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關(guān)鍵詞氣象局通訊網(wǎng)絡(luò);系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃;設(shè)計原則;建設(shè)目標
隨著計算機信息技術(shù)和氣象現(xiàn)代業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,對氣象通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了越來越高的要求。保證各項業(yè)務(wù)每天24 h的穩(wěn)定運行、使通訊網(wǎng)絡(luò)具有高可靠性和最大限度的避免單點故障,已經(jīng)成為研究的課題。
目前,從棗莊氣象通訊網(wǎng)絡(luò)的實際情況看,市局到縣局還沒有建設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的熱備和冗余鏈路,出現(xiàn)故障后只能通過手動撥號作為備份,同時2 m的帶寬也很難適應(yīng)以后發(fā)展的需要;網(wǎng)絡(luò)核心雖然采用穩(wěn)定可靠的h3c設(shè)備,并有冷備方案,但在理論上仍存在核心故障和冷備不及時的可能;縣級只有2層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,不能滿足建設(shè)市到縣視頻會議系統(tǒng)的要求。這就需要從整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備選型和日常維護等方面進行網(wǎng)絡(luò)的高可靠性設(shè)計和改造。為更好地滿足氣象現(xiàn)代業(yè)務(wù)快速發(fā)展的要求和提供更好的通訊網(wǎng)絡(luò)保障能力,棗莊市氣象局設(shè)計和規(guī)劃了較先進的立體式、全方位綜合氣象通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其設(shè)計完成與規(guī)劃構(gòu)建,全面提高了棗莊市氣象局通訊網(wǎng)絡(luò)保障能力。
1設(shè)計原則
結(jié)合棗莊市氣象系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點和發(fā)展要求,在進行氣象通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則:一是實用性原則。以滿足當前需求為基礎(chǔ),在節(jié)省投資的同時,充分考慮發(fā)展的需要來確定系統(tǒng)規(guī)模。按照模塊化、層次化的原則,使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較好的伸縮性,可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不同階段靈活配置和擴展。二是安全性原則。充分重視網(wǎng)絡(luò)安全工作,在已有安全系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全性。三是先進性原則。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理方式等方面應(yīng)采用先進的同時又是成熟、實用的技術(shù)。四是可靠性原則。骨干網(wǎng)絡(luò)能有效地避免單點故障,在設(shè)備的選擇和關(guān)鍵設(shè)備互聯(lián)時,應(yīng)提供充分的冗余備份,一方面最大限度地減少故障的可能性,另一方面保證網(wǎng)絡(luò)能在最短時間內(nèi)修復(fù)。五是高可用性原則。通訊網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有較高的可靠性和可用性,關(guān)鍵設(shè)備、線路能做到實時備份和故障自動切換,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較好的容錯功能,骨干網(wǎng)絡(luò)沒有單故障點,以確保各種業(yè)務(wù)的正常運行。六是規(guī)范性原則。所采用的技術(shù)和設(shè)備應(yīng)符合國際標準、國家標準和業(yè)界標準,為系統(tǒng)的擴展升級、與其他系統(tǒng)的互聯(lián)提供良好的基礎(chǔ)。七是開放性和標準化原則。使用開放性好、標準化程度高的技術(shù)方案;設(shè)備的各種接口滿足開放和標準化原則。八是可管理性原則。規(guī)劃后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)易于管理,易于維護,在設(shè)備、安全性、數(shù)據(jù)流量、性能等方面能很好地監(jiān)視和控制、遠程管理和診斷故障[1-4]。
2建設(shè)目標
一是建設(shè)并升級市局到縣局6 m主用鏈路,保留現(xiàn)在2 m的sdh作為備用鏈路。二是通過網(wǎng)絡(luò)可靠冗余性設(shè)計,實現(xiàn)核心交換機和市局到縣局骨干網(wǎng)絡(luò)的冗余熱備。當任何一個核心交換出現(xiàn)故障后,另一個核心將自動備份;市局到縣局主鏈路或設(shè)備故障,所有流量自動切換到2 m的sdh備用鏈路;當備用鏈路或設(shè)備故障,流量自動切換到主用鏈路。以此實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺的高可靠性。三是利用設(shè)備自身安全設(shè)置、分層分區(qū)訪問控制,與防火墻、桌面安全管理系統(tǒng)配合實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺的高安全性。四是利用路由協(xié)議和vr rp技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)流量分流,使用2 m sdh備用鏈路承載視頻會議,主鏈路承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、辦公和上網(wǎng)等流量;利用qos技術(shù)實現(xiàn)針對不同應(yīng)用提供不同的服務(wù)質(zhì)量,使網(wǎng)絡(luò)對氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、辦公、視頻會議、語音、全景監(jiān)控等業(yè)務(wù)提供良好支持,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺的高可用性。五是利用集中網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一管理,通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和其他網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)全網(wǎng)流量和設(shè)備的高可見性管理,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺較好的可管理性。
3系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃內(nèi)容
系統(tǒng)的設(shè)計與規(guī)劃內(nèi)容主要包含骨干網(wǎng)絡(luò)、路由協(xié)議、可靠冗余性、視頻會議系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全性等方面。
3.1骨干網(wǎng)絡(luò)
棗莊市氣象局通訊網(wǎng)絡(luò)由1個市氣象局中心節(jié)點和5個縣局分節(jié)點構(gòu)成,業(yè)務(wù)流向以省局?圮市局?圮縣局這樣的縱向流為主。根據(jù)業(yè)務(wù)走向,最適合的網(wǎng)絡(luò)模型是星型組網(wǎng)。即以市氣象局為中心,5個縣氣象局通過廣域網(wǎng)鏈路接入市氣象局,從而構(gòu)成1個從縣局到市局的2級雙星型組網(wǎng)架構(gòu)。
3.2路由協(xié)議
根據(jù)氣象通訊網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)選擇合適的路由協(xié)議,能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)路徑選擇,同時具有路徑均衡功能,在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時數(shù)據(jù)能夠通過其他路徑迂回,以保證網(wǎng)絡(luò)的暢通。因此,選擇適當?shù)穆酚蓞f(xié)議非常重要。棗莊市氣象局通訊網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建中,使用與省氣象網(wǎng)絡(luò)相同的ospf路由協(xié)議,避免了由于大量的靜態(tài)路由設(shè)置造成的管理復(fù)雜和可能出現(xiàn)的路由環(huán)路問題,可為以后統(tǒng)一規(guī)劃和互聯(lián)提供基礎(chǔ),使得網(wǎng)絡(luò)在以后的擴展中具有更多的選擇空間。
3.3可靠冗余性
