发展动态趋势

发展动态趋势（精选十篇）

发展动态趋势 篇1

关键词：绿色建筑,节能,新材料

在建筑行业的不断发展中, 科技也在进步, 人们越来越重视对新技术、新材料的开发和应用。绿色建筑节能新材料最显著的特征是高性能化和高功能化, 具有良好的使用性和装饰性, 无毒、无污染, 使用寿命长, 成本较低, 且具有较高的可回收性, 将其应用于建筑业中符合环保理念, 符合生态发展要求, 有利于实现人类、社会和大自然的和谐统一。当前, 很多环保健康的新型材料都被广泛应用于建筑工程中, 我们应掌握绿色建筑节能新材料的发展趋势, 不断在实践中开发和探索, 以实现建筑行业和社会的持续、健康发展。

1 当代绿色节能建筑新材料的产生和发展

1.1 智能涂料

智能涂料是一种含有二氧化钛的涂料, 在阳光照射下, 能将空气中的有机物和无机物吸收, 该种涂料是在2003年由欧共体研究中心成功研制的, 能够有效降低空气污染, 2002年, 在欧洲7000m2的公路上使用了此类光触水泥材料, 结果表明, 街道氧化氮的含量减少了60%。随着智能材料的进一步发展和应用, 必将会引发建筑行业一场全新变革, 其对治理空气污染、解决城市烟雾等问题会起到积极作用。

1.2 碳素纤维材料

该材料是一种由碳纤维以及与之相关基体树脂为主成膜物质, 经过加工、改性, 研磨制成的材料。与一般材料相比, 碳素纤维材料具有非常优秀的力学性能, 耐高温性、耐腐蚀性、耐寒性、自熄性、润滑性、抗辐射性等都非常优越, 且膨胀系数小, 使用寿命更是高出普通材料, 该种材料还具有很强的自我清洁功能, 与建筑节能的环保理念相契合。“一轴四馆”永久性建筑是世博会场馆中最耀眼的建筑之一, 也是上海的地标之一, 该建筑就应用了碳素纤维材料, 使用寿命可超过一百年以上, 实践着更环保的未来, 表现着人们对健康、美好生活追求的愿望。

1.3 抑菌材料

与智能涂料相同, 抑菌材料也是新型环保健康建材, 是建筑材料发展的新方向。传统材料经过长时间使用必然会产生大量细菌, 进而对人类健康带来威胁, 而抑菌材料具有抗菌成分, 能够起到杀菌、抑制微生物生长和繁殖的作用, 具有很强的自清洁功能和抗菌性能, 而利用抑菌材料制成的产品也具有以上功能, 有利于达到长期安全、卫生的目的。通常, 抑菌材料的抗菌年限与其寿命相同, 该种材料目前在发达国家已被广泛使用, 而我国尚处于初级阶段, 但是随着科技的发展, 抑菌材料必将会成为我国建筑环保节能材料的重要组成部分。

2 绿色建筑节能新材料的发展趋势和发展动态

随着社会发展和科技进步, 会呼吸的建筑材料呼之欲出, 比如日本馆就是一个“会呼吸”的建筑, 在展馆弧形表面上, 有3个凸出的触角和3个凹进去的“鼻孔”, 不仅能够吸取大自然空气, 还能吸收阳光和储存雨水, 实现了水、光、风之间的自然调节, 以气象为主题的展馆外层膜结构和雾状喷泉的设计具有降温、节能、环保的功能, 被成为“会呼吸的皮肤。大豆纤维麦秸秆绿色建筑材料令人耳目一新, 竹子建筑材料的应用也颇为广泛, 比如瑞士馆帷幕就是采用大豆植物蛋白纤维制成的, 具有很好的柔性, 寿命也很长, 不仅能够降解, 还能发电;万科馆麦黄色的桶状建筑外观采用的全部是天然的麦秸板。可回收利用的材料越来越多, 印度馆、印尼馆、越南馆、西班牙馆、秘鲁馆等12处场馆都使用了竹藤作为建筑材料, 拿秘鲁馆来说, 它就是一座由竹子孕育而成的场馆, 建筑材料采用了竹子和泥土这两种秘鲁最重要的材料, 外部的装饰是竹竿, 光能够从交织的缝隙中投向建筑。在墙体材料上, 我国鼓励根据实际情况和特点来进行新型材料的生产, 比如用植物秸秆、建筑固体废弃物等原料生产新型墙体材料, 实现资源循环利用和清洁生产, 一改原有大耗能的状态。

自2010年“十一五”规划节能目标的完美收官, 全国各地逐渐围绕节能减排目标加大了工作力度, 建筑节能的各项工作都取得了不错成效, 绿色建筑节能新材料在建筑行业的应用呈现着快速发展的良好态势, 特别是墙体材料的革新工作成效显著。未来, 建筑行业发展的主要应用方向必然是绿色建筑节能新材料。我国绿色建筑节能新材料的研究和探索的主要方向是低碳建筑材料、太阳能建筑材料、天然材质的建筑材料、无污染和无公害的建筑材料, 另外, 纳米技术、电子信息技术、智能化技术等也将会随着新材料的逐渐应用在建筑领域中得到进一步开发和使用。总之, 绿色建筑节能新材料应满足安全、创新、环保、清洁、绿色、节能的要求, 能够在一定程度上降低耗能, 提高资源利用率以及人类居住环境的舒适度。

3 结语

绿色建筑是实施可持续发展的主要战略任务之一, 建筑环境的持续性和自然化是绿色发展的重要方向。未来社会的发展趋势是绿色环保的, 是卫生安全的, 也是节能创新的, 我们必须把握绿色建筑节能新材料的发展趋势和发展动态, 贯彻落实科学发展观, 扩大新材料的应用范围, 提高资源利用率, 为我国的节能减排和建筑节能事业目标的实现做出更大贡献。

参考文献

[1]刘光洲, 唐胜策.浅谈关于绿色建筑节能新材料的发展趋势[J].科学之友.2013, (10) :6-7.

[2]吴微.论绿色建筑节能新材料发展趋势与发展动态[J].黑龙江科技信息.2012, (5) :279.

中小学教学改革动态发展趋势 篇2

教学改革势在必行，尽管素质教育提了很多年，但目前许许多多的学校仍徘徊在盲目追求升学率，填鸭式教学，题海战术等等，没有一点新意，搞得学生们非常厌学，从幼儿园开始就天天作业一大堆，书本一大包，从幼儿园开始孩子们就对学习失去了兴趣，我们的老祖宗早就说过“兴趣是最好的老师”。失去了兴趣也就失去了最好的老师。所以改革势在必行。当然改革不是一朝一夕的事情，改革也不是一个人或者几个人的事，应该是我们全社会每一个人的责任，更是我们老师不容推卸的责任。可喜的是我们的专家、学者都已经认识到这个问题，已经开始着手改革。新的教材正在实行，新的课程正在实行，新课程在注重从已知推出未知，从已有的经验推出未来发展的预设性发展的同时，强调不可预知的生成性发展；发展就其时间，有当下发展和终身发展，新课程既注重即时的可测性和量化的当下发展，更关注面向未来、着眼于可持续和发展后劲与潜力的终身发展。在“探索有效课堂”的教改之路上，我们应该做到：

1、培养学生掌握多样化的学习方式。学生在具体的问题或任务情境中，产生学习需求，主动、自主选择学习内容，实现学习的自主定向；小组同学之间的分工、合作和互助问题解决学习；问题解决本身的探究学习；学生听讲、读书、实践操作、观察、思考„„在这样的过程中达成学习目标，掌握多样化的学习方式。进入有效学习的环境。

2、创造有效学习条件，已有知识经验的价值研究。贮存于学生记忆中的原有知识、技能是学生新的学习的重要的内部条件，新内容的学习，是学生原有知识经验的增长和改造，因此，学习活动要建立在学生已有经验的基础上，教学新知识之前，首先必须激活学生长时记忆中相关的原有知识。让学生学会联系、凭借已有的知识和经验进行有效学习。

体育类图书市场动态与发展趋势 篇3

图书阅读率自1999年以来连续呈下滑的趋势，而2008年7月公布的“全国国民阅读调查”显示，图书阅读率终于止住了下滑，上升0.1个百分点。开卷统计结果显示，2005～2008年体育类图书市场的码洋占有率也基本稳定在11.67%～12.87%的水平，并没有随着图书的阅读率的下滑而走低。值得一提的是，2007年的房贷改革、股市空前的大牛市、人民币升值、外资热钱流入等消息和新政策的不断出台，CPI指数达到十几年未遇的新高，使国民的理财及投资意识迅速觉醒并呈现强烈迸发的态势，特别是中产阶层，全民皆炒股、皆理财，因而使其他类的图书受到了一定的影响，体育类图书的市场码洋占有率也略有降低。

