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頂板局部鑿除方案即鑿除崩裂的頂板(順橋向鑿除范圍為墩頂兩側各6m),順直預應力管道,然后澆筑頂板,恢復鑿除截面。鑿除截面橫向位置如圖3陰影部分所示。該方案施工順序為:①放張鑿除區域內已張拉的31根頂板鋼束,鑿除頂板;②順直預應力管道,恢復鑿除截面,張拉鑿除截面預應力;③在支架上張拉剩余全部鋼束;④脫架,轉體就位;⑤合龍成橋;⑥收縮徐變完成;⑦運營階段。采用MIDAS有限元軟件計算該方案各施工階段及運營階段主梁頂、底板最大及最小正應力,計算結果如表1所示。由于后恢復的頂板順橋向位于墩頂,在預應力作用下各階段均承受壓應力,本文僅給出最小應力數值。由計算結果可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現拉應力,最大壓應力為15.3MPa,小于C45混凝土施工階段壓應力限值20.72MPa;運營階段頂、底板各截面未出現拉應力,未鑿除頂板的最大壓應力為18.3MPa,超過了C45混凝土運營階段壓應力限值14.8MPa,且后恢復的頂板混凝土沒能充分發揮作用,運營階段最大壓應力僅為9.8MPa。
1.2頂板局部補強方案
頂板局部補強方案即在崩裂的頂板處新增橫隔板進行局部補強。頂板局部補強方案縱斷面示意如圖4所示。該方案施工順序為:①已張拉的鋼束灌漿,鑿除崩裂、破損的混凝土,在圖4陰影區域箱室內增加橫隔板;②在支架上張拉剩余全部鋼束;③脫架,轉體就位;④合龍成橋;⑤收縮徐變完成;⑥運營階段。采用MIDAS有限元軟件計算該方案各施工階段及運營階段主梁頂、底板最大及最小正應力,計算結果如表2所示。由計算結果可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現拉應力,最大壓應力為15.0MPa,小于C45混凝土施工階段壓應力限值20.72MPa;運營階段頂、底板各截面未出現拉應力,頂板的最大壓應力為15.7MPa,超過了C45混凝土運營階段壓應力限值14.8MPa。
1.3方案比選結果
若采用頂板局部鑿除方案,結構外觀與原設計一致,但施工難度大;運營階段后補頂板最大壓應力僅9.8MPa,頂板混凝土未能充分發揮作用,導致未鑿除的混凝土運營階段標準組合壓應力達到18.3MPa,比C45混凝土的壓應力限值大3.5MPa。若采用頂板局部補強方案,結構外觀與原設計有一定的出入,但新增橫隔板工程量小,施工難度小;與頂板局部鑿除方案相比,采用該方案成橋后結構壓應力較小,頂板最大壓應力15.7MPa,比C45混凝土的壓應力限值大0.9MPa。綜合2種方案的優、缺點,決定將頂板局部補強方案作為推薦方案。
2推薦方案的優化
2.1運營階段結構應力的優化
按照頂板局部補強方案,如采用原設計的預應力數量,標準組合下距離主墩中心線約12m處的箱梁頂緣應力達到15.7MPa,超過了C45混凝土的應力限值14.8MPa。考慮原設計偏于保守,提出減少箱梁預應力的方法以減小箱梁頂緣應力。具體的預應力調整方案如下。(1)合龍前減少張拉:2束ZT06、2束BT10、2束ZT05、2束BT11、4束ZT11、2束BT12、2束BT12′每束分別由原設計的22根減為15根,2束ZT04每束分別由原設計的19根減為15根。其中2束ZT06、1束BT10為已張拉鋼束,施工時實際為放松7~15根,其余鋼束均為未張拉鋼束,按15根張拉即可。(2)合龍后減小張拉:所有合龍底板束的張拉控制應力均由0.75fpk減為0.68fpk,fpk為鋼絞線抗拉強度標準值。經計算,采用該預應力調整方案,標準組合下距離主墩中心線約12m處的箱梁頂緣應力降到14.77MPa,滿足規范要求。
2.2成橋狀態主梁線形的優化
采用原設計方案施工時,拆除主梁支架后,梁端發生4.2cm的豎向下撓變形。按該方案施工時,拆除主梁支架后,梁端發生7.1cm的豎向下撓變形,比原設計方案大2.9cm。由于支架施工轉體梁段時預拱度是根據原設計方案設置的。因此,為了保證主梁線形,通過增加鋪裝層的厚度對主梁線形進行調整:轉體梁段端部鋪裝層厚度增加2.9cm,主墩中心和主梁端部不增加,中間部分按直線擬合。進行結構計算時將增加的鋪裝計入二期恒載。
3結構計算分析
采用MIDAS有限元軟件,按照優化后的頂板局部補強方案對結構進行計算分析,計算時考慮預應力偏位的影響。有限元模型如圖5所示。
3.1施工階段結構計算結果及分析
優化的頂板局部補強方案下箱梁頂、底板最大及最小正應力如表3所示。由表3可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現拉應力,最大壓應力為13.7MPa,小于C45混凝土施工階段壓應力限值20.72MPa,施工過程應力滿足規范[7]要求。
3.2成橋狀態結構計算結果及分析
(1)承載能力基本組合下,主梁的最大正彎矩出現在距離墩頂55.5m處,彎矩值為166413.7kN•m,對應的抗力為401212.8kN•m,主梁的最大負彎矩出現在距離墩頂4m處,彎矩值為-1807370.0kN•m,對應的抗力為-2196755.8kN•m,內力的絕對值均小于相應截面的抗力值,主梁承載能力滿足規范要求。(2)短期組合下,箱梁截面上緣墩頂附近出現了拉應力,最大值為0.57MPa;箱梁截面下緣最大正應力均為壓應力,未出現拉應力。墩頂的拉應力是由于計算的失真導致的,且應力數值很小,主梁正截面抗裂滿足全預應力結構要求。短期組合下,箱梁截面最大主拉應力出現在主墩兩側附近,最大值為0.92MPa,小于C45主拉應力限值1.004MPa,主梁斜截面抗裂驗算滿足規范要求。(3)標準組合下,箱梁截面上緣最大壓應力出現在距離主墩中心線12m附近,最大值為14.71MPa,小于正截面壓應力限值14.8MPa;箱梁截面下緣最大壓應力出現在合龍段附近,最大值為12.66MPa,小于正截面壓應力限值14.8MPa,主梁正截面壓應力驗算滿足規范要求。標準組合下,箱梁截面最大主壓應力出現在距離主墩中心線12m附近,最大值為14.71MPa,小于C45主壓應力限值17.76MPa,主梁斜截面主壓應力驗算滿足規范要求。(4)按短期組合計算結構撓度,消除結構自重產生的撓度為22.4mm,考慮長期效應系數1.4375,撓度為22.4mm×1.4375=32.2mm,主梁撓度限值L/600=73000mm/600=121.7mm,主梁剛度滿足規范要求。
2住宅庭院室外環境的其他要素分析
除了上述我們談到的最為重要的氣候環境和植被以外,我們還需要在設計方案當中更多的進行充分考慮,盡量讓整個設計內涵處于一個典型的需求過程之中。例如,我們還要考慮的有樹木、樹木與住宅之間的關系,路面材質,草坪,花壇等等內容,這些內容會不斷地充實著我們在環境設計當中的內涵,能夠不斷完善我們的設計過程和設計思路。比如草坪,在大面積的使用草坪過程中,我們需要不斷地豐富草坪的設計,以便更為出色的為人們提供休閑散步的場所,豐富住宅庭院設計的功能,不斷地提高人們的家居品味。花壇的設計上,我們更多關注的是點綴的空間內容,在花壇上,我們可以根據住宅庭院的種種內涵豐富空間的擺布,不斷地通過靈活的,自由的方式來進行整體布置,因素在選擇花壇的形狀和大小上,我們更加側重于菱形設計,當然,這不是一種強行的規定,更多是我們考慮到住宅庭院的設計特點而進行建議。除此以外,我們還要注意更加實際而細小的問題,比如說鋪地,在住宅庭院環境的設計當中,鋪地也是一個十分值得重視和關注的細節問題,是不斷豐富和聯通人與人,人與景之間關系的重要紐帶,我們在選擇鋪地的材料上決定這個紐帶設計過程中的良好方式,包括鵝卵石、塊石、碎石等等。在整個設計方案中,我們更加需要注重和考量的是鋪地的地面應用環節,比如說防滑、排水等屬性。材料要充分利用其肌理和質感,共同構筑美好的住宅庭院。水的考慮,有的住宅庭院面積比較大,近些年來,很多居民都喜歡弄一個小池塘來飼養一些觀賞魚,種些荷花之類的植被,這樣的點綴自然韻味橫生,確實是能夠得到非常好的發展影響,我們強調的一些內容是水的選擇,有的時候充分利用環境可以選擇活水,也可以選擇靜止的水,在靜止水的設計上,我們一般選擇幾何圖案來穿插其中,選擇模擬的方式,甚至在增加踏步、浮萍上下功夫,以求獲取鏡像的效果,同時增添一份更加完美的自然感悟的氣息。從動態的角度來考慮,我們可以設計的是跌落的水,可以是噴涌的水,總之在水的處理上,我們需要更多地考慮,更加細致的設計,這都是我們方案中應有之意。家庭住宅庭院的設計中我們還有很多需要關注的內容,但是我們不一一的介紹,大致上我們還需要考慮的幾個重點是座椅、欄桿、燈具等等,如果有條件,我們還要在方案中拿出雕塑的設計思路。