棗莊市氣象局通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計首先從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上保證了高可靠性和高冗余性。一是骨干網(wǎng)絡(luò)采用雙星形冗余架構(gòu)設(shè)計,通過動態(tài)路由協(xié)議、不間斷路由等技術(shù)實現(xiàn)廣域傳輸?shù)目煽啃?。二是局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用雙線路連入核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配合動態(tài)路由協(xié)議、vrrp等技術(shù)實現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
3.4視頻會議系統(tǒng)
視頻會議是通過傳輸實時的視頻和語音來進行信息交流,因此對傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求較高,除了需要保證足夠的可用帶寬外,還要求傳輸線路穩(wěn)定、無擁塞、網(wǎng)絡(luò)延遲小。利用市到縣2 m的sdh備用鏈路承載視頻會議可以有效利用備用鏈路的獨立帶寬,避免備用鏈路閑置浪費。備用鏈路在正常情況下沒有其他數(shù)據(jù)傳輸,其他流量也不會對視頻流造成任何影響,沒有帶寬爭用的問題,2 m帶寬也完全可以滿足視頻會議的要求,這樣就為視頻會議的傳輸提供了很好的保障。為實現(xiàn)上述目標,需要為視頻會議系統(tǒng)劃分單獨的子網(wǎng),并利用區(qū)縣路由器和市局2 m的sdh線路匯聚路由器上單獨的以太口連接。在市縣路由器上合理配置靜態(tài)路由和vrrp可以實現(xiàn)視頻會議流量由備用鏈路傳輸。
3.5網(wǎng)絡(luò)安全性
3.5.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備除了應(yīng)該滿足電磁安全、環(huán)境、安全規(guī)定等相關(guān)標準外,還應(yīng)對路由器和交換機進行安全加固,關(guān)閉無用服務(wù),以保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的健壯性。關(guān)閉路由器上的不必要的服務(wù),如finger、bootp、dhcp等;遠程登錄采用ssh加密方式,而不用telnet明文方式;網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議采用snmpv 3保護mib數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和管理工作站之間的安全傳送。配置ospf路由協(xié)議的md 5認證,防止惡意的假路由更新。配置遠程登錄或console超時選項,增加訪問的安全性,通過acl來控制訪問的來源。
3.5.2訪問控制。通過在市局匯聚路由器上設(shè)置acl,禁止縣局子網(wǎng)之間的橫向訪問;在核心交換機上設(shè)置acl,隔離縣局子網(wǎng)和市局子網(wǎng)之間的通訊,使所有子網(wǎng)只能訪問市局服務(wù)器子網(wǎng)、省局,并在許可的情況下訪問互聯(lián)網(wǎng);市局和省網(wǎng)各區(qū)域之間的互訪應(yīng)該嚴格受控,但在市到省主備2條線路中間部署防火墻的投資較大?？梢酝ㄟ^在核心交換機上配置訪問控制列表來實現(xiàn)市到省的單向訪問控制,使省局只能訪問市局許可的終端,市局可以訪問省局開放的服務(wù)器和其他資源,確保省市互聯(lián)的安全性。
3.5.3核心交換安全。網(wǎng)絡(luò)核心完成整個網(wǎng)絡(luò)的路由處理,流量交換及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),這部分的安全處理比較簡單,重點是設(shè)備安全。由于這部分實際上是整個網(wǎng)絡(luò)的流量交換中心,可以在核心交換設(shè)備上通過端口鏡像功能將符合一定條件的流量鏡像到網(wǎng)管服務(wù)器,配合抓包軟件和協(xié)議分析系統(tǒng)完成網(wǎng)絡(luò)流量分析,發(fā)現(xiàn)安全隱患,改善網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。
3.5.4服務(wù)器安全。服務(wù)器子網(wǎng)用于放置服務(wù)器,當前包括各種業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、軟件視頻會議、內(nèi)部郵件系統(tǒng)、dns、nas、區(qū)域站服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、病毒服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器等,用戶對該區(qū)域的訪問應(yīng)該嚴格受控,但根據(jù)氣象業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實際情況看,該子網(wǎng)主要對全市內(nèi)部提供服務(wù),為節(jié)省投資,暫無必要在服務(wù)器交換機和核心交換機之間設(shè)置防火墻,主要是關(guān)注服務(wù)器的系統(tǒng)安全。必要的情況下配置磁盤陣列柜保證數(shù)據(jù)存儲安全。
3.5.5arp欺騙攻擊防御。通過對arp欺騙攻擊原理的剖析發(fā)現(xiàn),如果要防御該類型的攻擊,最理想的辦法是在接入層對arp報文進行內(nèi)容有效性檢查,對于沒有通過檢查的報文進行丟棄處理。因此,可在市(縣)局局域網(wǎng)的接入層交換機s3600系列上使用arp入侵檢測功能,可以有效防御arp欺騙攻擊。當前市局的辦公子網(wǎng)和業(yè)務(wù)子網(wǎng)采用的是h3c s3600交換機,已經(jīng)使用了這項功能,并取得了很好的效果。
3.5.6 業(yè)務(wù)上網(wǎng)保護。市局業(yè)務(wù)主要集中在大平面中,可以為業(yè)務(wù)平面提供單獨上網(wǎng)的計算機,禁止業(yè)務(wù)子網(wǎng)直接接入互聯(lián)網(wǎng),市局觀測子網(wǎng)也可以采用同樣的辦法,以解決互聯(lián)網(wǎng)對重要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響?？h局上網(wǎng)需嚴格控制上網(wǎng)計算機的數(shù)量,并做好病毒等有害內(nèi)容的防護,市局可以通過桌面安全管理系統(tǒng)進行及時有效的管理,以保障上網(wǎng)終端的安全,從而保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。由于每個終端子網(wǎng)之間禁止通訊,某個子網(wǎng)出現(xiàn)問題不會影響到其他子網(wǎng)。
4結(jié)語
在計算機信息技術(shù)快速發(fā)展的今天,通訊網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為氣象現(xiàn)代業(yè)務(wù)不可缺少的重要組成部分,在視頻會商、遠程培訓、氣象共享平臺展示、突發(fā)災(zāi)害性應(yīng)急指揮和公共事件聯(lián)動服務(wù)等多方面發(fā)揮著重要的作用。棗莊市級氣象局通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃的成功在今后實際業(yè)務(wù)和氣象保障中發(fā)揮著越來越大的作用,為棗莊氣象事業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
5參考文獻
[1] 謝希人.計算機網(wǎng)絡(luò)[m].北京:電子工業(yè)出版社,2002:109.
[2] 張公忠.局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程[m].北京:經(jīng)濟科學出版社,2007.
【關(guān)鍵詞】PLC；光機電；一體化；實訓系統(tǒng)；設(shè)計
1概述
1.1PLC
PLC全稱為可編程邏輯控制器，它是一款可用于編程的存儲器，它主要是用于完成邏輯運算的執(zhí)行、順序的控制、定時、計數(shù)等用戶的指令，除此之外，它還可以運用數(shù)字化或者模擬式輸出及輸入對機械生產(chǎn)進行控制?？删幊踢壿嬁刂破骶哂性S多特點，首先，可編程邏輯控制器使用起來十分方便，而且編程簡單，其主要采用的是簡單的梯形圖、邏輯圖或者簡單的程序語句來表達，所以對于用戶來說，他們不用掌握十分完備的計算機知識，就可以很好地進行操作。其次，可編程邏輯控制器的功能強大，價格還十分經(jīng)濟，故而其性能價格比是相對較高的。還有一點，就是可編程邏輯控制器的硬件配套往往十分齊全，用戶在使用時很方便，適應(yīng)能力強，很可靠，在抗干擾方面，其采用大量集中的繼電器，在減少接觸不良方面，可編程邏輯控制器在很大程度上具有優(yōu)勢，從而減少接觸不良帶來的許多故障。關(guān)于可編程邏輯控制器的維護和修理方面，其在設(shè)計、安裝和調(diào)試上的工作量少，從其維護工作來看，工作量也是相對較少的，而且操作起來方便，故障問題能夠很快地解決。
1.2光機電一體化
光機電一體化又叫做機械電子工程，這是機械工程與自動化領(lǐng)域中的一個研究方向。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學技術(shù)不斷取得重大突破，光機電一體化的技術(shù)也在迅猛發(fā)展，光機電一體化在許多領(lǐng)域都有了應(yīng)用。從綜合層面來講，光機電一體化實際上是將許多技術(shù)進行有機結(jié)合后的產(chǎn)物，其中就包括機械技術(shù)、電子工程技術(shù)、信息技術(shù)等等，在結(jié)合后將光機電一體化技術(shù)應(yīng)用到實際生產(chǎn)當中去，從而可以使得機械發(fā)展更加智能化和人性化。
