简述实验室安全的重要性范文 -ag尊龙app

导语：如何才能写好一篇简述实验室安全的重要性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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近几年，我国医学院校实验室安全管理工作得到了很大的发展，许多医学院校通过专门的实验室安全管理机构，启动了实验室安全操作的培训教育工作，通过制定了相应的实验室管理规则，来确保安全技能的掌握、安全意识及安全文明习惯的养成以及实验室的使用者对实验室安全知识的学习，但在具体的执行过程中，尚存在责任人的追溯不力，实验室管理评价体系宏观的管理平台建设不完善等诸多问题，还需高度重视。主要问题如下。1）目前没有适合于医学院校实验室安全管理的风险评价方法。目前，医学院校实验室安全管理的现状为国外关于解决实验环境中风险的资料均集中于风险管理方面。而国内与医学院校实验室风险评估方面有关的资料尚很少。2）在评价体系的建设上，用于安全管理评估的具体安全管理方法不完善。目前，国内关于实验室管理的文献，其研究重点主要在安全管理方法方面。但其管理措施内容常宽泛，操作性很差。在实际应用中，常常会因为管理内容太宏观而难以落实。3）许多医学院校目前实验室安全检查表检查项目不齐全，定量分析不足。大多数医学院校实验室安全管理目前没有专门的安全检查表。而现有的年度实验室工作检查表中所覆盖范围严重不足，评估标准也是以定性为主，存在很大的主观性。

2医学院校实验室安全管理评价体系的建立

2.1安全检查表法在安全评估中的应用

安全检查表法简便、易于掌握，是常用的分析风险的方法之一，目前也有打分的检查表法。可实现半定量评价。该检查方法的计分方法是根据实际检查结果对安全检查表所有的评价项目分别赋予“优秀”“良好”“中等”“较差”等不同的定性等级，同时对相关等级赋予相应的权重，对权重进行累计求和，得到实际评价值。然查询预先设定好的安全级别表，确定评价值在安全级别表中的位置，得到安全等级。检查表的内容在符合相关安全要求的前提下，还应该简明扼要，切合实际，层次分明，重点突出，在实际操作过程中，应依据以下三点制定安全检查表[5]：1）要严格执行国家和地方的相关安全法律法规、规范、标准以及行业、企业的规章制度和标准等。2）要根据以往国内、外相关实验室的安全管理经验来编撰安全检查表。在编撰安全表时要对国内、外的实验室的相关安全检查经验进行总结，详细分析已经发生过的安全事故，总结和罗列出发生原因，力求将尽可能多的因素均列入到安全检查表中。3）在编撰安全检查表时尚需结合各自单位和实验室的实际情况，采纳安全管理相关专家和本单位和实验室从业人员的建议，分析各种内、外部相关条件，在总结实际安全管理经验的基础上，编制出内容完善且切实可行的安全检查表。

2.2安全检查表指标的纳入原则

1）科学性原则：科学性是原则是指标体系可信度和可操作性的基础。实验室安全检查表管理指标的选取、安全权重的设置都必须以安全评价理论为根据，分析国内相关安全检查经验为前提，总结本实验室的安全特征为根本，这样构建的指标体系才客观、可靠而具有评价效果。2）全面性原则：高校实验室安全管理体系应该是力求囊括尽可能多的多指标的评价体系，在制定安全检查表时，为了确保评价指标没有遗漏，一方面，应该全面查阅国内、外相关实验室的安全管理手册，同时，还要参考我国实验室安全管理的有关法律、法规，并结合本实验室具体情况来编撰安全检查表。3）针对性原则：目前的安全检查表多用于工业安全评价方面，在编撰医学院校实验室安全表时，而应该结合医学院校实验室的自身特点编撰，使得评价指标更具有针对性。4）可操作性原则：在编撰安全检查表时，要使其纳入指标具有代表性，且概念清晰便于理解，同时也要考虑到指标的实际可操作性。才能这样，才能确保后续应用中评价过程能顺利进行。5）可比性原则：在编撰安全检查表时要考虑到不同类型的医学院校实验室之间安全风险的差异而使得纳入指标有普遍使用性。

2.3多因素分析方法的选择

由于医学院校实验室的特殊性，安全评价检查表的制定中必须力求尽可能多地囊括那些既相对独立又相互影响的与实验室安全相关的指标，并对这些指标进行综合考虑。这就涉及多因素指标的分析及其方法的遴选，因此，与安全检查表方法结合，选择一种合适的多指标综合评价方法来计算安全检查表各指标权重系数，定性定量地研究实验室安全管理，对提高评价的准确性和客观性就非常重要。目前主要的多因素分析方法主要有以下四种：1）主成分分析法：主成分分析是一种能够保持原指标大多数信息的同时将多个评价指标简化为少数几个综合指标的统计方法[6]。该方法强调了评价的客观性，具备实用性强和全面性、可比性的特点。其缺点为，当对多个主成分指标进行加权综合分析时，其评价函数的有效度将会降低，同时该方法还容易受到指标间的信息重叠的影响。2）人工神经网络法：人工神经网络法是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型。通过确定网络的局部空间结构以及被评价系统的指标的节点和权重，而建立以权重描述各纳入安全指标之间关系的非线性模型的方法。这种方法具有自适应、自组织和实时学习的特点。但该方法的难点在于学习样本的选择和收集。3）层次分析加权法：所谓层次加权分析法，是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序和总排序，以作为目标、多方案优化决策的系统方法。该方法能够理清具有多条件、多指标的复杂系统的层次关系，同时能够把定量和定性分析有机地结合起来，有助于高效地解决指标之间互相干扰和影响的复杂问题。层次加权分析法缺点有，评价的主观臆断性及其过程的随机性，从而使得结果的可信度降低。此外，当判断因素较多时，常常会因为层次分解和赋值的不一致而出现判断矩阵不一致的现象。4）模糊综合评价法：模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。该方法可分为单层和多层次模糊综合评判[7]。基于模糊数学的综合评价法主要是利用诸如人工神经网络法、层次分析加权法等其它方法来获取各指标权重或是模糊评判矩阵。然后再通过模糊综合评价法进行综合评价。基于模糊数学法具有适应性广的特点。通过对以上几种多指标评价方法的介绍及其优、缺点的分析和对比，在实际选择时，我们根据医学院校实验室安全管理的特点，多采用层次分析法和模糊综合评价法结合来对高校实验室安全管理情况进行评价。模糊逻辑理论对重点分析医学院校实验室危险物质或风险非常有用。医学院校实验室引发危险的因素有以下特点，如危险的不确定性，从事实验人员培训的不全面系统性，实验室化学药品等危险物质的多样性和复杂性。这些因素造成的危险程度往往很难量化，不能简单的用一个分数来描述，而需层次加权分析和模糊综合评价分析等语言来表达模糊的概念，进而描述和分析这些因素的危险性。

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1做好安全管理工作

安全性的保证对于任何领域而言都十分重要，对于药学专业而言尤其如此。在药学专业，种种药物在性质等方面均存在不同，因此很多药物会对人身造成伤害，这便造成了安全方面的问题，由此可见，做好安全管理工作非常必要。需要注意的是，安全管理主要体现为对人的安全的管理，同时也体现在对设备以及财产安全的管理。首先，要注重对人的安全的管理，要在坚持以人为本的理念的基础上，去做好相应的管理工作，这一问题非常必要。针对具有危险性的药物，一定要做好防范措施，这样才能最大程度的保证有关人员能够避免因此而受到伤害，这对于其安全性的保证十分重要。另外，存在一部分药物在实验过程中会出现诸多危险性的反应，如果对此不加强管理，则很可能会导致实验室的设备器材遭到损坏，这对于药学专业财产安全的保证十分不利，因此有必要针对上述问题提出相应的措施去进行解决。对此，做好安全管理工作非常必要，而想要达成上述目的，首先就必须要完善相应的管理制度。要找出安全管理方面存在的漏洞以及不足，并提出相应的措施去对其进行弥补，要将上述问题以及补救措施及时记录到安全管理条例当中，这样才能使管理制度更加完善，同时也才能使实验人员的安全得到保证，使实验室的财产安全得到维护。需要注意的是，所制定的安全管理制度一定要渗透到实验的每个环节当中，要尽可能的减少其中出现的漏洞，并将其具体应用到实验的每个细节当中，这一点也是必须要做到的。除此之外，加强学生对于安全工作重要性的认识也非常重要，大量的调查显示，当前由于学生实验过程的疏忽而导致的安全事故并不少见，这一问题的出现很大程度上是由学生对于安全重要性的认识程度不足所导致的，而想要解决这一方面的问题，首先就必须要提高学生的安全意识，只有这样才能从根本上降低事故的发生率，从而有效的提高安全管理水平。

2做好教学环境的管理工作

实验室教学对于环境的要求比较高，如果教学环境达不到相应的要求，不仅会影响学生实验的顺利开展，甚至还会导致实验结果的准确性受到影响，这一问题必须得到有关人员的重视，因此，针对问题提出相应的解决策略也是非常必要的。首先，保证教学环境的清洁性是非常必要的，要在实验完成之后，及时的对实验室进行打扫，同时还要将实验器材放回到原位，以保证实验室能够有一个良好的环境。同时，鉴于药物专业对于环境质量的要求，还必须要做好实验室的消毒，这样才能使实验结果得到保证。

3做好设备管理工作

药学专业实验室的主要功能便在于完成一系列的药学实验，而药学实验的完成则必须要依赖相应的设备，一旦实验过程中的设备出现问题，那么整个实验过程都会受到极其严重的影响，严重时甚至会导致实验无法正常进行，因此，做好设备的管理工作非常重要。总的来说，想要做好设备的管理工作，首先就必须要对设备进行归类整理，而这一过程的实现则需要从设备的购买过程入手，在购入一批新的设备之后，有关人员必须针对设备的有关信息等进行记录，同时将其以档案的形式进行管理，只有这样，才能从根本上提高设备管理水平。专业药学实验对于各种实验仪器设备的使用贯穿于整个教学过程中，精细化仪器设备管理，使其处于良好的工作状态，安全、正常的运转是实验教学顺畅进行的必要保障。实验设备的日常管理包括:做好使用记录，定期检查、维护，及时维修并做维修记录;编写简洁明了的仪器使用说明和安全操作注意事项。对于使用时容易出现不当操作的仪器，在醒目的位置贴出正确操作提示，避免因错误操作造成故障发生。为满足综合性药学实验的需要，在学校的大力支持下，实验中心近年新购进了高速冷冻离心机、真空冷冻干燥机、纳米粒度仪、红外光谱仪、自动旋光仪、显微熔点仪等实验仪器设备。新购进仪器在开箱验收后立即组织培训，对工程师培训过程进行录音录像，并保存培训视频、仪器附件清单、验收单、说明书等全套档案资料。

4做好危险品管理工作

药学专业实验涉及种类繁多的化学药品，其中包含大量易燃易爆、有毒有害、腐蚀性化学危险品。稍有不慎就可能导致安全事故发生。对购买、储存、使用和废弃等各个环节进行严格细致的监管，能有效规避其安全风险。教学实验用试剂均在学校供应平台购买学校指定有资质厂家的产品。实验中心设有配备了排风系统、消防设施和铁质防燃药品柜的专用药品库，并定期检查、记录温湿度，定期排风改善药品库空气质量。实验中对有些有机溶剂需要量很大，为避免大量储存造成的安全隐患，建立了药品库试剂清单并定期更新，随时掌握库存情况，随用随买，也减少了重复购置造成的浪费。实验室内仅放置实验使用量的化学药品，随取随用;危险化学品放入实验室的通风橱内。需低温保存的化学品储存在爆型冰箱中，避免在低温环境下仍具挥发性试剂造成的安全隐患。对于使用易燃、易爆、毒性和有刺激性气味的试剂或生成有毒和有刺激性气味产品的实验，严格要求在通风橱内完成，同时打开实验室排风罩，可降低废气对实验室的污染。

