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篇1
计算机和机械电子这两种技术的合并使用，不仅仅限制在工业制造方面上，通过对以下几个例子的分析，能够看出它已经融入到了我们的工作和生活的每一个细节中。
2.1工业机器人
工业机器人是一种有很多用处、能够反复编程的、多自由度的、有很多性能以及能实施自动操纵的操作机构。对于很多简单的、可重复做的工作可以用机器人去做，能够减少劳动强度，使劳动环境变得更好，使人身安全得以保障，加大了生产力度，使用的材料变得更少，还能让产品的质量更好。
2.2自动售货机
自动卖货的机器是由买家挑选货品的类别，外面投进去的货币是经过光传感器辨认货币的值的大小，并且通过PIC使数码管展示其大小，经过判别等一系列的操作完成项任务。CPU经过PLC限制物品的如何移动，经过传动装置把物品移动到出货口，高档的自动卖货的机器还可以有找零钱的功能。自动售货机的使用，使更多的人力和物力得以节省。
2.3农业方面的应用
从目前农业机械的检查测试可以看出，从单个变量到智能化终端的转变，人机交互界面越来越和谐。它能够在屏幕上显示，任意挑选不一样的机组，及其不一样地方的终端信息，能够任意使用数据库的信息，按照操作者的不同需求，可以在屏幕上展示语音、数据、图形等可用的信息；也能把操作的指令、决策按时的送给农机上的智能操作终端，完成自动化的农业制造。
2.4电脑横机
最开始的横机是用手来操纵的，仅仅可以实施很简单制作。但是产品颜色样数的加多，电脑横机便开始产生。设计人员能够使用电脑策画花的类型，使用特别的软件进行数字方面的完善，用计算机指令系统来操作机械的弯沙、脱圈、垫沙等步骤自动完成整个制作，制造成果显著提升。
3计算机技术与机械电子技术的融合发展应用
3.1计算机技术与机械电子技术融合的简介
机电一体化是计算机技术和机械电子技术协同产生的，把电子技术用到动力功能、控制功能、信息处理功能中去，而且联合着计算机软件系统、机械装置一起使用，把几种技术合并在一起，就生成了机电一体化系统。计算机技术、机械电子技术的联合，让他们有了更好的进展，这样不但能用在工业生产中，而且它的联合进展已经进入到了人们生活以及工作的每一个方面。
3.2机电一体化技术应用的领域
在柔性制造系统中，机电一体化技术有了很大程度上的使用。这个系统的主要构成成分包括计算机、数控机床、自动化仓库。能够按照总装线的条件，对工件实施随机地、按照数量地一批一批的加工，而且还能对不一样品种的零星的零件实施制造和加工。计算机技术、机械电子技术合并在一起之后，可编程控制器是使用它最多的。它对继电接触器故障多、消耗能量多的缺点实施了改造，而且能够完全顾及加工的需求，实施不一样的控制程序的制作。
篇2
电子信息技术的发展给国际商务往来带来了极大的便利，十几年前还十分普遍的电报、电传通讯方式已逐渐被表达明确、直接快捷的现代通信方式——电子邮件取而代之。作为现代商务交流重要的沟通形式，商务英语电子邮件正起着越来越重要的作用，已经成为国际商务沟通最基本的联络方式。据调查，在商务交往中约有90%的人利用电子邮件来联系业务(何光明，2006)，人们经常需要与不认识的或不甚了解的人打交道，这就要求在传递信息的过程中要尽量避免出现错误和误解,还要尽可能地缩短发件者和收件者处理这些信息的时间。然而，电子邮件的快速普及往往会让人忽视其应有的规范，在国际商务中，一封不规范的商务电子邮件，不仅会有损公司的形象，也可能会令人费解。若出现信息错误，轻则导致沟通失败，重则带来经济损失。因此，需要建立一种国际间普遍认可的交流原则，让来自于不同文化背景、使用不同母语的人能顺利地进行交流。
礼貌和合作原则是现代语言学中重要的会话理论，它不仅充分体现在会话中,在书面语篇中也被广泛实施（秦晓杰，2001）。由于电子邮件的往来与面对面的会话交流同样具有真实地、有目的的表情达意的功能，因此，指导会话交流的合作与礼貌原则对这种基于商务电子邮件的书面交际同样适用，在国际商务活动中，如果英语电子邮件的写作者不了解必要的合作与礼貌策略以及相应的语言表征方式，会有引起语用失误，进而破坏双方友好合作关系的危险。
一、电子邮件中的合作原则
美国哲学家Grice（1975）认为在日常交际中人们总是在遵守着一套相互合作的基本原则,旨在有效地使用语言以达到交际目的。他在20世纪70年代提出了会话的合作原则（CooperationPrinciple），其中包括了数量准则、质量准则、方式准则和相关准则等四条基本准则。合作原则要求所提供的信息数量适中、真实可靠、清楚简洁、紧扣主题。遵守了这些准则，交流者就能以最直接的方式和最合适的语言进行交际，达到最佳交际效果。就商务电子邮件而言，由于收信的一方在读信时，寄信的一方不在场，无法像在打电话或面谈时根据对方的反应做出及时的调整，因此，电子邮件往来中双方如何表现出“合作”的诚意，要比在电话交谈或当面会谈中双方如何彼此表示友好更加重要。如：
例1：Thankyouforyourletterof12th，Julysendinguspatternsofcottonprints.Wefindbothqualityandpricessatisfactoryandarepleasedtogiveyouanorderforthefollowingitemsontheunderstandingthattheywillbesuppliedfromcurrentstockatthepricesnamed:
QuantityPatternNo.Price(net)
300yards7233pperyard
450yards8238pperyard
300yards8444pperyard
Weexpecttofindagoodmarketforthesecottonsandhopetoplacefurtherandlargerorderswithyouinthenearfuture。
Ourusualtermsofpaymentarecashagainstdocumentsandwehopetheywillbeacceptabletoyou.Meanwhileshouldyouwishtomakeinquiriesconcerningourfinancialstanding,youmayrefertoourbank。
TheNationalBankofNigeria,Lagos
Pleasesendusyourconfirmationofsalesinduplicate。
例2:Wearepleasedtoreceiveyourorderof18th，Julyforcottonprintsandwelcomeyouasoneofourcustomers.Forgoodsorderedwerequirepaymenttobemadebyaconfirmedandirrevocableletterofcreditpayablebydraftatsightuponpresentationofshippingdocuments.Pleaseletusknowimmediatelywhetheryouagreetoourterms.Assoonaswereceiveyourreplyintheaffirmative,weshallconfirmsupplyoftheprintsatthepricestatedinyourletterandarrangefordispatchbythefirstavailablesteameruponreceiptofyourL/C。
Whenthegoodsreachyou,wefeelconfidentyouwillbecompletelysatisfiedwiththem—atthepricesofferedtheyrepresentexceptionalvalue。
Asyoumaynotbeawareofthewiderangeofgoodswedealin,weareattachingacopyofourcatalogueandhopethatourhandlingofthisfirstorderofyourswillleadtofurtherbusinessbetweenusandmarkthebeginningofahappyworkingrelationship。
以上两封信所围绕的是初次定单，均遵循了合作原则中的相关准则，内容安排也十分有序，例1段落安排顺序是:(1)告知收悉信函并向对方表示感谢；(2)关于初次定单列出关于产品的具体信息；(3)告知支付方式；(4)询问销售确认书。例2是例1的回复，及时回复本身就表明了‘合作’意向。按国际惯例，收到邮件者须尽早回复，最迟不能超过四十八小时。即使收件人无法立刻做出答复，也须先回电告知对方已收到邮件，并将尽快给予回复。例2的段落安排顺序为:(1)告知收悉信函表示欢迎;(2)告诉自己的支付方式,承诺确认供应对方所列价格的产品,并安排装运;(3)随函附上目录以求更广泛的商业合作。从这两个例证中可以看出，一封能达到良好沟通目的电子邮件，必须遵守合作原则中的包括数量、质量、方式、相关等准则。
二、电子邮件中的礼貌原则
尽管合作原则概括了人类交际的本质特点，但语用学领域的进一步研究发现，人们在交际过程中并不总是遵循合作原则，常常会故意违反某一准则，但这一定是为了传递一些符合合作原则的信息，使用间接婉转的方式表达一些含蓄的意思（何兆熊，2000），看以下一例:
A:We’llallmissBillandAgatha,won’twe?
B:Well,we’llallmissBill。
例句中,根据合作原则,B违反了量的准则,只说Bill,而不提Agatha，B这样做显然是有意的。由于某种原因他可能并不喜欢Agatha,但碍于情面,不便直说，使得他违反合作原则。为了解释这一现象,20世纪80年代英国语言学家Leech在Grice“合作原则”的基础上，从修辞学、语体学的角度出发，提出了著名的“礼貌原则”(PolitenessPrinciple),其中包括得体、慷慨、赞誉、谦逊、一致和同情等六类，每类包括一条准则和两条次准则，这些准则及次准则的核心内容为：尽量使自己吃亏，而使别人获利，以取得对方的好感，从而使交际顺利进行，并使自己从中获得更大的利益。
当然，人们并非在任何时候、任何地方、对任何人交际都要遵守礼貌原则的，例如，在紧急或意外事件中、在激烈的争辩或紧张工作的场合、或者在十分亲密友好的朋友间不拘礼节的谈话中，礼貌原则可能会让位于话语的内容，屈居次要地位。另外,适度的客套是礼貌，而超度的客套就是卑恭，超过了客套度的界限，就会给人虚假做作、卑微低下的感觉。例如：Webegtoacknowledgereceiptofyourletterdated11thDecember.（我们恳求收到你的12月11日的函。句中“beg"使用不当，过于明显地贬低自己）。因此,我们必须区分“礼貌”和“卑恭”，不要盛气凌人，也没必要低三下四，把握好礼貌原则的度。
商务电子邮件作为一种书面语真实交际手段，一方面具有普通电子邮件的特点,另一方面又有商务函件的特点，与传统商务信函一样，其交际双方同样会遵循以上准则。但是对商务电子邮件与传统商务信函所使用的不同礼貌策略进行比较分析发现，两者对礼貌的重视程度虽然总体上没有显著差异,但侧重点有所不同。商务电子邮件更注重维护对方的积极面子，即希望得到别人的赞许，支持和喜爱的想法，重视保持友好合作关系，倾向于采用“以接近为基础”的积极礼貌策略。而传统商务信函则更客观正式，注重维护对方的消极面子，即不希望别人强加于自己，自己不因迁就别人而受到别人的干涉、阻碍而使自己丢失面子的想法，倾向于采用“以回避为基础”的消极礼貌策略。譬如，同样是还盘，传统商务信函表达方法如：“MayIsuggestthatyoucouldperhapsmakesomeallowanceonyourquotedpriceswhichwouldhelptointroduceyourgoodstomycustomers”，多次使用疑问（mayIsuggest）与模糊限制语（could,perhaps,would）等消极礼貌策略。而商务电子邮件中的表达方法有所不同,例如：“Imetwithmycustomertodayonbothofthebags.unfortunatelythepriceisstillnotverycompetitive，thanksforyourhelp”，则是采取了假设共同点（用了unfortunately，表示写邮件人与对方的利益一致）和关注对方（thanksforyourhelp）等积极礼貌策略。
三、结语
商务电子邮件作为一种新兴的现代商务交流工具，是收信和发信双方真实的互动交际的产物，要求写信人遵守合作与礼貌原則。一方面，写信人需遵守合作原則，采用“合作”策略，及时回复，确保信息数量适中、真实可靠、清楚简洁,并能紧扣主题。另一方面，写信人还需考虑礼貌因素，尊重收信人对“面子”的心理需求，在把握好礼貌原则的度的前提下，实施积极的礼貌策略。总之，在撰写国际商务电子邮件时，应遵循邮件信息明了、内容完整、准确无误、简明扼要、礼貌周到的原则。
参考文献：
篇3
关键词电子技术；25Hz轨道电路；接收器
