本文是一篇工程硕士论文,工程硕士专业学位在招收对象、培养方式和知识结构与能力等方面,与工学硕士学位有不同的特点。工程硕士专业学位侧重于工程应用,主要是为工矿企业和工程建设部门,特别是国有大中型企业培养应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇工程硕士论文,供大家参考。
精选工程硕士毕业论文篇一
第1章绪论
1.1研究背景
国家鼓励和支持物流业发展,特别是产业结构升级和经济面临转型的压力下,经济的促进和支撑作用方面物流表现的日益显现。为此,国家陆续出台了一系列物流业扶持政策,如《物流业调整和振兴规划》、《国务院办公厅关于促进物流业健康发展政策措施的意见(2011)》(俗称国九条)和《商贸物流发展专项规划(2011)》等,从国家层面到地方政府,不同政府部口到行业协会,为物流业的发展构筑起了立体政策体系和良好的外部发展环境。
.....
1.2.研究目的和意义
物流对促进地方经济作用日益凸显。拥有完善的物流基础设施,能够提供高质量物流服务的物流企业,能够大大带动当地经济的发展质量和发展速度。就工业企业而言,有利于地方政府招商引资,有利于企业降低物流成本提高市场竞争力;就农业而言,有利于当地特色农产品走出去,为农民增收和农村经济发展提供保障,有利于建立农产品安全质量追溯体系,保障民众吃得安也;就商贸流通业而言,有利于支撑和带动商贸发展,以商贸促进消费,保持经济稳定增长,有利于促进商贸业转型升级,通过商贸带动地方服务业的发展。内江位于四川的东南部,东连重庆,西接成都,南靠自贡、宜宾、沪州,北通资阳、遂宁,是距离重庆市最近的川内地级市,是连接成渝经济区成渝双核的区域性中也城市。内江周边地市正在迅速抢滩物流市场。最近几年,内江周边城市自贡、沪州、宜宾、遂宁、资阳等都在争夺川渝験演结合部的区域物流中也地位,各自依托自身的交通条件、产业基础和区位条件等,巧继出台了本地物流业发展规划,物流园区、物流中也也如雨后春算般不断涌现。很明亟,谁率先占领区域物流中也地位,谁将在市场经济发展中占得先化。内江市发展物流业迫在眉睫。内江物流业发展比较滞后,物流园区、货运场站等基础设施数量少,现代化水平低,也缺乏专业化的大型物流企业,难以满足地方经济发展需求。另一方面,内江原来拥有得天独厚的交通优势,将随着成自妒赤、成安渝、宜沪渝高速公路的修通而削弱,内江面临被边缘化的风险。
.......
第2章内江市物流发展现状分析
2.1社会经济发展状况分析
内江位于四川的东南部,东连重庆,西接成都,南靠自贡、宜宾、沪州,北通遂宁,是距离重庆市最近的川内地级市,是连接成渝经济区成渝双核的区域性中也城市。内江市辖3县2区,即市中区、东兴区、威远县、资中县、隆昌县。周边与眉山、自贡、资阳、沪州、重庆相邻。内江隶属川南城市群,而川南城市群是四川省社会经济发展仅次于成都平原经济圈的先导区域。《中共四川省委四川省人民政府关于实施多点多极支撑发展战略的指导意见》指出推动"内自沪宜一体化发展",将促进川南城市群抱团协调发展。内江既是成渝两个特大城市的"中点",又是二者福射范圍的边界点,是成渝联手后最先也最容易进行协调与合作的地区。成渝发展南线(成都一资阳一内江(自贡)一荣昌一永川一重庆)已成为规划川渝联手后的最主要发展轴线。内江成为成渝之间的经济"高地",有利于二者合作战略的实施。内江位于成渝经济区的中点,而成渝经济区、长S角经济区、珠三角经济区及环潮海经济区成为国家经济发展的第四极。作为成都和重庆经济双核的中也,借助成渝的战略力量,内江有条件和潜力成为"成渝么也",发展成为服务川渝的区域中也。
........
2. 2交通环境分析
内江市现有铁路总里程184. 3公里;高速公路149. 2公里。公路网密度高于全国、全省平均水平,是四川省第二大交通枢纽城市。公路交通是内江市与外界经济往来,文化交流的主要通道。内江是夏蓉高速和渝昆高速的交汇处,公路交通优势明显,可通过夏蓉高速和渝昆高速飄入全国高速公路交通体系。内江是四川东大口,东连重庆,西接成都、资阳,南扼自贡、宜宾、沪州,北通遂宁、南充,是川东南乃至西南各省交通的重要交汇点,四川省规划的八大交通枢纽城市么一。内江通过成渝高速连接成都经济区与重庆经济区;通过内宜高速、隆纳高速与川南城市群其他中屯、城市相连;通过巧遂高速与川东北经济区相连,这些高速公路与321国道、206省道、207省道等构建了肉江四通八达的公路网络体系,成为内江境巧的主要货运通道。内江公里"十二五"交通规划提出,到2015年,骨架干线路网的建设和改造长度将达到3480.151,其中高速公路211. 36公里,一级公路418. 84公里。
.....
第3章内江市经济发展与物流产业的关联性分析........24
3.1内江市经济发展与物流产业的相关性分析........24
3.2内江市经济发展与物流产业的关联性模型构建........24
3.3内江市经济发展与物流产业关联性的实证分析........25
第4章内江市物流需求量预测........28
4.1物流量预测........28
4.2物流节点物流量预测........33
4.2.1比例系数b的选取........34
4.2.2物流园区物流量预测........34
4.3物流节点规模预测........34
4.3.1物流节点的规模预测方法........34
4.3.2物流节点的规模预测........35
第5章内江市物流节点规划........37
5.1内江市物流节点规划发展目标........37
5.2物流节点布局基本形式........37
5.3物流节点布局........39
5.4物流节点布局与战略定位........41
第7章选址案例分析
7.1西南再生资源物流中心选址分析
西南再生资源物流中屯、主要为西南再生资源产业园的发展提供配套物流服务,将为西南地区废旧物资的回收和利用、集中处理,促进西南废旧物资市场更好的发展提供物流支持。具体来说,包括如下几点:参照国内外物流节点选址的经验,结合西南再生资源物流中也功能定位,西南再生资源物流中也选址应遵循以下原则。1.具有便利的交通条件:西南再生资源物流中也的建设地点应该具有良好的公路运输条件,便于废旧物资的运输、中转和配送。2.具备适合开发建设的地质条件;物流中必建设地点的地形、地貌要尽可能平坦,避免选择山地瓦陵、低珪地势。地质条件要具备承重能力,避免选择沉降和地质灾害多发地段。3.具有可得王地:物流中也建设需要占用一定土地资源,所在选址时要根据内江城市规划、土地利用总体规划、西南再生资源产业园规划情况,选择可利用地块,避免规划无法落地。
.....
总结
近年随着内江经济快速发展,经济环境发生了较大变化,为内江重塑经济版图,城市总体规划和土地利用规划等专项规划已制定。为促使内江物流业在市场竞争中赢得机会,本文结合内江市的实际情况,对内江市物流节点布局规划与选址、规模预测研究。主要研究工作如下:1.对论文的研究背景及意义,国内外关于物流节点布局规划、选址和规模确定的研究现状、论文的研究内容、关键性问题及技术难题作简要介绍。2.分析内江市社会经济条件及物流发展政策环境,剖析内江市交通环境,物流发展现状,对内江市物流发展进行S以OT分析。3.归纳总结内江市过往18年的GDP,近年的第一、二、三产业产值等相关经济指标,相关物流评价指标等。整理分析肉江市经济发展现状与物流发展现状,构建了内江市物流与经济的关系模型,进行了实证分析,得出内江市经济发展与物流产业发展的正相关性关系。4.运用时间序列回归模型对内江市2014-2020年的GDP进行预测,在此基础上,采用指数平滑预测模型、ARIMA预测模型、指数预测模型和回归分析预测模型对内江市未来的物流发生量进行预测,然后对各个预测数据进行对比分析,得出最优的二项式回归分析模型预测结果。5.结合巧江市的实际情况和国内外物流节点规模计算方法,计算出内江市物流节点数量约8.48个和物流节点规模约为12100亩。
............
参考文献(略)
精选工程硕士毕业论文篇二
第 1 章 绪论
1.1 研究背景与意义
近年来,我国经济发展水平得到了进一步的提高,不再单单追求发展速度和GDP,更注重又好又快的发展经济。虽然我国也受到 2008 年金融危机的影响,经济增长速度也有所放缓,但放眼全球,我国经济发展势头仍然不减。在这种背景下,人民对生活水平提出了更高的要求,体现在照明工程上,就是人们对照明的审美需求、环保节能需求和照明安全需求。要满足这些需求需要的是专业的照明解决方案与产品。照明工程是近年来新兴的朝阳产业。随着城市化进程不断深入,为了改善人们的生活环境,在节能减排方针政策的指导下提高城市魅力,各地政府纷纷引进绿色照明工程,刺激了照明工程的发展。P 公司是在照明领域一直位居世界第一,随着市场需求的不断变化和传统照明行业的饱和,P 公司开展把重点放在照明解决方案上。如今工程照明产品已经是公司的核心产品,并已经服务了很多国内的著名项目,如浦东国际机场、国家体育场(鸟巢)、上海外滩、上海南站等等。2008 年金融危机至今,一些传统世界 500 强制造业开始走下坡路。在这种背景下,P 公司同样没有逃脱业绩下滑的厄运。中国市场一直是 P 公司重点开发的市场,但中国市场的下滑要从 2012 年才开始。一方面,2008 年后国家实行经济刺激策略,加大对基础设施的投入,使得一些基础建设蓬勃发展,直接给 P公司的业绩带来增长。另一方面,房地产市场发展迅速,各个城市房地产项目蜂拥而起,直接给 P 公司照明项目带来了巨大的市场。但是,这两年,中国房地产市场泡沫明显,房地产市场开始出现衰退的迹象。另外,国家近两年开始大力整治铺张浪费的现象,对政府开支有明显的约束,使得 P 公司工程照明项目减少。P 公司面临的市场不确定性进一步增强。
.......
1.2 研究内容、方法与路线
采购风险识别是一项贯穿于整个项目的风险管理实践,识别方法尤为重要。本文在文献阅读的基础上,选择合适的风险识别方法。当前在风险识别领域,最常见的是头脑风暴法,这种方法简单易行,但对参会人员的级别与资历要求很高,流程简单,说服力不强。本文拟采用文献查阅、调研访谈、德尔菲法相结合的方法进行采购风险的识别,并结合公司项目的实际开展情况,深入分析该公司照明项目的采购流程、方式,结合工程照明项目的特点和项目实际执行执行过程中出现的情况,识别出其采购风险类型及风险原因,为下文风险指标体系的建立作铺垫。对项目采购风险因素进行识别后,要建立一个可行的评价指标体系。在指标体系建立的过程中,按照前人研究的建立指标体系的原则,结合前文的项目采购风险识别,并且参考 P 公司现有的采购评价标准,提出相应风险评价指标,之后本文根据最终的风险识别结果,确定项目采购风险评价的一级指标和二级指标。从文献阅读中可知,风险评价的方法很多,但总体来说可以归纳为两种,一是以相关领域专家的专业化知识为基础的评价量化方法, 如德尔菲法,层次分析法等;二是模糊逻辑法, 如模糊综合评价法法。其中层次分析法、德尔菲法等对评价指标的权重分配有较大主观影响,并且这几种传统的方法并不是客观、精确的方法,对于具有模糊性的量化问题只是依靠主观的预测。模糊综合评价法仅从隶属度的单值出发,支持的证据和反对的证据却难以被同时表示出来,因此,在实际问题的应用中,还存在一定的缺陷。Vague 集理论可以相对客观地对现实中的对象本质进行描述,是处理不确定和模糊性信息的数学方法。基于 Vague 集的风险评价模型是文章的主体,通过建立评价指标体系、建立评语集,提出基于 Vague 集的采购风险评价模型,最后对各风险水平进行排序,得出风险水平等级,同时得出最符合该水平的风险因素。
........
第 2 章 相关理论综述
2.1 风险管理理论综述
采购风险管理的研究要先从风险管理的发展和研究现状入手。最初的风险管理是应用在资本的保护上,随着世界经济的进一步发展,人类文明的提高,风险管理受到越来越高的重视,慢慢扩展到金融、工程、项目管理、医疗等多个行业和领域。供应链是企业的第三利润源,而越来越多的企业将重点转移到了供应链管理领域,力图以压缩供应链成本为目标,减少供应链的风险,进而获得更多的利润。采购作为供应链的前端,其管理的好坏直接影响到整个供应链管理和企业成本。采购所面临的风险是客观存在的,比如价格波动、市场变化、供应商产品质量、提前期等等,这些风险直接影响着企业生产的运作。目前关于采购风险管理的研究,主要内容包括风险识别、风险评价和风险控制或应对。其中,研究的重点是风险评价,国内外许多学者尝试个很多种风险评价方法,而每种方法都各有其优缺点。从最初的定性分析发展到近些年来的定量分析,采购风险评价方法在一直进步和更新,然而哪种方法合适,还要看采购所处的具体环境。下面将从风险管理的研究入手,然后扩展到采购风险管理和风险评价方法,对近些年这方面的研究作综述。法国管理学家亨利·法约尔在他的书中首次将风险分析的思想引入企业经营研究中,这本著作就是著名的《一般管理与工业管理》,从此有利风险管理的研究,但并未形成一个体系。从此之后,国外学者对风险管理展开了越来越深入的研究。二十世纪二十年代初,美国企业利用保险的风险转移机制来保护资本。1929年至 1933 年美国的严重经济危机促进了风险管理的发展。二十世纪三十年代,风险管理的基本构思也在美国产生。1931 年在美国设立的企业经营者协会,开展企业风险分析研究业务和咨询活动,这之后风险管理得到更快的发展风险管理这个名词最早出现于 1950 年。到了二十世纪六十年代,越来越多的学者开始研究风险管理问题。1963 年梅尔和赫奇斯出版了《企业的风险管理》,1964 年威廉斯和汉斯出版了《风险管理与保险》,他们运用数理统计的方法来研究风险管理,使风险管理开始从经验走向了科学。1980 年美国成立了风险分析协会,企业风险管理的研究又进入了一个新的阶段。进入二十世纪九十年代后,企业风险管理的研究在欧美主要发达国家已经开展得比较广泛和深入,风险分析的方法和技术也已经在不同类型的企业中广泛应用,人们开始运用风险分析模型将风险识别和评价贯穿于企业整个生命周期当中。从国际范围看,风险管理的发展经历了两个阶段。二十世纪九十年代以前,风险管理被称之为传统的风险管理,这阶段的风险管理是不全面的、分散的。二十世纪九十年代至今是现代风险管理阶段。现代风险管理主要指的是全面的风险管理。该阶段注重风险管理的系统性和一致性,强调相互配合,从规避和利用风险入手[1]。
.......
