第29卷 第1期2007年3月
西 北 地 震 学 报
NOR T HWESTERN SEISMOLO GICAL J OU RNAL
Vol.29 No.1
March,2007
综述
特殊土动力学的发展战略与展望①
王兰民1,2,孙军杰1,2
(1.中国地震局兰州地震研究所,甘肃兰州 730000;
2.中国地震局黄土地震工程开放实验室,甘肃兰州 730000)
摘 要:在我国广泛分布的特殊土(包括黄土、冻土、新近堆积土和膨胀土等)具有独特、复杂的动力学性质和较高的致灾性,与之相关的动力学问题已成为工程界关注的焦点。本文在回顾特殊土动力学发展历史、近年来国内外主要研究进展及其发展趋势的基础上,
战略,提出了今后应重点发展的研究方向与课题。
关键词:特殊土;动荷载;工程地质病害;研究进展;发展战略
中图分类号:TU435 文献标识码:A 文章编号:1000-0844(2007)01-0088-06
Development Strategy and Prospects for Study of Special Soil Dynamics
WAN G Lan2min1,2,SUN J un2jie1,2
(1.L anz hou I nstit ute of Seismology,C EA,L anz hou 730000,Chi na;
2.Open L aboratory of L oess Eart hquake Engineering,C EA,L anz hou 730000,China)
Abstract:The special soils,which includes loess,f rozen soil,soft soil,and swelling soil,dis2 t ribut widely in China,and are easy to cause disasters.For t heir particular microstruct ure,dur2 ing dynamic loading t he responses of special soils are unique and complicate.In recent yeas t he dynamic p roblems of special soils have been t he focal point s in t he field of special soils engineer2 ing.In t his paper,t he history and recent advance of special soil dynamics are reviewed.On t his basis t he f ut ure develop ment st rategy of t he field is discussed,some st udy p roblems are p ut for2 ward.
K ey w ords:Special soil;Dynamic load;E ngineering geology disasters;R esearch advance;Develop2 ment strategy
0 引言
2004年8月国家自然科学基金委员会决定启动学科发展战略研究和“十一五”优先资助领域的论证研讨工作。根据这一工作的基本要求与任务,国家自然科学基金委材料与工程科学部组织了“建筑、环境与土木工程”学科发展战略研讨的系列活动,并最终编写完成了该学科的未来发展战略报告。在报告中,岩土工程分组专家分别对“十一五”期间岩土工程学科的学科体系、研究范围和任务、国外研究进展和发展趋势、国内研究现状与差距、今后发展目标、重点研究领域,交叉领域和学科增长点等战略发展问题进行了深入的探讨。笔者在主持岩土工程学科中特殊土工程主题报告编写的基础上,将与特殊土动力学有关的内容在本文中拓展论述,旨在通过梳理特殊土动力学的发展历史与研究现状,结合当前我国经济建设的需求,对已引起众多专家学者广
①收稿日期:2006205212
中国地震局兰州地震研究所论著编号:LC20070013
作者简介:王兰民(1960-),男(汉族),陕西浦城人,研究员,主要从事土动力学及民房抗震等方面的研究工作.
泛关注但仍需进一步大力开展研究工作的特殊土动力学领域的发展战略做一展望,并指出了该研究领域未来应重点发展的方向和课题。
1 特殊土动力学的发展历史
特殊土动力学以黄土、冻土、新近沉积软土和膨胀土为研究对象,重点研究这些典型特殊土在地震动、振动荷载、波浪等动载荷作用下的变形性、结构性、稳定性与致灾危害性。上述4类典型特殊土体在我国具有较为广泛的分布,与其有关的工程问题十分突出,是岩土工程界广泛关注的研究热点。对这些特殊土工程关键科学问题的研究既丰富了岩土工程学的学科内容,又促进了岩土工程学科的发展,特别是对黄土和冻土动力学的研究,目前已经成为我国在国际岩土工程研究领域显示先进或领先水平的特色研究方向。
黄土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物,因其独特的微结构表现出极强的动力易损性,由其引发的相关工程地质病害曾经造成过无计其数的工程事故和上百万人的死亡。20世纪70年代后期以来,地震作用下黄土动力特性及其灾害的研究成为黄土工程研究的一个热点方向,国内外研究工作在20世纪80年代以后取得了重要进展,主要是在中国、美国、前苏联和日本展开的。国外研究主要涉及到黄土液化及其滑移[124]和黄土震陷。国内对黄土动力特性的研究最早见著于钱家欢和姜朴的《振动作用下黄土的抗剪强度》一文。而较为广泛的研究始于20世纪70年代末,主要涉及到黄土的动力特性、黄土地震灾害(滑坡、震陷、液化)和黄土地区地震动衰减规律、强震地面运动特征[5213]。
冻土是具有负温且含有冰的各类土(岩)的总称,冻土强度高于融土和冻土融化下沉的材料特性是对寒区工程有利与不利的两个方面。冻土动力学主要探讨动荷载下冻土强度变化特征以及由此引起的地基土体承载力、稳定性等的变化。世界上第一篇研究冻土力学性质的论文出自前苏联学者H.A. Tsytovich(1930)。我国比较系统地进行冻土研究起始于20世纪70年代。20世纪90年代初冻土工程国家重点实验室建立以来,我国在冻土动力学方面的研究日渐兴起。2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震在冻土地区所造成的大规模震害现象以及冻土区一大批基础设施工程和重大工程的兴建,使得科研工作者对冻土动力学研究产生了极大兴趣,并促使冻土动力学和冻土地震工程的研究成为我国冻土工程学科一个新的分支学科增长点[18220]。
新近沉积软土一般是指第四纪全新世文化期以后堆积的软土,这些软土工程特性极差,具有高压缩、低强度、低渗透等特性,有些还具有很强的结构性,必须经过人工处理后才能得到高附加值的利用。至今进行的新近堆积软土的研究,主要集中于静荷载下地基大幅度变形研究之上,相关动力学研究工作开展较少。
膨胀土是一种特殊粘土,此类粘土以明显“胀缩性”和因其自身结构特性而具有的裂隙性和超固结性为主要特征。自20世纪60年代以来,膨胀土研究受到生产实践的广泛重视而迅速发展,从一个国家或地区的研究逐渐发展成为世界性的共同课题,先后在膨胀土的结构特征、力学特性、变形特点等方面取得了很有价值的研究成果。与新近堆积软土动力学的研究情形相似,膨胀土动力学研究属于尚待相关专家学者开发的科研处女地。
总的来看,在特殊土动力学研究领域中黄土和冻土动力学的研究程度较高,其主要研究内涵业已开拓,已经取得了大量的初步研究成果。新近堆积软土和膨胀土因其表现出的极差工程特性,可以想见在长期动载荷作用下必然容易诱发土体疲劳破坏的异常变形乃至产生工程病害,危机周围及其上部工程结构及人民生命财产安全。考虑到这两类特殊土体可能作为我国很多经济发达区域在其今后快速发展过程中不可避免地会被大量使用的地基类型,未来时段内开展针对它们的相关动力学研究是必需的举措。
