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本期视频主要内容： 辽宁省辽阳市的曹兵发明了一种新式的无人旋翼机，普通无人旋翼机采用电机驱动，而这台无人机采用汽油机驱动，能提供非常强劲的动力，可以提起约50千克的重物，能够完成多种飞行任务，为抢险救灾，火场救援提供主力。（《我爱发明》 20150923 空中奇兵）
发明人：曹兵：13065363345
编导手记：曹兵和他的无人机团队给人一个非常深刻的印象，那就是他们非常富有激情。他们所要做的是一种困难重重的研发，虽然无人飞行器已经是一个比较成熟的科研领域，但他们仍然能够另辟蹊径，找出让无人机承载更大重量，执行更多任务的发明之路。在这条路上，没有其他的成功经验可以借鉴，他们经历过很多挑战，也面对过多次失败，终于取得了阶段性的成功，他的无人机目前能做的还只是冰山一角，如果曹兵无人飞行平台的梦想成为现实，这架新式无人机还能为空中救援，物资投送等领域提供无数的可能性。希望他们的激情与执着能给他们带来成功。（编导：刘宇）
2015年9月初，“清华毕业生研发‘3D煎饼打印机’，可用电脑操作打印百变卡通煎饼”的消息爆红网络。人们这才知道，与女朋友闹别扭了，可以把手写情书“打印”成一张巧克力煎饼，送给她当“情调早餐”，保准她会被这件神作感动得一塌糊涂；孩子厌食，将他随手涂鸦的小黄人和Hello Kitty打印到香喷喷的煎饼上，惊喜之余等着看“熊孩子”狼吞虎咽……让高大上的3D打印技术“爱”上中国煎饼的，正是两位清华高材生。他们放弃高薪工作去卖煎饼，2015年底获得徐小平千万投资，并将这种“高科技小吃”卖遍全球，年赚千万，堪称中国第一“煎饼侠”。
创业狂想，做一台煎饼打印机
吴一黎今年34岁，是清华大学的高材生，毕业后曾先后供职于著名的甲骨文和IBM公司。妻子刘佳雪也是清华毕业的硕士，年薪50万元。但在外企的高压工作，带给吴一黎丰厚收入的同时，也让吴一黎“收获”了颈椎病和眼疾。“因为时常加班熬夜，对身体影响挺大，身边那些西方同事们的思维和处事方式，也令我感到不适。”于是，吴一黎和妻子，以及他在甲骨文公司的同事冯伟一拍即合，集体辞职下海，决定做一份自己喜欢的事业。
吴一黎和妻子刘佳雪最喜爱的一种传统美食，就是外软内焦、咬一口酱香四溢、吃起来酥脆可口的煎饼！两人对煎饼十分迷恋，决定以此为创业突破口。而且，他们也做足了市场调查：据相关数据统计，北京每天供应的煎饼量多达数十万张，这还不算街边流动的煎饼车卖出的数量。仅北京一城的煎饼市场，每年就有至少3个亿的份额！于是，吴一黎他们决定利用自己擅长的IT技术，开一家互联网煎饼餐饮店，提供微信支付、线上订外卖等新潮服务，立志打造“中国第一时尚煎饼品牌”。
2014年，吴一黎夫妻俩和冯伟一起，开了一家煎饼店。3位IT精英辞去世界500强企业的高薪职位，在北京卖起了煎饼，这个选择令人大跌眼镜！但他们认准的事情，就全身心地投入。
吴一黎夫妇严把健康卫生关，同时还研发推出了其他特色小吃及饮品，在建外SOHO商圈的煎饼店开业后，每天都食客盈门。6块钱一份的煎饼，再配上一杯饮品，就能换得一顿高效又美味的早餐，这在高消费的首都，简直是个天大的“福利”。很快，这间巴掌大的小店，每月的纯利润就达到了6万元。
虽说煎饼店的煎饼供不应求，可是3个人纯手工制作，每天最多也只能做出250张煎饼，除非扩大经营，否则这份收入天花板就无法突破。可是扩大经营就要扩招员工，就要相应地增加培训费用和工资，狭小的后厨也站不下那么多人。在这块寸土寸金之地，吴一黎夫妻俩权衡再三，还是没有换更大的门面。他们开始在北京各繁华地段“复制”这种小店，但每个煎饼店的发展，都被“供不应求”束缚住了手脚。有的店虽然月赚数万元，可除去房租等各项开支，就所剩不多了。怎么才能突破这一创业瓶颈呢？正当吴一黎陷入冥思苦想的时候，机会来了。
2015年春节期间的一次同学聚会上，吴一黎遇到了清华软件学院的同班同学施侃乐。对方在读博士之后，去了法国从事3D打印研发工作。回国后，他和身边的一帮清华校友开始创业，成立了软件科技有限公司，力争在3D打印方面寻求突破。两个人见面各自介绍了情况后，吴一黎突发奇想，说：“能不能用3D打印机打印煎饼呢？”身边几位同学立即笑喷了：“3D打印可是世界前沿科技，用它做煎饼，简直是用核导弹打蚊子啊？”
但施侃乐却饶有兴致地对老同学说：“你的设想很有意思，为什么不试试呢？”他一直期望把3D打印拉下高科技神坛，让其渗透进人们的日常生活。“3D打印机现在还只是专业人士的工具，不是普通人的‘玩具’。”就这样，两位清华同学找到了志同道合的梦想--研制全世界第一台煎饼打印机。