5结语

通过上述文章的论述可以发现，在高校的药学专业，实验室属于教学的一个主要环境，做好实验室管理十分重要，只有这样才能从根本上保证实验室性能的发挥，想要做好上述工作，必须要从安全管理以及设备管理等诸多角度入手，提出相应的管理措施，只有如此，才能进一步的提高管理水平，从而从根本上达到药物专业对于实验室管理的要求。

作者:游洋 单位:吉林工程职业学院

参考文献:

［1］邵彦坤，陆涛，廖俊．高校药学实验室综合管理系统的实现［j］．实验室研究与探索，2014，33(1):233～237．

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【关键词】车顶单元；制冷量；设计

上世纪90年代后，随着铁路空调客车的飞速的发展，车顶单元式空调器的产量逐年增加。据不完全统计，目前国内拥有空调器约20000多台。值得注意的是投入运用的空调器早已到了大修期，其中绝大部分为车顶单元式空调器。为保证检修后的空调器的性能，客车车顶单元式空调器的检修试验就显得十分重要。

一、客车车顶单元式空调器的性能试验装置

1、空调器的型号

目前，我国铁路客车用空调器的主要型式是车顶单元式。该型空调器自1980年从日本引进，仿制改进，至今已经运用20多年，通过不断地改进完善，现在已经形成标准化，系列化。空调器的结构型式主要有三种：平底侧出风口型，代号为“—”；圆底下出风型，代号为“y”；平底侧出风口型，代号为“p”。平底侧出风型空调器安装于客车车顶端部，新造客车安装的绝大部分都是这种型式。

2、空调器的构造

车顶单元式空调器是将机械制冷部分的压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管(或膨胀阀)、蒸发器、气液分离器、冷凝风机、蒸发风机和空气预热器等集中装在一个箱体内，组成一个单元，可方便地安装在车顶部。与空调器配套的电气控制柜安装在车内配电室，空调器与电气控制柜通过电气连接器(插头、插座)连接，由发电车集中供电(亦可由本车悬挂式发电机供电)。空调器出风口与车内主风道之间通过软风道连接，空调器处理后的空气经车内主风道由送风口送入客室内，达到调节车内空气温度的目的。由此可见，客车车顶单元式空调器性能试验装置的重要性。

3、设计原则

1）试验装置结构力求紧凑，占地面积尽量小，以求适应于各类生产车间的工艺布局；

2）外形应该美观，设备整体性强；

3）工艺布置应该灵活，工艺设计应该简单；

4）操作方便，参数的测试及数据处理要求准确

4、设计方案的确定

目前现场使用的车顶单元式空调器性能装置有闭路式和开路式两种原理方法：

1）闭路式测试原理方法

该方式需要一间室外侧试验室一间室内试验室，被试空调器安装于室外侧试验室内，该室内的空气温度需要调节到名义工况下空调器冷凝器进风温度，经空调器制冷后的空气由送风道引入置于室内侧试验室的空气流量测试装置进行空气流量测量，接着进入空气调节装置，调节后的空气再由回风道被空调器吸入，即完成了一次循环。空气 参数调节及空气流量测量均在风道内进行，该方式的特点是测试环路必须密闭，热湿损耗较小。

2）开路式测试原理方法

该方式与闭路式的区别在于，空气经过流量测量装置后直接排入室内侧试验室内，在房间内进行空气调节。其优点是室内侧试验室的空气参数易于稳定，但热湿损耗较大。

对于这两种方式，均需要设置独立的试验房屋，房屋面积随实际情况而定。被试空调器的安装可采用固定式安装架或试验小车。如果采用固定式安装架，则一般采用箱式结构，室外需设置空调器吊装设备。若采用试验小车则一般采用房间式结构（即由几间相互隔热的房间构成）可在有起重机的检修间将空调器吊装到小车上，试验小车推入室外侧试验室，接上管道即可进行试验。

相比于房间式结构，箱式结构相对构造简单，占地面积较小，它的工艺布置也相对灵活，工艺设置简单，不需要大量的土建工程。所以，本设计“以箱体式空调器试验装置”作为总体设计方案。针对箱体式试验装置的特点，其室内可以安装加热加湿装置，弥补室内的热湿损耗，所以我们选用开路式测试原理。综上所述，我们本次设计方案最后确定为：“箱体结构式的开路式测试”车顶单元式空调器性能装置

二、制冷量的测量方法设计

1、设计原则

1）测量精度高，范围宽，系统环节少；

2）测量装置结构力求紧凑，体积小，以适应在箱体内布局；

3）装置安装操作维护应该方便，参数的读取和数据的处理应该力求简单方便。

2、测量方案确定

目前，由于某些设计单位设计的试验装置仅仅采用一种方法测试制冷量，不能有效地控制室外侧空调器的冷凝器的进风温度，造成试验工况的不稳定，影响了测试精度。

《客车空调三机检修及运用管理规程》中规定，空调器制冷量达不到原参数的90％时，应该分解制冷系统。这就要求所建的试验装置工况要稳定，测试数据应该准确。tb/t2432-93《铁道客车车顶单元式空调器试验方法》中规定，空调器制冷量试验方法采用室内侧空气焓差法为主测试方法，室外侧空气焓差法为辅测试方法。对于检修性能试验装置也可以只采用室外侧空气焓差法。但是为了保证试验装置测试制冷量的的精度及使所测试空调器性能的稳定性，我们采用室内侧空气焓差法为主测试方法，室外侧空气焓差法为辅测试方法测试制冷。两种方法测试的结果相对偏差不大于6％，若超出6％，则要进行管路损耗修正。它的特点是稳定性好，不受外界因素变化的影响。

3、测量原理方法

所谓室内侧空气焓差法,即在规定工况下通过测得流经空调器室内侧空气焓差及量流量,经过计算获得有效制冷量的方法。

所谓室外侧空气温差法,即在规定工况下通过测得流经空调器室外侧空气温差及重量流量，经过计算获得有效制冷量的方法。

三、制热量的测量方法设计

1、设计原则

1）测量精度高，范围宽，系统环节少；

2）测量装置结构力求紧凑，体积小，以适应在箱体内布局；

3）装置安装操作维护应该方便，参数的读取和数据的处理应该力求简单方便。

2、测量方案确定

我国车顶单元式空调器运行在制热状态时候一般在冬季，采用的制热方式一般是直接加热。当空调吸入的新鲜空气和室内的回风在空调器加热室内被混合加热后，将其直接送入客室内即可，它相对于制冷状态而言比较简单，所以我们测试其制热量时候可只用一种方法——室内空气焓差法测试即能满足要求，为了保证热损失在控制要求的范围以内，要用输入电加热器的瓦数所制得的热量来验算（验算公式为qd=3.41·x，x为输入电加热器的瓦数，x可以在试验装置控制柜上读出来），若误差大于6％则要进行管路损失修正。若需要修正，修正方法为将两种结果的差值加给室内空气焓差法计算的制热量。

结 语

目前车顶单元式空调器在铁道客车上的运用已经越来越多，但是空调器性能试验装置的价格都非常高。因此，空调器的检修和性能测试的是急需解决的问题，它直接关系铁道客车运营情况的好坏。车顶单元式空调器性能试验装置能得到广泛的应用，有助于提高客车空调器的性能，从而提高铁道客车乘坐的舒适度，也就在一定程度上提高了铁道客车和其它交通工具的竞争力。

参考文献

[1]王其伟.单元式空调器性能试验装置的工况控制[j].铁道车辆,2008(12)

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abstract:based on the experience of the arthor,this paper focuses on the characteristic and essential of engine dependability testroom.

关键词：发动机 可靠性试验建筑设计

一、前言

随着我国改革开放的不断深入和经济的不断发展，汽车工业也向着更深层次的方面发展，更多的汽车生产厂商已经不满足于简单的引进国外的技术，而是将更多的资金和人力投向自主研发的领域，牢牢抓住核心竞争力，在新一轮的汽车发展潮流中掌握主动权。随着这一发展潮流，近年来各地建立了不少汽车研发中心和试验基地，一些已有的研发中心和试验基地也进行了扩容和技术能级的提升。而作为汽车试验中的基础试验项目之一的发动机可靠性试验室，更是被大量的设计和建造。发动机可靠性试验是发动机研究、设计及生产工程中重要的组成部分，它能测定发动机各项可靠性数据。在研究设计过程中，用试验来检验设想的理论；对于发现的问题，通过测试找出存在问题的本质和规律性，提供改进的方向和依据；在生产过程中，通过测试来检验产品的质量。本文将对汽车发动机可靠性试验室的概况以及在建筑设计方面的特点进行详细的介绍分析并加以探讨。

二、发动机可靠性试验的简介：

（一）发动机可靠性试验的定义：

发动机可靠性试验是指发动机在规定的条件下、规定的时间内、完成规定功能的能力，其包含可靠性、维修性、和耐久性等三大要素组成。作为为汽车提供动力的核心部件，发动机的许多零部件都是在较为苛刻的条件下工作的，因而其工作的可靠性和耐久性将标志着发动机在使用过程中的可靠程度及工作寿命，进行可靠性试验就能在短时间内就能检验该零部件的材料、制造工艺、配合间隙等选择是否合理，为整机可靠性提供技术依据。

（二）发动机可靠性试验的内容、主要设备及试验流程：

发动机可靠性试验的内容主要包括对发动机进行负荷试验、冷热冲击试验以及可靠性评定。

试验所需的主要设备：发动机测功机（是试验的主体设备，有水力测功机和电力测功机）、其它设备（包括燃油系统、机油温控系统、冷却液温控系统、冷热冲击装置、油耗仪等）

按上述内容，其主要的流程分以下几个步骤：首先，发动机安装在测功机台架上，连接符合试验要求的燃油、机油、冷却液等系统。然后，在油门全开的状态下，多次调整发动机的转速，持续400小时进行试验。在试验中经每1小时的检查、每24小时的检查及维护、每96小时的检查及维护等过程后试验即告完成。最后，依据发动机试验得出各项数据，同时根据对发动机零部件测试结果及其磨损程度，最终对发动机各项性能作出结论和改进的建议。

以上简单介绍了发动机可靠性试验，下面将对发动机可靠性试验室及建筑设计方面的特点进行详细的描述。

三、发动机可靠性试验室的详述：

发动机可靠性试验室（一般也被简称为“发动机试验室”），顾名思义就是提供发动机进行可靠性试验的场所。

（一）发动机可靠性试验室主要构成及建筑设计要点：

发动机可靠性试验室根据工艺需求可以有多种建筑平面布置形式。但无论如何变化，一般总是由发动机准备间、试验间、控制室和设备间等四大建筑功能区域组成：

1.准备间：

准备间是在试验前对待试发动机进行试验前的准备工作，在试验后拆装发动机零部件，检视发动机整体及零部件状态的区域。准备间可以单独建造，也可以几个发动机试验间的准备间合并成一个大的发动机准备区域，其大小没有具体的规定和模式，主要和发动机试验间设计的试验容量有关，净高一般5~6米。发动机准备间对于防火、隔声等方面都没有特别的要求。如果只是考虑发动机的拆装的话，地坪的荷载按10kpa（1吨/平方米）即可，但需同时考虑到运送发动机车辆的需求，发动机准备区一般不独用，也兼作它用，根据这几年已建成的发动机试验室的实际情况来看，准备间地坪的荷载按30kpa（3吨/平方米）较为妥当，一般采用c30钢筋混凝土地坪基层。因准备要求地面整洁，不可起灰，所以地坪面层采用耐磨环氧地坪涂料，采用3厚自流平环氧较好，若直接涂环氧涂料也可，但厚度不宜小于1.5厚。