2基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設(shè)計
2.1組成要素
基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設(shè)計，其設(shè)計過程中首先需要注意的是光機電一體化系統(tǒng)中的組成要素，主要有五大要素，分別是結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、感知組成要素、運動組成要素和職能組成要素。結(jié)構(gòu)組成要素是整個光機電一體化實訓系統(tǒng)組建的基礎(chǔ)，它為整個系統(tǒng)提供了結(jié)構(gòu)的支持，也就是說，只有按照系統(tǒng)的要求，組建好結(jié)構(gòu)組成要素，才能實現(xiàn)系統(tǒng)能量的正常供應(yīng)和動力系統(tǒng)的運行。動力組成要素在整個系統(tǒng)的建設(shè)中起到了提供動力的作用，只有保證了動力的充足，才能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定的工作。而感知組成要素在光機電一體化實訓系統(tǒng)中主要是對系統(tǒng)自身的運行狀態(tài)和工作環(huán)境的一個感知，從各種參數(shù)和狀態(tài)進行收集、分析和處理，并且以可被識別的信號輸出，從而產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)控信息，使得整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)得以監(jiān)測。在運動組成要素常常與動力組成要素相互搭配起作用，都是為系統(tǒng)運行所需要的動力提供基礎(chǔ)保障。職能組成要素在控制和處理信息部分發(fā)揮著巨大的作用，由于感知組成要素是作用于收集系統(tǒng)運行狀態(tài)和參數(shù)，在收集到大量數(shù)據(jù)之后，就需要對呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行分析、存儲和加工，從而能夠使得整個系統(tǒng)按照獲得的指令進行運作?？偨Y(jié)來講，光機電一體化實訓系統(tǒng)的設(shè)計不可忽略這五大組成要素的基本功能和作用。
2.2設(shè)計原則
光機電一體化實訓系統(tǒng)在設(shè)計的過程中，不僅需要考慮各個組成要素的作用，還需要遵循設(shè)計的原則，這些原則主要分為四部分，分別是接口耦合、運動傳遞、信息控制和能量轉(zhuǎn)換四項基本原則。首先是接口耦合原則，也就是說兩個需要進行信息傳遞的接口或者需要進行傳遞的環(huán)節(jié)之間，如果其信息模式不一致就會造成信息無法傳遞的嚴重后果，因此，在這里就需要遵循接口耦合的原則，利用接口耦合使得信息得以傳遞。在信號相對較弱的兩個環(huán)節(jié)之間，也需要通過接口耦合來實現(xiàn)擴大信號的效果，從而能夠匹配，使得信號的變換更加清晰、可靠，而且更加快速、精準。第二項原則，能量轉(zhuǎn)換原則，兩個需要進行傳輸和轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)之間，常常會出現(xiàn)由于信息模式的不同而無法進行直接的信息傳遞，所以在這里不僅需要接口耦合，還需要能量的轉(zhuǎn)換，只有能量進行轉(zhuǎn)換，才能使得執(zhí)行器、驅(qū)動器等不同能量實現(xiàn)最優(yōu)的工作效率。第三，信息控制，在光電一體化實訓系統(tǒng)的設(shè)計中，在數(shù)據(jù)的收集、傳輸、存儲、分析等都是進行信息處理的過程，而達到最優(yōu)的信息控制，是提高光電一體化實訓系統(tǒng)運行質(zhì)量和效率最關(guān)鍵的一步。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的日益更新，機械智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代科技的標志，所以，在光電一體化實訓系統(tǒng)中，遵循信息控制原則，實際上可以推進整個系統(tǒng)的智能化水平。第四，運動傳遞原則，在光機電一體化系統(tǒng)的各個組成要素之間，運動傳遞能夠?qū)崿F(xiàn)各個要素的信息傳輸和運動控制的目的。
2.3具體設(shè)計
光機電一體化實訓系統(tǒng)的設(shè)計最關(guān)鍵的就是要保證系統(tǒng)設(shè)計的完整性，下面就以水池補水系統(tǒng)為例，對基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設(shè)計進行分析。首先是動力部分，水池補水系統(tǒng)選擇電力作為動力部分，動力部分的設(shè)計需要滿足系統(tǒng)的動力需求，以保證整個系統(tǒng)的動力源泉不會枯竭；就目前來講，常見的動力源有電能、風能、水能、人力、畜力等，而水池補水系統(tǒng)的動力系統(tǒng)選擇電能即可。其次，是水池補水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部分，在進行光機電一體化實訓系統(tǒng)設(shè)計的時候，需要考慮實現(xiàn)的效果，從而有針對性地選取相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)，在搭配其他部件，最終實現(xiàn)機械自動化控制，這里以水池補水系統(tǒng)作為例子，這里的結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是需要動力部分來帶動的，因此，它也是整個系統(tǒng)最后發(fā)揮作用的部分，也可以算是系統(tǒng)的核心；執(zhí)行器部分是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一，在實際操作中，常常是需要通過信號路線與PLC連接，從而實現(xiàn)信號的聯(lián)通和傳遞，在該水池補水系統(tǒng)的執(zhí)行器的選擇上，選取電動截止閥和開關(guān)共同作為執(zhí)行器的部分，當PLC產(chǎn)生信號并傳輸?shù)綀?zhí)行器部分，執(zhí)行器就可以根據(jù)指令完成其任務(wù)；在水池補水系統(tǒng)的計算機部分在很大程度上需要PLC的支持，從而對信息進行收集、加工和存儲操作，計算機部分對于整個水池補水系統(tǒng)來說起到了一個總控的作用，就如同大腦之于身體，顯而易見其重要性；水池補水系統(tǒng)的傳感器部分，需要利用PLC來對系統(tǒng)自身和工作環(huán)境進行數(shù)據(jù)收集，并且將傳感器收集到的信息傳輸給計算機部分，根據(jù)計算機程序的執(zhí)行，最終輸出結(jié)果，實現(xiàn)水池補水系統(tǒng)的隨環(huán)境調(diào)試，從而更好地完成其任務(wù)。
3結(jié)語
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科學技術(shù)的日漸取得重大突破，光機電一體化作為光學和機械電機工程相互綜合的產(chǎn)物，這項技術(shù)也在迅猛發(fā)展，并且在許多領(lǐng)域，光機電一體化都有了應(yīng)用。而為了推進光機電一體化技術(shù)的進一步發(fā)展，將PLC技術(shù)應(yīng)用在光機電一體化實訓系統(tǒng)的設(shè)計當中，起到了關(guān)鍵作用。本文基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設(shè)計進行了探討，雖然文章在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排上還存在不足，但是希望通過文章能夠引起大眾對于PLC和光機電一體化的重視，并且在未來的研究中作出更多的創(chuàng)新。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：普通話測試；普通話訓練課件；普通話水平；Ado.stream
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)12-21626-02
Designing and Developing the Training System of Standard Chinese Test
XIE Lai-fu,WANG Zhi-ping,YI Su-jun
(East China Institute of Technology,Fuzhou 344000,China)
Abstract:Standard Chinese level test is an important act to popularize standard Chinese. And one important thing of this act is to develop the training courseware of the standard Chinese teaching. This paper presents the whole process of developing the training courseware of the standard Chinese teaching practically.