历尽坎坷，“3D煎饼”横空出世
2015年初，吴一黎和施侃乐共同出资成立“小飞侠”科技有限公司。然而，兴致勃勃的吴一黎和施侃乐严重低估了做煎饼打印机的难度。他们最先遇到的实际问题，是面糊这种胶质液体的黏滞性，造成打印效果失真。3D打印机面浆的喷嘴离烤盘太近，或者时间稍长，就容易糊；离烤盘远了，“打”出来的形状就难以控制，本来想让它走直线，可是流体下落时会打转，打印出的轨迹和打印料筒的喷嘴行走的轨迹无法完全吻合。
多次试验失败后，吴一黎和施侃乐躲在房间里废寝忘食地研究。他们运用流体力学，研究面浆下落、成形的规律，然后用计算机进行反算，再反复调整，终于达到图案成形的最佳效果。图案能打印好了，但机器的打印头要背着装有近1斤面浆的料筒“行走”，重量大惯性也大，由此造成机器的声响太大，非常影响用户体验。开始时，机器一旦工作，整台设备就“到处乱响”。施侃乐和吴一黎趴在机器上，一点一点检测机器的共振点在哪里，调整“打印头”的移动速度和转弯角。
尽管施侃乐自己的团队有做3D打印机的先进经验，但煎饼3D打印机的尝试还是超出了他们经验的范围。因为他们这次要打印的不再是3D打印机“擅长”的塑料制品，而是食物，就连烤盘的传热方式都得重新考量。“最初打出来的煎饼，花纹挺好看。可是我们把煎饼翻过来一看，有些地方已经糊了，有些地方还没熟。”吴一黎说，他们只得修改了烤盘的底部结构，把加热方式由“热传导”改成“热辐射”，才逐步实现了均匀加热。
硬件设备逐渐成熟，在软件程序上，吴一黎和同伴更是调试了无数次参数，为了打印一个茶杯垫图形的煎饼，就打了超过1万根线条，最终才打出均匀的可控制线条；仅仅融合煎饼打印的部分程序代码，就耗费整个团队近半年的时间。令人哭笑不得的是，尽管吴一黎团队在此期间每天都焦头烂额，但是没有一个人成功瘦身，因为他们每天都有吃不完的“废品煎饼”。
为了制作出一台各方面都符合要求的3D煎饼打印机，每天都有太多需要修改的、之前没想到的细节问题。吴一黎和同伴们先后进行了大小一两百处改动，2015年夏天，终于研制出了3D煎饼打印机。
这台高科技“美食神器”长50厘米、宽60厘米，上面有一个A4纸大小的烤盘，下面铺了一排加热管。烤盘上方有一个固定面浆瓶的架子，可以前后左右移动。它使用的是挤出式3D打印技术，打印机喷头可以在两个不同的方向移动，能在平面上打印出一定的厚度。用户只要在电脑、平板或手机上输入文字或图片，与这台“美食神器”联机后，就可以打印出人像、建筑、卡通形象等各种形状的煎饼！
施侃乐和吴一黎将这台打印机命名为“三弟画饼”，之所以叫三弟，不仅和3D谐音，而且颇具文化内涵--1800年前的三国时期，有一次诸葛亮所率部队在被曹兵追杀时炊具尽失，发现伙夫那里仅剩些白面，足智多谋的孔明先生，就让伙夫在张飞部下一名士兵的铜锣上发明出了煎饼，至今受到亿万中国人的喜爱。虽然这对清华兄弟使用3D打印技术，第一次把煎饼这种古老食品的制作由人工变成了机器，但为了纪念诸葛亮和张飞，也为了赋予自家的高科技煎饼一定的文化内涵，他们选择了“三弟画饼”这个有趣的名字。
2015年8月21日，吴一黎等人带着他们的煎饼打印机到西单美食节做展示，以每张10元的价格售卖“文艺煎饼”，半小时就卖出了147张。“我要小黄人图案的！”“我要我们夫妻的合影！”“我写的一首小诗可以打印到煎饼上吗？”……当天，围观者兴致高昂，无论男女老幼，都争相定制个性煎饼。吴一黎根据客户要求装上料筒，在平板电脑上选择好图案，2分钟就打出一张香喷喷的“哆啦A梦”图案的煎饼。看着煎饼上栩栩如生的图案或亲切的字迹，大家都舍不得吃。吴一黎趁机做起了广告宣传：“吃吧，以后在我们北京的煎饼门店，都会卖这种个性煎饼，而且我们还可以送货上门哦！”
年赚千万，“煎饼侠”兄弟的情调事业
煎饼打印机操作界面很简单，号称“3岁儿童都能轻松使用”，交给一名从未操作过打印机的员工后，可以迅速上手，并且能一人看多个摊。吴一黎算过，用传统方式摊煎饼，娴熟的师傅最多能同时摊3张饼。但用上煎饼打印机后，一名员工可以同时照看20台机器，一个人每天可打印近2000张煎饼，是人工的10倍，并且煎饼的口感丝毫不会打折。“劳动力的解放，才是真正的革新。”吴一黎自豪地说。
“在吃货的世界里，各式需求总是层出不穷。如今，‘三弟画饼’就要用3D技术的智能煎饼打印机，让你喜欢的图案、文字，乃至自己的作品瞬间变成美味佳肴……”很快，3D煎饼打印机入驻吴一黎在北京所有的煎饼门店，诱人的广告宣传画也随之出现在北京各处，迅速为店里吸引来了大批顾客。
