Что такое ГТЦ (главный тормозной цилиндр) в автомобиле: описание
Тормозная система современных автомобилей выполнена в виде двухконтурной системы, т.е. каждый контур отвечает за два колеса транспортного средства. Таким образом, в случае поломки тормозной системы или протечки жидкости выходит из строя только один контур, а, следовательно, два колеса принадлежащих этому контуру. В таком случае автомобиль всегда можно остановить за счет второго контура.Самым необходимым элементом тормозной системы, отвечающим за безопасность, является главный тормозной цилиндр автомобиля. Сокращенно ГТЦ.
Общее представление о цилиндре
ГТЦ тормозов представляет собой единый корпус, в котором размещаются два поршня. Такой способ изготовления отличается хорошей надежностью. Данный элемент тормозной системы отвечает за распределение равномерного давления в оба контура тормозной системы.
Работает ГТЦ в автомобиле следующим образом: при воздействии на тормозную педаль приводится в действие первый поршень. По мере нажатия увеличивается давление в цилиндре. За счет этого приводится в действие второй поршень, который сжимая тормозную жидкость, заставляет работать свой контур.
При исправной системе тормозов давление в обоих контурах всегда одинаковое. При малейшей утечки жидкости в одном из контуров, одинакового давления соответственно не будет. Появление утечки в системе создаст потерю давления между первым и вторым поршнем, что приведет к неправильной работе ГТЦ. Он просто будет работать как- будто у него один поршень. Соответственно эффективность тормозов будет в несколько раз уменьшена.
Выпускаемые автомобили делятся по типу привода в основном на задний или передний. Необходимо помнить, что на автомобилях с передним приводом двухконтурная система работает по диагонали.
Т.е. если взять один из контуров ГТЦ, то он будет отвечать за работу переднего левого колеса и заднего правого. На автомобилях с задним приводом несколько по другому. Один контур отвечает за передние колеса, другой за задние.
Устройство главного тормозного цилиндра
В основном, главный тормозной цилиндр в машине, располагается на наружной стенке вакуумного усилителя тормозов и крепится при помощи двух болтиков. Конструкция ГТЦ состоит из следующих элементов:
- бачек для жидкости;
- корпус с цилиндрическим основанием;
- возвратные пружины;
- основной шток;
- поршни и толкатели;
- эластичные воротники.
Судя по конструкции можно предположить, что бачек для жидкости располагается в верхней части ГТЦ и имеет перегородки, где хранится нужный объем жидкости для всей системы. За счет специальных перепускных клапанов происходит взаимодействие цилиндра с контурами системы.
Его сущность основана на восполнении объема рабочей жидкости при ее испарении или при износе тормозных колодок. На бачке расположены специальные метки максимума и минимума. Они облегчают визуальную проверку уровня тормозной жидкости.
Как правило, стенки бачка изготовлены из прозрачного материала. Низкий уровень жидкости можно выявить и на приборной панели. Бачек имеет датчик, показывающий ее количество, и в случае низкого уровня загорается лампочка, оповещающая водителя.
В составе и устройстве ГТЦ имеются расположенные друг за другом поршни. На них установлена конструкционная манжета и смазочное кольцо, изготовленное из войлока. Эластичность материала манжеты способствует возможному не протеканию рабочей жидкости.
Один из поршней приводится в действие штоком вакуумника, а второй за счет создаваемого давления от сжатия тормозной жидкости. Специальные пружины фиксируют поршни в цилиндре..
Детальный принцип работы ГТЦ
При нажатии на педаль тормозной системы, первый поршень приходит в движение за счет подталкивающего его штока. При его движении закрываются все перепускные проемы, вследствие чего давление первого контура увеличивается.
За счет увеличения давления приходит в движение второй поршень ГТЦ. За счет перепускных отверстий жидкость заполняет вакуум, который появился при движении. Устройства продолжают движение, пока пружина дает им возможность. Когда достигается максимальное давление, происходит срабатывание механизмов.
При остановке автомобиля оба поршня занимают свое первоначальное положение, за счет пружин возврата. При движении поршня сквозь отверстие давление атмосферы приравнивается к контурному давлению.
Если произошел неожиданный спуск педали, то разрежение в контурах не образуется, потому что все пространство занято поступившей жидкостью. Если вдруг произошла утечка в одном из контуров, второй продолжает свою работу и нехватка компенсируется.
Предположим, первый поршень непринужденно переместился по ГТЦ до соприкосновения со вторым. Второй поршень будет перемещаться, обеспечивая действие тормозов во втором контуре, соответственно произойдет изменение в работе тормозного цилиндра. А именно первый поршень приводит в движение следующий.
Не встретив сопротивления, он упирается в корпус, давление в первом контуре возрастает и влечет за собой остановку автомобиля. Тормоза срабатывают, как и надо, за счет эффективной работы цилиндра.
Показатели неработоспособности
Основными признаками неисправности являются:
- при нажатии педали тормоза, проявление рывков;
- педаль тормоза проваливается или клинет;
- тормоза не прокачиваются;
- следы тормозной жидкости на вакууме.
После выявление неисправности ГТЦ, как правило, производят ремонтные работы, которые лучше проводить при наличии смотровой ямы или эстакады. Можно конечно обойтись и без ямы и эстакады, но это значительно может усложнить проводимые работы, поскольку потребуется прокачка колес, а без ямы их нужно будет снимать.
Читайте: Суппорт тормозной системы автомобиля.
Большим плюсом использования ямы является осмотр всех элементов тормозной системы, в том числе и регулировка ручника.
Принцип работ по замене
Первостепенно необходимо слить тормозную жидкость в заранее подготовленную посуду. Далее откручиваем специальным ключом штуцера тормозных трубок прикрепленные к главному тормозному цилиндру. И аккуратнейшим образом незначительно отводим их в сторону.
Затем откручиваем гайки крепления ГТЦ от наружной стенки вакуумного усилителя тормозов. И соответственно происходим к снятию ремонтируемого элемента. Все последующие работы нужно выполнять на плоскости, верстаке или столе, где нет ничего лишнего.
Сталкиваясь с заменой первый раз, не имея опыта разборки, лучше раскладывать разобранные элементы в порядке их снятия. И так сливаем тормозуху, которая осталась в цилиндре, все тщательно протирается, и приступают к разборке механизма.
Исходя из выше сказанного материала становится понятно, что в корпусе главного цилиндра расположены два поршня, поскольку система двухконтурная. В нижней части поршней проделаны конструкционные прорези. Они ограничивают их ход в корпусе цилиндра. В эти прорези входят стопорные болты для фиксации поршней.
Изначально необходимо снять пыльник ГТЦ, после открутить фиксирующий первый поршень болтик. После чего поршень должен выйти под воздействием возвратной пружины. Если этого не произошло, то на него нужно надавить и утопить слегка его внутрь цилиндра. После этого он должен выйти. Повторную операцию проделываем и со вторым поршнем, отводим болт и вытаскиваем поршень. Раскладываем все детали по порядку снятия.
Далее производим смену уплотнительных манжет цилиндра тормоза. В ремкомплекте к ГТЦ обычно прилагается пластиковый конус, который сподручно использовать при замене уплотнительных манжет.
После этого заменяется двух воротничковая манжета, и все детали собираются в обратном порядке. Необходимо знать, что после разборки цилиндра тормоза нужно тщательным образом произвести осмотр зеркала цилиндра. Если имеются раковины на зеркале или просто напросто набит эллипс, который определяется по отсутствию блеска в какой либо части, то цилиндр подлежит замене.
Поскольку замена манжет не даст результата. Попросту их не хватит на долгое время или тормоза не будут прокачиваться. Если все в порядке то заливаем тормозную жидкость. Обязательно прокачиваем все контуры тормозной системы и осуществляем выезд для пробы работоспособности тормозов.
Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) в авто является составляющим элементом, от которого зависят жизнь и здоровье, поэтому чтобы избежать отказа тормозов в пути необходимо неукоснительно ликвидировать неисправности связанные с ним.
Поделитесь информацией с друзьями:
ГТЦ — это… Что такое ГТЦ?
ГТЦ — – главный тормозной цилиндр. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
Горно-туристический центр ОАО «Газпром» — Вид на ГТЦ «Газпром» и хребет Псехако с пика Чёрная пирамида, хребет Аибга Горно туристический центр ОАО «Газпром» современный горнолыжный комплекс в долине рек Ачип … Википедия
Олимпийские объекты ОАО «Газпром» — В рамках подготовки к Зимней Олимпиаде 2014 года в городе Сочи ОАО «Газпром» реализует программу «Газпром 2014», которая предусматривает строительство и эксплуатацию спортивных, инфраструктурных и энергетических объектов в Сочи [1]. Содержание 1… … Википедия
Чёрная пирамида — Вид на пи … Википедия
Псехако (хребет) — Хребет Псехако … Википедия
УЛЬТРАКОРОТКИЕ ВОЛНЫ
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ — постоянные, входящие в ур ния, описывающие фундам. законы природы и свойства материи. Ф. ф. к. определяют точность, полноту и единство наших представлений об окружающем мире, возникая в теоретич. моделях наблюдаемых явлений в виде универсальных… … Физическая энциклопедия
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД — двухэлектродный полупроводниковый прибор (на основе кремния, арсенида галлия, германия и др. ), действие к рого обусловлено св вами р п перехода (наиболее обширный класс П. д.), контакта металл полупроводник либо объёмными эффектами в однородном… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ГАННА ЭФФЕКТ — генерация высокочастотных колебаний электрич. тока в полупроводнике с N образной вольт амперной характеристикой (рис.). Г. э. связан с периодич. появлением в кристалле и перемещением по нему области сильного электрич. поля, к рая наз. доменом… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Углеродное волокно — материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 3 до 15 микрон, образованных преимущественно атомами углерода. Атомы углерода объединены в микроскопические кристаллы, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание кристаллов придает… … Википедия
Эффективность торможения
Потеря эффективности торможения — опасная вещь. Водители могут ощутить снижение эффективности торможения по разными причинам: перегрев, постепенное или резкое ухудшение первоначальных свойств тормозов. Такие явления, как «паровая пробка» или «вязкий ход педали тормоза» — это серьезные проблемы, влияющие на эффективность торможения, которые требуют устранения. Давайте поочередно рассмотрим каждое из этих явлений и советы экспертов Champion.
A) Снижение эффективности торможения из-за «паровой пробки»
Опасное явление «паровая пробка» возникает вследствие испарения тормозной жидкости. При торможении генерируется большое количество тепла, поэтому тормозная жидкость имеет высокую точку кипения. Однако тормозная жидкость гигроскопична — это значит, что она поглощает влагу из окружающей среды. В любой гидравлической тормозной системе тормозная жидкость постепенно поглощает влагу и ее точка кипения снижается.
Когда количество поглощенной влаги достигает определенного уровня, то после продолжительного интенсивного торможения (особенно с тяжелым грузом или в жаркую погоду), тормозная жидкость может начать закипать и создавать пузырьки газа. Поскольку газ гораздо больше поддается сжатию, чем жидкость, водитель вообще не чувствует давления на педали тормоза, при этом происходит полная потеря тормозной способности, известная как «паровая пробка».
Как сохранить эффективность торможения и не допустить «паровой пробки»
Начните с выбора правильной тормозной жидкости.
Тормозная жидкость является важнейшим компонентом тормозной системы. Поэтому выбор высокопроизводительной тормозной жидкости имеет решающее значение. Часто производители автомобилей рекомендуют конкретный тип тормозной жидкости для определенного автомобиля.
Хорошая тормозная жидкость должна:
- быть несжимаемой, чтобы обеспечить жесткость педали при торможении;
- иметь высокую точку кипения;
- сохранять эксплуатационные качества при поглощении влаги;
- иметь вязкость, сохраняющуюся в строго заданных пределах;
- иметь необходимую смазывающую способность;
- предотвращать коррозию;
- иметь контролируемое расширяющее воздействие на резиновые детали во избежание их дальнейшей усадки.
Проверка тормозной жидкости
Принципиально важно регулярно проверять состояние тормозной жидкости. Единственный реальный способ узнать состояние тормозной жидкости — это проверить ее. Иногда такую проверку выполняют с помощью тестера карандашного типа, который оценивает содержание влаги электронным способом.
Мы не рекомендуем выполнять проверку таким способом. Поглощенная тормозной жидкостью влага повышает электропроводность. Данный тип тестеров определяет электропроводность жидкости и на основании этих данных делает вывод о ее пригодности / ПРЕДПОЛАГАЕМОЙ температуре кипения. Существуют более прогрессивные методы проверки. Например, прибором FFT100A, который кипятит несколько капель жидкости и фиксирует РЕАЛЬНУЮ температуру ее кипения.