然而，2005～2008年，不论是整体图书市场，还是体育图书市场，都在逐年扩大（表1）。这从一个侧面反映出：文化的大发展，大繁荣，必然在图书市场上得到体现。

2004年雅典奥运会之后，连续三年体育类图书的销售码洋一直在持续增长。虽然在2007年增长速度有些回落，但还是达到了43549386.83元，2008年更是达到了52876390.95元（图1）。这说明随着北京奥运会的临近和成功举办，激发了人们对奥运的热情，唤醒了人们体育的愿望，从很大程度上刺激了体育类图书市场。

2004～2008年体育类图书市场上升趋势明显，除了个别月份（2007年10月和2008年9月），每年同比都有一定的增长（图2）。同时还可以看出，近几年每年7、8、9月份，体育图书市场比较活跃，市场销售出现了高峰，究其原因，一方面在于每年的这一阶段，正是体育教材订购、销售的旺季，在很大程度上拉动了体育图书的市场销售；另一方面，由于7、8、9月正值各级各类学生的暑假，使学生有时间、有条件参加各种体育活动，同时针对不同人群的各种与体育相关的培训班也大都集中在这一时期举办，在很大程度上增加了体育类图书的需求。

开卷数据统计显示，2008年在总体图书市场增长放缓的前提下，体育类图书销售市场份额依然增长明显。虽然在总体图书市场中所占的比例不大，但是和其他类图书相比，依然反映出了较为活跃的市场氛围。

总之，整体图书市场在数字出版的强烈冲击下，并没有萎缩，仍有上升的趋势。

体育类图书市场的细分情况

开卷统计结果显示， 休闲运动类、体育理论与教材、体育文化类图书的市场比重呈现出了不同程度的上升，其中文化类图书受奥运宣传的影响，受到了读者的追捧，市场销售得到了大幅度的攀升；健美健身、棋牌、体育规则、武术和运动技术则呈现了下降的趋势（表2）。体育类图书市场的动态变化与发展趋势，一方面可能与人们的经济状况、兴趣爱好和支付能力有关；另一方面，也有数字出版强势占领市场的因素。

总之，虽然数字出版对传统的纸质出版物形成了强有力的冲击，但由于我国政府部门对出版业的重视、因人们生活水平提高而日益扩大的文化需求、出版发行单位转企改制后活力的增强，都从不同的角度促进了图书市场的发展和繁荣。北京奥运会为体育类图书提供了契机，人们对体育运动关注度的提高，在一定程度上也刺激了体育图书市场。

发展动态趋势 篇4

1.1 内涵及意义

桥梁健康监测是由传统的桥梁检测衍生出来的主要针对大型桥梁的一种管理方法。它通过对桥梁所处环境及其响应的实时监测,分析桥梁的损伤情况,给出桥梁的状态评估和剩余寿命预测,并能够在特殊气候、交通或其他情况下触发预警信号,为桥梁的保养、维修及管理决策提供依据。桥梁健康监测的功能主要体现在三个方面:评估与预警,设计验证和研究发展。

评估与预警是桥梁健康监测首要的也是最基本的功能,同时也是目前研究最多的一个方面。传统的检测手段耗时长、代价大、效果差,用在大型桥梁上得不偿失。大型桥梁健康监测具有快速大容量的信息采集与通信能力,力求对损伤自动识别和警告,达到实时监测与智能化评估。

大型桥梁在设计时往往依赖于理论分析和一些基本实验室试验。理论分析常根据理想的有限元模型和基本假定,实验室分析不可能与大桥所处的环境完全相符,因此通过桥梁健康监测所获得环境参数及大桥响应可以用来验证大桥的理论模型与计算假定,这具有非常重要的意义。

桥梁监测的另一个功能体现在他可以改进桥梁的设计理论与规范,并有助于解决大桥设计中的很多未知与假定。桥梁健康监测系统可以并应该成为桥梁研究的“现场实验室”,他有助于对桥梁在真实环境条件下的真实行为的理解及环境荷载的合理建模[1]。

1.2 桥梁健康监测系统

桥梁健康监测系统一般包括以下组成部分:传感器子系统、数据采集处理及传输子系统与数据管理子系统[2]。具体如图1所示。

由图1可以看出,桥梁监测系统一般由传感器子系统实时监测并得到桥梁的反应(如应变、位移、拉力、加速度等)及各种环境参数,经过数据处理及传输子系统传递给数据管理子系统。数据管理子系统是桥梁健康监测系统的“大脑”,他集中管理结构的建造信息、几何信息、采集信息及分析结果,主要目的是进行结构的损伤识别与状态评估。这里,损伤识别包括三个方面:①结构是否发生损伤;②损伤的具体位置和程度;③结构的剩余寿命评估;而状态评估决策主要是基于损伤识别的结果对结构的当前工作状态及可靠性作出评估,若结构出现异常情况,则触发预警信号,进而进行维修管理决策。

2 大型桥梁健康监测研究现状及进展

国外从20世纪80年代开始建立各种规模的桥梁健康监测系统,如英国在Foyle桥上布设传感器以监测大桥运营阶段主梁在风载和车辆荷载下的响应(振动、挠度及应变等),同时监测环境风和结构温度场。该系统是最早安装的较为完整的监测系统之一,它实现了实时监测、实时分析和数据网络共享[3]。加拿大在45跨预应力混凝土箱梁Confedration桥上实施了一套综合的监测系统,对桥梁在车辆荷载、荷载组合、风和地震作用下的动力响应和环境对桥梁的侵蚀及冰荷载下的变形和应力进行研究[4]。我国从20世纪90年代起也开始建立各种健康监测系统,如南京大桥、上海的徐浦大桥等都在施工期间安设了相关检测设备,以便在营运期间实现对桥梁的实时监测。可见国内外在重要的大跨桥梁都建立了结构健康监测系统,系统除了监控结构本身的状态和行为,还强调对环境条件的记录和分析。

桥梁健康监测是一门集振动理论、测试技术、系统辨识理论、信号分析与处理技术、计算机技术、随机过程和可靠度等多门学科为一体的综合体系。已取得主要成就有:

2.1 传感器的优化布设问题

如何以有限的传感器数量获取尽可能多的有效信息便是传感器的优化布设问题。优化问题涉及到传感器的数量及位置的最优化。基于不同的优化目标函数及计算方法,提出了多种优化处理方法:序列法、MAC法、有效独立法及随机类算法[5]等。但目前的研究大多是针对动力监测项目的传感器优化问题,而且均是在已知传感器数量的基础上进行的。

2.2 信号处理与信息提取技术

传感器系统采集的信息需要经过一定的处理才能进行损伤识别。通常采用信号处理技术提取对损伤敏感的状态指标,再利用这些状态指标进行评估。传感器直接得到的是时域信号,他的优点是不会出现信息遗漏,便于实现实时在线分析,缺点是受噪声影响大,模型定阶困难。可以采用Fourier变换将时域信号转换为频域信号,这种方法利用频域平均技术,最大限度地抑制了噪声的影响,但由于使用了FFT技术,不可避免的存在功率泄漏和频率混叠的问题,也不能进行实时在线分析。研究者又开展了一些新的信号分析处理方法:小波变换及Hilbert-Huang变换(HHT)等。小波变换具有良好的局部化性质,可进行异常信号检测及信噪分离,HHT能准确反映能量在各种频率尺度及时间上的分布,有助于消除外界环境对采集信号的影响[6]。

2.3 损伤识别技术研究

损伤识别是研究的热点。损伤识别最早用在航天及机械领域并得到了广泛的研究,在健康监测引起普遍关注的同时被应用在桥梁领域。鉴于桥梁所处环境的复杂性及结构特性的随机性,桥梁的损伤识别目前还没有一个统一的标准或准则参考,实际的应用也较少,但还是取得了一些成就。

大型桥梁的管理采用整体检测和局部检测相结合的方法,通常先用整体监测的结果确定损伤的大体位置,再采用局部人工检测对部件进行具体的检测。人工检测是传统上一直采用的方法,研究与实践都相对比较成熟。整体监测力求对大型桥梁的整体行为进行损伤定位与评估,是目前研究的热点所在。