2通風方案的比較和選擇
采用第一種通風方案,通風系統簡單,通風設備管理環節少,但局部通風距離最長達2000m,地面壓入式局部通風機至少選擇FBD№8/2×55型煤礦用防爆對旋軸流式局部通風機,井筒內膠質風筒極易破損,不易維護,可能導致迎頭風量不足。井筒和井下巷道均處于乏風風流中,勞動環境差,井底附近臨時變電所等電氣設備處于乏風風流中。二期工程施工采用此種通風方案,礦井抗災能力弱,違反《煤礦建設安全規范》相關規定。采用第二種通風方案,可解決局部通風機能力不足、通風距離長以及多頭掘進等問題。但除風庫內為新鮮風流外,井筒和井下巷道均為乏風風流,勞動環境差,井底附近臨時變電所等電氣設備處于乏風風流中,當掘進工作面瓦斯超限時,不利于排放瓦斯。采用負壓通風方案,井筒和井底車場巷道流入新鮮風流,井底附近臨時變電所等電氣設備處于新鮮風流中,井筒和井底車場巷道空氣清新,勞動環境好,乏風經玻璃鋼風筒抽到地面,能解決井筒及井底車場巷道污染問題。為下一步巷道探揭煤創造通風安全條件。局扇和啟動裝置位于井下新鮮風流中,在高瓦斯礦井中運轉安全。保證礦井安全生產。二期工程施工采用此種通風方案,礦井抗災能力強,符合《煤礦建設安全規范》相關規定。對三種通風方案綜合分析、比較,考慮安全可靠性,最后,經甲乙雙方共同研究決定,二期工程施工,采用第三種通風方案,待西副井井底環形車場施工結束,采用負壓通風。
3負壓通風設計
待西副井井底環形車場施工結束,具備形成負壓通風條件,采用抽出式負壓通風。在西副井地面距離井口20m處安設兩臺抽出式主要通風機,一臺使用,一臺備用,確保備用通風機能在10min內啟動。主要通風機至井口段安設兩路Φ1200mm玻璃鋼風筒,并與井筒上井口兩路玻璃鋼風筒合茬,在兩臺主要通風機至玻璃鋼風筒的接頭處安設一個特制的由鋼板加工成的“兩變一”接頭,接頭處設閘門,并保證主、備主要通風機正常切換時,防止風流短路。井筒段采用已安設的兩路玻璃鋼風筒,將井筒兩路玻璃鋼風筒往南馬頭門方向巷道續接至-706m水平主變電所通道口外27m,玻璃鋼風筒吸口距離下井口60m。井底車場北側巷道為重車線路,井底車場南側繞道為空車線路,為不影響重車輛運輸,因此將井筒兩路玻璃鋼風筒往南馬頭門方向巷道續接,井底車場北側巷道不需設置風門。在南、北等候室西口處各構筑一道調節風窗。在南側馬頭門巷道適當位置處構筑兩道雙向風門,第一道風門距下井口40m,風門間距20m,保證玻璃鋼風筒穿墻并探出外墻長度2m。在北側重車線巷道處設置兩道防突反向風門。在西副井井筒中段-550m水平泄水巷適當位置安設兩道調節風門,防止風流短路,確保通過泄水巷的風量不超過300m3/min。通過井上、下及井筒內兩路玻璃鋼風筒由地面抽出式主要通風機將井下乏風排至地面空氣中。形成負壓通風時,井下主要施工消防材料庫、第二號交岔點與第七號交岔點間巷道、內水倉、-706m水平主水泵房。四臺局部通風機(兩主、兩備)安裝在南側馬頭門巷道兩道風門以北,距下井口不小于30m。另外四臺局部通風機(兩主、兩備)安裝在南等候室調節風窗東側,距調節風窗不少于15m。臨時配電點安裝在北等候室調節風窗東側,距調節風窗不小于5m。后期施工主貫通方向的-706~-770m軌道斜巷,采用FBDⅠ№7.1/2×30型礦用防爆壓入式對旋軸流局部通風機,采用Φ1000mm膠質風筒。施工其他3個輔助掘進巷道,采用FBDⅠ№6/2×15型礦用防爆壓入式對旋軸流局部通風機,采用Φ800mm膠質風筒。通風系統示意圖如圖1所示。
3.1主要通風機選型
3.1.1玻璃鋼風筒入口總吸風量計算
井下最多施工四個掘進工作面。井下兩路玻璃鋼風筒入口總吸風量Qh為2232m3/min,保證兩路玻璃鋼風筒入口總吸風量大于井下四臺壓入式局部通風機總吸風量,井下四臺局部通風機最大總吸風量為1860m3/min。
3.1.2主要通風機工作負壓計算
1)風筒風阻計算。采用兩路玻璃鋼風筒導風,每路風筒直徑為1200mm,每節風筒長4m,地面、井筒和井下巷道每路玻璃鋼風筒全長按900m計算。最后計算得兩路風筒并聯后的總風阻R并=1.85N•s2•m-8。2)井筒、巷道風阻計算。地面、井筒和井下巷道兩路玻璃鋼風筒總風阻R風筒=R并=1.85N•s2•m-8。3)地面抽出式主要通風機的工作參數計算。地面主要通風機的工作風量Qa=52.08m3/s,主要通風機工作靜壓Hs=4145Pa。所以主要通風機設計工況點位:Qa=52.08m3/s,Hs=4145Pa。
3.1.3地面抽出式主要通風機的選擇
設計工況點,風量:Qf=52.08m3/s;負壓:Hs=4145Pa。由此選擇扇風機型號為FBCDZ-6-№19E型防爆抽出式對旋軸流通風機(n=980r/min)。FBCDZ-6-№19E型防爆軸流通風機工作效率較高,設計工況點基本位于風機葉片安裝角度范圍的中部,設計工況點距離風機最大或最小安裝角度較遠,風機的運行工況能夠滿足礦井建設巷道施工通風要求,并且留有一定余量,可滿足四個掘進工作面施工通風要求。3.1.4確定通風機的實際工況點因為根據hfsmax,Qf確定的工況點,即設計工況點M未恰好在所選擇通風機的特性曲線上,根據通風機的工作阻力,需確定其實際工況點。首先計算通風機的工作風阻R=Rsmax=hfsmax/Q2f=4145/52.082=1.53N•s2•m-8。然后在通風機特性曲線圖中做通風機工作風阻曲線R,與風壓曲線的交點即為實際工況點。
3.2技術保障措施
1)當地面主要通風機突然停止運轉時,做到井下所有設備自動斷電,井下所有人員立即撤至地面。因檢修、停電或其他原因停止地面主要通風機運轉時,必須制定停風措施。2)井下供風局扇做到“三專三閉鎖”,雙風機、雙電源、自動切換。當局扇突然停止運轉時,做到該局扇供風巷道內所有設備自動斷電,該局扇供風巷道內的所有人員立即撤出該掘進工作面,進入進風巷道新鮮風流處。恢復通風前,首先檢查瓦斯,只有在停風巷道瓦斯濃度低于0.6%,局部通風機及其開關附近10m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5%時,方可人工開啟局部通風機,經正常通風后,方可恢復巷道內的電氣設備的供電。若瓦斯濃度超限,在排放瓦斯時,嚴禁“一風吹”,若瓦斯濃度超過3%,應編制排放瓦斯安全技術措施,由礦山救護人員進行排放。3)井下設有甲烷傳感器、局扇開停傳感器、風門開閉狀態傳感器。監控系統具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能,監控系統必須配備不間斷電源UPS。安全監控設備定期進行調試、校正,每月至少1次。甲烷傳感器,每7天必須使用校準氣樣和空氣樣調校1次。保證安全監控設備正常使用和維護。4)風筒應吊掛平、齊,嚴禁漏風,拐彎處設彎頭。風機應有專人看管,保證正常運轉,并實現掛牌管理。5)瓦斯檢查員井下交接班,瓦斯檢查次數,每個掘進工作面每班至少檢查3次。6)電氣設備入井前,應經過嚴格檢查其防爆性能,嚴禁防爆性能不合格的電氣設備入井。井下電氣設備必須有專人負責檢查、維護,并應每旬檢查一次防爆性能,嚴禁使用防爆性能不合格的電氣設備,杜絕失爆。7)施工中要做好地質探測工作,防止誤揭煤層,揭煤前必須另行編制揭煤安全技術措施。8)每小班瓦檢人員必須檢測一次局扇位置膠質風筒重疊段巷道內的風流流向是否正常,防止局扇發生循環風,必須保證此段風流流速不低于0.15m/s,若發生循環風必須停止施工,采取措施進行處理。井下嚴禁無風、微風作業,確保巷道內風流流速不低于0.15m/s。9)井下每十天進行一次全面測風,測定掘進工作面、總回風巷的風量,測定井下巷道進風流的風量,測定局扇位置膠質風筒重疊段巷道內的風量、測定玻璃鋼風筒吸入風量。井下各種通風記錄牌板齊全并正常填寫。