2.试验间：

试验间是整个发动机试验室的核心部分，是试验直接进行的区域，试验间内安装测功机等试验设备以及安放待试发动机的试验台架。发动机试验间的尺寸直接取决于其内的测功机、待测发动机等设备台架及其基础的大小；即使同种设备，不同品牌的，其要求的设备及基础的尺寸是不同的。但根据以往的经验总结，一间发动机试验间长约6.6~8米，宽约6.2~6.6米，吊顶下净高约4~5米（算上各工种管道及结构梁高，一般层高为6.5~7.5米。发动机试验间在进行试验时，发动机需使用燃油进行驱动，发动机运行时会发出很大的噪声并产生较大的振动，同时产生大量的热量和排放出废气。因此对发动机试验间而言做好防火、隔声、隔震、降温和废气排放等成为设计的重点，尤其前三点是主要由建筑设计的措施来达到设计目的。发动机试验间的地坪荷载一般为30~50kpa（3~5吨/平方米）。因考虑隔声和隔震等原因（本文后面将详述），发动机试验间的墙体和地面设计为一个整体的现浇钢筋混凝土盒子，地面整体落低约1米（即试验间整体地面比±0.000低1米），带设备安装后，周围空隙处以钢架子（表面敷设钢格栅板）垫高至±0.000。

3.控制室：

控制室设置有试验控制台，工作人员通过控制台操纵并观察整个试验过程，读取数据并加以分析。控制是控制人员长期驻留的区域，其设计时应保证注意一定的舒适度和美观。控制室的尺寸一般由控制形式确定，即是单边控制（试验间位于控制室的一侧），还是双向控制。控制室宽度一般考虑控制台的宽度及座椅宽度再加上约1.5~2米的通行距离，长度则与试验间相邻面同长。控制室地坪基层的荷载一般按5~8kpa（0.5~0.8吨/平方米）设计，所以基层选用素混凝土地坪即可，也可在表面陪一些细密的钢筋网以避免地坪表面开裂。因控制室有大量控制台等电子控制设备，为便于穿线，一般控制室地坪会比±0.000落低500~600mm，以设置防静电pvc架空地板。

4.发动机设备间：

发动机设备间是用来安放测试设备、辅助设备的房间，有时也会被称作测量仪器室，在一些工厂中，设备间往往同控制室共用一室，把测试设备直接放在控制室中。

5.四大功能区域不同的组合形式：

准备区、试验间、控制室、设备间通过不同组合，形成了不同的发动机试验室的平面形式：

以上是对发动机可靠性试验室主要构成及建筑设计要点中的一些描述，接下来将分别从建筑防火、隔声、隔震等各方面的情况来分析发动机可靠性试验室的特点。

（二）发动机可靠性试验室防火、隔声、隔震设计：

1. 发动机可靠性试验室防火设计：

建筑设计防火规范中未对试验类建筑有单项规定，国家也没有具体的汽车试验的相关设计规范，但基于检测和试验是汽车生产中的一环，故其可按生产性质的厂房来进行设计。发动机可靠性试验室的防火设计重点是确定其生产的火灾危险性类别，根据防火规范的相关规定生产的火灾危险性类别应根据生产中使用或产生的物质细致及其数量确定。虽然在发动机可靠性试验中需要用到汽油（甲类）作为其燃料带动发动机运转进行试验，但是因汽油或柴油的使用量很小，且在试验过程不断被消耗，实际留存量很微量，同时采用一系列有效防火措施，则其火灾危险性类别可参考《建筑设计防火规范》（gb 50016-2006）3.1.2条的条文说明不按甲类考虑。但虽不用按甲类考虑，但其毕竟是一种可燃的液体油品，故设计时一般将试验间的生产的火灾危险性类别定为丙类。有效的防火措施主要包括：试验间的墙体按耐火极限4小时的防火墙考虑，试验间和其它房间之间的门为甲级防火门，观察窗为甲级防火安全窗，试验间内设置检测自动报警装置和气体自动灭火系统。根据近几年的实际应用情况看，发动机可靠性试验室火灾危险性类别定性为丙类，以及其加强的防火措施，是实际有效的，并得到相关消防部门的肯定。

2. 发动机可靠性试验室隔声、隔震设计：

在进行试验时，发动机运行时的噪声会高达100~110db(a)，同时会产生震动，尤其是柴油发动机，震动相当大。为避免噪声和震动对试验和周边环境产生影响，一般采取以下措施：

(1) 试验间的墙体为250~300厚的现浇钢筋混凝土墙体，根据隔声的原理，墙体越重，隔声效果越好，该墙体的隔声量可达到50~60db(a)左右。

(2) 试验间室内墙壁表面安装吸声板，顶棚下安装吸声吊顶，可有效减少试验间内的混响噪声。吸声板采用穿孔金属板板，通过龙骨安装在墙面上，龙骨间填吸音岩棉。吸声吊顶板采用复合吸音棉的穿孔金属板。

(3) 为阻断噪声传到试验间外面影响周围环境，试验间对外的门和窗除采用甲级防火门窗的同时，还需具备有效的隔声功能，尤其是通向控制室的门，其隔声量应能达到35~40 db(a)以上，以保证控制室内舒适的环境。

(4) 以上的隔声措施，可有效消除和隔绝空气噪声，但对于隔绝因设备震动引起的低频的固体传声则收效甚微。震动不仅引起噪声，还会对建筑设备产生破坏。发动机试验间的墙壁，地面和顶面宜设计成一个现浇的钢筋混凝土六面体，可有效抵抗该种破坏，并避免震动对试验数据的影响。同时，在设备与基础连接处设置隔震垫等设备隔震设施，以有效隔震。

四、结束语

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一、引言

高校计算机实验室是学校信息技术教学主要场所，承担了大量的计算机系列课程实验教学工作，良好的实验教学环境是顺利进行教学的重要保证。目前高校计算机实验室面向广大学生开放，具有使用人数多、使用频率高的特点，计算机不光要承受长时间连续正常运作的压力，并且要承受学生在学习和使用过程中对计算机软硬件的损坏以及病毒的攻击。因此，如何有效地利用现有资源对计算机实验室进行升级、管理和维护，保证计算机实验室良好的运行速度和稳定性，是广大计算机实验管理人员面临的问题。

参考文献[1]叙述了实验室机房设备管理、机房制度和设备维护，并阐述了硬盘还原卡的选择和使用；参考文献[2]提出制度与技术并行的管理模式。为了保护系统和硬盘数据不被破坏，参考文献[1]和参考文献[2]中均提到采用硬盘还原卡技术，这也是目前计算机实验室广泛采取的一种计算机系统保护方式。通过还原卡可以防止硬盘数据（主要是系统分区）被修改，包括学生的恶意操作和病毒的攻击。另外，还原卡还可以实现一对多的网络同传，降低实验室系统安装与维护工作量。但是，用还原卡对系统进行维护在实际使用中还存在一些问题：

（1）密码问题。一般的还原卡都有密码设置，由于各类还原卡的初始密码都非常简单，如果实验室管理员疏忽和上机学员“恶意攻击”，很容易造成密码丢失或被改动，这将给维护工作带来极大的不便，有时甚至要报告还原卡厂商维修。

（2）硬件配置不一致问题。还原卡的网络同传功能要求发射端和接收端的硬件配置与型号完全一致，否则将会带来严重的后果。譬如主板或硬盘型号不同的计算机网络同传后，所有接收端的计算机将无法启动，此时若无法设置还原卡参数，那么就只能报还原卡厂商维修了。还原卡对于非法操作而引起的故障难以避免，比如强行断电最容易损坏硬盘，轻则丢失数据，重则造成物理损坏，不得不更换硬件，硬件更换容易造成硬件配置与型号与原来的配置和型号不一致，从而无法进行网络同传。特别是在旧机房中，这种硬件配置与型号不一致现象极为普遍。

（3）还原卡病毒也可使还原卡完全失去作用。计算机实验室中的电脑系统故障很多都是由于系统硬盘软件或应用软件被破坏造成的，通常使用还原卡进行系统备份与恢复来消除故障。若学生操作的计算机上不安装系统软件和应用软件，而把所有的软件安装在服务器上，通过服务器启动工作站的方式，这样可以防止学生有意或无意对系统的破坏。因此本文提出在计算机实验室采用基于pxe的无盘windows xp启动有盘工作站的“无盘”与“有盘”相结合的管理方式，不仅可以很好地解决以上提出的问题，而且系统安装与升级、管理与维护非常方便，实验室管理员工作量大大地减少。

二、pxe简介

pxe（preboot execute environment，远程引导技术）是由intel公司开发的最新技术，是ripl（remote initial program load，远程启动服务）的技术升级。它工作于client／server的网络模式，支持工作站通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持来自网络操作系统的启动过程。其启动过程中，终端要求服务器分配ip地址，再用tftp（trivial file transfer protocol）或mtftp（multicast trivial file transfer protocol）协议下载一个启动软件包到本机内存中并执行，由这个启动软件包完成终端基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。

三、pxe无盘windows xp启动有盘工作站的管理方式

通常计算机实验室在使用硬盘还原卡的过程中，每台计算机都必须安装系统及需要使用的各种软件，将硬盘空间划分为若干个分区，一般只对系统盘进行保护，设置为每次还原，而对于非系统盘，根据具体情况设置为不还原或每月固定日期还原。这样既保护了系统，又能保存学生的实验结果及一些重要的文件。为了减少每台计算机系统各种软件安装的工作量，目前采用了ghost克隆母盘的方式，即先在一台机上安装所需的操作系统、应用软件，并设置好所需各方面参数，运行检验无误后，以此机的硬盘为母盘，用ghost软件作为桥梁克隆到别的机器的硬盘上；若实验室中所有计算机的硬件配置完全一致，也可采用还原卡的网络同传功能完成软件的安装。

基于pxe的无盘windows xp启动不要求计算机的硬件配置完全一致，也不需要在每台计算机上安装各种软件，只需要在一台计算机上安装所需要所有的系统软件和应用软件，并将这台计算机作为服务器，网络上的工作站都无须安装软件，由服务器控制和管理整个实验室计算机工作站的正常启动和运行。这就是无盘启动的涵义。无盘启动并不意味着每台工作站一定要求没有硬盘，该技术完全适用于有硬盘的工作站，故本文提出基于pxe的无盘windows xp启动有盘工作站的“无盘”与“有盘”相结合的管理方式：从服务器控制工作站工作的角度而言，工作站是“无盘”的；从工作站本身的硬件配置而言，工作站是“有盘”的，并且工作站的硬盘可以完全供学生使用，用于保存学生的实验数据和重要文件。学生还可以根据具体的需要在工作站安装各种学习软件，进行个性化的学习，满足学生多种需求，这一点对开放式收费机房很重要。服务器对工作站完全支配，可以定期对工作站硬盘数据进行拷贝、清除等操作。

1.pxe无盘windows xp的安装

要想安全稳定地运行无盘windows xp必须要有一个稳定的网络环境，可以根据网络规模和要求选择合适的网络拓扑结构构建计算机网络，如图所示是一个典型的组网布线图。下面以锐起无盘xp为例详细讲述无盘windows xp的安装。

（1）安装主服务器

1）将windows 2003企业版安装在服务器的c盘，并且所有分区都采用ntfs格式；

2）配置好tcp／ip协议，将服务器的ip地址设为“192.168.1.254”，子网掩码“255.255.255.0”；其他均按默认方式进行安装。须注意的是，务必留出足够的空间以容纳无盘系统的磁盘映像文件、工作站临时文件以及还原点文件，并且这些文件所在的磁盘格式必须为ntfs；