普通煎饼都要6元一份，而这种独具创意的“艺术煎饼”不过10元一份，顾客纷纷掏钱尝鲜。事实上，这种3D打印煎饼的成本仅为1.2元。“产能”大大提升后，每家煎饼店的盈利都比过去翻了几倍。一般的顾客排队买到一份3D打印煎饼后，赏玩一会儿就会吃下肚，只为在视觉享受之余满足口腹之欲。而另一些“别具用心”的顾客，却将这种煎饼派上了大用场：一个跟女朋友闹了别扭的男子，在吃3D煎饼时忽然就来了灵感--将自己写好的一封情书打印到一张心形煎饼上，送给尚未吃早餐的女友。女孩打开一看，感动得眼圈泛红，两人心头的阴云也随之一扫而光。一名厌食的孩子一直不喜欢吃早餐，妈妈发现3D打印煎饼后，每天都用手机拍下儿子的画作传给吴一黎店中的员工，让他们现场制作成巧克力味或者各种水果味儿的煎饼。从此，每天的早餐成了这个孩子最期待的惊喜，“熊孩子”美滋滋地赏玩一番印有自己画作的煎饼后，就风卷残云一扫而光。
为了让3D煎饼更具竞争力，吴一黎和同伴们不光将煎饼的图案设计得充满新意，让上面的文字更随心所欲，还对3D煎饼本身进行了改良。3D煎饼并不是大街小巷随处能见到的摊饼，而是综合了华夫饼、可丽饼、铜锣烧等偏西式面饼，最后的配方是在试吃了全国500多个煎饼摊，买了20多个配方后形成的。吴一黎强调，面浆不加一滴水，而是加纯牛奶，做出来的口感自然更诱人。
吴一黎非常重视顾客体验，他将顾客无意中的一句“你们每天从网上下载几条新闻打印在煎饼上吧”记在心里。针对忙碌的白领们没有时间看报纸的情况，吴一黎不仅真的在煎饼上打印新闻，还顺便打上当天的日期和星期，既让顾客轻松掌握当天的新闻资讯，而且看完了就吃掉，还实现了环保。备受推崇的“煎饼日报”就这样应运而生。
吴一黎还通过手机App和微信公众号，让各地的手机用户可以在线上直接下单，再向线下的就近门店安排打印，配套的还有排队和账单管理系统。对于需求量大的公司或单位客户，他们甚至可以提供O2O服务--上门打印煎饼。至此，吴一黎和施侃乐这对清华兄弟，真正把小小的煎饼卖出了“博士水平”！2015年10月下旬，著名投资人徐小平在微博中赞叹的同时透露，他已向有情怀、极好吃的“3D煎饼”投资千万元。
在北京热卖的同时，吴一黎放眼全国乃至全球庞大的煎饼市场，对外销售3D煎饼打印机，每台家庭用机器3000-8000元不等，并大力发展加盟商。截至2015年11月底，仅销售打印机和发展品牌加盟店，就给吴一黎和施侃乐带来了千万元的巨额收入。如今，这种食客自己可以充当“3D设计师”的新潮煎饼不仅在北上广深等大城市有专卖店，甚至连美国和韩国的一些中餐厅，都有它们炫酷的身影。
警告：
有媒体披露，表示对3D煎饼打印机质量及服务有不同意见，详见网易新闻：
三弟画饼身陷囹圄 产品硬伤死局何解？
http://digi.163.com/16/0426/06/BLIBSNG2001665EV.html
文/洁文
海淀区高三年级第一学期期中练习
语文参考答案及评分标准
2013.11
一、本大题共5小题，每小题3分，共15分。
1. C 2. A 3. D 4.B 5.C
二、本大题共5小题，共16分。
6. B ７.D ８.C ９.C
10．答案要点：
①对一般客人,子行随心所欲，专注己事，旁若无人。(1分)
②对达官贵人,如不合心意，子行就斥退他们,不肯相见。(1分)
或者从楼上跟他们说话，不行礼; 或行礼相送，但并不下楼。(1分)
语言表达,1分。
三、本大题共3小题，共20分。
11、
杜 甫 子 宗 武 以 诗 示 阮 兵 曹， 兵 曹 答 以 石 斧 一 具/ 随 使 并 诗 还 之/ 宗 武 曰 /斧 /父 斤 也/ 使 我 呈 父 加 斤 削 也/ 阮 闻 之//曰/ 误 矣/ 欲 子 斫 断 其 手 /此 手 若 存 /则 天 下 诗 名 又 在 杜 家 矣
【参考译文】
杜甫的儿子宗武把自己写的诗给阮兵曹看，阮兵曹把一具石斧回赠给他，让使者拿着（石斧）和诗一同送还。宗武说：“‘斧’，是由‘父’和‘斤’组成，（这）是让我(把诗)呈送给父亲加以修正。”阮兵曹听闻了这些(后)，说：“(你)误解了，是想让你砍断自己的手；这只手如果还在，那么天下的诗名又在(你们)杜家了！”
（“/”处必断, “//”处可断可不断。每答对2处得1分。答错2处扣1分，扣完5分为止）
12、
① C （3分）
② 答案要点：
对薄游（宦游）生活的厌倦。
喜爱田舍生活的恬静、安闲。
本性中有对朴质生活的向往。
时光流转，引起诗人的生命之忧和人生价值的反省。
（共4分,答对一点得1分。）
