DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 5. 设计详细步骤 5.1. 新建项目 新建一个项目，新建相应的包，User对应用户操作如登录、评论和收藏的相关包，Detail是图书详情功能、Index对应首页，Expand对应项目的一些扩展功能，Network存放App网络层操作，Search对应项目搜索功能。 5.2. 设置项目属性 这里我们可以根据需要设置该项目的属性。下面简介图2中的设置选项： 1) 标识符(Identify)。包含捆绑标识符、软件版本、版本标记、软件设计团队。其中捆绑标识符不可重复，本软件是我们首次开发，目前最新版本1.0，版本号里的Build的1说明这个版本是第一次编译的结果，软件设计团队选择Booking表示项目由私人团队开发。 2) 配置信息(Deployment Info)。包括目标设置、选择设备、主界面、设备方向、状态栏的设置。因为现在的iOS设备基本是iOS8和iOS9，所以DeploymentTarget选择支持iOS8.0以上，本项目使用了StoryBoard和AutoLayout，所以设备可以选择iPhone和iPad，设备方向配置项目启动的StoryBoard，项目支持Portrai (竖屏)，Landscape Left (横屏向左)，Landscape Right (横屏向右)，状态栏我们设置亮度可选。 3) 文件命名与尺寸(App Icons and Launch Images)。App Icons Source应用程序图标源。点击可选择不同程序图标源，这里设置为Appicon。Launch Images Sourse启动图片源，设置为自定义的Use Asset Catalog。Launch screen file启动屏幕文件。在导航页面中设置了Launch screen file选择，在右侧选项卡中可以选择。这里我们设置默认选项为LaunchScreen。如下图2所示。 5.3. 使用CocoaPods下载相关的库 当你开发iOS应用时，会经常使用到很多第三方开源类库，比如JSONKit，AFNetWorking等等。可能某个类库又用到其他类库，所以要使用它，必须得另外下载其他类库，而其他类库又用到其他类库，这也许是比较特殊的情况。另外一种常见情况是，你项目中用到的类库有更新，你必须得重新下载新版本，重新加入到项目中，十分麻烦。因此需要用CocoaPods。 CocoaPods应该是iOS最常用最有名的类库管理工具了，上述问题，通过cocoaPods，只需要一行命令就可以完全解决，重要的是，绝大部分有名的开源类库，都支持CocoaPods。所以，掌握CocoaPods的使用是必不可少的基本技能了。 图1. App结构层次图 图2. 项目属性的设置 5.4. 使用Storyboard设计界面 Storyboard的出现使UI间的关系流程一目了然，它其实是xib的升级版本，将多个xib统一管理了。任何事都有双面性，Storyboard也有它的缺点。storyboard中UIViewController太多，找到想要的比较困难。这些缺点在结队开发中就会遇见。如果我们用xib文件，这样将UI最小化分隔开，将后用code将这些小单元连接起来，就可以解决这个问题。如果只用xib就展现不出storyboard的故事情节能力 [ 4 ] 。 设计StoryBoard界面，这是已经完成的部分StoryBoard，App每个界面对应StoryBoard中一个Scene，除了基本的Scene之外，也需要一些额外的Scene来支持界面的导航关系，如UITabBarController Scene，UINavigationController Scene，Scene之间的线表示页面间的跳转关系，关系可以分为Push、Modal、Popver和Replace等 [ 5 ] 。 5.5. 使用Size Classes，支持iPhone和iPad设备 在iOS8中，新增了Size Classes特性，它是对当前所有iOS设备尺寸的一个抽象。iOS尺寸的设备包括：iPhone4-5-6-6plus、iPad、iPad mini、iWatch，那么如何按照以前那针对种特定设备来编写不同的布局，是一件麻烦的事。 size classes菜单是一个九宫格，我们把屏幕的宽(width)和高(height)分别分成三种情况：(Compact， Regular， Any)，也即紧凑、正常和任意。例如：wCompart/hCompart则适用于3.5、4、4.7英寸的iphone的横屏情形；wAny/hRegular适用于所有方向是垂直的情形如iphone竖屏、iPad横屏和竖屏的情形。针对每一种情况，如果需要的话，我们可以单独在storyboard或xib中设置UIView的自动布局约束，甚至某一个button是否显示都是能轻松实现 [ 6 ] 。 5.6. 设置AutoLayout约束 对于任何一个UI组件，确定了它的(相对于父view)位置、大小也就确定了它在整个UI视图中的展示效果。 Autolayout是为了解决这些UI可视单元或者元素是怎样布局、排列的问题。在过去只有iPhone4的时候，我们可以在代码里将没一个可视单元的位置写死，这样是没问题的，但随着iPhone5、6的发布，屏幕尺寸有了越来越多中可能，未来不排除更多尺寸的iPhone发布出来，这就要求我们的App的UI元素具有在屏幕尺寸不同的设备上具有一定动态的可调性，已实现较好的UI展示效果。从目前苹果提供的技术来看，有下、中、上三种实现方法： 下策是，代码中判断当前设备的尺寸，对UI元素进行手工的调整。 中策是，通过设置可视单元的autoresizing属性，预设当该view所在的环境(父view)发生变化时它的尺寸和位置应该如何调整。 上策就是结合使用autolayout和sizeclass对UI可视单元的父子关系、兄弟关系进行全方位的调整。 此App使用了第三种方法即上策构建UI。为了适应不同的设备，采用autolayout和sizeclass结合的方法，解决所有的iOS8多屏配适问题以及UI可视单元或者元素的布局、排列问题而产生的自动布局方法 [ 7 ] 。此种方法调节精度更高：不仅能确定一个view的位置尺寸的变化依据，还能对这些依据加以不同的优先级(先满足什么条件，再满足什么条件，对于重要的位置尺寸可以优先保证)，这样整个App就具有极强的动态可调性，可满足不同设备、不同应用场景下的需求。 Autolayout的作用非常明确：帮我们确定在不同设备、不同(父view)环境下，同一个可视单元所应具有合适的位置和尺寸，因此，当一个UIView上所施加的约束能够唯一确定它的frame(x， y， width， height)的时候我们的自动布局的使用才是正确的。而新手通常犯的两类错误就是约束不足和约束冲突两种。如果你给出的约束只能够确定这个view的大小，或者位置中的某一个项(比如x)的时候，就会出现约束不足的情况，在xib或者storyboard中，会以黄色的警告出现在左侧提示框内；如果你给出的约束推导出了两个甚至多个互相矛盾的位置尺寸结果的时候，就产生了布局错误，在编译的时候直接就build不过。
