通风网络解算
第五章通风网路中风量的分配
一、教学内容：
1、矿井通风网路图的相关术语；
2、矿井通风网路图的绘制；
3、矿井通风网路的基本形式与特性；
4、风量分配基本定律；
5、复杂通风网路解算方法及计算机解算通风网路软件介绍。
二、重点难点：
1、矿井通风网路图的绘制原则与方法；
2、矿井通风网路的基本形式与特性；
3、风量分配基本定律。
三、教学要求：
1、了解矿井通风网路图的相关术语；
2、了解复杂通风网路解算方法及计算机解算通风网路软件应用；
3、掌握矿井通风网路图的绘制方法；
4、掌握矿井通风网路的基本形式与特性（串联、并联、角联）；
5、掌握风量分配基本定律。
第一节通风网路及矿井通风网路图
一、通风网路的基本术语和概念
１．分支
分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。
图5-1 简单通风网路图
２．节点
节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。
３．回路
由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回
路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。
４．树
由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。
图5-2 树和余树
５．独立回路
由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。由n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。
二、通风网路图的绘制
不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。
通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。
绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行：
１．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。节点编号不能重复且要保持连续性。
２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。
３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。
４．标注除标出各分支的风向、风量外，还应将进回风井、用风地点、主要漏风地点及主要通风设施等加以标注，并以图例说明。
绘制通风网路图的一般原则如下：
１．某些距离相近的节点，其间风阻很小时，可简化为一个节点。
２．风压较小的局部网路，可并为一个节点。如井底车场等。
３．同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。
４．用风地点并排布置在网路图的中部；进风系统和回风系统分别布置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。
５．分支方向（除地面大气分支）基本应由下而上。
６．分支间的交叉尽可能少。
７．节点间应有一定的间距。
例5-1如图5-3所示为某矿通风系统示意图，试绘出该矿的通风网路图。
图5-3 矿井通风系统示意图
解：图中所示矿井两翼各布置一个采区，共有6个采煤工作面和4个掘进头；独立通风硐室共有7个。矿井漏风主要考虑4处风门漏风。根据上述绘制网路图的一般步骤与一般原则，绘制的矿井通风网路图如图5-4所示。
绘制过程简述如下：
（１）在通风系统示意图上标注节点。距离较近且无通风设施等处可并为一个节点，如图5-3中的5、13、14等处；1和3之间也可不取节点2；进、回风井口可视为一个节点。
（２）确定主要用风地点。在网路图中可用长方形方框表示用风点，框内填写相应的名称，如图5-4中所示的采、掘工作面、独立通风各硐室等。将它们在网路图中部“一”字形排开。
（３）确定进风节点。根据用风地点的远近，布置在用风点的下部并一一标明清楚。
（４）确定回风节点。根据用风地点的远近，布置在用风点的上部并一一标明清楚。
（５）节点连线。连接风流相通的节点，可先连进风节点至用风点；再连回风节点至用风点；然后连各进、回风节点间的线路。各步连线方向基本一致，总体方向从下向上。
（６）按（2）～（5）绘出网路图草图，检查分合关系无误后，开始整理图形。调整好各节点与用风地点的位置，使整体布局趋于合理。此步较费力，
需耐心反复修改直至满意为止。
（７）最后标注主要通风设施。主通风机和局部通风机型号及其它通风参数等本图不作标示。
图5-4 矿井通风网路图
第二节 简单通风网路及其性质
通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，称为复杂通风网路。通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。
一、串联通风及其特性
两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点时的通风，
2．串联风路的总风压等于各段风路的分风压之和，即
∑==+++=n
i i n h h h h h 121 串，
Pa （5-2） 3．串联风路的总风阻等于各段风路的分风阻之和。 根据通风阻力定律2RQ h =，公式（5-2）可写成：
2
2222112n
n Q R Q R Q R Q R +++= 串串 因为 n Q Q Q Q ==== 21串
所以 ∑==+++=n
i i n R R R R R 121 串，Ns 2/m 8 （5-3）
4．串联风路的总等积孔平方的倒数等于各段风路等积孔平方的倒数之和。 由R
A 19
.1=
，得2
2
19.1A R =，将其代入公式（5-3）并整理得：
2
222121
111n
A A A A +++= 串 （5-4） 或 222211
111
n
A A A A +++=
串 ，m 2 （5-5）
二、并联通风及其特性
两条或两条以上的分支在某一节点分开后，又在另一节点汇合，其间无交叉分支时的通风，称为并联通风，如图5-6所示。并联网路的特性如下：
图5-6 并联网路
1．并联网路的总风量等于并联各分支风量之和，即
∑==+++=n
i i n Q Q Q Q Q 121 并，
m 3/s （5-6） 2．并联网路的总风压等于任一并联分支的风压，即
n h h h h ==== 21并，
Pa （5-7） 3．并联网路的总风阻平方根的倒数等于并联各分支风阻平方根的倒数之和。
由2RQ h =，得Q ＝
R
h
，将其代入公式（5-6）得： n
n
R h R h R h R h +++=
2
2
1
1
并
并 因为 n h h h h ==== 21并 所以
n
R R R R 11112
1
+++
=
并
（5-8） 或 2
211111
???
