力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用（通用7篇）

篇1：力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

一、引言

近年来，城市生活垃圾持续增加，环境污染问题突出，垃圾处理的发展方向和技术路线日益受到关注，已经成为城市政府面临的最棘手的问题之一。垃圾焚烧是欧美国家和日本采用的主要垃圾处理方式之一。近年来，我国垃圾焚烧技术得到快速发展，国家实行积极的财政政策，城市垃圾处理得到支持，一批国债项目相继建设。同时，通过推进市场化改革，投资主体多元化格局开始形成，城市生活垃圾处理开始进入高速发展时期。

二、系统描述

在开发垃圾焚烧处理生产线的监控系统确定以北京三维力控软件公司的forcecontrol6.0工控组态软件和西门子公司的s7-200系列的微型plc相结合，组成的垃圾焚烧处理生产线的监控系统,以2台上位计算机和多台plc通过rs485总线网络组成监控系统，plc执行实时控制功能，计算机运行人机界面、采集数据、趋势报警、报表打印和为大屏幕提供监控画面, 系统监控结构如图1所示。

三、系统性能和软件特点

1、系统组成性能

(1)系统的简单性

所选中使用的系统，在配置与组态上，要能最低限度的简化控制性能，操作人员在生产过程中很容

易操作;同时也可以让工厂的维护人员，稍经培训，便可对系统进行正常的维护。

(2)系统的开放式性

所选定的系统无论其组成的硬件或软件如何，都可随时地用合理的价格，从市场或第三方的供应商处，采购所得到的零配件;同时对外连接时，兼容性要好，其内容易被操作人员熟识使用;属现时相当开放流行和先进的硬件和软件;将来若要把系统提升或作出扩充时只需花费很少的经费，就可以达到上述新系统的改造集成的目的。

(3)人机对话的兼容性

所选定的系统,需具备图象界面组态能力,同时应具有与上位管理计算机数据传输的能力，可以把不同的画面,同时分别由多单元以并行的方式实时的显示。

(4)最高的可靠性

所选定的系统的硬件与软件应提供充分的可靠性，保证能避免因其中一个组件的失效令系统死机，而影响整个系统的正常操作。

(5)先进的控制功能

所选取的系统，一定要具有先进的控制功能，能够胜任比较复杂的系统要求，同时在应用过程中可以解决客户的需求及生产工序上所产生的各种难题。

(6)使用成本要低廉

所选取的整个系统，无论在现场安装，使用和维护上，都要费用低廉，性价比高。因为在项目评估上，合理的成本，会作为首要考虑的目标。

2、组态软件特点

(1)西门子plc的特点

s7-200 plc是德国西门子公司制造的小型plc，s7-200 plc在集散自动化系统中已得到充分的应用,覆盖了所有的与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,具有极高的可靠性;丰富的指令集;编程软件便于掌握，操作方便;强劲的通讯能力(ppi通讯、mpi通讯、profibus通讯、以太网通讯)。

(2)Forcecontrol6.0软件的特点

•方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；

•强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；

•支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；

•强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；

•全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；

•提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；

•支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。

四、结束语

在垃圾焚烧工艺中选用性价比高的自动化监控系统时，既要考虑硬件系统与软件系统的兼容性，又要考虑到自动化控制的发展趋势，更要具有简易的编程软件，方便自动化厂商技术人员及时作出技术支持。所以推荐短小精悍的s7200和功能强大简单实用forcecontrol6.0强强联合的监控系统。其实一套完善可靠的自动化监控系统，不单可以提高生产力，方便工作人员操控，加强管理层的监察，更可对企业的资产增值，并保障其不受损害。

篇2：力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

1 基于支持向量机的垃圾邮件过滤

1.1 垃圾邮件过滤

垃圾邮件的过滤问题可以看作一个两类文本分类问题, 所要解决的就是将垃圾邮件与非垃圾邮件区分开来。对垃圾邮件的过滤主要有黑白名单、规则过滤和基于概率统计分类。目前的垃圾邮件主要是依据电子邮件的主题和正文中的文本内容进行分类。所以很多文本分类的一些方法也被引进到垃圾邮件分类领域中来, 并取得了很好的效果。例如朴素贝叶斯分类器、决策树、支持向量机等方法, 其中支持向量机方法能够较好的克服样本分布、冗余特征以及过拟合等因素的影响, 成为文本分类中公认的较好的方法。

垃圾邮件的分类过程可以用图1来表示:

在该过程中将所有的样本分为训练样本和测试样本。邮件的预处理包括邮件内容抽取、分词、去除停用词等。然后将分词好的文档用分类器用合适的方法表示成分类器可以处理的形式, 目前用的比较多的就是用空间向量模型对文本进行表示, 即将一篇文档转化成向量的形式。每个向量表示该文档的一个特征。假设向量为x, 第i维的值为xi, 对应的词为wi, 本实验采用TF-IDF (Term Frequency-Inverse Document Frequency) 方法来表示每个特征。TF (xi) 表示单词wi出现的次数, D为训练集中所有文档的总数, Dw为wi曾经出现过的文档数,

1.2 支持向量机 (SVM)

SVM是建立在统计学习理论的结构风险最小化原则基础之上的, 主要是针对两类分类问题, 在高维空间寻找一个超平面作为两类的分割, 以保证最小的分类错误率, 虽然在上个世纪90年代中期SVM理论才刚刚被提出来, 但是它在解决一系列实际问题中都获得了成功, 从而引起了人们对这一领域的极大关注, 目前这一理论的研究和应用的研究都在快速的发展。

支持向量机可以解决三种问题:两类问题, 多类问题和回归问题。一般用X表示输入空间, Y表示输出域, 对于两类问题, Y={-1, 1}, 对于多类问题, Y={1, 2, ……m}, m即为m个类别。对于回归问题, Y∈R。训练集也成为训练数据, 通常表示为:S= ( (x1, y1) , (x2, y2) …… (x1, y1) ) ∈ (X×Y) l。其中l为样本数目, xi为样例的特征向量值, yi为xi的类别标记。

1.2.1 线性支持向量机

以两类文本为例, 定义函数f (x) =w·x+bx, x为输入样本特征值, w和b为控制函数的参数, f (x) =0定义的超平面将输入空间x分为两部分, 这两部分对应输入的两类。如图2所示:

1.2.2 非线性支持向量机

线性学习器的计算能力非常有限, 而现实世界的复杂的应用的目标概念通常不能又由给定属性的简单线性组合来产生。支持向量机使用核函数方法将数据映射到高维的特征空间来增加线性学习器的计算能力。该方法首先使用一个非线性映射将数据变换到一个特征空间F, 然后在这个特征空间中使用线性学习器进行分类。定义核函数K, 对所有的xz∈X, 满足:k (x, z) =<φ (x) ·φ (z) >, 这里φ是X到 (内积) 特征空间F的映射。有了这个核函数, 决策规则就可以对核的l次计算来得到:

常用的核函数有以下几种:

(1) 线性核函数:K (x, x′) = (x, x′)

(2) 径向基核函数:K (x, x′) = (-y‖x-x′‖2)

(3) 多项式核函数:K (x, x′) = ( (x, x′+c) d

其中c≥0

由于径向基核函数 (RBF) 对非线性和高维数据有很好的适应性, 所以本文中的研究采用的是径向基核函数。

1.3 支持向量机参数的选择对分类精确度的影响

在本实验中我们选择的支持向量机核函数为径向基核函数 (rbf) 。支持向量机参数选择对分类的精度影响是很大的, 一个是惩罚因子c, 另一个便是r。为了证明两个参数的重要性, 我们进行了如下试验, 训练样本为103个, 其中垃圾与非垃圾邮件分别为69和34个;测试样本为60个, 其中垃圾与非垃圾邮件分别30个, 以分类正确率作为评测标准, 一组试验中rbf参数不变, 惩罚因子变化;第二组中惩罚因子不变, rbf参数进行变化。试验结果如表1所示:

从表1中可以看出, 惩罚因子和rbf参数对数据的分类正确率有着很大的影响, 且两个参数的变化能使得分类正确率取得一个最优的值。但是当我们取每组实验中最优的惩罚因子和最优的径向基核函数参数作为组合进行试验时, 却仅得到61.67%的精度, 可见它们并不是最优的组合。基于以上实验分析和讨论, 本文试图针对垃圾邮件数据集寻求最优的惩罚因子和核函数的支持向量机参数组合, 对垃圾邮件进行分类。以期得到良好的分类正确率。

2 应用云模型理论优化SVM的参数

2.1 云模型理论

云模型是李德毅院士提出的一种定性知识描述和定性概念与其定量数值表示之间的不确定性转换模型[6-9], 已经在智能控制、模糊评测等多个领域得到应用.正态云模型是最重要的一种云模型, 由于其具有良好的数学性质, 可以表示自然科学、社会科学中大量的不确定现象[7].

定义1.云和云滴.设U是一个用数值表示的定量论域, C是U上的定性概念, 若定量值x∈U是定性概念C的一次随机实现, x对C的确定度μ (x) ∈[0, 1]是有稳定倾向的随机数:μ:U→[0, 1], Px∈U, x→μ (x) , 则x在论域U上的分布称为云 (Cloud) , 记为云C (X) .每一个x称为一个云滴[6].如果概念对应的论域是n维空间, 那么可以拓广至n维云.