Key words:standard Chinese test;the courseware of training standardChinese;standard Chinese level;Ado.stream
普通話水平測試（簡稱為PSC）是我國推廣普通話，提高全社會普通話水平而設(shè)置的一種語言測試制度。開展普通話水平測試工作，將使推廣和普及普通話工作走上制度化、規(guī)范化、科學化的道路，從而極大地提高全社會的普通話水平和漢語規(guī)范化水平。筆者從實際出發(fā)，開發(fā)了一套普通話水平測試訓練系統(tǒng)，本文擬介紹系統(tǒng)開發(fā)過程。
1 系統(tǒng)研制與開發(fā)
1.1 進行系統(tǒng)分析，確定功能模塊
結(jié)合普通話水平測試、普通話教學的特點，對現(xiàn)有的普通話教學課件和普通話訓練軟件進行了綜合分析與比較，我們確立了開發(fā)此系統(tǒng)的基本思路。本系統(tǒng)的設(shè)計思想為：根據(jù)普通話測試的要求，對字詞進行分類、收集、整理，由國家語委普通話培訓測試中心審定的專業(yè)發(fā)音員，采用數(shù)字錄音設(shè)備，錄制標準語音樣本，通過構(gòu)筑語料庫技術(shù)平臺，建立覆蓋全面的普通話標準語音數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，利用面向?qū)ο箝_發(fā)工具開發(fā)普通話測試訓練系統(tǒng)。本系統(tǒng)既可作為普通話的自主學習系統(tǒng)，也可以作為教師教學的輔助系統(tǒng)。最終軟件成果有兩個版本，其一采用VB+SQL技術(shù)開發(fā)C/S系統(tǒng)，另外利用+SQL技術(shù)開發(fā)可以在互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)版本。
系統(tǒng)主要有兩大功能模塊組成：一是系統(tǒng)管理模塊，主要是管理員對測試訓練系統(tǒng)中的字詞進行維護。二是學習模塊，供用戶練習使用的模塊。如圖所示：
1.1.1系統(tǒng)管理模塊包括以下子模塊
數(shù)據(jù)初始化：對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行清空處理，一般是初次錄入數(shù)據(jù)時使用，或更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)時使用。
字詞維護：是系統(tǒng)管理模塊中的主要模塊，通過此模塊，可以增加、刪除、更改字詞類型；可以維護系統(tǒng)中的字詞各種元素（文字、拼音、類型及讀音等）。
模擬測試設(shè)置：管理員可以設(shè)置各種類型的字詞在“模擬測試練習”時出現(xiàn)的個數(shù)。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新：通過此功能模塊，可以更新、升級系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
1.1.2學生練習模塊包括以下子模塊：
模擬測試練習：根據(jù)系統(tǒng)管理模塊中“模擬測試設(shè)置”中的設(shè)置，從庫中隨機抽出相應(yīng)個數(shù)的字詞供用戶練習。練習時用戶可以收聽標準樣本語音，也可以通過系統(tǒng)內(nèi)嵌錄音模塊把自己讀音錄入系統(tǒng)中，與標準樣本語音進行比較。
分類隨機練習：從某種類型中隨機抽取相應(yīng)數(shù)量的字詞供練習使用，類型與字詞數(shù)量都可自行設(shè)定。
分類固定練習：從某種類型中提取固定序號的字詞供練習使用，類型與序號可由用戶自定。
即時查詢：用戶可以在輸入框中輸入字詞，或把文檔拷貝至輸入框，來獲取字詞對應(yīng)樣本語音或拼音。
1.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計
數(shù)據(jù)庫設(shè)計是系統(tǒng)成敗關(guān)鍵，它的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的開發(fā)和系統(tǒng)執(zhí)行效率。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計思想，我們精心設(shè)計了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要包含以下數(shù)據(jù)表：
(1)字詞類型表用以存放系統(tǒng)中字詞類型及在模擬測試中各類型字詞出現(xiàn)的數(shù)量。
(2)字詞總表用以存放系統(tǒng)中所有字詞相應(yīng)信息，結(jié)構(gòu)如下：
(3)各類型字詞表用以存放某類型中字詞信息（包括其聲音信息）。
1.3字詞收集整理及錄音
由普通話測試站的測試人員，對測試標準中規(guī)定字詞進行收集、整理、分類。我們把其分為六類，分別是單音節(jié)、雙音節(jié)、兒化、輕聲、上加非上、上加上，總共收集了上萬個字詞。然后由國家語委普通話培訓測試中心審定的專業(yè)發(fā)音員對字詞聲音進行錄制，為保證錄音的質(zhì)量，采用了專業(yè)的聲音錄制卡，使用專業(yè)的錄音軟件Cool Edit Pro，并對錄制聲音進行了降噪處理，保存成波形文件（WAV文件），盡可能保持聲音逼真效果。
1.4軟件開發(fā)
根據(jù)教學需要，我們開發(fā)了兩套版本，采用VB+SQL技術(shù)開發(fā)C/S版，既可以方便快捷地在單機上使用,也可以在局域網(wǎng)內(nèi)作為客戶機/服務(wù)系統(tǒng)（C/S）使用。另外，我們結(jié)合當前網(wǎng)絡(luò)教學的特點，采用新型動態(tài)網(wǎng)頁制作技術(shù)（+SQL）開發(fā)了一套網(wǎng)絡(luò)版本，至校園網(wǎng)上，學生可以通過互聯(lián)網(wǎng)方便使用此系統(tǒng)。
1.5數(shù)據(jù)錄入
按照功能設(shè)置，軟件設(shè)計好后，利用“系統(tǒng)管理”中“字詞維護”模塊，組織專門人員對收集整理好的字詞進行錄入。
1.6系統(tǒng)試運行
為檢驗系統(tǒng)效果，我們把其安裝在學校普通話測試工作站的機房內(nèi)，由測試站工作人員和學生對系統(tǒng)進行反復(fù)測試，根據(jù)反饋，我們對系統(tǒng)進行了多次修改，直到滿意為此。
2 技術(shù)關(guān)鍵
2.1聲音的存取
如何有效地把文字聲音存入數(shù)據(jù)庫中，并且快速從數(shù)據(jù)庫把聲音還原，是系統(tǒng)設(shè)計的一個關(guān)鍵問題。在設(shè)計中，我們使用Ado.Stream技術(shù)把聲音文件以二進制數(shù)據(jù)的方式存入傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ACCESS及SQL）的二進制字段中。播放時，再利用ADO.Stream技術(shù)把二進制數(shù)據(jù)還原成聲音文件。
把聲音存入數(shù)據(jù)庫中的主要代碼如下：
Set rs = New ADODB.Recordset
Set c = New ADODB.Stream
c.Mode = adModeReadWrite
c.Type = adTypeBinary
c.Open
If Right(File1.Path, 1) "\" Then
c.LoadFromFile File1.Path + "\" + File1.FileName
Else
c.LoadFromFile File1.Path + File1.FileName
End If
rs.Open "select * from 類型名", cnn, 1, 2
rs.AddNew
rs("聲音") = c.Read()
rs.Update
2.2 聲音的播放
播放聲音時，先把字詞對應(yīng)聲音字段還原成WAV文件，然后調(diào)用API函數(shù)播放此WAV文件。在此過程中，沒有使用第三方播放控件，減化了程序代碼，提高了程序的執(zhí)行效率。數(shù)據(jù)庫內(nèi)聲音字段還原成WAV文件時，不是每次都還原成同一個文件，而是第一次還原成“0.wav”，第二次還原成“1.wav”,第三次再還原成“0.wav”,在兩個文件中交替進行，很好地解決了快速連續(xù)播放問題。
定義API函數(shù)：
Public Declare Function sndPlaySound Lib "winmm.dll" Alias "sndPlaySoundA" (ByVal lpszSoundName As String, ByVal uFlags As Long) As Long
Dim fil As String
從數(shù)據(jù)庫中還原聲音并播放聲音代碼如下：
Set rs = New ADODB.Recordset
rs.Open "select * from 類型名 where 編號='序號'", cnn, 1, 2
Set c = New ADODB.Stream
c.Mode = adModeReadWrite
c.Type = adTypeBinary
c.Open
c.Write (rs("聲音"))
p = p + 1
If p = 2 Then p = 0
c.SaveToFile "c:\" & p & ".wav", adSaveCreateOverWrite
fil = "c:\" & p & ".wav"
X = sndPlaySound(fil, &H1 Or &H2)
2.3拼音輸入
為方便拼音的輸入與修改，我們在系統(tǒng)中設(shè)計了拼音模板，各功能模塊都可調(diào)用拼音模板。拼音模板的使用極為方便，可以用鼠標直接選取或者使用字符對應(yīng)的快捷鍵，如需輸入“ā”可直接使用Ctrl+A鍵即可。
3 小結(jié)
