時間:2023-03-16 17:34:46
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2、儀器:美國SurPathTMPrepstain全自動液基薄層細胞制片染片機(BDTriPath,BurlingtonNC,USA)及相關(guān)耗材。采用奧林巴斯電子支氣管鏡(BF-260或1T260工作鏡)進行檢查。鏡下發(fā)現(xiàn)肺癌的直接征象或間接征象者,根據(jù)胸部CT提示的病變行透視下支氣管鏡肺活檢。所有患者均在活檢部位采用南京微創(chuàng)一次性保護型細胞刷刷檢,將毛刷頭直接在玻片上常規(guī)涂片1張。再將毛刷頭置于盛有10mlCyteRichRed固定液的50ml離心管中充分震蕩漂洗收集細胞。
3、制片方法
3.1傳統(tǒng)涂片方法:纖維支氣管鏡刷頭直接涂抹于載玻片上,涂片1張,干燥,95%乙醇固定10min,常規(guī)HE染色鏡檢。
3.2BDTriPath制片方法:標本加入專用50ml離心管中,使用程控離心機以Hettich3#程序600r/min離心10min,迅速管架倒置180°傾出上清液,加入CyteRichRed固定液20ml,靜置30min,Hettich的3#程序以600r/min離心10min,迅速管架倒置180°傾出上清液,渦漩混合器振蕩均勻,加入10mlTris緩沖液,混均,移至12ml的離心管,Hettich的4#程序以600r/min離心5min,迅速管架倒置180°傾出上清液,渦漩混合器振蕩(15±5)s。管架放在PrePStain系統(tǒng)上,靜置10min,等待上機自動制片染色。
4、判斷標準:涂片診斷采用正常、可疑癌細胞、癌細胞三種分類方法,后兩項為陽性標本。盡量由同一位醫(yī)師操作電子支氣管鏡采集標本,由兩位細胞病理學醫(yī)師同時閱片鏡檢,以找到癌細胞為陽性。
5、統(tǒng)計學方法:統(tǒng)計學處理數(shù)據(jù)采用SPSS10.0軟件包進行χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
二、結(jié)果
兩種涂片質(zhì)量比較:傳統(tǒng)涂片,涂片范圍大小不一,涂片背景紅細胞白細胞多,細胞分布厚薄不均,胞質(zhì)核漿結(jié)構(gòu)對比不明顯,胞核染色質(zhì)均一模糊、核仁不清;支氣管鏡刷檢細胞標本LCT制片后,細胞集中于涂片范圍直徑15mm專用玻片上,細胞界限清楚,涂片背景干凈清晰,細胞分布單個散在或成團分布,有立體感,胞質(zhì)著色鮮艷、易于觀察,胞核核膜分明,核內(nèi)染色質(zhì)及核仁清晰可見。薄層液基細胞學涂片診斷肺癌陽性率為58.33%,(146/252),其中中央型肺癌98例,周圍型肺癌48例。傳統(tǒng)涂片診斷肺癌的陽率為33.19%,(84/252),其中中央型肺癌68例,周圍型肺癌16例。液基薄層細胞學與傳統(tǒng)涂片的陽性率的差異有統(tǒng)計學意義P<0.05。
三、討論
支氣管鏡刷檢細胞學標本應(yīng)用傳統(tǒng)涂片方法制片,受細胞新鮮程度、細胞量、出血及炎性背景、制片技術(shù)等因素影響,造成背景不清晰、涂片細胞易重疊、厚薄不均、細胞形態(tài)不易觀察、有意義細胞數(shù)量偏少,容易出現(xiàn)假陰性或假陽性結(jié)果,漏診重要病變。液基薄層細胞學制片技術(shù)(LCT)是近年來出現(xiàn)一種制片技術(shù)的革新,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)巴氏涂片的檢查方法,其中有代表性的是BDThiPth離心沉降技術(shù)和新柏氏(ThiPthTCT)模式技術(shù)。兩種方法工作原理不同,分別為重力沉降式和過濾膜式,已經(jīng)廣泛成熟應(yīng)用于宮頸細胞學檢查和TBS診斷報告,對比傳統(tǒng)巴氏涂片,宮頸癌及癌前病變(低度鱗狀上皮內(nèi)病變和高度鱗狀上皮內(nèi)病變)檢出率大大提高,標本采集及制片質(zhì)量的優(yōu)越性是傳統(tǒng)涂片技術(shù)無法比擬的,特別是BDThiPth制片技術(shù)在細胞數(shù)量、背景去除非診斷性雜質(zhì)、全自動制片染色及診斷質(zhì)量尤為突出。美國FDA認證:超柏式液基薄層細胞學檢查是所有液基細胞學技術(shù)中檢出率最高的技術(shù)。2005年美國病理協(xié)會非婦科細胞學實驗室比較液基制片方法與傳統(tǒng)制片方法在體液樣本檢測能力,證實液基制片方法更容易檢出腫瘤。
對比傳統(tǒng)涂片,LCT制片使細胞在載玻片上分布均勻,厚薄一致,細胞數(shù)量多,集中于15mm范圍內(nèi)易于閱片,核染色質(zhì)著色鮮明,核漿對比效果好,易于觀察核結(jié)構(gòu),染色背景清晰,制片質(zhì)量十分滿意,陽性率顯著提高。LCT制片技術(shù)和診斷質(zhì)量體會:支氣管鏡刷檢由于全部收集或大部分收集送檢標本,最大程度保留病變細胞,尤為適用LCT制片方法;液基涂片中的細胞核可能不如傳統(tǒng)涂片中那樣深染,但細胞核異型性是判讀惡性或可疑惡性病變的重要重要標準,一般認為核占優(yōu)勢、核漿比例高、核膜不規(guī)則、染色質(zhì)凝塊狀、核仁清或多個小核仁為惡性證據(jù);巴氏染色胞漿在區(qū)分腺癌或分化鱗癌很有幫助,前者胞漿見空泡,后者胞漿橘黃色、含角蛋白;仔細觀察成團核深染的細胞,如懷疑異常,在背景中全面尋找單個異型細胞更有意義;提高制片質(zhì)量顯著,但診斷陽性率的改善還需病理診斷醫(yī)師勤于積累,LCT在支氣管鏡刷檢細胞標本應(yīng)用時間及應(yīng)用范圍還比較晚,對同一份標本同時進行普通涂片,以積累經(jīng)驗,減少誤診。
支氣管鏡檢查是目前診斷肺癌的常規(guī)檢查方法,刷檢聯(lián)合組織活檢的重要手段。傳統(tǒng)支氣管鏡黏膜細胞學檢查是在支氣管鏡檢查過程中用支氣管毛刷直接在普通玻片上涂片,診斷率低。LCT對肺癌有更高的診斷率。國內(nèi)也有少量文獻報道。本研究結(jié)果顯示,經(jīng)過與組織病理學對照,普通涂片法檢出敏感度為33.19%,而LCT檢出敏感度為58.33%,較普通涂片法提高了25.14%,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
1.1宿主細胞來源Yamanaka將小鼠體細胞誘導為iPSC開啟了該技術(shù)的先河,之后人、大鼠、猴、豬、綿羊,甚至一些瀕危動物的iPSC系紛紛建立。就人類而言,目前已從皮膚成纖維細胞、角質(zhì)成形細胞、羊水、神經(jīng)前體細胞、外周血細胞,甚至尿液中獲得iPSC。不同組織來源細胞重編程效率及所需因子不同。不僅iPSC分化能力因人而異,在表觀遺傳穩(wěn)定性和癌基因的表達方面也存在男女有別現(xiàn)象。使得iPSC技術(shù)應(yīng)用于臨床個體治療更具挑戰(zhàn)性。
1.2重組因子的選擇及導入方式經(jīng)典的Yamanaka因子在癌細胞中存在超表達、整合型載體可導致插入突變,且誘導效率非常低。因此,iPSC研究者一直致力于尋求更安全、簡單、有效的誘導策略。Anokye-Danso等應(yīng)用微RNA調(diào)控技術(shù),不使用轉(zhuǎn)錄因子高效誘導iPSC。Zhou等和Kim等分別利用Yamanaka四因子的融合蛋白和穿膜肽與轉(zhuǎn)錄因子蛋白的融合蛋白,直接誘導受體細胞為iPSC,但效率較低。一些學者利用腺病毒、質(zhì)粒載體瞬時轉(zhuǎn)染靶細胞,或利用Cre/LoxP系統(tǒng)、oriP/EBNAI系統(tǒng)及piggyBac轉(zhuǎn)座系統(tǒng)將外源基因整合后再特異性切除,從而得到不含外源基因整合的iPSC,但是存在基因重排及效率低下現(xiàn)象。而一些小分子化合物(如丙戊酸、曲古抑菌素A、維生素C、篩選激酶抑制劑、BIX-01294、5-AZA、Wnt3a、Zscan4因子)的應(yīng)用可顯著提高iPSC的產(chǎn)生效率。
1.3iPSC的誘導分化Zhao等利用iPSC通過四倍體囊胚注射得到存活并具繁殖能力的小鼠,證明了iPSC的全能性。目前,人們已成功地將iPSC在體外定向誘導分化為神經(jīng)細胞、造血細胞、胰腺細胞、肝細胞、血管內(nèi)皮細胞、心肌細胞、平滑肌細胞、耳蝸毛細胞、色素細胞等類型細胞。
1.4iPSC機制相關(guān)研究突破研究人員長期受困于體細胞重編程的具體機制。Polo等繪制出體細胞重編程為iPSC的分子線路圖,證實誘導過程引起了兩次轉(zhuǎn)錄波,分別是由c-myc/Klf4和Oct4/Sox2/Klf4驅(qū)動,并確定了重編程過程中路障基因?;趇PSC技術(shù)已證明細胞的分化過程并非不可逆轉(zhuǎn),研究人員利用細胞直接重編程技術(shù)將已分化細胞直接轉(zhuǎn)化成特定譜系的細胞,利用間接譜系轉(zhuǎn)化技術(shù)部分去分化生成多潛能祖細胞,為干細胞研究開辟了新思路。
2臨床應(yīng)用前景
iPSC因其分化全能性、體外易擴增、易于基因干擾或過表達等特性,在再生醫(yī)學、藥物研發(fā)評價、組織工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。
2.1疾病特異iPSC動物疾病模型由于種屬差異,不能真實反映人類疾病,利用疾病特異的iPSC系建立的iPSC疾病模型則可彌補這一缺陷,還可在免疫缺陷動物體內(nèi)觀察疾病。當前已建立包括神經(jīng)系統(tǒng)疾病(帕金森病、亨廷頓病、肌萎縮側(cè)索硬化癥、脊髓性肌萎縮、唐氏綜合征、脆性X綜合征),血液系統(tǒng)疾病(范科尼貧血、鐮刀細胞型貧血、β地中海貧血、原發(fā)性骨髓纖維化),代謝系統(tǒng)疾病(1型糖尿病,Ⅲ型戈謝病,Shwachman-Bodian-Diamond綜合征、肌營養(yǎng)不良、萊施-奈恩綜合征)及其他疾病(右心室心肌病)等特異的iPSC系。
2.2藥物研發(fā)及篩選大規(guī)模藥物篩選需要很多細胞,iPSC可以無限增殖,并且疾病特異iPSC本身就是篩選藥物的目標。Takayama等導入Foxa2及肝細胞核因子1α到人類ESC/iPSC產(chǎn)生具有代謝功能的肝細胞樣細胞,對篩查藥物肝毒性具有重大意義。Lippmann等將iPSC轉(zhuǎn)化為血腦屏障的內(nèi)皮細胞,可用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病藥物高通量篩選或藥物神經(jīng)毒性檢測。Egawa等利用肌萎縮側(cè)索硬化癥患者iPSC分化而來的神經(jīng)細胞來篩選并確認藥物效果,發(fā)現(xiàn)漆樹酸具有改善神經(jīng)異常的作用。
