红沿河核电DCS技术方案分析和核电DCS国产化展望
红沿河核电机组dcs系统安装施工的风险分析与应对措施探讨
22 DCS设备体积大 红沿 河DCS设 备中有 大量两 联体 及三联 体机 柜，体 积大。 加之 DCS系统设备数量多 ，布置密集；电气厂 房引入通道空间狭 小：施工 难度很大。 25 DCS设 备部分 国产 化 红沿 河核 电一期 工程DCS系 统的 安全级 部分 由日本 三菱公 司生 产，非安全级部分由北京广利核公司生产，三菱对整体DCS系统负责。 虽然 三菱 公司生 产的DCS系统在 核电站 有很 好的业 绩， 但是， 它的 DCS系统在CPRl 000机组中的应用还首次。北京广利核是为实现 CPRl 000机组DCS设备国产化而诞生的仪控设备生产公司，红沿河 项目 也是 它的第 —个 项目 。 3 DCS系统安装施工 风险分析与应 对措施 3．1成立 DCS专项协 调小 组 风险分析： 由于DCS安装涉及到上游设计、供 货、土建、调试等各个专业， 施工过程中相关接口多，协调难度大。 应对措施：
DCS供货及谲十方：安全级 部分日本三菱；非安全级 部分北京广 利核，三菱做为整个DCS的设计及技术负责方。
DCS参考电站：日本泊山、锦界、岭澳二期。 DCS平台主要由安全级( MELTAC—Npl us R3) 及非 安全级( 广利 核HOLLi AS MACS构廊。 MELTAC—Npl us R3主要完成安全与安全 相关的功能，如反应堆 跳闸逻辑、专设安全设施驱动；HOLLi ASMACS主要完成机组正常运 行时 的控 制及 监测 功能 。 每台机组DCS安全级设备有125台，非安全级设备有320台。 它们分布在核岛电气厂房三个标高层的近20个房间内。 2红沿河核电机组0CS系统安装的特点 21安装空间狭小
核电厂DCS及其应用研究
核电厂DCS及其应用研究论文深入分析了核电厂分布式控制系统应用历程和特征，并对核电厂DCS 的应用前景进行探讨，希望对DCS今后的应用提供参考。
【Abstract】The paper deeply analyzes the application history and characteristics of the distributed control system in nuclear power plant，and discusses the application prospect of DCS in nuclear power plant，hoping to provide some reference for the application of DCS.标签：核电厂；DCS设备；应用1 引言信息化的推进使传统的核电厂控制系统逐渐被分布式控制系统所取代。
作为核电厂的中心控制系统，其安全运行对整个设备的可靠性和安全管理有着重要作用。
任何一个环节的失效都会导致系统故障，甚至引发重大安全事故，导致核物质泄露等极限事件，危害大众安全。
在核电厂建设活动中，要严格按照国际企业的相关质量管理标准，从人员、设备、材料、方法环境等多环节保证高效管理。
由此，本文对关于核电厂DCS设备实际应用探讨具有重要意义。
2 核电厂DCS概述由于现代化大型设备的应用自动化不断兴起，以及对过程控制要求的不断提高，分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）因为其强大的功能被广泛应用在运输、化工等重工业中，在核电厂的建设中应用更加明显。
DCS经常存在误读，不是我们提到的数字化控制系统（Digital Control System）。
核电领域所说的数字化控制系统其实质还是分布式控制系统。
采用分布式控制系统给核电产业的发展带来了新的机遇和挑战。
2.1 核电厂DCS的历史控制系统可分为两个部分，控制系统执行搜集数据、传送实时数据，并执行运算结果的功能。
红沿河核电一期工程DCS系统安装的实践与探索
红沿河核电一期工程ＤＣＳ系统安装的实践与探索作者：杨卿来源：《现代企业文化·理论版》2009年第15期摘要:DCS系统安装是核电建设的一个关键路径。
文章主要是站在DCS安装专业的角度,阐述了红沿河核电一期工程DCS系统在合同签订、计划制定、上游设计、施工准备、安装施工、检查验收、设备保护等方面的实践与探索,详细说明了与安装相关的应特别关注的各类问题及经验总结。
