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反向工程的概念

时间:2023-06-08 11:18:30

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇反向工程的概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

反向工程的概念

第1篇

所谓扩展对比教学法,就是在教学中,将相关知识点向所在专业的其他专业课的相关内容进行扩展,这种扩展可能是同向对比,也可能是反向对比,从而让学生在专业课的学习中,将各门专业课之间的重点知识点有效地串联起来,形成对这个专业方向更加全面的认识。扩展对比教学法有如下几个重要特点。

1.扩展是所在专业方向内的定向扩展

相对于联想教学法,扩展对比教学法的最大区别是:该方法强调所授知识点是在学生所学专业方向内的扩展教学,而非全面的或者生活化场景的扩展对比。联想教学法关注的是某个知识点的理解,因此,常常会用生活别容易理解的物品或者现象来与所授知识点建立一种联系,可能是形态上的相似,或者发音上的相仿,从而加深学生的理解和记忆。这种联想往往是在很大范围内的联想,多数都脱离所在的专业背景。扩展对比教学法更注重的是专业内部专业课之间的联系,其可供联想的范围有限,且强调是整体的认识和理解。

2.对比有平行对比、同向对比和反向对比

所谓平行对比,就是对比的知识点之间是平行的,比如讲述深度的时候,选择海拔、高度等来进行对比,就属于平行对比。同向对比,即一个现象本质上是一致的,但在不同的学科中,其作用是不一样的。反向对比,即知识点之间是一个反向关系,比如一个阐述流体的流出机制,一个阐述流体的流入机制,但二者之间本质上是相通的。

3.强调各门专业课之间的关系

由于教学中的扩展是限定在学生所在专业的定向扩展。因此,需要教师对各个专业课都能有较好的认识,以便实现科学的教学。扩展对比教学法提供了一个手段,就是将各门专业课之间的联系挖掘出来,增强学生学习的兴趣和融会贯通的能力。

4.形成对所学专业的整体全面认知

扩展对比教学法的目的是让学生在一个个知识点的串联下,形成对所学专业的全面认识。因此,该方法的落脚点并不在某个概念的阐述,而在整体的认知。基于这种认知,让学生更能发现在某门专业课的缺陷和不足,同时也为其后续攻读研究生或者就业选择更细的专业方法提供一个全局认识。

二、扩展对比教学法在石油工程中的应用

1.平行对比的应用

笔者在教授“钻井与完井工程”课程时发现,关于深度的概念极度容易混淆。在这门专业课中,深度是指从转台面开始计量的井眼轨迹的长度,实际上也是钻井中所有下井的钻柱的长度之和。特别需要强调的是,深度的起始点不是地面,而是转台面。因此补心距(地面与转台面的高度)的大小将直接影响深度的大小。扩展一:在采油工程中,我们说的射孔的深度;在测井中,所说的储层的深度都是钻井与完井工程中所说的深度,即基于转台面的井眼轨迹的长度,这个深度作为这口井的重要标示,伴随这口井一生。深度将永远是一个大于零的正值。扩展二:由于深度是一个相对量,在工程中广泛应用。但在地质中,用得相对较少。对地质工程师来说,他们不关注相对的位置,他们关注的是储层的绝对位置,即储层位置在大地坐标系中的坐标,x,y和z。此处的z指的是海拔,它是指地面某个地点或者地理事物高出或者低于海平面的垂直距离,是海拔高度的简称。这个z值可能是正值也可能是负值。它表征的是一个绝对位置,不会因不同的钻井设备或者井眼轨迹而发生变化。建立联系:用一个图形来说明,深度与海拔的关系。当一个目标靶点确定后,地质工程师给出其对应的坐标,钻井工程师需要根据地面条件及地下条件设计相应的井眼轨迹,以期实现准确中靶。到达这个目标点(绝对位置,海拔概念)的轨迹千差万别(相对长度,深度概念),对应的深度也可能有巨大的差异。通过阐述、对比联系让学生加深对这两个概念的认识,掌握其用法和区别。

2.同向对比的应用

“钻井与完井工程”课程中讲授压力控制一章时,会讲到发生溢流进行关井作业后气侵及其对钻井的影响。其中会讲到一个图,即关井后由于地层流体不断进入井筒,井筒中压力分布不断发生变化,表现在地面的立管压力和套管压力逐渐升高,且变化的程度不一样。对于高渗连通性好的储层,压力上升的速度较快。因此,可以采用气侵关井后立管压力和套管压力变化曲线粗略判断井控的难易程度,地层压力大小和地层渗透率大小。同向对比:在“试井分析”专业课程中,会讲到压力恢复试井。即油井生产一段时间后,突然关井,采用压力计测量井底压力的变化情况。进而绘制压力曲线,采用试井分析的方法求取地层压力、储层参数、表皮系数等参数。试井中,关井后有一段井筒储集效应,即地层流体还会继续进入到井筒。其流动的原理与钻井中因为气侵而关井的原理是一致的。建立联系:展示两张图,一是“钻井与完井工程”中的压力变化曲线,二是“试井分析”中的一条典型的压力恢复曲线。通过图形阐述其相同之处,结合试井中能计算的参数,反过来讲述钻井中压力变化所包含的意义。

3.反向对比的应用

在“钻井与完井工程”这门专业课程中,会反复讲授一个知识点:压力及其应用。钻井中,为了实现安全钻井,往往采取衡或者过平衡钻井,即保证钻井液产生的液柱压力大于地层压力。在这种情况下,钻井液将会在压差的作用下进入到地层,从而形成对储层的伤害。压差越大,储层越疏松,滤失进入地层的钻井液越多,同时钻井液自身的性能也会影响滤失量的大小。反向扩展对比:钻井过程中钻井液向地层滤失,与采油过程中,地层中的原油向井筒流动具有相似性(“采油工程”课程的内容),只是流体流动的方向不一致,但其流动的机理是一致的。而在“渗流力学”一门专业课讲授过一个重要的知识点,径向流动产能方程(“渗流力学”课程的内容)。建立联系:在黑板上手写径向流动产能方程,让学生回顾其推导过程。从方程中,解释影响产能的正向因素:储层厚度、储层渗透率、生产压差。影响产能的负向因素:流体粘度、储层伤害及泄流面积。同样的类比也可用于钻井中的泥浆滤失,其滤失量的影响因素与生产中径向流动的影响因素是类似的。通过回顾一个知识点,建立起两门学科的联系,同时加深对专业知识点的认识。

三、结论和认识

第2篇

关键词: 聚类;ε-邻域;核心对象;聚类边界;夹角和

中图分类号 TP301 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)30-6714-03

数据挖掘(Data Mining)是人工智能和数据库领域研究的热点问题。简单地说,数据挖掘是从大量的数据中提取或“挖掘”知识。数据挖掘要应用一系列技术从大型数据库或数据仓库中提取人们感兴趣的信息和知识,这些知识或信息是隐含的,事先未知而潜在有用的,提取的知识表示为概念、规则、规律、模式等形式。数据挖掘常用的方法有:关联分析、预测建模、聚类分析、异常检测等。

1 数据挖掘中的聚类分析

所谓聚类,就是将数据对象分组成多个类或簇,在同一个簇中的对象之间具有较高的相似度,而不同簇中的对象差别较大[1]。作为数据挖掘的重要方法,聚类分析旨在发现紧密相关的观测值组群,使得与属于不同簇的观测值相比,属于同一簇的观测值相互之间尽可能类似。聚类与分类的不同在于,聚类所要求划分的类是未知的。也就是说,在开始聚类之前不知道要把数据分成几组,也不知道怎么分。因此在聚类之后要有一个对业务很熟悉的人来解释这样分群的意义。很多情况下一次聚集得到的分群对业务来说可能并不好,这时需要删除或增加变量以影响分群的方式,经过几次反复之后才能最终得到一个理想的结果。

为了有效聚类,人们提出了许多聚类分析算法,并在许多领域得到了广泛的应用[2]。聚类分析的算法可以分为基于划分的方法、基于层次的方法、基于密度的方法、基于网格的方法和基于模型的方法等等。不同的聚类方法将产生不同的聚类结果。

2 传统的密度聚类算法

基于密度的聚类方法将数据空间的高密度对象区域看成是簇,这一个个簇是被低密度区域分割开来的,该方法能够识别出各种形状的聚类。

2.1 基本概念

基于密度聚类算法的核心思想是:对于构成簇的每个对象,其ε-邻域包含的对象个数必须不小于一个给定值(MinPts),也就是说其邻域的密度必须不小于某个阈值。下面给出基于密度聚类算法分析中的一些定义[3]。

定义5 密度相连. 如果对象集合D 中存在一个对象o ,使得对象p 和q 是从o 关于ε和MinPts 密度可达的,那么对象p 和q 关于ε和MinPts 密度相连(对称) 。

定义6 簇和噪声. 基于密度可达性的最大的密度相连对象的集合称为簇;不在任何簇中的对象被认为是“噪声”。

2.2 DBSCAN算法

基于密度的聚类算法主要有DBSCAN、OPTICS、DENCLUE等,其中DBSCAN算法最具代表性。DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法[3]通过检查数据集中每个点的ε-邻域来寻找聚类。该算法的基本步骤是:

1) 任意选择没有加簇标签的点p;

2) 找到从p关于ε和MinPts密度可达的所有点;

3) 如果p是核心对象,则将p和从p关于ε和MinPts密度可达的所有点组成一个新的簇,并给簇内所有的点加簇标签;如果p是边界点,则处理数据集中的下一点;

4) 重复上述过程,直到所有的点处理完毕。

DBSCAN算法的时间复杂度为O(n2),如果采用R树等空间索引可以提高时间效率。但是,DBSCAN 算法只能发现密度相近的簇且对参数非常敏感。为此,研究人员提出了许多改进算法。如基于数据取样的方法[4] 、基于网格的方法[5]、基于划分(分区)的方法[6]等等。这些改进算法都在不同层次上解决了DBSCAN算法在时间或在应用上存在的局限性,但大多改进算法较为抽象。下面提出一种接近人工分类方法的新的聚类思路。

3 一种基于边界的密度聚类算法

聚类边界是一种有用的模式,有效的提取聚类边界不但可以提高聚类的精度,还可以进一步研究聚类边缘的特性。因此,聚类边界已成为数据挖掘新兴的研究领域之一。

3.1 聚类边界基础

所谓聚类的边界,是指位于聚类高密度数据区域边缘的数据对象集合。边界对象通常具有两个或两个以上聚类的特征,其归属并不明确[7]。较早的边界检测算法是BORDER算法[8],该算法首次提出利用对象的反向k-近邻来检测边界点。BORDER算法首先计算每个对象的反向k-近邻个数,然后根据它们的反向k-近邻个数按从小到大的顺序排列整个数据集,把前n个对象作为边界点。但是,由于噪声点的反向k-近邻个数往往比边界点的反向k-近邻个数更少,排列整个数据集时噪声点也在前n个数据对象之中,因此BORDER算法不能识别噪声,它的显著不足之处在于不能在含有噪声的数据集中有效提取边界。

针对BORDER算法的缺陷,很多学者提出了相应的改进算法。例如,BPGG算法[8]利用网格技术识别边界、BDKD算法[9]根据定义数据对象k-离群度来确定为边界点等等。目前已经有许多成功的聚类边界检测算法,但这些边界检测算法只能识别出边界对象,对其余的数据并没有进一步处理,从而导致聚类分析不够完整。

3.2基于边界的聚类算法

4 结束语

聚类分析作为无监督学习的一种重要形式,具有广泛的应用前景。该文介绍了基于密度聚类分析的基本概念、经典的DBSCAN算法,并对聚类分析的一个新的研究领域—聚类边界检测的相关算法进行了分析,进而提出了一种基于边界对象的聚类算法。基于边界的聚类算法既是聚类分析算法的创新,同时作为聚类边界检测算法的一个后续算法,保证了边界检测算法数据处理的完整性。

参考文献:

[1] Chen M S, Han J H, Yu P S.Data mining: an overview from a database perspective[J]. IEEE Trans KDE, 1996,8(6): 866-883.