2.3組織工程學應(yīng)用用干細胞培養(yǎng)的人體組織是理想的器官再造來源。英國已經(jīng)報道利用3D打印技術(shù)為癌癥患者重塑面部,F(xiàn)aulkner-Jones等將3D打印拓展到人ESC范圍,當3D打印技術(shù)能夠兼容iPSC時,組織工程學將邁上一個新的臺階。
2.4臨床疾病治療
2.4.1神經(jīng)系統(tǒng)疾病帕金森病是一種常見的神經(jīng)退行性疾病,目前治療手段只能改善癥狀。Kikuchi等利用iPSC分化出能產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)細胞,然后移植到帕金森病猴子腦部,這些細胞存活半年以上,并持續(xù)釋放多巴胺,很大程度上減輕了患病猴子的癥狀。Jiang等將帕金森病患者和健康志愿者皮膚細胞來源iPSC誘導為腦細胞并對比,觀察到parkin基因發(fā)生突變產(chǎn)生自由基破壞多巴胺神經(jīng)元是帕金森病發(fā)病機制之一。除帕金森病外,在阿爾茨海默病、脊髓側(cè)索硬化癥、脊髓肌肉萎縮癥及舞蹈癥等神經(jīng)退行性疾病研究中,iPSC也取得許多進展。
2.4.2血液系統(tǒng)疾病Hanna等將人類鐮刀型貧血癥小鼠皮膚成纖維細胞建立的iPSC,通過同源重組技術(shù)獲得正?;蛐蚷PSC,誘導為造血干細胞并移植后可治療動物模型的鐮狀細胞性貧血。Xu等用iPSC來源的內(nèi)皮前體細胞和內(nèi)皮細胞移植到血友病小鼠肝臟中,病鼠出血癥狀得到了改善。Raya等獲得了基因修飾后的貧血癥患者特異性iPSC,其能夠分化成表型正常的髓系和紅系造血祖細胞。最近,日本學者利用iPSC培養(yǎng)出一種能產(chǎn)生促紅細胞生成素的細胞,有望用于治療腎性貧血。
2.4.3心血管系統(tǒng)疾病2008年,Schenke-Layland等成功地將小鼠iPSC在體內(nèi)和體外分別誘導出了心肌細胞。之后,Nelson等將iPSC分化得到的心肌細胞移植入具有完整免疫系統(tǒng)的成年小鼠梗死心臟內(nèi),能夠觀察到功能性的新生心肌。Tohyama等使用不含葡萄糖的低成本培養(yǎng)液獲得大量純度高達99%的心肌細胞,且?guī)缀醪淮嬖诎┗L險。而Zhang等證實iPSC具有分化為心房、心室和竇房結(jié)細胞等的潛能。
2.4.4感官疾病感音神經(jīng)性聾的主要原因是毛細胞及螺旋神經(jīng)節(jié)細胞退變和死亡,而其治愈需要相關(guān)結(jié)構(gòu)的修復或再生。Nishimura等將iPSC來源神經(jīng)祖細胞移植到小鼠耳內(nèi),觀察到這些神經(jīng)細胞開始表達谷氨酸神經(jīng)元的標志性因子,表明iPSC可用于螺旋神經(jīng)節(jié)損傷的再生修復。Oshima等使用小鼠ESC及iPSC成功分化出了功能性內(nèi)耳毛細胞。Mizutari等使用γ-分泌物抑制劑抑制Notch信號通路,刺激支持細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槊毎?,首次證明成熟哺乳動物的感音毛細胞也能再生。感音毛細胞的損傷導致聽力損失,感光細胞的損失則導致視力損失。Meyer等將iPSC分化為視網(wǎng)膜色素上皮細胞,成功治愈1例回旋狀脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜萎縮癥患者。Singh等將發(fā)育中的感光細胞移植到盲鼠眼睛中,能夠再次形成視網(wǎng)膜的整個光敏感層,恢復視覺。
2.4.5內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病Tateishi等將正常人iPSC培養(yǎng)成胰島素分泌型的胰島細胞,其不僅能分泌C肽和胰高血糖素,而且能通過感受葡萄糖的刺激來調(diào)節(jié)C肽的分泌。Maehr等用1型糖尿病患者的成纖維細胞來源iPSC分化出了具有胰島素分泌功能的細胞。這些研究使糖尿病患者特異細胞治療成為可能。
2.4.6生殖系統(tǒng)疾病Park等將iPSC體外分化并分離得到原始生殖細胞,其與體內(nèi)分離的原始生殖細胞在基因表達上極相似。Hayashi等將小鼠ESC和iPSC在體外誘導成為原始生殖細胞樣細胞并分化為功能正常的和卵子。如果能進一步將人原始生殖細胞體外分化為和卵子,就有望治療不孕不育癥。
2.4.7運動系統(tǒng)疾病杜氏肌營養(yǎng)不良是一種X染色體隱性遺傳病,患者早期即出現(xiàn)肌肉無力或萎縮,嚴重威脅生命安全。Filareto等將杜氏肌營養(yǎng)不良小鼠皮膚細胞重編程為了iPSC,進行遺傳修復,再分化成骨骼肌干細胞進行移植治療,能產(chǎn)生功能性肌肉,并檢查到新形成的肌纖維表達修復后的標記,證明了iPSC技術(shù)結(jié)合遺傳修復技術(shù)治療杜氏肌營養(yǎng)不良的可行性。Diekman等利用iPSC在小鼠實驗中培育出無再生能力的軟骨,有望成為人造軟骨組織的來源。
2.4.8腫瘤Chen等用小鼠iPSC培育出了癌癥干細胞,并確認其發(fā)展成癌細胞的過程。Yang等發(fā)現(xiàn)人類iPSC來源的神經(jīng)干細胞可以靶向腫瘤,或可用于聯(lián)合基因治療,抑制腫瘤生長。Vizcardo等從惡性黑色素瘤患者體內(nèi)提取出T淋巴細胞,誘導出iPSC再分化成為T淋巴細胞,發(fā)現(xiàn)這些T細胞能夠識別黑色素瘤特異性蛋白黑色素瘤抗原1,繼續(xù)攻擊癌細胞。此方法能夠大量培養(yǎng)T淋巴細胞,有望在此基礎(chǔ)上開發(fā)出治療癌癥的新型免疫療法。
2.4.9其他人類疾病CCR5(C-Cchemokinereceptortype5)是人類免疫缺陷病毒進入靶細胞的重要輔助受體,缺乏CCR5使人類免疫缺陷病毒不能感染人體。Yao等用鋅指核酸酶技術(shù)剔除患者iPSC的CCR5基因,并誘導成造血干細胞,為艾滋病的治療提供一條新的可能途徑。Arakaki等將小鼠iPSC與小鼠齒源性上皮細胞共培養(yǎng),轉(zhuǎn)化為成釉細胞,且含有作為牙釉質(zhì)成分的成釉蛋白,這對牙齒再生和修復研究至關(guān)重要。
1.化學因子(1)酸和堿:酸能水解生物大分子或催化其水解。過氧乙酸是一種常見的抗感染因子,對殘留的核酸具有很強的去除作用,而對ECM的影響較小;乙酸會破壞膠原成分,降低ECM的強度,而對硫酸鹽黏多糖的影響較小。堿因其完全去除了ECM中的生長因子,嚴重影響其機械性能,基本只用于早期處理表皮的脫毛。
(2)低滲和高滲溶液:高滲溶液可以分離DNA和蛋白質(zhì),低滲溶液可以溶解細胞。為發(fā)揮最大作用,經(jīng)常將低滲和高滲溶液交替使用,但此法耗時長,處理后的組織易水腫,且不能完全溶解掉細胞殘余物,還需進一步處理。
(3)洗滌劑:分為離子型、非離子型和兩性離子型洗滌劑。通過溶解細胞膜并將DNA從蛋白質(zhì)中分離,脫細胞效果明顯,然而這些洗滌劑會將ECM中的蛋白質(zhì)成分去除,蛋白質(zhì)的丟失程度隨著洗滌時間的增加而增加。多種洗滌劑同時使用會增加ECM蛋白的丟失,優(yōu)點是有利于脫細胞之后洗滌劑的去除。與酶相比,非離子型洗滌劑TritonX-100能夠更有效的從致密組織中去除細胞成分。離子型洗滌劑十二烷基磺酸鈉(SDS)相比于TritonX-100能更好的從致密的組織或器官中去除細胞核成分,同時保持其機械性能;在完全去除細胞核成分中起至關(guān)重要的作用,但是會引起一些超微結(jié)構(gòu)的破壞和生長因子的丟失。兩性離子型洗滌劑3-[(3-膽固醇氨丙基)二甲基氨基]-1-丙磺酸(CHAPS)對薄的組織(比如肺)作用較強,但是對于較厚的組織,即使與SDS聯(lián)合使用,脫細胞效果仍然很弱。需要注意的是,脫細胞之后必須將ECM中殘余的洗滌劑去除,特別是SDS,它能夠穿透入較厚和致密的組織,即使在較低濃度時仍對再種植的細胞顯示毒性。
(4)醇類:甘油通過脫水和溶解細胞發(fā)揮作用;甲醇和乙醇能使蛋白質(zhì)沉淀,進而破壞ECM的超微結(jié)構(gòu)。
2.生物因子(1)酶:能夠用于脫細胞的酶包括核酸酶、胰蛋白酶、膠原酶、脂肪酶、中性蛋白酶、嗜熱菌蛋白酶和α-半乳糖苷酶,去除細胞成分方面有較高的特異性。然而,用單一的酶來完全去除細胞成分難以達到預期的目的,且殘留的酶不利于細胞再種植,并且存在誘發(fā)不利免疫應(yīng)答的可能。核酸酶可以裂解核酸序列,可用于去除殘余的核苷酸。胰蛋白酶是一種常用的脫細胞因子,然而,ECM中的蛋白質(zhì)如膠原蛋白對胰蛋白酶的抵抗能力較弱,因此使用時應(yīng)格外小心。與洗滌劑相比,胰蛋白酶對彈性蛋白和膠原蛋白破壞力較大,脫細胞速度較慢,但能更好的保護糖胺聚糖。胰蛋白酶脫細胞效果及對ECM的影響程度與時間相關(guān),單獨使用胰蛋白酶完整脫細胞需要很長的時間。值得注意的是,胰蛋白酶可以破壞組織的超微結(jié)構(gòu),有利于后續(xù)的脫細胞因子的滲透,因此在初始階段使用胰蛋白酶可以起到較好的作用,特別是要從一些致密的組織中完全去除細胞核。脂肪酶有協(xié)助去脂作用。中性蛋白酶的脫細胞效果較好,但會伴隨著ECM更大程度的破壞。(2)非酶因子:螯合物如乙二胺四乙酸(EDTA)和乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)有助于細胞從ECM蛋白中分離,但是,單獨使用螯合物即使通過振蕩也難以將表層細胞脫去。因此,它們經(jīng)常和酶(如胰蛋白酶)或者洗滌劑聯(lián)合使用。聯(lián)合使用螯合物與高/低滲溶液脫細胞的效果尚不明確。3.物理和其他因子(1)溫度:凍融技術(shù)能有效的溶解組織和器官中的細胞,對組織的超微結(jié)構(gòu)僅有輕微影響。單次凍融可以減少不利的免疫應(yīng)答,如白細胞浸潤;應(yīng)用多次循環(huán)凍融對ECM蛋白的含量影響較小。(2)機械振蕩法和壓力:機械振蕩法可通過振蕩產(chǎn)生的能量破壞細胞,多與其他方法聯(lián)合使用,可將細胞從基底膜分離,然而不可避免的造成超微結(jié)構(gòu)和基底膜完整性的破壞。靜水壓力所需時間較短,在血管或者角膜組織脫細胞時的效果比洗滌劑或者酶更有效,但是冰晶的形成會影響ECM的超微結(jié)構(gòu)。(3)非熱力學打孔技術(shù):使用微秒的電脈沖流經(jīng)組織或者組織中的剩余細胞,可以誘導產(chǎn)生細胞膜表面的微空隙,從而破壞細胞內(nèi)微環(huán)境,繼而導致細胞死亡。由于非熱力學打孔技術(shù)的探針較小,能用它來脫細胞的組織較小,應(yīng)用明顯受限。
