海洋工程腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫與數(shù)字仿真技術(shù)

內(nèi)容概要

本書是《海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用叢書》系列專著之一，涉及材料、結(jié)構(gòu)、腐蝕、疲勞、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、數(shù)字仿真等專業(yè)知識。全書共分六章，內(nèi)容包括海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)規(guī)范和數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)、腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的設(shè)計方法與應(yīng)用、軟件項目管理、腐蝕損傷數(shù)字仿真與應(yīng)用以及可視化技術(shù)在海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕仿真中的應(yīng)用設(shè)想。
本書介紹的成果可為海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕剩余強(qiáng)度和剩余壽命評估、在役海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕壽命管理和維修以及新型海洋工程結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計提供參考。本書也可用作從事海洋結(jié)構(gòu)設(shè)計、維護(hù)等領(lǐng)域的工程設(shè)計人員、科研人員和管理人員的參考資料。

書籍目錄

《海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用叢書》序前言第1章 緒論1.1 數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)1.2 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫1.3 海洋工程數(shù)字仿真軟件項目管理1.3.1 項目開發(fā)模型1.3.2 基于模型的開發(fā)構(gòu)架1.3.3 開發(fā)制品集1.3.4 工作流1.3.5 開發(fā)過程的考查1.4 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)字仿真及應(yīng)用1.5 海洋工程腐蝕損傷數(shù)字仿真可視化技術(shù)1.5.1 可視化技術(shù)背景、涵義與研究的重要意義1.5.2 科學(xué)計算可視化關(guān)鍵技術(shù)1.5.3 科學(xué)計算可視化的應(yīng)用領(lǐng)域及在我國的應(yīng)用狀況1.5.4 可視化硬件設(shè)備1.5.5 可視化軟件系統(tǒng)的開發(fā)工具1.5.6 可視化技術(shù)的重要內(nèi)容——虛擬現(xiàn)實技術(shù)1.5.7 集仿真可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)于一體的海洋工程結(jié)構(gòu)服役安全腐蝕損傷數(shù)字仿真平臺項目介紹第2章 數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)2.1.1 數(shù)據(jù)與信息2.1.2 數(shù)據(jù)類型2.1.3 數(shù)據(jù)來源2.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量2.2.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量定義2.2.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量特性2.2.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量問題2.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理2.3.1 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的關(guān)系2.3.2 控制數(shù)據(jù)質(zhì)量風(fēng)險的主要對策2.3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理框架2.4 數(shù)據(jù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)2.4.1 數(shù)據(jù)收集過程的規(guī)范2.4.2 數(shù)據(jù)處理過程的規(guī)范2.4.3 數(shù)據(jù)使用過程的規(guī)范2.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估與控制2.5.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估指標(biāo)2.5.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估框架2.5.3 數(shù)據(jù)固有特性的分析與評估2.5.4 數(shù)據(jù)處理階段的質(zhì)量控制2.5.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量評估體系參考文獻(xiàn)第3章 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫3.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念3.1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義3.1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標(biāo)3.1.3 數(shù)據(jù)庫語言3.1.