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關鍵詞: 汽車超載監控系統; 信號傳輸模塊; 無線網絡傳輸; GE864?AUTO
中圖分類號: TN948.64?34; U49 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2017)04?0136?04
Design of signal transmission module for auto overload monitoring system
LIU Meiling
(Automobile School, Zhejiang Institute of Communications, Hangzhou 311112, China)
Abstract: Since the current auto overload monitoring system is unable to deal with the randomness problem of the auto driving state, and makes the signal transmission module in the system exist the disadvantages of poor signal transmission stability and low accuracy, the signal transmission module for the overload monitoring system was constructed. The power supply circuit, signal transmission chip, positioning antenna, transmission antenna and signal transmission interface circuit are cooperated with each other in the module. The power supply circuit supplies the module with electric energy for normal operation. The signal transmission chip receives, sends and rectifies the auto overload monitoring signal, and then transmits the rectified signal to the positioning antenna, transmission antenna and signal transmission interface circuit. The module acquires the location of the auto overload monitoring signal by means of the positioning antenna and transmission antenna, and transmit the monitoring signal to the user's specific device through the wireless network transmission. The signal transmission interface circuit is adopted by the user to modify the wrong monitoring signal to manage the auto overload condition effectively. The transmission flow chart of the monitoring signal and initialization language of the module are given in the third paragraph. The experimental result shows that the module has high transmission stability and accuracy.
Keywords: auto overload monitoring system; signal transmission module; wireless network transmission; GE864?AUTO
0 引 言
隨著交通運輸業的不斷壯大,我國政府對汽車超載監控系統的信號傳輸水平也越來越重視[1?4]。由于汽車行駛狀態的隨機性較強,導致以往研究的汽車超載監控系統信號傳輸模塊的傳輸水平無法滿足使用者需求,其傳輸穩定性和傳輸準確率均較低[5?6]。因此,如何實現汽車超載監控信號的穩定、準確傳輸,進而為使用者提供高水準的傳輸服務,是近年來交通運輸業的重點關注項目。以往研究的汽車超載監控系統信號傳輸模塊均存在一定的問題,如文獻[7]提出基于OpenCV的汽車超載監控系統信號傳輸模塊,其信號傳輸過程為:將通過汽車超載監控系統的汽車拍照并上傳至信號傳輸模塊,利用OpenCV數據庫分析出汽車是否超載。該模塊的傳輸準確率高,傳輸穩定性卻有待增強。文獻[8]提出遠程控制汽車超載監控系統信號傳輸模塊,該模塊基于CDMA傳輸技術,將整個系統的汽車超載監控信號傳輸到主機的CPU中進行統一處理和傳輸,其能夠準確識別出各類汽車型號,傳輸準確率較高且抗干擾能力極強。但CDMA的傳輸會占用較多的信道,導致整個模塊的傳輸穩定性欠佳。
為了解決以上問題,塑造高穩定性的汽車超載監控系統信號傳輸模塊。實驗結果表明,該模塊能夠實現汽車超載監控信號的穩定、準確傳輸,進而為使用者提供更高水準的傳輸服務。