system: [SYSTEM]

user: 6. 软件测试 6.1. 主界面 按照上面的包的层次进行相应的代码编写，整个项目采用MVC的分层架构设计 [ 8 ] ，Model是应用程序中用于处理应用程序数据逻辑的部分。通常模型对象负责在数据库中存取数据。本项目中设计的模型主要有User，Book，Review等。 View是应用程序中处理数据显示的部分，通常视图是依据模型数据创建的。存放视图，Xib，Cell，StoryBoard。Controller是应用程序中处理用户交互的部分。通常控制器负责从视图读取数据，控制用户输入，并向模型发送数据。因为我们这个是网络应用，所以需要先去下载网络的图书数据，使用AFNetworking这个iOS最流行的网络请求库，并且使用Get方法去请求数据。当请求到数据后，加入数组并刷新UITableView的数据源，然后会执行tableView的数据源和代理方法，来显示数据 [ 5 ] 。如下图3所示。 当选中列表顶部的搜索框的时候可以填写搜索条件，回车确认后就从服务器下载搜索结果显示在一个列表中，效果如下图4所示。 6.2. 子界面 当点击图书列表的某一项的时候，触发UITableView的代理方法来打开图书详情页面，在详情页面也是请求数据并展示在UITableView上 [ 9 ] 。如下图5。 如果需要使用用户相关功能如收藏和评论，需要先登录，当登录成功打开用户信息页，如下图6所示。 图3. 主界面 图4. 主界面的搜索界面 图5. 子界面 图6. 用户登陆界面
system: [SYSTEM]

user: 7. 总结 传统的开放式社交平台如Twitter、微博等已经逐渐吸引不了更多的用户，越来越多的用户，开始关注隐私或者转向别的社交形式 [ 10 ] 。通过此App，用户可以查看和搜索各种图书的信息，自由发表有关书籍的评论，收藏喜欢的图书。当用户为看哪本书拿不定主意时，可以打开此App，查评分看评论。 推广后，通过该App还可以分享音乐，电影，旅游，工作生活经验等方方面面，更加方便快捷的与别人交流，并交到志同道合的朋友。此App让用户更大胆自信的展现自我，丰富朋友圈，让生活更加多姿多彩。该App主题是崇尚自由，任何人下载此软件都可以发表自己的文字和想说的话，随着时间的流逝大家只会更加喜欢此软件。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 余姚市遭遇2013年“菲特”台风特大洪灾后，为提高中心城区防洪排涝能力，分片实施中心城区围圩电排工程，但在规划方案制定过程中，由于未能充分考虑本区域的历史排水习惯，以及协调好圩区建设和城市建设的矛盾，致使规划方案未能全面保护受灾区域，并导致工程实施困难。本次研究针对滨海城市感潮河网地区，建立流域洪水模拟数学模型，从保护对象的完整性、工程实施的可行性以及工程实施的防洪排涝效益三个角度出发，对余姚城北圩区布置及排涝泵站规模进行优化调整，最终选取在工程可行性、城市景观、防汛调度、工程投资等方面均较优的方案作为城北圩区布置推荐方案，确保余姚城区防洪排涝工程建设的顺利进行和中心城区的防洪排涝安全。 关键词 :防洪排涝，圩区，泵站，优化
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 2013年23号“菲特”台风，余姚中心城区超过70%面积进水，主要街道最大水深达1.5 m，受淹时间长达7天之久，直接经济损失227亿元。为积极有效应对灾害性天气，提高余姚市防洪排涝能力，防止洪水再次入侵平原，余姚市按省委、省政府制定的“城区包围、增加强排”目标，实施中心城区圩区工程。但在方案制定中因未能充分协调好城市建设与圩区建设的矛盾，致使工程推进困难，在2015年遭遇“灿鸿”台风时，外江现历史第二高水位，并通过连接河道直接进入余姚北侧中心城区，导致城北内低标准设防堤段防洪压力大增，平原内部排涝亦受外江高水顶托而受灾严重。 为保障余姚中心城区防洪排涝安全，顺利完成“城区包围”建设目标，针对原方案工程可行性及保护范围不完整两个方面问题，本次研究建立流域洪水模拟数学模型，在遵循流域总体防洪排涝格局的基础上，从工程可行性、城市景观、防汛调度、工程投资、防洪排涝效益等多方面进行分析，对余姚城北圩区布置及排涝泵站规模进行优化调整，保障目前正在实施的城区包围工程顺利进行，指导下一阶段余姚城北区域防洪排涝工程建设，并为今后余姚市科学治水提供依据。同时本文也比选了不同规模圩区的优缺点，供类似城市选择圩区建设时借鉴。
system: [SYSTEM]

user: 2. 研究范围 余姚市位于宁波市的西北部，处于上姚江河谷地带，姚江进入余姚中心城区后，一分为三，自然将余姚市中心城区分割成城北和城南两片。本次研究的余姚城北区域，位于姚江干流北侧，现状地坪高程在2.0~3.5 m左右(西侧长泠江附近低洼农田高程在2.0~2.5 m；城北核心区已建老小区地坪高程在2.4~2.6 m左右，新建小区控制地坪高程3.03 m)，相比周边区域地坪，明显要底，形成“锅底地势”，也成为其它区域洪涝水转移的承接区域；另一方面，城北的“城区包围”工程亦未形成防洪封闭，特别是与干流连通的东江、中江、西江等河道堤防设防标准低，洪水期间，姚江干流上游及南侧山区洪水将通过连通河道入侵平原纵深，继而影响河道两侧城市的排水，甚至在薄弱堤段发生渗漏、倒灌、漫堤等，严重危及沿岸群众的生活和生产安全。 本次研究依据本区域现有排水习惯，将北侧低塘街道纳入城北圩区内，研究范围北至329国道附近的余慈边界，南至姚江，西至食禄桥江–长泠江沿线，东至马家浦–余姚慈溪界，涉及凤山、阳明、低塘、朗霞四个街道，总面积138.6 km 2 ，另有慈溪石堰地区34.35 km 2 集雨面积作为境外入流排入本研究范围内。见图1。
system: [SYSTEM]

user: 3. 计算方法 本次研究区域为滨海感潮河网地区，河网水系纵横交错，圩区存在多个不同方向的排水出口，且出口河道受洪潮双重影响，而圩区内部下垫面类型多样，还存在众多由闸、泵控制的二级圩区，致使本区域洪涝水计算趋于复杂，难以采用平均排除法和水量平衡法计算。因此本次计算通过建立适合本流域的洪水模拟数学模型进行计算，该模型基于河海大学开发的太湖流域模型研发而成，河道采用一维非恒定流计算，同时耦合平原调蓄和概化城市雨水管网排水能力，针对本流域内的河道洪水及平原淹没过程进行模拟。现模型共概化成150个产流分区，2308条河段，2032个节点，14，877个断面，352座碶闸(含泵站)，960片平原调蓄空间，概化图见图2。该模型已成功预报2015年灿鸿台风余姚站水位(预报3.11 m，实测3.13 m)。
system: [SYSTEM]