[2] 宋向红,白明月.基于聚类的学生成绩分析[J].电脑知识与技术,2012,8(3):519-521.

[3] Ester M, Kriegel H P, Sander J, etal. A density-based algorithm for discovering clusters in large spatial database with noise[C] //Proceedings of 2nd International Conference on Knowledge Discovering and Data Mining(KDD-96),Portland:Oregon,1996:226-231.

[4] 周水庚,范晔,周傲英.基于数据取样的DBSCAN 算法[J].小型微型计算机系统,2000,21(12):1270-1274.

[5] 张枫,邱保志.基于网格的高效DBSCAN算法[J].计算机工程与应用,2007,43(17):167-169.

[6] 熊忠阳,孙思等.一种基于划分的不同参数值的DBSCAN算法[J].计算机工程与设计,2005,26(9):2319-2321.

[7] Xia Chenyi, Hsu W, Lee Mongli, etal. BORDER: efficient computation of boundary points[J]. IEEE Transactions Knowledge and Data Engineering, 2006,18(3):289-303.

[8] 邱保志,余田.基于网格梯度的边界点检测算法的研究[J].微电子学与计算机,2008,25(3): 77-80.

第3篇

这家公司推出了一款名为博睿(Brivo)的CT机,在投放市场最初的6个月里,首次购买这款产品的医院和诊所中有60%是第一次购买CT机。

这是GE希望看到的。这些原本因为高昂售价而对CT机却步的一级医院、私人诊所等机构,现在成了它们的新客户。

博睿是GE医疗为了中国市场而开发,并且完全自主研发设计。它有着更小的工作体积、简化了机架、剔除了那些多余的设计,因此它的售价为同类型进口产品的70%以下。这款CT机也同时销往其他新兴市场,甚至还进入了欧美发达国家。

GE将这种新兴市场上成功研发出的产品反哺发达国家的做法称为“反向创新”。在2009年9月,GE董事长兼CEO杰夫·伊梅尔特(Jeffrey R. Immelt)第一次在公司内部提出了这样的概念。

对此GE全球研发中心总裁Mark Little对《第一财经周刊》解释说,过去简单的“本土化”研发是指将团队部署在本土市场,在全球团队开发基础上做的小调整,本土团队的地位是完全被动的;但在“反向创新”中,本土团队人员与本土市场有着密切沟通,独立完成开发,最后推向包括发达国家在内的全球市场 。

“反向创新”意味着GE需要在产品成本和性能上做出新的权衡。如果以医疗业务为例,创新技术必须聚焦在降低医疗成本、让更多人享受医疗服务等方面,更低成本、更环保、能覆盖更多患者的医疗产品,成为GE中国在医疗业务上的重点研发方向。

在CT机市场,这种机器的售价昂贵使得它只有在大城市或者在设备比较完善的三级医院中出现(医院在中国评级三级为最高)。行业媒体《中国医药报》2011年刊载的一份报告统计,国内仅有38%的二级医院配备了CT机,数量更多的一级医院(尤其是乡镇卫生院),由于经费制约通常较少配置CT机。在很多中小城市的医院,医生普遍使用二手CT机,甚至因为没有CT机不得不通过X光来进行诊断。

医生对于CT机的需求,还来源于中国正在推行的医疗改革。中国逐步完善的基层医院建设计划,涵盖了乡镇卫生院、县级医院,同时开始鼓励民间资本进入这一领域,市场上的私营医院数量在快速增加。

GE医疗看到了这个市场。“我们在走访医院和自己的渠道里发现了需求。”CT部产品总经理陈金雷说。他们发现一直有中小医院询问CT机的价格,希望双排CT机的价格控制在200万元,单排控制在160万元。但市场的现实是,无论是单排还是双排,产品的价格多在300万元以上。

不过要真正摘下“果子”可没这么简单。作为一种高精密的医疗产品,要实现更低的产品价格,对CT机技术和成本控制能力的要求也随之提高。因此尽管这的确是一个有着广泛需求的市场,但此前却鲜有公司真正进入,它需要的是一整套能够顺利运行的不同以往的研发体系。

在伊梅尔特提出“反向创新”之前,GE更早开始了尝试。但2000年,在美国纽约州GE全球研究中心工作了6年的陈向力向总部申请回国,创办GE中国研究中心,他只拿到了10个员工名额和20万美元启动资金来到上海。“就是一个草根组织。”陈向力说。

最初,这个“草根组织”因为研发能力有限,主要配合公司国际项目的生产以及采购支持。医疗一直是GE的明星业务,陈向力将医疗业务作为了“反向创新”的突破口。2003年,他开始负责GE医疗中国的研发,鼓励团队进行本土创新。

陈向力碰到了那么一点点好运。对于整个GE公司而言,在中国的这场试验是被鼓励的,它也意味着“反向创新”会不会真正成为一个体系。

作为新兴市场的研发团队,GE中国的医疗团队经历了从单纯的零部件本地化或本地生产,到自主研发设计的改变。这一点,与大多数本土研发团队都如出一辙。从1998年至2002年,GE医疗将日本、美国的一些产品换到中国生产,一方面部分降低成本,另一方面也提高了研发人员对于产品的熟悉程度。

2003年到2005年的两年时间里,GE中国研发团队开始对CT机做一些局部改动,并从2005年起,开始将能力提升到研发全新产品的程度。在此期间,获得的总部支持逐渐增多,现在专为医疗服务的工程师达到了1000名。

相比传统的CT机产品,在较低价格内实现合理利润,给经济型CT机的研发带来了不小的麻烦。稳定性是研发过程中遇到的最大挑战。二手机的高故障率,使得一些医生明确地告诉陈金雷,自己想要的是一款两年不坏的CT机。但要知道,这是个人口众多、看病强度高的市场,一天一台CT机供超过80名患者检查并不鲜见。

很多时候成功与否是一些微小的细节决定的。比如为了不让病人口袋的硬币掉进机器的缝隙,研发团队重新设计了CT床。

为了获得稳定的图像质量,CT机必须每半年进行一次X线校准,但很多医院所在地区却没有可以提供技术支持的工程师。最后研发团队开发出了光谱校准技术,即使完全没有校准经验的维修工程师甚至医院员工,也可以通过按键配合一套固定流程来完成校准。

“设计本地化最大挑战在于经验。博睿的设计成功体现了团队从CT机组装,到部件国产化,然后进行CT子系统设计和CT系统设计,到今天创新开发这样一个逐步成熟的过程。”GE医疗CT&AW全球研发(中国)总经理孙旭光总结说。

目前在GE中国“反向创新”概念下开发的本土产品约有100个,其中20多个产品已成功推向市场,其中医疗产品10个。

为了加快“反向创新”的响应速度,2011年,GE选定了西安、成都和沈阳建立内陆地区的第一批“中国创新中心”,这3家创新中心将在农村医疗、LED照明技术、水处理、能源、制造业等领域提供更贴近本地的解决方案。GE中国正在根据不同城市的特点分配自己的研发资源。

GE总部对于“反向创新”的支持开始逐渐增多。陈向力领导的GE中国研发团队已经扩张到了近2800人的规模。除了上海的中国研发中心总部,还包括北京和无锡的GE医疗研发团队;2008年,GE“在中国为中国”项目启动,截至2011年年底,超过1亿美元以上的研发资金投入了中国研发中心。

博睿系列CT机的一些产品,有70%来自日本、美国等发达国家和其他发展中国家,如东欧;一种售价约1.5万美元的微型超声波设备,不仅受到中国农村医院的热烈欢迎,还开辟出了这种产品在发达国家的用途,包括用于事故现场、急诊室、手术室等特殊场合,同样推动了GE在发达国家的业务增长。

如果按照传统方式,产品在欧美市场研发,此后进入中国,情形可能大不一样。新兴市场的客户,往往要为一些不实用的设计埋单或是无法承担。比如一款磁共振产品的升降床,成本高达几千美元,但在中国它只需要一种类似于小板凳的装置就能解决升降问题。

GE医疗集团全球技术研发中国总经理戴鹰对《第一财经周刊》说,在医疗领域,北美成熟市场越来越在意成本,欧洲成熟市场越来越关注诊断治疗的质量,中国、印度、巴西这样的新兴市场,则试图把更多患者纳入诊断治疗的覆盖范围之内。这些趋势,都与GE提出的“反向创新”相契合。

这种研发体系打破了以集权管理、欧美成熟市场产品为中心的“全球本土化”战略,加快了在新兴市场上的反应速度。对本土团队而言,他们的能力获得了认可,甚至可以直接向公司高层主管汇报并根据当地需求从零开始研发相关产品。

对于GE而言,最初只是作为“试验”的“反向创新”研发模式,如今已经具备了重大意义:它们可以以更有效率的研发方式,向全球推出产品。这样做既是出于开拓市场、增加利润的考虑,又是为了防止新兴国家的潜在巨头开发出类似产品,颠覆自己在发达国家的市场地位。

这并非只是两种模式的简单共存或相互取代,而是一种制度上的相互配合。如同博睿CT机的研发一样,将权力转移到利润增长所在地、充分放权、从零开始开发新产品、从零开始建设本土增长团队,都是“反向创新”在其他业务领域顺利实施的关键。