二、脫細胞支架的滅菌
脫細胞支架制備成功后將進行系列體內(nèi)外實驗,在此之前對支架的滅菌十分重要,常使用去除熱原法來清除殘余的內(nèi)毒素、病毒和細菌DNA。生物支架可以置于酸或者其他溶劑中以達到滅菌的目的,但是該方法滲透能力不強,且會損傷重要的ECM成分;環(huán)氧乙烷對ECM的機械性能影響較大,并引起不利的免疫應(yīng)答,進而影響移植后正常功能的發(fā)揮;γ射線、電子束輻射等滅菌方法會改變ECM的超微結(jié)構(gòu)和機械性能;超臨界二氧化碳對ECM和支架的機械性能的影響較其他方法小,目前成為一種替代方法。
三、肝臟脫細胞支架的制備方法
脫細胞器官優(yōu)良的性能為其成功應(yīng)用于肝臟帶來希望。Shupe等首次報道了嚙齒類動物肝臟的脫細胞,通過下腔靜脈置管,門靜脈切斷,上腔靜脈結(jié)扎,PBS去除血管內(nèi)剩余血液,依次用濃度為1%、2%、3%的TritonX-100各300ml以5ml/min的速度灌注肝臟,以含0.1%SDS的PBS液300ml沖洗。脫細胞肝臟經(jīng)HE染色,顯示完整的ECM網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);免疫組化染色表明Ⅳ型膠原和層黏連蛋白均保留,且膠原存在于基質(zhì)中,而層黏連蛋白存在于血管的基底膜中。將106個大鼠肝臟前體細胞WB344置于RPMI1640培養(yǎng)基中,通過置管的下腔靜脈注入肝臟進行再種植,構(gòu)建出組織工程肝臟。另有文獻報道,經(jīng)門靜脈插管以1ml/min灌注梯度濃度的SDS(0.01%、0.1%、1%)各24h,用蒸餾水灌注15min、1%的TritonX-100灌注30min清除剩余的SDS。PBS沖洗1h后,從門靜脈注入染色劑可以清楚地觀察到完整的血管結(jié)構(gòu)。將其中一葉置于0.1%的過氧乙酸中滅菌。組織學分析顯示,在支架中幾乎無細胞核結(jié)構(gòu);免疫組化分析Ⅰ型膠原、Ⅳ型膠原、纖連蛋白、β1層黏連蛋白,結(jié)果表明其在ECM的結(jié)構(gòu)和血管基底膜的完整性方面與正常肝臟相當,DNA含量分析證實支架中DNA低于3%。大鼠來源的肝細胞經(jīng)門靜脈以15ml/min灌入,3D動態(tài)培養(yǎng)2周,分別于種植后4h、1、2、5d行組織染色,結(jié)果表明4h時,大多數(shù)細胞存在于血管內(nèi)或者血管周圍,1d和2d時,細胞離開血管,分布到基質(zhì)中。該文獻首次報道了將肝細胞種植到支架上后白蛋白分泌、尿素合成等功能的發(fā)揮,再種植成功的肝臟被移植到單側(cè)腎切除的大鼠體內(nèi)。Baptista等采用小鼠、大鼠、雪貂、兔和豬,分別經(jīng)由門靜脈插入不同尺寸的導管,通過蠕動泵以5ml/min的速度注入總量約為40倍肝臟體積的蒸餾水,后以1%的Triton-X100和0.1%氨水灌注肝臟去除細胞,最后以蒸餾水去除殘余洗脫劑。將人臍靜脈內(nèi)皮細胞和人胚胎肝細胞種植到肝臟支架中,同時通過門靜脈以3ml/min循環(huán)灌注RPMI1640培養(yǎng)基16h,首次證實了人肝細胞前體細胞具有在脫細胞肝臟支架上生存的潛力。功能測定顯示,培養(yǎng)液中的尿素和白蛋白水平明顯高于單純將人胚胎肝細胞置于培養(yǎng)液中的方法。另有文獻報道一種改良的脫細胞方法,以RPMI1640培養(yǎng)基灌洗10min,再用混有SDS的磷脂酶A2沖洗30-60min,直到組織透明,流出液澄清,再以高滲鹽水及核酸酶分別沖洗,直到灌洗液在280nm及260nm的吸光度皆呈陰性,最后以RPMI1640培養(yǎng)基沖洗2h,所制備支架具有將肝臟前體細胞分化成肝細胞和膽管上皮細胞的能力。然而,上述文獻都僅限于嚙齒類動物,Barakat等采用新的方法制備豬脫細胞支架,并進行人肝細胞種植:以SDS進行去細胞,右前葉作為種植細胞的支架,含有肝細胞生長因子的胚胎肝細胞和胚胎星狀細胞作為種植細胞,灌注液中含有肝細胞生長因子和其他所需營養(yǎng)物質(zhì),通過測量灌注過程中氧分壓、二氧化碳分壓、乳酸、葡萄糖、尿素氮和白蛋白量進行肝臟代謝和合成功能的評估。結(jié)果表明,再生的肝臟呈現(xiàn)活躍的代謝能力,并保留白蛋白的合成能力,種植細胞分化為成熟的肝細胞。因此,ECM對于細胞的種植至關(guān)重要,具有支持細胞生長、促進前體細胞特異性分化的作用。Hammond等通過將肝臟脫細胞支架移植到正常肝臟和部分肝切除的肝臟中,證實了這一觀點。首要的觀察指標為肝細胞DNA的合成和肝組織滲透進入支架的程度;其次的觀察指標為非實質(zhì)細胞的DNA合成、肝重量的測定、肝功能測定以及移植物周邊的細胞生長情況。結(jié)果令人振奮,支架種植到正常肝臟4d后,支架周邊有更多的肝細胞增殖,7d后更多的肝臟組織滲透進入支架中;部分肝切除術(shù)后2d,種植支架的肝臟較單純部分肝切除的肝臟有更多的肝細胞增殖。
1環(huán)境保護的系統(tǒng)性分析
環(huán)境保護是全人類共同的話題,在社會快速發(fā)展的過程中,環(huán)境保護已經(jīng)成了人們發(fā)展的共識。其中環(huán)境保護主要是指人們生存環(huán)境的保護以及經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,將人與環(huán)境之間的關(guān)系相互協(xié)調(diào)在一起,進而解決人們生存發(fā)展過程中存在的威脅。環(huán)境保護工作包括了多種不同的內(nèi)容,比如自然環(huán)境保護、生態(tài)環(huán)境保護、地球生物保護等等。在這里我們也可以看出,環(huán)境保護是一項系統(tǒng)性較強的工作,所涉及的內(nèi)容也相對較多,并且在很多領(lǐng)域中也都有所體現(xiàn),比如自然科學、社會科學、法律、經(jīng)濟等。近年來,工業(yè)化快速發(fā)展的過程中,環(huán)境保護的任務(wù)相比以往也有了新的挑戰(zhàn),因此環(huán)境保護工作開展的過程中,我們也必須要改進發(fā)展,通過先進的環(huán)境保護技術(shù)的應(yīng)用,來更好的提高環(huán)境保護工作的質(zhì)量和效率。
2信息技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用現(xiàn)狀
信息技術(shù)的發(fā)展為人們的工作生活帶來了很大的便利,在環(huán)境保護工作中,應(yīng)用信息技術(shù)也能夠有效幫助環(huán)境保護工作開展。采用新的信息化技術(shù)和新的管理方法,環(huán)境保護工作的效率和質(zhì)量都有了大幅提高。而隨著環(huán)境保護部門各項系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善,新的環(huán)境保護系統(tǒng)體系也開始成了目前環(huán)境保護工作中必不可少的重要內(nèi)容。其中很多信息中心都建設(shè)了專門的通信網(wǎng)絡(luò)以及硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),同時還有專門的人員來對環(huán)境污染的情況進行分析和研究,通過對相關(guān)信息的獲取來掌握生態(tài)環(huán)境的保護都需要開展哪些工作,這樣也能夠最大限度的促進環(huán)境保護的預防和改善。
3信息技術(shù)在環(huán)境保護信息系統(tǒng)的應(yīng)用
3.1環(huán)境保護信息系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)與功能
環(huán)境保護信息系統(tǒng)并不是單獨存在的,其中也包括了多方面技術(shù)的應(yīng)用,比如3S技術(shù)、模型技術(shù)、人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等等,這些技術(shù)的應(yīng)用不僅影響著整個環(huán)境保護信息系統(tǒng)的質(zhì)量,同時也有助于提高環(huán)境保護信息系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量。在環(huán)境保護信息系統(tǒng)中,對于信息的獲取、顯示以及分析表達等都需要通過信息技術(shù)來作為支持,而信息技術(shù)的發(fā)展也直接的促進了環(huán)境保護信息系統(tǒng)的發(fā)展,因此,在環(huán)境保護信息系統(tǒng)中,我們也必須要最大限度的提高信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,這樣也才能夠更好的促進我國環(huán)境保護信息系統(tǒng)的發(fā)展。
3.2計算機技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護信息系統(tǒng)的管理
目前,計算機技術(shù)也是人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚闹匾夹g(shù),在人們工作、生活的方方面面都有著重要的提現(xiàn)。其中環(huán)境保護信息系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中對于信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲以及使用等都需要通過計算機技術(shù)來加以實現(xiàn),并且在計算機技術(shù)應(yīng)用的過程中,也能夠促進環(huán)境保護信息系統(tǒng)更好的發(fā)展,無論是在對環(huán)境保護信息資源的共享上還是提高資源的利用率上也都有著非常明顯的作用效果。環(huán)境保護信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、錄入、傳輸、分析、存儲、表達和應(yīng)用,無不需要依靠計算機技術(shù),建立完整的環(huán)境保護信息系統(tǒng),可以增強環(huán)境保護信息的共享,提高資源利用率和孤效率。
