时间:2023-01-10 19:15:50
导语:在工地管理论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
现代管理学认为,科学化管理包含三个层次:第一个层次是规范化管理,第二个层次是精细化管理,第三个层次是个性化管理。精细化管理是社会分工精细化对现代管理的必然要求,是建立在常规管理的基础上,并将常规管理引向深入基本思想和管理模式,是一种以最大限度减少管理所占用资源和降低管理成本为目标的管理方式。精细化管理的前提是基础管理,在此基础上,它是注重过程的细节管理,它的核心是规范管理,专业管理是精细化管理的支撑。地铁工程施工档案的精细化管理强调管理质量与效益的同步提高,强调档案管理者的责任心和敬业精神。施工单位实施精细化管理通过精细化的决策,确立以提高档案质量,建立精细化的档案管理模式等多途径来实现。
二、档案管理工作的内涵
中国最古老的档案是殷商时的甲骨档案。档案管理工作的内涵是健全机构档案的保管制度,规范档案管理工作的流程,积极发挥档案的功能。地铁工程档案资料管理包含一般文档资料管理和竣工验收资料管理。一般文档资料包含发文、收文、标书、会议纪要和其他文函;竣工验收资料主要包括文字资料、图纸资料等。
三、精细化管理在地铁施工档案管理
工作中的应用中的实际意义2014年,我们集团公司提出“精确管理、精益管理、精心经营、精诚共赢”管理理念。为认真贯彻这一管理理念,我们应加强精细化管理在地铁档案管理工作中的应用。精细化管理是地铁施工单位提高管理水平的有效手段。精细化管理在地铁施工单位档案管理工作中的应用,可以使地铁施工单位的档案管理更加规范化、科学化,提高办公效率。“精细化管理”融入地铁施工单位的档案管理工作中,地铁施工单位的档案管理工作将会做深做细,管理受控,做到流程规范化、管理科学化,更好地促进日常管理工作。因此,精细化管理在地铁施工单位的档案管理工作中的应用将会有深远的意义。四、精细化管理在地铁施工单位的档案管理工作中的应用地铁施工单位档案管理流程可以分为文件形成的准备阶段、文件的形成阶段、文件的流通利用阶段、文件的移交业主阶段,文件的作废处理阶段。每个阶段都有关键环节,在关键环节设置控制点,细化管理方法,严格控制要求,才能保证文件管理受到控制,提高文件质量。
1.文件形成的准备阶段。第一,要制定工作流程。根据图纸和现场实际情况编制工作流程,编制时要考虑有哪些资料,这些资料由哪些人编写,怎样传递,时间要求等,根据这些要求编制出具体工作流程,发放到相关个人以作指导,并督促其按此流程工作。如果缺少这一环节,技术员和资料员间不能很好配合,并影响到工作效率。第二,制定规章制定,促进施工档案的规范化、标准化。为了确保地铁工程档案的规范化、标准化,施工单位项目初期就要备齐各类规范和验收标准。根据国家《档案法》、《保密法》及各类规范和验收标准等制定《档案管理制度》、《档案员岗位责任制》等规章制度,对档案资料的收集、立档、管理、利用及安全保密等方面作了严格规定。信息化时代,给地铁施工档案工作带来了新的课题,地铁施工档案管理应推行计算机管理技术,适应现代管理模式,探索地铁施工档案信息资源体系,根据地铁工程和单位信息化管理实际情况,实现地铁工程档案网络远程传输、查阅、保管,逐步实现电子档案的收集、保管、利用工作规范、有序,建立电子档案数据库,提高地铁施工档案管理效率。第三,责任落实到人,制定奖罚制度,加强制度执行力和考核力。根据工作流程,分解工作职责,使技术员和资料员明确各自责任。如发生问题,不会发生推卸责任的现象。并制定奖罚制度。如果档案有问题,要责任到人,并对其进行处罚;如果档案做得非常好,并在各项检查中,取得良好的成绩,或项目竣工后,获得鲁班奖,就要对相关人员进行奖励,形成激励政策。这样才能形成赶帮超的局面,达到精细化管理的目的。第四,定期对资料员与技术员进行培训。人才资源是地铁施工单位资料管理精细化管理的关键因素。目前资料员和技术员的业务能力良莠不齐,有必要对资料员和技术员进行相关业务培训和拓展,提升资料员和技术员的工作能力,确保资料搜集的真实有效,使其明确精细化管理的必要性,并定期组织考试,使相关人员有紧迫感。我们项目部努力为档案人才提供良好的发展平台,多渠道多途径培养一支规模适度、素质优良的专家型、技能型的精细化人才队伍,充分挖掘地铁施工单位人员的主动性、创造性和发展潜力,实现天津地铁项目部档案的大发展。第五,建立三级档案工作管理网络。档案管理的网络是确保档案工作有序开展的关键。应建立三级档案工作管理网络,即总工程师领导一级、施技部部长一级、资料主管部长一级,建立三级领导责任制网络确保档案工作由上到下,全面覆盖,带动全员。
2.文件形成阶段控制。虽然项目部总工程师对档案的技术内容和质量负责,但资料员审查环节和文件输出环节在文件质量把关上也发挥着十分重要的作用。目前地铁施工单位的技术文件的编制流程是首先通过技术员在现场记录,然后把现场记录交给资料员,资料员检查现场记录,输出文件。文件流转中疏忽的问题会暴露在交接环节,审查环节和输出环节,所以技术人员和资料员要按照项目部档案管理制度的要求交接,审查和输出文件,将这些环节中的问题分类汇总,表格化管理,对共性问题制定措施,从而促进档案规范化管理,按流程流转,提高形成文件的质量。为了提高档案质量,采取了以下几项措施:(1)每周对资料进行一次抽查,使档案工作与地铁工程建设同步。根据地铁施工现场的进展情况,有针对性地进行跟踪,有效地避免了资料的丢失和滞后,保证资料与工程建设同步。(2)每月一次的工程资料例会制度,加强资料的协调管理。为了及时沟通资料档案中存在的普遍问题,每月召集项目部资料员、总工程师、施技部部长、主管资料部长召开资料例会,总结一个月以来的资料工作情况,对资料归档工作做得好的资料员提出表扬,提出存在和需要解决的问题,资料例会最终形成的会议纪要要下发到各相关部室,这样既有利于领导及时了解档案工作情况,又有利于工作的监督和落实。(3)严格文件工作流程。地铁工程项目文件的来源广泛,档案人员要严格把关,从文件的格式、签字手续、盖章情况等等严格把关,禁止形成不合规范的文件,以及严禁文件材料的不及时归档,从而有效提高文件资料的归档质量。
3.文件流通利用阶段控制。文件流通利用阶段包括文件查阅环节之前的准备工作,文件查阅环节,文件发放环节,文件归还环节。在文件查阅环节之前的准备工作如下:首先应建立档案卷内目录,图纸卷内目录,使文件有据可查;其次要建立文件和图纸卷内目录电子汇总表,能快速高效找到文件;再次,要扫描重要文件,以防文件丢失。在文件流通阶段,我们首先建立档案、图纸查阅登记簿和档案、图纸收发文登记簿,做到来源和去向清晰,有据可查。其次要建立档案、图纸电子文件数据库并根据工程进度完善相关信息,定期催促借阅人归还,跟踪文件流向,更要定期要组织文件检查工作,以便及时了解文件实际情况,保证文件、图纸与目录相符。但在归还环节容易发生矛盾,应建立归还确认制,使借阅管理更加精细化,无纰漏。对于外发的文件,发放记录应与分发申请单的要求一致,分发回执由接收部门或单位签字盖章后归还给地铁施工单位,发放单与回执单应成套管理,一一对应,确保外放文件闭环管理。
4.档案的移交业主阶段。精细化管理在档案移交业主阶段,应做到“三同步”:即布置施工任务与布置竣工文件编制、工程施工进展与竣工文件形成积累、工程竣工验收交接与竣工文件交接同步进行。地铁项目部应指定专人负责竣工文件的编制、移交和档案信息化工作,特别是重点工程项目的竣工档案管理工作,集团公司、工程公司负责科研技术和档案管理的部门,应积极协助项目部做好竣工文件的编制与指导,必要时应配合项目部一起主动邀请工程竣工档案接收单位档案部门对编制工作进行检查指导,为竣工档案顺利移交、工程质量保证金及时回款打下基础。工程结束,要根据业主要求编制竣工资料,并把竣工资料移交给业主,并对作废文件进行处置。在这一阶段,文件归档环节与作废环节是关键环节。
1.1总体方案设计所处的阶段及主要任务规划方案批复、可研报告完成后,即启动设计招标工作。根据规划方案及可研情况,划定设计标段,确定招标范围,通过招标产生全线的土建及设备系统设计单位。设计单位确定之后,首先要进行投标方案的分析、优化,中标单位对其他未中标单位的投标设计方案进行研究、分析,从中优化、结合而得到一个集多家长处于一身的设计方案或者设计思路。这个过程一般需要两周左右,主要是确定设计思路和方向。然后开始方案设计工作,总体方案设计是处在可研与初步设计之间的设计环节,其任务是收集初步设计之前的重要设计输入资料,通过多方案比选、论证,确定土建及设备专业的大方案,需要的相关可研、规划及现场调查等资料如表1所示。有了表1所列资料,通过现场踏勘,提出具体的线路及站位比选方案、车站及区间工法比选方案、设备系统选型方案、投资估算等,同时形成一些必要的专题报告,如运营、安全风险专篇等。总体方案设计一般需要3~4个月的时间。待文件完成后,由政府主管部门组织进行评审。专家组通过查看文件、听取汇报、提问及踏勘现场等方式,给出推荐或确定的总体方案意见,作为指导下一步初步设计的依据。