至少在医疗业务领域,当GE中国的博睿CT机、微型超声波仪等业务启动之后,GE允许它们与多个全球的其他同类项目共存,各自负担盈亏责任,并在最后的内部竞争中胜出。

第4篇

关键词:CDMA;网络优化;呼叫失败

1 网络优化的概念

网络优化是对正在正常运行的网络进行系统数据检查、参数采集、数据分析,找出影响网络运行质量的原因,采取技术手段,对网络进行优化调整,优化资源配置,合理地调整网络的参数,使网络达到最佳的运行状态,使现有的网络资源达到效益最大化。

2 CDMA网络问题呼叫失败所引起的现象

CDMA网络优化过程中常见问题有呼叫失败问题、掉话问题、切换问题、干扰问题、覆盖问题、寻呼和登记问题、负荷及准入控制问题等;下边就网络优化过程中几种最常发生的问题引起的现象进行展开说明。

移动台的呼叫包括起呼和被呼,都是属于接入过程。当一个用户拨打另一个号码时,称为一次接入,不能在指定的时间内完成起呼者到被呼者之间呼叫连接的呼叫建立过程就称为一次接入失败。网络呼叫情况的整体评估用呼叫成功率来衡量,提高呼叫成功率,会使用户增加对网络的信心,提高设备的利用率。呼叫成功率包括起呼成功率和被呼成功率。呼叫失败的现象有以下几种:(1)设备故障引起呼叫失败的现象。(2)覆盖不足引起呼叫失败的现象。(3)无线信道衰落引起呼叫失败的现象。(4)前反向不平衡引起呼叫失败(前向好于反向)的现象。(5)接入/切换冲突引起呼叫失败。(6)资源不足引起呼叫失败。(7)移动台激活集搜索窗设置过小引起呼叫失败。(8)寻呼信道增益设置过小引起呼叫失败。(9)接入参数设置不当引起呼叫失败。

3 呼叫失败问题解决方案

(l)由于是设备故障问题导致非正常掉话,所以不能叫做优化方法。解决问题的方法就是对症下药,通过上面的排查方法找出设备故障所在,解决该故障即可。设备故障引起呼叫失败在故障排查时可以重点关注TRX(收发单元,通常也认为是载频)、CHM、CCM、天馈系统等是否存在问题。在解决问题时应注意对软硬件进行复位、更换、回退等操作一定要慎重,在对软硬件进行复位、更换、回退等操作时最好在午夜进行,要有详细的操作计划,操作时要记录操作步骤,如果没有解决问题或者引起更坏后果,应及时回退。

(2)覆盖不足引起呼叫失败要分以下两种情况进行分析:a.对于覆盖不足引起的呼叫失败最根本的解决方法就是在覆盖盲区或者弱区增加基站,也可以使用直放站,当然新增基站要考虑到和原有网络的拓扑结构配合问题;b.如果加站暂不可行,可以使用其他一些方法来加强覆盖,比如增加基站天线高度、选用大增益天线调整天线方向角、下倾角等,这些方法需要在不影响网络整体性能的前提下使用。

(3)无线信道衰落引起呼叫失败的解决方案为优化网络拓扑结构,尽量减少信号覆盖衰减变化特别大的区域。

(4)前反向不平衡引起呼叫失败(前向好于反向)的解决方案主要是找出前反向不平衡的根源,力争使前反向链路达到平衡,主要方法有:a.判断是否小区功率设置过大;b.判断是否导频增益设置过大;c.判断是否存在反向干扰。

(5)接入、切换冲突引起呼叫失败的解决方案可以分情况讨论:如果系统可以实现接入过程中的切换(同时需要移动台也支持),就不会出现由于接入、切换冲突而导致的呼叫失败;也可以合理调整网络结构,合理规划软切换区域,在出现上述问题较为严重的区域可以适当增大软切换区,这样一是可以让移动台在起呼前通过空闲切换先切换到另一小区;二是可以让移动台起呼后有足够的时间和信号强度完成接入。

(6)资源不足引起呼叫失败的解决方案需要找出具体是哪些方面资源不足,对症下药,对网络进行调整(参数调整、拓扑结构调整)或者扩容。a.如果是物理资源不足(如信道板CE资源不足、声码器资源不足、中继电路资源不足等),考虑对相应物理资源进行扩容。b.如果是前向功率资源不足(即前向功率过载),可考虑进行如下优化方法:无线参数优化检查后台无线参数设置,各种前向过载控制参数设定是否合理;网络拓扑结构调整(包括天馈参数和小区功率调整),让话务较闲的小区合理分担话务过忙小区的话务量;小区分裂,增加基站;升级为双载频。

(7)移动台激活集搜索窗设置过小引起呼叫失败的解决方案主要是检查后台无线参数设置,根据实际情况合理设置各种搜索窗尺寸,以达到最佳效果。

第5篇

关键词:最近邻查询;R-tree;Voronoi图

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)28-6913-04

Overview of Reverse Nearest Neighbor Query Research

ZHANG Gui-rong

(College of Computer and Information Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Abstract: Nearest Neighbor Query and Reverse Nearest Neighbor Query have received more and more attention in recent years because of the deep research on GIS, Data Mining and Pattern Recognition. Several classic algorithms about RNN are comprehensively elaborated, and some improvement and new methods achieved in recent two years are introduced.

Key words: nearest neighbor query; R-tree; Voronoi cell

最近邻查询(Nearest Neighbor Query)是由 Knuth 在1973年提出来的,它是地理信息系统、数据挖掘和模式识别等领域中重要的问题之一。在空间数据查询中,最近邻查询即寻找距离给定点或对象最近的点或对象,而对文本型数据来说,则是查找与给定对象意义最相近的对象。

反最近邻查询(Reverse Nearest Neighbor Query)是在最近邻查询的基础上提出来的,其含义就是在某个数据集中找出将给定查询对象作为最近邻的所有点的查询 [1]。

由于最近邻查询技术和反最近邻查询技术有着重大的理论和应用价值,因此它们一直是相关领域专家们研究的重点。到目前为止,已有多种最近邻查询和反最近邻查询方法被提出,下面将对近来广大学者对反向最近邻查询的研究做个简要综述。

1 基础知识

1.1 最近邻查询

定义1 最近邻查询(Nearest Neighbor Query,简记为NN查询):给定空间数据集P和一空间对象p , dist(p, pi)定义为p和pi之间的距离,最近邻查询是求P中的一个子集NN(p),其中NN(p)满足表达式[2]:

NN(p)={pi∈P|?坌pj∈P:dist(p,pi)≤dist(p,pj)}

它通常是用来找出距离一给定点最近的对象或对象集。

定义2 k最近邻查询(kNN查询):给定空间数据集P和一空间对象p , dist(p, pi)定义为p和pi之间的距离,k 最近邻查询是求P中的一个子集kNN(p),其中kNN(p)满足表达式[2]:

kNN(p)={pi∈P|?坌pj∈P- kNN (p):dist(p,pi)≤dist(p,pj)}

当k=1时,即为最近邻查询。

1.2 R树及其变种

R-树[3]最早是由 Guttman在1984年提出来的,其后又有了许多变体,形成了由 R-树、R*-树[4]、R+-树[5]等构成的R-树系列空间索引。近年来,针对传统的R-树节点交叠面积大的问题,何云斌等人又提出了可提高空间利用率,减少I/0访问次数,使索引性能大幅提升的RO树[6];李博涵等人也提出了一种不同于基于启发式规则且能有效支持反向近似近邻查询的Rav-tree[7]的索引结构。

1.2.1 R树

R-树和 B-树相似,是一个高度平衡树,它的叶子结点中的索引数据包含指向数据的指针。非叶子结点由多个格式(I,子结点指针)的项组成,其中I是子结点指针指向的更低层结点项中所有矩形的MBR(最小外包矩形)。树中每个结点最多有M个条目,最少有 m个(其中 m ≤ M/2),除非它是根。根结点至少有两个子结点,除非它是叶子[8]。

图 1 是一棵 R-树的平面图和结构图。

1.2.2 R*-树

R*-树是R-树的一种变体,它对 R-树的插入算法和分裂算法分别进行了一些改进,主要体现在以下两点:

1)在R*-树中,当插入一个节点时溢出,此时不会立即分裂此节点,而是先看此节点所处层次节点在本次插入中有没有做过重新插入,若有做过,就分裂此节点,若无,则从该节点删除一些项之后再插入树中。

2)在做插入操作时,分开考虑叶子节点和非叶子节点。

1.2.3 R+-树

与前两者相比,R+-树大大提高了搜索性能,因为在执行点查询操作时,只需走一条从根节点到叶子节点的路径,时间复杂度为树的深度,当深度增加的同时,却使得插入和删除的复杂度更高。

1.3 Voronoi 图

定义 3(Voronoi 图)[9] 给定一组生成点P={p1,…, pn} ?奂R2 ,其中2

定理1 若查询点q位于以pi为中心的Voronoi多边形内,则离pi最近的点为查询点q。

推论1 查询点q的反向最近邻必包括pi,且查询点q的反向最近邻的候选集只有与以pi为中心的Voronoi多边形邻接的Voronoi多边形的中心。

性质1 一个点集P的Voronoi图(VC(p))具有唯一性。

性质2 生成点pi的最近邻在pi的邻接生成点之中。

性质3 令n和ne分别为生成点和Voronoi棱的数量,有ne≤3n-6

性质4 由性质3所得,每个Voronoi棱由两个Voronoi多边形所共享,而每个Voronoi多边形的Voronoi棱的平均数目最多是6。因此,每个生成点最多有6个邻接的生成点。

定义4 (Delaunay图) [11]: 给定一组生成点P={p1,p2,…,pn}?奂R2(2

定义5 (VRdnn-树):在Rdnn-树中除了加入最近邻的信息外,还存储了数据集S中各点生成的 Voronoi 图的顶点。VRdnn-树中的叶子节点记录形式为( p ,P, dnn) ,其中P为点 p 的 Voronoi 图的顶点集,dnn 为 p 和它的最近邻之间的距离值,非叶子节点的记录形式为(CH(Si),childptr,max-dnn),其中CH(Si)是数据集中第i层凸包的顶点,childptr 是指向下一层的指针,max-dnn=max(dnn(p))。

2 反向最近邻查询

反向最近邻查询问题最早是由F.Korm和S.Muthukrishnan在2000提出的 [12],是一种在最近邻查询基础上提出的新的查询类型。它主要应用于资料库文件搜索、生物资讯、地理信息系统(GIS)、决策支持系统、市场决策等领域。

定义6 反最近邻查询(Reverse Nearest Neighbor Query,简记为 RNN查询) [12]:假设d维数据集P和查询点p,反向最近邻(RNN)查询就是找出P的子集RNN(p),即