1系统原理
1.1接收器冗余结构
图1新型微电子接收器（0.5+0.5方案）的冗余结构图
接收器的冗余结构图，每台接收器同时进行两个轨道区段（区段A和区段B）的轨道电路信号和局部电源信号的处理，相邻两个轨道区段可共用两台接收器，这两台接收器中的任一正常工作，均可正常处理这两个轨道区段信号，并驱动这两个轨道区段的后级轨道继电器动作。如图1所示，相对于目前的接收器冗余方案，新型微电子接收器的冗余方案可使每个轨道区段节省一个接收器，从而降低建设成本。在接收器冗余结构图中，当接收器1和接收器2中的某一个发生故障时，若另一个接收器能够正常工作即可确保轨道区段信号的正常处理；同时可以通过接收器的自检功能发出报警，提醒维护人员及时更换故障接收器，从而提高轨道电路的整体可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系统内部采用独立的双套硬件和双套软件，实现一路信号，两路处理，最终通过安全与门判决，输出判决结果。当无论是接收器哪一套硬件或软件出现问题，两路处理结果不一致时，系统输出判决都是导向安全的结果。且仅当两路信号处理的结果完全一致时，安全与门输出相同结果。
2系统构成
如图2所示，新型接收器核心处理部分采用双DSP芯片构成二取二安全结构。主从DSP同时处理轨道电路信号和局部电源信号，分别输出判决信号；将主从DSP的判决结果进行与运算，如果主从DSP的判决信号不一致，接收器输出信号将保持轨道继电器处在落下状态；只有当主从DSP的判决信号一致且满足轨道区段空闲条件时，接收器才会输出驱动轨道继电器吸起的信号，显示轨道区段处于空闲状态；主从DSP任一故障，接收器均不能输出驱动轨道继电器吸起的信号，从而提高接收器安全性。
新型接收器电路模块包括：局部输入隔离电路、轨道输入防雷电路、输入信号采集电路、数据处理电路（DSP芯片）、安全与门电路、输出控制电路、电源电路、通信电路和显示与告警电路。
输入隔离：采用电流互感器将轨道信号和局部信号与后级信号处理模块进行电磁隔离，隔离变压器采用降压方式，当输入的信号出现大的冲击或干扰时，通过变压器进行衰减，加载在后级信号处理电路上的信号将被衰减，对后级信号处理电路起到防护作用。
轨道输入防雷电路：采取大功率双向瞬态防雷管，实现对输入雷电和浪涌的防护。
输入采集电路：将输入交流信号的负半周信号抬高到零电平以上，满足后级单电源工作运放的输入要求，单电源工作可减小器件功耗。
数据处理电路：把输入的25Hz轨道和局部模拟信号通过芯片自带的A/D模数转换器转换为数字信号，对转换后的数字信号进行分析处理，测出轨道输入的25Hz信号幅值及轨道信号与局部信号的相位差，在主处理器采集从处理器的输出信号和后级输出控制电路的输出信号并经其判断接收器正常后，再由主处理器控制显示告警电路，并由主处理器将相关数据通过接收器的通讯电路送监测分机。
安全与门电路：比较主从DSP输出信号，经安全与门判决二者一致方能向后级输出控制电路送出有效信号。
输出控制电路：采用开关电源方式输出驱动轨道继电器的直流电压信号。
通信电路：采用总线方式，向集中监测分机传送25Hz相敏轨道电路接收器采集到的轨道交流电压值、相位角和接收器的工作状态等信息。
显示与告警电路：显示接收器自身工作状态及接收器所处理轨道区段的占用与空闲状态，显示接收器DC24V工作电源及局部电源的正常或故障状态。
3结束语
新型接收器将实现接收器工作状态和轨道电路电气参数的实时在线监测，提高运营维护效率，降低维护人员劳动强度，同时，根据新型25Hz相敏轨道电路接收器的功能和特点，可减少现有接收器和轨道架的数量，大量地减少室内配线，初步分析可节约建设成本约20%。
微电子毕业论文范文模板(二)：微电子控制机电设备在工业中的具体应用论文
摘要：在科学技术快速进步的背景下，工业自动化水平取得了比较明显的提升，在机械制造方面表现的更加明显，基于各种因素的影响，微电子技术得到了相对广泛的应用。基于此，本文详细分析了微电子控制机电设备在工业中的应用，希望能够为实际提供良好的借鉴意义，以供参考。
关键词：微电子；机电设备；工业；应用探讨
信息技术的发展以及先进电子设备的产生催生了机电一体化时代的到来，所谓的机电一体化技术是把电工电子技术、机械技术、信息技术、微电子技术、接口技术、传感器技术、信号变换技术等一系列技术结合，再综合应用于实际的综合技术，现代化自动生产设备可以说为机电一体化的设备。微型计算机在机电一体化系统的作用能够总结成如下三点：第一，直接控制机械工业生产过程；第二，机械工业生产期间加强各物理参数的自动测试，进行测试结果的显示记录，在计算、存储、分析判定并处理测量参数或指标；第三，进行机械生产过程的管理与监督。机电一体化系统里微电子控制机电设备怎样进行适宜计算机选择，怎样设计硬件系统，怎样组织软件开发，怎样对现有计算机系统等进行维护与使用是相当关键的，也是值得探索的
课题。
1微电子控制机电设备系统的组成和原理
在某微电子控制机电系统当中，主要是由PLC、管路压力变送器、变频器等多种设备组成的。在控制系统当中，管路压力变送器主要是检测控制辅助冲量、管路水压、蒸发量等三个变量，接着将数据信号向PLC当中传送，并且通过PLC进行分析和计算，将信号发送信号控制器，通过信号控制器来控制水泵运转，在设计系统的過程中需要与实际情况合理的进行结合，并且对变频器的输出频率进行确认，输出频率在整个系统设计过程中具有非常重要的意义，和系统的控制息息相关，在确定系统输出频率是需要综合性的分析和考虑用水量以及扬程参数等。在整个系统当中控制流程的用水量变化，主要是通过压力变送器向PLC传送的通过PLC进行分析和计算，可以有效的调节循环泵的频率，合理的分配能源，让工作的效率提高，起到节约资源的作用。
2微电子控制机电设备在工业中的具体应用
1）可编程序控制器（PLC）的应用。从PLC的角度进行分析，其主要优势在于具有很强的控制能力，而且稳定性较高，机身体积相对较小，可以有效的和其他的配件进行组合。在工业生产的过程中，因为机电设备往往会占据一定的面积，如果想让其厂房中的占比较高，就一定要注意让厂房的空余面积加大，尽量让控制器的数量减少，让机电设备的数量增多，与此同时还需要注意PLC的节能性较高相比，其他的控制系统可以节约资源，让工业生产的成本支出降低，让企业的经济效益增加，由于PLC设备可以有效的和其他设备之间进行组合，可以灵活方便的在厂房当中进行布设，让一机多用。可以实现让厂房的设备结构进一步得到简化，对设备维护中耗费的人力物力进行控制，减少人力输出，可以将人力有效的分配到工业生产当中，让生产资料的利用效率提高。PLC的另一大优势在于可以通过现场总线和生产设备之间
进行连接，有效的监控工业生产，可以动态化的监控生产的全过程，确保在生产过程中，第一时间解决生产时产生的故障，避免由于机械故障而导致生产进度停滞，让设备的维护开支得到控制，PLC的计算速度很快，可以轻松的对生产时的任何变动进行管理和控制，有效的防止由于设备变化控制器无法及时应对而产生的问题，PLC还可以进行相关的升级，伴随当前经济快速发展，就算生产线当中的产品产生了变动，只需要正确的调整，控制程序也可以符合新产品生产的具体需求。
相比于其他编程操作，PLC控制器在编程的过程中较为方便，员工通过短时间的训练就可以熟练的掌握编程的技巧，在实际操作的过程中工作步骤相对较为简单，可以很容易的掌握设备的维修安装以及操作，由于PLC自带程序编辑器只需要工作人员了解梯形语言，就可以对其进行熟练的掌握。对控制器的工作语言进行了解，当出现故障的时候可以及时的调整和处理控制器。
2）变频器调速器的作用。变频器工作状态分作自动与手动两类，手动工作状态即在PLC结束工作后展开的人工操作行为，经电位器调节能对变频器输出频率进行给定。自动工作状态实质是PLC输出信号为变频器输出频率展开控制。和传统调节阀控制方式相比，PLC控制可节电，更好进行水泵磨损控制，在延长设备寿命与实现系统自动化水平提升中发挥了重要作用。
第一，和传统正弦波控制技术相比，因变频器用到了电压空间矢量控制技术，先进性和独特性在性能上得到充分凸显，同时因其特有的低速转矩大、运行稳定性强、谐波成分小等特征，这对我国电网而言输出电压自动调整功能能充分进行优势发挥。第二，变频器具备外部端子、键盘电位器与多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可输入多种模拟信号（如电流、电压、频率等效范围检测，转速追踪等）；并且变频器可实现摆频运行与程序运行等一系列模式。第三，因变频器全系列元件应用的是西门子产品，有极强的保护性能，可靠稳定，能很好的避免过流、短路、过压等问题，确保本机能正常运行。并且变频器有良好的绝缘耐压性，产品质量好，设定简单等使得其有更强的适用性。
3）电路发挥的作用。在安装PLC和变频器的时候，保证电路的稳定是保障工作的必要。电路在安装过程中，应该采取边安装边测电的方式，这样更能使电流稳定，这同样属于工作期间需引起重视的关键环节。在电路安装完毕之后，不要急着通电，应该先再次检查电路是否安装正确，查看是否有少安装或者多安装的情况。另外，测量一下接触元器件的连接点，这样可以发现一些接触不良的地方，若有漏电情况应该及时对此进行维修。电路在工业中也是起到了很大的作用，在安装电路的时候，一定要小心谨慎，综合考虑多方面因素，不要遗漏一些小问题，有时一些小问题也可能出大错，保证电路的稳定才能更好地协调其他设备的安装稳定。应认真复查电路，查看电路有无正确安装，或存在设备多安装或少安装的现象，同时应认真检测每个接触元器件连接点，明确有无接触不良或短路现象，若发生漏电务必要及时维修与处理。电路调试的具体流程总结如下：
篇4
对于工科本科毕业设计，开题报告是毕业设计研究工作的总纲领，对学生的毕业设计过程起到指导性的作用，阅读大量中外文献是完成毕业设计开题报告的首要工作。对于开题报告工作，最好阅读与该课题相关的国内外文献，明确该课题的研究现状及其研究方向，通过大量阅读，书写文献综述，阐明该课题已经解决的问题和未解决的问题，然后对于未解决的问题进行分类细化，哪些属于国内都没有解决的学术问题，哪些属于国外已经解决而国内没有解决的技术问题。做到心中有数，研究有方向，针对自己的毕业设计课题，提出自己的需要解决的问题及其解决思路、方法等。在此基础上完成开题报告的填写工作。
三、工科毕业设计电子资料问题与对策
工科毕业设计资料主要包括：毕业设计论文、工程图纸以及开题报告等。近年来，毕业设计电子资料逐渐取代纸质资料，方便师生信息交流的同时，也存在一定的问题，亟待完善与改进。
1.毕业设计电子论文格式规范化与对策。
毕业设计论文格式规范化也是培养学生严谨、求实的工作能力的重要途径之一。规范化的毕业设计论文可以给美的视觉效果，更好地展现学生毕业设计劳动成果。但在毕业设计指导过程中也发现存在不规范的论文现象。究其原因：一方是在学生对毕业设计规范化的实施意义认识不到位，另一方面就是指导老师没有严格要求或指导不到位，从思想上根本没有重视本次毕业设计格式规范化的重要性。对于此类问题应对学生进行该方面教育工作，使学生从思想上重视毕业工作，切实重视毕业设计格式规范化的重要性。毕业生通过对自己论文格式的规范化处理，也是在锻炼自己、规范自身的行为，逐步形成一种做事情的态度和方法，为走上工作岗位积累一定的工作经验。
2.毕业设计电子工程图问题与对策。
对于毕业设计工程图纸，传统的方法，工程图纸在绘图室采用手工绘制，随着计算机技术的发展和学生招生数量的增加，计算机绘制越来越适应目前形式的发展，计算机绘图已经逐步替代手工绘图，电子版的图纸很方便师生交流信息，为柔性化的指导工作建立良好的基础。但电子图纸也存在一定的弊端，如学生通过各种手段寻找往届毕业设计图纸，出现毕业设计工程图纸抄袭现象，同时弱化了传统手工绘图的基本能力。对于此类问题，本科毕业设计图纸可以采用电子图纸与手工图纸同时进行的方法，如对于工科机械类毕业设计题目，在给学生下达毕业设计任务书时，要求学生用计算机绘图同时也得采用手工制图相关的零件图。这样可以减少学生在毕业设计过程中抄袭现象，同时又加强了学生手工绘图的基本能力。同时加强论文重复率和相似性检测工作，要求工科类本科毕业设计重复率不能超过10%，可有效杜绝学生大面积抄袭别人的学位论文，举办科学道德与学风宣讲大会，指导学生树立正确科学研究态度。
四、工科毕业设计过程指导问题与对策
1.团队指导与资源优化。
团队具有丰富的学术资源，团队具有集体的智慧，团队具有柔性化的指导优势。因此急需要团队的建立与扩展。团队指导可以将不同的指导老师优质资源共享，实现高效、高质量的毕业设计指导工作，在毕业设计过程中通过优质资源互补原则，借助兄弟院校的试验平台或丰富的理论经验，提高毕业设计的质量。如陕西理工学院可与西安交通大学、西北工业大学、西安理工大学等相距较近的省内高校联合指导学生，也可让学生去兄弟院校进行毕业设计的实验工作，使我校毕业生真正体会到高等教育优质资源共享的精髓，也使得我校毕业生在以后的学习和工作过程中发展速度更快，人际交流与合作能力更强。例如，对于研究增材制造方面的题目，就需要优质资源共享方式，如西安交通大学国家级重点实验室已在增材制造方面取得创造性成就，无论是实验设备，还是实验水平都是国内首屈一指的，甚至在国际上也有一定影响力。所有这一切都是值得我们学习与借鉴的，也可邀请该校的增材制造方面的专家来我校进行学术报告，以激励我校毕业生的求知欲望，拓宽其毕业设计的新思想、新方法。通过资源共享的方式，搭建我校增材制造实验室，为后续的毕业设计学生提供实验的条件和场所。