13、 ①故不积跬步 无以至千里 ②以咨诹善道 察纳雅言
③一觞一咏 亦足以畅叙幽情 ④带长剑兮挟秦弓 终刚强兮不可凌
⑤危樯独夜舟 星垂平野阔 ⑥望中犹记 烽火扬州路
1
（共8分。每空1分，有错则该空不得分。学生如多写，选前4道小题评分。）
四、本大题共3小题，共12分。【曹兵,无人机】
14、B （3分）
15、A E（4分）
16、必须是液体(或“具有可流动性”),具有黏性,施加一定拉力。
(共5分。答对一点得1分,答对二点得3分,答对三点得5分。)
五、本大题共4小题，共27分。
17、B D（4分）
18、参考答案:
流连:观览沉浸(1分),研究思考(1分)。
远古的斜阳:历史文化气息或古典情怀(1分),沧桑和厚重(1分) 。
19、
(1)刘学颜在书斋中思考，在现实中行走；他身上有着浓郁的英雄主义情结；他还是一个有着古典浪漫主义情怀的人。(答对一点得1分。共3分。)
(2)刘学颜书中所写的多是历史人物(1分),他们大都铁骨铮铮,顶天立地(1分);在苍茫广袤的黑土地上(1分),以不屈和英勇为悲壮的历史增添了极具光彩的一笔(1分)。
20. 句子意思:写活着的人物, 很难做到笔墨酣畅、挥洒自如、客观透彻,因而也就很难写得精彩。
对这种现象的看法:略。
评分要点：本题12分。①解释句子意思，2分（意思对即可）；②谈看法，6分。③语言，4分。
六、本大题共1小题，共60分。
21．作文（60分）
依据高考作文评分标准评阅。
附录1：2013年北京市高考作文评分标准
2
说明：每3个错别字减1分，重复的不计。字数不足，每少50个字减1分。缺题目减2分。
附录2：【文言文参考译文】
吾丘子行，是太末（今属浙江）人。他的祖父是宋朝的太学生，于是在钱塘安了家。到了子行（这一辈），（已）连续三代了。子行喜爱古代的学问，精通经学、史学、诸子百家之学，善于篆书、籀文，书艺精妙不在秦朝的李斯、唐朝的李阳冰之下，尤其精通音律。但是性格豪放不羁，不奉行检点约束（的处事规则）。左眼失明，右脚有疾，然而举止仪态有风致，一言一笑都令人喜爱。有客来访（的时候）也还是吹洞箫，或玩弄铁如意，或执笔题字，就像旁边没有人一样。在一个简陋的巷子中租屋居住，教授的学生常常达数十人，年龄小的学生坐在楼下，客人们谈笑，喧闹之声影响到了邻居，但是楼上下的学生一直严肃认真。达官贵人们听说子行的名声，敲门等候拜见，（如果这些客人）不合子行的意愿，（子行）就斥退不和他们相见。（子行）有时从楼上远远地与（来访的客人）对话，不以礼相待。有时以礼相待了，送来访的客人，（又）不下楼。东平的徐子方，是国家资深望重的大官,(他)所收藏的古器物,上面铸刻的文字，大多不能辨认，大家都认为除了子行没人能辨识出它们。徐公就乘车拜访子行，子行给他一一做了鉴定，徐子方也叹服子行的精细敏捷。对此，人们都称赞徐子方能礼贤下士，认为子行不是真的轻视所有人啊！
子行作诗不完全遵守格式规律，并且喜欢著述。他的文采与见解，都高超脱俗，是别人比不上的。因此自视甚高，藐视世人。他赞许的人，只有钱塘仇仁近，永康胡汲仲、胡穆仲三人。对于其他的诗人文人，都很少赞许肯定 ，动辄加以批评讽刺，不顾及他人的感受。不了解（子行）的人，不能忍受他的戏谑侮辱；了解（子行）的人，因为他的（性格）与滑稽者类似，不以为意。
当初，子行四十岁时都没有娶妻，买来酒肆中无依靠的女子为妾，时间不长女子就死了。死了很时间后，有人诬告子行的妾，曾经是自己的妻子。官衙就捉拿那女子的母亲，而女子的母亲已改嫁，居住在其他州府，等来到（钱塘），死在了子行的住所。（官衙）又去捉拿妾改嫁的丈夫，后夫来到(钱塘），又在子行住所借住，却由于犯了制造假币的罪被发现，最终连累了子行。知道这些情况后，子行害怕了，三个月之后，（人们）才知道子行已经投水死了。他的弟子为他招魂埋葬。
3
作传者说：关于篆书、籀文的学说，自宋代末，它的弊端已经达到了极点。自本朝以来，吾子行开始倡导篆、籀书法的学说，来达到复古的目的，再加上吴兴赵文敏以实际行动响应，子行倡导的学说才广为人知。子行真是一位学识渊博、品行端正的人啊！子行死了以后，继承他的学说而著称于世的，有宛丘赵子期和濮阳吴孟思。
4
2017年海南省重大科技计划拟立项项目表
马）防控等研究，突破植物生长调节剂高效配置与合理使用、土壤障碍因子快速消除等关键技术问题，并进行集成
关键技术研发与示范
2017年海南省重大科技计划拟立项项目表
2017年海南省重大科技计划拟立项项目表
2017年海南省重大科技计划拟立项项目表
2017年海南省重大科技计划拟立项项目表
“国培计划（2016）”—河北省乡村中小学教