1 汽車超載監控系統信號傳輸模塊設計
汽車超載監控系統信號傳輸模塊選用無線網絡傳輸的方式,實現信號傳輸模塊對汽車超載的有效傳輸。該模塊由供電電路、信號傳輸芯片、定位天線、傳輸天線和信號傳輸接口電路組成。當系統與無線網絡成功連接后,信號傳輸芯片便開始進行汽車超載監控信號的收發工作,以及電路的整流工作。信號傳輸模塊利用定位天線和傳輸天線,為使用者傳輸汽車超載的監控信號,同時,使用者可以通過信號傳輸接口電路修改錯誤監控信號,實現汽車超載的及時監控。
1.1 供電電路設計
供電電路采用10 V和3 V兩種電源為汽車超載監控系統信號傳輸模塊供電。當信號傳輸模塊中有超出60%的電路元件同時工作時,汽車超載監控系統選用10 V電源為信號傳輸模塊供電;反之,則選擇3 V電源。圖1為供電電路示意圖。
由圖1可知,10 V電源與3 V電源的轉換工作經由跳線完成,跳線同時具有保護電路的作用。由于汽車超載監控系統信號傳輸模塊的傳輸方式是無線網絡傳輸,而無線網絡傳輸中的信號是不連續的,導致系統監控信號進入到系統電路所產生的電流值波動較大。為此,系統在供電電路中加入了二極管以及不同規格的電容,以避免電流波動造成電源兩級掉換損傷電路元件。
1.2 信號傳輸芯片設計
信號傳輸芯片是汽車超載監控系統信號傳輸模塊的核心,其管理著信號傳輸模塊的信號收發和整個模塊電路的整流工作,是信號傳輸模塊同汽車超載監控系統中其他模塊的連接“紐帶”。信號傳輸芯片的選取應首要考慮其安全性和傳輸性能,并兼顧其穩定性。根據以上條件,選擇GE864?AUTO車載芯片作為汽車超載監控系統信號傳輸模塊的信號傳輸芯片。GE864?AUTO車載芯片擁有較高的安全性和傳輸效率,可進行監控信號的自動讀取和管理,且其穩定性和靈敏度均符合汽車超載監控系統信號傳輸模塊的需求。圖2是GE864?AUTO車載芯片內部電路示意圖。
圖2中,GE864?AUTO車載芯片的核心是單量子阱晶體管。單量子阱晶體管是基于量子阱結構的固態半導體元件,該元件能夠進行信號波長的合理調控,并增強汽車超載監控系統信號傳輸模塊對監控信號的感應能力。單量子阱晶體管的開關對電流信號異常敏感,一旦GE864?AUTO車載芯片中有電流流入,單量子阱晶體管便立刻開始進行監控信號的整流工作。待整流工作結束后,GE864?AUTO車載芯片將整流后的監控信號傳輸到天線和信號傳輸接口電路。
1.3 定位天線和傳輸天線設計
天線是汽車超載監控系統信號傳輸模塊不可獲取的元件,其能夠感應到信號傳輸芯片傳出的所有無線信號。為方便汽車超載監控系統的后期優化工作,信號傳輸模塊采用雙天線設計,即定位天線和傳輸天線。
定位天線能夠獲取其感應到的監控信號的具置,這對汽車超載監控系統信號傳輸模塊有著重要意義,可以幫助排除汽車超載監控系統信號傳輸模塊的錯誤信號,改善系統和模塊的性能。所選取的定位天線的頻率為1 600 MHz,其信號放大范圍為[25 dB,30 dB],供電電壓范圍為DC[3 V,5 V];傳輸天線能夠將經信號傳輸芯片整流后的監控信號以無線網絡的方式發送到使用者的特定設備中。所選取的傳輸天線能夠承受高于2 A的輸入電流,其電壓駐波率不高于10%,阻抗為50 Ω。圖3是定位天線和傳輸天線的內部電路圖。
由圖3可知,為防止汽車超載監控系統信號傳輸模塊在傳輸工作中信號被篡改的情況,系統為傳輸天線設置了pin碼,pin碼相當于傳輸密碼,只有擁有該密碼,使用者才能調用汽車超載的監控信號。在定位天線和傳輸天線的安裝中,應保證其線路連接筆直且短小,且電源接地端不能夠有任何損壞。同時,由于定位天線和傳輸天線的傳輸制式相近,故兩者的位置不可以相距過近且不能安裝在彼此的正前方。安裝完畢后,應利用金屬物品分別遮蔽定位天線和傳輸天線,以排除汽車超載監控系統中其他電路元件對天線信號造成干擾。使用者也應盡量避免靠近工作狀態下的天線。
1.4 信號傳輸接口電路設計
如果使用者需要進行汽車超載監控系統中監控信號的修改,則需要先通過信號傳輸接口獲取整個汽車超載監控系統信號傳輸模塊的工作信號,并獲取到傳輸天線的pin碼,才可以修改監控信。圖4是信號傳輸接口電路工作原理圖。
由圖4可知,信號傳輸接口電路與GE864?AUTO車載芯片直接相連,以方便接收整流后的監控信號。信號輸入到信號傳輸接口電路后,會進行電平轉換操作。電平轉換操作將輸入信號的電壓值轉換成使用者設備能夠利用的電壓值,該轉換過程需要提前設置設備的額定電壓參數。經電平轉換后的電壓會輸出到接口并傳輸到使用者的設備中。使用者也可以在信號傳輸接口電路中添加指令,以根據自身需求更改汽車超載監控系統信號傳輸模塊的信號傳輸方式。
2 汽車超載監控系統信號傳輸模塊軟件設計
汽車超載監控系統信號傳輸模塊選用無線網絡傳輸的方式,實現信號傳輸模塊對汽車超載的有效傳輸,其信號傳輸流程圖如圖5所示。由圖5可知,汽車超載監控系統信號傳輸模塊的信號傳輸流程為:當信號傳輸模塊接收到汽車超載監控系統其他模塊傳輸來的監控信號后,會先建立傳輸任務。傳輸任務中包含監控信號的接收單位、接收方式、接收格式等。使用者自行設計傳輸指令,當傳輸任務接收到的傳輸指令為“發送”時,軟件開始進行汽車超載監控系統信號傳輸模塊的初始化;否則,重新建立傳輸任務,等待指令。信號傳輸模塊初始化后,進入監控信號的處理工作,即利用信號傳輸芯片對其進行整流,排除干擾信號。確認干擾信號已排除,便可開始為使用者傳輸監控信號;否則,重新進行整流工作。
圖5中,軟件給出的汽車超載監控系統信號傳輸模塊初始化語言為:
if(signal!=0xFC)
{
Set GE864?AUTO(0x12,all_OCTET,0x20,0xfc);
%在地址為0x12的信號中寫入地址為0x20的參數,并給定 GE864?AUTO芯片工作時間參數
