第一篇：城市消防安全前沿

由城市消防安全技術(shù)講座引發(fā)的感想 姓名：陸榮雷 學(xué)號：61207221 摘要：本文主要介紹了一些消防科技中的前沿技術(shù)及其應(yīng)用概括，著重介紹了納米消防技術(shù)的特點和功能，綠色消防技術(shù)應(yīng)用的必要性和消防機器人的發(fā)展前景。

本周二，在九龍湖聆聽了尤飛老師的關(guān)于高新技術(shù)在消防中的應(yīng)用的講座，雖然去時已滿屋座無虛席，我們只能坐在臺階上，但是尤老師的講座實在引人入勝，居然2小時結(jié)束后方才感覺臀部已冰冰涼。尤飛老師現(xiàn)為南京工業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程流動站博士后，南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)與安全工程學(xué)院講師，南京工業(yè)大學(xué)火災(zāi)與消防工程研究所副所長，主要從事公共安全型材料及其應(yīng)用的研究，如阻燃環(huán)保材料的制備和應(yīng)用、特殊火災(zāi)成災(zāi)機理及其防治關(guān)鍵技術(shù)。

根據(jù)我的了解，現(xiàn)代城市為了節(jié)約土地，很多城市的建筑密度和容積率逐年增長，建設(shè)高層建筑、讓城市“長高”也成為一個普遍的發(fā)展趨勢。鱗次櫛比的摩天大樓流光溢彩，但在繁榮之下也有隱憂—建筑的不斷增高也帶來了消防難題，而建筑中新增大量的電氣、管線、裝飾材料等易燃物、可燃物，也使得火險隱患大大增多，成因越來越復(fù)雜。根據(jù)公安部消防局公布的一項統(tǒng)計結(jié)果顯示，近年來，中國城市火災(zāi)發(fā)生率呈上升趨勢，火災(zāi)已成為中國城市的頭號殺手。本世紀(jì)前5年的年均火災(zāi)損失達15.5億元，為20世紀(jì)90年代年均火災(zāi)損失的4.84倍。

講座上，尤飛老師為我們詳細(xì)介紹了消防技術(shù)中的前沿技術(shù)，有納米消防技術(shù)，綠色消防技術(shù)，火災(zāi)自動探測和預(yù)警技術(shù)，消防通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實和三維模擬技術(shù)，消防機器人技術(shù)，消防新材料技術(shù)，新型防火和滅火技術(shù)以及對未來20年消防技術(shù)展望。

對于消防一詞，我國古籍中只有“消”“防”兩個字的分別解釋，消，盡也，滅也；防，堤也，防御也。日本人把它們組合起來，創(chuàng)造了“消防”一詞。在日語中，消，指消火，即撲滅火災(zāi)，防止蔓延；防，指預(yù)防火災(zāi)。日語“消防”的含義還包括搶救其它緊急事故的活動，如水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)的求援等。而現(xiàn)代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新新科技也正在運用到消防中去，以保證人民的生命財產(chǎn)安全。

納米科技作為21世紀(jì)新興的一門前沿科學(xué)技術(shù)，它將對諸多技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響。消防技術(shù)作為一門多學(xué)科融合的邊緣學(xué)科，納米技術(shù)將從不同方面對消防技術(shù)帶來深遠(yuǎn)的革命性的變化。

首先，納米涂層提高涂層耐火性能。將納米材料與表面涂層技術(shù)結(jié)合，使涂層技術(shù)得到了很大的提高。根據(jù)納米涂層的組成，人們將其分為3類：完全、單一納米材料體系、兩種(或以上)納米材料構(gòu)成的復(fù)合體系、添加納米材料的復(fù)合體系。完全的納米材料涂層離商業(yè)化尚有相當(dāng)一段距離，只有在軍事領(lǐng)域有所應(yīng)用。但借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，針對涂層的性能，添加納米材料，都可以獲得納米復(fù)合體系涂層。在涂層中引用納米材料，可以顯著提高材料的耐高溫、抗氧化性。在玻璃等產(chǎn)品表面上涂層納米材料涂層，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱作用。在涂料中加入納米材料，能夠阻燃、隔熱，起到防火作用。其次，納米技術(shù)改進阻燃材料性能?，F(xiàn)有的阻燃技術(shù)一般是采用無機或有機阻燃劑對材料進行處理，來提高材料的阻燃性能。但經(jīng)過無機或有機阻燃劑處理的阻燃材料在遇火后，往往是放出大量的有毒氣體，產(chǎn)生大量煙霧，有時還會放出大量的腐蝕物質(zhì)；如果阻燃劑添加量過大，會影響材料的機械性能。采用納米技術(shù)對材料進行阻燃處理，在提高材料的耐火能力的同時不污染環(huán)境，并且可以改善材料的性能。

還有，納米技術(shù)消除靜電帶來的危險。高分子材料具有優(yōu)良的電絕緣性能，因而被廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。但是，由于一般高分子材料的高電阻率，其制品受物流的磨擦、撞擊，易產(chǎn)生靜電。靜電聚焦到一定程度會引起放電，甚至?xí)饟舸┗蚧馂?zāi)。因此，防止產(chǎn)生靜電和消靜電就是一件十分重要的事情。如果能在高分子材料中摻人導(dǎo)微粒，使之具備一定的傳導(dǎo)電流和消散電荷的能力，通過接地可消除靜電引起的聚積電荷，從而消除和防止靜電帶來的危害。

最后，納米材料的光電效應(yīng)影響消防報警技術(shù)。由于超微顆粒的小尺寸效應(yīng)，納米材料涂層具有廣泛變化的光學(xué)性能。它的光學(xué)透射譜可從紫外波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段。納米多層組合涂層經(jīng)過處理后，在可見光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光，改變納米涂層的組成和特性，得到光致變色、溫致變色、電致變色等效應(yīng)。將電纜、電氣用品和室內(nèi)裝修材料進行納米涂層處理，當(dāng)溫度超過一定值或有漏電、短路現(xiàn)象時，發(fā)生顏色變化，使火災(zāi)探測器更敏感地捕捉到火災(zāi)的初始信號，從而極大降低火災(zāi)的危險。在疏散通道、安全門的各種標(biāo)示牌表面施以納米材料涂層，使之成為發(fā)光、反光的標(biāo)示牌，即使在發(fā)生火災(zāi)、備用電力不足的情況下，人們?nèi)匀豢梢栽诰o急疏散時立即分辨出逃生出口。

