時間：2023-03-22 17:43:24
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目前，石油工程設計課程教學中主要包括：油藏工程設計、鉆井工程設計、采油工程設計和儲層改造工程設計等四個專題。石油工程設計是大學生在石油工程領域的第一次“實戰”演習。其中，油藏工程設計中包括：井網布置和注采井組動態分析。鉆井工程設計包括：井身結構設計、鉆井液設計、鉆柱設計、鉆井參數設計、固井設計、井控設計和鉆機選擇等。采油工程包括：有桿泵采油系統工程設計、連續氣舉設計和電潛泵采油系統設計等。儲層改造工程設計包括：水力壓裂和酸化設計。根據教學計劃安排，石油工程設計通常用4周～6周時間，時間比較緊湊。一般要求學生在這個時段內分別進行油藏工程設計、鉆井工程設計、采油工程設計和儲層改造工程設計等。這四個專題的設計內容根據不同油田的生產數據、鉆井數據、地質資料等進行，也即只做以一口井或一個井組為對象的單項工程設計。四個設計之間，沒有共同的設計基礎數據，相互之間沒有必然的聯系，每個設計具有相對的獨立性。
二、單項工程設計教學的優點
1.成熟的教學內容降低指導難度
在石油工程設計中，各個單項設計的內容幾乎沒有太多的更新。以鉆井工程設計部分為例，在鉆井工程設計階段，通常選用某油田的真實《鉆井設計》作為主要參考資料。由于鉆井工程設計內容較多，在設計的過程中，將學生分組，每小組3人，分別進行水力參數設計、固井參數設計、鉆柱及下部鉆具組合設計等，再將三部分內容合在一起，構成完整的鉆井工程設計。在進行各部分設計的過程中，學生根據教材或專業書籍、工具手冊上給出的計算方法進行計算。這個過程就是先有結果，之后要求學生根據現有專業知識進行結果復核。一般情況下，指導教師對每口井的鉆井設計計算結果出現的各種問題較為了解，教學指導過程難度較小。
2.較短學時內保證各單項設計的完整性
由于石油工程設計的內容較多，而教學學時較短，為了保證學生能夠得到各個單項設計過程的訓練，同時也為了保證每個單項設計的相對完整性，對每個部分的設計內容都進行了適當的簡化，便于學生抓住重點，訓練解決問題的能力，以利于較短時間內教學工作的順利開展。
3.模塊化教學內容提高了學生的設計效率
石油工程設計在分成四個單項進行教學時，每個部分的教學內容都比較集中，都有相對獨立性。指導教師根據設計內容詳細講解，使學生能夠明確主要的設計思路和設計方法，并進行初步模仿和試做。學生在進行各部分設計時，根據事先擬定的已知數據和資料，采用教材上給出的設計方法進行計算，針對具體設計內容快速完成該部分的設計，提高了學生完成各分項工程設計的效率。
三、單項工程設計教學的不足
1.單項工程設計內容更新速度慢
石油工程設計各個單項設計內容的前提條件和已知條件更新速度較慢。如，鉆井工程設計部分參考的原始設計還有20年前的，這與當前的鉆井技術發展速度不匹配。很多陳舊的設計方法和理念還沒有得到及時的改進，很多新的技術方法沒有充分考慮和融入，甚至有些設備工具早已淘汰，但卻在目前的設計中出現。這對實踐類教學是不利的。
2.各單項工程設計之間聯系不夠緊密
學生在進行工程設計時，各個專題的訓練幾乎是孤立的，沒有共同的數據基礎，相互之間缺少必要的聯系。一名合格的石油工程師必須具有全局意識，因此，只有將各個專題通盤考慮，設計出的內容才能真正服務于實際生產，才能與目前提倡的“卓越工程”素質培養相符。目前，從各單項各自的訓練內容上看，確實能夠使學生在各單項上得到好的鍛煉。但是在進行各單項設計時，學生卻不能從油田開發過程的全局出發。學生在設計過程中很少加入個人觀點，也會相應的缺少全局意識和觀念。因此，在工程設計訓練中，應增強工程設計綜合訓練力度，使學生通過查閱文獻或資料，理順各個專題設計中的前后邏輯關系和銜接次序，優化以培養具有“綜合業務素質”工程師為特色的教學內容。近幾年，學校參加全國石油工程設計競賽的作品數量較少，設計質量不高。究其原因，不是學生不優秀，而是缺乏必要的指導。學生不知如何從全局考慮，做一個上、中、下游一體化的完整的石油工程設計。這也說明以往孤立式、分專題開展石油工程設計教學存在不足。
3.學生缺少獲取和加工原始數據方法的訓練
石油工程設計各個專項設計內容的已知參數和設計要求基本上都已給出，缺少訓練學生如何獲取和加工原始數據的思路和方法。經常出現學生采用教材的計算方法計算出來的結果與已知數據相差很大，使學生產生困惑和不解。這其中一個重要原因是，學生對現場的實際地質情況和工程施工情況缺少了解。如果能夠訓練學生從某一油田開發初期的原始資料開始進行編輯整理，并作為學生將要進行石油工程設計的原始參考資料，依次進行油藏工程、鉆井工程、采油工程和儲層改造工程等四個專題模塊的設計，學生既學會了解決問題的方法，又學會了發現問題、分析問題的方法，從而培養學生綜合考慮問題，從全局出發進行石油工程設計。
4.學生團隊協作能力未能得到充分訓練
在進行石油工程設計時，為了讓每名學生在短時間內完成全部的工作，只能降低設計難度，減少發現問題和分析問題的環節，更多地強調解決問題的最后一個環節。而發現和分析問題的環節往往是更難的，是更需要訓練的，同時也需要更多的時間和更多的人在一起進行分析和討論。因此，在進行石油工程設計實踐教學的訓練過程中，其組織形式也應模仿現場工程師的工作方式——團隊協作。這樣做，可以使學生體驗到石油工程設計的真實性，還可以使學生在團隊協作的工作方式中學會與他人相處，體驗在團隊協作中自己應承擔的責任和義務，增強學生的責任感和大局觀念。學生畢業工作后，能感受到在學校所進行的石油工程設計具有很強的實用性。