本系統(tǒng)有實用性、易用性、靈活性的特點，在校內(nèi)學生中試運行，效果良好。另外此系統(tǒng)有很好的延展性，其語音庫可以進行更新或升級，也可以在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行第二次開發(fā)，使之成為普通話測試出題系統(tǒng)或設(shè)計成其他語言練習系統(tǒng)。
參考文獻：
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引言
對某業(yè)務(wù)的電話會議，呼入，呼出進行話務(wù)統(tǒng)計并在Web上顯示，統(tǒng)計功能包括：一段時間內(nèi)的會議數(shù)、系統(tǒng)呼出數(shù)、成員呼入數(shù)、成功呼叫數(shù)、失敗呼叫數(shù)，失敗的呼叫按照原因統(tǒng)計。統(tǒng)計粒度分為小時、日、月，如存在故障顯示原因。
功能流程圖如圖所示
一．參數(shù)介紹
Web頁面主菜單.起始時間結(jié)束時間.用一個下拉菜單來顯示統(tǒng)計粒度。
二．Web頁面判斷
（一）起始、結(jié)束時間是否為空。如為空，提示輸入時間為空。
（二）起始、結(jié)束時間時間是否符合時間格式。如不合格，提示時間格式輸入錯誤。
（三）驗證開始時間是否超出搜索范圍（根據(jù)實際情況考慮，由于話務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)龐大，如限定只能查詢最近三月數(shù)據(jù)。即將當前時間減去開始時間判斷不能大于三個月）如果大于則提示開始時間超出搜索范圍。
（四）結(jié)束時間是否大于起始時間，若小于提示結(jié)束時間小于起始時間。
（五）驗證時間間隔是否超出了時間搜索范圍（如規(guī)定時間間隔不能大于一個月，將結(jié)束時間減去起始時間判斷是否大于一個月）如果大于提示時間間隔不能大于一個月。
（六）點擊統(tǒng)計按鈕，頁面進行判斷，成功后進入下一步。
三.根據(jù)傳輸?shù)膮?shù)提交服務(wù)器進行處理并返回結(jié)果
在Web界面判斷成功后，將提交服務(wù)器處理 來統(tǒng)計它的電話會議數(shù)，系統(tǒng)呼出數(shù)，成員呼入數(shù)，呼叫成功數(shù)，呼叫失敗數(shù)以及失敗原因故障分析。
在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建call_log表
create table call_log
(
id numeric(12,0) not null,
confid numeric(12,0) not null,
starttimevarchar(19) not null, --開始時間
endtimevarchar(19) not null, --結(jié)束時間
calltypenumeric(1,0), --1-普通呼叫2-會議呼叫3-短信
statusnumeric(1,0), --0-成功1-失敗
recordtypenumeric(1,0), --1創(chuàng)建會議2-呼入3呼出
terminal_cause numeric(1,0) -- 0-系統(tǒng)掛斷1-終端掛機2-終端忙3-無應(yīng)答 4-路由失敗5-路由不可達6-號碼暫時不可用7-未知原因
）
根據(jù)輸入的起始時間，結(jié)束時間還有統(tǒng)計粒度參數(shù)進行統(tǒng)計。對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫中用相應(yīng)SQL語句進行搜索。每項統(tǒng)計功能用一條相應(yīng)的SQL語句列出：
（一）電話會議數(shù)
數(shù)據(jù)庫call_log表中confid為電話會議ID，而創(chuàng)建一個會議的時候可能會有多個confid。統(tǒng)計會議數(shù)時必須去掉重復(fù)的會議ID數(shù)即得到會議數(shù)。SQL語句中使用distinct confide為select count(distinct confid),substring(starttime,1,13) from call_log group by substring(starttime 1,13)
substring(starttime,1,13)即統(tǒng)計粒度精確到按小時統(tǒng)計。即根據(jù)時間的格式如 2008.01.07 00使用substring（）函數(shù)從左往右1到13位。（包括年月日之間小數(shù)點和日與小時之間的空格）。如需統(tǒng)計粒度為月，substring()則為substring（starttime,1,7)。按日統(tǒng)計則為substring(starttime,1,10)
（二）系統(tǒng)呼出數(shù)
select count(recordtype),substring(starttime,1,13) from call_log where recordtype = 3 and starttime>=’開始時間’and endtime
（三）成員呼入數(shù)
select count(recordtype),substring(starttime,1,13) from call_log where recordtype=2 and starttime>=’開始時間’ and endtime
（四）呼叫成功數(shù)
select count(status),substring(starttime,1,13) from call_log where status=0 and starttime>=’ 開始時間’ and endtime
呼叫成功對應(yīng)call_log表中status的 status=0
（五）呼叫失敗數(shù)
select count(status),substring(starttime,1,13) from call_log where status=1 and starttime>=’開始時間’ and endtime
顯示截圖如下(假設(shè)數(shù)據(jù)都為100個 顯示按月)
在表格中分別橫向列出1.會議數(shù)(the number of conference)2.系統(tǒng)呼出數(shù)(the number of system call out)3.成員呼入數(shù)(the number of member call in) 4.成功呼叫數(shù)(success call)這里包括了成功的呼出和成功的呼入5.失敗呼叫數(shù)(the number of failing call)，在點擊失敗呼叫錯誤時會鏈接到一張故障表。6.統(tǒng)計結(jié)果較多時可能一頁顯示顯示不下，可以通過前后翻頁查看詳細內(nèi)容，右側(cè)增加跳轉(zhuǎn)鍵。
（六）故障原因分析
點擊失敗呼叫次數(shù)時，會鏈接到一張故障表上：
表示在查詢時間段中對應(yīng)call_log表中呼叫失敗的情況下出現(xiàn)故障原因。
假設(shè)100個故障，在上表中可以看到系統(tǒng)掛斷10次，終端掛機20次，終端忙出現(xiàn)10次，無應(yīng)答出現(xiàn)10次，路由失敗10次，路由不可達20次，號碼暫時不可用10次。還有10次的呼叫失敗找不到原因暫時歸到未知原因一類。
注意幾個問題：
1.統(tǒng)計粒度的體現(xiàn)。該問題在相關(guān)的SQL語句中都沒有體現(xiàn)如何實現(xiàn)統(tǒng)計粒度的問題。后在老師和同學指導下已有修改 加入group by substring(var,1,13)。根據(jù)時間格式 yyyy.mm.dd hh 對于不用的統(tǒng)計粒度，更改相關(guān)的字節(jié)數(shù)。
2.舉例。必須遍歷各種情況。
【關(guān)鍵詞】 警察 實訓 自動噴水系統(tǒng)
近年來隨著社會的發(fā)展，先進高效的火災(zāi)自動化系統(tǒng)大量應(yīng)用于新建的車站、車庫及其各類附屬建筑。因此對于鐵路警察，不論是車站巡警或是列車乘警，均應(yīng)熟悉這些火災(zāi)自動化系統(tǒng)的運行原理及操作要求。這樣才能在發(fā)生火災(zāi)時正確啟動火災(zāi)自動化系統(tǒng)將火災(zāi)撲滅在初期階段，更好的履行一名鐵路警察的職責。作為主要培養(yǎng)鐵路警察的院校，更加注重通過實訓，使學生更好的適應(yīng)崗位要求，提高學生的就業(yè)競爭力。因此鐵路消防管理課程組設(shè)計，規(guī)劃了分布式火災(zāi)自動化系統(tǒng)操作實訓室，用于培養(yǎng)學生理解、掌握火災(zāi)自動化系統(tǒng)的操作使用。而系統(tǒng)中的自動噴水滅火系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的重要組成部分，更是決定著整個實訓室性能的關(guān)鍵。
1 自動噴水滅火系統(tǒng)簡介
自動噴水滅火系統(tǒng)由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置（水流指示器或壓力開關(guān)）等組件，以及管道、供水設(shè)施組成，并能在發(fā)生火災(zāi)時噴水的自動滅火系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)是隨著19世紀工業(yè)化革命，特別是棉紡織工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它最早以穿孔管的形式誕生于英國，應(yīng)用于劇院，其后在美國應(yīng)用在棉紡工業(yè)，并逐步發(fā)展成為系統(tǒng)完整、組件齊全的高效全天候的自動滅火系統(tǒng)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑中。
