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在風(fēng)(光伏)電場(chǎng)等電力行業(yè),生產(chǎn)過程的信息化、跨地域的遠(yuǎn)程管理在生產(chǎn)控制中越來越普及,電場(chǎng)內(nèi)部生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與外界聯(lián)系越來越緊密,電場(chǎng)的安全生產(chǎn)顯得越來越重要。將物理隔離技術(shù)引入風(fēng)(光伏)電場(chǎng),把生產(chǎn)控制網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)從物理上完全隔離,保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】電場(chǎng) 物理隔離 安全生產(chǎn)
1 概述
隨著國家大力發(fā)展清潔能源,風(fēng)(光伏)電場(chǎng)建設(shè)日新月異。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,電場(chǎng)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜,電場(chǎng)生產(chǎn)控制及管理已經(jīng)完全依賴于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。尤其隨著現(xiàn)在電場(chǎng)跨地域建設(shè)和管理,相對(duì)封閉的電場(chǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)與外界的聯(lián)系越來越緊密,電場(chǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)遭遇人為破壞的風(fēng)險(xiǎn)大大增加,加上為了提高電場(chǎng)管理效率,電場(chǎng)大量采用跨地域遠(yuǎn)程控制。這些都對(duì)電場(chǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性提出了新的挑戰(zhàn)。
2 設(shè)計(jì)應(yīng)用
沒有安裝隔離網(wǎng)閘的電場(chǎng)內(nèi)部生產(chǎn)控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)直接互聯(lián),而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)為滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要通過Internet網(wǎng)為上級(jí)提供數(shù)據(jù)。這樣的網(wǎng)絡(luò)框架很容易使得電場(chǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)遭受到黑客或者惡意代碼對(duì)電力二次系統(tǒng)的侵害,從而引發(fā)電力系統(tǒng)故障。如圖1所示。
為解決以上安全問題,在電場(chǎng)安裝配置正向物理隔離網(wǎng)閘,從物理上隔斷電場(chǎng)內(nèi)部生產(chǎn)控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的直接互聯(lián)(如圖2所示)。具體部署如下:
(1)在對(duì)外數(shù)據(jù)服務(wù)器與生產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)器之間架設(shè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,數(shù)據(jù)采集服務(wù)器接入電場(chǎng)內(nèi)部生產(chǎn)控制系統(tǒng)并完成數(shù)據(jù)采集工作;
(2)在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與對(duì)外數(shù)據(jù)服務(wù)器之間架設(shè)物理隔離網(wǎng)閘以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與電場(chǎng)內(nèi)部生產(chǎn)控制系統(tǒng)在物理上的隔離。
具體工作方式如下:
(1)根據(jù)電場(chǎng)內(nèi)部生產(chǎn)控制系統(tǒng)采用的不同數(shù)據(jù)協(xié)議(風(fēng)電場(chǎng)一般為OPC協(xié)議,光伏電場(chǎng)一般采用104規(guī)約)制定數(shù)據(jù)采集軟件,并部署在數(shù)據(jù)庫采集服務(wù)器上,將采集到的數(shù)據(jù)放到制定的文件夾下面。在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上安裝物理隔離網(wǎng)閘配套的客戶端軟件,通過客戶端軟件找到數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,并找到制定文件夾下的文檔;
(2)對(duì)物理隔離網(wǎng)閘、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、對(duì)外數(shù)據(jù)服務(wù)器配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;