四、單項工程設計教學的改革方案
1.強化小組討論機制
在石油工程設計教學過程中，要求學生以團隊協作方式進行四個專題的綜合訓練。在四個專題設計之初，要求小組成員必須針對各自的專題設計要求提出問題，小組內部進行討論和研究，撰寫公共部分內容，形成小組討論機制。這樣做的目的就是要求小組內各成員能夠相互配合，團結協作。雖然小組內各成員主要負責其中一個專題的設計工作，但是每名成員必須根據自己對基礎數據的理解和四個專題的共同需求，提煉出共同使用的公共數據資料，從而訓練學生的工程意識和全局意識。
2.延長教學時間
單項工程設計實踐教學環節與學生畢業后從事的工作內容息息相關。在大四階段，強化和細化這些實踐性較強的教學內容越來越有必要。因此，適當延長單項工程設計的教學時間也是非常必要的。目前，本校以往安排在大四階段的專業課程多數都提前到大三階段，目的是給考研的學生騰出更多的時間來專心備考。這樣一來，大四階段的教學時間較為充裕，使延長單項工程設計的教學時間成為可能。
3.工程設計代替畢業設計
1.1配網工程設計有助于配網工程改造與建設的全面規劃
配網工程設計工作，對提高配網工程改造與建設工程的質量有著巨大的幫助。在配網工程設計的內容中，包含對配網工程改造與建設的路線規劃、電網結構構架、電網設備選擇、電網無功補償的制定、供電電源點的位置布設等等內容，這些內容對于施行配網改造與建設工程有著非常重大的幫助，能夠有效地減少配網改造與建設過程中發生的配網結構布置不合理、配網設備選用出錯、配網供電能力不能滿足城市發展的要求等等錯誤的現象。按照配網工程的設計進行配網改造與建設的施工工作，能夠有效的滿足現代化的配網建設要求，降低配網改造和建設過程中的成本投入，提高配網改造和建設后產生的經濟效益和社會效益。
1.2配網工程設計有助于幫助配網改造與建設工程選擇合適的電壓等級
在配網工程的設計過程中，需要對當前城市運行的電網狀況進行一次清晰的調查，以發現當前城市配網運行過程中的問題，改變當前城市電網運行的布局。在對城市電壓等級的選擇中，配網設計能夠對城市不同地區的電壓進行確定，分層分區的組成配電網的電壓等級，簡化配電網中的電壓等級限制和需求，逐步提高電壓等級，有利于配電網的合理布局，簡化配網的組成結構，減少配網中變電層次和電能損耗，增強城市配網的安全可靠性和經濟運行水平。甚至在配網工程的設計中，對電網導線得截面都有一定的設計。
1.3配網工程設計有助于提高配網改造和建設后的自動化水平
在配網工程設計中添加關于配網自動化的設備，可以有效提高配網改造和建設后的自動化運行水平。例如在10KV配網的自動化事故處理設計中，可以利用自動化設備自動切除線路的故障區段，使配網能夠自動恢復完好并繼續向向地區供電。首先，可以在配網工程的設計中在配網上安裝新的自動化設備，發生事故時可以自動執行操作；其次，可以在設計內容對配網改造，將環網線路或者“手拉手”線路分成幾段設計，通常以三只開關分成四段為最佳設計方案。
1.4配網工程設計能夠有效縮短配網改造和建設工程施工的工期
在城市配網改造和建設工程中，中低壓配電網是提高配網運行可靠性的關鍵，而中低壓配電網的組成包含了10KV配電線路、配電所、開閉所以及380V和220V線路。同時，中低配電線路遍布城市的大街小巷，供電區域交叉重疊、接線過程復雜，改造和建設工程的任務量十分繁重。而做好城市配網工程設計，能夠有效地的解決這個問題，在城市配網工程的設計內容中，首先就是對當前改造的配網工程進行清晰明確的調查，確定城市各個地區的線路分布情況以及電能需求情況，根據地區的電能需求安排配網線路的布置，確定配網電源的位置。通過配網工程設計，能夠有效的避免配網改造和建設工程施工過程中，中低壓線路交錯不明、供電重疊、線路復雜、供電功能不符合地區要求等情況的發生，確定配網改造和建設工程施工過程中工程量的大小，有效減少配網改造和建設過程中的無用施工，使配網改造和建設工程能夠如期甚至提前完工。
2結語
以強化學生的工程設計能力、實踐能力與創新能力為核心，重新修訂教學大綱，整合相關課程，對應工程設計內容體系，構建完善的工程設計課程體系。大一為工程設計啟蒙階段，以激發興趣為主，課程為生物工程(化學工程)概論;大二為單元設計和工程設計技能培訓階段，包含:化工原理、化工熱力學、化工制圖、化工儀表自動化;大三為產品設計、工藝設計和設備設計階段，包含:生物工程(化學工程)設備、分離工程、化工設計與模擬、工藝學課程(化工工藝學、發酵工程、制藥工藝學、釀酒工藝學等);大四為工廠設計和綜合實訓階段，主要進行生物工程(化學工程)工廠設計和畢業設計。為適應行業的需求和時展，在各課程教學中突出工程思維和工程方法學的同時，著力介紹行業規范、標準以及新產品、新工藝、新技術、新設備，并將計算機輔助制圖、計算機仿真模擬、計算機輔助設計作為主要技能進行培養。
2構建完整的工程設計實踐環節