模型修正法利用已得到的结构响应不断修正结构的质量、刚度及阻尼分布,使修正后的模型尽可能接近结构的实际响应,通过比较基线模型与修正后的模型进行损伤识别。这种方法由结构响应反推结构物理参数的变化,本质上属于结构力学的反问题,在数学上属于不定问题,需要定义误差函数最小进行求解[7]。基于智能算法的识别方法主要包括人工神经网络和遗传算法。人工神经网络模拟人体神经机理来研究客观事物,它可以将反问题正问题化,通过获得结构在不同状态下的动力特性,从而构造神经网络的学习样本集,将样本集送入神经网络进行训练得到输入参数与损伤状态的映射关系,因此将结构动力参数输入便可得到损伤状态。它可以解决非线性反演问题,并具有很强的鲁棒性、容错性[8]。而遗传算法本质上是一种优化方法,他识别损伤的有效性取决于优化目标函数和算法的稳定性。这些方法虽然均处于起步阶段,但被认为是一种很有前途的方法。

基于统计的识别方法[9]是一种以概率论为基础的损伤识别方法,他将以上几种方法里由于噪音及其他因素带来的不确定性以概率的方式进行表达,最后根据概率的大小来确定损伤的发生。对结构的初期损伤及轻微损伤,上述的大多方法都无能为力,但可以采用这种方法进行有效的识别。由于桥梁外在和内在的众多随机因素的影响,统计方法被认为是一种很有实用性的方法。

2.4 桥梁的安全评估技术

目前对大型桥梁的评估基本上是沿用对中小桥评估的定级评估方法,陶昆对桥梁安全评估的方法进行了介绍,将安全评估的方法分为:专家经验评定法、层次分析法、模糊综合评定法、基于结构可靠度理论的方法和基于损伤力学和疲劳断裂的方法[10]。对大跨桥梁的安全评估而言,由于构件的损伤程度及其对整个结构的影响都没有统一的标准,这很难定量衡量大跨桥梁的安全程度。

3 存在的问题及展望

总体上讲,当前绝大多数的理论都处于研究阶段,真正进入实用的很少,这主要是受复杂环境的不确定性的影响,归根结底是还没有相对成熟的统一的理论体系作支撑。

(1)高效的在线实时分析。

目前的研究多是基于对传感器采集到的数据进行缓存后的分析处理,但桥梁健康监测的意义更在于实时分析、快速反馈,为此,研究监测系统的集成及专用的数据处理软件是一个很好的发展方向。

(2)传感器系统的若干问题。

传感器的耐久性及桥梁智能专用传感器和其他智能传感元件的开发能有效解决系统源头的数据采集问题,为后续的系统处理带来很大的方便。

(3)桥梁的剩余寿命预测。

目前的研究多集中在判断损伤的存在及损伤位置的确定上,而对损伤的程度及不同形式损伤对整体结构的影响和桥梁的剩余承载力研究还比较缺乏。

(4)损伤识别的敏感参数的研究。

损伤敏感参数必须同时具有鲁棒性、整体性、局部性和长期性,寻找不同的敏感参数对不同类型或不同程度损伤的敏感程度可以为特定桥型选择不同的敏感参数提供依据,另外,对某种形式的桥梁,可以考虑用不同参数进行复合以取长补短,进行更优的损伤识别。

(5)桥梁子结构法进行损伤识别。

鉴于大型桥梁的复杂性,采用子结构法可以减少修正参数的数量,使问题的病态和非唯一性可以保持在合理的程度内。

(6)基于现实数据的损伤识别的研究。

因为目前的损伤识别主要基于模型试验或仿真分析,其中的损伤是人为的,及损伤的程度及类型可以很好的控制并预先知道,但基于实测数据建立一个可以反映真实结构的模型或进行抗噪处理、高灵敏性识别还有一定的距离。

(7)桥梁健康监测的标准体系的建立。

关于损伤程度的量化及各种损伤的优劣评价均没有一个统一的体系支撑,无论从规范还是标准上,关于大跨桥梁的健康监测方面均很缺少。 [ID:000437]

摘要：大型桥梁健康监测是近些年来的研究热点之一。本文首先阐述了桥梁健康监测的内涵及意义,对健康监测系统的组成做了总结,然后从传感器的优化布设、信号处理与信息提取技术、损伤识别技术和安全评估方面对研究现状做了综述,最后针对目前存在的问题指出了未来的研究方向。

关键词：大型桥梁,健康监测系统,损伤识别,安全评估

参考文献

[1]张启伟.大型桥梁健康监测概念与监测系统设计[J].同济大学学报,2001,29(1):65-69.

[2]李惠,周文松,欧进萍,等.大型桥梁结构智能健康监测系统集成技术研究[J].土木工程学报,2006,39(2):46-52.

[3]兰海,史家钧.大跨斜拉桥结构的综合监测[J].结构工程师,2000(2):5-12.

[4]Chueng M S,Tadros G S,Brown T G,et al.Field Monitoring andResearch on Performance of The Confederation Bridge[J].Canadi-an Journal of Civil Engineering,1997,24(6):951-962.

[5]刘艳,刘贵杰,刘波,等.传感器优化布置研究现状与展望[J].传感器与微系统,2010,29(11):4-6,13.

[6]袁海英,陈光.小波分析在信号奇异性检测中的应用[J].电讯技术,2006,46(3):24-27.

[7]秦权,桥梁结构的健康监测[J].中国公路学报,2000(4):40-45.

[8]韩大建,谢峻.大跨度桥梁健康监测技术的近期研究进展[J].桥梁建设,2002(6):69-73.

[9]冯新.土木工程中结构识别方法的研究[D].大连:大连理工大学,2002.

小学数学教学改革的动态和发展趋势 篇5

(一)培养目标

更加突出了一个共识，即更加强调创造性人才的培养。更加强调通过形形色色、生动活泼的数学课内外教学，达到激发学生学习兴趣和培养学生创造性思维活动的目的。创造性志向要从小培养，培养学生改造环境，勇于参与健全的人类活动，自愿为推动人类社会进步，为祖国的繁荣强盛，建设发展而创造的意向和理想，并从小在学校教育中得到培养。

要培养学生的创造志向，首先要诱导学生的创造愿望，使之成为学生掌握创造才干的重要动力。因此，当前小学数学教育中普遍存的以计算技能和解决常规问题为重点的教学内容、教学方法已不能适应这一变化。反之要求我们在数学教学活动中，尽量使学生思想开阔活跃，不受压抑，不因循守旧，不沿袭传统，不唯书唯上。换句话说，如何调动学生学习的主动精神和自我构建能力，是教学实践中应该考虑的核心之一。认识大千世界的好奇心，寓教于游戏的浓厚趣味，促进学生提问和多思路的解题的参与意识，都是引起学习动机的重要因素。实践证明，儿童的强烈学习动机是培养其创造志向并进而掌握创性才干的前提。

(二)学习方式

更加倡导学生“主动参与、探究发现、合作交流”的学习方式。培养学生的创造才能的正确途径是什么呢？国内外为此开展了广泛的研究和探索，形成多样、效果不一。但在有一点已经达成了共识即由教师讲授学生被动学习的学习方式必须改变。

数学本身就是一门思维深邃、逻辑严谨的科学。一个数学问题，既有数学结构，又有逻辑一一语言结构。因此，学生在上数学课，尤其是在解决数学问题时包含着复杂的心智活动，如联想、分析、分类、想象、选择作计划、预测、推论、心算、估算、检验和评价等。这就要求我们在教学中安排适当的情境，以帮助学生打开思路，理解问题和形成多渠道的发散思维。亦即要善于应用各种手段(包括常规教具和现代化的教具)，引导学生主动参与积极思考，而非仅仅是通过感官学习；引得学生多提出问题、讨论问题和解决问题，自主探索问题的结论，而非一味模仿或机械记忆；要善于应用当今世界科技发展和社会进步的新鲜事例，将学生引向自己探索发现的道路，而非完全接受教师的知识传授。

合作交流学习方式是近几年在国内外教学中积极倡导的一种学习组织方式，学会合作和交流也是现代社会人才应该具备的一种能力。因此，在设计教学计划和组织教学的过程中，教师应经常给学生组织合作与交流的机会，使学生在合作交流的过程中学习别人的方法和想法，表达自己对问题的看法，从而学会从不同的角度认识数学，学会倾听别人发表意见的好习惯。另外在合作交流学习的过程中，学生还可以逐步意识到在激烈竞争的现代社会中，合作的重要性，没有合作就可能失败，没有合作，就没有人类的进步，发展也将受到最大的限制。但是在现阶段，这种学习的方式，还往往流于形式，其中还有很多问题，值得进一步研究、探讨。