“綠色消防技術(shù)”人們近年來關(guān)注甚多的一個專題，就是為了保護大氣臭氧層，限制和淘汰哈龍滅火劑、研究開發(fā)哈龍?zhí)娲铩＠硐氲墓執(zhí)娲飸?yīng)具有以下八個條件：(1)對環(huán)境(大氣)無危害，ODP(臭氧層耗損潛能值)≤0．05，GWP(全球變暖效應(yīng)值)要小，即溫室效應(yīng)小，最好不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。(2)對人體無毒性危害，這方面要求類似哈龍1301的微毒級，能應(yīng)用于有人場所。(3)滅火效能高，設(shè)計滅火濃度＝5％，且10秒種內(nèi)能滅火。(4)噴射后全部汽化，無固、液相殘留物，不導(dǎo)電，不污損，不能擊穿電子設(shè)備。(5)屬可加壓液化的氣體，儲罐占地面積小。(6)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好，利于長期儲存。(7)與彈性密封元件的相容性好，不易泄漏。(8)制造成本相對較低。

綠色消防技術(shù)是以綠色化學(xué)和阻燃技術(shù)為基礎(chǔ),以可再生資源或可循環(huán)使用的材料為原料生產(chǎn)阻燃材料,盡力實現(xiàn)阻燃材料的低毒,低煙和無污染性。綠色消防技術(shù)有6大特點：可持續(xù)利用，以安全的用之不竭的能源為供應(yīng)基礎(chǔ)，高效利用能源和資源，高效回收利用廢舊物資和副產(chǎn)品，智能化程度越來越高，應(yīng)用越來越廣。

綠色消防技術(shù)涉及的面很廣,例如潔凈阻燃技術(shù),這方面的技術(shù)開發(fā)成功將使建筑防火材料的防火性能得到改進,從而減少建筑物的火災(zāi)荷載量,減緩火勢的蔓延,降低材料燃燒時的煙氣濃度和毒性,為火場疏散逃生創(chuàng)造條件,并且還可從根本上降低起火成災(zāi)的幾率。隨著對環(huán)境污染的日益重視,揮發(fā)性有機物(VOC)含量很高的溶劑型涂料的使用受到越來越嚴(yán)格的控制。環(huán)境友好型涂料主要有水性涂料,粉末涂料,光固化涂料等,其中水性防火涂料和無溶劑型防火涂料具有廣闊的發(fā)展前景。此外,高固體分防火涂料(固含量超過60%)及液體無溶劑涂料都是具有發(fā)展前景的環(huán)保防火涂料。我國市場上目前溶劑型防火涂料約占55%,水性涂料約占41%,其他約占4%,與西方發(fā)達國家差距較大。

另外一個格外讓人興奮的技術(shù)就是消防機器人技術(shù)，消防機器人具有無生命損傷性，可重復(fù)使用性，人工智能性的優(yōu)點；同時具有維護保養(yǎng)復(fù)雜，造價高昂的缺點。

消防機器人作為代替消防員進入危險復(fù)雜環(huán)境的特殊裝備，必須具有以下幾個功能。

（一）移動功能。在消防機器人分類中已經(jīng)闡述過，可依據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況采用履帶式或者輪式，從災(zāi)害事故現(xiàn)場的實際情況考慮，消防機器人的移動載體須具有較強的越野能力和一定的自適應(yīng)能力，能夠自行判斷并翻越障礙，自主分析現(xiàn)場情況，能夠完成攀爬一定角度的樓梯等復(fù)雜功能。

（二）探測功能。消防機器人可以根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況依賴于各種電子元器件進行探測，裝載攝像頭可將現(xiàn)場情況通過通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸給后方系統(tǒng)處理，同時有賴于各種傳感器。主要分為兩類：一類是內(nèi)部傳感器，用來探測在災(zāi)害事故現(xiàn)場中消防機器人自身狀態(tài)參數(shù)，反饋給中央大腦DSP，進行合理的路徑規(guī)劃，并根據(jù)災(zāi)害事故現(xiàn)場情況合理安排，使消防機器人有序開展工作。另一類是外部傳感器，用來探測災(zāi)害事故現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)（障礙物情況、火場溫度、輻射熱強度、有毒氣體或者可燃?xì)怏w種類和濃度和氧氣含量等），為后方處理系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。

（三）控制處理通信功能。由于DSP在處理數(shù)字信息方面與單片機相比具有無可比擬的優(yōu)勢，因此，消防機器人普遍采用DSP作為信息處理大腦。

（四）防腐蝕、防爆功能。正因為消防機器人代替消防員進入危險復(fù)雜的災(zāi)害事故現(xiàn)場，必須考慮到其電子元器件、機械材料等構(gòu)建承受腐蝕、高溫、粉塵、濃煙等惡劣環(huán)境的能力，對其關(guān)鍵部位進行防腐蝕、防爆處理，保證其處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，以確保順利完成任務(wù)。

（五）消防功能。這也是消防機器人的最主要功能。通過消防機器人前期準(zhǔn)備準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場指揮員根據(jù)后方輔助決策系統(tǒng)提供信息，并根據(jù)其個人歷來滅火和搶險救援經(jīng)驗，作出正確判斷，發(fā)出遙控指令，指揮消防機器人進行現(xiàn)場處置。

基于人工智能的不斷發(fā)展，各項高新技術(shù)的不斷成熟，在可預(yù)見的將來，消防機器人在功能上會更具多樣特點，在較多危險區(qū)域可以完全代替消防員，避免消防員生命傷亡。同時也應(yīng)該看到，我國在研究消防機器人方面較國外同行已落后太多，存在技術(shù)差異和代溝，消防機器人的不斷研制、生產(chǎn)和裝備過程，應(yīng)堅持自主研制為主，引進為輔，提高我國消防部隊消防裝備現(xiàn)代化的水平,并及時裝備消防部隊，提高消防部隊打贏大仗、惡仗、硬仗和特殊戰(zhàn)役的能力，提高消防部隊在處置大型復(fù)雜火災(zāi)和應(yīng)急救援的作戰(zhàn)效能, 提高消防部隊的自我防護能力,減少消防指戰(zhàn)員的人身傷亡，更好地保衛(wèi)人民的生命財產(chǎn)安全。

消防技術(shù)還有很多，作為以為土木工程師，消防技術(shù)也與建筑息息相關(guān)，在以后的學(xué)習(xí)生涯中，我將更系統(tǒng)的去了解消防技術(shù)，將其與我的專業(yè)知識結(jié)合，希望能讓我的學(xué)識和以后的工作提升到一個新的高度！