2.2 采购风险管理研究现状
基于以上对国内外风险管理的研究现状,作者发现当前的风险管理研究中,理论性的东西对,但是基于工作实践的文献较少;运用定性的分析方法多,运用定量的分析方法少。虽然可以看到文献中一些通过定量的分析方法来研究风险评价,但是对于企业实践中的风险管理措施研究不是一笔带过就是轻描淡写。下面本文从采购风险识别、风险评价及风险应对三个方面进行文献综述。早在 1982 年,Valla 指出了首先要对企业采购过程的风险进行识别,并指出采购风险对企业的影响程度会因为供应商和采购商不同特征而有所不同[9]。风险识别是采购风险管理中的重要环节,只有及时准确的识别出供应商行为和市场的不确定性导致的种种风险,才能保证企业的采购目标顺利实现。企业应该在采购风险识别上做好准备,这对企业采购活动意义重大,也能为采购人员在降低成本方面提供新的思路。结合目前的研究,采购风险识别主要集中在企业外部风险和企业内部风险上。风险识别的研究重点在识别方法上,比如流程分析法、风险清单分析法等。霍红(2013)运用采购流程分析法对生产制造企业采购风险进行了识别,并从供应、市场和内部管理三个方面识别出了制造企业采购的风险因素,即供应商选择、供应商缺货水平、信息管理、采购人员的知识水平、员工道德问题、合同风险、市场变化、国际环境的变化等[13]。谢玉文(2013)研究了对油田项目风险的识别,指出风险识别的重要性的同时,研究了风险识别的四种方法,即风险源分析法、问卷调查法、风险清单分析法以及财务报表分析法[14]。也有部分学者专注研究风险的种类。刘彬等(2007)认为出采购风险主要分为采购内部风险和采购外部风险,内部风险包括计划风险、合同风险、验收风险、库存风险、责任风险,外部风险包括合同欺诈风险、价格风险、质量风险、技术进步风险、意外风险[15]。黄荣文(2002)认为采购风险可以分为合同欺诈风险、运输欺诈风险、国家性风险、汇率风险、价格风险等,需要利用相应的预测方法和评估方法降低采购风险[17]。吴新宇(2001)认为采购风险可以分为采购提前期风险、原材料价格波动风险、外汇汇率波动风险、采购合同风险,企业应做好采购数量合理分配、供应商管理库存与战略合作,并通过做好汇率变化的预测、采购合同文本的规范等措施来规避风险[18]。
.......
第 3 章 P 公司工程照明项目采购风险识别 .........24
3.1 P 公司工程照明项目采购现状及特点.......24
3.2 P 公司工程照明项目采购风险识别及风险评价指标.........29
3.2.1 工程照明项目采购风险识别方法与过程 ......29
3.2.2 工程照明项目采购风险识别结果 .....31
3.2.3 采购风险评价指标体系 ......34
3.3 本章小结..........35
第 4 章 基于 Vague 集的工程照明项目采购风险评价模型....36
4.1 建立基于 Vague 集的工程照明项目采购风险评价模型 ......36
4.2 实证研究 .........39
4.3 本章小结..........49
第 5 章 基于评价结果的采购风险应对措施.........50
5.1 采购风险应对措施.........50
5.1.1 供应商选择风险应对 ........50
5.1.2 交货期风险应对 .....51
5.1.3 合作风险应对 .......53
5.2 本章小结..........53
第 5 章 基于评价结果的采购风险应对措施
5.1 采购风险应对措施
要做好工程项目采购风险的防范工作,既需要宏观层次上制度性的整体约束,也离不开微观层次上具体风险应对措施的落实。S 项目涉及范围较广,具有一般工程照明项目的特点,所以本章将根据前文分析,从微观层面出发,结合整个工程照明项目的特点与 S 项目采购风险的分析,微观层面从供应商选择风险、交货期风险和合作风险三个方面进行风险管理的措施分析。期望通过对该项目实施过程中所采取的采购风险应对措施进行归纳整理,得到一套具有较强适用性的工程照明项目采购风险应对策略。本文所指的微观层就是指风险管理的具体操作层面。本节将在前文对风险识别和评价的基础上,重点分析供应商选择风险、交货期风险及合作风险的应对措施,提出具有针对性的措施。供应商选择作为企业生产经营的最初环节,对整个供应链的稳定、持续运行起到关键的作用。供应商选择对企业经营的影响越来越显著,供应商的选择关系到企业原材料、零配件等生产投入的长期、稳定供应问题。从采购的角度讲,供应商选择一直是采购活动中的重中之重。在进行供应商选择过程中,P 公司会面临各种各样的风险,如何防范和应对这些风险,是其不可避免的问题,比如因为供应商因隐瞒生产能力无法按量供货的风险,以及因为供应商质量管控不严格造成的低产品合格率。例如,天津的一家生产电阻、电容的 W 公司隐瞒其年生产能力,公司不得不花高价在现货市场上采购,不仅增加了公司的花费,而且拖延了项目进度,给公司声誉造成了损失。所以 P 公司对供应商选择及其重视,而且会根据供应商的表现分级,优先选择级别高的供应商。
.........
结论
随着工程照明市场的竞争越来越激烈,为了适应新的市场环境,如何保证采购活动在项目中的有效实施,支持整个项目的顺利进展,提高公司项目组的竞争力,已经成为整个项目组的一个现实课题。本文以 P 公司工程照明项目为背景,从工作实践出发,通过对实际工作中的内容分析与总结确定研究方向和内容,对工程照明项目中的采购活动进行了深入研究。首先对工作照明项目采购活动中各自风险因素进行了识别和分析。在风险识别之前,作者分析了整个采购活动在项目中的地位和作用,分析了采购流程,从采购流程和项目性质角度出发,总结了工程照明项目的特点和一些问题。在此基础上,开始风险识别。在识别过程中,运用了文献查阅法、调研访谈法和德尔菲法,通过三种方法的综合运用,对风险清单进行补充和选择,最终识别出来 P公司工程照明项目中的 17 个采购风险指标。之后根据风险识别的结果,构建了一个工程照明项目的采购风险评价指标体系。然后作者提出了一种出来不确定性信息的风险评价模型,即基于 Vague 值理论的采购风险评价模型。该模型利用 Vague 值理论和熵权法,对采购风险进行了综合评价。作者以 S 项目为研究案例,首先根据问卷调查,得到原始数据,在原始数据的基础上,计算出来每个指标的 Vague 值,通过归一化处理,将 5 个风险种类的评价矩阵计算出来;然后作者利用熵权法将每个指标的 Vague 权重计算出来,最后运用模糊数学的加权平均法得到最终的评价结果,对评价结果进行排序,可以得到每个风险类型所处的风险等级,其中,高风险的是供应商选择风险和合作风险,较高风险的是交货期风险,采购成本风险处于中等风险,而内部管理风险则处于较低风险。基于以上的评价,作者运同样的方法,得出整个项目的风险水平为高风险。最后作者针对 S 项目的采购风险评价结果,对于处在高风险上的风险类型进行了针对性的分析,首先分析了风险产生的原因,在风险原因的基础上,提出风险应对措施。
............
参考文献(略)
精选工程硕士毕业论文篇三
第一章引言
1.1论文背景及研究意义
电力行业是国家经济发展的能源基础和支柱,随着国民经济的快速发展,近几十年来,作为世界上经济发展最快的国家之一,我国电力工业取得了喜人的成果,以后的发展前景也将更为广阔。但众多问题也随之而来,如电力系统规模的不断扩大、负荷类型变化明显、各大区域电网的互联、负荷率的逐步走低以及新能源发电的接入等问题都对电力系统的调度提出了更高的要求。随着一批又一批高新技术产业链的出现,这些产业也将对电能的质量提出了更高的要求。全国已经形成了以南方电网和国网旗下的5个子公司为代表的跨省大型 一区域电网,都已经具备了长距离输电网架。“十一五”期间,我国开工建设了一大批重大输电工程,这是我国电网建设发展非常重要的5年。其中,一批长距离输电工程以及一大批特高压交、直流输电工程已建成投产,使我国迈进了大电网时代,这些工程的建成投产增强了区域电网间的电力交换能力。在“十二五”规划纲要中提出了在未来5年电网建设的一个总体方向和要完成的主体任务。在未来的5年当中我国将“依托信息、控制及储能等先进技术,推进智能电网建设”,同时加大电网的投资力度,到2020年完成全面建设统一的坚强智能电网的任务,为实现世界一流电网的目标而努力。现今我国已经成为世界第一能源消费大国,世界各国也都在积极努力的推行各种政策来保护能源的可持续。在当今如何保证我国能源安全和电力的安全稳定是全社会的应该高度关注和重视的问题。我们应当通过多种方式来维持能源的可持续,如转变经济发展方式;变革能源生产、输送和利用方式;提高能源的利用率等。对于电力企业来说如何减少发电能耗、提高电网的输送效率以及减少电网中各个环节的损耗是相当关键的。因此,如何在能源资源紧张社会环境中和电力系统模式日趋复杂的情况下合理的进行电力优化调度,以保证整个电力系统“安全、优质、经济”的运行,这是电力工作者们所需研究的一个重要课题。
………………
1.2国内外研究综述
1.2.1国内外典型发电调度模式
20世纪30年代最早提出了电力系统经济运行这一概念。在随后的几十年期间,由于计算机技术和数学优化理论的快速发展,使与电力系统经济运行相关的数学模型和算法得到了飞速发展和完善。到20世纪60年代末期,学者们先后提出了一些计及系统运行经济性的经济调度理论,如关于系统无功功率的最优分配(包括无功功率负荷的最优补偿和无功功率电源的最优分布)和系统有功功率的最优分配(包括有功功率负荷的最优分配和有功功率电源的最优组合)等经典调度理论。伴随着电力工业发展及其体制的变革,国外经历的典型发电调度模式大致可分为以下两个阶段:一是在电力工业初期垄断性电力工业下的经济调度模式;二是引入发电侧电力市场的竞争调度模式。而我国的发电调度模式,由于受到政策和经济等因素的驱动,以及电力供需和能源供给的影响,则显得较为多样,但其大体上可分为以下四个阶段:垂直一体化电力工业时代的传统经济调度;为了协调多方利益和缓解紧张的供需关系局面下的计划电量调度;在引入发电侧市场竞争机制上的竞争调度模式的探索;在能源紧缺和人们环境保护意识越来越强的情况下实行的节能发电调度模式。电力工业的发展也符合自然发展的规律,其发展过程其实就是一个自我完善的过程,在其发展的过程当中可能遇到阻力但始终有办法克服并朝着一个良好的方向发展。
……………
第二章电力系统潮流计算
2.1引言
潮流计算是电力系统计算中最为基础的一种计算,在求解各种电力系统问题时都需要用到潮流计算。它是在给定的网络结构和运行条件下,通过计算来确定整个系统的运行状态,如各母线的电压、功率损耗以及网络中的功率分布等[25]。潮流计算是电力系统稳定运行、暂态故障分析、优化以及网架规划等的基础。潮流计算作为有功优化当中最基本的计算,本文将对其展开研究。潮流计算过程从数学角度来说就相当于是在求解一组多元、非线性方程组,其求解时需要经过多次迭代。所以潮流计算方法的基本要求就是在可靠收敛的同时得出正确的解。自从上世纪50年代以来,有关潮流计算问题的计算机算法取得了丰硕的成果。常用的潮流计算方法有高斯-赛德尔法(Gauss-Seidel,G-S)、牛顿-拉夫逊法(Newton-Raphson, N-R)[26]、快速解稱法(P-Q分解法以及相关的简化算法[29]等。早期人们普遍釆用以节点导纳为基础的逐次代入法(称导纳法)。此方法的优点是原理较简单,对所运行的计算机配置要求较低;其缺点就是收敛性较差,在计算大规模电力系统时,迭代次数会急剧上升,在计算中可能出现迭代不收敛的情况。鉴于前面所述导纳法不足之处学者们开始研究以阻抗矩阵为基础的计算算法(称阻抗法)。阻抗法能够可靠收敛,但因阻抗矩阵是一个满阵在形成矩阵时计算量很大,所以对计算机要求较高。特别是在大规模系统中,这个缺点尤为明显。随着科学技术的发展,稀疏矩阵技术和节点优化技术被应用到牛拉法中,使牛拉法得到了广泛的应用。1974年,Stott在大量实验的基础上提出了 P-Q分解法,极大的改善了内存容量和计算速度等问题,并且可以用于在线计算。此后的研究都是以这些算法为基础的改进和优化算法,并取得了不错的成果。1954年,世界上首条应用于工业生产的传统高压直流输电(HVDC)系统在瑞典本土和果特兰岛(Gotland)之间建成。其后,为了验证直流输电的安全性、经济性,众多学者开始研究直流潮流计算[36][31][32]。
…………
2.2导纳矩阵的形成
在进行潮流计算之前,需要对系统中的网络参数做相应的归算处理。在形成节点导纳矩阵时,由于电力系统拥有不同的支路类型,并且它们的特性各不相同,所以这时就需要应用不同的追加方式来处理不同的支路。牛顿-拉夫逊法(简称牛拉法)是一种在电力系统潮流计算中应用非常广泛的方法。牛拉法在非线性方程组解的领域内,其迭代过程具有二次收敛性,这样使潮流计算的迭代次数不随网络规模的增大而急剧增加。牛拉法具有收敛性好、计算速度快等优点,稀疏矩阵技术的产生使牛拉法的收敛速度和计算效率都得到了巨大的提高。P-Q分解法是从牛拉法潮流计算的基础上改进和简化得来的,又称改进牛拉法。其基本思想是:在改进极坐标牛拉法的基础上,将有功和无功分幵迭代计算。将有功功率误差作为修正电压向量角度的依据,将无功功率误差作为修正电压向量幅值的依据。
