第一篇：信息檢索技術(shù)論文

期末課程論文

論文標(biāo)題：課程名稱：信息檢索技術(shù)課程編號：學(xué)生姓名：潘國偉學(xué)生學(xué)號：所在學(xué)院：計算機科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)習(xí)專業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)課程教師：

基于音頻的信息檢索

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王

沖

2013年7月3 日

引言：

進入知識經(jīng)濟時代，知識管理、知識服務(wù)的理念得到廣泛認同，信息檢索技術(shù)也由基于關(guān)鍵詞的信息檢索逐步轉(zhuǎn)向針對內(nèi)容的基于知識的信息檢索。較之前者，其檢索結(jié)果更準(zhǔn)確，更貼近用戶需求。信息檢索是將信息按照一定的規(guī)律組織起來，找到所需信息的過程和技術(shù)，簡單的說，就是信息的有序化識別和查找。信息檢索效率就是實施識別和查找過程的效率。信息檢索效率不僅是影響信息檢索工具價值的重要因素，也是評價信息檢索技術(shù)發(fā)展的重要指標(biāo)。目前一些基于文本的Web引擎，如Google，Baidu，功能已非常強大，但還缺乏比較實用的音頻搜索引擎。Internet上的多媒體流非常巨大，需要一些高效的搜索引擎從浩如煙海的數(shù)據(jù)中找出需要的信息。另外，音頻檢索在輔助視頻檢索和卡拉OK檢索系統(tǒng)以及軍事、刑偵領(lǐng)域方面都有巨大的應(yīng)用價值和廣闊的研究前景。

基于內(nèi)容的音頻檢基索關(guān)鍵技術(shù)

問題：

傳統(tǒng)的方法，其主要缺點有：

一是當(dāng)數(shù)據(jù)量越來越多時，人工注釋的工作量加大；

二是人對音頻的感知有時難以用文字注釋表達清楚，人工注釋存在不完整性和主觀性； 三是不能支持實時音頻數(shù)據(jù)流的檢索。

這里主要綜述了音頻檢索方法，討論了一些音頻檢索中的關(guān)鍵技術(shù)：音頻特征提取、音頻分類、語音識別技術(shù)等?？傮w介紹：

語音識別技術(shù)概述

語音識別技術(shù)，也被稱為自動語音識別（Automatic Speech Recognition, ASR），其目標(biāo)是將人類的語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機可讀的輸入，例如按鍵、二進制編碼或者字符序列。與說話人識別及說話人確認不同，后者嘗試識別或確認發(fā)出語音的說話人而非其中所包含的詞匯內(nèi)容。

語音識別技術(shù)是以語音信號處理為研究對象，讓機器接收并識別、理解語音信號，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字信號的技術(shù)。讓機器聽懂人類的語言，這是人們長期以來夢寐以求的事情，而語音識別是一門非常復(fù)雜的交叉性學(xué)科，它涉及語音語言學(xué)、計算機科學(xué)、信號處理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等一系列學(xué)科，是模式識別的重要分支。50年代，是語音識別研究工作的開始時期，它以貝爾實驗室研制成功可識別十個數(shù)字的Audry系統(tǒng)為標(biāo)志。20世紀80年代語言識別研究進一步走向深入，基于特定人孤立語音技術(shù)的系統(tǒng)研制成功。在過去的30年里，隱馬爾可夫模型和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在語音識別中得到了成功的應(yīng)用。

語音識別技術(shù)所涉及的領(lǐng)域包括：信號處理、模式識別、概率論和信息論、發(fā)聲機理和聽覺機理、人工智能等等。并通過算法和計算機技術(shù)相結(jié)合的方式來實現(xiàn)。目前，這樣的系統(tǒng)能夠做到識別理解數(shù)十萬條詞匯的連續(xù)語音信號。這種現(xiàn)代模式識別系統(tǒng)除了在語音領(lǐng)域的應(yīng)用外，還可以廣泛應(yīng)用于信號處理和模式識別的其他領(lǐng)域。語音識別一般分為兩個步驟:

學(xué)習(xí)和識別階段。學(xué)習(xí)階段的任務(wù)是建立識別基本單元的聲學(xué)模型以及語言模型。識別階段是將輸入的目標(biāo)語言的特征參數(shù)和模型進行比較，得到識別結(jié)果。語音識別系統(tǒng)本質(zhì)上講是一種模式識別系統(tǒng)，其原理如下圖所示：

圖1語音識別原理示意圖

語音信號的獲取

計算機聲卡作為語音信號與計算機的接口卡件，其最基本的一項功能就是A/D轉(zhuǎn)換。聲卡是pc的一種多媒體設(shè)備，可以用windows的MCI（Media Control Interface)命令來控制聲卡。

圖3信號獲取過程中相關(guān)函數(shù)使用流程示意圖

音頻檢索的基本方法

音頻檢索第一步是建立數(shù)據(jù)庫，對音頻數(shù)據(jù)進行特征提取，并通過特征對數(shù)據(jù)聚類。音頻檢索主要采用示例查詢方式（Query by example），用戶通過查詢界面選擇一個查詢例子，并設(shè)定屬性值，然后提交查詢。系統(tǒng)對用戶選擇的示例提取特征，結(jié)合屬性值確定查詢特征矢量，并對特征矢量進行模糊聚類，然后檢索引擎對特征矢量與聚類參數(shù)集匹配，按相關(guān)性排序后通過查詢接口返回給用戶。相似音頻例子檢索

相似音頻例子檢索是指基于用戶提交的查詢音頻，得到最相似的音頻，即計算音頻特征的距離。對音頻數(shù)據(jù)提取特征后，假設(shè)共N個特征，則形成了一個N維特征矢量的序列。為了縮減數(shù)據(jù)量而又不失掉每個音頻原來的特征，可以對N維特征矢量進行聚類，提取出固定數(shù)目的質(zhì)心來表示音頻,即用聚類質(zhì)心來為音頻建立索引。一般采用模糊聚類法，模糊聚類首先要對N維特征矢量進行歸一化，一般采用高斯歸一化。音頻分類識別

音頻分類是判斷一個給定樣本所在的類別，其任務(wù)是通過相似度匹配算法將相似音頻歸屬到一類，屬于模式識別的問題。首先應(yīng)提供適量的訓(xùn)練樣本，比如選取足量的音樂文件，然后提取樣本特征，類似如上所述進行聚類處理，不同的是將每類的全體文件看成一個音頻數(shù)據(jù)來處理，計算該類的樣本模板。

判斷文件的類別時，與計算音頻相似度類似，計算音頻的模板與各類模板間的距離，當(dāng)距離小于某一閾值或為最小距離時，則此時的類即為文件所在的類。結(jié)

語

本文闡述了基于音頻檢索的一些常用技術(shù)及相關(guān)問題，包括音頻特征提取、相似音頻檢索及音頻分類?；谝纛l檢索是一個涵蓋十分廣泛的研究領(lǐng)域與想好處理，人感知心理研究，語音識別等科學(xué)密切相關(guān)。為使計算機與人一樣能自動對音頻語義實現(xiàn)自動理解并根據(jù)語義高級內(nèi)容進行音頻檢索，還要面臨很大挑戰(zhàn)。參考文獻：