第二篇：前沿講座

計算機視覺學(xué)科前沿知識

計算機視覺就是用計算機來模擬人的視覺系統(tǒng)，實現(xiàn)人的視覺功能，通常是指用攝像機和計算機代替人眼對目標(biāo)進行識別、跟蹤和測量等，從而實現(xiàn)對客觀的三維世界的識別。人與其他動物一樣，視覺、聽覺、觸覺等感官功能的產(chǎn)生，首先在于進化過程中生存的需要。根據(jù)美國心理學(xué)家Gibson的理論，人的視覺不管有多少用處，但主要功能可概括為適應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運動?？吹狡嚊_過來，你會趕快回避；看到前面有激流，你不會冒然趟過去?！斑m應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運動”還是比較抽象的概念。事實上，為了適應(yīng)外界環(huán)境和控制自身的運動，視覺系統(tǒng)需要能識別物體（可想而知，一個人連親戚、同事、朋友都不認(rèn)識，會怎樣生活），能判斷物體的運動以及確定物體的形狀和方位（否則，無法抓取物體）。所以，物體識別、物體定位、物體三維形狀恢復(fù)和運動分析，就構(gòu)成了計算機視覺的主要研究內(nèi)容。

隨著自動化水平不斷的提高，機器視覺在自動化行業(yè)中應(yīng)用也是越來越多，而機器視覺在我國可以說處于剛起步發(fā)展階段，機器人視覺是一門新興的發(fā)展迅速的學(xué)科，八十年代以來, 機器人視覺的研究已經(jīng)歷了從實險室走向?qū)嶋H應(yīng)用的發(fā)展階段。從簡單的二值圖象處理到高分辨率多灰度的圖象處理,從一般的二維信息處理到三維視覺機理以及模型和算法的研究都取得了很大的進展。而計算機工業(yè)水平的飛速提高以及人工智能、并行處理和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的發(fā)展,更促進了機器人視覺系統(tǒng)的實用化和涉足許多復(fù)雜視覺過程的研究。

目前，機器人視覺系統(tǒng)正在廣泛地應(yīng)用于視覺檢測、機器人的視覺引導(dǎo)和自動化裝配領(lǐng)域中。在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)之中，視覺檢測往往是不可缺少的環(huán)節(jié)。比如，汽車零件的外觀，藥品包裝的正誤，IC字符印刷的質(zhì)量，電路板焊接的好壞等等，都需要眾多的檢測工人，通過肉眼或結(jié)合顯微鏡進行觀測檢驗。大量的人工檢測不僅影響工廠效率，而且?guī)聿豢煽康囊蛩?，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與成本。另外，許多檢測的工序不僅僅要求外觀的檢測，同時需要準(zhǔn)確獲取檢測數(shù)據(jù)，比如零件的寬度，圓孔的直徑，以及基準(zhǔn)點的坐標(biāo)等等，這些工作則是很難靠人眼快速完成。近年來發(fā)展迅猛的機器視覺技術(shù)解決了這一問題。機器視覺系統(tǒng)一般采用CCD照相機攝取檢測圖象并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再采用先進的計算機硬件與軟件技術(shù)對圖象數(shù)字信號進行處理，從而得到所需要的各種目標(biāo)圖象特征值，并由此實現(xiàn)模式識別，坐標(biāo)計算，灰度分布圖等多種功能。然后再根據(jù)其結(jié)果顯示圖象，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，配合執(zhí)行機構(gòu)完成位置調(diào)整，好壞篩選，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等自動化流程。與人工視覺相比較，機器視覺具有精確，快速，可靠，和易數(shù)字化等優(yōu)點。

機器視覺系統(tǒng)的輸入裝置可以是攝像機、轉(zhuǎn)鼓等，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計算機的就是三維管觀世界的二維投影。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話，則機器視覺系統(tǒng)所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據(jù)這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界。機器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。將近80%的工業(yè)視覺系統(tǒng)主要用在檢測方面，包括用于提高生產(chǎn)效率、控制生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。產(chǎn)品的分類和選擇也集成于檢測功能中。例如生產(chǎn)線上的單攝像機視覺系統(tǒng)，它的視覺系統(tǒng)用來檢測生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，決定產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求，并根據(jù)結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的信號輸入上位機。圖像獲取設(shè)備包括光源、攝像機等；圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)；輸出設(shè)備是與制造過程相連的有關(guān)系統(tǒng)，包括過程控制器和報警裝置等。數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，進行分析和產(chǎn)品控制，若發(fā)現(xiàn)不合格品，則報警器告警，并將其排除出生產(chǎn)線。機器視覺的結(jié)果是CAQ系統(tǒng)的質(zhì)量信息來源，也可以和CIMS其它系統(tǒng)集成。

由于沒有通用的機器視覺照明設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達到最佳效果。過去，許多工業(yè)用的機器視覺系統(tǒng)用可見光作為光源，這主要是因為可見光容易獲得，價格低，并且便于操作。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是，這些光源的一個最大缺點是光能不能保持穩(wěn)定。以日光燈為例，在使用的第一個100小時內(nèi)，光能將下降15%，隨著使用時間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是實用化過程中急需要解決的問題。另一個方面，環(huán)境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲，一般采用加防護屏的方法，減少環(huán)境光的影響。由于存在上述問題，在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中，對于某些要求高的檢測任務(wù)，常采用X射線、超聲波等不可見光作為光源。但是不可見光不利于檢測系統(tǒng)的操作，且價格較高，所以，目前在實際應(yīng)用中，仍多用可見光作為光源。

機器視覺系統(tǒng)中，視覺信息的處理技術(shù)主要依賴于圖像處理方法，它包括圖像增強、數(shù)據(jù)編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內(nèi)容。經(jīng)過這些處理后，輸出圖像的質(zhì)量得到相當(dāng)程度的改善，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機對圖像進行分析、處理和識別。圖像的增強用于調(diào)整圖像的對比度，突出圖像中的重要細(xì)節(jié)，改善視覺質(zhì)量。通常采用灰度直方圖修改技術(shù)進行圖像增強。圖像的灰度直方圖是表示一幅圖像灰度分布情況的統(tǒng)計特性圖表，與對比度緊密相連。圖像的數(shù)據(jù)編碼和傳輸，數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)龐大的，一幅512*512個像素的數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量為256 K字節(jié)，若假設(shè)每秒傳輸25幀圖像，則傳輸?shù)男诺浪俾蕿?2.4M比特/秒。高信道速率意味著高投資，也意味著普及難度的增加。因此，傳輸過程中，對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮顯得非常重要，數(shù)據(jù)的壓縮主要通過圖像數(shù)據(jù)的編碼和變換壓縮完成。圖像邊緣銳化處理主要是加強圖像中的輪廓邊緣和細(xì)節(jié)，形成完整的物體邊界，達到將物體從圖像中分離出來或?qū)⒈硎就晃矬w表面的區(qū)域檢測出來的目的。圖像分割是將圖像分成若干部分，每一部分對應(yīng)于某一物體表面，在進行分割時，每一部分的灰度或紋理符合某一種均勻測度度量。圖像的識別過程實際上可以看作是一個標(biāo)記過程，即利用識別算法來辨別景物中已分割好的各個物體，給這些物體賦予特定的標(biāo)記，它是機器視覺系統(tǒng)必須完成的一個任務(wù)。