4實施效果
2014年4月上旬,新集一礦西副井井底環形車場相關工程施工結束,具備形成負壓通風條件,地面主要通風機運轉,形成負壓通風,現場實測井下玻璃鋼風筒總吸風量2500m3/min,主要通風機工作風量3400m3/min,滿足施工需要,井下施工四個掘進工作面,井下風量充足,創造了舒適的氣候條件,應用效果良好,確保了礦井建設安全生產。
1.1.1取水口攔污柵及啟閉設備
1)優化選型布置設計。發電引水隧洞喇叭口底檻678.50mm處設置1孔攔污柵,單孔孔口尺寸為7.5m×10.0m,檢修平臺高程717.00m,設計水頭4.0m,最大引用流量為42.58m3/s,平均過柵流速為0.811m/s,攔污柵重量為26.0t,柵槽埋件重17.0t,型式為平面滑動式攔污柵。選用1臺QPG2×250kN-38m高揚程卷揚式啟閉機,安裝高程726.20m,操作運行條件為靜水啟閉。2)蓄水安全復核計算。攔污柵主支承是增強四氟NL150CHI型滑塊,最大線荷載為25kN/cm,反向支承是鋼滑塊。柵條間距50mm,柵體主材為Q235B,內力分析計算[2]成果為:主梁最大壓應力為105.35N/mm2,發生在跨中處;最大剪力為21.01N/mm2,發生在支座處;最大撓度為9.5mm,發生在跨中處;柵條彎應力為53.1N/mm2,發生在跨中處。攔污柵重量為247kN,提柵清污時考慮污物重量為100kN,攔污柵啟閉力為450.1kN,啟閉機容量為2×250kN。
1.1.2取水口事故閘門及啟閉設備
1)優化選型布置設計。在攔污柵的下游設置1扇事故閘門,孔口尺寸為4.5m×4.8m,底檻高程680.00m,檢修平臺高程717.00m,設計水頭37.0m,閘門型式為平面定輪鋼閘門。選用1臺安裝高程為726.20m上的QPG2×800kN-38m高揚程卷揚機控制閘門,操作運行條件為動閉靜啟。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構、水封裝置、4個簡支輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側向限位裝置和充水閥裝置等組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載,動力系數取1.1。門體材料為Q235B,內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為7713.7kN,動水壓力為8485.1kN;面板折算應力為157.03N/mm2;主梁最大壓應力為128.1N/mm2,位于跨中處。最大剪力為49.2,位于支座處。最大撓度為2.71mm,位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為844.06N/mm2;主軌頸部局部承壓應力為173.36N/mm2;閘門閉門力為-659.1kN,啟門力為479.6kN,持住力為1394.4kN;啟閉機容量為2×800kN。
1.2泄水系統閘門及啟閉設備
1.2.1溢洪道弧形工作閘門
1)優化選型布置設計。該閘門設置在溢洪道上,底檻設置在堰頂下游側704.80m處,堰頂高程為717.00m,共設置3孔閘門,啟閉機安裝高程為719.50m。閘門運行方式為動水啟閉,主要承擔水庫的泄洪任務。閘門的孔口尺寸為12.0m×8.5m(寬×高),設計水頭為8.2m。型式為露頂式弧形閘門,其面板曲率半徑為10.0m,支鉸高度為5.5m,其結構布置見圖1。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、支臂、支鉸和側輪等所組成,支承為斜支臂。受力計算采用假設平面體系,并按照實際可能發生的最不利荷載組合情況,對閘門的設計條件和校核條件進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在動水操作條件下各部件尚需承受的不同程度的動力荷載,故將設計水頭作用在閘門部件上的靜水壓力乘以動力系數,考慮為最不利的荷載組合,動力系數取1.1。門體材料為Q235B,內力分析計算結果表明:閘門承受的靜水壓力為4218.0kN,動水壓力為4639.8kN;面板折算應力為181.8N/mm2;主梁最大壓應力為106.3N/mm2,位于跨中處。最大剪力為69.2,位于支座處。最大撓度為4.36mm,位于跨中處;支臂平面內應力為76.2N/mm2;主支臂平面外應力為66.3N/mm2;閘門啟門力為441.7kN,閉門力為246.3kN;啟閉機容量為2×250kN。
1.2.2放空底孔進口事故閘門
1)優化選型布置設計。在放空底孔進口設置一道事故閘門,孔口尺寸為2.5m×2.6m(寬×高),設計水頭52.0m。底檻高程為665.00m,檢修平臺高程為717.00m,啟閉機安裝平臺高程為723.50m。閘門運行方式為動閉靜啟,由1套QPG800kN-53m高揚程卷揚機控制。當水庫需要放空時小開度提門充水平壓,待前后水壓差小于4m時,再開啟事故閘門。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、4個懸臂輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載,動力系數取1.1。門體主材為Q235B,內力分析計算結果表明:閘門承受的靜水壓力為3491.5kN,淤沙壓力為619.6kN,總壓力為4111.1kN;面板折算應力為187.9N/mm2;主梁最大壓應力為101.27N/mm2,位于跨中處。最大剪力為65.4,位于支座處。最大撓度為0.76mm,位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為663.1N/mm2;閘門啟門力為769.1kN,閉門力為-22.0kN,持住力為206.3kN;啟閉機容量為800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作閘門
1)優化選型布置設計。在放空底孔出口設置一道弧形工作閘門,孔口尺寸為2.5m×2.2m(寬×高),承壓水頭為52.0m,型式為潛孔式弧形鋼閘門,底檻高程為665.00m,檢修平臺高程為668.70m,啟閉機安裝平臺高程為674.60m。閘門運行方式為動水啟閉,選用1套QH-SY-500/150kN-4.0m弧門潛孔液壓啟閉機控制閘門,閘門長期處于閉門擋水狀態。當水庫需要放空時,動水開啟該閘門鎖定于檢修平臺上,待放空完畢,放下工作閘門封閉孔口蓄水。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、2個支鉸支承和4個側向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在實際操作中會受到不同程度的動力荷載,動力系數取1.1。門體主材為Q235B,內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為3329.7kN,動水壓力為3662.7kN;面板折算應力為183.9N/mm2;主梁最大壓應力為33.2N/mm2,位于跨中處。最大剪力為24.4,位于支座處。最大撓度為0.12mm,位于跨中處;支臂平面內應力為98.4N/mm2;閘門啟門力為248.8kN,閉門力為122.7kN;啟閉機容量為500/150kN。
1.2.4導流隧洞封堵閘門