3）在服务器上以默认方式安装锐起xp3.1的服务器端程序；

4）启动锐起的无盘管理器；

5）单击工具栏上的磁盘管理新增磁盘，添加一个名称为“system”的磁盘。

（2）加入模板工作站

打开锐起无盘管理器后单击新增按钮，新增名称为“wks001”的模板工作站、输入模板工作站网卡mac地址、ip地址、子网掩码、网关、工作站目录，并设置工作站磁盘“system”。单击确定按钮后，管理器里面会自动显示刚添加的工作站信息。添加完工作站后，然后在服务端管理器选中刚加入的模板工作站信息，单击“超级用户”按钮，选择磁盘“system”。

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（3）安装模板工作站

1）准备一台有盘客户机，作为模板工作站，在c盘下安装好winxp系统，并且c盘采用ntfs格式分区；

2）添加必要的网络组件和tcp／ip协议，指定工作站ip“192.168.1.1”，子网掩码“255.255.255.0”，如果安装的是winxp系统，还必须删除“qos计划任务服务”；

3）在有盘客户机上以默认方式安装锐起xp3.1的客户端程序。

安装结束后，会弹出“参数设定”对话框，输入服务器的ip地址“192.168.1.254”后按“确定”按钮。

（4）分区格式化网络磁盘

将模板工作站重新启动，计算机找到scsi控制器，安装完成后，重启；须注意的是，在这里找到新硬件后需要连续重启2次；然后单击“开始”—“控制面版”—“管理工具”—“计算机管理”—单击“磁盘管理”，出现设置动态磁盘向导，单击“取消”；此时可以看到两个磁盘，分别是磁盘0和磁盘1，其中磁盘0就是你工作站的硬盘，磁盘1，实际上就是虚拟硬盘，就是在服务器上创建的硬盘。

（5）进行分区格式化操作

右击磁盘1，选“磁盘初始化”并将其换为“基本磁盘”初始化后，进行分区及格式化。分区及格式化时要分成ntfs格式。此时打开我的电脑可看到新增的盘符，如“本地磁盘（d：）”。

（6）上传客户机系统

格式化网络磁盘后，运行客户端的“锐起无盘xp上传工具”，软件会自动检查硬盘中的系统和网络磁盘，并确定需要上传的源盘和目标盘，按默认，单击“开始”上传。

（7）网络启动模板工作站

上传结束后将客户机正常关机，移除硬盘，设置coms启动为网络启动，再次开启，客户机应能正常启动，进入操作系统;验证工作站能在无盘状态下正常启动后关机，然后在服务端管理器内将该工作站设回普通用户。

（8）加入其他工作站

打开无盘管理器，单击工具栏上的选项设置按钮，设置工作站加入方式为全自动添加工作站，选择参照模板工作站。然后依次开启其他无盘工作站，设置为网络启动，这些工作站应能正常启动，进入操作系统。服务端管理器主界面里也应能自动显示出这些无盘工作站的信息。

（9）安装应用软件

首先将一台工作站设为超级用户，然后再在该工作站上安装应用软件（如：office2003，vb，vc等），最后安装完成之后将该工作站设为普通用户即可。此时其他无盘工作站上就能使用此次安装的应用软件了。

2.pxe无盘windows xp的测试与维护

笔者在南华大学计算机实验室采用百兆网络组建了40台工作站pxe无盘windows xp。经过一个学期的使用和测试，网络系统运行稳定流畅，40台机器同时启动平均用时1分31秒，单台启动仅需28秒。为了使计算机启动速度加快，可采用千兆网。由于该系统的所有工作站受服务器集中控制，若服务器故障则会引起全网瘫痪，所以需要使用备用服务器以防服务器故障。

基于pxe的无盘windows xp启动有盘工作站的管理方式的维护实际上相当简单，只在服务器上即可完成对工作站系统的更新与维护。由于基于这种技术的无盘网络系统比较稳定，所以一般来说很长时间系统都不会出问题，所以维护的工作相对就少得多了，因此实验室软件维护量大大减少，要维护的主要是硬件。硬件故障主要是网络故障、鼠标故障、电源故障、cpu风扇故障、内存和显卡故障。具体的硬件故障诊断与排除本书不作赘述，参考文献[2]。另外，该无盘网络中可兼容多种不同硬件类型，网络扩展性极强，整个系统升级极其方便简单，能让使用年限较长、配置低的计算机得到很好的利用，延长了计算机的使用寿命。

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关键词：控制室系统；人因；验证和确认

abstract: this paper at first introduced the verification and validation activities for control in system design of the function, this paper expounds the verification and validation activities for part of their relationship, in c-2 project control system for example paper respectively the part of their goals, methods and processes, tools, etc.

keywords: control system; because people; verification and validation

中图分类号：[tl48]文献标识码：a文章编号：

1人因工程概述

人因工程（hfe）是一门新兴的综合性学科。根据国际工效学学会（iea）的定义，人因工程是一个研究人与系统其它元素之间交互作用的科学领域，是一个将理论、原则、数据、方法进行设计以提升人类福利并优化整体系统表现的学科。

在核电技术发展的最初20多年中，hfe的一些理念已部分地用于指导核设施的设计，但直到三哩岛核电厂和切尔诺贝利核电厂事故后，hfe才开始系统地应用于核设施的设计和运行中。大量的核电工程实践表明,有效的控制室人因工程设计与友好的人机界面对减少人因失误、提高核电厂运行的安全性、经济性有积极的作用。

2人因验证和确认的目的

人因验证和确认的目的是通过静态或动态的全面分析、评估控制室系统的设计是否符合人因工程设计原则，并且确保电厂工作人员成功地完成其任务以达到电厂安全和其他运行目标。

3人因验证和确认的总体流程

根据nureg-0711，人因的v&v主要包括以下四项活动[1]：

a) 任务支持验证

b) 人因工程（hfe）设计验证

c) 集成系统确认

d) 人因偏差解决

在进行上述v&v活动前，首先应进行运行条件取样，并确定hsi设备清单及其特性。人因v&v的过程和各项活动之间的相互关系见图1。

图1人因验证和确认活动的总体流程

fig.1overview of v&v activities

4运行条件取样

在设计阶段对全部的运行工况和人员任务进行v&v既不现实也没有必要，所以可以采用运行条件取样的方法，通过制定适当的取样策略来选择有代表性的运行工况和人员任务。

运行条件取样的目标是保证样本具备以下特性：样本能覆盖电厂运行期间所有可能遇到的典型事件，同时包含会对系统性能产生影响的所有特性以及安全重要的hsi设备。

5任务支持验证

5.1任务支持验证的目标

任务支持验证的目标是验证hsi设计提供了支持电厂人员完成任务必需的所有报警、显示和控制，支持由任务分析规定的工作人员完成任务的要求。

5.2任务支持验证的方法和过程

任务支持验证采用比较分析法，由没有参加过本项目相关系统设计的验证者逐一将任务分析时对hsi的要求与当前状态的hsi及其特性进行比较和分析。如果hsi资源与人员任务要求不一致，将标识该结果，并列入偏差表，进入偏差解决过程。

当任务支持验证完成后，可能出现设计变更。在新的设计变更被批准后，应对设计变更对任务支持的影响进行评估，确保设计变更不会对先前已验证的任务支持造成负面的影响。

任务支持验证的过程见图2所示。

图2任务支持验证的过程

fig.2process of task support verification

5.3任务支持验证的工具

可以利用实体模型（mockup）来进行部分任务支持验证，如c2项目中利用mockup对loca工况和从冷停堆到100%功率运行工况进行了初步的任务支持验证。

6hfe设计验证

6.1hfe设计验证的目标

hfe设计验证的目标是验证hsi的特性及其使用环境符合hfe导则。即验证hsi的所有方面（如控制、显示、规程等）与认可的hfe导则、标准和原则是一致的。

6.2hfe设计验证的方法和过程

hfe设计验证采用比较分析法，由没有参加过本项目相关系统设计的验证者对将当前状态的hsi部件的特性与hfe导则（如c-2项目开发了控制盘、台设计导则、工作空间设计导则等一系列hfe导则）进行对照分析，过程如图3所示。根据每一条导则，确定相应的hsi是“通过”还是“不通过”，不通过的被列为hed。对于任何偏差，都将给出偏差评价。当hfe设计验证完成后，可能出现设计变更。在新的设计变更被批准后，将对这些新的设计变更进行hfe设计验证，以确保设计变更没有带来负面影响。

图3hfe设计验证的过程

fig.3process of hfe design verification

6.2.2hsi特性分类

由于一条导则可能对应许多相同或类似的hsi部件，而有些导则是总体性的。为了简化验证过程，将hsi特性分为“总体特性”、“标准化特性”和“特殊特性”三类，每一类采取特定的验证方案。

a)总体特性

总体特性是与hsi的配置和环境方面有关的特性（如主控制室的布置、控制台、盘的一般配置），这些特性倾向于只做一次评估。

b)标准化特性

标准化特性是适合于多种hsi资源的通用特性，对于完全标准的标准化特性（如某类控制器的通用特性、vdu屏幕的菜单栏等）只做一至两次评估，对于不完全标准的特性（如vdu显示格式等）则进行多次抽样评估。

c)特殊特性

“特殊特性”是适合于单个hsi资源的hfe导则，对其采取逐一进行评估的验证方式。

6.3hfe设计验证的工具

对于hfe设计验证中盘台相关特性的验证，可以利用实体模型（mockup）来进行，如c-2项目中利用1：1全范围mockup对控制盘台的外形尺寸、控制器和显示器的布置、标记和分界线以及盘面布置等各方面的hfe设计进行了验证。

其他hfe设计验证工具还包括模拟机或同最终工程实施一致的设计平台等。

7集成系统确认

7.1集成系统确认的目标

集成系统确认是基于性能的试验。它根据运行条件取样的结果，采用一系列有代表性的试验情境来测试和评估人机接口设计的可用性和容错性（或敏感性），以及规程、培训和控制室人员配备水平的充分性（或不足），从而确定其能否合适地支持电厂安全运行。

7.2集成系统确认的方法和过程

集成系统的确认采用试验法。电厂操纵员利用模拟机或者其他合适的系统表现形式来演示运行事件，以确定其支持安全运行的充分性。

7.2.1性能测量

性能测量包括电厂的性能测量和人的行为测量。其中电厂的性能测量可作为确认“通过/故障”准则，人的行为测量能更好的理解人的行为并便于分析行为的错误。试验设计者将识别性能测量的类别。

a) 电厂性能测量

对代表功能、系统、部件和hsi使用的电厂性能进行测量。

b) 人的任务测量

对于每个特定的脚本，将对要求人执行的任务进行鉴别和评价。人的任务的测量有两类：主要任务和次要任务。

c) 状态理解

人对状态的理解将进行评价，测量状态理解的方法将反映当前的发展水平。

d) 智力负荷

将对人的智力负荷进行评价，智力负荷的测量方法将反映当前的发展水平。

e) 人体测量学和生理学因素

这些因素包括指示的可见性，控制设备的可进入性及其操作的便利性。进行上述因素测量时，重点放在只能在集成系统试验时才能评价的设计问题。如工作人员有效使用各种控制器、显示、工作站或组合控制器的能力。

7.2.2试验设计

试验设计分为以下三个部分。

7.2.2.1运行班组与脚本的配对

将在各班组之间平衡地进行分配脚本的重要特性，不推荐随机分配[3]。将尽量向各个班组提供类似的有代表性的脚本。将仔细地权衡由班组人员演示的各种类型脚本的顺序，使同样的脚本不总是在同样的顺序位置上出现，如容易的脚本不总是首先出现。