……………
第三章经典法有功优化........... 29
3.1引言 ..........29
3.2经典法有功优化模型.......... 30
3.3有功网损微增率算法.......... 31
3.4经典法有功优化算法.......... 40
3.5本章小节 ..........42
第四章改进遗传算法有功优化.......... 43
4.1遗传算法 .......... 43
4.2禁忌搜索算法.......... 51
4.2.1禁忌搜索算法的基本思想及关键参数.......... 51
4.2.2禁忌搜索算法的基本工作流程.......... 52
4.3遗传算法的改进.......... 54
4.3.1交叉算子和变异算子的改进 ..........54
4.3.2改进遗传算法(GATS)的基本步骤.......... 55
4.4改进遗传算法在有功优化中的应用.......... 56
4.4.1建立优化模型 ..........56
4.4.2参数设置.......... 56
4.4.3改进遗传算法有功优化基本步骤.......... 57
4.5本章小结.......... 59
第五章算例分析 ..........60
5.1 IEEE-14 节点系统.......... 60
5.2 IEEE-30 节点系统.......... 63
5.3小结.......... 68
第五章算例分析
5.1 IEEE-14节点系统
从表54、图5-4和图5-5中可以看出,在IEEE-14节点系统中,AMM(R)法和AMM(P)法有功优化的耗量以及网损结果基本相近,但经典法与改进遗传算法在计算效率和优化效果上还存在一定的差异。AMM(R)法有功优化将网损从优化前的13.3958MW降为优化后的1.9256MW,耗量从26162.1761降为17265.47840 , AMM(R-S)法有功优化将网损降为1.9193MW,耗量降为17265.45827;而AMM(P)法有功优化网损降为1.9240MW,耗量降为17265.46206,AMM(P-S)法有功优化将网损降为1.9280MW,耗量降为17266.09191;改进遗传算法的有功优化将网损从优化前的13.3958MW降为1.8329MW,耗量降为17259.15008。从以上可以得出在IEEE-14节点系统的有功优化中,经典有功优化的AMM(P)法比AMM(R)法在降低网损和耗量两方面都稍胜一筹,虽然差别并不明显但在电力系统长时间的运行当中,这种差别就会显现出来。而AMM(R-S)法在降低网络损耗和能源消耗两方面都比法有优势。改进遗传算法的优化效果明显优于前两种经典算法,但在计算时间和迭代次数方面处于劣势。并且从表5-5可以看出三种算法最后潮流计算的电压都在安全电压允许的范围内。
……………
结论
电力工业在国民经济产业当中起着主导作用,与国民经济的发展有着极为密切的关系,随着电力工业的不断发展,在电力系统运行的各个环节都将会出现许多亟需解决技术问题,因此,优化调度理论及其计算方法在现代电力系统有功优化调度中将发挥着更为巨大的作用。而在电力系统有功负荷最优分配当中,要求在机组组合确定的前提条件下,如何合理的安排各机组的有功出力,这不仅要满足系统本身的约束条件,还要使系统达到最大的经济性。本文通过对电力系统潮流计算和有功优化调度的深入研究,得出以下结论:
1.潮流计算是电力系统中最基本的计算之一,先后出现了许多优秀算法,本文对直流潮流算法以及交流潮流中的几种算法做了详细的介绍。并对其进行算例分析,计算结果表明本文所提的直流潮流算法是可行的,在计算速度上具有较大的优势。
2.有功网损微增率是计算经典有功优化的基础,也是本文所需研究的重点内容,而网损微增率的计算方法也有多种,本文详细推导了基于牛顿拉夫逊法潮流计算的导纳矩阵法有功网损微增率以及雅克比矩阵法有功网损微增率。将其应用于有功负荷最优分配中,并在程序设计时做了一个简单的处理,最后用实例对其进行验证比较。
……………
参考文献(略)
精选工程硕士毕业论文篇四
第一章引言
1.1选题背景
为了解决全球性大气温度上升等环境问题,来自世界各地的环保领域的专家学者参加了 2009年末在丹麦举行的世界气候大会。会议议题就未来如何应对气候变化,来自192个国家的环境部长和其他官员们签署了全球的气候协议。本次会议对全球变暖的相关问题进行了商讨,高度体现了全人类对环境变化给予了极大的关注。从此,环境污染并非是某一个国家所要解决的问题,而是全世界的议题。2011年年底,我国华北北部大部分地区出现雾霾天气,部分地区能见度甚至不足1000米,能见度过低会导致交通事故发生,包括飞机起降,高速追尾等问题。由此带来的后果是,为了避免交通事故的发生,华北地区邻近省份之间不得不关闭高速公路,大部分进京的航班取消。美国驻华使馆检测到北京的PM2.5浓度为522,空气质量指数(AQI)为500。因此,国家规定,2012年年底前,京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市、计划单列市和省会城市要按新标准开展大气环境的监测并实时发布最新的大气环境数据。截至2013年1月28日数据显示,京津冀地区属严重污染区(AQI在350以上),东北地区属于重度污染区(AQI在300以上),珠三角地区的污染程度属于中度污染,长三角空气质量良好。究其原因,由于北方冬季寒冷,工业生产和居民供暖需要燃烧大量的煤炭来提供动力和产生热量。煤炭是化石性燃料,其燃烧会产生大量的废气,而大量的煤炭燃烧产生的烟尘废气中很多的固体颗粒物会被人的呼吸系统吸入体内,而这些固体颗粒正是PM2.5主要来源。对于环境污染的治理应该具有一定的针对性,因此,选择一个污染严童的行业,并选取其排放的污染物中对环境污染最严重的一种是具有一定的实际意义的。以往的研究中主要是针对工业行业的所有污染排放问题,包括废水、废气和固体废弃物。根据研究的结果为解决实际问题而制定的方针政策往往带有一刀切的弊端。因此,本文为了避免对工业污染治理概而全,选取了污染排放量较大的电力供应行业,以该行业的的污染排放和相关数据为本文的研究对象。电力供应行业的生产可以通过风能,太阳能和潮沙能等绿色能源进行发电,但是由于技术水平的限制,近阶段仍然主要依靠火力发电,并且全国火力发电量占总发电量的80% (2010年)。该行业作为工业领域中二氧化硫排放量最大、排放强度最高的行业,因此,通过分析能够将该行业的二氧化硫排放量降低将会对整个二氧化硫排放的问题的解决有一定的决定性作用。本文选取了二氧化硫排放量排行榜上的头三名业进行对比分析得出下表数据。
1.2选题意义
1.2.1理论意义
研究二氧化硫处置率与排放量和技术创新、产业结构、环境规制之间的关系有着十分重要的理论意义。以往研究中,加大环境规制力度、提高技术创新水平、产业结构优化升级对环境污染的缓解都有正效应的影响。首先,本文针对电力供应行业二氧化硫排放问题的研究可以进一步验证出提高技术创新水平、产业结构优化升级和加大环境规制力度等对二氧化硫的排放量和处置率的影响;其次,实证结果可以表明各个要素对电力供应行业二氧化硫污染的影响权重,从而为相关部门的政策制定提出针对性的建议;再次,以往对环境污染的所有污染物的治理方法都采取同样的措施,这使得有些措施实行是得不偿失的,本文专门针对电力管供应行业的二氧化硫排放进行研究,此举丰富了环境污染治理方面的实证研究内涵。
1.2. 2现实意义
本文研究目的是通过研究电力供应行业这一单一行业的二氧化硫减排措施的研究来环节环境压力的。虽然研究的行业有一定的局限性,但是对某一个行业进行研究有一定的针对性。我国电力供应行业二氧化硫排放状况并非像以往污染源一样呈倒U型曲线,而是有一定的上扬势头,因此有必要进行进一步研究来减少该污染物的排放。此外,为了避免完全照搬发达国家的先污染后治理的发展套路,本着缩短我国由污染到治理的周期,减少对环境的污染和生态结构的破坏而进行研究;其次,本文选题符合了当下以人为本的普世价值观,本着对人类健康负责的态度,关注人文生活。
第二章相关概念的界定
2.1EKC理论
2.1.1EKC理论界定
EKC理论是环境库兹涅茨曲线假说,它是库兹涅茨曲线理论的一次应用,将库兹涅茨曲线应用到研究经济增长与环境质量的演进研究中来。库兹涅茨曲线是美国经济学家库兹涅茨于1955年研究收入分配和经济发展状况时提出的,该曲线也被称为倒U型曲线。它揭示了收入分配情况随着经济的发展水平的提高先恶化后改善,横、纵坐标分别表示人均财富和收入差异程度。由于当时大多数西方国家的数据与该理论吻合,因此该理论的提出在学术界掀起了不小的浪潮。后来,该理论被应用到很多领域,包括宏观经济领域中区域经济差异、第二产业中的资本劳动比例和环境质量,微观领域中民营企业成长轨迹。而环境库兹涅茨曲线假说是近阶段该理论的拓展应用。之所以称其为假说是因为该理论里所说的倒U型曲线是由一系列的数学方法确定,而这些数学方法也存在一些问题,在某些领域并不能解释所有问题。本文中的EKC理论即环境库兹涅茨曲线是指在工业化进程中,伴随着人均GDP的增加,环境污染的程度不断加剧,当人均GDP进一步增加时,环境污染程度逐渐下降。
2.1.2理论解释
环境库兹浬茨曲线之所以呈现倒U型曲线主要是因为规模效应。由于技术进步,导致人们改造自然的能力越来越强,经济发展越来越快。由于经济发展初期主要是依靠粗放式的发展,对于能源的依赖较强。因此,随着经济的增长,环境会不断的恶化。随着技术发展,对能源的使用效率提高,对于污染处理的能力也逐渐增强,污染强度逐渐减弱。随着技术进一步发展,产业结构发生变化,经济增长点逐渐转向污染强度小的第三产业,污染问题进一步得到缓解。当经济发展到一定阶段,随着污染加重,环境规制力度也会逐渐加大,对于企业的生产会有一定的强制性引导作用。迫使企业进行技术变革,或者加大对污染治理的投入。舆论的压力也会迫使企业进行技术变革。由于现在的市场逐渐变为买方市场,消费者对于环境质量的要求越来越高,他们可能会拒绝购买那些以污染为代价而生产的产品。
第三章变量间作用机制......... 15
3.1技术创新与被解释变量之间的关系......... 15
3.2环境规制与被解释变量之间的关系......... 15
3.3产业结构优化升级与被解释变量之间的关系......... 15
3.4供电结构与被解释变量之间的关系......... 16
3.5技术创新与环境规制之闾的关系 .........17
3.6技术创新与产业结构之间的关系......... 19
第四章中国二氧化硫排放现状及相关性检验......... 21
4.1基于EKC的经济增长与二氧化硫.........21
4.2变量选取 .........23
4.2.1因变量......... 23
4.2.2自变量......... 24
4.3相关性检验......... 25
4.3.1二氧化硫排放量的相关性检验......... 25
4.3,2二氧化硫处置率的相关性检验 .........26
第五章实证分析.........28
5.1 描述性统计......... 28
5.2建立模型以及问题探究 .........29
5.3单位根检验 .........31
5.3.1变量的时间序列描述......... 31
5.3.2单位根检验-一平稳性......... 33
5.4 Johansen 协整 ......... 38
5.5格兰杰因果分析......... 39
结论
本文通过对已有文献的研读及相关理论的回顾,梳理出文中变量之间的作用机理,构建计量经济模型通过EVIEWS 7.2软件进行单位根检验,协整检验,格兰杰因果检验等实证分析。以此来分析和探讨技术创新、环境规制、产业结构、供电结构与电力供应行业二氧化硫排放的影响机制:产业结构优化升级于电力供应行业的二氧化硫排放量互为格兰杰成因;技术创新与电力供应行业二氧化硫处置率之间没有因果关系。文章中的部分变量可以由国家相关部门控制,通过宏观调控引导其发展走向。如改善工业结构,是国民经济增长点从第二产业中逐渐向第三产业转移,以此减少工业企业对电力的需求,这样可以减少电力供应行业的电力供应的强度,进而减少污染物的排放。同时也可以优化电力供应结构,通过绿色电力生产方式来减少火力发电量,可以釆用水力发电,太阳能发电,潮汐能发电,风力发电等等。也可以对电力行业本身设置一些硬性的指标,如生产设备的要求,对污染处理设备数量的要求等。
参考文献
[1] Grossman, M?,M. Krueger. An Empirical Investigation of the EnvironmentalKuznets Curve for Deforestation in Latin America, Paper Presented at the SAEAMeeting, 1991.