2.周汇报环节的实施与推进。
毕业设计过程中必须严格要求学生，每周定时安排课题组的汇报与总结，让学生以PPT的形式汇报自己的一周内的工作情况，即使没有进展也要汇报工作。达到一种量变到质变的过程。同时检查学生一周的工作情况，及其对课题的研究进展，包括查阅资料、企业调研、实验进展、CAE软件运算进程、国内外学术领域的研究状况以及该研究能否解决实际的问题。及时发现学生毕业设计工作过程中存在的问题，同时便于指导老师有的放矢地安排和指导学生。课题汇报的目的一方面在于检查学生的工作进度，另一方面培养学生交流表达能力。当然汇报不是走形式，对于本次汇报工作表现相对落后的同学，要求提出改进与后续的措施，否则按照学校毕业设计教学文件规定延迟或终止毕业设计进程。
五、工科毕业设计答辩、成果保护问题与对策
毕业设计答辩是指导老师和毕业设计学生辛苦劳动的收获节点，在毕业设计过程中，在老师的指导下，学生不断地发现问题、分析问题以及解决问题，创新能力、自我表达能力得到了锻炼。如何能够更好地锻炼学生的自我表达能力，首先要扎实做好毕业设计过程中的每一个细小环节，做到有备无患，只有在毕业设计工作过程中付出了，才能在毕业设计答辩过程中心中有数，临阵不慌。也可对毕业设计答辩整个过程进行录像，从录像中发现自己存在的问题，及时纠正，以便更好地适应社会大环境，也为学生提供了良好的锻炼自我表达能力的机会。毕业设计答辩结束后，毕业设计学生可以在老师的指导下，对自己的设计思想、方案及其预期的成果以论文、专利等形式进行保护，一方面在肯定师生辛勤劳动的成果，另一方面在夯实该领域的研究基础，推动科学研究健康成长。
篇5
在爱因斯坦看来，理论物理学的完整体系是由概念，被认为对这些概念是有效的基本原理(亦称基本假设、基本公设、基本定律等)，以及用逻辑推理得到的结论这三者所构成的。因此，理论物理学家所运用的方法，就在于应用那些作为基础的基本原理，从而导出结论；于是，他的工作可分为两部分：他首先必须发现原理，然后从这些原理推导出结论。对于其中第二步工作，他在学生时代已得到很好的训练和准备。因此，如果在某一领域中或者某一组相互联系的现象中，他的第一个问题已经得到解决，他就一定能够成功。可是第一步工作，即建立一些可用来作为演绎的出发点的原理，却具有完全不同的性质。这里并没有可以学习的和可以系统地用来达到的的方法。科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可精密公式来表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理。
爱因斯坦指出，一旦找到了作为逻辑推理前提的基本理，那么通过逻辑演绎，推理就一个接着一个地涌现出来它们往往显示出一些预料不到的关系，远远超出这些原理依据的实在的范围。但是，只要这些用来作为演绎出发点原理尚未得出，个别经验事实对理论家是毫无用处的。实际上，单靠一些从经验中抽象出来的孤立的普遍定律，他甚至么也做不出来。在他没有揭示出那些能作为演绎推理基础原理之前，他在经验研究的个别结果面前总是无能为力。
爱因斯坦把物理学理论分为两种不同的类型，其中之一是“原理理论”。建立这种理论使用的是分析方法，而不综合方法。形成它们的基础和出发点的元素，不是用假设造出来的，而是在经验中发现到的，它们是自然过程的普遍特征，即原理。这些原理给出了各个过程或者它们的理论表述所必须满足的数学形式的判据。热力学就是这样力图用分析的方法，从永动机不可能这一普遍经验得到的事实出发，推导出一些为各个事件都必须满足的必然条件。用探索的演绎法建立起来的相对论，就属于“原理理论”。但是物理学理论大多数是构造性的。它们企图从比较简单的式体系出发，并以此为材料，对比较复杂的现象构造出一幅图像。气体分子运动论就是这样力图把机械的、热的和扩散的过程都归结为分子运动——即用分子假设来构造这些过程。当我们说，我们已经成功地了解一群自然过程，我们的思想必然是指，概括这些过程的构造性的理论已经建立起来了。爱因斯坦认为，构造性理论的优点是完备，有适应性和明确，原理理论的优点则是逻辑上完整和基础巩固。
相对论就是爱因斯坦自觉地运用探索性演绎法的杰作。它不仅以其革命性的新观念和卓有成效的理论结果为人津津乐道，而且它所体现出的科学方法的新颖、精湛以及理论的逻辑结构的严谨，也令人叹为观止。爱因斯坦在创立狭义相对论(1905)时，他依据的仅仅是光行差现象和斐索实验这两个并不充分的实验材料，著名的二阶以太漂移实验即迈克耳孙-莫雷实验，对他并没有直接影响。他主要通过对16岁时想到的“追光”思想实验的沉思，对经典力学和经典电动力学基础的深入考察，发挥了思维的自由创造，提出了两个基本假设——相对性原理和光速不变原理(美国著名科学史家霍耳顿认为，在狭义相对论中，除了被提高为公设的两个基本原理外，爱因斯坦还作了另外四个假定：一是关于空间的各向同性和均匀性，另外三个是定义钟的同步的三个逻辑性质。霍耳顿的学生米勒后来指出，另外的四个假定也是两个基本原理的必然结果，他们不是独立的假设。然后，他以此为逻辑前提，接二连三地推导出了关于运动学和电动力学的结论，著名的质能关系式是他先前根本没有料想到的，这些结论大大超出了两个原理所依据的实在的范围。广义相对论(1915)的建立也是这样。作为广义相对论的两个基本原理，即广义相对性原理和等效原理，前者是爱因斯坦基于把相对性原理贯彻到底的信念（从惯性系推广到加速系)提出的，后者是依据厄缶实验(惯性质量等于引力质量)和升降机思想实验提出的。
在1905年，由于爱因斯坦采用了探索性的演绎法，从而使他能够高屋建瓴、势如破竹，一举砍断了哥尔提阿斯死结(哥尔提阿斯是古代夫利基阿国王，相传他曾把自己的车乘的辕与轭用绳结系住，死得无法解开，声言能解开此死结者，得以结治亚细亚。这个死结后来被亚历山大大帝用剑砍断)，开拓了一个奇妙的新世界。那些恼人的以太漂移实验，那些使人迷惑不解的单极电机电动势的“位置”问题，在爱因斯坦的理论体系中已根本不成其为问题。但是，同时代的博大精深的科学大师，诸如洛伦兹、彭加勒，却热衷于同迈克耳孙-莫雷实验等以太漂移实验打交道，迷恋于做出种种构造性假设，建立他们的构造性理论——电子论和电子动力学。例如，洛伦兹1904年的著名论文尽管声称是以“基本假设”而不是以“特殊假设”为基础的论文，但事实上却包含有11个假设：假设有静止以太，假设静止电子是球形的，假设电子的电荷分布是均匀的，假设电子的全部质量都是电磁质量，假设运动电子收缩，假设电子之间的作用力与分子力相同等等。洛伦兹和彭加勒虽说走到了狭义相对论的大门口，但他们并没有打开这扇大门，其原因固然是多方面的。从方法论上讲，就在于他们运用的是传统的经验归纳法，而没有采用探索性的演绎法。在当时的科学发展的形势下，仅靠个别的经验事实进行归纳，是建立不起什么崭新的理论的。洛伦兹、彭加勒的电子论和电子动力学固然富丽堂皇，但毕竟只是经典物理学的最后的建筑物。它们虽然包罗万象，可是由于不适应科学发展的总趋势，最终还是被人们遗忘了，仅有历史的价值。
二、采用探索性的演绎法是科学发展的必然趋势
从文艺复兴到19世纪的经典科学，一般称为近代科学。在科学史上，这个漫长的时期主要是积累材料和归纳材料的时期。与这一科学发展状况相适应，产生了经典的科学哲学，它始于弗兰西斯•培根的归纳主义。培根认为，科学的发展是从个别上升到一般，从经验归纳出理论。他比喻说，只要及时采摘成熟的葡萄，科学的酒浆就会源源不断。到19世纪，整个科学一般说来还没有摆脱这种“原始”状态，因而经典科学哲学能够得以通过穆勒之手发展成为更完备的经验论形态，经验归纳法依然是正统的科学方法。
在物理学领域，这个时期的最大成就是牛顿力学和麦克斯韦的电动力学。牛顿力学虽则是超越了狭隘经验论的人类理智的伟大成就，但它又同人们的日常经验密切相关。力学中的许多概念都比较直观，可以直接在现实生活中找到某种原型。这种状况掩盖了基本概念和基本原理的思辨性质，甚至牛顿本人也深深陷入这一幻觉之中。他一再声称他“不作假设”，实际上却作了许多假设，他要求人们“必须把那些从各种现象中运用一般归纳法导出的命题看作是完全正确的”。19世纪的经典物理学也具有现象论和经验论的特征：它尽量使用那些接近经验的概念，因而在很大程度上必须放弃基础的统一性。热、电、光都用那些不同于力学量的各个状态的变数和物质常数来描述，至于要在它们的相互关系以及同时间的相互关系中去决定全部变数的任务，主要只能由经验来解决。麦克斯韦及其同代人，在这种表示方式中看到了物理学的终极目的，他们想像这个目的只能纯粹归纳地从经验得出，因为这样所使用的概念同经验比较接近。从认识论上看，穆勒和马赫大概就是根据这个理由来决定他们的立场的。总而言之，这个时期的科学家和科学哲学家大都以为，“理论应当用纯粹归纳法的方法来建立，而避免自由地创造性地创造概念；科学的状况愈原始，研究者要保留这种幻想就愈容易，因为他似乎是个经验论者。直至19世纪，许多人还相信牛顿的原则——“我不作假设'——应当是任何健全的自然科学的基础。”
但是，在某些个别的科学部门，已经悄悄地透进了新时代的曙光；尤其是非欧几何学，它仿佛故意向经验论示威一样，以毋庸置辩的方式显示了理性思维的强大威力和奇妙作用。彭加勒正是在《科学与假设》中通过对非欧几何学的深入研究以及对经典力学和经典物理学的慎密考察揭示出，科学的基本概念和原理不是经验的直接归纳，而只能以经验事实为指导，通过精神的自由活动(其产品即约定)来创造。通过研读彭加勒的科学哲学著作，尤其是通过创立狭义和广义相对论的科学实践，使爱因斯坦清楚地看到，人们可以在完全不同于牛顿的基础上，以更加令人满意和更加完备的方式，来考虑范围更广泛的经验事实。但是，完全撇开这种理论还是那种理论优越的问题不谈，基本原理的虚构特征却是完全明显的，因为我们能够指出两条根本不同的原理，而两者在很大程度上都同经验相符合。这—点同时又证明，要在逻辑上从经验推出力学的基本概念和基本假设的任何企图，都是要失败的。爱因斯坦还清楚地看到，相对论是说明理论科学在现展的基本特征的一个良好的例子。初始假设变得愈来愈抽象，离经验愈来愈远。另一方面，它更接近一切科学的伟大目标，即要从尽可能少的假设或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的事实。同时，从公理引向经验事实或者可证实的结论的思路也就愈来愈长，愈来愈微妙。理论科学家在他探索理论时，就不得不愈来愈听从纯粹数学的、形式的考虑，因为实验家的物理经验不能把他提高到最抽象的领域中去。正是科学发展的这种理论化趋势，使爱因斯坦认识到：“科学一旦从它的原始阶段脱胎出来以后，仅仅靠着排列的过程已不能使理论获得进展。由经验材料作为引导。研究者宁愿提出一种思想体系，它——般地是在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定建立起来的。”他进而指出：“适用于科学幼年时代的以归纳为主的方法，正在让位给探索性的演绎法。”
三、爱因斯坦大胆运用探索性的演绎法的直接动因
只是在广义相对论建立之后，爱因斯坦才把探索性的演绎法作为一个方法论原则从理论上加以论述。可是，早在创立狭义相对论时，他就在研究中大胆运用这一科学方法了，并在思想上对它已有比较深刻的认识。促使爱因斯坦大胆运用探索性的演绎法的直接原因有两个：其一是赫兹、玻耳兹曼、彭加勒等人的思想影响，其二是当时的物理学现状使得他不能不那样做。
在联邦工业大学期间(1896~1900)，爱因斯坦自学了赫兹、玻耳兹曼等科学大师们的著作。赫兹在他的名著《力学原理》(1894)中试图重构力学，为此他仅利用空间、时间和质量三个原始概念。赫兹的力学体系建立在通过科学家个人的“内在直觉规律”从经验引出的公理之上，它能够导出经验预言。赫兹认为“内在直觉规律”的功能像“康德意义上的先验判断”一样，并且声称他的力学重构是演绎系统，与牛顿的《原理》(全称《自然哲学的数学原理》)有许多相同的风格。在这个公理体系中，我们可以推演出与我们的观察记录相对照的可检验的结论，依据该结论与可观察的世界一致还是不一致，来决定这个体系是否正确。尽管爱因斯坦不赞同赫兹的隐质量概念和“把自然现象追溯到力学的主要定律”的长远目标，但是赫兹强调公理描述的威力却给他留下了深刻的印象。这种公理描述与其说在经验材料上预言理论结构，倒不如说在公理和直觉上预言理论结构。
爱因斯坦也自学了玻耳兹曼的《力学讲义》(1897)。在该书中，玻耳兹曼把力学作为物理学的核心，爱因斯坦当然不会同意这种看法的。但是，玻耳兹曼重构力学的方法的下述特点，一定会强烈地震撼爱因斯坦敏感的心弦：“恰恰是力学原理的不明晰性，在我看来不是同时以假设的智力图像为起点而得到的，而是从一开始就以与外部经验相联系的尝试而得到的。”玻耳兹曼的意思很清楚：力学原理的不明晰，在于经验归纳，而不在于智力图像。玻耳兹曼的“智力图像”概念比赫兹的“外部对象的图像或符号”更自由，爱因斯坦可能山此注意到，力学的发展已使原理凌驾于经验材料之上。