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)3.1.5 Oracle數(shù)據(jù)庫簡介3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計3.2.1 數(shù)據(jù)抽象與模式3.2.2 數(shù)據(jù)庫模型3.2.3 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)3.2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計過程3.3 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫設(shè)計3.3.1 總體設(shè)計3.3.2 邏輯模型3.4 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫應(yīng)用3.4.1 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫門戶網(wǎng)站3.4.2 數(shù)據(jù)服務(wù)3.4.3 智能選材參考文獻(xiàn)第4章 海洋工程數(shù)字仿真軟件項目開發(fā)管理4.1 海洋工程軟件的開發(fā)模型4.1.1 軟件生命周期4.1.2 軟件開發(fā)模型4.1.3 開發(fā)模型量化選擇方法4.1.4 海洋工程數(shù)字仿真軟件項目的階段劃分4.2 海洋工程數(shù)字仿真軟件的構(gòu)架4.2.1 軟件構(gòu)架的定義4.2.2 軟件構(gòu)架的結(jié)構(gòu)4.2.3 軟件構(gòu)架的開發(fā)4.2.4 軟件構(gòu)架的評估4.3 海洋工程數(shù)字仿真軟件的開發(fā)制品4.3.1 制品集4.3.2 工程制品集4.3.3 管理集4.4 開發(fā)過程的工作流4.4.1 工作流的定義4.4.2 基于工作流的軟件配置管理4.4.3 工作流的劃分4.4.4 迭代的工作流4.5 開發(fā)過程檢查4.5.1 創(chuàng)建框架4.5.2 收集數(shù)據(jù)4.5.3 可視化進(jìn)展4.5.4 優(yōu)先級控制4.5.5 確保項目穩(wěn)定4.5.6 過程的檢查點參考文獻(xiàn)第5章 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)字仿真及應(yīng)用5.1 概述5.1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢5.1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀和差距5.2 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)字仿真系統(tǒng)5.2.1 軟件結(jié)構(gòu)5.2.2 程序描述5.2.3 接口設(shè)計5.2.4 測試計劃5.2.5 出錯處理設(shè)計5.2.6 安全保密設(shè)計5.3 腐蝕損傷數(shù)字仿真應(yīng)用5.3.1 基于草圖特征的參數(shù)化曲面建模原理5.3.2 點蝕損傷區(qū)實體模型的建立5.3.3 點蝕對應(yīng)力影響的有限元分析5.3.4 小結(jié)參考文獻(xiàn)第6章 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)字仿真可視化技術(shù)6.1 可視化技術(shù)背景、涵義與研究的重要意義6.1.1 背景6.1.2 涵義6.1.3 研究的重要意義6.2 科學(xué)計算可視化關(guān)鍵技術(shù)6.2.1 可視化參考模型6.2.2 可視化工具研究6.2.3 可視化過程研究6.3 科學(xué)計算可視化的應(yīng)用領(lǐng)域及在我國的應(yīng)用6.3.1 科學(xué)計算可視化的應(yīng)用領(lǐng)域6.3.2 科學(xué)計算可視化技術(shù)在我國的應(yīng)用6.4 可視化硬件設(shè)備6.4.1 視覺顯示系統(tǒng)6.4.2 三維聲音系統(tǒng)6.4.3 虛擬物體操作設(shè)備6.5 可視化開發(fā)軟件工具6.5.1 WTK6.5.2 CDK6.5.3 MRTK6.5.4 MultiGen Creator/Vega6.5.5 OpenGL軟件6.6 可視化技術(shù)的重要內(nèi)容——VR技術(shù)6.6.1 VR技術(shù)的基本特征6.6.2 VR系統(tǒng)技術(shù)組成6.6.3 VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀6.7 集仿真可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)于一體的海洋工程結(jié)構(gòu)服役安全腐蝕損傷數(shù)字仿真平臺項目6.7.1 項目提出背景及必要性6.7.2 項目研究內(nèi)容6.7.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 緒論隨著海洋高新技術(shù)的發(fā)展，人類對海洋的開發(fā)日益加劇。海洋產(chǎn)業(yè)日漸成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。世界各國都將21世紀(jì)的發(fā)展重點瞄向了海洋，聯(lián)合國《21世紀(jì)議程》已將海洋視作“全球生命的支持系統(tǒng)和人類社會可持續(xù)發(fā)展的資源寶庫”。20世紀(jì)90年代以來，我國把海洋資源開發(fā)作為國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，把發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)作為振興經(jīng)濟(jì)的重大措施，對海洋資源與環(huán)境保護(hù)、海洋管理和海洋事業(yè)的投入逐步加大。2006年，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》在環(huán)境、制造業(yè)、交通運輸業(yè)等多個重點領(lǐng)域中提出了多個相關(guān)的發(fā)展海洋技術(shù)。其中，將研制大型海洋工程技術(shù)與裝備，開發(fā)跨海灣通道、離岸深水港、大型橋梁等高難度交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與養(yǎng)護(hù)設(shè)備作為優(yōu)先主題?！笆晃濉逼陂g，我國的海港、碼頭、橋梁、大壩、隧道、海洋平臺以及海岸工程建設(shè)蓬勃發(fā)展，腐蝕成為海洋工程設(shè)施開展自主創(chuàng)新研究和實現(xiàn)重點跨越所面對的主要問題。在國家科技支撐計劃“海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術(shù)及應(yīng)用”項目中，對海洋工程結(jié)構(gòu)在浪花飛濺區(qū)的腐蝕預(yù)測和防護(hù)問題開展了較系統(tǒng)的研究。