? ??+
++=
n R R R R 并，Ns 2/m 8 （5-9）
当n R R R === 21时，则
22221n
R n R n R R n ====
并，Ns 2/m 8
（5-10） 4．并联网路的总等积孔等于并联各分支等积孔之和。
由R
A 19.1=
，得
19
.11A
R
=
，将其代入公式（5-8），得： n A A A A +++= 21并，
m 2 （5-11） 5．并联网路的风量自然分配 （1）风量自然分配的概念
在并联网路中，其总风压等于各分支风压，即
n h h h h ==== 21并
亦即 2
2222112n
n Q R Q R Q R Q R ==== 并并 由上式可以得出如下各关系式：
并并Q R R Q 11=
，m 3/s （5-12） 并并Q R R Q 2
2=
，m 3/s （5-13）
……
并并Q R R Q n
n =
，m 3/s （5-14）
上述关系式表明：当并联网路的总风量一定时，并联网路的某分支所分配得到的风量取决于并联网路总风阻与该分支风阻之比。风阻大的分支自然流入的风量小，风阻小的分支自然流入的风量大。这种风量按并联各分支风阻值的大小自然分配的性质，称之为风量的自然分配，也是并联网路的一种特性。
（2）自然分配风量的计算
根据并联网路中各分支的风阻，计算各分支自然分配的风量。可将公式（5-9）依次代入前述关系式（5-12）、（5-13）和（5-14）中，整理后得各分支分配的风量计算公式如下：
n
R R R R R R Q Q 1
312111++++
=
并
，m 3/s （5-15）
n R R R R R R Q Q 2321221++++=
并
，m 3/s （5-16）
……
11
21++++=
-n n
n n n R R R R R R Q Q 并
，m 3/s （5-17）
当n R R R === 21时，则
n
Q Q Q Q n 并=
=== 21，m 3/s （5-18）
计算并联网路各分支自然分配的风量，也可根据并联网路中各分支的等积孔进行计算。将A
R 19
.1=
依次代入前述关系式（5-12）、（5-13）和（5-14）中，整理后可得各分支分配的风量计算公式如下：
并并并Q A A A A Q A A Q n +++==
211
11，
m 3/s （5-19） 并并并Q A A A A Q A A Q n
+++==
212
22，
m 3/s （5-20）
……
并并并Q A A A A Q A A Q n
n
n n +++==
21，
m 3/s （5-21） 综合上述，在计算并联网路中各分支自然分配的风量时，可根据给定的条件，选择公式，以方便计算。
三、串联与并联的比较
从安全、可靠和经济角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点： 1．总风阻小，总等积孔大，通风容易，通风动力费用少。现举例分析 ： 假设有两条风路1和2，其风阻21R R =，通过的风量21Q Q =，故有风压
21h h =。现将它们分别组成串联风路和并联网路，如图5-7所示。各参数比较如下：
（1）总风量比较
串联时： 21Q Q Q ==串
并联时： 1212Q Q Q Q =+=并 故 串并Q Q 2= （2）总风阻比较
串联时： 1212R R R R =+=串 并联时： 41
2
1R n R R ==
并 故 串并R R 8
1= （3）总风压比较
串联时： 1212h h h h =+=串 并联时： 21h h h ==并 故 串并h h 2
1=
通过上述比较可明显看出，在两条风路通风条件完全相同的情况下，并联网路的总风阻仅为串联风路总风阻的1；并联网路的总风压为串联风路总风压的21，也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省一半，而总风量却大了一倍。这充分说明：并联通风比串联通风经济得多。
2．并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于安全生产；而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空气质量差，不利于安全生产。
3．并联各分支的风量，可根据生产需要进行调节；而串联各风路的风量则不能进行调节，不能有效地利用风量。
4．并联的某一分支风路中发生事故，易于控制与隔离，不致影响其它分支巷道，事故波及范围小，安全性好；而串联的某一风路发生事故，容易波及整个风路，安全性差。
所以，《规程》强调：井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风（并联通风）；各个采、掘工作面应实行独立通风，限制采用串联通风。
四、角联通风及其特性
在并联的两条分支之间，还有一条或几条分支相通的连接形式称为角联网路（通风），如图5-8所示。连接于并联两条分支之间的分支称为角联分支，如图5-8中的分支5为角联分支。仅有一条角联分支的网路称为简单角联网路；含有两条或两条以上角联分支的网路称为复杂角联网路，如图5-9所示。
角联网路的特性是：角联分支的风流方向是不稳定的。现以图5-8所示的简单角联网路为例，分析其角联分支5中的风流方向变化可能出现的三种情况：
图5-9 复杂角联网路
1．角联分支5中无风流
当分支5中无风时，②、③两节点的总压力相等，即
32总总P P
又①、②两节点的总压力差等于分支1的风压，即
121h P P =-总总
①、③两节点的总压力差等于分支3的风压，即
331h P P =-总总
故 31h h = 同理可得 42h h = 则
4
3
21h h h h =
亦即 2
442
33222211Q R Q R Q R Q R = 又 05=Q ，得 4321,Q Q Q Q == 所以
4
3
21R R R R =
（5-22） 式（5-22）即为角联分支5中无风流通过的判别式。 2．角联分支5中风向由②→③
当分支5中风向由②→③时，②节点的总压力大于③节点的总压力，即
32总总P P >
又知 121h P P =-总总
331h P P =-总总
则 13h h > 即 2112
33Q R Q R > 同理可得 42h h > 即 24
4222Q R Q R >
将上述两不等式相乘，并整理得
2
41323241???
? ?? R 又知 21Q Q > ，43Q Q < 所以 13 24 1 4 3 21R R R R < （5-23） 式（5-23）即为角联分支5中风向由②→③的判别式。 3．角联分支5中风向由③→② 同理可推导出角联分支5中风向由③→②的判别式 4 3 21R R R R > （5-24） 由上述三个判别式可以看出，简单角联网路中角联分支的风向完全取决于两侧各邻近风路的风阻比，而与其本身的风阻无关。通过改变角联分支两侧各邻近风路的风阻，就可以改变角联分支的风向。 可见，角联分支一方面具有容易调节风向的优点，另一方面又有出现风流不稳定的可能性。角联分支风流的不稳定不仅容易引发矿井灾害事故，而且可能使事故影响范围扩大。如图5-8所示，当风门K 未关上使2R 减小，或分支巷道4中某处发生冒顶或堆积材料过多使4R 增大，这时因改变了巷道的风阻比，可能会使角联分支5中无风或风流③→②，从而导致两工作面完全串联通风或 上工作面风量不足而使其瓦斯浓度增加造成瓦斯事故。此外，在发生火灾事故时，由于角联分支的风流反向可能使火灾烟流蔓延而扩大了灾害范围。因此，保持角联分支风流的稳定性是安全生产所必须的。 