定义7 反k最近邻查询(RkNN查询)[13]:假设d维数据集P和查询点p,反向k最近邻(RkNN)查询检索所有将p作为k个最近邻之一的数据点,即

pk为p的第k个最远的NN。

特别地,当k=1时,即为RNN查询。

2.1 基于R树及其变种的反最近邻查询

众多基于R树及其变种的索引结构本质上都是一棵 R*+-树。对任意节点p,其叶子节点都存储以p为圆心,dnn(p)为半径的圆的最小包围矩形。对任意节点q,当且仅当q在以p为圆心dnn(p)为半径的圆周内时,p是q的RNN。所以,只要找出那些覆盖点q的圆,这些圆的圆心的集合p就是所有满足条件的结果。查询过程分两步走:

首先,针对数据集中的任意点p,确定一个圆,圆心是dnn(p);

其次,针对查询目标q,找出所有包含q的圆,并返回其圆心p,p就是所有查询的反向最近邻结果。

该方法将反最近邻查询简化为了最近邻查询问题。当插入一点q时,首先对它进行反最近邻查询,因为 q 是其反最近邻的新的最近邻,所以要更新它们的最大圆,然后做最近邻查询,再更新点q 自己的最大圆。这只要对 q 的每个反最近邻 p 将其圆周 C(p, dnn( p))以圆 C(p,dist( p,q))代替即可,并将 dnns( p)的值改为dist( p, q);更新 q 的最大圆要找到其最近邻的距离 dnn(q),并将圆 C(q, dnn(q))加入树中。

但此种基于RNN-树的反最近邻查询方法有两个主要的缺点:一是父节点对应的最小外包矩形偏大,影响最近邻查询的效率,原因是对每个叶子节点来说,存储的是一个区域,重叠性太高;二是需要另一棵树来最终实现NN查询。

鉴于RNN-以上缺陷,Rdnn-树在节点中存储了最近邻的距离值,这样既不用存储区域值,也不用第二棵树来实现 NN 查询[14]。由于Rdnn-树本质上是一棵 R*-树,所以也可对它进行一些基本的 NN 查询。和RNN-树一样,在进行插入和删除操作时,都要用到RNN 和 NN 查询,不同的是Rdnn-树只要维护一棵树,更新时也只需要更新包含最近邻信息的数字,而不是一个RNN-树中的矩形。

可是,不管是基于RNN-树还是Rdnn-树,他们都是基于预处理的,缺点都是用来保存每个MBR的dnn的代价太高。

2.2 基于Voronoi 图及其对偶图的反最近邻查询

2008 年,李松等人提出了提出了基于 Voronoi 图的反最近邻查询,该查询算法通过Voronoi图的特性可免去每次都计算数据集中给定查询点的最近邻的步骤,每次查询可过滤出少数的几个数据点并对其进行反向最近邻的判断,它较适用于平面及复杂曲面上的数据点的反向最近邻的查询[15]。它首先将预处理好的数据集存储在VRdnn-树中,做预处理是为了在反最近邻查询之前,缩小查询范围;接下来再用Voronoi 图及进行反最近邻查询,从而减少该算法的时间复杂度。虽然该方法也是基于R*-树,当它可以很大程度上缩小查询范围,尤其是在海量空间数据查询中,算法的时间复杂度也减少较多,对多个查询点的处理,更体现出明显的优势。

其基于Voronoi图计算反向最近邻的算法如下:

VRNN-SEA(P,Q)

输入 数据点集P集,选定的查询点集Q(Q?奂P)

输出 具有(q1,p1,…,pk)形式的数据(k

begin

KI=?堙,S=?堙,T=?堙// Ki 为当前反向最近邻集,S,T分别是二级和三级Voronoi生成点集//

l: if 没有生成全局Voronoi图then生成全局Voronoi图;

2: else

for qi∈Q do

Spsj;Tpij;

for psj∈S do

以psj为圆心,|qipsj|为半径生成圆Cj;

if (Cj-psj) ∩P=?堙 then

KIpsj ;//将点psj加入反向最近邻集

else Fpsj;//将点P 加入非反向最近邻集

return(qi,Ki);//输出qi的反向最近邻

end

2009年,张佳佳等人在分析利用Voronoi图进行最近邻查询的基础上,提出了基于Voronoi图的对偶图Delaunay图的反最近邻查询,大大缩小了在海量空间数据库中进行反最近邻查询的查询范围[16]。基本思想是将查询点作为Delaunay图的一个生成点,利用Delaunay图的生成点与其邻接生成点之间的关系,在查询点的邻接生成点集(元素

个数小于等于6)中计算数据集中给定点的反向最近邻。把伴随Delaunay图增量生成过程产生的Delaunay树作为查询索引结构,该结构能存储Delaunay图,在数据点插入和删除时维护Delaunay图的拓扑结构[17]。

其基于Delaunay图的反向最近邻查询的算法描述如下:

RNN-SEA(T,q)

输入:数据点集P的Delaunay树的根结点指针T,查询点q

输出:q的反向最近邻集合

begin

lnsert(q,T) //将查询点q插入得到DT(P ∪q)

K= ?堙,S=?堙; //K为开始时当前反向最近邻集,S为q的邻接生成点集

SAG(q,T); //查找点q的邻接生成点

for P∈S do //对点q的邻接生成点逐一检验,把以q为最近邻的点存入K

RAG(q,T); //查找点P的邻接生成点

NNFINDNN(R,p);

If(q==NN)then

Kp;

return K:

Delete(q,T); //在根结点指针为T的Delaunay树中删除点q

End

FINDNN(K,q) //求点q的最近邻

输入数据点集K,查询点q

输出q的最近邻

begin

dist∞//初始化:dist记录当前q到点集K中点的最小距离

for D∈ K do

if(|p,q |=

dist|p,q|;

nnp; //nn记录当前q的最近邻

return nn;

end

2.3 其它反最近邻查询

除以上介绍的几种较为经典查询方法以外,近两年来,还呈现出很多其他类型的查询算法。比如,李博涵等人提出的一种不同于基于启发式规则且能有效支持反向近似近邻查询的Rav-tree[7]的索引结构;刘永山等人也探讨了二维空间中基于约束关系的RNN查询,该文中将约束关系的概念引入到RNN查询中[18];董军等人也对移动对象的动态反近邻查询做了大量研究,该文将TPR-tree作为算法的索引结构,并提出了基于矩形框的对角线的修剪策略,将半平面修剪策略进行改进[19]。

其实,近邻查询按不同的分类方法,我们可以将其分为很多类型的,反近邻也是如此,他们主要有:单色和双色最近邻查询问题、低维和高维最近邻查询问题、静态和动态最近邻查询问题、预处理方法和空间修剪方法的最近邻查询问题、查询某一给定对象的一个或多个最近邻、查询多个对象的一个或多个最近邻、查询两个数据集间的最近邻对等。本文仅针对单色最近邻查询做了简要综述,双色最近邻查询可参看文献[20]。

3 结束语

总的来说,在空间数据处理领域,在近邻查询基础上提出的反最近邻查询正吸引着广大学者对其进行各种研究与改进。经典的基于R树及其改进树的处理方法需要更为复杂的索引结构且不适用于处理曲面等非欧空间上的数据对象点。在此基础上,提出了基于Voronoi 图及其对偶图的反最近邻查询,经过大量实验证实,与其他方法相比,基于Voronoi 图及其众多变体的查询除了可以处理曲面等非欧空间外,在处理多个查询点的反最近邻问题上也有明显的优势。

然而,我们目前研究的问题大部分集中在无障碍的情况下,对于有障碍的查询还得更深一步的探讨,在有障碍的查询方面,有部分学者已经开始了相关工作,但总的来说还不够深入,尚待大家进一步研究。

参考文献:

[1] 张佳佳.最近邻查询和反最近邻查询算法研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2009.

[2] Clarkson K L.Nearest Neighbor Queries in Metric Spaces[J].Discrete & Computational Geometry,1999,22(1):63-93.

[3] Guttman A. R-trees: A Dynamic Index Structure for Spatial Searching[C].InProc. of the ACM SIGMOD Intl. Conf. on Management of Data, Boston, Massachusetts,1984: 47-57.

[4] Beekmann N, Kriegel H P, Schneider R. The R*-tree: An Efficient and Robust Access Method for Points and Rectangles[C]//Seattle, Washington:Proc of the ACM SIGMOD Intl Conf on Management of Data,1990: 322-331.

[5] Sellis T K, Roussopoulos N, Faloutsos C. The R+-tree: A Dynamic Index for Multidimensional Objects[C]//Brighton, England:Proc of the 13th Intl Conf on Very Large Databases,VLDB,1987:507-518.

[6] 何云斌,周帆.一种新的空间数据索引方法[J].哈尔滨理工大学学报,2009,14(4)

[7] 李博涵,郝忠孝.Rav―tree:一种有效支持反向近似近邻查询的索引结构[J].计算机科学,2010(1).

[8] 刘彬.空间数据库中基于 R-树的连续最近邻查询方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2009.

[9] Sack J R,Urrutia J.Voronoi Diagrams[M].Handbook on Computational Geometry.Ottawa Elsevier Science,2000:201-290.

[10] Smid M. Dynamic Rectangular Point Location with an Application to the Closest Pair Problem[C].Tapei,Taiwan:The 2nd International Symposium on Algorithms and Computation,1991: 364-374.

[11] Shewchuk J R.Delaunay Refinement Mesh Generation[D].Pittsburgh Pennsylvania,USA:Carnegie Mellon University,1997.

[12] Kom F,Muthukrishnan S.Influence sets based on reverse nearest neighbor queries[C]//Proceedings of the 2000 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data.Dallas: ACM Press,2000:201-212.

[13] Achtert E,Bohm C,Kroger P.Efficient reverse k-nearest neighbor search in arbitrary metric spaces[C].Proc.ACM SIGMODICMD.Chicago,Illinois,USA,June,2006:27-29.

[14] Yang C, Lin K L. An Index Structure for Efficient Reverse Nearest Neighbor Queries[C].Heidelberg, Germany:The 17th International Conference on Data Engineering,2001:485-492.

[15] 李松,郝忠孝.基于Voronoi图的反向最近邻查询方法研究[J].哈尔滨工程大学学报,2008(3).

[16] 张佳佳,刘润涛,李杨.基于Voronoi图及其对偶图的反最近邻查询[J].计算机工程与应用,2009,45(18).

[17] 王淼,郝忠孝.基于Delaunay图的反向最近邻查询[J].计算机工程,2010,5(5).