[1] 盧 堅, 陳毅松, 孫正興, 等.基于隱馬爾可夫模型的音頻自動分類[J].軟件學(xué)報, 2002, 13(8): 1 593-597.[2] 莊越挺, 潘云鶴, 吳 飛.網(wǎng)上多媒體信息分析與檢索[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.[3] 李國輝，李恒峰.基于內(nèi)容的音頻檢索：概念和方法[J].小型微型計算機系統(tǒng), 2000,(11): 1 173-1 177.[4]尹江艷.基于HMM和ANN語音識別研究[J].2007.4:14 [5] 柳春 語音識別技術(shù)研究進展[J] 甘肅科技 2008/09 [6劉幺和 語音識別與控制應(yīng)用技術(shù)[M] 北京科學(xué)出版社 2008

文中涉及的公式：

Em?1N?[x(n)]m2

頻率中心 是度量聲音亮度（brightness）的指標(biāo)，計算公式為

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第二篇：信息檢索技術(shù)論文

近年來，計算機技術(shù)、語言學(xué)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展促進了整個信息檢索技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。今天小編要給大家介紹的便是信息檢索技術(shù)論文，歡迎閱讀！

信息檢索技術(shù)論文

[摘要]通過對近年來計算機科學(xué)、人工智能、專利文獻加工等領(lǐng)域的發(fā)展進行總結(jié)，從多語言混合檢索、分類檢索、語義檢索、圖像檢索以及輔助技術(shù)五個方面介紹專利文獻計算機檢索技術(shù)的最新發(fā)展。機器翻譯技術(shù)和多邊共同分類體系的完善有助于提高計算機檢索效率、消除語言障礙，而語義檢索、圖像檢索和文獻自動處理技術(shù)的發(fā)展有望使面向不同層次用戶的計算機智能化檢索系統(tǒng)得以實現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]專利文獻 計算機檢索 語義檢索 圖像檢索

1、前言

近年來，計算機技術(shù)、語言學(xué)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展促進了整個信息檢索技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，專利文獻的計算機檢索技術(shù)正成為情報檢索領(lǐng)域研究的熱點。下文擬從多語言混合檢索、分類檢索、語義檢索、圖像檢索以及輔助技術(shù)五個方面介紹專利文獻計算機檢索技術(shù)的最新發(fā)展。

2、多語言混合檢索

專利文獻是由各國、各地區(qū)專利局或世界知識產(chǎn)權(quán)局出版的官方文獻，因此一般以各局官方語言出版。雖然大部分專利文獻是英語文獻，但是仍然存在大量日文、中文、德文、法文及其他語種的文獻。出版語言的多樣性給專利文獻的檢索和利用帶來了極大的障礙，要實現(xiàn)多語言混合檢索，機器翻譯是必不可少的技術(shù)。目前一些專利局在其上推出了機器翻譯系統(tǒng)，例如我國國家知識產(chǎn)權(quán)局提供有漢英機器翻譯，日本特許廳提供有日英機器翻譯，韓國知識產(chǎn)權(quán)局提供有韓英機器翻譯等，上述網(wǎng)絡(luò)機器翻譯系統(tǒng)對其他國家的用戶閱讀方便和使用本國專利文獻起到了幫助作用。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，機器翻譯的技術(shù)也迅速發(fā)展，從傳統(tǒng)的基于規(guī)則的機器翻譯擴展到了基于實例或模版的機器翻譯、統(tǒng)計機器翻譯等。尤其是近年來語言學(xué)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，以語義描述或以知識描述為特征的智能機器翻譯系統(tǒng)正逐步成為研究的熱點。專利文獻作為一種特殊的科技文獻，由于其具有特定的句法和語言結(jié)構(gòu)，同時例如權(quán)利要求書等具有法律公示性文件的作用，這對翻譯的準(zhǔn)確性提出了更高的要求，已有研究者通過在機器翻譯系統(tǒng)內(nèi)集成多個翻譯引擎、對不同特點的內(nèi)容使用不同引擎翻譯的方式來提高翻譯質(zhì)量。

已有的機器翻譯系統(tǒng)基本局限于單篇文獻的機器翻譯，無法實現(xiàn)真正的多語言混合檢索。多語言混合檢索系統(tǒng)不僅可以允許混合語言的檢索式，而且同一個檢索式還可以對不同語言的專利文獻進行檢索，其實現(xiàn)方式主要有如下三種：翻譯檢索式、翻譯文獻或者兩者相結(jié)合的混合式。翻譯檢索式的工作量小，比較適合于因特網(wǎng)檢索，但由于檢索式通常缺乏語境，翻譯難度較大;翻譯文獻的方式雖然有利于提高翻譯質(zhì)量，進而有利于文獻檢索，但存在的主要問題是翻譯量太大、翻譯時間長。

3、分類檢索

分類號一直是專利文獻檢索的重要手段。目前除了基本涵蓋各國專利文獻的國際專利分類(IPC)之外，美國專利商標(biāo)局、日本特許廳和歐洲專利局各自都有自己的分類體系，分別是UC、FI/FT和ECLA。IPC雖然通用，但存在分類標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、分類條目不夠完備、文獻分類更新不及時等缺陷，導(dǎo)致使用IPC檢索的效果欠佳。UC和FI/FT分別只能檢索美國和日本的專利文獻，ECLA雖然能夠檢索到多國的文獻，但仍然不能有效地檢索日本、韓國、中國等國的專利文獻。

為改善這種局面，美國、日本和歐洲自2000年即開始了“三邊分類和諧計劃”，該計劃旨在推進ECLA、UC和FI三個分類體系的融合以增強分類號檢索的功能，同時對現(xiàn)有IPC分類體系提出改進建議。依據(jù)2009年召開的第27次三邊會議，韓國知識產(chǎn)權(quán)局已經(jīng)加入上述計劃，而中國國家知識產(chǎn)權(quán)局也以觀察國的身份參與這項工作。此外，近年來美國專利商標(biāo)局、日本特許廳、歐洲專利局、韓國知識產(chǎn)權(quán)局和中國國家知識產(chǎn)權(quán)局五局積極開展合作，其中一個重要的合作項目是“共同的分類”。該項目的實施將有利于提高分類的一致性，擴展或細化部分技術(shù)領(lǐng)域的分類，進而提高檢索的效率和質(zhì)量。

不管是美日歐三方開展的“三邊分類和諧計劃”，還是五局共同開展的“共同的分類”項目，都必將推進專利文獻分類體系的進一步發(fā)展，實現(xiàn)真正意義上的“基于檢索的分類”，進一步增強分類號在專利文獻計算機檢索中的作用。

4、語義檢索

當(dāng)前專利文獻檢索的主要手段為關(guān)鍵詞和分類號檢索，而由于一詞多義、一義多詞，專利文獻撰寫、加工和翻譯質(zhì)量不一以及關(guān)鍵詞的機械匹配等問題，本質(zhì)上決定了其查全率和查準(zhǔn)率受限制。隨著計算技術(shù)、人工智能、自然語言處理等技術(shù)的發(fā)展，搜索引擎的智能化有望從根本上提高現(xiàn)有檢索系統(tǒng)的檢索質(zhì)量。

搜索引擎的智能化具體表現(xiàn)為語義檢索，也稱為知識檢索或概念檢索。語義檢索是對檢索條件、信息組織及檢索結(jié)果顯示賦予一定語義成分的一種新的檢索方式。語義檢索的本質(zhì)在于以語義為對象進行搜索，而不是對字符串進行簡單的機械匹配，因此可避免關(guān)鍵詞匹配檢索中由于詞和義不對應(yīng)所導(dǎo)致的問題。

語義檢索過程一般包括對被檢索的文檔以及輸入的檢索式進行語義分析和匹配處理。這種語義分析處理依賴于詞匯的語義描述技術(shù)以及分別用于詞義鑒別和詞匯過濾的語義識別技術(shù)和詞匯鏈算法?？梢酝ㄟ^諸如WordNet等語義詞典對詞匯實現(xiàn)較完備的語義描述，保證人和機器對詞匯的理解一致。