(3)在對(duì)外數(shù)據(jù)服務(wù)器上安裝部署物理隔離網(wǎng)閘配套的服務(wù)端軟件,監(jiān)聽客戶端軟件,接收傳輸過來的文檔;在對(duì)外數(shù)據(jù)服務(wù)器上安裝部署數(shù)據(jù)解析程序,對(duì)接收到的文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)解析并插入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中,為遠(yuǎn)程提供數(shù)據(jù)支持。
3 測(cè)試結(jié)果
在新疆某個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行了長達(dá)一年的測(cè)試,試運(yùn)行過程中無數(shù)據(jù)丟失、保證了內(nèi)外網(wǎng)的安全可靠。具體測(cè)試結(jié)果如下:
(1)數(shù)據(jù)采集程序采集到數(shù)據(jù)并按照規(guī)定的格式生成了txt文n,且放到了指定文件夾txtFile下面;通過物理隔離網(wǎng)閘客戶端軟件傳輸txt文檔,結(jié)果如圖3所示。
(2)對(duì)外服務(wù)器通過數(shù)據(jù)解析程序?qū)⒅付ㄎ募A下的txt文檔解析并把數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫中。通過隔離網(wǎng)閘服務(wù)端軟件監(jiān)聽客戶端軟件并接收txt文檔,結(jié)果如圖4所示。
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作者簡(jiǎn)介
樊全會(huì)(1982-),男,河南省鄭州市人。碩士學(xué)位?,F(xiàn)為中國船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所工程師。主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)庫技術(shù)、分布式技術(shù)。
關(guān)鍵詞:戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) 云南省 對(duì)策
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵
關(guān)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵的界定,目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的定義?!秶鴦?wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中提出,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是以重大科技突破和重大發(fā)展需求為基礎(chǔ),對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全局和長遠(yuǎn)發(fā)展具有重大引領(lǐng)帶動(dòng)作用,知識(shí)技術(shù)密集、物質(zhì)資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好的產(chǎn)業(yè)。趙剛(2010)則認(rèn)為所謂戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是指伴隨信息、新能源、生物、醫(yī)療、環(huán)保、海洋和空間等新技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一系列新興的產(chǎn)業(yè)部門,它們代表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來方向,在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。也有的學(xué)者從定義上強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的導(dǎo)向,把戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)理解為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的結(jié)合。南京大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授鄭江淮(2010)認(rèn)為,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是既具有“戰(zhàn)略性”又具有“新興”的產(chǎn)業(yè),主要包括兩層含義:一是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是面向未來的;二是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)該具有高增長率。綜合以上學(xué)者的觀點(diǎn),本文認(rèn)為,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是以高新技術(shù)為基礎(chǔ),能夠引領(lǐng)未來發(fā)展方向,并有潛力發(fā)展成為地區(qū)支柱的產(chǎn)業(yè)。
云南省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
(一)生物產(chǎn)業(yè)