transmission GE864?AUTO(0x33,0x28);
%將需要初始化的模塊地址傳輸,便于進行信號處理工作
fetch GE864?AUTO(0x33,signal);
%讀取信號內容,并將該內容納入到原始信號中
}
signal=0x00;
在進行汽車超載監控系統信號傳輸模塊的初始化操作中,軟件給出的讀取和寫入地址是不同的,在實際應用中應重點加以區分。
3 實 驗
本文設計汽車超載監控系統信號傳輸模塊的初衷是:實現汽車超載監控信號的穩定、準確傳輸,進而為使用者提供高水準的傳輸服務。為了驗證本文所設計的信號傳輸模塊能否滿足設計初衷,進行實驗。
3.1 傳輸穩定性驗證
為驗證本文設計的汽車超載監控系統信號傳輸模塊擁有較高的傳輸穩定性,實驗在相同的道路狀況和天氣下,使用同一輛汽車分別以低速和高速通過汽車超載監控系統的稱重端,并記錄下本文模塊的輸出信號。圖6是汽車低速通過稱重端的輸出信號曲線,圖7是汽車高速通過稱重端的輸出信號曲線。
由圖6和圖7可知,汽車行駛速度不同,單位時間內通過汽車超載監控系統稱重端的采樣點數量就不同,圖6和圖7中輸出信號的波動周期不同。為此,利用求取多采樣點輸出信號平均值的方式獲取汽車是否超載的最終信號,則圖6和圖7中曲線平均值的差值越小,證明本文模塊的穩定性越高。圖6中輸出信號曲線的平均值為2.346 t,圖7中輸出信號曲線的平均值為2.341 t,兩者相差0.005 t,驗證了本文模塊擁有較高的傳輸穩定性。
3.2 傳輸準確率驗證
為驗證本文設計的汽車超載監控系統信號傳輸模塊擁有較高的傳輸準確率,實驗在相同的道路狀況和天氣下,選取5輛實際凈重分別為1.0 t,1.5 t,2.0 t,2.5 t和3.0 t的汽車,以隨機的車速依次通過汽車超載監控系統的稱重端,記錄下每輛車輸出重量的平均值。用每輛車的實際凈重和輸出重量的平均值中的較大數值除以較小數值,即可得出本文模塊的傳輸誤差。其傳輸誤差越小,模塊的傳輸準確率就越高。表1是本文模塊傳輸誤差統計表。規定汽車超載監控系統信號傳輸模塊的傳輸誤差率應不高于2%。由表1可知,本文模塊傳輸誤差率的平均值為0.98%,遠低于所規定的標準,驗證了本文模塊擁有較高的傳輸準確率。
4 結 論
本文設計汽車超載監控系統信號傳輸模塊,模塊中供電電路、信號傳輸芯片、定位天線、傳輸天線和信號傳輸接口電路共同協作。供電電路為模塊提供其正常工作電量。信號傳輸芯片進行汽車超載監控信號的收發和整流工作,經其整流后的監控信號將傳輸到定位天線、傳輸天線和信號傳輸接口電路。模塊通過定位天線和傳輸天線獲取汽車超載監控信號的位置,并將監控信號通過無線網絡傳輸到使用者的特定設備中。使用者利用信號傳輸接口電路修改錯誤監控信號,完成對汽車超載情況的有效管理。軟件給出監控信號傳輸流程圖和模塊的初始化語言。實驗結果表明,所設計的模塊擁有較高的傳輸穩定性和傳輸準確率。
參考文獻
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廣深高速公路自1997年建成通車后,在沿線市鎮及周邊地區,迅速形成一條高速經濟帶,隨著道路沿線經濟迅速發展,區域路網不斷完善,廣深高速公路的交通量增長迅猛。目前,太平立交~五點梅立交段交通量已達14.36萬輛/日,其通行能力已趨飽和,因交通事故或養護維修占用行車道造成的交通擁擠和堵塞現象時有發生,服務水平下降,面臨巨大交通壓力。因此,廣深高速公路有限公司決定對太平至五點梅路段主線車道進行擴建,路線長約3.5km,其中橋梁長1527.5m。原橋面為雙向六車道設計,拓寬后為雙向十車道。
2舊橋梁現狀
廣深高速太平立交至五點梅橋梁段上部結構為預應力混凝土空心板、I型梁、框架式橋和鋼筋混凝土實心板。下部結構采用現澆鋼筋混凝土蓋梁、橋墩分雙墩柱、三墩柱和四墩柱,打入樁和鉆孔灌注樁基礎。其中,上構以空心板梁為主,分6.6m、10m、15m、16m、20m等多種跨徑。
3橋梁拼接方式選擇
3.1上下均不相連拼接方式
上下部均不連接的方式是指橋梁的下部結構分離,而上部結構的主梁部分也分離的一種新舊橋拓寬連接方式,但新舊橋橋面鋪層裝有一定程度的連接,連接主要形式有[1]:①采用瀝青和木條填充;②采用橋面連接;③采用鋼板包邊;④采用縱向伸縮縫連接。其中第①種、第②種連接方式耐久性差,導致后期養護困難,目前極少采用。而鋼板包邊的拓寬形式容易造成車輛高速行駛下的側滑,導致交通事故,所以不適合高速公路橋梁的拓寬。方式④的縱向伸縮縫能利用自身構造很好地適應新舊橋主梁間的縱向和豎向變形差,使新舊橋變形平順過渡,優化行車條件,但其造價和日常養護較高[2]。
3.2上下均相連的拼接方式
上下部結構均連接的方式是指將橋梁的下部結構,主要橋墩、蓋梁等,以及上部結構主梁都進行連接,因此采用這種方式連接有效、可靠、整體性強,但是在新舊橋不均勻沉降的作用下,下部結構的帽梁、系梁和橋臺連接處易產生裂縫,而且上部結構的連接縫處也比較容易產生裂縫。因此,只有在地基條件好、新橋沉降可以有效控制的情況下可以采用這種連接方式。常用的下構連接方法有植筋連接、設置角鋼連接等[3]。
3.3上連下分的拼接方式
上部結構連接,下部結構不連接的連接形式是目前高速公路連接中比較常用的連接方式[2],其下部結構相互獨立,而上部結構的主梁通過各種方式進行比較強的連接,使其既能適應比較大的新舊橋不均勻沉降,又具有比較好的耐久能力,是一種較理想的橋梁拓寬連接方式。因此,在廣深高速太平立交至五點梅橋梁段拓寬工程中,采用這種橋梁拼接方式。
4空心板拼接方式
主要考慮了以下5種拼接方案:
4.1方案一
