时间：2022-11-10 00:27:47
序论：在您撰写测量技能论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
作者：张茵涛 单位：大西铁路客运专线有限责任公司
控制测量系统配置
测量仪器和设备CPIII控制网测量采用的仪器应与所使用的数据采集软件相配套，目前采用的测量仪器主要有徕卡TCA2003、天宝TrimbleS8、索佳NET05等。一个测量作业组的配置如下。（表略）一个CPIII控制网测量作业组的平面、高程控制测量设备配置费，厂家报价为69万元左右。一条线安排2个测量作业组，仪器设备配置费为140万元左右。(4)一个测量作业组配1辆8座越野汽车，2个测量作业组需要2辆，租或买。人员配备开展CPIII控制网测量工作，一个测站的观测点数多达12～14个，为安全起见，一个测量作业组需要配备8个人。其中测站1人、测点棱镜6人、测量数据处理技术人员1人。目前，国内正处于高速铁路工程建设期，新建铁路客运专线数量多，陆续进入轨道铺设阶段，可以说CPIII控制网测量的市场需求是比较大的。铁建函［2008］80号文规定，由施工单位进行CPIII控制网测量和复测工作。目前掌握CPIII测量技术的施工单位还比较少，各设计单位的测量单价高达3万元/km以上(铁道部批复施工单位的测量价格为1．33万元/km)，迫使较多的施工单位购置仪器设备和CPIII数据处理软件，施工单位将逐渐成为CPIII控制网测量的主力。因此，将来承担CPIII控制网测量的单位会越来越多，市场竞争无疑会越来越激烈，CPIII控制网测量价格会越来越低。CPIII控制网测量以CPI、CPII控制网为基准，CPI、CPII控制网的成果资料已经移交给施工单位。施工单位可以自己测量，也可以委托其他测量单位，CPIII控制网测量市场将成为一个开放的市场。路内外的测量单位都可参与CPIII控制网测量工作，市场竞争越来越呈现多样化、复杂化。
费用与风险分析
配置一个测量作业组，CPIII控制网测量单价按1．33万元/km计算，合计费用为106．4万元。以外业勘察标准计算的控制网测量成本费如下。(1)测量标志埋设费，包括测量标志加工费和人工费，参照目前市场标准测算，负责标志埋设的费用为5000元/km，80km费用为40万元。(2)人员食宿费、租车费、交通费、办公费等。食宿费:(20+50)×8×150=8．4万元;租车费:650×150=9．75万元;交通费:500×2×8×4=3．2万元;办公用房(伙房):100×150×2=3．0万元;通信费:100×150=1．5万元;过路费:2万元;以上费用合计27．85万元。(3)差旅费:50×8×150=6．0万元。(4)人员工资奖金:3000×8×5=12．0万元。经测算，CPIII控制网测量一个标段的成本费约85．85万元，毛盈利在20．55万元左右(不包含仪器设备折旧费)。费用分析按铁道部制定的铁路客运专线CPIII控制网测量单价为基准，针对上述成本测算结果进行分析，CPIII控制网测量的盈利为20%左右。如果考虑仪器设备折旧费以及其他影响因素(如天气影响、施工干扰、测量返工等)增加的费用，可以说CPIII控制网测量的盈利是很低的。按照铁道部［2008］466号文规定，CPIII控制网测量还包括CPI、CPII控制网的复测与CPII控制网的加密(一般由施工单位完成CPI、CPII控制网的复测和加密工作)。如按铁建函［2007］116号文规定，参照财政部和国家测绘局共同颁布的《测绘生产成本费用定额》，以复测实物工作量:CPI控制网点40个，CPII控制网点80个，水准基点40个来计算，复测费用在几十万元，如果加上CPII控制网的加密，其成本费用还要增加一部分。因此，按照铁道部［2008］466号文的规定计算成本费，承担CPIII控制网测量基本没有盈利。风险分析CPIII控制网测量是一项测量精度要求很高的测量工作，测量过程中可能会与施工单位的正常施工产生冲突，需要施工单位的大力配合。由于现场环境复杂，施工干扰和外界影响大，测量返工率会很高。开始测量工作前，应对现场可能遇到的各种影响因素进行分析，提出可采取的预防措施，并全程配备有实践经验的测量技术人员。测量过程中，还可能存在CPⅢ控制网观测棱镜组件安装精度、标志加工精度和标志埋设稳定性等问题，使观测结果达不到测量精度要求，即产生质量风险。CPIII控制网测量结果直接与轨道铺设对接，一旦满足不了轨道铺设精度要求，或竣工验收后用轨检小车检测到不合格，都将会造成比较严重的后果。所以，CPIII控制网测量精度达不到要求，责任重大。另外，CPIII控制网测量与施工进度密切相关，测量工作不连续，全线不能一次完成，测量间隔期长短对成本影响很大，所以不能按正常程序预测工期和测算成本。有时会造成测量队伍长期困陷在工地，进度得不到保障，存在工期风险。如测量队伍多次进场，会增大测量成本，存在效益风险。
关键词:网络性能测量技术性能指标分析与研究
1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展，用户对网络资源的需求空前增长，网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用，导致网络负担沉重，网络设备超负荷运转，从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析，对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险，更加有效地进行网络性能管理，提供网络服务质量的验证和控制，对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证，是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的，并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见，网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的，是网络本身特性的体现，可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数，并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则：
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的；
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性，即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同；
3)性能参数必须具有公平性，即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异；
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能；
5)性能参数必须排除人为因素；
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括：
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括：
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看，网络整体性能可以分为两种结构：立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络，因此，对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础，来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能，用户主要关心的是端到端的性能，因此从用户的角度来看，可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容，如采用主动方式还是被动方式进行测量；发送测量包的类型；发送与截取测量包的采样方式；所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中，影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型，那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时，应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为：“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中，很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果，包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同，可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量，注入网络，并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高，灵活、机动，易于进行端到端的性能测量；缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况，使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差，而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛，目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量，需要一个测量系统，这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点（探针）、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制，由测量节点执行测量任务，测量数据由中心数据库保存，数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器，交换机等)上利用测量设备对网络进行监测，而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量，不会增加网络负担；其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测，很难对网络端到端的性能进行分析，并且可能实时采集的数据量过大，另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点，而且对于不同的性能参数来说，主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此，将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样，也叫采样，抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样，主要就是研究其分布函数。对于主动测量，其抽样是指发送测量数据包的过程；对于被动测量来说，抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布，抽样方法可分为很多种，目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式，每隔固定时间产生一次抽样。因为简单，所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的，并服从某种分布函数，这种抽样方法的优劣取决于分布函数：当时间间隔以概率1取某个常数，那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的，因此可以避免对网络产生同步效应，它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行，从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中，推荐泊松抽样，它的时间间隔符合泊松分布，它的优点是：能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是，由于指数函数是无界的，因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔，因此，实际应用中可以限定一个最大间隔值，以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性，严格说应该是网络的基本能力或属性，不能称为性能，但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念，根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]：IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变，由传播延迟和传输延迟构成；可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步，这在实际的测量中很难做到，许多测量方案都采用往返延迟，以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是：入口路由器将测量包打上时戳后，发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳，随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]：丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃，例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率，一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的，即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的，因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是，由于先进先出的排队方式的采用，使得包丢失之间有很强的相关性，即在传输过程中，包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件，Xi=0表示包丢失，而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时，该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明，在不同的数据采样间隔下（20ms,40ms,80ms,160ms）采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同，在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此，目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径（通路）中没有其它背景流量时，网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术，但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象，从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外，还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径（通路）存在背景流量的情况下，能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的，所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是：当以大于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟会呈现增大趋势，而以小于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟不会变化。所以，发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率，直到单向延迟不再发生增大趋势为止，然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征，而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力，所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考：一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔，即包吞吐量；另一种是基于字节吞吐量：用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性，使得网络呈现复杂的非线性，建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型，是经典流量模型，也即借鉴PSTN的流量模型，用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型，Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现，基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能，同时，大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题，近几年，流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5．网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如：单向测量中的时钟同步问题；主动测量与被动测量的抽样算法研究；多种测量工具之间的协同工作；网络测量体系结构的搭建；性能指标的量化问题；性能指标的模型化分析[12]～[16]；对网络未来状况进行趋势预测；对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19]；测量与分析结果的可视化，以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展，人们对网络的认识会越来越深刻，从而不断地推动网络技术向前发展。6．结束语：
