時間:2023-03-21 17:13:21
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關鍵詞:計算機;影響提取;道路勘察設計;應用
正文:公路、鐵路運輸作為我國經濟發展的命脈,其建設與發展對于我國經濟有著重要的影響。傳統勘察技術對復雜地形的勘測區域勘察難度大、誤差率高,為了減少誤差,確保勘察設計的質量,常常需要反復勘探測量多次,取其平均值來減小誤差,這在很大程度上影響了道路工程施工進度及工期。提高勘察設計工作效率、加快勘察新技術的應用已經成為了目前我國道路勘察有關部門與人員的首要任務。
一、道路勘察重要性分析。
道路施工的勘察測量對于公路質量有著重要的影響。由于公路工程自身特點決定了其勘察測量環境艱苦、地形復雜、測量放線工作困難重重。而勘察測量工作是道路工程方向的指引,必須確保勘察測量準確、周密才能保障公路工程順利施工。因此,加快公路工程勘察測量新技術的引進與應用對于公路工程的施工及其發展有著重要的意義。道路工程施工企業必須重視勘察測量工作新技術的引進,通過計算機技術、GPS技術等的應用加快道路工程勘察測量工作效率及精準度。
二、計算機技術在道路勘察中的應用分析
2.1影像提取技術在道路勘察中的應用。計算機技術在道路勘察中的應用,在很大程度上降低了道路工程勘察設計的工作難度,解決了許多公路勘測過程的難題。其中以數字近景攝影測量軟件的應用最具代表性,數字近景攝影測量軟件的應用是通過計算機軟件將二維影像提取三維信息,在實際工作中只需要的是勘察測量很少的像控點,然后在相控點附近拍攝若干影像數據,就可以放進系統進行量測與重建處理。通過數字近景攝影測量軟件的應用在公路勘察測量中,利用全站儀只需勘測很少的控制點,而非專業測量數碼相機經過檢校標定后,也可以當作量測相機使用。通過拍攝工程現場影像進行匹配、定向、空三處理,解算出相片參數,就可以生成所需的正射影像、等高線、DEM等數據。數字近景攝影測量的應用將公路工程勘察測量中的逐點測量簡化成為“面”測量,加上自動化的引用,極大的減輕了公路工程勘察測量的強度,提高了工作效率。
2.2GPS單機聯網試勘測技術的應用。由于道路工程勘察測量地理條件較差,傳統勘察測量需要多次校驗來確保勘察測量的精準度。但是隨著GPS測量技術的快速發展,GPS在道路工程勘察測量的應用越來越多。GPS系統利用24顆衛星、地面接收裝置以及用戶接收儀器組成,全天候地連續提供高精度的三維坐標、三維速度和時間信息等技術參數。道路工程的勘察測量主要利用了GPS的靜態功能和動態功能,通過接收到的衛星信息,確定地面某點的三維坐標;通過動態功能把已知的三維坐標點位,實地放樣地面上。利用GPS進行道路工程的勘察測量工作極大的提高了道路工程勘察測量準確性,降低了工作量提高了工作效率。通過GPS測量技術可以實時、有效、精準的對道路工程進行準確的測量,以保障工程的順利實施。2.3計算機設計軟件在道路勘察設計中的應用
勘測—設計—成圖是道路勘察設計的主題工作思路,根據這樣的思路進行道路勘察設計必須需要通過專業輔助軟件來實現。傳統的設計、繪圖費時費力且不易修改,使用先進的計算機軟件系統進行設計與成圖可以極大的提高設計、成圖的效率。道路設計過程中設計工程師始終以現場勘測數據作為依據,在此基礎上尋求最佳的設計方案,通過專業化軟件的自動功能可以完成數據采集、整理,為設計工程師提供更加便利的操作。在設計中勘測數據整理編輯采用microsoftexcel表格方式,直觀明了,所有有關道路設計的原始數據都讓設計師一目了然,給方案的修改帶來很大靈活性。而且軟件成圖過程是高度自動化的過程,原始數據采集編輯完畢,整個設計任務也就完成了90%以上,因為剩下的繪圖部分,軟件都能自動完成,讓設計師從最枯燥無味的繪圖工序中解脫出來,有更多時間和精力根據實際工程情況,尋求最佳的設計和施工方案,從而發揮出設計師最大的潛能。計算機輔助設計軟件為設計人員提供快捷的畫圖工具,盡量減少各種限制。生成的全部圖形對象均為autocad的基本類型實體,使用autocad命令畫的圖可以用軟件任意修改。操作步驟清晰明確,選項功能一目了然,應用autocad推薦的定制工具和編程語言開發平面線形設計主要解決道路的中心線形,適用于一般路線設計和復雜的立交線形設計。實際工程設計時,線形設計通常有兩種情況:不使用坐標的純粹線形設計;用測量坐標控制轉點和線位的線形設計,平面線形設計程序能夠識別處理不同的ucs。實際上線形設計大部分工作量在調整線形上,天正市政軟件根據線形設計工作過程,分解為直線、圓曲線、緩和曲線等幾部分,分別在不同的已知條件下進行線形設計,這種方法與道路線形設計工作程序相符。道路平面設計能完成任何復雜道路平面的設計工作,包括道路中各種交叉口接入設計、各種道路出入口設計、任意復雜綠化帶設計與編輯、各種已知條件的港灣停靠站設計、以及進行各種方式的道路樁號設計,并可對道路整體平面圖進行任意圖幅的自動分頁。
三、城市道路規劃設計中計算機信息系統的應用分析