关键词:CPR1000;核电机组;DCS系统中图分类号:F407文献标识码:A文章编号:1674-1145(2009)23-0131-02一、红沿河DCS系统简介(一)红沿河核电机组类型CPR1000全称是中国改进型压水堆核电技术,是中国核动力研究设计院与中广核合作,在法国法玛通M310技术版本基础之上,进行引进、消化、吸收并结合20多年来的渐进式改进和自主创新形成拥有自主品牌的“二代加”百万千瓦级压水堆核电技术。
目前我国核电事业正在高速发展,按照国家《核电中长期发展规划》,到2020年,我国核电装机容量将达到4000万千瓦,同时在建1800万千瓦,占电力总装机容量的4%。
目前国家已批准建设的CPR1000核电机组已达十几台。
三代核电技术AP1000在中国推广之前,它将成为中国核电的主力堆型。
红沿河核电一期工程的四台百万千瓦机组采用的就是CPR1000核电技术路线。
(二)红沿河核电DCS系统1.核电控制系统。
从我国已经建成的核电厂来看,早期建设的核电厂都是以模拟量组合单元仪表为主的控制系统。
这些系统相对于DCS系统来说使用效率较低,而且维护成本高。
现阶段应用比较典型的核电全数字化仪控系统有:日本的日立等公司开发的Nucamm-90系统、法国法玛通公司的N4控制系统、美国西屋公司的Eagle21+WDPFⅡ系统,以及我国田湾核电站及岭澳二期核电站所采用的德国西门子公司的Teleperm XP+XS系统等。
2.红沿河核电机组的DCS系统简介。
DCS系统在核能工程中的应用
DCS系统在核能工程中的应用随着科学技术的不断进步，核能工程在能源领域扮演着越来越重要的角色。
为了确保核能工程的安全、高效运行，DCS（分布式控制系统）技术被广泛应用于核能工程中。
本文将探讨DCS系统在核能工程中的应用，并分析其对核能工程的影响。
DCS系统，是一种将计算机、通信技术、控制技术和仪器仪表技术相结合的先进控制系统。
它由集散控制器、现场总线、操作站和监控服务器等组成，能够实现对整个核能工程各个环节和设备的集中控制与监测。
与传统的PLC（可编程逻辑控制器）相比，DCS系统具有更高的可靠性、扩展性和灵活性。
首先，DCS系统在核能工程的控制方面发挥着重要作用。
通过DCS系统，可以实现对核能发电过程中各个关键参数的实时监测和控制。
例如，对核反应堆的温度、压力、流量等参数进行实时监控，以确保核反应堆稳定运行。
此外，DCS系统还能够实现对核燃料供应系统、冷却系统和安全系统等的自动化控制，大大提高了核能工程的运行效率和安全性。
其次，DCS系统在数据采集与处理方面具有重要意义。
核能工程中存在大量的数据，如温度、湿度、压力、变压器温度等各种参数。
DCS系统能够准确、高效地采集这些数据，并进行处理和分析。
通过实时监测和分析数据，可以更好地掌握核能工程的运行状态，及时发现潜在问题并进行预警与处理。
同时，DCS系统还为相关人员提供了友好的人机界面，使得数据的查看和操作更加便捷。
此外，DCS系统在故障诊断与维护中发挥着重要作用。
核能工程是一个复杂的系统，存在各种设备和部件，潜在的故障和问题也不可避免。
通过DCS系统，可以对核能工程进行全面的检测和诊断，及时发现故障并及时修复，以保证核能工程的正常运行。
此外，DCS系统还可以监测设备的运行状态和健康状况，提前预测设备的维护周期和更换周期，从而有效降低维护成本和维修时间。
综上所述，DCS系统在核能工程中的应用非常广泛，无论是在控制、数据采集与处理还是故障诊断与维护方面，都发挥着重要的作用。
浅析核电站安全级数字化仪控系统机柜盘台设计制造及应用
浅析核电站安全级数字化仪控系统机柜盘台1设计制造及应用吕占龙 叶婷（北京广利核系统工程有限公司，北京100094）摘 要：数字化仪控系统（DCS ）是核电站的神经中枢系统。
本文以辽宁红沿河#3#4 CPR1000核电机组安全级DCS 首次使用国产化机柜盘台为背景，系统性总结并阐述了在安全级DCS 机柜盘台国产化进程中从设计、制造到应用过程的若干重要环节，供安全级DCS 机柜盘台设计、采购及外协加工管理、质量保证、质量控制、项目管理相关人员参考。
关键词：数字化仪控系统 DCS 安全级 机柜 盘台 设计 样机 鉴定 量产 1 背 景红沿河核电站为我国东北首个单机百万千瓦核电站，其#3#4机组安全级DCS 使用的机柜盘台由北京广利核系统工程有限公司（CTEC ）进行设计及制造。