1)優化選型布置設計。導流隧洞進口設置封堵工作閘門一扇,孔口尺寸為5.0m×6.5m(寬×高),承壓水頭為44.3m,閉門水頭:20m,型式為潛孔式平面鋼閘門,底檻高程為647.70m,檢修平臺高程為659.00m,啟閉機安裝平臺高程為667.50m。閘門運行方式為動水啟閉,選用1套QPQ630kN-13m卷揚式啟閉機控制閘門,閘門僅用于導流隧洞封堵時使用,導流隧洞在枯水季節封堵下閘門。因受啟閉機平臺高程的限制(啟閉機平臺高程為667.50m),閉門時最不利水頭工況為啟閉高程,即水頭為20m,因此整個閘門啟閉按最不利的情況下水頭20m計算。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、12個主滑塊和8個反向滑塊裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩定性驗算。門體主材為Q235B,內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為13501.9kN,發生在設計水頭44.3m處;材料容許應力(抗拉、抗壓和抗彎)為142.5kN,容許應力(抗剪)為85.5kN;面板折算應力為138N/mm2;主梁最大壓應力為84.6N/mm2,位于跨中處。最大剪力為71.92,位于支座處。最大撓度為3.78mm,位于跨中處;閘門閉門力為145kN;水柱壓力為898.60kN;啟閉機容量為630kN。
1.1.1汲取中國古代建筑設計理念的精華
(1)運用中軸線的手法進行布局;
(2)體現整個區域有機生長理論,充分考慮后期擴建的可能性;
1.1.2.規劃科學合理,彰顯中煤鮮明特色
(1)合理的功能分布,行政生活區內的建筑分三大區塊,基地中部為行政辦公和浴室燈房聯建,西南部為職工宿舍區,東南部為食堂、文體及培訓。規劃結構嚴謹高效,便于分期開發建設。
(2)強調中軸對稱,突顯中心廣場及綜合辦公樓。
1.2生態性
結合榆林當地氣候條件,考慮實際建設的可實施性,采用節能環保的場地材料和機械設備,以綠色生態工業園區為目標,打造礦區行政公共建筑中節能、生態、可持續發展的典范。
2.便捷高效的的規劃設計
2.1總體規劃
本項目規劃結構為“一主一副,三橫三縱”,“一主一副”是指貫穿副井工業廣場的兩條東西走向的主軸線和副軸線,“三橫三縱”是指通達順暢的道路結構。行政公共建筑集中布置在副井工業場地中部和東南部,靠近副井工業場地主入口。副井工業場地主入口設在場地東側,場外是一條500米長的進場景觀大道,正對高聳的副立井,具有很強的引導性。在總體構思及布局中,充分利用進場路和副立井的主軸對景關系,將礦區綜合辦公樓和浴室燈房及任務交代室聯合建筑布置在副立井和進場大道之間,這樣就形成了副井工業場地東西走向1100米長的主軸線。除強化主軸線外,在用地南側職工生活區也營造一條東西走向的副軸線和主軸線相互呼應。主、副軸線的設計,使得副井工業場地整體規劃結構嚴謹高效。三橫三縱的道路規劃將副井工業場地按照建筑不同的功能性質,整個工業場地分為幾大功能區塊。避免相互干擾,相對獨立完整,便于后期管理。在整個規劃設計中強調綠化、廣場等多種景觀要素的有機結合,而且通過場地內部不同的環境創造,營造不同的空間環境,滿足不同的功能需求。
2.2流線設計
根據副井工業場地總體規劃,東入口為行政入口,主要是人員和普通車輛通行,大型車輛在場地最北側另有單獨出入口。明確的功能分區使得交通流線模式采用行政辦公區與職工宿舍區人流分開,互不干擾。本次規劃中結合地下停車庫,在宿舍區—辦公區—浴室燈房區之間設計了聯系便捷的地下通道。體現了細致周到的人性化設計理念。
2.3停車場設計
根據當地的氣候條件,以地下停車為主,主要布置在高層宿舍樓和綜合辦公樓地下室內。地面停車為輔,結合道路位置,將地面停車場相對集中布置在地塊東側入口外部和辦公樓東廣場兩側,停車位與綠化相結合,形成景觀式停車場。集中設置的停車區方便使用,便于管理,又相對獨立,減少了對礦區內部的干擾。
3.整體統一的建筑群體
行政公共建筑單體建筑和總體規劃緊密契合,突出強調主副軸線設計,同時職工宿舍區的單身宿舍圍繞副軸線按組團對稱布置,也利于單身宿舍按休息時間分樓棟設置,避免了相互干擾。
(1)入口及廣場
主入口設在場地東側,入口處設景觀廣場,布置有綠化及景觀,同時也巧妙地將中煤LOGO融入景觀設計當中。廣場及綠化景觀庭院均采用幾何形布置,以強化主軸中軸線,刻意烘托出辦公建筑莊嚴、大氣的氛圍。同時也營造出用地內部理想的室外環境,形成從城市——外部景觀——內部環境的過渡。
(2)綜合辦公樓
綜合辦公樓正對廠區主入口,主樓7層高,內部布局摒棄了傳統的內走道方式,所有房間均圍繞內中庭布置。根據當地的氣候特點,為營造良好的室內辦公環境,內部設計了多個中庭,綠色環境與辦公環境相互交融,形成近人宜人的人景互動關系,改善了冬季嚴寒地區室內環境小氣候。
(3)浴室燈房及任務交接待室聯合建筑
聯合建筑作為煤礦企業較為重要的地面附屬設施,它不但要滿足礦工上下井、更衣、洗浴及任務交待等功能的需求,還要創造良好的外部空間環境,適應礦區高速運轉和不斷發展的需要。建筑方案本著利于生產、便于管理的原則,根據建筑功能的需要及人流的不同,將浴室部分與區隊辦公部分分開設計。
(4)職工食堂
職工食堂建筑層數3層,平面采用兩種不同幾何形式的組合及減法原理,平面形狀變化豐富,巧妙利用一層局部內退及主入口部分體塊穿插,強調了入口空間。
(5)職工文體活動中心
職工文體活動中心位于建筑層數2層。在西側入口設計有兩層通高的玻璃頂共享大廳,不僅體現出體育建筑氣勢宏偉、大氣、空間豐富的特點,充分利用了自然采光、通風,還在建筑內部引入了生動多變的光影效果;同時在通高共享大廳二層設置了空中連廊,不僅緊密聯系二層南北兩部分功能,而且增加了整個空間的立體感和層次性。整個場館的設計充分考慮其多樣性及活動、比賽場地的相對獨立性,分區明確,使用合理方便,互不影響。
(6)培訓樓
培訓樓與食堂對稱布局,為一幢集培訓、住宿為一體的4層綜合建筑。設計在綜合考慮了不同功能的要求之后,以使用者為本,注重內部環境的人性化和建筑外部的良好形象。
(7)職工單身宿舍
單身宿舍規劃了由五棟高層單身宿舍及2組“∪”字型多層建筑組合而成,圍合成了一個內向型居住空間,通過對其內部庭院及小廣場的設計,形成了十分親切的生活氛圍,同時它又作為東西副軸線上的一個重要序列。
王窯水庫新部署了視頻會議系統,本次增加1條移動視頻會議專線,將王窯和延安市連接起來,組成視頻會議專網,供汛期召開視頻會議使用。與此同時,由于汛期將至,市領導需在防汛總指揮部調取王窯水庫、紅莊水庫實時監控畫面和汛期值班人員工作情況,由于各監控點采用電信作為互聯網出口,所以,要調取各地方監控畫面需要通過VPN設備,建立互聯網專用隧道,通過隧道將畫面傳輸至指揮中心,供領導調取。在市防辦,增加一條4M/8M電信寬帶,專門用于VPN設備接入,各地方VPN后期也會和該設備相連,建立通道,將兩地水庫監控畫面集中到市防辦辦公室后,通過控制電腦將各地畫面切換至會議室屏幕,供領導開會時調取圖像。
1.2VPN技術在防汛信息整合中的應用
(1)VPN技術。VPN(VirtualPrivateNetwork)是企業網在互聯網等公共網絡上的延伸,也就是虛擬專用網絡,VPN采用隧道技術以及加密、身份認證等方法,在公用網絡上通過一個私有通道創建一個安全的私有連接,將遠程用戶、公司分支機構、公司的業務伙伴等跟企業連接起來,形成一個擴展的公司企業網,同時,可以提供高性能、低價位的遠程安全接入。該傳輸方式可以保證數據傳輸的機密性、完整性與源發性。VPN是原有專線式專用廣域網的替代方案,該技術并不是改變原有廣域網的一些特性,如多重協議的支持、高可靠性及高擴充性等,而是在更加符合成本效益原則的基礎上更好的實現這些特性。
(2)VPN技術在延安市防汛信息整合中的應用。根據防汛信息數據特點和監測點分布情況,陜西省防汛抗旱指揮系統在確保數據傳輸及時安全的基礎上,選擇了在網絡通信條件好的省與市、市與縣之間的骨干信息傳輸主信道采用光纖傳輸網絡系統,建立起了光纖傳輸的分中心,在分中心內的監測點通過短信和電話傳輸。省市之間采用水利部亞洲Ⅱ號衛星專用傳輸信道作為其備用信道,市縣之間的備用信道則采用DDN、X.25、PSTN等公用電信網。延安市防汛信息整合VPN系統基于延安市防汛信息工作的技術特點,綜合利用數據采集、網絡通訊、視頻傳輸、等技術,初步形成覆蓋全市的防汛部門網絡系統與防汛信息整合系統,可以實現各部門、單位防汛數據的實時共享。
(3)VPN系統中數據實時采集監測模塊。在防汛信息實時共享的VPN系統中,監測數據的傳輸和安全無比重要,是該系統能夠政策運行的基礎。該系統數據傳輸主要有以下特點:數據量大。監測點分支較多(7個雨量站、3個水位雨量站),同一時間采集到的數據集中傳送的情況出現的頻率很高。在監測點分布主要:水庫的監測點、河流監測點、城鎮監測點、已建有的監測系統(水電公司、氣象部門等)。