Замена тормозной жидкости
Если точка кипения слишком низкая, то пришло время заменить тормозную жидкость. Ниже приведено несколько советов по прокачке системы и замене тормозной жидкости.
DOT 4 Синтетическая | ESP DOT 4 Синтетическая | DOT 5. 1 Синтетическая | LHM Минеральная | |
«Сухая» точка кипения | 230° C | 260° C | 260° C | 240° C |
«Влажная» точка кипения | 155° C | 180° C | 165° C | Не применимо |
Важная проверка давления:
Перед прокачкой тормозной системы проверьте главный тормозной цилиндр на утечки, подсоединив манометр к тормозной трубке ближайшего суппорта. После этого создайте в системе давление 50 бар и выдержите ее под давлением в течение 45 секунд. За это время потеря давления должна составить не более 4 бар. Более высокое падение давления указывает на наличие утечки в главном тормозном цилиндре, что требует дальнейшей проверки. Также можно выполнить вторую проверку при более низком давлении 10 бар.
Как прокачивать тормозную жидкость в автомобилях с передними и задними дисковыми тормозами
Всегда прокачивайте тормозную систему в установленном порядке, начиная с тормозного суппорта, наиболее отдаленного от главного тормозного цилиндра (либо левого заднего, либо правого заднего в зависимости от расположения руля — справа или слева).
- Закрыв все спускные штуцера, прикрепите спускную трубку к первому суппорту и приоткройте штуцер.
- Медленно и равномерно нажимайте на педаль тормоза до конца ее хода до тех пор, пока тормозная жидкость в спускной трубке не станет чистой, без примеси пузырьков воздуха.
- При полностью нажатой педали затяните штуцер и снимите спускную трубку.
- Перейдите к противоположному заднему суппорту и повторите процедуру.
- По завершении прокачки задних суппортов убедитесь в том, что передние суппорты также работают правильно и в них нет пузырьков воздуха. Выполните прокачку передних суппортов, также начав ее с самого дальнего от главного тормозного цилиндра и завершив прокачку на самом ближнем суппорте.
- И наконец, убедитесь, что педаль тормоза создает достаточное давление при нажатии.
Как прокачивать тормозную жидкость в автомобилях с барабанным тормозным механизмом
Всегда прокачивайте тормозную систему в установленном порядке, начиная с колесного тормозного цилиндра, наиболее удаленного от главного тормозного цилиндра (либо левого заднего, либо правого заднего в зависимости от расположения руля — справа или слева).
Перед началом прокачки крайне важно выполнить необходимую ручную регулировку (если предусмотрена) барабанных тормозных колодок, чтобы установить их правильный зазор с тормозным барабаном в соответствии со спецификациями производителя.
- Закрыв все спускные штуцеры, прикрепите спускную трубку к спускному штуцеру колесного цилиндра, наиболее отдаленного от главного тормозного цилиндра, и приоткройте штуцер.
- Медленно и равномерно нажимайте на педаль тормоза до конца ее хода до тех пор, пока тормозная жидкость в спускной трубке не станет чистой, без примеси пузырьков воздуха.
- При полностью нажатой педали затяните штуцер и снимите спускную трубку.
- Перейдите к противоположному заднему колесному цилиндру и повторите процедуру.
- Завершив прокачку задних колесных цилиндров, убедитесь, что передние суппорты также работают правильно и не содержат пузырьков воздуха, выполнив их прокачку (процедуру также необходимо начать с суппорта, наиболее отдаленного от главного тормозного цилиндра, и закончить ближайшим к главному тормозному цилиндру суппортом).
- И наконец, убедитесь, что педаль тормоза создает достаточное давление при нажатии.
Газпром (Лаура) обзор горнолыжного комплекса от РайдерХелп
Газпром Лаура — наверное, лучший вариант для трассового катания, семейного отдыха и тех людей, кто делает на лыжах первые шаги и падения. Газпром — это весь курорт, а «Лаура» и «Альпика» — две его части.
В состав ГТЦ «Газпром», кроме зоны катания с подъемниками, входят два дорогих отеля: «Гранд Отель Поляна» и «Поляна 1389»
Как добраться?
На Лауру ведет две канатки. Одна старая от Гранд Отеля Поляна и вторая новая — от Альпики. Можно доехать на Ласточке до конечной станции Роза Хутор, а оттуда 5 минут до канатки. Либо же доехать на автобусе прямо до Газпрома, но уточняйте у водителей, потому что не все автобусы туда заходят.
А можно доехать и на своем авто. Но парковки все платные.
В холле нижней очереди комплекса есть прокат, помещения для переодевания, спортивные магазины типа Боско, Bogner и т.
В холле установлено большое информационное табло, где есть интерактивная карта трасс и данные по работе всех спусков и подъемников. Эта же карта есть в режиме онлайн на сайте Газпрома онлайн
Трассы и подъемники Газпрома Лаура
Верхняя площадка горнолыжного центра — плато Псехако — расположена на высоте 1435 м. А уже с самого плато как раз и начинаются все трассы. Плато продолжается вверх до Пихтовой Поляны на высоте 1660 м.
Трассы Газпрома находятся на северо-западных склонах плато Псехако. Для того, чтобы попасть в зону катания, нужно сначала подняться на плато на одном из трех гондольных подъемников, а там уже для обслуживания трасс работают креселки и учебные бугели.
Скачать 3Мб
Основные подъемники — гондольные. Два параллельных на 8 человек от нижней станции Газпрома (А и А1). Время подъема на верхнюю станцию около 15 минут.
А от ж/д вокзала Роза Хутор на Газпром вас доставит новая кататная дорога А3, в каждую гондолу которой помещается до 30 человек. Оттуда открываются шикарнейшие виды. Поэтому можно устроить себе дополнительно экскурсию, поднявшись, к примеру, на А3, а спустившись на А1.
Если вы выбрали для подъема большую канатку А3, то она доставит вас на Пихтовую Поляну на высоте 1660 м над уровнем моря. Это самая высокая точка ГТЦ Газпром, откуда вы уже можете спускаться к трассам.
А уже на плато вас ждут 4х и 6-местные кресельные подъемники, а также несколько бугелей на учебных трассах. Скорость у них не высокая, как и умение ими пользоваться у многих катальщиков, поэтому в праздники и выходные могут быть очереди.
На Газпроме 15 трасс разных уровней сложности, из них 5 освещены для вечернего катания. Общая протяженность трасс — около 20 км. Красные и черные трассы F и G работают они только при большом количестве снега. Но если работают, то это лучшее в Красной Поляне трассовое катание. А остальные 13 трасс прекрасно подходят для обучения, ленивого катания и фотографирования до и после бара.
Также на Газпроме есть вечернее катание, которое гости курорта любят за красивые виды и романтическую атмосферу. Мы, кстати, тоже, иногда любим приехать вечером на Газпром, лениво покатать по трассам, попить глинтвейна и просто хорошо провести время. Не забывайте, что вечером в горах холоднее, поэтому одевайтесь теплее.
Еда и отдых
Кафе и рестораны на Газпроме разнообразные, но общий уровень цен наверху — высокий. На плато есть приличные рестораны, но довольно дорогие. Если вы хотите сэкономить, то лучше брать с собой термос и перекус.
После катания вам представляется уникальная возможность потратить много денег. В холле нижней очереди располагаются бутики элитных спортивных брендов Bogner, Escada sport, Goldwin и др.
А это ТРЦ Галактика рядом с нижней станцией канатки. Здесь есть небольшой аквапарк с детскими горками, открытый бассейн с видом на горы, ледовый каток, ночной клуб, кинотеатр, боулинг, бильярд и магазины. А еще есть интересный начно-познавательный детский клуб на космическую тематику с различными аттракционами. И даже луноход на пульте управления. Вот их сайт
Если подводить итог, то на Газпром хорошо ехать учиться, пить глинтвейн, ставить на лыжи подругу, тратить деньги на модную горнопляжную одежду. А если работают черные и красные трассы, то и неплохо покарвить, пугая заехавших туда по ошибке новичков.
Текст: Евгений Маталыга
Фото: Арина Мелехова, Андрей Баталов, ГТЦ Газпром, Марина Коробкова
Присоединяйтесь к RiderHelp в соцсетях
Контактик: http://vk.com/riderhelp_kp
Фэйсбук: https://www.facebook.com/riderhelp
Твиттер: https://twitter.com/riderhelp
Инстаграм: http://instagram.com/riderhelp_kp
Ремонт главного тормозного цилиндра
Провалилась педаль тормоза . Это точно главный тормозной цилиндр?
Что значит цилиндр перепускает?
Почему сломался главный тормозной цилиндр ?
Можно ли отремонтировать ГТЦ
Нужно ли прокачивать тормозную систему после ремонта главного цилиндра?
ПРОВАЛИЛАСЬ ПЕДАЛЬ ТОРМОЗА . ЭТО ТОЧНО ГЛАВНЫЙ ТОРМОЗНОЙ ЦИЛИНДР?
Чтобы дать ответ на этот вопрос следует провести диагностику тормозной системы , но сделать предварительную оценку можно по уточняющим симптомам:
- Отклик тормозной системы на нажатие педали заметно снизился.
- Требуется со всей силы давить на педаль, чтобы авто остановилось.
- Провал педали – тормоза срабатывают в самом конце, когда педаль практически прижата к полу.
Эти признаки нередко сопровождают и другие неисправности тормозной системы . Чтобы сузить список возможных неисправностей, рекомендуем обратить внимание на поведение автомобиля при торможении:
- Машина уходит с траектории даже при плавном торможении на ровной дороге – признак неполадки в тормозном контуре или в узле одного колеса.
- Посторонние звуки – скрипы, писк – больше присущи изношенным тормозным колодкам и дискам.
- Сильный нагрев дисков и колодок – проблема с суппортом.
Если вы не обнаружили никаких признаков из второго блока, зато отметили хотя бы один из первого – можно утверждать, что главному тормозному цилиндру (ГТЦ) требуется как минимум осмотр специалиста.
ЧТО ЗНАЧИТ ЦИЛИНДР ПЕРЕПУСКАЕТ ?
Сам термин означает, что тормозная жидкость перетекает внутри главного тормозного цилиндра , не создавая требуемого давления в системе. При этом уровень тормозной жидкости не снижается, как при внешних утечках, а педаль тормоза заметно проваливается. Чтобы исключить схожую по симптоматике неисправность вакуумного усилителя тормоза, следует заглушить авто и несколько раз нажать на тормозную педаль: если удалось нажать не более 3 – 4 раз – вакуумный усилитель в порядке.
Перепускание происходит по причине износа манжет. Принцип такой неправильной работы можно сравнить с попытками накачать колесо неисправным насосом, из которого травит воздух – чем активнее вы будете качать поршень, тем больше воздуха потеряется в процессе и не попадёт в камеру колеса.
ПОЧЕМУ СЛОМАЛСЯ ГЛАВНЫЙ ТОРМОЗНОЙ ЦИЛИНДР ?
Существуют три распространённые причины поломки ГТЦ:
- В тормозную систему залили некачественную тормозную жидкость, которая разрушила резиновые уплотнители, привела к протечкам из ГТЦ.
- Тормозную жидкость долго не меняли, и процент влаги превысил все допустимые нормы. Металлические элементы начали окисляться, стопориться, частицами ржавчины засорять клапана.
- Кустарный ремонт, несоответствующие цилиндру или такие же некачественные детали ремкомплекта.
Во всех трёх случаях можно избежать неприятности: своевременно проводить диагностику тормозной системы и замену жидкости в ней; покупать запчасти только в проверенных автомагазинах; проводить ремонт у специалистов.
МОЖНО ЛИ ОТРЕМОНТИРОВАТЬ ГТЦ ?
Главный цилиндр тормозов ремонтопригоден. Для этого выпускаются два типа ремкомплектов ГТЦ – полный и неполный. В полном комплекте есть:
- защитный колпачок для самого ГТЦ;
- колпачок для штуцера;
- уплотнители для поршня и поршневой головки;
- уплотнительные манжеты;
- поршни и возвратные пружины к ним;
- держатель пружины и винт.
В неполном комплекте предусмотрены только манжеты и уплотнители.
Замена главного тормозного цилиндра в сборе проводится в том случае, если на внутренней части корпуса появились сколы, царапины или раковины, а также повреждения в следствии механических воздействий.