彭加勒在《科学与假设》(1902)中对约定主义的论述，对爱因斯坦的探索性的演绎法的形成必定大有裨益，爱因斯坦在“奥林比亚科学院”时期(1902~1904)曾和他的同伴索洛文、哈比希特一起研读过这本脍炙人口的畅销名著。彭加勒通过对数理科学的基础进行了敏锐的、批判性的审查和分析后得出：几何学的公理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定。物理学尽管比较直接地以经验为基础，但它的一些基本原理也具有几何学公理那样的约定特征。例如惯性原理，它不是先验地支配我们的真理，否则希腊学者早就知道它了，它也不是经验的事实，因为人们从来也不能用不受外力的物体做实验，因而无法用实验证实或否证它。经过最终分析，它们化归为约定或隐蔽的定义。因此，彭加勒得出结论说：在数学及其相关的学科中，“可以看出自由约定的特征”；他进而指出：“约定是我们的精神的自由活动的产品”，“我们在所有可能的约定中进行选择时，要受实验事实的引导；但它仍是自由的，只是为了避免一切矛盾起见，才有所限制。”
彭加勒在考察了物理学的理论后认为，物理学有两类陈述——原理和定律。定律是实验的概括，它们相对于孤立的系统而言可以近似地被证实，原理是约定而成的公设，它们是十分普遍的、严格真实的，超越了实验所及的范围。彭加勒还阐述了约定主义的方法论意义。他说，当一个定律被认为由实验充分证实时，我们可以采取两种态度。我们可以把这个定律提交讨论，于是，它依然要受到持续不断的修正，毋庸置疑，这将仅仅以证明它是近似的而终结。或者，我们也可以通过选择这样一个约定使命题为真，从而把定律提升为原理。在彭加勒看来，经典力学和经典物理学的六大基本原理(迈尔原理即能量守恒原理、卡诺原理即能量退降原理、牛顿原理即作用与反作用原理、相对性原理、拉瓦锡原理即质量守恒原理、最小作用原理)就是这样形成的。
彭加勒提出约定主义并不是无缘无故的。在近代科学发展的早期，弗兰西斯•培根提出了经验归纳的新方法，这种方法对促进近代科学的发展起了巨大的作用，但后来却助长了狭隘经验事义的盛行。到19世纪，以惠威尔、穆勒为代表的“全归纳派”和以孔德、斯宾塞为代表的实证主义广为流行，把经验和归纳视为唯一可能的认识方法。到19世纪末，第二代的实证主义的代表人物马赫更是扬言要把一切“形而上学的东西”从科学中“排除掉”。另一方面，康德不满意经验论的归纳主义的阶梯，他把梯子颠倒过来，不是从经验上升到理论，而是以先天的“感性直观的纯形式”(时间和空间)和先天的“知性的纯粹概念或纯粹范畴(因果关系、必然性、可能性等十二个范畴)去组织后天经验，以构成绝对可靠的“先验综合知识”。彭加勒看到，无论是经验论还是先验论，都不能圆满地说明科学理论体系的特征。为了强调在从事实过渡到原理时，科学家应充分有发挥能动性的自由，他于是提出了约定主义。约定主义既要求摆脱狭隘的经验论，又要求摆脱经验论，它顺应了科学发展的潮流，反映了当时科学界自由创造、大胆假设的要求，在科学和哲学上都有其积极意义。
《科学与假设》一书对爱因斯坦的印象极深，他和同伴们花了好几个星期紧张地读完了它。爱因斯坦坦率地承认彭加勒对他的直接影响。他赞同“敏锐的深刻的思想家”彭加勒的约定主义观点，认为概念和公理是思维的自由创造，是理智的自由发明。他这样说过：“一切概念，甚至那些最接近经验韵概念，从逻辑观点看来，都是一些自由选择的约定。
一开始，爱因斯坦也对洛伦兹的电子论（是1895年的论文，而不是1904年的电子论的最终形式）发生过兴趣，这是一种构造性的理论。可是不久，他从普朗克的量子论中看到，辐射具有一种分子结构。这是同麦克斯韦理论相矛盾的，而且麦克斯韦理论也不能导致出正确的辐射压涨落。爱因斯坦在“自述”中谈到了他当时的转变：“早在1900年以后不久，即在普朗克的首创性工作以后不久，这类思考已使我清楚地看到：不论是力学还是热力学(除非在极限情况下)都不能要求严格有效。渐渐地我对那种根据已知事实用构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望了。我努力得愈久，就愈加绝望，也就愈加确信，只有发现一个普遍的形式原理，才能使我们得到可靠的结果。”从此时起，爱因斯坦就断然决定用探索性的演绎法来解决问题。
四、爱因斯坦的探索性的演绎法的特色
作为科学推理的演绎法，可以说是源远流长了。早在古希腊时代，著名的哲学家、形式逻辑的创始人亚里士多德就提出了归纳和演绎这两种逻辑方法，并认为演绎推理的价值高于归纳推理。而古希腊名声最大的数学家欧几里得，在《几何原本》中把几何学系统化了，这部流传千古的名著就是逻辑演绎法的典范。牛顿在建立他的力学理论体系时虽然运用了归纳法，但其集大成著作《原理》的叙述方法却采用的是演绎法。爱因斯坦的探索性的演绎法绝不是这种古老的演绎法的简单照搬。他根据自己的科学研究实践，顺应当时理论科学发展的潮流，对演绎法作了重大发展，赋予了新的内容。也许是为了强调他的演绎法与传统的演绎法的不同，他在“演绎法”前面加上了限制性的定语——“探索性的”，这个定语也恰当地表明了他的演绎法的主要特征。与传统的演绎法相比，爱因斯坦的探索性的演绎法是颇有特色的。这主要表现在以下三个方面。
第一，明确地阐述了科学理论体系的结构，恰当地指明了思维同经验的联系问题，充分肯定了约定在建造理论体系时的重要作用。爱因斯坦把科学理论体系分为两大部分，其一是作为理论的基础的基本概念和基本原理，其二是由此推导出的具体结论。在爱因斯坦看来，那些不能在逻辑上进一步简化的基本概念和基本假设，是理论体系的根本部分，是整个理论体系的公理基础或逻辑前提。它们实际上“都是一些自由选择的约定”；它们“不能从经验中抽取出米，而必须自由地发明出来”。谈到思维同经验的联系问题时，爱因斯坦说：直接经验ε是已知的，A是假设或公理，由它们可以通过逻辑道路推导出各个个别的结论S；S然后可以同ε联系起来(用实验验明)。从心理状态方面来说，A是以ε为基础的。但是在A和ε之间不存在任何必然的逻辑联系，而只有通过非逻辑的方法——“思维的自由创造”(或约定)——才能找到理论体系的基础A。爱因斯坦明确指出：“物理学构成一种处在不断进化过程中的思想的逻辑体系。它的基础可以说是不能用归纳法从经验中提取出来的。而只能靠自由发明来得到。这种体系的根据(真理内容)在于导出的命题可由感觉经验来证实，而感觉经验对这基础的关系，只能直觉地去领悟。进化是循着不断增加逻辑基础简单性的方向前进的。为了要进一步接近这个目标，我们必须听从这样的事实：逻辑基础愈来愈远离经验事实，而且我们从根本基础通向那些同感觉经验相联系的导出命题的思想路线，也不断地变得愈来愈艰难、愈来愈漫长了。”
第二，大胆地提出了“概念是思维的自由创造”、“范畴是自由的约定”的命题，详细地阐述了从感觉经验到基本概念和基本原理的非逻辑途径。爱因斯坦指出，象马赫和奥斯特瓦尔德这样的具有勇敢精神和敏锐本能的学者，也因为哲学上的偏见而妨碍他们对事实做出正确的解释(指他们反对原子论)。这种偏见——至今还没有灭绝——就在于相信毋须自由的构造概念，事实本身能够而且应该为我们提供科学知识。这种误解之所以可能，是因为人们不容易认识到，经过验证和长期使用而显得似乎同经验材料直接相联系的那些概念，其实都是自由选择出来的。爱因斯坦认为，物理学家的最高使命就是要得到那些普遍的基本定律，由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律，并没有逻辑的道路，只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些定律。”
为了从经验材料中得到基本原理。除了通过“以对经验的共鸣的理解为依据的直觉”外，爱因斯坦还指出可以通过“假设”、“猜测”、“大胆思辨”、“创造性的想像”、“灵感”、“幻想”、“思维的自由创造”、“理智的自由发明”、“自由选择的约定”等等。不管方法如何变化，它们都有—个共同点，即基本概念和基本原理只能通过非逻辑的途径自由创造出来。这样一来，基本概念和基本原理对于感觉经验而言在逻辑上是独立的。爱因斯坦认为二者的关系并不像肉汤同肉的关系，而倒有点像衣帽间牌子上的号码同大衣的关系。也正由于如此，从感觉经验得到基本概念和原理就是一项十分艰巨的工作，这也是探索性的演绎法的关键一步。因此，爱因斯坦要求人们“对于承担这种劳动的理论家，不应当吹毛求疵地说他是‘异想天开'；相反，应当允许他有权去自由发挥他的幻想，因为除此以外就没有别的道路可以达到目的。他的幻想并不是无聊的白日做梦，而是为求得逻辑上最简单的可能性及其结论的探索。”
关于爱因斯坦所说的“概念是思维的自由创造”和“范畴是自由的约定”，其中的“自由”并非任意之谓，即不是随心所欲的杜撰.爱因斯坦认为，基本概念和基本原理的选择自由是一种特殊的自由。它完全不同作家写小说时的自由，它倒多少有点像一个人在猜一个设计得很巧妙的字谜时的那种自由。他固然可以猜想以无论什么字作为谜底，但是只有一个字才真正完全解决了这个字谜。显然，爱因斯坦所谓的“自由”，主要是指建立基本概念和基本原理时思维方式的自由、它们的表达方式的自由以及概括程度高低的自由，—般说来，它们包含的客观实在的内容则不能是任意的。这就是作为反映客观实在的人类理智结晶的科学之客观性和主观性的统一。诚如爱因斯坦所说：“科学作为一种现存的和完成的东西，是人们所知道的最客观的，同人无关的东西。但是，科学作为一种尚在制定中的东西，作为一种被迫求的目的，却同人类其他一切事业一样，是主观的，受心理状态制约的。”
第三，明确地把“内在的完备”作为评判理论体系的合法性和正确性的标准之一。在爱因斯坦看来，探索性的演绎法就是在实验事实的引导下，通过思维的自由创造，发明出公理基础，然后以此为出发点，通过逻辑演绎导出各个具体结论，从而构成完整的理论体系。但是，评判这个理论体系的合法性和正确性的标准是什么呢?爱因斯坦晚年在“自述”中对这个问题作了纲领性的回答。他认为，第一个标准是“外部的证实”，也就是说，理论不应当同经验事实相矛盾。这个要求初看起来似乎十分明显，但应用起来却非常伤脑筋。因为人们常常，甚至总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应，从而坚持一种普遍的理论基础。但是，无论如何，这种观点所涉及的是用现成的经验事实采证实理论基础。这个标准是众所周知的，也是经常运用的。有趣的是爱因斯坦提出的第二个标准——“内在的完备”。它涉及的不是理论同观察材料的关系问题，而是关于理论本身的前提，关于人们可以简单地、但比较含糊地称之为前提(基本概念和基本原理)的“自然性”或者“逻辑简单性”。也就是说，这些不能在逻辑上进一步简化的元素要尽可能简单，并且在数目上尽可能少，同时不至于放弃对任何经验内容的适当表示。这个观点从来都在选择和评价各种理论时起着重大的作用，但是确切地把它表达出来却有很大困难。这里的问题不单是一种列举逻辑上独立的前提问题(如果这种列举是毫不含糊地可能的话)，而是一种在不可通约的质之间作相互权衡的问题。其次，在几种基础同样“简单”的理论中，那种对理论体系的可能性质限制最严格的理论(即含有最确定论点的理论)被认为是比较优越的。理论的“内在的完备”还表现在：从逻辑的观点来看，如果一种理论并不是从那些等价的和以类似方式构造起来的理论中任意选出的，那么我们就给予这种理论以较高的评价。
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人类社会迈入新的世纪，全球展开了信息技术革命，并且正以前所未有的方式对社会变革的方向起着决定作用。随着信息化的深入，信息的数量以惊人的速度急剧地爆炸性增加。论文参考网。除了广播、电视、书籍、报纸等各种传统的信息传播媒介之外,又出现了国际互联网、无线上网、手机上网等新的信息传递手段,使信息获取变得更加多样复杂，同样使农业信息获取的渠道增多。面对“信息爆炸”的时代，如何快速高效的进行网络中的农业信息获取成了农业信息工作的首要任务。
在新的环境下，作为农业信息从业人员，应掌握更多的从当前网络中获取农业信息的手段，下面从六个方面说明如何在当前网络中进行农业信息获取。
1、使用专业的农业信息搜索引擎，是农业信息化发展的方向。
要在海量信息中找到所需农业信息，就必须用到专业级的搜索引擎。我国目前现状，农业信息的获取还很困难，特别是急需农业科技信息和市场信息的企业、部门、农户，他们通过综合搜索引擎，并不能迅速找到自己想要的信息。据不完全统计，在农业领域现有各种网站近十万多个，涉及农、林、牧、渔、水利、气象、农垦、乡镇企业及其它农业部门。在这些海量的信息中，如何搜索一个准确的农业信息是农业人员非常关注的问题。因此，针对于中文农业网络资源研发专业化的搜索引擎，实现农业信息的精确搜索是农业信息搜索引擎发展方向。
在专业农业搜索引擎方面，有些网站已经走在前列:
世界范围：(1)农业冲浪(agrisurf.com)。世界上最大的农业专业搜索引擎，提供分类检索和关键词检索,提供大约20 000多个农业相关网站和95个国家与地区的有效链接。
(2) Ceres Online
ceresgroup.com/col/
专门提供农业信息。其搜索功能连接到了农业产业的其它专业人员。日历数据库列出了几百个即将到来的农业活动，气象图提供了世界各地天气情况以及热点信息。论文参考网。
（3）AgEconSearch
agecon.lib.umn.edu/