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T，建议Y1540
[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6
[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11
[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"
[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"
[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建
[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003
USA
[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."
[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay
Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,
1999.
[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.
IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.
[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May
2000.
[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”
usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.
[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"
[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,
SanFrancisco,August1993.
[18]V.Paxson,“MeasurementsandAnalysisofEnd-to-EndInternetDynamics”,Ph.D.dissertation,1997.
关键词:网络性能测量技术性能指标分析与研究
1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展，用户对网络资源的需求空前增长，网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用，导致网络负担沉重，网络设备超负荷运转，从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析，对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险，更加有效地进行网络性能管理，提供网络服务质量的验证和控制，对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证，是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的，并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见，网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的，是网络本身特性的体现，可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数，并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则：
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的；
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性，即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同；
3)性能参数必须具有公平性，即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异；
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能；
5)性能参数必须排除人为因素；
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括：
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括：
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看，网络整体性能可以分为两种结构：立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络，因此，对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础，来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能，用户主要关心的是端到端的性能，因此从用户的角度来看，可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容，如采用主动方式还是被动方式进行测量；发送测量包的类型；发送与截取测量包的采样方式；所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中，影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型，那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时，应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为：“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中，很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果，包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同，可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量，注入网络，并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高，灵活、机动，易于进行端到端的性能测量；缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况，使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差，而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛，目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量，需要一个测量系统，这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点（探针）、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制，由测量节点执行测量任务，测量数据由中心数据库保存，数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器，交换机等)上利用测量设备对网络进行监测，而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量，不会增加网络负担；其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测，很难对网络端到端的性能进行分析，并且可能实时采集的数据量过大，另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点，而且对于不同的性能参数来说，主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此，将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样，也叫采样，抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样，主要就是研究其分布函数。对于主动测量，其抽样是指发送测量数据包的过程；对于被动测量来说，抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布，抽样方法可分为很多种，目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式，每隔固定时间产生一次抽样。因为简单，所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的，并服从某种分布函数，这种抽样方法的优劣取决于分布函数：当时间间隔以概率1取某个常数，那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的，因此可以避免对网络产生同步效应，它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行，从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中，推荐泊松抽样，它的时间间隔符合泊松分布，它的优点是：能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是，由于指数函数是无界的，因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔，因此，实际应用中可以限定一个最大间隔值，以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性，严格说应该是网络的基本能力或属性，不能称为性能，但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念，根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]：IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变，由传播延迟和传输延迟构成；可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步，这在实际的测量中很难做到，许多测量方案都采用往返延迟，以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是：入口路由器将测量包打上时戳后，发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳，随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]：丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃，例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率，一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的，即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的，因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是，由于先进先出的排队方式的采用，使得包丢失之间有很强的相关性，即在传输过程中，包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件，Xi=0表示包丢失，而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时，该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明，在不同的数据采样间隔下（20ms,40ms,80ms,160ms）采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同，在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此，目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径（通路）中没有其它背景流量时，网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术，但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象，从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外，还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径（通路）存在背景流量的情况下，能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的，所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是：当以大于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟会呈现增大趋势，而以小于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟不会变化。所以，发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率，直到单向延迟不再发生增大趋势为止，然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征，而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力，所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考：一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔，即包吞吐量；另一种是基于字节吞吐量：用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性，使得网络呈现复杂的非线性，建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型，是经典流量模型，也即借鉴PSTN的流量模型，用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型，Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现，基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能，同时，大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题，近几年，流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5．网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如：单向测量中的时钟同步问题；主动测量与被动测量的抽样算法研究；多种测量工具之间的协同工作；网络测量体系结构的搭建；性能指标的量化问题；性能指标的模型化分析[12]～[16]；对网络未来状况进行趋势预测；对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19]；测量与分析结果的可视化，以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展，人们对网络的认识会越来越深刻，从而不断地推动网络技术向前发展。6．结束语：
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T，建议Y1540
[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6
[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11
[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"
[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"
[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
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[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003
USA
[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."