НУЖНО ЛИ ПРОКАЧИВАТЬ ТОРМОЗНУЮ СИСТЕМУ ПОСЛЕ РЕМОНТА ГЛАВНОГО ТОРМОЗНОГО ЦИЛИНДРА?
Прокачка тормозов – обязательная процедура при любом вскрытии контуров. Чтобы отремонтировать ГТЦ, его требуется извлечь из системы, а значит, туда обязательно попадёт воздух. Произвести прокачку тормозной системы можно и самостоятельно, но здесь не обойтись без помощника, а также потребуется строгое соблюдение очерёдности действий и подходов.
В автосервисе такую процедуру проводят с помощью вакуумной установки в разы быстрее и эффективнее.
youtube.com/embed/kH95GKdOIo0″/>
Лето на олимпийских высотах
21 августа 2014
Чем заняться на курортах Красной поляны летом? Чтобы ответ на этот вопрос был известен как можно большему количеству гостей города Сочи, сотрудники Горно-туристического центра (ГТЦ) ОАО «Газпром» пригласили журналистов на экскурсию по объектам курорта. Уже в процессе мероприятия к представителям СМИ, редакторам туристических интернет-ресурсов, блогерам, присоединились и некоторые отдыхающие. Как прошел день глубокого погружения в активный отдых — в нашем очередном «олимпийском» фоторепортаже.
Как театр начинается с вешалки, горно-туристический центр ОАО «Газпром» начинается с пятизвёздного «Гранд Отеля Поляна».
За 10 лет работы этого комплекса, территория вокруг сильно изменилась: появились новые канатные дороги, парковки, построены новые объекты для досуга и бизнеса.
На нижней станции канатных дорог, откуда и стартовала наша прогулка, начал работать информационный центр. Здесь можно увидеть в миниатюре весь Горно-туристический центр. И хотя размер макета — более 8 квадратных метров, он выполнен в масштабе 1:2000, все объекты центра с трудом на нем уместились.
К моменту открытия касс на нижней станции уже собираются любители горного туризма — часть их пути будет проходить через ГТЦ ОАО «Газпром», её «походники» преодолеют на канатных дорогах «Газпрома».
Мы также воспользовались «канаткой» и оказались на высоте около 1500 метров над уровнем моря. Здесь уже есть первые посетители. Заходим в «Приют № 1» — зимой здесь работает прокат горнолыжного инвентаря, а летом — предлагают множество других «транспртных средств» для любителей отдыха в горах.
Галина Вачагаева (слева) — заместитель начальника отдела сервисного обслуживания по работе с инструкторами рассказывает о том, что есть в ассортименте летнего проката, и сразу объясняет правила техники безопасности.
Конечно, в прокате есть горные велосипеды: для разного возраста, подобранные для различной сложности трасс. Но есть и менее известные средства для катания…
Например, маунтинборды. Эти «доски» для катания стоя снабжены приспособлением для торможения и крупными колёсами. Для катания на них нужна определённая подготовка.
А это летние санки для катания с горки с ручным рулевым управлением.
Самокаты обычные…
…и специальные. Это горный тяжелый самокат, который может развить серьёзную скорость при резких уклонах. Он предназначен только для взрослых.
Пора протестировать «горный транспорт».
Кататься разрешено только в защитном шлеме.
Маунтинборд рекомендуется использовать тем, у кого есть опыт катания на сноуборде или скейтборде.
С летними санками — немного проще,…
…хотя прокатиться на них тоже решится не каждый — трасса средней сложности имеет вполне ощутимый уклон.
Девушки были очень довольны, а мужчинам хотелось более экстремального катания.
Они предпочли массивные горные самокаты.
Журналисты не забывают фиксировать происходящее. Кто-то — процесс катания коллег, а кто-то снимает туристов.
Для гостей ГТЦ ОАО «Газпром» на нескольких смотровых площадках установлены биноскопы — устройства, которые дают возможность в большом приближении рассмотреть горы Кавказского хребта, водопады и горные прогулочные тропы.
Некоторые туристы отправились на обзорное катание — с открытых канатных дорог получаются отличные фотоснимки.
А юная гостья туристического комплекса Анна выбрала горный велосипед. Как мы еще убедимся — девушка она очень смелая.
Знакомая уже нам Галина Вачагаева показывает расположение различных трасс курорта — велосипедных, роллерных, трасс для пеших прогулок, спортивных.
Помимо трасс разной сложности для катания туристов здесь оборудованы и трассы для спортсменов-профессионалов — биатлонистов и лыжников. Мы застали тренировку команд!
Летом для тренировок используются лыжероллеры, на них спортсмены развивают высокие скорости: мимо наблюдающих за ними туристов проносятся за считанные секунды.
Однако любители спорта находят возможность пообщаться со спортсменами.
Дожидаются перерыва в тренировке, берут автографы и фотографируются на память. Чуть позже у нас также будет возможность пообщаться с тренерами и членами российских команд по биатлону.
Несмотря на то, что почти весь курорт можно осмотреть с канатных дорог, многие всё же предпочитают гулять здесь пешком.
И этот выбор будет вознагражден.
Ведь у лыжно-биатлонного комплекса, где совсем недавно проходили олимпийские соревнования,…
…на фоне красивейших пейзажей расположился первый высокогорный картинг. Он оборудован на высоте почти 1500 метров над уровнем моря.
Наших гостей ждал сюрприз — организаторы предложили им поучаствовать в командных соревнованиях по картингу. Для этого все желающие поделились на группы и выбрали названия для команд. Например, были такие: «Бабочки», «Команда № 6», «Стрелки», «Чайники».
А это — команда «Бородачи» в полном составе.
Инструктаж перед стартом,…
…и заезды начались!
А вот и самая юная участница заездов! Аня рискнула вступить в борьбу с более взрослыми участниками.
Обязательный инструктаж, защитный шлем… и по итогам соревнований Аня принесла своей команде один балл из одного возможного.
Борьба завязалась не шуточная.
Болельщики поддерживали «своих» как могли!
Представители СМИ выступали сразу в нескольких ролях — и участвовали, и работали. На фото: слева — Татьяна Полинюк, собственный корреспондент ИТАР-ТАСС, справа — коллеги из телекомпании «Макс Медиа групп», корреспондент Галина Микульчик и оператор Олег Филаткин.
Наперекор выбранному названию, первое место заняла «Команда №6», но небольшие сувениры получили все участники.
Все, кто не участвовал в заездах, наслаждались горными панорамами — возле лыжно-биатлонного комплекса открывается прекрасный вид. А припасенные на случай дождя зонтики помогли справиться с ярким солнцем.
Переходим к стрельбищу биатлонного стадиона. Вообще, стрельбище на профессиональном языке называется «биатлонный тир», он оборудован мишенной установкой и автоматической системой подсчета очков. Нам рассказали об особенностях «работы» спортсменов при стрельбе, и даже дали в руки винтовки, но…
…стрелять не разрешили из-за отсутствия у нас разрешений. Но почувствовать себя немного биатлонистом — всё же получилось. Вскоре к стрельбищу подошли настоящие биатлонисты: Ильгиз Нургаянович Самигуллин — старший тренер женской юниорской сборной России по биатлону и его воспитанницы.
Они рассказали, что этот комплекс считают одним из лучших в мире, тренироваться и жить здесь им очень нравится. Девушкам есть с чем сравнить — Мария Иванова и Тамара Воронина — призеры чемпионата мира среди юниоров в американском Преск-Айле и других соревнований.
Чтобы немного сэкономить время — дальше отправляемся на автобусах.
Новый гостиничный комплекс — «Поляна 1389», а еще недавно — горная олимпийская деревня, где жили все самые сильные спортсмены мирового биатлона и лыжных гонок. Название комплекса, как вы уже догадались, соответствует высоте над уровнем моря.
Конечно, посмотрели номера нового отеля…
…и вышли на террасу, с которой можно оценить не только прекрасный горный пейзаж,…
…но и отчасти — масштаб этого комплекса. Его вместимость — порядка 1000 человек. Горнолыжные трассы находятся от него в нескольких метрах, что, скорее всего, очень понравится любителям горных лыж и сноуборда.
Кстати, в ГТЦ ОАО «Газпром» есть множество возможностей перекусить, в том числе, и шашлыками.
Еще одна остановка — на этот раз на площадке «Пихтовая поляна», близ посадочной станции 3S-канатной дороги. Архитектурное решение здания станции — сочетание футуристического дизайна и образов горных массивов, это одно из самых примечательных строений на Красной поляне.
Здесь мы погружаемся в рассказ Евгения Никишина — инструктора по горному туризму с более чем 20-летним стажем работы. Он прекрасно знает историю Красной поляны, и умеет захватывающе рассказать о ней.
Замечаем, недалеко от лошадей и железного «коня», незаменимого на горных дорогах. К услугам отдыхающих — прогулки верхом или на автомобиле по специальных маршрутам.
Знакомимся с инструкторами по конным прогулкам, и они сразу предлагают всем попробовать сесть в седло, уверяя, что это «совсем не страшно».
Почти никто от такого удовольствия не отказался. Но… нам пора спешить вниз.
Спустившись по 3S-канатной дороге мы оказались на нижней станции канатных дорог еще одного нашего курорта — «Альпика». Рядом расположен общественно-культурный центр (ОКЦ) «Галактика». Туда и лежит наш путь.
Пройти к ОКЦ «Галактика» от «Альпики» или станции скоростной электрички «Красная поляна» можно пешком — по пешеходному мосту над рекой Мзымта.
ОКЦ «Галактика» — один из самых интересных объектов Красной поляны.
Он построен как для семейного отдыха — здесь есть аквапарк, ледовая арена, информационно-развлекательный центр и клуб для детей, кафе, кинотеатры, так и для деловых мероприятий — здесь раположен современный мультиформный конференц-зал на 1000 человек.
Мы вместе с нашими экскурсантами отправляемся немного отдохнуть и поужинать: уже вечер. Наша прогулка заняла почти целый день, но этот рассказ включает далеко не всё, чем можно наполнить отдых на ГТЦ ОАО «Газпром». Мы обязательно расскажем о нашем курорте еще!
Елена Плюснина (ООО «Газпром социнвест»), редакция сайта ОАО «Газпром»
P. S. Благодарим за помощь в подготовке пресс-тура и репортажа Управление рекламы ООО «Свод Интернешнл» и Управление по внешним связям ООО «Газпром социнвест».
Фотографии большого размера вы можете найти в фотоальбоме.
Главный тормозной цилиндр
На легковых автомобилях наибольшее распространение получила тормозная система у которой используется гидравлический привод. Вся работа этого типа привода основана на таком физическом свойстве жидкости, как несжимаемость, что позволяет использовать ее в качестве вещества, которое передает усилие.
Гидравлический привод тормозной системы состоит из главного тормозного цилиндра (ГТЦ), соединенного с тормозной педалью, и рабочих цилиндров (суппортов), установленных на ступицах колес. Движение жидкости между составляющими привода осуществляется по жидкостным магистралям, соединяющим все цилиндры.
ГТЦ – основной составной элемент привода. Благодаря этому узлу создается давление рабочей жидкости, что приводит к срабатыванию рабочих цилиндров. И делает это он за счет преобразования усилия, приложенного к педали тормоза, в давление жидкости.
Сейчас все авто оснащаются двухконтурными тормозными системами, что обеспечивает сохранение работоспособности тормозов при повреждении одной из магистралей, соединяющих цилиндры привода. Разделение на контуры и обеспечивается ГТЦ.
ГТЦ с бачком
Узел имеет двухсекционную конструкцию, причем секции – герметичны и не соединены между собой. Каждая секция подает жидкость на два рабочих цилиндра. В случае повреждения магистрали одна из секций теряет работоспособность, поскольку герметичность ее нарушена. Но поскольку секции между собой не связаны, то вторая продолжает функционировать, поэтому автомобиль сохраняет возможность тормозить, хотя и с меньшей эффективностью, чем при полностью исправном приводе.
Несмотря на наличие двух секций, устройство главного тормозного цилиндра очень простое, что делает узел очень надежным и редко выходящим из строя.
Конструкция узла
Основными составными элементами ГТЦ являются:
- Корпус;
- Два рабочих поршня;
- Возвратные пружины;
- Уплотнительные манжеты, стопорные кольца.
Корпус – толстостенная деталь с отверстиями для подсоединения магистралей и резервуара (бачка), с содержащейся в ней рабочей жидкостью, и с проделанными специальными каналами. Все остальные составные элементы помещены внутрь корпуса.
