海洋工程腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫與數(shù)字仿真技術

內容概要

本書是《海洋工程結構浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術及應用叢書》系列專著之一，涉及材料、結構、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，內容包括海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)規(guī)范和數(shù)據(jù)質量評價技術、腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的設計方法與應用、軟件項目管理、腐蝕損傷數(shù)字仿真與應用以及可視化技術在海洋工程結構腐蝕仿真中的應用設想。
本書介紹的成果可為海洋工程結構腐蝕剩余強度和剩余壽命評估、在役海洋工程結構腐蝕壽命管理和維修以及新型海洋工程結構防腐設計提供參考。本書也可用作從事海洋結構設計、維護等領域的工程設計人員、科研人員和管理人員的參考資料。

書籍目錄

《海洋工程結構浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術及應用叢書》序前言第1章 緒論1.1 數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質量評價技術1.2 海洋工程結構腐蝕損傷數(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 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)字仿真及應用1.5 海洋工程腐蝕損傷數(shù)字仿真可視化技術1.5.1 可視化技術背景、涵義與研究的重要意義1.5.2 科學計算可視化關鍵技術1.5.3 科學計算可視化的應用領域及在我國的應用狀況1.5.4 可視化硬件設備1.5.5 可視化軟件系統(tǒng)的開發(fā)工具1.5.6 可視化技術的重要內容——虛擬現(xiàn)實技術1.5.7 集仿真可視化技術與虛擬現(xiàn)實技術于一體的海洋工程結構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)質量評價技術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)質量2.2.1 數(shù)據(jù)質量定義2.2.2 數(shù)據(jù)質量特性2.2.3 數(shù)據(jù)質量問題2.3 數(shù)據(jù)質量管理2.3.1 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)質量管理的關系2.3.2 控制數(shù)據(jù)質量風險的主要對策2.3.3 數(shù)據(jù)質量管理框架2.4 數(shù)據(jù)規(guī)范與標準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)質量評估與控制2.5.1 數(shù)據(jù)質量評估指標2.5.2 數(shù)據(jù)質量評估框架2.5.3 數(shù)據(jù)固有特性的分析與評估2.5.4 數(shù)據(jù)處理階段的質量控制2.5.5 數(shù)據(jù)質量評估體系參考文獻第3章 海洋工程結構腐蝕損傷數(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)庫體系結構3.2.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計過程3.3 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫設計3.3.1 總體設計3.3.2 邏輯模型3.4 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫應用3.4.1 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫門戶網(wǎng)站3.4.2 數(shù)據(jù)服務3.4.3 智能選材參考文獻第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)字仿真軟件的構架4.2.1 軟件構架的定義4.2.2 軟件構架的結構4.2.3 軟件構架的開發(fā)4.2.4 軟件構架的評估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第5章 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)字仿真及應用5.1 概述5.1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢5.1.2 國內現(xiàn)狀和差距5.2 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)字仿真系統(tǒng)5.2.1 軟件結構5.2.2 程序描述5.2.3 接口設計5.2.4 測試計劃5.2.5 出錯處理設計5.2.6 安全保密設計5.3 腐蝕損傷數(shù)字仿真應用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 點蝕對應力影響的有限元分析5.3.4 小結參考文獻第6章 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)字仿真可視化技術6.1 可視化技術背景、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 科學計算可視化關鍵技術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 科學計算可視化的應用領域及在我國的應用6.3.1 科學計算可視化的應用領域6.3.2 科學計算可視化技術在我國的應用6.4 可視化硬件設備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 可視化技術的重要內容——VR技術6.6.1 VR技術的基本特征6.6.2 VR系統(tǒng)技術組成6.6.3 VR技術發(fā)展現(xiàn)狀6.7 集仿真可視化技術與虛擬現(xiàn)實技術于一體的海洋工程結構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 項目研究內容6.7.3 技術經(jīng)濟效益分析參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 緒論隨著海洋高新技術的發(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)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。