顶管机知识图谱的设计毕业论文.doc

顶管机知识图谱的设计院 系专 业班 级学 号姓 名指导教师负责教师沈阳航空航天大学2013年6月沈阳航空航天大学毕业设计（论文）摘 要随着社会的发展，信息技术逐渐走入我们的生活。知识图谱将有价值的学术资料进行汇总，以图文结合的形式展示整篇内容。一款新型的prezi软件代替了传统了的powerpoint幻灯片，更生动形象的展示给观众一种动态的知识图谱。本文利用prezi软件，针对大型设备顶管机先从调研报告的撰写再到prezi软件的学习探索，运用所学知识制作顶管机的知识图谱。并利用大数据的强大查询功能，在中国知网、万方数据、万维网等知名网站查询相关的标准、文献、专利，获取大量具有重大价值的数据。了解知识图谱的制作步骤，根据具体流程将顶管机的知识图谱归纳总结出顶管机的定义、特点等内容。关键词：知识图谱；prezi；顶管机abstractwith the social development, information technology gradually into our lives. mapping knowledge valuable academic information will be aggregated to form a combination of graphic display entire content. a new type of software instead of the traditional prezi a powerpoint slide, more vivid image display to the audience a dynamic knowledge map.in this paper, prezi software for large-scale equipment pipe jacking machine and then start research report writing software prezi learning to explore, apply the knowledge produced pipe jacking machine mapping knowledge. and powerful use of large data query functions in national knowledge infrastructure, world wide web and other famous sites related to the query criteria, literature, patents, get a lot of great-value data. learn mapping knowledge production steps, depending on the flow pipe jacking machine will summarize the knowledge map pipe jacking machine definition, characteristics and so on.keywords: knowledge mapping; prezi; pipe jacking machine目 录1 前言11.1 课题提出的背景11.2 课题提出的意义11.3 课题主要内容22 需求分析32.1 知识图谱的简介32.2 相关公司制作的知识图谱42.2.1 google公司制作的知识图谱42.2.2 百度公司制作的知识图谱42.3 知识图谱的特点52.4 知识图谱绘制的流程63 顶管机知识图谱的设计73.1 顶管机知识图谱制作流程的设计73.2 顶管机定义的设计83.3 顶管机的设备分类的设计93.4 顶管机的工作原理的设计103.5 顶管机的组成结构的设计113.6 顶管机的特点及基本参数的设计123.7 顶管机的用途的设计133.8 顶管机的应用与维护的设计143.8.1 顶管机的应用领域的设计143.8.2 顶管机的维护的设计153.9 顶管机的品牌及型号的设计173.9.1 相关企业的设计173.9.2 公司液压顶管机产品技术参数的设计183.10 行业现状的设计193.11 顶管机的相关标准、文献、专利的设计203.11.1 顶管机的相关标准的设计203.11.2 顶管机的相关标准文献的设计213.11.3 顶管机的相关标准专利的设计223.12 应用案例的设计224 知识图谱的实现介绍254.1 prezi软件的介绍254.1.1 prezi的注册与安装254.1.2 prezi的破解方法274.1.3 prezi中文字体设置284.1.4 prezi的操作界面304.1.5 prezi的特点314.1.6 prezi的优点324.1.7 prezi的缺点324.1.8 prezi的发展趋势334.2 顶管机资料的获取过程334.3 顶管机资料的统计334.4 知识图谱完整的展示效果345 结论与展望365.1 结论365.2 展望36参考文献38致 谢39iv沈阳航空航天大学毕业设计（论文）1 前言随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注。