(4)數據傳輸。VPN系統通過一條10M城域網光纖與聯通CDMA-1X、移動GPRS、聯通與網通的AD-SL等多種數據線路組成數據混合網進行觀測現場與防汛指揮中心的數據傳輸,將搜集到的關于雨量、河道水位、泵站運行于積水圖像等現場數據通過互聯網,傳入指揮中心服務器。在指揮中心與各基層單位之間構建的VPN計算機網絡系統,可以保證指揮中心得到數據后,即可通過2M光纖專網與各個基層單位進行數據整合與共享,確保防汛數據、圖像等快速傳輸并備份,為各基層單位共享防汛數據同時接受指揮中心的調度提供保障。
2測試結果
2.1視頻測試
采用VCON視頻會議系統,帶寬調至1.5Mbps,試驗持續2.5h,畫面始終清晰穩定,無中斷及模糊現象,與以往租用的專線進行比對,VPN線路畫面質量明顯較高。
2.2聯通性能測試
用Ping命令進行聯通性能測試,與過去租用的專線進行比對。,VPN專線的傳輸率是8M內部專線的1.3倍左右,所以,是一個效率較高的傳輸路徑。
2.3結論
(1)經濟性。VPN數據傳輸系統最突出的特點便是其經濟性,該系統除了INTERNET寬帶接入及相應的硬件防火墻之外,幾乎不增加任何直接成本,便可實現高速專用連接。絕大部分管理維護工作由INTER-NET服務的提供者—ISP提供,可以節省運行維護費用。接入和維護成本及傳輸性能不在受傳輸距離遠近的影響。VPN能使網絡的總成本比LAN-to-LAN連接時的總成本節省30%~50%左右。
(2)安全性。其他的數據傳輸虛擬通道的安全性是由信道提供商負責,數據傳輸中是否被截獲用戶完全不知情,而VPN也是虛擬信道,但是,其具備成熟的加密解密技術可以充分保證數據安全傳輸,即使被截獲也無法將加密的數據還原,故而安全性要好于其他的虛擬信道。
一、概述
隨著3G的來臨,對數據增值業務的發展將產生更大的促進,而這些業務復雜的計費需求也讓計費系統承受前所未有的壓力。一方面要支持語音、數據業務的計費,實現語音和數據等多種業務的捆綁和統一賬戶對于運營商的營銷策略至關重要,為運營商提供了更加靈活的市場競爭手段;另一方面用戶產生的費用已不再是簡單的承載費用,第三方CP/SP提供的增值業務需要收取信息費。一個用戶在短時間內可能產生高昂的信息費,加大了欠費風險;同時,3G環境下移動電子商務交易計費的賬務需求也將不斷發展,將對計費的實時性提出嚴格的要求。面對這些需求3GPP提出了在線計費系統(OCS)的參考架構給出了具有開放性和通用性的實時計費系統框架,支持基于承載、會話和內容事件的統一計費。實時計費將成為3G時代計費發展的大勢所趨。
二、計費實時能力的演進
傳統網絡中在線計費主要是針對防止欺詐的預付費方式,現網主要有智能網和BOSS兩種預付費實現方式。智能網方式是一種傳統的實時計費方式,支持對傳統語音的預付費,但存在許多缺點:對數據業務的支持非常有限;用戶、業務數據分布在智能網和后臺BOSS兩套系統中,不能實現語音和數據業務的融合;升級困難,業務開展不夠靈活。正是因為智能網這些難以克服的問題,出現了基于BOSS的預付費處理系統,這種方式不屬于在線計費系統(OCS),是后處理系統,因此不可避免地存在計費處理時延,而且隨著3G具有高附加值的增值業務的引入和電子商務模式的成熟,大大增加了欠費的風險。計費實時能力演進如下:
智能網hotbillingBOSS2.0(智能網網關)BOSS3.0(欠費風險控制)OCS
通過對OCS的引入主要有以下幾點優勢:徹底規避高風險用戶和業務的欠費風險;提高最終客戶的實時業務體驗;打破智能網與后付費平臺壁壘,統一客戶服務、業務支撐;綜合成本較低,兼顧欠費成本、機會成本、建設成本;符合產業的發展趨勢。
三、融合在線計費系統的建設方案
在線計費是融合計費的重要組成部分,并貫穿于融合計費系統的各個方面,是支撐業務發展的重要手段。3GPP標準中為IMS網絡定義了OCS參考性的架構,在這個架構下實現了語音和數據的融合在線計費。
OCS主要有四個功能模塊,計費功能模塊執行基于會話/事件的計費控制,會話計費主要指基于承載的時長、流量計費,事件計費是指基于使用的內容信息計費;余額賬戶管理模塊執行賬戶余額的查詢/更新;批價處理模塊負責定價策略和計費策略的確定;計費網關模塊的功能同3G分組網的CG(計費網關)功能類似,負責話單的存儲和向運營商后臺賬務處理系統的話單接口。CAP接口是移動智能網的CAMEL標準,Ro接口3GPP建議采用DCC(diameterCC)協議,Ga接口是3GPP標準接口。Rc、Re接口是OCS內部接口。
針對CAMEL協議的復雜性本文提出的融合在線計費系統基于3GPP標準的基本框架,將智能網、各個業務平臺設備的計費功能分離出來,實現業務提供和計費控制的分離,形成一個獨立的在線計費系統。不同的是OCS不用通過CAP協議接口而是通過統一的DCC協議接口和語音業務的智能網、數據分組業務的GGSN及業務管理平臺DSMP相連接從而對業務提供和計費控制相分離以達到融合計費的要求。此方案優點:
不但具備智能網計費的穩定性、可靠性、性能等,同時具備HOTBILLING同樣的計費能力,支持全業務計費(含3G)和靈活套餐,因而具備靈活的市場營銷支撐能力,為市場經營打下堅實的基礎,徹底讓預付費用戶告別“二等公民”,享受不對等的市場營銷待遇,從而有效支持預付費業務的發展。
由于OCS與HOTBILLING具備相同的計費能力,并且在數據共享的基礎上進行融合,從而可以靈活地實現預付后付切換,即某些可以是預付費業務,某些業務是后付費業務,同時在某段時間可以是預付費,在某段時間內又是后付費,預付后付只是一種付費模式的選擇,而不是區分客戶或者產品的標志。
OCS可以實時監控客戶的業務使用情況,從而為運營商根本性的風險規避手段,OCS有效解決了長期困擾運營商的欠費風險問題,通過對用戶使用電信業務過程的實時費用和信用度控制,及時發現惡意欠費行為,有效控制欠費風險。
在語音業務,數據業務,增值業務平臺的總體實現方式如下:
語音業務方案。傳統的語音業務的在線計費主要通過智能網實現,由MSC根據用戶的簽約信息觸發到智能網處理,呼叫控制和計費處理都在智能網實現。本方案OCS通過DCC協議接口同智能網SCP相連,而不是通過CAP接口同MSC直接相連,這種方式實現了業務處理和計費控制的分離。具體流程如下:
首先HLR接收從營帳傳來的用戶簽約信息,將簽約消息傳給MSC,MSC根據簽約消息判斷是否需要觸發CAP消息到SCP,根據SCP傳回的消息判斷是否接續用戶請求,并將監控標志記錄在離線話單中,SCP接收從營帳系統傳來的監控用戶資料,根據監控用戶資料將監控用戶的語音業務請求觸發到OCS,根據OCS傳回的信息判斷是否接續用戶請求,并將監控標識紀錄在離線話單中。
這種架構下,SCP負責呼叫控制,原來在SCP中的計費控制和賬戶管理功能由OCS實現,這樣在線計費系統專注于計費,不負責呼叫處理過程,系統的靈活性得到了提高。
數據業務方案。數據業務計費流程如下:
首先HLR接收從營帳傳來的監控用戶資料,將用戶計費方式傳給SGSN,SGSN接收HLR傳來的計費方式并傳給GGSN,根據用戶計費方式將監控用戶的數據業務請求觸發到OCS,根據OCS傳回的信息判斷是否接續用戶數據業務請求,并將監控標識紀錄在離線話單中。
增值業務方案。增值業務計費流程如下:
DSMP接收從營帳傳來的接收從營帳系統傳來的監控用戶資料,根據監控用戶資料將監控用戶的增值業務請求觸發到OCS,根據OCS傳回的信息判斷是否接續用戶請求,并將監控標識紀錄在離線話單中。各個業務系統會根據DSMP傳回的信息判斷是否持續用戶請求,并將監控標識記錄在離線話單中。
四、實時計費系統過渡方案OCS過渡實施方案主要有兩種。方案一是智能網SCP+準實時計費系統,方案二是由準實時計費系統統一實現。
方案一:
電路域和分組域的在線計費都由智能網SCP來完成;數據業務網的在線計費是由DSMP通過私有協議送到SCP,由SCP完成在線計費。離線計費是由電路域通過MSC,分組域通過SGSN和GGSN產生SCDR和GCDR話單,經CG合并后送到準實時計費系統(Hotbilling)中進行處理,數據業務網絡通過ISMP產生話單后也送到準實時計費系統(Hotbilling)中進行處理。