Устройство ГТЦ
Бачок может размещаться прямо на корпусе или же быть выносным. Во втором варианте резервуар с ГТЦ соединяется трубопроводами. Чтобы при пробое одной из магистралей жидкость полностью не ушла через негерметичную секцию, бачок внутри имеет перегородку. Поэтому даже при пробое и вытекании жидкости из одного контура, количества ее в бачке будет достаточно для работы второго контура.
Разделение ГТЦ на секции выполнено поршнями, установленных один за другим. И хоть жесткой связи между ними нет, но в процессе работы они воздействуют друг на друга.
Каждый поршень оснащен своей возвратной пружиной, которая устанавливает их в исходное положение при прекращении нажатия на педаль. Первая пружина размещена между поршнями (ее упором выступает второй поршень), для второй упором является корпус.
Жидкость из резервуара в цилиндр подается по специальным каналам, причем для каждой секции предусмотрено по два таких канала, один из них – компенсационный, второй — перепускной.
Компенсационный канал обеспечивает подачу жидкости в пространство перед поршнями. Перепускные же каналы нужны для предотвращения образования пустот и разряжения за поршнями при их перемещении.
Герметичность секций и самого корпуса обеспечивается уплотнительными манжетами, установленными на поршнях, а также в корпусе. Для защиты от пыли со стороны входа штока усилителя установлен пыльник. Для предотвращения выхода поршней из цилиндра с этой же стороны установлено стопорное кольцо.
Принцип функционирования
Принцип работы главного тормозного цилиндра – очень прост. В начальном положении поршни благодаря пружинам находятся в крайнем положении. Компенсационные каналы открыты, а перепускные — закрыты, секции ГТЦ соединены с резервуаром, поэтому в системе привода поддерживается атмосферное давление.
Если возникает надобность замедлить движение на авто, водитель нажимает на педаль тормоза и смещает шток. Усилие водителя повышается за счет вакуумного усилителя. Шток, выходящий из усилителя, начинает давить на первый поршень. Тот, преодолевая усилие пружины, начинает смещаться и первым делом закрывает компенсационный канал, отсоединяя секцию от бачка. В результате пространство перед поршнем оказывается герметичным, поэтому движение поршня сопровождается повышением давления жидкости перед ним.
Одна часть жидкости начинает выходить в магистрали, ведущие к рабочим цилиндрам контура, вторая же – давить на другой поршень и в этой секции повторяется все то же самое, что и в первой – при движении закрывается компенсационный канал, давление начинает нарастать, и уже под давлением жидкость по магистралям поступает к рабочим цилиндрам.
Смещаясь поршни также открывают перепускные каналы, и жидкость попадает в пространство за поршнями, предотвращая образование пустот. Также жидкость, попавшая за поршни, обеспечивает плавный возврат их после прекращения воздействия на педаль тормоза, поскольку при обратном движении поршней она создает противодействие усилию пружин.
ГТЦ сохраняет работоспособность одной секции при разгерметизации второй. Если повреждены магистрали контура первого цилиндра при нажатии на педаль в первой секции не создается давление, поэтому поршень полностью сжимает пружину, а поскольку ее упором выступает второй поршень, то после полного сжатия упругого элемента усилие начинает передаваться на него, заставляя его смещаться – давление во втором контуре возрастает и два рабочих цилиндра тормозной системы срабатывают.
Если не герметична вторая секция, то создаваемое в первой секции давление приведет к смещению второго поршня до упора, что в дальнейшем обеспечит нарастание давления в контуре.
Основные проблемы с узлом
Простота конструкции обеспечивает высокую надежность ГТЦ, но и в нем есть «слабые места». Самая распространенная проблема в этом узле – износ резинотехнических элементов. Уплотнительные манжеты от постоянного воздействия жидкости со временем теряют эластичность, растрескиваются. Из-за этого герметичность секций уже не соблюдается, поэтому в случае пробоя магистрали автомобиль лишается тормозов полностью. Если же повреждена манжета корпуса, то жидкость начинает выходить наружу.
Течь тормозной жидкости с ГТЦ
Тормозная жидкость очень гигроскопична, что также может оказать негативное воздействия. Из-за контакта с водой, накопившейся в жидкости, металлические поверхностей внутри корпуса могут покрыться коррозией, что становиться причиной подклинивания поршней при работе ГТЦ.
Но ГТЦ хорошо поддается ремонту и большинство проблем с ним удается устранить путем восстановления узла с помощью ремкомплектов.
Deutsche Gesellschaft für Technische ZusammenarbeitНемецкое агентство технического сотрудничества | |
Тип | Государственное агентство, предоставляющее техническую помощь с ограниченным капитальным финансированием в основных регионах мира. |
Краткий обзор | Государственная компания GTZ работает в области технического сотрудничества . Около 1600 немецких полевых сотрудников работают с 8 590 местными сотрудниками, работающими по контракту, а еще 800 «интегрированных экспертов» размещены у работодателей в странах-партнерах. В настоящее время 2800 проектов в 142 странах получают административную и профессиональную помощь от головного офиса GTZ в Эшборне и более 60 офисов GTZ в странах-партнерах.Эксперты несут ответственность за сотрудничество с отдельными странами, чтобы гарантировать, что технические решения и методы управления, используемые в проектах, соответствуют социокультурным и экономическим условиям стран-партнеров. Консалтинговые фирмы, специализированные учреждения и университеты также используются в качестве партнеров для проектов, где требуется опыт по специализированным вопросам. |
сайт: http://www. gtz.de/ адрес: Deutsche Gesellschaft fur Technische Zusammenarbeit — GTZ Dag-Hammarskjöld-Weg 1 — 5 Постфах 51 80 65728 Эшборн 1 Германия телефон: (+49) 6196 79 0 факс: (+49) 6196 79 11 15 | |
Главный офис GTZ, Эшборн. | |
Заявленные голы | Повышать возможности людей и передавать знания и навыки более чем на четыре континента. |
Районы работы | Африка, Азия и Латинская Америка |
Направления работы | GTZ работает в 30 направлениях развития, некоторые из которых перечислены ниже: |
Методы | 1. Техническое сотрудничество : 2. Услуги для международных финансовых организаций : |
Примеры модернизации проекта | Первыми проектами GTZ были комплексные интегрированные проекты в Доминиканской Республике, Эль-Калише; Замбия, «Калингалинга»; Бразилия в Белу-Оризонти; и Египет, «Насрия» в Ассуане. В Кении проект GTZ в Вои стал образцом с его инновационным общинным земельным доверием, которое связывает традиционные формы владения и современные требования. Все проекты предполагают активное участие, начиная от совместного принятия решений и заканчивая непосредственными трудозатратами. GTZ также проводит инновационную модернизацию исторических городов. Знаковый проект был реализован в Бхактапуре, Непал, и теперь его принципы копируются в соседнем городе Петан. Текущие проекты включают общегородскую инициативу «Habitat Spontanee / Pikine» в Даккаре, Сенегал, и крупномасштабные проекты в Бразилии: Порту-Алегри, Форталеза, Ресифи, Белу-Оризонти. |
Процесс отбора проектов | Проекты передаются в Федеральное правительство Германии правительствами стран-партнеров по официальным каналам.Если цели и направленность предложений соответствуют политике развития Германии, федеральное правительство передает предложения по техническому сотрудничеству в GTZ. Цели и направления сотрудничества решаются в ходе диалога с правительствами стран-партнеров, который обычно проходит один раз в год. Федеральное министерство экономического сотрудничества и развития Германии (BMZ) отвечает за политику развития и обычно поручает GTZ разрабатывать вклад Германии и предоставлять необходимые услуги. |
GTZ активно участвует в практических полевых работах. | |
Что означает GTZ? Бесплатный словарь
Uniroyal Tyres представила два новых продукта: Tiger Paw GTZ All-Season 2 и вездеход Laredo AWT 3. В соответствии с соглашением, подписанным министром планирования и международного сотрудничества Абдул-Каримом аль-Архаби и министром технического образования. и профессиональное обучение Ибрагим Хаджри и госпожа GTZ.Фонд Морарки также мотивировал GTZ участвовать в BIO-FACH в Мумбаи. Мероприятие было организовано при финансовой поддержке женской федерации и Германского агентства технического сотрудничества (GTZ), сказала она, добавив, что изделия ручной работы были изготовлены членами федерации. .Бог благословит Хабиба Салима. Любой, кто имел дело с GTZ, Немецким правительственным агентством по техническому сотрудничеству, в течение последнего десятилетия или около того, должен помнить, что один из выдающихся должностных лиц этого очень уважаемого двустороннего агентства по оказанию помощи в Йемене, официально и среди публике, был покойный Хабиб (или Хабиб) Салим. Резюме: Более восьмидесяти участников из тридцати африканских, азиатских и европейских стран принимают участие в третьем африканском семинаре специалистов по профессиональному обучению, который проводится 18-20 октября 2010 г. в Гаммарте совместно с Французским агентством развития (AFD) и Немецким техническим агентством. Агентство по сотрудничеству (GTZ). Даже если вода будет храниться в течение тысячи лет, ее качество не пострадает », — сказал Gulf News д-р Джордж Козиоровски, главный гидролог gtz International Services, во время поездки к хранилищу водоносных горизонтов и проект восстановления (ASR) в Лива в среду.Немецкая арабская промышленно-торговая палата (GACIC) и Федерация немецкой промышленности (BDI) совместно организуют здесь первый Германский арабский энергетический форум (GAEF) в сотрудничестве с Лигой арабских государств, Европейской комиссией, Германской организацией технического сотрудничества ( GTZ) и Генеральный союз арабских торгово-промышленных палат с 14 по 15 октября 2010 г. GTZ сделала это возможным, продемонстрировав свою решительную поддержку в этом году в качестве со-ведущего конференции. Проект искусственного пополнения воды в Абу-Даби, где GTZ, немецкая государственная организация по техническому сотрудничеству, которая осуществляет надзор, приближается к решающему этапу.Technische Zusammenarbeit (GTZ), Корпоративный совет по Африке (CCA) и Фонд PharmAccess.Работа GTZ (Deutsche Gesellschaft fur Technische Zusammenarbeit GmbH)
Работа GTZ (Deutsche Gesellschaft fur Technische Zusammenarbeit GmbH)
GTZ — это агентство-исполнитель, которое действует в рамках политики развития, сформулированной его владельцем, Федеральным правительством Германии. Он был основан в 1975 году для улучшения условий жизни людей в развивающихся странах. У него есть общее соглашение с Федеральным министерством экономического сотрудничества и развития Германии (BMZ), в соответствии с которым на него возложена ответственность за осуществление мероприятий по техническому сотрудничеству в партнерстве с другими правительствами и международными организациями. Кроме того, он поддерживает разработку от имени других правительственных ведомств Германии. GTZ действует на общественных началах. Любой полученный излишек используется для целей, связанных с разработкой.
GTZ работает более чем в 120 странах, а эксперты и управленческий персонал работают в административных и проектных офисах, а также в самих проектах.Он имеет тридцатилетний опыт адаптации решений к конкретным проблемам в странах-партнерах.
Услуги ГТЦ включают:
- консультирование организаций в странах-партнерах по вопросам планирования, реализации и оценки их проектов и программ;
- подбор, подготовка и назначение квалифицированного персонала и забота об их профессиональном и личном благополучии в период их назначения;
- планирование и реализация проектно-ориентированных мероприятий по обучению и повышению квалификации;
- спецификация планирования и закупки материалов и оборудования для проектов;
- предоставление безвозвратных финансовых взносов из фондов технического сотрудничества.
Важно не быть излишне амбициозным при работе с правительствами стран-партнеров при планировании проектов и определении целей. GTZ разработала соответствующие инструменты совместного планирования, начиная с этапа общей ориентации. Это дает странам-партнерам советы по планированию, чтобы помочь им в разработке реалистичного проекта. Система ZOPP (целенаправленное планирование проекта) была интегрирована в концепцию управления. Аналогичным образом используются совместные методы сбора и оценки данных.
