控制系统论文:造纸配浆自动控制系统的设计与实现 导读:纸浆配浆采用绝干量比例控制方式,自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合,同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计,显示操作程序使用VisualC++6.0开发,接口程序利用WinDriver进行开发。在本系统中,控制程序采用软件组态方式实现。 关键词:纸浆,软件组态,动态链接库,DDCRun 0.引言 随着造纸机车速的提高和设备的更新,原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代,而在管道配浆方式中,采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式,比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比,具有配浆效果好,浆种配比稳定等优点。 1.配浆自动控制系统总体设计 纸浆配浆采用绝干量比例控制方式,自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合,同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。为了保证生产的正常运行,防止成浆池缺浆和满浆,在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时,需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。 2.配浆自动控制系统的硬件设计 2.1 硬件结构 2.1.1浓度的检测与控制 浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器,电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。 2.1.2流量的检测与控制 流量计采用上海光华仪表厂的LDG-150S型的电磁流量计,检测精度为0.5%,长时间测量累计误差小于1%。伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器,变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。 2.2 硬件抗干扰技术 在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板,该板使用三总线隔离的形式,使其抗干扰能力大大增强。在此基础上,我们在810接口板上设计了RC滤波电路。对于变化速度很慢的直流信号,在仪表输入端加入滤波电路可使混杂于信号的干扰衰减至最小,这样我们就有效的提高了系统的硬件抗干扰能力。参考网。 3.配浆自动控制系统的控制策略 本配浆控制系统控制部分可分为绝干量配比控制;废纸浆和自制浆浓度控制;成浆池液位的控制及联锁控制,各控制部分具有耦合作用。 绝干量配比的控制较为复杂,废纸浆、自制浆的浓度、流量变化等都会对配比控制产生干扰,同时配比控制时又要考虑到节省能耗。通过对配比的分析,对配比中比重占较大的自制浆,我们将自制浆泵满负荷运行,而让废浆泵根据给定的配比,采用带有延迟环节的增量PID控制算法控制。 废纸浆和自制浆的浓度的控制,由于两者相互不影响,且受其他影响较少,我们分别通过控制相应电动阀的开度来控制加水量,从而控制纸浆的浓度。参考网。采用较为典型的闭环控制策略,控制算法采用增量式PID控制。 纸浆液位的控制,纸浆液位的控制是本控制系统的一个难点,由于搅拌器的动作及液位本身的不稳定,给液位控制带来了困难。参考网。我们采用了带联锁的液位宽限开关控制策略: 3.1 以成浆池液位为主控制对象,设立成浆池液位高低限开关,成浆池液位高于高限开关时,自动关闭废浆池泵和自制浆池泵;如果成浆池液位低于低限开关时,根据自制浆池和废浆池液位要求,确定是否启动废浆池泵和自制浆池泵控制。 3.2 考虑到液位的波动,在对采集的液位数据进行平均滤波的同时,对限位开关值设立宽限,宽限值的大小通过实际试验确定。当液位波动值小于宽限值时,则不动作;只有当液位变化值大于宽限值时才进行相关动作。 3.3 考虑到废浆池与自制浆池的联锁要求,启动废浆池泵和自制浆池泵时必须满足:废浆池和自制浆池的液位必须同时都大于设定的下限值。同时,浓度控制电动阀也产生联锁动作。 4. 配浆自动控制系统的软件设计 在本控制系统中,软件必须安全可靠,可移植性和可扩展性好,参数修改方便,调试简单。本系统软件分为:控制程序,显示操作程序,数据采集程序。各个部分分别开发,并通过DLL结合成一个有机整体。 控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计,显示操作程序使用Visual C++6.0开发,接口程序利用WinDriver进行开发。系统软件的各个组成部分通过DDL实现连接。 4.1 数据采集程序 WinDriver可用于各种接口程序的开发,在本系统中,我们 采用它开发系统的数据采集程序的接口,我们首先使用驱动程序开发工具Windriver创建基于PCI/ISA的设备驱动程序,在此基础上,我们就可以在Visual C++中利用上述工具产生的硬件操作函数编写相应的数据采集程序。同时我们把数据采集程序做成DLL形式,DDCRun控制程序通过调用它实现控制程序和系统硬件的接口。 4.2 控制程序 在本系统中,控制程序采用软件组态方式实现。具有大大缩短开发周期,减轻调试复杂性,方便控制程序修改,系统易于维护等优点。 DDCRun控制组态软件是我们自行开发设计的模块化的控制组态软件,它的各个模块是以DLL的形式存在的。首先编写好控制程序需要的各个功能模块DLL:增量式PID,加减运算,限幅运算,绝干量统计,条件开关,平均滤波等;然后将各个模块添加到DDCRun;最后便可以根据控制策略进行组态设计,设置控制参数和相应硬件接口板卡的地址。 控制程序通过调用WinDriver生成的数据采集程序与硬件直接联接;与此同时,在显示操作程序中,通过调用DDCRun提供的接口函数,实现对控制程序各个控制模块的输入输出读写和控制参数的修改。 在系统调试过程中,我们只须通过软件修改控制算法的参数即可达到预定的控制目标。 4.3 显示操作程序 显示操作程序是本系统必须的组成部分,具有以下特点:界面简单直观,用户操作方便,运行稳定可靠,满足人体工学要求,采用面向对象的编程语言Visual C++6.0设计。根据要求功能模块分为[主界面]、[流量浓度曲线]、[液位曲线]、[报警显示] 、[参数设置]、[统计报表]、[关于系统]、[退出系统]、[密码保护]等九个模块。 为了方便历史数据的查询和以后网络化的需要,我们将所有有关数据保存在关系数据库SQL Server中,通过ADO对象对数据库中的数据进行操作。 ADO是面向对象的OLE DB,它继承了OLE DB技术的优点,并且对OLE接口作了封装,定义ADO对象,使应用程序的开发得到了简化。ADO技术属于数据库访问的高层接口,其主要优点是易于使用、内存支出少和磁盘遗迹小。与DAO和RDO类似,ADO也是一种基于对象的集合 . 主界面 主要实现重要参数的显示,纸浆动态显示功能以及启动和停止自动控制的功能。主要参数包括:废纸浆池的液位.浓度.电动水阀开度和变频泵的电流信号大小;成浆池的液位,浓度和两个抽浆泵的纸浆浓度和流量,自制浆池和废纸浆池的液位,浓度,电动水阀开度和变频泵的电流信号大小。同时,主画面上的水流动态显示,使得系统状态更加直观。 流量浓度曲线、液位曲线、报警显示、参数设置、统计报表、密码保护 实现系统密码保护、修改等功能。 5.结束语 与手工配浆相比,成浆的纤维配比更加稳定,系统控制精度高,提供了配浆的质量与效率;与此同时减轻 了工人的劳动强度。 控制系统论文:试析自动控制系统 自动控制系统在现代化生产的各个领域越来越普及,作用也不断加大,文章介绍了现代化自动控制系统的基本概念,控制方式和整个系统的组成元件。 关键词:自动控制系统控制方式组成 1、自控系统的基本概念 1.1 自动控制的重要性 (1)自动控制技术水平的高低,标志着一个国家工业和科技先进与否。 (2)高水平的自动控制技术对一个国家的工业、国防和科学起着至关重要的作用。 (3)自动控制原的基本思想和基本方法可以用于各个领域。 (4)每个工程技术人员和高级管理人员必须具备自动控制原理的知识。 1.2 控制的定义 控制主要是指给一个运动过程施加约束,使运动过程按指定的路径,向期望的方向发展。自动控制的定义:是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。 2、自动控制系统基本控制方式 自动控制系统是指为自动达到某一目的,由相互制约的各个部分按一定规律组织成的、具有一定功能的整体。自动控制系统的组成主要包括控制器、被控对象、反馈环节、给定装置等。而自动控制系统基本控制方式主要有开环控制、闭环控制和复合控制三种。 2.1 开环控制如图1所示 其特点是在控制器和被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈作用,简单、控制精度低。 2.2 闭环控制如图2所示 闭环系统自动把输出量反送到输入端并与输入量进行比较,得到偏差信号,偏差越大,控制力度也越大。迫使输出量向输入量靠近。 故控制精度高。反馈是指将检测出来的输出量送回到系统的输入端,并与输入量进行比较的过程。负反馈主要是指偏差量=输入量-反馈量。负反馈的自动调节原理可简单总结为输出量反馈量偏差量控制量输出量反之,也一样。总之,能自动减小偏差,恒定输出。 2.3 闭环控制的特点包括以下两个方面 (1)自动检测偏差,不断调整控制量,克服前向通道上的各种干扰,控制精度高,稳定性好。 (2)对反馈通道上的干扰不能克服,对反馈设备要求高,价格贵,系统结构复杂。 2.4 复合控制如图3所示 该图为干扰补偿的开环控制和按偏差的闭环控制相结合,复合控制的效果也比单一的反馈控制或者单一的开环控制的效果都好。 3、自动控制系统的组成 图4为一个简单控制系统实例,主要包括: 给定环节——用于产生输入到控制系统的指令信号。指令信号通常称为输入量或给定量,常用r来表示。 比较环节——用于将给定量与反馈量进行比较,比较环节的输出量等于两输入量的代数和。箭头上的符号表示输入在此相加或相减。给定量与反馈量的差值,称为偏差,常用e来表示。 控制器——接受偏差信号,通过转换与运算,产生控制量u,以改善系统的性能。控制量常用u来表示。 中间环节—— 它的作用是将控制信号进行变换、功率放大等,以便对被控对象进行控制。达到纠正偏差的目的。 被控对象G——它是要求实现自动控制的设备。它接受控制量并输出被控制量。系统输出量常用c来表示。不希望的、影响系统输出的信号,称为扰动,常用n来表示。 反馈环节——将输出量转换为主反馈信号的装置,主反馈是与输出成正比或成某种函数关系,但量纲与参考输入相同的信号,用b来表示。 随着的自动控制系统在各行业应用的不断加深,自动控制系统开发与应用企业也面临着更高挑战。这就要求自动控制开发企业必须加大对相关人才培养与引进,通过人才战略提高自身的市场竞争力,提高对应用自动控制系统客户的售后服务,保障自动控制系统的精准性,为该技术的应用发展打下坚实的基础。 控制系统论文:我国电气工程和自动化控制系统的具体应用 近些年来,随着科学技术的不断进步,电气工程与自动化控制系统技术水平也日益提高,在工业生产中占据着重要地位,具有提高自动化水平、提高生产效率、延长设备使用年限等特点。因此,做好电气工程与自动化控制系统的实践是企业应当重视的工作。 1 电气工程与自动化控制系统的概述 (1)电气工程与自动化控制系统的设计。在电气工程与自动化控制系统设计中,主要有闭环控制、开环控制以及复合控制三种,其中,闭环控制控制过程是根据给定值和反馈量偏差来完成的,能够预防震荡,确保控制装置正常工作。开环控制的控制装置与受控对象之间是顺向作用,优点在于控制过程、系统结构简单,不足之处是控制精度差、抗干扰能力低,主要适用于对控制性能要求相对偏低的场合。复合控制是一种反馈控制方式,只有在被控量变化后,控制系统才会进行调节与控制,控制过程、被控量不会受复合控制的影响。 (2)电气工程与自动化控制系统的方式。电气工程与自动化控制系统主要可以分为集中式、分布式以及信息集成化三种,具体是指: 首先,集中式控制系统。此种控制系统只有一个处理器,承担着系统的所有功能的处理任务,其优点是系统结构简单、设计与操作简便、维护成本较低,其缺点有在监控对象增加时,处理器工作效率会降低,处理工作过程会受任务多少影响,主机使用空间减少,在功能增加时,只能通过增加电线方式解决,会增加成本,影响系统可靠性[1]. 其次,分布式控制系统。此种控制系统有多个控制回路,每个控制回路分别承担一部分系统功能,可以有效解决集中式控制系统的不足,同时实现对数据的集中获取、管理与控制。但是,分布式控制系统也存在一定不足,主要是受仪表类型复杂、标准不一影响,会增大维修工作难度。第三,信息集成化控制系统。信息化集成控制系统是在计算机技术、信息技术等基础上发展出来的一种控制系统,是指在电气自动化控制设施与机械设备之间以信息技术作为连接,比如微电子处理技术等,提高信息获取效率,提升控制系统自动化水平。 (3)电气工程与自动化控制系统的重要性。在工业生产中,电气工程与自动化系统起着十分重要的作用,具体体现在以下三方面: 首先,能够提高设备的可靠性,通过自动化系统,可以对电气工程相关设备状态进行自动检测,检验元件参数指标以及可靠性,确保在各种环境条件下,设备都可以良好运行,并对其进行相应改进与完善,确保电气工程的可靠性。 其次,可以增强系统的适用性,在生产过程中,电气工程与自动化系统能够自动记录所有的运行数据,并通过对数据的自动分析、对比,根据实际需求来对工作进行自动控制与调节,从而有效增强系统的适用性。 第三,可以提高生产的先进性,在工业生产中,自动化控制水平是一项十分重要的衡量指标,通过应用电气工程与自动化控制系统,可以自动完成对生产过程与产品的测试工作,在保证产品品质的同时,提高生产效率,从而实现生产先进性的提升[2]. 2 电气工程与自动化控制系统的实践 (1)在智能化方面的实践。在电力系统当中,其运行的可靠性、安全性等与智能化水平有着密切联系。因此,将电气工程与自动化控制系统应用于系统的智能化当中,可以提高系统的自动调节能力,解决电气工程早期自动化控制存在的不足,促进电气工程的进步,有效提升电气工程自动化控制的整体水平。对于智能化控制器而言,其优点主要是可以同时完成诸多不同数据的处理,也可以承担一些其他控制器难以完成的工作,比如难度较高、危险性较大的工作。电气工程与自动化控制系统在智能化方面实践,不仅体现在提高智能化技术的先进性、实用性方面,还体现在增加电气工程的稳定性上。在未来工业发展趋势中,智能化方面电气工程与自动化控制系统应用将会越来越加广泛,分布在智能化的各个领域,对智能化的发展与进步起着重要促进作用。因此,应当加强对电气工程与自动化系统在智能化方面实践的研究,针对不同问题采取相应的措施,可以提高智能化中电气工程与自动化系统可靠性与安全性,避免事故发生[3]. (2)在变电站配电的实践。在变电站配电中应用电气工程与自动化控制系统,会对变电站运行设备故障与事故进行自动记录,利用监控、操作的图像化与智能化特点,不仅可以提高变电站运行效率,也能够有效提高变电站配电自动化系统的管理水平,对变电站配电进步有着重要意义,有助于促进电气工程自动化控制的发展。 3 结语 综上所述,电气工程与自动化控制系统是国家社会经济发展的重要基础,加强对电气工程与自动化控制系统的了解,掌握其设计方式、控制系统模式等内容,将其合理应用于工业生产的实践当中,对于工业生产效率提升、产品质量等起着重要保障作用。因此,对电气工程与自动化控制系统的实践展开研究,借鉴先进技术,提高系统的稳定性与可靠性,对电气工程与自动化控制系统发展有着重要意义。 控制系统论文:浅析过程控制仪表与过程控制系统 摘 要:现代工业生产过程,随着生产规模的不断扩大,生产过程的强化,对产品质量的严格要求,以及各公司间的激烈竞争,人工操作和一般的控制远远不能满足现代化生产的要求,工业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备,它是保证现代企业安全、优化、低耗和高效生产的主要技术手段。 关键词:过程控制 仪表 系统 1、过程控制仪表与控制系统 如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节,控制对象输出的被控变量(T P L F等),经变送、转换成相应的信号,送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较,将偏差值进行一定运算后,发出信号控制执行单元的动作,将阀门开大或关小,改变控制量,直到被控变量与给定值相等。 2、控制系统的工作原理 2.1 液位控制系统 图中,检测变送器检测到水位高低,当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时,调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀,使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。 2.2 温度控制系统 它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时,通过温度仪表测得的变化,并将其信号送至调节器与给定值进行比较,调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀,改变蒸汽量维持出口温度。 2.3 流量控制系统 它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时,流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件,把孔板上、下游的差压接至差压变送器,将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较,流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀,改变阀门开度,就调整了管道中流体的阻力,从而影响了流量,使流量维持在设定值。 自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下: 3、控制系统的分类 由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展,使得控制系统具有各种各样的形式,但总的来说分为两大类,即开环和闭环控制系统。 3.1 开环控制 这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系,当设定值变化时,操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制,即所谓前馈控制,如图:在蒸汽加热器中,若负荷为主要干扰,如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系,当扰动出现时,操纵变量随之变化。 3.2 闭环控制系统 系统的输出(被控变量)通过测量、变送环节,又返回到系统的输入端,与给定信号比较,以偏差的形式进入控制器,对系统起控制作用,整个系统构成一个封闭的反馈回路,这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。 4、结语 通过上面论述表明,自动化程度的完善就等于生产力的提高,虽然先期阶段增大了投资费用,然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约,其特点十分显着,其取得的收益远远大于先期的投入。 控制系统论文:智能家居控制系统设计 摘要:本文简单介绍了智能家庭控制系统的组成、旅行、功能、系统设计以及产品选择的要点,工程设计事例等。 关键词:家庭控制器 自动监控 安全防范 l 引言 随着国民经济和科学技术水平的提高,特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。 2 智能家居控制系统概述 智能家庭控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台,计算机网络技术为技术平台,现场总线为应用操作平台,构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统,以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。 系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。 3 智能家居控制系统功能 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范三个方面。 3.1家庭通信 家庭通信可采用电话线路、计算机互联网、CATV线路、无线局域网等方式。 (1)电话线路 通过电话线路实现双向传输语音信号和数据信号。 (2)计算机互联网 通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。 (3)CATV线路 通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。 (4)无线局域网 通过无线收发器、天线、各种无线终端,实现双向传输数据信号。 3.2家庭设备自动监控 家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制 按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2)热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序,通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量,并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制 按照预先所设定的程序,根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序,分别对各个房间照明设备的开、关进行控制,并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制 按照预先设定的时间程序,对窗帘的开启/关闭进行控制。 3.3家庭安全防范 家庭安全防范主要包括多火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧急求救、多防区的设置、访客对讲等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码(如家人单位电话号码、手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等),在有报警发生时,按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。同时,各种报警信号通过控制网络传送至小区物业管理中心,并可与其它功能模块实现可编程的联动(如可燃气体泄漏报警后,联动关闭燃气管道上的电磁阀)。 (1)防火灾发生 通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器,监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号,通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况,自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。 (2)防可燃气体泄漏 通过设置在厨房的可燃气体探测器,监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号,并联动关闭燃气管道上的电磁阀,同时通知家人及小区物业管理部门。 (3)防盗报警 防盗报警的防护区域分成两部分,即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关,在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器;住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器。当家中有人时,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)设防,住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)撤防。当家人出门后,住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外/微波双技术探测器)均设防。当有非法侵入时,家庭控制器发出声光报警信号,并通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。 (4)访客对讲 住宅的主人通过访客对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话,确认是否允许来访者进人。住宅的主人利用访客对讲设备,可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。 (5)紧急求救 当遇到意外情况(如疾病或有人非法侵入)发生时,按动报警按钮向小区物业管理部门进行紧急求救报警。紧急求救信号在网络传输中具有最高的优先级别,由于是人在紧急情况下的求救信号,其误报的可能性很小。 4 智能家居控制系统类型 4.1系统类型 智能家庭控制系统可分成采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统、LonWorks的智能家庭控制系统、KS485的智能家庭控制系统、无线网的智能家庭控制系统等类型。 4.2基本特点 、功能、适用范围 (1)采用公共电话网的智能家庭控制系统采用公共电话网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了与电话线连接的收发器,利用电话网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器(内置了与电话线连接的收发器)、路由器、收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,利用原有的电话线就可实现数据信号的共网传输。 (2)采用HFC的智能家庭控制系统 采用HFC的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了CableModem,利用有线电视的HFC网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 HFC网络采用共享方式,其共享带宽为36Mbps。当上网人数较多时,上网的速度会变慢。由于Cable Modem设备费用较高,用户网络的开通费用高。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器(内置了Cable Modem)、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、有线电视传输网络、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成o ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,仅将原有的有线电视HFC网络进行双向改造,就可实现数据和图像信号的共网传输。 (3)采用以太网的智能家庭控制系统 采用以太网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计 ·基本特点:家庭智能控制器内配置了以太网网卡,利用以太网作为信息传输网。以太网同时支持住户计算机和智能家庭控制系统。该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且大大地简化了布线,可以节省布线的投资。 以太网传输速率较高,传输速率有10Mbps、100Mbps等。根据传输距离的要求,由小区物业管理中心至各楼交换机采用5类以上4对对绞线、多模光缆或单模光缆,由交换机至家庭控制器采用超5类4对对绞电缆。 ·系统组成:系统由系统服务器、家庭控制器、路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建和改造的智能化住宅(小区)工程,用以太网实现数据和图像信号的双向传输。 (4)采用LonWorks的智能家庭控制系统采用LonWorks的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计《智能家居控制系统设计施工图集如3X602第21、22、23页。 ·基本特点:采用一个覆盖全部ISO/OSI标准七层通信协议、开放性的LonWork总线技术,一台系统服务器最多可连接127台LONWorks路由器,一台LonWorks路由器最多可连接63台家庭控制器。每台家庭控制器为LonWork一个通道上的网络节点,每个网络节点包括有神经元(NEURON)芯片、振荡器、电源、一个通过媒介通信的收发器和与监控设备接口的I/O设备(电路)、存储器等。 LonWorks直接通信距离可达2700m(双绞线、78Kbps),其通信传输速度最大可达1.25Mbps(此时有效传输距离为130m)。LonWorks路由器至小区物业管理中心线路长度超过2700m时,需在总线上加装中继器。传输线通常采用双绞线,根据需要也可采用同轴电缆或电力线。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。 (5)采用KS485的智能家庭控制系统 采用KS485的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第18、19、20页。 ·基本特点:KS485串行接口总线为主从式网络,它的通信为半双工、采用双向单信道连接方式。RS485串行接口总线的传输介质采用双绞线,它可以高速地进行远距离传输,传输速度与传输距离的技术指标如下:传输速率为10Mbit/s时,最大传输距离是12m;传输速率为1Mbit/s时,最大传输距离是120m;传输速率为100kbit/s时,最大传输距离是1200m。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、路由器、通讯器、控制器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。 (6)采用无线网的智能家庭控制系统 采用无线网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第24、25页。 ·基本特点:利用无线作为信息传输网,该系统不仅在功能上能完全满足要求,而且从系统服务器至家庭控制器、家庭控制器至各种现场末端装置均采用无线传输方式,小区、楼内、户内无需布线,施工简单,可以节省施工的投资。 无线网的工作频率符合IEEE802.11b标准要求。 ·系统组成:由系统服务器、家庭控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。 ·系统功能:实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。 ·适用范围:该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程,不用敷设线路就可实现数据信号的传输。 5 系统设计及产品选用要点 5.1智能家庭控制系统类型的选用 新建、扩建的智能化住宅(小区)工程,宜采用LonWorks的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统或采用RS485的智能家庭控制系统。改造的智能化住宅(小区)工程,宜采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统或无线网的智能家庭控制系统。 5.2家庭控制器的选用 家庭控制器的选用主要包括功能、总线技术及模块化设计、扩展功能、可按用户的基本要求进行配置等方面的选用要求。 (1)家庭控制器功能的选用 家庭控制器通常具有以下功能: ·家庭防盗报警; ·家庭火灾报警; ·家庭燃气泄露报警; ·家庭紧急求助; ·远程设防与撤防; ·远程报警; ·访客对讲; ·家用电器监控; ·家用表具数据采集及处理; ·空调机监控; ·接入网接口; ·小区电子 公告; ·信息查询; ·家用设备报修等。 (2)家庭控制器功能的选择 在工程设计中,家庭控制器功能的选择可参见下表所示。 5.3总线技术及模块化设计 ·家庭控制器要求采用总线技术,如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10; ·家庭控制器要求采用模块化设计,以便用户可以根据需求选择不同的模块完成不同的功能。 5.4扩展功能 家庭控制器要有一定的扩展功能,考虑能适应今后发展的需要。 5.5可按用户的基本要求进行配置应能根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求(功能要求)等因素,来对家庭控制器组成进行配置,包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。 6 设备的安装 6.1交换机、路由器、控制器、放大箱、分配箱、电话分线箱 康居住宅家庭控制器功能设置表 级嗣 消防 安防 访客对讲 家电监控 表具数据远传 基本级(1A) 1.在住户内安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器。 具有语音对讲及控制开启楼道人口处防盗门功能。 1~2点 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 提高级(2A) 在室内安装可燃气体泄 漏自动报警装置。且能就地 发出声光报警信号。 1.在住户内两处安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器,在户门、及用台、外窗安装 人侵报警装置。 具有语音对讲及控镧开启楼道人口处防盗门功能。可实 现住户与安防监控中心的直接联系。 2点以上 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄 收及远传、超限爿断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 先进级(3A) 1.在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置,当燃气体泄漏报警后能自动切断气源、打开捧气装置,且能就地发出声光报警信号。 2.在住户内设置火灾自动报警装置。 1.在住户内不少于两处安装紧急按钮开关。 2.在住户内安装入侵报警探测器,在户门及阳台门、外窗安装入侵报警装置。 具有语音、可视对讲及控翻开启楼道入口处防盗门功能,可实现住户与安防监控中心的直接联系。 2点以上 热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。 这些设备均应安装在电气竖井内或公共走道的墙上(内)。 6.2家庭控制器 暗装(或明装)在墙内(上),其底边距地面1.4m左右。家庭控制器应设置在住户大门附近(宜距户门0.5m以内),且容易操作(包括设防与撤防)的地方。 6.3可燃气体探测器 安装在厨房内的燃气管道、灶具附近,当住户使用的是天然气,燃气探测器吸顶棚安装在距顶棚300ram以内的地方;当住户使用的是液化石油气,燃气探测器安装在距地面300mm以内地方。 6.4感温探测器设置在厨房内,它吸顶棚安装。 6.5感烟探测器设置在起居室、卧室等房间内,它吸顶棚安装。 6.6紧急按钮开关 设置在起居室沙发和主卧室床头附近的墙上,及卫生间的墙上。紧急按钮开关暗装在墙内,其底边距地面0.5m~1.2m。 6,门(窗)磁开关 安装在门扇和门框内或窗扇和窗框内。 6.8玻璃破碎探测器 安装在窗户和玻璃门(阳台)附近的墙上或吸顶棚安装。 6.9被动红外侵入探测器和被动红外/微波双技术探测器 安装在住户的主要通道、重要的房间内,它吸顶棚安装或安装在顶棚的墙角处。 6.10红外遥控器 安装在被控电器设备正面附近的墙上,距离不能超过红外线工作范围,且与电器设备之间没有遮挡。 7 工程设计实例 以二室户型为例介绍户内的智能家庭控制系统设计,设计标准采用康居住宅先进级(3A)。采用以太网的家居控制系统,家庭控制器与户内各模块之间采用R.$485总线,家庭控制器可通过电话线或计算机网络接收控制指令、发出信息,所选用的家庭控制器具有可视访客对讲功能。家居控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第17页,二室户型家居控制平面图参见图1、2所示,家庭控制器与室内设备的连接参见图3所示。 在起居厅、卧室设置了感烟探测器,厨房设置了感温探测器、可燃气体探测器,各房间的窗户、阳台推拉门上及附近设置了门(窗)磁开关和玻璃破碎探测器,起居厅设置了被动红外侵入探测器,起居厅、卧室、卫生间设置了紧急按钮开关。对电、水、燃气进行计量;可对餐厅、起居厅、卧室的灯进行控制;当可燃气体探测器探测到有燃气泄漏后,联动控制关闭燃气管道上电磁阀、开启排烟风机;当有各种探测器报警后,联动警报发声器发出报警声音。 家庭控制器共提供13路输入:电度表(电度表安装在照明配电箱内)、燃气表、热能表、可燃气体探测器、感温探测器、感烟探测器、紧急按钮开关、被动红外侵入探测器、玻璃破碎探测器各1路,水表、门(窗)磁开关各2路。 家庭控制器共提供7路输出:警报发声器控制1路、燃气管道上电磁阀控制1路、排烟风机控制1路、照明控制4路。 三室户型、复式结构、别墅的智能家庭控制平面图及家庭控制器与室内设备的连接参见国家建筑标准设计 8 设计中应注意的事项 当防火规范规定必须设置火灾报警系统时,感烟探测器、感温探测器及可燃气体探测器的设置及系统的构成须遵循《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的规定。 控制系统论文:电除尘器振打控制系统设计方法的改进 【摘要】:通过对某电厂一电除尘器的振打控制系统的现状的分析,提出提高电除尘器振打控制系统稳定性和自动化水平的方法,并根据现场工人多年的运行经验重新编写了振打程序。 【关键词】:可编程控制器;电除尘器;振打控制系统 我国是世界上大气污染最严重的国家之一,由于我国是以煤为主要能源的国家,大气污染以烟尘和二氧化硫为主的烟煤型污染,其中火电厂环境问题尤为严重。电除尘器将越来越受到重视。解决这一问题,就有必要对电除尘器振打控制部分进行研究分析,结合生产实际进行升级改造,从而提高电除尘器的可靠性。我国由于起步晚,技术基础底子薄,要满足国家的环保指标,其治理量大面广时间短,目前国内有少数企业在研究电除尘器集散控制系统并开始应用例如福建龙净环保股份有限公司等,大多数集成国外产品和自主开发少部分产品。国际上例如瑞典Flakt公司、德国Lurgi公司、美国GE公司、EE公司等均在研究电除尘技术。通过总结长期实验研究成果和消化吸收国剑。先进技术和经验开发研制出一批结构新颖的电除尘器。 1.电除尘器振打控制系统[:请记住我站域名/]结构分析 振打控制系统分为监控层,控制层,设备层三层。监控层由1台上位机组成,通过上位机可以在中央控制室监视现场设备的运行状况,并可以直接在上位机上启动现场设备;控制层由可编程控制器、空气开关、继电器、接触器、热继电器和电缆等组成,它接受并执行监控层的指令,是控制系统的重要组成部分;设备层是分布在现场的阀门、电机和检测仪表等。 改系统的监控层和控制层的任何一个出故障都会造成整个电厂的生产停机,给企业造成很大的损失。目前该电厂的电除尘器的振打控制系统控制层采用施耐德的PLC(非双机热备)作为主控制器,一台工控机作为监控层。在这种情况下如果监控层或控制层出现故障整个电厂的设备都的停机,给电厂造成不可沽量的损失。 2.系统控制系统的改进 针对上述对某电厂一的电除尘器的振打控制系统的分析,针对性的提出了解决方案。 (1)考虑到在电厂整个设备运行过程中电除尘器可以短时间停运和整个发电系统不停机的前提下: a.种输入输出备用模块和一备用CPU,当系统控制系统故障时,可以在短时间内换掉故障的器件; b.对监控层提出了热备用的方案,即采用再提供一台工控机,使它与原有的工控机并列运行,大幅度的提高了系统的可靠性。 (2)基于现场工人对系统多年运行的经验,发现现有系统的运行方式比较简单并且工人的劳动强度大,自动化水平低。现有的控制系统只有自动和手动的控制方式且自动的控制方式较为简单,还需要人工手动操作。针对这种情况,由现场工人提出的控制方式,我们又重新编写了控制程序,提高了振动控制系统的自动化水平,达到了可无人值守。 a.自动:八个料仓按照一定的时序自动启停阀门和风机,将灰排出。操作人员不需要任何操作,故障时系统自动停机。 b.半自动:操作人员可以任意选取运行的需要运行的阀门并可设定运行的周期(八个料仓全部卸灰一次为一个周期),启劝后,系统按一定时序启停选取的阀门,达到运行周期时系统自动停止。 c.手动:操作人员可以任意启停任一台阀门。这种方式用于系统调试。 在正常情况下系统的运行处于自动控制状态下;当系统出现故障时,可切换止半自动的控制状态下运行,此时维修人员可以将故障的设备进行更换。 3.软件设计 编程软件使用MODICON编程软件concept2.5。考虑到系统运行的稳定性,所有的功能和模拟量计算、累积、比较及逻辑判断均在PLC内完成,在正常工作条件下,可独立对整个系统进行全自动控制,不需要上位机的参与。 软件由主程序和4个子程序(自动、半自动、手动、模拟量转换)组成。分别为自动、半自动、手动分配标志位,在主程序中循环检测三个标志位,检测到那个标志位置1则调用相应的子程序。这样程序运行周期短。自动子程序按运行周期设置一个计时器,随着计时器的递增达根据时序依次启停阀门,达到排灰的目的。 4.结语 该电厂的电除尘器改造后,系统自动化程度极大提高,降低了现场工人的工作量,同时工人误操作的几率下降,提高了系统的可靠性。改进后的控制系统提供与全厂信息管理系统的接口,使得厂内管理层能随时掌握系统的运行状态,有利于全厂的调度。该系统自投运以来,用户反映良好,达到了预期的目标。 控制系统论文:对无线通信水下航模控制系统综述 1系统主要硬件电路设计 1.1HT6221键盘编码电路 不同的按键表示上升、下降、前进、后退、停车、左转、右转等控制信号,按键通过HT6221编码芯片编码后,OUT1输出38kHz的编码信号,通过507kHz中波调制后,经过功率放大、阻抗匹配,最后由L型天线输出.为了提高天线的辐射效率,L型天线与地面平行的部分采用20cm宽的铜板.HT6221键盘编码电路原理图如图3所示. 1.2频率调制与发射电路 MAX038是高频精密函数信号发生器,具有频率高、精度好等优点,广泛用于设计锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路,本系统采用MAX038产生507kHz基波信号,频率调制IN1输入的38kHz编码信号(图3所示OUT1)后,输出给功率放大电路.陆基控制平台的功率放大电路采用TI公司的OPA561芯片,OPA561是典型的电流型运放,满功率状态下有1MHz的带宽增益,具有外围电路简单、安装调试方便等优点.频率调制与功率放大电路如图4所示. 1.3电磁波接收与解调电路 水下航模的电磁波接收电路采用CD9088专用集成芯片.CD9088广泛用于设计调频收音机,具有从天线接收到鉴频级输出的全部功能,还具有搜索调谐、信号检测、静噪以及频率锁定环(FLL)等功能.CD9088输出的信号经过电容耦合后输出给功放电路TDA2822,经过放大后的输出信号采用TLC372电压比较器进行比较,输出端(图5OUT-MCU)接水下航模的控制核心MSP430单片机.电磁波接收电路的原理图如图5所示. 1.4红外光波发射、接收电路 红外光波发射电路采用TSAL6200红外发射器,红外发射端的协议为自定义协议,载波频率为38kHz的方波;红外光波接收电路采用TSOP138红外接收器,TSOP138有接收红外信号、内置信号放大、滤波、检波输出等功能.红外解调后的信号经过单片机处理,即可恢复出原编码信号.红外光波发射、接收电路原理如图6所示. 1.5直流电机驱动电路 直流电机采用L298N驱动芯片,通过MSP430单片机改变L298N芯片控制端的输入电平,实现电机正反转控制;通过MSP430单片机产生PWM波信号,调整直流电机的转速.为了减小由于电机在启停过程中产生的感应电动势对单片机I/O口的影响,采用光电耦合器将控制部分与电机驱动部分隔离开来,可减少电机驱动电路对单片机的干扰.直流电机驱动电路如图7所示. 2系统软件设计 2.1编码与解码程序设计 中波通信的编解码过程以及通信协议是本系统程序设计的关键[13].中波编码采用HT6221编码协议,该协议由一位起始码、16位地址码、16位数据码组成.其中16位地址码包括8个连续的“0”和8个连续的“1”,16位数据码由8位数据原码和8位数据反码构成.起始码中的“0”和“1”分别用9ms的低电平和4.5ms的高电平表示,用0.56ms的低电平和0.56ms的高电平表示数据码中的“0”,用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平表示数据码中的“1”.对应的解码方式为:当单片机检测到起始码并读到连续的8个“0”和8个“1”后,随后接收的16位码便为数据码.红外通信的编解码方式参考了HT6221编码协议.该通信协议也是由起始码、16位数据码和结束码组成.其中16位数据码包括8位数据原码和8位数据反码.起始码中的“0”和“1”分别用9ms的低电平和4.5ms的高电平表示;数据码中的“0”采用0.56ms的低电平和0.56ms的高电平表示,“1”采用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平表示;结束码采用4.5ms低电平表示.解码方式与中波通信过程相同. 2.2系统软件设计流程图 陆基控制平台没有微处理器,简化了系统的程序设计.水下航模采用MSP430单片机为控制核心,主要负责检测来自陆基控制平台的无线电波的解码信号,根据译码指令控制红外光波发射电路和状态指示电路,水下航模子系统流程图如图8(a)所示.水面传动单元同样采用MSP430超低功耗单片机检测红外光波接收电路的解码信号,根据解码指令控制直流电机驱动电路,完成牵引水下航模的升降和位移测量功能,并将当前的工作状态通过LCD显示,水面传动单元控制流程图如图8(b)所示[14]. 3系统测试与分析 3.1水下航模运行时间测试与分析 当L型天线的水平部分与水面距离为2m时,设定快速上升时间为3s,快速下降时间为4s,慢速上升时间为6s,慢速下降时间为8s,分五次测量的结果见表1.从表1可以看出,快速升降的时间最大误差为5%,而慢速升降的时间最大误差为10.6%,主要原因是水下航模在下降过程中受到向上的浮力作用而存在摆动,影响观察者判断其停止的准备位置. 3.2天线高度对电磁波通信的影响 水下航模离水面的距离为0.5m,天线距水面的距离变化范围为2~10m,通过陆基控制平台设定状态和水下航模指示灯状态的对应关系测试无线通讯建立是否有效,规定L1亮表示前进,L2亮表示倒退,L3亮表示停车,L4亮表示左转弯,L5亮表示右转弯.具体测试结果见表2.从表2可以看出,当天线高度为10m时,系统的指示运行状态与陆基控制平台设定的状态仍然一致,综合测试系统通信的误码率小于2%,说明在此范围内,天线与水下航模的垂直距离对无线电波的传输效率影响甚微.由于条件所限没有进行天线高度与通信建立有效性的完整实验,但是从理论分析可知,电磁波信号在水和空气的界面处存在剧烈的反射效应,在水中传播时也有比较强的衰减,因此,当天线离水面的距离足够远时,无线电波通信将失效. 3.3设定速度与实际速度对比情况 本系统所使用的电机在最大转速情况下提供给悬索的线速度为15cm/s,考虑到水下航模的重量对电机转速的影响,本系统结合光电门的实测速度,采用PID算法控制电机转速,表3给出了10组测定数据,水面传动单元带动水下航模升降的实际速度可以通过液晶显示屏观察.从表3可以看出,系统存在一定的测量误差,但是3次实际测量速度的平均值与设定值非常接近. 4结语 水下无线通信系统以两片MSP430单片机为控制核心,采用中波和红外光波通信,通过HT6221编码和CD9088解码完成了陆基控制平台与水下航模的电磁波通信,实验测试结果表明,频率为507kHz的电磁波在经过空气与水面的界面反射和水下衰减后,仍然能够在水下有效传输50cm以上,说明中波相比高频电磁波在水下无线通信系统中有更加优越的抗衰减特性.因此,系统模型可以广泛应用于浅水区域的信息采集和无线电传输,或者作为深水区域与陆基设备通讯的中继站,在国防、工业和智能 农业等方面有着广泛的应用前景.本系统采用了电磁波通信讯、红外光波通讯、电机精确控制、编码解码、数据动态显示等技术,具有较强综合性和扩展性,特别是可以借鉴无线传感器网络技术的设计思想,通过一个陆基控制平台,同时控制多个水下航模执行相同的控制指令,完成在一定水域的多个水下接受终端的控制过程,可用于水面防区的探测器布防和水雷布点,也可以用于精细养殖区域的水下精密监测. 控制系统论文:控制系统在纺织机械中的实用性 自动化率和自动化技术差距将我国的自动化设备水平和纺机技术结合起来综合考虑,我国的整体水平与国际的纺机自动化技术水平差距显着。不过,对于不同的纺机产品来说他们有不同的差异。首先,是我国的纺织工业设备的水平只有占总体的四分之一能够达到国际的先进标准;再者,我国的棉织和制造新设备在技术上也只是达到了国际90年代的水平,可见我国的科技是多么的落后;再其次,毛纺织、印染类机械与国际水平的差异也相当明显。以上所述,不计这些在技术指标方便出现的差异,我国的纺机产品的设计理念和是否拥有可靠性也与国际有着非常大的差异。引起人们关注的是,整个纺机行业的自动化率国际站整体的50%,而我国的纺机自动化率也只能占了其中的15%~20%。 纺机机械工艺复杂、程序繁琐,因此各种不同的纺织机械,他们对于自动化的需求也各有不同,出现了五花八门的形式。不同的控制装置在不同的纺织设备上发挥着不同的价值,来满足纺机行业的需求,来提高纺机的效率。梳棉机近年来纺机采用计算机来控制自调匀整装置,提高高速时的控制效果,特别可以消除滞后现象。立达(Rieter)公司的C4-A型梳棉机釆用了混合环式自调匀整装置,用闭路循环方式,通过对一对阶梯罗拉进行检测,调控给棉罗拉速度来控制长片段的匀整;釆用联控形式(扰动可变补偿)来控制短片段匀整,即在出口处通过称量棉网重量,发现棉网超标立即进行调整,控制过程的干预是通过调控棉罗拉的速度来完成的。立达(Rieter)公司研制成的C.I.S.纺纱自动化生产线,在清缸工序中釆用了Aero-feed散棉喂给装置,再用ABC-Control型处理机控制清缸连续化和自动化生产线。操作人员可以通过VDU彩色图表管理机台,取代了开棉、清棉和梳棉的人工中心控制,具有控制、监视、报警和记录等多种功能。2.2并条机自调匀整是并条机自动化内容中很重要的一个动作。这种方法实现了棉条条干均匀,能够使纱的粗细相同,否则在纺机织布的时候,很容易引起细的纱出现断头现象。综合以上情况的叙述,如果在纺织过程中发现条干过粗或者过细,就需要利用设备来检测出来,并能够对这种情况及时作出调整,来达到符合要求的目标,以免事后无法挽回。自动调节的过程重点是要检测,然后在经过计算机的处理,最后运用电动机调频来进行操作。这一系列的自动化机制体系,是相当复杂的过程,而且难度也是很大。我国的产品水品在国际上还是比较落后,所以,这样的设备目前仍然需要从国外引进。 细纱机细纱机在落纱环节方面,传统的方式是采用人工换管,人工接头,细纱机的锭数以前采用人工换管和人工接断头的方法。每台细纱机的锭数都很少,而现在细纱机的技术有所进步,锭数从起初的300个到了现在的1000左右,如果仍然用人工换管,那么不但产生的断头多,而且纺织的效率也会大大降低,消耗工人的劳动量。其实,造成断头的原因是由纱管形状和张力的大小来决定的,双速电动机是一种能够解决此问题的一个最佳方式,可以有效的减少断头情况的发生。粗纱机有细纱必有粗纱,粗纱是用粗纱机来制作的,他的原理在于要将熟的棉条进行拉伸后处理,进一步分离度,有利于之后细纱机对细纱的加工。传统的粗纱机是采用了电动机,粗纱机的作用是将熟棉条进行拉伸后形成粗纱,以进一步增加取向和分离度,利于后道细纱机的加工。粗纱机的人机界面使用触摸屏,应用PLC来进行控制,传统的粗纱机也采用了运用电动机的方法由多种机构分别传动及升降。络筒机我国当前的络筒机结构主要是采用了电子齿轮和电子凸轮的数码结构,也就是由单锭来进行传动。可是由于机械上的电机没有能够直接进行传动的连接,所以用高速精密的计算控制来做辅助,就可以方便的高速精密的交叉卷绕,织纱的速度远超过了传统的络筒机,有效的提高了织纱效率。无梭织机随着机械自动化技术在社会上的广泛应用和推广,迎合趋势,有一种新的技术,无梭织机技术,这种技术在不断提高创新水平,也使得纺机技术得到了新的突破,不断实现自动化。现在有些汽车的程序控制就是运用其中的原理,像汽车的开关程序控制,他能够在规定的时间内给车自动加油,自动收集计算数据、将织机的各种参数显示出来,其中包括他的产量和效率等等的原因分析,这样就大大提高了生产效率。机械自动化的现在,电子选色,计算机自动纺织纺织品,还可以通过变换编织图形还改变编织物的图案。 实现纺机技术的自动化、科技化,领先化,是我们首要面对的课题,同样,这也是一个难以攻破的难关。时展的今天,我们国家在一些技术的发展上仍然落后于其他国家,在国际上没有优势地位,这与科技人员的探索精神不够强烈密不可分,虽然纺机行业自动化相对传统有所进步,但仍有很多严重的不足。政府应正视纺织机械的现代化进程,加大对自动控制设备的改进力度,与国际接轨,提高产品效率,节约社会资源,走可持续发展道路。 控制系统论文:射流混药农业控制系统 目前,我国农药的有效利用率仅为20%~40%,喷施的大部分农药流失到了环境中,不仅浪费资源,而且造成环境污染[1].提高植保机械技术水平,进行高效、低污染施药技术研究及机具开发是一项迫切的任务[2].射流混合技术[3]是利用管道中水的能量直接吸入液体农药,它在石油化工行业已经得到了广泛的应用,但在植保机械方面应用得还比较少.射流混药不但可以减少药液对机件的损害,降低对机件的要求,而且节约了使用过程中多余的农药,减少了农药的倾倒所造成的污染[4].因此,研制和开发在线射流自动混药装置,是安全、可靠、高效使用农药,以及降低残留物对环境污染的关键之一,同时也是发展植保机械的有力措施[5].对于在线射流混药[6],前人已经对其机理进行了相应研究,例如,何培杰等[7]对射流混药装置的混合管进行了数值模拟,得出了径向速度和轴向速度在混合管内的分布规律.邱白晶等[8]建立了射流混药装置数学模型,确定了射流混药装置数值模拟方案,并根据试验参数设计了射流混药器,进行了射流混药测试研究.但是存在的问题是混药比值远达不到实际生产中所需混药比要求,且无法精确控制射流混药器的进药量.为了解决上述问题,文中设计一种基于DSP和LabVIEW的在线射流混药控制系统,以增大混药比的可调范围,实现药量的精确控制. 1在线射流混药装置的结构 在线射流混药装置的结构如图1所示,由仪器控制柜、异步电动机、柱塞泵、电控阀、射流混药器、喷杆、电动机驱动模块、单向阀、流量传感器、压力传感器、转速传感器等装置构成.采用三相异步电动机为动力源,自行设计电动机的驱动板,利用TMS320F2812DSP的EV模块实现电动机的调速.电动机通过联轴器带动柱塞泵进而控制混药器进水口的流量.在线射流混药装置的核心部件射流混药器如图2所示,其基本结构参数:射流嘴收敛角α为16°,扩散管扩散角β为8°,混合管长度L为17.04mm,混合管直径dt为3.55mm,吸入角度γ为60°.在混药器进药口安装了流量控制阀,通过DSP的D/A模块控制阀门的开度来实时调节混药器进药量.在射流混药器的进水口、进药口及出水口都分别安装有压力及流量传感器,传感器的模拟信号通过DSP的A/D模块采集,DSP通过RS232将数据传给上位机.上位机实时显示管道中混药前后水的流量及压力的变化并保存试验数据. 2系统硬件组成 射流混药系统硬件组成如图3所示. 2.1工控机、TMS320F2812DSP处理器工控机作为上位机提供试验所需的基本参量如水流量和药流量等信息要求,通过RS232接口传递给TMS320F2812DSP处理器.DSP处理器的功能为采集流量、压力、转速信号,输出电动调节阀的控制信号,进行三相异步电动机的变频调速.同时,DSP将采集的信号通过RS232上传回工控机,实现数据信号的实时显示和保存. 2.2实时信号采集由于射流混药器的流量传感器、压力传感器及电动机转速传感器输出4~20mA的模拟信号,而DSP处理器的I/O口只能接受3.3V的电压信号,所以选用光电隔离芯片TLP521,对传感器检测信号进行转化,处理后的检测信号送入DSP的A/D模块. 2.3变量执行器变量执行器主要由三相异步电动机和高精度电控调节阀构成.三相异步电动机的控制芯片选用TI公司的TMS320F2812DSP,其硬件电路主要由DSP控制电路、供电电路、驱动电路、信号处理电路等组成.DSP输出的PWM信号经过光电隔离后送入驱动芯片,由驱动芯片驱动MOSFET,由其组成的三相全桥驱动电路对电动机进行控制.高精度电控调节阀的工作电压为24VDC,接受0~10V或4~20mA的模拟量控制信号,为此采用DAC8532扩展了DSP的D/A模块,通过D/A模块输出的模拟信号控制阀门的开度,进而控制进药口药液流量. 3系统软件设计 3.1系统的上位机软件设计选用LabVIEW为开发平台,设计简单友好的人机交互界面,实现数据的实时显示及实时保存,能够根据实际要求适时改变射流混药器的进水量和进药量.同时利用串口与下位机DSP进行实时通信.其人机交互界面如图4所示. 3.2系统的下位机软件设计系统的下位机软件采用C语言开发,软件的设计采用了模块化的方法.第1步对水流量控制模块进行设计.通过对电动机转速和管道中水的流量进行标定,拟合得电动机转速与水流量的关系曲线(见图5),函数关系为Qw=0.018n+0.84,(1)式中:Qw为管道中水的流量,L/min;n为电动机转速,r/min.电动机控制程序中定义Qw为给定管道中水的流量,n为给定电动机转速,nt为测得的电动机转速,则水流量的控制流程如图6所示.第2步对药量控制模块进行设计.在高精度电控调节阀的前后安装压力传感器,阀前安装流量传感器,通过DSP的D/A模块输出的电压信号控制电控阀的开度,进而对药流量调节.由于电控阀为机械装置,所以存在几十ms的响应时间和延迟时间,但是对试验结果影响极小.对电控阀两端的控制电压和实际药流量进行标定,得出药流量与电控阀的输入电压之间的关系曲线,如图7所示.图中U为电由图7可知,当药流量小于0.29mL/s时,电控阀的输入电压与实际药流量基本为线性关系;当药流量大于0.29mL/s时,两者的关系曲线近似为二次曲线,拟合得到两者的函数关系式为。 4控制系统试验 4.1试验方案设计流量控制是影响混药效果的主要因素,为了验证本控制系统的实际控制效果,对系统的软件及硬件进行综合测试.在水箱和药箱中分别加入纯水和红色的染色剂,用红色染色剂代替药原液,进行流量控制测试研究.试验分为水流量跟踪试验、药液吸入量随水流量的变化试验、不同混合比情况下药液的控制试验。 4.2水流量控制跟踪性能测试为了检测水流量控制系统的性能,测试了在电动机不同转速工况下,流量管道中水流量的跟踪性能,测试结果如表1所示,QT为目标水流量,QP为实际水流量,ΔQ与er分别为绝对误差和相对误差.试验表明,实际水流量能够较好地跟踪目标水流量.水流量控制系统的相对误差在2%以内. 4.3药液吸入量随水流量变化试验在不加入药液控制系统的情况下,测试在电动机不同转速工况下,混药比值及变化情况.试验结果见表2.表中n为电动机转速;Qw1为试验所得水流量,L/min,为了计算混药比,把单位转化为mL/s后的水流量用Qw2表示;QM为药流量;R为计算所得混药比.由表2可见,未设置药液控制系统时,随电动机转速增大,射流器吸入的水流量与药流量的比值即计算混药比值逐渐减小,但变化不大,其变化关系如图9所示.由表2及图9可知,该混药比的量值仅为(5~8)∶1,与实用施药过程中混药比(一般为几百∶1)[9-10]相差甚远. 按正常混药比(设为200∶1)计算,表2中工况所需吸入的药量范围应为0.72~1.63mL/s,而试验中吸入药量范围达18.16~65.15mL/s.说明此时射流器吸入的药液量远远大于所需吸入的农药量,即此时的混药比不能满足实用要求,这将导致无法在实际的混药机具上实施有效混药.为此必须加设药液控制系统,以实现对混药浓度的精确控制. 4.4药原液控制跟踪性能试验在加入药液控制系统以后,在恒定水流量的情况下,模拟实际混药过程,改变混药比,增大混药比的调节范围,测试药原液的跟踪情况.设定电动机转速分别为830r/min,水流量为16.61L/min,测试在不同混药比的情况下,药原液的跟踪情况.测试结果见表3,其中QMT为目标药流量,QMP实际药流量,ΔQ与er分别为绝对误差和相对误差.为了保证测试结果的可靠性,设计了对比试验,设定电动机转速为430r/min,水流量为8.7L/min,测试在不同混药比的情况下,药原液的跟踪情况.测试结果见表4.由表3,4可知,在加入药原液控制系统以后,无论电动机转速在830r/min还是430r/min的情况下,尽管改变了水药的混合比,但是实际药流量都能够跟踪目标药流量,且可以获得相对误差在3%以内的控制精度.可见混药控制系统对增大混药比的可调宽度、提高射流混药器的控制精度发挥了关键作用. 5结论 以DSP和LabVIEW为核心设计了一套在线射流混药浓度控制系统,解决了射流混药器混药比可调范围窄、控制精度低的问题,提高了混药的精度,能够根据实际要求适时调节混药比,实现精确智能混药.为射流混药机具的生产实用提供依据.1)该控制系统能实现对水量、药量的精确控制,从而可以获得适合实用的混药比值,显着(数十倍)增加混药比的调节宽度,优化控制性能,节能增效,提高安全性.2)水流量和药流量跟踪性能试验表明,水流量控制系统的相对误差在2%以内,药流量的控制系统的相对误差在3%以内.3)系统简便实用,能够根据实际施药过程,实时调节水流量和药流量,实现变量混药. 控制系统论文:城乡交通灯控制系统电路设计 摘要:分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 关键词:交通控制 交通灯 时间发生器 定时器 1 引言 随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况。然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。所以,如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。为此,笔者进行了深入的研究,以下就城乡交通灯控制系统的电路原理、设计计算和实验调试等问题来进行具体分析讨论。 图1 2 交通灯控制系统设计 城市路通信号控制系统大体上分为三种类型:定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型,应根据其应用场合及特点加以确定。其中,第一种类型以其成本低,设计简单,安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的城乡交通灯控制系统就属于该种类型。该交通灯控制系统主要由时间发生器电路、光电检测电路、控制电路等几个部分组成。其系统原理图如图1所示。 1.1 时间发生器电路 时间发生器电路由一片74191、时钟脉冲产生电路和几个门电路构成,其中时钟脉冲产生电路如图2所示。时钟脉冲产生电路用一片555定时器业构成多谐振荡器,设计脉冲周期为4s,其计算公式为:T1=(2R2+R1) Cln2=0.7×5.7MΩ×1μF,以此信号作为74191的CP。74191的四个状态输出端QAQBQCQD可用四个门电路进行译码。当QAQBQCQD=0000时,电路输出低电平信号给D触发器和控制电路的IO输入端;而当QAQBQCQD=1000时,电路输出高电平信号给黄灯驱动电路。74191接成减计数工作状态,LD信号由控制电路的O1提供,应将置数输入端A、C接高电平Vcc,B、D端接D触发器的输出端,还可根据D触发器的不同输出状态置入数5和数15。 2.2 控制电路 控制电路主要由单稳态触发器、RC电路和反相器构成、电路如图3所示。该电路有两个输入端和三个输出端。当QAQBQCQD=0000时,输入端IO为低电平,此时信号将直接经O1输出给LD以进行异步置数,因此74191的0000状态持续时间很短暂。输入端I1由光电检测电路的输出信号提供,当有车辆时,输出低电平;无车辆时输出高电平。输出信号O1=I1,而输出信号O2而由I1经反相器、RC电路和一单稳态电路得来。O1的作用是当乡间道无车辆时,保持主干道绿灯亮,乡间道红灯亮。当主干道绿灯变亮并检测到乡间道有车辆(即I1=0)时 ,O2触发单稳态电路并维持主干道绿灯亮66s,即T2 = RCln3=1.1×6MΩ×10μf=66(s)。 图3 2.3 光电检测电路 光电检测电路由光源和光电三极管构成,该电路可根据需要选择现成产品,如CP850系列的CP851,该器件的光电传感器输距离可达15m。 2.4 交通灯控制及驱动电路 交通灯控制电路由一个D触发器、一个三输入或门和两个反相器组成,其电路如图3所示。D触发器的作用是在乡间道非常繁忙时,对红绿灯的转换进行控制。三输入端或门的作用是当乡间道无车辆和主干道绿灯刚亮而乡间道就有车通过时维持主干道绿灯亮时间大于60s。 由于红绿灯的功率较大(十几瓦),一般集成门电路无法驱动,因此需要设计一个特定的驱动电路,该电路可用功率管和高驱动能力的电源构成,具体电路如图4所示。功率管及电源大小可根据交通灯的功率进行计算。电路仿真时,可用一小灯泡直接接在门电路的后面。 3 结束语 根据交通灯控制系统的逻辑电路,笔者采用加拿大交换图像技术有限公司推出的Electronics Work Bench(简称EWB)软件进行了仿真实验[4]。在众多的电路仿真软件中,EWB的工作 界面非常直观。仿真过程中,用光电检测器来模拟现场的各种情况,结果表明,该系统完全可以达到设计要求。 控制系统论文:浅议计算机联锁控制系统在北京城铁中的应用 论文关键词: 城市轨道交通 计算机 联锁 论文摘要: 介绍了北京城市轨道交通计算机联锁控制系统在系统结构方面的硬件改进, 阐述了诸如扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等特殊联锁功能和与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能的软件实现。 考虑到信号工程的技术趋势和经济上的合理性, 北京城市轨道交通13 号线信号计算机联锁控制系统, 采用铁科院开发研制的T YJL2Ⅱ 型系统。虽然此系统已在全路400 余个站场投入使用, 但在满足现有的各项技术条件要求, 实现进路上的道岔、信号机和轨道电路的正确联锁关系, 确保列车运行安全的同时, 还必须进行一系列的改进和完善, 以满足城市轨道交通所要求的特殊联锁功能, 并实现与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能。 1 系统结构的改进 根据北京城市轨道交通的特点, 对T YJL2Ⅱ 型计算机联锁的系统结构做了如下的改进。 1. 各站通常不设信号维修人员, 为了确保系统在监控机或控制台故障的情况下仍能够不间断地可靠运行, 将监控机和控制台纳入到了双机热备的覆盖范围之中, 使其在故障时可由相应的联锁机申请切换。具体地讲, 对站场简单的车站, 直接将监控机安装在联锁机柜内, 取消联锁总线的切换电路。A 监控机和A 控制台随着A 联锁机的切换而切换, B 监控机和B 控制台也如此。而对站场复杂的车站, 除切换方式同简单车站外, 仍采用原有TYJL2Ⅱ 型计算机联锁系统的结构, 保留联锁总线的切换电路。 2. 由于计算机联锁控制系统的操作方式分为控制中心集中控制和车站分散控制, 且通常采用中心集中控制方式, 因此系统在各站的监控机部分增加了与CTC 分机的接口, 接收中心集中控制时的命令信息, 并向中心发送本站的表示信息, 接口采用RS2422 双网结构。车站分散控制时, 系统采用鼠标式控制台和按钮式单元控制台互为备用的原则进行设计, 使操作方式更加方便灵活。 3. 为了便于维修, 计算机联锁控制系统的采集、驱动电路板均改为6U 标准, 计算机电源、采集电源、驱动电源和地线检查器改为插接方式。同时, 为适应北京城市轨道交通机柜上出线的要求, 系统的联锁机柜结构也相应地改为采集、驱动层在上, 计算机层、电源层在下。 4. 在保持原有T YJL2Ⅱ 型计算机联锁系统电路结构不变的情况下, 为提高系统的可靠性和抗干扰能力, 采取的措施主要包括: 提高印制板采用的芯片等级, 按5V 计算机电路与12V 采集、驱动电路分别布线, 并且分开设置接插件; 在接口架的驱动条件线上增加防雷器件; 采集、驱动32 芯电缆靠电路板一侧增加抗电磁干扰磁环等等。 2 系统特殊联锁功能的实现 由于北京城市轨道交通计算机联锁控制系统增加了诸如自动进路、自动折返、扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等一系列特殊联锁功能, 因此在联锁软件中又增加了相应的模块, 具体可分为3 类。 1. 原联锁软件中没有与其类似的功能, 需要建立全新的算法, 增加新模块。如, 扣车必须确定扣车状态的输入与哪些所要驱动的发车进路的信号控制输出有关; 扣车状态的输出与哪些扣车按钮的输入有关。在此基础上建立实现扣车这种特殊联锁功能的算法, 并予以实现, 完成扣车作业。 2. 原联锁软件中有与其类似的功能, 可利用原有算法。如, 紧急关闭与原有的超限绝缘检查功能非常类似, 其技术条件也基本相同。因此, 可利用原联锁逻辑模块中的超限检查的算法, 在股道的二端分别设置与超限检查模块类似的紧急关闭模块来实现紧急关闭作业。 3. 原联锁软件中虽有与其类似的功能, 但需对其算法稍加修改。如, 轨道区段故障时单独操纵道岔与原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔稍有不同, 二者的区别在于是否进行区段占用检查。只要在原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔模块的算法中, 去掉区段占用检查条件, 就可以得到轨道区段故障时单独操纵道岔模块的算法。在道岔区段轨道电路故障的情况下, 且人工确认该道岔区段无车时, 可以采用非常手段实现单独操纵道岔作业。 虽然实现各项特殊联锁功能的模块所采用的算法是不同的, 算法的确定也是不同的, 但由于原有的TYJL2 Ⅱ 型计算机联锁控制系统的联锁软件是按照故障2安全的原则设计的, 新增加或修改的模块也均按此原则设计, 不会影响原有计算机联锁控制系统软件故障2安全性的实现。 3 安全编码逻辑功能的实现 北京城市轨道交通计算机联锁控制系统, 增加了与ATP 系统结合的安全编码逻辑功能, 并通过软件加以实现。其软件的数据仍采用按站场图形基本模块链表进行连接的方式, 遇有站场改变时只需在相应位置插入对应的模块。程序采用模块化的设计方法, 如需增加或改动某个环节, 也只需增加或改动相应的模块。 与ATP 系统结合的安全编码逻辑软件的数据分为静态数据和动态数据2 部分。其中, 静态数据包括: 与站场结构紧密相关的编码模块的代码、在链表中的位置、其控制特征以及其他必须的信息, 如软件运行所需的索引表、控制表等相关内容。就编码模块而言, 对于非道岔区段, 每1 个轨道区段均设有1 套速度码继电器和1 个编码模块, 并入链; 对于道岔区段, 考虑到道岔区段设有定位发码和反位发码2 套独立的速度码继电器, 因此也分设2 个编码模块。动态数据则是在模块静态数据对应的缓冲区记录模块状态、在程序中当前所处的层, 以及程序运行所必须使用的变量等信息。定义了编码模块的数据结构之后, 在联锁逻辑运算模块中增加编码逻辑处理模块, 可以实现与ATP 系统结合的安全编码逻辑软件的技术要求。模块中包含2 类程序, 一类是不受进路控制的编码模块, 另一类是受进路控制的编码模块处理程序, 二者的区别在于模块扫描方式的不同, 不受进路控制的编码模块处理时按索引表扫描, 受进路控制的编码模块处理时按进路管理缓冲区扫描。 与ATP 系统结合的安全逻辑编码软件的实现, 无论是数据结构还是程序结构, 都借鉴了联锁逻辑运算模块在提高软件可靠性和安全性方面的经验。为减少形成危险侧错误输出的可能性, 软件采用冗余编码方式, 将有关安全的编码信息按不同规则分别存储于不同的缓冲区, 使用时需比较一致才认为其有效。同时, 软件采用分层递进的网络结构, 上一层的错误会被下一层发现, 不会由于错误扩展导致系统级错误。此外, 软件对可能发生的错误视情况不同, 采取不同的方式进行处理。对于数据错误, 程序从发现错误层开始终止执行, 对已进行的处理采取程序卷回的方法恢复执行命令前的状态, 并给出相应的提示。当影响安全的关键缓冲区发现错误后, 程序将采取切断输出的措施。对于硬件故障引起的错误, 如果硬件故障导致发生的错误是不影响安全的, 那么程序将给出报警提示, 并将故障可能影响的信息置为安全侧。如果当硬件故障可能导致发生影响安全的错误时, 程序将采取停止工作的措施。 4 结束语 北京市城市轨道交通计算机联锁控制系统是国内城轨领域首次采用国产计算机联锁设备。由于联锁控制系统在性能等方面具有强大的优势, 改进后的系统结构更为合理, 特殊联锁功能的实现方式安全可靠, 并成功地增加了与A TP 系统结合的安全编码逻辑功能, 完全满足了现场运营的实际要求, 因此, 在运营期间, 信号系统以运营状况稳定、性能安全可靠、维护便利, 获得了用户的认可, 并在提高作业效率, 改善 劳动条件等方面收到了良好的使用效果。 控制系统论文:有关机械制造中的安全控制系统 引言 机械的安全性就是机械安全使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。任何一台机械都有风险,会导致危险。这些风险和危险都会导致事故的发生、对人员造成伤害。当我们能够关注机械本身的安全性能的时候,其安全功能应该由安全自动化控制系统来实现。安全控制系统的正确设计会影响到机械的安全性能。安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据[1],本文对于机械制造中的安全控制系统相关问题进行分析。 1 安全控制系统 所谓的安全(控制)系统,是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统立即做出反应并输出正确信号,使装置安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信号,如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等,逻辑控制单元和输出控制单元[2]。无论在机械制造领域还是在流程化工领域,安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。 从安全控制系统的结构图我们可以看出,安全控制链由输入(如传感器)、逻辑(如控制器)、输出(如触发装置)构成。从逻辑上来说,对于安全信号的控制功能可以采用普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 等逻辑控制元器件,从表面上达到我们所需要的逻辑输出。但是,我们可以注意到,普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 不属于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候可能会出现以下安全隐患:处理器不规则、输入/输出卡件硬件故障、输入回路故障(比如短路、触点融焊)、输出元器件故障(如触点融焊)、输出回路故障(如短路、断路)、通讯错误等。这些安全隐患,都会导致安全功能失效,从而导致事故的发生。所以,安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号,一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障,立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。 安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求:1)采用冗余性控制;2) 采用多样性控制;3)频繁、可靠的检测(对硬件、软件、通讯);4) 程序CRC 校验;5) 安全认证功能块。 常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装置(安全门开关或联锁装置)、安全光电设备(安全光幕、安全光栅、安全扫描仪)。安全逻辑部分常采用安全继电器、安全PLC 和安全总线系统。 2 安全逻辑控制设备 逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号,进行逻辑分析,可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中,安全系统的控制元器件有安全继电器、安全PLC 和安全总线控制系统。 2.1 安全继电器 安全继电器,或者称为安全继电器模块,是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能,实现了对输出负载的可靠控制。 该模块的存在2 个安全输出触点,这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1 和K2 的常开触点串连而组成。当K1 出现故障的时候,K2 依然可以实现安全触点断开的功能。同时,安全继电器模块可以通过内部电路进行自检,检测出外部接线故障和内部元器件的故障。 2.2 安全可编程控制器 安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制,并且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全PLC 与普通PLC最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后,完好的处理器依然执行安全功能,切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如,1oo2 系统(2 取1 的系统),一旦一个处理器出现故障,系统立刻进入故障安全状态;又如,2oo3 系统(3 取2 的系统),当一个处理器出现故障,系统并不会停机。系统只有在2个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常成为2 重冗余系统,安全可靠性较高、可用性较低;后者我们通常成为3 重冗余系统,其安全可靠性和可用性较高,但相比前者成本高。 对于信号的采集、处理和输出的过程,安全PLC 都采用了冗余控制的方式。当信号进入PLC 后,分别进入多个输入寄存器,再通过对应的多个中央处理器的处理,最后进入多个输出寄存器。这样,安全PLC 就构成了多个冗余的通道。整个过程之中,信号状态、处理结果等可以通过安全PLC 内部的暂存装置进行相互比较,如果出现不一致,则可以根据不同的系统特性,进入故障安全状态或将故障检测出来。 输入回路可以采用双通道的方式,通过2 条物理接线进入安全PLC。安全PLC也可以提供安全测试脉冲,用以检测输入通道中的故障。安全PLC 的输出内部电路也采用了冗余、多样性的方式,对一个输出节点进行安全可靠控制。安全PLC 可以通过2 种不同的手段,即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式,将输出信号由1 转变为0。无论那种方式出现故障,另外一种方式依然完好的执行安全功能。同时,安全PLC 提供了内部检测脉冲,以检测内部故障。 安全PLC 的扫描时间要求为每千条指令1ms 以下。快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求,同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。 在软件方面,安全PLC 必须有可靠的编程环境、校验手段,以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。如Pilz 的安全PLC,提供了通过认证的MBS 安全标准功能块,以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功能块经过加密,不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量,即可以完成对安全功能的编程。这些MBS 功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。 2.3 安全总线控制系统 安全现场总线系统是以安全PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上,安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。 3 结论 安全控制系统是一个静态的系统,其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间,安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发,安全控制系统立刻夺去系统的控制权,根据其内部逻辑,对输出设备进行安全控制,从而保证了整个系统的安全。安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。在安全自动化领域,常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合,这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。 控制系统论文:基于单片机的微小型无人直升机姿态控制系统的设计 [摘要]本文主要介绍了一款微小型无人直升机的整体控制系统,完成了基于单片机技术的姿态控制系统的硬件设计,并且完成了检测信号的模拟输出和舵机控制的试验。 [关键词]微小型无人直升机 单片机 姿态控制系统 一、控制系统总体方案 整个微小型无人直升机控制系统可分为机载部分和地面部分,机载部分负责维持飞机的稳定飞行并提供图像信息给地面,地面部分根据飞机的姿态及得到的图像信息做出下一步飞行的指令并发给机载部分。考虑到使用环境的复杂情况,由人使用遥控器现场操作可以较好控制飞行,并可对飞行中出现的各种情况及时处理,确保飞行的安全。地面部分与机载部分之间有两条数据链路:一条负责传送图像,一条负责传送飞行状态和指令。图像传送的数据链路通过无线摄像头解决。地面部分可以分为地面工作站和图像处理平台,前者与机载飞行控制器通讯以发送控制命令并获得飞机的飞行状态信息,后者获取机载摄像头的图像并对图像进行处理用以辅助判断,帮助操作者进行遥控操作。机载部分系统包括:飞行姿态测量控制系统模块、图像设备模块、数据链路以及执行舵机群等。地面部分包括控制器、工作站、和图像处理平台。 二、姿态控制系统 微小型无人直升机姿态控制系统的主要功能是稳定直升机的飞行姿态,或者说是稳定直升机的角运动。主要实现方式是在微小型直升机的控制回路上加上一个用于姿态测量的反馈回路,通过传感器得到微小型直升机的姿态信号,然后与要求控制的姿态信号进行比较,通过设计的反馈控制规律使输出的控制信号控制微小型直升机稳定在预期的姿态角度上。微小型直升机姿态测量控制系统包括倾角传感器、控制电路、多个舵机、接收机及遥控接收器等硬件部分。 其中控制电路的功能是接收接收机的操控信号和倾角传感器的输出信号,可以直接输出接收机的信号或者切换到输出遥控信号与传感器反馈信号叠加处理的结果,然后舵机接收控制电路的PWM信号控制直升机的旋翼。倾角传感器实时接收直升机的姿态信号,输出到控制电路。 三、控制系统的硬件实现 对于一般微小型无人直升机而言,其测控系统采用单片机作为控制单元是一种理想的选择,因为其成本低,体积和重量小。本设计采用混合系统级MCU芯片——C8051F320型单片机作为控制中心的姿态控制系统,选用的传感器是双轴的加速度传感器ADXL202,它可在两个方向上检测无人机在姿态上的变化,并输出PWM信号给单片机进行处理。由于飞行有3个姿态角,所以要用2片ADXL202。 单片机处于系统的主导地位,是实现控制算法、完成信号采集和信号转化的核心器件。所有的传感器信号和遥控指令都由单片机来识别和处理。单片机将这些数据按照一定的控制算法运算后,将数据结果转化为控制信号输出到舵机,或者利用数据传输模块,传回到地面接收装置,从而完成对飞行器的航向的测控。由于单片机对电源有要求,为了保证其电源的稳定性,我们还设计了电源稳压保护电路。 直升机的飞行姿态有相互关联的3对方向(航向,横滚和俯仰),每对方向都是关系飞机飞行姿态的直接因素。ADXL202型加速器的测量信号和接收机发送的信号混合控制直升机的姿态。控制电路将加速器的测量信号和遥控器发送的信号进行比较,得到的控制信号来控制舵机的转速。微小型直升机在飞行过程中若受到外力的干扰产生方向的偏差,由加速器测量输出PWM信号发送给控制电路,经过单片机处理和接收机信号比较后输出,采用单片机脉冲计数的方法,向舵机输出PWM类型的控制指令,操纵舵机的变化,控制保持飞机的姿态。 在基于单片机的姿态测控系统中,选用舵机作为执行器件,控制执行结构的转角和位移。在舵机控制中,一方面需要完成单片机的控制指令输出,从而控制航向变化和航向保持,另一方面需要参考原始的控制指令和加速度的反馈信号完成姿态控制的算法。尽管这两者来源不同,但是对舵机而言并无太大区别。控制信号对舵机的控制就是改变PWM信号的占空比,利用PWM信号占空比的变化改变舵机的位置。 四、软件设计及调试 微小型无人直升机姿态控制系统的软件包括C8051F单片机的初始化、各通道数据的获得、控制算法的实现、输出PWM信号给舵机。C8051F单片机的初始化包括端口管脚的配置、定时器的初始化、PCA初始化。C8051要接收5个通道的PWM信号,即遥控器的三通道PWM信号,ADXL202的2个通道的PWM信号。控制算法是最关键的,首先根据遥控器输入的第三个通道PWM数值进行切换,比如接收到的第三个通过的PWM数值小于150(1.5ms)就切换到输出信号不受ADXL202影响的状态,即输出信号是遥控器的输入信号,中间不经过处理;如果数值大于150(1.5ms)就切换到输出信号是遥控器的输入信号和ADXL202的信号反馈到遥控器的输入信号,如果ADXL202测得有加速度证明航向角度偏离了预期的角度,就要通过修正输出信号保证旋翼保持在预期的转速。 PWM模块有C8051的PCA模块配置为高速输出方式,当PCA0H的值与该模块的寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中的常数值相等时,CEXn引脚上的逻辑电平发生一次跳变,同时触发一次中断,实现PWM功能。为了试验设计出的印刷电路板是否能够满足输出控制信号的要求,设计了试验程序,来生成固定循环的能够控制舵机按照要求的方向来转动。设计的要求是舵机能够向左以固定频率转动,然后转回平衡位置,以此来循环转动。以此来检验以单片机为核心的控制电路是否能够产生控制信号并且驱动舵机来按要求转动。 经过调试,用数字式示波器证明舵机完全按照单片机的输出控制命令进行转动,方向和延迟都正确。
地质雷达论文:地下管线探测中地质雷达的应用分析 【摘要】随着城市现代化的发展,地下管线的密集度越来越大,在大量的城市地下施工过程中,地下管线的保护越来越显得重要,掌握施工地段地下管线的敷设又是确保地下管线和施工安全的前提,该文简要介绍了地质雷达的基本原理和数据处理方法,并结合工程实例,分析了地质雷达在探测地下管线分布中的作用。 【关键词】地质雷达;探测;地下管线 近年来,随着城市现代化的发展,地下管线的密集度越来越大,在大量的城市地下施工过程中,它们的安全直接关系到经济建设、市民生活,同时,也影响到施工人员的人身安全。因此,如何在施工时,避免破坏这些地下管线就变得越来越重要。地质雷达作为一种高分辨探测技术,能够探明施工区段地下管线、线路的敷设情况,避免由于不明地下管线的分布而造成施工时挖断管线带来的损失,确保施工安全,近年来得到了普遍的应用。 1. 地质雷达探测原理 (1)地质雷达(GPR)的原理概括地说,它是通过对电磁波在地下介质中传播规律的研究与波场特点的分析,查明介质结构、属性、几何形态及其空间分布特征。地质雷达由地面上的发射天线 T 将高频电磁波(主频为106~109Hz)以宽频带短脉冲形式送入地下,经地下目标体或不同电磁性质的介质分界面反射后返回地面,为另一接收天线 R 所接收,而其余电磁能量则穿过界面继续向下传播,在更深的界面上继续反射和折射,直至电磁能量被地下介质全部吸收。 (2)地质雷达发射天线在介质表面向其内部发射频率为数百兆赫兹的高频电磁波,当电磁波遇到不同界面时会发生反射及透射,反射波返回介质表面,又被接收天线所接收(所用的天线为收发合一的屏蔽天线)。此时,雷达主机记录下电磁波从发射到接收的双程旅时t,当电磁波在介质内传播的速度V已知时,可由D=Vot/2式求出反射面的深度即目标体的深度。 (3)由此可知,电磁波的反射系数取决于界面两边媒质的相对介电常数的差异,差异越大,反射系数也越大。 2. 仪器设备 本次检测使用的是美国劳雷公司生产的(GSSI) SIR-3000地质雷达,该地质雷达由发射、接收和控制三部分组成。发射部分由脉冲发生电路和发射天线构成,产生并发电磁脉冲;接收部分由接收天线、高频放大电路和采样电路构成,接收的高频信号被放大后,采样电路变换为低频信号,送到信号处理电路;控制部分是由产生整体装置同步信号的基准同步信号发生器、控制采样电路的采样控制器、处理接收信号的信号处理电路、以及显示处理信号的输出显示部分组成的。采样数据经一定处理后,由输出显示设备输出探测结果。 3. 工程实例一 3.1工程概况。 本工程位于某市居民住宅区内,根据现场调研及资料的情况来看,目前两侧多为已拆迁后的居民住房,在原道路两侧已用砖墙围档;在群众路和交通路地下通道范围内均有一组军用光缆和电信长途通信光缆未拆迁。另外在本工程施工范围内地下管线错综复杂,有上水管、煤气管、电话电线、污水管、雨水管、电力电缆、照明、信号和有线电视等九大类地下管线,部分线路分布在施工开挖区内,施工期间必须切实做好管线的处理方案,确保各类管线的安全和正常使用,才能避免窝工,提高效率其工作顺利与否,直接影响到工程的施工进度。因此,探明施工区地下管线、线路的敷设情况是确保施工安全的重要前提。 3.2探测情况概述。 根据道路平面布置和管线埋深情况,分别在道路两侧的中心线上布置了两条主测线,在两侧人行道及原居民区部分别布置了20条测线。探测天线采用了100MHz、400 MHz 两种天线。其中在两条主测线上采用了 100 MHz 天线进行探测,时窗设置为200ns,探测深度为7m左右。在两侧人行道及原居民区布置采用 400 MHz 天线进行探测,时窗设置为50ns,探测深度为2m左右。根据地质情况,介电常数均采用经验值15。 3.3数据处理。 应用地质雷达方法在采集地下目标体的有效反射信息时,还会接收到各种规则的或随机的干扰信息,地质雷达数据处理的目的,就是为了压制这些干扰波,最大限度地突出有效波,以便提高雷达记录的信噪比和分辨率,提供和显示记录中包含的与地下目标体的位置、形态、结构和属性等有关的信息,为地质雷达资料解释服务,地质雷达数据资料处理流程图详见图2。 3.4资料分析。 根据地质雷达波的探测原理,当两个介质的介电常数相差较大时,雷达波会发生明显的反射、绕射等现象。选取2组典型的地质雷达波图形,当雷达波扫描至地下管线时,雷达波会产生明显的绕射现象。我们可以清楚地看出地质雷达波的反射现象,弧形的大小反映了反射物体的大小,由于地下管线较小,雷达波上呈小弧形反射,下水道呈弧形较大的空洞式反射。通过对时间及速度参数的计算更准确的得出管线的实际位置。这与施工单位提供的城市地下管道布置图相吻合。 4. 工程实例二 某市区地下管线补测工程中燃气管线大多数都为塑料管线,少数给水管线为塑料管线,所以在收集资料后,我们确定以探地雷达探测为主要手段进行探测。 4.1平行管线异常的判别。 (1)城市地下管线探测中,平行埋设的地下管线在实际探测中经常遇到。探地雷达采用剖面法探测,目标管线的异常只能通过对单个剖面的分析解释来确定。由于管线密集埋设,剖面记录除显示目标管线异常外,含有许多非目标管线异常及浅部不均匀干扰异常,有些异常形态和规模几乎与目标管线一样,且相互叠加,无法准确判别哪个目标管线异常,因此,探测解释前现场了解目标管线的大致位置和埋深及剖面记录范围内可能存在的其它管线的规格、材质、位置、埋深等情况,有助于排除非目标管线异常,准确判定目标管线异常。 (2)根据给水砼管探测记录剖面,图像显示在水平位置为0.89m、1.25m和2.22m有3处异常,埋深分别为0.73m、1.57m、0.83m。由已探测管线及现场调查分析可知,第1个异常和第3个异常为电信,中间异常即为目标管线给水。 4.2不均匀介质干扰异常解释。 城市道路路基及管道上覆回填土层中通常夹杂着许多块石、砖头等建筑垃圾,这些孤立的块石砖头与周围土质在电性特征上存在一定差异,在雷达剖面上形成复杂干扰异常,影响目标管线异常的识别。在外业探测过程中,可在测点附近改变测线位置多次施测比较;在异常解释时,应充分了解目标管线规格、材质、埋设情况及其反射波的异常形态、规模及波形特征,结合管道的连续性、干扰的随机性的特点,从众多干扰中,识别出连续出现、波形特征稳定的目标管线反射异常。在干扰严重路段可采用钎探或开挖验证。由于管线规格较干扰体大,因此异常形态规模也较干扰异常大,图2在1.8米埋深0.8米处有不规则反射弧,经判断应为地层起伏引起的干扰,图3在1.5米至3米处地下有杂质干扰,导致给水管左半边反射弧完全被屏蔽掉了。 4.3地表建筑物干扰的判断。 城市地下管线一般敷设在人行道至第一排建筑物前,雷达探测地下管道时,雷达波除了下地下传播外,还有部分雷达波传向空中,地下管线的雷达反射波与建筑物的雷达反射波同时被雷达接收机收到,异常都反映在雷达剖面图上,因此在判读雷达图像时首先要排除建筑物的干扰。建筑物干扰异常一般为强烈的斜线,长度较长,范围较大。 4.4排水管沟探地雷达异常判别。 (1)由于排水方沟顶部是平面的,探地雷达探测断面的雷达图像不会显示出与圆形管道相似的曲线形状,判断其平面位置和埋深难度较大。正确分析管沟雷达图像的突破口在于找准方沟的两个顶端沟边上,雷达图像上若有两个相似的、相互对称的坡度异常,且两异常之间距离与管沟宽度一致,即可确认两沟顶边的位置。管沟位于马路车行道下,规格为4000mm×2500mm,顶盖板为0.2m厚预制水泥板。探地雷达剖面图的上层异常,为正向连续同向轴板状体异常,正向同向轴对应内部空间顶界面,按波速v=0.09m/ns界面到地面厚度为1.2m,方沟宽度为4000mm。 (2)以上几种情况是我们在使用探地雷达探测管线常碰到的现象,为尽量避免这些情况给我们的探测带来错误,我们就需要在不同的地方多做些雷达断面,以及在情况允许的条件下适当开挖验证。 5. 结论 通过采用地质雷达对地下管线的探测,现场地下管线位置的记录得到了准确的反映,然而,更深入一步,如从中分析求证出管线的粗细、材质,以及其中的充填物和其他信息,则需要进行从施工参数的选取到后期数据的处理和解释等一系列的细微工作。由于地质雷达在应用过程中效率高、无损伤并能实时展示地下图像,适合在城市各种场合使用,因此,随着人们对地质雷达进一步研究,它必将成为城市管线探测的最有效工具。 地质雷达论文:隧道衬砌质量地质雷达检测正演模拟 摘要: 地质雷达是一种快速、无损、高效的隧道衬砌质量检测方法,利用正演模拟软件对隧道衬砌厚度、是否存在脱空区以及钢筋网、钢拱架进行了地质雷达检测正演模拟,总结出了其地质雷达检测响应规律,为在实际工程中的应用提供了判别依据。 关键词: 隧道衬砌质量;地质雷达检测;正演模拟;响应规律 0 引言 目前我国已经成为世界上建设隧道工程最多、发展最快的国家,高速公路的修建在未来一段时间内仍是我国交通建设的重点。在隧道建设中,需要采用一定的方法手段对隧道衬砌质量进行检测,使隧道工程的施工质量符合设计要求,确保隧道运营安全[1]。 隧道衬砌质量检测方法可以分为有损检测和无损检测两种,有损检测方法一般是采用钻孔的方法检测衬砌厚度和是否存在脱空区,这种方法比较直观,但是会对隧道衬砌造成损伤,检测速度缓慢,而且只能少量抽样检测,无法反应隧道衬砌的整体质量情况;近年来人们开始将无损检测技术用于衬砌质量检测中,主要是利用声、光、电、磁等方法,对隧道衬砌的强度、密实度、均匀度和是否存在缺陷等进行检测。与有损检测方法相比,无损检测方法具有操作简单、费用低、不破坏衬砌结构等优点,其中地质雷达(ground penetrating radar,简称GPR)是一种快速、无损、高效的检测方法,在工程领域得到了广泛的应用研究[2-4]。 探地雷达通过发射天线发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回的电磁波,电磁波在介质中传播时遇到电性差异分界面时会发生反射,地质雷达就是根据接收到电磁波的波形、振幅和频率等特征来推断介质的空间位置和形态。本文利用正演模拟软件对隧道衬砌厚度、是否存在脱空区以及钢筋网、钢拱架进行地质雷达检测正演模拟[5],研究其地质雷达检测响应规律,为在实际工程中的应用提供判别依据。 1 隧道衬砌常见质量缺陷 在隧道修建过程中,由于地质条件复杂、施工环境恶劣、施工工艺不规范等原因,隧道衬砌很容易发生质量缺陷。①隧道施工时欠挖或者模板支撑不合理都会造成隧道衬砌厚度不足,会导致隧道产生较大的变形,影响衬砌结构安全甚至会导致隧道发生坍塌、断裂等严重后果;隧道施工时超挖部分未全部回填密实或者模板支撑不稳固导致模板下沉量过大,会导致衬砌发生脱空,严重影响衬砌强度;②施工单位可能偷工减料,在衬砌中使用的钢筋网、钢拱架用量不足,导致衬砌强度不符合设计标准。如果这些缺陷不能被及时检查出来并加以治理,必然会留下隐患,严重影响隧道的运营安全。 2 地质雷达检测正演模拟算例 2.1 衬砌厚度检测 衬砌厚度检测模型如图1所示,模型x轴方向长2.0m,z轴方向深1.0m,网格划分为200×100个,雷达天线主频400MHz,从左到右探测扫描。模型中灰色区域为混凝土衬砌,相对介电常数为9,电导率为1×10-3S/m;黄色区域为围岩,相对介电常数为6,电导率为1×10-3S/m;右侧黑色区域为脱空区,内部充满空气,相对介电常数为1,电导率为0S/m。 衬砌厚度检测模型FDTD正演结果如图2所示,根据电磁波反射信号同相轴可以确定围岩分界面位置,进而对衬砌厚度进行检测,图中位置1处衬砌厚度明显不足,推断为围岩欠挖区;图中位置2处出现抛物线状强反射信号,且位于围岩分界面附近,推断为衬砌超挖回填不密实的脱空区。 2.2 钢筋网、钢拱架检测 钢筋网、钢拱架检测模型如图3所示,模型x轴方向长1.0m,z轴方向深0.5m,网格划分为200×100个,雷达天线主频400MHz,从左到右探测扫描。模型中灰色区域为混凝土衬砌,相对介电常数为9,电导率为1×10-3S/m;中间红色点状物体为钢筋网,左右“工”字形物体为钢拱架,钢的相对介电常数为300,电导率为1×108S/m。 钢筋网、钢拱架检测模型FDTD正演结果如图4所示,位置1处钢筋的电磁波反射信号呈现为规则的抛物线状信号,钢筋网的地质雷达响应特征表现为抛物线阵列,且抛物线间距相近;位置2处钢拱架的电磁波反射信号强于钢筋网,表现为顶部扁平的抛物线状反射信号。 3 结语 地质雷达是一种快速、无损、高效的隧道衬砌质量检测方法,本文利用正演模拟软件对隧道衬砌厚度、是否存在脱空区以及钢筋网、钢拱架进行了地质雷达检测正演模拟,总结出了相应的地质雷达检测响应规律如下:①根据电磁波反射信号同相轴可以确定围岩分界面位置,进而对衬砌厚度进行检测,衬砌脱空区位于围岩分界面附近,且表现为强反射抛物线。②钢筋的电磁波反射信号呈现为规则的抛物线状信号,钢筋网的地质雷达响应特征表现为抛物线阵列,且抛物线间距相近;钢拱架的电磁波反射信号强于钢筋网,表现为顶部扁平的抛物线状反射信号。以上总结的地质雷达检测响应规律为隧道衬砌质量地质雷达检测在实际工程中的应用提供了判别依据。 地质雷达论文:地质雷达在武警部队地埋油罐监漏中的应用研究 【摘 要】近几十年来,国内外使用地质雷达探测土壤及地下水中的有机污染,已有很多成功的实例,应用效果良好,值得借鉴。针对武警部队部分加油站储油罐超期服役状态,随时都有可能发生渗漏危险的实际背景,此次实验选择了某型工作频段为1.9-2.5GHz的超宽带步进频雷达进行了探测实验。简述了实验场景、过程以及数据处理分析。雷达数据分析结果表明淡水及柴油在干砂土中发生泄露是可以检测出来,并可以进一步区分开来。这一研究成果证实了地质雷达监测部队加油站地埋油罐底部漏油的可行性。 【关键词】地质雷达 砂土 泄漏 介电常数 由于部队加油站都是以地埋油罐的方式进行油料的储存与收发,所以,随着使用时间的增加,锈蚀、腐蚀等因素的作用,对于油罐是否漏油很难从外观上直观看到,所以要通过一定的检测方法来实现监测的目的,现今大多数油库依然使用的通过罐内油位变化和感官检漏的方法[1,2]已经不能有效地实现油罐底部的实时监漏,传统方法[3-8]往往存在着发现微小渗漏困难、发现渗漏不及时等问题。虽然国内对于地质雷达的探索及应用正在展开,在“长江三角洲地区地下水污染综合研究”项目中,周迅[9,10]等对宜兴地区地下储油罐渗漏污染现状进行评价及在苏南地区加油站地下储油罐渗漏污染研究的过程中使用了地质雷达探测地下石油烃污染,应用效果较好;2008年,白兰[11]等对垃圾填埋场等污染场地使用地质雷达和高密度电阻率法进行探测,初步探索了地质雷达探测地下污染物的适用性。但是,不能很好的作为实时检测的手段,所以油罐底板的实时监漏技术一直是国内外关注的焦点和研究的重点。 1 实验原理 1.1实验背景 为了对油罐底部是否漏油进行实时检测,我们首先应该了解清楚地埋油罐的物理特性及其周围的环境。如图1.1所示。 从图1,我们可以看出罐体周围的环境是经过混凝土处理过的墙壁,底部及周围均由砂土垫衬填埋,所以直接监测油罐是否发生泄露不好实施,但是我们可以通过对砂土进行无损监测,通过判断砂土内介电常数是否发生变化而判断油罐是否发生泄露,这样我们就能够有效解决监测的问题,那么雷达是否能够有效监测砂土内介电常数发生变化呢,我们将通过实验进行研究分析。 1.2 探测原理 探地雷达是利用高频电磁波( 从十到上千MHz) 的反射来探测有电性差异的界面或目标体的一种物探技术。探地雷达探测时,通过发射天线向地下(或其它方向) 定向发射脉冲电磁波,脉冲电磁波能量就向地下(或其它方向) 定向辐射,当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体( 介电常数和电导率不同) ,就会发生反射和散射现象[12] ,雷达探测时电磁波传播示意见图1.2。 从图1.2 所示,反射界面的深度可以通过下面公式计算: 式中: 为电磁波在真空中的传播速度,m/s ;为介质的相对介电常数: 为界面的反射波双向传播时间。某一介质的相对介电常数,是把雷达在已知反射点上实际探测,用反射波双向走时时间 和深度来计算: 雷达波在介质中传播速度取决于介质的相对介电常数和电导率,通常工程勘探和检测中所遇到的介质都是以位移电流为主的低损耗介质,在这类介质中雷达波的反射系数和波速( )取决于相对介电常数 ,即: 1.3影响因素 一般而言,地质雷达探测法适用于金属、非水相液体和其它有机污染的探测。影响地质雷达的探测深度、分辨率以及精度的因素主要是环境的电导率,介电常数以及探测方法,包括探测所采用的频率,采样速度等[13,14]。一般的地质雷达都拥有多种频率的天线,低频可达到16 MHz,高频可达到2GHz[15]。 2实验实施 2.1 实验目的 利用雷达对水和油在砂土中的渗透过程进行探测,通过实验及数据处理分析判断出其变化规律与不同。 2.2 实验准备 为了实验顺利进行,在试验开始前应做好充分的实验器材准备、了解实验设备及系统工作的基本原理和明确实验所采取的基本方法。 2.2.1 实验器材 94.5cm×64.5cm×49cm塑料沙箱1个,沙土0.5立方米,地质雷达1台,1L淡水,1L柴油,卷尺1把,500ml点滴瓶及输液软管一套。 2.2.2雷达基本参数 此次实验采用某型超宽带步进频雷达,工作频段1.9-2.5GHz,频跳间隔4MHz,慢时间采样率5Hz,采用多普勒处理。多普勒处理是指对接收到的来自某一固定距离单元、一段时间内(对应于几个脉冲)的信号进行滤波或谱分析处理。静止目标会出现在零多普勒频率处,而运动目标会出现在谱的任何位置,这个位置取决于它们相对于雷达的径向速度[16]。 2.2.3 实验方法 (1)将砂土晾晒烘干,搅拌均匀后装入准备好的砂箱内,搅拌均匀,并使其表面平整; (2)将雷达架设并固定于砂箱上方,使其与水平面成45°夹角,固定实验液体瓶及输液管,防治液体流动过程中水管产生扰动,对实验造成干扰,致使误差增大。具体如图2.1所示: (3)实验设备架设完毕后,首先利用雷达对干燥砂箱采集背景数据,时常为8分钟,共计2400帧。 (4)首先进行注水实验,采集完背景信息后,让1L水以均匀的速度进行滴漏,共录制8分钟,共计2400帧;第二,将砂箱内湿砂按要求进行更换,柴油参照注水方法进行测试。 (5)对实验结果进行分析处理。 3实验分析 实验完毕,我们通过数据分析,探讨我们利用雷达检测渗漏的可行性。 3.1注水实验分析 如图3.1所示,每张图片中左侧为对背景对消、抑制零频杂波后的图像,本次采用参数为5帧/次。 我们通过左侧对消图像可以发现,水在不断注入过程中,在系统收敛稳定后,随着水在砂土里边渗透面积及空间不断扩大,这一过程的变化是能够被雷达检测到,并且能在图像上清晰看到,此时它的零频已经被滤除,只是运动目标的信息图像;图片的右侧为注水前采集的空背景数据图像,与注水图做一些对比。刚开始水流比较大,这种雷达探测图像反映较强,能够清楚的看到水在砂土里面的运动,如图3.1。 通过对注水实验的数据进行研究发现,当水从外界流入砂土中渗透时,这一过程是可以被雷达监测到的,这也为我们试图利用雷达对油罐底部水泄露监测的可行性提供了有效支撑。 3.2注油实验分析 刚才我们分析了注水在砂土中的渗透过程,现在我们分析一下注油在砂土中的渗透情况,如图3.2所示,背景对消图像参数不变,图像左侧为注水过程背景对消图像,右侧为注油前采集的空背景图像。通过图像我们可以看出,柴油由于自身的粘滞性比水要强,所以在软管中的流速要比水缓慢一些,在砂土中渗透也就比较缓慢一些,所以从每张图片中的左侧图像可以看出在柴油进入砂土后,渗透运动要比水弱一些,虽然弱,但是也能够被雷达采集到,这与实际是相符的。 通过对注油实验的分析,为我们利用雷达监测油罐底部漏油可行性提供了依据。 3.3比较分析 前面我们分别对注水及注油实验做了分析,为了进一步深入研究,我们对比分析一下注水及注油实验。如图3.3所示,每张图片中左侧为注水实验,右侧为注油实验,均为背景对消图像,为了实验条件的统一性,我们依旧采用参数为5帧/次,从图片中可以明显看出注水与注油的不同,在对注油实验分析的过程中,我们提到了一些它们的区别,从这些区别中我们也可以看出水和油在砂土中的渗透是不同的,是可以通过雷达监测并区分出来,这就为区分罐底是否单纯漏水监测提供了可能。 通过比较分析,我们可以直观的从数据图像上区分出水与油渗透的不同,这为我们研究雷达监测罐底漏油提供了很大的支持。 4结语 综上,通过实验及数据处理分析,我们基本达到了实验的预期目的,发现了水和油在干砂土渗透过程中可以被雷达适时的监测到,而且水跟油的雷达监测图像也有很明显的区别,为后期做好实时监测提供了很好的理论参考。这一研究成果证实了地质雷达监测部队加油站地埋油罐底部漏油的可行性。虽然有很多收获,但也存在很多不足,如:雷达探测信息图像中只能反映有无,并不能精确反映出其渗透面积及深度,对油或水不能做出定性及定量的研究;实际工作中数据量大,不能长时间的连续监控等。 地质雷达论文:地质雷达在隧道衬砌检测中的应用 1.前言 公路山区隧道的围岩和初期支护作为隧道的主要受力结构,二次混凝土衬砌则主要是起安全储备作用,因此初期支护背后有无脱空或背后空洞的位置形态以及二次衬砌混凝土的实际厚度对于隧道的安全和质量起着至关重要的作用。因此必须在施工过程中应及时对隧道施工质量进行检测,以清除质量隐患。地质雷达方法具有快速、连续、高效等优点,被广泛应用于各类隧道衬砌质量检测中。 2.地质雷达数据处理与分析 探测的雷达检测数据以脉冲反射波的波形形式记录,用波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。地质雷达数据分析包括两部分内容:数据处理和图像处理。 2.1地质雷达数据处理 地址雷达数据处理步骤一般分以下4个步骤: (1)消除随机噪声、压制干扰,改善背景: (2)自动时变增益或控制增益,以补偿介质吸收和抑制杂波; (3)滤波处理除去高频,突出目标体,降低背景噪声和余振影响; (4)通过对检测波形的时间剖面、波形及振幅的变化规律的对比分析,对隧道初支和二衬喷混凝土厚度、背后是否存在空洞及不密实等情况进行综合评判。 2.2地质雷达图像处理 地质雷达图像处理包括图像解释和识别异常,一方面基于探地雷达图像的判别结果,另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像,正确的判别异常,才能获得可靠、准确的探测解释结果,因此识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。 探地雷达在接收有效信号的同时,也不可避免地接收到各种干扰信号,产生干扰信号的原因很多,干扰波一般都有特殊形状,在分析中要加以辨别和确认。 主要判定特征:①密实:衬砌信号幅值较弱,波形均匀,甚至没有界面反射信号;②不密实:衬砌界面反射信号强,信号为强反射信号,同相轴不连续,错断,一般区域化分布;⑧空洞:衬砌界面反射信号强,呈典型的孤立体相位特征,通常为规整或不规整的双曲线波形特征,三振相明显,在其下部仍有强反射界面信号,两组信号时程差较大;④脱空:衬砌界面反射信号强,呈带状长条形或三角形分布,三振相明显,通常有多次反射信号;⑤钢筋网:有规律的连续的小月牙形强反射信号,月牙波幅较窄;⑥钢拱架:单个的月牙形强反射信号,月牙波幅较宽;⑦钢格栅:连续的两个双曲线强反射信号。 2.2.1初期支护结构 雷达波经发射天线发射后,最先到达接收天线的雷达波为空气直达波,紧接着为表面直达波,再为喷混凝土和围岩胶结面的反射波。反射波能量与围岩和喷混凝土之间的物性差异有关,两者物性差异越大,反射波能量就越强,反之,其能量就越弱。在地质雷达图像中振幅较强、同相轴比较连续的波就是喷混凝土和围岩界面的反射信号,该界面上到表面就是喷混凝土厚度。当混凝土中存在钢筋时,将产生连续点状强反射信号;当混凝土中有钢拱时,将出现特别强的月牙形反射信号,每一信号表示有一钢拱。当喷混凝土背后回填不密实,混凝土与围岩之间有空隙时,由于空气与混凝土介电常数差别较大,电磁波在喷混凝土与空气之间将产生强反射信号,如图2所示。当空洞比较大时,围岩界面清晰可见,在地质雷达剖面图上主要表现为在喷混凝土层以下出现多次反射波,同相轴呈弧形,并与相邻道之间发生相位错位,且其能量明显增强,如图2所示。 2.2.2二次衬砌结构 二衬检测中重要的是判别初衬与二衬之间的界面反射波,由于反射波能量与二次衬砌和喷射混凝土的物理性质差异有关,两者物理性质差异越大,反射波能量越强,否则其能量越弱,边界不明显,如图3所示。 3.地质雷达对隧道衬砌质量的检测技术重点 3.1检测设备以及检测方法 检测设备:在检测的时候运用产自于瑞典的MRMAC地质雷达,接收天线运用单置式天线。 检测方法:通常在隧道的拱顶、两侧的拱腰以及底墙处各布置一条测线,观察的过程中如果发现存在信号异常,要对该处的测线进行加密检测。测线布置完成之后,在墙壁上每隔10m,用颜色鲜艳的标志做一个标记,然后使天线贴紧隧道的内侧墙壁,沿测线的方向进行测量,并对该过程中的数据进行及时准确的记录。 3.2判断依据 1)隧道衬砌质量的检测,其判断依据有以下几点:其一,当衬砌密实程度较好时,雷达的反射信号强度较弱,甚至会出现没有接收到反射信号的现象;其二,当衬砌密实程度较差时,雷达的反射信号强度较强,且出现不连续的弧形形状;其三,当衬砌存在空洞现象时,衬砌界面的雷达信号强度较强,在下部依然存在强度较强的反射信号,但是两组信号的接收时间差较大。 2)对钢筋存在位置的判断:其一,当雷达信号呈现分布较为分散的月牙形,且反射信号强度较强时,则说明此处存在钢架结构;其二,当雷达信号呈现分布较为连续的双曲线的形状,而且其反射信号强度较强时,则说明此处存在钢筋。 3.3地质雷达检测图像的分类 1)当隧道衬砌与围岩的紧密性相对较好,不存在空隙时,界面图像的清晰程度直接受到混凝土与围岩的紧密性以及混凝土介电常数的影响,其雷达反射信号相对较弱,但是可以通过相关软件对隧道衬砌的厚度进行计算。 2)当隧道衬砌与围岩的紧密性较差时,电磁波在衬砌混凝土与空气之间的界面上出现强度较大的反射信号,且其界面很容易被认识,隧道衬砌与围岩之间的空隙可以被计算出来。 3)当雷达的图像中不存在差异较大的信号,且其图像较为均匀,这就说明隧道衬砌混凝土的密实程度较好。 4)当雷达的图像中呈现连续性,而且图像纵向尺寸相对较大。 4.结论与建议 (1)地质雷达检测隧道衬砌厚度、背后脱空、空洞的位置是能够实现的,并且检测速度快、效率高,适合于现场的大面积连续快速检测。 (2)隧道工程中,地面和衬砌表面往往起伏不平,导致在检测过程中,雷达天线的跳动,产生较大的干扰信号。检测长大隧道时,里程较长而累计的里程误差往往使检测结果失真。因此在开展检测工作时,需特别注意,以减小人为误差,提高检测精度。 地质雷达论文:水工隧道衬砌质量的地质雷达波普判读与解释 摘要:由于地质雷达波普判读的随意性和测试对象本身介质特性的差异,如果处理不当,极易造成对雷达检测结果的误解。本文从地质雷达波普判读与解释的重要性着手,对隧道衬砌质量检测中碰到的波普图形进行了归类解释,希望对以后地质雷达波普图像的判读起到一定指导作用。 关键词:隧道衬砌质量,地质雷达波普, 1 前言 随着国家水工隧道数量的逐年增加,其在运营过程中暴露出来的病害也在接连发生。这就迫切需要一种高效、快速、全面的检测方法来解决隧道病害这一难题,使隧道病害能够提前得到治理。地质雷达检测方法不仅克服了传统上以点盖面的只靠目测和打孔抽查来对隧道质量进行不全面检测的缺点,而且是一种采用高科技手段,以其高分辨率和高准确率、能快速、高效的进行无损检测的方法,在隧道质量检测中得到了广泛的应用。 虽然地质雷达在隧道工程质量检测中得到了广泛的应用,但其图像解释和识别异常是一个经验积累的过程,一方面基于探地雷达图像的正演结果,另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像并能正确的判别异常,才能获得可靠、准确的探测解释结果。 由于目前仍没有统一的测试规程,现在均是根据经验进行处理分析,造成了对雷达测试结果评判的混乱。如果处理不当,容易造成对雷达检测结果产生误解,可能会制约地质雷达检测在隧道质量检测中的应用前景。 同时,由于标准图谱库的欠缺,造成相同的地质雷达剖面图像,由不同的人判读,会得出不同的结果。这就提出要有统一的标准图谱,对各种可能的情况(空洞、不密实、含水及分层等情况)经过试验,做出标准图谱,供判读图像的检测人员参照,以避免读出错误的结果,从而避免错误检测报告的产生。[1] 2 地质雷达波普的判读与解释[2] 探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录,以波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。探地雷达探测资料的解释包括两部分内容:一为数据处理,二为图像解释。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器,介质对波的不同程度的吸收以及介质的不均匀性质,使得脉冲到达接收天线时,波幅减小,波形变得与原始发射波形有较大的差异。另外,不同程度的各种随机噪声和干扰,也影响实测数据。因此,必须对接收信号实施适当的处理,以改善资料的信噪比,为进一步解释提供清晰可变的图像,识别现场探测中遇到的有限目标体引起的异常现象,对各类图像进行解释提供依据。 地质雷达的数据处理流程一般情况下可分为三部分[3]。第一部分数据编辑:包括数据的连接,废道的剔除,数据观察方向的一致化等;第二部分常规处理:数字滤波、振幅处理、反褶积和偏移等;第三部分包括剖面修饰处理的相干加强,以及数字图像处理技术中的一些图像分割方法等。 图像处理包括消除随机噪声、压制干扰,改善背景;进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波,进行滤波处理除去高频,突出目标体,降低背景噪声和余振影响。 识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。探地雷达在接收有效信号的同时,也不可避免地接收到各种干扰信号,产生干扰信号的原因很多,干扰波一般都有特殊形状,在分析中要加以辨别和确认。 一些常见易混淆雷达现象的识别 (1)初砌层(混凝土)与围岩反射界面的拾取标志 虽然衬砌层与围岩两者的介电常数一般相差不大,但仍然能从能量上看出差异,而且混凝土一般比较均匀,反射波反映出来的能量也均匀,而在围岩中这种能量的均匀性要差些。反射界面拾取成功厚就得到的衬砌的厚度,从而可以验证混凝土的厚度满不满足要要求。 (2)空洞和不密实辨别标志 由于空洞中介质为空气,它与周围介质的介电常数相差很大,反射系数很大,反射能量特别强。衬砌与围岩接触不密实时,就会存在一些空隙,类似于空洞一样会产生强反射,只是空洞在剖面上反映为一大团面积,而不密实为零星的点点。 (3)钢筋辨别标志 当衬砌混凝土中存在钢筋网时,将产生连续点状强反射信息,每一点信号代表一榀钢筋格,通过试测的钢筋格式量并结合水平距离可算出钢筋格的数量及间隔是否满足设计要求。 3 地质雷达波普的分类 (1) 密实:衬砌信号幅值较弱,波形均匀,甚至没有界面反射信号; 如果初衬和二衬介质差异较大,且结合不好,通过地质雷达去波普图能明显能看出初衬和二衬分界线,如初衬与二衬结合较好,则可能看不出初衬和二衬分界线。 (2) 不密实:衬砌界面反射信号强,信号为强反射信号,同相轴不连续,错断,一般区域化分布。“不密实带”是指混凝土衬砌与围岩之间的回填层或浆砌片石中的某块区域结构疏松,密实程度差,有蜂窝状孔隙或砂浆不饱满有小空洞存在; (3) 空洞:衬砌界面反射信号强,呈典型的孤立体相位特征,通常为规整或不规整的双曲线波形特征,三振相明显,在其下部仍有强反射界面信号,两组信号时程差较大; 红色线筐内表示初衬后可能存在空洞 红色线筐内表示的是围岩内部的空洞 图中红色线筐内表示的是衬砌背部的围岩内还有隐患―蜂窝、空洞组织存在 (4) 脱空:衬砌界面反射信号强,呈带状长条形或三角形分布,三振相明显,通常有多次反射信号; 可以清楚地看到隧道顶拱板缝处出现了典型的三角形脱空,而且已经看到了脱空顶和底反射(见雷达图像上的红色标识),并且电磁波信号在脱空的空腔中产生了振荡信号。 某隧道交工验收测试数据,采用500MHz屏蔽天线,从雷达图像上可以清楚地看到大面积的脱空区域。 (5) 钢筋网:有规律的连续的小月牙形强反射信号,月牙波幅较窄; 800M屏蔽天线隧道衬砌检测,可以清楚地看到隧道衬砌内部的钢筋分布情况。 用RAMAC/GPR雷达,1000兆天线,图中可以清楚地看出两排钢筋。 钢拱架:单个的月牙形强反射信号,月牙波幅较宽; 某隧道交工验收测试数据,采用500MHz屏蔽天线,从雷达图像上可以清楚地看到初衬和二衬的界限,同时还能看清楚初衬上的钢拱架(见雷达图像上的红色标识)。 (6) 钢格栅:连续的两个双曲线强反射信号; (7) 干扰:界面反射信号强,同相轴连续,由剖面表面至深部的强烈震荡。 识别干扰波及目标体的地质雷达图象特征是进行地质雷达图像解释的核心内容。地质雷达在地质和地表条件理想的情况下,可得清晰、易于解释的雷达记录,但在条件不好的情况下,地质雷达在接收有效信号的同时,也不可避免地接收到各种干扰信号。产生干扰信号的的原因很多,隧道常见的干扰有电缆、衬砌表面金属物体、天线耦合不好,地下异常的多次波等,干扰波一般都有特殊形状,易于辨别和确认。(见图1) 从雷达图中可以看到衬砌表面的钢拱架形成的多次振荡干扰。 4 结论 1) 由于地质雷达测试自身的原因,虽然能很好的标示出缺陷的位置,但对于其介质差异性,所以对脱空的厚度描述还不够准确,需要做更多的前期辅助工作来改进其对厚度的准确性。 2) 由于个人经历及能力有限,文中未能全部列举隧道衬砌检测中所遇到问题的图片。 地质雷达论文:地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用实践分析 【摘要】现今我国公路道路的建设逐渐发展,并在规模上和投资成本上呈现逐渐扩大的形式,因此公路的路面的好坏将直接影响公路的整体运行质量,同样的公路投入运营的使用质量将直接影响投资建设的效益和公路形象。因此对公路工程的运营质量进行检测已经成为了公路维护的重要环节。因此随着公路检测的难度加大以及重要性的发展,新型的雷达检测技术得到了广泛的发展,它可以弥补过去随机测点方法在速度上和密度上的不足,实现公路检测的信息化和科学化,因此本文首先对雷达检测技术的特点进行概述,然后分析雷达检测的工作原理,然后通过某工程实例,来探讨雷达检测技术在我国公路工程检测中的实际应用。 【关键词】雷达检测;公路工程;应用实践 雷达检测技术在公路检测中的应用是指在不损害路面的情况下就可以对路面的结构层进行合理的、全面的掌握因此具有检测速度快,检测全面合理的独特优势,我国传统公路路面的检测都是通过钻芯取样的方法,来检测路面的实际厚度,因此会对公路的路面产生损坏,因此雷达检测的技术在今后的公路检测技术发展中将得到更广泛的运用。 一、雷达检测技术的特点 雷达的检测应用主要是通过超高频的脉冲电磁波来有效的探测地下的整体介质分布的一种物理检测手段。现今雷达技术应用的范围愈加的广泛,如建筑工程的地质探测、矿井探测以及公路路面厚度检测等多个领域,这与它独特的优势特点是分不开的,其中具体的优势特点有:(1)可以对路面进行无损性的探测,雷达检测技术在公路路面的检测中可以不进行损毁就可以进行连续的探测,因此省去了后面修补路面的成本和劳力,从而节约大量的成本和劳动时间。(2)检测效率高,雷达探测器可以实现数据的采集和应用成像的全过程,并且整个过程仪器操作较为简单,数据采集迅速,并且在车辆实际运行的状况下也能进行检测,检测的速度达到80km/h。(3)检测的精度高,同其它检测方法相比,探测雷达的实际分辨率可以达到厘米的等级,并且探测深度的符合率通常都小于5cm,因此探测的精度较高。(4)探测频带较宽,雷达探测器的无载频脉冲类型,可以拥有宽度较高的频带,因此可以通过信息处理技术的应用来提高公路检测的探测能力和信号的分辨效率。(5)较强的抗干扰能力,雷达中设有屏蔽天线,因此可以只接受地面探测的信号,避开其它电磁波的影响,因此具有较强的抗干扰能力。 二、地质雷达检测工作原理和依据 (一)地质雷达检测工作原理 地质雷达的检测主要是通过雷达探测器向地下目标发着脉冲式的高频电磁波来进行检测,当电磁波到达路面之后会根据不同的电性目标和介质,发散出不同散射和反射的现象。主要是指反射或散射出来的波频和波长会出现明显的差异,当电磁波到达地面后,地面反射的波频就会通过天线然后传输到频率接收仪器上,然后就会通过观测屏幕将检测图像具体的显示出来,然后路面的检测人员就可以根据图像的特征来分析路面运行的质量好坏,并可以迅速的采取相应的促使进行路面维护和补救。例如:当路面发生脱空的情况时,雷达探测器发射的电磁波遇到地下的脱空状态会反射出两条反射波,然后根据具体的工作原理,检测人员就可以实际的了解到路面是否发生脱空的现象,具体的路面脱空雷达检测原理我们可以从图一中形象的来看[1]: (二)地质雷达检测工作依据 地质雷达检测最为明显的特征就是对路面的无损检测,由于探测深度较小,数据的分辨率较高,公路检测目标周围存在电性差,当差值越小,反射的系数就越小,差值越大,反射的系数也就越大。因此我们可以根据路面的结构组成进行分析,通常情况下路面分为表面层,由水泥混凝土或者沥青改性材料修筑。基层和路基层,由水泥混凝土、稳定性碎石或者石灰的稳定材料等修筑。可以根据相关数据来确定各种材料的电性参数,公路表面层水泥混凝土电性参数为3-5,沥青改性材料为5-10。基层的电性参数通常情况下要不小于8。所以根据不同介质的电性参数可以为雷达检测提供良好的检测依据。 三、地质雷达检测技术的实际应用 我们主要通过对某个发生路面损毁的公路进行雷达检测技术的实际应用探析,运用CSSI SIR-20的地质探测雷达来具体的阐述检测技术的应用。 1.路面厚度的检测分析 通常情况下公路建设为了成本的节约,会减少公路路面的摊铺厚度来获得利润的增加,所以现在对公路的检测中路面厚度的检测指标已经成为了路面质量的重要标志。我们对某公路路面的检测设立IG形式的空气耦合天线,然后数据的采集点的距离为每米1点,然后通过雷达进行检测,检测完成后,选取70米的公路剖面长度进行取芯试样,总共设立3个取芯点,对第一个取芯路面厚度和雷达检测数据进行选取,然后根据雷达检测的具体时间来确定第二个和第三个取芯点的路面厚度,检测的结果说明,雷达检测的第二个和第三个孔位的厚度与实际钻芯取样的厚度的误差较小分别小于1.2毫米和负1.6毫米。所以地质雷达的检测数据和精度完全的满足相关的规定和标准。具体的对比表如表一所示: 2.公路路面病害的检测 某公路建设后,在长时间通车负荷的情况下发生了许多病害,我们可以利用地质雷达探测技术有效的检测路面病害的类型,然后采取合理的措施进行维护。首先运用具有400米的屏蔽天线的探测雷达对公路的病害进行检测,该公路的路面结构为沥青表层、水凝混凝土的底板和基层,然后进行分层探测,从雷达检测的图像进行分析,该路段存在的主要病害类型有许多种,我们对其病害产生的原因和防护进行分析:(1)基层的顶面较松散,主要是由于路面的施工时基层的材料配比不达标,路面的压实度不强,通车后长期受到雨水的侵蚀和车辆负荷的压力等就会造成这种病害的发生。在雷达的图像上这一类型的病害特征是路面基层的顶面起伏比较大,然后整体呈现松散的状况。(2)路面基层发生沉降病害,使结构层整体滑移,产生这种现象的原因是路面长期受到超载车辆负荷压力,或者公路在前期建设中基层结构不够密实。雷达成像的特点路面的剖面图呈现不平稳的下降趋势。(3)路基沉陷的病害发生,路基坍塌与路面建设不规范有关,会造成公路的局部段发生沉陷的现象。雷达检测图像显示基层发生塌落,顶面的起伏比较大[2]。 结语: 随着我国公路建设的不断发展,地质雷达检测技术在公路工程的检测的应用中将会更加广泛,运用雷达探测仪进行公路工程的路面检测,不仅具有超高的检测精度和检测速度,同时还能最大限度的减少检测成本的应用解放劳动力,所以在未来的不断发展中,地质雷达检测技术在公路检测中将会进一步完善,为我国公路的合理建设和运营提供强大的技术支持。 地质雷达论文:地下管线探测中地质雷达的应用 摘要:目的:探究地下管线探测中地质雷达的应用。方法:对地下管线探测中地质雷达的应用技术进行简单的阐述,立足于当前地下管线探测现状(存在的问题),分析地质雷达应用的优越性,并且针对具体的地下管线探测工程的实施,对比性重点突出该技术应用前后所产生的应用价值(效果)。结果:地质雷达探测地下管线的效率及质量明显的优于传统探测技术,能够有效的降低安全隐患,保障地下管线探测工作的顺利、健康、可持续发展。结论:利用先进的地质雷达探测地下管线的实际情况,能够为地下管线的顺利铺设保驾护航。 关键词:地下管线;探测;地质雷达;应用 0 引言 地下管线的种类繁多,而且不同尺寸、不同用途、不同材料性质的地下管线,所适用的探测技术也不同,传统的地下管线探测技术,往往难以准确的评估损伤程度、无法直接检验地下管线的铺设情况是否合格、且对地貌地形条件要求较高,容易引发一系列的安全隐患,且达不到理想的探测效果,而近年来,随着城市建设的加快,地下管线越来越成为保证城市健康运转的基础性保障设施,他承担着城市的信息运输、用水输送、污水排放、居民供暖等,而且随着我国社会主义市场经济的不断发展、繁荣,城市建设中的地下管线的铺设密度越来越大,错综复杂,逐渐的加大地下空间的开发力度,但是不可避免的就会导致一系列的安全隐患,而且由于已有的地下管线网络排布比较杂乱,建设资料不完整的,进一步加剧地下管线的探测难度,难以有效的避免探测问题的产生,因此,地质雷达探测技术应运而生。地质雷达探测技术是一种高频宽度电磁波地下管线探测技术,对于浅层的探测目标,具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势,应经成为目前地下管线探测的最佳方式,基于此,本文对地下管线探测中地质雷达的应用技术进行简单的阐述,立足于当前地下管线探测现状(存在的问题),分析地质雷达应用的优越性,并且针对具体的地下管线探测工程的实施,对比性重点突出该技术应用前后所产生的应用价值(效果)。 1 简单的阐述地下管线探测中地质雷达的应用技术 地质雷达探测技术:是在电磁波传播理论的支持下,利用接收以及发射高频宽谱电磁波,来有效的辨别地下介质的分布情况。而且根据点此不传播理论得知:电磁波在地下介质传播时,往往通过介质的介电性质以及介质相应的几何形态,来使得电磁场的强度以及相应的波形特征有所改变。地质雷达探测技术,是根据探测后,经数据处理,得出地下管线分布图像的剖面图,并且根据反射波组的波形以及对应的强度特征,利用地质雷达探测仪进行同相轴的跟踪,最终确定地下管线的实际分布情况,从而有效的指导城市建设。 2 当前地下管线探测现状(存在的问题) 2.1 探测效率及质量差,难以有效的服务于城市建设 目前,我国的地下管线探测,在很大程度上还依靠人力探测,利用传统的探测工具进行地下管线的维修和养护,这样的探测方式,往往耗时耗力,且所产生的价值微小,面对快速发展的城市化建设,难以提供快捷、优质的服务。同时,毕竟地下管线维修和养护人力资源是有效的,且部分人员的综合素质较差,缺乏系统的技术支持,容易造成人为失误,最终导致不可估量的严重后果,影响到居民的正常生活秩序,也不同程度的影响到城市化建设进程,影响文明城市的建设。 2.2 传统的地下管线探测技术操作困难,流于形式 传统的地下管线探测,往往需要耗费大量的人力、资金、材料等,存在严重的手动探测现象,相关工作人员需要深入地下进行探测,容易造成人身安全隐患,且由于操作复杂,往往容易导致操作失误,甚至部分工作人员对操作技巧的熟悉度并不高,部分员工按照自己的经验来执行,缺乏科学性,容易引发一系列的问题。 2.3 分辨率低,难以准确的掌握地下管线的实际分布情况 传统的地下管线探测技术的分辨率较低,图像比较模糊,对地下管线的分布状况不能完整的呈现,甚至呈现片段化、零散化状态,对于地下管线的实际分布的呈现,往往影响设计图纸的准确构建,因此,影响到整个施工效率及质量,并且在施工中,难以避免的会发生不可预知的稳态,再进行修复,往往会对居民的正常生活秩序造成较为长久的负面影响,不利于优质城市的建设。 3 阐述地下管线探测中地质雷达的应用优势 3.1 无损快捷 地质雷达探测技术,对于浅层的探测目标具有无损的应用优势,而且该技术是利用接收以及发射高频宽谱电磁波,来有效的辨别地下介质的分布情况,可以利用先进的互联网辅助技术,实现地上操作,且该技术具有高速反射的作用,快速运转的联网形式,能够更加及时的掌握地下管线的实际分布情况,针对出现的问题,及时的采取解决措施,或者针对安全隐患,及时的做好控制防治工作,从而保障地下管线探测效率及质量,保障居民的正常生活秩序,推动优质城市建设。 3.2 探测准确且连续 地质雷达探测技术具有较高的准确性能,且对地下管线的分布探测呈现连续性,能够有效的避免探测结果的片面性,保障探测结果的完整性,同时,该技术是通过介质的介电性质以及介质相应的几何形态,来使得电磁场的强度以及相应的波形特征有所改变,从而能够使得不同形态、不同性质、不同功能的地下管线更加准确的呈现出来,有利于地下管线的准确选取,从而保障地下管线的铺设质量,同时保障施工安全,为整个地下管线的精准探测提供一定的参考与指导。 3.3 分辨率高,图像清晰,有利于城市建设 地质雷达探测技术的分辨率较高,所呈现出来的地下管线分布图像比较清晰,能够更加直接的掌握地下管线的实际分布情况,根据探测结果,进行科学的施工设计,强化设计质量,从而有效的服务于正式施工,为地下管线的正式铺设打好坚实的基础,另外,高分辨率的图像,也可以应用于整个城市建设探测,综合评定该城市的建设水平。 4 工程实例 在北京市海淀区西二旗西路的某项工程建设,首先需要对该路段进行明挖施工,并且需要将开槽深度控制在4m范围内,但是,根据相关数据资料的调查分析发现:该路段的地下管线分布比较复杂,而且埋深各异,对整个工程建设造成一系列的施工安全隐患,因此,需要借助地质雷达探测技术,明确的诊断该地区的地下管线的实际分布状况,排除安全隐患,保障施工建设的顺利开展。另外,根据探测实际情况以及应当遵守的测线布置原则,并且充分地考虑埋深,利用地质雷达探测技术,在路的两侧以及路中央设置3条测线方向,并且每隔20m均要布置1条横向的测线。 5 探测结果及对比性分析结果 探测结果:利用地质雷达检测出:整个西二旗西路这项建设工程的测线长度为1195m,并且探测的有效深度为0-4.0m。另外,对原始图像进行了反褶积、数字滤波、影像增强等后期处理,准确的探测出地下管线的分布情况。附:西二旗西路雷达测线布置图,如图1。 对比性分析结果:地质雷达技术应用之后,探测的反射波双曲线现象严重,能够清晰的检测出地下管线的分布及形态,而且地下管线的形态不受雷达天线之间的距离的影响;在用用过程中,若雷达探测仪正处于探测目标的上方,则显示出,雷达波的传播时间最短,能够有效的提升地下管线的探测效率,并且保障探测质量;在探测速度保持不变的情况下,若地下管线的埋深越大,则显示出来的趋向形态越平缓,反之,则越明显,能够充分地掌握地下管线的分布节理,提升探测的准确率。 附:地质雷达设备,如图2。 6 结论 总之,地质雷达探测地下管线的分布情况,具备无损、快捷、连续、准确、分辨率高等应用优势,利用先进的地质雷达探测地下管线的实际情况,能够为地下管线的顺利铺设保驾护航,有利于推动和谐城市建设进程。 地质雷达论文:地质雷达在煤矿超前地质预报中的应用研究 【摘 要】通过对地质雷达探测原理的深入理解,结合地质雷达在矿井超前地质预报中的经验,总结了断层破碎带,富水带,节理裂隙密集带等不良地质现象在地质雷达波形上的响应特征,并进一步分析了地质雷达低频的原因,从而为以后地质雷达超前地质预报提供参考经验,提高预报的准确性。 【关键词】地质雷达;断层破碎带;响应特征;低频 引言 地质雷达用于矿井超前地质预报的特点是探测距离短、探测精度高且成果可靠[1]。对于如何根据地质雷达的波形和频谱特征判断围岩质量及各种不良地质现象,前人在使用地质雷达进行超前地质预报时取得了很多宝贵的经验[2-3]。但由于各地下工程的地质条件千变万化,根据地质雷达的波形和频谱特征判断围岩质量及不良地质现象既有共性,也有特性,因此超前预报既要参考前人经验,又要根据各矿井的具体地质条件在每一个工区进行详细的总结,才能提高超前预报的质量。 根据地质雷达在矿井地质预报中的经验,将各种常见的不良地质现象如断层破碎带、富水带、岩溶带等在地质雷达上的响应特征进行总结,从而为以后类似不良地质现象的预报提供参考依据,从而提高超前地质预报的准确率。 1 地质雷达的基本原理 电磁波在介质中传播时,当遇到电磁差异界面时,将依据电磁波的反射和透射定理产生反射和透射电磁波。反射波的强度及透射波的强度大小取决于反射系数(见式1)及透射系数(见式2)。 反射系数: 透射系数: 式中:ε1,ε2分别为上下层电磁波传播介质的介电常数。 由上式可以看出,电磁波反射系数的大小主要是由界面两侧的相对介电常数决定的,界面两侧介电常数差异越大,反射越强烈,越有利于探测到异常界面的存在。这是地质雷达探测的地球物理基础。 2 不良地质现象在地质雷达上的响应特征 2.1 断层破碎带 断层破碎带是煤矿常见的一种不良地质现象,以其松散、破碎、含水量多会对煤矿掘进与开采施工产生影响,因此对其进行准确预报,提前采取预防措施具有重要意义。 刘基[4],肖宏越[5]等总结的成果表明断层破碎带的雷达波形错段、分叉、合并等现象多,波形连续性差、电磁波能量衰减快、波幅变化大,波形杂乱;雷达波在穿越破碎带的过程中,有时出现低频化现象,电磁波能量衰减快且规律性差,特别是高频成分衰减很快,自动增益梯度较大。 通过某断层破碎带8条测线的探测结果分析表明,会出现两种情况,一是信号频谱正常,整个探测深度内都有波形,但波形连续性差,波形错断、分叉、合并等现象较多,波幅变化大,波形杂乱,典型见图2-1。 另一种情况是信号低频,仅浅部有信号且波形较杂乱,深部信号微弱或基本没有。 通过前人总结及实地探测的成果表明,当探测到以上波形现象时,应注意是否存在破碎带的可能,及时提出预警。 图2-1 断层破碎带波形 2.2 富水带 富水带在地质雷达波形图上的特征是波形反射强烈,波幅宽大,波形连续性较好,呈黑条带状;其相位显示为负相,频谱图一般会显示低频。出现此现象的主要原因是水充满节理裂隙而使反射面连续性较好、水的介电常数与岩石的介电常数差异大且电磁波在穿越水时高频成分衰减很快,因此显示出以上波形特征。以下图片是某富水段探测的结果,频谱见图2-2。 图2-2 富水带频谱 2.3 节理裂隙密集带 节理裂隙密集带的主要裂隙面由于其产状均大致相同,因而在地质雷达上的响应是波形图上的一系列连续性较好的大致平行的同相轴,总体上看波形相对较平整,与富水带的差别是反射没有富水带的长同相轴反射强烈,还有就是其频谱图上不会显示低频。 2.4 围岩强风化带 一般围岩强风化带普遍被认为是均匀性较差,在地质雷达上的响应应该是波幅变化大,波形连续性差,波形杂乱。出现以上现象的原因主要是因为强风化的云母石英片岩结构面空隙均被泥质充填,结构面两侧的岩体均向内部发生不同程度的风化,导致围岩的介电常数是逐渐变化的,不存在突变,因而不存在强反射面且同相轴振幅小,此外由于围岩本身破碎,又被风化均一,因此横向、纵向均不存在介电常数突变的强反射界面,故振幅变化都较均匀。 3 讨论与分析 已有的研究成果表明,地质雷达电磁波在遇到岩石破碎或岩石大量富水时,会产生低频现象。从图2-1的波形图和图2-2的频谱图可看出,在前方围岩中富含大量的水时,电磁波信号的振幅会比较宽大,同时电磁波的频谱呈现低频的特征(100MHZ的地质雷达天线的主频为75-110MHZ之间)。 出现此种现象的主要原因,笔者认为结合探测介质的特性(破碎和富水)和电磁波的传播及衰减特征,可以对该现象做出以下解释:电磁波在穿过此类介质(破碎和富水)时,高频率的波衰减快,低频率的波衰减慢,且频率越高的波衰减越快,因此反射回来被仪器接收到的电磁波高频成分相对减弱,低频成分相对增强了,且越深处反射回来的电磁波低频成分相对越显著。而由波的频率和波长的关系可知,频率越低的电磁波信号,波长越大。因此,在高频信号衰减快的情况下,最终仪器接收到的电磁波信号就综合表现为低频和振幅宽大的现象了。 4 结论 (1)通过实践经验的积累,结合前人已有成果,总结了各种不良地质现象如断层破碎带、岩溶带等在地质雷达波形上的响应特征。 (2)地质雷达电磁波信号的低频现象主要是由于在破碎富水介质中传播时,高频信号衰减快,低频信号衰减慢造成,最终使信号表现为低频和振幅宽大的特征。 地质雷达论文:应用地质雷达的隧道工程质量检测流程与方法研究 摘要:本文针对隧道工程中易出现衬砌厚度不够、衬砌与围岩间存在脱空区、塌方回填不实以致影响隧道稳定性的问题,探讨了基于地质雷达技术的检测方法,论文首先探讨了地质雷达检测的基本原理,进而详细分析了数据采集和数据处理、资料解译的具体实施策略,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。 关键词:隧道工程检测地质雷达 我国是一个地域辽阔,多山的国家,交通运输发展很快,新修建的公路为缩短建设里程、改善线路走向及保护环境将大量修建隧道,以改变那种逢山绕着走、坡陡、曲线半径小的现象。隧道工程既能保证行车安全又可防止滑坡、泥石流及提高行车速度和安全的可靠性,还能与周围环境协调,保证自然景观的完善。修建隧道作为公路施工中的重点环节,加强质量检测具有重要的意义,但由于隧道支护质量较难检测,易给通车后的营运和安全遗留下隐患。隧道常见的问题有衬砌厚度不够、衬砌与围岩间存在脱空区、塌方回填不实等。由于以上问题的存在,降低了衬砌的承压力,严重影响隧道的稳定,甚至可造成拱部坍塌。如果对以上问题能及时发现,采取适当的加固措施,可将施工中存在的质量隐患排除在正常营运之前,确保以后隧道的正常使用。地质雷达检测是近年来应用于浅层探测的一项新技术,其特点是快速、无损、连续检测,并以实时成像的方式显示探测结果,分析、解释直观方便。加上其探测精度高、样点密、工作效率高等优势而倍受青睐。使用地质雷达对隧道衬砌结构进行检测是物探领域发展较为迅速、效果较为显著的方法之一。 1 地质雷达检测的基本原理 地质雷达设备由两个主要部分组成,即控制主机和天线。主机提供控制信号,由天线发射、接收超高频电磁波。电磁波从天线发出,在衬砌和围岩内传播,遇到衬砌边界、内部裂缝、空洞和围岩及围岩内界面等都会发生反射,这些反射的电磁波又传回天线,天线接收到这些反射信号,把它传到主机,主机对这些反射信号进行全时程数字化记录,存储并显示出来。反射界面距离越远,反射信号往返所需时间越长;反射界面越平整、面积越大和两侧的物性差异越大,反射的信号越强。通过记录到的反射波的走时和强度数据,可以判定反射界面的位置和两侧介质的性质,从中得到衬砌厚度、劈裂、空洞的位置和形态、围岩结构状态等参数,达到高分辨无损检测的目的。 从该方法的原理中可以看出,要从反射信号的走时换算到空间位置,需要了解混凝土和围岩介质的电磁波速度,它影响到测量深度的换算精度。空气中电磁波速是0.3 m/ns,一般干燥岩石为0.11 m/ns左右,水是自然界中电磁波速最低的物质,为空气的1/9,约为0.033 m/ns,在混凝土中的电磁波波速为0.12 m/ns。其反射和工作原理示意图如图1所示。 图1 电磁波遇到地下物体后的反射示意图 理论研究与试件的模拟试验证明,雷达电磁波在物体或介质中的传播速度随介质的相对介电常数的增加而降低。介质的介电常数不仅与介质本身的性质有关,而且还与介质中的含水率有关,如果衬砌孔隙较多,又充有水,那么波速会显著降低。物性的差异反映到波速的不同,同时也影响到反射信号强度的不同。在野外工作条件下,岩石、土和混凝土等工程介质之间都有物性差异,之间的界面都能形成反射,它们的介电常数差异不大,界面反射信号虽不太强,但地质雷达有足够高的灵敏度将它们辨别出来。岩石、土、混凝土等工程介质与水、空气、金属之间的电磁性质的差异极大,界面反射信号很强,极易识别。在隧道衬砌检测中金属构件、饱水带、空洞乃至劈裂空隙反映更加明显。 2 数据的采集 当使用地质雷达进行检测时,发射和接收天线与隧道衬砌表面密贴,沿测线滑动,由雷达仪主机高发射雷达脉冲,进行快速连续采集。雷达每秒发射64个脉冲,每米测线约有测点40个~60个。雷达时间剖面上各测点的位置和隧道里程相联系。为保证点位的准确,在隧道壁上每5 m做一标志,标上里程。当天线对齐某一标记时,由仪器操作员向仪器输入信号,在雷达记录中每5 m做一小标记,50 m或100 m的整数桩号打一个大标记。内业整理资料时,根据标记和记录的首、末标及工作中间核查的里程,在雷达的时间剖面图上标明里程桩号。选择900 MHz和500 MHz天线,其他参数为:1)采集方式:连续测量;2)扫描点数:512;3)增益方式:自动;4)900 MHz天线的时间窗(记录长度)为15 ns,500 MHz天线的时间窗为50 ns。 3 数据的处理与资料解释 雷达探测透视扫描的所有记录数据,在现场回放并转储在计算机硬盘上,室内工作使用电脑进行分析处理。数据与资料的处理基本可分为两个阶段: (1)将记录数据图像回放显示,通过分析,确认标志层与异常,确定突出异常的相关处理参数和使用程序; (2)用雷达专用软件进行正式处理。探地雷达所接收的是来自地下不同电性界面的反射波,电性界面包括了地质层界面和有限目的体的界面。探地雷达透视扫描提供的二维彩色图像,由16种色彩组成,不同色彩反映的是电磁波反射强弱的变化,即反映了不同介质的电性差异。探地雷达扫描图像的正确解释是建立在探测参数选置合适,数据处理得当,有足够的模拟试验对比以及阅图经验丰富等基础之上。依据雷达图像中的相位、频率、幅值及形态等特征的不同,对雷达剖面逐一进行了分析判别;并将不同地段的时间剖面和已知资料及钻孔资料相对比,找出了不同界面及不同地质现象的反射波形特征,对混凝土厚度、衬砌周围松散带、围岩松动带和基岩裂隙带等进行了解释。 4结语 地质雷达在隧道衬砌检测过程中,能有效地探测到衬砌厚度、脱空区范围、衬砌开裂、衬砌外围击岩富水等数据,对施工方采取加固措施消除隐患提供科学准确的依据,将隐患排除在隧道投入使用之前,对隧道的安全使用和正常营运起到了重要作用。随着地质雷达检测技术的不断完善和发展,地质雷达检测技术必将成为隧道施工质量安全保证的必不可少的重要环节。 地质雷达论文:关于路桥检测的地质雷达技术的研究 摘 要:随着科技的迅猛发展与人们对道路质量要求越来越高,我们通过以往大量的实践结果发现,由于地质雷达自身具有无损、精度高、分辨率高以及所耗成本低等特性,当前的路桥检测部门应当将其最大限度地贯穿于道路施工以及检测维修的整个过程当中去。该文主要阐述地质雷达技术的发展状况以及相对应的误差分析,希望能在今后得到一些借鉴和参考。 关键词:路桥检测 地质雷达技术 应用 误差分析 所谓的地质雷达检测技术其实指的是一种具有精度高,与此同时还可以快速成像的高科技技术之一。归纳的说,其实这项技术主要就是借助地质雷达根据所要检测的物体属性发射与之对应的电波,不仅如此,还可以适当的接收部分对该物体加以判断的发射波。经过多年来的努力研究以及在各个领域中的广泛应用,地质雷达检测技术作用十分显著。 1 地质雷达技术的发展状况以及勘测误差分析 1.1 发展状况 如果仅仅论地质雷达概念的提出可以追溯到20世纪10年代,然后在人们对其不断加强研究的过程中得到越来越为迅猛的发展,而且涉及到的领域也是越来越广泛。但是值得我们注意的是,由于雷达所发射出的电波稳定性较差,外加比较复杂,这样一来就会对地质环境造成很大的破坏。鉴于此,一直到20世纪70年代后,随着各种电子技术的兴起与发展,雷达技术的应用领域也随之广泛起来,并于80年代终于使得第一台雷达设备问世。自从这台雷达设备的出现,广大研究学者产生极其浓厚的兴趣,并在未来的时间里取得了一些重大突破,其中以成像技术为代表,这样一来就可以在很大程度上提高了它的分辨率,大大帮助到了路桥检测。 1.2 地质雷达产生误差分析 就这一点上来看,主要表现为:(1)反射信号时间差。通过调查发现,要想十分准确地对反射信号时间差进行记录,我们首当其冲需要做的就是根据实际需要确定计算时间的起点。话虽如此,但是我们要是将探地雷达的触发点(反射信号的)看作是物理时间的起点位置依然会存在一些问题。首先,直达波信号和地面反射信号的干扰如果比较强烈的话,会使整体记录面貌变坏,这样一来就会在一定程度上影响增益设置以及自动增益的使用效果。除此之外,天线的位置通常情况下都会随着路况的不同而出现起伏颤动,在这个时候我们要想准确无误的识别地面反射点的位置并非易事。鉴于此,要想尽可能的提高起始零点的标定精度,我们最为常用的做法就是将地质雷达配备自动调零设置,设同时将时间起点移到地面反射信号位置。 2 在公路检测中的实际应用 通过以往大量的应用结果表明,公路路基在通常情况下会由于含水量过高、承载力较低、压实度无法达标等综合原因,会在很多时候造成路基产生过量沉陷,这样一来就会形成空洞或者暗穴,情况严重的话局部还会产生滑坍等。另外,还会因为公路结构层透水性差而造成局部出现集水现象。如果是这样的话就会产生软弱体等病害。通过多年的实践情况看来,形成公路病害的原因是多种多样的,有本身质量所导致的,也有自然风化或者是外界作用产生的。有一点值得注意的是,路基和路面问题通常是结伴而行的,而并非独立存在,因此在调查公路病害的过程中,查明“病因”显得尤为重要。以下就是地质雷达技术在路桥检测中的几种主要应用。 2.1 检测公路基层与路基损坏程度 通过实践表明,如果检测出基层及路基损坏的区段较多的话,在雷达资料上的结构层会表现为界面反射凹凸不平,反射波出现一定程度的扭曲。虽然说该段基层反射波起伏比较小。但连续性在通常情况下不是十分好的。如果发现路床反射非常微弱,但反射起伏程度比较大,这就可以从侧面说明路基及基层已遭受外界的破坏。 2.2 检测公路路面裂纹 通常而言,裂纹在高速公路病害异常中是肉眼难以捕捉到的。我们可以根据雷达探测原理可得出以下结论:频率越高,探测越浅,分辨率也会随之越高,反之亦然。从这一点上来看,雷达探测在通常情况下可有效解决浅层部位的裂纹异常现象,如果是深部的裂纹我们最好的办法就是采用超声波探测法。主要表现为向两边分散的产生一定角度的同相轴。 3 地质雷达技术在修建桥梁工程中的实际应用 通过多年的实践表明,地质雷达技术在桥梁修筑中的应用主要表现为以下几个方面。 3.1 地质雷达应用于桥梁施工前的地质勘察 换言之,就是可以通过这种地质雷达来有效检测出地质条件,从而发现一些溶洞、夹泥层以及裂缝等所谓的不良地质体,这样一来就可以很好的提醒施工单位进行安全施工做好充足的准备,比方说某一个桥梁沉降检测中,发现该桥梁竣工通车之后在很短的时间里有部分桥面出现了不同程度的下沉,在这个时候我们应用地质雷达就很容易的发现这是由于地层的底部位置存在较多的裂缝带以及溶洞。 3.2 地质雷达应用于桥梁施工过程中 通过多次的实践发现,在桩基施工之前我们可以通过雷达来有效的检测出基地的实际地质情况,并且在第一时间内发现溶洞或者夹泥层等一些不良现象后迅速的予以处理,从而保证施工质量能够达到设计要求,比方说在LTD2100+GC400兆赫的检测过程中,施工人员可以在基底位置布置两条测线(具体是安置在哪个位置依据实际情况而定),然后可以沿着边线紧紧贴住移动地面天线进行检测。经过正确的操作过后发现在基底下方的3m处存在较为强烈的反射信号,工作人员挖开后果然是夹泥层,这就证明了雷达检测结果的准确无误。 3.3 在桥梁建筑竣工后进行验收以及维护中的应用 我们可以发现,在竣工后我们可以通过地质雷达技术正确的检测出钢结构的水平以及垂直分布情况,与此同时还能够发现桥梁结构的内部存在哪些不足之处等,如果一旦发现钢结构分布情况与设计资料当中的路面厚度不相符合,或者是施工与运营过程中所导致的内部缺陷等相关问题后,施工单位可以派遣专职人员在第一时间进行处理,从而最大限度地减少人力、物力、财力的重大损失,保障桥梁为人们出行提供便利。 4 结语 综上所述,随着地质雷达技术的快速发展,因其自身所具备的独特性,已经应用到了社会的各个领域,比方说在工程施工过程中,可以勘测该工程的地质情况等。除此之外,我们必将会在今后对这项技术不断进行研究和实践的基础上加以完善,这样一来就可以更加方便地借助更多较为先进的技术,来提供更加扎实的技术保障,从而推动地质雷达技术的进一步发展,为路桥检测做出重要的贡献。 地质雷达论文:地质雷达在隧道超前预报中的应用 摘 要:地质雷达作为常用的物探手段之一,在隧道超前预报中大量应用,本文结合某高速公路隧道实例,阐述了地质雷达做超前地质预报的原理和应用范围,并得出探测结论,旨在积累预报经验,为类似工程提供借鉴和参考。 关键词:隧道施工;地质雷达;地质预报 1 前言 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR),又被贯以地质雷达之称,是浅层地球物理探测的一项新技术,具有高效性。它借用主频电磁波,其波段达到数十兆赫至千兆赫兹,借助宽频带短脉冲的方式,由地面通过天线发射器发送至地下,经地下目的体或地层的界面反射后返回地面,被雷达天线接受器所接受,进行处理和图像解译的操作针对所接受的雷达信号,来实现探测前方目的体的目的。探地雷达较传统的地球物理方法而言优点是更加突出,具体体现为便捷迅速、高精度以及对原物体无破坏作用。故此,在道路建设和公路质量检测方面,探地雷达已渐渐被人们所认识并得以广泛应用。从20世纪70年代地质雷达就人们所应用,到现在快有40年的历史了,它的应用范围有了不小扩展,譬如考古考察、建筑工程、铁路公路、水利电力、地质采矿、航空飞行等领域起着重要的作用,也解决了诸多问题,例如现场勘察、选择线路、检测工程质量、地质预报、地质构造研究等。关于工程地球物理方向的探测方法也分好多种,像反射地震、地震CT高密度电法、地震面波及地质雷达等方法均被涵盖,但是地质雷达却以其高清的分辨率,直观的图象,便捷的使用,得到了工程界认可信赖和欢迎。 2 地质雷达探测的基本原理 2.1 工作的基本原理 地质雷达是一种宽带高频电磁波信号探测介质分布的非破坏性的探测仪器。断面的扫描图像即是雷达借助连续拖动的天线而获取的。雷达不断地把高频电磁波发射到地下,在物体内部传播的电磁波信号在通过不同介质的界面时,反射、透射和折射就会产生。介质的介电常数差异愈大,反射的电磁波能量随之愈大;反射的电磁波被与发射天线同步运行的接收天线成功接收后,借助雷达主机对反射回的电磁波的运动特征进行精确记录,再用技术对数据的进行处理,形成断面的扫描图,利用图像进行判读,即可获取地下目标物的实际情况。 雷达天线把电磁波发射与物体内部,物体内部的填充物或其密实度的差异,导致它们的介电常数有所不同,使电磁波于不同介质的界面处形成发射,并被物体表面的接收天线所接收,参照电磁波发射到反射波返回的时间差及物体中电磁波的速度来测算反射体距表面的距离,完成探测出物体内部的不同层面等结构。 探地雷达主要借助宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目的体。 公式如下: t=4z2+x2/v 雷达依据测取的雷达波走时,自动求出反射物的深度z及范围。 图1 雷达的工作原理及其探测方法 根据上述原理,可用地质雷达仪探测地基中的不同地质分层及异常体的位置、深度和范围。 2.2 测试方法及仪器 不同频率天线的测深能力也会存在差异,频率愈低,探测深度愈大;且此次检测的任务在于探测地质构造及断裂带,本次预报选用美国劳雷SIR-20地质雷达,100MHz天线,采集参数为:采集方式为点测,每20cm一个点,每扫描采样数为512,采集时窗为300ns,采用32次迭加。测线布置如图2所示。 图2 雷达测线布置 3 工程实例 3.1 工程概况 XX高速公路XX合同段XX隧道位于陕西省安康市紫阳县县城东部,设计为两座单线隧道,左线长921米,右线长862米。结构为Y形隧道,采用复合式衬砌。洞身最大埋深200m左右。隧道如图3所示。 图3 隧道整体图 3.2 地质情况 宋家梁隧道设计为强~弱风化泥质板岩、弱~微风化泥质板岩及微风化辉绿岩,但实际施工过程中围岩较差,只有极少段落为微风化辉绿岩,其中进口小净距段全部为强风化碳质千枚岩,岩性极差,数次造成隧道冒顶塌方,按照普通围岩支护无法进行正常施工;且隧道紧邻汉江,水系发达,而强风化碳质千枚岩遇水则成沥青状外流,造成极大安全和质量隐患;且初期支护施作以后,围岩变形大,且长期不收敛,强风化碳质千枚岩段落4~5个月不趋于稳定,无法进行下步施工;开挖时有地下水,且水量较大,后期地下水增大。且进口段落为小净距,左右洞施工干扰较严重。这些病害都危及到隧道施工安全与结构质量,严重制约隧道施工进度,造成了人员机械的极大浪费,并给项目部造成了严重的经济损失。 4 检测结果及分析 4.1 地质雷达探测成果分析 根据地质雷达在隧道掌子面探测数据图像(见图4)分析,推断此段0-25米范围内围岩为微风化碳质千枚岩,呈碎裂状结构,节理、裂隙发育,含水率大,整体稳定性差,其中15-25米范围内,有稍强的反射截面,推断该段范围内,围岩裂隙增多,拱顶和拱腰位置可能有掉块落实,可能有渗漏水,以及涌水,应加强防排水措施。 图4 ZK13+540掌子面雷达波列图 4.2 验证 经过15天开挖,距预报掌子面13米处,隧道开挖掌子面由渗水变为涌水,且拱架变形严重,由于预报准确,施工单位提前做好准备,增强支护等级,提前抽调大量抽水设备,避免了灾害进一步发生,为下一步施工的有序进行,打下良好的基础。 5 结语 根据以上实例,可以说明以下几个问题:(1)地质雷达用于隧道超前地质预报中,可较快做出判断,有利于下一步施工的安全有序进行;(2)隧道超前预报,需要大量实践,反复研究图形和地质情况,以提高工作水平;(3)地质雷达的预报范围不宜过长,20-25米为最佳预报范围,最好留有一定的搭接长度。 未来,随着我国经济的进一步发展,隧道也将越来越多,大力拓展地质雷达在隧道超前预报中的应用,可以减少不要的损失,为工程的正常进行提供有力的保障。 地质雷达论文:地质雷达在隧道检测中的应用 【摘要】为了研究地质雷达在隧道无损检测中的应用,从理论出发对地质雷达参数选择及病害判别方法进行研究,结合实际工程分析隧道衬砌背后空洞,衬砌混凝土密实程度等病害,结果表明雷达解释准确性比较高。为其他类似工程积累宝贵经验,具有一定指导意义。 【关键词】地质雷达 隧道 无损检测 1前言 随着我国交通事业的蓬勃发展,隧道建设数量越来越多,断面也不断增大,施工难度越来越大,为了保证人民生命及财产安全,对隧道的施工质量要求越来越来高。隧道在建设过程中隐蔽工程较多,病害一旦形成,如果得不到及时处理,在隧道运营中会产生很多安全威胁,如衬砌厚度不足,空洞等都会对安全构成极大威胁,相比较传统检测方法,如取芯、开挖等直观检测,地质雷达有快速、连续、无损的特点,能够在不破坏衬砌的情况下对隧道病害进行检测,再通过计算机进行数据处理、分析、解释,可判释隧道存在的病害。目前应用探地雷达进行无损检测成为隧道质量检测的重要手段。 2地质雷达方法 2.1地质雷达原理 地质雷达探测中一般以电磁脉冲的形式进行探测,脉冲在介质中的传播遵循惠更斯原理、费马原理和斯涅耳原理,发生反射、折射等现象,其运动规律与地震勘探方法相似。这也是地震数据采集、处理和解释方法技术广泛应用于地质雷达的基础。 地质雷达是一种对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。其工作原理是高频电磁波一宽频带脉冲形式,通过发射天线被定向送入地下,经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,由接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性特征及几何形态而变化。故通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或地质体的空间位置及结构。 2.2隧道衬砌质量检测 衬砌是隧道的主要承载结构,也是隧道防水的重要工程,其施工质量对隧道长期稳定发挥着重要的作用,因此对隧道工程质量的检测也显得尤为重要。隧道衬砌质量检测包括隧道衬砌厚度,衬砌背后未填实的空洞,两层衬砌间的脱空,地下水的侵入,衬砌混凝土的密实程度等,主要检测方法即地质雷达法。 地质雷达进行隧道衬砌质量检测一般采用400MHz或900MHz天线,检测厚度因天线频率不同而相差较大。检测时一般布置5条测线,分布在隧道的拱顶、拱腰及边墙三个部位,拱顶为隧道的正顶部附近,拱腰为隧道的起拱线以上1m作用,边墙为排水改版以上1.5m左右。测量方式采用连续测量方式,为保证地质雷达时间剖面上各测点位置与实际检测里程相对应,在检测时在隧道边墙上每10m做一个里程标记,以供校正剖面上的里程桩号。检测时天线要贴紧洞壁保持匀速运动,避免天线的颠簸对时间剖面产生干扰。 隧道衬砌检测时会受到很多因素的干扰为了压制干扰,对隧道衬砌检测的地质雷达数据在解释前,需经过背景消除和反褶积滤波等数据处理,消除多次波和其他背景干扰波,突出衬砌介质与围岩接触面上的反射信号。隧道衬砌质量检测中,相关介质的物理参数如表2.1所示。 2.2.1检测参数的选择 检测参数选择合适与否关系到探测的效果。探测参数包括天线中心频率、时窗、采样率、滤波设置等。 (1) 天线中心频率选择 天线中心频率的选择通常需要考虑三个主要因素,即设计的空间分辨率、杂波的干扰和探测深度。根据每一个因素的计算都会得到一个中心频率。 一般来说,在满足分辨率且场地条件又许可时,应该尽量使用中心频率较低的天线。如果要求的空间分辨率为 (单位为m),目标体相对介电常数为 ,则天线中心频率可由下式初步选定: (MHz) (1.1) 根据探测深度,也可以获得中心频率的选择值。假设探测深度为D,则 (MHz) (1.2) 天线的中心频率与对应的探测深度如表2.2。 (2) 时窗选择 时窗选择主要取决于最大探测深度 (单位为m)与地层电磁波速度 (单位为m/ns)。时窗 可由下式估算: (1.3) 上式中时窗的选择值应增加30%,这是为了地层速度与目标深度变化所留出的余量。表2.3给出天线主频与时窗大小的选择。 (3) 滤波参数的选择 地质雷达测量中,自然界具有多种频率成分的电磁波,这些电磁波将对测量造成较大的影响。在测量中需要设置滤波参数,来增强目标体的异常响应。 一般情况下,当天线中心频率确定以后,以一个天线中心频率为带宽进行带通滤波。即假设选择100MHz天线,带同范围为50~150MHz。 2.2.2隧道衬砌病害识别 衬砌质量检测过程中,首先要在地质雷达剖面上确认出混凝土与围岩或二衬与初支界面间的反射波同相轴,读取反射波双走时时间,按照公式 计算出混凝土衬砌厚度及异常埋深。电磁波在衬砌中传播速度的求取方法可以采用标定厚度的方法,即在已知厚度的衬砌上采用地质雷达探测,通过厚度及双程走时计算出电磁波在介质中传播速度。 脱空是隧道衬砌质量检测的重要内容之一,如果脱空体内为空气,当电磁波在混凝土与空气、空气与围岩之间传播时,上下界面会产生两次强反射,雷达剖面上会出现双曲线形态的强反射波,其同相轴与相邻道发生错位,依此特征可确定出空洞位置、分布范围等。 衬砌混凝土欠密实在地质雷达上会有明显的显示,在欠密实的区域,地质雷达上出现反射相位不连续强反射信号。地质雷达检测分析的密实与否是反射波振幅与相位的变化程度得到的,其物理意义很难用密实度来量化。我们可以根据地质雷达剖面反射波振幅、相位的频率的变化特征将衬砌混凝土划分为密实和相对不密实两种类型,在密实性好的混凝土上,雷达反射波的振幅呈指数衰减,反射相位稳定,层内没有强振幅的杂乱反射;在不密实的混凝土上,雷达反射波的振幅变化较大,反射相位不稳定,剖面上波形杂乱。 3工程实例 3.1工程概况 正岙隧道是温州绕城高速公路西南线工程(仰义至阁巷)第01标段内双洞六车道分离式隧道。左线隧道设计长度564m,设计桩号范围为ZK3+361~ZK3+925;右线隧道设计长度697m,设计桩号范围为K3+351~K4+048。隧道左右线净高均为5m,净宽为14.5m。衬砌采用复合式衬砌,二衬厚度Ⅲ级围岩为450mm,Ⅳ级围岩为500mm,Ⅴ级为围岩为600mm。 3.2现场测试 为检测正岙隧道右洞K3+710- K3+750衬砌背后空洞及密实情况,共布置5条测线,分别位于拱顶、左右拱腰及左右边墙。为准确确定病害位置,每10m打一标记。地质雷达采用中国电波传播研究所LTD2100型探地雷达,采用400MHz屏蔽天线,详细参数设置如下: 3.3数据分析及解释 地质雷达天线采集到的信号,其中包含很多干扰波,使雷达图像很多有用信息被覆盖,不能清晰的反应目标体。另外电磁波在传播过程中会有不同程度的衰减,导致天线接收到的反射波与原始波形产生差异,因此需要借助计算机进行有效处理,为使数据解释更加正确。将采集的地质雷达数据传至计算机中,应用IDSP6软件进行处理,通过滤波、反褶积等处理达到突出有效信息,压制干扰波的目的,通过雷达波形图提取有效信息,判定隧道衬砌质量病害。对于检测结果与设计相差较大的地方,采用取芯法进行确认,证明检测结果的正确性。地质雷达技术有一定的局限性,因此对于雷达的应用,要有针对性。 4结论 地质雷达作为一种快速、连续、无损的检测方式应用到各个领域,它具有高分辨率、高效率、无损、结果直观的优点,相比较重磁方法、直流电法等采用位场进行探测,地质雷达都具有高分辨率的特点。但也与其他探测方法一样,存在着一些缺陷,雷达波在传播过程中有较大的衰减,限制雷达波的穿透能力。而且对于电磁脉冲,不同频率成分的衰减程度不同,高频成分衰减较严重,而低频成分衰减较少,探测中会降低探测的分辨率,这是探地雷达的一个主要局限性。 地质雷达论文:地质雷达在吹填造陆道路建设中的应用 摘要:在汕头东海岸新城区围海造地建设中,因填砂层、吹填淤泥层、原海床地层的分界线难以确定,道路建设中沉降值及沉降随时间的关系计算误差大,难以控制。通过静力触探、地质钻探、地质雷达三种方式的对比分析,地质雷达与静力触探测试的分层结果符合较好,且成本较低。研究认为,通过地质雷达确定的土层分层来计算道路沉降,与实测数据较为一致,能用于指导工程施工。 关 键 词:地质雷达;沉降;吹填造陆;道路 1前言 随着世界人口数量的急增,人类活动空间不断扩大世界范围内城市特别是港口城市可利用的土地资源越来越少,从上个世纪开始世界范围内开始进行着大面积的围海造陆工程。我国沿海城市的围海造陆也在大力开展,在围海造陆的过程中,沉降控制是一个较为关键的问题。张全威(2012年)通过有限元法对胶州湾产业新区围海堤工程进行了模拟和分析,对海堤施工中的位移特性及边坡稳定性进行了研究,但得出的结论和工程实际不大相符,可靠性不够[1]。迟朝明(2013年)对青岛围海堤工程软土地基处理工程进行了研究,对现场路基沉降实测数据进行整理分析,得出针对现场地质情况下的地基变形规律,并通过变形规律确定现场施工指标[2]。但是对现场地质进行详细地勘探和原位测试,存在耗时长、费用大的问题。 李志佳(2013年)对惠州市大亚湾石化区D1、D2配套海堤地基采用了地质雷达探测分析,认为地质雷达探测在分析海堤底淤泥及抛填层厚度的工作中,效果很好[3]。李大心(1996) [4]、薛建、田刚等(1997) [5]、刘敦文、徐国元等(2004) [6]分别研究了地质雷达在公路建设中的应用研究,认为地质雷达在路基工程质量检验中,应用效果较好,能满足工程需要。在汕头东海岸新城区围海造地建设中,因填砂层、吹填淤泥层、原海床地层的分界线难以确定,道路建设中沉降值及沉降随时间的关系计算误差大,难以控制。通过静力触探、地质钻探、地质雷达三种方式的对比分析,地质雷达与静力触探测试的分层结果符合较好,且成本较低,能用于指导工程施工。 2土层厚度的测试对比分析 汕头东海岸新城项目包括水利和市政两大部分,涉及兴建海堤、吹填造陆、内河涌、泵闸站以及市政管网、主次干道、连接桥梁等多项工程内容。 测试试验段位于汕头东海岸新城WE3路,两个路段,分别为L0+252~L0+292、L0+370~L0+410。图1为L0+272断面上JT1号静力触探点的比贯入阻力Ps随深度z的变化曲线图,图2为L0+272断面的地质雷达测试图,图中竖线为JT1号静力触探点所在位置。 分别采用单桥静力触探、地质钻探法、地质雷达法对6个断面12个点位进行了土层分布测试。地质雷达型号为sir-20型探地雷达,雷达天线频率为40mhz。三种方法测试的砂层厚度见表1。 由表1 可以看出,各个测试点位的不同方法的测试值,比较接近;总体说来,地质雷达法的测试值和静力触探法的较吻合,都比地质钻探法的测试值小。 因为松散砂层钻探取芯是非常困难的,松散砂层几乎全由粗、中、细砂组成,极为分散,遇水又极易流失,无胶结力,钻孔极易坍塌。在这种地层中钻进要解决两个问题,一个是钻孔护壁。保证钻孔结构完整;一个是防止钻进中产生涌砂现象。在戈壁和沙漠地区,如新疆吐鲁番铀矿区、罗布泊环境科学区钻探存在的主要问题是,在胶结松散、振动易碎的地层中,取心率很低(10-30%),往往使地层被误判,上下层位被颠倒。这些问题一直困扰着钻探界的技术人员,曾特邀乌兹别克钻探专家伊万来华指导,但也无好的办法。伊万先生说“松散砂砾石层钻进取芯,前苏联钻探界曾投入大量人力、物力、历时30多年,至今未找到很好的方法。” 静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。静力触探适用于地面以下50m内的各种土层,特别是对于不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察,更适合采用静力触探进行勘察,来划分土层及土类判别。 综合分析,认为地质雷达法测试的优点是能描绘出整个断面的深度随位置的关系曲线;从测试方法上来说,地质钻探法对于松软、饱水砂层,存在钻孔极易坍塌、地层分界线被误判的问题,且测试费时、费用高,且测试的是少数几个点位的砂层厚度,代表性不强;从测试原理上而言,静力触探非常适用于原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察,测试结果精确,但测试费时、费用高,且测试的是少数几个点位的砂层厚度,代表性不强。 由表1可以看出,采用地质雷达法来对填筑砂层和吹填层进行分层分析,具有足够的准确度。 3 沉降观测及计算对比分析 汕头东海岸新城WE3路,采用在已填筑的砂层上逐渐往前推进的填筑方式,每个断面的填筑在较短时间内就完成了,可以视为一次填筑。根据吹填前的地质勘探所得各地层的分布和参数,以及以上试验断面用地质雷达法所测试的吹填淤泥和填砂层的厚度,对6个断面的总沉降量及沉降s随时间t的关系,进行了计算。总沉降量计算采用分层总和法,沉降s随时间t的关系采用太沙基一维固结理论。计算方法如下: 在试验路段,也进行了沉降观测。沉降观测采用沉降板,因填砂层底是淤泥层,淤泥层不能承受沉降板的重量,故在淤泥层顶放置沉降板,没有意义。故在填砂层完毕后,沉降板放置在填砂层顶,并加以保护和固定,保证沉降板不受潮汐和雨水的影响,且能随基底一起沉降。沉降观测数据至今已逾一年,观测结果如图5、图6所示。 沉降观测值和各种沉降计算结果如表2所示。可以看出,按地质雷达法测试的土层分布计算的填筑后365d的沉降计算值,和沉降实测值比较接近,误差在10~44mm之间,6个断面的平均误差为20.3mm;按地质钻探法测试的土层分布计算的填筑后365d的沉降计算值,和沉降实测值误差较大,误差在19~82mm之间,6个断面的平均误差近50mm。 4 结论 采用地质雷达法来对围海造陆中的土层分层测试,具有较高精度,与静力触探法相比效率高,成本较低,且能显示全断面的土层分层;地质钻探法在松散砂层中钻探取芯困难,导致土层分层的误差较大,从而导致沉降计算误差较大。测试分析对比结论,能对相类似工程提供借鉴参考。 地质雷达论文:地质雷达无损探测技术在隧道检测中的应用分析 摘 要:随着计算机信息技术的发展,地质雷达无损探测技术在我国隧道工程的检测当中应用越来越广泛。文章阐述了地质雷达探测技术的基本原理,依托某隧道工程实例,对地质雷达无损探测技术在隧道工程检测中的具体应用进行了论述。期望通过文章的研究,能够对提高隧道工程的施工质量有所帮助。 关键词:地质雷达;无损探测技术;隧道;检测 进入21世纪以来,我国交通和水利的发展越来越快,从而各类隧道工程的建设也越来越多,隧道工程的质量检测是非常关键问题。以往隧道工程的开挖的方式主要是直接爆破,达不到工程预期的效果,从而影响了隧道混凝土衬砌造成较大难度,使得衬砌层厚度无法满足设计要求。随着科学技术的发展,隧道工程的施工方式发生了变化,工程开挖质量得到了很大的改善,但是仍然存在着很多问题。此时高效率全方位的地质雷达无损探测技术就出现了,为隧道工程的检测提供了准确的数据。论文以某隧道工程为实例,来对地质雷达无损探测技术进行分析。 1 地质雷达探测技术的原理分析 地质雷达设备主要由控制主机和天线两个部分构成,主机的功能为提供控制信号,天线的功能为发射或接收超高频电磁波天线发射电磁波后,电磁波在衬砌和围岩内传播,一旦遇到内部裂缝、衬砌边界、孔洞、围岩时就会发生电磁波反射,由天线接收反射的信号,并将其传送至主机,主机负责全程记录、存储、显不反射信号的强度、走时等信息反射信号的强弱与反射界面面积、平整度以及两侧物性差异有关,反射信号往返时间长短则与反射界面距离有关通过分析反射信号的相关信息,可以判定反射界面的位置和两侧介质的性质,获取围岩结构状态,衬砌厚度、劈裂、孔洞的形状与位置等参数,实现无损探测。地质雷达探测技术的工作原理如图1所示: 图1 探测原理示意图 2 某隧道工程实例地质雷达无损探测技术的应用分析 论文以某隧道工程实例为依托,对地质雷达无损探测技术的具体应用进行论述。该隧道是基于新奥法的原理进行设计施工,衬砌形式为复合式衬砌,为确保隧道工程的整体质量,决定在施工过程中,采用地质雷达无损探测技术对关键工序进行质量检测。 2.1 雷达设备的选择及参数的设置 在应用地质雷达探测技术对隧道工程进行质检的过程中,应当结合工程实际情况选择地质雷达,并对相关参数进行合理确定基于本工程的特点,经过多方面综合考虑,最终决定选用RAMAC/GPR型地质雷达,配以500mHz屏蔽天线该雷达的特点如下:高集成化、真数字式、体积小、重量轻,是目前唯一一款能够由单人进行操作的探地雷达其功耗较低,主机功耗仅为25W,系统耗电量较低,无需电瓶供电,给野外工作提供了极大的方便在质检过程中,需要重点控制的参数如下:采样频率设置为7005mHz;采样点为483个;叠加次数为8次;触发方式为时间触发。 2.2 检测项目及检测要点 2.2.1 支护厚度检测。在不考虑其它影响因素的前提下,由地质雷达天线发射出的雷达波中,空气直达波是传输速度最快且最先抵达接收天线的,次之的是表面直达波,反射波居于最后在影响反射波能量的各种因素当中,隧道围岩与混凝土的物性差异是关键性因素,研究结果表明,两者之间的差异与反射波的能力成正相关的关系,雷达波经由隧道围岩和混凝土界面反射至雷达中的。反射信号在图像中的具体表现为强振幅和连续同相轴,基于这一特性,便可在地质雷达中准确读取出混凝土的厚度。 2.2.2 二次衬砌厚度检测。隧道内的围岩与一二次衬砌间存在着非常明显的差别,具体体现在物性和成分上,正是因为这此差异造成了围岩、一次衬砌和二次衬砌三者间的介电常数不同,尤其是在衬砌与围岩间当电磁波经衬砌进入到隧道围岩当中时,通过观察能够发现如下现象:即反射波的振幅增大、视频率降低相关研究结果表明,电磁脉冲在结构层的各个界面当中均会发生一定程度的反射,并且不同结构层中的电磁脉冲速度均不相同,按照反射的速度与时间,再借助相应的计算公式,便可求出隧道结构层混凝土的具体厚度。通常情况下,电磁脉冲在混凝土当中的传播速度可预先获知,基于这一前提,采用地质雷达对隧道衬砌混凝土的厚度进行检测时,关键环节是准确获得电磁脉冲在各个结构层当中反射时间。 2.2.3 脱空区检测。由于空气与混凝土的物性差异较大,从而导致了两者之间的介电常数存在很大的差别。在隧道工程施工时,若是衬砌混凝土的背后回填密实度未达到设计要求,便会使混凝土与围岩之间形成缝隙,此时电磁波在经过空气与混凝土界面时,就会出现较强的反射信号。相关研究结果表明,脱空区的区域越大,在雷达图像当中的围岩界面就越清晰通过观察可以发现,在雷达图像中的反射波呈弧形,并且多次出现,同时反射波具有同相轴的特点,它出现的位置一般都在混凝土层下方,随着时间的变化反射波的能力会随之增强为此,可按照雷达波在隧道洞内的传播速度和介电常数对脱空区的大小进行计算,同时按照水平距离还可求出脱空区的具体范围 2.2.4 钢拱检测。雷达设备发射的电磁波在传播过程中存在能量传递由于传播导体的电磁性差异较大,所以使得电磁波在传播过程中一旦遇到金属材料等良性导体,就会产生强烈的反射现象。在隧道工程施工中,经常会使用到钢支撑和钢筋网,这两种金属材料结构均属于良性导体。在运用雷达无损探测技术进行隧道检测时,如果混凝土中存在钢拱,那么就会在雷达图像上显不明显的、呈月牙形的反射信号,且每一个钢拱均会有一个对应的反射信号;如果混凝土中存在钢筋,那么就会在雷达图像上显不出强烈的、呈连续点状的反射信号根据雷达无损探测获取的信号形状及雷达图,可得知钢筋、钢拱数量及其分布情况等信息,用以判断钢拱和钢筋用量是否满足工程设计要求。 3 结语 总而言之,隧道工程施工质量检测是一项较为复杂且系统的工作,在不影响施工正常进行的前提下,对各道工序施工质量的检测,一般都是采用无损检测技术本文依托某隧道工程实例,对地质雷达无损探测技术在该工程中的应用进行论述,结果表明,地质雷达能够准确检测出隧道的施工质量,为工程整体质量的提升提供了强有力的保障。 作者简介:房俊超(1981.04- ),男,陕西商洛人,本科,中铁十二局集团第三工程有限公司,工程师。 地质雷达论文:地质雷达在隧道检测中的应用 摘要:隧道因其特有的结构和功能要求,往往施工难度大,容易出现初期支护背后脱空,二次衬砌混凝土厚度不足等问题,给施工和运营造成相当大的危害。为了避免类似问题的发生,就必须在施工过程中及时发现质量隐患并及时清除,通过地质雷达方法检测正好解决以上问题。它以其高分辨率和高准确率,快速、连续且高效的无损检测方法很快得到人们的认可,经过长期实践和不断发展被广泛应用于隧道衬砌质量检测中。本文介绍了地质雷达工作原理与工作方法,并探讨了地质雷达在隧道检测应用时的技术要点。 关键词:地质雷达;二次衬砌;背后脱空 一、地质雷达工作原理与工作方法 (一)地质雷达的工作原理 地质雷达作为一种电磁技术,可以对地下的不可见目标进行定位。其工作原理是:以高频电磁波的脉冲形式,通过电线定向传入地下,反射回地面的电磁波被地面仪器接收。由于地下不可见目标的不同,病害的类型也不同,那么电磁波到达之后会反射回不同的形式。再根据其返回波的性质进行分析,得到地底隧道病害的真实情况。地质雷达并不适用于所有类型的病害检测,其必须要具备一定的基础条件,即衬砌或岩体中存在的孔洞与周围物质的相对介电常数差异较大。此外,我们还可以根据病害的时间,将病害类型的检测分为建设之前和后期维护,即地质的超前报告以及隧道健康监测。只有两种检测同时应用,才能有效的施工建设,并且在建设中、完工后避免意外,从而保障隧道运营的安全。 (二)地质雷达工作方法 目前常用的时域地质雷达测试方法有环形法、宽角法、多天线法、剖面法等,其中。以剖面法结合多次覆盖技术应用最为广泛。剖面法是发射天线(Tx)与接收天线(Rx)以固定间距沿测线同步移动的一种工作方法当发射天线和接收天线的间距为零时,也就是发射天线和接收天线合二为一时、称为单天线形式,反之称为双天线形式。剖面法的测试结果可以用地质雷达时间剖面图像表示,其横坐标记录了天线在地表或衬砌面的位置,纵坐标为反射波双程走时,表示雷达脉冲从发射天线出发经过地下界面反射回到接收天线所需要的时间。这种记录能够准确描述测线下方地下各反射界面的形态,需要指出的是由于地下介质对电磁波的吸收,来自地下深处界面的反射波会由于信噪比过小而不易识别,这时可应用不同天线距的发射和接收天线在同一测线上进行重复测试,然后将测试记录中相同位置的记录进行叠加以增强对地下深部介质的分辨率。 二、地质雷达在隧道检测中的应用技术 (一)地质雷达检测参数 地质雷达检测时的参数设定是否符合紧切关系到检测的效果。主要的检测参数包括:采样率、天线中心频率、时窗、发射天线与接收天线的间距、测点点距。 1、时窗选择 W=1.32dmaxM(2) 其中:M为介质中电磁波的速度(单位:m/ns)dmax为探测深度(单位:m)。 2、采样率的选择 采样率(时间采样间隔)是记录的反射波采样点之间的时间间隔。按照尼奎斯特采样定律采样频率至少要达到天线中心频率的3倍。为了使记录波形更完整,建议采用连续测量工作方式,采样率取中心频率的6倍。 (二)地质雷达检测工艺 1、布置测线 检测隧道之前,一般沿隧道拱顶、左拱腰和右拱腰,以及左边墙和右边墙做5条测线。布线时要注意周围的详细情况,应该远离地面噪声源,剖面线必须能提供测区内充分的细节,并使工作量最小。注意,对于特殊的检测位置要特殊布线才能达到需要的精度。 2、标定里程 当雷达天线扫过检测剖面时,雷达设备不能自动地在图谱上标定出检测位置。主机采集到的数据是一系列平滑、连续的彩色图谱。因此,需在检测前对隧道作出里程标识。一般是从隧道的进口处开始,每5m用醒目的红色油漆在隧道的边墙上作出一个/o0标识。检测中,当天线扫描过该标识时,通过连接在主机上/Mark0端口上的打点器打点,每按动一次打点器,在与天线位置相对应的图谱上标出一条明亮的/Mark0线,如此才能准确地找出图谱上各检测点对应的实际里程位置。 (三)地质雷达波形分析 隧道现场施工过程中,主要有过程质量控制和二衬成型检测,过程控制中,主要检测隧道初期支护完成后,初期支护厚度、钢拱架间距、初期支护背后脱空等;二衬施工完成后,主要检测二衬厚度、钢筋间距、二衬背后脱空等情况,就各种检测主要如下: 1、初期(二次)衬砌背后空隙判断 初期(二次)衬砌背后空隙是指隧道衬砌背后没有全部回填,初期(二次)衬砌与围岩间存在的空洞。由于空气与混凝土的介电常数差异较大,衬砌与围岩之间有明显的空隙,图像中就会表现为衬砌界面反射信号增强,如果空洞较大,还会在界面信号下方产生绕射信号。 2、初期支护钢架判断 隧道初期支护完成后,为分析钢架支架距离,判断钢筋有无,当混凝土中有钢架时,反射信号为分散的月牙形强反射信号。每一个月牙表示一根拱架。通过判断检测是否符合设计要求。 3、隧道二次衬砌钢筋判断 隧道二衬施工完成后,为分析二衬中钢筋距离,判断钢筋有无,连续的小双曲线形强反射信号,每一点信号代表一根钢筋,钢筋保护层越小,信号越明显,通过上面距离以及显示根数来判断,是否符合设计要求。 4、隧道二衬厚度判断 隧道二衬厚度检测,是隧道的主要检测项目,是隧道质量控制的重要指标,隧道衬砌厚度直接影响到衬砌结构承载能力和隧道使用寿命,使用雷达扫描已经成为重要的控制手段。二衬和初期支护由于物理成分和物理性质存在着很大差异,介电常数存在明显差异,特别是衬砌与围岩之间,电磁波从混凝土进入围岩时,反射波形振幅显著增大,频率降低。 隧道混凝土厚度是根据电磁脉冲在各结构层见面反射时间和各结构层中电磁波的传播速度计算得到的。厚度检测的关键是确定电磁波在隧道各结构层中传播时问。然后根据电磁波在混凝土中的传播速度计算出结构层的厚度。 三、隧道衬砌地质雷达检测时应注意的问题 地质雷达在隧道衬砌检测中已经得到了广泛的应用,但仍存在不少问题,如:(1)由于支护表面不平整引起的里程记录上的误差和对检测结果的误判;(2)隧道内的照明电缆、机械等对雷达波产生很大干扰,影响后期数据处理过程中对信号的解释。为此,现场检测时应确保天线与衬砌表面密贴。并尽最保证移动速度均匀,对表面不平整段落可采用时间触发进行探测,现场应随时记录可能对雷达波产生干扰的物体及其位置。另外,雷达检测二衬厚度的精度与所取介质的介电常数息息相关。因此,通过查表选取介电常数履然是不可取的,必须在检测前对衬砌混凝土的介电常数作现场标定。 地质雷达检测可用于施工过程质量控制和竣工验收质量检测。目前较多隧道建设管理部门存在重视竣工验收质量检测、忽视施工过程质量控制的现象,这是不可取的。隧道衬砌是隐蔽性工程,仅凭传统的目测或钻孔等方法难以对施工质量进行有效全面的控制,这就导致施工中容易遗留空洞、初喷或二衬厚度不足等质量问题,如果等到竣工验收再发现这些质量问题显然为时已晚。为此,施工过程中的地质雷达检查尤为重要。笔者建议隧道衬砌地质雷达检测可参考隧道衬砌质量检测流程图,以便更好地控制隧道建设质量。