大数据通常用来形容一个公司创造的大量非结构化和半结构化数据，这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多的时间和金钱。本文结合大数据的历史背景，利用互联网上的搜索引擎进行调研等一系列工作，从而系统的介绍该课题撰写的目的、要求。1.1 课题提出的背景对大企业而言，大数据的兴起部分是因为计算能力可用更低的成本获得，且各类系统如今已能够执行多任务处理。其次，内存的成本也在直线下降，企业可以在内存中处理比以往更多的数据。还有就是把计算机聚合成服务器集群越来越简单，这三大因素的结合便催生了大数据。当然，某项技术要想成为大数据技术，首先必须是成本可承受的，其次是必须满足三个“v”特点中的两个：多样性（variety）、体量（volume）和速度（velocity）。 多样性是指，数据应包含结构化的和非结构化的数据。体量是指聚合在一起供分析的数据量必须是非常庞大的。而速度则是指数据处理的速度必须很快。正是由于这些因素的产生，才更加突出大数据的价值。鉴于这个事实，本文采用详细的分析流程，系统的介绍如何从一个关键字的搜索，具体到制作有关关键字的知识图谱的步骤。1.2 课题提出的意义通过本次课题的撰写，目的在于培养学生动手实践能力，能灵活运用计算机的基本操作方法查找相关资料，从而掌握互联网大数据的检索能力。同时学会处理庞大的数据，将有价值的数据进行提取，筛选，收集，整理成为一篇完善的有关大型设备的调研报告。在此过程中逐渐理解所查大型设备的机械原理等知识内容。其次，学习使用prezi软件，掌握该软件中的各种功能，从而完成对大型设备的知识图谱的设计与制作。1.3 课题主要内容利用新型prezi软件代替传统ppt，完成一种装备制造业大型机械设备知识图谱的制作。在prezi软件的运行环境中，围绕该大型机械设备的基本资料，主要包括简介，结构组成，工作原理，发展状况等方面进行资源的整合，在设计过程中可以随意嵌入图片、视频等各种相关媒体素材。最终完成内容完整，界面美观的知识图谱。2 需求分析“图谱”是指经过系统编辑并根据实物描述或设置的图，是研究某一学科所用的资料。“图谱”中的“图”指的是地图，“谱”指系统，图与谱结合则是空间与时间动态变化的统一表述。图谱主要表现事物和现象的形态结构、成因机制、组成物质、动态变化等综合性、复杂性规律，往往以一系列图的形式表示时空动态变化。2.1 知识图谱的简介知识图谱（mapping knowledge domain），也被称为科学知识图谱、知识域可视化或知识域映射地图，是显示科学知识的发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形。它用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。文献也将科学知识图谱译为“scientific knowledge map”，在上述概念的基础上认为科学知识图谱可以在组织内创造知识共享的环境，从而最终达到促进知识交流和研究深入的目的。具体来说，知识图谱是把应用数学、图形学、信息可视化技术、信息科学等学科的理论与方法和计量学引文分析、共现分析等方法相结合，用可视化的图谱形象地展示学科的核心框架、发展历史、前沿领域以及整体知识架构的多学科融合的一种研究方法。它把复杂的知识领域通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制而显示出来，揭示知识领域的动态发展规律，为学科研究提供切实的、有价值的参考。知识图谱的起源与发展源于引文分析理论、复杂网络系统、社会网络分析的兴起以及信息可视化提供的技术支持。其理论基础有文献计量学方法、科学计量学方法、信息计量学方法、引文分析、词频分析、社会网络分析、多元统计分析等理论，包括传统科学计量图谱、三维构型图谱、多维尺度图谱、社会网络分析图谱、自组织映射图谱、寻径网络图谱、共引网络图谱等多种类型，其构建过程中常用软件包括bibexcel、citespace、histcite、spss、wordsmith tools、ccmatrix、wordstat、thomson data analyzer、sci-map、vxinsight、pajek、ucinet、netdraw、visio、mainmapper等。2.2 相关公司制作的知识图谱2.2.1 google公司制作的知识图谱长期以来，google 搜索的进化主要着眼于改善排名，为用户提供最有价值的网页。但搜索的形式并没有太大变化，输入关键词页面显示十个结果，结果由标题、链接以及关键词相关的简短内容片段组成。虽然现在搜索页面也会插入图片等结果，不过搜索结果大体上依然通过文字简介的形式提供。现今推出的知识图谱则不同，它在搜索页面右栏集成了更直接的答案。