user: 4. 城北排涝泵站方案研究 4.1. 原规划方案 余姚市在遭遇2013年“菲特”台风特大洪灾后，为积极有效应对灾害性天气，提高余姚市防洪排涝能力，组织编制了《余姚市防洪排涝规划》 [ 1 ] ，规划根据现有河网水系布局，确定城北围圩电排采用分片小包围方案，余姚城北片规划共设置7个圩区，圩区总面积125 km 2 ，其中平原面积113.5 km 2 ，山区面积11.52 km 2 ，不包括慈溪石堰34 km 2 。各圩区泵站规模布置见表1，泵站平均模数为2.14 m 3 /(s∙km 2 )，由于西江、中江、东江、食禄桥江、马渚中河、候青江与姚江干流连通，因此全线堤防建设需同步进行，堤防需建设总长101 km。见图3。 图1. 研究范围示意图 图2. 甬江流域河网概化图 图3. 余姚城北圩区泵站布置示意图 Table 1 The layout of polders and pumping stations in the northern Yuya 项目 城北1 城北2 城北3 城北4 城北5 城北6 城北7 合计 平原面积(km 2 ) 12.25 34.77 20.41 19.5 16.89 2.17 7.51 113.5 山区面积(km 2 ) / / / 11.52 / / / 11.52 总面积(km 2 ) 12.25 34.77 20.41 31.02 16.89 2.17 7.51 125.02 泵站规模(m 3 /s) 25 60 45 65 45 8 20 268 泵站模数(m 3 /(s·km 2 ) 2.04 1.73 2.20 2.10 2.66 3.69 2.66 2.14 表1. 余姚城北圩区泵站布置方案 4.2. 城北圩区方案优化调整 根据《余姚市防洪排涝规划》推荐城北分片圩区布置方案，规划西江、中江、东江、食禄桥江、马渚中河、候青江与姚江干流连通，故为保障城北片防洪排涝安全，全线堤防及配套工程建设需同步进行。需新建堤防建设总长达101 km，同时配套改建堤防沿线闸门众多，新增泵站规模共计323 m 3 /s (包括为降低圩区外河道设计水位的北排100 m 3 /s强排泵站)，工程总投资约20亿元，因包围所涉堤防均位于中心城区，沿岸建筑密集，拆迁难度极大，实施困难，亦不利于今后的管理运行。规划工程全面推进实施存在极大的困难。为确保余姚城区防洪排涝工程的顺利实施，从减少工程规模及投资、降低城北堤防高度，保留亲水城市景观、降低工程实施难度，快速提升城区防洪标准、减轻防汛压力，方便工程运行管理等方面出发，对城北圩区方案进行优化调整。 根据现状水利工程建设情况及圩区来水情况，确定本次研究整个圩区北边界至329国道附近的余慈边界，南边界至姚江干流，东边界以慈溪人民闸为界(慈溪石堰人民闸以西区域作为境外来水排入本次研究范围，集雨面积约34.35 km 2 )，西边界至食禄桥江~西江~长泠江，总集雨面积172.9 km 2 。其中圩区内部又根据各自的排水习惯及山区分水岭划分为三大圩区和一独排入江区域，各分区情况如下：W1圩区占城北圩区大部分面积，包括原规划的城北2、3、6圩区的全部以及城北4、5圩区的部分面积，同时考虑本区域历史的排水习惯，将低塘街道的全部和朗霞街道长泠江以东部分纳入本圩区内，慈溪石堰人民闸以西区域则作为边界入流排入本圩区，合计W1圩区汇水面积145.9 km 2 ，其中属于余姚境内的汇水面积111.54 km 2 ，境外汇水面积34.35 km 2 ；W2圩区为原规划城北4圩区部分，与W1以穴湖水库分水岭为界，东至马家浦，独立向姚江排水，总面积9.26 km 2 ；W3圩区为原规划城北5圩区部分，与W1以丰山和牛头山为界，南至姚江，独立向姚江排水，总面积10.75 km 2 ；考虑原城北4范围内的穴湖水库下泄洪水可以通过沿山的向南河直接排入姚江，本次考虑将本区域作为独排入江区域，总集雨面积7.02 km 2 ，全部为山区。城北圩区优化调整布置方案见图4，面积见表2 [ 2 ] 。 4.3. 城北圩区泵站规模优化 根据原规划对城北各片区的水面率控制，结合本次研究新增区域的河网水面积，取原规划对圩区内部水位控制3.13 m作为本次水利计算的控制指标，本次研究各片圩区水利计算成果见表3。 通过进一步分析可知，圩区内部控制水位与其内部的调蓄空间和工程的调度密切相关，为分析内部调蓄空间和工程调度对规划目标实现程度的影响，本次拟定以下方案作进一步论证分析： 方案1：根据本次研究调研，本次研究W1圩区内部存在众多二级小圩区，总计配置强排泵站124.7 m 3 /s，这些泵站多数为各村镇自行建设，目前处于无序运行状态，如能对这些内部强排泵站进行有序调控，当城北核心区内部水位超过2.70 m时，城郊农村泵站停止向河道排涝； 方案2：根据规划，城北区域规划仍保有大片绿地及农保区，如在洪水期，能够利用这些绿地和农保区对区域内部涝水进行滞蓄。 各方案计算结果见表4。 图4. 优化后城北圩区分片布置方案 Table 2 The layout scale of north polder are 本次方案调整 W1 W2 W3 独流入江 合计 余姚市 慈溪石堰 * 山区面积(km 2 ) 17.08 15.85 2.85 1.96 7.02 44.77 平原面积(km 2 ) 94.46 18.50 6.41 8.79 0 128.15 总面积(km 2 ) 111.54 34.35 9.26 10.75 7.02 172.92 表2. 城北圩区布置方案面积表 * 慈溪石堰地区作为余姚城北W1的境外来水考虑。 由表4可知，在上述规划外排泵站规模基础上，如果能够有效调度内部农村强排泵站，或者改变农村区域种植业结构，预留更大调蓄空间，可以大大降低城北区域河道控制水位，降低核心城区排涝压力。 优化后城北圩区泵站布置及规模见表5，泵站布置见图5。
system: [SYSTEM]

user: 5. 方案调整后影响分析 5.1. 降低工程实施难度，快速提升城区防洪标准 原规划圩区方案中堤防工程位于城北核心区，沿江建筑密集，又涉及市政排水管道等(共计331个排水管道出口未设置拍门等止水设施，占总出口的80%)，且工程线路长达101 km，拆迁难度大且实施困难，建设工期长， Table 3 The scale of pumping stations in the north of Yuya 本次方案调整 W1 W2 W3 余姚市 慈溪石堰 山区面积(km 2 ) 17.08 15.85 2.85 1.96 平原面积(km 2 ) 94.46 18.50 6.41 8.79 总面积(km 2 ) 111.54 34.35 9.26 10.75 规划水面率 4.62% 5.41% 4.00% 4.00% 控制水位(m) 3.13 m 泵站规模(m 3 /s) 224.7 25 30 泵站模数(m 3 /(s.km 2 ) 1.54 2.70 2.79 表3. 城北圩区布置方案泵站规模计算表 Table 4 The result of different adjustment within Polder Area 项目 方案1 方案2 控制水位(m) 2.80 2.56 方案0控制水位 * (m) 3.13 3.13 差值(m) −0.33 −0.57 表4. 