世界各國都將21世紀的發(fā)展重點瞄向了海洋，聯(lián)合國《21世紀議程》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)略的重要內容，把發(fā)展海洋經(jīng)濟作為振興經(jīng)濟的重大措施，對海洋資源與環(huán)境保護、海洋管理和海洋事業(yè)的投入逐步加大。2006年，《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》在環(huán)境、制造業(yè)、交通運輸業(yè)等多個重點領域中提出了多個相關的發(fā)展海洋技術。其中，將研制大型海洋工程技術與裝備，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設施建設與養(yǎng)護設備作為優(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蓬勃發(fā)展，腐蝕成為海洋工程設施開展自主創(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“海洋工程結構浪花飛濺區(qū)腐蝕控制技術及應用”項目中，對海洋工程結構在浪花飛濺區(qū)的腐蝕預測和防護問題開展了較系統(tǒng)的研究。其中在“海洋工程結構腐蝕損傷數(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)，構建了相關的數(shù)據(jù)庫，并開展了數(shù)字仿真技術的研究。然而，海洋工程結構的實際服役環(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，然而相關的數(shù)據(jù)積累和評價方法尚不夠完善，難以適應我國海洋資源開發(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構的腐蝕數(shù)據(jù)積累、腐蝕損傷評價技術和數(shù)字仿真技術的研究。本書的主要內容是系統(tǒng)地介紹海洋工程數(shù)據(jù)庫和數(shù)字仿真技術。結合國家科技支撐計劃研究實踐和當今數(shù)據(jù)庫開發(fā)關鍵技術，本書將側重論述數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質量評價技術、海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫、海洋工程數(shù)字仿真軟件項目開發(fā)管理、海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)字仿真及其應用和數(shù)字仿真可視化技術。1.1 數(shù)據(jù)規(guī)范與數(shù)據(jù)質量評價技術海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)是進行腐蝕損傷科學研究的主要依據(jù)。海洋工程結構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)都是海洋工程結構壽命信息的具體記錄，因此腐蝕數(shù)據(jù)來源于海洋工程結構的全壽命周期。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)的質量產(chǎn)生影響，導致數(shù)據(jù)質量問題。因此從數(shù)據(jù)產(chǎn)生的全過程考慮，數(shù)據(jù)質量應該是由多因素、多關聯(lián)模式組成的復雜的邏輯關系系統(tǒng)。此外，隨著研究領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)質量問題也會越來越突出。數(shù)據(jù)的質量受到管理水平、處理技術以及工作質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)質量的影響因素，采用科學的數(shù)據(jù)分析方法對數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)梳理、分析和評估，開展數(shù)據(jù)質量規(guī)范與數(shù)據(jù)質量評價技術的探討，并對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的全生命周期進行規(guī)范化的質量管理，將會對保證數(shù)據(jù)質量，進行數(shù)據(jù)的有效管理和科學共享起到積極的推動作用。第2章內容主要包括數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)質量基礎知識、數(shù)據(jù)質量管理規(guī)范、數(shù)據(jù)質量評估與控制技術三個方面。首先介紹數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)質量的基礎知識，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)質量定義、數(shù)據(jù)質量問題的來源、數(shù)據(jù)質量的影響因素介紹數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)質量的基本概念；其次從數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質量與數(shù)據(jù)質量管理之間的關系，探討數(shù)據(jù)質量管理的基本框架。數(shù)據(jù)質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)的準確性和可靠性不足、系統(tǒng)平臺不一致、開發(fā)工具有技術缺陷、缺乏規(guī)范的操作流程和標準、數(shù)據(jù)處理人員水平的差異、設計時沒有提供有效、合理的數(shù)據(jù)更新維護途徑、組織缺乏數(shù)據(jù)質量監(jiān)督管理措施等?；谏鲜龌A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)的建設需要出發(fā)，第2章將詳細討論從數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)庫設計、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、仿真系統(tǒng)設計開發(fā)以及數(shù)據(jù)庫和仿真系統(tǒng)的服務等主要環(huán)節(jié)，避免數(shù)據(jù)質量問題的質量管理規(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、準確性和可靠性出發(fā)，針對本項目可能產(chǎn)生的文獻資料數(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，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用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)清洗技術是解決數(shù)據(jù)質量問題的主要方法之一。