[2] Shafik N. and Bandyo Padhyay. Eeonomic Growth and EnvironmentalQuality: Time Series and Cross Country Evidence, Background Paper for the WorldDevelopment Report the World Bank[R], Washington DC, 1992.
[3] Verbeke T. and Clereq. Environmental quality and Economic Growth [R], UCEeon. & Bus. Admin. Working paper, 2002: 128.
[4]赫尔曼.戴利.超越增长:可持续发展的经济学[M].上海:上海译文出版社,2001.
[5]Miller R E, Blair P D. Input-output Analysis: Foundations Extensions [J].Englewood Cliffs, 1985.200-227.
[6]赵红.环境规制对中国企业技术创新影响的实证分析[J].管理前沿,2008,(3).
[7]黄德春,刘志彪.环境规制与企业自主创新[J].中国工业经济,2006,(3).
[8]白雪洁,宋莹.环境规制—技术创新与中国火电行业的效率提升[J].中国工业经济,2009, (8):68-77.
[9]袁鹏,程施.中国工业环境效率的库兹涅茨曲线检验[J].中国工业经济,2011,(2):79-88.
[10]牛海鹏,杜雯翠,朱艳春.排污费征收、技术创新与污染排放[J].经济管理研究.2012,(4): 51-56.
精选工程硕士毕业论文篇五
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着计算机论文范文软件技术的跨越式发展,软件产业各领域对数据库技术的应用和研究越来越广泛和深入,自上世纪六十年代以来,数据库技术得到快速发展,在数十年的发展历程中,人们在数据库技术的理论研究和系统开发上都取得了许多成就,而且已经开始对特殊行业的专用数据库技术进行了探索和研究,数据库技术已经成为现代计算机系统的重要组成部分。进入新世纪,数据库技术已广泛应用于电力、钢铁、石油、金融等专业领域,成为国民经济发展的重要力量。近年来,云计算依托数据库技术成熟的理论系统得到快速的发展,云计算成为数据库技术应用的另一广阔领域。以关系型为代表的经典数据库在传统的商务和事务型应用领域获得了极大的成功,然而它们在现代工程和时间关键型应用层面却显得软弱无力,关系型数据库面临着新的困难和挑战。实时数据库(Real Time Database, RTDB)就是在此背景下逐渐的产生和发展起来的。实时数据库技术是数据库系统发展的一个分支,一般采用分布式体系架构,它适用于处理不断更新的快速变化的数据及具有时间限制的事务数据。实时数据库主要包括分布式数据存储与处理,分布式数据管理,集成套件工具,开发接口和支持各种工业设备的应用接口等。实时数据库已经成为企业信息化的基础数据平台,广泛应用于电力、石油、冶金、金融、交通等领域。
电力行业是实时数据库系统应用的重要领域,由于在当前技术下对于电能的存储比较困难,所以科学地控制发电量和用电量成为保证社会用电安全和节能环保的重要手段。在电力宏观调控方面,电力系统实时数据库能够实时处理来自发电企业的发电数据和社会用电量数据,使用基于数据库开发的应用软件可以对用电量进行准确的预测,从而达到合理控制发电量的目的。在局部应用方面,电力系统实时数据库可以实现一座发电厂的发电数据监控和处理,以风能发电为例,通过采集风机发电数据和测风塔测得的风速数据,将数据导入数据库,可以实现对当前发电量的统计分析,同时通过风速数据对后一段时期内的发电量进行比较准确的预测。电力系统实时数据库最核心的功能就是进行电力数据的实时处理和存储,进而达到实时分析与预测的目的,因此数据处理功能模块成为电力系统实时数据库的核心部分。由于电力系统实时数据库处理的是电力企业经营和生产过程中产生的重要数据,因此对其功能、接口、性能以及稳定性的测试工作显得尤为重要和关键,这不仅关系到整个社会的用电安全,而且对于节能环保也具有重要意义。通过对数据库各个方面进行测试,可以保证数据库产品稳定运行,进而确保企业的信息安全和生产经营活动的顺利进行。电力系统实时数据库功能点多、处理数据量大,对产品进行手工测试对人力和时间的要求较高,测试效率很难保证;另一方面,由于不同客户对实时数据库系统运行平台和功能需求不统一,因此产品需要根据客户的需求维护较多的版本,同时在软件版本迭代过程中,需要对软件进行多次总体质量验证工作,即回归测试。在工作量非常巨大的情况下,自动化测试工具能帮助测试人员有效地完成整个测试过程。实施自动化测试是数据库行业重要的发展方向之一,着力做好数据库软件产品的自动化测试工作,无论从企业的核心竞争力还是个人的经验积累来说,都有巨大的优越性,国外实时数据库产品基本已经实现在自动化的环境下进行产品测试,而国内众多的软件厂商也陆续着手开展这项工作。由此可见本课题有着重要意义:首先,自动化测试能够提高软件质量,改进测试过程;其次,自动化测试工具能够替代大量手工测试工作,避免重复劳动;再次,自动化测试能够满足手工测试难以达到的测试要求,比如模拟并发用户动作,进行大数据量和长时间运行的压力测试等。
1.2 课题主要研究内容
本文主要研究了两个部分的内容,第一部分是在充分分析了电力系统实时数据库产品特点和测试需求的基础上,选择了 STAF 软件自动化测试框架作为开发电力系统实时数据库自动化测试平台的基础工具,同时根据实际需要进行了功能的定制开发,设计实现了一个自动化测试平台。本自动化测试平台能够实现以下主要功能:(1)能够自动部署测试环境,自动分配和执行测试任务。(2)能够自动汇总测试结果,生成测试报告并发送至测试人员。(3)能够使测试用例和测试平台相互独立,增加、删除或更改测试用例的操作都不会对自动化测试平台产生影响,即实现了测试用例的即插即用。(4)通过使用虚拟机系统执行测试过程,达到了节省测试资源,使不同回归测试过程相互独立的效果,同时满足了软件产品在不同操作系统平台进行测试的要求。
论文的第二部分是基于软件回归测试的历史结果数据,应用多层关联规则挖掘技术实现了回归测试用例选择算法,算法的执行结果以测试建议的方式加入测试报告,用以帮助测试人员进行下一步测试策略的制定。回归测试用例选择算法模块作为定制化的功能与本自动化测试平台实现了结合。
第二章 软件自动化测试技术
自动化测试是指软件测试的自动化过程。自动化测试可分为测试过程自动化和测试结果分析自动化。测试过程的自动化指的是不使用手工方式逐个对测试用例进行测试,而是使用计算机执行测试脚本完成测试过程。测试结果分析自动化指的是使用计算机去分析测试过程的中间数据或数据流。软件自动化测试就是由计算机模拟手动测试步骤,执行用某种程序设计语言编写的测试程序,控制被测软件测试执行,完成全自动化或者半自动化的过程。全自动化测试就是指在自动化测试的过程中,不需要人工干预,由程序自动完成测试的全过程。半自动化测试就是指在自动化测试过程中,需要手动输入测试用例或者选择测试路径,再由自动化测试程序按照人工指定的要求完成自动化测试。自动化测试过程主要包括测试活动的管理与实施、测试脚本的开发与执行、测试结果的分析与储存。自动化测试的焦点一般集中在测试执行过程上,主要是由测试工具自动地完成测试。软件自动化测试简单来说就是使用计算机代替手工来执行测试步骤的过程,在自动化测试中,所有的手工操作都是通过计算机程序模拟实现的。
一般来讲,能够进行手工测试的各种测试过程(如功能测试、性能测试、压力测试等)都可以实现自动化。但是,自动化测试和手工测试还是存在几点不同:(1)自动化测试能够完成手工测试难以完成的工作,极大地提高软件测试工作效率;(2)自动化测试属于软件开发,而手工测试则是重复进行的软件测试活动;(3)自动化测试不能取代测试人员所需要的技能,包括软件测试策略制定知识和对测试技术的理解等。测试人员的经验可以帮助实现更完善的软件自动化测试系统。虽然自动化测试和手工测试存在较大的差异,比如在手工测试中使用的大部分测试程序都必须经过修改才能满足自动化测试的要求,但是在实际的软件测试工作中,自动化测试和手工测试是不可能完全分开的,二者是相互补充和配合的关系,手工测试的技术、实践和知识与自动化软件测试是相互交织的[1]。软件自动化测试的优势在于它能够满足手工测试难以达到的测试要求,比如模拟并发用户动作,进行大数据量和长时间运行的压力测试等,通过对软件产品进行自动化测试,一方面可以提高测试效率,同时还能够提高测试的代码覆盖率和可靠性。自动化测试虽然具有很多优点,但它不是软件测试工作的全部,它与手工测试都是软件测试不可缺少的重要方法。
第三章 软件自动化测试平台相关技术综述 ..... 9
3.1 电力系统实时数据库技术 .......... 9
3.2 STAF 软件自动化测试框架技术 ......... 10
3.2.1 STAF 软件自动化测试框架...... 10
3.2.2 STAF 软件自动化测试框架工作原理 ...........11
3.3 Python 语言与 XML 技术 .......... 14
3.3.1 Python 语言应用概述 ...... 14
3.3.2 XML 技术应用概述......... 15
3.4 软件回归测试用例选择算法 .... 15
3.5 本章小结 ...... 23
第四章 电力系统实时数据库自动化........ 24
4.1 电力系统实时数据库自动化测试平台需求分析............. 24
4.2 电力系统实时数据库自动化测试平台总体设计............. 24
4.3 自动化测试平台主要模块的设计与实现..... 26
4.3.1 控制机模块 ........... 27
4.3.2 虚拟机模块 ........... 33
4.3.3 公共服务模块 ....... 36
4.4 软件回归测试用例选择算法............. 39
4.4.1 基于多层关联规则挖掘的回归...... 39
4.4.2 回归测试用例选择算法在本自动.......... 40
4.5 本章小结 ...... 44
第五章 总结与展望............. 45
5.1 论文工作总结 ........ 45
5.2 未来展望 ...... 45
结论
电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业,是关系国计民生的基础产业。近年来,随着各种先进技术在电网中的应用,智能化已经成为电网发展的必然趋势。智能电网的发展离不开数据,随着电网智能化的发展,电力系统对数据的高效存储和处理提出了越来越高的要求,电力系统实时数据库就是在此背景下产生和发展起来的。本课题针对电力系统实时数据库进行了自动化测试平台的研究,该课题来源于实际的工程项目,在实现过程中的许多设计思路是根据实际需要产生的。在分析了电力系统实时数据库的应用场景和产品特点的基础上,本文通过构建基于 STAF 的自动化测试框架,使用虚拟机测试技术和回归测试用例选择算法等方法满足了实际工作中的需求,在保证测试工作质量的基础上,明显提高了测试效率。本文的主要研究内容有:
(1)阐述了基于电力系统实时数据库进行自动化测试研究的意义。电力技术的快速发展为实时数据库不断提出新的需求,电力数据的迅猛增长和变化对实时数据库的高效稳定提出了新的挑战,这些需求和挑战也是本课题研究的现实依据。
(2)在对电力系统实时数据库的自动化测试平台进行需求分析基础上,构建了自动化测试框架,完成了自动化测试平台的总体设计。
(3)设计实现了自动化测试平台中控制机模块,虚拟机模块和公共服务模块等功能实体。通过对自动化测试平台的功能进行模块化实现,降低了各功能模块之间的耦合度,使得对功能模块的维护和新增更加方便。
(4)采用了基于多层关联规则挖掘的回归测试用例选择算法。该算法在测试模块层和测试用例层对测试用例进行分析并给出测试建议,有助于测试人员制定出更加灵活的测试策略。通过将回归测试用例选择算法应用于自动化测试平台,使得该平台更加符合实际工作要求,进而帮助测试人员高效稳定地完成回归测试任务。
参考文献
[1] Elfriede Dustin.自动化软件测试实施指南[M].北京:机械工业出版社,2010:1-20.
[2] 朱少民.软件测试方法和技术[M].北京:清华大学出版社,2005:21-61.
[3] 赵瑞莲.软件测试教程[M].北京:机械工业出版社,2008:139-155.
[4] 唐凌遥.软件回归测试管理技术[D].长沙:国防科学技术大学,2005.
[5] 刘洋.基于STAF的分布式自动化测试系统的研究——DATS系统的设计与实现[D].北京:北京交通大学,2009
[6] 王敏.基于STAF的软件测试自动化框架的改进与实施[D].北京:北京邮电大学,2010.
[7] 姜秀丽.基于STAF/STAX的自动化测试平台的研究与实现[D].大连:大连海事大学,2012.
[8] 陈思.基于STAF的自动化测试系统研究与实现[D].南京:南京邮电大学,2011.
[9] 佟伟光.软件测试[M]. 北京:人民邮电出版社,2008:30-50.
[10] 韩家炜.数据挖掘概念与技术[M].北京:机械工业出版社,2012.