AgEcon搜索收集，索引包括诸如农业，食品供应，自然资源经济学，环境经济学，农产品贸易及广义的农业经济领域的学术研究全文。
国内相关搜索引擎：
(1)农搜sdd.net.cn/
农搜农业专业搜索引擎的研发得到了中国农业科学院“杰出人才工程”经费的资助。
(2)搜农sounong.net/
中国搜农是在国家科技支撑计划项目和现代农村信息化关键技术研究与示范项目资助下取得的一项重大创新成果，也是第一个面向我国农业企业、农民大户、农业专业技术协会以及广大农业科技人员提供农业通用搜索与农产品供求、农业实用技术、政策新闻等专题的搜索服务。
(3)so.ag365.com/365农业搜索
(4)chinanong.com/华农在线-中国农业信息搜索引擎
(5)086ny.com/soso/超农网农业搜索
(6)3nss.com/Portal/Default.aspx三农搜索网
2、除了农业搜索引擎外，网络中农业信息获取还要有相应的专业智能浏览器。
使用专门开发的面向农业信息获取方面的智能浏览器，可以借助智能浏览器的功能，方便快捷地进行快速搜索、精确搜索，过滤无关信息，提取农业信息，为广大农民用户方便快捷地获取农业信息提供服务。
3、使用在线农业专家系统。
农业专家系统是运用人工智能的专家系统技术，汇集农业领域知识、模型和专家经验等，采用合宜的知识表示技术和推理策略，以信息网络为载体,为农业生产管理者提供咨询服务。传统的农业专家系统在现今的网络条件下变的不适用。现在农业专家系统的发展方向为:在线农业专家系统及实时智能专家系统。
目前国内许多专家系统已经上线并且在使用过程中起到了良好效果。
（1）esa.org.cn/index.asp
广西智能农业信息网，提供作物类、瓜果类、蔬菜类、畜牧类、兽医类和水产类等六类十九种在线专家系统。
（2）nbnky.gov.cn:4000
宁波农经网农业专家系统，提供了蔬菜病虫害专家系统、河蟹养殖专家系统、家兔养殖专家系统、海水养殖系列专家系统、网箱养鱼专家系统等二十八种在线专家系统。
（3）hebaic.com.cn/index.do?templet=er_zjxt
河北农业技术推广网、河北农业智能信息网专家系统，提供金丝小枣栽培专家系统、养牛管理专家系统、无公害番茄专家系统等三十余种在线专家系统。
（4）zjxt.hzagro.com/
农业专家系统.net，杭州市科技局、杭州市农办主办提供了水果干果、蔬菜种植、花卉苗木、中药材、水产养殖、畜禽养殖等类七十余种在线农业专家系统。
（5）202.107.249.147/
丽水市农业专家知识系统，提供了花卉苗木、食用菌、笋竹、蔬菜、水产、中药材、其它等十类八十五种在线农业专家系统。
4、进行农业信息智能分析。
农业信息智能分析是应用智能化技术代替传统方法进行农业信息分析的新的研究领域。它主要是围绕农业生产、农产品市场、农业经营管理、农业科技中的分析对象, 进行智能化地信息自动采集、存储、管理、计算、判别等的过程,可模仿、代替专家,解决农业中波动分析、风险识别、早期预测、效果评价等诸多问题。目前农业智能分析技术在我国已投入实际使用。
（1）农业部的“农作物遥感监测系统”,通过采用遥感和地理信息系统手段,及时动态地监测农作物生长状况,解决了依赖实地调查、手工记录、数据上报等传统信息获取方式的不足。针对数据和信息源不足、渠道不畅等问题,农业系统开展了“农产品市场监测预警系统”的开发与应用,定期对粮、油、果、菜、畜产品等主要农产品的生产、需求、进出口、市场行情,进行动态监测、分析,为政府部门、生产者和经营者提供了决策参考。
（2）中国农科院智能化农业预警技术与系统重点开放实验室,构建了全国农产品供求平衡分析预测模型体系框架,开展了12种主要农产品的市场供求分析预测。利用网络抓取技术、数据挖掘技术,已经能从海量的信息中获取市场波动的隐性信息。论文参考网。并建立了主要农产品供求信息库,能对12种主要农产品的市场行情进行趋势分析与展望。
5、使用专业农业网站、专业农业论坛、专业农业交流圈。
传统的专业农业网站及专业农业论坛仍然是广大农民互联网上获取农业信息的主要渠道。另外基于新兴的WEB2.0技术组建的专业农业交流圈能大大增强访问者之间的互动也迅速发展，大有前途。
国内专业农业网站及农业论坛：
（1）202.127.45.50/
中华人民共和国农业部，中国农业信息网。
（2）zgny.com.cn/
中国农业网，农业企业的商务信息平台。
（3）chinabreed.com/
中国养殖网，最大畜牧行业门户网站，提供养殖、饲料、养猪、养鸡、养牛、 养羊、家禽、兽药、特种养殖及畜牧机械相关信息。
（4）aweb.com.cn/
农博网，国家农村信息服务示范项目，以“服务农业,E化农业”的宗旨，为涉农人群提供农业资讯、农产品电子商务、农业论坛以及农业人才服务。
（5）12582.com/
农信通农村信息网，涉农生活服务移动互联网平台,提供最新农业信息，化肥、饲料、农机等价格行情，农民工招聘、就业信息；食品、水果、蔬菜等农产品交易信息，是城乡互动、乡村旅游、农家乐的综合展示窗口。
（6）feedtrade.com.cn/
中国饲料行业信息网，为饲料生产加工、饲料原料贸易、饲料添加剂及畜牧养殖企业提供全面的新闻、行情、价格和分析预测等信息资讯服务。
（7）yuanlin.com/
中国园林网,提供园林绿化苗木资讯,园林绿化景观,园林绿化苗木工程,园林绿化设计 ,等方面信息,为相关园林绿化苗圃企业提供商铺,是园林绿化,苗木园艺的专业园林绿化门户。
（8）bbs.aweb.com.cn/
中国三农论坛，博览天下农事，关注农村、关心农业、关爱农民。
6、除了以上信息资源外,专题讨论组、电子论坛等也可以方便地为相同科学领域的农业专家提供交流空间,这也是当前网络获取农业信息资源的重要方式之一。
参考文献：
[1]《不同搜索引擎在农业领域的应用效果对比》，刘艳华、徐勇。《农业网络信息》2009年08期.
[2]《互联网上农业信息资源的整合、利用与管理研究》，严方。《华中农业大学》，硕士论文.
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目前，由于高考制度的影响使得现在的学生死记硬背已成惯性，对知识点的理解和融会贯通及深层探索能力下降，大多是学生觉得物理难学，这正是缺乏学习能力的一种表现。因此，按照知识经济对人才的要求，大学物理教学的首要任务是培养学生的学习能力。
二，知识经济要求大学生所具备的自主学习能力
知识经济要求在大学物理教学中应该培养学生的哪些自主学习能力呢？
1.认知规律、发现问题的能力。由于学生在未来知识经济时代中主要是通过自学来获得知识，所以，在大学物理教学中首先要培养学生认知规律、发现问题的能力。包括会读书、善观察、勤思考等基本能力。根据物理学科的特点是：知识结构严谨，推理严密。让学生发现并掌握物理学的规律对培养学生的自学能力会大有益处，从长远观点看，对他们今后阅读或撰写自然科学论文也是有好处的。因此，在教学中不仅要求学生在课堂教学中重视阅读教材，而且还要求学生在学完一个知识体系后，及时整理归纳，构架起物理的思想，以促进他们在今后生活、工作中的自学，奠定重要的基础。
2.正确运用物理概念进行判断、推理、分析、综合的能力。学生有了这种能力，就能在未来知识经济时代中，把从客观世界观察到的事物，或从文献阅读中得来的信息，借助思维的加工处理，内化为个体系统化的知识提供有力的条件。根据物理教材的特点，在教学中可通过物理学概念的形成、模型的建立来引导学生从事实出发进行抽象概括；通过从已知推导出未知，获取新知，使学生加深对知识的理解和提高综上所述合运用知识的能力，懂得推理的科学方法；通过引导学生总结正确的解题思路，提高运用知识解题的能力；通过指导学生及时总结整理所学知识，掌握知识之间的内在联系，使头脑中的知识形成体系。此外，在教学中还要注意培养物理观察能力、实验操作能力、运用数学知识解决物理问题的能力。
三、知识经济要求在在大学物理教学中重视培养学生的创新意识和创造能力
知识经济的发展将主要依赖于一个民族的创新意识和创造能力，依赖于知识的不断更新和广泛应用。因此，培养具有高度创新意识和创造能力的人才，是知识经济对教育的根本要求。
物理学是最适合对学生进行创造能力的培养的科目，因此，我们在大学物理教学中必须适应知识经济的要求，注意培养学生的创新意识和创造能力。那么如何在物理教学中培养学生的创新意识和创造能力呢？首先，在课堂上鼓励学生异想、猎奇，例如，在“讲分子运动论”时，可用这样的问题来激发他们异想，“你对分子运动论的几个观点有怀凝吗？请找一两个实例来佐证你的疑点”。在讲“电子论”内容时，可提问“你对原子结构的假设模型是否相信？你能不能提出一个新的模型？”这些问题学生答不出来或者弄错了也无妨，然而可以激起学生创造思维的“波浪”。
四、知识经济要求在大学物理教学中要重视培养学生的非智力因素
知识经济时代，经济的发展是与整个社会的发展同步前进，相互交融的，不仅高科技知识支撑着经济发展，而且社会的道德规范，价值观念，伦理习俗等文化、心理因素也渗透到经济运行的各个主面和环节，成为重要的制约因素。因此，适应知识经济的教育，不仅要注意知识的传授，而且要重视文化素质和心理素质的培养，全面提高国民的综合素质。非智力因素是人的情感、意志、动机、性格等个性心理品质特征，它区别于智力因素，但又与智力因素有着密切的联系。教学心理研究表明，非智力因素能激活大脑视神经细胞，增强智力活动的内驱力，促进学生综合素质的提高。
因此，重视非智力因素的培养，提高学生的综合素质，是适应知识经济的要求，对学生将来走上社会，胜任工作岗位有着积极的意义。那么，如何在物理教学中培养学生的非智力因素呢？
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1概况美国教育部下属美国教育统计中心(NationalCenterforEducationalStatistics,NCES)是专门收集、比较、分析和报道美国教育统计数据的主要联邦机构,提供持续的、可靠的、完整的和精确的各种教育指数[1]。大学图书馆调查(AcademicLibrariesSurvey,ALS)是美国教育统计中心的调查计划之一,调查统计美国所有能授予各类学位的大学的图书馆的资源、服务和经费等方面的精确信息,供联邦政府和州政府用于战略决策和预算计划。各类接受联邦资助的大学均有义务参与该项调查,因此,这一调查的参与率较高,是美国大学图书馆研究中首选的统计数据。大学图书馆调查始于1966年,开始基本上每三年调查一次,1988年起调整为每二年调查统计一次,是隶属于高等教育综合数据系统(TheIntegrat-edPostsecondaryEducationDataSystem,IPEDS)的一部分。数据的收集和处理由美国统计局承担,美国国家图书馆和信息科学委员会(NCLIS)和美国图书馆协会的研究和统计办公室(ALA-ORS)提供实质性指导。在1990年的大学图书馆调查改进工程中,每州委任一名馆员作为数据协调员,负责和IPEDS的数据协调员一起收集大学图书馆调查数据。2000年起,大学图书馆调查从高等教育综合数据系统中分离出来,成为独立的NCES的图书馆项目,同时采用了网上调查的方式。美国教育统计中心在其网站上公布其调查报告的公开版,也有纸质的报告,同时在网站上设有供各图书馆输入相应的查询范围以了解大学图书馆组的情况的页面,供使用者了解、对比参考使用。
2调查范围大学图书馆调查的范围目前是和高等教育综合数据系统相一致的,即能授予学位(含副学士学位,相当于我国的专科)的高中后教育机构。该调查对大学图书馆有如下定义:⑴有组织地收藏印刷文献或/和其他文献;⑵有经过训练的工作人员根据需要来组织、诠释这些文献,满足客户的信息、文化、娱乐和教育的需求;⑶有读者可以获得工作人员服务的固定的开放时间;⑷有必要的支持收藏、工作人员和开放时间的设施。根据这一定义,有的大学或和其他机构共享图书馆,或不符合上述定义,没有自己的图书馆,就不列入调查范围。2004年全美有3653所大学图书馆符合上述定义,其中87%的大学图书馆参与了调查[2]。和其他几个有名的高等教育机构名录,如每年修订的《美国图书馆目录》(AmericanLibrariesDirectory)、美国图书馆协会(ALA)认证的图书馆学教育计划、美国研究图书馆协会(ARL)、TheOberlinGroup、弗罗里达大学网站上的大学名录、美国律师协会认可的法律学校等大学名录等相比较,ALS的调查范围和它们的差距小于1%~3%之间[3],法律也规定接受国家财政拨款的公立院校图书馆有参加大学图书馆调查的义务,这都表明ALS是美国调查面最广参与率最高的大学图书馆调查。2000年前的几次调查参与率均超过94%,1998年达97%,这几年由于参与面扩大使得参与率有所下降。