結合海洋工程材料與結構的實際應用背景，針對通過各個渠道獲得的各式各樣的海洋工程材料和結構的相關數(shù)據(jù)，按照從數(shù)據(jù)實例層的角度來提高數(shù)據(jù)質量的思路，在此對數(shù)據(jù)質量、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)，從而為保證準確、可靠的信息服務奠定堅實的基礎。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)模型是實現(xiàn)數(shù)字化建模的基礎，為了保證模型的質量，該模型從其描述的腐蝕類型、模型構建背景、模型輸入?yún)?shù)、模型特點描述、建模過程描述（含原理、數(shù)學表述、物理化學變化過程描述、算法實現(xiàn)流程、圖形及框圖等）、模型輸出參數(shù)及輸出結果等進行規(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構腐蝕損傷資料的內容和外觀特征，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”，從可能收集到的關于海洋工程結構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、試驗材料及化學成分、海水環(huán)境、腐蝕結果等科學數(shù)據(jù)，以及收集人、文獻資料名稱、數(shù)據(jù)產(chǎn)生機構等與數(shù)據(jù)相關的數(shù)據(jù)資源類型，定義16個元數(shù)據(jù)規(guī)范術語、17個元數(shù)據(jù)及54個元素修飾詞，建立詳細的規(guī)范術語定義屬性、元素內容編碼原則、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。海洋工程結構腐蝕損傷數(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測模型以及服役環(huán)境模型，借助計算機編程實現(xiàn)數(shù)字化、規(guī)范化來得到所需的仿真結果，并根據(jù)獲得的結果，實現(xiàn)腐蝕損傷及其過程的可視化表達。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)交換的準則和格式定義，形成《數(shù)據(jù)接口規(guī)范》指導軟件系統(tǒng)的設計，幫助開發(fā)人員按照約定的接口規(guī)范進行項目開發(fā)、集成和測試。其次，數(shù)據(jù)質量控制與數(shù)據(jù)質量評估是解決數(shù)據(jù)質量問題的一個源頭性手段，是準確了解數(shù)據(jù)質量狀況制定進一步的改進措施的主要依據(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)質量評估的重點以及廣大企業(yè)和政府機構普遍使用的數(shù)據(jù)質量框架，重點討論數(shù)據(jù)固有質量的分析與評估措施、數(shù)據(jù)處理階段的質量控制方法。（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、偏移和準確率的定義，不同種類誤差與精度估計的標準，以及偶然誤差和系統(tǒng)誤差合成的理論與方法詳細討論數(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，才能提高觀測結果的準確度。對于數(shù)據(jù)規(guī)律性的分析與評估，考慮到實驗結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)處理階段的質量控制。借鑒全面數(shù)據(jù)質量管理的觀點，第2章提出海洋工程結構數(shù)據(jù)質量管理的主要環(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)應用管理和數(shù)據(jù)維護，并對各環(huán)節(jié)的管理重點進行分析。第2章還詳細討論異常數(shù)據(jù)的類型，分析單屬性數(shù)值型數(shù)據(jù)與多屬性關聯(lián)型復合數(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)質量評估體系進行了簡要描述和對比。這三種數(shù)據(jù)質量評估方法包括國際貨幣基金組織提出的數(shù)據(jù)質量評估框架（Data quality assessment frame，DQAF）、美國麻省理工TDQM項目組所提出來質量評估與改進方法（Assessment and improvement methodology of quality，AIMQ）以及數(shù)據(jù)質量評估方法（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)的質量問題開展深入研究。1.2 海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫由于海洋環(huán)境的復雜性，海洋工程結構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%，其中海洋工程結構腐蝕占1/10以上。為了解決海洋工程結構的腐蝕控制與防護、腐蝕壽命預測與安全評價等工程問題，大量的基礎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構與材料腐蝕及腐蝕防護與控制的數(shù)據(jù)體系，成為支撐我國海洋工程建設的寶貴資源。然而基礎數(shù)據(jù)的缺乏和條塊分割現(xiàn)狀，導致了大量重復性的數(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，通過信息資源的有效整合，構建數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)共享平臺，基于合理的共享機制，促進數(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性的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的工作，對節(jié)約能源、資源和保護環(huán)境起到重要的積極作用。共享是現(xiàn)代文明進步的標志。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、科學技術的飛速發(fā)展的巨大推動力。隨著可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟的理念的深入人心，從政府部門到研究機構乃至個人，數(shù)據(jù)共享意識越來越強?！秶抑虚L期科學和技術發(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)濟建設需求為導向，以政府生產(chǎn)、擁有和政府資助項目產(chǎn)生和積累的科學數(shù)據(jù)資源整合和共享服務為突破口”的指導原則。構建領域數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)倉庫是實現(xiàn)科學數(shù)據(jù)共享的基礎。