最新發(fā)展的潛在語義索引通過將文獻搜索過程中的向量空間模型和奇異值分解相結(jié)合，可以揭示文檔中的詞間關(guān)系，因而適于構(gòu)建專利文獻搜索引擎”…。利用語義進行檢索還可以將專利文獻中的非技術(shù)性信息考慮在內(nèi)，例如將特定的技術(shù)概念和申請人、發(fā)明人等信息進行語義聯(lián)系。此外，語義檢索還可以從用戶角度出發(fā)，考慮用戶的檢索需求，從而為諸如查新、侵權(quán)等不同目的的檢索提供相應(yīng)的結(jié)果。

近年來國內(nèi)一些開發(fā)商也紛紛提供具有語義檢索功能的專利文獻檢索系統(tǒng)，例如東方靈盾開發(fā)的專利檢索系統(tǒng)和Patenticst網(wǎng)站。Patentics網(wǎng)站除了可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞檢索功能，還支持語義檢索，僅通過輸入檢索所針對的專利文獻號，即可自動對其進行語義分析、文獻檢索，并對結(jié)果進行相關(guān)度排序。當(dāng)前專利文獻檢索領(lǐng)域還未廣泛應(yīng)用語義檢索，但隨著研究的深入，相信未來的搜索引擎不僅能利用語義技術(shù)提高檢索的效率，還有望能對檢索結(jié)果進行分析、評價，甚至自動生成檢索報告。

5、圖像檢索

根據(jù)對圖像檢索所使用方法的特征可以分為基于文本的圖像檢索法(TBIR)和基于內(nèi)容的圖像檢索法(cBIR)。專利文獻一般都帶有大量的附圖，包括機械結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)式附圖、電路圖、方框圖、流程圖或曲線圖等。與傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞檢索和分類號檢索相比，CBIR更加直觀、快速，而且可以克服因文字表述差異而導(dǎo)致的漏檢，因此它正在成為專利文獻檢索領(lǐng)域的研究熱點。專利文獻的附圖都是黑白二元圖像(本文

所稱專利是指發(fā)明和實用新型專利，不包括外觀設(shè)計專利)，不存在顏色和紋理等特征，因此專利文獻的圖像檢索主要是基于形狀和區(qū)域的圖像特征。

雖然目前還沒有成熟的專利文獻圖像檢索系統(tǒng)，但一些研究機構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出若干可專門用于專利文獻的圖像檢索原型系統(tǒng)，例如IIT Kanpur的PATseek、Informatics and Telematics Institute的PatMediat以及LTUtechnologies公司的ImageSeeker等。PATseek專門針對美國專利文獻進行圖像檢索，而PatMedia網(wǎng)站上的試驗系統(tǒng)僅針對歐洲專利局的專利文獻，這兩個圖像檢索系統(tǒng)都可實現(xiàn)直接輸入待檢索的圖像，系統(tǒng)自動進行相似度匹配，直接提供專利附圖，同時還可以進行基于文本的圖像檢索。

典型的專利圖像檢索系統(tǒng)包括專利文獻處理部分和圖像檢索部分，如圖1所示：

文獻處理部分又進一步包括文獻預(yù)處理和視覺、文本元數(shù)據(jù)提取和索引兩部分。前者是找出文獻中的圖形和對應(yīng)的文字描述;后者則是進一步進行圖像特征分析和文本分析，分別提取基本的圖像特征以及能夠表示圖形含義的高層語義特征的關(guān)鍵詞，由此分別形成索引后的圖形特征矢量庫、圖像庫、文本描述關(guān)鍵詞庫和知識庫。在圖像檢索部分，基于上述提取的元數(shù)據(jù)，進行圖像相似度匹配，同時還可以基于文本進行圖像檢索。與一般領(lǐng)域的圖形檢索相比，由于專利文獻中每幅圖形一般都對應(yīng)有文字描述，即使不再進行人工標(biāo)注或自動標(biāo)注，都能提取到較好的高層語義特征，這對提高專利文獻圖形檢索的準(zhǔn)確性非常有幫助。

目前，專利文獻圖像檢索系統(tǒng)僅處于試驗階段，只能對數(shù)量非常少的特定專利文獻進行檢索，且檢索結(jié)果相關(guān)度還不是很高，但由于圖像檢索具有其他任何檢索方式都不具備的優(yōu)點，相信隨著人們對專利文獻圖像檢索技術(shù)的進一步研究以及語義檢索技術(shù)的進一步發(fā)展，實現(xiàn)高精度的圖像檢索必將成為現(xiàn)實。

6、輔助技術(shù)

高質(zhì)量的專利文獻是提高檢索質(zhì)量的基礎(chǔ)。專利文獻分類、標(biāo)引和摘要改寫是專利文獻加工的主要內(nèi)容。傳統(tǒng)的專利文獻加工方法主要依賴于人工，其成本高且速度受限制，質(zhì)量不統(tǒng)一。隨著人工智能和計算機技術(shù)的發(fā)展，開始出現(xiàn)對專利文獻進行自動分類、自動標(biāo)引、自動摘要和自動聚類。

專利文獻自動分類已經(jīng)在歐洲、美國、日本得到了廣泛的研究和嘗試。例如歐洲專利局已經(jīng)利用自然語言處理的相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)了專利文獻的自動初分類;對日本專利文獻自動分類研究表明，對于使用K臨近算法進行自動分類的情況下，先將專利文獻按部分結(jié)構(gòu)化為語義單元可以提高74%的效率。

PATExpert代表了目前較先進的專利文獻自動處理技術(shù)的發(fā)展，通過基于語義網(wǎng)的語義處理技術(shù)實現(xiàn)了面向內(nèi)容的專利文獻自動處理，其中的一個主要技術(shù)是利用一定的語義表示結(jié)構(gòu)實現(xiàn)專利文獻知識層面的表達。該系統(tǒng)可以執(zhí)行的處理任務(wù)包括：專利文獻內(nèi)容和元數(shù)據(jù)的自動抽取;全文、圖像、相關(guān)性搜索引擎;專利文獻的自動分類和聚類;面向多語言的輔助理解工具;專利價值自動評估等。

國內(nèi)有一些研究機構(gòu)開展了大量的基于IPC體系的專利文獻自動分類的研究，這些研究大部分集中在統(tǒng)計分類技術(shù)。近年來隨著人工智能技術(shù)的興起，基于人工智能或語義的專利文獻自動分類發(fā)展迅速，例如上文提到的Patentics試驗系統(tǒng)也開始嘗試對專利文獻進行自動分類。

中文專利文獻的自動處理仍處于研究階段，雖然國外專利文獻自動處理已經(jīng)積累了許多寶貴經(jīng)驗，但由于中文表述的特殊性，許多技術(shù)還待消化和開發(fā)，例如漢語詞匯之間的分詞技術(shù)是制約自動標(biāo)引質(zhì)量的一個障礙。隨著信息處理自動化相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，專利文獻的自動分類、自動標(biāo)引、自動聚類和自動摘要正在逐步由半自動走向全自動化，這給搜索引擎的發(fā)展帶來了極大的便利。同時，利用語義技術(shù)實現(xiàn)基于內(nèi)容的自動處理將是未來的發(fā)展主流，也是提高專利文獻自動處理質(zhì)量的主要手段。