城北W1圩区内部不同调度方案计算成果表 *方案0即W1圩区总外排泵站规模为224.7 m 3 /s，内部农田泵站规模按农田排涝标准考虑。 Table 5 The distribution of pumping stations in the polder area in the north of Yuya 圩区 泵站名称 泵站规模(m 3 /s) 排水方向 集雨面积 (km 2 ) 排涝模数 (m 3 /(s.km 2 ) W1 西江泵站 60 北排110 m 3 /s (新增110 m 3 /s) 145.9 (境外慈溪石堰 集雨面积34.35) 1.54 新开河泵站 50 侯青江泵站 80 东排169.7 m 3 /s (新增122.6 m 3 /s) 仁寿桥江泵站 15 剑江排涝站 19.7 合计 224.7 W2 W2排涝泵站 25 9.26 2.70 W3 W3排涝泵站 30 10.75 2.79 总计 279.7 / 165.90 1.69 表5. 城北圩区泵站分布统计表 工程见效慢。本次圩区方案减少了线状工程的建设范围，主要通过点状工程的建设提升圩区排涝能力，避开在核心区内修建堤防，大大降低工程建设难度和实施周期，近期结合在建的城防工程 [ 3 ] ，通过侯青江闸站等几个点状工程建设，即可实现城北圩区南侧的防洪封闭，提高城北圩区内部的防洪排涝能力。远期随着外排泵站的增加及北侧防洪封闭，可实现城北区域达到规划防洪排涝标准，实现城区防洪50年一遇，排涝20年一遇。 5.2. 降低城北堤防高度，保留亲水城市景观 通过本次方案调整，城北内部平原河道与姚江干流实现防洪节制，内部河道堤防设防标准和高度均可降低， 图5. 优化调整后城北圩区泵站布置示意图 保留了城市核心区内的亲水景观，如按原规划圩区方案进行设防，堤顶高程要超过4.13 m，城市亲水景观将被破坏。 5.3. 减轻防汛压力，方便洪水调度 本次调整方案可将线状工程转换为点状工程，减轻后续工程防汛管理压力，同时工程包括闸、泵，调度灵活，闸门能排采用闸门自排，闸门受顶托，采用泵站强排，且可以通过泵站进行提前预泄。 5.4. 减少工程投资，节约资金 根据《余姚市防洪排涝规划》推荐城北圩区布置方案，堤防需建设总长101 km，堤防沿线改建闸门众多，新增泵站规模共计323 m 3 /s，工程总投资约20亿元；方案优化调整后需新建堤防长度约30 km，新增泵站规模232.6 m 3 /s，工程投资大大减少，需投资约10.3亿元，相比原规划减少投资约9.7亿元。 5.5. 对干流水位有一定的抬升影响 城北进行大圩区强排后，洪水期间，研究范围内姚江干流不再与内部其他河道沟通，干流洪水调蓄空间减少，使得泵站强排至干流后，水位较原规划水位略有抬升，其中20年一遇干流水位抬升0.05~0.01 m，50年一遇干流水位抬升0.04~0.01 m。具体方案水利计算成果见表6。 Table 6 The highest water level under different schemes in the polder area in the northern Yuya 代表点 20年一遇 50年一遇 原规划 本次研究 差值 原规划 本次研究 差值 余姚 最良江(城区) 3.47 3.52 0.05 3.67 3.71 0.04 蜀山大闸前 3.39 3.43 0.04 3.58 3.61 0.03 丈亭 3.32 3.34 0.02 3.48 3.50 0.02 宁波 绕城高速 3.19 3.21 0.02 3.35 3.37 0.02 姚江大闸闸前 2.96 2.97 0.01 3.10 3.11 0.01 表6. 城北圩区不同方案下最高水位统计表(单位：m)
system: [SYSTEM]

user: 6. 结论与建议 目前余姚城区段防洪封闭圈尚未形成，加之平原自身缺乏相对有效的排涝系统，致使暴雨洪水期间城北区域易受“洪、涝”双重威胁，防洪排涝形势仍较为相对严峻；且随着甬江防洪工程建设步伐的逐步推进，以及余姚城市建设范围的进一步扩大，未来姚江干流水位将进一步抬升，城区排涝也将面临更大的压力。依据《余姚市防洪排涝规划》规划城北排涝工程建设方案，其工程建设存在投资大、实施难、城市景观不协调、管理运行难度大等多方面问题，故对城北圩区进行优化调整是十分必要和迫切的。 随着余姚中心城区规划范围的进一步扩大，建议结合《甬江流域防洪治涝规划》、《余姚市防洪排涝规划》等规划成果，严格控制规划城区水面率并预留一定面积的农保区。同时建立有效的管控机制，对城北圩区内部农保区排涝进行有序调控，当中心城核心区水位超过保证水位时，农保区泵站进行错峰排涝，并考虑进行适当滞蓄。 建议加快圩区内部配套河道的整治，以提升强排泵站的工程效益。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 特高压接入天津电网后，天津电网将形成1000/500 kV电磁环网，导致电网短路电流水平提高，甚至导致部分母线短路电流超标。负荷模型是影响电网短路电流水平的重要因素，本文针对各静态负荷及感应电动机负荷对天津电网短路电流的影响进行了分析，并从机理上给出了解释。 关键词 :负荷模型，短路电流，天津电网，特高压
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 随着1000 kV天津南站的建成，特高压电网将形成“蒙西~晋北~北京西~天津南”(小北横通道)以及“锡盟~北京东~天津南~济南”(东纵通道)两个流经天津电网的特高压送电通道。另外南蔡500 kV输变电工程，以及吴庄至静海双回500 kV线路的建成，天津电网将形成与华北电网的1000 kV/500 kV电磁环网，天津主网短路电流水平较特高压电网接入前有所变化，采用不同的负荷模型进行短路电流计算有可能产生相差明显的短路电流计算结果。 本文针对静态负荷、感应电动机负荷对天津电网短路电流水平的影响进行了计算分析，并从机理上给出了解释。
system: [SYSTEM]

