时间:2022-06-30 17:33:14
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2开放型计算机网络实验室建设的规划
2.1建设合理化的教学环境教学是计算机网络实验室的重要功能之一。通过开展计算机网络实验的方法来进行教学工作,可以更全面地培养学员的专业知识能力和实践能力,让学员能够真正达到理论和实践相结合,不仅能加深对基础专业知识的理解,也能锻炼运用专业知识解决实际问题的能力。
2.2建设多样化的实验环境计算机网络技术广泛地运用在社会的各行各业中,所以它是一门非常注重实践和运用的学科,不仅要求理解专业基础知识,更注重实践运用。因此,为了培养相关人员的综合能力,进行一系列能体现当前计算机网络技术发展趋势的实验,对一些实践性、创新性较强的课题进行分析讨论和解答来培养学员的网络技能、创新思维以及实践能力,让学员今后能快速适应并融入计算机网络行业的实践工作。
2.3建设完善的研发环境计算机网络实验室是比较科学、前沿的实验场所,其对硬件、软件设施要求都很高,除了进行教学、实验工作外,还应当具有完善的研发功能。实验室的管理系统和操作方法应当能代表当前计算机网络行业的前进技术,并保证网络设备满足国际网络的基本要求,能接入不同的实验室网络进行信息共享和交流,使网络实验室的科研工作更加高效。
2.4建设开放型的工作实践环境计算机网络实验室的实验内容应符合实践工作中的环境,通过专业的课程设计,以教授学员基础专业知识为目标,以专业课程为基准来进行实践型实验工作。旨在让学员自主地设计实验课题,选择不同的实验项目,利用实验室内的设备,进行自主操作和开放性实验。这种方式主要是为了进一步锻炼学员的实践能力,也只有理解专业基础知识且融会贯通,才能设计出更科学、合理的课题,并熟练地进行实验操作,最后有效开展课题研究。
2银行计算机管理系统维护的现状
我国银行管理系统大多以网络为核心,这种管理模式具有分散性、灵活性和协作性的特征,在银行的发展建设中受到广泛欢迎。但在实际发展建设过程中银行计算机管理系统缺乏统一的管理标准和规范制度,硬件和软件的更新速度超过银行的发展速度;计算机管理系统维护人员数量不足、综合业务水平有待提高以及工作任务繁重等问题严重影响了银行计算机管理系统的发展。
2.1软件文档工作不健全软件文档工作不断健全主要表现在:银行在开发软件的过程中没有考虑今后维护工作的标准、规范和要求,导致实际计算机管理系统维护工作难以顺利开展。2.2应用人员综合素质有待提高银行计算机管理系统发展速度非常快,计算机管理系统维护人员的技术储备很难满足快速更新的硬件和软件系统需求,在实际应用过程中由于技术掌握能力不足操作不规范、错误操作以及目标不明确严重制约着计算机管理系统维护工作的发展。
2.3软件设计标准不统一在实际维护过程中银行没有针对计算机管理维护系统出台统一的软件设备及标准,相关的规范和制度缺失,设计的软件存在较大差异,可读性非常差,计算机管理系统维护工作因此问题重重。
3银行计算机管理系统维护的对策
3.1应用系统的维护和管理在软件和硬件快速更新的环境下,银行业务人员相关系统的操作规范比较模糊,应用系统的维护和管理显得尤为重要。首先,银行要为每个柜员设置一个操作员号,登陆系统时必须输入身份信息和密码才能获取相关信息;其次,银行还应该根据柜员的身份信息设置权限,柜员必须严格按照自身的岗位需求从事各项操作。银行还应该实行统一化管理,选择专业人员负责该事物,减少操作者姓名与操作员符号不相符等问题的产生;再次,银行应该严格要求柜员使用真实身份信息登录计算机管理系统,在提高个人信息隐秘性的同时,减少因信息泄露引发的系统故障;最后,银行还应该及时更换调离工作岗位职工的登录信息,职工条例岗位后原有的登录信息应该及时注销。
3.2数据库的维护和管理数据库的维护和管理是银行计算机管理系统维护工作中的重点内容,数据库是银行信息系统的核心,直接影响银行的正常运行,因此,银行必须采取有效措施强化数据库的维护和管理。第一,备份系统数据。银行在发展过程中应该及时备份相关数据,当系统发生故障停止使用后不会因为没有备份而出现数据信息丢失等问题,银行只有有计划地进行数据备份,才能提高数据库受灾后的复原能力。第二,银行还应该结合实际发展状况建设银行数据仓库,将发展信息数据存储在同一位置,方便今后的查询和使用。第三,银行还应该对数据仓库中的数据结构进行优化处理,全面提高数据的可靠性和安全性。
3.3网络业务的维护和管理伴随着科技的发展,银行电子业务取得较大成就,在实际发展建设过程中,银行网络系统逐渐成为了破坏分子关注的主要目标,加强银行计算机管理系统维护工作是保障银行发展信息安全、促进银行发展建设的重要手段。网络业务的维护与管理是计算机管理系统维护工作中的重要内容,网络业务维护与管理主要涉及以下因素:
3.3.1检查银行计算机管理系统是否具备充分的物理安全措施。物理安全措施的主要目的是减少外界或者内部人员没有经过授权私自接触关键设备,因此,银行应该强化物理安全措施建设,在银行网络中心和重要设备中安装防火墙,切实保障银行计算机管理系统的安全。
3.3.2网络业务的维护与管理还要求从业人员检查数字签名数据传输的安全性,在确保该位置数据传输设置了加密和解密系统后,检查使用技术是否具有专业性和可靠性。
3.3.3网络业务的维护和管理还需要银行结合计算机管理系统建立健全的安全监控制度,在强化监督和控制的过程中及时清除系统中存在的各种安全隐患,提高计算机管理系统的安全性和可靠性。
3.3.4网络业务的维护和管理还需要银行利用计算机手段加强安全检查,在完善营业机构安全性的同时,为银行计算机管理系统的正常依耐性提供技术保障。另外,银行还应该建立健全的病毒防治系统,为提高银行计算机管理系统的安全性打下坚实的基础。
由此,可计算其余参数的平均值。动力黏度μcore的平均值为
μcore=[χ/μr+(1-χ)/μ1]-1=[0.65/11.446+(1-0.65)/266.78]-1=17.212kg/(m·s)
每一散热板制冷剂质量流量
qmr,eq''''=qmr/11=0.042/11=3.8182×10-3kg/s
散热板内孔的制冷剂质量流速qmr,A为
qmr,A=qmr,eq''''/(1/4·π·D2h,r)=0.0038182/[3.1416/4×
(3.7265×10-3)2]kg/(m2·s)=350.077kg/(m2·s)
雷诺数Recore为
Recore=qmr,A·Dh,r/μcore=350.077×3.7265×10-3/(17.212×10-6)=75794
干度平均值为
χdo=0.49+627Recore-0.83=0.49+627×75794-0.83=0.54587
由上面的计算可以看到,制冷剂干度从0.3~0.54587~1变化,后还有过热蒸气区。因此很难准确估计每一阶段所占的百分比,只能凭经验估计。在此,取过热蒸气区为20%,于是可以计算出干燥点之前的两相区约为28%,干燥点之后的两相区约占52%。
(1)干燥点之前的两相区,取χ=0.417,则在散热板内孔内,制冷剂气液两相均匀紊流工况的Lockhart-Martinelli数Xtt和关联系数F(Xtt)分别为
Xtt=[(1-χ)/χ]1-W/2(ρl/ρv)0.5(μv/μl)n/2
=[(1-0.417)/0.417]1-0.3/2(1285.86/15.712)0.5(11.446/266.78)0.3/2=7.5
F(Xtt)=(1+2.30/Xtt2)0.374=(1+2.30/7.5)0.374=1.0151
制冷剂两相流折算成全液相时,在折算流速下的表面传热系数αl为
αL=A[qmr,A(1-χ)Dh/μl]-hqmr,A(1-χ)cP1
=0.341[350.077(1-0.417)3.7265×10-3/266.78×10-6]-0.3×350.07×(1-0.417)13532.2W/(m2·s)
=7966.028W/(m2·s)
制冷剂两相流的表面传热系数αr为
αr=αLPRl0.296F(Xtt)
=7966.028×3.9680.296×1.0151W/(m2·s)=12160
(2)过热区制冷剂侧的雷诺数Reeq,r,普朗特数Prv,努塞尔数Nu,表面传热系数av分别为
Reeq,r=(qmr,ADh,r)/μv=(350.077×3.7265×10-3)/(11.446×10-6)=113950
Prv=0.8471
av=(Nu×λv)/Dh,r=(50722×12.034×10-3)W/(m3·k)=1638W/(m3·k)
(3)干燥点之后的两相区取χ=0.766,则把Xd0=0.5458带入干燥点之前的两相换热公式,计算得ad0=11165W/(m2·s),于是ar为
ar=av+{1-[(X-Xd0)/(1-Xd0)]1.5}×(ad0-av)
=1638+{1-[(0.766-0.54587)/(1-0.54587)]1.5}×(11165-1638)W/(m3·k)=7950W/(m3·k)
最后,平均表面传热系数可为
ār=(12160×28%+7950×52%+1638×20%)W/(m3·k)=7866W/(m3·k)
5.3.7计算总传热系数及传热面积
如忽略管壁热阻及接触热阻,忽略制冷剂侧污垢热阻取空气侧污垢热阻ra=0.0003(m3·k)/W,则传热系数k为
k=1/[(1/ār)Aa/Ar+ra+1/aeq,a]=1/[(1/7866)0.706555/0.113+0.0003+1/323.3]W/(m3·k)=238.777W/(m3·k)
对于对数平均温差为
∆tm=(Tal-Ta2)/ln{(Ta1-Te)/(Ta2-Te)}=(27-7.25)/ln{(27-2)/(7.25-2)}℃=12.655℃
由于板翅式蒸发器的流程较少,而且在流道转弯处制冷剂与空气成顺流流动形式,因此按纯逆流方式计算的对数平均温差偏大。另外,湿工况在增大空气侧表面传热系数的同时也增加了液膜热阻,因此空气侧的实际表面系数低于计算结果。综合两个方面的考虑,传热系数与对数平均温差之积预乘上一个修整因子,ψ=0.65,则所需总传热面积(以外表面为基准)A0为
A0=Qe/(4k)=29311/(4×238.777×12.6555)m2=14.9m2
与前面计算出15.167m2的相对误差不大
5.3.8计算空气侧阻力损失∆Pa
空气侧摩擦阻力因子ƒ为
ƒ=5.47RePL0.72hL0.37(lL/hF)0.89PL0.2hF0.23
=5.47×4300.72×0.4144550.37×(6.8/7.9)0.891.10.27.90.23
=71.98×10-3
则空气侧阻力损失∆Pa为
∆Pa=4ƒ·WF/Dh,a·ρ·v2a,max
=4×71.98×10-3×0.065/(2.792×10-3)×1.1025×5.872Pa
=278.313Pa
最后根据空气阻力和风量选择风机。
5.4膨胀阀