[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay
Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,
1999.
[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.
IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.
[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May
2000.
[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”
usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.
[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"
[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,
SanFrancisco,August1993.
[18]V.Paxson,“MeasurementsandAnalysisofEnd-to-EndInternetDynamics”,Ph.D.dissertation,1997.
【关键词】电能质量；管理；问题；对策；
中图分类号：O213.1
一、电能质量的概念
电能质量是在电力系统运行当中产生的，电力系统的运行效率决定着电能质量的优劣。保持电力系统运行的安全性和可靠性是提高电能质量的有效方式。电能质量就是指供电的有效性。随着社会的不断发展，对电能质量的解释也有很多。从不同的角度看待电能质量的问题也会得出不同的电能质量的概念。电力用户认为电能质量就是供电的好坏，不出现停电的现象就说明了电能质量比较好。从电力设备的制造厂商来说，电能质量就是，设备能否满足供电的需求。满足的话就说明设备的供电质量好[1]。从社会发展的角度看，对电能质量的不同认识也受到社会经济水平的制约，电力系统的发展程度决定了电能质量的优劣。现阶段我们普遍采用的电能质量的定义是供电设备在为用户提供稳定的电能过程中，设备的运行稳定性。这个定义也是现在比较常用，主要是通过对设备故障的测试来检验供电的质量问题。该定义清楚明了，但是也有其局限性，需要有关部门进一步对其进行研究。
二、电能质量管理存在的主要问题
随着电网智能化改造的不断深入以及新技术的应用，我国的电网结构日益完善，电网性能不断优化，已经能满足电网用户的基本需求。但是，在电能质量管理方面还存在不足，据统计，由于电能质量管理的问题导致的电能质量不达标的比例超过了60%。电能质量管理存在的主要问题有：（1）未建立起及时的变电站母线电压自动化调控机制。母线调控不及时是造成电压越限的主要原因。（2）小水电上网管理制度缺失。小水电的不规范上网会导致变电站35KV和10KV母线电压越限。（3）电网配置不合理。例如近几年城镇化发展较快，原先的郊区已经迅速发展成为城市新中心，但电网供电设施跟不上，导致线路供电半径过大，直接影响了供电的可靠性和稳定性[2]。（4）电网基层管理水平低下。有数据表明，县级或县级以下电压越限的时长远远大于上级母公司。（5）电网污染治理缺乏。电网本身存在大量的非线性负荷、冲击负荷以及不平衡负荷接入系统等，对电能质量形成严重威胁，而现阶段对这些污染的治理还未得到充分重视。
三、产生的电能质量问题的原因
电能质量的优劣受到经济发展水平以及电力系统发展水平的制约，先进的电力系统以及科学化的技术水平才能为电能质量提供有效的保障。因此，近些年来我国特别重视对电力系统技术的研究，使用先进的科学手段来提高电力系统运行的稳定性和可靠性。我国现阶段对电能质量的研究也更加广泛，很多专业的人士和部门都参与到了研究的课题中。经过专业的研究我们得出了产生电能质量问题的原因：
（1）电力企业为了提高其经济效益，以及供电的自动化水平，注重对先进电子技术的使用，但是这些技术设备和电能质量存在一定的不适应性。如果计算机的计算值出现了偏差，那么在自动化系统的运行中，就很容易降低电能的质量，工作人员也没有办法及时对问题进行处理，因为电力系统的自动化，在实际的操作过程中，存在技术应用的难题[3]。
（2）现代电力系统中的供电结构发生了很大的改变，电气设备的大功率、大负荷造成了供电的不稳定性。因为这些大功率用电器的使用，使得电能在供应的过程中不能保持一个合理的速度，过大的电流会损害或者产生对电力系统的过度消耗，从而也降低了电能的质量。
（3）市场竞争的加剧，导致了各个电力企业为了争取更多的市场份额，在电力系统的管理上出现了一定的分歧。为了提高用户的满意度，很多电力企业都实行的开放性的电力管理模式，用户也可以对供电进行简单的控制，所以这就造成了电力系统的混乱，用户在使用的过程中，很容易出现一些错误，影响了供电的稳定性和安全性，从而降低了电能的质量。
四、电能质量问题的分析方法
通过一定的方法对电能质量进行分析，是保障电能质量以及提升电能质量监测、控制以及管理水平的前提。现阶段运用到的电能质量分析方法主要有：
（1）时域仿真法。这是现阶段电能质量问题分析采用的主要方法，它是利用各种时域仿真程序例如EMTP、EMTDC以及NETOMAC等对电能质量问题中的暂态现象进行分析。这种分析方法的缺点是在进行仿真计算之前要预先知道暂态过程的频率覆盖范围，同时在模仿开关的过程中存在数值失真的现象[4]。
（2）频域分析法。这是电能质量中谐波问题分析的常用方法，有频率扫描、谐波潮流计算以及混合谐波潮流计算，后者由于可以对非线性负载控制系统进行精细的动态特性描述，建模简单，在近些年运用较多。其缺点是计算量大，耗时较长。
（3）基于变换的方法。主要包括了Fourier变换法、神经网络法、二次变换法、小波变换法以及Prony分析法等。
五、电能质量问题的控制
（1）要重视电能质量分析以及控制领域的基础性工作。例如研究并建立起电能质量的评价体系、积极研究并创新电能质量分析的方法、技术和理论。
（2）积极推广以DSP为基础的实时数字数字信号处理技术。该技术通过程序对电能质量进行控制，调试简单，易于实现并网运行和智能化控制，对系统稳定性、可靠性以及灵活性提升具有重要意义，在控制领域得到越来越广泛的应用。
（3）要深入研究并创新电能质量的检测技术。现有的检测设备虽然符合持续性以及稳定性指标，但对于快速捕捉、更高的采样速率以及有效的分析和自动识别系统要求还有一定的差距，需要加大研究力度，发展新的检测技术[5]。
（4）采取积极措施，加强电能质量管理。电能质量的好坏直接影响到用户的满意度，通过加强电能质量管理，促进电能质量，也是控制和解决电能质量问题的关键所在。
（5）电能质量的监测。一是要建立严格的监测制度，例如连续监测、定时巡回监测和专项监测；二是要鼓励检测技术的创新研发，因应电网发展需要开发可靠、有效的监测技术和设备；三是要积极利用先进的计算机网络技术，加快发展监测技术的网络化、智能化，确保监测结果的及时、准确。
六、结语
电力是现代社会正常运行的动力，电能质量问题关系到千家万户，电能质量问题的解决既需要依靠技术手段，也需要规范化的制度管理，两者缺一不可。电能质量管理是电网管理的重要内容，必须要按照电能质量管理标准，建立起严格的管理体系，将电能质量管理从被动转为主动、从松散管理走向制度化管理，从应对问题转为预防问题。
【参考文献】
[1]刘剑. 海上平台电能质量问题及其改善措施[J]. 广东化工，2013，（14）.