user: 2. 特高压接入后天津电网短路电流水平 2.1. 仿真计算采用的负荷模型 天津电网短路电流仿真计算分析采用静态恒阻抗、恒电流、恒功率以及感应电动机+恒阻抗模型，感应电动机比例分别取30%、50%、60%，感应电动机模型选用III型感应电动机，具体参数如表1所示。 其中： ——感应电动机定子电阻，电动机容量基值下的标幺值； ——感应电动机定子电抗，电动机容量基值下的标幺值； ——感应电动机激磁电抗，电动机容量基值下的标幺值； ——感应电动机转子电阻，电动机容量基值下的标幺值； ——感应电动机转子电抗，电动机容量基值下的标幺值； ——感应电动机的惯性时间常数，单位：秒； 2.2. 天津电网短路电流计算分析 短路电流计算采用2016年方式数据，天津电网负荷水平约为14，584 MW，机组采用全开机方式。特高压天津南500 kV母线分列运行，分别通过500 kV双回线接入静海和板桥站。 对天津500 kV及220 kV电网进行短路电流计算分析，结果见表2，可以看出，采用不同的负荷模型，对天津电网短路电流计算结果影响较为明显，如采用静态负荷模型时所有的500 kV及220 kV母线短路电流水平均不超过其开关遮断容量(天津电网500 kV母线开关遮断容量63 kA，220 kV母线开关遮断容量50 kA)。考虑感应电动机模型或感应电动机比例增加到一定程度后，出现部分220 kV母线短路电流水平超过其开关遮断容量的情况。 另外，从短路电流计算结果还可以得出如下结论： Table 1 Parameters of type III Induction moto 0.02 0.18 3.5 0.02 0.12 2 表1. III型感应电动机参数 Table 2 The simulation result of short-circuit current of Tianjin power gri 母线名称 电压(kV) 恒阻抗 恒电流 恒功率 30%电动机 50%电动机 60%电动机 吴庄 500 56.10 55.65 54.93 57.73 58.53 58.88 静海 500 50.71 50.31 49.66 51.55 51.98 52.16 津北 500 48.40 47.76 46.66 53.15 51.95 52.43 屈店 220 47.69 47.13 46.29 54.14 57.58 59.11 滨海 500 47.58 46.98 46.01 50.37 51.67 52.2 吴庄 220 47.45 47.13 46.59 48.99 49.94 50.39 津北 220 47.44 46.9 46.09 50.8 56.27 57.67 芦台 500 47.38 46.9 46.31 49.12 49.92 50.26 津南乙 500 45.31 44.92 44.3 45.91 46.22 46.36 滨海 220 44.06 43.6 42.88 51.81 55.97 57.81 延吉 220 43.90 43.31 42.44 49.07 51.77 52.96 杨柳 220 42.20 41.74 41.04 48.66 52.15 53.7 津三 220 41.65 41.18 40.47 47.9 51.27 52.77 万汇 220 40.12 39.65 38.94 45.87 48.96 50.32 上古 220 39.94 39.5 38.83 46.5 49.31 50.75 津东 220 39.57 39.29 38.81 47.18 51.54 53.55 表2. 天津电网短路电流仿真计算结果 1) 静态负荷模型的短路电流计算结果为恒阻抗 > 恒电流 > 恒功率； 2) 考虑感应电动机负荷后，各母线短路水平较采用静态模型时有所提高，且随着感应电动机比例的增大，短路电流逐渐增大； 3) 相对于500 kV母线的短路电流变化情况，负荷模型对电气距离距负荷侧更为接近的220 kV母线的短路电流水平的影响更为明显。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 1) 对于天津电网，尤其是特高压接入后的天津电网，不同负荷模型的短路电流计算结果相差较大，尤其是考虑一定比例的感应电动机负荷后，天津电网短路水平明显提高，部分220 kV母线的短路电流值有可能超过开关遮断容量。 2) 静态负荷模型不提供短路电流，但不同静态负荷的分流效果有所不同，总体上恒功率负荷的分流效果最为明显，恒电流负荷次之，恒阻抗负荷最差。 3) 感应电动机负荷在系统发生短路故障时提供一定的短路电流。且感应电动机反馈的短路电流大小与电动机容量成正比；考虑磁路饱和特性使得电动机反馈电流增大。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 尽管目前结直肠癌治疗方法不断的创新与发展，其预后仍然较差，尤其是晚期结直肠癌，如病人可以早期诊断并治疗其5年生存率可以显著提高。结直肠癌不仅影响人均寿命，也对社会经济造成巨大负担。传统结直肠癌筛查方法包括便潜血检测及结肠镜检查，便潜血检测其敏感性及特异性较低；而结肠镜具有侵入性，花费较高且存在一定风险。这两项方法并不能满足结直肠癌早期诊断的要求，因此迫切需要一种筛查方法早期发现、早期诊断结直肠癌，延长结直肠癌患者生存期，改善其预后。继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后新兴的一门“组学”称为代谢组学，其对生物体内参与生化反应成千上万中间产物及终产物进行动态的定性定量分析，可以反应生物不同生理、病理及生长状态。近期研究发现代谢组学在肿瘤的研究中具有广泛的用途，包括肿瘤早期诊断、分期、评估疗效和预测预后等，其中包括关于结直肠癌的研究，这为建立有效、稳点、可靠的结直肠癌早期诊断方法提供了新的思路。本文对代谢组学在结直肠癌中早期诊断的研究进展作一综述。 关键词 :结直肠癌，代谢组学，筛查，诊断
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 结直肠癌(colorectal cancer， CRC)在欧洲是排名第2位的常见肿瘤，在各种肿瘤所引起的死亡原因中排名第2位，2007年至2008年新发43600例结直肠癌 [ 1 ] 。CRC发病率及死亡率高，但其疾病进展过程缓慢，尤其其癌前病变(如结直肠腺瘤)如早期发现可以完全切除从而防止结直肠癌的发生，最近欧美发布的结直肠息肉切除术后随访指南平均随访时间3~10年也间接提示CRC发展过程缓慢 [ 2 ] [ 3 ] ，文献报道对CRC要进行大规模人群的筛查，可以显著减少结直肠癌发病率及死亡率 [ 4 ] 。将人群分为平均风险组及高风险组两类进行筛查，每组的筛查方法不同，前者定义为年龄大于50岁不伴结直肠癌个人史及家族史、不伴结直肠息肉、炎症性肠病；后者是指伴结直肠癌家族史或个人史、伴结肠息肉、炎症性肠病。此外，还有一类特殊风险人群，指具有遗传风险或遗传肿瘤综合征，如家族性腺瘤性息肉病及遗传性非息肉病性CRC [ 5 ] 。高风险组及特殊风险人群应直接进行结肠镜进行筛查。而平均风险组人群规模巨大，结肠镜具有侵入性及风险性，并且经济成本高，因此不适于大规模人群筛查，因此需要一种低侵入性、低成本的筛查方法应用于该组人群 [ 6 ] 。基于以上原因，近几年大量学者致力于研究出新的高效、可靠结直肠癌筛查方法。 目前关于“组学”研究包括基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等，尤其是对小分子代谢物质研究的代谢组学，随着检验技术及分析方法的不断更新完善，其在临床医学、细胞生物学方面有着广泛的应用前景 [ 7 ] 。基因组学重点研究基因多态性及基因突变与疾病相关性，也是起步最早、报道最多的基础研究。转录组学是针对mRNA进行研究，其反应基因组学中功能性基因的表达情况。蛋白组学研究蛋白质表达情况及其功能，例如蛋白的异常表达、蛋白磷酸化及蛋白相互作用等。