精选工程硕士毕业论文篇六
第1章绪论
1.1课题背景及意义
随着电力系统正在朝超高压、大区域、大容量方向发展,电网的安全就成为目前需要关注的问题。如何及时正确地处理从系统中获得的信息是关键所在,而电力系统中的各种参数可反映系统或设备的运行状况,成为这些所获信息中的重中之重。现代社会对电力的依赖性极高,安全、可靠、优质地供电是对现代电力系统运行提出的基本要求。电网事故和大面积停电造成的经济损失无法估量,“八五”期间,我国电网中由于设备故障而直接引发的电网事故约占事故总量的26.3%,因此,提高电力设备运行的可靠性是保证电力系统运行的关键[冈。在实际运行中,绝缘结构的电气和机械性能往往决定着整个电力设备的寿命,绝缘材料品质的下降(即通常所说的绝缘劣化)将导致电力设备的损坏。统计表明,电力设备运行中60%~80%的事故是由绝缘故障导致的,为了保证电气设备乃至整个电力系统的安全、可靠运行,必须保证各种电气设备的绝缘(包括绝缘材料和绝缘结构),使之具有一定的电气强度,并且使绝缘在运行过程中保持良好的状态。
电力系统中,高压电容式套管、电容式电流互感器、祸合电容器等设备是由若干个电容器串联而成的,故将它们统称为电容型设备。从国内外的运行经验来看,电容型设备介损和电容量能够较灵敏地反映出绝缘缺陷。因而对电容型设备的绝缘状况进行监测具有重大的意义。介质损耗因数是反映绝缘介质损耗大小的特征参量,它仅取决于绝缘材料的介电特性,而与介质的尺寸无关。介质损耗因数对反映小体积设备的绝缘老化或整体受潮等漫布性缺陷特别灵敏,而且实际经验表明,对于体积较小的电容型设备,测量其整体绝缘介质损耗因数可较灵敏地发现设备中发展性的局部缺陷、设备绝缘受潮和劣化变质等。因而,测量介质损耗因数对于判断电容型设备的绝缘状态十分重要。介损角泛的值通常为0.001-0.002rad,对测量的准确度提出了较高要求。本文针对传统算法计算精度不高,计算复杂的缺点,应用研究了一种高精度提取介损角占的方法。同步发电机是电力系统的心脏。一般来说,电力系统的分析和计算都需要给出同步发电机的数学模型,但模型的准确度如何,会直接影响系统分析计算的准确度和可信度。而对模型来说,同步电机的参数显的至关重要,同步电机的参数决定着它的动作行为,决定着同步电机模型的准确性,准确的同步电机参数对研究和分析电力系统运行、控制系统设计等问题有着重要的影响。突然三相短路试验作为电机首次出厂时必须完成的强度考核试验,是测取同步电机瞬态参数较为理想的方法,也是国标GB/TI029一93推荐使用的方法。同步电机突然短路的过渡过程,虽然持续的时间很短,但是其冲击电流却能达到额定电流的10倍以上。因而在电机中产生很大的电磁力和电磁转矩,电机的制造和运行都必须予以充分考虑,并采取相应的措施。分析三相突然短路不仅可以为同步电机的合理可靠的设计及运行提供依据,而且对与其相关联的电器及继电保护设备的选择及使用也有重要的意义。
电压波动是由冲击性负荷引起的电压有效值的快速变化,闪变是指由于供电电压小幅度的快速变化导致电光源输出照度(或亮度)的闪烁对人眼所产生的不良刺激的现象。由白炽灯将电压波动变成灯光的闪烁,当亮度闪烁超过一定值时,即变成有感觉的闪变,其感觉度的大小主要决定于亮度闪烁的幅度和频率。对于230V,60W的白炽灯的闪变频率范围约为1-25Hz,闪变敏感的频率范围约为6-12Hz,正弦调幅波在8.SHz的照度波动最为敏感。目前闪变一词的含义已得到拓宽,也包含了电源电压的变化对一些敏感设备产生的不良影响,如对用电设备的使用寿命和许多高精密的电子设备的正常使用都会产生影响。研究能够有效、精确提取电压闪变参数的新方法是有效治理电压闪变的前提。对电压闪变参数的有效提取方法一直以来是人们研究的热点问题,有大量的文献对这方面做出了研究,并获得了一定的研究成果。但以前的研究都是通过有效提取电压闪变信号的包络线来提取调制信号的参数,这就使得参数的提取精度过度依赖于对包络线提取的精度,而现有的对包络线的提取仍旧存在很大的缺陷,这就必然使得对制信号参数提取精度受到较大的影响。为了避免上述情况的发生,研究一种新的能有效、高精度提取电压闪变参数的新方法,从而为治理电压闪变提供可靠的依据是势在必行的。本文针对以上三种电力系统信号,提出了一种新的计算信号参数的TLS-ESP租T(总体最小二乘一旋转矢量不变技术)的计算方法,在进行信号参数提取时,引入总体最小二乘的方法,提高辨识参数的精度。是一种新型的信号参数提取方法。
第2章TLS-ESpRIT算法理论
EsPRIT方法是一种基于子空间的波达方向估计技术,主要用于阵列信号的处理之中。本方法是通过求出旋转算子必,从而,求出信号的一系列参数(幅值,频率,相位和衰减因子),这就是EsPRIT算法思想[34l,本文求取旋转算子必时,引入TLs(总体最小二乘法)[35],消除噪声和其他千扰的影响,使提取的参数的精度进一步提高。首先编制了TLS-ESPRIT的程序,将其应用到介损角的测量计算中,通过较准确地提取电压、电流的初始相位,来进行介损角的计算;针对其它算法提取同步电机瞬态参数的复杂性,将该方法应用到同步电机的参数辨识中,实现了同步电机瞬态和超瞬态参数的提取;将闪变电压信号分解为边频分量与工频分量和的形式,引入TLS-ESPRIT,准确地提取了闪变参数,为闪变的治理提供了有力的理论依据.
第3章 TLS-ESPRIT算法在介损角测量.......... 28-38
3.1 引言.......... 28-29
3.2 介质损耗角及在线监测概述.......... 29-31
3.3 TLS-ESPRIT测量介损角算法步骤..........31-32
3.3.1 介损角测量步骤.......... 31-32
3.3.2 信号子空间与噪声子空间的划分..........32
3.4 仿真算例及结果分析.......... 32-34
3.5 其它因素对介质损耗角的影响 ..........34-37
3.6 结语.......... 37-38
第4章 TLS-ESPRIT在同步电机参数辨识.......... 38-48
4.1 引言 ..........38-39
4.2 同步电机参数辨识的基本理论.......... 39-41
4.3 TLS-ESPRIT算法辨识的实现步骤.......... 41-42
4.4 仿真算例及结果分析.......... 42-46
4.4.1 仿真算例.......... 42-45
4.4.2 需注意问题.......... 45-46
4.5 动模试验验证.......... 46-47
4.6 结语.......... 47-48
第5章 TLS-ESPRIT在电压闪变参数提.......... 48-59
5.1 引言.......... 48-49
5.2 电压闪变概念及基本理论.......... 49-50
5.2.1 电压闪变基本概念.......... 49
5.2.2 电压闪变的数学模型.......... 49-50
5.3 仿真算例.......... 50-55
5.4 其它因素对分析结果的影响 ..........55-57
5.5 实例验证 ..........57
5.6 结语 ..........57-59
结论
电网或者电力设备的各种参数可反映它们运行状况正常与否,而信号处理方法已经成为目前提取电力系统参数的一种有效方法。本文以一种新的信号处理方法-TLS-ESPRJT算法为理论基础,分别对介损角的在线监测、同步电机的参数辨识和电压闪变的参数提取进行了应用研究,主要结论如下:
1.TLS-ESPRIT是一种高精度的信号参数提取方法,将其应用到介质损耗角的测量,不需和其它方法配合,可直接提取基波电压、电流信号的初始相位。分别与正弦波参数法和小波+正弦波参数法进行了比较,验证了该算法具有算法简单、提取参数精度高、易实现的优点。该算法计算时,进行了子空间的划分和TLS的处理,可消除运行设备电压、电流中的噪声和其它的各种干扰,可实现介损角的在线和离线监测。
2.将TLS-ESPRIT应用到同步电机的参数辨识中,将采集电流信号形成的HANKEL矩阵首先划分为信号子空间和噪声子空间,减少噪声的影响;将该算法分别与小波+Prony方法和传统方法进行了比较,验证了该算法具有强的鲁棒性;由于将短路电流信号直接转换为指数形式进行计算,可直接提取短路电流信号中的幅值、频率、相位和衰减因子各种参数,不必和其他方法配合使用;该方法不仅适用于凸极机,而且适用于隐极机参数辨识。
3.应用TLS-ESPRIT算法进行电压闪变参数的提取,分别就简单闪变、多频闪变和多谐波闪变进行了参数提取,证明了算法提取参数的高精度特性。实例分析进一步验证了该算法的可行性和有效性,为电压闪变参数提取提供了一种全新的思路。通过对大量的数值仿真以及现场实测数据的分析,验证了本方法在上述电力系统信号参数方面应用的可行性和有效性,为今后上述诸领域的研究提供了一种新的方法与思路。
参考文献
[l]张会平,谈克雄,董凤字,等.电容型设备在线监测数据的分析方法.高电压技术,2002,28(4):28-29
[2]史保壮.在线监测电容型设备绝缘方法研究.高电压技术,2002,28(4):24~25
[3]杨保初,刘晓波,戴玉松.高电压技术.重庆:重庆大学出版社,2002.57~94
[4]王楠.电容型设备绝缘在线监测与故障诊断的研究:〔工学博士学位论文〕.保定:华北电力大学,2004.34~40
[5]张泽华.电容型设备介损的带电测试对比分析.高电压技术,2001,27(104):83~84
[6]徐志钮,律方成,赵丽娟.基于加汉宁窗插值的谐波分析法用于介损角测量的分析.电力系统自动化,2006,30(2):81-85
[7]柴旭峥,关根志,文习山,等.高准确度测量的加权插值FFT算法.高电压技术,2003,29(2):32~33
[8]谈克雄,李福棋,张会平,等.提高电容型设备介损监测装置性能的意见.高电压技术,2002,28(11):21~23
[9]李光琦.电力系统暂态分析.北京:中国电力出版社,1995.18-64
[l0]屠黎明,胡敏强,肖仕武,等.发电机定子绕组内部故障分析方法.电力系统自动化,2001,25(19):47-51
精选工程硕士毕业论文篇七
绪论
1.1课题背景
自上个世纪80年代以来,我国的城市化进程进入到了一个全新的阶段。1982年,中共中央、国务院明确提出“允许农民进城”,与此同时,市场经济体制开始逐步实行,标志着中国的城市化发展在理论和实践两个层面上得到了重视,并被作为国家未来发展的战略方针。随着城市化进程的不断推进,中国掀起了一股居住区建设的浪潮,一大批居住区拔地而起,城市住宅总量不断攀升。然而与此同时,大型居住区内部所存在的问题及其与城市之间的种种矛盾却在凸显。单一化的居住区规划模式,带来了诸如城市肌理被割裂、公共资源无法共享、社会阶层隔离化、“钟摆式”的交通拥堵等问题,使大型居住区逐渐成为城市中的孤岛。在此背景下,也带来了一个需要反思的问题,即在城市化高速发展的同时所伴随出现的种种城市问题,是否是不可避免的?而通过回顾与梳理西方近现代城市规划理论的发展历程,可以为当下的中国城市发展与建设提供参考和借鉴。本文由此展开,在对西方近现代城市规划理论进行回顾后,着眼于中国当下的城市发展,对大型居住区的规划模式及其演变历程进行总结,纵向对比不同历史时期的大型居住区;之后通过两个重点案例的横向比较,对大型居住区的现有模式进行探讨;最后在总结前文分析结果的基補上,提出一种能够缓解当前大型居住区矛盾的、使其能够与城市发展和谱共融的规划模式,对未来的大型居住区规划模式进行展望。
………
1.2文献综述
在已有的相关研究中,根据侧重点和论点的不同,主要可分为以下几类:(1)梳理大型居住区在某一地区的演化历程、现状问题,提出对策①张阳所著的《经济转型期大型居住区的特征、问题及建设对策研究一一以天津市为例》(硕士论文)该文以天津地区的大型居住区为主要研究对象,详述了其理论背景、发展历程、现状问题等内容,并结合问题进行了相应的对策探讨,强调政府力量应有效介入。并该文史料详尽,论证清晰有力,对于作者制定研究结构、理清大型居住区发展脉络有着很大的参考价值。②林飞龙所著的《广州“华南板块”大型居住区建设对策研究》(硕士论文)该文以广州地区的大型居住区为主要研究对象,首先详述其基本特征及发展历程,其次对现存问题展开分析,最后从规划管理、规划设计、开发机制、公建配套、社区管理等方面提出了建设对策。该文逻辑清晰,视野开阔,特别是最后的对策探讨部分,从不同的层面进行着眼,涵盖面广,实践性强,对本文的模式探讨部分有很好的参考价值。③刘场所著的《城市混合居住区发展策略研究》(硕士论文)该文从传统“功能分区”型居住区所暴露出的种种问题出发,对“混合居住区”相关理论及实践成果进行研究和总结,对四个位于上海和北京的案例进行分析研究,并在此基础上对现有居住区存在的问题提出针对性的解决策略。该文所重点研究的“混合居住”模式,对本文所要探讨的主题有一定的契合,可以为本文所要探讨的大型居住区规划模式提供一定的理论依据。
……….