云模型所表达概念的整体特性可以用云的数字特征来反映, 云用期望Ex (Expected value) 、熵En (Entropy) 、超熵He (Hy p er entropy) 这3个数字特征来整体表征一个概念, 多维云模型的整体特征可由多组数字特征表示.期望Ex是云滴在论域空间分布的期望, 是最能够代表定性概念的点, 或者说是这个概念量化的最典型样本;熵En代表定性概念的可度量粒度, 通常熵越大概念越宏观, 它也是定性概念不确定性的度量, 由概念的随机性和模糊性共同决定.一方面En是定性概念随机性的度量, 反映了能够代表这个定性概念的云滴的离散程度;

另一方面又是定性概念亦此亦彼性的度量, 反映了在论域空间可被概念接受的云滴的取值范围;超熵He (Hyperentopy) 是熵的不确定性度量, 即熵的熵, 由熵的随机性和模糊性共同决定.用3个数字特征表示的定性概念的整体特征记作C (Ex, En, He) .如图3所示。分别做出通过正向云算子得到的500个云滴的图形.图形上的每个云滴可以理解为以0 (期望) 为种子个体, 以不同的熵和超熵得到的后代个体.云滴形成的每个云相当于一个种群, 可以看到4个种群在覆盖范围和离散程度上的明显差异, 即熵越大, 个体的覆盖范围越大, 超熵越大, 种群中的个体越离散.

定义2.进化策略 (e v o l v i n g strategy) .它是指进化过程中进化操作的控制策略, 亦即通过调整进化模型的参数En和He来优化子代种群产生的策略.通过制定进化策略可以解决两方面问题: (1) 局部求精.当出现了跨代精英个体时, 算法可能找到了新的极值邻域, 或更加逼近了老的极值邻域, 此时需要求精操作, 方法是降低进化范围 (减小En) 和增加稳定性 (减小He) , 从而加大搜索的精度和稳定度以达到快速局部求精的目的, 比如可以简单地把En和He减小为原来的1/K, 其中K为大于1的实数, 称为进化系数. (2) 局部求变 (进化式变异) .当若干进化代没有发现新的跨代精英, 即连续平凡代数达到一定的阈值λlocal时, 算法可能陷入了一个局部最优邻域, 此时需要跳出这个小局部, 并在该局部附近尝试寻找新的局部最优.方法是提高En和He, 比如简单地提高为原来的L倍, L称为进化式变异系数, L F K, 可取L=K.当函数的局部最优值非常邻近时, 进化式变异可以在众多邻近局部最优值中寻找全局最优。

定义3.突变 (mutation) .它是指进化过程中全部或部分抛弃父代种群的优秀个体, 并按照一定策略生成新的个体作为母体产生新种群的操作.经过突变产生的群落相对于父代群落差异较大。

2.2 云模型理念优化SVM参数的过程

由于云模型演化算法具有精度高、收敛速度快等优点, 可以在很短的时间内搜索到全局最优点。因此本实验使用CBEA对SVM进行参数的优化, 寻找最优的惩罚因子和RBF参数的组合。结合RBF参数r和惩罚因子C, 可以得到需要优化的参数组合:P={C, r}, 其中C>0;r>0。我们以SVM的分类识别精度RA作为遗传算法的适应度函数

对于参数r和C, 我们采用浮点数编码方式, 设置终止进化代数为25, 交叉概率和变异概率分别为0.1和0.5。

算法的基本步骤如下:

(1) 初始化种群

(2) T=1;

(3) 计算群落中个体适应度评估得到优秀个体向量

(4) 按照进化策略和实变策略操作

(5) T=T+1;转向 (3)

(6) T达到我们预设的终止代数值 (25代) 则转

得出最佳的C与核函数参数的组合, 并用其训练训练集的到最优的全局最优分类面

3 实验结果与结论

本实验的实验数据来自CERNET共享的2005年6月份的电子邮件 (http://www.ccert.edu.cn/spam/sa/datasets.htm) , 其中垃圾邮件3290份, 非垃圾邮件2510份, 将数据集分为五个近似相等的子集, 四个用作训练集, 一个作为测试集, 以分类正确率作为评测标准。为方便比较, 我们用台湾林智仁等人开发的LIBSVM对相同的数据集进行了试验, LIBSVM包中有一自带的优化程序grid.py, 同样得到优化的参数组合。但是分类结果与本文提出的CBEA相比不甚理想。试验结果如表2所示:

从实验结果来看, 利用云模型演化算法的支持向量机取得了较好的分类效果, 说明本文提出的CBEA算法是可行的。

4 结束语

本文利用支持向量机对垃圾邮件进行分类, 并且利用遗传算法对支持向量机的参数组合进行了优化, 获取了最优的参数组合, 从而取得了较好的分类正确率。今后的主要工作集中在:综合优化特征提取部分, 使得分类的正确率能够获得更大的提高;考虑平衡数据与非平衡数据对分类的影响, 并寻求合适的方法来解决这个问题。

参考文献

[1]Jair Cervantes, SVM Classification for Large Data Sets by considering Models of Classes Distribution[C], In MICAI2007.

[2]Ngo Phuong Nhung;Tu Minh Phuong;An Efficient Method for Filtering Image-Based Spam[C], 2007IEEE International Conference Page (s) :96-102.

[3]Dong Seong Kim, Ha-Nam Nguyen, Genetic Algorithm to improve SVM Based Network Instruction Detection System[C]Hankuk Aviation University, AIAN‘2005.

[4]李钢, 王蔚, 张胜, 支持向量机在脑电信号分类中的应用[J], 计算机应用, 2006.6.

[5]樊兴华, 孙茂松, 一种高性能的两类中文文本分类方法[J], 计算机学报, 2006.1.

[6]王清祥, 广凯, 潘金贵, 基于支持向量机的邮件过滤[J], 计算机科学, 2007.

[7]Li De-Yi, Liu Chang-Yu.Study on the universality of the normal cloud model.Engineer and Science of China, 2004, 6 (8) :28233 (in Chinese) . (李德毅, 刘常昱.论正态云模型的普适性.中国工程科学, 2004, 6 (8) :28233) .

[8]Li De-Yi, Liu Chang-Yu, Du Yi, Han Xu.Artificial intelligence with uncertainty.Journal of Software, 2004, 15 (9) :15832592 (in Chinese) (李德毅, 刘常昱, 杜鹢, 韩旭.不确定性人工智能.软件学报, 2004, 15 (9) :15832592) .

篇3：力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

【关键词】垃圾短信；AntiSpamming；Proxy网元；拦截优化

0.绪论

课题背景。

随着移动通信服务客户群体的不断增加以及短信业务价格的不断下降，短信业务已经赢得了广大手机用户的高度喜爱，短信业务被人们称之为继广播、电视、报纸、互联网之后的“第五大传播媒介”。然而伴随着短信用户数量的不断攀升，“垃圾短信”问题也越发明显。

1.垃圾短信拦截技术及原理

如今国内三大运营商针对治理垃圾短消息的技术，主要是通过三种监控拦截机制实现的，分别是协议监控机制、实时过滤机制和话单分析机制。这三种监控机制的技术要求主要满足以下几个方面：

（1）监控面积大，可以监控网内的所有短消息数据。

（2）高可扩展性，设置采集节点时，选择采集方便的网络位置，在扩展系统处理能力时，尽量不对现有业务产生影响。

（3）多种监控过滤机制综合使用，灵活配置过滤规则，具备实时更新功能，针对垃圾短信特点的不断变化，制定过来规则，从而保证对垃圾短信的最大拦截能力。

（4）针对不同采集方式采集到的短信息数据能够正常进行监控和过来并实时进行存储，从而保证对垃圾短信的特征分析和内容处理。

1.1即时过滤机制

根据通信部制定的《短信息业务中心与短信息监控中心接口规范》，SMSC网元和SMMC网元之间的数据通信均采用标准的SMPP协议格式，SMSC网元通过DELIVER_SM将起呼（MO，Mobile Original）消息发送给SMMC网元，SMMC网元提取DELIVER SM中的short_message_text字段的数据内容，通过设置的规则进行即时过滤，并且回复给SMSC网元一条DELIVER SM RESP的数据消息，如果DELIVER SM RESP的判定字段取值是“TRUE”，则认为“鉴权通过”，则SMSC网元将该MO数据信息入库，然后转换成MT数据消息下发；如果DELIVER SM RESP的判定字段取值是“flase”，则认为“鉴权失败”，SMSC网元将该MO数据消息直接进行丢弃。

如果出现错误处理，SMSC网元等待响应数据消息的时间大于等于5s时，则SMSC网元记录日志，正常下发信息。如果在SMPP层发生错误或错误操作超时时，则SMSC网元按照正常流程进行处理（即发送短信）。

即时过滤机制其实也存在问题，如果只对数据消息的内容做简单判断，通常采用关键字内容匹配的方式进行，这样就很难对发送频率和成功率等问题进行复杂的分析和统计工作。如果想实现更准确的过滤，短信安全中心可以在即时过滤的同时将数据消息内容全部存入数据库，从而对数据消息的发送频率、数据消息的发送内容、发送的成功率做详细的分析和统计，然后再通过分析的结果制定有针对性的拦截过滤规则。