其中在“海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫與數(shù)字仿真系統(tǒng)”中，較全面地收集了浪花飛濺區(qū)腐蝕損傷數(shù)據(jù)，構(gòu)建了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，并開展了數(shù)字仿真技術(shù)的研究。然而，海洋工程結(jié)構(gòu)的實際服役環(huán)境包括大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)、海泥區(qū)等不同區(qū)域，且不同區(qū)域服役的構(gòu)件之間存在相互的作用和影響。此外，我國也在嘗試積極利用全球的海洋資源，然而相關(guān)的數(shù)據(jù)積累和評價方法尚不夠完善，難以適應(yīng)我國海洋資源開發(fā)快速發(fā)展的需求。因此，非常有必要開展全海域的海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕數(shù)據(jù)積累、腐蝕損傷評價技術(shù)和數(shù)字仿真技術(shù)的研究。本書的主要內(nèi)容是系統(tǒng)地介紹海洋工程數(shù)據(jù)庫和數(shù)字仿真技術(shù)。結(jié)合國家科技支撐計劃研究實踐和當(dāng)今數(shù)據(jù)庫開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，本書將側(cè)重論述數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)、海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫、海洋工程數(shù)字仿真軟件項目開發(fā)管理、海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)字仿真及其應(yīng)用和數(shù)字仿真可視化技術(shù)。1.1 數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)是進(jìn)行腐蝕損傷科學(xué)研究的主要依據(jù)。海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕是一個漫長的過程，從擬建、在建到投入使用，在選材、選址、設(shè)計、建造、運行和管理等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都是海洋工程結(jié)構(gòu)壽命信息的具體記錄，因此腐蝕數(shù)據(jù)來源于海洋工程結(jié)構(gòu)的全壽命周期。而在數(shù)據(jù)從產(chǎn)生、收集、加工整理、存儲到發(fā)布的每個壽命環(huán)節(jié)中，都要經(jīng)歷人員交互、計算、傳輸?shù)炔僮鞑襟E，每一項參與數(shù)據(jù)的事物都可能對數(shù)據(jù)的質(zhì)量產(chǎn)生影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。因此從數(shù)據(jù)產(chǎn)生的全過程考慮，數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)該是由多因素、多關(guān)聯(lián)模式組成的復(fù)雜的邏輯關(guān)系系統(tǒng)。此外，隨著研究領(lǐng)域和研究深度的不斷深入，積累的數(shù)據(jù)量越來越多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題也會越來越突出。數(shù)據(jù)的質(zhì)量受到管理水平、處理技術(shù)以及工作質(zhì)量等多方面因素的綜合影響，如果能夠在數(shù)據(jù)積累的同時，針對數(shù)據(jù)本身的特點，明確數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響因素，采用科學(xué)的數(shù)據(jù)分析方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)梳理、分析和評估，開展數(shù)據(jù)質(zhì)量規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量評價技術(shù)的探討，并對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的全生命周期進(jìn)行規(guī)范化的質(zhì)量管理，將會對保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效管理和科學(xué)共享起到積極的推動作用。第2章內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)質(zhì)量基礎(chǔ)知識、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范、數(shù)據(jù)質(zhì)量評估與控制技術(shù)三個方面。首先介紹數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)知識，即按照數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)屬性與類型、數(shù)據(jù)用途與來源、數(shù)據(jù)質(zhì)量定義、數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的來源、數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響因素介紹數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本概念；其次從數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)質(zhì)量管理之間的關(guān)系，探討數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的基本框架。數(shù)據(jù)質(zhì)量問題并不會突然之間顯現(xiàn)出來，很多是歷史遺留問題，加上一些主觀或客觀因素所造成的，如原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性不足、系統(tǒng)平臺不一致、開發(fā)工具有技術(shù)缺陷、缺乏規(guī)范的操作流程和標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理人員水平的差異、設(shè)計時沒有提供有效、合理的數(shù)據(jù)更新維護(hù)途徑、組織缺乏數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)督管理措施等。