激光雷达测绘技术分为计算机系统、激光系统和雷达系统相互协作处理测量问题,该技术中的激光系统主要通过利用发射设备向外供给激光脉冲,得到的反馈信息传输到计算机系统当中,通过计算机自身的数据处理技术对数据进行存储和统计以及以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。应用在测绘当中主要是利用其光波来测量,在整个工程测绘工作进行当中,激光雷达技术首先发射激光测量出待测目标的空间三维坐标,利用构建的三维坐标绘制出目标相关的耳朵数字摄像片,得到具体的实体三维模型,进而真实的展现目标工程的所有物体[1]。激光雷达技术的运行过程经过对信号的处理形成模型后对模型当中的具体数据进行测量,具体数据包括目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。现在激光雷达技术已经得到了广泛的应用,其中在矿山工程当中对各种目标进行探测,由于具备自身的雷达系统可以进行实时的跟踪和识别。一般的激光雷达分为两种,一种为地面三维激光扫描技术,另一种是机载激光雷达扫描技术,这两种技术方法通常结合在同一项工程当中使用,以得到更准确的数据。 1基础工程中的激光雷达测绘技术 在基础工程当中利用激光雷达测绘技术首先进行初步的基础测绘,也就是构建出测绘的基本框架,通过对工程项目施工场地的测绘工作,获得一定的测量数据,实现工程项目的基本要求和主要施工目的,基础测绘是对有关测量物体的基本信息进行搜集和整理,需要构建图像的基本架构,确定平面图的大方向,建立三维坐标,获得基本的数据点,最后生成数字影像的过程[2]。为了得到准确的测量数据,在测量中使用激光发射仪,通过激光发射在不影响工程设施的基础上更快的测出测量结果。打开激光发射装置,放置在待测量的原件上,连接计算机进行数据的实施传输,开启雷达装置,当激光发生偏移时可以启动警报。利用计算机成像系统生成基本图像,标注目标点的大致位置,为后期的精密图像绘制做好基础工作。在得到基础图像的基础上测量建筑、变形、沉降等精密数据,这些精密测绘工作大多会涉及测量目标采集和三维物体模型构建工作。经过精密测量还需要对获得的精确数据信息进行处理,达到精化的效果。在基础工程当中利用激光雷达测绘技术进行对测体的测量时,会因为测体对激光的吸收而影响回波信号的信号质量和精度,激光的光波折射也会产生一定的偏差,从而产生具有一定误差率的异常距离值。采集到的这样的异常数据包括噪声等,需要利用计算机系统对数据进行滤波处理,基于激光数据脚点的高程突变等信息进行[3]。这样就可以得到具有使用价值的数据信息。将处理完成的信息需要转换成坐标数据,利用计算机系统中的数据转换软件将动态定位结果转换成为图像中的坐标,利用扫面中心坐标和坐标系间参数进行转换。将激光雷达测绘技术应用到基础工程当中,相比于传统的测绘方法更加方便,也能得到更加精确的结果。 2矿山工程中的激光雷达测绘技术 在当前生态文明社会的大背景下,中国的矿产事业在测绘阶段存在一定的困难,特别是在生态环境恶劣的矿山上,测绘过程会受到空间程度上的局限,想要满足矿产行业的发展要求就要投入大量的人员资源和财物资源,这样不仅会劳民伤财也无法达到预想中的效果。为了解决人力所不能为的问题,借助激光雷达测绘技术,通过数字矿山来推动矿业可持续发展。在矿山工程当中需要测绘的参数包括矿山地质分布、矿产资源分布、勘探路线等。由于矿山环境复杂,存在着很多的不确定因素,若通过工作人员进行实地勘测,可能会引发一系列的危险事故。尤其在勘探路线的规划上,需要在测绘当中标注好路线、路标、路障等,且这些信息要十分精确,才能保证矿山工程中的勘探工作可以顺利安全的进行。在这样的不方便工作人员深入的测量范围,大多使用无人机来进行操控,这样就需要获取无人机的飞行航迹推导出目标的准确坐标和原件尺寸。利用地面GPS基站和激光机载GPS的测量数据联合平差来确定飞机的飞行轨迹。该技术中的雷达系统所提供的是以椭球面为基准的大地高程,当测量范围广时,可以将地球表面当成平面来处理,其误差可忽略不计。将获得的测绘信息与基础物理模型进行叠加,构建被测物体的精细三维模型,使矿山工程得以顺利实施。将已经成型的矿山工程模型存储在计算机系统当中,该模型还可以应用在很多其他的工程当中,对后期的矿山的管理、修缮、开发甚至采矿都有着一定的参考价值。 3电力工程中的激光雷达测绘技术 在电力工程当中除了对电路元件设施进行测绘外,还需要对内部电力传输和管道线路进行测量和规划,由于工程环境复杂具有许多不安全因素的存在,也就为传统的线路测绘工作增加了一定的难度。在激光雷达测绘技术当中利用机载雷达扫描技术即可最大限度地突破不利地理环境因素的影响。由于电路一般存在建筑内部或者地下,所以在激光雷达测绘技术实施过程中,一般的电力工程测绘利用直升机或无人机进行测量工作,雷达系统起到主要作用。雷达系统对传输中的电力线路进行勘测,避免测量产生偏移影响数据的准确,让飞行设备沿着电力传输与管道传输的走向和线路从头至尾飞行即可完成测绘工作。由于一些传输线路比较薄弱,要选择合适激光强度,为了保证采集效果可以按照电力的强弱来自动调整发射激光的强度。除此之外,飞行设备的飞行高度和飞行速度也会影响数据的采集,所以在计算机数据分析和形成模型的过程中,需要将影响因素考虑其中并采取一定的处理措施,以获得更高质量的测绘数据。在具体线路测绘工作当中,还可以安装录像机和数字相机等设备,在测绘的同时对电力传输线路进行检查和维护,使得两项工作能够完美结合。由于线路测绘的危险系数相对较高,所以对其精细度的要求也更加严苛,所以在线路测绘中所用到的激光发射装置和雷达装置要定期进行维护,避免因设备问题而引起的数据偏差,通过激光雷达测绘技术的应用提高电力网管布设的科学性和实用性。 4结语 现如今激光雷达测绘技术已经逐渐应用到各种行业的工程当中,按研究的对象包括矿山工程测绘、水利工程测绘、公路工程测绘、铁路工程测绘等。经过长时间的应用分析发现激光雷达测绘技术解决了传统测绘工作中的问题,且提升了测绘的效率。但由于中国对该技术的应用相比于发达国家起步较晚,还有更大的发展空间,希望在今后的使用过程中不断的对技术进行改进,推动测绘事业的发展。 参考文献 [1]徐晓臣,谢津平.机载激光雷达技术在乌龙山抽水蓄能电站工程测量中的应用[J].水利水电技术,2017,48(10):95-103. [2]王丽英,夏玉红,宣野,等.多回波激光雷达点云冗余数据辨识及消除[J].测绘科学,2018,42(6):15-21. [3]黄鹤,佟国峰,夏亮,等.SLAM技术及其在测绘领域中的应用[J].测绘通报,2018,12(3):18-24. 作者:徐四祥 单位:佛山市测绘地理信息研究院
光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨 【摘要】 随着科学技术的不断发展,通信技术的发展在一定的程度上满足了人们工作、生活和学习的需求。尤其是光通信技术的发展,使得长距离、大容量传输成为可能。基于这样的状况,本文对光通信技术的发展现状,以及未来的发展趋势进行了简要的分析与研究。 【关键词】 光通信 光网络 全光通信 前言:光通信是以光导纤维(即光纤)为传输媒质,以光波作为载波的一种通信方式。光通信涉及的技术领域包括光器件、光传输、光信号处理、光交换技术、光网络技术以及光网络的融合技术等等。光通信正朝着高速率、大容量。长距离、网络化、智能化的方向发展。本文主要对光通信技术现今的发展状况,以及在今后的发展趋势进行了简要的阐述。 一、目前光通信技术的发展现状 1.1密集播分复用技术 密集波分复用技术简称DWDM,是光纤数据的一种传输技术,该种技术是利用激光的波长,按照比特位并行传输或字符串行传输方式在光纤内传送数据。DWDM是光网络的重要组成部分,它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络、同步数字序列协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。在被开发后,基于其能在很大的程度上提高了光纤系统对于信息数据的传输量,而被广泛关注与应用。 1.2光纤接入网技术 光纤接入网,指的是在接入网过程中,利用光纤为核心的传输媒质,以此来实现用户数据信息传递的形式。光纤接入网并不是传统意义方面光纤传输系统,实际上是针对接入网环境中,所设计的较为特殊的光纤传输网络。光纤接入网主要有以下几方面的特点,其一是网络覆盖范围一般较小,在实际应用过程中不需要中继器,基于众多用户的信息数据共享光纤,导致光功率及波长的配比,存在需要利用光纤放大器来进行功率补偿的状况。其二是满足各种宽带业务的传输,并且传输质量好、数据信息传递的可靠性较高。其三是光纤接入网所应用的范围较为广阔。其四是,该项技术投放使用的过程中投资成本大,在网络管理方面较为复杂,在远端供电方面较难。 1.3 EDFA技术 EDFA是掺铒光纤放大器的缩写,是对数据信号光放大的有源光器件。基于EDFA工作时的波长为1550nm,与光纤的较低损耗波段较为一致,并且该种技术研发至今比较成熟,在实际中得到广泛的应用。掺铒光纤就是EDFA的核心元件,掺铒光纤主要将石英光纤当做基质材料,在其纤芯当中融入了相应比例稀土原素铒离子。在一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时,铒离子从低能级直接被激发到高能级,基于铒离子在高能级时寿命较短,这就使得较快以非辐射跃迁的状态,直接到较高能级上,与此同时在该能级以及低能级间迅速形成粒子数反转形式的分布。EDFA的特点是体积相对较小、功耗损耗较低、使用便捷等。能够根据用户实际使用的情况,安装在不同的应用系统中。 二、光通信技术未来的发展趋势 2.1全光网络的发展 全光网络是指信号只在进出网络时才进行电和光,以及光和电的转换,在网络数据信息传输的过程中,将会以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理,所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用,提高了网络资源的利用率。全光网络在未来的发展中,实际的应用中数据会以更快的速度进行传输,因为数据信息仅是以光的形式进行编码。消除光电转换是全光网络技术的关键工作,将使数据信息传输速率要达到万亿位级。一个经常引用的统计数据说光纤具有25万亿到75万亿位/秒的理论容量,并把这个数据与其速率通常以百万位计的铜线来进行比较,进而体现其优势。所以,在未来的发展中实现全光网络将会是提高信息数据传输技术的有效途径。 2.2 WDM技术的发展 对于WDM技术的研发和研究发现,该项技术最大的优势基于是资金成本较低。WDM是光域上的一种复用技术,形成光层的网络既全光网,是光通讯当中相对较高的阶段。建立一个以WDM和光交叉连接为基础光网络层,实现用户终端到终端形式的全光网连接,利用纯粹的全光网来消除光电转换的阻碍,将是未来的趋势。这种技术仍是基于点到点的形式,但是点到点的WDM通信技术,是实现全光网通信最重要的一步,其应用和实践将对全光网的发展起到重要的作用。 三、结论 在科学技术不断发展的进程中,光通信技术的应用较为广泛,从而使得网络通信中的信息与数字的传输能力大大的提升。随着光器件等关键技术的突破将加快全光网络技术的实现。 光通信技术论文:光通信技术在物联网中的应用探索 摘 要:物联网技术与光通信技术的结合,对于现代信息发展具有 重大意义,也是技术发展的方向。文章通过认识光通信技术与物联网,透视物联网基本结构,探索两个技术融合的现实应用,分析光通信技术在物联网技术发展中的现实意义。 关键词:光通信技术;物联网;宽带;媒介 中国通信技术近些年发展十分迅速,尤其电子通信技术日渐发达,普遍在全国领域内使用。光通信技术也发展成熟。光通信技术作为以光波作为传输媒介的技术,具有传输频带宽、容纳信息量大、抵抗电磁干扰能力强等传播特征。因此在结构复杂。内容庞大的物联网当中得到很好的运用。物联网的概念自从提出之后,就被社会各界高度关注,在全球范围内翻起了以物联网为中心的经济与技术大潮。 1 基本概念 光通信技术,就是以光波作为传送信息媒介的通信方式。与无线电波通信技术相同,光通信技术也属于电磁波通信技术,然而光波频率比无线电波的要高,波长较短,因此传播时信息容量更大。光通信技术主要有两种方式:光纤与无线,表现出高度带动性、渗透性与创造性。在信号覆盖与传播上有着显著优点。目前中国光通信技术发展相对成熟,以廉价灵活的传输特点,被运用到诸多领域内。 物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,依照原定程序协议,将现实中任何物体与互联网连接,通过信息交换与通讯,实现智能化识别、定位、监控、管理物体的网络。物联网物体本身与网络无关,是人们生产生活中存在的千万事物,在安装上传感器之后,与目前网络数据信息库链接,让人们直接去认识、管理这些事物。物联网的概念随着社会经济与科技发展,是不断演变,与概念刚提出时有了很大改进,涵盖范畴日益丰富。物联网核心能力是运输可靠、感知全面以及处理职能化这三个方面。它可以将识别的物件信息,通过场景感知,将信息聚合一起进行无缝连接处理。 尚前,光通信技术在物联网结构中发挥着巨大功能。两者互相结合,在工业、环境、军事、医疗、保健等人们各种日常生活与商务生产领域体现出优越的实用价值,造福人类生活。物联网中光通信技术主要有:光纤传感、射频识别、WiFi等近距离无线光通信技术、还有GPRS、3G、4G 移动通信技术等长距离无线通信技术。科研工作者们已经开始着手将光通信技术引入互联网终端,实现远距离的互联网检测控制、维护管理与正常运营。 2 物联网的基本结构 物质结构决定其用途,物联网也如此。物联网的分层结构模型,决定其工作环节依照顺序进行,逐步实现每一项技术功能。现在,物联网科研者普遍将物联网结构分为三个层面:感知层、网络层、应用层,每个层面的主要内容,见表1。 ①感知层,物联网最低层次组织,是物联网技术的基础层次,负责获取物体信息感知与获取。我们常见的硬件设施有摄像头、传感器网络、二维码标签和识读器、视频检测标识等。 ②网络层位于物联网技术的中间层次,连接感知层与应用层,完成数据信息的长距离运输与管理任务,直接地讲就是信息传播的桥梁,将感知层获取采集的数据信息,传送到终端应用层。其实现方式就是我们常见的各种通信网络,如GPRS、3G、4G 移动通信网络,蜂窝无线通信网络、有线通信等方式。 ③应用层,是物联网最上层,主要对数据进行运用,或者进行智能处理,将具体数据信息应用在行业当中。其表达方式就是终端显示器与数据库等,能够直接表现数据信息的平台。 物联网的基本结构决定了其对数据信息的感知、传输以及智能处理的功能。正是物联网职能、便捷的功能,决定其广泛的应用前景。 3 光通信技术在物联网中的应用现状 3.1 物联网感知层的应用 光通信技术在物联网感知层上的应用,主要形式是光纤传感技术。在光导纤维与光纤通信技术的迅猛发展形势下,光纤传感技术也同步发展起来。它是以光为载体,光纤为煤质传输信息的崭新传感技术,属于光子技术领域。光纤传感技术基本工作原理,是光波在光纤中传播时,光波主要性质会随着外界环境变化而产生物理改变。将光纤传感技术与光纤通信技术结合一起,是构建网络化与矩阵化传感体系的发展方向。光纤宽带性的特点,可以将多种传感器集中使用在单个光纤中,对多个目标进行测量,因此在物联网感知层上可以表现明显优势。 光通信技术为互联网感知层信息采集提供更好的质量保证,连接起物理世界转向信息世界的关键环节。无线光通信技术,是光与无线通信技术的结合物,利用频率高波长短特征,其通信宽带是WiFi的104 倍,4G 移动通信的100倍。 光通信技术在在RFID系统中的运用。光传感与通信技术在RFID系统上,实现电子标签与读写器两者近距离无线通信,准确识别物体上的电子标签,读取其中的数据信息。目前,光传感技术主要读取无源电子标签,改变了传统无线信号射频短的不足,提高了RFID系统的感应能力。RFID读写器对于光通信技术应用,是与互联网网络层的接入当中,创建双向功能的网关设备,将其与RFID系统相互协作与融合起来,对物品信息进行实时共享。在实际应用中,利用光通信技术的RFID系统,很好延长读写器与网络层连接距离,将读写器直接变成职能终端,更方便地接入移动通信网络。另外就是,光通信技术可以感应多个电子标签,并能防止信息之间相互冲突,减少信息干扰,保证数据信息的安全。 光通信技术在无线传感网络中的运用。传统无线网络的传感器随机分布,处理单元与通信单元自行组织。这种不稳定结构只能完成近距离传感、通信,传输距离也比较短。融合光通信技术之后,可以进行长距离传输,距离可以达到100 m。 3.2 物联网网络层应用 互联网目前信息有线通信方式中,主要就是光纤通信。以光波为媒介的传送形式,光纤通信技术可以容纳更多信息量,实现快速传播不受干扰,还可以进行长距离传输。无论是传输速度距离,还是信息安全方面,都具有无可替代的优势。并且光通信技术建设便于铺设,可以进行现20 THz 的宽带接入,十分适合物联网大数据传输需求。 GPRS在我国已成熟运营几十年,网络可靠性高,基站覆盖范围广泛,适合物联网无处不在的网络要求,GPRS数据传输速率最高值为115 kbps。采用光通信技术的3G网络技术可以提供最高2 Mbps数据传输速率,为日益增强的物联网数据业务提供了支持和保障。而4G网络技术的性能更加优越,采用正交频分复与多端口输入输出技术,数据传输率高达201 Mbps,宽带是3G的十倍。光通信技术大大提高了物联网数据传输能力,大大优化了网络层结构。移动通信的安全机制,是以人与人之间通信基础,在物联网中进行应用时,大量的数据会造成网络堵塞,信息安全性降低。光通信技术创建了多个传入传出端口,签订物与物、物与人之间的安全协议,并可以根据通信需要与物联网特征增强安全机制。 移动通信网络是以光通信技术为核心,在人与人、物与人、人与自然之间可以实现任意时间与地点的信息交换与交流。目前,中国已经形成较为成熟的移动通信网络。物联网以其作为网络层,可以更好整合社会中任意物品的信息,减少技术成本,并能保证高效的信息传输率,为开发移动物联网创造了优良的技术条件。 3.3 物联网无线终端应用 M2M设备中的光通信技术,可以满足许多数据请求,并自动包含其中的数据设备。将GPRS、3G、4G嵌入到M2M设备中,创建手机终端。这样就将手机打造成为通信、感知、信息处理的职能终端。光通信技术在将物联网终端塑造成移动通信终端上,具有十分重要的作用。他它符合移动通信网络终端的管理方式,以人与人之间通信为基础,在安全协议与多端口通信信息处理上效果良好。 在工程建设中,工作人员通过将光传感技术嵌入到设备中,可以职能处理电网、桥梁、铁路、建筑等信息,然后再与物联网进行结合,将多种施工设备、机器与基础设施等物理系统进行合理整合。让施工的大小细节,在物联网中得到科学规划与配置,节约建设成本,管理生产生活。物联网变现出的职能化特征,与数据信通过光通信技术在云计算平台中自行处理是分不开的。 4 结 语 光通信技术在物联网中的运用,不仅仅是过去几年的发展形势,也是未来发展方向。据科学家统计计算,光纤传感器可以同时测量七十多个物理量,因此将其用在工程检测、犯罪侦查、防伪识别等方面仍然很大空间。在物联网规模集成化的发展形势下,光通信技术对数据信息集束处理能力能够得到更好的适用。人与人之间的通信,人对物的信息采集、物与物之间的信息交换等都可能将是光通信技术的用武之地。 光通信技术论文:无线光通信技术的应用 [摘 要]随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。 [关键词]无线光通信技术高速率数据传输系统构成 1 前言 随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里",如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。 2 无线光通信系统的构成 无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,就可以进行通信。 一个无线光通信系统包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的情况下,每一端都设有光发射机和光接收机,可以实现全双工的通信。系统所用的基本技术是光电转换。光发射机的光源受到电信号的调制,通过作为天线的光学望远镜,将光信号通过大气信道传送到接收机望远镜;在接收机中,望远镜收集接收到光信号并将它聚焦在光电检测器中,光电检测器将光信号转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别,可以选用透过率较好的波段窗口。对基于FSO的系统来说,最常用的光学波长是近红外光谱中的850nm;还有一些基于FSO的系统使用1500nm的波长,可以支持更大的系统功率。 3 无线光通信系统的特点和优势 3.1 频带宽,速率高 从理论上讲,FSO的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同,只 是光纤通信中的光信号在光纤介质中传输,而FSO的光信号在空气 介质中传输。FSO产品目前最高速率可达,最远可传送4km。 3.2 频谱资源丰富 与微波技术相比,FSO设备多采用红外光传输,有相当丰富的 频谱资源,不需要申请频率执照,也不需要交纳频率占用费,这是一般微波通信和无线通信无法比拟的。 3.3 适用任何通信协议 适用于任何环境,不依赖某种协议。现在通信网络常用的SDH、 ATM、以太网、快速以太网等都能通过,并可支持的传输速率,用于传输数据、声音和影像等各种信息。 3.4 架设灵活便捷 FSO可以直接架设在屋顶,以及在江河湖海上进行通信,可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务,而且无需埋设光纤,可以在几小时内建立起通信链路,方便快捷,大大缩短了施工周期。 3.5 安全可靠 无线光通信的安全性是非常显著的,由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束,因此窃听和人为干扰几乎是不可能的。 3.6 经济 光纤网络的成本通常很高,铺设过程耗时,而且投资不可撤回,而无线光通信技术可以在城域光网之外提供高带宽连接,而成本只有在地下埋设光缆的五分之一。 4 无线光通信系统存在的问题 FSO是一种视距宽带通信技术,发射机与接收机之间需要严格的视线传播,当通信设备安装在高楼的顶部时,在风力的作用下建筑物会发生摆动,这样便会影响激光器的对准。由于大楼结构中某些部分的热胀或轻微的地震等原因,有时也会导致发射机和接收机无法对准。 恶劣的天气情况,会对传播信号产生衰耗。空气中的散射粒子,会使光线在空间、时间和角度上产生偏差。大气中粒子还会吸收激光的能量,衰减信号的发射功率。 传输距离与信号质量的矛盾非常突出,传输距离越大,光束就会越宽,接收的光信号质量越差。 激光的安全问题必须考虑。发射功率必须限制在保证眼睛安全的功率范围内。 5 无线光通信发挥的应用范围 可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份;可以应用于移动通信基站间的互连,无线基站数据回传;应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入;不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方;在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合;用于企业内部网互连和数据传输。 6 国内外研究现状 Canon主要产品有:CanobeamDT-50,速率从25Mbit/s到 622Mbit/s,可连接FastEthernnet、FDDI、ATM。特点是具有自动跟踪系统,调整探测器件的位置以检测激光束的光轴,所以不因建筑物的摆动而使传输中断。同时,镜头自动跟踪特性增加传输距离达2km。CanobeamIII:数据速率达到622Mbit/s,有不同的网络接口,如ATM、FDDI、FastEthernet,并可选择SNMP的TCP/IP。 桂林三十四所产品的主要性能参数有以下一些,传输速率:8Mbit/s,34Mbit/s,155Mbit/s;工作波长:850nm;通信距离:1~4km;光发射功率:小于40mW。 中科院成都光电技术研究所,开发的产品主要性能参数有传输速率:10Mbit/s;工作波长:850nm;通信距离:1~4km;发射功率:3~30mW。 深圳飞通有限公司开发出的样机,其速率有155Mbit/s、622Mbit/s以及几种,通信距离最远可达4km。 7 FSO研究的发展趋势 FSO目前存在的问题主要集中在下面几个方面:针对大楼摆动的瞄准问题;大气中粒子对光线的散射、吸收问题;提高传输速率问题。这些问题影响了传输的可靠性,所以对这些问题的研究成为FSO的发展方向。 7.1 发射、接收的瞄准的研究 在大风中或因地震引起大楼的摆动,发射机发送的光信号对不准接收机,产生的误差大,甚至通信无法实现。目前的研究方向在于提高激光的瞄准,怎样利用非机械装置来实现精确的对准和快速瞄准;在接收机方面,散射光线也带有信息,接收散射光线越多,接收的信号能量越大,但同时接收的噪声也越大,所以尽量提高接收机接收信号总功率,又不能降低信噪比成为研究目标; 7.2 减小大气对通信的影响 在不同的环境中不同波长的光线会有不同的传播特性,这些不同的特性导致了在不同环境下,不同波长的光线会有不同的吸收窗口、不同的散射函数以及不同的折射率,需要寻求一种最优波长,在通信链路中找出波长与性能的最优组合。 7.3 传输速率的提高 FSO相对于其他接入设备最大的优势之一就是带宽。现在FSO产品的速率从2Mbit/s开始,形成多个系列,比较典型的有10Mbit/s、100Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s。有的公司采用波分复用技术,速率可以达到、10Gbit/s。 综上所述,FSO的发展方向是解决大楼的抖动引起的对不准问题、大气微粒的散射问题、大气湍流影响通信问题,提高系统可靠性,在此基础上提高传输速率,使FSO发挥最大优势。 8 结束语 无线光通信已经成为现实,它是连接宽带网的一种快捷方法。文中详细地介绍了国内外目前对FSO的研究以及研究成果,分析了目前存在的问题,如果这些问题能得到解决,那么必能发挥FSO的最大潜能和优势。随着无线光通信技术的不断完善,它一定可以得到广泛的应用。 光通信技术论文:应用于飞行试验的无线光通信技术的探索及展望 【摘要】 本文主要针对应用于飞行试验中的无线光通信技术进行探索及未来发展展望。详细介绍机载无线光通信系统原理,对飞行试验中应用无线光通信系统的方案进行探讨,并对展望该技术在试飞测试领域发展方向。相比于传统的视距微波遥测技术,无线光通信技术以其突出的优势越来越受到研究者的重视,在飞行试验领域应予以探索。 【关键字】 飞行试验 无线光通信 遥测 随着我国航空工业的发展,各种新型号飞机的机载系统发展突飞猛进,这样对试飞测试提出了更高的要求,测试参数和种类的增多直接导致数据量的膨胀,同时也对遥测系统形成考验。传统遥测链路使用的是视距微波通信技术,可靠的数据传输速率在几到几十兆比特每秒量级。显然,传统遥测链路所能承载的数据量和数据种类很有限,随着试飞需求的增加,这将成为未来遥测方案设计的瓶颈,尤其针对高清视频等高速率信号传输,带宽不足的问题会更为突显。 为解决以上问题,本文旨在探索将无线光通信技术应用于飞行试验中。无线光通信技术以光波为载频传输信息,相比于微波技术传输容量大的多,远距离传输可达Gbps级,将会给飞行试验遥测提供极大的灵活性,并且还具有高度保密,无需频谱牌照等先天优势。 一、机载光通信技术 1.1 机载无线光通信技术应用案例 国外科学家很早之前就开始对机载光通信系统进行研究,并且做了丰富的试验。 1980年在美国新墨西哥白沙导弹靶场进行飞机与地面之间的激光通信试验,试验持续三个月,总计工作200小时,激光通信设备安装在USAF-KC-135飞机上,围绕地面站飞行,相距10~100km之间,完成了用窄光束进行激光光束捕获/跟踪,对准试验认证,实现下行1000Mbps,上行200kbps的信息传输。 1996年12月美国Thermo Trex公司在San Diego进行了飞机-地面站远距离的激光通信试验。机上的APT系统,粗跟踪万向支架水平可在±180°、垂直+10°~-90°范围内转动,信标光束散角为2mrad,信号光束散角为100urad。 1.2 机载无线光通信技术简介 机载光通信技术是以飞机为平台,进行空-地或空-天无线光通信。如图1.1为机载无线光通信系统上行通信原理框图。 地面站一般是可移动式车载光端机及处理系统,根据飞行计划在地面选取合适的区域驻扎。 信标光用来进行光端机之间的光束捕获,即粗跟踪,这项技术在大致方位(一般用全球卫星定位系统(GPS)系统引导到初始位置)扫描另一端光端机的信标光从而实现光束捕获,将接收到的光信号引导到定位探测器上进行精跟踪,最后调整收发端,使光束对准。 位置误差模块为位置探测器,可以探测出光信号光斑投射到其检测面的位置,根据既定规则得出的特定位置误差传送给计算机处理,进而控制粗跟踪系统和精跟踪系统进行方位矫正,实现光束对准。 二、飞行试验中应用无线光通信技术的探讨 2.1 飞行试验中的无线光通信技术 在飞行试验中应用无线光通信系统的基本结构如图2.1所示,采集器所采集到的全部或所有需实时监控的数据都可以和记录器输出的视频数据或总线数据合路后,经过电光调制,直接通过机载无线光通信系统光端机下发给地面站。地面站将接收到的光信号经过光电转换还原,解复用各路数据流以待后续处理分析。该系统还具有上行传输能力,可以远程控制整个试飞测试系统,实现遥控遥测能力。 因为无线光通信系统的传输速率很高,应对目前飞行试验遥测的强度绰绰有余,未来的飞机系统复杂,机载系统集成度以及交换信息量会越拉越大,再加上飞机航电系统的飞速发展,在未来飞行试验中有必要加大试飞实时监控的力度,无线光通信技术应由其发展的一席之地。 2.2 飞行试验中无线光通信技术的发展方向 飞行试验遥测系统引入无线光通信技术将有效缓解及应对未来遥测数据量的增加,后期此项技术还可以继续演进。 1)微波/无线光通信复合式遥测技术 微波与光波可分别应对不同的气候状况,若将微波技术与无线光通信技术结合使用,互为冗余,那么可靠性将极大的提高,确保遥测数据可靠下传。 2)全光无线光通信技术 本文介绍的无线光通信系统整体为电-光-电类型,这种架构为系统扩容的瓶颈。所以本系统一个演进方向为全光型无线光通信系统,光信号由光纤放大器放大后直接由光纤发射,通过光学天线的整形准直发射出去,接收端由光学天线直接将光束耦合进入光纤继续传输。这样,无线光通信即可称为真正的“虚拟光纤”,可协议透明的传输的光信号。并且波分复用技术,可以使系统容量成倍的增加,不同种类的信号可以调制到不同波长上同时传输。 三、总结 本文对无线光通信技术在飞行试验中的应用进行了初步的探索与展望。无线光通信技术以其突出的优势越来越受到研究者的重视,在很多领域已经商用,在飞行试验领域尚无应用。今后,传统的遥测技术会成为空地下行数据传输的瓶颈,无线光通信技术不乏为一种备选方案。因为无线光通信系统受天气影响非常严重,所以目前应用受到一定限制,但是随着技术的发展,我们有理由相信它的前途是光明的。 光通信技术论文:光通信技术在电力通信系统中的应用与组网方案研究 摘 要:随着社会的不断发展和经济水平的不断提高,电力系统的发展成为了我国社会主义市场经济体制改革的关键。在电力通信系统中应用光通信技术能够有效促进国家的发展。电力通信系统在我国电网资源的调度工作中起着至关重要的作用,所以,怎样才能够满足电力系统对通信系统的可靠性需求成为了当下最重要的问题。要知道,在电力通信网中,应用EPON技术能够降低成本,还能够提高网络的安全性。文章就电力通信网概述及其存在的问题进行分析,并通过研究光通信技术体制和组网方式,提出光通信技术在电力通信系统中的应用以及光通信技术在电力通信系统中的应用关键点。 关键词:光通信技术;电力通信系统;组网方案 1 电力通信网概述以及其存在的问题 1.1电力通信网概述 电力系统是一项非常复杂的系统,它集发电厂、变电站、输电、配电以及用电为一体。我国电网公司曾在2009年的时候公布了智能电网建设的计划,计划中说要到2020年全面建设有中国特色的坚强智能电网,也就是说利用先进的测量设备,并且在可靠的通信信息平台支撑下,将电力系统与坚强的电网网架高度融合,实现经济高效、透明开放的现代化电网。电力通信网主要分为电力调度网和电力配电网两种,电力调度网是指35kV-500kV的电压,而电力配电网则是指110kV以下的电压。在电力调度网的层次划分上,通常将35kV-110kV的层面称为接入层,将220kV的层面称为汇聚层,将500kV层面的称为核心层,而在电力配电网的划分层次上,则是将35kV-110kV层面称为高压配电网,10kV层面称为中压配电网,220V和380V层面称为低压配电网。电力调度网主要负责传送各种调度指令,它在电力系统中具有至关重要的作用,而电力配电网则是主站系统和各种配电终端的通信桥梁,在电力系统实现自动化控制上起着决定性的作用。 1.2 电力通信网存在的问题 1.2.1 电力调度网 从电力调度网的层次划分上,不难看出,其与电信运营商的层次划分大致相同,目前的电网中,有很多省份都在使用以前的MSTP设备组网,只有少数省份在使用DWDM设备组网,随着我国智能电网的不断发展,网络负荷越来越大,DWDM设备组网已经不能满足电力通信网的需要了,更何况是MSTP设备组网,所以迫切地需要各个层级的电力通信网升级。 1.2.2 电力配电网 长久以来,我国电网存在着“重发轻供不管用”的现象,这种思想严重影响着电力系统的发展。实际上,配电系统是电力接入系统,通常情况下,都是由10kV以下的电压构成的。由于我国配电网的覆盖面积很广,并且技术和手段也很多样,再加之,我国落后的“重发轻供不管用”思想,使得我国的配电设备自动化程度很差,而且还存在网架结构薄弱的现象,这些都影响了人民的生活和国民经济的发展。为此,要想实现智能化的建设目标,就要提高供电水平,让其向着自动化的方向发展,以此来实现配电系统的正常运行。 2 光通信技术体制和组网方式研究 2.1 光传送网 光网络速率是随着光传送网络的传输增多而提升的,图1是光传送网总体结构图,从图中可以看出光传送网正在朝着全光化的趋势发展。 [图1 光传送网总体结构图] 在光通信技术体制中,有MSTP、DWDM、ASON等光传送网,其中,MSTP、DWDM已经发展的非常成熟,但是ASON正在发展中,以下就是对ASON技术体制的具体分析: ASON网络是指在其指令下,完成光传送网链接和交换的网络,它主要是通过控制平面来实现资源的分配情况,进而实现智能化的网络。ASON是由ITU-T将智能光网络标准化的产物,实际上,它的发展与光网络是没有联系的,只是人们习惯将其和光网络联系在一起,如果非要将其联系在一起,只能说,ASON是智能光网络的分支,同时也是智能光网络的主流技术。ASON的技术优势在于它在自身的控制下完成光网络链接和自动交换。要知道,传统的传输网有两个层面,是网管层面和设备层面,但是ASON有三个层面,分别是网管层面、设备层面以及最重要的控制层面,它是通过控制层面来实施交换和传输的。这也是ASON网络的特点。 ASON控制平面的功能就是自动发现功能、信令功能和路由功能,ASON的协议有很多,主要是开放最短路径优先协议、链路管理协议以及基于流量工程的资源预留协议,这些协议可以统称为GMPLS协议,以下就是GMPLS各协议之间的关系,具体如图2: 图2 GMPLS协议之间的关系 2.2 光传送网组网方式 2000-2006年一直都在使用32波X2.5G的DWDM设备组网,在2006-2009年期间,采用的是80波X10G的DWDM设备组网,并逐渐向OTN过渡,而且设备也转向了ASON设备。 2.3 EPON组网方式 使用EPON技术的组网方式,如果是32个节点,那么在EPON技术中,光纤是在局端和分光器之间产生的,一共有32个光纤,那么就是32个分光器,也就是说需要33个光收发器。 EPON的组网优势有很多,比如,网络覆盖范围大、网络可靠性高,并且提供高宽带,而且具有简化网络层次的优势,EPON在光纤传输的过程中,不需要额外的电源,这样就能够使维护变得简单,只需对分光器和ONU进行维护即可。 3 光通信技术在电力通信系统中的应用 就目前光通信技术发展的情况来看,将其应用在电力通信系统中就是国家未来的发展方向。光通信技术已经有了三次变革,这三次变革都加快了我国走向国际的步伐,就是从SDH技术-MSTP技术-ASON技术,现在的ASON技术已经广泛应用在社会上了,ASON技术能够解决提供电路、传送电路等问题,同时还具有保护电路的作用,这些问题都是SDH技术和MSTP技术不能做到的,可见ASON光通信技术的重要性。可以说,光通信技术改善的同时,也给国家的用电量带来了挑战,国内用电量正在增加,电力工程所需的电缆量也在增加,在一定程度上促进了电力网格格局的形成,并且,为光通信技术提供了物理载体,在此种环境下,人们对电力的需求也在不断上升,只有光通信技术就能满足人们的需求,并形成较强的网络,增强我国电力系统的稳定性和高效性,提高我国电力输送网的质量,因此,在未来电力通信系统中一定要应用光通信信息技术。 4 光通信技术在电力通信系统中的应用关键点 4.1 组网方案的制定 现阶段,我国的光通信技术组网方案有两种,一种是在所组建的粗函数平面上开展网络创建工作,另一种是在现有的网络技术下,引进光通信技术,同时还要对网络传输工作进行改造,进而完成网络传递的工作。实际上,这两种组网方案都存在着不足,所以,在选择的时候一定要得当,这样才能保证光通信技术满足电力通信系统的性能需求,这就要求电力工作人员在进行选择的时候要从电力系统的实际情况出发,综合比较,挑选出有效的网络组建模式,以此来实现光通信技术在不同层次和构造上的需求。 4.2 业务规划分析 由于目前光通信技术的网络传输工作能够提供不同层次和性能上的服务,所以,工作人员在开展业务的时候应该制定效益最大的方案,在制定方案的时候要注意以下问题,第一,保证网络跳数出现的最少;第二,缩短业务与业务之间的距离;第三,对光通信技术的应用情况实时监督;第四,保证网络负载均衡,只有保证以上四点要求,才能使光通信技术良好地应用在电力通信系统中。 4.3 设备的选择 目前,我国光通信技术所涉及的设备还存在弊端,要想让光通信技术的优势充分地展现出来,就需要建设规范化的电力传输网,并且选择合理的设备,因此,电力工作人员在选择通信技术设备的时候,要注意以下几点,第一,要保证设备具备有效的安全性,设备网络节点的槽位数量要多,这样才能落实电力系统的性能;第二,电力工作人员在挑选卡板的时候,要保证设备应用的卡板是热备份的;第三,要保证设备能够负荷低阶业务项目的基本要求;第四,应该选择多方向的线路,并且让其集中在多个业务卡板内,以此来提升光通信技术在电力通信系统中的应用安全。 5 结束语 综上所述,光通信技术能够促进社会的进步和国家的发展,并且在人民生活方面也起着至关重要的作用。虽然现在光通信技术在电力通信系统中存在一定的问题,但是电力工作人员要完善地处理,对业务规划进行透彻的分析,选择合理的设备,制定有效地组网方案,只有这样,才能提高网络的安全性和稳定性,降低电力企业的成本,才能够在电力通信系统甚至国家的发展中起到促进作用,进而促进国民经济不断增长。 光通信技术论文:电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术 【摘 要】所谓光通信,是指传输媒质为光波的通信方式。无线电波和光波共同属于电磁波,但是光波相比于无线电波波长短、频率高,由此光波具有通信容量大、传输频带宽、抗电磁干扰能力强的优点。光通信按照传输介质的不同分为有线光通信和无线光通信,按照光源特性的不同分为激光通信和和非激光通信。其中常用的光通信技术分为大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信、紫外线通信。光纤通信是一种有线通信,随着现代光通信技术的飞速发展,在单一的通信技术基础上融合了二到三种其它的先进技术,本文主要阐述将电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的一种光通信技术。 【关键词】信息科学;光纤;光通信;光正交频分复用;通信技术 有人在上世纪30年代提出这样的观点:“总有一天光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”。随着现代通信技术飞速发展,光通信技术日益成熟,光通信的地位也日益凸显,甚至在欧美国家已达到战略地位。目前,光纤通信已经成为各种通信网的重要传输方式,其在信息高速公路的建设上也十分重要。以下将分别介绍电域正交频分复用技术和光纤通信技术,以及在两者相结合的情况下产生的新一代光通信技术。 1.电域正交频分复用与光纤通信技术 光纤通信技术是有线光通信技术中最为普遍、最为重要的传输技术,具有应用广、传输快、使用便捷等优点;而正交频分复用技术可以解决电磁信号在传输过程中相互干扰的问题。下面将分别介绍这两种典型技术的概念、原理及其应用。 1.1电域正交频分复用技术 正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing),简称为OFDM,是多载波调制技术的一种。其基本原理是将主信道分为若干个并行的正交子信道,再通过傅立叶变换将高速的数据信号产生出一组并行的低速数据流,并且把低速数据流调制到每个子信道上传输,从而完成高速数据信号的传输。这个过程有一个突出的优点,即提高系统的频谱利用率,同时降低计算复杂性。正交频分复用技术的使用具有以下几个优势: (1)有效补偿光纤色散。根据现代通信技术的不断发展和人们对通信技术要求的提高,光通信正朝着两个方向发展:一是大幅度提高单信道的传输速率,目前正趋近于100Gb/s;二是快速的网络动态调节能力。但是这两种要求是互相矛盾的,当单信道的传输速率达到100Gb/s的时候,传统光纤的色散补偿能力就变得昂贵和耗时。而正交频分复用技术在电子领域内的应用就恰到好处的解决了这一问题,通过在频域内的复数运算,利用此技术优良的计算性,从而方便的对光纤色散进行补偿。 (2)提升信道传输速率。2008-2009两年间,W.Shieh(澳大利亚墨尔本大学)和S.Jansen分别进行了“107Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验(无光色散补偿和放大的情况下)”和“12*121.9Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验(采用偏正复用和正交通带调制技术)”.两人主导的科学实验打破了制约数字通信高速发展的瓶颈,从而有效的提升了光通信的整体传输速率。 (3)减少信号相互干扰。由于光通信是一种以光波为载体的通信方式,其信号在传输的过程中会受到电磁波的干扰,而通过正交频分复技术则可以采用一定的技术在接收端分离正交信号,从而减少各个子信道之间的互相干扰。其原理在于:在使用正交频分复用技术的传播过程中,将单通道高速信息数据流分配到若干低速速率的子信道中,这样子信道信号带宽就小于总信道带宽,每个子信道上的衰落就趋于平坦,干扰降低;采用此种技术还可以增加子信道符号周期,减少码间干扰。而且由于分离开的每个子信道仅占原来整个信道的很小一部分,相对将容易达到信道均衡。 1.2光纤通信技术 光纤通信就是指以光导纤维作为传输介质传输信号,从而实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信就是光纤通信的简称。光纤通信是光通信的一种,属于有线通信,也可以看成是以光导纤维作为传输介质的“有线”光通信。通常光纤通信系统并不是指一根单独的光纤,通常情况下的光纤系统都是由无数光纤组成的光缆。 光纤的组成主要包括三部分,内芯是几十微米或者几微米的纤芯;中间层是包层,光信号利用纤芯和包层的不同折射率实现在纤芯的内的全反射,也就是光信号的传输;外层是图层,其主要作用就是增加光纤的韧性从而对光纤起到保护作用。光纤通信是以光为载体、以光导纤维为传输介质,把信息从一端传输到另一端的技术方式。光纤通信技术可以大致分为光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。通过不同的技术手段可达到低损耗、低色散、大容量的数据信息传输。 2.现代技术相结合的光通信技术 传统光通信技术包括大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信几种。为进一步推进光通信技术的发展,紧跟目前通信的发展趋势,符合用户对现代通信的要求,将电域正交频分复用技术和光纤通信技术有机融合,从而利用两种技术的优点为用户提供服务。 对于光通信而言,结合正交频复用技术与光纤通信技术的优点,合理互补两种技术的缺点,能够实现光通信技术超高速度、超大容量、超长距离传输的效果,达到为用户群更快的传输数据、更多的输送内容、更远的服务用户的目的。 3.结语 经反复的实验论证,在光通信的传播过程中,利用电域正交频分复用技术可以有效的实现光纤色散补偿、信道传输速率提升、减少信道干扰三大优势;采用光纤通信技术可以逐步实现在更广阔的光谱范围内,低损耗、低色散的传输,是传输容量能够成千倍级甚至万倍级的增长。通过两种技术的结合,产生现代化的电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术。 光通信技术论文:光通信技术课程虚拟实验教学改革研究 摘 要:引入虚拟实验教学是缓解省属地方高等院校科研设备短缺的有效方法。本文以光通信技术课程为例,研究了虚拟实验课程开设的背景与意义,详细阐述了对应的课程内容与具体的实验室建设与实施方法。最后,依据所取得的成果评价了虚拟实验课程的效果,证实了该教学改革的可行性。 关键词:虚拟实验教学;光通信技术;教学改革 光通信技术是当今信息技术领域的前沿与支撑技术之一。2013年,国务院颁布“宽带中国”计划,进一步提升了光通信技术在国家发展战略中的地位。简言之,光通信技术是光纤技术与通信技术的综合体,它具有高速、大容量的优点,但亦存在高成本、高复杂度和多学科交叉的特点。这成为该门课程实践教学开展的主要困难。而且,对于省属地方高等院校,同时面临生源基数大、实验教学经费短缺、设备更新缓慢等难题,使得该问题更加凸显。为缓解这一问题所带来的影响,基于专业光通信仿真软件,引入虚拟实验教学时必然趋势。 一、虚拟实验教学改革的背景与意义 作者所在的黑龙江大学电子工程学院,《光通信技术》实验需为两个本科专业(光电子技术系和通信工程系)学生(约180人/年)提供课程资源。原有《光通信技术》包含“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”5个基础专业实验,仅能覆盖《光纤技术》和《光通信技术》两门专业必修课程的实验教学任务,学生缺乏对“光电子器件”应用的认知。而且,光纤与光通信技术是本专业最重要的两个研究方向之一,是专业学生就业与求学的主要支撑技术。近10年来,光通信技术在“光传输”“光交换”“光接入”和“可见光电力线通信”等领域高速发展。然而,现有实验教学设备多购置于2001年,部分已陈旧、老化。与此同时,面临教学经费不足,设备台套数有限,仪器价格昂贵,由于普通高校扩招导致生源剧增的双重压力,对应的实验内容无法得到更新,课程讲授内容与实验教学脱节,学生学习兴趣低下。 图1 原有专业基础实验方案 与之相比,专业仿真软件具有价格低廉,覆盖领域广,专业性强,灵活性、操作性好等系列优点,可实现光放大器设计,光电转换器件测试,多光通信系统实时在线模拟等功能,与本专业光纤技术、光电器件与检测、光通信技术课程内容吻合。鉴于此,将虚拟实验与原有的专业实验相结合,以专业实验为基础,虚拟实验为进阶,二者相互补充、取长补短,将可有效缓解专业实验教学中所面临的困难。 二、虚拟实验教学改革的具体实施方法 (一)方案设计与实验室建设 1.保留原有的“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”作为基础实验,删除“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”两个实验,节省6学时的课程资源。 2.开设“光通信仿真设计”课程设计,以虚拟实验教学方式提高学生对于“光通信系统架构”“光纤放大器设计”“光电子器件工作特性”的掌握能力。课程设计采用机房集中教学模式,包含“光发射机/光接收机的实现”,“误码率与质量因子评价”“色散补偿特性测试”“光放大器性能优化”“格式生成与转换”五个模块,共计32学时。其中,讲授学时8学时,实验学时24学时,第一、二模块为必选,后三个模块至少任选其一。 3.将原有机房进行升级与改造,新购置计算机50台套,服务器1台套,投影教学设备1台套。更新原有网络布线与系统,实现教师与学生互动能力,提升学生间的交互学习能力,改善学生个人的实验学习平台环境。购置专业光通信仿真软件OptiSystem(12.0版)1套,可同时满足30人在线仿真需求。 图2 虚拟实验设计方案 (二)虚拟实验教学实施方法 在实际的教学过程中,该门课程对于光电子技术专业学生(年均60人)为必修课程,分成2个教学班级循环教学;对于通信工程专业学生为选修课程,根据以往统计,选修课程人员约60―80人,亦分成2个教学班级循环教学。除讲授8学时外,学生需在2周内完成24实验学时,教学资源采用开放模式提供,学生可自行安排学习时间,学时计算由智能管理系统完成。教学模式除课上教学、实验外,还包括师生在线交流与在线答疑。课程考试采用报告模式提交,3人一组,需分工明确,格式统一,数据与分析清楚有效。 图3 虚拟实验教学的实施与执行 三、效果与评价 对于通信工程专业,该门课程设置在第六学期,需学习前期的光纤基础实验。对于光电子技术专业,该门课程设置在第七学期。作为中间环节,他是专业实验的进阶,同时作为本科毕业设计的前期训练,起到承上启下作用。运行一年来,效果显著。主要体现在:(1)增加了实验教学资源,缓解了实验设备台套数少的困难,提升了学生的实践实训能力;(2)完成了课堂教学与实验教学的完整对接,教学内容与深度得到进一步提升;(3)激发学生学习兴趣,为教师的科学研究提供有效辅助。截至2014年12月,已有11名专业学生参与到教师的科研团队中,并在光通信设计领域发表EI检索科研论文3篇,申报发明专利1项,获授权实用新型专利2项,获批省级、校级创新创业课题2项。 四、结论 针对省属高等院校理工科实验教学的实际情况,以“光通信技术”课程为例,引入了虚拟教学环节,有效弥补了原有专业基础实验教学在内容更新、基础设备受限等方面的不足。虚拟实验教学作为专业实验的进阶,可有效提升本科学生毕业设计的质量,成为二者间连接的纽带,承上启下。此外,虚拟实验教学还具有投入低、见效快的特点,它应作为一种重点的教学模式在今后的理工科实验教学课程中得到广泛推广。 光通信技术论文:光通信技术在宽带通信中的应用 摘要:光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短。因此,光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。 关键词:光通信技术;宽带通信;应用 引言 光波按其波长长短,依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光,它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信;按照传输媒介的不同,可分为有线光通信和无线光通信。常用的光通信有大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信。 1.光纤通信技术 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。 2.光纤通信技术发展的现状 2.1波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器),将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。 2.2光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化,满足大众的需求,不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键,光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中,由于光纤到达位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用,统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供所需要的不受限制的带宽,充分满足宽带接入的需求。目前,国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。 3.网络的宽带化和光纤通信 20世纪70年代后半期,光纤作为使用传输技术引进以来,其研究开发的历史一直走传输容量大和应用领域扩大的路。支撑互联网通信量爆炸性增加的是光纤预计今后将推进图像信息等高速信息流的配送服务和TV会议等丰富的双向多媒体通信等宽带服务的引入,网络的宽带化是必然的,其中,作为构建未来宽带遍布网络的技术,光纤和移动通信无疑是璀璨的双壁。综上所述,可以把光纤通信技术的研究开发动向概括为以下三个方面。 3.1传输介质的大容量化。大传输容量技术是极大限度地利用传输介质的能力,以提高传输效率的技术,是以往所有传输系统开发一贯专注的技术。从这方面讲,具有很大潜在传输频带的光纤的大容量化是今后研究的重点。大容量化是光放大波段的扩大,在波段中信道的高密度复用、信道传输速率的高速化、远距离传输技术。即光放大波段扩大是从初期1550nm波段附近的20-30nm,大了1450-1650nm的200nm,将近扩大一个数量级。这与波长信道高密度复用和频率利用率的提高相结合。可以进行超过100信道的波分复用传输。而且每个信道的传输速率也可用以往电子式时分复用,现在达到40Gbit/s。对于光领域的TDM(Time Division Multiplexing)技术,达到了数百吉比特每秒的高速率。为实现宽波段远距离超高速传输,必须实现全信道均匀传输特性,必须进行放大器、传输码、色散管理等技术及其综合技术的研究。 3.2网络化技术。随着WDM的引入,因链路的大容量化,而使链路容量超过节点处理能力,则出现电子瓶颈这一新问题。因此,关于网络的研究正在飞速发展。这项研究是将光分插复用器或光交叉连接引入节点内,不仅是链路,而且节点也光化,利用光级别的接通技术,要有效地构建性能价格比很高的网络。光子网络的技术基础是WDM技术。但WDM技术不仅仅是点对点链路技术,其最大特点是作为网络技术来使用[3]。 3.3使用光纤的接入系统宽带化的相关技术。目前的光接入系统有两种,一种是改造现有设备的经济上较为合算的系统;另一种是可以提供新服务项目的系统。 4.超宽带通信技术的应用 通过极窄的脉冲方法来进行无线信号发射和接受的特别技术就是广义上的超宽带技术。它具有抗干扰力强、低能耗低成本高速率且系统保密性高等优势,解决了传统无线通信技术上的不足。超宽带通信技术在军事活动、雷达测试、通信领域等方面得到广泛使用。 4.1超宽带技术在国内的应用 在我国,早在“十五”863计划中,就把超宽带无线通信兼容性技术和其核心技术共存作为无线通信创新技术和共性技术的研究内容,以此来加强国内对这方面的深入研究,眼前国内仅在雷达系统方面对超宽带系统有比较深入的研究,但还没形成规模性的研究。 4.2 超宽带技术在国外的应用 在国外,超宽带系统早就已经运用在军事和民用方面。美国早在1965年就确定了超宽带技术的基础,现如今,美国在军事方面的研究已经衍生到与之相关的机关团体和企业,美国国防部已经开发了包括战场窃听网络系统在内的几十种超宽带通信系统。民用方面,近年来,国外对此研究相对比较热门,主要因为它的优点在无线电通信方面有着很大的发挥潜力,超宽带系统在国外主要应用于雷达、个人家庭等通信网络和精准定位系统。国际对超宽带无线通信的研发随着科技进步和社会发展需求越来越深入。美国早在2002年初,就正式通过了超宽带技术应用于民间的方案,确定了包括车载雷达、成像和测量与通信等系统,并给出相应的规定。 4.3超宽带技术实际应用 超宽带无线通信组网是根据超宽带技术的特点建立的管理系统,由若干装甲车的超短波和超宽带电台组成的。为能更方便的适应现存的复杂电磁环境,同时更好的增强网络通信组网的可靠性,专家们把超宽带系统和装甲车机械化部队装备的VHF/UHF频段有效结合起来进行使用,加上其成本低功、率消耗低使得部队可以长久作战。基于超宽带技术的穿透能力,不仅可以研发穿地雷达,发现埋藏的地雷,保护地面的安全,并找出敌人地下工作室给予毁灭打击,同时也可以制成成像雷达,运用在装甲机械化得部队中,帮助炮击手射击隐藏敌人。随电磁环境的复杂化和信息量的剧增,抗干扰问题和部队信息安全问题日益突出,超宽带技术的使用就解决了这一问题。因为超宽带技术功率频谱密度低、信号频谱极宽,对方不知道精确的信号参数是很难恢复,具有很强的保密性,加之其抗干扰能力强,能在噪声中顺利传输,在超复杂的环境中也能正常传送,减少对方的侦查机率。超宽带技术不仅可以满足信息安全且保密,还可以实现装甲部队通信的抗干扰性,完全符合现代军事作战的要求。 5.结束语 现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。 光通信技术论文:电力通信系统中光通信技术应用管窥 摘 要:在我国,尤其是经济飞速发展的现代社会,电力系统已经成为我国经济发展的支柱产业。在电力系统中使用光通信技术已经成为电力通信技术发展的趋势。当今社会电力通信系统中的光通信技术已经的得到了广泛的应用。本文以ASON为例,简单介绍了光通信技术的应用现状,发展前景和在在应用过程中值得注意的地方。 关键词:电力通信系统 光通信 ASON 应用 随着我国电力通信技术的发展,我国的电力系统已经和世界先进水平越来越近。我国的电力系统中光通信技术经过了三代的发展,第一代主要是大规模发展的SHD技术;第二代是以MSTP为代表的技术;第三代也就是现代较为典型的ASON技术。第一二代的光通信技术已经取得了很大的发展,至于第三代技术,虽然也应用了近十年但是仍然有很多值得注意的地方。 1 ASON通信技术在电力通信系统中的应用前景 作为新一代的光通信技术的代表的ASON光通信技术是通过信令控制实现对用户发起的业务请求等内容的建立或者拆除,使交换和传送融为一体的新技术。ASON光通信技术是在第一二代技术的基础上发展起来的,它不仅仅继承了第一二代通信技术的优点,还可以解决电力通信系统中的快速提供电路、快速传输电路以及快速对电路进行恢复和保护这三个问题。随着社会平均用电量的不断增加,对于电力光缆的应用规模也在逐渐扩大,这种网络格局的形成为ASON技术的应用和发展创造了良好的物理平台。除此之外,由于社会的发展对电网运行过程中的安全性要求在不断增加,使用ASON光通信技术已经成为电力通信技术发展的必然趋势。和传统的SHD技术相比,ASON技术在快速布置等方面有着无可比拟的优越性,并且可以给电力通信系统提供分布式的网络控制能力。并且,在电力通信系统中应用ASON技术可以提高电力光传输网的质量和性能。 2 以ASON为代表的第三代光通信技术的应用 ASON光通信技术的应用范围主要是骨干网和城域网。对于城域网来说,由于我国的城域网的业务量相对较大,对业务调度的动态性性要求比较高,再加上电力业务自身的特殊性,使得在局域网中率先应用ASON技术。城域网的特点就是电路调度频繁、对电路的开通时间等方面的要求较高并且数据业务是动态性变化的。鉴于这种特点,在城域网中就可以现在骨干层中应用ASON光通信技术,之后根据城域网的特点,进行逐渐的使用范围的延伸,最终实现在城域网中端到端的光电网络形式。在实际的电力通信系统当中应用ASON光通信技术构建城域网的例子相对较少,但是,随着电力业务逐渐向着专业化和复杂化发展的趋势以及对各种电力业务之间的关联和流通的要求的增加,这门光通信技术将逐渐投入应用。尤其是对于电力多媒体业务的应用方面,通过使用ASON光通信技术建立城域网既可以实现对业务和网络的保护又可以更好地实现对电力系统资源的保护。 3 在电力通信系统中应用ASON应注意的事项 应用ASON光通信技术已经成为一个必然的趋势,但是仍然值得考虑的就是在我国现阶段应用较为广泛的仍然还是第二代光通信技术。因而,在实现这种新旧技术之间的交替使用的过程中仍然有很多值得注意的地方,在应用这门技术之前首先要做好经济方面的评估,选择合适的交替方案,在实际应用时还应注意组网方案以及设备的选择和业务规划等方面的问题。 3.1 组网方案的选择 现阶段在选择ASON光通信技术中使用时的组网方案主要有两个:第一个方案是以现有的网络技术为主,在现有的网络技术的基础知识引进ASON的控制平台,并且通过对现有的传送网络的改进,利用现有的网络实现业务的传输;另一个方案是在现有的传送平面的基础之上重新进行网络建设。这两种不同的方案有着各自的优缺点,可以实现对ASON不同层面上功能的利用。因而,在实际的组网方案的选择过程中要根据自身建网的功能需要,选择合适的组网方式,之后如果对其他的功能还有需求的话可以在逐步增加。 3.2 设备的选择 在国内目前生产ASON相关设备的厂家主流有华为、中兴、烽火等,相对而言各有利弊。由于厂家较多,为了实现传输网的统一和完整,使得ASON的优势可以被充分发挥就要选择合适的设备。在进行设备选择时应注意以下几方面:第一方面,网络节点的槽位数量多,总线带宽大并且具有良好的通用性的设备;第二方面,在选择卡板时要根据实际的需要选择,但是主要的卡板都要使用热备份;第三方面,设备可以满足低阶业务交叉调度工作;第四方面,多个方向的线路应集中在多个业务卡板上,避免集中到一个卡板上容易造成的多方向业务中断的事故。 3.3 业务规划 由于ASON光通信网络技术可以提供不同等级的服务,因而在进行业务规划时要从业务保护的角度出发,选择合适的业务保护恢复策略。在进行路径设计时应注意以下几点:第一点,业务经过的距离最短;第二点,在距离相同的情况下,跳数最少;第三点,负载均衡。通过注意路径设计的要点保证业务的可靠性;第四点,对ASON的管理也是不容忽视的内容,在进行业务规划时要做好相关的网络管理工作,从而充分发挥ASON的作用。 4 结语 ASON光通信技术作为目前较为先进的光通信技术,对于大规模的电力通信系统有着不可替代的作用,虽然现阶段的应用并不广泛,但是,随着经济的不断发展和技术的完善,这门技术将成为构建电力通信网络的核心技术。 光通信技术论文:基于先进调制的高速可见光通信技术 摘要:基于发光二极管(LED)调制带宽限制了可见光通信(VLC)系统传输速率这一问题,从VLC系统的先进调制技术出发,探讨了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制3种调制技术。对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。 关键词: 可见光通信;正交频分复用;无载波幅相调制;频域均衡单载波调制;类平衡探测 可见光发光二极管(LED)具有高亮度、高可靠性、能量损耗低和寿命长等许多优良的特性,可用于全色显示、交通信号指示和照明光源等,是公认的下一代绿色照明产品。此外,可见光LED还具有调制性能好、响应灵敏度高的优点,利用LED的这种特性,我们还可以将信号调制到LED所发出的可见光上进行传输。LED可以将照明与数据传输结合起来,促进了一种新型的无线通信技术,即可见光通信(VLC)技术的发展[1]。VLC利用的可见光波段是未受到管制的频谱,无需授权即可使用。与传统的射频无线通信技术相比,VLC具有如下优点[2-4]: (1)绿色通信,安全环保,没有射频电磁辐射,且LED发出的白光对于人眼安全。 (2)能够同时实现通信与照明。 (3)白光不可穿透墙壁等物体,因此可见光通信具有高度的保密性。 (4)可见光不受射频信号的电磁干扰,可以应用在电磁敏感环境中,如机舱、医院等。 (5)由于频谱无需授权即可使用,所以可见光通信应用灵活,可以单独使用,也可以作为射频无线设备的有效备份。 目前,VLC得到了全球研究者越来越多的关注[5-13]。VLC技术已经取得迅猛发展,传输速率从最开始的几十兆比特每秒[5-6]到500 Mb/s[7]再到800 Mb/s[8],目前已经突破了吉比特每秒[9-10]。随着与VLC相关系统器件的开发,系统通信速率还会有更高的提升。 但是VLC技术通信速率的提高也存在着很多限制因素,其中最主要的挑战是LED有限的调制带宽。目前,普通商用白光LED的3 dB调制带宽都低于10 MHz,这很大程度上限制了VLC系统的传输速率。为突破调制带宽这一“瓶颈”,许多技术都被应用到VLC系统,如系统多维复用技术[11]、预均衡技术[12]、后均衡技术[13]等等,来提升VLC系统传输速率。采用先进调制技术,是克服可见光通信系统调制带宽限制,提升系统传输容量的有效方法。在VLC系统中,可以采用的先进调制技术包括类平衡探测-正交频分复用(OFDM)[14]、无载波幅相调制(CAP)[15]和频域均衡单载波调制技术(SC-FDE)[16]。本文从提升VLC系统传输容量出发,分析这3种先进调制技术的特点与实现方式,实现了高速VLC传输系统。通过对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。 1 类平衡探测-正交频分 复用技术 类平衡探测-正交频分复用技术(QBD-OFDM)结合类平衡探测编码技术和OFDM技术[14]。OFDM信号数据被分为多个数据块,每个数据块有两个符号的数据。在相同的数据块,第二个符号中的信号是和第一个符号中的信号在运算符号上是相反的。经过理论推导,发现二阶互调制失真、直流电流、可以完全消除,而且接收机的灵敏度可以提高3 dB,因此可以提高信噪比。 我们采用QBD-OFDM技术,实现了可达到2.1 Gb/s实际物理数据速率,并使传输距离达到2.5 m。图1为所提出的QBD-OFDM实验的原理。实验中,QBD-OFDM信号由任意波形发生器(AWG)产生,经过低通滤波(LPF)、电放大器(EA)和偏置树(Bias Tee)后调制到红绿蓝发光二极管(RGB-LED)不同颜色的芯片上。经过自由空间传输后,在接收端由棱镜聚光后,用滤光片将3个波长的光分开,最后采用雪崩光电二极管(APD)探测器接收。然后进行后端的均衡与解调算法处理。 结合波分复用(WDM)和类平衡探测子载波复用,很好地利用了多色LED的波分复用,提供了更多的传输信道。利用类平衡探测技术很好地避免了OFDM提供更多子载波时的峰均功率比(PAPR)限制,有效提升了多色LED传输速度,提高了系统误码率(BER)性能,同时增加了可见光通信的传输距离。图2给出QBD-OFDM技术和直接探测光正交频分复用(DDO-OFDM)技术的对比。两个子信道带宽为,Sub1:6.25~56.25 MHz,Sub2:56.25~106.25 MHz。每个子信道对应的调制阶数分别为,红光:256正交幅度调制(256QAM)和128正交幅度调制(128QAM),绿光:128QAM和64QAM,蓝光:128QAM和128QAM。因此,红光、绿光和蓝光的数据速率分别为750 Mb/s、650 Mb/s和700 Mb/s,总数据速率达到2.1 Gb/s,实验距离可以达到2.5 m。在距离为0.5 m时,红绿蓝3色对应的Sub1、Sub2两个子信道的BER提升为25.6 dB、31 dB、30.3 dB、25.8 dB、21.8 dB和19.3 dB。当可见光通信系统的通信距离增加时,系统误码率会增加,这是因为距离增加导致系统接收到的光信号减弱,系统信噪比降低,误码率增加。继续增加距离会使BER超过前向纠错码的门限,为使距离增加,就要使系统的传输速率降低。蓝光LED采用QBD-OFDM和DDO-OFDM的对应的Sub1、Sub2两个子信道的星座图如图2(d)的(i)、(ii)、(iii)和(iv)所示。 2 无载波幅相 调制技术 无载波幅度相位调制(CAP)是正交幅度调制的一个变种多阶编码调制技术,可以使用模拟或数字滤波器,实现灵活的子带划分和高阶调制,减少了计算的复杂性和系统结构,在数字用户线路有着广泛的应用。 无载波幅相调制信号可以表示如下: [st=at?fIt-bt?fQt] (1) 这里a(t)和b(t)是I路和Q路的原始比特序列经过编码和上采样之后的信号。[fIt=gtcos2πfct] 和[fQt=gtsin2πfct]是对应的整形滤波器的时域函数,它们形成一对希尔伯特变换对。 假设传输信道是理想的,在接收机端两个匹配滤波器的输出可以表示如下: 这里[mIt=fI-t] 和[mQt=fQ-t]是对应的匹配滤波器的脉冲响应。利用对应的匹配滤波器在接收端就可以解调出原始信号。 我们采用了无载波幅相调制技术,结合先进预均衡与后均衡算,后均衡算法采用改进级联多模算法(CMMA),实现了1.35 Gb/s可见光传输系统实验[15]。实验原理图和实验装置图如图3所示。 图4(a)到图4(c)为采用改进CMMA均衡算法所测得BER和距离的关系。实验中,每个波长上采用频分复用技术,将不同用户的信号分别调制到3个子载波上,每个子载波调制信号带宽为25 MHz,调制阶数为64QAM,因此每个子载波的传输速率为150 Mb/s,每个波长的传输速率为450 Mb/s。在发射和接收的距离为30 cm时,经过波分复用后该系统总的传输速率达到1.35 Gb/s。图4(d)对比了CMMA和改进CMMA的性能,改进CMMA性能要优于CMMA,尤其是在第3个子带更为明显。 3 频域均衡单载波调制技术 基于频域均衡的单载波调制技术(SC-FDE)是基于单载波的高频谱效率调制技术,该调制技术频谱效率和OFDM一致,复杂度一致。可见光通信系统是一个非线性非常严重的系统,OFDM存在PAPR的缺点,高PAPR对于可见光系统是一个非常大的缺点,而SC-FDE相比于OFDM具有一定优势,因为SC-FDE拥有更小的PAPR,其调制/解调原理如图5所示。SC-FDE调制技术和OFDM过程基本一致,但SC-FDE技术把IFFT变换从系统发射端移到了系统接收端。 采用SC-FDE技术,使用RGB-LED波分复用技术和高阶调制格式,并在频域采用预均衡和后均衡技术,可以在LED 3 dB带宽只有10 MHz的条件下取得3.25 Gb/s的速率[16]。如图6(a)所示。该速率是在发射和接收距离小于1 cm条件下测得,预均衡后的带宽为125 MHz,红光和绿光都采用512QAM,蓝光则采用256QAM。图6(b)、图6(c)和图6(d)分别为红绿蓝3色BER与距离的关系,并给出了每种颜色光有无预均衡的性能对比。 4 结束语 本文针对可见光通信系统的调制带宽低问题,采用先进调制方式,突破带宽限制,实现可见光通信系统大容量传输。本文分析了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制技术。通过对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。因此,先进调制格式技术是实现高速VLC系统非常重要的途径。 光通信技术论文:LED可见光通信技术专利申请分析 【摘要】 2000年可见光通信的概念横空出世,其利用发光二级管(LED)作为光源,使LED照明的同时可以进行高速通信。本文对LED可见光通信技术领域的专利申请趋势及优势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析。 【关键词】 LED 可见光 通信 专利分析 技术综述 一、数据库的选择和检索 根据数据库收集的文献量及分布特点对中文和外文数据库进行选择,其中中文数据库选择CNABS 数据库,外文数据库选择VEN数据库。 CNABS 数据库收录了自1985 年至今在中国申请的全部专利文献,其中整合了所收集到的中国专利数据信息、中国专利英文文摘数据、外文数据库如DWPI 和SIPOABS 中收录的中国文献的信息,以及深加工数据库的信息,并且包含大量丰富的字段,便于检索和后期的技术分析。 VEN 数据库收集了自1927 年至今的约97个国家和组织的专利文献,其中整合了SIPOABS、DWPI中收录的信息,涵盖了两个主要国外数据产品的全部数据,扩大了数据范围,结合各库特有的加工特点数据数据项,以互补的形式提高了数据质量,使对外文文献的检索入口统一,简化多库、转库的检索操作,检索结果可关联出各单库文献内容,在保证查全、查准的同时兼顾文献阅读的便捷性。 考虑到本文所分析主题的特点,笔者采用了以关键词为主的检索方式,在专利库中使用的关键词为:可见光通信(Visible Light Communication,VLC);发光二级管(light emitting diode,LED),检索时间截止到2014 年5 月29 日,排除实用新型专利申请,共获得287篇发明专利文献。 二、LED可见光通信专利技术的整体情况 2.1专利申请量趋势分析 下图1 为LED可见光通信技术全球专利申请趋势图。由图可见,检索到的LED可见光通信技术的专利最早出现在2004年,此后申请量有所上升,在2008年有所下降,原因可能是受金融危机的影响,自2009年以后,申请量增长极为迅速,并在2012 年达到高峰;2013年的数据有所下降,主要原因可能是近两年申请的专利还有大量未公开。 相对于其他类型的无线通信的技术,如射频通信等,LED可见光通信技术的研究起步较晚。随着无线频谱资源日趋紧张以及对节能降耗、绿色环保技术的逐渐重视,对该技术的研发将保持持续的热度,该领域的专利申请量也将继续保持稳步增长的状态。 2.2专利申请产出国和申请人分布 专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国,一般而言,一个国家拥有的原创技术越多,说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。 通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析(如下图2 所示),排名靠前的国家依次为中国、日本和韩国,并且排名前三位的国家的申请量远远高于其他国家,显示出极高的开发研究活跃度。 进一步地,对在华申请人进行统计分析发现(如下图3 和图4 所示),约45% 的申请来自企业,高校及科研院所的申请量占约43%,剩余约12%的申请来自个人申请。 中国的企业申请人中,以深圳光启创新技术有限公司代表,其相关申请量为22 件,远高于韩国三星和日本东芝;另外值得引起注意的是,个人申请人郭丰亮,其相关申请量达13件;高校及科研院所的申请量相对较少,其中清华大学、中国科学院半导体研究所的申请量排名靠前。 光通信技术论文:光通信技术实验的教学模式与实践探讨 摘 要:阐述了省属高校光通信技术实验教学存在的问题,结合我校通信技术专业实验教学实践情况,提出了创新式的教学模式-实践与仿真相结合模式和研究生参与实验教学管理等措施,新教学模式与实践措施激发了学生的学习兴趣,同时也提高了教学效果。 关键词:光通信技术实验 教学模式 创新 引言 随着高校就业压力的逐渐攀升,各个高校均想通过提高实验实践教学质量来提升学生的就业竞争力。与部属高校相比,省属高校的经费少、底子薄,实验教学条件、师资条件有限而往往导致实验教学质量不高。为了改变目前的现状,省属高校纷纷出台相关政策来提高实验实践教学质量。比如湖北工业大学提出721人才培养模式,其中的1就是要培养具有创新性的具有很强实践能力的人才培养模式,其主要措施之一就是通过改变目前实验实践教学环节的教学模式来提高教学质量。为此,本文结合我校光通信技术实验的实验教学经验,提出了创新式的教学模式-实践与仿真相结合模式,激发了学生的学习兴趣,同时也提高了教学效果。[1] 一、实验教学存在的问题 我校光通信技术实验的学时为24,每个实验约占2个学时,约开12个实验项目,即约有12套不同的实验设备,由于省属高校的经费少、底子薄,导致实验室没有配实验员,同一个实验项目的实验设备一般约为两套,这导致我们只能每班分成12组,每组3人,每组做不同的实验项目,这种做法的最大好处是节约仪器设备成本和教学成本,但指导教师一个人一堂课要兼顾12个不同的实验项目,导致实验指导教师的任务量很大而很难监管好学生。此外,没有正规的实验教材,这些因素导致部分学生心里上不重视实验。由于存在以上问题,实验课教学效果不是很理想,学生的实践动手能力较差,在就业竞争中往往处于劣势。[2] 二、新教学模式与实践探讨 针对上述存在的问题,提出了如下的教学模式和实践措施。 1.监管措施 由于以前教学存在监管难问题,本实验室提出研究生参与实验教学的新思路,得到了学院和校的认可,研究生指导费由学校以勤工俭学的方式支付研究生的劳务费。目前光通信技术实验室有两个本专业的研究生参与辅助实验教学。其任务主要是和老师一起检查学生的实验预习情况,监管实验过程和检查验收实验结果,这样每人每堂课全程负责4个实验。指导老师的任务量可大大减少,提高了监管力度,经过今年的实践,取得了明显的效果,受到了学生的好评。 2.实践与仿真相结合模式 由于学生对理论理解不是很透彻,加上光学实验光路调整较难,大部分学生对实验现象缺乏了解,往往导致学生不知道要调出什么样的实验现象。针对这种情况,目前指导老师立项申请了光通信技术实验的Matlab Gui仿真的教研项目,并立项获批。仿真界面与实际实验一致,给出了实验现象。学生在做实验前可先看Matlab Gui仿真结果,知道自己要调出的实验现象到底是怎样的,同时,程序代码公开给学生学习,鼓励学生修改代码,做出更好的界面和实验效果,采取这个新的教学模式,大大提高了学生的学习兴趣,同时可增强学生做出实验的信心。此外,这种新模式也符合学校对创新的要求。[3] 3.实验教材的编写 由于缺正规的实验教材,部分学生会因为这个原因不重视实验课。针对这种情况,本实验室组织其他老师参与实验教材的编写,实验教材按基础实验必修实验排在前,选修实验排在后,创新实验排在最后。且根据理论课内容的先后顺序编写实验内容。目前,实验教材正在交付出版社出版,相信有正规的实验教材的出现会给实验教学带来更好的教学效果。[4] 三、结论 我校光通信技术实验室经过近10年的摸索,逐渐找到了一些好的教学经验。比如引进研究生参与实验教学的监管、实践与仿真相结合模式、编写教材等。这些新的教学模式和措施激发了学生对实验课学习的兴趣,同时监管得力也使得教学效果大大提升。 光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨 摘 要 光通信技术在现代电信网建设中发挥着巨大作用,不断改变着人们的通讯生活,它是世界新技术革命的重要标志,更是未来通讯必不可少的工具。本文对光通信技术现状进行概述,并探讨了其未来的发展趋势。 【关键词】光通信技术 现状 发展趋势 1 光通信技术现状 1.2 DWDM技术 宽带城域网的建目前正成为电信建设的热点。由于DWDM技术的巨大带宽以及传输数据的透明性,人们一直希望能把DWDM作为城域网中的传输平台。在长途传输时,由于DWDM采用了EDFA将光信号直接放大,节省了许多的电中继设备,从而在很大程度上节约了成本。再者由于电中继传输距离加长,对激光器的色散容限以及啁啾特性也提出了较高要求。这些技术的应用又提高了系统成本。尽管这些高性能的器件和部件价格不菲,但是由于广域网传输距离很长,DWDM系统中很多波长通道共用光纤和放大器,所以依然可大幅降低成本。 1.2 光纤宽带接入技术 在各种宽带接入技术中,光纤宽带接入的技术是最有潜力发展的。在光纤宽带接入时,因为光纤所到达的位置不同,有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等不同的应用(统称FTTx)。在FTTx中,除了FTTH是光纤已经到达最终用户之外,另外几种光纤离最终和用户都还差一段距离,光信号终接后,还需要采用金属线或者无线接入的技术,才能达到最终接入。FTTH是光纤宽带接入最终方式,它可以提供全光的接入,因此它能充分利用光纤的宽带特性,为更多用户提供所需要不受限制的带宽,充分满足了宽带接入的需求。在FTTH应用中,主要采用点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,也可以称作是光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。 1.3 走进电信基础网络的城域光以太网技术 光以太网技术在光城域网构建中最为主流技术之一,它使得以太网的优越性扩展到了城域网范围,并且也是具有很好的扩展性,它能非常方便地扩展用户的数量。达到提高光以太网的可运营、可管理能力,该技术一直是主要发展方向。为了提高以太网的可运营和可管理能力,人们通过附加各种技术对传统以太网进行改造,试图提高其智能化的程度,具体包括一下四点:利用MPLSoE、带宽控制等技术实现对以太网的控制和分等级的QoS,利用VLAN、策略路由、Web认证等技术增强以太网的安全性和可管理性;利用AAA等技术实现对以太网接人用户的计费和行为审计;将CDN技术、L4-L7交换技术应用于以太网交换设备中,提供面向用户的个性化网络服务。 2 光通信技术发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,全光网络也是人们坚持不懈追求的梦想。 2.1 超大容量、超长距离传输技术 波分复用技术在很大程度上提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的前景应用。近年来波分复用系统发展也很迅速,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在很快扩展。提高传输容量的另一种方法是采用 OTDM技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来达到提高传输容量的,它实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 提高光通信系统的容量仅靠OTDM和WDM毕竟有限,所以能把多个OTDM信号进行波分复用, 传输容量也能大幅提高。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空很小,对色散管理分布的要求也会降低,且RZ编码方式对光纤非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统大都采用了RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 2.2 光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲, 由于在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,经过光纤长距离传输后,速度和波形都保持不变。利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信这就是光孤子通信,在零错误码的情况下信息的传递可以达到万里之遥。 光孤子技术的发展前景:在传输速度上是采用超长距离的高速通信,频域和时域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现在行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用减少ASE、再生技术、重定时和整形等,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。 2.3 全光网络 全光网将会成为未来的高速通信网。全光网是指网络中端到端用户节点之间的信号通道保持着光的形式,信号传输与交换也是全部采用光波技术,因为网络中不用光电转换器,也就允许存在各种不同的协议和编码形式,信息传输也就具有透明性。全光网的主要技术有光纤技术、SDH、光交换技术、OXC、光复用/去复用技术、无源光网技术、光纤放大器技术等。 2.3.1 全光网面临的挑战 (1)网络管理 。 除了基本的功能之外,核心光网络的网络管理应包括光层波长路由管理、端到端性能监控、保护与恢复、疏导和资源分配策略管理。 (2)互连和互操作。 目前ITU和光互连网论坛(OIF)正致力于互操作和互连的研究并且已取得一些进展。ITU的研究集中在开发光层内实现互操作的标准。然而OIF更多的是关注光层和网络其他层之间的互操作性,并能集中进行客户层和光层之间接口定义的开发。 (3)光性能监视和测试。 目前光层的性能监视和性能管理大部分还没有标准定义,但正在开发之中。 2.3.2 发展前景 通信网发展的目标是全光网,是由两个阶段完成。全光传送网为第一个阶段,即在点对点光纤传输系统中,全程不需要任何光电的转换。长距离传输完全靠光波沿光纤传播,称为发端与收端间点对点全光传输。完整的全光网为第二个阶段。在完成上述用户间全程光传送网以后,还有不少的信号处理、储存、交换以及多路复用/分用、进网/出网等功能都要由光子技术完成。完成端到瑞的光传输、交换和处理等功能,这是全光网发展的第二阶段,即完整的全光网。 光通信技术论文:浅谈无线光通信技术的发展 摘要:现如今,人们的生活伴随着信息化的发展而日新月异,在光通信方面,人们对传输的速度的要求愈来愈高,高速率数据的使用量更是在大幅度的增加。正是由于光纤通讯的这一特点,使之成为了广域通信网中的中坚力量。在当今社会的广域通信网络中,约八成以上的信息是通过光纤通信来传递的。从这些信息来看,光纤通信百利而无一害。但是凡事有利必有弊,从光纤网络到用户之间的门户地区,假如架设光缆将产生巨大的浪费且费时费力。那该如何是好呢?笔者将通过无线光纤通信技术的实施来解决这个问题。 关键词:FSO技术;光纤;成本节约 光通信分为有限光通信和无线光通信两种,有线光通信即光纤通信,已经成为广域网,城域网的主要传输方式之一。无线光通信又称为自由空间光通信。(FSOfreespaceopticalcommunication)。FSO技术以激光为载体,用点对点或者点对多点的方式来实现连接。 一、无线光通信的简介。 光通信的出现其实比无线电通信还要早一些。波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年。但是已发明电话而著名的,家喻户晓的贝尔,在1876年发明电话之后,就想到了利用光来通电话的问题。1880年,他利用太阳光作为光源,用硒晶体(为一种链状自然金属单质矿物、三方晶系,空间群为93.21,晶体沿Z轴延长呈针状、柱状、灰色、条痕红色,解理平行三组完全,晶体易弯曲,具挠性。莫氏硬度2.25~3。密度4.8克/立方厘米,为硒化物的风化产物,由硒铅矿变来,常与褐铁矿共生。)作为光的接收器件,成功的完成了光电话的试验。而通话的最长距离已经达到了213米。在笔者看来,在贝尔毕生的发明中,光电话应该当之无愧为最伟大的发明。 无线光通信的系统组成可如图所示 如图可以看出,一个无线光通信系统包括三个基本的组成部分,发射机,信道和接收机。FSO系统的传播介质是大气,它是凭借大气进行光的信号传播。所以,只要在发射机和接收机之间存在足够的光发射功率,并且存在无遮挡的视距路径,就可以完成FSO的通信了。 对于一个无线光通信的系统来说,最经常使用的光学波长为近红外光谱―850nm,如若要支持更大的系统功率的话,也可以使用红外光谱―1500nm的波长。在FSO点对点的传输过程中,发射机和接收机的设置都是双向的,即每一端都可发射光信号和接受光信号。以便于实现双边通信。而FSO所采用基本技术则是光电的转换(photovoltaicconversion),光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径,最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置,另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。 二、FSO系统的一些关键技术。 FSO的关键技术主要包括:高功率激光光源技术,光收发天线和精密可靠的光束控制技术,大气信道的研究,高灵敏度的信号探测和处理技术,高精度的捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术等。 高功率激光器的选择是FSO技术中十分重要的一环,激光器是用来产生激光信号,并形成光束射向空间。激光器的好坏直对通信质量及通信距离有着十分重要的影响,对系统整体性能影响更大,因而对它的选择是一个重点。空间光通信的传输距离长,空间损耗大,因此激光器输出功率大,调制速率高是对光发射器的一个重要要求。 一般用于空间通信的激光器有三类,其中的.二氧化碳激光器。,输出功率最大( 10kw),输出波长有10.6m、9.6m,但缺点是体积较大,寿命较短,因为它只适合于卫星与地面间的通信而不适合FSO系统的运用。 快速、精确的捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术,是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。该系统的组成包括两个部分:捕获(粗跟踪)系统。“它比较适合在较为宽广的范围内捕获目标,捕获范围约达±1°~±20°或更大。通常采用CCD阵列来实现,并常与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构共同完成粗跟踪,即目标的捕获。捕获的视场角为几mrad,灵敏度约为10pW,跟踪精度为几十mrad;”跟踪、瞄准(精跟踪)系统。该系统是在最终完成目标捕获后,对相应目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器(QD)或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现,并配以相应伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百ad,跟踪精度为几rad,跟踪灵敏度大约为几nW。 大气信道:对于大气对激光通信信号的干扰的分析比比较有局限性,目前仅存在于大气的吸收和散射等,很少涉及到大气湍流所引起的一系列问题比如闪烁、光束漂移、扩展以及大气色散等。其实这些因素都直接影响着接收端信号的信噪比,进而影响系统的误码率和通信距离、通信带宽。因此,笔者认为有必要在这方面进行更加深入的探讨,并合理提出以上问题的解决方案。例如,采用自适应光学技术就是一个非常不错的研究方向。 三、FSO系统的优点与不足。 FSO系统是不需要向无线管理委员会申请频率执照的,所有比其他的技术都要便捷很多,而且该系统所使用的机型小巧,容易架设。能够很便捷的解决宽带接入的问题,不失为一种省钱省时省力的好方法。 1.FSO系统的频带很宽,速率很高。这是由于FSO系统的传输介质与其他的不同,它是以空气为传输介质的,所以所产生的阻碍会相对于光纤传输会更小,在相同的带宽之下,有着更大的优势。 2.FSO系统适合多种通信协议,在之前的通信系统中,一个普遍的比较麻烦的问题就是依赖与某种协议,但是FSO系统完全突破了这一限制,在现今通用的通信网络中,比如以太网,ATM等,都支持FSO的传输速率。 因此又节约了一大批的资源成本。 3.FSO系统的搭建相当方便,不论是在江河海滩上,还是办公大楼,屋顶上均能方便的架设,除了能实行地面架设以外,更不可思议的是可以直接进行空间架设。并且架设时间相当短,一般几个小时之内便可以完成,大大节约了人力资源成本。 4.FSO系统的安全性能高,由于该系统具有非常窄的波束以及良好的方向性,因此很难以被干扰或者窃听。同时,相对于价格昂贵的光纤网络来说,FSO系统的成本很低,大概只有光纤系统的百分之二十的成本。 此外,FSO系统在很多方面都可以得到合理的运用,比如可以用于军事设施或者国家保密部门的内部系统,用于施工难度高,技术难度大的省市或者边远地区,还可以作为防止光纤通信服务以外中断的后备计划,以及用于公司内部,家庭内部的局域网的连接。 当然,任何的网络通信系统都是有自身的缺点和不足的,FSO作为一种通信技术,自然界对其影响还是很大的。因为激光对位置的精准度要求很高,如果由于大自然的风,雨,雷等原因而造成了激光发射器或者接收器位置的稍微偏离,便会影响光信号的对准与接收。除了恶劣的天气,空气质量也是影响其工作的因素之一,空气中的散射粒子同样的会使发出的光信号产生偏差,所以FSO系统对于空气质量也是有一定的要求的。 由于FSO系统多半是用于短距离的传输,因此长距离传输也就成为了它的弱点。这使得该系统的运用范围变得很窄。同时,由于是采用激光技术,对人体的安全也是不容忽视的因素之一。 中国的FSO技术引进时间比较晚,所以无线光技术到目前为止仍然处于研究起步的阶段,尚未投入到大规模的使用和生产。少数的几家公司率先实验制制作出了成品,但是也还没有投入到生产。究其主要的原因,还是对该技术存在着技术拿捏上的不足以及对其可靠性有所怀疑,因而不敢进行大规模的使用。但是,在笔者看来,无线光通信在国外已经有了良好的发展,说明其大规模的使用已经成为了必然的趋势。它的便捷性,快速性以及对成本的要求较低,使得其成为了不可代替的一种通信技术手段。笔者相信,经过广泛的研究和对突出问题的解决,FSO技术将在国内有着非常大的发展前景。(作者单位:华中科技大学文华学院)
浅谈卫星通信课程教学模式:微波与卫星通信课程内容教学模式 【摘要】针对《微波与卫星通信》课程内容多、学时少、理论性强和应用领域广等特点,以加强基础、强化实践、注重创新为出发点,探索如何有效合理地开展课程的理论教学,并结合学生的特点探索如何合理的安排课程内配套实验,以及如何以学生为主体利用通信技术与多维立体互动模式提高教学效果,达到提高学生的学习兴趣,衔接通信与信息类专业的基础知识,培养学生的工程实践能力和创新意识的目的。 【关键词】微波与卫星通信;多维立体互动;教学模式 《微波与卫星通信》是电子信息工程无线通信方向必须的一门核心专业基础课程。该课程介绍微波与卫星通信的基本原理、微波与卫星通信技术以及电波传播原理等三大部分的知识,具有极强的理论性和抽象性。通过本课程的系统学习将有助于移动通信、射频通信电路、无线通信电波传播与天线技术等后续专业课程的开展。为此,本文就该课程的理论与实践的联合培养模式、专业知识衔接、多维立体互动教学和对分易教学平台的应用开展探讨。 一、理论与实践联合培养模式探究 本课程的教学目标在于:通过对《微波与卫星通信》基本原理的剖析式分析,要求学生掌握微波与卫星的基本概念、特征和系统结构,了解微波与卫星通信区别于其他无线通信技术的最基本的特点;通过学习微波与卫星通信的基本技术,要求学生掌握《微波与卫星通信》常用的调制与解调原理、信道编码技术、多址技术;通过学习《微波与卫星通信》无线电波传播原理,要求学生掌握电磁波的传播特性、电波传播链路的计算与设计。可以看出,《微波与卫星通信》也是一门实践性较强的实训课程,若学生仅限于学习书本上的基本原理、常用通信技术以及电波传播等理论知识,并不能解决与《微波与卫星通信》相关的复杂工程问题。鉴于此,该课程需要开设一定课时量的实验,学生可以熟悉微波与卫星通信的基本技术,掌握常用微波电路系统的测试方法和设计思想,实地测量并分析实用的微波电路部件,包括放大器、各种滤波器、混频器和功放器等输出的时域和频域信号。通过使用卫星通信收发平台、测试软件及分析仪器,对微波电路系统进行测量和设计可以培养学生的操作能力、分析能力、知识的应用能力、协作能力等综合素质,使学生对工程性实践操作有更明确、更深刻、更直观的认识,从而为学生的工程实践应用奠定基础。 二、专业知识衔接,提高教学效果 该课程需要扎实的数理基础和抽象思维,因此在前期导向课程的教学活动中,比如大学物理、通信原理、移动通信等,应对相关的基本知识点做介绍。例如大学物理中的麦克斯韦方程组知识点在电波传播中的衔接;地面移动通信中常用的调制解调技术与卫星通信背景下调制解调方案的指标差异。除了与前导向课程的衔接,还需要结合空天地海一体化技术的发展,增加该技术领域的发展前言,激发学生对课程的兴趣,比如增加卫星定位、导航、深空通信、临近空间、水声通信等相关背景和关键技术的介绍。 三、以学生为主体,激发能动性 近年来,高等院校在教育教学改革方面进行了积极探索,取得了一定的成绩,但仍是在以往教育机制上做的延续,因而教育模式还存在弊端,这种弊端主要体现在忽视了学生的主体地位,未能激发学生学习的主动性和能动性。为此,我们应该结合日常的教学活动,将创新性的多维立体互动式教学模式应用到理论与实践课程教学活动中[1][2]。《微波与卫星通信》课程中的重点知识点的理论性比较强,仅在有限的学时中,让学生对微波与卫星通信的基本原理有深入的理解尤为困难。若将学生作为课堂教学的主体,结合多样化、多维度和互动式的教学模式,将会改变原有的一些固定教育方法。举例来说,在讲授卫星通信中的信道分配和多址接入时,可以等效为各楼层教室的使用时间、使用群体和群体语言等。 四、使用现代多媒体技术改革教学模式 随着通信技术的快速发展,各种先进的现代化多媒体技术应运而生。这些技术改变了传统的灌输式教学方法,不再只强调教师对课堂的主导。对分易是一种新型的教学平台,适合多种教学模式,是一款服务于高校教师的技术平台。在《微波与卫星通信》课程管理中,利用此平台能够将课堂教学中的框架、重点、难点和讲解内容展示给学生,同时,学生课后也能自主性、个性化的独立学习或者开展小组讨论和交流。此外,在课程中,还可以利用平台的灵活性、快捷性、实时性和可控性等特色进行作业批阅、课后师生互动、课堂反馈和课堂分组等管理。结论:通过以上对《微波与卫星通信》课程内容设计与教学模式的探索研究,我们以学生为主体,结合电子与信息专业应用型学生的特点调整理论与实践教学环节,重点开展理论与实践的联合培养。同时,采用多维立体互动的教学模式,以线上慕课微课、线下对分易平台提高学生对课程的热情和学习的积极性,管理课程教学,获得较好的教学效果。同时,通过前向与后续课程的衔接,使学生掌握电子技术基础知识体系和信息通信领域的基本理论与方法,从而具有运用理论知识解决复杂工程问题的能力。 作者:廖希 邵羽 叶志红 单位:重庆邮电大学通信与信息工程学院 浅谈卫星通信课程教学模式:卫星通信课程实验教学探索 摘要:针对实验设备成本制约卫星通信实验课程发展的问题,该文分析了本科生和研究生两种教学对象的特点,对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索。本科生实验教学设计采用低成本实验设备,突出感性认识;研究生实验课程突出学习的自主性,引导学生发现问题,激发学生学习兴趣,并在实际教学中取得了较好效果。 关键词:卫星通信;实验教学;卫星广播电视 截至2015年底,中国在轨运行的卫星数量已超过140颗,仅次于美国,位居世界第二。然而,伴随着卫星数量的突破,我国的卫星产业发展却相对滞后,尤其是地面应用系统的发展还不够。除投入不足外,人才缺乏也是一个重要原因。卫星通信课程作为高校电子通信类专业的主干课程在激发学生对卫星通信领域的学习兴趣、培养卫星通信领域的人才等方面有着不可替代的作用。 1实验课程开设背景 由于卫星通信设备昂贵、通信卫星资源紧缺,传统的本科《卫星通信》课程主要以理论教学为主,以实验演示和参观观摩为辅,实践教学的比例非常少。卫星通信的频率很高,常规的仿真平台很难实现全系统仿真,因此,有条件的院校开设的仿真实验仅限于卫星通信的中频部分[1],让学生观察信号在中频部分的处理与传输过程,深化学生对通信基本理论的认识,但这些改善无法让学生体会到真正的卫星通信过程,也很难激发学生对卫星通信领域的学习热情和兴趣。另外,随着卫星通信技术的迅速发展,《卫星通信》课程的教学内容需要不断更新,与工程实际结合也更加密切,实验教学的重要性越来越突显。与理论教学相比,由于学时有限、实践环节组织困难,实验教学已成为卫星通信教学改革与发展的瓶颈。 2实验教学内容设计 为提高卫星通信课程的教学质量,激发学生的学习热情,对卫星通信课程实验教学的内容和方法进行了探索,在教学实践中取得了一定效果。具体而言,该校在通信工程专业的本科生教学中开设了《卫星通信》课程,在研究生教学中开设了《现代通信新技术》(其中包含了卫星通信的相关内容),针对不同的培养对象,教学的内容、方式方法有很大差异。 2.1本科实验教学 本科教学中学生数量众多,传统的《卫星通信》实验课程受限于实验设备的成本,只能让学生进行卫星通信的演示和观摩,无法让学生切身体会卫星通信的过程。随着技术的发展,作为一种最廉价的卫星通信方式之一——卫星广播电视已进入千家万户,它主要由天线(及其支架)、卫星电视接收机、电视机以及电源等设备组成。该系统属于卫星通信中的单向接收地球站,而卫星通信中的反向发射链路与接收链路相似,因此,该系统完全可以作为学生体验卫星通信过程的实验设备。然而,虽然电视机在该系统中仅作为通信的终端设备,与卫星通信实验课程的教学目的关联性不强,但电视机的成本却占据该套实验系统的70%以上;另外,卫星广播电视实验的开设通常需要在室外开阔地域进行,此时系统的室外供电也将成为课程开设必须考虑的因素;上述两个原因导致卫星电视接收系统在《卫星通信》实验课程的开设过程中无法得到推广。为解决该问题,通过市场调研,将卫星电视接收机和电视机的功能改由寻星仪来实现。寻星仪是融合了卫星电视接收机、电视机以及频谱仪简易功能的一体化设备,采用锂电池供电,不需要市电,便于室外实验的开设。整套系统成本低于1000元,其简易的频谱仪功能还可以开设卫星信标的接收实验。寻星仪的操作界面与常规的卫星电视接收机完全相同,可以设置卫星名称、高频头本振、接收频率、符号率、极化方式等参数;连接卫星电视接收天线后,当天线对准目标卫星时即可接收到该卫星上的信号(即接收的信号强度和信号质量高于卫星接收机门限);若目标卫星上有公开的电视节目,还可以直接使用该终端收看卫星广播电视。在该系统上开设的实验课程可以让学生熟练掌握卫星通信中天线对星的基本流程与操作技巧,明确天线三维指向的参考基准与天线精确对准卫星的判断标准,使学生对卫星通信的整个过程进行全面、整体认知,锻炼和培养学生的实践动手能力。本科生的实验教学重点在于突出学生的感性认识,通过卫星实验,使学生能够掌握卫星通信的基本原理,明白卫星通信中对星的标准是什么,并掌握对星的常见技巧。对于学有余力的学生,启发他们更深入了解卫星通信发展的新技术、新方向。 2.2研究生实验教学 与本科生相比,研究生具有更大的学习自主性,理论讲授不仅要细而专,还要广而泛。在本科现有卫星通信内容的基础上,重点讲授与卫星通信相关的天线技术、阵列信号处理技术以及通信技术等的发展现状,为研究生下一步的课题选择提供参考。作为小班教学,研究生的卫星通信实验课可以采用完全自主的形式——将固定卫星地球站、便携式地球站、卫星动中通地球站以及宽带无线通信系统、无人机视频采集等设备交给学生进行自主组合,按照系统搭建由简单到复杂,地球站由固定到移动,通信业务由话音到视频的渐进过程,让学生体会卫星通信在实际生活中的各种应用场景以及还存在亟需解决的问题,激发学生投身卫星通信领域技术研究的兴趣。 3结语 卫星通信实验课程的开设可以强化学生对卫星通信基本原理的理解和掌握,激发学生对卫星通信领域的学习兴趣。该文针对本科生和研究生两种教学对象,对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索,在实际的教学过程中取得了良好效果。然而,适合于不同对象、不同接受能力的实验内容和教学方法的改革是永无止境的,如何取得更好教学效果还需要与广大高校的卫星通信课程教师共同探讨。 作者:张峰干 井亚鹊 金伟 戴精科 单位:火箭军工程大学信息工程系 浅谈卫星通信课程教学模式:移动卫星通信论文 借助电子束自动转向功能,该系统实现了自动操作,其电子束可以在100Hz频率上指向并跟踪卫星。也就是说,该系统每秒要计算该卫星的相对位置100次。分布式相阵天线还解决了“钥匙孔”(keynole)以及“常平架自锁”(gimballock)问题。前者是稳定电子机械天线系统的难题。由于俯仰角不到90°,这样在顶点处就会有一片空域无法被天线光束覆盖。后者的问题在于其天线系统俯仰角 90°、 180°,所以当常平架达到其仰角极限时,方位转台必须旋转180°才能继续跟踪,因而不能平滑跟踪经过其顶点的卫星。宽波束可以缓解这个问题,但是高增益天线都是窄波束,必须要有所取舍。在相控阵天线覆盖重复区域,可以通过电子方式轻松解决。由于设计之初就是为了解决移动中的语音、数据以及流视频问题,这种全双向系统可以用于很多卫星通信系统,比如美国的全球宽带卫星通信系统(WGS)和XTAR系统、西班牙卫星系统(SpainSat)以及英国的天网卫星系统(Skynet)。该系统采用115V交流电或28V直流电,功耗700W,重68kg。埃尔比特公司2013年9月,以色列艾尔比特公司(Elbit)在伦敦国际防务展上展示了基于MSR-2000系列的下一代天线Elsat2000E。该天线采用新型被动波导平面面板技术,能够全面覆盖Ku波段。该公司称Elsat2000E技术性能有了巨大提升,大大超越了采用印刷电路多成分平板技术的Elsat2000。Elsat2000E新型天线直径50cm,重15kg,性能和效率是Elsat2000的两倍。埃尔比特公司称其具有30Mb/s的下行速率和5Mb/s的上行速率。该公司强调该系统有个关键特性,即它有先进的三重跟踪机制,具备100°仰角能力,因而可以提升移动中的跟踪和重新锁定性能。该公司声称该系统的G/T比为7dB/K,而这是信号噪声比方式,是天线能够接收的信号。该比值越大,从背景噪音中提取微弱信号的效果就越好。和Elsat2100相似,2000E也集成了该公司的InterSky4M军用战术卫星通信系统平台,能够在视线内、视线外以及超越地平线模式下,提供“无缝”宽带连接。该系统在机械扫描中结合平板相阵技术,最大限度提升了覆盖角度。它能够达成360°全覆盖,俯仰角度从0°~100°,这是其他系统做不到的。通常情况下,天线系统会采用碟状天线,这是因为其增益很好,但是由于高度原因极易被探测到。 一、Ibetor公司X波段终端 2014年2月28日,西班牙Ibetor公司在华盛顿哥伦比亚特区2014卫星展上推出了新型的X波段Ib-Stom100X终端,其特点就是低矮不易探测。由于该终端高度只有20cm,该天线系统实现空气动力的高效能和自由调整(discretion),同时还能在极端地形情况下高效可靠连通。Ib-Stom100X专为舰船、飞机和地面车辆设计,加入了Ibetor公司设计的天线控制单元(ACU),包括惯性单元(IMU)、同千赫兹双GPS接收器、三轴陀螺仪、加速计和磁力计。通过这种组合,该系统号称指向精度提高0.3!,能在移动车辆上获取卫星信号并能“瞬时”再次找回。能做到这一点,部分原因是由于该系统使用的软件程序始终让机械扫描天线指向卫星位置,即使信号受到遮挡仍旧如此。其关键参数为瞬间频率500MHz、G/T比7.5dB/K以及波束中心上行速率高达8Mb/s。依据不同配置,其重量从75~85kg不等。根据Ibetor公司的信息,该系统已在西班牙军队服役。Indra公司西班牙的Indra公司提供了备选方案,它的Sotm解决方案运行在X和Ku波段上,使用低矮天线,并集成惯性导航。通过IP电台和骨干能力,该系统的卫星通信可为旅、营一级的巡逻部队提供服务。该系统经过专门设计,可用于任何车辆,甚至可用于小型船只。另外,其可选方案还包括Ku波段扩展频率(13.75~14.5GHz)、加密、运行时间20min的不间断电源,还可载有发电机,能够提供10h电力供应。吉拉特卫星网络公司就在Ibetor公司推出低矮天线终端之后,以色列吉拉特卫星网络公司(Gilat)也紧随其后,于2014年3月11日推出了“低矮光线卫星隐形光线(RaySatStealthRay)300X-M”。该系统经过专门设计,可与任何X波段卫星配套使用,可用于全球宽带卫星通信系统(WGS)以及崎岖道路行驶的车辆。它集成了多种动作传感器,可以进行准确跟踪、在最短时间获取信号以及能够“瞬间”再次找回信号。该系统经过设计,可以轻易装到未经改装的车辆上。它包含一个外置天线,长55.6cm、宽49cm、高25cm、重15kg。另外,它还有内置天线控制单元(ACU),重4.5kg。但是,由于它可以和集成MLT-1000调制解调器一起使用,故不必安装天线控制单元。吉拉特公司新产品的G/T比为2dB/K,传输和接收增益分别是23和25dBi,其接收频率为7.25~7.75GHz,传输频率为7.9!8.4GHz。SR300系列还包括用于Ku波段和Ka波段的低矮天线。 二、DRS技术公司X46-V认证 2013年5月,随着DRS技术公司的X46-V终端获得认证,允许用于美国国防部高性能卫星网络,该公司已能提供X-波段,为更多的偏远、分散的军事单位提供接入全球信息网络(GIG)。该认证由美国国防部联合卫星通信工程中心和美国陆军战略司令部颁发,从而允许X46-V用户接入全球宽带卫星通信系统(WGS),其语音、数据和视频传输速率高达6Mb/s。除了美国部队,澳大利亚、加大那、丹麦、卢森堡、荷兰以及新西兰军队都可以使用该系统卫星。另外,由于可以运行K-y以及Ka波段,该系统能为其它商业和军事卫星提供更大灵活性和冗余能力。该公司还于2013年8月27日宣布,其L-3Linkabit可以提供系列移动卫星通信终端,刚刚升级了Alsat永久移动地球站许可证,可以在美国境内以及其它商业航空器上使用其Ku波段终端。该证书允许的终端包括L-3DatronFSS-4180-LP(0.33×0.46m)、FSS-4180-LC小型孔径天线(圆周长0.46m),还包括LinkabitMPM-1000网络中心IP卫星通信调制解调器。美国陆军的“战术级作战人员信息网”(WIN-T)以及美国海军陆战队的“移动网络”中都采用了L-3终端。 三、全球移动网络主动布局系统 Elexis公司宣布,在成功将全球移动网络主动布局系统(Gnomad)集成到“斯特赖克”装甲车辆之后,公司又将这一经受战斗考验的系统扩展到另一美军的重要平台,并在美国乔治亚州本宁堡的美国陆军第7远征作战试验部队完成安装。全球移动网络主动布局系统易于安装,并且不需要对现有车辆进行改造。该系统包括卫星天线、RF组件以及几代模块底盘,使其可以安装在美国军用产品目录内以及商业用等车辆上,比如“悍马”等。该低矮型天线尺寸为45×35×7in(合114.3×88.9×17.78cm),重量不到25kg,可用于商业和军事卫星。由于采用开放式架构,该系统可以和许多视线内电台以及卫星调制解调器共用,并通过解调器实现全双向语音、数据和视频通信。通过和超高频或甚高频电台配合,比如和“单信道地面及机载无线电系统”(Sincgars)以及嵌入式GPS共用,该系统能够在运行图像中直接嵌入跟踪蓝军数据。该系统传送频率为14.0~14.5GHz、接收频率为17.7GHz或11.7~12.75GHz,速率分别高达512kb/s和2Mb/s。在30°仰角、23℃情况下,G/T值最低为8dB/k。罗克韦尔•柯林斯公司罗克韦尔•柯林斯瑞典通信技术公司的终端和萨博公司的四轴稳定平台结合,从而产生了一种新型的移动卫星通信终端,既可适用崎岖路面也可用于海上。它可以安装到轻型越野车辆和小型船只上,也可以安装在指挥所车辆和中型滨海船只上。这些应用由于速度快、颠簸剧烈、移动幅度大,建立和保持卫星连接非常困难。但是,该系统可以轻易解决这些问题,在高海况下时速高达50节以及崎岖地形下速度超过40km/h,它都能在1s内自动恢复丢失的连接,同时宽带通信速率可达10Mb/s。该系统全重约140kg,在20°仰角、11.0GHz情况下,G/T值为19dB/K。 四、泰利斯公司 2010年法国陆军首次在阿富汗战场部署移动卫星通信系统,而在马里,法国陆军也采用了泰利斯公司开发的设备,将其集成到VAB轮式装甲车上。由于配备了X、Ku和Ka波段,该系统能够为部署在偏远、敌对地区的部队提供连续不间断的语音、数据和视频服务。这些卫星通信系统为战斗网络无线电系统提供远距离通信连通,主要用于法国“维纳斯”计划的甚高频PR4G网络,尽管它也可方便地集成到甚高频/超高频的系统中。泰利斯公司是最早应用相控阵技术公司之一,而作为主动雷达天线,它具备优越的越野跟踪能力,集成了现代波形、抗干扰、抗简易爆炸装置的发射机,甚至还有防弹天线罩。长期以来移动卫星通信系统不断革新,毫无疑问,将来还会有更多的新技术应用到该系统中。 作者:姜天元 刘华
大气环境论文:谈大气环境监测质量的措施 摘要:大气环境监测工作在环境监测领域中占据着较为重要的地位,这一工作的技术难度比较高,存在着一定的空间性和实践性。大气环境监测工作容易受到季节变化、天气状况等因素的影响,因此某些污染因子的浓度变化幅度比较大,变化本身也具有一定的随机性和不确定性,所以想要得到稳定的大气环境监测结果是一件较为困难的事情。 关键词:大气环境;监测;质量;措施;提升 1.前言 通过对大气环境监测结果及质量分析,可以对我国气候以及生态环境污染问题形成更为深入的了解,在监测工作进行的过程中,主要是需要对相关监测数据形成较为深入的分析认识,并将有针对性、切实可行的环境保护和改善性措施明确的找寻出来。虽然当前我国社会经济发展速度较快,资源开发利用率也较高,可以在城市化发展的过程中起到一定促进性作用,但是随之也带来了一定的环境质量问题,致使某些地区大气环境遭受到了较为严重的破坏,因此也就难以在城市发展的过程中实现可持续发展这一宏伟目标,同时也对我国构建生态保护型社会造成了一定阻碍。 2.大气环境监测领域中存在的问题 大气环境监测管理机制不完善。纵观当前我国大气环境监测实际情况,有些部门并没有将环境监测管理机制放置在较为重要的位置,相关技术人员也未对大气环境监测工作形成深入的认识,也就使得大气环境监测管理机制呈现出一种不完善的态势,因此在大气环境监测工作中难以有效的将各项大气环境监测工作有序高效完成,以致在某些情况下对大气环境监测结果的精准性造成了一定程度的影响。大气环境监测质量有待于提升。大气环境的监测质量会对大气环境监测结果造成一定影响。但是在以往一段时间我国大气环境监测领域中监测质量处在一种边缘化的位置上,也没有在大气环境监测工作中得到充分的重视,采样工作不符合监测要求,监测质量得不到有效提升,因此大气环境监测工作的结果难以得到应有的保证。大气环境监测经费投入得不到有效持续保障。大气环境监测工作质量如果想要得到有效地保证,那么就需要长期持续的得到一定的资金投入。由于大气环境监测工作没有充分的资金投入,因此大气环境监测系统中各种仪器设备的滞后性比较强,也没有办法引进较为先进的监测设备和购买备用设备,同时专业技术人员的缺乏也致使监测工作进行缓慢或难以开展,在此基础上自然会对大气环境监测工作人员的积极性和主动性造成影响,最终也就会对大气环境监测的整体质量造成影响。政府行为干预。由于有着严格的环境空气考核制度以及国家对大气工作的重视,加之地方工业企业的快速发展,大气环境本身遭受了一定程度的影响,部分地区在注重考核的基础上对大气环境监测设备“戴口罩”,以致使监测结果严重失真。 3.提升大气环境监测质量的有效措施 逐步提升大气环境监测人员的理论和专业技术水平及培养力度。大气环境监测人员的业务能力水平直接影响到监测的质量,在大气环境监测工作日趋繁重的情况下,就需要用到众多的大气环境监测专业技术人员,同时在大气环境污染日趋严重的今天,如果想要将大气环境监测领域当中的各项工作妥善有序进行,那么专业人才的培养力度及监测理论知识和实践技能培养力度就应当得到提升。如果有着充足的理论和实践水平较高的大气环境监测人员,那么大气环境监测工作的开展实施就能得到有序进行;如果大气环境监测人员都具有较强的实践能力,那么在各项监测工作进行的过程中就少走弯路,大气环境监测质量的就能得到有效地保障。逐步提升大气环境监测资金投入力度。主管部门应当根据本地区实际情况每年编制大气环境污染监测预算决算,将大气环境监测人才培养放置在较为重要的地位,同时投入资金购买更为先进的监测仪器设备,并研发较为完善的大气环境监测网络系统及监测设备,争取可以在实际工作的过程中做到实时公布大气环境监测结果。除此之外,在监测人员的实际工作过程中,应当定期对大气环境监测结果进行研究分析,分析其随天气状况、季节变化等因素影响的变化趋势,以此为依据编制适应大气环境污染治理的有效措施,并使其落实到实际的监测工作中。加大对落后产能的资金扶持力度,开发利用清洁再生能源,逐步淘汰各个区域当中的落后产能,针对产业结构进行优化调整,逐步让产业优化升级这一个目标得以实现,以使我国人民的生活环境得到切实改善。建立健全大气环境监测机制。在大气环境监测机制构建工作进行的过程中,应当遵循的原则是由点到面、循序渐进这一个原则,以便可以构建出完善的环境监测网络,从而在后续的环境样品采集以及数据信息分析工作进行的过程中做出保证。除此之外也应当将质量保障体系的引导性作用充分的发挥出来,严格的依据大气监测标准让监测行为规范起来,从而使大气环境监测质量得到有效提升。充分重视大气环境采样工作质量。采样工作和大气环境监测质量之间有着较为密切的关系,大气环境监测采样质量直接影响着大气环境监测结果,进而也对相应的环境治理措施造成一定的影响,因此大气环境采样工作在大气环境监测中应当得到充分的重视。将科学性和真实性作为首要原则,以保证监测结果的真实性和准确性,以便在后续的大气环境监测工作及措施选择的过程中发挥一定的促进性作用。 4.结语 总而言之,在我国社会经济快速发展的同时,也带来了一定的环境问题,为了可以让这个问题得到解决,应当着力逐步提升大气环境监测人员的理论和专业技术水平及培养力度、加大对大气环境监测的资金投入、建立健全有效的大气环境监测机制、充分重视大气环境采样工作的质量以及建立专门的大气环境管理机构。通过对大气环境监测结果的深入分析,来对我国大气环境实际情况以及存在的问题形成更为深入的认识,并在此基础上找寻有效的治理措施,最终让我国生态环境质量大幅度提升。 大气环境论文:大气环境监测质量对策分析 摘要:每到冬季我国局部地区便会出现严重的雾霾天气,对大气环境进行准确的监测有助于雾霾治理工作的顺利开展。本文将对雾霾天气下提高大气环境监测质量的对策进行深入的分析。 关键词:雾霾天气;大气环境;监测质量 近年来,随着我国经济社会的不断发展以及城市化进程的逐步加快,给生态环境造成了巨大的破坏,在环境污染中,空气污染尤为突出,每到冬季,大半个中国的上空都被雾霾笼罩,甚至连一些经济并不发达的二三线城市也难以幸免。在此背景下,我们必须要通过有效的措施进行产业结构布局,在全社会倡导节能减排,建设生态文明。大气环境监测质量的不断提高对改善当前我国空气污染的形势具有十分积极的意义,因此,相关单位必须要采取必要的措施,比如建立健全大气环境监测体系,全面提高大气环境监测的质量。 1.大气环境监测质量工作的重要性 当前,大气环境污染问题已经成为了制约我国经济社会发展的重要问题,如果这一问题得不到及时有效的解决会严重威胁广大人民群众的生命健康和我国经济社会的良性发展。高质量的大气环境监测能够准确掌握大气环境的优良程度,形成完整的、准确的监测信息,从而为国家大气环境治理计划提供科学的依据,使治理工作更具针对性和有效性。近年来,我国雾霾天气逐步增多,每到冬季,无论是经济发达的东南沿海城市,还是经济欠发达的西部城市,都饱受雾霾的困扰,在此背景下,通过提高大气环境监测的质量来获取更为准确的数据信息,从而寻找更为科学的空气环境治理措施便成为了解决我国空气污染问题的有效途径。 2.大气环境监测的主要问题 当前,大气环境监测面临的主要问题如下: 2.1大气环境监测意识不强。大气污染问题是全球性的问题,应该引起全人类的重视,但是,当前世界范围内并没有形成大气环境监测的联动机制,有些国家对大气环境监测较为漠视,并没有充分认识到其重要性。还有些国家和地区为了发展经济,置共同保护大气环境的相关条约和协议于不顾,仍然存在严重污染大气的行为。 2.2大气环境监测网络不健全。健全的大气环境监测网络能够确保环境监测质量的大幅度提升,但是,囿于各种因素的影响,当前我国尚未建立起健全的大气环境监测网络,与之相关的机械设备、技术资料等因素还比较匮乏,难以保证大气环境监测工作质量的有效提高。 2.3大气环境监测采样工作没有引起足够的重视。在大气环境监测中,采样工作对监测质量具有十分重要的影响,但是,当前相关部门并没有引起对采样工作的重视,采样的结果往往难以达到监测的要求,对大气环境监测的质量造成了不良影响。 3.雾霾天气背景下提高大气环境监测质量的对策 雾霾天气的逐步增多让越来越多的人认识到了环境保护的重要性,在此背景下,提高大气环境监测质量需要从以下几个方面进行努力: 3.1建立健全大气环境监测质量保障体系。完善的大气环境监测质量保障体系可以为大气环境监测质量的提高提供保障,然而,当前我国的环境监测质量保障体系并不完善,在监测过程中也没有明确质量标准,致使许多监测人员认识不到监测质量的重要性,最终导致大气环境监测的质量难以达到满意的效果。因此,在未来的工作中,我国应逐步建立健全大气环境监测质量保障体系,该体系应当明确环境样品的采集、测量数据分析及数据综合评价等工作的质量标准,对监测过程中的各项行为进行规范,切实提高大气环境监测质量。 3.2做好现场采样质量管理。采样工作对大气环境监测质量具有直接的影响,采样不当或不足会使监测质量降低,从而对后期的环境治理工作造成了不利影响,因此,要想提高大气环境的监测质量,首先要做的便是做好现场采样质量管理,为环境监测工作的顺利进行打好基础。此外,样品的真实性及代表性也是影响大气环境质量评估的重要因素,在采集样品时必须要高度重视环境监测工作的时间性和空间性。 3.3成立基于计算机的大气环境质量监测系统。随着科学技术的不断发展,计算机网络技术已经被广泛运用于各个行业,环境领域自然也不例外。近年来,依托于互联网技术,我国已经建立起了大气环境质量监测系统,其优势在于仪器的功能和结构可由用户自定义,实施网络远程监测等等。该系统的应用对提高大气环境监测质量具有十分积极的意义。 3.4扩大大气环境质量评价范围。大气环境质量评价不应局限于对低层大气环境的质量进行评估研究,而是应该逐步扩展到高层,在进行环境质量评价工作时最好是选择那些人口众多、污染严重的城市。所谓大气环境质量评价是指按照一定的原则和评价标准,根据不同的目的和要求对大气环境的质量进行准确的评价。 3.5实现监测的信息化。在信息化时代,信息系统已经被广泛运用于各行各业,对助推行业发展起到了十分重要的作用,在对大气环境监测进行质量控制时引进先进的信息化技术可以提高数据处理的准确度,从而实现提高大气环境监测质量的目的。 3.6加强与其它国家的交流与合作。大气污染防治是世界性的问题,特别是在大气环境监测方面,发达国家有着更为先进的技术和完善的监测体系,我们必须要加强与其它国家的交流与合作,积极引进先进的监测技术和监测设备,吸取其它国家在大气环境监测工作中的经验教训,才能确保我们少走弯路,从而有效提高大气环境监测的质量。 4.结语 综上所述,雾霾天气的增多不但给我国社会经济发展造成了巨大的损失,还严重威胁着人民群众的生命安全,因此,相关部门必须要不断提高大气环境监测质量,并以此为依据寻找大气污染的解决办法,从而实现生态环境与社会经济的协调发展。 作者:刘洋 单位:沈阳市环境监测中心站 大气环境论文:大气环境监测的质量保证研究 摘要:大气环境的日益恶化已经逐渐威胁到了人们的身体健康。大气环境监测工作能够了解到大气污染的情况,指导环保部门进行决策。我国的大气环境监测工作开始较晚,尽管随着实验技术的不断提升以及环保资金的支持,大气环境监测的效率提高,但是在质量上仍然存在问题,如采样不够稳定,缺乏详细制度指导等。针对这些问题,政府应当通过不断完善制度,科学分配环保资金,定期进行员工培训等方式来提高大气环境监测质量,进而提高我国环保工作效率。 关键词:大气监测;采样;质量 工业的快速发展,使人们的生活环境遭到了严重的破坏,各种自然灾害频繁发生,水资源污染,光污染等层出不穷。越来越多的汽车尾气以及工厂废气的排放,使得大气环境质量急剧下降,威胁人体健康。在这种背景下,相关部门需努力提升现有大气环境检测工作效率,利用可靠的监测数据来指导工业活动,为环保部门制定环保政策提供有力的数据支持,提高环境质量,促进社会的可持续发展。环境的监测工作质量保证非常重要。质量保证是为了确保在检测过程中实验数据的严谨、准确,代表性和完整性以及实验步骤的科学性,具体的步骤包括大气采样、样品分析、数据处理、撰写报告等,因此对大气环境进行监测的质量保证措施主要是制定相关政策以及监测计划,完善现有的实验室管理制度,实现对大气环境质量的有效监督检测。 1大气环境检测质量保证现状 我国的大气环境监测工作开始较晚,对大气环境监测的质量保证环节的重视程度也不够高,尽管随着环境监测技术的不断提升以及国家资金的大力支持,大气环境监测的可靠性不断提高,但是质量控制方面仍存在一些问题。 1.1采样环节不可控性过高 对于大气环境的监测来说,气体采样环节十分重要,样本的质量与代表性直接影响了监测的可靠性。但是目前不少地区的大气层环境质量监测数据都不够稳定,造成该现象的原因之一就是气体采样过程中随机性过大,如空气的湿度,车辆经过的频率,天气状况等,这些都会直接影响气体样本的质量。此外,尽管国家为每个地方的环保部门都投入了大量资金进行设备改进升级,目前使用的气体采样设备比较落后,以人工手动采样为主,采样人员的专业能力和实践水平不高等因素都会增加采样过程的不确定性,因此气体采样环节受到采样人员的外界干扰强,样本的不稳定也会直接影响气体检测的结果。同时,为了减少工作量,许多采样人员不会对所采集的气体样本进行质量考察,因此不能够保证样本的可靠性。 1.2大气环境监测制度不够全面 由于我国大气环境监测工作开展较晚,仍然处于探索阶段,监测制度保障体系还不够健全,如针对大气环境检测实验室,国家环保机构并没有设定详细的仪器设备管理方案,而是将管理权力直接下放给各个地方的环保部门,机器设备的管理责任不明确,仪器时常出现问题;针对大气环境的污染物监测分类也没有做出详细的规定,可能会导致某些气体数据重复,而另外一些必要的气体数据没有负责人来试验检测,浪费人力与资源的同时,难以取得全面监测气体环境的目标。 1.3实验室分析处理工作有待提高 大气环境的监测最终步骤是将所采集的样本送往环保部门的实验室进行试验,通过仪器监测以及数据分析得到结果。因此,为提高检测结果的可靠性,就必须保证实验室工作人员的专业知识能力,实验室仪器设备的先进性等。然而在许多地方的环保部门难以达到以上几点要求。国家下发的环保资金被细分到各个领域后,大气监测部门所获取的资金不足以支撑诸多昂贵精密仪器的购买与维护,在一定程度上限制了实验的科学性与精确性。另一方面,目前许多从事大气环境检测的人员专业知识能力并不高,对于检测结果所能够得到的数据不能够进行全面的分析,每天的工作仅仅是重复的进行检测实验,难以主动发现问题,不利于工作的创新与发展。因此,我国许多地区的大气监测实验室需要提高现有的工作质量与效率。 2提高大气环境监测的质量保证对策 2.1提高采样环节科学性 气体采样是大气质量监测的第一步,所采集的样本需要具有代表性。首先,检测人员需要对所监测的区域进行优化采点工作,通过对当地地理环境的详细调研来选择大致的采样地点范围,主要采用的方法包括五点采样法,平行采样法,确定每次大气采样的具体地点并做好标记,根据当地的空气质量以及气候条件制定采样频率以及采样时间、条目。其次,所采集到的气体样本需要放入密封的瓶子中储存,采样瓶外贴上标签,标明采集时间,地点,并将储存样本的容器保存在干燥的储藏柜中。环保机构应对气体采样人员进行定期培训,提高员工的专业知识水平,保证气体采样工作的质量与效率。 2.2完善大气环境监测质量保证制度体系 大气环境监控是一个由很多复杂的环节构成的系统过程,因此,大气环境监测的质量保证工作是一项复杂的质量管理工作,质量保证工作的目的是为了确保监测工作的精确可靠,从而更好地为社会生活提供决策。为提高大气环境的监测过程质量,需完善每个环节的操作与制度。大气环境监测工作分为室内工作与室外工作,室外工作主要包括气体采样环节,在对采样环节进行制度化时,需要全面考虑样本的代表性、综合性、精确性、准确性等,对采样工作的程序以及样本的储存进行严格的规定;而室内工作主要是实验分析过程,针对各项精密仪器的使用与维护,相关部门也应该设定具体的负责项目,不同物质的监测分析也需要制定不同的实验步骤,各个地区的环保检测部门可以根据相应的实验设备进行灵活调整。只有从各个方面建立了完善的规章制度,才能够确保大气监测工作的规范性与科学性。 2.3提高实验分析工作效率 实验分析是大气环境质量监测的重要一环,精密的实验测试仪器以及科学的实验分析方法都能够提高检测结果的可靠性。大气监测包括对大气中各种成分含量的检测,涉及到复杂的分离分析方法,尤其是许多微量成分难以准确测量,因此实验过程对仪器的精密程度要求较高,仪器设备价格昂贵,对此,环保机构以及国家相关部门应当由计划的为各地检测机构提供仪器购买经费,保证实验结果的可靠性。此外,实验试剂的保存需要严格遵守相关规定,实验数据的处理工作需要及时且快速,按照规定的数据统计分析方法进行计算,灵活处理异常数据以及错误数据,整理环境监测报告。最后,所有的试验工作人员需要经过定期的培训以及上岗测试,提高工作人员的专业知识能力,进一步提高实验检测工作的效率与质量。 2.4建立完善的环境监测信息体系 公众对于大气环境的质量拥有知情权,在进行一系列的样本采集以及实验分析工作后,得到的实验数据以及报告应当提供给社会公众,让大家了解当地空气质量。政府应当建立一个独立的监测信息网站,定期更新大气成分数据,为公民提供大气指标预警服务,并积极举办大气相关知识的普及讲座,让所有公民一起监督环保工作。除此之外,水质监测数据,土壤监测数据等各个方面的信息都应当通过相关的网站,并且将这些网站链接成相关的信息系统,提高环境监测工作的透明度。 3结论 随着我国的空气污染日益严重,大气环境的监测工作重要性不断凸显,而监测工作的质量保证则是为了确保大气监测工作的准确性、精密性、科学性与可靠性,从而更好地为环保机构提供数据,辅助决策。我国目前的大气环境监测工作实行较晚,尚存在一些问题,如监测工作的质量保证体系制度不够完善,大气采样的过程随机性较大导致最终实验结果不稳定,样本实验分析过程的工作效率不高等等。为了全面提高我国各个地区的大气环境监测工作的质量,各级环保部门与政府应当完善相关法律制度,让责任明确到个人;其次,大气采样的过程也应该逐渐规范化,提高采样人员的专业知识能力;通过引入精密仪器,定期员工培训等方法提高实验检测环节的效率;最终,政府可以通过建立一个动态更新的大气信息网站向民众提供大气数据,接受社会的监督。 作者:王浩 刘爽 王芸 单位:中冶节能环保有限责任公司 大气环境论文:大气环境保护与治理探讨 摘要:在社会发展新形势下,大气环境保护与治理是环境保护工作中的一项重要内容,而当前自然环境变化呈现出一定的特殊性,因此大气环境保护与治理的具体策略有待深入研究。本文基于大气环境污染的主要影响因素出发,探讨如何在新形势下开展大气环境保护与治理工作,以推进环保事业的稳定健康发展。 关键词:新形势;大气环境;保护;治理;策略 在社会生态发展过程中,大气环境是一个重要基础,直接关系着区域自然环境质量,并且与社会群体健康存在着密切的联系。但在当前社会发展新形势下,大气环境污染问题日趋严重,并呈现出连续性、广泛性特征,给人类健康以及社会生态的可持续发展都产生极为不利的影响[1],此种情况下,加大力度探讨新形势下大气环境保护与治理的具体策略是非常必要的。 1大气环境污染的主要影响因素 1.1城市现代化建设速度过快 随着当前城市现代化建设速度的明显加快,大气环境污染问题也日趋严重,给人类生存环境以及社会生产生活的正常运行都产生了极为鲜明的影响,国家高度重视经济建设却在一定程度上忽视了大气环境保护的重要性,导致大气环境污染问题加剧,一旦治理不到位,势必会给生态环境的可持续发展造成不利影响,甚至给人类社会的健康发展也形成制约[2]。当前我国城市工业化建设速度较快,部分工业企业单纯重视生产效率而忽视大气环境保护,废气废水排放随意,导致大气环境污染恶性循环。 1.2机动车尾气排放 随着社会经济的进步,私家车数量明显上升,交通运输压力明显增大的同事,机动车尾气排放量也冥想加大,给大气环境造成严重污染。 1.3生活垃圾排放 社会生产生活中往往会产生多种类型的生活垃圾,包括生活污水、工业固体废弃物以及农业秸秆焚烧等,都会给大气环境造成一定污染和破坏,此种方式下所获取的经济增长和物质生活水平的提升所付出的代价是巨大的,是以大气环境换来的,这些不可控行为会给社会生态的可持续发展造成制约,所造成的后果最终还要由行为的主体人来承担。 2新形势下大气环境保护与治理的具体策略 2.1大气环境的保护 2.1.1 科学划分工业产区新形势下大气环境的保护,应当充分做好区域规划工作,科学划分工业产区,尤其是在厂区修建的过程中,应当结合风向频率等要素科学选取厂区位置,实现工厂密集处于城镇生活处的明确划分,减少工业废气对大气环境造成的污染。北方地区大型供热站的修建,需要选取适宜测位置并计算控制好排气烟囱的高度,一般讲供热站修建于郊外,在保证供热效果的同时,促进排放废气的扩散和稀释,从而降低对大气环境所造成的污染[3]。2.1.2 减少并控制汽车尾气排放量新形势下大气环境的保护,不仅需要对工业产区进行科学划分,还应当在日常工作中做好汽车尾气排放量的减少与控制工作,通过汽车单双号限行等方式解路面压力,将其汽车尾气排放量给大气环境造成的不利影响,切实加强大气环境保护。与此同时,应当加大汽车尾气净化的研究力度,对汽车尾气排放进行有效控制,从而改善大气环境。在实际工作中应当加强机动车尾气污染的管理,确保持有相应标志的机动车可以上路行驶,通过定期检测和动态检验等方式控制机动车尾气排放量。除此之外,可以从机动车燃料的管理上控制汽车尾气排放量[5],加强汽车燃油质量管理与控制,全面且动态的监督汽油运输及加油站油气污染状况,切实降低有机物污染发生几率,对大气环境进行有效保护。2.1.3 加强绿化环境建设为有效开展大气环境保护工作,应当在城市现代化建设中坚持可持续发展理念,加强绿化环境建设,缓解当前绿化不足的问题,减少大气环境污染。具体来讲,在绿化环境建设过程中,可以扩大城市绿化规模,制定科学化的绿化环境建设方案,对城市规划建设加以合理优化,调整绿化面积,加大力度种植绿化植物,通过植物的光合作用调节气候,吸附大气环境中的有害气体,从而在新形势下对大气环境进行有效保护。 2.2大气环境的治理 2.2.1 深入研发新技术,减轻环境污染为更好的治理大气环境,为社会群体营造一个健康的大气环境,应当深入研发新技术,包括有毒工业废气净化技术、机动车尾气排放净化及控制技术等,基于原有技术实现升级更新,进一步提高脱硫、吸附、净化的技术有效性,改善大气环境治理效果,从而降低大气环境污染,实现新形势下大气环境的科学化治理。2.2.2 加大工业污染源的治理力度当前社会发展条件下,城市现代化建设进程明显加快,工业生产中的生产燃料大多以煤炭为主,此种情况下使得工业生产中往往会产生大量的有害物质,包括二氧化硫及大颗粒有害气体等,给大气环境造成严重污染,一旦工业废水随意排放,更加剧了大气环境污染。因此在新形势下对大气环境加以治理时,应当加大工业污染源的治理力度,对工业生产进行科学化监督和管理,工业生产过程中应当积极完善废气排放设施及工业废水处理设施,对污水进行规范净化处理,保证工业废气及废水排放的规范性和安全性,保证工业污染源处理的有效性,切实改善大气环境。2.2.3 采取有效措施治理颗粒污染物大气环境的治理应当充分做好颗粒污染物的治理工作,由于固体燃料在燃烧后会排放出一定量的烟尘,给大气环境造成污染,并形成烟尘、粉尘和雾霾等污染物,严重影响大气生态和人类健康。因此在大气环境治理的过程中,可以通过干法、湿法、过滤法和静电法等对大气颗粒污染物进行有效治理。干法主要是基于颗粒污染物自身重力作用和离心力作用出发,通过惯性作用、离心作用和重力作用来实现除尘。湿法主要是利用水或其他液体将大气颗粒污染物进行湿润处理并收集去除,从而实现颗粒污染物的有效治理,一般情况下所应用的湿法除尘设备主要有喷雾塔、填料塔和泡沫除尘器等设备[6]。过滤法是指基于颗粒层过滤器和填充层过滤器等设备进行布袋过滤或带式过滤,有效去除颗粒污染物,对大气环境进行有效治理。而静电法是指在高压电场力作用下,充分考虑颗粒污染物的大小、数量、操作费用等多项因素,选取适宜的方式去除大气中的颗粒污染物,从而实现大气环境的有效治理。 3结束语 综上所述,大气环境作为生态环境中的重要基础,其保护与治理效果直接关系着人类健康及社会生态的可持续发展,因此在社会发展新形势下应当积极采取有效措施,从大气环境保护及治理两个方面入手,减少大气环境污染,真正推进社会环境、生态与经济的全面可持续发展。 作者:李胜兰 艾兴 单位:湖北君邦环境技术有限责任公司 武汉同成冶金钙业炉料有限公司 大气环境论文:大气环境监测工作问题及对策 摘要:本文主要对大气环境监测过程中存在的问题进行分析,结合当前的大气环境监测现状提出提高大气环境监测工作质量的有效对策。 关键词:大气环境监测;问题;对策 引言 大气环境监测主要指的是通过对当前的大气环境质量进行一系列程序性的分析,对大气中特殊元素的含量进行测定,从而确定环境质量的整体水平。但是现阶段的大气环境监测的过程中还存在一定的不足之处,严重影响大气环境监测的监测质量。 1.现阶段大气环境监测过程存在的问题 在当前我国的大气环境监测工作现状来看,我国的大气环境监测工作中仍然存在一些不妥当的行为,严重制约我国环境保护与管理工作的良好发展。我国大气环境监测过程中存在大的问题主要表现在以下几点: 1.1缺乏规范的质量管理工作 当前大多数的大气环境监测部门人员将精力都投入在实验室的规范管理体系的文件建立上,除此之外,在大气环境监测工作中,监测管理人员往往着重于人员的分配调节与管理,忽视了大气环境监测工作质量管理核心。导致大气环境监测工作不到位。而大气环境监测质量监控较为单一,部分环境监测单位仍然以环境监测数据对比、密码样本以及平行样测试为主要,在整个大气环境监测工作中缺乏系统性的评价。这样的现象就会导致大气环境监测质量控制体系不能够发挥出其应有的特点以及优势,大气环境监测的质量管理工作也只是流于形式[1]。 1.2缺乏完善的质量控制体系 当前在对大气环境监测工作管理的时候,需要能够对大气环境监测工作过程中发生的事情进行逐一的统计,对大气监测过程以及结果进行适当的管理与控制,达成大气环境监测工作的最终目标。然而,当前很多单位缺乏对大气环境监测结果准确性进行相应的监督与保护,大气环境监测单位没有将质量控制工作的全过程纳入到实际的管理过程中,如实大气环境监测实验室建设滞后,缺乏高新的质量监测工具以及手段,并且国内的大气环境监测实验室无论是从理论,还是实践上都显得较为落后,管理存在严重的局限性。 1.3缺乏高素质型监测人员 工作人员是建设良好大气环境监测实验室的的基础,无论是多么先进的实验室,再对其进行监测的过程中都需要监测人员介入。由此可见,在大气环境监测工作,监测人员在整个监测工作是非常重要的。但是,在实际的监测工作中,监测人员的综合素质水平参差不齐,监测技术水平不一,在一定的程度上,对大气环境监测工作造成严重的影响[2]。 2.提高大气环境监测工作质量的有效对策 2.1加强大气环境监测工作监督 大气环境监测实验室的过程中,每一次的监测都会产生大量的记述文件以及监测数据。在大气环境监测工作实际使用的时候,为了保障监测结果的准确性,往往需要与以往的监测数据进行对比,通过这样的方法确认数据结果的真实性以及准确性。与此同时,大气环境监测工作的质量管理在一定的程度上取决于质管理文件的可操作性。