比如搜索“taj mahal”（泰姬陵）会呈现泰姬陵在地图上的位置、来自维基百科的文字简介、建筑相关信息表（高度、开放时间、设计师等）。如图2.1所示。 图2.1 google网传统知识图谱与改进后的知识图谱对比图2.2.2 百度公司制作的知识图谱此前用户在百度搜索某些公众人物的关键词时，会出现该人物相关的资料，搜索结果以“百科全书”式的方式显示。而如今不只是搜索热门人物，当用户搜索地名、学科名或者流行的“事实“时，百度在左边的搜索结果里会给出常规的搜索结果，而搜索结果的右边则展示跟关键词相关的百度百科内容，以及相关的搜索链接。比如用户搜索“马云”时，会在搜索的结果中呈现“马云”百度百科词条、新浪微博地址、相关新闻以及人物图片。而在右侧的“知识图谱”里则展示马云的简介、主要成就以及“其他人还搜”的智能推荐。而如果用户搜索“奥巴马”时，右侧的知识图谱展示得则更多。同样，如果用户输入地名如“松花江”、学科名如“哲学”以及其他名词性的东西时都会触发百度的“知识图谱”功能。不过百度并非第一家推出“知识图谱”功能的搜索引擎，去年5月，谷歌就正式推出了knowledge graph（知识图谱）功能。如图2.2所示。图2.2 百度知识图谱图2.3 知识图谱的特点知识图谱的特点有很多，在此只具体介绍如下几点：(1) 用户搜索次数越多，范围越广，google 就能获取越多信息和内容；(2) 赋予字串新的意义，而不只是单纯的字串；(3) 融合了所有的学科，以便于用户搜索时的连贯性；(4) 为用户找出更加准确的信息，作出全面的总结并提供更有深度相关的信息；(5) 用户只需登录google旗下60多种在线服务中的一种就能获取在其他服务器上保留的信息和数据；(6) google从整个互联网汲取有用的信息让用户能够获得更多相关的公共资源。2.4 知识图谱绘制的流程早在1997年，white等人将文献计量可视化的步骤归纳为5点。本文根据科学家提出的制作流程，针对本文具体内容分析，认为知识图谱绘制过程可由3部分组成。1.数据检索样本数据的检索与获取是绘制知识图谱的前提和基础。大型文献数据库的建立并提供网络访问，可以较大批量下载数据，为样本获取提供方便。根据在互联网上搜索的大量有价值的信息，进行下载，利用冰点、海纳百川软件，进行各种文件的收集，这里包括大量的文字与图片。2.数据预处理即使是最权威的，公认的网络数据，也不可能做到尽善尽美，所以在获取完数据后，我们需要对数据进行数据著录格式(如人名和地名的不统一)和遗漏问题的纠错。本文主要是针对数据资料进行人工校对，去除重复，正确匹配等步骤，以期达到要求。3.制作知识图谱将数据处理完成后，根据具体章节，进行排版，分类，归纳，构建合理的知识单元体系。在此过程中应多注意，单元结构的完整性，逻辑性。例如应仔细斟酌背景和定义前后放置的顺序等。3 顶管机知识图谱的设计结合prezi软件的3d动态效果，整理出大型设备顶管机的知识图谱，通过对顶管机的定义，工作原理，组成结构等内容的详细介绍，深入了解顶管机的知识图谱的制作步骤。知识图谱是显示科学知识的发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形。它用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示它们之间的相互联系。本文利用prezi软件以知识图谱的形式展示，下面就详细的介绍具体步骤。3.1 顶管机知识图谱制作流程的设计首先打开prezi软件，借助互联网搜索大量的背景图片，在prezi首页选择第一项，使用空白模板。如图3.1所示。图3.1 prezi模板选择右键单击屏幕，在弹出的菜单里选择“change background”。如图3.2所示。图3.2 prezi属性 在弹出的界面中选择“advanced”，单击“3d background”旁的“edit”，单击“upload”，选择电脑中放置好看的图片背景的盘符，至多可以添加3张背景图片，背景图片添加完成后，便可以制作出具有3d效果的prezi了。如图3.3所示。图3.3 顶管机知识图谱制作图的设计3.2 顶管机定义的设计利用prezi软件以图文结合的形式介绍顶管机的定义，让从未接触过顶管机的读者能对该设备有一个简单的了解。以单击各部分放大，缩小的效果，展示出利用prezi制作出来很炫的ppt，让读者眼前一亮。如图3.4 所示。图3.4 顶管机定义的设计3.3 顶管机的设备分类的设计目前顶管机按照用途，尺寸等因素可以分为许多种类，为了使读者大体了解顶管机分类概况，现将顶管机按照顶进的管子口径大小、按一次顶进的长度（指顶进工作坑和接收工作坑之间的距离）、按平衡原理、按管材分、按顶进管子轨迹的曲直现分为五类。根据顶管机分类，因此在设计中用“draw circe frame”模板将每一个分类的具体内容压缩到每一个模板中，最后设计成一个由圆圈组成的树形结构。整体的设计思路是引用的prezi的菜单“add frames”下的子菜单“layouts”中“insert a diagram”中的“org chart”。