基于上述基礎(chǔ)的了解以及數(shù)據(jù)全生命周期的劃分（可以劃分為數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、收集、加工整理、存儲和發(fā)布），從數(shù)據(jù)庫和數(shù)字仿真系統(tǒng)的建設(shè)需要出發(fā)，第2章將詳細(xì)討論從數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、仿真系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)以及數(shù)據(jù)庫和仿真系統(tǒng)的服務(wù)等主要環(huán)節(jié)，避免數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的質(zhì)量管理規(guī)范。具體包括兩項數(shù)據(jù)收集過程的規(guī)范、兩項數(shù)據(jù)處理過程的規(guī)范、一項數(shù)據(jù)錄入過程的元數(shù)據(jù)規(guī)范和一項數(shù)據(jù)使用過程的規(guī)范。（1）數(shù)據(jù)收集過程的規(guī)范。有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量戰(zhàn)略開始于數(shù)據(jù)采集，因為數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間、數(shù)據(jù)的來源、數(shù)據(jù)的最初獲取方式以及數(shù)據(jù)的記錄形式是影響數(shù)據(jù)可信度的主要因素。一旦錯誤的數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)，再想把它修正過來，代價十分巨大。因此，在數(shù)據(jù)庫與數(shù)字仿真系統(tǒng)規(guī)劃階段，從對錄入數(shù)據(jù)的真實性、唯一性、全面性、準(zhǔn)確性和可靠性出發(fā)，針對本項目可能產(chǎn)生的文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)、各課題研究過程中產(chǎn)生的測量實驗數(shù)據(jù)以及歷史實驗數(shù)據(jù)等，對項目數(shù)據(jù)來源、收集、錄入填寫、提交匯總等記錄數(shù)據(jù)的全過程進(jìn)行規(guī)范要求，明確規(guī)定收集信息的種類、渠道、格式和職責(zé)，形成《項目數(shù)據(jù)填寫格式規(guī)范》和《項目數(shù)據(jù)提交格式要求》兩個數(shù)據(jù)收集過程的規(guī)范性要求。（2）數(shù)據(jù)處理過程的規(guī)范。數(shù)據(jù)在正確性、一致性、完整性、可靠性上存在的問題普遍存在于各應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)清洗技術(shù)是解決數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的主要方法之一。結(jié)合海洋工程材料與結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用背景，針對通過各個渠道獲得的各式各樣的海洋工程材料和結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照從數(shù)據(jù)實例層的角度來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的思路，在此對數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)清洗原則、數(shù)據(jù)清洗步驟以及數(shù)據(jù)清洗的分類及算法進(jìn)行規(guī)范化要求，形成《數(shù)據(jù)清洗規(guī)范》。規(guī)范對所有可能存在問題的入庫數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對異常數(shù)據(jù)、錄入錯誤數(shù)據(jù)、過期數(shù)據(jù)以及錯誤數(shù)據(jù)等按特征分算法自動清理或人工判定，甄別問題數(shù)據(jù)，從而為保證準(zhǔn)確、可靠的信息服務(wù)奠定堅實的基礎(chǔ)。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)模型是實現(xiàn)數(shù)字化建模的基礎(chǔ)，為了保證模型的質(zhì)量，該模型從其描述的腐蝕類型、模型構(gòu)建背景、模型輸入?yún)?shù)、模型特點描述、建模過程描述（含原理、數(shù)學(xué)表述、物理化學(xué)變化過程描述、算法實現(xiàn)流程、圖形及框圖等）、模型輸出參數(shù)及輸出結(jié)果等進(jìn)行規(guī)范化要求，形成《海洋腐蝕數(shù)據(jù)模型規(guī)范》。（3）數(shù)據(jù)錄入過程的規(guī)范。腐蝕損傷資料描述元數(shù)據(jù)規(guī)范對于統(tǒng)一、規(guī)范地描述海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷資料的內(nèi)容和外觀特征，建立規(guī)范和通用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有重要指導(dǎo)意義。對照“期刊論文描述元數(shù)據(jù)規(guī)范”，從可能收集到的關(guān)于海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕行為及其控制手段的數(shù)據(jù)出發(fā)，在此建立包括海域、腐蝕區(qū)域、試驗材料及化學(xué)成分、海水環(huán)境、腐蝕結(jié)果等科學(xué)數(shù)據(jù)，以及收集人、文獻(xiàn)資料名稱、數(shù)據(jù)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)等與數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)資源類型，定義16個元數(shù)據(jù)規(guī)范術(shù)語、17個元數(shù)據(jù)及54個元素修飾詞，建立詳細(xì)的規(guī)范術(shù)語定義屬性、元素內(nèi)容編碼原則、元數(shù)據(jù)管理原則以及本課題已收集海水腐蝕數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)格式示例，形成《海洋工程腐蝕損傷元數(shù)據(jù)規(guī)范》。