丹佛斯(DANFOSS)TDEN型膨胀阀适用于HFC134a制冷剂。其选型方法是根据给定的工况,膨胀阀两端的压力降和蒸发器的负荷,经制冷剂液体过冷度修正后,查该型号的技术手册。
5.4.1确定TDEN型热力膨胀阀两端的压力降根据所给定的工况
系统中制冷剂液体流经管路、管弯头、干燥过滤器、视液镜、电磁阀等部件,其压降之和设为∆P1=66kPa多流程供液的蒸发器前需安装液体分配器,其压降设为∆P2=65.67kPa。由于整个系统压力平衡,则有
Pe=Pc-∆PTXV-∆P1-∆P2
于是,热力膨胀阀端的压力降∆PTXV为
∆PTXV=Pc-Pe-∆P1-∆P2=1681-349.63-66-65.67=1200kPa=12bar
5.4.2蒸发器负荷的过冷修正
根据丹佛斯(DANFOSS)TDEN型膨胀阀的技术手册规定,当热力膨胀阀前的制冷剂液体过冷度偏离4k时,蒸发器的制冷量必须进行修正。修正方法是将所需制冷量除以下表所给的修正系数得到修正的蒸发器制冷量。
在阀前的制冷剂液体过冷度为∆tsc=5℃,修正系数为1.013,则修正蒸发器制冷量Qe,s''''为
Qe,s''''=29.311kw/1.013=28.9kw
则每只蒸发器的修正制冷量Qe,s″为Qe,s″=28.9kw/2=14.52kw
5.4.3根据∆PTXV、te、Qe,s″确定应匹配的热力膨胀阀容量
由于热力膨胀阀的制冷量,必须等于或稍大于修正后的蒸发器制冷量,因而可按∆PTXV=12bar,te=5℃,Qe,s″=16.8kw>14.52kw,在丹佛斯(DANFOSS)TDEN型膨胀阀的技术手册的有关参数中,查到TDEN5.8能够满足整个制冷系统匹配的要求,因此,选用两个TDEN5.8型。
第6章空调系统的性能匹配
汽车空调系统的性能匹配所要解决的问题,是在成本经济预算与运行经济预算,以及汽车动力配置方案允许的条件下,如何使汽车空调系统各组成部件,特别是对系统性能起主要决定作用的压缩机,膨胀阀,冷凝器总成及管系等部件,在额定运行工况(设计工况)匹配得最合理,以使各部件性能以至系统性能,在该工况得以最大限度地发挥,工作最可靠,并且还具有一定的适应最大负荷工况和恶劣运行工况运行能力。
汽车空调系统图
1压缩机;2高压软管;3冷凝器;4冷却风扇;5干燥储液器;
6高压软管;7膨胀阀;8蒸发器;机;10吸气管。
6.1压缩机的匹配
从系统匹配和成本经济、运行经济角度考虑,车用空调系统在额定运行工况(通常把该工况作为设计工况)应选配多大容量,多少输入功率,多高转速的车用空调压缩机,这是汽车空调系统设计在完成空调负荷计算后首要解决的问题为此,必须进行车用空调压缩机的选型计算,包括设计工况计算和变负荷工况计算。
6.1.1车用空调压缩机选配的依据
当车身结构确定后,车用空调系统设计的第一个任务,就是进行车厢空调负荷的设计计算。一般空调负荷计算,包括额定工况和最大负荷工况的负荷计算空调负荷计算的结果是车用空调压缩机选配的依据。
额定工况是指有关行业标准所规定的车用空调系统运行工况。如CJ/T134—2001《城市公交空调系统技术条件》规定,城市公交空调客车空调系统的额定运行条件是:冷凝器总成的环境温度为35℃,相对湿度为60%;蒸发器总成进风的干球温度为≤28℃,湿球温度为19.5℃。有时,设计工况也可以按所设计车辆在当地经常运行的条件综合考虑来确定,但须按有关行业标准所规定的车用空调系统运行工况加以校核。额定工况必须确定的参数有:冷凝器总成环境气象参数,蒸发器出口制冷剂过热度,压缩机吸气管路的压力降等。
最大负荷工况是指车用空调系统按额定工况设计好后,在特定运行条件下,所能达到的具有最大制冷能力的运行工况。一般当汽车在环境温度较高的烈日下长时间暴晒后,车用空调系统刚起动时刻的运行工况,就属这一特定运行工况。最大负荷工况的参数也包括上述额定工况的各项参数。
6.1.2压缩机与发动机的传动比及压缩机转速的确定
在非独立式车用空调系统中,压缩机都是由主发动机通过离合器的吸合和带传动系统来驱动。压缩机的转速与主发动机的直接有关,两者之间的传动比除与主发动机的转速有关外,主要取决于压缩机的最高连续转速。传动比的确定,对于非独立式车用空调系统制冷性能的发挥和压缩机工作的可靠性至关重要。汽车发动机的转速范围比较宽,一般在700~2400r/min之间,汽车在停驶(发动机怠速传动)和低速状态时,发动机转速低空调的转速也低会造成空调系统的制冷能力不足。汽车高速行驶时,发动机和压缩机的转速较高、空调制冷能力强劲、压缩机的耗能也高,对于安排非独立车用空调机组的城市公交空调客车,采用循环离合器控制制冷系统运行时,这一影响尤其明显。因为这类空调客车需要的制冷量较大,一般都是安装一台活塞式车用空调压缩机,由于它受到往复运动结构特点的限制,只能以较大的传动比来提高其转速,主要是防止发动机一旦高速运转时,导致压缩机因转速超出极限范围而损坏。
由上述可知,采用循环离合器控制方式控制制冷系统运行的非独立式车用空调系统,其压缩机在额定空调工况转速的确定,须考虑发动机与压缩机之间的传动方式和它们的传动比。比如,汽车在正常行驶状态下,当发动机转速为1440r/min时,若传动比为1:1.25,则压缩机的转速就可达到1800r/min。
6.1.3压缩机与冷凝器、蒸发器的性能匹配
压缩机作为制冷系统的一个组成部件,其上游部件是蒸发器总成。下游部件是冷凝器总成。它们之间的性能是相互影响的,当蒸发器内制冷剂蒸发温度Te(或压缩机吸气压力Ps)变化时,压缩机的输气量会变化,而压缩机制冷量Qe,c、制冷剂冷凝温度tc都会变化。因此,在选配或设计冷凝器和蒸发器时,应当与所选配的压缩机性能相匹配,并且三者性能要综合考虑,才能充分发挥各个部件的作用。
6.2冷凝器总成的匹配
冷凝器总成,从系统匹配角度来讲,所关心的是冷凝器总成的整个性能,不仅包含冷凝器的换热性能,而且包括冷凝器与冷凝器风机、风道的空气流来匹配性能,冷凝器总成与压缩机、蒸发器总成的匹配性能。
6.3蒸发器总成的匹配
蒸发器总成,从系统匹配角度来讲,所关心的是蒸发器总成的整个性能,不仅包含蒸发器的换热性能,而且包括蒸发器与蒸发器风机、风道的空气流来匹配性能,蒸发器总成与压缩机、冷凝器总成的匹配性能与接流机构(如热力膨胀阀)。制冷剂分配器的匹配性能,从整车空调效果的角度来考虑,甚至还包括蒸发器总成与车室内风道设计,风口布置的匹配性能。这就需要在蒸发器总成的风机选配时,风机的风量确定,不仅要考虑蒸发器总成中风道的阻力特性,好要考虑车室内风道的阻力特性。
6.4热力膨胀阀与压缩机、冷凝器、蒸发器组成的匹配
上面讨论压缩机、冷凝器总成、蒸发器总成三部件匹配时有一个前提条件,即假定热力膨胀阀的容量适应系统在规定工况范围内的运行需要,能够调节进入蒸发器的制冷剂流量所润湿,但若热力膨胀阀的容量匹配不合理的,比如配置的热力膨胀阀容量偏小时,就会出现热力膨胀阀对蒸发器总成的供液不足,此时换热器的总传热系数将下降,除了配置的热力膨胀阀容量偏小这一情况以外,还可能由于充注入系统的制冷剂量太少,或由于液体管道内摩擦产生的压力降过高,或由于膨胀阀阀门和蒸发器的位置比冷凝器高(如在内置式非独立车用空调系统中),使进入膨胀阀的液体中含有制冷剂蒸气而导致对蒸发器的供液不足。当冷凝器的环境温度较低时,也很容易发生车用空调冷凝器中制冷剂冷凝温度下降得很低,致使膨胀阀两端的压差不够大,导致蒸发器供液不足。这些情况最终导致蒸发温度和蒸发压力过低,制冷剂流量大为减小。
由此可知,热力膨胀阀的容量匹配不可忽视,而且热力膨胀阀的容量除与压缩机、冷凝器、蒸发器三部件匹配情况有关外,还与系统中管系的配置,蒸发器的位置等情况密切相关。制冷剂在管路系统与干燥过滤器、视液镜、电磁阀、液体分配器等配件和换热器中的流动阻力,一定要估算得符合实际,才能使热力膨胀阀的容量匹配得合理。
热力膨胀阀容量的匹配方法,须根据有关的标准和所选热力膨胀阀产品的技术要求而定。
第7章风道设计、风机选型及降噪技术
7.1风道设计
经过处理的送风和回风都必须通过风道才能进入和离开车室,而且车内的送、回风量能否达到要求,则完全取决于风道系统的压力分布以及风机在该系统中的平衡工作点。所以风道布置将直接影响车内的气流组织和空调效果。同时,空气在风道内流动所损失的能量,是靠风机消耗电能予以补偿的,所以风到布置也直接影响汽车空调系(如下图和附图一所示)
7.1.1车空调风管的选择
(1)风管材料及断面选择
风管用材料应表面光洁,质量轻,安装方便,并有足够的强度、刚度、且抗腐蚀、寿命长、价格低廉。
一般汽车空调多用厚度为0.75~1.2mm的薄钢板,铝合金,镀锌薄钢板或塑料(聚氯乙烯)板制造。新型汽车空调系统还有采用玻璃纤维板风道。它对空调管道保温、消声起到良好的效果。
汽车空调系统选用的风管,主要有矩形和圆形两种截面。矩形风管高度低,容易与汽车构造配合安装,但加工制作和保温较困难。圆形风管管道阻力小,保温方便。随着城市公交车的大力发展,对城市公交车的要求越来越高。
(3)汽车空调风管的风速选择
汽车空调风管的风速应根据系统布置、送风量、风管结构及送风噪声要求等因素而定。表所示为汽车空调风管的风速选择。
汽车空调风管的风速选择
7.1.2汽车风管的保温
为了减小空气在风道输送过程中的冷、热量损失以及防止低温的风道表面温度较高的环境下结露,汽车空调中的风管都要保温。
保温材料目前使用的种类很多。如聚苯乙烯泡沫塑料等,它们的导热系数大多在0.12(W/m·℃)以内。通过保温层管壁的传热系数与管壁间有空气流动,影响保温效果。
当风道布置在室外时,要做好防雨防潮措施,以及防止室外噪声随风道传入车内的措施。
7.1.3阻力计算
本风道设计有关参数参照相似车型;风道内空气的流动阻力包括摩擦阻力和局部阻力
(1)摩擦阻力
力系数λ为0.15,再计算风道的水利半径Rs=A/P=ab/2(a+b)=0.05m,矩形风道当量直径Dv=4Rs=0.2m。工程上用等流量当量直径较为方便。工程设计手册中有线算图,计算时可为参考。
∆Pm=λ·l·ρ·v2/(8·Rs)=4.4Pa
(2)局部阻力
a、百叶窗口16个ZA=12.2Pa
b、变径弯头(90℃)2个局部阻力系数ξ为0.91
c、分叉三通(F2/F1=0.8),管段的局部阻力系数ξ为0.2,对应总流速4.5m/sZ=27.45Pa
管道总阻力大约为40Pa,考虑到安全因素,安全因素增加15%则风机所需要40×1.15=46Pa
再加上蒸发器所需278.313Pa的压力,确定总的所需送风量为4000m3/h。
7.2降噪技术
7.2.1风管内的空气阻力和改进风管结构
对一定的送风系统,风机转速愈小、风压愈低,则风机噪声也愈低;在保证车室换气量的条件下,总送风量不必选过大,以利于降低风管内空气流速和减小风管空气流动阻力,风管内空气流动产生噪声,主要由于边界层产生涡流及其涡流区的压力和流速的变化;另外,气流遇到障碍物和风管内表面粗糙也引起气流噪声。因此,风管内的空气流速不宜选择过大;对风管弯头、三通管接头、变截面过度段、调节风门等应作成流线型、渐缩型或设置导流叶片,以减小气流阻力和避免引起气流的涡流。