角联网路中，对角分支风流存在着不稳定现象，对简单角联网路来说，角联分支的风向可由上述判别式确定；而对于复杂角联网路，其角联分支的风向的判断，一般通过通风网路解算确定。在生产矿井，也可以通过测定风量确定。 第三节 风量分配及复杂通风网路解算 一、风量分配的基本定律 风流在通风网路中流动时，都遵守风量平衡定律、风压平衡定律和阻力定律。它们反映了通风网路中三个最主要通风参数——风量、风压和风阻间的相互关系，是复杂通风网路解算的理论基础。 1．通风阻力定律 井巷中的正常风流一般均为紊流。因此，通风网路中各分支都遵守紊流通风阻力定律，即 2RQ h = （5-25） 2．风量平衡定律 风量平衡定律是指在通风网路中，流入与流出某节点或闭合回路的各分支的风量的代数和等于零，即 0=∑i Q （5-26） 若对流入的风量取正值，则流出的风量取负值。 如图5-10（a ）所示，节点⑥处的风量平衡方程为 0564*******=--++-----Q Q Q Q Q 如图5-10（b ）所示，回路②-④-⑤-⑦-②的风量平衡方程为 087654321=--+----Q Q Q Q 《计算机网络》考试试题及答案 1.被称为计算机网络技术发展里程碑的计算机网络系统是( ) 网网网网 2.下列关于TCP/IP协议特点的叙述中错误．．的是( ) A.开放的协议标准、免费使用、独立于特定的计算机硬件与操作系统 B.独立于特定的网络硬件、可以运行于局域网、广域网和互联网中 C.标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务 D.灵活的网络地址分配方案，使得网络设备在网中具有灵活的地址 3.采用同步TDM时，为了区分不同数据源的数据，发送端采取的措施是( ) A.在数据中加上数据源标识 B.在数据中加上时间标识 C.各数据源使用固定时间片 D.各数据源使用随机时间片 4.规定了信号的电平、脉宽、允许的数据传输速率和最大传输距离的物理层特性是( A.机械特性 B.电气特性 C.功能特性 D.规程特性 5.曼彻斯特编码采用的同步方法是( ) A.外同步 B.自同步 C.群同步 D.字符同步 6.正确的循环冗余校验码的检错能力描述是( ) A.可检测出所有三比特的错 B.可检测出所有偶数位错 C.可检测出所有奇数位错 D.可检测出所有大于、等于校验位长度的突发错7.在HDLC操作方式中，传输过程只能由主站启动的是( ) A.正常响应方式 B.异步响应方式 C.异步平衡方式 D.正常与异步响应方式协议提供的3类功能分别是：成帧、链路控制和( ) A.通信控制 B.网络控制 C.存储控制 D.安全控制 9.路由选择包括的两个基本操作分别为( ) A.最佳路径的判定和网内信息包的传送 B.可能路径的判定和网间信息包的传送 C.最优选择算法和网内信息包的传送 D.最佳路径的判定和网间信息包的传送 不支持．．．的网络类型是( ) A.点对点网络 B.广播网络) C.非广播式的网络 D.点对多点网络数据报经分段后进行传输，在到达目的主机之前，分段后的IP数据报( ) A.可能再次分段，但不进行重组 B.不可能再次分段和重组 C.不可能再次分段，但可能进行重组 D.可能再次分段和重组 类IP地址可标识的最大主机数是( ) 13.路由信息协议(RIP)使用的路由算法是( ) A.最短路由选择算法 B.扩散法 C.距离矢量路由算法 D.链路状态路由算法 14.在Internet中，路由器的路由表通常包含( ) A.目的网络和到达该网络的完整路径 B.所有目的主机和到达该主机的完整路径 C.目的网络和到达该网络的下一个路由器的IP地址 D.互联网中所有路由器的地址 段结构中，端口地址的长度为( ) 比特比特 比特比特 16.可靠的传输协议中的“可靠”是指( ) 通风网路中风量的分配 串联与并联的比较 从安全、可靠和经济角度看，并联通风与串联通风相比，具有明显优点： 1．总风阻小，总等积孔大，通风容易，通风动力费用少。现举例分析 ： 假设有两条风路1和2，其风阻21R R =，通过的风量21Q Q =，故有风压 21h h =。现将它们分别组成串联风路和并联网路，如图5-7所示。各参数比较如下： （1）总风量比较 串联时： 21Q Q Q ==串 并联时： 1212Q Q Q Q =+=并 故 串并Q Q 2= （2）总风阻比较 串联时： 1212R R R R =+=串 并联时： 41 21R n R R == 并 故 串并R R 8 1= （3）总风压比较 串联时： 1212h h h h =+=串 并联时： 21h h h ==并 故 串并h h 2 1= 通过上述比较可明显看出，在两条风路通风条件完全相同的情况下，并联网路的总风阻仅为串联风路总风阻的1；并联网路的总风压为串联风路总风压的21，也就是说并联通风比串联通风的通风动力要节省一半，而总风量却大了一倍。这充分说明：并联通风比串联通风经济得多。 2．并联各分支独立通风，风流新鲜，互不干扰，有利于安全生产；而串联时，后面风路的入风是前面风路排出的污风，风流不新鲜，空气质量差，不利于安全生产。 3．并联各分支的风量，可根据生产需要进行调节；而串联各风路的风量则不能进行调节，不能有效地利用风量。 4．并联的某一分支风路中发生事故，易于控制与隔离，不致影响其它分支巷道，事故波及范围小，安全性好；而串联的某一风路发生事故，容易波及整个风路，安全性差。 所以，《规程》强调：井下各个生产水平和各个采区必须实行分区通风（并联通风）；各个采、掘工作面应实行独立通风，限制采用串联通风。 四、角联通风及其特性 在并联的两条分支之间，还有一条或几条分支相通的连接形式称为角联网路（通风），如图5-8所示。连接于并联两条分支之间的分支称为角联分支，如图5-8中的分支5为角联分支。仅有一条角联分支的网路称为简单角联网路；含有两条或两条以上角联分支的网路称为复杂角联网路，如图5-9所示。 角联网路的特性是：角联分支的风流方向是不稳定的。现以图5-8所示的简单角联网路为例，分析其角联分支5中的风流方向变化可能出现的三种情况： 第一章 概述 习题1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x(bit)。从源站到目的站共经过k 段链路，每段链路的传播时延为d(s)，数据率为b (b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s (s)。在分组交换时分组长度为p (bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？ 解：采用电路交换：端到端时延：kd b x s t c ++= 采用分组交换：端到端时延：kd b x b p k t p ++-=)1(， 这里假定p x >>，即不考虑报文分割成分组后的零头。 欲使c p t t <，必须满足s b p k <-)1( 习题1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x 和（p+h ）（bit ），其中p 为分组的数据部分的长度，而h 为每个分组所带的控制信息固定长度，与p 的大小无关。通信的两端共经过k 段链路。链路的数据率为b （bit/s ），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p 应取为多大？ 