[2]何世恩，程开嘉，陈其龙. 电能质量治理若干问题的讨论 工程师与制造商伙伴们的观点[J]. 电气应用，2013，（13）.
[3]陈鹏，鲁藏. 电能质量及主要问题分析[J]. 科技创新与应用，2013，（17）.
1．1外观及结构
移动电源结构一般由电压转换电路、可充电电芯或电芯组、外壳组成。其中电压转换电路分为充电电路、升压电路、管理控制IC以及保护电路。充电电路用以保证输入端能以恒流和恒压的方式为电芯充电。升压电路的作用是将电芯电压提升到输出端额定电压。管理控制IC起到电量监控和开关控制的作用。保护电路用以提供过充电、过放电等保护作用。电芯根据电解质材料不同大致分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类。外壳的主要作用包括机械防护、散热和阻燃等。各组件应当以适当的方式连线、支撑并固定。使用人员可接触区应当有适当保护，以保证不会产生机械危险。
1．2电性能输出
电压为移动电源最基本的参数，电压过高、过低都会对被充电设备造成一定程度上的损害。测量时移动电源应在达到充电饱和状态30min后，空载情况下使用功率计测量其输出电压。测量的输出电压值与额定电压容差为±5%［2］。常温放电性能是移动电源最为重要的参数，此参数标志着移动电源的实际输出容量。移动电源应在23±2℃环境温度下，以额定输入电压和电流进行充电，直至饱和状态。静置30min后，以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间［3］。输出容量等于放电电流乘以放电时间。测量的移动电源输出容量应不低于其额定容量。转换效率测量时使用直流电源模拟电芯接入电路板输入端，直流电源输出电压调至电芯组标称电压。电路板输出端连接电子负载，调节电子负载使得电路板输出为额定输出。仪表连接示意图见下图1。电流表和电压表测量得到输出端Iout和Uout、输63入端Iin和Uin可以通过公式η=Uout·IoutUin·Iin(1)计算得到转换效率，转换效率应不小于85%。
1．3安全性
移动电源的安全性包括:过充电保护、过放电保护、短路保护、发热和防火等［4］。1)过充电保护。测量移动电源过充电保护时，移动电源在充电饱和状态下，使用直流源输入，持续加载充电12h，设置直流源输出电压为移动电源额定输入电压的1．2倍，输出电流为移动电源额定输入电流。整个过程中移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。2)过放电保护。移动电源放电至输出终止状态下，测量其过放电保护性能。在输出端接30Ω负载，持续加载放电24h。整个过程中移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。3)短路保护。短路保护为防止使用中正负极短路时提供的保护。测量时使移动电源在充电饱和状态下，将输出端正负两极，使用0．1Ω电阻短路24h。整个过程中移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。4)发热。移动电源在工作状态时，不应对使用人员造成热危险。测量其发热温度应在正常负载条件下工作直至温度稳定，使用数据采集器和热电偶测量移动电源外壳温度值。接触温度限值是塑料外壳为95℃，金属外壳为70℃，玻璃、瓷料和釉料为80℃。测量温度应低于各使用材料的发热限值［5］。5)防火。移动电源外壳应当使用V-1级材料进行阻燃防火保护。试验样品选用移动电源外壳，试验火焰顶端与样品相接触，施加燃烧30s，然后移开火焰停烧60s，然后不管样品是否还在燃烧，再在同一部位重复烧30s。合格判据为在试验期间，当试验火焰第二次施加后，样品延续燃烧不得超过1min，而且样品不得完全烧尽。
1．4环境适应性
移动电源环境适应性包括:高温放电、低温放电、温度循环、恒定湿热、振动、自由跌落、重物冲击和机械冲击［6］。高温放电测量中，移动电源在充电饱和后，放入55±2℃的温度试验箱中恒温放置2h，最后以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。低温放电测量中，移动电源在充电饱和后，放入－10±2℃的温度试验箱中恒温放置2h，最后以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。温度循环测量中，移动电源在充电饱和后，放入温度为75±2℃的温度试验箱中，保持6h后，将温度试验箱温度设置为－40±2℃，并保持6h，温度转换时间不大于30min，上述过程循环10次，如图2所示。温度循环试验结束后，取出在环境温度23±2℃的条件下搁置2h，以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。图2温度循环示意图恒定湿热测量中，移动电源在充电饱和后，放入温度为40±2℃，相对湿度为90%—95%的温度试验箱中搁置48h后，再取出在环境温度23±2℃的条件下搁置2h，以额定输出电流进行放电，直至移动电源放电输出终止，记录放电时间，计算输出容量，其容量应不低于额定容量。振动测量中，移动电源在充电饱和后，将其安装在振动台台面上，按以下所述振动频率和振幅对振动台进行设置，X，Y，Z3个方向每个方向从10—55Hz循环扫频，持续时间为3h，扫频速率为1oct/min。频率在10—30Hz范围内时，位移幅值为0．38mm，频率在30—55Hz范围内时，位移幅值为0．19mm。振动结束后，移动电源应不泄露,不破裂，不起火，不爆炸。