7、結(jié)語

專利文獻計算機檢索是一個涉及了多學(xué)科的研究領(lǐng)域，其中以語義檢索為核心的技術(shù)推動了搜索引擎、機器翻譯、圖像檢索等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，而由于專利文獻的特殊性，分類體系和文獻自動處理技術(shù)也在其中占據(jù)了重要地位。隨著研究的進一步深入，現(xiàn)存的語言障礙和檢索效率低下等缺陷在不久的將來必將逐漸被克服，不同層次的用戶有望借助于智能化的自動檢索系統(tǒng)便利地實現(xiàn)專業(yè)化檢索。

第三篇：信息檢索論文

應(yīng)用化學(xué)

化學(xué)與化工信息檢索論文

題目:造紙污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及進展

學(xué)生姓名------學(xué)號--------專業(yè)應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師----

2010年12月 25日

造紙污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及進展

摘要：本文在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，介紹了國內(nèi)外的造紙廢水處理的常用方法，并對各種方法進行了評價和分析，綜述了造紙廢水處理研究的現(xiàn)狀和進展。

關(guān)鍵詞:造紙；廢水處理；治理技術(shù)

隨著造紙工業(yè)的迅速發(fā)展，造紙工業(yè)廢水已經(jīng)成為水環(huán)境的重要污染源之一。在造紙過程中，除纖維素和部分半纖維素之外的大量有機物要進入廢水中，并且即使經(jīng)過充分的廢液回收利用，也還是或多或少地會有一些纖維素和半纖維素流失進入廢水中。含有大量有機物的造紙廢水排入水體，對水體會造成不同程度的污染。同時造紙過程中通常還需要加入一些必要的化學(xué)藥劑和化學(xué)助劑，這些物質(zhì)流失進入水體中更是加重了水體污染[1]。造紙工業(yè)的漂白工段通常是采用含氯化合物漂白，導(dǎo)致排出的漂白廢水中含有大量的氯化有機物，其中的氯苯酚、氯化脂肪酸、氯化樹脂酸、dioxin等有毒且難以處理的氯化有 機物，對環(huán)境中的生物具有強烈的毒害、致畸、致多發(fā)性腦神經(jīng)病變作用[2]，因此如何有效地去除造紙廢 水中的含氯有機物已經(jīng)成為廢水處理的一大難題。本文在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上主要介紹國內(nèi)外處理造紙廢水的方法和新技術(shù)，并就國內(nèi)外治理造紙廢水的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展前景加以評述。

1概況

據(jù)經(jīng)貿(mào)委粗略估計，目前我國大小造紙廠約有近萬家。造紙工業(yè)總的特點是：使用原料種類多、生產(chǎn)工藝類型多、中小企業(yè)多、技術(shù)裝備落后者多。調(diào)查統(tǒng)計表明，造紙工業(yè)廢水年排放總量達17億t，占工業(yè)廢 水總排放量的10以上。造 紙工業(yè)廢水主要包括黑液或紅液(蒸煮制漿廢水)、中段廢水(制漿洗滌、篩選、漂白廢水)、造紙 白水(抄紙廢水)三大類，其中蒸煮黑液的環(huán)境污染最為嚴重，占整個造紙工業(yè)污染的90%。制漿廢水 BOD、COD、SS、pH、色度、濁度等均嚴重超標(biāo)；中段廢水成分與制漿廢水相近，但濃度低，富含漂白工段產(chǎn)生的對環(huán)境危害最大的有機氯化物；抄紙廢水中主要含有細小纖維、填料(高嶺土等)和膠料(松香等)，BOD值較低。造紙工業(yè)廢水的治理是國內(nèi)外造紙行業(yè)亟待解決的難題[3]。

2治理方法

2.1物理化學(xué)法

物理化學(xué)法是通過物理或者化學(xué)反應(yīng)的作用來達到去除廢水中的污染物的目的，主

要有以下方法：

2.1.1臭氧法

臭氧氧化技術(shù)已問世多年，近年來，由于低成本的臭氧發(fā)生裝置和臭氧處理裝置的出現(xiàn)而重新成為研究熱點。臭氧(O3)是一種強氧化劑，O3作為兩性離子，能選擇性地分解發(fā)色基團。安郁琴[4]將經(jīng)過化學(xué)混凝處理后和經(jīng)過化學(xué)混凝過濾吸附處理后的麥革漿黑液利用臭氧法處理，處理 20分鐘后脫色率可以達到 82．1％，但 CODCr去除率僅 15．8％，BOD5去除率為24．8％，F(xiàn)f1此可見，臭氧脫色效果顯著，但對 CODCr和 BOD5的去除效果不明顯。臭氧在水中的溶解度較低，如何更有效地使臭氧溶解于水中從而提高其利用率已經(jīng)成為該技術(shù)研究的熱點。使用臭氧法也會產(chǎn)生其它副產(chǎn)物，其中最受關(guān)注的是羰基化合物中的醛類，比如甲醛、乙醛，這些物質(zhì)具有急性毒性和慢性毒性，并具有一定的致畸、致癌、致突性。

2.1.2光催化氧化

光催化氧化技術(shù)是近年來比較活躍的研究領(lǐng)域，光催化氧化技術(shù)是在光化學(xué)氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。張志軍等[5]利用中壓汞燈作光源，研究了氯代二苯并一對一二啞英(CDDS、包括DCCD、PcDD和OCDD)在 TiO2催化下的光解反應(yīng)，在室溫下，4h內(nèi)DCCD、PCDD和OCDD分別降解87．2％、84．6％和91．2％。M．Cristina Yeber等

[6]將 TiO2、Zno同定在玻璃上，對漂白廢水進行了光催化氯化處理，處理 120min后，廢水的色度可完全去除，總酚含量減少了85％，TOC減少了50％，處理后殘留有機物的急性毒性和AOX比處理前大為減少，高分子化合物幾乎全部降解。

2.1.3混凝法

混凝法是目前國內(nèi)外重點研究的方向之一，該法適應(yīng)性強、基建投資低、管理簡單，是水處理常用的方法，在造紙行業(yè)的廢水處理中使用普遍。造紙廢水中由于含有大量纖維和化學(xué)藥劑，所以一般在處理造紙廢水時首先要用混凝法除去這些物質(zhì)。張學(xué)洪、解慶林[9]等利用聚合氯化鋁處理廣西某造紙廠的造紙終端廢水(CODcf=400mg／L)，處理后可以達到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)(CODcf<100 mg／L)。黃國林、樂長高等[1O]利用水溶性酚醛樹脂和硫酸反應(yīng)得到的聚合物處理撫州某造紙廠制漿車間排污口的廢水，在最佳工藝條件下反應(yīng)時，CODc和ss去除率分別可以達到80％一85％和 90％ 一95％，處理水可以達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 生物法

廢水的生物處理方法就是利用微生物的新陳代謝功能使廢水中呈溶解狀和膠體狀的有機污染物被降解并轉(zhuǎn)化成無害穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢水得到凈化。生物法處理廢水因其運行成本低，效果較好而在廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用。造紙廢水中含有大量有機物質(zhì)，廢水的可生化性較好，可以為生物法的微生物提供大量的營養(yǎng)物質(zhì)，從而能保證微生物的正常生長繁殖和生物法處理廢水的正常運行。利用生物法對造紙廢水進行二級處理可有效去除BOD、COD。造紙廢水生物處理法主要有以下幾種：