[18] 王宝宗,刘永山,时玉.二维空间中基于约束关系的RNN查询算法[J].计算机工程,2008(16).

第6篇

【关键词】工程力学 教学方法 授课内容

一、前言

工程力学是一门理论性较强的技术基础课,基本概念多,推理严密,解题不能简单的套用公式,需要掌握分析、解决问题的概念、理论和方法。因此,在教学中,教师应采取适当的讲解方法,使学生充分理解工程力学课程中的概念、理论和例题分析方法,然后让学生做练习。学生通过练习又加深了对教师所讲概念、理论的理解,提高了分析、解决问题的能力。教师的讲解和学生的练习两者相辅相成,不可偏废。

教师的讲解,是学生理解知识的基础,它能体现教学的精巧构思和中心要旨,启发学生的思维,发展学生的智力。讲解中,教师应充分调动学生的主观能动性,努力把教师的要求变为学生的需要,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。

学生的训练,是整个教学过程中的最重要一环,是掌握好知识的基础。做练习的目的在于开动脑筋,提高思维能力和直接运用所学的原理。在练的过程中,教师应加以引导,是教师讲授的知识,转化为学生的实际能力,使教和练达到完美的结合。

二、讲解

1 注意创造一个愉快的、良好的课堂气氛,使学生在和谐的环境中学习

这在讲解基本概念和定义时尤为中重要,要使学生身心愉快、情感状态调到最佳状态。情感状态总是和内心感到激动、喜悦、惊奇和许多别的情绪相联系的,师生关系融洽,学生在注意、记忆、理解概念和定义时内心就会更加丰富,从而能有效地提高课堂教学质量。比如讲作用力与反作用力公理时,举些生动有趣的例子:举重时,双手向上推杠铃,和杠铃向下压在手上的力,这两个力就是作用力和反作用力;向地上掷乒乓球,乒乓球反弹,它们之间也存在着作用力和反作用力;火箭的原理是中国人首先发现的,火箭为什么会上天,这里面也存在着作用力和反作用力,这样一来课堂气氛活跃,教学效果很好。

2 讲解要善于诱导学生思考

教师变教为诱,学生变学为思,使教与学和谐,从而诱发学生强烈的创造激情、探索欲和求知欲。比如证明三力平衡定理时,把证明内容分成三个问题:力的可传性;二力的合成;二力平衡公理。然后对这三个问题层层设问,F1、F2和F3分别是作用于一刚体上的三个力,那么,F1和F2两个力是否可以沿其作用线移动呢?F1和F2可以移动,它们相交于一点后,是否可以合成为一个力R呢?F1和F2的合力R是否于F3等值,反向共线呢?问题由浅入深,诱导学生积极寻找解决问题的方法和思路,最终成功证明了这条定理。

3 讲解要因材施教,要根据学生的实际情况,采取适当的教学方法

教师要对学生的学习能力进行详细的了解,熟悉学生原有的认知结构和思维方式,使教学更有针对性,以达到使学生听懂、学会的目的。例如讲解平面汇交力系合成的解析法时,学生们认为力在坐标轴的投影较难,感到无从下手。这时,我就和学生进行交流,询问他们在机械制图中学过的有关投影的内容,然后再讲解力学中的力在坐标轴上的投影。这样,把新知识与旧知识建立了联系,学生们反映良好,取得了明显的教学效果。

三、练习

在课堂上进行练习,其重点应放在学生对所学知识的理解和应用上。安排练习时,要让学生做力所能及的练习,有时可以简化或缩短练习内容,要做到做练结合,根据练习要达到的目的。

1 复习性练习

主要使学生温故而知新,为听懂新课做好准备。比如在讲解考虑摩擦时的平衡问题时,可先让学生复习以前所讲的不考虑摩擦时、物体的受力分析,给学生出几道练习题,让学生在课堂上做,然后再考虑摩擦力的情况下,怎样对物体进行受力分析,此时学生接受起来要容易的多。

2 教师搭台,学生唱戏式练习

教师根据教材给学生提供必要的资料或条件,让学生通过练习或实验,自己发现应得的结论和规律,体验发现的成功和喜悦,从而培养学生的总结能力和探索精神。例如,在讲力矩平衡条件时,教师可给学生提供一杆秤和一盒粉笔,告诉学生秤砣的重量。怎样使用秤称物体的重量,然后让学生用秤称粉笔,达到平衡,然后让学生根据实验中秤的平衡,自己推导出绕定点转动物体的平衡方式。

第7篇

【关键词】 余弦相似度 Android应用 版权保护 反向工程

一、引言

Android操作系统是由谷歌公司推出的基于Linux开源的嵌入式操作系统,当前它主要运用于手机等移动设备上。从2008年推出第一款基于Android的手机以来,在短短的5年里,它已超过了原有的塞班系统占领了手机市场份额第一的位置。截止2013年9月全世界采用这款系统的设备数量已经达到10亿台[1]。

Android系统之所以能这样受到广大用户和开发者的青睐,主要原因在于其开放的系统和易于上手的应用开发平台,大大降低了第三方厂商进入Android应用开发的门槛。正是由于Android平台和应用开发技术相对透明,有些公司和个人为了其自身利益,剽窃他人应用,进行反向工程,替换小部分代码、图片文字,改头换面作为自己的产品推向市场。这种行为严重扰乱了Android应用市场,从长远来说将影响整个产业链的健康发展。尤其对于“手机应用商店”的运营方,应该担负起平台推广和销售的应用产品监督和管控的职能,避免侵权的应用在平台运营。当前,“手机应用商店”的运营方多是以书面版权文档审核,人工评测的方式进行版权及内容审查。这种方式费时费力,而且存在人员主观因素。因此,需要一种由计算机辅助的应用程序包自动版权检测工具。

二、Android应用盗版手段分析

要反Android应用盗版侵权,就要了解常用的应用盗版手段。作为Android应用盗版者最容易获得的是已编译好可执行的Android应用程序包。这个包里包括了已编译的执行代码、本地库文件、图片和字符串资源、相关应用的配置文件等。应用盗版者通过使用反向工程工具把APK包解开,转化为可直接编辑修改的资源文件、配置文件、smali代码和动态链接库文件[2]。最容易的应用盗版方法,就是直接修改图片和字符串资源,这样可以快速地完成对外观的修改,使其从用户界面上完全不同于原应用。还有一些技术较高的修改者会对配置文件和smali代码进行修改,改变应用执行的顺序,跳过一些公司信息、版本信息、联网激活等代码,并植入一些自己的代码,使得应用运行时的行为与原应用有较大差异。但不论何种手段,是对于一个应用盗版者,没有源代码,从成本考虑一般不能对程序运行逻辑进行大的调整,函数调用关系基本保持与原应用一致。如果对应用程序的片段引用,而程序的主体框架结构都是自创,则不应该归类为抄袭和盗版的一类。

通过对盗版者的修改行为分析,被盗版的Android 应用和新应用虽然在界面,图片,文字,甚至用户体验流程上可能有很大差异,但是盗版者从节约成本的经济利益角度考虑,不会对晦涩难懂的字节码程序作大的修改。这就为进行自动代码分析,提取代码特征进行比对,最终为确定Android应用相似度奠定了基础。

三、文本余弦相似度概念和运用

文本余弦相似度,是基于一段文字中各关键字的词频乘以它的权重而组成的向量来表示一个文本的特征,而每个文本都可以通过统计获取到它的特征向量,而两文本的相似度就是由它们特征向量在空间中的夹角余弦值来表示的。文本的余弦相似度在0到1间变化。如果0代表两特征向量成直角正交,两篇文本中没有任何相同的关键词,可以认为两篇文本没有抄袭的嫌疑。如果1代表特征向量重合,两篇文本具有完全相同的关键词,而且出现的频率完全相同,可以认为两篇文本有高度抄袭的嫌疑[3]。

要完整理解文本余弦相似度算法,必须先了解词频和逆向文件频率TF-IDF的概念。TF-IDF是一种用于资讯检索与文本挖掘的常用加权技术。词频TF表示词条t在文档d中出现的频率。逆向文件频率IDF表示词条t在文档库中的稀有程度[4]。IDF越大,则说明词条t具有很好的类别区分能力。

四、Android应用相似度比较算法设计

正如前文分析的,作为Android应用最难以修改的部分是程序逻辑。如何从程序包中提取出程序逻辑呢?一个常用的Android程序包反向工程工具Apktool是最好的选择。在运行带反编译参数的Apktool命令行后,会生成Davlik虚拟机语言(Android的Java虚拟机)表述的程序文件(smali目录)。它是类似于汇编语言的低级语言,只要做简单的汇编就能转化为虚拟机可执行字节码[5]。正是由于此种特性,也就决定了其语法和格式的严谨性,语义上无二义性,可以作为比较Android应用相似性的基础文本。

首先,提取出反编译后代码中所有函数调用行,并通过空格把语句分成独立的词。可以分解为操作符、参数、被调用的函数。而其中操作符和参数都是频繁出现在每个应用中,不能表示特定应用的特征,应该把其归入到终止统计的词中,避免干扰特征向量的有用关键词信息。这样就只有被调用的函数被纳入关键词TD-IDF向量,这个关键词包括函数的类名、函数名、参数类型列表、返回值类型,是函数的最基本特征,是最不容易被篡改的内容。这样就可以对于在一个应用中出现的所有被调用函数关键词进行词频统计。

得到词频TF后,还有一个关键参数IDF(逆向文件频率)。这需要对所有可以收集到的应用程序建立应用反编译库(必须要有足够数量,这对于专门进行应用商城运营的机构是相对容易的),提取出每个应用中被调用的函数。并以函数为查询索引,统计包含这个函数调用的应用个数。知道了应用反编译库的总应用个数和包含这个函数调用的应用个数,就能根据IDF公式计算出某个函数调用的IDF值。如果这个函数调用出现的应用越少,这个函数调就越能表现出当前应用与其他应用的区别,IDF值就越大,此函数调用在该应用中的特征向量的权重就越大。

有了一个应用中每个函数调用的TF和IDF,就能得到这个应用程序特征向量。每个应用都有这样一个特征向量,这样就可以把需要检测的应用的特征向量和应用库中的每个应用的特征向量进行组合计算余弦相似度。在得到相似度的值后,可以和设定相似度阀值比对,比如超过95%的就设为高度可疑。这样原本无方向大范围的人工比对过程,改进为人工对高度可疑的盗版应用的比对,提高了处理效率。对于每个被确定为正版应用的Android包,最后被添加到大的应用库中,为未来其他应用分析提供更精确地IDF和更丰富的特征向量。