在本世紀(jì)四、五十年代發(fā)展起來的線性濾波器以其完善的理論基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)處理方便，易于采用FFT和硬件實現(xiàn)等優(yōu)點，一直在圖像濾波領(lǐng)域占有重要地位，其中以WIENER濾波器理論和卡爾曼濾波理論為代表。但是線性濾波器存在著計算復(fù)雜度高，不便于實時處理等缺點。雖然它對高斯噪聲有良好的平滑作用，但對脈沖信號干擾和其它形式的噪聲干擾抑制效果差，信號邊緣模糊。為此，1971年，著名學(xué)者TUKEY提出非線笥濾波器——中值濾波器，即把局部區(qū)域中灰度的中值作為輸出灰度，并將其與統(tǒng)計學(xué)理論結(jié)合起來，使用迭代方法，比較理想地將圖像從噪聲中恢復(fù)出來，并且能保護圖像的輪廓邊界，不使其變模糊。近年來，非線性濾波理論在機器視覺、醫(yī)學(xué)成像、語音處理等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用，同時，也反過來促使該理論的研究向縱深方向發(fā)展。

第三篇：前沿講座

智能控制及其應(yīng)用

院 － 系： 信息工程與自動化學(xué)院 專 業(yè)： 模式識別與智能系統(tǒng) 年 級： 2011 級 學(xué)生姓名： 朱 丹 學(xué) 號： 2011204082 任課教師： 楊承志、馮麗輝、萬舟

2011年11月

摘要

智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段，是人工智能、控制論、信息論、系統(tǒng)論、仿生學(xué)、進化計算和計算機等多種學(xué)科的高度綜合與集成，是一門新興的邊緣交叉學(xué)科。智能控制的主要方法有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與專家系統(tǒng)，為解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題提供了有效的理論和方法。目前，智能控制已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事航空等眾多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞： 智能控制 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊控制 專家系統(tǒng)

ABSTRACT

Intelligent automatic control is the advanced stage of development of automatic control．It is comprehensive and integrated subject of artificial intelligence, cybernetics, information theory, system theory, bionics, evolutionary computation, computer and so on.It is a new edge of the overlapping subject.The main method of intelligent control are following：artificial neural network , fuzzy control and expert system.In order to solve the complex control problem which is difficult to solve by the traditional methods.It provides effective theory and method.At present, the intelligent control has been widely used in industry, agriculture, services, military aviation, etc, and has a broad development prospects.Keywords: intelligent automatic control artificial neural network fuzzy control expert system

引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，許多新方法和技術(shù)進入工程化、產(chǎn)品化階段，這對自動控制技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，促進了智能控制理論在控制技術(shù)中的應(yīng)用，以解決用傳統(tǒng)的方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。智能控制不僅包含了自動控制、人工智能、系統(tǒng)理論和計算機科學(xué)的內(nèi)容，而且還從生物學(xué)等學(xué)科汲取豐富的營養(yǎng)，正在成為自動化領(lǐng)域中最興旺和發(fā)展最迅速的一個分支學(xué)科。

一、智能控制的基本概念和特點

傳統(tǒng)的控制方法是建立在被控對象的精確數(shù)學(xué)模型之上的，而智能控制是針對系統(tǒng)的復(fù)雜性、非線性、不確定性等提出來的。IEEE控制系統(tǒng)協(xié)會把智能控制歸納為：智能控制系統(tǒng)必須具有模擬人類學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力。一個智能控制系統(tǒng)一般應(yīng)具有以下一些特點：

1.智能控制具有混合控制特點，系統(tǒng)能以知識表示非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)表示的混合控制過程，采用開閉環(huán)控制和定性決策及定量控制相結(jié)合的多模態(tài)控制方式；

2.智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對象及環(huán)境的有關(guān)知識以及運用這些知識的能力；

3.智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，能從系統(tǒng)的功能和整體優(yōu)化的角度來分析和綜合系統(tǒng)，以實現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)； 4.智能控制系統(tǒng)有補償及自修復(fù)能力；

5.智能控制系統(tǒng)能對復(fù)雜系統(tǒng)(如非線性、多變量、時變、環(huán)境擾動等)進行有效的全局控制，并具有較強的容錯能力。

二、智能控制的主要方法 2.1 模糊控制

模糊控制是基于模糊推理和模仿人的思維方法，對難以建立精確數(shù)學(xué)模型的對象實施的一種控制，其成功應(yīng)用的根源在于模糊邏輯本身提供了由專家構(gòu)造語言信息并將其轉(zhuǎn)化為控制策略的一種系統(tǒng)的推理方法，以模糊集合、模糊語言變量與模糊邏輯推理為基礎(chǔ)，以先驗知識和專家經(jīng)驗為控制規(guī)則。其基本思想是用機器模擬人對系統(tǒng)的控制,就是在被控對象的模糊模型的基礎(chǔ)上運用模糊控制器近似推理等手段,實現(xiàn)系統(tǒng)控制。在實現(xiàn)模糊控制時主要考慮模糊變量的隸屬度函數(shù)的確定,以及控制規(guī)則的制定二者缺一不可。