作為當今普遍使用的固定自動滅火系統(tǒng)，國內(nèi)外的實踐證明，自動噴水滅火系統(tǒng)經(jīng)濟實用，其整套系統(tǒng)的投資只占總投資的 1%-3%。美國的大量統(tǒng)計資料表明，設(shè)有能自動噴水滅火系統(tǒng)的建筑物，火災(zāi)中人員的死亡人數(shù)可減少1/3到2/3，財產(chǎn)損失可減少1/2到2/3。并且滅火成功率大于96%，幾乎接近于100%。因此可以說有著極高安全性和可靠性的自動噴水滅火系統(tǒng)是迄今為止人類發(fā)明最好的滅火系統(tǒng)，大量的重要公共建筑物均選用此系統(tǒng)作為主要的滅火系統(tǒng)。所以讓學生在實訓中學會自動噴水滅火系統(tǒng)的使用，掌握不同類型系統(tǒng)的優(yōu)缺點，理解系統(tǒng)的運行原理，成為整個教學環(huán)節(jié)中重要形式和內(nèi)容。
2 實訓室自動噴水滅火系統(tǒng)選擇
針對各類自動噴水滅火系統(tǒng)的實際應(yīng)用特性及使用情況，并且結(jié)合教學實際，實訓室選擇濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)作為學生實驗實訓的對象。并且通過合理的整合各類系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)件，使實訓室的自動噴水滅火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)之間的快速轉(zhuǎn)換，從而使學生能夠在實訓中分別對各系統(tǒng)進行操作，熟悉各種主要的自動噴水滅火系統(tǒng)的特性及使用方法、理解其工作原理。
3 實訓室自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥組設(shè)計
報警閥組是自動噴水滅火系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著火災(zāi)及時報警和提醒人員快速逃生的重大責任。根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定自動噴水滅火系統(tǒng)都應(yīng)設(shè)置報警閥組。報警閥組在自動噴水滅火系統(tǒng)中主要起到控制水流、報警、啟泵等作用。
3.1 報警閥組的構(gòu)成
通過合理整合各報警閥組的核心部件，使實訓室自動噴水滅火系統(tǒng)的報警閥組同時具備濕式、干式、預(yù)作用、雨淋等各類報警閥組的功能。具體構(gòu)成簡圖如（圖1）。
從上圖可見綜合報警閥組主要由干式閥、濕式閥、雨淋閥串聯(lián)而成。主要包含：干式閥、濕式閥、雨淋閥，電子壓力表，水力警鈴，空氣壓縮機，低氣壓報警開關(guān)，各式閥門，輸排水管道等。
其中干式閥、濕式閥及雨淋閥主要起到系統(tǒng)控制，輸出報警水流的作用；空氣壓縮機等空氣加載系統(tǒng)主要起到供給系統(tǒng)壓縮空氣的作用；水力警鈴主要起到發(fā)出音響報警信號作用；電子壓力表主要起到監(jiān)測水力警鈴前水壓力，進而自動報警或自動控制作用；檢測閥主要起到監(jiān)測綜合閥組的工作狀態(tài)；電磁閥主要起到開啟雨淋閥的作用。
3.2 報警閥組的工作原理
實訓室的報警閥組為綜合報警閥組，兼具濕式、干式、預(yù)作用、雨淋等多種閥組的功能。其具體實現(xiàn)原理如下。
（1）當綜合報警閥組實現(xiàn)濕式閥組功能時，需要通過總控將雨淋閥上的電磁閥打開，使雨淋閥開啟，并且同時關(guān)閉干式閥上的空氣加載系統(tǒng)。這樣當系統(tǒng)充水時，水流可自由通過下部雨淋閥及上部的干式閥，充滿整個管路，此時綜合閥組只實現(xiàn)濕式閥功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)。（2）當綜合報警閥組實現(xiàn)干式閥組功能時，需要通過總控將雨淋閥上的電磁閥打開，使雨淋閥開啟，同時打開干式閥上的空氣加載系統(tǒng)，并且通過注水口加水，給氣墊圈起到一個密封作用。此時系統(tǒng)充水時，水流可以通過下部雨淋閥及濕式閥，進入干式閥，此時綜合閥組只實現(xiàn)干式閥功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)。（3）當綜合報警閥組實現(xiàn)預(yù)作用閥組功能時，需要通過總控將雨淋閥上的電磁閥關(guān)閉，使雨淋閥閉合，同時打開干式閥上的空氣加載系統(tǒng)，并且通過注水口加水，給氣墊圈起到一個密封作用。此時系統(tǒng)充水時，水流只能進入雨淋閥下部，此時綜合閥組只實現(xiàn)預(yù)作用閥功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為預(yù)作用系統(tǒng)。（4）當綜合報警閥組實現(xiàn)雨淋閥功能時，需要通過總控將雨淋閥上的電磁閥關(guān)閉，使雨淋閥閉合，同時關(guān)閉干式閥上的空氣加載系統(tǒng)，此時系統(tǒng)充水時，水流只能進入雨淋閥下部，此時綜合閥組只實現(xiàn)雨淋閥功能，配合開式噴頭，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為預(yù)作用系統(tǒng)。
結(jié)合以上描述，綜合報警閥組是通過串聯(lián)在一起的三種閥組的不同啟閉組合來實現(xiàn)各功能的轉(zhuǎn)換。
4 實訓室自動噴水滅火系統(tǒng)工作原理
本實訓室自動噴水滅火系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換能分別模擬干式、濕式、預(yù)作用及雨淋系統(tǒng)。具體工作原理如下。
（1）模擬濕式系統(tǒng)時，通過教師總控臺將綜合報警閥組轉(zhuǎn)變?yōu)闈袷介y組，啟動水泵將整個系統(tǒng)充滿消防用水，配合感溫閉式噴頭，此時系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)。當學生進行實訓時，通過實驗火樣觸發(fā)閉式噴頭，開啟系統(tǒng)，學生實驗臺噴頭噴水對實驗火樣進行撲滅。同時由于水流壓力的作用綜合報警閥組處的水力警鈴開始報警，并且通過水力警鈴前的電子壓力表將火災(zāi)信號傳遞至教師總控臺，啟動消防水泵。另外當學生實訓噴頭開始工作后，噴頭處的電子壓力表將火災(zāi)信號分別傳遞到教師總控臺及各學生分布臺，使教師與學生能夠即時了解噴頭打開的位置及數(shù)量。
（2）模擬干式系統(tǒng)時，如從其他系統(tǒng)轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)使，先換上全新的感溫閉式噴頭，打開綜合報警閥組中的干式閥下的檢修排水口，排出干式閥上部管網(wǎng)中的消防用水。排干后關(guān)閉檢修排水口，打開注水口加入密封水，然后打開空氣加載系統(tǒng)，使干式閥上部管道充滿有壓空氣，此時開啟消防水泵，使干式閥下部管道充滿消防用水，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦墒较到y(tǒng)。同樣當學生進行實訓時，通過實驗火樣觸發(fā)閉式噴頭，開啟系統(tǒng)，干式閥上部管網(wǎng)內(nèi)空氣壓力迅速降低，由于壓力差作用，干式閥啟動，于是消防用水流過干式閥進入噴水管網(wǎng)對實驗火樣進行撲滅，同時部分水流經(jīng)過水力警鈴報警，并且電子壓力表將火災(zāi)信號傳遞至教師總控臺，啟動消防水泵。另外當學生實訓噴頭開始工作后，噴頭處的電子壓力表將火災(zāi)信號分別傳遞到教師總控臺及各學生分布臺，使教師與學生能夠即時了解噴頭打開的位置及數(shù)量。
（3）模擬預(yù)作用系統(tǒng)時，先選用感溫閉式噴頭，開啟感煙探測器，然后按照轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)的步驟將干式閥以上管路加載有壓空氣，轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)。進而打開雨淋閥處的檢修排水閥，排干雨淋閥上部的消防用水，通過教師總控臺關(guān)閉雨淋閥，打開消防水泵，使水流到達雨淋閥下端，此時系統(tǒng)轉(zhuǎn)為預(yù)作用系統(tǒng)。當學生進行實訓時，點燃實驗火樣，產(chǎn)生大量煙霧，觸發(fā)感煙探測器，感煙探測器將火災(zāi)信號傳遞至教師總控臺及各學生分布臺，通過教師總控臺開啟雨淋閥，啟動消防水泵，打開上部管網(wǎng)排氣孔，使水流充滿整個系統(tǒng)。隨著實驗火樣溫度不斷增加，開啟感溫閉式噴頭，噴頭流出消防用水，撲滅實驗火樣，同時部分水流經(jīng)過水力警鈴報警。
（4）模擬雨淋系統(tǒng)時，先選用開式噴頭，通過教師總控臺關(guān)閉雨淋閥，打開雨淋閥上的檢修排水口，排出雨淋閥上部管網(wǎng)中的消防用水，啟動消防水泵，使水流到達雨淋閥下端，此時系統(tǒng)轉(zhuǎn)為雨淋系統(tǒng)。當學生進行實訓時，點燃試驗火樣，產(chǎn)生大量煙霧，觸發(fā)感煙探測器，感煙探測器將火災(zāi)信號傳遞至教師總控臺及各學生分布臺，通過教師總控臺開啟雨淋閥，啟動消防水泵，使水流充滿整個系統(tǒng)，并對所有試驗區(qū)域噴水滅火，同時部分水流經(jīng)過水力警鈴報警。
5 實訓室特點
為了更好的配合課程教學，充分發(fā)揮學生的自主創(chuàng)新能力，分布式火災(zāi)自動化系統(tǒng)操作實訓室主要特點如下。