（4）數(shù)據(jù)使用過程的規(guī)范。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)字仿真系統(tǒng)主要是通過收集、研討、甄別現(xiàn)有的腐蝕損傷與壽命預(yù)測模型以及服役環(huán)境模型，借助計算機(jī)編程實現(xiàn)數(shù)字化、規(guī)范化來得到所需的仿真結(jié)果，并根據(jù)獲得的結(jié)果，實現(xiàn)腐蝕損傷及其過程的可視化表達(dá)。為了實現(xiàn)分析流程中各模塊的數(shù)據(jù)傳遞和連接，該系統(tǒng)對其模塊及模塊接口給出詳盡的輸入輸出項以及數(shù)據(jù)交換的準(zhǔn)則和格式定義，形成《數(shù)據(jù)接口規(guī)范》指導(dǎo)軟件系統(tǒng)的設(shè)計，幫助開發(fā)人員按照約定的接口規(guī)范進(jìn)行項目開發(fā)、集成和測試。其次，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與數(shù)據(jù)質(zhì)量評估是解決數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的一個源頭性手段，是準(zhǔn)確了解數(shù)據(jù)質(zhì)量狀況制定進(jìn)一步的改進(jìn)措施的主要依據(jù)。從數(shù)據(jù)本身的可信性和數(shù)據(jù)的可用性兩個方面介紹數(shù)據(jù)質(zhì)量評估的重點以及廣大企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)普遍使用的數(shù)據(jù)質(zhì)量框架，重點討論數(shù)據(jù)固有質(zhì)量的分析與評估措施、數(shù)據(jù)處理階段的質(zhì)量控制方法。（1）數(shù)據(jù)固有特性的分析與評估。從數(shù)據(jù)的固有特性來看，數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量主要受觀測誤差和數(shù)據(jù)表現(xiàn)規(guī)律的影響。因此，對數(shù)據(jù)固有特性的分析與評估主要包括誤差的分析評估與數(shù)據(jù)規(guī)律的分析與評估。對于數(shù)據(jù)固有特性的分析，本章主要從具體的隨機(jī)誤差、偶然誤差和系統(tǒng)誤差的具體種類和來源，精度、偏移和準(zhǔn)確率的定義，不同種類誤差與精度估計的標(biāo)準(zhǔn)，以及偶然誤差和系統(tǒng)誤差合成的理論與方法詳細(xì)討論數(shù)據(jù)誤差的具體分析與評估的方法及公式。通過多次觀測可減少偶然誤差的影響，但只有盡量減少和削弱系統(tǒng)誤差的影響，才能提高觀測結(jié)果的準(zhǔn)確度。對于數(shù)據(jù)規(guī)律性的分析與評估，考慮到實驗結(jié)果的分散性通常較大，通常采用有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與分布規(guī)律的擬合確定數(shù)據(jù)的規(guī)律性，以便從分散性較大的實驗數(shù)據(jù)中分清和判斷各種因素的影響，做出客觀的推論和判斷。依此思路，第2章主要討論腐蝕數(shù)據(jù)常用的統(tǒng)計分析方法與壽命規(guī)律、數(shù)據(jù)的插值與預(yù)測方法、數(shù)據(jù)擬合方法，以及一定規(guī)律下分布參數(shù)的分析與確定方法，以針對不同數(shù)據(jù)分析的需求，獲得未觀察點的數(shù)據(jù)特征，預(yù)測后續(xù)點的數(shù)據(jù)特征或獲得最佳的特征曲線及規(guī)律。（2）數(shù)據(jù)處理階段的質(zhì)量控制。借鑒全面數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的觀點，第2章提出海洋工程結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的主要環(huán)節(jié)包括數(shù)據(jù)采集管理、數(shù)據(jù)存儲管理、數(shù)據(jù)變更管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用管理和數(shù)據(jù)維護(hù)，并對各環(huán)節(jié)的管理重點進(jìn)行分析。第2章還詳細(xì)討論異常數(shù)據(jù)的類型，分析單屬性數(shù)值型數(shù)據(jù)與多屬性關(guān)聯(lián)型復(fù)合數(shù)據(jù)中異常數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)清洗算法，包括剔除明顯異常數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)清洗、噪聲數(shù)據(jù)清洗、不一致數(shù)據(jù)清洗和重復(fù)數(shù)據(jù)清洗等分析與評估的具體方法。最后對三種比較典型的數(shù)據(jù)質(zhì)量評估體系進(jìn)行了簡要描述和對比。這三種數(shù)據(jù)質(zhì)量評估方法包括國際貨幣基金組織提出的數(shù)據(jù)質(zhì)量評估框架（Data quality assessment frame，DQAF）、美國麻省理工TDQM項目組所提出來質(zhì)量評估與改進(jìn)方法（Assessment and improvement methodology of quality，AIMQ）以及數(shù)據(jù)質(zhì)量評估方法（Data quality assessment，DQA）。不論哪種評估體系，都是針對某項研究和注意的重點提出來的，需要針對具體數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題開展深入研究。1.2 海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性，海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕問題受到廣泛重視。據(jù)統(tǒng)計，我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約為6000億元，占到國民生產(chǎn)總值的2%～4%，其中海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕占1/10以上。為了解決海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕控制與防護(hù)、腐蝕壽命預(yù)測與安全評價等工程問題，大量的基礎(chǔ)研究和試驗工作得以開展，生產(chǎn)和積累了極為龐大的海洋工程結(jié)構(gòu)與材料腐蝕及腐蝕防護(hù)與控制的數(shù)據(jù)體系，成為支撐我國海洋工程建設(shè)的寶貴資源。