Назначение экспертов должно выполняться с осторожностью. Многие местные специалисты в странах-партнерах уже обладают достаточным опытом для разработки соответствующих решений, и важно развивать и использовать эти навыки.
oandplibrary.org»> В структуру GTZ входят отделы, занимающиеся финансами, менеджментом, кадрами и коммерческими вопросами, а также отделы планирования и развития (P&E), которые предоставляют профессиональный вклад страновым департаментам, отвечающим за осуществление деятельности в соответствующих странах.В области протезирования отдел планирования — P&E 412 — «Здоровье, народонаселение и питание». Это отделение, в котором работают опытные квалифицированные специалисты, имеет более чем 25-летний опыт работы в области реабилитации и технической ортопедии для людей с ограниченными физическими возможностями. Проекты были реализованы в Гайане, Тунисе, Египте, Иордании, Того, Танзании, Заире, Турции, Пакистане, Армении, Казахстане, а в последнее время — в Китае, Вьетнаме и Сальвадоре.С годами политика GTZ сместилась от услуг по непосредственной установке к расширению проектов и разработке методов и технологий, подходящих для различных стран. По этой причине GTZ разработала систему обучения для развивающихся стран, которая предоставляет хорошо подготовленных профессионалов, в которых всегда есть потребность. Тем не менее, другие аспекты ухода, включенные в планирование GTZ:
- концепция команды клиники;
- необходимость реабилитации по национальному признаку;
- необходимость длительного существования и выживания ортопедических мастерских;
- доступ к существующим услугам для всех инвалидов; Расчет стоимости
- ;
- повышение квалификации персонала;
- гарантия качества; Производство и поставка
- материалов и комплектующих.
Для достижения целей проекта и обеспечения выживания необходимо тесное сотрудничество с принимающей страной, которая должна иметь политическую волю для достижения успеха. Роль GTZ заключается в поддержке местной деятельности советами и опытом.
Этапы планирования проекта:
- идея проекта;
- запрос о поддержке;
- первая техническая оценка;
- плановая встреча местных и немецких экспертов.
Функционирование и планирование проекта GTZ можно проиллюстрировать отчетом об их участии в Китае. По просьбе правительства Китая Федеративная Республика Германия через GTZ оказывает помощь в организации Учебного центра для технологов-ортопедов в Ухане (CHICOT). Ухань расположен на реке Янцзы и является столицей провинции Хубэй, население которой составляет 62 миллиона человек.
Школа является пилотным проектом центрального правительства, направленным на улучшение ухода за людьми с физическими недостатками несколькими способами:
- подготовка специалистов среднего звена в области протезирования и ортопедии;
- повышение уровня 1400 самостоятельно обучающихся протезистов и ортопедов до более высокого уровня с заключительным экзаменом, ведущим к получению национального сертификата компетентности;
- , позволяющий большему количеству граждан получить доступ к услугам протезирования и ортопедии за счет улучшения технологий;
- снижение затрат на лечение пациентов при протезировании и ортопедии за счет предоставления жилья;
- для консультирования Министерства по гражданским делам относительно рецептов, контроля качества, командной работы и т. Д .;
- организация «мастерских» и семинаров по специальной технике примерки.Ортезы для рук, ортопедическое лечение параплегии и силиконовые валики на суставах были предметом таких курсов в прошлом году.
Четырехлетнее обучение основано на рекомендациях ISPO и ВОЗ. Внешние экзаменаторы из международного сообщества примут участие в экзаменах, чтобы обеспечить в Ухане стандарты, соответствующие стандартам учебных заведений в других странах. Это позволит студентам-заочникам получить признание своего обучения в Ухани.Местный персонал также выиграет от профессионального контакта с внешними экспертами.
Клиническая работа занимает центральное место в обучении. В школе есть относительно большая примерочная и мастерская, а также постоянный персонал. Сейчас идет второй год работы, и мастерская принимает около десяти пациентов в неделю, обеспечивая:
- Услуги по протезированию нижних конечностей, в основном при транс-бедренной ампутации;
- протезирование верхних конечностей;
- ортопедических услуг нижних конечностей при полиомиелите, инсульте и параплегии;
- Ортопедия позвоночника, в основном при сколиозе.
В настоящее время мы стараемся привлекать тех, у кого возникают проблемы с подгонкой, чтобы мы могли продемонстрировать надлежащие методы другим предприятиям и центрам, а также проводить клиническую подготовку студентов. Работа основана на тех методах, которые используются в Германии, например, используются формы трансфеморальных лунок, такие как немецкие лунки, а также гибкие методы и некоторые седалищные гнезда для сдерживания. Компания CHICOT разработала инструкции по динамическому выравниванию, а также официальную письменную запись о выезде, которая должна храниться в записях.
В Китае мало контактов между медицинскими службами и центрами технической подгонки, поэтому существуют проблемы, связанные с неправильной формой и подготовкой культи, и обычно существует небольшая возможность переделки культи. Школа пытается организовать обучающие семинары для медицинского персонала, но пока без особых улучшений.
В каждой провинции Китая есть одна центральная протезная фабрика, обычно расположенная в столице провинции. Некоторые из этих заводов также производят компоненты, в результате чего большое количество компонентов местного производства доступно в Китае по разумной цене.Однако качество компонентов различается, некоторые заводы пытаются достичь стандарта ISO, но другие уступают, без особых стимулов для улучшения, поскольку ожидаемый срок службы протеза установлен Министерством на уровне 2–3 лет.
В Китае, как и в других странах, большинству людей с ампутированными конечностями отказывают в доступе к протезам по следующим причинам:
- у них нет носителя, и они могут быть не в состоянии купить протез;
- центры протезирования находятся далеко от неадекватных или дорогих систем транспортировки.
CHICOT инициировал два проекта, чтобы попытаться улучшить ситуацию в рамках задания, согласованного обоими правительствами:
1. Представлен полипропиленовый протез, используемый МККК в Хошимине во Вьетнаме. Сельскому населению это нравилось, но городским инвалидам не нравилась форма и жесткая розетка. Розетка из мягкой кожи оказалась более приемлемой во влажном климате провинции Хубэй. Использование полипропилена привело к снижению стоимости на 10-30% по сравнению со стоимостью «недорогих» протезов из стали и пластика Hubei.Кроме того, новый тип следует биомеханическим принципам, и его долговечность выше.
2. Чтобы уменьшить дополнительные расходы на приспособление к поездке и проживание, которые приходится нести пациенту. Например, три визита из Сянфаня плюс расходы на проживание в Ухане могут стоить 1272 иен. Цена недорогого трансфеморального протеза составляет 1500 иен. Используя систему IPOS CASCD, мы можем изготовить протез в Ухане на основе измерений, проведенных в Xiangfan и отправлено по факсу. Протез закрывается профилированным поролоновым чехлом и отправляется по почте.Около 85% изготовленных таким образом протезов не требовали дополнительной регулировки. Форма розетки обеспечивает больший комфорт, чем розетки, изготовленные по индивидуальным слепкам неопытными мастерами. В настоящее время мы можем изготавливать 5 или 6 розеток в день и начинаем пробную поставку протезов в Университетский институт в Пекине.
Этот проект с использованием методов CAD CAM для улучшения гнезда и выравнивания, в случае успеха, сократит прямые затраты пациентов за счет предоставления протеза на месте и преодолеет нехватку квалифицированной рабочей силы.
Результаты работы CHICOT будут задокументированы и доступны всем, кто занимается поставкой протезов в Китае.
инструмент быстрого сжатия и облачной передачи, оптимизированный для файлов FASTQ
Аннотация
Предпосылки
Резкое развитие технологии секвенирования ДНК генерирует действительно большие данные, требуя большего хранилища и пропускной способности. Чтобы ускорить совместное использование данных и ускорить и удешевить передачу данных на вычислительный ресурс, необходимо разработать инструмент сжатия, который может поддерживать эффективное сжатие и передачу упорядоченных данных в облачное хранилище.
Результаты
В этом документе представлен GTZ, инструмент сжатия и передачи, оптимизированный для файлов FASTQ. Как безопорный компрессор FASTQ без потерь, GTZ обрабатывает разные строки FASTQ отдельно, использует адаптивное контекстное моделирование для оценки их характеристических вероятностей и сжимает блоки данных с помощью арифметического кодирования. GTZ также можно использовать для одновременного сжатия нескольких файлов или каталогов. Кроме того, как инструмент, который будет использоваться в эпоху облачных вычислений, он может сохранять сжатые данные локально или передавать данные непосредственно в облако по выбору.Мы оценивали производительность GTZ на различных тестах FASTQ. Результаты показывают, что в большинстве случаев он превосходит многие другие инструменты с точки зрения степени сжатия, скорости и стабильности.
Выводы
GTZ — это инструмент, который обеспечивает эффективное сжатие данных FASTQ без потерь и одновременную передачу данных в облако. Он становится полезным инструментом для хранения и передачи данных NGS в облачной среде. GTZ находится в свободном доступе в Интернете по адресу: https://github.com/Genetalks/gtz.
Электронные дополнительные материалы
Онлайн-версия этой статьи (10.1186 / s12859-017-1973-5) содержит дополнительные материалы, которые доступны авторизованным пользователям.
Ключевые слова: FASTQ, Сжатие, Универсальное, Без потерь, Параллельное сжатие и передача, Облачные вычисления точной медицины.Тем не менее, экспоненциальный рост накопленных данных секвенирования создает серьезные проблемы для передачи и хранения данных NGS. Эффективные методы сжатия дают возможность решить эту все более серьезную проблему.
Ранее универсальные инструменты сжатия, такие как gzip (http://www.gzip.org/), bzip2 (http://www.bzip.org/) и 7z (www.7-zip.org) , были использованы для сжатия данных NGS. Эти инструменты не используют в своих интересах характеристики данных генома, такие как алфавит небольшого размера и повторяющиеся сегменты последовательностей, что оставляет место для оптимизации производительности.Недавно для данных NGS были разработаны некоторые специализированные инструменты сжатия. Эти инструменты либо основаны на справочниках, либо не содержат справочников. Основное различие заключается в том, используются ли дополнительные последовательности генома в качестве ссылок. Алгоритмы на основе ссылок кодируют различия между целевой и эталонной последовательностями и потребляют больше памяти для повышения производительности сжатия. GenCompress [1] и SimGene [2] используют различные энтропийные кодировщики, такие как арифметические, Golomb и Huffman для сжатия целочисленных значений.Значения показывают свойства чтения, такие как начальная позиция, длина чтения и т. Д. Метод статистического сжатия, GReEn [3], использует адаптивную модель для оценки вероятностей на основе частот символов. Затем вероятности сжимаются арифметическим кодировщиком. QUIP [4] использует арифметическое кодирование, связанное с моделями цепей Маркова порядка 3 и высокого порядка во всех трех частях данных FASTQ. LW-FQZip [5] использует схемы кодирования с инкрементным и ограниченным длиной серии для сжатия метаданных и показателей качества соответственно.Чтения предварительно обрабатываются облегченной моделью отображения, а затем три компонента объединяются для сжатия с помощью универсального инструмента, такого как LZMA. Fqzcomp [6] оценивает вероятности символов с помощью контекстного моделирования порядка k и сжимает данные NGS в формате FASTQ с помощью арифметических кодеров.
Тем не менее, основанные на ссылках алгоритмы могут быть неэффективными, если сходство между целевой и эталонной последовательностями низкое. Поэтому для решения этой проблемы были предложены также безреференсные методы.Биокомпресс, предложенный в [7], представляет собой метод сжатия, посвященный геномным последовательностям. Его основная идея основана на классическом методе сжатия по словарю — алгоритму сжатия Зива и Лемпеля [8]. Повторы и палиндромы кодируются с использованием длины и положения их самых ранних вхождений. Как расширение biocompress [7], biocompress-2 [9] использует ту же схему и использует арифметическое кодирование порядка 2, когда нет значимого повторения. Алгоритм DSRC [10] разбивает последовательности на блоки и сжимает их независимо с кодированием LZ77 [8] и Хаффмана [11].Он быстрее, чем QUIP, как по скорости сжатия, так и по скорости декомпрессии, но уступает последним по степени сжатия. DSRC2 [12], многопоточная версия DSRC [10], разделяет входные данные на три потока для предварительной обработки. После предварительной обработки метаданные, чтения и оценки качества отдельно сжимаются в DRSC. Алгоритм повышения SCALCE [13], реорганизующий чтение, может превзойти другие алгоритмы на большинстве наборов данных как по степени сжатия, так и по скорости сжатия.
В настоящее время очевидно, что облачные вычисления становятся все более важными для геномного анализа.Однако вышеупомянутые инструменты были разработаны для локального использования. Перед началом передачи данных в облако необходимо выполнить сжатие локально.
AdOC, предложенный в [14], представляет собой универсальный инструмент, который позволяет перекрывать сжатие и обмен данными в контексте распределенной вычислительной среды. Он представляет собой модель сжатия транспортного уровня с динамической адаптацией уровня сжатия, которую можно использовать в среде, где доступность ресурсов и пропускная способность непредсказуемо меняются.