五、Android应用反盗版系统设计

Android应用相似度比较的算法只是反盗版系统设计的核心,在系统实现时必须考虑到在成本和效率。因为为应用的数量是十分庞大的,而且每个应用中的函数少则数百,多则数千。在系统设计是要考虑如何低成本的存储这些数据非结构化的离散数据。显然关系型数据库对于这类数据存储是低效和高成本的。可以考虑针对大数据和文本处理设计的Nosql数据库,比如开源的HBASE,可以有效降低成本,平滑扩展。在运算能力上,由于应用库中每个应用都要和被检测应用进行相似度比较,而且运算涉及向量运算,运算量较大。考虑到缩短处理时间和提升用户感知,可以使用多服务器并行算法,例如Map-reduce算法,把计算任务平摊到多台廉价服务器上,避免采购高价的高性能、多CPU的小型机[6]。最终的相似度计算结果可以保存到关系数据库中,用户可以通过多种索引便捷查询,或以图形化报表展示。

第8篇

【关键词】空口质量;载干比;导频污染;异频邻区

移动通信网络是一个动态的多维系统,尤其是CDMA1X&EVDO网络,它会随着用户数量、运行环境变化、技术的更新等而不断发生变化。这些变化都会影响到网络指标的变化和网络性能,因此必须持之以恒地对网络进行监测和优化。同时,为了充分利用现有的网络设备资源,最大限度地提高网络的平均服务质量、提高效益,也需要不断地进行网络优化工作。因此,网络优化工作是非常重要的。

1 CDMA 1X&EVDO技术

1.1 CDMA技术优势

CDMA系统采用码分多址的技术,利用扩频通信的原理,在系统中使用多种先进的信号处理技术,使CDMA系统具有许多优点。

(1)大容量

根据理论计算及现场试验表明,CDMA系统的信道容量是模拟系统的10--20倍,是TDMA系统的4倍。CDMA系统的高容量很大一部分因素是因为它的频率复用系数远远超过其它制式的蜂窝系统,同时CDMA使用了话音激活和扇区化,快速功率控制等技术。

(2)软容量

在FDMA、TDMA系统中,当小区服务的用户数达到最大信道数,已满载的系统再无法增添一个信号,此时若有新的呼叫,该用户只能听到忙音。而在CDMA系统中,用户数目和服务质量之间可以相互折中,灵活确定。例如系统运营者可以在话务量高峰期将某些参数进行调整,例如可以将目标误帧率稍稍提高,从而增加可用信道数。同时,在相邻小区的负荷较轻时,本小区受到的干扰较小,容量就可以适当增加。

(3)软切换

所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此,模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性,大大减少切换造成的掉话,因为据统计,模拟系统、TDMA系统无线信道上的掉话90%发生在切换中。

1.2 CDMA EVDO网络架构

无线接入网(Radio Access Network,RAN)主要包含接入网(Access Network,AN)、分组控制功能(Packet Ccontrol Function,PCF)和接入网鉴权/认证/计费服务器(AN-Authentication, Authorization and ccounting,AN-AAA)等功能实体。AN 完成基站收发及其控制器的功能。其中,PCF 完成A8 和A10 连接的建立以及分组数据业务节点(Packet Data Service Node,PDSN)的选择功能。AN-AAA 存储接入鉴权的算法和参数,执行接入鉴权功能。

2 CDMA 1X&EVDO优化研究

2.1 无线网络优化目的

CDMA系统是一个自干扰系统,某个用户相对于其他用户来说就是干扰,每个小区也会对其它小区构成干扰,尤其是同载频的邻区。同时,小区具有呼吸功能,网络负载越高,干扰越大,覆盖范围越小;反之网络负载越小,干扰越小,覆盖范围越广,网络的覆盖范围与容量都是随时变化的,每个扇区的容量是一种软容量。因此基于CDMA技术的网规网优相比基于GSM技术的网规网优要复杂的多,不是增加几个基站就可以提高系统性能。因此,功率控制在CDMA网络中显得尤为重要,也是CDMA的核心,通过功控,有效地解决“远近效应”。因此从另外一个概念来讲,CDMA系统本身就是一个功率控制的系统,链路性能和系统容量取决于干扰功率的控制程度。但是由于各种因素相互制约,往往牵一发而动全身。比如软切换,它虽然能够降低用户切换过程中的掉话率,但是当某个用户在进行软切换时,同时可以与激活集中的多个基站建立业务信道,这样也就占用了多个基站的资源,即浪费了网络容量。

无线网络优化分为两个阶段,一是工程优化,即建网时的优化,主要是网络建设初期以及扩容后的初期的优化,它注重全网的整体性能;二是运维优化,是在网络运行的过程中的优化,即日常优化,通过整合OMC、现场测试、投诉等各方面的信息,综合分析定位影响网络质量的各种问题和原因,着重于局部地区的故障排除和单站性能的提高。

2.2 系统相关参数设定

(1)系统参数

系统参数是指用来分析的系统的参数,例如码片速率、寻呼速率、载频邻区和邻接小区、ROT(反向符合控制门限)、DRCSupervision Timer(DRC监视定时器)、DRCChannelGain(DRC信道增益)等。

邻区列表参数:20个

(2)移动台参数

移动台参数是指基于主要手机生产厂家设置的一些参数,如噪声系数、前向链路Eb/No等。移动台参数有:

最大发射功率:23dBrn(0.2 Watt)

移动台设备噪音指标:8dB

人体损耗:3dB

Eb/No:7dB

3 CDMA EVDO优化策略设计

3.1 基础优化

网络基础优化主要是评估现网存在的网络基础性问题,主要包括无线网络覆盖、信号空口质量、邻区配置、RSSI异常、设备状态健康检查、全网配置参数核查,定位原因并提出解决方案,实施方案并验证。EVDO网络存在用户接入失败、掉线、速率慢、扇区吞吐效率低等性能差的问题,在做好站点优化基础工作上从端到端进行深入分析,制定解决方案,实施方案并验证性能提升效果。同时协助处理因工程遗留问题引起或VIP用户投诉的EVDO性能差问题。

3.2 无线环境优化

无线环境包含前向链路和反向链路,优化重点为前向覆盖、覆盖区域应用层下载速率。反向链路是建立在前向链路的基础之上,反向上传到那个基站、上传速率等都与基站距离(干扰和传输除外)有关。所以无线的优化重点为前向链路和覆盖的优化。现网中主要反映现网的问题有导频污染、弱覆盖、越区覆盖、路段C/I差等,根据实际的情况制定相应的网络优化方案。

4 结语

CDMA EVDO网络优化工作是一种持续性的工作,要不断地对正在运行的网络进行优化。在网络运行初期,由于用户数较少,需要通过路测进行优化,这种过程一般需要重复多次。随着用户数的增多,可以通过网络维护中心记录的数据对网络进行优化。

参考文献:

[1](美)Vijay K.Garg.第三代移动通信系统原理与工程设计―IS95 CDMA和CDMA2000[M].电子工业出版社,2002.

第9篇

Ganeshan和Hardson将供应链定义为:“供应链是一个由获取原材料,并将其转化为成品和半成品,再将产品送到客户手中的设施和分销渠道组成的网络。尽管供应链的复杂性随行业、企业的不同而不同,但供应链在服务和制造企业均普遍存在。”?5?

供应链运作参考模型(SCOR模型?是目前影响最大、应用面最广的参考模型,它能测评和改善企业内、外部业务流程,使战略性地进行企业管理?Strategy Enterprise Management? SEM?成为可能。该模型将供应链分解为五个流程:计划、物料获取、制造、交付和反向物流,其中每一个流程又可以分解为下一层的计划、物料获取、制造、交付和反向物流这相同的五个流程,共有三个层次。?3?

SCOR模型的第一层描述了五个基本流程?如图1所示?:计划?Plan?,采购?Source?,生产?Make?,发运?Deliver?和反向物流?Return?。它定义了供应链运作参考模型的范围和内容,并确定了企业竞争性能目标的基础。?3?

SCOR模型的第二层是配置层,由26种核心流程类型组成。SCOR模型的第三层是流程分解层,它给出第二层每个流程分类中流程元素的细节,为企业提供成功计划和设定其改进供应链的目标所需的信息。

2 绿色供应链与绿色供应链运作模型

绿色供应链是“一种在整个供应链中综合考虑环境影响和资源效率的现代管理模式,它以绿色制造理论和供应链管理技术为基础,涉及供应商、制造商、销售商和用户,其目的是使得产品从物料获取、加工、包装、仓储、运输、使用到报废处理的整个过程中,对环境的影响?负作用?最小,资源效率最高。”?1?2?

总体来讲,绿色供应链可以看作是将绿色制造的理念贯穿到传统供应链的整个流程中,因此可以将绿色制造的思想融入到传统供应链的SCOR模型里,将其改造为绿色供应链的运作模型,如图2。

绿色供应链的运作模型,在原有SCOR模型的基础上嵌套了绿色制造的思想。它要求供应链设计人员在设计一开始就充分考虑到产品整个生命周期中,从概念形成到产品报废处理的所有因素,它包括了质量,成本,进度计划,用户需求,资源的优化利用,废弃物的产生以及回收等情况。从总体上把整个供应链分为绿色供应链的采购环节、绿色供应链的制造环节、绿色供应链的支付环节和绿色供应链的回收环节,在每个环节内部都遵循绿色制造的要求,进而把整个供应链作为一个绿色系统进行管理。

3 绿色供应链的运作模型程序分析

3.1 绿色供应链的采购环节?2、6?