最后将整个模板嵌套在一个“ draw circe frame”模板内，最终展示给读者一颗饱满的大树。如图3.5所示。图3.5 顶管机分类的设计3.4 顶管机的工作原理的设计了解完顶管机的设备分类，当然要知道其工作原理，顶管机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。本段通过用“draw circe frame”模板，将顶管机的工作原理具体内容压缩到一个模板中。如图3.6所示。图3.6 顶管机工作原理的设计此处为了更生动形象的向演示者展示顶管机的工作原理，特插入了一段视频文件，详细的介绍了，顶管机如何将管道一节节顶入到管道内。3.5 顶管机的组成结构的设计由于顶管机种类繁多，根据分类的不同，各种顶管机组成结构也略有差异，这里以一种顶管机为例简单介绍在制作prezi过程中的界面。通过利用2个一大一小的“draw circe frame”模板，将顶管机的组成结构分为两块放在模板中，其中插入图片，利用图片展示出组成顶管机的各部分。顶管机的组成结构，如：(1) 主体部分，主要由两个双作用液压油缸组成；(2) 液压泵站一个，分别配有柴油机泵站和电动机泵站；(3) 支撑板两块，作用是固定机器和支撑坑壁；(4) 顶杆与拉头，作用是顶进和回拖扩孔。该系列产品型号主要有：60t/2、80t/2、100t/2、120t/2，扩孔直径分别可达550、650、750、850施工距离可达到50米至80米。如图3.7所示。图3.7 顶管机组成结构的设计3.6 顶管机的特点及基本参数的设计根据顶管机工作原理的不同，可将顶管机分为液压顶管机、泥水平衡顶管机、土压泥水两用顶管机等，各种顶管机具有各自的特点，在施工过程中起到作用也略有侧重，本段以图表的形式介绍各类顶管机具体参数信息，利用模板“tree frame”，将一个个分散的顶管机的型号整合成一颗色彩艳丽，可旋转移动的大树。泥水平衡顶管机基本参数，如表3.1所示。表3.1泥水平衡顶管机基本参数型号外径总长（mm）重量（t）驱动电机（kwset）转矩（t.m）回转数（min-2）纠偏角度纠偏泵站（kw）npd60076032003.61512.952.50.55npd8001360380057.522.952.50.75npd1000148038006.5152npd1200162040008152npd13501840400010222npd15002020410014222npd1650220042001630225.52.352.52.2npd1800244043002430230npd2000304046003030240npd2200266045003530250npd2400290048004030360该类型的泥水平衡顶管机在prezi中具体实现的知识图谱。如图3.8所示。图3.8 土压泥水两用平衡顶管机的设计3.7 顶管机的用途的设计该部分的制作针对顶管机的实际用途详细介绍了他对我国非开挖技术重要作用。这一部分着重文字叙述，用丰富的文字来说明事实。非开挖施工技术，彻底解决了管道施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。因为城市的地下管线复杂，所以非开挖技术的使用是相当重要的。该部分通过设计出一个大齿轮上的一个轴承，点击菜单“add frames”下的子菜单“layouts”中“insert a diagram”中的“draw invisible frame”。再将内容分为两部分分别加入轴承内部，以实现将齿轮旋转起来的动态效果。如图3.9所示。图3.9 顶管机的用途的设计3.8 顶管机的应用与维护的设计3.8.1 顶管机的应用领域的设计顶管技术可用于特殊地质条件下的管道工程中，主要有：(1) 穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；(2) 穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；(3) 穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程。(4) 水库坝体涵管重建工程等。随着现代科学技术的发展，先后发明了中继环接力顶推装置、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏技术、泥水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管技术等，大大地推进了顶管技术的发展。在制作prezi的过程中利用模板“clouds frame”，将应用领域繁多的内容压缩整合到一起，不仅节省了资源，也能更详尽看出其未来发展趋势的优势性。如图3.10所示。图3.10 顶管机的应用领域的设计3.8.2 顶管机的维护的设计通过介绍在prezi中顶管机的维护，让读者深入了解到，实践应用做得再到位也离不开系统的保护维修，所以该篇幅占有的分量举足轻重。