改革開放以來,我國經濟發展速度急速發展,沿海開放地區城市建設的規模越來越大,城市道路規劃設計部門的工作負荷日益繁重。在此種情況下,地方政府開始加大投入力度以支持新技術在道路規劃部門的應用,許多城市的道路規劃部門也開始建設自己的信息系統。但此時的信息系統仍側重于規劃文檔的管理,目標是減輕經辦人員處理文檔的負擔,提高辦事效率和工作透明度,辦公系統的實現方法上基本是采用Fox-pro,Dbase等軟件作為開發收文、發文、辦文的管理系統,而空間信息/圖形處理還只是處于較低的應用水乎,更沒有考慮到規劃文檔與規劃空間信息的一體化管理模式。當然,當時的計算機發展水平限制了更多地應用。在90年代中期計算機硬件的性價比得大幅提高,軟件的功能不斷加強,面向對象枝術、COM/DCOM技術、Internet/Intranet技術、網絡技術日趨成熟,為道路規劃設計信息系統登上新臺階提供了必要條件。通過現代計算機軟件系統對城市各條道路車流量的統計,對城市道路的規劃設計提出基礎建議,并由計算機軟件系統的自動生成功能,設計出符合城市、車流走向的道路。
結論:
計算機技術的應用對于道路勘察設計的發展起到了極大的促進作用,同時也對道路勘察設計人員提出的更高的要求。因此,道路勘察設計有關部門必須加快自身人員配備的科學化,通過勘察設計人員的招聘與在職培訓等多種方式,促進人才結構的優化。通過人員專業技能的提升及新技術的應用,將道路勘察設計工作科學有序的開展起來。
參考文獻:
1.張庭偉《GPS技術在公路勘察測量中的而應用》城市規劃2006.3
2.李海《道路勘察技術――數字攝影測量》東南大學出版社2007.11
3.楊勇《計算機應用研究――勘察測量技術》信息資訊2007.6
目前高職計算機類課程項目化教學仍然存在很多問題,雖然突破了傳統的以理論為中心的教學模式,但很多課程只是把課程項目化理解為案例教學,各案例之間不存在關聯,沒有按實際項目規劃案例群;項目開發和設計不夠合理,缺乏實踐性教學環節的有力支撐以及“雙師型”教師嚴重匱乏。針對高職計算機應用類課程特點,結合工作過程與相關職業能力,進一步深入實施工作過程導向的項目任務教學改革顯得尤為重要。
2高職計算機應用類課程項目任務教學設計
2.1構建以崗位職業能力為導向的崗位課程群,創新高技能人才培養
在承擔國家社會科學基金“十一五”規劃(教育學科)國家級課題子課題:《高職高專計算機類課程改革的研究》基礎上,以科研帶動專業建設,結合工作過程與相關職業能力進行分析,針對計算機職業崗位(群)的工作實際設計出科學的項目任務和職業能力目標,再對課程體系進行結構分析,完成課程設置,實現課程目標主動對接崗位群工作過程和任務所需職業能力的目標,以滿足人才培養目標和職業崗位需要。
2.2課程設計模塊化原則
確定出核心課程后,按照教育學相關理論從縱向上對課程之間的先后、主次等關系進行了分析。同時在基于工作過程的理念下,以項目開發為主線,橫向上確定課程之間的平行與整合關系,最終形成了”層次推進式”的模塊化課程體系。模塊化教學模式與傳統教學模式的最大區別在于打破了學科的理論和知識體系,將必須掌握的理論知識點和各種單項技能融入各職業能力模塊中。從各職業能力模塊出發,設置課程體系。即以職業崗位要求為目標,以從事目標職業崗位所需的核心職業能力出發,將每一崗位的職業能力進行詳細分解,提煉出若干任務(知識點和技能單元),圍繞生產流程或工作流程,將傳統課程進行重新整合,最終按照崗位群要求,以模塊化方式重構核心主干課程體系。
3課程項目任務教學改革實施策略
以工作崗位職業能力為引導,以培養職業能力和職業素質為本位的課程觀完善學習領域崗位課程群設計,修訂高職計算機應用專業教學方案與課程標準,由知識本位向能力本位轉化,將知識劃分轉向工作項目任務劃分,建設形成特色鮮明的“361”實踐教學模式,編寫高職計算機類項目任務案例系列教材,并推進與之相適應的基于過程的形成性考核評價模式、建設立體化教學資源,踐行教師“雙師”、學生“雙證”制度,以賽促學,顯著提高了教學效果,促進學生實際動手與實踐能力,提高學生崗位職業競爭力。
3.1編寫高職特色“項目任務驅動”系列教材,強化能力培養主線
在多年來充分研究高職計算機相關崗位能力和教學模式的基礎上,探索出高職計算機類課程“項目化、模塊化、實踐化”的課程建設思路,基于多年課程改革與建設積累,整理歷年課程講稿,于2008年開始經過幾年時間嘔心瀝血編寫《高職高專計算機類課程改革規劃教材》,突破傳統教材、教學法的諸多弊端,教材進行任務驅動教學的課改理念,其編著思路、任務樣本均位于同行前列。提出并實現了計算機類課程“項目的模塊化分解、目標任務驅動式教學法”的教學模式和學材式教學資源整合方法,教學實施教、學、練、做四位一體化,大大提高了學生的實際動手能力。并于2010年榮獲第三屆自治區哲學社會科學優秀成果政府獎三等獎。
3.2創新教學模式與教學方法,提高課堂教學效果
3.2.1教學模式采用理論與實踐相融合的“教、學、練、做”一體化模式
培養和訓練學生對知識點和技能點的掌握;通過實踐練習使學生全面、準確地理解與掌握教學大綱的內容與操作要求,掌握老師課堂上所講的教學內容。
3.2.2課程實施通過實際任務驅動
在具體教學過程中,以實際任務引領,并以任務驅動來完成整個教學過程。在任務中涵蓋教學的基本要求和從事實際工作所需要的知識和技能,讓學生介入完成實際工作任務,在完成任務后取得明確的成果作品,讓自主獲取新的成果成為進一步激發學習熱情的動力。
3.2.3創建“361”教學模式