7.2.2.2试验规程

a) 将制定详细、清晰、客观的试验规程，以便对试验的实施进行管理。

b) 试验规程将尽可能减少试验参与人员预期的偏差或参与者的响应偏差。

7.2.2.3测试性试验

确认试验前应进行至少一次测试性试验，以评价试验的设计、性能测量和数据收集方法的充分性。

7.2.3数据分析和解释

7.2.3.1数据分析的准则

a) 采用定量和定性方法的综合进行数据分析。根据分析建立被测性能与性能准则之间的关系和依据；

b) 必须在设计确认前确定用作确认“通过/故障”的指示符。其他的性能测量不满足准则时应采用hed评价过程进行评价；

c) 应对性能测量的收敛性和一致性进行评价；

d) 对数据的正确性应进行独立验证；

e) 由于实际性能可能比确认试验中观测的性能有一些变化，应确定它们之间允许偏差的裕量。

集成系统确认的过程见图4所示。

图4集成系统确认的过程

fig.4process of integrated system validation

7.3集成系统确认的工具

高度完整（界面的完整性）和逼真（界面的实体逼真性、界面的功能逼真性、环境逼真性、数据完整逼真性、数据内容逼真性、数据动态逼真性）的模拟机将用于集成系统确认试验。

8人因偏差项的解决

8.1hed解决的目标

hed解决的目标是确保人因工程偏差被记录和跟踪，并在最终的电厂设计配置中被合理地处理。

8.2hed解决的方法和过程

hed解决主要采用评价分析法确定必须进行设计改进的内容，然后研究、开发解决的方案，经评价后进行设计改进。

hed的解决实施过程主要步骤如下所述：

a) hed合理性判定

评审小组对来自hfe 验证和确认过程的所有hed进行初步评审，根据已形成文件的相关依据对hed的合理性进行分析、评价。如果有充分理由证明该偏差的合理性，则该偏差被认定为例外项。经过合理性判定后，不能作为例外项的偏差将确定为不符合项。

b) 不符合项分级

hed纠正的确定将基于系统化的评价。在分析过程中将hed进行分级：

1) 第一级：对安全有直接影响、间接影响或可能影响的hed属于第一级。

2) 第二级：第二级hed对安全没有重大影响，但可以对电厂性能/可运行性、非安全有关的人的行为/工作效率、或整个电厂的可运行性有影响。

3) 其余的hed。

c)不符合项分类和综合效应分析

应先对不符合项进行分类，然后进一步考虑多个不符合项之间的相互关联，进行综合效应分析，以形成一个最佳的综合性凯时k66会员登录的解决方案。

d)设计凯时k66会员登录的解决方案的开发和评价

将确定纠正hed的设计凯时k66会员登录的解决方案。该方案应与前期分析中确定的系统和人员的要求一致。在制定方案时将考虑和分析各个hed之间的相互关系。解决各个hed的方案应相互协调，各方案的联合影响应该增强而不是削弱该系统的运行性能。

e)设计变更以及设计变更再验证和确认

对于人因v&v活动中相关的不符合项设计变更方案，应先开展设计变更验证，然后根据该设计变更的复杂程度及其影响，决定是否有必要进行再确认，直至不符合项关闭。

人因不符合解决的过程见图5所示。

图5人因不符合解决的过程

fig.5process of hed resolution

9结束语

本文虽然是以c2项目（采用常规仪表的控制室）为例论述控制室人因验证和确认的过程、方法、工具等内容，但这些内容和过程同样适用于采用数字化仪控系统的先进控制室（如ap1000主控制室）人因验证和确认活动，只不过验证和确认的侧重点有所差别。此外，对于c3c4控制室系统的人因v&v活动，我们只需结合c2运行经验反馈，重点关注其改进部分即可。

参考文献:

nureg 0700-2002. human-system interface design review guidelines[s]. u.s. nuclear regulatory commission, may 2002

ej/t 1118-2000. 核电厂控制室设计验证与确认[s]. 中国国防科学技术工业委员会, 2001年2月

孙汉虹. 第3代核电技术ap1000[m]．北京：中国电力出版社，2010：433-438．

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关键词：三层开放；教学法；研究型实验

中图分类号：g641 文献标识码：a

一、简化工程开设综合性实验

武昌理工学院城建学院工程力学实验室大胆改革实验教学，简化工程开设综合性实验，取得了一些效果。例如，开设了索力测试的综合型实验；开发了混凝土构件缺陷测试的综合型实验；开设了热处理前后球摩机筒体材料的残余应力及疲劳极限的测试实验；开设了ctod测试的综合型实验；开设了多处激振，定点测试，故障诊断的研究型实验；混凝土梁蠕变实验等。开设了这些综合、设计、研究型实验，对拓展学生知识面有很大好处的。应用工程实例，拉伸、压缩实验课，应用观模式教学，表演抢答式讨论方式，提高了学时利用率及学生的动手能力；扩大了学生视野，提高了对实验课的兴趣。进行三层开放与三开放教学方法的改革尝试，效果良好。为了更好地保证开放性实验的正常进行，更好搞好实验教学开发内化，特制定实验室开放规章制度如下：

1）参加开放性实验的学生要经过实验室的同意或指导员的批准；

2）试验时间要和实验室预约；

3）实验室开放形式可以多种多样，推荐用有计划的形式实行全天候开放；

4）实验所需的试件由实验者提供；老师对方案、原理、实验步骤进行指导；

5）有计划的形式包含实验学时、学分、经费、教材均由教务部门认可；

6）以创新产品组织实验教学的要有教学成果，创新产品等；

7）也可以和目前实验班级一起做教学实验，把提交的实验报告计入实验成绩；

8）实验室可以提供开放性实验教材，通过自愿报名或推荐，可以分批进行实验；

9） 参加开放性实验的学生必须遵守实验室的规章制度。

二、“三层开放”教学法简介及实施

全面开放实验室是运作模式创新的关键，它为创新教育的广泛实施提供了条件，是充分利用教育资源的有效措施之一①。开放分三个层次：一是参观性开放，学生通过参观实验室，了解科研动态，开阔眼界，启发思维；二是完成正常的教学实验，这种实验的开放，可以让学生自主地支配时间，为预习和深入实验创造条件；三是完成自拟题目的实验或科研实验，对有余力的学生开放自拟实验，有利于培养学生自主学习能力、科学研究能力。全面开放实验室，对指导教师从时间上和水平上提出了更高的要求，而且设备的损耗和实验的损耗会明显增加，因此建立一种良性的开放运行机制需要实践的探索和认真的研究。第一、二层次的开放，通过计划和预约来安排，第三层次的开放则需对学生有一个基本条件的限制。

在进行第一层开放时，采用预约和学术讲座相结合的方法，其目的是：首先让学生知道工程力学实验室所做实验内容，其实验内容包括以下三个方面：一是测定材料机械性质的实验；二是验证理论的实验；三是实验应力分析实验。其次，做这些实验需要一些什么仪器。最后是实验室的科研状况。为了让学生在参观过程中对实验过程了解的更加透彻，在参观之前，对机械性能测试原理、电测原理、光测原理进行简单介绍，并给每个人发相关辅导材料（包括机械测试、电测、光测内容），然后分小组进行参观讲解，并用数码相机对整个过程进行了摄相，之后在本次实验的基础上，写出了多媒体实验教学教案并制作成光盘用于实验教学。通过教学效果调查，学生认为老师知识面宽，教学方法得当，使学生了解了目前科研动态，开阔眼界，启发思维，为后续课程开了一个好头。

二层次的开放通过计划和预约来安排，由于这类开放学生多，工作量大，采用了“三段式” 教学法：一段为基础实验阶段，本阶段以机械性能测试及验证性实验为训练的主要内容。在学生初步形成基本的实验能力后，就进入第二阶段——综合实验阶段。在这个阶段，通过对一个组合系统的研究和测试，达到对多个原理、多种组合方法和多种实验手段增加认识，培养学生系统分析方法和系统认识能力。第三阶段的实验是设计性的实验，这种实验可结合课程设计和毕业设计进行。我们将每一次实验分为三个过程①：一是预习过程，该过程需要熟悉实验目的、内容、方法，课前经教师检查后进行第二过程，即实验过程，实验过程中要仔细操作，观察，记录。数据经教师审核后方可进行第三个过程，即写实验报告过程。本过程需要查阅资料，分析数据，解释现象，回答讨论题，提出建议，总结体会。该过程中，老师要认真批改报告，并对报告中存在的相关问题进行讨论及解释。

三层开放是结合实际科研项目进行的，新开发的综合性实验有：ctod实验，钢丝绳的松弛实验，饱水沥青混凝土的疲劳实验，有裂纹构件的参数识别实验，混凝土梁的蠕变实验，成桥检测综合型实验等。对上述实验采用了开放式实验的方法，开放式实验教学对学生研究自拟的实验题目是非常行之有效的。

三、“三开放”实验法简介及实施

开放实验室是提高实验学时利用率的好办法。所谓三开放是指时间开放、内容开放、和方法开放。开放实验室是手段，目的在于给学生创造一个生动活泼地进行实验教学的环境与条件，这是一个经实践证明有助于提高实验教学的好办法。不仅可以更好地贯彻因材施教，而且可以弥补当前实验教学时数的不足。这不是权宜之计，而是在实验教学中带有根本性的改革措施。

开放是相对于“约束”而言。常规的实验教学，一是时间上的约束，学生只能按规定的时间进实验室；二是内容上的约束，只有必做实验，没有选做实验；三是方法上的约束，只能按实验指导书上规定的方案、方法、步骤做实验。这对于学生能力的培养十分不利。

内容和方法上的开放：除必做和必选的实验外，应安排学生自选实验。也可将教师的部份科研任务，安排为专题性实验，以及开展第二课堂和学生科技小组活动。个人或小组，自拟实验课题，自行设计实验方案，自定实验步骤和方法，自选仪器设备组装实验装置，经批准后，独立进行实验，例如我们开设的成桥检测实验，混凝土构件探伤实验等。并以小论文的形式提交实验报告。实验室的开放可分阶段进行。

结合工程实际问题及监测监控科研项目进行试验，其测试结果与教学效果很好②。学生在工程中学到了一些新内容，并实地用仪器做实验及测试实际工程项目的扣索索力，掌握了测试方法，巩固了理论知识。将索力测试实验引进大课堂后，可利用实验课剩余的时间，讲解索力实验原理和仪器操作方法，课后对要做本实验的同学登记好，另找课外的时间来做本实验，这是一种方法。另一种方法是进行索力测试实验课外讲座及实验的办法，把新实验写成指导书，讲座完毕后，可进行实地做实验。第三种方法为：调解分组人员，即将一个班的学生分为两半。这样实验时，可使做实验的学生人人动手操作仪器，而另外一组，可进行新实验的内容，之后相互调换。这样既提高了学生的动手能力，又扩大了学生的知识面，向实验课内容的深度进行了引伸。最后一种方法整班学生开设新实验，这样既深化了实验课内容，又将综合型实验引入实验教学。这整班学生可以是本科生，也可以是课外小组人员，也可以是五小制作的学生。不论是以前开设的综合

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余新武，扬水金，吕监泉.加强试验室建设与管理，提高基础化学实验教学质量[a].秦忆，张钜斌主编.管理.改革.创新[c].北京：中国人事出版社，1999：337-338.

② 李永信.开设索力测试的教学改革尝试[j].实验室管理与研究，2001（1）：36.