方案二:
由準實時計費系統來完成在線計費。電路域通過MSC和SCP,分組域通過SGSN和GGSN產生SCDR和GCDR話單,經CG合并,數據業務網絡通過DSMP產生話單,統一送到準實時計費系統(Hotbilling)中進行處理。
速降逃生救援索道是一種全新的救援方案,其運行的基本原理是利用直升機運輸,支援解救過程中需要的器材,通過速降逃生救援索道與被救者共同努力、合作,構建一條救援通道,由被救者自身解救,主要可以分為以下幾個過程:
(1)在災難發生時,通過多功能的遙控直升機,向下拋擲繩索,相關管理人員固定好繩索的一端,之后,拋下繩索的另一端,并且及時固定另一端,就能夠快速建立逃生索道。
(2)被救人員應系好安全帶,并且打開裝置,將其夾在索道上面,之后,從高樓中向下跳,在下滑的過程中,被救援者可以依據自身騎自行車和電動車的經驗,控制和調整運動速度。
(3)當被救人員到達安全地點時,取下救援裝置,之后,利用多功能遙控直升機,將救援裝置運往待救現場,進而實現裝置的循環利用。
1.2速降逃生救援索道具有的優勢
速降逃生救援索道能夠嚴格按照消防救援的基本原則進行,同時能夠擴大直升機救援的基本效能,主要表現在以下幾個方面:
(1)能夠保證救援者自身的安全。由于速降逃生救援索道并不是通過直升機實現被救援者的轉移,因此,相關管理人員不需要考慮周邊環境的影響,例如,現場是否存在停機坪、是否存在落場地、是否存在濃煙等外界條件等,而是通過投運救援器材,被救援者自身完成救援的過程,能夠排除外界的環境因素,進一步擴展了直升機的救援能力。
(2)能夠達到救援對時效性的要求。如果直接利用直升機進行救援,相關管理人員需要充分準備各種累材,這會浪費大部分時間,錯過救援的最佳時機,但是速降逃生救援索道不需要任何準備,能夠第一時間有所響應,這能夠消除被救援者的心理恐慌。
(3)與投入最小,收獲最大的基本原則相一致。速降逃生救援索道的應用,能夠在最短的時間內,安全的轉移大批人員,與直升機直接救援相比,速降逃生索道能夠提高救援效率,同時,可以將直升機資源利用在關鍵的救援環節,進而實現用最小的投入,獲得最大的收獲。
1.3速降逃生救援索道的基本特點
(1)體積較小、重量相對較輕、流量相對較大、效率較高。現階段,速降逃生救援索道在進行優化設計之后,重量相對較輕,并且重量將會逐漸減輕,體積也相對較小,使直升機運送裝置的數量逐漸增多。通過裝卡環節,能夠實現索道和裝置的結合與分離,進而使多個人使用同一條索道,能夠有效的提高救援效率,此外,速度較快,并且能夠有效的控制。
(2)機動性較強、能夠循環使用,降低社會成本。在兩端固定方面,速降逃生索道沒有其它要求,只需要有避雷針一些固定的設備,就能將其固定。速降逃生索道在消防部門已經得到了廣泛應用,因為它能夠減少了裝置的總數量,最大限度的的降低社會成本,如果進行大批量生產,將會節省更多的社會成本。
(3)不受樓層高度和環境的影響。不管樓層的高度是多少,只要增加繩索的長度,都能夠及時的到達地面,此外,樓房的墻壁會有各種障礙物,例如,空調、晾衣架、壁畫等等,地面的環境相對復雜,大火會通過窗戶向外噴出,通過斜拉索道越過各種障礙,進而到達安全的地點。
(4)操作比較方便、使用比較安全。速降逃生索道是依據電動自行車、摩托車運行的基本原理,裝置過程相對簡單,操作比較方便,使用非常安全,不需要對操作人員進行培訓,就可以進行裝置。
1.目標人群:研究結果建立的基礎至關重要,目標人群直接決定研究結果的外推性,研究中所涉及的人群包括:目標人群、可評價人群和研究人群,目標人群是研究設計所針對的對象總體,但是一項研究不可能將特定疾病或特征的研究對象全部納入,所以就形成了可評價人群,指在目標人群中有可能被納入或參與試驗的子人群。而最終簽署了知情同意并進入研究的,又是這個可評價人群中的一個亞組,至此建立研究結果的基礎可能已經與最初的目標人群存在差異,其結果代表性和外推性都可能受到局限。值得注意的是,在一項研究中設定嚴格的入選/排除標準,其優勢在于能夠更直接的對所研究的干預進行評價,但其不足就體現于在“高度選擇”的人群基礎上,所獲得結果的外推性可能受到嚴重影響。而且,在對預期療效進行估計時,應考慮不同地域或地區人群在人口學指標和病史等特征上的系統性差異,例如:南方和北方,東、中、西部在飲食和生活方式上可能存在不同,這些差異有可能導致不同的治療效果。除了這些研究對象內在因素可能導致的差異外,地域包括醫院、科室間治療在操作規范上的差異同樣會導致的療效的不同。PLATO(plateletinhibitionandpatientoutcomes,血小板抑制與患者預后)研究中,不同地區阿司匹林維持劑量上的使用差異正是導致其結果存在異質性的原因[1]。這就使得在對研究目標人群進行設定時,需對可能的臨床異質性來源進行控制。
2.設置合理的對照:在臨床研究中設置合理的對照至關重要[2],引入對照后,可以將由于疾病自然進展、安慰劑作用、伴隨治療以及其他原因導致的治療效果予以排除,從而對所關心的干預方法進行客觀真實的評價。同時,統計上的“向均值回歸”現象也會導致在對接受單一干預的患者進行觀察時,可能觀察到不真實的治療效果。例如,在研究一種降壓藥的有效性時,所有患者都接受了試驗藥物的治療,通過治療前后的血壓變化評價治療效果。由于基線時入選的都是高血壓者(基線血壓測量結果),這些患者的血壓值已經偏離了人群的平均水平,在隨訪時即便藥物無效,也可能由于“向均值回歸”的現象導致,同一患者在重復測量時的血壓會低于首次測量(向人群的平均靠攏)。這一問題,在有對照組存在的情況下,則可予以避免。這里所強調的是“合理的對照”而非“對照組”[3-4],因為在臨床研究中對照的形式可以是多樣的,例如:單組目標值對照,研究者有必要將目標值對照與患者自身前后對照予以區分,從統計學角度不推薦在臨床研究中采取自身前后對照的形式,其原因在于,自身前后對照發現的改變僅停留在有統計學意義的層面,而這一改變的效應大小是否有足夠的臨床意義,才是一項研究預解決的問題關鍵。同樣,目標值對照與歷史對照也有與以上一樣的局限性,因為對當前研究而言,上述兩類對照均來源于外部。從統計角度,平行的對照組才是最理想的對照方式。
3.隨機和盲法:在設置了對照的基礎上,還應采用隨機和盲法來進一步控制研究評價中潛在的偏倚[5]。隨機化分組能夠保證試驗和對照組間的均衡性,如不采用隨機化分組,醫師或患者有可能根據病情或其他原因有意向的選擇特定的治療方法,存在組間基線差異的指標就是所謂的混雜因素,例如,上述降壓藥物試驗中,如果發現在試驗組基線的血壓就已經低于對照,相當于失去了比較的基礎。同樣,即便采用了隨機分組,如果患者知曉所服用的藥物是陽性治療或安慰劑,由于心理作用或對治療效果的預期,完全可能導致不同的結果,這就要求研究者盡可能的在試驗中采用盲法,隨機雙盲對照試驗在單項研究中具有最高的證據級別,其原因正是因為采用了這些避免和降低試驗偏倚的措施。臨床研究中的隨機和盲法其實是廣義的概念,隨機化不僅應用在治療分組,同樣可以應用于治療或檢查順序的制定、同一患者存在多處病變時的結果評價(預評價患者水平的結果時可從多處病變中隨機選取一處)。盲法除了經典藥物試驗中的單盲和雙盲外,越來越多的研究采用第三方盲法評價的方式,來盡可能避免試驗結果評價中的主觀偏性,第三方盲法是指由不直接參與研究的人員,在盲態下對試驗結果(化驗或檢查)進行判定,從而減小由于知曉患者分組而可能對結果判讀造成的主觀影響。第三方盲法與“三盲”是完全不同的概念,“三盲”通常指在對醫師和患者設盲的基礎上,統計人員在分析過程中也處于“盲態”,以避免在分析時可能有意選擇對某一組更為有利的統計方法,三盲可以理解為是在經典雙盲的概念基礎上進一步的擴展,而第三方盲法則是利用研究“外部人員”的獨立性,來盡可能避免評價時的主觀偏向。采用核心實驗室(corelab)以及設立終點委員會(clinicalendpointcommittee,CEC)都屬于第三方盲法的應用實例。