經過多年的教學摸索,創建“361”式教學模式(三段、六步、一綜合開放案例)“三段一體”的學習過程:教學實施分為前期、中期、后期3個階段,形成了由淺入深、案例有小到大、逐步提高的過程。“六步法”課程教學環節:課程教學全部在多媒體網絡機房進行,“教、學、練、做”完全融合。整個教學過程分為“總任務的導入>逐個完成由模仿型總任務切分而成的子任務,與此同步逐步完成開放型任務>最后完成兩個總任務(獲取學習成果)”的過程,輔以課余參與實際項目開發的鍛煉與提高。每個情境由提出任務>任務分析>確定實施方案>任務實施>在任務實實施過程中的檢查與指導>完成任務后的評價及拓展訓練等環節構成。一綜合開放案例:在課程末尾、學生根據所學知識,模仿制作案例的基礎上、充分發揮學生主觀能動性、自主選題、自主設計開發制作開放性綜合案例。
3.2.4教學方法多樣化
課堂教學采用項目教學法、實踐教學采用任務驅動型教學法、啟發式教學方法、實際案例教學法、頭腦風暴法相結合。
3.3基于過程的形成性評價模式,有效控制教學質量
改革本課程的課程成績考評,采取“基于過程控制的形成性考核”方式,將過程考核貫穿于整個教學過程,并采取有效的過程控制。將課程教學及考核分為平時、階段和綜合3部分。同時采用“階段循環考試法”,也就是學生進行考核后,如學生對本人完成任務情況不滿意允許進一步完善,可以重新考核的“階段循環考試法”,打破了一考定終身的狀況。
3.4引項目入校園,完善實訓實踐教學
從職業崗位能力的培養和職業資格考核入手,建立完整的實踐教學體系,制定出實踐教學的相關文件,加強實訓室建設,開放實訓平臺,以校企合作的教育模式實現崗位與課程相對接,引進項目進入到實際教學中,建立項目式的教學組織方式,推進以項目課程為主題的課程改革,培養學生合作精神,從而實現學校、企業、學生三方共贏。
3.5以賽促學,實施“雙證書”制度,提高人才培養質量
依托課程優勢,大力推行“雙證書”制度,以賽促學,組織學生參加各級各類比賽。將職業技能賽事融入到教學內容中,在比賽中增強學生競爭意識,檢驗學生應用能力,展示學生的風采,提高學生學習興趣,促進專業技能與企業崗位“零距離”接軌,提高了就業競爭力。榮獲全國“挑戰杯”大賽、自治區高職技能大賽等獎項10余項。
3.6打造“雙師型”教學團隊建設,適應高職教學
高職高專的計算機專業教學改革,既要對課程和教材進行改革,還要靈活的設置教學教法,對老師的要求也提出了新標準,要求教師走入企業走入實踐,以應對新形勢新要求,技師與教師雙師型的專業人才,更加適合高職的教學工作。制定“雙師型”教師隊伍建設規劃,健全師資隊伍發展的政策與措施。加強教師團隊、兼職教師資源庫、教學名師、專業教學能手和教壇新秀“五項工程”建設。積極引進具有雙師素質的專業技術人員和管理人員到教研室任教,充實教師隊伍。以教師整體素質提高為中心,以“雙師型”教師隊伍建設為重點,培養、引進、聘請相結合,校企互通,共同打造素質優良、結構合理、專兼結合的“雙師型”優秀專業教學團隊。加強對在職教師的培養和培訓力度,在不斷提高他們學歷層次和理論水平的同時,有計劃地讓教師到生產、建設、管理、服務第一線或學校緊密型實訓基地和產學研結合基地實際鍛煉(或工作)一段時間,以提高實踐教學技能,逐步成為雙師素質的教師。教學團隊教師100%具有“雙證書”,提高了教師的職業能力和教學駕馭能力,切實提高人才培養質量。榮獲教學名師、青年教師技能大賽、教案評比等各類獎項21項。
4結語
1.優化課程設置,提高實踐性,激發學生興趣
計算機公共課設置現行方案是2+X方案。也就是說在大一第一學期開設大學計算機基礎,第二學期開設程序設計語言以及若干門選修課。但是選修課的科目比較單一,沒有涵蓋所有的院系,連續性不強,導致計算機教學在某一階段就停滯不前,而計算機應用能力需要一個連續的過程才能夠得到很好的培養。因此,計算機選修課應該貫穿于大學生涯的始終,以便提升大學生的計算機應用能力。為保證學生學習的連續性,應該以提升實踐能力為目的設計選修課程:網頁設計、動畫設計、平面設計、工程制圖、視頻剪輯、程序設計等,讓每一個學生都能夠通過與計算機相關的選修課,循序漸進,提高計算機應用能力。每門課程的教學都需要設計合理的教學大綱,以及相關配套的實踐教材和實踐案例。
2.綜合實訓方法改革
傳統的計算機教學多采用的是實訓案例法,學生在規定的時間內完成教師布置的任務,將全體學生視作具備統一的基礎水準,忽略了個體差異,導致教學效果不理想。因此,教師應該針對不同學生的不同能力程度來安排實踐實訓環節,以引導和啟發學生。第一,采取任務驅動法。任務驅動法指的是學生針對教師給出的任務自主地展開探索和相互合作的過程,能夠使學生在完成任務的同時培養探索精神。布置的任務要在學生的能力范圍之內,但又不能過于簡單,要能激發學生的求知欲,進行積極的思考,進行理智的判斷。也可設置若干個任務由學生自主選擇。開放性的題目能夠讓學生根據自己的想法來實施,不受實踐空間的限制,有利于學生在完成任務的同時充分激發自己的潛能。同時在完成項目的過程中還能夠鍛煉學生合理安排實踐、分工協作的能力,提高工作效率。第二,分組討論法。為了保證每名同學都能夠參與到討論中來,就要合理地安排每一個組的人數,使組內的成員都能各司其職,并且盡量實現能力上的平衡,使每個組都能夠得到表現的機會。分組討論中,教師擔任的是總指揮、總導演,主要負責監督、輔助和引導工作。在學生出現差錯和問題時,及時給予幫助。第三,成果展示法。此方法可以與以上任意一種方法實現很好的結合,在任務完成之后要有一個成果展示的過程。能夠讓學生感受到自己的辛苦沒有白費,也能將其視作對自己學習成果的一種檢測,接受教師和同學的審閱和評價,接受更多的質疑和迎接更多的挑戰。