性大实验也好，举办的科技课外小组活动也好，或以后计划模拟工程实际问题，所开设的大跨度桥梁施工过程中的监测监控实验也好，目的只有一个：加深学生对所学理论知识的理解，提高学生的动手能力，扩大知识面，把教学改革搞好，使实验的内容更能解决工程中遇到的实际问题。

四、三层开放与三开放教学法应用举例

（一）结合工程实际问题开设综合性实验

简化工程实际问题开设综合性的实验。本着走出去，请进来，抓的住，放的开的原则来开发综合设计研究型实验。通过尝试效果不错。走出去：参加工程项目之后开发新实验非常便利，曾结合三峡复建工程、京珠高速公路项目、宜昌工程建设，来开发新实验。结合湖北秭归龙潭河大桥建设（见图1，本桥为大跨度双肋中承式钢管混凝土拱桥，主跨200米），开设了

图1 湖北秭归龙潭河大桥

索力测试的综合型实验；结合蔡甸汉江公路大桥建设，开发了混凝土构件缺陷测试的综合型实验。请进来：把工程项目测试内容接到实验室来做，对开发新实验来讲就更方便了。结合黄石水泥厂球摩机残余应力测试项目，开设了热处理前后球摩机筒体材料的残余应力及疲劳极限的测试实验。结合深圳某公司海洋平台材料的断裂力学参数的测试（目前做的82×164×800毫米的大ctod试件，在国内外是名列前茅的），开设了ctod测试的综合型实验。抓得住：新工程结构实验室建成之后（见图2），及时开发创新实验。

图2 工程结构实验室

城建学院工程结构实验室可以做以下创新实验：混凝土梁弯曲破坏实验；空芯板梁荷载实验；钢屋架应力挠度测试实验，桥梁静、动态检测荷载模拟实验；断裂韧性ctod试验以及楼房动力特性测试试验等。新实验室的建立，主要抓了新仪器及配套附件的订购，安装，功能消化及创新实验地开发；教学及科研工作配套设施的配套及加工；多媒体房间的功能开发及利用。抓要抓的紧，效率高，不要全面开花，要重点突破，集中优势兵力（人力、物力、财力）搞好一个房间，之后再搞下一个房间，这样见效快。当然还要有一个不怕吃苦，乐于奉献、团结的、有战斗力的集体。有了过硬的设备及熟练的技术，才能把工程项目接到手，我们已做过有益的尝试。放的开：实验室随时开放，只有开放，学生才能真正一鼓作气地把实验做完。目前正在修订各门课的教学大纲，今后要用综合设计型实验代替验证型实验，这是以后的发展趋势。当然综合型实验也有缺点，比如，时间花的多、要编写的参考资料多等，这是需要改进的地方。相信通过不断的改进，综合、设计、研究型实验会顺利实施的。

（二）综合性实验的开设办法①

有了新内容的实验，我们首先带毕业设计的学生进行尝试，其测试结果与教学效果很好。学生在工程中学到了一些新内容，并实地用仪器做实验，例如：测混凝土的密实度、测扣索索力、钢管拱吊装过程中监测监控实验、测塔架及钢管拱应力、进行混凝土桥面裂缝深度测定实验等。做预应力损失实验，疲劳及预应力损失实验，球磨机的残余应力测定实验，疲劳应力测试实验，镀镍曲轴疲劳实验，桥梁的振动特性及应力测试实验等。之后将这些工程问题，进行必要的简化，搬进课堂及实验室，为广大学生进行开放式实验教学。所谓开放式，即内容开放，实验室开放，教学形式开放，时间开放，只有这样才能真正把实验室办成老师的教学科研基地，学生的第二科研课堂活动基地，培养学生动手能力的好地方。所谓内容开放：即在原来内容的基础之上，增加与工程实际问题有关的工程材料及结构力学性能测试的新实验。该实验内容涉及面很广，开设前要将目录全部印出来，学生根据自己的时间任意选择。教学形式开放，即可以在课内用工程录像及vcd电化教学，也可用图片进行讲解，也可用实际仪器进行示范操作表演，形式不拘，达到让学生了解实验内容为止。实验室开放，即有针对性的开放，比

________________________________

李永信.开设混凝土构件缺陷测试实验的教学改革尝试[j].实验室管理与研究，2001（2）：20.

如大跨度桥梁施工监测监控室开放两个月，在此期间，有愿意做此实验的学生，尽管预约时间来进行实际操作实验，为保证实验质量，必须保证每人一台仪器进行实际操作及测试。过一段时间，可换其它实验项目，或用其它房间进行实验项目的开放。这样既提高了老师的实验技术水平，也提高了学生的实验兴趣。所谓教学时间开放，就是以科研或实验项目的结束而结束，不是以45分钟或2小时为基准，只有这样，学生在实验过程中，才能安下心来进行仔细的研究，真正把实验室办成教学科研基地。曾针对本科生毕业班的学生、课外小组、五小制作的学生做过一些力所能及的改革，但步子不大。要大胆创新，走出新路，就要有一套比较系统比较完善的管理办法，确保新开的实验顺利进行。

五、课堂效果检查与调查

课堂效果检查首先从检查实验人数开始，没有来的同学安排补做实验。其次看讲课的内容是否把主要的问题讲清楚，是否给同学留有创新思维的空间，学生是否全神贯注地注意听讲，是否结合工程实际问题进行讲解。对老师的课堂效果的评价可按下列项目进行评定或打分：讲课有热情，精神饱满；讲课有感染力，能吸引学生的注意力；对问题的阐述深入浅出有启发性；对课程内容斓熟，运用自如；对问题的阐述简练准确，重点突出，思路清晰；讲述内容充实，信息量大；教学内容能反映或联系学科发展新思想、新概念；能给予学生思考、联想、创新的启迪；能调动学生情绪，课堂气氛活跃；能有效地利用各种教学挂图、模型、多媒体进行教学。还要看是否运用课中及课终的空余时间组织学生对关键的问题进行讨论。最后看同学们的动手情况，是否真正的把仪器操作搞清楚了，遇到类似的问题，看是否可用所使用过的仪器来进行解决，2个小时的时间是否运用的非常合理。可派检查小组来听课，审核实验教材、讲稿、机器仪器的套数、实验空间及对实验资金的投入等等，看实验的全过程之后，对列出的项目进行评分，全面的评价课堂效果。也可以发调查表给班级学生，让其进行评定打分。通过以上措施最终确定每次实验课课时利用率的高低。

六、开放式实验教学的体会

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【关键词】吊运熔融金属起重机；操纵方式选择

概述

随着tsg q7015-2013《起重机械定期检验规则》，tsg q7016-2013《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》征求意见稿的相继出台。原来的tsg q7015-2008，tsg q7016-2008将被废止。为了进一步规范起重机械安装改造重大维修监督检验及在用起重机械定期检验工作，2013版相对于2008版在许多方面有了更明确具体的要求和规定。如安装施工监检及定检依据的技术要求，使用单位对于特种设备的安全使用、性能及日常检查均作了明确的规定等等，但对于吊运熔融金属起重机的操纵方式没有具体规定，由于其所吊物品的特殊性，因此很有必要对其操纵方式作明确规定，本文主要针对几种常用的操纵方式，结合特种设备技术规范进行分析，对如何正确选择吊运熔融金属起重机的操纵方式进行探讨。

一、起重机常用的操纵方式

1.司机室操纵

这种方式通常有专职人员操作，人员在司机室内通过操控联动台或手柄来达到装卸货物的目的。司机室布置分为两种，一种为固定在起重机一侧随大车移动，另一种与小车部分固定，随小车一起移动。这两种布置形式的操纵方式优点是视野开阔，起制动速度可调，起吊物品比较平稳，受外界环境干扰少。因此操作安全，稳定，可靠。不足之处是车间须有较大的空间，并有一定的起升高度，能够满足司机室的布置，且必须由专职人员操作，成本相对较高。

2.随电缆按钮盘（盒）操纵

这种方式通常在地面操作，有两种布置形式，一种是固定在起重机一侧随大车移动，另一种固定在小车部分，随大小车一起移动。优点是操作简单，方便，对车间场地的空间，高度及环境要求不高，一些单位为了降低生产成本，通常采用兼职人员操作。缺点是由于按钮盘电气控制不可调，速度单一，因此起吊物品的稳定性差，另外操作人员作业时既要关注起吊货物的安全，又要随起重机移动的同时注意自身的安全，很容易分散注意力，因此会给操作安全带来一定的隐患。

3.遥控操纵

这种方式和上述操纵方式基本相同。不同处在于上述方法为有线控制，而遥控是无线控制，另外它可以在一定范围内起重机移动而操作人员站着不动。但不适用于车间内有电子干扰的环境。

4.非跟随式操纵

这种方式通常将电气操纵控制盒固定在某一位置，操作时起重机移动，而操作人员固定不动。一般适用于车间空间小，大车行程短，操作视野良好的场合。

二、特种设备安全技术规范

1.起重机械安全技术监察规程-桥式起重机的要求

以电动葫芦作为起升机构吊运熔融金属的起重机应当采取遥控或者非跟随式等远离热源的操纵方式，并且保证操作人员的操作视野，设置操作人员的安全通道。另外吊运熔融和炽热金属的起重机在热辐射强烈的地方，对电气设备应当采取防护措施。根据这些要求对一些在用设备，车间有电子干扰或者非跟随式操作方式不适用的场合怎么操作未加以说明，如一味的按照上述要求执行，那一些在用设备只能停用，给企业的生产带来一定的影响和损失，另外针对一些非电动葫芦起升机构的起重机如何操作，在规程中也没有明确说明。因此规程虽然对以电动葫芦作为起升机构吊运熔融金属的起重机作了规定，但不够全面，这就造成了规程要求满足不了当前用户实际生产的需要。

2.起重机械定期检验规则的要求

电气与控制系统检查防爆型、绝缘型、吊运熔融金属的起重机械电气设备及其元器件是否与工作环境的高温、防爆、绝缘等级相适应，并且有防护措施。检查便携式（含地操、遥控）按钮盘的控制电源是否是安全电压（电压不应大于50v，以下同），按钮功能是否有效。必要时用电气仪表测量其电压，检查便携式地操按钮的控制电缆支承绳是否有效。从上述定期检验项目及其内容可以看到，对吊运熔融金属起重机仅提出了对电气设备及元器件的要求和保护措施，至于电气控制操纵方式仅提出了一些常规要求，没有像上述规程一样提出一些具体要求，这就给用户单位和检测检验机构在具体执行中带来了操作上的困难。另外从安全角度来分析，作为吊运熔融金属的起重机在定期检验规则中确实应制定一个具体的明确的规定，来便于用户单位和检测检验机构的检查和执行，否则会给起重机的使用带来一定的安全隐患。

3.起重机械安装改造重大维修监督检验规则要求

电气与控制系统检查起重机械电气设备及其控制系统的安装记录，是否符合gb6067.1-2010《起重机械安全规程 总则》8电气保护的要求，空载试验操纵机构，控制系统，安全保护装置动作可靠，准确，馈电装置工作正常。从起重机械安装改造重大维修检验大纲可以看到，对于吊运熔融金属起重机的电气操纵方式并没有具体要求，这样作为制造，安装，改造和重大维修的单位就只有按照常规电气操纵方式签合同，用户按照常规的操作方式进行操作，检测检验机构按大纲要求进行常规检验，在实际使用过程中一旦由于电气操作方式选择的不合适而造成安全事故，处理起来就会很棘手，对此应引起有关部门的高度重视。