3.3互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與環(huán)境信息系統(tǒng)的融合更能實現(xiàn)環(huán)境保護質(zhì)量的提高
環(huán)境保護的目的是促進人類、社會與資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,滿足當代人的發(fā)展又不損害后代的利益,也就是說,環(huán)境信息系統(tǒng)獲取的環(huán)境信息、研究的環(huán)境保護對策、環(huán)境處理工藝等都需要及時的向大眾傳播,應(yīng)用于現(xiàn)實,而互聯(lián)網(wǎng)的運用不僅可以加速信息的傳播,為大眾提供快捷、全面的環(huán)境信息,提高環(huán)境保護信息系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量和效率,對提高大眾參與度也具有不可忽視的作用。
43S技術(shù)在環(huán)境保護信息系統(tǒng)中的運用
3S技術(shù)是指環(huán)境保護信息系統(tǒng)中最重要的技術(shù)。3S技術(shù)是指GIS(地理信息系統(tǒng))、RS(遙感技術(shù))、GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)。3S技術(shù)結(jié)合了空間技術(shù)、衛(wèi)星定位、導航系統(tǒng)、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等多項綜合技術(shù),隨著信息技術(shù)的發(fā)展,3S技術(shù)的部分功能可以實現(xiàn)融合和集成,對信息的采集、錄入、編輯、管理、分析、表達、傳播和應(yīng)用具有重要作用。
4.13S技術(shù)利于環(huán)境保護信息系統(tǒng)中的模型制作
環(huán)境信息的獲取,環(huán)境保護的規(guī)劃、決策制定很多時候要依靠合理的模型來作參考。3S技術(shù)結(jié)合了地理學、城市空間學、環(huán)境科學等,通過計算機技術(shù)和信息技術(shù)能實現(xiàn)地理信息、環(huán)境空間的信息的獲取、分析、管理和運用,所以,當3S技術(shù)和環(huán)境模型相融合和集成時,可為大氣、水、土壤、城市、人口等的空間分布和要素分析形成點、線、面的空間模擬實體,并且可表現(xiàn)其相關(guān)屬性,方便分析和決策。
4.23S技術(shù)與ES技術(shù)結(jié)合使環(huán)境保護信息系統(tǒng)更加智能化
ES即專家系統(tǒng),因其強大的定性分析能力,是人工智能近年來被應(yīng)用的最廣泛的一個分支。ES系統(tǒng)的核心問題是系統(tǒng)知識的權(quán)威性、簡明性和廣泛適用性,ES的定性分析能力和3S技術(shù)的結(jié)合,可以使環(huán)境保護信息系統(tǒng)更為準確、便利的進行模型選擇、評估、校正,對提高環(huán)境信息管理,發(fā)揮系統(tǒng)的決策功能具有實際意義。
4.33S技術(shù)與仿真系統(tǒng)集合提高了環(huán)境保護信息系統(tǒng)的交互性
環(huán)境保護面臨的問題是非常復雜和廣大的,絕大多數(shù)需要依靠仿真技術(shù)。無論是大的環(huán)境問題中復雜環(huán)境信息和系統(tǒng)的研究和構(gòu)建,比如大氣、水體、土壤等不同條件下的不同污染物的量控制、研究和治理方法的實施等,還是小的環(huán)境問題比如具體的某種污染物的處理工藝的實驗、分析,處理系統(tǒng)的審核、改進等,都需要集合模型技術(shù)、仿真技術(shù)在仿真的環(huán)境下進行操作,3S、三維動畫、多媒體、多傳感器、高分辨顯示器等結(jié)合營造的仿真環(huán)境,可以增強工作人員的環(huán)境感,增強人機的交互,大大提高工作效率。
4.43S與在線監(jiān)測技術(shù)融合使環(huán)境保護信息系統(tǒng)更具實用性
環(huán)境保護信息系統(tǒng)最重要的功能之一是實行環(huán)境監(jiān)測。污染物的濃度、來源、變化等監(jiān)測數(shù)據(jù)是后面分析、采取應(yīng)對措施的依據(jù)。3S技術(shù)中的GPS定位功能對監(jiān)測十分必要。
環(huán)境保護是涉及多個方面多個領(lǐng)域的系統(tǒng)工程,應(yīng)用先進的計算機技術(shù),建立環(huán)境保護信息系統(tǒng),對環(huán)境保護適應(yīng)社會發(fā)展,與時俱進,提高保護質(zhì)量和效率具有重要意義,文章對計算機技術(shù)在環(huán)境保護信息系統(tǒng)中的應(yīng)用情況作了分析,具有一定的現(xiàn)實意義。
作者:魏東凱 單位:撫順市順城區(qū)環(huán)境監(jiān)察局
參考文獻
1常用緩沖材料
發(fā)泡植物纖維是近幾年來研究的一個熱點,國內(nèi)外都在努力開發(fā)這類材料。國外主要研究不添加化學發(fā)泡劑,通過水蒸氣的作用發(fā)泡,形成顆粒型發(fā)泡紙漿;而國內(nèi)則是采用發(fā)泡劑產(chǎn)生發(fā)泡,工藝較簡單,但是生產(chǎn)和使用后對環(huán)境具有隱患,該技術(shù)還有待改進和提高。順應(yīng)當代環(huán)保及綠色理念,許多新型緩沖材料不斷產(chǎn)生。成培芳等以淀粉/纖維作為原料制備可降解緩沖包裝材料。Shi等和Lu等分別以向日葵莖稈和毛竹竹漿作為開發(fā)生物緩沖包裝材料的原料,與發(fā)泡聚乙烯材料相比較,其物理特性和緩沖系數(shù)表現(xiàn)出更好的防護性能,并且安全無污染,可以替代石化產(chǎn)品作為新型的生物緩沖包裝材料。
2緩沖材料的減振作用
研究各種緩沖材料的減振效果,有助于設(shè)計和開發(fā)減振包裝。不同緩沖材料類型、緩沖材料的厚度、包裝結(jié)構(gòu)吸收振動沖擊的能量不同,減振效果表現(xiàn)不同。緩沖材料對果蔬振動保護的作用主要在于緩沖襯墊對沖擊能量的吸收、沖擊對緩沖襯墊的壓縮變形,緩沖材料的種類、厚度、包裝結(jié)構(gòu)對其減振效果都有一定的影響。了解各種因素對減振效果的影響對減振包裝設(shè)計具有很強的理論指導作用。
2.1材料種類
具有高滯后吸收能量的材料,如塑料、紙板、泡沫、植物纖維等,均能夠減少運輸中振動損傷的程度,但是不同的緩沖材料對果蔬減振效果不同。Raghav和Gupta用寬松的水稻秸稈和紙碎片作為水果層之間的緩沖材料,發(fā)現(xiàn)沒有緩沖包裹的水果比包裹的水果腐爛速度要快得多,說明水果層之間的緩沖材料有利于減少運輸振動損傷。以竹籃為包裝材料時芒果損傷程度嚴重,以泡沫網(wǎng)包裹的瓦楞紙箱對芒果具有最優(yōu)的保護作用。紙包裹和泡沫網(wǎng)都能大大減少黃花梨的運輸振動,泡沫網(wǎng)緩沖材料對于保持黃花梨貯運品質(zhì)效果更好,而紙包裝的黃花梨酶活性比泡沫網(wǎng)箱高出許多,但是硬度反而降低。Jarimopas等發(fā)現(xiàn)塑料和紙板均具有降低沖擊損傷作用,但是紙板的減振效果優(yōu)于塑料板,緩沖能量與蘋果的大小無關(guān)。Chonhenchob和Singh認為紙板緩沖和泡沫網(wǎng)緩沖材料具有相似的保護作用,但是紙板包裝更有利于番木瓜的成熟。但是Çakmak等認為在中長期高速運輸過程中,紙板包裝運輸增加了果品內(nèi)部的溫度,導致果品品質(zhì)的降低,而聚苯乙烯包裝盒可以減小這種負面反應(yīng)。李春飛等也發(fā)現(xiàn),采用瓦楞紙板襯墊、發(fā)泡塑料網(wǎng)作緩沖包裝時,均可有效地降低蘋果損傷率,發(fā)泡塑料網(wǎng)對蘋果的整體保護特性優(yōu)于瓦楞紙板襯墊。
2.2材料厚度
不同厚度的緩沖材料產(chǎn)生不同的緩沖作用,在一定范圍內(nèi),緩沖材料的厚度越大,緩沖吸收能量越大,減振效果好。多層瓦楞紙板能量吸收顯著大于單層,多層瓦楞紙板抗沖擊能力強,雙壁瓦楞紙板箱較單壁有利于減少蘋果的損傷率。當緩沖材料厚度超過一臨界值時,甜羅望子損傷率不再發(fā)生變化,以30%5mm大小的泡沫球與甜羅望子混合在15cm直徑、20cm高度的瓦楞紙箱中,甜羅望子的損害率最小。
2.3包裝結(jié)構(gòu)
包裝結(jié)構(gòu)的不同對緩沖性能也有一定的影響,盧立新等研究表明,瓦楞紙板襯墊與隔檔可以減小梨損傷率達15%~25%,瓦楞紙板襯墊、隔檔以及網(wǎng)罩的聯(lián)合包裝形式可以使梨損傷率減小35%~45%。實際物流過程中,果品常常堆積多層,研究發(fā)現(xiàn)多層蘋果的總損失體積與其吸收總能量存在線性關(guān)系,而其中的單個蘋果不存在線性關(guān)系,盧立新建立了多層果實跌落沖擊模型。
包裝箱所處堆碼層數(shù)對果實的振動損傷有重要的影響,最上層包裝箱內(nèi)梨果實的損傷最大,最下層梨果實的損傷次之,中間層梨果實的損傷最?。辉谕话b箱內(nèi),最上層梨果實損傷最大,中間兩層次之,最下層最小。但是李春飛等研究發(fā)現(xiàn),瓦楞紙板內(nèi)部隔檔可以減小蘋果的損傷率,同一種緩沖包裝的中間層蘋果的損傷率最大,底層蘋果損失率次之,頂層蘋果損傷率最小。雙壁瓦楞紙板箱較單壁減振效果較好,多層瓦楞紙板作為緩沖介質(zhì)夾層結(jié)構(gòu)減振效果較好,因為多層波紋夾層結(jié)構(gòu)振動能量吸收顯著大于單層結(jié)構(gòu),多層瓦楞紙板具有重復抗沖擊能力,減小果實的振動損傷程度。
模擬振動試驗
運輸過程中不同路面造成的沖擊和振動之間的加速度存在明顯差異,在模擬振動損傷時,必須把沖擊和振動分開,達到實際振動隨機性。通過模擬運輸試驗,在實驗室內(nèi)再現(xiàn)實際運輸環(huán)境,通過包裝內(nèi)果蔬的損傷情況來評定包裝系統(tǒng)的減振效果,是目前開發(fā)或改進緩沖包裝,解決果蔬運輸損傷的最有效途徑??稻S民等通過模擬運輸振動試驗,確定了運輸模擬試驗的振動頻率、振動加速度、振動時間參數(shù)。Thompson等通過模擬振動運輸開發(fā)了一套新的水果包裝系統(tǒng),當結(jié)合一個塑料翻蓋或瓦楞紙板控制器時,這套包裝運輸系統(tǒng)幾乎可以防止梨的所有振動損傷。
1振動頻率