绿色采购是通过源头控制,在整条供应链中贯彻了防止环境污染、节约能源的意识。另外,绿色采购能够满足公众对环保产品的需求,同时又可以从整体上降低成本,所以绿色采购的方针和实践可以为企业带来经济效益和竞争优势。绿色供应链中的企业,应该从以下几个方面进行绿色采购环节的设计:

3.1.1绿色供应商的选择与管理。在此阶段需要考虑到供应商提供的材料是否具有污染性、生产制造过程是否是清洁的,运输过程是否能够节省能源等因素。通过与供应商的沟通,企业对供应商的产品提出要求,目的就是降低材料使用,减少废物产生。最大程度地关心产品的使用效率以及环境效益,尽可能地减少产品对环境带来的损害?以实现需求方、顾客和整个环境的“三赢”。

3.1.2实行协同采购。协同采购是指企业和供应商在共享库存、需求等方面的信息基础上,企业根据供应链的供应情况实时在线地调整自己的计划和执行交付的过程。供应商根据企业实时的库存、计划等信息实时调整自己的计划,可以在不牺牲服务水平的基础上降低库存。

3.1.3 JIT的订单驱动采购。在供应链管理的环境下,采购活动是以订单驱动方式进行的,制造订单的需求是在用户的需求订单的驱动下产生的。这种JIT(适时生产)的订单驱动方式使得供应链系统得以准时响应用户的需求,同时降低了库存成本。

3.2绿色供应链制造环节

绿色供应链的制造环节不仅包括制造加工过程,而且是从产品设计开始,包括材料选择,产品加工,物流设计和包装设计以及产品拆卸等过程的大制造的概念。

3.2.1绿色设计?7?。绿色设计?green design?包含产品从概念设计到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用以及处理处置的生命周期全过程,绿色设计从可持续发展的高度审视产品的整个生命周期,强调在产品开发阶段按照生命周期的观点进行系统性的分析和评价,消除对环境潜在的负面影响,并将3R?reduce,reuse,recycle?直接引入产品开发阶段;绿色设计提倡无废物设计。立足于绿色供应链的绿色设计应在企业自身实行绿色设计的基础上,和供应商和分销商等伙伴企业进行沟通?自产品概念形成阶段和设计之初就从整体角度考虑产品生命周期的绿色化问题(包括供应商的原材料供应、运送;制造商的原材料选择、产品生产;分销商的销售和废弃物的回收、再利用等问题的综合考虑)?以达到整个绿色供应链的共赢。

3.2.2绿色材料的选择。绿色材料?green material?是一种相对概念,尚处于不断发展与完善过程中。绿色材料主要包括材料本身的先进性?优质的、生产能耗低的材料?、生产过程的安全性?低噪声、无污染?、材料使用的合理性?节省的、可回收的?以及符合现代工程学的要求等。绿色产品材料选择要求把环保因素及材料的工程性质?可制造性、可靠性、可维修性等?共同作为选材的目标,使产品既具有优良的预定功能,又有利于环保生态环境。

3.2.3清洁生产。清洁生产本身就是一个不断完善的过程,它要求企业应随着经济的发展和科技的进步,适时地提出更新的目标,要求在企业管理中时时处处考虑环保、体现绿色。这一思想可概括为″5R″原则,即?1?研究?Research?,将环保纳入企业的决策要素中,重视研究企业的环境对策;?2?消减?Reduce?,采用新技术、新工艺,减少或消除有害废弃物的排放;?3?再开发?Reuse?,变传统产品为环保产品,积极采取“绿色标志”;?4?循环?Recycle?,对废旧产品进行回收处理,循环利用;?5?保护?Rescue?,积极参与社区内的环境整洁活动,对员工和公众进行绿色宣传,树立绿色企业形象。

3.3绿色供应链的支付环节

绿色供应链的支付环节实际上是一个交付的过程,它包括两部分的内容:一是从核心企业(制造商)到分销商或零售商的过程;二是从分销商或零售商到消费者的过程。

3.3.1从核心企业(制造商)到分销商或零售商的过程。从核心企业(制造商)到分销商或零售商的过程由物质、商品空间移动的输送、时间移动的保管、流通加工、包装、装卸以及信息等六大元素构成。根据上述非绿色因素分析,下面提出减少非绿色因素的策略。

?1?运输策略。利用绿色汽车;通过输送方式的转换消减总行车量;使用绿色通道,减少车辆的排污量。

?2?开展共同配送,减少污染,消除交错运输。

?3?简化供应和配送体系,通过车辆的有效利用降低车辆运行次数,提高配送效率。

?4?建设可持续发展的仓储系统。

?5?关注物流中间商的合理选择。中间商的绿色能力、声誉对企业的绿色供应链成功实施很重要,所以企业应严格选择自己的绿色供应链环节,以提升企业的绿色形象。

3.3.2从分销商或零售商到消费者的过程。从分销商或零售商到消费者的过程中要融入绿色营销的理念。绿色营销?Green Marketing?系指实现企业自身利益、消费者需要和环境利益统一的,关于产品和服务的观念、定价、促销和分销的策划和实施过程。

(1)绿色营销渠道?9?。完整的绿色营销要在传统渠道基础上有所创新,形成绿色渠道。绿色渠道模式可分为:

·直接渠道。直销方式使消费者与生产商直接接触,最大限度地确保绿色产品的品质。

·间接渠道。间接渠道指产品经由中间商销售给消费者。绿色中间商主要包括绿色商店,绿色专柜。

·后向渠道。企业应用逆向渠道折价回收本企业以前的旧产品和回收包装之后,进一步进行改造工作,增加附加价值和综合用途,挖掘产品的潜在性能,延长产品的使用寿命。

(2)绿色营销的实施?8?。在绿色供应链中实施绿色营销,总体要求是在营销全过程和各层面中重视环境保护,贯彻绿色意识。具体来说要作好以下工作:

·树立绿色营销观念。

·准确搜集绿色信息。要在分析企业自身经营特点和状况的基础上,搜集绿色市场和绿色技术等信息,正确选择目标市场和进行绿色产品的市场定位。

·研发和生产绿色产品。绿色产品是绿色营销的基础和关键。绿色产品的研发和生产将绿色理念系统地融入到产品研发和产品生产过程中。

·合理制定绿色价格。由于绿色产品比同类普通产品投入大,研发困难,对生产和销售过程要求严格,在“环境消费付费”和“排污者付费”原则受到政府和公众广泛承认的前提下,绿色产品的价格一般比同类普通产品价格要高一些。而且,绿色产品价格属于高档品,需求对价格的敏感度较普通同类产品小,较高的价位可获得高利润。

3.4绿色供应链的回收环节

在绿色供应链中的回收物流包括退货回收物流和逆向回收物流两部分。本文主要研究逆向回收物流。该物流主要包括以下几个环节:?4?

?1?回收。回收是将最终顾客或下游企业在生产和销售过程中持有的废弃物通过有偿或无偿的方式返回销售方。这里的销售方可能是供应链上各个节点企业,如来自顾客的废弃物可能返回到上游的供应商、制造商,也可能是下游的分销商、配送商、零售商。

?2?检验与处理决策。该环节是对回收品的功能进行测试分析,并根据产品结构特点及产品和各个零部件的性能确定可行的处理方案。包括直接再销售、再加工后销售、分拆后零部件再利用和产品或零部件报废处理等。然后对方案进行成本效益分析,确定最优方案。

?3?分拆。按产品结构的特点将产品分拆成零部件。

?4?再加工。对产品回收分拆后的零部件进行加工,恢复其价值。

?5?报废处理。对那些没有经济价值或严重危害环境的回收品或零部件,采用机械处理等对环境无污染或污染小的方式进行处理。

第10篇

1.1人工智能的概念

人工智能的目的是实现机器智能化发展,通过采用人工研究得出的方法与技术,从而扩大人工的生产能力,推动产业的不断发展。人工智能的产生伴随着人类社会的不断发展,是人类社会进步的结晶。随着社会的不断发展,人工智能技术与时俱进。

1.2智能化技术的理论基础

目前,智能化技术广泛的应用于精密传感器、计算机、GPS定位技术等高科技信息工具中。其理论基础最先于20世纪50年代左右提出并随着社会的发展逐渐应用。通过智能化技术的应用,能够有效延伸、扩展以及模拟相关人工作业,在提高了工作效率的同时也保证了工作质量。

1.3电气工程自动化中智能化技术的特点

智能化技术拥有完善的控制系统,能够有效的对数据进行分析与处理,从而保证系统的有效运行;通过使用智能化技术能够简化电气工程的控制系统,提高整体运行效率;实现了控制器的无人化超控,减少了人力资本的投入;实现了数据一致性的标准,能够快速地进行评估工作。

二、智能化技术在电气化工程中的发展现状

随着我国经济技术的不断进步,智能化技术已逐步应用到电气工程自动化工作当中。智能化技术的不断成熟使得其应用领域不断延伸,目前主要应用于计算机技术中,通过智能化技术与计算机技术的巧妙结合,在信息传递、提高工作质量、改善工作环境以及推动我国经济发展中都起到了巨大作用。当下的智能化技术还在不断发展,它为世界带来的惊喜仍需展望。

三、智能化技术在电气工程自动化中的具体应用

1、神经网络系统。神经网络系统由定子电流经过电气动态参数进行辨别控制和转子速度辨别经过机电系统参数两个方面构成。在神经网络系统中,反向学习算法被作为经常使用的方法,在其前馈性的特点之下进行高效运转,对于控速度、负载转矩以及时间控制上都有良好的效果。

2、模糊逻辑控制系统。目前,我们所说的模糊逻辑控制系统有效的代替了之前的PID控制器,模糊逻辑控制系统通过其知识库能够有效的进行推理决策,实现控制目标。模糊化的形式大多由多种函数表现形式构成,是进行模糊逻辑系统的重要方法。

3、故障诊断及优化设计。智能化技术在电气自动化中的应用大幅度提高了故障诊断的效率性,由于电气设施故障本身具有复杂性、隐蔽性、波动大等特点,其诊断效率较低。随着智能化技术的广泛应用,不但提高故障诊断的准确性,同时还节省了人力物力资源,使诊断过程快速有效。对于电气产品的设计领域来说,其内容广、工序复杂、影响因素多等特点,导致电气产品涉及领域存在较大困难性。智能化技术的引入,提高了电气产品的技术含量,不仅能够有效降低人力劳动强度,同时还缩短了产品设计的时间,推动了电气工程的发展。

四、智能化技术在电气工程自动化应用中的发展方向

1、智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在电气工程自动化技术中这是其发展关键的部分。我们通常所说的智能化技术主要是指在进行自动化工作时,所采用的智能系统带有较高的智能化功能,这种功能有效地提高了系统运行效率,从而实现系统的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表现在其群控系统和数控系统的柔性化。通过采用智能化技术,能够有效发挥控制系统的作用,在提高其具体要求的同时,有效监控其信息流和物流的动态变化。

2、智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向主要包括用户截面图形化以及科学计算可视化两个方面。具体来说,使用用户截面图形化方便了用户操作,同时也实现了对三维立体图形、模拟图形等动态图形的有效追踪;科学计算的可视化实现了对数据应用的高处理,有效提高了工作效率。

五、结语

第11篇

【关键词】结构设计;问题;

1 关于超长结构

混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m,而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工,专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的,伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝,这显然是很难保证的,但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?笔者认为这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按本人所做的工程实例的经验,多层房屋长度超过55m在75m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后,不设置伸缩缝是可行的,这在笔者长期的工程实践中也已得到证实,多个工程(比如有40mx72m的四层厂房,10mx72m的六层教学楼,10mx80m的四层宿舍,30mx80m的单层厂房,还有长达近100m 的三层商业建筑等)均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强后浇带处的梁板配筋;而两端梁柱,特别是边跨的柱配筋必须加强,以抵抗温度应力带来的推力;另外,超长结构在角部容易产生扭转效应,我们在设计中也必须对角部结构进行加强。当框架结构超过75m时,笔者认为必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等,而且作为超过75m 的结构,必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析,并相应施加预应力,这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力情况,本人建议还是应按规范要求设置伸缩缝,毕竟建筑上缝只要处理得当还是不影响观瞻的。