在國家科技支撐計劃的資助下，以海洋工程結構浪花飛濺區(qū)的腐蝕控制技術為主要出發(fā)點，面向海洋工程結構的腐蝕控制與防護、腐蝕壽命預測等應用需求，通過收集、整理、數(shù)字化海洋工程腐蝕領域的數(shù)據(jù)、知識等，我國構建了涵蓋海洋環(huán)境因素，結構材料及防護體系的腐蝕性能、腐蝕試驗、腐蝕防護、腐蝕圖譜、腐蝕電位、標準文獻等豐富信息資源的海洋工程結構腐蝕損傷數(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)絡共享。通過總體數(shù)據(jù)體系構架的設計與規(guī)劃，為海洋工程結構腐蝕數(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平臺。海洋工程結構腐蝕損傷數(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和重大裝備開發(fā)的腐蝕控制與防護設計與選材，以及腐蝕壽命的評估等提供了可靠的基礎數(shù)據(jù)，從而縮短了相關技術的研發(fā)周期，提升了海洋工程結構的設計與維護的效率和水平，適應迅速發(fā)展的海洋工程對腐蝕防護與控制技術提出的新需求。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的建設和發(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的技術水平、提升國際市場競爭力奠定了基礎。數(shù)據(jù)庫技術是信息技術的核心之一。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫是信息技術在海洋腐蝕領域的典型應用。數(shù)據(jù)庫技術提供了對海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)的結構化以及數(shù)據(jù)之間關聯(lián)關系的描述方法，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、快速檢索與應用提供了有力的工具。第3章結合海洋工程材料和結構腐蝕的特點，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、體系結構、數(shù)據(jù)庫設計過程等。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫采用關系數(shù)據(jù)庫模型，特別介紹依賴關系、OR關系等復雜數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述方法，為海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的構建提供理論和方法基礎。數(shù)據(jù)庫設計包括頂層設計、需求分析、邏輯設計、物理設計、應用設計等階段，針對海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的頂層設計、需求分析、邏輯設計、應用設計等不同階段進行系統(tǒng)地闡述。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的總體目標是收集海洋工程結構浪花飛濺區(qū)腐蝕環(huán)境與損傷的有關基礎數(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)共享和海洋工程結構腐蝕研究、防腐設計、腐蝕評價等提供數(shù)據(jù)支撐。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫是海洋工程結構腐蝕損傷相關的專業(yè)數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)的主要用戶包括系統(tǒng)管理員、海洋工程結構腐蝕科研人員、腐蝕管理人員、防腐設計人員等專業(yè)人士，以及對材料腐蝕感興趣的普通用戶。根據(jù)系統(tǒng)的總體目標和用戶需求開展總體設計是海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的首要任務。為提高數(shù)據(jù)共享和應用的范圍、效率和靈活性，海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫采用三層體系結構，以Oracle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。用戶通過Internet瀏覽器提交數(shù)據(jù)檢索請求，Web服務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構的類別（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）、損傷機理（腐蝕、應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞等）、失效形式、在役結構的損傷狀況等數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的來源、應用等，可以將海洋工程結構腐蝕損傷數(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、腐蝕知識、腐蝕調查等。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果；腐蝕防護主要包括緩蝕劑、陰極保護、防護涂層等方法；腐蝕知識包括相關的技術文獻、技術標準與規(guī)范、腐蝕形貌圖譜、腐蝕損傷的分析與評價模型等；腐蝕調查是對我國海洋工程結構腐蝕損傷現(xiàn)狀進行現(xiàn)場調查以獲得相關資料。數(shù)據(jù)庫的邏輯結構設計是數(shù)據(jù)庫設計的核心內容。海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的邏輯結構通過綜合所有海洋工程結構與材料腐蝕損傷相關的數(shù)據(jù)，對所有數(shù)據(jù)的邏輯、特征和關聯(lián)關系進行總體描述，是所有應用的公共數(shù)據(jù)視圖，是進行數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務和數(shù)據(jù)應用的基礎。通過對海洋工程結構腐蝕數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系進行深入研究，基于關系數(shù)據(jù)庫模型，研究人員構建了海洋工程結構腐蝕損傷數(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、海洋腐蝕標準、海洋工程結構腐蝕調查等相關數(shù)據(jù)內容的邏輯模型，描述數(shù)據(jù)庫實體唱關系圖以及相關數(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用海洋工程結構腐蝕損傷數(shù)據(jù)庫的窗口。

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