通過模擬實際運輸條件,在一定頻率范圍內(nèi)進行振動掃描,確定共振頻率。黃翔飛等發(fā)現(xiàn),共振頻率隨著包裝箱層數(shù)的增加而增大,箱內(nèi)梨果實的共振頻率隨著激勵源加速度的增加而減小。在相同加速度條件下,振動頻率越小,梨越容易產(chǎn)生損傷。因此,果蔬損傷主要產(chǎn)生在低頻范圍內(nèi),Barchi等研究發(fā)現(xiàn),在頻率為13-25Hz范圍內(nèi),枇杷損傷從底部到頂部逐漸加強。Shahbazi等模擬卡車運輸西瓜的研究中也發(fā)現(xiàn),在7.49Hz和13.03Hz產(chǎn)生損傷率峰值。但是,Berardinelli等模擬梨運輸振動損傷時發(fā)現(xiàn),振動頻率與振動加速度會產(chǎn)生交互作用,在出現(xiàn)振動加速度峰值的頻率范圍內(nèi),不同包裝箱所處位置所受的振動加速度不同,因此在減振包裝設(shè)計時,應(yīng)考慮到多方面的影響因素。
2振動加速度
振動加速度分為穩(wěn)定振動條件和隨機振動條件下的加速度,隨機振動條件下進行模擬振動試驗,以隨機振動加速度進行實際運輸時間的振動,水果的振動損傷和實際運輸條件下的相同。振動時間和振動加速度具有相關(guān)性,為提高試驗效率,縮短試驗時間,在進行模擬振動試驗時,可以通過改變振動加速度來確定振動時間。模擬振動時間越長,梨果實損傷越大。
振動時間對梨果實損傷也受到包裝方式的影響,不同包裝方式條件下,梨果實損傷隨振動時間的變化不同。振動加速度越大,梨越容易受損傷,西瓜振動損傷隨著加速度的增加而增加,而且西瓜肉的損害明顯高于西瓜皮。貨車前后部的振動加速度幅值最高峰分別是0.51和0.83m/s,車廂后部的振動加速度顯著高于車廂前部,使得車廂后部的梨損傷要高于車廂前部同樣高度堆放的。在車廂內(nèi)同一位置,頂部塑料箱所受的振動加速度高于底部塑料箱,因此,裝載頂部塑料箱內(nèi)的梨損傷情況顯著高于裝在底部塑料箱的。但是Zeebroeck等研究發(fā)現(xiàn)在高峰值加速度時,位置從高往低,擠壓不斷加強,因此蘋果受到的擠壓損傷逐漸增加。
3振動損傷檢測
果蔬模擬損傷運輸過程中往復振動產(chǎn)生的損傷,可以根據(jù)Palmgren-Miner理論和S-N曲線來定量評價。果蔬因振動引起的機械損傷會產(chǎn)生一系列生理異常,影響果蔬的貯藏,如表皮腐爛、呼吸加強、乙烯釋放量增多、電導率升高等。Jiang和Shiina研究表明,以表皮破損程度、呼吸和乙烯、電導率和吸光度為指標,可以評價振動引起的果蔬損傷程度。
由于果蔬損傷后能量吸收發(fā)生變化,可以通過能量吸收、聲波和超聲波、X射線、熒光、核磁共振等物理方法來檢測振動損傷。通過實驗室模擬公路運輸果蔬所受的振動,可以從振動頻率、振動加速度和振動時間等不同方面來研究果蔬振動損傷模型,有很強的理論指導意義和現(xiàn)實價值,有助于加強貯運中果蔬保鮮和減少果蔬損傷,同時也是減振包裝設(shè)計步驟中關(guān)鍵的一環(huán)。
減振包裝設(shè)計
減振包裝,又稱為防振、隔振包裝,它是通過在包裝內(nèi)設(shè)計具有高阻尼特性的隔振墊層,使外界振動傳遞到被包裝產(chǎn)品后,產(chǎn)品被激勵的加速度不超過脆值,減小產(chǎn)品在功能和形態(tài)上的損傷。減振包裝設(shè)計形式大致可以分為兩類:一類是以防沖擊破損為主的包裝設(shè)計,應(yīng)選擇具有強壓縮能力、高彈性的材料,適用于沖擊破壞強度高于振動破壞強度的產(chǎn)品;另一類是以減振為主的包裝設(shè)計,側(cè)重強衰減能力、高阻尼特性材料,適用于由于長期運輸振動易產(chǎn)生疲勞損傷、脆值低的產(chǎn)品,例如振動敏感性強的水果和蔬菜,因此果蔬的減振包裝設(shè)計常以防振為主要目標。
減振包裝設(shè)計的核心在于調(diào)節(jié)防振襯墊的傳送率來控制產(chǎn)品的共振響應(yīng),產(chǎn)品、容器以及高阻尼性材料構(gòu)成產(chǎn)品包裝系統(tǒng),可以看作“質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)”模型,當忽略外包裝箱的彈性和緩沖材料的質(zhì)量時,可視為單自由度線性模型。
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,圖書館逐漸朝著市場化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,這就使得圖書館需要處理的信息更加復雜,而要提供的信息也更加廣泛。在圖書館情報工作中,為確保各項信息的準確性,必須從海量的信息資源中,剔除無效信息,并對信息資源進行分類處理,從而為人們提供更加方便的服務(wù),信息技術(shù)的應(yīng)用,能有效地幫助圖書館工作人員處理分析信息,極大的減輕了工作人員的工作強度,提高了工作人員的工作效率。
1.2優(yōu)化圖書館信息資源
目前,很多圖書館都設(shè)置有數(shù)字圖書館,數(shù)字圖書館是一種信息資源共享、館藏資源數(shù)字化的信息系統(tǒng),但受互聯(lián)網(wǎng)的沖擊,數(shù)字圖書館中蘊含著很多無效資源,信息技術(shù)的應(yīng)用,能幫助圖書館工作人員從這些無效資源中找到有用的信息,并通過檢索方式,快速的搜索出這些信息資源,極大的提高了信息資源的利用率。
1.3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下圖書館情報工作的新問題
在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,各種信息資源越來越豐富,網(wǎng)絡(luò)信息已經(jīng)遠遠超過文獻信息的增長,在信息爆炸的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,圖書館情報工作面臨的信息數(shù)據(jù)越來越多,這極大的增加了有用信息的查找難度。網(wǎng)絡(luò)信息的急劇增加不但沒有緩解人們對信息的需求問題,還增大了網(wǎng)絡(luò)信息與人們個性化信息需求的矛盾,這無疑拯增大了圖書館情報工作的難度。在以往的圖書館情報工作中,人們都是通過情報服務(wù)機構(gòu)的文獻檢索和傳遞式服務(wù)來滿足信息需求的,隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展,不同地區(qū)、不同行業(yè)的人們都能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中獲得信息,從而滿足自身的個性化信息需求。但仍有少數(shù)人由于習慣了傳統(tǒng)的情報信息服務(wù)方式,不愿意接受新的情報服務(wù)方式,這就對圖書館情報工作的開展造成一定影響。
2圖書館情報信息服務(wù)
2.1建立完善的數(shù)據(jù)庫
在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速推送功能和大容量儲存功能,極大的改變了圖書館原有的服務(wù)方式,拓展了圖書館服務(wù)功能,為確保圖書館能為人們提供更好的服務(wù),必須建立完善的數(shù)據(jù)庫,及時跟蹤各種科研信息、搜集學術(shù)論文,并加大對電子出版物網(wǎng)站的關(guān)注力度,確保圖書館數(shù)據(jù)庫信息資源的及時性、有效性,從而有效地提高圖書館服務(wù)水平。
2.2加大信息收集力度
圖書館情報工作是為了獲取更多的情報信息,為讀者提供使用,為保證獲得的信息及時、有效,圖書館必須采用先進的信息工具進行信息資源收集,并對這些信息進行有效地處理,從而匯集成簡潔的情報集,供讀使用。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,讀者所需要的信息資源經(jīng)常會在各個載體中出現(xiàn),為滿足讀者的需求,圖書館需要加大與外在系統(tǒng)的合作,實現(xiàn)資源共享,從而解決傳統(tǒng)圖書館情報信息資源儲備豐富,但開發(fā)不足的現(xiàn)象,這不僅能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,還能為讀者提供更加全面的信息資源,這對圖書館的現(xiàn)代化發(fā)展有很大的幫助。
2.3提高信息處理能力
在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,圖書館獲得的情報信息更加廣泛、更加復雜,在這種情況下,圖書館情報人員需要有更加敏銳的信息分析能力和判斷能力。因此,圖書館情報人員要不斷豐富自身的文化底蘊和知識基礎(chǔ),擴展視野,更快、更準確、更正確的判斷情報信息,并從海量的情報信息中,獲得有價值的信息,從而適應(yīng)圖書館信息化發(fā)展的需求。
3信息技術(shù)在圖書情報工作中的應(yīng)用反思
3.1信息技術(shù)的不足
在圖書館情報工作中,信息技術(shù)雖然有不可代替的地位,但信息技術(shù)也不是萬能的,很多情況下,信息技術(shù)并不能代替其他工作,如信息技術(shù)并不能改善當前圖書館的管理狀況,技術(shù)大多數(shù)是由管理發(fā)展出來的,如果管理不到位,就無法為技術(shù)的更新提供保障,這也使得信息技術(shù)的優(yōu)勢無法充分體現(xiàn)出來;信息技術(shù)并不能代替文獻信息,文獻信息是圖書館的象征,圖書館不能因為吸引廣大讀者而使用數(shù)字圖書館代替文獻信息;信息技術(shù)的應(yīng)用是為了促進圖書館的發(fā)展,利用信息技術(shù)對圖書館情報信息進行分析,從而發(fā)現(xiàn)存在的不足,優(yōu)化圖書館情報工作。
3.2圖書館文化的變化
在圖書館情報工作中應(yīng)用信息技術(shù)時,要與圖書館文化緊密的聯(lián)系在一起,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,隨著圖書館情報工作方式的轉(zhuǎn)變,很多工作人員難以適應(yīng),如果工作人員沒有做好準備,很難改變技術(shù)實施過程,這就使得信息技術(shù)難以獲得預期的效果。因此,在圖書館情報工作中采用信息技術(shù)時,要注重信息技術(shù)與圖書館文化的有效結(jié)合,利用圖書館文化幫助圖書館情報工作人員掌握信息技術(shù),從而為信息技術(shù)的實施打下良好的基礎(chǔ)。
3: 吉林省林業(yè)設(shè)計院網(wǎng)絡(luò)中心網(wǎng)絡(luò)改造與發(fā)展規(guī)劃.