2.2.1好氧生物處理法

利用好氧微生物(主要為好氧菌)的新陳代謝作用來降解污染物，其中應(yīng)用最多的主要是活性污泥法，我國的科研人員對活性污泥法處理造紙廢水進行了大量的研究，取得了許多成功的經(jīng)驗。造紙廢水中的木素是不易生物降解的物質(zhì)，活性污泥對木素具有極好的吸附性能，通過生物降解和活性污泥吸附作用，可達到除去木素的目的，從而降低溶解木素的濃度。芬蘭OULU紙漿廠[11]利用活性污泥法加污泥曝氣再生處理漂白硫酸鹽紙漿廢水，可使BOD去除率達 90％，COD去除率達84％。活性污泥法由于其處理成本低、易于管理、處理效果較好而在廢水處理中的應(yīng)用越來越多。

2.2.2生物膜法

相對于活性污泥系統(tǒng)而言，生物膜系統(tǒng)具有如下顯著優(yōu)點：高容積負荷、更強的抗毒能力和耐負荷沖擊能力、無須污泥回流且處理設(shè)施緊湊。朱光燦、呂錫武等[12]研究了采用脫木素—缺氧—好氧生物膜工藝處理造紙廢水。其中的脫木素工藝可有效地將黑液中堿木素脫穩(wěn)析出，并提高廢水的可生化性，當(dāng)廢水 pH=5，絕干纖維污泥與廢水 COD質(zhì)量之比為 1．1，硫酸鋁投加量為 160m g／L時，COD去除率大于 63％。生物法在利用微生物處理造紙廢水時候，如果造紙廢水中含有大量不利于微生物生長的物質(zhì)時候，生物法處理效果較差，因此在制漿造紙過程中可以通過改變漂白劑的種類，提高造紙廢水的可生化性，使其更利于生物法處理。

2.3 其他方法

2.3.1電化學(xué)法

利用電化學(xué)法進行廢水的處理是電化學(xué)法獲得應(yīng)用的典型領(lǐng)域。通過電化學(xué)反應(yīng)中的直接或者間接氧化和還原作用，可以破壞有毒或難降解有機物的結(jié)構(gòu)，去除其生物毒性，提高其可生化性。電化學(xué)法處理廢水一般無需加入化學(xué)藥品，后處理簡單，占地面積小，管理方便，被稱為清潔處理法。景峰、王耀新、朱文菊等將電化學(xué)和凝聚沉淀法兩種方法聯(lián)合起來處理造紙廢水，使造紙廢水COD去除率達到55％～70％，色度去除，率達90％～95％[13]。目前關(guān)于電化學(xué)法的許多問題特別是降解機理、處理速度和經(jīng)濟

性問題尚未完全解決，電化學(xué)處理廢水電耗較高，使該方法的工業(yè)應(yīng)用受到限制。

2.3.2濕式空氣氧化法

濕式空氣氧化法是目前研究較多的新型處理方法，即在高溫、高壓下在液相中利用空氣或者氧氣作為氧化劑，將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水，從而達到去除污染物的目的。國內(nèi)從80年代開始進行濕式空氣氧化法的研究，先后進行了造紙黑液、含硫廢水、酚水及煤制氣廢水、農(nóng)藥廢水、印染廢水等的實驗研究，目前，濕式空氣氧化法在國內(nèi)尚處于試驗階段。與常規(guī)方法相比，濕式空氣氧化法具有適用范圍廣、處理效率高等優(yōu)點。但由于濕式空氣氧化法一般要求在高溫高壓的條件下進行，對設(shè)備材料的要求較高，須耐高溫、高壓并耐腐蝕，因此設(shè)備費用高，系統(tǒng)的一次性投資大，在實際推廣應(yīng)用方面仍存在著一定的局限性。

2.3.3超臨界水氧化法

在處理難降解有機廢水方面，超臨界水氧化技術(shù)是目前研究較為活躍的新技術(shù)。由于超臨界水氣液 相界面消失．成為一均相體系，因而超臨界水中的有機物反應(yīng)速度極快。Model等[14]對有機炭含量達 27．33 g/L的廢水進行超臨界水氧化處理，在實驗條件下，1分鐘內(nèi)就使有機氯和有機炭的去除率分別達到99．99％和99．97％。超臨界水氧化技術(shù)具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景，但是由于對反應(yīng)條件要求較為苛刻(高溫、高壓)，對設(shè)備要求偏高，因此還有一些實際的技術(shù)問題需要解決。造紙廢水治理技術(shù)展望

隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，循環(huán)經(jīng)濟和 清潔生產(chǎn)技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，造紙工業(yè)廢水治理從末端治理向清潔生產(chǎn)工藝、物質(zhì)循環(huán)利用、廢水回用綜合防治方向發(fā)展。未來造紙工業(yè)廢水治理將突出以下幾個方面：

(1)貫徹循環(huán)經(jīng)濟理念、重視清潔生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，提高物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和循環(huán)使用率，從源頭上削減各污染物的產(chǎn)生量并在廠內(nèi)將大量廢水循環(huán)回用，實現(xiàn)封閉循環(huán)，結(jié)合廢水綜合治理，最終實現(xiàn)廢水零排放。

(2)綜合目前國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展情況，應(yīng)重視開發(fā)和引進先進的治理技術(shù)：重視黑液 處理技術(shù)(主要為堿 回收 技術(shù))、重 視 SS、BOD、COD 的去除技術(shù)及脫色技術(shù)。

(3)應(yīng)重視 生物處理方法在造紙工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，生物技術(shù)具有成本低、效益高、與其他方法組合可大大提高造紙廢水的處理率，隨著分子生物學(xué)技術(shù)、物種微生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，具有高效、耐毒性的菌種不斷培育成功，為生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了前提條件。

(4)人工濕地處理系統(tǒng)作為一種成本低廉、節(jié)能降耗、簡單易行、效果顯著、無二次污染的廢水處理技術(shù)，是造紙廢水處理的新方法[15]。

(5)廢紙造紙企業(yè)均存在諸多設(shè)計、建造、管理問題，阻礙廢水回用現(xiàn)狀的進一步改善。節(jié)水空間仍然很大。生產(chǎn)過程中，應(yīng)加強管理，培養(yǎng)員工節(jié)水意識。調(diào)動員工積極性，根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，提出合理的回改進措施[16]。

參考文獻

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第四篇：信息檢索論文

關(guān)于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源利用的思考

人資1W 學(xué)號：10213103

姓名：陳磊 班級：10摘 要：隨著教育信息化工程的整體推進，要求數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的建設(shè)也要同步地向前發(fā)展。正確認識數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的現(xiàn)狀，并提出正確有效的舉措與做法，對于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)作用。

關(guān) 鍵 詞：數(shù)字化學(xué)習(xí)資源、發(fā)展趨勢、應(yīng)用與開發(fā)、質(zhì)量監(jiān)控

一、關(guān)于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容———要關(guān)注國際上教育思想的轉(zhuǎn)變

1.1在考慮數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的過程中，首先應(yīng)當(dāng)看到，從上世紀90年代末到本世紀初這幾年間，整個國際教育界的教育思想有一個大的轉(zhuǎn)變。[1] 由于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下既有豐富的學(xué)習(xí)資源，又有很強的交互性，便于自主學(xué)習(xí)、自主探究，所以，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，在建構(gòu)主義理論的支持下，基于網(wǎng)絡(luò)的“以學(xué)生為中心”的教育思想在上世紀90年代初期、中期甚至到90年代末都一直很流行，而傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教育思想則受到嚴厲的批判。與此同時，在教學(xué)過程中教師必不可少的主導(dǎo)作用（如正確的啟發(fā)引導(dǎo)、重點與難點的分析把握、促進新知與舊知之間的聯(lián)系等等）也被當(dāng)作糟粕扔掉了。