2 特殊土动力学的主要研究进展
20世纪90年代以来,国内外在黄土、冻土、新近堆积软土和膨胀土等特殊土动力学领域的主要研究进展可概括如下。
2.1 黄土动力学
近年来,黄土动力学已成为国际土动力学与岩土地震工程研究的一个特色方向,我国此方面的相关研究已处于世界领先地位。黄土动力学的研究成果主要体现在与动荷载有关的黄土地基处理、结构性、斜坡与边坡稳定性和室内外试验技术等4个方面。
已有研究主要以我国中西部地区以及美国和俄罗斯晚更新世以来的黄土场地为研究对象,采用多学科、综合性的分析研究方法,对动荷载作用下黄土
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第1期 王兰民等:特殊土动力学的发展战略与展望
的动力特性及其地震灾害预测预防与减轻技术进行了系统深入的研究,其主要进展包括:(1)建立了随机地震荷载下黄土的动本构模型,证实了曼辛不规则加卸荷准则对黄土的适用性,定量研究了不同地震荷载对黄土动力特性参数的影响,提供了黄土地区主要大、中城市各类土层的动力参数,提出了随机地震波荷载条件下黄土动力参数、震陷和液化的动三轴试验方法;(2)建立了中国西北黄土震陷系数的经验计算公式,提出了震陷量的预测计算方法,并通过工程实例试验与计算,揭示了黄土震陷的危害性和黄土体地震变形破坏机理;(3)通过多学科试验和现场爆破液化试验,证实了黄土液化的客观存在性和机理,建立了饱和黄土孔压和应变增长模型,提出了相应的判别指标、预测和预防技术;(4)研究了黄土地震滑坡的类型和机理。提出了用随机搜索法确定黄土斜坡最危险滑裂面、用随机地震荷载下动强度参数求解地震安全系数的斜坡地震稳定性分析方法;(5)研究了黄土场地剪切波速和地脉动的区域和土层分布规律及其在场地地震动放大效应估计中的应用,建立了相应的计算公式,并对土体弹性波动理论中的一些问题进行了改进和完善;(6)建立了击实黄土动力特性的理论,初步为黄土地基抗震密实处理提供了干密度、波速、标贯和孔隙比等方面的标准;(7)建立了黄土地区的强震地面运动衰减规律,揭示了地貌类型(塬、梁、峁、阶地)和土层结构条件对地震动放大效应的影响规律;(8)提出了黄土地基抗震陷和液化的处理技术方法和标准;(9)提出了黄土地震滑坡、震陷、液化的三级区划指标与方法,开发了基于GIS的黄土地震灾害预测区划计算机系统,并对我国黄土高原地区进行了1:100万黄土地震滑坡、震陷、液化区划图的编制[529];(10)黄土显微结构的研究表明了黄土在其颗粒的排列与胶结以及孔隙类型、大小和形状等方面的特殊性,揭示了黄土的液化和震陷与其特殊结构之间的可能关联;(11)室外现场试验技术方面发展了人工爆破地震动现场试验和表面波动勘探试验等,室内试验技术主要发展了离心机试验、振动台试验、应力路径、应变或孔压控制的任意波动三轴试验、相位可控的双向振动三轴试验、三轴扭剪试验和能进行计算机图像处理的微结构扫描电镜试验等。
2.2 冻土动力学
我国冻土工程研究领域所取得的成果在国际上具有较高水准,基本上代表了国际研究动态和水平。近10余年来,为满足寒区动力机器基础设计和工程抗震的需求,我国开始重视冻土动力学的研究工作。随后,在动力荷载作用下冻土的动本构关系、动强度、动模量、动阻尼比和动变形等方面取得了一系列研究成果。
目前,冻土动力变形的结构性变化过程、局部损伤与累积破坏机理、变形本构关系等已成为冻土动力学研究的一个新亮点。在这一研究中,超声波法和C T检测法等新技术被用于冻土结构损伤的检测。另一方面,针对青藏铁路建设需求,结合2001年昆仑山口西8.1级地震综合科学考察工作,中国地震局相关局所对青藏高原多年冻土区的地面地震动特征、冻土区地震灾害特征、冻土层波速和地脉动特征、地温对冻土动力特性及其地震动参数的影响进行了初步研究;同时推动了冻土层对结构抗震影响与及其抗震措施、动荷载作用下桩-冻土之间冻结强度、冻土场地工程震害评估方法、寒区隧道粘-弹塑性地震反应分析、季节冻土层对地面地震动与建筑物抗震计算的影响、冻土动力非线性反应分析等方面的研究。所有这些研究,为冻土区相关建设工程的抗震设防提供了大量颇有应用价值的研究成果[14220]。
2.3 新近堆积软土和膨胀土动力学
新近堆积软土和膨胀土动力学尚属亟待建立并完善的新兴领域。此前与新近堆积软土和膨胀土有关的研究进展,前者主要集中于大变形估计理论基础上的大应变模型的发展改进和软土地基处理新技术的开发之上;而后者近10年来则主要体现在非饱和土力学研究方面,另外对膨胀土结构特征的研究也取得了一些定性分析结果。
随着经济的发展特别是大型港口的建设以及国际制造业向中国大规模转移,东部沿海地区的临海工业带将在未来20年内得到更大拓展空间。因此,我国目前对新近沉积软土工程研究已出现新的重大需求,这要求开展一系列有关波浪或机械振动长期作用下软土地基变形特征及其稳定性的研究工作。另外,我国先后已有20多个省区发现有膨胀土,在膨胀土地区的铁路工程、公路工程、水利工程、建筑与市政工程、边坡防护工程建设遭遇的膨胀土破坏而造成的直接经济损失就达数千亿元,同时这种危害随着工程建设事业的迅速发展而更加严重,引起了岩土工程界科技人员的极大关注。这提供了开展膨胀土体有关动力学研究的充分理由。
3 特殊土动力学的基本发展趋势
09 西 北 地 震 学 报 第29卷
从国家和社会的实际需求考虑,21世纪特殊土工程研究将主要集中在特殊土分布地区与地震动、振动荷载和波浪等动载荷有关的建设工程的安全性和经济性、特殊土体的致灾性和危害性以及特殊土工程对特殊土地区生态环境的影响等方面。黄土、冻土和膨胀土等特殊土动力学研究将主要满足西部大开发战略实施和全面建设小康社会过程中的重大工程、基础设施工程建设和人居安全的需求。新近堆积软土动力学研究将主要满足我国沿海地区以工业用地、仓储用地、和交通用地为主要目的的围海造地与低平地的安全利用和开发。
4 未来重点发展的研究方向与课题基于以上特殊土动力学发展历史、近年来主要研究进展和未来基本发展趋势等方面的分析,我国特殊土动力学领域亟待研究的课题包括上述四种特殊土的如下10个方面:
(1)黄土高边坡动力失稳机理与安全设计理论研究
塬、梁、峁是黄土地区的主要地形地貌。随着黄土地区大型、特大型工程和基础设施工程的修建,特别是高速公路、铁路和商用开发小区建设,在黄土梁峁地区由于切坡或高填方形成的高边坡施工和使用中的失稳滑动事故频发。造成了经常性的人员伤亡和交通中断。特别是在地震作用下,高边坡失稳滑塌将会形成区域性和长时间的交通中断。动力荷载作用也是黄土高边坡极易失稳的诱发因素。而工程规范尚缺乏相应的理论基础。开展不同浸水条件下土体动强度与动变形特性、高边坡动力失稳机理和稳定性监测、预警方法研究,可为黄土高边坡的动力安全设计与安全运行提供科学理论依据。
(2)黄土结构性的定量化研究及其对动力学特性的影响
黄土特殊的动力学特性来源于其独特的结构性。以往的研究仅限于对黄土弱胶结、多孔隙结构的定性研究及其对动力学性质的定性解释,随着扫描电子显微镜和数字图像处理技术的发展,使黄土结构性的定量化研究成为可能,用结构性的定量化测试分析结果对其动力学特性和致灾危害性进行研究,将会揭示黄土动力致灾特性的物理本质。
(3)大应力范围下黄土动力学特性及本构模型的研究
21世纪黄土地区的工程建设的特点可能是:第一,大型工程和特大型工程的兴建;第二,工程建设中对岩土环境的影响有较高的要求;第三,黄土高边坡的治理,工程灾害的防止和治理;第四,地下工程的大力兴建等。以上这些工程中的高边坡、厚覆盖隧道和深基础所涉及土体的应力将远远大于原先设计计算中常用的应力水平,而过去对黄土动力性质的研究只局限于一般应力状态,因此,只有开展大应力范围下黄土动强度和动应力应变本构模型的研究,并用研究成果指导实际的工程建设,才能确保这些大型的、复杂的、关乎国计民生的重大工程建设项目的安全、可靠和使用。
(4)黄土高填方土体动变形机理与分析方法研究