师送教下乡项目集中培训总结
邢台县太子井中心 曹兵生
从12月23日到12月26日，国培2016送教下乡音乐班进行了为期4天的第二次集中学习。现总结如下：
一、学习内容回顾
23日上午，邢台学院的柳秋华老师作了《师德修养》讲座，向我们讲解了如下主要内容：师德与师魂的内涵、特点，教师职业道德缺失、沦丧的原因，加强教师职业道德修养、铸造一代师魂的途径和方法。下午，邢台学院的赵振宇老师给我们讲了《微课制作技术》，主要讲了什么是微课、如何制作微课等内容。
12月24日，我们又学了两门课。上午，邢台学院的赵俊智老师讲了“音乐基础”。主要讲了五个方面的内容：一、音与音高；二、记谱法；三、节奏与节拍；四、装饰音与常用记号；五、音程与和弦。下午，保定学院音乐系主任黄晓钟教授给我们讲了“合唱指挥”。黄老师除了重点就如何指导学生合唱、如何指挥合唱做了详细的讲解，带领大家做了大量的练习，还就如何对待自己所担任的音乐课、如何赢得领导重视分享了一些深刻的见解。
12月25日，邢台学院的孙华老师给我们讲了“视唱练习”。在带领大家练习演唱歌曲的同时，孙老师讲了许多音
乐知识。他选唱的歌曲，不仅有小学音乐课本中的一些儿歌、经典歌曲，还有大量的流行歌曲。
12月26日，邢台市桥西区教研员毛一春老师给我们讲了“小学音乐教学理念与课堂实践”。她首先向我们介绍了教委悄悄开展的音乐教学质量检测的情况。接下来，她为我们解读了新课标。
二、主要收获
1. 拓宽了知识面
如，从C音开始到其高八度C之间的音列称为一组。整个键盘上有七个音组，位于中间的一组就是小字1组，它的第一个音就是常说的C调的1。五线谱的线与间和钢琴键盘是一种一一对应的关系，五线谱就像是竖着排列的钢琴键盘，这种说法我以前没听说过，还挺形象的。 “音程与和弦”部分对于我来说虽然是最陌生的，还需要以后多下些功夫，好好学学、练练，但无疑这也正是使我大开眼界的地方。
2. 加深了对音乐课标的理解
通过学习，我对音乐课程的价值及音乐课程的基本理念有了较深刻的理解，对音乐课的重要性，如何上音乐课，上音乐究竟该做些什么有了较深刻的认识。由于我是兼职的音乐教师，我担任二年级班主任和除数学、体育之外所有的课程，平时比较重视的是所谓的主课----语文，对于音乐课，平时上的少。而即便上音乐课，虽也试图教过孩子识谱，但
很困难，加上自己唱歌水平太低，所以，主要就是让孩子们听歌，然后跟着唱。这显然不符合课标的要求。
3. 了解了一些先进的教学方法
黄晓钟老师指挥我们合唱歌曲《没有共产党就没有新中国》，给我留下了深刻的印象。通过这一活动，他不仅使我们懂得了一首歌曲中不同乐句的感情特点和演唱的力度、节奏可能不同，还向我们示范了如何引导合唱者领会作品的思想感情并进入角色。黄晓钟老师和孙华老师等都对引导学生打出不同的节拍做了示范。如，打二拍子时，强拍两手掌相击，弱拍右手指打左手腕。
4. 增强了加强教师职业道德修养的意识
柳秋华老师的师德讲座所举反面事例，令人触目惊心。“范跑跑”和一些“禽兽教师”的行为，虽然是极个别的，但影响极坏。作为基础教育战线的一名教师，应该时刻给自己敲响警钟。我们要坚持学习中小学教师职业道德规范和《教师法》、《未成年人保护法》的相关法律，严格要求自己，依法执教，通过深刻的反思和坚持不懈的努力，铸造新的一代师魂。
三、两点感受
1. “送教下乡”的专家热情认真，参训老师积极努力 给我们授课的每一位老师都堪称专家，他们做了大量的准备工作，或者搜集了大量的事例，或者制作了精美的课件，
或者准备了大量的歌曲，或者带来了经典的课例。他们以实际行动向我们展示了精湛的专业技能和感人的敬业精神。在他们的带动下，参加培训的老师们个个专心听讲、、积极求教、勤奋练习，唯恐辜负了这次难得的与专家面对学习交流的机会和国家及各级领导对我们所抱的期望。
2. 基础教育师资力量薄弱，广大音乐教师任重道远 就这次参加培训的老师来说，50人中受过音乐专业教育的不足五分之一，大多是自己上学时学唱了一些歌曲和简单的乐理知识，平时跟着影视又学唱了一些歌曲，而且多半是兼职教师。这支音乐教师队伍的战斗力是令人担忧的。但是，随着素质教育的观念日益深入人心，特别是新教育实验的蓬勃开展，我们广大一线教师越来越感到自己肩负着让学生们全面发展、健康成长的神圣使命。我们必须边学边教，我们必须克服重重困难，我们必须向着理想勇敢前进。
总之，有机会参加这样的培训是荣幸的，培训带给我们的冲击是巨大的。在今后的教学与学习中，我要切实转变观念改变，按照新课标的要求进行教学，充分利用这次学习所获得的知识和资源，同时不断创新，使我的音乐教学迈上一个新的台阶。