根据顶管机的维护步骤，因此在设计中由“cloud frame”模板将每一个分类的具体内容压缩到每一个模板中，最后将2个圆圈模板用一个线段连接而成，为了突出一种动态的效果，把模板的边框调斜，或倒置，行成一种旋转的3d感观效果。1.保养与维修原则顶管机的保养与维修必须坚持“预防为主、状态检测、强制保养、按需维修、养修并重”的原则，并由专业技术人员进行保养与维修。必须按照使用说明书的要求和施工计划，对顶管机和配套设备进行保养与维修，必须做好记录。在顶管机长期停止掘进期间，仍应定期进行维护保养。2.拆装拆装顶管机的目的主要是为了完工后的转场、维修保养，并为新的施工任务做好隹备。顶管机完成管道施工任务后，应把延伸轨道铺设好，用主顶液压缸把旋转挖掘系统推出作业面到基坑处停放好。拆卸前，一定要搭建工作平台和防护拦杆，钢壳两侧圆形坡上还需安装踏板，以防工作人员从上面滑下来。拆卸时，首先要把测量仪器的接线和组装的零件拆下来，然后拆除旋转挖掘系统的总电缆和容易损坏的传感器（如报警和测量定位传感器等）。拆卸时一定要按电器拆装规范进行。在完成上述拆卸工作后，应将旋转挖掘系统整体吊出基坑，拉运到检修地点。当旋转挖掘系统重新投入施工时，首先要把旋转挖掘系统的轨道按照施工标准做好，然后用吊装设备把旋转挖掘系统平稳地放在铺设好的轨道上。上述安装工作完成后，再安装电缆、线路和传感器等附属装置。顶管机其他工作系统的拆装，应当按照不同系统（如：主顶系统、泥土输送系统、注浆系统、电气系统等）的拆装要求进行。3.更换切削刀头旋转挖掘系统在每次拆卸时，都要更换磨损严重超标的切削刀头，并根据将要施工地层的土质条件选择切削刀头的形状、材质，安排切削刀头的布置方式。切削刀头分为刀柄和刀尖两部分，刀柄的材质多为经过热处理的中碳钢，刀尖的材质多为硬质合金或工具钢。切削刀头的外形有前角和后角之分，应根据土质条件确定切削刀头的前、后角。比如：硬土层应选择较大的前、后角（前角大约300左右，后角100左右）、砾石层应选择较小的前、后角（前角大约50左右，后角大约50左右）。在切削刀盘上除装设切削刀头外，还在超出切削刀盘直径的圆周方向设置了超挖刀、仿形刀等切削刀头。采用超挖刀的目的是减少旋转挖掘系统外壳的磨损和提高操纵性，即减少顶管机的偏摆和推进阻力。但缺点是增加了水泥砂浆的灌注量。4.切削刀盘的维护保养每次拆、装旋转挖掘系统时，都要检查、保养、修理切削刀盘的土砂密封件，并做好各部轴承的润滑工作。为了防止土砂、泥水等侵入切削刀盘的轴承，在切削刀盘旋转轴与座孔之间装有数道土砂密封件及轴承润滑装置。土砂密封件的结构需要依据覆盖层深度、地下水压力、添加剂压力、工期长短、管道长度、密封件安装位置、密封层数及润滑方式等因素确定。5.切削刀盘的扭矩检测在对旋转挖掘系统完成大修或技术改造后，要对切削刀盘扭矩进行检测。 切削刀盘的扭矩要根据地质条件以及旋转挖掘系统形式、构造和直径等因素确定。一般需要考虑以下几种要素：切削土壤、砾石等的切削阻力矩；切削刀盘与土壤的摩擦阻力矩；土砂的搅拌、提升阻力矩；轴承摩擦阻力矩；密封摩擦阻力矩；减速机的机械摩擦、传动等阻力矩。然而以上几种阻力矩在实际计算中很难确定，特别是切削阻力矩，因受土砂性质、成分、含水量等条件的影响，计算尤为困难。如图3.11所示。图3.11 顶管机的应用领域的设计3.9 顶管机的品牌及型号的设计本段利用prezi软件列举国内顶管机行业中涉及的各类公司，来详尽介绍顶管机在非开挖行业占有的地位，在设计中利用齿轮上的一个轴承，在轴承上嵌入“draw circe frame”模板将具体内容压缩到模板中，利用大量的公司信息，产品截图，申请的专利项来详细的介绍公司，在此仅挑公司规模较大，申请过多项专利的公司为例，这里以江苏银旭隧道机械有限公司为例做具体介绍。3.9.1 相关企业的设计江苏银旭隧道机械有限公司是一家专业从事地铁隧道配套设备研发、设计、生产、销售为一体的民营科技企业，它地处江苏省苏州市吴江滨湖开发区，紧邻s227省道与京杭大运河，临近苏嘉杭高速吴江南出口，交通便利，地理位置优越。公司结合国内外先进的技术经验，联合专业高专院校研发生产过街通道、给排水管道异型盾构掘进机、小型盾构掘进机（圆形、矩形）、地铁联络通道钢管片、地铁水泥管片钢模、翻转机等铁路隧道工程配套产品。如图3.12所示。图3.12 江苏银旭隧道有限责任公司图下图为该公司在佰腾网上搜索的江苏银旭隧道有限责任公司的专利项的截图。如图3.13所示。图3.13 江苏银旭隧道有限责任公司专利项图3.9.2 公司液压顶管机产品技术参数的设计下表为江苏银旭隧道有限责任公司dxy-120t/2液压顶管机技术参数。如表3.2所示。表3.2 dxy-120t/2液压顶管机技术参数顶进力400600 kn回拉力8001200 kn柴油机功率1116 kw单次顶进行程800 mm单次铺设长度080 m扩孔直径768000 mm档板尺寸1.21.2 m顶杆尺寸761600 mm主机质量750 kg泵站质量800 kg主机外型尺寸2900800350mm泵站尺寸 m在prezi软件中江苏银旭隧道有限公司的知识图谱信息截图。