2.2 專家控制

專家控制是智能控制的一個重要部分，它在將人工智能中專家系統(tǒng)的理論和技術(shù)同自動控制的理論和方法有機結(jié)合的基礎(chǔ)上，在未知環(huán)境下模仿專家的智能，實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制。專家系統(tǒng)一般由知識庫、推理機、解釋機制和知識獲取系統(tǒng)等組成。知識庫用于存儲某一領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗性知識、原理性知識、可行操作與規(guī)則等，可通過知識獲取系統(tǒng)對原有知識進行修改和擴充。推理機根據(jù)系統(tǒng)信息并利用知識庫中知識按一定的推理策略來解決當(dāng)前的問題。解釋機制對找到的知識進行解釋，為用戶提供了一個人機界面。通過對知識的獲取與組織,按某種策略適時選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)則進行推理,以實現(xiàn)對控制對象的控制。專家控制可以靈活地選取控制率,靈活性高;可通過調(diào)整控制器的參數(shù),適應(yīng)對象特性及環(huán)境的變化,適應(yīng)性好;通過專家規(guī)則,系統(tǒng)可以在非線性、大偏差的情況下可靠地工作,魯棒性強。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬人腦神經(jīng)元的活動,利用神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)與權(quán)值的分布來表示特定的信息,通過不斷修正連接的權(quán)值進行自我學(xué)習(xí),以逼近理論為依據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,并以直接自校正控制、間接自校正控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制等方式實現(xiàn)智能控制。隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的不斷深入，新的模型不斷推出，在智能控制領(lǐng)域中，應(yīng)用最多的是BP網(wǎng)絡(luò)Hopfield網(wǎng)絡(luò)等。與傳統(tǒng)控制相比，它具有以下重要特性：○1非線性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在理論上可以充分逼近任意非線性函數(shù)；○2自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力；○3并行式分布處理機制；○4數(shù)據(jù)融合能力。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信號處理、系統(tǒng)辨識和優(yōu)化、模式識別、故障診斷、機器人等多個領(lǐng)域取得成功應(yīng)用，它對智能控制的發(fā)展應(yīng)用將具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

三、智能控制的應(yīng)用

目前，智能控制已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事航空等眾多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1機械制造

在現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)中,需要依賴那些不夠完備和不夠精確的數(shù)據(jù)來解決難以或無法預(yù)測的情況,人工智能技術(shù)為解決這一難題提供了有效的解決方案。智能控制隨之也被廣泛地應(yīng)用于機械制造行業(yè),它利用模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對制造過程進行動態(tài)環(huán)境建模,利用傳感器融合技術(shù)來進行信息的預(yù)處理和綜合。利用模糊集合和模糊關(guān)系的魯棒性,將模糊信息集成到閉環(huán)控制的外環(huán)決策選取機構(gòu)來選擇控制動作。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和并行處理信息的能力,進行在線的模式識別,處理那些可能是殘缺不全的信息。

3.2 智能儀器

隨著微電子技術(shù)、微機技術(shù)、人工智能技術(shù)和計算機通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化儀器正朝著智能化、系統(tǒng)化、模塊化和機電一體的方向發(fā)展，微型計算機或微處理機在儀器中得到廣泛應(yīng)用，已成為儀器的核心組成部件之一。它能夠?qū)崿F(xiàn)信息的記憶、判斷、處理、執(zhí)行以及測控過程的操作、監(jiān)視和診斷，因而這類儀器被稱為”智能儀器”。

3.3 智能機器人

智能機器人是一種能夠代替人類在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下從事危險、復(fù)雜勞動的自動化機器，是集機械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、計算機、人工智能和系統(tǒng)工程等多學(xué)科知識于一身的高新技術(shù)綜合體。機器人研究者們所關(guān)心的主要研究方向之一是機器人運動的規(guī)劃與控制。一個規(guī)定的任務(wù)出臺之后，設(shè)計人員首先必須作出滿足該任務(wù)要求的運動規(guī)劃；然后，規(guī)劃再由控制來執(zhí)行，該控制足以使機器人適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生所期望的運動。

3.4 智能監(jiān)控

在許多的工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)線，其生產(chǎn)過程需要監(jiān)視和控制，以保證高性能和高可靠性。為保持物理參數(shù)具有一定的精度確保產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，我們已在一些連續(xù)生產(chǎn)線或工業(yè)裝置上采用了有效的智能控制模式。例如，旋轉(zhuǎn)水泥窯的模糊控制、汽車工業(yè)的高級模糊邏輯控制、軋鋼機的神經(jīng)控制、工業(yè)鍋爐的遞階智能控制以及核反器的知識基控制等。

3.5 醫(yī)療過程智能控制

從70年代中葉起，專家系統(tǒng)技術(shù)就被成功的應(yīng)用于各種醫(yī)療領(lǐng)域。醫(yī)用智能過程控制的新例子之一就是一個用于控制手術(shù)過程中麻醉深度的病人平均動脈血壓(MAP)的模糊邏輯控制系統(tǒng)。MAP是衡量麻醉深度的重要參數(shù)。在該控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)時，我們采用模糊關(guān)系函數(shù)和語言規(guī)則。本系統(tǒng)已在許多不同的外科手術(shù)中得到成功應(yīng)用。

四、智能控制的發(fā)展前景

智能控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、軍事航空等多個領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)控制無法解決的實際控制問題。但是智能控制仍然只處于開創(chuàng)性階段。就目前智能控制系統(tǒng)的研究和發(fā)展來看，智能控制還有許多問題有待解決，主要有以下幾點： ○1加強理論研究，給出智能控制的穩(wěn)定性、可測性、可控性、魯棒性定義及準(zhǔn)則；○2解決知識獲取和優(yōu)化的瓶頸問題，特別是動態(tài)系統(tǒng)的知識獲取和分類； ○3加強各種智能控制方法結(jié)合的耦合度； ○4加強學(xué)習(xí)問題的研究，進而加快收斂速度，提高實時控制能力； ○5融入更多領(lǐng)域知識，拓寬智能控制的范圍。

智能控制是一門跨學(xué)科、需要多學(xué)科提供基礎(chǔ)支持的科學(xué)，智能控制很難存在普遍、統(tǒng)一的理論體系，因此，建立具有開放性、形式非唯一的集成化智能控制框架是現(xiàn)實的，也是必要的。

參考文獻

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2007(8).

第四篇：土木工程前沿

對未來大跨橋梁的發(fā)展趨勢的研究

摘要：近30多年來橋梁的發(fā)展概況，可以看出結(jié)構(gòu)在向輕巧、纖細(xì)方面發(fā)展，而載重和跨度卻不斷在增長。為了適應(yīng)這種橋梁發(fā)展需要，就要對建筑材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、設(shè)計計算理論、施工方法等方面提出新的要求。同時，在橋梁美學(xué)方面也應(yīng)予以足夠的重視。

關(guān)鍵詞：橋梁發(fā)展；新型材料；橋梁CAD；施工技術(shù)；橋梁美學(xué)

一、引言

現(xiàn)在橋梁建筑已不單純地被視為交通線上重要的工程實體，同時也是一個國家科學(xué)技術(shù)、綜合國力的綜合體現(xiàn)。由于科學(xué)技術(shù)的進步,工業(yè)水平的提高,人類社會文明的發(fā)展,橋梁工程日新月異。隨著時代前進的步伐,人們對橋梁工程提出了更高的要求,對“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”的橋梁設(shè)計原則賦以更新的內(nèi)容。橋梁工程無論是現(xiàn)在還是以后都不會停步的，它的發(fā)展前景會更廣闊。