1.2话单分析机制

话单分析处理结构图如下所示。话单采集功能模块通过FTP协议方式接收SMSC网元计费服务器发送过来的短信息话单，然后将话单进行解析转换，再录入数据库服务器。

监控系统中的重要模块（即统计监控模块）对数据库存储的内容进行分析统计，主要包括以下三种方式：

（1）消息数据监控：将短消息数据和监控系统中设定的关键字进行比较，当短消息内容与关键字相匹配度达到一定值时，系统可认为此条短消息为可疑信息，列入鉴权名单。

（2）监控起呼信息条数：在监控功能模块中设制在一定时间内MO消息条数的门限阀值（即设定为100 条/秒），假如当一个号发送短消息条数在一定时间内达到或超过设定的阀值时，就可认为该短信为疑似垃圾短信。

（3）发送信息号段规律监控：当监控功能模块检测到某个号发送短消息的号段为规律号段，就可认为该短信为疑似垃圾短信。

2.Proxy网元在垃圾短信分析拦截系统中的设计

2.1系统总体结构的设计方案

短消息中心和安全系统Proxy之间新建一个Proxy网元，短消息中心收到提交短信请求后，发出的垃圾短信鉴权请求送新建Proxy，新建Proxy对信息进行初步特征鉴别，如果通过，再由新建Proxy 转发给本地垃圾短信分析（拦截）平台和安全系统Proxy，新建Proxy对本地垃圾短信分析（拦截）平台和安全系统Proxy返回的应答进行分析，如果都鉴权通过，则给短消息中心返回鉴权成功，放通短消息。否则鉴权失败，拦截短信。

2.2硬件平台结构设计

2.2.1垃圾短信分析（拦截）平台双机和集群方案

垃圾短信优化提速分析（拦截）系统可以通过VCS双机软件实现平台和数据库双机，以保证系统的可靠性，并且也可以通过平台集群和数据库集群的方式，可以完成最高可支持240000条/秒的短消息处理能力。其中，每PCS的ATAE单板上能达到6000条/秒。

2.2.2垃圾短信分析（拦截）平台和数据库的双机方案

垃圾短信分析（拦截）平台和数据库均采用双机冷备的方式来保证系统的可靠性。是基于active/standby的备份方式，即在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会被集群软件激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。

2.2.3垃圾短信分析（拦截）平台软件的集群方案

垃圾短信分析（拦截）平台主要服务模块包括短消息采集模块和业务处理模块，短消息采集模块通过SMPP协议采集并解析从短消息中心（短消息网关）接收的待鉴权短消息，消息解析完成后发送到业务处理模块完成对短消息内容和用户发送行为的分析判断。

2.2.4数据库服务器的集群方案

垃圾短信分析（拦截）系统的数据库采用Oracle11g，为保证数据存储的高可用性、高性能以及灵活的扩展性，系统采用了RAC（Oracle Real Application Cluster）集群技术。Oracle RAC 运行于集群之上，为 Oracle 数据库提供了最高级别的可用性、可伸缩性和低成本计算能力。如果集群内的一个节点发生故障，Oracle 将可以继续在其余的节点上运行。如果需要更高的处理能力，新的节点可轻松添加至集群。为了保持低成本，即使最高端的系统也可以从采用标准化商用组件的小型低成本集群开始逐步构建而成。

3.结论

篇4：力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

垃圾邮件问题如不能及时、有效解决, 将会给我国带来多方面的危害。

1 研究现状

目前存在的反垃圾邮件技术, 主要有三个大的方向。

第一种是修改现有的SMTP协议, 制定一个新的安全可靠邮件协议, 让垃圾邮没有“生存的环境”。

第二种是使大量垃圾邮件发送者承受“巨大的成本”, 以致通过电子邮件渠道来大量发送广告信息在经济利益上不合算, 来减少垃圾邮件。

第三种是根据邮件的格式, 发送时间, 文件大小, 内容以及其他特性, 来识别该邮件是否为垃圾邮件, 如果是, 则把垃圾邮件过滤掉。识别的方法多种多样。过滤垃圾邮件效果的好坏取决于识别方法的准确度。

前两种是主动的方式, 推的方式, 从垃圾邮件产生的根源出发, 不同的是一个是从技术的角度, 一个是从经济的角度, 让大量发送垃圾邮件是不可行的。而第三种方式是被动的方式、拉的方式, 它并不能杜绝垃圾邮件的重复产生, 只能当垃圾邮件产生后, 通过方法识别出垃圾邮件, 及时的剔除它们。前两种方式应用起来更加困难、复杂, 而第三种方式相对简单易行, 因此, 当前第三种方式的反垃圾邮件方法研究和应用的更多。

2 本课题的提出

随着垃圾邮件的泛滥, 反垃圾邮件技术越来越被人们所重视, 出现了很多的过滤技术和过滤系统, 因为邮件能传送文本、声音、图像等多媒体信息, 因此垃圾邮件的过滤系统就要从多方面加以过滤。不是哪一种技术就可以很好的解决垃圾邮件问题的。

本文提出的黑名单也不能独自处理好垃圾邮件的问题, 可以把这种技术跟其他邮件过滤技术一起来完成处理垃圾邮件问题。

黑名单可以是发送垃圾邮件服务器、开放的代理、开放的中继以及发送者邮箱地址。基于黑名单的方法认为, 如果邮件来自黑名单中的地址, 则认为该邮件时垃圾邮件。它的缺点在于需要时间和精力来维护管理RBLs, 因为垃圾邮件发送者不断更换他的域名和地址, 为了让该技术实时有效, RBLs也得不断的更新升级。而且会对一些合法的服务器造成误伤, 例如一个垃圾邮件发送者通过拨号上网发送垃圾邮件, 那么他是通过ISP提供商服务器登录到自己的邮件服务器上, 则ISP服务商就是垃圾邮件的源地址, 如果把这个地址设置为黑名单, 就会让很多合法用户无法发送正常的邮件。

本文的实时黑名单模块采用的是用linux的外部命令实时的去互联网协会的网站上下载其定期发布的黑名单, 把域名解析出来放在一个临时文本文件中, 然后用hash函数将该文本文件在内存中散列成便于查找的hash表, 如果一封邮件的地址我们可以在表中找到, 就拒收该邮件。由于黑名单牵涉到一些法律、个人的隐私问题, 本文只是供本论文研究之用。

3 模块设计与实现

该模块主要包括四个子模块。

(1) 下载模块:定时下载国内RBL (Realtime Blackhole List) 到临时HTML文件。

(2) 解析模块:将临时HTML文件中的黑名单解析到一个临时文本文件中。

(3) 散列模块:将RBL临时文件利用哈希函数在内存中散列成便于查找的哈希表。

(4) 查找模块:在内存的哈希表结构中, 检测待查的域名是否存在, 若存在则拒收从那里发来的邮件。

3.1 下载模块

RBL模块被调用时, 首先实现一个服务器的功能, 使用linux系统的unsigned int alarm (unsigned int seconds) 函数来定时发送信号, 触发相应的下载函数。此函数被触发后, 使用Li nu x的外部命令w get, 从Internet上下载国内RBL到一个临时HTML文件。

3.2 解析模块

根据下载的HTML临时文件的具体信息, 将其中的黑名单解析出来, 逐条放入一个TXT文档, 并以空格来分隔每一条。

3.3 散列模块

以下载模块中输出的临时TXT文件作为解析对象, 将每一行读出, 根据相应的哈希算法建立哈希查找表。

哈希算法:设定一个两倍于待查数据的静态地址空间, 首先根据哈希函数确定待查找字符串的位置n Hash Pos, 如果有冲突, 就用线性探测再地址散列的方法处理冲突。然后使用无冲突哈希函数确定字符串的哈希值, 作为它内容的唯一标识。

3.4 查找模块

读入待查的字符串, 计算其哈希值, 并且在哈希表中查找。首先检索它的位置n Hash Pos, 并比较字符串内容n Hash A, 查到就拒收邮件。若有冲突, 则利用线性探测再地址散列的方法继续查找, 找到仍然拒收若找不到则表明它不在黑名单中, 可以接收。

4 结语

基于黑名单是一个简单有效最常用的过滤方法, 它首先检查邮件头, 如果发送者在黑名单内, 就拒绝该邮件, 它的缺点在于需要时间和精力来维护管理RBLs, 黑名单模块中, 直接调用了linux的系统函数从互联网上下载黑名单, 然后解析再散列, 提高了实时性, 但是每次调用就触发去下载有可能造成系统性能的下降, 因为黑名单也不是每时都更新, 而是定期发布。

摘要：反垃圾邮件问题已经成为全球性的具有重要现实意义的课题。反垃圾是一项大工程, 有时仅靠一种方法或技术, 并不能达到我们想要的结果, 需要几种方法相结合, 来更好的处理垃圾邮件。本文所写的实时黑名单跟其他的反垃圾邮件技术一起可以取得更好的反垃圾效果。实时黑名单就是通过调用linux的系统命令, 使得模块可以随时去国际互联网协会网站下载最新的黑名单, 从而降低用户收到垃圾邮件的可能性。

关键词：垃圾邮件,实时,黑名单

参考文献

[1]谭立球, 谷士文, 费耀平.个人化电子邮件自动过滤系统的设计[J].计算机应用, 2002, 22 (6) :54～55.