7.2.2风管之间的连接结构
在通风系统的吸、排风口及空气分配器与风管之间应设置适当长度的喇叭管,而在空气分配器出风口尽可能增加出风格栅面积或装置导风叶片等,以减小空气动力噪声。
由于风机的振动,当风速和风压变化时,会引起风管振动而产生噪声。为此,除了在风机进、出口设置减振软管外,在风管穿过车壁的部位也应以软管相连接,并避免风管与车壁直接刚性接触,以减少风管振动传给车壁。
7.3风机的选择
第8章管道布置及要求
8.1管道的布置
当冷凝器位置高于压缩机,而且冷凝器的环境温度高于压缩机的环境温度时,排气管在离开压缩机后先下一段再向上,并且,在排气管中设置单向阀当压缩机的竖向长度超过8m时,应根据其排气管的竖向长度,在靠近压缩机的管段,则不允许出现呈下凹形状的“液囊”弯管。
8.2管路的设计布置
高压液体管应按可能遇到的最低冷凝压力和相应的最大制冷量进行设计,选择合适的管径,以保证膨胀阀前后一定的压力差。同时,还应避免在水平的管路上弯成向上凸起的“气囊”,低压液体管应能保证冷却盘管各并联通道供液均匀,并且能保证回油。
8.3吸气管
在顶置式大客车非独立空调中,吸气管路都比较长,有的达8m,如果不注意吸气管路的阻力特性影响,使制冷系统的制冷量明显下降。难以达到设计所预期的效果。
由此可知,有的车用空调制造商为了节省吸气管路的制造成本采用较小直径的吸气管道,致使其中制冷剂流动阻力增大,是得不偿失的,也是不可取得,一般来说,在压缩机选型时,压缩机制造商都在压缩机的产品使用说明书中指明了压缩机的吸、排气接管的尺寸,按照其规定设计吸、排气接管比较合理。
在管路设计方面,还要注意系统中的回油,这也是影响系统运行安全可靠方面的问题。除了应严格按照压缩机产品说明书要求的油加注量,加注与制冷剂相匹配的油外在管路设计和布置时,应考虑如何使制冷剂中携带的冷冻油容易返回到压缩机中来。
吸气管路布置的注意事项如下:
(1)在车用空调系统中,一般蒸发器的安排位置都在压缩机之上,应在蒸发器的上部设计成一个倒U形弯,以防压缩机停车时流体流入压缩机而引起压缩机再起动时的液击。
(2)为防止由于油加注过多所造成的液击事故,对这类车用空调系统,可在吸气管道出口段安装—油分离器让多余的油留在油分离器中,不至于进入压缩机造成液击。
(3)在系统中只有单台压缩机时,其吸气管道入口处不能装设U形集油弯管,因有了集油弯管,停机后再起动时,会有大量的油进入压缩机,可能产生液击现象。
第9章空调系统的配置要求和试验规范与标准
城市公交客车空调的试验规范与标准,可参考中华人民共和国建设部2001年4月20日,2001年10月1日开始实施的中华人民共和国城镇建设行业标准:CJ/T134—2001《城市公交空调客车空调系统技术条件》,国家机械工业局在2000年11月6日的汽车空调行业标准:QC/T658—2000《汽车空调整车降温性能试验方法》。
9.1城市公交空调客车的运行特点
城市公交空调客车与城镇间长途运输空调客车相比,有如下不同的运行特点:
(1)城市公交空调客车的车速较慢,一般在20km/h左右。
(2)车站距离较短,车速变化频繁,怠速状态较多。
(3)车门开启频繁,车内乘员的密度和流动性较大。
(4)运行环境恶劣,运行时间较长,有的达18h。
9.2城市公交空调客车制冷系统的配置及其与车身结构匹配的要求
城市公交空调客车的运行特点,要求其制冷系统具有车速慢时,仍有较大的能满足乘员舒适性需求的空调制冷量,因此,CJ/T134—2001《城市公交空调客车空调系统技术条件》对其制冷系统的工作,要求在制冷系统运行后的30min内,能达到如下性能:
(1)出厂新客车的车内外平均温度差必须大于7℃,在用车的车内外平均温度差必须大于5℃,而且当车厢外环境温度部高于38℃时,车厢内的最高温度不允许超过30℃。
(2)在车辆纵向轴线上,距车辆前、后挡风玻璃各1.5m和车辆中部三个离地板上方1.2m处的位置,所测的温度最大温差不超过3℃。
(3)出厂新客车,在单人与二人座椅纵向中心和多人座椅均分两点所处的纵向垂直截面上,沿垂直方向距坐垫表面上方635mm处与沿水平方向距靠背250mm的交点处,以及同一纵向垂直截面内,距地板上方50mm处,所测定的乘员头部温度应低于其足部温度2~5℃。
(4)风道各出风口的风量应基本均匀,风速应不大于6m/s,也不小于3m/s。为达到上述制冷效果,必须对城市公交空调客车的空调系统配置及车厢围护结构的隔热性能与密封性能提出更高要求。
在制冷系统配置方面,标准规定必须按照两种计算方法计算,结果中的大值作为配置依据,选择制冷设备的容量。其一时按单位车厢容积装机制冷量计算,非独立式机组每1m3车厢容积需590~630W制冷量,独立式机组每1m3车厢容积需550~590W制冷量;其二是按额定乘员数人均装机制冷量计算,每个额定乘员需530W制冷量。额定乘员数按车厢内座位数加上每1m3走道面积站3个乘员计算。蒸发器风机风量匹配则按额定乘员数人均装机冷风量80m3/h计算。必须注意的是,鉴于各国制冷设备标定容量依据的测试条件不一致,所选择的制冷设备,其标定的容量最大值应不低于按QC/T656—2000《汽车空调制冷装置性能要求》行业标准测定的额定制冷量的93%,否则仍会达不到制冷系统配置的要求。
所有上述制冷系统的配置还须受以下噪音指标的约束:
(1)在怠速状态时
车内辅助发动机或汽车发动机与压缩机安装处的上方,以及车顶回风口或换气设备处的噪音不大于74dB(A);车外辅助发动机或汽车发动机处的噪音不大于84dB(A)。
(2)在车速为30时
独立机组的车内噪音不大于80dB(A);非独立机组的车内噪音不大于84dB(A)。在车厢围护结构的隔热性能方面,空调车的车身结构应采取有效可靠的隔热保温措施,必须选择热导率小[小于0.038W/(m·k)]的隔热材料和隔热结构,在车厢体的关键部位,如车厢顶部(尤其时车厢左右两侧的顶部)、车厢地板(尤其是发动机顶部的地板)和热桥部位等处,加强隔热保温。衡量车厢围护结构隔热保温能力的标准是:在夏季,降温能力达到30min关闭制冷装置后,客车保持原30km/h的车速继续运动,车厢内气温上升到与外界气温相差1℃的时间不小于10min
在车厢围护结构的密封性能方面,必须注意车门门缝、车窗门缝、地板上维护与检查孔板的接缝,以及前围板的接缝等处的密封结构,保证其密封的质量。密封性能应符合国家标准GB/T12478—1990《客车防尘密封性试验方法》、GB/T12480—1990《客车防雨密封性试验方法》的规定。
9.3城市公交空调客车采暖系统的配置及其车身结构匹配的要求
在采暖系统的配置方面,要求暖风装置提供的采暖热量,必须使温带型空调客车的车内温度,在升温能力测试开始后30min内达到15℃以上;亚热带型空调客车在升温能力测试开始后30min内车内温度达到12℃以上、驾驶员足下温度达到15℃以上。为此温带型空调客车应按额定乘员数人均采暖热量520W以上来选择采暖设备的容量,按额定乘员数人均暖风量不小于20m3/h来选择暖风机的容量;亚热带型空调客车,应按额定乘员数人均采暖热量460W以上来选择采暖设备的容量,按额定乘员数人均暖风量不小于15m3/h来选择暖风机的容量。所有采用加热器的采暖系统,都应符合有关的规定,如QC/T634—2000《汽车水暖式暖风装置》等规定。
对于暖风管道布置及其雨车身结构的匹配,则应达到以下要求:
(1)采暖系统启动后的30min内在车辆纵向轴线上,距车辆前、后的挡风玻璃各1.5m和车辆中部三个离地板上方400mm处的位置,所测得的最大温差不得超过5℃。
(2)出厂新客车,在单人与二人座椅纵向中心和多人座椅均分两点所处的纵向垂直截面上,沿垂直方向距坐垫表面上方635mm与沿水平方向距靠背250mm的交点处,以及同一纵向垂直截面内,及地板上方50mm处,采暖系统启动后30min内,所测定的乘员头部温度应低于足部温度2~5℃。
(3)暖风管道出风口的风量应基本均匀,最大风量不大于4m/s,且不能直接吹向乘员的身体部位。暖风管道应有隔热层,凡乘员容易触到的暖风管道表面温度和暖风出口温度不得大于50℃。
采暖系统对车身结构隔热保温性能与密封性能的要求,与制冷系统的要求相同。衡量车身围护结构隔热保温能力的标准是:在冬季,升温能力试验进行到第30min,关闭暖风装置后,客车保持原车速(20km/h)继续运行,车厢内温度下降到与外界气温相差1℃的时间不小于10min。
采暖系统所有设备的配置还应受其工作噪音的制约,即在客车停驶、仅采暖系统和通风装置工作时,工作噪音不得大于75dB(A)。
9.4城市公交空调客车通风换气装置的配置
城市公交空调客车由于密封性能较好,为保证车厢内的空气的洁净度和舒适度,在制冷系统和采暖系统都不工作的季节,能向车厢内不断输送新鲜空气,应设置通风换气装置。它可以由安装在车厢顶部的两台通风换气扇组成,也可以通过空调系统中,具有蒸发器风机转速单独控制功能和新风门调节功能的控制系统,与调节机构跟风道系统联合组成。不管哪一种通风换气装置,其配置都应达到如下性能要求:最大装机通风换气量,应大于按额定乘员数人均新风量10m3/h的计算结果。而且在通风换气设备满负荷工作时,车内气流速度不能大于0.5m/s。在停车及发动机不工作时,通风换气装置处的车内噪音不能大于65dB(A)。
9.5城市公交空调客车空调系统的整车性能试验,包括制冷系统、采暖系统、通风换气装置和除霜系统实验。
(1)制冷系统性能试验
试验应在晴天少云、有日光直射、气温不低于30℃、风速小于5m/s的气候条件下进行,在用车(出厂新车使用一年后的城市公交空调客车)可以空车进行试验,出厂新车则应乘坐不小于额定乘员数80%的乘员,并使城市公交空调客车保持在30km/h的速度行驶才能进行。不管新车还是在用车,车辆在试验前都必须在日光下停车,门窗全开,使车内外温度平衡后才可进行试验。试验开始后,要求车辆必须全部关闭门窗,开启空调机,并全部打开各出风口,独立式空调制冷装置开至最高档,非独立式空调装置的压缩机转速稳定在最高(1800±100)r/min,风机开最高档,所有可调风口处于最大出风位置。
风量与风速可用带集风罩的风速仪进行测量,应在开机10min后的5min内,记录所有风口的平均出风口风速并计算总出风量。
噪音的测量应在无顶棚的空旷场地上进行,在测量中心点25m半径范围内不应有较大的反射物,测量场地本底噪声不得大于65dB(A)。车外噪声测量中心点距压缩机组中心点5m,距车厢地板高度1m,测点与机组间除本车车身外应无其他遮挡物。车内噪声测试点有三点:在压缩机组中心位置的地板上方1.2m处,回风口中心的车厢地板上方1.2处,客车纵向对称中心平面内的地板上方1.2m处。车内外的测量点重复测量两遍,记录每次测量的结果,取平均值。
降温能力试验时,按前述要求的测点位置布置温度与湿度测点。在空调运转后的前10min,每隔2min记录一次,以后每隔5min记录一次车内各点及回风口温度,直至30min结束。与此同时,测量空调机组出风口(最靠近机组出风口的风道出风口)及回风口(距回风口平面距离200mm的纵、横向轴线中心)的干、湿球温度,记录在数据记录表中。