代谢组学检测生物代谢中小分子代谢物质，其更能反映生物代谢终点事件，结合上述三种组学研究，可以更好的阐述疾病发生的机制，尤其在肿瘤发生、发展方面 [ 8 ] [ 9 ] 。代谢组学反应各项组学的终点，等同于基因表型的终点，疾病的发生多数是基因因素、环境因素等共同作用的结果，代谢产物易受外界因素的影响，如环境及饮食因素，而基因组学不易受到外界因素的影响；此外，体内各类酶活性的变化也会影响代谢产物的浓度，因此，代谢谱反应其上游基因组学、转录组学、蛋白组学最本质的结果，细胞代谢谱相比于细胞基因谱、蛋白谱更能说明细胞当前的状态，其可以在各项其他“组学”发生变化之前出现代谢途径及产物异常，也就是在疾病早期发生改变，该特点使其在CRC早期诊断方面具有很好的应用前景 [ 10 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 2. 代谢组学 代谢组学对生物体内参与生化反应成千上万中间产物及终产物进行动态的定性定量分析，其可以应用于包括肿瘤在内的多种疾病的诊断 [ 11 ] 。代谢组学是一门跨学科组学，其基于基础科学(生物化学、生物学)，依靠生物信息学、流行病学及临床医学，多学科间的协作才能更好的使代谢组学应用于临床诊断。“代谢组”一词首先是于1998年被报道，该研究检测了生物样本中全部的代谢产物 [ 12 ] ，随后于1999年Nicholson等人提出了代谢组学概念 [ 13 ] ，隔年Fiehn等人也提出了同样的概念 [ 14 ] ，逐渐“代谢组学”被学术界所认可。人类代谢组学中代谢物数量大约在1万至10万之间，但目前人类代谢物数据库中只存录了大约4万余种，说明代谢组学具有广阔的研究空间 [ 15 ] 。代谢产物小分子量小且含量相对少，因此要求其方法要具有较高的敏感性及稳定性，否则将对后期数据分析造成巨大影响。目前较常用的代谢组学检测方法有核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance， NMR)和质谱分析法(Mass spectrometry， MS)。NMR利用核内质子在磁场中的磁偶自旋或共振频率的不同来检测代谢物，其敏感性较低，核磁共振氢谱是最常用的方法；MS是通过气相/液相色谱法分离代谢物，将代谢物离子化后，根据其质荷比的不同进行检测，其特点为高通量及高敏感性，主要包括气相色谱–质谱联用、液相色谱–质谱联用和毛细管电泳–质谱联用等 [ 16 ] 。代谢组学按照研究代谢物是否明确可分为目标性研究和分目标性研究，前者是指实验前已确定某些代谢物质(通常为10~100种)针对性的进行检测；后者是指应用特定方法检测生物体内所有已知代谢产物后再进行统计分析 [ 17 ] [ 18 ] 。人类代谢组学可以反应细胞在蛋白质及基因水平发生改变后代谢终点产物的差异 [ 19 ] ，其可能比基因组学及蛋白组学提供更多细胞表型改变信息，更好的阐明细胞间基因、蛋白差异表达的机制。 蛋白组学和基因组学已经发展为肿瘤研究的常规方法，其研究结果应用于肿瘤的早期诊断、肿瘤分型分期、对治疗反应预测及评估预后，并逐步发展为肿瘤治疗手段 [ 20 ] ，近年报道了大量的蛋白组学及基因组学肿瘤相关研究 [ 21 ] [ 22 ] ，而代谢组学优于基因及蛋白组学，代谢过程可以直接反应细胞功能，对肿瘤细胞研究更具有价值 [ 19 ] 。
system: [SYSTEM]

user: 3. 结直肠癌传统筛查方法 目前临床传统的CRC筛查方法包括粪便潜血实验、结肠镜、乙状结肠镜及影像学(如气钡双重对比造影)检查。粪便潜血实验是肠道肿瘤最常用的筛查方法，其无创、低成本，相对其他传统筛查方式患者更加容易接受。Hewitson等人在2008年总结了四项应用粪便潜血试验进行结直肠癌筛查的随机对照实验进行meta分析，该meta分析总共包括约32万例患者，结果示应用粪便潜血试验进行结直肠癌筛查使该人群结直肠癌相对死亡风险减少16% [ 23 ] 。不过，该方法特异性较低，为进一步提高其特异性，学者改良粪便潜血检测方式，以抗人血红蛋白抗体作用一抗对粪便进行免疫组化检验，该方法相对过氧化物酶方法检测亚铁血红素特异性有一定程度提高，但仍不能满足大规模筛查结直肠癌的要求，造成大量患者进行了本不需要的结肠镜检查 [ 24 ] [ 25 ] 。基于目前研究，三分之二的结直肠癌发生于直肠及乙状结肠，因此乙状结肠镜可以作为一种非侵入性且准确性高的筛查方法，但其检查具有局限性，不能发现结肠其他位置肿瘤，因此不常规推荐作为结直肠癌筛查方法 [ 26 ] [ 27 ] 。 结肠镜仍然是诊断结直肠息肉及肿瘤的金标准。文献报道切除结直肠息肉并随访可以使结直肠癌死亡率降低53% [ 28 ] 。虽然结肠镜无论对于结直肠肿瘤的诊断、治疗具有很好的效果，但其人群依从性低、高成本、侵入性及罕见严重并发症(致命性穿孔、出血并发症发生率0.1%~0.3%)等特点，仍不能广泛应用于人群筛查 [ 6 ] 。Vining等最早报道了CT仿真内镜检查的临床应用。该技术是应用计算机虚拟现实技术与现代医学影像结合后产生的一种新的无创伤检查手段 [ 29 ] ，可以替代气钡双重造影对全结肠进行观察。Fenlon等人报道在结直肠癌高风险人群中，CT仿真内镜对结肠息肉检出的敏感性为71%，不过该敏感性与息肉大小有直接关系，如息肉直接在1 mm~5 mm之间，其敏感性下降为55%；如息肉直径在6 mm~9 mm或者10 mm以上，其敏感性显著提高(分别为82%，91%；P = 0.001) [ 30 ] 。但该检查的缺点是受检人群暴露于辐射及成本高，仍不适用于人群筛查。 现有的结直肠癌临床检查手段均不适合对大规模人群进行筛查，对受检者尿液、呼出气体、血清、粪便应用系统生物学方法进行检测是近些年迅速发展的新技术，多项研究结果证实，代谢组学进行结直肠癌早期筛查具有广阔的临床应用前景。
system: [SYSTEM]

user: 4. 代谢组学在结直肠癌中的应用 随着对代谢组学认识的深入，近些年代谢组学应用在CRC诊断方面的研究也日益增多，众多文献报道了以CRC患者血清、呼出气体、尿液、粪便及肿瘤组织作为标本，进行代谢组学检测及分析，均提示代谢组学可以为CRC早期诊断提供潜在的分子标志物。Ikeda等人报道应用代谢组学方法检测结直肠癌及健康志愿者血清中代谢产物差别，结果发现两组间L-聚乙内酰脲，葡萄醛内酯及谷氨酰胺含量存在显著差异，应用其诊断结直肠癌敏感性为54.5%~81.8%，特异性为6.7%~91.6% [ 31 ] 。最近，日本学者以血清为标本建立了一种结直肠癌代谢组学早期诊断模型，该研究纳入了60例结直肠癌患者和60例健康志愿者，对其血清代谢谱检测后建立了一个由2-羟基丁酸、天冬氨酸、犬尿氨酸和胱胺４种代谢产物质组成的诊断模型，该模型的受试者工作特征曲线下面积、灵敏度、特异度和准确率分别为0.9097、85.0%、85.0%和85。0%，而传统血清标志物CEA及CA19-9的灵敏度、特异度和准确率分别为35.0%和16.7%、96.7%和100%、65.8%和58.3%；之后再次纳入59名结直肠癌患者和63名健康志愿者组成测试组对该模型进行了检验，在测试组中其灵敏度、特异度和准确率分别为83.1%、81.0%和82.0%。