高填方黄土工程所用的回填黄土是一种孔隙较大的回填土,其动力性质较差。如道路与铁道的路基等,高填方黄土在上覆土的自重应力作用下或在上覆土应力和附加力共同作用下,如遭受地震或振动,结构会迅速破坏而发生显著下沉,严重影响路基质量和稳定性,随着时间的延长与车辆重复荷载的作用,还会出现路基的整体或局部下沉、路基开裂、路基滑动或边坡滑塌等灾害。研究回填黄土的欠压密性及其动力稳定性和回填黄土在大应变范围内的动强度及应力应变特性,对弄清高填方黄土体动变形机理和提出预防处理技术方法具有重大的现实科学意义。
(5)饱和黄土液化机理与评价方法研究
国内外历史震害和室内实验研究表明,黄土地震滑坡、震陷和液化是黄土地区三大地震岩土灾害,曾经造成过百万人以上的死亡。我国黄土工程涉及的主要土层———马兰黄土具有很高的液化势,在七度或100伽尔的地震动强度下,饱和马兰黄土可发生液化;在施工振动或冲击作用下,饱和黄土地基也会发生液化。随着农业、林业灌溉条件的改善和城市向高阶地的扩张以及地震时地下水位的上升,这种潜在致灾性会越来越大。目前工程规范中尚没有针对液化的相应预防措施。研究黄土液化机理、液化势与危害性评价方法和工程预防技术,对于黄土地区的防震减灾具有重大的现实意义。
(6)非饱和黄土的气、水、力、变形、温度多场耦和作用研究
天然条件下的黄土大多处于非饱和状态,属于固-液-气三相介质,其动力学性质(变形、强度、渗透、稳定)受气候变化(降雨、蒸发)和地下水位变化的影响很大。进行这一水-气-力-变形、温度多场耦合问题的研究,有助于揭示地震和振动等动力
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第1期 王兰民等:特殊土动力学的发展战略与展望
荷载作用下黄土边坡失稳和地基、路基沉降的机理与过程,进而给出科学的预测方法。
(7)冻土场地地震动特征及其震害预防研究
随着我国经济建设的快速发展,冻土场地上的工程建设越来越多,穿越500多公里多年冻土区的青藏铁路即为国内外瞩目的寒区工程。而目前国内外对冻土动力学与冻土地震工程方面研究尚少,我国缺乏相应的工程规范。急需研究冻土动力性能及其主要影响因素、冻土场地地震动特征及其对结构震害的影响、永久冻土层和季节性冻土层对场地地震地面运动的影响、冻土场地桩基桥梁地震动输入与震害机理、冻土-桩-结构地震相互作用及其数值模拟方法等。同时,考虑气候环境对冻土动力学特性的影响,应重点研究冻土退化与冻融对其动力稳定性的影响极其危害性。
(8)长期振动荷载作用下冻土路基稳定性研究
青藏铁路和青藏公路将成为内地与西藏之间的交通大动脉,而冻土路基和路堤在振动荷载长期作用下会发生不均匀沉降与变形,这会严重影响到铁路和公路的运营安全。研究列车和汽车的长期振动荷载作用下冻土路基变形与沉降机理及其预防措施,对青藏铁路的长期安全运营与冻土区高等级和高速公路建设具有重大的科学意义和应用价值。
(9)振动荷载和波浪等动载荷下新近沉积软土的变形特性研究
系统地建立能考虑土体结构特性、时间变化和空间变化的深厚结构性软土地基固结和变形后在振动荷载和波浪等动载荷下的变形特征及其稳定性评价方法,这直接针对高速公路拓宽和软土地基上新堆积疏浚土等相关动力学问题的研究。加快振动荷载和波浪等动载荷下深部土体固结后的再变形和动力学实践研究,以从根本上评价并采取有效措施尽量减少工后动应力下土体的可能沉降。在高速公路拓宽工程中,研究合理的新路堤地基处理方案,以满足持续振动荷载下新老路堤的短期和长期变形协调。
(10)非饱和膨胀土的结构特性及其动力特性研究
对非饱和膨胀土工程研究应侧重于膨胀土的结构特性以及动力学特性的影响因素等,加强结构性特征参数测试技术和测试设备研制,建立能同时反应膨胀土吸水膨胀、脱水干缩的胀缩特征和多相态多场作用的结构性动本构模型,以便更好地描述其胀缩变形特征和动应力-应变特性,并利用这一模型进行膨胀土动力学边坡设计和安全评价研究。
3 结语
特殊土的工程地质灾害和岩土工程灾害已为人们所熟知,而我们对其在动力荷载作用下所表现出的高易损性和致灾性尚缺乏全面和深入的了解以及有效预防的对策。特殊土地区绝大部分区域为与我国抗震设防的高烈度区,交通与工业振动荷载对特殊土地区工程的危害事件也已层出不穷,目前国家经济建设正处于高速发展时期,特别是西部大开发、中部崛起战略的实施和沿海经济相对发达地区建设用地的紧张,更使黄土、冻土、膨胀土、新近堆积软土等特殊土地区的岩土动力问题和岩土地震工程问题凸现,因此,将特殊土动力学与特殊土地震工程研究作为今后我国土动力学发展的一个重要方向将具有十分重要的科学意义和广泛的应用前景。
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第1期 王兰民等:特殊土动力学的发展战略与展望
1.6 酶学性质研究 （1）pH 的影响：分别测定粗酶液在pH3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0下的酶活力，确定其最适反应pH 值；将粗酶液用上述pH 缓冲液稀释后，45℃水浴保温4小时后，测定其剩余酶活力。 （2）温度的影响：分别在40~95℃下测定酶活力，确定其最适反应温度；将酶液在40～90℃范围内的不同温度下保温60 min 后，测定其剩余酶活力。 （3）金属离子的影响：在酶液中分别添加各种金属离子，使其浓度为4 mmol ／L ，然后测定酶活力。 2.5 纤维素酶粗酶液酶学性质 2.5.1酶反应的最适pH 值和酶的pH 稳定性 粗酶液在不同pH 值下测得的酶活及在不同pH 值下处理4小时后测得的相对酶活示于图11。结果表明，CMCase 在pH 3.5～4.5有较高的酶活力，最适反应pH 值为4.0；β-Gluase 在pH 4.5～5.5酶活力较高，最适反应pH 值为5.0，同样方法测得FPA 最适反应pH 为5.0。可见，该菌株所产的各组分纤维素酶是酸性酶。 图11表明，该菌产CMCase 在pH3.0～6.0的范围内，β-Gluase 在pH3.5～5.5的范围内，酶活力均可保持在80％以上，说明该菌株所产酸性纤维素酶可在较宽的pH 值范围内保持其酶活力的稳定性。2.5.2 酶反应的最适温度和酶的热稳定性 在不同温度下直接进行酶促反应测得的酶活及在不同温度下热处理60 min 后于最适反应温度和最适pH 下测得的相对酶活(以4℃保存的酶液活力为100%)示于图12。结果表明，CMCase 、β-Gluase 及FPA 最适反应温度均为65℃。 c e l l u l a s e a c t i v i t y ( U .m l -1) pH r e l a t i v e y a c t i v i t y （%） c e l l u l a s e a c t i v i t y ( U .m l -1) temperature ( o C ) r e l a t i v e y a c t i v i t y （%） 图11 pH 值对酶活力及酶稳定性的影响 Fig.10 Effects of pH value on Cellulase activity and stability 图12 温度对酶活力及酶稳定性的影响 Fig.11 Effects of temperature on activity and stability of cellulase
大数据发展的几大方向 大数据是目前最火热的一个词了，想必所有人，只要你接触网络，那你就应该听说过这个词。然而更多的人也只是听说过而已，对大数据并没有过多的了解，前几天我好多朋友就问我，大数据这么火，那它到底是做什么呢，这么火热的大数据前景究竟怎么样?今天我们就来探讨一下。 一、大数据的前景中国拥有世界上五分之一的人口，很多行业内专业人士断定中国在未来将成为大数据最重要的市场。中国的发展正在处于快速的上升期，中国产生的数据将是巨大的，而巨大的数据对大数据的发展将起到促进的作用，而大数据在中国市场的发展也将领先。如今，大数据作为中国官方重点扶持的战略性新兴产业，已逐步从概念走向落地“大数据”和“虚拟化”两大热门领域得到了广泛关注和重视，90%企业都在实用大数据。大数据将给中国的企业带来更广泛的发展机会，是值得大家重视的一个市场。 二、大数据发展的几大方向 方向一：大数据分析领域快速发展数据蕴藏价值，但是数据的价值需要用IT技术去发现、去探索，数据的积累并不能够代表其价值的多少。方向二：分布式存储有了用武之地大数据的特点就是数量多且大，这就使得存储的管理面临着挑战，这个问题就需要新的技术来解决，分布式存储技术将作为未来解决大数据存储的重要技术。方向三：大数据与云技术的结合如果再找一个可以跟大数据并驾齐驱的IT热词，云计算无疑是跟大数据关系非常大的一个词语。方向四：大数据将成为企业IT核心随着大数据价值逐渐被发展，大数据将成为企业IT的核心，毕竟在这个以盈利为主导的行业环境中，谁能够为企业带来更多的价值就将会更重要。了解详情 三、大数据就业前景好，工资高。大数据技术人才在中国市场目前非常紧缺，因此