保温能力试验,按前述是在降温能力进行到第30min时关闭制冷装置,并使汽车继续保持原速(30km/h)运动的条件下进行的,每隔2min测量记录一次车内温度,至第40min为止。
(2)采暖系统性能试验
试验应在环境温度-15~-5℃、风速不得大于5m/s、晴天或阴天的气候条件下进行。试验前汽车必须露天停放,并且门窗全开,使车内外温度平衡。试验时,新车乘员不少于额定乘员数的80%,在用车可以空车进行试验。
风速与风量测量时,应关闭客车门窗,暖风装置开最高档(对于余热式暖风装置,发动机在额定转速下),开机10min后的5min内,记录所有出风口的平均速度,并计算总出风量。
噪声测量时,应停驶客车、关闭所有门窗、暖风装置开最高档(对于余热式暖风装置,发动机在额定转速下),在暖风装置中心位置的地板上方1.2m处,客车纵向对称中心平面内的地板上方1.2m处选择三点,重复测量两次,记录平均值。
升温测量时,应将测量点布置在车辆纵向轴线上,距车辆前、后挡风玻璃各1.5m和车辆中部三个离地板上方400m处的位置上。在用车的车辆处于怠速状态,关闭所有的门窗和除霜门口,独立式暖风装置开至最高档,非独立式暖风装置的发动机最高转速稳定在1800r/min左右,暖风装置也开至最高档。出厂新车除满足这些外,还应要求车内乘员数不少于额定乘员数的80%,并且客车应保持在201km/h的车速状态下行驶。试验时,在暖风装置运行后的前10min,每隔2min记录一次,以后每隔5min记录一次车内各点的温度,直至30min结束。
新车保温能力测量,紧接在升温能力测量后进行,即当升温能力试验进行到第30min时,将暖风装置关闭,而客车仍继续保持20km/h的车速行驶,每隔2min测量记录一次车内温度,至第40min为止。
(3)通风换气性能试验
通风换气性能试验主要是测定通风换气量、车内气流速度和通风换气装置除的噪声。通风皇权测量时,应把测定布置在换气扇出风口三个面积相等的同心圆环各自的面积等分线,与相互垂直的两条直径线的交点上,总共有12个测点(图12-5)在紧贴换气扇出风口的平面上,或在换气扇出风口临时安装的、断面尺寸与风口相同、长度为500~1000m的短管出口平面上,用风速仪测出各点的风速。然后,取各测点测试数据的算术平均值,作为换气扇的出口风速。单台换气扇的送风量即可由下式求出:
qv=3600pR2qP
式中qv—单台换气扇的送风量(m3/h)
R—换气扇出风口半径(m)
qP—各测点风速的算术平均值(m/s)
对于空调系统中具有蒸发器风机转速单独控制功能和新风门调节功能的通风换气装置,其通风换气量的测量方法,与制冷系统性能测试时风量与风速的测量方法相同。
车内气流速度测量时,应关闭客车门窗,当换气扇启动第10min时,在车辆纵向轴线上,距车辆前、后挡风玻璃各1.5m和车辆中部三个离地板上方1.2m时,开始测量各点车内气流速度,但不要直接接受换气扇出风的影响。
通风换气扇装置除的噪声的测量点,应在距离换气装置中心500m除,测量时,换气装置开最高档。
(4)除霜系统性能试验
除霜系统实验的目的是检查和测试空调客车在严寒条件下使用时,前挡风玻璃除霜装置的技术性能。
除霜系统性能实验应在无日光照射、气温为-15~-10℃、风速不大于5m/s的气候条件下进行。实验车辆应处于良好的技术状态,其除霜装置应调整到最大工作状态,利用采暖热风除霜的暖风装置应工作正常。实验道路应是平坦、硬实、无积雪、车流少的公路。实验仪器除测量范围为-50~50℃、最小为0.5℃的多点温度计、可暂停式秒表、综合气象仪、风速仪、发动机转速表、照相机、描绘除霜图形的特种笔外,还需要造霜用的喷枪、其喷嘴直径为1.7mm、工作压力为(350±20)kPa,液流量为395ml/min、距喷嘴200mm处形成喷射锥直径为1.7mm、工作压力为(300±50)mm。
实验前后分别用综合气象仪测试大气温度、湿度、气压和风速、风向,取算术平均值作为外界环境平均气候参数,并将数据记录在表中。实验前,需打开客车所有门窗,使车内外温度平衡,还需用含甲醇的酒精或其他类似去污剂,清除前挡风玻璃内外表面上的油污,待干后用清洗剂进一步擦拭,最后再用干棉布擦净。
实验时,在规定的环境温度下,关闭所有门窗,用喷枪以(350±20)kPa的工作压力,使前挡风玻璃整个外表面生成0.44g/cm3的均匀冰霜融化至最低能见度时,客车开始行驶,随着除霜面积的增大,逐步提高行驶速度。行驶过程中,每隔5min在前挡风玻璃内表面,描绘一次除霜面积踪迹图或拍摄照片,记录驾驶区上、中、下部位温度及驾驶员对视野的反应。与此同时,测量各除霜喷口的风速。实验进行40min后或除霜面积达到稳定状态时,即可结束实验。
结论
在12m长的公交客车上本次只做了制冷系统的工作,采用了冷暖和一的结构,通过空气混合来调整湿度,根据冷风量了热风量的比例进行混合来达到冬暖夏凉的温度、湿度及空气新鲜度的调节。汽车空调系统大量采用工程塑料。以减轻自重,如加热器壳体、风机壳体、风道等。蒸发器采用了管带式、冷凝器用了平行流式结构,热交换效率高、结构合理、性能先进,为驾驶员和乘员提供舒服的工作环境,能够满足使用要求。
制冷设备的与其采暖设备的相对安装采用组合式,因为结构简单、成本低。
制冷设备设计:a、压缩机压缩机型式分为曲柄连杆式、斜盘式、摇盘式、旋叶式、螺杆式、滚动活塞式、容积窝旋式等。曲柄连杆式压缩机是开发应用最早的,结构可靠,维修方便。摇盘式压缩机结构紧凑,外形尺寸小,质量轻,近年来被广泛采用。本车选用BOCKFKX50/660K型压缩机。b、冷凝器采用全铝管管带式冷凝器,散热效果好、生产率高。c、蒸发器采用全铝管管带式蒸发器,工艺性好,能够达到性能要求。d、膨胀阀为内均压式温式膨胀阀。e、保护装置当制冷系统的工作出现不正常时,压力、温度过高或过低,为了不引起那个部件或设备发生损坏,就需要在系统中安装保护装置。(在本次设计中没有具体选型)
汽车空调系统的性能匹配所要解决的问题,是在成本经济预算与运行经济预算,以及汽车动力配置方案允许的条件下,如何使汽车空调系统各组成部件,特别是对系统性能起主要决定作用的压缩机,膨胀阀,冷凝器总成及管系等部件,在额定运行工况(设计工况)匹配得最合理,以使各部件性能以至系统性能,在该工况得以最大限度地发挥,工作最可靠,并且还具有一定的适应最大负荷工况和恶劣运行工况运行能力。
参考文献
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《空气调节》邢振禧2001中国商业出版社
《传热学》杨世铭陶文铨第三版高等教育出版社
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《全国通用风道设计手册》1995中国建筑工业出版社
《全国通用风道设计图表》1995中国建筑工业出版社
《中型汽车空调设计》报告宋晓梅2003长春汽车研究所
我国政府在近几年的发展和改革过程经常以国债和地方性债务的形式作为调节市场经济的一种重要形式,而且政府债务也在很大程度上完善了地方财政和金融生态体系。但是这些债务信息作为地方财政管理中的一重要内容却没有在预算会计信息中发挥重要的、明显的作用,这成为影响整个工作质量的一项重要内容。同时这在地方债务的管理中也造成了诸多不便。甚至有的政府无法从预算管理中合理规划自己的债务,造成举债过多,债务信息不准确等问题,在很大程度上影响了政府财政管理的真实能力。同时这也为经济的发展和管理造成了很大程度的不良影响,同时这也成为导致整个经济发展的一项非常非常重要的制约因素。
(2)核算科目设置中还存在一些不完善环节
近几年由于我国政府职能转变较快,出现了一些新的财政管理实务,这些在预算会计管理过程中也出现了比较明显的管理科目设置问题,而且这些问题也都在管理过程中造成了财政管理上的诸多不便,这样的条件下造成了管理过程中一些管理事项不能及时的作为财政管理的基本信息出现在正常的事物性管理过程中。因此,核算科目设置应当将这些新增业务内容囊括在内才能符合当前的财政管理发展形势。但是就目前情况来看,预算科目设置必须在适应其发展的过程中发挥非常重要的作用,为其在发展过程中制定适应各种变化的核算科目调整机制,帮助其发展质量的提升。
(3)我国政府投融资体制改革与现行预算会计制度存在冲突
未来我国政府的投融资体系建设已经成为影响地方经济和财政状况改善的一项重要措施。而投融资体系的建立尤其需要财政预算管理,只有在这样的条件下才能更好的规划好投融资的力度和方向。而现行的预算会计信息对这项制度的建立和完善还没有十分明确的制度设计和安排。确切的说投融资制度还没有完全成为影响和提升整个政府工作的关键所在,这为我们的地方经济发展创造了重要的基础和机遇,成为整个政府财政管理工作中面临的主要任务。这为我们的经济发展带来了明显的变化和影响。在未来经济发展中尤其需要将政府投融资管理能力与预算会计制度的改革和建立打造相互联系的桥梁。
2现行预算会计存在问题的完善对策
()依据政府职能的转变完善预算会计核算体系
预算会计核算体系应当能准确反映政府的财政收入和支出状况,这在很大程度上影响着政府财政管理的能力和对经济调节的控制力。当前,一些核算体系中的内容不能正确反映政府财政收支状况,造成这种现象的一个重要原因就是预算制度在建设过程中不能正确面临整个经济状况的重要基础和关键所在,并在这样的程度上成为制约经济发展的关键和原因所在。为此,政府必须以财政管理的实际情况为出发点,不断完善预算会计核算体系。具体工作中应当组成专门的改革小组,对现行预算会计制度的合理性和科学性进行重新评估。对于符合当前财政管理情况的制度条框应当保留下来,而对于那些由于时代因素出现的漏洞、偏差等问题应当根据当前的状况提出实际改革政策和原因。并在这样的过程中形成新的具有时效性的完善策略和对策。
(2)预算会计制度中应当引入权责发生制的核算方式
债务信息应当成为预算会计体系中管理和规划的一项重要内容。为此在具体的制度中应当引入债权发生的核算方式,并在这样的基础上使之与预算会计制度相互对应。而且在发展过程中应当建立与之相对应的动态调整机制。政府在发行债权或者其他形式的债务过程中必须对具体内容和数额做好严格预算,并应当依据预算作出改革调整的具体措施。这有利于我国政府债务管理能力的提升。同时在很大程度上也影响了他们在建设过程中实际应用这些债务基础的关键因素。而且这些因素也应当成为影响和提升这些债务的关键原因所在。
(3)完善预算会计科目的设计体系
预算会计制度中核算科目也是影响预算会计制度的一项重要内容。为此在这样的过程中我们应当在其基础上按照他们的过程使之相对应。就预算会计制度本身的性质而言,它的核算科目不是一成不变的,它是随着政府职能的转变和财政支出项的增加而不断调整的。当前我国政府财政预算的一些支出状况之所以没有在预算体系中给出具体的指导和对应,一个重要原因就是对预算会计制度中的这些内容没有预算科目的设计和设置。因此这对整个经济的发展状况也做出了非常重要的努力措施,并且这在发展过程中也具有非常重要的影响和提升作用,成为整个经济发展过程中的一项重要作用和基础支撑。