[2]杨峰, 曹麒麟, 段海星, 等.基于DNSBlocklist的反垃圾邮件系统的设计与实现[J].计算机工程与应用, 2003, 7:11～1 2, 4 5.

篇5：力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

关键词 城市生活垃圾焚烧发电厂；烟气净化；NOx；SNCR

中图分类号 TM621 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0144-02

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GWKB3-2000），生活垃圾焚烧发电厂烟气中氮氧化物的排放浓度为400 mg/m3，但随着人们对环保要求的不断提高，很多经济发达及人口密度高度集中的地区，如北京、上海、广州等城市，都要求生活垃圾焚烧发电厂的烟气氮氧化物排放浓度执行欧盟2000的标准，即排放浓度需达到200 mg/m3。依照传统的生活垃圾焚烧发电厂控制NOx的3T+E燃烧技术，即合理的停留时间（Time）、炉膛燃烧温度（Temperature）、炉膛空气湍流度（Tempest）及过量空气系数（Excess air ratio），NOx的浓度可控制在

300 mg/m3-400 mg/m3。如果要达到欧盟2000的标准，则必须采用另外的措施来减少NOx的排放浓度。选择性非催化还原（SNCR）技术，装置简单、设备投资及运行维护费用低、操作方便、是目前新建城市生活垃圾发电厂中经常采用的一种脱硝措施。

1 SNCR的脱硝原理

选择性非催化还原（SNCR）脱除NOx技术是把含有NHx基的还原剂（如氨水、尿素等）喷入炉膛烟气温度为850℃-1?100℃的区域，在O2共存的条件下，该还原剂迅速热分解成NH3和其他副产物，随后NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而生成N2。

采用NH3作为还原剂，还原NOx的化学反应方程式主

要为：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

同时，还发生如下反应：

4NH3+5O2=4NO+6H2O

4NH3+3O2=2N2+6H2O

采用尿素溶液的化学反应原理为：

2（NH2）2CO+ H2O→NH3+CO2

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

SNCR的反应机理非常复杂，目前仍未能完全了解，多数学者认为NHx基还原剂按图1所示的途径反应。

SNCR技术由于不使用催化剂，要达到NO和NH3反应所需的活化能，需要适合的温度窗口，一般认为理想的温度范围为800℃-1?100℃，并随反应器的类型的变化而有所不同。当反应温度低于800℃时，NH3的反应速率下降，NOx还原率较低，同时氨的逃逸量增加；但当温度高于1?100℃，NH3的氧化反应开始起主导作用：

4NH3+5O2→4NO+6H2O

从而，NH3的作用成为氧化并生成NO，而不是还原NO为N2。总之，SNCR还原NO的过程是上述两类反应相互竞争，共同作用的结果。如何选取合适的温度条件同时兼顾减少还原剂的逃逸成为SNCR技术成功应用的关键。

2 SNCR系统结构及其影响因素

2.1 采用氨水为还原剂的SNCR系统

喷射氨水的SNCR脱硝系统由氨水卸载、存储、计量、分配及氨水泵等构成，其流程图详见图2。采用氨水系统时，生活垃圾焚烧发电一般选择的氨水浓度在8%-25%之间，通过氨水泵以

0.3 MPa-0.7 MPa的压力加入炉膛内。

2.2 采用尿素为还原剂的SNCR系统

采用尿素维还原剂的SNCR系统，主要由尿素溶液制备、存储系统、尿素溶液在线混合、稀释系统和喷射系统三部分组成，详见图3。尿素溶液配置、储存系统是为了实现尿素储存、溶液配制的功能，袋装的尿素颗粒通过人工投入到溶解池中，溶解池设置有搅拌器和加热器，以便有效地溶解尿素颗粒。配置好的溶液（浓度一般为40%）由尿素溶液输送泵输送到尿素溶液存储罐缓存。当SNCR就地控制系统接收DCS发送过来的指令，尿素溶液给料泵启动，把缓存在储存罐的尿素溶液输送到各个喷嘴。为了适应不同的锅炉运行工况，配备了尿素溶液在线稀释系统，由DCS系统检测到炉膛内的NOx浓度，然后将信号传到SNCR控制系统，经计算后调节稀释给水泵的水量，进行精确给料，使SNCR的效率最高，同是也避免喷入过量的尿素溶液，造成氨的逃逸。

2.3 SNCR系统脱硝过程中的影响因素

SNCR还原NO的化学反应效率主要取决于烟气温度、高温下停留时间、含氨化合物即还原剂注入的类型和数量、混合效果以及烟气NOx和O2的含量等因素：

1）温度对SNCR的还原反应的影响。温度对SNCR的还原反应影响最大。当温度低于温度窗口时，NH3的反应速率下降，受停留时间的限制，还原反应进行的不充分，NOx脱除率下降，同时氨的逃逸量可能也在增加；当温度高于温度窗口时，NOx的脱除率由于氨气的

热分解而降低。由于炉膛内的温度分布受到锅炉负荷、燃料的低位发热值、炉膛内的空气动力流场等多种因素影响，在生活垃圾焚烧发电厂中，需要在各面炉墙上设置2~3层喷嘴以适应不同的温度工况。不同标高的喷嘴切换是基于燃烧室的温度测量值。

2）停留时间。SNCR系统中，NH3与NO的反应需要充足的时间。如果停留时间过短，NH3与NO反应不完全，造成NO脱除率下降。当使用NH3作还原剂时，SNCR的停留时间一般控制在0.001 s-10 s之间。SNCR所有的反应从NH3注入点开始，在200 ms之内发生，NO的还原反应在NH3消失时停止。Sowo等通过化学动力学计算，停留时间超过200 ms时，NO的还原不再受停留时间的影响。但是实际工程中，如果停留时间过长，过量的NH3会与O2发生反应生成NO，也会造成NO脱除率下降。目前，一般SNCR系统设计的停留时间在0.3 s-0.5 s之间。

3）SNCR工艺所用的还原剂类型。SNCR系统常用的两种工质为氨水和尿素溶液。为了尽可能去除NOx，喷入的氨水或尿素溶液必须比理论计算量的要大。大部分过量的氨水或尿素溶液在高温下会分解为氮气和CO2。但是也会有少量的氨和CO会生成，混合在尾气中，这就是所谓的氨的逃逸问题。为了减少氨的逃逸，一般通过DCS系统检测烟囱处的烟气流量、NOx的浓度信号，然后通过与焚烧炉设计NOx浓度相比较，计算需要喷入的氨水和尿素溶液量。

为了提高SNCR对NOx的去除率，降低氨的逃逸量，还必须综合考虑以下几个关键的工艺参数：入炉生活垃圾的特性、锅炉运行的各种工况、焚烧炉的炉膛结构、余热锅炉的受热面布置、送入的过量空气量、设计工况下的NOx浓度、炉膛内的温度场分布、炉膛的气动流场分布等。

4）烟气中的氧含量。在SNCR反应开始时，氧气的存在是至关重要的。在没有氧气的条件下，NO的脱除率很小。有研究表明，当O2含量从2%增加到4%时，NOx的脱除率受影响减弱，NO去除率一直保持在较高的水平。

氧气对SNCR反应的影响化学机理如下：

NH3 + OH →NH2 +H2O

NH3 + O →NH2+OH

NH2+ NO = NNH + ON

NH2+ NO = N2+ H2O

H + O2=O+OH

O + H2O = OH+OH

综上可见SNCR系统中OH存在是必须的，随着反应的不断进行，OH的浓度会不断降低。因此，必须要保证在整个反应中不断有OH基团产生，才能保证SNCR反应能持续进行，而O2的存在才能为OH的产生提供条件。

3 SNCR系统在设计中应该注意的问题

3.1 氨的腐蚀与喷射系统

氨液是无色透明的挥发性液体，有刺鼻的臭气，且有腐蚀性。氨属于剧毒物品，需要特别小心，万一泄漏，将造成公害，顾存储和使用上必须满足国家的相关规范要求。在氨存储间需考虑合适的通风措施及氨气浓度监测及报警系统，确保生产安全。喷射系统应该能耐高温冲击，耐磨损耐腐蚀，抗热变形，而且容易维护与更换。氨的喷射应与烟气中NOx含量相互适应，也即要有好的自动控制系统。

3.2 锅炉中气流分布问题

在SNCR工艺中，NH3与NOx混合的越充分，反应进行的越好，NOx的去除率越高。如果混合不充分，则会造成局部的NOx和NH3浓度比例不相配，过量的NH3会与氧气发生反应，造成二次污染，氨的利用率也会降低，从而导致NOx去除率降低。另外，由于受到炉膛结构尺寸的限制，氨在高温炉内生存时间很短，这也要求氨与烟气的必须迅速地充分混合，否则喷入炉内的氨就会被氧化，生成NO或N2。