大跨橋梁的的發(fā)展是社會發(fā)展的必然產(chǎn)物，自從橋梁出現(xiàn)以來, 其跨徑一直在不斷的加大。從幾米的小橋發(fā)展到現(xiàn)今主跨一千多米的特大橋,體現(xiàn)出了人類改造自然的能力在不斷變化。自18世紀(jì)80年代以來的200多年間，隨著大工業(yè)的興起和交通運輸?shù)男枰l(fā)展起來的世界橋梁，橋跨由英國熟鐵鏈桿橋曼內(nèi)海峽橋主跨177米的最初橋跨的世界之最，到1931年美國建成喬治華盛頓橋，主跨首先突破1000米大關(guān)，達到1067米，百米到千米橋跨的發(fā)展歷經(jīng)了一個半世紀(jì)。20世紀(jì)的后70年里，美國的主跨1280米的金門大橋、主跨1289米的維拉扎納大橋，兩次刷新了當(dāng)時的世界橋跨記錄，到20世紀(jì)八九十年代英國的恒比爾河大橋、日本的明石海峽大橋先后再次刷新世界橋跨記錄，橋跨才開始接近2000米大關(guān)。

在21 世紀(jì), 由于跨海工程的出現(xiàn), 橋梁還要向更大跨徑的方向發(fā)展。21世紀(jì)世界橋梁跨度有多長？隨著意大利主跨3300米的墨西拿海峽大橋設(shè)計的完成，人類社會的建橋技術(shù)、新型材料運用使橋梁跨度已步入登峰造極階段。據(jù)有關(guān)橋梁專家預(yù)測，籌建中的西班牙與摩洛哥之間的直布羅陀海峽大橋、美俄之間的白令海峽大橋的橋梁跨度將突破墨西拿海峽大橋主跨的長度，成為21世紀(jì)新的世界橋梁跨度之最。這些主跨接近4000米達到登峰造極水平的特大型橋梁建成之后，除大洋洲孤懸于大洋之中外，亞非歐美四大洲將聯(lián)為一體。大跨的跨海橋梁將會成為21世紀(jì)橋梁建設(shè)的主題。我國橋梁向跨海橋梁工程發(fā)展的路在何方？要如何切實可行地實現(xiàn)大跨橋梁？以下我就國內(nèi)大跨橋梁發(fā)展趨勢發(fā)表一些個人的看法。

二、材料的應(yīng)用和發(fā)展

在橋梁中隨著跨度的增大。混凝土材料，鋼材的強度漸漸不夠使用，例如混凝土預(yù)應(yīng)力梁橋當(dāng)跨度超過300m后應(yīng)力幾乎用足，只有提高標(biāo)號或改變材料才能把跨度繼續(xù)做大。又如在斜拉橋中如果用碳纖維取代鋼索則跨度更大，最有利于同懸索橋的競爭。要推動橋梁跨度的發(fā)展、材料的發(fā)展是一根本問題。

新材料對橋梁工程的發(fā)展具有關(guān)鍵性作用。沒有材料科學(xué)的發(fā)展，就不會有長大跨及新橋型的誕生。當(dāng)橋梁向大跨度方向發(fā)展的同時，未來橋梁新材料應(yīng)具有高強、高彈模、輕質(zhì)的特點，對建橋材料也提出了高強、輕質(zhì)和多功能的要求，橋梁的規(guī)模有一個理論上的限度。新型材料不斷出現(xiàn)，不過它們的實際應(yīng)用僅僅受制于對其使用壽命的顧慮。在以保守的方式使用新型材料的初期驗證階段、目前橋梁常用的鋼和混凝土，從而實現(xiàn)高強輕質(zhì)的目標(biāo)。材料科學(xué)的進步為橋梁實現(xiàn)輕巧、簡潔、形式的多樣化提供了更多的可能性，進一步探索新型的、高強、超高強工程材料建立其可靠的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系，以充分發(fā)揮材料潛在的承載力，并在結(jié)構(gòu)理論研究上發(fā)展更符合實際狀態(tài)的力學(xué)分析方法與新的設(shè)計理論，不同類型輕質(zhì)材料組合拼裝的各類新型斜拉橋、懸索橋、輕質(zhì)拱橋，并向可靠度理論方向進行探索，將一跨而過的大川海灣。

新型鋼材料的應(yīng)用將推動橋梁工程的發(fā)展。鋼材料在橋梁建設(shè)中尤為重要，隨著鋼材料的發(fā)展，我國還將進一步的開展低含碳量以及其他合金元素、經(jīng)過微合金化和晶粒細(xì)化處理的超高強度鋼材的研究以及生產(chǎn)。此種高強度的鋼材具有優(yōu)異的焊接功能。在我圍已建的采用了焊接性能良好的14MnNbq及15MnVNq鋼以及栓焊整體節(jié)點所組成的大型橋梁，還需進一步的發(fā)展，向更高強度鋼及全焊鋼梁結(jié)構(gòu)發(fā)展?？垢g性好、結(jié)構(gòu)表面不需要油漆的耐候鋼也逐步得到應(yīng)用。

先進復(fù)合材料也會得到較大的推廣使用。先進復(fù)合材料(Advanced Composites)又稱纖維增強塑料(Fibre Reinforced Plastics，簡稱FRP)，是以非金屬纖維(如玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維)作增強材料，以樹脂(如不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂和乙烯基酯樹脂)作基體材料的復(fù)合材料。樹脂將纖維束結(jié)成整體，既能保護纖維免受機械破壞和化學(xué)腐蝕，又能使纖維整體受力。先進復(fù)合材料具有以下特點：

1、強度高。用S玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維做成的復(fù)合材料筋束，其抗拉強度高于高強鋼絲，用E玻璃纖維做成的復(fù)合材料筋束，其抗拉強度與高強鋼絲接近。

2、耐腐蝕。玻璃纖維復(fù)合材料水管的壽命為鋼水管和混凝土水管的兩倍。

3、應(yīng)變關(guān)系直至破斷均呈線性。

4、彈性模量。碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

5、疲勞特性。碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強度高于高強綱絲，E玻璃纖維復(fù)合材料的疲勞強度則介于普遍鋼絲和高強鋼絲之間。金屬材料在交變應(yīng)力作用下，疲勞極限僅為靜荷強度的30%～40%。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強度的70%～80%，并在破壞前有變形顯著的征兆。