生物產(chǎn)業(yè)作為云南省的支柱產(chǎn)業(yè),經(jīng)過多年的培育和發(fā)展,在國內(nèi)外已享有一定的知名度和影響力,規(guī)模、質(zhì)量和市場(chǎng)占有率日益提升,呈現(xiàn)出增長速度快、發(fā)展勢(shì)頭好的良好局面。在生物醫(yī)藥方面,2010年云南省醫(yī)藥工業(yè)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值166億元,增加值58.9億元,利潤20.5億元。在生物育種方面,云南省在烤煙、水稻、甘蔗、玉米、馬鈴薯、豬、牛等生物育種方面均有出色的成果。在生物制造方面,云南省的卷煙、花卉、蔗糖、茶葉、咖啡、橡膠、生物藥及系列產(chǎn)品等在全國具有較大影響力,生物制造技術(shù)在部分領(lǐng)域處于先進(jìn)水平。在生物技術(shù)服務(wù)方面,云南省具有國家、省、州(市)、縣四級(jí)體系比較健全的生物技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu),服務(wù)范圍從種養(yǎng)殖到生產(chǎn)加工、到市場(chǎng)推廣與拓展,服務(wù)區(qū)域遍及全省,并且已經(jīng)拓展到東南亞中南半島國家。
存在的主要問題有:一是自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。除煙草等少數(shù)產(chǎn)業(yè)外,自主創(chuàng)新能力弱,缺少核心技術(shù),科技成果轉(zhuǎn)化率低,高素質(zhì)人才短缺。二是整體發(fā)展依然處于低層次。除了煙草、蔗糖、咖啡等少數(shù)產(chǎn)業(yè)外,生物制造能力較弱,產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)業(yè)鏈短,產(chǎn)品加工增值能力不高,導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),流通渠道不暢。
(二)光電子產(chǎn)業(yè)
經(jīng)過多年的發(fā)展,云南省初步形成了以紅外及微光夜視、光電子信息材料等為主導(dǎo),以光機(jī)電一體化設(shè)備、半導(dǎo)體照明、OLED等產(chǎn)業(yè)為補(bǔ)充的光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局?!笆〔抗步ā钡睦ッ鞴怆娮赢a(chǎn)業(yè)基地和昆明國家光電子材料及產(chǎn)品科技興貿(mào)創(chuàng)新基地,集聚了昆明物理研究所、昆明北方紅外技術(shù)股份有限公司、北方夜視技術(shù)集團(tuán)股份有限公司、云南省北方奧雷德光電科技股份有限公司等一批極具實(shí)力的企業(yè),紅外熱像系統(tǒng)已經(jīng)形成從材料到整機(jī)生產(chǎn)的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,基地所生產(chǎn)的光電探測(cè)器、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、紅外熱成像系統(tǒng)、微光夜視儀、特殊光學(xué)材料等光電子產(chǎn)品,已經(jīng)占到全國同行業(yè)市場(chǎng)份額的80%-90%。
存在的主要問題有:一是產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)業(yè)鏈短。根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查統(tǒng)計(jì),2010年,云南省光電子產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入120億元,實(shí)現(xiàn)工業(yè)增加值30億元,產(chǎn)業(yè)規(guī)模很小。雖然光電子產(chǎn)業(yè)在紅外及微光夜視等領(lǐng)域具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì),但是僅僅涉及少數(shù)幾個(gè)產(chǎn)品或產(chǎn)品鏈中的幾個(gè)環(huán)節(jié),缺乏產(chǎn)業(yè)鏈上下游的配套,不具備產(chǎn)業(yè)集群競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。二是市場(chǎng)空間有限。從光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看,以TFT、PDP等為主的光電顯示產(chǎn)業(yè)、光存儲(chǔ)、光輸入出和光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)是帶動(dòng)全球光電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主導(dǎo)行業(yè),云南省在這些方面基本上空白,即使涉足一部分,產(chǎn)能產(chǎn)量也都很小,缺乏足夠的增長空間和市場(chǎng)前景。
(三)高端裝備制造產(chǎn)業(yè)
云南省在高端裝備制造方面已攻克了一批關(guān)鍵技術(shù),研制了一批技術(shù)含量高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的高新技術(shù)產(chǎn)品,逐步形成了以昆明為中心、以曲靖、玉溪、大理等為次中心的高端裝備制造產(chǎn)業(yè)基地,部分技術(shù)和產(chǎn)品在國際國內(nèi)處于領(lǐng)先水平?!笆晃濉逼陂g,全行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值由163.24億元增加到430.1億元,年均增長21.38%;工業(yè)增加值由38.17億元提高到110.8億元,年均增長23.75%;利潤總額由3.3億元增加到30億元,年均增長55.5%。