工程設計是面向對象的綜合性實踐活動，只有突出實踐環節才能讓學生鍛煉能力、積累經驗、有所感悟。整個工程實踐環節包括化工AutoCAD制圖、化工原理課程設計、化工設計Aspen仿真模擬、生物工程(制藥工程)創新綜合性大實驗、湖北省化工設計大賽、全國“三井杯”化工設計大賽、全國大學生制藥工程設計競賽、生產實習、工廠設計項目、畢業設計。工程設計以校企組合的校內生產性實訓基地(如尿素仿真實訓平臺、啤酒發酵實訓基地、藥物制劑實訓平臺)和校外企業實習基地(如安琪酵母生物工程專業國家級工程實踐教育中心)為依托，注重選題的針對性(面向地方企業)、設計的規范性(符合行業標準)、操作的可行性(綠色、經濟與安全)，并將化工設計競賽、制藥工程設計競賽融入人才培養的教學體系中，大力提高實踐教學環節的實效性。
3構建合適的工程設計評價體系和管理模式
工程設計的系統性、協作性較強，因此在工廠設計和畢業設計中采用小組制、導師制、課題制進行管理、操作和評價，以培養學生的團隊合作精神，即每小組5～7名學生和1～2名指導老師，每個學生完成每組設計項目下的一項子課題，最后采用學生答辯與互評、教師評價、企業專家點評等構成綜合評價體系。另外，建立健全激勵約束機制，考慮給予競賽獲獎和設計達優秀等級的學生相應的創新實踐學分，代替相關選修課的學分，以此激發更多的學生參與工程設計的學習。
4結語
技術風險也廣泛的存在工程設計階段，要想從根本上降低工程造價，設計人員必須要采取科學的措施降低設計費用、縮短設計周期，從各個渠道中獲取到準確的信息，在設計階段，還要嚴格遵照相關的規范標準進行設計，將經濟性觀念融入到設計工作中，保障設計工作的技術性與經濟性，這樣才能夠為工程安全奠定好基礎，但是，就現階段來看，工程設計的技術風險是廣泛存在的。
2、工程造價設計風險的規避策略分析
2.1做好招標與投標工作
為了避免設計階段忽視技術招標與施工圖紙出現的各類問題，需要在施工設計工作中引入競爭機制，讓設計人員更加關注設計圖紙的細節問題，在定標的過程中，必須要讓設計工作具有合理性、實用性以及創造性，看進度計劃是不是科學、投資估算是不是合理、技術水平能不能滿足施工要求。
2.2做好設計變更管理工作
在設計的后期階段，必須要做好設計變更管理工作，提前變更時間，盡可能的少變更，減少設計變更工作帶來的損失。要注意到，設計變更時間越早，那么損失也就越小，如果設計階段進行變更，只要修改設計圖紙就可以滿足相關的要求，并不會出現其他的費用；如果在采購階段進行變更，不僅需要修改圖紙，還需要重新選擇設備與材料；如果在施工階段進行變更，還需要拆除重建，損失十分嚴重。基于以上的因素，必須要對設計變更工作進行科學有效的管理，從根本上降低工程造價。
2.3提升設計人員的綜合素質水平與責任意識
設計人員的綜合素質與責任意識對于工程造價的控制有著直接的影響，要想有效降低工程造價，設計人員必須要具有經濟意識，自覺的將工程經濟性考慮到設計工作中，加強預算與技術之間的結合。此外，設計單位需要加強對設計人員的培訓與教育工作，讓他們掌握新型的設計方式，同時，還要將獎懲機制落實到實處，激發出設計人員的成本意識與質量意識，讓他們可以嚴格的根據技術與規范要求進行施工，在保障質量的前提條件下引入新技術，降低成本，對于有效節約造價的設計人員，可以給予適當的降低，對于設計浪費的設計人員要予以一定的懲罰，責令其進行改正。
2.4開展標準化設計，對設計方案開展技術論證
使用標準化設計模式可以有效降低工程的造價，為此，在工程設計階段，必須要采用標準化設計模式，保障工程設計的質量與設計效率，同時，還要采取科學的措施降低設計成本、縮短設計時間，讓經濟性原則可以貫穿到整個設計工作中。在具體的設計階段，需要對設計方案進行科學的技術論證，甄選出最為經濟、合理、科學的方案，將設計經濟性與設計技術性結合起來，做好設計論證工作，在保障工程性能與結構的前提條件下，綜合使用定量分析法與定性分析法，提升設計工作的合理性與經濟性。
3、結束語
公路設計是公路施工建設的藍圖，是確定公路各項性能指標的基礎要素。由于道路建設是門復雜的系統性工程，施工條件復雜多變，施工工期較長，涉及因素眾多，如果在工程設計階段沒有充分考慮和準確計算并制定切實可行的施工措施，就很可能在后續施工和使用過程中產生問題，導致質量事故，造成不必要的經濟和人員損失。在公路設計工作中常見的問題有以下幾種。
1.1公路實際使用壽命不能滿足規定要求，在使用年限之前很早就發生各類損壞現象，影響使用。
根據我國現行公路標準，公路使用年限要在15年以上，而實際大多數的公路的使用壽命僅有10年。之所以發生這種情況，離不開公路設計時按照較低標準選取技術參數的原因。這樣雖然能夠在一定程度上降低施工成本，增加經濟效益，但也使公路的性能極限大幅下降。公路投入使用后，一旦遭遇較大強度的負荷就容易發生質量問題，導致公路的提前報廢，從長遠角度看，反而增加了經濟成本。
1.2坡長設計不當
我國國土面積廣大，地形種類復雜，很多公路路段要在陡坡上修建。坡長設計不僅影響汽車的通行能力，還容易引發安全事故。
1.3平、縱坡的控制指標設置不當
隨著地形的變化，公路往往會遇到平坡、縱坡，如果平、縱坡的控制指標沒有掌握好，極易引發車輛超載、超速問題。近年來超速交通事故頻發，具體原因很多，但平、縱坡的控制指標設置不當，是其中一個重要因素。除此之外，公路設計中還存在諸如前期調研不足、排水不利、變更過多等問題。
2提高公路工程設計質量工作要點