单台机组的安全级机柜数量如下表： 1单台机组的安全级盘台数量如下表：1本文中的机柜盘台并不包含机柜盘台内的其它电气及安装设备，即柜盘体本身的机械结构件。
安全级DCS 的机柜盘台，是关键的制造设备，也是DCS 的关键路径。
其顺利制造完毕，可为项目后续的装配、测试的顺利开展提供前提条件。
其从开始设计到量产，直到为核电站供货，期间历时长、质保要求严格、加工难度大、参与接口众多，是个系统工程，最重要的是需要从整体上进行合理规划。
2 安全级DCS 机柜盘台设计到量产中主要活动1) 取得民用核安全设备设计许可证； 2) 设计研发量产立项及组织确认； 3) 设计研发质保大纲及质量计划发布； 4) 需求分析； 5) 工艺路线确认； 6) 图纸设计及发布；7) 取得民用核安全设备制造许可证； 8) 外协厂选择； 9)鉴定用样品制造；10) 鉴定试验及总体鉴定结论；11) 量产外协厂确定及合同签订前准备工作； 12) 合同签订；13) 外协生产过程的质保大纲及质量计划发布； 14) 制造先决条件审查确认； 15) 量产及进货检验。
3 主要活动中的若干重要环节探讨 3.1 设计开始前的准备工作3.1.1熟悉我国核安全法律法规体系。
DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化
DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化随着能源需求的增长，核电站成为人们关注的焦点之一。
核电站的安全性和稳定性是至关重要的，而自动化控制技术在核电站的运行中起着重要作用。
本文将重点探讨DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化。
一、DCS系统的概述DCS系统，即分散式控制系统（Distributed Control System），是一种用于工业控制的先进技术。
它将控制系统分为多个分布式节点，实现对核电站各个子系统的控制和监视。
核电站的运行涉及到各种参数的实时监测和控制，DCS系统的引入可以提高运行的可靠性和稳定性。
二、DCS系统在核电站的自动化控制中的应用1. 监测和控制核反应堆核反应堆是核电站的核心设备，DCS系统通过实时监测和控制反应堆的物理参数，如温度、压力、流体等，来确保核反应堆的安全运行。
DCS系统可以实现对核反应堆进行自动控制，如控制反应堆的功率、核燃料的补给等。
2. 锅炉和蒸汽发生器的控制核电站的锅炉和蒸汽发生器是产生蒸汽供给蒸汽涡轮机的重要设备。
DCS系统可以监测和控制锅炉和蒸汽发生器的温度、压力、流量等参数，保证其正常运行。
同时，DCS系统可以对锅炉和蒸汽发生器进行自动调节，提高能源利用效率。
3. 辅助设备的控制核电站还包括许多辅助设备，如冷却水系统、通风系统等。
这些辅助设备的运行情况直接关系到核电站的安全性和效率。
DCS系统可以通过监测和控制这些辅助设备的运行参数，如水流量、风量等，来确保其正常工作状态。
三、DCS系统在核电站中的优化应用1. 能源优化核电站的能源利用效率直接影响到其经济性和环境友好性。
DCS系统可以通过对核电站各个子系统的集中监测和控制，实现能源的优化利用。
例如，可以通过自动控制核反应堆的功率，使其在最佳工作状态下运行，同时调整锅炉和蒸汽发生器的参数，提高热能的转换效率。
2. 故障诊断与预测DCS系统通过实时监测和分析各个设备和系统的工作参数，可以进行故障诊断与预测。
CPR1000核电厂安全级DCS研究
2012年8月第24期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision0引言随着分散控制系统(DCS)的快速发展,DCS 所具有的开放性、高可靠性、快速性和可操作性逐步被认可,常规火电厂普遍采用DCS 作为综合控制系统。
DCS 是分散控制系统(Distributed Control System)的简称,它是一个由过程控制级和过程监控级组成的,以通信网络为纽带的多级计算机系统,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便,大大增加了电厂控制的可靠性[1-3]。