在大气环境监测工作中加强监督,保证其质量体系不断的完善以及持续性的改进。完善大气环境监测工作监督体系,需要对大气环境监测流程进行全方位分析、监督,保证操作人员的规范操作,对监测结果进行必要的检验与分析,使得监测结果具有一定的合理性与准确性,保障质量监督的可实施性。 2.2强化大气环境监测工作规范化操作 从当前的大气环境监测实验室管理方案来看,监测过程中具体的监测项目以及质量控制往往比较薄弱,对环境质量监测工作不到位,严重影响大气环境监测工作流程的规范化管理。因此,在对大气环境监测实验室进行管理的过程中,需要制定规范化的操作流程,使得监测结果具有一定的准确性[3]。同时,大环境监测试验室在进行环境监测工作的过程中需要注明在环境监测操作过程中需要注意的事项,对相关的操作方法,需要在监测实验室经过完整的备案,当前的操作人员在进行实验室操作的过程中,将与监测活动有关的过程中出现的差错以及失误控制在可接受的范围之内,以保障大气环境监测报告的质量。 2.3加强大气环境监测人员综合素质 监测人员是大气环境监测的基础,无论是多么先进的实验室,再对其进行管理的过程中都需要监测人员介入,通过使用先进的监测手段以及技术对大气环境进行监测。大气环境监测工作的监测人员需要接受实验室设备使用培训,直到培训合格后才能够正式上岗工作[4]。针对环境实验室当前的管理现状来看,实验室的监测人员在进行管理的过程中,不仅仅要制定严格的实验室管理制度,还要能够将管理制度良好的运用在实验室日常的管理过程中,让大气环境监测实验室中的每一个人能够感受到大气环境监测的重要性。 3.结语 环境污染已成为当前世界上各个国家关注的问题,其中大气污染是现代城市中主要关注的问题之一。因此,加强大气环境监测,保障环境监测结果准确性,是保障人们生活安全的重要措施。 作者:金瑞 贺海涛 单位:鄂尔多斯东胜区环境监测站 鄂尔多斯东胜区环境监察大队 大气环境论文:交通运输与大气环境治理 摘要:治理大气污染,改善空气质量,是全社会义不容辞的责任。在这场关乎人民福祉、关乎国家形象的环境治理行动中,交通运输行业理应主动作为,积极谋划,采用创新的思维方式,从创新管理、技术革新入手,向传统宣战,在改善生态环境工作中,走在全社会的前列。交通运输业是国民经济的重要产业,也是能源消耗的大户,是大气污染的重要污染源之一。在交通运输行业采取节能减排措施,对治理大气污染、改善空气质量,提高人民生活的幸福指数,具有重要的意义。 关键词:交通运输;雾霾;治理;大气污染 中图分类号:U4文献标识码:B 近年来,我国空气污染呈加重趋势,雾霾天气频繁出现,特别是京津冀地区,空气污染程度稳居全国前列,PM2.5超标呈常态化,空气污染已成影响人民生活品质、影响我国国际形象的一大公害,治霾防霾刻不容缓。造成空气污染的污染源很多,主要有工业源、交通源、生活源等。改善空气质量,提高人民生活的幸福指数,还百姓一片蓝天白云,交通运输行业责无旁贷。 1从节能减排的角度合理设置收费站 我国很多公路收费站存在车辆扎堆等待缴费的情况,有资料显示,汽车怠速3min消耗的燃油相当于正常行驶1km消耗的燃油,而且发动机在怠速时,燃油燃烧不充分,污染物排放量相当于正常行驶的数倍。因此,交通主管部门应当合理设置收费站及收费车道数量,避免或减少大量机动车原地怠速的情况,特别是大力推广ETC不停车收费技术。 2严格推行上路车辆准入制度 随着我国经济迅速发展,汽车保有量激增,相当一部分机动车排放不达标,属于“黄标车”。一辆黄标车的污染物排放量相当于数辆达标汽车的排放量,因此淘汰黄标车势在必行。黄标车的治理不仅在城市,在广大农村地区,也应实行黄标车淘汰制度。同时,对汽车生产环节,国家应对进入市场的每一款车型进行检测评估,严格按国家标准实行准入制度。对技术落后的车型,应严格限制其生产和销售。只有从机动车生产和销售环节把住关口,才能为交通运输行业大气治污创造有利的条件。 3大力发展公共交通,实施公交优先战略 大力发展公共交通,实施公交优先战略,显得颇为必要而紧迫。有研究显示,在北京市一个出行者乘公共交通工具上下班比乘私家车出行平均每年少产生4.1kg的碳氢化物,28.6kg一氧化碳和2.3kg的氧化氮。显然,提高公交车在汽车保有量之中的比例可以很好的提高大气环境质量,产生环境效益。 4构建合理的交通运输体系 在我国的长途货物运输中,应积极谋划交通大格局,特别是能源、建材等大宗货物材料,在具备水运条件的地区,应优先采用水路运输,在内陆地区优先采用铁路运输。对于水运、铁路不能通达的地区,再转由公路运输。只有构建合理的交通运输体系,才能使能源消耗保持在最低限度,创造最低的能源产出比,将货物运输环节对环境的影响降至最低。 5大力发展新能源机动车 在我国,新能源汽车尚处于起步阶段,传统燃油汽车仍占主导地位,新能源汽车占比还很小,发展潜力巨大。政府应采取补贴等形式鼓励人们购买、使用新能源汽车、替代传统能源汽车。 6结语 治理大气污染,改善空气质量,是全社会义不容辞的责任。在这场关乎人民福祉、关乎国家形象的环境治理行动中,交通运输行业理应主动作为,积极谋划,采用创新的思维方式,从创新管理、技术革新入手,向传统宣战,在改善生态环境工作中,走在全社会的前列。 作者:曹艳民 单位:唐山市交通运输局 大气环境论文:大气环境监测质量管控措施 自然环境污染所带来的恶劣影响给人们敲响了警钟,作为自然环境保护工作的基础和重要组成部分,大气环境监测工作日益受到了广泛的重视。如何有效提高大气环境监测质量,已经成为了当下社会热切关注的话题。由于大气环境组成成分复杂多变,监测数据极其容易受到许多不定因素的影响,任何气象条件或是空间环境的变化,都有可能造成大气环境监测数据及最终结果的误差,因此,健全大气环境监测质量管控体系,对大气环境监测工作进行全方位、全程序的质量控制,是非常必要且重要的。 1大气环境监测质量管控现状 现如今,我国已逐步从制度、规范及技术角度上加强大气环境监测质量与管控工作。例如《环境大气监测质量保证手册》、《环境监测质量保证管理规定》、《空气质量监测技术规范汇编》、《环境监测人员上岗证管理规定》等等相关政策法规的出台,都给大气环境监测质量管控工作的顺利开展提供了强有力的支撑[1]。然而由于大气环境监测质量管控工作具有极强的系统性和复杂性,再加之监测数据容易受到各种不定因素的影响,在保障大气环境监测工作的科学性和严谨性方面,还存在着一些尚未解决的问题。 1.1质量管控体系有待完善 要想在大气环境检测中获得科学、精准的数据,首先必须有一套行之有效的质量管控体系。从目前我国大气环境监测质量管控现状来看,在此方面还有待进一步的完善。虽然我国设立了相应的大气环境监测机构,但由于起步较晚,质量管控体系发展还不够成熟,质量监测管理机构内部控制系统与协调运转也还不够完善,无法在大气环境监测的各个环节中都发挥出实际效用,也就是缺乏全方位的管控体系的引导和制约。这对大气环境监测质量的管理与控制是很不利的。 1.2采样质量有待提升 大气环境质量的衡定标准来源于样品监测所得的数据结果,而数据的精确性和科学性又取决于采样的质量。在大气环境监测过程中,影响采样质量的随机因素较多,尤其是我国环境监测采样还长期处于边缘化阶段,采样片面性强、采样设备陈旧、采样工作人员专业素质不足、采样难度较大等等,都是目前大气环境监测质量管控工作面临的问题[2]。除此之外,现场采样人员的工作态度及认知水准也会对采样质量有很大的影响,例如一些采样人员在工作过程中会忽略掉对现场环境以及周围工厂企业的生产情况的勘察,因而所取得的样品质量往往不高,甚至是处于失真状态。 1.3现场监测管理力度不够 现场监测也是大气环境监测质量管控过程中不容忽视的一个重要环节,现阶段我国在大气环境监测中对现场检测的管理力度还有待加强。科学合理的监测布点是测定区域大气环境质量的前提,要想及时有效地采集到全面而精准的样本,就必须加强对测定区域的现场监测管理。现场监测管理不仅仅是对监测工作人员的管理,还包括对监测设备及监测时间的管理,然而许多监测人员只是在上班时间进行取样,且对监测设备的使用与维护缺乏重视,这些都是影响大气环境监测数据准确性的因素所在。 2大气环境监测质量管控措施 2.1健全大气环境监测质量管控体系 要想保障大气环境监测质量,健全大气环境监测质量管控体系是其必要前提和基础。大气环境监测质量管控体系应当对监测活动的整个环节进行严格周密的管理与控制,无论是实验室内的监测工作,还是实验室外的监测工作,监测工作人员都要严格按照管控体系的标准执行,只有这样才能确保大气环境整体监测质量。其次,健全的大气环境监测质量管控体系也是保障监测数据科学性、合理性、精准性和有效性的必然要求[3]。完善的管控体系不仅能使大气环境监测工作更加趋于规范性和完整性,也是全面推动我国大气环境监测质量的强大助力。 2.2加强现场采样质量管理与监督力度 对既定区域进行全方位的样品采集是获得精准可靠的监测数据的有效途径。采样的真实性和全面性直接影响着整个大气环境监测质量的管理与控制,因此,加强对现场采样质量的管理与监督力度非常重要。在大气环境监测过程中,对环境样本的采集应当充分考虑到时间及空间变化所产生的影响,监测人员在进行采样工作前,首先应对监测范围内的环境进行详细的勘察,并结合相关资料文献对检测现场有一个全面到位的了解,以此为基础进行采样方案的制定和选择;其次,为了保证采集样本的完整性和可代表性,还应对监测范围内的工业污染程度进行分类,根据污染的程度确定采样的频次和时段,并对采集到的样本进行严格的保存与管理;最后,对于监测现场所需的采样设备也应保养维护得当,这也是关乎检测现场采样质量的重要因素之一。 2.3规范监测实验室的质量管理 实验室的质量管理在整个环境质量监测控制工作中,也占有举足轻重的地位[4]。要规范检测实验室的质量管理,应当从以下几个方面着手:其一,对实验室整体环境进行规范管理。合理的实验室规划与布局是确保监测可靠性和安全性的必要前提,尤其要注重有毒有害以及对环境有破坏的样本应放在固定的位置,并加以警示,避免实验过程中造成人员伤亡或者环境污染;其二,对实验室物品及设备仪器进行规范管理。实验室内的设备仪器要有专人管理与维护,并进行定期的清理和保养,以确保监测数据的准确性和可比性;其三,对实验室监测操作流程及方法进行规范。实验过程中要严格执行标准、统一的操作规范及方法,以避免实验出现误差,影响到大气环境监测的整体质量和管控工作的开展。 作者:董新春 单位:山西省环境科学研究院 大气环境论文:大气环境监测有效对策 1我国大气环境监测的现状 1.1政府的监测工作为主,民间的监测工作为辅 通常情况下,大气环境污染物的监测工作都是由我国政府部门中的环境监测部门来执行的,而这一部门的主要任务则是完成政府的社会服务职能,为社会提供最为全面真实的大气环境报告,为环境稽查部门提供数据支持,从而制定环境稽查工作的主要方向。近些年来,民间的大气污染监测工作也得到了快速发展,刚开始主要都是畜牧养殖农场来执行大气环境的监测工作,其目的就是展示自身畜牧养殖环境的优势,从而全面的监测自身农场的大气环境。另外,一些养生度假的地方为了更好的吸引游客来旅游,他们对本地的小范围区域也开始了大气环境的监测工作。 1.2民间监测工作大都来自数据宣传理念 之所以民间还能主动的去监测大气环境的质量情况,其最主要的驱动力就是食品原材料以及养生地等对于环境的评估需求,现阶段,我国很多饮品企业的奶源地和水源地都已经相继的建立了在线监测实施数据的公开系统,而这些系统的建立也就充分的显示出了这些饮品企业的食材来源是具有环境优势的,是绝对没有大气环境污染的,而能够用在学术科研工作中的大气环境监测工作还没有有效的开展。 1.3污染物的分布特性导致监测结果是有差距的 大气污染物中的颗粒类污染物是无法以气溶胶的形式存在的,因此,大部分的污染物都是有着极强的区域性的。即使是位置相距很近的两个监测点,它们所监测到的大气颗粒污染物的污染物也是可能有着很大差距的,那么民众势必就会大气污染的监测结果产生不确定性,这种不确定性就可能进一步的压缩大气污染监测大数据的市场。 2我国大气环境监测中的主要问题 2.1大气环境监测网点的密度不足 现阶段在我国的各个城市中,大气环境监测系统的布置与气象站的布置基本都是重合的,而气象部门在布置气象站都是以乡镇的顺序来选择的,因此,大气环境监测工作在布局监测点时也是以这个顺序进行的,而这种每个乡镇1~2个网点的布局密度,要想保证监测气溶胶系统移动的准确性则是较为困难的。而民营企业在监测大气环境时,他们往往都只会在其生产园区内布置监测网点,有一些企业也会采用基于SCM系统的数字化监测系统,他们采用的并不是基于色谱仪和质谱仪的物理监测系统,那么这些监测点所得到的数据并不具备很高的置信度,也就无法严禁并且科学的监测大气环境。通常我们都采用空飘气球监测法来监测大气中的污染情况,这种方法所采用的设备不能重复利用,并且成本较高,并且使用的密度也是无法满足大气质量大数据的实际要求的。 2.2篡改数据的事件时有出现 我国的企业在监测大气环境数据时,他们最主要的就是要显示出当地的大气环境的优势,即使是大气环境并没有处于良好的状态,他们为了保证企业产品的销量,便会随意的修改所监测到的环境数据。还有一部分企业虽然自称是公开了其食材原产地的大气污染情况的,但是实际上他们并没有建立真正的大气环境监测系统,只是采用伪数据的方式进行“大气环境监测”。另外,政府的一些部门也存在着一些员工不负责任的问题,他们没有严格的按照流程操作,因此,所得到的数据监测结果就是不准确的。因此,在我国的民间对大气污染的监测数据虽然有着较高的关注度,但是长久以来其置信度却是无法令人满意的。 2.3还未形成统一的监测体系 我国大部分的大气环境监测机构都是由当地的政府相关部门负责管理的,而从全国的范围来看还没有形成一个统一的大气污染监控管理部门,那么对大气污染的数据就无法实现统一的管理和部署。所得到的所有监测数据都应先上报国家气象局,并与相应的气象数据进行同步汇总,然而,气象数据与大气污染的数据应是有着本质的区别的,可见,现阶段我国是继续建立一个单独的部门来负责大气环境污染监测这项工作的,这个单独的部门可以是政府中的某个部门,也可以是某一个企业,而对于成立这样的一个部门,我国还并没有制定出相应的议程和时间表。 3做好我国大气环境监测工作的有效对策 3.1真正的实现在线实时的监测大气环境数据 要想实现在线实时的监测大气环境中的各项数据,那么就不能继续采用基于监测芯片的纯电磁监测,而是应采用远程数据的读表技术,从而能够将数据自动的读出和记录,同时应及时的将这些全面准确的反映给广大人民群众,民众可以实时的掌握大气环境数据,而企业也能够进一步的认识到保护大气环境的重要性。企业对这项工作更加的重视了,那么企业之间的相互监督的效应才能充分的发挥,更多的企业积极主动的去监督那些环境污染企业,大气环境的污染问题才可能得到有效的治理。 3.2提升监测人员的责任心 负责大气环境监测工作的相关人员的责任心对于保证所得到的监测数据的客观性和准确性是有着决定性的影响的,无论是政府部门监测网点工作的相关人员还是在企业中负责大气环境监测工作的人员,他们都应具备较高的使命感和责任心,充分的认识到大气环境监测工作的重要性和必要性,尽自己最大努力的为社会和民众提供全面而准确的大气环境监测数据。 3.3建立完善并且独立的信息体系 由于气象部门对于各地大气环境监测部门是有着直接的管辖权的,所以,大气污染的指数都是通过天气预报和气象网站给公众的,这样就导致了稽查和监测部门是由两个部门来管辖的,那么在传递和执行业务时就会存在着隔阂。因此,国家应充分的考虑到环境稽查和监测部门的业务相关性,在各个技术职能部门中应将大气环境监测、水环境监测和土壤环境监测划分出来,它们都应归环境稽查部门管辖,从而保证环境监测工作渠道的畅通无阻。 3.4建立独立的部门和专业的监测体系 我国各类的环境监测部门不应该属于各个地市的相关政府部门来管辖,他们应受到全国统一的业绩考察和内部调度,为了真正实现更加独立的环境监测,并且为融资创造条件,进一步的加大监测点的密度,建议对这一部门进行企业化的改制。企业应将更加专业的环境监测服务提供给重点的环境依赖企业,并承接国家的各项环境监测任务,这样也可以得到相应的业务收入。 4结语 通过以上的论述,环境污染问题已经成为了世界各国共同关注的问题,而大气环境污染也已经成为了我国各类城市首要关注的环境污染问题,因此,我国的大气环境监测工作也随之逐步的走到了前台,针对现阶段我国大气环境监测工作的现状及存在的问题,我们应制定出具有针对性的改进对策,从而有效的提升我国大气环境监测的质量。 作者:李丽萍 单位:临沂市环境监测站 大气环境论文:大气环境监测质量的措施 1大气环境监测质量保证的定义 进行环境监测主要是为了解和掌握环境的具体情况,从而在具体的环境问题中能采取针对性的措施,避免破坏环境。为了实现人与社会、人与自然可持续发展的根本途径,必须做好环境监测工作。环境监测质量保证同促进环境可持续发展是辩证统一的关系,环境监测质量最终的目标是促进环境可持续发展,实现人与自然的和谐发展,而环境监测保证只是它实现这一最终目标的跳板。环境监测质量是从工业效果方面对环境监测有效性进行考核的重要标准。为了实现人类的持续、健康、和谐向前发展,我们需要大力开展环境监测工作,制定和研发合理的环境保护体系,利用环境监测的标准和要求指导监测行为,保证环境的监测质量。 2大气环境监测问题思考 2.1大气环境监测意识薄弱 众所周知,大气环境监测已成为全球共同重视的问题,不排除部分国家和地区遭受大气污染的影响较小,致使他们大气环境监测意识淡薄。受经济利益的驱使,有些国家和地区虽然也签署了保护大气的相关协议和条约,但在大气环境的保护、二氧化硫等温室气体排放量的控制、大气环境检测质量的提高方面力度不够,缺少法律意识。 2.2大气环境监测质量不高 在我国,作为对大气环境质量监测质量有重大影响的监测采样工作存在着四个主要问题:大气环境监测采样工作不受重视、大气环境监测采样工作边缘化、大气环境监测采样成本增加、大气环境监测采样结果不符合监测要求。其结果是大气环境质监测质量得不到保障。 2.3大气环境监测网络不健全 现阶段,我国大气环境监测网络构建之所以不健全主要是因为相关部门和相关技术人员对大气环境监测的网络不够重视。加之大气环境监测系统、相关机械设备、技术资料的匮乏,大气环境工作的开展显得举步维艰、大气环境监测质量的提高就无需多言了。 2.4大气环境监测经费不足 持续的资金投入是大气环境监测得以开展的物质保障,目前许多国家和地区在大气环境监测资金方面的投入明显不能满足监测工作的需求。长此以往必然打击大气环境监测人员的积极性和主动性,降低大气环境监测质量,因为资金投入的力度不够,大气环境监测系统和设备就不可能达到最新的配备要求,先进监测技术的引进也无疑是纸上谈兵。 3提高大气监测环境质量的建议 3.1提高大气环境监测意识 根据马克思主义哲学意识能动性原理的现实指导意义我们可以得出:意识的能动性是指意识能动地反映世界和改造世界的能力和作用。意识能动性的主要表现是意识对外部世界的反映是主动创造的过程,不是被动接收的过程;意识活动具有目的性和计划性,绝不是盲目的;意识能动性主要体现在人能在意识的指导下对客观实践进行改造;意识对人的生理过程和活动也会造成影响。国家和相关的主管机构要结合马克思主义意识能动性原理的现实指导意义做好大气环境监测的宣传教育工作,提高相关技术人员的大气环境监测意识。 3.2培育大气环境监测人才 科技是第一生产力,人才是科技进步的重要推动力。现阶段我国在大力实施人才强国战略,大气环境监测领域更要注重加强人才培育。要想理论水平高,在结果分析、方案决策等方面尽可能不出现纰漏就必须强化人才培育,加强监测理论和实践能力培训。人才培育除了监测理论的培训之外,还需注重监测实践的培训,因为实践能力越强,越能在监测过程中减少不必要的麻烦,同时也能大大节约成本。 3.3加大大气监测投入,提高监测质量 为了维护我们赖以生存的环境,保护人类安全,国家相关管理部门可以采取以下措施:做好大气环境监测的预算决算工作;加大对监测人员的培养力度;开发并完善大气环境监测网络系统;采购先进的监测仪器设备;及时公开监测结果,注重对结果的分析总结;实现产业结构最优化,及时淘汰落后的产业;认真执行针对大气环境污染所制定的具体措施。 3.4注重大气环境采样质量 为了顺利开展环境治理和改造工作,必须重视大气环境采样的质量。因为采样对大气环境质量监测有重要影响,大气监测不合理势必导致环境监测质量偏低。同时,为了充分体现采样的科学性和真实性,为大气环境监测提供质量保证,大气监测也必须提高大气环境监测质量。符合实际采样方案的制定并非易事,为了保障其完整性,我们在进行采样时要注意考虑到时间和空间的限制,根据实际情况确定采样点位、采样频次、采样断面、采样周期。针对工业污染采样而言,可以按照污染程度的不同进行分级采样,要将采样的重点放在重点污染源,随后才是污染较轻的污染源。最后为了确保采样的真实性,切实为大气环境监测质量提供保障,采样样品的安置、存放要求、采样的施工装备、采样的次数和数量的布局要尽可能合理并且要做好跟踪记录。 3.5建立和完善大气环境监测机制 大气环境监测机制的建立和完善是采集环境样品、分析测量数据以及综合评价数据等工作有效展开的重要保障。同时它还能从根本上提高大气环境的监测质量,因为它能将保障体系的指导作用实现最大化,使得监测行为严格遵循大气监测的标准和要求。 3.6建立并完善实验室认可制度 所谓实验室认可是指实验室进行规定类型的监测或校准是由权威机构授权的,具有权威性。为了更好地实现可持续发展,获得大气环境所需依据,应加强实验动手能力,做好质量监督网络建设工作,提高实验水平。 3.7注重同国外地区的合作交流 我们所处的21世纪是一个开放的世界,合作的世界。随着信息技术的迅猛发展,闭门造车的时代一去不复返。为了在大气监测方面取得更大的成效,我们应该加强同国外先进和发达地区的相互交流,增强大气环境监测各方面的经验教训。加强同国外地区的合作交流,是大气环境监测发展不可抗拒的趋势,因为它能让我们少走很多弯路。同时,为了实现人类与自然和谐可持续的最终目标,我们首先要明确,大气环境监测和治理单靠少部分人的努力是远远不够的,全人类应共同致力于大气环境监测和治理。 4结语 综上所述,为了治理环境污染从而实现可持续发展,我们必须加强大气环境质量监测,提高大气环境监测质量。各地区和各部门要注意提高监测意识、培养监测人才、建立和完善大气环境监测机制、推动并完善实验室认可制度、加强同国外地区的交流合作等,切实为人民谋福利,早日实现“同一个世界,同一片蓝天”。 作者:李淇祥 单位:云浮市环境监测站 大气环境论文:大气环境监测技术分析论文 1分析数字化测量技术 数字化监测技术的应用需要依靠检测系统的支持,该技术的基础部分可以分为四个方面:数据信息的获取、数据的储存和分类,数据传输和数据运算分析,只有对这四部分进行仔细的研究,最后才能完成对大气环境信息的数字化处理。在数字化测量技术的结构上而言,它运用双主系统模式,主系统下共有三个子系统,主要的功能分别为:数据采取功能、客户服务功能与服务器功能,其中大气环境数据的数字化采集环节是另外两个子系统的关键和基础,客户服务功能的主要作用是根据客户的要求,将监测到的大气环境数据进行处理,随后将处理结果传输到指定的控制中心,经过运算分析和处理,所得的数据会更加的直观,还可以向客户提供处理之前的数据,以便客户根据不同研究方面对数据进行自行处理。服务器功能的主要作用是响应客户的搜索及查询要求,建成完善的服务网络,进而满足客户的各类要求。客户服务功能和服务器功能在运行时可以实现相互独立,这样不仅可以避免相互干扰,还能在出现问题时进行及时的针对性维修养护,进一步地提高了大气环境监测工作的效率。 2数据的采集 计算机设备和I/O接口是数字化测量技术的重要组成部分,也是大气环境检测数据采集工作的重点。通过计算机数字化技术满足获取、放大和转换大气环境数据的功能,其中多台组合虚拟仪器的监测系统使用的I/O接口设备属于总线,而单独的虚拟仪器监测系统使用的I/O接口设备属于数据采集卡,其中使用较为广泛的有VISA总线和RS232,可以结合相关部门计算机设备的具体情况进行选择。数字化客户服务功能在大气环境数据的数字化采集过程完成后,通常需要将数据进行加工和处理,处理之后的数据才可以储存到系统当中,通过人机交互的方式提取相关信息为客户呈现数据结果,因此作为大气环境数据信息终端的数字化客户服务功能,可以为客户提供各种数据信息的搜索功能。另外,不同等级的客户对处理后数据的精度要求也存在一定的区别,数字化客户服务功能可以从客户的实际以及基本要求出发,为客户提供具有针对性的数据,使得大气环境检测结果更加直观、全面,从而为不同客户的不同研究方向提供便利。服务器功能数字化服务器功能是数字化测量技术顺利应用的重要基础,也是实现客户功能的重要保障环节。它在大气环境检测中的作用在于为数字化测量的结果提供储存的空间、运算分析等关键功能,另外为了确保服务器功能具有更高的灵活性,可以对服务器的系统进行人工录入和参数修改,使其适应实际测量过程中的不同要求。 3结语 综上所述,在大气环境监测工作中引用数字化的测量技术是具有划时代意义的,是全面开展环保工作的重要技术支持,但我国在大气环境监测方面的研究仍处在初级阶段,因此还需要在数据的采集、数字化客户服务功能、服务器功能等方面进行不断的更新和完善,相信通过不断的努力,数字化的测量技术将发挥出最佳的效果,为大气环境的监测工作提供更加可靠和有效的技术手段。 作者:杜艳敏 大气环境论文:加强大气环境监测的研究 1大气环境监测内容 1.1氮氧化物的监测汽车尾气中排放的大量氮氧化物污染气体,化肥燃料等的生产排放的废气污染以及石化燃料在高温燃烧时产生的氮氧化物都被排放到空气中,这些都造成了大气的环境污染。而大气环境中氮氧化物的含量过高,会引起人身体的不适,严重下会引发各种并发症比如吸入过量的二氧化氮会使得人体血液中血小板含量急剧下降,并引发急性白血病等,严重威胁到人们生命健康。因此,氮氧化物的监测也是大气环境监测的重要内容,是大气环境监测必不可以少的环节。1.2硫氧化物的监测大气中含硫污染物有很多,例如二氧化硫、硫化氢等都是具有硫物质的污染源,这些成分主要是来自石油或煤炭的燃烧。在化工硫矿物质的生产过程中,也会大量排放具有二氧化硫等污染气体。二氧化硫对大气的污染影响极为严重,并且二氧化硫的分布相对广泛,因此其影响较为广大。大气中的二氧化硫浓度过高会使得人们易患支气管炎、眼结膜炎症等疾病。同时还会使青少年的免疫力降低,抗病能力变弱。二氧化硫在氧化剂、光的作用下,能生成硫酸盐气溶胶,硫酸盐气溶胶能使人致病,增加病人死亡率。所以,对硫氧化物气体的相关检测也是大气环境监测的重要部分。 2加强大气环境监测的措施 2.1建立大气环境监测应急系统建立大气环境监测系统,能够加强环境突发性事故的相关应急监测,并且当发生大气环境紧急情况时,能够及时进行处理。建立大气环境监测系统,是处理好大气环境污染问题的关键前提。只有通过监测,对污染事故类型和相应的污染状况进行分析判断,才能对相关的污染事故进行正确的处理。平时应对监测人员进行相应的培训,并通过加大监测人员的培训力度,提高监测分析人员监测水平从而提高其大气环境监测能力。同时,对于大气环境的监测人员,着重介绍相关监测系统中有关对环境污染事故应急监测技术和方法,应有针对性地开展了相关环境应急监测的训练活动或检查考察。建立大气环境监测应急系统,是加强大气环境监测重要措施,对应对突发的大气环境问题起着重要的科学指导作用,从而有效的保护人民的生活安全。2.2引入虚拟仪器技术加强监测引入虚拟仪器的使用,对大气环境监测起到有效的帮助作用,虚拟仪器的使用可以为大气环境监测数据提供准确性、及时性的基本保障。监测仪器的使用直接关系到监测数据的收集、分析与处理,传统的环境监测仪器仪表功能单一而且人机交互差。大气环境监测中常用的各种光学、光谱学分析检测仪器与气体成分分析仪器等相关仪器的使用是环境监测的一个重要手段,随着环境监测要求的日益提高,对大气环境监测仪器的智能化要求也不断提高,这就要求在仪器使用上能够含有更高的科技,将环境监测变成一种自动化监测工作,实现数据共享与系统互连提高环境监测的工作质量与环境管理的实时决策。因此,引入虚拟仪器的使用可以有效的加强对大气环境的监测。 3结语 环境污染问题现已成为世界各国共同关注的问题,其中大气环境污染是现代城市首要关注的环境污染问题之一。因此,加强对大气环境的监测,是现在应对大气污染,保障安全人民生活重要措施。本文首先分析了我国大气环境的现状,然后具体阐述了大气环境监测的内容,并提出了加强环境监测的对策,旨在能够对大气环境监测的研究有所帮助。 作者:王花平 单位:山西省临汾市襄汾县环保局 大气环境论文:大气环境监测采样要求 1采样点的布设 具体要求有:采样装置要避免局部污染源的影响,距装置5~15m的范围内不应有炉灶、烟囱、饮食店等污染源,要避开交通干线,大气监测点设置在主导风向45°~90°夹角内,各监测点间距一般不超过5km;监测点位置一经确定不能轻易变动,以保证数据的连续性和可比性;监测点应选择远离林木、建筑物及公路的开阔地带;各监测点之间的设置条件相对一致,使各测点所获的数据有可比性;采样高度基本与植物的高度相同,总悬浮物的采样口应与基础面有l.5m的相对高度,以减少扬尘的影响;用2台以上采样器进行平行样品采集时,2者应保持一定距离,以防相互干扰,小流量采样器之间的距离以lm左右为宜,大、中流量采样器间的距离应保持2~4m;采集总悬浮微粒或飘尘时,采样头应配有合适的入口;手工采样法采集颗粒物时,采样头上必须装有专用切割器;进行恒温24h的连续采样时,二氧化硫、氮氧化物的仪器入口应设置成倒挂漏斗状入口;进气导管应采用聚四氟乙烯塑料管并自上而下接到吸收管(瓶)进气口或氧化管上,中间不可弯曲打结,以免积水,导管弯曲半径不得小于5cm;进气入口到吸收瓶间的导管应尽量短,不得超过0.5m;导管吸收瓶间用内插外套法连接,不得用乳胶管直接连接。 2环境空气采集 到达采样地点后,安装好采样装置。其架设高度应在要求范围内。采样口距地面1.5m。仪器架设好后,试启动采样器2~3次,检查气密性,观察仪器是否正常。吸收管与仪器之间的连接是否正确,调节时钟与手表对准,确保时间无误。按时开机、关机。采样过程中应经常检查采样流量及时调节流量偏差对采用直流供电的采样器应经常检查电池电压,保证采样流量稳定。用滤膜采样时,安放滤膜前应用清洁布擦去采样夹和滤膜支持网表面的尘土,毛面朝上,用镊子将滤膜夹入采样夹内,严禁用手直接接触滤膜。用螺丝圈定和密封滤膜时拧力要适当,以不漏气为准。采样后取滤膜时,应小心将滤膜毛面朝内对折,将折叠好的滤膜放在表面光滑的纸袋或塑料袋中,并贮于盒内,要特别注意有无滤膜屑留在采样夹内,如有应取出与滤膜一起称重。取采样后的滤膜时,应注意滤膜是否出现物理性损伤及采样过程中是否有孔漏气现象,一经发现,此样品滤膜作废。用于采集氟化物的滤膜或石灰滤纸在运输、保存过程中要隔绝空气。用吸收器采气时,温度过低、过高对结果均有影响、温度过低时吸收率下降;过高时样品不稳定,故在冬、夏季采样吸收管应置于适当的恒温装置内,一般使温度保持在15℃~25℃为宜。氮氧化物在采集时要避光,二氧化硫采集温度在23℃~29℃为宜,避免阳光直接照射。采样记录填写要与工作程序同步,完成一项填写一项,不得超前或后补。填写记录要准确、详实,内容包括:样品名称、采样地点,样品编号、采样日期、采样开始与结束时间、采样流量、采样时的温度和大气压、风向、风速、采样仪器、吸收液情况说明、采样人签名等。 3样品输送与交接、保存 3.1样品运输与保存 二氧化硫、氮氧化物样品采集后,迅速将吸收液转移至10mL比色管中,避光,冷藏保存。详细核对编号,检查比色管的编号是否与采样瓶,采样记录上的编号相对应,样品应当天运回实验室,进行测定,在样品保存和运输过程中,谨防洒漏与混淆。采集TSP和氟化物样品的滤膜,每张(氟化物两张)装在1个小纸袋或塑料袋中,每9个小塑料袋装入1个密封盒中(9张膜一般为1个测点3d所采的样),密封保存。勿折,勿揉搓。运回实验室后,放在空干燥器中保存。 3.2样品的交接 样品送交实验室应进行交接验收,交接人均应签名,如发现有编号错乱,标签缺损,字迹不清,数量不对等,要报告有关负责人,及时采取补救措施。采样记录应与样品一并交实验室统一保管。 作者:史銮章 秦中华 单位:云南省永胜县农产品质量安全检测中心 大气环境论文:大气环境监控技术 随着我国经济快速开展的同时,大气环境问题已日益严重,严重要挟人们的安康,抑止经济的开展。对区域性的大气环境质量情况采用常规的空中监测办法停止检测,很难得到精确的结果,且还需求投入大量的人员、设备和资金。而遥感技术不只具有速度快、本钱低、监测范围广等特性,其还能停止长期的动态监测,此外,遥感技术还能将有时用常规办法难以提醒的污染源及其扩散的状态发现出来。总之,遥感技术不只能对大范围的大气环境变化和大气环境污染停止快速、动态、实时、省时省力地监测,还能够对突发性大气环境污染事情的发作、开展停止实时、快速跟踪和监测,从而就能及时采取相应的处置措施,使大气污染形成的损失大大减少。因而,遥感监测技术在大气环境管理和大气污染控制中发挥着重要的作用。 1大气环境遥感监测技术的根本原理 遥感监测就是对一段间隔以外的目的物或现象经过仪器的运用来停止观测,是一种不用直接接触目的物或现象就能将所要信息搜集起来,并对信息停止辨认、剖析、判别的高自动化的监测手腕。遥感技术最突出的功用就是不需求采样就能够直接停止区域性的跟踪丈量,快速定点定位污染源,核定污染范围、以及污染物在大气中的散布、扩散等,从而取得比拟全面的信息。遥感监测技术主要分为3品种型,它们分别为紫外、可见光、反射红外遥感技术,热红外遥感技术和微波遥感技术。 2大气环境遥感监测技术的应用 根据遥感技术的工作方式停止划分,主动式遥感监测和被动式遥感监测是大气环境遥感监测技术的两品种型。其中,主动式遥感监测是指经过遥感探测仪器所发出的波束、次波束,与大气物质互相作用后可产生回波,经过对这种回波的检测,以完成对大气成分的探测。由于主动式大气探测仪器需求停止波束的发射和回波的接纳工作,因而,该检测技术又被称为雷达工作方式;被动式遥感监测主要依托对大气本身所发射的红外光波或微波等辐射的接纳,以完成对大气成分的探测。 2.1大气环境的主动式空基遥感监测 星载或机载的微波雷达当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。主动式雷达是由发射机经过天线在很短的时间内,将一束很窄的大功率电磁波脉冲向目的物发射,然后应用同一天线对目的地物反射的回波信号停止承受后显现的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物体的不同而不同,故在承受处置后,目的地物的方向、间隔等数据能够观测出来。当前,多数国度都停止了空间雷达探测方案的制定,例如,1993年美国NASA首先应用机载的探测雷对大气中气溶胶的散布停止了监测;1998年NASN再次应用载有雷达的极轨卫星对大气中的气溶胶、水汽、臭氧等成分停止了丈量;1994年Bourdon.A在希腊雅典应用机载差分吸收雷达对雅典市上空的光化学雾停止了丈量,取得了一些大气污染物如SO2、NO2、O3和气溶胶等的空间散布数据。 2.2大气环境的被动式空基遥感监测 太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感是当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术。 太阳直接辐射遥感是应用日光在大气中的衰减和散射,对大气组分停止丈量,其是经过对可见光的丈量,来对气溶胶的反演,应用紫外线波段来对大气臭氧、二氧化碳等丈量。 由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线,且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同,微波辐射计就是经过对这些不同的辐射频率信号的承受,来对大气组分停止反演。应用微波辐射计可将大气臭氧和氯化物丈量出来,其对大气臭氧的丈量精度和地基陶普生光谱仪丈量精度差不多。 多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手腕,大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射,在空中所接纳到的太阳辐射,包含了大气中气溶胶信息,经过接纳到的辐射停止丈量,就可将气溶胶的信息反演出来。目前气溶胶遥感手腕中最精确的办法就是应用多波段光度计遥感来丈量气溶胶光学厚度,多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果停止校验,例如毛节泰等在应用多波段光度计在对气溶胶的丈量方面停止一些研讨工作,如应用MODIS卫星材料对北京地域的气溶胶光学厚度停止了丈量,同时与应用空中光度计对北京地域的气溶胶光学厚度停止的丈量结果停止了比拟,实验证明,两种办法的丈量结果即精度相当,这也阐明了应用卫星遥感对气溶胶的监测,是一种地基遥感监测较好的替代办法,由于它能够补偿地基遥感空中观测空间掩盖的缺乏。 大气环境论文:大气环境治理存在问题及对策 摘要:随着我国经济水平的快速稳定发展,各行业科学技术水平都得到了较大的进步。然而随着大气污气排放的增多,给部分地区的环境治理带来了极大的影响。而北方农村地区在大气治理方面仍然有许多方面存在问题,加强对此类问题的分析,并采取相应的措施进行针对性的解决。对于加强我国环境治理的发展有着积极的影响意义。 关键词:北方;农村地区;环境治理;大气治理;问题;解决策略 0引言 伴随我国建设水平的不断提高,人们对于环境卫生也提出了更高的要求,北方农村大气污染问题不仅会影响到人们的身体健康问题,同时也对土壤以及水等资源产生了一定影响,因此加强大气环境污染治理相关工作得到了社会各界的广泛关注,笔者将针对北方农村地区大气治理过程中的一些常见问题进行分析,并提出有效的解决策略,希望能为相关从业人员带来一定参考意义。 1北方农村地区大气治理的常见问题分析 随着我国经济水平的快速发展,加强各地区的环境治理工作,有利于各领域的长远发展。而现阶段,北方农村地区在大气治理方面仍然存在较多的问题,这些问题对于环境治理工作的开展都有着极大的影响。而根据笔者分析,大气环境治理常见的问题主要有以下几方面内容: (1)污染监管及治理深度有待加强。由于北方部分农村地区在开展环境治理的工作过程中,其治理的深度和能力都相对薄弱,造成治理效果较不理想的情况。同时,部分乡镇地区也没有设立相应的环保机构,这也使得日常大气治理以及监管的力度受到了一定的制约,难以按照相应的检查标准开展工作,从而影响到了大气治理的整体效果。 (2)散煤燃烧较为普遍。空气质量的其中一项指标便是PM值,而农村散煤燃烧造成的大气污染排放是造成PM2.5的主要污染原因之一。由于农村地区人口众多,且分布广泛,在冬季时为取暖进行燃煤使得空气当中的硫分及灰分比例都大大增加。此外,由于散煤的价格相对便宜,但其质量也较为劣势,其排放出的灰分更为严重。因此使得北方农村地区的大气治理受到了严重的影响。 (3)季节性秸秆燃烧造成大气污染。由于北方部分农村地区在进行作物种植的过程中,具有较为鲜明的特点,使得季节性的秸秆焚烧较为普遍。而产生此类现象的原因,主要在于秸秆的回收价值相对较低,若使用交通工具进行运输,则会变相的加大耕作成本。因此部分农户则选择使用焚烧的方式进行处理。如此一来,使得北方农村地区的大气环境治理遭遇了较大的困境,这也是相关从业人员应当亟待解决的问题之一。 (4)机动车污染监管有待加强。近年来,随着经济水平的发展,农村的车辆也日渐增多。然而部分农户所使用的车辆为较为老旧和淘汰下的黄标车,这类车在行驶的过程中所排放出的尾气都不符合我国相关的大气排放管理标准,从而给大气环境治理工作带来了一定难度。此外,柴油车较多和油品质量也是排放不合格的原因之一。 2加强北方农村地区大气治理的几点建议 (1)明确监管责任,完善环境治理机构管理:政府相关管理工作人员应当加强环境监管的力度,并明确自身的监管责任。在开展农村地区大气治理的过程中,应当积极加强宣传工作的开展,走街串巷加强环境治理必要性的宣传工作。此外,建议应当根据农村地区的实际情况,进行环境治理机构的建设,加强机构的执法能力和环境治理权限。从而加强思想宣传与实际监管的双重实施,确保环境治理工作能够得到良好的开展。 (2)强调使用清洁型燃煤,加强散煤监管:由于地理环境的问题,北方农村地区的供暖方式选择相对较少,完全禁止进行燃煤取暖是不现实的方式。因此,在进行治理的过程中,可以通过加强清洁性燃煤的宣传,提高对散煤销售和使用的监管来加强这一环节的管理把控工作。相关工作人员在日常工作当中要应加强管理把控,对于私自进行散煤销售的商户要予以严厉惩处。同时大力鼓励使用硫分、灰分排放较少的清洁型燃煤,从而有效加强环境治理的有效性。 (3)开展政府扶持,推广秸秆运用探索:季节性的秸秆焚烧问题无法有效得到根治,其根本原因在于进行长途运输需要的费用相对较高,而焚烧又会对大气环境带来极大的影响。因此政府相关部门单位应当成立有关的研究小组,并与乡村进行紧密结合,加强推广秸秆的运用方式探索,从而找出恰当的方式进行秸秆的使用,避免进行大面积焚烧。另外,政府可以拿出一部分扶持金用于帮助农户解决秸秆的运输问题。 (4)加强车辆监管,严打黄标车:相关工作人员应当加强日常的车辆监管力度,并逐年对检查范围进行扩大,逐步加大黄标车的限行区域。此外,可采用路检、年检以及上门抽查的方式加强机动车排放情况的检查监管。一经发现高物排放的黄标车,要予以清除。同时,政府相关工作人员也应当加大城乡结合建设的力度,尽可能的以公共出行的方式替代机动车出行,从而降低和减少机动车废气排放问题。 3结语 综上所述,北方农村地区的大气环境治理问题较为严峻,相关工作人员应当积极做好日常的监管工作。深入了解农村人员的生活苦衷,帮助其解决问题,并通过与地方政府加强交流的方式,采取积极的措施加强农村道路出行的便利性,减少和杜绝黄标车的出现。只有这样,才能从根本上加强农村地区大气治理效果,为人们带来良好的生存环境。 作者:李春峰 单位:黑龙江省垦区环境监察支队 大气环境论文:大气环境监测中激光雷达技术的运用 【摘要】激光雷达是当前应用广泛的一种现代光学遥感设备,是传统雷达技术和现代激光技术结合后的产物,在大气环境监测中有重要的作用。本文以激光雷达的特点为基础,对如何将其应用到大气环境监测中进行分析。 【关键词】大气环境监测;激光雷达技术;应用要点 激光雷达是集激光技术、光学技术和微弱信号解析技术于一体的一种现代化遥感手段,激光雷达由于探测的波长缩短,波束定向性增强,因此本身具有比较高的分辨率和灵敏度,能准确探测盲区。激光雷达技术形式能实现对大气环境、海洋和陆地等探测,在各个领域中有重要的作用。 1激光雷达的特点、分类和发展 大气环境中污染物成分的监测,需要对气象因素进行掌握,探测大气成分。激光雷达能探测气溶胶、云粒子的具体分布,同时能进行大气成分、污染环境气体的探测等,对主要污染源、城市上空污染物的扩散等进行有效管理。 1.1激光雷达特点 激光雷达对技术性有严格的要求,涉及到激光光源、激光发射和接收光学以及机械系统等,必须合理应用脉冲技术,实现连续工作。激光雷达采用脉冲或者连续波两种工作形式,探测方式也分为直接探测和外部探测等,通过发射一定频率的激光脉冲,能将短激光脉冲发射到大气层,沿着轨迹可以发现,光逐渐被小粒子散射开。反向散射到激光雷达系统中,被监测器接受,接受信号后,对数据处理,得到最终结果。由于光的等速性、时间和散射器等和距离有关,沿着空间信息被检测后,接受空气中的粒子和分子后,能实现信号的移动,其本身具有比较高的分辨能力和抗干扰能力。 1.2激光雷达分类 随着科学技术的不断发展,激光雷达的类型有很多。在大气污染和环境监测过程中,地基固定式和车载激光雷达的呈现出网格化的趋势,机载激光雷达在发达国家应用效果比较明显,很多空间激光雷达执行范围扩大。测量对象以SO2、NOx和O3等为主,在探测过程中以高灵敏度为主,考虑到吸收形式和米氏后向散射法的具体要求,激光器发展则以半导形式为主,激光器的发展趋势是采用半导体激光器泵浦的全固化激光器。 1.3激光雷达技术的发展 近几年我国激光雷达技术取得突出的进步,我国中科院大气物理所研制出第一台激光雷达,同时附带能见度比较高的YAG雷达。中科院武汉物理与数学研究的激光雷达,钠层荧光激光雷达和拉曼散射激光雷达应用优势比较明显。中科院安徽光机所的激光雷达技术研究取得了突出的成就,已先后研制成功我国第一台测污激光雷达即监测乙烯的JC-1激光雷达、平流层气溶胶探测L625激光雷达、可移动双波长对流层和近地层气溶胶探测L300激光雷达、我国第一台平流层臭氧探测UV-DIAL差分激光雷达,能实现大气环境属性的监测[1]。 2大气环境监测中激光雷达技术的具体应用 当前我国激光雷达技术在具体检测中起到重要的作用,在具体应用过程中建立了雷达观测站,激光雷达在国内发展趋势比较明显,如何将其应用到大气环境监测中成为重点。以下将对大气环境监测中激光雷达技术的具体应用进行分析。 2.1气溶胶和边界层的探测 在诸多大气环境影响因素中,气候是主导因素,云和气溶胶是两个重要但是不能确定的影响因子,气溶胶通过吸收和散射太阳辐射以及地球的长波辐射后对大气系统产生影响。云层对大气辐射平衡影响较大,对于系统本身而言,云不仅仅是指示器,同时也是调节器,云在气候变化中起到重要的作用,根据边界层的参数设定要求可知,如果准确确定高度和准确度是张洪点,在实施过程中要了解传输模式和污染物的系数。在各项指标确定的过程中,利用激光雷达能实现对云和气溶胶的处理,在实践过程采用Mie散射,包括共振荧光、偏振等,为了实现不同区域的探测,要对消光系数、后向散射系数等进行处理,了解结构特征,并对各类特征进行分析[2]。 2.2温度的探测 温度是一个重要的气象参量,大气温度对海洋、大气物理和天气预报等起到重要的作用,根据现有温度检测形式可知,充分利用高分辨率的激光雷达,能得到准确的数据。拉曼激光雷达也可以应用到温度探测中,该方案分为振动和转动两种,可以充分利用N2和O2分子,以转动谱线强度和温度关系测量为基础,可以采用双波长转动拉曼散射原理实现大气温度的探查[3]。 2.3能见度的监测 能见度的好坏直接反应区域大气环境的质量,同时和人们的日常生活存在一定的联系,尤其是海陆空交通容易受到制约。如果能见度比较低,则直接给人们带来诸多不良影响,因此探究大气环境质量,了解能见度是关键。在能见度监测过程中采用激光雷达技术,能直接探测激光和雷达的相互关系,根据大气能见度的具体要求可知,为了准确反应大气对传输的衰减作用,需要将其作为重要手段,按照能见度和倾斜程度进行评价。水平能见度在大气环境均匀的条件下可见度比较高,根据现有原理和消光系数要求可知,克服其他不良因素的影响,能满足具体要求[4]。 2.4风的探测 风速是气候学研究的重点所在,也是大气环境中污染物输送的重要参数,大气中风速的测量对全球气候有一定的积极影响,提升数值天气预报的精度是重点所在。在局部区域检查过程中,要了解技术要点和重点,实现直接检测。地基相干系统逐渐成熟,其整体上对发射激光有严格的要求,考虑到发射、接收光学系统等变化,要做好边界层的风速测量工作,非相干检测技术受到广泛的重视,根据边缘检测系统的具体要求可知,做好大风场的测量是关键。利用单边缘检测技术测量风速时,要了解气溶胶和分子散射点,兼顾到大气风速测量类型,为了提升风速实现灵敏度检测,必须合理应用检测技术[5]。 2.5大气成分的检测 大气成分的检测对制定环境保护方针有重要的作用,以差分吸收激光雷达系统为例,该系统形式利用激光被气体分子的吸收和被气溶胶、大气分子向后散射后,直接进行预设。该系统在大气成分测定中起到重要的作用,包括:水蒸气、臭氧和大气污染体等,以差分吸收激光雷达测量原理作为基础,要做好物质吸收线测量工作,另外波长调到线上,以高重复频率将这两种波长的光交替发射至大气中。此时由于激光雷达所测量到的这两种波长光信号衰减差是待测对象的吸收所致,因此通过数据分析,便可得到待测对象的浓度分布,从而达到测量目的。 2.6水汽探测 水汽在大气中含量比较少,是比较活跃的一种气体成分,是生成云和降雨必不可少的因子,对天气和气候等有重要的影响,同时也是大气污染物中气溶胶和二次污染物形成的重要影响因素。水汽在红外波段有很多吸收带,能吸收很多部分的太阳辐射能,使其成为平衡地气系统辐射收支的一个重要因素。水汽的重要因素和具体分布会产生一定的影响,利用Ranan光谱技术探测大气中水汽垂直分布情况,激光雷达探测水汽能力逐渐提升,在具体监测中起到重要的作用,根据空间和时间分辨率要求,严格按照测量精准度实施,根据结构和时间变化对技术进行处理。激光雷达在探测水汽的高度、空间和时间分辨率、测量精度上都得到了迅速发展,显示了它在捕获水汽的空间结构和随时间变化特征等方面具有优越的能力。 3结束语 近些年来我国激光雷达技术取得了突出的成就,朝着精细化和定量化的方向发展,为了保证技术应用的合理性,要突出技术的应用优势,严格按照检测要求落实,进而促进该技术在大气环境监测工作中的合理化应用。 作者:姜杰;郭燕鸿 单位:贵州省环境监测中心站 大气环境论文:以科技创新推进大气环境保护对策研究 摘 要:本文以科技创新的视角,在论述了我国大气环境现状、大气环境保护领域科技创新现状的基础上,分析了我国当前在大气环境保护领域存在的问题,提出了解决大气环境问题的根本途径在于科技创新、以科技创新支撑产业结构和能源结构调整等五条建议。 关键词:科技创新;大气环境保护;大气污染防治 清洁的大气环境,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。十八大以来,党中央、国务院高度重视大气环境保护工作,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展,着力形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式。要现这一目标,从源头上扭转大气环境恶化趋势,为人民创造良好生产生活环境,除了完善的法律制度、到位的政府监管、科学的监测系统、全民的环保意识外,还需要优化的产业结构、合理的交通布局、高效的环保设备、清洁低碳的能源作为保障,而优化产业结构、合理交通布局、高效环保设备、清洁低碳能源都需要通过不断的科技创新,研发出更加高效、环保、低碳的产业技术来实现。 1 我国大气环境现状 1.1 当前生态环境现状 根据《环境保护部2016年1-11月和11月重点区域和74个城市空气质量状况》,1-11月,全国338个地级及以上城市平均优良天数比例为80.5%,同比提高2.6个百分点。PM2.5浓度为44微克/立方米,同比下降8.3%;PM10浓度为79微克/立方米,同比下降7.1%。在全国重点监控的三个区域中,空气质量到不同程度的有所改善,珠三角空气质量最好,1-11月平均优良天数比例为90.2%,长三角次之,1-11月平均优良天数比例为77.5%,京津冀再次之,1-11月平均优良天数比例为59.0%,1-11月三区域PM2.5浓度分别为30微克/立方米、44微克/立方米、63微克/立方米,PM10浓度分别为46微克/立方米、73微克/立方米、110微克/立方米,仅珠三角PM2.5、PM10数值达到国家二级年均浓度标准。全国空气质量状况成南优北差、西好东(中)孬的分布形势。 1.2 已形成比较完善的法律体系 《环境保护法》、《大气污染防治法》和《环境影响评价法》已分别于2015年1月1日、2016年1月1日和2016年9月1日起施行,已形成了比较完善的大气环境保护法律体系。这三部法律及一系列配套行政规章的实施,有效地改变大气污染防治领域“守法成本高,违法成本低”的局面,改变着人们的生产、生活方式,提高着全社会的节约环保意识。 1.3 “十三五”规划纲要明确环保硬指标 国家“十三五”规划纲要指出,未来5年,我国将“以提高环境质量为核心,以解决生态环境领域突出问题为重点,加大生态环境保护力度,提高资源利用效率,为人民提供更多优质生态产品,协同推进人民富裕、国家富强、中国美丽。”实行最严格的环境保护制度,强化排污者主体责任,形成政府、企业、公众共治的环境治理体系,实现环境质量总体改善:PM2.5未达标地级及以上城市浓度下降18%、地级及以上城市空气质量优良天数比率超过80%;单位GDP能源消耗5年累计降低15%。 1.4 实时监测空气质量并每月 自2013年1月开始,中国环境监测总站按照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)对京津冀、长三角、珠三角等重点地区及直辖市、省会城市和计划单列市共74个城市开展监测和评价,并每月公布74个城市PM2.5、PM10、O3、SO2、CO和NO2等主要污染物的数据,形成了信息公开、月度排名、领导约谈等管理制度。 近几年,中国环境监测总站根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)每日对全国338个城市空气质量状况进行检测,并每月公布338个城市空气质量总体状况。 2 大气环境保护领域科技创新发展现状 2.1 以科技创新支撑大气污染防治已写入法律 新修订的《大气污染防治法》第六条明确规定,国家鼓励和支持大气污染防治科学技术研究,开展对大气污染来源及其变化趋势的分析,推广先进适用的大气污染防治技术和装备,促进科技成果转化,发挥科学技术在大气污染防治中的支撑作用。 2.2 实施蓝天科技工程和清洁空气研究计划 “十一五”至“十二五”期间,科技部通过实施973计划,环境保护部启动《清洁空气研究计划》(CARP),取得了一系列研究成果,使科技界对雾霾的主要成因有了基本定论。通过“蓝天科技工程”国家科技重点专项,支持研制了一批在线与现场大气环境监测设备,应用于对雾霾的实际监测。排放控制技术方面,针对燃煤、机动车、扬尘、餐厨等排放源及分散源控制,除尘、脱硫、脱硝等关键技术实现突破和产业化应用,开展了城市群大气污染防治技术研究和健康与雾霾关系研究,形成了区域空气质量管理体系等运行机制。 2.3 技术研发体系初步建立 我国已经建立起针对大气复合污染基础研究监测预报、预警技术、决策支持三大支撑体系,形成了针对主要污染源减排技术研发体系,现有研究成果支持了新的《环境空气质量标准》、《重点区域大气污染防治“十三五”规划》和《大气污染防治行动计划》等重大决策的及时出台及实施。 2.4 几项环保技术发展现状 2.4.1 除尘技术 除尘技术主要有电除尘、袋式除尘和电袋复合除尘三种,在电除尘领域,我国自主创新的粉尘凝聚、SO3烟气调质、高频电源、高频脉冲电源及控制技术得到了广泛的应用,湿式电除尘、低温电除尘、超低温电除尘、机电多复式双区电除尘和移动电极式电除尘等技术已处于国际领先水平;袋式除尘技术已达到或接近国际先进水平;电袋复合除尘进一步提高了除尘效果和水平,有较广阔的应用前景。 2.4.2 脱硫脱硝技术 脱硫脱硝技术主要应用于火力发电厂和生活垃圾处理厂,我国目前已掌握该项技术,并已实现消化吸收再创新。国产脱硫脱硝装备已实现火力发电厂的超低排放,我国已有95%以上的火力发电机组配备了烟气脱硫脱硝装备,烟气脱硫脱硝产业装备生产能力已排名世界首位,出口多个国家和地区。 2.4.3 大气监测技术 环境监测技术、汽车尾气检测技术,总体上发展比较快、潜力很大,与国外先进水平的差距在不断缩小,尤其在光谱类环境监测技术与仪器方面。在一些重大的国家项目中,我国自主研制的仪器也发挥着越来越重要的作用。质谱技术、生物传感器、物联网、汽车尾气遥感检测等新型成熟、交叉技术正得到越来越广泛的应用。 2.4.4 地源热泵技术 近年来,我国的地源热泵技术得到了空前的发展,引领了新一轮的产业发展潮流。地源热泵技术作为一种环保高效的新技术,能耗仅是普通电锅炉,燃油锅炉烘干能耗的四分之一到三分之一,在节能减排方面优势明显,可在一定程度上替代使用燃油、燃煤等高耗能、高污染的工农业生产设备。全现有地源热泵厂家近万家,生产技术和产品在国内有一定竞争力。 3 存在的问题 近年来,随着我国经济发展和科技的进步,大气污染防治技术水平也不断提高,通过自主创新与对外科技合作,掌握了一批具有自主知识产权的大气污染防治关键技术,但我国在该技术领域与国际先进水平仍有不小差距,技术薄弱环节依然突出。 3.1 创新能力较低,有竞争力的环保产品较少 除了除尘和烟气脱硫脱硝技术外,其他如太阳能、风能、潮汐能的高效利用、光伏发电技术、煤炭清洁高效利用、低排放高效动力热能设备等诸多领域,与发达国家尚有一定差距,产品在世界市场缺乏竞争力,科技对防治大气污染的支撑能力急需提高。以企业为主体的环保技术创新体系不完善,产学研结合不够紧密;具有原创性和自主知识产权的核心技术缺乏,部分关键设备仍需依靠进口。 3.2 产业结构不合理 高端环保产业较少,产业集中度低,产业内龙头骨干企业相对较少;环保技术与装备的供给低端过剩与高端不足并存;商业模式不成熟,全方位服务体系尚未完善。 3.3 检测技术自动化程度较低 虽然环境监测设备国产化程度在逐步提高,但国产的环境监测仪器和设备中还存在着自动化程度较低、遥感遥测技术尚不成熟、部分关键元器件仍受制于人等问题;环境监测技术在时间、空间、数据可靠性、一些特殊污染物的监测手段等方面仍存在一些问题。 4 意见建议 4.1 解决大气环境问题的根本途径在于科技创新 近几年,我国的大气污染防护力度不断加大,减煤、降尘、控车、治企、监管以及大点源控制、电煤的清洁利用等相对集中获得减排量的措施都已实施。除PM2.5和臭氧外,其他几种指标都已经达到或者接近国家空气质量标准的要求,若要进一步缩小M2.5和臭氧这两个指标与国家空气质量标准的差距,其根本途径在于科技创新。只有依靠科技创新,加大大气环境质量保护领域先进技术研发力度和研发投入,才能从根本上解决大气污染问题。如臭氧是氮氧化物和挥发性有机物(VOCs)在光照的作用下发生化学反应的产物,要消除VOCs,只有依靠科技创新,研发出先进的技术,才有可能把臭氧和颗粒物的浓度降下来。 4.2 以科技创新支撑产业结构和能源结构调整 根据产业经济学的理论,科技创新对产业结构的影响首先表现在科技进步影响需求结构,从而导致产业结构的变化。需求结构对产业结构的影响是直接和最基本的,因为没有社会需求的产业根本就不可能存在。但是,需求结构却受到科技进步的制约,即使有合理的需求,只要技术上还不可能制造出产品以满足这种需求,新的产业就不可能出现。然而技术上一旦有了重大突破,就会极大地刺激新的需求,推动新产业的形成和l展。例如,高储能技术一旦突破,就会引发汽车产业的革命,占世界排污量近40%的燃油汽车将迅速被淘汰,势必改变整个世界的需求结构,进而使产业结构和能源结构发生巨变。 4.3 完善研发新能源扶持政策 进一步完善扶持太阳能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等可再生能源的扶持政策,稳步推进沿海核电自主建设工程,引导鼓励有条件的科研机构、高等院校和科技型企业研发可再生能源的新技术、新产品,加大扶持研究探索新型清洁能源力度。 4.4 加大科技计划实施支持力度 将研发新型清洁能源、可再生能源、煤炭清洁高效利用、新能源汽车和大气污染防治等高新技术纳入国家、省科技计划,采取补助、后补助、贷款贴息等方式,加大支持力度,加速新型清洁能源、可再生能源、煤炭清洁高效利用、新能源汽车和大气污染防治技术的研发和产业化水平,培育新型环保产业,推动产业转型发展。 4.5 推进环保产业的国际科技合作 全面实施“一带一路”战略,鼓励除尘、脱硫脱硝等优势产业参与国际竞争,在竞争中求发展,壮大产业规模;加强国际技术交流,学习引进国外先进的环保和新能源技术,消化吸收再创新,加速提升我环保产业技术水平。 大气环境论文:浅谈我国农村大气环境保护的制度构建 摘要:我国农村大气污染主要是受焚烧秸秆、化肥使用以及集约化种植等因素的制约,并且在制度上以及管理上的落后现象等方面影响的。所以,加强农村大气环境保护,促进相关制度的积极构建将发挥重大意义。 关键词:农村;大气;环境保护;制度 农村大气污染与城市污染不同,农村大气污染物品种多,具有更大的分布范围,要对其治理会面对较大困难。并且,作为弱势农业,需要认识到环境污染产生的负面影响,并利用相关措施尽早对其防范,以使将复杂的农村环境进行有效改善。 1 将生态作为发展理念 将生态作为发展的主要理念,并促进大气环境友好型农村产业制度的形成。该制度在构建过程中,需要从两方面进行改善。其一,对农村乡镇企业实施规划、审批,并阻止一些污染源的侵入[1]。根据农村生态系统中的资源特点以及环保目标的形成,对乡镇企业进行规划布局,以保证因地制宜效果的形成。还需要实现环境管理制度,在对大气环境实施保护期间,对乡镇工业进行合理调整。执行环境审批制度,针对环境影响评价以及项目审批结果,需要对污染严重的产业从农村转移。不仅要禁止一些工业污染转移到农村,在农村城镇企业发展中,还需要按照我国的产业标准以及环境保护政策,促进地区经济的合理发展。其二,促进循环经济的形成,构建农村资源综合利用制度,农村中产生的大气污染主要为资源,不仅在开发利用上不够合理,实际的利用效率也比较低,从而导致大量的有毒物质扩散到环境中,造成严重的污染现象。基于这种情况,需要促进资源、能源的有效利用,并推广一些清洁能源,以降低废物的产生[2]。如:实现秸秆的综合利用,根据相关制度的实施要求,将秸秆代替化肥料、饲料,避免焚烧秸秆现象的产生。 2 城乡的统筹发展 实现城乡的统筹发展,促进农村大气环境生态补偿制度的形成。耕地、水域以及森林等是农村生态环境中最为基本的自然生态系统,为了维护这些系统,农村会投入大量资金,并放弃了其他的发展机会。所以,应遵循补偿机制,促进城乡间的生态发展。在对农村大气实施保护过程中,要实现公平、公正的补偿机制,不仅要解决资金短缺问题,还需要弥补生态系统中的价值损失。该制度的形成是通过国家的财政支出以及各个政府的专项资金来实施保护的,这些资金不仅要利用到财政预算以及秸秆利用上,还需要实现绿色产品的有利开发,并将科技作为主要的推广技术,促进环境预防工作的合理发展。 3 以预防为原则 3.1 按照城乡大气一体化的实施目标,促进环境管理体制的形成。该体制能够改变环境保护目标责任制,并实现综合性治理。根据城乡地区的发展现状,对大气环境保护工作进行规划。还需要全面推广政府的责任机制,并按照一定标准对其考核,解决工作行为中存在的问题。 3.2 在对农村大气中的各种来源进行治理期间,各个部门要改变交叉、重叠现象,实现多个部门的有效交流与合作,使其能够共同对大气环境实施保护[3]。 3.3 利用多种机制对大气环境进行管理,控制,在对农村大气进行保护工作过程中,不能仅仅依靠政府来完成,需要增加更多的实施机制。如:实现绿色化产品制度,在产品生产中,使用少量的化肥和农药,并在大气污染环境保护期间,对受害人的相关事件进行宣传,这样不仅能增强社会力量,还能扩展大气环境的保护范围。 3.4 推行财政法律制度,政府需要对资源的稀缺性以及大气环境成本进行定价,根据市场上的价格,对大气环境制度进行监督与指导。对可再生能源以及秸秆发电厂等这些产业,执行电价政策,还需要实现能源再生,对一些不符合国家规定的能源,实现全网收购政策,对其不能实现审批用地,要将其依法取。 3.5 根据农产品的生产过程,建设环境影响评价制度。该制度的形成能够对环境的风险性以及预防思想进行评价,还能为农产品的安全实施提供保障,在保证农产品质量基础上,解决生产期间存在的污染问题。因此,在该制度下,需要对我国的农产品实施质量安全评价制度,并在该基础上建立环境影响评价制度,以保证能对农村的大气环境污染问题进行有效解决[4]。 4 遵循以人为本 遵循“以人为本”的发展理念,促进农村环境教育制度的形成。对农村居民进行环境宣传教育工作,使农村居民认识到教育的重要性,并形成良好的环境保护意识。构建农村环境保护宣传教育制度,能够使农村居民提高自身的环保意识,使其能够将预防作为主要的实施原则。农村环境教育制度中需要包括环境保护法律、法规。在对该制度进行积极宣传过程中,需要利用广播、网络以及图册等形式广泛宣传,还可以将一些典型实例报道出来,以保证农村居民意识的有效提高,增强环境保护的积极性,从而促进环境监督工作的有效执行。 总结 基于以上的分析,在为我国农村大气环境保护构建相关制度期间,为了将农民的被动意识转变为主动意识,并促进保护行为的规范进行,不仅要将生态作为环境保护的主要理念,实现城乡的统筹发展,还能将预防作为主要原则,以促进农村大气环境保护工作的有效实施。 (作者单位:山东省济宁市兖州区第一中学) 大气环境论文:大气环境监测质量提高对策 摘 要:雾霾、PM2.5等各种大气污染物对人类生存环境的危害越来越大,开展大气环境监测是确保大气环境质量,提升对大气的治理能力,确保人们生命健康安全的重要保障。本文就大气环境监测质量提高对策提出建议。 关键词:大气环境监测;监测质量;问题;对策 空气是人类生存中的必须品,人类生活质量受大气环境的影响很大,在污染的大气环境中呼吸,很容易患上呼吸疾病,甚至是引发肺癌。大气环境监测是整个环境监测的重要组成部分之一,在我国环境监测部门中占据重要地位。分析收集大气环境监测数据信息,可有利于环境监测部门了解大气环境基本情况,提升大气环境监测工作质量,有效预防大气污染,确保人们健康生活,推动我国建设和谐社会均具有十分重要意义。 1 环境监测质量保证的内涵 大气环境监测工作具有^强科学性和系统性,监测数据在保护环境工作中具有重要的作用。大气环境监测数据信息应具有完整性和准确性,同时还要在大气监测实验室里分析对比。若发现大气监测数据遗失,应重点进行分析,同时制定出科学合理方案。因大气监测中获取到的数据具有代表性,工作人员最终确定的采样地点及采集的样品应能代表监测区域内的污染情况。 2 大气环境监测质量工作中存在的问题 2.1 缺乏有效的大气环境监测质量控制体系 有效的大气环境监测质量控制体系,在提升监测采样数据准确性同时,还能提升检测样品代表性和实验室检测数据准确性,大幅提升大气环境监测质量。现阶段,我国大部分监测部门都缺乏有效的大气环境监测质量控制体系,使得采样、检测及分析工作未得到有效控制,难以充分发挥质量控制体系作用。 2.2 监测人员的综合素质水平较低 影响我国大气环境监测质量的一大难题是监测人员综合素质水平较低,专业水平得不到保证。由于相关编制不完善,缺少专业监测技术人员,高精尖技术人才匮乏;而且大气环境监测工作未得到相关部门重视,投入资金少,培训机会不多,很难提升监测人员专业水平和职业素养。 2.3 现场监测管理不重视 大气环境监测工作对于现场监测要求较高,如监测人员对数据资料重视度不高,极易出现失误和突发意外,影响监测结果准确性,降低大气环境监测质量。 2.4 大气环境监测质量控制手段不完善 目前,大气环境监测质量控制手段还不完善。大气环境监测包括有很多环节,主要有采集和分析样品、处理监测数据、制作监测报告、审核报告结果。为了确保监测质量,需要将上述各个环节工作做好。现阶段,有很多监测部门并没有将质量控制手段落到实处,对现场采集工作监督不到位,没有建立起完善的实验室资质认可机制,很难有效控制监测工作中的每个环节。 2.5 大气环境监测网建设缓慢 借助于大气环境监测网络可以很容易的实现不同地区监测部门之间的数据资源共享,不同地区的监测数据信息可以为其他地区利用,可以实现资源利用的最大化价值,同时还避免了资源浪费现象。由于我国大气环境监测网建设缓慢,还没有建立起相关的网络系统。即使环境保护部门高度重视起环境网络的建设工作,但是在建设该网络的过程中需要投入大量的人力和物力,同时还要有先进的技术支持,很难在短时间内完成。 3 大气环境监测质量提高对策 3.1 建立健全大气环境监测质量管理体系 大气环境监测工作能否顺利进行受大气环境质量管理机制的影响很大,对于环境监测部门来说,应认真分析大气环境监测工作的重要性,不断建立健全大气环境监测质量管理体系,使其不断趋于完善并落实到实际的大气环境监测工作中来,将两者紧密结合。 3.2 提升监测人员的综合素质 监测人员的综合素质影响大气环境监测质量,环境监测部门可以根据实际情况,规划科学合理的培训内容,对监测人员进行定期培训,依此提升监测人员的实际操作水平。同时还要加强监测人员的思想教育工作,增强监测人员的责任意识,使监测工作可以根据相关规定要求进行,确保大气环境监测质量工作顺利进行。 3.3 加大资金投入力度 大气环境监测工作的专业性很强,在监测过程中涉及到很多专业仪器设备,而大气环境监测质量受观测仪器设备准确性的影响很大。所以,相关部门应加大对大气环境监测的资金投入力度,及时更新观测仪器设备,以此提升大气环境监测质量。 3.4 做好现场采样管理 大气环境监测质量受样品真实性和代表性的影响很大,所以,环境监测部门应做好现场采样管理。定期安排采样人员调查采样现场,检查各项材料是否准确,核实采样点的各项信息,提升样品的准确性和代表性。除此之外,环境监测部门还应结合现场采样的实际情况,选择正确的采样设备、容器,明确样品存放条件,提升大气环境监测数据的真实性。 3.5 开展全程质量控制工作 为了保障和提升大气环境监测质量,应做好整个环境监测工作全过程的质量控制和管理工作,在密切关注监测结果的同时,还要控制好各个环节的质量。不管是在报告审核、数据处理、分析样品,还是在采样现场都要进行严格的质量控制,确保大气环境监测数据的准确性和及时性,将大气环境的真实情况反映出来。
石油地震勘探技术研究:石油储藏的侦察兵――地震波勘探技术 摘 要:为了实现大规模的地质勘探而利用不同标准的波的固定传播速度(如纵波、横波、转换波……)发展地震波勘探技术。地震波勘探是地球物理勘探中一种最重要的的方法。 关键词:石油储藏;地震波;勘探 1 地震波发的勘探原理 地震波法的原理并不困难,基本办法是用高爆炸力的TNT炸药在地面激起人工地震波,震波沿着与地面垂直的方向传播,在碰到质地相对致密的岩层以后,一部分波被反射回地面,预先,在地面上安置起许多呈现点阵的检波器,这些检波器能够把地面微弱的震动变成电子信号,通过连接线传输到接收机里,接收机的功能是分道记录不同位置的检波器的电信号,早期是用把经过自动增益控制的放大的电流随时间的进程记录在照相纸上,最近三十年来已经使用模拟和数字法把信号记录在磁带上。 记录在载体上的地震波信号是一道道衰减的波浪,他们相互之间随位置的移动,其波峰和波谷逐渐变化,一个特征是,当出现了某一岩层的明显反射时,相邻的波峰或波谷会形象地叠合在一起.这样,如果沿着几条线逐渐放炮(激励地震波),并逐渐布置检波器阵列.则在拼合起来的记录上,可以看见这些波峰形成了一道墙,有时墙呈现出下凸的弧形,甚至在这条弧形线的下面还有一根上凹的弧形线,这就意味着两条组成如“眼睛”状的弧形线之间的岩层可能是封闭的。这个时候,地震工作者需要在与刚才那根地面侧线的垂直方向上再布置几条平行的侧线,看一看在同样的深度附近,会不会出现类似的两条眼状弧形线?如果证实确实也有,那么,在这个地区的地下深层,存在一个穹隆形的构造,它有可能是储藏石油的地方。 为了精确测定深度,还需要对记录上的墙出现的位置(它的横坐标是按时间,即毫秒作计量单位的,其原点表示爆炸发生时那一瞬间),这就需要把时间量度转换为距离量度,办法是一,使用纵波传播的速度和时间的乘积;二,按照时间差一定的传播轨迹应满足双曲线的规律,这样的转换被称为“归位”,经过归位运算以后的的地震反射波各点就是实际深度了.这样,我们只消精确地计下眼睛状曲线的各点,就能较为准确地圈定地下可能的储藏石油构造的位置和深度了。 实际情况远比上述简单原理复杂,首先,爆炸一瞬间并不纯粹产生纵向传播的,对确定岩层位置有益的好波,它同时可能产生强烈的声波和沿地面方向传播的水平波,它们对反射回来较弱的纵波进行干扰,常常使得对可能出现的构造模糊不清的现象,这就需要人们去掉这些害波. 除了上述的两类危害地震波勘探的坏波以外,还存在着在层间反复多次反射的无用的波,这种波也可以根据规律被滤掉.另外,还有一种诡异的波,它产生在地下可能出现的岩石的尖锐面上,仿佛在某个尖锐的点上,又出现了另一个爆炸源!,这个虚假的爆炸源很无聊地反向(向地面方向)传播波,又反向碰到下面的岩石被反射到仪器记录里,和有用的波混淆在一起,十分难以区别。 总之,现代地震波法勘探的任务就是要把有用的波收集起来,去掉干扰,换句话说,就是要提高信噪比.同时,地震信号也要作到准确的归位(实际上,纵波传输并不一定准确按照人们预先测定的速度在复杂的地下传播的),最后,加密检波器点阵以获得更细致的分析也很重要,而这,又加重了勘探的成本.在海上,还会出现波在海底与海面之间多次反射的干扰.最后,新型,高灵敏度的检波器群设置能够向着3D和全息的描绘地下构造的实现.另外,还要考虑地震波穿透岩层时的折射影响。 2 地震勘探的三种基本方法 根据震源激发出的振动(也称地震波)向四周传播的波型特征,地震勘探可分为三种基本方法。它们是反射波法、折射波法、透射波法。 2.1 反射波法 如果我们在离震源较近的若干接收点(1,2……,N)上布置检波器,就可以测出地震波从震源出发向地下传播遇到不同地层界面(Ⅰ、Ⅱ……)时反射回来的地震波及其依次回到地面各检波点的传输时间t1,t2……(t1,t2称为旅行时),旅行时的不同代表了浅、中、深地层在地下的埋藏深度的不同,运用这些微小差异就能直观地反映出地层的起伏变化。这就是反射波法地震勘探所依据的原理。 2.2 折射波法 炸药爆炸后,激发的地震波向四面八方传播,当遇地层分界面时,除有一部分反射波返回地面外,还有一部分地震波透过分界面并沿着该分界面在下面地层中传播。在一定条件下,这种沿分界面传播的地震波也会返回地面,这种地震波叫折射波。通过接收这种波来分析地层情况的方法就叫折射波法地震勘探。 2.3 透射波法 如果我们将激发点和接收点分别放在地质体的两侧,直接接收透过地质体的波,这种勘探方法叫透射波法地震勘探。目前,反射波法应用最广,折射波法次之,透射波法只作为辅助手段。 3 结语 由于地震波法所得到的数据量非常庞大,使得用于计算的计算机必须是大型,高速的,现今三大大型计算用的领域就包括了石油物理勘探。在我国,自大庆油田发现以来,绝大多数新油田都是由地震资料提供构造而找到的。世界上的墨西哥湾油田、中东油田、里海油田等许多大中型油田也是如此。可以预料,地震勘探在寻找油气方面仍将发挥重大的作用。可以说,如果没有地震勘探,现代油气勘探找油找气就很难进行。 石油地震勘探技术研究:非地震勘探在石油勘探中的重要作用 摘要:非地震勘探是指除地震技术以外的其他物探技术。自上世纪九十年代以来,非地震勘探技术发展迅速,比如新仪器的应用,使勘探精度有了很大的提高。加上电磁仪大量的植入地震仪的成熟技术,还有计算机技术和数据处理的不断进步,让非地震勘探技术应用更加的广泛。由于仪器精度的提高,非地震勘探的应用从油气天的概查和普查逐步扩大到详查和细测,非地震勘探成本低、效率高,在油气田的勘探中发挥着不可替代的作用。在国际石油动荡的大环境下,合理的开发并使用非地震勘探技术,对提高勘探的效益,降低风险具有战略性意义。 关键字:非地震勘探;重要;发展;应用 非地震勘探的方法和原理 非地震勘探包括重力勘探、磁力勘探、连续电磁剖面法(CEMP)勘探、大地电磁(MT)勘探,还有近几年的三维非地震勘探,时频电磁勘探等很多方法,而且在国内外,海陆的应用各有不同。 重力勘探是一种很常见的地球物理方法,它是根据地球内部的岩石的一些物理或者化学性质不同引起重力异常对地下进行构造或能源的勘探。在石油勘探上,重力勘探有着很高的应用价值。通过重力勘探能够精确的对油气层的储集层孔隙度、储集层封闭条件、裂隙的孔隙度进行评价,也能够发现矿场水的孔隙层,可以为新发现的油气层进行正确的评价,并做出生产计划评价,同时可以观察储集层的流体的状态。 磁力勘探是根据各种矿物和岩石的磁性的不用,在地面测定各个部位的磁力强弱来研究地下矿物的分布情况以及地质构造。在油气田区,会由于烃类向地面的渗透而形成还原性环境,可以把岩石或者是土壤中的氧化铁最终还原成磁铁矿,磁力仪就可以测出磁力异常,加上其他的手段方法就可以发现油气田的存在。 电磁法勘探是石油物探的一个重要的分支,随着石油需求的增加电磁法勘探的作用也逐渐的被认可和关注。电磁勘探法可以分为大地电磁(MT)勘探、连续电磁剖面法(CEMP)勘探。大地电磁测探法师用原有的交变电磁场做为场源的地球物探的一种方法。在交变电磁场以波的形式往地下传播时,不同的介质内会发生折射和反射现象,从而得知地下介质的电阻率情况。因为电磁场的趋肤作用,各种电磁波因周期不同会有不同的穿透深度。因此通过对地表的大地电磁场进行观测,研究它的响应频率就能知道它垂直地下的电阻率的分布情况。连续电磁剖面法(CEMP)勘探是大地电磁测探派生出的方法,它是根据预期探测深度选择一个或者多个固定的频率,对剖面同步进行磁场和电场的测量并求值,用于研究断面的横向变化。 非地震勘探的重要作用 1具有普查的导向作用 非地震勘探技术的主要应用是对区域进行普查。在时代进步,科技发展的新世纪,仪器和技术进一步提高,也加强了非地震勘探技术的普查导向作用。非地震勘探技术的主要优势在于它的周期较短,并有很高的精度,而成本低能够适应不同的条件,能够更准确的更有效的解决地质问题。国内外的实践证明,非地震技术在解剖新区上是最快捷而且便宜的技术方法,其中焉耆盆地的宝浪油田的勘探发现就是非地震技术应用,快速的导向,从而提高了经济效益。焉耆盆地位于塔里木盆地的北边,是一个小型盆地。最初的地质资料上甚至没有明确的轮廓。但是,在1993年四月到年底的时间内,重磁勘探队就完全的查清了该地区的基底构造、地层分布、断裂特征、隆坳分布等基本的地质情况。在测得的二次导数异常图中,可以清楚的了解到这个地区的地质构造分布情况。然后根据这些已知的构造上部署一些地震剖面,进一步探测构造形态和埋深情况。这种探测向导使得从新区启动到发现新油田只用了18个月。通过重磁的普查 扫面,在用户电法进行落实,让地震测线有一个很好的地质资料基础,能 够实现最快捷和经济的勘探。 2对勘探中的油田进行预测和评价 在地震技术或者是三维地震技术精确查明构造位置和形态的情况下,探井的部署成功率也只有40%~50%,主要是因为构造虽然落实了,但含油气的实际情况还是不清楚的。这是非地震技术就会发挥很好的作用。非地震技术能够为含油气情况提供非常重要的信息,为部署钻探提供有利参考,进而太高探井部署的成功率。在一个油气藏周围,由于油气的聚集或者运移等过程中必然会发生一些物理或者化学变化,形成不同于其他围岩的异常综合体。而这些变化主演表现在磁性、电性或是化学性质的渐变性,并不能呈现出很明显的物性界面,所有地震方法很难起到效果。然非地震技术是从油气异常的宏观整体特征出发的,能够非常有效的找到油气富集的所在,圈定这类异常体。 还有很多非地震技术能够发挥预测和评价的作用,比如油气的化探、复电阻率法、电场差分法、建场激电测探法等。其中的复电阻率法是国内应用最多的,也有很好的效果,对油气主体的很多参数异常特征研究。这种方法适合干井和商业油流井的评价。非地震勘探技术对油气田的预测和评价在我国的油气开发中起到了重要作用。 3镶补和替代在地震勘探困难地区的地震勘探 我国的油田勘探有很多的地区地质构造复杂,这是现在和将来都要面对的问题。但是技术在进步,勘探复杂地区的方法和技术也在不断的更新,适应。复杂地区的一些难题已经在新的方法和技术中的到了一定的解决,并取得了一定的成果,但是还有很多问题亟待解决。如,复杂的地表地区(碳酸盐裸露区、地表砾岩覆盖区等)以及复杂地质构造区(高陡构造带、山前逆掩推覆带)面临着信号能量弱,成像困难等问题,是勘探的困难区。 在这些地震勘探困难区,地表是能量衰减很快的高速层,所以有效反射的信噪比比较的低。因此需要寻找一种能够穿透高速层的物理场做代替。而电磁波法整合具有这种穿透性,这就和地震法勘探形成了很好的互补。但是,电磁法也有缺点,它的分辨率没有地震法高,对构造的主要电性界面反映不会有太大的差距。因此,电磁法可以为地震法做镶补。在依奇克里克地区进行的CEMP勘探就是成功的一例。这个地区受到了南天山的构造带的强烈挤压变形,形成逆掩带,背斜地层倾角大而且地表为山区。地震勘探投入大,依然存在问题,因此该区布置了CEMP实验测线做剖面产状。为该区无资料的部分做出了很好的镶补。随后此法也成了该区的有效勘探方法之一。 4对开发中的油田的储集层有监测作用 在一项研究中表明,孔隙度、饱和度和温度变化都会对电阻率产生影响,而且变化很灵敏,因此人们逐渐把电法或者电磁法应用到油田的开发上。具有对储集层进行描述和监测的一些非地震技术有井地直流电阻率法、大功率充电电位法、井间电磁层析成像法、井地建场激电法以及井中重力法等。 在国内,利用大功率充电电位法监测油藏的范围,有很好的效果和经验。作法是注水后采用井套管进行供电,地面布置监测网,通过观测注水引起的电位变化进行指导油田开采。西方主要应用夸孔电磁层析成像法,通过反演的成像监测两井间的电阻率变化和分布,这样可以动态监测油田开采的变化或寻找剩余的油气。这种方法的发展正处于起步阶段,并有着良好的应用前景。 结语: 非地震勘探技术多种多样,根据不同的原理可以在不同的地质条件下应用,能够很好的降低成本,提高勘探效益。也为复杂的勘探困难地区提供了新的方法,促进生产。非地震技术也在逐步的完善进步,在石油勘探事业中发挥着不可替代的作用,以后会发挥更大的作用。 石油地震勘探技术研究:石油勘探、数字地震仪和海啸探测器在其模拟电路中需要精密电阻器 地震仪系统是在勘探石油和天然气以及探测地震和海啸方面最常用的方法,它利用诸如炸药、落锤或气枪等表面冲击能量源,将冲击波前引入大地,其效果类似于制造一个小规模的受控地震。 虽然地质学家不确定清楚可能发现石油的具体确切位置,但是他们的确知道在特定类型的岩层中比较容易找到石油。它经常蕴藏在非多孔岩石层之间的多孔岩石中。这些岩层通常在所谓的向斜中倾斜或交叠向上,或背斜中交叠向下。 在地球的复合结构中,比如石灰石、页岩或盐之间的界面中,每个间断都形成反射能量。这种小能量被反射回到地震检波器探测的地表。地震检波器具有非常敏感的传感器,可跨越很大的距离。当每个分层界面的快速回响组到达地表时,被放大和记录。测量设备必须非常快地按顺序切换灵敏度,以便衰减最初浅处的高能量回响并探测最弱的大地深处的回响,不丢去传输过程中来自任何层的信号。此外,测量设备还必须没有噪声,以防丢失最弱的信号。 在修正地表层的风化和海拔高度、正常返回、第一个到达等因素后,通过对这些信号的计时和计量,就有可能生成一幅代表地球第一个约5英里深的横断面图。这些横断面显示出背斜、向斜、地层圈闭以及可能聚集了石油或天然气的其他结构。 这台现场应用过的宽带接收器和磁带驱动器上放大并记录反映地震信号的数字地震设备利用了匹配和分立的表面贴装的箔电阻器。 新的Z1系列BulkMetal高精度箔电阻器几乎能够保证无噪声地运行。无论在高温高湿的丛林还是干燥寒冷的北极,它们都能在个别地震系统内或几个相互关联的系统之间提供可预见的响应和非常精确的放大器跟踪。在以后的分析过程中对信号重建后,精密的放大器保证地质学家可以在这些精准的数据上构建他们的预测。 地震仪系统要求衰减电阻器具有快速响应的精度,以防止错过脉冲。他们必须对温度变化不敏感,必须有极好的相对跟踪温飘,这样才可以长期预见和重现增益设置和比率。电阻器还必须表现出非常低的电流噪声,以避免掩盖反射信号。鉴于工作时可能有很多信号输入通道,各放大器之间的相移一定非常紧密,故放大器模块必须互相跟踪。如果以后要对从世界各地收集到的信息进行有意义的比对,要绝对满足这些要求,特别是在跟踪方面。 地震仪系统的核心是其放大器模块。高增益放大器可选择频率,从而需要非常大的自动增益控制(AGC)的范围。 对这个单元提出的要求非常严格。由于第一个精确测量的能量突发是传送到地面,放大器必须先压低信号,然后当反映地震能量的信号减弱时再放大。 设备中使用的放大器逻辑包括增益级以及衰减器。一个电阻分压器网络允许在将信号衰减或传递到第一个放大器的各个步骤中存在信号衰减,这取决于放大器的输入范围。增益开关自动控制衰减量。 然后,信号进入可以提供完整信号或类似衰减的另一个电阻衰减器。这个衰减器连接到第二放大器级。以后的每个放大器级还包含一个可以提供精确衰减或完整信号的电阻衰减器。 虽然地震监测和海啸跟踪仪基本上与石油测井设备相同的,但是其最初动力冲击是由大自然造成的,而非人为造成的。 Z1系列箔电阻器超过以前所有精密电阻器的稳定性标准,它提高了温度稳定性、负载寿命稳定性以及防潮性的量级,所有这些在我们不可预测的全球气候方面变得更加关键。这些新基准水平的性能为设计工程师提供了搭建以前不可能实现的模拟电路的工具,同时由于不再需要在以前电路通道阶段仅用于稳定或迭代精度目的校正电路,从而降低了大多数关键电路的成本。 在箔技术之前,高频精密应用只能采用精密金属膜电阻器,但是它们不如绕线电阻器准确和稳定,而绕线电阻器不具有良好的高频响应。新的Z1系列箔技术向设计人员呈献了比绕线电阻器更精密的电阻元件,而且还适合高频和高温应用。第四代威世箔电阻技术生产出绕线电阻器不可能实现的小型表面贴装电阻器,同时比薄膜电阻的准确性和稳定性还高。BulkMetal箔电阻器的尺寸可以小至0603,作为板载二级标准,安装在设备的任何地方,甚至进入深度空间。新的Z1-FoilFRSM系列和SMR3P表面贴装片式电阻体现了创新的新技术。 在过去,电阻元件工程师试图通过降低元件内的固有应力提高电阻器的性能。例如,在精密的绕线电阻器中,他们尝试了多种方法使用足够的卷绕张力将线绕好,而在骨架上成形后又减小了应力。这在制造实现时非常的困难。然而,在实际电路中的应用过程中加热和循环后,该工艺无法避免应力改变电阻值。薄膜电阻器没有这个功能,因为必须将薄膜直接喷溅或沉积到基体上形成一个新的电阻集聚。因此,使用薄膜技术的工程师必须注意使用涂层和封装保护该膜。箔电阻技术实际上通过反作用运用应力使力达到平衡,从而利用这些应力生成一个非常稳定的电阻器。 在其他技术方面,针对大数热稳定元件,制造商努力在电阻材料方面达到最低的的电阻温度系数(TCR)。箔技术集中在实现无需最低TCR的箔,但是该箔在广泛的温度范围内具有最线性的TCR并确保它在极其严格的容差范围内重现。可以在一个比较厚的保持与其合金原料相同分子结构的冷轧箔中达到TCR。这是箔电阻器的基础,因为箔必须在电阻器在其整个设计寿命中可能会遇到的任何温度范围上作为一个整体结构,具有固定和已知的线性膨胀系数。 在构造中下一个最重要的元素是将箔装入独特的平面基体的粘合剂。它必须耐受高温、脉冲电源、水分侵入、冲击和振动、低温暴露、静电放电(ESD)等,而且仍然使箔元件牢固地粘在基体上。由于这些特点,箔电阻器的基本技术包含确立箔技术的基本的应力补偿。 BulkMetal箔合金具有已知线性膨胀系数(LCE)的已知正TCR。将箔结合到也具有已知LCE的扁平陶瓷基板上,选定该基板用于诱发箔中的预加应力。在这种结构中,在箔上施加了两个相对立的作用。第一个是随着温度上升箔片在阻值方面内在的增加,即一个正TCR。第二个是箔片粘接在基材上以至于被限定着随基体变化,选定的这个基板的特定的线性膨胀系数LCE比箔的LCE小。因此,当这个合成的结构经受温度上升时,由箔形成的电阻层则试图按照其固有的LCE膨胀,但却被基体较小的膨胀特性限制着。 结果是,试图抵抗基材的约束力而膨胀的箔经受了迫使其电阻下降的压缩力。在这种力的完美平衡中,由于温度升高而导致的电阻减小恰好抵消了由于同样的温度升高而导致的箔电阻的内在的阻值增加。最终产生了一个在-55~+225℃温度范围具有接近零的TCR0.2×10-6/℃的电阻。这种结构设计使得预加应力未超过材料的胡克常数,因此,在整个负载寿命和应用中保持平衡和电阻器稳定性一在设备的整个计划寿命期间将总电阻变化保持在0.05%以下。 箔电阻器的扁平结构与表面的电阻材料(封装前),有助于微调电阻至其电阻值的独特的过程。在气密封装诸如径向引线VHP100H系列或许多其它封装结构中可实现低至0.001%的容差。电阻元件是通过网格进行光蚀刻的。这个网格包含一个具有几何比例的连续环路,当连续少量增加电阻而未引起电流噪声、热点时,可以去除该环路。网格进一步设计成在邻近的路径具有反向的电流,以尽量减少高频性能的互感和电容。使用这些基本的技术创新,可以实现许多不同配置的电阻器,其中包括功率电阻器、电流检测电阻器、气密密封测量电阻器、带应力隔离柔性引脚的表面贴装片式电阻器,以及在航空航天,医疗设备,过程控制,或更多应用在需要高精密电阻器、电阻排和微调电位器的任何地方。 除了为电路设计工程师提供当今世界上最精密和最稳定的电阻元件外,采用BulkMetal箔电阻器Z1技术的表面贴装片式电阻器缩小了电路和降低了功耗,将全部性能优点融入一个小至0603的电阻器中。然而,减小电路面积引发了与热管理和意想不到的后果相关的新的设计挑战,并在某些情况下对ESD更加敏感。其中一个问题就是,只要在两种不同金属接合处存在温差的地方便有导致电压误差的热电动势(TEMF),比如内部电阻元件结合到电阻器的外部引脚处。不均匀的内部功率耗散、被散热器加热的引脚、以及沿导电路径中电路板的散热路径和基板材料本身都会在电阻器上逐渐形成温差。根据固有TCR和LCE设计的箔也具有很小的热电势0.05μV/℃。 这种与众不同的技术不是作为寻找更精确的新型电阻器的结果而到来,而是源自应变计应用的应力分析物理学。当箔技术的发明者和开发人菲力克斯·赞德曼博士通过隔离来自于在特定结构上有目的应变测量的所有外来影响来开发一种准确测量结构应变的方法时,已经在应力分析领域确立了世界范围的认同。后来,这些相同的隔离原则应用到了电阻器应用中,产生了一种比整个电阻器技术史上开发的任何电阻器都准确而稳定的新型电阻器。具有在箔和比以前更耐高温的粘合剂扩展性能的新改进的独特工艺的细节,如前面所描述。带柔性引脚和工作温度达到+240℃的表面贴装电阻器也可做到。 虽然通过平衡应力产生稳定电阻器的基本原则很好理解,只有极少数冶金企业有能力将金属合金冷轧到需要的那么薄,而且还不包含一旦蚀刻后便对电阻网格造成干扰的微孔。较厚的箔可以生产,但是他们限制了电阻范围,而且不拥有平衡箔TCR的恰当的LEC。起初,玻璃基板适合物理要求,但是很快就证明,在充满水分的环境中使用时存在着可靠性方面的风险。玻璃的自由离子与透过封装的水分渗透带来的微粒结合,形成对箔的低活性酸性蚀刻,导致偶发故障。进一步的研究表明扁平陶瓷基板会消除这一问题,但是除了无缺陷合金冷轧能力外,需要开发具有TCR和LCE恰当平衡的新合金。 石油地震勘探技术研究:石油地震勘探施工补偿情势简析 摘要: 地震勘探施工补偿费占地震勘探直接总成本较大比重。我们简析该项费用的支出特点,对科学预测和有效减少相关成本有很大的实际意义。 关键词: 地震勘探;施工补偿费用;土地协调 0 引言 近几年分公司总产值相对保持稳定,但是施工补偿费用逐年增长,已经对有效控制成本及拓展利润空间提出挑战,于是我们必须分析出该项费用不断增长的具体原因,随后才能做出有针对性的防预和控制决策。 1 地震施工补偿费用增长原因分析 1.1 满足甲方施工需求。尤其是在辽河探区都是实施精细三维地震,甲方对施工提出严格要求,对资料质量要求很高。而施工地区主要集中在稻田集中的平原地区或是鱼池等动物养殖场,为了圆满完成地质勘探任务,分公司就不可避免地要面临很多施工赔偿问题,直接导致国内市场施工赔偿费用不断增长。 1.2 通货膨胀和物价上涨的影响。国内通货膨胀率由2006年的1.5%增长到2008年的5.9%,物价直线上涨促使各项成本相应增长,在同样的地质条件和同样的施工因素下,要高质量完成勘探项目,就必须给相关施工受损方赔偿更高的费用。国内的客观经济形势促进了地震施工赔偿费用的隐性增长,使分公司有效控制成本面临严峻挑战。 1.3 分包商施工方法不当。在地震勘探实施过程中,对分包商培训不深入或是分包商没严格按照施工预案实施,不能达到HSE要求,直接或间接地对施工当地居民造成了损害,无形中增加了地震项目施工补偿费。 1.4 工区居民恶意刁难。分公司施工区域多数处于比较成熟的市场,老探区的居民逐渐对勘探行业有了深入了解,但是还有少数当地居民对地震工作采取不信任态度,不能合理处理好大局利益和眼前利益的矛盾,对我们的工作采取不配合态度或是蓄意恶性刁难,导致停工的事情屡有发生,最终赔偿费用激增。 1.5 踏勘准备工作不充分。细致周密的踏勘准备工作和缜密的踏勘分析报告能为科学的施工设计提供有力的根据和支撑,前期对工区地形、地质条件和环境了解得不透彻,也就不能合理提供施工期间应对损害赔偿的预警方案,结果就不能有效遏制恶性土赔事件,最终致使赔偿费用增加。 1.6 对当地民情和法律法规不了解。在少数民主地区或是国际市场,全面了解和掌握当地风俗民情和法律法规更有利于及时和当地政府和居民沟通,取得他们的信任和支持,漠视或是不了解其风俗和法律,容易招致他们的抵触情绪和恶意阻挠,既影响了施工效率,更有可能促使赔偿诉讼增加。 1.7 协调人员业务水平参差不齐。土赔员是联结施工单位和当地政府不可或缺的纽带。协调人员和谈判人员的业务水平对赔偿事件起着关键作用,有大局意识和专业素质的协调员能及时有效化解矛盾双方的误解和冲突,双方形成和谐的关系,能推动勘探项目顺利开展,还能直接减少赔偿费用支出。 2 减少地震赔偿费用的对策及建议 2.1 做好踏勘及其它准备工作。细致周密的准备工作是地震项目顺利开展和有效减少施工期间费用的前提条件。一是做好踏勘工作。专业技术人员进行周密踏勘,全面了解施工区域的地形、地质条件和居民环境,形成踏勘分析报告,阐述施工可能遇到的困难,以提前做好应对方案。二对施工区域进行人文调查。提前对施工覆盖区域居民的生活习惯、风俗文化进行调查,及时熟知这些当地民情会避免在施工中可能发生的误解和冲突。三是熟悉当地法律法规。及时了解当地特殊的法律法规,其中关于劳动用工乃至地震勘探的损害赔偿规定等,只有这样才能尽量规避法律冲突和减少不必要的赔偿支出。 2.2 及时与当地政府沟通。施工前必须了解施工区域所属的行政辖区和其政府组织结构,诚恳地和当地政府和相关管理部门进行沟通,取得他们的支持和信任,有助于施工期间事半功倍。另外,做好当地居民的工作,让其了解地震勘探的实际意义,消除误解和曲解,使其对一切工作尽量采取配合的态度。 2.3 做到规范施工。首先得有科学周密的施工设计和施工预案,施工时尽量避开人口密集地、经济作物种植地或动物养殖场,以避免不必要的损害及纠纷。其次分包商要严格按照要求施工。对分包商进行专业培训,不仅让其掌握操作技能还要其掌握施工HSE要求,在保证施工效率和项目质量的前提下,做到文明规范施工,营造和谐的施工氛围。 2.4 培养专业化的土地协调员队伍。一是牢固树立大局意识。树立很强的责任感,做好组织和当地政府的传输人,在保障组合利益的情况下促进双方的和谐关系,保证项目高效完成。二是要有较强的法律意识。全面掌握相关法律法规是做好土赔员的前提条件,尤其要熟悉勘探行业的损害赔偿法规。三是具备较强的管理沟通能力。对于当地政府或管理机关,及时沟通和互动,以诚心争取他们的政策支持。对于基层民众,以耐心争取他们的舆论支持,为顺利施工提供保障。四是保证工作队伍的稳定性。加强对土赔人员的培训,不断提升其实践能力,积累丰富的工作经验,同时保证队伍的相对稳定性。 2.5 及时处理好当期赔偿事宜。地震项目完成后及时处理相关赔偿事宜,减少土赔案件的延续和积压,在确认损害事实的前提下合理赔偿,一方面有利于维系与当地政府的和谐关系,增强其对我们的正面认识,另一方面也在一定程度上防止了对该区域后续项目可能会造成的干扰和阻挠,为后续项目顺利开展清除了隐患。 3 认识和体会 地震赔偿费用支出庞大,这是勘探行业共同面临的难题。如何建立科学的全面的预警系统,如何有效地进行管理沟通等都是我们亟待探讨的问题。从本公司的角度出发,为了从整体控制费用支出,还有如下认识: ①合理预算费用和强化考核力度。预算金额本身就是个制约性的量化指标,科学的指标能对地震队起到制约作用,有了一个支出的最高限额。同时用严厉的考核办法对其进行专项考核,实行节奖超罚,随着实践不断发展,不断完善考核办法,增加预算指标执行的刚性,使这些管理措施切实起到长远的激励和鞭策作用。 ②加强财务监管力度。对地震队的赔偿费用实施动态监控,施工时定期进行财务检查,依据施工进度而判定严重超支的,提倡采取严厉的管理措施。期间控制有利于增强地震队领导的责任感和危机感,能将分公司的利益和地震队的利益紧密联系起来,对于费用支出失控起到了一定程度的预防作用。 ③加强费用分析。科学界定赔偿费用的支出范围,逐渐细化分解,组织综合分析和专项分析,揭示费用预算执行过程中存在的问题,掌握费用支出的总体状况和具体异常情况,找出深层次的原因,为领导决策和采取管控措施提供有效的财务信息,不断推动成本费用工作的深化。 ④增强全员成本意识。营造人人关注成本,处处降本压费的氛围,使大家充分意识到成本控制不仅是地震队领导个人的事,而是员工人人有责。每一名员工既有义务也有责任,从点滴做起,从我做起,形成成本费用控制靠你、靠我、靠大家的氛围。
新技术论文:林业生物灾害防治施药新技术的研究现状 随着全球气候变暖,林业生物灾害的发生呈逐年加重趋势,面对林业生物灾害对森林生态系统造成的破坏,林业生物灾害防治专业人员积极应对,防治理念从普遍防治发展到精确管理,施药技术也围绕这一理念的转变不断创新。 1 防治新理念——精确管理 生物灾害精确管理(precision management)理论,源于生物灾害“双精”管理(张国庆,2007)理论。“双精”管理(2P),就是精密监测(precision monitor)与精确管理(precision mana-gement),精密监测就是对生态系统进行紧密的监测与准确的预测,精确管理就是对生态系统进行精确的管理,促进并维护生态系统健康。 生物灾害的精确管理,不仅是要克服被动防治和单种防治带来的弊端,更重要的是主动维护生态系统的健康。对生物灾害的防治,采取“防在关键点,治在要害处”策略,尽量减少防治给生态系统带来的扰动,把生物灾害造成的损失控制在允许的域之内[1-9]。 2 地面施药新技术 2.1 精准施药 精准施药技术就是利用现代农林生产工艺和先进技术,设计在自然环境中基于实时视觉传感或基于地图的农药精确使用方法,该方法涵盖施药过程中的目标信息采集、目标识别、施药决策、可变量喷雾执行等农药精确使用的主要技术要点,节约农药、提高农药使用效率和减小环境污染,实现有害生物防治的智能化、精确化和自动化,促进生态环境保护和林业生产的可持续发展。概言之,精准施药技术就是要实现定时、定量和定点施药。 采用可变量技术的农药喷雾技术,可以准确地根据有害生物危害状况和林分性质进行精确处理,林间喷雾是不均匀的,是随各点危害程度及其环境性状不同适当调整农药施用量,避免农药的浪费和环境的污染,使林业有害生物防治更加高效、优质。 2.2 TIT法 有害生物的TIT防治方法,是根据TTR法改进而来。TTR法使用化学药剂进行被动防治,防治效果难以保证,而且对环境有一定的扰动。为此,张国庆(2012)将TTR法进行改进,发展为TIT法。 TIT法就是对有害生物实施诱捕(trap)、接菌(inoculated-pathogen)、传染(transmission)的防治方法。首先使用引诱剂诱捕有害生物,然后使有害生物身体沾上微生物农药,让有害生物携带微生物农药进入其群体生活空间,互相传染,从而达到防治的目的。对于有些有害生物(如苍蝇、蚊子等),还可以不经过诱集,直接对其群体生活空间(污水池、粪坑、池塘、稻田、水沟等)投放微生物农药接菌,让其感染死亡。 此外,还可以将TIT法中的微生物农药替换成其他药剂(如兴奋剂),让害鼠害兔食用后烦躁不安,在窝内群扭,造成害鼠害兔伤亡。或者将微生物农药替换成性兴奋剂+不育剂,使目标有害生物疯狂寻找异性滥交,阻止目标有害生物的正常交配,使目标有害生物密度降低至安全水平。 因此,TIT法适合于个体间接触较为频繁的有害生物防治,其具有以下明显优点:①目标准确。TIT法引诱剂是针对目标有害生物设计的,不会对非靶标生物造成伤害。②对环境安全。将TTR法中的化学农药改为微生物农药,使得有害生物防治对环境扰动小,没有污染,对人畜安全。③持续控制。由于使用了生物农药,可以实现多次传染,达到持续控制的目的。④防治成本低。操作简单,方便快捷,用药量小,防治用工量少,又能持续控制,大大降低了防治成本。⑤高效。对有些顽固性有害生物,如苍蝇、蟑螂等,由于其持续控制作用,可以实现3~5年无危害。 就白僵菌TIT法防治白蚁、蟑螂、苍蝇、蚊子等顽固性有害生物来说是非常有效的,防治方法简单,成本低,并能实现可持续控制,对环境无污染,对人畜安全。对蚊子来说,为了达到更好的防治效果,建议间隔2~3年在孑孓活动场所投放2~3次白僵菌[10-11]。 2.3 注射 注射法即是将药物注入被害处,或者使用注射器械将药液注入树干,以防治有害生物。注射法用药集中,相对浓度高,对环境污染少,对天敌安全,适合于高大林木有害生物防治。 (1)竹腔注射。防治竹蝗时,在跳蝻孵化出土时,对产卵地每竹基部节间作竹腔注射吡虫啉或乐果等内吸性药剂20 mL原药,防治竹蝗的药效期长达40~60 d,可彻底杀灭产卵地上整个出土期出土的跳蝻。 (2)虫道填塞。在虫道内填塞缓释剂或熏蒸剂,或者昆虫线虫制剂。 (3)被害处注射。对于皮下害虫,用具有熏蒸作用的柴油5~10倍液注入被害处。 (4)打孔注药机注射。使用专业设备,将高压药液注入植株体内。 (5)专用注射液注射。此法目前在林业上主要用于松材线虫病预防,或者用于树体补充营养。 (6)输液滴注。将配置好的注射液倒入输液瓶中,按照“专用注射液注射”方法在树上打孔,将输液器针头插入其中,连接好输液瓶,并将输液瓶挂在针头上方0.5~1.0 m合适位置处,调整输液量至注射孔药液不外流。 2.4 虫道注射 由于注射施药方法对植株有一定的伤害,而且设备复杂。张国庆(2012)根据注射施药原理,将其改进为虫道注射技术。虫道注射,就是向有害生物生活的通道内注射药物,达到防治有害生物的目的。例如,对于蛀干害虫天牛,可以使用普通注射器向天牛蛀孔内注射防治药物;对于板栗透翅蛾(Aegeria molybdoceps Hampson),可以向虫斑内注射防治药物;对于白蚁,可以向蚁路注射药物进行防治。虫道注射是一种精准施药方式,施药量小,对环境扰动小,不伤害非靶标生物。与打孔注药方式相比,虫道注射对寄主不会造成二次伤害,而且不需要专门的打孔注药设备。 使用普通医用注射器工效虽然比打孔注药机高,但还可以对其进行改进。此外,虫道注射方法还可以进行拓展,应用在其他有害生物防治上。 (1)针头改进。普通医用注射器针孔太小,使用中容易堵塞,而且药液容易外溢。此外,普通医用注射器太小,频繁吸药,影响作业工效。为了克服上述缺陷,适应不同的虫道注射要求,将针头内孔直径设计成1.5、2.0、2.5 mm 3种规格;为防止注射时药液外溢,缩短针头长度至20 mm左右,或者在针头基部套上一个软橡胶塞,在向虫道注射药液时,针头插入虫道并使橡胶塞堵住虫孔;为提高防治作业效率,将改进的针头基部的接口改为能与普通农用喷雾器喷杆相连接的螺旋接口,这样配药1次可以进行多次作业,免除了普通医用注射器频繁吸药的麻烦,从而大大提高了作业功效。 (2)注雾。为了减少用药量,同时提高防治效果,可以将注射药液改为注射药雾甚至是气溶胶,但这需要专门的注雾设备。注雾设备由雾化装置、高压气泵和针头组成。注雾时,雾化装置将药液雾化成药雾或气溶胶,高压气泵将药雾送至针头,再注入虫道内。注雾设备的结构如图1所示。 (3)灌注。使用灌浆机将药液沿蚁道注入蚁巢,适用于土栖白蚁防治。 (4)鼠道注烟。使用喷烟机或喷雾机,将烟雾、药雾或气溶胶灌入鼠道,可以使用普通喷烟机或弥雾喷粉机作业。但为了减少作业时药雾外泄污染环境,可以使用专业的设备。 鼠道注雾(或气溶胶)专业设备, 在注雾时将针头换成较粗的喷管,喷管前端套上软橡胶头,使得与鼠道密切接触,保持药雾不外泄,再将药量和高压气体量调大至适合鼠道即可。 对于注烟,为了提高作业效率,也可以将高压气体与烟雾混合后注入鼠道[12]。注烟设备的结构如图2所示。 2.5 缓释药包 将控释药包挂置在植株上,让药包内药剂随雨水缓慢释放防治有害生物。药剂为必须具有内吸性(向上传导)、吸湿性、溶于水的固体,其中用于生产食品的植株防治的药剂必须符合国家农药管理规范。为了提高药剂防治效果,药剂中可以添加适量的分散剂、湿润剂、展着剂、乳化剂、抗光解剂、抗氧化剂和吸附剂。 2.6 风送式静电喷雾 风送式静电喷雾技术(air-assisted electrostatic spraying),首先把药液通过压力雾化或旋转雾化方式形成雾滴,经过充电电极使雾滴带电,并在气流的作用下二次雾化,由静电力和气流将雾滴送到植株上。风送式静电喷雾技术具有如下明显优点:①利用气流的推动作用,改善了静电喷雾雾滴穿透性弱的不足,有利于对茂盛、高大林木的病虫害的防治。②合理控制静电喷雾时的气流,喷雾飘移损失将会很明显减少,环境污染小。③带上静电后的雾滴,其表面张力会降低,减少雾化阻力,提高雾化程度,雾滴在植株上不易朝着最小表面积凝聚,有利于植株对雾滴的吸附。同时,气流更易于使雾滴在叶片及虫体上铺展,将会明显地提高杀虫效果。 3 航空施药 航空施药,是利用飞机作为载药与施药工具,对有害生物进行施药防治。航空施药快捷高效,效果明显,适用大面积林业有害生物防治。针对目前航空防治作业的诸多缺陷,根据2010年潜山县马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus Walker)飞机防治经验总结,张国庆(2010)对航空防治的航空器和施药器具提出了改进建议。 3.1 航空器具的改进 我国目前现有的农用航空机型中,对飞行作业条件要求苛刻,作业效率低。为了克服这些作业缺陷,首先,在目前国产飞机中选择最适合农业航空作业的机型,进行技术改造,形成系列机型,以适应不同的农业航空作业需求。其次,引进先进国家的农用飞机,尤其是美国的“空中拖拉机”AT-401B、AT-402A、AT-402B、AT-502A、AT-502B、AT-602、AT-802A、AT-802F等农用飞机,吸收其中先进技术,还可以与发达国家合作,共同开发农用型飞机,学习其中先进技术,由仿制到自主开发。再次,组织科研力量,研发价廉、耐用、低维护成本甚至免维护的农用飞机,以降低飞机购置和维护成本,尤其是亟需研发普通燃油航空发动机,以及稳定性好、适合于超低空飞行的碟形飞行器。 3.2 施药器具的研发 目前的航空施药,还是常规施药技术,不仅用药量大,污染环境严重,而且作业效果还受作业时天气情况的影响。因此,植保航空施药技术,是植保航空作业的关键技术之一。 目前,地面风送式静电喷头技术(图3)比较成熟,但在航空上作业上还只有静电喷雾装置,还没有风送式静电喷雾系统。航空风送式静电喷雾系统的研发,可以综合地面风送式喷雾系统和静电喷雾系统,借鉴地面风送式静电喷雾系统思路和技术,进行设计和试验。 新技术论文:加快高新技术产业化发展 推进新型工业化进程 今年恰逢国家火炬计划实施十五周年,为进一步了解过去十多年来科技部在这方面所做的工作,记者采访了国家科技部火炬高技术产业开发中心主任赵玉海。 问:请您谈一谈我国高新技术产业化工作取得了哪些历史性的突破? 赵玉海:自1985年以来,科技部联合有关部门,紧紧依靠地方政府,以企业为主体,通过实施863计划、攻关计划、火炬计划和建设发展高新技术产业开发区,在全国构建了从高技术研究、工程技术应用开发,到产业化的工作体系。 1、通过构筑科技企业孵化培育体系,大幅度提升了高新技术产业化能力。高新技术产业化要经历从种子期、成长期到成熟期等不同的阶段,要经历技术、管理和市场风险,而种子期是高新技术产业化过程中最为脆弱的阶段。为了提高高新技术产业化的能力,从80年代后期起,科技部先后推动了科技企业孵化器、留学人员创业园、大学科技园和软件、集成电路设计、生物技术、光电技术、新材料等专业孵化器的建设。这些孵化机构通过高新技术产业化和科技人员创业提供场地、设施、融资、培训等服务,培育了一大批技术含量高、经济效益好的中小型高新技术企业。目前,全国已经有各类科技企业孵化器近400家,正在孵化13000家科技企业,已有近4000家企业从孵化器中毕业,其中30家已成为上市公司。由科技部和教育部共同建立的43家大学科技园,吸引了100多家高校和科研院所的科技成果入园转化,目前正在孵化2200多家企业。近年发展起来的一大批专业孵化器,在提升孵化能力,提供专业化服务方面显示出良好的发展前景。 2、通过建立产业化支持服务体系,形成了科技型中小型企业创新创业的平台。自1992年起,针对我国科技型中小企业的特点和高新技术化工作的薄弱环节,科技部加大了产业化支持服务体系建设力度。一是依托研究院所、高等院校和骨干企业,组建了110多家工程技术研究中心,在提高科技成果的工程化和产业化水平方面发挥了重要作用,累计转化工程化成果10500项。二是先后支持建立了846家生产力促进中心,通过为6万多家企业提供技术咨询和服务,使这些企业增加了300多亿元的销售额,为社会提供了20多万人的就业机会。生产力促进中心已经成为产业化支持服务体系的骨干力量。三是为缓解科技型中小企业融资难的问题,1999年,国务院批准设立了科技型中小企业创新基金。遵循公开、公正、竞争择优、规范透明的原则,四年来,从16200个申请项目中,择优支持了3700多家企业的具有较高创新水平的产业化项目,中央财政安排资金28亿元,吸收了地方政府和社会的资金276亿元,有力地促进了高新技术产业化,产生了良好的效果。四是联合有关部门共同推动风险投资机制的建立,吸引了境内外一批风险投资公司向科技型中小企业进行股权投资。据统计,截止2001年,风险投资额已达119亿元,投资项目超过1500个,促进了技术与资本的结合。 3、通过营造局部优化环境,高新技术产业化有力地推动了经济增长。我国经济基础仍比较薄弱,市场体制还不十分完善,特别需要把有限的人力、物力和财力集中起来,形成局部优化的环境,以适应高新技术产业化发展的需要。从1991年起,国务院先后批准组建了53个国家高新技术产业开发区。十年来,大量高新技术成果在高新区实现了产业化,为所在城市的新兴支柱产业和区域经济发展,做出了重要贡献。53个国家高新区主要经济指标过去十年的年平均增长率超过60%,创造了近300万个就业岗位。2001年,53个国家高新区实现技工贸总收入近12000亿元,就业人员294万人,创造税收640亿元,分别是1991年的137倍、21倍和164倍。高新区实现的工业增加值,1998年至2001年3年的平均增长速度达到35.2%,是全国制造业工业增加值同期增长速度的3倍。高新区内产业上亿元的企业已从1991年的7家,发展到2001年的1539家,其中上10亿元的企业有189家,百亿元的企业有10家。2002年,在全球高技术产业出现大幅下滑的背景下,国家高新区的各项主要经济指标,依然保持28%以上的增长率。国家高新区已经成为我国高新技术产业化发展的主要基地,成为拉动经济增长和创造就业机会的重要力量。正如同志的精辟论断所指出的:“本世纪在科技产业化方面最重要的创举是兴办科技工业园区。这种产业发展与科技活动的结合,解决了科技与经济脱离的难题,使人类的发现或发明能够畅通地转移到产业领域,实现其经济和社会效益。” 4、通过制定产业化政策,形成了加快高新技术产业化发展的良好环境。科技部先后联合有关部门出台了《关于促进科技成果转化的若干规定》、《关于以高新技术成果作价入股有关问题的通知》、《关于设立外商投资创业投资企业的暂行规定》、《关于鼓励海外留学人员以多种方式为国服务的若干意见》和《关于国有高新技术企业开展股权激励试点工作的指导意见》等政策性文件,有力地推动了产权激励,知识产权参与分配、鼓励科技人员创业、鼓励外商创业投资发展和鼓励留学人员回国创业等政策措施的形成。 在上述体系和环境的支持下,一批高新技术研发成果快速、畅通地实现了产业化,如程控交换机、北大方正激光照排系统、远大溴化锂直燃空调、地奥心血康等新技术产品从无到有,从小到大地发展起来,已经成为我国经济发展的重要产业。 问:推进高新技术产业化工作的主要思路是什么? 赵玉海:今后二十年是我国现代化建设承前启后的关键阶段,党的十六大确立了全面建设小康社会的奋斗目标,提出要走新型工业化道路,积极发展对经济增长有突破性重 大带动作用的高新技术产业,在关键领域和若干科技发展前沿掌握核心技术和拥有一批自主知识产权。按照十六大的要求,结合过去十多年的实践,今后我们推进高新技术产业化工作的主要思路是: 1、进一步加强科研计划和产业化工作的结合。按照中央的指示,科技部集中财力在“十五”期间重点组织实施了12个重大科技专项。这些科技专项涉及集成电路、软件、制造业、交通运输、能源、材料、农业等重要高新技术领域。完成后,将对提升我国科技创新能力,实现产业跨越发展将产生重大影响。我们将进一步精心组织,加强管理,一方面要瞄准科技前沿,进一步凝练目标,突出重点,力争在关键领域突破一批核心技术,形成一批自主知识产权,为发展我国高新技术产业提供技术支撑。同时积极引入竞争机制,广泛吸引企业以及其它社会力量参与专项的研究开发工作,及时推进科技成果包括阶段性成果的转化和产业化,努力形成新兴产业。 2、继续在优化高新技术产业化环境方面狠下功夫。在社会主义市场经济条件下,政府推进高新技术产业化的主要任务是营造环境。一是深入贯彻落实《中共中央、国务院关于加强技术创新,发展高科技,实现产业化的决定》,针对落实中的难点问题,抓紧研究出台可操作的办法,重点解决激励机制问题、科技风险投资和担保问题以及促进科技中介机构发展问题。二是强化高新技术产业化公共服务平台建设,大力发展各类科技企业孵化器,进一步增加数量,提高质量,重点发展软件开发、集成电路设计、生物医药、新材料、光电子等专业孵化器。推动大学科技园建设、科研机构创业园、军转民技术产业园、留学生创业园等专门孵化器的发展。三是继续管好、用好科技型中小企业创新基金,充分发挥政府基金的“种子”作用,引导社会资金增加对高新技术产业化的投资。 3、进一步加强与有关部门的合作,充分发挥地方的积极性。加速发展高技术产业,是全社会的共同任务,必须充分发挥各有关部门和地方的积极性。科技部作为政府科技职能部门,推进高新技术产业化是国务院赋予科技部的重要职能之一。我们将认真总结过去十多年的经验,不断完善已经形成的工作体系和机制,充分发挥地方的积极性,继续大力促进高新技术产业化,培育科技型中小企业。同时,我们将进一步加强与有关部门的合作,相互配合,形成合力,共同推进我国高新技术产业发展。对于单纯依靠市场力量难以及时转化的重大科技成果,我们将与有关部门密切合作,以迅速实现产业化。 问:为加速推进国家高新区的“二次创业”科技部要加强哪些方面的工作?举措有哪些? 赵玉海:国家高新区经过十年发展,已经基本完成了初创阶段的主要任务,初步建立了适合高新技术产业发展的经营管理体制和市场推进机制,为实现高新技术产业更大发展奠定了良好基础。今后一个时期,国家高新区将通过“二次创业”,重点加强五个方面的工作:一是大幅度提升技术创新能力。因为技术创新是高新区发展的关键因素,也是未来高新区发展的支撑。目前,高新区内企业的创新能力与跨国公司相比总体还存在较大的差距,因此,必须下大力气,努力缩小差距。二是进一步加强高新区的环境建设,特别是包括管理、服务在内的软环境。经过过去十年发展,相对于软环境,高新区在硬环境上已有很大的改观,但从发展的实际看,软环境发展是非常重要的,也是我们在未来“二次创业”中特别强调的。三是进一步加强开放,大力开拓国际市场。应该说过去的十年,高新区是在一种开放的环境中发展的,通过开放,促进高新区的发展。未来我们要加大开放,在引进来的同时,也要走出去,包括更多的产品走出去,更多的企业走出去,到境外兴办加工企业,近距离地跟市场接触,进一步提升产品的国际竞争力。四是进一步调整产业结构,集中优势,发展特色和主导产业。这也是兴办高新区的一个重要目的,通过产业的集聚效应,把高新区的优势进一步发挥出来。五是全面建立适应市场经济要求和高新技术产业发展规律的新体制、新机制,进而实现国家高新区的更大发展。 具体措施: 1、针对个别国家高新区在管理体制上出现的新问题,要按因地制宜、分类指导的原则,提出明确的指导意见,加强地方科技主管部门对高新区的支持和指导。 2、引导国家和地方科技项目成果在高新区实现产业化,我们通过建立对接平台,运用863引导资金和在现有的孵化器的基础上组建863成果转化中心等等,用这样的方式来引导、鼓励863技术成果进入高新区实现产业化。 3、完成国家级高新区评价目标体系的调整并且要投入使用,引导国家级高新区进一步重视增长质量,提高创新能力。 4、针对国家高新区在发展空间和土地开发这些方面存在的问题,进行分析并提出解决问题的措施,这有两个方面的工作,一个是会同国土资源部土地利用管理司完成国家高新区土地开发管理软课题研究;另一个是召开国家高新区规划和土地管理工作研讨会,交流关于征用土地和农民开发性安置的经验。 5、我们提出来要优化高新区的产业结构,提高增长的质量和效益,推动高新区产业从低端向中高端的升级,培育和壮大特色主导产业,形成和扩大产业链,强化高新区产业的集聚效应。今年内,要求各高新区结合“二次创业”总体规划的制定,提出产业发展规划。 6、推动高新区立法工作。目前已有20个省级的立法机构出台了相关的法律,覆盖了27个国家高新区。今年还将推动高新区的省级立法工作,为全国立法营造更好的基础。 7、建立高新区发展过程的相关问题的动态反馈机制,我们准备利用“网迅通”技术建立平台,利用这个平台来实时互动,实现交流、培训和信息反馈的动态化、实时化。另外,还要建立高新区主任无记名问卷调查制度,及时掌握高新区发展中的热点问题,了解对科技部,特别是对火炬中心的需求和意见。 8、我们准备近期召集国家高新区所在市市长召开一个座谈会,重点研究当前国家高新区发展中存在的问题,统一“二次创业”的主要指导思想。并出台《关于国家高新区“二次创业”的指导意见》。 问:在高新区“二次创业”过程中,如何解决中小科技企业融资难题? 赵玉海:目前,高新技术产业化资金的来源主要有:银行贷款、社会融资(包括风险投资)和政府引导资金等方式,尽管银行资金对企业发展起重要作用,但各国发展科技型中小企业的实践证明,银行资金要成为中小企业发展的主渠道,是有局限性的。银行资金本身性 质决定了它不愿意贷款给风险较大的中小企业,因此要解决科技型中小企业资金短缺的问题,一个非常重要的手段就是要大力推动我国风险投资的发展,因为风险投资所追求的是对未来的高回报。但对银行而言,企业经营得再好,得到的回报是固定的,何况企业如果经营得不好,那么银行可能就会损失。对风险投资就不存在这个问题,它投资了十个项目,可能有五六个都失败了,但它只要有一二个项目做得非常好,就可以把失败的这部分资金补偿回来,这实际上就是风险投资和银行资金性质的不同。在发展高新技术产业化过程中,科技型中小企业更需要风险投资的支持。银行的资金固然很重要,但在向银行融资的同时我们必须要加大推动发展风险投资的力度,这应成为未来高新技术产业化,特别是科技型中小企业发展的主要融资渠道。 现在融资状况是,政府不可能直接给企业大量的投入,银行的作用又是有限的,而发展高新技术产业总要有钱,因此,只剩下一个途径就是利用民间资金。民间资金运行管理过程当中的一个有效方式就是通过风险投资。风险投资可以说是未来中国高新技术产业发展非常重要的资金来源,也是推动产业化发展一个非常重要的措施。另外,“创业板”的出台对风险投资起着关键的引导作用,虽然风险投资投的企业极少数能在“创业板”上市,但是,它起着一种非常重要的引导作用,而且只有有了这种引导,风险投资家才敢于进入到这个领域中去冒这个风险。因为它是寻求高回报的机制。所以,我觉得这种机制的建立,对于风险投资至关重要,我也希望新一届政府在这方面有更大的动作,完善风险投资体系。 现在我们正在大力推进科技与金融的结合,这实际上也是有前提的,一个是要有好项目,而且本身企业也要好,另一个是要有相应担保的条件,因为用银行资金来解决产业化过程中资金的问题,特别是对中小企业而言,担保的建立是一个非常重要的方面。担保机制建立既是非常关键的,又是一件不容易的事情,作为担保公司既要能承担风险,同时又要寻求比较稳妥的办法。也就是说,一方面,如果担保公司不敢承担风险的话,或者说他所提出的要求比银行还苛刻,就起不到担保的作用。另一方面它还要防范风险,因为担保的是中小企业,而中小企业本身规模又不大,如果你没有一套有效的风险担保机制建立的话,一旦企业发展失败,担保机构将蒙受重大损失。因此,担保机制建立关键所在,是要建立有利于科技与金融机构合作的机制,需要有很好的技术以及相应的管理者。 在中小企业创新基金刚刚筹建的时候,我们就一直在考虑着将创新基金投入担保体系。后来经过反复的研讨,发现只有有了高素质人才,良好的运行机制和政府的一些扶持政策,才能将创新基金投入担保体系,这三者缺一不可。1998年我们就想做此事,只是觉得当时条件不太具备。现在,我们主要是为担保机构担保的项目提供贷款贴息,在担保完了以后,企业拿到的实际上还是贷款,企业不仅要支付银行贷款的利息,还要支付担保机构的手续费。通过贷款贴息降低了企业的资金成本,减轻企业的负担。 新技术论文:分析建筑节能的设计要点与节能新技术运用 一、国内建筑节能形势 现在,能源消耗正惊人的速度增长.建筑方面,我国能耗是欧洲能耗的三倍。建筑能耗以采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%~70%。我国建筑能耗在能源总消费量中所占的比例已从70年代末的10%,上升到近年的27.45%。建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,预计到2020年,我 国高耗能建筑面积将达到700亿㎡,建筑耗能比例最终还将上升至35%左右,如此庞大的比重,建筑耗能已成为我国经济发展的软肋。建筑节能是贯彻可持续发展战略、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。 二、实现建筑节能的技术途径及动态 采取有效的技术措施可以降低2/3~3/4的能耗。 1、总体规划设计 根据大气候影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,创造良好的建筑室内微气候,以减少对设备的依赖。 ①建筑选址 不宜选在山谷、洼地及凹地等处,因冷气流在凹地里易形成“霜洞”效应。所以应选在向阳、避风的地段上,创造争取日照的必要条件。 ②建筑布局 充分结合特定的自然环境因素、气候特征和建筑物功能,人的行为活动特点等,建立自然—人工生态平衡系统。 ③建筑形态 不仅要求体型系数小,同时需夏季日辐射得热少,冬季对避寒风有利,因此应考虑多种因素,包括当地夏季气温和日辐射照度、建筑朝向、各围护结构的保温状况和局部的风环境情况,优化组合各项因素后得出结论。 ④建筑间距 阳光不但是热源,同时可提高室内的日照水平,综合考虑群体的布置。 ⑤建筑通风 适当布置建筑物,冬季降低冷风风速,可减少建筑物和场地表面热损失,节省能耗;夏季可组织良好的通风,形成良好过堂风。 ⑥建筑朝向 考虑因素有:冬季具有适量和一定质量的日光照入,避冷风吹袭;夏季减少太阳直射室内及外墙,通风良好;充分利用地形和节约用地;照顾群体组合的需要。 ⑦环保的体现 小区绿化是一个重要的体现。要综合考虑绿化覆盖率、人均公共绿地指标和生物多样性、植被的生态效应等诸多因素。建议多布置立体绿化,见缝插绿;步行道、停车坪、水体护岸和水底地面不宜一概“硬化”,应给大地透水透气。屋顶绿化不仅改善小区的环境条件,还能改善屋面的热工性能。 2、建筑单体设计 ①围护结构 组成部件(屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施)的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%,而节能却可达20%~40%。 A门窗 外窗的能耗包括通过玻璃、窗框的传热,窗缝的空气渗透,夏天太阳辐射得热。传统方法有控制窗墙比;提高门窗制作质量,加密封条,减少冷风渗透等;注意隔热条的选用。 B屋顶和外墙 设保温层,在寒冷区,以阻止室内热量散失;在炎热区以阻止太阳的辐射热传至室内。屋面保温层材料,一不宜选用密度较大、导热系数较高,以免重量、厚度过大;二不宜选用吸水率较大的,以防屋面湿作业时因大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的,应设置排气孔。 ②建筑设备节能 A空调:选节能型;安装位置不受太阳直射;不定过低室温,常清洗。 B电气:充分利用自然光;采用高效光源及灯具。 C卫生器具:采用节水型的。 3、新能源的开发利用 新能源通常指非常规的可再生能源,包括太阳能、地热能、风能、潮汐能、水力等。各种太阳能利用方式有①热发电②光伏发电③光伏水泵④热水器⑤吸收式制冷技术⑦干燥和太阳灶的推广。总体上,目前太阳能利用的规模还不大。利用地热能时,一用于发电或采暖和热水供应;二借助地源热泵和地道风系统利用低温地热能。风能发电较适用于多风海岸线山区和易引起强风的高层建筑,在建筑领域,常见的是自然通风方式。 4、建筑节能新技术 理想的节能建筑应在最少能耗下满足三点:一在不同季节、区域控制接收或阻止太阳辐射;二在不同季节保持室内的舒适性;三使室内实现必要的通风。 ①减少能源消耗,提高能源的使用效率 为维持室内环境质量,寒冷时需提高室温,炎热时需降低室温,干燥时需加湿,潮湿时需抽湿。从节能角度讲,应提高供暖(制冷)系统的效率,包括设备本身的效率、管网传送的效率、用户端的计量以及室内环境的控制装置的效率等。目前在供暖系统节能方面有三种新技术:①利用计算机、平衡阀及 专用智能仪表对管网流量进行合理分配;②在用户散热器上安设热量分配表和温度调节阀,以达到舒适和节能的双重效果;③采用新型的保温材料包敷送暖管道,减少热损失。 ②减少建筑围护结构的能量损失 围护结构的能量损失主要来自三部分:①外墙②门窗③屋顶。 A外墙节能技术 复合墙体已成为主流 。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作承重结构,与保温隔热材料复合,或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。目前保温、隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料等。推广的节能新材料的开发有以下三种: a外墙保温及饰面系统(EIFS) 包括三部分:主体部分是由聚苯乙烯泡沫塑料保温板,该部分以合成黏结剂或机械方式固定于外墙;中间部分是持久的、防水的聚合物砂浆基层,此基层主要用于保温板,以玻璃纤维网来增强并传达外力;最外部分是美观持久的覆盖层。覆盖层采用丙烯酸共聚物涂料技术,此种涂料有很强的耐久性和耐腐蚀性。 b建筑保温绝热板系统(SIPS) 中间是聚苯乙烯泡沫或聚亚氨脂泡沫夹心层,两面据需要可采用不同的平板面层,用此材料建成的建筑具有强度高、保温效果好、造价低、施工简单、节约能源、环保的特点。可据实际尺寸定制,承建商只需在工地组装即可,真正实现了住宅生产的产业化。 c隔热水泥模板外墙系统(ICFS) 一种绝缘模板系统,主要由循环利用的聚苯乙烯泡沫塑料和水泥类的胶凝材料制成,用于现场浇筑混凝土墙或基础,建成后,将作为永久墙体的一部分,形成在墙体外部和内部同时保温绝热的混凝土墙体。混凝土墙面外包的模板材料满足了外墙所需的保温、隔声、防火等要求。 B门窗节能技术 近些年出现了铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材、塑木复合型材以及UPVC塑料型材等技术含量较高的节能产品。使用较广的是UPVC塑料型材,它不仅生产过程中能耗少、无污染,而且导热系数小,密封性好。运用高新技术,将普通玻璃加工成中空玻璃,镀膜玻璃高强度LOW2E防火玻璃、采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及最特别的智能玻璃。智能玻璃有两类,一类是光致变色玻璃,阳光强烈时,可阻隔太阳辐射热;天阴时,玻璃变亮,阳光又能进入室内;另一类是电致变色玻璃,在两片玻璃上镀有导电膜及 变色物,通过调电压,调整射入的阳光,这些玻璃都有很好的节能效果。 C屋顶节能技术 保温常用措施在防水层下设置导热系数小的轻质材料。英国有另一种保温法,用回收废纸制成纸纤维,这种纸纤维生产能耗极小,保温性能优良,纸纤维经过硼砂阻燃处理,也能防火。屋顶隔热降温的方法有:架空通风、屋顶蓄水或定时喷水、屋顶绿化等。目前最受推崇的是利用智能技术、生态技术来实现节能,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。 三、结论 建筑能耗是我国今后能源消耗的一个主要增长点,节能不能以牺牲人的舒适和健康为代价。必须摈弃那种只顾眼前、不顾长远的发展方式。只有这样,我国建筑业才能适应时代的要求,实现从粗放低效向集约高效的转变。 新技术论文:视频服务器新技术发展特点 摘要:目前对于立体传媒的现代化要求,视频服务器的可靠性越来越成为各家电视台的第一要求。而在视频网络播出系统中,播出服务器是重要的核心设备,笔者结合实际情况对视频服务器概况作了探讨,针对几款视频服务器在这个新技术领域的发展为各电视台对播出系统改造提供的一些经验,为用户提供高性能共享存储,无限扩充的存储空间与带宽,同时也提出了高性能的媒体处理功能。 关键词:视频服务器;产品;技术 前言 当前,随着计算机高速网络与多媒体存储技术的迅速发展,电视播出领域正处于由磁带播出向硬盘播出方向发展的变革时期。以硬盘存储为中心的视频网络播出系统作为一种新兴的科技已经得到广播电视业内的广泛关注。 而在视频网络播出系统中,播出服务器是重要的核心设备。新的技术、新的应用对播出服务器技术性能和安全性能比以往要求更高。特别是播出服务器系统对节目素材传输网络的支持能力。为此,近年来,几家专业播出服务器生产厂商一直都在不断地推出新款播出服务器系统设备,从单机服务器设备到能够支持多频道共享存储的SAN存储视频服务器系统,高度融入了IT存储及网络技术,并在网络带宽性能、安全性能、存储性能和开放性能等方面都有了很大的技术突破。同时,也使电视台根据不同的频道规模组建各种播出服务器网络系统成为可能。 一、视频服务器概况 视频服务器是一种对视音频数据进行压缩、存储及处理的专用计算机设备,它一般采用M-JPEG或MPEG-2等压缩格式对视音频数据进行压缩编码,以满足存储和传输的要求。它使用SATA、SCSI接口硬盘作为视音频数据的在线存储器,具有多通道输入输出、多种视音频格式接口。由视音频压缩编码器、输入/输出通道、大容量存储设备、视音频接口、网络接口、BS422串行接口、协议接口、软件接口、视音频交叉点矩阵等构成,可配备以太网、光纤等网络接口进行组网,实现视音频数据的传输和共享。同时它可以提供外锁相和视频处理功能。 视音频压缩编码器:视频数字化后,数据量很大,因此要利用成熟的压缩技术,将视频数据在满足技术指标要求的条件下进行高压缩比的压缩,满足存储和传输要求。视频服务器一般采用M-JPEG或MPEG-2等压缩编码器,用户可根据实际情况选择压缩码率和压缩结构,达到既节省硬盘空间,增加节耳存储量。又能保证播出质量的目的。 输入/输出通道:具备多通道输入/输出系统,使多路录入、播放能同时进行,实现多任务。 大容量存储设备:使用高速、宽带的SATA或SCSI接口硬盘作为视音频素材存储介质。 视音频接口:带有标准视音频接口和模拟监视视频接口,方便监视各通道的视频信号,输入,输出信号可以在模拟、分量和SDI中选择。 网络接口:一般视频服务器都带有以太网和FC接口。以太网用于传送控制数据和状态检测的信息,FC光纤网采用IP协议作为视频服务器之间快速、实时复制和移动素材的交换网络。 RS422串行接口:带有多个RS422串行通讯接口,每个接口均可通过RS422通讯线由外部计算机控制实现记录与播放。 视音频交叉点矩阵:视频服务器内带视、音频交叉点矩阵。视、音频通道调度灵活,同时可保证技术指标不受损。 二、几款视频服务器 目前,国内所使用的视频服务器可以分成两大类,一类是国外品牌的视频服务器,一类是国产品牌的视频服务器。进口视频服务器大家都公认性能优越、稳定性强,但价格较贵。国产视频服务器相对成本较低,并且随着近年来技术的发展,系统稳定性和播出功能已得到很大的提高,可以满足大部分用户的需求。下面对一些品牌视频服务器做—个简单的介绍: 2.1Thomson公司的ProfileXP视频服务器 ProfileXP视频服务器,支持标准清晰度和高清晰度电视标准。模块化的结构,可扩充的软,硬件、RAID存储器和远程错误检测,便于维护的机箱结构,使其更具有扩展和升级性能。 PVS1100ProfileXP媒体平台系统是针对诸如新闻和体育制作领域的。其特点是可配置成2、4、6或8双向通道,用户可根据需要进行选择,所有通道提供增强的慢动作能力,以提供无闪动的播放。为了与制作流程一致,PVS1100内部配置了双通道SDTI,使它能以高达4倍的速度实时记录VTR的压缩视频。此外,Thonmon拥有50多个ProfileXP媒体平台应用程序开发商,可以全方位开发应用软件。 PVS2000服务器具有较强的灵活性,可根据用户需求使系统作相应的改变。PVS1000标准清晰度服务器通过更换I/O和压缩板,可以升级为PVS2000,而系统的其他部分则保持不变。PVS2000通过增加通道或存储能力进行扩展,增加I/O通道和编解码器,可以将PVS2000扩展为4个可同时操作的通道。在网络环境中增加主机数量,可以获得数百个通道。通过实时共享存储。若干台HD及SD的Profile能直接访问一个共同的存储网络。 2.2Thomson公司的K2视频服务器 K2视频服务器是Thomson公司最新的力作,作为新一代视频服务器,除了集成ProfileXP视频服务器优点以外,还在网络存储和管理上做了很多的文章。 K2视频服务器单机支持4个双向编解码通道,既可作为上载、审片服务器使用,也可以用于播出服务器;同时K2服务器采用IP-SAN网络结构,根据不同的播出规模、网络带宽需求,组建不同规模的level级别,从单机模式到level4网络结构,每一级的带宽、存储容量递增,可以提供最大1000MB/S的带宽,同时提供50TB的存储空间。 尤其是K2视频服务器采用的不同的Level2Redundant架构,在使用习惯上,性能上和价格上更加适合中国的市场需要。K2Level2Redundant存储系统的总带宽为180MB/s;其中,iSCSI传输带宽最高为180MB/s,FTP传输带宽最高为50MB/s。另外,整个存储系统采用完全冗余的系统架构,从而排除了单一溃点。对于突发的系统故障,能够自动进行故障恢复,保证了系统高效、稳定的运行。 K2LeveL2Redundant存储系统包含2个千兆以太网交换机,通过ISLs(Inter-SwitchLinks)连接起来,实现以太网连接的冗余。同样,K2MediaServer也采用了冗余设计,主、备K2MediaServer的作用完全相同,提供数据库、文件系统、iSCSl桥以及FTP的冗余。存储部分采用的L2RRaid盘箱,支持冗余的光纤连接;选择扩展盘箱,可以增加系统的存储容量。 每个K2MediaServer通过2个千兆以太网连接进行Media(iSCSI)通讯;通过1个千兆以太网连接进行控制通讯;通过另外一个千兆以太网连接进行FTP传输;另外,通过1根光纤与Raid盘箱连接。对于K2MediaServer提供的所有千兆以太网连接,必须连接到同一个GigESwitch上面。K2MediaSexver通过iSCSI接口卡,实现千兆Media连接,通过光纤卡与Raid盘箱连接。iSCSI接口卡作为GigEISCSI与FcSCSI两者之间的 桥梁。另外,不同的软件组件使K2MediaServer具有不同功能,包括:文件系统管理、媒体数据库以及FTP服务。主、备K2MediaServer之间,通过串口线缆连接,传输心跳侦测信号,从而实现了K2L2R系统地自动恢复。 L2Raid盘箱的Raid控制器也采用了冗余设计。实现与主、备K2MediaServer之间的FC连接。而且,L2Raid盘箱还具有一个CigE端口,用于进行控制信息通讯,以满足SNMP(NetCentral)监控的需求。 2.3SeaChange公司的MediaCluster服务器 SeaChange公司的BMC系列视频服务器。如BMC1650、1250、830等,能方便地进行系统升级,可以从简单的3个节点结构设计到更多节点。SeaChnageBML系统提供了对多种视频文件格式、多种制式的支持,可以管理多达256000个完整的媒体文件。并且文件的格式可以彼此独立,能和播出服务器、编辑设备等协同工作。BML系列具备高可靠性,可以保护所有的媒体资源,系统提供3TB到24TB的媒体存储空间,特别为超大媒体文件提供高效存储和快速传输。 2.4大洋公司的VIPS(磐石)服务器 大洋公司的磐石系列视频服务器(VIPS)采用CPU+I/O技术构架,稳定可靠,可作为上载服务器或播出服务器应用于收录系统、总控播出系统、演播室系统。VIPS采用专业多接口视音频I/O卡,具有模拟、分量、数字视频信号输入以及模拟、数字视频信号播出,音频支持模拟、AES/EBU、数字嵌入,同时支持最大8声道音频输入输出,VIPS提供最全面的视音频接口,可支持目前绝大多数视音频设备连接,满足模拟、数字多种播出系统需求。 VLPS使用大洋软件编解码技术,可以自由灵活地编解码多种视频格式和文件格式,解决了以往硬件编解码板卡解码格式单一的技术瓶颈;同时,软件编解码技术的应用避免了采用硬件编解码板卡时容易发生的板卡温度过高问题以及硬件板卡与系统中其他硬件资源的冲突问题。 VIPS灵活、开放的存储配置方案,可以支持本地SATA、SCSI硬盘存储,也可以实现NAS、SAN、IP-SAN网络存储。多种网络协议的支持,使得VIPS可以接入任何网络结构的系统中,无需再增加转入交换机。 2.5格非公司的MagiStream服务器 格非公司的MagStream是一款将MPEG-2编码器、解码器结合为一体的多通道视音频服务器,主要用于电视台的播出系统或在演播室用作硬盘录像机。MagiStream视频服务器采用嵌入式XP作为操作系统,具有开放式软硬件平台和标准接口协议,系统稳定可靠,并可以与当前主流的非线性节目制作、编辑网络互联,符合电视台数字化、网络化和多频道节目共享的发展要求,满足电视台对制、播一体化的要求。 2.6索贝公司的MegaServer服务器 索贝媒体服务器MegaServer是一款单通道视频服务器,采用DSP视音频处理和多接口输入输出卡,配有IP网络接口和光盘驱动器,使其能够灵活地连接多种外部设备,兼容模拟、数字视音频信号,网络传送的视音频文件和以光盘为载体的媒体资料。 三、结束语 视频服务器新技术的发展为国内各电视台对播出系统改造提供了广阔的空间,今天的视频服务器已经是一种全新的架构,它依托成熟的网络技术和存储技术,实现面向内容存储和文件服务,不仅能为用户提供全台范围的高性能共享存储,无限扩充的存储空间与带宽,同时也提供了高性能的媒体处理功能。可以预见,在不久的将来视频服务器将为全台网及制播一体化提供更完美的解决方案 新技术论文:电力系统自动化发展趋势以及新技术的应用探析 前言 电力系统是我国国名经济的基石。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。现代社会需要的是安全可靠经济的电能。电力系统主要由发电输电变电配电及用电等5部分组成。电力系统是一个具有复杂的大系统由于用户的不断增加的需求,电网对于技术的要求水平也提出了越来越高的要求。 1 电力系统自动化的发展趋势总的发展趋势的特点研究 1.1 电力系统自动化的图形化特点 因为电力系统联网工程的正式启动,电力系统的调度管理、数据计算分析呈现出传输路径的交叉性,信息更新越来越高速这样的几种特点。在计算机技术和通信技术的快速发展下,电力系统技术整合也在蓬勃发展着。电力系统信息数据处理上已经不再使用传统的处理方式,而是使用图形化处理这样的新技术,这样看到图形,电力系统管理者就能了解电力系统的变化发展趋势,也就能对未来电力系统软件开发带来丝丝先机。 1.2 电力系统自动化的远程化特点 过去电力系统的硬件平台大部分是计算机,外加使用扩展测控法对接口电路工作开展监测。此类的设计有很多的优势,这种类型的设计的周期很长,扩展性也很好。但是这样的设计方式也具有着高成本、大体积、大功耗以及灵动性差的多种缺点。现在,正是有着网络技术的不断更新和电子技术的不断进步,远动终端设备已经变为越来越接近最优化、智能化和小型化、协调化。因此,建立在此基础之上的电力系统也具备了远程化的特点,使电力系统自动化在控制系统方面的发展更加贴近智能化。 1.3 电力系统自动化的分布化特点 发电率范围在几十兆瓦至几千瓦之间并且模型较小的发电单元,它的地点处于用户周围还有有高效和可靠特点的称为电力系统自动化技术分布化。分布式发电主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、太阳能发电、微型燃气轮机和风力发电等等的其他一些发电方式。这种发电技术具有很好的灵活性,能够给与用户各不相同的感受。还能为边远商业区域提供可靠的电力资源,让他们使用具有再生特点的资源进行多次发电,这样的电能还具有稳定度高的特点,是具有分度化的特色。极端及技术、新材料技术和电力电子技术都要作为支柱技术被在其中使用。 2 电力系统与新技术的结合 2.1 与智能计算机的结合 计算机视觉技术就是与智能计算机的结合之一。使用计算机视觉技术能够方便的获得多种图像信息。在电力系统中应用计算机视觉技术。目前,计算/!/机视觉技术使用在电力系统中的作用是修改遥控系统在此同时提高它的性能。这主要表现在使用在线监测和开展无人操作或者环境监视,红外图像监测是电力设备在线监测常用方法中效果最好的。它既有这使用方便,又有着精准度较高的特点。红外图像识别方面主要就是使用计算机视觉技术,这样能取得较好的效果。计算机视觉技术的工作原理是在科学获取电力设备实时红外图像和电力设备正常工作时图像后,将两者开展对比。如果出现不正常。也就因此能够证明电力设备出现问题。第开展无人操作或者环境监视是使用微波双鉴探测器进行协助,将差分图像以及流光法一起使用对移动物体开展监测。如果出现不正常现象,那么系统就可以识别出来,并且警告我们。因为计算机视觉技术还处于起步阶段,其存在一定的不足之处。虽然计算机视觉技术发展迅速,但计算机视觉技术发展的并不完善,因为图像识别自身的复杂性的原因,所以现阶段还不能实现完全的无人操作。正是因为有着这些原因,在大多数情况下,计算机视觉技术只能够作为一种辅助技术。 2.2 与微机保护系统的结合 在电力系统自动化技术发展速度过快并且伴随着相关微机设备应用范围越来越普遍的情况下。人们越来越严格的要求微机保护系统。更简单的说,也就是原有的电力系统自动化技术当中的微机保护系统已经无法满足社会发展的需要。人们需要的微机保护系统应该具备更加牢靠与稳定的可以对通信进行保护的能力。这样才能够达到人们希望人机互动的效果。这样的系统在对硬件提高出高要求的同时也对软件业产生了更加具体的要求。例如,我国在上世纪末将第一套微机线路保护设备投入使用,并且该设备因为性能占据极大的优势从而获得世界各国用户的普遍认可。 在继电保护设备中,我们更加需要完善的问题就是设备的实时性。设备的实时性直接关乎电网的安全稳定,它直接受到其影响。假如设备实时性出现缺陷,会给电力系统带来难以补救损失的可能性。现阶段在我国电力系统中应用的嵌入式系统通常来说主要为C/C++语言。这是因为该系统不仅灵活性高并且可移植性也很强。同时该系统还使用了能够随时改变的模块化,目的在于处理好各种存在可能性会产生的问题但是却又不能够进行更换的难题。在提供便利的同时也能够尽最大的努力满足用户各种要求。 2.3 与GPS安全监控系统的结合 GPS的全称是全球定位系统。这是一个卫星系统。它能具有导航、定位、授时等功能的原因是它可以保证在地球上任意一点都可以同时被观测到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技术具有的优点。正是在这些优点的帮助下,它才能在各类大地测量控制网获得加强改造,也因此具有了较为普及的应用。目前,GPS技术出现了一个不断进步的境地,而将GPS技术使用到电力系统当中的条件也越来越松。电力系统使用GPS动态安全监控系统后取得效果很好。不仅能够对系统开展实时且有效的监控,同时还能够将GPS定位技术的精准度高并且效率快以及成本低的优势完全体现出来。可以对管辖区内的大地测量控制电网进行合理的监测。电力系统使用GPS动态安全监控技术后。基于GPS的动态安全监控系统指的是电力系统采用GPS所实现的光纤通信技术和同步测量技术。电力系统的动态安全监测管理主要包括动态相量测量系统、定时系统、中央信号处理系统和通信系统四个部分的内容。使用GPS和EMS监控系统能够做到对数据的动态、集中处理、定时等,为相量的控制提供条件。实现动态检测是我们必须做的,同时也是是电力系统发展的要求。 新技术论文:强化高新技术产业管理竞争力的分析 【摘 要】本文具体研究了政府高新技术产业管理竞争力的基本含义、特点,并对发达国家强化政府高新技术产业管理竞争力的具体做法进行比较全面的分析。 【关键词】 高新技术产业;管理;素质;提高;能力;目标 1. 政府高新技术产业管理竞争力基本含义和特点 1.1 高新技术产业管理竞争力的基本含义。 (1)政府高新技术产业管理竞争力与政府高新技术产业化功能。当代高新技术产业化实践表明;一方面,市场机制是推动高新技术产业化活动发展的主要动力所在。这是高新技术产业化在世界各国经济增长、国际竞争力提高、综合国力增强和国家整体形象设计等方面能发挥并且正在发挥出巨大的能动作用和主体作用的基本条件;另一方面,要普遍和纵深推进高新技术产业化活动,除了必须塑造企业行为主体外,还必须有政府相应功能的支撑与服务。这是高新技术产业化所以能对当代人类生产方式和生活方式产生变革性作用的必要条件。发达国家相比发展中国家所以能长期在高新技术及其产业国际竞争中始终处于牢固的垄断地位,与这些国家政府在高新技术产业化活动中有效的高新技术产业管理是密不可分的。如果说,西方发达国家经济增长模式中对政府功能的作用尚有不少异议的话,而在高新技术产业化活动领域,它们几乎都作为加快高新技术产业化活动的一个重要职能来实施。这表明,在高新技术产业化发展模式方面,发达国家的政府职能与传统产业管理职能发生了巨大的分离,正在发生重要的调整。高新技术产业化对经济增长、充分就业、抑制通货膨胀和促进国际收支平衡等方面都发挥出了重要作用,并且这种作用还有进一步提高的趋势。这是发达国家政府长期以来不懈地提高高新技术产业管理竞争力的重要启示。 发达国家新经济实践表明,强化高新技术产业管理是国家创新体系建设的一个重要组成部分,也是政府经济功能转型和创新的重要方向。一般而言,政府高新技术产业化促进功能的实现主要有三个途径:一是政府本身在高新技术产业化活动中的直接参与行为,如把财政资源投入高新技术产业化中去。二是政府通过建立一系列优惠政策体系去推动、引导、促进、调整和规范全社会高新技术产业化中创新活动的持续、有序化发展。三是通过建立和完善高新技术公共基础设施来提高国家对高新技术产业化的供给能力,提高科技创新资源的配置效率。因此,政府高新技术产业管理功能的形成和作用也相对复杂。这表明,政府高新技术产业管理竞争力提高并不像传统产业那样简单明了。 (2)政府高新技术产业管理竞争力的基本含义。政府高新技术产业管理竞争力反映政府政策、法规、规划与计划等促进和推动高新技术产业增长、扶持和规范高新技术产业化活动发展、加快高新技术企业成长的竞争实力。它是指一定经济体制下的政府经济功能在高新技术产业管理中所表现出来的综合竞争力。 国际经济竞争的加剧和高新技术产业化活动、知识经济的迅速崛起,是政府高新技术产业管理竞争力问题提出的重要背景。 从理论渊源上分析,古典经济学的比较优势理论和相对比较优势理论是竞争力存在和作用的基础。政府高新技术产业管理竞争力是一国综合国力竞争优势中的一个重要组成部分,也是政府高新技术产业化功能的主要实施方式,因此,政府高新技术产业管理竞争力就成为决定一国社会整体创新能力的重要内容。 从政府经济学的观点分析,政府经济功能的发挥是弥补“市场失灵”的重要方式,是加快一国工业化和现代化速度不可替代的力量。而政府功能的产生和发挥,除了政府财政政策和货币政策之外,还必须辅之以产业政策。即从强化政府产业管理竞争力的角度,增强政府经济功能对国民经济作用的效果,尽量减少“政府功能失灵”。 从发展经济学的观点分析,发展中国家必须把消除“二元经济结构”作为工业化发展的主要目标。这不仅使政府经济功能的强化成为必然,而且使政府经济功能的重点有了战略性调整的必要。为此,必须把政府经济功能集中在工业化发展的国际竞争力上,进而形成一套能促进政府产业管理竞争力提高的政府政策体系。 从世界经济论坛和瑞士洛桑国际管理开发学院的观点分析,一国国际竞争力取决于以下五种不同因素的组合:变革素、变革过程、环境、企业自信心、工业序位结构等。由此形成两方面相互联系、相互作用的竞争力,一方面是企业竞争力,另一方面是环境优化竞争力。在很大程度上,环境优化竞争力成为制约企业竞争力、国际竞争力的主要因素。而环境优化竞争力又与政府经济功能作用形成和效果密切相关。从发达国家高新技术产业化实践分析,要提高政府高新技术产业化功能的效果,必须以强化政府高新技术产业管理竞争力为关键。 从理论上分析,一国或一地区政府高新技术产业管理竞争力是一国或地区高新技术产业规模、政府高新技术产业管理能力与政府高新技术产业管理效果之间的乘积。即政府高新技术产业管理竞争力=高新技术产业规模×政府高新技术产业管理能力×政府高新技术产业管理效果。 1.2 政府高新技术产业管理竞争力的特点分析。 (1)政府高新技术产业管理竞争力是强化和改善高新技术产业化政府功能的主要内容。 (2)决定和影响一国或一地区政府高新技术产业管理竞争力提高的主要因素有三个方面: 高新技术产业规模因素。这是影响一国政府高新技术产业管理竞争力的基本因素。一方面,只有在高新技术产业发展到一定规模之后,国家政府才有对其实施产业管理的必要和可能;另一方面,高新技术产业规模的扩大,使其对政府财政收入增长的贡献提高,从而奠定了政府高新技术产业管理的必要性、主动性、积极性。 政府高新技术产业管理能力因素。它主要包括:政府高新技术产业财政投入力度指标、政府高新技术研究与开发财政投入力度、政府高新技术产业化的政策扶持力度、高新技术产业政府管理机构设置和功能作用、高新技术产业市场行为主体利益矛盾的政府规范力度等。 政府高新技术产业管理效果因素。其衡量指标主要包括:一是高新技术产业增长幅度指标;二是高新技术产业在国民经济中支柱产业地位的形成和扩散程度指标;三是高新技术企业成长指标;四是高新技术企业规模化发展指标;五是高新技术产业对国家财政收入贡献率指标;六是高新技术企业就业贡献率指标;七是高新技术产业国际竞争力指标;八是高新技术产业在推动国民经济产业结构调整中的带动作用指标等。 (3)政府高新技术产业管理竞争力提高虽然不可避免地受制于一定经济体制的影响,但经济体制变量对高新技术产业增长的影响只能限制在一定限度内。其主要原因如下: 高新技术研究与开发已由过去的单纯企业化、个体化和小额化向目前的政府化、社 会化和巨额化方向发展,尤其是政府高新技术研究与开发的投入规模与实力已成为决定高新技术产业化和知识经济国际竞争的核心因素。这是在不同经济体制下政府投入功能都能得到充实的体现。 高新技术产业化和知识经济增长的主要推动力量是技术重大创新和技术、知识在资源配置与利用中的功能成为主要决定力量。由于技术、知识与经济体制、经济制度的相关性极小,因此,高新技术产业化活动和知识经济的发展一般与经济体制因素关系并不特别密切。 在高新技术产业化活动及其知识经济发展中,经济体制变量对其影响主要通过高新技术产业管理的方针、政策、措施、手段等体现出来,因此,提高政府高新技术产业管理竞争力也成为经济体制变革和制度创新的重要内容。 经济体制对高新技术产业管理政府行为的要求主要体现在如何重新认识政府在国家经济职能中的作用,如何实现高新技术产业化活动中政府功能的“最大化”和“最满意化”。 (4)提高政府高新技术产业管理竞争力是提高一国产业素质的重要条件。首先,政府通过相对超前和富有战略性的优惠政策体系对高新技术产业进行扶持,客观上能加快高新技术产业增长速度和规模;其次,政府高新技术产业管理主要从国民经济产业结构升级的战略高度考虑高新技术产业发展的全局性问题,因此,对推动和加快国民经济产业结构优化调整、高级化调整具有不可低估的作用;再次,政府通过必要的、一定规模的高新技术研究与开发财政投入、高新技术企业投入等手段,能促进高新技术商品化、产业化和国际化进程,进而强化高新技术产业化能力;最后,政府通过制定一定的产业保护和产业开放政策等手段,可提高产业发展素质。 2. 政府高新技术产业管理竞争力提高的目标和主要条件 2.1 政府高新技术产业管理竞争力提高的目标体系: 促进和推动高新技术产业增长;扶持和规范高新技术产业化活动发展;加快高新技术企业成长;刺激高新技术产业化需求;改善和提高高新技术产业化有效供给;建立和健全适应高新技术产业化活动发展的市场结构与市场体系;建立和强化具有自主开发能力和知识产权形式的高新技术产业体系;建立和完善促进高新技术产业化发展的企业家才能供给和研究与开发人才供给的社会化服务体系和保障体系;保障国家经济安全。 2.2 政府高新技术产业管理竞争力提高的条件。 政府高新技术产业管理竞争力提高既是一个多重目标体系,更是一个客观过程。作为一个社会系统工程,政府高新技术产业管理竞争力建设必须具有条件体系的支撑与服务。具体地,政府高新技术产业管理竞争力提高的条件有: (1)国家规划和战略支撑条件。高新技术产业发展计划和战略成为国民经济中、长期发展规划的重要组成部分,这是政府高新技术产业管理的需求条件,也是提高政府高新技术产业管理竞争力的充分条件。 (2)高新技术产业发展规模和实力条件。这主要要求高新技术产业的国民经济支柱产业化、高新技术产业的国际化、高新技术产业对财政贡献率提高等条件。 (3)有效弥补市场机制的缺陷和不足的条件。在市场结构改善、提供市场信息和改善高新技术产业化活动基础设施条件等方面,发挥政府经济功能的主体作用。从发展趋势看,提高政府高新技术产业管理竞争力必须针对高新技术产业化活动中“市场失灵”的可能方面。 (4)需求引导和刺激条件。引导和刺激高新技术产业化需求和创造相关需求既是高新技术产业化活动发展的主要支撑条件,又是政府高新技术产业管理竞争力形成和强化的基础和核心。 (5)高新技术企业有序竞争条件。调和企业行为主体和居民户行为主体在高新技术产业化活动中的利害冲突和利益矛盾,提高政府对高新技术产业化活动的法规监管能力和水平,进而提高高新技术产业化政府功能对高新技术产业化活动的宏观调控能力。 (6)国家高新技术产业化整体能力条件。强化国家高新技术产业化整体能力建设,实现国家宏观经济政策目标,是政府高新技术产业管理竞争力提高的充分条件。这是从根本上确保一国国家经济安全的终极手段。 2.3 提高政府高新技术产业管理竞争力是对传统经济体制下政府经济功能的一种超越。 国家和地区经济增长既是一个社会日益增长的最终产品和劳务供给能力的持续增长过程的方式,也是经济管理体制、新兴产业管理方式和体制的不断调整、转换和创新过程。由于高新技术产业化是一种新型生产力的载体,由于产业生命周期的作用,由于产业增长的国际因素影响,由于政府功能、作用的局限性,因此提高政府高新技术产业管理竞争力在很大程度上也是一个对传统经济体制下政府功能转换和创新的必然过程。 (1)提高政府产业管理竞争力是高新技术产业化政府功能创新的主要内容。 (2)政府高新技术产业管理竞争力提高是对传统经济体制下政府功能形成和作用模式进行重大的转换和创新。 (3)提高政府高新技术产业管理竞争力必须把刺激和放大高新技术产业化需求作为关键。这既有助于缩短高新技术产业增长的起步阶段周期,又能极大地加快重要高新技术产业的国民经济支柱产业化和战略产业化发展进程。为此,政府高新技术产业管理必须强化对高新技术产业化需求的引导和改善,进而使一定时期的产业供给结构和产业结构得以顺利调整。即在产业不同的生命周期通过某种、某些高新技术产业化需求的创造和刺激,去调整高新技术产品市场价格,促进厂商调整生产方向,促进生产要素的重组,实现有限资源的优化配置。必须通过创造有效的高新技术产业化需求去引导社会总需求的变动方向,强化高新技术产业化在促进经济增长、物价稳定、充分就业和国际收支平衡等方面的功能,使高新技术产业化成为支撑国民经济可持续发展的关键力量。 (4)强化政府高新技术产业管理竞争力的指导方针是,既要能消除高新技术产业化活动中“市场失灵”障碍,又要能强化政府高新技术产业化能力,进而提高社会整体高新技术产业化能力。 (5)建立和健全国家高新技术产业政策,促进政府产业政策的完善,并强化其对国民经济宏观调控功能。这可通过形成以扶持高新技术产业化为重点的产业政策,实现对国民经济的超前调节,提高国民经济主要支柱产业的国际竞争力,使国家或一地区能在某一或某些高新技术产业方面形成国际竞争优势。这是发展中国家构造国际竞争的后发优势的关键。实践表明,这既是发展中国家政府功能转换和创新的关键,也是提高政府高新技术产业管理竞争力的核心。 (6)形成有效的政府高新技术及其产品市场管理的新模式,推动高新技术产业化活动的可持续发展。这方面主要表现在如下几个方面:一是市场竞争环境的建设;二是市场竞争主体的塑造;三是政府与企业产权关系;四是政府对国有高新技术企业宏观管理模式;五是对高新技术市场垄断的管制和规范能力等。 (7)要创造全面提高社会高新技术产业化供给能力的动力机制。必须强调,长期以来,在政府经济政策目标中,需求政策占据了绝对地位,而供给政策则被大大弱化了。在高新技术产业化活动中,由于其资源构成和各种资源在高新技术产业化中的地位和权重已发生了根本性的变化,科技创新人才资源、创业人才资源和新型企业家人才资源等已成为高新技术产业化可持续发展的最主要决定因素。而这些新型要素在全球范围内都是供不应求的。而且,在发达国家,由于高新技术产业化相对超前,因此,普遍存在着高新技术产业化供给能力不足问题,并且这些新型要素供不应求程度会更明显。因此,提高高新技术产业化供给能力就成为发达国家政府高新技术产业管理竞争力提升的关键。 提高高新技术产业化供给能力的基本思路主要有:一是借助优惠政策条件体系来有效降低高新技术产业化活动的风险;二是通过提高政府高新技术基础设施供给规模来形成高新技术产业化供给的多元化机制。这都要求政府高新技术产业管理要以控减高新技术产业化风险为基点。众所周知,高风险是高新技术产业化的显着特征之一。因此,高风险是影响高新技术产业化供给能力提升的重要因素,风险控制就成为提高政府高新技术产业管理竞争力的重要目标。 提高政府高新技术产业管理竞争力的风险控制方式主要有:一是为高新技术产业化提供税收减免政策支持;二是政府财政直接投入战略性关键高新技术及其产业,提高一国高新技术产业化的安全性;三是政府提供科技创业孵化条件体系,降低科技创业人才高新技术产业化成本和风险;四是提供政府教育特别是高等教育供给能力,加大高新技术产业化新型人才资源的供给水平;五是利用国际科技合作来分散高新技术产业化的风险。 必须指出,政府高新技术产业管理的风险控制能力与一国政府财政收支能力直接相关,与该国高新技术产业在其国民经济增长中的地位和作用密切相关,与该国高新技术企业成长状况相关,也与高新技术产业国际竞争力有关。因此,在新技术产业化的起步阶段,可通过制定和实施一定的优惠政策,来提高政策高新技术产业化风险控制能力。这既能增强政府高新技术产业管理的政策导向功能,也能大大降低企业市场行为主体风险度,有助于高新技术产业化供给主体多元化机制的形成。对大多数发展中国家而言,由于政府高新技术产业化促进行为的不到位,由于受其国民经济发展阶段所限,其政府在高新技术产业化制度创新供给能力上与发达国家的存在着很大差距。这丝毫不比其与发达国家在技术创新供给能力上的差距小。同时,由于发展中国家政府在提供高新技术产业化制度创新条件方面的认识不到位,它在这方面的供给职能存在着很大的缺陷。因此,为了缩短与发达国家在新经济发展中的巨大差距,发展中国家政府必须从战略高度重视高新技术产业化制度创新供给条件和行为建设的重要性,为高新技术产业化创造最佳的发展环境。而在高新技术产业化的起飞阶段或成熟阶段,政府高新技术产业化风险控制的手段也要进行全面调整和创新,不能再单纯依赖于优惠政策条件,而要通过建立制度创新的比较优势,来提高政府对高新技术产业风险控制效率。 因此,强化政府制度创新供给能力,也是提高政府高新技术产业管理竞争力的基础条件。制度创新供给是政府高新技术产业管理的基本功能。 (8)改善政府对高新技术产业化的干预水平。高新技术产业化的全球化趋势是当今世界经济全球化发展的重要推动力量。这使政府协调行为成为影响经济全球化发展的重要因素。一方面,各国政府加快本国高新技术产业化的预期和责任都非常强烈;另一方面,加快高新技术产业化发展不能脱离经济全球化发展的大背景。因此,在经济全球化中,主权国家政府必须在新型国际分工中获得有利竞争地位,在技术、信息、管理、新产品和服务等配置竞争中处于主动。这要求政府必须对高新技术产业化活动实施适当干预。这要求主权国家政府产业政策的设计和操作的开放化要以培植本国高新技术产业化竞争与合作机制优势为关键,利用国际科技合作来提高有限科技创新资源的配置效率,在此基础上提高科技创新资源全球化配置能力。研究表明,发达国家产业全球化竞争能力是与其高新技术产业成长能力密切对应的。因此为了提高一国在产业全球化中的竞争能力,必须以提升高新技术产业国际竞争力为前提。为此,发达国家政府对高新技术产业化的干预功能不断强化,主要表现在:一是制定和实施国家级中、长期经济、科技和社会发展计划,提高有限科技创新资源配置效率。这在世界主要发达国家争先恐后地制定跨世纪科技发展战略和计划中有突出的表现;二是强化国家财政能力对研究与开发的扶持,引导社会科技投入规模和结构,提高社会科技投入供给水平;三是加大政府对知识和技术基础设施的供给能力;完善科技创新环境和条件体系;四是实施促进高新技术产业化财政政策,创造国内高新技术产业化有效需求,带动国民经济产业结构高级化调整;五是加大政府采购力度,扶持高新技术企业迅速长大;六是拓宽国际科技合作渠道,提高对全球科技创新资源的配置能力。 虽然我国各级政府有干预经济的传统,但这种传统模式与高新技术产业化政府促进行为相差甚远。①我国政府传统的干预功能过多侧重于行政功能,与市场经济要求正好相反;②我国政府传统的干预功能最突出地表现在组建国有企业,进入国民经济诸多行业。而在新技术产业化中,政府能直接参与的行业是非常有限的,这使得我国政府传统的经济干预功能难以实施;③我国政府传统的干预功能往往导致很多的投资失误,导致重复建设。而在高新技术产业化中,如果国家干预导致了投资失误,可能会从根本上扩大我国高新技术产业化周期,加大我国高新技术产业化成本,进而加大我国与发达国家高新技术产业竞争的国际差距。这比传统经济下我国政府干预失灵的危险要远大得多;④我国政府传统的干功能没有与相应的制度创新有机结合。发达国家政府干预高新技术产业化,不仅有行政手段,还有与之相辅相成的法律手段。客观上,在高新技术产业化的起步阶段,高新技术产业化所需要的制度创新条件难以有效供给,此时借助行政手段的干预功能能弥补制度创新不足和滞后的缺陷。而在高新技术产业化进入到成长阶段后,单凭行政手段所能实现的制度创新功能就十分有限,同时过多的行政手段可能导致新的制度瓶颈。因此,这需要通过法律手段来承担全部制度创新功能。从我国情况分析,政府在干预我国高新技术产业化方面的功能还十分有限。