1.2总体方案设计阶段的工作重点本阶段具有承前启后的作用,是从可研过渡到初步设计必不可少的重要环节。该阶段工作扎实、方案比选合理到位,能有效加快初步设计工作的进程,同时对稳定后续设计工作至关重要。应抓好三件事:设计资料落实、现场周边用地协调和设计思路(理念)的放开。(1)设计资料的落实。设计资料包括上面所提到的各种可研阶段交接资料、规划条件和现场实际调查所得资料,本项工作主责是建设单位,应委托相应的单位按时提供合格的资料给设计作为输入条件。每一项资料都很重要,比如沿线现状用地调查资料、管线资料等,直接影响到车站能否实施的问题(该阶段方案比选需考虑的因素如表2所示)。(2)现场周边用地协调。包括土建施工的临时占地、拆迁、交通导改、商业补偿、永久出入口、风亭设置方案、与周边开发项目结合等方面。如果方案比选时对拆迁的难度估计不足,对占地及商业补偿、交通导改等因素考虑不周,就很难做出一个正确合理的选择。一个好的设计方案应该是建立在与周边用地单位充分沟通的基础之上,分析了各种影响因素,经综合、权衡后作出的判断。(3)设计思路或理念的放开。一个好的方案首先要是一个好的想法。目前北京地铁在这方面做了很多尝试,引进国外先进设计理念,开展方案竞赛招标等,在设计思路上有所突破,有助于启发设计灵感。
2初步设计阶段
2.1初步设计阶段的主要任务初步设计是施工图之前的重要环节,一条线路的工程建设具体标准、规模、功能、投资等,都要在初步设计文件里交代清楚[7],初步设计文件最终要由政府主管部门组织审查,并正式进行批复,以作为施工图设计的重要依据,同时也是工程建设投资控制的重要依据。所以,初步设计的主要任务就是以图纸的方式,将整个工程做出定性和定量的双重约定。
2.2初步设计阶段的工作重点作为建设管理方的设计管理人员,在初步设计阶段应抓好几项关键工作,包括督促总体设计单位制定初步设计技术要求及相关统一规定、规划及现状资料的全面落实,涉及交通、园林、管线、用地等的全力协调,全线初步设计概算编制和组织方案审查等(见图2)。(1)督促总体设计单位制定初步设计的技术要求及规定。此项工作应该放在初步设计工作的最前端。由总体设计单位组织各专业,发挥全院优势,或者利用外部专家的力量,重点设计院也积极参与,研究形成本线初步设计的纲领性文件。技术要求直接决定后续工作应遵循的原则与要求,必要时应组织专家进行论证,并征求运营单位等部门的意见。特别是要对已运营线路设计和施工过程中发现的问题,在新线的技术要求中尽量规避或者提出有效的解决方案。(2)规划及现状资料的全面落实。建设单位要总牵头,负责委托有关单位或部门,形成规划及现状资料的书面文件,移交给设计单位作为设计依据。对于规划资料,在总体方案阶段的基础上,对于沿线的规划用地、规划立交、道路、河湖、铁路等,尽可能全面、清楚地反映,使设计单位做到有的放矢。现状资料包括沿线管线资料、建(构)筑物资料、初勘报告等,这些资料直接关系到车站、区间的设计方案。最后方案的成败,往往取决于对现场的掌握情况,对边界条件分析不清、调查不透,很可能到施工阶段会“翻车”。因此在初步设计阶段收集各种设计输入的资料工作十分重要。(3)涉及交通、园林、管线、用地等的全力协调,仅仅把规划、现状资料掌握清楚仍不够,还需花大量的精力去协调。比如交通导改,在初步设计阶段,明挖方案是否成立,除了设计单位的直观判断,建设单位应该组织就交通导改方案与交管部门提前沟通,若方案本身对交通影响很大,交管部门明确提出此交通导改方案实施的可能性很小,这种情况就应该着手研究盖挖、暗挖等方案进行比选,避免基坑开挖时再变更,不利于工程的实施。还有园林、管线改移等存在同样的问题。在方案确定之前应该花时间多方沟通,以取得支持,才能得出最稳定、最具实施性的设计方案。(4)初步设计概算。初步设计概算是政府批复的基础性文件,同时也是建设项目投资控制的重要依据,作为建设单位,尤其要重视此项工作。初步设计阶段投资控制分为概算编制、报批和投资目标分解两项主要工作,概算编制主要包括工程费用、工程建设其他费、预备费和专项费用4部分,工程费用根据工程量计算计列,其数额也相对容易把控,但工程建设其他费方面,目前有些设计单位对设计概算的编制工作重视程度不足。特别是对于前期专项费用,如拆迁、管线改移、其他前期专项工作等。设计管理人员应要求概算编制单位仔细核对有无遗漏项目,对于专项费用,要根据实际情况,进行充分的考虑后结合实际方案列入概算。此外,对于工程直接发生的费用,一定要充分考虑。为了做好投资控制,在概算批复以后,需要按照概算各科目批复情况,将各子项投资进行分解,明确各项工程的投资目标限额,便于过程控制和有效对比。(5)组织文件的专家审查。按照程序,初步设计完成后应组织专家审查,建设单位应全力配合好政府的审查。首先要保证设计图纸的质量,要求设计单位严格按时间规定完成文件备审。另外,对于各单位的汇报文件,要提前组织进行预审,理好思路,抓住专家关心的重点问题。在评审过程中,要组织设计单位及时与专家沟通,积极回答专家的问题,力争让评审顺利通过。
3施工阶段
初步设计完成之后,即有条件进入施工、监理单位的招标工作。设计管理人员要提供招标图纸,配合招标机构工作,重点按照招标内容,要求设计单位形成准确的招标图纸及相关技术文件。对于风险工程项目,要根据初步设计文件专家评审情况,形成专项设计文件,便于工程量和费用测算。施工、监理单位产生后,设计单位也同时陆续进行施工图设计,包括分批完成施工图设计、进行设计交底、现场施工配合、配合工程验收等。
(1)规划手续办理是做好设计管理工作的前提。由于地铁工程建设的特殊性,部分区段的许可手续办理(见表3)可能与工程同步进行。在施工进场之前所有手续中,规划部门行政审批的临时建设用地规划许可证是最前置的,有了此用地手续,方能启动相关拆迁、占地工作,路政部门接续办理占掘路手续,交通管理部门审批交通导改手续,园林审批部门审批园林伐移手续。另外,在此阶段,市政管线设计综合同样非常重要,有了规划部门审批的管线综合成果文件,各管线产权单位才能据此启动管线改移的相关工作。所以,抓紧办理施工进场前的规划用地手续和管线综合成果的规划确认,是设计管理非常重要的两项前期工作,要安排专人负责,相关领导也要作为重要工作来抓。
(2)功能完善是设计管理追求的目标。地铁工程也是一件产品,最终的用户是广大乘客,在控制投资规模的前提下,如何利用有限的费用,建造出一个结构安全、质量优良、换乘便捷、乘坐舒适的精品工程是最终目标。同时地铁建设又是一项不可逆转的百年工程,一旦建成无法修改。在设计文件最终形成前,作为一名设计管理者,应该站在功能的角度去判断方案的优劣,重点关注换乘功能、服务水平、空间效果、人性化设计,从乘客的视角去感受方案。在面临决策时,尽可能把功能实现放在首位。
(3)施工图质量是设计目标实现的有效保证。在确保施工图进度的同时,如何提高和保证施工图质量,是实现工程目标的有效保证。目前,由于设计周期比较短,有些施工图中的错、漏现象时有发生,给现场施工带来一定影响。对此,设计管理人员要把提高和保证设计图纸质量作为日常性工作来抓,通过会议、通知、要求等形式不断强化,还应当经常性地抽查设计图纸,听取施工、监理单位对图纸使用情况的反馈意见,组织图纸问题交流会。在对设计单位的履约考评中,把图纸质量作为非常重要的一项考核内容,坚决杜绝出现施工图质量事故。
(4)不断提高设计人员主动服务、配合施工现场的意识。施工图完成后,施工现场配合是一项重要工作,但往往设计人员在这方面的表现不甚积极,因此,就需要多引导。要求设计人员多去现场,察看现场是否在按自己的设计文件、设计意图在施工,现场是否存在需要解决的设计问题。从管理角度,可以给设计人员设定一些“规定动作”,比如要求其每周去现场至少2次,填写相应的表格,包括现场施工进展、有什么问题、解决了什么问题、对下步施工有什么要求等,必要时要求施工现场负责人员及设计双方签字,从而规定设计人员勤跑现场,不要养成被动开会的习惯,要有主动服务、积极配合的意识。
(5)时刻提醒设计人员注意工程投资控制。当前,地铁工程的投资“水涨船高”,地下线路每公里造价已接近10亿元,在此情况下,要时刻提醒设计人员,严格按照标准设计、限额设计有关要求,注意投资控制。在设计单位管理方面,应要求总体设计单位做好全线标准的统一,在施工图总体审查过程中,认真检查设计单位的保守做法,杜绝设计浪费等行为,各工点设计单位对投资控制负主要责任。各工点设计单位应严格按照批准的初步设计文件进行施工图设计,在提交施工图时,应同时提交一份详细的施工图与初步设计的工程量对比表,清楚反映工程量变化情况。总体设计单位在施工图审查时,应对施工图与初步设计的工程量变化情况进行重点审核,发现有问题时,要求工点设计单位修改,同时报建设单位。设计单位应严格控制设计变更,特别是投资增加的变更,当单位工程(车站或区间、停车场站、设备系统)的投资规模达到批复设计概算95%时,应书面报告建设单位,分析原因和提出解决措施。特别像基坑工程的支护结构、永久结构的钢筋含量、暗挖工程的初支参数、各类注浆加固工程的范围等,建设单位可以采取施工图预审的方式,听取设计单位关键部位的设计参数汇报,尽量统一全线标准,节省投资,也可以选用专家评审的方式进行设计文件的经济性审查。与此同时,地铁工程建设的安全形势十分严峻,确保安全施工十分重要,对于各类风险工程,要求设计单位进行专项设计,这类费用占工程投资的比例越来越大,因此,在专项设计方案审查时,要把工程投资审查放在首要位置,在确保安全的前提下,通过方案比选、论证、优化的环节,尽可能节省投资。对于设计图纸投资超过概算批复情况的,建设单位应组织召开专题会进行研究,如发现设计单位原因导致超概的,应对设计单位进行处理。设计管理部门要求设计单位不断优化土建和设备的设计方案,降低工程造价,定期检查施工图质量。合同部门在工程量核算过程中,如发现设计图纸存在设计标准过高、过于保守、浪费、原因不明的投资增加等情况时,应即时将有关情况反映给设计管理部门,由其根据合同及相关履约考评管理办法对设计单位进行处理。工程现场实施时,由工程部门负责收集施工、监理单位对施工图问题的反馈,以及在设计交底、施工图审查过程中,当发现图纸存在设计保守、投资浪费等情况时,可及时向设计管理部门反映具体情况,由其根据合同及相关履约考评管理办法对设计单位进行处理。当然,以上只是施工阶段设计管理工作的几个主要方面,日常工作远不止这些。总之,施工阶段的规划设计管理工作是建设单位的主责,也是工程好坏的关键所在,各级领导要予以重视,具体从事规划设计管理的人员要分清主次,全力以赴。