数字化控制系统可以通过通信网络将分散在现场执行数据采集和控制功能的远程控制站与控制中心的各种操作站联接起来,共同实现分散控制、集中监控与管理[4]。
1核电站控制系统设计DCS 一般采用现场总线技术,大量信号通过网络传输,总线为虚拟环网结构,有较高的通信可靠性[5-7]。
核电站控制系统由安全级DCS、非安全级DCS、专用控制系统等3部分构成。
核电站控制系统设计应遵循如下原则:单一故障、多样性、独立性、冗余性等。
考虑安全性,核岛控制系统设置了部分硬接线的控制按钮和显示仪表,安全保护系统采用A、B 2个系列,4个保护通道,执行“4取2”逻辑。
2CPR1000核电站安全级DCS 控制系统设计目前新建的CPR1000核电仪控系统采用日本三菱电机和北京广利核联队提供的数字化仪控系统DCS,其中安全级DCS 采用日本三菱电机的MLETAC 系统,非安全级DCS 采用和利时的HOLLIAS-N 系统。
本文将对安全级DCS 系统进行研究。
安全级DCS 主要是由RPC,ESFAC,SLC,ARC,CCMS 以及SRC 等系统组成。
RPC 系统主要完成停堆保护功能,ES⁃FAC 和SLC 系统主要完成安全专设功能,CCMS 主要完成堆芯状态监视功能,而SRC 主要执行模拟量部分的SR 功能和部分手操功能。
核电厂DCS元器件国产化替代问题分析
核电厂DCS元器件国产化替代问题分析摘要：为了进一步提升核电自主发展的水平，本文对核电站数字控制系统(DCS)在研发阶段所面临的部件国产替代问题进行了初步探讨；本文通过对国内元件的现状进行分析，归纳出当前核电DCS元件国产化过程中存在的元件门类不全，质量控制费用高，选型信息不全等问题，提出了一种切实可行的解决方案。
关键词：核电厂；DCS；国产化；替代核电厂数字控制系统(DCS)对各种高性能、低功耗和小型化的电子元件的需求已经迫在眉睫。
但是，核电站数字控制系统中的很多关键元件仍然需要从国外进口，特别是处理器、模拟芯片和光电器件等。
关于进口元件的国产化替代问题，已经有学者在武器装备和航空航天等领域展开了研究。
但是核电仪器控制系统是一种工业级的设备，它有它自己的特点，这就需要它所用的元件在确保元件质量的前提下，还要对成本进行合理的控制。
因此，本文就核电站数字控制系统中的元件替代问题进行了研究。
1核电厂DCS元器件国产化替代问题1.1元件门类缺失国内器件门类的缺位表现为：一是因为技术上的原因，造成了一些高端器件的性能不够好，比如，我国没有大容量的双端口随机存储器，这就造成了在DPRAM上很难实现安全级通信的数据缓存。
二是目前我国的工业级元件市场呈现出“长尾效应”，对需求较大的行业来说，生产厂家众多，可供选择的型号也很多，比如我国的RS232接口芯片就有几十家生产厂家，根据通道数目、供电电压等，可以分出许多型号，但对需求不大的行业级元件却很少生产[1]。
比如，国外的技术比较成熟，质量比较稳定，在行业中占有很大的市场份额，并以较低的成本为核心，但是，我国的元器件生产由于总体出货量较少，再加上设计制造费用的摊销，造成了单位单价偏高，所以，我国的工业级元件一般都会被淘汰，因此，我国的工业级元件市场呈现出明显的“长尾效应”。
1.2无法有效控制元件质量在2010《核电厂安全级仪表和控制设备电子元器件老化筛选和降额使用规定》中，针对核能产业中的各种元件，制定了一系列二次筛选的测试项目。
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红沿河核电DCS技术方案分析和核电DCS国产化展望
辽宁红沿河核电有限公司张冬冬
摘要：
目前我国核电事业正在高速发展，作为核电厂控制核心控制系统以前都是常规设备，使用效率相对来说比较低，而且维护成本非常高。
现在随着世界数字化、信息化、自动化、网络化高速发展，在核电厂应用DCS是越来越多了,但我国在核电DCS上并没有厂商能够生产核级DCS产品。
而红沿河核电为了响应国家要求加速核电DCS国产化进程的要求下进行核电DCS国产化，而广利核公司有幸承担了核电DCS国产化的国内厂商。
作者本人也有幸参加了红沿河核电DCS招评标的整个过程。
红沿河核电项目及CPR1000核电扩展项目共六台机组全厂仪控将采用DCS方案，共有两家投标商联队参与竞标。
分别是：三菱电气+广利核，技术方案为MELTAC-Nplus R3+HOLLiAS MACS；阿海珐（+西门子）+广利核，技术方案为TXS（+TXP）+ HOLLiAS MACS。