4: 吉林省林業(yè)系統(tǒng)生態(tài)信息高速公路構(gòu)建課題.
二、論文撰寫與設(shè)計研究的目的:
吉林省的林業(yè)分布十分廣泛,以長白山系為主要脈絡(luò)的山地廣泛分布各種森林資源,而作為林業(yè)及林業(yè)環(huán)境的發(fā)展,林業(yè)生態(tài)信息則是一個更為龐大的系統(tǒng),快捷,準確,合理,系統(tǒng)的采集,處理,分析,存儲這些信息是擺在我們面前的十分現(xiàn)實的問題.在信息交流的這個世界中,信息好比貨物,我們需要將這些貨物(信息)進行合理的處理,其中以硬件為主的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是這些貨物(信息)交流的"公路"和"處理廠",我做這個題目,就是要為它畫出一條"公路"和若干"處理方法"的藍圖.
由于森工集團這樣的特定企業(yè),其一,它是一個統(tǒng)一管理的企業(yè),具有集團化的特點,網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建具有統(tǒng)一性.其二,它又在地理上是一個分散的企業(yè),網(wǎng)絡(luò)點也具有分散性.然而,分散中還具有集中的特點,它的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計就應(yīng)該是板塊化的.從信息的角度來講,信息的種類多,各種信息的采集傳輸處理角度也不盡相同,我們在設(shè)計的過程中不僅要考慮硬件的地域布局,也要考慮軟件平臺的配合.
沒有最好,只有更好;更新觀念,大步向前.我相信,在導師的精心指導下,經(jīng)過我的努力,我將為它們創(chuàng)造出一條平坦,寬闊的"高速公路".
1,論文(設(shè)計)研究的對象:
擬訂以吉林省林業(yè)系統(tǒng)為地理模型,以林業(yè)網(wǎng)絡(luò)綜合服務(wù)為基本需求,以網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為設(shè)計方向,以軟件整合為應(yīng)用方法,開發(fā)設(shè)計一套完整的基于集散集團企業(yè)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).
2,論文(設(shè)計)研究預期達到目標:
通過設(shè)計,論文的撰寫,預期達到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計全面化,軟件整合合理化,網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)化,資金應(yīng)用最低化,工程周期最短化的目標.
3,論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容:
一),主要問題:
設(shè)計解決網(wǎng)絡(luò)地域規(guī)范與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的利用和開發(fā).
設(shè)計解決集中單位的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一部署.
設(shè)計解決多類型網(wǎng)絡(luò)的接口部署.
設(shè)計解決分散網(wǎng)絡(luò)用戶的接入問題.
設(shè)計解決遠程瘦用戶網(wǎng)絡(luò)分散點的性能價格合理化問題.
設(shè)計解決具有針對性的輸入設(shè)備的自動化信息采集問題.
合理部署網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心的網(wǎng)絡(luò)平衡.
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),營造合理的網(wǎng)絡(luò)平臺.
網(wǎng)絡(luò)安全問題.
10,基本應(yīng)用軟件整合問題.
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二),論文(設(shè)計)包含的部分:
1,地理模型與網(wǎng)絡(luò)模型的整合.
2,企業(yè)內(nèi)部集中部門網(wǎng)絡(luò)設(shè)計.
3,企業(yè)內(nèi)部分散單元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計——總體分散.
4,企業(yè)內(nèi)部分散單元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計——遠程結(jié)點.
5,企業(yè)內(nèi)部分散單元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計——移動結(jié)點.
6,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)窗口(企業(yè)外信息交流)設(shè)計.
7,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中心,服務(wù)平臺的設(shè)計.
8,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計.
9,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)特定終端接點設(shè)計.
10,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)整合設(shè)計.
5,論文(設(shè)計)的實驗方法及理由:
由于設(shè)計的過程并不是工程的施工過程,在設(shè)計過程中詳盡的去現(xiàn)場建設(shè)肯定有很大的難度,也不是十分可行的,那么我們在設(shè)計的階段就應(yīng)該進行仿真試驗和科學計算.第一步,通過小型網(wǎng)絡(luò)測試軟件平臺,第二步,構(gòu)建多個小型網(wǎng)絡(luò)搭建全局網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境,第三步,構(gòu)建干擾源利用小型網(wǎng)絡(luò)集總仿真測試.
6,論文(設(shè)計)實施安排表:
1.論文(設(shè)計)階段第一周次:相關(guān)理論的學習研究,閱讀參考文獻資料,制訂課題研究的實施方案,準備試驗用網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件形成試驗程序表及試驗細則.
2.論文(設(shè)計)階段第二周次:開始第一輪實驗,進行小型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建試驗,模擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心,模擬區(qū)域板塊,模擬遠程及移動網(wǎng)絡(luò).
3.論文(設(shè)計)階段第三周次:進行接口模擬試驗,測試軟件應(yīng)用平臺,完善課題研究方案.
4.論文(設(shè)計)階段第四周次:完成第一輪實驗,提交中期成果(實驗報告1).
5.論文(設(shè)計)階段第五周次:進行第二輪實驗,模擬環(huán)境(干擾仿真)實驗,提交實驗報告2.
6.論文(設(shè)計)階段第六周次:完成結(jié)題報告,形成論文.
三,論文(設(shè)計)實施工具及參考資料:
小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,模擬干擾環(huán)境,軟件平臺.
吳企淵《計算機網(wǎng)絡(luò)》.
鄭紀蛟《計算機網(wǎng)絡(luò)》.
陳濟彪 丹青 等 《計算機局域網(wǎng)與企業(yè)網(wǎng)》.
christian huitema 《因特網(wǎng)路由技術(shù)》.
[美]othmar kyas 《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)——風險分析,策略與防火墻》.
其他相關(guān)設(shè)備,軟件的說明書.
1、論文(設(shè)計)的創(chuàng)新點:
努力實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的全面應(yīng)用,擺脫將單純的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的模式,大膽實踐將軟件部署與硬件設(shè)計階段相整合的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法.
2攤鋪機日常技術(shù)保養(yǎng)
(1)清潔攤鋪機:清除攤鋪機表面堆積的泥塊、粘沙和瀝青等;清除發(fā)動機、液壓元件和其他部件表面上的塵土、油垢。注意,切勿將污物弄進各加油口和空氣濾清器內(nèi)。
(2)檢查并排除各部位的滲漏。
(3)檢查攤鋪機各零部件的連接和緊固情況,特別是左右履帶梁和機架、熨平板、分料裝置和刮板輸送裝置的連接螺栓是否松動或斷裂,必要時予以緊固或更換。
(4)檢查加熱系統(tǒng)的噴頭、連接管、氣罐和各開關(guān)。
(5)檢查發(fā)動機的機油、燃油、冷卻液以及液壓油的數(shù)量,并按規(guī)定加入新油至油標指示刻度。
(6)檢查各電氣插頭是否有松脫現(xiàn)象。
(7)檢查螺旋分料裝置的葉片是否有裂紋,如有應(yīng)更換。
(8)檢查集中裝置中脂是否適量。
3周期性技術(shù)保養(yǎng)
(1)磨合50h后的技術(shù)保養(yǎng)內(nèi)容
投入使用前,攤鋪機應(yīng)進行50h的試運行,否則不得投入使用。對50h的磨合運行,應(yīng)按發(fā)動機使用說明書中的有關(guān)規(guī)定進行。磨合試運行結(jié)束后,須按以下內(nèi)容進行技術(shù)保養(yǎng):
①更換柴油機機油:熱機時放盡舊機油,然后注入新機油;經(jīng)短期運行后,立即檢查機油油位是否在規(guī)定的高度。②更換分動箱和所有減速機(包括行走、分料、輸料減速機)的油;熱機時放盡舊油,然后注入新油。③更換機油濾清器濾芯。④更換柴油精濾器濾芯。⑤檢查液壓油是否達到規(guī)定量。⑥檢查發(fā)動機冷卻液液位,如不足應(yīng)加至規(guī)定量。⑦檢查加熱系統(tǒng)的噴頭、連接管、氣罐和各開關(guān)。⑧檢查橡膠履帶板是否有裂紋,如裂紋長度大于50mm,必須更換。⑨檢查各液壓系統(tǒng)是否有滲漏現(xiàn)象,如有須排除。⑩柴油機每工作50h,必須清理一次空氣濾清器的濾芯。檢查螺旋分料裝置的葉片是否有裂紋,如有應(yīng)更換。檢查自動找平裝置是否正常。檢查各工作缸是否有滲漏現(xiàn)象,如有應(yīng)排除。
(2)每工作100h的技術(shù)保養(yǎng)內(nèi)容
①進行日常技術(shù)保養(yǎng)的全部項目。
②按柴油機使用說明書中100h的技術(shù)保養(yǎng)項目進行保養(yǎng)。
(3)每工作200h的技術(shù)保養(yǎng)
①重復100h的技術(shù)保養(yǎng)內(nèi)容。
②按柴油機使用說明書中200h的技術(shù)保養(yǎng)項目進行保養(yǎng)。
(4)每工作500h的技術(shù)保養(yǎng)內(nèi)容
①重復200h技術(shù)保養(yǎng)中的全部項目。
②按柴油機使用說明書中200h的技術(shù)保養(yǎng)項目進行保養(yǎng)。
③檢查機架、油箱等各重要部件的焊接處有無裂紋,履帶梁有無變形。如有予以解決。
④檢查各操作開關(guān)、操縱監(jiān)視裝置的電氣線路是否正常,如損壞須立即修復。
⑤檢查分料裝置的磨損情況。
⑥檢查蓄電池的基本情況,如兩極的氧化情況等。
(5)每工作1000h的技術(shù)保養(yǎng)內(nèi)容
①重復200h時技術(shù)保養(yǎng)的內(nèi)容。
②按柴油機使用說明書中200h的技術(shù)保養(yǎng)項目進行保養(yǎng)。
③更換液壓油濾油器濾芯。
④更換柴油機機油。
除以上介紹的周期性技術(shù)保養(yǎng)外,在每年的冬季須對攤鋪機進行一次全面的檢查維修,必要時更換各減速機和分動箱的油。
4長期停放的技術(shù)保養(yǎng)
如果攤鋪機將停放3個月,應(yīng)按下列要求進行保養(yǎng):
(1)按使用說明書中的要求作長期停放的技術(shù)保養(yǎng),并作防銹處理。攤鋪機的隨機附件在清洗后在做好防銹處理,并放在干凈通風的房內(nèi)。
(2)長期停放時,主機上只能裝有熨平裝置、分料裝置的基本段部分。將熨平板用木塊墊起來。對攤鋪機各點加注新油或脂
(3)將機器內(nèi)外表面、料斗、熨平板、螺旋分料裝置和刮板輸送裝置等清洗干凈。應(yīng)盡量停放在庫房;若放在露天,應(yīng)放在通風處,并用帆布蓋好。料斗、找平缸要全部收回,并涂上脂。
參考文獻:
[1]LTY7.5全液壓攤鋪機使用說明書.天津工程機械研究所與石油物探特車廠,1997.