2.1實施公路設計全過程質量控制
按照傳統是設計工作方式，在所有設計工作完成后進行設計審查，評價設計方案的質量水平。這種方式僅僅是對設計圖紙和方案本身進行質量檢查，而忽略了對設計過程的管理。由于工程設計文件篇幅很大，而審查時間往往只有幾天，使得審查工作難以深入開展，對設計中存在的不足和缺陷也很難進行徹底清查并修正。因此，加強設計工作全過程的質量控制對于改正缺陷，提高設計方案質量是非常必要的。目前，我國設計過程質量控制工作剛剛起步，實行難度也比較大，對于工作人員的要求也非常高，需要工作人員具備相應水準的技術背景。實施公路設計質量控制要抓好設計工作各個階段的質量控制，主要要做好以下幾項工作。
2.1.1實施設計調查。
精確的設計條件是保障設計工作順利開展的重要基礎要件。在外業工作完成后，建設單位和設計單位要開展一次中間調查，對于施工標準、規模等問題進行研究，拿出方案辦法。
2.1.2實施優化設計。
設計方案初步擬制后，由項目建設單位連同設計單位組織專業技術人員，深入全面地研究方案各個細節，查找不足，修正缺陷，進行設計優化，不斷提高設計水平。
2.1.3實施施工圖會審。
在圖紙設計過程中要組織第三方召開專家評審會，對施工圖紙進行階段性會審，確保數據計算無誤，圖紙質量可靠。
2.1.4實施重點審查。
在工程設計方案完成后，邀請級別更高的設計單位對工程中重要部位或特殊結構進行重點審查，重新驗算，將審查結果以書面形式如實傳遞給設計單位及建設單位，確保設計質量。
2.2切實做好公路線形設計工作
公路線形的選擇對于道路施工條件、施工難度、工程質量以及道路投入使用后的服務水平有直接影響。正確合適的線形設計能夠大幅降低施工難度，縮短工期，提高工程質量，對于日后道路維護保養工作也有很大幫助。在平面線形設計方面，一要盡可能減少征地拆遷工作量，特別是路線不要途徑密集人口居住區。公路建設，不僅僅要占用路面本身對應的地面，對道路兩側的土地也有一定幅度的占用。如果道路經過居民區就會導致大規模的民房拆遷工作量。民房拆遷需要大量的資金和時間，從而導致工程成本大幅上升，甚至影響工程工期；二要盡量避開超高地區域。如果公路途經超高地區域，不僅會提高施工難度，增加施工成本，建成后的道路還可能產生跳車現象；三要加強橫坡施陡坡區域的地基質量。在陡峭的地方施工，容易產生地基不均勻沉降和滑坡現象，損壞工程質量和使用壽命，甚至引發安全事故，所以要特別注意。在縱斷面線形設計方面，一要正確選取人行通道橋涵或天橋。橋涵和天橋都能夠提供人行通道的作用，又各有特點。天橋有利于降低車禍發生的概率，橋涵則節省通行時間，在設計時要根據現場具體情況進行選擇；二要減少明涵結構，降低施工及維護成本，防止發生跳車現象；三要盡量減少高填方設計。高填方設計對于施工技術水平要求很高，特別是在土質松軟地區，極易發生大面積不均勻沉降，影響道路運行。
2.3重視路基工程設計
一要做好挖方填方相臨交界位置的設計。我國國土廣袤，公路里程動則數百公里或上千公里，穿山越嶺途徑不同地質地形區域，不論使用瀝青或混凝土何種形式的路面，總會發生裂縫、斷板、拱起、接縫破損等質量問題。而挖方填方交界處往往是裂縫現象發生的多發區域。其原因就是沒有處理好填方和挖方交界處的垂直變形問題。因此，在設計時就要加強對于填方挖方交界處的處理，制定相應措施，加強過渡部分的緩沖作用，減少裂縫發生。二要做好路堤邊坡設計。近兩年來，我國某些地區多次發生地震、洪澇等自然災害，導致山地公路邊坡塌陷和路堤損壞事故多發，嚴重影響道路的正常通行。產生這個的問題的主要原因就是邊坡對于意外導致的負荷承受力不足。因此，在設計時必須要注重對邊坡的防護，設置護坡道來防御洪水沖擊，降低邊坡路堤負荷。
3結束語
施工組織設計
疏浚工程擬采用4方抓斗船開挖，配合泥駁施工，疏浚土外拋于附近壩田、深潭或采用吹泥船吹至附近的壩田。工程施工應嚴格按《疏浚工程技術規范》（JTJ319-99）、《水運工程爆破技術規范》（JTS204-2008）有關規定執行，同時必須在施工過程中實行自檢、互檢、專檢，對不符合質量要求的淺段，不能竣工驗收。在施工組織方面，首先形成明確的施工計劃，并對施工方提供的材料進行審批。隨后，開展技術交底工作，交接完成后即可提出開工申請。最后，相關部門應注意做好施工過程中以及施工結束后的質量檢查工作。
航標工程
1．航標設計
西江下游（肇慶至虎跳門）航道整治工程航標工程共配布航標144座，已有5年使用時間，受自然條件和產品老化等因素影響，上述航標受損較多，原主要的備用器材也已經耗完。根據此次航道整治工程涉及的西江航道局、江門航道局、佛山航道局和廣州航道局向廣東省航道局請示的相關文件，本遺留工程中航標工程主要包括：
（1）航標的改造、改建、修復；
（2）塔標標路、擋土墻、安全護欄的修復、新建指路牌；
（3）航標及備用器材的購置。
2．配布類別
西江下游航標原設計為按內河一類標志進行配布設計，本次航標工程仍按原航標配布類別進行設計。
3．設計原則
（1）特殊情況除外，對撞毀的航標按照原設計方案進行重建，對部分損壞的航標進行改造、修復。
（2）對于損壞的航標，各區域局已修復好，但資金尚未解決的，可列上，并在備注中說明。
（3）航標備用器材的備用量按原設計的備用率計算，即統一按照50％。
（4）由于無大比例放大測圖及勘察資料，施工中應根據每座塔標所處的實際地形進行調整，其工程量實行現場計量。