（1）系統(tǒng)全面、覆蓋廣泛。分布式火災(zāi)自動化系統(tǒng)操作實訓室包含火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與火災(zāi)自動噴水滅火系統(tǒng)兩個部分。并且基本涵蓋了目前市面上主流的火災(zāi)自動化系統(tǒng)及其主要功能。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中既包含感溫報警裝置，感煙報警裝置，也包含消防電話，廣播音響等。在自動噴水滅火系統(tǒng)中更是分別涵蓋了干式、濕式、預(yù)作用及雨淋等四個主流的系統(tǒng)形式。通過系統(tǒng)全面、廣泛的覆蓋，使學生在一套系統(tǒng)中能夠完成多個實訓項目，并且理解各個系統(tǒng)的聯(lián)系及其不同，進而對火災(zāi)自動化系統(tǒng)有更深的理解和認識。
（2）注重參與，兼顧理論。分布式火災(zāi)自動化系統(tǒng)操作實訓室，在系統(tǒng)設(shè)計時努力使學生參與其中。系統(tǒng)通過分布化，將引起系統(tǒng)引發(fā)部分及反饋部分分別集中于學生分布臺，使每個學生都能在自己的實訓臺前，引發(fā)系統(tǒng)并觀察不同系統(tǒng)的作用，訓練學生對火災(zāi)自動化系統(tǒng)的操作能力，及簡單的系統(tǒng)維修、保養(yǎng)能力知識。另外整個系統(tǒng)在設(shè)計時，所有管線、設(shè)備均明裝，學生在獨立實訓前，通過實訓教師對系統(tǒng)的講解、演示，能夠更好的理解課堂教學中的理論知識。
（3）創(chuàng)新設(shè)計、節(jié)約成本。消防系統(tǒng)實訓作為破壞性實訓項目，在實訓室設(shè)計之初不僅要考慮建設(shè)成本，更要考慮運行、實訓成本，只有使實訓成本大大降低，才能使每個學生都能參與實訓。在實訓室建設(shè)期，通過創(chuàng)新設(shè)計串聯(lián)式綜合報警閥組，減少系統(tǒng)管線及附屬設(shè)備的重復(fù)投入建設(shè)，節(jié)約建設(shè)成本；并且通過創(chuàng)新設(shè)計循環(huán)水路及半封閉實驗火樣支座，減少實訓中水漬污染及消防實驗用水消耗，節(jié)約實訓運行成本。
6 實訓實現(xiàn)
為了更好的配合課堂理論教學，充分培養(yǎng)學生獨立思考，分析問題，解決問題的能力，結(jié)合實訓室功能，擬開始以下實訓科目。
（1）火災(zāi)自動化系統(tǒng)演示。了解各類消防系統(tǒng)的基本運行原理及主要部件。（2）火災(zāi)自動化系統(tǒng)操作。通過實驗火樣及手動按鈕，開啟各類滅火系統(tǒng)，掌握各類滅火系統(tǒng)的操作方法。（3）火災(zāi)自動化系統(tǒng)比較及選擇。通過實際開啟各類滅火系統(tǒng)，并觀察各類滅火系統(tǒng)對于實驗火樣的滅火效果，直觀認識各類滅火系統(tǒng)的特點。（4）火災(zāi)自動化系統(tǒng)檢查維護。通過設(shè)置系統(tǒng)故障，使學生獨立查找故障并進行故障處理，培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力。
7 結(jié)語
本實訓室自動噴水滅火系統(tǒng)，盡可能的展現(xiàn)工程實際，較全面的涵蓋目前市面上主流系統(tǒng)，結(jié)合科學設(shè)置的實訓科目，能夠使學生在實訓中能更深入的理解各自動噴水滅火系統(tǒng)的工作原理，對各系統(tǒng)能夠熟練操作，并且具備簡單的系統(tǒng)檢查維護能力。進而提高學生的創(chuàng)新意識、動手能力，拓寬學生的就業(yè)面，提高學生的就業(yè)競爭力，使學生的素質(zhì)得到了全面的發(fā)展。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化 ； 工藝優(yōu)化；經(jīng)濟運行；
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
引言：本文簡要介紹循環(huán)水系統(tǒng)及其重要性，從水質(zhì)管理以及設(shè)備工藝優(yōu)化等介紹了一些方法和做法，從而提高系統(tǒng)處理效率。
一、循環(huán)水系統(tǒng)簡介
循環(huán)水泵是循環(huán)水系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，在熱力系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。機組運行中，凝汽器真空的形成主要依賴于循環(huán)水泵。停運初期，低壓缸的冷卻也主要依靠循環(huán)水泵來完成。
循環(huán)水冷卻通常分為密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)和敞開式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中，水是密閉循環(huán)的，水的冷卻不與空氣直接接觸；敞開式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，水的冷卻需要與空氣直接接觸，根據(jù)水與空氣接觸方式的不同，可分為水面冷卻、噴水池冷卻和冷卻塔冷卻等。
循環(huán)冷卻水一般占企業(yè)用水總量的50%～90%。循環(huán)冷卻水由泵送往冷卻系統(tǒng)中各用戶，經(jīng)換熱后溫度升高，被送往冷卻塔進行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動，在氣水接觸過程中，進行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時，繼續(xù)循環(huán)使用。
空氣由塔頂溢出時帶走水蒸氣，使循環(huán)水中離子含量增加，因此必須補充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在一定濃度，從而保證整個系統(tǒng)正常運行。補充水的量應(yīng)彌補系統(tǒng)蒸發(fā)、風吹（包括飛濺和霧沫夾帶）及排污損失的水量。循環(huán)水與補充水中含鹽量之比，即為該循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。在一定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，只要改變補充水的含鹽量，就可以改變循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，而提高濃縮倍數(shù)是保證整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。
在化學水處理行業(yè)中，有句行話：“三分藥劑，七分管理”。所以，對于一個穩(wěn)定的循環(huán)水系統(tǒng)而言，選擇了合理的塔型和水穩(wěn)配方固然重要，但若管理不善，同樣可能使好的設(shè)備和水穩(wěn)配方發(fā)揮不了好的作用，保證不了水溫和水質(zhì)，滿足不了工藝，甚至設(shè)備能耗增加，水冷器短時間結(jié)垢腐蝕穿孔，直至停車，后果不堪而言。
二、火力發(fā)電廠在消耗大量煤的同時，也需要消耗大量的水資源。
對水循環(huán)系統(tǒng)的運行方式進行優(yōu)化研究，不僅能夠節(jié)約廠用電，對于水資源的節(jié)約來說也具有重要意義。循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運行一直以來都是人們關(guān)注的熱點話題。但受制于技術(shù)和資金等因素，很多電廠在進行循環(huán)水量的改變以及維持凝汽器最佳真空等環(huán)節(jié)上依然存在很大的不確定性。在研究背壓變化對汽輪發(fā)電機組電功率造成的影響上，目前出現(xiàn)有很多方法，但只有等效熱降方法既簡便又準確，本文將對此展開研究。隨后對凝汽器最佳真空和最佳循環(huán)水流量的計算過程進行了修正
1、等效熱降方法研究背壓變化對汽輪機電功率的影響
在進行凝汽器的最佳真空計算以及確定循環(huán)水流量的最佳值過程中，首先需要研究明確汽輪機背壓變化對其電功率的影響。在實際的工程計算中使用過很多方法[3]，但經(jīng)驗表明，等效熱降法是最為簡單和準確的方法。下面對這種方法進行分析。
2、最佳真空和最佳循環(huán)水流量確定方法分析
為了增大汽輪機的理想比焓降以及提高其電功率，最直接的辦法是提高凝汽器的真空，但是受到設(shè)計和實際運行經(jīng)濟性的限制，并非是真空越高越好。對凝汽器中的真空造成影響的因素較為復(fù)雜?？偲鹕蟻碇v，要想提高凝汽器的真空，需要適當?shù)脑黾友h(huán)水泵的泵耗。四、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)做好滅藻殺菌工作
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與其他水處理系統(tǒng)一樣，循環(huán)水在使用一段時間之后，水質(zhì)容易變差，并且會出現(xiàn)藻類漂浮物和多種細菌。處于保護循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和優(yōu)化循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的目的，我們應(yīng)做好循環(huán)冷卻水的滅藻殺菌工作。從目前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的滅藻殺菌工作來看，電解水是主要的滅藻殺菌方式。