6、容重輕。約為鋼的五分之一至四分之一。

據(jù)有關(guān)橋梁專家介紹，21世紀(jì)的橋梁主材將采用高強度、高韌性鋼材和抑振合金材料。日本明石海峽大橋的加勁梁采用780兆帕焊接時低預(yù)熱型新型高強度鋼板，使其橋梁主跨設(shè)計刷新了20世紀(jì)的最大跨記錄，達到1991米。21世紀(jì)鋼桁連續(xù)梁將大量采用高強度低預(yù)熱型焊接用鋼板，大線能量焊接用鋼板、高韌性鋼板、抗層狀撕裂型鋼板、異形鋼板、耐候鋼及鍍鋅鋼板、抑振厚板、玻璃鋼、抑振合金材料，不僅可有效地增大鋼桁梁橋的橋跨，而且能有效地降低梁體自重，實現(xiàn)大跨、輕質(zhì)目標(biāo)。高強度混凝土是橋梁建設(shè)必不可少的主材料之一，21世紀(jì)的混凝土材料將加入來亞納米、水溶性聚合物、有機纖維以不斷提高強度與耐久性。橋梁建設(shè)將廣泛運用環(huán)保型混凝土，橋梁的韌性、耐久性及強度將得以有效地提高。

三、學(xué)科發(fā)展

隨著計算機微處理器技術(shù)的迅猛發(fā)展，橋梁CAD技術(shù)將面臨新的發(fā)展機遇。集結(jié)構(gòu)分析、工程制圖、工程數(shù)據(jù)庫及專家系統(tǒng)的橋梁CAD軟件將會問世，并將邁入橋梁設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)時代。借助計算機和非線性數(shù)值方法的不斷進步，使力學(xué)模型日益精細(xì)化，仿真度提高，可以在設(shè)計階段逼真地描述大橋在地震、強風(fēng)、海浪等惡劣自然條件下施工和運營的全過程，為決策提供動態(tài)的虛擬現(xiàn)實圖像。大型橋梁基礎(chǔ)的施工技術(shù)可分為大型群樁基礎(chǔ)施工技術(shù)、大型凍結(jié)基礎(chǔ)施工技術(shù)以及大型沉井基礎(chǔ)施工技術(shù)等。以江陰長江大橋為代表的沉井基礎(chǔ)施工、潤揚大橋為代表的大型排樁凍結(jié)法施工、蘇通橋基礎(chǔ)為代表的大型群樁基礎(chǔ)施工，都是我國在大型橋梁基礎(chǔ)施工方面取得的創(chuàng)新成果。海上橋梁基礎(chǔ)工程發(fā)展的重點在于海洋鉆井平臺技術(shù)的引進。目前世界橋梁基礎(chǔ)尚未超過 100m 深?；A(chǔ)工程，下一步需進行 100——300m 深?；A(chǔ)的實踐。大型橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)不斷創(chuàng)新。

四、橋梁美學(xué)研究

橋梁通常是社會大型公用設(shè)施，與其他土木建筑相比，它具有土木工程建筑的一般屬性，橋梁建筑還具有自身的特點，有使用和觀賞兩重功能。其主要功能是給人們提供跨越障礙的通道，具有體型龐大、位置固定、建造具有不可逆性且耗資巨大等特點。由橋梁的特殊功能決定了橋梁必須是一個開放的體系、結(jié)構(gòu)散布在社會各處，任何人在任何時間都可以使用它。與人類的活動密切相關(guān)，具有開放性，使用壽命也比較長。因此，公共性、公平性、安全、適用、經(jīng)濟必然是橋梁設(shè)計的原則。橋梁規(guī)模越大，激發(fā)了公眾參與的熱情，經(jīng)濟因素在橋梁建設(shè)中所占的比重就越大，人們對其建造都非常關(guān)注，這一點在現(xiàn)代橋梁設(shè)計實踐中已得到足夠的重視，這就是推動橋梁美學(xué)研究的直接動力。創(chuàng)新便是橋梁建筑藝術(shù)的靈魂，通過總結(jié)前人的創(chuàng)新經(jīng)驗，終究會走向橋梁的藝術(shù)范疇。橋梁建筑屬于結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新必須以實踐為基礎(chǔ)，其存在的基礎(chǔ)是其適用性，也需要用理論來指導(dǎo)。聞名遐爾的美國舊金山金門大橋、澳大利亞悉尼港橋、英國倫敦橋、日本明石海峽大橋、中國上海楊浦大橋、南京長江二橋、香港青馬大橋等這些著名大橋都是一件件寶貴的空間藝術(shù)品，成為陸地、江河、海洋和天空的景觀，成為城市標(biāo)志性建筑。宏偉壯觀的澳大利亞悉尼港橋與現(xiàn)代化別具一格的悉尼歌劇院融為一體，成為今日悉尼的象征。因此，21世紀(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)必將更加重視建筑藝術(shù)造型，重視橋梁美學(xué)和景觀設(shè)計，達到人文景觀同環(huán)境景觀的完美結(jié)合。

五、結(jié)語

橋梁跨度不是科技進步的唯一標(biāo)志，但它是科技進步的重要標(biāo)志。橋梁的跨徑代表著一個國家的經(jīng)濟、工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的整體水平?？缍鹊拇笮〔⒎侨说闹饔^愿望，它是由經(jīng)濟、材料、橋型等多種因素確定的，跨度的推進必然會給工程帶來更多的風(fēng)險，而工程是只能成功不能失敗的，只允許存在缺點而不能有錯誤，因為橋梁工程、特別是大跨的橋梁工程的失敗或錯誤是誰也承擔(dān)不起的。大跨橋梁的發(fā)展是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然，隨著一系列跨海工程的出現(xiàn)，迫使我們必須挑戰(zhàn)更大的橋梁跨度。由于國外許多國家的橋梁事業(yè)相對于中國都起步較早，很多橋梁技術(shù)都比中國先進，所以我們在發(fā)展大跨橋梁時應(yīng)該多借鑒國外橋梁方面的成功經(jīng)驗，推動大跨度橋梁在中國更快的發(fā)展。可以預(yù)見,21 世紀(jì)大跨度橋梁工程建設(shè)必將取得新的突破,取得更大、更新的發(fā)展。

第五篇：城市對外交通運輸消防安全的規(guī)劃

城市對外交通運輸消防安全的規(guī)劃

隨著經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，我國對外貿(mào)易交往日益平凡，貨物通過各式各樣的通道流向海外，為我國經(jīng)濟的發(fā)展貢獻了不小的力量，因此交通運輸消防安全不可忽視。

城市對外交通運輸包括鐵路。公路、水路、航空等多種方式。做好城市對外交通運輸消防安全的規(guī)劃布局對于保障城市和對外交通運輸?shù)南腊踩?，有著重要的現(xiàn)實意義。下面我就來談?wù)劷煌ㄟ\輸消防安全的幾個重要規(guī)劃布局。