4结语
实验室是学科发展的命脉。学科发展规律表明,学科发展与实力的消长,主要源于科学技术的发展和创新能力的变化,而科学技术的发展与创新能力的变化主要依赖于实验室。但是可以肯定的是,开展实验教学无疑会将公共管理类学科的课程教学质量推向一个新高度。实验教学存在的主要意义在于优化理论教学效果,其与理论教学的结合度不如理工科实验教学这么高,所以在软硬件条件比较差的地方性院校通常通过理论讲解或其他教学途径(如视频资料等)替代了实验教学。
1.建设公共管理类实验室是着力培养应用型人才一部分
应用型人才的培养过程更强调与一线生产实践的结合,更加重视实践性教学环节如实验教学、生产实习等,通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动,而对于研究型人才培养模式别重视的毕业设计与学位论文,一般就不会有过高的要求。地方性高校的人才培养目标应该着力于培养学生步入社会后的实践操作能力,使其具备在信息化条件下适应未来工作岗位要求的能力。
2.建立公共管理实验室是解决专业学生理论扎实,实践动手能力弱的最佳途径
公共管理类学科的涉及面广,要求理论能力和实践能力兼备。服务意识和决策能力是公共管理类学科实践性和操作性的培养核心。学科教育应该围绕着培养应用型人才的教学目标,建立目标明确的公共管理实验中心,利用现代互联网科技与现代课堂信息技术,模拟公共管理部门运作情境,使学生身临其境,旨在培养学生的实践能力和分析能力。
3.建设公共管理实验室是现代教育技术发展与应用的必然结果
为培养出能适应现代具有全面的文化基础、实践与创新能力的新时代的人才,现代教育技术在其中的应用过程中应该发挥出至关重要的作用。现代教育技术主要是指以计算机为核心的应用于教育领域中的多媒体技术、信息网络技术和虚拟技术等。其主要借助计算机辅助教学课件,代替了一些投影片、录像片的基本功能,并利用计算机的三维动画技术,详细地分解、展示微观机制和运动形式以及复杂过程,在突破教学难点、进行生动直观教学方面发挥着巨大作用。公共管理实验室也应该适应科技发展的潮流。广泛应用现代教育技术对提高实验教学具有明显的效果。
二、地方性高校公共管理实验室建设的困境及存在的问题
根据相关数据显示,在目前设置公共管理类专业的几百所大学中:全国近10所知名高校已经建立了人文管理实验室、公共管理实验室,这些实验室配备了计算机软硬件实施,开设实验课程,目前取得了很好的教学效果。另外,有很多经济发达地区的高校,包括众多的地方性高校对公共管理类实验室跃跃欲试。虽然近年来地方性高校在公共管理实验室建设、实验教学队伍建设、体制建设、科学研究等方面取得了巨大的成就,公共管理实验室研究工作也得到长足发展,但是与高标准的公共管理实验室要求相比,规模、数量、投入都远远落后知名院校,总体发展水平还相对落后。目前地方性高校的公共管理实验室建设过程中存在比较多的问题,主要有以下几点:
1.地方高校和专业教师对公共管理类学科的实验教学缺乏足够的认识。
我国大部分文科类人才培养都偏重于理论知识的讲授,公共管理类学科的教学方式也基本上延续了传统的文科教学方式,忽视学生的实践能力的培养,因此,学生由于缺乏实践训练的机会和平台,结果学生的实践能力和创新能力得不到培养。尽管不少地方性高校都在强调实验教学地位无比重要,可是在实际层面实验室只是一个摆设,学校对实验室建设缺乏相应的配套措施,例如场地、资金、设备。教师也对实验教学缺乏积极性,大多地方高校的公共管理实验室利用率非常低,更多是作为学生的机房来使用。
2.公共管理实验教学体系不健全。
实践课程在公共管理类学科的课程设置中所占比重通常较小而且缺乏系统性,存在随意开设实验教学学时与内容之嫌,所使用实验教材也不具备较好的实践性和指导性,而且不能很好地落实人员配备、经费使用等具体环节,导致学生的实践时间受限,无法进行较为全面系统的实践操作,所掌握的实践能力通常是不完整的,与实际的工作要求相去甚远。
3.实验教学梯队的建设滞后。
在地方高校的公共管理类学科教学过程中,普遍重理论轻实验,进而出现了重教师,轻实验人员;重仪器引进,轻实验人员培养提高等问题。许多从事理论教学的教师兼任实验教学人员,他们虽然拥有较高的理论水平但却相对欠缺实验技能。与此同时,学校考核体制也导致教师们较看重理论研究而忽视了实验研究,这也限制了公共管理类学科的实验教学质量的提高。另外,实验室管理人员进修机会少,使其知识的更新受阻,进而影响其从事实验教学的积极性。
三、地方性高校促进公共管理实验室建设的对策
当前地方高校所开设的公共管理类实验课程很大程度上是传统理论教学的陪衬,在整体的教学过程中只占很小的比重,并没有发挥较高水平的教学功效与质量。要加强公共管理实验室的建设,提高实验教学的质量,必须科学定位公共管理学科及其人才培养方向。同时,制订并实施促进实验室建设的支持性策略,通过引进实验教学所需的软硬件设备,整合实验教学内容,并且在实验室的使用和管理上制订科学合理的规章制度,以达到实验室功能发挥的最大化,充分利用各种教学软件进行实践教学,大幅度提高整体教学工作中实验实践教学所占的比重,进而发挥公共管理实验室的科研和社会服务功能。
1.转变观念,高度重视公共管理实验室建设的重要性
党的十八届三中全会提出,推进国家治理体系和治理能力现代化。从某种意义上说,科学合理的公共管理服务是实现这一目标的一种技术途径,它具有催生管理革命和服务模式创新的效果,从而真正引领公共管理大变革,为政府职能转变和机构改革带来新的气象。面对新形势新要求,地方高校应该顺应时代要求,转变观念,高度重视公共管理学科的实验室建设。然而,地方院校的公共管理学科发展还不够完善,实验室设备、人员、财政不能满足该学科的发展和竞争要求。主要表现在:没有明确实验教学的主体地位,实践教学与理论教学联系不密切,理论与实践没有从根本上融合起来,严重缺乏自主创新的实验成果;行政化现象在实验室管理工作中表现明显,导致实验室的使用出现严重的重复低效、分散封闭的问题;实验科研人员的积极性、创造性没有得到充分发挥。这些问题已成为制约地方性高校公共管理学科发展的重要因素。
2.以人才培养方案为依据,明确实验教学模式的方向与层次
统筹公共管理学科的理论创新、知识创新、实验技术创新,建立基础研究、应用研究与成果转化紧密结合、协调发展机制。努力探索公共管理学科与相关学科的优势和薄弱环节,根据自身特色和优势,探索多种形式的协同创新模式。公共管理实验室普遍是以软件为主的软件实验室,使用的软件种类繁多,如电子政务实践平台、公务员考试模拟系统、人力资源管理实践平台、公共管理案例分析系统、公共管理定量分析系统、社会调查实践平台、公共政策分析系统、公共管理绩效考核系统、SPSS社会统计软件等。一般将公共管理实验的教学模式分为4个层次:第一层次培养学生做实验的基础技能和从实际出发的务实态度,主要通过模拟操作、演示验证来完成实验;第二层次旨在提高学生的设计技巧和独立判断能力,实验以设计性为主;第三层次是以学生自己的特长和爱好为基础,开设综合性实验项目;第四层次的实验课程具有一定的开放性,让学生获得更大的发挥空间,进而具备辅助老师完成相关科研课题的能力。
3.深入展开公共管理实验教学体系改革
公共管理实验教学内容、教学评价体系、实验教学队伍建设以及实验室管理体制等方面都是改革的重点。要有明确的实验教学思路及目标,实验室的发展规划和实验项目的设置要合理。改变实验教学依附于理论教学的现状,把实验课从理论课中独立出来,重新设计成自成体系的课程并独立进行考核。通过引进公共管理类实验教学软件,设置多门实验课程和项目,形成“融合型”实验教学体系,从而有效发挥交叉专业的优势,同时也让学生能够系统地认识公共管理这门学科。
4.努力打造理论功底扎实,实验素养过硬的实验教学队伍
1.1基坑支护形式