实际上,现行公司法、投资法和税法对高新技术创业的限制还很多。 3. 总结: 高新技术产业政府管理需求迅速提高,高新技术产业管理正在成为政府高新技术产业化功能的重要方面;另一方面,政府高新技术产业管理功能强化必须成为政府高新技术产业化功能的主体。在很大程度上,政府高新技术产业管理竞争力乃是一国政府高新技术产业化功能作用的核心。政府高新技术产业管理竞争力,不仅有弥补“市场失灵”的特别功能,而且对高新技术产业化中政府功能缺陷的校正也具有不可低估的重要作用。从长远分析,政府高新技术产业管理竞争力的提高是改善和优化高新技术产业化政府功能的重要条件,也是促进它发展成为推动高新技术产业化可持续发展的一个不可低估的重要力量。 新技术论文:高新技术企业发展情况调查研究 新技术企业发展情况调查研究 科学技术是经济发展的强大动力和坚实基础。尤其是进入知识经济时代,高新技术产业日益成为推动技术进步的动力和经济增长的核心。由于高新技术产业具有知识密集、技术密集、人才密集、资金密集等特点,有很强的辐射能力,因此,它的发展不仅能提高传统产业的技术附加价值,促进整个国民经济高效益地运转,而且能够带动社会各个领域的进步。 经过近几年的努力,我市的高新技术产业发展取得了显著的成效,高新技术企业从无到有,从小到大,已经成为全市经济新的增长点。目前,全市共有高新技术企业30家,其中省级高新技术企业14家。为及时把握全市高新技术企业发展现状,了解企业近几年的发展态势与走向,为进一步扶持、壮大全市高新技术产业提供参考,我们于年初对全市的高新技术企业进行了调查,并在调查研究的基础上,深入分析了我市高新技术企业发展过程中存在的问题,提出了具体对策和建议。 一、我市高新技术企业发展现状 从20__年我市开展市级高新技术企业认定工作以来,全市共认定市级高新技术企业33家,由于复审不合格、企业转制等原因,现存30家。其中,省级高新技术企业14家。 1、全市高新技术企业发展概况 我市高新技术企业所从事的技术领域涵盖了电子信息、先进制造精细化工、新材料、生物工程与制药、节能与环保、现代农业等7大领域。从各个领域的企业数量上看,先进制造、精细化工和电子信息分占前三位,分别为9家、7家和5家(见图1)。从企业性质看,民营企业已逐渐成为高新技术企业的主体,共有28家,其余2家为国有企业。从地域分布看,市直企业15家、兴隆台区属企业11家、双台子区1家、盘山县2家、大洼县3家(这里需要说明的是,由于盘锦经济开发区的成立,原兴隆台经济开发区内企业均视为市直企业)。从企业规模看,大部分高新技术企业已走过初创时期,进入了快速发展阶段,20__年产值超千万元的21家,其中超5000万元的10家,超亿元的4家。 2、科技人员及技术研发情况 我市高新技术企业绝大部分都拥有自己的研发机构,主要从事企业的技术管理、自主研发以及引进技术的消化吸收。只是名称还不是十分规范,有技术部、科技处、研究所等等不一而足。相对市内其它企业来说,企业科技人员比例较高,大专以上科技人员占职工总数的比例均在30以上,平均值达到39.2,有4家企业在50以上。从事研发的科技人员绝大部分都在10以上,平均值达到27.2,最高比例达到75。高新技术企业在科技开发上舍得投入,从研究开发费用占总收入的比例看,平均值为9.6。 3、产学研联合情况 高新技术企业在发展过程中十分重视产学研联合,近几年来,随着全市科技合作工程的大力推进,部分企业也相继与相关院校建立了紧密的“校企合作”关系。如:盘锦兴海制药有限公司与沈阳药科大学、辽宁中医学院联建生产实训基地;盘锦兴建助剂有限公司与西安石油大学联建成果转化基地;盘锦昌明电子有限责任公司与北京航空航天大学共建了企业研发中心。这种“校企联姻”为企业优先优惠转化院校最新科技成果提供了更加便利的条件,对企业未来的健康发展将起到十分重要的作用。 企业通过开展产学联联合,研发出一大批技术水平在国内领先、高技术含量、高附加值的技术或产品。如:盘锦市华意环境工程有限公司与加拿大海外学子肖俊宏博士合作开发了“稠油污水深度处理及回用技术和成套设备开发”项目。该项目针对辽河油田的稠油污水深度处理难题而研发,并先后开发了稠油污水预处理工艺、溶气气浮工艺、除硅净水工艺、多介质滤料过滤工艺、大孔弱酸树脂软化工艺、含油污泥脱水工艺以及相应的水处理药剂与设备,全面解决了稠油污水处理工艺的各个关键环节,实现稠油污水处理后达到回用作蒸汽锅炉补给水水质要求,处理后的技术指标均等同于国外同类工程指标。目前,公司已成功完成了欢三联日处理2万立方米的核心工程。盘锦辽油豪特技术开发有限公司与清华大学合作开发的中频变频器,频率达到2500Hz,产品自动化程度高,比目前国内使用的500Hz中频变频器节约成本20以上。盘锦昌明电子有限责任公司依托江汉石油学院,开发了TCP射孔监测仪,主要用于监测油田生产中的射孔起爆过程,它可以有效克服施工时井场环境中加压泵、钻机、作业机等其它设备及海浪击打套管等振动干扰、噪音干扰以及人为因素影响,准确判断起爆成功与否,避免以往因射孔炮弹在井下未爆而在井口爆炸伤人的恶性事故,产品属国内首创。 4、通过不断发展,涌现出一批明星企业 通过近几年的不断发展,技术含量不断提高,经济规模不断扩大,涌现出一大批高新技术明星企业,形成了我市经济发展中新的增长靓点。如辽宁华孚石油高科技股份有限公司针对辽河油田稠油、特稠油和高凝油的开采难题,自主开发出空心抽油杆越泵电热采油装置,有效地解决了稠油入泵难题,取得了较好的效果。在装置运行过程中,企业不断进行技术创新,目前,该采油技术在国内属领先水平,也为企业创造了巨大的经济效益,华孚公司在短短几年时间里发展成为国家级高新技术企业。20__年公司实现销售收入超亿元,利税2080万元。盘锦兴建助剂有限公司引进中科院微生物研究所的“应用固定化细胞法催化工艺生产丙烯酰胺”项目技术,在双方的共同努力下,先后完成了项目中试和工业化生产。该项目用生物法取代了以骨架铜做催化剂的 化学方法,生产出高纯度的丙烯酰胺单体,减少了环境污染。单体聚合后生成的聚丙烯酰胺分子量高,达1700万~2500万之间,属于国际先进水平。20__年实现产值6000万元,利税800万元。今年兴建公司对该项目进行了扩产,现已形成年产10000吨的规模。预计项目达产后可实现销售收入1亿元,利税1500万元。几年来,兴建公司逐渐成长为盘锦市知名企业,目前已被认定为省级高新技术企业。辽宁天龙药业有限公司始建于1992年,1994年正式投产。多年来,企业始终坚持高技术起点、跨越式发展,企业迅速发展壮大,由原来单一的片剂车间发展到现在拥有片剂、胶囊剂、颗粒剂、冻干粉针、粉针、水针、输液等七个剂型生产车间,并已全部通过国家GMP认证。生产品种由原来的2个片剂品种增加到现在的36个剂型品种。如今,天龙药业已经成功创出自己的品牌,销售网络遍布全国各省、市、自治区。20__年公司实现产值近亿元,利税1400万元。 二、我市高新技术企业发展过程中存在的主要问题 进入二十一世纪,区域经济增长主要来源于科技进步和高新技术的发展,只有加强高技术含量、高附加值产品的开发并逐步使之产业化,才能产生巨大的经济效益。大力发展高新技术企业不仅能够创造大量新的经济增长点,而且对于保持经济活力、提高效益、促进创造发明、提高竞争力有着非常重要的作用。然而,目前我市广大高新技术企业由于其规模小,实力弱等原因,在资金融通、技术开发、信息获得等方面存在明显的不足,在其发展过程中存在着许多问题与困难,具体表现在: 1、区域分布严重失衡 高新技术产业的发展情况,在一定程度上可以折射出区域经济的发展状况。从我市高新技术企业的分布情况看,全市30家高新技术企业除15家属于市直企业外,11家分布在兴隆台区,其余两县与双台子区的高新技术企业全部加起来仅有4家。这种区域分布的严重失衡局面将大大制约全市经济全面发展的战略格局。 2、社会化服务体系尚未形成 高新技术企业的发展需要有较好的中介服务性机构为其提供多方面的信息服务,如人才中介、技术交易、技术咨询、战略咨询等,而我市社会化服务体系建设严重滞后,目前基本没有此类机构,大大制约了我市高新技术企业的发展。 3、企业竞争力相对薄弱 高新技术企业竞争力相对薄弱。缺少规模大、水平高、对地区发展有显著牵动力的高新技术产品,没有大规模的高新技术企业,也缺乏超大型项目。另外,企业的市场相对狭窄,40的高新技术企业主要市场面向油田及油田系统,企业的近期效益及今后发展对油田的依赖性过强。面对油田稳产及今后将逐渐减产的趋势,企业未来的发展会受到很大的限制。 4、企业的资金获得比较困难 高新技术企业缺乏必要的融资渠道,能获得政府政策扶持和银行贷款的企业数量少之又少,各级政府对企业融资的支持力度偏弱。在目前国家商业银行不断加强金融风险防范的新形势下,由于高新技术企业一般规模较小、资产较少、实力较弱、风险较大、资信程度较差以及社会在所有制问题上的偏见等原因,商业银行一般都不愿向高新技术企业提供贷款,企业通过资本市场融资更是难上加难。 5、企业在吸引人才方面存在困难 盘锦由于受地理位置和经济发展状况等诸多条件所限,人才集聚能力不强。企业在发展壮大过程中,很难吸引到合适的高科技人才和管理人才,尤其是从事软件开发领域的高科技人才更是凤毛麟角。部分高科技企业不得不向北京、沈阳等外埠寻找人才,增加了企业成本。 6、企业内部经营管理方面存在问题 与大型企业不同,我市高新技术企业管理人员的组织结构更为复杂,管理知识和管理能力更为参差不齐。绝大多数的企业管理人员是在以市场为导向的经济体制改革中应运而生的,他们经过一些市场摔打,对如何闯市场有一定的胆量和招数,有些也取得了不俗的成绩,但不少人还缺乏经营管理方面的系统训练,不能适应千变万化、纷繁复杂的市场经济。由于受企业经营者自身素质的限制,相当多的高新技术企业管理水平不高。如有的企业对未来发展战略筹划考虑较少;有的采用家族式的管理方式;有的缺少科学决策;使一些很有发展前途的企业得不到应有的发展。 三、进一步推进我市高新技术企业发展的对策建议 作为缘油而建,因油而兴的资源型城市,油气资源的递减给盘锦整个区域经济发展带来了极为严峻的挑战。为实现盘锦区域经济的可持续发展,大力发展高新技术产业以及用高新技术改造提升传统产业,将高新技术企业扶壮扶强应成为各级政府的必然选择。 1、更新观念,强化政府的服务职能 转变观念,把扶持和促进高新技术企业的发展作为我市经济、社会发展的一个长期战略。要紧紧抓住党中央、国务院振兴东北老工业基地,大力支持以资源开采为主的城市发展接续产业这一难得的历史机遇,充分认识高新技术企业在经济和社会发展中的重要作用,提高对高新技术企业的服务意识,强化政府的服务职能,以服务为己任,创新服务手段,拓展服务领域,为高新技术企业营造良好的环境。在推动高新技术企业发展的过程中,政府应该是以社会公共事务管理者身份出现,提供政策和服务支持。政府职能要实现三个转变:一是大政府小社会向小政府大社会转变;二是政府对企业从管理为主向为企业服务为主转变;三是政府从直接操作经济活动向主要监督经济活动转变。 2、贯彻落实扶持高新技术企业发展的优惠政策,为高新技术产业发展创造条件 要针对高新技术产业发展的重要环节,在国家和我省已经制定和正在执行的高新技术产业化方面的政策基础上,将我市扶持高新技术产业发展的优惠政策尽快落实。 ⑴实行税收上的优惠。对新办的经认定的高新技术企业,自第一个经营年度起,五年内将企业所得税进入地方财政部分,全额奖励给企业。 ⑵高新技术企业技术开发经费可不受比例限制,均可计入管理费用。企业为开发和研制新产品所购置的关键设备、测试仪器,单台价值在10万元以下的,可一次或分次摊入管理费用。高新技术企业可根据需要对生产科研设备采取加速折旧的办法促进企业设备更新和技术改造。 ⑶作价入股的技术成果,经认定属高新技术的,其占股份的比例可扩大到35。高新技术成果的完成人和成果转化的主要实施者,根据其实际贡献,可获得与之相当的股权收益,所占比例不受限制。 ⑷建立科技型中小企业创新基金,重点用于科技型中小企业新产品开发和科技开发等贷款贴息和担保。 3、努力改善高新技术企业发展的外部环境。 政府的规范和引导是市场经济正常发展的必要保证,各级政府要努力改善高新技术企业发展的外部环境。首先要降低高新技术企业的创业门槛,进一步简化高新技术企业创立的审批登记注册手续,降低科技创业的门槛;其次要简化各种行政管理和税收手续;再次要维护公平的市场竞争秩序,保证高新技术企业在公平竞争中得到健康发展等。 4、创造培养人才、用好人才与利用外智的环境 必须始终把吸引人才、培养人才、用好人才放在推动高新技术企业发展的首位,制定相应的激励政策,以提高科技人员研究开发高新技术的积极性。高新技术成果转化过程中作价入股时,成果权属单位应当将成果的股权收益拿出一定比 例分配给成果完成人,其所占比例不受限制。对高新技术成果转化的主要实施者,可获得与其贡献相当的股权收益,所占比例不受限制。 5、增加融资渠道,优化融资环境 应加大对高新技术企业的投入,扶持高新技术企业的发展。建立以政府资金为引导,企业投入为主体,金融信贷和社会融资为支撑的高新技术企业投入体系。科技行政部门每年可从科技三项经费中划出一定的比例,扶持高新技术企业实施科技计划项目。要按照集中资金,保证重点的原则,调整和优化支出结构,科技三项费用等科技资金要优先用于起点高、效益好的高新技术产业化项目;商业银行应设立高新技术企业信贷部,积极开展面向高新技术企业的金融服务,不断扩大对高新技术企业的贷款规模,对符合信贷条件的高新技术企业,积极发放贷款;高新技术企业在积极增加自筹资金的同时,可以合法方式面向社会融资,筹措发展资金。 6、培育中介机构,完善社会服务体系 政府建立、完善社会化服务体系是向高新技术企业提供帮助的最佳切入点。我市社会化服务体系建设严重滞后制约了高新技术企业的发展,为加快我市社会化服务体系的建设,对于专门为高新技术企业提供服务的中介机构,可以享受高新技术企业的相关优惠政策。 从高新技术企业社会化服务体系所提供的内容看,主要包括以下几类服务机构: 一是管理咨询和培训服务机构。通过管理咨询和培训解决高新技术企业发展到一定规模时带来的管理不善的问题,促其提高管理水平,提高经济效益。 二是技术咨询和推广机构。为高新技术企业提供广泛的技术咨询、培训、技术转让、设备安装和调试、推广指导等方面的服务。 三是金融服务机构。为高新技术企业提供融资服务。 四是信息服务机构。高新技术企业一般无能力获取足够的宏观经济、行业发展、市场供需等信息。信息的不完备,制约了高新技术企业的投资、生产、经营等活动。因此,十分需要社会化的信息服务机构。 五是创业服务机构。如多种形式的企业孵化器和高科技工业园等,为高新技术企业提供创业服务,促进科技成果向现实生产力的转化。要进一步加强高新技术产业开发区创业服务中心的建设,不断拓宽服务领域,强化服务功能,提高服务质量,积极做好高新技术企业的创业孵化工作。建立企业孵化器,以优惠价格为科技人员创办高新技术企业提供场地、设施和服务,吸引更多的科技人员到创业中心创业。 7、加强企业科研队伍建设,培养高科技人才。一是为科研人员从事技术开发创造必要的条件,包括课题选择、资金筹措以及项目开发过程中的配套服务,促使科研人员多出成果、出好成果、早出成果;二是抓好科研人员的知识更新,根据所承担的科技项目及时补充相应的高新技术知识;三是积极创造条件,大力引进高科技人才,提高企业科技人员的整体技术水平;四是要大力吸引埠外高科技人才来我市创办高新技术企业,为我市发展高新技术产业服务;五是要通过高技术研究、课题攻关、项目转化、学术交流、外派培养等渠道,造就一批懂技术、善经营、会外语、通晓国际惯例的复合型高科技人才。 8、加大支持力度,加速民营科技企业发展。民营科技企业是发展高新技术产业的生力军,要充分重视民营科技企业的发展,引导支持它们扩展产业规模,提高产品档次,发展高新技术产业。支持民营科技企业组建以高新技术企业为核心,以高科技产品为龙头,以优良资产为纽带的跨国家、跨地区、跨行业高新技术企业集团。在争取财政投入、科研立项、科技贷款担保、对外招商引资、出国洽谈研修、技术职务评聘、承接政府计划任务等方面,要与国有企业一视同仁,用政府规定加以保障。同时,各级政府要切实为民营科技企业作好服务工作。 新技术论文:对高新技术条件下的国民经济动员的研究 一、高新技术条件下国民经济动员的基本理论 国民经济动员,是指国家将为了满足战争或突发性事件的需要,有计划的将经济部门、经济活动和相应的体制从平时状态转入战时状态所采取的措施,其目的是充分调动国家经济能力,提高生产水平,扩大军品生产,保障战争的需要。通常包括工业、农业、物资、交通运输、财政金融、邮电通信、卫生力量等方面的动员。总的来说,国民经济动员是国家战略动员能力的一种,是一种国家保障机制,在国家战略中处于重要的地位。高新技术这一概念最早出现在上世纪70年代,首先由美国科学家提出。高新技术主要有以下几个特点:第一,高战略地位。高新技术是高端的战略资源,是国家层面的技术。第二,高技术密集。高新技术是知识密集型技术,具有很高的技术含量。第三,高附加值和高风险性。高新技术之所以被各国所重视,关键在于其重大的延展价值。此外,高新技术本身的研发的多是尚未成熟的领域,成败有很大的随机性。进入了21世纪以后,传统的军事思维已经难以适应新形势下高科技战争的需要,寻找新的突破口,带动整个军事技术的发展和军事思维的改革已经成为了当务之急。特别是近些年来包括海湾战争在内的局部性战争的发生,标志着战争的发展已经步入了一个新的阶段,由此引发了我们关于在高新技术条件下如何构筑国民经济动员战略高垒以应对新挑战的研究。 二、高新技术条件下国民经济动员的发展重点 首先是国民经济动员工作信息化建设。所谓国民经济动员信息化,主要是指在国民经济动员工作中通过使用现代化的信息设备,提高动员效率,保证动员工作的顺利展开。高新技术在当前发展的一个重要表现就是信息化产业的迅速发展,目前已经广泛运用于社会各行业。国民经济动员工作本身是一个复杂的过程,信息化能有效的提高工作效率,减轻工作成本,为国防建设奠定基础。其次是高技术迅猛发展下的动员基础建设。信息社会中,信息和信息技术将渗透到社会的各个领域,也会溶入战争的各个方面。因此,信息化战争的进行,既依赖于军队认真组织实施经济动员潜力调查。最后是高技术战争条件下的应急动员能力建设。信息技术储备以作战急需的通信技术、网络技术、电子技术、控制技术等为重点,以信息技术、信息成果、信息科研的形式储备,主要依托大中型信息企业、大专院校、科研院所进行。在做好储备的基础上,充分发挥信息行业特有的网络、人才、技术优势,逐步建立互相联通、完善配套、先进可靠、运转高效的动员指挥管理系统,在动员潜力调查、动员储备管理、辅助决策、模拟演练中发挥作用,提高应急动员能力。 三、高新技术条件下我国国民经济动员的策略分析 首先,转变思想观念,确立国民经济动员在维护国家安全中的战略地位。国家安全离不开军事支持,而军事支持又离不开国民经济动员。国家经济动员能够为军事和其他国防手段提供最基础的资源和经济,保障战争的顺利进行。克服“应付局部战争,不必大动干戈”的错误思想,克服“平时经济动员准备抓与不抓关系不大,战时一声令下什么问题都可以解决”的错误思想。其次,加强军事技术开发,提高国民经济动员技术含量。军事技术在当代的发展已经超出了人们的预期,已经是构成军队战斗力,决定战争胜负的重要因素,也是衡量国家军事实力的重要标志之一。科学技术的最新成就往往优先运用于军事,引起军事技术的变革;而军事技术的发展,又在一定程度上促进科学技术的发展。当前,军事技术已经发展到了一个很高的阶段,科技水平和经济水平的高低决定了军事技术的的发展,加强国民经济动员能力建设,着力加强军事技术开发,是提高军事和国家动员能力,维护国家安全的重要保证。再次,完善国民经济动员体制,增强国民经济动员能力。体制建设是加强国民经济动员能力的关键,也是使其常态化,制度化的最终目的。国民经济动员在国防动员中扮演着重要角色,是其他动员活动的前提和基础,有必要建设完整的国民经济动员体制,应对可能出现的危机。当前,只有加强体制建设,才能提高经济转化能力,实现在最短的时间完成对经济资源转化和战争资源的储备,保证国防动员的顺利展开,保障国家安全和社会稳定。 新技术论文:论计算机控制中的网络与通信技术的最新技术发展 计算机网络技术与通信技术的完美结合,使得信息通信得到了前所未有的飞跃,极大地提高了通信的效率和质量,将传统的依靠交换技术和数字技术的通信技术,推向了新的高度,它在更好的适应现代化信息社会的同时,更极大地推动了信息社会的进一步发展和进步。因此,加深对计算机网络和通信技术的理解,明确两者之间的关系以及所运用的具体技术,是增强计算机网络和通信技术运用的重要途径。 1 计算机网络技术 将现代通信技术同计算机技术结合在一起,利用通信线路和通信设备,将分布在不同地区的,能够独立工作的计算机设备连接在一起,从而实现信息的传输和资源的共享,便是所谓的计算机网络系统。 计算机网络系统主要是由资源网络和通信网络共同组成的,所谓网络,就是指通过电话线、电缆或者无线通信等互相连接的计算机之间的集合。它的各个节点之间能够进行自由地通信,并且可以实现软件、硬件以及数据库等资源的共享。一般来说,计算机网络主要由六种互联的设备组成,包括路由器、网关、中继器、网桥、集线器以及交换器。 2 计算机数据通信技术 所谓数据通信,是指在不同的计算机之间,以及计算机与设备之间,进行数据交换的过程,按其发展的历程,它经历了模拟通信、数字通信以及数据通信的发展,其相应的传载体分别是模拟信号、数字信号以及信息源产生的数据信号。 其中,数据通信又可分为电路交换、报文交换和分组交换三种交换方式。计算机之间的信息传输和共享,主要是通过网络协议实现的。不同的计算机之间,使用相同的网络协议,即相同的语言,可以实现计算机之间的信息交换,网络协议的选择,往往要根据有具体的情况来确定,而不是一成不变的。 3 计算机控制中的网络与通信技术的发展阶段 3.1 联机阶段 在这个阶段,计算机主要是利用中央处理机,将分散在不同地理位置的大量计算机连接在一起,来实现信息控制和交换的。在这种方式下,主处理器负责主要的运算和指挥工作,并将大量的数据收集和存储起来。而其他的计算机只是针对部分信息进行收集和反馈。 但是,随着连接终端的计算机数量的不断增多,主处理机所负担的处理任务也持续增加,造成了沉重处理负担,使得其运行的速度越来越慢,其通信终端的信息获取速度也受到极大的影响。为了解决这个问题,便在通信线路和中央主处理机之间,设置了一个通信控制器或者前端处理机,用来负责与终端计算机之间的信息控制,可以极大地提高数据处理的速度。 3.2 计算机互联阶段 互联网络阶段主要出现在二十世纪的六十年代,主要是指通过多个计算机的互联,形成互联系统,以实现信息的共享。这种通信系统具有分组交换、控制分散、资源多项共享等优势,但同时也有相对封闭、过于独立等方面的缺陷,很难实现网络的完全互通和信息的完全共享。 3.3 标准化网络阶段 随着微处理器和集成电路的出现和高速发展,计算机技术得到了迅猛的进步,这是标准化网络阶段出现的技术前提。从二十世纪八十年代起,计算机的体积越变越小,运行的速度却越来越快,功能不断齐全,使用的可靠性也在不断提升。 此外,随着局域网的迅速发展,以在路由器和调制解调器的相继使用,许多计算机和通讯系统逐渐形成了一个交互式的网络,真正地实现了计算机之间的信息共享。 3.4 互连和高速网络阶段 信息高速公路的建设,是在二十世纪九十年代时提出的一个重大的课题,适应了信息化通信的具体要求。紧随美国之后,世界上的其他各个国家也都开始重视国家的信息工程建设,并逐渐在全球范围内,形成了以互联网为核心的网络通信技术,以实现全球资源的共享。 4 计算机控制中的网络与通信的主要技术 4.1 以太网 以太网是一种具有极大优势的计算机控制技术,它具有例如网络的成本低、应用的范围广、软件和硬件资源丰富、通信速率高以及市场潜力大等特点,这些优势的存在,决定了以太网具有极为广阔的市场前景,逐渐控制甚至是垄断了商用计算机的通信管理,并开始向工业现场进军。 以太网在技术上的优势,可以更好的实现网络之间的信息共享和及时的通信,而其价格方面的优势,则可以在提高通信网络性能的同时,降低局域网建设的成本。所以,以太网依靠这些方面的优势,逐渐成为了计算机网络与通信的主要控制技术,并推动了计算机网络与通信技术的不断发展。 4.2 现场总线技术 利用现场总线技术,可以实现微机化的测量控制设备与生产现场之间的数字化和开放化通信,保证计算机控制的网络和通信技术的完整实现。 它的数据传输方式主要为基带传输,具有极大地实时性和抗干扰的性能。此外,现场总线技术的功能模块相对分散,便于系统的维护,具有极强的可靠性。而其开放式的互联结构,可以使同层之间的网络实现互连,保证与信息管理网络的互连。同时,它的互操作性极强,可以保证不同厂家生产的通讯设备,能够在相同的通信协议下,实现统一的组态。 现场总线技术的优势以及其技术不断的成熟和完善,使得它成为计算机网络和通信的重要控制技术。但是,由于这种技术的标准过多,在互联通信中会存在许多困难,导致传输的速度相对较慢,因此,在计算机的网络和通信中,存在许多限制,不如以太网在这方面的优势大。 5 计算机控制中的网络与通信技术的应用 目前,计算机网络和通信技术得到了不断的发展,其应用的范围也不断扩展,例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱等。当然,它的应用范围并不局限于此。 例如3G与4G技术在配电网中的应用,其覆盖的面积广泛,能够满足配电网中的自动化信息传输的需要,在配电自动化方面得到了充分的利用。而在应急通信方面,也利用计算机数据通信技术,建立应急通信系统,在发生紧急事故的时候,实现及时通信,如应急通信指挥车的建立,就是其重要的体现。此外,无线视频技术、智能电网技术等,都是计算机控制中的网络与通信技术的重要应用方面,可以促使个人以及其他方面通信朝着实时、双向、高速、交互和动态的方向发展。 6 结束语 在信息化社会高速发展的今天,计算机网络和通信技术有着广泛的应用,极大地改变着人们的生活和交流方式,逐渐成为人们日常生活中必不可少的工具。同时,由于相关技术的开发和进步,网络通信技术的服务水平和业务范围不断扩展,促使新的通信设备,如视频电话等不断诞生,对现代社会产生了极大的影响。且随着计算机控制中网络和通信技术的不断发展,它对于社会和人们生活的影响会更加明显。 新技术论文:高新技术在通信系统中的应用 论文关键词:高新技术 通信系统 系统应用 论文摘要:通信技术的发展引领着社会生活的进步。本文主要探讨了高新技术在有线通信系统和光通信系统中的应用。 从20世纪90年代初以来,全球向信息密集的工作方式和生活方式的转变,推动了通信技术的发展。然而,在当今经济技术知识爆炸的时代,随着行业及社会对信息需求的不断增长和应用的不断深化,只有实现通信系统在技术科技方面不断更新,加快通信系统向网络化、服务化、体系化与融合化方向的演进,才能突显通信系统在社会生活领域支撑引领的作用和地位,创造更好的发展空间。本文笔者结合工作实践,主要探讨了现代高新技术在有线通信系统和光通信系统中的应用。 1、分数阶Fourier变换技术在有线通信系统中的应用 有线通信是利用电线或者光缆作为通讯传导的通信形式,它通过对现有各类网络进行技术改造,与下一代新建网络互通和融合,成为现代通信系统的重要支柱。然而,在有线通信信道中存在各种噪声,如果不对其进行处理则会使误码率增加。因此,要消除不理想信道和噪声对信号的影响,必须应用新技术。分数阶Fourier变换(FRFT)的通信技术原理是以线性调频信号(chirp)作为调制信号,利用线性调频信号在分数阶里变换域的能量聚焦特性,通过接收机进行路径分集接收抑制有线通信信道多途效应所产生的码间干扰,从而提高系统的抗噪声干扰和频率选择性衰减的能力。具体应用程序如下: 1.1信号检测与参数估计 分数阶Fourier变换作为一种新型的线性时频工具,其实质是信号在时间轴上逆时针旋转任意角度到U轴上的表示(U轴被称为分数阶Fourier(FRF)域),而该核是U域上的一组正交的chirp基,这就是分数阶Fourier变换的chirp基分解特性。所以,在适当的分数阶Fourier域中,一个chirp信号将表现一个冲击函数,即分数阶Fourier变换过程中,某个分数阶Fourier域对应的chirp信号具有很好的能量聚焦性,而这种能量聚焦性对chirp信号的监测和估计具有很好的作用。因此,在信号检测与参数估计中,我们的基本思路是以旋转角口为变量进行扫描,求出观测信号所有阶次的分数阶Fourier变换,于是形成信号能量在由分数阶域U和分数阶次P组成的二维参数平面上的分布。然后,我们按域值在在此平面上进行二维搜索,找出最大峰值位置。并根据最大峰值坐标可以检测出chirp信号,并估计出峰值所对应的分数阶次P和分数阶域坐标,估计出信号的参数。 1.2分集接收 分集接收是利用信号和信道的性质,将接收到的多径信号分离成互不相关的多路信号,然后将多径衰落信道分散的能量更有效的接收起来,处理之后进行判决,从而达到抗衰落的目的。本文采用分集合并技术,即取出那些幅度明显大于噪声背景的多径分量,对它们进行延时相加,使之在某一时刻对齐并按一定的准则合并,提高多径分集的效果。在通信系统中,RAKE接收机由N个并行相关器和个合并器组成,每个相关器与发射信号的一个多径分量匹配。在N个相关器前增加时移单元,就可在时间上将所有分量对齐,从而采用相同的本地参考信号。然后,相关器组的输出送给合并器,将合并器输出的判决变量送到检测器进行判决。最后,根据接收机使用的不同合并方法,在选择性合并方式下,在多支路接收信号中,选取信噪比最高的的支路信号作为输出信号。 1.3峰值输出 信噪比系数呈现出一个典型的振荡特性,且振荡频率与振荡幅度与时频面的旋转角度和输入信号相关。因此在采用分数阶Fourier变换技术的实际使用中,在进行近似计算处理时需要特别注意,必须对近似处理带来的误差进行评估。 2、ATP系统在光通信系统中的应用 随着科技发展的日新月异,自由激光空间光通信已经成为现代通信技术发展的新热点。但从技术实现方面来讲,由于激光通信具有信号光束窄、发散角小这样的特点,从而导致APT(Acquisition Pointing Tracking)捕获、跟踪、瞄准相距较远的运动体上的较窄信号光束相当困难。ATP系统是由粗跟踪和精跟踪单元构成的复合跟踪系统,其主要功能是在粗跟踪单元实现初始的捕获和跟踪,并将信标光引入精跟踪的视场范围内,然后精跟踪单元实现更高带宽的跟瞄,再将信标光稳定在可通信的视场之内,为最终空间站光通信系统工程实现奠定了一定的技术基础。 2.1粗跟踪单元 粗瞄准单元由一个安装在精密光机组件上的收发天线,万向支架驱动电机以及粗跟踪探测器(CCD)组成,主要作用是捕获目标和完成对目标的粗跟踪。在捕获阶段,粗瞄准机构接收由上位机根据已知的卫星运动轨迹或星历表给出的命令信号,将望远镜定位到对方通信终端的方向上。为确保入射的信标光在精跟瞄控制系统的动态范围内,必须根据粗跟踪探测器给出的目标脱靶量来控制万向支架上的望远镜,使它的跟踪精度必须保证系统的光轴处于精跟踪探测器视场内,从而把信标光引入精跟踪探测器的视场内。 2.2精跟踪单元 精跟踪单元的跟踪精度将决定整个系统的跟踪精度,它要求带宽非常高,带宽越高,对干扰的抑制能力就越强,从而可加快系统的反应速度,加强跟踪精度。因此,设计一个高带宽高精度的精跟踪环是整个ATP系统的关键所在。在这一单元我们可采用高帧频、高灵敏度、具有跳跃式读出模式的面阵电荷耦合器件(CCD)传感器。它基于深埋沟道移位寄存器技术,可以获得非常高的读出速率、非常低的噪声和非常高的动态范围。通过由捕获探测器(CCD)和定位探测器(OPI N)组成探测接收单元转换,CCD完成捕获与粗跟踪,并将接收光引导至OPI N上,在OPI N中进行误差信号的检测,从而提高信标光捕捉精度。 2.3控制单元 将捕捉的信号经放大、整形和A/D变换处理后,在计算机中按一定的数据分配流程将信号输入。然后通过计算机给出的速度控制信号和加速度控制信号,又经数据分配接口送入D/A转换与处理网络,使伺服电机按要求转动并带动天线转动机构分别在水平和俯仰两个方位转动,以调整天线的位置,达到自动捕获、跟踪、瞄准的目的。 3、结语 通信技术的发展促进了社会生活的进步,在未来通信技术的研究上,应不断探索、创新,追求高新技术在通信系统中的应用。
城市轨道交通项目篇1 1、轨道交通的基本涵义 “城市快速轨道交通”的简称是“轨道交通”。究其原因,主要体现在在轨道交通所涵盖的地理位置之中存在相应的空间聚集性,如今无论是国外的轨道交通运输网络还是未达到的农村区域,只有在城市区域才会有相对大型的公共基础设施,但是从经济学的目标来进行分析,在农村区域建设轨道交通的效益也会随即降低,农村区域人口规模相对较少,但是在城镇化脚步不断加快的形势之下,会很有很多诸多人口迁移到城市之中,针对人口密度相对较小的农村区域来进行分析,暂时还没有建设地铁的作者用。部分学者则认为城市轨道交通的含义,主要住的就是在位于城市区域之内的“以电力为驱动力的有轨公共交通运输系统。在其他的研究之中,集中针对城市轨道交通含义实施必要的探讨,像是我们国家的《城市轨道交通技术规范》。在香港则特指“港铁”,在我们国家大陆区域基本上可以分成轻轨或者是地铁。建设城市轨道,主要是由于人地关系之间的矛盾日益凸显出来,进而引发道路发生拥挤,在轨道交通发展的过程之中,其则是城市公交网络之中的一个关键组成因素,因此被人们称之为“城市轨道交通”,在我们国家轨道交通网络四通八达的形势之下,已经逐步的扩散到世界之上的诸多国家之中。 2城轨建设项目管理三要素分述 2.1降低建设成本,项目前期控制是关键 根据建设项目的生命周期来进行分析,建设项目基本上可以分成四个环节,分别为决策期,准备期,施工期,投入运营期。项目资金控制依据重要程度则是项目决策期,项目准备期,施工期,投入运营期。项目决策到准备期间可以看做是项目前期,依照可控制资金的比例来进行区分,前期控制基本可以达到70%,施工期20%,运营期10%。 2.2缩短建设周期,项目设计严格控制是关键 一个工程项目的建设而言,工程设计则是其中的关键所在。设计费用通常是建设工程费用的4%之下,但是设计是不是科学合理化,对于投资额影响相对较大,依据西方部分国家来进行飞行,在初步设计环节,影响项目投资的可能性则为一半;另外在施工图设计环节,影响项目投资的科学的可能性则为20%,最终则是在施工环节,影响项目投资的可能性是10%。因此投资控制要从设计环节来着手分析。 2.3强化工程质量,质量监督是关键 ①现场准入制度。运用公开招标,要合理化的选择材料设备供应商、监理单位以及施工单位。将工程发包给具备一定资质等级的单位,要从源头之上来预防肢解分包工程,否则就会影响到工程建设的质量,预防各个参建单位违背工程建设的各项标准。②加强质量培训教育。各个参建单位要始终秉承“百年大计,质量第一”的理念来实施,逐步的加强企业员工的质量意识。质量培训教育要集中体现在工程施工的各个极端,要分阶段、分期的来针对全体员工实施相应的质量培训工作。 3城市轨道交通工程项目管理的措施 3.1项目前期管理 (1)项目策划 项目策划则是前期管理之中的初步环节,其主要指的就是城市轨道交通工程项目在立项之后的招投标工作、针对所需要的各类策划书和文件的编制工作、工程项目的具体实施计划的编制以及针对项目计划方案的进行审批。 (2)项目经理部的组建 在工程项目基本确定之后,要有施工单位依据施工人员组成,来积极构建项目经理部的管理机制,运用项目经理部门机构,来积极的构建城市轨道交通工程施工项目的管理机制,确保项目管理有条不紊的予以实施。 (3)项目施工前期准备 在构建相应的管理层之后,就得要全方位的进行施工前期的准备环节,在该环节之中,要细致的研究施工图纸,并且依照施工现场的具体情况来实施,一一核对图纸之中内容。除此之外,要针对施工用地、用水以及用电来进行实施,并科学化组织施工阶段之中所需要的各项材料。 3.2材料的控制 针对施工材料的控制是一个全方位的控制,科学通常统筹安排施工材料的进场,并对其实施必要的进场验收工作,进行抽检抽样工作,并一一汇报给甲方单位、设计单位来进行归纳整理,一一核查造册登记,严格依照施工进度来凭借材料出库单据来进行发放使用,并且需要针对所发放的材料实施跟踪,预防发生材料遗失的情况。针对材料的库存量,库管人员要及时的进行必要的盘点,并注重针对施工材料来实施分类,对于其中部分易燃品、防潮品则要运用行之有效的杜策来予以防护。 3.3工程项目的成本控制 (1)加强合同管理 合同管理则是施工环节实施造价控制的关键步骤。从事造价管理人员要将合同之中的各项条款来进行掌握,并运用合同之中的各项条款来解决工程造价之中所发生的各项纠纷,从而缩减承包商索赔的几率。 (2)加强工程变更的控制 因为建设单位、设计单位以及施工单位等诸多方面的因素,在工程项目施工的过程之中,通常会引发工程费用的出现变化。要科学化的控制工程变更的出现,首先需要做的就是要查明引发工程变更的主要艺术,之后再针对这部分原因实施行之有效的对策来进行防治。要将事前控制、事中控制以及事后控制凸现出来,从而依据实际情况来制定一个健全的计量、支付以及变更的管理工序。 (3)要合理依据工程具体的地质条件,科学化的编制施工方案 方案务必要经过专家的统一论证,并且要及时的报送给有关单位审批合格之后,才可以进行施工。总之,目前,在城市轨道交通领域之中,在各项建设工程逐步深入的情况总之下,各类问题也逐步的凸显出来,尤其是项目管理知识的欠缺,导致城市轨道交通建设之中频频发生问题。由此可见,本文的研究也就显得十分的有意义。 作者:袁斌 刘兵 单位:重庆川仪自动化股份有限公司 城市轨道交通项目篇2 城市轨道交通项目的建设具有系统化和规模化的特点,整体结构设计、建设程序、业务区域较复杂,需要确保整个项目按时保质保量完成。构建管理信息系统可以通过相应的技术手段和管理方法,解决项目建设中存在的具体问题,实现对轨道交通建设项目的综合管控,使项目建设发挥实际作用,确保城市化进程。文章寻找城市轨道交通工程项目管理策略,为城市轨道交通的发展提供参考。 1城市轨道交通的基本内涵 随着人地矛盾现象出现,在我国轨道交通网络四通八达的情况下,车辆维修需要遵守铁路车辆维修政策方针,整体维修效率需要进一步提高。人工智能时代来临,大数据技术、设备检测技术不断发展,车辆维修系统也在不断更新发展,地铁车辆维修正在朝着智能化方向发展[1]。地铁车辆维修对检测设备提出了更高的要求,朝着精准化、科学化方向发展,检测平台需要更精细化、智能化。地铁车辆维修过程中,需要提高现有维护策略的效率,减少人工和时间成本。目前,维修系统主要分为基于磨损理论的预防性维修和基于故障统计理论的状态预防性维修。在维护场景开发和维护成本降低的现代化建设中,应实现轨道交通车辆的标准化,建立城市轨道交通综合标准体系具有多方面的战略意义,将助力城市现代化发展。为保证项目投标的合理性,最大限度地保护项目业主、设备供应商和承包商的利益,城市轨道交通综合标准体系可以保证交通车辆的耐久性、可靠性、安全性。在设计阶段、施工阶段,需要确保进度、安全和质量,可以降低项目的维护成本、建设成本;在运营阶段,抓好工程质量,管理工程投资,确保工程进度,建立标准体系,逐步制定、更新或完善城市轨道交通车辆及相关标准。 2城市轨道交通工程项目管理现状 2.1城市车辆运行安全成本较高 行车数据的增加将加重信息管理的负担,影响车辆安全运行,需要提高车辆生产数量、维修车辆质量,将交通事故隐患降到最低。驾驶员必须对车辆的机电设备进行维护保养,保证车辆的可靠运行。分析和制定故障全过程监控,消除安全隐患,确保车辆始终处于良好工作状态,保证车辆的合理运行。随着城市不断发展,部分既有线路均面临延长线建设问题。由于缺乏开放的技术接口和统一的技术标准,现有设备系统在扩展和部署过程中不可避免地面临困难。部分系统升级后,必须对现有生产线进行改造以进行扩展。不同城市对轨道交通设备系统的标准不同,线路设备系统标准不同将增加运营和维护成本。为满足运营管理的网络需求,各线路的设备系统必须兼容、互联,以降低系统转换和升级的成本[2]。 2.2项目监测和测量力度需要提高 项目建设的监测和测量工作十分重要。如果客户或施工单位不了解监测测量的作用,可能出现不重视监测结果的现象,建设单位必须重视监测单位给出的意见。在相似的地质条件下,施工单位对监测数据的态度不同会导致施工控制结果存在显著差异。车厢段施工方需要重视监测数据,主动要求增加测点的加密监测次数,直至数据稳定。如果部门建设方对监测的态度存在问题,将导致路面塌陷、上软层和下硬层盾构掘进存在堵舱、工具异常磨损和接地等。项目建设过程中,需要严格控制推力和运行速度,确保局部受力工具不超载,不受剧烈冲击,合理控制土容器压力箱的开挖量,提供预加固,更换大气压工具,加强监测测量,及时提供基岩断面和软弱地层信息反馈[3]。 3城市轨道交通工程项目管理策略 3.1提高项目过程控制 项目计划是管理的前期环节,包括城市轨道交通工程项目的招投标工作、各种必要的计划和文件的编制以及项目立项后的具体实施方案。项目基本确定后,建设单位应根据施工人员构成,积极构建城市轨道交通工程建设项目管理机制,有序推进项目管理工作。建立管理层后,应做好各方面的施工前准备工作,认真审阅施工图,根据施工现场的具体情况,逐一核对图纸,根据建设用地、用水、用电情况,准备施工阶段所需的各种材料。建材管理是一项综合性工作,需要科学组织建材进口,做好必要的进口审批工作,做好抽样工作并上报。材料核对登记时,工作人员应严格按照施工进度从仓库放行和使用材料,跟踪放行的材料,避免材料损失。材料盘点时,仓库管理人员必须及时进行必要的盘点,注意建筑材料分类,针对易燃防潮产品,必须使用有效的保护措施[4]。加强合同管理是施工过程中实施造价管理的关键环节。造价管理工作人员应熟悉合同的各项条款,运用合同的各项条款解决有关工程造价的各种纠纷,减少向承包方索赔的可能性。在项目建设过程中,加强对工程变更的控制,施工单位、设计单位、施工单位等诸多因素均会影响工程造价。为了科学控制工程变更,需要识别引起工程变更的重大技术,采取有效措施加以防治,根据实际情况制定完善的衡量、支付和变更管理流程,必须根据工程的具体地质条件,科学制定施工方案。 3.2创新管理体制 管理工作包含的信息量巨大,为了使各项管理工作更加高效,必须做好信息的存储和利用。为了更好地实现城市项目管理创新目标,工作人员需要不断地总结实践经验。在信息管理技术的发展变革中,极其重视项目管理模式的更新,通过改善信息管理方式、创新体质管理方式,可以消除传统管理方式的缺陷。在管理技术创新过程中,工作人员需要将政策落到实处,结合项目特点,积极构建信息化管理系统,通过信息共享的方式提高项目管理的效率水平。针对员工数据库,在创建过程中需要严格遵守要求,落实信息化,建立包含培训信息、绩效数据、培训成绩的电子档案。在日常工作中,可以从数据库中检索相关信息,提供给团队人员配备使用。信息管理工作中,需要不断加强大数据分析,从现有数据库入手,以数据为基础,进行精准数据分析,选择对项目建设最有价值的信息。企业内部建立员工数据库时,需要及时存储和更新员工信息,发挥员工专业特长及优势。数据分析中获取的结果比较直观,可以直接用于工程管理工作。在管理工作中,需要不断优化和改进项目,实现合理运营管理。研究发现,传统的工程造价管理方式存在弊端,管理人员基于二维图纸,纯手工计算管控成本,计算结果会出现误差[5]。通过革新信息化管理技术,利用模型完成成本管控,可以改善信息化成本管理模型,提高整体成本管理水平,避免成本计算误差。 3.3提高无人技术水平 随着智能化水平不断提升、信息化技术不断革新,城市投入无人驾驶轨道交通的建设率不断增加。无人驾驶列车的核心部件配置是障碍物监测装置、脱轨检测装置,为提高转向架运行状态监测管理,需要不断提升检测水平。检测列车前方存在障碍物将触发列车紧急制动,可以检测行驶过程中的脱轨缺陷,减少障碍物脱轨损失。探测光束和探测箱共同构成障碍物探测装置,上位机可以记录并存储障碍物检测装置检测信号。主动式障碍物检测装置核心装置包括检测设备、主机,检测方式主要包括图像识别和激光雷达检测,可以利用图像识别技术、激光雷达探测技术、红外成像技术检测赛道区域。传感器单元可以识别赛道区域的影响行驶的障碍物,安装的摄像头可以识别障碍物的位置、大小、形状,将障碍物信息及时反馈给主机和车辆[6],及时减少损耗,将伤害降到最低。根据检测方式不同,脱轨检测装置可以分为接触式脱轨检测装置、非接触式脱轨检测装置。接触式脱轨检测装置主要由三个核心部位构成,分别为脱轨碰撞梁、预处理器、主机。脱轨碰撞梁主要负责触发脱轨检测信号,将脱轨信号处理成列控系统要求的格式;上位机部分主要负责记录脱轨位置、时间等信息。车辆脱轨信号将被传送至列车控制系统。非接触式脱轨检测与接触式脱轨检测的主要区别为检测不需要与铁轨等其他设备进行物理接触[7]。综上所述,城市越来越多投入到无人驾驶轨道交通的建设和应用,推进了智慧城市进程。 4结语 优化城市轨道交通装备管理可以有效提升工程质量,对提升整体效益起到积极作用。面对复杂多变的市场环境,必须不断积累参与建设项目的工程经验,结合建筑行业发展规范进行管理创新。加快建筑行业的可持续发展速度,为行业创造更大的发展空间。因此,相关工作人员必须对当前存在的问题进行全方位的深入分析,有针对性地解决。良好的责任成本管理有助于国际项目的开展,是企业提高市场竞争力的有效途径之一。项目的责任成本管理仍存在风险,需要做好管理,最大限度地提高项目效益,促进城市发展。 作者:杨志坚 单位:北方国家版权交易中心有限公司 城市轨道交通项目篇3 我国经济的飞速发展带动着城市化和机动化进程的加快,使得我国的城市功能分区越来越细致化,居民生活越来越丰富多彩。随之带来的还有城市分区的不合理布局、交通拥堵等不良现象,这其中城市轨道交通作为城市基础建设设施便起到了举足轻重的作用。可以通过对城市轨道交通的建设拉动经济增长,缓解交通堵塞,引导城市功能的合理分区。在城市轨道交通项目管理中工程建设管理是最为重要的组成部分,是实现其他功能部署的前提条件,一个科学合理的组织管理模式对项目的顺利建设来说起着事半功倍的作用。近年来,通过国家政策的大力支持和轨道研发技术的提升,我国城市轨道交通得到了飞速的发展,同时也暴露了各种各样的城市轨道交通项目管理问题。因此,文章对所出现的问题进行深入的探索研究并制定出相应的解决方案,对以后的城市轨道交通建设具有一定的借鉴意义。 1城市轨道交通发展的现状 我国经济的飞速发展,带动着城市功能分区的多样化,对城市轨道交通的便捷性提出了更高的要求。政府积极推动对城市轨道交通的建设,出台了一系列相关的政策制度。在“十二五”规划中明确指出,“要大力发展公共交通,完备城市路网结构和公共交通站点。将发展程度高的大城市和区域进行超前的规划设计,并把城市轨道交通放到发展首位”。拥有了国家的政策支持,大多数的城市并不满足于发展地铁建设,开始将视线落在建设成本更低的“快速有轨交通”上面。随着不同的中运量、高运量的轨道运输工具的产生,使得我国的城市轨道交通系统日益丰富,建设方式选择逐步多样化。在轨道研发技术上,也拥有较大的提升,不但可以提高城市轨道交通的运营效率和服务水平,还能更好地满足于不同发展程度的城市轨道交通需求。由于不同的地区对城市轨道交通建设的不同,各个地方都拥有着自己的建设特色,出现了在安全运营的管理机制下,地方与国家的管理标准产生较大偏差的现象,甚至部分地域出现了所谓的“标准体制”,从而暴露了我国城市轨道体系在安全管理上的不完善。 2城市轨道交通项目管理问题 2.1部门之间相互独立,管理接口繁琐复杂 传统的项目管理组织由施工部门、设计部门、物资供给部门、建设部门所构成的多层级纵向组织,具有一定的相对独立性。这种传统的项目管理模式存在着管理层次太多、上下级组织关系不协调、组织管理效率低下等诸多弊端。部门之间的相互独立,使得在项目进行过程中的交流和组织协调尤为困难,不仅缺少了合作,甚至会出现部门之间的矛盾和利益冲突,往往无法实现自身收益的最大化。在轨道建设的过程中,甲方代理需要对接管理部门,而管理部门拥有许多的分支部门,如招标合同部、质量安全部、预算管理部等部门。甲方需要通过一系列管理部门的审核和分析才能进行工程项目的建设工作。不同的分支部门所管理的审核内容都大不相同,进行决策时的关注点也不一样,缺乏一个统一的决策标准,其过程极其繁琐复杂,致使甲方的工作量大大增加,协调工作方面难度增加,轨道建设效率低下,不利于工程项目的顺利进行。 2.2风险管理不足 轨道项目施工过程中,风险管理部分是其最为主要的一个环节。工程的建设需要以施工人员的生命安全为前提,所以对施工过程中所出现的工程风险进行识别、分析并实施相应的工程规避方案就显得尤为重要,防止出现意外。随着轨道项目的增多,其工程量也大大增加,所投入的人力和资金也随之增多。这时,人们不得不对施工过程中的重要工程模块进行单独考虑。有关于工程风险的缺失主要表现为工程风险预防认知不足和降低风险损失措施不到位两个方面。工程风险预防是指对在施工过程中,对即将要出现的风险进行准确的预测,并及时做出有效的预防措施;而降低风险损失是指在已经发生风险之后,根据所做出的调整,将风险所带来的负面影响降至到最低。这两者都要求工程项目管理人员的专业知识必须过硬,拥有对风险评判丰富的经验。 2.3部门之间的功能设置不合理 部门之间有大多数功能出现重合的现象,占用了行驶职权的空间,导致资源的不合理运用。对设备系统负责采购与验收的设备材料部与对地盘管理和整体安装的机电装修部,两个部门在管理内容上出现了冲突的现象,完全可以以职能合并进行资源的有效整合。负责账务管理、投资融资的财务部和进行工程预算的预算管理部,两者的职权也有相互交界的地方。最为明显的是,施工设计接口复杂、协调工作量大的总工办和主要对现场施工进行管理的工程部之间的职能冲突。 2.4施工过程中的不确定性 城市轨道交通作为城市发展建设的基础设施,其工程规模非常巨大,所涉及的范围广泛。又因隶属于地下建设工程,故施工条件会随着地质条件的变化而变化,从中产生的不确定因素较多,施工的风险性和危险性跟一般的工程项目相比要大的多。再加上城市轨道交通的建设基本分布在城市的商业区、人流密集区和交通交汇点处,一旦管理部门在前期的设计与施工环节中出现工作失误与偏差,不仅仅会对企业的盈利,工程的进度、造价产生重大影响,甚至会威胁到施工人员和周边地区人群的生命安全,发生灾难性的施工事故。 3城市轨道交通项目管理问题解决方针 3.1减少管理接口 明确出各部门的负责内容,避免出现部门之间职权交界的现象,实现对施工资源的有效利用。对工程项目进行集中化的管理,将甲方代理所上交的施工信息进行集中的分析,综合分配施工任务、统一指挥工程的有序进行。制定统一的部门决策标准,设置工程项目的总指挥部门,负责对甲方信息的整理与分析,以保证工程项目整体流畅顺利的进行。对职能交界的部门进行整合合并,例如:将机电装修部与材料设备部合并为机电装修部,财务部与预算管理部合并为财务审计中心,将财务分析、工程预算、融资投资等内容融入其中。简化总工办和工程部的职能并将其合并,提高工作效率,将以往两个部门的对工程的设计、调查、施工进行统一的管理。 3.2完善风险管理与人员管理体系 对于风险管理的完善不仅是项目工程的需要,同时也是对国家政策的积极响应,最重要的是对社会对人民群众安全财产的高度负责。重点关注施工过程中的工程风险,制定相关的管理制度,完善风险管理,并建立专门对工程风险管理的部门,强化其职能,并组织其他的管理部门对工程中所可能出现的种种风险进行识别、分析并制定相应的解决方案。并对所发生的风险进行长远的战略分析与规划。在完善风险管理的前提下,招收高质量的管理人才,并加大对管理人员的培训力度,丰富其专业理论知识,培养吃苦耐劳的工作精神。为了满足生产率上升的需求,减少企业的负担,可以通过轨道交通项目对职员的需求来进行雇佣工人。很多的建设企业对非管理层人员的管理方式是通过减少职员的数量,从而实现建设成本的降低。这样可以使得合同制的工人数量急剧增加,为社会提供更多的就业岗位。企业需要引进先进的技术和管理机制,提高自身的企业竞争力,从而更好地吸引人才、引进人才、留住人才。 3.3完善项目管理体系 城市轨道交通建设投资巨大,影响着周边地区居民的日常出行,项目的建设质量问题就成为侧重点,不仅要在合同规定的工期日期内完成工程建设,还要对地铁项目建设的质量要进行有效的保证。与此同时,安全也是工程建设过程中一个尤为重要的因素。为此,相关人员要制定科学合理的安全计划和目标,制定相应的安全管理制度,并设置相关的督察部门进行定期的检查,若发现安全隐患,要进行及时扼制并做出工作整改。根据自身企业的发展状况,对国外优秀先进的项目管理模式进行借鉴,并加以学习,取其精华、去其糟粕,实现中西组织管理下的融会贯通,对地铁的建设进行全方位的科学化管理。 3.4建立集成化管理模式 城市轨道交通建设的综合性非常强,其中包含到了许多的专业知识,例如:工程预算管理、电力系统以及项目工程造价等。在兼顾所有专业的前提下,还要把某一项专业做的出彩。城市轨道交通项目的发展越来越呈现多元化,所涉及的员工范围也越来越大,之中包括各种各样的业主、承包商、设备供应商与运营单位,信息量巨大。这就要求我们要进行集成化的管理模式,解决以往传统的组织体系无法准确传达信息的弊端,从而弥补由此所造成的决策失误、工期延缓、质量低下等不利影响。利用不同领域里不同的专业知识,各部门进行相互探讨交流,形成有机的协同分配,指定工程项目的最优实施方案,弱化并消除部门之间的利益矛盾。通过建立组织集成化管理模式,可以在按照需求方的要求制定项目目标,并凝聚所有部门力量进行努力,以达到预期目标。 4结束语 结合上述研究,我国城市化与机动化进程的加快促使城市轨道交通进入快速发展的阶段。在国家政策的大力支持和科技技术飞速发展的环境下,城市轨道交通工程的规模越来越大,但项目管理水平却一直停留在初始阶段,对我国城市轨道交通的发展埋下隐患。因此,对城市轨道交通项目管理问题的研究十分具有必要性。建立起一个职能全面的管理部门对解决城市轨道交通项目管理问题意义重大。具体而言:划分好各部门之间的管理内容,理清部门职责,避免职权相互交界的现象,同时还要额外注意管理部门、职能部门、甲方代表三者之间的关系,三者之间既相互监督又相互促进工程项目的实施;完善风险管理,不仅要保证工程的质量,还要提高施工过程中的安全系数,并制定相关的安全管理制度,定时的进行检查规范;招收专业性人才,并加大培养力度,丰富企业管理内涵,做到不仅能够吸引人才,还能留住人才;集成化模式的建立也是十分具有重要性的,可以大大提高工作效率,在保证质量的前提下极大程度的缩短施工时长。本文有关于城市轨道交通项目管理问题的研究其根本目的在于解决解轨道交通发展过程中所出现的种种问题,以确保工程项目的顺利进行,致力创造于一个安全快捷的轨道交通发展环境。 参考文献: [1]宋奇瑶.我国轨道交通工程项目的进度管理问题研究[D].苏州:苏州科技大学,2019. [2]韦君.南宁城市轨道交通建设项目安全管理研究[D].南宁:广西大学,2018. [3]王国成.城市轨道交通工程项目管理水平的提升的研究[J].华东科技(学术版),2017(11):45. [4]屠心韵.简述城市轨道交通运营管理问题分析及对策[J].智能城市,2018,4(24):84-85. 作者:李征 单位:河南理工大学土木工程学院
地质勘探方法论文:探析煤矿地质勘探技术方法 [摘 要]煤矿地质勘探中,通常以钻探工程和坑探工程为主,辅以地球物理勘探和地球化学勘查。本文作者主要重点阐述如何综合运用多种方法进行煤矿地质勘探。 [关键词]煤矿 地质勘探方法 技术方法 1 煤矿地质勘探的可行性与比选性工程方案 煤矿地质勘探是煤矿开采的前提,搞好地质勘探,可以有效地防止煤矿开采时地质灾害的发生,保证生产的安全进行,保护人民群众的生命财产安全。地质勘探方法有多种,但是每种方法都有一定的局限性,因此在使用中应该将多种方法综合起来使用。 煤矿地质灾害危害巨大,它不仅严重影响煤矿企业的经济效益,而且还会带来很坏的社会效应,严重威胁煤矿周边人民群众生命财产安全。目前,我国煤矿的主要地质灾害有瓦斯突出、矿井突水、采空区塌陷灾害和陷落柱与断层。由于煤矿地质勘探的可行性和比选性工程方案能为常见的地质灾害的防治提供必要的地质资料,从而避免灾害的发生,因此,煤矿地质勘探对于煤矿生产必不可少。 地质勘探主要应用地球物理方法,其中用得最多的是以下几种: ①地质雷达法。该方法是近年来发展起来的新兴地学技术,不论是在环境、工程还是煤矿地质等的探测中,都有广泛的应用。该技术的原理是:首先发射高频电磁波,并用一定的接收装置接收返回的电磁波,然后通过分析接收到的反射波的时间与位置等参数来研究地质结构。近年来微电子工艺迅速发展,地质雷达探测法将逐渐向便携化和高精度化的方向发展。 ②瞬变电磁法。瞬变电磁法简称为TEM法,是一种时间域人工电磁感应方法,也是近几十年迅速发展起来并广为应用的一种新的电磁法。 ③直流电测深法。该探测法是一种以地下介质间的导电性差异为基础来研究岩石及其视电阻率的方法。除了以上三种外,其他用得较多的地球物理方法还有大地磁电阻率法、高密度电率法、重磁勘探法和三维地震勘探法等方法。 若单独使用,任何一种地质勘探方法都有其局限性,只能获得煤矿的某一个或几个方面的地质信息,而不能把整个煤矿开采范围的地质结构都探测清楚。因此,为了能够更好的了解煤矿的地质信息,为煤矿开采中减少地质灾害打下基础,应该尽可能地联合使用多种探测方法。下面本文就对该问题进行一点浅显的探讨。 2 煤矿综合地质勘探方法 将多种勘探方法结合起来,充分应用多种物探,地面测绘乃至钻探等方法的优点进行地质勘探的方法,就是综合地质勘探方法。显然,综合利用多种方法可以充分利用每种方法的优点,并克服每种方法单独使用的不足,达到点、线、面结合,立体化、多参数、多层次地综合勘探的目的。应用多种方法综合勘探时,应该遵循以下原则:①先地面后井下;②地面勘探时,先钻探后物探;③井下勘探时,应该物探与钻探相结合。 2.1 采区地面的地震勘探 在地质勘探的最初阶段,煤矿企业一般应该采用地面地震勘法,对准备开采的矿区进行详细的勘探,取得第一手资料。主要任务是断层发育规律、地质构造形态等。摸清楚底板起伏形态和煤层赋存状况,准确判断含水岩层的富水性,并相应地制定出矿区发生水害的预防策略。此外,在采区范围内的小构造(譬如采空区的空间分布形态、落差5m左右的断层、陷落柱等等)也是地面地震勘探阶段需要勘探清楚的对象。地面物探法探测效率高、操作施工简单,但是受到地表条件的限制因素的影响很大,适用范围受到了一定的限制。 2.2微动测深勘探 该勘探技术是一种比较新型的探查地质构造的地球物理勘探技术,该技术的原理是:一般通过天然场微动信号与数据处理和分析手段来提取面波信号,然后利用反演来获得地下S 波速度结构。根据不同的观测形式,微动测深探查通常分为下列几种形式: (1)单点勘探。单点探测需要布置观测台阵,这也是单点勘探的最大特点,台阵由两个大小不一、内部接有正三角形的同心圆组成。在两个圆的圆心以及圆周上内接正三角形的顶点处,均布置有微动观测仪。在单点勘探中,台阵的大小与勘探深度成正比关系。如果勘探要求的深度大,可以增加同心圆,使观测台阵的观测点增多。 (2)测线勘探。单点勘测指适用于小面积的勘探,当需要进行大面积的勘探时,这样单点勘探就不适用了。这时候要想获得S波速度剖面成果图,该怎么办呢?答案是:可以采用测线(剖面)观测系统。测线勘探具体方法为:根据一定的间距,在煤层的测区内设置测线,达到二维微动测深勘探的目的,同时能够反演测区三维S 波速度结构。 (3)平面探查。该法一般用于非常精细的勘探。煤矿企业应该根据自己的需要,结合企业实力等考虑是否采用该方法。如果资金充足,仪器数量较多,并且企业对勘探的结果要求比较精确,则可以采用此法。 2.3综合物探法与井下钻探 井下钻探优点众多,如不受地面条件限制,投资少、经济合理、针对性强、工程量小、工期短、水压水量直观等。正因如此,井下钻探成为矿井防治水的重要手段之一。在勘探放水试验时,利用这种方法可以对主要含水层的富水性达到宏观控制。具体做法如下:第一步,利用各种物探方法探明矿区局部导水构造、局部富水带和隔水层变薄带;第二步,用少量的钻探手段来验证探测结果是否正确。重点布置注浆改造、疏水降压等治水排水工程。具体有下四种方法地震层析成相技术(也称为弹性波CT)、瞬变电磁法(也称作TEM 法)、井下直流电法透视法和瑞利波法。在有些煤矿矿区,底板岩溶水害对煤矿的威胁尤为严重,针对这种情况,应该采用各种规模的放水试验来探查其水文地质条件,同时利用多种物探及钻探的手段对局部水文地质异常区加大勘探力度,这样一方面各种勘探方法可以相互验证,提高勘探的准确性,另一方面,也可以获得更为详细的地质资料,提高勘探的精确度。 结束语 煤矿地质勘探方法的使用范围是有限的,煤矿企业在对矿区的地质勘探中,必须将多种勘探方法结合起来使用,才能取得满意的效果。为了能够充分掌握地下煤层的深度和厚度、断层分布以及岩溶裂隙发育带的分布等地质信息,应该大力运用矿井物探、地面钻探、井巷工程、三维地震、瞬变电磁等勘探技术,取得多元数据并进行综合分析。此外,还应将基础地质勘探手段与地理信息系统技术充分结合起来,建立起矿区的预测与评价的模型,从而更好地服务于后面的煤矿采掘工作,保证煤矿生产的安全进行,提高企业的经济效益。 地质勘探方法论文:石油地质勘探与储层评价方法研究 【摘要】目前我国在物探方面已经有强大的力量,陆上石油开采实力已经排在世界前列,地震勘探技术也是处于国际领先水平,尽管这样还是面临着我国供不应求的现状,使我国油气资源勘探工作压力不断增大,油气资源能力的提高任务巨大。为保障我国经济持续健康发展和改变向外购买石油现象,必须要大量发展石油物探新方法新技术研究、加强石油地质勘探创新与研究,全面提高石油勘探的能力和水平,全面提高石油资源开采率。关于石油地质勘探的理论和技术创新以及面临的形势和对策,还有现阶段的储层评价方法的不同和创新都将在此作详细的探讨。 【关键词】石油 地质勘探 储层 评价 1 石油地质勘探现状 (l)新理论、新方法和新技术不断涌现: 一方面我国石油工业的形势面临越来越严峻的挑战,而且面对“三面受挤、多期破坏、相变剧烈、复杂多变”的中国地质国情,面对石油短缺给国家安全带来的日益严重的隐患,迫切需要石油地质勘探理论的进一步创新。近年来在科学理论方面有以下七方面取得了较为突出的进展:板块构造理论、含油气盆地动力学、含油气系统、层序地层学、储层横向预测、储层流体地球化学、天然气地质学等板块构造理论的进展与含油气盆地分析密切结合,使得人们对克拉通盆地、前陆盆地、裂谷盆地、大陆边缘盆地等不同类型含油气盆地的地质特征及其含油气关系的认识有了更深入的了解。另一方面计算机信息技术广泛应用于地质勘探领域,为传统工作方式和思想观念的转变及新理论、新技术的产生提供了良好的创新环境。近年来新的地质勘探理论与新的地学分支不断出现,新的研究方法和研究成果也相继问世,这些都大大促进了石油地质勘探的发展。 (2)地质勘探研究更加实用化: 现在,研究部门纷纷在地质勘探科研项目方面进行重大调整,寻找与油。气效益有直接衔接的项目。改变了以往地质勘探科技研究着重于风险大的、长远性的、基础性的研究的做法,加强对中、短期需要的研究和发展工作。 (3)地质勘探科技在石油勘探中发挥更大的作用: 行业竞争日趋激烈,科技对石油勘探的影响日益增加这些因素的出现,各大石油公司越来越重视科技的作用,加大科技投人,立足于拥有一流技术和开发具有竞争优势的技术,把综合应用地质勘探技术作为提高勘探效益、降低成本的最重要的手段。 (4)合作研究的趋势不断增长: 合作研究是当前和今后科技发展的一大趋势。通过合作可以优化资源、技术和能力的配置,减少研究人员,紧缩机构,开辟一些难以解决的问题。 2 石油地质勘探面临的新的形势与对策 (1)勘探环境日趋复杂。勘探区域继续向深海、沙漠、丛林和极地发展,勘探目标转向深层和隐蔽圈,加大了勘探难度; (2)各大石油公司的竞争加剧; (3)环境要求更加苛刻,环保费用大幅度增加。 (4)新发现的规模趋小,丰度偏低; (5)勘探费用增加,投资回报率减少; 面对以上挑战,发达国家常常采取以下对策: (1)组织多学科综合勘探和多学科工作组作为现代石油勘探的最佳工作方法; (2)广泛采用高精度三维地震、成像测井及小井眼钻井等新的勘探手段,利用现代信息技术进行资料采集、处理和解释,达到减少风险,提高钻探成功率的目的。 (3)公司雇佣权威人士对面临的各种形势进行系统分析,建立核心运作系统; (4)把技术应用与勘探风险的经济评价作为公司进行战略决策和财务预算的一项重要内容;开展技术革新,加大技术投入,积极采用新技术新方法, 3 储层评价 3.1 低成本的高效随钻储层评价方法--- 欠平衡钻井技术 在石油钻探过程中,为了更好的指导勘探开发,通常对储层的及时动态进行评价。现阶段的随钻评价技术,主要是依靠随钻监测工具来实现,或是在停钻状态下采用钻柱测试完成。但是这些技术费用高,时效长,延长了钻井周期。因此,探寻一种低成本的高效随钻储层评价方法是人们一直以来寻找的。随着欠平衡钻井技术的发展与应用,不仅大大地提高了钻井效率,而且给随钻储层评价提供了一种新的思路。欠平衡钻井技术的运作方式是当欠平衡钻井方式打开产层时,井底处于欠压状态,地层流体会源源不断地涌入井内,地层产量数据会及时反映相关储层信息,所以可以通过对流入地层产量数据的分析来评价储层。在欠平衡钻井过程中,地层与井筒是一个统一的整体,相互影响,因此,采用系统分析的方法,把地层和井筒注入参数、返出参数的变化,代入所建立的数学模型,解答出储层信息,就能够实现储层评价。 3.2 储层综合分类评价方法 一般认为储层综合分类评价是在选取储层评价参数的基础上,对储层多个影响因素做综合评价,最终得到一个综合评价指标,从而进行储层评价分类。在这个过程中最关键的是确定各项评价参数的权系数,通过应用层次分析法确定研究区评价参数的权重系数,可以客观地反映出所选指标在综合评价中的合理性及其重要性,解决了使用单因素评价过程中常常出现的评价结果不唯一的问题,从而有效地提高了储层综合评价结果的准确性,结果更加真实可靠。 3.3 储层综合定量评价方法 影响储层地质特征的因素是复杂而多面的,储层综合评价是在沉积岩、成岩、储集特征等综合研究的基础之上,对储层进行分类并分段、分区块地进行评价、确定不同层段、不同区块储层质量的相对差异,进行相对分类。能够用于储层分类评价的指标涉及到岩性、岩相、成岩作用、等多项内容,而且每个项目中常常又包括几个甚至十几个参数。这些庞大而又复杂的参数使得对储层进行合理的分类评价变得十分困难。储层综合定量评价就是在储层评价参数选取的基础上,对储层的多个影响因素进行综合评价,最终得到一个综合评价指标,并依据它来对储层进行分类。其关键是确定各项评价参数的权系数。这种方法不仅适合储层评价研究,对于其它油气资源评价问题也同样适用,尤其是对权系数求取问题,具有广泛的适用性,拥有广阔的应用前景。 4 结语 在全球资源日益枯竭,世界经济社会发展对能源的依赖越来越大的今天,强化石油地质勘探技术研究具有十分重要的意义。随着经济和科技的不断进步与发展,新的勘探理论,新的勘探技术和更完善的应对严峻形势的措施都会一一出现。更为低成本和高效的储层评价方法也将会诞生。必须要进一步加大科技投入,强化石油地质勘探创新研究,有助于提高石油勘探的质量和水平,提高油气产量,保护国家能源安全,确保经济社会健康发展。 地质勘探方法论文:浅析煤矿地质勘探方法 摘要:本文作者结合实际工作经验,对煤矿地质勘探方法进行了分析探讨,提出了自己的见解。 关键词:煤矿;地质勘探方法 煤田勘查活动要获取细致深入的地质资料,这样才能便于在后期的勘探工作中根据实际情况选择提高煤炭品质的手段。在矿场设计阶段,要根据勘察人员提交的报告书讨论下述问题。(1)含煤地层的结构和厚度,地层之间含煤量的变化趋势,含煤地层各层之间的距离变化趋势。(2)含煤地层的倾斜角度改变趋势。(3)所在地区地质结构特性、岩溶、火成岩及其分布与变化趋势。(4)煤矿物理特性。(5)围岩及夹矸层的物理特性。(6)所在地层含水情况。地下水所在地层深度及位置,透水层所在位置、厚度以及渗透系数等。 1 煤矿地质勘探找矿方法 煤田地质勘探又称煤炭资源地质勘探,是寻找和查明煤炭资源的地质工作。其目的是寻找煤矿床、圈定煤炭储量,为煤矿设计、建设提供科学依据。地质勘探是运用地质科学和技术来分析、研究、探测煤矿床。其目的是为煤矿设计、建设和生产提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理、顺利开发。其主要任务是运用各种地质理论、选择相应的技术手段和工作方法,查明地层、地质构造、煤层、煤质、储量及开采技术条件等因素,正确评价煤矿床及与含煤岩系伴生和共生的其它有益矿产。 1.1地质填图法。地质填图法是运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层、岩石、构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿。 1.2砾石找矿法。砾石找矿法是根据矿体露头被风化后所产生的矿砾(或与矿化有关的岩石砾岩),在重力、水流、冰川的搬运下,其散布的范围大于矿床的范围,利用这种原理,沿山坡、水系或冰川活动地带研究和追索矿砾,进而寻找矿床的方法。 1.3重砂找矿方法。重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象,以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。 2 同位成矿理论 同位成矿的理论被应用至今,已发现多处重要矿产,该理论中阐明重要的、巨型的成矿区带的形成,规模大的矿床特别是超大型、巨型矿床的形成,均具有同位成矿的特征。这就是在同一空间范围内、同时代与不同时代、同类型与不同类型、同矿种与相关的不同矿种,均可出现相对稳定的大规模的同位成矿作用,明显地反映出同位成矿的客观规律。因而国内外有色金属矿产,大部分或绝大部分就集中在上述的重要成矿区带和矿床、矿体中。 同位成矿这是需要有一个相对较稳定的中心的,这里矿热活动集中,不管是不是同一个时期成矿的都是会有着比较稳定的,不会随机跑掉的活动的中心,这是基础的方面;这个方面相互需要的就是整体的富裕的矿物质的来源;重要的是有一定范围的流体的运动;有着不同的矿物质的不同的流体会沿着一个方向迁移;在地壳变动中依旧相对的稳定、先后成为岩石和矿通道;有一个适合矿物质形成的条件;更有形成矿后的各种保存很好的条件等。只有上面说的这些有利于矿形成的条件最好的配置和协作下才可能出现同位成矿,最终产生重要的矿产。而同位成矿有自己的特征:成矿集中,且中心有一样的稳定性和相对的统一范围内;不同的类型分化明显、范围很大,那么就有可能类似的不同的矿种大范围的矿床共生出产的特点;成矿的岩脉有着自己的演化和不断等特点,这些的特点就是说明整体的自然界是总体的不平衡的状态,而局部处在平衡的一种状态,这是有利于同位成矿的这种成矿的方式的产生的。 3 地质勘探找矿技术分析 3.1对于区域地质研究分析地质环境 对于工作的区域的地壳的变动和整体地质环境的研究,更要明确的记录相关的地质事情的时期表,从而研究成矿的时候和主要的这个时期的地质事件在时间上的各个时间点的匹配的工作,使用相关的资料来研究探讨成矿时候的地质的实际的环境,找出这样环境下的地质的构造,从而找到地质原因构造与成矿之间的联系。 3.2沿着有利成矿区带找矿,更能够得到好的结果 要对区域的大的断裂和它的地质构造等方面深入的研究,找到这样区域成矿和这样的地质构造之间的关系和不同分布的研究,从而能够找到管制矿田矿床分布的次级断裂的那些构造的形成和发展特征。常出现的情况是:控制矿田、矿床的断裂构造多与控制区域或矿带的深大断裂呈大角度相交产出,并可以一定的间距行排列出现,这就是所称的横向矿带规律;同时,在不同构造应力场的条件下,还产出与区域深大断裂带近于平行或斜交的次级断裂构造控制的矿田、矿床成矿带,并也以一定的间距行排列产出。因此,沿不同级次与成矿关系密切的断裂追索,对比成矿地质条件,易于取得好的找矿效果。 3.3找矿信息是最直接的依据,尤其是矿化信息应引起重视 要深入研究找矿信息,充分运用好这些信息指导找矿。在找地表矿、半隐伏矿时,遥感地质、化探找矿信息,具有找矿开路的先锋意义,结合其他找矿信息综合研究评价,易于快速收到好的找矿效果。找隐伏矿,进行矿产深部评价时,必须要有相关的物探找矿信息作为依据;要重视所获得的找矿信息反映的剥蚀程度,有的地表信息好但已剥蚀较深找矿前景不大,然而一些情况表明,上部出露的矿种类型已剥蚀深,而深部可出现相同矿种不同类型,或不同期次、不同矿种、不同类型、不同层位的隐伏矿床;要认真研究找矿信息产出特点、空间展布及其分带规律,这对指导主要矿种类型的找矿,寻找共生矿产和相关成矿系列的矿产,确定矿区自然边界与划分矿区矿化不同产出特征的类型等均有重要意义。 圈定矿区自然边界是根据矿化及相关信息产出特点与分带、地质构造特点的差异和深部大岩体(岩基)产出状况等条件予以圈定。在矿区内按矿化产出的特征不同,可分为多中心成矿矿区、主单中心成矿矿区和介于这两者之间主多中心成矿矿区。在注意矿区不同类别的情况下,努力寻找不同成矿中心,特别是其中的主要成矿中心,这对取得找矿突破至关重要。进而要根据主要矿体的自然形态、产状与展布特点,主矿体中矿化富集部位的分布和主要矿化地段、矿点异常与构造、建造等之间的关系,研究地质构造控矿条件及其展布规律,结合有关找矿信息,预测找矿部位和找矿前景。 3.4矿产勘查工作的部署 要按照由面到点、点面结合、落实到点的要求进行。也分三个层次工作:⑴是成矿区带小比例尺矿产地质多信息综合研究,初选出找矿有望的矿点异常,圈定找矿远景区;⑵是在找矿远景区进行1:5万左右比例的化探、遥感、地质、重、磁等工作,进一步筛选出找矿有望矿点异常,并做好检查评价,圈定找矿靶区;⑶是在找矿靶区内进行有针对性的工作,选出找矿靶位,对找矿靶位要做好地表系统揭露和大比例尺地、物、化等工作。择优进行深部验证、找矿,提出矿产概查和普查基地。 4 结束语 总的来说,经济的进步也在不断刺激着矿产需求的不断增加。所以必须要提高矿产勘查的技术,要拥有创新的能力,对技术的提升要在原有的基础上做出提高。在理论知识方面,更加要努力提高理论的可实践性,有坚定的理论基础,才能不断的提高创新技术的可行性。要学会理论和实际相结合,理论和实际不能分离,提高对新型矿产的开发与利用。有利于国家资源的总体可利用性。提高矿产资源的经济利益,更好的带动整个产业的发展,这样更加有利于经济的进步。 地质勘探方法论文:煤炭地质勘探所面临的形式和处理方法 [摘要]:煤炭资源不仅在世界能源中占据重要地位,而且在我国经济发展过程中也起着举足轻重的作用,特别是飞速发展的市场经济令煤炭需求量日益增加。当然,在市场竞争激烈的今天,为了提高煤炭企业的核心竞争优势,技术创新尤为重要,这就需要采煤工作更加安全、经济、高效。因此,本文将进一步探讨我国煤炭地质勘探所面临的形式和处理方法,同时展望了我国煤炭地质勘探的发展趋势。 [关键词]:煤炭 地质勘探;技术;趋势 当前,我国煤炭地质勘探技术发展很快,如水文地质、工程地质等领域,可以说是一种综合性的地质勘探。关于煤碳地质勘探技术,指在煤矿地质勘探工作中,为了探明矿体地质体的矿物储存量、形态、规模、深度以及结构的技术总和。随着科学技术的进步,煤炭地质勘探水平不断提高,尽管现有煤炭勘察技术存在一些问题,但是它在我国煤炭行业中所做出的贡献不可低估。对于煤炭地质勘查而言,只有不断地进行科技创新,充分应用新技术,并且围绕煤炭企业的发展而不断进行,建立具有新型高科技的煤炭地质勘察体系,这样有利于我国煤炭事业的可持续发展,更能促进国民经济水平的提高。 1、概述煤炭地质勘探的发展状况 1.1地形比较复杂 目前,在煤炭地质勘探过程中,常常遇到的地形比较复杂,资源勘探技术难度较大。此外,由煤炭地质勘探所引起的水资源、环境资源也比较常见,需要引起重视。 1.2生态环境政策 由于我国煤炭资源开采条件非常复杂, 煤矿资源与水资源表现为逆向分布现象,在某种程度上讲,我国生态环境政策制约了煤炭资源的开发与利用。与此同时,在煤矿开采过程中,一部分煤矿公司没有建立科学合理的煤炭资源和生态环境系统评价体系,从而出现了部分矿区地面塌陷、煤矸石自燃、煤田自燃火灾,甚至出现煤矿瓦斯爆炸等一系列事故的发生,严重影响区域水文地质条件。 1.3地质勘探质量 在煤炭工程地质勘探过程中,发现许多勘探的侧重点比较含糊,勘探的针对性也不强,方法不恰当,而且整个工程地质的相关计算公式与实际施工存在很大差别,最后往往会存在误差的勘探结论,严重影响了煤炭地质勘探的质量。 1.4勘探技术管理 在煤炭工程地质勘探过程中,由于许多工程提交的勘探设计报告不是地质师新自编写的,甚至没有编制地质专业负责人,报告内容错误较多。因此,从煤炭地质勘探技术管理方面分析,不科学的勘探技术管理不但增加了总院审查的难度,而且还在一定程度上延误了工程的报批时机。 2、我国煤炭地质勘探面临的形式 据调查可知,由于中国的基本国情具有特殊性,所以其煤田基础地质工作非常滞后,地质勘探程度不足,煤炭资源供需矛盾非常突出等,这一系列问题已经成为制约我国煤炭安全供应和煤炭工业可持续发展的主要因素。由此可见,在煤炭工业快速发展的过程中,煤炭地质科技工作也面临着新的挑战,即我国煤炭地质勘探面临的形式具体表现在以下几个方面:其一,东部煤矿区资源接替、深部开采等地质问题有待解决;其二,中部能源基地复杂地区煤炭资源综合勘探问题、开发煤炭造成的水资源和环境问题有待解决;其三,需要加强西部聚煤盆地地质研究,提高资源勘查评价程度;其四,需要加强洁净煤技术的地质研究,努力实现煤炭洁净利用和环境保护;其五,煤矿现代化开采和安全生产地质问题探明的程度有待提高,提供高产、高效、安全的煤矿生产服务;其六,需要加速煤炭地质主流程信息化,提高煤炭资源信息化水平,满足煤炭规划和国民经济的宏观决策。当今社会,机遇与挑战往往同时存在,对于我国煤炭地质勘探企业而言,急需要明确目标,不断推进科技创新。 3、煤炭地质勘探问题的处理方法 针对我国煤炭地质勘探面临的具体问题,我国煤炭地质企业在科技发展方面提出了几条行之有效的处理方法,具体表现为几点。第一,强化煤炭地质基础研究,不断探讨最新的优质煤炭资源;第二,加大煤炭资源综合勘探技术创新力度,提高勘查精度、质量和效率,在一定程度上满足煤炭资源需求;第三,根据高产矿井建设,完善矿井安全制度,拓展煤炭地质服务领域,确保煤炭开发和环境协调发展;第四,坚持以“现代地质理论”为依据,充分应用高科技,不断提高创新能力,同时从整体上提升地质勘查能力和服务水平;第五,改革煤炭地质科技体制,创立新型人才机制,开拓煤炭地质科技创新平台,努力培养一支精干高效的煤炭地质科技队伍和勘查队伍。 4、我国煤炭地质勘探的发展趋势 4.1开发井下勘探技术 现阶段,许多国内外学者一致认为,在采区开采前,应当在井下开展采区进行勘探,或者在工作面上进行勘探,像矿井物探;沿煤层钻进。具体地讲,由于煤层密度比上下围岩较小,煤层又是一个低速槽,随着探地雷达技术的迅速发展,煤矿井下物探技术将是一项重要的发展方向。 4.2加强综合勘探技术 经过研究发现,有一种三维地震勘探,表现为网度布、无心孔,而且应用组合测井法进行勘探。有一种先进的扫描仪,通过人机联作,可以解释几十厘米落差的断层、裂隙、沉积和构造特征,甚至也可以解释应力方向。同时,通过借助专用软件,利用组合测井的方法,可以确定岩石类型、强度、倾角、孔径等。实际上,通过加强综合勘探技术,能够得出一份详细、实用的构造及应力场图,最终能够使矿山设计行之有效。不仅如此,综合勘探技术还可以提供最佳施工方向,并且科学地选择开采方法。 4.3煤炭资源评价方法 对于煤炭地质勘探的发展来说,可以组织开展新的煤炭资源评价。首先需要运用新的地质理论和资源评价方法,科学地制定一套煤炭资源评价理论和方法,而且要尽量多开展一些基础评价,正确认识煤炭资源的基本用途,以及了解我国煤炭资源的发展潜力,进而建立煤炭资源的信息系统,实现煤炭地质勘探的技术革新,不断推动煤炭地质勘探技术的发展。 4.4加强清洁煤炭技术 当前,通过对煤炭地质勘探技术的研究,其核心技术应当属于洁净煤技术,需要与煤岩学、煤化学等相结合,同时从地质地球化学的角度分析,进而为煤炭勘探技术的改进提供可靠的理论依据。 4.5动态地质勘探技术 历史以来,在煤炭开采过程中,常常会出现井下地质灾害现象,经过分析,发现这种类型的灾害在本质上属于动力地质现象,即具有动态特性。因此,在煤炭勘探过程中,预测动力地质现象预测的时候,不但要以原始的静止数据为依据,而且还需要对岩煤层应力变化的动态数据进行监测,同时分析动态地质勘探技术工作。 4.6加快建设信息技术 当今社会是信息时代,各行各业都离不开信息技术的应用,特别是计算机信息技术已经广泛应用于煤田地质勘探中,这是我国煤炭行业的一大进步。此外,伴随着科技的不断发展,更加先进的信息技术将不断涌现,像大容量存储多媒体人工智能煤炭勘探,或者是神经网络煤炭勘探,都可以应用人机对话的方式来分析并处理勘探数据,不断向自动化操作方向转变。 5、结束语: 综上所述,在我国煤炭地质勘测中,技术应用是重点,抓好技术是煤炭地质勘探工作的关键。在科技创新体制建立的基础上,需要大力投入科技,结合产学研究,不断创建科技化的煤炭地质平台,从而加强人才培养,努力为我国煤炭事业的发展贡献技术力量。因此,促进煤炭地质探技术的进步,不仅能够使煤炭事业合理有序地发展,而且还能保护人类家园,确保煤田的健康发展,最终实现煤炭市场经济的可持续发展。 地质勘探方法论文:试论矿产地质勘探找矿标志及方法运用 摘要:最近几年,我国投入大量的人力物力资金到地质找矿勘探中,针对当下的矿产地质调查结果,本人觉得最具有代表性意义的是将科学的地质成矿理念为指导,运用地质物理、地质化学、地质特征等相关知识总结出一些地质勘探找矿标志,这将推动我国矿产地质勘探事业获得更大的发展和进步。 关键词:矿产;地质勘探;找矿标志 通常我们所讲到的地质勘查是地质勘探工作的又一称为,是依据现有的经济发展。科技进步及国防建设的准求,对特定空间中的矿产、地质构造、地下水等地质实际状况进行深入的调查。以能够通过调查结果,找出所需要的矿产资源。本文针对矿产地质勘探找矿标志进行相关论述。 在不同目标的前提条件下,对矿产地质勘探有着不同的要求。譬如,为了发掘找矿标志的勘探工作成为矿产地质勘探,在进行矿产地质勘探工作的过程中一定要以地质勘查探究为根基,争取在最短的时间内找出矿产资源所具有的特性,运用先进的科学技术方法,为开采矿产资源提供先决性条件。 1. 约束深层矿产地质勘探找矿的基本型因素——成矿理论 人们对矿产能源的勘探研发运用有着较为久远的历史,世界上有关成矿的理论探究正在趋于成熟的状态,矿产地质勘探也取得了一定的成果,随着全新的科学技术不断出现,同时慢慢的在地质找矿工作中得以运用。伴随着近几年来国家对矿产资源勘探研发投入了大量的人力、物力及财力,各方面都取得了较大的成果。也形成了一整套比较成熟的成矿理论,现就深部流体作用理论、矿床成矿系列理论对于深层找矿的意义浅述如下: 1.1 深部流体作用成矿理论 深部流体成矿理论通常指的是矿产的形成与地壳流体运动相互之间的联系性,它大多数是受到最近几十年所发生的地壳流体运动的影响。经过对地壳探究可以发现,在地壳的深层部位潜在大规模的地壳运动,而矿产资源的形成通常是在大规模发生流体活动之后所形成的。在流体活动比较强烈的地区许多勘探结果表明:Au、Zn、Ag、Cu、Hg、Sb、Sn等比较重要的稀有金属资源都跟流体运动有着紧密的联系,所以就可以理解为,在一些深部流体作用活动强烈的区域是Au、Zn、Ag、Cu、Hg、Sb、Sn等金属资源的关键性地区。深部流体活动是地质找矿的重要性标志之一。 1.2 矿床成矿系列理论 矿床成矿理论是指的是在特定的地质时期内,地质成矿通常跟特定的地质构造单元有着密切的联系。不同类别具备因果联系的矿产资源、不同的地质构造将有可能产出不同的矿产资源。按照地层层次的区别可以将矿产系统划分为:成矿系列组合、成矿亚系列、成矿系列类型、成矿系列等序列,该种形式的矿床组合使得矿产资源产生了一定的变化,需要运用成矿序列理论进行浅析。该理论同样是进行矿产地质勘探中的找矿标志之一。 2. 对地质找矿开展革新,促使矿产地质找矿勘探得到长足的进步 在地质勘查工作中首先要对工作区域进行深入了解,然后进行全面部署,这样才能够促使找矿工作得以突破。全世界范围内的重大的矿产地质找矿往往是以全面总体部署之后来进行的,是需要具备多工种、多学科有效的结合来进行地质找矿工作的。最近几年,我国地质矿产勘探工作逐渐进入了制度转变、调整队伍、投入资源不够、大风险的现状之下,地质矿产找矿工作在整体合理的布局和规划问题上存在严重欠缺,都是自我开展、分散进行的。这种现状会造成我国整体的矿产地质勘查工作无法有一个巨大的突破和进步。所以,继续强化对矿部进行严密的部署,革新找矿布局,使得矿产资源勘探能够有一个很好的发展。 为了能够探索出更多的找矿标志,需要对找矿工作进行全方位革新及部署。首先,确保探究队伍的稳定性,掌握市场发展准求,有效的汲取国内外相关经验,强化对矿产勘查部署的探究;其次,推行我国地质工作统一化,切实颁布有关矿产资源勘查总计划,合理对公益性地质勘探和商业性地质勘探进行安排,诱使找矿工作趋于正常化,预防分散、相重的情况出现。再次,着重对重点矿产种类资源、重点成矿地带进行着重勘探,引导对其进行矿产勘探整体布局。针对那些孕育潜藏矿产资源的空间创建重大工程,进行集成性作业,综合勘探。第四,对有关地质勘探准则加以完善,加强对矿产资源勘探的监管和指导,进行科学合理部署,为保证在有找矿标志的情况下,使得矿产资源得到最大程度的开发。 3. 运用 3.1 目前矿产勘探的未来走向是运用有效的勘探科学技术对找矿标志的挖掘及找矿预测,在这个工作当中则需要各类手段紧密配合,这样才能够避免多解性,如果只是采用一种勘查手段则对那些隐藏的矿产资源所形成的找矿标志是很难发现的。 3.2 物化探方法的运用一定是在工作区域成矿地质背景为基础的,物化探信息是需要有效的将工作区成矿地质条件结合在一起来分析。在开展物化探勘查工作当中要自始至终将地质—物化探(结合地质理论进行合理分析、解释)—地质的思路,而不可以与成矿地质条件相脱离,单独运用一种方法,唯有如此才能够处理地质与找矿的现实问题。 4. 矿产地质勘探找矿科技方法探究 4.1 针对特定空间内地质的探究。浅析相关地质条件。对于空间内的地壳运动及总体地质客观因素进行探究,一定要对相关地质活动做出一个详细的时间表格,这样在今后进行成矿标志的形成起到一定的参考性的建议,运用有关资料对成矿时期的地质现实状况进行探究,找出在此客观条件中的地质构造,找出地质构造与成矿之前的密切关系。 4.2 在成矿有利地区寻找各类矿床,通常会取得良好的成果。区域较大的断裂地带加上独特的地质构造通常是矿产地质找矿标志之一。因为在这种区域当中,通常是由于地质的一些活动促使地质构造产生一系列的变化,形成各类矿产资源的可能性就较大。 4.3 找矿信息是重要性的找矿标志。特别是矿化信息是特别关键的,需要相关工作人员对其加以注意。这就需要对找矿信息加以探究,有效运用相关找矿信息来为找矿工作服务。针对不同种类的矿区,需要探寻不相同的成矿重点,尤其是其最为关键性的成矿地点,这样才能够在找矿上有一个重大的突破。 4.4对矿产勘探进行全面部署:成矿地带找矿勘查的开展需要按照从面到点、点面结合、落实到点的准求进行的。 5. 结束语 伴随着社会经济水准的不断提升,对矿产的各方面需求也在随之增加,然而看眼矿产科学技术及运用形式就需要进行不断的革新,才能够适应于当下地质矿产勘探的变化。这就需要以成矿理念为指导,有效的结合当下的地质特征,才能够将地质勘查工作做好,以在未来找到大型的矿产资源。 如果仅仅是运用一种找矿方法就会出现很多方面的矛盾,有的时候甚至是会对一个区域有可能有矿产出现而做出错误的决定,这样就会对矿产资源的的勘探将会是一个重大损失。所以在此警醒有关单位一定要注重这一问题,在以后的找矿工作当中一定要做到多种找矿方式有效结合,这样才能够在预期内获取最好的经济效益。为此,在开展今后的地质矿产勘探工作当中一定要运用有关勘探理论,运用全新的科学技术及新方法,总结前期勘探经验,以争取提升挖掘矿床的能力,获取最大化的经济效益。 地质勘探方法论文:浅谈水文地质勘探技术方法 摘要:水文地质勘探是针对水资源进行的勘探活动,它是对某一区域的地质构造、地下水的发育、地表水的补给等水文特征作出科学判断的过程。本文旨在探讨在水文地质的工作概况及水文地质勘探的过程、对相关资源的评价。 关键词:水文地质;勘探技术;方法 一、水文地质勘探工作概况 1.水文地质勘探的目的 水文地质勘探(hydrogeologicalsurvey)是水文勘探技术工作者为了了解某区域的水文地质环境以开发利用相关资源而进行的科学探究工作。出于不同目的和要求,水文地质勘探又可以进一步划分为普查和勘探,普查是综合性的,用以表达普查结果的水文地质图的比例尺为1:20万,而水文地质勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后对特定区域水文资源的深入调查,服务于专门目的,如从居民健康考虑,对区域内供水水文的调查,采矿时对矿床水文地质的勘探等。 2、我国水文地质勘探工作的发展概况 我国水文地质勘探工作从50年代开始,经过半个多世纪的发展,取得了举世瞩目的成就,相比前苏联、美国以及其他国家,我国水文地质勘探工作的特点是起步晚、发展迅速。50年代,首次建立起全国性的水文地质工程队伍;60年代,在东部大平原和西北缺水地区这些特殊的地理区域进行了水文地质的普查;70年代,全国三分之二以上的地区完成了水文地质的普查工作,水文地质勘查技术更加完善,地下水动态观测站在各省市自治区陆续建成;80年代,我国的水文地质勘探工作过程中,开始重视水文环境,加强环境立法;水文勘探发展到当前,数字地球建成,地理信息中的3S(GIS、GPS、RS)应用于处理水文地质的空间数据,以及专业性软件随着计算机的发展广泛应用于水文地质的勘探,为水文地质工作的发展提供了技术上更加有力的支持。 二、水文地质勘探方法 1.水文地质测绘 水文地质测绘(hydrogeological mapping)是指在被测地区,首先观察水体的地质现象,经过科学的分析整理后,用专业术语或者图表描述。在水文地质的勘探中,勘探工作者对探测区域的水文环境,有必要先根据相关资料进行大致的了解,掌握基本情况不仅可以减少工作量,技巧性的开展勘探工作,也有利于保障勘探过程的安全。水文地质勘探工作常常涉及山区的水文地质测绘,范围大且受地形影响难以进入的山区环境成为水文勘探棘手的问题,针对这种情况,利用拍摄的航空摄像片、卫星图片对区域内的地质环境作出基本判断,利用电子技术分析资料,在对水文地质作出测绘后得到能够反映水文信息的图表,达到调查水文环境的目的。由此可见,水文地质测绘中,勘探者面对的难题是大面积的山区无法通行,这一问题的解决,需要充分利用已经发展完善RS、GIS等地理科学技术,在实践中不断提高应对艰难环境的能力。 2.地球物理勘探 为了了解水文地质条件,也可以通过对地球物理相关属性的考察。根据地球物理的整体性原则,各地理现象是相互作用、影响的,地球物理勘探是现有的水文地质勘探的技术中唯一一个间接的勘探方法,联系测区的自然条件和勘探所需要解决的具体问题,勘探可以选用地面物探、水文测井、遥感技术这三种具体的方式。与其他的勘探方法相比,地球物理勘探是通过探究水文地质的成因来推断业已形成的水文环境,获取了更多的地理信息,它对平原地区含水层的深度、淡水界面,甚至地热异常区域的界定,都有精确而不可替代的作用。 3.水文地质钻探试验 水文地质钻探(hydrogeologic drilling)和水文地质试验(hydrogelogic experiment)都是为了获取地下水资源的相关资料而进行的地理科学技术手段。它们可以涉及地下水埋藏的地理环境,通过钻探,理清区域内地下水流动的方向和水量的规律,对地下水的水文条件进行精确的表述。钻探采用的探孔,由于不同的作用,分为普查、勘探与探采结合孔三种类型,钻探在水文地质探测中的发展为水文地质调查活动提供了直接的技术支持,探测活动对水文探测设备的要求相比其它的探测高,其中,回旋、冲击、冲击——反循环是不同探测设备基本的探测方式,在探测水文地质的过程中,也能够通过钻探区域内地热资源以开采利用。与水文地质钻探相同,水文地质试验也是在野外,通过对水文地质的直接调查以获取区域内的水文资料,利用抽、注、渗等方式,可以明确水文特点,达到调查区域内水文地质资料的探测目的。 4.地下水动态观测和试验分析 地下水动态监测是对一个地区或者水源地的地下水动态要素(水位、水量、水质和水温)等物理化学性质进行定时测量、记录和存储整理的过程,依托中国移动公司GPRS网络在监测中心查看地下水的水位、温度、电导率等数据,将所有数据导入数据库生成各种报表和曲线,它由监测中心、通信网络、微功耗测控终端、水位监测记录仪四部分组成,通过对地下水动态观测和试验分析,得到与地下水有关的数据资料。 三、水文地质评价 1.地下水水量计算 计算地下水的水量,是评价水文地质的一个重要标准,也是对地下水资源能否开采的判断依据之一。可用的地下水是在计算出补给量与排出量的差值,结合地下水的基本储存量的结果,其中,能够对地下水进行补给的水量来源包括河水补给、降雨补给与地下水平衡量的补给,地下水的流出是地下水侧向流出、潜水蒸发等因素作用的。经过计算与分析,获取地下水能够允许的最大开采值进行地下水的开采活动。 2.地下水资源评价 对地下水资源的评价是一个综合的过程,评价内容包括水质好坏,即是否受到污染与污染程度是否在可修复的范围,地下水资源开发的经济价值、社会价值,具体的资源评价过程是对勘探工作的完善,水文地质的分析人员根据调查数据做出水文地质模型,利用相关的理论如数值法等方法进行水质、水文上具体的测评。地下水资源的评价普遍认同以下两种评价方式。一、首先进行水体取样,进而花样以调查水质,是否含有超标的元素,与人体的适应性对比来决定相应地下水资源的开采价值。二、如果在水质勘察过程中发现水质已经受到污染或者有受到污染的可能,应查清污染物质及来源、途径与规律,提出地下水资源的防护措施,地下水的开发应力求费用低廉、方案优化、效益显著。这些必须以查明水文地质条件和正确评价地下水资源为基础,在对地下水资源作出评价后进行开采时,应注意做到不过量开采,不能造成海水或者高矿化水入侵到淡水含水层,不能引起大量的地面沉积和坍塌,进行全面的规划。为了合理使用地下水资源,必须进行有效的管理,建立水资源的统一管理机构,优化分析的方法进行水资源的数字模型管理,在经济方面要明确地下水有偿使用的原则,征收水资源管理费。 地下水水文的探测是随着国民经济的发展,对资源的了解与利用的需求增加的基础上发展的,我国的水文探测工作从50年代正式开始受到关注,水文地质的普查渗透大江南北,具体的水文勘探技术如测绘、钻探、试验等,在水文普查探测和专门探测中,都发挥了重要的作用,对水文地质探测工作者,掌握这些技术并与时俱进的钻研新方法以适应不同的探测环境,是十分重要的。探测的最终目的是对资源的利用,获取资料后,判断地下水的开发价值并进行规模化的开发,也成为新形势下水文地质工作者的责任。 地质勘探方法论文:煤矿深部开采综合地质勘探方法研究 【摘要】深部开采对煤田地质勘探工作提出了新的要求,本文主要介绍煤炭资源的开发过程中所采用的几种地质勘探方法,采用综合的地质勘探方式可以有效的探查煤矿矿区的地质情况,为煤炭的后续开发提供依据。 【关键词】煤矿;地质勘探;深部开采 目前,煤矿深部开采中的地质勘探技术是以地球物理方法为先导,其工作模式可分为三个层面:(1)井田范围主要可采煤层开采地质条件评价;(2)采区地质条件勘查;(3)综采工作面地质条件超前探测。 而从现今的发展方向来看,煤矿深部开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。 1.传统水文地质勘探 1.1方法 受岩溶承压水威胁的矿井,底板突水是各类因素综合作用的结果,突水机理主要包括:(1)岩溶裂隙水网络的发育情况,是发生底板突水的物质基础;(2)隔水层的厚度及岩性特征,是突水的制约因素;(3)采矿活动造成底板的破坏,是底板突水的诱导因素;(4)断裂构造及原生构造裂隙的发育程度,是导致底板突水的关键因素;(5)水压与矿压的偶合作用也是导致底板突水的重要因素。因此,水文地质条件的探查范围包括了岩溶裂隙水网络发育规律、隔水层的厚度及岩性变化、断裂构造及底板裂隙的发育规律及发育程度、含水层水位变化规律等。 1.2传统方法的局限性 而任何一种单一的勘探方法,只能大致探明某一种突水因素,如:采用传统的地面钻探、抽水及注水试验,只能探明某一点的岩溶发育及富水情况,对于整个开采范围的富水规律难以有效的探明。另外,矿井突水是一个十分复杂的问题,不可能用一个统一的规律进行描述,也就是说,随着空间的变化,水文地质条件发生变化,各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化,如:断层导水型突水,构造的突水机理起到了主导作用,而底板破坏型突水,采矿动压是突水的关键因素。因此,要防止底板突水,就必须对各类突水因素进行全面探查,有针对性的实施综合治理,才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查,采用单一的探查方法显然是不够的。 2.采用综合方式进行地质勘探 2.1采区地面地震勘探 采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。 同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。现已成熟的探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。因此,在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。 2.2微动测深勘查 微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。同时,依据观测形式的不同微动测深探查主要分为一下几种形式:(1)单点勘查。单点勘查方式观测台阵,一般由两个不同半径的同心圆(内接正三角形)组成,在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。根据勘查深度的要求,可采用由3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵;(2)测线勘查。在煤田勘查这种大面积勘探中,单点勘查已经不能满足生产要求。可采用测线(剖面)观测系统,获得S波速度剖面成果图。在测区内按一定间距布置这样的测线,可实现二维微动测深勘探,并反演测区三维S波速度结构,结合钻孔及其它地质资料,可进一步解释速度异常区域的地质意义;(3)平面探查。在矿区或者要求更精细的勘探,在仪器数量足够多的情况下可采用平面观测,并反演测区三维S波速度体,从而圈出速度异常体或者面。 2.3井下钻探及综合物探 在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。 (1)井下直流电法透视:从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。(2)TEM探测:瞬变电磁法(简称TEM),它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性大电流,在电流开启和关断时,由于电磁感应作用产生电压脉冲,电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。一次磁场随着时间的推移,在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场,由于不同地质体其电性特征存在差异,其二次场的衰减亦存在差异。因此,通过研究二次场的衰减规律,可达到推测、分析地下地质异常体的目的。TEM探测可以探测不同高程的相对富水区,以便有针对性的采取防治水措施。(3)弹性波CT:即地震层析成相技术,可以推测主要构造的发育情况,但由于该项技术起步比较晚,还有待于进一步完善提高。(4)瑞利波:利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体,特别是断裂构造进行超前探查,预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。 另外,通过坑透、槽波、脉冲干扰试验等手段,也可以探测地质及水文地质异常区。综上所述,对于受底板岩溶水害威胁的矿区,对水文地质条件的探查,应以各种规模的放水试验为主要探查手段,以此为基础,采用多种物探及钻探手段,对局部的水文地质异常区进一步查明,达到相互补充、相互验证,充分体现多种勘探方法的综合效应,可取得十分显著的技术效果。 3.结论 煤矿开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。 地质勘探方法论文:关于煤炭地质勘探方法的解析 摘要:随着我国市场经济的发展,煤炭要有竞争力才能在市场上站住脚,经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展的关键。因此,我们需要继续开展煤田地质勘探工作,而且,煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。本文就当前煤炭地质勘探的主要技术方法作出简要的分析。 关键词:煤炭工业;地质勘探;勘探技术 随着我国国民经济的发展以及环境保护意识的增强,国内煤炭需求量将逐步增长,煤炭出口量将大幅攀升,需要优质环保型资源,需要进行煤炭资源经济评价和资源资产化管理,需要开展煤矿区生态环境和环境地质评价,需要高集成度、高有序度数字化的资源信息。煤田地质勘探就是在开发煤炭资源前,通过各种技术手段了解煤层埋藏的具体情况,为开采设计、矿井建设和生产提供地质依据。在煤田地质勘探工作中,为了更好地揭露煤系,认识煤岩体赋存状态及沉积环境变化规律,完成不同勘探阶段的目的任务和满足工作精度要求,需要各种技术手段和一定的施工方法。随着以数字化和电子化为特色的新技术革命开展,中国煤田地质勘探技术和方法也有了质的飞越。 1 煤炭资源综合勘探方法 根据地形、地质和物性等条件,合理选择勘探手段,统筹布置各项工程,严格工程施工顺序,综合研究各种地质信息,提交高质量地质报告,这就是近年来逐渐完善的煤炭资源综合勘探方法。通过采用遥感扫面、物探扫线、钻探及测井扫点的工作部署,在具体勘探区,采用重磁资料确定煤系分布范围和基底深度、用高分辨率数字地震控制断层、褶皱和其他异常体的发育;用钻探结合测井方法验证地震勘探结果,并重点控制煤层的变化。通过地震、钻探和测井资料的综合解释研究,可获得高精度的地质勘探成果。在构造上,能够控制落差10-15m的小断层和落差5-10m 的小断点、主采煤层的底板等高线能控制在1%-2%以内。在煤层上,能够控制煤层的发育特征,并可利用地震波组的波形、多元参数特征和变化趋势,解释典型煤层的厚度和宏观结构类型。在经济上,大幅度节约了钻探工作量,钻孔数减少50%-80%,缩短了勘探周期,勘探成本降低30%-50%,具有明显的技术经济效益。 2 煤田钻探新技术 传统的岩芯钻探仍将是煤炭资源勘探的最直观手段,只不过随着综合勘探方法的采用,钻探工作量相对减少。伴随着新技术革命,钻探将会在自动化程度、操作的灵活性和机械效率等方面有大的进展和提高。 一是全面推广绳索取芯技术。绳索取芯技术就是在不提出钻杆的情况下,采用内套管的结构,以绳索提出内套管的方式,将钻进中收集到内套管的岩芯提取到地面后取出。使用该技术,能够大大减少工人劳动强度,提高效率、提高各项经济技术指标。该技术在煤田地质系统推广已有数年的历史,今后还将继续推广普及,并逐步解决推广应用中出现的技术问题,完善该项技术。 二是推广钻进参数探测技术。在钻探施工时,有许多钻进特征是依靠工人的感觉和经验获得的,钻工是依靠对钻进状态的判断采取措施来调整操作。这种方式人为主观性大、不易掌握,难以形成标准化操作。通过近年来的科技攻关和对外技术合作,钻进参数探测系统正在被越来越多的煤矿企业应用,因为它可以通过各传感仪实时掌握到下列钻进参数:钻杆旋转速度、钻进进尺速度、钻杆扭矩、钻进压力、进水量、返水量、泵压、孔深、泥浆粘度、密度和pH值等。钻工依据这些参数,可及时、准确地调整操作。这可大大降低工人劳动强度,提高钻进质量和工作效率。 3 高分辨率数字地震勘探技术 高分辨率数字地震勘探就是一整套以数字方式记录高质量的地震信号,并经数字处理而获得高分辨率地震勘探效果的技术方法,它包括在数据采集上采用四小(小药量、小道距、小采样间隔和小组合基距)、两高(高频检波器、高频低截滤波)、合适的井深及准确点位(炮点、检波点);在数据处理上强调噪声衰减、子波长度压缩及精确的叠加和偏移,最终获得高信噪比、宽带的高频信号,使得小型煤田构造和异常清晰的显出。从1985年开始至今,高分辨率数字地震勘探技术在地质综合勘探和地震补充勘探实践中得到不断完善和发展。通过地震补充勘探,查明规模较小的断层、褶皱及其他异常体,以使得设计部门能够及时优化、修改设计,包括:改变开拓方案,调整井筒位置和生产能力;修改采区设计,如工作面位置、走向及长度;修改主要巷道位置,调整矿井边界等。 这些成果保证了高产高效矿井的高速高质量建成,避免了因地质资料而带来的直接经济损失。目前,该项技术已得到广泛承认,并被越来越多的煤矿业主,包括亏损煤矿和地方煤矿业主的承认和采用,一场全国性的地震补充勘探和采区地震已经兴起。近年来,随着用户要求的逐渐提高和大容量高速计算机的发展,使人们能够对海量的地震勘探数据进行处理,这才使得三维地震勘探技术得以提出和飞速发展。三维地震勘探技术能够将探测小构造的程度大大提高。由于那些条件较好、启用三维方法较早的矿区大受益处,从而使其他一些煤矿或待开发井田的业主开始要求进行三维地震勘探工作,由二维转向三维的大趋势已不容置疑。在二维地震勘探技术推广中,目前正在进一步通过增大主频波来提高分辨率以探测更小的断层,完善山区地震勘探方法,研究总结勘探方法和地震勘探成果解释等方面,进一步发展和拓宽二维勘探技术,以期更好的为煤炭生产用户服务。三维地震勘探由于工作量大、成本高、技术成熟度低等因素,近几年已经通过推广体积解释技术、深度域代替时间域、模型技术的广泛使用、约束反演的使用、山区三维地震问题的解决、纵横波联合勘探的推进、多道三维地震勘探技术的开发、现场实时处理的应用等一系列方法和手段,得到逐步完善和发展,进一步提高了精度、降低成本、提高工作效率、最大限度满足用户的需求。 4 重磁电及地质雷达勘查技术与测井勘查技术 重磁电及地质雷达勘查技术:采用瞬变电磁法勘探、高精度磁法勘探、高精度重力勘探、直流电法勘探(含高密度电法勘探)、地质雷达探测、频率域电磁法勘探等方法进行勘探。广泛应用于煤田地质勘探、石油地质勘探和地下水勘探等资源勘探领域。进行断裂、褶曲、沉积盆地和陷落柱等地质构造的探测;圈定岩溶发育带、地下河、含水裂隙带等隐伏地质体或地质构造;矿山采空区和空洞等异常体的工程勘查。 测井勘查技术:采用电、声、核系列物理参数测井,水文测井及煤层气测井等技术。可精确为煤层定厚、定深;非煤系地层定厚、定深。常应用于煤岩层定性、定深、定厚;煤岩层力学性质分析,煤层炭灰水分析,煤层沙泥、水分析等。 5 煤炭遥感技术 煤炭遥感技术是一项将空间遥感应用于探测与煤田地质和煤炭工业有关方面的高新技术,具有实时、准实时、快速、客观、整体性强的特征。近年来,伴随着计算机软硬件的飞跃有了突破性的进展,逐步形成了较为完整的煤炭遥感科学体系,在煤田自燃环境监测、煤矿区环境监测、煤矿区水资源调查、煤炭资源调查、中小比例尺填图和区域地质研究等方面取得成功,并逐渐同物探、钻探一样,成为煤炭资源勘探的一种手段。 遥感是通过空间传感器接受地面目标反射、散射外来电磁波或者目标自身发射的电磁波而获得目标物理参数的技术方法。遥感技术彻底改变了地球科学中传统的点测量状况, 从像元到像元获取地物信息,进而发展为三维立体测量,这一信息获取方式的改变对地质找矿有重要的促进作用。遥感找煤是以煤炭遥感理论为基础,成矿理论为指导,采用遥感手段对找煤标志、控煤因素及煤田分布规律进行研究, 从中提取煤矿床赋存信息的过程。 目前,煤炭遥感正在继续沿着和GIS及GPS有机结合的方向,在计算机支持下,建成准实时性、半自动化、半智能化的中国煤田地质和煤炭资源调查信息系统,中国北方煤田自燃环境监测信息系统,中国煤矿区环境监测信息系统,煤矿区水资源调查信息系统,煤炭生产控制与土地复垦监测信息系统,并形成网络化、可视化和社会化的信息产品,为煤炭工业的可持续发展提供科学决策依据。 6 结语 煤炭地质勘探是一项多学科的综合性科技工作, 它不仅仅是探明煤炭资源储量和开采技术条件, 而且还应为煤炭资源的综合利用、合理利用提供充分的依据。目前我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距。因此,必须把握时机,加快我国煤田地质勘探技术的发展,才能满足我国高产高效采煤的需求。我们坚信,今后的地质勘探其科技含量会更高、更新,更讲求经济效益,创造或总结出更多既方便又行之有效的地质勘探技术。 地质勘探方法论文:简述在煤炭资源的开发过程中所采用的几种地质勘探方法 【摘 要】我国是世界上耗能大国,在能源消耗中,煤炭为主要的基础能源之一。煤炭是我国的第一能源,在国民经济的大战中有着重要的地位。在当前,人们对各种物质需求不断提高的过程中,对能源的要求也在不断的增加和变化,使得能源在开发和开采中,各种开采技术手段不断的更新与完善。 【关键字】煤炭资源;开发;地质勘查 煤炭是我国第一能源,但是由于各种技术和开采方式的限制,使得煤炭在开采和利用的过程中其开采手段不够完善,技术不够达标。由于受矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响,使得当前在煤炭开发的过程中,技术手段和设备不断的进行探索和更新,是当前社会发展的过程中利用相应的科学手段进行提高和完善的主要方式。采用综合勘探方法,多种勘探手段结合并用,地面施工的时候利用三位物探的手段进行开采前期的测量与计算,提高施工中井下施工措施和管理技术水平。针对影响生产的地质因素开展各项专题研究,对各种相关的动态进行分析,结合社会发展过程中的各种技术设备进行综合的应用,在开采过程中以地质效果和手段进行管理和利用取得了较高的成果,为当前井下开采提供了有力的地质保证和安全保障。 1 传统水文地质勘探 1.1 方法 在煤炭开采的过程中,由于我国各种个地理因素的影响和制约,使得在开采的过程中,受到很大程度的影响。受岩溶承压水威胁的矿井,是在钻进的过程中由于各种底板突水是各类因素综合作用的结果,其在开采的过程中主要的影响因素包括:1)岩溶裂隙水网络的发育情况,是底板在进行挖掘的过程中出现吐水的主要依据,更是影响当前开采的前提和主要方式。2)隔水层的厚度及岩性特征,是突水的制约因素;3)在采矿的过程中,由于开采中施工的不够完善和管理技术措施的不健全,使得其破坏了底板,是底板突水的诱导因素;4)断裂结构是影响当前水温地质勘查的主要因素,更是当值底板突水的关键手段。5)水压与矿压的偶合作用也是导致底板突水的重要因素。在水文地质条件之下进行勘查和开采是当前矿产开采的重点和难点,也是当前社会发展过程中必然要解决的问题和手段。其在勘查的时候要结合当前的水质和底板变化情况进行分析与总结。 1.2 传统方法的局限性 在传统勘查方法是用的过程中,其具有一定的局限性,是在当前勘查的过程中利用传统的总结方法进行分析,然而对各种吐水因素出现的原因和方式的利用不够完善的准确。而任何一种单一的勘探方法,只能大致探明某一种突水因素,另外,矿井突水是一个十分复杂的问题,不可能用一个统一的规律进行描述,也就是说,随着空间的变化,水文地质条件发生变化,各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化,如:断层导水型突水,构造的突水机理起到了主导作用,而底板破坏型突水,采矿动压是突水的关键因素。因此,要防止底板突水,就必须对各类突水因素进行全面探查,有针对性的实施综合治理,才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查,采用单一的探查方法显然是不够的。 2 采用综合方式进行地质勘探 2.1 采区地面地震勘探 采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。 同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。现已成熟的探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。因此,在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。 2.2 微动测深勘查 微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。单点勘查方式观测台阵,一般由两个不同半径的同心圆(内接正三角形)组成,在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。根据勘查深度的要求,可采用由3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵。 2.3 井下钻探及综合物探 在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。 1)井下直流电法透视:从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。2)TEM探测:瞬变电磁法(简称TEM),它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性大电流,在电流开启和关断时,由于电磁感应作用产生电压脉冲,电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。一次磁场随着时间的推移,在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场,由于不同地质体其电性特征存在差异,其二次场的衰减亦存在差异。因此,通过研究二次场的衰减规律,可达到推测、分析地下地质异常体的目的。TEM探测可以探测不同高程的相对富水区,以便有针对性的采取防治水措施。3)弹性波CT:即地震层析成相技术,可以推测主要构造的发育情况,但由于该项技术起步比较晚,还有待于进一步完善提高。4)瑞利波:利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体,特别是断裂构造进行超前探查,预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。 3 结论 煤炭开采和勘查技术是当前社会发展过程中利用物理学基础和信息技术进行综合探究的方向,是通过各种信息技术进行有机结合和统一发展的前提手段。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探,是采用多元化数据手段进行管理,提出其在开采的过程中所需要注意的问题和控制措施,是利用相关的技术手段进行管理和控制的过程。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,通过社会发展中的三维技术,电磁波技术和各种物质手段和信息方法进行综合反复的利用,建立完善的地质信息资料和数字化管理手段,利用可视化方式和数字化措施进行总结,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害提出相应的应对措施和技术支持理论,为日后煤炭资源的开采和勘察奠定依据。 地质勘探方法论文:地质勘探找矿技术与方法创新探讨 摘要:在未来以后的几年,将是我国社会经济发展的重要战略机遇期,也是矿产资源供需矛盾的进一步凸显期。本文结合了实际主要对地质勘查与找矿技术进行分析。 关键词:地质勘探;找矿 ;技术创新 根据经济建设、国防建设和科学技术发展的需要,对一定地区内的岩石、地层构造、矿产、地下水、地貌等地质情况进行重点有所不同的调查研究工作。接不同的目的,有不同的地质勘查工作之分。例如,以寻找和评价矿产为主要目的矿产地质勘查,以寻找和开发地下水为主要目的水文地质勘查,以查明铁路、桥梁、水库、坝址等工程地区地质条件为目的的工程地质勘查等。地质勘查还包括各种比例尺的区域地质调查、海洋地质调查、地热调查与地热田勘探、地震地质调查和环境地质调查等。地质勘查必须以地质观察研究为基础,根据任务要求,本着以较短的时间和较少的工作量,获得较多、较好地质成果的原则,选用必要的技术手段或方法,如测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、钻探、坑探、采样测试、地质遥感等。这些方法或手段的使用或施工过程,也属于地质勘查的范围。狭义地说,在我国实际地质工作中,还把地质勘查工作划分为5个阶段,即区域地质调查、普查、详查、勘探和开发勘探。 一、地质勘查技术原则 (一)统筹规划.适度超前按照以人为本、全面落实科学发展观的要求,统筹公益性地质调查与商业性地质勘查,统筹矿产勘查与环境地质调查。统筹中央与地方地质勘查工作,统筹各类规划区地质工作,统筹国内地勘事业发展与地勘领域对外开放,充分发挥地质勘查基础性先行性作用,提前10-15年规划部署地质勘查工作。 (二)遵循规律,合理布局根据我国地质条件和资源分布特点,按照国民经济和社会发展宏观布局要求,结合人口分布、国土利用、基础设施建设和城镇化格局,统筹地质勘查工作区域布局,引导商业性地质勘查工作的有序发展。 (三)突出重点.拓宽领域立足于我国地质条件、资源基础、环境基础、工程基础,突出重要矿种和重点成矿区带的勘查工作,努力创造有宏观影响的大成果,不断提高地质勘查的精度、深度和广度。根据经济社会发展需要,积极拓宽地质勘查工作的服务与应用领域。 (四)创新科技,增强能力实施"科技兴地"战略,加快地质勘查工作现代化步伐。突出重大地质理论问题研究,把地质区位优势变为科技创新优势。大力推进成矿理论和地质勘查技术发展,加快信息化建没,完善地质科技创新体系。推动科研与勘查的有机结合,发挥科技的支撑和引领作用。加强队伍建设和人才培养.注重创新基地建设。 (五)立足国内.扩大合作利用"两种资源、两个市场",充分挖掘国内资源潜力。加大矿产资源领域对外开放,适应经济全球化和资源全球化发展的需要,鼓励与国外企业合作开展境内矿产资源勘查开发,扶持、鼓励和引导有条件的企业"走出去",提离矿产资源供给能力和保障程度。 (六)完善体制。理顺机制 健全中央和地方政府各负其责、相互协调的地质勘查管理体制。充分发挥各方面的积极性,促进地质勘查多渠道投入新机制的形成,完善商业性矿产勘查机制,注重发挥财政资金对社会资金的引导和拉动作用。 二、实现地质找矿重大突破需要创新整体部署 只有大的找矿部署,才有可能促成大的找矿突破。国内外的找矿重大突破,大多建立在统一部署、集中突破之上,有些还是多学科、多工种综合集成的结晶。近年来,我国地质工作正处在体制转换、队伍调整、机制变化、投入不足、风险加大等复杂的环境当中,地质找矿缺乏统一的规划和部署,各自为战,分散布局,找矿项目多、小、散的问题比较突出,从布局上就很难形成重大突破。因此,迫切需要加强找矿部署研究,创新找矿整体布局,引导矿产资源勘查工作有序发展。创新找矿整体部署,一是稳定研究队伍,把握发展需求,跟踪市场动态,借鉴国外经验,切实加强矿产勘查部署研究。二是加快推进全国地质工作统一规划,尽早出台矿产资源勘查规划,统筹安排公益性地质勘查与商业性地质勘查,正确引导找矿布局和结构调整,避免重复、分散现象。三是突出重点成矿区带、重点矿种,遴选重点勘查区域和项目,引导和调控矿产勘查布局;对有潜力的成矿区域,设立重大工程和项目,多学科、多工种集成作业,进行会战式综合勘查研究。四是强化探矿权采矿权登记发证和动态监测,合理布局勘查开采,支持重大勘查项目,严格制止边探边采,严查无证勘探开采。五是完善地质勘查行业标准规范,强化矿产资源勘查市场准人,加强业务指导和监督管理,合理部署找矿过程中的区域地质调查、区域物化探和普查、详查、勘探等工作。 三、地质勘查实例分析 某地,以往曾进行过大量的地质勘查工作,仅对浅部矿体予以验证,但是深部矿体的勘查资料很少。现将该区的地质特征介绍如下: (一)地层 地层自西向东自老而新呈走向NE、倾向SE、倾角70~300的单斜状展布。探矿工程揭露地层自老而新为奥陶系中统峰峰组(02f)、石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(Pls)。地表零星出露有二叠系下统下石盒子组(Plx),上统上石盒子皇且(P2s)、石千峰组(P2sh);三叠系下统刘家沟组(T11)、和尚沟组(Tlh);第三系及第四系松散层广泛出露。 (二)构造 区内构造以断裂为主,其中尤以高角度正断层较为发育,这类构造主要为北东向,并有多次继承和发展,在构造复合位置,是岩浆岩入侵的良好通道。 (三)岩浆岩 区域内中生代燕山期岩浆活动强烈,分布广泛,岩性以中性岩为主。根据已有地质勘查资料,岩浆岩侵入部位自古生界中奥陶统(02)至中生界三叠系(T)地层,产状呈多分枝的岩床状,形态复杂。岩浆岩是本区磁铁矿成矿母岩。 (四)磁异常 磁异常曲线规整圆滑,呈近似等轴状椭圆形态。以150y值圈定异常,其走向长6000m,宽5500m,以300y值圈定异常等磁力线,其走向长约3600m,宽3500m。由此看出。异常规模比较大。 (五)成矿条件分析 根据以上地质资料分析.本区具备邯邢式铁矿的基本成矿地质条件。矿区内浅部虽是煤系地层,其下则是奥陶系地层,北东向断层构造控制了岩浆岩的入侵及矿田的分布,经钻探验证,本区在深部揭露闪长岩,同时也见到了接触带和磁铁矿。综上所述,本区具备接触交代条件,奥陶系中统含膏角砾岩地层为岩浆的侵入提供了空间,对其接触交代起了催化作用,故而在该地层中有可能形成多层厚大矿体。 (六)以往地质工作 该区过去曾施工一钻孔,在孔深700多米处见有1m厚的磁铁矿,矿石品位较高,未继续进行深部及外围的勘查工作,以致于本工作区深部铁矿矿体的产状、厚度、延伸情况等缺乏详细的资料。 (七)勘查结果 根据地磁异常分析,有可能为一大的岩体引起,但是结合过去施工的钻探资料分析,该异常可能由一深部矿体引起,推测这个矿体埋深比较大,并且规模也较大。到底是矿体异常还是岩体异常。经过专家们的反复论证,也难以确定异常性质,不好下结论,因为除了浅部钻探资料和磁异常外,没有其它资料可以利用,最终决定验证一个钻孔。实际钻探成果反映也有1m左右的铁矿。为此判定该磁异常为一岩体异常。 (八)存在问题 如此,只用一个验证孔否定了该异常未免有些太草率,至少没能完全查明该异常。在如此大的异常中心只布置一个钻孔,毕竟也有它的局限性。若是利用其它物探手段如重力、电磁测深技术或激电中梯测量等进一步工作予以解释分析,结合已知的两个钻孔地层资料对比,定会收到事半功倍的效果。另外根据不同物探测量方法获得的异常,总体上具有良好的可比性、交互印证性和地质可解读性。 结语 总之,近年来随着科学技术的发展,还出现了不少勘查方面的新理论,因此我们应重视新理论、新技术、新方法的利用,同时结合以往多种勘查手段,以期提高矿床发现能力,取得显著的经济效益。 地质勘探方法论文:探讨地质勘探方法及施工时需要注意的问题 摘要:现代建筑工程地质勘探可以说是一项复杂、系统的工程技术活。本文主要从公路工程地质勘探的工作任务着手,分析了地质勘探工程所要研究的工作重点,以及常用的地质勘探方法,并探讨了施工过程中的地质勘探所应当注意的一些问题。 关键词:地质勘探;工程;公路;问题;方法 公路工程是现代技术工程,而地质勘探作为其中必不可少一项技术活,在公路建设中必不可少的要对各种地质因素加以考虑。总体来说,工程地质条件会因公路工程的建设而导致建筑结构因素失衡,至此会产生诸多地质作用,对公路工程建设和正常运作会带来不利影响。因此,公路施工也是一个长期复杂的工程,需要经历一系列过程,而各个环节的施工质量好坏都对项目起着至关重要的作用。 正常而言,公路工程中的土木工程往往占据工程建设总造价和总工期的30%―75%左右。作为公路工程的重要施工技术环节的组成部分,即地质勘测,它关系到路基、桥梁、隧道等的建筑结构安全。因此,对于地质勘探,在施工建设中我们要高度重视。也只有这样,才能使地质勘探具备现实意义与深远价值。 一、地质勘探的工作内容、任务研究重点 现代公路工程地质勘探的工作任务重点,或工作内容重点,就是指用现代技术理论及其各种手段,先要对实地进行调查、研究现场施工环境、地质条件。一般情况下,工程勘探的重点内容,包括以下几点:1、探查周围施工场所的地质条件,即沿公路施工路线对周围地形、地貌、地质结构等条件因素进行勘察。2、在现场施工路线的范畴内,结合工程所需的地质条件,落实明确的施工方案,同时要对可基本布线的区域内展开初步勘探。3、在定线范畴内的区域,包括沿路线内各路段的地质条件,进行定量与定性的综合评价。4、路线施工范畴已经明确后,进行测设、施工,并结合不同路段内的公路项目地质条件,对桥涵、路基等基本工程的建筑结构、项目施工类型、以及施工方案,提出相应实际可行的建议。 二、工程地质勘探方法及其施工原则 公路工程地质勘探的方法有许多,其中工程测绘、地质勘测、地质试验、地质阶段性长期观测等,值得说明的是,这些勘测方法都要能够保证要与公路基本项目建设的流程、工序相协调,并且勘探工程的技术资料要能够符合其施工各阶段的深度需求。另外,在勘测的方法方面,应当要保证在作业阶段能够合理、高效,根据施工路线、以及结合地质条件等,由点到面的深入,恰当运用遥感、地质调查、测绘、物探、钻探、原位测试,水文地质试验等方法,即全面深入、细化工作,为设计、施工提供第一手地质资料,同时视具体情节,合理运用新方法、新技术等。 三、地质勘探所应当注意的几点主要问题 (一)外业调查。在地质勘探外业调查过程中,应事先探查对应路线附近区域范畴内的周围环境、地质条件,并收集周围建筑物的相关建筑施工技术资料等,以便能够及时获取周围地层状况。 (二)工作量内容。对于布孔设置应当充分结合周围地形、地貌、以及地下管道、管线预埋情况等因素,钻孔一般布置在结构线外缘3―8m,钻探完成后必须进行回填封孔:首先,勘探点数量、包括其勘探间距要掌握好,具体依据要以设计方案的相应需求、技术资料为准,同时还要考虑工程地质水文地质条件、结构形式、基础深埋、基坑结构、降水要求等,并结合施工方法进行综合评价,最后确定下具体方案。初勘阶段勘探点间距一般为l00m―200m,并可根据地质条件复杂程度及设计需要确定;勘探孔深度初勘阶段,因地铁线路纵坡不稳定,勘探孔可适当加深,避免浪费勘探工作量。 控制钻孔的深度,应当结合现场施工区域内的施工区间以及辰战的埋深、给排水、地层设计要求与施工方案等情况确立出来,正常而言,可钻深度一般为六到十米。如,基岩地区在有风化带存在的情况下,应当以三米到五米为基本标准,但是其每个站、段必须要保证能够进入基低下一米到三米的钻孔;中等风化带环境下,应保证三到五米的钻孔。另外,要根据具体施工环节的具体情况,去认真推敲、考虑,制定出详细的勘探工作内容、任务书,其内容要涵盖工点名称、勘探目的、孔数、其具体结构位置、相应作业需求等;在兼做其他试验作业的勘探孔,要提前准备,避免施工作业工序脱节,造成试验漏项,进而导致工期耽误。 (三)外业管理与检查。在项目开展的外业管控阶段,对于作业工程的技术人员,要经常到现场展开检查,了解勘探进程,保障工程质量,确保作业情况能够与方案达成一致。在检查阶段中应当注意的几点问题主要有:钻孔结构作业方法、工艺等是否能够满足其技术标准;换径深度能否满足地层条件等,取样直径的要求是否又能够满足设计孔深的需求等;地层分层又是否能够按不同地层去控制回次进尺;区段内的地层深度是够合理,要仔细查看是否有漏层现象;是否按顺序排列好岩心等;能否做好日志、笔录;样品采取、保管与运送取样数量及位置是否符合技术要求,岩心采取率是否达到钻探质量标准规定的要求;是否按规定做好岩心样品的存放和保管,样品标签是否正确以及样品是否及时蜡封;及时做土工试验,样品保留时间不能太长;在土样运送过程中应采取保护措施,防止样品被人为及其他因素扰动。岩心照片每个钻孔钻探结束后都要进行岩心照相,岩心照片作为附件附在勘察资料中。另外,水文观测方面也非常重要,要在实际外业管理检查过程中,要看其水位是否稳定,能都达到测量需求。 结语: 总之,地质勘测工程是一项技术工程,作为其工程实施的主要载体岩土,其极易受到自然因素、以及外物条件影响,具备时空变异性,所以,在实际工程勘探作业中,尤其是外业管理检查中,也应当要格外注意。另外,除了做好各个环节所展开的相应作业,还要尽量保证作业的实际效果能够与技术资料相吻合,进而提升地质勘探的实际作业质量。 地质勘探方法论文:有关地质勘探中综合物探方法的应用分析 摘 要:随着社会的快速发展,物探技术已经被广泛的应用到地质资源勘查工作中。物探技术是地质科学中比较新的、相对活跃的、有重要价值的勘探办法,明显的提高了地质勘查的进度与质量,也提高了生产力,是地质勘查现代化水平的标志。 关键词:地质勘探;综合物探;技术 对于综合物探技术来说,现阶段的发展还有很大的提升空间,很多的工作人员都反映在应用的过程中,需要对其进行一定的改进,这并不是对技术持有否定的态度。而是地质勘测中的综合物探技术能够在应用的过程中,通过不同的方式达到不同的要求,现阶段的社会进程较快,我们需要根据实际的情况进行一定的改良,这样才能达到一个较为理想的效果。从现阶段的应用来看,效果还是比较积极的。本文就地质勘测中的综合物探技术应用进行一定的分析。 1 综合物探基本原理 对于地质勘测中的综合物探技术来说,在实际的应用中,很多的工作人员之所以没有得到理想的效果,原因之一在于不了解综合物探的基本原理。现阶段的众多工作人员和科研人员比较注重于实践,但是从客观的角度来说,理论对于技术而言具有很强的指导作用,而且实践工作也需要建立在一定的理论基础上,这样才能保证综合物探技术的有效应用。 2 信号数据采集 在地质勘测中的综合物探技术当中,要想在应用的过程中,达到一个较为理想的效果,就必须将信号数据采集工作有效的进行。从客观的角度来说,信号数据采集工作对综合物探技术的应用具有一定的决定性影响,这是一个非常重要的方面,在将来的工作中,必须将信号数据采集工作当做重点来对待。 2.1 测线布置 在信号数据采集工作方面,有很多的步骤,每一个步骤都关系到工作的效果。首要的工作就是测线布置。就目前的情况而言,测线布置方面的工作主要采用综合物探技术主要是为了能够准确地探测出表层土层的厚度,现场测线布置必须保证面波测点和折射波测点对应一致,便于信号数据的综合利用。由此可见,对于测线布置来说,需要采用针对性的技术。不得不承认,现阶段的技术较为全面,每一个环节的工作都能够应用不同的技术来解决,但是对于测线布置来说,必须采用针对性的技术来完成,这样才能保证工作的质量。其它技术远远不及综合物探技术的效果。 2.2 参数设计 对于任何一项技术来说,参数设计都是非常重要的工作。每一个参数对技术的应用都有很大的影响,在地质勘测中的综合物探技术当中,必须从多个方面谨慎的进行参数设计工作。有些工作人员认为,可以按照统一的标准进行参数设计,但实际的情况却不是这样。由于每一个地区的煤矿发展情况不一样,地区的开发情况也不一样,因此在应用综合物探技术的过程中,必须根据实际的情况进行参数设计工作。本文主要从以下几个方面进行阐述: 2.2.1 采集道数选择。在参数设计方面,采集道数的选择是一项较为基础的工作。有些工作人员对这项工作并不在意,虽然工作难度不高,但有很多的细节都需要注意,这样才能保证工作的效率和质量。从主观的角度来说,只有对基础性的工作进行一定的努力,才能在上层工作方面做出一定的成绩。本文认为,在实际的工作中,必须遵循一些严厉的要求,比方说要求测震仪具有多通道接受端口,一般为12 通道和24 通道。由于上覆土层厚度有可能较小,因此应在场形条件允许的情况下尽可能采用24 道信号数据采集,以保证足够的空间分辨率。由此可见,在采集道数选择方面的工作,必须要保证足够的空间分辨率,只有这样才能获得较大的发展。 2.2.2 激震方式选择。除了采集道数选择以外,还有一个非常重要的工作,就是激震方式的选择。我国在参数设计方面的工作之所以能够在各个发展阶段满足社会的需求,主要原因在于能够对参数设计的每一项工作都细致化的进行,不仅如此,还积极的进行深化和加强工作,有效的避免了一些漏洞和隐患的发生,从客观上和主观上将参数设计工作提升到了一个新的层次。对于参数设计而言,激震方式的选择是非常重要的,可以说对参数设计工作具有一定的决定性影响。就目前的发展情况而言,激震方式主要分为三种,3 种激震方式的最大勘探深度分别为:锤击震源的勘探深度可以达到20~30m;落重震源的勘探深度可以达到30~50m;炸药震源的勘探深度可以达到50~150m。激震点土质松软程度影响震源所能激发的频率,土质松软激发出的频率偏低,土质坚硬激发出的频率偏高。同时,激发频率与垫板尺寸有关,垫板尺寸越大,所能激发出的频率越大。在应用激震方式的过程中,必须结合具体的实际情况,这样才能得到一个较为理想的效果。有些地区在进行地质勘测的过程中,认为某一种激震方式能够获得较大的成功,而且综合来看,效果较好,因此在任何情况下都统一应用。这种方式是错误的。激震方式有三种,每一种都有自己的优势,我们需要结合地区的实际情况以及激震方式的优势来进行应用,从而达到一个理想的效果。 2.2.3 道间距选择。对于参数设计而言,除了上述两项以外,本文所要强调的另外一项就是道间距的选择。很多地区在进行地质勘测的过程中,虽然应用到了综合物探技术,但由于在一些细节方面做得不到位,导致结果并不精确,对地理事业的发展产生了一定的消极影响。道间距的选择就是一个非常重要的细节,由于我国的幅员比较辽阔,因此在应用综合物探技术的过程中,必须在一些细节方面进行足够的努力,有效的进行道间距的选择,能够让工作更加的完美,减少误差,同时可以增加精确度。从各个角度来说,道间距能够帮助综合物探技术更加有效的应用到地质勘测工作中。 3 信号分析与资料解释 3.1 信号数据的分析 在地质勘测工作中应用综合物探技术,必须进行信号数据分析工作,这样有助于技术的应用以及地质勘测工作的准确性,同时可以及时的发现问题和解决问题。在信号数据的分析工作中,最重要的就是工作过程,很多地区之所以没有获得较大的成就,主要原因就在于没有按照规定的过程进行信号数据的分析工作。经过科研人员和工作人员的不断总结与归纳,认为信号数据的分析工作主要有面波信号数据的分析和折射波信号数据的分析两方面的工作,而面波信号数据分析工作主要包括面波有效信号的提取,设置合理的时间窗在时域信号窗口提取有效面波信号数据;面波频散曲线的求取,根据有效面波时域信号求取面波基阶模态的频散曲线,进行深度转换,得到深度-波速曲线;利用空间相似性原理进行测点间数据插值,得到测线面波波速云图等方面的工作。 3.2 成果资料处理与解释 在成果资料与解释方面的工作中,需要在折射波的结果处理以及土石分层界限方面的工作进行一定的努力,这些工作都是成果资料与解释方面的重点工作,必须要谨慎的进行。 4 结束语 本文对地质勘测中的综合物探技术进行了一定的应用分析,从现有的成果来看,很多地区都在综合物探技术的应用方面,取得了较为积极的效果,并且呈现出了很强的朝阳趋势。相信在将来的发展中,还会有一个更大的成就。 作者简介:赵洪涛(1970-),男,汉族,河南荥阳人,河南省地矿局测绘地理信息院管线分院副院长,研究方向:城市地下管线探测。 地质勘探方法论文:关于煤炭地质勘探方法的解析 摘 要:为了满足我国现阶段煤炭地质勘探工作的需要,进行煤炭竞争力模块的分析是必要的,这需要进行经济性安全模块的分析,保证高效采煤体系的健全,更有利于现阶段煤矿工作的开展。这就需要进行科学化的应用方法的优化,解决其发展过程中的问题。 关键词:煤炭工业;存在问题;总结探究;地质勘探 1 煤炭资源综合勘探模块的分析 1.1 为了满足现阶段煤炭资源综合勘查工作的需要,进行其地质模块、地形模块、物性等条件的分析是必要的,从而进行合理性的勘探手段的应用,保证各项工程的良好布置,从而更好的进行工程施工顺序的控制,进行各种地质信息的掌握,这离不开良好的地质质量报告的应用,保证煤炭资源综合勘探体系的健全,通过对遥感扫面、钻探技术及其相关技术的分析,进行工作部署模块的优化。这需要实现相关勘探区的地震控制断层模块的优化,进行相关褶皱及其异常体发育模块的分析,进行钻探结合模块的应用,保证地质勘探结果的优化,进行煤层变化的深入分析及其控制。通过对测井资料、钻探模块等进行综合性的研究、探究,更有利于进行地质勘探结果的分析,保证其小断层或者其他小断点的控制,保证煤层的底板等高线等的控制。 在当下工作模块中,进行岩芯钻探模块的优化是必要的,这是现阶段煤炭资源勘探工作的重要模块,通过对综合勘探方法的优化,更有利于实现钻探工作量的控制,保证新技术革命等的应用,保证自动化程度、操作灵活性等的控制,保证机械效率的优化,从而提升其综合应用程度,比如进行绳索取芯技术的应用,进行内套管结构的优化。以绳索提出内套管的方式,将钻进中收集到内套管的岩芯提取到地面后取出。使用该技术,能够大大减少工人劳动强度,提高效率、提高各项经济技术指标。该技术在煤田地质系统推广已有数年的历史,今后还将继续推广普及,并逐步解决推广应用中出现的技术问题,完善该项技术。 1.2 在现阶段参数探测技术控制模块中,进行钻探施工体系的健全是必要的,这需要进行钻进特征的分析,进行工人的良好控制,从而针对钻进状态等展开分析,进行合理化的措施的应用,进行操作的调整。该技术的应用需要进行标准化的操作控制,保证科技攻关模块及其对外技术模块的优化。这就需要进行先进性的钻进参数探测系统的应用,保证煤矿企业系统体系的健全。这也需要进行各传感仪的应用,保证钻进参数的控制,保证钻进进尺速度、旋转速度等的优化,更好的满足当下钻井工作的需要。钻进参数探测系统正在被越来越多的煤矿企业应用,因为它可以通过各传感仪实时掌握到下列钻进参数:钻杆旋转速度、钻进进尺速度、钻杆扭矩、钻进压力、进水量、返水量、泵压、孔深、泥浆粘度、密度和pH值等。钻工依据这些参数,可及时、准确地调整操作。这可大大降低工人劳动强度,提高钻进质量和工作效率。 在现阶段数字地震勘探模块中,进行数字化工作的优化是必要的,这需要进行数字化的处理,保证其地震勘探效果的优化,这需要进行数据采集体系的健全,保证相关井深及其准确点位的控制,进行数据处理模块的优化,更好的进行高频信号的优化。这需要引起相关人员的重视,保证其井深的控制,进行准确点位的优化。这需要保证子波长度压缩模块及其叠加模块的优化,实现高频信号体系的健全。使得小型煤田构造和异常清晰的显出。从1985年开始至今,高分辨率数字地震勘探技术在地质综合勘探和地震补充勘探实践中得到不断完善和发展。通过地震补充勘探,查明规模较小的断层、褶皱及其他异常体,以使得设计部门能够及时优化、修改设计,包括:改变开拓方案,调整井筒位置和生产能力;修改采区设计,如工作面位置、走向及长度;修改主要巷道位置,调整矿井边界等。 在现阶段矿井高速高质量工作模块中,进行地质资料的分析是必要的,从而保证经济损失等的控制,这需要进行技术模块的优化,实现当下煤矿体系的健全,保证煤矿工作的有效开展。这就需要进行地震补充勘探模块及其采区地震模块的优化,实现其综合运作效益的提升,这需要引起相关人员的重视。近年来,随着用户要求的逐渐提高和大容量高速计算机的发展,使人们能够对海量的地震勘探数据进行处理,这才使得三维地震勘探技术得以提出和飞速发展。三维地震勘探技术能够将探测小构造的程度大大提高。 1.3 在当下工作模块中,进行三维方法的应用是必要的,从而满足现阶段矿井地区的工作需要,保证三维地震勘探工作的良好开展,保证三维地震勘探技术体系的健全,保证对主频波的应用,进行更小断层的应用,进行地震勘探技术体系的健全,保证山区地震勘探方法的更新,保证勘探方法的更新。这也需要进行煤炭生产及其管理体系的应用,保证现阶段煤炭工作的良好开展,从而提升其应用效益。三维地震勘探由于工作量大、成本高、技术成熟度低等因素,近几年已经通过推广体积解释技术、深度域代替时间域、模型技术的广泛使用、约束反演的使用、山区三维地震问题的解决、纵横波联合勘探的推进、多道三维地震勘探技术的开发、现场实时处理的应用等一系列方法和手段,得到逐步完善和发展,进一步提高了精度、降低成本、提高工作效率、最大限度满足用户的需求。 2 测井勘查技术模块的优化 2.1 为了更好的进行测井勘查方案的控制,进行各种高密度电法勘探方法的应用是必要的,从而满足当下勘探工作的需要,保证地质勘探体系的健全,保证一系列的资源的良好应用实现其综合效益的提升。针对一系列的复杂资源的勘探领域展开控制,实现其综合方案的优化。测井勘查技术:采用电、声、核系列物理参数测井,水文测井及煤层气测井等技术。可精确为煤层定厚、定深;非煤系地层定厚、定深。常应用于煤岩层定性、定深、定厚;煤岩层力学性质分析,煤层炭灰水分析,煤层沙泥、水分析等。 在现阶段工作模块中,进行煤炭遥感技术的应用是必要的,这需要进行空间遥感的应用,保证每天地质及其煤炭工业体系的健全,保证其技术的更新,这需要保证其快速性、整体性、客观性等,从而满足当下计算机工作的需要,积极做好相关的煤矿区水资源调查工作,保证煤炭资源体系的健全,保证其调查的良好性,这就需要进行煤炭资源勘探体系的健全。这就需要进行遥感找煤形式的优化。遥感是通过空间传感器接受地面目标反射、散射外来电磁波或者目标自身发射的电磁波而获得目标物理参数的技术方法。遥感技术彻底改变了地球科学中传统的点测量状况, 从像元到像元获取地物信息,进而发展为三维立体测量,这一信息获取方式的改变对地质找矿有重要的促进作用。遥感找煤是以煤炭遥感理论为基础,成矿理论为指导,采用遥感手段对找煤标志。 2.2 在当下煤炭遥感技术应用过程中,进行计算机技术的应用是必要的,比如进行煤炭地质模块及其资源调查信息系统的应用,实现环境检测信息系统的优化,保证煤矿区的水资源调查信息模块的优化,保证现代化信息产品的应用,保证煤炭工业的可持续发展,为其提供良好的决策。这需要引起相关人员的重视。 煤炭地质勘探是一项多学科的综合性科技工作, 它不仅仅是探明煤炭资源储量和开采技术条件, 而且还应为煤炭资源的综合利用、合理利用提供充分的依据。目前我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距。因此,必须把握时机,加快我国煤田地质勘探技术的发展。 3 结束语 煤炭勘察工作的开展,是一个循序渐进的过程,这需要引起相关人员的重视,做好地质勘探的相关工作,满足工作需要。 地质勘探方法论文:对地质勘探工程中测量方法的问题解析 【摘要】随着科学技术的不断发展,建筑行业中的测绘技术与测绘使用的仪器设备也得到进一步发展,在地质勘探工程中所使用的测量方法,已经成为测量行业的重点关注问题。就目前的地质勘探工程测量技术而言,已经步入一个全新的发展阶段,这预示着我国地质勘探工程技术实现了成功的技术变革,本文就对测量方法的问题进行解析。 【关键词】地质勘测工程;测量方法;问题解析 引言 以往在地质勘探中所使用的工程测量方法主要有经纬度测量仪、光电测距离仪器、水准仪器以及单纯依靠手工操作的计算方法,而现在所使用的地质勘探技术是依靠计算机软件操作的使用全站仪、电子水准仪、GPS相互帮助工作,已经形成了比较成熟的计算机软件系统,以信息化计算机计算方式的工作方法是目前在测绘行业中一次成功的变革,本文作者从多年的工作经验中总结出,对于现在所使用的地质勘探工程测量方法进行比较。 1、对于地质勘探工程中测量介绍 工程测量中地质勘探主要包括:地质填图测量、坑探工程测量、钻探工程测量 、地质剖面测量,包括勘探区平面、高程控制测量,勘探区地形图测绘和地质勘探工程测量。地质勘探工程测量主要工作是布测勘探基线、勘探线,测量勘探线剖面,测量定位勘探线基点、端点、探槽、探井、坑口、取样钻孔、地质点,以及勘探坑道及竖井联系测量等。勘探工程测量需提交矿区地形图、剖面图、勘探工程点位布置图、点位坐标高程及控制资料等。 2、如何建立地质勘探工程测量控制网 2.1什么是控制测量 如何在地质勘察工程中进行上面的测量工作,是需要综合需要进行勘探的地区内的交通情况、自然以及地理方面的现实形态、自然界的水文以及气候特征在实行勘探的地区进行勘测测量控制布网。而所使用的工程方法要能够依据现实勘测面积发小、勘探网密度的高低、地貌形态等工程方法的应用,基于这样的方法之上使用线形锁、测绘交汇等方法进行进一步加密的工作方式。 上面介绍的工程测量方法,先介绍的方法是具有消耗较多时间,在人力消耗方面也比较多为特点的,所能够应用的观测方面的数据,也主要以手工的记录方法为主,在计算整理工作中多是比较复杂的,也是容易出现误差。而后面的方法是具有节省时间和减少人力消耗的特点,观测方面的数据是以自动进行记录为主要特点,这样可以有效的降低误差产生,在计算方面需要借助电脑软件进行,不仅快速而且非常方便,既能直观的读出数值又能保证数字真确真实。 2.2在地质勘探工程测量需要参照的规范及标准介绍 依据专业特性,原来大多执行中华人民共和国地质矿产部批准,1990-01-01实施的《地质矿产勘查测量规范》。现在还须执行《全球卫星定位系统(GPS)测量规范》。 3、就勘探区所应用的地形测绘技术介绍 以往在勘探区的地形状态应用的测绘技术大多是一些实际测量方法,这些方法在操作过程中是需要受到测量的距离远近以及在实际绘制条件制约的,由于操作人的目测距离受到的制约因素很多,这些器具又比较沉重,增加了测量人员每天的工作强度,在测量工作之中的人员涉及较多,也必须依靠分组的方式,大家以组的方式集中工作,单纯依靠手工的方式工作使工作效率难以提升。而目前在勘探区所使用的方法是截然不同的,是应用动态的GPS与全站仪相互结合的工作方法实现测量,其中全站仪是一种依靠数字化工作机器,以一站式的工作方法完成在数据的定位以及数据存放等工作程序,目前在工程测量中已经得到了广泛的使用。而PTK与全站仪能够将信息中全部的记录碎点信息,并且能够在测量中制成详细的草图样,在勘探地区就能够以数据方式传输到电脑上,参照草图应用地形图制成软件最后形成图。而GPS采集过程只需要较少的工作人员进行,并不需要进行测站与碎部点之间通视。全站仪的工作制需要在一个比较广阔的工作地址进行,这样可以实现在测量方法的优点相互互补,共同提升工作效率,而PTK与全站仪的工作记录数据形式可以实现立体数据记录形式,这样避免人为的误差影响数据的客观性,减少能够形成的误差情况,满足测量中对于数据真实以及精准方面的要求。 4、就勘探区进行地质勘探工程测量方法介绍 4.1地质工程测量方法中的勘探基线基点布测测量 常规进行勘探基线、基点布测时,根据确定好了的起点,埋设标石,用经纬仪根据控制点联测起点坐标,再在起点上架设经纬仪设置勘探基线方位角,从而在实地设置出勘探方向线,布测基线长度并测出另一端点坐标。还可采用经纬仪照准另一端点定向,按设计长度用红外测距量测出各基点位置,为了点位准确,常用正倒镜法设置方向线取中点定向, 精确测距定出点位,埋设标石。而现在多用动态GPS测出起点坐标,利用起点坐标、勘探线方位角和基线长度,计算出另一基线端点坐标,再根据点放样或线放样的方法在实地确定出另一端点点位,埋石设置标石。勘探基线上的基点,也可用GPS动态采用线放样法精确施测,按基点到起点距离,确定各基点的位置并埋设标石。或者使用全站仪按上述经纬仪方法布测。 4.2地质工程测量方法中的勘探线剖面测量 在地质勘探工程测量中,因为勘探线剖面必须要垂直于基线,基线端点要进行放样埋石、剖面测量,再从基点开始向两边施测。以前使用经纬仪与全站仪测量方法一样,只是手工记录计算后,再绘于图上。现在用全站仪测量时,仪器架在基点,用基线定向旋转90度即剖面线方向,沿线测量剖面到设计端点。全站仪可全信息记录与起点的里程和高程,测量过程中同时画出详细草图,剖面端点埋石并和控制网联测,野外结束后把数据文件传到电脑,根据草图用成图软件编绘成剖面图。 4.3地质工程测量方法中的地质填图测量 地质填图用地形图作底图,将地质点测绘到地形图上据其描绘岩层和矿体界线,并填绘地层符号。测定地质点以前一般采用经纬仪测碎部点的测绘方法,也可采用图解交会法,布设控制点较繁琐;如比例尺相对较小地质人员也可使用罗盘和目测法标定。现在基本采用PTK测绘,简洁方便,如比例尺相对较小直接使用手持GPS测定并自动记录,进而转汇到地形地质图上。在地质勘探工程测量中,这两种设备取长补短,解决了过去利用常规方法测量时间长、野外工作量大等难题,节省了人力物力财力的投入。 4.4地质工程测量方法中的钻孔探槽端点的测量 在进行地质勘探工程测量的工作中,钻孔和探槽有的是,在勘探时已经重新布设了;也有的是,在矿区普查和详查时布设的。 结束语 应用科学的技术手段不断促进测量仪器的更新,以及测量方法的不断前进,这是将科学技术手段与地质勘探工程工作更好的相互结合,也是为地质勘探工作更好的服务。以往单纯依靠人工的工作方法已经被科学化的工作方式所替代,这不仅节约了勘探区工作人员的数量,同时减少人力方面的消耗,有效减少经济与物质方面的支出,在保证数据更具有真实性以及精准性的基础上实现了工作效率的提升,缩减了工作成本,实现工作中的最大的工作成绩。利用科学化的工作方法实现地质勘探工程中测量方法的变化,不仅预示着地质勘探工作的技术变革,同时也实现测量方法科学化,科学化的工作方法扩大应用,是在地质勘探工程工作中一次技术变革。 地质勘探方法论文:浅谈煤矿地质勘探的方法与技术 【摘要】煤矿地质勘探又称煤炭资源地质勘探,是寻找和查明煤炭资源的地质工作。其目的是寻找煤矿床、圈定煤炭储量,为煤矿设计、建设提供科学依据。地质勘探是运用地质科学和技术来分析、研究、探测煤矿床。其目的是为煤矿设计、建设和生产提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理、顺利开发。其主要任务是运用各种地质理论、选择相应的技术手段和工作方法,查明地层、地质构造、煤层、煤质、储量及开采技术条件等因素,正确评价煤矿床及与含煤岩系伴生和共生的其它有益矿产。 【关键词】煤矿 地质勘探 方法 技术 一、勘探方法 (1)地质填图法。地质填图法是运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层、岩石、构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿。 (2)砾石找矿法。砾石找矿法是根据矿体露头被风化后所产生的矿砾(或与矿化有关的岩石砾岩),在重力、水流、冰川的搬运下,其散布的范围大于矿床的范围,利用这种原理,沿山坡、水系或冰川活动地带研究和追索矿砾,进而寻找矿床的方法。 (3)重砂找矿方法。重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象,以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。 二、发展和作用 (1)技术发展。勘探技术的发展为地质业的进步发展提供了便利,随着经济技术的不断普及,我国煤矿的地质勘探技术也在不断发展。新中国成立之初,我国煤矿中大约只有20人是技术人员和500来名钻探工作者。随着人们对技术和科学理解的不断加深,煤矿业发展到现在已有大约12万人从事地质勘探工作,为煤矿业的发展做出了巨大贡献。煤矿业的勘探技术不仅涉及钻探、物探、水文地质、工程地质、航空测量还涉及煤质化验和古生物的鉴定等。这些技术的应用使得资料采集与处理、综合解释与分析、方法理论等工作有了可行的依据,同时这些技术岩层定性、矿山矿井地质、煤层气评价、水资源勘察等方面也发挥着重要作用。 (2)重要作用。地质勘探技术能够很好地帮助煤矿企业掌握井下煤田的地质构造,在预防事故发生方面起着举足轻重的作用。 首先,煤矿地质勘探技术在瓦斯治理方面的作用。瓦斯一词是煤矿事故中出现频率最高的一词,很多事故的发生都与它有直接或间接关系,所以它号称是煤矿的第一号杀手。瓦斯与上下顶底板岩层的岩性、含水性、周围断层等都有很大的关系。只有探明井下的地质构造,提前采取预防措施,才能减少煤矿事故的发生。 其次,煤矿地质勘探技术在水害防治方面的作用。采用煤矿地质勘探技术可以对煤田地下文层的奥灰含水层的富水性和水压进行正确的探测,进而可以避免由于煤层底板隔水层太薄在受到内张力的情况下会断裂的损失,经过勘测在地质构造比较的危险的地方提前采取预防措施,就可以在很大程度上避免矿井突水事故的发生。 再次,煤矿地质勘探技术在顶底板施工防治方面的作用。煤矿开采过程顶板事故也是其中一个常见的事故。造成这项事故的原因是:地质构造的影响、工艺落后、生产工序不符合实际、工人素质差等,但是最主要的原因是与地质条件和地质构造有关。 三、勘探技术 (1)地震勘探技术。地震勘探技术就是利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测大地对人工激发地震波的影响,进而推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探技术主要是应用地震波在向下传播时,遇到介质性质不同的岩层分界面,地震波发生反射,地面根据反射回来的信号来确定震源特性、检波点的位置,进而根据这些记录来推断岩层的性质和结构。地震勘探技术在煤田和工程地质勘察、区域地质研究方面有着广泛的应用。在煤田浅部,一般是不超过800m的范围,地震勘探技术可以被直接采用,在煤田深部,就必须采用矿井地震勘探技术。 (2)地质雷达勘探技术。地质雷达勘探技术就是基于低下介质的电阻率、介电常数等参数的差异,利用高频电磁脉冲波的发射,来探测目标地质情况的一种物理方法。这种方法采用了先进色雷达技术可以清楚地探测到一定范围内岩石、空洞、水体等的分布和岩性变化情况,从而精确地确定井区的水、岩分布情况,为煤矿的开采提供很重要的资料。 (3)高密度电阻率法。高密度电阻率法是以岩土介质的导电性为基础,通过观测和研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律来达到找矿或解决地质问题的目的。高密度电阻率法有很多工作方法,它是最新发展并推广的新技术。较之常规电阻率法它有很多优点主要是:测点密度大、多极距和多装置形式,并且可以通过求取不同比值参数从而突出异常信息的特点。 (4)矿井瞬变电磁技术。矿井瞬变电磁技术也被称为矿井瞬变电磁法它是一种非接触类的探测技术,属于时间电磁法。这种方法在工作时,发射和接受回线边长依据采掘空间断面的大小选择,能够加大发射功率和接收回线匝数增加二次信号的强度,进而可以增大瞬变电磁法的顺层。这种方法也是新发展起来的勘探技术,它有广阔的应用空间。 (5)无线电波透视技术。无线电波透视技术又被称为坑透法,它是通过地下质体发射高频无线电波,可以通过观测电磁波在传播过程中场强的衰减情况,以此来确定地质异常体的位置和形态。这种技术是从国外的勘探技术中引进来,在我国的发展时间还不长,一些相关技术不太成熟,有待进一步的研究和发展。 四、结语 地质因素是影响煤矿开采的主要因素,但是地质结构是复杂的不容易被充分得知的,这就需要借助于一定的技术,煤矿勘探技术为煤矿进行地质勘探提供便利,它是一项很实用的技术无论对瓦斯灾害的防治、矿井水害防治方面还是在顶底板事故预防方面都起着举足轻重的作用,所以在实际应用中应该根据不同的情况采用不同的具体技术,从而进行科学的勘探为煤矿进行安全生产提供保障。煤矿开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。 地质勘探方法论文:地质勘探中综合物探方法的应用探究 摘要:近年来,综合物探方法在地质勘探中的应用越来越多,本文作者结合多年金矿工作经验,对综合物探技术、特点、几种常用的物探方法及发展前景进行了分析论述,仅供同行参考。 关键词:物探方法;地质勘查;应用 1、 物探方法的特点分析 1.1 探测深度不大 地质勘探中用到的物探技术大多只能勘查地表浅层,且勘查深度较小,一般只停留在几十米位置,最大勘查深度不会超过百米。这是地质勘探中物探技术具有的第一大特点。 1.2 探测精度越来越高 从我国目前的情形来看,物探技术水平随着科技技术的进步而不断提高,国内市场上现有的多种物探设备精度越来越高,连带着物探技术也越来越精湛,越来越能满足现代工程地质勘探的探测要求。物探技术的精度不仅体现在技术先进性上,还体现在探测标准上,工程地质勘探要求,使用物探技术进行地质勘探时,实际勘探深度与平面位置之间的误差必须控制在厘米,防止误差过大。 1.3 勘探作业的半径较小 物探方法在工程地质勘探中承担着多项工作,既要负责对工程地质进行勘查,又要负责地质条件测试与分析,还包括多种其他同类工作。工程地质勘探要求所有物探工作在十几天内全部完成,同时确保工作完成后地质勘探精度和勘查有效性,以免引发不必要的质量问题。在一些抢险项目中,地质勘探工作精确完成的时间更短,仅仅只有几个小时,这一明显特点是物探地质勘探主要优势,也是其工作实践中遇到的最大难题。 2、 综合物探技术的概述 2.1 瞬变电磁法 以接地导线或者不接地回线为场源,通过激励探测目的物感生到二次电流,并在脉冲间隙对二次场随时间变化的响应进行测量。比如,借助瞬变电磁法对矿区积水采空区进行探测就能够取得较好的地质效果。相关分析还揭示,如果煤层采空区不塌陷、不含水时,会引起高电阻率值的电性反映。在这种情况下,那些保存完好的地层电阻率就会出现走低的情况。 倘若煤层采空区没有塌陷,并且充填了泥砂或者其它较软杂质,即其中有一定规模的填充物,将引起相对低电阻率值的电性反映。 在这种情况下,保存完好的地层电阻率将会处于较高的水平。 相反,倘若煤层采空区塌陷出现含水情况时,将会引起低电阻率值的电性反映。 2.2 地震 CT 法 该方法又称为地震层析成像方法。 其原理是借助地震波走势或者地震波场观测数据,完成对介质的反演,以此获取探测区域内部介质的波速和慢度以及密度或者衰减速系数等参数。 这样做的目的在于能够充分识别探测区域的内部结构。更为重要的是,因为物探多解性和单一物探方法的局限性要求,只有将不同物探方法联合起来进行勘探,才能取得更为理想的效果,并且这将逐渐发展成为今后煤矿采空区勘测的主要手段。 2.3 可控源音频大地电磁法探测法 它是以有限长接地导线为场源,在距偶极中心的一定距离内同时对电、磁场等参数进行观测。 这种电磁测深方法依照电磁波的趋肤效应理论进行。 如果地表电阻率处于固定状态,电磁波的传播深度和频率就会呈现出反比的情况,即高频时探测深度浅,相反探测深度深。 因此,能够借助改变发射频率对探测深度加以调整,以此达到频率测深的特定目的。 从这个角度讲,可控源音频大地电磁法探测和普通电法勘探相比,拥有一些明显优势。 即可控源音频大地电磁法更加轻便和快捷,不但探测面积大,勘探深度大,而且在工作效率方面也表现出较高的性能,具有不受地形影响,可以穿透高阻覆盖层等特征,在寻找含水地层等方面有明显的效果。 2.4 浅层地震法 在正常情况下,煤层和顶底板岩层之间会形成明显的波阻抗差异。如果煤层厚度超过 K/4 时,它的顶板反射波同相轴就会表现出负相位,相反底板反射波同相轴会表现出正相位,而其波组特征会相应地表现出同相轴连续和稳定的特征,并且能量相对强。 而倘若煤层被采空之后,就会出现以下两种不同的情况:一种是采空后未出现塌陷情况,一种是采空后出现了塌陷,此时的反射波会在频率、振幅和相位、时间等参数上表现出异常情况。 由 震源激发而产生的地震波,可以沿着地下介质进行传播,由此会产生反射和折射以及绕射等物理情况。 因此,可借助仪器接收含有反映地层结构与岩性等地质信息的地震波,可以对采集到的数据进行复杂的处理运算,同时,可以综合其它的地质与物化探资料完成合理、科学的推断与解释。 然后,以此为基础,最大限度地解决工程与水文勘探中所涉及的地质问题,为地面的房屋、道路、桥梁、铁路设计等提供帮助。 3、 地质勘探中综合物探方法的应用分析 现代工程地质勘探作业中,常用的物探方法主要有三种,即电法、电剖面法以及地震勘探法。这三种方法应用到工程实践中,都能获得较好的应用效果,实现工程地质精确勘查。下面介绍以上三种物探方法在地质勘探工作中的实际应用情况。 3.1 电法测探的应用 电法,也作电法测探,通过相应设备从观测点深入到地下,并通过电阻率观察变化情况的一种探测方法。正因为这一方法能够对岩层的分布情况以及变化情况深入研究,因此受到人们的广泛关注。近年来,高密度的电阻率法得到了广泛发展,这一方法一般是将地质结构进行有效的划分后对其进行探测。 3.2 电剖面法 电剖面法与电法的原理相类似,实际应用时都需要借助此采电设备,依靠采电设备来探测被测对象的地下岩层情况。该方法同样是工程地质勘察技术的厂常用探测技术之一。电剖面法可以与上述电测探法相互结合,可以对岩层的变化规律以及断裂带的分布情况进行详细的探测。我们还将该方法分为四极法与联合剖面法。一般情况下,电剖面法是对沉积岩进行探测,要想保证点发工作的质量,首先我们要对岩层电性的差异进行深入研究,了解电性差异的变化情况,可以采用电阻率法进行分析,了解要岩层的含水情况以及各种状态。如果岩石中的含水情况呈现分散的状态,这就说明电阻率对其影响过小,如果含水情况呈现较为集中的状态,那么就会极大的降低岩层中的电阻率。 3.3 地震勘探的应用 地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测,确定地下反射面深度及构造性质。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高的优点,但是,成本相对会比较高。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后并赋以地质内涵反射波时间剖面。浅层折射法在覆盖层探测中具有技术优势,在隐伏构造、空洞以及考古探查中也有成功应用,但是该方法受施工场地影响明显。 4、 物探方法在地质勘探中的发展前景 国内现有的地质勘探物探技术种类很多,且大部分技术都发展成熟,具备了一定的技术先进性,这是社会经济发展以及科技进步下的必然趋势,未来地质勘探中应用到的物探技术水平势必会更高,精度与可行性也会更好。笔者认为,未来物探技术的发展方向主要有两个,一是技术发展,各种先进性探测理念、探测技术会被不断引进,如多波理论、电磁波谱、地震映像法、高密度电阻法等,都会被依次引入和应用,为工程地质勘探工作的开展提供更为有力的技术保障;二是物探仪器设备会不断更新,设备性能会不断完善,如防潮、防尘、防震等。科技的进步会推动物探技术、物探设备朝着更加光明的方向发展,最终实现工程地质勘探物探技术的可持续性发展。 结束语 综上所述,物探方法是地质勘探工作中必须用到的勘查手段与技术,在地质勘察中发挥着不可替代的作用。考虑到国内现有的物探方法种类很多,本文例举了其中三种,并重点分析了这三种常用物探技术在金矿勘探中的应用,展望了物探方法的未来应用与发展前景,得出了一系列相关结论,希望能为同行工作者提供帮助与参考。
