系統(tǒng)控制理論的環(huán)境工程設(shè)計論文

時間:2022-08-04 06:01:05

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系統(tǒng)控制理論的環(huán)境工程設(shè)計論文

1項(xiàng)目建議書階段的系統(tǒng)控制理論

環(huán)境工程設(shè)計的項(xiàng)目建議書階段包含若干個子結(jié)構(gòu),是一個復(fù)雜的系統(tǒng)。如果缺乏系統(tǒng)思維,孤立、片面地理解系統(tǒng)控制理論,將定量分析和定性分析、動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性等相關(guān)內(nèi)容割裂開來,不能相互聯(lián)系、相互融合以形成合理認(rèn)知體系,則不能夠全面、聯(lián)系、突出重點(diǎn)地分析和解決問題。而利用思維樹模型可培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力,[6]強(qiáng)化系統(tǒng)控制理論在項(xiàng)目建議書階段的應(yīng)用,將一項(xiàng)工程所涉及的各個領(lǐng)域和角度清晰的表示出來(以城市污水處理廠為例,如下圖1所示)。

2可行性研究階段的系統(tǒng)控制理論

可行性研究是在項(xiàng)目建議書被批準(zhǔn)后,對項(xiàng)目在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是否可行所進(jìn)行的科學(xué)分析和論證。這一階段包括工程概述、工程方案、工程投資估算及資金籌措、工程近遠(yuǎn)期結(jié)合問題、工程效益分析、工程進(jìn)度安排、存在問題及建議以及附圖附件等內(nèi)容。在這一系統(tǒng)中,用最優(yōu)化分析解決問題,即在本系統(tǒng)的運(yùn)籌中,控制策略要使工程凈效益最大,而費(fèi)用盡可能地小(可視為負(fù)效益)。為了盡可能地減少這種負(fù)效益,必須在一定的工程規(guī)律和條件的約束下,按照最優(yōu)化原則,結(jié)合工程分析考慮工程方案必選優(yōu)化,對整個工程系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的管理,不求負(fù)效益最小,而只要求負(fù)效益盡可能減少。這是由于在環(huán)境工程設(shè)計中,最優(yōu)解并不一定是最理想的。[7]

3工程設(shè)計階段的系統(tǒng)控制理論

在此階段,環(huán)境工程設(shè)計可分為方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段,每個階段都是一個復(fù)雜系統(tǒng),可將系統(tǒng)控制的重點(diǎn)分別集中在組織系統(tǒng)的輸入、轉(zhuǎn)換過程和輸出3個階段,由此形成3種不同的控制類型:前饋控制、同步控制和反饋控制。[8]

3.1前饋控制

前饋控制也稱預(yù)先控制,是指在整個過程中預(yù)先集中于系統(tǒng)輸入端的控制,其目的是通過事前考慮各種可能的功能障礙來預(yù)測并預(yù)防偏差的出現(xiàn)。其在環(huán)境工程設(shè)計的方案設(shè)計階段起著重要作用,主要體現(xiàn)在以下幾方面:

3.1.1環(huán)境工程概況分析

環(huán)境工程涉及水、氣、聲、渣、輻射等多個方面,涵蓋內(nèi)容非常豐富,工程特征千差萬別。因此,掌握具體項(xiàng)目的工程概況是搞好設(shè)計的必須前提,主要包括:(1)工程一般特征簡介。包括工程名稱、建設(shè)性質(zhì)、建設(shè)地點(diǎn)、建設(shè)規(guī)模、車間組成、產(chǎn)品方案、輔助設(shè)施、配套工程、儲運(yùn)方式、占地面積、職工人數(shù)、工程總投資及發(fā)展規(guī)劃等。(2)工藝路線與生產(chǎn)方法。用流程圖表述說明生產(chǎn)工藝過程,必要時列出主反應(yīng)式和副反應(yīng)式,并關(guān)注副反應(yīng)中可能潛在的危害因素。(3)物料及能源消耗定額。包括主要原料、輔助原料、材料、助劑、能源以及用水等的來源、成分和消耗量,特別是要綜合對比單位產(chǎn)品的物耗、能耗指標(biāo)、新水用量指標(biāo)以及排污系數(shù)。(4)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。包括生產(chǎn)率、效率、回收率和放散率等。除了主產(chǎn)品的總回收率之外,還應(yīng)高度重視資源的綜合利用率和綜合總回收率。

3.1.2污染源及污染源強(qiáng)分析

污染源分布和污染物源強(qiáng)是環(huán)境工程設(shè)計的基礎(chǔ)資料,必須按建設(shè)工程、生產(chǎn)過程和服務(wù)期滿后三個時期的工程全過程做認(rèn)真調(diào)查、詳細(xì)統(tǒng)計,力求完善。對于污染源分布調(diào)查要求按專題繪制污染流程圖,標(biāo)明污染物排放部位,然后列表逐點(diǎn)統(tǒng)計各種污染因子的排放強(qiáng)度、濃度及數(shù)量。另外,鑒于近年來環(huán)境風(fēng)險事故呈頻發(fā)、高發(fā)態(tài)勢,應(yīng)高度關(guān)注環(huán)境工程風(fēng)險排污的源強(qiáng)統(tǒng)計及分析,包括事故排污和異常排污兩種工況。事故排污的源強(qiáng)統(tǒng)計應(yīng)計算事故狀態(tài)下的污染物最大排放量,作為風(fēng)險預(yù)測的源強(qiáng);異常排污的源強(qiáng)應(yīng)統(tǒng)計工藝設(shè)備或環(huán)保設(shè)施達(dá)不到設(shè)計規(guī)定指標(biāo)的超額排污。