该预测模型对0~II期结直肠癌也有很好的诊断效果，其敏感度可高达82.8%。如经过大规模临床试验验证其可靠性，可以作为理想的结直肠癌筛查手段 [ 32 ] 。Ritchie等人研究发现在结直肠癌患者血清中代谢产物羟化不饱和超长链脂肪酸浓度显著异常，并且该代谢产物很容易在结直肠癌患者血清中被检出，对结直癌诊断具有很好的敏感性及特异性 [ 33 ] 。结肠息肉为CRC高风险因素，一项研究发现多种代谢产物在结肠息肉患者血清中浓度显著改变，并且缬氨酸与结肠息肉独立相关，进一步提示代谢组学对CRC早期诊断有着很好的应用前景 [ 34 ] 。呼气检测是指应用特定仪器检测患者呼吸时呼出的化合物，根据化学成分的不同，可疾病进行诊断，是筛查结直肠癌很好的方法，因其标本获取方便、无侵入性、成本较低且患者对该检测依从性较好 [ 35 ] 。挥发有机复合物(Volatile organic compounds， VOCs)于1971年由Pauling等人首次分离鉴定，应用呼气检测方法发现肿瘤患者呼出的VOCs与健康人存在显著不同，考虑可能机制为肿瘤患者体内基因突变导致蛋白表达异常，导致细胞膜多元不饱和脂肪酸氧化作用不同于正常细胞，继而产生不同VOCs [ 36 ] [ 37 ] 。另一项类似研究报道检测结直肠癌患者呼出气体中58种VOCs，确定了15种VOCs显著区别于健康人群，其对结直肠癌诊断的敏感性为86%，特异性为83%，准确性为85% [ 38 ] 。尿液和血清同样是理想的结直肠癌筛查代谢组学标本，Silva等人检测了33例肿瘤患者(包括CRC)尿液中挥发性有机代谢物浓度，与健康对照组相比，2-甲基-3-苯基-2-丙烯醛、p-甲基异丙基苯、苯甲醚、4-甲基-苯酚及1，2-二氢-1，1，6-三甲基-萘在肿瘤患者尿液中浓度显著增高 [ 39 ] 。Cheng等人检测一组结直肠患者尿液代谢谱，与正常对照组相比，其中柠檬酸、马尿酸盐、p-甲酚、2-氨基丁酸、豆蔻酸盐，腐胺和犬尿氨酸显著改变，应用该其中代谢产物建立模型亦可对结直肠癌进行诊断 [ 40 ] 。Monleón检测结直肠癌患者粪便中代谢谱，与正常对照组相比多种短链脂肪酸浓度显著降低，如乙酸和丁酸，该方法标本容易获得、经济成本低且可重复性高，可以作为潜在理想的结直肠癌早期诊断方法 [ 41 ] 。另一项研究，检测了CRC组织中全部已知的代谢产物 [ 16 ] ，结果发现肿瘤组织中代谢谱与正常结直肠组织中显著不同，确定一系列肿瘤组织代谢谱分子标志物。代谢途径谱反映出在CRC细胞中多种生化进程异常，如糖酵解、克雷伯氏循环、渗透调节、类固醇生物合成，类二十烷酸生物合成、胆汁酸合成、脂类、氨基酸和核苷酸代谢等。Ma等人检测结直肠癌患者血清中34种代谢产物后发现6种代谢产物在结直肠癌组中显著改变，应用其对结直肠癌诊断的准确率可达93.5% [ 42 ] 。Ong等人应用高特异性(气象色谱/质谱联用技术、液相色谱/质谱联用技术)方法系统的检测总共26例结直肠癌组织、癌旁组织及息肉组织中代谢路径，结果发现多种氨基酸及脂质在结直肠息肉及肿瘤中代谢增高，考虑可能与肿瘤生长的高能量需求有关，而葡萄糖及肌糖在结肠息肉患者中显著消耗提示在结直肠癌早期糖酵解增加可能为肿瘤发生初期代表性改变 [ 43 ] 。高迁移率蛋白A1(High Mobility Group A1， HMGA1)与CRC发生、发展密切相关，Williams等人检测HMGA1异常表达转基因小鼠结肠上皮细胞代谢谱，同时检测CRC患者肿瘤组织，癌旁组织及正常组织中代谢谱。结果13种代谢产物在转基因小鼠结肠上皮细胞及人类CRC组织中显著改变，其中包括脂肪酸代谢及细胞膜组成的重要成分。该团队还检测结肠癌细胞代谢谱，与正常结肠上皮细胞相比，其脂肪酸合成及氧化、糖分解、聚胺路径发生显著改变 [ 44 ] 。研究中可以发现，脯氨酸及半胱氨酸为结肠上皮粘液糖蛋白主要成分，同时在结直肠癌代谢谱中发生显著改变。低浓度的短链脂肪酸，如乙酸和丁酸，与结直肠癌发展密切相关，可能将成为CRC有效的分子标志物。而最为理想的CRC检测方法还是粪便代谢组学方法，其经济成本低、可重复性高、并且可以高通量进行CRC筛查，但仍需要进一步大样本高质量研究验证其可行性，才能最终应用于临床。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 代谢组学作为一门新兴技术，可以通过检查患者多种生物标本，如血液、粪便、尿液、呼出气体等对结直肠癌进行诊断，获取生物标本方便，检测更加容易，是一种潜在的理想的结直肠癌早期筛查工具。不仅如此，通过对代谢组学的研究，还可以进一步寻找与结直肠癌发生发展相关的肿瘤生物标志物，为结直肠的治疗提供新的思路。但目前代谢组学与结直肠癌相关研究仍在基础阶段，尚不能应用于临床，因此，代谢组学在结直肠癌发生、发展机制中的研究可能是今后需要攻克的难题。随着对代谢组学研究的不断深入，希望其可以为结直肠癌的早期诊断提供更好的方案。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 为了提高静液驱动主动式铲运机行走控制系统的响应速度和直驶稳定性，针对大功率马达速度同步控制系统的同步精度低、响应速度慢的特点，结合交叉耦合控制与大功率阀泵并联调速系统提出了旁路补偿同步控制方案，即将子通道状态差值反馈信号直接作用于旁路设置的比例阀，以此来调节马达进油流量，达到同步误差补偿作用。建立了旁路补偿容积调速同步系统的数学模型，在Matlab/Simulink环境中进行仿真并对比相同控制条件下的容积调速同步控制方案。结果表明：该方案在承受稳定偏载及动态负载情况下的同步误差大幅减少，调节时间减少1/2；马达同步运动所需流量主要由变量泵提供，利用旁路比例阀对容积调速的同步误差进行补偿，这样较好的结合了节流调速和容积调速各自的优点，达到同步精度高、响应速度快、节能高效的目的。 关键词 :主动式铲运机，旁路补偿，交叉耦合控制，同步控制