结果位置跌落到水平表面试验台上，跌落高度为1000±10mm，试验次数为3次。水平表面试验台应当是由至少13mm厚的硬木安装在两层胶合板上组成，每一层胶合板的厚度为19—20mm，然后放在一水泥基座上或等效的无弹性的地面上。跌落试验结束后，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。重物冲击测量中，移动电源放置于平面，并将一个Φ15．8±0．2mm的钢柱置于电池中心，钢柱的纵轴平行于平面，让质量9．1±0．1kg的重物从610±25mm高度自由落到中心上方的钢柱上，样品纵轴要平行于平面，垂直于钢柱纵轴，试验次数为1次。重物冲击试验全过程中，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。机械冲击测量技术中，移动电源在充电饱和后，采用钢性固定的方法固定在冲击试验台上。在3个相互垂直的方向上各承受一次冲击。冲击在最初的3ms内，最小平均加速度为735m/s2，峰值加速度应在1225m/s2和1715m/s2之间，脉冲持续时间为6±1ms。机械冲击试验结束后，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。
1．5电磁兼容性
移动电源应满足静电放电抗扰度［2］要求。使用静电放电模拟器施加干扰信号，严酷等级为接触放电±4kV，空气放电±8kV。静电放电抗扰度试验全过程，移动电源应不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。
2总结
通常我们所说的建筑节能，最先决的条件是能够保证建筑的使用功能不下降，然后使建筑中的能源得到更充分的利用，既提高其利用效率，进而达到降低能源消耗的目的。本文对目前常用的建筑保温材料进行了简单的介绍，结合了以上标准以及实际工作中的经验与大家探讨一下保温材料检测中常见问题和检测的要点。
常用建筑节能材料
一般建筑节能保温材料的收缩率较小、导热系数小、热阻性大并且还要有一定的力学性能。下面分类对常用的建筑节能保温材料进行概述。
常用的建筑节能墙材：全国都在不断的推进禁实工作，既用节能环保的新型墙材代替实心粘土砖。粉煤灰砖、矿渣砖、煤矸石砖是由工业的废物回收利用制成，来源丰富，价格低廉，并且他们的强度高，承重能力强，隔热保温性能优异，不禁成为了优越的保温材料，还未环保事业做出了很大的贡献，因此粉煤灰砖、矿渣砖、煤矸石砖成为了现今国内炙手可热的墙体材料。
混凝土小型空心砌块、混凝土多孔砖、混凝土空心砖中间是空的或者有很多空隙，因此具备了隔热保温的性能，这种砖加工简单方便，生产工艺成熟，砌筑简单，因此成为了主要的建筑砌块，晋升为国内的主要墙体材料。
聚苯乙烯泡沫板：聚苯乙烯泡沫塑料板的主要原料是聚苯乙烯树脂，是经发泡剂发泡而制成的，这种材料的内部具有无数封闭微孔。这种板材可以应用于建筑墙体，屋面的保温，车辆、冷库、空调、船舶的保温隔热，地板采暖，复合板保温，装潢雕刻等，使用温度低于75摄氏度。聚苯板具有良好的保温效果，但板材在施工中与主体连接主要是以点固定，板间拼接、黏结不稳固，不适应外形较复杂建筑物的保温，施工工艺较复杂、综合成本高。
硬质聚氨酯泡沫塑料：它的主要原料是异氰酸酯和多元醇，加工工程中可添加各种助剂，达到防水保温的效果。聚氨酯保温复合板是由两层防水彩色涂层钢板或其它金属作面板，中间注入阻燃型聚氨酯硬质泡沫复合而成，是当今世界公认的最佳隔热保温材料。由聚氨酯的结构和测试结构知聚氨酯泡沫塑料具有较高的承载能力，自重轻，导热性能低，闭孔丰富，有保温的性能同时兼具防水性能，可用大型工业厂房、展览馆、仓库、冷库、净化车间、体育馆等建筑的墙体和屋面。
保温砂浆：保温砂浆的主体材料是水泥、膨胀珍珠岩，辅料是纤维素等外加剂，两者复合而成的保温材料。生产工艺简单，原料来源丰富，材料的成本低，加水搅拌后粘聚性优良，利于施工。经过保温砂浆处理后的墙面房屋在夏季还有降温的作用，由保温砂浆的房屋比不经过处理的墙面房屋室温低2到3摄氏度，这能节约空调的能耗，并且缩短了空调的开放时间，是一种十分理想的保温隔热材料。
聚苯颗粒保温浆料：聚苯颗粒保温浆料的组成部分是聚苯颗粒和保温胶粉料，浆料是按照两者的配比调制而成的。聚苯颗粒可以是工业生产品也可以是打碎的废旧聚苯保温板颗粒，这防止了白色污染，起到了环保的作用。
建筑节能保温材料的质量检测
1. 保温材料的式样制作
在进行保温材料的测试时，我们要制作样本，比如胶粘剂、抗裂砂浆、抹面胶浆等这类材料，要严格根据厂家的要求，按照产品说明书中规定的比例进行混合搅拌制备搅和物。加水少不利于凝结，影响式样强度，加水多也会导致式样强度下降。水泥砂浆要适当的打毛，如果表面光滑会使浆料的附着力下降。聚苯颗粒保温浆料保温性能和力学性能都与干密度密切相关。干密度试件尺寸：胶粉聚苯颗粒保温浆料为 300mm×300mm×30mm、抗压强度试件尺寸均为 100mm×100mm×100mm。
2. 导热系数
评价保温材料绝热性能的主要技术依据就是导热系数，依据国家标准《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB10294- 88，大部分采用的是基于稳态法的平板导热系数测定仪测定材料的导热系数。导热系数的测定按 GB/T10294 或 GB/T10295规定进行，仲裁时执行GB/T10294，试件厚度：EPS 板（25±1）mm、XPS 板（25±1）mm，温差：EPS 板 15℃- 20℃、XPS 板 15℃- 25℃，平均温度：EPS 板25℃±2℃、XPS 板 10℃±2℃和 25℃±2℃。节能保温材料本身的孔隙率、孔隙特征、材质、含水率、表观密度、试验过程、试验方法等都影响着测试样品的导热系数。由于保温材料多为多孔材料，如果测试时含水率高，测试结果便是导热系数偏大。因此保温材料尤其是岩浆料养护后要放在烘箱中哄至恒重在进行检测。测试时需要注意室温、夹紧力，式样厚度的一致性。