答：分组个数x/p ， 传输的总比特数：(p+h)x/p 源发送时延：(p+h)x/pb 最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b 总发送时延D=源发送时延+中间发送时延 D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b 令其对p 的导数等于0，求极值 p=√hx/(k-1) 习题1-20 收发两端之间的传输距离为1000km ，信号在媒体上的传播速率为s m /1028 ?。试计算以下两种情况的发送时延的传播时延： （1） 数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s 。 （2） 数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s 。 解：（1）发送时延：s t s 10010105 7 == 传播时延：s t p 005.010 21086 =?= （2）发送时延：s t s μ110109 3 == 传播时延：s t p 005.010 21086 =?= 习题1-21 假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L 分别为： （1）10cm （网络接口卡） （2）100m （局域网） （3）100km （城域网） （4）5000km （广域网） 矿井通风网络解算基本算法之迭代法（Hardy-Cross） 1. 矿井通风网络风量分配及复杂通风网路解算 1.1 风量分配的基本定律 风流在通风网路中流动时，都遵守风量平衡定律、风压平衡定律和阻力定律。它们反映了通风网路中三个最主要通风参数——风量、风压和风阻间的相互关系，是复杂通风网路解算的理论基础。 1）通风阻力定律 井巷中的正常风流一般均为紊流。因此，通风网路中各分支都遵守紊流通风阻力定律，即 （1） 2）风量平衡定律 风量平衡定律是指在通风网路中，流入与流出某节点或闭合回路的各分支的风量的代数和等于零，即 （2） 若对流入的风量取正值，则流出的风量取负值。 如图1（a）所示，节点⑥处的风量平衡方程为： 如图1（b）所示，回路②-④-⑤-⑦-②的风量平衡方程为： 图1 节点和闭合回路 3）风压平衡定律 风压平衡定律是指在通风网路的任一闭合回路中，各分支的风压（或阻力）的代数和等于零，即 （3） 若回路中顺时针流向的分支风压取正值，则逆时针流向的分支风压取负值。 如图1（b）中的回路②-④-⑤-⑦-②，有： 当闭合回路中有通风机风压和自然风压作用时，各分支的风压代数和等于该回路中通风机风压与自然风压的代数和，即 （4） 式中，和分别为通风机风压和自然风压，其正负号取法与分支风压的正负号取法相同。 1.2 解算复杂通风网路的方法 复杂通风网路是由众多分支组成的包含串、并、角联在内结构复杂的网路。其各分支风量分配难以直接求解。通过运用风量分配的基本定律建立数学方程式，然后用不同的数学手段，可求解出网路内各分支自然分配的风量。这种以网路结构和分支风阻为条件，求解网路内风量自然分配的过程，称为通风网路解算，也称为自然分风计算。 目前解算通风网路使用较广泛的是回路法，即首先根据风量平衡定律假定初始风量，由回路风压平衡定律推导出风量修正计算式，逐步对风量进行校正，直至风压逐渐平衡，风量接近真值。 下面主要介绍回路法中使用最多的斯考德–恒斯雷法(Hard.Crross算法)。 1）解算通风网路的数学模型 斯考德–恒斯雷法是由英国学者斯考德和恒斯雷对美国学者哈蒂?克劳斯提出的用于水管网的迭代计算方法进行改进并用于通风网路解算的。 对节点为m、分支为n的通风网路，可选定N＝n－m＋1个余树枝和独立回路。以余树枝风量为变量，树枝风量可用余树枝风量来表示。根据风压平衡定律，每一个独立回路对应一个方程，这样建立起一个由N个变量和N个方程组成的方程组，求解该方程组的根即可求出个余树枝的风量，然后求出树枝的风量。 斯考德–恒斯雷法的基本思路是：利用拟定的各分支初始风量，将方程组按泰勒级数展开，舍去二阶以上的高阶量，简化后得出回路风量修正值的一般数学表达式为： （5） 式中——独立回路中各分支风压（或阻力）的代数和。分支风向与余树枝同向时其风压取正值，反之为负值。 ——独立回路中各分支风量与风阻乘积的绝对值之和。 ——独立回路中的通风机风压，其作用的风流方向与余树枝同向时取负值，反之为正值。 ——独立回路中的自然风压，其作用的风流方向与余树枝同向时取负值，反之为正值。 按公式（5）分别求出各回路的风量修正值，由此对各回路中的分支风量进行修正，求得风量的近似真实值，即 （6） 式中：分别为修正前后分支风量。的正负按所修正分支的风向与余树枝同向时取正值，反之取负值。 如此经过多次反复修正，各分支风量接近真值。当达到预定的精度时计算结束。此时所得到的近似风量，即可认为是要求的自然分配的风量。上述公式（5）和（6）即为斯考德–恒斯雷法的迭代计算公式，也称其为哈蒂·克劳斯法（Hard.Crross算法）。 矿井通风网络的解算 摘要：矿井通风是矿山生产的重要环节之一。安全、可靠、经济、实用的矿井通风系统对保证井下安全生产具有重要的意义。随着计算机技术的飞速发展，现有的通风软件存在功能比较单一，针对这种情况，本文以Visual C++6.0为开发工具、SQL Server2000为后台数据库，进行了矿井通风网络解算的研究。 关键词：通风系统，网络解算 1.引言 矿井通风是矿山生产的一个重要环节。安全、可靠、经济、实用的矿井通风系统，对保证井下安全生产具有重要意义。煤矿生产过程的瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井火灾、有毒气体窒息等灾害的发生都与矿井通风有直接关系[1]。可以说通风状况的好坏直接影响工人的安全、健康和劳动效率，直接关系到煤矿的安全生产、经济效益和可持续发展。 随着煤矿产量增加，开采深度加大和机械化程度提高，需要加大风量，形成多进风井、多回风井的复杂通风系统。如果矿井通风管理跟不上，事故隐患不能及时发现，矿井通风安全事故将会不断发生。不但严重危害职工的健康和生命安全，而且破坏正常的通风系统，使安全生产无法正常进行。因此，开展矿井通风网络解算、调节与评价的一体化系统研究，对保障矿井安全生产具有十分重要的理论意义和应用价值。 2.矿井通风网络的建模研究 2.1流体网络建模 数学模型是程序算法设计的灵魂。能否选取恰当的方法，并建立起准确而全面的数学模型，是软件设计成功与否的决定性因素。 ①数学模型 对复杂的对象或系统进行计算或仿真时，首先要建立它的数学模型。所谓数学模型就是由一系列数学方程(包括代数方程、微分方程)描述系统的每一个具体过程，最终组成一个联立方程组。数学模型比较抽象，但它可以比较全面地反映一个复杂系统的性质。当对一个系统的内部机理比较清楚时，就可以利用数学模型对其进行进一步的研究。数学模型又可分为静态数学模型和动态数学模型。②静态数学模型 静态数学模型用来描述系统在稳定状态或平衡状态下各种输入变量与输出变量之间的关系。静态数学模型主要用于设计计算和校核计算，一般要求具有较高的精度。 ③动态数学模型 动态数学模型用来描述系统在不稳定状态下各种变量随时间的变化关系。当系统从一个稳定状态变化到另一个稳定状态时，哪些参数会发生变化，其变化的速度及变化过程如何，这些都属于动态数学模型要解决的问题。 矿井通风网络建模一般都采用动态数学模型。为了程序设计的简单、方便，在建模时往往进行许多的简化以使动态数学模型及其计算不至于过分复杂。这样，由动态数学模型所得的计算结果的误差往往大于静态数学模型的误差。 由于矿井的通风系统都是由具有复杂的网络拓扑结构的巷道组成，这就给人们的建模带来了许多困难。 