存在的主要問題有:一是投入不足?!笆晃濉逼陂g,云南省裝備制造業(yè)固定資產(chǎn)投資約350億元,只占全省工業(yè)固定資產(chǎn)投資6295億元的5.6%,占非電工業(yè)固定資產(chǎn)投資3271億元的10.7%,剔除普通裝備制造業(yè)的投資,高端裝備制造業(yè)投入更小。投入不足,許多優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品的產(chǎn)能不能滿足市場(chǎng)需求。二是缺乏集群合力,配套環(huán)境差。高端裝備制造業(yè)具有集群化發(fā)展特征,前后配套比較緊密,而零部件配套能力恰好是云南省的弱項(xiàng),許多優(yōu)勢(shì)企業(yè)的配套件必須由省外企業(yè)提供,不僅增加成本,而且影響生產(chǎn)周期。
(四)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)
“近些年,水華、赤潮發(fā)生頻率總體呈上升趨勢(shì)?!睆V東省環(huán)境科學(xué)研究院專家指出,當(dāng)前水環(huán)境保護(hù)工作得到前所未有的關(guān)注,但是由于監(jiān)測(cè)技術(shù)的制約,對(duì)水華、赤潮的預(yù)測(cè)仍然比較滯后,無法提前作出應(yīng)對(duì)。
讓人欣喜的是,這種狀況將有望得到改善。10月初,廣州博冠光電科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱博冠光電)及其美國子公司BOSMA USA 聯(lián)合加拿大Resolution Optics公司共同舉辦數(shù)字激光全息顯微技術(shù)與應(yīng)用國際研討會(huì),與會(huì)專家學(xué)者積極探索數(shù)字激光全息顯微技術(shù)在飲用水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警方面的應(yīng)用。來自水利部、環(huán)境保護(hù)部、環(huán)境科學(xué)研究院、中科院水生所、中科院南海海洋研究所的專家均認(rèn)為,該項(xiàng)技術(shù)將為水源生物污染防治提供全天候全方位的監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù),可以提前對(duì)水華、藍(lán)藻等生物性水污染事件發(fā)出預(yù)警,為水質(zhì)安全增添一道防線。
探頭之下,污染粒子紛紛現(xiàn)形
一個(gè)黑色的圓筒,一頭插著電線連到電腦,另一頭有一個(gè)小小的圓形孔,沉入水底之后,水中的各種生物經(jīng)過圓孔時(shí),它們的實(shí)時(shí)影像就顯示在電腦屏幕上。通過研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)展示的數(shù)字激光全息顯微設(shè)備,記者清晰看到了橢圓形的浮游生物正在水中緩緩蠕動(dòng)。
“與普通顯微鏡相比,激光全息顯微技術(shù)沒有任何鏡頭,其運(yùn)用小孔成像的原理,避免了鏡頭污跡帶來對(duì)成像質(zhì)量的影響?!辈┕诠怆姸麻L曾德祥介紹,數(shù)字激光全息顯微鏡是數(shù)字全息技術(shù)在顯微領(lǐng)域的應(yīng)用,也被稱為全息顯微術(shù)。與其他顯微技術(shù)相比,數(shù)字激光全息顯微鏡并不直接記錄被觀測(cè)物體的圖像,而是記錄含有被觀測(cè)物體波前信息的全息圖。
“全息圖是一種三維圖像,它與傳統(tǒng)的照片有很大的區(qū)別。傳統(tǒng)的照片呈現(xiàn)的是真實(shí)的物理圖像,而全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對(duì)比度等信息?!痹孪橹赋觯D提供了“視差”,視差的存在使得觀察者可以通過前后、左右和上下移動(dòng)來觀察圖像的不同形象――就好像有個(gè)真實(shí)的物體在你眼前一樣。
“隨著工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,我國水污染問題日漸突出,如果得不到有效的監(jiān)控和治理,污染問題將會(huì)嚴(yán)重威脅國民生產(chǎn)活動(dòng)?!痹孪榻榻B說,激光全息顯微成像技術(shù)由加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)物理學(xué)教授Juergen博士首創(chuàng),由于看到國內(nèi)水污染防治的需求,同時(shí)鑒于對(duì)該技術(shù)運(yùn)用的信心,廣州博冠光電科技股份有限公司與加拿大Resolution Optics公司共同將該技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,并且將其運(yùn)用到水污染防治工作中來。
據(jù)博冠光電專家介紹,以該技術(shù)為基礎(chǔ)研發(fā)生產(chǎn)的數(shù)字激光全息顯微鏡,可以應(yīng)用于水環(huán)境微生物和泥沙等方面的監(jiān)測(cè),并可應(yīng)用于光學(xué)元件表面檢測(cè)。該設(shè)備的黑色圓筒里裝有激光發(fā)射器,其發(fā)出的光線照射過的物體,都可以形成全息圖,“也就是說,圓孔下面就是一個(gè)顯微鏡平臺(tái),生物通過平臺(tái)都會(huì)被記錄下來?!?/p>
提前預(yù)警,水質(zhì)安全更有保障
參加此次研討會(huì)的專家指出,江河湖泊的污染分為化學(xué)、物理、生物污染3種。其中水華、赤潮等水體富營養(yǎng)化的污染就屬于藻類生物污染。目前,環(huán)境監(jiān)測(cè)主要關(guān)注的是化學(xué)、物理污染。