如图3.14所示。图3.14 江苏银旭隧道有限责任公司图的设计3.10 行业现状的设计利用多块“cloud frame”模板，将顶管机在非开挖行业中发展的现状进行详细的介绍，为了展示出更炫的效果，将部分文字进行各种旋转，向左，向右，倒置等等，通过点击云朵进行放大游览。顶管技术在我国的应用仍存在很大不足，主要表现在机械设备技术比较落后，水平参差不齐，缺乏规范化，尚待进一步宣传推广。目前而言，对顶管机械设备我国主要依赖于进口，虽然国内也有生产企业，但技术仍落后于国际先进水平，掘进机型号种类不足以适应工程需要，适应土质范围不宽，且耐用性、机械化、自动化水平不够。面对以上的机遇和挑战，我国在顶管施工领域投入大量的人力、物力和财力，积极探索创新，处于非开挖顶管技术的领先水平，尤其是大直径顶管施工技术方面，我国进行了一系列顶管机的开发，已具备各种管径工具头的设计、加工制造、施工能力，处于行业的领军地位。近年来，我国着力发展的大断面矩形顶管机，现在已经完成设备的设计、加工制造，并得到成功应用，这项技术可广泛应用于地铁施工的出入口通道、过街人行隧道、地下管线共同沟等工程，它更是填补了我国的行业空白。如图3.15所示。图3.15 行业现状分析图的设计3.11 顶管机的相关标准、文献、专利的设计3.11.1 顶管机的相关标准的设计标准就是一种以文件形式发布的统一协定，其中包含可以用来为某一范围内的活动及其结果制定规则或特性定义的技术规范或者其他精确准则，其目的是确保材料、产品、过程和服务能够符合需要。标准往往对应该严肃对待的方面（比如机器和工具的安全、可靠性和效率，玩具，医学设备）有深远影响。在制作标准这部分首先将标准的定义介绍一下，为了区分各个模块，将标准的内容放入“draw circe frame”模板中，用“draw invisible frame”模板，将相关的标准定义，题目，编号，截图，以透明模板将内容具体贴入其中，单击即完成放大功能。如图3.16所示。图3.16 给水排水管道工程质量验收规范图谱的设计3.11.2 顶管机的相关标准文献的设计文献是指就某一时间内，作者针对某一专题，对大量原始研究论文中的数据、资料和观点进行归纳整理、分析提炼而写成主要的论文。利用“draw invisible frame”模板，将相关的文献题目，定义，截图，以透明模板将内容具体贴入其中，将文献的具体截图按平行四边形的图案，用透明的“draw invisible frame”模板一一排列，单击即完成放大功能。如图3.17所示。图3.17 顶管机相关文献图谱的设计3.11.3 顶管机的相关标准专利的设计专利是专利权的简称。它是由专利机构依据发明申请所颁发的一种文件。这种文件叙述发明的内容，并且产生一种法律状态，即该获得专利的发明在一般情况下只有得到专利所有人的许可才能利用（包括制造、使用、销售和进口等），专利的保护有时间和地域的限制。利用“draw invisible frame”模板，将相关的专利题目，定义，截图，整齐的罗列在透明模板上，通过prezi自带的“zoom in”功能完成放映效果，使顶管机在此处的展示效果更为饱满。如图3.18所示。图3.18 顶管机相关专利图谱的设计3.12 应用案例的设计最后一部分为顶管机的应用案例，现今由于国家重视环境保护，所以非开挖行业在未来将会越来越得到重视，而顶管机是非开挖行业中不可缺少的重要大型设备之一。该部分通过列举三个案例，详细的介绍了顶管机的重要性，以三个不同的“draw circe frame”模板，介绍三个不同的案例，里面的详细文字内容“draw invisible frame”，再将各类文字进行调整，以达到预期的效果。砾石破碎型泥水平衡顶管机选型依托的黄河顶管工程是举世瞩目的约4000 km长的“西气东输”管道工程的三大重点项目之一，又是全线的施工技术难度最大的“咽喉”工程。该工程集高、难、新、尖为一体，其建设规模、难度和技术创造了多项国内外先进记录，处于世界领先地位。工程要求在3 600 m的距离上，在水面下23 m深处的防汛堤长距离顶进，这在中国乃至世界顶管穿越史上都是罕见的。如图3.19所示。图3.19 顶管施工技术原理图经过科学认真的分析论证，我们确定采用泥水平衡式顶管机，它具有其他类型顶管机无法比拟的优势，如下：(1) 泥水加挂使流砂层开挖面稳定安全；(2) 水位以下，能常压作业（无需气压）；(3) 滞水砂层、含水量高的粘土层及高水压砾石层，泥水平衡顶管都能施工。其适应土质范困较广；(4) 管路排泥，连续出土效率高，速度快，适合超长距顶管；(5) 噪声较小，管内干净，地下工作环境好；(6) 泥水平衡式顶管机用于实现连续测量，顶管精度高。结合西气东输黄河顶管的施工，通过工程地质要求、设备性能要求、泥水平衡方式、刀盘刀具等破碎技术的阐述，介绍超长距离、大深度、大口径、高精度、砾石破碎型泥水平衡顶管机的选型方法。黄河顶管工程的成功穿越，充分证明砾石破碎型泥水平衡顶管机的选型是成功的，取得了预期的社会经济效益。