伺服系统的发展及展望 摘要：本文主要介绍了伺服系统的三个发展阶段，包括步进电动机开环伺服系统阶段、直流伺服电动机闭环伺服系统阶段、无刷直流伺服电动机、交流伺服电动机伺服系统阶段，并分析了伺服系统的发展趋势：交流化、智能化、网络化、小型化。 关键词：伺服；智能化；小型化 伺服系统也叫位置随动系统，它的根本任务是实现执行机械对位置指令（给定量）的准确跟踪，当给定量随机变化时，系统能使被控制量准确无误地跟随并复现给定量，是一个位置反馈控制系统[1]，主要包括电机和驱动器两部分，广泛用于航空、航天、国防及工业自动化等自动控制领域。随着电力电子、控制理论、计算机术等技术的快速发展以及电机制造工艺水平的不断提高，伺服系统近年来获得了迅速发展。 1伺服系统的发展阶段 伺服系统的发展与伺服电动机的不同发展阶段相联系，
由直流电机构成的伺服系统是直流伺服系统，由交流电机构成伺服系统是交流伺服系统。伺服电动机至今经历了三个主要发展阶段： 1.1 第一个发展阶段（20世纪60年代以前）：步进电动机开环伺服系统 伺服系统的驱动电机为步进电动机或功率步进电动机，位置控制为开环系统。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。 步进电机存在一些缺点：在低速时易出现低频振动现象；一般不具有过载能力；步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转现象，停止时转速过高易出现过冲现象。 1.2 第二个发展阶段（20世纪60-70年代）：直流伺服电动机闭环伺服系统 由于直流电动机具有优良的调速性能，很多高性能驱动装置采用了直流电动机，伺服系统的位置控制也由开环系统发展成为闭环系统。在数控机床的应用领域，永磁式直流电动机占统治地位，其控制电路简单，无励磁损耗，低速性能好。 1.3 第三个发展阶段（80年代至今）：无刷直流伺服电动机、交流伺服电动机伺服系统
大数据技术进展与发展趋势 在大数据时代，人们迫切希望在由普通机器组成的大规模集群上实现高性能的以机器学习算法为核心的数据分析，为实际业务提供服务和指导，进而实现数据的最终变现。与传统的在线联机分析处理OLAP不同，对大数据的深度分析主要基于大规模的机器学习技术，一般而言，机器学习模型的训练过程可以归结为最优化定义于大规模训练数据上的目标函数并且通过一个循环迭代的算法实现，如图4所示。因而与传统的OLAP相比较，基于机器学习的大数据分析具有自己独特的特点[24]。图4 基于机器学习的大数据分析算法目标函数和迭代优化过程（1）迭代性：由于用于优化问题通常没有闭式解，因而对模型参数确定并非一次能够完成，需要循环迭代多次逐步逼近最优值点。（2）容错性：机器学习的算法设计和模型评价容忍非最优值点的存在，同时多次迭代的特性也允许在循环的过程中产生一些错误，模型的最终收敛不受影响。（3）参数收敛的非均匀性：模型中一些参数经过少数几轮迭代后便不再改变，而有些参数则需要很长时间才能达到收敛。这些特点决定了理想的大数据分析系统的设计和其他计算系统的设计有很大不同，直接应用传统的分布式计算系统应用于大数据分析，很大比例的资源都浪费在通信、等待、协调等非有效的计算上。传统的分布式
计算框架MPI（message passing interface，信息传递接口）[25]虽然编程接口灵活功能强大，但由于编程接口复杂且对容错性支持不高，无法支撑在大规模数据上的复杂操作，研究人员转而开发了一系列接口简单容错性强的分布式计算框架服务于大数据分析算法，以MapReduce[7]、Spark[8]和参数服务器ParameterServer[26]等为代表。分布式计算框架MapReduce[7]将对数据的处理归结为Map和Reduce两大类操作，从而简化了编程接口并且提高了系统的容错性。但是MapReduce受制于过于简化的数据操作抽象，而且不支持循环迭代，因而对复杂的机器学习算法支持较差，基于MapReduce的分布式机器学习库Mahout需要将迭代运算分解为多个连续的Map 和Reduce 操作，通过读写HDFS文件方式将上一轮次循环的运算结果传入下一轮完成数据交换。在此过程中，大量的训练时间被用于磁盘的读写操作，训练效率非常低效。为了解决MapReduce上述问题，Spark[8] 基于RDD 定义了包括Map 和Reduce在内的更加丰富的数据操作接口。不同于MapReduce 的是Job 中间输出和结果可以保存在内存中，从而不再需要读写HDFS，这些特性使得Spark能更好地适用于数据挖掘与机器学习等需要迭代的大数据分析算法。基于Spark实现的机器学习算法库MLLIB 已经显示出了其相对于Mahout 的优势，在实际应用系统中得到了广泛的使用。近年来，随着待分析数据规模的迅速扩
无土栽培的现状及发展趋 势
无土栽培以人工制造的作物根系环境取代了土壤环境，可有效解决传统土壤栽培中难以解决的水分、空气、养分的供应矛盾，使作物根系处于最适宜的环境条件，从而充分发挥作物的增产潜力。目前，世界上应用无土栽培技术的国家和地区已达100多个[1]，由于其栽培技术的逐渐成熟和发展，应用范围和栽培面积也不断扩大，经营与技术管理水平空前提高，实现了集约化、工厂化生产，达到了优质、高产、高效和低耗的目的。 1、国外无土栽培的发展概况 在设施农业中，无土栽培正在改变着传统种植方式，成为飞速发展的新兴学科。实践证明，无土栽培具有节水、节能、省工、省肥、减少环境污染、防止连作障碍、产品无污染及高产高效等一系列特点。早在第二次世界大战期间，西方国家就应用无土栽培技术生产蔬菜供应部队。到20 世纪60 年代无土栽培技术在发达国家得到广泛应用。 70 年代后，出现了营养液膜技术(NFT)，生产成本有所下降，后来又出现多种人工基质，其中岩棉的应用较广，发展迅速。美国是世界上最早进行无土栽培商业化生产的国家，主要集中在干旱、沙漠地区，主要栽培作物有黄瓜、番茄等蔬菜，无土栽培面积超过2000hm2 [2]。荷兰是无土栽培最发达的国家，其无土栽培面积达4000hm2，有64%的温室都采用无土栽培技术。日本也是无土栽培较发达的国家，其无土栽培以岩棉培和NFT 为主，无土栽培面积约300hm2。现在世界上商业性无土栽培是以基质栽培为主。 荷兰的基质栽培占无土栽培总面积的90%以上，法国占81%，加
拿大占80%，日本各种循环水栽培占80%以上，比利时基质栽培面积 占50%左右[3]。世界各国采用无土栽培主要生产蔬菜、花卉和水果。在欧盟国家温室蔬菜、水果和花卉生产中，已有80%采用无土栽培方式。欧盟规定，2010 年之前该组织所有成员国的温室必须采用无土 栽培。 产量高是无土栽培的最大特点，世界上先进的无土栽培技术其番茄产量可以达到45~55kg/m2，黄瓜产量达到50~70kg/m2 [4]。为此，发达国家已经实现了采用计算机实施自动测量和自动控制，先进的无土栽培技术可以较好的保护环境，生产出绿色食品。近年，发达国家又采用了专家系统的最新技术，应用知识工程总结专家的知识和经验，使其规范化、系统化，形成专家系统软件，它可以完成与专家水平相当的咨询工作，并可为用户提供建议和决策。 目前，世界上的无土栽培技术发展有两种趋势：一种是高投资、高技术、高效益类型，如荷兰、日本、美国、英国、法国、以色列及丹麦等发达国家，无土栽培生产实现了高度机械化，其温室环境、营养液调配、生产程序控制完全由计算机调控，实现一条龙的工厂化生产，实现了产品周年供应，产值高经济效益显著。另一种趋势是以发展中国家为主，尤其是以中国为代表，根据本国的国情和经济技术条件，就地取材搞土法上马，手工操作，采用简易的设备。这些国家发展无土栽培的目的是改造环境、节约用水和土地资源，解决人民的基本生活需要。 2、我国无土栽培的发展现状