传统的建模方法大部分都是针对具体的系统结构编制计算程序，系统的藕合关系处于模型程序的各个地方。所建模型虽然精度比较高，能与现场实际过程很 第五章通风网路中风量的分配 一、教学内容： 1、矿井通风网路图的相关术语； 2、矿井通风网路图的绘制； 3、矿井通风网路的基本形式与特性； 4、风量分配基本定律； 5、复杂通风网路解算方法及计算机解算通风网路软件介绍。 二、重点难点： 1、矿井通风网路图的绘制原则与方法； 2、矿井通风网路的基本形式与特性； 3、风量分配基本定律。 三、教学要求： 1、了解矿井通风网路图的相关术语； 2、了解复杂通风网路解算方法及计算机解算通风网路软件应用； 3、掌握矿井通风网路图的绘制方法； 4、掌握矿井通风网路的基本形式与特性（串联、并联、角联）； 5、掌握风量分配基本定律。 第一节通风网路及矿井通风网路图 一、通风网路的基本术语和概念 １．分支 分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。 图5-1 简单通风网路图 ２．节点 节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。 ３．回路 由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回 路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。 ４．树 由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。 图5-2 树和余树 ５．独立回路 怎样画好通风网络图 摘自网上 1．参考一下电路图，一般为圆滑的曲线和椭圆，包括主扇，采掘工作面，主要硐室，掘进工作面还需要标注局扇，再参考一下板凳说的。 2．网络图关键是要对通风系统图了解的非常透，对各个节点、分支进行明确，再优化布局就可以了，这个没什么技巧，主要是你的领悟力 3．不必要非得画得圆滑，也可以是直线，关键是构图，线路尽量少交叉，多排列几次就会满意的 4．我认为关键是多画，多练习，借鉴别人的经验，熟能生巧，没什么捷径可走的。 5．先画主线，然后分支先定网络图的节点再定通风系统图的节点编号使数字尽量从小到大然后美化一下就应该可以了吧！ 6．跟导师学了一下，感觉找到规律就不那么难了。 7．本人通常是先在通风系统图中先把各节点编号，然后再画。画的时候每个节点都检查，以免漏掉。在保证正确的前提下调整节点位置，力求美观。 8．就是通风路线简化的通风系统图主要是找好节点各路段的通风阻力也要标注好关系要平衡 9．注意网络图与通风图上节点与数据的对应还有跑漏风 10．画好网络图要点 1、全矿井所有用风地点在中间排列好 2、上面画回风 3、下面画进风 4、中间的节点随意布置，只要保持一定弧度就行了。 5、把所有节点按通风路线用圆滑曲线连接就行了。（进风到用风地点到回风） 前提是你必须对矿井的通风系统相当熟悉才行。 11．首先要熟悉矿井的通风系统，然后画出通风系统示意图，在示意图上找节点（三条以上线分岔或汇合的点），找好后按一定顺序进行编号，再用弧线连接这些编号点，有时要画得好看、明析的话可能要画上十次（前面坛友说过的，和电路图类似），再在上面标明上下山符号或发火时的风机（风压）符号，风流流动方向等。因为在通风网络解算时用的到这个网络图东西。 12．一,矿井通风网络与网络图 (一)矿井通风网络 通风网络图:用直观的几何图形来表示通风网络. 1. 分支(边,弧):表示一段通风井巷的有向线段,线段的方向代表井巷中的风流方向.每条分支可有一个编号,称为分支号. 2. 节点(结点,顶点):是两条或两条以上分支的交点. 3. 路(通路,道路):是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路.如图中,1-2-5,1-2-4-6和1-3-6等均是通路. 4.回路:由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路称为回路. 如图中,2-4-3,2-5-6-3和1-3-6-7 5,树:是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图.由于这类图的几何形状与树相似,故得名.树中的分支称为树枝.包含通风网络的全部节点的树称为其生成树,简称树. (二)矿井通风网络图 专题报道－1 字数 5000 责编龚杰 20世纪90年代，Internet蔓延到世界各地，成为人们沟通信息和协同工作的有效工具,更为重要的是，Internet上汇集的成千上万的计算资源、数据资源、软件资源、各种数字化设备和控制系统共同构成了生产、传播和使用知识的重要载体。人们开始思考如何将物理上互连的众多资源汇聚起来，联合提供服务，这就是网络计算技术的实质。 网络计算的四种形式 国防科技大学计算机学院肖侬卢锡城王怀民 在目前，网络计算正处于发展阶段，人们对它的定一还没有形成共识，但一个相对可以接受的理解是：?网络计算?是把网络连接起来的各种自治资源和系统组合起来，以实现资源共享、协同工作和联合计算，为各种用户提供基于网络的各类综合性服务。基于此，人们把企业计算、网格计算、对等计算和普及计算归类为网络计算。 企业计算：以中间件为核心 企业计算是?以实现大型组织内部和组织之间的信息共享和协同工作为主要需求而形成的网络计算技术?，其核心是Client/Server计算模型和相关的中间件技术。 早在20世纪80年，人们就提出在互连的计算机硬件上部署新型的分布式操作系统，全面彻底地管理整个系统，给用户单一的系统视图。尽管这一努力产生了许多技术成果和实验系统，但一直没有形成可用的产品，人们直觉地感到在不断扩展的局部自治异构系统上实现资源的集中管理几乎是不可能的，于是开始采用中间件平台技术，以屏蔽系统的异构性，支持局部自治系统的信息交互和协同。经过十几年的发展，中间件取得了令人瞩目的发展，出现了远程数据库访问、远程过程调用、消息传递和交易管理等各类中间件。 90年代末，面向对象的中间件技术成为中间件平台的主流技术，出现了以SUN公司的EJB/J2EE 、Microsoft的COM＋/DNA和OMG的CORBA/OMA为代表的三个技术分支。其研究热点是建立标准化的对象请求代理，屏蔽网络环境下计算平台、操作系统、编程语言、网络协议的异构性和复杂性，使分布在网络上的应用系统能够协同工作，为网络应用提供通用的高级网络管理服务以及与应用领域相关的增值服务。 进入新世纪，随着电子商务需求的发展，企业计算面临企业间的信息共享和协同工作问题，面向Web的企业计算解决方案成为热点，W3C提出了Web Service 技术体系、Microsoft推出了.Net技术、SUN推出SUN ONE架构，企业计算技术全面进入Internet时代。 网格计算：让计算能力?公用化? 网格计算（Grid Computing）是网络计算的另一个具有重要创新思想和巨大发展潜力的分支。最初，网格计算研究的目标是希望能够将超级计算机连接成为一个可远程控制的元计算机系统（MetaComputers）；现在，这一目标已经深化为建立大规模计算和数据处理的通用基础支撑结构，将网络上的各种高性能计算机、服务器、PC、信息系统、海量数据存储和处理系统、应用模拟系统、虚拟现 四种常用有限元计算软件的单元方向，材料方向以及复合材料定义的 比较： 一． MSC.PATRAN/NASTRAN 单元方向：PATRAN中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的（X轴平行与单元的其中一条边，Y轴与之垂直，Z轴是它们的差乘）。