(三)教学内容的选择

更加强调现代化更加强调结合学生的生活实际。把逻辑体系与心理体系结合起来确定教学内容及进行教学实验已经形成一种改革的趋势。现代科技发展日新月异、新鲜事物层出不穷。如何删繁就简，出神入化地将这些现代化的内容反映到教学之中，而且为小学生所能接受，这是广大的教育工作已经达成的共识，小学数学也不例外。

首先，教学内容的选择，要以现代教学论和心理学为依据，正确处理好需要与可能、数学学科特点与儿童认知特点、教与学、掌握知识与发展能力、德育与智育，共同要求与因材施教、提高教学质量与减轻学生负担等方面的关系。

其次，注意精选教学内容，建立合理的教材结构，在份量与要求上又具有一点的弹性。提出了教材知识结构化问题，即如何按科学发展的逻辑顺序和小学生的认知规律结合起来组织教学内容，使其教学内容既渗透了现代科学技术知识，又照顾了学生认知过程的特点。比如最近经国家教材审查委员审查通过的几套小学数学教材，在教学内容的选择上都十分重视学生的经验和体验，从学生已有知识背景和经验出发，选择设计活动内容和学习素材，在一册教材中增加了“生活中的数”：日历上的数，坐车线路，温度计上的数……。

第三，强调提早进行科学启蒙，重视新技术对小学数学教育的影响和数学思维方法的渗透。按《数学课程标准》的要求修订后的小学数学大纲，在这方面有明显的改变，如删去了大数目的运算降低了四则运算的要求，各年级适当加强估算，在中高年级提倡使用科学计算器进行大数目计算或探索计算规律。用算术方法解的反序应用题作为思考题出现。要求应用题的选材要注意联系学生的生活实际，呈现方式多样化，除文字叙述外，还可以用表格、图画、对话等方式，适当安排一些有多余条件或开放性的问题。统计的思想、函数的思想从第一册起开始渗透，在教学内容上除保留原有的统计图表等内容外，还增加了对数据的收集整理和初步分析等内容，以提高学生对数学价值的认识。

关于新技术对小学数学教育的巨大促进作用，国内外的教育研究工作者普通关注并予以肯定。使用新技术，特别是电脑，有助于理解数概念，有助于掌握一些基本技能，尤其是解决实际问题和几何作图的技能，有助于学生学习数学的兴趣，使学生从过繁的机械运算中解放出来，还有助于改进数学的评价方法。有的专家预测，由于计算机能为理解数学概念、训练技能及解决问题提供材料等，因此将会改变数学教科书的结构，强调现代的数学教科学应该有助于发展学生的创造性潜能。目前应用新技术进入学生数学家庭作业以外的课外辅导方式，已经有了显著的发展，如有些学校的学生家庭中拥有电脑的已经超过了80%以上，很多学生利用电脑编程序完成作业，有的学校还利于电脑将枯燥的教学内容编成有趣的儿童电视系列剧，激发儿童的学习兴趣。但是也有人对此质疑，担心一些学生的数学基础知识和基本技能都不高的情况下，是难以形成数学方法的，而过早的在小学低年级使用电子计算器或电脑，势必会冲击学生对口算、笔算、估算等基本计算技能的掌握。特别是一些常规的教具、学具如何在新形势下发挥其作用，多媒体教学是否可以代替一些常规的教具等仍存在争论。尽管如此，新技术、新科学对小学数学教育的影响决不可低估。

(四)教学要求和教学组织

更加强调统一性和多样性相结合的原则，强调课堂教学结构的改革和教学过程的优化控制。关于统一性和多样性相结合的原则，已经形成了共识，目的是为最大限度发展每个学生的聪明才智提供更大的空间。这次课程改革，已实行了对教学的不同要求，既有国家统一规定的课程门类，如小学语文、数学、思想品德，艺术(或选择音乐、美术)、体育、综合实践，各门课都制定了国家编制的课程标准，同时又开设有地方课程和校本课程。地方课程校本课程，则是各地、各校可以根据自己本地本校的不同情况设置课程，选用或自己编写教材。这样做既有国家的基本要求又有各地各区的不同要求。不同渠道的教学体系互相依存互为补充和促进，有利于形成学生的个性，有利于发展不同学生的爱好和特长，以培养出符合现代化建设的多样化的人才。

《数学课程标准》既强调面向全体学生，强调数学教学要以学生为本，教学内容的增删、教学要求的升降都要从有利于促进每一个学生的发展出发，又强调在为所有学生打好共同基础时，注意发展学生的个性和特长，也就要注意处理好全体性和差异性之间的关系。

关于课堂教学结构的改革，实质是系统论在教学过程中的运用。大家知道，教学过程是一个多层次、多方面、多序列、多矛盾的复杂过程，可以称之为一个“大系统”。其中，包含有教师，学生、教学内容、教学方法、教学手段及教学评价等多种要素。而优良的教学结构，即要求教师在正确的教育思想指导下，为完成既定的教学目标，充分考虑上述教学要求选择组织教学过程的最佳方案，使之在规定的时间内达到整体教学的最大效益。

发展动态趋势 篇6

随着经济社会的快速发展，各个品牌间的市场竞争愈演愈烈。纵览当前的发展格局，可以看出标志设计所呈现出来的风格多种多样，表现方式也显现出更加多元化的发展趋势。尤其是随着数字化时代的到来与迅速发展，越来越多的设计手段与设计风格开始涌现，传统的纯平面二维设计形式得到了彻底创新与突破，三维以及多维空间的表现方式开始被广泛用之，促使标志设计的整体效果更具表现力与张力，蕴意表达也更为精准、丰富与多样。在数据化时代的背景下，标志设计正从静态形式朝着动态形式的方向发展。

数据化时代促使标志设计动态化发展的因素探析

1.科学技术的推动

随着科学技术的迅猛发展，媒体改革随之推进，不仅出现了网络设计、数码设计以及电脑制版等新兴技术，而且在输出制作方面也得到了广泛普及与应用，促使标志设计在规划、制作、加工等各个方面得到了高度强化，特别是将标志设计的传统制作瓶颈彻底消除了，形式更为多样、内涵更为丰富的标志图形也开始映入广大观众的眼脸。同时，科学技术的发展也大大推动了设计者思想观念的进步与创新，使得标志设计所产生的视觉效果日趋完善。

2.设计观念的演变

新时代的设计者们更为注重多元化的设计思维，大大突破了传统的单一化设计思想，开始意识到无论是从心理学视角去看，还是从信息角度去理解，人类在接受外界刺激的过程中，只有运动的、变化的、新颖的、独特的等信息元素，才更有可能对人们的感官神经产生刺激，引起观众的注意力，而动态化的标志设计则是顺应这一潮流的重要途径之一。

3.时代发展的需要

优秀的甚至是经典的标志设计不会永久不变，其具有与时俱进的重要特性，会随着市场的变化、媒体技术的发展、人类生活方式的转变、时尚潮流的引导等诸多方面的变化而不断改变。每个时代都会诞生出只属于这一时代的标志设计作品，对于另外一个时期虽然依旧是经典作品，但只能借鉴却不能照抄照搬，因为不同时代对美的理解与阐述是不尽相同的。因此，时代发展的需要是推动标志设计动态化前进的重要动力。

数据化时代标志设计动态化发展的途径

1.色彩的动态化

根据实际调查发现，越是新颖独特的设计形态，所传递的信息量就越丰富，同时也更能吸引观众的注意力。而色彩作为刺激人类视觉的最直接方式之一，通过对透明色彩、渐变色彩、高纯色彩等的应用，强化其动态呈现效果，提升其视觉冲击力。所以，通过对色彩进行一定形式的设计与处理，不仅能够直接增加标志形态的动态特性，而且能够通过这种色彩设计本身的动感，提升视觉的冲击效果，增强观众的印象。

2.图形的动态化

数据化时代所催生出的各类设计软件为广大设计者提供了更多的图形创作空间，促使标志中的图形设计不但可以在平面空间中进行，而且可以在立体空间中进行展示，甚至能在两种空间之间随意转换。可以说，图形的动态化发展为标志设计提供了更具动感、更为广阔的设计效果。

3.材质的动态化

标志设计在新时代已经别赋予了更为丰富的意义与诠释，诸多标志设计为寻求更具现代特征的感觉，对标志赋予了独特的材质动态特性。例如，通透的质感、如清水般的光泽，给人一种如履冰上之感；坚硬、牢固的金属质感，让人感觉十分耐用及坚固之感等，这是光投射与折射原理以及所选材质产生的效果。因此，对材质赋予足够的动态化，能够让观众感受到商品的质量、特性、风格等，对于信息传递具有十分重要的功能与价值。