地质勘测论文:安全生产中煤矿地质勘测技术的应用 摘要:煤炭资源是当前中国的主体资源,对中国的经济发展具有举足轻重的作用。随着煤炭资源的不断开采,开采难度不断增加,煤矿安全生产日益引起人们的重视。地质探测技术的发展与完善,保障了煤矿安全生产。对常见的地质勘测技术进行概述,就瞬变电磁法与无线电波技术等典型地质勘测技术原理与应用进行探讨,并阐述了煤矿安全生产中地质勘测技术应用的意义,为安全生产中地质勘测技术的应用提供参考。 关键词:煤矿;勘测技术;安全生产 煤炭是当前中国发展的主体能源,对中国经济发展具有举足轻重的作用。然而,随着经济的不断发展,对资源的需求越来越大,同时,经过不断的开采,煤炭资源的开采不断的从浅向深,由于开采深度的增加,无疑极大的增加了煤炭的开采难度,煤炭开采的工艺越来越复杂,这其中受到地质因素的影响不断增强。对于煤矿企业而言,煤炭开采过程中由于受到上部采空区积水、中粗砂岩含水区、断层、下部承压水、陷落柱、褶曲等地质因素的影响,极大的增加了煤炭开采的安全预防、生产工艺以及安全设施投入等方面的成本。另外,煤炭企业生产过程中,还会受到矿压、地温、瓦斯、底板突水等因素对矿井安全生产的影响。基于此,煤矿地质勘测技术中安全生产的研究具有非常重要的意义。 1常见的地质勘测技术概述 随着科学技术的不断进步,国内地质勘测技术逐渐发展与完善。当前,我国大部分煤矿使用的典型地质勘测技术主要包括几种:(1)三维地震勘探技术:该技术在地面勘探中应用比较多,能够对煤层中超过5m的断层以及直径超过15m的采空区、陷落柱以及包裹体进行勘察。(2)矿井直流电法与瞬变电磁法:该技术在煤矿井下巷道掘进时应用比较多,主要应用于对煤层顶底板前方的含水性构造以及水体进行勘察。(3)槽波地震勘探法:该技术通常被应用在勘探煤矿井下的工作面的构造,能够对工作面内落差超过煤层厚度一半的断层进行勘察。(4)煤矿无线电波透视技术:该技术主要应用在工作面,对工作面内的地质异常体进行勘测。(5)化学勘测技术:煤矿地质勘测过程中,通常利用化学试验的方法对煤矿含水体的性质进行分析。(6)矿井地质雷达技术:通过地质雷达技术能够对工作面内的地质存在的异常体进行勘测,其不足之处在于探测距离比较小。(7)室内测试技术:煤矿地质勘测中的室内测试主要包括了抗压、抗拉等物理力学实验、成分化验、岩石性质检定等,利用煤样、岩样对构造破碎度进行测定。(8)钻探技术:煤矿进行地质勘探以及勘测煤矿井下最直接的方法就是钻探技术,钻探技术手段勘探范围的影响,通过多点的勘探,能够对煤层整体的趋势进行反映,同时,能够对煤层的构造、赋存产状等进行反映。 2典型地质勘测技术原理与应用 2.1瞬变电磁法原理与应用 地质勘测中瞬变电磁法的基础是地层中岩石不同导电性和导磁性。基于电磁感应,通过不接地回线或者是接地电源向地下进行一次脉冲磁场的发送,就一次脉冲磁场间隙期间,通过线圈或者是接地的电极对二次涡流场进行观测,同时对涡流场空间以及时间的分布进行分析,从而对地质问题进行研究。瞬变电磁法主要应用在空间狭小的条件,特别是在条件复杂的煤矿井下环境中,瞬变电磁法的应用比较普遍。瞬变电磁法的主要特征是:(1)测量的设备非常的轻便,其测量的精度以及工作效率比较高。(2)由于瞬变电磁法采用小线圈测量,因此其点距非常密集,通常是2-10m,降低了体积效应,从而提高了横向的分辨率。(3)在目标体附近安装设备,从而异常体能够感应到的信号比较强,无疑使得其勘测的灵敏度提高。(4)由于小线框发射电磁波,使得电磁波具有明显的方向性,因此,其探测区域的目标性更强。 2.2无线电波原理与应用 无线电波法进行地质勘测的原理是基于电磁波在地下岩层进行传递过程中,不同岩矿石不同电性吸收不同电磁波能量,低阻值岩层对电磁波的吸收作用比较强,从而造成了在岩性变化界面,电磁波出现反射与折射,使得电磁波能量发生损耗。基于此,煤矿地质条件下,当发射源发射的电磁波穿越煤层时遇到断层、含水裂隙、煤层变薄区、陷落柱等地质构造,就会损耗电磁波能量,从而在接收到的信号微弱,出现无线电波勘测的异常区,从而实现了对地质异常体位置以及范围的确定。当前,瞬变电磁法在井下回采工作面的开采前地质体的勘测中具有非常广泛的应用。 3煤矿安全生产中地质勘测技术的意义 在煤矿生产过程中,地质勘测技术具有非常重要的意义。基于地质勘测技术设计原理与应用的领域,煤矿生产中地质勘测技术应用的意义主要表现为:第一,利用三维地震法能够对地表深部地质结构的形态、积水区空间的状况进行比较精确的确定,从而对合理设计矿井布局提供参考依据。第二,利用直流电法与瞬变电磁法能够对于煤矿掘进巷道周围区域中异常地质体,特别是含水体进行比较精确的确定,从而对矿井巷道掘进过程中,安全隐患的预防与治理提供保障。第三,基于无线电波透视技术能够对于已经圈定的煤矿工作面中的地质异常体进行比较明确的确定,从而保障了矿井构造方案的实施。第四,基于钻探探测技术对煤矿断层的产状进行科学的判定,从而对于煤矿巷道掘进方式的调整提供依据。第五,利用化学探测与室内测试技术,能够基于测试的实验结果对煤矿管路的抗酸碱性、采煤机、掘进设备等的选型提供依据。 4结束语 煤矿井下地质勘测以综合地质分析为前提,通过先进的地质探测技术,对煤矿地质进行勘测,从而确保煤矿安全生产。煤矿开采是复杂的动态的过程,因此,获取精确的地质信息,对煤矿井下的地质状况进行揭露,使得地质信息与煤矿地面钻探、地面物探、矿井地质、井下钻探等信息有机融合,准确预测煤层顶板或者煤层地板标高、煤层厚度、地质异常体等,使得煤矿生产可以高效、安全。 作者:陈北平 单位:陕西陕煤铜川矿业公司 地质勘测论文:风电厂场址的地质勘测透析 摘要:风电厂场址的工程地质勘测不但要对地质情况进行考察,而且应考察风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行的影响。对于工程地质条件不同的复杂场地需要采用不同的勘探方法。勘测报告应当严格按照相关规定执行,应做到信息清晰、结果正确、建议合理。 关键词:风电厂;地质勘查;工程地质 当今社会经济的快速发展和不可再生能源的过度开采利用迫使人类不得不寻求更为清洁和可持续利用的能源形式。风能作为太阳能的一种转化形式,具有可再生、零排放等诸多优点,是21世纪最有应用前景的能源。而将风能转化为电能,即风力发电,是风能利用的最主要方式。我国的风能资源极为丰富,陆地离地面50m高度的风能资源可开发面积约540000km2,技术可开发量约为2680GW;离海岸20km的海域范围可开发面积约为37000km2,技术可开发量约为180GW,具有极大的商业化资源条件。[1,2] 随着风力发电项目的大力推广,关于风力发电方面的诸多问题也突现出来,如风电场建设、风电并网、风电的电能质量等。现结合笔者自身工作实际,探讨风电厂规划建设中的工程地质勘探问题。 一、风电厂场址地质勘探的主要任务 风电厂场址的工程地质勘探工作的主要任务是在风电厂场址规划选点的基础上,为已选定的场址以及风电机组、电厂建筑等建筑物的方案布置提供有关的地形和工程地质资料。主要包括五方面工作,即:对场区的风能资源进行评估;绘制选址所需的区域地形图;评价场区的区域构造稳定性;查明场区的工程地质条件并对地质问题及其可能产生的影响进行评估;根据需要对可采用的天然建筑材料、施工和生活资料情况进行调查。 地质工作的重点是场区的区域结构稳定性评价和地质问题可能产生影响的评估及建议,其中对于场区的地质条件主要有:地形地貌特征、形状、类型和特征;地层的成因类型、地质年代、岩性岩层、风化程度;土的性质、物质组成及含量、层次结构和分布状况;断层破碎带的产状、规模、性质以及延伸、拓展和胶结情况;不良地质作用的情况及可能的影响;地下水的类型和埋藏情况以及是否可能对地基造成不良影响。 二、风电厂场址的地质条件分类及勘测 依据风电厂场址地质条件的复杂程度,可将场地划分为三类,即简单场地、中等复杂场地和复杂场地。简单场地是指地层结构单一、无特殊岩土层、地质结构简单、地层稳定、地下水埋藏深且对地基无不良影响、地震动峰值加速度不高于0.05g的场地。中等复杂场地是指地层层次较多、有特殊岩土层、岩土性质变化较大、岩体风化较强、可能发生地震液化的场地;或地质结构比较复杂、局部有不良地质作用存在的场地;或者地下水埋藏较深,对地基可能产生不良影响的场地;地震动峰值加速度为0.1g~0.3g的场地。复杂场地的判定标准为:地层层次较多,岩性不均且岩相变化大,地基以强风化岩体或不均匀的特殊性土层为主;地质结构复杂,断层和节理裂隙发育,不良地质作用发育;地下水埋藏浅且对地质基础的稳定性产生不良影响;地震动峰值加速度≥0.4g,满足上述条件之一即为复杂场地。 对于不同复杂程度的场地,采用的地质勘探方法也不相同,以勘探点的深度为例来说明。勘探点的深度一般以控制建筑物应力影响的范围和抗倒覆要求为原则。对于不同复杂程度的场地采取的物探深度不同。此外,对于复杂程度高的场地采用的勘探点间距也应缩小,以能控制场区的地层分层、性状、断层破碎带的分布和不良地质作用的范围为标准。因此各种地貌特征的部分、各种地层、主要的地质结构、各个不良地质作用点均应布置勘探点,且应依据勘探结果考虑是否加深或增加勘探点。 三、勘测报告 勘测报告对勘测工作进行总结,并对工程的施工建设提出建议和要求,应予以特别重视。《风电场场址工程地质勘查技术规定》的要求是:“在预可行性研究阶段,风电场场址工程地质勘察报告应包括正文、附图和附件。正文应包括绪言、区域构造稳定性、场地基本地质条件、场地工程地质评价、结论与建议。附图包括工程地质平面图、工程地质纵、横剖面图。” 勘测报告的编制应包含对项目规划审定的结论以及预可行性研究成果。与地质勘测有关的项目主要有:体现长期测站气象资料、灾害情况,其中包含长期测站自身的基本情况,近30年历年各月平均风速、历年最大风速和极大风速以及与整年逐时风速、风向资料;场址处收集到的至少连续一年的现场实测数据和已有的风能资源评估资料,有效数据完整率大于90%;风电厂边界及其外延10km范围内1∶50000地形图、风电场边界及其外延1~2km范围内1∶10000或1∶5000地形图,如有可能还应包含风电场范围内1∶2000地形图;场址区工程地质勘察成果及资料;风电场所在地的地区社会经济现状及发展规划、电力概况及发展规划、电网地理接线图和土地利用规划等。[5] 风能资源的勘察结果应在勘测报告中细致体现出来,首先应说明风电厂所在地区内的区域风能资源概况,其次应说明所收集的长期测站和风电场同期完成年逐时风速、风向等风能资料。对于风能资料,应按照文献[6][7]的要求,将验证后的风电场各测量站各个高度所测数据修订为一套反映风电场长期水平的代表性数据,计算后表征为各测站不同高度平均风速、平均风功率密度值。将数据处理成评估风电场风能资源所需要的各种参数,参数应包括不同时段的平均风速、风功率密度,以及风速、风能、风向、风能密度方向分布等,并将处理好的各种参数绘制成便于查看的图形材料。 对场址的工程地质评价是报告的重要部分,又是地质工作者应予以重点关注的部分。对于工程地质的评价应包含:对场址区域的承载能力、不均匀沉降、湿陷性、抗滑稳定、地震液化以及场地边坡稳定、地下水对基础的影响等主要工程地质问题进行评价;对建设工程场地遭受地质灾害危害的可能性、工程建设期间以及建成后风电场运行期间发生地质灾害的可能性进行评价,并在必要时提出相应的预防治理措施。 四、总结 对于风电厂场址的工程地质勘测,不应仅限于对地质情况的考察,还应充分考虑到风能资源的情况以及风能、水力对于工程建设和风电厂运行阶段的影响。对于工程地质条件不同复杂的场地需要采用不同的勘探方法。对于勘测报告,应当严格按照相关规定执行,保证材料的真实、细致,保证结果和建议的准确性,为工程的顺利实施做好准备工作。 地质勘测论文:水利水电地质勘测措施论文 摘要:水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。由此可见,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。 关键词:水利水电;工程地质问题;环境问题;勘测问题 一、水利水电工程建设与环境问题 1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后,由于地应力的调整或水体下渗等原因,触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明,要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件:①水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;②存在有利于应力集中的地质环境条件;③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道,一般而言,水库的坝址没有较大的断裂带存在,仅仅是水荷载引起的地应力,诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震,那将是灾难性的。从1987年的资料至今,我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座,已发现水库诱发地震的有13座。 1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布,从而对周围环境造成影响。例如:①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题;②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸;③下游地区的地下水位下降;④入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;⑤因河流流量减少,使得河流自净能力降低;⑥以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响;⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化。由此可见,水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。 1.3水利水电工程与气候问题一般情况下,区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后,当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润,形成新的小气候,对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。 1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响:切断了洄游性鱼类的洄游通道;水库深孔下泄的水温较低,影响下游鱼类的生长和繁殖;下泄清水,影响了下游鱼类的饵料,从而影响鱼类的产量;高坝溢流泄洪时,高速水流造成水中氮氧含量过于饱和,致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响:库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏;同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。 二、工程地质工作中存在的问题 2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有:①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。 2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。公务员之家: 三、结语 工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业,它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要,是现代化大生产和保证工程质量的客观要求,是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势,工程地质分析不够深入,有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测论文 一、全球定位系统(GPS)的应用 GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。 二、遥感技术的应用 遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。 (一)区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。 (二)水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。 (三)岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。 (四)中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。 (五)岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。为此长江勘测技术研究所在“七五”、“八五”和“九五”科技攻关中开发和完善了“高边坡快速地质编录系统”,并成功地应用于长江三峡永久船闸、澜沧江小湾、清江水布垭等工程的岩质高边坡开挖中的地质编录。该项技术采用的是数码像机摄影,微机现场采集及预处理,自主开发的软件处理可随时提供岩质高边坡的连续彩色影像图和地质所需的将边坡开挖面置于任意方位的线划图。 (六)水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用TM卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用TM卫片和1∶3万~1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。 三、地理信息系统(GIS) GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS,是一种专业的地理信息系统软件。 四、工程物探技术 在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。 (一)地球物理层析成像技术(CT)。CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,CT技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及CT技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。 (二)钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将CCD光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成VCD光盘,还可进行后期图像处理及制作。 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测技术分析 摘要:重新认识和审视目前我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平,大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用,从而使水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展。文章对水利水电工程地质勘测中渠道测量技术进行了阐述分析,为渠道设计提供充分的测量资料。 关键词:水利水电工程;地质勘测;渠道测量;定量计算 为新建、改建输泄水渠道、人工航道而进行的测量工作。渠道测量的目的,是在地面上沿选定中心线及其两侧测出纵、横断面,并绘制成图,以便在图上绘出设计线;然后,计算工程量,编制概算或预算,作为方案比较或施工的依据。渠道工程的勘察放线,是与工程设计密切相关的。只有在现场放线位置合适、测量数据准确的基础上才能因地制宜的做出经济合理的工程设计来。 一、踏勘前期准备 踏勘选线的目的是在地面上确定中心线位置。在选定渠道路线时,必须遵循“经济合理,安全可靠和灌溉面积大”的原则,因此在踏勘选线时要考虑如下几个问题: 1.渠道要尽量短而直,力求避开障碍物,以减小工程量和水流损失。 2.把渠道选择在地势较高的地带,以利达到扩大灌溉面积和自流灌溉的目的。 3.渠道经过的地带土质要好,坡度要适宜,以防渠道运行出现严重的渗漏、冲刷和坍塌现象。 4.填挖土石方量和渠道建筑物要少,以达到省工、省料和少占用耕地。 在踏勘选线时,拟建渠道地区如果有大比例尺地形图时,可以先在图上选定出几个路线方案,进行比较后,根据初步拟定的渠线位置,再到实地沿线做调查研究和收集有关资料,(地质、水文、材料来源、施工条件等),结合当地实际情况,最后确定渠道的起点、转折点和终点,并用大木桩在地面上标志这些点的位置。 二、渠道勘测技术分析 1.纵断面高程测量。为了绘制渠道设计导线图,应当精确地把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的,主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作中,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。 下列情况应设置加桩:中心线上地形有显著起伏的地点;转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;拟建或已建建筑物的位置;与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;穿过铁路、公路、乡村干道的交点;中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。 2.渠道横断面高程测量。对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±1.5m,山地、高地应≤±2.0m,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。横断面测量的测设要求: 中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。 横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上l~2点,另一侧适当延长。 横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。 渠道沿线察看。渠道放线测量的同时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。 3.中线测量与土方计算。 (1)中线测量。当渠道的中心线在地面上确定以后,还要测出渠道的长度和转折角的大小。渠道的长度可以用钢尺沿渠道中心线丈量。为了方便计算渠道长度和测量渠道纵横断面图,一般每隔100m(或50m)的地面上钉立一个小木桩(里程桩),如果里程桩之间地面坡度变化较大或有重要建筑物时(涵洞、跌水等),应增设木桩,称为加桩。 里程桩必须进行编号,渠道起点桩号可写成0+000,依次为0+100,…0+900,距起点1KM处可写成1+000,依次为1+100,…1+900,依此类推。加桩编号亦同,例如距起点桩5433M处的桩号可写成5+433,里程桩桩号一律朝向渠首。在沿中线量距的同时,要在现场绘出路线草图,作为设计渠道的参考,不必那么细致,可以用一条直线表示,遇到渠道转弯处,用箭头指出转角方向,并写出转角度数。在转折处,还要测设圆曲线,里程桩和加桩就应该设置在曲线上,并且按照曲线长度计算里程。 (2)土方计算。随着科学技术的迅猛发展,电脑应用非常广泛,绘图采用电脑绘制。将设计标准断面图放置在渠道横断面各里程桩的渠底高程线上,然后用面积查询可得出开挖面积和填方面积。 将相邻的两个里程桩的开挖面积或填方面积,用算术平均值乘以相邻的两个里程桩间的长度,即可得到该段土方开挖及回填方量。 在计算土方时,如果相邻两横断面中,一为挖方,而另一为填方,则中间必有一点既不挖也不填的零点。即地面线与渠底设计线的交点就是零点。如:在1+500是挖方,开挖深度是0.22m,1+527是填方,填方高度是0.83m。设:零点距1+500为x,则:距1+527为27-x根据相似比的原理:x:(27-x)=0.22:0.83,求得;x=5.66m,27-5.66=21.34m。 计算出零点到1+500的距离后,还应该到实地上确定零点的位置,并补测零点处的横断面,绘出横断面图以后,同样加绘设计断面,计算挖方和填方的面积,以便把1+500~1+527两桩间的土方分成1+500~1+505.66和1+505.66~1+527两部分计算。 三、勘测结果分析 测量外业工作结束后,经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后,最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件,其技术要求均应以满足设计需要为准。 对渠道导线图的要求:应包括上下级渠道中心线(及辅助中心线)、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标,渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据;渠道及其配套建筑物名称;制图比例和指北针等。 对渠道纵断面图的要求:渠道纵断面图要比例适当;标明拐点桩号及拐角;标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号;标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程;其它关键数据也部要标出。 对渠道横断面图的要求:渠道横断面图要比例适当;横 断面图上应标出渠道中心线桩的桩号、高程和在横断面上 的位置。 对软档文件的要求:资料要全,包括渠道导线图、纵、横断面图;要有适当的使用说明,便于设计人员直接在软档文件上进行渠道和其配套建筑物的设计工作。 四、结语 在具体工作中,每次测量会受到建设单位对灌溉、投资成本控制的影响,同时也会受到地形、地质条件及自然环境等的影响。测绘人员应根据具体情况灵活掌握测量的方法,以满足建设单位和工程特性要求。 地质勘测论文:水利工程地质勘测技术与方法分析 [摘 要]众所周知,我国经济稳定发展的重要基础就是水利工程。因为水利工程和人们生产、生活息息相关,因此,水利工程的施工建设引起了社会各界人士的广泛关注。因为水利工程中的施工关键就是地质勘察技术,因此地质勘测又被称为水利工程的重要环节,基于此,本文就水利工程地质勘测技术与方法进行分析,希望可以给相关的工作人员提供一些有效的参考意见。 [关键词]水利工程;地质勘测;技术;方法 引言:随着科学技术的进步,水利工程的发展越来越来越快。因为水和人们的生产、生活息息相关,因此人们越来越重视水利工程的发展。水利工程的建成离不开坝地质的勘测,所以,人们对地质的勘测也提出了新的要求,例如:加大勘测的深度、提高其精准度等。所以,寻找更先进的勘测技术,已经成为我国地质勘测人员的重要工作内容之一。基于此,本文对水利工程地质勘测技术与方法进行深入的探析,希望可以提高水利工程地质勘测的效率。 1、水利工程地质的编绘和编录方法 在地质勘查中,工程地质测绘的工作强度极大,主要包括对地质点的测绘、路线测绘、实测剖面图等。在勘察工程区时,一定要先了解其地壳的结构和地震活动等相关情况,再利用现有的测绘手段对其实施工程地质测绘,当遇到其他难题时,还需设立专项的地质研究小组。 2、水利工程地质勘测方法 2.1 山地勘测 山地勘测是运用机械或人力对地皮实施削土,或者通过挖坑、挖探井、探槽等手段,探测地表浅层的地质状况的一种勘探方法。山地勘测主要用于试验、观察地质状况、取样等地质勘探中,应用性极强[1]。山地勘测由竖井勘测和平硐勘测两大类组成,由于山地勘测具备使用工具简单、技术要求低、勘测深度较浅 等特点,所以经常被用于地表浅层的地质勘探。 2.2 钻探 钻探是目前工程勘察中的主要手段之一,并在部分大型的水利勘探工作中得到广泛应用。在水利工程地质勘察中,常用的钻探技术有: ①金刚石钻进技术:利用金刚石钻进技术,可提高我国钻探的效率,将岩心采取率提升到90%。金刚石钻进技术的发展,同时也带动与之有关的设备和仪器的发展,为我国的水利工程地质勘探事业的发展奠定了基础。 ②砂卵石层钻进技术:在水利工程的钻探工作中,砂卵石钻进技术是一项技术较高、掌握难度大的技术。我国水利地质勘测的专家采取技术攻关策略,深入研究砂卵石钻进及其取样技术,最终取得显著成就。将研制出的SM植物胶和MY-1A植物胶应用于砂卵石层钻进中,可使砂卵石层钻进技术升级,取得较大的社会效益。 ③金刚石绳索取芯钻进技术:目前先进的钻探技术之一,其技术原理为勘测时实现不提钻也能采取岩芯,被广泛用于深孔和浅孔钻探中。 ④软弱夹层钻进技术:软弱夹层处理一直是钻探中的y题,可在金刚石钻进技术的基础上增加悬挂装置、扶正装置和岩芯堵塞报警装置等新技术,形成软弱夹层钻进技术。 2.3 工程物探 地球物理勘探是目前较为常用的勘探手段之一,具体操作为:运用地质观测仪对被勘探地区的的物理磁场进行勘测,对物理磁场测量数据进行处理,并对地质状况进行解析后,可推断地下局部的地质体的属性、地理位置、具体结构、埋藏深度和含有量等。另外,工程物探主要包括两大类,即基于位场理论的重力场勘探、磁场勘探、直流电场等勘测方法和基于波动理论的地震波勘测、电滋波勘测等方法。 ①重、磁位场勘探:重、磁位场勘探是目前最古老的物探方法,其缺陷是精度不足、可靠度较差。目前出现的精度较高的磁力仪和重力仪,能提高重力、磁力位场的勘测准确度。而微伽级重力仪是把微重力测量方法,直接用于洞库和边坡地质体变动状态的勘测中,可对其稳定性进行监测。 ②地震勘测:地震CT常用于山体探测、钻孔、开挖隧道等工程中,地震勘测中的地震CT可用在二维和三维的地质成像中,使地质勘测从定向勘测向广泛化发展。 ③电磁勘探:主要包括两种,人工场源连续的电磁波勘探和天然场源电磁测探。可将电磁勘探用来推测深埋长的隧洞围岩的结构特征、隐伏断层和异常区等,可为水利工程的安全施工提供保障。 ④电法勘探:主要包括自然电场法、电阻率法和充电法等。新发展的高密度电法勘探主要借鉴了地震勘探中的数据采集法,实现对数据的自动采集,对其测量结果能实时处理,同时显示出剖面图[2]。现阶段,电法勘探已经由单源和单点测量逐渐发展为多源和多点测量。 3、地质勘测新方法及其在水利工程中的应用水利 3.1 GPS在水利工程地质勘测中的应用 把全球定位系统(GPS)应用于水利工程的地质勘测中,是为了对观测点电位的三维坐标的精准性进行衡量。与传统的测量方式比较,GPS测量作业不要求各观测站的站点间有通视功能,其可控性和操作性较强。同时GPS勘测技术还能对观测作业实行高精确和持续性观测,观测的数据可直接输入计算机中,并被自动分析和处理。将全球定位系统技术用于水利工程项目的建设中,可解决跨沟和跨河后水准无法传递的难题。而将其直接用于高原、林区、偏远山区等控制点较少、通视条件差的地质勘测中,可提升测量的精度,还可合理控制测量的时间,提高水利工程地质勘测工作的效率。 3.2 水利工程地质勘测中应用RS技术 在地质勘测中采用RS技术,可扩宽地质测绘的覆盖范围,提高选址和选线的准确度,有效减少外业的工作负担,提高水利工程地质勘测工作的效率。遥感技术可分为三大类,即地面遥感、航空遥感和航天遥感,由遥感技术提供的图片,可按照相应的比例制成立体的影像图,真实地反映出勘测区域的地形地貌、渠道和隧洞等岩石的性质、滑坡、泥石流等信息[3]。将所得信息交给专业部门处理,就能得到精确性较高的资料。目前遥感技术在地质勘测中的应用较广,成为地质勘测的主要手段之一。遥感技术不但能拓展勘测面,还能为其提供大量的资料信息,同时它生成的卫星影像立体感很强,可提高资料的利用效率,提升地质勘测工作的水平。遥感技术应用的特点主要有以下几点。 3.2.1对区域构造稳定性分析 由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。 3.2.2对水库的坍塌、滑坡等自然灾害的调查 对较大型的水库边坡有可能出现坍塌、滑坡或泥石流等自然灾害的调查中,应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。 结语: 根据上文叙述可知,水利工程的勘测工作需要取得真实的数据,并且对这些数据加以分析判断,一旦发现水利工程中存在的问题,及时提出改正的措施,以此提高地质勘测的工作效率。因为水利工程的建设是水资源合理利用的关键,因此,相关的工作人员应该以勘测工作的质量作为基础,有效的缩短水利工程的建设时间,以促进我国水利工程事业的蓬勃发展。 地质勘测论文:工程地质勘测中水文地质的影响与应对 【摘 要】地下水文地质环境不仅是岩土体的组成部分,还是基础工程的环境,对岩土工程具有非常密切的影响。因此,水文地质问题也是工程地质勘测中需考虑的重要方面。但长期以来,在工程地质勘测中,水文地质却是经常被忽略的内容,由于对水文地质情况不明,工程设计和施工时考虑不足,地下水升降变化也经常给地下岩土和基础工程等带来了较大的危害,甚至引发各种事故。为提高工程地质勘测质量,保证地下岩土和基础工程正常施工,必须要加强对水文地质环境的调查和对相关问题的研究,摸清地下水类型和水位变化规律,并对水位变化给岩土体和建筑物带来不良地质作用进行科学的分析和评价,从而采取有效的水患防治应对措施,消除和减少地下水对岩土和基础工程的危害。 【关键词】工程地质勘测;水文地质;危害影响 1.水文地质勘察设计 所谓水文地质勘察工作就是指通过多种勘察途径了解地下水的形成原因以及分布情况。在勘察工作的基础上,对地下水运动进行科学评价。评价内容主要包括地下水总量和地下水性质。在勘察过程中,需要站在施工角度预先处理各类问题,以保证工程能够顺利完工。埋藏在地下水位之下的建筑物基础中,水可能会对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋以及钢结构整体造成影响,可能会出现不同程度的腐蚀。若地基基础压缩层所在范围内有松散或者是饱和的粉细砂、粉土等,就需分析产生液化、流沙的可能性。若基础下部位置存在承压含水层,则需要对基坑开挖结束后承压水是否对基坑地板造成破坏进行研究。若工程建设中需要在地下水位之下开展基坑开挖工作,则需要对工程所在区域的土壤渗透性以及富水性进行试验分析。另外,还需要对人工降水造成的土体位置下降和边坡稳定性变化等进行评估,还需要对可能会对周边事物造成的影响类型以及影响程度进行判断。 2.水文地质对工程勘测的不良影响 2.1潜水位上升危害 对某工程进行工程地质勘查发现,施工所在区域的地下水主要是孔隙潜水,年水位变化幅度较小,主要分布于砂砾层,通过大气降水与地下径流补给。在建筑施工过程中,对当地河流、湖泊及天气环境因素等没有充分考虑,在建筑工程施工影响下导致潜水位出现起伏,最终导致潜水位上升,建筑工程难以顺利展开施工工作,对工程的影响较大。如当潜水位上升时,会使沙质土或粉质土的含水量增大,含水量出现饱和状态时,造成流砂、管涌、砂土液化等现象,增加了建筑工程施工风险;当潜水位上升时,易造成工程地基隆起或发生侧移,地基侧移会导致工程主体倾斜,出现墙体破裂;而地基隆起则会导致工程稳固性下降,出现地基上浮。当潜水位上升到一定的高度时,地下室会发生漏水、渗水等现象,对地下室的使用功能造成影响。潜水位上升后,建筑工程地基中的粘性土质含水量增加,地基软化,从而导致地基稳固性下降,出现工程的主体结构发生沉降变形;当潜水位上升时,土壤化学结构会随之发生变化,出现沼泽化倾向,从而对建筑工程的地下结构发生腐蚀现象,严重影响了建筑工程地基稳固。 2.2地下水波动危害 地下水发生波动主要是由于降水量、大气气压及水库水位发生变化而导致的,根据工程地质勘查结果发现,水文地质波动会导致岩土产生收缩及膨胀现象,水位变化频繁,当岩土收缩膨胀的幅度较大时,或远远超出正常范围时,会导致地基出现裂缝,从而造成建筑物主体结构破坏。不仅如此,地下水位发生波动会导致含盐地层溶解,建筑工程的主体结构发生位移,从而影响了建筑结构的稳固性。最后,当地下水位发生适当波动时会增加土体的压力,提高土体密实度。但当外界的压力远远超出正常范围时,会出现管涌及基坑突涌的现象。 3.应对措施 3.1勘察施工基本要求 水文地质岩土工程勘察内容繁杂,要求高,需要注重细节处理以及对各环节的严格管控。在勘察之前,需进行环境调查和地质勘测,在调查勘测结果的基础上就工程地质问题以及地质条件的变化规律M行研究,制定科学的钻孔方案。在钻孔时,结合现场可能存在的地质问题进行钻孔的布置工作,保证布孔的合理性,相邻钻孔之间需保持适宜的距离,钻孔深度需达到勘察的基本要求。钻探工艺、钻探记录以及钻探取样都必须严格遵守相关规范进行。按照当前行业规定和技术要求开展地质勘察、测绘、遥感、物探、钻探、原位测试以及土工试验等工作内容,并整合相关勘测资料,相互补充和验证,编制最为完整和准确的地质报告文件,在总结报告中客观和完整反馈地质信息和测试结果。为了保证勘测结果的准确,应对相关工作人员进行系统的培训和考核,提高工作人员的专业技能水平,在实际工作中,需总结实践经验,提高工程地质勘察水平。在地下水位和上、地下水位变动带和地下水以下,其变化规律一般如下: 土体从上至下,天然含水量、孔隙比先由小变大,再由大变小,压缩模量和承载力会先由大变小,再由小变大。造成这一现象的主要原因是地下水位以上经过长时间的雨水侵蚀,铁铝元素不断富集使土颗粒不断粘结,形成“硬壳层”,所以含水量和孔隙小,但是压缩模量和承载力不断增加。位于地下水位变动带的土层因为地下水的反复运用,土壤中的铁铝元素不断流失,土质松软,含水量和孔隙比较大,而压缩模量和承载力降低。位于地下水位以下的土层,因为地下水运动较为缓慢,对土层的影响较小,但是因为覆土层的负荷,土壤密实度较高。 3.2重点测试水理性质 岩土的性质如硬度、强度和易变形度等都严重受到岩土的水理性质的干扰,进而影响到工程勘测的安全性,在进行岩土勘测的过程时,应该主要勘测这些因素:柔软性、吸水性、可塑性和胀缩性等等。地下水根据其具体的物理属性分为毛细管水、结合水以及重力水。三者的内在含义与具体区别在此就不做过多的介绍。通常在自然和人为作用的基础下,重力水可以随意活动在岩土层中,是岩土层水理性质的主要影响因素。重力水是狭义上的地下水,也是我们工程勘测中水文地质分析的主要对象,要充分对重力水的地质参数进行测试,从而分析水文地质可能带来的危害。 4.水文地质危害的对策研究 工程地质勘测的最终结果是以研究报告的形式展现给大家,报告的基本依据包括地基设计、施工条件等。研究报告的合理与否直接关系到施工的安全可靠。根据以往的经验表明,研究报告的内容一般包括:地下水的种类、地下水的分布情况、岩土种类、岩土高度、地下水位的变化状况、水文地质的相关具体参数(渗透系数、给水度以及膨胀率、软化系数等)以及水流量等等。除此之外,工程勘测过程必须在查明工程地质的条件之后,要根据工程建设的具体需求和地质特点,分析地质环境会给工程实施带来的影响,找出可能存在的危害,提前做好预防措施。运用高密度电法勘探和激发极化法电法相结合的手法,将调查的重点放在平时普通勘测难以进行的地域上,确保勘查的深度与准确度。 5.结束语 综上所述,水文地质情况对工程地质勘查工作会产生较大的影响,所以需要做好水文地质勘查前的设计工作,重点加强对潜水位上升、地下水波动等情况的分析,在工程地质勘查中,遵循基本规范要求,做好水文地质危害的预防工作。希望本文能够具有一定的参考价值。 地质勘测论文:地质勘测中的综合物探技术应用分析 摘 要:在地质勘探的过程中,综合物探技术的使用范围不断的扩大,其中的便捷性和准确性逐步显示出来,为地质勘探提供更加全面详实的信息。但是现阶段进行综合物探技术还具备相应的调整空间,技术和人员素质方面提升空间较大,因此在进行地质勘测中需要进一步提升综合物探技术的技术性,完善各项设备,为地质勘测的进步提供必要的支持。本文主要从综合物探技术在地质勘探中的应用进行分析,对综合物探技术的提升进行探讨。 关键词:地质勘测;综合物探技术;应用 综合物探技术在进行地质勘探的过程中使用的范围还是非常广泛的,对探测的准确性进行改善,提升了整个地质勘探的质量。但是在进行综合物探技术研究的过程中可以发现,其中还是存在一些问题,技术性和专业性方面可以进一步进行提升,并且在进行勘探的过程中更加充分的发挥技术优势,将新型的科学技术成果应用其中,增加勘探的精确度,促进物探技术的进一步发展。 1 综合物探技术概述 1.1 综合物探技术概述 综合物探技术主要是在进行地质勘探的过程中将地质结构中的电场、磁场等内部的变化情况通过相应的设备和仪器进行勘察,从而对影响地质条件的因素全面的分析,提升地质勘查的准确性,为地质勘查的发展提供必要的技术支持,增加地质勘查的效果。通常来讲综合物探技术主要包括:电法、地震法、磁法等,对于不同的地质条件需要使用不同的勘察方法,从而保证勘察效果的准确性。 1.2 综合物探发的技术特点 综合物探法在使用之后可以将浅层的地质情况进行全面的探查,浅层探查的范围可以从几米延伸到上百米,对于地表浅层可以进行更加广泛和准确的观察,将陆地和水域全部纳入到勘查的范围中,并且在勘查的过程方面扩大实施范围,施工的周期和耗费的资金也是较低的;使用综合物探技术因为是对地质环境的综合探查,因此探查的广度较好,准确性和精确度较高,可以适应那些具备高精度要求的地质勘查单位,提升技术应用的广泛性,在特殊要求方面可以满足不同不同客户的需要,效果较好;最后在进行勘查的过程中通过综合探测技术可以快速的完成整体的勘察任务,并且在施工中并不需要较大的操作空间,更加的简洁方便,可以为后续施工的整体施工进度节省相应的时间。 2 地质勘探中综合物探技术的应用 综合物探技术在地质勘探中的作用还是较多的,其中较为常见的是电法、微波法等技术,在实际工作中可以将不同的方法综合使用,从而进一步提升整体的勘探效果,具体的方法包括: 2.1 电测探法 这种方法主要是通过电阻率的变化观察地表下的地质变化,是一种相对简单的方法,在进行工作的过程中工作人员通过相应的设备将电子的探头深入到地下,然后对不同深度的电阻值进行分析,掌握不同深度的电阻值变化,从而进一步了解了解地下岩层变化情况。电测探法技术随着科技的进步得到发展,现阶段使用较多的是高密度电阻率法的使用,提升了勘查的技术性,如果工作中地质勘测的任务主要是探测不同岩层分布差异以及岩层与周围物质之间物理性质的不同点,可以使用电测深法。 2.2 电剖面法 这种方法和电探测法作用原理相同,都是利用的电阻不同的变化对岩层的分布规律进行研究,从而确定地质情况,但是在进行实际的工作中点剖面发一般是针对沉积岩进行探测,针对性较强。同时在实际工作中需要进一步关注施工的质量,关注不同时期岩层电性的差异,了解电性差异的变化情况,并分析不同的电阻率法下对于岩层的影响,这样可以更加全面的对岩层分布情况进行分析。同时在分析的过程中还需要进一步关注岩石的含水情况,因为含水情况对于电阻率的影响明显,为了保证勘测的完整性需要对这方面进行细致的探查。 2.3 地震波探测技术 地震波探测技术主要是通过对地下情况的CT扫描成像技术将地下各项地质情况进行全面的分析,然后发现地质内部的一些变化,对地质情况进行分析,以此来确定地层的各项边界情况,获得相应的内部波长与波速的变化。地震波兴起与上世纪五十年代,随着CT技术的兴起逐步的扩展到地质勘测领域,将地下各项地质结构进行清晰的成像,从而更加细致的观察地质情况的具体分布情况,从而获得地下地质结构的准确结构。 2.4 瑞雷波技术 这种技术兴起的时间较晚,但是在实际使用中获得的认可度较高,其自身具备较大的使用优势,在稳定性和动态监控方面得到较大幅度的提升,但是因为设备本身需要占据较大的空间,需要花费的成本较高,因此在实用性方面受到影响。但是该技术的应用前景较为广阔,通过瞬态瑞雷波可测试的信号主要来源于与地面垂直的角度,因此可以通过相关的技术对信号进行反复的推演和重算,更好的实现勘测的智能化,使得勘测的拐点和钻孔位置一致,更加明确的掌握钻孔的结构和岩层走向,亩实现技术能力的提升。瑞雷波技术的兴起,是地址探测技术的重大进步,也是综合物探技术与科学发展相结合的产物。 3 结束语 地质勘探技术的不断进步,综合物探技术逐步的发展起来,为勘探的准确性提供必要的条件,但是地质勘探的野外、露天、粗放等多种原因,虽然使用了综合物探技术,但是如果在细节方面的把握还不够准确,仍然会影响勘探结果的精确度。因此需要对技术进行更加全面的处理,提升工作的技术性,在物探技术应用过程中对勘察方法的选择就需要因地制宜,注重细节上从差异变化,尽量避免因工作不细致而导致的测量误差问题的存在,进一步提升勘查的精确程度,为地质勘测的发展提供必要的技术支持。 地质勘测论文:刍议水工环地质勘测工作的技术应用 前言 水工环地质,是指水文地质、工程地质以及环境地质的统称。主要应用在矿业勘测与矿业普查中。在当前国内的矿业开采现状下,对于水工环地质进行勘测具有十分重要的意义。本文即对水工环地质勘测过程中,各种不同的勘测环境下,所使用的勘测技术进行探讨,确保水工环地质勘测的精准度,降低勘测成本,提高勘测效率。 一、水工环地质勘测的应用范围 ㈠环境保护与能源保护。随着社会经济的不断发展,人们对能源的依赖也随之增加。而无限制的使用有限能源,则对人类生存环境以及未来的发展造成严重影响。因此,对能源的保护已经成为当前摆在人们面前的重要问题。通过水工环地质勘测,能够对能源分布以及能源量进行分析,促进人们节约使用能源。同时,人们对自然肆无忌惮的破坏以及对有限能源无节制的使用,导致环境恶化的程度不断加深,对人们的正常生活带来严重的困扰,也使人们充分的认识到环境保护的重要性。故而,通过水工环地质检测,能够对环境保护,以及经济的合理发展,与资源的可持续利用,起到促进作用。 ㈡能源供给与资源供给。在城镇化发展日益迅速的情况下,大城市所聚集的人口密度极多,从而使得能源供给量也随之增加。并且由于大城市发展的多元化,导致城市能源与资源需要的种类也较多。所以有关于城市未来规划的方向以及发展的规模等,都需要从水工环地址方面进行考虑。从而适应城市的发展,并且加快经济发展速度。 ㈢交叉学科研究应用。随着科学技术的不断进步,专业领域之间的研究内容不断深入。使得各个相关领域学科之间的交叉、交流不断深化。而同时,因为科学所面对的问题越趋复杂,导致各个学科领域之间协同合作的程度也不断加深,使相关领域之间的界限逐渐模糊,从而交叉产生各种新型学科。水工环地质勘测,则能够通过与其他学科之间进行协同,从而解决诸如地质生态问题,环境健康问题以及环境经济问题等。 二、水工环地质勘测的定位技术应用 ㈠卫星定位技术。卫星全球定位技术,能够通过利用卫星,进行全球范围内的定位。其定位具有高精度、全天候、全覆盖的特点。其工作原理是利用卫星在高速运动的瞬间,记录下对目标点位的距离,并将其作为起算数据,通过“空间距离后方交会法”,对目标点位的位置进行测算。将卫星定位技术,应用到水工环地质勘测中,能够使勘测过程,精确认定目标点位。通常水工环地质勘测时,在勘测基准站与观测站两处位置,都会各设置一台接收机,使得勘测过程中,对可见卫星实现连续观测。同时将卫星定位数据,通过无线传输装置传输到观测站。经过数据处理与参数转换后,对站点所在位置基站向量进行解算获得实际勘测点精准位置与三维坐标。 ㈡IRTK技术。IRTK技术,在水工环地质勘测中主要通过GPS的相位差分来实现,其中包括GPS位置差分,以及相位差分、伪距差分三种。其工作原理是通过修改观测数据与测量数据,从而对卫星定位结果的精准度进行确定,使得数据接收与数据发送准确度提升。通常将IRTK技术应用在地震预测与地震分析过程中。 三、水工环地质勘测工作各阶段的技术应用 ㈠勘测准备阶段。由于初测阶段的勘测精度要求不高,并且相关的勘测工作还没有开展,所以该阶段所用的勘测技术较为简单。在地质填土中,选择水下地段与覆盖地段作为勘测位置。对其中致密型岩层,应使用高电阻技术,对疏松型岩层,使用低电阻技术。如果岩石为中性或者酸性的话,则使用磁法。如果地质为碳质,或者具有较多的黄铁矿含量的恶化,则可以使用自然电位勘测技术。根据勘测位置的具体情况,综合应用上述方式,完成初期勘测,并绘制地质图。在基岩顶板深度的测量中需要制作高程图,在制作高程图时,可以使用电测探法。对于基层入土深度较深的情况,使用地震勘测进行测量,能够获得更为精准的测量数据。如果当地地质条件导致其电性较弱,而测量结果的精度要求在15%以下,可以考虑使用电测剖面法。在地下水位进行勘测时,如果水位以及含水层电阻均较低的情况下,可以通常选择的测量方法为电测深法以及电测剖面法两种。如果所测目标地点的水位较深,达到矿水深度时,因为矿水具有电阻高的特性,因此通常对高电阻范围使用电剖面法进行划分,并考虑其具体的地质情况,使用钻探法勘测水位。 ㈡简单设计阶段。水工环地质勘测中的水文地质勘测,可以勘测地下水的流向以及流速,其测量技术主要使用充电法。即在水流附缓处,通过钻孔进行勘测。如果遇到滑坡情况,对滑坡处的地质断面,需要使用电测法进行勘测。当勘测位置的基岩处出现裂缝时,则需要在某一位置设置定位基准,并沿着此一基准向其他方向使用电勘测。从而对基岩裂缝的范围、方向、大小进行判定。地质中存在破碎带时,需要通过电测探法进行测量,这种方法能够对破碎带的范围与厚度进行勘测。当破碎带具有磁性或者夹杂有岩石的话,则需要改用磁法,或者地震法勘测。在设计阶段对建筑材料进行勘测,由于所测对象均为普通的建筑用土壤与砂石等,故而对勘测精度不需要严格要求,主要使用电阻法进行。使用电阻法测量,不仅能对各种建筑用材料的分布范围进行勘测,还可以测量材料分布处的地下水水位。 ㈢复杂设计阶段。此一阶段中,主要需要对地质岩性进行分层勘测以及对比勘测。首先需要使用电阻测井的方式,对岩层的倾斜角度与倾向进行勘测。其次需要制定钻孔地质柱状图,并对柱状图进行校准。制定柱状图时,应该使用发射性测井以及电阻测井法来进行勘测,并且由于柱状图的精度要求较高,因此可以应用自然电位法勘测。从而不用钻探,也同样可以进行勘测。对于地下管道普通线路的勘测,可以使用自然电位法,对线路中自然电位带以及低电阻带进行测量。而对于腐蚀段,则需要先使用自然电位法的异常反馈,对腐蚀情况进行分析,然后做好腐蚀防护工作。对于钻孔勘测方法,则需要对所做孔洞的倾角与洞口直径等参数进行测量,其测量技术可以使用电测井法。对于漏水口处,与溶洞位置,通常可以使用温度测井法、电位测井法以及电阻测井法三种技术。钻孔处位置的含水层,具有低电阻的特质,所以需要使用温度测井法进行测量。 总结 随着社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,水工环地质测量技术的应用也会更为深入与广泛。因此,对勘测技术的应用进行分析,能够促进资源与能源使用结构的优化,并提高环保的效率。 (作者单位:江西省地矿局水文地质工程地质大队) 地质勘测论文:大采深矿井地质勘测技术的应用与探索 【摘要】:在采矿技术和机械化技术不断发展的今天,技术要领和采矿设备也在不断的进步,国家各个部门已经把采矿工作引向了电动化,强功率发展的道路上。但是采矿是一种较为危险的对于地质的探索。越是存在一定的危险性和困难性,才需要更多的矿井工人去探索和试验。从而提高国家矿产资源的经济效益,在采矿技术中最重要的应该属于技术的应用,技术越高深,对于地表的影响越大。本文将对大采深矿井地质勘探技术的应用与探索进行分析和讨论。 【关键词】:大采深矿井;地质;勘探技术;应用;探索; 矿产资源作为我国能源的重要组成部分。涉及的方面也非常的广泛。我国矿产资源丰富的地区并不是很多。如今矿产资源已被开采的所剩无几,达到了贫乏的程度。这样也会影响很多行业的有序进行,所以,不断采用新兴的采矿技术要领,能够带动更多行业的发展和进步。使得中国能源能够顺利的进行,从而走向世界的前列。 1.大采深矿井地质勘探技术的概括 1.1大采深矿井地质勘探的重要性 对于矿井地质勘探的重要性是在施工的过程中,投入工期长,资金的投入较高,资源的消耗也很多。所以,地质勘探技术的好坏会直接影响到整个采矿项目的效益。对于采矿的地点不同,观念和方法不同的前提下,在进行地质勘探的时候,矿场领导要保持客观公正的态度,要站在广大人民群众的立场上考虑问题,对于采矿工作过程中经济及效率也有着一定的积极影响。 1.大采矿井地质勘探的内涵 采矿前矿场领导的有效管理可以提高经济效益,提高矿场的管理水平,同时也可以节约采矿的成本。所以,该矿场领导要采取有效的技术措施,经济措施,组织措施,合同措施等。例如:在技术方面,矿场的技术人员既可以在采矿前制定一个计划,或者只制定一张图表,根据计划或是图表上的内容,进行有序的采矿,有计划有安排的完成整个采矿的项目,节约了采矿过程中的经济成本。整个采矿团队要有组织的进行工作,可以提高效率,同时也是提高整个矿场管理水平的一个重要体现。经济措施就是一个在采矿的过程中,管理者要尽量的避免浪费,要按照采矿前作出的计划,一步步来完成。 2大采深矿井地质勘探的技术分析 2.1深矿井的开采技术 在50年以前,我国的开采技术并不是特别的发达。开采矿井并不需要更深的技术,而如今不同,大多数的区域都采取深度开采矿井。这对于技术含量的要求会更高。深度矿井的内部构造和结构也更加的复杂,开采矿井的工作人员要在保证安全的基础上提高开采效率,提高开采数量。在开采的过程中,矿井下可能会出现井爆等一系列的问题。这需要在采矿前期对于勘探技术掌握更加的清晰,例如:深度开采中,矿井内的通风量要适当,温度的调整也要均衡。根据各个地质的结构和温度的不同,勘探技术也是不同的。另外,对于深矿井中的巷道的布置对于采矿的效率和采矿量是有一定影响的。优良的巷道对矿井的环境以及矿井工作人员的自身安全有着保障。在深矿井中存在一部分矸石,减少矸石的排放量是采矿的重点之一,从而有利于高效集中的开采。 2.2高效的开采技术 高效率的开采方法可以提高开采的效率,高效的开采方法是我国采矿业的一项全新的,高效的开采方法。对于开采的方法要选用最优质的,适当的扬长避短。例如:缓倾斜的薄煤层是一种小体积,大功率方便而具有安全性的采矿机,在用它进行工作的过程中,既要注意其稳定性,又要防止对其他设备造成干扰。通过与其他的采矿技术设备结合,不断的创造高效,省时的方法,将采矿技术做到最好。 3.深矿井下的采矿技术方法 3.1回采式 回采式是深矿井中采矿的重要方法之一,工作的流程是:将凿岩先运入采矿场之中,然后在矿体中形成的凿岩通道与回风巷相吻合,从而形成回风风流,最后就是将利用凿岩车将矿石运出。采矿场的低压过低,可以维护通道的稳定性,最终还是会提高采矿的效率。 3.2填充式 采矿的科学技术方法起源于英国,英国人用高水固结重填技术,做矿井下的试验。试验成功后,将此方法传到各个国家。我国是个善于学习的国家,应该学习国外优良的技术和经验,将自己国家的矿井开采技术发展起来。从目前的形势来看,我国的采矿技术仍然受到一定的局限性,采矿材料相对来说不是十分稳定,部分材料价格高昂,所得到的经济效益并不高。目前的填充技术有了新的突破,填充物变为高尾砂,这种砂的浓度较高,可以节约一些材料,在资金上有一部分节省,同时也会提高工作效率。填充技术也是目前采矿中常用的一项技术,它有着诸多的优点:例如:避免地表塌陷,起到稳固的作用。也可降低矿石的贫化率,矿石的样式多种多样,可以利用高分段的填充方法降低采矿的时间,从而也降低了成本,提高了工作效率也提高了经济效益,也能保证采矿工人的安全性。 4.怎样施行开采矿井勘探的方法 4.1开采矿井的勘探质量 对采矿的勘探技术不仅仅是经济问题,也是与采矿过程中的质量密切相关的。而这种采矿前的勘察指的是质量要合格,采矿设备要完好而工期要按时。所以在制定目标的时候一定要合理,有效。提高采矿工程的管理要建立在一个高效的,科学的管理方法上,例如:在预算前期的审核工作,采矿的过程中井然有序的进行,采矿过后对整个项目进行决算。 4.2加强采矿过程中的地质勘探和跟踪,管理 在采矿的过程中,管理人员要对地质进行勘探和对采矿设备进行管理。采矿过程中跟踪是为了避免某些采矿工人工作不认真,偷懒等现象,从而造成巨大的经济损失和危险。而管理是为了在采矿工人工作的过程中出现了状况和问题,管理者可以找矿场领导或是他人及时的寻求帮助。所以,在进行管理的时候,要按照一定的方法。所以管理人员就相当于矿场中的一个小部门,应该以大局为重,遇到薄弱的环节,实事求是的做好采矿全过程的合理安排。采矿的目的是为了满足国家和人民对于能源的需求。所以管理是建立在领导的设计和材料运用的基础上的。一个好的管理是一个矿场如何有秩序工作的基本,微不足道的细节会决定着矿场的矿业资源是否能满足国家和人民的需要。这样,对于国家的经济发展和矿场的管理理念起着至关重要的作用。根据国家对于矿业能源的要求不断更新,及时的对采矿的技术和方法作出处理,另外要不断提高采矿工人的能力,水平。这样才会在采矿的控制方法和管理层面上取得长足的发展。 【结语】:矿产能源对于国民的生活,国家的人生产有着一定的建设性作用,采矿业也是国家能源发展的重要保证,所以,采矿对于国家能源发展是非常重要的,而在采矿前对于地质的勘探技术从始至终都起着决定性的作用,矿场采矿的安全性及技术性要依靠矿场和国家监督部门来共同完成。在每个采矿工作人员的心中,要以国家的经济利益和能源的需要作为根本,去做好自己的本职工作,为国家造福,为社会的经济利益提供良好的发展空间。 地质勘测论文:浅析地质勘测设计中如何科学合理地开展统计工作 [摘 要]统计分析是根据研究的目的,运用统计综合指标和各种分析方法,将已整理的数字资料结合具体情况,由此及彼、由表及里地进行分析研究、概括,以揭示事物的内在联系及其发展的规律。统计工作包括了统计设计、统计调查、统计资料整理、统计分析全过程。本文主要探讨地质勘测设计中科学合理统计工作。 [关键词]地质勘测;统计工作;科学性 统计一词包含统计工作、统计资料和统计学3种含议。基于上述3种含义,统计可以定义为统计工作实践的科学总结,是研究总体现象的数量表现、变化规律及其应用的科学,是管理生产经营活动的一种重要工具。 1 地质勘测设计统计工作的主要内容 第一,收集、整理统计原始资料,并建立各种台帐和微机电算数据库。原始记录包括勘测设计日志、设计工作卡片、项目技术履历表、质量评定卡片与地质钻(电)探班报表等内容;统计台帐包括勘测设计四大部类完成情况统计台帐,建设项目完成情况统计台帐,分月、季项目完成情况统计台帐等。随着统计计算和数据传输技术的现代化,劳动工资和各类人员的统计台帐,已被电算微机处理所替代。 第二,完成规定的各项定期或一次性调查统计报表的编制工作。定期报表内容主要有勘测设计单位产值及项目统计,勘测设计实物量统计,勘测设计质量统计,勘测设计人员、工资、劳动生产率及事故统计,勘测设计财务状况与经济效益统计,勘测设计直接生产人员工作利用情况和勘测设计工率定额统计,勘测设计单位固定资产投资完成情况统计等。 第三,检查、监督本单位计划执行情况。这项工作内容,反映在统计工作的过程中,表现为收集原始资料数据的落实、统计分析评价与计划目标的对比,统计报表最终反映计划执行的结果和技术经济责任制的执行情况等各个方面。 第四,编制综合和专题统计分析报告。综合统计分析报告,一般是以定期统计报表为主要依据,并辅以其他必要的调查统计资料,在报送定期统计报表的同时,必须有综合统计分析报告。专题统计分析报告,一般是以专业统计报表或有针对性地进行专题统计调查取得的资料,在报送专业统计报表、或不报送报表只提出专题统计分析报告时,应该完成的工作内容。 2 地质勘测设计中科学合理开展统计工作 2.1 统计分析的任务、原则和方法 地质勘测设计统计分析,是根据地质勘测设计统计任务的要求,通过大量统计资料反映出来的勘测设计生产经营活动中的各种数量关系,运用统计分析的方法进行分析和研究,以便认识其性质、特点、规律、揭露其矛盾,提出解决矛盾的措施和办法。为了做好地质勘测设计统计分析工作,必须做好以下几点。 第一,明确统计分析的任务。①对勘测设计计划执行情况进行分析,借以总结经验、吸取教训,克服缺点,促进生产经营计划任务的更好完成;②对指令性计划任务和指导性计划任务,勘测和设计,勘测设计各阶段建设项目和“三大部类”的结构和比例关系进行分析.为编制满足综合平衡和适应市场经济需要的计划布局提供依据;③对勘测设计过程中的队伍和人员动态分布情况进行分析,以判断其调配人力的合理性和精心组织人力的可能性,起到统计优质服务的作用;④对勘测设计生产经营活动的外部环境和内部因素进行分析,提出改善外部环境和提高内部因素适应能力的积极建议,为促进勘测设计生产经营活动的顺利开展出谋划策。 第二,要掌握好统计分析的原则。①反映勘测设计状况的指标和指标体系,是一个复杂的统计总体,指标之间具有彼此联系、互相制约的关系,必须从总体出发,抓住事物总体相互联系进行分析的原则;②事物的性质主要是由取得支配地位的矛盾所决定的,统计分析就要研究事物发展中的主要矛盾和矛盾的主要方面,区分主流和支流、现象和本质,即要抓住事物本质进行分析的原则。 第三,要运用科学的统计分析方法,结合勘测设计统计的实际进行分析。常用的方法有:①利用本期实际完成的指标数字与计划对比、与前期对比、与同行业对比,通过对比分析、找出差距、发现问题、总结提高的对比分析法;②利用指标体系中假定其他因素不变,其中一个因素可变情况下的逐一分析,以确定各个因素的影响程度,找出主要因素的因素分析法;③利用结构百分比法来分析每一部分占总体的比重,以便找出矛盾的性质和划分主要矛盾与次要矛盾的比重分析法。 2.2 统计分析报告 将统计分析研究的结果用文字写成书面报告,称之为统计分析报告。它是统计工作的最终产品,也是统计分析的主要表现形式。统计分析报告最忌讳数字罗列,要求做到数字与文字的有机结合。其特点是反映情况、分析原因、说明问题、提出建议。因此,写好统计分析报告,要求作者具备观察能力、理解能力、概括能力和表达能力,具备专业知识和熟悉业务。统计分析报告,一般采用“基本情况―成绩或问题的原因―措施或建议”这样一种“三段式”的表述形式。要突破这一传统模式,尚须广大统计工作者加倍努力,开拓创新,以更加生动活泼的形式来编写统计分析报告。 地质勘测论文:遥感技术在煤田地质勘测中的应用研究 【摘 要】随着我科技的发展,煤田地质勘测也得到了很大的进步,煤田地质勘测在很大程度上决定了测绘勘测工作质量与工作效率,遥感技术在煤田地质勘测中的应用,提高了煤田地质勘测的精细程度,同时降低劳动强度,提高工作效率。本文介绍了遥感技术,重点分析研究遥感技术在煤田地质勘测中的具体应用。本文仅供煤田勘测相关专业人士参考。 【关键词】遥感,地质勘测,煤田地质 1引言 随着遥感技术的快速兴起,遥感地质勘测已经得到全面推广,也得到了实际工作单位的认可。很多人开始研究遥感技术在煤田地质勘测中的深入推广及应用,并取得了一定的效果。利用遥感技术进行地质的测绘与勘探是非常有必要的,而且也是非常有效的技术手段。由于遥感技术具有很多的优点,且在配合相关的高新技术,使得遥感技术能够贯穿于煤田地质勘测工作的全过程中,将遥感技术应用在煤田地质勘测中具有非常广阔的发展前景。能成倍提高了煤田地质勘测工作的社会和经济的效益。 2遥感技术 遥感技术是指从高空以及卫星星座的各种平台上,通过非接触的方式,利用红外线、可见光、紫外线、微波等探测手段,获得遥感影像数据资料。通过对被探测物体的光谱特性、影像特点、图形图像特点,利用目视判读、计算机图像分析、计算机辅助波普分析等方法进行数据信息处理。从而识别探测对象的性质和运动状态,数量质量特征等信息。该手段获得数据通常利用GIS数据处理软件进行处理和分析,已获得直观的或直接的数据信息。 可获取大量的信息数据。利用遥感技术能够成功的获取大范围的地理数据资料,通常遥感数据获取往往使用的飞机甚至卫星,其飞行高度比较高。同时也可以飞行较低的高度,以获取更高分表率的遥感数据。因此,遥感技术能够覆盖很大的范围,也可以获得高分辨率的高清数据,进而能够获取大量数据信息。 获取信息速度快。遥感技术最重要的特点就是其获取数据信息的速度非常快、更新周期非常短。遥感卫星可以快速的获取其所经过地区的各种信息和资料,并对原有的资料和信息进行及时的更新;利用无人机进行航拍技术获得实时的动态数据,可以实现地质灾害动态监测等实时获取信息任务。 限制条件少。遥感技术在进行地质测绘时,受到的限制条件比较少,只要太空云量较少,大气透射性好就可以进行遥感数据采集。在煤田地质勘测中能够广泛应用的一个主要的特点。由于遥感技术脱离了地面的限制,无需控制点、无需通视、无需接触。因此,在进行地质测绘时,完全不受地面条件的影响,获取遥感影像资料更加的方便快捷。 获取信息方法多。遥感技术不但能够获取大量的煤田地质勘测信息,而且具有非常丰富的获取数据信息的方法。在利用遥感技术进行煤田地质勘测时,可以根据具体的地质条件和相关要求,选用不同遥感仪器以及不同的波段。已获得不同地质条件的数据信息。同时利用获取数据可以应用到地质的灾害调查、区域地质的调查及矿产资源勘查等方面。 3煤田地质勘测中的遥感技术 遥感影像定位。遥感影像定位技术在煤田地质勘测中的应用,卫星遥感技术所传输的图像信息能够清晰的分析出含水层构造的边界,对于了解当地的水文分布具有重要的作用。如在地下水的勘察过程中,地质人员首先应对该地的地貌特征等进行分析,以准确获得水文分布规律做好前提工作。利用卫星遥感图像、航空相片以及其他的信息影像数据,分析地下水的形成、储存以及流量变化和流动趋势等信息,并进行详细的勘察。因此,通过对卫星遥感定位技术所获得的信息进行分析研究,能够在较短的时间内得到准确性较高的水文地质规律。 此外,遥感影像定位技术在地震灾害中的也有广泛应用。遥感影像定位技术在地震中的应用还体现在获取地震后的灾害后的具体情况,对赈灾抢险等决策提供一手准确的数据资料。利用遥感影像定位技术可以有效的侦测到地形和地质的内部构造,就可以掌握地震的地质构造类型。因此,可以对地震进行有效的环境分析研究。可以有效的预测地震发生的地质内部的变化情况,得到一定的信息反馈,这样就可以根据地震发生之前内部地质的变化情况,及时对地质构造、内部构造进行分析研究,也可提高地震预警预报的高效性。 优化勘测方案以及勘测路线。在进行野外地质观测方案的选择时能达到事半功倍的效果:利用遥感影像的微观和宏观分析,对地质勘测路线进行合理的选择和布置。能很好的控制煤田地质勘测范围,在分析地质体和地质构造的空间分布过程中,对地质勘测测区附近不同地质体和地质构造的遥感影像特征,及其相互关系进行仔细的研究和分析,可以清晰的确定地质体的划分地质特征;根据地质勘测测区事先建立好的遥感地质解译标志进行三维遥感影像分析。地质观测的路线一般布置在通行条件最好,且能够穿越最多的遥感影像岩石地区;地质测量的路线一般以垂直于测量区线路方向的穿越路线为主,适当加以追索路线。当岩性岩相变化比较大时,地质体的延伸走向关系不清楚,为了解某些岩石的接触关系、矿化带和岩石构造现象的空间延伸情况等,只依靠穿越路线达到目的有一定难度时,此时,可以利用遥感影像进行追索路线布设,非常方便和快捷。 遥感影像测绘地质图。地质图的绘制可以利用影像技术来实现。利用卫星遥感图像传送信号,这样不仅可以得到精确的信息地面信息,而且对于掌握各阶段的地质情况也十分有利,这也更加精确的绘制地质图。地质勘测是一项比较综合性的工作,数据的得来主要是依靠影像数据信息进行实时监测。将遥感影像数据息进行深入分析研究,能够在较短时间内获得准确度的地质数据,利用这些数据绘制地质图将非常方便有效。 煤田勘探的三维地质模型重构。利用煤田勘探所涉及到的遥感资料、地面采样资料、钻孔资料、地震剖面(或三维地震)以及电法、重磁等物探等资料,建立煤田勘探的三维地质构造模型,可以直观的反应煤田勘探效果。同时可以直接量测相应数据,对煤田开采等决策性工作提供形象直观数据。此外,煤田地质勘探具有原始资料数据来源种类繁杂、数据类型异构、采样数据的三维空间位置重要等特点,特别适合于用具有三维地质建模功能的三维GIS(地理信息系统)来进行管理。 煤田勘测三维可视化及动态监测。与传统的煤田地质勘测方法相比,遥感技术在煤田地质勘测主要是利用遥感图像三维可视化及遥感影像动态分析技术。在布置专门的追索路线,利用遥感图像三维可视化和遥感影像动态分析方法则就很容易实施。 4结语 随着遥感技术在测绘行业的不断扩展,与测绘相关的行业也得到了快速发展。遥感技术在煤田地质勘测中已经得到了应用,但是应用的不够深入,相信随着遥感技术,地理信息技术的不断发展,遥感技术在煤田行业的应用会更加深入更加广泛。 地质勘测论文:水工环地质勘测工作中的技术应用分析探讨 摘 要:进入二十一世纪以来,我国的科学技术获得了较快的发展。伴随着我国科技的快速发展,我国地质勘测工作水平得到了显著提高。现阶段,水工环勘测技术的应用,极大的改善了我国地质勘察工作的水平。以下文章结合自身经验,对现阶段我国的水工环地质勘测工作的概况进行概述,并谈谈水工环地质勘测工作中GPS技术以及RTK技术的应用状况。 关键词:地质勘测;水工环;应用;GPS技术;RTK技术 引 言:近几年来,伴随着我国地质灾害发生频率的不断升高,也由于我国地质勘测工作要求越来越高,我国的水工环地质勘测工作水平取得了一定的提高。水工环地质勘测工作的进行,有助于提高地质勘测的水平,有助于提高对环境保护与防震减灾的效果,因此,水工环地质勘测工作越来越引起了相关部门的重视。但是,就现阶段我国的水工环地质勘测工作来说,依旧存在着较多的问题,以下文章就水工环地质勘测工作的概况进行探讨,并进一步概述水工环地质勘测工作中GPS技术以及RTK技术的应用。 1 水工环地质勘测工作的概况 要对水工环地质勘测工作有一个了解,就要先对水工环地质有一个了解。所谓的水工环地质,就是水文、工程、环境地质的总称,现阶段,在我国矿产行业比较发达的地区,水工环地质勘测工作显得尤为重要。水工环地质勘测工作的质量将会对矿产开采工作造成严重的影响,并且该工作还关系到矿产地区以后的规划与发展,因此,水工环地质勘测技术在矿业产区受到了广泛重视。 水工环地质的研究工作与现代社会的发展息息相关,伴随着全球气候不断恶化,我国的环境受到了严重的污染,因此,对水工环地质勘测工作提出了更具时代特色的要求。另外,伴随着我国经济的发展,水工环地质勘测工作应用的领域越来越广,并且应用的深度也越来越高。随着我国地质灾害问题越来越严重,严重阻碍了我国人民的生命和财产安全,因此,现阶段对水工环地质勘测工作提出了更高的功能要求。 现阶段,我国的水工环地质勘测技术应用中存在着较多的问题,这些问题的存在,不仅影响到水工环地质勘测工作的发展,也严重阻碍了我国经济以及环境的可持续发展。因此,人们也越来越认识到水工环地质勘测工作中的缺点。由于以前我国并没有对该工作引起足够高的重视,但是伴随着我国环境的恶化与地质灾害发生频率的升高,有关部门对水工环地质勘测工作引起了重视。再加上我国现阶段提倡可持续发展的理念,对生态环境的保护工作以及城市污染的处理工作提出了更高的要求,这同时也给水工环地质勘测工作提出了更高的要求。因此,现阶段的水工环地质勘测工作急需创新与改革,以服务于我国的发展。 以前,水工环地质勘测技术的应用主要是为了寻找矿产资源,但是随着时代的进步,水工环地质勘测工作广泛应用于经济发展的许多工作中,尤其是环境的可持续发展工作。随着时代对于水工环地质勘测技术的要求越来越高,目前水工环地质勘测工作整合了水文、工程、环境整体的勘测,并且综合性越来越强。现阶段,水工环地质勘测工作广泛应用于以下几个方面:第一,水工环地质勘测工作应用于城市规划与建设工作中。由于现阶段我国城市或多或少受到了工业以及生活垃圾的污染,因此在现阶段城市规划建设中应用水工环地质勘测技术进行环境污染的监测工作以及土地的利用工作。第二,水工环地质勘测工作广泛应用于环境的可持续发展工作中。现阶段,我国的生态环境进一步恶化,在各个地区生态环境的研究工作中,广泛应用到了水工环地质勘测技术。第三,在进行地质学方面的研究工作时,广泛应用到水工环地质勘测技术。现阶段,我国的地质学研究工作取得了较快发展,伴随着经济以及科技的发展,现阶段对地质学的研究工作有了更高的要求。因此,通过水工环地质勘测技术的应用,可以加快地质学研究工作的发展。 2 水工环地质勘测中GPS技术以及RTK技术的应用 现阶段,我国水工环地质勘测工作中存在着较多的问题,这些问题的存在严重影响了水工环地质勘测工作的发展。近几年来,GPS技术以及RTK技术的应用,极大的改善了水工环地质勘测工作的质量。以下文章对现阶段我国水工环地质勘测工作中应用较广的GPS技术以及RTK技术进行探讨,并对这两种技术的工作原理以及相应的工作方法进行讨论。 2.1 水工环地质勘测工作中GPS技术的应用 所谓的GPS技术,就是卫星定位技术,该技术的应用极大的改善了我国水工环地质勘测工作的水平。相比于以往的卫星定位技术来说,现阶段我国的GPS卫星定位技术已经趋于成熟。以往无线信号的发射台一般建立在地面上,而现阶段GPS技术将无线信号发射台从地面搬到了卫星上,这样可以利用卫星系统进行相应的定位功能,这也是卫星定位系统的工作原理。利用GPS卫星定位系统进行定位时,一方面可以利用太空中三颗以上的移动的卫星进行地面位置的确定。另一方面,可以利用地面三个以上的控制台进行移动卫星的定位。因此,定位功能是相互的。在进行地面位置的确定时,工作人员通过应用相应的接收装置在某一地点向太空中三颗以上的移动的卫星发射无线信号,再通过测量卫星到接收装置的距离,通过复杂的信息交汇与计算,最后确定出地面接收装置的具体位置。另外,应用GPS技术还可以实现动态的测量,概括地说该测量方法为以下几个步骤。首先,要在地面上选择一个基准站,并在基准站安放一台GPS接收装置。并且要利用接收装置对太空中移动的卫星所发出的无线信号进行实时的观测。其次,将接收装置观测到的数据通过相关的设备传送到中央观测站,需要注意的是数据的传输要实时进行。最后,通过观测站中相关信息以及数据的转换与计算,可以得出准确的基准站的坐标。虽然测量方法较为简单,但是数据的计算较为麻烦。 2.2 RTK技术在水工环地质勘测工作中的应用 该技术是建立在差分GPS技术的基础上的。差分分为三类,分别是位置、相位以及伪距差分,这三种差分都可以对测量结果进行修正,进而提高数据的精度。RTK技术的工作原理也较为简单。首先,在选择的基准站上安放一台接收装置,使接收装置与流动监测站同时对一台卫星装置发出的信号进行接收。其次,对两个接收数据进行对比,进而得出相位差分的改正数。最后,将改正数传送到流动监测站,流动监测站通过利用改正数进行测量位置的精确定位。 3 结语 近几年来,伴随着我国城市化水平以及工业化水平的不断提高,我国的环境受到了或多或少的污染。并且伴随着地质灾害与矿产开发的需要,我国的水工环地质勘测工作取得了一定的进步。但是我们应该清醒的认识到现阶段我国水工环地质勘测工作中的不足,并通过GPS技术以及RTK技术的应用改善工作中的问题。 地质勘测论文:地质勘测中综合物探技术的运用 [摘 要]文章概述了面波及折射波的探测技术,以及其在探测过程中的优缺点,并根据资料调差及数据分析,将探测的原理及探测方法进行总结。在工程实践中表明,综合性的物探方法与资料中所记录的方式具有统一性,是一种具有高效性的物探手段。同时,在公路工程的探测过程中,需要精确的探测手段探明第四系的覆盖率以及土石截面的情况。我国近些年,在交通事业上关注很大,成本投资加大,使工程建设具有高效性,不仅大块建设步伐,还为建筑企业带来较高的经济效益。但是,其对于工程的探测作业很难顺利实施,一般的探测方式不能满足工程的需要,因此,地质勘测部门将综合物探技术进行应用,减少了物探难度,增加作业效率,降低资金浪费情况。 [关键词]地质;综合物探;应用;发展 前言:本文首先探讨了地质勘测中综合物探运用的基本原理,是利用地层表面的振动集宁信号的传播从而进行探测的方法。其次探讨了对于探测信号的采集,其中对测线布置及采集设计进行分析,采用综合物探的方法能够保证现场的信号强度。然后对采集的信号进行分析,对采集数据进行测试,并以资料文献为根据确定采集数据的准确性,经过对土石分界进行调整,确定了土石分界的最终结果,最后,根据时间分析,利用某高速公路的实际操作进行研究,分析出经过综合物探方法在地质勘测中的运用,不仅使探测结果具有准确性、过程高效性,还使综合物探技术得到了良好的推广,有利于我国地质勘测事业的发展,为我国带来高效的经济效益,促进地质勘测技术的发展。 1 综合物探基本原理 地层表面激发产生的振动信号在地层中传播会产生面波和体波信号,面波信号分为Rayleigh波和Love波,体波信号分为横波(S波)和纵波(P波)。面波信号在分层介质中传播会发生频散现象,而体波信号在特定的地层条件下会发生明显的反射或折射现象。研究表明,面波在均匀介质中传播不会发生频散,而在非均匀介质中传播会发生频散。面波在多层介质条件下的频散特性具有如下规律:(1)(VR-f)曲线变化规律和层速度的关系:当频率发生变化时,面波速度VR会随勘探深度的变化而逐渐趋近该深度地层的层速度。(2)(VR-f)曲线变化规律与层厚度的关系:当厚度发生变化时,由频散曲线可知,相应拐点位置明显向低频方向移动 2 信号数据采集 2.1 测线布置 采用综合物探技术主要是为了能够准确地探测出表层土层的厚度,现场测线布置必须保证面波测点和折射波测点对应一致,便于信号数据的综合利用。 2.2 参数设计测试 现场测试参数的设计原则如下:(1)采集道数选择要求测震仪具有多通道接受端口,一般为12通道和24通道。(2)检波器选择根据现场踏勘及地质调查,预估土层的厚度,确定探测深度,选用检波器的频率可利用下述公式进行估算:f=VR/H(1)式中f―――检波器的频率;VR―――地层面波速度;H―――探测深度。(3)激震方式选择激震方式也即激发震源,采集工作中使用锤击、落重或炸药的激发作为震源。(4)偏移距选择在探测土石分界时,为了避免产生近域效应,偏移距为排列长度L的1/8至1/2,其中排列长度L为整个排列检波器布置的长度,即L=(n-1)×dx,n为采集道数,dx为道间距。 2.3 测试步骤现场 在测试过程中,测点的布置的密集与否,需要测点继续拧样本的抽取,经过检测去检测,进行普遍的检测后,确定测试点。经过确定的面波及折射波的擦数进行测试,通过测试的情况进行探测,其探测步骤为:(1)根据探测任务确定探测目的。(2)拟定测试区域,进行现场踏勘及地质调查。(3)规划测线位置及测线方向。(4)初步设置测试参数。(5)安置好检波器,连接测震电缆保证检波器的尾锥能与地表牢固安装。(6)试验采集,检查仪器的一致性。(7)进行震源激发并采集数据。(8)分析时域信号,减小噪声干扰。(9)分析采集到的信号数据质量。 3 信号分析与资料解释 3.1 信号数据的分析 信号数据的分析包括两方面的内容:①面波信号数据的分析;②折射波信号数据的分析。面波信号数据分析主要包括以下几个过程:(1)面波有效信号的提取,设置合理的时间窗在时域信号窗口提取有效面波信号数据;(2)面波频散曲线的求取,根据有效面波时域信号求取面波基阶模态的频散曲线,进行深度转换,得到深度-波速曲线;(3)利用空间相似性原理进行测点间数据插值,得到测线面波波速云图;(4)面波频散曲线的遗传反演分析,得到面波频散曲线的反演分层结果。 3.2 成果资料处理与解释 通过现场信号数据的分析处理得到面波频散曲线及折射波法的纵波速度与深度的关系曲线,为了综合利用两者的处理结果,需要进行综合解释。资料综合解释流程。(1)折射波的结果处理。折射波法得到的结果为排列长度方向上的纵波速度与地层深度的二维结果图,即Vp与深度的关系图。它反映了地层深度方向上的纵波速度变化情况,得到土层和岩石层的纵波速度,也得到了土层的埋深。(2)面波频散数据插值处理。面波频散数据插值处理包括:单测点频散数据插值(连续化)和多测点频散数据插值(网格化)。面波数据分析结果为实测频散曲线反演结果,主要利用实测频散曲线的结果数据(面波相速度VR-深度),其数据为一系列离散的数据点,为了得到一条光滑的频散曲线,对其采取了连续化处理。 4 工程应用实例 某高速公路段为山区丘陵地带,地形条件较为复杂,桥梁隧道构筑物较多,如仅采用常规勘察手段很难满足工期要求。将面波和折射波技术运用于桥隧区的工程地质勘察中,一共进行了13座桥梁和8个隧道的工程物探工作。作为地质钻探工作的一种重要辅助手段,综合物探技术大大提高了勘察工作效率。 4.1 挖断某大桥桥基综合物探 挖断某大桥位于该高速公路的起点附近,桥位区表层为山坡耕地,局部地方有基岩出露。通过现场踏勘初步获得测区地层分布由浅入深依次为耕植土、粉土与砂岩,从上到下存在明显的下伏层速度大于上覆层速度,满足综合物探技术应用的地球物理条件。由于受地形条件的限制,局部地方较为陡峭,难以进行测线布置,一共布置了6个测点。采用前面提到的数据采集和分析处理方法,两者结果较为吻合,具有较好的应用效果。 4.2 某梁隧道隧址综合物探 该梁隧道隧址区表层为山坡旱地,局部有基岩出露。根据测区地层分布条件分析,耕植土或者残破积层物、粘土与基岩三者之间存在明显的(或悬殊的)波阻抗差,从上到下存在明显的下伏层速度大于上覆层速度。测区内共布置了15个测点,布置测点时,考虑了测点与钻孔资料能够进行对比分析,同时折射波和多道瞬态面波的测点需重合。 5 结论 综上所述,面波信号与体波信号各有优缺点,面波信号传播方法在介质的传播中具有频散的现象,体波信号中存在折射的传播现象,所以在工程使用中,需选择二者方法中的优点进行综合物探测试作业。文章通过时间案例分析出,综合物探技术在工程中应用极为广泛,并且其作用率高,其探测的结果表明能够与钻探技术产生一致性。同时利用综合物探技术将现场进行信号测试,其将面波和体波两种技术的优点的发挥。通过对综合物探技术的分析,其具有面波及体波信号两种技术的优点,在地质勘测过程中能够充分发挥其高效性,保证工程探测的准确性和高效性,为地质勘测工程提供了基础的技术保障、及高效性的探测技术,同时使综合物探技术得到良好的推广。 地质勘测论文:三维地震技术对地质勘测的参数处理 [摘 要]地震勘探是指利用地下介质的弹性差异,通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的一种地球物理勘探方法。 本文详细叙述了三位地震技术对煤田地质勘测的参数处理。 [关键词]三维地震 煤田 勘测 1.引言 三维地震数据处理,即是根据地质任务的要求及采集资料质量特点,采取一系列有效的技术方法,以达到压制干扰、提高资料信噪比及分辨率的目的。 2.参数处理 2.1 处理流程及参数 结合测区资料,经过充分的试验处理及处理成果的分析对比,结合地质任务中的主要勘探对象是煤层的现实. 2.2 处理结果 通过资料处理,最终得到一个大小为1475m×1275m×1.5s的三维偏移数据体,一个叠前偏移数据体及CDP覆盖次数图。 2.3 资料解释 基于前期工作,本次三维地震解释工作在SUN―Blade2000图型工作站上完成,利用美国一款三维地震解释系统软件,以及地质绘图软件等进行地质解释工作。 原始资料经过处理后得到大小为1475m×1275m×1.5s的三维偏移数据体,三维数据体中包含着丰富的地质信息,资料解释工作就是利用相应的技术方法对数据体内的地质信息进行提炼,将数据信息转换成地质信息。 2.3.1反射波的地质意义及对比 本区几个标准波的层位关系、动力学特征十分清楚,非常有利于反射波的识别和对比。具体对比解释时,首先对主要标准波T3或T15逐一对强相位进行追踪对比,对比过程中充分注意波组和层位关系,对主要标准波按上述方法由粗(大网度)到细(小网度)逐一进行对比解释,解释过程中基本遵循以下几个原则:1、充分利用已有的地质信息资料,掌握区内地质条件的变化规律。2、遵循由粗到细、由简单到复杂的原则,三维地震解释先进行40米×40米粗网格控制解释,建立起大的构造轮廓,然后加密到20米×20米,形成全区构造骨架,确定较大断层。最后对层位和构造加密到5米×5米的细网格,解释小断层,确定最终解释方案。3、在三维解释过程中,纵向、横向和任意时间剖面相结合,时间剖面和水平切片、顺层切片相结合,全方位的反复对比、反复检查、反复修改确认,确保解释结果的正确可靠。4、将三维可视化技术贯穿于解释全过程中。5、多个数据体综合解释。利用解释软件的叠后处理功能和地震属性提取功能,生成多种数据体参与解释,综合判定断层。多种数据体参与解释,综合判定断层。 2.3.2解释过程 1、采空区解释 由于覆岩失去支撑,煤层在回采完毕后,引起采空区顶板岩层的冒落,依次形成冒落带-断裂带-裂隙带-弯曲下沉移动带,地面也随之下沉,出现盆地状凹陷(如图:2-1所示)。在采空区中心附近,上覆岩层产生了大量破坏,整个层状介质的地震条件不复存在,地震波在此产生大量散射,致使在这一区域不能形成反射波,而在采空周围地震波同相轴也发生明显变化,如图2-2,从剖面上可以看出,在采空区中心附近不但3#煤层反射波不存在,由于15-3#煤层的反射波能量被大量吸收、散射,不能形成良好的反射,故反射波也不存在,特别是对15-3#煤层的影响范围比3#煤层大很多。 2、陷落柱解释 煤层陷落柱是煤系地层基底厚层灰岩中古岩溶的塌陷历形成的柱体,陷落柱体是由块度大小不均、排列杂乱无章的上部地层塌陷物胶结而成的。这些差异是形成异常地震波的基础,也是解释陷落柱的物理前提。陷落柱在时间剖面上主要表现有:(1)反射波组终断或者能量变弱。其终断点或能量变化位置反映边界的变化。(2)反射波同相轴扭曲产状突变。一系列反射波同相轴向陷落柱体内侧扭曲,其扭曲起始点之连线即为陷落柱的边界反映。(3)反射波同相轴产生分叉合并和圈闭现象。其分叉、合并点即为陷落柱的边界反映。(4)陷落柱在方差体、水平切片和顺层切片上的反映为同相轴缺失。 3.总结 三维地震勘探是当今地震勘探的新领域和新技术,从设计、采集、处理到解释,都需要认真地分析研究各个阶段的主要矛盾,以科学、严谨的态度、务实的工作方法、保质保量地完成勘探地质任务才会取得好的地质效果。
地质勘查论文:矿业院校地质勘查课程改革实践 1问题的提出 煤炭是我国的基础能源,煤炭地质勘查则是资源开发利用的先导性和基础性工作。20世纪90年代以来,我国教育体制改革,煤炭部属院校归属地方,归属地方的煤炭高等院校已更名、合并或升格;原煤田油气地质与勘探专业归并为地质工程专业。20世纪90年代后期至2003年前后,煤炭工业低潮,煤炭地质勘查队伍缩减。由上述因素导致煤田地质勘查类课程停开,部分院校仍开设矿产地质勘查类课程,但内容转为一般性矿产地质勘查,对于煤炭地质勘查而言没有针对性。因此,进入21世纪以后,随着国民经济高速发展对能源的强劲需求,煤炭工业进入新一轮发展高潮,煤炭地质勘查工作蓬勃发展,对煤炭资源勘查与评价方面的专业人才需求越来越旺盛,在大学本科阶段开设煤炭资源勘查类课程的重要性日益显著。近年来,各原矿业类高校地质类专业相继不同程度地对专业方向和课程设置进行调整,加强了煤田地质和资源勘查方面的比重,以适应人才市场的发展变化,同时也使矿业类高校的传统优势得以充分发挥。 2课程目标定位 煤炭地质勘查是一项复杂的系统工程,它以基础地质学、煤田地质学等当代地质学基础理论为指导,以钻探、物探等先进技术手段为核心,同时还涉及矿产资源评价和矿产资源管理等学科知识。20世纪90年代以来,我国矿产地质勘查体制发生了显著的变化,地质勘查理论和技术方法的发展,资源/储量分类国家标准和矿产地质勘查规范的实施以及矿业权市场的建立,对从事煤炭地质勘查的工程技术人员和工程管理人员提出新的要求。当前,矿产勘查工作的最大特点是呈现多样化和逐步走向市场化,煤炭地质勘查人员不仅需要坚实的地质理论和勘查技术知识,还需要具备一定的技术经济评价和矿产资源管理的知识,从而必然促使煤炭地质勘查学科内容的调整和拓宽。当前,矿产地质勘查工作的基本特征是从技术型发展为技术-经济型,“煤炭地质勘查”课程的培养目标也从原有的纯地质技术人才拓宽到以地质技术为基础、掌握一定的技术经济评价和矿产资源管理的综合性应用型人才。 3课程内容体系 煤炭地质勘查与评价作为一门专业主干课程,涵盖内容较广泛,主要涉及煤田地质学、煤田普查与勘探、矿床技术经济评价和矿产资源管理四门学科,它们各有独立的科学体系,而又是密切联系的一个整体。煤田地质学是研究煤、煤层以及含煤岩系成因、性质和其分布规律的一门科学,是煤炭地质勘查的理论基础。煤炭地质勘查是一门来自生产而又直接为生产服务的学科,其目的是为煤矿设计与建设提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理而顺利的开发。其主要任务是运用煤田地质理论及其相关地质理论,选择相应的技术手段和工作方法,经过一定阶段的工作,寻找和探明煤矿床,对煤田的地质与开采技术条件进行研究;并结合当前我国技术经济政策的有关规定,对煤矿床做出正确的工业评价。可行性研究属于工业技术经济学的范畴,是煤炭资源评价的重要内容之一。可行性研究的核心是煤矿床技术经济评价,其任务是应用经济学的原理,根据煤矿床地质勘查工作所获得的资料,选取合理的技术经济参数,预估煤矿床未来开发利用的经济价值和经济、社会效益,为煤矿床地质勘查项目取舍和矿山开发投资决策提供科学依据。矿产资源管理属于管理学范畴。矿产资源管理是矿产资源主管部门以矿产资源所有权者和国家行政管理者身份,依据有关法律、法规,对矿产资源进行的综合管理,包括矿产资源的储量管理、矿产资源勘查开发的监督管理和矿业权管理等。煤田地质学是煤炭地质勘查与评价工作的理论依据。煤炭地质勘查不仅是一项地质工作,而且又是一项经济活动,勘查工程的实施要符合经济原则,以最小投入获取最大地质成果勘查成果和最佳经济效益,技术经济评价是煤炭地质勘查的重要主要任务之一。矿产资源管理的目的和任务,是体现国家的意志、维护矿产资源所有者权益,保障矿产资源勘查、开发活动依法有序地进行,取得最佳经济效益、社会效益、资源效益和环境效益。因此,在矿产勘查体制改革不断深化的今天,煤田地质学、煤田勘查、煤矿床技术经济评价和矿产资源管理四门学科之间的联系日趋密切,逐步形成与走向市场化进程相适应的煤炭地质勘查与评价的新学科框架体系。 4教学实施 煤炭地质勘查与评价课程是一门综合性和应用性课程,其内容较广泛,所涉及的煤田地质学、煤田普查与勘探、矿床技术经济评价和矿产资源管理等四门学科,在以前都是独立的课程。为了适应专业改革和复合型人才的培养,将它们综合为一门课程。为了保持各分支学科内容的完整性,又突出重点、加强各部分之间的联系,构成统一的学科框架,在本课程的教学中注重突出以下三方面特点:(1)系统性:由基础地质理论、勘查技术手段、可行性研究和矿产资源管理构成的完整工作框架体系;(2)规范性:由相关标准、规范构成的煤炭地质勘查标准体系;(3)实用性:由理论、方法、规范、实例构成煤炭地质勘查教学体系。煤炭地质勘查与评价课程针对其综合性和实践性强的特点,其教学环节包括课堂教学、实验教学、课程设计、毕业生产实习等环节。 4.1课堂教学 课堂教学是课程教学的基础。在课堂教学中,主要对地质勘查相关的基本理论、技术和方法进行讲解。针对煤炭地质勘查与评价课程具有内容广泛、实践性强的特点,课堂教学全部采用多媒体教学手段。以《煤炭地质勘查与评价》教材为基础,以收集的大量地质勘查报告、图件和表格为素材,采用案例教学、互动式和讨论式教学方法。案例教学是一种采用“案例—理论和概念”模式的教学方法。在课堂教学中,一方面采用案例教学方法,通过大量勘查实例分析讲解地质勘查的基本理论;另一方面,实施互动式和讨论式教学,尽可能调动学生主动学习的积极性。每章开始均有本章要点提示,结束时有本章思考题,通过课堂讨论和布置课外作业形式,促使学生积极参与和自我学习。本课程第一章“煤田地质学基础”在前面的课程中已经学过,本门课程安排一次学生以寝室为单位,自己收集资料、制作多媒体课件,上讲台讲授。几年的实践表明,这一安排极大地调动了学生积极性,同时也使同学们在课程学习前对已学知识的巩固,为后续章节的学习奠定了基础。 4.2实验教学 实验教学是课堂教学效果的主要实践环节,也是课程设计和生产实习的基础和前提。在煤炭地质勘查与评价课程的实验教学中,以具体的地质勘查为例,设置了读报告、读图和岩心编录实验,使课程的理论学习和实验的具体实例分析相结合。通过煤炭地质勘查报告和煤炭地质勘查设计报告的阅读,使学生了解勘查设计和地质报告的作用和基本内容,了解矿产资源勘查地质成果的使用,地质勘查报告的组成和煤层综合成果表的基本内容等。通过地层综合柱状图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、勘探线剖面图、煤层底板等高线图及储量估算图的阅读,使学生了解煤炭地质勘查工作中有哪些主要地质图件以及这些图件的相互关系,掌握各种主要地质图件的内容和读图方法,以及它们的用途,培养学生对各种主要地质图件的综合分析能力。通过岩心编录实验,使学生熟悉煤炭地质勘查钻孔岩心描述和地质编录的内容,掌握钻探工程地质编录和岩心描述的方法,培养学生钻探工程原始地质编录的能力。 4.3课程设计 课程设计是对课堂教学的综合训练,也是生产实习的基础和前提。课程设计采用手工编图和计算机绘图相结合的教学方式,充分体现了课程设计的基础性和先进性的结合。通过课程设计,培养学生理论联系实际,独立分析问题和解决问题的实践能力,在课程设计中,设置了煤炭地质勘查设计的编制、勘查图件的绘制和资源储量估算,通过煤炭地质勘查设计的编制,使学生掌握煤炭地质勘查设计的主要内容和具体方法。通过地质图件的编制和资源储量估算,使学生掌握地质图件编制的一般步骤与具体方法和资源/储量估算的基本方法,培养了学生从地质角度分析问题和解决问题的思路和方法。 4.4毕业生产实习 毕业生产实习是课程教学和课程设计的实践应用。为了把地质理论学习和生产实践相结合,要充分利用校外资源,积极与煤炭行业的相关单位建立人才联合培养计划,建立实践教学基地。我院已与中国煤炭地质总局、河北煤炭地质局等煤炭行业建立地质工程本科生实践教学基地。在生产实习中,为学生提供了煤炭地质勘查现场实习的平台。在本科毕业设计中,根据学生意愿并结合单位用人需求,直接将学生送到煤炭地质勘查单位进行生产实践学习,为地质工程本科生的生产实习、毕业论文实习提供了条件,同时也为毕业生去煤炭地质部门就业搭建了通畅的桥梁。这些措施一方面有利于学生将理论知识向实践转化,同时也给用人单位提供了新鲜动力及选拔优秀人才的机会,达到了双方共赢的目的。 5结束语 由于我国矿产地质勘查体制发生了显著的变化,地质勘查理论和技术方法的发展,资源/储量分类国家标准和矿产地质勘查规范的实施以及矿业权市场的建立,对从事煤炭地质勘查的人员提出新的要求。“煤炭地质勘查与评价”课程是矿业类院校地质工程专业的一门专业主干课程,本文从课程目标定位、课程内容体系、教学实施等方面对煤炭地质勘查与评价课程的改革与实践进行了总结。通过多年教学实践,构建了由课堂多媒体教学-实验室教学-课程设计-毕业生产实习四位一体的地质勘查课程综合教学体系,为培养具有较强的实践能力和创新能力的高级应用复合型和研究发展型人才提供了的保障,取得良好效果。作为具有行业特色的学校,在最后一门主干专业课程教学中,综合运用前三年所学的专业知识进行煤炭地质勘查与评价课程的教学与实践,为学生以后的工作实践奠定了基础。 作者:魏迎春 曹代勇 单位:中国矿业大学北京地球科学与测绘工程学院 地质勘查论文:地质勘查内部评审项目管理 1内部评审的意义 1.1内部评审是保证地质工作质量的重要基础 内部评审是地勘单位质量管理体系要求不可或缺的重要内容。矿产勘查属于风险投资,矿产勘查项目成功率极低,其工作内容繁杂,工作方法手段多样,参与人员素质参差不齐,尤其需要组织经验丰富的专家、技术人员对立项论证报告、项目设计、原始资料、成果报告进行内部评审,对一些关键性的地质问题做出科学合理评判,并严格按照质量管理要求,把好质量关,确保项目成果的质量。如果立项不把关,可能造成选区选点的重大失误;设计不把关,可能致使工程布置不合理、工作方法手段不当,造成投资巨大浪费,同时也延误找矿成果的显现。只有加强内部评审,才能明晰找矿思路,明确找矿方向,保证地质工作质量。 1.2内部评审是地质找矿综合研究的重要方法 综合研究是实现地质找矿突破的关键环节,对认识矿床成因,研究控矿规律,破解勘查技术难题,指导找矿突破具有重要的推动作用。随着地质工作程度的提高,找矿新技术、新方法的应用和勘查深度的增加,地、物、化、遥资料的综合分析研究显得尤为重要,通过综合研究可有效调整勘查工作思路,指导工程部署。内部评审往往要聘请地质、物化探和水工环等专业的专家,组成专家组,针对同一个问题,与会人员和专家一起集中讨论,综合研究,各自从不同角度分析、理解问题,提出不同的看法,引导项目人员多角度、全方位综合分析,更为“立体”地看问题,更为全面深入地分析地质现象、物化探异常。通过专家对矿区“庖丁解牛”式的剖析,使项目技术人员对矿区地层、构造、岩浆岩与矿化蚀变之间的关系等有更深入的理解。这种内部评审过程就是沟通交流、综合研究的过程;是汇集各专业特长、集思广益的过程,更是深化地质认识、明确找矿方向的过程,是进行地质找矿综合研究的重要方法。 1.3内部评审是技术业务培训的重要途径 参加内部评审的专家,对自己所涉及专业的基本理论、技术方法、规范规程理解较深,对矿种、矿床及成矿理论与找矿方法有独到的见解和丰富的工作经验。在内部评审的过程中,技术人员通过听取各方面专家的意见、建议和点评,多方面受益。一是发现立项、设计和报告中存在的不符合技术规范、规程的做法,据此进一步学习规范、规程,并通过举一反三,深化对规范规程的理解,在今后的工作中避免出现同样的错误,从而达到培训技术规范的目的;二是可以通过聆听专家发言,学习他们处理技术问题的经验,丰富专业知识,提高处理某些技术问题的能力;三是通过参加内部评审,可以了解更多的新理论、新技术、新方法,达到拓宽视野、增长知识、提高专业水平的目的;四是借助评审这个平台学习专家,特别是老专家的严谨工作作风和勤奋执着的敬业精神。因此,内部评审是参会人员,尤其是被评审者在专业理论、实践经验、规范规程方面的一次有的放矢的专业培训,是提高技术业务水平的有效途径。 1.4内部评审是创新找矿思路的有利平台 一是内部评审人员涉及的专业比较齐全,在相互讨论的过程中,各抒己见,各类信息综合在一起,可能会碰撞出新的思想火花;二是可以更系统更深入地了解一个矿区地质物化探等方面的信息,经验找矿、理论找矿、信息找矿三者交融,可能会提出不同的找矿方向,不同的找矿思路,通过讨论和集思广益,往往会达到事半功倍的效果,形成更加切合实际的找矿思路。内部评审集诸多专家的经验智慧与特长,是分析、研究、总结、创新的过程,因此,是创新找矿思路的有利平台。 1.5内部评审是规避投资风险的重要措施 地质勘查工作是一个高风险的经济活动,规避风险是决策者不懈的追求,如何防范风险,实现利益最大化是企业经常研究的重要课题。具体主要有以下几个方面: 1.5.1政治风险 特别是境外工作,政权的更迭、领导人的更换,对项目的实施、协议的执行都将产生很大影响。 1.5.2法律风险 是指由于经营中不懂法、疏于法律审查、逃避法律监管,而对企业造成的负面法律后果。法律风险存在于地勘单位经营发展的每一个环节,如投资不做法律可行性论证,项目运作缺少法定决策程序,勘查合同缺乏可操作性等。加强地勘项目内部评审,就是深入研判项目主要法律风险因素,评价项目潜在的法律风险,预先制定法律风险防范措施,进一步完善项目有关法律手续,降低地勘项目法律风险。 1.5.3经营风险 地勘项目的经营目标,尤其是地质找矿项目的经营目标,就是提升矿权价值。因此,加强内部评审,可以较好地评估地质资源的经济意义,掌握项目的运作前景,了解项目潜在的风险,确定矿权进一步投资升值的空间和下一步运作的合适方式,从而有效控制项目的经营风险。 1.5.4技术风险 由于地质的复杂性,地质工作手段的局限性,地质成果的多解性和不确定性,增大了技术风险。内部评审就是对地勘项目的立项、设计、成果报告等主要环节把关,从而达到规避选区失误、纠正不合理设计、更正不当技术方法、降低投资风险的目的。总之,内部评审可不同程度地化解地勘项目在政治、法律、经营、技术等方面的风险。 2内部评审的主要职能 (1)评价职能。 通过内部评审可以全面了解各单位各项目的真实工作状况和管理状况,并以此来评价立项、设计和报告的优劣,为经营业绩考核提供基础资料。 (2)指导职能。 内部评审不仅是要查错纠错,防范风险,同时可以对项目人员技术业务加以指导、培训,提高技术人员的履职能力,使之更加适应岗位工作,为单位创造出更多更好的“地质产品”。 (3)监督职能。 内部评审首先是单位内部的一种质量监督检查活动。是对被审查的立项、设计、野外原始资料、成果报告进行的监督检查,从而督促技术人员严格遵守规范、规程,提高技术工作质量。 (4)控制职能。 内部评审对不同阶段地质成果的质量进行把关,对评审发现的问题及时处理,因此,其具有控制地质工作质量的重要职能。 3做好内部评审工作的几个方面 当前,地质工作质量存在下滑现象,既有主观的原因,也有客观因素的影响: (1)重深部工程施工,轻地表地质工作。 由浅入深,由表及里是地质工作的基本原则。可是一些项目,在地表填图、槽探和物化探工作不到位的情况下,匆忙开始深部工程验证,致使钻探工程完成了,但是地表工作才开始。更有甚者,有些项目工作多年,地表地质物化探资料还十分零散,深部工程倒是完成不少,既没找到矿,也无法根据现有资料明确找矿方向和潜力。 (2)重专业分工,轻综合研究。 地质工作是解决复杂地质问题的,需要专业分工,以及地、物、化、遥各专业的合作和成果的相互印证,尤其需要对各专业信息进行综合分析、研究。目前,地质、物化探都是按专业分别施工,分别提交报告,地质与物化探经常脱节。综合研究工作由于时间、人员、经费等原因,往往被搁置一边,致使资料利用不完全,找矿信息挖掘不充分,找矿工作无进展。 (3)重点轻面。 找矿突破主要有两个方向:①遵循从区域到局部的原则,在完成区域工作的基础上,迅速实现点上的突破;②通过点上典型矿床解剖,指导外围找矿,从而发现新矿床,实现面上的突破。前者是面中求点,后者是由点及面。二者应该是相互促进,互为补充。但是实际工作中,在面上工作不到位的情况下,紧盯一些矿(化)点上,盲人摸象,结果“只见星星,不见月亮”,难有突破。 (4)重形式,轻内容。 一些立项、设计、成果报告的审查,历经院、分院二级审查,最后交到局里的报告,还是错漏百出,审查意见却非常肯定;一些审查会,“花架子”搭得很好,但只安排主审看半天的报告,就匆匆开会讨论,草草提意见、下结论,浮光掠影,不到一个小时就解决一个项目,至于所提意见是否符合实际,所下结论是否正确,也未见事后评价总结;一些质量检查,特别是自检、互检,制度更是形同虚设,等等,这些忙于应付,流于形式,不解决实际问题的审查、研讨、检查,既劳民伤财,又无法改进工作。 (5)质量管理和经济管理脱节。 实际工作中往往存在两种现象:一种是片面追求质量,造成质量过剩,增大项目成本,造成投资浪费;另一种是片面追求所谓效率,造成质量缺陷,表面上看降低了项目成本,实际上得不偿失,隐含更大的投资风险。上述问题普遍存在于各单位,只不过表现形式、严重程度、影响范围不同而已。为了切实解决或缓解这些问题,提高地质工作质量,我们必须从以下几个方面入手,抓好内部评审工作。 3.1提高认识,加强领导 做好内部评审工作,首先要提高认识,只有思想认识到位,内审工作才能得到重视并落实到位,尤其是技术领导要亲自抓这项工作;其次要加强组织领导,选拔有经验的专业技术人员和聘请资深专家成立由各级总工程师牵头负责的相关专业专家组成的评审小组,负责评审工作。 3.2分级管理,监督落实 内部评审特别是重点项目、重大事项的评审要实行分级管理制度:一是分院、院、局三级管理部门,把评审的质量放在第一位,各负其责,层层把关。评审前首先检查下一级审查情况,并做好评价和记载以便考核,每个层次审点要有大致的分工;二是要根据评审的内容合理安排相关人员参加,既要利用好“内脑”,更要利用好“外脑”。三是高度关注内审后续工作的具体落实和检查督促。四是要常抓不懈,持之以恒,坚决杜绝内部评审做样子,走过场。 3.3全面覆盖,突出重点 内部评审必须全面覆盖项目的各关键节点,不留死角,其内容涉及经济、技术、质量,甚至施工安全、环保等方方面面,既不能挂一漏万,更不能以时间仓促为由省去部分审查工作。同时,对重点矿带、重点项目、重点章节,要重点安排、专门会审。 3.4纳入考核,规范管理 内部评审的要求、程序、过程控制在每个单位的质量管理体系中都有明确的规定,执行过程中应结合实际情况,不断完善修订关键环节,使内审工作制度化、程序化、规范化、常态化。另外,内审结果要纳入绩效考核,形成激励约束机制。对未经评审或对评审意见贯彻不力造成的工作失误,要实行责任追究制度。对评审工作到位、评审出质量好的立项书、优秀设计、成果报告要给予奖励,并对质量好坏情况及时通报。 3.5及时总结,持续改进 内部评审,其质量追求永无止境,其工作可持续改进,其方法可不断创新。因此,地勘单位每次对一些重要项目、重要事项、复杂课题评审,特别是一些会议评审提出的有益意见和建议,都应该及时进行全面总结;对评审发现的问题,及时提出处置意见;对评审存在的问题和应该注意的事项,提出改进建议。 作者:李朗田 单位:中国冶金地质总局中南局 地质勘查论文:地质勘查单位档案管理论文 一、地质勘查单位档案管理工作中存在的问题 1)档案管理制度有待进一步规范、健全。 主要表现为档案管理职责分散、不明确,不同单位的档案管理可谓是各自为政、标准不一,存在着严重的档案资料重复保存且利用率低下问题,需从制度上加以解决。 2)档案管理工作水平有待提高。 目前,我国部分地质勘查单位的档案管理水平,还停留在人工收集、整理与检索阶段,可接触和获取的信息量较小,非常不利于档案的二次开发和利用。 3)档案管理工作开展欠缺协调、合作。 部分地质勘测单位的档案管理工作人员与同单位负责其他工作人员之间欠缺协调、合作,没有更好的利用协调、合作支持档案管理工作开展,导致档案管理工作变成了单位里的一块“世外桃源”,档案管理工作效果始终不甚明为。 4)档案管理工作未与地勘行业建设实现同步规划、发展。 任意一个地勘单位都有自己的近期、远期规划,规划涉及地勘单位的未来规模、发展技术水平、形成何种人员结构等都会做出详细规划;而这些规划中却很少涉及单位的档案管理,导致单位的档案管理工作水平落后于地勘事业发展,势必会影响地勘单位整体管理工作水平的提高。 5)监督、指导工作不到位问题。 本级档案管理部门工作离不开上级档案管理部门的监督、指导,起到把关下属单位档案管理的作用。但在实际工作过程中,由于欠缺上级部门的监督、指导,本级档案管理部门不能及时发现、纠正工作过程中存在的问题,导致本级档案管理部门工作水平难以得到有效提高。 6)管理经费不足问题。 部分地勘单位由于经济效益不高影响,可用于档案管理的经费严重不足,这样用于档案管理的设施、设备就难以及时得到更新,严重限制单位档案管理工作水平的提高。 7)工作人员队伍素质问题。 较高的地勘单位的档案管理工作水平,离不开高素质的档案管理工作人员,特别是工作人员高水平的专业素质支持。存在部分地勘单位档案管理工作由其他工作人员兼职现象,这些“兼职”人员的档案管理专业素质势必不高,加之这些人员的频繁调动、调整也会进一步影响到单位的档案管理工作。 8)不能得到有效开放和利用问题。 新时期的我们必须充分发挥档案及其管理工作作用,使档案能真正的为社会主义经济建设、社会发展服务,而这些目标的实现离不开档案的开放和利用。开放恰恰是地勘单位档案管理工作的短板,原因一方面是数字化档案工作相对滞后,不能很好支持档案开入工作,另一方面则是受到管理观念落后影响不能大胆进行档案开放、利用工作。 二、地质勘查单位档案管理工作问题对策与建议 (一)建立、健全档案管理制度,拓展档案归档范围 通过建立科学的档案管理体系来进一步健全地勘单位档案管理工作规章制度,是提高地勘单位档案管理工作水平的关键。伴随社会的转型与发展,必须建立与现代社会发展相适应的档案管理制度,必须建立与现代社会发展相适应的档案管理体系。比如,在地勘单位内部建立专门的档案科室,明确档案管理工作职能,以及将档案管理工作与单位其他工作共同纳入到单位发展规划、制度制定和考核范围之中。 (二)做好档案收集、整理、归档工作 文件收集是档案归档的重要环节,收集人员要与各部门定期进行沟通联系,建立良好的协作关系,做到重要文件、材料不分散、遗失,能够完好无缺的归档。 (三)促进档案的科学化、规范化管理 为保证地勘单位档案管理工作的科学化、规范化,首先要增强地勘单位领导、职工的档案管理工作意识,领导干部的档案管理工作意识尤为重要。因为领导重视是地勘单位档案管理工作顺利开展的前提和基础,必须视作为地勘单位重要的工作内容来抓,地勘单位档案管理工作与其他工作同样重要,同样需要制定相关发展规划来促进档案管理工作的科学化、规范化发展。 (四)加强对档案管理工作的监督和指导 上级档案管理部门有责任、有必要对下级部门的档案管理工作进行监督和指导;首先,在做好本级档案管理工作基础上,要加强对下级档案管理工作的监督和指导,工作效果的坚决予以表彰,不符合相关要求、规范的坚决予以通报、批评,并限期整改;其次,逐步扩大对下级档案管理工作的监督、指导范围,除对工作进行成果监督外,还要尝试监督其工作过程,保证档案管理工作的规范化操作。 (五)加大档案管理投入,保证管理质量 各级地勘单位都应该有计划的加大档案管理工作经费投入,目的在于确保地勘单位档案管理工作的顺利开展和工作水平的顺利提高。无论是硬件条件还是软件条件都需要一定经费的投入。档案管理专用设施是档案管理工作的硬件条件,例如档案消毒灭菌机、防磁声像柜、除湿机、移动密集架等对档案具有极强的保护作用,而档案管理系统则是软件条件,它也是档案管理工作逐步实现信息化的关键条件。 (六)加强队伍建设,提高人员专业素质 档案管理事业发展水平高低,很大程度上取决于人才专业素质水平的高低,档案管理工作人员的素质直接影响档案管理工作的水平。鉴于此,有必要将专业培训、进修学习纳入地勘单位档案管理人才培养计划之中,旨在建立一支高水平的地勘单位档案管理人才队伍,为地勘单位档案管理工作水平的提高、我国档案事业的健康发展提供保证。特别是伴随我国改革开放政策的深入,社会环境已经发生很大变化,越来越多的档案开放、利用需求在产生,要求档案管理必须向数字化、网络化方向发展,借网络的开放性特点为更多人提供服务,这些都离不开档案管理工作人员专业素质的支持,特别是较高信息技术素质的支持,因此必须加大地勘单位档案管理工作人员的信息技术培训,以及尝试招聘正规高等院校、专业的档案管理毕业生来充实档案管理人才队伍;总之,多措并举加强地勘单位档案管理人才队伍建设,为高水平的地勘单位档案管理工作打下坚实的人才基础。 作者:金丽双 单位:山东省第六地质矿产勘查院 地质勘查论文:地质勘查行业中成本核算论文 一、地质勘查行业成本核算管理存在的问题 (一)工作人员参与性低 地质勘查成本核算管理是一项系统性的管理项目,影响到施工进度、施工质量及物资管理等多个方面,需要大家积极参与到实践管理中。但是由于工作人员积极性差,在工作中没有树立责任意识,导致成本核算管理体系衔接不当,收集的资料失真,限制了成本核算管理工作的有序进行。 (二)缺乏必要的控制体系 地质勘查项目的施工成本管理涉及到施工准备、工程施工及竣工检查等方面,对每个方面都有严格的要求。由于缺乏必要的控制体系,致使管理体系衔接出错,某个环节出现错误,都会增加项目的总施工成本。其次很多工作人员没有按照既定的管理原则进行管理,存在漏管和越界管理的情况,进而导致责任不明确,管理效果差强人意。 (三)财务管理模式不完善 成本核算管理隶属于财务管理,要根据管理内容制定切实可行的财务管理体系。但是在地质勘查成本管理中由于财务管理系统不健全,导致管理模式不完善,很多财务信息失真,无法对信息进行有效的整合,增加了财务管理隐患。 二、地质勘查行业成本核算管理的改进措施分析 地质工程勘查涉及到多个手段和方式,为了对其实现统一性管理,要从实践出发,了解成本核算管理的影响因素,结合实际情况,制定切实可行的改进措施,以下将对地质勘查行业成本核算管理的改进措施进行系统的分析。 (一)加强对各项费用支出的管理 在勘查实践中涉及到很多费用的支出,包括:材料支出、设备支出、人力支出等,要从以上三个方面入手,起到控制成本的目的。控制材料的支出要从工程实际出发,根据实际需要,编制一套完善的支出计划,保证控制的实时性和准确性。其次要对材料数量进行筛查,不同工序应使用什么材料要提前准确好,达到控制施工质量的目的。相关工作人员要了解市场行情,按照工程投标的材料报价为控制依据,根据采购价格和运输费用进行精细化管理。其次是人工费用管理,业主和勘查企业之间签订合同后,勘查队伍要根据勘查工程的类型、特点及应用范围确定承包方式,根据工程规模不投入适当的人力资源。在设备管理中,要从工程建设实际出发,不同的设备适用于不同的工程阶段,在控制时要按照时间、使用数量及应用价格进行单项管理,达到降低目标成本管理费用的目的。 (二)提升管理水平 针对当前缺乏必要的管理体系的管理现状,需要相关管理人员联系实际情况,采用引进作业成本法进行有效的管理。所谓作业成本管理法是指成本对象消耗作业,将作业管理作为成本管理的核心,最终的成本管理就是作业管理的总和,也是资源消耗量的总和。在实际管理中要对各项资金支出进行精细化计算,按照成本控制和地质勘查信息要求,以此为目标根据实际情况对其进行适当的调整,将生产部门实施的项目作为考核对象,进而计算出作业成本。工作人员要根据成本动因明确成本确认的依据,结合成本投入和成本支出计算出作业成本的价格,最终将地质勘查项目涉及到生产手段归纳到地质项目成本管理中。 (三)建立有效的核算方式 针对当前核算模式不完善的现状,为了保证成本核算的真实性,要结合工程要求,制定切实可行的核算方式。作业的认定是勘查项目有全面的认识后制定的,因此需要根据动因的类型,在勘查过程中确定完善的成本核算体系。为了保证核算结果的真实性,要按照地质勘察单位的实际要求,制定出符合实际要求的核算方式,解决当前核算体系不健全,应用方式不合理的现状。其次将成本计算融合在作业管理中,改善原有的会计应用体系,包括动因分析、成本链接等,财务工作人员要具备责任意识,了解成本核算流程的同时,将工作落实到实处,在实践中不断提升自身综合能力,客观的反应成本管理内容,将其作为指导性工具应用到管理中,能达到降低成本投入,提升管理效率的目的。 (四)明确财务管理流程 在勘查行业中涉及到成本核算管理,成本管理和财务管理体系之间有密切的联系,为了加强管理,要从多个方面入手,按照既定的管理方式,明确财务管理流程。在实践中涉及到“地质项目成本费用管理”,要将其转化为生产单位认定的模式进行管理,在地质生产中涉及到成本明细管理、地质工程检测项目等方面内容,可以将作业成本纳入辅助管理项目中,借助财务核算体系实现核算管理的有效性。通过核算管理流程可以借助财务核算软件对成本进行精细化管理,核算管理流程为成本考核机制提供了完整的成本依据。在财务管理中要借助信息技术的指导性作用。信息的传递满足了成本精细化管理对成本信息传递时效性的管理,网络化办公条件为管理提供了便捷,代替了原有的人工管理方式,满足精细化管理对成本信息传递时效性的要求,使其在任何环境中都能有效的计算出勘查成本。 三、结束语 由于地质勘查行业成本预算管理涉及到多个管理体系,在本次研究中分别列举了责任不明确、工作人员参与性低、缺乏必要的控制体系、财务管理模式不完善等问题,并结合实际情况,从多个方面入手,加强对各项费用支出的管理、提升管理水平、建立有效的核算方式、明确财务管理流程等方面入手,逐渐推动勘查单位成本核算的精细化管理。 作者:刘剑华 单位:广西壮族自治区二七四地质队 地质勘查论文:地质勘查单位廉政文化论文 一、地质勘查单位的现有问题 事业单位作为由国家以国有资产举办的社会服务单位,政府即是“出资者”又是工作事务的“管理者”和工作成绩的“审核者”,在实际操作中容易出现职权不明、“越位”、“缺位”频繁的现象。同时,监督管理的职能与提供资金的职能都归于政府,无形之中为管理的混乱和舞弊提供了方便,当事业单位的管理不善时容易滋生政治腐败与工作失职。 二、廉政文化建设的方式 地质勘查单位下属于国家行政机关,其工作人员虽然并非是公务员,但对行政机关所任命的事业单位工作人员应参照行政机关国家公务员进行管理,在反腐倡廉的问题上也应向“人民公仆”看齐。在防治腐败的措施和力度上,地质勘查事业机关应该比照国家行政机关,加强思想建设、行政管理,并对贪污腐败问题严肃处理。 1.加强思想建设 归根到底,腐败仍是人的问题和思想问题,是少数“人民公仆”思想觉悟不足的结果。廉政工作应该重视对人的教育,强化治本意识,将加强事业单位工作人员的防腐廉政教育放到首位,将加强廉政文化建设作为防腐工作的基础性工作来做。在实际操作中,应该加强廉政文化建设的针对性,确保廉政文化工作的有效性,以最小的成本开展思想工作并发挥出最好的效果。针对地质勘查事业单位中的腐败问题,广大地质勘查单位可以结合现有事例和模范典型,组成“反腐倡廉文化建设小组”,深入各单位、各部门,开展普法教育和廉政教育,积极提倡廉洁自律的风范和自我监督自我纠察的行为,使廉洁思想深入大脑、渗入生活,以达到广大“人民公仆”在工作和生活中自觉抵制诱惑、主动反腐倡廉的作用。考虑到廉政文化建设应起到警示、预警的作用,事业单位应积极宣传贪腐的后果。在方法上,各事业单位可以组织工作人员旁听受贿、渎职等贪腐案件的审理现场,亲身体会广大人民群众对于贪腐分子的唾弃,组织阅读小组积极讨论落马贪官的日记、回忆录、忏悔录等反腐倡廉的第一手材料,定期参观廉政文化基地和反腐倡廉博物馆。通过这些方式,各单位可以有效地将贪污腐败的后果深入人心,起到良好的警示作用,预防贪腐问题的发生。 2.加强组织管理 从已有贪腐案件中可见,在腐败问题的重灾区常能找到制度建设上的漏洞和管理体系上的混乱。针对这一问题,加强管理监督职能是反腐倡廉工作的有力保障和政策基础。在实际工作中,地质勘查事业单位应该理清各个部门、各个职位的确切职务,明了各个工作人员的责任范围,做到有人负责、有人问责,杜绝“三不管”、“踢皮球”的现象。事业单位也应加强互相监督,在部门之内、部门之间、单位之间广泛开展行风评议工作,以民主形式积极进行自我监督和互相监督,力图做到问题早发现、早解决,将贪腐现象扼杀在萌芽之中。 3.严肃惩处腐败问题 有些事业单位出于“家丑不可外扬”的心理,为避免单位名誉受损,在发现贪腐问题时选择知情不报甚至主动遮掩,在问题曝光后尽力阻挠上级调查和新闻调查,当问题实在无法遮掩时也会极力缩小问题规模,将解决贪腐问题的希望寄托于内部警告等私下处理的方式。这种态度虽然出于保护单位名誉的好心,却忽视了组织原则和单位对国家和人民的职责,处理方式也由于打击力度过小无法起到惩处腐败、防治腐败的效果。在发现问题之后,事业单位应该坚持原则,杜绝对腐败现象的隐瞒不告或互相包庇现象,坚决对腐败问题严肃处理、透明处理、公开处理,将腐败的污泥暴露于阳光之下,保证贪腐分子受到公正、应有的惩罚。这种严肃处理贪腐的行为也能有效规范事业单位的纪律,成功地震慑住潜在的贪腐分子,避免侥幸心理的滋生。 三、结语 贪污腐败问题是我国社会主义事业中的恶瘤,也是我国当前面临的紧迫问题。为了贯彻十七届中央纪委第六次全会的精神,切实开展反腐倡廉工作和廉政文化建设,在地质勘查单位中积极采取措施防治腐败有其现实意义与必要性。通过分析当前地质勘查单位的廉政文化建设现状,各事业单位能够更好地指导廉政事业的开展,有效地打击贪腐分子的嚣张气焰,对于建设良好的社会风气和实现廉洁高效的行政管理有着深远的意义。 作者:王猛 单位:河北省地矿局第四水文工程地质大队 地质勘查论文:地质勘查项目成本管理分析 一、地质勘查项目成本管理的存在问题 我国的市场经济发展脚步越来越快,市场经济体系进一步得到完善。我国地质勘查单位还没有形成完整的成本核算体系,显然不能满足市场经济发展的需要。成本管理延用的是90年代的核算机制,落后的方法与国外成本核算信息技术化形成鲜明对比。 二、地质勘查项目成本管理的策略 (一)原则 对于需要进行地质勘查工作的企业或单位来讲,其成本管理紧紧围绕施工项目成本控制原则展开,项目经理处于中心地位,必须拥有大局意识,站在全局高度上进行施工过程的成本控制。主要遵循的原则的五个,一是成本最低化原则、二是全面成本控制原则、三是动态控制原则、四是目标管理原则、五是责、权、利相结合的原则。 (二)策略 一是健全目标责任成本管理体制,实现责任、权力及利益的有机结合。要想使施工企业成本管理工作朝向健康有序的方向发展,就必要坚持责任权利相结合的原则,达到三者的有机结合。施工项目的成本管理对于企业来说是非常重要的,事关市场经济条件企业的生死存亡。它不能单纯看做是财务部门及财务人员的工作范畴,而是需要企业管理层、项目执行层、劳务作业层共同承担责任的大体系。这就在客观上要求企业必须建立以项目经理部为核心的责权利相结合的成本管理体制,确定项目经理的主体地位,然后层层分解项目目标成本责任,逐级分配,逐级落实,逐级负责。工程项目成本管理过程中,除了明确项目管理人员的责任外,还要给予他们相对等的权利,才能确保职责充分有效的得到履行。另外,建立激励机制也是十分必要的,用一定的奖励去激励员工的工作热忱,可以有效提高工作的自觉性,在一定程度上帮助企业提高经营管理水平。 二是建立科学评价体系,有效完成成本的预测工作。成本预测包括人工费、材料费、机械使用费等费用预测和成本失控的风险预测。通过有效的成本预测,可以提供贴合项目实际的最佳成本方案,从而加强了项目的薄弱环节,克服了工程盲目性,确保施工项目成本的有效形成。加强成本管理,就是要学会用发展的眼光看待问题,站在一定的高度上对成本做出科学预测,结合地质勘查项目的施工条件、机械设备、人员素质等方面情况,运用科学的评估体系对项目的成本目标进行预测,为编制科学、合理的成本控制目标提供依据,从而有效降低企业成本。 三是强化成本管理方法,不断创新工作思路。地质勘查项目成本管理的唯一出路就是实现信息技术管理,只有依靠信息化的技术手段,才能有效清除业务关联部门间的信息沟通障碍,快速有效的反映成本相关信息。这就需要在项目施工以前,公司和项目部完成对资源的优化配置,进而保证施工过程中均衡的使用资源。施工现场状况极其复杂,需要运用计算机软件对收集到的资料进行分门别类,及时准确的对信息进行汇总统计。建立信息化平台可以使业务处理起来更加规范,透明的工程成本信息为管理层制定决策提供了科学有效的依据。 四是建立施工项目成本动态管理体制,有效实施动态控制。动态控制的对象包括人工费、工程材料费和机械设备管理控制。项目部要依据市场的活动变化,考虑有可能发生的风险,科学测定人工费包干,减少费用开支。在施工过程中,严格执行公司制度,定额发放,严格执行采购计划,加强工地保管。根据工程实际需要,选用机械设备要科学合理,以最大限度发挥机械的功能和效用。 三、结束语 综上所述,地质勘查项目管理体系当中的重点是项目成本管理。只有加强项目成本管理,才能从根本上解决企业降低成本的问题,从而有效改善企业经营环境,扩大经济效益,顺应市场经济激烈的竞争。 作者:杨雪莉 单位:福建省197地质大队 地质勘查论文:地质勘查工程施工管理 一、地质勘查工程施工管理的内容 第一,地质勘查工程施工管理还要做到合理的组织、安排各阶段的施工情况,及时跟踪勘察各项施工指标的信息传递与处理,监督施工工程是按照要求进行的,从而实现目=标的最优化。第二,地质勘查工程施工管理也要注意在工程完工后必须做好验收工作,包括提前的准备工作和施工工程的交工验收。第三,对客户进行适当的回访,并对施工的建筑项目进行定期的检查和维修。 二、地质勘查工程施工管理的现状 地质勘查工程施工管理对工程有着十分重要的意义,但是就目前的情况而言,工程施工管理中仍存在着很多问题。第一,在管理过程中,由于领导人员的相关认识不到位,整体管理水平不高,造成工作过程中对某些重要问题的决策错误、计划漏洞、协调不足等影响。除领导人员外,其某些工作人员态度散漫,不认真、不负责,并存在某些麻痹、侥幸和事故难免的思想,从而导致有些本不该发生的事故发生。第二,工程施工的管理存在某些漏洞。尤其是安全管理薄弱、责任落实不足,缺乏约束力;某些企业目光短浅,只追求片面的短期的经济效益,主观随意性大,造成管理混乱。第三,管理规章制度不健全或不适合本单位,工程与实际联系不密切等,使作业人员对违章操作现象的存在习以为常,也会导致事故隐患得不到及时治理。第四,此外,由于管理不善或管理疏忽造成材料供应不及时、不准确、不充足,企业的资金不到位、调拨款不及时或资金不足,机械设备挑选不当、供应不足、操作生疏、机械故障、维修不利、使用机会少、更新慢等问题的产生或多或少也会影响到工程的施工进度,造成施工成本的增加和工程事故的发生。 三、地质考察工程管理的新思路 现在市场竞争地日趋激烈,企业必须尽快增强自身竞争实力。企业管理必须有所改进和创新,必须不断探索其新的思路。第一,企业首先应从思想上重视管理,努力从领导层有效地提高企业的管理意识和管理水平,注重培养企业各部门和工作人员的责任感,使地质勘查企业能获得健康稳定的发展。除要增强对管理的重视程度和管理水平外,还要注重加强各部门彼此间的合作。第二,建立健全企业的管理体系和管理制度。尽可能地做到计划、控制和分析三步并重。现在我国大多企业的管理没有全面的系统性的管理观念,过程控制不足,因而全面建立健全管理体系对工程施工的全面管理有着极为重要的指导意义。第三,要加强地质勘查工程施工管理,加强施工过程中的监督,对施工工程进行检验、分析和总结,以提高施工工程的效益。第四,加强施工过程中的责任考核制度。将施工工程的各个环节负责人及负责的任务在管理中具体化、细致化,并对员工进行有效的考核奖惩。第五,建立一套切合企业本身实际情况的企业管理制度。以企业自身的现状为出发点,不断加强管理力度和管理效果。第六,加强员工的整体素质的培养和提升。要对员工进行适当的学习和培训计划,从而增强员工的管理能力,提高管理水平,改进管理方法,升华管理理念等。 四、结语 综上所述,现阶段中,地质勘探施工工程管理内容繁多细致,管理面覆盖的范围较广。而现实中的管理制度地往往存在较多不良问题,加强管理势在必行。所以,探索地质勘查施工工程的管理的新思路是非常重要的。我们必须从企业自身实际出发不断完善管理机制,加强人才的培养和选拔,细化管理内容,出台并完善责任奖惩制度等,为企业的不断发展谋求新的契机。 作者:刘鹏 陈延启 单位:青海省第二地质矿产勘查院 地质勘查论文:地质勘查项目管理及成本 一、地质勘查项目成本控制存在的问题 (一)项目成本控制意识薄弱以前,地勘单位数量较少,以公益性地质勘查为主,工程项目主要由国家直接下达任务,其经费也是由中央财政部门直接转拨,在项目实施过程中,对项目成本支出控制意识差。近年来,随着市场经济的飞速发展,我国地勘单位日益增多,竞争日益激烈,地勘单位面临着巨大的生存、发展压力,对项目进行成本控制的改革势在必行。当今社会,很多地勘单位的管理者、项目负责及管理人员对项目成本管理的重视程度不够,成本控制意识不强,成本管理体制不够完善,成本控制措施执行不力。 (二)项目成本控制力度有待加强地勘单位成本管理力度欠缺主要表现在以下三个方面: 1.成本控制时间不对。很多地勘单位成本控制时间局限在项目开工到完工阶段的成本管理,但是地质勘查项目的成本管理不应只包括上述时段的成本控制,还应包括项目前期的市场调查、项目信息跟踪、投标成本以及质量保修成本等。 2.成本控制方法较为落后。目前很多地勘单位均没有采用现代化的管理手段对项目成本进行分析,无法找出项目成本的影响因素,降低成本管理的效率。 3.成本控制动态管理效果差。很多地勘单位成本控制没能跟上成本发生步伐,普遍都是成本发生过后才对成本进行控制,无法对成本目标进行动态管理,成本控制效果差。 (三)缺乏对人力资源成本的管理 缺乏对人力资源成本管理主要体现在以下几个方面: 1.高素质人才流失严重,由于地质勘查工作较为艰苦,队员每年大部分工作时间在野外,导致其家属安顿工作做不好,使得地质勘查人员的流失严重,造成了沉重的人力资源负担。 2.地质勘查技术的专业性很强,而一些地质勘查单位在上世纪军转民过程中产业转向,在前几年才又逐步恢复,使得专业人才出现青黄不接,再加上新引进的地勘人才缺乏后续系统性、针对性培养,使得地质勘查人员综合素质提升速度不快。而地勘单位的工作人员素质水平会影响到单位的整体技术水平和管理水平,与此同时也对成本管理造成严重影响。 二、对地勘单位工程施工项目的成本控制 企业的宗旨是为了创造最大的经济效益,而有效地控制企业工程施工项目的成本,又是地勘单位创造最大经济效益的最主要措施之一。如何加强地勘单位工程施工项目的成本控制是一项复杂的系统工程,涉及到的方面较多,涉及到的控制点也较多,因此,地勘单位的管理者必须认真思考工程施工成本的控制问题,制定出切实可行的成本控制制度,用制度约束人、管理人,用制度控制工程施工项目的成本。 (一)准确编制工程预算书,慎重承接业务 由于地勘单位工程施工项目不可预期的支出因素较多,所以地勘单位在决定承揽各项工程施工业务时,应当组织专业技术和工程预算小组,对所承接业务的各方面情况进行全面了解和风险评估;同时,要预先做好项目实施踏勘工作,充分考察了解各项可能发生的各项重大支出项目,认真编制项目考察和风险评估报告和工程预算书,并按照单位制定的项目承接工作流程,决定工程施工项目的承接,尽可能做到准确无误,避免造成各项重大预期支出因素的遗漏,慎重承接每一项业务,以保证每个项目均能够取得一定的经济效益。 (二)推行全面预算管理 对于决定并签约的工程施工项目,单位要结合国家统一的预算定额和单位自行制订的各项成本定额,与项目经理签订项目成本预算管理责任书,推行工程施工项目支出的全面预算管理,由项目经理对工程施工项目的成本全面负责,做到责任、权利与义务的相结合。工程项目完工后,要由财务部门认真考核计算每一个工程施工项目预算指标的完成情况,并按照项目成本预算管理责任书的相关奖罚条款认真执行。 (三)做好工程结算工作 由于地勘单位工程施工过程中不可预期的支出因素较多,同时,与委托方结算全部价款的工作应当同时纳入项目负责人的管理责任书,作为对项目负责人全面考核制度的内容之一,以增强项目负责人的责任心,避免给单位造成坏账损失。其次,因为地质勘查工作是以智力投入为主、工程投入为辅的专业性工作,这就要求地勘单位平时注重员工培训,一方面加强缺什么补什么的快速补给培训,另一方面是注重员工长期规划发展的系统培训,使技术队伍整体水平快速提升,为项目实施提供足够的智力资本,也为项目施工过程中各项工作开展的有效性和创新可行性提供保障,从而有效控制施工成本。 三、结语 综上所述,地质勘查的定额标准是地勘单位生产技术水平的表现,因此,要实现成本优化控制目标,必须要制定适应单位自身发展需求的定额标准。地勘单位可以使用计算机技术对资料、数据等进行整理、研究、分析,制定出最优的定额标准,所制定的定额标准应能反映地质勘查行业的特点,同时也要反映出本单位的基本情况。在制定科学、合理的项目预算定额标准时,要及时将各个工程项目施工的成本信息、数据等详细记录下来,为定额标准的制定提供可靠依据。 地质勘查论文:地质勘查中矿区水文地质技术问题 摘要:现如今,我国经济的发展已逐步跻身世界各国前列,与此同时,科学技术水平也取得了显著的提高,国内的地质勘查行业迎来了现代化发展的新格局,很多水文地质的高新技术开始被研发或引进过来。众所周知,水文地质是开展地质勘查的基础,随着地质勘查技术的不断优化,水文地质在地质勘察中的作用也日益凸显出来,然而在地质勘查的具体实践中,水文地质却是极易埋下隐患的薄弱环节,这无疑会对地质勘查工作的顺利开展造成很多不利的影响,甚至会引发一系列的地质灾害,威胁地质人员的生命安全。本文简析了地质勘查中水文地质的重要性,并结合具体案例指出了地质勘查中水文地质的相关技术。 关键词:地质勘查;水文地质;技术问题;工程 在地质勘察中,应用合理的水文地质技术对于推进勘察计划的顺利实施,具有得天独厚的重要意义。先进的水文地质技术是地质勘查工程开展的先决条件。我国的地质勘查行业发展至今,其中的水文地质相关技术问题已得到有关部门的密切关注,相应的研发资金和科研流程都在顺利推进,这也表明了没有先进的水文地质技术做后盾,是很难提高地质勘查工程的效率的。然而从目前看来,我国的个别地质勘查工程对水文地质技术问题的重视程度还不够,很多工作没有切实落到实处。在地质勘察中,必须围绕工程的实际情况,认真核算从勘查场地中所获取到的数据,积极应用水文地质相关技术手段,让水文地质相关技术在地质勘察中得以大显身手,从而不断促进地质勘察质量的提高[1-3]。 1地质勘查中水文地质的重要性 水文地质相关技术是完成地质勘探施工的重要手段,在具体操作中会涉及到一些水文地质测绘方面的工作,其目的是勘测并确定较高深度的水文地质特点。在地质勘测工程的具体施工中,要依照施工场地的具体水文地质条件,综合考虑地缘因素,谨慎选择勘探技术,从而明确地质勘查区域的水文地质特点。水文地质技术所涉及到的工作范围比较广泛:首先是关于地下水的种类和含水层的辐射区域;其次是地下水的静止高度和变化规律;再次是探究主客观因素对地下水位的制约作用。 2地质勘查中水文地质的相关技术 2.1水文地质测绘 水文地质测绘技术在地质勘察设计的初期应用的概率较大,测绘的大体范围涉及到勘察探测地下水的类别、规模并探究水循环体系,详细来看就包括在指定地质图的帮助下开展探测与核算工作。水文地质测绘技术发展至今,又引入了其他先进技术,如遥感影像技术等,这对于进一步提高测绘效率和质量起到了极大的促进作用。另外,水文地质测绘还受到季节的制约,通常在旱季开展溪沟探测工作,针对特殊井、泉的核查工作大多安排在降水较多的月份进行,以便于取得更为精确的地下水的宏观流动频率。 2.2钻孔透视仪测量岩溶 钻孔无线电波透视法,是根据无线电波传输的原理而研发出来的一种水文地质技术,现如今在地质勘探工作中也有了用武之地。隐藏在地表下的岩石实际上是有电磁波在流动的,其流动速度和透视长度均会因岩石的特质不同而有所变化。受到这一现象的启发,技术人员把无线电发射机放在一个钻孔内,在一定懂得范围外又设置一个钻孔并安置接收机,如此一来,只要无线电发射机有电波进行传播,接受机就能感知到讯号。 2.3物探技术 在水文地质的各项技术手段中,物探的技术含量可以说是首屈一指的。该技术主要用于探测岩溶萌发期的扩散范围、地下水的坐标、断裂含水层的坐标和咸水与淡水的交界处等内容。在地质勘查的具体工程施工中,通常不单一应用某种技术手段,而是根据需要适时地应用多种技术联合操作,从而不断提高水文地质勘察的实效性。从地质勘测的实践经验中可以看出,物探测井技术与钻探技术是一对很好默契的搭档,在具体操作中大可放心地把二者结合起来,相辅相成,相得益彰,从而不断提高明确水文地质特征的准确率。东方物探249队提前精细踏勘、优化设计,在实践中积极应用物探技术,特别是在井震联合项目施工中,考虑到英北三维工区海拔最高3400米,天气条件差,山地地势复杂,沙漠区沙层巨厚,车辆通行困难,施工队结合天气变化合理调整计划,见缝插针组织生产,将恶劣天气对生产的影响降到最低,而这其中物探技术功不可没。 2.4钻探技术 从一定层面上来讲,钻探的垫脚石当属测绘与物探,接下来还要依靠钻孔技术来明确地质水文条件的详细数据。钻探技术的关键环节是勘探线与点的选择,一定要严谨科学,同时钻孔的构造同抽水实验以及成井不能有丝毫差异。如果想探测出边界的准确坐标和详细的特性,钻孔位置就要选在地下水层的边缘处。钻孔的位置要随着取水工程的变化而有所改变,其目的一方面是为了降低探测费用,另一方面也便于把个别钻孔用来进行后期的开采使用。与其他发电方式相比,干热岩发电的单位成本低,而且基本不污染大气。但由于深处地下几千米,开采难度超过页岩气。江钻股份力克时艰,积极应用钻探技术,在青海省共和县地下2230米处勘查到了干热岩,温度达到153度,成为我国首次发现的可大规模利用干热岩资源。 2.5抽水测试 钻孔抽水试验作为地质勘查中水文地质测试的一项核心技术,在开展探测地下水水量等方面的工作中功不可没,特别是在含水量较多的地层更是可以大显身手一番。然而即便如此,在具体的应用过程中还是有很多关键环节需要进行特殊把控:在设计抽水试验孔的过程中要参照勘探孔的设计,二者的差异要尽可能地降到最低值;抽水井与生产井是一对“小伙伴”,在设计中要保持一致性;抽水的能力要以所预期的取水量当作执行依据;观测孔要辐射全部观测范围,以避免信息的局限性;抽水时间通常安排在旱季,以便于实现降深数值的提升、探究水位变化规律的精确,提升探测的科学性。另外值得注意的是,抽水试验的周期较长,通常需要一个多月的时间。综上所述,随着经济和科学技术的迅猛发展,我国的地质勘查行业取得了一定的成绩,然而,在地质勘查行业中的水文地质技术是不可忽视的重要方面,需要在实践中不断摸索、总结,让水文地质相关技术在地质勘查工作中日益发挥出更大的作用。 作者:马文国 单位:青海省有色地质矿产勘查局八队 地质勘查论文:水文地质勘查中遥感技术的应用 摘要∶我国北方大部分地区,地表水资源较为匮乏,人们生活生产用水大都由地下水资源提供。因此,提高地下水资源的勘察、开发利用是当地社会发展的必要条件。本文以此为主要研究方向,希望通过对地区卫星遥感数据分析,对一个地区的地下水位分布状况进行更为准确合理的评价、判断。本文全面论述了遥感技术在水文地质勘察中的应用原理,并对水文地质的遥感技术勘察结果进行细致的分析和解读。 关键词∶遥感技术;水文地质;应用探索 本文利用新兴的综合性遥感技术作为探测数据来源,其原理主要是依据遥感器对地表物体进行探测,利用波谱的不同反应来识别地面上的各类地物。利用遥感技术对地下水勘察相关因素信息进行科学准确的评价、判断。通过对地表含水断层、线性构造、裂隙、地面湿度等信息,准确地评价一个地区的地下水资源。同时,微波遥感还能够直观的对地下潜水层进行探测,使地下水资源的开发利用更为全面、科学。 1.遥感技术应用概述 1.1遥感技术概念及特征 目前,人们对于遥感技术的普遍定义为从远处探测和感知事物和物体的技术的统称。因此遥感技术有以下几个特征。首先,遥感技术相较于其他探测技术来说,探测的覆盖范围较大。其次,遥感技术获取的探测数据,信息种类众多,手段多样,技术也相对先进。最后,探测信息表现大多是通过图像的形式来表现,获取探测数据信息方式更为直接、快速。同时整个探测用时也相对较短。 1.2遥感技术体系概述 遥感技术的应用体系一般为探测信息的获取、传输、解译和应用。其中信息的获取主要通过对地表物体波谱进行探测。通过专业的遥感探测数据传播设备和软件对初步信息进行传输,然后再对原始探测信息进行对比统计处理。信息的解译则是主要通过模式识别、模拟实验和地物分析等方法进行信息的细化。最后对这些经过解译的系统性数据信息进一步的应用加工。 1.3遥感技术水文勘察中具体应用流程概述 在水文勘察中,遥感技术的具体应用重视对地下水位有关的环境因素的综合分析,同时注重对遥感图像数据的处理方法。具体应用流程如下∶首先,对勘察地区背景进行必要了解,同时,确立明确的水文勘察目标。根据目标收集相关原始资料。其次,围绕勘察目标对遥感技术的相关原始资料进行分类。对各遥感资料信息进行细致的遥感图像信息处理。同时,根据各类信息不同的遥感图像波段,进行合成波段的合理选择。以此对各类遥感探测图像信息进行解译。然后,再加工各类相关资料信息的解译结果。综合分析地下水位的分布情况,根据土壤的水分、反射率、像元关系等原理,构建科学合理的地下水位分布模型。根据土壤水分以及地下水位分布模型,对单波段以及多波段地下水位进行详细估算。把估算结果和地区背景资料、历史勘察资料等进行对比,检验勘察结果。最后,构建更为全面合理的地下水位分布模型,进行详尽专业的勘察结论以及勘察土建制作。 2.水文气象条件概述 水文气候条件是影响地下水资源最为直接的环境条件。其主要包括地表水文条件以及气象环境条件。地表水文条件包括地区的河流、湖泊等地表水系环境,以及这些地表水系分布位置地表蓄水量。地区地表水系条件的优劣对判断地下水资源有很好的参考价值。气象环境条件包括地区降雨量、地区季节温度、风速等气候条件。降雨量也是判断地区地下水资源的重要参考依据。温度包括日照时长日照强度等,通过这些条件能够准确地判断地区水分蒸发情况。同样道理,也要对地区风速进行详细定量侦测。这些气候环境条件的数据获取首先要以年为单位,判断地区长期所处的气候环境。同时还要获取地区短期的气候环境数据。通过当前气候环境的变量来判断地区所处的水文气象条件。 3.地下水资源遥感勘察具体应用方法概述 遥感技术对地下水资源的勘察主要依赖于卫星拍摄的当地地形变化以及气候特征等因素信息,然后通过地质学解译标志进行处理。解译标志的方法大致可以分为两种。一种是直接解译标志,一种为间接解译标志。本文采用的是人机交互式的间接解译标志中的人机交互式解译方式。首先,应该对地下水资源相关的地形地貌遥感图像、以及岩性构造、土壤植被、地表水系特征等进行遥感特征分析。其次,通过对遥感图像中光谱信息的提取分析,判断地层岩性情况。确定地区是否存在潜水含水层以及易存水性地层岩性构造。最后,通过数学统计学技巧以及模型学技巧等信息处理方法,对地下水位进行单波段和多波段的评估模型构建。同时,对评估结果进行进一步实测印证,确保遥感技术勘察数据能够更加准确的反映地区地下水资源分布情况。 4.遥感信息分析方法概述 本次所采用的信息数据分析方法主要通过对遥感图像的解译,再结合地区水质气象环境条件的探测以及对地区地形地貌的判断,对地层岩性以及具体位置信息的判断,最后,通过综合多波段模型呈现的水文数据的变化规律等信息,分析地下含水层分布情况。从而能从多个角度对影响地下水资源分布的各个因素进行具体判断。更加准确的对地区的地下水含水层数量、地下水储存量、地下水深度、水质、形成年代等进行分析,为开发利用当地地下水资源提供更加全面、科学的勘察数据。 5.遥感图像数据处理以及水文地质信息提取方法分析 5.1遥感数据类型的选取 由于不间断的遥感影像成像方式以及独特的对地物的表现方式,遥感图像数据也有明显的特征。因此,在进行遥感图像解析之前应该选择更为适合的遥感图像类型,然后再根据不同图像类型的地物波谱特性曲线来选择合适的解译波段。例如对于水体多采用TM1波段进行解译,岩性识别则一般会用TM5或TM1波段进行,而对于植被则采用TM2波段进行。影响遥感数据类型选择的因素主要包括环境因素以及解译目标等影响。首先,环境因素包括,遥感探测时间以及地形特点等。如对于地质、地貌等遥感数据的解译一般选择在冬天进行遥感影像探测。而对于植被的遥感探测多选择在春季和秋季。另外,考虑解译目标的面积大小以及时间跨度等因素的不同,所选择的遥感影像尺寸以及波段变化组合等也要符合解译目标的实际需求。 5.2遥感数据的处理 在遥感数据处理中,由于遥感数据特殊的传输处理方式,很容易对遥感数据在传输过程中或软件工具处理过程中出现对比度下降、几何变形等失真现象。因此,首先要对出现失真现象的遥感图像进行科学的误差校正,而误差校正要分两个部分进行。首先,对遥感数据辐射量的校正。遥感图像的辐射量主要是指图像的光谱辐射特征。光谱辐射特征会在经过大气层或传感设备本身是受到一定的影响而出现辐射量误差。因此,应该根据具体的数据对比、数据分析等手段确定误差的范围。然后通过对传感器的工作参数进行微调来校正这种误差。其次,遥感图像几何位置的误差。对于遥感图像像元位置的误差,可以通过以一个典型的准确的地物作为空间位置的控制点,根据控制点对地表坐标和遥感图像坐标进行统一校正。 5.3图像合成波段的选择 大多数勘察对象的地物组成成分都较为复杂,不同地质结构的遥感波段参数也不同,其表现出的光谱特征也有差异。同时,同样的地物在不同波段上所表现出来的光谱特征也不一样。因此,大多数情况下,都要选择遥感图像合成波段对地区地物组合进行全面分析。我们可以依据地区水文地质勘察结果以及图像数据提取目标、各种岩层光谱效应以及各个波段光谱信息等因素,综合考虑,选择更为合适的遥感图像合成波段。 6.结论 本文通过对遥感技术的应用特征以及应用技巧入手,对遥感技术在水文地质勘察中的应用流程进行了进一步说明。本文认为在进行复杂地质环境的水文地质勘察工作时,可以应用遥感技术把水文地质勘察工作。通过对地物遥感图像的定量分析,对影响水文地质的各方面因素进行科学评析。继而更加准确客观的全面判定地区的地下水资源状况。由于本人能力有限,缺乏遥感技术实际应用经验,对于遥感技术的应用知识系统和实践经验不足。可能会对遥感数据的解译过程出现一些不够严谨的理解。对于这方面的欠缺,希望能在今后的工作学习中得到补充。 作者:吴延明 单位:山东省鲁南地质工程勘察院 地质勘查论文:GIS在地质勘查找矿应用中的关键 摘要:随着科学技术不断发展,地理信息系统在地质勘察领域得到了越来越广泛的应用,不仅提高了信息采集效率,并且保障了数据的科学性和有效性。GIS系统的本质就是一种空间信息系统,在现代计算机技术支持下,该系统可完成对部分或整个地球表层空间内相关数据的采集、管理、存储、处理和分析等操作。作者从地质勘察入手,就GIS系统的应用现状及应用过程中涉及的关键问题进行了分析,以供相关人员参考。 关键词:GIS;地质勘察;找矿应用;关键问题 GIS地理信息系统(GeographicInformationSystem),也被称为资源与环境信息系统或地学信息系统。GIS系统是现代信息技术在空间信息采集、整理方面的重要应用,可以完成对一定空间内相关地理分布数据的采集、管理、存储、处理和分析等操作,将其应用于地质勘查找矿,可有效提高信息采集效率和数据质量,对于优化地质勘察工作质量有着重要的现实意义。但就目前GIS系统的应用而言,仍存在一定的问题,尤其是一些关键性问题,限制了GIS系统效用的发挥。本文即从地质勘察找矿入手,就GIS系统的应用关键问题进行了分析,具体内容如下。 1地质勘察领域中GIS系统的应用现状分析 随着社会经济不断发展,国土资源的重要地位越发突出,作为人们生活、生产重要的基础资源,通过现代化的技术手段,提高国土资源的有效利用率,具有重要的现实意义。在地质勘察过程中,加强GIS系统的实际应用,借助其空间信息数据采集优势,可以更好地满足地质信息化发展的实际要求,提高地质勘察的工作质量和工作效率。此外,随着科学技术不断发展,地质调查数据库对应的信息系统也得到了相应的优化和升级,不仅进一步提高了数据的采集效率和科学性,同时实现集数据处理、绘图、解释功能于一体的综合服务。这样的综合性服务也体现出GIS系统的多元性和综合性特征。就当前的地质勘察找矿工作而言,GIS系统应用较为广泛,对于我国矿产行业,甚至国民经济的良性发展,起到了积极的促进作用。 2地质勘察领域应用GIS系统的关键问题分析 就地质勘察找矿工作而言,GIS系统是其信息化建设发展的主要手段,在地质信息采集、数据信息分析等方面,有着十分重要的应用。通过对矿产资源与地质信息间关系的科学分析,可以帮助提高矿产生产的科学性,从而更好地满足地质找矿工作的实际发展需求。为进一步提高GIS系统应用的实效性,地质勘查人员在实际操作过程中,应重点控制以下几点内容。 2.1注意提高数据信息的综合质量就目前的地质勘察找矿工作而言,GIS系统在其中的实践应用效果,直接受其基础数据库建设效果影响。为提高数据库建设的科学性,保障数据库质量,相关工作人员在数据库建设实施过程中,必须遵照相关规范标准要求进行操作,并注重对于数据库信息精度、比例尺等条件的精准控制,进而为GIS系统的有效应用奠定扎实的基础。地质勘察工作是一项系统、复杂的工作,在地质信息采集工作过程中,涉及物理性质、地质矿产以及遥感地质等多方面的地学信息。不同种类的地质信息在表现形式方面有着较明显的差异,为提高信息采集的工作效率和数据信息质量,在实际操作过程中,就要求工作人员依据相应的规范要求,对复杂的地质信息进行科学的划分和管理,从而降低数据信息采集难度,提高数据信息综合治理,实现GIS系统真实效用的有效发挥。针对地质信息元数据而言,在其整理利用过程中,相关工作人员必须从内容和基本特点两个角度进行分析,以实现基础应用范围上的优化处理,提高元数据信息的科学性和有效性。数据信息作为数据库的基础组成,其真实性和有效性直接影响着数据库的建设效果,相关工作人员在数据采集阶段,需重点把握上述几点控制内容,以满足数据库建设的实际需求,确保数据信息质量,为GIS系统的后续应用,创建良好条件。 2.2注意保持信息标准的统一化在现代信息技术的支持下,GIS系统可以实现有效地信息共享功能,因此在地质勘察实际应用过程中,必须严格遵照国家资源部规定的行业信息标准进行操作。目前,我国国土资源部已经具有了1:500000信息标准,同时正在建立1:200000的数字化空间数据库。应用统一化信息标准的根本目的在于提高信息数据的共享效率,避免不必要的重复性基础劳动。另外,如在实际操作过程中,发现超出规范范围内的特殊信息,即可实现对标准的进一步补充和完善。 2.3注重对空间数据库的不断完善就GIS系统在地质勘察领域的应用体系而言,空间数据库占据核心地位,是综合分析多源地学信息和各类信息查询检索功能实现的重要基础,只有工作人员不断完善空间数据库,提高空间数据库的综合质量,才能为GIS系统的实践应用提供良好的基础支撑,发挥出GIS系统的实际效用,提高地质勘察的工作效率和工作质量。因此,相关工作人员在数据采集阶段,应根据相应的标准对基础数据信息进行科学分类,根据数据信息基础特征完成对空间数据库的设计,以满足空间数据库的建设需求,提高空间数据库的科学性和合理性。 2.4注意选择合理的综合分析方法空间分析模型的科学性直接影响着GIS系统在矿产资源预测中的应用效果,通常情况下,空间分析模型越合理,矿产资源预测的成功率越高。在GIS系统实践应用过程中,空间分析系统可实现多种基础数据操作功能,具体包括属性分析、空间分析、二位模型分析、数据检索、以及三维模型分析等,工作人员应在综合考虑应用需求差异、矿种差异以及矿床类型差异的基础上,确定合理的空间分析方法,并相应完成空间预测模型的建立工作,以优化GIS系统应用效果。 2.5注意相关专家的经验积累GIS系统的实践应用,为地质勘查专家提供了更加先进、高效的评价工具和信息处理手段。因此,相关专家应充分认识到GIS系统的工具性,应用其现代化技术优势实现对多源地学数据集成化管理,降低模型建立难度,提高空间数据分析能力的基础上,通过数据科学取舍、设计空间数据库、以及建立和优化空间模型等实践操作环节,不断积累自身专业经验,从而实现GIS系统的有效应用。 3GIS系统应用注意事项分析 GIS系统的实践应用是一项系统、复杂的工作,具有基础性、持续性、多学科性特征,为进一步提高GIS系统的应用效用,相关工作人员在正式系统开发前,应对系统的目标用户、开发目的以及具体功能进行确认,深入了解用户需求,对系统设计进行优化和完善。此外,地质勘察人员应优先在地学资料丰富、成矿地质良好的区带进行GIS系统试点应用,不断积累GIS系统的应用经验,以建立系统、完善的GIS系统应用标准,促进GIS系统更加广泛的应用发展。综上所述,GIS系统作为一种现代化的信息管理系统,应用于地质勘察找矿工作,可有效提高数据信息采集效率和数据质量,从而优化地质勘察找矿工作的工作效率和工作质量。因此,相关单位应全面重视GIS系统的实践应用,从数据质量控制、空间数据库优化设计等方面入手,规范GIS系统应用行为,以提高GIS系统的应用效用,促进GIS系统的进一步应用发展。 作者:路明亮 单位:河南省有色金属地质矿产局第四地质大队 地质勘查论文:地质勘查中水文地质问题措施 摘要:在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是易于被忽视的问题。因此,为提高工程勘察质量,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的。 关键词:工程地质勘察;水文地质;研究 实践证明,在工程勘察、设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要的问题。之所以重要,是因为水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。至于容易被忽视,是在实际的勘察工作中,在勘探成果内因为很少直接涉及水文参数的利用,在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。 1水文地质勘察的内容 1.1自然地理情况 这方面的主要有地形、地貌以及气象水文特征等等内容。 1.2地质环境情况 这个内容包含了工程所在地的地质构造,包括地质基地构造,包括对第四系厚度的控制,还包括地质的岩层和新构造运动等等方面。 1.3地下水的水位情况 这一情况包括最近2~5年以来地下水水位的变化情况,包括地下水的补充供给和排泄的条件,还有地表水、地下水之间的补排关系,加上这些关系和条件对地下水位造成的影响等等。其中地下水位的变化是工程勘察的重点。 1.4含、隔水层情况含、隔水层情况 包括地下水的类型、水位、流向和变化的幅度,含、隔水层的埋藏条件;主要的含水层分布、埋深、厚度情况。此外,还应凭借现场的勘探试验,通过测定地层的水位传导系数、渗透系数、导水系数、压力传导系数等等水文地质参数,准确判断此处的地质条件是否会影响地下水的渗流状态。 2工程地质勘察中水文地质评价内容 在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容: (1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。 (2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。 (3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。 (4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。 3岩土的水理性质岩 土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。3.1地下水的赋存形式地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。 3.2岩土的主要的水理性质及其测试办法 (1)软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。 (2)透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验、渗水试验和压水试验求取。 (3)崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。 (4)给水性,是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能,以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。 (5)胀缩性,是指岩土吸水后体积增大,失水后体积减小的特性,岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚,失水变薄造成的。 4地下水的地质危害 水位上升引起的危害:潜水位上升的原因是多方面的,主要受含水层结构、气温、降雨量、总体岩性产状及人为因素如施工、灌溉等影响,潜水位上升会使岩土体盐渍化或沼泽化,从而导致建筑材料的腐蚀性增强,还会使河岸、斜坡等岩土体产生崩塌、滑移等不良地质现象。 5结束语 在工程地质勘察过程中,地下水和岩土体都是重要的影响因素,两者结合产生的作用,会直接影响到工程和建筑的稳定性、安全性。所以准确查清楚地下水的情况,可以为工程提供第一手的安全材料,消除隐患 作者:丛洋 单位:承德市地质大队 地质勘查论文:水文地质勘查在环境地质勘查的运用 摘要:我国社会经济虽然得到不断的发展,同时也带来了许多负面的影响,比如环境问题越来越严重,对人们的工作生活带来了很大的威胁。环境地质灾害的发生使得我国经济造成了很大损失,因此,加强对地质环境的保护越来越重要。本文分析了水文地质在环境地质检测勘察中的作用以及内容,使得环境地质灾害的预防和控制得到了重要参数信息和依据的提供。 关键词:水文地质;环境地质;勘查;应用 社会不断得到发展的情况下,资源的的被开采和利用程度逐渐上升,对环境的破坏也逐渐加重,造成了严重的环境问题。近些年,我国的环境地质灾害逐渐增多所以,为了减小地质灾害带来的危害和损失,加强对环境地质灾害的监测和调查显得尤为重要。现阶段,造成我国环境地质灾害的主要因素有自然因素和人为因素两种。自然因素主要指由于地球自身的变化引发的地质灾害,比如地震、泥石流、滑坡等;人为因素引发的地质灾害包括地下水的污染、地表的沉降、水质被破坏程度严重、沙漠化的形成等。在上述所说的地质灾害中,可以看出,由于水的问题引发的地质灾害在所有地质灾害中占据着主要的地位,不仅在城市、经济区域的建设当中,而且在矿区的开采、重要交通干线的建设中,水的因素作用在建设全程中,对工程的安全和稳定时刻都有影响。所以,为了更好的对地质灾害进行控制和预防,加强水文地质的勘查和监控势在必行。 1进行水文地质勘查的作用分析 所有的地质灾害不难发现,都和地下水有着密切的联系。因为地下水和岩土体间的相互作用引发的地质灾害一般都具有复杂、多样、广泛和严重等的性质特点,主要表现在其的类型以及分布等方面。现阶段,我国对于由地下水引发的地质灾害的关注程度和研究投入及其匮乏,尤其对地下水对地质灾害产生的影响还处在起步的阶段,其中定性和定量的分析仍旧是比较薄弱的环节。所以,要重视在环境地质勘查、监测过程中对地下水引发的地质灾害,并提升对该方面的认识,对水文地质方面问题的投入要加大。事实证明,在环境地质勘查监测中水文地质问题仍旧是一个及其重要但又容易被忽视的问题。另外,可以从影响范围、评价内容上对水文地质进行判断和分析,使得地质灾害的发生和环境的恶化问题能够得到更好的预防和控制。 2对不同区域进行环境地质勘查中水文地质的评价 区域条件不同,对环境地质勘查的内容也有相同之处,即在对环境地质勘查时对地下水的危害评价不充分,从而引发了环境地质灾害。所以,为了使地质灾害勘查检测的安全性和可靠性得到提高,可以通过对以往的经验和教训进行总结,从而为水文地质评价提供出依据。以下内容对不同区域水文地质的评价需要考虑的问题的总结。 (1)由于城市建设使地下水被污染以及资源的过量开采导致地表出现沉降的问题。虽然我们赖以生存的水资源是可再生资源,但是随着社会发展、城市建设、工厂经营造成了大量水资源的污染,使其无法正常使用,这种问题有待研究解决。例如,工业三废未按规定清理外排以及生活垃圾的乱丢乱倒致使重金属元素的渗出,然后通过各式各样的方式进入到地下和地表水中,使土壤质量逐渐恶化,一旦被作物吸收,一旦被人们误食日积月累便会对人体健康造成损害。另外,还要对地下水位的变化进行监测,以便对地表沉降的影响进行预防。地表沉降也属于环境地质灾害的一种,对地下水的过量抽取,会导致地下含水层的收缩、固结和挤压密实,最终导致地表下沉现象的发生。因此,要中图分类号:文献标识码:C根据实际情况,对城市建设的区域开展专门的水文地质勘查工作及其重要。 (2)对矿区水文地质的评价。因为地下水不断的侵蚀,导致在开发矿产资源的过程中矿产不断被水侵蚀,形成类似于空隙的传递,随着时间的累积空隙逐渐发育到地表。对于这种环境地质灾害的水文地质勘察,适宜对其安排长期的专门的水文地质勘察,从而得到对地下水侵蚀变化的规律。 (3)大型工程项目的建设工程的地质问题。比如城市改造工程、兴建开发区等。在地质环境资料缺乏的地区,若进行的工程对水文地质条件的要求过高(例如对工程地基的评价、基础抗浮和工程降水等),则应该对该地区进行专门的水文地质勘查。综上所述,地下水的水位、类型、变化的幅度、各种含水层与各隔水层的厚度、分部组合关系以及承受压力层的水头等组成了不同区域的水文地质勘查内容,因此,要提高环境地质勘查质量,必须深度了解地下水对环境地质灾害带来的一系列影响,还要监测地质水文各项标准,针对不同区域的地质环境进行不同方针的对待,提供专门的水文资料。 3对地下水存在的形式和引起地质灾害的研究 由地下水和岩土间的相互作用所表现出来的各种性质,被称为岩土水理性质,对岩土体的强度有一定的影响。对地下水存在的形式和引起地质灾害的研究进行以下分析。地下水引发地质灾害的原因有两种,一种是因为地下水的升降变化引发的;另一种是因为动水压力引发的。因为地下水的升降变化造成的危害一般分为水位上升造成的危害、水位下降造成的危害、水位频繁的升降变化所造成的危害三种。地下水位的上升容易使土壤被盐碱化和沼泽化,腐蚀程度增加;地下水位下降,最终会导致地面的沉降,地出现裂缝等灾害,随之而来的还有水质恶化情况越来越严重、水资源的枯竭等的出现。地下水位的频繁升降使稳定岩土体层的岩体膨胀出现伸缩最终整体性被破坏。 作者:石琳,李龙 单位:内蒙古赤峰地质矿产勘查开发院 地质勘查论文:工程地质勘查中水文地质危害研究 摘要:伴随着我国城市化进程的加快和科技水平的进步,我国的工程地质勘查技术也取得了相当可喜的成就。对工程地质勘查工作的质量造成制约的主要因素就是水文地质危害,所以,要想切实提升工程地质勘查工作的水平和质量,就必须对当地的水文地质条件有深入的了解及掌握,确保工作人员在施工作业时能真正做到心中有数,并采取针对性较强的措施,以对水文地质灾害予以有效避免。该文旨在对现阶段我国工程地质勘查中与水文地质灾害相关的问题进行分析论述,并提出针对性的解决策略,以期行业人员借鉴与指正。 关键词:工程地质勘查;水文地质危害 1引言 作为建筑施工的前期准备阶段,工程地质勘查对于工程项目整体质量有着极为重要的意义。但是反观我国现阶段的工程地质勘查工作,依然存在着对水文地质危害不够关注和重视的问题。我们都知道,水文地质危害对于工程地质勘查工作来说非常重要,只有对其予以足够的重视,预先制定好相应的应对措施,才可实现对此类危害的有效控制,由此可大幅度提升工程质量水平。 2工程地质勘查工作中水文地质评价概述 在进行工程地质勘查工作时,要充分考虑到工程项目所处区域的水文地质条件,对于周边地下水可能会对建筑物与岩土体造成的影响进行分析和考量,由此精确判断地下水能否对工程造成影响,并提出相应的解决措施。在勘查工作开始后,需要对建筑物的地基基础种类进行详细了解,并结合工程类型着手对水文地质问题进行探究,除了要对各类水文地质影响进行科学评价之外,还要为之后的工程施工提供扎实、可信的水文地质参考资料,最大限度地降低工程建设整体进度和质量受到负面影响的可能性。需要注意的是,水文地质危害有可能出现于地基基础下方的承压含水层,因此工程技术人员要估算和判断基坑底板被承压水突破的可能性,尤其是要考虑到岩土因水位升降而发生的不均匀涨缩以及地下水位所处的状态等指标。此外,在开展工程地质勘查工作中,还要测量和记录地表水与地下工程地质勘查中水文地质危害分析石晓青 3工程地质勘查中水文地质危害的影响因素分析 3.1地下水位升降 工程地质勘查中的水文地质危害后果极为严重,若不加以足够的关注与重视,一旦发生危害后果将不堪设想。就工程项目来说,水文地质危害主要来源无疑是地下水,不管地下水位是受到人为因素还是自然环境因素的干扰,也不管水位是上升还是下降,都将会对建筑物造成不同程度的影响。若将其的变化幅度控制在合理范围之内,建筑物将不会受到威胁,但如果其超越了临界值,就将会对建筑产生不可忽视的巨大影响。举例而言,地下水位的上升可能会引发基础土壤的盐渍化、沼泽化等问题,还有可能引发建筑物的倾斜或断裂,甚至导致建筑物地基稳定性的下降和地下室被水淹没等等。而地下水位的下降则很容易造成地面沉降等危害,这将对建筑物周边的土体结构产生负面制约,不仅影响到建筑物整体的稳定性,也会大大缩短建筑物的使用寿命。从总体上看,引发地下水位下降的最主要原因在于人为因素,对此,施工人员务必要高度重视工程项目施工过程中的相应防范工作,否则将很容易导致地下水水位沉降的多发,进而对周边岩土体的结构和膨胀收缩度产生较大影响,导致岩土的不均匀膨胀,最终影响到建筑物的地基基础,致使建筑物地基土承载力的不断下降。 3.2地下水压力变化 一般而言,地下水有着相对较小的作用力,地下水的状态如果始终正常,就不会对工程项目造成不良影响。但是,工程人员如果未能在施工过程中足够重视地下水压力问题,就很有可能导致地下水压力平衡被打破,诱发地下水压力危害。在地下水的压力作用下,将有可能发生流沙与基坑突涌,对建筑物地基基础的稳定程度破坏极大。而如果建筑物的地基基础出现问题,那么建筑物的质量和寿命都将会受到严重影响。所以说,工程技术人员实时关注工程地质勘查工作中地下水压力的变化情况,从根本上防范地下水压力危害的发生。 3.3地下水位的升高 地下水位的升高也会对建筑物造成诸多影响,而地下水位的升降会受到周边水库、河流、湖泊等水体的制约。同时,排水管道的铺设、工业废水的排放以及灌溉工程的渗透作用都会影响到工程项目的总体水平,这一问题可以从以下两方面予以分析: 1)地下水位的升高可软化建筑物的地基基础,加大周边土壤中的水分含量,使土壤强度的降低和压缩性的增强,这样便会引发工程项目的沉降和变形; 2)地基易受到地下水位的影响而发生侧移,并且地基也容易出现隆起造成建筑物稳定性的破坏。 4水文地质危害的解决策略分析 4.1调整和规范地质勘查工序 就工程项目而言,前期的工程地质勘查工作非常重要,这不仅决定了建筑物的质量,也会对建筑物的使用年限产生极大影响。工程地质勘查工作不仅复杂程度高,系统性和专业性也很强。就目前而言,我国对于工程地质勘查工作的重视程度越来越高,也逐渐出台和颁行了较为系统和完善的规章制度体系。通过科学合理的规章制度,地质勘查工作的科学性将得到有效地保障,同时工程施工的合理性也有着大幅度的提升。可以说,工程地质勘查规章制度应涵盖勘查工作的方方面面,并对诸如勘查的目的、任务、评价等每一个工序和环节都进行详细规定,这对于工程地质勘查工作的效果和进程都有着极好的推动和促进作用。此外,相关调查研究表明,大多数工程地质勘查人员都未能对相应规章制度有着充分的了解和掌握,在实际工作中往往更依赖于自身经验,这也会造成勘查工作的效果不甚理想。所以,工程地质勘查人员必须对自己工作和职责的重要性有着清醒的认识,严格按照相应的规章制度和工作标准来要求自己,确保勘查工作能够达到预期效果,从根本上为工程项目的质量提供保障。 4.2深入调查地下水实时状态 施工人员应在工程前期调查地下水的埋藏状况,确保工程项目不会受到水文地质危害的影响。这可以从以下几个方面来着手:1)确定调查目的,设置相应的调查指标;2)了解当地的地下水类型,确定地下水位埋深,进而对水位的变化规律以及水质腐蚀性有了深入的了解。以上因素只有先经过认真、细致的调研,才能够为之后的工程施工提供坚实的第一手资料。在选材时,工程人员应根据勘查结果确定选用的材料以及施工方案,并在动工之前预先做好应急预案,并通过基坑深度的控制、水压力与地水位的降低等手段来避免水文地质危害的发生。 4.3将地下水控制 在正常范围内若建筑物下方地下水位有变动,其质量和寿命将受到严重制约。因此,地下水位的上升必须得到相关部门的高度关注,并从引水渠管道和地下给排水管道两方面予以支持。地下水位的下降也会造成类似后果,因此施工单位必须增强地下水的抽取工作,一旦出现地下水水位的失控,必须尽快的采取有针对性的措施,避免对工程项目总体质量带来不可挽回的后果。 5结语 综上所述,水文地质危害将会对工程项目的整体质量带来不容忽视的影响,所以,为了保障工程施工作业安全及日后的使用安全,相关人员就必须在工程地质勘查工作中严抓每一个细节,高度重视地下水的调查及分析,将工程地质勘查工作中水文地质危害的治理和预防工作落到实处,大幅度提升建筑的稳定与安全性能,从而在推动工程事业向前发展的同时,更好地为我国现代化建设做出应有贡献。 作者:石晓青 单位:山西省勘查设计研究院 地质勘查论文:煤炭地质勘查风险管理探究 1煤炭地质勘查项目的风险和风险管理的概念 由于煤炭地质勘查自身的特点,其风险来自于方方面面,整体可以分为技术风险与非技术风险,技术风险可以进一步分为设计技术方面的风险、施工手段的风险和工艺方面的风险等。非技术风险包含的方面较广,例如自然环境带来的风险、施工设备潜在的风险等。煤炭地质勘查项目在进行时将会面临着各种各样不可预测的风险,相关单位需要结合各方面的因素进行有效的风险管理。风险管理在煤炭地质勘查项目中发挥着巨大的作用,是该项目管理的重要组成部分。在进行风险管理时,首先研究人员要正确地识别项目风险的类型,综合各方面因素进行相关的研究、评价,选择科学、有效的风险管理措施,一方面可以减少风险的发生,另一方面对于已发生的风险可以将其损失控制到最低的程度。 2煤炭地质勘查项目主要风险的分类及其特点 2.1政治经济风险 目前,从国家政治的角度进行分析,中央和地方均加大了找矿的力度,同时社会的投资力度也有了很大程度的提高。但是一个不容忽视的问题是,对于中央利益和地方利益并没有取得完全的一致,地方上的政府官员有着不同的政绩观,这势必会导致赋煤地方政府在执行政策时会有一定的差异,在煤炭勘查项目实施的过程中,则表现为存在较多的不稳定因素。例如:整装勘查跨区域内各地方政府对地质项目实施的支持态度明显的有所不同,执行的税收、金融等一系列的优惠政策也不一样。对于地质勘查项目,其特点之一即是施工地域较为分散,前面所述的不一致将会带来很多政治经济的风险。 2.2经营和管理风险 目前,我国对资源勘探和开发政策进行的重大的改革,我国各类大中型的国有企业均可以作为投资方投资于煤炭地质勘查行业,对于投资的主体和业主均出现多元化的趋势,这些势必会提高项目实施的资金供需风险、合同违约和守约风险等。煤炭地质勘查项目在地域上的特点是具有分散性,在时间上的特点是具有阶段性,这些项目特点均使得在进行项目的管理时佷难有效地对人、财、物等方面进行灵活的调控,同时伴随着物价因素和劳动力供给因素的影响,煤炭地质勘查项目具有很大的经营和管理风险。 2.3技术性风险 煤炭地质勘查项目具有典型的阶段性和隐蔽性。在进行地质勘查项目时,整体可以明确地分为预查、普查、详查和勘探这四个阶段,每个阶段都需要准确地分析其风险性。另外,地质勘查工作具有明显的隐蔽性,地质的变化在不断的探查中应力求精准。所以,勘察设计技术和施工技术对于煤炭地质勘查项目十分重要。设计技术存在缺陷、施工工艺存在漏洞、施工经验不充足等都会对地质勘查带来极大的风险。 2.4自然和人文风险 在进行煤炭地质勘查时,周围的环境往往是偏僻落后、人迹罕见的地区,而且基础设施也较为落后,加之当地的人文环境、风俗习惯,都会增加项目的难度和风险性。 3煤炭地质勘查项目风险管理的对策 结合地勘项目风险的内容及特点,进行煤炭地质勘查项目的风险管理。风险管理工作对于煤炭地质勘查项目的重要性已不言而喻,总结为以下两个方面: 3.1提高风险意识 对于相关工作人员而言,自身需要具有风险意识,明确煤炭地质勘查的风险性和可能的后果;对于煤炭地勘单位而言,需要加强风险管理功能,科学、合理地构建风险管理的计划。 3.2建立风险识别系统 3.2.1分解煤炭地勘项目的风险,对已有的风险进行正确、有效的识别,建立全面的风险识别系统。 例如:以时间或者阶段为根据,可以分解为项目获得探矿权阶段的风险、普查阶段的风险、详查阶段的风险和勘探阶段的风险;以目标关系为根据,可以分解为费用风险、进度风险、质量风险和安全风险等;以因素关系为根据,可以分解为材料设备风险、人员风险、合同风险、施工工艺风险和设备选型风险等。如果一个信息可以作为潜在问题的识别,则可以用来进行风险识别。这样的信息包括已经备案项目中的经验记录和当前项目的有关文件,同时还有该行业专家的经验判断。 3.2.2准确的风险识别是进行风险分析和制定相应措施的基础,在进行风险的识别之后,需要从定量和定性两个方面进行分析,制定科学、合理的措施。 在分析项目的风险时,主要的内容是推测项目风险发生的概率大小及其后果的严重程度,并且量化风险的出现概率及其产生的影响,确定该风险在社会和经济层面上的意义,并分析其处理费用和效益。笔者根据已有资料和经验,总结了以下方面的应对经验:首先,根据实际情况,不断调整和变更勘查项目的具体方案,对于可能出现的风险,消除其产生的条件,尽可能地避免风险的出现。在煤炭地质勘查项目进行的早期,可以通过获取信息、加强交流、寻求相关专家意见等渠道,避免风险的出现。虽然避免所有风险的发生是不现实的,但是对于一些特定的风险还是可以尽可能的避免其发生的。其次,可以将可能的风险结果及应对风险的权利转交给第三方,实现分析策略的转移。在这个方面最典型的方法是,煤炭地质勘察项目可以购买相关的保险或类似的方法,将风险的后果降到最低,而且可以有效地降低风险对于煤炭地质勘查项目产生的影响。对于不可避免的风险,其中一个很好的应对措施是对风险进行缓解,根据经验或者专家建议等手段降低风险事件的概率或者将风险事件的后果降到可以接受的范围之内。当然在初期尽可能降低项目风险是最科学也是最有效的方法。总而言之,在进行项目的实施时,风险管理是必备的环节,而且这一环节贯穿于整个项目实施的过程。对于项目风险,其最大的特点之一就是不定性,随着周围的环境或者条件的改变,项目的风险也随之变化,对于煤炭地质勘查项目,这方面的特点表现得更为明显。因此,在煤炭地质勘查项目实施的过程中,相关单位应具备高度的风险意识,建立、健全风险管理体制,积极积累风险管理经验,以便于在之后的项目进行中可以科学、有效地防范风险和管理风险,为煤炭地质勘查项目的顺利开展提供保障。 4结语 煤炭地质勘查项目是我国十二五规划中的重头项目,在新时期我国提出地质找矿突破战略。煤炭地质行业具有极大的风险性,且其风险会随着周围的环境和外界条件不断变化,因此,对于风险的管理尤为重要,科学、有效的风险管理是保证煤炭地质勘查项目顺利开展和完成的基础和前提。 作者:潘强 单位:山西省地质矿产研究院