在锅炉中氨与烟气的混合程度主要取决于喷嘴的设计。通常，为了使氨水或尿素溶液与烟气充分混合，在喷嘴上都设计了压缩空气作为雾化剂，另外压缩空气也可以冷却喷嘴，避免喷嘴被烧毁。为了提高NH3与烟气的混合效果，提高NOx的去除率，通常采取以下措施：①通入过量的压缩空气，使氨水或尿素溶液得到更好的雾化效果；②增加喷嘴的数量，垃圾焚烧炉至少都设计2层喷嘴；③改进雾化喷嘴的设计，以便得到更好的雾化效果，同时也合理布置喷嘴，得到不同的喷射角度和方向，增加NH3与烟气的混合程度。

3.3 氨逃逸问题

SNCR系统中氨的利用率并不很高，为了还原NOx必须使用过量的氨，因此容易形成过量的氨逃逸。氨逃逸不仅会造成环境的污染，而且会和烟气中的HCl及三氧化硫合成氯化铵及硫酸氢氨而沉淀在锅炉尾部受热面，导致余热锅炉尾部受热面结垢和堵塞，同时使烟囱排气形成白烟。所以在设计中，必须采取有效的措施，精确控制入炉的氨量，减少氨的逃逸。

4 结束语

SNCR虽然脱硝效率不高，大约为30%-60%之间，但由于焚烧采用了3T+E的燃烧技术，再增加一套SNCR系统，是可以达到欧盟2000的烟气排放标准的。又因为其工艺流程简单、设备少、占地面积少、对锅炉的正常运行影响小，是一种经济实用的脱硝技术，被广泛用于城市生活垃圾焚烧发电厂中。

参考文献

[1]白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术[J].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]Koebal M,Elsener M.Entstickung von abgasen nach dem SNCR-verfahren:Ammoniakoder hamstoff als reduktios mittel.ChemIng Tech,1992,64(5):934-937.

[3]Lyon R K. Method for the reduction of the concentration of NO incombustion effluents using ammonia:US,3900554[P].1975,08,19.http://www.freepatentsonline.com/3900554.html.

篇6：力控ForceControl6.0在垃圾焚烧监控系统中的应用

城市垃圾是指城市及乡镇居民在日常生活和其他活动中产生的废弃物质,包括可回收物、大件垃圾、厨余垃圾、可堆肥垃圾、有毒有害垃圾、其他垃圾等。垃圾收集运输环节作为连接垃圾产生和末端处理之间的重要环节,耗资大,操作过程复杂,已经成为当前城市垃圾处理过程中的薄弱环节[1]。目前,城市垃圾清运工作虽然取得了一定的进展,但仍存在很多问题,如缺少对垃圾运输车辆的实时监控、缺少对垃圾源和垃圾流向的监控、监控覆盖范围小等。如何利用信息化手段,实现对城市垃圾运输车辆的智能监管,对垃圾清运体系进行精细化管理,从而更高效地清运垃圾,越来越受到各级政府部门的重视和社会各界的关注。

目前大多数城市垃圾清运体系方面监管系统的设计和应用水平仍与理想的监管效果存在较大的差距。尚利堃[2]等人提出了基于地理信息系统GIS和物联网IOT技术的多部门协同式餐厨垃圾管理系统。该系统使用GIS与物联网技术,虽然实现了对餐饮部门餐厨垃圾清运环节的监控,但因其主要针对餐饮部门,对居民生活垃圾不具一般性。李祥[3]利用红外感应技术采集垃圾信息,实现了对再生资源的分类收集、分类运输、分类处理全程信息化监控与管理,但该系统侧重于对垃圾产生源垃圾分类的监控,无法实现对垃圾清运环节的有效监控。

物联网技术具有全面感知、实时传递物品信息、智能化控制等特点,运用到城市垃圾清运监管系统中,可以实现对垃圾运输车辆、垃圾产生源和垃圾处理等信息的实时采集和监控,方便管理和控制。本文设计和开发的城市垃圾清运监管系统,采用了IOT、射频识别RFID、Zigbee、通用分组无线服务GPRS和GIS等技术,实现对垃圾源头垃圾分类、清运、垃圾运输车辆运输过程以及垃圾焚烧站点的全程监管。大大节约了监管成本,有效提高了城市垃圾的清运效率,在实际应用中取得了很好的效果。

1 系统和相关技术概述

本文描述的城市垃圾清运监管系统,在数据采集端和数据无线传输方面充分采用了IOT的相关技术予以设计和实现。系统由嵌入式车载装置、射频识别电子标签RFIDET(electronic tag of RFID)、射频识别电子标签读写器ETR/Wer(read and writer of RFIDET)、Zigbee、GPRS和计算机信息化管理等相关技术和研发的产品等组成。

物联网的出现,使得智能化识别、定位、跟踪、监控和信息化管理的实践与开发成为电子商务第三次浪潮的一个重要应用标志[4]。

RFID是一种无线通信调制解调应用技术。该技术的应用,不需要在附着RFIDET标的物和ETR/Wer之间通过机械或光学接触完成相关数据的读写。对于无源RFIET应用,RFIDET能够直接把ETR/Wer发射的无线电信号通过调制解调方式完成RFIDET和ETR/Wer的相互认证、实现相关数据交换,从而完成对附着RFIDET标的物的识别和读写相关数据[5]。在本系统中,手持ETR/Wer与车载装置的数据交互采用Zigbee技术及其协议完成。在车载装置中设有数据采集单元、数据缓存单元,显示单元和通信单元等模块组成,能够根据预设参数,采集手持ETR/Wer的识别数据、车载称重传感器的数据和把数据缓存单元中的最新数据通过GPRS技术发送到智能监管系统的后台管理系统。

GPRS技术是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准。GPRS充分利用现有的无线网络,具有资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等优点。在物联网环境下,通常需要使用无线网络进行数据传输。

GIS是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机信息系统。本智能监管系统通过获取车载装置的经纬度位置信息,显示其在地图上的位置。目前有许多开源的Web地图提供GIS服务,如本智能监管系统使用的百度地图。垃圾运输车辆上安装的嵌入式车载装置,除采集车载垃圾动态称重量数据和存储相关数据外,还具有采集和交互ETR/Wer相关数据的能力,会通过GPRS技术定期发送车载装置的状态数据和所采集的相关数据信息给后台管理系统。后台管理系统接收到这些数据后,能够获取车载装置的经纬度位置数据,然后调用百度地图实时定位车辆信息。

物联网技术能够有效解决城市发展中遇到的问题。对于城市中庞大的感知信息,通过充分运用RFIDET、ETR/Wer、车载称重传感器、嵌入式车载装置、Zigbee和GPRS通信技术手段等感测、采集、整合和分析城市垃圾运输车运输辆和处理过程中的各项关键信息。有效地将各种技术及其应用集中于一个系统,支持相关OLTP、OLAP、BI和辅助决策的有效应用,从而对民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出更科学、更智能化的响应[6,7]。

2 系统总体设计

2.1 系统实现目标

利用信息技术对城市垃圾的源头清运、垃圾运输车辆的运输过程和垃圾焚烧站点实现数字信息化全程监管,能够有效提高垃圾清运的监管效果和合理分摊清运费用。系统需实现的目标包括:①实现对车队、街道、作业点等信息的数据采集和管理。②实现对RFIDET、手持ETR/Wer、嵌入式车载装置的应用管理,包括RFIDET、手持ETR/Wer和车载装置的初始化、注册登记、安全认证模块SAM(security authentication module)和车载装置与车辆的绑定、解除绑定和更改绑定等应用管理。③实现对垃圾运输车辆清运交易的监控,详细采集和记录清运开始时间、结束时间、开始载重量、运输过程中载重量动态变化、结束载重量、作业点地址、作业人员等信息。采用GPRS技术把车载装置获取和缓存的数据信息按预设参数要求实时传输给后台管理系统。对垃圾运输车辆进行实时定位,跟踪垃圾运输车辆运行轨迹、实时显示垃圾运输车辆位置信息以及车辆运行状态和当前载重等信息,支持车辆路线定义,支持车辆调配。④实现对交易数据的报表查询,提供系统交易详细信息和聚合信息,为环保部门的运输处理费用合理分配和辅助决策提供充分、有效的科学依据。

城市垃圾清运监管系统的总体应用目标是实现环卫部门以及车队管理人员对垃圾运输车辆清运交易的实时监控、费用分摊、统计报表和辅助决策等应用功能。

2.2 系统应用功能

根据系统应用需求和欲实现的总体应用目标,本智能监管系统的用户主要包括:系统管理员、车队(运输公司)、政府部门(市环卫局、区环卫局)和街道(垃圾源头)。其中系统管理员具有最高权限,可以做任何操作,包括用户管理、数据管理、系统管理等;车队用户有权限查看车辆的监控信息和车辆清运交易的报表以及管理与自己相关的数据;政府部门有权限查看车辆监控信息以及车辆清运交易报表;街道用户有权限查看其所在街道的垃圾清运报表。图1为该系统后台管理主要功能模块的分解视图。

整个系统主要由下述十三个功能模块组成,各模块的具体功能概述如下:

1)系统管理模块SYS,提供系统关键日志、配置信息、系统日常作业、系统备份、数据清理、系统后台控制等方面的管理功能。

2)设备管理模块EMM,对所有垃圾箱房和小压站的RFI-DET进行登记管理,同时提供车载装置的管理,如设备ID初始化、车载装置与车辆的绑定等。

3)安全管理模块SEC,提供对数据的加密处理功能,如CA(Certificate Authority)秘钥管理、设备秘钥管理、设备认证管理、消息文件签名加密、消息文件解密等。

4)数据通信模块DCM,由两个功能子模块组成,分别支持zigbee和GPRS协议。

5)设备通信模块ECM,负责后台管理系统与设备之间的连接管理、FTP管理以及消息队列的存储和转发等。

6)数据采集处理模块DCP,从ECM获取数据,负责交易数据和状态数据的解析和入库、数据离线传输、不可丢失数据的自动检查和恢复等。

7)数据管理模块DMM,由三个功能子模块组成。

8)基础数据管理模块SDM,负责管理系统基础数据,如用户、车队车辆、街道小区、垃圾房小压站等基础数据。

9)参数管理模块CDM,为系统运作提供一系列版本化的可靠参数,并对各参数的创建、分发、激活、实施进行控制等。

10)数据库管理模块DBM,负责与数据库相关的业务操作功能,如数据库备份、恢复、归档、日志清理、监控等。

11)车辆监控模块SUP,提供对垃圾运输车辆的状态信息、运行数据、GIS地理位置信息服务等功能。通过车辆车载装置传输的经纬度信息,调用GIS接口,在地图上实时显示车辆的位置与状态信息。

12)报表功能模块REP,提供数据报表服务,如车辆装载量统计日报、车辆装载量统计月报、车辆装载量统计年报、车辆环比清运月报表、车辆同比清运月报表等。

13)用户界面模块WEB,调用SDM、SUP、REP、CDM、DBM、SYS等功能模块,为用户提供可视化服务等功能。

2.3 系统的构架模式

软件系统的构架模式是部署、运行软件系统的参考模型。它的设计与实现在很大程度上隐含了软件系统的相关质量属性,如可用性、性能、安全性、可修改性。可测试性和易用性等[8]。设计与实现本系统的构架模式如图2所示。

系统的构架模式主要由两层组成:

(1)设备层,该层又可划分为车载设备和后台设备两部分。

车载设备VEM。它指安装在车辆上的嵌入式车载称重和信息采集装置。垃圾采集源包括垃圾房、小压站和放水点等。车载设备的应用功能是通过传感器自动采集车辆载重数据和车辆位置等相关信息,并与后台管理系统进行数据交互。车载设备包含数据存储、通信单元和采集单元等嵌入式模块。采集单元主要负责接收传感器传递的称重数据。通信单元具有两方面技术背景的通信传输能力:①基于Zigbee协议与手持ETR/Wer交互数据,采集ETR/Wer认证和读入RFIDET的相关数据;②根据预设的通信传输参数,把采集和缓存在数据存储单元的最新数据封装成GPRS分组消息包发送给后台管理系统。数据存储主要负责存储称重和状态信息,可以用于回溯和要求二次发送相关数据。

后台设备。该设备安装在后台管理系统机房,主要完成对RFIDET、ETR/Wer和车载设备等装置的初始化工作。后台初始化设备带有标签打印机,可打印RFIDET卡,用于标识垃圾桶型号、生产厂家、管理单位、垃圾种类等信息。每张RFIDET卡上均贴有RFIDET,RFIDET卡被安装在各个垃圾房、焚烧站等作业点。操作人员通过手持ETR/Wer非接触读写RFIDET,将RFIDET的相关识别信息传送给车载装置,经车载装置通过GPRS网络将信息传送到后台管理系统。

(2)后台管理系统层主要由一系列服务器、工作站和Web客户端等组成,用于提供对设备层的监控、管理和数据采集等功能,并把采集到的数据以界面和报表的形式显示给最终用户。其中:①数据备份服务器用于提供整个系统的数据备份方案,包括系统、数据库和文件等级别的备份。数据备份服务器还用于控制外部存储设备,例如磁带机的写入写出等。②前置通信服务器用于对前端数据进行采集和处理。③对外通信服务器用于对外部系统数据进行采集和处理。④数据库服务器用于整个系统的数据库存储管理。⑤系统操作工作站用于C/S模式下的系统操作。⑥CA证书中心用于对整个系统安全密钥进行管理以及证书的颁发。⑦监控工作站对C/S模式下的系统的运行状态实行监控。⑧网络管理工作站对网络的运行状态进行监管,并可监控各服务器的运行情况,如CPU、内存状态等。⑨网络客户群通过Internet网络接入,提供网络上的客户端操作和访问等功能。

2.4 数据接口

整个系统主要分为设备层与系统的后台管理层。后台管理系统和车载设备层之间的实时数据交互采用基于TCP/IP协议的GPRS通信方式实现。交互数据包括:交易数据、车载设备状态数据和控制数据。后台管理系统层和后台设备层之间的非实时数据传输基于FTP协议实现,主要包括参数数据等。车载设备层主要负责交易数据上传和车载设备状态数据上传,后台管理系统层负责发送控制命令和参数数据。后台管理层与车载设备层之间交互数据的接口类型如图3所示。

2.5 软件结构

整个后台管理系统基于B/S的构架模式实现,应用软件系统采用模块化设计,每个模块具有特定应用功能的子系统组成。同时,本系统还是一个基于SOA的系统,采用了面向服务的体系结构。各个模块都可作为单独的服务部署在不同的服务器上,模块之间通过接口相互调用。从而降低了系统的耦合度,增加了系统的灵活性。同时,由于各模块采用分布式部署,可以很容易的构建服务器集群,大大提升了后台管理系统的故障应急和负载平衡能力。后台管理系统的软件模块结构视图如图4所示。

按照逻辑划分,后台管理系统可分为以下几层:

通信传输层:主要通过ECM模块来实现,负责与设备和外部系统进行通信。ECM和与SEC、DCP和SUP等通过接口相连接。SEC主要负责对请求连接的设备进行校验。ECM有一个消息分发的映射,通过这个映射关系,程序将相应消息分发给相应模块进行处理。其中,DCP主要负责接收处理交易数据,SUP负责接收处理状态数据。

业务处理层:主要通过模块SEC、SYS、SUP和DCP等来实现。业务层被嵌套在各个子模块中间,用于提供一些业务服务等功能。其中,SEC主要提供秘钥管理、设备连接验证等功能的接口;SYS主要提供系统的一些运行信息接口,供其他模块调用;SUP模块主要提供设备实时状态信息接口;DCP模块通过调用ECM接口向设备推送命令消息,同时提供接口供ECM调用。

数据持久层:主要通过模块DBM、CDM和SDM来实现。其中,DBM模块安装在数据库服务器上,负责数据库的管理、备份、恢复等功能,同时提供接口供其他模块调用;CDM模块通过调用ECM模块的接口向设备下发参数;SDM模块调用SEC模块接口,用于生成设备秘钥,同时调用DBM接口将IC卡、设备等初始化信息写入数据库。

表示层:指工作站和Web客户端的前端展示。表现层的实现模块包括REP(报表)、EMM(C/S界面)和WEB(Web界面)等。其中,REP模块主要调用DBM模块接口,展示报表信息;EMM模块主要调用SDM接口,用于展示IC卡、设备等初始化操作的界面;WEB是系统的主界面,通过调用REP、SUP、SDM、CDM、DBM、SYS等模块接口,向用户展示报表、设备状态、初始化信息、参数信息、交易信息、系统信息等各类信息。

3 应用示例

目前该系统已在上海市部分地区使用,并在实践中取得了很好的效果。部分垃圾运载量环比统计数据如表1所示。用户可通过该系统查看某车辆清运垃圾总量的环比增长幅度,这为实现垃圾减量化提供了参考依据。在此之前,要实现对垃圾清运重量的统计和对比,需要每天人工记录载重量,然后再录入EXCEL,到月底进行统计对比,不仅工作量大、效率低而且数据也并不精确。通过该系统可将每天每一笔作业数据实时记录下来,并自动生成每月的环比增长报表,不仅节约了时间提高了效率,准确率也大大提高。

图5展示的是车辆监控模块的功能。该模块采用GIS技术,可以实时刷新车辆的最新位置,当用户点击车辆时,可以查看到车辆的当前位置、载重量以及设备状态等信息。该模块还可以显示该车辆的历史轨迹,用户可查看到车辆的运输行程。此前的垃圾运输车辆无法进行实时监控,一旦车辆中途出现故障也难以快速应对。该系统可实现车辆招援功能,即在车辆出现不能按照计划完成任务时,车载设备可发送招援请求,由后台管理系统操作人员发送指令,临时指派其他车辆继续完成任务。实践证明,该系统能够实现对垃圾运输车辆的实时监控,大大节约了监管成本。

4 结语

本文针对城市垃圾的清运监管和费用清算等应用目标,基于物联网应用技术,描述了一种采用RFID射频技术、无线通信技术、嵌入式系统技术和混合C/S、B/S构架模式的城市垃圾运输车辆智能监管系统的软件构架设计[8]。涉及该系统软件构架的构架模式、功能划分和软件结构,并给出部份应用实例。

该系统被部署运行后的实际证明,系统运行可靠、安全、易修改,达到了设计目标,为城市垃圾清运监管和费用分摊清算取得显著的社会和经济效益。

参考文献

[1]余宁.物联网技术在垃圾收运监管体系中的应用[J].环境工程,2013,31(4):130-132.