[2]全液壓攤鋪機關(guān)鍵技術(shù)研究.機械部天津工程機械研究所,1995.
①繼電保護自動化技術(shù)在母線保護中的應(yīng)用。母線繼電保護主要包括兩種,即相位對比保護以及差動保護。相位對比保護指的是通過相位的對比方式,提高系統(tǒng)保護母線的可靠性和有效性;差動保護是將特點以及變化都一致的電流互感器設(shè)置在母線元件上,當系統(tǒng)母線側(cè)邊端子和二次繞組進行連接之后,再將繼電保護裝置安裝在系統(tǒng)母線差動位置。在大電流接地過程中,通過三相連接的方式實現(xiàn);小電流接地過程中,在相間短路中設(shè)置系統(tǒng)母線保護,然后通過兩相連接的方式實現(xiàn)。②繼電保護自動化技術(shù)在發(fā)動機保護中的應(yīng)用。發(fā)電機是電力系統(tǒng)的重要組成部分,保證發(fā)動機的安全、穩(wěn)定運行至關(guān)重要。繼電保護自動化技術(shù)在發(fā)電機保護中應(yīng)用主要包括兩個方面:一方面,重點保護,如果發(fā)電機定子繞組匝間發(fā)生短路故障,將會導致發(fā)電機的故障部位溫度上升,破壞絕緣層,威脅發(fā)電機的安全運行,通過在定子繞組內(nèi)安裝匝間保護裝置,能夠有效的防止定子匝間短路故障的發(fā)生;如果發(fā)電機的單相接地產(chǎn)生的電流超過規(guī)定值,通過安裝接地保護裝置能夠?qū)Πl(fā)電機進行繼電保護;通過將發(fā)電機中性點、電流、相位進行相互結(jié)合,能夠形成縱聯(lián)差動保護,實現(xiàn)對發(fā)電機的保護;另一方面,備用保護,過電壓保護能夠有效的防止發(fā)電機自負荷較低的狀況下發(fā)生絕緣被擊穿的現(xiàn)象;過電保護能夠有效的實現(xiàn)對外部短路故障的保護,防止發(fā)生短路破壞發(fā)電機;當發(fā)電機定子繞組發(fā)生低負荷問題時,繼電保護裝置能夠自動切斷電源,并發(fā)出相應(yīng)的報警信號,實現(xiàn)對發(fā)電機的保護。③繼電保護自動化技術(shù)在變壓器保護中的應(yīng)用。變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一,對電力系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性具有非常重要的作用。繼電保護自動化技術(shù)在變壓器保護中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面:其一,短路保護,變壓器短路保護包括阻抗繼電保護和過電流繼電保護,阻抗繼電保護主要是通過利用變壓器阻抗元件產(chǎn)生的保護作用,阻抗元件運行一段時間之后,會自動切斷電源,以此實現(xiàn)對變壓器的保護;過電流繼電保護主要是在變壓器電源兩邊電源和時間元件中安裝過電流繼電保護裝置,電流元件運行一段時間之后,會自動切斷電源,進而實現(xiàn)對變壓器的保護。其二,瓦斯保護,當變壓器的油箱出現(xiàn)問題時,在故障電弧的作用下絕緣材料和油都會發(fā)生分解,產(chǎn)生有害氣體,通過采用瓦斯保護,當油箱出現(xiàn)上述故障時,能夠自動的啟動保護動作,將變壓器電源切斷,同時發(fā)出警報信號通知維護人員趕到故障地點進行處理。其三,接地保護,對于不接地變壓器保護,應(yīng)該采取零序電壓保護措施;對于直接接地變壓器保護,應(yīng)該采取零序電流保護。④繼電保護自動化技術(shù)在線路接地保護中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)的線路錯綜復雜,接地方式也相對較多,因此電力系統(tǒng)的接地方式包括大電流型接地與小電流型接地,當出現(xiàn)大電流接地時,應(yīng)該立刻切斷電源,防止接地故障對電力系統(tǒng)造成的破壞;當發(fā)生小電流型接地時,繼電保護裝置會發(fā)出報警信號,電力系統(tǒng)在一定時間內(nèi)依然可以運行。針對不同的接地故障,應(yīng)該根據(jù)故障狀況采取相應(yīng)的保護措施,具體狀況如下所示:其一,零序功率,當電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,零序功率的方向發(fā)生變化,零序電流波動相對較小,以此實現(xiàn)對電力接地故障的預測以及保護;其二,零序電流,當電力系統(tǒng)線路發(fā)生接地故障時,零序電流會迅速上升,繼電保護動作非常敏感,能夠及時的采取切斷電源的保護措施,對電力系統(tǒng)進行保護;其三,零序電壓,電力系統(tǒng)在正常運行時,并不會產(chǎn)生零序電壓,如果電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障,會導致零序電壓的產(chǎn)生,繼電保護裝置能夠及時的發(fā)出相應(yīng)的報警信號,同時電網(wǎng)維護人員通過觀察電壓表數(shù)值能夠判斷系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障,主要是因為當電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,電壓數(shù)值會降低。
1.2實例分析
文章以某電網(wǎng)為例,該電網(wǎng)于2010年應(yīng)用了繼電保護自動化技術(shù),2011年4月23日,110kV變壓器主變低壓側(cè)繼電保護動作,1號主變101開關(guān)跳閘,2號主變119、131開關(guān)過流保護動作跳閘,重合閘動作,合成功,電網(wǎng)維護人員趕到事故現(xiàn)場,設(shè)備并無異常,維護人員通過查看跳閘過的線路,兩條線路故障都能夠合閘成功,但是卻導致越級跳閘。通過對故障進行分析,發(fā)現(xiàn)為線路故障,開關(guān)拒動,處理方法表現(xiàn)為:把故障開關(guān)隔離,恢復供電,然后通知檢修人員認真檢查,查實狀況后采取措施進行檢修。
2繼電保護自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢
繼電保護自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面:其一,智能化,近年來,人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護自動化中得到非常廣泛的應(yīng)用,例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,通過將這些人工智能技術(shù)應(yīng)用在繼電保護自動化系統(tǒng)中,能夠保證繼電保護自動化系統(tǒng)正確判別故障,并具有智能化解決復雜問題的能力,進而實現(xiàn)繼電保護的智能化;其二,網(wǎng)絡(luò)化,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國家經(jīng)濟建設(shè)以及能源發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,通過將網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用在電力繼電保護系統(tǒng)中,利用計算機網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒅饕O(shè)備的繼電保護裝置連接在一起,創(chuàng)建繼電保護裝置網(wǎng)絡(luò),能夠顯著的提高繼電保護的可靠性,因此電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的一種必然趨勢;其三,計算機化,隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,自動化芯片控制的電路保護硬件已經(jīng)從16位單CPU結(jié)構(gòu)發(fā)展為32位CPU微機保護結(jié)構(gòu),顯著的提高了繼電保護的性能以及響應(yīng)速度,繼電保護自動化系統(tǒng)的計算機化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。
一、理論模型
在經(jīng)濟理論上效率一般指的是投入與產(chǎn)出之間的關(guān)系。Farrell開創(chuàng)了現(xiàn)代公司效率評價方法,他認為廠商的效率包含兩個部分:技術(shù)效率(technicalefficiency,TE),反映廠商在投入給定的情況下產(chǎn)出最大化的能力;配置效率(allocativeefficiency,AE),反映廠商在給定投入要素的價格的情況下,選擇最優(yōu)投入要素比例的能力。其中技術(shù)效率還可以進一步分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率兩部分。
數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法是目前被廣泛應(yīng)用的一種效率分析方法,它是由著名的運籌學家Charnes和W.W.Cooper等人于1978年首先提出的。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析是以相對效率概念為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種嶄新的相對有效性的評價方法,它是從樣本數(shù)據(jù)中分析出樣本集合中處于相對最優(yōu)的樣本個體。
DEA是使用數(shù)學規(guī)劃模型比較決策單元(DecisionMak-ingUnit,簡記DMU)之間的相對效率,對決策單元做出評價。各DMU需要具有相同類型的輸入和輸出。通過數(shù)學規(guī)劃從總體上對各輸入輸出數(shù)據(jù)進行分析,可以得出每個DMU的綜合效率,這個效率是相對效率,相對效率最高的DMU被確定為有效的DMU,其他DMU與這些有效的DMU之間的差距決定了它們的相對效率。
DEA方法的兩個基本模型是C2R和C2GS2,下面我們先來介紹C2R模型。假設(shè)我們研究n家保險公司的相對有效性問題,評價指標體系為m種投入指標,s種產(chǎn)出指標。設(shè)aij代表第j個決策單元第i種投入指標總量,bkj代表第j個決策單元第k種產(chǎn)出指標總量。
C2R模型的對偶規(guī)劃為:
其中,aij0和bkj0分別代表被評價決策單元的投入和產(chǎn)出變量;xj為第j個決策單元的決策變量;y為投入比例變量。
上述模型的意義在于保持產(chǎn)出不變的前提下,將投入的各個分量按同一比例y(y≤1)減少。如果y<1,則表明可以用比被評價決策單元更少的投入而生產(chǎn)相同的產(chǎn)出,這就說明被評價決策單元不是有效率的;如果y=1,則表明被評價決策單元是有效的生產(chǎn)活動或經(jīng)濟系統(tǒng)。