下图为其在prezi软件里展示的效果图。如图3.20所示。图3.20 顶管施工技术原理图的设计4 知识图谱的实现介绍结合prezi软件的3d动态效果，整理出大型设备顶管机的知识图谱，通过对顶管机的定义，工作原理，组成结构等内容的详细介绍，深入了解顶管机的知识图谱的制作步骤。知识图谱是显示科学知识的发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形。它用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示它们之间的相互联系。本文利用prezi软件以知识图谱的形式展示，下面就详细的介绍具体步骤。4.1 prezi软件的介绍prezi是一个云端的简报制作网站，使用者可以在 prezi 网站上制作简报，甚至可以与许多人一同编辑同一个档案。prezi是采用故事板格式让演示者可以缩放图片，通过快捷的动画来演示关键点。2007年，adam somlai fischer和peter haiacsy觉得幻灯片这一方式限制了他们对于思想的充分表达，于是开始着手创建一种新的方式来解决问题。他们的成果就是prezi：一个在线的缩放式演示文稿编辑器。zooming user interface（缩放式用户界面）的特点是界面可缩放，zoom out就能纵观全局，zoom in则可以明察细节。实现了由整体到局部的思维导图的开放性思维方式。动一下鼠标滚轮就可以让读者关注到目前的重点上。以路线的呈现方式，从一个物件忽然拉到另一个物件，配合旋转更是有点动作片的感觉，很像电影镜头。4.1.1 prezi的注册与安装首先进入官方网站：/，如图4.1所示。图4.1 prezi首页点击网站右上角的“sign up”图标进入。如图4.2所示。图4.2 prezi的注册选项选择你所需要版本，一共有三种版本，最左边的灰色条是免费的，点击进入注册页面。如图4.3所示。图4.3 prezi的注册页面输入用户姓名、有效邮箱、密码，在旁边的小方框上打上勾，点击“sign up”，好了现在就等待跳到注册成功的界面了。下面开始在电脑上安装prezi，点击prezi安装图标。如图4.4所示。图4.4 prezi安装文件图标由于软件只有30天的免费试用期，所以下面介绍如何破解该软件。4.1.2 prezi的破解方法首先破解prezi软件需要安装一个名叫cracklock的软件，此步骤可以从互联网络获取并安装。打开该软件左键双击“add program”，从prezi安装目录找到名为“prezidesktop4.exe”的可执行文件（一般默认在c盘“program files”下面），点击“打开”。如图4.5所示。图4.5 cracklock窗口在“cracklock manager”窗口中，左键双击“prezi desktop”图标，在打开的名为“configuration”中，选中“date and time”，在该页面中的“freeze date and time”前的方框内打钩，并将日期调整到安装“prezi desktop”软件最早的时间。如图4.6所示。图4.6 破解时间窗口图点击“injection mode”，选择“static injection”，确认“prezidesktop4.exe”前的选框点上点。如图4.7所示。图4.7 冻结时间窗口图点击“ok”。好了打开prezi看一下日期是否已经变成超过30天了，时间变了说明破解成功。4.1.3 prezi中文字体设置在网上搜索prezi中文汉化补丁下载，下载完后将补丁包“gbc fonts”解压位置到prezi 安装目录下（例如“prezi desktop”的安装盘为x，安装路径就是x/prezi/gbc fonts），执行解压包里面的那个名为“fixfonts.cmd”的“windows nt”命令脚本。在prezi desktop界面中按下“ctrl+shift+c”调出“edit css”编辑界面。如图4.8所示。图4.8 修改字体编辑界面图/开始在css界面中编辑字体语法格式为font-face src: url (opensans-i.swf); fontfamily: strong;/用来更改标题字体font-face src: url (opensans.swf); fontfamily: body;/用来更改正文字体font-face src: url (opensans-b.swf); fontfamily: head;/用来更改标题字体；如果想应用字体包中的字体首先需要复制字体检索表中的英文名替换如下xxxxx的位置，例如src: url(xxxxx.swf)，最后点击“apply”就“ok”了。如图4.9所示。图4.9 字体检索表通过css编辑器应用字体后，不能再应用pd自带的主题包。若想修改框、背景的颜色，可以通过“theme wizard”编辑。4.1.4 prezi的操作界面安装完成后，看一下prezi的操作界面，左键双击桌面图标。