三、建议和设想

针对上述几种常用的操纵方式分析及特种设备安全技术规范的要求，对于随小车一起移动的司机室操纵或随电缆按钮盘地面操纵方式，由于受吊运物品高温，热辐射及操作人员与吊运距离过近等原因的影响，一方面不利于操作人员的安全生产，同时也不利于对司机室底部及电缆线、按钮盘等电气设备的安全防护，尤其是电缆按钮盘地面操纵方式，一旦出现熔融金属飞溅，侧翻，操作人员很难躲避，很容易造成人员伤亡事故，因此建议明确规定不得采用。对原来在用的设备进行期限整改，对新制造，安装的设备在制造安装中明确规定，否则不得出厂或安装使用。对于一些有电子干扰的车间，在车间空间允许的情况下，建议采用司机室操纵或随电缆按钮盘地面操纵的方式，但司机室或电缆按钮盘必须固定在远离热源的安全通道侧，对于一些车间空间小，无电子干扰的场合，建议采用遥控操纵方式或非跟随市的操纵方式，但必须保证操作人员的操作视野，并设置必要的安全通道。另外，在起重机械规程及检规中均应加以明确规定，以利于规程和检规的连贯性、统一性，严肃性和权威性，同时也有利于设计，制造，安装，改造，重大维修单位，用户及检测检验机构的执行和操作，使得吊运熔融金属起重机的操纵方式更安全，合理，可靠。

参考文献

[1]tsg q 002-2008起重机械安全技术监察规程——桥式起重机

[2]tsg q 7015-2013起重机械定期检验规则 征求意见稿

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关键词：虚拟现实；实验教学；虚拟仪器；虚拟实验室

中图分类号：tp393；g434 文献标识码：a 文章编号：2095-1302（2017）03-0-04

0 引 言

实验教学[1]是高校实践教学活动中不可缺少的重要组成部分，是培养学生实际动手能力和自主解决问题能力的主要途径[2]，同时在实验过程中可以加深和巩固学生对理论知识的理解。但由于受到实验条件和设备的制约，一些高校的实验不能有效开展。因此，基于虚拟现实技术[3]的虚拟实验室应运而生，并且得到了快速发展。所谓虚拟实验室[4]，即利用虚拟现实技术仿真或虚构某些情景和设备，使用户可以在计算机上进行实验的实验室。虚拟实验室应用多种前沿技术，降低了实验设置投入和管理成本，改变了以往的教学模式，使得远程移动实验教学得以真正实现，突破了时间和地域的限制，具有便捷、安全等多方面的优势。

1 虚拟现实概述

虚拟现实（ virtual reality，vr）又q为人工现实[5]，即利用计算机生成虚拟环境，并借助输入设备进入虚拟环境进行自主交互操作，使用户产生仿佛在真实场景中的感觉。它包括两种形式，一种是通过佩戴特殊头盔等外部设备，以自然方式（比如头的转动、脚的移动等）与计算机生成的虚拟世界中的对象进行交互操作，产生如同在真实环境中的感受和体验。另一种则直接通过计算机桌面，利用键盘、鼠标等常规输入设备进入虚拟空间，进行实时交互操作[6]。

虚拟现实技术[7，8]是计算机领域的最新技术，它利用三维图形生成技术、智能接口技术、多传感器技术等，生成三维逼真虚拟环境，使用户可以感知和操作虚拟世界中的各种对象，产生一种身临其境和沉浸其中的感觉。vr技术可以应用于许多领域，如军事、医疗、教学等。目前，这种技术主要通过计算机桌面的形式应用于实验教学当中，学生不再受实验场地和设备等的制约，能够随时随地进行虚拟仿真实验学习，极大地激发了学生的学习兴趣。类似于真实的实验环境，学生的行为将会影响实验的发展和结果。另一方面，教师在虚拟实验室中可以查看学生的学习动态，部署作业等。

虚拟实验室是利用虚拟现实技术，构建虚拟实验仪器、设备和场景，以软件形式实现硬件的功能，仿真实际的物理实验过程的应用系统。虚拟实验室由实验课程、虚拟器材库、网上管理系统等组成。由于其可观的应用前景而受到世界各国及各大高校的重视，在国外一些发达国家已经得到普及，我国一些知名高校也相继建立了各具特色的虚拟仿真实验系统。如清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统；大连理工大学研发了一套化学虚拟实验系统。北京邮电大学、上海交通大学、浙江大学、重庆大学等一批高校也致力于虚拟实验系统的研究。

2 构建虚拟实验室的方法

构建基于虚拟现实技术的虚拟实验室的方法有许多种，大多都通过软件建模模拟真实硬件的功能来构建虚拟实验室。下面介绍几种国内构建虚拟实验室的常用方法。

2.1 基于vrml构建三维虚拟实验室

vrml（virtual reality modeling language，vrml）即虚拟现实建模语言[9]，用类似html标记文本语言来描述三维场景，通过internet和web超链接在网上营造虚拟环境的技术。vrml的基本工作原理包括文本描述、远程传输、本地计算生成。文本描述就是用标记文本语言描述三维物体和场景，而不利用三维坐标点来描述物体，因为这样会产生很大的数据缓存，不利于传输。远程传输是指访问由虚拟现实建模语言描述的虚拟物体和场景时，需要通过网络将文本数据传送到计算机本地。本地计算生成是指浏览器要对传送到本地的数据进行解释翻译，重现虚拟场景。

设计vrml虚拟实验场景有以下两种方法：

（1）直接使用文本编辑器编写程序代码。该法方便，但不直观，对设计者的空间想象能力和逻辑思维能力要求较高；

（2）将可视化组件搭建成自己需要的实验场景，可以直接看到实验效果。

2.2 基于quick time vr建模构建虚拟实验室

quick time vr（quick time virtual reality）是一种基于静态图像处理，即通过连续拍摄的实景照片，形成全景图像，在计算机上建模实现虚拟现实的技术。quick time vr[10]技术可以将在不同角度连续拍摄的实景照片按照其相互关系有机衔接起来，在视觉上形成物体的全景图像。其性能优势主要有：

（1）所需设备简单，仅通过一台普通电脑，不需要佩戴昂贵的特殊头盔和特殊眼镜等就可以进入虚拟场景，并进行操作；

（2）可跨平台运行，兼容性好；

（3）采用独有压缩技术，数据量小，占用内存少；

（4）运用真实图像，构建虚拟场景，具有高度的现实性；

（5）制作简单，所需周期短。

2.3 采用cult 3d技术构建虚拟实验室

cult3d是一种基于java的3d网络vr技术，可动态显示极高质量的图像。它依靠专门的3d建模软件建立3d模型，具有独特的渲染方式。其特点和优势主要有以下几点：

（1）由于是基于几何模型建模，产生的文件数据量很小；

（2）支持多种建模软件，兼容性好，可跨平台运用；

（3）使用方便灵活，只要用鼠标在3d物件上直接拖动，就可以实现对物体的移动、缩放等功能；

（4）对硬件要求相对较低，低配或者普通电脑即可满足要求。

2.4 采用flash等技术构建虚拟实验室

flash是由macromedia公司开发的矢量图和 web动画技术，是一种集动画创作与应用程序开发于一身的软件。建模所需要的图像和内容可以在flash中创建或者从其它应用程序导入。用flash开发vr数据文件，主要采用其脚本语言action script控制交互，通过导入序列图像来形成3d对象或全景虚拟环境。利用flash进行vr开发，灵活性较大，但开发步骤较为复杂。

上面介绍的四种网络vr技术各有特色，可以满足不同的实验教学要求。为了更好地研究和比较这四种vr技术的性能和特点，表1列出了四种vr技术的对照。

3 虚拟现实技术在高校实验课堂教学中的应用

基于vr技术的虚拟实验室可以为用户提供一个基于网络的实验教学、交流和反馈平台。通过计算机网络构建所需学科的实验项目，教师和学生可以随时随地进入虚拟实验室，开展实验和研究，改变了以往只能借助硬件进行实验操作的教育模式，具有极强的应用价值。虚拟实验室系统的具体功能主要有在线虚拟实验项目、实验演示、作业部署、智能批改和成绩管理等。目前，基于vr技术的虚拟实验室的研究国内还处于萌芽和发展阶段，部分高校和研究所已经构建了自己的虚拟实验室（网络教学平台），进行虚拟仿真教学。

虚拟仿真实验室可以应用于高校很多学科的实验教学，如电子类实验、机械类实验、通信和计算机类实验、物理和化学类实验、医学实验等众多领域。根据不同的课程和实验要求开发相应的虚拟实验室。虚拟实验室可以由教师、学生自己设计开发或者由专门的公司研发制作。针对单一特殊的新开实验课程，可以自行设计开发，既可以学习和掌握用vr技术开发课程技术，又可以满足实验要求，进行虚拟实验操作；针对基础且开设较普遍的课程，由于涵盖实验项目众多，可以到专门公司定制一套教学系统，用于相应课程的实验教学。

3.1 用vr实现对一畸形胎儿标本的全方位观察

用vr实现对一畸形胎儿标本的全方位观察可以由教师、学生自行开发设计。

实验要求：可以全方位360°观察畸形胎儿标本，使学生加深对畸形胎儿结构的理解和认识。

实验方法：采用quick time vr技术。

实验步骤分为如下几步：

（1）用摄像机或者手机每隔10°拍摄一张畸形胎儿标本的图像。

（2）用photoshop软件对36幅图像进行处理。

（3）在vr toolbox中导入经过处理的36幅图像，根据网络带宽和内存状况等，设定图像的压缩率，最后导出vr影视.mov文件[11]。

（4）将vr数据文件嵌入到网页中，设计课程链接，并上传到服务器；在学生机上安装quick time播放插件。

实验效果：每个学生都可以通过网络全方位观察畸形胎儿标本的图像，一张标本多个网络复制本，提高了教学效率；学生可以通过鼠标移动控制标本，实现如同观察真标本的效果；学习不仅局限于学校课堂，学生在课外也可以通过计算机网络对实验内容进行查看，实现了移动学习。

3.2 计算机类基础课程方案设计

计算机类基础课程方案设计由公司研发定制。

方案要求：通过构建一个虚拟实验室――虚拟仿真实验教学平台，实现计算机类相关专业实验课程的管理和操作。

方案内容：虚拟仿真实验教学平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，主要包括中心t户网站、实验教学管理、实验前理论知识预习、实验过程智能指导、实验结果自动批改评分、线上互动交流等，如图1所示。

构建的虚拟实验室要涵盖计算机类专业开设的虚拟实验课程，主要有计算机网络、linux操作系统、计算机网络安全、数据结构、电路分析、模拟电路、数字电路、单片机应用技术等。

方案实施：方案实施流程如图2所示。

案例展示：以北京润尼尔公司为我校――重庆师范大学计算机实验中心设计的开放式虚拟实验室为例，介绍虚拟仿真实验平台的各部分模块及功能。

（1）网上搜索“http：//219.221.10.27”，进入网站ag尊龙app首页，输入账号和密码登录平台。如图3所示。

（2）登录账户分为教师、学生、管理员，分别对应不同的虚拟化平台。图4展示了教师登录进入的实验平台界面，在此平台上教师可以进行各项教学安排，包括实验课程安排、实验批改、成绩导出等操作。登录进入学生端虚拟实验室，学生可以查看实验课程项目，进行实验预习和操作等。在管理员端虚拟实验平台，管理员可以进行教学系统设置、管理和维护虚拟教学平台等操作。

（3）用户只要连接网络，不管在校内还是校外，都可以通过账号自主进入虚拟实验室，进行不同的实验操作。图5，图6所示分别为计算机网络实验台和模拟电路实验台界面。在不同的实验台界面可以实现与真实环境一样的实验效果，学生通过下载插件，自主选择所需厂家的实验设备和器材，按照实验步骤连接好电路进行实验，并且实验结果提交后系统可以自动批改。如果学生对虚拟实验台的操作不熟悉，可以选择演示实验，先观看学习再进行实验操作。