应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。 材料方向：PATRAN中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向，是为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。PATRAN中材料方向并不决定应力应变的输出方向。（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义） 复合材料：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最外层）。结果里各个层输出的都是主轴方向的应力应变。 二． MSC.MARC 单元方向(同PATRAN)：MARC中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的。应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。 材料方向(同PATRAN)：MARC中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向是，为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。MARC中材料方向并不决定应力应变的输出方向。（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义） 复合材料（与PATRAN有区别）：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最内层） 三． ABAQUS 材料方向（有区别）： ABAQUS软件与上述两种软件最大的不同在于其单元坐标系就是 材料坐标系，局部坐标的1和2轴位于壳平面内，1轴是整体坐标的1轴在壳元上的投影（若整体坐标的1轴垂直于壳面则用整体坐标的3轴投影）。2轴与1轴垂直，3轴差乘。其材料坐标系的方向不但决定着各向异性材料的材料数据方向（比如E1表明沿1轴的弹性模量），也同时决定应力应变的输出方向。与前两种软件相同，应力应变不从坐标系上区分正负，正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。 复合材料（有区别）：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向 为将材料方向偏转这个度数后的方向。（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最外层：同PATRAN） 四． ANASYS 单元方向： 单元坐标系是每个单元的局部坐标系，一般用来描述整个单元，shell单元默认的单元坐标是以i-j边为基础的坐标系。应力应变的输出均按照其每个单元所固 计算题 第一章 1.收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延： （1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。 （2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。 从上面的计算中可以得到什么样的结论？ 2.假设信号在媒体上的传播速度为2×108m/s.媒体长度L分别为： （1）10cm（网络接口卡） （2）100m（局域网） （3）100km（城域网） （4）5000km（广域网） 试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。 3.长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP 首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部工18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。 若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？ 第二章 1.假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用 振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）? 2.假定要用3KHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示？这个结果说明什么问题？） 3.用香农公式计算一下，假定信道带宽为为3100Hz，最大信道传输速率为35Kb/ｓ，那么若想使最大信道传输速率增加６０％，问信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比Ｓ/Ｎ再增大到十倍，问最大信息速率能否再增加２０％？ 4.共有4个站进行码分多址通信。4个站的码片序列为 A：（－1－1－1＋1＋1－1＋1＋1）B：（－1－1＋1－1＋1＋1＋1－1）C：（－1＋1－1＋1＋1＋1－1－1）D：（－1＋1－1－1－1－1＋1－1） 现收到这样的码片序列S：（－1＋1－3＋1－1－3＋1＋1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的是0还是1？ 第三章 1.要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？ 2.要发送的数据为101110。采用CRCD 生成多项式是P（X）=X3+1。试 收稿日期:2010-05-07 作者简介:姜诗明(1987)),男,新疆阿克苏人,西安科技大学能源学院安全技术及工程专业在读研究生。 基于MATLAB 的矿井通风网络 解算程序编制 姜诗明,裴绍宇,郄雷敏 (西安科技大学能源学院,陕西西安 710054) 摘 要:介绍了矿井通风网络解算的数学模型,根据C ross 迭代法基于MATLAB 编制了矿井通风网路解算程序,并结合实例介绍了程序使用方法。表明用MATLAB 编制通风网络解算程序具有编程简单、代码简洁、使用方便等优点,为通风系统分析及优化提供了工具。关键词:MATLAB ;通风网络解算;程序 中图分类号:TD725 文献标识码:B 文章编号:1671-749X (2010)06-0028-02 0 引言 矿井通风网络解算是在已知矿井通风网络结构、分支风阻、风机特性的情况下,求解所有分支风量的过程。它作为通风安全管理定量分析工具,其作用贯穿矿井通风系统生命周期的始终,矿井的新建、改建、扩建都离不开它。通风网络解算对于模拟井下通风状况,预测网络工况在网络结构、风阻、风机的参数改变时的变化,一直起着很重要的作用。矿井通风网络解算对矿井通风系统进行理论分析或实验研究,辨识通风系统危险源,做出安全可靠性评价,制定安全技术措施,提高矿井通风系统安全可靠性有着重要的意义。然而矿井通风网络解算程序编制却是一项困难的工作,目前通风网络解算软件一般利用VB 、C ++、C#等高级程序语言编制,在整个软件生命周期中普遍存在着软件开发严重依赖于操作系统及编程语言,难以实现跨平台、跨语言共享代码;软件自身形成封闭系统,难以对现有通风软件进行二次开发,功能扩展性差;程序代码冗长难懂,开发及维护困难等问题。 