弱电工程论文:智能建筑弱电工程防雷探讨 1智能建筑弱电工程防雷接地的要求 为避免和保证智能建筑弱电工程的防雷安全性,避免雷电对机电设备造成损毁,在各种安全因素都考虑到的前提下,国家在对智能建筑弱电工程的防雷接地,制定了相应的施工规范标准,设计和施工时均应按照规范要求执行,其中对各种综合布线接地要求是最为关键和突出重要的部分,而屏蔽是保护智能建筑物较为常见的一种做法。而类似雷击所产生的回流过高电压,对电子设备的危害也不容忽视,也必须采取相应的方法进行保护,避免类似雷击对电子设备造成损害。在智能建筑弱电工程防雷接地中防雷、防类似雷的接地都是同等重要的工作。 2智能建筑综合防雷技术 2.1建筑物外部防雷 2.1.1接地地网水平接地体在与测试点的连接采用φ10的热镀锌圆钢,测试点放在防水的接地盒内,汇接点用相应规格的铜铝连接端子联接,一边联接φ10的热镀锌圆钢,一边与铜线相联。 2.1.2引下线引下线的制作:机房内均压环与测试点的接地引下线采用25平方毫米多股铜线与地网测试点相连。 2.1.3防雷装置信号防雷器、电源防雷器、设备箱外壳与机房内均压环相联的接地地线按相关标准可采用10或16平方毫米多股铜线。 2.2建筑物内部防雷屏蔽、等电位联结、电涌保护是智能建筑内部防雷所采取的主要办法,通过这些措施可以有效保护建筑内弱电设备遭受因过高压以及过电流而引起雷电损害,可以有效减轻或降低雷电脉冲辐射,对弱电设备的损害。电压保护装置的增装可以使雷电产生的过高压和电磁波对弱电设备的危害降至最低。 2.2.1屏蔽能使弱电设备在遭遇雷电电磁脉冲辐射所受到的损害降低至最少的简单、常见、有效的方法就是屏蔽。要获得较好的屏蔽效果,屏蔽时应考虑到以下事项。影响屏蔽效果的优劣的主要因素有:屏蔽体、屏蔽装置。屏蔽考虑的对象主要包括:电场屏蔽、磁场屏蔽。屏蔽采取的主要技术包括:建筑物屏蔽、设备屏蔽、线缆屏蔽、管道屏蔽。屏蔽布线主要材料:金属管。屏蔽线路设计:科学、合理,确保有效性。屏蔽注意事项:引下线不应与主干线的电气线路平行,引下线的钢柱位置不能靠近主干线的电气线路。 2.2.2等电位联结将整个建筑内金属物连接在一起,形成一个完整统一的绝好导电体,就是等电位联结。在实际防雷接地中就是,将混凝土钢筋、自来水管、煤气管、金属门窗、各类金属管道、电线电缆、以及各种防雷建筑物内金属物的接地线,用导线或过电压保护器连接在一起,使之形成一个完整闭合的导电体。等电位的重要性:将建筑物内的电子设备、弱电系统与所处建筑物的各导电部分的电位差消除掉。智能建筑有效使用等电位联结模式选择:SM型混合等电位联结网络模式。 2.2.3电涌保护智能建筑物雷电防护措施中电涌保护器的设置,所占据的地位也是不容忽视的,必须同样重视。电涌保护设置位置:智能建筑物不同防雷区界面、有需要的特定位置。电涌保护器设计要求:并联型电源电涌保护器 3结语 现代社会科学技术突飞猛进的发展的今天,建筑防雷接地的技术和水平也在不断的进步和提高,智能建筑弱电工程的高科技化、高系统化程度也越来越高,与之相匹配的防雷接地较之以前普通建筑防雷接地工作更显重要。防雷、防类似雷都是智能建筑弱电工程防雷接地中要关注的内容,两方面在防雷接地中都应考虑到,且缺一不可。为适应智能建筑弱电工程的系统化、程序化、科学化、舒适化的特征,防雷接地工作也要加快自动化升级脚步,不断探索出适应时展的智能建筑弱电工程的科学、合理、实用、经济的新办法,新思路。并起到通过防雷接地的创新来促进智能建筑弱电工程发展的现实作用。 作者:张恺 单位:广东中烟工业有限责任公司 弱电工程论文:智能建筑弱电工程系统设计 1安全防范系统 医院安防控制中心设置在行政楼一层,安防中心集中检测院区各个分楼建筑内的视频信号和各种报警信号,安防中心内设置与城市安防信息网络直接连接的信息接口、110直通报警专用电话等。该系统按照普通风险对象提高到安全防范型工程设计,分别由视频安防监控系统、入侵报警系统、出入口控制系统、汽车库管理系统和内部对讲系统组成。安全防范系统监控中心与消防控制合用一室,便于消防安防的集成建设和一体化管理,可以减少医院的费用。 2火灾自动报警及联动控制系统 院建筑为一类高层建筑,设两个消防控制室,按GB50116-2013采用控制中心报警系统。本系统由火灾探测器、手动火警报警安钮、火灾声光报警器、消防联动控制器、消防应急广播、消防专用电话、消防控制室图形显示装置组成。消防控制室的报警设备由火灾报警控制主机、联动控制台、CRT显示器、打印机、应急广播设备、消防直通对讲电话设备、电器火灾报警主机电梯监控盘和电源设备组成,并设火灾报警外线电话。医院各楼层护士站均设置带地址式烟感探头;厨房、车库等设置感温探头;煤气表房设置气体探测器。通过可编址智能探头、手动报警以及控制模块组成一套可靠的火灾探测系统。 3有线电视系统 系统采用光纤同轴电缆混合网HFC接入形式。862MHZ邻频模式,双向图像传输系统,有线电视前端机柜设在A楼急诊的四层弱电机房内,电视信号来自城市有线电视HFC接入网系视频示教系统信号和自办节目。建筑内部有线电视系统采用分配形式,系统输出口频道间载波电平差任意频道间不大于10DB,相邻频道不大于2DB,频道频率稳定度为正负25KHZ,图像/伴音频率间隔稳定度正负5KHZ,用户终端电平要求69正负6DB,图像清晰度在四级以上。系统采用双向传输网络;系统中所有设备器件均具有双向传输功能;各类设备器件、连接器、电缆均应具有良好的屏蔽性能,屏蔽系数应大于100DB;每台双向分配放大器配置上行宽带放大器;HFC网络内任何有源设备的输信号总功率不超过20DBM. 4排队叫号系统 排队叫号系统包括分诊排队系统、取药叫号系统、挂号叫号系统、该系统软件电脑主控制器、号票打印机、虚拟叫号机(医生或药师用电脑)、诊室或窗口显示屏、主显示屏、中继盒、杨声器。系统运用电脑直接控制叫号系统、显示系统、语音系统及号票打印,可同步显示当前系统工作状态,能有效地改善服务环境,提高医院工作效率。通过配置对应的计算机接口设备和管理软件以及综合布线网络,更方便纳入医院信息管理系统(HIS),管理电脑主控制器设在各个分诊科室的护士站、取药工作站或挂号工作站。 5医用对讲系统 病区各护理单元的护士站与患者床头之间,妇科护士站与各分娩室之间,集中输液与护士站之间,以及血透析病床与护士站之间均设置了医用对讲系统。系统由管理电脑、主控制器、对讲分机、紧急按钮、走廊显示屏、发射天线等组成。系统通过实时呼叫应答和双向对讲等功能有效帮助医务工作者及时了解病人的需求,提高医务工作者的水平和效率。通过配置对应的计算机接口设备和管理软件以及综合布线网络,更利于纳入医院信息管理系统(HIS)。管理电脑和主控制器设在护士工作站,病床内对讲分机直接安装在医疗设备带上。 6弱电电源与接地系统 智能建筑的弱电电源系统必须是可靠稳定和无干扰的。其中,计算机及外部设备、消防火灾报警设备以及通讯设备属一级用电设备负荷,采用双电源末端自切供电。对终端计算机设备配置单独UPS装置。医院的弱电工程中,火灾自动报警系统、计算机行政局域网和收银系统的电源均采用双电源末端自切供电。双电源切换柜的电源来自医院变配电间的2台变压器低压回路及1台柴油发电机供给。医院弱电工程的各个系统都由独立的电源配电箱控制;弱电系统的接地是弱电系统的一个重要环节,为减少干扰和保护设备,弱电接地系统必须单独接地,医院的弱电接地中各个弱电系统接地均采用25mm以上的铜芯导线与室外接地桩连接。 7结语 智能建筑弱电工程涉及面广,技术性强,设计中要有全面的观点。随着现代社会高新技术的发展,对智能建筑的弱电工程及计算机控制通信和设备自动化管理技术要求也日益提高,这就要求不断掌握新技术,不断完善设计,创造投资合理,环境舒适的智能建筑。这项建设是迫切需要的。 作者:范金水 单位:南京市中医院 弱电工程论文:弱电工程智能建筑论文 1弱电工程时遇到的常见问题 1.1项目承包单位资质的问题由于工程项目承包单位是工程施工的主体,所以其能力的大小与工程质量直接挂钩,然而在实际工程建设中仍有很多承包单位存在超资、资质不全、资质不符等问题,而这些问题都是制约工程质量的重要因素。例如一些承包商,虽然他们具有了系统集成资质,但是没有弱电集成资质,他们的工作人员不仅缺乏工程管理经验,还不熟悉工程,所以具体施工时他们不可能对各子系统间的兼容性进行全面的分析,而是为了尽快完工,直接照搬其他工程的集成方案,或者是堆砌各设备商提供的单项子系统,这样就会大大降低集成系统运行的安全性与可靠性;还有一些承包商,其工作人员大部分是新手,有的甚至还认不全各仪器设备的端子符号,施工时他们连接线的端子接头短路、虚焊、断路的居多,导致集成系统不能调试,或者调试不出其应有的功能;还有一些承包商,其只是具备了承包某一子项、某几子项工程的资质,具体施工时其只能提供代销商与货商,而具体的调试、联机工作还得专业厂家来做。 1.2各子系统间接口的问题智能建筑机电设备系统中的受控设备与控制器间的关系是互控关系,然而由于各承包商间的相互推脱、技术上的不成熟、系统要求上的模糊、技术规则上的不一致导致两者间应有的互控关系不能有效的实现。 2解决常见问题的措施 2.1强化设计审查为了确保工程质量,监理人员应遵照弱电设计要求、相关规定对设计进行严格审查,将审查出的问题及时提供给建设单位,以便其及时改进。工程施工前,专业电气的技术人员要提前熟悉设计图纸,且要积极与土建工程技术人员沟通,一起核对出土建设计方案和电气设计方案中的交叉工程,且依据各自的施工进度定出交叉施工的计划。对线路保护、支吊架的预埋、基础型钢的预埋等工作,为了避免出现差错和遗漏的情况,要制定出具体的配合交叉施工计划,对配合时间进行明确,在配合施工前,要讲预埋件的制作工作做好,进行必要的防腐工作,将施工前的材料准备工作和技术准备工作做好。 2.2强化资质审查遴选承包商时,要严格审查其的资质及经营范围,一旦发现其有借用、挂靠资质等问题,要坚决排除。资质审查时,不仅要对承包单位的资质进行审查,还要对弱电工程的负责人进行资质审查,对于那些重点项目还要对该承包单位、该工程的负责人曾经做过的项目进行实地考查,以便确切掌握该承包单位的技术能力、质保体系及服务体系。同时要明确要求只有具有系统集成经验的承包单位才能承包系统集成工程。 2.3控制好设备和材料的报验关对于材料、设备、软件以及各类系统结构需要做到以下几个方面的工作:(1)对检验记录进行检测。要按照现行的产品性能标准、功能标准、外观标准、包装标准等进行现场检测工作,对于不具备检测条件的材料、设备和产品,要求供货单位或者工厂检测单位根据相关的规定要求提供检测报告。软件产品需要工艺上提供软件登记文化或相关检测报告。(2)对材料的合格证进行检查。合格证必须有生产日期、型号规格、产品名称、生产厂家、检验员签字,材质证明要明确、详细,将产地标明。(3)软件产品、硬件设备、系统接口的生产商、承包商和供应商家,要按照规定将产品的使用规范、设计要求、通信协议、维护保养、接口规范等文件进行规定,确保施工质量达到规定要求。 2.4强化施工组织设计智能建筑工程中的弱电工程应有详细的施工组织设计,且要在方案中对弱电部分的材料、质量及进度提出具体的要求。对于一些大型工程,要由施工组织单位进行设计安排,做好技术交底工作。交底工作要在施工前做好,所有的班组成员都要进行签字。要建立具体的技术交底制度,向用电人员、专业电工讲述清楚安全用电技术和施工组织设计的主要意图和注意事项。在交底资料上要进行签字,标明交底日期。 3结语 由于弱电系统安装施工的过程中,具有敷设管线复杂,施工时间长,作业空间大等方面的特点,要求相关施工专业做好协调工作。在施工的过程中,要提高组织管理力度,使用测量、检查和试验的方法对重点位置的工序进行控制,使用科学的管理方法,使建筑弱电安装达到规定的要求和标准。 作者:张高峰单位:南京师范大学基建处 弱电工程论文:弱电工程施工项目管理 一、施工管理 工程施工是一种综合性很强的管理工作,关键在于它的协调和组织的作用,也包含其他专业的管理内容,其主要内容如下: 1.施工的进度管理施工进度管理决定着整个施工期间施工人员的组织,设备的供应,以及弱电工程与土建工程、装修工程的配合时机,通常必须通过建立工程进度表的方式来检查和管理。弱电施工进度表的建立是在施工顺序的基础上,其施工顺序主要包括以下几个阶段,即施工安装图设计(深化二次设计)、管线施工、设备(进货)验收、设备安装、调试、初开通和验收。 2.施工界面管理施工界面管理的中心内容是弱电系统工程施工、机电设备安装工程和装修工程施工在其工程施工内容蚧面上的划分和协调,尤其是智能建筑物管理系统与机电设备和独立子系统的接口界面很多,一般通过各子系统工程负责人开调度会的方式来进行管理,建立文件报告制度,一切以书面方式进行记录、修改、协调措施等。 3.施工的组织管理合理安排整个弱电系统施工期间的工程管理人员技术人员、安装工人和调试工程师的人数和这些人员进场的时间,避免造成不必要的劳动力浪费,增加人工成本。这种管理需要与施工进度管理密切结合,分阶段组织强有力的施工队伍,保质保量地按时完成这个阶段的施工任务。 4.施工现场安全的管理安全重于泰山,严格贯彻、落实和执行《中华人民共和国建筑法》、中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律、法规和《建筑施工安全检查条例》的相关规定和各项措施。 二、工程技术管理 1.技术标准和规范管理弱电系统工程要在系统设计、提供和安装等环节上认真检查,对照有关的标准和规范,使整个管理处于受控状态。 2.安装工艺管理弱电工程是一个技术性、工艺性都很强的工作,要做好整个弱电工程的技术管理,主要要抓住各个施工阶段安装设备的技术条件和安装工艺的技术要求。现场工程技术人员要严格把关,凡是遇到与规范和设计文件不相符的情况或施工过程中做了现场修改的内容,都要记录在案,为最后系统整体调试和开通,建立技术管理档案和数据。 3.技术文件管理弱电系统工程的技术文件是工程各阶段实施的共同依据。这些文件夹主要包括各弱电子系统的施工图纸、设计说明、以及相关的技术标准、产品说明书、各子系统的调试大纲、验收规范、弱电集成系统的功能要求及验收的标准等,这些技术文件都有要进行系统的科学管理,为了能够及时向工程管理人员提供完整、正确的上述技术文件,因此建立技术文件收发、复制、修改、审批归案、保管、借用和保密等一系例的规章制度,实施有效科学的管理。 三、质量管理 工程质量管理是建筑弱电工程单位各项工作的综合反映,执行ISO9001系统工程质量体系,要贯穿在弱电系统的整个工程实施过程之中,要确实抓好以下的质量环节: 1.施工图的规范化和制图的质量标准; 2.管线施工的质量检查和监督; 3.配线规格的审查和质量要求; 4.配线施工的质量检查和监督; 5.现场设备或前端设备的质量检查和监督; 6.主控设备的质量检查和监督; 7.智能化弱电系统的监控参数设定表的填写和枋对; 8.调试大纲的审核和实施及质量监督; 9.系统运行时的参数统计和质量分析; 10.系统验收的步骤和方法; 11.系统验收和质量标准; 12.系统操作与运行管理的规范要求; 13.系统的保养和维修的规范和要求; 14.年检的记录和系统运行总结等。 在了解上述保证系统高质量的环节时,要确切做好质量控制、质量检验和质量评定。 弱电工程论文:试析智能建筑弱电工程 摘要:文章从智能建筑弱电工程的系统组成、衡量标准出发,结合某大酒店具体项目,从智能建筑的公共广播,共用无线电视,无线寻呼,电话通讯,火灾报警,安保监控以及结构化布线几方面的系统设计进行了阐述。 关键词:公共广播传呼系统内部无线寻呼系统 衡量城市建筑的现代化标准,建筑的设计形态和智能化是两个主要方面。智能建筑的弱电系统主要由以下各系统组成: (1)通信网络系统; (2)办公自动化系统; (3)建筑设备监控系统; (4)火灾自动报警及联动控制系统; (5)公共安全防范系统; (6)结构化布线系统; (7)弱电电源及接地系统。 智能建筑弱电工程设计的出发点,应以建筑为平台,配置各功能系统,为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间,以适应当前现代建筑的需要。从具体设计上,应从智能建筑的实际性质出发,充分考虑业主和使用者的各种功能要求,使设计能在总体结构上尽量现代化,技术上先进实用,经济上合理,同时需考虑智能建筑各系统的可兼容性和扩展性。该大酒店,坐落于上海虹桥新区,是集宾馆、展厅、办公为一体的五星级酒店。其占地面积2.2万平方米,建筑面积4万多平方米。酒店高8层,地下2层。整个酒店分A、B、C段三个部分,其AB段为酒店大堂,客房层部分,C段为展厅及办公楼部分。 就该大酒店弱电工程的部分系统:通信网络系统中的公共广播传呼系统、共用天线电视系统、内部无线寻呼系统、电话通信系统;火灾自动报警及联动控制系统;公共安全防范系统中的闭路电视监视系统、防盗报警系统以及车库管理系统;结构化布线系统以及弱电电源与接地系统谈谈其设计。 1.公共广播传呼系统 酒店广播传呼系统分2类,一是面向公共区(如大堂展厅,酒店前台服务区域等的公共系统,平时进行背景音乐广播,火灾或紧急情况时可被切换为紧急广播、二是面向办公会议区域及车库区域的广播系统在一些特殊区域和大宴会厅等则要单独设置专业广播设备)。 公共广播传呼系统设计主要考虑以下几个因素:即系统方式(一般选定压式),划分广播分区,按扬声器特性确定扬声器与功放器,紧急广播的切换功能,广播线路与楼梯方式等。 该大酒店广播系统划分为4个逻辑分区(即酒店、展厅、车库和办公楼),其中对应于紧急广播为19个子分区,对应于内部呼叫为19个子分区,确定扬声器与功放器的原则是必须考虑扬声器效果并根据其功率确定功放器,该大酒店在酒店前台服务区域及办公楼部位选用造型好、频响及声压指标高的6W吸顶扬声器,在车库远用10W号角扬声器,在展厅选用20W声控。 公共广播传呼系统应具有2个主要功能,即平时的背景音乐或普通广播以及紧急广播。紧急广播总控制器有最高逻辑优先权。该大酒店紧急广播总控制器当有消防控制触发信号抵达时,通过启动各分区的逻辑控制模块将相应的负载回路切换成对应的紧急广播回路。在平时,无消防信号时,各分区独立操作,将相应回路切换成普通广播回路,而当无普通广播控制信号时,则处于背景音乐或客房音响状态。 2.共用无线电视系统CATV和卫星接收系统 智能建筑的共用无线电视系统是适应人们使用功能要求的一部分,系统不仅用于接收广播电视,还能传送自行播送的节目及调频广播。 作为智能建筑的CATV系统设计,对系统保证用户电平,解决弱场强收视问题,保证图像的传输质量以及节目来源均应予以充分考虑。系统的前端设备CATV的主要部分,其对信号处理的质量好坏直接影响整个系统的质量,因此前端系统输应具有较高的质量来满足分配系统所需电平。 该大酒店前端设备采用放大-混合式,其传输系统采用分配-分支方式,以适应酒店用户终端数量多且分布不规则的特点。酒店系统的传输带宽为(5~860MHz)共可传输40套电视节目,传输系统覆盖530个电视用户终端。 卫星接收系统的选址地安装及调试是一个重要部分,经接收、解调、调制后的卫星信号混合入共用无线电视系统前端部分,经传输分配系统送至各用户终端。该大酒店采用了套板状卫星电视接收天线,分别用于接收不同电视卫星的电视信号共10套。 该大酒店设置了VOD视频点播服务系统,其功能是作为酒店前台进行节目控制及信号服务,作为后台管理可进行信息记录、查询收费、节目增改及信息服务。 3.内部无线寻呼系统 智能建筑的信号管理部分,使用先进寻呼系统是非常重要的。该大酒店无线寻呼系统设计采用微蜂窝寻呼技术。微蜂窝寻呼系统是利用蜂窝小区技术来实现定场强的专用寻呼网络,它是一种单向通信系统,供建筑内部使用。系统由无线寻呼控制中心、微蜂窝发射单元,数据传输线路和寻呼接收机组成。 寻呼控制中心设在酒店地下层,其与酒店的程控电话交换机连接,实现交换机分机寻呼或人工键盘寻呼。寻呼信号通过线路送至各楼层蜂窝发射单元再向外发射,使处于场强覆盖范围内的接收机收到寻呼信号。 对于智能建筑的寻呼系统设计,一般会遇到二个问题。一是内部信号对建筑外信号的干扰,二是建筑内的寻呼“盲区”。采用无线微蜂窝,使其场强覆盖控制在10~50M范围内,利用小区组网技术,在酒店的三维立体空间上构成限定空间场强的寻呼系统,另外,设计还可通过微蜂窝的布置组成任意形态的无线通信系统,通过对发射单元功率的调节(10~100MW)均可使无线场强分布在所限定的酒店空间范围内,这与“单点式”无线寻呼系统的功率大,不宜调节,发射距离远,易对外界产生干扰的特点有很大区别。 在智能建筑内,由于建筑物材料(钢筋混凝土结构)固有的屏蔽作用,使得寻呼信号电平在穿透损耗后无法接通形成“盲区”或信号微弱形成“弱区”(应增加发射单元、调整发射单元位置以达到所需场强)。 4.电话通信系统 该大酒店电话通信系统由交换设备、传输系统、终端设备组成。酒店采用1200门程控交换机设备,话务台功能较强。数字式程控交换机可以根据酒店不同需要实现众多服务的功能如系统功能、话务功能和用户分机功能,另外还具有选择功能(包括无线寻呼即通过交换机与寻呼主机连接实现寻呼功能以及酒店管理如登记结帐、话务计费、状态输入、打印帐单、读卡功能)等。 酒店的电话机房设在地下层,包括传输设备室、交换机房及话务室。 酒店的电话线路配线方式采用单独式,其特点是:故障范围小,检修、扩建改造简单,在各楼层电话布线采用放射式。酒店电话线路采用3类4对双绞线,电话终端采用RJ11插口,这样不仅通话质量高,又能满足用户拔号上网的需要。 在各楼层电话分线箱的选择上,应尽量留有余量,以备将来扩展。 5.火灾报警及联动控制系统 该大酒店的智能消防控制系统,是一套完整的防火安全,报警系统。其又分为4个子系统:火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。 中央控制系统设在酒店一层的消防中心,由3套智能消防控制盘组成。每套智能消防控制盘拥有10个监控回路,每个回路可带99个智能探头和99个监控模块。3套控制盘实际控制28个回路共2700多探测点以及模块(包括办公楼)。消防智能控制系统通过中央处理单元对整个系统所有模块进行通讯监控,并反馈显示其故障情况,在其可编程存贮器中存有“事发控制程序”,一旦系统检测到火警信号后,能自动执行该程序,并通过火灾报警系统通知酒店内所有人员。系统对报警信号具有确认作用,系统可根据酒店内不同场合,将烟感探头灵敏度设定为昼/夜灵敏度转换模式。 作为消防控制系统的眼睛,火灾探测器分布酒各个受保护部位。在酒店的前台服务区域及客房层均设置带址式感烟探头;在后台管理区域设感烟探头;在厨房、车库等设置感温探头;在煤气表房设置气体探测器。通过可编址智能探头,手动报警以及控制模块组成一套可靠的火灾探测系统。 酒店的火灾报警系统由区域报警显示盘、警铃、声光报警器及控制模块组成。酒店的灭火联动系统包括: (1)对设在各层的喷淋系统水管的水流指示及压力开关器的监视和启动喷淋泵及稳压泵。 (2)消火栓直接启动消防泵。 (3)对防火卷帘门,排烟风机及加压风机的监控。 (4)对空调系统的监控等系统控制。 6.闭路电视监视系统 采用现代科技日益完善的公共安全管理设施,向酒店提供舒适和安全保障是设计的出发点。 该大酒店闭路电视监视系统由摄像机探测装置,图像传输与控制设备,图象处理与显示设备3部分组成。 7.防盗报警系统 对酒店的贵重物品库房,财务记帐室等重要场所采用红外或微波技术信号探测器进行定向保护,对酒店一些大门设置门磁报警保护。以上报警信号以有线形式传送到安保中心。这是酒店技防的一个重要技术措施。 8.车辆进出口管理系统 在现代建筑中,对车库的综合管理越来越重要。酒店的地下2层为车库,其地下车库综合管理系统包括IC卡读卡机、电动栏杆、车辆控制器、动态电脑显示器等。 9.结构化布线系统 作为智能建筑的基础,结构化布线是一种具有全新概念的布线系统,用以服务建筑物中所有通信和计算机设备,满足现在和将来的布线要求。 设计应以智能建筑的现时和计划需求为依据。在该大酒店,设计未将电话通讯归入结构化布线,这是因为作为酒店,语音与数据两种终端的分界很明显,且位置不易变更。另外,从技术经济上考虑,3类线带宽16MHz,可传输10MBPS及其以下低速数据,作为语言传输是廉价而效果很好的媒介。 该大酒店的结构化布线是计算机管理系统的结构化布线。酒店的计算机管理系统分为行政局域网系统和收银系统POS。万豪酒店前台与后台共有终端信息点500多个,行政局域网的信息终端分布在地下层办公区域和一至三层的酒店后台行政管理区域,收银系统的信息终端分布在酒店一至三层的前台服务区域。 酒店结构化布线分为4个子系统部分: 9.1工作区子系统部分 通过各楼层的配线箱至楼层的各信息终端。其由5类4对双绞线及RJ45终端插口组成。此部分具有抗干扰,可靠与灵活性好的特点。 9.2干线子系统部分 采用多模光缆连接酒店电脑机房与各层的配线箱(即总配线架与各层分配线架连接)。多模光缆传输速度可达500MBPS以上,有足够带宽,可为今后布线系统发展留有足够余地。 9.3管理子系统部分 由各层的配线箱组成。酒店的前台服务、后台管理区域面积大,信息终端数量多分布广,总电脑机房设在一层。考虑到各楼层配线箱信息终端的最大距离不超过100M,因此在各楼的前台服务及后台管理区域均设置配线箱(箱内安装光缆/双绞线适配器、集线器、双绞线跳线架等) 9.4设备间子系统 由设在电脑机房的设备及主干线等组成。新晨 10.弱电电源与接地系统 智能建筑的弱电电源系统必须是可靠稳定和无干扰的。其中计算机及外部设备、消防火灾报警设备以及通讯设备属一级用电设备负荷,采用双电源末端自切供电。对终端计算机设备配置单独UPS装置。 该大酒店的弱电工程中,火灾自动报警系统、计算机行政局域网和收银系统的电源均有采用双电源末端自切供电。双电源切换柜的电源来自酒店变配电间的2台变压器低压回路及1台柴油发电机供给。 酒店弱电工程的各个系统,都设有独立的电源配电箱控制。 弱电系统的接地是弱电系统的一个重要环节。 为减少干扰和保护设备,弱电接地系统必须单独接地,该大酒店的弱电接地中各个弱电系统接地均采用大于25mm2以上的铜芯导线与室外接地桩连接。 11.结束语 智能建筑弱电工程涉及面广,技术性强,设计中要有全面的观点。 随着现代社会高新技术的发展,对智能建筑的弱电工程及计算机控制通信和设备自动化管理技术要求也日益提高,这就要求不断掌握新技术,不断完善设计。 创造投资合理,环境舒适的智能建筑的建设是迫切需要的。 弱电工程论文:智能建筑弱电工程设计 近年来,智能建筑以适应时展潮流,符合人们追求安全、舒适、便捷需求的鲜明特点,在社会上广受关注和欢迎。在其推广应用过程中,由于人们认识上的误差,工程实践经验的不足,也出现过一些曲折和发展不平衡的问题,影响了智能功能和效益的正常发挥。本文将通过作者几年来从事智能建筑行业实际工作经验的总结,提供一些处理问题的做法和观点,供各位同行在今后的工作中参考借鉴。 一、切莫贪大求全,但求专、精、经济实用 作为现代建筑不可缺少的配套专业,智能化系统工程同样受到技术、经济和时间等因素的制约,必须根据建筑物的专业特点与使用需求有机地紧密结合起来,综合考虑其使用功能、管理和经营要求、工程投资能力等因素,分清主次,突出重点,保证主要功能,选择适用的各个专业子系统、系统集成程度、标准等级和经济规模。 例如,智能型办公大厦就要突显其办公自动化、通信网络化等方面功能定位;大型公共建筑(例如会展中心、图书馆)就要突出专业服务功能和业务管理设施等,技术环境和水平的提升。又如:视频点播(VOD)系统在旅馆、酒店行业较为常见和实用,而在其他服务行业却并不尽然。在星级酒店旅馆中,电子门锁已得到普遍应用,而其他场合只会设在某些特别重要机房和安全等级高的关键部位。工程设计上要因地而宜。 前几年,某些工程从商业利益出发,追求广告效应,片面地强调所谓“nA”功能,含大求全,什么功能都想要,而实际上缺乏统一规划,设计考虑不周、出现偏差,必备的相关设施和配套环境不能及时跟进和提供,结果智能化系统成了摆设品,头脑发达、四肢不灵,发挥不出应有功能和作用,投资也得不到回报,这类例子并不少见。因此,应从此类案例上吸取深刻教训,从实际需要出发,在工程设计一开始时,就全面地做好智能建筑的规划、设计和配套工作。 二、跟踪主流技术,走成熟、可靠、稳健发展的技术路线 智能技术发展日新月异,工程设计上应注意当前IT产业发展动态和趋势,紧跟智能建筑技术发展主流,同时要注意智能建筑工程与科研和开发工作极不相同。它通常只能一次性成功,工程现场不具备反复变动、多次试验的条件和可能,而且受工程周期和进度的限制、工程投资的约束则更为明显。因此,在实际工作上,要慎重选用某些新技术,除非有稳妥、可靠的保障措施。通常,要以采用可靠、成熟、稳定的先进技术为原则,选用经过市场考验、实践证明可靠和成功的产品及设备。一般情况下,已批量生产和投入使用的系列化品牌产品是设计上首选对象。同时,要考察产品兼容性、升级换代的可能性、技术上开放性、市场上技术支持度,以及厂商在当地技术服务和支持的能力。 十兆——百兆——千兆以太网组网技术的发展过程,给了智能化工程一个有益启示:稳健地追求技术先进性,对工程成功、系统具备生命力至关重要。 三、遵循因地而宜、实事求是、科学合理的原则 每一系统和设备都有其适用范围,功能和性能上的局限性,设备不是“万能”的,贪图所谓“最好”“最新”“最全”的观念,是不切实际的看法。 例如,某会展中心大型展厅配置公共业务广播系统,是按照普通语言扩音标准设计的,曾有某承包商为了提高造价,竟宣称其能在大型展厅做到音乐厅、影剧院的音响效果,多次要求变更原设计,增加设备、更换档次。这在建筑声学等条件满足不了,设备上也做不到,实际上也没必要的要求,其结果当然是被驳回。否则,不但产生不合理投资,还可能因原因、责任不明引起纠纷。 又如,某一工程为了满足局部现场教学转播的业务需求,设计上不恰当地与安保闭路电视监控系统合在一起,整个系统复杂化了、技术等级和标准随之提高了,图象质量还达不到规定要求,使用上既不灵活、也不方便。经纠正,改为二者分开,另设一套专业电视录播小型系统专用于电视教学转播,既满足使用要求,又简化系统、不增加造价,使投资更为合理。 四、重视系统可用性、稳定性和可靠性问题 建筑智能化系统使用寿命可能少则几年、十几年,多则几十年,通常投入使用后要24小时不停机运行,肩负着保障建筑物内各类活动、人身安全的任务。除要注意设备和系统选型外,对要求较高的场合,应有其他的技术保障措施,例如:双机热备份、软件备份、热插拔硬盘或使用RAID、增加系统冗余量,增设UPS电源,采用强制散热、快速恢复措施等。要求7×24小时运行的特殊系统,更应强化可用性、应急管理、安全保护等方面的保障措施。 弱电工程论文:弱电工程施工管理 弱电工程施工项目管理是施工单位工作的重要环节。按照ISO9001的工程质量规范要求,包括很多方面,其中较为突出的是施工管理、技术管理和质量管理。 一、施工管理 工程施工是一种综合性很强的管理工作,关键在于它的协调和组织的作用,也包含其他专业的管理内容,其主要内容如下: 1.施工的进度管理施工进度管理决定着整个施工期间施工人员的组织,设备的供应,以及弱电工程与土建工程、装修工程的配合时机,通常必须通过建立工程进度表的方式来检查和管理。弱电施工进度表的建立是在施工顺序的基础上,其施工顺序主要包括以下几个阶段,即施工安装图设计(深化二次设计)、管线施工、设备(进货)验收、设备安装、调试、初开通和验收。 2.施工界面管理施工界面管理的中心内容是弱电系统工程施工、机电设备安装工程和装修工程施工在其工程施工内容蚧面上的划分和协调,尤其是智能建筑物管理系统与机电设备和独立子系统的接口界面很多,一般通过各子系统工程负责人开调度会的方式来进行管理,建立文件报告制度,一切以书面方式进行记录、修改、协调措施等。 3.施工的组织管理合理安排整个弱电系统施工期间的工程管理人员技术人员、安装工人和调试工程师的人数和这些人员进场的时间,避免造成不必要的劳动力浪费,增加人工成本。这种管理需要与施工进度管理密切结合,分阶段组织强有力的施工队伍,保质保量地按时完成这个阶段的施工任务。 4.施工现场安全的管理安全重于泰山,严格贯彻、落实和执行《中华人民共和国建筑法》、中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律、法规和《建筑施工安全检查条例》的相关规定和各项措施。 二、工程技术管理 1.技术标准和规范管理弱电系统工程要在系统设计、提供和安装等环节上认真检查,对照有关的标准和规范,使整个管理处于受控状态。 2.安装工艺管理弱电工程是一个技术性、工艺性都很强的工作,要做好整个弱电工程的技术管理,主要要抓住各个施工阶段安装设备的技术条件和安装工艺的技术要求。现场工程技术人员要严格把关,凡是遇到与规范和设计文件不相符的情况或施工过程中做了现场修改的内容,都要记录在案,为最后系统整体调试和开通,建立技术管理档案和数据。 3.技术文件管理弱电系统工程的技术文件是工程各阶段实施的共同依据。这些文件夹主要包括各弱电子系统的施工图纸、设计说明、以及相关的技术标准、产品说明书、各子系统的调试大纲、验收规范、弱电集成系统的功能要求及验收的标准等,这些技术文件都有要进行系统的科学管理,为了能够及时向工程管理人员提供完整、正确的上述技术文件,因此建立技术文件收发、复制、修改、审批归案、保管、借用和保密等一系例的规章制度,实施有效科学的管理。 三、质量管理 工程质量管理是建筑弱电工程单位各项工作的综合反映,执行ISO9001系统工程质量体系,要贯穿在弱电系统的整个工程实施过程之中,要确实抓好以下的质量环节: 1.施工图的规范化和制图的质量标准; 2.管线施工的质量检查和监督; 3.配线规格的审查和质量要求; 4.配线施工的质量检查和监督; 5.现场设备或前端设备的质量检查和监督; 6.主控设备的质量检查和监督; 7.智能化弱电系统的监控参数设定表的填写和枋对; 8.调试大纲的审核和实施及质量监督; 9.系统运行时的参数统计和质量分析; 10.系统验收的步骤和方法; 11.系统验收和质量标准; 12.系统操作与运行管理的规范要求; 13.系统的保养和维修的规范和要求; 14.年检的记录和系统运行总结等。 在了解上述保证系统高质量的环节时,要确切做好质量控制、质量检验和质量评定。 弱电工程论文:弱电工程施工项目管理 弱电工程施工项目管理是施工单位工作的重要环节。按照ISO9001的工程质量规范要求,包括很多方面,其中较为突出的是施工管理、技术管理和质量管理。 一、施工管理工程施工是一种综合性很强的管理工作,关键在于它的协调和组织的作用,也包含其他专业的管理内容,其主要内容如下:1.施工的进度管理施工进度管理决定着整个施工期间施工人员的组织,设备的供应,以及弱电工程与土建工程、装修工程的配合时机,通常必须通过建立工程进度表的方式来检查和管理。弱电施工进度表的建立是在施工顺序的基础上,其施工顺序主要包括以下几个阶段,即施工安装图设计(深化二次设计)、管线施工、设备(进货)验收、设备安装、调试、初开通和验收。2.施工界面管理施工界面管理的中心内容是弱电系统工程施工、机电设备安装工程和装修工程施工在其工程施工内容蚧面上的划分和协调,尤其是智能建筑物管理系统与机电设备和独立子系统的接口界面很多,一般通过各子系统工程负责人开调度会的方式来进行管理,建立文件报告制度,一切以书面方式进行记录、修改、协调措施等。3.施工的组织管理合理安排整个弱电系统施工期间的工程管理人员技术人员、安装工人和调试工程师的人数和这些人员进场的时间,避免造成不必要的劳动力浪费,增加人工成本。这种管理需要与施工进度管理密切结合,分阶段组织强有力的施工队伍,保质保量地按时完成这个阶段的施工任务。4.施工现场安全的管理安全重于泰山,严格贯彻、落实和执行《中华人民共和国建筑法》、中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律、法规和《建筑施工安全检查条例》的相关规定和各项措施。 二、工程技术管理1.技术标准和规范管理弱电系统工程要在系统设计、提供和安装等环节上认真检查,对照有关的标准和规范,使整个管理处于受控状态。2.安装工艺管理弱电工程是一个技术性、工艺性都很强的工作,要做好整个弱电工程的技术管理,主要要抓住各个施工阶段安装设备的技术条件和安装工艺的技术要求。现场工程技术人员要严格把关,凡是遇到与规范和设计文件不相符的情况或施工过程中做了现场修改的内容,都要记录在案,为最后系统整体调试和开通,建立技术管理档案和数据。3.技术文件管理弱电系统工程的技术文件是工程各阶段实施的共同依据。这些文件夹主要包括各弱电子系统的施工图纸、设计说明、以及相关的技术标准、产品说明书、各子系统的调试大纲、验收规范、弱电集成系统的功能要求及验收的标准等,这些技术文件都有要进行系统的科学管理,为了能够及时向工程管理人员提供完整、正确的上述技术文件,因此建立技术文件收发、复制、修改、审批归案、保管、借用和保密等一系例的规章制度,实施有效科学的管理。 三、质量管理工程质量管理是建筑弱电工程单位各项工作的综合反映,执行ISO9001系统工程质量体系,要贯穿在弱电系统的整个工程实施过程之中,要确实抓好以下的质量环节:1.施工图的规范化和制图的质量标准;2.管线施工的质量检查和监督;3.配线规格的审查和质量要求;4.配线施工的质量检查和监督;5.现场设备或前端设备的质量检查和监督;6.主控设备的质量检查和监督;7.智能化弱电系统的监控参数设定表的填写和枋对;8.调试大纲的审核和实施及质量监督;9.系统运行时的参数统计和质量分析;10.系统验收的步骤和方法;11.系统验收和质量标准;12.系统操作与运行管理的规范要求;13.系统的保养和维修的规范和要求;14.年检的记录和系统运行总结等。在了解上述保证系统高质量的环节时,要确切做好质量控制、质量检验和质量评定。 弱电工程论文:智能建筑弱电工程布线体系 对于现在超级大规模超市的建设,系统的设计在运行环境、使用操作等方面以实用为主,以方便用户使用和维护为出发点。在这次超市工程建设中,作者担任现场工程师,进行综合布线的工作,根据图纸所示布局,考虑智能化布线系统的设计方案的选择,进行划线路布局的规划。本次工作先期通过图纸,根据各楼层的规模、信息点的位置及主布线区域、点位、选定机房的位置、设备间系统来确定网络走向。考虑各信息点(包括服务器、办公PC、POS机、磅秤、监控等)的位置,弱电井位于每层的货梯附近,计算机机房设计在三层区域,程控交换机设计四层。 1工作中的注意事项 1.1机房尽量建在建筑物和综合布线系统的中间位置。 1.2操作间尽量靠近电梯,便于搬运设备。 1.3机房避免设在高层或地下室,以及用水设备的下层。 1.4线路的布局要求远离强噪声、强振动、强电磁场。 1.5设备要尽量远离有害气体源、腐蚀、易燃、暴场所。 1.6对设备间的进线、出线、主线、结点线、电脑、收银机的线用不同的颜色的线套进 2材料与费用的控制措施 2.1通过楼层机房与各区域中间配线架的位置及结点数量、备点的安装情况确认双绞线需要量,本次工程选择使用的材料包括双绞线快接式配线架、双绞线大对数配线架、(同轴电缆配线箱)、光纤互联单元(主要使用ST型光纤接头和SC型光纤接头)。 2.2根据不同的结点位置,使用RJ-45模块插座、RJ-45跳线、双孔86型面板、信息模块、挂墙式信息盒、地毯式综合接线盒、多媒体面板等。 2.3对于机房的机柜选择,使用落地式机柜、开放式设备支架,在各楼层的机柜选择使用挂墙式机柜。 2.4根据公式计算出:总电缆长度=平均电缆长度+备用部分(平均长度的10%)+端接冗余,平均长度=(到最远信息点所用长度+到最近信息点所用长度)/2*施工冗余指数*设计冗余指数,计算每层用线量,每箱双绞线的标准长度是305m,进而确定总使用双绞线的箱数。 3施工进程 第一阶段是选择和确定主布线场硬件规模。第二阶段是选择和确定中继线的硬件规模。第三阶段是确定设备间各硬件的安置地点。 4具体的实施步骤 4.1布线方式的选择:根据导线的类型、电缆的长度主要使用区域布线法、内部布线法、电缆管道布线法、插通布线法进行结合,对于机房的地板下面布线使用高架地板布线,进行防静电处理。 4.2楼层间的垂直干线通道使用弱电井,在水平干线通道使用托架法布线,全部线路走桥架连接。 4.3该建筑为四层结构,一层建筑主要是商店街,二至三层为卖场,四层为办公区,考虑这个情况,将机房定位在三层区域,属于四层的中间位置,便于网络走向能有效缩短线路长度。 4.4在每一层的楼层配电间通过主干线连接到机房,在每一设备间通过楼层配线架、水平干线建立起设备间主配线架和工作区的连接。 4.5每一层的工作区通过工作区子系统与各个结点进行连接。 4.6对特殊的区域(防损肃窃办公室、接待处理客诉的办公室、监控室)的连接需要语音网,进行视频与音频的监听,使用3类25对双绞线,数据系统采用5类25对双绞线。 5结论 本次工程综合布线从开始进入施工现场到投入使用历时近半年的时间全部完成,后期对部份设计不合理的地方进行改进,测试使用一个月线路没有出现瘫痪的情况,备点准备充足,对临时增加的信息点考虑的比较周全,可以满足使用的需要,对本次施工总结以下几点: 5.1综合布线系统是一个模块化、灵活性极高的建筑物或建筑群内的信息传输系统,是建筑物内的“信息高速公路”,信息点要求可移动性强,全部采用模块化操作。 5.2现在的计算机网络的结构化布线系统使各工作区成为即插即用的系统,电脑位置移动很方便。随着科学技术的迅猛发展,智能化的要求不断提高,在设计中应掌握以下基本原则:利用现代计算机技术,通过网络将各种通信、安防、管理子系统集成,从而为用户提供丰富的信息服务、安全舒适的使用环境。 弱电工程论文:小议弱电工程施工项目监管 弱电工程施工项目管理是施工单位工作的重要环节。按照ISO9001的工程质量规范要求,包括很多方面,其中较为突出的是施工管理、技术管理和质量管理。 一、施工管理 工程施工是一种综合性很强的管理工作,关键在于它的协调和组织的作用,也包含其他专业的管理内容,其主要内容如下: 1.施工的进度管理施工进度管理决定着整个施工期间施工人员的组织,设备的供应,以及弱电工程与土建工程、装修工程的配合时机,通常必须通过建立工程进度表的方式来检查和管理。弱电施工进度表的建立是在施工顺序的基础上,其施工顺序主要包括以下几个阶段,即施工安装图设计(深化二次设计)、管线施工、设备(进货)验收、设备安装、调试、初开通和验收。 2.施工界面管理施工界面管理的中心内容是弱电系统工程施工、机电设备安装工程和装修工程施工在其工程施工内容蚧面上的划分和协调,尤其是智能建筑物管理系统与机电设备和独立子系统的接口界面很多,一般通过各子系统工程负责人开调度会的方式来进行管理,建立文件报告制度,一切以书面方式进行记录、修改、协调措施等。 3.施工的组织管理合理安排整个弱电系统施工期间的工程管理人员技术人员、安装工人和调试工程师的人数和这些人员进场的时间,避免造成不必要的劳动力浪费,增加人工成本。这种管理需要与施工进度管理密切结合,分阶段组织强有力的施工队伍,保质保量地按时完成这个阶段的施工任务。 4.施工现场安全的管理安全重于泰山,严格贯彻、落实和执行《中华人民共和国建筑法》、中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律、法规和《建筑施工安全检查条例》的相关规定和各项措施。 二、工程技术管理 1.技术标准和规范管理弱电系统工程要在系统设计、提供和安装等环节上认真检查,对照有关的标准和规范,使整个管理处于受控状态。 2.安装工艺管理弱电工程是一个技术性、工艺性都很强的工作,要做好整个弱电工程的技术管理,主要要抓住各个施工阶段安装设备的技术条件和安装工艺的技术要求。现场工程技术人员要严格把关,凡是遇到与规范和设计文件不相符的情况或施工过程中做了现场修改的内容,都要记录在案,为最后系统整体调试和开通,建立技术管理档案和数据。 3.技术文件管理弱电系统工程的技术文件是工程各阶段实施的共同依据。这些文件夹主要包括各弱电子系统的施工图纸、设计说明、以及相关的技术标准、产品说明书、各子系统的调试大纲、验收规范、弱电集成系统的功能要求及验收的标准等,这些技术文件都有要进行系统的科学管理,为了能够及时向工程管理人员提供完整、正确的上述技术文件,因此建立技术文件收发、复制、修改、审批归案、保管、借用和保密等一系例的规章制度,实施有效科学的管理。 三、质量管理 工程质量管理是建筑弱电工程单位各项工作的综合反映,执行ISO9001系统工程质量体系,要贯穿在弱电系统的整个工程实施过程之中,要确实抓好以下的质量环节: 1.施工图的规范化和制图的质量标准; 2.管线施工的质量检查和监督; 3.配线规格的审查和质量要求; 4.配线施工的质量检查和监督; 5.现场设备或前端设备的质量检查和监督; 6.主控设备的质量检查和监督; 7.智能化弱电系统的监控参数设定表的填写和枋对; 8.调试大纲的审核和实施及质量监督; 9.系统运行时的参数统计和质量分析; 10.系统验收的步骤和方法; 11.系统验收和质量标准; 12.系统操作与运行管理的规范要求; 13.系统的保养和维修的规范和要求; 14.年检的记录和系统运行总结等。 在了解上述保证系统高质量的环节时,要确切做好质量控制、质量检验和质量评定。 弱电工程论文:智能建筑弱电工程研究论文 摘要文章从智能建筑弱电工程的系统组成、衡量标准出发,结合上海万豪大酒店具体项目,从智能建筑的公共广播,共用天线电视,无线寻呼,电话通讯,火灾报警,安保监控以及结构化布线几方面的系统设计进行了阐述。 关键词智能建筑弱电工程公共广播电视寻呼电话火灾报警监控结构化布线电源接地 衡量城市建筑的现代化标准,建筑的设计形态和智能化是两个主要方面。智能建筑的弱电系统主要由以下各系统组成: (1)通信网络系统;(2)办公自动化系统;(3)建筑设备监控系统;(4)火灾自动报警及联动控制系统;(5)公共安全防范系统;(6)结构化布线系统;(7)弱电电源及接地系统。 智能建筑弱电工程设计的出发点,应以建筑为平台,配置各功能系统,为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间,以适应当前现代建筑的需要。从具体设计上,应从智能建筑的实际性质出发,充分考虑业主和使用者的各种功能要求,使设计能在总体结构上尽量现代化,技术上先进实用,经济上合理,同时需考虑智能建筑各系统的可兼容性和扩展性。 上海万豪大酒店,坐落于上海虹桥新区,是集宾馆、展厅、办公为一体的五星级酒店。其占地面积2.2万多平方米,建筑面积4万多平方米。酒店高8层,地下2层。整个酒店分A、B、C段三个部分,其AB段为酒店大堂、客房层部分,C段为展厅及办公楼部分。 以下,就上海万豪大酒店弱电工程的部分系统:通信网络系统中的公共广播传呼系统、共用天线电视系统、内部无线寻呼系统、电话通信系统;火灾自动报警及联动控制系统;公共安全防范系统中的闭路电视监视系统、防盗报警系统以及车库管理系统;结构化布线系统以及弱电电源与接地系统谈谈其设计。 1公共广播传呼系统 酒店广播传呼系统分2类,一是面向公共区(如大堂展厅,酒店前台服务区域等)的公共系统,平时进行背景音乐广播,火灾或紧急情况时可被切换为紧急广播,二是面向办公会议区域及车库区域的广播系统(在一些特殊区域和大宴会厅等则要单独设置专业广播设备)。 公共广播传呼系统构成见图1。 公共广播传呼系统设计主要考虑以下几个因素:即系统方式(一般选定压式),划分广播分区,按扬声器特性确定扬声器与功放器,紧急广播的切换功能,广播线路与楼梯方式等。 万豪大酒店广播系统划为4个逻辑分区(即酒店、展厅、车库和办公楼),其中对应于紧急广播为19个子分区,对应于内部呼叫为19个子分区,确定扬声器与功放器的原则是必须考虑扬声器的广播效果并根据其功率确定功放器,万豪大酒店在酒店前台服务区域及办公楼部位选用造型好、频响及声压指标高的6W吸顶扬声器,在车库选用10W号角扬声器,在展厅选用20W声控。 公共广播传呼系统应具有2个主要功能,即平时的背景音乐或普通广播以及紧急广播。紧急广播总控制器有最高逻辑优先权。万豪大酒店紧急广播总控制器当有消防控制触发信号抵达时,通过启动各分区的逻辑控制模块将相应的负载回路切换成对应的紧急广播回路。在平时,无消防信号时,各分区独立操作,将相应回路切换成普通广播回路,而当无普通广播控制信号时,则处于背景音乐或客房音响状态。 2共用无线电视系统CATV和卫星接收系统 智能建筑的共用无线电视系统是适应人们使用功能要求的一部分,系统不仅用于接收广播电视,还能传送自行播送的节目及调频广播。系统组成见图2。 作为智能建筑的CATV系统设计,对系统保证用户电平,解决弱场强收视问题,保证图像的传输质量以及节目来源均应予以充分考虑。系统的前端设备CATV的主要部分,其对信号处理的质量好坏直接影响整个系统的质量,因此前端系统输出应具有较高的质量来满足分配系统所需电平。 万豪大酒店前端设备采用放大-混合式,其传输系统采用分配-分支方式,以适应酒店用户终端数量多且分布不规则的特点。酒店系统的传输带宽为(5~860MHz)共可传输40套电视节目,传输系统复盖530个电视用户终端。 卫星接收系统的选址地安装及调试是一个重要部分,经接收、解调、调制后的卫星信号混合入共用无线电视系统前端部分,经传输分配系统送至各用户终端。万豪大酒店采用了套板状卫星电视接收天线,分别用于接收不同电视卫星的电视信号共10套。 万豪大酒店设置了VOD视频点播服务系统,其功能是作为酒店前台进行节目控制及信号服务,作为后台管理可进行信息记录、查询收费、节目增改及信息服务。 3内部无线寻呼系统 智能建筑的信号管理部分,使用先进寻呼系统是非常重要的。万豪大酒店无线寻呼系统设计采用微蜂窝寻呼技术。微蜂窝寻呼系统是利用蜂窝小区技术来实现定场强的专用寻呼网络,它是一种单向通信系统,供建筑内部使用。系统由无线寻呼控制中心、微蜂窝发射单元,数据传输线路和寻呼接收机组成。系统框图见图3。 寻呼控制中心设在酒店地下层,其与酒店的程控电话交换机连接,实现交换机分机寻呼或人工键盘寻呼。寻呼信号通过线路送至各楼层蜂窝发射单元再向外发射,使处在场强复盖范围内的接收机收到寻呼信号。 对于智能建筑的寻呼系统设计,一般会遇到二个问题。一是内部信号对建筑外信号的干扰,二是建筑内的寻呼“盲区”。采用无线微蜂窝,使其场强覆盖控制在10~50m范围内,利用小区组网技术,在酒店的三维立体空间上构成限定空间场强的寻呼系统,另外,设计还可通过微蜂窝的布置组成任意形态的无线通信系统,通过对发射单元功率的调节(10~100mW)均可使无线场强分布在所限定的酒店空间范围内,这与“单点式”无线寻呼系统的功率大,不宜调节,发射距离远,易对外界产生干扰的特点有很大区别。 在智能建筑内,由于建筑物材料(钢筋混凝土结构)固有的屏蔽作用,使得寻呼信号电平在穿透损耗后无法接通形成“盲区”或信号微弱形成“弱区”(应增加发射单元、调整发射单元位置以达到所需场强)。 4电话通信系统 万豪大酒店电话通信系统由交换设备、传输系统、终端设备组成。酒店采用1200门程控交换机设备,话务台功能较强。数字式程控交换机可以根据酒店不同需要实现众多服务的功能如系统功能、话务功能和用户分机功能,另外还具有选择功能(包括无线寻呼即通过交换机与寻呼主机连接实现寻呼功能以及酒店管理如登记结帐、话务计费、状态输入、打印帐单、读卡功能等)。 酒店的电话机房设在地下层,包括传输设备室、交换机房及话务室。 酒店的电话线路配线方式采用单独式,其特点是故障范围小,检修、扩建改造简单,在各楼层电话布线采用放射式。酒店电话线路采用3类4对双绞线,电话终端采用RJ11插口,这样不仅通话质量高,又能满足用户拨号上网的需要。 在各楼层电话分线箱的选择上,应尽量留有余量,以备将来扩展。 5火灾报警及联动控制系统 万豪大酒店的智能消防控制系统,是一套完整的防火安全,报警系统。其又分为4个子系统:火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。见图4。 中央控制系统设在酒店一层的消防中心,由3套智能消防控制盘组成。每套智能消防控制盘拥有10个监控回路,每个回路可带99个智能探头和99个监控模块。3套控制盘实际控制28个回路共2700多探测点以及模块(包括办公楼)。消防智能控制系统通过中央处理单元对整个系统所有模块进行通讯监控,并反馈显示其故障情况,在其可编程存贮器中存有“事发控制程序”,一旦系统检测到火警信号后,能自动执行该程序,并通过火灾报警系统通知酒店内所有人员。系统对报警信号具有确认作用,系统可根据酒店内不同场合,将烟感探头灵敏度设定为昼/夜灵敏度转换模式。 作为消防控制系统的眼睛,火灾探测器分布酒店各个受保护部位。在酒店的前台服务区域及客房层均设置带址式感烟探头;在后台管理区域设感烟探头;在厨房、车库等设置感温探头;在煤气表房设置气体探测器。通过可编址智能探头,手动报警以及控制模块组成一套可靠的火灾探测系统。 酒店的火灾报警系统由区域报警显示盘、警铃、声光报警器及控制模块组成。酒店的灭火联动系统包括:(1)对设在各层的喷淋系统水管的水流指示及压力开关器的监视和启动喷淋泵及稳压泵。(2)消火栓直接启动消防泵。(3)对防火卷帘门,排烟风机及加压风机的监控。(4)对空调系统的监控等系统控制。 6闭路电视监视系统 采用现代科技日益完善的公共安全管理设施,向酒店提供舒适和安全保障是设计的出发点。 万豪大酒店闭路电视监视系统由摄像机探测装置,图像传输与控制设备,图象处理与显示设备3部分组成,见图5。 7防盗报警系统 对酒店的贵重物品库房,财务记帐室等重要场所采用红外或微波技术信号探测器进行定向保护,对酒店一些大门设置门磁报警保护。以上报警信号以有线形式传送到安保中心。这是酒店技防的一个重要技术措施。 8车辆进出口管理系统 在现代建筑中,对车库的综合管理越来越重要。酒店的地下2层为车库,其地下车库综合管理系统包括IC卡读卡机、电动栏杆、车辆控制器、动态电脑显示器等。 9结构化布线系统 作为智能建筑的基础,结构化布线是一种具有全新概念的布线系统,用以服务建筑物中所有通信和计算机设备,满足现在和将来的布线要求。 设计应以智能建筑的现时和计划需求为依据。在万豪大酒店,设计未将电话通讯归入结构化布线,这是因为作为酒店,语音与数据两种终端的分界很明显,且位置不易变更。另外,从技术经济上考虑,3类线带宽16MHz,可传输10Mbps及其以下低速数据,作为语言传输是廉价而效果很好的媒介。 万豪大酒店的结构化布线是计算机管理系统的结构化布线。酒店的计算机管理系统分为行政局域网系统和收银系统(POS)。万豪酒店前台与后台共有终端信息点500多个,行政局域网的信息终端分布在地下层办公区域和一至三层的酒店后台行政管理区域,收银系统的信息终端分布在酒店一至三层的前台服务区域。 酒店结构化布线分为4个子系统部分: 9.1工作区子系统部分 通过各楼层的配线箱至楼层的各信息终端。其由5类4对双绞线及RJ45终端插口组成。此部分具有抗干扰,可靠与灵活性好的特点。 9.2干线子系统部分 采用多模光缆连接酒店电脑机房与各层的配线箱(即总配线架与各层分配线架连接)。多模光缆传输速度可达500Mbps以上,有足够带宽,可为今后布线系统发展留有足够余地。 9.3管理子系统部分 由各层的配线箱组成。酒店的前台服务、后台管理区域面积大,信息终端数量多分布广,总电脑机房设在一层。考虑到各楼层配线箱信息终端的最大距离不超过100m,因此在各楼的前台服务及后台管理区域均设置配线箱(箱内安装光缆/双绞线适配器、集线器、双绞线跳线架等) 9.4设备间子系统 由设在电脑机房的设备及主干线等组成。 10弱电电源与接地系统 智能建筑的弱电电源系统必须是可靠稳定和无干扰的。其中,计算机及外部设备、消防火灾报警设备以及通讯设备属一级用电设备负荷,采用双电源末端自切供电。对终端计算机设备配置单独UPS装置。 万豪大酒店的弱电工程中,火灾自动报警系统、计算机行政局域网和收银系统的电源均采用双电源末端自切供电。双电源切换柜的电源来自酒店变配电间的2台变压器低压回路及1台柴油发电机供给。 酒店弱电工程的各个系统,都设有独立的电源配电箱控制。 弱电系统的接地是弱电系统的一个重要环节。 为减少干扰和保护设备,弱电接地系统必须单独接地,万豪大酒店的弱电接地中各个弱电系统接地均采用大于25mm2以上的铜芯导线与室外接地桩连接。 11结束语 智能建筑弱电工程涉及面广,技术性强,设计中要有全面的观点。 随着现代社会高新技术的发展,对智能建筑的弱电工程及计算机控制通信和设备自动化管理技术要求也日益提高,这就要求不断掌握新技术,不断完善设计。 创造投资合理,环境舒适的智能建筑的建设是迫切需要的。 弱电工程论文:弱电工程管理分析论文 摘要:智能建筑自20世纪80年代中期在美国问世以来,因强大的技术优势与巨大市场需求优势的推动,很快即将风靡全球,在不到20年的时间里,便发展成为现代建筑的主流,已成为一个国家、一个地区、一个城市现代化的重要标志…… 关键词:弱电施工系统设计管理 1前言 智能建筑自20世纪80年代中期在美国问世以来,因强大的技术优势与巨大市场需求优势的推动,很快即将风靡全球,在不到20年的时间里,便发展成为现代建筑的主流,已成为一个国家、一个地区、一个城市现代化的重要标志。在我国,才短短的几年时间,就有几百座智能大厦拔地而起。然而,投巨资建成的智能大厦,在智能化方面的效果与期望值的差距较之土建与装饰的这一差距则要大得多。智能建筑中智能化的设备,伴随着现代化电子技术、计算机技术的飞速发展,都已历经几代的更新,基本上都是由国内外著名公司制造,其质量可靠性一般都较好。智能建筑中智能化之所以不尽人意,主要还是因为智能大厦弱电工程的实施不当。弱电工程的实施有以下几项不利因素。 1.1弱电施工的时间与空间往往受到其他施工方工程进度的挤压 智能建筑建设期间,其时间资源与空间资源是一个有限的资源,由土建、装饰、安装、弱电系统集成的很多参与方共享。谁占有充分,谁的管理就容易,效率、效益就高,于是施工各方对时空资源会相互争占。在争占中,土建方占有主导地位,弱电则是一个最弱势群体,其施工的时间与空间很容易受到其他方的挤压。 1.2弱电系统集成与土建、装饰、安装接口界面不清 弱电与土建、弱电与机电设备、弱电与强电安装,无论是施工,还是系统功能的最终实现,关连性大、藕合度高。而这一方面的规范化体系又很不健全。因此,在彼此的接口处,界面不清,这一块的工作由哪一方负责,在设计与规章中界定得不明确,这就是造成施工时的相互推委,配合失调。 1.3弱电系统集成商施工队伍素质不高 现在的弱电集成公司基本上都没有专门的施工工人队伍,施工中,配管配线及末端设备安装这类劳动密集型作业,一般都要临时雇用一些民工。这些民工的技术水平、责任感、职业道德都不让人放心,往往在工程中留下质量隐患。 1.4弱电监理不够专业 目前,负责弱电监理的工程师多由强电监理兼任,他们对弱电系统的许多新的技术、设备缺乏了解,难以监理到位。 以上这些就使得弱电工程实施难度大、麻烦多。有时看似一个简单的问题,因各方利益的冲突,相互推委,耗大量精力协调也很难找到一个让各方满意的解决方案,而工程又急不可待,让人伤透脑筋。这些无聊的扯皮,严重地影响工程质量,制约工程进度,增大施工难度,徒耗建设费用。 怎么解决这些矛盾呢? 智能建筑的建设方应充分发挥市场经济卖方市场中业主的优势,强化对弱电工程的管理,建立一套企业的工程管理流程,制定一套约束各方的管理程序,一套让参与各方都预先承认的规则,就可大大减少施工过程中的困难,保障弱电工程的质量。 2有关弱电系统设计的管理 2.1先要做好弱电系统的整体规划 在智能建筑的方案设计阶段,便要依据建筑物的使用要求、使用功能、服务功能,物业管理方式作尽可能深的分析与探讨,从适用性、先进性、经济性上综合考虑,作一个定位合理的整体规划。要上些什么项目,要达到一个什么标准,做出明确的需求分析,再由设计院进行扩初设计。 2.2扩初设计阶段,对设计院提供的服务要有明确的要求 (1)设计院对每一个子系统的设计方案,都要作详细的技术交底,甲方应与设计院就各个子系统的监控对象、监控方法、监控功能、设备数量、系统结构和布局,预算费用,特别是在降低造价、节约投资上进行深入的讨论,对与甲方有较大分歧的设计,要组织专题论证。 (2)设计院要有总管本项目强电设计与弱电设计的技术负责人,管理、协调本项目的强弱电及相关专业的设计。 (3)要对弱电线管、线槽及水、电、风系统中的线管、线槽、管道的排布作统一设计。弱电系统中的电缆、线管、线槽不得与风管、水管、机电设备、强电走线相冲突,并应选择与建筑物内各种设备安装相适应的合理布局和走向,以节约工程投资。 (4)对弱电系统要作综合布线设计(暂可以只对电话布线、数据布线、消防布线、广播布线和BAS布线)。对明装的线管、线槽不仅要有水平定位、还应有垂直安装尺寸及足够的空间,要兼顾其与预埋线管、线槽的连续性与整体性,要能保证隐埋线管、线槽的预埋作业的整体实施。 (5)对隐埋线管、线槽的载体:地面、顶层楼板、墙柱面的面层,土建设计要有足够的嵌入尺寸,对大面积的平面,还应对厚度有均匀度要求。 (6)与弱电系统相互连接的电器控制箱应作好弱电电缆引入开孔及柜内接线端子排的设计,并明确标出互连的强、弱电电器的工作电压。 (7)须由消防子系统实现联动控制的机电设备,设计院的强电设计人员与弱电设计人员应仔细核对、衔接得当,确保控制的准确实现。 (8)设计院要提交整个设计的电子文档,至少要提供能使弱电各个子系统进行招标与深化设计的电子文档。 (9)对弱电各个子系统招标后由工程承包方所作的深化设计,应由设计院负责审核、会签或出图。 (10)设计院对弱电各个子系统的招标与施工要注意的重要事项,要作出明确的文档说明,以便于建设方及监理方对工程的监管。设计院应参加对弱电系统集成商施工组织方案中质量保障程序的审核。 (11)设计院应根据最终确定的建设功能与用途,根据外部接入环境,合理的选定弱电控制中心与网络通信中心机房的位置。 (12)设计院对建筑、结构、机电设备、强电设施、弱电系统某一项实行设计变更时,特别是土建与结构的设计变更,设计院要组织其他相关方的设计工程师,作相应变更设计。避免发生土建与机电设备安装、土建与弱电安装、强电与弱电安装相互脱节,相互冲突的事件发生。不然,若因设计院各设计方协调不好,造成建设方经济损失的,业主可要求设计院赔偿。 3有关弱电招标及合同签订的管理 (1)招标的需求说明与技术要求,先由弱电专业工程师讨论、拟稿、修改、初定稿,然后组织专题听证会评议,听证会应有强电工程师和相关领导参加。 (2)招标前建设方的弱电工程师应对可能参加投标方的各种供货品牌进行对比,要对其功能、特点,对本工程的适应性有较清楚的了解,要对投标方以往的工程实例,对他们服务支撑能力进行考察,提供书面评估报告。 (3)招标时,对各个系统的设备选型要考虑其开放性,即采用其作为主控设备时,该系统对其他公司产品的兼容性。以减少对某一公司、某一种品牌的依赖性,这能使今后的维护更加方便与经济。 (4)投标书应阐明投标人对项目质量要点的理解,阐明其质量保证措施与建议。评标时要将此列为对投标方工程实施经验的考察内容。 (5)投标书中不仅应有计划的建设工期,还应注明完成深化设计,施工组织设计的时间。 (6)签承包合同时,要签一份详细的技术协议。技术协议应包括系统结构、系统原理设计图、设备明细表、应用环境、监控对象;应包括与其他相关的强弱电系统的硬、软件接口界面、系统操作界面、软件的功能(特别是维护功能、组态功能);应提供的文档资料应包括培训、质保、软件升级等服务承诺。 (7)要恰当的安排弱电各个系统的招标时间。消防、安防、楼宇、布线这些系统深化设计较扩初设计可能会有较大的变动,施工的隐埋工作量较大,其招标工作最好在地下一层顶层施工前完成,以保证隐埋作业的顺利实施。 (8)招标文件要明确申明,业主对工程内容有权进行增减修改,增减后,工程费用按中标订价标准,相应予以增加或减少,工程承包方必须接受,并按要求施工。 4对土建、装饰应作配合的管理 这一配合管理是弱电工程实施中最麻烦的地方,在土建、装饰工程的承包合同中,应对以下各条予以明确规定。 (1)对所有地下、穿墙、沿柱石、墙面预埋的线管、线槽工程,当甲方委托土建方施工时,土建方应按合同计费标准(或工程定额标准)承接,按要求完成。 (2)土建工程总承包方要保证弱电施工的供电、供水、要安排好弱电工程施工方的临时场地或仓库,土建方要接受甲方及监理的现场协调管理,总包方应协调好土建工程各方,实施与弱电工程具体的施工配合。 (3)土建方对要隐埋线管、线槽的层面,在土建施工前要及时通报监理与甲方,便于相关单位作业的跟进;土建施工方要加强检查、测量,保证面层厚度尺寸与面层均匀度达到设计要求,以保证隐埋的线管、线槽能正常嵌入。 (4)装饰工程方要预先向监理、甲方通报吊顶,通报地面、墙面装修的施工计划与进度,为弱电施工留下应有的时间与作业空间,装饰工程方应负责安装弱电设备时装饰面板相应位置处的开孔 (5)土建总包方与装饰工程方都应设专门负责协调工作的责任人。 5有关弱电系统与机电设备、强电工程相互配合的管理 (1)机电设备(包括变压器、发电机、高低压柜、冷冻机、空调机、锅炉、电梯、电气控制箱、水泵、风机、防火卷帘门等)的招标,采购应由弱电工程师提出相应的弱电技术条款,投标方、供货方应明确对这些条款的满足与偏离情况。合同签约与设备验收时一定要对此进行仔细核对与检查。 (2)强电电气控制柜(箱)的订货、制作、安装要保证弱电电缆能够正常接入,并在柜(箱)内予留有相应的安装空间。 (3)土建、装饰、强电、弱电承包方在工程安装时都要保证不损坏其他方已完工的工程,若有损坏,责任方要承担由此造成的一切的经济损失。 6对弱电工程监理的管理 (1)监理方应有专业的弱电监理工程师负责本项目的监理。建设方应对其学历、职称、资质、资历进行核查,并对弱电工程师的相关知识,特别是对相关国家标准的了解程度进行考查,对不符合条件的人员建设方有权否决。 (2)监理工程师上岗前应向建设方提交其监理岗位职责。 (3)监理方应定期(按月或按季)向甲方提交监理工作计划。 (4)对重要工序的监理要事先向甲方进行通报,过程检测记录要及时向建设方通报,或通知建设方参加检测验收。 (5)对隐埋线管、线槽来说,在工程实施前,监理工程师、相应弱电工程承包方质量负责人,要在现场督查、核对,保证不漏不少,保证用材合格;检查实施隐埋工程的责任人是否采取了必要的质量保证措施,相应的隐埋作业完工后,要即时进行通断合格检查,及时组织相关验收。 (6)监理方应结合工程实际,另行设计统一的弱电工程监理记录文档(最好同时有纸质文档和电子文档)。 (7)—隐蔽工程和工程观感质量验收,检测抽样方案的确定应符合GB50300第3.0.3、第3.0.4和第3.0.5的规定。 7对弱电项目系统集成方的管理 (1)弱电项目中标方应按规定时间提交深化设计的图纸和电子文档,在甲方及设计院审核、修改,确认后出图作为正式施工图实施。 (2)弱电项目系统集成商提交的施工组织方案中,要有操作性好的质量保障程序,甲方应组织设计院和监理对其进行审核。 (3)弱电系统集成商要设项目责任人、技术负责人、现场安全员和独立的质量检查员,上述人员要有明确、详细的岗位职责;弱电承包方应将上述人员的学历、职称、资历相关证件报送甲方;甲方或委托监理方应对上述人员与项目相关的管理知识、质量知识、安全常识进行考试或考查,甲方及监理方有权否定不合格上岗人员。 (4)弱电承包方要向甲方通报班、组一级负责人学历、资历并接受甲方的相关检查。 (5)弱电承包方要对其施工人员进行职业道德、职责、技能、质量与安全知识的上岗培训,发上岗证。持证上岗人员应通过承包方组织的考试,甲方应检查其考试内容。 (6)承包方应在开工报告中,将整个工程按工序、按场地进行工序拆细,注明每一道工序的质量要点和保障措施,注明要求的作业环境与配合条件。 (7)承包方应在开工报告中将整个工程按工序、按场地进行工序、作业的拆细,量化每一道工序,作业的工作量(需多少个工日)、计划开工时间、计划完工时间。 (8)承包方要在施工的不同阶段根据需要,按周或按月向甲方报告工作进度、现场施工人数、进度调整计划。 (9)承包方对非承包原因造成的施工计划的变更和工期顺延应及时书面报告建设方和监理方。 (10)承包方要按统一的文档格式向建设方与监理方提交上述文档。 8对竣工验收的管理 竣工验收是项目质量保障的最后一个环节,绝不可因工程临近完工,因人员的变动草草收兵。 (1)首先应由系统集成商递交竣工验收申请报告及验收执行大纲,验收报告应附有系统集成商完工的目标测试记录与结论,若需先作试运行的还应有试运行记录。 (2)验收执行大纲应符合工程承包合同中技术协议的要求,应符合有效的设计文件、工程变更文件的要求;验收执行大纲应遵循国家标准GB50300、GB50307,应遵循与该项工程相关的国家标准、行业标准及地方政府的法规文件。 (3)验收执行大纲应包括验收执行程序、检测验收的目的;检测的内容应包括验收所依据的标准、规范;测试工具应包括测试结果的处理分析、测试结论及处理方法、验收结论等内容。 (4)验收执行大纲应由甲方技术责任工程师会同监理工程师做逐项审阅、修改,经项目验收小组组长认可后报建设方技术总监批准执行。 (5)应成立项目验收小组,项目验收小组由建设方项目负责人任组长,有建设方项目技术责任工程师、监理工程师、系统集成商的项目负责人、技术负责人、质量负责人参加(有特殊要求的项目,还应请相关行业主管部门人员参加)。 (6)项目验收小组可根据需要下设验收测试组与资料验收组,参加人员由项目验收小组指派,资料验收组要有建设方专职资料员参加。 (7)所有测试记录格式都应规范化,便于查阅与管理。验收测试操作人员应按要求,准确、详细地做好测试记录。 (8)项目验收小组应对验收测试数据进行分析,作出合格,不合格结论,对需要返修、返工的工程应责成系统集成商按时整改,整改后再对系统进行全部或部分验收。 (9)竣工文档应包括: 工程合同技术协议; 工程设计说明。包括系统选型论证、系统所包含的子系统、系统监控对象、系统规模容量、系统功能、性能指标; 工程竣工图纸。包括设计原理图、系统结构图、设备布置及布线平面图、系统配电箱电气原理图、电气端子接线图、中央监控室设备布置图等; 依据技术协议应提交的软件(包括程序与所有应交软件文档); 系统使用说明书、操作手册、维护手册以及重要设备的安装手册、维护手册; 系统验收文件。包括系统验收执行大纲、系统验收的所有测试记录、系统验收结论; 其他文件。包括系统施工过程质量检查记录、工程质量事故报告、设计变更单、工程变更单、设备清单、设备开箱检查记录、设备出厂合格证书、出厂质量检测报告、进口设备的原产地证明书、海关报关单等; 工程预算报告。 9培训管理 (1)技术协议中,应有双方认可的培训计划。它包括培训费用、培训对象、人数、接受培训者应具备的条件、培训时间、地点、培训教材等。 (2)培训实施。系统集成商应向建设方报告培训实施情况,包括培训环境、培训内容、培训课时、培训所采用的教材,应对受培训人员的受训情况、独立工作能力做出客观评判,要保证受培训对象能胜任上岗。
浅谈低碳城市与智能建筑电气:低碳城市与智能建筑电气 摘要:在我国城市化建设进程中,城市规模不断扩大,建筑行业也得到了快速发展。但与此同时,经济发展和环境问题之间的矛盾也不断加剧。面对这样的情况,国家虽然采取了一系列措施,以解决生态破坏和环境污染问题,但效果都不是太理想。在这样的背景下,低碳城市理念应运而生,并发展成现代城市建设的最重要的理念。本文从建设低碳城市的意义出发,分析了低碳城市和智能建筑电气之间的关系,并对阐述了智能建筑电气特征。 关键词:低碳城市;智能建筑电气;特征 在我国现代建筑行业的快速形成与发展的情况下,虽然创造了比较理想的经济效益和社会效益,但是发展过程中所产生的严重的环境破坏、能源污染等问题也是不能忽视的,必须要引起建筑行业内部以及社会的普遍关注,并且要积极的寻求有效的解决措施。从社会发展的角度来进行分析,我国现在处于城镇化进程加快、经济快速发展、碳排放大量增加和向社会主义市场经济转型的关键时期,建筑的工程总量排名世界第一,超过了世界年建筑总量的一半。在我国全面构建低碳城市的前提下,智能建筑是根据地域和国情特点,适应国家社会、经济、文化的发展和生活水平提高的需求,坚持以人为本,合理利用资能源、资源,节能、节水、节材、节地,保护当地的生态环境,并全面的治理污染,进行智能化管理,创造出室内外环境舒适、安全、健康,能与自然和谐共处的资源节约型建筑。 一、建设低碳城市的意义 低碳城市指的是城市以低碳经济作为发展模式以及发展方向,政府以低碳社会作为城市建设的目标,居民以低碳生活作为生活理念以及生活标准。低碳城市的概念从提出到现在,已被各个国家认可并成为全世界各个国家的共同目标,诸多国家逐渐加大了发展建设低碳城市的力度,以在经济发展过程中环境代价实现最小化,实现人与自然的和谐相处。 在经历了农业文明、工业文明之后,全球性的环境问题也随之产生,人们逐渐认识到环境保护对经济发展的重要作用。随着科学技术的发展及各种先进的生产技术的出现,对社会生产方式和生活方式产生了重要影响。在全球经济快速发展的同时,能源危机、环境危机也逐渐显露,不仅制约了全球经济发展,也对人们的生存环境造成了很大影响。在这样的背景下,低碳经济作为一种新兴的经济发展模式而逐渐受到重视。低碳经济以可持续发展为指导思想,为全球经济发展提供了一条可供借鉴的发展模式。低碳经济最重要的目标是减少碳排放量,以清洁能源和可再生能源代替各种石化和煤炭能源,随着城市理念的发展,低碳城市成为城市规划和城市建设的重要指标,对当前我国城市发展产生了强大的推动力。 二、低碳城市与智能建筑电气的关系 在城市化建设进程中,建筑行业逐渐发展起来,建筑行业对经济发展的贡献作用也越来越大。从建筑行业的发展历程来看,可以分三个阶段:一是容声建筑;二是舒适生活建 筑;三是健康生活建筑。建筑行业的发展阶段,在一定程度上也反映了生产力发展的水平。随着全球性气候问题的出现,人们也认识到环境与生活之间的关系,在实践总结过程中, 低碳城市建设理念也最终得到体现,建筑行业的智能化趋势也更加明显。在智能建筑的特征在于,加大未利用能源和可再生能源的利用,注重节约能源和循环使用各种建筑材料,减少建筑施工过程中的生态破坏和环境污染。与传统建筑相比,智能建筑的理念更具有前瞻性和预见性,比较符合当前经济发展的需要,其最根本的目的在于优化人类的生存目标,因而是一种具有强大生命力的理念。因此,智能建筑成为建筑行业未来发展的方向,通过智能系统,如智能化管理和决策,智能化技术手段,能够促进低碳城市的发展。 三、智能建筑电气特征 (一)以节能为中心的建筑设备监控 在建筑电气工程中,无论是既有的建筑还是新建的建筑,均要通过监控设备实现对建筑物设备正常运行的诊断,实现对建筑耗能水平的有效评估,从而对运行的参数进行及时合理的调整,对使用能源的方式进行变更,修补能源的浪费漏洞,进而对既有的建筑以及相关运行设备系统的能耗数据进行分析,制定合理改造方案,实现建筑物能源利用效率的不断提升。对于绿色建筑来说,其监控系统较为复杂繁多,包括对区域热、电系统等的控制,如现在多使用的智能建筑电气中较为简单的声控照明灯,可以识别一定范围内的声音频率而自动开始照明,间隔一定时间后会自动熄灭,这就弥补了老式照明系统手动控制的缺点,很好的达到节能的目的 ;对冰蓄冷系统(其运行原理是利用峰谷电价差)的有效控制 ;利用自然能量通风、采光,控制照明,室内通风空调控制等,真正实现低能耗建筑 ;对周围环境的温度、湿度、光照度等进行感知并自动进行调节的智能墙 ;自动对雨水、生活废水等进行收集,提供循环使用的水处理设备控制系统等。以上智能控制以及最优控制等策略在绿色建筑中已经被广泛应用。在建筑物的电气工程中,节省用能、降低不可再生能源消耗是智能监控的主要目标。 (二)信息服务主要以三网融合以及物联网的应用为核心 信息服务支撑着社会以及经济的发展,也是节能减排的重要手段。较为先进发达的信息技术逐渐改变了人们的生活习惯,形成一种新型的交流模式。如位于总部的高层领导可以通过远程系统与全世界的分公司系统进行联系,使全世界的数以百计的工作人员无需乘坐飞机、火车、汽车等交通工具费时间、精力、能源的赶到同一地点,而是在同一时间不同地点进行会议研讨,该信息技术的工作效率能有效实现减排并大大提高了工作效率。通信网络技术的飞速发展,移动通信3G、IPV6 后的 LTE 等逐渐被广泛应用,而EPON 以及 GPON 等的广泛应用大大推动了广播电视网、电话网以互联网的三网融合,移动通信无处不在,信息服务无所不能,一些新建的建筑物完全摒弃了传统的综合布线系统,而是应用了无线通信以及全光通信的方式。与此同时,主要以计算机、PFID 技术以及无线通信为支撑的物联网,已经逐渐被社会接受应用,在经济及日常生活中普及。物联网以其独特的分布式智能处理的形式逐渐改变了社会内的交流、人们的生活方式以及经营管理模式。因此,在绿色建筑建设需要在人们活动区域内密布物联网节点。 (三)安全事务的智能处理 由于现代社会及经济的快速发展,建筑物的数量不但增加,尤其在综合性的大型建筑物中,人群较为集中则相应会增加安全分风险,提升消防及安防装备的技术水平,及时应对有可能会出现的各类突发事件是智能建筑电气工作人员面临的重大问题。传统的安防系统主要包括视频监控系统以及报警系统,其中的视频监控需要指派特定的人在视频前进行监督操作,多数事故只有在发生后才会被针对性的进行视频调查,故其在日常监控中具有一定的局限性。为提高这些系统的性能,使用智能传感技术十分有必要,如大量的探测信息主要应用智能图形分析系统进行,可以实现街景分析、面容比对分析、人物分离分析、区域防范分析、人数统计等。为有效提高火灾自动报警系统的性能及其的工作效率,对传统火灾探测器进行了相应的变革,采用视频遥感、光纤传感等技术对火灾信息进行采集 ;将 CPU 植入传统火灾探测仪中,增加其智能识别程序,进而提升智能探测仪的工作效率以及可靠性。 四、结语 从全球经济发展的角度来看,低碳经济作为一种新型的经济发展模式,具有强大的生命力。低碳城市理念的提出,是对低碳经济的贯彻和实行,也是我国经济建设和社会发展的必然选择。在城市化建设进程中,应不断总结实践经验,发挥智能建筑电气的作用,以解决当前环境问题和能源问题,促进我国城市建设的发展。 浅谈低碳城市与智能建筑电气:简谈低碳城市与智能建筑电气 【摘要】本文主要以绿色建筑和低碳城市发展为背景,对低碳城市以及智能建筑电气之间的关系进行探究分析,并对智能建筑电气中的建筑设备监控的三大特征进行剖析,为城市建设提供参考依据。 【关键词】低碳城市;智能建筑电气;绿色建筑 随着我国城市的规模不断扩大,我国国民经济的不断进步以及先进技术的不断应用,人民的生活水平以及生活质量得到了大幅度的提升,为有效利用城市资源,出现了更多的高层建筑以及小高层建筑。这在一定程度上改善了居民的居住条件,另一方面建筑也被赋予了越来越强大的功能。而人们对于建筑结构、居住空间、绿化环境以及公共设施方面提出了更高的要求。因此,为有效实现低碳城市,住宅电气的设计建设也应该紧跟社会前进步伐,尽量符合低碳化城市要求。 一 建设低碳城市的意义 随着工业社会的不断发展,科学与技术发生了革命性的改变,机械化以及电气化的应用大大提高了工业生产效率,随着人们生活水平的提高,日常生活与工作所需的资源与能源也越来越多,这种情况难免就会对地球环境造成越来越多的破坏。从能源消费方面分析,地球现有的矿产资源与能源的枯竭也只是时间的问题,而被各界寄予厚望的可再生资源的增量又是非常有限的,地球上人口的增长与社会经济的发展就更加加剧了各类能源的危机。同时,人们生活中排放出来的化学物质能造成严重的环境污染,工业、汽车等排放出的有害气体能促进酸雨的形成,人们日常生活中制造的各类垃圾均能造成环境污染,如不易被降解处理的塑料袋等白色污染。 低碳城市指的是城市以低碳经济作为发展模式以及发展方向,政府以低碳社会作为城市建设的目标,居民以低碳生活作为生活理念以及生活标准。低碳城市的概念从提出到现在,已被各个国家认可并成为全世界各个国家的共同目标,诸多国家逐渐加大了发展建设低碳城市的力度,以在经济发展过程中环境代价实现最小化,实现人与自然的和谐相处。 二 绿色建筑的重要性 绿色建筑是建设低碳城市的重要组成部分。绿色建筑主要利用大量可再生能源以及未利用能源,强调的是建筑材料资源的循环利用以及实施能源节约最大化,尽量将在建筑过程中对环境的污染与损害降到最低。绿色建筑是将建筑学与生态学有机结合,其概念可理解为在建筑的有限寿命内,对环境、资源做到最大限度的保护、节约,并实现污染最小化,为人们提供健康、舒适以及高效的使用空间,最终达到建筑物与自然共存的目的。 绿色建筑与传统的建筑不同之处在于其理念横跨了建筑物的本体,追求的是人类生存目标的优化,属于较大的系统以及多目标优化的较为典型的案例。绿色建筑必须采用大量的智能系统以实现建设目标。在这一过程中,智能化以及信息化是必不可少需要运用好的技术,需要管理、信息、控制以及决策,以智能化推进绿色建筑,最大限度的节约能源、降低资源消耗量,避免浪费,降低污染。对于我国来说,绿色建筑刚刚起步,需要人们着力探索与解决相关阻碍问题。 三 智能建筑电气特征 1 以节能为中心的建筑设备监控 在建筑电气工程中,无论是既有的建筑还是新建的建筑,均要通过监控设备实现对建筑物设备正常运行的诊断,实现对建筑耗能水平的有效评估,从而对运行的参数进行及时合理的调整,对使用能源的方式进行变更,修补能源的浪费漏洞,进而对既有的建筑以及相关运行设备系统的能耗数据进行分析,制定合理改造方案,实现建筑物能源利用效率的不断提升。 对于绿色建筑来说,其监控系统较为复杂繁多,包括对区域热、电系统等的控制,如现在多使用的智能建筑电气中较为简单的声控照明灯,可以识别一定范围内的声音频率而自动开始照明,间隔一定时间后会自动熄灭,这就弥补了老式照明系统手动控制的缺点,很好的达到节能的目的;对冰蓄冷系统(其运行原理是利用峰谷电价差)的有效控制;利用自然能量通风、采光,控制照明,室内通风空调控制等,真正实现低能耗建筑;对周围环境的温度、湿度、光照度等进行感知并自动进行调节的智能墙;自动对雨水、生活废水等进行收集,提供循环使用的水处理设备控制系统等。以上智能控制以及最优控制等策略在绿色建筑中已经被广泛应用。在建筑物的电气工程中,节省用能、降低不可再生能源消耗是智能监控的主要目标。 2 信息服务主要以三网融合以及物联网的应用为核心 信息服务支撑着社会以及经济的发展,也是节能减排的重要手段。较为先进发达的信息技术逐渐改变了人们的生活习惯,形成一种新型的交流模式。如位于总部的高层领导可以通过远程系统与全世界的分公司系统进行联系,使全世界的数以百计的工作人员无需乘坐飞机、火车、汽车等交通工具费时间、精力、能源的赶到同一地点,而是在同一时间不同地点进行会议研讨,该信息技术的工作效率能有效实现减排并大大提高了工作效率。 通信网络技术的飞速发展,移动通信3G、IPV6后的LTE等逐渐被广泛应用,而EPON以及GPON等的广泛应用大大推动了广播电视网、电话网以互联网的三网融合,移动通信无处不在,信息服务无所不能,一些新建的建筑物完全摒弃了传统的综合布线系统,而是应用了无线通信以及全光通信的方式。与此同时,主要以计算机、PFID技术以及无线通信为支撑的物联网,已经逐渐被社会接受应用,在经济及日常生活中普及。物联网以其独特的分布式智能处理的形式逐渐改变了社会内的交流、人们的生活方式以及经营管理模式。因此,在绿色建筑建设需要在人们活动区域内密布物联网节点。 3 安全事务的智能处理 由于现代社会及经济的快速发展,建筑物的数量不但增加,尤其在综合性的大型建筑物中,人群较为集中则相应会增加安全分风险,提升消防及安防装备的技术水平,及时应对有可能会出现的各类突发事件是智能建筑电气工作人员面临的重大问题。 传统的安防系统主要包括视频监控系统以及报警系统,其中的视频监控需要指派特定的人在视频前进行监督操作,多数事故只有在发生后才会被针对性的进行视频调查,故其在日常监控中具有一定的局限性。为提高这些系统的性能,使用智能传感技术十分有必要,如大量的探测信息主要应用智能图形分析系统进行,可以实现面容比对分析、街景分析、区域防范分析、人物分离分析、人数统计等。为有效提升火灾自动报警系统的性能以及其工作效率,对传统的火灾探测器进行了相应的变革,采用视频遥感、光纤传感等技术对火灾信息进行采集;将CPU植入传统火灾探测仪中,增加其智能识别程序,从而提升智能探测仪的工作效率以及可靠性。 四 小结 我国政府对于节能减排的工作较为重视,为低碳城市及绿色建筑的发展创造了较好的条件,但节能减排的工作需要一项一项具体的工程来实施的,其实施过程主要由工程技术人员参与完成的。而作为智能建筑电气的专业人员,应该对低碳城市以及绿色城市建筑的基础理论充分掌握,并认真学习研究智能化应用技术,不断创新,为社会及人类的未来做出贡献。 浅谈低碳城市与智能建筑电气:智能建筑\物联网与智慧城市 摘要:数字化信息技术的不断进步,以及物联网的兴起,国家制定了调整经济结构、引导传统产业升级、培育新兴产业的宏观经济战略,同时随着人们对物质生活水平的不断追求,国内外兴起了以智慧城市为核心的新一代城市信息化建设高潮,这些需求对广大电气工作者提出了新的更高要求。本文浅析了智能建筑物联网、智慧城市的定义、组成和关键要素,以及三者之间的相互关系和未来发展趋势。 关键词:智能建筑、物联网、智慧城市 1.智能建筑 智能建筑是指:以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。 通常我们认为其由:通讯自动化CA、楼宇自动化BA、办公自动化OA、结构化综合布线四方面构成。 智能化系统工程设计应根据建筑物的规模和功能要求等实际情况,选择配置相关的系统。目前我国《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006规定: (1)智能化系统由七大系统组成: 智能化集成系统 信息设施系统 信息化应用系统 建筑设备管理系统 公共安全系统 机房工程 建筑环境系统 (2)智能化建筑的类别大致可分为下列十大类型: 办公建筑含商务、行政、金融 商业建筑含商场、宾馆 文化建筑含图书馆、博物馆、会展中心、档案馆 媒体建筑含剧(影)院、广播电视业务 体育建筑含体育场、体育馆、游泳馆 医院建筑含综合性医院、专业性医院 学校建筑含普通全日制高等学校、高级中学和高级职业中学、初级中学和小学、托儿所和幼儿园 交通建筑含空港航站楼、铁路客运站、城市公共轨道交通站、社会停车库(场) 住宅建筑含住宅、别墅 通用工业建筑 传统智能建筑通常以通信自动化、综合布线、楼宇自控为核心而构成,消防安防等系统作为一般必要配置,其特点是各自专用通信网络自成一体,分割管理、技术重叠、系统繁复、投资高。随着IT技术的发展和系统集成的产生,利用TCP/IP通信协议的开放,从而实现了各子系统的整合、界面的共享,达到了建筑物高度智能化管理的程度。同时,随着国家能源政策调整和绿色、节能、生态建筑的兴起,建筑智能化已成为今后社会发展的必然趋势,也只有这样才能达到社会的可持续发展。 目前由商业、居住、办公等各种建筑物组成的建筑群不断涌现,使智能建筑逐步由单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化,形成一个更大规模、功能齐全、系统配置越来越高的以信息服务、信息应用为核心的智能建筑群。 2、物联网 目前物联网仍未形成一个准确权威的定义。通常观点是:物联网是通过各种信息传感设备和系统(传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等)、全球定位系统,按约定的通信协议,将物与物、人与人、人与人连接起来,通过各种接入网、互联网进行信息交换,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。每一个物件都可以寻址,每一个物件都可以控制,每一个物件都可以控制通信。这种物联网是“广义的物联网”。 物联网的体系结构由四部分组成:感知层、接入层、网络层、应用层。其核心是软件平台,而软件也正是物联网的中枢神经。通常物联网软件平台建立在分层通信协议基础之上。主要包含:数据感知系统软件、物联网中间件系统软件、网络操作系统软件、物联网信息管理系统软件。 物联网的关键技术由四部分组成: (1)节点感知技术 电子标签RFID 新型传感器:从传统传感器向智能传感器发展 智能化传感网节点技术 (2)节点组网及通信网络技术 传感网技术 核心承载网通信技术 互联网技术 (3)数据融合与智能技术 数据融合与处理 海量数据智能分析与控制 (4)云计算技术 由此可知物联网采用智能传感器及无线技术改造和提升原有的智能化系统,从根本上提高智能化水平,使智能建筑更智慧,为人们提供更多便捷、更多信息的一个平台,同时它又是智慧城市建设的一个重要技术手段。物联网的应用将大大提升智能建筑的整体水平,其优点为: (1)采用物联网技术实现了有线和无线相结合的网络大大降低布线的工程造价及使馆难度。 (2)对设备参数检测和检测设备运行情况,可以提高设备寿命,可以降低设备能源。 (3)物联网的应用可以对系统全方位监测和控制。 (4)物联网可实现信息的及时共享,达到实时管理。 3、智慧城市 智慧城市有狭义和广义两种理解,狭义上的智慧城市概念指的是以物联网为基础,通过物联化、互联化、智能化方式,让城市中各个功能彼此协调运作,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式,其本质是更加透彻的感知、更加广泛的联接、更加集中和更有深度的计算,为城市肌理植入智慧基因。广义上的智慧城市是指以“发展更科学,管理更高效,社会更和谐,生活更美好”为目标,以自上而下、有组织的信息网络体系为基础,整个城市具有较为完善的感知、认知、学习、成长、创新、决策、调控能力和行为意识的一种全新城市形态。 根据我国现阶段经济和社会发展的现状,智慧城市建设实质就是国家信息化在一个城市中的具体体现。数字技术的应用及大提升了一个城市在其医疗卫生、文化教育、市政、交通、公共安全、环境保护等城市综合管理方面的能力,为城市公共管理与服务的运营与治理提供更简洁、高效、及时、灵活的决策支持。 智慧城市是数字城市发展的高级阶段,是在数字城市网络化与数字化建设的基础上,通过物联网技术将分散的智能建筑或智能建筑群作为信息节点,集成整个城市所涉及的社会综合管理与社会公共服务资源,实现一个更广泛、开放、共享的互联互通的智能化。 其主要特征是通过幸福指标体系、管理指标体系、社会责任指标体系三个指标来实现。其建设与发展的实质就是低碳经济、幸福生活、可持续发展三位一体的城市发展理念。智慧城市建设应遵循“统一领导、统一计划、统一标准、统一平台开发”的“四个统一”原则。要高屋建瓴,是“一把手”工程,必须由政府“一把手”统领全局协调各部门资源,这有这样才能有效建立信息互联互通、数据共享交换的协同机制,共享云计算中心平台,避免同一业务平台及应用系统的重复投资开发、重复建设。 智慧城市建设投资控制原则应遵循: 1、 采用统一的智慧城市顶层规划和各业务平台及应用系统的深化设计。 2、 采用统一的信息互联互通扩数据共享交换标准,以及系统集成通讯接口协议。 3、建设一体化的城市级“一级平台和城市级数据中心(云计算中心)。 4、业务级二级平台及应用系统软件采用统一部署和开发,避免多头重复配置。实现业务级平台及应用系统信息互联互通和数据共享交换。 5、业务给二级平台及应用系统采用硬件集成方式(云计算、云数据 、云服务)。 智慧城市建设是一项技术性、前瞻性、高端性很强的系统工程,要完成这项任务,没有一批高素质的管理 、设计、实施、运营专业人才是不可能的,没有超前战略性规划更是难以想象。智慧城市建设的人才培养,是整个社会可持续发展中重大问题,要采取多方面的措施,重视信息化人的引进和培养工作,完善人才管理机制,落实各项人才政策,创建良好的人才发展环境;积极开展多渠道、多层次、多形式的计算机技能培训。 智慧城市是基于物联网、智能建筑物,并结合城市管理需求而产生的新城市发展趋势,是落实科学发展观,实现可持续发展,适应时展的战略选择。 浅谈低碳城市与智能建筑电气:低碳城市环境下智能建筑中电气工程的特点与发展 【摘 要】随着经济的不断发展,城市建筑行业也得到了长足的发展,尤其是智能建筑的应用范围越来越广泛,为了响应发展低碳经济的倡导,智能建筑中的电气工程设计也必须遵循低碳环保的设计原则,实现可持续发展战略。 【关键词】低碳城市环境;智能建筑;电气工程;特点;发展 在科学技术高速发展的今天,很多建筑工程已经实现了智能化,可以说智能建筑的应用为人们的生产与生活提供了更为便捷的服务,也让人们感受到更为舒适的建筑内部环境。智能建筑中的电气工程是推动智能建筑高速发展的中心环节,要在低碳经济环境背景下不断提高电气工程的网络化与自动化水平,也在一定程度上促进了经济的发展。 一、低碳城市环境下智能建筑中电气工程的特点 低碳城市环境下的智能建筑是时代和技术的产物,是人类活动的领域逐渐扩大、生活和生产要求逐渐上升的结果。通常意义上说的智能建筑是指综合了很多高科技技术的建筑,这些技术主要包括计算机技术、信息通讯技术等,现金技术的应用可以使得建筑物的设计更加合理化与科学化,尤其是使内部的建筑的电气系统、防火防盗功能实现自动化和综合管理的目的,特别是可以让建筑物具有远程监控的作用和功能,只有这样的建筑才可以称得上是智能化建筑。它的最主要的特征就是管理的自动化、信息的全面化、和办公的自动化。 现阶段提倡的低碳经济最突出的特点就是能耗低、污染少,不仅有利于降低经济发展的成本,还有利于为人们提供非常舒适的生活生产环境。从目前的发展状况上来看,智能建筑的主要优势包括使用效率高,节能特点突出,居住环境舒适等,在世界范围内得到了迅速的发展,虽然在我国的发展时间不长,但是发展的速度却是非常地快,近些年来国内的很多省份市区的建筑智能化程度已经达到了相当高的水平,特别是在北京、天津、上海、广州等大都市,智能建筑得到了快速的发展,且取得了显著的成果,电气工程的自动化水平也达到了一定的高度。很多智能建筑也向着大型的公共建筑的方向迈进,例如随着经济文化的发展,世界范围内的建筑设计的交流与学习活动越来越密切,再加上政府和社会各界对智能建筑的支持,相信我国在智能建筑的研究方面还会取得新的突破。电气工程是智能建筑中的核心部分,在电气工程的设计上,要遵循低碳经济的发展原则,同时要利用高新技术,完善电气工程的网络化建设,这样才能使智能建筑得到长远的发展。 二、低碳城市环境下智能建筑电气工程的发展前景 智能建筑中的电气工程主要是朝着网络融合与办公自动化方向发展,通过高科技信息技术方式的应用,可以实现各种资源的优化配置,同时也降低了智能建筑在日常生活中的电气成本的消耗。 首先电气工程的可持续发展离不开信息通信技术的应用。信息通信技术在智能建筑中主要的使用功能包括为互联网络的接入提供端口、在使用过程中逐渐与移动通信系统实现交互式结合、可以同时进行远程的多方电视会议、并可以实现远程的医疗与教学等。在智能建筑中,信息通信技术的出现,实现了将通信的终端直接连接到办公室和家庭中来的目的,并且也已经得到了广泛的应用。 其次电气工程中的互联网技术的应用水平对实际的效果有着很大的影响。智能建筑中互联网技术的应用范围非常广泛,并取得了很好的实际效果。利用互联网技术可以对系统实行远程的监控和操作,还可以对数据库的信息进行适时监控,查看相关的访问记录,以便及时发现问题并采取有效的解决措施。利用互联网技术的使用在一定程度上可以逐渐提高智能建筑中人们合理利用资源与能源的意识。互联网技术在实际的使用过程中如果使用的是开放式的网络传输协议,就可以极大地提高控制系统的各项功能,而系统之间的数据交换的能力也会越来越强。 再次办公自动化技术的应用领域也要遵循低碳发展的原则,办公自动化的技术应用主要包括多媒体电子邮件、远程会议电视、无线遥控等,办公自动化在一定程度上说就是为建筑的各项电气设备提供信息和网络化的服务,促使其可以保障整个建筑的高效快捷的商业活动,现阶段,通过E-mail智能传真等方式可以发送多种形式的信息,包括声音信息、图像信息、音视频信息、格式化文本等,实现远程控制,节约了很多管理方面的成本支出。 另外智能信息化技术是在半导体芯片的不断发展背景下得到进一步拓展的,具体的表现包括智能卡的广泛应用以及家庭智能化技术的实现。这种半导体芯片的主要特点包括空间的占有量非常小,方便携带,具有非常大的内存空间,在使用的过程中具有很高的安全性能和可靠性能,同时还可以脱机使用,并具有一卡多用的性质,极大地方便了广大用户。尤其在生活节奏日益加快的今天,智能卡可以帮助人们节省很多时间,在保安门禁系统、停车场付费系统、商业收银等方面具有举足轻重的作用。而家庭智能化技术的主要特点就是通过一个家庭用的智能控制器将家庭中的各种家用电器和通讯设备全部链接起来,可以在异地对家庭中的电气系统进行远程的监控,保障家庭设施的安全度与协调度。这种家庭处理的方式得到越来越多的人的认可和接受,不仅为家庭提供了一个舒适的居住环境,还有效保障了人们的生活的安全性。家庭智能化技术的应用范围主要包括禁止非法入户、家庭设备的安全使用预警功能,对家庭中的电器实施遥控,还可以使用智能微波炉、智能吸尘器、智能空调等,为人们的生活提供了更加便捷的空间。 最后无线局域网络技术的使用给智能建筑的网络化提供了更大的空间,并打破了传统的有线局域网的布线限制,降低了工程的消耗程度。传统的网络使用需要在建筑中预留一定的线路,在布线的过程中还容易造成线路的损坏等,无形中增加了网络使用的成本。移动通信技术和卫星通讯技术不断发展,这给无线局域网的产生奠定了良好的基础。此项技术的主要应用特点是将微波、激光、红外线作为网络传输的媒介,提高了线缆端接的可靠程度。一台计算机可以在特定的网络使用范围之内任意更换地理位置,为用户的使用提供了便利的条件。在智能建筑中,很多领域都实现了无线局域网的连接,可以随时随地进行信号的传输、交互接入服务等功能,为人们的生活与生产提供便捷化和高效化的服务,满足了人们的各种需求。 三、结束语: 综上所述,在低碳经济发展的过程中,城市建筑也需要将低碳理念应用到实际的设计中来,智能建筑更不例外,应用低碳经济理念指导智能建筑中的电气工程的设计,不仅是建筑行业发展的需要,也是电气技术发展的必然途径。在这一过程中一定要秉持一种科学的精神,将低碳技术落实到电气工程应用的各个环节,从整体上促进城市环境质量的提高。 浅谈低碳城市与智能建筑电气:关于智能建筑节能与低碳城市的浅谈 【摘 要】随着我国社会经济的发展,城市建设的规模不断扩大,建筑事业也进入了一个高速发展的时期。在这样的背景下,经济发展与环境问题的矛盾逐渐出现,并且成为社会各界关注的焦点,也成为影响区域内经济发展策略和且标的关键性问题。本文主要对低碳城市建设和智能建筑节能的关系进行了分析,希望对我国低碳城市建设有所帮助。 【关键词】建筑节能;低碳城市 近几年来,国家采取了一些列的措施解决和处理日趋严峻的环境和生态破坏问题,并且取得了一些效果,总结出适合我国城市建设的新理念,即低碳城市的理念,并逐渐成为建筑行业现代城市建设的基本理念。但是我国也付出了一定的代价,引出了一系列的环境污染问题,城市空气质量较差,影响了人们的日程生活,也引起了相关部门的注意,积极的采取有效措施进行处理。我国正处于经济高速发展,城镇化程度进一步加深的关键时期,在构建和谐社会的背景下,环境问题已经制约了我国的发展。在这样的情况下,智能建筑电气出现在了人们的面前,为建设低碳城市建设指明了方向,对我国低碳城市建设有着重要的现实意义。 1.智能建筑的简介 智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中,降低各个环节造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证工作正常有序的进行,从而提高建筑的高水平的现代化管理和服务,使投资能得到一个良好的回报。 对于智能建筑而言,它是通过对建筑物的4个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间内在联系的结合设计,以最优化的配合,提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的拥有者,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报,这也是智能建筑设计的目的所在。 2.低碳城市的概念分析 人类进入工业社会以来,科学与技术进入高速发展的时期,新技术与新发明的不断出现,改变了人们的生活习惯和思维方式。为了满足人们的生活需要,这些先进的技术不断的应用到各类建筑建设中,改变着人们的生活环境。人类生活条件的改善,人口数量也得到了增长,对资源与能源的需要也逐渐的增多,这样就会对人们的生活环境在造成恶劣的影响。从能源的消耗方面来说,全球的可再生资源数量有限,不可再生资源也在不断的减少,最后形成没有能源可用也只是时间的问题,世界人民将面临着能源危机。同时,在工业生产和人们的日常生活都会向大气排放着污染气体,污染空气质量,影响着人们的生活质量。环境问题已经成为一个全球性问题。在这样的形势下,人们必须对环境问题进行深刻的认识,重新审视我国的行为,明确这种发展模式的弊端,积极的采取措施减少环境污染,在促进经济发展的同时保证环境不受污染。低碳城市建设理念的提出,很快的被人们接受并且广泛的开展,是人类历史上的一次巨大转折。 3.智能建筑节能与低碳城市建设的关系 我国的建筑行业的发展与社会生产力有着密切的关系,在建筑行业的发展过程中,经历了三个阶段,分别是容身建筑、舒适生活建筑和健康生活建筑,这些都是体现出了当时的生产力水平。随着经济科技的发展,人们逐渐的认识到了环境问题与生活的关系,经过不断的实践总结,提出了低碳城市建设的理念,并很快的得到了人们的认同,建筑行业也走向了智能建筑阶段。 这一阶段的主要特征是大量利用可再生能源和未利用能源,注重能源的节约和建筑材料资源的循环使用,减少建筑过程中对自然生态环境的损害。智能建筑与传统建筑相比,其理念更为先进,贴近当代的生产力发展水平,其目的是追求人类生存目标的优化,是一个系统的科学的设计理念,对现代城市建设有着重要的影响。同时,智能建筑是建筑行业发展的必然趋势,为了更好的实现低碳城市建设的目标,就是采用大量的智能系统,包括信息控制、管理与决策,智能化、信息化等先进的技术手段。通过上面的分析我们能够看出,智能建筑节能的建筑目标和低碳城市建设是一致的,也可以说智能建筑是低碳城市建设的重要组成部分。由于我国智能建筑的起步较晚,在低碳城市建设中难免遇到问题,这就需要我国建筑行业的不断努力,提高技术水平,获得市场占有率,促进我国低碳城市建设的发展。 4.在低碳城市背景下智能建筑节能的特征 在我国建设低碳城市的背景下,对智能建筑电力提出了更高的要求,建筑行业要以缓解城市环境污染为中心,积极的进行智能建筑的建设,在未来的一段时间内都将成为建筑行业和社会的主要内容。在推崇低碳城市生活方式与绿色建筑营造模式的今天,智能建筑节能发展也呈现出一种新的状态,主要表现在以下几个方面: 4.1建筑墙体节能 墙体一般作为建筑外围护结构的主体,以及内部隔断,其所用材料的保温性能直接影响建筑整体的保温和耗热量。目前,我国用于墙体材料有砖砌体、石砌体、砌块砌体,实心砖砌体保温性能不能满足设计标准。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术,现在大多建筑采用的是空心砖和砌块砌体。 4.2门窗节能 外门窗是住宅等建筑能耗散失的最薄弱部位,其能耗占建筑总能耗的比例较大,其中主要包括传热损失、冷风渗透。所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,尽可能提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗自身的散热量。 4.3屋面节能 屋面节能措施的要点一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果。现在,高效保温材料已经应用于一些建筑的屋面保温。 4.4利用太阳能 太阳能在建筑上的利用方式主要有,太阳能采暖、太阳能供热、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,如果将太阳能源充分加以利用,不仅会节省大量常规能源,而且在某些区域还有可能完全利用太阳能采暖。目前,已经在研究的还有太阳能屋面等,待到这项技术可以大范围使用的时候,我们将会节省更多的能源,而在利用这些我们以前所不能利用的能源的同时,也是一种节能举措。 4.5信息技术节能有效手段 新建筑和既有建筑都要通过有效的能耗监测对建筑物的设备运行状态进行诊断,进行评科学的评估,调整设备运行参数,不断的提升建筑物的能效。实现智能监控的节能目标,减少不可再生能源消耗。 以信息技术为主要手段,随着社会信息化程度的进一步加深,以计算机网络为代表的信息技术已经应用到智能建筑中,并发挥着巨大的功效,提升了智能建筑节能的应用效果。信息技术是节能减排的有效手段,计算机、无线通信、等技术支撑的物联网,正在以自己独特的方式融入到社会经济发展与人们的日常生活中,改变着社会交流、经营管理与生活方式,减少了对能源的消耗,有利于保障城市环境。通过智能建筑节能的应用,可以有效的进行监控,降低安全风险。 5.结语 我国社会的飞速发展,人口的一直增加,我们的地球家园很多资源已经或者即将消耗殆尽,我们也已从很多年前开始追求各方面的可持续,智能建筑节能与低碳城市建设已经成为社会发展的一种必然趋势,我们要不断在实践的基础上进行创新,促进我国城市更好更快的发展。
建筑消防工程施工的问题及措施:建筑消防工程施工中的通病及对策分析 摘要:随着社会人口的快速增长和土地资源的不断缩减,高层建筑逐渐占据了建筑行业的主体地位,人们对高层建筑的安全性能要求也较高,其中建筑消防工程成为其中一项重要的环节。建筑消防是建筑物中一项建筑安装工程,也是建筑设备工程的重要组成部分,建筑消防工程的施工质量直接影响建筑设施能否安全运行。但是在通常的施工建造过程中存在一些通病,在建筑消防工程施工正视这些弊病,并且提出相应的对策。 关键词: 建筑消防工程;施工;通病;对策分析 经济的发展带动了相关建筑行业的发展,随着建筑物高度不断增加以及人们生活水平的不断提高,在高层建筑物中避免消防安全事故的出现成为了日常生活中关切人民自身的人身和财产安全的重要问题,针对这一问题,对建筑工程中的消防工程的积极建设,按照消防工程图纸进行一系列施工,并进行相应的质量管理,提高消防工程的施工质量水平。影响消防工程安全的因素较多,需要社会以及施工方在施工中严格把关,制定积极有效的防范策略,保证消防工程能够正常施工,进而推动管理目标的顺利实现。 一、现阶段我国消防工程中存在的问题 1、人们对消防工程施工认识不足,日常生活中缺少关注 随着人们的生活水平的提高,安全问题渐渐地成为了人们关心的话题,但是建筑物的消防问题却只存在极少数人的关注中。追根溯源是因为人们缺少防范意识,只是在安全事故出现的时候才会给予最大的关注,在事故发生前极少人能够自觉的去关注或是防范于未然。 不仅是普通民众,多数的消防工程的管理人员,对安全管理的知识也有所欠缺。尽管我国出台了关于建筑消防工程的一系列的法律法规或者相应的行业规范,但是在经济效益面前,不少施工者总是为“利益”马首是瞻,忽视了在安全方面的投入。所以这种人为的因素是建筑消防工程中的最基本的问题所在。 2、 建筑消防工程的设计缺陷,影响建筑消防的安全问题 设计的理念是着手实施一项工程的引路人,设计理念变抽象为具体就反映在了设计图纸上,建筑消防工程的设计图纸就是工程施工的基础,也是保证工程施工有序进行的关键。由于部分设计人员的设计理念不够创新,专业上的水平有待提高,在进行设计的时候缺乏实践经验,对所具有的隐患问题不能超前的预测,在设计的消防工程的质量标准上规定的标准不精确,图纸的设计上存在缺陷,这样不能确保消防工程施工质量,按照这样的图纸施工安全隐患问题的出现是早晚的事。所以,消防工程设计往往需要一个团队的合作,个人的设计理念反映在图纸上通过多数人的审核,保证其精准性是建筑的需要。 3、建筑消防施工的质量不合格,造成隐患 建筑消防工程对施工质量的要求是相当高的,只有高质量的消防工程施工,才能体现消防设施的作用,才能在关键时刻发挥消防设施的安全保护功能。但是在市场经济的环境下,有些施工方为了追求利润的最大化,常常在实际施工过程中采用不合格的或是劣质材料,使建筑消防设施功能达不到要求,造成消防设施未能有效发挥监管和防护的作用,在紧急时刻不能够有效的派上用场,给群众的财产和人身安全带来损害。 二、解决消防工程中存在问题的应对策略 1、从工程设计阶段开始抓起,严把设计质量关 在建筑消防工程中,工程设计是建设的开始,一切程序的源头。为了提高消防工程的施工质量,要从设计时就开始严加把关。这就要求做到启用具有较强专业水准的设计人员,组成大的设计团队,加强消防工程设计图纸质量的审核力度,发挥指导和参考的作用在各个环节挥设计人员的指导和参考的作用,检测主设计人员的设计理念,及所具有的不周到支持,用最大的努力把隐患扼杀在摇篮中。 2、健全工程安全质量监督体系,加强消防工程的监督与审查工作 施工单位要在施工过程中坚持质量审查体系,及时的检测消防设施的质量问题和运行问题,争取在建设中找出问题,并解决问题,做到时刻保证高质量的完成工作,工程施工部门要积极加强宣传教育和培训,提高全体员工的质量安全意识,尽可能的将消防安全隐患消除在萌芽状态。与此同时政府部门的质量审计的工作人员在工程的整个建设过程中都要密切关注,监督施工部门的质量控制上和施工技术上是否合法。充分发挥监督部门和监督人员的职能和作用,也要不断完善监督人员的专业知识结构,专业素质和监督技能。保证对消防工程的审查,严格按照国家的相关技术规范和设计图纸进行,对于发现的问题及时纠正,消除隐患;制定安全监督制度时,实行定期检查、突击检查和抽查等多种方式,严格执行所有安全管理制度。 结语: 消防工程施工中的安全问题极其重要,关系到广大人民群众生命和财产安全,需要引起施工人员和相关部门的重视。在加强对消防施工技术的创新和施工设备的选择方面,要保证经济性和安全性的需要,现阶段我国的消防工程虽然取得了一定的成绩,但是还存在很多不足之处,需要我们不断加强理论和实践,分析问题找出应对策略,逐步完善我国的消防工程施工。 建筑消防工程施工的问题及措施:高层建筑消防工程施工存在的问题及分析 【摘要】消防工程是建筑工程的一个分项工程,其施工质量将直接影响到高层建筑消防设施的正常使用。为了提高高层建筑消防工程施工质量,笔者就结合多年来的施工经验,对高层建筑消防施工存在的问题进行分析,并提出一些解决办法。 【关键词】高层建筑 消防工程 施工 中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号: 自改革开放以来,我国的国民经济得到了飞速的发展,城市里的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。作为建筑物的一个不可或缺的重要组成部分,消防工程设施的质量高低无疑与人民群众的生命财产安全有着更为直接的关系。注重提高消防工程施工的质量、确保项目的质量安全在理论与实践上都有着重大的意义。只追求速度不追求质量,只会造成安全的隐患,给国计民生带来无法弥补的损失。因此,加强对消防工程施工全过程的质量管理,既是维护了施工单位的良好信誉,也是对国家的稳定与人民的安定做出了重要的贡献。 一、自动报警工程中存在的问题 1、火灾探测器的安装问题 (1)安装的探测器类型、型号与设计不一致,如:有的场所在厨房部位设置烟感探测器,明显不符合设置环境要求;(2)测器的布置位置、数量、安装高度未根据装修情况做适当调整,内装修过程中未考虑对探测器的遮挡。部分工程的一些探测器旁有遮挡物,离墙壁、梁边的水平距离过近,探测器安装间距过近,甚至探测器失灵现象严重;(3)探测器灵敏度调节不适当,造成探测器频频误报;(4)探测器安装固定不牢固,无预埋盒(接线盒),有的甚至用玻璃胶粘合固定;(5)手动火灾报警按扭、火灾事故广播、火灾报警控制器等安装不规范。报警按扭的安装高度过高或过低,安装位置不明显,火灾事故广播声音太小,控制器安装位置底边距地面过高或过低,接地不牢固,没有设置明显标志等现象也屡见不鲜。 2、系统布线的问题 (1)系统布线设置不符合要求。《火灾自动报警系统施工及验收规范规范》明确指出:不同系统、不同电流类别的线路,不应穿在同一管内或线槽的同一槽内。而个别工程施工方贪图方便,为了节省施工成本,将所有的线路安装在同一管道,还有的竖向管线槽没有做水平封堵,埋下安全隐患。 (2)预埋线管信号不通,管口位置不准确,未预埋接线盒; (3)明敷穿线管未固定,或固定不规范;明敷报警信号线穿管不到位;管接头、管盒接口脱节;导线连接采用扭接。或压接、焊接不规范;消防控制和报警线路明敷未穿金属管或穿金属不涂防火涂料保护:穿线前未对管内进行吹扫,钢管(电线管)穿线无护口,损伤绝缘层:穿管电线总截面积大于管内孔截面积的40%,穿线困难;金属管、支吊架未进行除锈刷漆。镀锌钢管焊接处未及时刷防腐油或有遗漏。 二、消防给水管用及消火栓系统工程存在的问题 1、消防给水管网 (1)消防给水管网应该严格按照施工规范及设计要求合理施工,其中《建筑设计防火规范》对消防管网的布置做了明确规定:当布置在室外的消防管网设计为环状时,管网的进水管应≥2条,保证当一条进水管出现质量问题时,另外的进水管的供水量达到设计要求。但是,有些消防工程施工单位为了降低施工成本,布置在环形管网上的进水管不足两条,或者多条进水管都从相邻的市政管网接入,使得供水可靠性大大降低,影响到消防给水管网的正常运行。 (2)消防给水管网为按照相关规范做管网试压。消防给水管道的试压工作很重要,根据试压内容不同可以分为严密性试验和强度试验。其中严密性试验主要是在工作压力状态下进行的,而强度试验分别在工作压力和试验压力两个状态进行的。但是有些施工单位为了施工简单,未对管网做试验压力的测试,只测试了管网的常温严密性,不符合设计和规范要求,对管网系统的正常运行带来了严重的安全隐患,在后期使用中往往存在滴漏现象。 2、消火栓系统 (1)消防栓的安装不符合规范要求。根据规范要求,消防栓栓箱应该安装在墙体内部,并且需要保证洞口上部有过梁,这种施工方式主要是为了减少由于结构变形导致消防栓变形,影响到箱门的开启;有些施工单位未注意这点,更有些施工人员为了施工方便,随意改变消防栓底部预留洞口的位置,影响到消防栓内部部件的布置,情况严重的可能导致消防水带不能正确安装,影响到出水量。 (2)室外消防栓及水泵接合器的安装不符合规范要求。室外安装的水泵接合器主要是解决室内消防用水不足时的一种补充,在实际灭火过程中,可以利用消防车连接水泵接合器将室外消防管网中的水输送到室内,供灭火用。水泵接合器与室外消防栓的施工内容、使用形式完全不同,有些施工单位未提高认识,将这两个设施混装,未满足规范要求的15-40m范围要求,或者安装的位置使得消防车无法靠近,影响到防火效果。有些建筑在设计中同时采用了消防栓和自动喷水灭火系统,但是在室外安装消防栓和水泵接合器时未做明显的标识,影响到消防人员的正常使用。 三、建筑消防设施施工中存在问题的预防对策 (1)做好相关专业、各个部门的协调配合。《中华人民共和国消防法》对施工质量做了明确规定,要求建设工程的消防设计、施工必须满足国家工程建设消防技术标准。消防工程的质量由建设、设计、施工、监理等单位共同负责。首先,地方消防部门应该严格执行安全生产职责,加强建设单位的消防工程审批,共同与建设单位做好分包单位的选择,并从消防工程的设计、施工、监理等各个环节进行控制,在施工过程中,相关部门应该加大联合执法力度,不定期对消防工程施工质量进行抽查,对施工现场质量实行严格把关。 (2)加强消防施工单位的资质管理。对消防施工单位的资质应该严格审查,尤其在招投标阶段,需要查验消防施工单位的资质证书、市场信誉等,采用严格的审批制度可以杜绝无技术、无资金的单位及个人获得消防施工的资格。对于在施工过程中发现弄虚作假,无证从事消防施工的单位和个人,应该及时处理。在施工过程中,施工单位应该明确施工人员在责任,加强施工现场的监督管理,杜绝施工质量通病的出现,从而提高消防工程的运行效果。 (3)加强施工现场的监督管理。项目部的相关部门应该定期或不定期对施工场地进行抽查,坚决查处建筑安全生产责任制落实不健全、施工管理体制不完善、无安全监督机构和监督人员职责不明确的问题,保证施工单位严格按照施工工艺标准进行施工,从而提高施工单位施工管理水平,保证消防工程的施工质量。 (4)加强消防设施成品保护。消防设施施工是随着土建工程施工而进行的,在这个阶段需要做好施工阶段的成品、半成品保护工作,保证所安装的消防设施能够在竣工后正常投入使用。 (5)加强消防知识的宣传教育工作。一方面需要对消防施工企业的管理人员举办消防知识培训班,提高消防工程施工的责任意识,保证施工过程中个人的责任明确,提高消防工程的重要性认识;另一方面需要加强施工技术人员的新知识、新技术培训,不断更新消防施工专业知识,提高施工水平。积极开展消防职业技能培训,可以不断提高施工技术人员、施工人员的业务素质和专业技术水平,形成一个优秀的施工管理梯队,保证消防工程施工的顺利完成;最后可以利用现代传媒手段宣传国家消防相关的法律、法规,提高全社会对消防工作的关注程度,营造一个社会消防安全的氛围。 四、结束语 综上所述,消防工程施工是一项长期的、专业的系统工程,我们应该不断在施工过程中总结可能出现的问题,加大安全防护投入,提高消防工程的质量,增强高层建筑的火灾防御能力。在社会主义现代化发展建设中,只要我们做好消防工程施工质量管理,就能够真正有效的保护人民生命财产安全。 建筑消防工程施工的问题及措施:论建筑消防工程施工中存在问题及应对措施 摘要:随着经济的快速发展,我国城市建筑规模不断扩大,然而,因为对建筑消防工程施工现场的质量管理力度还不够,出现的消防施工质量失控等现象十分突出,导致在施工过程中出现了大量的火险隐患, 关键词:建筑消防工程;施工;问题;措施 引言: 建筑工程实际上是一项十分复杂的工程,它包括了各个环节,因此如果要很好地控制建筑工程的质量,那么就必须注重对建筑工程施工过程之中的每一个环节加以重视,充分发挥这些环节之间的协调能力。在这些环节之中,建筑消防工程在整个建筑工程施工过程中具有重要的地位与作用。 一、建筑消防工程施工中存在的问题 1、施工过程中消防管网中的问题 在建筑消防工程施工过程中进行消防水管网布置的时候,施工人员没有采取正确的施工规范进行施工。正常情况下符合管网施工要求的操作应该有以下两部分组成。第一是进行消防管网的漏水检测,就是在常压或者是稍微大于常压的压力标准下进行。第二是对消防管网进行强度试验,强度试验还包括消防管网的分工作压力以及试验压力两部分组成,两个步骤相继进行。但是在很多的施工工地中,漏水测试没有根据要求进行,或者做的不够规范,这都直接导致建筑消防工程施工质量出现问题。有的建筑消防工程施工单位为了谋取更多的利益,在消防工程中使用塑料给水管,或者将塑料的管网连接在消防管网上面,因为塑料的耐久性能和耐热性能远不能达到消防管网的质量标准,这就导致在建筑物遇到火灾的时候,消防管网将不能起到作用,最终导致事故的产生,导致建筑物使用者的人生才财产安全受到巨大的威胁。 2、施工过程中自动消防系统的问题 2.1 在自动喷水灭火系统相关规定当中,对于管网安装有定的标准的:当管子公称直径《100 mm时,应采用螺纹连接;当管子公称直 径 100 mm,可采用焊接或法兰连接;当管子公称直径》50 mm时,每段配水干管或配水管设置防晃支架不应小于1个;当管道改变方向时,应增设防晃支架。尽管标准白纸黑字,可是有些施工单位仍然会为了方便省时省力,公然将公称直径 100 mm的管道经常采用焊接,大部分的工程管道没有防晃支架,致使危险隐患重重。 2.2 相关规定要求感温喷头与周围物体要有一定距离,这样感温元件才能起到作用,然而,事实是距离时常太远不符合规定导致火势很大难以控制,或者距离太近导致消防用水的喷洒不起作用,难以熄灭火源。所以,感温喷头与周围物体的距离一定要按照规定放置,否则必会引起重大伤亡损失。 2.3 正常情况下水力警铃应该设置在公共通道或值班室的外墙上,这样发生危险事件时,只要按下警铃,外界人员就会及时知晓,自动喷水系统开始工作,营救措施开始进行。然而,许多施工单位的警铃并没有按照要求设置,时常在发生火灾等危险时,外界人员无法及时知道导致贻误时机无法救出人员,最后致伤致死。不仅如此,不安装警铃也会使得火灾过后的水源关闭和维修困难重重。 3、室内外的消防栓系统的施工问题 这一点的施工问题主要体现在建筑物内部的消防栓的安装质量以及消防栓的水压力不符合设计要求。第一点是一些在砖墙内部的消防栓容纳箱洞口的上方没有安置过梁,在荷载的长期作用下,消防箱的箱体将产生形变,最终可能导致消防栓的箱门无法开启的情况。第二点是在一些建筑面积较大,施工难度大,结构和建筑功能复杂的施工工程,常常忽视了不利于消防栓的水压的标准,没有对其进行必要的水压测试,施工单位对其方面不能引起足够的重视导致次要地点的消防栓水压不够。在进行地下的室外消防栓以及地下室的水泵接合器的安装施工过程中,施工人员经常将前后两者的位置调换,有的施工人员因为疏忽进行多次安装。这就要求施工人员在施工进行时应该有严于律己的精神,在建筑消防工程施工过程中遵守相关的规定,避免在施工过程中偷工减料。 二、建筑消防工程施工措施分析 1、要注意从“源头”抓起,突出重点,狠抓落实,制定切实可行的治理措施,讲求实效,杜绝先天火灾隐患的产生,建设单位加强对分包单位的管理,严格履行安全生产职责。严格把好工程设计关、工程施工关、工程监理关等各个环节,消除各类事故隐患,确保安全。 1.1 提高社会对消防工作的关注程度,利用多种传媒手段宣传消防法规、法律,营造社会“大消防”氛围; 1.2 建筑工程在审批阶段就开始接受消防部门监督,应加强政府相关部门联系和协作,建筑工程未经消防部门同意,其他部门不予办理相关手续。单位不报审、不验收现象应从源头上杜绝。 1.3 举办消防知识培训班,对社会单位的负责人或法人代表进行培训,强化消防安全责任主体意识,重点是《相关团体、企业、事业单位消防安全管理规定》、《消防法》的学习,应履行的职责应给予明确,使他们对消防工作能从内心上真正重视起来。 2、本地建筑消防工程施工现场的检查工作,应得到相关部门的加强管理对有关建筑安全管理体制不健全、建筑安全生产责任制不落实、建筑施工安装不严格按照国家有关规定进行、建筑监督人员职责不明确和安全监督机构等问题,要及时发现并进行查处,建筑消防工程施工管理不严的现象应得到彻底扭转。定期检查,要加大执法力度,对建筑工程施工现场实行严管重罚,不按图施工消防设施、对擅自改变建筑结构的责令限期进行改正,逾期不改的施工应处以高额罚款,并依法停止,对消防法律的严肃性也用此来进行维护。应做好已经消防监督部门验收通过的建筑工程日常的消防监督检查,要求施工单位抓紧对损坏的消防器材、设施进行整改,使建筑消防设施在关键时刻能发挥作用。 3、要加强各项消防产品的检验及消防设施检验中介机构的发展。验收人员只能通过外观或现场对竣工后需要验收的消防设施工程做出水测试,水量和水压也以此来判断是否合格,深层次的检测检验无法进行。消防设施检验中介机构的建设需要加强,保证质量,在竣工验收时可以利用该中介机构强有力的技术手段和检验设备对建筑物进行全方位的科学检测,相应的检验报告而后做出,以使各项位于建筑物内的消防系统得到提高,以加强建筑物抗御火灾能力,作用可以真正的发挥。必须经过国家建筑材料质量监督检验中心和防火建筑材料质量监督检验中心检验的消防产品、消防设备及管材在建筑物中才允许被应用,相关单位的检测合格报告也要予以提供,而且该报告与最新通报的时间应在时间上相符。 4、有关施工现场安全操作、安全生产技术标准等方面的培训应及时对施工从业人员进行应首先加大安全防护的投入和规范安全生产监督管理,加强建筑工地安全生产责任制度的健全和责任的落实,这样才能使施工从业人员从思想意识上得到重视。行动上应规范施工作业,禁止随意动火、动电,作业应严格按照各项安全操作规程进行。 结束语 建筑消防工程施工的质量直接关系到整个建筑物在遇到火灾等突发情况下,建筑物使用者的人身以及财产安全。做好建筑消防工程施工工作是非常有必要的,这是保证建筑物正常使用的前提和保证。施工人员在进行消防施工的时候,要有高度的社会责任感,将质量要求落实际行动中去,以保证建筑工程整体质量的保证。建筑消防工程施工也将在未来不断的完善和发展。 建筑消防工程施工的问题及措施:谈建筑给排水与消防工程施工技术的控制 【摘 要】:在我国建筑领域,建筑的给排水与消防工程施工除了要体现科学合理性之外,也必须具备一定的安全实用性。低技术化施工是当下和未来社会生活的一个永恒的主题。尤其是作为耗材量巨大的建筑工程行业,其中给排水与消防工程的潜能非常大,通过优化施工技术对建筑给排水与消防工程中各种管网实施优化控制无疑是非常有必要的。本文作者将对我国建筑给排水与消防工程施工技术作如下分析。 【关键词】:建筑给排水;消防工程;技术控制 引言 新时期建筑给排水与消防工程施工控制工作是一个非常复杂的过程,这其中涉及的六大环节、三个阶段、两个结合是一个有机整体。给排水欲消防工程设计成功与否对建筑的安全关系重大,而施工管理、给排水与消防设施的落实也非常重要。此外,施工阶段给排水与消防工程施工技术控制也是给排水工程安全成功与否的一个重要的方面。在建筑工程给排水与消防工程施工控制过程中,施工人员应该结合最初的工程资料,通过现场监测获取相关参数,通过理论计算和经验分析最终明确建筑给排水与消防工程施工控制方案,并多方位地对获得的信息实施整理和分析,以此判断建筑运营状态以及安全性能,再反馈到给排水与消防工程施工网络内容中去,优化和改进给排水与消防工程施工任务,并保证给排水与消防系统在建筑今后的运营中使用安全。 一、建筑给排水与消防工程施工技术控制 1、认清建筑给排水系统任务,区域性控制 我们知道,对于普通住宅建筑而言,内部排水系统的主要任务大多是将生活污水并排到室外,保证室内生活用水卫生环境。普通住宅生活的排水系统大抵都是采取雨、污分流制。从时代角度来看,如今,对于生活排水系统设计,开发中水系统无疑是一项未来排水系统的新趋向,所谓的中水系统就是把再生水是指污水经适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。从经济的角度看,再生水的成本最低,而海水淡化的成本明显要高的多。从环保的角度看,污水再生利用有助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。可见,在建筑工程给排水施工管理中,认清给排水任务,实行区域性控制模式无疑是很有必要的。 2、楼层分区供水的方式充分利用城市给水管网的余压 在我国城市供水系统中,可根据城市规模的大小合理地设计给水压力,并利用给水管网的压力采取一定的分区给水方式,这样可以有效控制二次加压带来的加压能耗。按照楼层高低的不同划定分区,一般设计低楼层可采取供水管网直接给水,高楼层则采取无负压变频供水设备进行余压加压供水的方式以取代以往的增压给水方式,具体楼层分区可依实际情况而定。由此可见,这样的给水方式既能做到保证居民用水,又能做到对水资源的节约。 3、变频调速水泵的利用 我国高层建筑一般都采用水泵水箱联合供水的方式,然后又水泵将水加压送水到高位水箱,通过向下供水,为居民生活提供用水。但是,这种供水方式通常都会设置一定的减压装置,主要是为了能够避免水压过大的情况发生,这在一定程度上造成了一些不必要的能源浪费。为了达到给排水节能设计的目的,我们可以通过采用变频调速水泵直接向居民用户供水,并采用调节供水速率的方式来根据实际使用情况进行流量调节,从根源上可以控制供水耗能。而且当今变频调速技术愈来愈发达,利用变频调速水泵供水更突显其节能的优势,因此在变频调速水泵被利用于建筑给排水设计当中的意义非凡。 4、开发利用给排水工程的中水系统 中水即再生水是指污水经适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。和海水淡化、跨流域调水相比,再生水具有明显的优势。从经济的角度看,再生水的成本最低,而海水淡化的成本明显要高的多。从环保的角度看,污水再生利用有助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。建筑物中水主要是特指建筑物或建筑小区内的生活废水、雨积水和冷却用水等经过后期处理的可二次利用水。由于中水系统对于居民用水量浪费严重的情况有十分明显的效用,而其系统具备使用时间比较均匀、处理水质较好和稳定等优势,因此中水系统被利用已经俨然成为城市居民给排水设计的一项关键内容。 二、建筑消防工程施工技术控制 1、主动消防控制技术 (1)、自动报警系统设置 随着科技的高速发展,新技术在建筑设计中的应用越来越普遍,以往建筑不能跨越的障碍,如今运用新技术很容易地就得到了解决。如今在大城市的高层建筑中,每一楼层都会设置漏电火灾报警装置和,通过火灾自动报警系统的帮助,从远程的电磁感应装置中可以轻易地接收声音信号。此外,防火门控制系统能够在火灾突发的第一时间发出指令,并自动关闭防火门,给居民的生命财产安全提供了保障。 (2)、消防给水设置 在我国建筑的相关规范中,一般对于建筑体积超过5000m3的建筑,都要设置室内消防栓给水系统;由于一般的建筑耐火强度较低,原则上都必须设置自动喷水系统,对于建筑面积较小的建筑,可以采取局部自动喷水系统。 如,储水池的设计应保证池内储水经常性流动,不得出现滞流和死角,以防止水质变坏。储水池一般应分为两格,并能独立工作,分别泄空,以便清洗和维修。生活或生产用水与消防用水合用水池时,应设有消防用水不被动用的措施,如设置溢流墙或在非消防用水水泵的吸水管上,在消防水位处设置透气小孔。 储水池应有严格的防渗漏措施.以防储水渗出或地下水渗入。消防水池容积超过500m³时,应分成两个。储水池宜布置在地下室或室外泵房附近;储水池应设通气管。室外储水池通气管的设置高度一般为0.7~1.2m,通气管的直径一般为200mm,通气管的位置及数量应与储水池的规模、特点相适应。储水池的水位信号应能反映到泵房及消防控制室。穿越储水池壁的管道应设防水套管。储水池与建筑物贴邻设置时.其间的穿越管路应采取防止因沉降不均而引起损坏的措施,如采用金属软管、橡胶接头等设施。寒冷地区的储水池应采取保温措施;室外储水池的结构设计还应考虑池顶荷载和抗倾覆等因素。室外钢筋混凝土储水池的设计可参阅国家标准图集。储水池内应设吸水坑,吸水坑深度不宜小于1.0m。 2、被动消防控制技术 (1)、防火间距的确定 我国建筑相关规范中,对建筑间的防火间距有严格的规定。一般来说,防火间距应该按照相邻建筑外墙的最小距离计算。如果相邻建筑之间的外墙不存在任何门窗洞口时,防火间距最小不低于4m。 (2)、建筑层数及防火分区面积 由于建筑的受力限制,通常乡镇建筑一般不会超过3层。对于不同层数的建筑,其防火分区面积和最大允许长度国家都有相关规定。比如在设置了自动喷水系统的木结构旅馆建筑中,每一层楼的最大允许面积、长度要按照相关规定增1倍,局部设置自动喷水系统时,所增加的面积则应该按局部面积的1倍计算。 (3)、建筑防火构造要求 在建筑结构的面板和框架构件之间,施工人员应该增设挡火构造,从构造上阻断火焰、烟气和其他高温气体在构件上的传播。一般我们依据火焰和烟传播的规模与方式,将挡火构造分成横向和竖向两种。这两种挡火构造都可以阻挡火焰的蔓延,并且通过构件上的开孔,可以阻止烟气在不同构件之间的传播。 (4)、构件的耐火极限和燃烧性能 对于高层建筑构件,国家在耐火极限和燃烧性能上都有严格要求。比如说各种构件以及空间所要填充隔热、吸音、保温材料时,这些材料的防火性能不能小于B1级。房间内的吊顶、墙面、地板、采光窗等所使用的材料,防火性能不能低于B1级。防火石膏板也应满足国家相关标准,并符合耐火极限的设计要求。 此外,施工单位按防火分区编制调试手册(方案),详细说明系统中联动装置位置、名称、代号、数量及其间的逻辑关系,该方案是编程的依据,其位置、名称、数量、代号及其间的逻辑关系应清晰准确。监理应仔细研究合规性与合理性。 结束语 建筑给排水与消防工程施工质量的好坏影响着用户的生活质量。如今,管道渗漏、堵塞、跑水等方面表现出来的矛盾越来越严重。如何有效地在建筑给排水工程中开展施工控制工作,无疑是社会亟待解决的一大难题。笔者以为,在建筑给排水与消防工程施工阶段,除了要把“统一管理,两级集中”的概念融入控制目标中外,还需要我们在具体工作中全方位地掌握和理解每一个管理细节问题,以端正严谨的工作态度投入到给排水的施工技术管理工作中来,才是决定工程成败的关键因素。 建筑消防工程施工的问题及措施:建筑消防工程施工中常见问题及对策 摘要:随着建筑物的高度和广度的不断增加和人们生活水平的不断提高,对消防用水的安全程度、供水的可靠性和建筑物抗御火灾能力等方面提出了更高的要求。文章详细分析了建筑消防设施施工存在的问题,并提出了相关举措。 关键词:消防;施工;问题;对策 消防工程是建筑工程的重要组成部分。随着现代建筑的发展和人们生活水平的提高,对消防工程的安全性有了更高的要求。本文主要指出了现阶段消防工程中存在的一些问题,并针对这些问题提出一些建议。 一、 建筑消防设施施工存在问题 1. 给水管网方面 1.1 偷工减料,用塑料给水管道用于消防给水管道。 个别工程存在将塑料给水管道用于消防给水管道,或在建筑物内塑料给水管道与消防给水管道相连的情况。一方面塑料给水管道耐压性及耐腐蚀性较差,使用寿命非常有限,另一方面更为重要的是,一旦发生火灾,高温会使得塑料给水管道发生严重变形乃至损毁,引起管道损坏,将起不到输送消防用水的作用,无法及时控制和扑灭初起火灾。 1.2管网安装应采用螺纹、沟槽式管接头或法兰连接;管径小于或等于100mm的镀锌钢管应采用螺纹连接;管径大于100mm的镀锌钢管应采用法兰或卡套式专用管件连接,镀锌钢管与法兰的焊接处应二次镀锌。为数不少的工程为图方便和少花钱,对镀锌钢管未采用螺纹、法兰等连接,而是大量焊接,破坏了镀锌层,使钢管抗腐蚀能力下降,降低使用寿命。 按照规范的要求,管网安装完毕,应进行强度试验和严密性试验。强度试验是管网在实验压力下lOmin,压力降不大于0.05MPa为合格。然后将试验压力缓慢降至工作压力,经检查无渗漏,则严密性试验为合格。对于自动喷淋灭火系统。水压强度试验是管网在实验压力下稳定30min,压力降不大于0.05MPa为合格。而水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行,试验压力应为设计工作压力,稳压24h,无泄漏为合格。为确保管网的强度,应安装给水管道支、吊架及防晃支架,但许多施工单位未按规范要求施工,如有的工程中防晃支架、管道支、吊架安装数量少,在管道改变方向时,未增设防晃支架等,造成安全隐患。 1.3管道穿过墙体或楼板时应加设套管,管道与套管的间隙应采用不燃烧材料填塞结实。许多工程未按规范要求进行管道套管设置,其危害主要体现在几个方面:一是当建筑物的结构发生正常变化时会使管网遭到破坏;二是套管与墙体或楼板之间未进行封堵,一旦发生火灾,容易成为窜火的通道。 2 消火栓方面 2.1在实际施工中,暗敷于砖墙内的消火栓箱洞口上方未设过梁,消火栓箱直接承受墙体的压力,导致箱体变形,箱们开启不灵活;随意改变消火栓箱底预留孔位置,用气焊割孔,安装后栓口出水方向不能与设置消火栓的墙面成90°角;或与周围距离过小,造成消防水带不能安装至消火栓上或使水带形成弯折影响出水量。 2.2 在地下式水泵接合器和地下式室外消火栓的安装中,未在当地冻土层以下和室外消火栓栓体上安装泄水阀。另外,因施工人员麻痹大意往往将地下式水泵接合器和地下式室外消火栓混淆,造成两种功能作用不同的设施相反安装或重复安装。 另外,一些无法满足高压消防给水系统的建筑,在施工时,常按高压消防给水进行施工。在二次装修过程中,一些装饰物遮掩了消火栓,箱门的颜色未与箱门四周的装饰物形成明显区别;有时消防水带与接口随意安扎,接口处未安装卡簧,导致试水时接门和水带脱落。 3 自动喷水灭火系统方面 3.1 《自动喷水灭火系统施工与验收规范》中明确规定:当管子公称直径大于100mm时,可采用焊接或法兰连接,当管子公称直径等于或大于50mm时,每段配水干管或配水管设置防晃支架不应小于1个;当管道改变方向时,应增设防晃支架。当通风管道宽度大于1.2m时,喷头未布置安装在通风管腹面以下,并且在涂刷、粉饰天花时,将涂料喷洒在喷头上。 3.2部分工程喷淋系统甚至未设置末端试水装置,部分工程喷淋系统的末端试水装置安装在公共走廊处,附近没有排水管或地漏,造成在监督检查时无法试压或在试压过程中流出的水无法从排水系统中迅速排走。 3.3感温喷头与周围物体的距离不符合规范要求,火灾发生时由于喷头与楼板距离太远,感温元件不能及时动作,从而延误喷水时间而使火势迅速蔓延;或者喷头距周围物体太近,致使消防用水喷洒不到其保护范围而存在隐患。 3.4屋顶消防水箱的安装不符合要求。消防用水与其他用水合并的水箱,施工时经常忽视和未做消防用水不作他用的技术设施,无法满足消防水箱应储存10min的消防用水量的规范要 求。另外随意改变消防给水管的位置,未设置逆止阀,在给水管道上加设不必要的阀门和本来一备一用的消防给水管只设置一个,导致安装后,无法保证正常消防用水量或发生火灾时水箱不能及时供水。 3.5 水力警铃未设置在公共通道或值班室的外墙上。发生火灾后,自动喷水灭火系统启动所发报警声响不能被相关人员及时发现,造成不必要财产损失和人员伤亡,而且火灾扑灭后不方便关闭水源控制阀和维修检查。 二、解决问题的举措 1.加强对设计单位、施工单位的人员培训,进一步提高建筑消防设施设计、施工、监理和消防监督管理人员水平。重点加强对《消防法》 ,《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》的学习,强化消防安全责任主体意识,明确应履行的职责,让他们从内心上真正重视起消防工作。 2.加强建筑工程施工期间的消防监督检查管理工作 。要加大执法力度,对建筑工程施工现场实行严管重罚,定期检查,对不按图施工、擅自改变建筑结构、消防设施的责令限期改正,逾期不改正的依法停止施工并处以高额罚款,维护消防法律的严肃性。要制定切实可行的治理措施,突出重点,狠抓落实,讲求实效,尤其要注意从“源头”抓起,杜绝先天火灾隐患的产生。 3.健全维护管理制度 建立健全建筑消防设施定期维修保养制度,使消防设施维修保养工作制度化,及时发现系统存在的故障和故障隐患,并及时排除,从而保证系统的正常运行系统操作人员必须经过消防专门培训,掌握操作方法;健全故障处理制度,日常维护制度等各项制度,并注重抓落实。 4.强化社会审核力量 一是逐步推行消防部门审核与专家审核相结合的社会中介机构审核的方式,分化消防部门既进行审核又进行验收的不受监管的责任问题;二是利用多种传媒手段宣传消防法律、法规,提高社会对消防工作的关注程度,营造社会“大消防”氛围。 三、结语 正确认识消防工程施工中存在的问题,在消防工程施工过程中严把质量关,杜绝消防安全隐患对于消防工程行业管理的加强、消防工程市场秩序的维护、火灾危险隐患消除和生命和财产安全的保证、以及消防工程行业建设的发展的具有重要的现实意义。 建筑消防工程施工的问题及措施:浅谈建筑消防工程施工的若干通病 【摘要】建筑防火,是建筑的防火措施。在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。本文结合多年的建筑消防施工经验,对建筑消防工程施工中的几个主要问题进行了分析,并对如何加强建筑消防工程施工提出了建议,以供参考。 【关键词】建筑消防;工程施工;分析研究 【引言】随着人们生活水平的不断提高和建筑物的广度、高度的不断增加,对消防供水的可靠性、用水的安全程度等方面更高的要求也提出了,除了在设计选择、材料设备等方面外,需要保证施工安装的质量。建筑消防设施的正常运行直接受到施工质量好坏的直接影响。 1.材料选择与耐火等级 中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分[1]。 建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。 2.建筑消防工程施工中存在的通病 2.1 室内、室外消火栓系统的通病 室内消火栓压力及安装不符合要求。首先,在砖墙内有些暗敷的消火栓箱洞口上部没有过梁,箱门开启会因箱体受荷载作用变形而导致不灵。其次,随意改变预留孔消火栓箱底位置,用气焊割孔,导致消火栓的墙面与栓口安装后设置出水方向不能成 90度;水带由于与周围距离过小,消防水带不能安装到消火栓上,形成弯折。最后,虽能满足结构功能复杂、建筑面积大的建筑物最不利点消火栓水压要求,消火栓水压要求却忽视了此不利点。为使得消防给水的供水可靠性增强,消火栓在最不利点水压满足要求的同时,此不利点消火栓水的要求也要考虑[2]。 消火栓箱及其附件出现问题。装修材料颜色在装修过程中二层箱门的颜色与箱门四周的没有明显区别,消火栓箱被装饰物遮掩;消防水带与接口随意扎接,卡簧未在接口处安装,试水时接口和水带会脱落。 2.2自动喷水灭火系统方面的通病 (1)由于感温喷头与周围物体的距离不符合要求会造成火灾时使火势因感温元件不能及时动作而迅速蔓延;若喷头距周围物体太近,则消喷洒不到其保护范围。当管子公称直径≤100mm 时,在《自动喷水灭火系统施工与验收规范》中明确规定,当公称直径≥50mm 时 的管子,每段配水管、配水干管设置防晃支架,并不应小于1 个;应采用螺纹连接进行管网安装,公称直径>100mm的管子可采用法兰或焊接连接,防晃支架应在管道改变方向时进行增设。 (2)水力警铃未在公共通道或者值班室的外墙上设置。通风管道宽度大于 1.2m 时喷头未安装布置在通风管腹面以下,并且喷头上因粉饰、涂刷天花时会被喷洒涂料。则系统不能及时动作或缩小保护范围,这样火灾发生时十分危险。 2.3消防工程在给水管网方面的通病 (1)消防给水管网试压没有按规范要求和施工方案进行。管网试压分强度试验和试漏检修两步进行。试漏在稍起压或常压状态下进行,强度试验分试验压力和工作压力两阶段进行。目前有些工地试漏只对管网进行,不符合规范和设计要求的试验压力,这样给系统的正常运行带来了隐患。按照规范的要求,严密性试验和强度试验应在管网安装完毕后进行。试验压力对于消防给水和生活给水管道,为管道工作压力的 1.5 倍,且大于 0.6mpa。管网强度试验在试验压力下 10min,不大于 0.05mpa 压力降便视为合格。然后将试验压力缓慢降至工作压力,无渗漏则试验为合格。当设计工作压力≤1.0mpa时,对于自动喷淋灭火系统,水压强度试验压力不低于 1.4mpa,为设计工作压力的 1.5 倍;如果设计压力﹥1.0mpa 时,水压强度试验压力为该工作压力再加 0.4mpa。压力降不大于 0.05mpa,管网水压强度试验是在试验压力下稳定 30min 的为合格。进行水压严密性试验在水压强度试验和管网冲洗合格后进行,设计工作压力即为试验压力,稳压 24h,无渗漏为合格。 (2)由于受热后塑料管道强度降低,一旦发生火灾,管道损坏,无法及时扑灭和控制初起火灾,消防用水将无法输送[3]。而实际建筑物内消防给水管道与塑料给水管道相连的情况也常出现,将塑料给水管道用于消防给水管道现象个别存在。塑料格栅管道如果与消防给水管道连接,火灾发生时塑料管道会损坏,产生泄露,消防水压和流量的需要无法保证。 3.措施分析 3.1加强各项消防产品的检验及消防设施检验中介机构的发展 验收人员只能通过外观或现场对竣工后需要验收的消防设施工程做出水测试,水量和水压也以此来判断是否合格,深层次的检测检验无法进行。消防设施检验中介机构的建设需要加强,保证质量,在竣工验收时可以利用该中介机构强有力的技术手段和检验设备对建筑物进行全方位的科学检测,相应的检验报告而后做出,以使各项位于建筑物内的消防系统得到提高,以加强建筑物抗御火灾能力,作用可以真正的发挥。必须经过国家建筑材料质量监督检验中心和防火建筑材料质量监督检验中心检验的消防产品、括消防设备及管材在建筑物中才允许被应用,相关单位的检测合格报告也要予以提供,而且该报告与最新通报的时间应在时间上相符。 3.2本地建筑消防工程施工现场的检查工作,应得到相关部门的加强管理 对有关建筑安全管理体制不健全、建筑安全生产责任制不落实、建筑施工安装不严格按照国家有关规定进行、建筑监督人员职责不明确和安全监督机构等问题,要及时发现并进行查处,建筑消防工程施工管理不严的现象应得到彻底扭转。定期检查,要加大执法力度,对建筑工程施工现场实行严管重罚,不按图施工消防设施、对擅自改变建筑结构的责令限期进行改正,逾期不改的施工应处以高额罚款,并依法停止,对消防法律的严肃性也用此来进行维护。应做好已经消防监督部门验收通过的建筑工程日常的消防监督检查,要求施工单位抓紧对损坏的消防器材、设施进行整改,使建筑消防设施在关键时刻能发挥作用。 【结束语】建筑工程中存在的问题充分暴露出建筑消防系统隐蔽工程的不规范,消防系统总体功能满足不了规范要求等问题。施工、建设单位不按国家消防规范和经批准的施工图纸施工应坚决杜绝;建筑工程消防设施施工全过程都应进行及时的跟踪,禁止擅自改变消防设计、降低技术标准要求等现象的发生,建筑施工违规违章行为应得到严厉整治。
2016年6月,中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员,标志着我国工程教育学位实现国际互认。工程教育专业认证工作极大地推进了高校工科专业的建设和发展,“以学生为中心”“成果导向”和“持续改进”三大理念也在人才培养过程中不断被实施和深化。英国的督导制度非常完善,其督导制度的特点是:注重督导促改进的观点;督导内容以学生为中心,关注学生的全面发展。美国商学院认证委员会在其专业认证标准框架的“学生学习和表现的评估及分析”标准中,包含有“学习结果评估政策”“提供3种连续的评估结果”“评估计划有可以进行比较的信息及数据”“根据学校结果评价持续改善教育过程”等观测点。荷兰教育部强化教学督导机构的作用,认为高等教育更应该加强对教学质量的管理,因为学生将来在社会上谋生的职业水平会直接影响学校的声誉,进而影响学校未来的办学状况。可见,发达国家教学质量督导评估工作已经贯彻了“以学生为中心”的评估。其“发展性教育督导”“人力资源开发式教育督导”等理念值得学习。教学督导管理部门有必要在专业教育认证理念下对自身工作进行重新检视,及时进行内容更新和方法改进,保持与工程教育认证理念的一致性和连贯性,以推动高等教育快速发展。 1工程认证理念下教学督导工作的审视 1.1注重教学多,系统研究少 高校督导工作主要是督导教师的教学质量,但缺少对教师培训、教学条件、教师管理、学生管理等相关管理和运行部门的监督和建议。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出:“坚持督政与督学并重、监督与指导并重。”人才培养是个系统工程,学生的培养质量取决于教、学、管等多方面的因素。因此,单纯的教学活动督导评价容易产生督导效果的片面性,也无法掌握问题的深层成因,不可能从源头解决问题。 1.2注重细节多,深入分析少 高校的督导工作注重课堂教学、毕业设计、试卷检查等教学活动检查与指导,对于数据和结果缺少系统性、深入性和相关性分析,因此,无法从管理的角度反映某些举措的不足或者是制度的疏漏,不能从全局的视角分析人才培养质量的影响因素,无法更好地为管理部门提出专业建设、教师培养的指导意见。 1.3注重形式多,内涵评价少 对于各种教学环节虽然有一定的评价标准,但多注重规范化与形式评价,缺乏深层次的内涵评价。比如试卷评价,过于重视试卷的评阅情况,缺少对于试卷考核内容能否体现课程教学目标、教学效果达成的评价,跟不上专业认证的节奏。 1.4督导日常多,专项研究少 督导人员的工作多数停留在日常的课堂教学、试卷检查等教学环节,缺少对专项教学研究内容(比如课程建设、智慧课堂等)的深入探索与研究,缺少对学校教学重点工作的关注和跟进,间接限制了督导人员理念的更新和整体水平的提高。 2工程认证理念下教学督导工作的改进 教学督导工作作为高校教学质量保障体系中关键的一环,需要将其作为一个系统工程进行顶层规划和总体设计。教学环节的评价标准特别需要保持和专业教育认证理念一致、步调一致,形成同频共振效果。从横向讲,需要各部门的分工协作;从纵向讲,需要有顶层设计、统一的指挥和分级管理。顶层设计需要明确各部门、各岗位在督导工作体系中应承担的权限、职责及相互关系,尤其要重视各部门、各岗位之间纵向和横向接口的衔接与协调。 2.1工程教育认证与教学督导的关系 深入研究专业工程教育认证的理念及其与教学督导的关系,是创新和改进教学督导工作的前提。专业工程教育认证和本科教学督导工作两者既相通,又不同。首先,两者的终极目标高度一致,都是通过完善和改进培养过程,提高教学质量和人才培养质量。两者侧重的角度又是不同的,专业认证强调以教育的成果——学生为评估对象,更关注学生的知识、能力和素质效果;教学督导更关注教师的教学水平、教学能力。其次,两者的保障措施一致,都是“持续改进”。专业工程教育认证通过结果导向倒推人才培养的各个环节,不断发现各个环节的问题,持续改进,其实施过程更宏观、更系统、更全面;教学督导通过对教学环节的介入,收集信息,评价和指导教师教学,侧重从规范教师行为来保障人才培养质量。第三,两者的服务对象不同。教学质量监控为专业认证提供评估信息,专业认证为教学督导提供规范标准。 2.2建立系统的督导体系 首先,教学督导管理部门要将教学督导作为系统工程。随着专业工程认证、新工科、新文科、一流课程建设等教学改革实施以来,新的教学思想和教学理念随之产生。一是建立系统的督导体系,从顶层进行督导工作理念、内容、方法的设计。二是对督导工作人员的系统培训。督导成员要系统地学习各种理念的定义、内涵和外延、适用范围。在明确教学理念的前提下,将专业建设、课程建设与人才培养有机地结合起来,明确为之服务的每一个教学环节(包括课堂教学、实践教学、实习实训、毕业设计、考核等环节设置)目的和价值所在,制定客观的、科学的、先进的评价标准,进行有意义的督导,保证督导工作的连贯性、一致性、全面性和先进性。 2.3加强内涵式督导评价 督导组成员在更新和完善系统督导理念的前提下,要主持或者积极参与人才培养方案制定、专业建设、课程建设、教学改革、校企合作等活动,深入实践专业认证、专业建设以及课程建设新理念和新方法,在教学活动中不断加强对毕业要求支撑点、教学目标设置、教学内容实施、教学方法运用的理解,逐渐形成对内涵进行督导评价的业务能力。 2.4闭环督导提升教学指导价值 日常督导工作无外乎课堂教学、实习实训、毕业设计、试卷考核等环节的督导。这种督导侧重于某一个教学课堂、某一个实习实训、某一个考核环节,花费了不少人力进行督导检查,确确实实发现了一些问题,但缺少对督导信息的有效利用和深入挖掘,导致某些问题年年发现年年有。因此,有必要从闭环的角度,进行全程信息分析。从分析一位教师,到分析一个专业、分析一个学院、分析一个教学管理部门。对连续几年教学督导评价过程中存在的问题和亮点进行全面分析,对各要素开展内部综合评价,找出问题成因,从而为教师的发展、专业的发展、学院教学管理、教学运行以及教学主管部门的教学管理综合把脉。 2.5评价标准“以学生为中心” “以学生为中心”是专业工程教育认证的重要理念。教学活动评价标准也要适当从传统的评价教师的教学能力转向评价学生的学习效果。在教学活动中,让学生逐渐成为教学活动的“主角”,教师逐渐成为教学活动的“主持人”,去激发和点燃学生的热情,牵引和指导学生“表演”。在这样的理念下,一些教学活动的评价标准要以“教的怎么样”向“学的怎么样”转移。以课堂教学为例,过往的评价指标注重教师的教学态度、教学内容、教学方法、教学效果的评价。按照新的教学理念,可以从“教学态度”“学生态度”“生生互动”“师生互动”“学习效果”等方面进行评价,对教师要侧重教学设计能力、教学引导能力的评价。 2.6全方位拓展督导工作深度 针对督导过程中的专项问题,进行纵向和横向比较督导,拓展督导深度和广度。比如对于毕业设计质量不高的问题,要从教师、学生、管理、环境等多方面进行分析,包括教师基本水平、学生水平、教学指导精力、学生投入精力、学生管理、整体环境等因素。另外要开展与往届比较、与其他专业比较,从横向和纵向深入挖掘问题的根源,持续跟踪,持续改进,发挥督导作用。 2.7共建良好的教学氛围 随着工程专业认证、新工科建设、一流专业建设、一流课程建设等新教学任务的形成,大批教师积极参与。在这个过程中,由于认知层次不同,工作执行的也不尽相同。因此,要发挥督导的“探测器”或者说“星探”作用,及时发现亮点和宣传优秀案例更能保持教师的工作热情,形成一个良好的、乐于分享的、不断改进的教学氛围,让教学百花齐放。 3结论 为提高督导工作效能,加速高等教育内涵式发展,本文以工程教育认证理念为指导原则,结合“以学生为中心”“成果导向”和“持续改进”的认证理念,提出了系统督导、闭环督导、纵向督导等督导内容和方法。随着专业工程认证的开展和持续,必须重新审视和重新定义教学督导的工作内容和工作方法。(1)教学督导管理部门要进行系统的教学督导工作顶层设计,建立系统的督导体系,从顶层进行督导工作理念、内容、方法的设计。(2)要做好教学工作的“排头兵”,学习新的教学理念,不断深化督导工作内涵,发展督导评价新标准。(3)要做好教学工作的“探测器“,既要发现教学过程中存在的问题,又要发现教学过程中的“亮点”。(4)要做好教学工作的“辅导员”,帮助教师不断反思、持续改进,最终推动专业工程教育认证工作的开展,推动教学制度和教学管理的完善,推动人才培养质量的提高和教师个人综合素质的发展。 作者:庞春颖 嵇晓强 宫平 单位:长春理工大学 生命科学技术学院