尾工工程
1．碼頭的現狀與功能要求
本碼頭位于西江下游高明市區太平州荷城公園河段，使用岸線長度約45m，現狀為西江航道局高明航道站的簡易工作碼頭，碼頭目前設置兩級漿砌石平臺及簡易滑道，上游設置一高樁式引橋（頂標高8.2m），碼頭前沿水域停靠工作船及放置浮標等器材。原碼頭建設年代較早，設施陳舊，目前不能適應航道日常維護工作的要求，需要進行必要維修。根據高明航道站的要求，本碼頭需設置兩個靠船墩（兼顧系船功能），后方設置碼頭平臺作為堆場及設備檢修工作平臺。
2．平面布置
本碼頭平面順岸布置，碼頭泊位長40m，碼頭結構由兩個靠船墩組成，靠船墩兩端部的連線長23m，后方平臺長40m，平臺至岸堤止。碼頭平面布置詳見施工圖紙。碼頭前沿線部分水域需進行浚深，以滿足船舶吃水要求。碼頭所在河段河床較為穩定，水深良好。另外碼頭回旋水域距離主航道約100m，作業不影響主航道的正常通航。擬加固碼頭前沿港池底高程-2.82m。回旋水域寬度52.5m，底高程為-2.82m，前沿停泊水域16.0m。碼頭結構長23m，后方平臺長40m。
3．作業標準
碼頭的泊穩和作業條件主要考慮的自然條件包括風、浪、水流的大小及其分布特征。風速風向對碼頭作業影響較大，當風力大于6級時碼頭停止作業。本碼頭位于三角洲河網水道，河道水面寬度約600m，自生風浪較小。漲、落潮平均流速較小，水平平緩，對船舶的靠泊影響不大，水流對碼頭作業的影響比較小。根據自然條件和作業要求，通過上述分析，考慮風、雨、霧、雷暴、水等各種因素的影響，本碼頭結構加固后年可作業天數不小于320d。
實船試驗
1．試驗目的
（1）驗證航道整治后的航道的技術參數（主要指彎曲半徑和寬度）的合理性，重點驗證橫坑河段的航道技術參數。
此外西江下游在項目設計前沿河均為單橋，現在高明西江大橋、九江大橋、南門大橋均出現建設雙橋在同一區間水域，這和過去航道選線按規范單橋布線有所區別，因此在實船試驗中考慮對這三座雙橋橋區水域進行上下行會船試驗。
（2）檢驗全線航道航標配布的合理性。
（3）綜合驗證西江下游航道是否達到3,000t級江海輪的雙線航道通航要求。
2．試驗范圍
本次試驗河段為西江下游（肇慶至虎跳門）全程河段長168km，主要有兩段航段組成，其中從肇慶二橋至百頃頭長123km，百頃頭至虎跳門口（即虎跳門水道）長45km。重點試驗河段為虎跳門水道的橫坑河段，起點從馬田水閘對開27#標至荷麻溪大橋上游的33#標，全長約4.4km，詳見圖2。
(1)視距設計所包含的內容
為行駛中車輛的駕駛人所能清楚見到其前方的直線距離。視距長短影響公路的行車安全至巨,安全性高的公路須有足夠的視距,使駕駛人能夠從容控制其車速,完成其所需的安全措施。
(2)縱坡度設計所包含的內容
為公路縱向的坡度,亦即沿公路中心線路面的傾斜度,以兩點間高程差與兩點間水平距離的比值表示的,如2.4%,或-3.6%,正值表上坡道,負值表下坡道。
(3)豎曲線設計所包含的內容
為縱坡度變化時,兩坡度間將形成一轉角,車輛通過該轉角處應有相對應的考慮,以促進行車安全、舒適以及視覺美觀,故應于縱坡度變化處設置一段曲線,使縱坡度逐漸變化,使路線平滑通順,此曲線稱的為豎曲線。
(4)是否采橋梁或隧道減少縱坡度所包含的內容
為若遇無法克服的地形障礙,為減少施工對當地自然環境的改變量,考慮土方開40挖等安全問題,建議可采用橋梁或隧道型式,于后續行車階段也可減少用路車輛爬坡所造成的二氧化碳排放。
2平面線形設計
(1)緩和曲線所包含的內容
為當車輛由直線路段進入某曲線半徑值以下的曲線路段,或由此曲線路段進入直線路時,為了行駛軌跡發生變化所插入的曲線稱為緩和曲線。
(2)復曲線與反向曲線所包含的內容
為復曲線為同方向兩個或兩個以上不同大小曲線半徑的圓曲線連接,中間未設緩和曲線者。反向曲線為兩組同向曲線的反向組合。同向曲線為單曲線或同向曲線間設有緩和曲線者。
(3)平曲線最小半徑限制所包含的內容
為公路的平曲線半徑愈小,則曲率愈大,亦即表示公路轉彎程度愈大,除產生較大離心力外,并因車輛轉彎時所占公路面積較大,故有效路寬將相對減小,致降低視距,對行車安全及舒適性影響甚大,故曲線半徑的最小值應加以限制。
(4)平曲線最短長度限制所包含的內容
為車輛沿曲線行駛時,若曲線長度太短,駕駛人即需將剛轉彎不久的方向盤立刻轉回,除離心力變化太大,乘客感覺不舒服外,駕駛人操作方向盤的困難度亦較高,41故平曲線的長度,亦有其最小限制的必要。
3公路交叉設計
公路交叉設計是為了有效率地發揮公路設施的交通功能。公路與其他公路或軌道系統相交者稱為公路交叉。而公路交叉的型式可分為平面交叉與立體交叉。以下分別就公路交叉設計面向下的次因素及其內容作說明。
(1)是否采槽化設計所包含的內
為交叉路口槽化設計時,可利用標線或路面標記繪成槽化島圖型,用以區隔直通與轉向的車道。槽化線線型分為單實線、Y型線與斜紋線三種,其顏色應與其連接的行車分向線、分向限制線或車道線相同。交叉路口使用實體阻攔物做成不同的槽化島,將更能有效管制及保護車輛與行人。此指駛入或駛出交流道時的槽化設計。
(2)是否設置轉向彎道所包含的內容
為轉向彎道系于公路交叉處因實際需要設置槽化路口供轉向且與主線分離的車道,可提高路口車流的紓解效率。此指駛入或駛出交流道時的轉向彎道設計。