1．鐵路在城市中的消防安全規(guī)劃布局

（1）鐵路線路的消防安全規(guī)劃布局

①應(yīng)滿足鐵路運營技術(shù)經(jīng)濟條件，但必須避免鐵路分割或包圍城市。

②處理好鐵路與城市道路的關(guān)系，應(yīng)盡可能使鐵路線路不和城市主要干道相交，減少鐵路線路與城市道路的交叉點。在方格形道路系統(tǒng)的大城市中，鐵路線路宜與城市主干道平行；對于放射形道路系統(tǒng)的大城市，鐵路線路應(yīng)沿放射干道平行引人城市。

③鐵路正線的布置要避開城市的主要發(fā)展方向。當(dāng)城市的發(fā)展不得不跨越正線時，要在被分割的城市兩側(cè)設(shè)置相對獨立完善的消防設(shè)施，盡量使消防車輛趕赴火場不穿越鐵路。

④鐵路線路不要在城市與河湖海岸間平行通過。

⑤穿行城市的鐵路線，最好布置在有一定寬度的綠帶中。

⑥當(dāng)線路引人客運站時，應(yīng)使主要方向的旅客列車不改變運行方向。當(dāng)線路引入編組站時，主要貨車車流方向應(yīng)有順直的路徑。

（2）鐵路車站在城市中的消防安全規(guī)劃布局

①客運站的布置。考慮旅客乘車方便、減少城市公共交通負(fù)擔(dān)，旅客站一般要盡可能布置在市區(qū)、中、小城市的旅客站可布置在城市邊緣，特別是受地形限制或河流影響，形成分散而狹長的帶狀大城市，以及被河流分割的大城市，要考慮設(shè)置三個以上的旅客站。

②貨運站的布置。綜合性貨運站是辦理多種品類貨物作業(yè)的車站。以到發(fā)為主的綜合性貨運站，宜伸入市區(qū)適當(dāng)?shù)囟?，特別零擔(dān)貨物，在市區(qū)便于貨物集散。危險品及有嚴(yán)重污染環(huán)境的貨物裝卸站，應(yīng)設(shè)在市郊下風(fēng)向和河流下游地帶。

（3）工業(yè)站的消防安全規(guī)劃布局

①工業(yè)站要設(shè)在有大量貨流、出入便捷和對外運輸順直的地點，盡量避免車流在鐵路路網(wǎng)上或企業(yè)內(nèi)的折角和迂回運輸。

②工業(yè)站不要設(shè)在鐵路主要干線上，以減少出入企業(yè)車流和鐵路干線車流的交叉干擾。對于大型企業(yè)或集中的工業(yè)區(qū)，根據(jù)需要可設(shè)置樞紐外環(huán)線，并將工業(yè)站設(shè)在主要車流必經(jīng)之地或原料、燃料的入口處。對于分散的工業(yè)區(qū)，可分別設(shè)置工業(yè)站。

③設(shè)在樞紐內(nèi)的工業(yè)站，與編組站間要有便捷的通路，并要為企業(yè)將來發(fā)展留有余地，避免由于企業(yè)擴展帶來工業(yè)站的消防問題。

④工業(yè)站的布置，要與專用線的建設(shè)、工業(yè)區(qū)的建設(shè)結(jié)合起來，把消防安全、土地利用、防洪排洪、交通運輸?shù)确矫娼y(tǒng)一規(guī)劃。

2．公路在城市中的消防安全規(guī)劃布局

（1）公路線路的消防安全規(guī)劃布局

①要合理的解決公路線路的走向及其站場等運輸設(shè)施的位置，避免分割、干擾城市。

②公路一般應(yīng)與城市呈切線方式通過，離城市也要有一定距離，線路布置能滿足消防安全要求。但一些舊城區(qū)，由于公路對外交通穿越城市、居住區(qū)，把居住區(qū)分割，不利于消防和交通安全，也影響居民生活安寧，必須認(rèn)真注意解決。

③對于舊城區(qū)布置不合理的公路，應(yīng)盡可能使過境公路改道，避開城市生活居住區(qū)，規(guī)劃中還應(yīng)盡可能使公路便捷，縮短公路里程。公路線路在城市的布置，主要有公路穿越或者繞過（切線或環(huán)線繞過）城市兩種情況。

④公路線路的布置，為了減少過境交通進入市區(qū)，應(yīng)在對外公路交匯的地點或城市人口處設(shè)置一些公共服務(wù)設(shè)施，為暫時停留的過境車輛的司機與旅客創(chuàng)造一些便利條件。

（2）公路運輸設(shè)施的消防安全規(guī)劃布局

①客運站的布置。大城市的客運站位置可適當(dāng)伸入市區(qū)，布置在市中心區(qū)邊沿地段。并根據(jù)旅客進出方向和流量大小決定設(shè)置客運站的數(shù)量。中。小城市的客運站宜設(shè)在城市邊沿或城市與過境公路相連接的支線上，不要緊靠過境公路布置。

②貨運站的布置。貨運站（場）的位置選擇與貨主的位置和貨物的性質(zhì)有關(guān)。對于供應(yīng)城市人民的日常生活用品，則布置在市中心區(qū)邊緣，與市內(nèi)倉庫有直接的聯(lián)。

③港區(qū)若有大型造船廠，應(yīng)劃定專門的水域和陸域，安排專門的碼頭。

4．機場的消防安全規(guī)劃布局

（1）機場與城市的距離

機場的消防安全規(guī)劃布局，必須從地形、地貌。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、氣象條件、噪聲干擾、凈空限制以及城市布局等諸方面因素，加以綜合分析，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q好機場與城市的距離這一矛盾。

（2）機場與城市的交通聯(lián)系

根據(jù)航空運輸?shù)目焖偬攸c，要求地面交通越快越好。一般應(yīng)在機場位置確定的同時，安排好機場與城市之間直捷的、高速的、通暢的道路交通系統(tǒng)，安排好停車場等交通設(shè)施。

（3）合理確定機場消防站的位置

按照國際民航組織的規(guī)定，機場消防站要在最適當(dāng)?shù)哪芤姸葪l件和地面條件下，保證對發(fā)生在機場活動地區(qū)任何部分的飛機火災(zāi)事故的馳救時間不大于三分鐘，最好不大于兩分鐘。

總而言之，消防工作與社會主義經(jīng)濟建設(shè),二者互相促進、相互制約、相輔相成。經(jīng)濟建設(shè)、科學(xué)事業(yè)發(fā)展了,消防建設(shè)也隨之發(fā)展;消防建設(shè)發(fā)展了,又將促進經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，它是社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重要問題,也是社會主義物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)的重要組成部分。