3数据的隐私政策不将数据和参与者挂钩,调查参与者的身份无法从公布数据中通过推理和比对数据识别和推测出来,可以保护调查参与者的隐私权,鼓励参与积极性和提升数据的真实性。如当工作人员小于等于二人时,对工资福利这一数据隐藏处理。在美国有相关的法律规定要求,如1974年隐私法案、2002年教育科学改革法案、2001年美国爱国法案和2002年电子政府法案。因此美国教育统计中心的数据分公开和限制使用二个版本。公开的数据在保护合理的隐私的前提下,仍着眼于提供尽可能多的研究信息。公开版上无法看出单个大学图书馆的具体数据。限制使用的数据包含全部信息,只对NCES许可的研究者提供,但任何美国人都可以提出申请。申请人必须说明研究项目的情况、需要限制使用数据的理由和对数据保密的安全性计划,还有专业人员的姓名和职称、估计借阅时间、希望的计算机媒体格式等,在研究报告公开发表前必须首先让NCES过目。NCES审查申请时只要内容和完整性满足条件即释放限制使用数据,没有其他任何的特权或限制。
4调查数据的用途美国的大学图书馆的调查数据使用者为联邦、州和其他与决策有关的人员、议会、负责图书馆拨款的联邦机构、州教育部门、评估检查项目、图书馆管理者、学校管理者、高等教育政策规划者以及各图书馆协会等。数据主要用于为决策者提供计划和比较分析的依据,为各校工作人员提供计划和同组比较分析的依据。典型具体用途如:负责图书馆拨款的联邦机构用于评价图书馆的文献发展、资源共享和网络服务情况;州教育部门对图书馆在全国、地区和州的层次上进行比较;对高校进行评估检查中的质量评价;管理人员、学校管理者和政策制定者用于评价快速发展的技术对馆藏、预算和工作人员的影响;图书馆馆员和管理者用于评价制定有效利用资金的计划,有关工作人员的数据用于建立专业馆员和辅助人员的供需模型;图书馆协会用于对图书馆职业总体状况的评估,其他研究机构用于图书馆学的研究等。调查数据的用途不随国别有太大的差别,显然我国目前的大学图书馆调查统计数据尚没有发挥出其应有的作用。
5统计方法好的统计设计应该和同一领域内的其他调查相比,具有较高的质量、使用界面友好、去伪存真、编辑数据的时间尽可能缩短,统计结果尽快公布。
5.1统计期间以财政年度为该统计的时间,为上年一月到今年九月之间的任何连续的十二个月。由于各校的实际财政年度并不总是从1月1日到12月31日,与学年也不一定吻合,因此以各校的实际财政年度为准,避免了机械地以某一固定日期截止时可能会造成经费和使用情况脱节的报表。这一点,非常值得我们借鉴。
5.2调查的基本流程美国教育统计中心下属有技术工作组,由图书馆界专家中志愿者组成。这一顾问委员会对将要收集的数据的质量定下基准,对图书馆业内出现的革新和新特点对调查的影响提出建议。大学图书馆调查项目的工作人员以此编制调查表草案,最后报美国教育统计中心和高等教育综合数据系统的领导批准实施。批准后的调查表印刷后将通过每州的数据协调员发至各校,经过学校的负责各类数据的办公室转交到图书馆馆长手中,填报后直接寄送或通过电子方式传递到美国的统计局,从2000年起,美国大学图书馆调查采用网上调查的方式,每个馆直接通过NCES的网上数据收集程序将数据提交给美国统计局。数据经过技术处理后返回到美国教育统计中心。美国教育统计中心使用这些数据来公布统计报告,报告附有各类数据报表。
5.3数据的处理在八月份发出注册材料,调查表填报时间为十月到下一年的二月。数据的填报系统具有范围检查、总和检查、一致性检查,也就是说当各馆的填报数据超出合理范围,和该表其他部分矛盾时会有警示。汇总后的每一个州的数据也有和往年数据的比较检查、比例检查、项目总和比较检查。数据直接从各图书馆收集,因此数据的检查和质量控制和网上填表的图书馆工作人员有很大关系。大规模的调查不可避免地有部分数据缺失,不进行处理将无法形成有效的数据库。为形成一个完整的表格,对于未填报的空缺数据在编辑处理后用合理的数据来填充处理,一般采用以下方法填报。1)首先,当预期不改变时,引用上次调查的数据;2)当预期数值改变时,用去年值乘以组增长率中值;3)无法引用上次值时,使用当年组中值增长率;4)无法使用当年组中值增长率,使用当年组中值。调整数值时,具体值之和不等于总值,则调整具体值;若无总值,或总值需调整,则总值调整为各子值的和。所有未填报、推断出来的数据使用标识加以表明。对于一个学校有几个分校,在分校也有图书馆时,一般采取将分馆的数据累加起来并入主馆的统计中,此时尽管没有分馆的具体数据,仍应有分馆或共享有图书馆的记录,以便研究者了解情况。但当分校及分馆是独立运作时,应该各自填报。
5.4数据分类美国大学图书馆调查的数据报表以学校的多种分类方法提供全部数据和汇总数据,主要分类有:①按学校的性质分为公立和私立学校;②按学制分为少于四年制的和四年制及以上的,四年制及以上的又进一步分为学士、硕士和博士类学校;③按学生规模分为少于1500人、1500-4999人之间和5000人及以上的;④依据卡内基大学分类法将大学分为7类。另外,还提供按学校所在州划分的各种图书馆数据。除此外,数据报表还提供总值和生均值,提供体现分布情况的上下四分值和中值,这样就非常方便对统计数据的利用。同时,还有表格呈现每个项目问题的回复率,对于某一州的汇总数据若回复率低于85%,则研究者应该引起注意,考虑数据的普遍性问题。ARCL依学校类别提供指标的中间值、平均值、最高值和最低值。我国的大学图书馆统计数据,分类不够,不利于使用。这和我国的大学分类研究不够有一定关系。统计数据使用者要自己先分类后统计,非常麻烦、工作量很大,也有很多不易分辨的情况。
5.5时间美国的大学图书馆调查,涉及的学校数量很大,有三千多所图书馆参与调查,调查项目较多,统计结果比较丰富,不是简单的罗列,因此数据的收集和处理非常复杂,尽管如此,调查数据的遵循及早的原则,便于使用者的及时利用。为此,从调查表的发放、数据的收集、数据的处理、调查表的设计等多方面着手,使问题简洁便于理解,问题数量适中便于完成。从近几年的公布情况来看,1996年的统计数据在1999年10月公布,1998年的统计数据在2001年6月公布,2000年的统计数据在2003年11月公布,一般在三年不到的时间内。2002年的统计数据至今没有公布,据本人向该项目负责人了解,这是因为数据统计和处理过程中出现了差错,无法公布。作为弥补和遵循尽早的原则,2004年的统计数据在2006年11月就公布了第一时间的浏览版(FirstLook),其正文页数49页,仅为2000年统计报表91页的一半多一点。ACRL和ARL的数据,没有描述性文字,时间比NCES的时间短。
6调查表美国教育统计中心的大学图书馆调查表有以下几部分内容:(1)本调查表和上一调查年度的调查表的变化之处,便于填表人注意;(2)填表说明,具体指导填表要求;(3)调查表正文。
6.1调查表的变化为反映美国大学图书馆在服务、馆藏、经费以及工作人员等方面的不断变化的情况,大学图书馆调查(ALS)的每一调查年度的调查的项目及名称也随时代不断地变化。变化情况大体如表1[4]~[9]:从表1可以看出,调查表的变化反映出大学图书馆的发展变迁。调查项目的不断变迁,还有统计意义上的取舍原因,因此,在借鉴美国大学图书馆的调查表变化的时候,必须考虑到我国大学图书馆的具体情况。如其2002年删除的“纸质图书———种”的调查项目,对于美国大学图书馆来说,由于一直遵循单本购买的原则,因此,此项统计的意义有限。对于我国大学图书馆来说,图书复本一直没有统一认可的采购原则,特别是在近几年大学评估过程中,图书馆年增图书量较大,图书种数(复本量)的变化有很重要的观察价值。电子服务方面,1996年增加了很多问题,随着技术手段进步,诸如图书馆电子目录已经普及,原有的项目已失去统计意义,到2002年又取消了。当然,调查表中有一些项目是一直不变的,长期的调查数据可以很好地反映图书馆的运作情况。从表1还可以看出,调查表的项目或问题数量不是很大,并且还呈下降趋势。可以想见,一个项目繁多的调查无论意义有多么重大,参与者填表的积极性都会遭受严重的打击。
6.2调查表的填表说明每个填表人对调查项目问题的理解,在没有充分说明的情况下,既有无意的误解也有有意的曲解,填表者也可能选择不回答。因此调查表的用词除了必须简单明了,为避免误解,必须对调查表的项目名词逐项解释,对填表时需要注意的事项用文字、必要时通过举例的方法加以说明。所以,调查表的填表说明是调查表不可缺失的重要部分。举例来说,美国大学图书馆调查中,在馆藏中对于“图书、期刊合订本和其他纸质文献(含政府文件)”的解释是:任何印刷、打印、手写、油印等手段形成的,单独装订的单本物理实体,并且是经过编目、分类的,已经可以供使用的,而且通常是计入流通量的文献。复本、期刊合订本计入。本调查表将未分类但以字母顺序排列的期刊合订本也计入,但不包括缩微文献、地图、非印刷书写类型的文献和未编目的文献。无论政府文件是否单独上架,包含通过图书馆目录可以查询到的政府文件[10]。这就明确地区分出电子图书、数字图书,将已购待编和在编图书排斥在外。我国的高等教育基层统计在高等教育统计指标解释中对图书、资料的定义为:图书、资料是指学校图书馆以及院系(所)资料(情报)室拥有的正式出版的书籍和电子出版物(以万册为计量单位)[11]。比较之下,我国对图书的定义阐述不够详细。在没有充分说明的情况下,显然易造成统计数据的不正确。
6.3调查表正文在具体调查问题之前,首先是对填报资格的确认。调查表依据该调查对大学图书馆定义的四个条件(见上文第二节调查范围)进行提问,以确认填报者是统计范围内的大学图书馆。如果不是就不必继续填表了。调查表正文为调查的问题。以2006年的调查表为例,正文一共有八个部分,分述如下:第一部分,公共服务窗口的数量,1个问题。分馆和独立图书馆的数量(不包含主馆或中央馆)。第二部分,工作人员情况,7个问题。包括馆员、其他技术人员、其他有薪人员(不含学生助理工)、学生助理工四类人员的数量,馆员和其他技术人员、全馆所有工作人员二项人员数量的总和,以上六项均折算成全日制,以及这后四项对应的工资金额,再加上一项图书馆雇员的福利情况调查。第三部分,图书馆经费情况,13个问题。分工资、信息资源和运行费用三方面。工资为全馆所有工作人员的工资金额,同第二部分中的问题,1个问题。信息资源分为一次性购买的图书、期刊合订本和其他文献,持续购买的连续出版物,其他信息资源三部分。一次性购买的图书、期刊合订本和其他文献中,又单独分列出电子和视听形式的问题,3个问题;持续购买的连续出版物中,又单独分列出电子形式的,2个问题;其他信息资源有3个问题,文献传递和馆际互借的费用、文献保护费用和其他信息资源的费用。运行费用分为计算机软硬件及维护费用、其他目录利用和网络以及行业联盟服务的费用、所有其他运行费用,3个问题。最后是经费总额,1个问题。第四部分,馆藏情况,首先确认馆藏是否都是电子资源,接着是6个问题。主要是根据资源类型分类的,有图书、期刊合订本和其他纸质文献(含政府文件),电子图书,缩微读物,视听材料,现刊种类,电子参考资源和全文数据库服务,都包含财政年度末拥有量和年增量。第五部分,图书馆服务情况,9个问题。分馆际借阅和文献传递的提供情况、接受情况、流通量和对团体的信息服务。馆际借阅和文献传递的提供和接受情况均分不归还的和归还的情况统计,接受情况中还有从商业服务机构中获取的文献的情况,加上提供和接受的总数,共计6个问题。流通量问题分普通流通和保留量2个子问题。对团体的信息服务分讲座的次数和参加总人数2个问题。第六部分,图书馆典型周的服务情况,3个问题,为开放时间、人次和参考咨询量。第七部分,电子服务,为4个是非问题。图书馆工作人员是否数字化文献?是否通过电子邮件或网络提供参考服务?是否有为残障读者提供的技术支持?是否有学生的电子论文?第八部分,信息素养,3个是非题。学校是否有信息素养的定义?在学校的使命中是否包含信息素养?学校的战略计划中是否有信息素养,如果有的话,是否在学校层面上有相应的委员会来实现信息素养的战略计划,该战略计划是否正式确认图书馆在信息素养教育中的作用?该大学图书馆调查表对各馆读者数没有调查,但由于高等教育综合数据系统同样是NCES的调查项目,因此数据的共享使得大学图书馆调查的统计数据中包含有各馆的生均数据信息。
7主要指标的文字报告统计报告在报告开头还对大学图书馆的主要指标用客观性文字重点揭示,并且在每一重要数据后面附上详细报表的具体序号和所在页码,便于统计数据利用者使用。通过阅读这些客观描述的文字,用不着逐一翻看数量较多的数据表格,可以大体上了解大学图书馆的状况和变化。
三我国大学图书馆调查统计存在的主要问题
1不能全面客观反映现状高等教育基层统计报表尽管参与率很高,但涉及图书馆的调查项目极少;高校图工委的调查项目多,也存在“从填报结果看,存在着严重的填报率低、数据不准确问题”[12]。目前的调查统计数据不能全面客观地反映大学图书馆的状况,无法形成我国大学图书馆的全方位数据轮廓。由于这一基础性的缺陷,大学图书馆的现行评估体系本身有着不可避免的盲目性,对大学图书馆的资金投入和合理利用根本无法作出合理的规划和考核,大学图书馆工作人员供需的数量和质量的随意性大,大学图书馆的科学发展难以期盼。
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Keywordscomputercontrol，heating，boiler
5.1供暖热水锅炉房内监测与控制的主要目的应为：
·提高系统的安全性，保证系统能够正常运行；
·全面监测并记录各运行参数，降低运行人员工作量，提高管理水平；
·对燃烧过程和热水循环过程进行有效的控制调节，提高锅炉效率，节省运行能耗，并减少大气污染。