二、强化会计核算体系规范性的有效途径
1.加强事会计制度的建设
首先,我们想要加强建立规范的会计核算体系,就必须对原有的会计制度进行更加全面的改革与完善。我们只有充分保障了会计制度的有效性和实用性,才能确保会计核算体系建设的规范性,这样不仅能够为财务管理工作创造更多的便利,同时也促进了会计主体单位的长远发展。因此,作为新时期的会计主体单位,必须加快转变思想,切实结合本单位实际经营发展情况,制定出科学合理的会计制度,高度重视会计核算工作,注重对会计人员职业道德以及素质修养的宣传教育,减少、不规范操作等不良现象的发生,从而确保会计核算质量。
2.加强内部的预算管理机制
可以说,财政预算改革对于提高会计核算工作质量和效率起到了明显的促进作用。所以,相关单位应该建立健全的内部财政预算管理机制,对各项资金的使用进行明确的规定,大力推行部门预算制度。而这一新制度的推出,势必会让财务管理内容变得更加多样性,其作为财务管理工作中的核心内容,更是贯穿于财务全过程中。只有充分做好预算管理工作,对其进行科学合理的预算编制,严格按照规定执行,同时能够对预算管理执行过程中出现的各种问题加以解决,才能真正保证会计核算结果的真实完整性。其次,各部门也要认真做好收支规模的预算编制工作,要对每一笔已经批复的项目支出,制定出相应的项目进度规划,促使项目有预算的进行。另外,会计核算人员必须履行预算规范性制度,通过结合实际的执行进度,适当的对支出明细进行调整。
3.加强事业单位成本核算的管理
加强对成本核算的管理,是推行会计核算体系规范化的重要措施手段之一。因此,相关单位领导必须真正意识到会计核算工作的重要性,并加大对成本核算体制的建设,充分掌握本单位中各项资源的消耗情况,充分做好一切准备工作,以免在后期运行过程中,出现资金周转不灵等不良现象。只有不断完善成本核算体系,才能有效避免资金的过度消耗,为利益者创造更多的经济收益。并且,如果在成本核算过程中遇到问题,会计核算人员也可以通过采用国家颁布的一系列财税政策进行解决,进一步提高资金的使用率,促使有限的资金能够发挥最大化的效能,促进会计主体单位的可持续发展。
4.加强事业单位内部的监督管理
加强事业单位内部的监督管理制度是规范事业单位会计核算的一个重要的方面。事业单位内部监督管理要从事业单位自身的特点和工作性质等方面出发进行完善。对于事业单位的内部监督管理建设必须完善财务会计的运作流程,明确各个岗位的职责,科学的进行业务流程的设计,规划监督的各项内容,落实“收支两条线”的政策。根据国家规定的各种法律法规、制度政策,结合事业单位的实际情况,建立各种财务核算制度和相应的管理制度、财务审批的制度等等。
(一)预算编制不科学,导致预算执行审计不到位。目前,由于我国财政管理体制改革还不十分到位,财政预算在编制和执行中还存在一些问题,比如:预算编制缺乏科学依据,预算编制较粗放、内容不细化,有的专项资金不能细化到具体部门和项目;预算执行中指标追加现象严重,有的追加指标是原来预算编制指标的几倍甚至十几倍,且追加手续和审批程序不完备、不合法;有的部门和单位在“三公经费”支出方面普遍存在超预算、甚至是无预算安排支出现象,等等。按照现行审计法律法规规定,审计机关无权对财政预算编制情况进行审计,即使对预算执行情况进行的事后审计,也往往因为审计标准难以把握而无法对预算执行做出科学的判定。
(二)监管机制和制度不完善,导致审计对象和内容缺失,影响预算执行审计的完整性。其一,地方预算执行审计一般包括收入和支出两方面内容,但由于受审计行政管辖的强制划分的影响,往往造成财政收入方面内容不全的现象。比如:收入中25%部分的增值税和40%部分的企业所得税是由国税部门征收的,地方审计机关无权审计和核实,成为本级预算执行审计的盲区;其二,虽然非公有制经济的税收已成为地方财政收入的重要来源,但审计机关对非公有制经济的纳税情况无权进行审计,从而导致审计机关对预算收入不能做出全面完整的分析、评价;其三,由于受审计管辖权限划分以及审计力量与审计对象严重不匹配等因素影响,使得坐落在地方的像海关、银行、保险、大型国企等部门单位基本上长期处于政府审计监督的空白状态。因为这些部门单位属于审计署的审计监督对象,而审计署由于受人力、空间、成本等因素的制约,对这些基层审计对象往往是鞭长莫及,或者是无暇顾及,而地方审计机关对它们又无权审计。这些部门单位和地方政府的财政财务收支往往有着千丝万缕的联系,它们的财经违纪违规行为,无不影响着地方经济的持续稳定健康发展。
(三)审计人员素质、审计技术手段和审计层次等影响本级预算执行审计的质量和效率
1、人员素质亟待提升。预算执行审计涉及面广,专业性、政策性都很强,要求必须有一定专业知识、专门技能和实践经验丰富的审计人员来完成。但从某地方审计机关从业人员现状看,人员素质与审计任务极不匹配,主要表现在:一是人员年龄偏大,且年龄结构分布情况不合理。大部分人员年龄均在50岁以上,业务骨干年龄更大,基本均在5年左右的时间内相继退休,审计的后继梯队面临断档窘境;二是人员队伍知识结构、专业结构单一,原始学历普遍不高,第一学历为全日制院校本科以上学历人员更是凤毛麟角,绝大部分都是在职后续学历,专业背景基本上是财务会计,精通金融、工程、计算机、法律、审计等专业人员欠缺,与现代审计的发展不相适应。由于以上原因,大部分审计人员思维方式陈旧,传统审计观念根深蒂固,接受新知识、新技能的能力和创新意识不强,加之工作任务重,整天忙于审计业务工作,学习充电的时间相对较少,给学习新知识、推广应用审计新技能带来阻碍;三是受人员编制和退休年龄限制,高素质的年轻人才暂时进不来,年龄偏高已不适合做审计工作的人一时又出不去。即使能招录一部分年轻、有学历的一专多能的复合型人才,但他们审计实践经验欠缺,短时间内很难挑起审计工作的大梁。
2、审计技术手段落后。目前,就全国各行各业来看,信息化已是大势所趋,审计工作当然也不例外。预算执行审计所涉及的被审计对象,绝大多数都已使用电子计算机进行账务处理,其大部分会计核算资料以及制证、记账和编报等工作也都是通过计算机处理系统进行管理的,这些部门单位的计算机应用水平已经达到相当的高度,而且还在不断更新升级。反观基层审计机关,不但审计信息化意识淡薄,而且连最起码的基础设施配备也不到位,计算机审计人才极度缺乏。现有审计人员大多都是无师自通的财务出身,即所谓的“老会计”,他们对计算机知识知之甚少,况且也没有时间、精力和兴趣参加系统的计算机知识培训,日常审计工作中依然乐此不疲地运用手工操作进行简单查账,计算机审计方法运用得很少或者根本就不会用,有的甚至连文字录入、打印输出、排版、制表等最基本的办公操作都不掌握,审计信息化建设明显拖了预算执行审计工作的后腿。
3、审计层次不高。作为国家治理的重要工具和经济监督的必要手段,审计监督原本应是全方位和高层次的监督。但是,就目前地方预算执行审计实际情况来看,监督内容仍停留在执行财经纪律、完成纳税情况、保持预算收入的完整性、真实性、合法性等方面,对预算支出的合理性、效益性等最能体现审计监督层次的内容依然缺乏应有的监督和覆盖,“重收入、轻支出,重治标、轻治本,重堵截、轻防范,重真实、轻效益”的格局依然没有改变。尤其是在效益审计方面,审计人员缺乏应有的绩效审计观念,绩效审计制度依据缺失,绩效审计评价指标体系不健全,绩效审计人才短缺等,制约预算执行中效益审计工作的开展。
二、原因分析
(一)政府“需求”及管理的缺失,增加了预算执行审计工作难度。一是体制的弊端导致政府“需求”的扭曲。自20世纪90年代以来,我国“财权向上集中、事权向下转移”的体制,使得各级地方政府事权有余而财权不足。这样的财政体制使得地方政府仅应对上级的硬性配套就已捉襟见肘,加之在制定本级项目建设计划时又存在一定的随意性,有的甚至不认真考虑当年本级收入预算情况而强行安排一些临时性建设项目,这些原因迫使财政部门在政府行政首长点头或默许的情况下,习惯性的在收入丰年隐藏一部分收入,作为“过冬钱”,以备不时之需;二是地方各级人大对本级预算及其执行情况监督不到位引发管理的缺失。主要是指由于相关法律制度和审查监督机制以及工作程序、方法等不够完善,加之受监督人员业务水平以及外部环境的制约,往往导致地方人大对财政预算的审查监督流于形式;三是预算部门管理的缺失。有些部门提出的专项包罗万象;有的部门故意不编制采购预算,专搞临时性采购,以便摆脱政府采购控制;有的部门单位确定性项目故意漏报,专找机会搞临时追加。不规范行为林林总总,使得预算编制和执行失去了应有的约束性和严谨性。
(二)审计管理体制制约了预算执行审计力度。审计法规定,我国地方审计机关实行本级人民政府和上一级审计机关双重领导,特别强调“审计业务以上级审计机关领导为主”,至于有关审计机关身家性命的人、财、物的领导和管理则没有明确,实际都放在了地方政府手中。财政预算表面上看是财政部门的行为,但许多重大事项都是政府点头的,即所谓的“政府行为”,因此审计本级预算执行情况,与其说是审计财政部门,不如说是审计本级政府。同时,我们还应当看到,审计机关的领导班子成员都由当地政府任命,审计机关的审计经费经政府主要领导审批后,由财政部门具体安排和拨付,这种相互制约的关系使得审计机关既不敢得罪政府也不敢得罪财政部门,工作中往往存在不便审或不敢审、即便审出问题也不能揭示、即便揭示也不敢处理的情况,审计的独立性和执法力度受到巨大的影响。
三、改进对策
(一)修订完善有关审计监督工作的法律法规,不断拓展审计监督范围
1、赋予地方审计机关对本级预算编制进行事前、事中审计监督的权力。就是将审计切入点前移,对预算编制的科学性、合理性进行审计,彻底改变对于预算编制后的所有既成事实在预算执行中只有无奈接受和认可的现实。一是在财政预算编制完成并向本级人代会提请审查批准前,对预算编制的科学、合理性和细化程度等进行审查并提出审计意见,以有效约束预算过粗、待分解项目和数据过多,以及项目和单位不够具体、不能对应等行为;二是审查部门预算支出的定员定额标准是否科学、合理和符合实际,是否有违规安排“三公经费”和会议费行为,并重点加强对预算资金支出情况的跟踪审计,促进部门单位科学编制并严格执行预算,努力降低行政成本,提高资金使用效益。
2、赋予审计机关对非公有制经济组织和个人税款缴纳情况进行日常监督的权力,以保证本级预算执行审计内容的完整性和分析、评价的全面性。
3、适应新形势要求和地方审计人员期盼,实行简政放权。具体来说,就是科学整合审计资源,审计系统内部上下级审计机关之间重新划分审计管辖权。退一步说,最高审计机关应当认真研究,充分听取下级审计机关的意见,将自己管辖范围内、坐落在基层地方的,况且又鞭长莫及或者是无暇顾及,多年未进行审计的对象,下放或授权给地方基层审计机关审计,促进地方预算执行审计的全面完整。
(二)改革现行审计管理体制,完善审计组织管理方式
1、将全国地方各级审计机关纳入国家审计署垂直管理。即地方各级审计机关的机构设置、干部管理、人员编制和经费开支均由审计署垂直领导,确保地方审计机关审计执法真正独立于地方党委、政府之外,使地方本级预算执行审计实现真正意义上的“同级审”,最大限度地保障地方各级审计机关审计的独立性和权威性。