首先,在建筑地基与基础工程施工前要进行一系列专业的地质勘察,通过勘察充分掌握了解到地表下的管线脉络,分析所掌握到的相关数据信息。例如地基工程周围的环境、施工现场的地质情况、地基土坑的安全状况、地基坑的深度等等,根据施工现场的实际情况,科学合理的选择基坑支护的设计方案。基坑支护的主要形式可以分为以下几种:地表下连续墙支护、土钉墙(喷锚支护)、水泥挡土墙、钢筋混凝土排桩、钢板桩:型钢桩横挡板支护,钢板桩支护,具体选择的基坑支护形式可以根据实际情况多使用两种或两种以上的形式。在采用基坑支护的相关方式过程中,要全面认识到一些至关重要的因素,这些因素会直接影响到基坑支护的安全质量。因素大致可概括为以下几种:(1)基坑边缘的荷载;(2)基坑降水排水的措施;(3)选择机器类型;(4)开挖的顺序和深度;(5)进出车辆的道路;(6)基坑的相关监测。
1.2土方开挖
在进行建筑地基和基础工程施工前,要及时对土方的开挖位置进行全面的清除垃圾物工作,与此同时还要彻彻底底排除施工位置的电线和排水管道等设备,要想及时明确好施工现场的相关路线,边缘的坡度、排水渠和聚水进的方位,就要通过合理的勘探,科学的绘制出工程施工现场的平面图。对于施工现场的测量控制网,要满足相关的控制要求,无论是基线还是水位点都要在标准范围之内。在对土方开挖时,事先要确定好开挖的具体深度,深度较大时就要对土方进行分层的开挖。对于土方开挖的泥土运输问题,来往运输车辆要停在挖掘机工作的侧方,最大程度的降低挖掘机的运动幅度。如果开挖的基坑过大,挖掘机就要保证以之字形状的方式移动操作,同时挖掘机的大小直接决定了运输车辆的相关数目。
2.地基与基础工程施工质量与安全管理
2.1强化施工技术管理
在进行土方开挖的工作时,每道施工工序要符合施工标准,操作规范,施工技术达到相关的要求:比如要根据测定定位,抄平放线,根据施工场地的地质情况和排水状况选择开挖的方式和土方边缘的坡度大小,严格按照工程的施工顺序,从上而下、分段分层的去施工;根据观察测量基坑和水沟周围的地面情况,使用合理的排水方式,在进行降排水过程的环节时,要严格把水位降低到小于水槽底500m以下,同时在进行开挖基坑时要保护好地基土的完好无损,不受到很到的破坏,基坑边缘的荷载不能超出规定范围,在基坑周围上方堆土时,要保证与基坑边缘相距1.5m以上的长度。
2.2提高质量监督控制
建筑企业要根据国家的政策法规,建筑行业的质量鉴定体系,不断加强对建筑施工人员的综合素质教育,积极完善各项内部建筑规章制度,健全安全管理体系,全面提高地基与基础工程的现场施工管理水平。
2.3地基与基础施工安全管理
施工企业要不断加强地基与基础施工的安全管理,采用先进的机械设备和施工技术,加强对施工人员素质和专业技能的学习教育,优化施工人员的配置,合理安排任务,对任务完成的情况评价分析,任务完成的好坏直接与经济利益相挂钩。
3.结束语
病害注销系统
1系统的规划
病害注销系统用于处理分析设备病害整修期内的数据。根据不同部门职能,建立了检查工区、工区或工队、设备车间、机关科室4个用户角色,并赋予了相应的权限。
(1)检查工区的权限是:①浏览各级添加的本车间病害整修记录;②修改、删除由检查工区添加的病害记录;③对病害整修情况进行复核。
(2)工区工队的权限是:①浏览各级添加的本班组病害整修记录;②按期限对病害整修情况进行反馈。
(3)设备车间的权限是:①修改、删除由车间及检查工区添加的本车间病害记录;②签认检查情况,下达工区、工队整修计划。
(4)机关科室的权限是:①浏览各部门添加的全段病害整修情况;②修改、删除由段机关科室添加的病害记录。
2实现的功能
2.1添加病害
检查工区、车间、科室均可进行添加病害操作,将病害情况输入文本框内,点击添加按钮存储到后台数据库。登陆时,根据用户名判断角色,动态显示部门及检查人员,并从数据库内筛选出相关病害记录,同时可进行修改、删除操作,但不能跨角色权限操作。
2.2审核下达
在数据库表中建立签定字段,实现只有车间角色具有审核签认功能,并可根据本车间任务量情况更改整修班组和整改期限。实现对病害检修进展情况的动态显示。
2.3整修反馈
工区或工队通过点击选择按钮将所选病害记录绑定到文本框内,输入病害整修情况,点击反馈按钮完成病害反馈。
2.4病害复核
检查工区、车间、科室通过点击选择、绑定所选病害记录并激活复核按钮状态,进行病害复核操作。
2.5数据统计
将病害记录分车间、班组,超临修与超保养进行分类统计,以便于班组按任务的轻重缓急有计划的安排整修。可将统计结果导出到Excel或Word文档中,以便未联网班组查看。
班组管理系统
1系统的规划
根据不同部门职能,在班组管理系统中建立了路局、科室、车间、线路工区、检查工区、综合养护工队6个角色,以便登陆不同页面,实现相应权限。同时,建立段名、车间、各班组人员信息等字典表,根据登陆用户部门,动态显示本部门人员。(1)相关班组的权限是:①按要求填写本班组有关生产管理的各项内容;②修改、删除当日生产管理的各项内容。
(2)车间的权限是:①浏览、审核管内各班组日常生产管理内容;②对班组生产管理内容签定指导性意见。
(3)工务段的权限是:①浏览、审核管内各车间班组日常生产管理内容;②对班组生产管理内容签定指导性意见。
(4)路局的权限是:①浏览各工务段班组生产管理中各项内容填写情况;②指导班组生产管理工作,使其日趋规范、标准。
2实现的功能
在班组管理系统中,根据表格内容建立数据字段及类型。建立各车间班组安全天数基础数据,每日自动计算安全天数。建立生产管理相关的12个表格,实现各班组对当日内容进行修改、删除,以及自动筛选、计算的功能。使车间及时掌握各班组的生产计划等情况,以提高班组日常生产的管控能力。班组管理系统具体实现以下功能。
(1)各项管理界面填写。登陆时,根据用户名判断角色,动态显示当前部门,并根据用户所选年月从数据库内筛选出相关记录,显示工管分工、民主管理、政治学习、安全活动等内容,同时可进行修改、删除操作,但不能跨月份进行操作。
(2)月份生产计划。由于检查工区、线路工区、综合养护工队的月份生产任务内容及格式不同,所以根据用户名判断其角色,以实现不同的登陆页面,分别完成月份各项生产计划、日计划作业地点、项目、完成情况、班前预想、班后对规等内容的录入、编辑功能。
(3)考勤管理内容填写。将“班组管理本”中的月份考勤、日评分、夜班登记表拆分为日考勤对规评分表、夜班登记表、月考勤工时考核统计表。以便实现日考勤夜班录入,并与班后对规评分自动对应。同时,根据月份法定节假日天数自动计算月份存休班、月得分、出勤率等内容。
设备管理辅助系统
(1)数据查询。通过“数据查询”模块,段、车间、工区均可以随时查看管内设备现状及变化,并可根据需要按照线别、站名等条件查询道岔、股道、曲线等数据。另外,此模块还有提示功能,提醒相关车间及时下载最新资料并更新到管理卷内。
(2)变化通知单。规范表格的格式与填写内容,实现查询设备的变化类型、变化地点、变化原因和具体施工单位等,便于车间及时上报设备变化情况,段设备管理人员汇总设备变化,并与现场核对。同时辅助相关工作提醒功能,督促车间及时上报设备变化。
(3)数据纠错。车间、工区使用者可以及时将发现的问题输入设备管理系统,设备主管人员定期汇总发现问题,逐一安排现场核实,提高设备台账的准确率。
(4)交流园地。为设备管理人员与车间技术人员搭建了交流沟通的平台,技术科及时传达解读新知识、新规范,并梳理、反馈车间意见。
信息平台的应用效果
(1)设备病害检修管理系统,提高了设备检修真实性,减少了设备检修的不稳定因素,同时检修病害记录较使用前增加30%,很好地杜绝漏检漏修、失检失修,同时使检修结果显性化,提高设备整修的主动性,病害整修合格率较使用前增加20%,提高了设备安全系数。
(2)班组生产管理系统,提高了日常管理的及时性,减少生产管理的不稳定因素,同时班前预想较使用前更加规范全面,很好的杜绝了无计划作业、班前作业预想不全面等问题的发生,提高了班组管理的主动性。
实现集成化,首先要了解铁路行业工程地质勘察特点和工作程序。图1比较客观地反映了铁路工程地质勘察所要经过的工作流程。它包含了外业调查和内业整理两部分工作,两者有时需要交叉进行。图1中显示,铁路工程地质勘察涉及的工序较多,过程较为复杂,服务的专业较多,满足的要求也不一样。
2工程地质勘察信息
集成化的前提应是信息化。实现系统集成化的途径就是要以信息为纽带,通过信息的传递和作用,贯穿勘察整个周期。因此,信息的组织和管理在集成化中起着关键作用。一般工程地质信息包含的内容是多方面的。就铁路工程地质勘察而言,按工序可分为前期信息、中期信息和后期信息。前期信息多为指定性和任务性信息,包括勘察大纲、各种勘探点事前指导书(任务书)、岩土水试样试验委托书等;中期信息一般为中间成果信息和过程信息,有勘探点成果图表、野外调查的观测点表、岩土水试验报告、物探报告等;后期信息以成果文件为主,含工程地质平面图、工程地质纵断面图、各种类型的汇总表、计算表单、各类工程勘察报告或说明、工程地质勘察总说明等。总之,信息十分庞杂也十分多样化。集成化的目的就是为了信息的有效利用、有效管理。为了达到集成化,就必须实现铁路工程地质勘察过程信息化,信息化的前提显然就是信息必须存储。因此,首先着重考虑了各期信息存储的方式和内容、信息传递途径以及信息作用的方式。
2.1信息存储
工程地质勘察有关信息类型无外乎有3种:文本型信息、数值型信息和图形信息。不同信息存储的格式和目的有所不同。而且实际工作中,需要将不同类型信息整合在一张表上,如勘探事前指导书,既含文本型信息,如技术要求,又有数值型信息,如孔深、里程、坐标;观测点表和岩心鉴定表中既含文本信息,如地层描述,又含图形信息,如素描图和岩心柱状图。