二、結語
中職計算機應用專業的教學不同于普通中小學的計算機教學,也不同于大學計算機專業的教學。中職計算機應用專業教學應該突出“應用”兩字,應該以培養生產或服務一線的中初級技術應用型人才為宗旨,應以專門性、實踐性為教學的基本定位,應以工作能力(技術應用能力和職業素質)為教學的基本目標。
1.1突出專業技能的訓練,以培養學生的動手能力和操作的熟練程度為目的
加強實踐教學環節,基礎內容以“必需、夠用”為原則,以了解原理、掌握應用為教學重點,專業課以項目實訓、綜合實踐為重點,講授和技能訓練同相結合,將學生的學和做融為一體,提高了教與學的針對性和實用性,促進了學生知識與專業技能的提高,同時培養了學生的自學能力與職業素質。
1.2注重工作能力的培養,知識的掌握應服務于能力的建構
所謂工作能力,應當是一種對職業世界的理解和認同,對職業任務的認識和把握,對職業活動的控制與操作能力。要正確處理好專業與職業的關系、課程標準與職業標準的關系、學歷證書與職業資格證書的關系,要讓學生獲得更加寬廣的職業生涯發展空間,并為學生的終身職業生涯發展做好準備。
2、重視課程設置和內容選擇,體現“以就業為導向”
中職學生雖然沒有高考的壓力,但面臨就業的挑戰。目前,社會對計算機應用人才有不同的需求和側重點,所以要以社會的需求為依據、以學生的就業為導向進行相應的課程設置和內容選擇。
2.1根據學科特點進行課程設置和內容選擇
計算機技術發展快、更新快、淘汰快,這就要求課程反映的必須是目前流行的和主流的技術,課程還必須是實用的、實踐性強的技術,內容必須是可操作的,盡可能讓學生可以通過實踐或操作來達到理解和熟練,內容還必須是大多數學生能夠接受的,能夠通過學習來掌握的。使學生學成后就業,能直接應用于工作崗位,學以致用,而不是學非所用。
2.2緊貼社會的要求進行課程設置和內容選擇
這里最重要的是進行社會調查,弄清本地區計算機應用專業中職學生能夠就業的崗位群,由此弄清學生所需掌握的知識和技能,并由此作為課程設置和內容選擇的依據。課程體系設置必須與崗位群的工作任務相匹配,以典型應用技術為主線(打破按學科邊界設置課程的傳統技術路徑);圍繞崗位群所需的職業技能來組織課程內容,不能教材寫什么就教什么,要做到教師是教課程而不是教課本,以體現中職要培養為社會經濟服務的區域性、實用型、操作型技術人才的辦學目標。
3、融合多種教學手段和方法,體現“以創新為宗旨”
在課堂教學中,針對不同的課程和每一門課程的不同教學內容,采用不同的教學方法,例如,多媒體教學法、比喻法、任務驅動法、演示法、實踐法、綜合實驗法、案例教學法以及理論、實訓教學一體化等各種教學方法。在教學的每個環節中,都強調培養學生分析問題的能力、應用計算機解決問題的能力、熟練的操作技能、扎實的實踐動手能力。總之,教師應在有限的學時內貫徹精講多練的原則,全面提高學生的技能和能力,體現職業特色。
3.1對于基礎知識和基本概念的教學
一是采用多媒體教學,在多媒體課室上課,教師自編課件;二是采用形象比喻法,比如講到網絡協議這個概念時,用大家熟知的交通規則來作比喻;講到IP地址的概念時,用公民身份證來作比喻等;三是帶領學生實地參觀,加深理解。如為了學好硬件課程,組織學生到電腦城實地參觀,直接了解市場和新產品情況;為了學好網絡課程,帶領學生參觀學校的網絡中心和聯網的計算機房,使學生對計算機網絡有一個感性的認識。
3.2對技能和實踐課的教學
計算機技術自誕生起,就以其不可替代的優越性獲得了人們的極大青睞,并隨之得到了飛快的發展,極大地推進了我們整個社會的進步,極大地促進了各行各業服務方式的改革與創新。中職計算機技術主要有以下幾個方面的應用:第一,現代微型處理器。對于計算機系統來說核心部分就是處理器。毋庸置疑,計算機的微型處理器越小越好但是因為量子效應等因素的制約,其尺寸受到了極大的限制要想減小其尺寸只能減小處理器芯片里的晶體尺寸與線寬。第二,以納米為主的電子科學技術。電子元件技術的改進也極大地改善了計算機技術,但遠遠滿足不了人們對計算機微型化、智能化和高速化的要求。因此,加果想改善計算機的處理速度和集成度,我們就需要創新計算機技術的開發理念。第三,分組交換技術。所謂分組交換技術就是指將劃分成多個等長部分的、需要傳送的數據傳送出去海個部分叫作一個數據段在每個數據段的前面加上一些必要的控制信息,就構成了一個分組。我國計算機用戶與互聯網用戶數量迅猛提升,計算機技術也開始被應用于我國的電子商務方面,但其技術發展仍然處于初級階段。電子政務建設仍然處于探索發展階段,還存在著各種各樣的問題。
2中職計算機應用技術融入企業信息化建設的優勢分析
筆者認為,中職計算機應用技術融入企業信息化建設的優勢表現在:(1)計算機應用技術的融入可以提高基礎數據信息錄入的自動化水平,有利于提高企業經管基礎信息的準確性和及時性,進而有助于提高企業高層管理人員制定發展戰略的科學性、合理性。(2)計算計應用技術很大程度上提高了辦公的自動化程度,有利于實現無紙化、自動化辦公,進而節約企業辦公和管理成本,提高了企業管理效率,同時由于流程的簡化以及人為因素的減少,有利于提高工作的準確性。(3)有利于優化企業整理工作流程,消除不合理的環節和浪費,進而有利于提高企業的產品質量和工作效率,并且有利于將員工的經驗與技術轉化成企業內部資源,提高了員工的學習和創新能力,同時避免了因人員的流動而導致的工作延誤。(4)計算機應用技術的融入在一定程度上大大提高了企業信息化水平,有利于為企業的電子商務打下堅實的信息基礎,進而推動企業電子商務的發展,同時企業信息化水平的提高還有利于實現企業的遠程辦公和移動辦公,很大程度上提高了辦公的靈活性。