3. 网格布检测
国家建筑工程行业标准《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统 》JG149- 2003 中试样按《增强材料机织物试验方法》GB/T7689.5- 2001表1规定制备并测定初始断裂强力F0和断裂伸长值。将耐碱试验用的试样全部浸入23℃±2℃的 5%NaOH 水溶液中，试样在加盖封闭的容器中浸泡 28d；取出试样，用自来水浸泡 5min 后，用流动的自来水浸泡5min，然后60℃±5℃恒温烘箱内中烘 1h 后，在试验环境中存放24h，测试试样的耐碱断裂强力。网格布和加强网格布应及时裁剪，裁剪时去除受损的地方，保证裁剪时纱线的垂直度。未防止纱线损坏，式样不要折叠放置。上夹时保持网格竖直整齐，不能过紧。这样可以避免式样偏心受力，防止产生应力集中。
结束语
中图分类号 G63 文献标识码 B 文章编号 0457-6241（2013）21-0062-06
随着高中课程改革的逐步深入，我国许多地区的历史考试，融入课程改革的新理念，设计了基于材料的历史论文题（或称材料论证写作题）。该题型在测量内容上，强调的是历史课程知识而不是教材知识；在考核目标上，立足历史思维能力而不是史实的简单记忆，希望以测量内容、目标与形式的变化来推动高中历史课程改革的深化。但是，受各种条件的制约，一些题目的考查功能没有得到充分发掘，命题从实践经验到技术理论都需要进一步提升。本文希望通过探讨国外先进地区的试题命制，借鉴命题思想方法，以期焕发我国历史材料论文题的活力，使历史测量题型不断推陈出新。
美国AP（Advanced Placement）课程是大学前置课程，课程的主要对象是一些学有余力的高中学生，他们学习AP课程，并通过AP测试，AP测试的学分可以折抵大学课程的学分。AP世界历史课程内容涵盖各大洲，主要关注五个主题：人类与环境的相互影响；文化的发展与影响；国家的构建、扩张和冲突；经济系统的创建、发展与影响；社会结构的发展与演变。其试卷结构如表1：
从表格和相关资料看，美国AP历史测试中论文写作占有重要地位，其写作题型之一的材料论文题更是颇具特色。论文题基本由情境和写作设问两大部分构成，试题情境可以是文字、图表在内的各种与历史有关的一手或二手资料，也可以是模拟性的视角描述，而论文设问规定了写作的方向、范围和要求，写作的角度基本由情境与考查目标而定。一般地，历史材料论文题的考查目标覆盖记忆、理解、应用三个层次，重心则偏向于考生的历史创造性思维。请看下面一道AP测试的世界历史试题。①
例题：运用材料，分析19世纪80年代到20世纪30年代，日本和印度在棉纺织业工业化进程中的异同。请补充一条材料，并说明该材料对论述棉纺织业工业化这一论题的价值。
材料一：印度棉纱和棉布的产量
――来自英国殖民当局的数据
材料二：日本棉纱产量（包括手工和机器生产）
――来自日本内阁统计部门的数据
材料三：早上，天还没有亮，我们就在亮着灯的工厂里上班直到晚上。下班后，我们几乎没有力气站起来。晚上，我们工作到很晚，她们偶尔会给我们一个甘薯。然后，我们还得清洗，弄好头发等等。那时候大概都11点了。即使在冬天，也没有暖气，为了取暖，我们不得不挤在一起睡觉。第一年我们是没有工资的，第二年我的父母会拿到35日元，接下来会有50日元。
我上班不久，我的妹妹阿希也到这家工厂上班。我想她大概工作2年，就病倒在床。那时候工厂里大约有30个人生病。那些已经确诊为肺病的人立刻被遣送回家。每个人都害怕肺结核，没有人靠近这样的病人。阿希也被送回家了，很快就死了。她才13岁，她当时决心成为一个能拿100日元一年的工人，让我们的妈妈高兴。当她面色苍白地离开工厂时，我永远不能忘记她的眼睛。
――来自两个女工对她们少女时代
在日本纺织厂工作的回忆，约1900年
材料四：一个工厂女工挣的钱常常比一个农民的全年收入都高。对于这些农村家庭来说，女孩是收入的重要来源。这一时期，贫穷的农民要把60%的收成上交给地主。因此，这些穷苦的农民只能把拌着野草的米饭当做食物。他们仅有的救济就靠那些去工厂上班的女孩。
――来自一个日本僧人的叙述，约1900年
材料五：那些低廉的工人从哪里来？他们全都来自农村，来自于那些耕种自己的或者租种的土地但有剩余劳动力的家庭。他们来到城市，来到工业区成为工厂工人。农田上的收入提供家庭所需，维持父母兄弟姐妹的生计。那些受雇于工厂的人与家庭没有多少联系，他所要做的就是挣足够的钱养活自己。那就是为什么工人的工资很低。这说明农业对我们国家商业和工业的发展是一支多么重要的力量。
――来自日本实业家鹤见俊辅，约1900年
材料六：在过去的几十年里，由于机器生产的竞争，整个国家手工织布工业迅速下降。尽管许多人仍然穿着用手纺机织出的布做成的衣服，但很多手工织布者已经丢弃了他们的手纺机。
当地纺织业把它们的存在、发展、成长归因于那些有进取精神的本国银行家和投资者，作为股东、投资者、金融家，他们向纺织业投入了大量的资本。
――来自印度经济学家拉达卡玛・慕克吉
《印度经济学基础》，1916年
材料七：女性纺织工人百分比
――来自论文“日本的工业化与妇女状况”
1973年