“我國水環(huán)境呈現(xiàn)流域性、區(qū)域性、污染物種類多樣性等特點(diǎn),傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法難以滿足現(xiàn)代水體污染現(xiàn)場(chǎng)快速實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的要求,同時(shí)還可能帶來對(duì)環(huán)境的二次污染?!睆V東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心教授級(jí)高工易雯表示,目前監(jiān)測(cè)主要采用化學(xué)分析法和儀器分析法,一方面是檢測(cè)的時(shí)效性有限,“很多項(xiàng)目都必須采樣到實(shí)驗(yàn)室開展,耗費(fèi)的時(shí)間比較多?!绷硪环矫?,監(jiān)測(cè)過程中要使用大量的顯色劑,掩蔽劑,氧化劑和萃取劑等,無疑也增加了監(jiān)測(cè)成本,還可能產(chǎn)生二次污染。
因此,尋求一種清潔、快速、便捷的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法顯得尤為重要。而將數(shù)字激光全息顯微技術(shù)應(yīng)用在湖庫性飲用水源的監(jiān)測(cè)中,對(duì)赤潮水華發(fā)生、發(fā)展、死亡的過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可為湖庫水生物污染早期預(yù)警、治理防范提供科學(xué)的技術(shù)支撐?!巴ㄟ^這種技術(shù),可以隨時(shí)了解水質(zhì)微生物的生長、繁衍及死亡狀況,一旦發(fā)現(xiàn)超出了正常范圍,就可以提早做出預(yù)警,并采取相應(yīng)措施?!?/p>
據(jù)了解,把該顯微鏡設(shè)備潛入水下,隨著船移動(dòng),就可以實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)中對(duì)水體的微粒和微生物進(jìn)行實(shí)時(shí)原位觀測(cè),每秒拍攝16幅的圖像,并可應(yīng)對(duì)2米/秒的流速,觀測(cè)距離可達(dá)水下數(shù)千米。數(shù)字激光全息顯微成像技術(shù)及其衍生出來的產(chǎn)品,它們的逐步應(yīng)用將會(huì)有效地幫助政府環(huán)保水利職能部門提升水質(zhì)監(jiān)控的能力。
易雯認(rèn)為,發(fā)揮多學(xué)科交叉和綜合優(yōu)勢(shì),研發(fā)集成生化、光電、傳感器、網(wǎng)絡(luò)和空間信息技術(shù),建立集衛(wèi)星遙感、近地面高光譜監(jiān)測(cè)、地基激光雷達(dá)、全息顯微與水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)為一體的立體監(jiān)控平臺(tái),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析相關(guān)指標(biāo),結(jié)合水動(dòng)力學(xué)模型、藻類生長、輸移和擴(kuò)散模型,對(duì)赤潮、藍(lán)藻水華的發(fā)生、爆發(fā)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,將為保障廣東乃至全國富營養(yǎng)化湖泊的供水安全、海洋環(huán)境安全提供有力的技術(shù)支撐,提升海洋和湖泊水質(zhì)安全保障應(yīng)急技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力。
有力補(bǔ)充,水質(zhì)監(jiān)測(cè)更加全面
“在保護(hù)水環(huán)境方面,其中一項(xiàng)非常重要的工作就是做好水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警?!睆V東省環(huán)境科學(xué)研究院羅育池博士介紹,目前很多地方基本都建成水質(zhì)安全預(yù)警監(jiān)控體系,24小時(shí)監(jiān)測(cè)流域內(nèi)各種主要重金屬在內(nèi)的污染物,監(jiān)測(cè)主要是單一的理化指標(biāo),沒有涉及生物領(lǐng)域,在水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警領(lǐng)域,也沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)水生物指標(biāo)的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
“生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)具有專業(yè)性和復(fù)雜性,在采樣方面,野外采樣干擾因素較多,傳統(tǒng)顯微技術(shù)難以達(dá)到直接觀測(cè)的精度要求;物質(zhì)鑒別專業(yè)性強(qiáng),機(jī)器難以代替專業(yè)研究人員;生物圖庫建設(shè)需收集大量樣本進(jìn)行比對(duì),并不斷更新,耗時(shí)長,工作量大;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與水質(zhì)預(yù)警指示性生物關(guān)聯(lián)性有待進(jìn)一步研究。”羅育池介紹,單靠物理、化學(xué)指標(biāo)不能有效預(yù)警水華、赤潮等生態(tài)污染,必須發(fā)展自動(dòng)化、智能化的設(shè)備。
作為一種新型水生生物監(jiān)測(cè)技術(shù),數(shù)字激光全息顯微技術(shù),在水生物污染指標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方面,能對(duì)水中的顆粒、藻類、浮游動(dòng)物、原生動(dòng)物、微生物等進(jìn)行全息顯微攝影、計(jì)數(shù)和分析,此外還能對(duì)水中生物進(jìn)行游動(dòng)分析、速度計(jì)算。這樣,在水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警中,就能綜合物理化學(xué)和生物指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià),為水環(huán)境管理提供更科學(xué)的依據(jù)。