與國際教育界上述教育思想觀念的轉(zhuǎn)變相適應(yīng)，數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的內(nèi)容也要相應(yīng)地實現(xiàn)由支持“以教為主”或“以學(xué)為主”，轉(zhuǎn)變?yōu)橹С帧皩W(xué)教并重”。1.2 支持“以教為主”的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，由于其主要關(guān)注點是輔助教師解決教學(xué)中的重點、難點，提高教學(xué)效率，更好地向?qū)W生傳授知識（而對學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究等活動則缺乏相應(yīng)的關(guān)注與支持），故其內(nèi)容強調(diào)要為一線教師的學(xué)科教學(xué)提供多媒體課件、CAI課件、典型課例、教學(xué)設(shè)計方案和各類試題等資源；支持“以學(xué)為主”的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，由于其主要關(guān)注點是要促進學(xué)者的自主學(xué)習(xí)、自主探究活動和小組的協(xié)作學(xué)習(xí)、協(xié)作探究活動（而對如何輔助教師的“教”，則缺乏相應(yīng)的關(guān)注與支持），故其內(nèi)容應(yīng)是能起認知探究工具作用與協(xié)作交流工具作用的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。

二、關(guān)于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的管理———要關(guān)注兩個新的發(fā)展趨勢

關(guān)于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的管理，有兩個新的發(fā)展趨勢值得我們關(guān)注。

2.1目前對數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的管理，主要考慮的問題是如何通過數(shù)據(jù)庫存儲方式對學(xué)習(xí)資源的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行有效的管理,但管理數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的最終目的，是為了能在教學(xué)過程中充分地利用這些資源。所以，我們在建設(shè)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的過程中不僅應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)習(xí)資源的數(shù)據(jù)內(nèi)容管理，同時也應(yīng)當(dāng)關(guān)注（甚至更應(yīng)當(dāng)關(guān)注）學(xué)習(xí)資源應(yīng)用環(huán)境的支持與管理。

學(xué)科群資源網(wǎng)站是以不同學(xué)科的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源為核心，建設(shè)起一個集資源共建共享、在線課件開發(fā)、聯(lián)機備課、學(xué)科信息發(fā)布、互動交流等功能于一體的多學(xué)科、多層次的學(xué)科網(wǎng)站群，目的是使數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的利用能更加符合教師和學(xué)生的思維方式與行為習(xí)慣。

2.2目前，絕大部分省、市或地區(qū)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源都是分散存儲于該省、市的各個學(xué)?；蛟摰貐^(qū)的不同學(xué)習(xí)資源網(wǎng)站上，應(yīng)當(dāng)采用何種機制才能對分散存儲的資源進行有效管理并進行共建、共享，這是數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)關(guān)注的焦點之一。我們認為，建立“區(qū)域內(nèi)分布式資源網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)”是有效解決大范圍數(shù)字化學(xué)習(xí)資源整合與共享問題的較佳方案。建設(shè)區(qū)域內(nèi)分布式資源網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的核心技術(shù)包括兩項內(nèi)容：

2.2.1對資源目錄的集中管理

本地區(qū)的學(xué)習(xí)資源中心（例如省電教館）要為廣大用戶提供一個能覆蓋本地區(qū)所有數(shù)字化學(xué)習(xí)資源網(wǎng)站的資源目錄管理系統(tǒng)，以便本地區(qū)不同學(xué)習(xí)資源網(wǎng)站之間的互相訪問與資源共享。而且，還要有專人對該資源目錄系統(tǒng)進行經(jīng)常性維護，從而達到本地區(qū)范圍內(nèi)各資源站點目錄的同步更新與統(tǒng)一管理。與此同時，系統(tǒng)還應(yīng)提供專用的教學(xué)搜索引擎，以實現(xiàn)對不同資源站點上相關(guān)信息的快速查詢與檢索；當(dāng)用戶需要打開某個資源時，資源目錄管理系統(tǒng)應(yīng)提供重定向功能 2.2.2對資源數(shù)據(jù)的分布式存儲

數(shù)字化學(xué)習(xí)資源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由多個資源站點組成的，資源網(wǎng)內(nèi)每一個提供資源信息服務(wù)的站點都是資源網(wǎng)中的一個節(jié)點———用于存儲實際的物理資源，資源節(jié)點之間基于一定的信任授權(quán)關(guān)系進行資源互訪，資源元數(shù)據(jù)信息與本地區(qū)學(xué)習(xí)資源中心目錄管理系統(tǒng)中的目錄信息保持同步，因此可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的分布式存儲和集中式管理，并在本地區(qū)范圍內(nèi)提供廣泛的基于共享的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源服務(wù)。

三、關(guān)于數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的質(zhì)量監(jiān)控———評審機制的建立和實施

3.1當(dāng)前數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的建設(shè)呈無序狀態(tài)，很多單位在組織資源建設(shè)時，只注重數(shù)量而忽視質(zhì)量。應(yīng)該通過建立有效的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源評審機制，并提高評審結(jié)果的科學(xué)性和權(quán)威性來規(guī)范資源建設(shè)行為。與此同時，還應(yīng)制定具有可操作性的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源評價指標(biāo)體系，這種評價指標(biāo)的制定要突出數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的教育特性和新課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)習(xí)資源的要求，并要以素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育為基本出發(fā)點。3.2 為了保證數(shù)字化學(xué)習(xí)資源評審的科學(xué)性與有效性，應(yīng)當(dāng)采用專家評審與群眾（用戶）評價相結(jié)合的方式。

專家評審應(yīng)建立包括幾方面專業(yè)人員的評審小組，通常應(yīng)該包括學(xué)科教學(xué)專家、教育技術(shù)專家、信息技術(shù)人員、統(tǒng)計人員（對資源評審結(jié)果進行統(tǒng)計）等。在整個評審過程中每個成員應(yīng)各司其職，把好相應(yīng)環(huán)節(jié)的質(zhì)量關(guān)。

群眾（用戶）評價從時間上看，分為使用前評價和使用后評價兩種。使用前評價是根據(jù)事先制定的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源評價指標(biāo)體系，為不同用戶編寫不同的問卷來獲取評價信息及相應(yīng)的得分———使用前的評價得分。使用后評價則主要依據(jù)公開發(fā)布該資源后被引用情況的統(tǒng)計信息（如被點擊次數(shù)、被下載次數(shù)、被引用次數(shù)等）以及用戶使用該資源后在網(wǎng)上的評論信息，把二者結(jié)合起來（即把被引用情況的統(tǒng)計信息和網(wǎng)上的評論信息結(jié)合起來）進行綜合評價，才能得出相應(yīng)的得分———使用后的評價得分。再對使用前評價和使用后評價所產(chǎn)生的兩種得分作加權(quán)統(tǒng)計———由此即可得出群眾（用戶）評價的總得分。

最后，將專家評審的結(jié)果與群眾（用戶）評價的總得分二者結(jié)合起來，這才是能夠保證數(shù)字化學(xué)習(xí)資源評審科學(xué)性與有效性的最終結(jié)果，并可以此作為確定該數(shù)字化學(xué)習(xí)資源評價等級以及收費標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)。

【參考文獻】

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第五篇：信息檢索論文

居民用電遠程抄表系統(tǒng)