Как правило, характеристики сжатия универсальных алгоритмов сжатия, таких как AdOC, неудовлетворительны для наборов данных NGS.
В этой статье мы представляем инструмент GTZ, он характеризуется как эффективный инструмент сжатия без потерь, который может использоваться совместно с облачными вычислениями для крупномасштабного анализа геномных данных:
GTZ использует технологию контекстной модели в сочетании с множественным прогнозированием схемы моделирования. Он использует параллельную обработку для повышения скорости сжатия.
GTZ может сжимать каталоги или папки в один архив, который называется многопотоковой файловой системой. Схема «все в одном» может удовлетворять целям передачи, проверки и хранения.
GTZ поддерживает произвольный доступ к файлам или архивам. GTZ использует блочное хранилище, так что пользователи могут извлекать некоторые части последовательностей генома из файла FASTQ или некоторых файлов в папке без полной распаковки сжатого архива.
GTZ может передавать сжатые блоки в облачное хранилище, пока сжатие еще не завершено, что является новой функцией по сравнению с другими инструментами сжатия.Эта функция позволяет сократить время передачи данных, что может значительно сократить общее время, необходимое для сжатия и передачи данных в облако. Например, он может сжимать и передавать файл FASTQ размером 200 ГБ в облачные хранилища, такие как AWS и облачное хранилище Alibaba, в течение 14 минут.
GTZ предоставляет Python API, с помощью которого пользователи могут гибко интегрировать GTZ в свои собственные приложения.
В оставшейся части этого документа мы представим, как работает GTZ, и оценим его производительность на нескольких тестовых наборах данных с использованием сервиса AWS.
Методы
GTZ поддерживает эффективное сжатие при параллельной передаче, параллельной передаче и случайной выборке. На рисунке показан рабочий процесс обработки GTZ.
GTZ включает процедуры на клиентах и на стороне облака.
Клиент выполняет следующие шаги:
Считывает потоки больших файлов данных.
Предварительная обработка ввода путем разделения потоков данных на три подпотока: метаданные, базовая последовательность и показатель качества.
Буферизует подпотоки в локальной памяти и объединяет их в различные типы блоков данных с фиксированным размером.
Сжать собранные блоки данных и их описания, а затем передать выходные блоки в облачное хранилище.
В облаке выполняются следующие шаги:
Создайте три типа объектно-ориентированных контейнеров (показаны на рис.), Которые определяют древовидную структуру.
Иерархия контейнеров данных
Зацикливание и ожидание получения выходных блоков, отправленных клиентом.
Сохранение полученных выходных блоков в блок-контейнеры в соответствии с их типами.
Остановить, если больше не принимаются выходные блоки.
Ниже мы объясним все этапы обработки файлов FASTQ более подробно:
Клиент, читающий потоки больших файлов данных
Файлы необработанных данных NGS обычно сохраняются в формате FASTQ для удобства сжатия. Типичный файл FASTQ содержит четыре строки на последовательность: строка 1 начинается с символа «@», за которым следует идентификатор последовательности; Строка 2 содержит исходную последовательность, состоящую из A, C, T и G; строка 3 начинается с символа «+» и, возможно, за ней снова следует тот же идентификатор последовательности (и любое описание); строка 4 содержит соответствующие оценки качества в символах ASCII для символов последовательности в строке 2.Пример чтения приведен в таблице.
Таблица 1
Формат файла FASTQ
1 | @ ERR194147.1.HSQ1004: 134: C0D8DACXX: 1: 1104: 3874: 86,238 / 1 | 1 G000TAGTCGTGACTGACTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTC7 |
---|---|
3 | + |
4 | CC @ FFFFFHHH # JJJFHIIJJJJJJJJIJHIJJJJJJJJ |
Второй этап предварительной обработки данных в потоке подпотоков метаданных
, база метаданных -потоки и подпотоки с оценкой качества. (Поскольку неинформативные строки комментариев обычно не предоставляют никакой полезной информации для сжатия, потоки комментариев опускаются во время предварительной обработки.) Три типа контроллеров предварительной обработки данных буферизуют подпотоки и сохраняют их в блоках данных фиксированного размера соответственно. После этого блоки данных с аннотациями (о количестве блоков, размерах блоков и типах потоков) отправляются в соответствующие блоки сжатия. На рисунке показано, как предварительно обрабатывать файлы данных с помощью контроллеров предварительной обработки и устройств сжатия.
Файлы данных предварительной обработки с контроллерами предварительной обработки и блоками сжатия
Сжатие данных
GTZ — это универсальный инструмент сжатия, который использует статистическое моделирование (http://marknelson.us/1991/02/01/arithmetic- кодирование-статистическое-моделирование-сжатие данных /) и арифметическое кодирование.
Статистическое моделирование можно разделить на два типа: статическое и адаптивное статистическое моделирование. Обычные методы обычно статичны, что означает, что вероятности вычисляются после сканирования последовательностей от начала до конца.Статическое моделирование хранит статическую таблицу, в которой записывается количество символов. Хотя они дают относительно точные результаты, недостатки очевидны:
Считывание всех последовательностей в основную память перед сжатием занимает много времени.
Если входной поток не совпадает с ранее накопленной последовательностью, степень сжатия будет снижена, даже выходной поток станет больше, чем входной поток.
В GTZ мы используем метод адаптивного статистического сжатия данных, основанный на контекстном моделировании.Адаптивному моделированию не нужно сканировать всю последовательность и генерировать вероятности перед кодированием. Вместо этого технология адаптивного прогнозирования обеспечивает считывание и сжатие «на лету», то есть вероятности вычисляются на основе символов, уже считанных в память. Вероятности могут измениться при сканировании большего количества символов. Первоначально производительность адаптивного статистического моделирования может быть низкой из-за отсутствия считываний. Однако чем больше обработанных последовательностей, тем точнее прогноз.
Каждый раз, когда компрессор кодирует символ, он обновляет счетчик в таблице прогнозов. Когда появляется новый символ X (предположим, что последовательность перед X равна ABCD), GTZ просматривает таблицу предсказаний, находит все символы, которые следовали за ABCD раньше, и сравнивает их частоту появления. Например, если оба ABCDX появляются 10 раз, а ABCDY только один раз. Тогда GTZ назначит более высокую вероятность для X.
Рабочий процесс адаптивной модели изображен на рис.Поле «Обновить модель» означает преобразование моделей низкого порядка в модели высокого порядка (значение моделей низкого и высокого порядка будет обсуждаться в следующем подразделе).
Рабочий процесс типичного статистического моделирования
Моделирование с адаптивным прогнозированием может эффективно сократить время сжатия. Нет необходимости читать все последовательности за раз, и это приводит к перекрытию сканирования и сжатия.
GTZ использует специальные блоки сжатия для различных типов блоков данных: кодировщик низкого порядка для генетических последовательностей, кодировщик с несколькими порядками для показателей качества и смешанные кодеры для метаданных.Наконец, выходными данными в этой процедуре являются блоки фиксированного размера.
Основная идея арифметического кодирования заключается в преобразовании операций чтения в числа с плавающей запятой в диапазоне от нуля до единицы (точно больше или равно нулю и меньше единицы) на основе прогнозных вероятностей символов. Если статистическое моделирование точно оценит каждый символ компрессора, мы получим высокие характеристики сжатия. Напротив, плохое предсказание может привести к расширению исходной последовательности вместо сжатия.Таким образом, производительность компрессора в значительной степени зависит от того, может ли статистическое моделирование выдавать близкие к оптимальным прогнозные вероятности.
Кодировщик младшего разряда для чтения
Самая простая реализация адаптивного моделирования — это порядок-0. Точнее, он не учитывает какую-либо контекстную информацию, поэтому это недальновидное моделирование может видеть только текущий символ и делать предсказания, которые не зависят от предыдущих последовательностей. Точно так же кодер порядка 1 делает предсказание на основе одного предшествующего символа.Следовательно, моделирование низкого порядка мало влияет на производительность компрессоров. Его главное преимущество в том, что он очень эффективен с точки зрения памяти. Следовательно, для потоков показателей качества, не имеющих пространственной локальности, моделирование низкого порядка подходит для умеренной степени сжатия.
Наш адаптированный кодировщик младшего разряда для чтения показан на рис. Первым шагом является преобразование последовательностей с помощью алгоритма BWT. BWT (преобразование Барроуза-Уиллера) переупорядочивает чтение в серии похожих символов.На втором этапе модели прогнозирования нулевого и первого порядка используются для вычисления вероятности появления каждого символа. Поскольку низкая точность вероятности способствует нежелательным результатам кодирования, мы добавляем интерполяцию после квантования средневзвешенной вероятности, чтобы уменьшить ошибки прогнозирования и улучшить коэффициенты сжатия. В последней процедуре алгоритм битового арифметического кодирования производит десятичные дроби в диапазоне от нуля до единицы в качестве выходных данных для представления последовательностей.
Схема кодера низкого порядка
Многопорядковый кодер для показателей качества
Статистическое моделирование требует неравномерного распределения вероятностей для арифметических алгоритмов.Моделирование высокого порядка обеспечивает высокую вероятность для тех символов, которые появляются часто, и низкую вероятность для тех, которые появляются нечасто. В результате, по сравнению с кодерами низкого порядка, кодеры более высокого порядка могут улучшить адаптивное моделирование.
Моделирование высокого порядка рассматривает несколько символов, предшествующих текущей позиции. Это может обеспечить лучшую производительность сжатия за счет большего использования памяти. Моделирование более высокого порядка использовалось реже из-за ограниченного объема памяти, что больше не является проблемой.
Без преобразования многопорядковый кодировщик (см. Рис.) Для показателей качества включает две процедуры:
Схема многопорядкового кодера
Во-первых, для генерации вероятностей символов входной поток проходит через расширяющуюся модель вероятностного прогнозирования символов, которая состоит из моделей прогнозирования первого, второго, четвертого и шестого порядков. и подходящая модель. Как и в кодировщике низкого порядка, вероятности символов подвергаются взвешенному усреднению, квантованию и интерполяции для получения окончательных результатов.Во-вторых, мы используем алгоритм битового арифметического кодирования для сжатия.
Гибридная схема для метаданных
Для подпотоков метаданных GTZ сначала использует разделители (знаки препинания), чтобы разделить их на разные сегменты, а затем использует разные способы обработки метаданных в соответствии с их полями:
Для чисел в возрастающем или убывающем порядке В порядке возрастания мы применяем инкрементное кодирование для представления вариаций одних метаданных для предшествующих соседей. Например, «3458644» будет сжат в 3,1,1,3, -2, -2,0.Для непрерывных одинаковых символов мы используем кодировку с ограничением длины серии, чтобы показать их значения и количество повторений. Для случайных чисел с различной точностью мы преобразуем их форматы в кодировке UTF-8 без добавления единственного разделителя, а затем используем кодировщик младшего порядка для сжатия. В противном случае используйте кодировщик младшего разряда для сжатия метаданных.
В заключение, во время этого процесса подпотоки подаются в модель динамического вероятностного прогнозирования и арифметический кодер, и они преобразуются в сжатые блоки фиксированного размера.
Передача данных
Основная цель — передать выходные блоки на определенную платформу облачного хранилища с аннотациями о типах, размерах и количестве блоков данных.
Следует отметить, что разные типы кодировщиков могут привести к несогласованности скорости сжатия, что может привести к закупорке канала передачи данных. Таким образом, в нашей системе шаблон конвейерного фильтра предназначен для синхронизации входной и выходной скорости, например, входной поток будет заблокирован, когда скорость входного потока выше, чем скорость выходного потока; Труба также будет заблокирована при отсутствии входящего потока.
Хранилище на стороне облака — Создание объектно-ориентированной системы вложенных контейнеров
GTZ создает контейнеры как отсеки для хранения, которые обеспечивают способ управления экземплярами и хранения файловых каталогов. Они организованы в виде древовидной структуры. Контейнеры могут быть вложенными для представления местоположения экземпляров: корневой контейнер представляет собой полный сжатый файл; Блок-контейнер включает в себя различные типы контейнеров подпотока, в которых хранятся определенные экземпляры. Структура гнездования представлена на рис..