近年來,有關(guān)鎮(zhèn)靜類中藥藥理研究的報(bào)道屢見不鮮,其中尤以安神藥和平肝息風(fēng)藥的研究居多。安神藥和平肝息風(fēng)藥均具有鎮(zhèn)靜作用,給藥后可使動(dòng)物閉目、嗜睡、低頭、伏臥,抑制動(dòng)物的自發(fā)活動(dòng)[1-2],具有對(duì)抗中樞神經(jīng)興奮藥的興奮作用。鎮(zhèn)靜試驗(yàn)是測(cè)定動(dòng)物自主活動(dòng)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法,此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為觀察動(dòng)物自主活動(dòng)規(guī)律及研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)和藥物作用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法大都采用人為觀察動(dòng)物自主活動(dòng)的方式進(jìn)行記錄,這種方法受人為干擾因素和外界環(huán)境(聲音、光線、動(dòng)物所處空間)的影響較大,實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大誤差,特別是對(duì)功效相似的不同鎮(zhèn)靜藥的篩選工作有一定影響。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)的傳感器技術(shù)不斷更新,諸如換能器技術(shù)、光電管技術(shù)、紅外光電探測(cè)技術(shù)、熱釋電效應(yīng)探測(cè)技術(shù)等高性能、高精度的傳感器已經(jīng)融入到現(xiàn)代藥理研究之中,為觀測(cè)鎮(zhèn)靜安神藥對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自主活動(dòng)的影響提供了更為方便準(zhǔn)確的新方法[2]。
傳感器按國標(biāo)GB7665-87定義為:感受規(guī)定的被測(cè)量信號(hào),并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可輸出信號(hào)的器件或裝置[3]。該裝置通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺埽ɑ蝽憫?yīng))被測(cè)量的部分;轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦袑⒚舾性惺埽ɑ蝽憫?yīng))的信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成另一種信息的裝置。它獲取的信息,可以是各種物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)換后的信息,也有其它形式,大多數(shù)的傳感器將獲取的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。目前,在小動(dòng)物自主活動(dòng)檢測(cè)中所采用的一些傳感器技術(shù)有以下4類。
1 抖籠換能器法
換能器技術(shù)是傳感器的一個(gè)分支,它主要是感知生物體內(nèi)的各種非電量的信息(生理、生化和病理信息),把它們傳遞出來并轉(zhuǎn)換為易處理的電信號(hào)的裝置。針對(duì)小動(dòng)物自主活動(dòng)的特殊性,在鐵架臺(tái)上通過橡皮筋(或小彈簧)吊一抖籠,該籠底部圓心處用一帶線的掛鉤和拉力換能器相連?;\中小動(dòng)物的活動(dòng)通過換能器由動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能之后輸入生理記錄儀或生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)進(jìn)行放大記錄,便能獲得動(dòng)物的活動(dòng)曲線和單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)波的次數(shù)。近幾年的研究中采用的有抖籠滴水法、抖籠氣鼓法、光電抖籠法和浮動(dòng)法。抖籠法的特點(diǎn)是能夠把小動(dòng)物的細(xì)小活動(dòng)(如修飾、搔抓等)描記下來,儀器簡(jiǎn)單,操作容易。但此類方法不能達(dá)到精確的定量分析,只適用于鎮(zhèn)靜藥的粗略篩選[1-2]。
高雅玲等[4]采用二道生理記錄儀和50g拉力換能器測(cè)定50只小鼠的自主活動(dòng),通過分析小鼠的活動(dòng)曲線得出養(yǎng)血清腦顆粒(當(dāng)歸、川芎、白芍、熟地、珍珠母、元胡)的大劑量組(8.0g/kg)、中劑量組(4.0g/kg)對(duì)頭部血管舒縮功能障礙、大腦皮層功能失調(diào)或某些體液物質(zhì)暫時(shí)性改變所引起的血管性頭痛有明顯的鎮(zhèn)靜作用,為臨床治療血管性頭痛提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
2 光電技術(shù)檢測(cè)法
在活動(dòng)箱內(nèi)將一束或者幾束光線照射到對(duì)側(cè)的光電感應(yīng)器(如光電管、光導(dǎo)管、光敏管)上,動(dòng)物在箱內(nèi)活動(dòng)時(shí)遮斷光線一次,則電流改變一次,經(jīng)過放大裝置使電脈沖驅(qū)使繼電器啟動(dòng),通過計(jì)數(shù)器記錄數(shù)值[2]。
2013年新入選 CODE 期刊名稱
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