3.1.3環(huán)保方案分析

分析工程總圖布置方案,根據(jù)氣象、水文等自然條件分析工廠和車間布置的合理性,與周圍環(huán)境保護(hù)目標(biāo)所定防護(hù)距離的安全性。分析工程既定環(huán)保方案所選工藝及設(shè)備的先進(jìn)水平和可靠程度,采用資源節(jié)約型模式、資源綜合利用、物能良性循環(huán)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面的可行性,處理工藝有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)的合理性,并分析環(huán)保設(shè)施投資構(gòu)成及其在總投資中占有的比例。

3.2同步控制

同步控制也稱實(shí)時控制,是指活動進(jìn)行過程中所實(shí)施的控制。在環(huán)境工程設(shè)計中,同步控制的關(guān)鍵是嚴(yán)把設(shè)計質(zhì)量關(guān),實(shí)現(xiàn)初步設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化,由僅控制排放標(biāo)準(zhǔn)向全面的設(shè)計質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)過渡。積極引導(dǎo)環(huán)境工程設(shè)計單位貫徹國家制定的《建筑企業(yè)貫徹ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則》《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l列》《中華人民共和國環(huán)境影響評價法》《三廢處理工程技術(shù)手冊》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),使環(huán)境工程設(shè)計單位質(zhì)量管理工作進(jìn)入程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的軌道。各單位的質(zhì)量保證體系,要在當(dāng)?shù)卦O(shè)計質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)備案審查,把貫標(biāo)工作與單位資質(zhì)、工程招標(biāo)投標(biāo)和企業(yè)創(chuàng)優(yōu)工作結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的單位自控。在推行設(shè)計資格審查和管理制度的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步制定重大工程的設(shè)計方案圖紙審查、批準(zhǔn)制度,發(fā)現(xiàn)問題,及時追朔設(shè)計存在的問題,系統(tǒng)解決,防止問題的再次發(fā)生,并追蹤審查以前的可能事故點(diǎn)。

3.3反饋控制

反饋控制也稱事后控制,控制作用發(fā)生在行動之后,目的在于改進(jìn),以預(yù)防將來發(fā)生偏差。在缺乏任何預(yù)見手段的情況下,反饋控制是比較實(shí)用的控制方式。在施工設(shè)計中,反饋控制的關(guān)鍵是引入工程環(huán)境監(jiān)理,通過具有相應(yīng)資質(zhì)的監(jiān)理企業(yè),接受建設(shè)單位的委托,承擔(dān)其建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境管理工作,并代表建設(shè)單位對承建單位的建設(shè)行為對環(huán)境的影響情況進(jìn)行檢查,對污染防治和生態(tài)保護(hù)的情況進(jìn)行檢查,確保各項(xiàng)環(huán)保措施落到實(shí)處。對未按有關(guān)環(huán)境保護(hù)要求施工的,應(yīng)責(zé)令建設(shè)單位限期改正,造成生態(tài)破壞的,應(yīng)采取補(bǔ)救措施或予以恢復(fù)。通過監(jiān)理這一反饋控制,可提供設(shè)計效果的真實(shí)信息,并使設(shè)計人員獲得評價其績效的信息,從而提高設(shè)計水平,對于下一步或日后工作的實(shí)踐指導(dǎo)作用非常巨大。

4竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收階段的系統(tǒng)控制理論

為監(jiān)督落實(shí)環(huán)境保護(hù)設(shè)施與建設(shè)項(xiàng)目主體工程同時投產(chǎn)或者使用,以及落實(shí)其他需配套采取的環(huán)境保護(hù)措施,防治環(huán)境污染和生態(tài)破壞,實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收。[9]該階段是對整個環(huán)境工程設(shè)計系統(tǒng)的最后一個核查關(guān)卡,涉及驗(yàn)收范圍、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收工況、驗(yàn)收監(jiān)測(調(diào)查)結(jié)果、驗(yàn)收環(huán)境管理、現(xiàn)場驗(yàn)收檢查、風(fēng)險事故環(huán)境保護(hù)應(yīng)急措施檢查及驗(yàn)收結(jié)論等八大部分??捎萌缦孪到y(tǒng)流程圖簡述其驗(yàn)收工作程序。

5結(jié)論

環(huán)境工程設(shè)計是一個復(fù)雜的控制系統(tǒng),涵蓋項(xiàng)目建議、可行性研究、工程設(shè)計及竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收四個階段,而每個階段均涉及到方方面面的工作。將系統(tǒng)控制理論應(yīng)用其中,應(yīng)以解決控制理論與設(shè)計中實(shí)際存在問題的深度與廣度為主要準(zhǔn)則,在客觀地評價系統(tǒng)控制理論在環(huán)境工程設(shè)計領(lǐng)域的作用和適用范圍的基礎(chǔ)上,更為合理地分析、規(guī)劃環(huán)境工程設(shè)計,并用實(shí)踐檢驗(yàn)系統(tǒng)控制理論成果,有力推動系統(tǒng)控制理論的健康發(fā)展。

作者:關(guān)成立1,2楊岳1工作單位:1.陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.廣東技術(shù)師范學(xué)院