(3)是否采感應式號志所包含的內容
為交通感應式號志,用于交通量變化顯著且無規律,或交通量懸殊的地點,由設于公路上的傳感器偵測車輛到達狀況,以號志控制器默認的程序,實時變換燈號。此指設置于進入交流道時的號志。
4結語
車輛交通事故的原因很多，包括駕駛員自身以及車輛狀況的原因，如疲勞駕駛、注意力不集中、超速、酒后駕車、車輛控件失靈等，也包括路況原因，如惡劣路況、技術指標不達標、視線不良等。如何在這些情況下最大限度的保障駕乘人員安全，達到寬容公路的設計理念，必須詳細認真的收集基礎數據。
1．1原路技術標準及現狀
省道臨么線K72+800～K76+250段公路位于臨汾市翼城縣境內，起點位于臨么線與坪曲線的平交路口，終點位于晉侯高速翼城出口。此段公路為省道臨么線過境翼城縣城的重要組成部分，也是翼城縣與晉侯高速的連接線，為一級公路，路基寬度為24．5m，設計速度為80km/h，全長3．45km。平面設4處平曲線，半徑分別為250，800，1500，10000，平曲線最小半徑為250m。縱斷面最大縱坡有一處為5．932%。此段公路位于翼城縣城郊，公路通過楊家莊、西王、北梁壁、西梁壁四個村莊，公路兩側房屋、商鋪林立，部分路段已經街道化。該公路承擔著公路運輸和城市街道雙重功能，以致堵車現象嚴重、交通事故頻發。原路安保設施情況:中間帶采用雙黃實線進行分隔，設置了車行道邊緣線以及分界線;沒有任何標志、標線不全;路側護欄設置不全，或防撞等級不夠;平交路口無任何安保設施。
1．2交通量資料的調查
可以看出項目區域交通量較大，載貨汽車所占比例較大，載貨汽車中主要以礦石、煤炭、建筑材料運輸為主。
1．3交通事故數據調查
2009年1月1日～2012年4月15日，共發生7起死亡事故，其中有6起事故是由于路中心缺少中央分隔帶護欄，摩托車、電動車或行人的行駛路線不確定和隨意性造成的，給群眾財產和生命安全造成極大損失。
1．4運行速度數據
對因超速引起交通事故的路段重點調查，并通過實地觀測獲得運行速度數據。
2確定交通工程安全設施配轉置等級
交通工程及沿線設施等級分為A，B，C，D四級，本項目作為集散公路的一級公路，根據JTGB01-2003公路工程技術標準應按C級標準進行配置。C級標準為:應配置較完善的標志、標線及必需的視線誘導標、隔離設施;一級公路中間帶必須設置隔離設施;橋梁與高路堤路段應設置路側護欄;平面交叉應設置預告、指路或警告、支線減速讓行或停車讓行等標志和配套、完善的交通安全設施，并保證視距。具體設計依據為:JTG/TD81-2006公路交通安全設施設計細則，JTGD81-2006公路交通安全設施設計規范，JTGD82-2009道路交通標志和標線設置規范。在本項目中根據項目性質以及發生事故的類型，主要以設置中央分隔帶波形梁護欄和路側波形梁護欄為主，輔以完善必要的標志、標線、突起路標、防眩網、線形誘導標、輪廓標等。
3隱患問題分析及方案設計
1)一級公路、路基寬24．5m、行車速度80km/h中間帶寬為3m，不應采用雙黃線進行分隔。
因為沒有強制隔離，會造成汽車隨意掉頭和逆向車道超車，行人、自行車、摩托車橫穿公路，引起重大交通事故。根據規范要求當整體式斷面中間帶寬度小于或等于12m時，必須設置中央分隔帶護欄。設置中央分隔帶開口時根據規范要求，當一級公路作為集散公路時，其平面交叉間距不應小于500m。具體設計方案如下:根據《公路交通安全設施設計規范》中路基中央分隔帶護欄的設置原則，一級公路、設計速度為80km/h可能發生一般事故或重大事故。因而中央分隔帶采用Gr-Am-4E波形梁護欄進行隔離。項目位于城鄉結合部，為集散公路，設置中央分隔帶開口時，應結合村莊以及平交路口進行設置，且開口間距不小于500m。在中央分隔帶開口前設置減速標線。中央分隔帶開口處設置允許掉頭指示標志。若位于村莊路段還應在中央分隔帶開口處設置人行橫道線和人行橫道標志。
2)路線的平縱線形指標引起的交通事故隱患。
根據《公路路線設計規范》，當設計速度為80km/h時，平面圓曲線半徑的一般值為400m，極限值為250m;平曲線最小長度的一般值為400m，最小值為140m。此段公路中JD1平曲線半徑為250采用的是極限值。由表2知，平曲線長度全部小于一般值，大于最小值。由此可以看出，平曲線線形指標均滿足規范要求，但線形指標采用過低;縱斷面最大縱坡為5%，最小坡長為200m。，此段公路中有2處的縱坡超過規范要求，分別為5．932%和5．305%。同時有7處的最小坡長不滿足規范要求。因而存在交通事故隱患。具體設計方案如下:由于平面線形指標采用過低及縱坡數據不能完全滿足設計速度80km/h的規范標準要求;且沿線商鋪林立，已經街道化，存在行人和非機動車隨意橫穿公路現象，故在此段公路的起終點采用限速60km/h的限速標志，以降低車輛行駛速度。在JD1處設置急彎警告標志以及減速標線，并設置線形誘導標和輪廓標，以起到警告和誘導作用。下坡路段存在的主要安全隱患是車速過快或連續剎車導致車輛制動失效，易造成追尾相撞或對撞事故，可設置陡坡警告標志以及減速標線并根據路側危險程度和事故資料，路側設置護欄。
3)路側險要路段護欄設置不全，或防撞等級不夠。
路側險要路段主要安全隱患一般為車輛駛出路外的事故。可采取以下措施:a．根據交通量大小、行車速度、路側危險程度和事故資料，路側設置護欄。本項目采用Gr-A-4E(2E)波形梁護欄或F型A級鋼筋混凝土護欄進行防護。b．設置減速標線。c．設置線形誘導標和輪廓標。