Корневой контейнер представляет собой файл FASTQ и содержит N блочных контейнеров, каждый из которых включает подконтейнеры метаданных, подконтейнеры базовой последовательности и подконтейнеры оценки качества. Подконтейнер метаданных вкладывает повторяющиеся блоки данных, блоки случайных данных, дополнительные блоки данных и т. Д. Подконтейнеры базовой последовательности и субконтейнеры оценки качества вкладывают 0 экземпляров блока в N экземпляров блоков. Если взять базовые последовательности в качестве примера, выходные блоки от 0 до (N-1) хранятся в контейнере блоков 0, а блоки вывода от N до (2 N-1) хранятся в контейнере 1-го блока, и так далее.
Этот вид иерархии позволяет пользователям поддерживать структуру каталогов для управления сжатыми файлами, тем самым облегчая произвольный доступ к определенной последовательности. Здесь мы покажем, как распаковать и извлечь целевые файлы из сжатого архива: в режиме распаковки система проиндексирует номер начальной строки n (который задается пользователями через командную строку), а затем получит определенную последовательность из их соответствующие блок-контейнеры и сжимают определенные (которые также указываются пользователями) строки последовательности.
Получение данных — получение и сохранение выходных блоков
Платформа облачного хранилища принимает выходные блоки и описательную информацию, такую как количество блоков данных, размеры блоков данных и, что наиболее важно, номер строки каждой базовой последовательности в блоках данных. Описание позволяет нам напрямую индексировать определенные последовательности по номерам строк и декодировать связанные с ними блоки, а не извлекать файл целиком. Выходные блоки хранятся в контейнерах соответствующих типов.
Стоит отметить, что файлы, не относящиеся к FASTQ, также можно сжимать и передавать через GTZ.Кроме того, GTZ использует объектно-ориентированное программирование, оно не ограничивается взаимодействием с определенным типом платформы облачного хранения, но применимо к большинству существующих платформ облачного хранения, таким как Amazon Web Service и облако Alibaba.
Результаты и обсуждение
В этом разделе мы провели эксперименты на 32-ядерном экземпляре AWS R4.8xlarge с 244 ГБ памяти, чтобы оценить производительность GTZ с точки зрения степени сжатия и скорости сжатия. Во время экспериментов следует отметить следующие моменты:
Учитывая, что наш метод не содержит потерь, мы исключаем методы, допускающие потери, как аналоги.
Данные NGS могут храниться в форматах FASTQ или SAM / BAM, мы учитываем только инструменты, предназначенные для файлов формата FASTQ.
Будет проведено сравнение алгоритмов, не меняющих порядок входных последовательностей.
Мы провели тесты на 8 общедоступных наборах данных FASTQ, которые загружены из архива чтения последовательности (SRA), инициированного NCBI, и веб-сайта конкурса GCTA (https://tianchi.aliyun.com/mini/challenge.htm # тренировочный профиль). Чтобы обеспечить полноту нашей оценки, мы выбрали разнородные наборы данных: размер наборов данных колеблется от 556 МБ до 202 631 МБ; Были выбраны разные виды и разные типы данных, включая считывания ДНК, один набор данных РНК-seq из Homo sapiens , один набор данных метагенома и считывание 2 из NA12878 (наборы данных о конкуренции GCTA). Для охвата разного количества показателей качества в наборах данных выбираются различные методы кодирования показателей качества, такие как Sanger и Illumina 1.8+.Показатели качества логарифмически связаны с вероятностями ошибок, что приводит к более крупному алфавиту, чем метаданные и чтение, поэтому кодирование с небольшим количеством показателей качества обычно способствует более высокой производительности сжатия. Описание наборов данных приведено в таблице. Кроме того, для сравнения, на основе обширного обзора литературы, мы выбрали четыре современных и широко используемых алгоритма сжатия без потерь, включая DSRC2 [12] (улучшенная версия DSRC [10]), quip [4] , LW-FQZip [5], Fqzcomp [6], LFQC [15] и pigz.Среди них LW-FQZip [5], Fqzcomp [15] являются представителями справочных инструментов; DSRC2 [12] и quip [4] — методы без ссылок; pigz — универсальный инструмент для сжатия. Все экспериментальные результаты включены в Дополнительный файл 1.
Таблица 2
Описание 8 наборов данных FASTQ, используемых для оценки производительности
Набор данных | Виды | Контрольный размер генома | Кодировка | Количество оценок качества в файле данных |
---|---|---|---|---|
с.aeruginosa | 556 | Сангер | 32 | |
SRR935126 | A. thaliana | 9755 | Sanger | 39 |
SRR489793 | C. elegans | 12,807 | Illumina 1.8+ | 38 |
SRR801793 | L. pneumophila | 2756 | Sanger | 38 |
SRR731 Х.sapiens | 50,744 | Sanger | 39 | |
SRR5419422 | Последовательность РНК (H. sapiens) | 15,095 | Illumina 1.8+ | 6 | 7 |
NA12878 (читать 2) | H. sapiens | 202631 | Sanger | 38 |
Результаты оценки
Мы оценили производительность различных инструментов сжатия с помощью следующих инструментов коэффициент, коэффициент вариации (CV) степеней сжатия, скорость сжатия, общее время сжатия и передачи в облачные хранилища.В частности, степень сжатия определяется следующим образом:
Согласно этому определению меньшая степень сжатия представляет более эффективное сжатие с точки зрения уменьшения размера; Коэффициент вариации (CV) обозначает степень изменчивости по отношению к среднему значению и определяется как отношение стандартного отклонения (SD) к среднему значению (avg):
Чем меньше CV, тем выше надежность и стабильность. ; Кроме того, GTZ не только хорошо выполняет сжатие на локальных компьютерах, но и дает удовлетворительные результаты при передаче в облачные хранилища.На локальных компьютерах скорость сжатия выбирается для оценки, и ее можно просто измерить временем, используемым для сжатия (для разных инструментов, применяемых к одним и тем же данным). В последнем случае время работы алгоритмов должно быть суммой времени сжатия и передачи, а именно от начала сжатия до завершения передачи в облако.
Степень сжатия
Результаты оценки производительности показаны в таблице, а наилучшая степень сжатия, наилучшие значения CV, которые являются наименьшими, выделены жирным шрифтом.Сравнительные результаты CV показаны на рис.
Таблица 3
Коэффициенты сжатия различных инструментов на 8 наборах данных FASTQ
Набор данных | Степень сжатия (%) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
GTZ | DSRC2 | QUIP | FQ423LQ423 QUIP | FQ423свиньи | |||
ERR233152 | 15,9 | 16,7 | 19 | 19 | 16,8 | 8 | 26.4 |
SRR935126 | 18,6 | 19,6 | 17,7 | 20,5 | 17,8 | 9,9 | 30,2 |
SRR489793 | 22,8 | 22,7 | 22,6 | 25,5 | 22,5 | 12,8 | 34,4 |
SRR801793 | 21,4 | 21,9 | 21,1 | 21,2 | 20,8 | 12.3 | 34,1 |
SRR125858 | 19,4 | 19,5 | 18,9 | 23,1 | 28,9 | 17,6 | 31 |
SRR5419422 | 12,8 | 13,9 | 10,9 | 12,5 | 12 | ОШИБКА | 22 |
ERR1137269 | 12,2 | 13,4 | 12,8 | 14,3 | 11.9 | ОШИБКА | 21,9 |
NA12878 (чтение 2) | 19,8 | 24 | 20,4 | TLE | 19,9 | TLE | 24,7 |
в среднем | 17,86 | 18,96 | 17,93 | 19,431 19,431 12,12 | 28.09 | ||
SD | 3.87 | 3.97 | 4.07 | 4.64 | 5,60 | 3,62 | 5,05 |
CV | 0,22 | 0,21 | 0,23 | 0,24 | 0,30 | 0,30 | 0,18 |
CV для степени сжатия различных инструментов
Обратите внимание, что в таблице некоторые поля в наборах данных NA12878 (читай 2, очень большой набор данных) заполнены «TLE» (Превышен предел времени, порог установлен эмпирически) установлен как 6 ч), а некоторые поля инструментов LFQC в наборах данных SRR5419422, ERR137269 заполнены «Ошибка» (не удается распаковать после сжатия, эти два набора данных представляют последовательности РНК и данные метагеномики соответственно).Эти «выбросы» представляют собой низкую надежность (для удобства расчета CV мы просто отфильтровываем «TLE» и «Error»). Например, LFQC [15] дает лучший результат для 5 из 8 наборов данных. Однако он получил «TLE» для трех наборов данных, что означает низкую стабильность эффективности сжатия. Кроме того, несмотря на то, что CV у pigz самый низкий, его средняя степень сжатия находится внизу. Более того, GTZ занимает второе место со средней степенью сжатия 17,86%, а CV GTZ намного ниже, чем у LFQC [15] (который имеет лучшую степень сжатия).Таким образом, GTZ не только поддерживает относительно хорошую среднюю степень сжатия, чем большинство его аналогов, но также демонстрирует лучшую стабильность и надежность при работе с различными наборами данных.
Скорость сжатия
Результаты испытаний скорости сжатия показаны в таблице, а лучшие результаты выделены жирным шрифтом. LFQC [15] и LW-FQZip [5] не могут сжать набор данных GCTA NA12878 (чтение 2) в течение 6 часов (21 600 с, что установлено эмпирически). В наборах данных SRR5419422 и ERR137269 сжатые файлы, созданные LFQC, не могут быть распакованы, что считается ошибкой (возможно, потому, что SRR5419422 — это набор данных РНК, а ERR137269 — набор данных метагеномики).Таблица показывает, что основанные на справочнике методы LW-FQZip [5] и LFQC [15] очень медленны для больших наборов данных, таких как NA12878 (чтение 2). DSRC2 [12], который является представителем безопорных методов, работает лучше всего с точки зрения средней скорости сжатия. ГТЦ занимает второе место по времени сжатия.
Таблица 4
Время сжатия различных инструментов в 8 наборах данных FASTQ
Набор данных | Размер (МБ) | Время сжатия (с) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GTZ | DSRC2 | Fqzcomp | LFQC | pigz | ||||
ERR233152 | 556.1 | 19 | 13 | 10 | 284 | 13 | 297 | 3 |
SRR935126 | 9754,6 | 49 | 40 | 195 | 3966 | 191 | 3610 | 129 |
SRR489793 | 12,807 | 51 | 49 | 343 | 4893 | 289 | 4253 | 122 |
SRR801793 | 2756.2 | 43 | 28 | 59 | 1212 | 73 | 1143 | 22 |
SRR125858 | 50,744,2 | 178 | 153 | 1044 | 18300 | 977 | 10,202 | 481 |
SRR5419422 | 15 094,6 | 26 | 7 | 329 | 4234 | 267 | ОШИБКА | 67 |
ERR1137269 | 56,543 | 117 | 32 | 806 | 12,018 | 851 | ОШИБКА | 213 |
NA12878 (читать 2) | 202,631 | 820 | 700 | 9LE000 | 4703 620 | |||
Средняя скорость (МБ / с) | 267.4 | 648,8 | 49,7 | 2,9 | 49,6 | 33,7 | 176,8 |
Однако нас больше всего интересует общее время сжатия и передачи. При условии, что пропускная способность передачи данных составляет 10 Гбит / с (1,25 ГБ / с в лучшем случае с настройками AWS), мы протестировали и оценили общее время работы всех инструментов, и результаты приведены в таблице. Отметим, что это очень оптимистичная оптимизация. Здесь только GTZ поддерживает загрузку данных во время сжатия, другие инструменты должны завершить сжатие перед отправкой.Мы видим, что средняя скорость сжатия и выгрузки GTZ (269,3 МБ / с) является максимальной, DSRC2 занимает второе место со средней скоростью 269,1 МБ / с. В общем, если размер входных данных очень велик, GTZ будет даже быстрее, чем DSRC2: на 7% быстрее в случае набора данных SRR125858 (набор данных 50 ГБ).