材料八：日本日贸棉纺织厂图片（图片略）
――来自20世纪20年代的一部官方公司历史
材料九：大部分棉纺织厂工人来自于小农、村庄的农业工人和失业的手纺织工。他们居住在租来的小屋里，一个工人通常会在一个工厂里工作不到两年。工资很低，在过去的几十年里没有明显改变。
――来自印度英国皇家劳工委员会的报告
加尔各答，1935年
材料十：印度纺织厂图片（图片略）
――来自纺织业主协会国际联盟英国官员
阿尔诺・皮尔斯的关于“印度纺织业报告”
1935年
这道试题让我们感受到AP历史材料论文题所给的材料丰富，阅读量非常大。例题中呈现了数据表格、图片、回忆录、调查报告等多种形式的材料，这些材料阅读上并无太大障碍，但要把材料中的有效信息提取出来并合理地运用到论文写作中，并非易事。此外，材料论文题考查的结论大都是开放的，考生很难从教材和提供的材料中找到现成的答案，这导致材料论文题“与普遍流行的材料解析题的设问不同，这种将材料解析与撰写小文章结合起来的设计尝试，有助于鼓励学生自选角度来分析历史，利于考查学生的综合素质。”①
AP历史考试的材料论文题，不仅有利于命题者抓住重点内容，考查学生的理解、应用能力，而且有利于评估题目的难度和区分度，弥补其他题型在考查功能上的不足。结合上述例题和相关资料，我们对历史材料论文题的测量功能，可以得出以下五点认识：
1.考查知识学习的深度
从测量和教育理论上看，材料论文题考查历史知识学习的深度，既是指兼顾命题评价的可操作性、史学方法及考生的思维开放与心理水平，提高考查记忆水平的效度；又是指考生建构知识的发散性思维和创造能力，考查较高层次的理解和应用能力，使题目的难度、区分度以及考生能力呈现收到良好的测评效果。从美国AP试题中，我们可以发现，材料论文题考查知识学习的深度主要表现在三个方面：一是所选取的材料丰富、来源广泛，为考生对论题进行深入分析提供了有效平台。二是所学知识和所给材料在答题中不仅是被引用、转述、复述的对象，而是用来理解并说明问题的；考生要对一些材料要进行批判性的阅读，关注材料所反映的问题、作者的观点与立场，揭示材料是否存在“价值偏见”。也就是说，考生只有在客观、深刻地理解材料的基础上，方能为写作奠定基础。三是围绕所给材料确定一个合适的论题，而不是漫天撒网的泛泛而谈。写作应该紧扣所确定的主题，充分挖掘材料中的有用信息，进行全方位、多视角、深层次的分析论证，从而达到对论述主题的深度理解和认识。正如建构主义所认为的那样，当考生对当前学习内容所反映的事物的内在结构（如性质、规律）及该事物的外部结构（即与其它事物之间的内在联系）达到较深刻的理解时，考生才能真正掌握学习材料的内涵，从而把握历史知识的实质。
2.考查历史认知的过程
传统的历史考试题型主要考查历史知识的固定结论，学生自然也死记教材的结论。历史材料论文题的考查要求则不同，它要求考生由浅入深地理解材料（获取有效信息），提炼材料中所隐含的历史主题，运用基本的阐释、说明、反驳等史学方法作出较为完整的论证。这种考查要求再现了知识的认知过程，凸显了“过程与方法”。为了引导考生展现历史知识的认知过程，论文往往以某一线索或主题为线轴，形成材料背景，提供开放性的论题，要求考生观点明确，史论结合地论证问题，并得出自己的个性理解和思考，其考查目标集中于考生对已学知识的理解、论证与再创造。在这一认知过程中，融入了探究性学习的思维，即：从已知信息中发现问题――拟定议题――提出解决问题的思路――在已有知识材料中收集查证――论述结论。该思维过程完整地再现了考生认知历史的心路，展现了“过程与方法”考核特色。
3.测量凸显人本的复杂思考
人本主义认为，学习过程“应是学生获得相应学习方法、促进其健全人格形成的过程。”②从美国AP历史题看，考生在作答时，提炼论题、组合材料、理解和运用材料中的观点进行论证，展现了考生对试题的思考过程，这种思考过程以论文形式呈现，真实地再现了考生的思维品质，自然渗入了人本精神。美国AP测试历史材料论文题，往往从人类物质文明、制度文明和精神文明等视角出发，选取有史学意义和教育价值的主题，挖掘人本主义的内涵，对历史知识进行重新整合，试题蕴含的人本精神主要有：关注社会发展中的热点及历史学界争论的话题，以命题反映热点，让考生分析争论性“话题”，从不同的角度考察各种情况，倡导多角度、多视角论述问题，审视人本精神的价值，思考当时人们是如何去应对历史难题的；命题还不断引进新鲜的史学观念，倡导考生“同情”地理解问题，关注普通大众的感受和个体体验，而不是高高在上地排斥生活。在这一过程中，试题设计者补充并挑战传统的史学观念，修正旧有的历史观念，重新审视“发展”的定义；此外，陶冶学生道德情操，养成以热爱生命为核心的生活精神，对人类文明发展具有责任感和使命感，也是其命题创新追求之一。
4.测量注重学科思维能力的考量
AP历史材料论文题注重历史学科的思维测量，尤其是高层次的思维能力，主要表现在两个方面：一是试题提供的材料丰富，考查了考生多层次、多角度综合分析历史问题的能力。从上述试题材料来源看，有来自英国殖民者和日本官方的统计数据，也有来自民间普通女工的真实回忆和日本僧人的所见所闻；有来自学者、经济学家的研究成果，也有实业家自身的见解；不仅如此，试题还要求考生额外补充一条材料，以充分论证主题。这些材料开阔了考生的视野，使考生洞察历史人物在决策时所面临的复杂环境，全面认识历史事件产生的复杂背景和历史事件中不同群体的真切感受。