3創新與改革中職計算機應用技術的策略
3.1應用技術的創新納米技術能夠有效打破當前電子元件的性能限制,使計算機甚至是量子計算機得到更好的發展,這種新型計算機就是當前發展的重要趨勢。納米技術不受計算機集成和處理速度的限制網絡發展空間也更加廣闊。
3.2體系結構的創新計算機是組合體具有強大功能體系結構肖前的主流體系結構是并行計算可以處理不同的問題幾乎所有的計算機都具有這些功能但是集群系統能夠給用戶提供更高的可靠性。
3.3中職技術人才培養的創新中職技術人才是推動中職計算機應用技術發展的重要動力。從事計算機的中職技術人才應具備計算機硬件和軟件系統的操作、管理、維護能力掌握數據庫應用系統的初步設計和使用能力具備熟練的辦公自動化軟件應用能力,具有利用所學的高級語言編寫一般應用程序的能力。
關鍵詞:計算機應用工作思考與實踐
水利水電工程地質計算機應用技術協作網(以下簡稱“協作網”)這個“學術技術交流組織”以及她這幾年來開展的一系列卓有成效的工作,已經得到了各級領導的肯定和廣大工程地質工作者的認可。在協作網即將正式成立和全國第三次水利水電工程地質計算機應用技術交流會即將召開之際,作為協作網的發起者和組織者,系統地對我們以及一切關心和愛護協作網的朋友們共同傾注了大量激情、精力和時間的工程地質計算機應用工作進行總結,是十分有意義的。今后的工作如何開展,協作網如何運作,專業軟件向何處去,如何應用計算機技術去推動工程地質專業學科的發展,所有這些,不但是我們關注的焦點,也是每個網員都應該認真關心和思考的問題。我們在積極探索協作網的定位的同時,更在嚴肅認真地思考協作網的任務、宗旨和目標,此文旨在闡明我們的一些看法,與大家共同探討。
計算機技術的發展讓人們始料不及,Internet的輝煌令世人驚嘆不已。有史以來,從來就沒有一種技術能象計算機技術這樣日新月異;數千年的人類文明史,唯有今天的Internet深刻地改變著整個世界。信息社會概念新穎的服務意識,獲取信息同時又提供信息的互助觀念,既是競爭對手又是合作伙伴的業界思想,自由軟件公開源程序代碼的業界潮流,敢于掙脫舊的阻礙生產力發展的條條框框又勇于創新的時代精神,是計算機業界和Internet所獨有的,也是計算機和Internet改變世界的精髓。我們認為,協作網不單純是一個技術學術交流組織,它不同于其它學術團體,而是融入了信息社會全新的思想、觀念和精神,順應信息社會的世界潮流,是對傳統計算機應用概念的一種新的詮釋,是信息社會計算機與專業應用相結合的一種新的模式。
1過去的啟示
從八十年代開始,水利水電系統內各單位相繼成立了計算機處室,以此來開展本單位的計算機應用工作。時至今日,一些單位的計算機處室相繼解散,總院也沒有再保留計算機處。這種現象說明了什么問題?過去的那套開展計算機應用工作的思路和管理辦法是否符合計算機技術的特點?是否適應計算機應用技術的發展?問題出在哪里?應該進行怎樣的改革?這些都是值得我們認真探討的問題。
多年以來,我們對于開展計算機應用工作的習慣做法是采用科技項目的管理方式,即投入一部分經費,進行一些專業軟件的開發。這種管理方式在計算機應用初期有其優越性,但隨著時代的進步,這種管理模式越來越與現實不相適應,其原因就是對“軟件”這一計算機應用的核心部件不理解,或者說產生了認識上的偏差。軟件就象一個人一樣,要經歷出生、成長、成熟到死亡的各個階段,稱為軟件的生命周期。在軟件的整個生命周期中,包括系統分析階段、開發階段、應用與推廣階段和維護與完善階段。其中前兩個階段只占整個生命周期的很小一部分,而后兩個階段則是一個互動的過程,即互相推動發展的過程。我們傳統的工作方式的弊病主要表現在:一是只對軟件開發階段進行管理,也就是說只關心軟件的出生,不關心軟件的成長,致使一些軟件開發出來,由于得不到發展而夭折;二是計算機應用工作獨立于各專業處,造成開發與專業應用嚴重脫節,更談不上推廣應用。這些恐怕就是專業軟件發展緩慢的根本原因,也是計算機應用推廣工作的困難所在。
各專業的計算機應用工作的關鍵在于開發和使用針對性很強的專業性應用軟件。這種應用軟件不同于其他科技產品,影響其發展的因素很多,包括領導的重視,單位的財力,計算機支撐軟件平臺的選擇,使用人員的素質等等。因此,計算機應用工作的內容決不是僅僅對軟件開發階段進行管理,還涉及到很多社會問題,是一個復雜的系統工程。既要對專業需求進行調查,對開發過程進行跟蹤管理,又要對開發出的軟件進行市場宣傳、推廣和服務,以及制定相應的行業標準等等。由于計算機技術的應用不僅帶來專業技術的進步和發展,更帶來觀念的轉變與更新。因此,會在不同程度上與現行的技術與管理模式發生沖突,產生矛盾,所以要進行廣泛探討,并考慮進行相應的改革。
2協作網的由來