2、科学整合审计资源,完善审计组织管理方式,推行异地交叉审计。具体来说,就是由上一级审计机关统一组织下一级审计机关,突破地域管辖原则,对同一级别地方人民政府预算执行情况实行相互交叉审计。相互交叉审计,可在某种程度上规避问题披露难、问题审查难、处理受限制等弊端,能够较为真实地反映审计发现的问题,完整地报告审计结果,审计机关对其所属地方政府存在各种顾虑的问题也就迎刃而解,可以有效提高预算执行审计监督力度和效果。
(三)细化、完善审计内容,提高审计品位和层次
1、关注社会热点、难点问题。细化、完善本级预算执行审计内容,要重点抓住政府和人大关心、社会关注的热点问题,如政府投资的基础设施建设项目、民生资金和民生工程、资源环保工程、机关“三公经费”和会议费支出等,要跟踪资金的来龙去脉,揭示资金运行过程中存在的问题,分析原因和危害,力争把预算执行情况审深审透。
2、关注体制机制制度建设。在关注资金运行过程中存在的显性问题的基础上,还要注重从财政管理的本质出发,加大对国家财政预算管理制度改革措施执行情况的审计力度,从体制、机制、制度上揭示预算执行中存在的问题,分析存在问题的原因,提出有建设性的意见和建议,改变过去审计的深度不够,内容单一、理性分析层次较低,建设性作用不明显的问题,主动把审计工作融入到各级政府和人大的决策中去,凸显审计工作在地方经济决策中的地位和作用。
3、积极开展效益审计。随着社会公众更加关注财政资金使用的有效性,本级预算执行审计也应更新观念,与时俱进,在关注重点财政资金支出的真实、合法的基础上,积极探索并逐步开展效益审计。特别是在有关民生事项的审计上,更要重点关注财政资金使用过程中的损失浪费和效益低下问题,进一步提高本级预算执行审计的整体效能。
(四)加强审计队伍建设,不断提高审计人员整体素质
1、坚持高标准、严把进人关口,保证录用人员质量。对编制内空岗人员,按照公开、公平、择优的原则,坚持全部面向社会进行公开招考,真正引进一批高素质、复合型的审计人才。
(1)学习档案记录。
学生学习档案是形成性评价的重要评价工具,它可以对学生的学习过程、学生成长进行掌握和评估,有效地促进学生的学习。在创建和制作学生档案袋时,教师要充分发挥学生在学习成果选择、学习反思、评价标准确定等方面发挥主体作用,促使学生参与到自我评价与目标设定中。
(2)课堂观察,教师评价。
课堂活动是教师观察学生的学习表现,评价其语言应用能力及交流能力的主要依据。教师可以以分组讨论、课前演讲、口语会话、你说我猜、课堂问题回答、分角色扮演等活动中了解学生对学习内容的掌握、学习进度的进展、学习效果的检测等情况。
(3)学生自我评价。
为了激发学生的学习积极性,树立适合任职需要的学习目标和学习方向,教师有必要指导学生针对当前自身能力建立适合自身发展和教学的评价方案和方法,以便根据自身的当前状况及时调整学习进度和方法,从而成为适合发展需要的积极主动学习者。
(4)学生互相评价。
学生互相评价有利于培养学生的团队合作精神,促进学生取长补短,共同提高。教师可以组织学生,以三至五人为一组,根据组内的讨论活动中学生的表现,同学之间相互评价。评价前,教师可以根据活动的内容和方法制定比较系统的评价细则和操作方案。还可以利用网络等方式,开展课外的自主学习和反馈活动。
(5)确定演示任务。
任务演示是以人物教学法为指导的一项语言学习活动,目的是培养学生的语言运用能力。除了在课堂上教师讲授的课文外,学生可以根据自己的喜好,选择和计算机相关的英文材料,并制作成演示文稿,以演讲的形式展现给同学,教师根据学生演讲的内容、形式实施点评,及时纠正其中的语法、语言错误等,并做出实时激励评价。
2改革的实施步骤
形成性评价在计算机英语教学中的实施步骤,包含以下几个主要的教学手段,教师评价贯穿于整个教学过程。
2.1实施促进语言知识掌握的评价
为了促进学生掌握每章节所学的知识点,学生可以以小组协作学习的方式自愿结合,3~5人为一小组,并选出组长。组员各自把自己掌握的情况记录下来,作为档案袋材料。还可以通过提问、小组讨论等方式翻译相关材料。
2.2实施促进语言技能提高的评价
对学生说和写技能采取自评、互评、师评相结合的方式进行评价。在每堂课之前都有5分钟的口语训练时间,每组轮流准备一个主题,鼓励多人一起参与。教师根据训练目标制定评价标准,训练结束后,学生可以自由发言,提出自己的观点。然后分组讨论,组长把组员的意见填充到表格上。最后教师进行总结,指出优缺点并告诉学生下一步的努力方向。对于学生的作业,教师应制定有目的、有针对性的题目,学生完成后要认真批阅,在批阅过程中对语言错误不做过多修改,重点说明文章优缺点并给予鼓励,解惑等反馈信息。
2.3实施促进学习兴趣学习态度的评价
形成性评价以学生为主体,要求在评价期间学生了解自身的学习状态,通过和谐融洽的讨论环境,吸收同学老师的意见,更好地掌握学习的方法和内容。在学习过程中逐步取得成就感,增强自信心,提高学习的积极性。
2.4实施促进学习策略学习自主性的评价
在形成性评价的具体实施过程中,学生既是评价的主体,也是教师和同学的评价的客体。一方面,学生要以主体身份对学习过程进行监控,对学习成果进行自我评价和反思,另一方面,教师和同学的的评价起到参照的作用。在学习过程中,学生可以根据教师制定的标准确定自己的学习目标,学生通过自我评价以及同学和老师的评价明确自己对知识的掌握情况,明确与目标的差距,继续努力。
1概述
计算机联锁系统的安全可靠性是研究、开发、生产计算机联锁设备必须遵循的永恒的主题,也是验证计算机联锁系统性能的主要依据。计算机联锁设备是一种连续工作的实时系统,它必须具有极高的安全性和可靠性才能适应铁路运输和城市轨道交通高效和安全的运营要求。
其实汁算机联锁系统的安全性是指联锁设备在运行过程中无论发生什么故障都不能产生有可能危及列车安全运行的危险因素,一般着重于在不正常的情况下使系统导向安全,防止产生危险后果;而可靠性是指联锁设备在规定的时间和规定的条件下完成规定功能的能力,一般侧重于防止或减少系统发生故障。显然,安全性的实现是以可靠性为基础,并在提高可靠性的前提下完成的。为了系统地分析问题,我们将把计算机联锁系统的安全性和可靠性结合在一起考虑,并着重从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施,使计算机联锁系统符合故障—一安全的原则。
2硬件部分的安全可靠性分析
根据计算机联锁系统的结构组成和功能特点,硬件部分的安全可靠性技术从计算机联锁系统的上位机、联锁机和接口电路三个部分进行分析。
2.1上位机安全可靠性分析
上位机主要功能是向联锁机构输入操作信息,接受联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业情况的表示信息。为此上位机可采用经国际安全机构认证的高可靠工业控制计算机,摒弃原商用机所采用的大母板结构,把原来的大底版(系统板)功能集中在一块ALL--IN--ONE插卡上,底板变成无源总线母板,增加了插槽数,便于系统的升级扩展。
采用的机箱结构具有良好的散热、隔热、防潮、防尘性能,驱动器架采取避震措施,使整个机箱具有可靠的机械强度和很好的抗电磁干扰的能力;采用不问断供电及净化的专用开关电源,抗共模干扰,具有浪涌保护、过载保护、漏电保护的功能,单机设备的平均无故障工作时间可达到100000h。
计算机联锁系统的维修机和上位机的配置是一致的,平常可作为上位机的热备机,在系统故障时能够进行自动无扰切换,切换过程不影响现场设备状态,提高设备可靠性。
上位机的人机接口界面的设计使用先进的工业控制软件,使得系统的监控不仅具有友好的人机交互界面,而且具有丰富的图形画面显示及图形操作功能,调图方式灵活,修改参数方便。在设计中,根据铁路交通和城市轨道交通信号计算机联锁的特点,可以灵活运用登录口令、操作员权限、安全设定点、设定点口令、安全审计跟踪记录等安全特性,确保联锁系统执行操作的安全可靠。
2.2联锁机安全可靠性分析
联锁机是信号控制系统的核心。在设计中,可选用国际安全机构认证的硬件三重冗余计算机联锁系统,用于实现联锁数据处理过程的故障—安全。所谓三重化冗余系统是指系统共有A、B、c三个相同的主机,每个主机可以把它看成系统中的一个模块。三个模块同时执行一致的操作,其输出送到“表决器”的输入端,然后把表决器的输出作为系统的输出。结果经输出设备三取二表决后进行输出,可以保证输出的安全性。当其中一个联锁处理单元联锁逻辑单元故障时,系统能够转换为二取二工作方式,在不降低安全陛的前提下,使整体系统的可靠性得到提高。
采用三取二表决系统原本是为了提高系统的可靠性而采取的一种冗余系统。然而从安全性角度来看,若有两个主机发生了同样的故障,即共模故障,系统将输出错误信息,经接口驱动后,有可能危及行车的安全。因此,必须消除软硬件的设计错误,当主机的设计完全正确无误时,仅由硬件失效和干扰而产生的共模故障的发生概率就很小。为了进—步降低未检出故障的组合而产生共模故障的可能性,可利用单机自检技术、主机间互检技术和双套不同的软件,扩大故障检测范围,消除因干扰而引起的影响。
为了保证三重化冗余系统能够通过多数一致表决得到正确的结果和发现出错的模块,这就要求三台微机必须同步工作。否则,整个系统便会出现紊乱状态,多数一致表决无法进行,系统无法保证正常可靠的工作。
计算机联锁系统为保证安全可靠而采取的主要措施是:全面的在线自诊断和专门的安全检查程序。这就要求系统在规定的周期内对计算机的运算器、存储器、接口等元器件用一系列自诊断程序进行全面自诊,而安全检查程序则对联锁程序任务模块的运行状态进行监视,对关键信息代码的合法性进行检查。在自诊断和专门的安全检查中一旦发现故障,立即切断计算机的输出(同时报警)。在设计中必须采取有效的措施来确保:
(1)检测过程本身应具有安全性,或采用相应硬件及软件措施来实现安全性;
(2)检测要要有足够的频率,使类似或等同故障在二次检测之间不会发生;
(3)检测要足够灵敏,能够测出每个安全单元之中的重要故障;
(4)检测失败时应及时产生安全保护动作;
(5)冗余装置要足够独立,使之不受其他故障的影响。
例如在具体实施中,使输出控制单元经过表决后输出,所有输出进行反馈检查闭环控制;在输出执行环节采用条件电源供电方法,当用实时检测或实时比较技术发现联锁微机内部故障时,即使产生危险侧的错误控制命令,通过强制切断执行环节的条件电源,减少错误的控制命令输出。
采用光电隔离技术,接点输入电路要经过光电耦合后力节目接至接口电路输入输出模块,有效的抑制接点输入电路的电磁干扰;采用静态输入或动态输入方式,以便有效的实现故障—安全原则。
在输出接口的设计中,采用代码—动静态和动静态—电平两级变换电路;采用不间断供电及净化的专用电源,电源模块内部设有双重化电压调整器及自诊断电路,可检测电压的输出范围与是否超温并给出相应报警。
2.3接口电路安全可靠性分析