如图4.10所示。图4.10 prezi快捷方式在打开的界面里随意选择一个模板打开，进入prezi操作界面。如图4.11所示。图4.11 prezi的操作界面4.1.5 prezi的特点现在做的ppt本质上是“静态”的（所谓的动画只是对静态的文字或图形进行动作变化），鼠标除了让ppt往后翻一页，根本没其他作用；但是 prezi的特点是使其缩放用户界面，创建一种图形，然后点一个图形，图形可以变大或变小，随着演讲的进程，可以让观众随着你的节奏来看细节内容或看全局内容。如表4.1所示。表4.1 ppt的线性排列和prezi的非线性排列非线性思维线性思维地图式布局幻灯片堆叠式布局内容变化通过放大缩小、换取角度来实现内容变化通过隐藏显示过的内容来实现需要网络支持只需电脑支持输出的格式仅两种输出格式很多4.1.6 prezi的优点最大的优点可以用几个词概括：缩放，旋转，无边界，在线编辑，实时保存，简单易用，当然还有免费。具体的prezi的优点，如：(1) 缩放可以用来使观众的注意力从整体到局部的集中，并且做出电影镜头的效果；(2) 旋转可以让观众感受画面的跳跃感，使演讲生动有趣；(3) 无边界是相较powerpoint而言的，所以输入内容的时候再也不必担心会超出边框；(4) 在线编辑使多个用户可以在同一个prezi上进行创作（和现在其他的云端软件相似）。在线的实时保存让你不必担心资料丢失；(5) 简单易用，相对于powerpoint来说，prezi更加简单，大部分人都可以在一小时内学会基本的操作。拖拽移动物体更方便，不需要借助文本框（当然输入的时候还是需要的）。(6) 缩放支持在线演示功能，还支持文档离线编辑或演示，即时会议协作功能；(7) prezi推出powerpoint文件导入支持ppt和pptx两种格式，网页与桌面版都可以使用；(8) 除了做演示文稿之外，还可以用来做笔记及思维导图（辅助记忆的工具）等等。4.1.7 prezi的缺点除了优点prezi也存在大量的缺点，具体如下：平台兼容性问题，prezi的技术是基于flash的，它不符合web标准，因为它仍然是需要安装adobe flash插件，跟那些使用html5技术的服务适配会存在问题；对中文支持不佳；效果问题，prezi的视点与视角变换效果太炫了，炫得让大众头晕目眩；在国内用在线prezi会比较卡。4.1.8 prezi的发展趋势prezi文稿的演示过程是非线性的，画布的任何位置都可以随意缩放。利用其缩放功能可就文稿任意部分进行放大缩小的调整，成为几乎被ppt垄断的演示课件播放领域的一枝新秀。虽然prezi目前在我国的熟悉和推广程度还不是很高，但它在制作演示型课件时所显示出来的优势是不可小觑的。由于prezi是一个能弥补ppt演示文稿长久以来带给我们的审美疲劳的工具，利用它制作演示型课件，可以给演讲者和观众提供更广阔的发散思维空间，对于促进课堂教学、办公展示等方向具有十分有益的优势，在教学、办公领域有很高的应用发展价值。4.2 顶管机资料的获取过程在收集顶管机的相关资料的过程中遇到了许多的困难，一开始只知道上百度搜索关键词，发现顶管机在百度百科上都没有介绍，于是不知从何下手。经过不懈的努力，发现虽然百度百科上没有介绍，但是网络是强大，于是乎又上网查询可以下载资料文献的网站，知道目前国内比较知名的文献网站有中国知网、万方数据、维普数据等等。于是将关键词顶管机输入这些各大网站，确实收获不小，发现了很多文献，但是如果想要下载，是要收取费用的，面对强大的资源无从获取，这时会有小小的失落，还好可以上网提出问题，并找到了解决方法。可以用百度文库、豆丁文学、道客巴巴等网站，将关键字的题目搜索，找到相应文章的网页地址，复制下来，将复制的内容粘贴到冰点和海纳百川的软件上进行下载，虽然只能下载并转化成pdf格式，取其中的内容，可以截取下来进行组合。接下来可以使用汉王工具，将有价值的数据扫描，纠错，整理成文字数据。4.3 顶管机资料的统计经过一段时间的上网查找下载资料的过程，会发现收获是不小的，归纳整理所下载的资料文献光是pdf格式的就有230多个，而后期对资料的整理，完善，撰写了32000多字的有关顶管机的调研报告，并根据调研报告的具体内容，设计了prezi，以3d动画的展示效果向观众展示出一幅丰富的知识图谱内容。如图4.12所示。 图4.12资料收集相关数据并根据查找的相关专利、文献、标准制定了，如表4.2所示。表4.2顶管机相关数据的汇总顶管机个数据数量顶管机的专利数45顶管机的文献数59顶管机的标准数784.4 知识图谱完整的展示效果经过以上步骤的整理收集，系统的了解了prezi软件的使用方法，知识图谱的整理，收集，调研报告的撰写，最终完成的prezi的效果图，如图4.13所示。图4.13 prezi中顶管机的知识图谱的展示图通过以一棵树的形式展示出顶管机的特点及基本参数的效果图，如图4.14所示。图4.14 prezi中顶管机特点及基本参数的展示图5 结论与展望5.1 结论本文是针对顶管机设备的功能、应用以及其他方面制作的全方位的知识总结，掌