[2]尚利堃,杜明义,靖常峰,等.基于GIS和物联网的多部门协同式餐厨垃圾管理[J].智能处理与应用,2013(5):73-75.

[3]李祥.基于物联网技术的再生资源管理信息平台研究[J].现代情报,2011,31(12):2406-2413.

[4]Gary P Schneider.电子商务(E-Business,China Student Edition,Tenth Edition)[M].机械工业出版社,2013.

[5]王桌人,王峰.智能卡大全-智能卡的结构、功能、应用[M].电子工业出版社,2002.

[6]郭娟,贺文智,吴文庆,等.物联网技术在城市生活垃圾收运系统中的应用[J].环境管理,2013,39(1):45-49.

[7]张学锋.基于物联网技术的渣土车智能监控系统设计与实现[J].软件产业与工程,2010,6(1):16-21.

篇7：建筑垃圾在路基回填中的实际应用

【关键词】建筑垃圾；路基回填；应用

1. 概述

软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性小等特性，因此在软土地基上施工，必须重视地基的变形和稳定问题。通过对省道京赞公路路基加宽段中原为渠道常期受水浸泡形成的软土进行勘察、鉴别，提出换填建筑垃圾的处理措施，即用合格建筑垃圾换填并进行压实，形成良好的持力层，从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。此工艺施工简单，不仅满足了施工质量要求，而且有效解决了土源紧张和环境保护之间的矛盾，降低了工程造价。

2. 工程简介

京赞公路是连接北京至河北省赞皇县的一条干道，也是石家庄西部的一条重要通道。本次施工的上庄段养护工程位于京赞公路K255+800～K261+344.318段，根据交通量调查及石家庄市西部生态新区规划，由原二级公路提升到一级公路标准。由于涉及旧渠改造，路基宽30～75米不等。工程于2009年4月开工，2009年9月底实现主体通车。建设单位：鹿泉市交通局，设计单位：河北省交通规划设计院，监理单位：河北省交通建设监理咨询有限公司，施工单位：河北燕峰路桥技术建设有限公司。

3. 课题的提出

2009年4月施工单位进驻工地开始清表，K255+900-K256+700段设计为左侧加宽，该段左侧施工前是为当地农业提供灌溉水源的源泉渠，渠深1.8米，常年有水。在随后的路基施工中，清理渠底片石、挖除原基础50厘米深后进行碾压，出现大面积 “弹簧”现象。考虑渠底由于常期受水浸泡，含水量大，如按原设计翻挖晾晒路基土方案因土壤含水量接近或超过塑限含水量需耗费很长时间，逢雨无法保证“十一”前通车。采用常规换填新土或掺拌生石灰粉处理方案由于该段下承层软弱同样不能碾压成型，而且近几年工程用土量大，合格土源无法保障。最后业主、监理、设计代表及施工单位四方到现场勘察、鉴别，经过研究探讨，决定采用换填建筑垃圾用大吨位双轮振动压路机配合三轮静力压路机压实的方案。此方案既保证了路基的稳定性又很大程度上节省了工程造价，兼顾经济性与环保性，可在类似工程中推广使用。

4. 方案介绍

下面就此方案在京赞公路上庄段养护工程K255+900～K256+700段中的应用作一介绍，供类似工程施工参考。

4.1挖除软弱土。

根据土壤含水量的不同按路床标高减去50～90厘米（换填厚度）为控制标高一次挖掘到位，然后用推土机整平初压，在挖除软土过程中用水准仪跟踪测量并做好记录以控制标高，为压实工作展开提供原始数据。

4.2建筑垃圾运进并摊铺平整。

建筑垃圾运进后用挖掘机或推土机进行摊铺，对大的砌块需拍碎或压碎至最大粒径不超出25厘米，最好为碎砖并夹杂部分砂浆、小混凝土块，这样在压实的过程中可形成良好的级配，使路基密实。填筑厚度为60厘米左右，如换填厚度超过80厘米应分两层施工。

4.3振动压实。

4.3.1施工准备。

因普通震动压路机及三轮碾无法充分压实如此厚的建筑垃圾，我们采用了徐工XS261双轮震动压路机，其振动时激振力可达40余吨，其最大影响深度可达1.0米深，可充分保证压实质量。碾压前沿路中线方向每20米测量弯沉值和高程，取得基础数据资料。

4.3.2碾压。

碾压顺序为从两侧向中间来回错轮的方式，轮迹重叠30厘米，碾压25～30遍。前5遍控制速度5～9公里/小时，以后速度可加快至10～12公里/小时。起初每碾压5遍进行一次沉降量、破碎程度和弯沉指标的检测，10遍后每隔2遍检测一次。

4.3.3碾压控制标准。

经强力振动碾压，建筑垃圾应破碎成5～20厘米左右的碎块并相互间嵌挤稳定。碾压后的沉降量应趋于稳定，一般以最后两遍的平均沉降量不超过5毫米为准，或其平均沉降量为总沉降量的5%～10%。

4.4表层整平碾压。

碾压完毕即可人工配合平地机或推土机进行表面整平，并用振动压路机或三轮碾静压，达到外观平整密实，宽度、平整度、纵横坡度达到路基验收标准。

4.5注意事项。

碾压前查明碾压范围内的地下管线及附近各种构造物，并根据构造物的类型施工前围挡明显标志物设置保护范围，对于不符合避让距离但又必须施工的可采取降低压路机的行驶速度、减弱振动及增加碾压遍数的保护措施，并应设专人指挥，尽量降低影响程度。

4.6方案实施效果。

4.6.1京赞公路上庄段养护工程K255+900～K256+700段路基换填建筑垃圾压实后，各项指标全部达到了路基验收标准。从实际通车效果看，质量比较满意，无发生任何质量问题。

4.6.2缩短了工期，降低了工程造价，比翻挖晾晒及掺拌生石灰粉处理施工工艺简单，方案经济。

4.6.3用建筑垃圾作换填料，可回收利用大量的建筑垃圾，倡导环保理念。

5.2综合分析。

该段采用换填建筑垃圾较掺石灰降低费用308194.74元，大大降低了工程费用，缩短了工期，且保证了工程质量，社会及经济效益明显。

6. 结束语

总之，本方案具有很多优点，在道路软路基处理中，如属市区工程地下管线及周围建筑物较多则不宜采用，而郊县外围工程地下管线及附近各种构造物较少时可考虑采用，可以取得良好的经济效益。

[文章编号]1619-2737（2014）02-17-541endprint

【摘要】本文介绍了在路基施工中使用建筑垃圾换填处理软弱土基，结合在省道京赞公路中的实践应用，提出了施工方案、最终控制标准和施工中注意事项，并进行了社会经济效益分析。

【关键词】建筑垃圾；路基回填；应用

1. 概述

软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性小等特性，因此在软土地基上施工，必须重视地基的变形和稳定问题。通过对省道京赞公路路基加宽段中原为渠道常期受水浸泡形成的软土进行勘察、鉴别，提出换填建筑垃圾的处理措施，即用合格建筑垃圾换填并进行压实，形成良好的持力层，从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。此工艺施工简单，不仅满足了施工质量要求，而且有效解决了土源紧张和环境保护之间的矛盾，降低了工程造价。

2. 工程简介

京赞公路是连接北京至河北省赞皇县的一条干道，也是石家庄西部的一条重要通道。本次施工的上庄段养护工程位于京赞公路K255+800～K261+344.318段，根据交通量调查及石家庄市西部生态新区规划，由原二级公路提升到一级公路标准。由于涉及旧渠改造，路基宽30～75米不等。工程于2009年4月开工，2009年9月底实现主体通车。建设单位：鹿泉市交通局，设计单位：河北省交通规划设计院，监理单位：河北省交通建设监理咨询有限公司，施工单位：河北燕峰路桥技术建设有限公司。

3. 课题的提出

2009年4月施工单位进驻工地开始清表，K255+900-K256+700段设计为左侧加宽，该段左侧施工前是为当地农业提供灌溉水源的源泉渠，渠深1.8米，常年有水。在随后的路基施工中，清理渠底片石、挖除原基础50厘米深后进行碾压，出现大面积 “弹簧”现象。考虑渠底由于常期受水浸泡，含水量大，如按原设计翻挖晾晒路基土方案因土壤含水量接近或超过塑限含水量需耗费很长时间，逢雨无法保证“十一”前通车。采用常规换填新土或掺拌生石灰粉处理方案由于该段下承层软弱同样不能碾压成型，而且近几年工程用土量大，合格土源无法保障。最后业主、监理、设计代表及施工单位四方到现场勘察、鉴别，经过研究探讨，决定采用换填建筑垃圾用大吨位双轮振动压路机配合三轮静力压路机压实的方案。此方案既保证了路基的稳定性又很大程度上节省了工程造价，兼顾经济性与环保性，可在类似工程中推广使用。