由于一般继电电路采用的重力式安全继电器具有很高的安全性,在我国铁路中运用了几十年,为此计算机联锁系统的接口电路仍然以安全继电器作为计算机联锁机构与室外设备控制电路的接口。我们知道安全继电器通过以下技术实现故障—一安全:电气接点采用特殊材料制作,使接点粘连的可能极小;采用吹弧技术,消除接点拉弧造成熔接;采用重力式设计原理,在继电器故障时,利用其重力使衔铁复位,从而保证实现系统的故障——安全的目的。
为此在计算机联锁系统中,信号、道岔、轨道电路等监控对象的状态信息依然是用安全型继电器的接点状态来反映的,输人接口的任务就是将这种电平形式的二值逻辑数据安全地采集到联锁机中来。
2.4其他方面的安全可靠性分析
考虑计算机联锁系统硬件设备的其他方面的安全可靠性,对包括电源、计算机、数据通讯线路、输人输出接口、机架结构及地线设置等方面采取了电磁兼容设计和防雷设计,以保证在规定等级的运用环境中,设备必须正常工作,不产生任何指标下降和功能上非期望值的偏差。
3软件系统的安全可靠性分析
在计算机联锁控制系统里,各种复杂的功能主要依靠软件来实现。嵌入在安全控制系统中的软件,不仅要能完整地实现系统的控制功能,还要能保证实现系统在发生意外时的安全防护即故障—一安全功能。
一般在汁算机联锁控制系统中,普遍采用以下软件技术来提高系统的安全可靠性:
(1)采用信息编码技术,以便出错时能被及时识别。例如,对于涉及行车安全的逻辑变量,用多元代码来表示安全变量的两个值—一安全侧值和危险侧值。这样,当代码在存储或传输过程中,由于存储器硬件故障或者外界干扰而发生畸变,一旦错成非法码时,就可由软件自动检出并导向安全侧。
(2)采用软件冗余技术,保证软件运行的安全性。
(3)采用软件检测技术及时发现故障,以进一步采取措施防止危险侧信息的发生和输出。
图1计算机联锁系统数据处理模型框图
图1是一个从安全角度去考虑的计算机联锁系统的框图,实际上也是计算机联锁系统的一个安全性模型,只是仅从保障安全的角度把计算机联锁系统描述成为一个典型的数据处理系统。对于计算机联锁系统来说,保障安全就是保障框图中的数据流和控制流这两种信息处理的安全;退一步讲,即便信息处理发生错误也不会导致危险的后果。
联锁机和外部设备的输入/输出信息具有两种特性,—是开关性;二是安全性。外部设备向联锁机提供的输入信息具有开关性。同样,联锁机的输出信息也具有开关性,这种开关性可由表示两个状态的器件如继电器来反映。输入/输出信息的安全性是根据信息与行车安全的关系来界定的。一类是与安全无关的信息,称作非安全信息;另一类是与安全有关的信息,称作安全信息。
联锁机和监控对象之间交换的信息属于安全信息,因此必须考虑当输凡输出通道发生故障时,一定要确保传送信息的安全。为此,在通道设计上必须采用安全输凡输出接口。在CPU与输入和输出模块间采用专用总线以保证传送的正确性,对输入电路采用光电隔离电路读取。输入值,以检测“粘连”状态,对各个输出信号在提供给继电器前进行表决,不致因输出模块本身的故障而影响信息安全。一般在具体的系统设计中,可采取如下措施:
(1)安全信息的输入:在计算机输出每种信号设备状态码的第一位后,待输出电平稳定(如20ms),再将每种信号设备状态码的第一位读入储存,并立即输出第二位代码;读入全部代码后,经计算机整理后再传给每个对象的存储模块。
(2)安全信息的存储与更新:计算机联锁中监视现场设备状态的存储单元,在宏观上必须与被监视的对象建立不断的联系,当联系中断时,系统必须立即倒向安全。
(3)安全信息的运算:联锁条件满足时,程序的走向和运算结果都是预知的。为了提高安全性和防止漏检查联锁条件,在每次判断条件成立后,将该条代码进行按位累加,联锁关系全部检查正确时,其累加值应与预期结果相符。
(4)安全信息的输出:计算机的开关量的输出是非故障安全的。为了保证安全,可对输出环节进行连续的监视,如出现不应有的危险侧输出,应快速地在现场设备未动作前予以切断。
(5)安全信息在计算机间的传递:为了符合信号系统的传统做法,遵循故障安全的要求,在计算机联锁的设计时,应采用点对点的循环传送方法,而不采用变化检出、一次传送的方法。
计算机联锁的串行数据在传输过程中,由于干扰而引起误码是难免的,在检查数据位和冗余位之间的关系是否正确时,应着重防止在传输中错误地出现危险侧代码。为了确保信息传输的安全可靠,一方面可以采用冗余度小、检错能力高的循环码(CRC)作为检错码;另一方面就是在软件编程时对传输的信息进行特殊编码,并以反馈重发方式纠错。
根据编码理论,利用n位二值码元可生成一个具有2”种伏态的码字或代码的集合。在这2”种状态的代码组合当中,仅取一种状态代表危险侧码字(例如用危险侧码字10101010代表对应继电器吸起),再取另一种状态代表安全侧码字(例如用安全侧码字01010101代表对应继电器落下),其余的均认为是非法码字,则这种代码便具有典型的故障—一安全特性。由于非法码字在正常的联锁运算时也被认做安全侧码字,故而该编码组合仅有1种码字对应危险侧,其余2“—1种状态均对应安全侧。但在实际的运行中要真正能做到故障导向安全,还需对软件编程的安全编码进行科学的分析和认真的考虑。
我们认为编码中各个码元发生差错的概率是相同的且不同码元发生差错的事件是独立的。假定每一码元发生差错的概率是",则无差错的概率即为1—p,此时整个代码均无差错的概率为(1—p)“。当选用编码组合中码距最大的一对代码,即码距等于n的—对代码分别作为代表危险侧和安全侧的有效码时,安全侧代码因故畸变成危险侧代码的条件是n个码元同时出错,其出错概率为旷;而安全侧代码出错变为另外一个代码的概率则为1—(1—p),显然这两个概率有着明显的数量的不同,这就造成了编码在故障或受到干扰情况下逻辑出错的不对称性,假定2“种编码中任一个发生畸变、出错变为另外任一个代码的概率相同,均为P(c);此时,因危险侧代码只有—个,某一代码错为该代码的概率即为户(c)以上数值与目前国内外广泛使用的信号安全型继电器的不对称指数相比显然是可以认可的;同时n取为16,恰好是计算机内存字节的整数,便于进行软件编程。根据铁道部《计算机联锁技术条件》标准,与行车安全有关的信息在计算机内必须以空间冗余的方式存储,在自由状态下其非法码字和合法码字出现的比率或非安全侧码字和安全侧码字出现的比率必须大于255:1,上述规定中所谓空间冗余即意味着必须用多余的信息位表示单一比特的信息,采用不对称码元的方法表示涉安信息即为空间冗余方法之一。此外,自由状态即指任一代码发生畸变而成另一代码相同概率P(c)的假设。该条件给出的具体数值则意味着如采用不对称码元,则所选代码位至少为n:8。基于这些原因,计算机联锁中选用16位代码来表示联锁数据是可取的。经过正确的合理编码,完全可以保证编码的汉明距大于4。
4结论
计算机联锁系统的安全可靠性是计算机联锁系统的关键,我们必须从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施,才可使计算机联锁系统符合故障—一安全的原则。
综合以上分析和考虑,并通过可估算和推导的数学方法进行可靠性和安全性计算机联锁系统的安全可靠性指标:平均故障间隔时间MTBF为1x10h,平均危险侧故障间隔时间MTBFAS为1x10h,符合国家标准。
参考文献
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有关计算机软件工程的隐蔽原则一般是这样描述的:包含在模块内的信息对于无需这些信息的其他模块是不可存取的,即将不需要的信息都隐藏起来,只允许其他模块知道其本身所需的信息。
如果说最简单的就是最好的,那么计算机信息隐蔽性最强的就是最简单的。从方法学的总结到推广,从软件设计到软件实现,从手工开发到工具辅助,信息隐蔽原则无时无处不发挥着极有效的指导作用。
l计算机隐蔽原则与其他原则的统一
1.1方法学都基于软件工程基本原则
基本原则是行为所依据的法则和规范。无论什么方法学从知识工程角度来说,都是运用软件工程方法学基本原则的规则、策略及工具的集合。其中抽象原则是最重要的,它给出软件工程问题求解全过程的最基本原则,其他原则是对抽象原则的补充。
指导如何抽象的基本原则大体上可以分为体系规范原则和模块规范原则两类。前者是规范整体解题思路及解得验证,包括形式化原则、分割原则、层次原则、概念完整性原则、完备性原则;后者则是与子问题有关的原则,包括隐蔽原则、局部化原则、逻辑独立性原则。面向对象的“关系”抽象较多受前者规范,“对象”抽象较多受后者规范。
1.2基本原则间的相互关联
虽然可以做“体系规范”和“模块规范”的大体分类,但基本原则之间并不是无关的,而是整体与局部间的相互制约,形成一个统一体。
要求将信息最大限度地隐蔽在计算机模块内的隐蔽原则,使模块内部信息封装化、模块的外部形象黑盒化,与外部的关系最少,所以使满足体系抽象原则的抽象过程和验证工作简单化,同时也很容易满足模块规范的其他原则,如局部化原则和逻辑独立性原则。
例如将具有多重关联的多个数据库表的条件组合查询,
由一个驻在服务器端的存储过程来统一完成。客户端用户可以在同一个窗口上对数十项多层交叉的查询条件任意选择组合,将选定条件送给相应存储过程。从外部来看,存储过程的任务极为单纯,即根据指定条件找出所有符合条件的记录,将结果写到一个有共享结构的工作表中,然后把查询正常与否的消息通报给客户端的调用程序。该程序接到正常查询结束消息后,到指定暂时存放查询结果的工作表中,按一定格式取出结果并报告给用户。
我认为,这是一个全面符合软件工程基本原则的设计典范,而其关键技术是信息隐蔽设计。首先是遵循隐蔽原则将具有复杂关系结构的多个数据库表的操作和库表结构封装在一起,实现了完全的信息隐蔽。由于高度信息隐蔽的实现使这一组相关库表的所有多层交叉组合结构有可能在一个对象中完成,高度满足了局部化原则。由于它的功能单纯、明确,数据库表间接口通过对相应存储过程传递参数来完成,属于内聚性最强的功能内聚和耦合性最弱的数据耦合,因而具有很好的逻辑独立性。
不难想象,几十项查询条件的组合,查询结果显示方式达三四十种是很正常的。由于在局部化、功能独立化原则下应用对象只是抽象成一个超类窗口对象,在信息隐蔽设计支持下,这三四十种结果显示功能可以全部相互独立地挂在查询父窗口下,自然地满足了分割原则、层次原则、概念完整性原则等体系规范原则。
2信息隐蔽性设计的目的和优越性
2.1目的
探讨信息隐蔽性设计的目的是:分析将信息隐蔽起来有什么好处,以便使问题求解简单化。
2.1.1好理解
一般的复杂问题有两个特征,一是解题要参照的接口太多、太复杂,二是解题的方法太复杂。那么要想使之简化,无非是从问题接口和问题解法上人手。将复杂的接口信息与复杂算法隐蔽起来,剩下的自然是简单的。换句话说就是实现对象的外部数据结构与算法的封装。
需要知道的东西越少越好理解。在软件工程中,理解是最繁重的工作之一。开发过程中从分析人员对用户需求的理解,到设计人员对需求规格的理解,直至编程人员对软件设计的理解,是一个理解传递的过程。每一级开发人员的目的都应是将经过自己加工后的、更简单的抽象结果更抽象、更好理解。因此好的设计人员就是经其加工后传给下级开发人员的设计最容易理解,即给出的问题定义越简单、接口越少越好。