采用現澆絞接縫與舊橋相連接。首先拆除舊橋防撞欄,將舊橋空心板邊緣約50cm范圍內橋面鋪裝及整體化鑿除,保留原結構鋼筋。鑿除原邊板翼緣的混凝土,露出翼緣鋼筋。新拼接橋的內側邊板的翼緣不預制,保留翼緣預制鋼筋,新舊板之間翼緣采用現場澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土濕接鉸縫方式連接,見圖1。
4.2方案二
本方案采用現澆濕接縫與舊橋剛性連接。首先拆除舊橋防撞欄,將舊橋空心板邊緣約50cm范圍內橋面鋪裝及整體化層鑿除,保留原結構鋼筋。鑿除原邊板翼緣的混凝土,露出翼緣鋼筋。新拼接橋的內側邊板的翼緣不預制,保留翼緣預制鋼筋,新舊板之間翼緣采用現場澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土剛性濕接縫方式連接,
4.3方案三
切除舊橋邊板翼緣,鑿出舊橋側伸縮縫槽口,保留原結構鋼筋,并植入伸縮縫錨筋;在新空心板上預留伸縮縫槽口、預先埋置錨筋。安裝伸縮縫,再澆筑C50微膨脹鋼纖維的槽口混凝土。連接示意圖參見圖3。
4.4方案四
本方案采用絞縫與橋面整體化層共同連接。首先拆除舊橋防撞欄和邊板挑臂,在舊橋空心板邊緣植入N1、N2鋼筋,新橋則預埋。預制梁澆筑后不小于180d,待收縮徐變基本完成,再進行新舊橋橫向連接。施工前先將舊橋邊緣50cm范圍橋面鋪裝鑿開,放置N3、N4鋼筋,再在鉸縫內及鑿開的整體化層內澆筑C50微膨脹鋼纖維混凝土,
4.5方案五:
本方案采用橫梁與整體化層及橋面鋪裝共同連接。橫梁寬度為50cm,每2m設置一道。施工前首先拆除舊橋防撞欄,將舊橋空心板邊緣約88cm范圍內橋面鋪裝及整體化植鑿開,在設置橫梁位置進行植筋,新橋則預埋。新橋架設一年后,待新橋收縮徐變基本完成,再進行新舊橋橫梁鋼筋連接,整體化層鋼筋連接,在新舊橋橫梁及鑿開的整體化層內澆筑C50微膨脹鋼纖維速凝混凝土,見圖5。
5方案比較
方案一,為現澆懸臂板鉸縫與舊橋連接,該方案優點是新建部分空心板梁與原橋空心板梁之間的變形協調性較好,全橋整體性較好,新舊橋受力相互影響較小,施工簡單、方便、施工費用較低;并且可以通2011年第6期黃沛聰:超重交通環境下的高速公路空心板拼接的關鍵問題分析—11—過調整現澆段的寬度解決新板與原板拼寬設計的橫向誤差。缺點是若新舊橋變形差或者位移差過大時,可能會導致橋面反射開裂,但裂縫比較規則,不會明顯影響使用效果。方案二,為現澆懸臂板剛性連接,其優點是施工簡單、方便。缺點是新舊橋受力相互影響較大,若新橋沉降對舊橋邊板不利,剛接的翼緣下緣配筋不夠,對拼接時間及施工質量要求高,新舊橋位移差及活載作用下導致翼緣板出現正彎矩,后期可能導致不規則發射裂縫。方案三,為伸縮縫連接,其優點是在跨徑較大、聯長較長及錯孔處較為合適,且施工簡單、方便;缺點是新舊橋處會產生較大撓度差出現,影響行車安全性,影響路面美觀,橫向整體性較差,縱向伸縮縫較長,引起駕駛人情緒焦慮壓抑,容易造成安全隱患。伸縮縫連接造價較高,更換周期短,社會影響大。方案四,為絞接,該方案優點為新舊橋整體性好,施工較為方便。缺點為拼寬的內中板分別位于新舊墩(臺)上,墩(臺)不均勻沉降使該板在墩(臺)的工作縫處受剪,易產生裂縫,并且1#、2#鋼筋植筋很難實現,容易損傷原結構。方案五,為剛接,該方案優點為橫向連接剛度較大,連接較牢固,能有效避免縱縫,對行車影響較小。缺點為改變原橋邊板的受力模式,新舊橋受力相互影響大,若新橋沉降,則導致原橋邊板受力過大,無法承受;植筋極易損傷原結構,鋼筋植入深度不夠,下緣的鋼筋不能受力,并且本方案的施工難度較大,造價較高。綜上所述,采用施工簡單、方便、施工費用較低的方案一是比較合適的,即絞縫與舊橋連接。
6橋梁拓寬縱向接縫施工工藝
6.1交通組織
主要措施有以下幾點:
(1)當空心板梁架設完,橋面鋪裝施工到一定程度再進行新舊橋面拼接工作。需預先對施工段內的硬路肩進行封閉,確保舊防撞欄破除以及行車的安全。
(2)在保證工程進度、質量的情況下,應本著占路時間最短、占用道路面最少、影響交通最小的原則制定交通組織方案,影響交通比較大的工序必須安排在交通低峰時間(0~6點)進行。
(3)拼接縫施工前臨時封閉與拼接縫相鄰的慢車道,并視情況封閉快車道,同時對施工范圍的車輛進行限速60km/h,且與封閉車道相鄰的車道限制重車40t。
(4)在施工范圍以外3km開始設置交通安全標志,標志牌的內容和范圍要具體、醒目、明確。
6.2混凝土材料選擇在進行合理交通組織的情況下,用于拼接部位的混凝土采用C40早強型鋼纖維補償收縮混凝土,鋼纖維摻量為50kg/m3,并摻入適量UEA外加劑,使其具有快硬早強、低收縮,微膨脹的特點,滿足施工與后期質量需要。
6.3相鄰空心板高差控制措施
(1)舊橋加固。對加寬段的橋梁使用情況進行調查,并根據病害情況進行裂縫修補、裂縫封閉、支座更換、粘貼鋼板等。特別是對于舊橋樁基樁頭松散或膠接差、設計沉降大于10cm、相對沉降大于5cm的樁基礎,采用鉆孔灌注樁加承臺的方式替換舊橋受力結構,減少舊橋的沉降。在拼接施工之前,必須完成舊橋的加固后才能進行新舊橋拼接施工,即按“先加固后拼接”的原則進行。
(2)控制預制梁的拱度和架梁時間。因先張法施工無法設置反拱,為了保證橋梁的平整及行車舒適,避免反拱導致空心板整體化層跨中偏薄,可將預制梁降低1cm左右安裝。所有預應力空心板梁存梁時間不宜大于60d,應盡快架設,否則會產生過大的上拱度。
(3)在橋跨中間增加臨時支撐。在跨中設置一個臨時支撐,可以降低撓度差92%,在距離兩端1/3跨徑處設置兩個臨時支撐,可降低撓度差93%[4]。由于舊橋下為平地,交通及施工比較方便,可以采用跨中增加臨時支撐的方法減少拼接時新舊梁的撓度差,保證拼接縫的施工質量。
(4)將縱縫分段分時澆筑。對于20m空心板,可采用4m∶12m∶4m分兩階段澆筑拼接縫。兩階段澆筑方案可以減少相鄰空心板撓度差51%,是最簡單易行的有效措施[4]。