对于热水锅炉，可将被监测控制对象分为燃烧系统和水系统两部分分别进行讨论。整个计算机监测控制管理系统可按图5-1形式由若干台现场控制机（DCU）和一台中央管理机构成。各DCU分别对燃烧系统、水系统进行监测控制，中央管理机则显示并记录这两个系统的在线状态参数，根据供热状态况确定锅炉、循环泵的开启台数，设定供水温度及循环流量，协调各台DCU完成各监测控制管理功能。
5．1．1燃烧系统监测与控制
图5-1锅炉房计算机的监控系统
对于链条式热水锅炉，燃烧过程的控制主要是根据对产热量的要求控制链条速度及进煤挡板高度，根据炉膛内燃烧状况及排烟的含氧量及炉膛内的负压度控制鼓风机、引风机的风量，从而既根据供暖的要求产生热量，又获得较高的燃烧效率。为此需要监测的参数有：
·排烟温度：一般使用铜电阻或热电偶来测量；再配之以相应的温度变送器，即可产生4～20mA或0～10mA的电流信号，通过DCU的模拟量输入通道AI即接入计算机。
·排烟含氧量：目前较多采用氧化锆传感器，可以对0.1%～21%范围内的高温气体的含氧量实现较精确的测量，其输出通过变送器后亦可转换为4～20mA或0～10mA电流信号。
·空气预热器出口热风温度：同上述测温方法。
·炉膛、对流受热面进出口、省煤器出口、空气预热器出口、除尘器出口烟气压力：测点可根据具体要求增减，一般采用膜盒式或波纹管式微压差传感器，再通过相应的变送器变为4～20mA或0～10mA电流信号，接入DCU的AI通道。
·一次风、二次风风压，空气预热器前后压差：测量方法同上。
·挡煤板高度测量：通过专门的机械装置将其转换为电阻信号，再变成标准电流信号，送入DCU的AI通道。
·供水温度及产热量：由水系统的DCU测出后通过通讯系统送来。
燃烧系统需要控制调节的装置为：
·炉排速度：由可控硅调压，改变直流电机转速
·挡煤板高度：控制电机正反转，通过机械装置带动挡板运动
·鼓风机风量：调鼓风机各风室风阀或通过变频器调风机转速
·引风机风量：调引风机风阀或通过变频器高风机转速
为了监测上述调节装置是否正常动作，还应配置适当的手段测试上述调节装置的实际状态。炉排速度和挡煤板高度可通过适当的机械机构结合霍尔元件等位置探测传感器来实现，风机风量的调节则可以通过风阀的阀位反馈信号或变频器的频率输出信号得到。
燃烧过程的控制调节主要包括事故下的保护，启停过程控制，正常的燃烧过程调节三部分。
·事故保护：这主要是由于某种原因造成循环水停止或循环量过小，以及锅炉内水温太高，出现汽化。此时最重要的是恢复水的循环，同时制止炉膛内的燃烧。这就需要停止给煤，停止炉排运行。停止鼓风机，引风机。DCU接收水温超高的信号后，就应立即进入事故处理程序，按照上述顺序停止锅炉运行，并响铃报警，通知运行管理人员，必要时还可通过手动补入冷水排除热水，进行锅炉降温。
启停控制：启动点火一般都是人工手动进行，但对于间歇运行的锅炉，封火暂停机和再次启动的过程则可以由DCU控制自动进行。封火过程为逐渐停止炉排运动，停掉鼓风机，然后停止引风机。重新启动的过程则是开启引风机，慢慢开大鼓风机，随炉温升高慢慢加大炉排进行速度。
正常运行调节：正常运行时的调节主要是使锅炉出口水温度维持在要求的设定值，同时达到高燃烧效率，低排烟温度，并使炉膛内保持负压。这时作为参照的测量参数有炉膛内的温度分布、压力分布、排烟含水量氧量等。锅炉的给煤量可以通过炉排速度和挡煤板高度（即煤层厚度）确定，鼓风机则可以根据空气预热器进出口空气的压差判断其相对的变化，此时可以调整控制量有炉排速度、煤层厚度（调整挡煤矿板高度）、鼓风机转速、各风室风阀、引风机转速或风阀。上述各调节手段与各可参照的测量参数都不是单一的对应关系，因此很难用如PID算法之类的简单控制调节算法。目前，控制调节效果较好的大都采用"模糊控制"方法或"规则控制"法，都是根据大量的人工调节运行经验而总结出的调节运行方法。
当燃烧充分时，锅炉的出力主要取决于燃煤量，因此锅炉出口水温的控制主要靠炉排速度及煤层厚度来调节，煤层厚度与煤种有很大关系，炉膛内燃烧状况可以通过炉膛内温度分布及煤层风阻来确定。燃烧充分时炉膛内中部温度最高，炉排尾部距挡渣器前煤已燃尽，温度降低。鼓风机则应根据进煤量的增减而增减送风量，同时通过观测排烟的含氧量最终确定风量是否适宜。引风机则可根据炉膛内负压状态决定运行状态，维持炉内微负压，从而既保证煤的充分燃烧，又不会使烟气和火焰外溢。根据如上分析，可采用如下调节规则：
每h一次，根据炉膛内温度分布调整煤层厚度及炉排速度，最高温度点后移，则将炉排速度降低5%，同时将挡煤板提高5%，当最高温度点前移时，则将炉排速度提高5%，同时将挡煤板降低5%。
每2h一次：若出水温度高于设定值2℃以上，则将炉排速度降低5%，若出水温度低于设定值2℃以上，则将炉排速度加大5%，加大和减小炉排速度的同时，还要相应地将鼓风机转速开大或减小。当采用风阀调整鼓风量时，则调阀，观察空气预热器前后压差使此压差增大或减少10%。
每15min一次：若排烟含氧量高于高定值，则适当减少鼓风同风量（降低转速或关小风阀），若低于高定值，则增加鼓风机风量。
每15min一次：若炉膛负压值偏小（或变为正压），加大引风机转速或开大风阀，若负压值偏大，则降低引风机风量。
以上调节规则中，所谓"合理的炉膛温度分布"取决于锅炉形式及测温传感器安装位置，需通过具体运行实测分析后，给出"合理"，"最高温度前移"，"最高温度后移"的判据，然后将其再写入DCU控制逻辑中。同样，排烟含氧量的设定值，含氧量出现偏差时对鼓风机风量的修正等参数也需要在锅炉试运行后，根据实际情况摸索，逐步确定。当然这几个修正量参数也可以在运行过程中通过所谓"自学习"的方法得到，在这里不做过多的讨论。
5．1．2锅炉房水系统的监测控制
锅炉房水系统的计算机监测控制系统的主要任务是保证系统的安全性；对运行参数进行计量和统计；根据要求调整运行工况。
·安全性保证：保证主循环泵的正常运行和补水泵的及时补水，使锅炉中循环水不会中断，也不会由于欠压缺水而放空。这是锅炉房安全运行的最主要的保证。
·计量和统计：测定供回水温度和循环水量，以得到实际的供热量；测定补水流量，以得到累计补水量。供热量及补水量是考查锅炉房运行效果的主要参数。
·运行工况调整：根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速，调整循环流量，以适应供暖负荷的变化，节省运行电费。
图5-2为由2台热水锅炉、4台循环水泵构成的锅炉房水系统示意图。图中还给出建议的测量元件和控制元件。
2台锅炉的热水出口均安装测温点，从而可了解锅炉出力状况。为了了解每台锅炉的流量，最好在每台锅炉入口或出口安装流量计，一般可采用涡街式流量计。涡街式流量计投资较高，可以按照图5-2那样在锅炉入口调节阀后面安装压力传感器，根据测出的压力p3，p4与锅炉出口压力p1之压差，也可以间接得到2台锅炉间的流量比例。2台锅炉入口分别安装电动调节阀来调整流量，可以使在2台锅炉都运行时，流量分配基本一致，而当低负荷工况下1台锅炉停止或封火，循环水泵运行台数也减少时，自动调节流量分配，使运行的锅炉通过总流量的90%以上，封火的锅炉仅通过总流量的5%～10%，仅维持其不至于过热。
图5-2锅炉房水系统原理及其测控点
温度传感器t3，t4，t5和流量传感器F1一起构成对热量的计量。用户侧供暖热量为，GF1cp(t3-t4)，其中GF1为用流量F1测出的流量。锅炉提供的热量则为GF1cp(t3-t5)，二者之差是用于加热补水所需要的热量。长期记录此热量并经常对其作统计分析，与煤耗量比较，既可检查锅炉效率的变化，及时发现锅炉可能出现的问题，与外温变化情况相比较，则又可以了解管网系统的变化及供热系统的变化，从而为科学地管理供暖系统的运行提供依据。
泵1～4为主循环泵。压力传感器p1，p2则观测网路的供回水压力。安装4台泵时的一般视负荷变化情况同时运行2台或3台水泵，留1台或2台备用。用DCU控制和管理这些循环水泵时，如前几讲所述，不仅要能够控制各台泵的启停，同时还应通过测量主接触器的辅助触点状态测出每台泵的开停状态。这样，当发现某台泵由于故障而突然停止运行时，DCU即可立即启动备用泵，避免出现因循环泵故障而使锅炉中循环水停止流动的事故。流量传感器F1也是观察循环水是否正常的重要手段。当外网由于某种原因关闭，尽管循环水泵运行，但流量可以为零或非常小，此时也应立即报警，通过计算机使锅炉自动停止，同时由运行值班人员立即手动开启锅炉的旁通阀V4，恢复锅炉内的水循环。
泵5，6与压力测量装置p2，流量测量装置F2及旁通阀V3构成补水定压系统，当p2压力降低时，开启一台补水泵向系统中补水，待p2升至设定的压力值时，停止补水。为防止管网系统中压力波动太大，当未设膨胀水箱时，还可设置旁通阀V3来维持压力的稳定。长期使一台补水泵运行，通过调整阀门V3来维持压力p2不变。补水泵5，6也是互为备用，因此DCU要测出每台泵的实际启停状态，当发现运行的泵突然停止或需要启动的泵不能启动时，立即启动另一台泵，防止系统因缺水而放空。流量计F2用来计算累计的补水量，它可以是涡街流量计，也可以采用通常的冷水水表，或有电信号输出的水表。
5．1．3锅炉房的中央管理机
如图5-1所示，可采用一台中央管理计算机与各台DCU连接，协调整个锅炉房及热网的运行调节与管理。中央机主要工作任务为：
·通过图形方式显示燃烧系统、水系统及外网系统的运行参数，记录和显示这些参数的长期变化过程，统计分析耗热量、补水量、外温及供回水温度的变化。
·根据外温变化情况，预测负荷的变化，从而确定供热参数，即循环水量及泵的开启台数、供水温度、锅炉运行台数。将这些决定通知相应的DCU产生相应原操作或修改相应的设定值。负荷的预测可以根据测出的以往24h的平均外温w来确定：
(5-1)
式中为Q0设计负荷，t0为设计状态下的室外温度，Q为预测出的负荷。考虑到建筑物和管网系统的热惯性，采用时间序列的方法来预测实际需要的负荷，可能要更准确些。
式（5-1）中的负荷尽管每h计算一次，但由于是取前24h的平均外温，因此它随时间变化很缓慢。每hQ的变化ΔQ仅为：
（5-2）
其中tw,τ-tw,τ-24为两天间同一时刻温度之差，一般不会超过5℃，因此ΔQ的变化总是小于Q的1%，所以不会引起系统的频繁调节。
根据预测的负荷可以确定锅炉的开启台数Nb：Nb≥Q/q0，其中q0为每台锅炉的最大出力。由此还可确定循环水泵的开启台数。
要求的总循环量G=max（Q/(Δt·cp）Cmin)，其中Gmin为不产生垂直失调时要求的最小系统流量，Δt为设定的供回水温差。由于多台泵并联时，总流量并非与开启台数成正比，因此可预先在计算机中预置一个开启台数成正比，因此可预先在计算机中预置一个开启台数与流量的关系对应表，由此可求出要求的运行台数。
·分析判断系统出现的故障并报警。锅炉及锅炉房可能出现的故障及由计算机进行判断的方法为：
--水冷壁管或对流管爆管事故此时补水量迅速增加，炉膛内温度迅速下降，排烟温度下降，炉膛内温度迅速下降，排烟温度下降，炉膛内压力迅速由负压变为正压。
--水侧升温汽化事故此时锅炉热水出口温度迅速提高，接近达到或超过出口压力对应的饱和温度。
--锅炉内压力超压事故测出水侧压力突然升高，超过允许的工作压力；
--管网漏水严重测了水侧压力降低，补水量增大；
--锅炉内水系统循环不良测出总循环水量GF1减少很多，压差p3-p1或p4-p1加大；
--除污器堵塞测出总循环水量GF1减少，当阀门V1、V2全开时压差p3-p2、p4-p2仍偏小，说明压力传感器p2的测点至循环水泵入口间的除污器的堵塞。
--炉排故障测出的炉排运动速度与设定值有较大差别；
--引风机、鼓风机、水泵故障相应的主接触器跳闸，或所测出的空气压差或水循环流量与风机、水泵的设计状况有较大出入。
利用计算机根据上述规则及实测运行参数不断进行分析判断，即可及时发现上述事故或故障，并立即采取报警和停炉等相应的措施，从而防止事故的进一步扩大或故障转化为事故，提高运行管理的安全性。
5．2蒸汽-水和水-水换热站的监测与控制
对于利用大型集中锅炉房或热电厂作为热源，通过换热站向小区供热的系统来说，换热站的作用就同上一节的供暖锅炉房一样，只是用热交换器代替了热水锅炉。
图5-3为蒸汽-水换热站的流程及相应的测控制元件。水侧与图5-2一样，控制泵5、6及阀V2根据p2的压力值补水和定压；启停泵1～4来调整循环水量；由t2，t3及流量测量装置F1来确定实际的供热量。与锅炉房不同的是增加了换热器、凝水泵的控制以及蒸汽的计量。
图5-3蒸汽-水换热站的测量与控制
蒸汽计量可以通过测量蒸汽温度t1、压力p3和流量F3实现，F3可以选取用涡街流量计测量，它测出的为体积流量，通过t1和p3由水蒸气性质表可查出相应状态下水蒸气的比体积ρ，从而由体积流量换算出质量流量。为了能由t和p查出比体积，要求水蒸气为过热蒸汽。为此将减压调节阀移至测量元件的前面，如图5-3中所示，这样即使输送来的蒸汽为饱和蒸汽，经调节阀等焓减压后，也可成为过热蒸汽。
实际上还可以通过测量凝水量来确定蒸汽流量。如果凝水箱中两个液位传感器L1、L2灵敏度较高，则可在L2输出无水信号后，停止凝水排水泵，当L2再次输出有水信号时，计算机开始计时，直到L1发出有水信号时，计时停止，同时启动凝水泵开始排水。从L2输出有水信号至L1开始输出有水信号间的流量可以用重量法准确标定出，从而即可通过DCU对这两个水位计的输出信号得到一段时间内的蒸汽平均质量流量，代替流量计F3，并获得更精确的测量。当然此处要求液位传感器L1、L2具有较高灵敏度。一般如浮球式等机械式液位传感器误差较大，而应采取如电容式等非直接接触的电子类液位传感器。