4. 方案介绍

下面就此方案在京赞公路上庄段养护工程K255+900～K256+700段中的应用作一介绍，供类似工程施工参考。

4.1挖除软弱土。

根据土壤含水量的不同按路床标高减去50～90厘米（换填厚度）为控制标高一次挖掘到位，然后用推土机整平初压，在挖除软土过程中用水准仪跟踪测量并做好记录以控制标高，为压实工作展开提供原始数据。

4.2建筑垃圾运进并摊铺平整。

建筑垃圾运进后用挖掘机或推土机进行摊铺，对大的砌块需拍碎或压碎至最大粒径不超出25厘米，最好为碎砖并夹杂部分砂浆、小混凝土块，这样在压实的过程中可形成良好的级配，使路基密实。填筑厚度为60厘米左右，如换填厚度超过80厘米应分两层施工。

4.3振动压实。

4.3.1施工准备。

因普通震动压路机及三轮碾无法充分压实如此厚的建筑垃圾，我们采用了徐工XS261双轮震动压路机，其振动时激振力可达40余吨，其最大影响深度可达1.0米深，可充分保证压实质量。碾压前沿路中线方向每20米测量弯沉值和高程，取得基础数据资料。

4.3.2碾压。

碾压顺序为从两侧向中间来回错轮的方式，轮迹重叠30厘米，碾压25～30遍。前5遍控制速度5～9公里/小时，以后速度可加快至10～12公里/小时。起初每碾压5遍进行一次沉降量、破碎程度和弯沉指标的检测，10遍后每隔2遍检测一次。

4.3.3碾压控制标准。

经强力振动碾压，建筑垃圾应破碎成5～20厘米左右的碎块并相互间嵌挤稳定。碾压后的沉降量应趋于稳定，一般以最后两遍的平均沉降量不超过5毫米为准，或其平均沉降量为总沉降量的5%～10%。

4.4表层整平碾压。

碾压完毕即可人工配合平地机或推土机进行表面整平，并用振动压路机或三轮碾静压，达到外观平整密实，宽度、平整度、纵横坡度达到路基验收标准。

4.5注意事项。

碾压前查明碾压范围内的地下管线及附近各种构造物，并根据构造物的类型施工前围挡明显标志物设置保护范围，对于不符合避让距离但又必须施工的可采取降低压路机的行驶速度、减弱振动及增加碾压遍数的保护措施，并应设专人指挥，尽量降低影响程度。

4.6方案实施效果。

4.6.1京赞公路上庄段养护工程K255+900～K256+700段路基换填建筑垃圾压实后，各项指标全部达到了路基验收标准。从实际通车效果看，质量比较满意，无发生任何质量问题。

4.6.2缩短了工期，降低了工程造价，比翻挖晾晒及掺拌生石灰粉处理施工工艺简单，方案经济。

4.6.3用建筑垃圾作换填料，可回收利用大量的建筑垃圾，倡导环保理念。

5.2综合分析。

该段采用换填建筑垃圾较掺石灰降低费用308194.74元，大大降低了工程费用，缩短了工期，且保证了工程质量，社会及经济效益明显。

6. 结束语

总之，本方案具有很多优点，在道路软路基处理中，如属市区工程地下管线及周围建筑物较多则不宜采用，而郊县外围工程地下管线及附近各种构造物较少时可考虑采用，可以取得良好的经济效益。

[文章编号]1619-2737（2014）02-17-541endprint

【摘要】本文介绍了在路基施工中使用建筑垃圾换填处理软弱土基，结合在省道京赞公路中的实践应用，提出了施工方案、最终控制标准和施工中注意事项，并进行了社会经济效益分析。

【关键词】建筑垃圾；路基回填；应用

1. 概述

软弱地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性小等特性，因此在软土地基上施工，必须重视地基的变形和稳定问题。通过对省道京赞公路路基加宽段中原为渠道常期受水浸泡形成的软土进行勘察、鉴别，提出换填建筑垃圾的处理措施，即用合格建筑垃圾换填并进行压实，形成良好的持力层，从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。此工艺施工简单，不仅满足了施工质量要求，而且有效解决了土源紧张和环境保护之间的矛盾，降低了工程造价。

2. 工程简介

京赞公路是连接北京至河北省赞皇县的一条干道，也是石家庄西部的一条重要通道。本次施工的上庄段养护工程位于京赞公路K255+800～K261+344.318段，根据交通量调查及石家庄市西部生态新区规划，由原二级公路提升到一级公路标准。由于涉及旧渠改造，路基宽30～75米不等。工程于2009年4月开工，2009年9月底实现主体通车。建设单位：鹿泉市交通局，设计单位：河北省交通规划设计院，监理单位：河北省交通建设监理咨询有限公司，施工单位：河北燕峰路桥技术建设有限公司。

3. 课题的提出

2009年4月施工单位进驻工地开始清表，K255+900-K256+700段设计为左侧加宽，该段左侧施工前是为当地农业提供灌溉水源的源泉渠，渠深1.8米，常年有水。在随后的路基施工中，清理渠底片石、挖除原基础50厘米深后进行碾压，出现大面积 “弹簧”现象。考虑渠底由于常期受水浸泡，含水量大，如按原设计翻挖晾晒路基土方案因土壤含水量接近或超过塑限含水量需耗费很长时间，逢雨无法保证“十一”前通车。采用常规换填新土或掺拌生石灰粉处理方案由于该段下承层软弱同样不能碾压成型，而且近几年工程用土量大，合格土源无法保障。最后业主、监理、设计代表及施工单位四方到现场勘察、鉴别，经过研究探讨，决定采用换填建筑垃圾用大吨位双轮振动压路机配合三轮静力压路机压实的方案。此方案既保证了路基的稳定性又很大程度上节省了工程造价，兼顾经济性与环保性，可在类似工程中推广使用。

4. 方案介绍

下面就此方案在京赞公路上庄段养护工程K255+900～K256+700段中的应用作一介绍，供类似工程施工参考。

4.1挖除软弱土。

根据土壤含水量的不同按路床标高减去50～90厘米（换填厚度）为控制标高一次挖掘到位，然后用推土机整平初压，在挖除软土过程中用水准仪跟踪测量并做好记录以控制标高，为压实工作展开提供原始数据。

4.2建筑垃圾运进并摊铺平整。

建筑垃圾运进后用挖掘机或推土机进行摊铺，对大的砌块需拍碎或压碎至最大粒径不超出25厘米，最好为碎砖并夹杂部分砂浆、小混凝土块，这样在压实的过程中可形成良好的级配，使路基密实。填筑厚度为60厘米左右，如换填厚度超过80厘米应分两层施工。

4.3振动压实。

4.3.1施工准备。

因普通震动压路机及三轮碾无法充分压实如此厚的建筑垃圾，我们采用了徐工XS261双轮震动压路机，其振动时激振力可达40余吨，其最大影响深度可达1.0米深，可充分保证压实质量。碾压前沿路中线方向每20米测量弯沉值和高程，取得基础数据资料。

4.3.2碾压。

碾压顺序为从两侧向中间来回错轮的方式，轮迹重叠30厘米，碾压25～30遍。前5遍控制速度5～9公里/小时，以后速度可加快至10～12公里/小时。起初每碾压5遍进行一次沉降量、破碎程度和弯沉指标的检测，10遍后每隔2遍检测一次。

4.3.3碾压控制标准。

经强力振动碾压，建筑垃圾应破碎成5～20厘米左右的碎块并相互间嵌挤稳定。碾压后的沉降量应趋于稳定，一般以最后两遍的平均沉降量不超过5毫米为准，或其平均沉降量为总沉降量的5%～10%。

4.4表层整平碾压。

碾压完毕即可人工配合平地机或推土机进行表面整平，并用振动压路机或三轮碾静压，达到外观平整密实，宽度、平整度、纵横坡度达到路基验收标准。

4.5注意事项。

碾压前查明碾压范围内的地下管线及附近各种构造物，并根据构造物的类型施工前围挡明显标志物设置保护范围，对于不符合避让距离但又必须施工的可采取降低压路机的行驶速度、减弱振动及增加碾压遍数的保护措施，并应设专人指挥，尽量降低影响程度。

4.6方案实施效果。

4.6.1京赞公路上庄段养护工程K255+900～K256+700段路基换填建筑垃圾压实后，各项指标全部达到了路基验收标准。从实际通车效果看，质量比较满意，无发生任何质量问题。

4.6.2缩短了工期，降低了工程造价，比翻挖晾晒及掺拌生石灰粉处理施工工艺简单，方案经济。

4.6.3用建筑垃圾作换填料，可回收利用大量的建筑垃圾，倡导环保理念。

5.2综合分析。

该段采用换填建筑垃圾较掺石灰降低费用308194.74元，大大降低了工程费用，缩短了工期，且保证了工程质量，社会及经济效益明显。

6. 结束语

总之，本方案具有很多优点，在道路软路基处理中，如属市区工程地下管线及周围建筑物较多则不宜采用，而郊县外围工程地下管线及附近各种构造物较少时可考虑采用，可以取得良好的经济效益。