为主的野生动物提供优良栖息地。
3.1第一区段
3.1.1利用耐盐和湿地植物营建多层生物滤过系统
在第一区段起点处收集的雨水和中水,设置了一处沉淀池,沉淀池内以斑块状芦苇,雨水经过积存和芦苇根茎的净化之后,通过有隔栅的闸门流入下面的生物滤过系统,生物滤过系统的水系呈“S”形蜿蜒流过场地,增大了雨水和中水的停留时间。同时富有特色的滤过系统也为净化雨水提供了帮助。生物滤过系统设计共分3个功能块,第一是降盐沉淀池,第二是滤过区,第三是吸附区。工艺流程是:设立降盐沉淀池,栽植大面积的耐盐植物吸收盐分,并沉积泥沙。将耐盐和湿生植物、沙砾、碎石呈条状分隔布置,利用植物的网络式立体分布的根系、茎干以及沙砾的空隙,对雨水中的污物进行多层滤过式净化,同时加氧和吸收有害物质。在结尾处形成一个放大的生物净化蓄水池,这些水即可用于灌溉。
3.1.2台田景观与湿地岛
第二区段与第一区段有所不同,由于在开挖中水储运渠之后,排出的大量土方,可利用其堆砌条状台田。在我国有利用台田整地的方法进行盐碱地造林的经验,因此应充分利用这些土方,营造耐旱耐盐阔叶乔木,尽快形成丰富的群落结构,以利生态恢复。同时,加宽中水储运渠的浅水区形成大量的湿地道景观,种植大量的芦苇、香蒲等,即可促进水分蒸发,调节空气湿度,又为周边居民提供了安全的亲水环境。
3.1.3亲水栈桥与卵石滩
第三区段尽管可利用的绿化面积不大,但由于其邻近的用地均为重要的企业生活区或企业园区的出入口,这里的环境设计应强调城市绿化的装饰风格,其投入主要集中在中水水渠的西侧。由于没有淡水压盐,建议局部重点地段采用防渗材料隔离盐分,一般地段采用耐盐植物进行绿化。
4泰达河的营建是否符合泰达的利益
规划中的泰达泰达河绿化带的位置处于天津市开发区的核心地段,这里迅猛发展的经济使昔日的盐碱荒滩变得突然身价倍增。如果将规划用地全部用于产业园区,或许每年会创造上亿元的税收,那么将这块用地投放到生态环境建设上,是否合适,如何权衡其中的利弊,将是摆在开发区领导面前的一道难题,也是设计者必须首先解答的问题。
4.1生态效益
4.1.1防止土壤盐碱化
TEDA大面积的土地是生态系统极不稳定和脆弱的地区。该处濒临渤海,存在地表淡水和海洋咸水的动态平衡。本规划方案充分认识到了这一生态系统恶化的趋势,利用自来水厂和污水处理厂的源水和中水,通过适当改造,广种适生树种,完善湿地生态系统,遏制生态系统恶化趋势,可提高开发区的景观生态环境质量,改善了投资环境。
4.1.2涵养水源
由于营建了大面积的湿地和针阔混交林,林下枯枝落叶层促进了土壤腐殖化,改善了土壤结构,土壤孔隙度可达60%,表层持水力增加。同时林下空气湿度增加,植物体表面的纤维结构保存了大量的水分。可以做一个计算,规划用地内绿地容纳的降雨量为:85.5公顷×0.622米(年降雨)=53.18万立方米。如果没有森林环境,这部分雨水直接会进入大气循环或进入地下水系。当土壤孔隙度为60%时,土壤表层蓄水量可达68.4万立方米。由于植物的蒸腾作用使地表压力小于地下水压,造成地下水位上升,雨水会蓄积在表层结构内,大部分直接进入植物体内参与生物循环,少部分保留在土壤内和植物体体表以及林下空气内,作为储备水源,在干旱季节释放。
4.1.3改善区域小气候
水体蒸发,光合作用与蒸腾作用将会吸收热量,降低区域温度。根据《现代生态学》提供的数据,每株大树蒸发一昼夜的调温效果相当于25万大卡,相当于10台空调机工作20个小时,空调耗电量为0.86度/台.小时,电费按0.35元/度计算,成本为0.30元/每小时,每年180天使用空调器计算:每株树一年可节约用电10×20×0.86×0.35×180=1.08万元。以每公顷50株大树计算,绿地总面积85.5公顷,则总计可节约4553万元,如果再加上水体的蒸发调温效果,水体部分可节约3400万元电费。根据测算泰达河森林生态环境建成后,在炎热气候,能降低环境温度1-3度,增加空气湿度3%-12%。
4.1.4改变空气质量
按照每公顷年产生氧气12吨,吸收SO2300公斤,粉尘900公斤。泰达泰达河绿化带景观带规划约64公顷乔灌木林,建成后共能产生氧气720吨,吸收SO218吨,粉尘54吨。
4.1.5作为城市生态基础设施,维护地区的生态安全
泰达河绿化带属于开发区中的河流廊道,是物种的主要通道,连接着开发区这一城市生态系统的各个有机部分。泰达河滨是开发区中水生态系统和陆生生态系统的边缘地带,是生物多样性非常丰富的地区。大量的野生动物将会在城市中找到栖息之地。对于野生动物保护起到非常重要的作用,其潜在的科学与经济价值难以衡量。这项功能和保护水资源一样重要,在每天都有新的物种消失的今天,多保护一种生物资源,就多为人类的生存创造一次机会。