数据化时代标志设计动态化发展的重要意义

多媒体技术所带来的数据化时代，促使人们随时随地都能接收到广泛信息的标志。与传统静态的二维空间标志设计相比，现代化的动态标志设计融入了更多的“表情”、“时间”与“空间”，不但可以更好的起到信息传播的功能，而且能够让观众产生深刻的印象。这种数据化时代的发展趋势同时也是人们心理变化与审美需求的直接体现，因此，只有更具变化、丰富、文化意蕴等的动态化标志设计，才能更加迎合时代的发展需求，也才能进一步的显现标志设计自身的价值与意义所在。

同时，由于在数据化时代促使标志设计在海量信息中脱颖而出，推动其更加精准、迅速的传递讯息，这是当前标志设计所面临的重要任务与课题。现代化的标志形象不再是传统的静止图形或者符号，也不再局限于对静态形象的审美追求方面，而是集声音、文字、动画以及图像等于一体的多种媒介的动态化表现上，展示方式也从二维空间向多维空间逐步扩展、从静态向动态逐渐延伸。这就需要标志设计者对设计作品有一个宏观概念与规划，不仅要展现出标志的静态美，更要体现出其动态美，并促使所设计出的标志作品适应数据化时代的审美标准与审美需求，推动我国的标志设计在世界艺术设计领域中占据更重要的地位与影响力。

（作者单位：河南城建学院艺术设计学院）

发展动态趋势 篇7

1 茶树栽培及茶园管理技术

1.1 福建福安气候及土壤特点

福建省福安市依山傍海, 地貌特征主要以丘陵为主, 地势自北向南倾斜, 属于河谷地形。由于福安市所处的纬度较低, 故此其气候特征为中亚热带海洋季风气候, 具有夏季长、冬季短、光照充足、湿润温和、无霜期长、四季分明的气候特点。据有关资料显示, 福安市年均降雨量约可达到1500~2100mm左右, 相对湿度在80%左右, 年均无霜期约为280天左右。这样的地貌及气候十分有利于茶树的生长发育。此外, 福安境内的上地土壤多为黄壤和红壤, 分布情况呈带性垂直分布, 属于偏酸性土壤。因自然气候条件的影响, 使得土壤风化分解的速度较快, 所以腐殖质相对较多, 适宜茶树种植。

1.2 茶树栽培及茶园管理技术要点

1.2.1 土壤管理技术

在茶园土壤管理这一环节上, 最为重要的应属行间铺草, 其不仅能够有效地避免土壤中的水土流失并减缓杂草的生长速度, 而且还能够降低土壤中水分的蒸发情况, 进而增强土壤中有机质的含量。铺草材料方面可以选择稻草、锯木屑、绿肥、及农作物秸秆等。从经济性的角度考虑建议选用稻草, 从使用效果方面考虑可采用绿肥。

1.2.2 施肥技术

在茶树栽培过程中, 茶园施肥是一项较为关键的工作, 肥料的优劣直接影响茶树的成长。因此, 在肥料的选择上必须予以重视。茶园施肥应可能选择绿色有机肥, 对于成龄茶园9、10月份的施肥, 可选择基肥, 如厩肥、牲畜粪便、土杂肥等, 或选用经过沤堆后菜籽饼, 这一阶段的施肥工作, 可以结合秋季深耕一起进行。追肥时则应选择腐熟稀释后的人类粪尿或菜籽饼, 并结合春季锄草一并进行。

1.2.3 病虫防治技术

对于茶园及茶树而言, 病虫害的防治工作是整个茶园管理中的重中之重, 绝对不可以马虎大意, 必须进行认真细致的病虫防治。具体做法如下:其一, 病虫害防治应以预防为主。可以按照立体农业的原理, 建立一个林-茶-草的生态环境系统, 通过增加其他物种, 引入一些害虫的天敌, 降低茶树病虫害的发生几率;其二, 农业防治。在进行茶园冬季管理时, 采取相应的措施降低虫口密度过冬的基数。加大除草施肥力度, 增强茶树虫害的抵抗力, 促进茶树健康生长, 并将剪掉的茶树枝叶进行焚烧或埋入土壤当中, 这样也可以减少部分病虫。及时对茶叶进行采摘也能够在一定程度上防止病虫害的发生;其三, 物理和生物防治。物理防治茶树病虫害主要有以下几种方法, 如人工捕虫杀虫、修剪带有虫害的病枝叶, 并进行集中烧毁、针对害虫的假死性及趋光性加以诱杀。生物防治则主要是通过利用各种害虫的天敌进行防治的一种措施。现阶段较为常用有病毒制剂、绿僵菌、白僵菌以及苏云金杆菌等;其四, 农药防治。茶树害虫的种类主要有茶毛虫、叶蝉、螨类、毒蛾、蚧类、刺蛾等, 针对茶园害虫的种类可以采用植物性农药进行病虫害防治, 如盐碱制剂、鱼藤酮、松针碱液、苦参碱等。

1.2.4 修剪技术

对于优质高产的茶园树冠而言, 应具有较大面积的采摘面, 枝繁叶茂、采摘面平整是最基本的要求。然而由于近些年暖冬气候较为明显, 所以, 应加强茶园秋季修剪工作, 修剪尺度应尽量在当年茶树不再萌芽为宜, 这样有利于降低冬季寒害对茶树的影响。 (1) 定型修剪技术。当茶苗生长到30cm以上时, 这一过程大约需要2年左右的时间, 此时, 应在离地面25cm左右的位置处将茶苗剪齐平, 待1年以后再在35cm左右的位置处进行剪齐。通过对茶苗的两次定型修剪, 能够有效地消除顶端优势, 茶树成龄后的高度通常在80cm左右, 十分方便采摘; (2) 轻修剪。投产后的茶园每年进行一次轻修剪, 可在秋茶后进行; (3) 重修剪。茶树重修剪可在3~4年左右进行1次, 主要是为了剪除过密的枝叶, 修剪工作的进行时间同上。

2 茶树栽培及茶园管理技术的发展趋势

2.1 大量运用新技术

随着科学技术的不断发展, 在茶树栽培及茶园管理中大量运用新技术已经成为必然发展趋势。其一, 生物技术的应用。为了不断创新培育新品种, 充分利用特异茶树品种资源, 生物技术必将在茶树育种的过程中发挥重要作用;其二, 施肥新技术的应用。主要包括化肥使用量最小化技术、肥料缓释技术、土壤改良技术以及早期成园技术等;其三, 机械化生产技术的应用。茶园管理的机械化运作功能会更加齐全, 对茶树修剪、施肥, 茶叶采摘、运输以及茶园耕作均实施机械化管理;其四, 信息技术的应用。为了提高茶园管理效果, 应将地理信息技术、全球定位技术、遥感技术等信息技术应用其中, 为实时监测茶园产量分布、农机管理、病虫防治、灌溉用水状况以及提供气象预测、作业导航服务奠定技术支撑。

2.2 建立茶园循环农业模式

在茶园管理中构建循环农业模式, 可以将茶叶生产系统内部的能源转化和物质循环, 通过高新技术的作用使其成为良性循环、生态合理的农业生产系统, 从而实现经济效益、环境效益和社会效益的同步增长。首先, 要在茶园管理系统中重点建设清洁生产系统, 实施绿色管理技术, 努力减少物质和能量的投入量;其次, 延伸茶叶产业链, 使单一的茶叶产生系统转变为兼具多项产业的生产体系;再次, 以茶业为中心, 建设循环农业示范区, 从而将茶业生产过程中所排放的废弃物能够转化为其他农业生产系统中所需要的能量。

2.3 大力发展有机茶园管理技术

由于有机茶具备良好的经济、社会和生态效益, 所以在未来的茶叶发展中有机茶必然会成为新的增长点。而有机茶园管理技术的不断完善和创新是大力发展有机茶的基础, 必须得到相关部门的重视, 笔者建议应从以下几个方面做起:首先, 充分发挥龙头企业的领军作用, 优化茶叶园生产布局, 积极推广联合科研、生产, 扩大有机茶生产规模;其二, 为了促进有机茶业的健康发展, 应加大科技投入, 解决茶园无公害防治、制作工艺改良、专业肥料开发以及贮运条件改善等问题;其三, 构建茶园管理体系, 通过建立健全质量监控体系、质量标准体系、市场流通管理体系等, 使有机茶的整个产销过程都处于严格的管理约束之下, 确保产品符合有机标准。

摘要：近年来, 随着国民经济的快速发展, 人们的生活水平较之以往有了显著提高。茶叶作为我国传统的出口产品, 其现已成为当今世界三大饮料之一, 其中又以福建福安的坦洋工夫茶最为著名。而茶叶品质的优劣, 主要与茶树的种植及茶园的管理技术有着密切关系。基于此点, 本文首先对茶树栽培及茶园管理技术进行探讨, 并在此基础上对茶树栽培及茶园管理技术的发展趋势进行展望。

关键词：茶树栽培,茶园管理,发展趋势

参考文献

[1]翁伯琦, 吴志丹, 尤志明等.茶树有机栽培及对土壤生态环境的影响[J].福建农业学报, 2008 (04) .