(5)接縫施工盡量晚上車流量少的凌晨1點至6點進行,將車輛震動對接縫施工質量的影響降到最低。
(6)所有接縫盡量推遲到通車前一兩周施工,盡量延長新橋加載時間,減少拼接后新舊橋的沉降差。
6.4沉降控制措施
一般來說,嵌巖樁的沉降較小,故此,在本工程設計中基本上采用嵌巖樁,并要求樁基礎應進入單軸抗壓強度Ra大于15MPa的微風化巖石,入巖深度不小于2.0D,且樁底持力層3D以下周圍巖石較完整。施工中,采用旋轉鉆機施工,不得使用沖擊鉆孔成孔,并嚴格控制樁底沉淀厚度小于3cm。在新建橋橋面整體化層澆筑完成,并達到設計強度以后,在新建橋面上采用砂袋堆載預壓一段時間(等效載荷為10cm的橋面瀝青混凝土鋪裝、護欄和1/4活載),待沉降較穩定,卸載后才澆筑連接部分的混凝土,最后澆筑橋面瀝青鋪裝及護欄。新橋的基礎沉降在荷載作用的初期發展很快,后期沉降很小,所以,在完成新橋橋面混凝土現澆層施工后,拼接部位的濕接縫暫緩施工,使新橋有一定的自然沉降和混凝土收縮徐變時間,該時間控制在半年以上為宜。另外,樁底灌漿[5]也是控制樁基沉降的一種有效措施。
6.5沉降觀測
在新橋樁基礎施工前,建立舊橋的沉降觀測系統,并與后期新橋的沉降觀測連成網絡,建立完善的新舊橋沉降觀測網,并進行專業分析,發現問題及時處理,為橋梁拼接施工選取適當時間。
近年來,內河水網地區船舶超載航行愈演愈烈,船舶沉沒、人員傷亡、航道阻礙的事故時有發生,這不但影響水上交通安全,而且還制約了水運經濟的發展。江蘇省鹽城市雖然沒有由船舶超載引起的水上交通事故,但船舶超載的現象屢禁不止,給水上交通安全埋下了隱患,是一顆隨時可能爆炸的“爆彈”。
?藎船舶超載的原因
超載是指船舶載貨時,其實際吃水超過設計載重吃水線,干舷值減小,船舶的儲備浮力減小,導致船舶抗沉性差,當受風、浪、流等外力影響時,易發生沉船事故,它的存在有其內在因素和外部環境的影響。
內在因素:一是船民安全意識薄弱,片面追求經濟效益。許多個體船舶跑得越快、裝得越多,效益就越好,收入就越多,而有些單位的船隊由于實現了承包,效益直接與個人收入掛鉤,在不能多跑的情況下,只能采用多裝的形式來彌補。二是船員存在僥幸心理,安全措施難以落實。他們認為多超幾噸貨,也能順利到達目的港,下次再多裝點也無所謂,這樣膽子也越來越大,而參加保險的船舶更錯誤地認為出了事故,保險公司會賠償。船戶從思想和行動措施上忽視了超載航行的危害性,也反映了他們安全意識比較淡薄的問題。
外部環境:貨物調度部門、港口裝卸部門為了追求效益,缺乏水上交通安全意識。他們不管船舶能裝多少,也不看船檢證書的核定,就憑船員的要求要多少就裝多少,只要船能裝下,船舶離開碼頭他們就一概不問了,所以這些部門違章配載形成了船舶超載的源頭。
?藎超載航行的危害性
超載航行影響船舶的浮性。船舶在一定裝載情況下,有正浮于一定水面位置的能力。當船舶嚴重超載時,嚴重損失儲備浮力,即使不自沉于碼頭附近,也可能在航行中遇他船激浪、大雨、風浪、結冰等因素引起重力增加,導致船舶沉沒。在內河航區,曾引發過多起超載水泥船航行中自沉的事故。
超載航行影響船舶的穩性。船舶穩性是船舶設計、制造、檢驗慎之又慎進行科學計算把關的。自然這些把關均基于標準裝載,一旦超載,其重心、浮心、穩心位置都隨之變化。尤其是穩性計算中的最小進水角,當船舶受外力作用而傾斜時,超過極限靜傾角會導致船舶進水。內河航區的敞口貨船僅僅靠船艙口圍板,甚至用塑料紙檔浪的方法是極不可取的,一旦受到外力作用,就難以回復正浮,而失去穩性導致船舶傾覆,此類事故在航區內屢見不鮮。
超載航行影響船舶的抗沉性。船在破艙浸水后仍能保持一定浮性和穩性而不致沉沒或傾覆的能力就叫船舶的抗沉性。在實際工作中,往往采取水上密隔艙和科學地設計留有儲備浮力的方法。船舶超載后再遇破損,是“雪上加霜”,后果可想而知。超載船舶每每發生這種意外往往是連逃人都來不及,根本談不上堵漏搶灘等自救。船沉人亡事故對嚴重超載而言,不沉是一種僥幸,而發生事故是有一定的必然性的。
超載航行影響船舶的適航性。眾所周知,船舶在航行中受外力作用,會產生縱橫、垂直升降、混合搖擺等幾種搖擺現象。嚴重超載船其搖擺性差,俗稱跳浪能力太差,橫搖易進水,縱橫易占浪,容易引起搖擺劇烈或產生諧搖,導致船體折斷等惡性事故發生。
超載航行影響船舶的操縱性。操縱性指航向穩定性和回轉性能。超載后極易引起甩頭現象或難以判定船舶動向,而較大角度用舵,難以保持航向穩定性。在回轉性能方面,降低了轉向能力,常常因舵效降低而難以及時避讓,發生事故。
據舵面積計算公式分析:
S=R?L?T
S―舵面積 R―設計舵面積系數
L―設計重載水線長
T-設計重載平均吃水
舵面積設計對既定船舶是依據設計重載吃水時,船體浸水側投影面積乘以系數而科學決定的,當船舶超載后,增加了船舶浸水體積,增大了浸水側投影面積。這一增加部分在轉向中的側水阻力明顯增大,從而導致舵效不靈,避讓困難,嚴重時還會發生甩頭現象。尤其在淺狹航道行駛時,極易產生失控而發生事故。
超載航行影響船舶的快速性。快速性是指以較小主機功率獲得較高的航速的性能。要提高快速性,在同樣輸出功率時主要是降低阻力。船舶在設計時,以求得最小阻力,線型設計時就已充分考慮,當然其努力的重點是設計干舷以下部分,力求表面光滑,并設計成流線型、壓浪型。但設計水線以上部分追求的是統一、美觀。例如:內河大量的方頭船多數為壓浪型,設計水線上為增加強度而設計有縱向、橫向的加強護材。超載后這些加強護材部分浸水后其阻力是極大的。浸水體積增大,其阻力將是幾何等級遞增,可想而知,超載航行將嚴重影響快速性。
超載除了對上述六大航行性能不利外,超載還會對船體結構、船舶強度帶來極大危害,導致中拱、中垂等。
總而言之,超載航行所引起的后果比較嚴重,一旦發生事故,輕則沉船損物,重則船毀人亡,給社會帶來惡劣影響。