工程地質勘測的計算機應用工作多年來沒有得到應有的重視,在行業中處于落后的狀態,這是我們一直非常關注的問題。1995年初,我們開始嘗試由專業處自己來抓這項工作(早在70年代電力行業就已開展這方面的工作,并且卓有成效)。我們對水利水電各勘測單位的軟件開況及開發人員狀況作了一個調查,對反饋的信息進行了分析整理,并對幾個勘測單位進行了實地考查。通過調查研究,我們感到勘測專業由于交流甚少,應用軟件大多處于低水平的重復開發狀況,造成人員和資金的浪費。因此打破各單位之間的封閉,建立良好的溝通渠道是當時急待解決的首要問題。在1995年10月召開的全國水利水電工程地質信息網學術大會上,我們首次提出了成立協作網的倡議,希望通過協作網這一組織形式來實現互相交流和推動計算機應用工作的開展。這一倡議得到了與會代表的肯定,大家認為這項工作十分必要、非常及時。接著在同年的11月份,我們在武漢召開了第二次水利水電工程地質計算機應用技術交流會,參加這次會議的主要是勘測專業的軟件開發人員和使用人員。大家充分討論了協作網對行業計算機應用工作和專業應用軟件發展的意義,一致擁護組建協作網。1996年初,協作網籌建組正式成立,開始了我們這三年多來的籌建工作。
3協作網的管理意義和實際效果
協作網運作實際上有其獨特的管理意義。我們所說的“管理”具有自己的特色,既有行業管理的內涵,也包括協作網具體運作的方式,是打破舊的管理模式的一種嘗試。協作網沒有現成的管理模式可供使用,我們只有借鑒別人的經驗并在實踐中不斷摸索。我們搜集外系統的相關計算機應用的先進成果,把它引入水利水電勘測行業,并把行業內的計算機應用經驗進行推廣和交流,以此來推動勘測行業計算機應用工作的進步。我們的主要工作之一就是通過《工程地質計算機應用》網刊的出版,來團結全體網員,達到交流與合作的目的,實踐證明效果是好的。網刊既是網員們交流的場所,又是我們進行計算機應用工作輿論宣傳的工具。借鑒計算機業界的新觀念、新思想和幾年來的實踐與摸索,我們逐步形成了對本行業計算機應用工作的管理思路,通過與網員的交流得到了大家的認同。
我們的主要觀點包括:
(1)抓標準軟件、基礎軟件的開發,這是軟件發展的根基。只有具備了開發層次比較高,應用、維護、拓展都比較好的標準軟件和基礎軟件,才能使專業計算機應用軟件開發有序、高速發展,這個道理就象蓋高樓大廈必須要有牢固的地基一樣。
(2)對軟件不搞鑒定。計算機業界早就不再進行所謂的軟件鑒定。因為軟件開發出來,自身難免存在一些問題,需要進行大量的應用測試,不斷進行修正和完善。而我們行業的軟件起步較晚,需完善的地方很多。如果不廣泛地進行交流和應用,由用戶來發現問題和進行評價,形式上的鑒定只能是紙上談兵。
(3)積極倡導各單位之間的交流與合作,以交流促發展,大力倡導自由軟件這一時代潮流的產物。當今計算機界對自由軟件Linux的推崇,正說明自由軟件在計算機界具有特殊的生命力。自由軟件精神對專業軟件的發展將會產生不可估量的影響。
(4)協作網是一個自愿聯合組織,她所體現的是信息社會的精神。工業社會強調的是競爭,最終導致分裂和封閉;而信息社會強調的是合作與互助,強調的是團隊精神。互聯網的飛速發展,加速了社會的信息化進程,現在,網絡上的交流完全不分國界,沒有地域的限制,網絡將自己的觸角伸向世界的每一個角落,網絡生活每天都在創造奇跡。求醫、求學、求助、求職…,從中我們看到了人類互助的愿望借助網絡這一橋梁得到了充分的體現,網絡實現了人們過去想做而做不到的事。協作網正是順應了這一時代潮流,把所有關心專業軟件發展的人,包括軟件開發人員、使用人員、部門領導、大學教授以及軟件開發商等等聯系在一起,通過信息的廣泛交流,調動各方的積極性,建立起互惠互利的合作關系,充分發揮各方優勢,互助互補,這也是通過協作網進行管理的意義。
(5)在運作機制上,采取自愿入網的原則,而不使用行政手段。因為沒有大量的經費作后盾,我們必須靠優質的服務和求真務實的精神來贏得網員們的支持。協作網是為了把所有關心專業軟件發展的人聯系在一起,因此網員并不局限于本系統的單位和個人,這也體現了協作網的開放意識。
(6)在Internet上建立工程地質計算機應用主頁,使得信息的交換更為自由快捷,軟件交流更為方便靈活。主頁吸引了更多的計算機應用愛好者,拓展了交流范圍,并起到了宣傳作用,利用現代化的通信手段進行交流是我們始終追求的目標。
通過這三年多的努力,協作網的工作得到了各方的肯定,確立了在全國工程地質界的位置,為水利水電行業贏得了很好的聲譽。不論是工程地質界的老前輩,還是新一代年輕的地質工作者都高度評價了這項工作對專業學科進步與發展的意義。
從實際效果來看,信息交流的結果同時帶動了專業軟件的開發和應用工作。一些軟件開發較好的單位通過協作網大力宣傳他們的軟件,贏得了更多的用戶,從而帶動了軟件的完善與推廣工作;許多過去計算機應用工作比較落后的勘測院通過引進軟件、學習外單位的先進經驗,提高了自己的應用水平,在工作中嘗到了甜頭;一些計算機愛好者通過交流經驗,交流自由軟件,互相學習,共同提高;一些勘測部門的領導對計算機有了更深的認識;大學教授們也找到了發揮自己特長的空間;特別值得一提的是網刊中的一些介紹軟件使用經驗的文章解決了許多單位的具體應用問題…。這些都充分顯示出信息的作用是威力無窮的,這是過去計劃體制下用多少錢也無法辦到的.而我們抓住了信息這一環節,真正改變了計算機應用工作的管理模式,使軟件的開發和應用有機地結合起來,適應了信息技術的發展要求。