4.2社会效益
泰达河绿化带110多公顷的河流、湿地、针阔混交林景观出现在盐碱滩地上,其独特的自然景观和人类战胜自然的文化力量,是优于其他城市公园的一大卖点,使它成为一种游憩消费品,游憩商品是一种特殊的商品,属于“公共商品”。“公共商品”就是指一个人在消费该商品时并不妨碍他人对该商品消费的商品。游憩商品一般是无价格的,而是作为一种特殊福利发放给民众。游憩商品通过消费者剩余这一价值体现出来,因而转化为社会效益。
对于泰达河绿化带景观带的游憩效益的定量评估可以通过旅行费用法(Travelcostmethod,简称TCM),TCM法可以比较全面地评价公共商品的效益,它包括了消费者剩余,即消费者愿意支付和实际支付的差额。由于消费者实际很少或几乎为0,消费者剩余与愿意支付实际上是相等的。
TCM用于评价户外游憩场所效益是基于这样一种假设:虽然户外游憩场所只收取极低的入场费或不收入场费,但对于该商品的需求是有限的,因为游人往返于该场所必须支付一定的费用(如交通、食宿等),即消费该商品存在一个隐含价格。当这一价格提高时,人们对该商品的期望使用就变小,即游人数下降。将各个不同出游距离的出游人数同价格进行积分,便可得出该游憩场所的游憩效益价值。
对于泰达河绿化带,主要提供给企业员工和市民休闲场所,他们的游憩效益(T)包括消费者剩余+旅行费用+休息时间费用。
其中消费者剩余以国内同类游憩地以商业开发为目的的达到边界收益时的参考门票价值。经过相关考察及经验判断,消费者剩余以每人次5元计算。但随着人们游憩需求的不断增加,这一价格还会有升高的机会。
旅行费用考虑往返交通费用及旅游时间花费。规划场地位于为长条带状用地,往返平均旅行费用为6元。今后随着私家车的普及,旅行费用会有所升高。
消息时间费用考虑平均停留时间为2小时,每小时费用以开发区平均单位工资水平计算(参考2001年月平均工资为1205元)。休息时间费用约为每人次7×2=14元。
平均游人数计算:规划场地114.64公顷,考虑到开发区现状居住人口和从业人员仅23万,平均游人数每天以1000人计,全年以35万人次计算:T=35×(5+6+14)=875万元
随着未来开发区居民人口和从业人员的增加,对游憩场所的需求会以高于人均可支配收入增长的幅度。预计泰达河绿化带的游憩效益还会有较大幅度的提高。以上的这些估算都是属于保守的估算。
另外,泰达河绿化带景观改造应由政府出资,但其产生的游憩效益主要是社会效益,体现了对企业员工和市民休闲需求的关怀。
4.3经济效益
4.3.1生物滤过系统提供景观用水
在第一区段的生物滤过系统中,每天可提供景观用水3000立方米,由于直接利用市政雨水,使泰达河绿化带建设初期的灌溉用水成本大大降低。
4.3.2直接的商业机会
由于人们对自然的亲和力,将来会产生休闲的需求,因此在泰达河绿化带内适当配置一些商业服务设施,将有利于创造商业机会。开发区居民相对于天津其他地区消费水平较高,以人均每日消费性支出为30元计,而外出短程游憩平均日均消费支出是一般是平常日均消费支出的1.5倍,估计开发区市民外出短程游憩日均消费支出为45元。泰达河绿化带景观带以日流量1000人次,扣除人均交通费用,日均在景观带内的消费支出为40元,游憩者平均每天在景观带内的消费总量为40000元,按照30%企业利润,每年利润约为420万元。
4.3.3休疗养与高档别墅区开发的经济效益
泰达河绿化带由于拥有湿地、淡水湖、盐水河、针阔混交林,优美的绿化环境的景观功能和医疗功能,早已得到了人们的认识。按照森林公园国家设计规范,森林公园内的建筑用地面积不能超过3%,即在系统内可有3.42公顷用地作为建筑用地。本规划方案中可在二期调节池下游降盐沉淀池周围,规划5公顷的高档别墅住宅区,规划容积率为0.4,绿化率在60%以上,总建筑面积为2万平方米。经计算高档别墅全部出售后,可得净利润1837万元。
4.3.4带动周边地区地价和房地产价格的升值
优美的环境无疑会使该地区周围的地价和房产价格抬升。根据国内的相关经验,高水平的景观设计和精良的施工管理将会使该地区500米半径的周边地区平均地价升高10%左右。
TEDA泰达河绿化带,项目已经经过审定,2003年11月开始一期工程的实施。天津经济技术开发区在项目立项方面的态度是非常严谨的,本项目的核心特征是最大限度地节约能源来改造生态环境极为恶劣的场地,使其发挥最大的经济效益。该项目是城市可持续观念的一次胜利,这也是本项目的意义之所在。