?藎預防措施
水上運輸重點是抓安全生產,而超載航行是安全生產的“絆腳石”, 再者,由于“十船九超”,形成了法難責眾的局面。只有加強對船戶的宣傳、教育,提高船民的安全意識,有關部門要加強管理,做好服務工作,最大限度地遏制超載勢頭,降低事故率,才能保障船舶的安全航行。
開展法規宣傳教育,增強船員安全意識。各地海事部門要開展多種形式的經常性地對廣大船員進行法規宣傳和教育,要利用活生生的事故案例進行教育,使每個船員真正認識到超載的危害性,不斷增強船員的法制意識和安全意識,使之逐步形成自覺行為。如果加強宣傳、管理,有超就糾,使大部分船舶都不超載,那么部分超載船舶也會逐漸變為不超載。當然,在目前這種普遍超載的情況下,回過頭來管的難度將很大,但管理部門只要統一政令,少則幾個省,多則全國范圍上下一致,齊抓共管,統一要求, 統一行動,統一管理,這種普遍超載現象在較短時間內也一定能控制。
加大聯合執法力度,實現水運綜合治理。首先交通系統的海事、航道、運管等部門應通力協作,建立健全各部門職責分明的安全管理責任制,嚴格執行誰經辦誰負責的內部管理制度,港口部門應把好船舶裝卸關,海事部門把好船舶出口關,船閘及海事現場監督部門把好船舶航行關。對那些因超載而引發的水上交通事故,在調查處理過程中,不僅要追究直接當事人的責任,而且還要追究造成超載的間接當事的責任,可給予適當的處罰,造成重大損失的可給予通報,或建議有關部門給予行政處分。以引起有關部門和工作人員的重視,加強對船舶超載的控制。
健全船舶報港制度,加強源頭簽證管理。實施對進港船舶到港監站或簽證點報港,出港時簽證把關,是多年來實踐證明對控制船舶超載行之有效的船舶簽證工作管理制度,加強船舶簽證人員的培訓和教育,平時上級航監要加強監督檢查,使他們能夠真正做到認真負責,把好船舶簽證關,盡可能把船舶超載消除在源頭。有條件的地方可以在幾個鄉鎮之間設立“中心簽證點”,來提高船舶簽證的質量,制止船舶的違法行為。
深化海事內部管理,杜絕趨利執法現象。目前,很多地方的海事部門將大部分人力和艇力都用在收費上,而對船舶航行停泊、作業的正常管理不夠重視,這種情況在縣級海事部門還相當突出,所以對船舶的違法行為,往往是以罰代糾,以收費代處理,這樣削弱了海事的管理工作,勢必出現很多不正常現象,也使得對船舶的超載現象禁而不止。因此,必須加強海事隊伍的精神文明建設,杜絕河道“三亂”行為,做到海事管理工作政令暢通,上下一致,切切實實地落實海事職能,做到保安全、保暢通。
嚴格執行法律法規,開展超載誠信申報。船舶超載運輸作為水上交通違章常見行為,既是安全隱患,又是執法矛盾高發點,選擇其作為誠信申報管理對象,對進一步扭轉管理與被管理對立,達成和諧執法局面具有重要的突破意義。海事部門要嚴格按照《內河交通安全管理條例》、《內河海事行政處罰規定》等法規、規章,開展轄區超載運輸船舶誠信申報管理,深入開展社會管理創新,推進誠信管理,切實加強對超載運輸等安全隱患治理工作。
【關鍵詞】 高血壓性心臟病; 心電圖; 心臟B超
中圖分類號 R541.3 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805(2014)3-0054-02
Application of B-ultrasound and Electrocardiogram Heart in Hypertensive Heart Disease Diagnosis/QIN Yan-xiao.//Chinese and Foreign Medical Research,2014,12(3):54-55
【Abstract】 Objective:To explore cardiac B-ultrasound and electrocardiogram in the diagnosis of hypertensive heart disease.Method:Selection from October 2009 to October 2012, the author’s hospital treated 100 cases of patients with hypertensive heart disease, the clinical data were retrospectively analyzed, cardiac ultrasound contrast analysis and the diagnostic value of electrocardiogram and its effect.Result:Left entricular hypertrophy on cardiac B-ultrasound detection 32 cases, detection rate was 32%;Electrocardiogram detected with left ventricular hypertrophy and 22 cases, detection rate of 22%.Cardiac B-ultrasound detection rate higher than that of ecg detection rate.Conclusion:Cardiac ultrasound in the diagnosis of hypertensive heart disease is better than that of electrocardiogram, has the advantages of high sensitivity, observe comprehensively, worth clinical promotion use.