MATLAB 被称作第四代计算机语言,具有语言简洁高效,简单易学,运算符、库函数及工具箱丰富,计算功能强大,绘图方便,扩展能力强大,可移植性好等 特点。非常适合于编制矿井通风网络解算程序。 1 矿井通风网络解算数学模型 矿井空气在通风网络中流动遵循节点风量平衡定律、回路风压平衡定律和阻力定律[1,2] 。对于节点数|V |=m,分支数|E |=n 的通风网络G =(V ,E ): BQ =0(1)C H =0 (2)H R =R d iag |Q |d iag Q (3)其中: H =H R -H f -H n (4)式(1)可改写为: Q =C T Q C (5) 将式(3)(4)(5)代入(2)得: F (Q C )=C (R d iag |C T Q C |d iag (C T Q C ) -H f -H n)=0 (6) 式中:Q =(q 1,q 2,,q n )T ,为分支风量列向量;|Q |为对风量列向量每个元素取绝对值所得的列向量;|Q |d iag 为以|Q |为主对角元素的对角矩阵;Q C 为余树枝风量列向量;H =(h 1,h 2,,,h n )T ,为分支风压列向量;HR =(hR 1,hR 2,,,hR n )T ,为分支阻力列向量;Hf =(hf 1,hf 2,,hf n )T ,为风机风压列向量;H n =(hn 1,hn 2,,,hn n )T ,为分支位能差列向量;R =(r 1,r 2,,,r n )T 为分支风阻列向量;R d iag 为以R 为主对角元素的对角矩阵;F =(f 1,f 2,,,f n -m +1)为回路风压代数和列向量。B =(b ij )m @n ,为通风网络图的关 第五章通风网路中风量的分配 第一节通风网路及矿井通风网路图 一、通风网路的基本术语和概念 １．分支 分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。如图5-1中的每一条线段就代表一条分支。用井巷的通风参数如风阻、风量和风压等，可对分支赋权。不表示实际井巷的分支，如图5-1中的连接进、回风井口的地面大气分支8，可用虚线表示。 图5-1 简单通风网路图 ２．节点 节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。在网路图中用圆圈加节点号表示节点，如图5-1 中的①～⑥均为节点。 ３．回路 由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。单一一个回路（其中没有分支），该回路又称网孔。如图5-1 中，1-2-5-7-8、2-5-6-3和4-5-6等都是回路，其中4-5-6是网孔，而2-5-6-3不是网孔，因为其回路中有分支4。 ４．树 由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树；由网路图余下的分支构成的图，称为余树。如图5-2所示各图中的实线图和虚线图就分别表示图5-1的树和余树。可见，由同一个网路图生成的树各不相同。组成树的分支称为树枝，组成余树的分支称为余树枝。一个节点数为m，分支数为n的通风网路的余树枝数为n －m＋1。 图5-2 树和余树 ５．独立回路 由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。如图5-2（a）中的树与余树枝5、2、3可组成的三个独立回路分别是：5-6-4、2-4-6-7-8-1和3-6-7-8-1。由n－m＋1条余树枝可形成n－m＋1个独立回路。 二、通风网路图的绘制 不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。 通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。 绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行： １．节点编号在矿井通风系统图上，沿风流方向将井巷风流的分合点加以编号。编号顺序通常是沿风流方向从小到大，亦可按系统、按翼分开编号。节点编号不能重复且要保持连续性。 ２．分支连线将有风流连通的节点用单线条（直线或弧线）连接。 ３．图形整理通风网路图的形状不是唯一的。在正确反映风流分合关系的前提下，把图形画得简明、清晰、美观。 计算机网络原理公式及计算题 第三章物理层 公式一:数据传输速率的定义和计算 每秒能传输的二进制信息位数,单位为位/秒（bits per second），记作bps或b/s R=1/T*Log2N（bps） T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码情况)或重复周期(归零码情况)单位为秒. N一个码元所取有效离散值个数,也称调制电平数,取2的整数次方值公式二:信号传输速率（码元速率、调制速率或波特率）定义和计算单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率,单位为波特（Baud）。 B=1/T （Baud） 公式三:调制速率与数据传输速率的对应关系式 R=B*Log2N（bps） 公式四:奈奎斯特公式 奈奎斯特（Nyquist）定理奈奎斯特首先给出了无噪声情况下码元速率的极限值B与信息带宽H的关系 B=2*H H是信道的带宽，单位为Hz 信道传输能力的奈奎斯特公式: C=2*H*Log2N 公式五:香农公式 受随机噪声干扰的信道情况，给出了计算信道的香农公式： C=H*Log2（1+S/N）（bps） 其中，S表示信号功率，N为噪声功率，S/N则为信噪比。由于实际使用的信道的信噪比都要足够大，故常表示成10*log10 (S/N)，以分贝(dB)为单位来计算，在使用时要特别注意 公式六:误码率 误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的工作情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据传输出错的概率。设传输的二进制数据总数为N位，其中出错的位数为Ne，则误码率表示为； Pe= Ne/N 公式七:采样定律 采样定理 ?Fs（= 1/Ts ）≥ 2Fmax 或Fs≥2Bs ?Fs是采样频率，Fmax是原始信号最大频率，Ts 为采样周期，Bs （= Fmax- Fmin）为原始信号的带宽。 ?量化级是2的整数倍，用来生成每次采样的二进制码的个数，?2二进制码个数=量化级，比如量化级为128，则每次采样二进制码为7个 ?信号传输速率=采样频率*每次采样的二进制码个数 ?R(数据传输率)=1/T*log2N 智慧树知到《大学计算机——计算思维与网络素养》章节测试答案 第一章 1、字符“A”的ASCII码值为65,则“C”的ASCII码值为67。 A:对 B:错 答案: 对 2、电子计算机ENIAC的存储能力有限，只能存储简单的控制程序代码。 A:对 B:错 答案: 错 3、 ASCII码表中字母对应的大写和小写之间ASCII码值相差32，因此大写字母减去32之后就可转换成小写字母。 A:对 B:错 答案: 错 4、由于数字字符“0”的ASCII码值是48，因此要将字符“5”转换成数值5可以用“5”-48实现。 A:对 B:错 答案: 对 5、当前，应用计算机解决实际问题的能力主要体现为能够熟练使用OFFICE和网页制作工具操作计算机。 A:对 B:错 答案: 错 6、 -127的8位补码为__。 