4)平交路口。
平交路口存在的主要隱患是車速過快或不知道存在平交路口，易造成車輛相撞或碰撞行人事故，可采取以下措施:a．在支路設置“停車讓行”標志和停車讓行標線。b．主路上設置平面交叉的警告標志和減速標線。
5)過村鎮路段。
其特點是道路兩側行人多，非機動車輛多，存在很多小型的出入口，存在安全隱患。設計時除考慮村莊標志外，還應結合注意非機動車輛標志、注意行人標志進行設置。同時設置減速標線。
4結語
作者：方原柏 單位：昆明有色冶金設計研究院
現場無線儀表可以安裝在危險環境中，如Class1Division1區域，符合本安（除電池外）和隔爆認證，防護等級不低于IP66。上述無線現場設備中，有少數因耗電量大需現場提供電源。如無線雷達液位計需要65／240V（AC）或24～64V（DC）電源；無線設備振動監測變送器可用電池供電，也可以由外部提供10～30V（DC）電源。現場無線儀表的刷新速度可以設定為1s，5s，10s，30s，未來可以達到0．25s。現場無線儀表通過組態可執行或不執行路由功能。無線網關OneWireless網絡的設計具有非常靈活的擴展性，既可以是單一的無線變送器網絡，也可以是支持全廠多種無線應用的、全面的工廠級無線網絡。2010年6月推出的R200OneWireless網絡最新版本，支持用戶在其相關設施的不同區域設計具有各種無線覆蓋能力的無線網絡。如僅針對無線現場儀表的無線網絡架構，可選擇無線變送器本身的路由功能，由現場設備接入點實現；也可以同時支持無線現場儀表、多種無線應用、有線設備無線轉接、有線網絡無線互聯等多種功能的無線網絡架構，由多功能節點（Multinode）實現。一個無線網絡可以有多個網關，網關之間支持無線通信。多功能節點一個或多個多功能節點構建無線Mesh主干網絡，無線現場設備可以自動選擇與任何一個多功能節點進行無線通信。Mesh主干網絡支持多種應用，不僅支持同ISA100．11a無線現場設備的無線通信，還支持802．11Wi－Fi無線設備如無線視頻、Experion移動工作站、標簽掃描儀、無線巡檢、無線設備振動監測變送器、無線讀表器、可燃氣體檢測的無線通信，同時支持現場Ethernet設備的無線轉接，即現場的第三方設備可以直接有線接入多功能節點從而進入無線網絡，或者配置無線轉接模塊，同多功能節點進行無線通信。每個多功能節點都可同時作為網關或配置冗余網關與DCS，PLC進行數據集成，兩個10／100Mbit／s以太網通信口可以同時接在一個交換機上，用于控制系統的通信：Modbus，TCP／IP，OPC，或用于多功能節點之間的有線互聯，或用于轉接Modbus，RTU，TCP／IP設備進入無線網絡。
現場設備接入點采用雙天線結構設計，確保Mesh多路徑通信環境時無線數據的可靠性。無線管理平臺無線管理平臺（WDM）管理所有的無線現場設備，如ISA100．11a無線變送器、現場設備接入點和多功能節點等無線網絡設備。該平臺承擔無線現場設備網絡網關、系統管理器以及安全管理器的角色，用于初始化無線設備的組態，并存儲組態無線現場設備所需的無線網絡系統數據；實現無線現場設備網絡的安全管理，生成、和管理所有現場設備加入無線安全網絡所需的安全密鑰；提供Modbus，HART，OPC和專有協議等數據集成通信接口，實現無線網絡數據同DCS的數據集成。無線管理平臺功能也可以內嵌在DCS的組態工具中，支持無線現場設備在DCS中的內嵌式數據集成；同第三方DCS的數據集成時，應配置單獨的采用標準通信協議的無線管理平臺。OneWireless工業無線網絡的特點OneWireless與其他類型的工業無線技術相比具有如下特點：a）一個無線平臺支持多種應用，如過程參數的監控，安全視頻監視，流動作業，移動設備的即時定位，管道腐蝕監測，設備狀態診斷（如振動、轉速、位移）等。b）一個無線平臺支持多種通信協議。可以支持HART，Profibus，FF，Modbus（Serial和TCP）以及OPC等多個協議。c）無線網絡連接的現場設備種類齊全，不僅有HART設備，還有4～20mA模擬設備，熱電偶，熱電阻，閥位，DI，DO，甚至還可以通過無線讀表器連接就地顯示圓形刻度盤的壓力表、真空表、溫度計，擴展了無線解決方案涉及的產品系列。d）無線網絡用于連接的現場設備參數除了常見的壓力、流量、溫度、物位外，還包括管道腐蝕監測，設備狀態診斷（如振動、轉速、位移）等特殊參數。e）現場無線設備的刷新速度快，目前可以設定為1s，未來可以達到0．25s，從而為無線傳輸的參數用于閉環調節控制創造了條件。f）傳輸距離遠。一個網絡的覆蓋面積可以達到數十平方千米。g）現場無線儀表電池的使用時間可以達到4．5a以上。h）無線現場設備的路由功能選擇提供了系統構成的靈活性。i）擴展方便，規模可大可小。j）支持移動設備如移動工作站、IntelaTracPKS無線巡檢設備等，以通過無線網絡收集現場數據，執行資產智能管理。k）通過XYR400E無線轉接模塊可以無線轉接如下協議的第三方設備：RS－232，RS－485，Ethernet。第三方設備包括PLC，分析儀，照相機，報警盤等。