由于阿海珐（+西门子）+广利核联队投标书中技术方案与广东核电岭澳二期技术方案基本一致，并且最后并没有中标，因此本论文仅对三菱电气+广利核联队投标书中技术方案进行研究分析，并对核电DCS国产化进行简要分析。
关键词：核电 DCS 三菱公司广利核公司国产化
MIT NUCLERA PLANT DCS TECHNOLOGY SCHEME ANALYSE
AND NUCLERA PLANT DCS LOCALIZATION EXPECTION
Abstract: Now nuclear plant project is developing high speed in my country. Control equipment, which were conventional equipment before nuclear plant digital development, use efficiency not high and maintain cost high. Now with development of network control technology digital it is more and more to use DCS in nuclear plant station. But it isn’t to provide nuclear plant DCS in my country. HYH plant station prepares to use DCS localization technology for country nuclear plant localization. CTEC join nuclear plant localization as Chinese company and author join process of enter technology proposal. HYH nuclear plant station and CPR1000 extension project will use DCS technology and two bid teams attached competition. the one is MELCO+CETC, Technology scheme is MELTAC-Nplus R3+HOLLiAS MACS；the another is ARERA(SIEMENS)+CTEC, Technology scheme is TXS（+TXP）+ HOLLiAS MACS. Because technology scheme about ARERA (SIEMENS) +CTEC is same as LAII, The paper analyses and study technology scheme of MIT+CTEC and analyses DCS localization. Key words: nuclear plant station DCS MELCO CTEC localization
1．技术描述
1．1平台方案
DCS平台主要由安全级MELTAC-Nplus R3+非安全级和利时HOLLiAS MACS构成（如下图）。
MELTAC-Nplus R3主要完成安全与安全相关的功能，如反应堆跳闸逻辑、专设安全设施驱动、事故后监测等；HOLLiAS MACS主要完成机组正常运行时的控制及监测功能。
1．2安全系统主要结构
主要系统及设备有：反应堆保护柜（RPC）、专设安全设施驱动柜（ESF）及安全逻辑机柜（SLC）、多样性驱动系统（DAS）及操作员工作站。
反应堆保护柜（RPC）
每个通道包含了两个处理器子组，每个子组处理器冗余配臵。
每个通道通过对传感器输入信号进行运算处理，产生触发信号并送往其它通道及专设安全设施驱动系统。
每个通道通过接送其它通道的触发信号进行四取二逻辑表决，产生反应堆跳闸信号。
反应堆跳闸功能分配在每个通道的两个处理器子组，以满足参数多样性要求，每组输出通过硬接线或门输出信号至相应的停堆断路器，八个停堆断路器再次进行四取二表决，以完成停堆跳闸功能。
保护系统通道间及上下级间触发信号分别由独立的多路传输线传输，并进行电气及实体隔离。