第24卷第4期2006年11月海洋工程THEOCEANENGINEERINGVol124No14Nov.2006
文章编号:1005-9865(2006)04-0075-06
三种设计波高计算方法比较
曹 兵1,王义刚1,YOUZa-ijin2,3
(1.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京 210098;2.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;3.CoastalUnit,NSWDepartmentofNaturalResources,Dangar,NSW2309,Australia)
摘 要:目前国际上设计波高的常用计算方法有三种:年最大波高法(AnnualMaximummethod)、波高阈值法(Peak-Over-Thresholdmethod)和年N大波法(AnnualN-Largestmethod)。利用澳大利亚悉尼观测站连续16年的实测资料和Gumbel概率分布函数对这三种方法进行分析和比较,选出一种比较好的计算方法。结果表明,由年最大波高法计算得到的设计波高值偏大,线性回归系数较小,均方误也较大;波高阈值法计算所得结果与阈值本身取值关系并不大,线性回归相关性也较好;年N大波法计算得到的设计波高与每年大波数量取值无关(N\5时),均方误较小,线性回归相关性较好。因此,在这三种方法中,年N大波法更适合用来计算设计波高,建议每年大波数取5~6个。关键词:年最大波高法;波高阈值法;年N大波法;Gumbel概率分布函数中图分类号:TV13912 文献标识码:A
Comparisonofthreecommonlyusedmethodsforcalculationofdesignwaveheight
CAOBing1,WANGY-igang1,YOUZa-ijin2,3
(1.KeyLaboratoryofCoastalDisasterandDefence,MinistryofEducation,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;2.StateKeyLabora-toryofHydrology-WaterResourcesandHydraulicEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;3.CoastalUnit,NSWDepart-mentofNaturalResources,Dangar,NSW2309,Australia)
Abstract:Threecommonly-usedmethodsforcalculationofdesignwaveheight,i.e.theAnnualMaximummethod,thePeak-Over-Thresh-oldmethodandtheAnnualN-Largestmethod,havebeencomparedbasedonthe16-yearstormpeakwaveheightdatacollectedoffSydneyinTasmanSea,Australia.TheGumbeldistributionfunctionandtheleas-tsquarefittingmethodareusedtocalculatedesignwaveheights.IthasbeenfoundthattheAnnualN-Largestmethod(N>5)isingeneralmoreaccuratethanthePeak-Over-Threshold(POT)method,butmuchmoreaccuratethantheAnnualMaximummethodintermsofthecorrelationcoefficientR.ThisstudyalsofindsthatthePOTmethodisinsen-sitivetothethresholdwaveheightwhentheaveragenumberofstormpeakwaveheightsperyear,K,islargerthan8,whiletheAnnualN-Largestmethodbecomesinsensitivetotheannualnumberofstormpeakwaveheights,N,whenN\5.