2.1.2好实现
有时好理解却不好实现,即实现算法复杂。但是,如果把复杂算法做成一个封装的模块对象,使实现者只需知道模块的作用和使用方法就可以得到所期待的输出结果,而无须知道模块内部的具体实现,因此实现的问题就可以得到简化。
2.1.3好验证
复杂问题也不好验证。有些设计看起来好理解,也不难实现,但验证起来却很难。例如如果设计了相当多的功能热键用户接口。对于输入数据窗口和数据项较多的应用程序,测试起来十分困难。多个功能热键、多种激活方式、多个输入数据窗口和数据项之间前后控制跳转,这些都是黑盒测试的出发点,而每个控制节点都以2以上的指数方式递增着测试用例数目。即使一般复杂的应用,其测试用例也超过200类。
由于采用了这种多控制、多转移的复杂输入方式设计,算法复杂是不可避免的。简化的办法还是信息隐蔽性设计,将每个热键的多种激活方式触发的内部处理都写成公共对象且封装起来,供各应用程序继承调用。显然这种隐蔽技术直接简化了理解和实现。由于公共父类对象已经做过全面集中测试,下层程序继承后的有关测试绝大部分可以“免检”,所以间接简化了验证,达到“好验证”的目的。
2.1.4好重用
好验证的设计方法是把算法复杂的对象泛化为超类对象,进行集中实现和集中测试,使多个下层子类共享父类的实现和测试,所以它也是一种重用方案。好重用往往是好理解、好实现、好验证的必然结果。不过它是从更高层次上审视信息隐蔽性的目的。
2.2优越性
由于信息隐蔽性设计重用性高,因此可以大大降低开发和维护成本。具体可以从两方面来看其优越性。
1)由于将复杂内容都隐蔽到公共超类之中,可以集中优势兵力对公共超类对象统一进行设计攻关、设计优化和代码优化及测试和修改,所以不仅利于保证设计和实现的正确性,而且利于提高可维护性、保证数据安全性。总之,有利于从整体上保证软件的基本质量,降低维护成本。
2)由于简化了编程难度,避免了重复劳动,降低了对程序员技术经验水平的要求,减少了设计说明和理解交流及编辑的工作量,因而利于减少开发成本。
倘若前述的软件设计不是采用信息隐蔽性设计,倘若我们只有对复杂的库表结构了如指掌之后才能进行多层交叉组合查询程序的实现,这不仅将需要许多时间理解库表结构,还需要构筑同样的数据库,录入能体现复杂数据关系的各种测试数据。由于数据关系映射着应用对象的关系,为此我们还必须了解满足各种组合查询的数据与应用业务处理间的对应关系,因为稍有理解偏差,取出的用于统计的数据就会全面失去意义。所以信息隐蔽性设计对于大型软件开发,特别是分式的异地开发,是不可或缺的。
实际上,前述软件设计提供给我们的是与复杂数据库结构封装在一起的组合查询存储过程,只是一个桩程序。在我们开发客户端组合查询程序时,它完全是个黑盒子,甚至没有放到服务器端。但是,它使得组合查询程序只剩下输入数据检验这一单纯功能了。
3信息隐蔽性设计的基本思路与实践
信息隐蔽是个原则而不是方法,按此原则设计的系统具有信息隐蔽性,这是设计优化的一种表现。结构化方法和面向对象方法都追求信息隐蔽性,并且各自具有一套抽象与实现的思路与方法。在此,我们尝试归纳一下不拘泥于方法学的有关设计思路与方法。
3.1哪些场合应考虑隐蔽性设计
总的来说,凡是可以用信息隐蔽性设计、使复杂问题简单化的场合,都应该采用此设计。
首先,可以对共同事件、共同处理采用隐蔽性设计。因为重复是问题复杂化的一个重要原因。例如“输入数据检验”、“退出事件”、“打开事件”、“打印处理”、“热键的转移控制”、“系统信息输出处理”等,甚至对打印报表的“制表时间与页号编辑”功能的共同处理。
其次,可以对接口和环境采用隐蔽性设计。因为接口也是问题复杂化的重要原因之一。例如,可将静态数据库表及其查询操作隐蔽起来,将复杂关系表及其存取操作隐蔽起来,甚至可以将所有数据库都隐蔽起来,使低级开发人员根本不必意识数据库的存在,以及将特殊输入输出装置接口处理隐蔽起来,将与其他系统的接口处理隐蔽起来等。
此外,还可以把复杂的算法、概念隐蔽起来,也可以把用户没有权限的功能隐蔽起来,以保证数据的安全性。
3.2信息隐蔽的实现方法.
我们可以把实现信息隐蔽的物理范围称为隐蔽黑盒。信息隐蔽实现方法实际上就是隐蔽黑盒的实现方法与调用方法。隐蔽黑盒一般可以用函数、存储过程、超类对象、语句系列来实现。使用隐蔽黑盒时,可以用函数、存储过程调用、祖先继承及程序段复制等相应办法来引用。
3.2.1服务器端的隐蔽黑盒设计技术
我们使用触发器来实现对一些数据库超类表(如流水号表)或共同表操作(如表头信息写操作)的盒化。触发器是通过将实现方法与调用方法封装在一起,把调用方法也隐蔽起来,是最彻底的隐蔽黑盒。这除了使复杂问题简单化以外,还有利于数据库的安全。因为再严密的客户端操作也无法完全排除网络带来的不安全因素的影响。而随着网络支持性价比的提高,把数据库相关操作集中在服务器端,客户端只负责输入数据的正确性检查和结果数据的处理,这显然是一种既讲效率又能保证数据库数据安全体系结构的方法,是“胖服务器瘦客户机”发展方向的必然取舍。
3.2.2静态表的隐蔽黑盒设计
从信息隐蔽的角度看程序中分离出去的静态表,对程序来说也是一个隐蔽黑盒,它实现了程序中存在变因的控制数据或开关数据对程序的隐蔽(隔离)。静态表放在服务器端,便于共享和维护。同时,我们用逻辑控制静态表解决了面向不同应用对象动态组合应用功能这个难题,把没有权限的那一部分功能对用户隐蔽了起来。
总之,隐藏黑盒就是重用单元,重用单元越多软件开发越简单,与数据库有关的隐蔽黑盒放在服务器端要比放在客户端好处更多,因此隐藏黑盒有着广阔的重用前景。
参考文献
2、FlexRay总线时间调度
根据样例飞行控制计算机的内部总线FlexRay通信协议可知,内部总线通信时间为5ms,每个时隙为50μs,FlexRay总线最大帧长为127字[7]。本设计中1553B帧长度最大为54个字节,频率最高为100Hz,故使用上述FlexRay总线通信协议能够符合1553B总线通信要求。本设计中,1553B传感器数据的频率为50Hz和100Hz,而FlexRay总线通信频率为200Hz,内部总线通信速率高于外部传感器速率。故1553B板卡在内部总线通信过程中,当有传感器数据更新时,FlexRay总线传输最新的数据;而当没有数据更新时,FlexRay总线传输当前的传感器数据。为保证数据的完整性及减少占用总线时隙数量,本设计共使用总线三个时隙,每个时隙具体传输内容如表4所示,时隙2、7、15传输内容分别为惯导传感器无线电高度传感器和大气数据机的数据,数据帧大小分别为54字节、32字节、12字节。
3、1553B通信单元软件设计
3.1驱动软件的IP核封装与实现
在嵌入式FPGAEDK设计中,为了简化用户开发难度,Xilinx公司提供了一个封装了的接口,即IPIF(IPinterface,IP接口)作为介于PLB总线与用户逻辑模块之间的接口缓冲[8]。IPIF将PLB总线操作封装起来,而留给用户一个逻辑接口。本文软件设计采用模块化设计思想。其设计步骤如下:首先,将每个硬件模块对应编写一个驱动软件程序;其次,将相应驱动软件封装成通用IP核;最后,将IP核挂载到PowerPC内部总线PLB上。模块之间的通信主要通过PLB总线和OPB总线实现,系统中各模块通过这两种总线连接至PowerPC内核上,而PowerPC通过内部总线读写机制实现对各个模块的读写与控制。如图4所示为1553B通信单元的硬件平台总体架构图,主要由PowerPC内核、1553BIP核、FlexRay总线对应GPIOIP核集合、串口IP核、BRAM模块IP核及相应的中断控制IP核组成。
3.21553B总线接口驱动软件设计
如图5所示为1553B总线接口IP核结构图,整个驱动分为三个模块:总线读写模块,初始化模块和数据缓存模块。系统上电,该IP核激活,进行总线初始化操作,发送初始化完成信号并查询PLB读写信号,等待PowerPC405的读写操作。当读控制信号使能时,PowerPC405读取数据缓冲区中的数据;当写控制信号使能时,总线读写模块将数据缓冲区中的数据发送至总线上。
3.31553B通信算法设计
1553B通信单元的调度主要由外部1553B总线的数据接收,内部FlexRay总线的数据通信组成。本设计采用模块化设计,将系统功能划分为顶层应用和底层数据通信。底层数据通信主要包括外部数据流通信及内部数据流通信,外部数据流通信主要由1553BIP核实现,内部总线也由FlexRay驱动程序实现数据通信;而内核PowerPC主要实现顶层应用,即数据调度及总线故障切换功能的实现。如图6所示为节点通信程序流程图,系统上电后,首先对FlexRay总线及1553B总线节点进行相应的初始化,进而查询1553B对应FIFO满输出引脚,当接收到数据时,节点读取FIFO内容,并写入相应的总线发送缓冲区中。进而查询MFR4310的中断引脚信号,当发送中断有效时,执行发送中断子程序,将接收到1553B总线数据通过1553B总线发送出去;当接收中断有效时,执行接收中断子程序,通信节点接收CPU发送来的控制信号。系统完成数据调度后,进而进行总线故障检测。由于1553B总线的基本周期为10ms,故本设计中总线检测周期为10ms。当定时器的10ms定时时间到,总线进行一次总线检测。当接收到总线切换指令,通信单元进行总线切换,并更新总线状态;进而判断是否接受到传感器的1553B总线应答信号,如果有,将总线故障计数清零,倘若没有,将故障计数加1,当故障计数大于6,进行总线切换,并更新总线状态。
4、总线网络通信测试与结果分析
(1)FlexRay总线测试结果将FlexRay通信周期设置为5ms,静态时隙长度为50μs,将CPU板卡与1553B板卡进行通信实验,从总线上读出输出波形。FlexRay总线通信时,在总线上截取的波形如图7所示,从图中可以看出通信周期为5ms,与预设值一致。如图8所示为一个周期时隙输出波形,时隙2、7、15传输传感器数据。由图8可知,时隙2与时隙7相差250μs,时隙7与时隙15相差350μs,与预设值一致。FlexRay总线通信6小时,进而进行连续总线数据传输测试,经过6个小时的总线测试结果如表5所示,通信过程中,丢帧、错帧计数均为0,表明1553B通信单元FlexRay总线设计正确,可以满足飞行控制计算机通信的基本要求。(2)1553B总线测试结果由前面可知,1553B数据通信周期为10ms,即100Hz。如图9~12分别为1553B通信单元与CPU单元模拟大气数据机传感器数据帧发送数据8字节,进行通信2小时、4小时、6小时、10小时的通信仿真图。其通信帧数分别为719999,1439998,2160023,3599991。期间在2小时~4小时,4小时~6小时,6小时~10小时通信期间,丢帧数分别为1,1,0,合计丢帧率约为5.56×10-7,符合飞行控制计算机通信要求。(3)测试结论以上实验结果表明,1553B通信单元的各个模块通信正常,与飞行控制计算机CPU板卡通信正常,能够符合飞行控制计算机的通信要求。