第2章大型居住区相关理论及其演变
2.1田园城市
2.1田园城市田园城市是19世纪末英国社会活动家霍华德提出的关于城市规划的设想。而早在十九世纪初,这一概念最初由当时名声赫赫的科学社会主义者欧文提出。在霍华德的构想中,理想的城市形态是同时结合了城市中的优点与乡村中的优点的模式,在《明曰,一条通向真正改革的和平道路》一书中,在霍华德提出了这一模式,并称之为“田园城市”。田园城市理论提出了城市不应无限制延伸,在建设到一定规模后应当重新建设新的城市。之后,用绿带和公交系统将这些城市进行连接,最终形成由多个田园城市组成的社会城市。田园城市的基本模式为:由中心区、居住区、工业区、铁路运输区等基本功能分区组成,以一系列的同心圆进行组织。在中央圆心处,呈放射状发出六条大道,将城市均分为六分。在整个城市的中心区域,集中布置居住功能的用地,并在其范围内设置一条环形道路,该环形道路的宽度约为一百三十米。田园城市的首次实践,是距伦敦56公里处,由“田园城市有限公司”筹资建立的莱奇沃思。其建立原因,源于当时城市恶劣的生活环境以及普遍存在的贫困现象。在经历了数十年的发展后,莱奇沃思的人口数量产生了激增。在20世纪所举办的一场主题为“廉价房展”的活动,是产生该现象的重要原因之一。该活动对建筑师为普通劳动者设计廉价住宅提出了挑战,在当时吸引了大量游客。之后,随着各类企业纷纷进驻莱奇沃思,城市的工业开始兴旺。
………..
2.2光辉城市
勒•柯布西耶作为现代建筑大师,针对城市中心区庞大的人口压力和密度、稀少的城市公共绿地、现有城市道路及规划模式无法满足城市中越来越大的机动交通需求等现状问题,将工业化思想引入到城市规划的模式制定中,创造性的提出了 “光辉城市”理论。其主要规划思想是:将城市中心区的建筑高度进行提升,向高层发展,形成较大的人口密度。交通问题源于大量增加的机动车辆,通过在中心地带设置空地和绿地、通加强机动车辆与住宅的直接联系、增设停车场、加宽道路宽度、釆用立体交通等一系列手段,以缓解向中心密集化的城市道路。在勒?柯布西耶名为《光辉城市》的著作中,对其形态进行了描述。总体上看,新型的城市没有传统类型中的内院、街区、甚至街道等概念。在交通规划方面,楼与楼之间分布着承担主要交通流量的高速公路,其间距为四百米,并城格网均质分布;在配套方面,商业、办公区域与住宅区进行分离设置,每栋住宅楼内都设有公共服务设施;在用地规划上,严格按照功能分区进行布置,如工业区被布置在商业、办公区相对的方位,大学和体育场则被设置在尽量远离城市的区域。1882年,来自于西班牙的工程师提出了 “带状城市”的概念,他就是索里亚.玛塔。索里亚.玛塔强调:“城市建设的一切其他问题,均以城市运输问题为前提广5该理论的时代背景处于铁路交通大规模发展的时期,铁路将不同的城市连接了起来,而地铁线和有轨电车线的建设,加强了城市内部各区块之间的联系,从而改善了当地的交通状况,对整个城市的发展起到了促进作用。
………..
第3章大型居住区实证分析......... 16
3.1 丁桥居住区......... 16
3.1.1 概况......... 16
3.1.2规划模式......... 21
3.1.3成因分析......... 22
3.1.4未来发展影响因素分析......... 24
3.2九堡居住区......... 25
3.2.1 概况......... 25
3.2.2规划模式......... 31
3.2.3成因分析......... 32
3.2.4未来发展影响因素分析......... 34
3.3比较与总结.........36
3.4本章小结......... 37
第4章结论与展望......... 38
4.1结论.........38
4.2发展展望......... 38
4.3论文的缺点与不足......... 42
第3章大型居住区实证分析
3.1 丁桥居住区
丁桥居住区坐落于杭州市江干区丁桥镇,规划总用地366.07公顷,其中建设用地352.43公明,水域用地13.64公顷。规划城市建设用地中居住用地186.73公喷,市级公共设施用地19.09公顷,道路广场用地63.14公顷,市政公用设施用地2.19公顷,绿地81.28公顷,规划定位为一个居住人口达9.6万人、功能完善的、面向城市普通居民的现代城市新兴大型居住区。随着杭州城市功能布局的调整和优化,大型工业园区和高教园区在城市边建设,以及城市“一绕三纵五横”快速交通和“十字”型轨道交通规划构架,加上经济适用房建设的低成本和出售的低价格等,使更多老百姓都能实现自己住房的梦想,为解决群众“住房难”,市政府在2003年启动丁桥居住区建设,并于2004年委托杭州市城市规划设计研究院编制完成单元控规。丁桥居住区自2003年启动建设,到2008年基本建成,目前配套及基础设施建设已完成,区内路网已经贯通,公交中心站已经建成,杭州师范大学附属丁兰实验学校、丁桥初级中学、丁桥中心幼儿园、丁桥第二幼儿园等已投入使用,3座居住配套中心已投入使用,河道整治、公园整治都已完成,新城广场、丁兰广场等商业项目已投入使用,约150万平方米建筑规模的经济适用房小区和约150万平方米建筑规模的商品房项目也已基本建成投用,目前有广宇上东城、中豪四季公馆、昆介天籁、联合格里、天阳观筑、昆介西房玺之湾、广大融城印象、丁桥颐景园、冠宇食园等楼盘交付或在建。时至今曰,丁桥已经从杭州昔曰的“西伯利亚”被打造成杭州市规模最大的大型居住区。
……….
结论
本文从大型居住区的相关理论概念出发,对其演变进行了简要梳理,并结合两个实证案例一一丁桥居住区和九堡居住区,对其各自的项目概况、规划模式、模式成因、未来发展影响因素等几个方面进行了分析研究,对两种具有一定代表性的大型居住区模式进行对比研究,通过对比总结得出在大型居住区开发影响因素当中,居住区区位及政府战略规划扮演十分重要的角色,而居住用地和产业用地配比的不同是产生不同模式的重要影响因素。通过进一步的分析和研究,发现以单一功能为主的大型居住区都存着自身的一些问题,其根源为在规划初始阶段单一性质用地所占比重过大,而在后续发展中需要对其比重进行调整并引入多样性功能的用地。此外,居住区公建配套的规划配置一定要适度超前,应尽早规划建设区域级公建配套中心,满足城市区域中心的功能要求,带动整体区域城市功能的提升,有利于支撑整体区域的后续发展。综合分析结果,笔者认为满足城市区域中心的功能要求、以功能混合为特征、适度混合的大型居住区规划模式是较为符合未来大型居住区发展的模式。
............
参考文献(略)
精选工程硕士毕业论文篇八
第 1 章 绪论
1.1 引言
在十一届三中全会之后,我国的经济建设发展飞速,人民的生活质量、水平不断提升,城市建设的进程也越来越快。土木工程领域所使用的新型材料、构件形式不断被研究发现,其中钢结构所占比例逐渐增大。钢结构作为土木工程行业的一种主要结构形式,与传统结构相比,其塑性和韧性、轻质高强表现突出,抗震性能好、可做预制构件、安拆方便、绿色环保等被大量运用到土木工程的各个领域[1]。然而,在钢结构迅速发展的同时,各类钢结构工程也会由于无法抵抗外界荷载,达到其极限承载力而发生结构失稳,严重威胁人民生命安全。造成事故的原因有很多,或是由于地震、火灾、冰雪等自然灾害的作用,亦或是由于施工安装、设计、使用过程中对框架结构造成损害而造成钢结构工程事故[2]。 受损的钢框架结构在今后继续使用或是承受地震等灾难荷载作用下能否满足结构的正常使用,是人们最为关注的问题。针对钢框架结构的使用特性和特点,根据钢框架结构本身的损伤程度,对其受力性能进行深入研究,提出科学的框架结构计算方法,并为人们的合理决策提供科学依据。通过对既有钢框架结构受力性能进行的准确分析与评估,进而保证框架结构使用年限内人民生命财产安全。 目前,对于存在损伤的既有钢结构的安全鉴定、评估等方面的研究相对较少,处于初始阶段,在很多研究领域仍是空白。常用的钢结构框架的检测与鉴定并没有基于基本标准《建筑结构可靠度设计统一标准》[12]进行可靠性理论分析,而是参照《钢结构工程施工质量验收规范》[13]中的相关要求,仅从节点和构件的层次去鉴定评估,结合权重系数等方法分析结构的整体可靠性,片面的研究方法难以真实的反应钢结构的实际受力性能[2]。 计算机领域的不断发展,结构计算分析的水平也不断提高,国际上对于钢结构的研究也越来越多[12~14]。对既有钢框架结构的安全鉴定从结构体系方面进行分析评估必将是今后钢结构领域的发展趋势,符合国家防震减灾的方针政策,也有利于对人们的生命财产安全进行保护[2]。 为此,本文主要通过对钢结构进行损伤性能分析。提出通过减小钢框架构件的截面来模拟既有钢框架结构受损,建立有限元模型进行分析,并进行钢框架结构缩尺模型来验证有限元软件分析结果的有效性。
.........
1.2 选题的意义
历次大地震的发生,都会导致一些结构的倒塌。而结构的倒塌直接造成人民生命和财产的巨大损失。据数据统计,全球平均一年有十余次大地震发生。在我国,2008 年汶川地震的伤口仍然隐隐作痛,其造成了 10 余万人的伤亡,经济上的损失更是惨重;20 世纪末的日本阪神地震,大量的建筑物、构筑物、基础设施多达 30 处发生倒塌,多达六千多人死亡,其中 3/4 的人民是让倒塌的建筑物压死的,经济损失达到一千亿美金。 我国的很多地区处于地震带,新中国成立后两次大地震——唐山大地震和汶川大地震,对我们的人员财产造成了极大的损失,使我们对地震有了更加深刻的认识,这些都使得我们必须对地震作用下结构的倒塌问题进行深刻的研究[3]。 从改革开放至今,随着钢框架结构在土木工程领域的广泛使用已有 20~30 年的历史,建筑材料、构件受到的微观以至宏观的损伤均与所承受的荷载、温度变化、化学和环境的作用密切相关。结构在整个全寿命周期中,或多或少都会受到各种因素的影响,比如构件安装过程中操作造成的影响,焊接缺陷,地震、强风等的作用,造成结构某些部位出现损伤。既有钢框架结构可能会遭受以上各种不利因素的影响,存在损伤的钢框架结构在继续使用的过程中,其受损部位会随着时间的增加、荷载的持续作用不断加剧从而导致结构发生破坏,将其称之为损伤累计破坏[10]。 既有建筑物、构筑物受到损伤后必定会对建筑物在今后服役期中的抵抗力和使用年限造成重大影响。结构受到损伤后并不断累积是造成建构筑物破坏的主要因素。但是,我们之前的研究几乎不考虑结构损失的累积,这种情况下钢结构研究结果一定是不准确的、片面的。所以,全面正确的对钢结构损伤进行分析,对钢结构的大力发展及推广具有十分重要的意义[11]。
...........
第 2 章 受损截面力学性能研究
2.1 受损截面加载模量计算方法
承受弯矩的构件在截面受损时,其不同位置的损伤程度均不同。构件截面翼缘处的损伤与靠近中和轴的部位的损伤相比更为严重。因此将截面的平均弹性模量用来判定构件截面是否受损。 对存在损伤的受弯构件进行受力分析时,构件截面不同部位将产生不同的变形,变形值代入以上相应的公式中,得出各个受损部位的加载弹性模量并利用数学方法对相应面积处进行积分、平均,即可计算存在损伤的受弯构件平均加载弹性模量[2]。采用无损高度比来判断构件截面的损伤情况,将无损高度比与构件的损伤程度建立相关联系,并将其分成三个区间,来判断截面的受损情况[2]。
........
2.2 无损高度比 K
构件截面的屈曲仅仅出现在翼缘的边缘,发生屈服的截面高度很小。这种情况的损伤并不会造成钢框架结构构件出现失稳现象,此时平均弹性模量的降低与无损情况相比变化甚微,几乎可以忽略不计,将这种状态的损伤定义为钢框架构件轻微受损[2]。 当外界荷载的增大,构件截面的屈曲范围不断增加,腹板和翼缘处均有屈曲发生,并且变形部分处的加载弹性模量的降低均处于第一阶段,即可将变形值代入式(2-2)中,通过计算得到平均加载弹性模量与无损情况相比,下降幅度不是很大,将这种状态的损伤定义为严重受损[2]。 随着构件屈曲截面的不断增大,翼缘处加载弹性模量的应用公式与靠近中和轴部分所使用的公式不同,截面加载弹性模量需要采用分段的方式进行计算,将该状态定义为极严重受损[2]。 因此,仅需对构件截面翼缘处全部进入屈曲后的状态进行损伤分析。图 2-1、2-2 为构件截面为严重、极严重损伤的示意图。
.......
第 3 章 结构的动力稳定性 ........11
3.1 结构失稳特性 ..........11
3.2 结构动力稳定性理论 .......11
3.3 动力稳定性的判别准则 ........... 12
3.3.1 Movchan- Lyapunov 第二方法 ............. 12
3.3.2 B-R 准则........... 12
3.3.3 Hsu.C.S(许皆苏)能量准则 ............. 13
3.3.4 Simitses 势能准则 ..... 13
3.4 不同类型结构动力稳定性研究 ........ 13
3.5 本章小结 ........ 15
第 4 章 钢框架结构动力分析 ............ 17
4.1 非线性时程分析法 .......... 17
4.2 结构截面损伤后的动力稳定性有限元分析 ...... 21
4.3 本章小结 ........ 28
第 5 章 钢框架缩尺模型结构理论及试验分析 ........... 29
5.1 试验仪器与试验设备 ...... 29
5.2 结构动力试验模型与原型相似关系 ......... 29
5.3 模型结构试验结果分析 ........... 37
5.4 钢框架模型数值计算分析 ....... 51
第 5 章 钢框架缩尺模型结构理论及试验分析
5.1 试验仪器与试验设备
本次试验在吉林省土木工程抗震减灾重点实验室进行完成。利用 DH3822 动态应变测试系统(图 5-1)进行实验数据采集,利用 WS-Z30-50 振动台进行加载,如图 5-2。如何得到建筑结构抵抗地震荷载的力学性能以及结构在地震动荷载作用下的破坏原理,是研究领域最为关注的热点[23]。随着计算机运行速率的大大提高,以及各种有限元分析软件的出现,使复杂结构在地震作用时的动力性能分析成为现实。但是有限元分析软件对于实际工程材料、构件之间的连接的定义还是存在一定的问题。对钢框架结构进行有限元分析的结果,还需利用结构动力模型试验、大型振动台试验校验其计算结果的准确性。结构模型试验既可以单独使用,也可以与理论结果进行对比,用来判断结构的安全性更具有一定的保障[23]。 要使试验模型与被模拟的原型结构满足物理力学相似,需要符合几个方面的相似关系。即几何尺寸相似、质量和重力相似以及初始条件相似。
........