A:1111111 B:11111111 C:10000001 D:10000000 答案: 10000001 7、采用传感器获取信息，涉及到的技术主要有传感技术和__。A:编码技术 B:测量技术 C:压缩解压技术 D:加密解密技术 答案: 测量技术 8、第四代电子计算机是__计算机。 A:晶体管 B:电子管 C:采用超大规模集成电路的 D:具有很高的人工智能的新一代 答案: 采用超大规模集成电路的 9、对补码的叙述，__不正确。 A:负数的补码是该数的反码加1 B:负数的补码是该数的原码最右加1 C:正数的补码就是该数的原码 D:正数的补码与反码相同 答案: 负数的补码是该数的原码最右加1 10、浮点数之所以能表示很大或很小的数，是因为使用了___。 A:较多的字节 B:较长的尾数 C:阶码 D:符号位 答案: 阶码 11、当今，构成世界的三大要素包括__。 A:信息 B:文化 C:物质 D:能量 答案: 信息,物质,能量 12、当前，我国战略性新兴产业中列出的新一代信息技术主要包括__。A:物联网 B:新一代通信网络 C:高性能集成电路 D:云计算 答案: 物联网,新一代通信网络,高性能集成电路,云计算 13、汉字编码常用的编码有__。 《计算机网络》考试试题及答案) 1.被称为计算机网络技术发展里程碑的计算机网络系统是( D.SNA网网 B.DEC网 C.ARPAA.ATM网 2.下列关于TCP/IP协议特点的叙述中错误．．的是( ) A.开放的协议标准、免费使用、独立于特定的计算机硬件与操作系统 B.独立于特定的网络硬件、可以运行于局域网、广域网和互联网中 C.标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务 D.灵活的网络地址分配方案，使得网络设备在网中具有灵活的地址 3.采用同步TDM时，为了区分不同数据源的数据，发送端采取的措施是( ) A.在数据中加上数据源标识 B.在数据中加上时间标识 C.各数据源使用固定时间片 D.各数据源使用随机时间片 4.规定了信号的电平、脉宽、允许的数据传输速率和最大传输距离的物理层特性是( A.机械特性 B.电气特性 C.功能特性 D.规程特性 5.曼彻斯特编码采用的同步方法是( ) A.外同步 B.自同步 C.群同步 D.字符同步 6.正确的循环冗余校验码的检错能力描述是( ) A.可检测出所有三比特的错 B.可检测出所有偶数位错 C.可检测出所有奇数位错 D.可检测出所有大于、等于校验位长度的突发错7.在HDLC操作方式中，传输过程只能由主站启动的是( ) A.正常响应方式 B.异步响应方式 C.异步平衡方式 D.正常与异步响应方式8.PPP协议提供的3类功能分别是：成帧、链路控制和( ) 网络控制B. 通信控制A. C.存储控制 D.安全控制 9.路由选择包括的两个基本操作分别为( ) A.最佳路径的判定和网内信息包的传送 B.可能路径的判定和网间信息包的传送 C.最优选择算法和网内信息包的传送 D.最佳路径的判定和网间信息包的传送 10.OSPF不支持．．．的网络类型是( ) A.点对点网络 B.广播网络) C.非广播式的网络 D.点对多点网络11.IP数据报经分段后进行传输，在到达目的主机之前，分段后的IP数据报( ) A.可能再次分段，但不进行重组 B.不可能再次分段和重组 C.不可能再次分段，但可能进行重组 D.可能再次分段和重组 12.C类IP地址可标识的最大主机数是( ) A.128 B.254 C.256 D.1024 13.路由信息协议(RIP)使用的路由算法是( ) A.最短路由选择算法 B.扩散法 建筑工程双代号网络图是应用较为普遍的一种网络计划形式。它是以箭线及其两端节点的编号表示工作的网络图。 双代号网络图中的计算主要有六个时间参数： ES：最早开始时间，指各项工作紧前工作全部完成后，本工作最有可能开始的时刻； EF：最早完成时间，指各项紧前工作全部完成后，本工作有可能完成的最早时刻 LF：最迟完成时间，不影响整个网络计划工期完成的前提下，本工作的最迟完成时间； LS：最迟开始时间，指不影响整个网络计划工期完成的前提下，本工作最迟开始时间； TF：总时差，指不影响计划工期的前提下，本工作可以利用的机动时间； FF：自由时差，不影响紧后工作最早开始的前提下，本工作可以利用的机动时间。 双代号网络图时间参数的计算一般采用图上计算法。下面用例题进行讲解。 例题：试计算下面双代号网络图中，求工作C的总时差 早时间计算：ES，如果该工作与开始节点相连，最早开始时间为0，即A的最早开始时间ES=0； EF，最早结束时间等于该工作的最早开始+持续时间，即A的最早结束EF为0+5=5； 如果工作有紧前工作的时候，最早开始等于紧前工作的最早结束取大值，即B的最早开始FS=5，同理最早结束EF为5+6=11，而E工作的最早开始ES为B、C工作最早结束（11、8）取大值为11。 最迟完成时间计算：LF，从最后节点开始算起也就是自右向左。 如果该工作与结束节点相连，最迟完成时间为计算工期23，即F的最迟结束时间LF=23；中间工作最迟完成时间等于紧后工作的最迟完成时间减去紧后工作的持续时间。如果工作有紧后工作，最迟完成时间等于紧后工作最迟开始时间取小值。 LS，最迟开始时间等于最迟结束时间减去持续时间，即LS=LF-D； 时差计算： FF，自由时差=（紧后工作的ES-本工作的EF）； TF，总时差=（紧后工作的LS-本工作的ES）或者=（紧后工作的LF-本工作的EF）。 该题解析： 一英文名词 ACK 确认 ADSL 非对称数字用户线 ANSI 先进的加密标准 AP 接入点/应用程序 API 应用编程接口 ARP 地址解析协议 ARPA 美国国防部远景研究规划局（高级研究计划署）ARQ 自动重传请求 AS 自治系统/鉴别服务器 ATU 接入端接单元 ATM 异步传递方式 BGP 边界网关协议 CCITT 国际电报电话咨询委员会 CDMA 码分多址 CHAP 口令握手鉴别协议 CIDR 无分类域间路由选择 CNNIC 中国互联网络信息中心 CSMA/CD 载波监听多点接入/冲突检测 CSMA/CA 载波监听多点接入/冲突避免 DDOS 分布式拒绝服务 DES 数据加密标准 DHCP 动态主机配置协议 DNS 域名服务 EGP 外部网关协议 EIA 美国电子工业协会 FCS 帧检验序列 FDDI 光纤分布式数据接口 FDM 频分复用 FTP 文件传送协议 FIFO 先进先出 GSM 全球移动通信系统，GSM体制HDLC 高级数据链路控制 HFC 光纤同轴混合（网） HTML 超文本标记语言 HTTP 超文本传送协议 ICMP 网际控制报文协议 IEEE （美国）电气和电子工程师学会IGMP 网际组管理协议 IGP 内部网关协议 IMAP 网际报文存取协议 IP 网际协议 ISDN 综合业务数字网 ISO 国际标准化组织 ITU 国际电信联盟 LAN 局域网 MAN 城域网 MPEG 活动图像专家组 MTU 最大传送单元 OSI/Rm 开放系统互连基本参考模型OSPF 开放最短通路优先 PCM 脉码调制 PDA 个人数字助理 PKI 公钥基础结构 PPP 点对点协议 RIP 路由信息协议 SMTP 简单邮件传送协议 SSID 服务集标识符 SSL 安全插口层，或安全套接层（协议）STDM 统计时分复用 STP 屏蔽双绞线 TCP 传输控制协议 TDM 时分复用 TIA 电信行业协会 TLD 顶级域名 TPDU 运输协议数据单元计算机网络考试试题及答案
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