Keywords:AnnualMaximummethod;Peak-Over-Thresholdmethod;AnnualN-Largestmethod;Gumbeldistributionfunction
2
在海岸和海洋结构物的设计中,设计波高是必须考虑的重要因素之一。因为需要用它来估计恶劣海况条件下工程结构物的安全度和造价等问题。另外,风暴波高的统计研究对风暴潮的计算、对海岸及沙滩的侵蚀也具有十分重要的意义。
1 设计波高计算方法
目前,在进行极值波高统计时,一般有四种基本方法可以使用。第一种是总体样本法(TotalSample
收稿日期:2005-12-19
基金项目:国家杰出青年科学基金B类资助项目(40428001)
曹 (),,,,
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海 洋 工 程第24卷
method),由于这种方法所选用的波高值并不能满足数据的随机独立性[1],因此这种方法现在已经很少被采用。所以本文将不对它进行讨论。
第二种方法是年最大波高法(AnnualMaximummethod),它采用每一年的最大波高值。因为这些波高数据是独立风暴的极大波高值,而且每年也只取一个,可以认为相互之间是独立的[2]。由于年最大波高法具有计算简单、方便等优点,因此被广泛应用,一些国家的工程手册和规范都被采纳。但是,随着科学技术的发展和人们对工程精度要求的不断提高,这种方法会带来一些缺点。首先,在观测数据的这些年份内会出现小浪年和大浪年,在小浪年出现的最大波高值与大浪年相比要小得多。也就是说,大浪年的次大值可能要比小浪年的最大值还要大。如果每年只取一个波高值的话,就取到了那些小浪年的较小值,而把那些大浪年的较大值舍去了,这样使得数据失真。其次,这种方法需要资料的时间跨度比较长,而且每年只取一个值,将造成数据资源的浪费。另外,如果资料年限较短,年极值数据也就少,就带来了一些问题:计算所得结果的精度不够,误差较大,计算结果不稳定等[3]。
为克服年最大波高法这些缺点,人们提出应在一年内取出满足一定条件的几个极大值,再将取得的波高值作累计频率统计分析,从而得出比较符合实际的设计波高[4],于是就有了波高阈值法(Peak-Over-Thresh-oldmethod)。波高阈值法采用某一极值波高以上的所有极值波高资料,因此扩充了样本容量,取到了大浪年的次大值。但是,这种方法也有自身的缺点:第一,确定阈值取值范围比较复杂,比如需要根据平均剩余生命图来计算,而且要进行多个诊断检验[5];第二,具体确定阈值具有人为性,通常根据经验来确定;第三,计算结果与阈值的取值可能有关系[1];第四,由于每年取得的波数并不一样,从而引进一个新变量,使得结果的误差范围随之增大。
由于波高阈值法存在以上的不足点,年N大波法(AnnualN-largestmethod)对阈值法又进行了改进。这种方法取出每年的前N个最大波,从而既保证了样本的容量,又使得每年采用的极值波高个数为一常数。采用这个常数就减少了分布函数中的一个变量,使得计算结果误差的变化范围减小。但是,具体每年选取多少个最大波才能使计算结果既精确又简单尚待讨论。
本文对后面三种方法分别进行比较和分析,从而选出一种既精确又简单的方法。波高阈值法采用的阈值分别为3.0,3.5,4.0,4.5和5.0m。年N大波法分别采用每年最大波高值数为5、6、7、10及15个。年最大波高法是年N大波法当N=1时的一个特例,但是为了说明问题,将其分开计算并讨论。以上三种方法都将利用Gumbel概率分布函数和最小二乘法原理进行线性回归分析,并得到一定重现期(以重现期为100a为例)的设计波高值。然后对所得结果进行讨论,并得出初步结论,为以后进一步的研究工作奠定基础。
2 观测资料简介
本文所用的现场数据采集于澳大利亚悉尼观测站,观测点所在位置如图1所示,它包括了1988年至
2003年连续16年的逐时波高资料。采集数据的方法是测波仪每0.5s测一个波面点,连续测大约34min,每个小时重复一次。将每小时观测得到的持续34min的波面逐时过程线绘出,通过上跨零点的方法得到各个不规则波高,并经统计给出这个小时内波面的各种波高值,比如有效波高Hs[6]。连续点出观测年份内的波高数据,得到波高逐时过程线,绘出阈值为3m的直线,取出大于阈值的所有独立风暴的极值波高数据。由此得到本文的研究资料。图2示意了1999年6月1日至9月29日波高的逐时过程线和取出大于阈值Ht=3m极值波高的方法。图中风暴1至风暴6表示在
图1 澳大利亚悉尼观测站位置示意Fig.1 Thelocationofwave-riderbuoyoffSydneyin
Sea,这个时间段内所发生的独立风暴个数以及相对应的风
暴极值波高值。由于观测点是连续的逐时观测数据,从而保证了资料的准确性和可靠性。
第4期曹 兵,等:三种计算设计波高方法比较
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图2 波高逐时过程线及采样方法(1999年)
Fig.2 Stormpeakwaveheightsextractedfromtimeseriesofsignificantwaveheights(1999)
3 Gumble概率分布函数
目前,用来计算设计波高的极值分布函数中,通常使用的有Gumbel分布、Weibull分布和Log-Normal分布。由于Log-Normal是隐性函数,只能用数值计算或查表的方法演算[7],使用不便,因此应用并不广泛。Weibull分布是三参数的函数,需要假设其中一个参数进行递代才能计算,这里也不作讨论。Gumbel极值分布也就是Fisher-TippettÑ(FT-Ñ)型极值分布。因Gumbel最早将之用于水文统计而得名[2]。本文讨论利用Gumbel概率分布函数来计算设计波高值的情况,Gumbel:
P(X[X^)=exp-exp-(1)