结论
钢框架结构被大量用于工、民用建筑中。地震作用下钢框架结构的动力稳定性是主要的关注点,提出合理的抗震设计依据,从而保证人们生命安全。在实际工程中,钢框架结构在加工制作、安装、使用过程中会出现不同程度的损伤,由于损伤的出现造成钢框架结构的动力稳定性降低。因此,对受损框架结构动力性能及稳定性判别准则进行研究具有现实意义。经过研究,得出以下结论:
(1)对于高层建筑结构其判断动力失稳的依据是第二类动力稳定,就是参考B-R 准则的动力稳定性判别方法,当荷载幅值的细小增量导致结构特征反向较大时,结构视为动力失稳。此时结构所承受的荷载即为结构响应的动力稳定性临界荷载。第二类动力稳定性判别准则为本文的研究提供了理论基础。
(2)对于结构的损伤,主要是通过削减钢框架结构截面面积来模拟结构损伤,结构不同部位的损伤对钢框结构在承受本地区多遇、罕遇地震荷载作用时能否保证钢框架结构的整体稳定性为目前急迫需要研究的问题。
(3)本文对一钢框架进行动力时程分析,对四种不同工况的钢框架结构运行结果进行处理,得出钢框架结构发生动力失稳的临界力。将结构损伤考虑在内,其所承受的地震极限荷载将大幅降低,结构反应更大,更容易发生失稳。柱底以及一、二柱翼缘处受损伤,结构所能承受的极限地震载荷越小。
(4)制作钢框架结构试验模型,利用振动台为其提供 E-L 地震波荷载,通过动态应变采集各层梁柱不同位置处的应变;以及通过加速度传感器输出各层加速度来计算响应测点应力应变值,将实测数据与计算数据进行比较,各测点数值较为接近,试验数据具有较高的真实性。
(5)运用有限元分析软件建立相应的钢框架结构缩尺模型,在不同等级荷载作用下对各测点应力、应变数据进行整理,与试验数据进行对比并相互进行验证,得出有限元分析软件能够有效的对钢框架结构进行损伤模拟,为工程实例提供理论依据。
.........
参考文献(略)
精选工程硕士毕业论文篇九
第 1 章 绪论
1.1 研究背景、目的以及意义
目前,面对城市工程建设场地面积的限制,为充分利用土地资源[1],基坑工程的开挖尺寸向大深化的趋势发展。桩锚支护结构以其独特的优势,在深基坑支护工程中的应用越来越广泛[2]。表 1-1 列出桩锚支护结构在北京、武汉、深圳等地区深基坑工程中的应用实例。如上述表 1-1 所示,桩锚支护结构应用在不同地区的深基坑支护工程中,能满足不同的深基坑开挖深度条件[3],但是目前还是存在对桩锚支护结构的变形影响因素控制和研究不到位,影响支护结构变形因素的设计值偏保守,造成工程效益低的局面,同时出现因桩锚支护结构变形破坏而造成深基坑工程土体坍塌的现象[4]:由于对桩锚支护结构影响变形的设计参数设置不合理,青岛某地下商城的深基坑工程开挖到 8.5m 时,深基坑的支护桩墙因变形过大,出现开裂,直接影响深基坑周边土体的滑移。呼和浩特某大厦深基坑的支护桩因嵌固端的长度不满足支护结构安全稳定的要求,而且在施工过过程中放弃使用锚杆,使深基坑在开挖时,支护桩发生倾覆,桩顶出现较大位移,造成土体滑坡。北京西直门某深基坑桩锚支护结构的设计修改缺乏依据,将桩顶的锚杆取消,使支护桩的嵌固部分减小,并且忽略周边工房的荷载等,支护桩的桩身发生迅速,急剧倾斜,导致支护桩变形过大,从而出现支护桩后的土体滑动到深基坑坑底的现象,增加工程维护造价。通过桩锚支护结构在各地区应用的实例以及桩锚支护结构的变形影响深基坑稳定的实例显示,桩锚支护结构在深基坑工程中得到更广泛的应用,需要对桩锚支护结构在设计过程中的变形影响因素的控制以及减少施工中变形进行进一步研究,才能有效控制土体滑动过大造成深基坑土体坍塌事故的发生。
.........
1.2 国内外研究现状
深基坑工程是领域广、综合性高的系统、复杂性工程,涉及到不同的深基坑支护结构类型、地下水排水措施以及工程土体开挖、回填等,需要土力学与地基基础、岩土力学、结构力学、安全监测等许多专业知识的应用。为保障深基坑工程和周边环境的安全稳定,相关专业人员需要密切配合[6]。随着深基坑工程出现,深基坑支护结构形式也不断发展,国内外对深基坑工程支护结构的理论和施工技术积累了宝贵的经验,提高对深基坑工程支护结构的认知能力,但是仍然不能完全满足目前深基坑工程支护的技术要求。桩锚支护结构作为一种广泛应用的深基坑工程支护方式,使相关人员对其在试验、变形理论以及工程中的安全稳定性进行大量研究,下面介绍一些国外对桩锚支护结构变形的研究现状。1957 年,德国率先在深基坑支护结构形式中采用预应力锚杆支护[7]。Rowe[8]利用具有弹性变形状态下的锚杆进行试验,发现在开挖面以下,土压力分布和经典土压力分布不相同,在支护桩嵌固端,主动区的土压力要比经典土压力值大。Vijayvergiya[9]分析桩锚支护结构中支护桩受力与变形问题并且总结荷载传递规律。Clough[10]针对深基坑变形,运用有限元软件对开挖施工中桩锚支护结构的影响因素进行探讨。Martin Lings[11]等人模拟桩锚支护结构中支护桩的受力和变形之间的关系,并取得一定预期效果。Briaud[12]在实验中发现锚杆的锚固长度对锚杆的承载能力以及锚杆在使用过程中的蠕变率有一定的影响,即在一定范围内降低锚杆的锚固长度,则锚杆的极限承载能力呈负相关,而蠕变率则随之降低。Yoo[13]通过在实际工程中监测并且用有限元软件模拟计算,得出支护桩的最大位移和深基坑的开挖深度有一定的关系。Sunil .S. Rishnami[14]根据有限元软件模拟实际深基坑工程开挖过程,研究桩锚支护结构支护桩、深基坑周围土体以及渗流作用对支护结构变形的影响,同时分析出三者之间互相影响关系。Sawwaf[15]得出桩锚支护结构应用在无粘性土工程时,支护结构主要组成部分的安装参数关系。Vanitha[16]研究并分析支护桩在单支点与多支点支护下,会产生桩锚支护结构系统不同承载力的变化,并且得出支护桩与土体之间的相互影响参数。Nasser Massoudi[17]通过深基坑的安全监测数据分析得出,温度变化对锚杆的受力以及变形产生影响。
.........
第 2 章 深基坑工程常用的支护结构类型
深基坑工程在开挖施工过程中,由于被动土区域土体自重应力卸载作用,深基坑坑底的土体会发生回弹变形,在两边不对称的土压力作用下,桩墙会发生侧移现象。因此,为确保深基坑周边环境的安全稳定[25],严格控制围护结构周边土层的变形,要对深基坑工程采取必要的安全支护措施,保障工程施工顺利完成。由于施工场地土层性质的区别,深基坑工程支护结构控制土体变形的作用效果以及社会经济效益也不相同,因此,选用的深基坑工程支护结构方式不仅要保证支护结构的安全可靠性,同时要考虑经济效益、施工便捷性[26]。本章主要介绍深基坑工程常用的支护结构形式,并同桩锚支护结构进行比较。
2.1 放坡开挖
无围护的放坡开挖[27],如图 2-1 所示。当工程地质条件较好,且安全等级要求不高时,可以直接进行开挖放坡。放坡开挖施工便捷、工期短,适用在广阔的工程场地。当基坑放坡开挖深度较深时,应在放坡开挖的基坑坑底附近位置,设置相应的支护措施。基坑的整体稳定性是依靠基坑周边土体自身的强度来维持保障,但是由于放坡开挖对土体扰动较大,从而会对基坑周边环境的破坏影响较深。
.......
2.2 土钉墙支护结构
土钉墙支护结构(如图 2-2 所示)是在深基坑开挖过程中,将放置在土体中的细长杆件注入水泥浆,使注浆后的杆件和土体形成紧密的结合体,最终形成细长杆件(土钉)、混凝土面层、土体的复合支护结构。土钉墙支护结构按施工工艺划分,则土钉的类型主要有钻孔注浆式土钉、直接打入式土钉以及打入注浆式土钉[28]。土钉墙支护结构与深基坑周围土体相结合,提高土体的承载力、延缓失稳破坏。土钉墙支护结构常应用在深基坑降水后的杂填土、粉土和具有一定胶结能力且密实的砂土层的工程中[31],坡度适应性大,但在位移控制方面和桩锚支护结构还存在差距,因此适用于深基坑工程的安全级别要比桩锚支护结构低。地下连续墙(如图 2-3 和图 2-4 所示)是在开挖形成的单元槽段内,放置绑扎好的钢筋笼,最后浇筑混凝土,筑成一条由若干单元槽段组成的连续钢筋混凝土墙体[29]。常用的地下连续墙的结构形式有 T 形、格形、壁板式等。地下连续墙的整体稳定性、耐久性好,可满足深基坑工程不同功能的需求[30]。地下连续墙的施工对周围环境影响较小,可在密集的建筑群进行深基坑施工,并且机械化方便,减轻施工人员的劳动强度[31]。
.........
第 3 章 桩锚支护结构理论概述......... 11
3.1 桩锚支护系统的构成及工作原理......11
3.1.1 支护桩结构........ 11
3.1.2 锚杆结构............ 12
3.2 桩锚支护结构的破坏形式.........13
3.2.1 支护结构的稳定破坏.......... 13
3.2.2 桩锚支护结构的强度破坏........... 14
3.3 桩锚支护结构的变形形式.........15
3.4 桩锚支护结构变形控制要求.....16
3.5 桩锚支护结构内力变形计算方法......17
3.6 本章小结..........23
第 4 章 桩锚支护结构在实际工程中的应用....... 24
4.1 工程项目概况...........24
4.1.1 工程位置............ 24
4.1.2 深基坑概况........ 25
4.2 工程地质条件...........25
4.3 深基坑支护方案的选取.............26
4.4 Ⅱ-Ⅱ剖面段的结构设计........... 27
4.5 数值模拟分析...........28
4.6 影响桩锚支护结构变形的因素..........30
4.7 本章小结..........45
第 5 章 深基坑工程监测与施工控制............ 46
5.1 监测原则..........46
5.2 本工程施工控制.......47
5.3 本章小结..........48
第 5 章 深基坑工程监测与施工控制
深基坑工程监测是及时有效反映深基坑周围土体、支护结构安全稳定的非常重要的技术手段。由于深基坑土体的复杂性、深基坑周边因素变化的不确定性、采用的地下岩土计算模型和设计经验的局限性,使模拟计算出的结果同深基坑工程开挖后的实际监测的结果还是存在较大的误差。因此,在深基坑工程开挖过程中,对深基坑周围土体、建筑物、支护结构等进行全天候、全方位、动态化的监测是非常必要的。通过安全监测的数据显示,可以随时掌握支护结构的位移变化以及周围环境的变化是否符合安全监测的控制要求,从而及时采取措施,保证深基坑工程的稳定性[52]。通过对安全监测数据的分析,直观的验证深基坑支护结构方案的合理性,可以从支护结构内力位移变化的趋势,寻找规律,对改进、完善、补充深基坑工程设计经验具有重要的意义,推动了深基坑工程设计理论的发展。
5.1 监测原则与目的
基坑的安全监测是一项复杂性的工作,针对监测的项目要求较高,因此在安全监测的过程中应该遵循一些基本原则:(1)监测人员应保证原始记录数据的整洁性,不得涂改。(2)当天的监测记录数据要与前期数据进行对比,结果相差较大,要对该位置进行复测,并找明原因。(3)汛期后的深基坑,要加大监测频次。(4)根据工地现场实际情况,对监测项目设定预警值。(5)监测结束后要出监测报告,涉及到监测项目变化走势、记录表等。根据规范规定,基坑的支护结构的安全等级有三个等级,且对应的支护结构的重要安全系数分别不小于 1.1、1.0、0.9。安全等级为一级时,破坏的结果很严重,主要适用在有特殊安全要求的支护结构;安全等级为二级时,破坏后果为严重,主要适用在重要的支护结构;安全等级为三级时,破坏结果不严重,主要适用在一般的支护结构。本工程的安全等级为一级,则主要监测项目为:(1)桩锚支护结构中支护桩顶位移和桩身水平位监测;(2)深基坑周边地表变形的监测;(3)雨后,深基坑周围土体地下水位变化监测。
..........