4.研究假設:將研究目的轉化為研究假設是最容易被研究者忽視的問題,例如:研究方案中指出,在原發腎小球腎炎的患者中,比較中藥與血管緊張素受體拮抗劑(angiotensinreceptorblocker,ARB)在控制尿蛋白水平上的效果,研究者設置了3個干預組,分別為:中藥組、ARB組及中藥+ARB組。如將研究假設表述為“比較3組間是否有差異”是不恰當的,原因是所設置的3個干預組,兩兩間比較的預期結果是有區別的。ARB作為臨床常規使用的治療方法是基礎的對照組,單純的中藥與其相比,臨床預期可能僅為中藥能夠和ARB達到類似的療效,這就是統計上的非劣效比較[7];而如果在ARB的基礎上進一步聯合中藥,預期的結果可能是ARB+中藥要優于單獨使用ARB,這就是統計上的優效性比較。至此,上述問題已經分離出了兩個獨立的研究假設,即:中藥與ARB對比的非劣效假設,以及中藥+ARB與ARB對比的優效性假設。如果研究者預對中藥+ARB與單用中藥的效果進行比較,就會產生第三個假設,當然這個假設的合理性和必要性則需要臨床專家予以回答。上述問題還相對簡單,如果再增加ARB雙倍劑量組和中藥+ARB雙倍劑量組,使得總的組別數變為5組,這時研究假設的設置將變得更為復雜,任何兩組間可能建立起的比較,都需要有具體的研究假設(統計)相對應。此時,如發現無法提出明確的研究假設,可能說明最初的組別設置考慮不周,提示需要考慮刪除或者優化組別的設置。提出明確的統計學研究假設,實際上是在幫助研究者理清研究思路,并明確預期可能獲得的研究結果。明確研究假設的原因在于,研究結果的判定須與假設相對應,例如之前提到的非劣效假設,研究方案中必須預先指明非劣效界值,這一界值將參與樣本量的計算過程,而且,在試驗結束后要根據所獲得的研究結果與非劣效界值進行比較,通常通過試驗組與對照組療效差值的95%置信區間(如圖2所示),對研究是否成功進行判定。通過P>0.05來得出組間治療效果相當,以及在獲得分析結果后再給定非劣效界值的做法都是不正確的。
二、主要終點
研究設計確定后,終點指標的選擇也是研究設計的關鍵,主要終點的設定是研究設計的核心問題,其原因在于,主要終點既是樣本量確定的基礎,同樣也是結果評價時判定研究是否成功的標準。關于主要終點的設定,涉及問題非常廣泛,此處僅對幾個比較常見的問題予以闡明[6]。首先,選擇替代終點還是臨床“硬終點”?不同的選擇會導致最終設計樣本量上的巨大差異。一般意義上,替代終點可在相對更短的觀察周期獲得,但早期替代終點上顯示出的治療差異是否能夠傳遞到最終的臨床終點,是研究者必須要考慮的問題,例如,在腫瘤研究中曾經采用瘤體縮小程度作為療效評價的指標,但是由于瘤體的縮小與疾病進展及最終的死亡事件相關程度很低,所以目前的抗腫瘤研究已不再采用這一替代指標作為主要終點。替代指標與臨床硬終點間關聯程度的確認,最好能夠通過薈萃分析證實,而且在很多的治療領域已經存在,被證實且被公認的替代指標。另外,設定唯一的主要終點還是多個主要終點?從統計角度看,更推薦采用唯一的主要終點,因為多終點會導致統計檢驗的假陽性膨脹問題,如想控制假陽性錯誤的水平,最終效果是增加研究的樣本量規模。所以,盡量選擇研究中最為重要、與干預效果最為相關的指標作為主要終點,其他指標都可以算為次要終點。一來可以避免試驗設計過于復雜、控制研究總體規模,而且可以增加研究結果為陽性的機會,因為,存在多個主要終點時,如果要求每個終點都達到預設的標準時,才認為研究“成功”,相當于提高了獲得陽性結果的難度。預對多個重要指標一并進行評價時,復合終點是另外一種選擇,例如:死亡、心梗和卒中這三者的復合就常見于大規模心血管臨床試驗。把哪些終點進行復合必須要結合臨床考慮,復合終點的統計學意義相對明確,通過復合可以提高終點事件的發生率水平,從而在合理的規模下進行研究。假設一項新治療方法可以比傳統方法降低20%的事件率,如果評價的死亡,可能對照的率僅為2%,預證明試驗組和對照組間的死亡率差異(1.6%對2%),可能需要幾萬例的樣本。但是,假設復合終點包括死亡和再入院率,同樣20%的相對降低,當建立在對照組20%的事件率基礎上時,組間的差異則更明顯(16%與20%),此時的樣本規模可能縮小10倍甚至更多。不過復合終點也會引入特定的問題,因為所復合的終點中每一組分對于最終事件率的貢獻程度不同,而本身這些復合在一起的組分其臨床重要性也存在差異,如果上述例子中,最終復合終點的差異主要歸因于再住院,而死亡率在兩組沒區別,這一結果可能受到質疑,因為再住院可能受到社會經濟等多方面因素的影響,可能對直接的干預效果評價帶來偏倚。再者,主要指標的觀察時間點同樣重要,有的治療可能提供的是遠期優勢,需要觀察幾年才能看到效果,同樣,有的治療方法可能在治療即刻就體現效果,但在過后的觀察期與傳統治療間可能并沒有明顯的優勢,這就要求研究者在方案設計階段,結合具體的研究問題選擇合理的觀察時點,同樣,這里的時點指主要指標的“主要時點”,例如,可將服藥4周后的尿蛋白水平作為主要終點,而將治療2周的尿蛋白水平作為次要終點。
三、樣本量的確定
上述研究方案要素不明確的時候,很難對試驗樣本量進行合理準確的測算[8],只有上述研究方案要素都得到確認后,再結合預期療效的估計對研究的樣本規模進行測算[9]。樣本量計算通常需要以下的要素:
1.效應值:所謂效應值實際就是預期療效的估計,在比較兩組時,就相當于主要指標在組間的預期差異。兩組間的差異越大,證明起來就越容易,所需要的樣本量越小。反之兩組差異越小,想證明組間差異需要的樣本量就越多。除組間差異外,主要終點指標的變異也影響樣本量的規模,對于定量指標變異就是標準差,變異大的指標說明其可重復性差、測量誤差大,所以變異的大小與樣本量成正比,同樣的指標如果標準差更大,則需要的樣本量更多。對于定性指標,例如事件發生率,其本身就體現了變異的程度,事件率水平越接近50%,其不確定程度越高,相當于對應的變異更大。效應值的獲得,可以通過文獻、前期研究和臨床經驗,相對準確的預期療效估計,能夠保證試驗設計具有更高的效率。當然,在試驗開始前對效應值進行估計總是困難的,有時更多的需要基于臨床的判斷,例如,所估計的組間療效差異,應具有一定的臨床顯著性,5mmHg(1mmHg=0.133kPa)的收縮壓改變,可能對應的是遠期臨床心血管事件發生風險的降低;反之,如果組間差異過小,即便通過較大的研究樣本量,可能最終獲得的僅僅是統計學顯著的陽性結果,但是該結果可能缺乏臨床意義。
2系統結構設計及實現
2.1功能模塊設計
客戶將儀器委托給檢定機構校準檢定的一般流程是:儀器入庫—儀器校準檢定—出具證書—儀器出庫。儀器入庫過程記錄入庫信息(包括儀器名稱、送校人、送校要求等);儀器校準檢定過程嚴格依據檢定校準流程記錄檢定結果;出具證書過程是在檢定校準結束后出具校準檢定證書;儀器出庫過程記錄出庫日期、付款情況等信息。由此設計測繪儀器校準管理系統的功能模塊,包括登錄驗證模塊、儀器入庫模塊、儀器校準模塊、出具證書模塊、儀器出庫模塊,如圖3所示。為了保證數據的安全性,系統只給特定人員登錄權限,并設置權限級別。對于管理人員來說,他關心的是儀器的送檢情況、檢測人員[4];對于工作人員,他主要關心自己在檢定環節里的那部分工作。一級用戶可以進行所有操作;二級用戶可以使用系統的特定功能(如:出具證書);三級用戶僅能進行記錄查詢。登錄信息和權限級別直接寫入數據庫,在用戶登錄時驗證權限及權限級別,如圖4所示。在這樣的功能結構里,有權限的工作人員能進入系統管理儀器的校準過程;級別的劃分使工作人員僅在權限范圍內操作,保證系統數據的安全性;儀器依次經過儀器入庫、儀器校準、出具證書、儀器出庫四個過程,為一個生命周期;每一過程必須在前面過程完成之后才能進行,實現有序管理。
2.2數據庫設計
2.2.1設計原則及數據結構