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 主动式履带铲运机是一种大型的多功能土方机械，主要用于铲土和运土作业，工作环境复杂多变，需要较大的驱动功率，因此广泛采用液压驱动的行走方式。液压传动方式具有功率密度比大、易于调速、安装布置灵活方便等优点。主动式铲运机采用的是双马达的驱动方式，这时两个马达的协调运动尤其是速度同步成为整车能否稳定运行和系统性能指标好坏的关键因素。许多大功率装备驱动系统如大型起重机卷扬系统、包括主动式铲运机在内的重型移动装备行走驱动系统、海洋风电吊装专用船桩腿升降系统等往往尺寸、质量较大，负载扭矩大，故而驱动马达的排量较大，电液控制系统固有频率较低，导致系统的控制精度以及响应速度较低。此外，在大功率装备中，刚性连接往往仅起到防止同步偏差过大，保护执行器和机架的作用，有的甚至没有刚性连接，如重型装备的行走驱动，同步性能完全取决于执行器的同步运动，增加了对于多马达驱动同步性能的要求。 对于多马达同步驱动问题，许多学者进行了大量的研究。刘晓峰等将模糊PID控制算法应用于大型履带起重机双卷扬系统的同步控制，使得系统因非线性和时变性引起的同步误差得到补偿 [ 1 ] ，随后又采用单神经元PID控制算法并结合交叉耦合控制方式对该系统的控制性能进一步改善 [ 2 ] ；吴宝林等提出一种改进的Narendra MARC方案并用于单泵驱动双马达速度同步系统，取得较好的外负载扰动抑制能力 [ 3 ] ；逄波等针对工程机械底盘试验台双马达同步系统提出了基于直接自适应控制和模糊控制相结合的控制方法，改善了系统的同步控制效果 [ 4 ] ；李和言等将模糊自适应PID控制应用于高速履带车辆静液传动系统的同步控制，在经受突变载荷干扰时能有效降低了两侧马达转速误差值 [ 5 ] ；游张平等针对连续墙液压抓斗起重机双主卷扬同步系统，采用自适应在线遗传PID控制算法取得较好的控制效果，扁担梁水平倾角控制在±0.35˚内 [ 6 ] ；魏建华等针对大型装备多轴同步驱动，提出了采用卡尔曼滤波器进行速度估计并结合前馈控制器以及PI反馈控制器提高了系统的响应速度，同步精度在±2 mm内 [ 7 ] 。 可以看到，许多学者对于多马达同步系统控制方法进行了大量的研究，并取得良好的控制效果。但是由于大功率马达同步系统基本采用容积调速方式，而容积调速系统固有频率较低，故而单从控制方式上不能从原理上改善其动态性能。为改善大功率马达调速性能，丁海港等提出了阀、泵并联分时变结构调速方案，充分发挥节流调速的快速响应与容积调速的高效率特点 [ 8 ] ，但未指出阀、泵同时调节的流量分配。王飞等将阀、泵并联控制的方案应用于海洋风电吊装运输专用船的桩腿同步升降系统，实现了动态特性好的同步控制 [ 9 ] ，但是采用阀、泵同控这种统一的、不变的控制结构，没有根据工况来实时合理分配与组合阀控与泵控流量，难以充分发挥阀控快速响应与泵控高效率相结合的优势。 针对以上研究存在的不足，本文以主动式履带铲运机液压驱动行走系统为研究对象，提出了以泵控容积调速为主，旁路并联小流量比例阀进行同步误差补偿的大功率马达速度同步控制系统，建立了旁路补偿系统的数学模型，结合交叉耦合同步控制方式，通过Matlab/Simulink进行仿真并与在相同控制条件下的泵控容积调速同步系统进行对比，验证旁路补偿同步方案的可行性与有效性。
system: [SYSTEM]

user: 2. 旁路补偿同步方案 旁路补偿同步方案的单通道系统原理图如图1所示，由于在调速过程中只改变单一变量，即只改变比例变量泵排量或是液压马达排量，故而将系统简化为变量泵控制定量马达来研究。比例变量泵与液压马达构成闭式容积调速回路，补油泵用于补充因泄漏而造成的低压侧流量减少，冲洗阀用于加速系统的热交换。旁路比例阀并联在马达进出油路上，通过一个二位换向阀来保证旁路比例阀总是并联于马达的高压进油侧。主调速功能由比例液压泵实现，通过改变比例变量泵的斜盘倾角及倾斜方向可以达到马达速度调节和换向。旁路的小通径比例阀主要用于同步误差补偿，当检测到各个子通道存在同步误差时，通过旁路比例阀对高压侧油液进行补偿。由旁路比例阀的调节造成高低压侧流量不匹配可以通过补油泵和冲洗阀来补偿，当进行高压侧补油时，低压侧多余油液通过冲洗阀或补油泵低压溢流阀回油箱；当进行高压侧泄油时，低压侧不足的油液通过补油泵提供。 下面结合控制方法对旁路补偿方案进一步说明。经典同步控制方法分主从方式与并行方式。主从方式是指将系统中的一个液压马达作为其它马达的跟踪对象，从而实现同步驱动的控制形式；并行方式是指系统中所有马达同时受到相同控制以跟踪理想速度的控制形式。1980年，Koren提出交叉耦合控制方式应用于多电机同步控制，即在对单通道进行控制时，考虑其它控制子通道的状态并进行补偿 [ 10 ] 。这种控制方法较为复杂，但同步性能较前两种好，其控制原理如图2所示。 本文结合交叉耦合控制方法与阀泵并联调速系统提出旁路补偿同步控制方案，其控制原理如图3所示。常规容积调速同步系统交叉耦合控制方案中(图2)，各通道的状态差值反馈信号经同步误差补偿控制器后直接作用于比例变量泵的控制器，这样系统的响应速度取决泵马达容积调速系统的频率；而旁路补偿交叉耦合控制方案中，各通道的状态差值反馈信号经同步误差补偿控制器后作用于旁路的比例阀，通过旁路比例阀对高压侧的流量进行调节以补偿同步误差，由于采用阀控补偿，故而调节响应快速。其中，旁路比例阀只对同步误差进行调节而不参与对速度的跟踪控制，故而其额定流量只需满足在极端工况下各通道误差最大值即可，这样对阀控与泵控的流量进行动态的最佳分配，充分发挥了阀控的快速高精度与泵控的高效率。 图1. 单通道液压系统原理 图2. 容积调速系统交叉耦合控制原理 图3. 旁路补偿交叉耦合控制原理
system: [SYSTEM]

user: 3. 旁路补偿数学模型 3.1. 比例变量泵流量 比例变量泵是通过一个比例换向阀控制变量油缸活塞的位移来实现斜盘倾角的改变从而改变液压泵的排量。比例换向阀可以看作二阶环节，其阀芯位移X c (s)对控制电压U(S)的传递函数为： (1) 式中，ω c 为比例阀固有频率，ξ c 为比例阀阻尼系数，K c 为控制比例阀增益系数。 零开口比例阀压力-流量线性化方程为： (2) 式中，k q 1 为控制阀流量增益，k c 1 为压力流量系数。 变量油缸前腔输入流量的连续性方程为： (3) 式中，t为活塞工作面积，x t 为活塞位移，k t 为活塞间隙的泄漏系数，由于控制压力P c 较小，活塞密封效果较好，可忽略上式第二项。 对变量杠活塞受力分析可得： (4) 联立上述(2)~(4)式进行拉普拉斯变换可得： (5) 式中 为变量缸固有频率， ， 为阻尼系数， 变量泵输出流量为： (6) 式中n p 为泵的转速，k p 为泵的结构参数。 代入上述5式中可得： (7) 3.2. 旁路补偿系统数学建模 为了简化模型，在推导系统数学模型时，做几点假设：1) 不计入管道的压力损失；2) 泵的转速为定值；3) 液流密度、温度油液体积弹性模量均为定值；4) 旁路比例阀进油压力为一定值。 旁路比例阀同样为二阶环节，阀芯位移X v (s)对控制电压U v (s)的传递函数为： (8) 式中，ω v 为比例阀固有频率，ξ v 为比例阀阻尼系数，K v 为比例阀增益系数。 旁路比例阀线性化流量方程为： (9) 系统高压侧流量连续性方程为： (10) 式中C t 为泵和马达的总泄漏系数，V 0 为高压侧容积，D m 为马达排量，ω m 为马达输出转速。 忽略摩擦和油液质量，马达与负载刚性连接，根据牛顿第二定律可得马达和负载的力矩平衡方程： (11) 式中J m 为马达和负载等效惯量之和，B m 为马达粘性阻尼系数，T L 为负载扭矩。 联立上述8~10式经拉斯变化可得： (12) 式中 为系统固有频率， ， 为系统阻尼系数， 由上述7、8、12式可以得到旁路补偿系统的数学模型，泵控马达数学模型相对而言减少了旁路阀流量这一项，即式10的左边第二项，此处不再推导。