然而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺乏和條塊分割現(xiàn)狀，導(dǎo)致了大量重復(fù)性的數(shù)據(jù)生產(chǎn)工作，從而造成資源的極大浪費。解決這一現(xiàn)狀的最佳途徑是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，通過信息資源的有效整合，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)共享平臺，基于合理的共享機(jī)制，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源的積累、完善和有效利用；同時最大限度地避免重復(fù)性的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的工作，對節(jié)約能源、資源和保護(hù)環(huán)境起到重要的積極作用。共享是現(xiàn)代文明進(jìn)步的標(biāo)志。共享意味著信息資源獲取的渠道廣、效率高、成本低，成為現(xiàn)代社會、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展的巨大推動力。隨著可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)的理念的深入人心，從政府部門到研究機(jī)構(gòu)乃至個人，數(shù)據(jù)共享意識越來越強(qiáng)。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》中明確提出了“以國家科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求為導(dǎo)向，以政府生產(chǎn)、擁有和政府資助項目產(chǎn)生和積累的科學(xué)數(shù)據(jù)資源整合和共享服務(wù)為突破口”的指導(dǎo)原則。構(gòu)建領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)倉庫是實現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)。在國家科技支撐計劃的資助下，以海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)的腐蝕控制技術(shù)為主要出發(fā)點，面向海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕控制與防護(hù)、腐蝕壽命預(yù)測等應(yīng)用需求，通過收集、整理、數(shù)字化海洋工程腐蝕領(lǐng)域的數(shù)據(jù)、知識等，我國構(gòu)建了涵蓋海洋環(huán)境因素，結(jié)構(gòu)材料及防護(hù)體系的腐蝕性能、腐蝕試驗、腐蝕防護(hù)、腐蝕圖譜、腐蝕電位、標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)等豐富信息資源的海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了數(shù)據(jù)共享門戶網(wǎng)站，實現(xiàn)了公益性的數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)共享。通過總體數(shù)據(jù)體系構(gòu)架的設(shè)計與規(guī)劃，為海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕數(shù)據(jù)的有序積累提供了有益的模式，為現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源的充分利用提供了基礎(chǔ)平臺。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫通過廣泛的數(shù)據(jù)積累和共享，為國家重大海洋工程建設(shè)和重大裝備開發(fā)的腐蝕控制與防護(hù)設(shè)計與選材，以及腐蝕壽命的評估等提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而縮短了相關(guān)技術(shù)的研發(fā)周期，提升了海洋工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計與維護(hù)的效率和水平，適應(yīng)迅速發(fā)展的海洋工程對腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)提出的新需求。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和發(fā)展完善，有利于保障我國數(shù)據(jù)體系的完善和安全，為提高我國腐蝕控制與防護(hù)的技術(shù)水平、提升國際市場競爭力奠定了基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息技術(shù)的核心之一。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫是信息技術(shù)在海洋腐蝕領(lǐng)域的典型應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫技術(shù)提供了對海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化以及數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的描述方法，并包含了高效的數(shù)據(jù)定義和操作語言，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有序管理、快速檢索與應(yīng)用提供了有力的工具。第3章結(jié)合海洋工程材料和結(jié)構(gòu)腐蝕的特點，介紹數(shù)據(jù)庫的基本概念、數(shù)據(jù)庫模式、數(shù)據(jù)庫模型、體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程等。