3OneWireless工業無線網絡系統工程設計應用場合a）適合采用工業無線網絡的場所：測點分散，被鐵路、河流、建筑物分割；危險區域；罐區儲罐分散、無集中監控設備；現場移動作業的需要；系統布置要求更簡潔、安全；改造項目時間緊迫。b）采樣刷新速度快，適用于要求采樣刷新速度較快的工業無線網絡。c）過程工業為無線網絡設定的參數標準共分0～5級，對應信息傳輸速度的重要性由高到低，即0級要求的信息傳輸速度最快。目前，OneWireless工業無線網絡主要用于5級的記錄和下載／上傳參數、4級的報警參數、3級的開環控制參數及2級的緊急程度不高的閉環監督控制參數；而屬于1級的緊急程度高的閉環調節控制參數和0級的涉及過程安全的緊急動作參數，為可靠起見，目前暫不采用該網絡，而應以4～20mA，HART，FF現場總線等方式傳輸。d）無線現場設備、無線網關均為本安認證，可用在本安設備上，防護等級不低于IP66，現場無線設備還帶隔爆認證。e）現場設備接入點可以與無線現場設備通信，而多功能節點既可以同無線現場設備通信，也可以支持無線視頻、移動工作站、振動監測等多種無線通信，也支持有線接入PLC或其他以太網設備，進行無線轉接。
無線網絡的規模a）一個無線網絡最多可支持40個現場設備接入點／多功能節點，每個節點都可以作為網關有線接入上位機系統，實現數據集成。一個無線網絡可以有多個現場設備接入點／多功能節點同時作為網關。b）現場設備接入點／多功能節點作為網關時，每個都可以帶100臺無線現場設備（刷新速度1s），現場設備接入點／多功能節點不作為網關時可以支持20臺無線現場設備（1s刷新速度時）或80臺無線現場設備（大于1s刷新速度時）。c）無線網絡的規模至少可以支持多達800臺無線現場設備（1s刷新速度時）或3200臺無線現場設備（大于1s刷新速度時）。設計要點a）接入OneWireless工業無線網絡的輸入信號類型及采用的無線現場設備見表1所列。b）無線現場設備有作為路由器或不作為路由器兩種使用選擇。當無線現場設備組態為不具有路由功能時，支持快速數據采集，可做到如1s的刷新采集和小于100ms的通信時間滯后；當數據采集速度要求不快時，無線現場設備可以組態為具有路由功能，一些不能直接與網關無線通信的無線現場設備可以借助其他無線現場設備的路由將信息傳輸到網關。c）通常需要得到有關的現場設備配置圖，然后標出所需安裝的無線儀表位置。當無線現場設備組態為不具有路由功能時，現場設備接入點、多功能節點之間同無線現場設備之間的無線通信距離根據天線類型不同分為305m，610m，3km，兩個現場設備接入點或多功能節點之間的通信距離為1km，采用高增益天線時為10km；當無線現場設備組態為具有路由功能時，兩個無線現場設備之間的通信距離可達400m。d）無線網關支持標準的通信協議，更支持同DCS的內嵌式數據集成。如與霍尼韋爾公司PKSExperion控制系統集成時，無線管理平臺所有功能已經內嵌在DCS的組態工具中，不需要再接入無線管理平臺。e）作為控制應用的無線網絡，網關必須冗余配置。f）采用ModbusTCP／IP進行數據集成時，應配置即插即用的無線防火墻，確保網絡安全。g）現場設備接入點電源為直流24V交流，交流110／230V，多功能節點電源為直流24V，應由UPS供電。安裝要點網關a）安裝位置盡可能地有開闊的視野，便于與其他多功能節點構建Mesh無線主干網絡以及與無線現場設備之間建立連接。b）靠近DCS室或者裝有有線接口的控制室。c）防爆區域必須將網關置于防爆箱內。d）易于提供交流220V電源。e）網關可安裝于抱桿上，高增益天線也必須安裝在抱桿上，天線盡可能地裝得高一些，但是必須在接閃桿的45°角保護范圍內。f）抱桿所用材質為鍍鋅鋼管，直徑為50mm左右，鋼管壁厚不小于2mm；抱桿安裝位置高出管架正上方或者就地機柜室外部墻體頂部1～2m，并距離墻壁等物體至少200mm；抱桿底部可焊接在管架或者鋼板上，再用膨脹螺絲固定到樓頂，高度要求為2m，抱桿需良好接地。g）從無線網關設備到上一級有線設備（交換機、路由器等）之間的網線不可以超過100m。不作為網關的多功能節點及現場設備接入點a）應滿足節中步驟c）～f）要求。b）當無線現場設備組態為不具有路由功能時，安裝位置盡可能有開闊的視野和該節點覆蓋的所有無線現場設備的中心，以便于與網關或其他需要建立無線鏈接的多功能節點盡可能地保持可視；如果沒有直達路徑，非視距路徑也可以通過反射或折射覆蓋，但是覆蓋范圍將縮小，需要較多的站點才能滿足要求。4結束語OneWireless系統在中國的應用已經有數十套，如中國石化和中國石油多家下屬企業、重慶錦湖化工廠、廣州珠江水泥廠、申能上海臨港電廠燃氣電站、中國EPC油庫、中聯煤層山西沁縣氣田。華東電力試驗所等。其中中石化武漢800kt／a乙烯無線通信項目由237臺無線現場設備、22臺多功能節點（包括5臺網關和5臺冗余網關）及ExperionServer內嵌無線管理平臺組成。目前工業無線通信技術相關標準的現狀為三足鼎立。除中國國家標準化管理委員會提出的WIA－PA（WirelessNetworksforIndustrialAutomation－ProcessAutomation）工業過程自動化的無線網絡規范外，OneWireless與WirelessHART是國外主流廠家推出的兩個重要的工業無線通信技術標準。