2.1.1文本型信息
文本型信息包括word、excel及txt格式文件,多是一些描述性和说明性的信息,它必须与其他数值型和图形信息一起使用才有意义。存储的目的主要是便于以后查询、浏览以及与其他信息合并组成一种规定的格式,以便整体输出。
2.1.2数值型信息
数值型信息主要包括数字、术语、符号和excel格式文件,这类信息用途最广。存储的目的是为了后期查询、核对、纠错、调用、汇总、统计、计算时方便调用。哪些信息需要按数值型信息存储是根据后期需要来确定的。
2.1.3图形信息
图形信息包括照片、CAD图等。存储的目的是为了后期调用、修改,同时也为了与数值型信息和文本型信息有关联性,如一张照片的里程位置,CAD图中所涉及的勘探信息、计算结果等。
2.2信息传递
各部分相互间的联系就是通过信息传递来完成的。信息传递既有单向的,又有双向的。需要信息传递的内容均设为单独字段。单向传递的多为文本信息,如描述性的内容;双向传递的多为数值型信息,如里程、坐标、试验数据等。图形信息既有单向的,如平面图中的符号、小柱状图等;也有双向的,断面图中的静探分层等。单向信息传递按工作流程设计,其目的就是为了简化人工干预、提高工作效率和准确性,为此,可以设置信息字段的继承性、递增性,避免重复输入。双向传递是根据后期信息结果反馈给前期信息库进行核对和修改,然后再返回到后期信息。如砂土的定名、黏性土的稠度、粉土的密实程度和潮湿程度等,野外定名和试验室定名有时不一致,就需要根据试验室定名来修改野外定名,即根据试验室定名自动修改前期相应字段内容。平面图勘察点的里程、坐标换算、顺号、换号等也是信息双向传递的典型例子。
2.3信息作用
信息作用和信息传递是分不开的。大部分字段都是根据信息作用设置的,如钻探事前指导书中设定孔深、是否取样等为单独字段,就是为了实际完成后进行核对是否按指导书要求的孔深进行,是否进行了取样。信息的主要作用反映在后期信息处理上,如统计、汇总、滑坡计算、沉降计算、湿陷计算、节理统计、赤平投影等。
3系统介绍
3.1系统概述
系统建设的目标是建立和铁路勘察工作业务流程相符合的工程地质信息管理与应用系统,以数据管理为核心,包含野外勘察、资料整理、资料提交等内容,实现项目内数据库管理、平面图编辑、断面图编辑、统计分析、计算评价、专业接口等功能,使系统实现集成化、信息化和智能化,提高工作效率和工作质量。
3.2系统功能架构
本系统包括了工程地质勘察所需的大部分功能,从数据录入到提交相关专业的数据接口,都在本系统内完成。为保证与项目有关的内容都能方便管理和查询利用,系统设计时就按上节讨论的信息内容依据不同的目的和用途放入数据库中进行管理。基于集成化的考虑,本系统主要包含了项目管理、数据录入、数据管理、平面图编辑、断面图编辑、计算分析、统计汇总、辅助工具、出图管理、接口管理等模块组成(图2)。其中的计算分析工具也将大部分常用的工程地质计算方法,如赤平投影图,纳入到系统中,以便充分利用数据库进行有关分析计算(图3)。
3.3系统集成特点
3.3.1勘察管理功能的集成
(1)项目管理系统实现对项目内的信息按勘察设计阶段、勘察起始时间、勘察分段、方案勘察进行分类管理,具体的应用都是在方案下进行的。同时考虑了其他项目资料、其他段落资料、其他方案资料的引用管理。也考虑了不同段落、不同人员、不同方案下资料的归并管理。通过各种项目管理方式,可以实现一条铁路线的工程地质勘察信息一体化,方便勘察信息的归档管理。该系统的项目管理方式也是类似软件中首次使用。(2)数据管理系统基本将整个勘察过程中发生的所有资料进入数据库并进行有效的管理,数据库包括了现场信息数据库、勘察点数据库、土工试验数据库、设计文件数据库、工点资料数据库、平面图和断面图数据库等。值得一提的是,系统首次将现场管理、内业资料整理、分析计算、统计汇总、出图管理、数据接口等进行了集成。实现了对野外勘察工作中有关工序文件的管理,包括钻探事前指导书、试坑事前指导书、原位测试事前指导书、物探事前指导书、土岩水试验委托书等;实现了各种图的图纸选择、自动分页、批量出图的管理。
系统中设计图形编辑的内容很多,包括岩芯鉴定表、原位测试成果表、观测点表、平面图、断面图、剖面图等。前两种在自主平台上实现图形编辑和生成,彻底避免了过去在AutoCAD下出图顺序难调、批量出图困难的缺点,也方便了资料的顺序归档。观测点因编辑量较大,主要依托AutoCAD进行编辑,然后依靠系统生成pdf图,实现批量生成和出图。平面图和断面图编辑主要是利用AutoCAD功能,充分利用勘察点数据库,实现图形的部分内容自动填绘,图上查询数据库,智能连层,并到达断面图接口数据生成的目的。总之,图形编辑的集成是信息化的基础上进行的,是靠信息的传递实现了图与数据库的有效串通。
3.3.3分析工具的集成
分析工具由计算、统计、汇总、分析四部分组成。计算包括滑坡计算、地基沉降计算、桩基计算、黄土湿陷计算、液化判定、盐渍土计算等功能,后三种能实现成批计算,并将计算结果放入相应勘探点数据库,以便后期统计、汇总。统计有工作量统计、节理统计、地基土的物理力学参数统计等。分析主要为赤平投影图。
3.3.4专业协作功能的集成
(1)与勘探和土工试验的协作勘探包括钻探、试坑、原位测试等内容。勘探作业人员可以只录入最原始的数据,后期由地质人员根据需要进行整理,这样就保证了数据的真实性,也方便了在此基础上的二次分析整理。更重要的是提供了各种勘探成果图表的生成和输出功能。地质人员可根据实际需要,调整静探分层位置,重新计算各层参数等。系统明确了土工试验数据的接口标准,依据试验结果,自动对勘探数据进行校核。依据事前指导书和试验委托书,对勘探取样数量和质量进行比对,以方便地质人员监控勘探质量。(2)与上、下游专业的协作系统提供了对其他专业提供图纸的一系列数字化处理功能,从而使地质专业在同一张图纸上进行本专业的工作,并确保空间上的统一。同时,随着上游专业图形的变动而变动,如线路方案的调整引起的各种地质内容里程的变化。地质专业产生的成果提交给其他专业时,同时提交标准格式的数据接口文件。
3.3.5行业标准的集成
铁路工程地质勘察不仅要执行铁路行业制定的规范标准,而且还要针对改移公路、房屋建筑执行公路行业和工民建地基勘察相应的规范和标准。因此,本系统在基础数据录入、图形的生成也一并进行了考虑,用户使用时根据需要选择即可,无需再用其他软件完成。最重要的是实现了数据的共用。
3.3.6系统设置的模板化
模板化也是系统集成化的一种体现。本系统秉承系统设置模板化的先进做法,把一些通用的图表、符号设置为标准模板,集成在系统中,使整个系统图表输出和符号标注保持统一,也为用户个性修改提供了条件。如岩芯鉴定表,试坑鉴定表,原位测试成果表,各种统计汇总表,地层时代符号标注、各种计算表单等,用户可以根据自己的需要设置编辑,而不用再修改程序代码。
3.3.7功能实现的灵活性
长大铁路线的工程地质勘察,会遇到各种各样的问题,即使同一类问题因条件不一样也会出现不同的情况,要求采取不同的解决方式。如果有线路的中线数据和断链数据,在图下即可完成坐标里程换算;如果没有中线数据,则可利用CAD图进行。平面图上的地质小柱状图填绘既可人机交互完成,也可利用既有勘探资料自动生成。地质产状既能人机交互标注,也能读数据库自动解决。最具特色的就是在系统的任何位置都可很方便地查询到勘察数据中的内容。
3.3.8辅助工具的集成自然界地层种类繁多,因工程目的,命名和表示方式也不尽相同,系统不可能开发出所有地层花纹、地层时代成因符号、岩性符号、地质线型、不良地质和特殊岩土符号等。本系统以集成辅助工具的方式有效地解决了系统符号、线型、花纹不足的问题。这也是同类软件中的首创。
3.3.9对BIM技术的支持随着BIM技术在各个领域的持续走红,近年来铁路行业也在大力推广BIM技术的应用。作为最重要的基础信息,铁路工程地质信息模型的建立也势在必行。本系统为实现铁路工程地质信息模型建立已经打下了坚实的基础,其庞大的数据库为模型建立提供了强有力的支撑,信息化的二维断面图为模型信息的传递提供了有力的帮助。一旦三维地质建模技术成熟,将具备快速建立地质BIM模型的能力。
4应用实例