C2R模型得到的是規(guī)模報酬不變的生產(chǎn)前沿面和規(guī)模報酬不變時的效率值,反映的是技術(shù)效率。C2GS2模型在C2R模型的基礎(chǔ)上增加一個限定條件即∑Xj(j=1,……n)=1,在這個條件的限定下所得到的生產(chǎn)前沿面是規(guī)模報酬可變的生產(chǎn)前沿面,DEA效率值是規(guī)模報酬可變時的效率值,也就是純技術(shù)效率。C2R模型得到的效率值與C2GS2模型得到的效率值的比值考察的是目標公司的規(guī)模效率。顯然,規(guī)模效率衡量的是規(guī)模報酬不變的生產(chǎn)前沿與規(guī)模報酬變化的生產(chǎn)前沿之間的距離。
二、數(shù)據(jù)及應(yīng)用
運用DEA方法可以分析企業(yè)的配置效率和技術(shù)效率,但因為分析配置效率時的價格因素在我國不可得,所以本文的討論僅限于技術(shù)效率,其中包括純技術(shù)效率、規(guī)模效率和規(guī)模收益狀況。
(一)參考集的確定
為了全面地反映我國財產(chǎn)保險公司的效率問題,原則上,我們將所考察年份的所有在我國保險市場上營業(yè)的財產(chǎn)保險公司都囊括在樣本集中。另外,為了能夠反映近年我國財產(chǎn)保險市場的效率變化情況,使分析結(jié)果既有橫向比較也有縱向比較,我們選取樣本的時間跨度為1999年—2004年。由于各年中都有部分公司無法獲得全部指標的數(shù)據(jù),只能將這些公司剔除出樣本集。所有公司的所有數(shù)據(jù)都來自于保險年鑒或是將保險年鑒公布的數(shù)據(jù)加以整理而得。
(二)評價指標的確定
實踐經(jīng)驗證明,成功地運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的關(guān)鍵在于正確地選取評價指標體系。因為保險產(chǎn)品的無形性,使得保險產(chǎn)出及投入的界定和衡量比一般企業(yè)要困難,在理論界對于如何選取評價指標一直存在爭議,因此有必要在此對于評價指標的設(shè)定做出較詳細的討論。
1.產(chǎn)出指標的設(shè)定:反映保險公司的負債特性
保險產(chǎn)品的無形性對于產(chǎn)出指標的選取造成很大障礙,而如果從保險公司對社會所起到的作用這個角度來界定保險的產(chǎn)出就可以繞過這一障礙。一般意義上,保險主要承擔兩方面的社會職能,一個是風險保障職能,一個是資金中介職能,其中資金中介職能是派生的、附屬的職能。
(1)資金中介職能的產(chǎn)出:忽略。對于保險的資金中介職能,最客觀的代表指標應(yīng)該是當年投資資產(chǎn)的增加值,而由于我國財產(chǎn)保險公司的大部分資產(chǎn)都以現(xiàn)金和存款的形式存在,投資資產(chǎn)的額度非常之小,也就是說我國的財產(chǎn)保險公司所提供的資金中介的社會職能非常有限,與保險保障職能不具有同等可比的地位,為了不至于造成評價結(jié)果的扭曲,我們將資金中介這一項產(chǎn)出忽略不計。
(2)風險保障職能的產(chǎn)出:年末準備金與賠款支出之和。對于風險保障這一職能的產(chǎn)出指標的設(shè)定存在較大爭議,有些學者采用的是保費收人這一指標,有些文章建議采用直觀的指標,比如保單件數(shù)或總保額,還有觀點支持以賠款支出作為產(chǎn)出指標。以下對這三種觀點進行分析,分別指出其不當之處,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一個本文認為較為合理的產(chǎn)出指標。
首先,保費收入是一個收入概念,實際上是產(chǎn)出乘以價格的概念,而且這里的價格不僅包括風險保障的成分,還包括了公司的投資因素、費用因素及利潤因素在其中,因而用保費收入作為產(chǎn)出指標雖然簡單,但是不夠科學,經(jīng)不住仔細推敲。其次,件數(shù)是一個最直觀也最具體的指標,但因為單純以件為計量單位就忽略了不同保單在風險保障額度和保障程度上的差異,因此件數(shù)不是一個合適的產(chǎn)出指標;保額的加總也是一個比較直觀的指標,但是這一指標因為兩方面的原因而不能成立:一是這是一個不易獲得的指標;二是某些險種可以在保險期限內(nèi)出現(xiàn)多次賠償,而且總賠償額可以大大超過總保額。再次,當年賠款支出這一指標較以上兩種指標選取要更接近于風險保障職能的本質(zhì),但其存在一個嚴重的缺陷,那就是用它來度量風險保障職能的產(chǎn)出大小時是不足量的,因為當年賠款只是當年構(gòu)建的風險池和承擔的風險損失中的一部分,是風險及損失已經(jīng)發(fā)生的那一部分,而已經(jīng)進入風險池但還沒有實際發(fā)生的那一部分風險,或風險已經(jīng)發(fā)生,但保險公司還未因此而遭受損失的那一部分風險是不能在當年賠款中體現(xiàn)出來的。
上述當年賠款支出作為產(chǎn)出指標不足量的問題是可以解決的,因為以上所說的那兩部分風險,即:已經(jīng)進入風險池但還沒有實際發(fā)生的那一部分風險,和風險已經(jīng)發(fā)生,但保險公司還未因此而遭受損失的那一部分風險在保險財務(wù)上恰好有其對應(yīng)的項目,那就是未到期責任準備金和未決賠款準備金,因此,將未到期責任準備金和未決賠款準備金與當年賠款加總,就得到了當年風險保障職能產(chǎn)出的較準確的衡量。
綜上,針對風險保障這一職能,我們設(shè)定的產(chǎn)出指標是年末準備金與當年賠款支出之和。
2.投入指標的設(shè)定:符合我國財務(wù)報表的實際情況
國際上的常用方法是將保險公司的投人分為三大類別,即勞動力投入、資本投入和其他材料投入。但由于我國的財務(wù)報表無法區(qū)分勞動力投入和其他材料投入,因此我們不能直接套用國際上常用的三大類投入指標。國內(nèi)的文章在選取投入指標時多采用以下分類:資本金、勞動力和費用。這樣的指標選取有值得商榷之處,首先勞動力投入的貨幣體現(xiàn)是工資支出,而工資支出是費用的一部分,而且是很大的一部分,因此如果將勞動力與費用分別設(shè)定為兩個獨立的投入指標,重復計算的問題較嚴重;其次,利用DEA方法分析技術(shù)效率時,要求各種投入指標都是不包含價格因素的,而費用等于各種投入的量和各自價格的乘積之和,因而費用不適合作為投入變量。
我們根據(jù)可獲得數(shù)據(jù)的實際情況并綜合其他考慮,將以上國際常用方法具體應(yīng)用如下:
(1)用職工人數(shù)代表勞動力投入。
(2)用所有者權(quán)益代表資本投入。此處需要特別指出的是,資本投入應(yīng)該包括債權(quán)資本和所有者權(quán)益,但因為債權(quán)資本中的絕大部分是由準備金構(gòu)成的,而準備金又是我們定義的產(chǎn)出指標中的一部分,用同一個變量既表示投入又表示產(chǎn)出顯然是不合適的,所以我們的資本投入只考慮所有者權(quán)益而不考慮債權(quán)資本的部分。另外,準備金作為債權(quán)資本的絕大部分,雖然它實際上對公司的經(jīng)營發(fā)揮了支持作用,但它并不是公司為了達到當年的經(jīng)營目標而自主選擇的投入要素,或者更直接地說,因為它是由公司的產(chǎn)出而直接決定的,因此保險公司不可以為了提高效率而減小這一部分投入,也就是說考察這項資源的利用效率對公司的經(jīng)營決策沒有任何實際指導意義,這是我們不將債權(quán)資本作為資本投入的另外一個理由。
(3)用固定資產(chǎn)價值代表固定資產(chǎn)這項投入。
(4)用手續(xù)費代表其他營銷渠道這項投入。
三、結(jié)果分析及建議
由于各年中都有部分公司無法獲得全部指標的數(shù)據(jù),只能將這些公司剔除出參考集,最后選定的參考集為,1999年的13家,2000年的14家,2001年的17家,2002年的20家,2003年的23家,2004年的24家。需要特別指出的是,在2001年以前的太平洋保險集團沒有將產(chǎn)險方面和壽險方面的數(shù)據(jù)獨立公布,因此在參考集中不能包括2001年以前的太平洋財險,基于同樣原因,我們的樣本中也無法包含1999-2003這五年中的平安產(chǎn)險。這對本次測評是一個遺憾。我們利用lindo6.1,得到1999年—2004年所考察的每家財產(chǎn)保險公司的總效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率,對實證結(jié)果進行分析,我們發(fā)現(xiàn)不同公司之間的效率差異是比較顯著的,并且從中可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律:大公司與小公司相比,大公司的效率值較高,尤其是規(guī)模效率,這體現(xiàn)了在我國現(xiàn)階段規(guī)模優(yōu)勢對效率的影響,而中小公司多處于規(guī)模收益遞增階段也從另一方面印證了這一觀點;而老公司與新公司相比,老公司的效率值較高,并且多數(shù)開業(yè)不滿三年的新公司的效率明顯偏低,這可能是由于新公司在最初幾年受到業(yè)務(wù)規(guī)模的限制難以充分利用資源所造成的。
我們分別計算各年中資公司與外資公司的效率平均值,可以得到如表1所示結(jié)果,對其進行分析,我們可以做出以下判斷:
(1)外資公司規(guī)模效率的平均值均低于中資公司。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)部分緣于對于外資公司在諸如進入形式、營業(yè)范圍和地域限制等幾方面的政策限制。在我國保險市場高速發(fā)展的過程中,各種限制對于規(guī)模效率的抑制作用逐漸顯現(xiàn)出來。但隨著我國加入WTO進程的深化,各種限制都將逐步放寬,有些甚至已經(jīng)取消,外資公司將有機會利用新的政策充分提高規(guī)模效率。外資公司應(yīng)該抓住限制放開的大好時機,擴大規(guī)模,獲得規(guī)模收益。在諸多經(jīng)營限制放開以后,制約外資財產(chǎn)保險公司經(jīng)營效率的外界監(jiān)管因素已基本消除。財產(chǎn)保險公司需謹慎決策是否尋求更合理的公司形式(如獨資公司形式)、怎樣更好地本土化等問題,積極而合理地擴大生產(chǎn)規(guī)模,以獲得規(guī)模效率,同時充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,提高純技術(shù)效率。
(2)在純技術(shù)效率上,1999年—2002年外資公司的平均值高于中資公司,但外資公司的平均值逐年下降,并在2003和2004年被中資公司趕上并超過。這說明在純技術(shù)效率上,外資公司具有一定的先天優(yōu)勢。但這一優(yōu)勢的體現(xiàn)不如規(guī)模效率的劣勢那么顯著,這一方面可能是由于各種政策的限制抑制了外資公司技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮,另一方面,中資公司也在逐步借鑒和學習外資公司的技術(shù)優(yōu)勢,提高自身的技術(shù)水平。隨著對外開放的逐步深入,對外資的各種政策性限制將逐步放開,并且外資公司的本土化進程也將逐步完善,外資公司的技術(shù)優(yōu)勢將得以完全展露,中資公司能否加快自身完善的過程,趕上外資公司技術(shù)進步的進程,將直接影響中外資公司在純技術(shù)效率上的較量結(jié)果。