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型，特別介紹依賴關(guān)系、OR關(guān)系等復(fù)雜數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述方法，為海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建提供理論和方法基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括頂層設(shè)計、需求分析、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、應(yīng)用設(shè)計等階段，針對海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的頂層設(shè)計、需求分析、邏輯設(shè)計、應(yīng)用設(shè)計等不同階段進(jìn)行系統(tǒng)地闡述。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的總體目標(biāo)是收集海洋工程結(jié)構(gòu)浪花飛濺區(qū)腐蝕環(huán)境與損傷的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、腐蝕損傷數(shù)據(jù)、知識、失效案例等，通過系統(tǒng)梳理，為數(shù)據(jù)共享和海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕研究、防腐設(shè)計、腐蝕評價等提供數(shù)據(jù)支撐。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫是海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷相關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)的主要用戶包括系統(tǒng)管理員、海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕科研人員、腐蝕管理人員、防腐設(shè)計人員等專業(yè)人士，以及對材料腐蝕感興趣的普通用戶。根據(jù)系統(tǒng)的總體目標(biāo)和用戶需求開展總體設(shè)計是海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的首要任務(wù)。為提高數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用的范圍、效率和靈活性，海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫采用三層體系結(jié)構(gòu)，以O(shè)racle作為數(shù)據(jù)管理平臺，通過開發(fā)數(shù)據(jù)共享門戶網(wǎng)站提供數(shù)據(jù)的檢索服務(wù)。用戶通過Internet瀏覽器提交數(shù)據(jù)檢索請求，Web服務(wù)器解析用戶的訪問請求并與數(shù)據(jù)庫連接以獲取數(shù)據(jù)，并將訪問結(jié)果發(fā)送到客戶端的Internet瀏覽器上。通過梳理海洋工程材料與結(jié)構(gòu)的類別（金屬材料、非金屬材料等）、服役環(huán)境（海水環(huán)境、海水氣象等）、損傷機(jī)理（腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、腐蝕疲勞等）、失效形式、在役結(jié)構(gòu)的損傷狀況等數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的來源、應(yīng)用等，可以將海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)劃分為環(huán)境數(shù)據(jù)、實海腐蝕數(shù)據(jù)、模擬試驗數(shù)據(jù)、腐蝕防護(hù)、腐蝕知識、腐蝕調(diào)查等。其中環(huán)境數(shù)據(jù)包括海水環(huán)境因素、大氣氣象等；實海腐蝕數(shù)據(jù)主要包括材料和涂覆層在不同海域的實海腐蝕試驗結(jié)果；模擬試驗數(shù)據(jù)主要指在實驗室條件下開展的模擬環(huán)境條件下的材料及涂覆層的腐蝕評價試驗結(jié)果；腐蝕防護(hù)主要包括緩蝕劑、陰極保護(hù)、防護(hù)涂層等方法；腐蝕知識包括相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、腐蝕形貌圖譜、腐蝕損傷的分析與評價模型等；腐蝕調(diào)查是對我國海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷現(xiàn)狀進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查以獲得相關(guān)資料。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的核心內(nèi)容。海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)通過綜合所有海洋工程結(jié)構(gòu)與材料腐蝕損傷相關(guān)的數(shù)據(jù)，對所有數(shù)據(jù)的邏輯、特征和關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行總體描述，是所有應(yīng)用的公共數(shù)據(jù)視圖，是進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過對海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行深入研究，基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型，研究人員構(gòu)建了海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的邏輯模型。本章依次介紹海洋環(huán)境數(shù)據(jù)、實海腐蝕試驗數(shù)據(jù)、模擬試驗數(shù)據(jù)、腐蝕形貌圖譜、腐蝕電位、海洋腐蝕標(biāo)準(zhǔn)、海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕調(diào)查等相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容的邏輯模型，描述數(shù)據(jù)庫實體唱關(guān)系圖以及相關(guān)數(shù)據(jù)表在Oracle中的定義語言。門戶網(wǎng)站是為各類用戶檢索和應(yīng)用海洋工程結(jié)構(gòu)腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的窗口。

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