纺织业论文:纺织业污染及清洁分析 1纺织品的物理和化学操作 纺织品所用的纤维有三种:天然纤维(棉花、羊毛等)、纸浆与化学品反应生成的纤维质纤维(醋酸纤维、人造丝等)和石化原料制备的人造纤维(聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸类纤维等)。天然纤维和纤维质纤维的生产从净化和卷曲处理开始。纤维相对均匀后,几股扭在一起,通过高速纺锤纺成纱线。最常见的织物生产技术是编织,即在织布机上将一组纺线和另一组纺线交织而成。编织之前,纱线要先浸泡上浆料,以防止擦毛或磨损。另一种织物生产技术是针织,也是把纱线交织而成。织物成形后是湿法处理步骤,他们有可能会产生污染,可以从不同工序入手消除,其中最关注的是脱浆(用加酶或不加酶的热水洗涤以去除除浆料)和洗涤(用碱性溶液去掉杂质)过程。染色是一个有污染问题但必不可少的湿处理过程。染料的种类繁多,如何选择取决于要染色的纤维、希望达到的不褪色程度和可用的颜色。由于明亮的颜色和高质量的纤维是人们所追求的,染料一般都含有金属、硫化物和其他可能对生态系统具有潜在危害性的成分。要完成织物的生产,还需要经历多道工序,其中包括通过化学处理以提高织物的抗污能力和通过机械处理以最优化织物的结构与外观。 2潜在的环境问题 2.1固体残余物 在纺织工业中,固体残余物是问题最小的。其中,最显眼但并非很重要的固体残余物也许是库房里进货过多而堆积如山的衣物,他们的质量加起来往往超过工厂产生的废钢的质量。 2.2气体残余物 废气排放是这个部门一个主要的潜在问题。在美国,2001年纺织工业排放的废气主要含3种化学品。甲乙酮和甲苯在排放中占的比例最大,其来自涂层操作中溶剂的挥发;甲醇在排放中占第三位,来自使用聚乙烯(乙烯醇)上浆操作时的排放。所有这些排放物以挥发性有机化合物为主,是潜在的烟雾制造者。 3部门前景 3.1发展趋势 与其他部门一样,纺织工业也在采用大量污染防治技术来解决自身的环保问题。这些努力的第一个成果是提高了能量效率,降低了用水量,并使水的再循环率上升。在上浆、染色和涂层工艺中,少用有问题的化学品。此外,减少硬纸板、草垫等可能产生固体废料的材料用量工作也在进行之中。本质上讲,这些令人想要的潜在变化都是定性的——他们减少了资源的使用量,但没有明显改变生产工艺。尤其在减少挥发性有机化合物的排放方面,做的工作很少。这个部门第一个转变将会是利用再生资源生产高质量的均质纤维。带来这种转变的最可能的方式是应用生物技术。我们有理由相信,这种技术将能够生产更好的动植物纤维、更均质的兽皮和更坚固的纤维素。第二个转变有可能是在加工机械中广泛采用计算机辅助控制。这种方法目前尚处于发展初期,但具有很大潜力,可以精确测量和控制工艺流体,实时监控编织或印花缺陷,使用激光精确裁剪衣服和其他产品等。许多这类技术现在就可利用,但在很多情况下资金紧张构成了启动障碍。纺织业发展最迅速的是采用电子技术制造衣服和织物,使其增加许多特性,不过在很大程度上仍处于试验阶段。一般来说,这种方法是在织物中添加金属粒子、金属丝或电子元件。可以很简单,例如引入银粒子增加抗菌特性;也可以挺复杂,例如,将衬衫设计成能监控病人的生命征兆,并能通过添加无线电话有求救功能。其他产品想法包括能播放MP3音乐的夹克和能够监测盗贼及火灾的地毯。不是所有这些想法都是可行的,但有些是有希望实现的。 3.2前景展望 在绿色世界里,高科技制造技术的广泛应用将带来高的能量效率,大大改进水利用效率和有效消除挥发性有机化合物排放。另外,服装工业也将转向使用安全的生物技术来生产面料。在这个新时代,衣服将会主动或被动的提供许多新的特性。 (1)热调解衣服,其含有许多能够存储能量的微囊体,在热的时候吸收热量,冷的时候通过结晶放出热量。 (2)气味中和衣服,其含有在布料摩擦时能够释放适当化学品的囊体。 (3)衬衫,含有部分陶瓷纤维,可以抵御太阳红外和紫外辐照。这些性能以及其他功能时的衣服的制造、洗涤和再利用复杂化了,但是他们在绿色世界里将从环境的角度加以强调。 纺织业论文:纺织业遗产发展前景 1历史及现状 青岛纺织工业从20世纪初期开始崛起,主要有德、日帝国主义和国内民族资本家建立的机器缫丝和棉纺织印染等企业.1949年青岛解放后,青岛市政府将原属中纺公司的8个棉纺厂和印染厂、机械厂、化工厂、针织厂、梭管厂收归国有,年生产能力居全国第三位,与上海、天津同称为纺织工业的“上青天”[1].改革开放以后,随着青岛市“环湾保护、拥湾发展”战略的实施和生产力以及社会经济的发展,现有的9个国棉厂的生产已经不能满足新式的生产工艺的要求,同时其所属工业类型及现处的地理位置均对青岛市未来的发展产生了负面影响.为响应青岛市委市政府提出的“环湾保护、拥湾发展”战略,国棉厂决定厂区迁出青岛市老城区,迁往城阳区.但由于旧有的工业厂房大部分始建于德占和日占时期,虽然其功能已经不能满足现有的生产需求,但其建筑的外型和样式及其建筑结构依然完好并富有特色,并且保留了大量的人文价值和人们对历史的记忆,因此这些工业遗产如何保护就提上了日程. 2概念、分类及保护更新方式 工业遗产(IndustrialHeritage)研究起源于1950年的英国.然后以英国为发源地,工业遗产的研究活动在欧美各国陆续展开.一般来说,工业建筑遗产根据当时的生产功能大体可分为:“大跨型”工业建筑、“常规型”工业建筑和“特异型”工业建筑[2].“大跨型”是指跨度在15m以上的单层工业厂房、仓库等,具有高大内部空间的建筑,其支撑结构多为巨型钢架、拱、排架等,形成内部无柱的开敞高大空间.青岛的纺织工业属于轻工业,20世纪初的生产厂房多数以小跨度的木框架、木屋架为主,跨度并不大,但是建国后新建的工业厂房却可以达到这个标准,特别是原有的国棉厂仓库,多数建筑跨度比较大.这类旧工业建筑可以保留原有的开敞空间形态,内部空间比较容易进行重新划分,空间布局比较灵活,可更新成剧场、商场、展厅、博物馆、美术馆、仓库等要求有高大空间的建筑.“常规型”是空间较前者为低,空间开敞宽大,大多为框架结构的多层建筑.这类建筑常见于青岛国棉厂的轻工业多层厂房、多层仓库等.这类建筑空间灵活度相对较大,适合更新为餐厅、超市、住宅、办公楼、娱乐场所等需要层高和空间较小的建筑.“特异型”是一些特殊形态的建、构筑物,如国棉五厂的发电厂、水塔、冷却塔,国棉七厂的发电厂等,它们往往具有反映特定功能特征的外形.这类建筑空间由于其生产功能的特殊性造成了其空间形态的特异,因而可以将此类建筑处理为空间的标志性节点,特色的酒吧等等.具体的工业建筑保护更新方式可以分为寄生更新、复合更新以及加建更新.寄生更新即由于使用功能的改变而在原有建筑内部加装新的使用空间,此方法多用于大跨型工业厂房改建中.复合更新即原建筑有部分保留下来,其他部分进行改建,此方法多用于常规型工业建筑的更新中.对于现在的多数工业遗产,由于其功能在改造的过程中变数不定,所以在其本体的基础上加建是现在多数工业建筑的更新手法. 3未来发展模式 具体到青岛纺织工业遗产的更新利用及其未来的发展模式上来,青岛的工业遗产大致可分为以下八种发展模式. 3.1工业旅游开发模式 广义的工业旅游包括工业遗产旅游(IndustryHeritageTourism)和现代工业旅游(ModernIndustryTourism),是以工业生产过程、工厂风貌、工人生活场景、工业企业文化、工业旧址、工业场所等工业相关因素为吸引物和依托的旅游.青岛的9个国棉厂,其规模都比较大,容易形成一套完整的工业旅游体系.通过一个特例形成青岛工业旅游的“小气候”,这样可以继续拉动青岛纺织工业遗产改造的步伐,对于进一步调整青岛的产业结构有着重要的意义。 3.2公共空间开发模式 对那些占地面积较大,厂房、设备等具有较大保留价值的工业遗产,可考虑将其改造为公园或广场等一些公共开发空间.建造一些公众可以参与的游乐设施,作为人们休闲和娱乐的场所,是完善城市功能,改善城市环境的重要举措.这种开发模式国内成功的案例以上海长丰产业园区2A绿地公共空间和梦清园活水公园公共空间为代表.青岛的国棉二厂同样具有同等的开发价值,与上海的梦清园紧靠黄浦江一样,青岛国棉二厂紧靠青岛市内的海泊河入口.现在的海泊河也同样成为了青岛市的污染河流.当时的梦清园是老上海啤酒厂,保留了两栋老的工业厂房后改造成了梦清馆.现在的国棉二厂始建于20世纪20年代,现存的工业建筑中有许多值得保留的德日时期历史遗迹,并且在国棉二厂的门口就保留有青岛党支部旧址,历史价值十分宝贵.由此可见,现在的国棉二厂与当时的上海啤酒厂有着惊人的相似之处,完全可以借鉴梦清园的开发建设模式,把海泊河周边打造成青岛的活水公园,与周边的住宅区配套,提高工业遗产的利用率. 3.3历史展示开发模式 工业遗产能反映出当时工业化过程的特定阶段或者功能,也具有了物质文化意义.因此,在原址上修建工业博物馆比在传统博物馆中展出旧有物品更方便,也更生动[3].它可以通过展示一些工艺生产过程,从中活化工业区的历史感和真实感,同时也激发市民参与感和认同感,还可以作为艺术创作基地,开展一些作品展览活动.该模式的开发形式国内外都有先例.国外以德国鲁尔工业区的亨利钢铁厂和关税同盟煤炭焦化厂最为典型,国内以福建船政工业遗产的开发再利用为典型,而且现在青岛已经有了成功的实例[4],那就是青岛啤酒厂博物馆.但是青岛纺织业,曾经的“上青天”之一的青岛,至今却没有规模成型的纺织博物馆.因此,如何去开发青岛自己的纺织博物馆,展现当年青岛的纺织业的风采和纺织技术的先进流程,是摆在我们面前的当务之急.青岛国棉六厂始建于1921年,历史久远,当时由日本人建设,但是厂区内部的主要建筑物,却又是日本人模仿德国人的建筑设计手法而建,因此,建筑的历史价值和审美价值都比较高.另外建筑的质量非常好,有着100年前的地暖采暖系统,这在当时都是世界上最为先进的采暖方式.同时整个园区绿化系统完善,厂区有多处参天大树.更重要的是在青岛国棉六厂曾经有个历史人物的出现,她就是一位影响全国的劳动模范郝建秀.郝建秀在工作中摸索出一套高效、快捷、节约的工作法,这套工作法被有关部门命名为“郝建秀工作法”,该工作法推广以后,产生了巨大的经济效益.2003年3月郝建秀当选为全国政协副主席,成为国家领导人.正因为这所有的因素合在一起,青岛国棉六厂最适合成为青岛的纺织博物馆. 3.4创意产业开发模式 这种开发模式是国内外比较成熟的一种开发模式,因为大多数的工业建筑由于地处市中心,早期租金较便宜,更重要的是这些老厂房、旧仓库背后所积淀的工业文明和场地记忆,能够激发创作的灵感.加上厂房开阔宽敞的结构,可随意分隔组合,重新布局,受到艺术家等创意产业从业者的青睐.北京的798工厂和上海的M50创意产业园也是秉承了这种理念,一批全新的创意产业入驻,包括设计、出版、展示、演出、艺术家工作室等文化行业,也包括精品家居、时装、酒吧、餐饮等服务性行业.在对原有的历史文化遗留进行保护的前提下,他们将原有的工业厂房进行了重新定义、设计和改造,带来的是对于建筑和生活方式的创造性的理解,也为国内工业厂房的开发改造注入了新的理念.然而在青岛,这种模式并没有完好地复制下去,青岛的创意产业也比较发达,虽然现在的创意100———青岛的第一家创意产业基地,是由老建筑更新改造而来,但却不是纯粹的工业建筑改造.因此,在青岛也需要有这样的地方为这些喜欢放飞梦想的人提供创意空间,也为青岛的国棉厂提供可以继续保留发展的空间. 3.5综合功能开发模式 从整个区域来看,工业建筑往往成片集中建设,特殊的时代烙印使其可以作为整体展开复兴计划,即对一区域的工业遗产进行统一性开发,称之为综合开发模式.如德国鲁尔区工业遗产旅游一体化开发,它以19个工业遗产旅游景点、6个国家级博物馆、12个典型的工业聚落为一整体进行组合开发,从而形成了一条包含500个地点的25条专题游览线[5].纵观青岛的国棉厂,国棉一、二、三厂都位于青岛市四方区海岸路沿线,同时还包括杭州路四方机厂,规模都比较大,三厂区之间距离也比较近,而且几个厂区周边的居住环境现在并非十分的优越,因此这几个厂区非常容易进行综合开发.并且由于此区域缺少购物、休闲、娱乐的场地,也可以参照德国的奥伯豪森(Oberhausen)中心购物区(见图5),促使该地寻找一条振兴之路。 3.6住宅地产开发模式 这种开发模式是指在旧工厂原址或附近地块内打造精品住宅、人文社区,对已有的旧工业建筑进行景观式的改造与再利用,以此提高住宅的环境品质和审美趣味.此种模式以天津的玻璃厂的再生———万科水晶城为代表.目前,青岛市内旧工业厂区已经决定采用房地产开发模式改造的主要是国棉四厂,腾出的4.5hm2土地将建现代化住宅小区.但值得注意的是:目前青岛市的大部分地产开发模式都缺乏对历史文脉和人文因素的呼应,国棉四厂也是一样,现在的国棉四厂已经被拆成了一片平地,只是对原有旧工业建筑盲目地拆旧建新的过程的简单重复,但这毕竟为国棉四厂的再利用模式提供了另一种可能。 3.7科教文化产业模式 青岛市部分国棉厂所在的四方区在经济发展上,实施“工业立区、三产强区、科教兴区”战略.四方区内高校相对集中,除了海洋类科研机构外,制造业科研院所大都集中于此.同时四方区作为青岛市的老工业基地,在建设科技园区的同时,也完成了旧城改造.该方面的相关经验可以借鉴国外较成功的案例———德国鲁尔区多特蒙德市的措伦煤矿的再生与二次开发(见图8、图9)[5].德国鲁尔区多特蒙德市的措伦煤矿及其附属炼焦厂是德国第三个(2001年)被联合国教科文组织列为世界文化遗产的工业遗迹.在更新过程中,每个建筑都具有了新的功能,包括:老的动力机房中一部分被用做爱森大学的教学功能;另外一部分老的动力机房被利用为设计中心以及设计博物馆.所有这些举措都保证了煤矿工业遗产的持续性发展。 3.8物流集散中心开发模式 此类开发模式并不多见,笔者至今也未能找到与此模式吻合的相关案例.但依托青岛的地理位置优势,依托山东半岛蓝色经济区的发展和青岛的港通优势,这种模式完全有成功的可能.国棉七—九厂的位置本身就比较偏僻,但是交通方便,北接济青高速,青银高速,东靠青威高速,西邻胶州湾、青岛港和胶州湾高速,交通非常便利,而且工业建筑本身就有着房间跨度大的储存货物的优势,更甚至每个厂区也有着自己的仓库.因此,将现有的厂区改造成为青岛的物流集散中心便有着先天的优势,实现资金的利用率和建筑的使用效率一举两得. 4结束语 要让青岛市国棉厂的工业建筑遗产真正地通过再利用的方式得到保护并融入到活跃的社会生活中,成为一项具体、成功的改造实践,需要政府的宏观调控和开发商的资金支持,也需要社会各界的广泛参与.只有这样才能让青岛国棉厂的工业建筑遗产得以保留与再生。 纺织业论文:纺织业交联淀粉运用 1交联淀粉的制备 交联淀粉的制备原理是淀粉的醇羟基与具有两个或多个官能团的化学试剂进行反应,引起淀粉分子之间桥连,或分子之间形成交联,使不同淀粉分子的羟基间形成二醚键或酯键。淀粉经交联后生成立体网络结构的大分子,分子间的氢键转化为化学交联键,使得淀粉颗粒的强度增加,性能稳定,提高了糊化温度、黏度和抗剪切力。交联淀粉的抗酸、碱能力也大大优于原淀粉。交联淀粉的制备方法一般是在淀粉中加入氯化钠溶液搅拌,再加入氢氧化钠溶液,搅拌一段时间后,再加入一定量的交联剂。反应停止后用盐酸调节pH值,过滤,用无水乙醇洗涤,滤饼干燥,即得交联淀粉。交联剂一般采用环氧氯丙烷、三偏磷酸钠和三氯氧磷等[1]。淀粉经过交联以后再进行其他变性,或者先经过其他变性再进行交联变性,这种采用两种以上处理方法得到的淀粉称为复合交联变性淀粉,如氧化交联淀粉、酯化交联淀粉、醚化交联淀粉等。复合交联变性淀粉具有两种或多种变性淀粉的优点,克服了单一变性淀粉的某些缺陷,并可获取一些新的性质。复合交联淀粉属绿色化学品,因其性能优良、原料资源丰富、易降解等优点,近年来在纺织、造纸、食品、医药等领域得到广泛的应用。交联淀粉由于其耐酸、耐碱以及抗剪切能力强,应用非常广泛:在造纸工业中,可用作造纸助剂;在食品工业中,常用于罐头、冷冻、焙烘和干制食品,保持产品质量稳定,也可用于罐状或瓶装婴儿食品,以及用作水果和奶油馅饼的填充料;在医药方面,可用作外科手术用橡胶手套的润滑剂等[2]。 2交联淀粉在纺织工业中的应用 2.1用于经纱上浆 为降低经纱断头率、提高经纱的可织性及产品质量,必须对经纱进行上浆,赋予经纱更高的耐磨性,令毛羽贴伏,并尽可能地保持经纱原有的弹性。经纱上浆的目的在于提高经纱的可织性,在纱线表面形成保护性的浆膜,提高其耐磨性。并且,浆液能够渗透进入纱线内部,加强纤维之间的黏合力,使经纱的机械强度得到提高。淀粉经交联处理后再氧化得到交联氧化淀粉,其黏度稳定,耐热、耐剪切,能很好地满足纺织工业对浆液热稳定性的要求。专利CN101104642[3]用过氧化氢先对马铃薯淀粉进行氧化,然后再用交联剂环氧氯丙烷或氧氯化磷在氢氧化钠存在条件下进行交联反应,这种变性淀粉对棉和混纺纤维具有较强的黏结力,浆膜柔韧耐磨,浆液冷热稳定。专利CN200710025591[4]先通过氧化淀粉与有机硅偶联剂在较低温度下采取有机硅改性氧化淀粉,再用浆纱助剂形成交联结构,制得有机硅改性淀粉浆料。该项发明降低了成本,增进了有机硅改性淀粉与浆纱助剂之间的交联反应,增强了浆料中各组分之间及与纺织纱线间的结合力,延长了贮藏期,减少了环境污染。专利CN101676308[5]经接枝、交联和氧化等多元反应制备得到的多元变性蜡质淀粉,具有糊液黏度稳定性好、透明度高、抗剪切力强、水溶性高、冷冻稳定性和冻融稳定性好等特点,是良好的胶黏剂,可用于经纱上浆。目前,国内正大力进行浆料性能的提升与新品开发,主要方向就是使用高性能的交联变性淀粉。如专利CN200710016706[6]以环氧氯丙烷为交联剂,通过与淀粉的交联以及一系列反应后,可得到一种完全取代聚乙烯醇的交联变性淀粉,用于经纱上浆,具有分纱快、毛羽少、成本低且效率高等优点。可以看出,用于经纱上浆方面的报道很多,尤以专利为主,且多为交联氧化复合变性淀粉。目前,研究热点是制备工艺及其应用,对应用后退浆方面的研究几乎没有涉及,这将是今后研究中需注意的问题。另外,还要加大产品的开发推广,以拓展其在纺织领域的广泛应用。 2.2用作印花浆料 交联淀粉可作为碱性纺织印花浆料。印花浆料在加入印花色浆之前,一般先在水中溶胀,制成一定浓度的、稠厚的胶体溶液———印花原糊,是具有一定黏度的亲水性分散体系,可使印花色浆具有一定的黏度,防止渗化,从而保证花纹的轮廓光洁度;是印花色浆中染料、助剂或溶剂的分散介质和稀释剂,可使印花色浆中的各个组分均匀地分散在原糊中。交联淀粉作为印花浆料,既可作为色浆的增稠剂,使印花色浆具有一定的黏度,保证花纹轮廓清晰,当印花固色过程完成后便可从织物上除去;也可用作黏着剂,参与染料的固着,使色浆黏着在织物上不易脱落,成为印花的组成部分[7]28。用交联淀粉制成的印花浆料有一定的渗透性,使浆料能渗入织物内部。烘干后在织物表面形成一层有弹性、耐磨的薄膜。交联淀粉还可提供短流的、不成丝串状的浆液,与树胶混合使用时,可得到鲜明且良好的图形颜色接界。在印花浆料的碱性条件下,交联醚化淀粉可阻止黏度的变化。专利CN1563558[8]发明了一种黏度可调的复配变性淀粉,是一种羧甲基淀粉和交联-羧甲基淀粉复配得到的复合变性淀粉,可用于活性染料用的印花糊料。该复配变性淀粉黏度可调范围大,利于上浆和印花,可部分取代海藻酸钠糊料,能明显降低活性染料印花成本,其在水中的溶解性、热稳定性,与其他化学辅料的混溶性、糊料耐磨性等均较优良。交联淀粉还可作为染料的传递剂,起到载体的作用。印花时,染料通过由交联淀粉制成的原糊传递到织物上,烘干后在花纹处形成有色薄膜,汽蒸时染料再通过薄膜扩散到织物内部。此外,在印花过程中,以交联淀粉制成的印花浆料还可用作汽蒸时的吸湿剂和印花色浆的稳定剂,以及印花后抗泳移作用的匀染剂[7]28等。 2.3用作织物整理剂 手感是织物质量的重要指标。在织物的整理过程中,表面处理会很大程度上影响手感。天然淀粉整理会产生刚硬的手感,这是由淀粉薄膜的性质所决定的。经历漂洗的织物常用能促进手感的变性淀粉来整理,而使用交联淀粉得到的薄膜具有柔顺性,有利于改善织物的手感,得到耐久性的整理。另外,疏水性纤维如聚酯纤维,由于有很多疏水基团,用作衣料时吸汗性差,且容易吸附油污,产生静电,用交联淀粉与聚酯共聚物的混合物处理,可提高织物的吸水性、耐洗涤性及染色牢度等。河北科技大学研制的一项科技成果———酸化法生产羧甲基淀粉,通过交联、聚合、氧化等多途径改性,可用作织物的整理剂。 2.4用于污水处理 交联淀粉直接用于纺织或印染废水处理效果不是很好,一般多采用复合交联淀粉,如交联接枝淀粉、交联淀粉黄原酸酯、交联醚化淀粉等。应用复合交联淀粉处理废水,尤其是处理重金属离子,其效果非常理想。如季靓[9]通过交联、醚化、胺化、加成等步骤合成了二硫代氨基甲酸改性淀粉,具有优良的吸附重金属离子的能力。交联醚化淀粉由于含有阳离子基团,因而对废水具有很好的脱色效果。如姜应新[10]应用交联亚甲基二甲胺盐酸盐淀粉醚、交联新型季铵型阳离子淀粉进行染料(活性艳红KE-3B)废水絮凝性能研究,结果表明色度去除率均大于94.8%。专利CN101759808A[11]以淀粉为原料,通过复合酶制成多孔淀粉,再将多孔淀粉进行交联、醚化改性后,接枝不同的多胺分子,可得到多胺改性多孔淀粉。与多孔淀粉相比,产品吸附性能增强两倍以上,选择性高,可用于印染、纺织、化妆品行业等废水中多种染料及重金属离子的吸附处理。目前,有关交联淀粉或复合交联淀粉用于纺织废水的研究报道不多,但由于其可生物降解,属绿色化学品,用于纺织或印染废水处理极具优势,因此具有很大的潜力,是今后的研究热点之一。 2.5其他用途 除了上述应用外,随着研究工作的深入,交联淀粉在纺织工业中的一些其他应用不断被开发出来。如周向东[12]通过水溶性淀粉与磷酸氢钠作用得到淀粉磷酸酯盐反应型阻燃剂。利用封端基水性聚氨酯与阻燃剂及棉纤维在一定条件下发生交联反应,可赋予棉织物耐久的阻燃性能。专利CN1546530[13]发明了一种醚化-交联-预糊化三元复合变性淀粉。该发明产品通过对淀粉同时进行醚化、交联、预糊化变性的方法而制得,使其同时具有醚化、交联、预糊化淀粉的特性,可用于纺织工业的施胶剂。 3展望 我国淀粉资源非常丰富,交联变性淀粉在我国有着非常优越的物质基础和巨大的发展潜力。就纺织工业来讲,现在我国合成浆料的上浆性能远不能满足要求。随着纺织品质量的提高和出口量的增加,对交联淀粉等变性淀粉的质量要求更高。在纺织行业中推广使用低成本、高效率、污染小的新型复合变性淀粉浆料,以满足纺织行业快速发展和纺织品进出口的要求。总体来看,交联淀粉在纺织中的研究主要集中在经纱上浆方面,印花浆料方面的研究不多,用作织物整理剂的更少。主要存在的问题有:国内使用的印花染料总体质量不高、染料稳定性差、固色率低,用于印花的浆料新品研发不够等。交联淀粉绿色无污染,在污水处理方面极具发展潜力。此外,研究开发多功能的交联淀粉可提高织物的多种性能,更具发展前景,但目前这方面的报道几乎为零,应引起研究人员的注意。同时,还要注意产品的开发推广工作。相信随着研发工作的不断深入,有关交联淀粉的研究必将取得更多可喜的成果。 纺织业论文:纺织业废水氧化法处理策略 1纺织工业废水高级氧化法深度处理技术 1.1臭氧氧化 臭氧是一种强有力的氧化剂,它对除分散染料以外的所有染料废水都有脱色能力,能够氧化分解染料分子的发色或助色基团,生成相对分子质量较小的有机酸和醛类,从而达到去除色度的目的[1]。G.Ciardelli等[2]在实验室中试规模处理纺织工业废水的试验中发现,臭氧对废水色度的去除率为95%~99%,虽然处理出水中CODCr去除率最高只有60%,但将出水回用于染色工艺效果令人满意。张健俐等[3]用臭氧和活性炭组合工艺对淄博市某纺织企业的印染废水进行深度处理,当进水CODCr的质量浓度为80~100mg/L时,出水CODCr的质量浓度为6~10mg/L,可以满足该厂冷却水水质标准要求。A.Bes-Pia等[4]将臭氧作为纳滤的预处理工艺处理印染废水的生化出水,试验发现,当臭氧投加量为4g/h,氧化时间为60min时,CODCr去除率达43%,纳滤后电导率下降了65%以上,出水的各项指标均达到回用标准。H.Sel觭uk等[5]考察了臭氧氧化对纺织染整废水急性毒性、色度和溶解性CODCr的去除效果,在臭氧的质量浓度为129~200mg/L时,废水的急性毒性可降低80%~90%,色度去除率可达86%~96%,溶解性CODCr去除率可达33%~39%,总CODCr去除率可达57%~64%,处理后废水的CODCr浓度低于排放标准。In-SoungChang等[6]用臭氧-膜过滤组合工艺处理数码纺织印染废水,以臭氧作为预处理工艺,处理之后的废水经过超滤-反渗透工艺处理后可以达到废水排放和回用水水质标准(韩国双水质供水系统水质指导标准,CODCr的质量浓度小于20mg/L,色度小于20度)。臭氧对于染料废水的脱色效果十分明显,但臭氧并不能完全破坏所有染料的分子结构[7],因而对CODCr的去除效果比较差,较少被单独采用,可在臭氧氧化后进行活性炭吸附或膜过滤。由于臭氧在水中的溶解度较低,所以如何更有效地将臭氧溶于水是该技术研究的热点。另外,臭氧氧化产物毒性的研究和低成本臭氧发生器的开发,也是该技术在推广过程中需要解决的问题。 1.2Fenton氧化 Fenton试剂利用Fe2+作为H2O2的催化剂,生成具有强氧化性和反应活性的•OH,形成的•OH通过电子转移等途径使水中有机物被氧化分解成为小分子,同时Fe2+被氧化成Fe3+,产生混凝沉淀,将大量有机物凝结,从而去除。由于其极强的氧化能力,特别适合处理成分复杂(同时含有亲水性和疏水性染料)的染料废水。史红香等[8]对Fenton试剂氧化处理印染废水进行了研究,结果表明,在最佳条件下印染废水的色度去除率达到99%,CODCr去除率达到91%,出水CODCr的质量浓度达到61mg/L。顾晓扬等[9]研究了Fenton-曝气生物滤池(BAF)组合工艺处理酸性玫瑰红印染废水,结果表明,Fenton试剂预处理可去除色度和部分有机物,且可提高废水的可生化性,再通过后续BAF工艺可去除大部分有机物,最终可使出水色度低于20度,CODCr的质量浓度低于20mg/L,达到GB/T18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。WangXiangying等[10]利用混凝-水解酸化-Fenton试剂氧化组合工艺处理牛仔服装洗水废水,CODCr、BOD5、SS和色度的去除率分别为95%、94%、97%和95%,出水可以达到GB4287—92《纺织染整工业污染物排放标准》的要求。王利平等[11]采用Fenton法对某印染废水处理厂二沉池出水进行深度处理,在最佳工艺条件下,对CODCr、TN、NH3-N、TP、色度的去除率分别为84%、27%、46%、75%和83%,出水水质达到了DB32/1072—2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》的要求。FengF等[12]采用Fenton氧化-MBR组合工艺,对综合印染废水处理厂出水进行深度处理,经过Fenton氧化后,废水的TOC和色度平均去除率分别为39.3%和69.5%,氧化后的出水经过MBR处理后可以达到GB/T18920—2002的要求。Fenton氧化技术具有快速高效、可产生絮凝、设备简单、成本低、技术要求不高等优点,在纺织工业废水处理研究中应用较多。Fenton氧化技术存在的问题:H2O2在运输过程中分解,从而导致氧化效率降低;反应产生的沉淀物如处理不当,可能会导致二次污染。由于出水中常含有大量的铁离子,因而铁离子的固定化技术是今后Fenton氧化技术的重要发展方向。 1.3二氧化氯氧化 二氧化氯可以与许多直接染料和活性染料反应,在pH值小于或等于7时,二氧化氯的分解产物对染料的发色基团具有取代作用,并能与染料分子结构中的双键进行加成,破坏染料的发色基团和助色基团,从而达到脱色的目的。基于二氧化氯的这一性质,可将其用于处理印染废水。林大建等[13]利用二氧化氯作为强氧化剂对漂染废水中的有机物进行氧化分解,试验结果表明,对CODCr的去除率大于78%,对色度的去除率大于95%,水的循环利用率可达72%。苏玫舒等[14]研究了混凝-二氧化氯法对有机印染废水的处理效果,结果表明,在最佳工艺条件下,CODCr、BOD5、色度的平均去除率分别达到88.3%、91.8%、94.5%,出水符合GB8978—1988《污水综合排放标准》的要求。郑志军等[15]采用二氧化氯氧化-活性炭组合法处理印染废水,最终使印染废水的脱色率达到92.44%,处理后的废水指标符合GB4287—92的要求。曹向禹[16]采用二氧化氯催化氧化法对沉淀后的印染废水进行处理,在最佳的反应条件(二氧化氯投加量为100mg/L,催化剂投加量为1g/L,溶液pH值为6.5,反应时间为45min)下,氧化后的废水CODCr的质量浓度小于120mg/L,色度小于或等于40倍。二氧化氯对于印染废水中的染色助剂和洗涤剂等难降解物质的去除效果较差,因此,二氧化氯氧化法的发展方向是与混凝、气浮、吸附、过滤和生化法等组合,以满足深度处理和回用标准。 1.4光催化氧化 光催化氧化大多采用光敏半导体TiO2为催化剂,以太阳光为潜在的辐射源,激发半导体催化剂而产生空穴和电子对,空穴与水、电子与溶解氧反应,分别产生•OH和O2-,二者都具有很强的氧化还原作用,可以催化水中有机物的氧化和降解反应。当应用于纺织工业废水处理时,废水中的染料本身就是一种光敏化剂,在染料分子的协助下,催化剂可以被较长波长的光间接激发,扩展了其应用范围[17-18]。N.N.deBrito-Pelegrini等[19]使用TiO2对经过活性污泥法处理后的含有活性染料的印染废水二级出水进行深度处理。在最佳反应条件下,CODCr、BOD5、TOC和色度的去除率分别可达65%、40%、29.3%和92%。金亮基等[20]以钛酸四丁酯为钛源,Al2O3为载体对实际印染废水进行光催化降解研究。结果表明,光催化处理染料废水的最佳工艺条件为:pH值为4,催化剂投加量为6g/L,30W紫外灯光照1h,出水CODCr的质量浓度为46mg/L左右,色度接近0,水质达到印染厂回用标准。冯丽娜等[21]采用TiO2/活性炭负载体系对印染废水的生化处理出水进行深度处理,试验结果表明:在光照时间为30min,催化剂投加量为3g时,出水CODCr的质量浓度为50mg/L,色度为2倍左右,可以达到印染行业回用水标准。高永等[22]利用MBR-光催化氧化组合工艺处理某纺织园区综合废水,废水经MBR工艺处理后,大部分的CODCr、浊度和色度都被去除,出水的透光性大大提高,经光催化氧化后,出水水质可以达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A排放标准和CJ/T48—1999《生活杂用水水质标准》的生活杂用水要求。L.S.Roselin等[23]使用ZnO作为光催化剂处理印染废水,试验结果表明,在太阳光照射下,经过2.5h光催化氧化处理,废水中的污染物质可以被完全去除,处理出水能够回用于染色工序。光氧化法深度处理印染废水脱色效果较高,但处理后TiO2难以回收且产生自由基的量子效率较低,设备投资和电耗还有待进一步改善。光催化技术未来的研究重点是廉价高活性催化剂的制备、分离回收及固定化,以及反应器的设计、光能利用率的提高和与超声波、微波等物理技术的联合应用。 1.5光电催化氧化 由于光催化反应中使用的催化剂二氧化钛为粉末状,在使用后很难从反应体系中分离,光催化剂受到光照射后产生的电子-空穴对复合概率较大,光子利用效率较低,光催化活性不高。为了解决以上不足,将TiO2粉末固定在导电的金属上,同时,将固定后的催化剂作为工作电极,采用外加恒电流或恒电位的方法迫使光致电子向对电极方向移动,从而与光致空穴发生分离。这种方法称为光电催化方法。光电催化技术能够减少电子空穴对的复合几率,提高光催化效率[24]。Y.S.Sohn等[25]使用TiO2纳米管对含有甲基橙的废水进行光电催化降解,在反应30min内,即可将溶液中浓度为40μmol/L的甲基橙完全降解。M.G.Neelavannan等[26]以TiO2作为工作电极,对含有染料的纺织废水进行光电催化降解研究,结果表明,经过7h的光电催化氧化,可以去除废水中90%的CODCr和全部的色度。卑圣金等[27]使用以负载改性纳米TiO2的活性炭颗粒为填充电极的三维光电催化反应装置,对活性染料染色废水进行原位光电脱色处理,脱色后的废水可以回用于织物的活性染料染色中。陈智栋等[28]采用等体积浸渍法制备了膨胀石墨负载锐钛矿型纳米TiO2,以NaCl作为支持电解质,对主要成分为活性蓝的印染废水进行光电协同处理后,脱色率达到99.3%,CODCr降低约93.1%。目前对光电催化技术的研究方向是高活性、高稳定光催化剂的制备,光电催化过程机理的深入研究以及新型反应器的开发。 1.6湿式催化氧化 湿式催化氧化是在高温、高压下,利用氧化剂将废水中的有机物氧化成无机物和水,从而达到去除污染物的目的。与常规方法相比,具有适用范围广,处理效率高,极少有二次污染,氧化速率快,可回收能量及有用物质等特点。S.Kim等[29]使用交联粘土作为载体,负载Al-Cu作为催化剂,在80℃常压条件下对含有活性染料的废水进行催化降解,在反应时间为20min时,活性染料可以被完全去除。MaHongzhu等[30]采用固相化学反应法制备了CuO-MoO3-P2O5催化剂,试验结果表明,制备的催化剂对含有亚甲蓝的染料废水具有较高的催化活性,在低温(35℃)常压下反应10min,亚甲蓝的去除率为99.26%,且催化剂在使用3次之后仍保持较高的催化活性。A.Santos等[31]使用商业活性炭作为催化剂,对纺织废水中发现的3种染料(橙黄G、亚甲蓝和亮绿),在160℃,压力16bar条件下,废水在很短的停留时间内就取得了完全脱色的效果。ZhangYang等[32]使用生物模板法制得了具有纳米管结构的多金属氧酸盐(Zn1.5PMo12O40)催化剂,该催化剂处理含有番红花红T的废水,在室温常压下反应40min,可以去除废水中98%的色度和95%的CODCr,反应后番红花红T被完全矿化为无机物(HCO3-、Cl-和NO3-等),TOC去除率为92%。BiXiaoyi等[33]以γ-Al2O3为载体,采用浸渍-沉淀法制备了CuOn-La2O3/γ-Al2O3催化剂,使用微波强化ClO2催化氧化处理含有活性艳黄染料的废水,结果表明,在最佳工艺条件下,废水脱色率可达92.24%。为染料废水的处理提供了一种行之有效的新方法。湿式氧化一般要求在高温高压的条件下进行,设备费用大,系统的一次性投资高,仅适于小流量高浓度的废水处理;且在氧化过程中可能会产生毒性较强的中间产物,在实际推广应用方面存在着一定的局限性。湿式氧化的发展趋势是制备在温和条件下具有较高催化活性的催化剂,解决催化剂的流失和失活问题。 1.7电化学处理 废水电解处理法是应用电解的基本原理,使废水中污染物回收净化的过程,包括直接电化学过程和间接电化学过程2个方面[34]。印染废水中的染料分子的降解主要是通过间接氧化过程。电化学处理法包括电化学氧化还原、电凝聚电气浮法、内电解、电渗析等方法。E.N.Leshem等[35]采用电化学氧化法处理纺织废水,并考察处理后的废水回用于各工艺的效果,结果表明,处理后的废水可以回用于深色染色工序和作为冲洗水,若回用于浅色染色工序,则需对染料浓度和助剂做调整。N.Mohan等[36]使用电化学法处理纺织废水,在电解产生的强电极电势物质的氧化下,废水中的CODCr大幅降低,处理后的废水可以回用于染色工序。S.Raghu等[37]采用电解-离子交换联合工艺处理纺织染料废水,该工艺能够高效地去除和降低废水中的色度、CODCr、铁离子、电导率、碱度和总溶解固体,经过处理后的废水水质可以满足纺织工业回用水标准。王宝宗等[38]采用内电解法对经过生化处理后仍不能达标的印染废水进行深度处理试验,结果表明:废水的色度去除率可达87.5%,CODCr的去除率也可达到50%~80%,处理后的出水完全达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级标准的要求。刘勇健等[39]利用铁炭微电解反应器对印染废水的深度处理进行了试验研究,工艺对CODCr的去除率均达到70%以上,色度去除率为99%,盐度达1000mg/L以下,硬度达220mg/L以下,出水水质达到印染废水的回用水质标准。电化学法能有效地破坏生物难降解有机物的稳定结构,使污染物彻底降解,无二次污染,但电能及电极材料耗量大,氧化过程中会产生有机氯副产物,处置不当会产生环境问题。电化学氧化法今后研究的核心内容为新型电催化阳极、电化学反应器和电化学氧化处理工艺的开发。 2结语 随着国家对环境保护力度的加大和纺织工业废水排放标准的提高,升级现有处理工艺或采用新工艺对废水进行深度处理,使其能够达标排放或进行循环利用,是目前我国纺织工业企业必须面对的问题。随着工艺和技术研究的不断成熟,在继续开发和研究新的低成本的深度处理高级氧化工艺的同时,一方面研究如何进一步提高氧化处理效率,消除不利因素影响,另一方面将高级氧化处理工艺与其它技术相结合,进行工艺改进和优化,使工艺和技术更加成熟,这样既可提高处理效果,又可降低处理成本,是今后纺织工业废水深度处理技术的研究发展方向。 纺织业论文:纺织业火花探测熄灭体系 1管道火花探测熄灭系统的工作原理 导致多数火灾的微小火花,经常在风管、气袋、砂光、刨床、干燥、升料斗、螺旋输送过程中产生,特别是粉尘的输送过程,如麻纺厂栉梳车间除尘系统、棉纺厂的清梳车间的除尘系统、粉尘收集及分离系统。火花探测及熄灭系统正是解决这些问题的最佳方案。应用火花探测和熄灭技术,预防在纺织粉尘操作系统中传输的火花和燃烧的余火可能形成的火灾和爆炸危险,是一种积极的预防技术,其功能需要一个或多个能源才能实现。火花探测熄灭系统即由火花探测头检测近红外能量,探测火花或余火的存在,发出警报,它们把警示信号传给控制台,然后由控制台处理信号并自动给出应对措施。接收到来自一个或多个传感器的警报信号,控制器立即开启连接下游喷水嘴的电磁阀,在检测点的下游喷水,熄灭火花或余火,对于不适合用水来灭火的,采用转换门或者阀门和防火拴来隔离原料流,或通过输出电压发出警报指令给CO2系统,系统的相关部分阀门同时关闭,让CO2进入并起作用。控制台是火花探测熄灭系统的核心。安装在工厂各个区域的火花传感器把所采集的信号都传给一个微处理器,并由它来处理,受到影响的区域的熄火装置将立即被显示出来,没有任何延时。对于一般的单一火花会立即被熄灭,但是如果探测到火花很多或长期的燃烧源,系统将会采取更进一步的措施,如关闭受影响的生产区域或机器,隔离或关闭材料传送等。从而避免火灾和爆炸的发生。 2纺织厂火花的来源 火花的产生主要有静电放电,如除尘管道里纤维材料与管道壁面或纤维材料与其他物体相摩擦时,往往会产生正负不同或电荷大小不同的静电,以及电磁火花,纤维与机械摩擦发热引燃纤维,纤维中含有铁钉、石块等杂质与机械碰撞引起火花,电器设备启动和关闭时,运转中电机电刷、各种电器元件的启闭,都有可能产生电火花。对于车间内在除尘系统外发生的火花,通常不会引起火灾,一般也不会引起较大火灾事故。但是这个火花如果没有被及时发现,并被吸尘管道吸入,在负压条件下,将进入隐燃状态。与这种情况类似的还有纺织厂的通风除尘系统的回风管道。其特点是燃烧并没有停止,处于无焰燃烧状态。当这个处于隐燃状态的阴火到达除尘室,由于气压回升到接近常压,将会恢复明火燃烧,而引起较大事故。在管道里的火花,隐蔽性很强,不易发现,夹杂在粉尘中输送,就相当于在输送连环爆炸,如果将火花探测头安装在除尘的管道上识别火花并立即发出灭除信号给控制器,控制器发出信号打开喷水熄灭系统,就能较完美的消除火灾和尘爆。 3管道火花探测熄灭系统的基本组成 管道火花探测熄灭系统一般由以下五部分组成。(1)火花探测器(火花识别装置)。探测火花或余火的存在。目前使用的火花探测头有三种型式。低温型的火花探测头使用于探测温度小于80℃的环境,探测视角是100°,一般探测使用环境温度在-40℃-+70℃之间。高温型的火花探测头,带光导纤维检索装置,使用探测温度小于350°,光纤探测角度70°,探测使用环境温度-40℃-+70℃之间,光纤使用环境温度在-40℃-+350℃之间。日光型的火花探测头,探测精度可调,探测视角100°,探头使用环境温度-40°-+60℃之间。(2)熄灭火花装置。喷水熄灭装置有一个快速启动的电磁阀和一个或多个喷射喷嘴组成。水是最好的灭火工具。它不仅易获得,而且它可以大量地吸收热量,具有良好的冷却性能,喷嘴喷出的水雾,同时也可以在粉尘间形成阻隔膜,防止粉尘的骤燃。为了得到最佳的灭火效果,水的覆盖面要尽可能大。这可以通过特殊的喷头和充足的水压力来实现的。提高装置的自动化程度,可以保证灭火用水量最小。装置设计时要注意避免由此而造成管道、过滤装置等的堵塞。(3)控制器(控制处理中心装置)。控制器就是火花探测熄灭系统的指挥部,这里需要存储并计算火花流产生的准确时间、火花流产生的准确位置、火花流严重程度的分析数据、灭火需要的时长、系统何时停止运行等,并立即发出警报,指令启动自动控制装置给出相应解决方案。(4)增压水装置:灭火装置的工作压力至少要7Bar。如果压力不足,需要连接一个增压单元。包括增压泵、蓄水罐、马达、压力开关和流量传感器等。(5)声/光报警装置。声光报警器通过声音和各种光来向人们发出示警信号,它的优点是不会引燃纺织厂里易燃易爆性粉尘,可以和国内外任何厂家的火灾报警控制器配套使用。当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时,火灾报警控制器送来的控制信号启动声光报警电路,发出声和光报警信号,完成报警目的。系统示意图见图1。控制器、辅助传感器和喷嘴等都应使用经过认证,可以直接在粉尘存在区域使用的产品。 4管道火花探测熄灭的安装位置 火花探测熄灭系统是用来探测纺织物料输运过程中的纺织粉尘在被点燃之前的火花、灰烬和火焰,从而防止这些火源点被传播到下游的过程设备,如各种除尘器、粉尘分离器、粉尘收集器等。因此在纺织厂的粉尘除尘系统、粉尘过滤装置、粉尘收集装置等风力或机械输送系统,原料储存系统,过滤设备,其他危险的积尘环境,摩擦过程可能引起火花的地方,都可以布置安装火花探测熄灭系统。另外,在送回气流的管道上也需要安装火花探测熄灭系统。由于大量的纺织物料被收集在粉尘过滤系统,在某种特定环境下,允许把干净的气体回收到生产间。因为这种办法可以大大地节省热能。但是,火花也可能迅速地被带到生产区域,从而带来破坏性的后果。为保护这样的抽取系统,所有抽取管道和传送到竖井的管道都需要装备火花熄灭系统。安装上现代的火花熄灭系统,就可以迅速探测出火花和炽热灰烬。 5火灾探测熄灭系统在纺织行业的应用前景 目前,火花探测熄灭系统在我国密度纤维板生产领域应用比较广泛,在纺织工业企业中的应用却较少。因此,目前成熟的火花探测熄灭系统是否完全适应于纺织工业企业环境,还需要通过大量实验进行检验。也需要通过试验和实践去探索研究新的火花探测熄灭系统,其主要内容包括:了解不同纺织原材料的着火点,着火性质,开发普适性更好的火花探测器,确定火花报警控制器的报警阈值。了解不同环境中火花运动速度规律,为能及时熄灭火花准备一手资料。比较水喷雾熄灭与化学物质熄灭的性能,选择更合适的灭火剂。以及优化水喷雾时喷头布置;探求在不中断生产的情况下既保证熄灭火花或余火又不会造成纺织材料品质受影响的喷水量大小;研究适合于纺织工业企业环境中的成雾时间和水雾型式;传感器的最佳响应时间;一个控制器的最佳监控点数等等。另外,火花探测熄灭系统的火花探测器属于光敏元件,为了防止漏光造成火花探测熄灭系统的误启动和频繁启动,在管道上安装火花探测熄灭系统后一定要严格进行严密性检测,在常规检修、停产检修时,注意,这里也是检点。减少了火花探测熄灭系统因光线泄漏而造成的误启动和频繁启动,更牢固了该系统在防火防爆工作中的地位。火花探测熄灭系统在纺织工业企业中没有得到推广应用,还有一个原因就是标准和规范的缺失。目前,火花探测熄灭系统各组成部件生产采用的标准还是国外标准,国内没有统一标准,不仅亟需建立生产的国内标准,就是各部件安装的国内规范也没有,同样亟需建立。纺织品因种类不同,其着火点会不同,燃烧性能也不同,在标准、规范中要分别明确规定火花探测熄灭系统各部件的工作环境和性能以及安装要求等。另外,为了把火花探测熄灭系统在国内纺织工业粉尘爆炸防护与隔离中的作用充分发挥出来,其规范应纳入纺织工业企业粉尘防爆规范中,并强制执行。 6结语 本火花探测熄灭系统的最大优点是发现火花立即熄灭,与一般系统相比,其不同在于它能消除火灾根源,并且熄火后生产线可以继续运行,而不需要停止。这种特殊的性能正是该系统区别于一般的洒水系统、浸水系统、爆炸抑制系统等的地方。为彻底消除引发火灾和爆炸的隐患,为保护建筑物和设备往往还要采取一些有效措施,采用多种保护方案组合,所以即使安装了这种火花熄灭系统也不能忽视或拆掉那些防护设备。 纺织业论文:纺织业表面活性剂运用 1.表面活性剂 自20世纪40年代进入工业生产以来,表面活性剂获得了广泛的应用,被誉为“工业味精”。表面活性剂分子具有两亲性,在水溶液中极易富集于表面,从而显著改变溶液性质,且随着分子中亲水和亲油比例的不同、结构的不同,表现出的性质亦有差异。它们具有分散、润湿或抗黏、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、洗涤、防腐和抗静电等一系列物理化学性能,这些基本性能对纺织、印染加工十分重要。据统计,纺织行业中用到的表面活性剂品种达到3000多种[1],纺织工艺生产过程,从散纤维的精制、纺丝、纺纱、织布、染色、印花和后整理等各工序,都离不开表面活性剂的应用。其作用是提高纺织品的质量,改善纱线的织造性能,缩短加工工期,因此表面活性剂对纺织行业的贡献很大。 2.表面活性剂在纺织工业中的应用 2.1洗净剂 洗净剂也称洗涤剂,在纤维纺织过程中应用广泛,如棉布的退浆和煮练、羊毛的脱脂和洗涤、生丝的脱胶、合成纤维的脱油、织物染色和印花后清除未固色的染料等工序,都使用洗净剂。其在水中具有乳化、润湿、起泡、胶溶和悬浮等性能,从而表现出显著的去污能力,且耐硬水,遇到钙、镁离子不会产生沉淀,在水中不产生游离碱,不会损伤丝、毛织物的强度,不仅能在碱性或中性溶液中使用,还可在酸性溶液中使用,洗涤过程快,用量少,低温也可洗涤[2,3]。由于阳离子表面活性剂会产生静电吸附,导致表面活性剂的疏水基向着水溶液,分散后的污垢容易再沾污到织物表面,这样对于织物净洗极为不利。因而,作为洗涤用的表面活性剂多用非离子、阴离子和两性离子[4]。其中十二烷基苯磺酸钠(LAS)用得较多,但是由于其泡沫多,刺激性大,有一定致畸性,且耐强碱性差,生物降解性能相对较差,而逐步被脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)、仲烷基磺酸盐(SAS)、α-烯烃磺酸钠(AOS)、α-磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC),以及新型产品茶皂素、多肽基表面活性剂代替[5]。 2.2匀染剂和分散剂 避免染色不均匀或染斑,是印染工艺的主要任务之一。匀染剂是指染色中能延缓染料上染纤维速度(缓染),并能使染料在纤维上从高浓度的部位转移到低浓度的部位(移染),从而避免出现深浅不均和色斑现象,并且不降低染色坚牢度的一类助剂。表面活性剂可以增加染料的溶解度,增强其纤维上的渗透力和附着力,增强其色泽和提高纺织品的耐洗度。某些阴离子表面活性剂,如烷基磺酸钠、高级脂肪醇硫酸钠盐等,可用作天然纤维、锦纶纤维的亲纤维型匀染剂。高级脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂主要用于还原染色,也可用于分散染料、直接染料的染色。苏喜春等人[6]在进行羊毛染色实验中发现,十八烷基胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐能显著改善弱酸性艳蓝RAW对羊毛的匀染性和润湿性能,浓度越大,匀染性越好。现在匀染效果较好的匀染剂是各种阴离子表面活性剂的复配体系,或阴离子和非离子表面活性剂的复配体系。分散剂是染料加工和染料应用中不可缺少的助剂,分散剂在染色中具有两个主要特殊作用:一是拆开聚集离子的反絮凝作用;二是保持分散粒子稳定的能力。有的分散剂本身就兼有分散性和移染性等多种作用,既可作为染料加工用扩散剂,又可作为印染中的匀染剂。当前使用的分散剂中,以阴离子型表面活性剂为主,主要有萘磺酸盐甲醛缩合物和木质素磺酸盐等;其次是壬基酚聚氧乙烯醚等非离子型表面活性剂,后者常与其他类型表面活性剂复配使用。阳离子型和两性型表面活性剂在应用上有一定的局限性。随着各种新型染色技术的逐步成熟,比如微波染色[7]、泡沫染色、数码印花[8]和超临界流体染色[9]等,对匀染剂和分散剂提出了更高的要求。 2.3柔软剂 织物在印染和整理前,一般需经练漂等前处理,会使织物产生比较粗糙的手感。为使织物具有持久的滑爽柔软手感,就需使用柔软剂,大部分柔软剂属于表面活性剂。阴离子柔软剂应用较早,但由于纤维在水中带有负电荷,所以不易被纤维吸附,因此柔软效果较弱。由于对纤维的吸附性弱,则易于清洗除去,因此有的品种适用于纺织油剂中柔软组分,主要有磺基琥珀酸酯和蓖麻油硫酸化物等。非离子型柔软剂的手感和阴离子近似,不会使染料变色,能与阴离子型或阳离子型柔软剂合用,但对纤维的吸附性不好,耐久性低,并且对于合成纤维几乎没有作用,主要应用于纤维素纤维的后整理和在合成纤维油剂中做柔软和平滑组分。其中以季戊四醇脂肪酸酯和失水山梨糖醇脂肪酸单酯这两类最重要,柔软效果在松软和发涩之间,能大大降低纤维素纤维和合成纤维的摩擦系数。阳离子表面活性剂和各种纤维结合的能力强,能耐高温和经受洗涤,耐久性强,用于整理织物可获得丰满的手感和滑爽感,使合成纤维具有一定的抗静电效果和良好的杀菌和消毒能力,并能赋予纤维很好的柔软效果,是目前最为重要、使用最广泛的柔软剂。阳离子表面活性剂目前绝大多数仍为含氮化合物,常用类型有叔胺盐类和季铵盐类。其中叔胺盐类只在酸性介质中呈阳离子性,而季铵盐类在任何介质内均呈阳离子性,是应用最广的一类[10]。双十八烷基二甲基季铵盐是柔软性能突出的织物柔软剂,用量仅0.1%~0.2%就能获得理想的效果,还有润湿和抗静电作用,但较大、生物降解困难;双氢化牛油基二甲基氯化铵作为柔软剂,虽有优良的柔软效果,但存在抗静电性差、生物降解性差,易在污水处理中被污泥吸收而污染农田。取而代之的新一代绿色产品大多是含有酯基或酰胺基或羟基等亲水性基团的表面活性剂,极易被微生物分解为C18、C16脂肪酸和较小的阳离子代谢物,对环境损害小。 2.4抗静电剂 为消除或防止纺织过程中各工序产生的静电和在织物整理工序时或过程中的静电,必须使用抗静电剂。其作用主要在于使纤维的表面具有吸湿性和离子性,从而降低纤维的绝缘性,提高导电度,并能中和电荷,达到消除或防止静电产生的目的。表面活性剂中,阴离子型抗静电剂的品种是最多的。油脂、脂肪酸和高碳脂肪醇等的硫酸化物,既有抗静电性能,也有柔软、润滑和乳化性能。其中以烷基磺酸,尤其是铵盐、乙醇胺盐等抗静电效力较高。不过,在阴离子型抗静电剂中,以烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯类效果较佳。一般阳离子型表面活性剂不仅是效力较高的抗静电剂,而且具有优良的滑爽柔软性和纤维附着性。其缺点是能使染料变色,耐晒牢度降低,不能和阴离子型表面活性剂合用,腐蚀金属,毒性强,对皮肤有刺激性等,故使用受到限制,很少用于油剂,而主要用于织物的整理。用作抗静电剂的阳离子型表面活性剂主要是季铵化合物和脂肪酸酰胺两大类。甜菜碱型两性表面活性剂除具有良好的抗静电作用外,还有润滑、乳化和分散作用。非离子表面活性剂吸湿性强,能用于纤维的低湿状况。它们一般对于染料染色性能不发生影响,可在较宽范围内调整黏度,其毒性小,对皮肤刺激性小,所以被广泛使用,是合成油剂的重要组分。非离子型抗静电剂主要类型是脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚乙二醇酯等。 2.5渗透剂和润湿剂 渗透剂和润湿剂是促进纤维或织物表面快速地被水润湿,并向纤维内部渗透的助剂。能使液体渗透或加速深入孔性固体内的表面活性剂称为渗透剂。渗透的前提是必先润湿才能吸附。润湿就是指液体与固体接触后,液体在固体表面铺展的程度。因此,渗透剂和润湿剂不仅用于退浆、煮炼、丝光和漂白等前处理工序,并且广泛应用于印花和后整理工序。对于渗透剂和润湿剂的特性要求是:1)能耐硬水及碱;2)渗透性强,能缩短工时;3)经其处理后的织物毛细管效应改进显著。阳离子表面活性剂不适于作润湿剂,因为它们会吸附在纤维上阻碍润湿。两性型表面活性剂在应用上有一定的局限性。因而,用作渗透剂与润湿剂的表面活性剂主要有阴离子和非离子表面活性剂。此外,在纺织工业中,表面活性剂还可用作精练剂、乳化剂、发泡剂、平滑剂、固色剂和防水剂等被使用。 3.表面活性剂在纺织工业中的发展 3.1高分子表面活性剂 所谓高分子表面活性剂是指相对分子质量在数千以上,且具有表面活性的物质,是一种新型的很有发展前途的表面活性剂,它能形成胶束把染料分子包裹起来,在某种条件下控制染料分子慢慢释放,起到匀染效果,在纺织工业中应用广泛。其中,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮经聚合而成的线性高分子聚合物。PVP以其良好的络合能力、生物相容性、低毒性、高分子表面活性、胶体保护能力以及与其他化合物良好的复配能力,被广泛用作纺织助剂[11]。高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。但是,在不断开发新型产品以及探索研究其结构与性能之间的关系等方面,尚有许多基础性的工作,有待进一步研究。因此,研究其结构与性能的关系,重视新型高分子表面活性剂的研究与开发,合成高分子量和高表面活性的聚合物具有重要的理论和应用价值。此外,开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面活性剂的研究趋势。 3.2元素表面活性剂 含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂称为元素表面活性剂。由于氟、硅、磷和硼等元素的引入而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。其中含氟表面活性剂与普通表面活性剂相比,无毒或毒性非常小,它们具有高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性和憎水憎油等优良而独特的性能。在纺织工业中,含氟织物整理剂主要用作织物防水防油整理剂、防污、滑爽及耐洗整理剂和纤维加工剂等[12],经其整理后的纺织品具有多种优异的性能,因而倍受国内外市场的关注和欢迎。美国3M公司配制的Scotchgard(全氟羧酸铬络合物)及全氟烷基丙烯酸酯共聚体具有优异的防水、防油性能,且耐洗涤,织物手感柔软。以氟表面活性剂代替传统织物净洗剂氯乙烯可减少蛋白质纤维对水的吸收,从而避免了以往因过热干燥而导致的纤维强度下降的缺点[13]。含硅表面活性剂是随着有机硅新型材料发展起来的一种新型表面活性剂,不仅具有耐高温、耐气侯老化、无毒、无腐蚀及较高生理惰性等特点,还具有优良的降低表面张力的性能,是仅次于含氟表面活性剂的特殊表面活性剂品种。在纺织行业,含硅表面活性剂赋予纺织品柔软、滑爽手感及抗菌防霉、抗静电、亲水和防水等特殊功能。至少含有一个羟苯基取代的聚二有机硅烷与等量苯酚混合可作纺织纤维的润滑剂[14];含环氧基的硅整理剂可赋予织物良好的手感,抑制泛黄以及提高织物的吸水性;含铵基的表面活性剂还有较强的杀菌能力,对人体呈生理惰性,不刺激皮肤,整理后的织物手感较好。聚硅醚类表面活性剂,在不同温度范围内,既可用作消泡剂,也可用作稳泡剂,具有重要的应用价值;用聚硅氧烷与烷基糖苷配比为0.5∶1.0~10∶1.0的乳液对印染后的涤(或涤/棉、涤/毛)织物进行整理,在保持原来的柔软度基础上,进一步提高了耐洗牢度。以磷酸酯表面活性剂为代表的含磷表面活性剂在化纤工业中已作为高效抗静电剂、润湿剂和乳化剂。其中烷基磷酸酯是很有前途的一种,可在前处理过程中用作精炼剂、渗透剂,其去污力优于牛油醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚。有机硼表面活性剂是一种半极性的化合物,是由具有邻羟基的多元醇、低碳醇的硼酸三酯和某些脂肪酸所合成的。通常为非离子型,碱性介质中重排为阴离子型。含硼表面活性剂高温下极稳定,可以水解,具有优良的表面活性、抗静电性及抗菌性,毒性较低,其用途还在进一步研究当中。 3.3Gemini表面活性剂 此类表面活性剂是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。与传统表面活性剂相比,阳离子Gemini表面活性剂具有显著的缓染作用,可作为一种新型缓染剂应用于纤维染色[15]。众所周知,阴离子表面活性剂用于洗涤剂有一定的毒性和对皮肤有一定的刺激性,且对酶会产生失活作用。而非离子Gemini表面活性剂可作为乳化剂产生O/W乳液,以便在低浓度下即产生更好的洗涤效果,且Gemini表面活性剂与传统表面活性剂的协同作用强于传统表面活性剂间的协同作用。如向阴离子表面活性剂溶液中加入极少量的非离子Gemini表面活性剂,就可使溶液中自由阴离子表面活性剂的浓度降低1个数量级以上,因此可显著消除阴离子表面活性剂的负面效应和改善洗涤效率。而两性Gemini表面活性剂是温和的多功能表面活性剂,在特定的应用中仅需添加少量到表面活性剂混合物中就可显著改善配方性能[16]。目前,由于Gemini表面活性剂的售价较高,因此尚难以大规模用于洗涤剂工业,采用较多的方式是将Gemini表面活性剂与传统表面活性剂复配使用。 4.结语 表面活性剂在纺织工业中应用广泛,其技术作用和经济价值都相当大,是不可缺少的重要助剂。近年来,许多具有特殊化学结构的功能性表面活性剂以及绿色表面活性剂等应运而生,可为纺织生产提供更适宜、更高效的化学助剂,同时,纺织工业的发展也不断拓展了表面活性剂的应用领域。相信随着社会的发展和科学的进步,表面活性剂在纺织工业的应用中将发挥更加重要的作用。 纺织业论文:纺织业厂房支撑构造 一、纺织工业轻型钢结构厂房的特点 钢结构一般分为普通钢结构和轻钢结构,它们之间并无明显的界限。其计算规则都是一样的。所谓轻钢结构,一般是结构荷载较小,结构杆件也较小,构件壁厚较薄的一类结构,一般采用门式钢架、屋架和网架为主要承重结构。正因为轻钢结构上作用的荷载较小,所以,使得结构效应产生的内力一般较小,这就使得结构的强度往往不成问题,而由于构件断面较小,截面惯性距较小,使得结构的刚度也随着减小,结构的整体和局部稳定成为在设计中必须引起重视的主要问题。这就是轻钢结构自己的特点。了解了这个特点,我们就可以采取相应的措施,比如可以采用增加支撑和拉条,以满足杆件的长细比要求,增设加劲肋以满足构件的局部稳定等。 二、门式刚架结构支撑结构的特点 门式刚架轻型房屋,其结构一般由主骨架和支撑系统构成,支撑结构包括:1)墙架;2)檩条等;支撑系统包括:1)刚架柱之间的垂直支承;2)刚架梁之间的水平支撑;3)刚性系杆、拉条;4)隅撑等; 三、檩条的设计 1、檩条作用:承担屋面荷载,并将其传给刚架。檩条还通过螺栓与每榀刚架连接起来,与墙架梁一起与刚架形成空间结构。2、檩条的形式:实腹式檩条、空腹式檩条、格构式檩条。3、截面高度的确定:实腹式檩条的截面高度H,一般取跨度的1/35~l/50;桁架式檩条的截面高度H,一般取跨度的1/12~1/20。4、截面宽度的确定:实腹式檩条的截面宽度B,由截面高度H所选的型钢规格确定,空间桁架式檩条上弦的总宽度B,取截面总高度的1/1.5~1/2.O5、檩条荷载1)恒荷载屋面材料重量、支撑及檩条结构自重2)活荷载屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载和风荷载,当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.50KN/m2。6、檩条的布置、连接与构造檩条在屋架(刚架)上的布置和搁置1)为使屋架上弦杆不产生弯距,檩条宜位于屋架上弦节点处,当采用内天沟时,边檩应尽量靠近天沟。2)实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面,对槽钢和z型钢檩条,宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向,以减小屋面荷载偏心而引起的扭距。3)桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆,而腹杆和下弦杆宜垂直于地面。4)脊檩方案:一般应采用双檩方案,屋脊檩条可采用槽钢、角钢或圆钢市目连。檩条与屋面的连接檩条与屋面应可靠连接,以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用,这对一般不需要验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。檩条与压型钢板屋面的连接,宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。檩条与刚架的连接檩条端部与刚架的连接应能阻止檩条端部截面的扭转,以增强其整体稳定性。1)实腹式檩条与刚架的连接处可设置角钢檩托,以防止檩条在支座处的扭转变形和倾覆。檩条端部与檩托的连接螺栓应不少于2个,并沿檩条高度方向设置。螺栓直径根据檩条的截面大小,取M12~M16。2)桁架式檩条一般用螺栓直接与屋架上弦连接檩条的拉条和撑竿1)拉条的设置:檩条的拉条设置与是否主要和檩条的侧向刚度有关,对于侧向刚度较大的轻型H型钢钢和空间桁架式檩条一般可不设拉条。对于侧向刚度较差的实腹时和平面桁架式檩条,为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转,保证其整体稳定性,一般需在檩条间设置拉条,作为侧向支撑点。当檩条跨度≤4m时,可按计算要求确定是否需要设置拉条;当屋面坡度i 1/10,檩条跨度 4时,宜在檩条的跨中位置设置一道拉条;当跨度 6m时,宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑竿,在檐口处还应设置斜拉条和撑竿。拉条的直径为8一12mm,根据荷载和檩距大小取用。2)撑竿的设置檩条撑竿的作用主要是限制檐檩和天窗缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯曲。撑竿的长细比按压杆要求入≤220,可采用钢管、方管或角钢做成。目前也有采用钢管内设拉条的做法,它的构造简单。撑竿处应同时设置斜拉条。3)拉条和撑竿的连接斜拉条与檩条腹板的连接处一般应予弯折,弯折的直段长度不宜过大,以免受力后发生局部弯曲。斜拉条弯折点距腹板边距宜为10~15mm,如条件许可,斜拉条可不弯折,而采用斜垫板或角钢连接。 四、屋面支撑与柱间支撑的确定: 1)支撑的作用主要是保证结构体系成为空间体系,有足够的空间刚度,2)支撑所受力主要是风载和地震作用,温度作用;3)计算支撑内力时一般假定节点为铰接,并忽略偏心的影响,并且一般的支撑都是按拉杆考虑,所以,一般适宜双向布置。1.屋面支撑屋面支撑受力较小,杆件截面通常可按容许长细比来选择。交叉斜杆和柔性细杆按拉杆设计,可采用单角钢;非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆设计,可采用双角钢组成十字形或T形截面。当屋架跨度较大、房屋较高且基本风压也较大时,杆件截面应按桁架体系计算出的内力确定。计算支撑杆件内力时,可假定在水平荷载作用下,交叉斜杆中的压杆退出工作,仅由拉杆受力。2.柱间支撑对厂房来说:分为上层支撑和下层支撑上层支撑计算时,为避免由于支撑刚度过大而引起较大的温度应力,支撑腹杆按柔性拉杆计算。交叉体系的下层支撑当吊车较小时一般用圆钢,较大时通常采用角钢或槽钢。交叉斜杆常按拉杆设计,但为了提高厂房的纵向刚度,当吊车较大时,应按压杆设计。 五、隅撑的作用与设置 隅撑的作用主要是阻止梁的下翼缘及柱的内侧翼缘失稳。并在设计计算中作为减少梁柱的平面外计算长度的最不利侧向支撑间的最大间距。隅撑之所以要设,是因为刚架斜梁的受力的变化。在恒荷载和活荷载等荷载组合作用下,一般的梁受力是上翼缘受压,下翼缘受拉,这样檩条与钢梁的有效连接为梁上翼缘的稳定提供了可靠的支撑。所以一般情况下梁的平面外计算长度取两倍的檩条间距。上翼缘的稳定可以保证。但是在受到风吸力荷载作用时时,下翼缘受压,上翼缘受拉,这样下翼缘的稳定性没有可靠的平面外支撑,因此在梁的下翼缘上加设隅撑给钢梁的下翼缘提供支撑。隅撑一边与梁的下翼缘连接,一边与檩条连接。隅撑的做法可以详见门式刚架的规范。研究表明,门式刚架的破坏和倒塌在很多情况下是由受压最大的翼缘屈曲引起的,而斜梁下翼缘与刚架柱的相交处压应力最大,是结构的关键部位。本规程规定,“在檐口位置,刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处应各设置一道隅撑”,就是为了确保该处的稳定性。此外,还规定在斜梁下翼缘受压区均应设置隅撑,其间距不得大于相应受压翼缘宽度的16(235/f3,)1/2倍。该规定便于执行,也便于施工质量检查。若翼缘宽度较窄,理所当然地应使隅撑间距减小。规程还特别规定,当斜梁下翼缘不设隅撑时,应采取保证刚架稳定的可靠措施,如设置刚性撑杆或加大截面等。这就较好地保证了结构的安全。至于柱的隅撑,应根据具体情况设置。当柱高较大时,要求分段进行平面外稳定性验算,一道隅撑通常是不够的,此时一般应设几道隅撑。 纺织业论文:纺织业建筑设计问题分析 一、环境设计问题 工业建筑的环境设计包括厂房内部环境(内环境)设计和厂区环境(外环境)设计。内环境设计包括厂房的采光、通风、保温、空间效果等,由于纺织工业的特殊性,工艺上对温度、湿度有严格要求,有较大的空调需要量,传统的锯齿厂房是自然采光、空间大,但空调需要量大、耗能大。现在一般采用钢结构无窗厂房,做轻钢龙骨矿棉板吊顶,可以节省空调用量,但吊顶高度一般只满足工艺要求,当厂房空间较大时吊顶高度如只满足工艺要求,则车间产生压抑的感觉,这就需要建筑专业和空调专业沟通交流以确定一个较为合理的方案。外环境包括环境治理和建筑环境两大方面。环境治理指对废气、废水、噪声、烟尘等污染环境的因素予以治理的设计。在过去的设计中,对环境治理是较为重视的,尽管有时受投资的限制,个别工厂的环境治理尚不够理想,单从设计角度看还是尽心尽力了。建筑环境包括群体布局、空间组织、形体协调、景观配置、厂区绿化以及色彩处理等多方面的内容。从建筑专业的角度和现代人类工程学的高度来看,上述这些方面应该是外环境设计的极为重要的内容。工厂环境的好坏已不仅仅是美观的事情,也不仅仅是关系劳动者精神、情操和健康的问题,而且还是提高工作效率、改进产品质量和衡量工厂管理水平等深层次的问题。未来工业建筑的发展方向应该是更加人性化。纺织工业是劳动密集型产业,更应注意对工厂外环境的处理。然而,由于长期以来,我国的工业建筑设计院内部的运行机制是以工艺专业为主体,建筑、结构、水、暖、电等专业为从属的多工种配合进行的。在厂区的环境设计而言,往往是以工艺专业为主体,以如何组织好工艺生产流程和交通运输路线为主,而建筑师的任务只是各单体建筑物和构筑物的具体设计。尽管在设计中对建筑布局、结构选型、建筑立面色彩等方面予以统一协调处理,而对整个厂区的空间组织、形体协调、景观配置、建筑立意和厂区绿化等诸多重要方面却无能为力,因此,对营造工业建筑中的人性化环境、文化环境、生态环境等无法付诸实施。 二、纺织厂房漏水结露的问题 新型金属压型板屋面具有造型美观、施工工期短、环保可回收率高、跨度大等多项优势,因此被越来越多的纺织项目采用。纺织车间一般要求温度在20-30oC、湿度在65-85%,我国北方地区冬季气温寒冷,最低气温多在-5oC以下。由于室内外温差大、湿度高,设计和施工稍有疏漏就可能冷凝结露,影响生产。施工时无接头、大长度屋面板施工难度之高,保温层的保温性能之严格都是空前的。两个方面成功与否决定纺织车间的成败。一旦产生漏水、结露几乎无法弥补,近两年已有多个这样的工程事故,损失相当惨重。由于屋面板整坡无接头长度较大,只能现场制作。多数是把设备架到屋檐高度,直接把彩钢板出到屋顶上。但纺织车间多数有几百米长,压板机是固定在一个部位,从压板处把彩钢板运到其他部位,多数施工单位完全用人工搬运,经常遇到划伤、折断等问题,这就为厂房日后的使用埋下了隐患,时间稍长后,经过风吹雨淋这些部位可能就会发生渗漏,这就需要提高施工工艺。如把彩钢板搬到利用C型钢做导轨的特制小车上,小车沿着C型钢走,数个小车把彩钢板托起来,再用人工推着小车运送到指定位置,有效解决了以上的问题。现在针对金属压型板屋顶结露原因分析如下: 1、设计保温层厚度不足热核计算所用的热阻数值是在实验室中检测得到的,能反映不同保温材料的保温性能。在实际应用中要考虑到多方面的因素,如保温材料的特性、储存的状态、施工时可能产生的缝隙等,因此热核计算出的保温材料厚度若直接应用到工程中就可能导致产生结露。 2.安装过程中的细部构造处理不当导致产生冷桥合理的保温结构设计应当使保温层任何部位都不产生冷桥,然而由于所用保温材料的特性,导致在设计和施工中稍有疏忽某些部位就会产生冷桥。室外冷气从冷桥处传入室内,此处屋顶室内表面温度就要低于露点温度,恒温、高湿的环境时就产生了冷凝结露问题。因安装而产生的冷桥一般有以下两种:a)保温材料安装缝隙产生的冷桥大部分金属压型板屋顶保温层都是由许多独立的保温材料拼装成的,拼装缝隙的处理不当就是冷桥。在固定保温材料时所用自攻钉产生冷桥。b)、玻璃丝棉保温层安装固定时的压缩冷桥c)、保温材料的隔气层隔气性能差下面就以某工程保温层(玻璃丝棉)结构设计为例讨论如何解决这些问题:选择合适的金属压型板板型,相邻两块板的连接成180o咬合;确定玻璃丝棉的厚度与错缝结构,必须保证任何部位的含棉量不低于最小含棉量,玻璃棉错缝结构弥补了客观存在安装缝隙的缺陷,保证了任何缝隙处的最小热阻值。加高的支架和支架垫块把金属压型板和檩条之间支撑开,这种结构达到一定厚度时,就能保证檩条处的最小热阻值。保温支架能有效地阻止从固定支架自攻钉传入室内的冷气。W38贴面锁缝工艺能有效地隔断湿气对保温层的影响。总之,通过完善细部构造,再加上科学地选择玻璃丝棉的规格和厚度(包括檩条处的最小厚度),就能有效解决金属压型板屋面纺织建筑结露的难题。 纺织业论文:纺织业生物技术的运用 1.生物技术在新型纺织纤维开发上的应用 将现代生物技术巧妙的运用于纺织纤维的开发方面,不仅能有效的改进现有纺织原料存在的不足,还可根据需要开发出适合纺织生产的新型纺织纤维,为纺织原料的研发开辟新的途径。 1.1天然彩色棉纤维 天然彩色棉纤维是美国科学家利用基因改性技术开发出的一种新型棉花品种,其开发的原理是将彩色基因移植到白棉DNA中进而获得具有天然色彩的彩棉纤维,我国也已经成功的培育出多种彩棉品种,并在新疆、河南等省区有大面积种植。目前已有棕色、绿色两种性能稳定、可纺性强的彩棉纤维投入到纺织生产中,并利用这两种纤维开发出了品种丰富的彩棉系列产品,其中包括彩棉纯纺纱、彩棉与其它纤维混纺纱、彩棉机织物、针织物、服装、高档内衣、床上用品等。。彩棉产品因具有天然色泽,可省去染色、印花等工序,减少了污水的排放和能源的消耗,产品也不会残留偶氮染料等有害物质,因而被普遍认为是理想的生态纺织品,另外彩棉系列产品也是纺织业冲破“绿色壁垒”、提高出口创汇的重要产品之一。基于彩棉纤维与生俱来的生态环保特性,其产品一问世便受到了消费者的普遍青睐。 1.2抗虫棉 棉的生长极易受到虫害尤其是棉铃虫的侵袭。通常的做法是施农药,而农药会对环境及棉本身造成危害。现在已找到了一种有毒基因,将这种基因转入棉体内,培植出的棉具有抵抗棉铃虫的能力。中国农科院等单位将苏芸金杆菌的毒蛋白基因转入棉细胞内,培育出了十多个抗虫棉品种,这种棉能产生一种对抗鳞翅目昆虫的毒素,抗棉铃虫能力达80%以上。此外,转基因抗蚜虫棉,转基因抗虫又抗病棉也相继培育成功,已在我国实验推广。 1.3其它新型棉纤维 利用现代生物技术的基因工程技术可向棉纤维中引入其它成分,形成天然多成分棉,改善棉纤维的性能。如生产在棉纤维中腔内具有可生物降解的聚酯内芯,生产天然的涤棉混合纤维;引入动物纤维蛋白,从而形成含动物纤维的天然多成分棉,对改善棉纤维自身的不足,提高棉纤维的性能有很大贡献;从大肠杆菌中分离出一种对草甘膦有抗性的基因,转入棉体内所获得的转基因棉表现出了足够的抗草甘膦性能。 1.4蜘蛛丝 蜘蛛丝因具有超高强力是开发高强织物的理想原料,但如何获得大量的蜘蛛丝来满足纺织生产的需要成为产品开发过程的难题,利用现代生物技术这一难题便可得到解决。加拿大Nexia公司将从蜘蛛丝蛋白中分离出的有关基因转入奶牛和山羊的乳腺细胞中,而后从其分泌的乳液中获得经过重组的蜘蛛丝蛋白,并从中提取到了与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。另外可利用现代生物技术的微生物发酵技术从蜘蛛丝蛋白中分离出有关基因,人工重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等这一类微生物体内,在其细胞中产生蜘蛛丝蛋白。由于这类微生物的繁殖速度极快,可廉价的大批量生产,故称为“微生物加工厂”。利用生物技术将蜘蛛的基因引入桑蚕体内,可使桑蚕吐出具有蜘蛛丝性能的丝蛋白。因为人类有丰富的养蚕经验,可以大规模饲养,又因桑蚕生长快,合成蛋白质效率高,可为人类生产许多宝贵的天然丝。 1.5改性羊毛 随着DNA分析技术及DN段分离技术的进步,已有可能从遗传学的角度对绵羊作出全面鉴定,鉴别出优秀绵羊,从而更加科学准确的选择良种绵羊,以便大批繁殖。研究人员将能控制羊毛细度的基因转入绵羊体内,从而获得又细又长又软的羊毛,直径只有3—4微米,为生产高档轻薄型毛织物提供原料,这正符合当今毛纺织品向轻薄型发展的世界潮流。另外人们正在寻找一种合适的彩色基因导入绵羊体内,培育出具有天然色彩的彩色羊。 1.6具有生物特性的纺织纤维 1.6.1抗微生物技术在纺织品中的应用 美国MICROBAN公司已将抗微生物技术应用于纤维中,把抗微生物渗透到聚合物结构的分子间隙中去,抗微生物形成的膜与表面涂层不同,它耐洗,可制成医疗保健和家庭护理用品。 1.6.2甲壳质和壳聚糖在纺织上的应用 甲壳质广泛存在于虾、蟹等水产品和昆虫、蜘蛛等节肢动物的外壳中,也存在于菌类、藻类的细胞壁中,壳聚糖是甲壳质在浓碱溶液中脱去乙酰基的衍生物形式,将其溶于适当的溶剂中可制得甲壳素纤维。这种纤维有生物可降解性和生物活性,从而具有良好的吸附性、粘结性、抗菌性和治伤性能,所以适合制造特殊的医用功能纤维产品。 1.6.3Lyocell纤维 Lyocell纤维是一种不经化学反应生产的纤维素纤维,可生物降解的具有生态环保意义的“绿色纤维”,被誉为21世纪“绿色纤维”,它具有其它纤维所没有的特殊风格和性能,可以开发高附加值的产品。 1.6.4聚乳酸纤维 聚乳酸纤维是利用可再生的玉米、小麦等淀粉原料经发酵转化成乳酸,经聚合达到纺丝级,纺丝而制成,这种纤维在微生物的作用下可生物降解,有利于生态平衡。用聚乳酸纤维制成的面料,触摸时有舒适的肌肤接触感和手感,还具有真丝般的光泽。 2.生物技术在苎麻纤维脱胶上的应用 苎麻纤维属于韧皮纤维,其表面的韧皮组织必须在纺纱前去除,称为脱胶。传统的脱胶方法是用强酸或强碱在高温条件下进行,这种方法虽然脱胶效果理想,但存在成本高、污染严重、耗能高、纤维损伤严重等缺点,因此近年来发展的用生物酶对苎麻进行脱胶备受相关人士的关注。生物酶是一种生物催化剂,是由生物体产生的具有催化作用的一类蛋白质,容易生物降解,对环境无害。用生物酶对苎麻纤维进行脱胶具有麻纤维强力损失小,纤维光洁柔软,成纱性能好,且生产效率高,能耗小等优点,酶法脱胶具有非常好的发展前景。 3.生物技术在织物整理中的应用 随着人类环境保护和安全健康意识的不断提高,纺织品印染加工对环境的污染及纺织服装残留的各种有害物质对人类健康的影响越来越引起世界各国的关注,利用生物酶对织物进行整理是一种符合环保要求的整理方法。 3.1生物酶退浆 织物用生物酶退浆用的是淀粉酶,它对淀粉类浆料具有很强的分解作用,退浆效果较好,与传统碱退浆工艺相比,淀粉酶退浆工艺具有很多的优越性。首先,用淀粉酶对织物进行退浆时,可以在毫不损伤纤维的情况下去除淀粉浆料,不会造成织物强力的损失。其次,淀粉酶反应条件温和,环境pH值接近中性,所需反应温度较低,反应时间短,实践证明,相同温度下,用碱分解淀粉达到退浆的要求,一般需要1-2h,而用淀粉酶退浆只需要30-60min即可。此外,淀粉酶作为一种生物蛋白质对环境友好,无任何毒性,淀粉酶可回收再使用,退浆产生的废水可生物降解,解决了退浆废液对环境的污染问题。 3.2生物酶精练 生物酶精练用于纤维素类纤维,精练酶一般为复合酶,对纤维的各种共生物起分解作用,主要组分为纤维素酶、果胶酶和蛋白酶。基于生物酶的专一性的特点,一种生物酶只对一种或一类特定物质具有分解作用,所以酶精练对织物的损伤小,并且精练后织物表面光洁,手感柔软,有利于提高产品的附加值。 3.3纤维素酶风格整理 用纤维素酶对织物进行整理可得到特殊的效果。(1)减量用纤维素酶对织物进行减量处理,使织物具有丝绸感。该技术已用于高支精细织物生化洗涤加工和人造纤维优化风格加工。(2)柔软用酶加工能使织物具有较好的柔软手感,这种柔软性不同于一般柔软剂加工。一是无柔软剂等化学品的毒害性,对人体安全,加工时也无环境污染,有利于生态;二是穿着过程中,经不断洗涤可长期保持这种柔软特性。(3)去除茸毛棉织物由纤维素酶处理后,随着处理时间的增加,茸毛可以大量去除,从而改善织物光泽,染色后色光更鲜艳。(4)牛仔服的“生物洗”牛仔服在制作过程中有一道石磨的工序,用浮石和成衣放在一起振动磨洗去除部分颜色,达到仿旧的风格。用酶洗工艺可减少石磨时浮石用量,保护机器不受损伤,避免浮石尘屑,减少环境污染。酶洗工艺利用纤维素酶对织物表面上产生可控制的刻蚀,并借助水洗机的揉搓和摩擦作用的协同效果,使染料脱落,茸毛去除,从而得到不均匀的褪色效果。酶洗不会引起织物强力的过度损伤,并具有独特艳丽的表面和柔软的手感。若将不同的纤维素酶加以多种组合,并采用不同的工艺,则可产生数百种的外观效果。 3.4蛋白质纤维的酶处理 对于蛋白质纤维的酶处理主要集中在羊毛和丝绸上。羊毛酶处理主要用于防毡缩、柔软丝光处理和降低染色温度等,是羊毛制品高档化、高附加值有效途径之一。另外酶处理可明显地减少污水中AOX的含量。目前我国桑蚕丝的精练方法主要有皂碱法、酶解结合皂碱法和酶解结合洗涤剂法三种。酶解结合皂碱或洗涤剂法对丝绸织物进行精练后织物上茸毛少、手感柔软,采用该类工艺可节能节汽、减少污染,也是丝绸精练发展的一个方向。 4.展望 生物技术以其特有的优势在纺织工业中的应用越来越广泛,重要性会不断凸显出来。生物技术将会对生态纺织产生巨大的促进作用,利用生物技术一定会使纺织品在新的层次上实施“绿色纤维”、“绿色设计”、“绿色制造”的“绿色纺织”,这种“绿色纺织”可在污水治理、环境保护中起到重要作用。21世纪是生物工程的世纪,随着生物技术的不断发展,其在纺织工业上的应用已呈现了无限广阔的前景,为纺织工业带来了可观的经济效益,并能产生巨大的社会效益。我们完全相信,随着科学技术的不断发展,在未来的日子里生物技术必将给纺织工业带来更大发展空间。 纺织业论文:纺织业精益生产管理模式及意义 一、纺织业概述 我国是一个农业大国,纺织业在整个国家的发展中占据着十分重要的地位,因此纺织业无论是在为人民提供物质生活的保障的微观方面,还是在增加政府财政,解决就业,稳定社会秩序等宏观方面都具有也不可或缺的作用。1.我国纺织业的特点。首先,我国的纺织业所生产的产品过于单一,缺少复合型产品,且纺织产品以中低档产品为主,缺少高端产品,没有形成自己的纺织产品品牌,这样导致了中国的纺织品只是单单的以加工为主。其次,我国的纺织业没有与现代科技相结合,纺织业还是采取了一最简单,最原始的人力资源投入为主,没有做到纺织行业的机械化的生产,即纺织业的科技化程度不高。最后,纺织业的环境污染问题没有得到很好的解决,纺织行业的低碳化程度不高,造成了环境的污染。综上所述,我国的纺织行业还是高投入,低产出的传统的行业。2.我国纺织业的现状。在2010年我国的纺织品出口额已经超过了2000亿美金,其增长幅度超过了70%,由此可见,我国的纺织业出口额翻了一番,我国的纺织业的发展潜力巨大,但是我们也得看到目前我国纺织业所面临的严峻的问题,例如贸易保护主义的针对,倾销与反倾销问题等等。所以,我们在纺织业取得发展的同时,也应该充分的重视纺织业的发展的形势,利用本土优势以及飞速发展的优势进一步的扬长避短,已达到在国内外的市场上取得令人欣喜的发展成果,就目前而言,纺织行业的最大的问题则是发展循环经济,生态经济,以便将传统的纺织行业与科技紧密联系,使之创造更好的经济价值。 二、纺织业的精益生产管理模式 1.精益生产管理模式概述。现代企业与原先的企业有着很大的不同,其中最主要的就是现在企业运用了更加精益的生产管理模式,企业不单单只是一味的生产,而是更加的追求企业的综合效益,譬如企业出现了聚集效应,也就是运用类似的原料的企业聚集在一起。以便来节省生产环节的支出,同时也可以进一步的充分利用原料,实现废气废渣再利用,从而扩大生产利润,实现低碳环保的生产,企业的生产经营才能得到良性循环,企业才能取得良好的经济效益,实现资源的综合利用,发展生态纺织生产。2.我国的精益模式。目前,我国纺织业的精益模式有以下的特征:2.1将产品作为中心的生产组织方式。在纺织行业中,通常将产品作为生产的中心,生产的各个环节都是以产品为中心进行生产,通常一个产品的完成,需要多道程序相互协调进行,也就是说成品的形成不单单是一道工序,而是多道工序综合而成,这就需要来协调生产过程中的工作,精益的模式下,经过严密的计算,充分的利用各方的技术以及专业性的技能,使得一个最终产品的形成是非常合理化的。2.2生产调度是控制生产方式的中心。围绕着以产品为中心的生产方式,就必不可缺少的就是生产调度,在整个纺织生产当中,将生产的任务进行下放,落实到每台生产的机器上面,每个生产部门根据自己的生产计划来进行生产。对于总公司而言,是不可能知道每个生产部门的具体的生产的计划以及时间,这就需要将各个部门的生产进行衔接,所以一旦出现某个工序的滞留将会影响整个生产计划,精益模式下,生产调度就充分的发挥其职能,将各个部门的生产进行统一的计划管理,而不再是各个部门关起门了计划自己的工作,而是统一规划,这样就节省了各个部门生产的衔接时间以及衔接所耗费的资源,进一步实现企业的效益最大化。2.3生产控制有序化。就纺织行业而言,生产的各个环节是节节相扣的,也就是说,前一道工序的成品就是后一道工序的原材料。因此,对于企业而言要弥补计划环节以及控制本身的缺陷,从而达到全公司生产的有效的控制,在精益的生产管理模式下各分厂在总厂的带领下制定生产计划并根据自己的生产能力安摊生产,由此整个生产是一个并联的生产方式,是齐头并进的模式。这种形式由于严格控制的计划控制和整体均衡,使得整体的生产时有序的,而不是杂乱无章的。2.4人本的企业管理,制度化、程序化和标准化。相对于旧模式,精益的模式管理下,企业更加具有制度化、程序化和标准化,是在一套标准的流程下,更方都是有序而行,各方的配合也是更加的紧密,整个企业的生产计划都是按照标准来依次进行,各个环节也是有序的进行。企业的规章制度也是更加的标准化,规范化。各方均衡的有序的发展,企业的认识管理也是具有规范化,不再是过去的家族式的管理,讲人情攀亲戚的局面,而是有着严格的人事制度。2.5管理目标明确。纺织业的工序化流程,以及工序之间的诸多的因素,使得原来计划经济下的大批量的生产方法以及技术基础上所形成的传统的管理规模越来越脱离市场的发展,这一传统的生产规模越来越难以适应市场经济的发展。这是顺应时代的需求,精益化的生产管理模式应势而生,他结合企业自身的发展模式以及世界市场的需求,采用各种科学管理方法揉合后以取代计划,为企业量身定制自己企业的发展目标,有了明确的发展目标企业才能更好的发展。2.6管理手段的计算机化。精益模式将计算机系统引入了纺织行业,这无疑是纺织行业的一大创新。利用计算机的先进的科学技术融入到了传统的纺织行业,是一次科技与手工的伟大的结合,这一结合大大的提升了纺织行业的管理水平,改革了纺织行业的陈旧的管理观念。从原始的多层次的人工管理到标准化、程序化的计算机管理是纺织行业的一大进步。只有把握这种先进管理方式的企业,才能适应多变的市场经济。 三、纺织行业再发展的意义 纺织行业的精益模式的意义在于一方面树立了新的观念,譬如管理内涵更加的深化,效率一效益一效果的兼容观念,以及管理思想市场化的观念。另一方面,形成了新的机制,纺织行业不再是局限于过去的传统的机制,而是顺应时代以及市场的需求,柔和了现代的科技以及管理手段,是纺织业的再发展。在科技信息的时代,我们在追逐信息化经济的同时,也应该将传统的经济产业赋予新时代特性,而不是放任自流,最终淘汰于市场的发展之中,我们应该将时代性与传统行业相结合,创造出新的经济增长点,使得传统的纺织行业再次发挥其经济的职能,重回其经济的巅峰时代。 四、结语 整篇文章,通过了对传统的纺织行业在精益模式下的新发展研究,来表达传统的行业并不是意味着淘汰,利用现代的生产管理的模式,依然能够发挥其在现代市场的经济价值。为国家经济发展做出贡献,纺织行业在精益的生产管理模式下能够更好的发展,发挥其经济价值,巩固其在整个经济中的地位,为国家的经济做出自己的贡献。 作者:韩俊鸣 单位:江苏省纺织研究所股份有限公司 纺织业论文:纺织业电子商务Web挖掘技术分析论文 1、Web数据挖掘技术在纺织业电子商务中的作用 电子商务既包括了低层次的电子贸易等,还包括了利用Internet网络开展的贸易活动,在多个环节中实现。电子商务的发展极大地改变了销售商和顾客之间的关系,在纺织业电子商务采用Web数据挖掘主要包括以下几点作用。电子商务进行Web数据挖掘的数据源主要包括查询数据、Web页面、在线市场数据等。服务器数据主要是指用户在访问电子商务网站中所产生的各种信息,如服务器Web日志文件。查询数据通过搜索引擎产生的查询数据,是一种比较典型的数据。服务器数据是网络信息的中转站,服务器数据一般具有防火墙功能,是网络信息的中转站,采用缓存功能,能够大大减少服务器的网络流量,加快运行速度。任何一个电子商务网站在Web数据挖掘过程开始之前需要进行数据挖掘,包括数据的准备、挖掘操作以及解释过程等。Web数据挖掘应用到纺织业电子商务中,能够帮助企业更好的掌握生产状态,更加快速的提出企业的销售信息,准确把握市场销售的变化,进而提高纺织企业对市场的应对能力,也能提高企业对生产的控制和管理能力,最大程度利用人力资源和物理资源,提高经济效益。客户关系管理是一种以客户为中心的经营策略,指导企业的开发发展和销售,提高企业的竞争能力,采用Web数据挖掘技术能够最大限度的利用客户资源,对客户进行分类,寻找潜在的价值,加强纺织业客户的管理工作。企业的信用状况将会严重影响企业的发展,利用Web数据挖掘技术能够跟踪调查企业的经营情况,为保证体系提供数据资料。客户在选择任何一种销售商并没有太大差别,企业本身想要留住客户,就需要想办法让客户驻留更长的时间,想要根据客户的习惯来设计,就需要了解客户的兴趣和需求,动态调整页面,满足用户的需求,挖掘客户访问信息,进而了解客户的需求。根据序列发现客户浏览行为的信息,明白客户的需求,根据顾客的需求来设计别出心载的界面,增加客户的驻留时间。Web数据挖掘在应用中能够帮助纺织企业更好的挖掘潜在的信息,商家可以根据潜在客户的需求和愿望来进行分类,正确的分类新客户,判断潜在的新客户,强化显示客户的需求,保证企业获得更高的客户收益。纺织业电子商务在应用Web数据挖掘中能够改进Web站点的设计,提高站点的效率。纺织业电子商务Web数据挖掘的使用不在依照专家来进行设计,而是根据客户的意愿来进行设计,利用关联规则来进行推理,发现潜在的规律,为客户的下次访问提供帮助。纺织业电子商务应用Web数据挖掘能够改变营销机制,在一般企业的宣传中可以看到,花费大量的资金来进行宣传,所起到的效果不是很好,若是通过电子产品的的方式就能得到更好的营销效果。 2、纺织业电子商务面向Web挖掘的新型架构 2.1Web数据挖掘的流程 采用数据挖掘技术流程为特征信息的识别制定目标问题的描述关联分析聚类决策树等。纺织业电子商务网络在挖掘数据中首先需要记录调库眼特征,包括购买历史、广告历史等信息。目标制定流程是寻找不同的隐含模式,关联分析主要是发现顾客喜爱的商品组合,聚类则是找到能够提供访问者特征的报告,决策树就是流程图,采用最少的步骤解决问题。先记录访问者的条款特征,当访问者访问网站时能够逐渐积累访问者的数据,交互信息包括广告历史等。在网上进行交易的最大优点在于能够有效的评估访问者的反应,采用数据挖掘技术能够得到更好的效果。电子商务网站想要将顾客购买信息这些信息集中在一起,容易出现浏览中出现遗漏的情况,在流程设计中采用聚类,能够确定网站的数据,向不同的访问者提供相应的报告。 2.2纺织业电子商务面向Web挖掘的新型架构 2.2.1Web挖掘关键技术 Web服务的体系结构主要动作构成包括服务注册中心、服务请求者、服务提供者等,服务提供者就是一种可通过网络地址访问的实体,服务请求者是一个应用程序的服务,服务注册中心是联系服务提供者和请求者。Web服务协议可以分为网络传输层、消息层、模型层等。网络传输层是Web服务协议栈的基础,可以采用任何格式,要求具有安全性、性能以及可靠性。数据表示层主要是提供数据描述手段,标准数据建模语言主要是XML。基于XML的消息层提供一个松散的、分布环境,是在分布式的环境中交换信息的轻量级协议。服务描述层主要是提供认识机制,服务分线层在实现中创建一个独立的开放框架,发现Web服务的功能,Web服务工作流语言是协议栈顶层的标准语言。Web服务的关键技术主要包括SOAP协议、WSDL描述方式等,SOAP协议是分布式环境中交换信息的简单协议,能够与现有通信技术最大程度地兼容,独立于应用程度对象模型、语言和运行平台等,本身不定义任何应用语义,一个SOAP信息是一个XML文档,AOAP规范主要由信封、编码规则、绑定等组成,AOAP信封定义整体的消息表示框架。移动Agent技术应用到电子商务中有非常大的优势,移动Agent技术具有响应性、自主性以及主动性等特征,应用到电子商务系统中能够减少电子商务活动的通信代价,减少网上原始数据的流量。电子商务中的教育要求包括访问流程信息,要求系统对环境的变化做出实时的反应,由中央处理器将移动Agent派遣到系统局部点激活消除隐患。 2.2.2Web挖掘平台设计 产品的功能实现在Web数据挖掘平台的设计中至关重要,要求数据挖掘平台具有动态、可伸缩性,能够根据市场需求的变化而随之变化,还要求具有足够的稳定性和可靠性。在进行架构设计时,需要注意架构的合理性、简洁性和可扩展性。根据数据挖掘、Web服务和相关结束,设计数据挖掘架构,见图1所示,Web服务的组合由Agent负责,待返回结果后,能够有效解决数据的分布性、可扩展性等,负责服务之间的通信,降低网络通信的负担,减少相应时间,实现挖掘算法库的动态管理。在挖掘平台的设计中,各种挖掘算法均采用采用Web服务封装,实现挖掘系统与算法的耦合。各个Agent模块之间相互独立。架构逻辑层主要分为4层,数据存储层为最底层,数据处理层主要包括Web服务的架构和数据挖掘的是吸纳,在Agent环境中将XML文件转换,将查询结果再打包成XML文档,形成模式集合最后提供给客户信息,把访问层和逻辑层设计为数据访问的功能封装。客户端的设计主要包括胖客户端和瘦客户端,大部分的系统功能集中在胖客户端。典型的Agent结构应用到Web服务,其他的Agent搜寻和定位这些系统。移动Agent应用到Web数据挖掘中能够弥补很多的不足。在Web挖掘架构设计中,独立出了搜索引擎,使得搜索引擎更加具有灵活性。传统的数据挖掘引擎主要包括算法调用模块和算法管理模块等,算法分布Agent子模块股则命令的传输,向UDDI请求,删除已有的挖掘算法等功能,UDDI服务器与Agent相互交换信息生成算法的WSDL文档,将信息保存到UDDI服务器上,完成任务。 3、Web挖掘原型系统的实现 在纺织业电子商务中采用Web挖掘技术能够及时发现顾客的爱好,提高网站设计的安全性、便利性,延长用户浏览的时间。Web挖掘系统设计中,一般用户界面包括图形用户界面、Web界面等部分,图形用户界面和Web界面工作在命令界面之上,通过GUI提交数据,转化为DMQL语言的的形态,然后转换、挖掘数据处理,将各组件返回到客户端。在上文的分析中形成电子商务Web挖掘系统原型,能够满足纺织业电子商务平台的实时性要求,也满足了平台分布式数据挖掘的特点。原型系统主要包括用户模块、个性化模块、购物模块以及商品模块等,用户模块是电子商务网站的入口,包括用户注册、用户信息查询等,只有注册并登陆网站的用户才能订购商品。商品模块是基础模块,主要为用户提供商品的分类以及显示等,为用户提供商品的查询功能,与个性化服务模块有一定的联系,供用户浏览选择。购物模块是电子商务核心的模块,主要实现订购流程、销售商品的状态管理流程等。 作者:刘成轩 何运双 纺织业论文:当代低碳纺织业经济论文 一、低碳纺织发展方式 低碳纺织是一种经济发展方式,是纺织行业在新一轮发展中探索的新的发展模式,是在净低碳排放技术创新基础上通过优化纺织产业结构、改革纺织工艺流程、创造低碳新产品和拓展低碳纺织新领域,倡导低碳生活方式和消费观,以及纺织材料和产品的循环使用,实现高效率、高品质、高附加值的纺织产业可持续增长模式。实现低碳纺织即为减少碳排放,实现单位碳排放量的高产出和高附加值,提高碳效率。具体实施措施一是新能源开发,二是能源高效利用,三是节能减排,而目前的最高可行性路线是通过科技创新实现节能减排。加快纺织业的低碳经济发展要依靠科技创新,生产原料尽量采用低碳材料,同时开发利用生物质纤维等材料,利用已开发成功的纺纱、织造及印染新技术项目,开展节能减排的生产加工工艺,从而降低能源和水资源消耗,减少污染物排放,促进纺织业的低碳化发展,提高科技对低碳经济发展方式转变的促进作用。 二、德州市纺织业发展现状及存在问题 (一)德州市纺织企业经济发展现状 纺织业作为德州的传统支柱产业和重要的民生产业,凭借资源优势,近几年发展迅速,成为全国、全省重要的纺织服装基地。但后经济危机时代,随着纺织企业“寒冬”的来临目前处境艰难,多数企业处于维持生产的状态。据调查,国际市场低迷和纺织企业的成本及产业结构不平衡,是寒冬降临的主要原因。而此时低碳经济发展方式的提出于中国纺织业是希望还是绝望?如何抓住低碳化的核心,通过清洁能源和低碳技术、体制和管理创新有效化解能源和资源制约,解决生存与发展、公平与效率之两难,是我们目前加快经济发展方式转变要思考的关键点。 (二)纺织经济发展转型期仍然存在的问题 1.科技创新不足,造成资源能源浪费 德州市纺织业虽然形成了门类较为齐全的工业体系,但在近几年的快速发展中所采取的发展模式仍然以生产加工为主,附加值低,盈利能力差。产品结构以纱线、坯布及针织产品为主,缺少拥有特色鲜明的在国内有影响力的最终服装品牌。服装、针织产品以加工贸易方式为主,本土生产的纺织面料生产水平低、品种少,不能满足服装生产需要,导致出口服装大量使用进口面料。同时,调查中发现产品同质化严重。在近十年的发展中,虽然一些有远见的企业如德棉集团与华乐实业有限公司进行高新技术开发,开拓了“德棉牌”等7个中国品牌和10个山东名牌,但总体依然存在忽视设计力量,忽视产品研发,使得大多数企业缺乏独立知识产权,缺乏核心技术,导致企业更愿意生产大规模的常规品种,某些大型的纺织企业甚至常年制作同一个类型的纱线,逐渐陷于低层次价格战上,不考虑新产品研发与创新,缺乏创新精神。这种发展状态,生产规模越大、毛利低的情况下,一旦发生人民币升值、原材料价格上涨、人工成本增加等问题,导致企业成本上升,就会使企业处境困难。同时,当设备更新、新产品开发及人才引进远远跟不上企业发展时,不但最终导致企业发展慢,抗风险能力也差,调查结果显示,德州市的纺织服装企业2010年收入超10亿元的仅3家,众多企业收入1亿元以下。与山东省大型纺织企业魏桥集团相比,由于科研投入及科技创新能力的限制,即使拥有同数量的纺锭,也无法获取相同的效益,容易造成资源浪费。总而言之,高投入、高消耗、高排放、低效率的状况仍然没有得到根本改善,存在着科技创新、人才和管理水平的提升滞后、企业持续发展能力不足等问题。 2.产业链不完善,产业集群平台形同虚设 德州市纺织的纺纱—织布—印染—服装的整个产业链中,从起点处的化纤生产产能就不足,以纺纱为主,印染业发展更不充分,印染业的生产水平会直接影响高档面料为服装加工的供应,导致纺织服装深加工的关键领域处于劣势,很多高档面料不得不依赖进口,从而缺乏自己的最终服装产品,很难实现市场集聚效应。不仅德州市如此,染整环节也一直是我国整个纺织服装行业的瓶颈。完善产业链的过程中,减少碳排放,环境友好是必然选择。后危机时代,融资难、原料压力、出口疲软、成本增加等问题制约了整个纺织工业的发展,整个国内纺织服装出口达到两年内的增长低点,目前纺织市场的需求逐渐转向科技型产品、功能性产品,调查中却发现,德州市的纺织企业特别是中小企业依旧停留在传统产品,缺乏长远计划,销售量必然受到限制。从2012年纺织企业的生产销售情况来看,德州市的陵县恒丰、富华等企业积极开发了天丝、莫代尔、圣麻等新型纤维产品,产品类型多样,新型纤维的加入,使用棉比例下降到了25%左右,避开了棉价波动对企业效益的影响,且平均利润高于传统产品10%。只有迎合市场需求,进行科技创新,开发新产品,使产品多元化,不断调整发展方式,使企业从对资源依赖型向资源节约型转变,才能走过行业“寒冬”,促进低碳纺织经济的发展。存在的另一问题是企业间联系较少,区域行业协会虽然成立,但基本流于形式,企业间有严重的相互拆台、压价现象,发挥不出产业集群的作用。 3.产品结构不合理,产业用纺织品比例低规模小 随着工业化水平的提高,我国对产业用和家用纺织品的需求增长也日益加快,目前,德州市的服用纺织品、家用纺织品、产业用纺织品占比为60:29:11。产业用纺织品所占比例偏小。而发达国家已将发展产业用纺织品作为优化纺织工业结构、保持和增强产业竞争力的重要途径,其发展水平已成为衡量国家纺织工业核心竞争力和科技水平的重要标志。高性能纤维材料的开发与利用是产业用纺织品发展的核心,且离不开科技创新。 三、依托德州市区域优势,寻找有效途径,加快低碳纺织发展方式转变 (一)利用资源与地域优势,优化产业结构,强调供应链的健全 新能源开发和能源高效利用是实现低碳纺织的有效途径。德州市太阳能产业发展较早,有“太阳城”之称,充分发挥德州市太阳能产业优势,将其应用到纺织服装领域,减少资源消耗,减少生产与物流配送中的浪费,提升碳效率。清洁能源资源的利用是促进低碳纺织经济发展的重要条件。德州境内三纵三横的铁路交通网和高速公路网,使德州成为连接华北、华东两大经济区的重要节点城市。特别是京沪高铁的开通,使德州跨入首都北京1小时经济圈。地域优势有利于从原料到产品销售市场供应链的健全,经济发展时期,建立生态环保的产品供应链至关重要,企业在重视成本控制的同时,更应高度重视供应链的管理与监控;重视品牌建设的同时,更应注重产品的低碳环保附加值。打造绿色纺织生产链是保证经济发展方式从资源消耗型向节约型转变的关键。而随着消费者在对低碳消费概念的认可程度上逐渐提高,环保低碳已成为提高产品附加值的不可或缺的一部分。目前,国家加大基础设施建设,促节能减排,土工布、过滤用纺织品、医用纺织品、高性能复合材料的需求逐渐加大,产业用纺织品真正成为了纺织行业新的经济增长点。“十二五”时期,山东省基于打造“蓝黄”经济区和建设经济文化强省的战略部署,将产业用纺织品作为战略性新兴产业的组成部分,加快培育和发展。目前山东省产业用纺织品产量较大,仅次于浙江,已经涌现出一些典型企业和产品,并形成一定规模。同时,京沪高铁的开通为德州市产业用纺织品的发展带来了很大的契机,高铁最基础的路基、护坡均使用了本地企业宏祥集团、东方股份生产的高强土工布、土工膜、土工格栅等土工合成材料,目前已拥有土工合成材料生产企业156家,品种涉及全国土工合成材料90%以上,成为全国最大的土工用纺织材料基地。为新型产业集群的建设奠定了很好的基础。 (二)进行技术革新,发展循环经济,严格控制新上高耗能项目,打品牌战略 德州市已将纺织服装产业列入未来三年重点发展的十大产业集群,致力打造纺织服装千亿级优势产业集群。要实现这一目标,转变经济发展方式,实现低碳纺织是基础。实现节能减排,提高碳效率必须进行技术革新。针对目前德州市纺织服装企业现状,应在引进先进的管理模式的同时,重点加强技术装备升级,引进新型、高效的工艺设备,利用经济危机时期市场不好的时机,加紧淘汰落后产能,特别是印染和产业用纺织品企业。污染物排放严重是我国纺织印染行业的集体瓶颈,德州市纺织服装经济发展的下一步规划中应严格执行国家产业政策和宏观调控措施,严格控制新上高耗能项目,加快技术革新步伐,加大节能技术改造力度,采取法律、经济和必要的行政措施,下决心关停淘汰落后生产能力。政府在经济发展方式转变的过程中,不要过分顾虑就业压力增大的问题,一定要采取相应的对策,如有步骤地关闭那些污染重、耗能高、缺乏竞争力的企业,并通过以扩大融资和支持兼并重组的方式,让一批有市场的民营企业迅速发展壮大,以增加就业和财政收入;通过引进或者消化吸收目前先进的工艺技术,攻克核心技术难关,开发低碳技术和低碳产品,从而有效地提高劳动生产率,实现由劳动密集型向技术密集型的转化。健全的产业链是保证行业发展并实现经济发展结构转型的有力保障,建立健全的产业链要从以下几个方面走可持续发展之路:一是原料的保障供应,德州市是全国棉花生产基地之一,但保证最终产品的绿色环保应从源头抓起,这方面可以借鉴山东鲁泰集团的做法,创建企业自己的棉花生产基地,采用生物基因改性工程获得性能更加符合产品需求的环保绿色的长绒棉;同时重视新型纤维原料、生物质原料的生产和利用,在新材料新工艺方面不断升级的策略已使得德州部分企业从中获益。二是注重产品的回收利用,发展循环经济,这条路走起来困难重重,但其中蕴含的意义和利润也是可观的。政府的相关激励机制及高科技技术手段是循环经济发展的保证,例如山东省的如意科技集团有限公司所开发的“如意纺”技术,可将纱支的细度提高到500支,这项技术的出现不仅为纺织面料超高支、轻薄化提供了可能,同时拓展了原料适用范围,并使落地毛、落地棉等下脚料也可以得到循环利用,有利于发展循环经济;在生产环节尽量采用环保新型纤维、使用新能源,尽量减少化学试剂的使用都是节能减排、可持续发展的良好途径。三是打品牌战略,目前德州市众多服装企业依然贴牌生产,赚取加工费,而我们每年所生产的坯布大量出口到西欧、北美和日本、韩国,制成成衣后都成了大品牌,销售价格可观。中国是世界服装出口大国、生产大国、消费大国,却不是品牌大国。当我们失去了劳动力和成本优势,品牌才是能够带来更大产品利润的部分,消费者更认可的是品牌而不是制造商。通过科技创新和产业升级,资源节约了,环境清洁了,经济和社会的可持续发展也就可以实现了。 (三)合理的经济规划,健全低碳经济管理机制 发展低碳经济模式要求企业乃至整个行业都需要一个合理的规划,在自身能力所及范围内实现节能环保。发展低碳经济模式,更应考虑国内市场状况,重视产品内销,不能一味地把出口作为纺织品销售的主要市场。当然,当我们拥有了自主知识产权的技术、工艺和产品,拥有了广阔的国内市场,不仅有助于我国经济摆脱对出口高度依赖的轨道,更重要的,这是促使中国经济发展走上良性循环的运行轨道。低碳经济发展过程中,建立每家企业的碳排放档案,摸清其节能减排的家底,才能做到有的放矢。尤其要重视碳排放的评估、监测体系和相应的信息系统的建设。充分发挥德州市太阳能产业优势,将其应用到纺织服装领域,减少资源消耗,减少生产与物流配送中的浪费,提升碳效率。 四、结语 只有抓住德州市纺织服装业的优势、区域经济特色,结合纺织企业目前存在的运营机制缺陷等问题,才能找到低碳经济发展方式转变的有效途径与发展策略。纺织服装企业只有走低碳经济发展之路,在完善产业链的同时,才能从根本上协调好行业发展、资源和环境三者的关系,走出可持续发展之路,最终在国际市场竞争中立于不败之地。 作者:张会青 单位:德州学院纺织服装学院 纺织业论文:纺织业企业出口与行业生产率 一、数据来源及模型建立 (一)数据来源 本文的数据整理于国家统计局1996—2012年《中国统计年鉴》,表1是自变量出口规模Export、企业盈利能力Profit、企业规模Y、全要素生产率TFP。 (二)模型的建立根据前人研究、纺织业的特点以及数据获取难易程度,本文构建模型如下:假设纺织业某出口企业i的生产率为tfpi,出口为exi,企业盈利水平为proi,企业规模为yi,那么该企业i的生产率等式设定其中,TFP为行业生产率,用近似全要素生产率法计算得出;EX为纺织业的出口水平,用当年该行业出口总金额表示;PRO为纺织业的盈利水平,用当年该行业的利润总额表示;Y代表该行业总体规模,用纺织业在当年的工业总产值表示,η为误差项,α、β、γ分别为EX,PRO,Y的待估参数,反映三者分别对行业生产率TFP的影响。 二、实证检验分析 (一)单位根检验 要分析变量之间的协整关系、因果关系及建立VAR模型,首先要对变量进行平稳性检验,只有通过了平稳性检验的变量,在同阶平稳的条件下,才能对变量进行协整分析。因此,本文首先应用ADF单位根检验方法对变量以及他们的差分序列作平稳性检验。检验结果整理之后见表2,其中临界值以10%的为例,二阶差分在1%~10%显著水平下都是稳定的,也说明LNTFP和LNEX之间存在协整关系。 (二)OLS回归结果分析 为了分析出口对行业生产率的影响,对变量LNTFP、LNEX、LNPRO、LNY进行OLS回归分析,其结果如表3所示。从表3可知,变量行业出口水平LNEX、行业盈利水平LNPRO、行业规模LNY在10%的显著水平下都通过了显著性检验。在10%的显著水平下,变量出口水平LNEX、规模LNY都是负显著相关的,而盈利水平LNPRO则是正显著相关的。上述回归结果可以说明以下几点:表2ADF的检验结果资料来源:整理于本文章Eviews的ADF检验结果,其中C,T,K分别表示单位根包括常数项、时间趋势和滞后阶数,加入滞后项是为了使残差项为白噪音表3OLS回归结果资料来源:整理于本文章Eviews的OLS回归结果第一,企业出口对行业生产率的确具有一定的阻碍作用。经济学界中把出口阻碍生产率发展的现象称为“生产率悖论”,也说明出口企业的自我选择效应和学习效应并不十分明显。第二,企业规模与行业生产率也呈负相关关系。其原因可能是因为随着企业规模的不断扩大,协调企业生产中的管理越来越难、越来越复杂,从而对生产率具有一定的阻碍作用。第三,企业利润和生产率呈正相关关系,换言之,企业获得的利润越大,就越有能力进行技术革新,引进更为先进的生产设备,从而生产率也得到提高。但并不能排除反向因果关系,即由于企业生产率的提高带来了企业利润的增加。以上分析是根据总体样本回归分析得到的结果,不过这里所使用的总体样本回归是存在局限的。主要有以下几个方面:第一,由于所使用的数据只是1995—2011年纺织业的相关数据,数据经过处理之后仅有15年左右的数据,这对回归分析来说数据是相对不足。第二,假设的变量之间并不是完全相互独立,例如企业盈利水平与企业规模之间就不是独立的,因为很大程度上企业的盈利水平的大小与企业规模呈正相关的关系,除此之外,企业的出口水平也与企业规模有关,众多研究证明,企业规模只有达到一定的程度,该企业才具有从事出口事宜的能力。第三,本文研究是出口对行业生产率的影响,并没有使用详细的微观数据,而且本文建立的模型中自变量只有企业的出口、盈利水平以及企业规模,其他有可能影响生产率的因素,本文并没有引入,原因是本文研究的主题是出口对行业生产率的影响,其他因素引入太多可能会使问题复杂化,而且根据回归结果可以得知,其他因素的引入与否并不影响我们要得出的结论。四、政策启示通过本文的研究发现,我国纺织业企业出口并不符合异质企业贸易理论,纺织业企业的生产率和出口呈现负相关关系,而不是正相关的关系,说明我国的出口贸易质量并不高,发展模式也存在很多问题,除此之外,纺织业出口方面,我国利用了劳动力资源丰富的优势,是发达国家的加工厂。为了改变这种现状,本文提出以下可能政策启示:第一,出口贸易不一定能够提高企业生产率和竞争力,在我国甚至出现了两者呈负相关关系的情况,这些都说明我国的出口贸易质量还没有那么高,发展模式也存在一些问题,我国企业需要提升出口产品结构,走生产高质量、高附加值产品的路线。第二,增强企业的盈利能力并扩大企业的规模,以达到提高生产率和竞争力的目的。企业盈利能力的提高能促使企业有足够的资金扩大企业规模,重视生产效率的改善,从而提升了企业竞争力,这样一个良性的自我循环形成,不断推动企业的发展。第三,企业出口规模与生产率呈现负相关关系的一个重要原因可能是我国加工贸易比较多,所以我国在发展加工贸易的同时,应该尽快提高一般贸易的比重,转变贸易增长方式,发挥出口贸易对于企业竞争力以及经济可持续增长的积极作用。第四,虽然研发投入和职工教育投入在短期内很难见效,但在长期内还是能够提高企业生产率的,所以国内企业应该更多地重视研发和职工的教育培训。 作者:王敏聪 单位:武汉大学 经济管理学院 纺织业论文:谈纺织业贸易合作趋向 一、两岸纺织业贸易合作发展存在问题分析 随着两岸关系的不断深化,特别是ECFA的实施,为两岸纺织业合作提供了更大的发展空间。ECFA在两岸纺织贸易合作逐渐显现效果时,两岸纺织业的合作既面临着难得的机遇期和有利的条件,也存在不少亟需破解的问题。 (一)ECFA制度存在贸易摩擦制度隐患 ECFA的目的是促进两岸经济贸易和投资合作建议双向、和平、便利的合作保障机制,不论是出发点还是目标都是通过优惠性市场,在大陆与台湾之间形成规模经济,从而减少生成成本、提高竞争力。但是制度的不完善也会引起双方之间的贸易摩擦问题。比如在ECFA中,一方对另一方采取货物贸易早期收获产品“双方保障措施”的最长实施期限不得超过一年。这一要求不仅不如CEPA的规定,同时也低于了WTO中《保障措施协定》最长4年、特殊情况下最长8年的实施期限,那么也就是意味着双方可以根据WTO的规则实施反倾销、反补贴和其他保障性措施,不利于两岸经济关系的发展。 (二)两岸政治关系还未建立完全互信关系 虽然两岸都定位ECFA为“经济议题”,不涉及政治争议,但是在台反对党认为ECFA不是纯粹的经济问题,事实上他们认为涉及了利益分配,也将造成社会冲击。ECFA签订时,两岸关系仍然没有得到根本的改善,重大政治分歧依然存在,使得两岸难以实现政治互信。此外,台湾岛内持反对意见的政治势力十分强大,这些反对势力给两岸经济关系带来了一系列不确定因素,成为影响两岸经济关系发展的重要非经济因素。尽管两岸已经采取了多种措施降低签署EFCA造成的政治影响,但是由于两岸关系的敏感性以及两岸政治的巨大分歧,EFCA绝不可能仅仅被看做是一项经济合作,政治因素必然会在EFCA推进过程中发挥作用,特别在推动经济合作在深度与广度上发展时遭遇的阻力会更大。 (三)两岸间的贸易不平衡,台湾对大陆长期出超 台湾对大陆出口与自大陆进口长期处于贸易顺差状态,与此同时大陆始终都处于逆差逐条,这种不平衡性且随着两岸贸易规模扩大有逐渐拉大的发展趋势。两岸贸易不平衡的情况是由于台湾运往大陆的货物远远大于大陆输送到台湾的货物,原因主要有两点:一是台湾当局的贸易政策不限制出口,但是做进口管制严格,很多大陆产品无法进入台湾市场,而台湾几乎所有产品都可以间接的输送到大陆市场。二是大陆对台湾始终坚持开放政策,从改革开放之后大陆就单方面向台湾开放市场,还针对台湾出台了同等质量产品优先选择的优惠政策。换言之,大陆允许从台湾进口所有需要的商品,在满足基本要求的前提下,放宽对台湾商品质量和价格的限制优先考虑。(四)两岸纺织业自身存在问题,国际竞争力下降大陆的纺织品出口虽然具有很大的优势,但相对于台湾而言仍属于低科技含量的制造业。其次大陆纺织业的自主生产性不强,产业链亟待升级,并且大陆的纺织行业还处于低端生产阶段。大约80%的企业生产中低产品,6%的企业生产低档产品,4%的企业生产品质低、价格低的产品,仅有10%的企业生产高品质的产品。对台湾纺织业而言,台湾的劳动力不足,工资成本高,使得纺织业的成本相对也高,并且由于台湾纺织业发展已久,产业政策历经萌芽期、发展期最后到成熟期,目前属于转型期。相对许多正在起步或者是推展阶段的国家,台湾对当地纺织业的着力明显落后,这给台湾纺织业带来了莫大的竞争压力。 二、后ECFA两岸纺织业贸易合作前景展望 签订ECFA可以实现区域经济贸易的合理规划,为两岸创造更多的经贸合作机会,通过体制改革降低关税水平以打破贸易壁垒,进而将贸易成本控制在一个较低水平,此外还应进一步丰富产品种类,提高贸易便利程度,从而提升两岸间的纺织业合作水平。 (一)降低关税带来的两岸纺织业贸易经济效益将逐渐显现 在2009年之前,两岸对纺织品的进口关税在10%左右,甚至超过15%。而在后ECFA时期,2011年大陆对台湾出口至大陆的纺织品就已经有18项征收零关税,台湾对大陆出口至台湾的纺织品中有4项征收零关税。直至2012年大部分纺织品已经实行了零关税,在2013年1月1日开始所有纺织品都将享受进口免关税的优惠。就原产地证效益而言,在2011年ECFA早收计划实施的头两个月,仅仅广东、福建两省就签发了364份ECFA原产地证,为企业减免关税98万美元。2011年直接经济利益超过150亿美元,占两岸贸易额的10%以上。值得注意的是,台湾中小型企业利用ECFA原产地证书较大型企业更为积极,体现了EC-FA涉及惠及台湾中小型企业的初衷。 (二)分工上不断优化两岸纺织业贸易合作 大陆广阔的市场空间对台湾有强大的吸引力,同时也为台湾企业提供了丰富的原材料、土地、人力资源,并且大陆为台湾企业制定了一系列的优惠扶持政策。如果台湾纺织品企业能够充分利用大陆的政策和优质资源,积极调整经营方式适应大陆产业结构调整发展,将加快推进其产业调整升级。将提高产品附加值,控制生产成本作为企业经营的主要方针,将提高盈利水平和竞争力为经营目标,以更好的利用EFCA带来的良好发展机遇。综上,台湾纺织品企业应当将大陆市场作为未来一段时间内的重点发展方向。与此同时,也要进一步向大陆开放市场,加快贸易自由化的发展实现纺织品市场的全面开放。在未来,两岸纺织业合作发展的领域应主要包括功能性纤维、产业用纺织品、高附加值面料、节能减排与循环再生、产业梯度转移、品牌与营销渠道等。在后ECFA时期,真正形成两岸纺织品市场双向开放、合作竞争的均衡机制,打破传统的“台湾接单—大陆生产—日本进口—欧美销售”营销模式,推动两岸产业结构的升级,使两岸纺织业互惠互利、均衡发展,形成更加密切、优势互补的分工合作关系,共享ECFA框架下的利益。 (三)两岸纺织业贸易有更多的合作空间有待探索 近年来,大陆关注经济结构性调整,而台湾经济只是在2010年触底反弹,之后就陷入了经济增长乏力的困境当中。因此,双方在实现经济可持续发展过程中将面临更多挑战,尤其是双方的发展战略和贸易政策存在不协调的问题需要作出调整避免矛盾深化。台湾对进入大陆内需市场的便利性提出了更高的要求,而大陆更关注两岸经贸的双向交流,希望双方能在实现各自最大利益的前提下开展产业合作,要实现上述目标需要两岸双方共同发挥政治智慧,通过对话沟通实现合作形式的多元化发展。对知识技能共享而言,大陆纺织企业的创新、研发能力不足,纺织产业发展受阻,而台湾地区纺织业的进出口贸易发展时间较长,在国际市场的营销能力和适应能力都优于大陆企业。对大陆来说,受ECFA服务贸易早期收获清单的影响,大陆纺织业分享从台湾引进各种高端的生产性服务,比如说研发设计、电脑与会展服务等。两岸纺织业贸易有着更加广阔的合作空间,相信未来两岸纺织业贸易将快速健康发展。 作者:欧祈福 单位:福建师范大学 纺织业论文:信息化技术在纺织业中的实用性 1生产资源规划与管理系统 企业的生产资源规划管理系统是企业的信息化应用的核心系统,可以说没有先进的企业生产资源规划管理系统就没有优秀的现代化企业,西方发达国家的许多无人工厂、先进的制造企业都离不开这种先进的制控制系统,这种先进的制造控制系统的先进之处就在于其可以对涉及生产的所有资源进行合理调配,而调配的基础则是生产指令单,而生产的指令单则有三条传送途径,一条是由决策层的责任厂长直接下达,一条是由销售根据客户的提货时间与生产速度提前下达,一条则是由来自网络等外部的订单下达生产指令。主控计算机在接收到生产制造指令以后会首先根据需要生产的产品去查询该产品的BOM表(产品配方表)在BOM表上标明了每一制造过程所需的原材料或半成品的数量,主控计算机再根据生产的数量以及客户的来厂提货时间以及生产能力,自动进行生产按排,各辅助生产部门在接收到主控计算机下达的,将某种物料于几时几分运送至某某处的指令以后,只要在使用该物料之前将物料运送至某处即可。这样的生产资源规划管理系统的完美之处在于,任何一种物料都不需要事先堆放于生产环节、物资供应环节等环节,任何一种物料都可以根据需求计划,只要保证在需求之前到达即可,这样就可以极大地节约在途的材料与仓储的费用,对于任何一个工厂而言,节省的资金与提高的效率都是极为惊人的。它是本软件应用的核心系统,在计算机网络支持下,对生产经营过程的各项数据进行运算、分析、处理生成句(按每月上、下句)生产成本。通过组织相关部门、车间人员对句生产成本的分析,找出影响生产成本的各种因素并采取改进措施,使生产成本不断下降,达到“预测”生产成本变化的日的(相对于月少成本核算)本系统的管理流程:(1)企业销售本部及在各个办事处将所签订的销售合同相关信息通过局域网及远程网络传送到总厂服务器。(2)生产部了系统根据销售合同信息自动生成月生产计划,同时制定原料采购计划、生产工艺和质量标准。(3)各生产车间了系统根据生成的生产计划在排产的同时制定材料需求计划,通过局域网传送到服务器。还要向服务器提供生产过程时实数据,如每道工序的班、台、人、时产量、机台运转率及在制品的存量等。(4)供应部门了系统根据各车间的物资计划和仓库库存自动生成物资采购计划,在网上经主管厂长审批后实施。(5)仓库了系统向服务器提供各车间原料物资的领用和成品入库数据。(6)劳资了系统提供计件工资单价、管理人员工资和人员配备等。(7)则务了系统提供固定资产折旧、管理费用等。(8)动力车间了系统提供水、电、汽的消耗量及成本单价、辅助维修费等。通过对上述大量数据用计算机分析、处理可自动生成月或旬生产成本。 2供应链管理系统 (1)以最少的库存资金,保证企业的正常及连续性生产。供应管理了系统帮助采购人员控制并完成从采购计划分采购申请汁采购订单~到货接收气险验入库的全部过程。可有效地监控采购计划的实施、采购成本的变动及供应商交货履约情况,从而帮助采购人员选择最佳的供应商和采购策略,确保采购工作高质量、高效率及低成本地执行,使企业具有最佳的供货状态。(2)本系统与生产、库存、应付账款管理及质量等了系统均有接日。采购需求信息可由生产、库存等其他部门直接下达,也可以从中长期采购计划生成。(3)开展电了商务参与网上采购。该网络实现了物流采购的全过程透明,建立了在采购数量、质量、价格、库存等方面的网络监控系统,供应部门向全厂公开。策事长、总经理及企管部门可以在网上对物资的采购、领出进行审批。 3销售链系统 销售链子系统通过计算机远程终端将各办事处与总厂服务器连成网络,实现整个营销网络从签订合同、安排生产、产品入库、销售、销售回款、总厂库存和异地库存等各种数据全部进入计算机网络,使得各地办事处都能享受到工厂的生产、经营信息,使产品销售能力不断增强。策事长、总经理通过网络监控生产销售整个过程,提高了销售工作的透明度和监控力度。结束语亚麻纺织企业应用信息化技术将亚麻纺织企业变成了一座缩微工厂,工厂中的任何一个部门的任何一项涉及到人员、资金以及重大生产事件的变动都会纳入到企业管理者的视线之内,而且,信息化技术还将为企业打开一道让世界了解企业,让企业走向世界的窗口。 作者:郑秀梅 单位:大庆市肇州县肇融亚麻纺织有限公司
电子科学与技术论文:解析多值逻辑与电子科学技术 摘 要:在现阶段的发展中,我国的电子科学技术突飞猛进,从表面上看,纯技术的研究工作将电子科学技术推向了一个高峰,但从多方面的角度来说,如果不进行一定的理论研究,将会对电子科学技术产生一定的消极影响。主要原因在于,电子学习技术需要强大的实践为基础进行研究,但需要一定的理论进行辅助,这样研究出来的技术才能更好的服务于广大的群众,不至于偏离正确的轨道。因此,在将来的工作中,我们需要对多值逻辑进行一定的研究。 关键词:多值;逻辑;电子 从客观的角度来说,多值逻辑与实际的生活和工作有一定的不符合之处,但随着社会的发展,电子科学技术的大幅度进步。多值逻辑逐渐的被人们所认可,得到了社会各界的肯定,我国在多值逻辑方面投入了大量的时间和精力,而且对电子科学技术产生了一定的积极影响。现阶段的一些成果已经有效的改善了居民的生活情况和工作情况,因此,在未来的工作中,我们应该更加积极的探索。本文就多值逻辑与电子科学技术进行一定的解析。 一、研究多值逻辑的意义 (一)许多逻辑问题本身就是三值的 多值逻辑与一般的逻辑有很大的不同,多值逻辑强调“值”的数量。一般的逻辑观点只有一值,而多值逻辑认为,很多的逻辑问题本身就是三值的。从表面上看,多值逻辑与原有的一些逻辑概念发生了很大的冲突,但在科研人员细心研究之后才发现,多值逻辑与我们原来所接触的逻辑并没有冲突。例如:信息处理及PL人等课题中的“真”、“假”、“无定义”三态,电机控制的“正转”、“停”、“反转”,三态,数值界限常可区分为“正数”、“零”、“负数”三类,等等。这类问题用三值逻辑处理比用二值逻辑处理更为自然、方便。由此可见,利用多值逻辑处理问题的时候,可以更加的快捷,提高工作效率。对于电子科学技术来说,多值逻辑是非常适合的一种思考方式。 (二)对数字系统故障的诊断具有一定的积极意义 在过去的工作中,电子科学技术一度成为了社会关注的焦点,而且成为了国家重点发展的项目。虽然现阶段的发展幅度较大,但并没有刚开始那么强烈。对于电子科学技术而言,在发展的过程中,遇到过很多的问题,像这类高精度的技术,一旦在某一个环节出现问题,就会对全局的发展产生很大的消极影响。其中,数字系统故障一度成为了阻碍电子科学技术发展的难题,令众多的科研人员束手无策。但是在采用多值逻辑来思考的时候,就简单的多,而且顺利的将问题解决。数字系统的故障诊断需要考虑有故障与无故障时的状态,只用0、l两个逻辑值是不够的,必须采用多值逻辑。另一方面,若用多值逻辑电路来构成二值数字系统,其多余的逻辑值可用来使系统成为容错、自校验、失效保险或故障安全的数字系统。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅能够提高电子科学技术的工作效率,同时能够将电子科学技术中的问题有效的解决,为其发展提供较大的动力。 (三)前景较为广阔 对于电子科学技术而言,前景的广阔程度是不言而喻的,但多值逻辑却让很多人持有担忧态度。毕竟,某种纯理论在发展到一定程度以后,就会达到一个巅峰,之后就会停下来,人们会将目光投向其它理论。多值逻辑之所以从开始一直到现在都非常的受科研人员的青睐,主要原因之一就是多值逻辑的前景非常的广阔。无论是客观方面,还是主观方面,在电子科学技术领域的应用都非常广阔,主要原因在于,人的思维过程是很难用二值逻辑来模拟的。但多值逻辑中的多阂值逻辑却能较好地模拟神经元的工作。机器学习、专家系统、模式识别等人工智能问题中应用多值逻辑的前景十分广阔。由此可见,未来的工作需要将多值逻辑进行一定的深化和加强,这样才能让电子科学技术发展的更加健全,在科学领域当中,获得更大的突破。 二、多值数字系统的信息密度高 科研人员在研究多值逻辑与电子科学技术的过程中,发现多值系统的信息密度较高,这就从客观上对电子科学技术的发展产生了很大的便利。对于电子科学技术来说,任何一个环节的计算都必须达到非常精确地效果,而多值逻辑在除了能够运用多值的方向进行思考,还可以让多值数字系统的信息密度达到一个很高的标准。当这种数字系统用大规模或超大规模集成电路实现时,可以大大节省集成电路的基片面积。例如,已经在Int e l8 087数字数据处理机及i A PX-432计算机中使用的四值ROM,每一位相当于二值ROM的二位,而所占面积增加不多,从而使整片集成电路节省基片面积31%。 三、集成电路的功能日益增强而体积日趋缩小 在研究电子科学技术的过程中,集成电路是一个非常重要的环节,科研人员在集成电路方面投入大量的时间与精力,使得集成电路的体积不断的缩小,有的甚至缩小到无法想象的地步。另一方面,集成电路的功能却丝毫没有降低,反而与体积相反,伴随着体积的缩小,集成电路的功能不断的增强,使得现阶段的电子科学技术发展到了一个较为高端的水平。再结合多值逻辑之后,就会将原有的一些问题有效解决,发展的更加健全。一般来说,前者的引线数要多,后者则要求减少引线数。这一矛盾严重地影响了集成电路的发展。二值逻辑已很难解决这个向题,而多值逻辑却能很好地解决这个向题。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅只是一种理论,它能够对电子科学技术产生实质化的积极影响。我们需要对多值逻辑充满信心,并且进行一定的深化和加强工作。 四、多值逻辑与电子科学技术 从以上的阐述当中,我们可以较为清楚的看到,多值逻辑对电子科学技术产生了很大的积极影响。而且随着电子科学技术的发展,多值逻辑也获得了很大的进步。对于多值逻辑而言,由于社会的发展和经济的进步,涵盖的范围越来越广泛,自身的强化使得多值逻辑呈现出不断上升的趋势,在未来的工作中,我们需要在多值逻辑与电子科学技术之间建立某种良性循环,这样才能产生更大的积极影响。 五、总结 本文对多值逻辑与电子科学技术进行了一定的解析,从现有的情况来看,多值逻辑与电子科学技术已经密不可分,而且二者呈现出相互促进的状态,相信在将来的发展中,可以在多值逻辑与电子科学技术方面,获得一个更大的建树。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子实验室建设 [摘要]随着我国科技水平的提高,电子科技与技术行业在我国如雨后春笋般的扩展起来。而光电子实验室也是构建电子科学技术实验必不可少的设备之一。本文针对电子实验室建设的环节,阐述了光电实验室的用具、设计与制作的程序等内容,并根据现状提出了未来实验室的新主张。 [关键词]科技水平;电子实验室;设计与制作;新主张 目前,随着我国电子科学技术的发展,我国在专业设置方面也进行了不断地改革,电子科学与技术专业的前身便是的电子器件、激光、微电子等专业的组合与推陈出新的成果。它是一个宽口径、新生代的专业。并且一直是我公司研究的核心方向,拥有一支科研先进、学历资深的强大队伍。在我国,电子科学与技术专业的实用性与实践性都相对较强,不管是我国初级阶段的小康社会还是未来共同富裕的实现,电子科技都已经与普通百姓的生活息息相关。因此,目前光电子实验室是培养电子科学与技术专业人才及其重要的一步。 1实验项目的设置 根据我公司的现状,设置了以激光电子为基础贯穿整个光电子实验室的全过程,在此基础上,设计并制作了各种的实验器材与设备。经过深思熟虑与各部门的讨论研究,再结合公司周围的建筑环境,明确了应建的实验项目。通过实验项目的研讨,抽取项目中的四个实验,作为确定测量激光以及技术的项目,其中,实验以“光电子物理基础”为依据,来测定激光增益、激光线宽、以及激光纵横模。而另一方面,将以“光电子技术”为依据,主要项目是技术方面(包括电光调制技术、倍频技术以及激光调Q等)。 2实验仪器的设计和制作 公司通过走访了国内的几所科研公司的实验室,根据与实验室的领导谈话,得知并了解了这些公司电子科技实验室的一些状况与创新之处。我们也明确了并规划了属于自己的电子实验室设备配置的基本蓝图。 在测定激光增益这一项目过程中,发现我国内光电实验的方法都是各持己见、截然不同。比如:就拿放大法来说,有些科研人士是透过一个放大器并根据激光器所输出的激光,然后分别进行输入光强大小与放大器输出光强大小的测定,再根据最后的结果,求出所得的增益系数。另一些则在采用此方法时,也不尽相同。他们测试增益系数的方法是通过内损耗法而得。也就是把损耗输出片插入腔内,并且,根据该损耗片旋转的角度变化与损耗片上光反射率所发生的改变,然后,对损耗片上所输出的光强以及损耗片旋转角度变化关系曲线的测定,通过数据,就可以很快的求出小信号的增益系数,除此之外,还可以求出一些参数(如:腔内所损耗的以及饱和光强的参数等)。 但是用这种方法来测试机构是比较的复杂的,并且在数据处理方面,工作量与时间量都比较大,按照客观的标准,我们可以换另外一种方法来测试激光增益,那就是内损耗法。一般公司的光电科研室,大多数都使用染料调Q的方法来进行激光调Q,目前,工业化进程较快,并且工业生产中,激光的应用现状与调Q都比较的稳定与先进,基于这个原因与现状,我们采用电光调Q技术,并且已经明确了我们所要建设的电光调Q的实验基本的方法与操作原理。 确定了我们所采用的实验设备方案之后,下一步,就是依据所使用的状态与情形,明确与规划好实验设备的基本参数以及测量操作过程的精确程度,然后,就是设计新版的实验操作仪器结构,但是,在使用的过程中,出现了一些小问题,所以,根据使用的状况,我们对某些结构又开始了更精确与先进的改进,例如。当我们在采用内损耗法时,如果激光增益的损耗片旋转角度为@时,那么,放射光束的旋转角度就是2@。这就是为什么光探测器不能跟损耗片放在同一个旋转驱动轴上的原因。为了能够确保损耗片在旋转的过程中能够与反射光束探测器运转方向一致,在我国许许多多的实验装置中都是采用一套齿轮系统。然而,我们测试反射光时,是直接地用我们所设计的一条长条形的光电池。但是,这并不影响实验的内容与结果,如果损耗片在旋转的过程中,使反射光束不脱离光电池,那就万无一失了。这样不仅使实验装置更加的简洁,而且也降低了制作材料的成本。还有就是,三套装置的空间都较小(包括激光横模的测量、激光线宽的测量、激光纵模的测量)。在我们设计的过程,会将我们采用的同一种激光源(He-Ne激光)放置在同一个实验箱里面。激光就会被光反射器各自的引到不同的测试光路里面。这样可以有效的提高实验空间的利用。 在我们推出新的实验装置时,我们会用微机采集测试代替之前设备中,使用函数记录仪收录实验的数据。例如,如果在测量增益,损耗片上的反射光强度与其旋转角度的相关曲线,或者在测量激光横模时,光强的分布曲线,透过计算机的程序掌控步进电机运动,光探测器所测得的结果会通过模数转换被串口输进计算机里面去。这样曲线与数据表文件都会在计算机的荧屏上显示。为了能够使操作员通过计算机读取相关的数据并进行细致的分析与处理,在实验结束后,可以将数据拷进自己的硬盘里。这样不仅能够提高操作员对实验数据的敏感度与精确度,同时,还能更加熟练的操作相关的软件,如:Origin或者Matlab等。为了确保实验测试的精确度,如果我们测量激光线宽时,可采用多光束干涉法,并在我们新设计的实验装置中用CCD成像代替之前实验中通过拍照来记录的感光底片,输入计算机里,这样相关的程序读取荧屏上显示的数据以及图形文件。 为了避免在操作过程中产生枯燥的心绪,在实验设计制作的过程中,可以适当的加上其他有趣的项目。如果是进行电光的调制实验,操作员可以把电光晶体上测得的电光调制曲线进行适当的调节,然后,增加正弦信号,并通过调节直流偏压来观察信号的失真状况。紧接着,我们可以把MP3中一些通俗歌曲的音频信号传送到电光晶体上,收到的音频信号放大后,通过扬声器进行播放,在此过程中,操作员不仅可以领略到光通讯的整个过程,还可以感受到波片旋转过程中信号失真的具体状况。 3电子实验室目前使用的现状 目前,电子实验室主要开放对象是电子科学与技术专业的技术员。在实验的整个过程中,我们倡导操作员积极动手试验,以提高他们对基本实验的方法与技巧熟练度。本实验室除了对专业的技术员开放外,还可以开放其他对电子科学感兴趣的员工开设实验(物理学和应用物理学设有“现代光学实验”一课,物理学和应用物理学设有激光原理实验课程)。实验室除了能够完成实验任务外,还能帮助技术人员的研究其他的实验活动。并且,还想使实验室的设备更加简单化,以便相关技术人员进行更广泛的研究。如把电光调制系统更进一步的简单化,完成了混沌信号光通讯的研究,还有采用了脉冲调Q激光器,进行了激光烧蚀制备纳米材料的实验研究。 4下一步的规划 在光电子实验室里,由于里面设备的局限n生,技术操作员只能进行一些基础性的实验项目,由此可看出,光电子实验室在功能方面还有待完善。根据我公司的计划,在实验室的空间里,也新设了其他的实验项目(电子科学与技术中的“现代光学基础)这个实验项目跟普通的物理实验相差甚远,主要针对公司电子实验室的特点而设置。 它所涉及的领域比较的广泛,包括一些显示光学技术、光电检测、眼视光学等较先进的实验项目。为了能够使技术操作员的视野更加的开阔以及更多的实验供他们选择,在不久的将来,我公司将开设一些创新型、高科技的实验项目,其中,就包括新型激光器件应用、光纤通讯等实验项目。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的校企合作模式探索 摘 要 从电子科学与技术专业特色出发,以校企合作培养模式为切入点,以全面提升学生实践动手能力和培养直接上岗型人才为目标,从实习基地建设和定向培养两个方面进行总结,探索全新的校企合作之路。 关键词 电子科学与技术专业;实习基地;定向培养 2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。 1 学校目前存在的问题 电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。 在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。 2 校企合作方案探索 实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。 在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。 首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。 其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。 最后,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。 定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。 如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。 以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。 3 结束语 校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。 笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践 摘要:进行了电子科学与技术专业人才培养方案的教育教学改革,在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 关键词:电子科学与技术;培养方案;产学研;微电子;专业 天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 一、拓宽专业方向、夯实专业基础 从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。 二、电子科学与技术专业培养方案特点 电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。 三、强化实践教学环节 大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。 四、开拓“产学研”模式的特色人才培养 随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的八大高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。 五、搭建竞赛平台,提高学生的创新精神和实践能力 为了加强学生实践能力和创新意识的培养,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生创造性思维和学习兴趣,促进教学改革,本专业鼓励学生积极参加各级各类学科竞赛活动。为此我们根据社会对人才的需求,应用型人才培养的定位,建立了基于基础实践层、提高设计实践层、综合应用开发层、科技创新专题实训层四层金字塔结构的应用型人才培养实验教学体系。本专业学生可根据实际情况制定适合自己的实践能力培养计划,通过参加不同竞赛,由浅入深地提高创新实践能力。确保本专业全体学生掌握基本实践技能和绝大多数学生通过参加学院组织的竞赛掌握电子设计的基本技能。通过参加全国大学生电子设计竞赛等指定题目的竞赛培养复杂电子系统设计的能力;通过参加飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛等培养软件设计方面的能力;通过参加计算机应用能力竞赛等不限题目的竞赛和课外创新实验计划项目培养大学生面向实际项目的电子系统设计能力;从优秀的学生作品中培育参加全国挑战杯这样强调创新性和工程化的竞赛。在各类竞赛培训和指导过程中,根据不同层次的培养目标,逐步培养学生创新意识和创新能力,使学生专业技能和创新能力同步提高。通过参加竞赛,大大激发了学生动手实践的积极性,为学生就业也奠定了良好基础。 综上所述,电子科学与技术专业在人才培养方案方面进行了“产学研”模式的教育教学改革。在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。我们以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。鼓励广大教师将学科优势与科研成果服务于教学和向教学转化,进一步优化了专业必修课教学内容,调整选修课课程结构,把新理论、新知识、新方法、新技术融入本科教学之中,对于培养本科生探索精神、创新意识起到了积极作用。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业实验教学体系的探索 摘要:从国家、地区经济和电子信息产业对电子科学与技术专业的人才需求出发,结合湖北工业大学的实际情况,讨论了电子科学与技术专业实验教学体系的建设思路以及具体的建设方案。 关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才 一、学科背景及问题分析 1.学科背景 21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。 湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 2.存在的问题与影响分析 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。 二、建设思路 电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题: 第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。 第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。 第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。 第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。 三、建设内容 微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。 电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。 (1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。 (2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。 (3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。 (4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。 四、总结 本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 电子科学与技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究 [摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。 [关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设 21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。 电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。 一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位 我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。 二、实验教学的改革 实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。 (一)实验基本知识和基本操作。 这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。 (二)基楚实验。 这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。 (三)综合设计性实验。 这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。 (四)开放实验室。 实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。 三、加强电子科学与技术专业建设 我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。 电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。 在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。 四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教 因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手: (一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。 (二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。 (三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。 (四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。 五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设 在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。 总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。 (作者单位:中南林业科技大学计算机与信息工程学院 湖南长沙) 电子科学与技术论文:电子科学与技术应用型创新人才培养模式探索 摘要:知识型经济时代对知识与技能兼具的电子科学与技术应用型人才的需求正在不断增加,为满足社会发展需求,太原理工大学电子科学与技术专业通过教学体系改革加强学生专业基础理论的学习,以学生进实验室参与科研项目和参加科技比赛的方式加强其实践动手能力,通过校企合作的方式建立产学研基地,为学生提供企业岗位实习的机会,提高学生就业能力。 关键词:电子科学与技术;应用型创新人才;教学体系改革;校企合作 随着科技的快速进步和经济的高速发展,我们的世界已经从工业经济时代跨入了知识型经济时代,在知识经济的模式中,知识、科技先导型企业成为经济活动中最具活力的经济组织形式,代表了未来经济发展的方向。[1]而随着世界经济形势的悄然变化,经济生产中对人才的需求也发生了巨大的变化,技能型专业人才不能满足社会生产的需求,只有知识与技能兼具的高层次应用型创新人才才能受到社会广泛的欢迎。[2]最近几年,欧美等世界发达国家对人才的聘用与培养经验已经证明了这种人才需求的迫切性,而且我国沿海发达城市对这些人才也是求贤若渴。这种人才需求的迫切性既对我们的高等技术教育提出了更高和更新的要求,也为其发展创造了良好的机遇。为此,各级政府和高等院校以及研究院所都极为重视,探索和研究如何培养应用型创新人才已然成为了一个重要的课题。 一、电子科学与技术应用型创新人才培养的必要性 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术是现代电子信息产业的基础。[3]根据目前国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势,欧美等发达国家和地区的电子科学与技术产业已经步入蓬勃发展的阶段,而中国伴随着改革开放的步伐和国外资产的不断涌入,电子科学与技术产业也开始步入上升轨道。在“十八大报告”中明确提出“建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系”,把“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的目标之一,并提出了走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,促进这“四化”同步发展。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。随着社会需求逐步扩大,电子科学与技术专业总体就业前景看好。 电子科学与技术专业的教育质量、规模、结构和市场的关系是一种相互制约、相辅相成的辨证关系。目前,市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次的设计人才短缺。而国内目前对电子科学与技术人才的培养模式呈现为多样性[4],只有包括清华大学和电子科技大学在内的8所高等院校拥有电子科学与技术国家一级重点学科,北京理工大学和西北工业大学等11所重点院校拥有物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学和电磁场与微波技术4个电子科学与技术国家二级重点学科,很多一般的高等院校在教学水平和学生生源水平上远远不及重点高校,所以对电子科学与技术应用型创新人才培养能力上还远远不足,培养出的学生无法满足当今社会生产的需求。 二、电子科学与技术应用型创新人才培养的发展之路 1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代。[5]中国最早于1955年在北京大学开设半导体专业,1956年国家制定的12年科学规划中把将半导体技术列为四大重点发展领域之一,同年由北京大学、南京大学、厦门大学、吉林大学和复旦大学五所大学联合开办了半导体物理专业,为后来我国的半导体行业的发展培养了大批专业技术人才。20世纪70年代,集成电路行业迅速发展,我国开始从国外引进集成电路生产设备,为满足市场对人才的需求,很多高校先后开展了半导体物理专业,我国半导体领域开始发展。但是到20世纪80年代由于国内半导体技术的落后,同时受到国外半导体市场的冲击,我国半导体行业出现低迷状态。进入20世纪90年代之后,微型计算机和家电等信息产业的迅速发展推动了我国半导体行业的发展,同时中外合资热潮的出现使我国在引进国外先进设备的同时和引进了先进的技术,至此我国的微电子行业开始了高速发展的时代。教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录,将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。 目前,全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有170多所,在校学生约3-4万人。其中全国重点建设的“211工程”院校中,有41所学校设立了电子科学与技术本科专业,在“985工程”重点建设院校中,有19所学校设立有电子科学与技术专业。电子科学与技术专业的发展现状总体来说是良好的,主要表现在:本专业的规模在逐年扩大,开设此专业的学校和招生人数都在增加;本专业毕业生的就业率相对较高,这是与电子科学与技术行业的稳步发展相适应的。 三、太原理工大学电子科学与技术应用型创新人才培养的改革与创新 太原理工大学(以下简称“我校”)电子科学与技术学科是在电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等相关专业的基础上,进一步拓宽专业,加强基础,为满足社会人才发展的需求而进行的人才培养模式探索与改革。2010年电子科学与技术学科已获得一级博士和一级硕士学位授权点,为我们的学科发展提供了机遇,为探索和改革电子科学与技术学科人才培养模式奠定了基础。我们将进一步完善专业知识结构,既重视电子科学与技术传统知识的传授,又注重学科前沿及创新能力的培养,为培养高水平和高素质的高级工程人才打下可靠的基础。 1.应用型创新人才培养的实验教学体系创新 太原理工大学信息工程学院实验技术中心于1998年7月成立以后,为加强学生实验环节,先后建立了高频电子线路及信号与系统实验室、智能仪器与虚拟仪器实验室、现代通信技术实验室、微波与天线技术实验室、电子工艺实验室。实验技术中心承担信息工程学院电子信息工程、测控技术与仪器、通信工程专业教学培养计划所涉及的全部实验教学任务,每学年完成60余门课程的实验任务、20余门课程的课程设计任务。 为了提高教学实验水平,增强学生的创新素质和实践能力,实验技术人员积极参加有关学术交流活动,多次主办“高级实验技术研讨会”、“新技术、新产品演示会”;在国内外学术期刊或会议上多篇;参编普通高等教育“十一五”国家级规划教材《过程控制实验教程》以及《单片机技术及应用系统设计》、《可编程序控制器原理及应用》等多部教材;带领学生积极参与全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛、大学生iCAN物联网创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛赛场、OpenHW开源硬件与嵌入式大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等国家赛事,并多次获得国家级奖项,提高了学生的创新与应用能力。 2.校企合作的应用型人才创新模式 校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的有力实践方式,通过产学研结合的方式实现学校与企业信息和资源共享。学校利用企业提供的教学设备和岗位实习机会,提高了学生的实践应用能力,实现了让学生在校所学与企业实践有机结合,而作为企业也不用为人才培养而大费周折,通过将员工送入校企共建基地学习和引进优秀毕业生的方式,提升企业创新能力,所以是一种“双赢”的方式。 为提升电子科学与技术应用型人才的培养能力,学校先后与太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司、山西德力西电器有限公司、太原维康商贸有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技术企业签订了校企合作协议。山西德力西电器有限公司向我校捐赠了多台电器控制设备,建立了“山西德力西电器控制实验室”。太原维康商贸有限公司在我校建立产学研基地的同时设立了“维康助学金”,不仅为学生提供实习岗位的机会,也为家庭困难学生提供了经济帮助。太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作为科研型高新技术企业,与我校建立了长期的学生创新与应用能力培养方案,各公司高级技术人员将作为学生的直接指导老师,指导学生进行生产实习和毕业设计的工作,为培养高层次应用型人才提供了保障。 3.学科研究领域的拓宽与创新 为让学生学习和掌握世界最前沿的微米纳米检测技术,我校电子科学与技术专业引进多位国外留学归来的博士人才,建立了微纳系统研究中心,开展微纳机电系统、生物传感器和纳米电子器件等方面的研究工作,微纳系统研究中心目前承担国家863项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、博士后基金等各类基金项目20余项,同时实验室长期开展科技活动,学生申请后可进入实验室跟随导师进行为期半年或者一年的学习活动,期间学生会参与实验室项目的科研工作和科技比赛活动,提高科研能力的同时锻炼学生的实际动手能力。 为给学生提供更多的就业发展机会,更好地为山西省经济快速发展服务,我校电子科学与技术专业师生结合山西省经济特色,开展了煤矿水害超前探测与预警技术的研究,并以此为基础积极申报了科技部重点领域创新团队和山西省重点实验室等,并承担了山西省重大专项项目、山西省特色学科建设项目和山西省科技攻关项目等多项科研课题。在加强平台建设的同时与山西省煤炭地质水文勘查研究院、同煤集团和北京睿呈时代信息科技有限公司建立了科研合作关系,为我校研究生和本科生提供了科技研发基地和实验测试基地,促进了我校学生在煤矿安全领域中的就业和发展。 四、结语 我校电子科学与技术专业在实验教学体系创新、校企合作的应用型人才创新模式和学科研究领域的拓宽与创新方面做的工作是研究电子科学与技术应用型创新人才培养模式工作的一部分,是学校电子科学与技术专业特色紧密结合人才培养、企业发展以及地方经济特色的创新与改革,是面向新的国际形势下培养高层次应用型专业技术人才模型的培养和探索。这一系列的工作将有助于培养学生的理论学习、动手实践和实习能力,可以满足知识经济时代对高层次应用型创新人才需要,促进我校教育事业的改革与进步。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子技术课程的教学改革探讨 【摘 要】《光电子技术》是景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的专业基础课程,专业课教学是培养本科生的专业素养的重要教学过程,让学生了解并掌握基础理论,专业技术,同时了解国内外最新的发展动态,以拓展学生的知识面和视野。《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,前沿内容始终在更替,这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。根据景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的办学定位和人才培养模式,现从教学内容和教学手法做一些改进,把课程教学内容与实际应用联系起来;并结合国内的科研情况,来激发学生兴趣,为培养出卓越工程师打下坚实的基础。 【关键词】电子科学与技术;光电子技术;教学改革;教学内容 一、引言 电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业,是信息产业的基础学科,涉及信息产业、国防军工、航空航天以及人们日常衣食住行等方方面面。电子科学与技术属于国家设定的一级学科,下设微电子学与固体电子学、物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术四个二级学科。电子科学与技术专业培养学生知识面广泛,不仅对数学、物理、化学、电子技术、计算机等基础知识有很高的要求,而且要求学生具备电子光子材料、器件与系统设计、器件与系统制造等方面的专业知识和技能。 景德镇陶瓷学院是全国唯一的陶瓷高等学府,行业特色鲜明,学校根据陶瓷行业和地方经济社会发展需要,突出电子陶瓷特色,积极推进学科专业建设,形成了以工为主,工、文、管相结合,覆盖电子陶瓷行业所有领域的专业体系。自2001年设立本专业来,本着培养具有鲜明特色的高级应用型电子陶瓷行业人才的目标,形成在省内具有较高知名度的特色专业,毕业生的就业率保持在85%以上,特别是用人单位对本专业毕业生总体评价很高,一致认为本专业毕业生专业技术理论扎实,动手能力强,创新开发能力强,独立分析和解决问题的能力较突出,能很快适应工作的需要。2009年被批准为教育部高等学校特色专业建设点,是教育部第二批卓越工程师教育培养试点单位中三个支撑专业之一。近十年来,学校一直把电子科学与技术专业作为学科建设中的一个重点。本专业培养的目标是培养适应社会主义建设需要,德智体美全面发展,具有扎实基础理论,掌握电子科学与技术基础知识和系统的电子工程专业知识,具有较强的工程实践、团队协作、组织管理和创新能力,使学生能够在固体电子学、光电子学、物理电子学、微电子学领域从事研究、教学、设计、开发、管理等工作或攻读更高一层学位。电子科学与技术专业的主干课程:马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、大学物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、半导体物理学、光电子学、电子材料与元器件测试技术、电子材料、传感器原理与应用、铁电压材料与器件。其中的光电子技术课程是电子科学与技术专业的核心课,也是电子信息工程专业,应用物理等专业的选修课。其拥有42学时、是一门2学分课程。 光电技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法,实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。光电技术是研究“光子”与物质中“电子”相互作用的一门科学,它以光学和电子学为基础,综合利用光学、电子学、精密机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。光电子技术将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段,产生了电子学所不可能实现的许多功能。学生通过该课程可以了解光电子技术的应用范围和发展前景,掌握一些常用的光学技术信息化方法,并通过实验了解光调制和探测方法,提升就业竞争力。 二、光电子技术课程教学改革的必要性 《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,而且近年来该学科领域发展迅速,对该领域人才的工程实践能力和创新素质要求也不断提高。这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。特别是在新的教学大纲以后,电子科学与技术专业对这门课程的授课学时进行了压缩,由原来的64学时变成了42学时,学分也相应地变成了2分。学时的变化预示着讲授的内容必须进行压缩,同时一些理论和数学推导很容易使学生们失去这门课的学习兴趣。为了培养该领域的卓越工程师所必备的素养,培养学生的学习兴趣和创造力,对教学手法做一些改进是非常必要的。 三、教学方法的改变 1.增加实践环节 一门课程的学习就是能够增加学生的知识范畴,培养学生的理解能力,让学生在各自的专业领域更加专业。对于电子科学与技术专业的同学通过光电子技术这门课程的学习,可以很好的掌握光电子技术的基本理论以及部分器件的用途、原理以及制备方法。所以在课程结束后安排4次课时的课程设计,具有必要性,要求同学们能够理论联系实际。把学生们分成相应的几个小组,设计发光元件和接收元件,以及对光电系统的电路进行设计,尽量让每一位同学都可以参与到此课程设计,充分发挥每一位同学的特点,让同学们学位沟通,布置团队的协作。 2.引入科研和专题讲座 给同学们介绍国内从事光电子技术方面的科研机构、大学、所在地点以及科研方向,同时也介绍一些科研成果的应用。相关的研究如:晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、参量振荡、反射、荧光,电致发光,非线性光学等领域。因为景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的学生在大学三年级学习这门课程,这时候学生在面临就业和考研的抉择,针对想报考光电子相关领域的研究生的同学,给大家提供一点信息,让同学们提早准备。当然在本书的第七章中,我们也计划挑出四个课题方向,例如课本上的光纤通信,激光雷达,激光制导,红外遥感,把学生们分成四个小组进行查找相关资料,然后进行讨论,最后派出代表,举行一个专题讲座。通过专题讲座,让同学们主动查阅资料,这可以教会同学们如何利用图书馆庞大的网络资源(期刊、文摘、网络及光盘),工具书等。同时通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳,也可以提高学生分析问题,解决问题的能力;也可以开阔同学们的视野,让学生更加接近本学科的前沿技术;通过资料的阅读,也可以让同学们看到科技论文如何写作(中文与英文),有兴趣的同学可以参加创新小组,最后尝试完成科技论文的写作。 3.考核方式改革 俗话说:考考老师的法宝,分分学生的命根。但是对于本科生专业课的考核,采用闭卷考试,虽然可以让学生更好的掌握需要记忆的理论知识,也可以更加理解公式之间的衍化,但是不利于培养学生的实践动手能力。而且在考试前,学生通常喜欢采用平时学习不努力,考试前突击。花大量时间查找和背诵所谓的重点为了应付考试,考试后就如过眼烟云。针对这种情况,提出用来完成考核。例如在实践环节完成的一个很好的设计,可以让学生很难忘记这个别样的经历。