式中:X是一个随机变量,比如风暴波高;X^是一个特定值;P是当X小于特定值时的概率;B和C分别是尺度参数和位置参数,这些参数由具体统计数据确定。为了用线性回归的方法来确定Gumbel分布函数中的B和C值,需将式(1)改写成线性的形式
[7]
:
- 和 G=-lnlnP
(2)
G=
式中:G为利用Gumbel分布函数公式转换得到的一个简化变量,1/B和-C/B是回归直线的斜率和截距。
当B和C的值确定以后,Gumbel分布函数可以外推而得到重现期为TR年的设计波高值。在重现期TR年内,设计波高值的概率估计为:
P(X[X^)=1-R
(3)
式中:参数K代表平均每年发生风暴的次数,K=m/k,它的具体含义是m个风暴事件发生在k年之内;KTR代表在TR年内可能发生的风暴总数;1/KTR表示重现期TR年内可能出现超过设计波高值的概率。将式(3)代入式(2)就得到用来计算重现期TR年所对应的设计波高值X
^TR的公式:
KTR
X^TR=-B@lnlnR-1+C
(4)
4 分布函数系数的确定
如前所述,通过设置阈值的方法,可得到悉尼观测站16年内所有大于阈值的极值风暴波高,也就是本文所利用的数据资料,如图3所示。图中圆圈内数字表示该年份内出现的极值波高的个数,在每年最高点附近
的数据表示该年的最大波高值。
最小4.4m到最大7.2m不等,在某些大浪年的第二大甚至第三大及以下的波高值都比小浪年的最大波高值要大,这就是年最大值法的不合理之处。这些实测数据资料有效地证实了年最大法的不合理,也为本文的【曹兵,无人机】
讨论提供了依据。
图3 澳大利亚悉尼观测站16年风暴波高数据
Fig.3 The16-yearstormwavedatacollectedoffSydneyinTasmanSea,Australia
为了确定参数B和C的值,将极值风暴波高从小至大重新排列,极值风暴中波高小于或等于某一特定值
H^的概率可由累积率公式计算:
P(H[H^)=
m+1
(5)
式中:m是风暴波高或风暴事件总的个数(样本容量),n是风暴波高由小到大排序的序号。经验累积频率P根据式(5)求出以后,代入式(2)就可求出Gumbel的简化变量G。
G求出以后,与对应的波高数据联合成二维数组,在普通直角坐标系中,点绘出各个点。通过最小二乘法原理线性回归,得到斜率1/B和截距-C/B,进而得到了B和C的值,同时得到相关系数R。利用外推方法将得到的各个参数代入式(4)即可求出重现期为100年所对应的设计波高值HTR,同时通过计算得到结果的均方误S。
将Gumbel简化变量G和对应的极值波高联合成二维数组(G,Hs),利用这三种不同的方法进行计算得到线性回归方程(如B和C的值)和相关系数R2,如图4、图5所示。
由图4(d)可以看出,当采用波高阈值法时,阈值较小(POT3.0),所利用的数据点就比较多,线性回归后得到的相关系数也比较大。当阈值取得较大(POT5.0),利用的数据点比较少,且较分散,所得到的回归方程相关系数比较小。这说明,阈值取得越小,计算结果可能会更精确。根据式(2),B和C的值可以从图4中的回归直线直接确定下来。
由图5可以看出,每年只取一个最大值(ANL1),数据点太少也较分散,线性回归后得到的相关系数比较小。N值取得稍大后,数据点较多而且比较集中,线性回归后得到的相关系数比较大。当N\5以后,相关系数都接近0.99,而且当N=10和15时,得到的相关系数趋近一致,比0.99稍大一点。这也就是说当N达到某一值后,随着N值的增大,相关系数变化幅度并不会发生很大的变化。利用式(2),B和C的值可以从图5中的回归直线直接确定下来。
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5 计算结果和讨论
当B和C值在图4~图5中求得后,设计波高值可由式(4)求得。表1列出年最大法(AM)、波高阈值法(POT)和年N大波法(ANL)计算得到的百年一遇设计波高(H0是阈值)。
图4 波高阈值法计算所得结果
Fig.4 TheresultofPeak-Over-Thresholdmethod
表1 计算结果及相关参数值Tab.1 Theresultsandrelatedparameters
方法AM(ANL-1)POT-3.0POT-3.5POT-4.0POT-4.5POT-5.0ANL-5ANL-6ANL-7ANL-10ANL-15
K11022.514.28.34.42.551061071010101510
0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.B790627586546517513601591585590610
C5.3003.5353.9604.4114.8775.2484.6524.5534.4604.2013.875
H0/m>>>>>3.03.54.04.55.0
HTR/m8.8.8.8.8.8.8.8.8.8.8.9238210803083833292833
R20.9410.9820.9790.9730.9620.9440.9870.9890.9900.9920.992
S0.2680.1700.1820.2040.2340.2760.1380.1300.1210.1080.110
从表1中可以看出,年最大值法的计算结果偏大;阈值法的计算结果基本一致,变化幅度不太大,在0.3m左右;年N大波法的计算结果比较稳定,变化幅度只在0.1m以内。线性回归相关系数都很大,在三种方法中,年最大值法每年只取一个最大风暴波高值(N=1);阈值法每年取的风暴波高值随着阈值的增大而减小,一般来讲,阈值越小,计算取值越多,相关系数越大;对于年N大波法,每年取的大波数量越多,相关系数越大。当每年取的大波数量一定时,相关系数基本趋于稳定,不发生太大变化,也就是说N取适当的值就能满足精度要求。在三种方法中,均方差计算结果是:年最大值法结果偏大;对于阈值法,随着阈值的增大,均方误也随着增大;对于年N大波法,随着N的增大,均方误随着减小。