電解水過程產(chǎn)生的部分臭氧和過氧化氫對細菌微生物有較強的殺滅作用，電極安裝的銅銀合金片電解產(chǎn)生的微量銅銀離子可以使蛋白質(zhì)變性。利用這一過程，可以有效去除循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的藻類和細菌，達到改善循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)的目的，使循環(huán)冷卻水的水質(zhì)能夠得到凈化，延長循環(huán)冷卻水的使用時間，保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化取得積極效果。
為此，我們應(yīng)將電解水作為滅藻殺菌的主要方式，在系統(tǒng)優(yōu)化中積極應(yīng)用電解水過程，提高滅藻殺菌效率。
三、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)做好防腐降氯工作
為了保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠正常工作，需要做好冷卻水的防腐降氯工作，主要應(yīng)從以下幾個方面入手：
1.電解水過程中部分活性氧和活性氫結(jié)合水體中DO（溶解氧）和水分子生成臭氧和過氧化氫，利用臭氧和過氧化氫的特性有效去除水質(zhì)中的雜質(zhì)和細菌，保證循環(huán)水水質(zhì)滿足使用要求，提高循環(huán)水的活性，達到改善循環(huán)水水質(zhì)的目的。
2.熱交換器表面由于除垢效應(yīng)，變得平整光滑，從而防止了垢下腐蝕，在目前循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，熱交換器表面的污垢是處理重點。如果不能及時處理掉表面的污垢，會影響熱交換器的正常工作，因此，做好防腐降氯工作是保證熱交換器正常工作的重要手段。
3.系統(tǒng)中氯離子由于蒸發(fā)濃縮，濃度逐步增大，氯離子對冷卻水的水質(zhì)影響較大。為此，在防腐降氯過程中，應(yīng)重點降低循環(huán)冷卻水中的氯離子，主要應(yīng)采取吸附和中和反應(yīng)的方式消除循環(huán)冷卻水中氯離子。
四、設(shè)備工藝優(yōu)化
1.循環(huán)水系統(tǒng)變頻運行
循環(huán)水系統(tǒng)采用高壓電機拖動水泵工頻運行的方式進行生產(chǎn)，根據(jù)所需水量不同，需要靠閥門對系統(tǒng)壓力、流量進行控制，電能浪費較大。經(jīng)技術(shù)人員研究，對該水泵進行高壓變頻器改造，把電機、水泵共同組合成為一體，操作人員根據(jù)生產(chǎn)工藝的實際情況設(shè)定系統(tǒng)壓力期望值，通過變頻器閉環(huán)控制程序結(jié)合DCS模擬采樣、控制的方式，跟蹤和調(diào)整工藝指標，自動運行電機轉(zhuǎn)速，調(diào)整系統(tǒng)壓力和流量；也可手動設(shè)置頻率，根據(jù)工藝要求運行水泵，從而節(jié)約大量電能。根據(jù)實測：改造前后每月可節(jié)約132480kw/h，節(jié)能意義巨大。
2.優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)管理
公用循環(huán)水泵在其變頻基礎(chǔ)上，其后續(xù)單位用水量的多少直接導致水泵頻率的高低，高低最高可相差20%，因響應(yīng)公司節(jié)能降耗，避峰用電號召，很多用水設(shè)備都是間歇運行，用水量的多少與各崗位員工的責任心有直接關(guān)系加強員工責任心意識，就能在停用設(shè)備的時候即使關(guān)閉循環(huán)水閥門從而降低循環(huán)水用水量。
為了降低公用循環(huán)水泵運行頻率，對用水崗位循環(huán)水閥門關(guān)閉的及時性進行考核并制定了具體考核辦法。此舉極大地提高了員工崗位責任心，避免了崗位員工對此種現(xiàn)象習以為常，不肯做出改變，通過循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化管理措施，有效提高了員工責任心和節(jié)能減排意識，公用循環(huán)水泵頻率都有了很大降低，降低循環(huán)水泵耗電量。經(jīng)過方案實施后統(tǒng)計，公用循環(huán)水泵頻率由原來的95%降低為現(xiàn)在的80%左右，每天節(jié)約電耗3000度。
種種措施，目的只有一個，那就是使循環(huán)水系統(tǒng)運行達到最優(yōu)化，使系統(tǒng)處理效率最高，使其運行成本最低，進而真正做到節(jié)能減排。
結(jié)語：隨著我國的工業(yè)進程也在不斷發(fā)展和加速，冷卻水在一般的工業(yè)生產(chǎn)中占到了百分之八十以上的比例，是工業(yè)在發(fā)展過程中一個不可忽視的、舉足輕重的環(huán)節(jié)。所以，為了更好更快的發(fā)展工業(yè)建設(shè)，我們就必須先研究好冷卻水循環(huán)問題。只有做好的了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能工作，我們才能在財政上減少一筆開支；只有做好了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用工作，我們才能真正在實際工作中得到事半功倍的收獲效果。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：聲波定位 信息傳輸 循跡 可視化
1.引言
近年來，隨著電子技術(shù)及智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，智能小車無論在工業(yè)生產(chǎn)還是在日常生活中都得到了廣泛應(yīng)用，其既有對環(huán)境狀態(tài)快速反應(yīng)和分析判斷能力,又可長時間持續(xù)工作、精度高、抗惡劣環(huán)境的能力。在安全領(lǐng)域,智能小車的應(yīng)用日益廣泛，其中人們對無人駕駛的小車實現(xiàn)自動定位、導航的研究更是倍受關(guān)注。本設(shè)計是基于單片機的智能循跡小車，以超聲波導航技術(shù)，無線電數(shù)據(jù)傳輸并結(jié)合上位機作業(yè)控制實現(xiàn)智能軌跡行駛的功能從而達到準確定位效果。本系統(tǒng)主要由PC機模塊、測試平臺模塊和移動模塊（小車）構(gòu)成。
2.系統(tǒng)原理框圖及功能原理
硬件組成框：主要有PC機模塊、測試平臺模塊和移動模塊（小車）模塊。
2.1 PC機模塊
PC機軟件主要完成與作業(yè)場地匹配的可視化界面設(shè)計、控制指令的輸出、小車運動目標的取定、優(yōu)化運動策略，以及作業(yè)過程的動態(tài)模擬顯示。該模塊有與下位機通信、可視化界面的建立和數(shù)據(jù)的運算分析的功能，通過VB編程實現(xiàn)上述功能。
2.2 測試平臺模塊
該模塊包括無線發(fā)送系統(tǒng)、與PC機通信系統(tǒng)和三個超聲波接收系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、指令的傳送和與PC機通信的功能，實現(xiàn)PC機上的操作傳送到移動小車上和數(shù)據(jù)向PC機上傳送。導航控制平臺軟件包括超聲波檢測、定位時差的記錄和上位機數(shù)據(jù)的傳輸三部分。
2.3 移動模塊（小車）
包括超聲波發(fā)射系統(tǒng)和無線接收系統(tǒng)，主要實現(xiàn)接受指令、發(fā)出測試信號、實現(xiàn)軌跡的的調(diào)整，從而實現(xiàn)真實軌跡的行走達到設(shè)計目的。小車控制軟件主要是發(fā)送超聲波，接收導航控制器的無線指令，并按指令對聲源、作業(yè)小車進行控制。
3. 系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)主要利用超聲波定位和移動物體（小車）無線行進中控制原理。
3.1 超聲波定位原理
本系統(tǒng)開始采用雙曲線定位算法。首先，建立定位坐標系。定位坐標系為圖二所示的平面直角坐標系OXY，在坐標原點O、X軸和Y軸上分別設(shè)置聲音接收裝置，用ABC表示，三個裝置的坐標分別為A（0，0）、B(a，0)、C（0，a），a=1m。主車位置坐標為S1（x1,y1），從車位置坐標為S2（x2,y2）。然后，通過下面兩步完成定位（以主車S1為例說明）：第一步，測量出S1點距離ABC三點的距離差。S1點發(fā)射聲音脈沖，ABC三點收到后分別送至導航控制器，導航控制器測出ABC三點收到聲音脈沖的先后順序及時間差，再轉(zhuǎn)換為距離差。第二步，根據(jù)距離差確定S1點的坐標（x1,y1）。（x1,y1）可以由下面兩組雙曲線方程求解得到。
3.2 移動物體（小車）無線行進中控制原理
通過超聲波定位原理PC把計算出的小車當前坐標與行進目的坐標相比較，生成控制小車行進的控制指令，并通過無線數(shù)傳系統(tǒng)把控制指令送至移動小車上的MCU。MCU根據(jù)接收到的行進控制指令，實時引導小車調(diào)節(jié)運動方式，使之到達指定導引位置。如上圖小車可以自己通過自我調(diào)整達到終點也可按照指定軌跡達到終點并在PC機上顯示如圖三所示。
4.結(jié)論
本系統(tǒng)通過超聲波定位后對其軌跡進行記錄并分析后顯示和發(fā)送調(diào)整指令從而實現(xiàn)可視化與循跡的功能。通過大量實驗我們實現(xiàn)了對小車的控制和可視化的編寫由于定位與車速的局限沒能實現(xiàn)整個系統(tǒng)但是本系統(tǒng)是可以實現(xiàn)的通過對其改進可以再工業(yè)生產(chǎn)還是在日常生活中那些可長時間持續(xù)工作、精度高、抗惡劣環(huán)境都得到了廣泛應(yīng)用的。
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