大数据前沿技术及应用（六）：大数据技术与发展前景（仅适用于2017年公需课）课后作业成绩:100分已通过重新测试 正确20 题错误0 题使用时间10分23秒 试卷说明： ◇本卷共20题，作答时间为30分钟，总分100分，60分及格。 ◇试卷年份：2017年 一、单项选择题（每题分。每题的备选项中，只有1个最符合题意） 1. 下列选项中不属于大数据环境下的分析和挖掘方法具有的挑战是（）。 A. 数据量的膨胀 B. 数据深度分析需求的增长 C. 自动化、可视化分析需求的出现 正确答案为：D 4. 据管理数据的模式分类，NoSQL 系统可以分为不包括（）。 A. 键值系统 B. 文档存储系统 C. 图数据库 D. 语音管理系统 正确答案为：D 7. 大数据营销是基于（）的基础上，描绘、预测、分析、指引消费者行为，从而帮助企业制定有针对性的商业策略。 A. 用户行为分析 B. 大数据分析 C. 用户数量分析 D. 云计算分析 正确答案为：B 5. 下列选项中不属于目前大数据计算模式重要发展趋势和方向有（）。 A. 主流的Hadoop 平台改进后将与其他计算模式和平台共存 B. 混合计算模式将成为满足多样性大数据处理和应用需求的有效手段 C. 内存计算将成为高实时性大数据处理的重要技术手段和发展方向 正确答案为：D 3. （）是指通过互联网采集大量的行为数据。 A. 大数据营销 B. 互联网营销 C. 大数据分析 D. 互联网分析 正确答案为：A 6. 大数据给存储系统带来的挑战中不包括（）。
A. 存储规模大 B. 存储管理复杂 C. 数据服务的种类和水平要求高 D. 安全要求高 正确答案为：D 2. 下列选项中不属于目前大数据分析与挖掘重要发展趋势和方向的是（）。 A. 更加复杂、更大规模的分析和挖掘 B. 大数据的实时分析和挖掘 C. 大数据分析和挖掘的基准测试 正确答案为：D 二、多项选择题（每题分。每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少1个错项.错选，本题不得分；少选，所选每个选项得0.5分） 9. 在科学大规模数据的并行可视化工作中，主要涉及基本技术有（）。 A. 数据流线化 B. 任务并行化 C. 管道并行化 D. 数据并行化 正确答案为：A,B,C,D 8. 实时流式大数据的处理的需求是（）。 A. 大数据系统实现低延迟处理 B. 强大而又灵活的复杂事件处理引擎 C. 具有容错和去重能力 D. 对流量进行控制和动态节点增加和删除的能力 正确答案为：A,B,C,D 11. 在大数据环境下，目前最适用的存储与管理软件技术是（）。 A. 分布式文件系统 B. 分布式数据库 C. 访问接口 D. 查询语言 正确答案为：A,B,C,D 12. 对大数据的使用者、研究者、开发者以及上级主管部门，提出如下建议有（） A. 提高用户对大数据可用性的重要性的认识 B. 加强对大数据可用性评估和保证的关键技术的研究和开发。 C. 注重大数据可用性的评估，加强数据质量保证软件的开发和推广。 D. 尽快建立关于大数据可用性的标准，保证大数据的统一质量。 正确答案为：A,B,C,D 10. 大数据时代企业对数据的管理、查询及分析的需求变化主要集中在（）。
电液伺服技术的发展与未来展望 电液伺服系统的特点 电液伺服系统有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高，因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。人类使用水利机械及液压传动虽然已有很长的历史，但液压控制技术的快速发展却还是近几十年的事，随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着现代科学技术特别是材料科学的发展，人们更加重视动态试验。而电液伺服技术是实现动态高周疲劳、程控疲劳和低周疲劳以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种模拟仿真试验系统的最佳技术手段。 国内电液伺服试验机的起步 国外试验机同行在电液伺服技术的应用和研制起步较早，自二十世纪50年代中期以来就先后生产了各种使用电液伺服系统的试验机，如美国MTS、英国Instron、瑞士Amsler(现在分为瑞士RUMUL和瑞士W+B试验机公司)、德国Sehench和日本岛津等公司都先后研制成功各种电液伺服试验机。当时我国在这个应用领域还是空白，使用的电液伺服试验机都是从这些国家进口的。 我国试验机厂家是在上世纪70年代初才开始研制电液伺服试验机，长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等开始进行研制。在国家财力的支持下，先后都成功地开发出电液伺服动静试验机，并开始在国内应用。正是通过当时这段时间的成功实践，培养锻炼出一批技术人员，创建了我国今后电液伺服技术发展的平台，奠定了国内在该技术领域的基础。 国内电液伺服试验机的发展阶段 国内电液伺服试验机的发展按照产品发展时期的特点大致划分成两个阶段：即自主发展阶段和与国外合作发展阶段。 自主发展阶段：二十世纪70年代末期到二十世纪90年代初期，国内的电液伺服试验机都是以自主开发为主。主要是集中在国内几个有实力的试验机厂家，如长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等。这个时期的主要代表性的产品有：1983年长春试验机研究所研制的2000kN电液伺服岩石压力试验机，该设备采用高压容器作为围压，模拟试样的真实受力情况。是三轴动静试验机的代表性产品，并首次把计算机引入电液伺服试验机的控制。1984年长春试验机研究所研制的3000kN电液伺服双缸卧式拉力试验机。该项目中首次应用静压支撑技术，成功地在两个卧式伺服油缸上实现静压支撑。另外，还首次应用了伺服同步技术，实现双缸系统的同步跟踪和精确定位。双缸的同步
大数据核心技术培训 你学或者不学，大数据依旧在发展；你从事或者不从事，大数据的前景你都应该了解。时代的前进方向，未来的领先技术，作为时代的年轻人，你不知道就真的会被社会所淘汰的。大数据的发展前景怎么样？未来大数据的发展趋势如何? 近年来，科技的快速发展推动了企业在数据生成、储存等多方面的需求增长。所以在企业爆炸式的大数据时代下，剧增了原有数据存的储存压力，所以大数据人才需求量将会与日俱增。所以大数据在未来就业前景一定非常广阔，在此千锋教育带大家了解大数据的发展趋势。 数据分析成为大数据技术的核心 大数据的价值体现在对大规模数据集合的智能处理方面，进而在大规模的数据中获取有用的信息。要想逐步实现这个功能，就必须对数据进行分析和挖掘。而数据的采集、存储、和管理都是数据分析步骤的基础，通过进行数据分析得到的结果，将应用于大数据相关的各个领域。 云数据分析平台将更加完善 近几年来，云计算技术发展迅猛，与此相应的应用范围也越来越宽。云计算的发展为大数据技术的发展提供了一定的数据处理平台和技术支持。云计算为大