本系统不仅已在多个铁路项目中得到应用,而且还在公路项目勘察中发挥了巨大作用,尤其是系统中的里程、坐标换算,自动顺号、统计汇总、计算等使地质人员从繁琐的数字处理中解脱出来,极大地提高了工作效率。下面以西安至铜川城际铁路可研勘察为主,介绍系统使用效果。西安至铜川城际铁路长110km左右,可研阶段的项目管理结构如图4所示。由图4中可以看出,项目管理是以设计阶段为一个完整周期考虑的。这样考虑的原因是铁路工程地质勘察涉及的数据量非常巨大,如果将各个勘察阶段放在一个库里管理,会影响计算机处理速度,甚至无法启动。可研(初测)阶段就划分为一个段落,主要有3个方案,每个方案下包括从任务下达到资料提交整个周期内的各种勘察内容。所以,勘察数据是以方案为依托进行管理的,所有勘察信息都是基于线路方案进行存储和管理的。图4项目管理结构西铜城际铁路从西安北客站引出,与郑西、大西客运专线铁路并行几公里后跨渭河北上。所以,需要大量引用郑西、大西客运专线的勘察资料。本系统导入其他线路勘察资料功能就提供了很大的方便,使我们顺利地将郑西、大西客运专线勘察资料导入到西铜城际铁路勘察数据库中。大量的钻孔、静力触探、试坑等勘探任务都是通过该系统直接生成下达,基本是一气呵成,并存入系统,后期很方便地查阅。观测点、钻探、试坑、静力触探等输入基本符合规范要求和单位工作习惯,重复内容的继承性和递增性极大地减少了操作人员的工作量,尤其是自主平台的成果图表输出更是克服了过去不能成批完成的缺点,最重要的是可以人为控制排列顺序,使输出按用户要求的顺序完成,大大降低了工作强度,提高了工作质量。此外,分离出来的一些内容,如黏性土的塑性状态、粉土的密实程度和潮湿程度、砂土及碎石类的潮湿程度和密实程度、岩石的层理产状和节理产状,以及湿陷性、液化判定结果等都为后期信息的分析、计算提供了必要条件。西安至铜川城际铁路主要走行于黄土塬上,黄土湿陷是其遇到的主要工程地质问题,所以,针对大批量的湿陷计算,该系统只一键完成铁路工程地质勘察最为繁琐的是各种勘察点和地质产状的标注。本系统充分发挥了集成化的优势,一键完成从数据库调用勘察点、地质产状,并自动按坐标标注到平图上。同时完成顺号、里程计算等回馈到数据库。仅此一项,提高工作效率达70%以上。此外,本系统在广西资兴高速公路详勘项目的应用也集中体现了标准集成的好处。资兴高速公路全长82km,详勘加上利用的初勘资料共计有1200多个钻探、500余个观测点、100多个试坑、千余张照片,涉及的工程有500多个桥、隧道、路基工点等。系统对此都进行了有效管理,实现了里程坐标换算、编号顺号、纸上布孔、平面图勘察点及产状标注、断面图勘探点标注、工作量统计等自动化。实现了各种地质符号标注、断面图地层连层及标注等的智能化。节理统计和赤平投影的功能为地质人员分析岩体稳定性提供了有力的帮助,极大地提高了工作效率和质量。在此公路上的应用也充分说明了该系统标准集成的成功。
5结语
1.做好投资控制工作。投资控制工作主要是五个阶段的投资控制,即决策阶段、设计阶段、发包阶段、施工阶段和竣工阶段。这5个阶段投资控制要在批准核定的投资限额以内,及时纠出现的偏差,保证油田工程建设投资管理在限定投资控制范围内实现目标。项目组织机构在对投资目标控制时,要考虑通盘考虑整个项目控制,对工程质量、进度和投资之间要反复协调,全方面考虑投资控制对工程进度和工程质量的影响,保证施工进度,争取缩短工期,最大能力降低耗资,力求实现三大控制目标的完美配合。
2.做好质量控制工作。工程质量要求主要依据工程建设合同、工程设计图案、工程技术要求以及标准规定的质量标准,影响工程质量有五个因素,主要是人的因素、工程材料的因素、施工方法的因素、机械设备的因素和环境的因素。人的因素是重要因素,工程质量控制是由人具体实施控制,项目管理人员应采取有效措施来应对工程施工中出现质量因素,通过人的管理能力确保工程建设质量;材料的因素主要是优选采购人员、掌握材料信息、优选购货厂家、合理组织材料供给、加强材料验收、加强材料保管和现场管理等环节的掌控;机械设备因素主要是配套工艺设备和各类油田施工机械的维修、检测和使用;环境因素,要掌握环境对工程质量的影响因素,采取有效措施加以防控。
3.做好进度控制工作。油田地面施工工程进度决定着油田生产和开采时间,在建设过程中,都要保证施工建设实际进度与计划进度步伐一致,工程进度影响因素很多,人的因素、工程款因素、材料因素、环境因素、气候因素、设备因素都能造成实际进度与计划进度不符。所以,要从两个方面进行进度控制。一是要掌握工程建设组织施工方法的表达方式和使用范围。要组织有序进行施工,施工中通盘考虑各种因素,确保施工进度与计划进度一致。二是实行动态管理。排除干扰、解决制约进度难题,合理调整进度,做到出现偏差时及时调整纠正,确保不影响总进度。
二、做好工程项目的两种管理工作
做好合理管理。油田地面工程施工合同是由油田公司和承包方为完成建设工程目标,明确责任、权利和义务关系的协议,从而掌控工程建设质量、进度和投资,保证工程顺利进行的法律文件。油田地面工程建设项目大,建设战线长,参建单位多,合同资金大,有效的合同管理是确保实现建设目标的重要依据保障。在合同的起草和确定都要有专业人员进行反复的推敲,全面考虑各种因素,在合同中要明确承建方和投资方的义务和权利,做好工程建设项目实施过程中各种纠纷和争执的法律依据。做好信息管理。工程建设项目各方面管理活动都是有关联和桥梁的,它们之间互相依赖和制约关系。各种管理活动之间也存在信息的交流与传递,建设工程项目管理工作繁杂关系也决定了信息之间流动的繁杂特点。通过信息的反馈和调控,项目管理组织才能对工程的全面控制,达到企令畅通的效果。
三、做好工程项目组织协调工作
组织协调是建设工程项目管理中综合全面的管理。它不仅包括生产管理,还涉及到施工合同、施工技术、施工计划、产品质量、生产安全和建筑材料等方方面面的管理内容。油田地面工程项目要做到组织协调管理,就要看工程项目管理部是否强大,配上优秀的好项目经理,建立健全各项管理制度,是构成组织协调管理的前提。此外还应建立专门的协调机构,解决施工中出现需要协调解决的问题,进一步做好油田地面工程项目管理工作。
四、结语
关键词:硬化剂抹光机PG道路嵌缝胶渗透剂
大型连锁超市按照业态一般可分为仓储式超市(如麦得龙、东方家园等)和购物广场(如沃尔玛、家乐福、大福源等)两类。超市仓储区和停车场整体地面面积通常在5000~20000M2,由于仓储区贮存货物较多,地面上要行驶叉车等运输设备,地面活荷载比较大,一般设计活荷载为15KN/M2。对于地面的质量要求非常严格,工程中全部采用整体现浇耐磨硬化剂地面。
整体现浇耐磨硬化剂地面是在现浇混凝土初凝的时候在混凝土表面上均匀撒播一层硬化剂材料,通过机械抹光机反复磨光成型的一种地面形式。耐磨硬化剂地面具有表面硬度高、密度大、耐磨、不生灰尘等优点。硬化剂耐磨地面的28天抗压强度:非金属地面硬化剂地面80MPa;金属地面硬化剂地面91MPa。施工完毕48~72小时后可开放行走,7~10天后轻型货车可以行驶;28天后可以正常使用。它摒弃了传统的混凝土基层与面层分开施工的做法,消除了因基层与面层结合不良而导致裂缝和空鼓的质量通病,简化了工序,缩短了施工周期,节约费用。硬化剂材料由骨料和胶结物两部分组成。骨料为砂状,平均粒径1.5mm,约占总量75%,分非金属和金属骨料,金属骨料通常采用金刚砂(碳化硅),硬度在莫氏8度以上;胶结物为经处理的高标号水泥,除采用水泥本色外,还有红、黄、绿、灰等多种色彩可供选择。除骨料外,其它水泥、色料等重量不超过总重量的25%。硬化剂用量根据材料说明书和设计要求确定,标准用量为5KG/M2。
地面构造由回填砂石垫层φ12@200双向钢筋网250厚C30商品混凝土上撒5KG/M2硬化剂刷环氧树脂渗透剂组成。楼面构造由φ6@200双向钢筋网60厚C30商品混凝土上撒5KG/M2硬化剂刷环氧树脂渗透剂组成。
具体施工工艺为:
一、施工前准备
1、施工前做先做好水、电管线的预埋,尤其是排水地漏必须预留到位,清除地、楼面上的淤泥、积水、浮浆和垃圾。
2、根据地面开阔的特点,在回填土施工过程中依据人力和机械状况编制施工计划,合理划分多个施工段,实行流水作业。
3、设置控制铺筑厚度的标志,在固定的建筑物墙上弹上水平标高线或钉上水平标高木橛。楼面用水准仪配合间隔2米做好灰饼。
4、铺筑前,应组织有关单位共同验槽、办理隐检手续。
二、砂石垫层施工工艺
材料的选择:地面回填土宜选用质地坚硬、含水率小、级配良好的砾石或粗砂、石屑或其它工业废粒料回填。回填的材料中,不得含有草根、树叶、塑料袋等有机杂物及垃圾。用做排水固结地基时,含泥量不宜超过3%。碎石或卵石最大粒径不得垫层或虚铺厚度的2/3,并不宜大于50㎜。
1、工艺流程:
检验砂石质量分层铺筑砂石洒水机械碾压找平验收
2、对级配砂石进行技术鉴定,如是人工级配砂石,应将砂石拌合均匀,其质量均应达到设计要求或规范的规定。
3、分层铺筑砂石
1)铺筑砂石的每层厚度,一般为15-20㎝,不宜超过30㎝,分层厚度可用样桩控制,铺筑厚度可达35㎝,宜采用8吨的压路机碾压。
2)分段施工时,接槎处应做成斜坡,每层接槎处的水平距离应错开0.5—1.0米,并充分压实。
3)铺筑的砂石应级配均匀。如发现砂窝或石子成堆现象,应将该处砂子或石子挖出,分别填入级配好的砂石。
4)洒水:铺筑的砂石应级配砂石在夯实碾压前,应根据其干湿程度和气候条件,适当地洒水以保持砂石的最佳含水量,一般为8%-12%。
5)夯实或碾压;夯实或碾压的遍数,由现场实验确定。采用压路机往复碾压,一般碾压不少于4遍,其轮距搭接不小于50㎝。边缘和转角处应用人工或蛙式打夯机补夯密实。
4、找平和验收:
施工时应分层找平,夯压密实,并应设置纯砂检查点,用200㎝³的环刀取样,测定干砂的质量密度。下层密实度合格后,方可进行上层施工。用贯入度进行检查,小于试验所确定的贯入为合格。最后一层压(夯)完成后,表面应拉线找平,并且要符合设计规定的标高。地基变形模量EO不应低于30N/mm2。
5、质量标准
(1)、保证项目:
1)基底土质必须符合设计要求。
2)纯砂检查点的干质量密度,必须符合设计要求和施工规范的规定。
(2)、基本项目:
1)级配砂石的配料正确,拌合均匀,虚铺厚度符合规定,夯压密实。
2)分层留接槎位置正确,方法合理,接槎夯压密实,平整。
3)允许偏差项目
砂石地基的允许偏差
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
顶面标高
±15
用水准仪或拉线和尺量检查
2
表面平整度
20
用2米靠尺和楔形塞尺检查
3
坡度
不大于房间相应尺寸的2/1000,且不大于30
用坡度尺检查
4
厚度
在个别地方不大于设计厚度的1/10
用钢尺检查
6、成品保护
1)、回填砂石时,应注意保护好现场轴线桩、标准高程桩,防止碰撞位移,并应经常复测。
2)、夜间施工时,应合理安排施工顺序,配备足够的照明设施;防止级配砂石不好或铺筑超厚。
3)、砂石垫层完成后,应连续进行上部施工;否则应适当经常洒水湿润。
7、应注意的质量问题
1)、大面积下沉:主要是未按质量要求施工,分层铺筑过厚、碾压遍数不够、洒水不足等。要严格执行操作工艺的要求。
2)、局部下沉:边缘和转角处夯打不实,留接槎没按规定搭接和夯实。对边角处的夯打不得遗漏。
3)、级配不良:应配专人及时处理砂窝、石堆等问题,做到砂石级配良好。
4)、密实度不符合要求:坚持分层检查砂石地基的质量。每层的纯砂检查点的干砂质量密度。必须符合规定,否则不能进行上一层的砂石施工。
5)、冻结的天然砂石不得使用。
三、耐磨地面施工
1、根据划分好的施工段,绑扎双向钢筋网。
2、为保证钢筋在浇筑混凝土时不被踩踏,应铺设马道。
3、按地面设计标高安装宽度不大于6M模板(宜用槽钢),用水准仪检测模板标高,对偏差处用楔块调整高度,保证模板的顶标高误差小于3mm。
4、混凝土浇筑前洒水使地基处于湿润状态,楼面用水泥浆充分扫浆。
5、混凝土宜选用商品混凝土现场泵送,水泥选用低水化热的粉煤灰硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,尽可能减少水泥用量。细骨料采用中砂,粗骨料选用粒径5~20mm连续级配石子,以减少混凝土收缩变形。骨料中含泥量对抗裂的危害性很大。因此骨料必须现场取样实测,石子的含泥量控制在1%以内,砂的含泥量控制在2%以内。外加剂采用外加UEA微膨胀剂。掺入量按照水泥重约10%。试验表明在混凝土添加了UEA之后,混凝土内部产生的膨胀应力可以补偿混凝土的收缩应力,可减少混凝土的不规则开裂。施工配合比应根据试验室试配后确定。控制水灰比小于0.5,坍落度70~90mm。如采用彩色混凝土地面时应严格按照试配确定的比例添加色浆,保证混凝土不出现过大的色差。
6、混凝土的浇筑应根据施工方案分段隔跨组织施工,混凝土尽可能一次浇筑至标高,局部未达到标高处利用混凝土料补齐并振捣,严禁使用砂浆修补。使用平板振捣器或6米振捣梁仔细振捣,并用钢滚筒多次反复滚压,柱、边角等部位用木抹拍浆。混凝土刮平后水泥浆浮出表面至少3mm厚。楼面混凝土找平后将灰饼剔除。混凝土的每日浇筑量应与墁光机的数量和效率相适应,每天宜500~2000M2。
7、混凝土浇筑完毕,采用橡皮管或真空设备除去泌水,重复两次以上后开始耐磨材料施工。耐磨材料施工前,中期作业阶段施工人员应穿平底胶鞋进入,后期作业阶段应穿防水纸质鞋进入。
8.1第一次撒布耐磨材料及抹平、磨光
(1)耐磨材料撒布的时机随气候、温度、混凝土配合比等因素而变化。撒布过早会使耐磨材料沉入混凝土中而失去效果;撒布太晚混凝土已凝固,会失去粘结力,使耐磨材料无法与其结合而造成剥离。判别耐磨材料撒布时间的方法是脚踩其上,约下沉5mm时,即可开始第一次撒布施工。
(2)墙、柱、门和模板等边线处水份消失较快,宜优先撒布施工,以防因失水而降低效果。
(3)第一次撒布量是全部用量的2/3,拌合物应均匀落下,不能用力抛而致分离,撒布后即以木抹子抹平。耐磨材料吸收一定的水份后,再用直径为1m圆盘抹光机碾磨分散并与基层混凝土浆结合在一起。
8.2第二次撒布耐磨材料及抹平、磨光
(1)第二次撒布时,先用靠尺或平直刮杆衡量水平度,并调整第一次撒布不平处,第二次撒布方向应与第一次垂直。
(2)第二次撒布量为全部用量的1/3,撒布后立即抹平,磨光,抹光机将圆盘更换四片式抹片,重复抹光机作业至少两次。抹光机作业时应纵横向交错进行,均匀有序,防止材料聚集。边角处用木抹子处理。
(3)面层材料硬化至指压稍有下陷时,抹光机的转速及角度应视硬化情况调整,抹光机进行时应纵横交错3次以上。
9、表面修饰及养护
(1)抹光机作业后面层的抹纹比较凌乱,为消除抹纹最后采用薄钢抹子对面层进行有序、同向的人工压光,完成修饰工序。
(2)耐磨地坪施工5-6小时后喷洒养护剂养护,用量为0.2升/m2。或面覆塑料薄膜防止水分散失引起开裂,撒水养护一周。
(3)耐磨地坪面层施工完成24小时后即可拆模,但应注意不得损伤地坪边缘。
10、地面变形缝的设置和施工
1、由于超市地面的面积非常开阔又是整体现浇成型,因此变形缝的处理尤为关键,如果变形缝的设置和处理不当会引起整个地面的大面积开裂、变形。在制定混凝土施工方案时应按照地面的实际情况确定伸缩缝的留设位置和距离,通常室内地面的伸缩缝间距为40~60米,室外地面的伸缩缝间距为20~30米,缝宽20~30mm,。纵向缩缝应采用平头缝或企口缝其间距可采用3~6m一道,横向缩缝宜采用假缝,其间距采用6~12m;高温季节施工的地面,假缝间距宜采用6m。假缝的宽度宜为5~10mm;高度宜为垫层厚度的1/5,设置防冻胀层的地面,纵向缩缝、横向缩缝应采用平头缝,其间距不宜大于3m。
2、耐磨硬化剂地面面层施工完成5~7天后宜马上开始切割缝,以防不规则龟裂。切割应统一弹线,以确保切割缝整齐顺直。切割缝完成后将缝内杂物清理干净,用除尘器吹干缝内积水。将PG道路嵌缝胶灌入缝内。PG道路嵌缝胶是广泛用于高速公路混凝土路面变形缝灌缝的一种材料,这种材料均具有良好的耐候性、延展率和防水性能,非常适合做为灌缝的材料,经过多个工程实验,实际效果非常好,值得大力推广。
11、涂刷环氧树脂渗透剂
1)渗透剂是用于涂刷在水泥地面上的一种树脂材料。主要成份包括环氧树脂、固化剂和填料。涂刷完成后树脂材料渗入混凝土表面和毛细孔中,可以明显提高混凝土的表面抗压强度、抗渗性、易于清洁。其抗压强度:Mpa≥55;附着强度:1级;耐磨强度:(750g/500r)g≤0.04。
2)施工工艺:
1、基层处理:首先用角磨机对地面上凸凹不平处磨平,潮湿的地方烘干,清理吸尘,使其达到平整、清洁、无松动、无油污、地面干燥(含水率≤10%)、环境清洁、施工时的温度在5度以上。
2、底涂一遍:配好的渗透剂用滚刷均匀涂在处理完毕的地面上,涂刷厚度0.5~0.8mm,使树脂渗透到水泥内部。
3、面涂二遍:首先对固化的底涂进行打磨,清除大的气泡,清理干净,达到平整无杂质。然后用滚刷把配置好的彩色面涂均匀滚在底涂上,第一遍完全固化后方可涂刷第二遍,最后进行收光。达到无接缝、完全覆盖、色泽一致、光洁明亮的效果。
4、施工完毕后要马上进行现场维护,固化时间(24小时)内严禁踩踏,固化完成后要采取严格措施保护成型的地面。
12、验收标准
1)保证项目:混凝土的抗压强度不应低于设计标准,坡度正确不积水。
2)允许偏差项目
超市大面积耐磨硬化剂地面的允许偏差(公司内部标准)
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
表面平整度
5mm
用6米靠尺和楔形塞尺检查
2
缝格平直、对角线
±3mm
拉10m线和用钢尺检查
3
缝格深度
±5mm
用钢尺检查
4
嵌缝材料饱满程度
饱满
肉眼观察
5
细微裂缝长度
〈20mm
关键词:系统芯片毛刺AMBA总线时滞
引言
随着集成电路技术的飞速发展和对消费类电子产品——特别是便携式(移动)面向客户的电子产品的需求,推动了SoC(SystemonChip)的飞速发展,也给人们提出了许多新的课题[1]。对于电池驱动的SoC芯片,已不能再只考虑它优化空间的两个方面——速度(performance)和面积(cost),而必须要注意它已经表现出来的且变得越来越重要的第三个方面——功耗[1],这样才能延长电池的寿命和电子产品的运行时间。
图1
SoC中CMOS电路功耗有:一是静态功耗,主要是由静电流、漏电流等因素造成的;二是动态功耗,主要是由电路中信号变换时造成的瞬态开路电流(crowbarcurrent)和负载电流(loadcurrent)等因素造成的[2],它是SoC芯片中功耗的主要来源[3]。因此,解决好SoC中的动态功耗是降低整个SoC芯片功耗的关键。本文后面所提到的功耗就是指SoC芯片中的动态功耗。
如何降低SoC中的功耗,从不同的层面分析会得出不同的解决方案。从芯片的系统级(architecture)角度考虑,有低功耗总线设计、低功耗存储系统设计、低功耗时钟网络设计、开发系统的休息模式、时钟门控等技术;从芯片的行为级(RTL)角度考虑,有信号门控、预前计算、操作数分离、状态机优化、并行和流水结构等技术;从芯片的门级(gate)角度考虑,有缓冲插入、提取因子、单元缩放、管换、相位配置等技术[4]。从越高的抽象层次去考虑功耗问题,芯片功耗优化的幅度就越显著。