结论
桩锚支护结构是深基坑工程广泛使用的一种支护方式,得到相关专业人员的大力研究。通过专家在试验、变形理论等方面的研究,对桩锚支护结构的工作机理以及与土体之间的相互作用等方面探索,得出一些相关的理论经验依据,指导一些深基坑支护工程。本人在学习有关专家对桩锚支护结构的研究基础上,以桩锚支护结构方式进行支护的深基坑工程为背景,运用 ANSYS 有限元软件模拟,分析各个工况下,土体位移变化以及分析支护桩、锚杆倾角、锚杆预应力、锚杆长度、等设计参数改变时的支护桩水平位移变化情况。通过运用理正深基坑软件、实际安全监测数据以及有限元模拟软件得出一些成果及结论:(1)通过阅读关于桩锚支护结构的文献,阐述国内外对桩锚支护结构的研究现状、深基坑工程常用的支护结构方式以及适用条件并同桩锚支护结构进行对比,得出本工程采用的支护方案的优越性。(2)通过 ANSYS 软件,对优化后的设计参数的模拟,即对排桩的直径为700mm、锚杆的倾角为 20°、锚杆预应力为 180k N、锚杆长度为 14m、支护桩的嵌固深度为 4m 进行模拟,得出支护桩随深基坑工程开挖,支护桩的最大位移出现在桩身位置,即距离深基坑坑底 4m 左右的位置,且支护桩的变形呈现弓字型,且最大水平位移≤0.2%H,即小于 22.3mm,因此对今后类似工程,可以对距离深基坑坑底附近桩身采取位移控制措施。(3)通过理正深基坑软件分别对原方案和优化后方案的设计参数进行模拟分析,为优化的设计方案提供结构安全验算支持,即安全系数最小值为 1.357,且最小值 1.357≥1.350。优化后设计参数锚杆长度由 12m 增加到 14m 时,支护桩顶的位移控制效果明显,说明锚杆长度对支护桩位移起到有效的作用。(4)本工程加密锚杆并对锚杆端头注浆扩大,对深基坑工程周围的既有建筑的沉降具有很好地控制作用,支护桩之间采用土拱,形成土拱效应。(5)通过对桩锚支护结构局部设计参数的调整,运用理正深基坑软件的验算、实际安全监测数据对比,表明调整后的设计方案满足结构设计和施工要求。设计方案在满足安全可靠的前提下,提高工程经济效益。
.........
参考文献(略)
精选工程硕士毕业论文篇十
第 1 章 绪论
1.1 研究背景和意义
水利是指对水资源的开发和防止由水引起的灾害,水利是国民经济的基础。随着二十一世纪经济体制的不断变革和社会的飞速发展,相关部门对水资源环境不加保护、不合理利用,对水资源产生严重的影响,其中干旱缺水、水污染、水土流失和洪涝灾害四种状况日益突出,严重制约了国民经济和社会的发展[1]。 水利信息化是要实现对水利资源数据的采集、处理、存储和输送的服务现代化、人性化,提高人机交互水平,使我国水利工程事业活动的效率尽可能大的提升和最大程度上优化我国水利事业,水利信息化不断促进水资源可持续发展是保证国民经济的必然选择。 地理信息系统(Geographic Information System 或 Geo-Information system,GIS)是一门综合学科,结合了地理学、地图学、遥感以及计算机科学,具备采集、管理、分析、输入、存储、查询、显示地理数据、输出多种地理空间信息的能力。三维地理信息系统源于 GIS 系统,自 1998 年戈尔提出了“数字地球”至今,三维地理信息系统的研究已经得到广泛的关注和应用[2]。与传统的二维 GIS、2.5 维 GIS相比较,三维地理信息系统功能更加强大,空间信息的展示更加直观。传统的二维 GIS 在空间分析功能上仍存在一定缺陷,而三维地理信息系统可将抽象难懂的空间信息可视化和直观化,工作人员可结合以往的工作经验,做出快速而准确的判断。随着地理信息系统技术的不断革新,三维地理信息系统在水库管理中已经得到广泛应用。 新立城水库坐落于长春市南部郊区,距离长春市中心 20km,位于伊通河中上游。该水库于 1958 年竣工,在 1985 年进行综合整治以及除险加固,为了满足社会和经济发展的需要,又在 2004 年将水库扩容至 5.92×108m3。该水库主要是以供水为主,集防洪、供水、灌溉等综合利用的大型水库。水库周边的人工森林、一望无际的水域与宏伟的水利工程设施构成了一幅如诗如画的锦绣长卷,享有“春城明珠”的美誉。新立城水库平均宽度在 20.7km,山地面积占总地面积 2/3,其余为河谷平原,最高山峰海拔高度 724m,大部分区域海拔在 250m-400m 之间[3]。
........
1.2 国内外研究现状
随着地理信息系统技术在水利行业的迅速开展,国内外很多专家和学者也致力于研究水库三维 GIS 这一课题,并做了大量的研究,为我国水库三维 GIS 技术的发展提供了很多宝贵的资料。 国外专家 Hong-Xing 在分析系统目标的基础上,提出了一些想法,运用地理信息系统技术,确定了基于 GIS 的双丰村水库管理信息系统的总体框架。文中讨论了如何对属性数据库、空间数据库进行设计和实现,功能模块的开发主要涉及到综合查询、辅助信息查询、三维显示、分析等[4],该系统提高了水库管理信息化水平。Tian H 不仅运用数据库管理技术还结合其他计算机语言,在分析大量空间数据和非空间数据的基础上,利用地理信息系统技术,建立存储、查询、分析和显示信息的 GIS 应用系统,该系统可以弥补所缺失的信息,也可以更好的利用水资源,该系统的洪水监测功能提高了监测预报的准确性,可为政府提供相应参考[5]。Huang 等人提出 GIS 可以有效地描述二维空间的问题,但缺乏描述和分析 3D 水库的能力,文中分析了管理 GIS 的数据和数据之间的关系,为水库利用决策提供全面的数据支持,为水利发展提供帮助[6]。SHU Neng-Yi 提出了传统水库管理信息系统面临的问题,提出信息系统是管理水库管理的基本手段,地理信息系统可以有效地描述二维问题,但缺乏三维特殊问题的描述和分析能力。文章中介绍了系统结构、目标设计和功能设计的管理 GIS 系统,讨论了技术方法、信息组织、表示和开发模型[7],说明了运用地理信息系统技术在水库研究上具备一定的应用价值,实现了水库管理的标准化。Y Jiang 提出水库的开发具有其特殊性,水库的开发和管理 GIS 应该使用其他技术来扩展表示形式,弥补 GIS 在表示方面的短缺,开发和管理更完善的水库 GIS,为基础的系统决策提供参考。文中主要从地图投影变换,地图叠加层,三维模型等几个方面阐述了如何开发和管理 GIS,通过扩展 GIS 在水库开发和管理信息的表现形式更加丰富,信息的表示更加直接和直观,地理信息系统的空间描述能力得到建立,表示形式不再单一,单一的信息系统将发展成为管理和决策系统,该系统具有一定的可靠性[8]。
.........
第 2 章 数据预处理
空间数据是 GIS 的核心[18],是表示空间实体的位置、大小、形状和分布特征的数据[19]。建立新立城水库三维地形所需要的数据包括数字高程模型(DEM)和遥感影像数据,数字高程模型是三维地理信息系统的核心数据,是进行空间量测的基础数据。
2.1 DEM 数据处理
数字高程模型(Digital Elevation Model),简称 DEM,是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,通俗地讲对地球表面地表形态一种离散的数学表达[20]。对于地形地貌的表示,通常是常见的地形图形式,即以等高线表示地貌。本系统处理的 DEM 数据主要是为了建立新立城水库三维地形数据集,可以更直观的判断出地形的高低起伏变化,也为通视分析功能的开发提供基础数据。格网模型通常规则情况下是正方形的、矩形或者是三角形,将区域空间分割为规则格网就是规则的格网单元,每个网格单位都有与之对应的数值,每个网格点和紧邻的网格点之间的拓扑关系可通过行列号确定其平面位置关系。因此,只存储一个原点的位置坐标和格网间距就可以推算任意点的坐标。
.........
2.2 遥感影像数据处理
随着遥感技术的不断发展,遥感作为空间数据采集手段,人类可以获取的遥感数据越来越丰富,已成为地理信息系统的主要信息源与数据更新途径。通过遥感技术获得的高分辨率的影像,在细节上不仅显示该地区的地理外观,地形地貌,在内容上还比简单的使用线画图获得的信息量大,更加直观,富于表现力;可以作为其他数据精度评价指标和完整性的背景信息;也从中可以提取自然信息、人文信息;也能衍生出其他新的产品和信息,为地形图的修测和更新提供了良好技术手段。新立城水库正射影像图具有信息丰富、精度高、直观逼真等优点,表现了地形表面丰富的地物信息。在本系统中,遥感影像数据的主要应用是查询、浏览和分析。 新立城水库影像图是由吉林某公司于 2010 年提供的,该影像图是通过无人机航空摄影测量的方法获得的,处理影像技术流程图(如图 2-6)所示。首先对 18幅影像定义投影。在 Arc GIS 中 选 择 Data Management Tools→Projections and Transformations→Define Projection,打开 Define Projection 对话框。在 Input Dataset or Feature Class 文本框,选择需要定义投影的数据。当 Coordinate System 的文本框显示为 Unknown 时,说明原始数据并没有定义坐标系统。点击 Coordinate System文本框中的 Spatial Reference 属性对话框,设置投影参数,新建坐标系统,输入数据集或要素类,如图 2-7,定义投影。
...........
第 3 章 新立城水库空间数据库的设计与建立 ...... 19
3.1 Geodatabase 空间数据模型 ........... 19
3.2 空间数据库设计 ....... 20
3.2.1 概念设计 .... 20
3.2.2 逻辑设计 .... 21
3.3 基于 Geodatabase 空间数据库的建立 ............. 25
3.4 本章小结 ......... 28
第 4 章 新立城水库三维场景的构建 .... 29
4.1 基于 Sketch Up 构筑物的三维建模....... 29
4.2 三维地形数据集的构建 ..... 33
4.3 三维场景的生成 ....... 36
4.3.1 Terra Explorer Pro 简介 ............. 36
4.3.2 三维场景的创建 ............ 37
4.4 本章小结 ......... 38
第 5 章 新立城水库三维地理信息系统的实现 ........ 29
5.1 系统功能设计 ........... 39
5.2 系统开发工具简介 ............. 39
5.3 系统二维功能的实现 ......... 40
5.4 系统三维功能的实现 ......... 46
5.5 本章小结 ......... 52
第 4 章 新立城水库三维场景的构建
新立城水库三维场景的构建要用到的是 Skyline 系列软件。Skyline 系列软件是由美国 Skyline 软件系统公司开发的,该技术最早起源于 1996 年的以色列军方,经过 20 多年的发展,已然成为全球领先的三维地理信息系统软件,它具有良好的数据兼容格式,如 ESRI、Microsoft、Oracle 等。目前在城市规划、水利、测绘等领域都有很多成功的案例。 Skyline 软件在 2004 年进入中国市场,在三维 GIS 领域的出色表现迅速占领中国市场,并得到广泛应用。在北京,利用 Skyline 软件开发了三维数字北京、奥运三维无线电管理系统、奥运三维应急系统,这都是一些很典型的成功案例。除此之外,在数字汉江、数字烟台建立了虚拟城市,都取得了很好的成果[28]。 Skyline 是一套十分强大的三维数字地球平台软件,可创建出一个对真实世界进行模拟的三维场景,以其领先的三维数字化显示技术为依托,运用遥感影像数据、数字高程模型以及其他二、三维数据源为基础来完成创建,Skyline 软件最突出的优点是能够快速实时地展现 3D 地理空间影像,并且能将所需的地理信息数据及时的提供给用户或是使用者[29]。 构建新立城水库三维场景需要先对库区内坝体、构筑物、景观等进行三维建模,还原库区内真实景观,为三维场景浏览的开发提供数据准备,三维建模采用的是 Sketch Up 建模软件。
..........
结论
本论文以实际项目为依托,理论与实践相结合,设计并开发了集二、三维为一体的水库地理信息系统。历经一年半的研究和探索,本文所得到结论如下: (1)本文对构建新立城水库地形模型所需数据进行了阐述,其中对数字高程模型、遥感影像数据分别进行了整理和归纳总结。其中,利用 Sketch Up 建模软件对库区内重点建筑物进行建模,实地拍摄照片作为建筑表面纹理,增加了建筑物的美感。 (2)水库空间数据库的设计经过概念设计、逻辑设计、物理设计。数据库的建立采用的是 Arc Catalog 直接创建空间数据库,创建了要素集并定义坐标系统,最终实现了水库空间数据库的设计与建立。 (3)新立城水库三维场景的构建是使用 Terra Builder 生成三维地形数据集,在 Terra Explorer Pro 中叠加三维模型、矢量数据等空间数据,生成富有真实效果的三维场景。该三维场景能够流畅运行,实现了库区三维场景可视化。 (4)开发了新立城水库三维地理信息系统,在深入研究了 Terra Explorer 二次开发接口和 Arc Engine 控件的结构和功能后,采用 Arc Engine 和 Terra Explorer 为地理信息系统开发平台,使用 C#语言进行二次开发,详细阐述了系统各功能的实现过程,二维功能实现了文件模块、缓冲区分析、几何编辑、查询、属性编辑;三维功能实现了三维漫游功能、通视分析、地形量测、淹没分析等功能。 开发过程中,利用面向对象编程语言,结合 Arc Engine 和 Skyline 软件,所开发的系统具备常用 GIS 功能,能够脱离 Arc GIS 独立运行。
.........
参考文献(略)