數據庫的設計以實現對數據的高效存儲,滿足系統的需求為原則。測繪儀器校準管理系統的數據信息分為三塊:人員登錄數據、校準儀器入庫/出庫數據、儀器的校準數據。不同類型儀器的校準數據不同,例如:全站儀校準包括測距、測角兩塊校準數據;經緯儀只有測角校準數據;測距儀只有測距校準數據。如果給這些數據獨自建表會帶來數據庫操作及編程上的麻煩。因此,將儀器的校準數據集中存儲在一個表,同時合并儀器的入庫/出庫信息,形成一條完整的校準記錄。這樣做的好處是減少了一部分數據冗余,同時避免了數據表間交叉索引造成的查詢麻煩;但其缺點是存在不少空值,不過這對小型數據庫性能的影響可以忽略不計。以下是數據庫中表的部分結構及實例:登錄信息表:用于存儲具有權限人員的身份信息,如表1所示。校準信息表:用于保存整個校檢過程的信息(儀器入庫信息、儀器校準信息、儀器出庫信息。)儀器入庫信息:清單編號、校準編號、樣品類型、送校要求、送校單位、送校人、聯系電話、送校日期、校準費用、維修費用、樣品接收人、樣品名稱、樣品生產廠商、樣品型號、樣品編號、樣品外觀、附件、其它事項,如表2所示。儀器校準信息:加常數校準、周期誤差校準、棱鏡常數、校準棱鏡、校準日期、溫度、氣壓、設施、加常數K、標準不確定度、乘常數、振幅A、振幅A的標準偏差、初相位、校準員、校核者等。如表3所示。儀器出庫信息:證書編號、證書批準人、證書取否、樣品取否、取樣品客戶姓名、取樣品日期、付款情況、發放樣品人等,如表4所示。
技術訪問數據庫
可用于存取數據庫和對數據庫進行操作。它具有一些頂層對象,具體包含:編程人員利用這些對象建立與Access數據庫的聯系,對數據庫進行SQL語句操作。系統的主要功能是通過用戶瀏覽器對服務器上的數據庫執行插入、修改、查詢等操作,并將操作結果顯示在瀏覽器上。下面是通過頁面上實現以上功能的方法:(1)創建數據庫連接和數據庫建立起連接,就能實現同數據庫的交互。的對象提供了連接功能。(2)對數據庫進行查詢、修改、插入等操作對象可以對數據庫進行查詢、修改、插入等操作。這個對象是構架在對象上,也就是對象是通過連接到數據源的對象來下命令的,所以接到哪個數據庫,象命令就下到哪里[5]。Command對象的命令是操作數據庫的SQL語句。根據運行機制,操作請求通過瀏覽器發送到引擎,再調用對象,執行SQL命令,就能實現對數據庫的操作。(3)控件的數據綁定綁定數據到控件(如:Gridview)可以將數據在頁面上進行顯示。對象實例可看作數據在內存中的鏡像,為數據綁定控件提供了可能。
拼車雙方的拼車信息以及線路、時間選擇需要以信息平臺為支撐。信息平臺中界面層主要是用戶可視化的操作,包括用戶登錄、身份審核、信息查詢、信息等功能。系統應用層中主要是雙方相互選擇和信息匹配的處理。
1.1.1定時、定線路拼車信息平臺的功能設計
定時、定線路拼車信息平臺可借助于云儲存與檢索服務,主要包括信息檢索、信息匹配、雙方互選、雙方互評等4大功能。(1)信息檢索功能。車主進入信息平臺,將拼車信息即車輛運行的時間、線路信息在平臺上,并可查詢乘客信息;乘客進入信息平臺,在平臺上提交拼車申請即出行時間、地點、線路信息,并可查詢車主信息。(2)信息匹配功能。系統將車主的時間線路信息和乘客的拼車需求信息匯總,并進行合理匹配。匹配后將結果及時反饋給拼車雙方,以便完成下一步驟。(3)雙方互選功能。車主(乘客)根據自身要求及系統初步配對的信息選擇乘客(車主),若雙方互選,配對成功。否則,系統繼續進行信息配對。當雙方在信息平臺拼車信息后,信息會經該平臺處理,系統把匹配好的信息發給車主和乘車人,供雙方相互選擇。即乘客判斷車主的駕駛能力、車輛狀況是否符合自己的需要,車主判斷乘客的人數、工作地點、時間是否符合自己的出行。如果在雙方互選的過程中不滿意對方要求,可以重新進行信息匹配,直至滿足雙方的需要,從而實現人性化拼車,提高拼車效率。(4)雙方互評功能。拼車完成后,車主和乘客就本次拼車的滿意情況進行互相評價,評價結果將直接記錄為個人信譽,這將影響以后拼車的成功率,拼車雙方都不會愿意找個信譽差的作為拼車對象。對車主而言,信譽差將導致沒人愿意搭乘,從而影響拼車的經濟收入。對乘客而言,信譽差將導致車主不愿給拼車,從而極大影響自己上下班出行的方便性和經濟性。雙方互評可以借助于手機客戶端來隨時隨地的完成評價。
1.1.2定時、定線路拼車信息平臺的界面層設計
目前,該拼車方案實施以江蘇淮陰工學院交通運輸研究所為依托,構建了“定時、定線路”信息技術平臺。
1.1.3定時、定線路拼車信息平臺的系統應用層設計
系統應用層設計過程中,信息匹配是核心步驟,只有快捷高效的信息匹配,才能將結果及時反饋給拼車雙方,以便及時確認選擇。
2基于定時、定線路的上下班拼車方案的實現
定時、定線路的上下班拼車方案以江蘇淮陰工學院交通運輸研究所為依托,并在江蘇淮安部分地區進行了實地運行,運行結果較好,深得上下班拼車人的喜愛。本方案在實際運行前進行了拼車市場的需求調查,并對拼車的時間、線路的選定、拼車費用的制定、拼車車輛及人員的審核、拼車過程的監管以及費用結算等方面都進行了詳細規定,以確保上下班拼車的安全性和經濟性。下面以本方案在長期運行中較為成熟的一條線路———富麗花園到淮海廣場進行舉例分析。富麗花園小轎車使用量大致為6個上班族平均擁有一輛私家車,上班族占絕大多數。淮海廣場位于淮安市中心,是淮安的主干道的交叉口,是全市大部分上班族的必經之路。綜合考慮可得拼車上下班相比于乘坐公交車、出租車和開私家車,具有非常大的優勢,可以極大地節約時間和出行費用。
3基于定時、定線路的上下班拼車的管理
目前,國內主要以網上發帖邀約拼車為主,但由于受到論壇的關注度、信息的規范性等因素影響,拼車成功率比較低。通過對發達國家的成熟拼車模式對比分析,以及考慮我國上班族拼車意識剛剛形成,實行拼車公司化管理模式更加適合我國的實際情況。
3.1拼車公司的主要運營模式
本文的拼車公司是指通過構建拼車信息平臺、組織拼車、提供車輛監管和信息服務等功能的半營利性組織。公司的職責范圍包括獲得地方主管部門支持、提供拼車信息、組織拼車車輛、車輛審核與監管、協助辦理拼車保險等。公司的運營模式為乘客首先在拼車公司實名注冊會員,并繳納一定的費用,該費用在日后拼車過程中直接從拼車系統中扣除,費用結算的依據主要按里程計算。車主也需要在拼車公司進行實名注冊,并繳納一定的保證金,以確保車輛的合法性和安全性。月底時車主直接跟拼車公司結算費用。注冊會員時需要簽訂相關合同,合同內容涉及拼車的線路、車主的權利與義務、乘車人的權利與義務、相關保險事宜、出現交通事故時相關責任分配以及在拼車過程中的相關注意事項。為了防止出現以拼車為專門營利的“黑車”,拼車公司和運管部門可聯合給每位繳納過保證金的車主發一張“拼車證”,在“拼車證”中明確該車主在固定的時間點和固定的路線上可進行拼車,其他時間點和路線均為違規拼車,拼車公司可扣除保證金,交警和運管部門也可按“黑車”進行相應查處。
3.2車主、乘客的管理
拼車公司首先需要對車主進行審核,包括對其家庭和上下班地址、駕駛技能、個人守法與信譽、所擁有車輛的狀況等方面。車主在完成一次拼車行為后,必須向拼車公司發送信息,注明此次拼車是否成功完成。如發生什么特殊情況,應及時向拼車公司信息中心反映。此外,在每次拼車行為完成后,拼車乘客與車主之間應相互評價。對于累計被評價較好的車主,給予一定的優惠補貼,相反,則對其進行警告,嚴重的取消其拼車車主資格。對乘客的審核主要包括:家庭和上下班地址、個人守法與信譽、常用出行工具、收入狀況等方面。對于累計被評價較好的乘客,給予一定的禮品贈送,相反則對其進行警告,嚴重的取消其拼車搭乘資格。
3.3拼車車輛的管理
對拼車車輛進行管理,首先必須對車輛進行詳細審核,包括車輛的安全性能、使用用途、車輛保險和其它使用手續,以確保乘客安全和防止黑車混入拼車行列。其次,可設立舉報有獎制度,鼓勵拼車人員和出租車司機對違規的拼車車輛進行舉報,舉報屬實的進行物質獎勵。公司、運管部門和交警也須隨機地去各個拼車點進行抽查。另外,現在車載GPS越來越普及,公司可利用GPS定位技術對拼車車輛進行定時、定線路監管。
3.4拼車過程中的風險管理
拼車過程中可能主要存在經濟糾紛、交通事故、人身傷害等各種風險。定時、定線路的上下班拼車采用公司化運營,拼車費用由公司統一結算,這大大地減少了拼車雙方直接發生經濟糾紛的可能性。拼車車主必須對車輛購買交強險、第三者責任險、座位險等各種險種,以確保萬一發生交通事故乘客可以得到保險理賠,減少損失。因目前保險公司對拼車發生交通事故的理賠態度不明朗,所以本文強烈建議保險公司針對性地推出拼車意外保險,以解除拼車雙方關于保險理賠的擔憂。該拼車意外險可部分參照旅行意外險進行設計。在不久的將來,拼車必定是一個龐大的市場,保險公司推出的拼車意外險不僅能夠為保險公司吸引更多的顧客,還可以激活拼車市場,提高人們拼車的積極性。