長期以來，供電企業(yè)電能數(shù)據(jù)的抄算都是基于電能表的手工作業(yè)方式，即每月定期派人到各用戶那里抄錄電能表的用電數(shù)據(jù)作為電費計算和收繳的依據(jù)。隨著電力負荷的急劇增長，一戶一表和直供到戶等營銷舉措的不斷深入，用電企業(yè)紛紛將家屬宿舍的用電治理業(yè)務(wù)交還供電企業(yè)，致使供電企業(yè)的電量抄錄的工作量急劇膨脹。白銀供電公司在城網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)改造結(jié)束后，僅市區(qū)居民直供用戶將達到9萬戶，就地分散的手工抄表根本無法適應(yīng)用電治理的需要。因此，遠程抄表系統(tǒng)的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)勢在必行。

1遠程自動抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其特點

一般情況下，一個家屬樓單元有14～18塊低壓電能表，單元子區(qū)數(shù)據(jù)采集器負責(zé)采集其下屬的電能表電量數(shù)據(jù)，配變集中器則負責(zé)收集配電變壓器下面的所有單元子區(qū)采集器的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕嵌瓤矗浣M網(wǎng)方式有：兩級純專線組網(wǎng)方式、兩級混合組網(wǎng)方式、兩級載波組網(wǎng)方式。

從組網(wǎng)拓撲的角度講，只要在用戶電能表、單元子區(qū)采集器、配變集中器采用專用信道通信，遠程自動抄表系統(tǒng)的纜線工程量就非常大，有線專用信道的維護也有一定困難。鑒于這種情況，各科研單位和廠商都在努力做到取消單元子區(qū)采集器，實現(xiàn)用戶電能表與配變集中器的直接低壓電力線載波通信，這樣就大大減少了纜線工程量，而且數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)慕M網(wǎng)拓撲與低壓配電網(wǎng)保持一致，有利于系統(tǒng)的運行維護和用戶數(shù)量的模數(shù)化擴展。這種拓撲要求一個用戶終端，不但要實現(xiàn)電能計量，還要實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的編碼、解碼、載波收發(fā)等功能。可以構(gòu)成完全基于低壓電力線信道的載波電能表 配變集中器 營業(yè)站主機的組網(wǎng)拓撲。實踐證實：目前市場上已經(jīng)開發(fā)出來的窄帶調(diào)制的低壓載波表和配變集中器很難保證電量或控制數(shù)據(jù)的可靠傳輸。主要原因是低壓電力線載波信道的特性隨機性、時變性很大，非常地不穩(wěn)定。因此，低壓電力線載波技術(shù)是直接通過電力線組網(wǎng)的遠程抄表系統(tǒng)進一步推廣應(yīng)用的瓶頸。

2試點居民小區(qū)遠程抄表系統(tǒng)方案

在為試點居民小區(qū)遠程抄表系統(tǒng)做的總體技術(shù)方案設(shè)計時，本文遵循三條基本原則：

（1）在試點小區(qū)的配電變壓器和小區(qū)住戶之間不敷設(shè)任何專用有線信道，數(shù)據(jù)的上行或下行傳送必須使用現(xiàn)成的低壓電力線作為數(shù)據(jù)媒介。

（2）只在配電變壓器和住戶地點對應(yīng)安裝數(shù)據(jù)的收發(fā)裝置，建立起各用戶電能表終端與配變集中器的直接數(shù)據(jù)鏈路，中間不安裝任何硬件上的中繼或第二級集中轉(zhuǎn)發(fā)裝置。

（3）用戶電能表終端除了記錄電量外，它還應(yīng)該執(zhí)行就地保護和遠方監(jiān)控功能。

2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由營業(yè)站用電治理主機、配電變壓器集中器、接在配電變壓器低壓電力線上的多個用戶電能表終端（接于A相的A1～Ap終端、接于B相的B1～Bm終端、接于C相的C1～Cn終端）和通信信道組成。配電變壓器集中器和用戶電能表終端分別與配電變壓器、用戶一一對應(yīng)并就地分布式安裝。用電治理信息只能在系統(tǒng)的上下級之間傳輸。其中用電治理主機到配電變壓器集中器的信息傳輸媒介采用擴頻無線信道或公共電話網(wǎng)（第一級信道），配電變壓器集中器到用戶電能表終端的信息傳輸媒介利用低壓電力線載波信道（第二級信道）。顯然，整個系統(tǒng)與配電變壓器下面的電壓電力網(wǎng)一樣呈樹形分布結(jié)構(gòu)，可隨用戶發(fā)展和負荷增長任意擴展。

本系統(tǒng)的任務(wù)在于實現(xiàn)低壓用戶電量數(shù)據(jù)的遠程傳輸和抄算，對低壓電力用戶的負荷和用電進行遠程監(jiān)控。

由于使用了分布式安裝結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)建設(shè)上與集中抄表箱用電系統(tǒng)相比，無須龐大繁瑣的纜線工程，施工難度將會大幅下降。系統(tǒng)的擴展將隨用戶或配變數(shù)量的遞增而模數(shù)化擴展，就象增加一個用戶增加一塊電能表那樣簡單。因此，系統(tǒng)擴展極具伸縮性，不會象集中式系統(tǒng)那樣新建時資源閑置，用戶發(fā)展時容量又不夠。應(yīng)該說，這個系統(tǒng)比較符合營業(yè)用電治理系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。

2.2網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇與研究

在計算機網(wǎng)絡(luò)中，信道共享技術(shù)已經(jīng)比較成熟。一般可分為兩類，即受控接入和隨機接入。

隨機接入共享信道的特點是所有用戶都可以根據(jù)自己的意愿隨機地發(fā)送信息。實際上就是爭用接入，征用勝利者才能獲得總線，從而發(fā)送自己的信息。典型的隨機接入是載體偵聽多重訪問/沖突檢測（CSMA/CD）網(wǎng)絡(luò)，其為總線型結(jié)構(gòu)，如圖2所示。后文重點介紹的基于CEbus的擴頻載波線性掃頻信號（Chirp）由于具有自相關(guān)性，所以適用于CSMA網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合電力線的傳輸特性，綜合比較各種網(wǎng)絡(luò)，在本文所要開發(fā)的遠抄系統(tǒng)中選用CSMA協(xié)議應(yīng)該是比較合適的。CSMA協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的缺點，如時延不確定、重載時效率下降，對數(shù)據(jù)傳輸量較小的遠程抄表系統(tǒng)來講，并不是值得考慮的問題。

2.3用戶電能表終端的總體設(shè)計

用戶電能表終端由AC/DC開關(guān)電源模塊、電量傳感器模塊、故障保護模塊、計量模塊、負荷控制模塊、LED顯示模塊、MCU系統(tǒng)模塊、低壓擴頻載波通信模塊構(gòu)成。

多輸出開關(guān)電源負責(zé)為用戶電能表終端供電，它輸出DC 5V0.5A和DC±15V0.5A電源各一組，其交流輸入的設(shè)計范圍為AC220V±20。為了降低電源模塊的體積，采用TOP2XX脈寬調(diào)制功率開關(guān)為核心器件，構(gòu)成單端反激式電路。

故障保護模塊負責(zé)監(jiān)視低壓用戶的負荷電器的運行情況，當(dāng)發(fā)生短路、過流、漏電或電網(wǎng)電壓超標(biāo)時，向MCU系統(tǒng)模塊發(fā)出信號請求執(zhí)行斷電控制程序。

計量模塊負責(zé)把用戶的用電功率轉(zhuǎn)化為頻率正比于功率大小的脈沖串，提供給MCU系統(tǒng)模塊進行電量計算。即使用戶實施了竊電行為，它仍然可以輸出正確的電量計算脈沖串，并向MCU系統(tǒng)發(fā)出竊電信號。