加热量由蒸汽侧调节阀V1控制。此时V1实际上是控制进入换热器的蒸汽压力，从而决定了冷凝温度，也就确定了传热量。为改善换热器的调节特性，可以根据要求的加热量或出口水温确定进入加热器的蒸汽压力的设定值。调整阀门V1使出口蒸汽压力p3达到这一设定值。与直接根据出口水温调整阀门的方式相比，这种串级调节的方式可获得更好的调节效果。
供水温度t3的设定值，循环泵的开启台数或要求的循环水量的确定，可以同上一节一样，根据前24h的外温平均值查算供热曲线得到要求的供热量，并算出要求的循环水量。供水温度的设定值t3,set可由调整后测出的循环水量G、要求的热量Q及实测回水温度t2确定：
t3,set=t2+Q/（cp·G）
随着供水温度t3的改变，t2也会缓慢变化，从而使要求的供水温度同时相应地改变，以保证供出的热量与要求的热量设定值一致。
对于一次网为热水的水-水换热站，原则上可以按照完全相同的方式进行，如图5-4。取消二次供水侧的流量计F1，仅测量高温热水侧的流量F3，再通过即可和到二次侧的循环水量，一般高温水温差大，流量小，因此将流量计装在高温侧可降低成本。测量高温水侧供回水压力p3、p4可了解高温侧水网的压力分布状况，以指导高温侧水网的调节。
图5-4水-水换热站的测量与控制
调整电动阀门V1改变高温水进入换热器的流量，即可改变换热量。可以按照前述方法确定二次侧供水温设定值，由V1按此设定值进行调节。在实际工程中，高温水网侧的主要问题是水力失调，由于各支路通过干管彼此相连，一个热力站的调整往往会导致邻近热力站流量的变化。另外，高温水侧管网总的循环水量也很难与各换热站所要求的流量变化相匹配，于是往往造成外温降低时各换热站都将高温侧水阀V1开大，试图增大流量，结果距热源近的换热站流量得到满足，而距热源远的换热站流量反而减少，造成系统严重的区域失调。解决这种问题的方法就是采用全网的集中控制，由管理整个高温水网的中央控制管理计算机统一指定各热力站调节阀V1的阀位或流量，各换热站的DCU则仅是接收通过通讯网送来的关于调整阀门V1的命令，并按此命令进行相应的调整。高温水侧面管网的集中控制调节。将在一下节中详细介绍。
5．3小区热网的监测与调节
小区热网指供暖锅炉房或换热站至各供暖建筑间的管网的监测调节。小区热网的主要问题也是冷热不均，有些建筑或建筑某部分流量偏大，室内过热，而另一些建筑或建筑的另一部分却由于流量不足而偏冷。这样，计算机系统的中心任务就是掌握小区各建筑物的实际供暖状况，并帮助维护人员解决冷热不均问题。
测量各户室温是对供暖效果最直接的观测，但实际系统中尤其是对住宅来说，很难在各房间安装温度传感器。比较现实的方法就是测量回水温度，根据各支路回水温度的差别，就可以估计出各支路所负责建筑平均室温的差别。如果各支路回水温度调整到相同值，就意味着各支路所带散热器的平均温度彼此相同，因此可以认为室温也基本相同。一般住宅的回水温度测点可选在建筑热入口中的回水管上。对于大型建筑，可选在设备夹层中几个主要支路的回水干管上。
要解决冷热不均问题就需要对系统的流量分配进行调整，在各支路上都安装由计算机进行自动调节的电动调节阀成本会很高，同时一旦各支路流量调节均匀，在无局部的特殊变化时，系统应保持冷热均匀的状态，不需要经常调整。因此可以在各支路上安装手动调节阀，通过计算机监测和指导与人工手动调节相配合的方法实现小区供暖系统的调节和管理。为便于人工手动调节，希望各支路的调节阀有较准确的开度指示。目前国内推广建研院空调所等几个单位研究开发流量调配阀，有准确的阀位指示，阀位可锁定，并提供较准确的阀位-阻力特性曲线，采用这种阀门将更易于计算机指导下的人工调节。
根据上述讨论，计算机系统要测出各支路的回水温度，并将其统一送到供暖小区的中央管理计算机中进行显示、记录和分析。测出这些回水温度的方法有如下两种方式：
集中十余个回水温度测点设置1台DCU。此DCU仅需要温度测量输入通道。再通过专门铺设的局部网或通过调制解调器经过电话线与小区的中央管理联接。当这十几个温度相互距离较远时，温度传感器至DCU之间的电缆的铺设有时就有较大困难，温度信号的长线传输亦会有一些干扰等影响。这种方式仅在建筑物较集中、每一组联至一台DCU的测温点相距不太远时适用。
采用内部装有单片机的智能式温度传感器，可以连接通讯网通讯或通过调制解调器搭用电话线连至中央管理计算机。这样，可以在距测点最近的楼道墙壁上挂上一台带有调制解调器的温度变送器，通过一根电缆接至回水管上的温度传感器，再通过一根电缆搭接邻近电话线。目前这类设备每套价格可在1000～1500元人民币之间。如果每1000～3000m2建筑安装一个回水温度测点，则平均每m2供暖建筑投资在0.50～1元间。
小区的中央管理计算机采集到各点的回水温度后，可在屏幕上通过图形方式显示，使运行管理人员对当时的供热状况一目了然。还可根据各支路间回水温度的差别计算各支路阀门需要的调整量。对于一般的带有阀位指示的调节阀，这种分析只能采用某种基于经验的规则判断法，下面为其一例：
找出温度最高的10%支路的平均温度max，温度最低的10%支路和的平均温度min，全网平均回水温度。
若max-min<3℃，不需要再做调节。
若max->2℃，将温度最高的10%支路阀门都关小，与相比温度每高1℃关小3%5～%；
若max-<-2℃，将温度最低的10%支路阀门都开大，与相比温度每高1℃开大3%～5%；
根据上面的分析结果，计算机显示并打印出需要调节的支路及其调节量。运行管理人员根据计算机的输出结果到现场进行手动调节。在供暖初期每3天左右进行一次这种调节。一般经过6～8次即可使一个小区基本实现均匀供热。
采用流量调配阀时可以使调节效率更高，效果更好。此时需要将现场各流量调配阀的实际开度、流量调配阀的开度-阻力特性性能曲线及小区管网的连接关系图输入中央管理计算机，有专门的算法可以根据调整阀门后回水温度的变化情况识别出管网的阻力特性及热用户的热力特性，从而可较准确地给出各流量调本阀需要调整的开度[4]，每次调整后，调整人员需将实际上各调节阀的调整程度输入计算机。计算机进而计算了下一次需要的调整量，像这样一次高速可间隔2～5d。模拟分析与实验结果表明，一般只要进行3～4次调节，即可使各支路的回水温度调整到相互间差值都在3℃以内，实现较好的均匀供热[8]。
目前，许多供热公司和有关管理部门开始提出装设热量计，以按照实际供热量收供暖费，各种采用单片计算机的热量计相应出台。这种热量计多是由一台转子式流量计和两台温度传感器配一台单片计算机构成。转子式流量计每流过一个单元流量即发出一个脉冲，由单片机测出此脉冲，得到流量，再乘以当时测出的供回水温差，即可行到相应的热量，由单片要对此热量值进行累计和其它统计分析就成为热量计。目前的单片机稍加扩充就可以具有通讯功能，通过调制解调器将它与电话线连接，就能实现热量计与小区供暖的中央管理机通讯。这样，不但各用户的用热量能够及时在中央管理机中反映，各用户的回水温度状况还能随时送到中央管理计算机中，从而可以对网的不平衡发问进行分析，给出热网的调节方案。这样，将热量计、通讯网与小区中央管理计算机三者结合，就可以全面实施小区热网的热量计量、统计与管理、运行调节分析三部分功能，较好地解决小区热网的运行、管理与调节。
5．4热电联产的集中供热网的计算机监控管理
热电联产的集中供热网可以分成两部分：热源至各热力站间的一次网，热力站至各用户建筑的二次网。后者的控制调节已在前几节讨论，本节讨论热源至各热力站间的一次网的监控管理。
一次网有蒸汽网和热水网两种形式，对于蒸汽网，各热力站为前面讨论过的蒸汽-热水换热站，一次网的管理主要是各热力站蒸汽用量的准确计量，这在前面也已讨论。下面主要研究热水网的监测控制调节。
若忽略热网本身的惯性，则系统各时刻和热力站换热量之和总是等于热源供出的总热量，此外各热力站一次网循环水量之和又总是等于热源循环泵的流量，不论是冷凝式、抽汽式还是背压式热电厂，其输出到热网的热量都不是完全由各热力站的调节决定，而是由热电厂本身的调节来决定，取决于进入蒸汽-水换热器的蒸汽量。由于热电厂控制调节输出热量时很难准确了解各热力站对热量的需求，同时还要兼顾发电的要求，不能完全根据各热力站需要的热量调整，于是热源供出的热量就很难与各热力站实际需求的热量之和一致，这样，就导致控制调节上的一些矛盾。
为简单起见，假设热电厂向蒸汽-水加热器送入固定的蒸汽量Q0，如图5-5，若此热量大于各热力站需要的热量，则各热力站二次侧调节纷纷关小。以减小流量。由此使总流量相应减少，导致供回水温差加大。如果电厂维持蒸汽量Q0不变则各热力站调节阀的关小并不能使总热量减少，而只是根据网的特性及各热力站调节特性的不同，有的热力产流量减少的多，使得供热量有所减少；有的热力站流量减少的幅度小，则供热量反而电动阀加。同样，如果Q0小于各热力站需要的总热量时，各热力站的调节阀纷纷开大，使流量增加，由此导致供回水温差减小。热力站1，2可能由于热量增大的幅度大于水温降低的幅度，供热量的需求得以满足，但由于流量增大，泵的压力降低，干管压降又减小，导致3，4的资用压头大幅度下降，阀门开大后，流量也增加不多，甚至还要下降，这样，供热量反而减少。由此可见在这种情况下各热力站对一次侧阀门的调节实际是对各热力站之间的热量分配比例的调节，而不是对热量的调节，如果各热力站都是这样独立地根据自己小区的供热需求进行调节，而热电厂又不做相应的配合，则整个热网不可能调整控制好。实际上热电厂也会进行一些相应的调节，例如发现t供升高时会减少蒸汽量，t供降低时会增加蒸汽量，但Q0总是不可能时刻与各热力站总的需求量一致，上述矛盾是永远存在的。
图5-5热电厂与各热力站之间的平衡
因此，就不宜对各个热力站按照第5.1、5.2节中的讨论的，根据外温独立调节。既然各热力站一次侧阀门的调节只解决热量的分配比例，那么对它们的调节亦应该根据对热量的分配比例来调节。一种方式是如果认为供热量应与供热面积成正比，则测出每个热力站的瞬时供热量，根据各热力站的供热面积，计算每个热力站的单位面积q。对q偏大的热力站关小调节阀，对q偏小的则开大调节阀，这样不断修正，直至各热力站的q相同为止。再一种方式则是认为各散热器内的平均温度相同，房间的供热效果就相同。由于散热器的平均温度等于二次侧的供回水平均温度，因此可以各热力站二次侧供回水平均温度调整成一致目标，统一确定热力站二次侧供回水平均温度的设定值，根据此设定值与实测供回水平均温度确定开大或关小一次侧调节阀。按照这一思路，对各热力站的调节以达到热量的平均分配为目的，以实现均匀供热。热电厂再根据外温变化，统一对总的供热量进行调整，以保证供热效果并且不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物效果并不浪费热量。由于整个热网所供应的建筑物均处在同一外温下，因此，一旦系统调整均匀，对各热和站调节阀的调整很少，热源的总的供热以数随外温改变，各热力站的调节阀则不需要随外温而变化，只当小区二次系统发生一些变化时才需要进行相应的调节。
要实现这种调节方式，就必须对全网各热力站的调节阀实行集中统一的控制调节。可以在每个热力站设一台DCU现场控制机，测量一、二次侧的水温、压力、流量及二次侧循环泵状态，并可控制一次侧电动调节阀。通过通讯网将各热力站连至中央管理计算机。由于热力站分布范围很大，通讯距离较过远，这时的通讯可通过调制解调器搭用电话线，也可以随着供热干管同时埋设通讯电缆，使用双绞线按照电流环方式通讯。中央管理机不断采集各热力站发送来的实测温度、压力、流量，定期计算热力站发送来的实测温度、压力、流量，定期计算热力站发送来的实测温度的设定值与和各热力站实测值的比较，直接命令各热力站DCU开大/关小电动调节阀。各热力站二次侧回水温度的变化是一惯性很大且缓慢的过程，因此应采有0.5～1h以上的时间步长进行调节，以防止振荡。
除对热网工况进行高速外，计算机控制系统还应为保证系统的安全运行做出贡献。当热力站采用直连的方式，不使用热交换器时，最常见的事故就是管道内超压导致散热器胀裂，DCU可直接监视用户的供回水管压力，发现超压立即关闭供水阀，起到保护作用。无论直连还是间连网，另一类严重的事故就是一次网漏水。严重的管道漏水如不能及时发现并切断和修复，将严重影响供热系统和热电厂的运行。根据各热力站DCU监测的一次网供回水压力分布，还可以从其中的突然变化判断漏水事故及其位置，这对提高热网的安全运行有十分重要的意义，这类系统压力分析与事故判断的工作应属于中央管理机的工作内容。
5．5参考文献
1温丽，锅炉供暖运行技术与管理，北京：清华大学出版社，1995。
2陆耀庆主编，实用供热空调设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1993。
3李祚启，集中供热管理微机自控优化系统，建设电子论文选编，北京：中国建筑工业出版社，1994。
4江亿，集中供热网控制调节策略探讨，区域供热，1997，（2）。
5江亿，城市集中供热网的计算机控制和管理，区域供热，1995（5）。