Таблица 5
Общее время использования различных инструментов на 8 наборах данных FASTQ с максимальной пропускной способностью
Набор данных | Размер (МБ) | Время сжатия (с) + лучшее время загрузки данных | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GTZ | QUIP | LW-FQZip | Fqzcomp | LFQC | pigz | |||
ERR233152 | 556.1 | 19,0 | 13,4 | 10,4 | 284,4 | 13,4 | 297,4 | 3,4 |
SRR935126 | 9754,6 | 49,0 | 48,8 | 202,8 | 3973,8 | 198,8 | 3617,8 | 136,8 |
SRR489793 | 12,807 | 51,0 | 59,2 | 353,2 | 4903,2 | 299.2 | 4263,2 | 132,2 |
SRR801793 | 2756,2 | 43,0 | 30,2 | 61,2 | 1214,2 | 75,2 | 114531 | 114531 | 24,2
SRR125858 | 50,744,2 | 178,0 | 193,6 | 1084,6 | 18,340,6 | 1017,6 | 10,242,6 | 521,6 |
SRR5419422 | 15094.6 | 26,0 | 19,1 | 341,1 | 4246,1 | 279,1 | ОШИБКА | 79,1 |
ERR1137269 | 56,543 | 117,0 | 77,2 | 851,2 | 12,063,2 | 896,2 | ОШИБКА | 258,2 |
NA12878 (читать 2) | 202,631 | 820,0 | 962,19LEE | 862,191 | TLE | 782,1 | ||
Средняя скорость (МБ / с) | 269,3 | 269,1 | 45,2 | 7,8 | 47,9 | 17,9 | 181,1 |
Следует отметить, что время загрузки оценивается с учетом максимальной пропускной способности, хотя на практике скорость загрузки может быть намного ниже. Чтобы убедиться в этом, мы провели реальный тест загрузки с использованием относительно большого набора данных SRR125858_2.fastq (примерно половина набора данных SRR125858) размером 25 ГБ. Коэффициенты сжатия GTZ и DSRC2 в этом наборе данных совпадают. GTZ потребовалось 99 с для завершения сжатия и передачи, а для DSRC2 — 122 с. По нашим оптимистическим оценкам, быстрая загрузка занимает всего 20,3 с, тогда как на практике — около 45 с. Подробности приведены в таблице.
Таблица 6
Общее время различных инструментов в наборе данных SRR125858_2 в реальном тесте
Метрики | Сравнительные методы | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
GTZ | DSRC2 | QUIP | LFQCpigz | ||||
Степень сжатия (%) | 19.2 | 19,2 | 18,7 | 23,2 | 28,7 | 18 | 30,7 |
Общее время (с) | 99 | 122 | 553 | 9284000 |
В таблице мы представляем качественную сводку производительности всех инструментов. Параметры высокий, средний и низкий показывают сравнение между различными инструментами. Степень сжатия инструмента считается высокой, если это лучший компрессор или близкий к известному лучшему алгоритму.GTZ достигает удовлетворительных результатов как по степени сжатия, так и по скорости сжатия (а также по общему времени с учетом загрузки данных) на протестированных наборах данных.
Таблица 7
Сводка качественных характеристик
Алгоритм | Скорость сжатия | Степень сжатия |
---|---|---|
GTZ | Высокая | DSM |
QUIP | Умеренный | Умеренный |
LW-FQZip | Низкий | Умеренный |
Fqzcomp | Умеренный | Низкий |
Высокая |
Скорость сжатия в различных разделах данных
Степени сжатия GTZ в трех разделах файла FASTQ приведены в таблице.
Таблица 8
Степень сжатия GTZ по трем компонентам файлов FASTQ
Набор данных | Степень сжатия (%) | ||||
---|---|---|---|---|---|
Метаданные | Чтения | 0R||||
2,62 | 20,6 | 20,8 | |||
SRR935126 | 3,29 | 22,2 | 25,3 | ||
SRR489793 | 0.01 | 22,7 | 29,95 | ||
SRR801793 | 3,73 | 23,15 | 31,1 | ||
SRR125858 | 2,81 9000 SR7 | 4 9328 | 2,81 9000 SR7 | 4 931 931 | 4 931 |
ERR1137269 | 3,23 | 24,05 | 19,35 | ||
NA12878 (читать 2) | 7,59 | 20,4 | 27.3 | ||
Среднее значение | 2,91 | 22,39 | 23,94 |
Выводы
Резкое развитие технологии NGS поставило задачу хранения и передачи последовательностей генома. Эффективные инструменты сжатия — возможные решения этой проблемы. Поэтому в этой статье был предложен эффективный инструмент сжатия без потерь для облачных вычислений файлов FASTQ, GTZ. GTZ — победившее решение конкурса GCTA (отчеты можно найти по адресу http: // vcbeat.net / 35028.html. GTZ объединяет технологию контекстного моделирования с несколькими схемами прогнозного моделирования. Он также предоставляет возможность параллельной обработки для повышения и стабильной эффективности сжатия. Более того, он обеспечивает произвольный доступ к некоторым определенным чтениям. Благодаря блочному хранилищу пользователям разрешено только сжимать и читать некоторые части последовательностей генома без необходимости полной декомпрессии исходного файла FASTQ. Другой важной особенностью является то, что он может перекрывать передачу данных с процессом сжатия, что может значительно сократить общее необходимое время.
Мы оценили производительность GTZ на восьми реальных наборах данных FASTQ и сравнили ее с другими современными инструментами. Экспериментальные результаты подтверждают, что GTZ хорошо работает с точки зрения как степени сжатия, так и скорости сжатия, и его производительность стабильна для разных наборов данных. GTZ удалось сжать и передать файл FASTQ размером 200 ГБ в облачные хранилища, такие как AWS и облако Alibaba, за 14 минут.
Для будущей работы мы исследуем, как DSRC2, который демонстрирует хорошую производительность только сжатия, может быть оптимизирован для облачной среды с помощью сегментации данных и методов оптимизации, предложенных в GTZ.
Совместный проект MIT-GTZ действует в Правительстве уровень. Основное внимание уделяется разработке регулирующая институциональная среда, которая выгодно для экспортно-ориентированных секторов бизнеса. Они советуют и поддерживают монгольское правительство учреждения, а также другие соответствующие заинтересованные стороны в области промышленной и торговой политики, средства гибкого и целевого изменения система управления. Монголия: Однако отечественные рынки в Монголии слишком малы, чтобы производить достаточный и устойчивый экономический рост для значительное сокращение бедности и безработицы (основная проблема).Столь необходимое использование существующему экспортному потенциалу препятствует сокращение международная конкурентоспособность монгольской продукции, ограниченный доступ на внешний рынок и неблагоприятные институциональные рамочные условия. Хотя торговля либерализация проведена успешно, более рациональная национальная промышленность и торговля необходимо разработать политику. Publishing GTZ Для получения дополнительной информации посетите MIT-GTZ Веб-сайт. |
Zagato Iso Rivolta GTZ — трансатлантическая классика на базе Corvette Z06 | PICANTE Сегодня
Прежде чем это стало означать технологию экономии топлива, сочетающую в себе электрическую энергию и мощность внутреннего сгорания, «гибрид» в некоторых контекстах означал сложный европейский автомобиль, движимый мощным американским двигателем. DeTomaso Pantera, пожалуй, самое запоминающееся из всех этих творений, но было много таких, от франко-американского Facel Vegas до британских диковинок, таких как Gordon Keeble.Новейшее творение Zagato, Iso Rivolta GTZ, является данью уважения классическому гибриду начала 1960-х годов: потрясающим автомобилям Iso Rivolta Grifo A3, особенно острым автомобилям A3 / C с кузовом Drogo.
Дикие линии этого автомобиля были созданы Джорджетто Джуджаро из Bertone с тонкими щелевидными воздухозаборниками, которые придавали Grifo такой характерный облик, что дань уважения Zagato переосмыслена по-новому. В целом, это чистый дизайн, который больше напоминает винтаж, чем прямое ретро. То же самое и с трансмиссией.В оригинальном Grifo надежный, мощный и легко доступный малоблочный восьмицилиндровый двигатель Chevy, установленный в Corvette, был вдохновляющим выбором, выдавая достаточно мощности для своего времени.
Это, наверное, преуменьшение для нового GTZ. Он основан на автомате Corvette Z06 седьмого поколения, поэтому под капотом находится впечатляющий двигатель LT4, взорванное 6,2-литровое чудо мощностью 650 л.с. и 650 фунт-фут (в GTZ заявленные 660 л.с.) . Возможно, слишком большая мощность, которую Z06 не мог подавить — повторяющаяся тема в наших различных встречах с Z06.Маловероятно, что роскошный туристический GTZ будет проводить много времени на треке, поэтому, возможно, его поведение на грани своих возможностей менее важно, чем его колоссальная тяга. Zagato утверждает, что это творение разгонится до 62 миль в час всего за 3,7 секунды.
Углеродное волокно GTZ разумно скрывает свое происхождение, но этого нельзя сказать об интерьере, который по-прежнему имеет множество распределительных устройств GM и дизайнерских реплик, что, вероятно, неизбежно в данной ситуации. Он также не очень похож на более ранний рифф Zagato на тему Iso, IsoRivolta Vision Grand Turismo, разработанный для Gran Turismo Sport еще в 2017 году, физическое воплощение которого также было на базе Corvette.
Zagato построит всего 19 GTZ, как пример Monza Green, который вы видите на этих фотографиях. На момент написания этой статьи было заказано девять.
Сообщение Zagato Iso Rivolta GTZ — это трансатлантическая классика на базе Corvette Z06, впервые появившаяся на MotorTrend.
Мозамбик во время наводнения: GTZ устанавливает курс на восстановление — Мозамбик
Эшборн, 9 марта 2001 г.В то время как правительство Мозамбика видя, что все больше и больше людей спасаются от восстания воды в центре страны, специалисты Deutsche Gesellschaft f = FCr Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH (Немецкое техническое сотрудничество), устанавливают курс на выздоровление, когда вода отступит.Heidemarie Вечорек-Цойль, Федеральный министр экономического сотрудничества и развития Германии, выделил 2 миллиона немецких марок в фонды для оказания помощи при стихийных бедствиях.
«Помимо быстрого гуманитарного помощь, нужна помощь в восстановлении разрушенной социальной инфраструктуры и сельское хозяйство «, — говорит Ральф Кальтофен, эксперт GTZ по экстренной помощи. меры. Больше всего пострадали провинции Тете, Маника, Замбези. и Софала с общим населением около 400 000 человек. Почти 100000 человек бежали из паводка.
Наводнение разрушило или повредило важные сельские подъездные пути и широкие сегменты социальной инфраструктуры. «А значительная часть жителей потеряла все, что у них было. Какие ситуация усугубляется тем, что наводнение испортило урожай », — говорит директор офиса GTZ Рудольф Мучлер в Мапуту.
GTZ продвигает два проекта для сельских развитие в кризисном регионе, в провинциях Маника и Софала. Эти проекты дополнят деятельность различных гуманитарных организаций путем оказания помощи в реконструкции.Сотрудники GTZ предлагают логистическую поддержку национальные и международные меры помощи — например, путем транспортировки продовольственные товары. Раздаются мотыги и семена для посева фасоли и кукурузы. чтобы сельское хозяйство могло начать новую жизнь. Кроме того, ГТЦ ремонтирует школы, дома учителей и системы водоснабжения в обеих провинциях.
«ГТЦ находится в тесном контакте с районом. и провинциальными властями, а также с мозамбикским бюро катастроф контроль, так что все меры могут быть оптимально скоординированы », — говорит Мистер.Мучлер. В провинции Маника сотрудники GTZ сотрудничают с Ирландская организация помощи Концерн. Основное внимание уделяется помощи в самопомощи. Как говорит г-н Мучлер: «Деревенские ассоциации вносят вклад и ссужают руку «. Эксперты GTZ, которые работали на стройплощадке в течение ряда лет, может опираться на богатый опыт работы в стране. «После рекордное наводнение в прошлом году тоже, мы смогли быстро оказать помощь и эффективно «, — говорит Ральф Кальтофен. Например, GTZ действовала в предотвращении эпидемий и поддержке распределения продуктов питания.По сей день GTZ восстанавливает дороги, медицинские центры и школы.
«Уровень воды поднимается медленнее, чем они сделали это в прошлом году, но большая часть территории была затоплена «, — сказал г-н Мучлер. отчеты. Вода теперь покрывает площадь, вдвое меньшую, чем площадь немецкого государства. Гессена. Есть опасения, что в ближайшие дни ситуация может ухудшиться. Обстановка в городе Марромеу, недалеко от устья Замбези, особенно критично. «Если этот город будет затоплен, не менее 30 000 человек. пострадают люди «, — говорит г-н.Мучлер. И служба погоды отнюдь не прозвучало однозначно: в выходные в пораженной провинции.
Deutsche Gesellschaft f = FCr Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH — сервисное предприятие для сотрудничества в области развития. с операциями по всему миру. Принадлежащий Федеративной Республике Германии, организация работает как частное предприятие с политикой развития мандат: обеспечить устойчивое улучшение условий жизни людей в странах-партнерах, а также для сохранения базы природных ресурсов, на которой жизнь зависит.