（4）教师可以通过登录实验管理平台查看学生的实验完成情况，并进行评分、交流和管理等操作。

实验效果：通过在网上开展虚拟仿真实验课程，让学生不再受外在条件的制约，可以自主进行实验、学习，调动了学生学习的积极性；通过虚拟管理平台及时反馈学生的实验信息，使教师更快、更准地掌握学生的学习情况，提高教学效率；通过观看虚拟演示实验，使在课堂没有掌握老师所讲实验方法的同学，可以自行复习和巩固，提高了学生的学习效率。

4 虚拟仿真实验室的优势与不足

4.1 基于vr技术的虚拟仿真实验室在教学中的应用优势

（1）实验灵活性大，有助于培养学生的主动性和创造性。虚拟实验室的实验课题目设定、器材选取等可以随时更改，以适应时代的快速发展需求；学生可以通过登录网上虚拟实验室进行自主学习和探究，也可以寻求老师的帮助或者和线上同学交流，提高学生的学习热情和创造思维能力。

（2）突破时间、空间的限制，实现移动网络学习。以往的硬件实验室只能在学校专门的实验教室学习和操作，基于vr技术的虚拟仿真实验室不再受传统硬件条件的制约，学生可以随时通过计算机网络进入虚拟环境进行实验学习。

（3）用虚拟实验取代实物实验，节约了成本和开销，提高了安全性。在虚拟实验室中，用一台计算机就可以取代一套硬件实验设备，模拟真实实验环境，节省了设备开支，且更加安全、环保；而且以往一些具有危险或者不易观察的实验都可以通过虚拟实验实现。

（4）化繁为简，提高教学效率。以往在真实的硬件实验室中进行一次实验课堂教学，教师不仅要讲解原理，还要为学生演示操作，但却无法保证每一个学生都可以看到、学会，虽然浪费了大量时间但教学效果不理想；采用虚拟实验室后，每个学生都可以根据自己的情况进行实验和学习，提高了教学效率。

（5）可以作为硬件实验的补充，辅助实验教学。由于虚拟实验结果是在比较理想的条件下得到的，而实际的硬件实验结果可能存在偏差，因此可以通过两种实验结果的对照来改善硬件实验条件，以逼近虚拟理想实验结果。

（6）网络管理和维护简单方便。传统实验室的硬件设备容易坏损，管理和维修极不方便，耗时耗财；利用vr技术构建的虚拟实验室不需要昂贵的硬件维修费，只要通过网络和程序就可以方便地进行管理和维护。

4.2 基于vr技术的虚拟仿真实验室应用于实验教学中存在的不足

（1）与实际实验相比，虚拟实验的实验条件都是在较理想环境下进行，很难完全反映现实实验教学真实环境的复杂性，因此实验结果是理性化的；

（2）虚拟实验室中的实验仪器和设备等只能用肉眼看到，并非实际存在，因此很难清楚感知实验设备的具体大小和重量等，缺少实物感；

（3）w生可以随时随地通过网络计算机进入虚拟实验室，导致学习自主性大，容易偏离学习目标；

（4）由于虚拟实验平台要通过网络登录，缓存和下载大量实验数据和插件，这就对计算机配置和网络要求较高，容易产生网络使用瓶颈。

5 结 语

简而言之，基于虚拟现实技术的虚拟实验室应用到高校实验课堂教学中，是深化教学改革，提高教学效率的有效手段。它可以使学生随时随地通过网络和计算机进入虚拟实验室学习，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习效率，同时还降低了实验室建设成本，使一些危险或者不便操作的硬件实验能通过桌面直观呈现出来，加深学生的理解，培养学生的创新思维。但是虚拟现实技术不能完全取代传统的硬件实验教学，因为它也存在一些不足，因此我们应该将两者有机结合，实现现代化教学。这种依托于现实实验为现实服务的虚拟实验技术，具有巨大的应用空间，同时它也是未来现代化实验教学领域的一个发展方向。

参考文献

[1]李玲，王非.基于网络的虚拟现实技术在高校实验教学中的应用[j].实验科学与技术，2014，12（3）： 37-39.

[2]温逸娴.浅谈虚拟现实技术在高校实验教学中的作用[j].中国科技信息杂志，2008（14）： 283.

[3]孙启美.计算机辅助教育[m].北京：科学出版社，2006： 87-89.

[4]刘世伟，田世鹏，甘涛，等.虚拟实验室的研究与应用现状综述[j]. 2016，6（9）： 82-83.

[5]申蔚，夏立文.虚拟现实技术[m].北京： 希望电子出版社，2002： 3.

[6]吴家铸，党岗，刘华峰.视景仿真技术及应用[m].西安：西安电子科技大学出版社，2001： 6-8.

[7]曾建超，俞志和.虚拟现实的技术及应用[m].北京：清华大学出版社，1996： 15-17.

[8] jamsa k. vrml programmer’s library[m].jamsa press， 1997： 483-485.

[9]尹轶华.虚拟现实技术和gis技术在虚拟校园中的应用[d].重庆：重庆师范大学，2005： 42-43.

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【关键字】净化空调；系统施工；技术措施

空调系统施工在行业中的应用越来越广泛，最近几年医院的净化工程基本处于主导地位，净化空调系统施工中的技术是净化工程最主要的部分，净化工程的技术要求随着医院建设的发展而不断提高[1]。尤其是医院手术室和icu区域的净化对于空调系统施工技术上的要求更是越来越高。因为好的施工技术是提高净化空气质量保障。因此，净化空调系统施工中的技术措施必须满足医院手术室和icu区域的高要求。为了满足医院所提出的高要求，这就需要从设备、材料的选用，施工技术的提高等多方面的综合措施来达到目标。

一、对于产品设备的选用

（一）对于组合式空调机组中风机的选用

在医院手术部净化空调系统中，对于空调系统，组合式空调机组很重要，而决定机组的好坏有多种因素，如机组的效率、噪音、风量、密封性、维护方便性等[2]。从空调机组风机段设计的角度来看，现阶段，越来越倾向于采用无涡壳风机。有蜗壳离心风机的出口风速是有方向且不均匀的。如果在其静压复得尚未完全完成阶段就遇到风道转向，会产生较大的能量损失。如果把无蜗壳离心风机放在这个风向转向处，就可以完全避免这个能量损失，同时，有有蜗壳离心风机产生的噪声也往往是低频噪声，低频噪声的消声是十分困难的。而采用无蜗壳离心风机，使上述问题迎刃而解，在系统设计上，它就只需要考虑进风口的方向，应用比较方便。

（二）对于消声器产品的选用

净化区域对噪音有较高要求，最新规范《医院洁净手术部建筑技术规范》gb5033-2013对相关区域的噪音标准提出了更高的要求，这就需要采用一定的消声措施来消除组合式空调机组中风机产生的噪音和管道产生的二次噪音，最好的解决办法是在系统送回风主管道上设置消声器，在新规之前，采用双层微穿孔板消声器能达到要求，在新规执行以后，为响应新规的要求，结合我司多年的实际应用，我司与合作的厂家多次论证及实验，确定在双层微穿孔板消声器的基础上，增加填充材料，能将消除的噪音值增加5db（a），但需施工单位注意的是，该填充材料必须满足《gb_50591-2010洁净室施工及验收规范》要求。

（三）对于排风系统中排风机的选用

为了保证一定的换气次数和压力梯度的要求，在净化区域就需设置排风系统，排风系统中排风机也是室内主要噪音源之一，因此要对排风机的要求就很高，在排风机的选择上，尽可能选用高性能低噪音的排风机，而不能为了节省成本，选用噪音大的产品。

二、净化空调系统施工中应注意的问题

（一）施工中风管的问题

在医院手术部，进行净化空调体统施工中，而风管施工中，应该注意安装的风管走向是否合理，如果不合理要及时的进行调整；而对于风管的部件要加强检查，避免出现突变，风管的部件一定要经过严格的检查，看是否符合要求，对于产品的质量要进行验收；同时对于在安装风管时，可能会出现局部急转弯的情况，这就要求在进行安装风管时，尽量减少急弯情况，如果出现这就要求技术人员对于局部转弯的地方进行精细的安装，避免出现漏风的情况。

（二）气流过滤的问题

各工种工人，必须熟悉和遵守本工种的安全操作规程。凡是没有受过安全技术教育的施工人员不得参加施工[3]。过滤器的作用，是为了保证净化空调系统施工的效果，空气净化系统的末端送风装置的流场必须均匀。出于系统设计和系统调试的需要， 对于气流均匀性的问题比较注重，我们知道：在没有安装空气过滤器的时候，送到室内的空气有可能是受到污染的，在安装空气过滤器后，手术室内的空气洁净度是明显有变化的，当空气经过过滤器前，就算是较小的污染气流，但经过过滤到达室内的也会是洁净的。总的来说，为满足洁净区内洁净度的需要，必须在送风末端安装空气过滤器。

（三）送风机采用变频器变频控制

送风机是用于空调系统中输送空气的动力设备，因部分手术室会采用一拖二（一台机组供应两间手术室）甚至一拖三（一台机组供应三间手术室）的方式，同时，因系统末端空气过滤器的阻力会随着运行时间的增长而增大，为减少能量损耗或不必要的能量浪费，在风机运行控制上采用变频器进行变频控制，通过控制系统中设定的相关参数来调整变频器的频率，从而调整送风机的转速，使系统送风量满足设计的需求。

三、空调系统施工技术标准

（一）空调净化风管系统的安装要求

空调净化系统的风管系统的施工主要包括风管、风管部件、风管法兰的制作与组装；风管系统加工的中间质量检验、运输、进场验收；风管支吊架制作安装[4]；风管主干管安装、支管安装，对于现在越来越多的空调净化风管材料和安装施工技术人员，空调系统施工就必须严格按照《通风与空调工程施工质量验收规范》gb 50243-2002、《洁净厂房设计规范》 gb 50073-2013以及国家现在执行的有关强制性的标准规定，严格按照要求实施，加以控制。

（二）空调净化系统中管道的安装要求

空调净化系统中管道包括冷（热）水、凝结水系统的管道及附件。镀锌钢管一般采用螺纹连接，当管径大于dn100时，可采用卡箍、法兰或焊接连接[5]。空调用蒸汽管道的安装，应按《医院洁净手术部建筑技术规范》gb50333-2013的规定执行，空调净化系统中管道的安装，还应符合设计文件、有关消防规范以及产品技术文件的规定。

结束语

综上所述，本文主要对医院净化空调系统施工中对于产品设备的选用情况进行了阐述，让我们认识到洁净医院手术室和icu的空气洁净情况，是影响手术质量的的关键。同时要注意净化空调系统施工中的问题，对于这些问题进行了全面分析，针对这些问题，提出来建设性的建议。对空调系统施工中的技术要求标准化：空调净化风管系统的安装要求、空调净化系统中管道的安装要求、通风与空调工程设备安装的要求。最后笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指征建议。

参考文献：

[1] 沈晋明，刘燕敏.gb 50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》编制思路[j].暖通空调，2014，（4）：41-47.

[2] 国家标准《医院洁净手术部建筑技术规范》[j].暖通空调，2014，（2）：30-30.

[3] 张耀良，陈晓文.《通风与空调工程施工质量验收规范》gb50243-2002内容简介[j].施工技术，2002，31（2）：41-43.

[4] 马骏.“gb50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范”中风管漏风量检测问题应用实例分析[j].城市建设理论研究（电子版），2012，（11）.

[5] 何伟斌.简析国家标准《通风与空调工程施工规范》创新点及与gb50243的关系[c].//2012年中国制冷空调工程节能减排新技术研讨会论文集.2012：229-230.

[6] 《通风与空调工程施工质量验收规范》gb 50243-2002