負荷控制模塊是一個受MCU系統(tǒng)輸出的TTL電平控制的大功率交流無觸點開關(guān)，能夠過零關(guān)斷或開啟6kW的負荷功率。

MCU系統(tǒng)由AT89C528位單片機、X5045看門狗芯片和DS1302時鐘日歷芯片構(gòu)成。它是用戶電能表終端的計算監(jiān)控中心，主要負責(zé)對電量脈沖串進行計算或處理，執(zhí)行就地或遠方的負荷控制程序，與低壓擴頻載波通信模塊進行數(shù)據(jù)交換并控制其收發(fā)信。

顯示模塊由一個8位LED及其動態(tài)掃描控制芯片構(gòu)成，主要完成電量數(shù)據(jù)的舊的查詢顯示，便于用戶了解自己的電量或電費情況。

低壓擴頻載波模塊主要由SSCP200低壓電力線擴頻載波網(wǎng)絡(luò)控制器、前置功放和電力線耦合電路構(gòu)成，負責(zé)對MCU系統(tǒng)送來的數(shù)據(jù)進行線性掃頻調(diào)制，放大后耦合到電力線上，對通過電力線送來的載波信號進行掃頻解調(diào)后送給MCU系統(tǒng)。這種數(shù)據(jù)通信采用了收發(fā)分時控制的半雙工通信。該模塊與配變集中器的設(shè)計通信距離為1000m。在信道特性最惡劣的情況下，也要保證不小于600m。

2.4配電變壓器集中器的總體設(shè)計

配變集中器主要由三個分相耦合的低壓擴頻通信模塊、三個按相配置的電能表模塊、MCU單片機系統(tǒng)、3個雙口RAM和一個工控機系統(tǒng)及電話線調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成。

低壓擴頻載波通信模塊分相配置，是為了杜絕跨相耦合載波信號，電能表和MCU電路按相配置是為了使集中器能夠并行處理各相的用戶終端數(shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)傳輸和處理速度。以上電路基本上與用戶終端類似，只是不具備故障保護、竊電偵測和負荷控制電路而已。

在配變集中器內(nèi)設(shè)置電能表模塊便于對每一相的總電量進行計量和統(tǒng)計分析，以作為用電治理部門考核線損和平衡3相負荷的依據(jù)。

工控機完成與每一相的MCU系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，并通過Modem和公用電話網(wǎng)與營業(yè)站抄算主機交換數(shù)據(jù)信號。上行和下行數(shù)據(jù)要經(jīng)過工控機的處理，并在不需要數(shù)據(jù)通信的時候儲存在工控機的磁盤中。鑒于數(shù)據(jù)處理量不是很大，選用486工控機就能滿足要求。

2.5營業(yè)站抄算主站的總體設(shè)計

營業(yè)站抄算主機主要由PC機、電話線Modem及其軟件構(gòu)成。主要負責(zé)營業(yè)站到配電變壓器集中器之間的數(shù)據(jù)指令的調(diào)制發(fā)送、解調(diào)接受及綜合分析處理。另外，電話線Modem還可以將營業(yè)站用電治理主機與電費托收銀行聯(lián)機。

PC微機主要完成用戶用電數(shù)據(jù)的采集，送電能表參數(shù)、用電信息、欠費警告及斷電控制，不安全和違章用電監(jiān)視報警，用戶用電治理及查詢，報表輸出等功能。

其中，用電采集程序可以進行定時統(tǒng)抄、不定時統(tǒng)抄及單用戶隨時查抄；用電量可按地址統(tǒng)計，也可按相位統(tǒng)計，以便合理地調(diào)整配電變壓器A、B、C三相負載的配置，使供電系統(tǒng)的性能發(fā)揮得更好；在電費結(jié)算時，可通過分時計費，合理定價，使負載基本恒定；電表參數(shù)、用電信息可送到用戶終端，從而非常方便地修改電能表參數(shù)，顯示用戶的用電量及結(jié)算電費；欠費警告及斷電控制功能可督促用戶按時交費；不安全和違章用電監(jiān)視報警功能可使用電監(jiān)察人員迅速準(zhǔn)確地維護用電秩序；日報表、月報表、年報表的形成和輸出方便而快捷。

3結(jié)論與展望

3.1研究結(jié)論

我們在幾種不同的環(huán)境下對用戶電能表終端和配變集中器進行了測試，取得了比較滿足的結(jié)果。依照CEBus標(biāo)準(zhǔn)編制的程序，在傳輸過程中，沒有發(fā)現(xiàn)誤碼的存在。不同的測試環(huán)境下，干擾強度與信道輸入阻抗的波動范圍是影響擴頻載波可靠通信距離的兩個主要因素，數(shù)據(jù)通信成功的平均幀延遲時間與平均通信距離的關(guān)系較大。

戶表采集器的性能指標(biāo)如下：

·載波通信距離：架空網(wǎng)或電纜電網(wǎng)均可達1000m；

·抄表成功率：可達99.7；

·抄表正確率：100；

·讀數(shù)準(zhǔn)確度：計數(shù)精度達到小數(shù)點后兩位，用戶電能表讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)電能表的誤差不大于1個字(即0.5kWh)；

·時鐘誤差：天天小于 1s；

·用戶電能表功耗：待機時≤200mW，發(fā)送數(shù)據(jù)時≤700mW，發(fā)送時間≤25ms，接收靈敏度≤2mW；

·采用工業(yè)級芯片，環(huán)境溫度：-20～ 85℃；

·工作電壓：AC165～260V；

·掉電保護：電源斷電情況下，數(shù)據(jù)可保存10年；

3.2總結(jié)與展望

電能直供到戶是供電企業(yè)最重要的營銷舉措，這使得電能營銷部門的電能抄算業(yè)務(wù)量成倍增長。采用新的遠程抄表技術(shù)來改善用電治理和電能營銷的裝備水平、優(yōu)化電能市場服務(wù)的技術(shù)手段是供電企業(yè)最緊迫的需求。

我國的低壓電能供給都是以配電變壓器為一個臺區(qū)單元，在配電變壓器和用戶之間不使用任何獨立的中繼通信設(shè)備或?qū)Ｓ眯诺?，直接利用低壓電力線構(gòu)成與低壓電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的用戶電能表終端＋配變集中器＋營業(yè)站電能抄算主機組網(wǎng)的遠程抄表系統(tǒng)，我們認為這符合低壓遠抄系統(tǒng)的主流發(fā)展方向，因而具有推廣應(yīng)用前景。

具有低壓擴頻載波數(shù)據(jù)遠傳功能的用戶電能表終端和配變集中器是構(gòu)成本文所提出的遠程抄表方案的核心裝置。最終的技術(shù)目的的實現(xiàn)必須建立在成功地開發(fā)用戶電表終端和配變集中器的基礎(chǔ)之上，還要做營業(yè)站抄算主機的軟件編制和數(shù)據(jù)庫編制。顯然本文所做的工作還離這一目標(biāo)有相當(dāng)長的一段距離。本文只是對用戶電能表終端及其擴頻載波通信模塊作了實用化開發(fā)設(shè)計和樣機試制，并且通過樣機的現(xiàn)場測試。配變集中器、軟件只作了一個方案性的設(shè)計。

本文所取得的另一個成果就是，把用戶電能表終端設(shè)計成一個智能化的綜合性終端，除了完成電能的記錄和計量外，它還具有用戶現(xiàn)場防竊電、防誤接線、故障保護、遠方停送電、遠方修改電能表參數(shù)和負荷控制功能，這些技術(shù)手段對提高供電企業(yè)的用電治理水平無疑具有積極的意義。

參考文獻

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