【Key words】 Hypertensive heart disease; Electrocardiogram; Cardiac B-ultrasound
First-author’s address:The People’s Hospital of Gaozhou City,Gaozhou 525200,China
高血壓性心臟病主要是由于患者血壓長期升高和長期體循環動脈壓力的增高,使得左心室負荷加重而造成的左心室因代償逐漸肥厚擴張,最終導致器質性心臟病,其主要臨床表現為:長期高血壓史,左心室肥厚并擴大,左心衰,心臟功能不全。心電圖能夠反映患者心臟產生興奮、傳播興奮并恢復至正常。而超聲心動圖檢查能夠增強診斷的準確性,準確反映患者心臟大小、室壁厚度等。因此利用心電圖和超聲心動圖對患者進行早期臨床診斷、早期發現及治療對高血壓性心臟病的預后具有重要的意義和價值[1]。本研究主要對2009年10月-2012年10月筆者所在醫院收治的100例高血壓性心臟病患者采用心臟B超和心電圖診斷的價值及效果進行研究和討論,現將研究結果報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2009年10月-2012年10月筆者所在醫院收治的100例確診為高血壓性心臟病患者,男57例,女43例,年齡42~78歲,平均(57.3±4.6)歲。所有患者均符合世界衛生組織高血壓診斷標準,其中Ⅰ級高血壓41例,Ⅱ級高血壓46例,Ⅲ級高血壓13例。對所有患者的病史進行詢問,并對其進行各種查體及輔助檢查,臨床排除冠心病、心臟瓣膜病等其他心血管病的患者。
1.2 檢查方法
所有患者均行心臟B超和心電圖檢查。超聲診斷主要采用彩色多普勒超聲診斷儀,將探頭頻率維持在2.0~3.5 MHz左右。在進行超聲心電圖檢查之前醫生可讓患者先休息幾分鐘,在進行檢查時讓患者處于左側臥位,取患者胸骨旁左室長軸切面的二維超聲心電圖,在二尖瓣檢索水平放置M型取樣線,取左室的M型曲線,分別對左室舒張末期的內徑、收縮末期的內徑進行測量,計算左室舒張末期的容積、收縮末期的容積,并計算左室的EF值。取心尖四腔切面,用脈沖多普勒對舒張期二尖瓣口血流頻譜進行測量,左室舒張早、晚期的血流峰值速度分別為E、A,對峰值速度比率(E/A)進行測算,并將相關數據記錄下來。由心電圖專業醫師常規分析同期描記的12導聯心電圖[2]。
1.3 診斷標準
依據《臨床心血管病學》對左室肥厚和增大、主動脈的擴張和彈性減退、A峰>E峰進行診斷[3-4]。若室間隔肥厚和左室后壁厚度都在12 mm及其以上,則確定為左室肥厚;若左室軸切面左房在36 mm及其以上,左室在56 mm及其以上,同時升主動脈內徑在36 mm及其以上示擴張,則確定為心臟擴大。按照常規測量并標定于二尖瓣檢索水平時,男性左室內徑>55 mm,女性左室內徑>50 mm。
2 結果
心臟B超檢出左室肥厚32例,檢出率為32%;心電圖檢出左室肥厚22例,檢出率為22%。心臟B超檢出率明顯高于心電圖。心臟B超檢出左室肥厚中對稱性肥厚13例,非對稱性室間隔肥厚19例,左房增大57例,左室增大6例,主動脈擴張2例,主動脈彈性減退64例,E/A>1共81例。心電圖檢出左室肥厚勞損22例,心肌缺血中無冠心病征象60例,有冠心病征象25例,心率心律變化21例。
3 討論
血壓顯著升高是高血壓性心臟病患者的重要臨床表現[5],高血壓性心臟病早期血壓升高的表現不明顯,沒有明顯的自覺癥狀,或者僅有輕微的不適感,如頭痛、心悸等均是高血壓的一般癥狀;隨著病程的不斷深入,患者會出現左心室向心性肥厚,脈搏洪大、心尖搏動顯著增強、血壓顯著上升、主動脈瓣區的第二心音亢進等癥狀[6];當病情發展到左心室擴大的階段時,心尖搏動會明顯向左下角移動,并出現抬舉樣心尖搏動,心尖部第一心音有所增強,心濁音界也向左下擴大,主動脈瓣區的第二心音呈現出高亢的金屬調;隨著病程的逐漸發展,左心室會出現顯著擴大的現象,主動脈瓣則會出現粥樣硬化病變,在主動脈瓣的第二聽診區可以聽到舒張期水波樣雜音,可以聽到第四心音處產生心律失常如早搏、心房纖顫等現象[7]。對高血壓性心臟病患者所處病程的分析,有利于該病的診斷,并根據不同的階段進行針對性的治療。
高血壓性心臟病的典型表現之一是左心室肥厚,在這個階段,患者的心室腔正常,只是室壁出現增厚的現象,但是高血壓狀態的長期存在,使得患者左心室的負荷壓力大大增加,長期的負荷導致間質纖維增生和心肌細胞肥大現象的出現[8]。因為患者的心肌收縮功能仍處于正常的狀態,所以患者的表現是左室腔正常,但是左室壁肥厚,即使患者有嚴重的高血壓,其左室腔也無明顯的變化,只有在心電圖S-T變化時才有所增大[9]。如果通過心電圖檢查不提示患者心肌受損或左室、左房肥大的現象時,高血壓性心臟病已經發展到晚期,但是高血壓性心臟病的及早診斷和治療對患者的影響非常大,發展到這個階段已經失去了早期診斷的意義。高血壓性心臟病患者的年齡、心態、所處的環境及所使用的藥物等都對患者的病情有極大的影響[10]。
心臟是高血壓病癥的主要靶器官,心臟形態和功能必然會在長期高血壓癥狀的影響下改變。心臟B超的檢測機理是運用探頭經超聲波發射出來,并通過體表到達心臟各組織界面,速度為1500 m/s,形成回聲,但是強度不太大,放大之后這些回聲就會將相應的影像表現出來;超聲檢查能對心臟左室后壁的厚度和室間隔進行明確的測量,并能確定其確切的部位,對室壁運動幅度等情況都可進行觀察。并對高血壓人群心腔擴大狀態、瓣膜反流情況、管壁情況、大動脈內徑及心功能狀態等代償期和失代償期的心臟激發變化進行全面的反映。近年來,心臟B超在高血壓性心臟病患者的診斷和治療效果的檢測中發揮著越來越重要的作用。心電圖則能夠記錄心肌機械收縮前的心電活動向量[11]。