数据提供了分布式的计算方法、可以弹性扩展、相对便宜的存储空间和计算资源，这些都是大数据技术发展中十分重要的组成部分。随着云计算技术的不断发展和完善，发展平台的日趋成熟，大数据技术自身将会得到快速提升，数据处理水平也会得到显著提升。 开源软件的发展成为推动大数据发展的新动力 开源软件是在大数据技术发展的过程中不断研发出来的。这些开源软件对各个领域的发展、人们的日常生活具有十分重要的作用。开源软件的发展可以适当的促进商业软件的发展，以此作为推动力，从而更好地服务于应用程序开发工具、应用、服务等各个不同的领域。 由于大数据行业快速发展，人才需求急剧增加。目前，据某招聘网站平台数据，目前大数据人才的供给量远远低于行业人才需求。所以大数据培训应运而生，作为连接人才与企业的窗口，千锋大数据培训成为了为企业提供大数据人才强而有力的保障。 千锋大数据培训讲师经过多年的培训经验，结合学员的学习曲线，设计合理的项目进阶课程，让学员逐渐掌握做项目的方法方式，培训真正的项目经验。不
伺服系统原理及发展趋势 姓名：王刚学号：50128523405 摘要：伺服系统是机电产品中的重要环节，其控制性能反映了机电设备的控制质量。高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动。本文在理解《伺服驱动与控制技术》这门课程的理论基础上，介绍了伺服系统的发展过程和伺服系统的分类、原理，并具体阐述了伺服系统的发展趋势。 关键词：伺服系统；控制；电机；发展 Abstract：Servo-system is the important link in the mechanical-electrical products ,its control property reflects the control quality of mechanical-electrical device.High-performance servo system can provide a flexible, convenient, accurate and fast driver. Based on understanding the servo drive and control technology based on the theory of this course, the developing of the Servo-system are introduced and the classification, the principle of the servo system, and expounds the development trend of servo system in detail. Keyword：Servo-system；Control；Motor；developing 引言 伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸等）、反馈元件和伺服驱动器。
无土栽培技术的现状及发展前景 摘要：综述了我国无土栽培的突出特点及发展现状，对我国无土栽培存在的问题进行了分析，并提出了解决的途径，就无土栽培研究的利用前景进行了展望。 关键词：无土栽培；突出特点；现状；存在问题；发展前景 abstract: in our country are reviewed the outstanding characteristic of soilless cultivation and current situation of the development of our country, the problems soilless cultivation are discussed, and some of the solution, the use of soilless cultivation research prospect. keywords: soilless cultivation; prominent characteristics; the present situation; existing problems; development prospect 中图分类号：s317文献标识码：a 文章编号： 无土栽培俗称水培或水耕，是一种不用土壤而用营养液与其他设备来栽培作物的农业技术。它是当今世界农业生产中发展较快的一项高新技术，也是农业生产向“工业化”发展的一项基础技术。 无土栽培技术目前按根系固定方式可分为液体基质和固体基质两种栽培方式。液体基质（即水培）又可分坐浴式、浅水式及喷雾式。固体基质分有机和无机基质两种。其中有机基质有锯木屑、草炭、甘蔗渣、酒糟、炭化壳谷等，无机基质有砂、陶砾、火山灰岩、
伴随着大数据时代的到来，人工智能技术的火热，很多人开始了对大数据、人工智能技术的研究。 2018 年1 月教育部印发的《普通gao中课程方案和语文等学科课程标准》新加入了数据结构、人工智能、开源硬件设计等AI 相关的课程。这意味着职场新人和准备找工作的同学们，为了在今后十年内不被淘汰，你们要补课了，从初中开始。 但时光一去不复返，对于已经升入大学，但还没有接触到大数据、人工智能技术的小伙伴又该怎么办呢？面对诱人的就业前景，正在向你招手的大好机遇，怎么能不心动？怎么能不想踏入这两大行业？ 据数据统计分析，大数据人工智能尖端人才远远不能满足需求。行业风口的人工智能，在中国人才缺口将超过500 万人，而中国人工智能人才数量目前只 有5 万（数据来自工信部教育考试中心）。 并且目前岗位溢价相当严重，2017 年人工智能在互联网岗位薪酬中位列第三，月薪20.1k，如果按照普遍的16 月薪酬计算，那么人工智能在2017 年一年的薪酬就是2.01*16=32.16 万。那么再来看一组2018 的薪酬数据：
所以如果你对自己的专业/工作不满意，现在正是进入人工智能ling域学习就业/转业的绝佳时机。 在面对众多的数学知识和编程知识里，自学会让大家耗费大量的时间金钱。因此，课工场成都基地大数据培训教育学院2018 重磅推出大数据人工智能课程，采用“T”字形的思维，以大数据的深度为主，以机器学习、云计算等作为宽度，相辅相成。成就无数大学生进入大数据人工智能ling域的梦想。 此外课工场成都基地大数据课程定期组织与一线名企的工程师进行面对面的就企业当下的项目讨论与研发，进而验证所学技术的正确方向。从宏观上讲述了大数据的特点，商业应用，发展和职业前景。然后对主流数据技术和生态圈进行了介绍，了解其他和大数据技术之间关系，然后对不同类型的大数据的分析和处理系统，解决方案和行业案例进行剖析和讲解。 以北京的中关村、西二旗等IT 公司密集的公司为技术背景，数据来源于一 线互联网公司的源数据，有一定的商业价值，并严格把控实际项目的前瞻性，如：Spark 的版本迭代，机器学习中的算法革新。学员实战项目贯穿整个教学环节，潜移默化的培养学生放眼全局，排查技术难点，既能独立思考，又能组织团队开发。 希望能帮到大家。
交流伺服系统发展现状及其趋势运动控制系统作为电气自动化的一个重要的应用领域，已经被广泛应用于国民经济各个部门。运动控制系统主要研究电动机拖动及机械设备的位移控制问题。交流伺服系统是运动控制系统所研究的重要的一部分，而纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存与各个生产领域，随着工业技术的发展，两者相互竞争，相互促进。 1990年以前，由于技术成本等原因，国内伺服电机以直流永磁有刷电机和步进电机为主，而且主要集中在机床和国防军工行业。1990年以后，进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国，此期间得益于稀土永磁材料的发展、电力电子及微电子技术日新月异的进步，交流伺服电机的驱动技术也得以很快发展。如今约占整个电力拖动容量80%的不变速拖动系统都采用交流电动机，而只占20%的高精度、宽广调速范围的拖动系统采用直流电动机。自20世纪80年代以来，随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等支撑技术的快速发展，交流伺服控制技术的发展得以极大的迈进，使得先前困扰着交流伺服系统的电机控制复杂、调速性能差等问题取得了突破性的进展，交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。 一、交流伺服系统的概述 伺服来自英文单词Servo，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。在20世纪60年代，最早是直流电机作为主要执行部件，在70年代以后，交流伺服电机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。控制器的功能是完成伺服系统的闭环控制，包括力矩、速度和位置等。我们通常说的伺服驱动器已经包括了控制器的基本功能和功率放大部分。虽然采用功率步进电机直接驱动的开环伺服系统曾经在90年代的所谓经济型数控领域获得广泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。进入21世纪，交流伺服系统越来越成熟，市场呈现