本文所提出的基于动态配置时钟的SoC低功耗管理是从芯片的系统级角度考虑的。在最后的实验中,它非常明显地降低了整个芯片的功耗。
1动态配置时钟的SoC低功耗管理原理
基于微处理器应用的SoC设计,其复杂程度变化很大:在一些应用中可能需要用到所有的硬件资源,但是在其它的一些应用中可能只需要用到其中一部分硬件资源;在一些应用中可能需要很高的工作频率,而在其它的一些应用中却可以大大降低工作频率。动态管理SoC系统时钟的思想就是:不仅动态地管理SoC内部模块的时钟源供给,还可以动态地配置SoC系统的时钟频率。
动态地管理SoC内部模块的时钟源供给就是,根据不同的应用,管理SoC内部的硬件资源。简而言之,就是进行内部模块的开和关的操作。关闭单个模块,可以通过对每个模块设置一个使能位,然后对这个使能位编程做到关闭或打开那个模块。但这样做不是最佳的,原因有二:其一,每个模块的接口部分必须是始终打开的,否则,CPU核无法随时对它的内部寄存器进行编程;其二,通过模块使能位只是关闭了它的功能操作,而并没有把它模块内的时钟树关闭掉,也就是说它里面的时钟树依然处于激活状态,而时钟树所造成的功耗占单个模块功耗的很大一部分。其实大多数模块都是同步系统,系统的所有操作都是在时钟信号的节拍下进行的[5],关闭时钟源能同时达到关闭模块和降低功耗的目的。
动态地配置SoC系统的时钟频率则是以不牺牲系统的性能为前提,动态地管理系统的工作频率来降低SoC的功耗。时钟频率是影响动态功耗的重要因素:[3]。它的工作频率越高,功耗也就越大。但在很多时候,所有的模块并不是工作在同一时钟频率,或者同一个模块在不同的时段可以工作在不同的时钟频率。这些就是动态地配置SoC系统的时钟频率的前提。
图1是整个SoC中的时钟网络(时钟树)。图中的功耗管理模块(powermanagementmodule)完成这种功能。
图3
2芯片的低功耗工作管理模式
为了更好地实现动态配置时钟的SoC低功耗管理策略,芯片在其工作中开发出了其低功耗管理机制中的四种工作模式:Slow、Normal、Idle和Sleep。下面结合图2所示的工作模式流程图来说明它的工作机制。
表1为四种工作模式的状态。
表1
模式SlowNormalIdleSleep
状态由晶振提供CPU核和各模块的时钟源由PLL提供CPU核和各模块的时钟源关闭CPU核的时钟源关闭CPU核和所有模块的时钟源
CPU核状态开开关关
模块状态不确定不确定不确定关
(1)Slow模式
当系统复位以后或当系统关掉PLL不需要高速时钟运行时,系统进入到Slow模式。在Slow模式下,系统中的CPU核和所有模块的时钟源都来自晶振。如果这时系统认为有必要关掉某些模块,那么,就可以通过配置功耗管理模块内部的寄存器,把相应模块的时钟源使能位关掉。
(2)Normal模式
如果在某些应用中需要高速时钟,那么就应该切换到Normal模式。在Normal模式下,系统中的CPU核和所有模块的时钟源都来自PLL。当然,在这种模式下也可以根据系统的应用关掉某些模块。如果系统需要调整时钟的频率,可以通过动态配置PLL来实现。但是在动态配置PLL过程中,要注意这样一个问题:因为PLL有一个时钟锁定的时间,在这段时间内,它输出的时钟波形是不规则的,此时不能使用它作为芯片的时钟源。为了保证系统的正常运行,可以暂时把系统的时钟源切换到晶振状态,待PLL的时钟输出稳定以后再把系统的时钟源切换到PLL状态。
(3)Idle模式
如果CPU核在当前状态下已经处理完所有任务,在很长一段时间内都将处于空闲状态,那么系统应该进入到Idle模式。在Idle模式下,只会关闭CPU核的时钟源,而所有的模块都保持原状。但在这种模式下,不可动态配置PLL,以得到不同的时钟频率;也不可以动态地管理各模块的时钟源,因为这个时钟Core已经休眠了,它没办法对功耗管理模块内部的寄存器进行配置。无论前一个状态是Slow模式还是Normal模式,系统都可以进入到Idle模式下;而当系统退出Idle模式时,它应该退回到前一个工作模式。当系统重新需要CPU核进行事务处理时,可以通过一个唤醒信号让系统退回到Slow模式或Normal模式。
(4)Sleep模式
如果整个系统都已经处理完所有的事务,并且在很长的一段时间内都将处于空闲状态,那么系统应该进入到Sleep模式。在Sleep模式下,关闭CPU核和所有模块的时钟源。虽然可以从Slow模式或Normal模式切换到Sleep模式,但是当它退出Sleep模式时,系统只能回到Slow模式。因为为了进一步降低整个芯片的功耗,在Sleep模式时会同时关闭PLL,所以在它退出时只能回到Slow模式,然后根据当前的应用决定有没有再切换到Normal模式的必要。当系统需要再次进行事务处理时,可以通过一个唤醒信号唤醒整个SoC芯片系统。
3功耗管理模块的实现
功耗管理模块主要由一个状态机、一些多路选择器和一些门控时钟电路组成。状态机的责职就是完成各种模式之间的切换和送出PLL的控制信号。多路选择器主要完成各种时钟源之间的选择,而门控时钟电路则完成CPU核和各模块时钟源的打开和关闭功能。图3是功耗管理模块中时钟源路线。
从图3中可以清楚地看出,在功耗管理模块中例示了两个PLL:一个是主PLL(MPLL),它提供整个SoC中除USB模块以外的所有模块的时钟源;另一个是次PLL(UPLL),它只对USB提供时钟源。MUX完成晶振时钟和PLL时钟的选择,被选中的时钟(FCLK)同时送到CPU核、HCLK和PCLK,然后根据各个模块的需要门控地送出时钟源。这是基于AMBA总线结构的SoC。根据AMBA总线的协议,CPU核、AHB上的模块和APB上的模块的时钟频率可以配置成倍比关系[6]。经过HCLK分频的时钟源只提供给AHB上的模块,而经过PCLK分频的时钟源只提供给APB上的模块。AHB_con、APB_con、Core_con和USB_con一起管理SoC内部模块的时钟源供给。
4动态时钟管理中的问题及消除方法
动态地配置整个系统的时钟频率,虽然可以很方便地控制好整个SoC芯片的功耗,但同时也带来了一些负面影响。功耗管理单元中的多路选择器和门控时钟电路是最有可能产生毛刺的,而毛刺对同步数字系统是致命的。它会导致同步的失败、数据的丢失、寄存器进入亚稳态,更为严重的是,使整个同步系统的功能失败。毛刺的产生是因为那些输入信号的时序匹配出现了问题,没有按照既定的顺序出现,或者说那些信号装转换的时机不合适。因此在RTL设计时要保证做到时序的匹配,以降低毛刺产生的可能性。
在功耗管理模块中有三种情况需要用到多路选择器:
a.由Slow模式切换到Normal模式;
b.在Normal模式下重新配置PLL;
c.由Normal模式切换到Slow模式。
图4是功耗管理模块中的一个二选一MUX。它的控制信号是OscillatorOrMPLL,两个选择源是clk_MPLL和clk_Osci,输出是out_ClockSource。当OscillatorOrMPLL为“1”时,MUX选中clk_Osci;当OscillatorOrMPLL为“0”时,MUX选中clk_MPLL。在MUX选择其中任何一个时钟信号之前,clk_MPLL或clk_Osci必须已经稳定下来了。强调一下,这里的稳定不是指已经输送出完整的时钟信号,而是输送出高电平或低电平。这样当选择开关达到它们那一方时,接受到的是没有毛刺的且对整个SoC不会产生操作的时钟信号。虽然在这时因为这种操作把SoC的频率降了下来,但这是暂时的(大约2~3个晶振时钟周期),因此对整个SoC性能的影响是微乎其微的。接下来被选中的信号(clk_MPLL或clk_Osci)才开始输送出没有毛刺的时钟信号,从而最终送出的时钟信号是去除了毛刺的。
图5
图5是系统从Slow模式切换到Normal模式时的时序图。通过配置功耗管理模块的内部寄存器打开PLL,即in_PLLStartOrStop信号,由它触发Slow2Normal_r信号,表明当前将要从Slow模式过渡到Normal模式。然后,由这个信号触发LockTime计数器开始计数(计数值由PLL的IP提供商所给的公式中确定),接着先把晶振时钟的使能信号关掉,再把多路选择器打到MPLL那一方。最后,把PLL时钟的使能信号打开,这时得到的就是经过倍频的PLL时钟。
从时序图可以清晰看出,在时钟源切换的过程中,最终送出的时钟(out_ClockSource)频率会很明显地降低下来(大约是晶振时钟频率的1/3或1/2);但是如果选择的晶振时钟频率在10MHz以上,则不会对整个SoC芯片的性能产生影响。
至于门控时钟电路,已经有许多人在这方面作了很广泛的研究,本文不再对此作过多的解释[7]。
5结论
本文提出了一种SoC芯片的低功耗管理策略。其基本思想是,首先从全局考虑,在满足性能的前提下,根据各种应用环境动态地配置SoC芯片的时钟频率。然后,从局部单独考虑单个模块,通过判断它当前的工作状态决定是否打开其时钟源。
该低功耗管理方案已经应用于我们设计的一款SoC芯片——Garfield。经过表2所列PowerCompiler的功耗分析,可以清晰地看出:在Slow模式下的功耗仅为Normal模式下功耗的17%左右,而在Sleep模式下的功耗更低。
表2功耗分析结果
SlowNormalIdleSleep