心臟B超是一門全新的學科,在診斷疾病時,能夠將受檢者臟器及周圍器官的斷面像更清晰地顯示出來,實體感更強,和解剖的真實結構較為接近,在早期明確診斷疾病方面的臨床應用價值是極為顯著的[12]。同時,在更好地診斷高血壓性心臟病的同時,還能夠有效診斷先天性、風濕性心臟病等,可以達到1 cm水平的檢出率。因此,當心臟B超將心臟肥厚擴大的影像檢測出來時,心電圖也會顯示出對應QRS波群電壓增高的現象[13]。本研究結果表明,心臟B超檢出左室肥厚32例,檢出率為32%;心電圖檢出左室肥厚22例,檢出率為22%。和心電圖相比,心臟B超的檢出率明顯較高,同時心臟B超還能夠將左心室的具體厚度和部位檢測出來,以有效鑒別肥厚性心肌病。B超能敏感地反映出患者的心臟變化,是無創傷且有效的檢測方法。高血壓性心臟病患者應定期測量血壓,將其控制在正常的范圍內,一旦檢測出高血壓性心臟病,患者一定要及早使用降壓藥,或采取其他有效措施進行治療[14]。
綜上所述,臨床診斷高血壓性心臟病采用心臟B超診斷的有效性高于心電圖診斷的有效率,值得臨床推廣使用。
參考文獻
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【中圖分類號】R473.72
【文獻標志碼】A
【文章編號】1005-0019(2018)05-131-01
新生兒時期是一個特殊的生長發育時期,新生兒由于抵抗力和免疫力非常弱,因此在這一時期新生兒的發病率和死亡率也是最高的。因此,為了對新生兒的體內環境進行改善、讓新生兒的生存質量和生長發育速度得到提升等,我們就應該采取一種比傳統護理方法更加有效、更加科學的護理方法。而鳥巢式護理就是為新生兒模擬出和母親子宮相似的環境,這種環境對新生兒的生長發育具有重要的意義[1]。現階段,鳥巢式護理在臨床中已經得到了廣泛的應用和認可。為了對鳥巢式護理進行更深層次的了解,本文對鳥巢式護理在新生兒護理中的臨床效果進行探討,現報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料 選取我院2017年3月到2018年3月出生的1000例新生兒為研究對象,按照隨機原則分對對照組和實驗組,每組500例新生兒。對照組500例新生兒中,男新生兒258例,女新生兒242例,出生體重為2.2kg-4.1kg,平均體重(3.2±0.3)kg;269例新生兒為順產,231例新生兒為剖宮產;胎齡為37周-41周,平均胎齡(39.2±2.1)周。實驗組500例新生兒中,男新生兒261例,女新生兒239例,出生體重為2.3kg-4.2kg,平均體重(3.3±0.2)kg;249例新生兒為順產,251例新生兒為剖宮產;胎齡為36周-40周,平均胎齡(39.1±2.2)周。兩組新生兒在性別、出生體重、分娩方式以及胎齡等方面的差異均無統計學意義(P>0.05)。
1.2 方法 對照組給予常規護理,主要包括:按照醫囑定時定量喂養新生兒、對新生兒的進奶情況、體重變化、心率以及血氧飽和度等進行詳細的觀察并記錄。
實驗組給予鳥巢式護理。首先,選擇具有卡通圖案的絨布,然后把絨布制作成大小合理、柔軟適中的橢圓形鳥巢,在使用之前要放在暖箱上進行預加熱,將溫度控制在33℃左右。將新生兒成側臥位,四肢稍微彎曲,布卷一定要和新生兒的臀部和背部緊貼,然后沿著新生兒身體的四周進行環繞,根據新生兒的實際情況對護圈的大小、布卷的松緊程度等進行調整。[2]其次,護理人員要按照新生兒的體質量變化對暖箱的溫度、光線等進行調整、并且進行定時的消毒。護理人員每天要為新生兒洗澡,洗完之后并用爽身粉涂撲,這樣就可以讓新生兒的身體時刻保持干燥。最后,在對新生兒進行鼻飼和喂養時,一定要注意對新生兒鼻部的護理和口腔的護理,要確保新生兒的呼吸道時刻保持暢通、口腔粘膜時刻保持清潔[3]。
1.3 評定標準 對照組給予常規護理,實驗組給予鳥巢式護理,并對兩組新生兒的體溫波動及血氧飽和度情況、疼痛評分、平均睡眠時間和出暖箱時間等進行對比分析。
1.4 統計學方法 本文所有數據將采取SPSS18.0軟件來進行處理和分析,?量資料用均值±來表示,P
2 結果
2.1 兩組新生兒體溫波動及血氧飽和度情況比較 對照組新生兒體溫波動和血氧飽和度分別為(0.87±0.13)℃和(93.16±1.73)%;實驗組新生兒體溫波動和血氧飽和度分別為(0.21±0.14)℃和(98.69±1.34)%。由此可得出,實驗組新生兒的體溫波動幅度明顯小于對照組,實驗組新生兒的血氧飽和度明顯高于對照組,P
2.1 兩組新生兒疼痛評分、平均睡眠時間和出暖箱時間比較 對照組新生兒疼痛評分、平均睡眠時間和出暖箱時間分別為(5.21±1.62)分、(15.06±0.26)小時/天和(16.79±1.53)小時;實驗組組新生兒疼痛評分、平均睡眠時間和出暖箱時間分別為(2.06±1.51)分、(19.83±0.34)小時/天和(12.76±1.51)小時。由此可以得出,實驗組新生兒的疼痛評分和出暖箱時間明顯少于對照組,實驗組新生兒的平均睡眠時間明顯多于對照組,P
3 結論