无土栽培发展现状及趋势 温室作物生产的传统方法是在土壤中栽培，但土壤中种植作物的主要问题是土壤自生疾病。由于环境污染和人体健康方面的原因，在 温室中缺少可使用的熏蒸剂，或蒸气消毒剂的价格昂贵，因此人们把注意力集中到了无土栽培上。 无土栽培不用自然土壤, 而用营养液或营养液与基质栽培作物。无土栽培是在人为控制下, 充分满足作物对营养、水分、气体条件的要求, 是一种技术集约的现代农业生产方式, 具有节水、节能、省工、省肥, 减轻土壤污染、防止连作障碍、产品洁净无污染、高产高效益等优点。现在, 随着人们生活质量的提高, 对无公害无污染的蔬菜、水果的需要逐年增加。无土栽培基本杜绝了植物土传病害的发生, 化学农药的使用相对少于土壤栽培。利用高温蒸汽、紫外线、沙滤、生物膜过滤等物理方法, 可对植物病害进行防治, 对营养液和设施进行消毒, 而不污染环境。为此, 采用无土栽培技术可以较好地保护环境, 生产出绿色食品。 20 世纪后期, 无土栽培技术无论在发达国家还是发展中国家都得到迅速发展, 无土栽培技术已日益完善。 我国无土栽培技术的研究和生产应用起步较晚。而事实上，我国的科技工作者早已掌握无土栽培的原理，例如中山大学的罗宗洛(1931)研究铵硝营养的成果受到世界同行的瞩目，1965年由科学出版社翻译出版了休伊特的著作《植物营养研究的沙培和水培法》。但由于历史的原因，限制了其发展。直到20世纪70年代开始才逐渐在生产中应用无土栽培技术。它首先是在作物的营养液育苗方面开展这一工作的，例如蔬菜和水稻的无土育苗。1975年山东农业大学最早开展这方面的研究和生产应用，先后对西瓜、黄瓜、番茄、韭菜、小萝卜和小白菜等多种作物进行无土栽培试验，在1979-1984年开发出半基质培的“鲁SC-I型”番茄多层无土栽培设施，1984-1987年与胜利油田联合开发了面积为6 699平方米的生菜无土栽培基地。 1985年开始，华南农业大学根据南方热带亚热带气候条件的特点，结合国内外各种无土栽培技术的特点，研制出水泥砖结构深液流水培装置及蔗渣或其它基质的袋培和槽培营养液滴灌种植系统，并从1987年开始在广东、山东、上海、海南、广西、福建、四川等许多省市推广，累积无土栽培面积已达3 000多亩，广东省也成为我国无土栽培面积最大、发展速度最快、技术水平发展得最好的一个省份，许多种植者在取得很好的社会效益的同时，也取得了很好的经济效益。 1986年深圳格林果菜公司从美国引进了一套无土栽培设施，在以后的2-3年时间内，广东省就先后引进了美国、荷兰等国家的无土栽培设施7套。全国的其它省市如北京、上海、浙江等也引进了不少国外的无土栽培设备。这些国外无土栽培设备的引进对于开拓视野、消化吸收国外的技术有着其积极的作用，但由于引进的盲目性，国外设备不适宜我国的气候特点，特别是南方的气候特点，而且造价及日常维持成本很高，再加上有些设备设计上的不合理，因此在引进数年之后有许多已经废弃，有些设备只是利用到其温室的外壳，而其它部件均不能使用，造成了极大的浪费。在华南农业大学大学研制成功适合南方气候条件的水泥砖结构深液流水培设施之后的10来年中，广东省的无土栽培已走上了国产化的道路。但近几年来，有许多省市花费大量的资金引进一些国外的设备，形成了第二次引进国外温室设备的高潮，例如上海、北京、广东、沈阳、浙江等地在近几年来先后引进了一些包括温室在内的无土栽培成套设备，而目前来看，所有引进的
2017年公需课考题大数据技术与发展前景1 【单选】（）是一种高实时性的计算模式。 ? A. 批处理计算 ? B. 流式计算 ? C. 查询分析计算 ? D. 数据挖掘计算 ? A ? B ? C ? D ?正确答案：B 2 【单选】数据的可用性取决于（） ? A. 数据分析 ? B. 数据集采 ? C. 数据质量 ? D. 数据需求 ? A ? B ? C
? D ?正确答案：C 3 【单选】批处理和复杂数据挖掘计算通常属于（） ? A. 分析计算 ? B. 实时计算 ? C. 查询计算 ? D. 非实时计算 ? A ? B ? C ? D ?正确答案：D 4 【多选】目前大数据分析与挖掘重要发展趋势和方向有（）? A. 更加复杂、更大规模的分析和挖掘 ? B. 大数据的实时分析和挖掘 ? C. 大数据分析和挖掘的基准测试 ? B
? C ?正确答案：A B C 5 【多选】从数据处理类型来看，大数据处理可分为（）? A. 传统的查询分析计算 ? B. 复杂的数据挖掘分析计算 ? C. 数据纵向挖掘分析计算 ? D. 数据横向挖掘分析计算 ? A ? B ? C ? D ?正确答案：A B 6 【多选】大数据查询分析计算的典型系统包括（） ? A. Hadoop36下的HBase 和Hive ? B. Facebook开发的Cassandra ? C. Google 公司的Dremel ? D. Cloudera 公司的实时查询引擎Impala ? A
? B ? C ? D ?正确答案：A B C D 7 【判断】云计算IT资源庞大、分布较为广泛，是异构系统较多的企业及时准确处理数据的有力方式（）? A. 正确 ? B. 错误 ?正确 ?错误 ?正确答案：正确 8 【判断】最适合于完成大数据批处理的计算模式是Spark（） ? A. 正确 ? B. 错误 ?正确 ?错误 ?正确答案：错误 9 【判断】大数据时代的安全与传统安全相比，变得更加复杂（）
大数据的应用领域和发展前景怎么样 随着大数据进军社会的各个领域，千锋教育培训机构在疯狂的输出大数据人才，力争打造大数据全才，就今年的综合情况来看，未来几年大数据在商业智能、政府服务和市场营销三个领域的应用非常值得看好，大多数大数据案例和预算将发生在这三个领域。 （1）商业智能 商业智能（Business Intelligence，简称：BI），又称商业智慧或商务智能，指用现代数据仓库技术、线上分析处理技术、数据挖掘和数据展现技术进行数据分析以实现商业价值。 过去几十年，分析师们都依赖来自Hyperion、Microstrategy和Cognos 的BI产品分析海量数据并生成报告。数据仓库和BI工具能够很好地回答类似这样的问题：“某某人本季度的销售业绩是多少？”（基于结构化数据），但如果涉及决策和规划方面的问题，由于不能快速处理非结构化数据，传统的BI会非常吃力和昂贵。大多数传统BI工具都受到以下两个方面的局限： 首先，它们都是“预设-抓取”工具，由分析师预先确定收集什么数据用于分析。 其次，它们都专注于报告“已知的未知”（Known unknowns），也就是我
们知道问题是什么，然后去找答案。（而大数据会给出一些未知的未知，也就是你没有想到的一些问题的结果）传统BI工具主要用于企业运营，侧重于成本控制和计划执行报告。 而大数据技术最主要的功能/应用是ETL（Extract、Transform、Load）。将近80%的Hadoop应用都与ETL有关，例如在导入Vertica这样的分析数据库之前对日志文件或传感器数据的处理。 今天计算和存储硬件变得非常便宜，配合大量的开源大数据工具，人们可以非常“奢侈”地先抓取大量数据再考虑分析命题。可以说，低廉的计算资源正在改变我们使用数据的方式。此外，处理性能的大幅提高（例如内存计算）使得实时互动分析更加容易实现，而“实时”和“预测”将BI带到了一个新的境界——未知的未知。这也是大数据分析与传统BI之间最大的区别。未来几年，随着企业间的兼并和新产品的不断推出，传统的BI工具将与大数据分析并存。 （2）公共服务 大数据另外一个重大的应用领域是社会和政府。如今，数据挖掘已经能够预测疾病暴发、理解交通模型并改善教育。