協作網的另一實際效果還在于她發揮了很好的宣傳鼓動作用。她的凝聚力表現在將過去分散的個體有機地連接在一起。她的尊重人才、鼓勵創新、倡導合作的思想極大地調動了技術人員的積極性,使人才的創造熱情有了發揮的空間。人們逐漸拋棄了過去封閉的意識,開始意識到合作的意義,開始走出個人的圈子,進行更廣泛的交流,紛紛拿出自己多年的成果與大家共同分享。網員們的支持、理解和熱情,使我們對這項工作的前景充滿信心。
協作網的工作效果為我們展示出現代管理的深層次意義,這也是我們行業管理部門進行改革的一大課題。在過去計劃體制下,所謂管理多是針對人財物的管理,實際上只有“管”,而沒有“理”。而在計劃體制逐步削弱的今天,管理部門逐漸喪失了人財物支配權的情況下,是不是就不再需要進行行業管理?答案應該是否定的!任何時候、任何情況下管理都是必不可少的,只是管理的內容、管理的方式有所不同,管理對事物的發展始終起著舉足輕重的作用。在當今的改革大潮中,我們是做時代的弄潮兒?還是被社會所淘汰?如果我們總是抱著固有的舊觀念不思進取,必然是逆水行舟,不進則退。當前,我們正處于工業社會向信息社會轉變的發展時期,新觀念、新技術層出不窮,給社會的方方面面帶來極大的沖擊,信息的作用也變得越來越重要,信息服務將是新時期行業管理工作的一個主要內容。我們必須轉變觀念,以新的姿態來迎接信息社會的挑戰。協作網將始終不渝地堅持全新的理念,本著求真務實的精神,為領導提供決策支持、為基層提供信息服務,盡我們應盡的責任和義務。
4協作網的發展前景
關鍵詞:氯酸鈉;二氧化氯;水處理;紙漿處理
一、氯酸鈉概述
氯酸鈉是一種重要的無機化工產品,其分子式為NaClO3,分子量106.44。通常我們見到的是白色或微黃色晶體,在介穩狀態呈晶體或斜方晶體。相對密度2.490,熔點255℃,味咸而涼,易溶于水,微溶于乙醇、液氨、甘油。有潮解性。加熱到300℃以上就可分解放出氧氣。在酸性溶液中有強氧化作用,在中性或弱堿性溶液中氧化能力非常低,與硫、磷及有機物混合或受撞擊易引起燃燒和爆炸。
二、氯酸鈉應用及發展
氯酸鈉是一種重要的無機化工產品,在世界范圍內的應用市場廣泛。國際上氯酸鈉92%用作紙漿處理和飲用水處理的原料:北美氯酸鈉98%用于紙漿和造紙業,其余2%用于制備氯酸鹽、礦業等。歐洲氯酸鈉84%用于造紙業,7.8%用于制造其他氯酸鹽、亞氯酸鹽,4.2%用于制造除草劑,其余4%用于鈾礦及其他。日本氯酸鈉73%用于造紙業,6%用于氧化劑及其他氯酸鹽的制備,5%用于除草劑,16%用于紡織及和其他行業。目前全世界氯酸鈉的產銷量約為300萬噸,生產廠家主要集中在北美(加拿大、美國)和北歐(蘇格蘭、瑞典)。其中北美產量約為170萬噸/年,北歐產量約為72萬噸/年,日本產量約為8萬噸/年。加拿大和美國的生產能力超過190萬噸/年,瑞典、法國的氯酸鈉產量也在20萬噸/年以上,而我國卻不足20萬噸(包括用于生產氯酸鉀所消耗的氯酸鈉)。美國是氯酸鈉消耗大國,雖連續擴建新裝置仍需從加拿大、瑞典等國進口,以滿足紙漿漂白、飲用水處理等方面的需求。在歐洲的芬蘭、瑞典、法國等國家,紙漿和紙制品生產商用二氧化氯作漂白劑的發展迅速。在日本其需求量也在連年上升,是氯酸鈉的長期進口國。
國外紙漿廠之所以采用二氧化氯漂白的主要原因:一是環保工作的需要,采用傳統的方法用氯氣漂白紙漿會產生強致癌物,還易與水中的腐殖質形成氯代烴,與水中酚類形成有怪味的氯酚,與水中的氨形成對魚和人類均有害的氯胺,且氯氣長期使用可引起水中某些微生物的抗藥性,污染地下水源,不利于環保。目前歐洲和北美都已立法禁止造紙業使用氯漂白;二是二氧化氯與其它用于漂白的氧化劑相比,其漂白性能好,它的氧化電位適中,能有效地處理附著在纖維上的色素和污物而不影響其纖維強度,而且紙漿織物的白度可由原來氯漂的75°提高到85°。用二氧化氯漂白紙漿,生產的紙品在潮濕空氣中不隨時間延長而發黃變色,保證了紙品質量,價值也比較高。到目前為止,還未發現一種在成本及紙漿白度與強度方面超過二氧化氯的替代品。因此,制漿領域采用氯氣漂白紙漿的方法將很快被二氧化氯漂白法所取代。
氯酸鈉在水處理方面主要是應用氯酸鈉衍生的二氧化氯。在城市飲用水和污水處理中,國際上通常采用3種消毒方式,即液氯消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒,中國基本上是采用液氯消毒。采用液氯消毒,在殺菌的同時,又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用,在水體當中產生三氯甲烷、二惡英、氯酚等致辭癌物,危害人類的健康。
近幾年國家有關部門在對飲用水質的調查中發現,各地的飲用水中有各種不同屬性的有機物300多種,其中三氯甲烷含量最為突出,一些地方的飲用水中三氯甲烷含量310μg/L。二氧化氯與液氯消毒相比,兩者的消毒體系非常相似,但二氧化氯消毒不會與水中的有機物產生三氯甲烷,不會產生氯化胺,卻能破壞酚、硫化物、氧化物和其他許多有機物;與臭氧消毒相比,二氧化氯消毒投資少,產率高,在水中的滯留時間長,能夠有效地殺除和控制各種細菌,同時也不會與水中的溴化物、次溴酸物反應,產生對人體有害的物質。由此可見,二氧化氯不僅是一種比液氯更有效的殺菌劑和殺病毒劑,且其氧化能力僅次于臭氧(投資低于臭氧),消毒過程中幾乎不形成三氯甲烷和揮發性有機氯,同時生成的總有機氯也要比液氯少得多,其取代液氯已成為時代的必然。目前,二氧化氯在歐美國家得到了普遍應用,而中國則剛剛起步,許多科研院所和自來水公司都已紛紛開展研究,并取得了一定的成績。