[2]张磊, 杨如兴.福建红茶的生产现状与技术创新[J].茶叶科学技术, 2011 (02) .

[3]吕雪莉, 陈伟安.漳平永福台湾农民创业园高山茶园生态建设与管理技术[J].林业勘察设计, 2010 (02) .

[4]陈菲.无公害茶树栽培技术要点探讨[J].吉林农业C版, 2011 (05) .

发展动态趋势 篇8

一、动态化标志的存在形式

随着科学技术的发展, 促进了社会信息的整体影像化, 品牌形象在发展过程中, 主要是通过品牌标志的形式进行表达, 能够展现出丰满有力的发展模式, 应该促进品牌标志的立体化和动态化, 充分发挥品牌标准在商品中的重要性。动态性的品牌标志在设计过程中, 是周期性和连续性标志的重要展现, 动态化的标志是指早静止的基础上加入听觉、触觉和味觉等元素, 展现出动态品牌标志的形象。动态标志的存在形式分为以下几种:第一, 动态化的3D标志, 是指运用多媒体的形式, 打破二维的标志, 展现出三维动态的感觉。第二, 运用光泽的材质展现出品牌标志的动态化, 该种动态表现形式, 摆脱了传统品牌标志中的纯色填充, 运用具有光泽性的材质, 使品牌标志更具动态感。第三, 时段性变化的品牌标志, 主要是指在一段时间内, 对平面标志进行不断的变化, 展现出商业标志的动态化特征[1]。

二、品牌标志设计的动态化设计表现

1.在平面图形中的表现形式

品牌标志在设计过程中, 展现出了较强的设计功能, 通过用静态的表现形式展现出动态化的设计效果, 在品牌标志的设计中较为常见, 能够展现出品牌标志的律动感, 吸引人们的眼球, 赢得人们的广泛关注。大多数品牌标志都是通过平面图形来展现出静态向动态展现的过程, 实现了对图形的抽象化表现形式, 被称为“欲静欲动”表现形式。该种表现形式看起来较容易, 但是在实际应用过程中, 需要设计人员掌握较高的设计技巧, 需要具有专业化较强的设计经验, 才能制作出品牌标志的平面表现形式, 给人们提供丰富的视觉享受, 是当前品牌标志常用的表现手法[2]。

2.在立体图形中的表现形式

动态化的品牌标志在平面图形的设计中, 能够展现出简洁和醒目的特点。立体图形在设计过程中, 主要是以数字化的表现形式为主要特征, 借助科学技术的手段, 实现对立体平面图形的优化。设计师主要是借助错觉的表现形式, 在二维图形的基础上, 实现了对三维动画形式的应用, 能够增加品牌标志的动态感, 使观众产生视觉的错觉。

3.动态化的设计表达

视觉信息表现的形式, 主要是人们通过眼睛进行信息的传达, 实现对各项信息的有效捕捉, 防止由于物体的静止, 造成的视觉疲劳现象的产生。动态化的图形在运用过程中, 主要是通过自然界的刺激和人们内心相符, 而形成的动态主题元素。动态化品牌标志在制作过程中, 呈现出大小错落的排列组合形式, 在制作过程中, 应该配以线条的穿插, 使标志化图形展现出较强的视觉效果, 给人们带来良好的视觉效果, 展现出图形变化的丰富性。

4.动态化的二维表现

动态化的二维表现主要展现的是, 品牌标志在不同的时间内展现出来的静态标志展现。例如搜擎Google的徽标就是动态二维最主要的表现形式, 能够在一定时间内展现出图形的变化规律, 该标志充分的展现出了年轻人的市场特点, 主要的设计手法是运用了二维标志中跳跃和灵动的色彩展示, 展现出了简约和独特的设计风格, 能够保障网站首页的和谐和统一性。同时, 在重要的节假日或者纪念日, Google的相关设计人员, 还会依据具体的节日特点, 在主页上利用涂鸦的形式, 制作出适当的涂鸦形式, 展现出了品牌标注的多样化特点, 满足了人们对动态化标志的需求, 能够吸引人们的目光, 促进品牌形象的树立。

5.动态化的网络表现

网站的标志在设计过程中, 主要是让人们明确网站的核心内容, 加强对网站的记忆, 一个成功的标志, 能够网民留下深刻的印象, 吸引人们的更多目光, 进而获取较大的经济价值。挪威Nordkyn推出了一款旅游标志, 主要是由2个基本意义构成, 主要是通过气象局提供的气象数据统计而形成的, 展现出了风向和数据之间的不断变化, 可以根据天气的实时情况, 而促进系统不断发生变化, 展现出了品牌标志的动态化特点。

三、品牌标志设计的未来发展趋势

首先展现为高度的人性化特点, 在创作过程中, 主要是展现出了创意者和客户的有效价值观念, 对人们的设计思维奠定基础。近年来, 品牌标志的设计理念逐渐向着感性方面发展, 希望与人们建立密切的联系。Google通过对不同的节假日展现出了不同的品牌标志, 加强了与客户之间的亲切感, 简单的字体展现出了信息资源的丰富性特点, 塑造了较多的人文情怀。其次是高度的科技化, 随着社会的不断发展, 人们对二维空间和三维空间的认识, 逐渐向审美的方向发展, 给设计者带来了广阔的发展空间, 增强了空间的层次感。最后, 向着听觉和味觉的方向发展, 在动态的基础上, 逐渐向声音方面渗透, 可能出现在网络媒体和电视媒体上, 当通过声音的传达, 能够使品牌标志得到加强, 给人们留下深刻的印象。

随着科学技术的快速发展, 品牌标志也呈现出了多样化和个性化的发展特点, 能够使信息准确和快速的传播出去。品牌标志不再作为单纯静止的符号而存在, 也不会仅存在于人们对静态图形的美感追求上, 而是向着动态品牌标志的设计形式发展, 实现了对互动意形传递的不断演进, 展现出了品牌标志的动态延展, 满足了人们的视觉追求, 是现代社会发展的重要标志。

参考文献

[1]吴鹏.动态化:数字化时代标志设计的发展趋势[J].大舞台, 2012, 08:132-133.

发展动态趋势 篇9

SAGD开采过程中, 为有效规模动用油藏, 最大限度地提高油气采收率, 井下温压动态监测数据尤为重要, 通过温度剖面、压力数据, 直接反映蒸汽腔发育情况, 判断井筒内流体相态变化等, 为有效指导SAGD生产调控及工艺措施改进提供依据。

传统的油田监测技术具有诸多缺点, 不能满足当前日益精细化的油田开发方案, 为进一步提高监测结果的有效性, 技术人员开展光纤传感器的油田应用研究[1]。自2012起, 新疆油田开展光纤温压动态监测技术, 并在SAGD井推广应用。

1 光纤温压动态监测技术工作原理

1.1 光纤分布式测温原理

在光纤分布式测温 (DTS) 技术中, 光纤不但是信号的载体起信号传输作用, 还是敏感元件起温度传感器的作用。DTS测温原理是结合光纤中时域反射技术 (瑞利散射) 和拉曼散射的温度效应来实现对待测光纤链路上各点温度的分布式测量的[2,3,4]。

当散射光信号的频率与入射光信号不同而发生移动时, 产生拉曼散射。拉曼散射有2个不同频率的信号:频率较低的为斯托克斯 (Stokes) 光 (比光源波长长的光) , 频率较高的为反斯托克斯 (AntiStokes) 光 (比光源波长短的光) , 与入射光信号频率偏移量的绝对值相等。光纤受外部温度影响, 光纤中的反斯托克斯光强发生变化, 反斯托克斯与斯托克斯的比值提供了温度的绝对指示, 利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。

1.2 光纤测压原理

光纤测压原理是基于法-泊腔 (F-P) 的腔长随外界压力变化的特点来实现压力测量。光纤压力传感器的核心部分是F-P腔, 光纤 (Fiber) 端面与空气隙形成F-P腔, 当外界压力发生变化时, 引起F-P腔长的改变, 其变化量正比于压强[5], 如图1所示。

当压力变化ΔP时, 可由切应变关系计算出腔长ΔG的变化:

式中:L为F-P腔焊点间距, m;ri、r0为毛细管内外半径, m;E为毛细管材料的杨氏模量, N/m2;μ为毛细管材料的泊松比。

光纤压力传感器是基于法布里-珀罗腔 (F-P腔) 干涉原理设计出的可用于测量井下单点压力的设备。压力的变化会导致F-P腔长的改变, 由此通过F-P腔干涉光谱解调出精确的腔长值, 就能完成环境压力的测量。但是, 温度也是导致F-P腔长变化的一个主要因素, 当温度变化时, F-P腔由于光纤和外管的热膨胀引起的长度差异而导致腔长变化。

当温度变化时, 由于光纤和外管的热膨胀引起长度差异而导致的腔长变化ΔG为:

式中:αh、αi、αr为毛细管、入射光纤和反射光纤的热膨胀系数;L为F-P腔焊点之间距离, m;ΔT为温度差值, ℃;G为腔长, m。

为了消除温度因素, 采用传感器复用方案, 在F-P腔传感器中串联一个光纤光栅传感器 (FBG) 作为温度传感器, 在不影响F-P腔压力传感的同时, 实现温度补偿, 从而完成压力的精确测量。

1.3 高温井光纤测试技术研究

针对SAGD井高温、腐蚀性等特点, 新疆油田公司在常规光纤测试技术的基础上, 进行以下几个方面的设计和研制。

1) 光纤纤芯选择:选用特种涂覆光纤纤芯, 增加光纤的耐温和抗拉性能, 适应SAGD开采环境。

2) 护管结构设计:采用三层护管方式, 中层管选用纯铝材料, 其表面形成的氧化铝模可有效隔绝氢离子对光纤的渗透并提升光缆力学性能, 成缆后充入氩气密封, 有效排除光缆内部的空气、水汽等杂质, 保证光纤成缆质量。

3) 光纤标定:针对光纤长期测量下本征衰减引起的漂移问题, 研制微型双端光纤标定装置, 对入井后的光纤进行二次标定, 保证光纤测温精度在±2℃以内。

4) 井下压力传感器:采用“全氟橡胶密封圈与全金属卡套”双重密封方式增加密封性能;优化导压管长径比, 提高测压性能。

5) 地面解调仪器:研制光纤测温主机和压力解调仪, 在保证设备可靠性前提下实现设备国产化, 成本降低了1.5倍。

1.4 光纤温压动态监测系统仪器

分布式光纤测温系统 (DTS) 主要包括两部分:主机、传感器 (光纤) 。主机由工业计算机、光器件、激光源等部分组成, 它们集成在机箱内, 用于整个系统的参数配置、信号采集、信号分析和显示存储等。传感器所采用的是特种铠装光缆, 将它作为线型传感器, 通过分析光纤内不同位置上的光散射信号得知相应的温度和位置信息。DTS系统可以准确地测量从主机端口到井下端点整根光纤上所有点的温度和位置, 现场通过地面通讯光缆将多井次的井下测温光缆引入中控室的DTS系统中, 实现一台DTS主机监测多井的井下温度变化。

DTS主机温度解调范围:-40~400℃, 温度解调准确度:±1℃, 温度分辨率:0.05℃;有效测量深度:4km, 空间分辨率:1m;通道个数:12个, 单井测量速率:<30 s/次;光源波长: (1 064±10) nm, 光源强度:>100 W;光缆工作温度范围:-50~300℃;光缆外径:6.35 mm, 耐氢损。

光纤测压系统主要包括三部分:地面解调仪、传输光纤和井下传感器。地面解调仪类似于主机。传输光纤是一根特种铠装光缆, 起光信号传输作用。井下传感器包括FBG光栅和F-P腔两部分:温度的变化会导致FBG光栅的周期和折射率的变化, 使峰值波长漂移, 通过反射谱获取峰值波长即可得到实时温度。压力的变化会导致F-P腔内的入射光纤和反射光纤间距发生变化, 通过获取的干涉光谱数据可解调出该间距值, 从而得到压力大小。作为点式传感器, 通过分析下入井底传感器位置处的反射光谱信号可以得知该位置处的温度和压力信息。光纤测压系统可以准确地测量光纤底部连接的井下传感器位置处的单点温度和压力, 现场通过光开关可以连接多根传输光缆, 实现一台地面压力解调仪监测多井的井下压力变化。

光纤测压系统地面解调仪压力测量范围:0~30 MPa, 压力测量精度:满量程的0.1%;温度测量范围:0~300℃, 温度测量精度:0.5℃;有效测量深度:4 km;通道个数:12个, 单通道测量速率<10 s/次;光纤规格:单模光纤。

2 光纤温压动态监测技术在油田上的应用

2.1 现场应用情况

自2012年新疆油田公司开展SAGD水平井光纤测温测压试验以来, 共计现场实施40井次, 光纤测温12井次, 光纤测压4井次, 光纤温压同测24井次, 现场实施成功率100%。截至2015年10月, 最长连续工作时间24个月, 最高监测温度302.2℃, 最高监测压力7.92 MPa, 监测数据实时连续, 温度监测准确度±2℃;压力监测准确度0.1 MPa, 现场最长测量井深1 450 m。

现场试验中, 针对每口井的测量数据, 对比光纤与热电偶测温数据, 其平均测温误差为2℃, 由测量结果可知光纤测温与热电偶测温结果一致性较好, 如图2所示。与热电偶的单点测温相比, 光纤DTS测量可获得全井段的温度剖面数据 (间隔1m) , 更有助于蒸汽腔发育情况的判断。

2.2 现场应用效果

光纤温压动态监测技术在风城SAGD水平井上现场应用, 温压动态监测系统实时连续监测数据。新疆油田公司利用井下光纤温压数据指导生产, 进行日常生产过程中生产压差控制、sub-cool调控, 水平段动用程度判断, 转抽时机判断等。现场应用表明:光纤分布式测温可获得全井段的温度剖面数据, 更有助于对蒸汽腔发育情况的判断, 指导生产调控;光纤测量生产井井底压力可判断井下流体相态变化, 分析注汽效果, 预测产出状况。

2.2.1 水平井连通判断

监测不同时间下SAGD水平生产井的温度分布, 可以有效判断双水平井在循环预热阶段的连通情况。对SAGD双水平井井组进行水平段连通判断, 将生产井焖井、注汽井两点注汽, 通过光纤全井段温度测试监测, 在水平段445~775m处温度呈现先下降后上升的趋势, 即可判断在该段已经连通, 连通段长330m, 连通率为74.2%, 初步具备转抽条件, 如图3所示。

2.2.2 指导生产调控

光纤分布式测温曲线显示转抽生产时生产井水平段受热不均, 后半段温度较低, 对该井进行关井注氮气、高温分散剂的措施调控。向P井注蒸汽后, 再次转抽生产, 水平段后半段温度升高。

2.2.3 井下蒸汽相态判断

对比在SAGD循环预热阶段生产井井底实测压力、井底温度对应饱和压力和生产井注汽量, 可判断井下蒸汽相态。如图4所示, 当实测压力大于井底温度对应饱和压力时, 井下为液相;当实测压力与井底温度对应饱和压力大致相同时, 井下为气相。

2.2.4 计算Sub-cool, 指导生产调控

Sub-cool是指生产井井底产液温度与蒸汽腔温度的差值, 是SAGD生产阶段关键操作参数确定的核心, 与产量相关。对比在SAGD生产阶段井底实测压力的饱和温度与水平段产液最高温度, 可判断井下Sub-cool值大小, 对生产参数做相应调整。

3 存在问题与发展趋势

光纤温压动态监测技术具有无法比拟的优点, 适于油田复杂环境条件下的实时监测, 成为国内外研究的热点, 但不可避免会存在一些难题尚需进一步攻克。

3.1 存在问题

1) 由于光纤传感器的封装技术、多参数交叉敏感性以及自身材料特性的限制, 在长期高温腐蚀环境下易发生信号衰减, 机械强度、力敏和温敏灵敏度降低, 在环境较恶劣情况下难以长期稳定运行, 要求针对特定油藏条件研制特定光纤温压动态监测传感器。

2) 现场井距较远, 监测井井数较多, 实时了解井下状态需要实时获取监测数据。光纤传感信号数据量大, 传输需大量占用网络, 实时传输是制约现场应用的关键因素之一。

3) 目前光纤监测数据的应用并不全面, 通过井下温度压力的监测可以了解井下环境指导生产调控。但进一步描绘井下环境发展趋势, 如何与其他监测数据相结合需要深入研究。

3.2 发展趋势

为了解决以上问题, 未来基于光纤的油田井下温压实时监测技术的发展趋势主要有以下3个方面:

1) 传感器工艺技术的研究。针对特定油藏开发环境, 研制相应光纤温压动态监测传感器, 主要针对其材料特性、封装结构、材料保护等措施进行改进。

2) 传感网络技术的研究。多参数、实时、在线、大数据传感网络系统是未来油田监测发展的必然趋势。光纤传感数据, 要结合油田现场的其他监测数据共同完成监测数据的实时传输。

3) 进行多学科交叉研究, 建立多参数变化模型, 将光纤温压监测数据与其他监测数据相结合, 更好地进行油田开发特征描述和指导生产。

光纤温压动态监测技术已经日臻成熟, 其产品化研究也已达到实用化推广的多项要求。国内基于光纤温压动态监测技术在油田应用方面起步较晚, 但随着光纤传感技术的日益发展和应用的不断扩大, 该技术必将成为油田监测领域的首选方法之一。

摘要：光纤温压动态监测技术是近年发展起来的一种实时高精度监测技术, 具有耐高温高压、抗电磁干扰、抗腐蚀等优点, 成为油田监测手段中最具前景的监测方法。介绍了光纤温压动态监测技术的工作原理和在油田复杂环境条件下的应用, 并分析了未来发展趋势。新疆油田经过多年的现场应用研究, 光纤温压动态监测系统已经能够在井下稳定运行2年以上, 且拥有精确的测温精度和压力监测准确度, 实现了全井段温度变化和井下单点压力变化的连续稳定动态监测。

关键词：光纤温压动态监测技术,光纤分布式测温,光纤测压,温度剖面

参考文献

[1]孙艳坤, 李琦, 李霞颖, 等.基于光纤Bragg光栅的油气工业实时监测技术研究进展[J].科技导报, 2015, 33 (13) :84-91.

[2]张小丽, 陈乐, 孙坚, 等.一种分布式光纤温度传感器的校准方法[J].自动化仪表, 2011, 32 (12) :32-35.

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[4]王伟杰.基于拉曼散射的分布式光纤测温系统设计及优化[D].济南:山东大学, 2013.

发展动态趋势 篇10

1当今开发式数控系统的发展趋势

数控系统从专用封闭式体系结构向通用开放式体系结构发展, 既是为了适应市场的需求, 也是技术发展的必然。1990年代以前, 由于技术上的限制, 数控系统主要以封闭结构的专用型为主, 最具代表的是日本FANUC公司产品。随着微电子和计算机技术的迅速发展、数控系统本身复杂性的不断增长、与第三方软件兼容的要求、开发人员频繁流动及同行之间激烈竞争等因素的影响, 迫使数控系统生产商不断提高系统质量, 尽可能缩短产品开发时间。为此美国政府于80年代末率先提出开放式数控系统概念, 90年代欧洲、日本积极响应, 相继推出并实施了NGC计划 (Next Generation Work-station/Machine Controller) 及OMAC计划 (Open Modular Architecture Controller) 、OSACA计划 (Open System Architecture for Control within Automation Systems) 、OSEC计划 (Open System Environment for Controller) 等。

目前, 我国数控技术和数控产业可谓危机与机遇并存, 数控产业面临十分严峻的考验, 主要原因为:a.由于计算机及相关技术的快速发展, 促使西方国家的数控系统正朝开放式体系结构方向快速发展, 而我国的数控系统还不具备这种特征。b.由于我国数控技术及产业的发展相对落后, 还不具备规模生产能力。西方国家以往对我国进行“高档封锁、低档倾销”, 现在则是以开放的旗号来冲击市场。因此, 我国数控产业如果不能在性价比上突破, 并主动适应市场竞争, 则生存条件将日益艰难。c.西方国家数控技术的起步过程都有一个相对封闭的、受保护的环境, 待产业成熟之后再走开放式结构的道路, 而我国加入WTO后这种保护环境已不复存本掌握系统技术, 并形成了一支研究、开发、生产队伍, 基本具备了数控产品配套能力;再者, 有国际开放式控制系统技术规范和软件开放式技术规范可供借鉴。

2开放式数控系统研究的发展概况、动态和趋势

“开放式结构控制器 (Open Architecture Controller) ”概念第一次出现在1988年前后。1981年, 美国国防部为了减少军备制造对日本控制系统的依赖性, 开始了“下一代工作站/机床控制器 (NGC) ”计划, 1990年美国国防部启动了OASYS项目来作为NGC的后续工作。其后许多相关研究计划在世界各地相继启动, 其中影响较大的有美国的OMAC、欧洲的OSACA和日本的OSEC。我国也积极开展了开放式数控系统结构的研究。

NGC的体系结构建立在虚拟机的基础上, 通过虚拟机将子系统和模块链接到计算机平台。NGC计划的目的在于为工业应用提供功能性和服务性的定义, 如机床, 包括切削、非切削机床、机器人和坐标测量机等, 最终以开放式体系结构标准规范 (Specification for an Open System Architecture Standard, SOSAS) 和“设计人员指南”作为开发符合NGC规范的产品所需的信息, 并引发出NGC标准化的成果。SOSAS定义了NGC系统、子系统和模块的功能及其相互关系, 提出了代表控制要求的九个功能概念:分级式控制结构, 提出功能性的分解方案;分布式控制, 可适应在单个工作站内的多级控制;按系统、子系统和模块对系统进行分解;定义了虚拟机, 可方便模块间的相互交换与操作;控制程序由三级设计表示;定义了NML (Neutral Manufacturing Language) 语言进行信息传递;人机接口由通用的外观和界面组成;由信息库管理系统信息 (包括实时数据在内) ;定义了传感器/操作部件的信息协议标准。NGC于1994年完成, 完成了原型研究并转入工业开发应用阶段, 由美国Ford、GM和Chrysler三大汽车公司为首, 在NGC的指导下, 联合提出进一步的OMAC开发计划。

OMAC将制造控制系统分为系统基础框架、信息库管理、任务调度、人机接口、运动控制、传感器接口等模块, 并提出由基类、模块、系统结构设计

(上接262页) 本项目有五联类似结构的跨路悬和系统详细设计等组成的系统开发“参考模型”。该计划的目的是使控制器生产厂、机床厂和最终用户能够在该“参考模型”结构下, 缩短系统开发周期、降低系统开发费用、简化系统集成和二次开发、简化系统使用和维护。

OSACA是欧盟为了增强其机床和控制器制造商在国际市场的竞争力而制定的开放式控制系统体系结构研究计划, 参加单位来自欧洲各国多家机床厂、控制器厂商和高等院校。其指导思想为:一个开放式控制系统包括一组逻辑上独立的器件, 器件之间及器件与应用平台之间的接口有完备的定义, 允许来自不同制造商的器件协同工作, 以构成一个能在各种平台上运行的完整控制, 而对于用户和其它自动系统呈现统一的界面。OSACA参照开放式系统及其互连模型提出了一个“分层系统平台+结构化功能单元”的体系结构, 保证各种应用系统与操作平台的无关性。

国内对开放式体系结构数控系统也进行了大量研究。很多高校及科研院所在开放式结构系统的建模、软硬件平台和工具支持等方面进行了研究, 并对基于软件芯片的开放式数控系统进行了实践。有的研究文献提出“利用通用PC机的体系结构建立开放式数控系统的硬件平台, 选用公用的或无偿使用的通用操作系统为软件平台, 以利于开发我国独立自主的数控软件”, “在开放式数控系统平台的基础上, 制定应用系统的技术规范”, 并“以车、铣为主开发典型开放式数控系统”。但由于数控技术研究、开发、生产等环节的脱节, 数控系统生产厂与主机生产厂的脱节, 数控系统生产与应用推广、人才培训的脱节以及相关技术限制, 与发达国家相比我国数控技术和数控产业还存在较大差距。其中最大的问题是开放性不够、开发环境和支持手段不足, 提供给用户进行二次开发的工具不完善。软硬件基本上不具备可移植性和互操作性。

我国开放式数控系统计划 (China Open Numerical Control System Program, CONUC) , 旨在指导开发新一代具有我国自主版权的开放式数控系统平台, 推动数控产品向规范化方向发展, 为今后数控产品的更新换代奠定基础, 促进我国的数控技术的发展。

版社, 2004, 3

摘要：数控系统由封闭走向开放是技术发展的必然。软件比重的增加和计算机网络化促进了数控系统开放化的步伐;数控系统的开放形式也体现在软件的开放性上。因此实现开放性是对数控系统软件的分析、设计、实现以及开发活动的管理都需要科学思想的指导和软件工程技术的更深一步的运用。