2 地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求,一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型,将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程,上部十八层带一地下室,根据勘察报告,采用Φ400预应力管桩,可选桩长有桩长25m,单桩承载力特征值Ra=900KN,桩长34m,单桩承载力特征值Ra=1300KN。采用25m桩需要290根,采用34m桩需要200根。从桩本身比较两种方案,总的桩延米数量相当,但采用25m桩为满樘布置,筏板厚需1200mm,而采用34m桩为墙下布置,筏板可减至900mm,经济性明显。因此,笔者认为基础选型应作方案比较,才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值,则应考虑桩冲切,角桩冲切,墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外,筏板长度的设置也须我们研究探讨,由于考虑地下室的使用合理性,常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝,后浇带的作用是明显的,但也给施工带来了不少麻烦,甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层,长宽均达100m以上,中间就设置几条后浇带,也没有其他措施,本人认为是不妥当的。

3 结构计算与分析

在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

3.1 结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

3.2 是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下建筑结构计算自振周期折减系数。

3.3 振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念,理措施进行设计。并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。

3.4 多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。一段时间以来,大底盘,多塔楼的建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而便结构出现不安全的隐患。

3.5 非结构构件的计算与设计。在建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于建筑的地震作用和风荷载均较大,因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处

4 关于梁筏基础板筋位置

第12篇

(江西理工大学南昌校区 江西 南昌 330013)

摘要:电气制动是“电机及拖动基础”课程的一个重点和难点。以他励直流电动机为例,在教学中应用对比、解析几何及归纳等方法,可以大大改善教学效果。

关键词 :直流电动机;电气制动;对比法;解析几何法;归纳法

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)08-0103-03

“电机及拖动基础”是电气类专业一门主要的、必需的专业基础课程,既是一门理论性很强的技术基础课,又具有专业课的性质,对于电气类专业的其他课程具有承上启下的作用。

电气制动作为电动机的主要拖动性能之一,无疑是该课程的一个重点。因为该内容涉及电路连接转换、电磁关系变化、机械特性分析及相关计算等诸多方面,显然又是一个典型的难点。

笔者以他励直流电动机的电气制动为例,结合多年的教学经验,探讨了对比法、解析几何法及归纳法在该内容教学中的具体应用,使多变而抽象的问题变得具体而规范,大大改善了教学效果。

对比法

对比即比较,亦即抓住事物的本质、要点,增大反差,使学生在对比之中弄清一些模糊、难懂的问题,进而理解事物的本质特点,把握其基本概念和基本理论。一般认为,电动机有电动和制动两种工作状态,区别这两种状态的直接依据就是其电磁转矩T的方向与转速n的方向的关系:如果两者方向相同,即工作在电动状态;如果方向相反,即工作在制动状态。与此同时,制动状态往往是建立在电动状态的基础上。脱离电动状态阐述制动的工作原理,往往使学生无所适从,难以理解;反之,若以电动状态为基础,注意两者之间的对比,问题则迎刃而解。

下面以他励直流电动机的能耗制动为例进行介绍。其电路图如图1所示。

电动状态:开关S向上闭合,电枢绕组接通直流电源,此时电动机的外加电压U与电枢回路感应电势Ea的实际方向相反,但因为U>Ea,所以电枢电流Ia的方向与电压U的方向一致,T=CTΦIa,磁通Φ的方向不变,T的方向取决于Ia的方向,T与转速n的方向相同,电动机工作在电动状态。

制动状态:开关S向下闭合,电动机断开直流电源,电枢绕组通过串加电阻RB形成回路,此时,U=0,因为惯性,转速n不能突变,Ea=CeΦn不能突变,电枢回路只剩下感应电势Ea,无疑电枢电流IaB的方向取决于Ea的方向,而电枢回路感应电势Ea实际方向与电动机的外加电压U的方向相反,故此时电枢电流IaB的方向与电动状态时电枢电流Ia的方向相反,TB=CTΦIaB,则TB的方向与电动状态下T的方向相反,即TB与转速n的方向相反,电动机工作在制动状态,此即直流电动机能耗制动的工作原理。

经过前面教学环节对他励直流电动机的工作原理、工作特性和拖动特性的介绍,学生对电动状态的电磁关系印象往往比较深,而对制动的电磁关系则难以把握。运用上述比较,可使学生通过对两种工作状态下各电磁量的鲜明对比产生一个清晰的认识。

解析几何法

一般认为,直流电动机的电气制动分为能耗制动、反接制动和回馈制动三种。机械特性方程及其所对应的曲线是分析和计算各类制动的基本依据,而各类制动所对应的机械特性各不相同,学生往往因为其过于抽象而难以琢磨,混淆不清。如果借助解析几何法进行阐述,则问题可变得具体而规范。

(一)用解析几何法区分电动与制动状态

如图2所示,由直角坐标系的特点可以很清晰地了解转速n和电磁转矩T在各象限的符号,结合判断电动机工作状态的直接依据,结合机械特性,可以直观地掌握电动机在各象限的工作状态:

第一象限:T>0,n>0,电磁转矩T与转速n的方向相同,电动机工作在电动状态(正向电动);

第二象限:T<0,n>0,电磁转矩T与转速n的方向相反,电动机工作在制动状态;

第三象限:T<0,n<0,电磁转矩T与转速n的方向相同,电动机工作在电动状态(反向电动);

第四象限:T>0,n<0,电磁转矩T与转速n的方向相反,电动机工作在制动状态。

(二)用解析几何法把握机械特性方程

机械特性方程是求解电气制动问题的直接依据,而各类制动所对应的方程形式各不相同,单独理解往往单调而抽象,极容易混淆。如果利用解析几何法与坐标中的曲线联系起来,则问题就简单多了。由机械特性方程的一般式:

可知:(1)能耗制动时,因为U=0,则n0=0,其机械特性曲线显然为过原点,斜率(-β)<0的一条直线,反之,过原点斜率小于0的直线表示的是能耗制动,由一般式可以熟练地写出该制动对应的方程,如图3(a)。(2)电源反接制动时,断开正向电源,外加电压为-U,其对应直线为将过原点的曲线向左平移单位的结果,同样,根据直线的位置结合机械特性方程的一般式可以熟练地写出其对应的方程,如图3(b)。(3)转速反向的反接制动(倒拉反接制动):因其外加电压U与电动状态一致,其对应曲线显然应与正向电动状态所对应的直线一致,亦即将过原点的直线向右平移单位的结果,反之根据曲线求方程的方法亦然,如图3(c)。(4)回馈制动(再生制动):一般地,我们利用的回馈制动发生在反接电源、电动机由反向电动状态进入的回馈制动,以应用于高速匀速下放重物。自然其外加电压同样为-U,不难理解其所对应的直线方程与(2)一致,只是由回馈制动的条件n>n0,其工作曲线为该直线的第四象限段,如图3(d)。

直线、方程与其所对应的解析几何知识相结合,使得原本抽象、多变的理论知识变得形象而直观,加上对各类制动工作原理的理解,学生就能很熟练地写出各类制动所对应的机械特性方程,而方程是求解具体问题的直接依据,实际问题的解决也就变得直观而容易把握了。

归纳法

前面关于制动的阐述虽然解决了难以理解和掌握、抽象及多变的问题,但仍然有些松散,不利于对各类制动特点及其适应场合的把握,如果再对其进行归纳、综合,则可以给学生一个全面而具体的直观印象,具体如图4所示。

从图4中,可以很直观地得到:(1)从第二象限的特性可以看出,电源反接制动与能耗制动都能用于制动停车,并且可直观地比较两种制动的制动转矩大小(横坐标所对应的绝对值)。显然前者的制动转矩比后者要大,而且因为能耗制动的特性曲线经过原点,不难理解在转速较低的时候其制动效果不理想的特点。(2)通过第四象限的特性比较可知:能耗制动和倒拉反接制动适应于低速匀速下放重物(位能性恒转矩负载),而回馈制动适应于高速匀速下放重物;在第四象限,n<0,在利用相应方程求解时,无疑其转速应该为负值。(3)从电源反接制动、反向电动及回馈制动位于同一条直线可知,其所对应的方程形式是一致的,并且不难理解,电源反接制动在转速为0时如不及时断开反向电源,电动机将工作在反向电动状态。(4)通过正向电动与倒拉反接制动位于同一条直线可知:一是其所对应的方程形式一致;二是在电动状态时n>0,而在倒拉反接制动时n<0。

应用举例

例如,一台他励直流电动机拖动某起重机提升机构,电动机的数据为PN=30kW,UN=220V,IN=158A,nN=1000r/min,Ra=0.069 Ω。忽略空载损耗。(1)电动机以转速600r/min提升重物时,负载转矩TL=0.8 TN,此时电动机运行在什么状态?求电枢回路应串入的电阻值;(2)电动机以转速600r/min 下放重物时,负载转矩TL=0.8TN,此时电动机可能运行在哪几种制动状态?求出各种制动状态下电枢回路应串入的电阻值;(3)电动机以1200r/min下放重物时,负载转矩TL=0.8TN,此时电动机运行在什么状态?求电枢回路应串入的电阻值。

结合位能性恒转矩负载的机械特性,对照图4,可以直观地判断出问题(1)中的电动机运行在电动状态;问题(2)中可能运行的制动状态为能耗制动和倒拉反接制动(转速反向的反接制动);问题(3)中的电动机运行在回馈制动状态(n>n0)。

综合直流电动机机械特性方程的一般式和前述解析几何法,可以轻松地写出各状态下所对应的方程,如问题(3)中的回馈制动状态,其方程为:

根据图3(或图4)中所对应的曲线,显然n=

-1200r/min,求出TN,再将其他已知条件代入,该问题就只剩计算了。

总结

电气制动是所有拖动性能中的一个典型难点,学生通过对该内容的把握,可以在一定程度上恢复对该课程的学习信心,激发学习兴趣。事实上,对比法在“电机及拖动基础”的教学中还可以广泛地用于直流电机与交流电机、变压器与交流电机的运行分析、电动机与发电机等许多方面,甚至可贯穿该课程教学的始终;解析几何法等数学方法亦可在起动、调速等其他拖动性能的分析、交流电动机的拖动性能分析等环节中推广。笔者多年的教学实践表明:该类方法能帮助学生把握抽象、模糊的概念和相关理论,实现有的放矢地分析问题。

参考文献:

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