三、氯酸鈉技術簡介
氯酸鈉的生產方法主要有化學法和電解法。
化學法:化學法是以石灰為原料,將石灰制成石灰乳,然后氯化。在析出了氯化鈣結晶后的氯酸鈣溶液中,加入硫酸鈉或碳酸鈉進行復分解反應,生成氯酸鈉溶液和硫酸鈉產品。由于化學法生產氯酸鈉有工藝流程長、設備多、占地面積大、操作環境差、生產成本高等原因,目前國內外氯酸鈉生產均不采用這一方法。
電解法是以原鹽或精制鹽為原料,原鹽需先制成飽和的粗鹵水,然后加入純堿、燒堿和氯化鋇,除去粗鹽水中的鈣、鎂及硫酸根離子,并過濾得一級精制鹽水。一級精制鹽水再經離子交換處理或膜處理得到二級精制鹽水,然后在二次精制鹽水中加入重鉻酸鈉、鹽酸,調節PH值后送入無隔膜的電解槽中進行電解。電解得到的氯酸鈉溶液,經過脫次氯酸鈉、結晶、分離、干燥得到結晶氯酸鈉成品,現在所有廠家都采用的是電解法工藝生產氯酸鈉,其工藝過程大體包括鹽水工序、電解工序、結晶干燥工序等,現分述如下:
(一)鹽水工序
北美、歐洲國家氯酸鈉生產所用氯化鈉均為精制氯化鈉,其鈣鎂含量極低,鹽水精制工序常采用二級凈化處理(采用膜過濾、離子交換處理等技術,進一步除去鹵水中的雜質離子)。因精鹽中雜質含量少,故而鹽水精制工序生產線短,排渣量少,減少了對環境的污染。國外氯酸鈉生產廠家都非常注重鹽水的凈化處理,因為鹽水的質量好壞直接影響電耗和洗槽周期。
國內氯酸鈉原料采用礦鹽、鹵水、海水,原料雜質較多,精制生產線長。由于原料精制設備簡陋,精鹽水鈣、鎂含量高,故而造成槽電壓升得快,洗槽周期短,一般在三個月洗一次,進行鹽水的二次精制可使鹵水含鈣鎂量降低,還可降低電耗、延長洗槽周期,提高生產效率。
(二)電解工序
電解工序是生產氯酸鈉的最主要工序。電解槽是氯酸鈉生產的關鍵設備。二十世紀六、七十年代鈦基涂釕金屬陽極開始應用于氯堿電解槽。經過近幾十年來的發展該項技術已成為相對完善的技術。值得一提的是某一公司開發了一個反應器帶成百個電解槽的裝置。該技術巧妙地解決了電化學腐蝕問題,使裝置結構和操作簡化,電流效率又高。國外單線生產能力一般在三萬至五萬噸/年,電流密度一般在2500-3000A/m2,電流效率在94%-95%。
國內大多公司采用一個反應器帶三至五個電解槽的汽提外循環氯酸鈉電解
裝置。近兩年來,為了更加完善電解槽,對一些結構要素進行了優化。使單線生產能力可達4.0萬噸/年。
(三)結晶工序
幾乎所有的生產線都采用真空結晶技術,有外循環式(3萬噸/年以下)和內循環式真空結晶器,其熱源為電解反應產生的熱量。(3萬噸/年以上)用水環式真空泵抽真空。
德國的麥索(MESO)公司是全球最大的結晶器專業設計制造商,其設備專一用來生產大粒晶體。脫水工序均采用臥式自動卸料離心機,干燥工序選用沸騰床干燥器。國內比較大的生產廠家一般采用引進技術生產大粒晶體。
(四)氯酸鈉生產過程主要的化學反應式為:
總反應式:NaCL+3H2O=NaCLO3+3H2
陽極:2CL-CL2+2e
陰極:2H2O+2eH2+2OH-
液相反應:CL2+H2O=HCLO+H++CL-
HCLO=H++CLO-
2HCLO+CLO-CLO3-+2CL-+2H+
四、環境保護:
國外發達國家都非常重視環境保護工作,生產過程全密閉循環,幾乎做到了零排放。由于原料鹽是精制鹽,廢渣排放量極少;廢氣中的氯全部回收利用,幾乎無廢氣排出,洗液、雨水通過室外雨水溝全部回收處理。一些發達國家在設計時就非常注重環保,有的工廠在基建時就在地下鋪建橡塑板,以防對地面造成污染,工廠搬遷時可還原地表。
目前我國對環境治理要求比較嚴格,因此在建此類項目時要考慮環境的影響。應盡量減少環境污染。同時隨著國家對環境治理力度的加強,會剌激氯酸鈉的消耗,從而促進氯酸鈉行業的發展。
五、國內氯酸鈉生產的機遇與挑戰
我國氯酸鈉的消費結構、消費量與發達國家相比有很大差距。歐美消費量達200多萬噸,且90%用于造紙和水處理;我國消費量小,且75%用作制造氯酸鉀作為生產煙花的原料。國內潛在市場廣闊:現在我國在造紙業使用氯酸鈉正處于發展階段,今后幾十年里二氧化氯漂白將在造紙行業占主導地位。二氧化氯是目前國際公認的一種高效、低毒、快速、廣譜的第四代新型滅菌消毒劑,是聯合國世界衛生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。在飲用水消毒上,二氧化氯取代氯氣是必然趨勢,其用量也在逐年上升。國內經濟的發展和消費水平的快速提高,使氯酸鈉的應用范圍不斷擴大,如電子、環保、消毒、石油、開采等行業需求加大;以上種種原因都極大地刺激了氯酸鈉的消費。但是,氯酸鈉生產投資大,很多企業無力承擔。加入WTO后,國內氯酸鈉生產成本比國外高,國外產品的擁入勢必會影響國內氯酸鈉產業的發展。再者,綠色和平組織主張向完全無氯漂白工藝發展,也會給國內氯酸鈉的使用產生一定的影響。有學者稱:由于我國氯酸鈉生產尚處于發展階段,在近二、三十年內,二氧化氯在水處理及造紙方面的應用將是這些行業的主流,不會有太大的變化。以上眾多因素,生產企業在生產時,一是要加大投入技術力量、設備,提高產品在國際上的竟爭力,在生產的同時做好環境保護及三廢的治理工作,為社會的可持續發展做出應有的貢獻。
參考資料:
無機化工產品大全化學工業出版社