浅析大数据的特点及未来发展趋势 摘要：随着二十一世纪的到来，人们已经进入了信息化的时代。计算机技术水平越来越先进，给人们的生活带来了极大的便利。在信息化的时代，人们每天接触的信息量成千上万。获取有用的数据，不仅可以有效缩短时间，而且可以满足具体需求。大数据技术正是适应现代社会的发展，从数据量巨大、结构复杂、类型众多的数据中，快速获取有价值的信息。因此本篇文章主要分析了大数据的特点，通过进一步探讨，并对其未来的发展趋势进行展望。 关键词：大数据；特点；发展趋势 大数据是继互联网、云计算技术后世界又一热议的信息技术，近几年来发展十分迅速。大数据技术的出现，给人们的生活带来了极大的便利。我们将生活中的东西数据化之后，就可以采用数据的格式对其进行存储、分析，从而获得更大的价值。 一、大数据技术的特点分析 1）开源软件得到广泛的应用 近几年来，大数据技术的应用范围越来越广泛。在信息化的时代，各个领域都趋向于智能化、科技化。大数据技术研发出来的分布式处理的软件框架Hadoop、用来进行挖掘和可视化的软件环境、非关系型数据库Hbase、MongoDb 和CounchDB等开源软件，在各行各业具有十分重要的意义。这些软件的研发，与大数据技术的发展是分不开的。 2）不断引进人工智能技术 大数据技术主要是从巨大的数据中获取有用的数据，进而进行数据的分析和处理。尤其是在信息化爆炸的时代，人们被无数的信息覆盖。大数据技术的发展显得十分迫切。实现对大数据的智能处理，提高数据处理水平，需要不断引进人工智能技术，大数据的管理、分析、可视化等等都是与人密切相关的。现如今，机器学习、数据挖掘、自然语言理解、模式识别等人工智能技术，已经完全渗透到了大数据的各个程序中，成为了其中的重要组成部分。 3）非结构化的数据处理技术越来越受重视 大数据技术包含多种多样的数据处理技术。非结构化的处理数据与传统的文本信息存在很大的不同，主要是指图片、文档、视频等数据形式。随着云计算技
酶学研究中的诺贝尔奖 标签：教育酶学研究诺贝尔奖分类：生物学史与学家 酶学研究中的诺贝尔奖 学习感悟：科学家对酶的研究也经历了很长时间，教材中也有简单的酶的发现过程，学习过程中也涉及到很多酶，今天看到生物学通报中完整的诺贝尔奖中对酶的研究达到了10次，现摘录如下以供学习。 酶在生命体的新陈代谢过程中占有重要地位，几乎所有细胞的生命活动都需要酶的参与。19世纪30年代德国化学家Liebig和他的同事Wohler从苦杏仁汁中发现了一种催化物质，后被命名为苦杏仁酶（emulsion），这是最早发现的酶之一。随后又有许多酶被相继发现，酶学研究也进入飞速发展时期。 从1907年比希纳获得酶学研究史上的首个诺贝尔奖开始，在酶学领域中先后有多次诺贝尔奖获奖记录。 1．1907年诺贝尔化学奖获奖者爱德华·比希纳（德国）获奖理由发现无细胞发酵现象 20世纪初德国科学家爱德华·比希纳利用细沙和酵母菌作为实验材料，混合并加以研磨，随后加上矽藻土，用水力压榨机制备酵母榨出液，利用这种液体为浓蔗糖溶液防腐，经过反复实验发现酵母榨出液引起了蔗糖的发酵。但此榨出液中没有活的酵母细胞。随后，为确保实验结果的准确性，他又利用乙醇和丙酮杀死活的酵母细胞，仍然引起了蔗糖的发酵。1897年他发表题为《无细胞的发酵》论文，引起了学术界的轰动。论文否定了发酵作用是“生命现象”的概念，建立了微生物的生命活动和酶化学之间的联系。 爱德华·比希纳的研究推动了生物化学、微生物学、发酵生理学和酶化学的发展，并获得了1907年的诺贝尔化学奖，这在酶学研究史上是一次巨大的飞跃，开创了微生物生化研究的新篇章。 2．1929年诺贝尔化学奖获奖者亚瑟·哈登（英国）和汉斯.冯·奥伊勒-凯尔平（瑞典）获奖理由阐述了糖发酵过程中酶的作用 亚瑟·哈登（Harden Sir Arthur）是英国生物化学家。1904年他将酵母提取物放入半渗透薄膜袋内进行渗析时发现，酵母酶的活性消失，它不再使糖发酵。然而，如果将渗析至袋外的水加入袋内的物料中，则酵母酶活性又会恢复。同时观察到渗析开始时，酵母提取物迅速将葡萄糖分解并产生二氧化碳，但是随着时间的推移，其活性逐渐降低。他推测酵母酶是由2部分组成的，一部分是小分子，另一部分则是大分子。两者单独作用都不会使糖发酵。只有共同作用才有发酵的效果。如果将袋内的物料煮沸，则活性消失，即使袋内加入了袋外的水也是如此。实验证明大分子是蛋白质，小分子经受住了煮沸，因而多半不是蛋白质。这种小分子是“辅酶”发现的首个实例，它是一种非蛋白质结构的小分子，这种小分子对于酶的作用是不可或缺的。 汉斯.冯·奥伊勒一凯尔平是杰出的瑞典生物化学家。他在访问比希纳的实验室后对发酵产生了浓厚兴趣。由于哈登发现了发酵过程需要酶和辅酶共同发挥作用，因此经过10年潜心
电液伺服阀的应用及发展趋势 摘要：电液伺服阀是电液伺服控制系统中的重要控制元件，在系统中起着电业转换和功率放大作用。具体地说，系统工作时，他直接接收系统传递来的电信号，并把电信号转换成具有相应极性的、成比例的、能够控制电液伺服阀的负载流量或负载压力的信号，从而使系统输出较大的液压功率，用以驱动相应的执行机构。电液伺服阀的性能和可靠性可以直接影响系统的性能和可靠性，是电液伺服控制系统中引人注目的关键元件。 关键字：电液伺服阀；现状；发展趋势；应用；展望 引言：电液伺服阀是一种变电气信号为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。它充分发挥了电气信号传递快、线路连接方便，适于远距离控制，易于测量、比较和校正的有点，和液压输出力大、惯性小、反应快的优点。这两者的结合使电液伺服阀成为一种反应灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件。[1] 一、电液伺服阀研究现状 群控系统(DNC)和柔性制造系统(FMS)等新工艺装备的使用，计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助测试(CAT)的广泛应用，为我们进一步简化伺服阀结构，完善设计，降低工艺制造成本和管理费用，提高产品性能，稳定产品质量，增加产品可靠性和延长使用寿命创造了极其有利的条件。 1、伺服阀的结构改进 (1)在电液伺服阀的部分结构上，主要从余度技术、结构优化和材料的更替等方面进行改造，以提高相关性能。采用三余度技术的电液伺服作动系统[1]将伺服阀的力矩马达、喷嘴挡板阀、系统的反馈元件等做成一式三份，若伺服阀线圈有一路断开，而系统仍能够正常工作，且有系统动态品质性能基本不变，从而提高了伺服作动系统的可靠性和容错能力。在结构的改进上，针对阀出现的故障提出改进措施，进行结构优化，以满足其相关性能的要求。从材料方面考虑，阀的某些元件采用了强度、塑性、韧性、硬度等机械性能优良的材料，既可以减少故障，又让阀具备良好的动态性能。 (2)从阀芯和阀套磨配加工工艺的改进上，采用不同的磨配原理，如磁力研磨法等原理来提高阀的工作性能。阀芯和阀套组成的滑阀副是伺服阀的核心，阀套窗口棱边的几何精度决定了阀的工作性能。在阀芯加工最后磨配端面时，不能直接获得尖锐的棱边，而是在棱边处产生“毛刺”，然后采取措施加以去除。上海交大的陈鹏研制了智能化、全自动的伺服阀配磨系统，以计算机为核心，能自动测量阀的输出特性，并给出配磨参数，从而使阀芯、阀套的制造简便、迅速。1992年由美国某公司在加州制造了一台加工阀芯棱边的CNC液压磨床，由另一公司制造了一台配合磨床的液压测试台，二者结合起来就是自动化流量磨削系统，使产品的完好率从50%提高到85%～90%，生产阀芯的时间缩减75%～80%，制造厂称加工精度可达±015μm，性能相当优良。[2]