二是从AP历史材料论文题的写作要求看，其测量目标归纳起来有三点：（1）正确理解和合理使用材料；（2）有效整合和分析材料；（3）依据材料进行合理的论证、评价和创作。这些考核目标体现了历史学科的高层次思维能力测量。AP历史材料论文题，在理解材料观点的基础上，既着力于求证思维的考查，对历史教材知识和史学观念、基本方法进行整合，然后分析、说明或驳斥一定材料下的某种历史观点；又不断突破求证思维的框架，考查考生发散型思维，在相对开放的条件下，要求考生提出自己对历史文明的个性理解。因此，材料论文题可以真实地展现考生甄别史料、理解和运用、分析和评价等高层次历史思维能力。此外，历史材料论文题要求考生领会与主题有关的文字、图表等史料，以通顺的文字、条理清晰的层次、合乎逻辑的结构，灵活运用历史知识、史学观念和历史研究方法来评价、论证问题。这种呈现方式也是测量高层次思维能力的有效途径之一，反映了考生的学科素养和水平。
5.测量关注评分规则的调控策略
材料论文题能否测量出考生的真实学业水平，除试题本身的影响外，评分标准也是一个关键因素，科学合理的评分标准可以客观地考量出考生的思维能力水平，不仅如此，评分标准还直接影响到考试成绩， 进而影响评价试题的难度、区分度、效度等各项测量指标。
美国AP历史材料论文题的评分标准是基于历史基本技能的核心要素评分，主要样式参见表2：
从AP测试历史科材料论文题试题结构和测量功能看，历史材料论文题的评分标准，主要由论题、材料讨论、材料理解、材料运用和语言组织等多方面要素构成，这些评分要素是考生需要展现的基本历史技能。评分标准中有两大类：基本分和附加分，以此来区分考生的历史技能水平。透过AP测试，材料论文题的评分标准可以从论题、观点、史实、结构、文字等方面去规划，并分层次评价判分。结合表2信息，可以设计出如表3的评分构想。
从表3看，考生能够利用试题提供材料以外的知识来完成论文写作，算是其特长的发挥，应该判给附加分。上述评分量规的要素，是根据分析材料所必须考虑的历史技能来设计的。这一评分方法的一个显著特点是，没有具体的知识点来呈现试题的答案，而是以写作题需要的历史技能作为评价的要素。这显然与在评卷中经常使用的采分点给分不同。论文题的评分基本理念，应该是没有唯一的正确答案。因此，评卷教师可以根据特定的评分量规，弹性地评估考生的答题。
随着学生主体性教育理念的凸显，关于学生怎样学习的研究取得了重大进展，围绕怎样运用测量评价尽可能多地抓住学生的学习表现，已成为当前国内外教育测量领域的研究热点和难点问题。从国外历史考试测量的经验看，我国历史考试的论文题研制可结合下列三个方面进行理性思考：
1.测量目标切实可行，写作设问注重开放
论文题测量目标的具体明确、易于操作，体现了评价目标的层次性和序列化原则。新课程提倡的三维目标落实到具体的试题研制中，究竟应该如何合理地、有层次地进行分解，为测量提供切实可行的指引，这是我国考试命题首要回答的问题。从国外经验看，测量目标的层次化可以用图表来示意，具体内容见表4。
从表4信息看，历史测量目标是依据课程目标而确定的，由课标而来的测量目标具有抽象的概念性和高度的概括性，必须进行定量性转化表述，并界定具体行为，形成历史笔试考查的可操作目标与要求。所以，清晰化的测量目标是历史考试必备的。有了明确、清晰的测量目标，考生作为被测量对象，其价值的追求与实现，在很大程度上要依赖于试题的开发。一旦论文题以单一的、统一的价值标准去要求考生，考生就会“不合时宜”地顺应要求。所以，论文题评价主要体现在测量价值观的开放、试题内容的开放和答题过程的开放。当论文题营造出体现价值尊重的考查氛围中时，考生才会乐于参与评价的过程，受益于考试评价的结果，进而不断促进自己的进步。
2.命题路径科学合理，价值诉求渗透对话
在论文题的研制中，设问的谋划、问题的制定，并不是一项简单的工作。国内外的经验表明，命题必须符合科学要求的基本程序和条件，建立在一定条件的材料之上，才有助于考生展现测量目标所要求的各项能力。材料论文题不仅要具备设计的具体条件，还要在考查价值上追求“理解与对话”，试题考查考生的知识与能力的同时，还要渗透对科学素养的考查，激发考生学习历史的兴趣，培养实事求是的科学态度，形成正确的价值观，促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维目标的实现。
由此，命题路径与条件的逻辑关系形成了“命题指导思想”“历史学科能力”与“历史知识内容”的一个三维体系。这种逻辑关系中渗入了“理解与对话”。“命题指导思想”是指对理论联系实际的对话；“学科能力”是对高校选拔人才的理解；“知识内容”是对历史在生产、生活等方面应用的反映。理解与对话的根本目的，是为了能够更好地促进考生综合表现的改进与发展。考生作为测量活动的主要利益相关者，可参与到试题解密后的评估中，对“理解”的表达与分享，是需要通过“答题”来实现的。论文题变革的过程，需要有“理解”的彰显，以此作为研究的起点，测评主体、客体双方的心理要求。
3.测量理论联系实践，技术创新海纳百川
传统的历史试题认为只要行为目标规范化，情境创设得当，就可以通过设问操作来再现考生的能力。这样的命题实践往往会把考生看做是“给予”的对象，考查过程也就是一个静态且线性的过程。但是，新课程改革下的考生成长历程，是动态且非线性的，命题者应该能动地使测量过程动态化，不仅要关注考生的知识素养，随着设问的深入，还要重视对考生公民素养、学习能力、表现能力等的诊断。对于国外新的测量理念和考查方式，要不断地学习、引进，以促成当前国内测量研究的欣欣向荣景象。中国未来的历史考试测量研究，理所应当对相关研究进行“何以可能、何以必须”等问题进行论证，对国外测量的研究逻辑应进行定位和思考。结合已有的命题经验与教训，来自各方的有效反馈，改进试题研制的思路，及时寻找到行之有效的发展策略。