多样性驱动系统的信号通过电子隔离器进行分配，由硬接线连结。
电子隔离器设臵在数字化保护系统上游。
专设安全设施驱动系统
包括专设安全设施驱动柜（ESF）及安全逻辑机柜（SLC）
ESF驱动逻辑子系统通过接收反应堆保护机柜信号并进行四取二逻辑表决完成系统级ESF驱动逻辑。
SLC逻辑子系统通过接收系统级ESF驱动逻辑及其他数字化控制系统（包括控制室手动指令）完成部件级的逻辑控制，并从I/O输出驱动信号至部件。
多样性驱动系统
多样性驱动系统由多样性驱动机柜和后备操作盘组成。
多样性驱动机柜由基于模拟技术的卡件组成，后备操作盘由硬接线开关和继电器等组成，该系统为数字化反应堆保护系统的共模故障提供多样性后备。
系统设计成非安全级，由冗余电路组成，系统与RPC之间进行电气隔离。
Sensors
多样性驱动系统原理图
操作员工作站软操：
按手动操作方式的不同又可分成四个方案:
安全级系统与非安全级系统分别为独立的网络,网络间通信只有安全级系统单向传送监测信息至非安全级系统，非安全级VDU软操指令通过对安全VDU显示画面的调用，由安全VDU实现对安全级系统的控制；按有无硬接线后备盘可分为方案1.1及1.2。
安全级系统与非安全级系统也分别为独立的网络,但网络间通信除安全级系统单向传送监测信息至非安全级系统外，非安全级VDU软操指令通过网络及GATEWAY实现对安全级系统的控制，按有无硬接线后备盘再分为方案2.1及2.2。
(注：S-VDU: Safety VDU, N-VDU: Non-safety VDU, ECP: Emergency Control Panel)
安全级VDU操作安全系统示意图：
Non-safety VDU Safety VDU
2．主要差异及影响（与广核LAII）
安全分级的不同：
三菱产品只提供了1E级及NC级两级，这样如按LAII功能分三级的设计，需要将1E和SR 合并由1E设备实现，原1E及SR的优先管理、电气及实体隔离设计可能有影响。
保护系统结构分层与LAII不同：
三菱MELTAC-Nplus R3将保护系统信号采集及停堆逻辑表决配臵在第一层，ESFAS逻辑表决配臵在第二层；而LAII是将保护系统信号采集处理（APU）配臵在第一层，停堆逻辑及ESFAS 逻辑运算（ALU）配臵在第二层，并且停堆逻辑处理取消了半逻辑方式。
可能对布臵设计及失效分析有影响。
控制室操作手段的不同：
三菱产品提供了安全级的计算机化操作手段，而该手段LAII是不能提供的；因此如采用该手段（如方案1.2）设计基础发生了改变，可能对MCR设计有较大影响（如后备盘设计）。
专用系统与DCS接口边界的不同：
由于对堆芯设计及参数没把握，三菱方案不包括RGL/LSS等专用系统，RPN边界也有所改变，因此对相关系统及设备的采购及设计有较大影响。
3．DCS国产化展望
由于核电DCS产品价格非常昂贵，核级自动化产品制造工艺非常复杂，07年商务部把这项产品列为引进进口的十大高科技产品，可以说如果我国掌握这项产品的制造技术的话，我
国的自动化领域将达到一个非常高的境界，而且可以节省大量的资金。
可以加快我国核电事业的发展，由于现在正处于核电大发展时期，产品制造工期要求是非产短的，而外国厂商往往据此抬高价格，从而浪费大量的资金。
可以说核电厂是人类的智慧结晶，而作为控制核电厂的大脑DCS更是代表科技水平最高境界，我相信不久的将来，我国的核电厂中没有一样产品是出至外国制造。
核电DCS国产化是我们这一代核电人的使命，我相信通过我们的不懈的努力，我国的核电事业一定会蒸蒸日上的。
4. 结束语
本篇论文是作者通过对三菱核电DCS分析，着重介绍了安全级DCS几个重要的结构及相应的技术分析。
主要系统及设备有：反应堆保护柜（RPC）、专设安全设施驱动柜（ESF）及安全逻辑机柜（SLC）、多样性驱动系统（DAS）及操作员工作站及S-VDU，并把三菱DCS与LAIIDCS进行了分析对比，最后对DCS国产化进行了展望。
目前由于DCS国产化才刚刚开始，红沿河核电在DCS国产化上还有很多道路要走，而且三菱还有很多核电DCS技术需要我们消化、学习，希望读到这篇论文的学者能跟作者进行广泛的交流。
参考文献：
广东核电培训中心，900MW压水堆核电站系统与设备[M]。
北京：原子能出版社，2006
胡平核电站数字化仪控系统简介[J].核电，2003（2）：35-41。