在最终的成绩体现上,给出一个总的分数,但是这个数字有“课堂+考试+设计”三部分组成,所占比例为1∶1∶1。这样的考核可以让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 四、结束语 根据我校电子科学与技术专业的特色情况,从《光电子技术》这门课程的教学内容,教学方法做一些的改变和探索。教学内容的选择、整合、补充,既注重知识的逻辑连贯性,又让学生充分掌握基本理论,了解光电子技术的实际应用,同时也了解了学科发展的前沿知识,开阔了视野。多媒体教学的引用可以提高知识的表现力,让其更加清晰、形象、生动、全面、具体。实践环节的增加可以让学生理论联系实际,培养学生的工程实践能力和动手能力。科研和专题讲座的引入可以让学生获取最新的科技信息,锻炼同学们选择、总结、消化、归纳整理信息的能力。考核方式的多样化也有助于让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 电子科学与技术论文:基于当前电子科学与技术多样性专业人才培养探讨 【摘 要】当前,随着电子科学与技术产业越来越多样化,使得培养怎样的电子科学与技术多样性专业人才已越来越受到重视,因此,本人在前人研究的基础上,结合查阅大量文献资料进行探索,分析当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性,提出“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路,为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考及借鉴。 【关键词】电子科学与技术;人才培养;多样性 一、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性 1.相关产业多样性 由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,所以微电子技术相关行业除了集成电路行业和半导体制造行业外,还涉及计算机及其外设、家用电器及民用电子产品、通讯器材、工业自动化设备、国防军事、医疗仪器等。光电子、物理电子等其它分支涉及的产业也较广泛。目前,各校对电子科学与技术产业结构和社会需求的调研不够,专业定位不够合理,各校培养人才的“结构同质化”倾向较严重。目前各校的专业办学尚不能满足产业结构的多样性。 2.办学层次多样性 大众化教育使一般高校的生源质量普遍下降,录取的学生分数较低、学习能力和学习自学性都较差,如果采用与重点大学同样的教学方法和教学内容,教学效果肯定很差。重点大学由于研究生招生规模很大,学生本科毕业时转入研究生学习的比率很高(多数重点高校超过50%)。而一般高校考研录取率相对较低,多数学生毕业时直接面向社会就业,工科本科毕业生在工程技术、管理乃至跨专业领域就业等都会有所分布。但是,目前一般高校与重点高校在培养方案上很少反映出这种差异。许多高校追求所谓的高起点、与名牌大学保持一致来显示其办学的高水平,不愿承认与重点高校存在的差距。目前不同高校电子科学与技术专业培养方案的差异主要表现在专业方向选取的不同,这种差异还没能体现办学层次的多样性。 3.学生个性发展多样性 由于科学技术的交叉与综合性的增加,过细的技术分工会造成产品研发和市场开发的困难。因而,知识和能力复合型的人才具有明显的优势。企业所需的人才规格正在从非常专业化向技术复合型和能力型转化。用人单位对本科人才的需求,最需要的是技术与管理复合型人才。学生自主就业制度实现后,学生以市场需求为导向,对教育内容的选择性日益强化。学生的发展愿望多种多样,毕业去向也多种多样。所以,专业教育要在制定培养方案时注意为提供弹性时空创造条件,如实施覆盖整个大学时期的导师制、弹性学制、二次选专业制度,设置“X+Y”复合型专业或开辟第二专业、第二学位,实施本、硕连读制等;还要充分研究电子科学与技术与管理、经济、法律等学科复合的方式方法,为不同需求的学生合理设计并提供指导。 二、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路 1.建立一般高校电子科学与技术专业的人才培养模式 本人认为,一般高校应当改革现有的人才培养模式,制定与学校办学水平、办学条件、办学特色相适应的专业定位、培养目标、课程体系、教学制度、教学模式和日常教学管理等。按照“拓宽专业、加强实践、提高素质、突出创新意识和创新能力”的原则,使德智体美等方面全面发展,知识面宽、能力强、素质高、具有较强创新精神和实践能力的创新人才。师资队伍可以加强,实验条件可以改善,但生源质量受招生条件限制短时间不会有太大的变化,所以应十分重视因材施教。注重个性发展,注重启发诱导,激发学生主动思考和分析问题,重视非智力因素,培养学生良好的创造心理素质。这样才能全面开发学生潜在创造力,让学生的禀赋、优势和特长得到充分发展。 2.探索如何结合学校特色建设电子科学与技术专业的方法与途径 许多高校有鲜明的行业特点,依托行业特点和学校办学特色应是办好电子科学与技术专业的一条行之有效的途径。中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,实行省部共建、以省为主的管理体制。学校在计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面具有鲜明的办学特色。电子科学与技术是测量技术的基础,尤其是在现代科技和工业生产中大量需要在线、非接触、快速、准确的测量,微电子技术和光电子技术是其主要手段和关键技术。所以结合测量应用是计量学院培养电子科学与技术特色人才的改革主要方向。传媒学院办电子科学与技术专业,应充分注意电磁场与微波在广电传媒的信息采集、处理、存储、传输、接收中的作用,同时也可考虑光电技术在广告、灯光照明等方面的应用。师范学院办电子科学与技术专业,除了培养学生胜任工程技术工作外,也要传承学校师范特色,能胜任中学技术课程教学和中等职业技术教育工作。 3.建立与宽口径、复合型人才特点相适应的课程体系和实践教学体系 虽然目前对电子科学与技术专业的宽口径特色以及培养宽口径、复合型人才的必要性有所认识,但在教学环节上如何体现与实现还有许多问题。“宽口径”与“厚基础”往往联系在一起,对于理工科专业一谈宽口径似乎就等同于要加强基础(主要是数理基础)、搞平台课建设,这对于后续有较大规模的研究生教育、本科教育与研究生教育进行一体化设计的重点大学较合适。一般高校培养宽口径、复合型人才应以就业需求为导向,“厚基础”更多体现在技术基础而不是数理基础。其次,要充分研究电子科学与技术的内涵和外延,整合与优化专业覆盖领域的知识体系(特别是光与电的融合),同时要注意与电子电气类中的其他专业光滑连接,方便技术扩展延拓。在充分调研基础上,按照上述要求重新设计课程体系,合理设置基础课、专业基础课、专业课的比例。注重学生实践能力的培养,建立适合创新人才培养的实践教学体系。 三、结论 综上所述,“电子科学与技术”多样性专业人才培养是非常有必要的,本人希望通过本文的探讨,能为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业培养体系改革及构建 摘要:为培养研究应用型高级人才,对河北联合大学电子科学与技术专业的培养体系进行改革。改革以“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”为建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”为培养主线,改善学生的知识结构、加强理论基础,最终提高学生的实践及创新能力,培养适应社会现代化建设需要的高技术人才。 关键词:电子科学与技术;光电子技术;教学改革;实践创新 21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。 电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。 一、培养方案制订的原则 目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。 培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。 目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。 河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。 电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。 二、培养方案的制订 培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。 1.培养目标 以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。 2.专业建设思路 针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。 (1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为核心,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。 1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。 2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。 3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。 (2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下: 1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。 2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。 3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。 三、改革效果 1.优化了课程体系,提高了教学质量 专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。 2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能 课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住核心,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。 3.培养了学生的创新能力及科研思维 在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。 4.提高了就业率和考研率 通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。 四、结论 电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业课程体系建设与实践 摘 要: 电子科学与技术专业应用型本科人才是社会经济发展的迫切需求,本文结合常州工学院的具体情况,以具有扎实理论和实践能力的人才为培养目标,重点探讨电子科学与技术专业课程体系建设内容,从基础课、专业基础课和专业课等方面讨论课程设置与能力培养,通过科研项目与校企结合培养学生的理论与实践应用能力,通过实践与反馈完善与优化课程体系,培养与地方经济发展相适应的高级应用型本科人才。 关键词: 电子科学与技术 培养目标 课程体系建设 1.引言 常州工学院立足于常州,服务于长三角地区,该地区是国内电子行业和产业的发达地区之一,对电子类人才的需求量非常大。随着该地区经济发展和产业结构升级,社会对人才的需求逐步呈现出多样化和高层次化的要求。面对新形势的发展需要,培养适应社会经济发展和行业技术升级要求的应用型本科人才成为当务之急。电子科学与技术专业的人才培养需要符合口径宽、适应性强、基础扎实、发展潜力大等要求,因此课程体系的建设十分重要。 2.人才培养目标 培养方案和培养目标的制定要充分考虑相关高校、社会的需求,以及学校与专业的具体情况等各方面因素,并以行业技术进步、企事业单位需求和毕业生的反馈为参考依据。 通过对电子科学与技术专业的调研,以社会需求为导向,确定理论基础实、口径宽、实践能力强、知识结构合理的全面培养模式和培养目标,以综合素质培养和工程技术应用能力培养为主线,统筹编排课程体系,充分考虑和遵循学生的认知规律,以学生为主体,制定一套切实可行的、适合应用型本科人才的电子科学与技术专业培养方案和人才培养目标,以适应市场对电子工程技术人才的需求,提高学生的实践和创新能力,从而增强学生的就业竞争力。 电子科学与技术专业的人才培养目标为:适应信息产业化的发展需要,培养具有良好思想道德素质和科学文化素质的应用型本科人才,使学生具有扎实的基础知识和专业知识,具备设计、制造与生产实践能力,具有不断学习进步与更新知识的能力,能够及时跟踪并掌握新理论和新技术,在电子电路与系统、电子材料与元器件、半导体工艺等领域从事分析、设计、制造与测试等工作。为了实现以上人才培养目标,在培养计划的制订尤其是课程体系建设方面提出了更高要求。 3.课程体系建设 为了实现培养计划和人才培养目标,电子科学与技术专业的课程体系建设主要包括以下内容。 (1)课程体系模块化、层次化的应用能力培养体系。 课程体系以应用能力培养为核心,分为学校级、学院级和系部级三个层次。学校级通识课程模块层次教授电子科学与技术专业的基础知识,主要包括基本数学能力、英语能力、物理能力、计算机能力及思想道德法律等基本知识。构建以电气学院专业基础课程模块层次为电类一级学科为基础的知识结构培养体系,学院基础的培养为知识面的拓宽打下良好基础。系部级的电子科学与技术专业课程培养为毕业生的就业和继续深造提供专业技术知识。分级课程建设体系造就了毕业生基础知识扎实、理论知识雄厚、专业技术知识丰富、动手能力强等特点。 (2)理论与实际应用相结合的专业课程建设。 专业课程体系分为理论基础课程和实际应用课程两个层面,除了必备的工程数学与物理知识外,在专业知识方面,逐步建立电子材料、制造工艺、电子器件、基本单元电路、宏单元、子系统及系统的课程体系,打通自顶向下和自底向上的知识培养通路。以半导体物理和器件物理核心的课程体系构成了微电子学与固体电子学的理论基础,为制造工艺和电路设计提供知识的基本结构。以信号与系统、电路设计与测试的核心课程体系作为电路的理论基础,为电路方面能力的培养形成电子系统的知识基本结构。知识结构的分层次化、理论与实际相结合的培养体系覆盖了整个电子科学与技术专业的知识能力点,全方位培养毕业生的理论基础与工程实践能力,重点培养从系统角度审视具体电子技术的能力。 (3)以微电子技术为主干的专业课程体系。 电子科学与技术专业的知识以微电子技术为核心,可以划分为两大体系:第一是半导体材料、器件和制造工艺;第二是集成电路设计与测试。在半导体材料、器件和制造工艺上,除了传统与新型集成电路方面的应用,还与相关新型电光源、光伏材料与器件、光电材料与器件在知识结构上具有互通性。均以半导体材料为核心,引申到其他半导体材料与器件,在理论与实际应用和制造工艺上具有相似性。集成电路设计与测试涵盖了微电子和光电子技术的电路与测试方面的内容,在电路方面,新型电光源的器件、核心芯片、驱动电路等,光伏器件与电路、光电子电路与信号检测,与标准集成电路设计与应用具有共同性。在测试方面,涵盖了电学测试与可靠性测试,完整地建立了功能测试与性能测试的基本概念。电子科学与技术专业的另一个特色是在设计与应用电子系统时,具备其他专业所不具备的电路工艺与器件的底层知识,从而在电子系统的设计与分析中具备更强的理解能力。 (4)全方位的课程实践能力培养体系。 电子科学与技术专业的课程体系以理论与实践相结合为设置理念,在课内实验、课内实践、独立授课实验、课程设计、科研实践、实习及毕业设计等方面全方位构建实验实践体系,重点培养毕业生的动手能力和实践能力。除了电气学院的实验中心和实验室外,电子科学与技术专业有两个专业实验室:集成电路设计实验室和集成电路测试实验室。为教学、科研提供全方位的服务。集成电路设计实验室主要提供学生在系统设计、电路设计、器件与工艺实验等方面的专用软件。集成电路测试实验室主要提供电路测试、半导体材料、半导体器件、半导体工艺等各方面的实验。在电子技术的材料、器件、电路设计、制造、测试等流程方面提供全方位服务。在实验室开放上,实验室开放给所有教师与学生使用,鼓励学生进入实验室参与教师的科研与参与毕业设计。 (5)教学与科研结合,校企结合的工程技术能力培养体系。 电子科学与技术专业的教师承担了多项纵向与横向项目,系部鼓励教师与学生一起参与科研项目,为学生实验实践能力的培养提供良好的实验实践平台和科研平台,从而从项目角度提供给学生实训机会。在校企产学研联盟方面,电子科学与技术专业紧密联系常州和周边地区的企业,如银河电子、天合光能、常州普美、常州欧智等多家企业,形成校企联盟。参考卓越计划的实施,电子科学与技术专业经常邀请外校和企业专家对学生开展前沿性科学讲座与培训,为毕业生的能力培养和就业提供指导。 4.实践的效果 通过培养方案与人才培养目标的制定,重点进行电子科学与技术专业的课程体系建设,并通过多年教学与科研实践,进行以下方面的实践,取得了良好效果。 (1)完善电子科学与技术专业的课程体系,建立材料、器件、工艺、电路、测试和系统的能力点分布。 (2)从社会需求角度和人才知识结构出发,逐步对课程体系进行调整,增强课程体系之间的内在联系,减少或删除部分实用性不强的课程,增设社会急需的专业课程。 (3)强调应用能力培养,强化理论知识教学,增加实践教学环节,增强学生的实践应用能力,培养学生综合应用电子科学与技术专业知识的能力。 (4)探索开设提高学生动手能力和操作能力的集中性实践环节和创新环节,探讨校企结合培养人才的新模式。 根据对本校历届电子科学与技术专业本科毕业生的跟踪调查,九成以上的毕业生去向为长三角地区,平均每年有20%的毕业生进入国内知名高校读研继续深造,其余进入各企事业单位。通过对接收毕业生的各高校、企事业单位,以及毕业生进行的调查和反馈,本校电子科学与技术专业的课程体系建设能够培养学生扎实的理论知识和熟练的实践能力,有利于学生做好职业生涯规划,能够促进毕业生快速进入新领域和岗位,用人单位满意度高。 5.结语 通过几年对电子科学与技术专业课程体系的建设与实践,基础课、专业基础课和专业课的设置逐步得到了发展和优化,梳理清楚了本专业各方面能力的培养,知识点和能力点的分布更系统化和体系化,并通过实践进行了验证和完善,为毕业生的就业和进一步深造打下了坚实的基础。 电子科学与技术论文:地方高校电子科学与技术专业课程设计教学的改革研究与探索 作者简介:周洪,(1979.9-),女,汉族,河北徐水人,讲师,硕士,研究方向为光电检测技术。 摘要:从分析我国地方高校课程设计目前现状出发,针对我校电子科学与技术专业课程设计存在的主要问题,提出课程设计的主要研究内容,以及要解决的关键问题。 关键词:电子专业 课程设计 实践 目前,我国高校毕业生普遍存在实践能力不足的问题。提高人才培养质量,培养满足社会经济建设和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。然而目前的情形是,大学培养的人才并不能完全符合社会的需求,动手能力地方高校电子科学与技术专业课程设计的教学改革研究与探索、实际操作能力、应用能力较差。基于人才培养和社会需求不相适应的矛盾,由于我校属刚升本科院校,属地方高校,由于多种原因使得学生整体素质较重点高校有一定差距。我院将人才培养目标定位为:培养具有创新意识、创造能力、创业精神和工程实践能力的应用型人才。因此课程设计教学在我系人才培养目标的实现过程中,占有重要地位。它对于加深理论知识的理解, 培养学生的技术应用能力和实践素质,形成职业岗位能力等具有重要意义。 1 现状分析 子科学与技术专业培养目标是培养电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作需要的复合型专业人才。该专业和生产实际紧密结合,具有较强的实践性,其特点一是口径宽,涉及的内容非常广泛;二是相关学科的渗透与融合性强,既有硬件也有软件,需要大量的实践活动来培养学生的动手能力和实际工作的能力。大多数学生毕业后走向基层的工作岗位要求很快将所学知识转化为实际工作能力。因此,必须加强学生动手能力的培养和训练。然而受长期资金短缺和实验实习条件的限制,对我校的电子科学与技术专业学生的实践能力的培养单从实验和毕业设计来说是不够的,还需要加强课程设计的建设。 长期以来课程设计普遍存在几点不足: 其一,内容不合理,同一门课既不跟踪新技术发展变化又不根据学生实际能力、培养目标等因素多变,多年用一个题目 其二,设计题单调,几十个学生用同一个题目,抄袭现象严重,课程设计的效果不明显。 其三,教学模式单调,理论多而结合实际少。 2 解决问题的方法 课程设计是实践能力培养的一个重要环节,是对各门学科一个综合性考察。课程实验与课程密切配合,目标单一明确,并有配套的实验设备和实验指导书,而毕业设计持续时间长,各个学生都有不同的题目。毕业设计不能代替课程设计,而课程设计则是对毕业设计起到补充作用。根据本专业的培养目标,内容选择专业综合性课设内容既要结合前修课程,以巩固教学内容,又要有较强的实践性和新颖性,因此我们考虑将科研成果转化为教学内容,选择本专业成熟的、有特色、适合教学的科研项目作为课设内容。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合。尝试在课程设计中内容上进行不同课程的交叉设置,指导学生理论联系实际,培养学生分析解决实际问题的能力。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合,鼓励学生自主选题就是鼓励学生自主思维,学生最终都要走向社会在各行业中发挥自己的才能。因此老师都要鼓励学生自主选题,而不想自主选题的学生可采用教师的题目。 教师的指导充分体现个别答疑和集中讨论相结合的原则。在指导过程中对于普遍性的问题,我们主要采取大组集中分析讨论的方法。老师在其中主要起到引领的作用。同时要善于发现一些个别错误,并采用个别答疑的方法及时纠正。这种共性和个性问题的结合,合理地发挥了教师的指导作用。 在确定学生题目时,要做到以下几点: 1)综合性 题目要尽可能多地涵盖本课程及相关课程的知识点,对于大纲中的重点和难点要尽量涉及,这样有利于知识的深化和扩展。 2)难易适中 要充分考虑学生的个体差异、心理特点、知识结构等因素,题目设计不合理。题目太难打击学生的自信心,太简单又达不到训练的目的。 3)实用性 提供实践平台供学生对比分析和试验,通过实践有利于学生加深对理论的体会、理解, 有利于学生了解实际工程的特点,做到理论与实践相结合。 对于发现抄袭者,可适当的给予扣分等处罚,从而避免偷懒和高分低能的出现。在整个设计过程中教师起组织、引导、检查、把关、和解决疑难问题的作用,充分发挥学生的主动性和创造性。指导教师每半天检查学生的工作进度,避免消极怠工情况的出现。教师严格执行请假制度,对于缺席三分之一以上者没有成绩。设计成绩完全依照每位同学在设计中的表现,与理论课成绩无关,使同学清楚大家都在相同的起跑线上,面临同样的机遇和挑战。查阅资料、收集信息,锻炼了学生获取新知识的能力。为解决一项难题、达到研究目标提出新设想、新方案,培养学生的创新思维和创新意识。实验中遇到问题想办法解决,提高了他们分析和解决问题能力。在整理和分析实验数据的基础上撰写报告,锻炼了学生的逻辑思维能力和科技论文的写作能力。 3 结语 培养具有较强学习能力、创新能力、实践能力的高级应用型人才,就必须高度重视学科教育中的实践教学环节。通过提高学生的实践能力,使学生在实践中不断学习新知识、开拓新视野、增强新本领。利用实验中心先进的教学和科研设备、优质的教育资源,实现人与物的最佳配置,达到良好的教学效果,提高工程教育的质量,具有一定的现实意义和应用价值。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门核心专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 电子科学与技术论文:“电子科学与技术概论”课程教学实践与反思 摘要:“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的先导课程,结合多年教学实践经验,通过教学内容博精兼备、多样化教学方式和启发创造性思维改变学生传统的学习方式,旨在帮助学生对该学科内容与发展方向有一个清晰而完整的认识,在专业学习中做到心中有数,有的放矢,对自己的未来职业进行合理规划。 关键词:电子科学与技术学科概论;博精兼备;职业规划 “电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程,课时少,知识点多,涉及面广。该课程作为专业先导课程,为学生学习后续专业课程作指引非常重要,直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化,将课程在有限的课时内讲出特色,让学生有所收获,并对学生后续学习有指导意义,就需要在教学中不断地进行研究与实践。 一、课程教学实践 1.教学内容要博精兼备 电子科学与技术专业是一个宽口径的专业,包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此,该专业概论涉及的知识面广,涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面,且每个方面理论比较抽象,对于大一学生来讲,理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到,一定要有所选择,突出重点。但是,如果将教学内容分割开来,缺乏系统性,学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此,在教学内容上,首先综合考虑课程总体结构,明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简,在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况,又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中,部分内容可以选取专题讲座式教学,将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时,有侧重地安排教学内容,如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲,安排2个课时,使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲,安排6个课时,使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲,对于概念、应用、发展前景等部分,重点讲应用,如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。 2.以实例为先导的多样化教学 在教学过程中,教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证,教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此,在教学过程中,首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养,这是学生能够学好一门专业课程,并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法,在教学过程中将最新应用成果,或身边的事物展示给学生,让学生能看得到实实在在的应用,能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术,可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子,培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手,逐步到高新技术,让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位,微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等,使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。 对于概念和理论模型内容比较枯燥,缺乏直观形象的内容,可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法,充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组,要求学生通过课下提前查阅和搜集资料,然后由学生在课堂上讲述,老师加以引导补充,最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论,补充知识,又可以加深学生对知识的理解,以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程,使学生在讨论中训练了思维方式,并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感,进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心,提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室,通过对实验室的观摩,可以了解专业实践内容,这样更明确、直观,学生会有想动手的欲望。 3.正确理解专业课程体系,方便学生做好职业规划 电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向,横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识,就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科,是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科,也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域,因此,电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程,学好本课程,方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解,对后续课程的选择学习有目标,更理性,使所学知识成系统,又不失广泛性,使学生可以对未来职业进行合理规划,真正地高质量实现专业培养目标。 二、教学反思 1.探索循序渐进式教学 在该课程的教学过程中,课程所涉知识面很广,很多概念十分抽象,原理难以理解,推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成,将知识体系分割开来,这样学生将很难跟进,教学内容安排应该是循序渐进,层层加深,循环上升,符合从简单到复杂,从个别到一般,从实践到理论,又从理论到实践的认识过程,体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用,它的直接结果是引来问题的复杂性,对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑,精心合理安排,才能化难为易,取得好的学习效果。 2.兼顾教学艺术和学术水平 该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动,学术性是该类课程的根本属性,没有科研学术做支持,没有扎实的专业素养,无法体现该专业教学的学术性。同样,教学也是一门艺术,教学水平得不到提升,教学效果就会大打折扣,只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性,在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中,一定要真正实践“授人以鱼,不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”,不再“迷信”教材,不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新,侧重加入发展成熟的新理论、新知识,突出研究热点、难点问题,力求做到基础性和前瞻性的紧密结合,使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识,让学生学会怀疑,懂得思考,设法探索事物的本质。 3.启发创造性思维 鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点,该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础,还需注重专业思维的训练。因此,在教学内容的构建中,一定要详略得当,深浅适宜,由浅入深,深入浅出,部分内容要方便学生自学,提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点,通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力,为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会,但不面面俱到,要留有余地,启发自主学习的积极性。事实上,看起来多而杂的知识,当整理形成网络时,就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物,启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索,多角度的透视,多层次的重组,将产生知识的迁移和认识的“临界点”,这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。 三、结束语 学生最关注的是自己的未来发展,如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数,有的放矢,就可对自己的未来职业进行合理规划,不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师,一年级学生可塑性很强,大学知识不同于中学,学生有强烈求知欲望,是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展,与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的,也是非常必要的。 电子科学与技术论文:电子科学技术专业建设研究与实践 摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。 关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践 电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。 一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点 从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。 (一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。 (二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。 (三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。 二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题 从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面: (一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。 (二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。 (三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。 三、电子科学技术专业建设的有效措施 随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。 (一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。 (二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。 (三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。
汽车安全技术论文:基于数值仿真的汽车安全技术教学方法探讨 摘 要 鉴于汽车安全技术课程在车辆工程领域的重要性以及学生普遍反映难学的特点,将数值仿真技术融入到教学方法中去,并开展本课程的新型教学方法研究与探索。实践证明,在教学中实施数值模拟试验,不但可以弥补课堂讲授存在的单一性和抽象性两方面不足,同时还增强了学生的学习能力和实践能力。 关键词 数值仿真 车辆工程 汽车安全技术 教学实践 0 引言 近年来随着我国汽车工业飞速发展以及汽车的普及,培养特色鲜明的应用型人才已成为理工科院校发展的重要趋势。①汽车安全技术作为车辆工程专业的专业选修课,涉及到机械、车辆工程、卫生医学、交通运输工程、法律、保险等多学科,具有很强的技术性和实践性。在我国,由于高速公路建设和现代汽车工业的不断发展等诸多因素,导致近年来汽车安全事故逐年上升,而且人们对汽车安全性能的关注程度比以前有很大的提高,这些因素都促使我们必须重视对汽车安全领域的教学和科学研究来促进汽车安全性的提高。 然而,目前很多本科院校在汽车安全技术的具体教学中,仍然普遍反映难教、难学的特点。从教师角度出发,汽车安全是一项极其复杂的系统工程,实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。但是,实车碰撞试验费用昂贵,周期较长,限于学校试验条件,只能从理论上向学生讲授,这样就造成教学内容陈旧、方法单一、重理论轻实践等现象。从学生角度出发,由于教学对象过于抽象、乘员约束系统比较复杂、工程性强但实践机会较少,很难将汽车安全技术与工程实践有机结合,学生反映教学效果欠佳。 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,对课堂教学方式进行了探讨,并将数值仿真技术融入到教学方法中去,其目的是充分激发学生思考、活跃课堂气氛。教学实践证明,基于数值仿真技术的教学方法,可以在课程中引导学生积极思考,促进教师与学生的互动,改善汽车安全技术教学中存在的重理论轻实践的问题,更重要的是能加强学生的实践能力、学习能力和创新能力。 1 改革课堂教学方式 汽车安全是一项极其复杂的系统工程, 教师需根据教学目标和教材的实际情况,从学生的知识基础、心理特点和接受能力出发,以学生为主体,教师为主导,通过教学方法上的改革,②促使学生全面发展。 第一,强调实践性。针对汽车安全技术教学,应采取课堂教学与数值仿真相结合的方式进行。课后学生上机演练课内所学内容,使学生逐渐熟悉掌握数值仿真技术在汽车安全方面的应用。第二,授课内容应加强针对性,突出教学重点,侧重理论与实践的有机结合,同时做到容量适当,遵照由简到繁的原则完成教学。本课程可先向学生讲授汽车安全技术的相关机理,然后在该理论基础上以具体实例为目标,通过软件建立的数值仿真模型,开展相关的仿真控制和数据处理,增强教学效果。第三,采用互动教学方式。授课期间应观察学生的反应,采取设问、提问、反问等方式调动学生的学习热情, 注意因材施教。③条件允许情况下,可在机房配备一台多媒体投影机,教师边用多媒体投影机讲解,学生边在自己的计算机上模仿,教学效果将会更佳。 2 基于数值仿真技术的汽车安全技术教学 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,建立乘员和约束系统在不同冲击载荷下的数值仿真模型,如图1所示。利用碰撞过程中乘员的运动方式和约束系统的工作方式来阐述乘员的损伤机理以及需采用的乘员损伤评价指标。教师在课堂上通过仿真动画引导学生进行思考,寻找乘员损伤模式,重点掌握此工况下需采用的人体损伤评价指标。 在授课过程中,教师应针对具体汽车碰撞实例和学生兴趣,主动提供学生动手实践的平台,培养学生自主创新能力。整个教学过程应注重发挥学生潜能,培养学生自学能力,倡导学生进行创新思维。教师应把握好方向,引导学生,并对其设计方案、研究内容、技术路线等严格把关。通过这类实践,学生有针对性地带着问题深入进行理论学习,既培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,又加强了学生自主创新、团队协作的意识。 3 结论 在汽车安全技术课程教学过程中,通过实施数值模拟试验教学方法,并严格贯彻学生为主体,教师为主导的教学思想,不但能引导学生进行积极思考和探索,使其加深对知识的理解,而且还能培养学生的学习能力和创新能力。实践证明,将数值模拟技术引入汽车安全技术课程教学,激发了同学的学习兴趣,开拓了同学的视野,课堂气氛明显得到改善。 汽车安全技术论文:我国汽车制造安全技术中的自动化及测量技术 【摘要】在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。本文讨论了汽车制造安全技术或产品的应用以及汽车制造自动化现代测量技术。 【关键词】汽车制造 安全技术 自动化技术 自动化测量技术 一、汽车制造安全技术或产品的应用 汽车制造设备,尤其是冲压设备,都是安全等级要求极高的设备,一直以来也是安全控制产品的主要应用领域,从很多安全产品和应用中,都能明显看到这一点。由于法律和文化等诸多方面的原因,欧洲的安全技术和产品一直处于领先,应用也最为成熟和广泛。 在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。 可喜的是,目前安全技术在国内的应用日益广泛。虽然我国强制性的推行国际安全技术标准,但大多汽车制造厂对安全技术有比较严格的要求,带动了安全技术在国内机器制造行业的应用。而且,随着美国和日本逐渐重视安全技术,使得美国和日本的电气控制巨头们也推出了诸多具有竞争力的安全产品。 对安全技术的应用有了更大的推动作用。一般来说,安全控制系统应该包括安全输入设备(如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮),安全控制电气元件(如安全继电器、安全PLC 和安全总线)和安全输出控制(如主回路中的接触器、继电器或阀等)。 其中,安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC,就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC,在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时,就意味着它具有广泛的自诊断能力,可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外,安全PLC 还必须能够执行标准机构(例如TUV、FM等)认证的必须的故障安全动作,而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计,并满足国际安全标准(如IEC61508和EN954-1等)中定义的要求。另外,安全PLC 还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容,用来保护安全PLC 不受来自外界的干扰。 从安全PLC供应商方面看,罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A D等巨头纷纷采取一系列措施,推出自己的安全PLC产品,这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时,都试图将安全PLC 与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区,产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节,如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC(模块式与分布式)、安全分布式I/O、安全网络等。同时,罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品,Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外,西门子的安全PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前,在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中,有3个安全PLC项目正在进行中,分别是Tahara(日本)、印第安纳(美国)和剑桥(加拿大)。在这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个,共使用了大约2000个I/O模块。 二、汽车制造自动化现代测量技术 应高精度、高速度、多功能、在线检测的需求,不断取得新的发展与突破;同时,测量技术所覆盖的工艺环节和工业领域,也越来越多样化。 系统的最新发展及方向。目前自动化系统发展的一个主要趋势,是控制器功能的集成化,以及通讯的集成化。长久以来,由于技术的限制,在一个自动化系统中需要使用多种,来自多个厂商的专一功能的控制设备,比如一般控制任务的PLC;安全控制用的PLC;运动控制用控制器;伺服控制用控制器;等等。相应地在通讯上,有一般控制任务的现场总线;用于安全控制的安全总线;用于运动控制的通讯等等。 这样集成得到的系统,复杂性高,无论系统集成商,还是设备使用维护方,除了掌握各种不同的技术外,还必须适应不同厂商产品的不同设计习惯,不同的软件编制风格。还有,不同系统之间的接口和通讯进一步增加了系统的复杂性。而且从一定程度上,降低了系统的性能。 现在,集成了上述几个和全部控制功能的控制器越来越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC,集成了PLC功能和运动伺服控制功能的基于PC 的控制器,等等。同时在通讯领域也在发生重大变化,以太网借着在一般网络上取得的巨大成功,已经在工业领域逐步深入,开始牢牢确立自己的地位。集多种通讯功能于一身的以太网产品已经出现,随着技术的逐渐成熟,产品的逐渐丰富,以太网技术是目前能够看到的一统江湖的通讯网络。 汽车行业有自己的特点,就是高可靠性,高利用率,设备的高寿命。这些特点,决定了在选用自动化产品时,普遍比较谨慎,不敢为天下先,一般倾向选择成熟的产品。因此这些新的技术何时能够大规模进入汽车行业,就要看它们何时能够积累起足够的市场认可度。 由于中国巨大的汽车市场,各个国际汽车巨头目前纷纷在中国各地投资建厂,汽车制造商为了扩大品牌占有率和汽车销售,会对原有厂房或生产线进行扩建或改造,同时,由于汽车厂商的建厂、改造,必然会带动相关零部件厂商间的竞争,从而零部件厂商也会为了扩大生产而采取相应措施,因此,需要越来越先进的生产设备和系统来扩大自己的生产、增进效率、降低成本。汽车自动化系统的发展成为了业界瞩目的焦点之一,因此我国汽车制造安全技术非常重要。 汽车安全技术论文:汽车电子安全技术的现状及其发展策略 摘要:介绍了当代汽车电子安全技术的发展现状,从主动与被动安全两方面技术分别探讨,包括电子制动力分配装置、驱动防滑系统、电子稳定装置、自适应巡航控制装置、和安全气囊防护系统、自动防抱死刹车系统、电子刹车辅助系统、事故自动报警系统、驾驶纪录系统等。同时对未来的汽车电子安全技术的发展趋势做了简要介绍。 关键词: 汽车电子;主动安全;被动安全;发展趋势 0 引言 汽车安全,一个大家越来越关心的话题。实际上从汽车诞生那一刻开始,汽车安全技术就随着汽车技术的发展而发展,如今汽车安全技术早已经不仅仅是安全气囊安全带的简单应用,各种电子设备的介入使得汽车安全装置更加的智能化、人性化。本文主要介绍了汽车安全相关的电子技术,并对未来的发展趋势提出了构想。 汽车安全性配置按照事故发生的前后基本可以分为主动安全和被动安全两大类。汽车的主动安全性是指事故将要发生时汽车防止事故发生的能力,而被动安全则是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护,使损失降到最小的能力。 1 汽车电子的主动安全装置 主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故,对汽车的内、外部结构进行合理有效的设计,所谓主动安全技术就是在汽车设计和制造时,为提高汽车的主动安全性能,而采用的更先进的技术和装备。目前已广泛采用的汽车电子主动安全技术主要有自适应巡航控制装置(ACC)、电子稳定装置(ESP)、驱动防滑系统(ASR)、电子制动力分配装置(EBD)、电子刹车辅助系统(EBA)、自动防抱死刹车系统(ABS)等。 1.1 ABS(Anti-lock Braking System)自动防抱死刹车装置 由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况,在遭遇紧急情况时驾驶者踩死刹车,刹车抱死车轮。ABS系统使车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次循环,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。 1.2 电子制动力分配系统EBD(Electronic Brake force Distribution) EBD系统可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,防止汽车制动时后轮先制动的情况发生, 如发觉前后车轮有差异,而且差异程度必须被调整时,制动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率,使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布,它就会调整汽车制动液压系统。因此,重踩制动在ABS动作启动之前,为改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离,防止出现后轮先抱死的情况,EBD已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力。一些汽车技术性能就有了ABS+EBD的项目,EBD实际上是ABS 的辅助功能,可以提高ABS的效用,使满载车辆和弯道制动性能改善。 1.3 电子刹车辅助装置EBA(Electronic Brake Assist)在一些非常紧急的情况下,驾驶员往往缺乏果断性,不能迅速踩下制动踏板。EBA就是为此设计的。它的功能与ABS相似。该系统利用传感器感知驾驶员对制动踏板踩踏的速度和力度大小,以此判断驾驶员此次制动的意图。如果属于非常紧急的制动,EBA就会指示制动系统产生更高的制动力,使ABS发挥作用,从而使制动力快速产生,减小制动距离;而对于正常情况的制动,EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下,EBA的响应速度都会远远快于驾驶员。这对缩短制动距离增加行车安全性非常有利。因此,对脚力较差驾驶员避让紧急危险的制动是非常有帮助的。 1.4 驱动防滑转控制系统 ASR(Automatic Slip Regulation),也被称为牵引力控制系统TCS 该系统根据传感器监测到的车轮滑转状况,综合控制发动机输出功率和驱动轮制动力,把车轮的滑转率控制在最佳滑转率附近。 充分利用路面的附着能力!提高了汽车的驱动性和操纵性,使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步、加速和转向。 1.5 电子稳定装置(ESP)(Electronic Stablity Program)ESP实际上也是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。该系统具有支援ABS及TCS的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、TCS发出纠偏指令,帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。 1.6自适应巡航控制装置ACC(Adaptive Cruise Control) 该装置是CCS(Cruise Control System)功能的自然延伸。它依据雷达探测到的主车与目标车辆间的相对位置关系及相对运动关系,通过控制发动机节气门开度、行驶档位及制动器制动力矩实现对车辆行驶速度的调节,从而达到与目标车辆间保持安全行驶距离的目的。 2 汽车电子的被动安全系统 为使直接损失降到最小的技术,保护车辆内部乘员及外部人员,汽车被动安全技术是指一旦事故发生时,所采取的安全保护系统。 2.1 安全气囊防护装置(SRS) 安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。随着技术的发展,安全气囊的保护范围将进一步扩大,从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人。侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气囊等产品不断推出。同时,安全气囊已出现智能化,能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅以及乘员身材大小、重量,坐姿、是否系戴安全带等,并根据上述信息调整动作,以求最大限度地减少失误和保护乘员。 2.2 驾驶纪录系统 依据地理信息管理系统(GIS)及计算机数据库系统,汽车黑匣子是利用GPS先进技术,形成一套现代化的监控体系。它能帮助有关部门迅速准确地分析事故发生的原因,不但具有像飞机黑匣子一样记录事故发生前后的详细数据,而且还能帮助车辆管理人员和驾驶员,它实质上是机动车综合记录仪,最大限度地减少事故的发生,适时监控和分析车辆的运行情况,从而加强对车辆的管理。实践证明,汽车黑匣子的使用,产生了显著的社会效益和经济效益,大大减少了人员伤亡和财产损失,使交通事故率降低了37%~52%。 2.3 事故自动报警系统 它与智能汽车交通系统和全球卫星自动定位系统相配合,是在汽车后视镜内安装了一个微型摄像机,它主要是与移动电话和撞车传感器相连,事故自动报警系统将是今后汽车必备的安全系统,一旦汽车发生事故,将自动向有关部门和医疗急救部门报警,并保持联络,使事故车中的人员得到及时救护,它能全面地提供系安全带人数和人员受伤的大致程度、事故严重程度、车载人员数、汽车所在位置等信息。 3 汽车电子安全技术的发展趋势 未来的汽车安全技术将向着集成化、系统化和智能化方向发展,安全技术中的主动安全和被动安全是相辅相成、缺一不可的。 3.1 智能化 随着电子信息等技术的飞速发展,安全技术正逐步走向智能化,智能技术在汽车安全系统上得到了广泛应用。随着传感器技术及计算机技术的进步,越来越多的新型智能化安全装置将出现在现代汽车上。全球卫星定位系统(GPS)技术、智能安全气囊、智能轮胎、智能悬架、智能避撞系统、智能驾驶系统等将在汽车上发挥越来越大的作用。这些智能装置将具有一定的识别、判断能力,在各种情况下都能自动协助或自行控制。未来的智能约束系统尽可能多地收集和利用有关乘员形体位置及撞车类型和撞车速度的数据,建立数据库,对某一碰撞中获得的乘员和车的有关信息进行判断识别,使人体获得最佳的保护。 3.2 系统化 为达到系统整体的最佳效益,实现驾驶员特征、车辆机械特性及道路交通法规之间的协调,达到各自性能的最佳匹配,将人、车、路作为一个系统来分析研究,让三者相互协调。 3.3 集成化 德尔福公司推出的集成安全系统(ISS)涵盖了汽车上所有的主要电子系统,为得到更好的安全保护效果,将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合,由50种不同的技术组成,能更好地预防交通事故发生,协同发挥作用,这些技术集成于一体。 4 结语 我国汽车被动安全性和汽车安全技术研究起步晚,但发展迅速,正在接近和赶上国际先进水平。随着现代科学技术的发展,未来的汽车将越来越智能化,越来越人性化,越来越可靠,越来越安全。未来的汽车电子安全技术将向着微处理机、光导纤维传导技术、纳米技术、声纳传感技术、软件技术、多通道传输技术、集成化技术、车载网络系统等更先进的技术领域发展。 汽车安全技术论文:汽车被动安全技术分析 摘要:随着科学技术的发展, 汽车主动安全技术在交通安全中起着越来越大的作用。但尽管如此, 仍然不可避免地发生意外情况, 此时, 汽车的被动安全技术将是避免乘员受伤的唯一保障。汽车的被动安全技术主要包括安全带、安全气囊、安全转向柱及安全座椅等几个方面。 关键词:汽车安全 碰撞 安全带 气囊 随着我国经济的不团发展,汽车作为现代化的交通工具已经走进了平常百姓的生活中。汽车数量的极大增加一方面给人们的日常生活带来了方便,但同时不多出现的各类交通事故也带来了极大的负面影响。国内外大量统计数据表明,汽车交通事故造成的人员伤亡和财产损失时巨大的。如2009年,全国共发生道路交通事故238351起,造成67759人死亡、275125人受伤,直接财产损失9.1亿元。汽车安全性能越来越为人所关注。 1、汽车被动安全 车用安全系统根据是否为预防性质, 可分为主动安全(Active Safety System) 与被动安全(Passive Safety Systerns)两类,前者为预防事故的发生,后者则为减缓事故发生的伤害程度。简单的来说主动安全技术就是防患于未然,被动安全技术就是要做到汽车在不可避免发生事故时“车毁人安”。 汽车安全问题自汽车诞生的那天起就时刻的存在,但是由于早期汽车的速度较慢,数量也相对较少汽车事故并没有引起社会的广泛重视。随着汽车大规模的运用,汽车技术的不断革新,速度的增大和数量的增多,汽车安全问起变得越来越突出,据统计,目前每年死于车祸的人数多达100万,伤残人数达到数千万人。汽车被动安全技术作为保障人员安全的最后一道屏障,也引起来人们的高度重视。 2、分散撞击力车架 车架是汽车的基本骨架,现代的汽车的架设计不仅要考虑空间、重量和发动机的布局,更要考虑其安全性能,即在事故中抗冲撞的性能。通过精密计算与设计将汽车碰撞时的撞击力分散开来,并最终将碰撞的撞击力分散到整个车架的各个部位,减轻车内乘员承受的冲击力,同时加强座舱的强度避免车体或发动机等部分凸入车厢内。通常这些分散撞击力车架的横向撑杆及纵向梁全都十分坚固和紧密相连,那些在撞击时受力最大的地方都运用多种特质钢材并经过特别的强化工序处理,或是增加了加固件。当然,分散撞击力车架最重要的品质表现还在于当撞击真的发生时车架将会如何折曲以吸收掉大部分的冲击力,合理的折曲设计可以确保车厢结构完整,即实现所谓的“安全舱”,这对于保证车内乘员的脱险和抢救是至关重要的。 3、防撞钢梁 一般包括汽车前后防撞梁和四车门防撞梁,防撞梁的主要作用是保证车辆在中低速行驶的过程中发生汽车前后碰撞,汽车侧面碰撞等情况时,对车辆起到一定的保护作用,能在一定程度上保护驾乘舱人员的安全,但不能百分百保证安全。 前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。也就是说汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。 在汽车结构中防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便的对防撞梁进行更换。 在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效的将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。 4、安全带 汽车座椅安全带是最重要的汽车乘员约束保护装置,如今安全带已经是汽车的标准安全配置,在减轻碰撞事故中乘员伤害程度方面起着重要作用。瑞典沃尔沃公司于1959年首先开发了三点式座椅安全带, 此后被为国的汽车制造厂所采用。由于三点式安全带使用方便维护简单,保护效果比较明显,后来就逐渐扩大了安全带的使用范围, 从小轿车车到载货车、客车, 从短途车到长途卧铺车, 从外侧座椅到中间座椅。装配的安全带形式也从三点式到赛车运动的多点式。现在, 大部分汽车所有乘员的座位上都装配安全带,作为汽车安全标准装备。 安全带是最典型的被动安全装置, 它可对驾乘人员进行系绊约束和相对固定, 能有效地减轻交通事故发生时乘员与车身的碰撞的几率, 并将乘员的损伤程度降至最低。其工作原理很简单, 缓拉时无阻力, 急拉时可锁紧。即当车辆出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时, 乘员会使安全带受到快速而猛烈的拉伸, 此时卷收器的自锁功能可在瞬间卡住安全带, 使乘员紧贴座椅, 避免乘员身体冲出座椅与车内饰件发生二次碰撞。安全带作为主要的乘员约束保护装置, 是目前最有效的安全设备, 其单独使用时可以减少42%左右的死亡率。事实证明, 在正面碰撞、追尾碰撞及翻车事故中, 普通安全带对乘员保护效果很好, 尤其是对乘员头部, 胸部的保护。为了进一步降低碰撞时乘员的“潜水”现象(即乘员沿座椅下滑)造成的腹部伤害, 目前很多汽车生产厂采用织带预张紧器或织带夹紧装置的安全带。这种安全带同改进的座椅结构及安全气囊相接合, 便可大大提高对乘员的保护性能[1]。 汽车安全技术论文:浅议现代汽车安全技术活理念 摘要:汽车交通事故已成为日益严峻的全球性社会问题。笔者提出汽车驾驶者与汽车安全性能共同发展的现代汽车安全活理念。使人们在享受汽车带来便利的同时加强安全意识。 关键词:汽车安全;安全活理念;驾驶技术 0引言 随着交通工具现代化和绝对数量的剧增,交通事故已成为严峻的全球性社会问题。毋庸置疑,好的驾驶习惯、出色的应变能力以及先进的汽车安全设施是行车安全的保障。努力研究开发高性能、高安全性的安全汽车,同时也要加强对在用汽车的定期维护和管制,使汽车经常处于良好的技术状况,以提高汽车行驶的安全性。 1汽车安全活理念 从1886年有了汽车, 汽车给世界装上了轮子,使人类实现了征服距离的梦想,由加快生活节奏升华为一种享受,但驾车如驾虎,驾乘人员必须掌握一套系统而科学的安全理念。“五次元”安全活理念,将汽车行驶过程中出现的安全威胁分为五个等级,分别为:正常路况下的“安全驾驶”;危险路况上的“安全问题”;轻微碰撞时的“安全损控”;车辆碰撞后的“安全防护”以及碰撞救援时的“安全脱离”。其意义是说明:首先在最大程度上避免事故发生,其次如果不可避免,就将损失降低到最低程度,最后一旦发生重大较大事故,避免再次伤害是首先要考虑的因素,实现“车守护人”的安全理念。 2汽车安全性 汽车的安全性是按交通事故发生的前后进行分类的,一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。 2.1 汽车主动安全性汽车主动安全性(也称为“一次安全性” )是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了防抱死制动系统(ABS)、防滑驱动系统(ASR)、自动悬架、动力转向、四轮驱动(4WD)、四轮转向(4WS)、灯光照明系统、刮水器、后视镜、防止车辆追尾的车距报警系统和激光雷达等。这些安全装置和技术称为主动安全系统,也称为预防安全系统。未来的汽车将主动安全性的新技术更加广泛的应用和普及,如打瞌睡警告及唤醒系统,高适应性定速巡航系统,紧急制动先期警告系统,录仪行车(类似于飞机上的黑匣子),卫星定位导航系统,防碰撞系统,安全的行驶方向控制系统,转弯减速调节系统,EyeCar技术(即无阻碍视眼和最好的能见度),CanCar技术(提示驾驶员的感知能力)等智能化汽车。 2.2 汽车被动安全性汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 2.3 汽车事故后安全性汽车事故后安全性是指汽车发生事故后保障驾乘人员及时救助,能减轻事故后果的性能。主要包括能否迅速消除事故后果,同时避免新的事故发生,避免再次伤害。GPS救援系统利用卫星导航定位缩短救助时间,门锁紧急施放系统使驾乘人员迅速离开车内和现代的交通管理系统都是事故后安全的组成。 2.4 汽车生态性安全汽车的公害问题,指汽车的制造、使用过程中发动机排气污染、噪音和电磁波对自然环境、人类生存、资源消耗带来的危害影响。人们期望使用零污染、无公害和保护环境的绿色汽车。绿色汽车主要标志为:第一是可以回收利用;其次是动力源多样性;第三是对环境污染小。电动汽车具有低耗、低污染高效率的优势;被称为清洁能源的天然气汽车、氢能源汽车、甲醇汽车、太阳能汽车都是典型的绿色汽车;设计合理的动力混合汽车,都使汽车工业持续发展。 3汽车驾驶技术培训 安全驾驶培训是驾驶员上路前必修之课,全球每年死伤于交通事故的人数有5000多万人,我国拥有的车辆数量只占世界车辆总数的2%,死亡率却占世界的15%。通过学习掌握“安全行车指南”的五大准则,提高驾驶员的综合素质能力达到保障行车安全的目的。 3.1 提高预测能力要时刻查看前方路上发生的事情,不要只关注车跟前,因为隐患往往在车前很长一段距离就出现了。 3.2 观测行驶道路的全景了解车辆周围发生的事情,仔细观察发展变化的交通形势,目光注视某物的时间不宜超过2秒,同时要养成每隔5-10秒就查看一下反光镜的习惯。 3.3 尽早打出信号,表明意图以便他们有时间作出正确决定,但不要突然行动,以免引起他人的惊慌。 3.4 安排一条退路选择超车时机,做好避让的准备,以便在意外发生时迅速作出反应。要安排一条能有足够时间、空间和视程来平稳起步或停车的退路,避免汽车追尾。 3.5 果断行动按照以上四条准则执行以后,驾驶员就应该有充分的时间和空间来处理紧急情况,最后需要的就是要下定决定、果断行动,做到快准稳。 4总结 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:浅谈汽车智能安全技术的应用 [关键词]智能安全技术;防撞技术:防盗技术 汽车已不仅仅只是代步工具了,而是演变成一件件高科技产品。当前汽车安全技术发展的目标就是提高行车安全性和各环境下的适应性。当前的信息技术革命正在推动汽车设计翻开新的一页,自动化、智能化、多功能将成为21世纪汽车发展的新趋势。智能化的汽车在21世纪将以更高的速度和效率把人类带入智能信息时代。 一、关于发达国家智能汽车研究的现状和趋势 进入20世纪90年代以来,随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统(ITS)研究的必起,国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门,目前它已成为世界众多发达国家重点发展的智能交通体系中的重要组成部分,也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。 美国交通部已开始一项五年计划,投入3500万美元,与通用汽车公司合作开发一种前后防撞系统。同时,美国俄亥俄州立大学和加州大学以及其他一些研究机构正在进行全自动车辆的研制与改进工作。欧洲的一些国家正试验将智能速度适应(Intelligent Speed Adapta2tion,ISAl作为提高车辆安全性的手段,其构想是通过路边标志信息或卫星定位信息以及车载数字地图进行车辆导航,并自动控制车辆的速度。目前在日本,夜视和后视报警系统已应用在某些汽车上,三菱公司和尼桑公司已其近期可使用的防撞设备。前方防撞和车道偏离有望在1至2年内实现。世界各国著名大学也参与到智能汽车的开发中,如麻省理工学院、斯坦福大学、剑桥大学等。 二、关于智能安全技术的应用 1.防撞技术。专家、学者在分析城市交通事故的原因时,普遍认为事故原因主要由:人员素质、运输车辆、道路环境、管理法规等4个方面。而其中很重要的一点――运输车辆性能的提高,常常为人所忽视。而事实上,随着科技水平的不断提高,使得机动车辆的智能化已成现实。可以通过机动车辆的智能化来提高交通的安全性。一是新型带,自动制动功能的碰撞警示系统。该系统由沃尔沃公司最近推出,可以最大可能地降低碰撞时的车速,减少碰撞双方乘员伤害风险。该系统功能包括:纵向避撞――有助于防止车辆与车辆之间,车辆与其他物体或行人之间正面或尾部的碰撞:侧向避撞――有助于防止车辆偏离行驶车道引起的侧面碰撞;视觉强化防止碰撞――改善驾驶员观察道路及道路上或道路旁物体的能力。二是激光测距在汽车智能防撞系统中的应用。该汽车智能防撞系统主要包括:振动电路、激光调制器、激光发射器、激光接收器、计数器、处理器,以及显示、报警和智能制动装置等。当启动系统后。激光发射器不断发射激光束,探测前方是否有障碍物。当有障碍物时,激光束被反射回来被接收器接收并转换为电信号。经放大后通过计数器计数获得N值,再经处理器的运算得到是否安全的距离。三是智能式汽车安全气袋控制系统。气袋控制系统的任务是准确判断出事故的碰撞强度,并点爆气袋。现在大部分系统都采用带微处理器的智能控制系统。它使用单片机对电子式加速度传感器测得的信号进行计算,认为发生了碰撞并且达到一定强度时,输出点火脉冲引爆气体发生器。迅速产生大量气体充满气袋。智能控制系统的控制算法由软件实现,极大地提高了算法的灵活性,而且具有记录事故信息和与计算机通讯等前两代控制系统无法实现的功能。 2.防盗技术。一是射频识别技术。汽车电子式防盗采用射频识别技术(RFID),通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术采用射频传输,可以透过外部材料读取芯片数据,实现非接触操作,应用便利,使用寿命长;大容量的存储空间,适合储存大量的数据信息;数据安全方面,通信数据使用加密算法对数据进行加密,实现数据安全存储、安全管理和安全通信。基于射频识别技术的汽车防盗器主要功能特点如下:普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的,这种方式给驾驶带来诸多不便,而且由于其密码组合有限。较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份,则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围),即可在瞬间完成身份识别,并且其密码不宜破译,因而大大提高了防盗效果。利用该电路可以方便地实现防盗系统的安全提示和报警功能。二是汽车智能钥匙。智能钥匙的主要功能:靠近汽车时。钥匙和汽车便开始通过无线电交换已设定好的指令信息。随即汽车的关闭系统和安全系统以及发动机的控制系统全部被激活。打开车门时。只要驾驶员一碰到车门把手。传感器就会探测到这一压力,同时伺服发动机便会打开车门门锁。接着座椅、转向盘和外后观镜便会自动调整到合适与车主的位置。启动前,驾驶员踩下制动踏板,转向盘锁会被随即打开。同时启动按钮也会被释放。最后主制动器自动松开。下车时,驾驶员必须按下锁车钮,如果闪光灯亮起则表示车门已安全上锁。汽车上锁的同时,钥匙和汽车就会重新约定好一个新的指令信息。三是GPRS移动通讯网络汽车智能防盗系统。当用户驾车外出。车辆停放位置与用户比较近时。防盗监测系统通过GSM网络发短消息给用户的GPRS手机。不需要上Internet网络,这样用户可以更快采取补救措施。当用户车辆在公用车库中或距离很远,或中途被抢,此时就可将信息经GPRS和Intemet网络传送给监控中心计算机,监控中心计算机分析现场传输的图片、声音等资料,采取相应的措施,同时利用GPS传送信息结合该地区、城市地形图,确定被盗车辆现在哪个地区哪个城市哪个街道。将监测到的有效信息提供给公安机关,帮助快速破案。 三、关于汽车智能安全技术的展望 汽车出现有100多年的历史,而智能汽车才刚刚起步。尽管汽车智能安全技术的发展前景非常广阔。但仍存在着不少障碍。如某些高智能化安全系统造价昂贵。普通消费者无法接受。为了实现彼此设备的兼容,、要制定统一的工业标准。现在的智能汽车时速还不能超过30公里/小时,以及受到恶劣天气、路况的影响还比较大。随着技术上的不断完善,我们有理由相信。未来的汽车驾驶和乘坐,将不会再有任何的安全顾虑,驾车也将真正成为一种享受。 作为交通运输工程的参与者,要大力倡导和积极推广汽车智能安全技术在工作和生活中的应用。身体力行的同时。要注意不断总结和技术研发,切实推动汽车智能安全技术项目的完善。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展刍议 摘要:汽车技术首要作用是确保安全。在智能化技术飞速发展的今天,汽车的安全技术也有了长足的进步。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分,作者结合自身学习与实践,从主动安全技术与被动安全技术两方面论述汽车安全技术的智能化发展现状,着重讲述主动安全技术的智能化发展趋势,并举出相关例证。 关键词:汽车;安全技术;智能化;发展 一、概念简述 汽车的节能减排、降低环保、保证安全是当代汽车技术的重要衡量指标。其中最重要的指标是安全性。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分。主动安全指的是在事故发生前充分使用安全技术,消灭安全隐患;被动安全指的是发生事故的时候,通过汽车性能设计和被动安全设备尽量降低驾驶者、乘客和车外行人遭受伤害的机率。 在目前智能化技术的发展的促进下,汽车安全技术和以往比较产生了巨大的进步。不仅仅在智能化的方面有着明显的发展趋势,汽车安全技术的进步的重点正从被动安全转移到主动安全。 二、主动安全技术的智能化发展趋势 1、减轻碰撞系统 此系统利用完整的智能系统检测驾驶员会要采用的紧急刹车等行为,并在刹车实施的时刻,辅助驾驶员把制动力加刀尽量大,达到减少制动距离,降低碰撞几率。奔驰公司当前投入使用的新式减轻碰撞系统有着两个雷达传感器,第一个探测的角度相对小一些,为的是探测远处事物;第二个探测角度相对大一些,为的是探测近处的事物。丰田雷克萨斯利用了探测距离较远的雷达传感器来检查远处是否有障碍物如汽车、路障等;第二个探测距离相对近的物体例如行人。沃尔沃公司目前试验能够达到现有的制动辅助设施的条件下同一时刻对转向也可以采取干预的技术,进而达到有效降低事故概率的目的。 2、距离警示系统 此系统的最大特征是当自适应巡航控制系统(ACC)关闭的时候,也能够辅助驾驶员时刻与前车保持一定的距离,若是打开了距离警示系统打开,驾驶员能够实现设置好驾驶车辆和前方车辆的安全距离,当汽车行驶,系统发现驾自身车辆和前方车辆的距离间隔小于实现设置的时候,就在前风窗玻璃上进行提示,并且发出警示声音,若是驾驶员还没有进行规避或调节驾驶,该系统便会自发的制动。如沃尔沃汽车公司所生产的此类预防碰撞的距离警示系统(Distance Alert)。 3、驾驶员警示系统 该系统一项正在发展完善的汽车安全技术,能够监测车辆在道路上的行驶状态,一旦驾驶员的操作有一场,就会向驾驶员进行示警。这系统安装在车辆上后,不仅在白天,即使在黑夜,如果汽车行驶到驾驶员容易松懈的平直车道或易于判断错误的复杂道路时,警示系统就能利用摄像头持续监测车辆和道路两旁和周围车辆的距离,继而使用传感器传递至电控单元,电控单元再分析相关信息,用来检测汽车有没有安全隐患,若是存在,系统就能够发出警报,同时还能够在仪表板上显示是否应该休息的提示。 4、车道偏离警示系统 该系统能够帮助驾驶员及时辨别休整方向。工作原理是通过摄像头观察汽车与道路标线之间的距离。若是没有展示变道信号就越过了车道标线,系统会有声音信号提示驾驶员。在此工作原理上,可以强化其智能化,开发自动转向回避碰撞功能,这样能够比车道偏离警示系统更优越,能够使用摄像头与雷达传感器监测车辆和其它车辆之间的距离,从技术上确保了可以预防驾驶员粗心大意导致的摩擦碰撞等。比如汽车如果要驶入错误车道,而且系统监测到旁边有车可能与自身发生碰撞,汽车会自动调节线路,到达安全车道。 三、被动安全技术的智能化发展趋势 1、气囊式安全带 以最新的福特后座气囊式安全带为例,该安全带在2011年配置在新一代福特Explorer SUV汽车中。目前福特打算为全世界的汽车上使用气囊式安全带技术。气囊式安全带可以降低事故发生对乘坐者头部、颈部与胸部的损伤机率与程度,而事故中最易受到伤害的是儿童与老人。平时应用时,气囊式安全带和传统安全带功能类似,并能够适用于儿童身上。百分之九十以上的测试气囊式安全带的人都感觉气囊式安全带的舒适程度和传统安全带到得多。 发生事故时,汽车安全带中的传感器可以及时检测装机的力度,并迅速打开气囊式安全带的气囊。安全带里面有许多管状气囊,能够利用冷压缩气体膨胀展开,安置在座椅底部的气罐把气体利用特殊设置的扣环导进安全带中。气囊式安全带就会将碰撞的力量分散到更大面积,用以增加保护面积,并减少可能导致的伤害。 2、智能化安全气囊技术 智能化安全气囊是基于以往安全气囊基础之上设置了智能传感器,用来监测前面的座位里有没有人,乘坐者是儿童或是成人,有没有系好安全带,驾驶员与乘员在座位上的位置是否合理等等。智能型安全气囊包含以下几种传感器:重量传感器,能够利用座椅上重量检测到是不是有人乘坐,是儿童还是成人,甚至可以检测乘客的性别;红外线传感器,用以确定车上人员的位置;电子区域传感器,利用测量低能量电子区域的电流,检测乘客之间的相对距离。 3、吸能式车体结构 汽车碰撞时,车体结构的安全作用是吸收汽车动能的同时减缓乘员移动的程度,并保证乘员有足够的生存空间。专家们认为,在未来汽车的车体结构设计中,要预先设计一个具有高吸能特性的所谓“压偏区”(一般为非乘坐区)。当车体受到撞击时,该压偏区能以一种可以预见的形式发生断裂或破坏,在一定程度内被压偏,从而最大限度地吸收车辆的压力。 四、结论: 凭借着在智能化领域强大的技术实力和先进性能,当代汽车的安全技术越来越智能化,其效率越来越高,世界各大汽车公司,都在开展这方面的研发,目前车企业在汽车安全技术智能化方面已取得实用化成果。为解决智能交通系统研究开发过程中的汽车行驶安全问题,提供了理论及技术支撑,汽车安全技术的智能化发展,必将为人们的生命安全提供有力的保障。 作者简介 王莉(1979-08)女,籍贯吉林省四平市,单位:烟台汽车工程职业学院,学历:研究生。研究方向:汽车。邮编265500。 汽车安全技术论文:汽车安全技术要首先考虑行人 在汽车上开发各种先进的安全技术时,开发者、利用者最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者 轿车正在走进普通中国人的家庭。据商务部预测2004年中国汽车产量将突破500万辆,其中240万辆是轿车。 当汽车堂堂皇皇地进入到人们生活中时,其负面影响也愈发地显著起来。每次到中国访问,我都能立即感受到城市中的大气污染。而汽车的迅速增加也带来了交通事故的频发。中国只有2400万辆汽车,但交通事故造成的死亡事故在这几年一直是每年10万人,相当于每天将近有300人死于交通事故。 当然汽车厂家、中国政府都非常重视这些问题。在环境方面,上海汽车工业公司与通用公司(GM)在共同开发油电两用车(同时使用汽油引擎及电动马达的汽车),东风集团也将在2005年以后生产同种汽车。第一汽车集团已准备和丰田共同生产油电两用车,中国政府在全方位地推进环境对应型汽车的开发。国际社会上有些厂家的燃料电池汽车已经接近实用化,在汽车大踏步地走入到人们生活中时,技术的开发、引进有可能让环境等问题得到改善。 世界众多的厂家都在为解决交通事故的产生,而在进行着技术开发。现在,日本正在开发和利用的相关技术有:窗帘气囊(在侧面遭受撞击时,能保护乘客头部的气囊)、防止横向滑动装置、带有控制车与车之间距离的低速行驶装置、导航系统、囊括了以上主要装置的ITS(Intelligent Transport Systems)系统等。日本正在进行安全技术、支援驾驶等技术的开发和利用,如果中国也进行这方面的开发、引进的话,这些能成为对付交通事故的一个有力的手段。 但是笔者更愿意在这里强调的是,技术的开发、利用由于意识、思想的不同,能带来结果也大不相同。乍一看同样是安全技术,但其开发、利用的意识的不同,能营造出完全不同的结果。打个比方说,刀子可以作为餐桌上使用的餐具,也可以作为战争中的武器。虽然它都是以金属加工技术为基础的,但使用目的的不同,做出来的刀具其形状及结构也大相径庭。手握一把刀子时,是用它去加工食品还使用它去打仗,最后结果是完全不一样的。 从汽车安全技术上看,一方面是公路建造方法、交通法规不完备,对司机的安全教育不彻底,而另一方面则在车上装上了气囊及防止横向滑动装置,这些与行人的徒步行走环境的改善毫无关联。司机的安全系数高了以后,反而使一些人敢胡乱开车,让行人处于更加危险的境地。导航系统在强调它们是如何的方便,但如果在技术开发上无原则地增加信息量,反而会让司机的注意力不能集中。 所以在汽车上使用这些技术时,开发者、利用者应该在意识和思想上真正把安全当一会事来思考,最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者。 一个以每小时5公里速度行走的体重50公斤的人,和以每小时50公里行驶的1吨重的汽车相比较,由于运动能量与重量有关,和速度成二次方的比例,汽车的运动能量是人的2000倍(重量是人的20倍,速度为10倍时,20×102=2000)。我们应该注意的是,在行人的旁边(这里面有注意力不够成熟的孩子,有行走的自由度比较少的老人,还有残疾人),具有如此巨大的运动能量(破坏力)的汽车在飞驶着。要保卫处于绝对弱势的生命,必须彻底坚持“行人优先”的原则,这与2004年5月在中国实施的新《道路交通安全法》的精神――“以人为本”的精神也是一致的。 当然,司机也是人,人是会犯错误的。我们应该让公路结构,让交通法规在司机犯错误的时候也能减少行人的生命危险;应该在道路设计上实现人车完全分离,让司机在驾车失误时也不会造成行人的人员伤亡;应该充实交通法规,确实地遵守法规;应该进行彻底的安全行驶教育。 在“行人优先”思想的指导下,在实施以上对策之后,再引进汽车安全技术,这才是有意义,汽车也才能真正地为人类服务。如果不是这样,在没有安全意识、安全思想的时候推进汽车的普及,行人在路上行走将时刻面临着死亡的危险。笔者已经多次在日本看到过惨不忍睹的状况,衷心地希望中国的汽车普及能在“行人优先”的原则下推展下去。 (日本・名城大学经济系副教授) 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术和被动安全技术发展探究 摘 要:随着人们经济水平的不断提高,汽车的应用已成为普遍的趋势,由此带来的汽车安全问题成为全世界关注的焦点。本文从汽车安全技术的概念入手,简述了汽车主动安全技术和被动安全技术的应用情况,明确了未来汽车安全技术的发展趋势。 关键词:汽车主动安全技术 被动安全技术 发展 从汽车投入使用那日起,汽车的安全问题就一直是汽车设计者非常重视的问题,针对汽车安全领域的额研究和改进也没有停止过。经过世界各个国家和组织的共同努力,汽车安全技术在很多方向中也取得了不错的成效。加大汽车的安全技术可以在很大程度上减少了事故发生的几率,减轻了由事故所带来的伤亡和各方面的损失,进一步保障了人们的人身安全。 一、汽车安全技术的概念 汽车的发展和应用的百余年里,汽车的安全问题一直受到汽车制造商和社会各界的广泛关注。汽车的安全成为人们重视的重点,随意打开某一品牌的汽车宣传册,汽车安全的介绍往往占据主要的篇幅。汽车安全技术可以划分为主动安全技术和被动安全技术两种。主动安全技术是运用原有的防范,防止交通事故的出现。被动安全技术则是指事故发生的过程中或者事故发生后,把伤害减到最低的技术。虽然被动的安全技术也可以减小事故发生的伤害,主动安全技术则更占据主要的位置,主动安全技术可以最大可能的避免事故带来的人员或者车辆的损害。主动安全技术起到防患于未然的作用,减少事故发生后出现的交通拥堵而引起的间接地经济损失的问题。 二、汽车主动安全技术及应用 (一)汽车防抱死制动系统(ABS) 汽车防抱死制动技术就是运用计算机对传感器所探测到的各个车轮的转速进行计算,得到当时车轮的滑移率,以此来确定车轮是不是存在抱死的情况,这时可以对执行机构下达调整制动压力的命令,确保车轮在理想的制动情况中运行。对于防抱死制动系统的准确认识是如果驾驶人员要进行紧急刹车的情况,可以保持车辆不会因为抱死而失去控制,可以维持住转向力进而躲避障碍物的碰撞。在通常的情况下,防抱死制动技术不可以缩短刹车的距离。 (二)驱动防滑系统(ASR) 汽车的驱动防滑系统是指在车辆进行加速运行车轮打滑的时候,运用把调整点的时间和间歇关闭的喷油阀降低至发动机进行转速,从而降低了发动机的扭矩,保障车轮不出现打滑的情况。汽车驱动防滑系统是防抱死系统的延伸,进一步为防抱死系统进行完善。汽车的防抱死系统可以确保制动过程中的汽车方向的稳定和操纵性,汽车驱动防滑系统则保障了行驶过程中汽车方向的稳定性和操纵性。所以,汽车驱动系统只能对驱动的车轮加以控制,而汽车防抱死系统可以对所有的车轮实施控制。 (三)电子稳定程序(ESP) 电子稳定程序对于防抱死系统和驱动防滑系统具有支援的作用。电子稳定程序运用各个传感器得到的车辆行驶情况的信息实施分析,对前面两种系统发出纠偏的命令,辅助车辆维持好平衡。电子稳定程序由车轮传感器、电脑、转向传感器等部分组合而成。如果汽车在行驶的过程中,转向的参数会不停的传到电脑,电脑可以结合其他传感器的值来对该车辆行驶过程的转向不足进行修正。 二、汽车被动安全技术及应用 汽车的被动安全技术是指当事故已经发生后,运用车内的保护系统保障车内所有人员的损失降低到最小的程度。 (一)安全带 安全带的应用有着很久的历史,如果出现剧烈碰撞的情况,安全带可以确保车内人员的身体状态不会出现乱动,为其他的安全设施发挥作用奠定基础。汽车上所运用的安全带一般有两点式、三点式、四点式和斜挂式,分别由安装固定件、调节件、织带等部件组合而成。目前的安全带技术运用电子限力预紧的模式,这种模式的使用不仅可以精确地锁定安全带,也可以在收紧安全带的同时保障乘车人员的身体和椅背靠紧。电子式的安全带和安全气囊隶属同一套的控制设施,如果出现剧烈撞击的情况,安全带就运用自带的收紧装置比气囊优先工作,更有效的确保乘客的人身安全。 (二)安全气囊防护系统 安全气囊防护系统的应用在很大程度上减小了碰撞发生时车内人员的受伤几率。安全气囊划分为气囊系统、传感器、气体发生器三个方面。由于技术的快速发展,安全气囊的保护范围也不断的加大,安全气囊的应用可以使紧急的撞车事故中减少车内人员遭受仪表盘、方向盘和挡风玻璃对于颈部、头部、和胸部剧烈的撞击。保护气囊的保护部位由安装位置所决定。安装正面的安全保护气囊需要在车头的左右两面30度的区域内的正面碰撞并达到一定的碰撞的速度和力度方可引爆,侧面的安装要求碰撞点在中心线60度左右的区域内。所以不要以为安装了安全保护气囊就万事大吉了,在没有系安全带的情况下,安全气囊对于保护人的左右更小,也有可能出现不好的作用。因此想要发挥气囊原有的作用,首要的条件是系好安全带。 (三)自动求救系统 自动求救的系统是被安装与GPS车上最新的被动安全系统。如果车辆发生严重的碰撞事故后,此系统可以快速的向救援中心发出呼救,并把事故发生的位置和车辆所处的状态进行报告,为救援人员尽早的获知伤员的信息做了快速的传达。自动求救系统不仅可以预测车内是否有需要救助的人员,也可以检测出车厢内部微量的二氧化碳和轻微的震动情况,为尽快、尽早的救助受伤人员争取了宝贵的时间,把伤亡的指数减小到最低的限度。 三、汽车安全技术的发展趋势 随着电子信息技术的快速发展,越来越多的智能技术在汽车上得以应用,安全技术也向智能化的方向推进。安全技术的智能化主要表现为可以对车辆的行驶情况时时监控、对车辆自身进行监控、可以对驾驶人员进行监控。比如:可以对在车辆运行过程中驾驶人员的瞌睡情况提出警示,智能化的系统也可以对于驾驶人员的身体状况进行监控,判断驾驶人员是否适合驾车。也可以运用智能化的装置对车辆自身进行监控,杜绝出现病车上路的情况,减少事故出现的几率。 可以把汽车、人和道路当做一个系统来进行研究,达到三者的协调发展,确保各自性能的最佳匹配状态,达到驾驶人员的行为特征和道路的设施、交通法规各方面的最佳协调模式,保障整体系统的最佳效益。 为了确保汽车的主动安全系统和被动安全系统可以合为一体的使用,达到更高的安全性能,在最大的程度中保障车辆、车内乘客和路边行人的安全。把雷达、稳定的控制电子传感器和影像传感器进行整合,全面的监控驾驶的环境,自动的帮助驾驶人员运用更好的防护方法。 结束语:汽车作为现代社会无可替代的交通工具,不仅给人们的出行带来了方便,随之而来的还有重大的安全问题。汽车主动安全和被动安全具有相互补充的功效,基于现今汽车的主动安全技术和被动安全技术的应用,对未来汽车的安全前景做出展望。 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术新动向 如果要列举目前汽车技术最热门的领域,主动安全无疑应该榜上有名。近日有媒体测算,根据目前汽车保有量、增速和电子系统价格,未来3年国内汽车主动安全系统前端市场有望达2926亿元人民币的庞大市场规模;夜视系统后端市场也将达733亿元人民币。 碰撞预警、紧急制度辅助刹车、驾驶辅助、自动泊车、车道偏离警告、ABS、电子差速锁……如果留心一下,你会发现,在2013年上市的新车会上,这些主动安全技术名词开始被作为新车营销的亮点频频提起,德尔福高管甚至称“2013年是中国汽车主动安全元年”。包括德尔福在内的博世、电装、大陆、天合、威伯科等外资零部件企业,早已看准主动安全会在国内汽车市场得到大规模应用的前景,均展在这方面开展了大量的前沿研究。 这里,《汽车科技》把近来主动安全技术的新动向分为三类,分别为大家呈现。 外部检测系统 汽车主动安全策略中,外部检测系统一般主要是针对车辆外部危险物体的靠近进行的检测,用以对驾驶人员进行预警,沃尔沃公司在这方面近来有项新的技术,可以主动发现“突然冒出来的骑行者”。 今年1月份,沃尔沃宣布跟瑞典头盔及运动防护装备公司POC合作,并提出了全新的交通安全理念,他们的第一个合作项目就是从汽车到自行车的通信系统,即在四轮的机动车和两轮的自行车之间建立信息交互渠道。这个合作项目的基础是沃尔沃在2013年3月份的骑行者检测技术。沃尔沃与POC将在今年的下半年进行新技术的公开展示。 所谓骑行者检测技术,是对与车辆行进方向相同的骑自行车的人进行实时监测,能够在即将发生碰撞时自动全力刹车的主动安全技术。这项技术是对行人检测技术的一大更新,对于已经实装行人检测技术的车辆,可以直接升级这项新功能。 根据沃尔沃统计的数据显示,在欧洲,有50%的骑行者死于与汽车相撞。因此,对于骑行者的安全保护技术,也被提上日程。但是,与行人相比,骑行者的速度更快,而且同时有“人”与“物体”两种因素,要进行骑行者检测,对检测系统就有了更高的要求:必须能够进行更快的视觉数据处理功能,能够实现更快的识别和更精准的判断。 骑行者检测系统中三项设备各司其职:安装在进气格栅上的雷达,用于识别探索范围内是否有物体并计算两者之间的距离;安装在车内后视镜前方的摄像机,用于判断物体的类型,是行人、车辆、动物还是骑行者;最后还有一个中央控制单元,持续不间断地监控并评估前方的交通情况。 该系统不仅能够检测前方行人和骑车人,向司机发出提醒,还能够在司机反应不及的情况下主动采取制动。虽然无法完全避免碰撞的发生,但该系统至少能够将碰撞发生后的损伤降到最低。 国外汽车媒体AOL Autos将这项技术评为年度技术之一。最重要的是,沃尔沃已经准备将该系统搭载于2014年款的车型系列中。 去年,国内科研人员也开发出了成本更低的外部车辆预警摄像头。 在模拟的数字画面中,通过视频捕捉的前方车辆与测试车的间隔距离实时显示,10米、8米、6米……滴滴滴,当两车距离过近时,系统立即通过声音向驾驶者进行预警。这就是27岁的新加坡南洋理工大学工学博士刘国清展示的新型汽车主动安全系统。 “它的工作原理与沃尔沃、奔驰这些高端汽车配备的碰撞警示系统工作原理相同。后者是基于雷达,我们的系统只需要依赖于一个摄像头。”刘国清是南京一家信息科技公司的总工程师,“与辐射范围只在2到3米的短距离倒车雷达不同,应用于汽车前端的长距离雷达的成本很高,因此只能在高端品牌的汽车上配备,或提供选装,价格都在万元以上。”正是这一点的核心区别,使得刘国清和他的创业伙伴们找到了市场中的这块蓝海,“目前,我们是国内首家以视频捕捉分析技术为核心的主动安全系统研发团队。在世界范围内,也只有少数几个独立团队和国际汽车集团从事这一类型的产品开发。” “一部iPhone 4S的摄像头和芯片处理能力就能完全满足技术的硬件需要。”刘国清透露,以这套新型汽车主动安全系统为蓝本开发的App将以免费的方式在苹果商店提供下载,“只要开车时将手机进行类似行车记录仪的方式进行固定,打开软件就行。” 驾驶员辅助系统 驾驶辅助是较早开始应用的、针对驾驶员的主动安全技术,尤其是在大型客车上,辅助配置越来越多。目前针对驾驶员的主动安全技术有一个热点――防驾驶分心,通过各种跨学科手段,检测驾驶员的注意力集中状态,用以指导甚至控制车辆的运行。 很多人觉得自己可以一脑多用,但科学证明并不是如此。“大脑是一台集中注意的机器;它只能一次进行一项任务,”Geoff Mackellar说,他是神经工程公司Emotive的CEO。“因而当你觉得自己在进行多任务处理时,实际上只是在不同任务之间迅速地来回切换。”当你边开车边发邮件时,后果是非常危险的。 Emotive和西澳大利亚皇家汽车俱乐部最近刚完成了一项研究,他们造了一辆叫Attention Powered Car(注意力驱动车)的汽车,用以研究我们开车时分心的频率。这车就跟它的名字一样:只有当你注意力完全a集中时才能全速开动;如果你分心了,它会根据程度来调降车速。 他们使用EPOC(过量耗氧)建立了一个精神探测系统,用来测量驾驶者转换注意力的频率。它会跟踪整体的注意力水平,同时会测量驾驶者喝咖啡或是玩弄广播时的注意力。那个耳机拥有14个EGS传感器,用来测量整体的大脑活动,有8个专注于大脑额叶,这是集中注意力的地方。 最有意思的是Mackellar可以知道一位驾驶者将要分心,在你拿手机发短信之前它就知道你要分心了。“我觉得很惊讶,我们可以探测驾驶者将要做什么事的意愿水平。”他说。 2013年,日本的一名工程师还研制出了一种基于计量生物学原理的车用安全系统,可通过名为EEG的脑电波扫描仪监测司机的脑电波,从而判断出是否有劫车、疲劳驾驶、酒驾或引擎熄火等异常情况的发生。 这个EEG系统由一系列的电极组成,通过连接司机的头皮来检测其脑电波。和指纹、虹膜或者视网膜一样,每个人的脑电波都不同,可用于作为甄别个体的可靠依据。 EEG系统在投入使用前需要首先获取车主在正常驾车状态下的脑电波,当出现劫车、瞌睡、酒驾等突发事件时,车主的脑电波会出现异常,系统即可通过有异的脑电波获知驾车情况有变,进而发出警示或作出其他的必要反应。当有人试图盗车时,EEG可检测出脑电波并非车主所有,自发制动引擎,使汽车无法启动。 在未来,或有可能推出通过无线连接装置将车主的脑电波信息传送给汽车、电脑、智能手机或其他需要持续认证的装置。最为理想的情形是:所有的此类装置都能在车主在场时自动解锁、在车主离开时自动上锁,无需任何手动操作。但距离如此智能化的系统还有多远距离,尚未可知。 2012年4月,谷歌了风靡一时的谷歌眼镜(Google Project Glass),它是一款“拓展现实”眼镜,具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照,视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。今年初,谷歌宣布正在研发一款名为Drive Safe的app,将和谷歌眼镜配套使用,用于在司机出现瞌睡迹象时发出警示提醒,并帮助其寻找距离最近的休憩场所。 司机通过语音命令“眼镜,让我保持清醒”即可启动该app。该app主要利用一个红外线传感器和一个倾斜传感器运作,其中,红外传感器检测司机的眨眼情况,倾斜传感器用于测量司机的头部方位,两者测量得出的数据可通过一个特殊的公式计算出司机是否在打瞌睡或有打瞌睡的趋势。如果计算结果显示司机已出现驾车疲劳,那么app就会出现语音警示提醒,并提供距离最近的休息地址。 不过以目前的状态来看,以上三种技术现在还很难应用到实际当中,很多人连安全带都懒得系,更不用说戴个傻气耳机、眼睛或其它装置了。此外,注意力驱动车在公路上随便减速也是很危险的,而谷歌Drive Safe需要和谷歌眼镜结合使用,司机有可能收到眼镜发出的其他无关消息对驾车过程带来干扰,加利福尼亚州就曾处罚过一位戴谷歌眼镜开车的女性。因此,它们是否会商业化还难以定论。 2013年11月,伟世通电子提出一种全新的车舱新概念,其中采用多用途摄像头用于监视路况的同时,保护司机的人身安全。 全新的多功能摄像头能够将特定的驾驶员控制系统增强,能够减少司机在操作这些系统时所花费的时间,减少司机分心的几率。多功能摄像头同时还能够辨认出驾驶者的样貌,并根据情况调节某些系统的运作方式,这一功能用于防止窃贼或强盗时非常有用。 多功能摄像头安装非常方便,可安装在驾驶舱内的各种位置,以实现最佳视野。通过将收集到的画面经过微处理器计算,系统能够辨别出司机当前视线聚焦的地方,例如汽车中控台还是路面。根据这些数据,系统能够即刻自动增强这些功能的可视性,让司机更容易看到信息。 系统拥有的识别能力还可用于自动调节座椅位置或侧视镜。此外,万一有窃贼进入车辆后,系统判断出窃贼并非司机本人后将禁止发动机起动,甚至将拍摄到的入侵者图像保存下来。 前方摄像头与普通摄像头功能一样,检测前方车辆、行人和道路标志。当前方出现障碍物时,微处理器将前方摄像头收集到的画面数据进行计算,而后方摄像头则解析司机当前视线的聚焦点,并判断出司机是否看到了前方的障碍物。这项信息会以声音警报或在仪表盘上弹出信息的方式转达给司机。 伟世通电子正在向各汽车制造商展示这项技术,希望将其运用于未来的汽车安全系统中。 智能交通系统 主动安全新技术还集中在智能交通领域,通过共享道路、车辆信息来预防事故发生。 以前车辆搭载的主动安全系统信号输入主要是由大量的随车传感器提供的,这些随车传感器主要监控驾驶状况以及潜在驾驶危险。而现在已经有大量的研究人员开始研究利用一些外部组合传感器增加甚至替代主动安全系统之前的信号输入种类。 相比之前单纯依靠摄像机、雷达等随车传感器数据的局限性,通过结合GPS卫星数据和车载导航数据作为主动安全系统的信号输入来源具有更广泛的数据输入类型。 越来越多的公司开始研究车辆与车辆、车辆与基站的通信技术,也就是V2X(Vehicle to X)技术。此种通信技术采用了传统车载通信系统不常采用的专用短程通信手段。尽管V2X技术面市还尚需时日,但是其主要的公路测试已经完成。等到美国车辆监管机构批准其上市时,其公路测试的数据将作为主要的数据基准。正因为此技术所带来的车辆安全性以及可承载车流量的大幅提升,目前已有大量的汽车生产厂商正计划在将来将此技术应用到车辆当中。 当路前方较远距离存在潜在驾驶危险时,V2X技术可以及时的通过基站与车辆进行通信,提早做出相应减速措施。相比较随车传感器实时性突出,远距离预警则有所不足。V2X技术的远距离预警功能不仅可以提高驾驶安全性,而且对于提高燃油经济性、保证交通顺畅同样具有重要作用。 目前,德尔福、电装、伟世通等都投入人力、物力研究。 伟世通高级开发副主任Brian Daugherty表示:“V2X系统造价与传统辅助驾驶系统相比要低一些,V2X技术不仅可以作为传统辅助驾驶系统功能上的补充,而且还可供低配车型选配。” 在谷歌宣布125亿美元收购摩托罗拉移动公司两个月后,后者了一款摄像头系统及其专利图,据悉,这项系统能够将检测到的路况信息与其他车辆的司机共享,这也是该公司为数不多的直接与汽车相关的技术专利。这项代号为US 13/556,081的专利或将帮助司机降低道路风险。 “该摄像头系统将收集到的路况信息拍摄记录,并将多媒体信息传输给即将抵达此地的车辆,起到预警的作用。”以上是专利的部分技术说明内容。 系统中包括视频编码器、摄像头、无线电频率调制电路。其中,后者起到调节雷达信号、视频信号8的作用,系统利用跨车辆警报系统(inter-vehicle alert system)控制摄像头捕获视频数据,将视频数据通过后方天线装置传输至其他车。 作为汽车安全措施的重要一环,a新车主动安全系统评价也越来越重要。2013年10月底,中国C-NCAP 管理中心评价部部长、国家轿车质量监督检验中心副总工程师刘玉光透露,新版C-NCAP评价规程预计在2014年形成初稿,2015年定稿并公布实施。“从中远期来看,C-NCAP研究的方向将会更加侧重主动安全、碰撞形态、测量效果、安全考核四大领域。”随着更多企业的加入,主动安全市场由当初的蓝海已经变成了拼杀激烈的红海,但国内企业还是处于被动跟随的状况,等到技术大规模普及红利显现时,我们是否只能望洋兴叹了? 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术势在必行 现如今,中国汽车市场发展快速,国内消费者对驾车生活的追求也逐渐从满足基本的代步功能转向追求舒适和安全等更为高层次的需求。对于保千里汽车主动安全系统,汽车电子行业知名品牌广州飞歌汽车音响有限公司的副总经理陈健勇表示,如果能够有效针对潜在危险向驾驶者提供更加全面、及时的信息,可以有效提升国内汽车安全水平,这不仅对车主是一大福音,也给行业今后在汽车主动安全领域的发展指明了方向。同时,他指出:“汽车的交通安全是我们汽车电子企业的一份事业,同时也是一份社会责任。道路的交通安全离不开企业的创新发展,企业在市场推广的同时也提高了交通参与者,尤其是车主的安全意识。我相信,随着消费者观念的转变,汽车主动安全系统这类产品的市场前景是非常好的。” 据陈总介绍,主动安全相比被动安全,更能保证驾乘者的安全,防患于未然。从过去的数据来看,被动安全的参数基本接近饱和,它的作用已经接近于极限。现在大家更关注的是怎样预防事故的发生,因此主动安全产品的应用将是未来汽车安全产品的发展趋势。“在汽车业群雄逐鹿的今天,无论从消费者的角度出发,还是从汽车电子行业发展方向来看。中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向,在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。”他说。 深圳市汽车电子行业协会副秘书长陈会军也表示,汽车主动安全产品是一个大趋势,将来会慢慢形成一种标配。他说:“对于驾驶者来说,他们需要的是越来越安全,而汽车的进化就是往安全、便捷、智能化方向发展,所以汽车的主动安全在今后相当长一段时间内可能会占领主要的位置,特别是汽车电子这一部分,汽车安全部件现在增长是非常快的。现在很多高档车都已经安装了主动安全系统,一些中档车也开始在装,根据每个车厂设计的车型的不同,功能会有一些小的差异,但是大的方向是相同的,各个车厂都有自己主动安全的基准侧重点。” 不过,就目前来看,尽管主动安全方面的产品开发已经取得一定的成就,但当前汽车主动安全防护方面的应用状态还很少,普及率较低。对此,陈秘书长表示:“从前装的车厂来看,很多高档车都已经装了,但是后装有些难度,也有技术方面的问题。目前后装的可能只是在原来的基础上加装一些预警和提醒的功能,对车本身的驾驶没有干预,但是前装的车厂很多时候可以对整车的驾驶进行干预,比如自动减速或刹车,这是有很大区别的。从普及率来说,比较快的还是前装车厂的这种模式,但高档车毕竟买的人不多。不过到了中档车也有这种功能的时候,也会有更多的人对主动安全这个概念有更清楚的认识。比如20万以上的车都标配有这种功能的话,那对于普及来说是非常有利的。” 而飞歌的陈总分析道:“任何一个新产品的研发过程都是不易的,因为主动安全是一个新领域,对企业不仅仅有技术上的创新要求,对企业的研发思路上也有极大的创新要求。目前国内主动安全技术的研发相对滞后,但广阔的前景不言而喻。当然,主动安全的意识要不断推广普及,让更多企业和车主加入主动安全的行列。” 那么,汽车电子企业能为汽车主动安全的发展提供哪些支撑呢?陈总说:“我觉得汽车电子行业在汽车主动安全领域还是大有可为的,就拿飞歌自身产品来说,其中就有一项很重要的功能胎压监控。驾驶者可以通过车内提示系统来判断轮胎胎压情况是否正常,避免因轮胎亏气出现的行车跑偏,预防因胎压不正常出现的爆胎情况,在高速行驶时对于乘坐者的安全也是一种保障。汽车电子的种类繁多,但无论是什么类型的产品,都应该从自身角度出发,将细节做到极致。特斯拉开启了汽车的智能时代,让有技术优势的企业有了新的生机。汽车的智能整合也即将开启,例如主动防撞、道路偏移纠正系统和专业的夜视记录仪就能通过智能系统充分结合。汽车电子企业可以在车辆的通讯、发动机控制、OBD报警、远程故障诊断、轮胎、夜视、主动防撞、车道偏移纠正、救援、云数据等方面提供最新技术和产品支持。将来安全性汽车电子产业将是一个百花齐放的阳光产业。” 在陈总看来,企业的竞争形态可以看出一个行业的发展状况。目前已经出现了很多创新的、有特色的汽车电子产品,除了保千里汽车主动安全系统外,还有自适应巡航系统、车道偏离警告系统、主动刹车系统以及防撞系统等产品。但车载导航是汽车与人沟通的中心点,扮演着司令部的角色。将来所有的汽车智能化产品都是借助车载导航来实现操控与通信。所以,将来的汽车主动安全系统与车机是一个相互配合、相互推动的过程。 对于汽车主动安全未来的发展,陈秘书长也提出了一些建议:“对于汽车制造厂而言,我觉得在汽车设计定型和销售时可以在汽车主动安全方面多做一些科普和宣传,这样可以进一步提高车的销售和买车人的安全意识。而对于后装市场,要尽量将产品的稳定性和可靠性做得更好一些。但我不是特别赞同后装主动安全的企业去干预车辆的驾驶。我觉得后装市场做主动安全的企业把预警做好,能做到提醒驾驶者这就够了,不要轻易涉入车身去干预驾驭。不管是后装的差异、品质,还是品质的管控,安装的难度,市场销售的策略,我觉得都应该是这样子。” 结语 很明显,消费者对于汽车主动安全的需求是存在的,这种需求已经逐渐被激发出来并促使汽车业进入了主动安全时代,这对于汽车电子企业而言无疑是一个机遇。或许过不了多久,将会有越来越多的企业挤进汽车主动安全这片蓝海,那就让竞争来推动这个领域的创新和提升吧! 汽车安全技术论文:汽车安全技术运用及发展趋势研究 摘要:汽车安全技术的运用提高了汽车的安全性,降低了事故的发生率,对保证人民的生命财产安全又重要作用。本文首先探讨了汽车安全技术的运用,然后阐述了其发展趋势。 关键词:汽车安全技术;主动安全技术;被动安全技术;发展 一、汽车安全技术的运用 1.汽车主动安全技术 汽车主动安全性是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了主动安全系统。 (1)距离警示系统 该系统主要特点是在自适应巡航控制系统(ACC)关闭时,也可帮助驾驶员保持与前车的安全距离,当距离警示系统被激活后,驾驶员可预先设定驾驶车辆与前车的时间间隔,汽车行驶时,系统探测到驾驶的车辆与前车的时间间隔低于设定值时,会在前风窗玻璃上发出警示,同时发出警告铃声,如驾驶员仍未采取任何安全措施,这个系统会主动制动。沃尔沃汽车公司最近开发出了这种防止撞车的距离警示系统 (2)行人安全系统 除了提高交通参与者的安全意识以外,主动避让的行人安全技术的开发显得尤为重要。该系统由集成在前格栅中的雷达装置,装在车内后视镜前面的摄像头和一个中央控制单元组成。雷达的任务是探测车前的物体并确定与车的距离。摄像头则确定物体的类型。行人安全系统不仅能够对前方静止或行驶的汽车做出反应,还可以探测到任何身高80cm以上的行人(包括儿童)。如果有人走入汽车的行进路线,系统即会发出警告;如果驾驶者未能及时做出反应,系统会自动全力制动。在车速小于35km/h时,可使汽车避免与行人相撞。在较高的车速下,则尽可能在发生碰撞前减小车速。并在发生碰撞前施加全力制动,完全规避或最大程度减少事故发生的伤亡程度。 (3)误踩踏板加速抑制系统 日常生活中,经常会有些新手驾驶者因为把油门当制动酿成的惨剧,针对这一现象,日产研发的误踩踏板加速抑制系统能够有效地降低惨祸发生的概率。在限定的区域内,只要该系统启动着,无论驾驶者用多大的力度踩加速踏板,车辆都不会猛的向前蹿出去。这个系统将成为很多新手驾驶者的福音。该系统通过全景式监控影像系统的4组摄像机获取图像信号数据,可以识别车辆是在道路行驶还是在停车场内(或者前方有障碍物)。 (4)远红外夜视系统 夜间是事故高发时段,照明系统是否可靠直接关系到汽车驾驶员的生命安全。最新的夜视辅助系统可让驾驶员在夜间提前看清近光灯照不到的交通标牌、弯道、行人、汽车、障碍物或道路上其它可能造成危险的物件。装备夜视辅助系统的汽车装有两个红外线前照灯,可以找到前方大约200m的距离,在风窗玻璃内侧,有一个小型红外线摄像机可以记录前方的驾驶环境,减弱干扰的耀眼光,提高其它物件的显示亮度,并将其显示在驾驶员仪表板的显示屏上。 (5)驾驶者警示控制系统 由于高速公路网的不断完善,增加了长时间驾驶的机会,驾驶人员极易疲劳和注意力不集中,由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50%。该系统能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的驾驶员发出警示,避免或减少因疲劳驾驶导致事故的发生。在车辆进入容易使驾驶者进入放松状态的笔直、平坦的道路以及容易使驾驶者注意力不集中的环境时,当车速超过60km/h,该系统激活;当车速超过65km/h,系统便开始进行干预。 2汽车被动安全技术 汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 (1)膨胀式后座安全带 福特开发的膨胀式后座安全带在事故发生时,通过把撞击压力分散到更大面积来扩大保护范围,为头部和颈部提供额外支持,有助于减少撞击对胸部的压力和控制后座乘客头部和颈部的移位。该系统将筒状气囊折叠成褶皱状收放在安全带内侧。在发生正面碰撞或侧面碰撞时,汽车安全带传感器在瞬间测定碰撞的严重性并展开气囊式安全带的气囊,从发生碰撞到气囊膨胀打开只需40ms的时间。 (2)外部安全气囊 福特开发的外部安全气囊系统采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的气囊。这两种气囊一个是发动机罩气囊;一个是前围安全气囊。两者的配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。碰撞发生时,碰撞预警传感器激活发动机罩气囊,其在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开,50}75ms内完成,充气后的安全气囊约有1371mm宽、558mm高、127mm厚,由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。 (3)智能型安全气囊技术 所谓智能型安全气囊是在原有安全气囊基础上增加传感器,以探测前排座椅上是否有人,乘员是儿童还是成年人,是否系好安全带及驾驶员和乘员在座位上所处位置。智能型安全气囊有5类传感器:重量传感器可根据座椅上重量测量出是否有人,是大人还是小孩,是男性还是女性;红外线传感器根据热量探测人的存在;电子区域传感器通过测量低能量电子区域的电流,测定乘员是否存在和其所处乘位的位置;光学传感器判定人体存在与否和其位置;超声波传感器分析反射波探明乘员是否存在及其位置。 二、汽车安全技术的发展趋势 为了避免或减轻行人与车辆相撞时发生伤害的严重度,提高车辆的各项主动与被动安全性,世界各大汽车公司投入巨大的人力、物力和财力来研究和开发汽车安全保护技术和产品,并逐渐应用到现代汽车上。未来汽车的安全技术将向着智能化主动化和集成化的方向发展。 智能化。在科学技术不断发展的今天,高科技在汽车制造业中的运用越来越多,使汽车安全系统向着智能化方向前进。通过这些智能化设备的运用,提高了汽车操作的简便性和安全性,保证了人们行车的舒适与安全。 主动化。数据表明,汽车被动安全技术的发展已经到了瓶颈阶段,很难再有新的突破,其作用已经接近极限。现如今,只能通过运用主动安全技术来提高人们行车的安全性。 集成化。将主动安全技术与被动安全技术进行融合,使之形成一个有效的网络,协同发挥作用。中央控制系统能够在危险逼近时主动辅助驾驶者驾驶汽车,而如果事故无法避免的话,系统将会在有限的时间内,把事故的后果减轻到最轻的程度。 三、结束语 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状及展望 摘 要:安全技术是汽车技术中最重要的问题。保证汽车技术的安全性可以减少交通事故的发生,减少交通事故带来的伤亡和财产损失。研究和展望现阶段的汽车主动安全技术和被动安全技术,并对汽车安全技术的前景进行展望。 关键词:主动安全技术 被动安全技术 防抱死系统 电子稳定系统 1 引言 作为现代社会不可缺少的交通工具,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长,相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下,经过各个国家和组织的不懈努力,汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。本文中,笔者将对汽车安全技术的现状和汽车安全技术的未来进行研究和讨论。 2 汽车主动安全技术 汽车主动安全技术主要包括:防抱死系统,电子稳定系统,电子制动力分配系统,转向控制系统,防滑转系统等技术。 2.1 防抱死系统 防抱死系统的基本功能是在实时状态下感知汽车车轮的运动状态,并对其作出调整,防止车轮抱死事故的发生。根据统计数据显示,轿车,重型卡车和客车在安装了汽车车轮防抱死系统后,交通事故发生率分别减少了8%,15%和5%。通常情况下,防抱死系统可以明显的提升汽车运动状态下车轮的安全性并很大程度上的减少相关事故的发生。 2.2 电子稳定系统 通常情况下,电子稳定系统包括以下几种功能模块:驾驶员疲劳检测,距离控制,周围环境检测,刹车助力器,限速器,综合稳定性控制,汽车轨道设置器和汽车轨道偏离警示系统。这几种功能模块的综合使用,可以很好的提升汽车运行的稳定性,从而减少汽车交通事故的发生。 电子稳定系统的工作原理是:通过感应监控设备来监控汽车运行状态下的所有数据,数据会被传输到微型计算机控制系统,系统用提前存储好的标准状态数据和接受的数据进行比较,以此来判断汽车当前是否处于不稳定的运行状态。一旦发现汽车处于不稳定的运行状态,系统会迅速的分析当前汽车的不稳定程度和可能出现的后果,如果不稳定程度比较严重,系统会取代驾驶者自动控制汽车。从而减少潜在的事故发生,保证汽车安全。 2.3 电子制动力分配系统 电子制动力分配系统经常被看做是防抱死系统的辅助系统。它可以调节汽车前轴和后轴刹车制动力的分配比例,从而保证汽车的刹车性能。同时,电子制动力分配系统可以和防抱死系统结合使用来提升刹车的稳定性。其工作原理是,利用计算机感应汽车每个车轮的周围环境和摩擦力,控制每个车轮对应的刹车装置,根据得到的数据提供相应的制动力分配方案,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.4 汽车牵引方向控制系统 汽车牵引控制方向系统是用来控制汽车的转向过程的。它是由刹车液压传感器,减速传感器,车身摇摆角速度传感器,转向轮角度传感器和车轮速度传感器组成的。汽车牵引力控制系统可以修正使汽车偏离安全路径的牵引力,防止汽车偏离正常行驶路径。主要工作原理是:利用传感器实时的感应汽车的行驶状态的信息。如果发现汽车当前行驶方向的数据和标准安全数据不同,系统会自动的调节刹车控制器和加速器,同时在不同的车轮上独立的进行制动,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.5 汽车防滑转系统 汽车防滑转系统是一种新出现的系统,是建立在防抱死系统的基础上的。系统通过监测和控制主动轮来防止由于汽车大幅度转向或路滑引起的汽车失控。主要的工作原理是:电子传感器监测主动轮和从动轮的转速,如果发现主动轮的转速比从动轮的转速高,系统就自动发出控制命令,例如降低档位或者刹车从而防止车轮滑转。 3 汽车被动安全技术 汽车被动安全技术主要包括安全带、安全座椅、气囊系统和COF能量吸收刹车踏板。 3.1 安全带系统 安全带系统的作用是在交通事故中,减轻或防止乘坐者由于和物体碰撞引起的伤害。它主要的工作原理是:预紧装置在汽车紧急刹车或碰撞时迅速的收紧,同时安全带将乘坐者固定住,以防止乘坐者和物体碰撞并造成伤害。当撞车影响减弱时,安全带会自动松开。大量的测试证明,安全带最大可以承受1.4吨的力量,可以在90%的事故中起到减轻或防止伤害的作用。安全带系统主要由两部分组成。 (1)安全带预紧装置。预紧装置的作用原理是专门的感应器收集撞车信息,如果发生碰撞就释放出脉冲,脉冲控制气体发生器引爆气体。爆炸产生的气体迅速在管内膨胀,迫使球链向前运动并带动棘爪盘转转动。棘爪盘和轴连为一体,棘爪盘带动轴转动,安全带就绕在轴上,因此瞬间实现了安全带的收紧功能。 (2)安全带拉力控制器。安全带控制器的作用原理是在预收紧装置的轴上有一根金属转动棒。当汽车碰撞结束后,转动棒即开始转动,从而松开安全带。 3.2 安全座椅 安全座椅主要是指以保护儿童乘车安全而设计,制作的专用汽车座椅。汽车的车座和安全带一般都是按照成人体型来设计的,在保护儿童乘车安全性的功能方面有所欠缺。安全座椅根据儿童的身体特点而设计,可以在事故发生时对儿童起到很好的保护作用。 3.3 安全气囊 汽车安全气囊,通常设置在车内正面,侧面和车顶三个位置。旨在减轻乘员的伤害程度,当汽车发生碰撞时,安全气囊在小于0.1秒的时间内弹出并快速充气,保护乘坐者的头部和胸部。此技术的一个不足之处在于,当汽车碰撞不是非常剧烈时,安全气囊的弹出可能会对乘坐者带来不必要的损伤。 3.4 COF能量吸收刹车踏板 统计表明,世界上90%的驾驶者都在严重的汽车碰撞中腿部骨折,甚至造成了残疾。这是由于在重大事故发生时,驾驶者通常都会用力的用右脚踩踏刹车,这样由事故引起的巨大能量会通过和踩踏方向相反的方向传递给驾驶者右腿。因此驾驶者的右腿往往会在事故中受到相对严重的伤害。 为了减少这种情况的发生。德国大众公司发明了一种能量吸收刹车踏板,最早被使用在POLO轿车上。当汽车遇到和行驶方向相反方向的碰撞时,刹车踏板会在制动后自动分解,从而使驾驶者右腿受到保护。 4 汽车安全系统的未来发展方向 4.1 激光测距成像技术 激光测距成像技术一定程度上解决了机械成像的难题,但也具有一些自身的缺点,例如噪音大,测量精度和分辨率低,成本太高。因此在实际应用上还具有一定难度,此技术未来的发展方向将是提高其测量精度和降低制造成本。 4.2 集成传感器技术 和激光测距成像技术一样,集成传感器技术也正处在研究阶段,并存在着一些缺点。传感器在汽车技术中起着非常重要的作用,现阶段的主要研究方向是怎样将多个传感器组成合理的传感器阵列从而使这些传感器综合的发挥更好的作用。 4.3 综合控制技术 此类技术的的应用效果比单一使用技术要更好,分别在主动和被动安全技术方面取得一定进展。 例如美洲豹汽车的“自适应约束系统”(ARTS),对前面提到的安全气囊的缺点进行了改进,它能够自动检测乘坐者的体型,头部所处的高度,并根据汽车碰撞的剧烈程度来控制气囊是否弹出和气囊充气程度,从而使安全气囊更好的起到保护乘坐者的作用。 福特公司的“综合安全系统”(ISS),该系统综合的涵盖了多种先进的电子系统,由超过50种的系统综合组成。 5 结语 人类对于科学技术的探索永远不会停止。关于汽车技术,我们已经取得了很多成果。安全技术作为汽车技术中非常重要的组成部分一定会随着人类的努力和汽车技术整体的进步,朝着更高,更远的方向而发展。 汽车安全技术论文:中国汽车安全技术的现状与展望 摘 要:交通意外伤亡率高是当前中国的严峻形式,所以企业、学校、科研机构已加紧研究和开发汽车安全技术投资,加速安全技术和产品开发能力提升的过程。独立的C- NCAP五星级品牌汽车,以获得较高的分数,中国的飞跃带动了安全技术的发展。行人的保护、后排乘客的保护、保护骑自行车等被列入安全研究之内;主动安全系统、预碰撞系统、智能汽车网络系统的研究和发展,已进一步成为了人们关注的焦点,更高层次的乘客、车辆和环境相关的主动和被动安全技术的融合协调,将推动零伤亡的汽车碰撞安全概念的实施。国家研究开发和商业化的主要问题,是完善法规与标准的建立,将成为汽车安全技术的飞速发展。 关键词:中国汽车安全;技术;现状;安全 近年来,中国汽车产业的快速发展。中国已经超越美国作为世界最大的汽车生产商,在2010年中国汽车销量分别为1.826万美元和1.807万美元,汽车产量和销量都超过1800万,赢得了世界的第一。中国汽车保有量以突破70亿,达到一个新的高峰,不断增长的汽车事故造成的大量人员伤亡,是当前中国面临的一个首要问题。为了减少交通伤亡率,提高车辆乘员保护,汽车安全技术已经成为中国汽车产业的最重要的研究方向之一。引进先进的汽车安全技术和研发,努力提高中国汽车产业的自主性是必须经历的过程。 一、中国汽车安全的现状 随着中国社会人们的安全意识的淡薄,中国交通意外在年年增加,日益增长的交通伤亡率,进一步反映了整个中国的汽车安全性能低(见图),虽然在汽车销售存在一个巨大量的突破,中国的汽车安全技术发展还比较落后。 因此,根据中国的国情,为中国新车评估C - NCAP评价体系建立,揭开了中国汽车安全技术快速发展的序幕。国内消费者从以前的重外观不重质量的角度来看,逐渐转化为车辆的安全性能是购买的首要标准,C - NCAP汽车安全星级,以帮助消费者更直观地识别车辆安全性能的表现,正是因为有这样的第三方评级机构,有效地促进了国内汽车公司在汽车安全技术的研究和开发,以及安全配置,加大投资力度,不仅是为了实现国家的法律法规和标准,但深入挖掘并满足消费者的安全需求。中国汽车安全性能的要求逐步提高汽车零部件的质量要求也越来越高,安全零部件供应商积极引进国际先进技术,加大投资力度,研究和开发新产品,以提升国内整体汽车安全部件性能。消费者,原始设备制造商、供应商有效地刺激国内汽车安全技术和产业进步之间的互动。 二、汽车安全的类型 1、主动安全技术 主动安全技术指的易用性和舒适的驾驶条件,以帮助司机避免事故的技术。主动安全技术,包括底盘的主动安全技术,安全预警技术和集成安全技术,整个主动安全技术的发展,如图2所示。底盘主动安全技术主要以底盘控制技术为核心,最终通过机箱组件用于与安全相关的控制。以及开始的防抱死制动系统及其应用(防锁定制动系统.ABS)。 2、主动安全控制 主动底盘控制技术是底盘的主动安全控制与执行以电子制动控制,是使用最广泛的技术。电子稳定控制系统(ESC)在主动安全性的底盘控制技术起到很重要的地位。如图(3):在电子稳定性控制系统通过传感器和汽车驱动程序的实际操作状态的操作意图检测到的数据的比较,和差补偿施加到车辆制动横摆力矩控制的转向特性的变化和改进横向稳定性,从而减少交通事故的数量。 3、安全带 安全带是第一个在中国市场上已经普及的被动安全装置,三点式安全带已成为标准的安全装置。在已经升级的基础上,出现了三点式座椅安全带预张紧器,安全带预紧器和限力器,安全带具有更多功能的安全带,安全气囊,座椅安全带预紧限力等;在中国市场上有三点式安全带的一般逐渐开始取代普通的三点式安全带成为各种车型的标准配置。国内汽车制造商积极引入更智能的电机皮带,电机皮带(参见图8)通过预碰撞警告系统检测到碰撞的风险,可以增加安全带来的电动安全带卷收器,符合消除安全带松弛预碰撞的主动安全系统可以更好的乘员约束,以减少可能造成的损害。 车外人员保护措施 虽然中国汽车保有量在200万左右,但作为一个发展中国家,基础设施相对薄弱,人口众多,混合通过主要道路交通状况时有发生,导致越来越多的车毁人亡,事故中行人的伤亡率、行人事故死亡率高约占总死亡率的26%,高于其他类型的交通人员死亡7%。中国在近几年才开始开展行人保护研究,2009年10月30国家了GB/T24550-2009 “汽车对行人的碰撞保护”的法规和标准,体现了中国政府和汽车制造商的行人注意安全。目前,中国汽车技术研究中心有一个完整的模块,能够超过七冲击实验,包括头模块(成人和儿童)的发动机罩冲击试验,腿模块保险杠冲击试验,大腿模块引擎盖边缘震荡行人保护测试实验室,其他汽车制造商都在积极行人保护实验室的建设。自行车作为中国的主要手段,在复杂的道路环境运输也面临着由机动车辆发生碰撞的风险,根据中国的交通情况,有关大学对驾驶自行车与汽车的骑手接触位置与车辆碰撞速度进行试验,碰撞运动的车手,机械师和人身伤害事故等方面的重建,事故模拟,建立中国人体特征作为参数的碰撞模型模拟研究,并寻求降低骑手受伤的解决方案。 三、国家汽车安全法规和标准 目前的汽车安全法规的释放与建立对中国汽车安全有积极的影响,侧面碰撞、安全气囊技术、安全带技术、安全带提醒装置、儿童座椅、行人保护法规等;相对于欧洲,美国和日本而言,全面的滞后是我国最基本的国情;欧盟的ECE / EEC法规相对较早,作为中国汽车安全研究时间较短,并开展小范围,技术能力和缺乏这方面的经验是领先的中国缺乏的主要原因。经过多年的努力,支持了自己的品牌,以及高校,国家正在建立具有中国特色的汽车交通安全法规,打破国际技术壁垒,一直占据着很重一页。要加快中国汽车安全技术发展的步伐,中国汽车技术研究中心汽车安全法规标准不断提高,安全带提醒,儿童乘员约束系统,行人保护方面的国家标准。表(1)显示了中国各大汽车安全的阶段有关技术标准: 中国汽车安全技术展望 随着社会的进步和科技的发展,汽车技术也获得了快速增长,越来越多地车企参与汽车安全技术在各方面的研究,中国的汽车安全发展方向也将走向一个全面综合和创新的时代;主动安全技术将成为汽车安全技术发展的主流,主动提醒没有被证明是有效避免交通事故,开始主动出击,积极干预控制深度的方向,随着技术的不断发展,通过先进的电子技术相结合的智能集成安全系统,自适应主动安全性研究巡航控制系统,车道保持系统,积极的事故预防系统,CAR2X主动安全系统、控制技术、汽车安全技术将成为未来的主流;智能交通系统是先进的信息技术、人工智能技术、信息和通信技术自动控制进行汽车主动安全装置,控制干预智能交通的安全性,最终形成全社会的信息通信技术和计算机处理技术,有效整合交通管理系统,与汽车主动安全技术是一个完整的统一。 总之,人体生物力学、高科技材料、电子信息技术、计算机仿真技术,除了政府需要建立中国人体功能与底盘集成等关键技术研究项目,也要集中优势资源,是解决中国当前滞后重要的一点。只有汽车安全相关的学科和技术已得到改进,才能有效地促进汽车安全技术的快速发展。
摘要: 井下工程测量是采矿工程中预测风险、探测情况的关键环节,如何有效提高井下测量工作的水平,成为当前很多煤矿企业需要考虑的问题。为此,阐述采矿工程井下工程测量的基本工作内容和测量工作优化的意义,具体讨论工程测量工作的优化内容,以期望可以为采矿业的井下测量工作提供理论经验,促进煤矿行业的健康发展。 关键词: 采矿工程;井下工程测量;工作优化 0引言 安全风险是制约各行业发展的重要因素,煤矿开采由于井下环境具有复杂多变的特点,所以在开采过程中会面临一定的安全风险,需要通过有效地计划确保井下工程开采的安全性。一般在开采前会进行几个阶段的安全性、合理性和效益性分析,包括制定计划、范围确定、可行性研究和方案设计等阶段,以上阶段都需要精确、全面和科学的测量数据进行支持。因此,工程测量对于采矿工程而言有着不可替代的作用,需要通过精确地数据测量,为煤矿开采打下基础。 1采矿工程井下工程测量工作的基本内容 为了保障采矿工程可以实现安全高效的运行,需要注重采矿工程中井下工程测量工作的质量,只有全面完成井下工程测量工作的内容,结合对应流程进行测量,才能更好的提高工程测量的开展效果,图1是井下工程测量的基本内容[1]。 2采矿工程井下工程测量工作的优化意义 2.1作为开采设计方案根据 及时进行井下工程测量,可以满足采矿工程的开采设计方案制定。在正式进行煤矿开采时,煤矿企业需要对开采环境、矿藏现状、矿区地质、矿藏质量、存在条件和储量等方面进行测量,保证开采方案设计的有效性。第一,通过精准测量可以对井下矿藏储量进行了解,从而为设计方案中的开采范围提供数据支持,同时也能对开采人力、财力、物力的支出提前做好预算了解。第二,在对矿藏的质量了解清楚后,可以提前对矿产销路进行考虑,能直接影响企业的经营效益。第三,在了解矿藏的存在条件后,有利于开采方案中开采角度、方式和机械等方面的设计,最终提高开采方案设计的有效性[2]。 2.2顺利根据规划进行开采 当积极进行井下测量后,可以保障井下工程的开采和可以顺利结合规划进行,具体需要井下测量技术人员积极对井下开采工程进行测量,要做到对井下平面图和剖面图的填充,并在对开采规划进行修改后不断对井下开采的年、季度、月规划进行调整,确保在测量数据下有效支持井下生产。需要注意的是,如果井下施工在缺乏施工环境的关注,就无法顺利有效地结合规划进行开采,很多环节的工作无法有效落实,进而容易出现开采混乱的现象,同时也会影响煤矿企业的正常井下开采,需要加强井下工程测量工作的优化。 2.3实时引导井下工程开采 煤矿企业开采矿藏会受到数量的影响,所以在建井工作后需要强调井下开采的持续性投资,实现矿藏的持续生产。在实际的不断生产中,需要严格按照相应的生产计划进行,相关的测量技术人员需要对开采的进度进行实时跟踪,并且结合数据对井下开采进行指导工作。同时,针对井下输送矿藏巷道的方向性、输送装置的健全性都需要井下测量技术人员进行检查。当井下生产缺乏测量技术人员的引导和指导时,会在盲目生产下提高采矿工作者的安全隐患,无法满足煤矿企业安全开采的需要[3]。 3采矿工程井下工程测量工作的优化内容 3.1优化放样与贯通测量 在具体进行井下工程的测量中,需要先对定线放样事项进行组织和确定,然后结合定线放样所获得的水准点跟中线对断面的中心的进行确定。在挖掘断面的中心点时,需要通过一定的机械装置或者炸药来完成,在巷体成型后还要利用中线完成对断面的放样工作,最后进行衬砌施工的组织。当巷道贯通后,需要对接好中线,然后调整巷道横向和纵向的测量误差。由于个别井下情况较为复杂,所以在测量放样的要求上较高,实际开展的放样工作需要先进行贯通测量、然后进行误差调节,阻碍保障误差在合理的范围内后,结合高程和平差坐标对中线进行调整。针对贯通测量而言,井下测量需要通过设备保证测量的价值,具体要求提高贯通质量,保障矿井的安全性、经济性。同时,为了提高测量的质量还需加强相关人员的技能培养和数据库管理系统的创设,从而更好地完成对相关数据的收集、整理、分析、调阅等工作,为平面图与剖面图的绘制打下基础。 3.2加强井下的测量控制 在进行井下测量工作时需要加强过程控制,一般分地面控制和井下控制。在开展井下工程测量时,需要先进行高程联系测量,将井下控制和地面控制相融合,在两个测量的有效连接下,完成高效控制平台的建设。在工程使用斜井的施工形式时,需要对一些先进的设备进行应用,最为常见的有光学投点仪和激光垂准仪等。一般而言,需要在测量中借助导线和测角网对地面平面进行测量,结合三角形原理,需要通过电磁波和水准网对高程控制网进行有效测量,地下控制需要结合断面的形状和巷道的形状。针对小规模的矿井工程测量而言,其工程控制一般利用中线进行,设备主要使用测录仪,在发挥其测高价值下完成高程控制。为了避免因为岩体挖掘带来的岩层断裂和变形的风险,需要在保护工作人员安全的前提下对井下状态进行观察和有效测量,在加强对井下测量作业进行控制后,提高采矿工程的质量和效率。 3.3确定井下工程测图比例 由于井下工程受到工作环境的影响,对于测图比例的规范要求较高,所以在实际进行井下工程测图时,需要结合工程面积的大小和地下基建工程的深度进行地形图的测绘。井下工程测绘的比例规范可以参考表1所示。结合表1可以发现,不同阶段对于比例尺寸有着不同需求,而且不同工程也对比例有着不同的需要,所以需要在进行地下工程时,注重好比例尺寸的选择应用。在地形图的测绘中,既要求对测绘主体工程进行设计,也需要对附属工程进行测绘和设计,同时要全面考虑岩体凿空的情况下对地面的影响,确保井下测绘的安全有效性。需要注意的是,要在工程横向和纵向的截面图、剖面图上进行高质量绘制,确保该环节的绘制整体质量,可以为煤矿工程的开采工作打下良好的基础。 4结语 结合当前的采矿工程施工而言,井下工程的测量工作尤为重要,既可以为开采设计方案提供测量数据,也能指导井下开采工作的有效进行,需要工程测量人员注重自设专业测量水平的提高,保障测量工作满足采矿工程的需要。结合当前出现的井下工程测量问题,为了有效做好井下工程测量的优化工作,具体需要正确进行放样和贯通测量,同时加强井下测量控制并建立高程联系测量,最后对测图比例进行科学选择和掌握,从而有效在提高井下工程测量水平后,满足采矿工程的实际需要。 参考文献 [1]岑文.采矿工程井下工程测量工作研究[J].内蒙古石油化工,2019,45(10):32-33. [2]孙丰水.采矿工程井下工程测量工作[J].电子技术与软件工程,2017(15):148. [3]侯祥坤,李洪军,李纯强.采矿工程井下工程测量工作的研究[J].科技创新导报,2016,13(26):28-29. 作者:刘浩 单位:山西华润联盛能源投资有限公司
光电子论文:纳米光电子器件研究论文 1纳米导线激光器 2001年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人的头发丝千分之一的纳米光导线上制造出世界最小的激光器-纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外激光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。研究人员使用一种称为取向附生的标准技术,用纯氧化锌晶体制造了这种激光器。他们先是"培养"纳米导线,即在金层上形成直径为20nm~150nm,长度为10000nm的纯氧化锌导线。然后,当研究人员在温室下用另一种激光将纳米导线中的纯氧化锌晶体激活时,纯氧化锌晶体会发射波长只有17nm的激光。这种纳米激光器最终有可能被用于鉴别化学物质,提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量。 2紫外纳米激光器 继微型激光器、微碟激光器、微环激光器、量子雪崩激光器问世后,美国加利福尼亚伯克利大学的化学家杨佩东及其同事制成了室温纳米激光器。这种氧化锌纳米激光器在光激励下能发射线宽小于0.3nm、波长为385nm的激光,被认为是世界上最小的激光器,也是采用纳米技术制造的首批实际器件之一。在开发的初始阶段,研究人员就预言这种ZnO纳米激光器容易制作、亮度高、体积小,性能等同甚至优于GaN蓝光激光器。由于能制作高密度纳米线阵列,所以,ZnO纳米激光器可以进入许多今天的GaAs器件不可能涉及的应用领域。为了生长这种激光器,ZnO纳米线要用催化外延晶体生长的气相输运法合成。首先,在蓝宝石衬底上涂敷一层1nm~3.5nm厚的金膜,然后把它放到一个氧化铝舟上,将材料和衬底在氨气流中加热到880℃~905℃,产生Zn蒸汽,再将Zn蒸汽输运到衬底上,在2min~10min的生长过程内生成截面积为六边形的2μm~10μm的纳米线。研究人员发现,ZnO纳米线形成天然的激光腔,其直径为20nm~150nm,其大部分(95%)直径在70nm~100nm。为了研究纳米线的受激发射,研究人员用Nd:YAG激光器(266nm波长,3ns脉宽)的四次谐波输出在温室下对样品进行光泵浦。在发射光谱演变期间,光随泵浦功率的增大而激射,当激射超过ZnO纳米线的阈值(约为40kW/cm)时,发射光谱中会出现最高点,这些最高点的线宽小于0.3nm,比阈值以下自发射顶点的线宽小1/50以上。这些窄的线宽及发射强度的迅速提高使研究人员得出结论:受激发射的确发生在这些纳米线中。因此,这种纳米线阵列可以作为天然的谐振腔,进而成为理想的微型激光光源。研究人员相信,这种短波长纳米激光器可应用在光计算、信息存储和纳米分析仪等领域中。 3量子阱激光器 2010年前后,蚀刻在半导体片上的线路宽度将达到100nm以下,在电路中移动的将只有少数几个电子,一个电子的增加和减少都会给电路的运行造成很大影响。为了解决这一问题,量子阱激光器就诞生了。在量子力学中,把能够对电子的运动产生约束并使其量子化的势场称之成为量子阱。而利用这种量子约束在半导体激光器的有源层中形成量子能级,使能级之间的电子跃迁支配激光器的受激辐射,这就是量子阱激光器。目前,量子阱激光器有两种类型:量子线激光器和量子点激光器。 3.1量子线激光器 近日,科学家研制出功率比传统激光器大1000倍的量子线激光器,从而向创造速度更快的计算机和通信设备迈进了一大步。这种激光器可以提高音频、视频、因特网及其他采用光纤网络的通信方式的速度,它是由来自耶鲁大学、位于新泽西洲的朗讯科技公司贝尔实验室及德国德累斯顿马克斯·普朗克物理研究所的科学家们共同研制的。这些较高功率的激光器会减少对昂贵的中继器的要求,因为这些中继器在通信线路中每隔80km(50mile)安装一个,再次产生激光脉冲,脉冲在光纤中传播时强度会减弱(中继器)。 3.2量子点激光器 由直径小于20nm的一堆物质构成或者相当于60个硅原子排成一串的长度的量子点,可以控制非常小的电子群的运动而不与量子效应冲突。科学家们希望用量子点代替量子线获得更大的收获,但是,研究人员已制成的量子点激光器却不尽人意。原因是多方面的,包括制造一些大小几乎完全相同的电子群有困难。大多数量子装置要在极低的温度条件下工作,甚至微小的热量也会使电子变得难以控制,并且陷入量子效应的困境。但是,通过改变材料使量子点能够更牢地约束电子,日本电子技术实验室的松本和斯坦福大学的詹姆斯和哈里斯等少数几位工程师最近已制成可在室温下工作的单电子晶体管。但很多问题仍有待解决,开关速度不高,偶然的电能容易使单个电子脱离预定的路线。因此,大多数科学家正在努力研制全新的方法,而不是仿照目前的计算机设计量子装置。 4微腔激光器 微腔激光器是当代半导体研究领域的热点之一,它采用了现代超精细加工技术和超薄材料加工技术,具有高集成度、低噪声的特点,其功耗低的特点尤为显著,100万个激光器同时工作,功耗只有5W。 该激光器主要的类型就是微碟激光器,即一种形如碟型的微腔激光器,最早由贝尔实验室开发成功。其内部为采用先进的蚀刻工艺蚀刻出的直径只有几微米、厚度只有100nm的极薄的微型园碟,园碟的周围是空气,下面靠一个微小的底座支撑。由于半导体和空气的折射率相差很大,微碟内产生的光在此结构内发射,直到所产生的光波积累足够多的能量后沿着它的边缘折射,这种激光器的工作效率很高、能量阈值很低,工作时只需大约100μA的电流。 长春光学精密机械学院高功率半导体激光国家重点实验室和中国科学院北京半导体研究所从经典量子电动力学理论出发研究了微碟激光器的工作原理,采用光刻、反应离子刻蚀和选择化学腐蚀等微细加工技术制备出直径为9.5μm、低温光抽运InGaAs/InGaAsP多量子阱碟状微腔激光器。它在光通讯、光互联和光信息处理等方面有着很好的应用前景,可用作信息高速公路中最理想的光源。 微腔光子技术,如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破,可使超大规模集成光子回路成为现实。因此,包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。长春光机与物理所的科技人员打破常规,用光刻方法实现了碟型微腔激光器件的图形转移,用湿法及干法刻蚀技术制作出碟型微腔结构,在国内首次研制出直径分别为8μm、4.5μm和2μm的光泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器。其中,2μm直径的微碟激光器在77K温度下的激射阔值功率为5μW,是目前国际上报道中的最好水平。此外,他们还在国内首次研制出激射波长为1.55μm,激射阈值电流为2.3mA,在77K下激射直径为10μm的电泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器以及国际上首个带有引出电极结构的电泵浦微柱激光器。值得一提的是,这种微碟激光器具有高集成度、低阈值、低功耗、低噪声、极高的响应、可动态模式工作等优点,在光通信、光互连、光信息处理等方面的应用前景广阔,可用于大规模光子器件集成光路,并可与光纤通信网络和大规模、超大规模集成电路匹配,组成光电子信息集成网络,是当代信息高速公路技术中最理想的光源;同时,可以和其他光电子元件实现单元集成,用于逻辑运算、光网络中的光互连等。 5新型纳米激光器 据报道,世界上最早的纳米激光器是由美国加州大学伯克利分校的科学家于2001年制造的,当时使用的是氧化锌纳米线,可发射紫外光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。但是,美中不足的是只有用另一束激光将纳米线中的氧化锌晶体激活,其才会发射出激光。而新型纳米激光器具备了电子自动开关的性能,无需借助外力激活,这无疑会使其实用性大为增强。 论文关键词:纳米导线激光器;紫外纳米激光器;量子阱激光器;微腔激光器;新型纳米激光器 论文摘要:纳米光电子技术是一门新兴的技术,近年来越来越受到世界各国的重视,而随着该技术产生的纳米光电子器件更是成为了人们关注的焦点。主要介绍了纳米光电子器件的发展现状。 光电子论文:光电子器件研究论文 一、薄膜制备技术 薄膜制备方法多种多样,总的说来可以分为两种——物理的和化学的。物理方法指在薄膜的制备过程中,原材料只发生物理的变化,而化学方法中,则要利用到一些化学反应才能得到薄膜。 1.化学气相淀积法(CVD) 目前光电子器件的制备中常用的化学方法主要有等离子体增强化学气相淀积(PECVD)和金属有机物化学气相淀积(MOCVD)。 化学气相淀积是制备各种薄膜的常用方法,利用这一技术可以在各种基片上制备多种元素及化合物薄膜。传统的化学气相淀积一般需要在高温下进行,高温常常会使基片受到损坏,而等离子体增强化学气相淀积(PECVD)则能解决这一问题。等离子体的基本作用是促进化学反应,等离子体中的电子的平均能量足以使大多数气体电离或分解。用电子动能代替热能,这就大大降低了薄膜制备环境的温度,采用PECVD技术,一般在1000℃以下。利用PECVD技术可以制备SiO2、Si3N4、非晶Si:H、多晶Si、SiC等介电和半导体膜,能够满足光电子器件的研发和制备对新型和优质材料的大量需求。 金属有机物化学气相淀积(MOCVD)是利用有机金属热分解进行气相外延生长的先进技术,目前主要用于化合物半导体的薄膜气相生长,因此在以化合物半导体为主的光电子器件的制备中,它是一种常用的方法。利用MOCVD技术可以合成组分按任意比例组成的人工合成材料,薄膜厚度可以精确控制到原子级,从而可以很方便的得到各种薄膜结构型材料,如量子阱、超晶格等。这种技术使得量子阱结构在激光器和LED等器件中得到广泛的应用,大大提高了器件性能。2.物理气相淀积(PVD) 化学反应一般需要在高温下进行,基片所处的环境温度一般较高,这样也就同时限制了基片材料的选取。相对于化学气相淀积的这些局限性,物理气相淀积(PVD)则显示出其独有的优越性,它对淀积材料和基片材料均没有限制。制备光电子器件的薄膜常用的PVD技术有蒸发冷凝法、溅射法和分子束外延。 蒸发冷凝法是薄膜制备中最为广泛使用的一种技术,它是在真空环境下,给待蒸发物提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸汽压,在适当的温度下,蒸发粒子在基片上凝结,实现薄膜沉积。蒸发冷凝法按加热源的不同有可分为电阻加热法、等离子体加热法、高频感应法、激光加热法和电子束加热法,后两种在光电子器件的制备中比较常用。 电子束加热法是将高速电子束打到待蒸发材料上,电子的动能迅速转换成热能,是材料蒸发。它的优点是可以避免待蒸发材料与坩埚发生反应,从而得到高纯的薄膜材料。近年来人们又研制出具有磁聚焦和磁弯曲的电子束蒸发装置,使用这样的装置,电子束可以被聚焦到位于基片之间的一个或多个支架中的待蒸发物上。 激光蒸发法是一种在高真空下制备薄膜的技术,激光作为热源使待蒸镀材料蒸发。激光源放置在真空室外部,激光光束通过真空室窗口打到待蒸镀材料上使之蒸发,最后沉积在基片上。激光蒸发法具有超清洁、蒸发速度快、容易实现顺序多元蒸发等优点。后来人们使用脉冲激光,可使原材料在很高温度下迅速加热和冷却,瞬间蒸发在靶的某一小区域得以实现。由于脉冲激光可产生高功率脉冲,完全可以创造瞬间蒸发的条件,因此脉冲激光蒸发法对于化合物材料的组元蒸发具有很大优势。使用激光蒸发法可以得到光学性质较好的薄膜材料,包括ZnO和Ge膜等。 溅射是指具有足够高能量的粒子轰击固体表面(靶)使其中的原子或分子发射出来。这些被溅射出来的粒子带有一定的动能,并具有方向性。将溅射出来的物质沉积到基片上形成薄膜的方法成为溅射法,它也是物理气相淀积法的一种。溅射法又分直流溅射、离子溅射、射频溅射和磁控溅射,目前用的比较多的是后两种。在溅射靶上加有射频电压的溅射称为射频溅射,它是适用于各种金属和非金属材料的一种溅射淀积方法。磁控溅射的原理是,溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速称为高能电子,但它们并不直接飞向阴极,而是在电场和磁场的联合作用下进行近似摆线的运动。在运动中高能电子不断地与气体分子发生碰撞,并向后者转移能量,使之电离而本身成为低能电子。这些低能电子沿磁力线漂移到阴极附近的辅助阳极而被吸收,从而避免了高能电子对基片的强烈轰击,同时,电子要经过大约上百米的飞行才能到达阳极,碰撞频率大约为107/s,因此磁控溅射的电离效率高。磁控溅射不仅可以得到很高的溅射速率,而且在溅射金属时还可以避免二次电子轰击而使基板保持接近冷态。 分子束外延(MBE)技术是一种可在原子尺度上精确控制外延厚度、掺杂和界面平整度的超薄层薄膜制备技术。所谓“外延”就是在一定的单晶材料衬底上,沿着衬底的某个指数晶面向外延伸生长一层单晶薄膜。分子束外延是在超高真空条件下,精确控制原材料的分子束强度,把分子束射入被加热的底片上而进行外延生长的。由于其蒸发源、监控系统和分析系统的高性能和真空环境的改善,能够得到极高质量的薄膜单晶体,可以说它是一种以真空蒸镀为基础的一种全新的薄膜生长方法。 三、结语 薄膜技术是研制新材料、新结构的重要方法之一,用薄膜技术制作的薄膜材料不仅具有优良的光电性能、钝化性能、强的阻挡杂质粒子扩散以及抗水汽渗透能力,在光电子器件中得到广泛的应用,主要用来充当绝缘层、钝化保护层以及各种敏感膜层等,而且还具有很高的硬度和强的化学稳定性,从而在材料改性技术领域中也将有着广阔的应用前景。【摘要】本文介绍了在光电子器件制造中常用的几种薄膜技术的原理以及各自的特点。 光电子论文:光电子产业发展研究论文 论文关键词:世界光电子技术和产业的发展;我国的光电子技术和产业 论文摘要:光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。 如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……”,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。 1世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%,但从目前光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前,各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力)、掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高、噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元。 Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长,人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性设备)。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps)。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元,比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元,比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元,比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元,预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能。 2我国的光电子技术和产业 近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场。 掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场。 但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。 我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有三到五年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。 如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。 光电子论文:光电子产业发展论文 论文关键词:世界光电子技术和产业的发展;我国的光电子技术和产业 论文摘要:光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。 如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……”,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。 1世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%,但从目前光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前,各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力)、掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高、噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元。 Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长,人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性设备)。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps)。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元,比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元,比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元,比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元,预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能。 2我国的光电子技术和产业 近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位。国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场。 掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场。 但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。 我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有三到五年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。 如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。 光电子论文:纳米光电子器件发展论文 论文关键词:纳米导线激光器;紫外纳米激光器;量子阱激光器;微腔激光器;新型纳米激光器 论文摘要:纳米光电子技术是一门新兴的技术,近年来越来越受到世界各国的重视,而随着该技术产生的纳米光电子器件更是成为了人们关注的焦点。主要介绍了纳米光电子器件的发展现状。 1纳米导线激光器 2001年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人的头发丝千分之一的纳米光导线上制造出世界最小的激光器-纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外激光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。研究人员使用一种称为取向附生的标准技术,用纯氧化锌晶体制造了这种激光器。他们先是"培养"纳米导线,即在金层上形成直径为20nm~150nm,长度为10000nm的纯氧化锌导线。然后,当研究人员在温室下用另一种激光将纳米导线中的纯氧化锌晶体激活时,纯氧化锌晶体会发射波长只有17nm的激光。这种纳米激光器最终有可能被用于鉴别化学物质,提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量。 2紫外纳米激光器 继微型激光器、微碟激光器、微环激光器、量子雪崩激光器问世后,美国加利福尼亚伯克利大学的化学家杨佩东及其同事制成了室温纳米激光器。这种氧化锌纳米激光器在光激励下能发射线宽小于0.3nm、波长为385nm的激光,被认为是世界上最小的激光器,也是采用纳米技术制造的首批实际器件之一。在开发的初始阶段,研究人员就预言这种ZnO纳米激光器容易制作、亮度高、体积小,性能等同甚至优于GaN蓝光激光器。由于能制作高密度纳米线阵列,所以,ZnO纳米激光器可以进入许多今天的GaAs器件不可能涉及的应用领域。为了生长这种激光器,ZnO纳米线要用催化外延晶体生长的气相输运法合成。首先,在蓝宝石衬底上涂敷一层1nm~3.5nm厚的金膜,然后把它放到一个氧化铝舟上,将材料和衬底在氨气流中加热到880℃~905℃,产生Zn蒸汽,再将Zn蒸汽输运到衬底上,在2min~10min的生长过程内生成截面积为六边形的2μm~10μm的纳米线。研究人员发现,ZnO纳米线形成天然的激光腔,其直径为20nm~150nm,其大部分(95%)直径在70nm~100nm。为了研究纳米线的受激发射,研究人员用Nd:YAG激光器(266nm波长,3ns脉宽)的四次谐波输出在温室下对样品进行光泵浦。在发射光谱演变期间,光随泵浦功率的增大而激射,当激射超过ZnO纳米线的阈值(约为40kW/cm)时,发射光谱中会出现最高点,这些最高点的线宽小于0.3nm,比阈值以下自发射顶点的线宽小1/50以上。这些窄的线宽及发射强度的迅速提高使研究人员得出结论:受激发射的确发生在这些纳米线中。因此,这种纳米线阵列可以作为天然的谐振腔,进而成为理想的微型激光光源。研究人员相信,这种短波长纳米激光器可应用在光计算、信息存储和纳米分析仪等领域中。 3量子阱激光器 2010年前后,蚀刻在半导体片上的线路宽度将达到100nm以下,在电路中移动的将只有少数几个电子,一个电子的增加和减少都会给电路的运行造成很大影响。为了解决这一问题,量子阱激光器就诞生了。在量子力学中,把能够对电子的运动产生约束并使其量子化的势场称之成为量子阱。而利用这种量子约束在半导体激光器的有源层中形成量子能级,使能级之间的电子跃迁支配激光器的受激辐射,这就是量子阱激光器。目前,量子阱激光器有两种类型:量子线激光器和量子点激光器。 3.1量子线激光器 近日,科学家研制出功率比传统激光器大1000倍的量子线激光器,从而向创造速度更快的计算机和通信设备迈进了一大步。这种激光器可以提高音频、视频、因特网及其他采用光纤网络的通信方式的速度,它是由来自耶鲁大学、位于新泽西洲的朗讯科技公司贝尔实验室及德国德累斯顿马克斯·普朗克物理研究所的科学家们共同研制的。这些较高功率的激光器会减少对昂贵的中继器的要求,因为这些中继器在通信线路中每隔80km(50mile)安装一个,再次产生激光脉冲,脉冲在光纤中传播时强度会减弱(中继器)。 3.2量子点激光器 由直径小于20nm的一堆物质构成或者相当于60个硅原子排成一串的长度的量子点,可以控制非常小的电子群的运动而不与量子效应冲突。科学家们希望用量子点代替量子线获得更大的收获,但是,研究人员已制成的量子点激光器却不尽人意。原因是多方面的,包括制造一些大小几乎完全相同的电子群有困难。大多数量子装置要在极低的温度条件下工作,甚至微小的热量也会使电子变得难以控制,并且陷入量子效应的困境。但是,通过改变材料使量子点能够更牢地约束电子,日本电子技术实验室的松本和斯坦福大学的詹姆斯和哈里斯等少数几位工程师最近已制成可在室温下工作的单电子晶体管。但很多问题仍有待解决,开关速度不高,偶然的电能容易使单个电子脱离预定的路线。因此,大多数科学家正在努力研制全新的方法,而不是仿照目前的计算机设计量子装置。 4微腔激光器 微腔激光器是当代半导体研究领域的热点之一,它采用了现代超精细加工技术和超薄材料加工技术,具有高集成度、低噪声的特点,其功耗低的特点尤为显著,100万个激光器同时工作,功耗只有5W。该激光器主要的类型就是微碟激光器,即一种形如碟型的微腔激光器,最早由贝尔实验室开发成功。其内部为采用先进的蚀刻工艺蚀刻出的直径只有几微米、厚度只有100nm的极薄的微型园碟,园碟的周围是空气,下面靠一个微小的底座支撑。由于半导体和空气的折射率相差很大,微碟内产生的光在此结构内发射,直到所产生的光波积累足够多的能量后沿着它的边缘折射,这种激光器的工作效率很高、能量阈值很低,工作时只需大约100μA的电流。 长春光学精密机械学院高功率半导体激光国家重点实验室和中国科学院北京半导体研究所从经典量子电动力学理论出发研究了微碟激光器的工作原理,采用光刻、反应离子刻蚀和选择化学腐蚀等微细加工技术制备出直径为9.5μm、低温光抽运InGaAs/InGaAsP多量子阱碟状微腔激光器。它在光通讯、光互联和光信息处理等方面有着很好的应用前景,可用作信息高速公路中最理想的光源。 微腔光子技术,如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破,可使超大规模集成光子回路成为现实。因此,包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。长春光机与物理所的科技人员打破常规,用光刻方法实现了碟型微腔激光器件的图形转移,用湿法及干法刻蚀技术制作出碟型微腔结构,在国内首次研制出直径分别为8μm、4.5μm和2μm的光泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器。其中,2μm直径的微碟激光器在77K温度下的激射阔值功率为5μW,是目前国际上报道中的最好水平。此外,他们还在国内首次研制出激射波长为1.55μm,激射阈值电流为2.3mA,在77K下激射直径为10μm的电泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器以及国际上首个带有引出电极结构的电泵浦微柱激光器。值得一提的是,这种微碟激光器具有高集成度、低阈值、低功耗、低噪声、极高的响应、可动态模式工作等优点,在光通信、光互连、光信息处理等方面的应用前景广阔,可用于大规模光子器件集成光路,并可与光纤通信网络和大规模、超大规模集成电路匹配,组成光电子信息集成网络,是当代信息高速公路技术中最理想的光源;同时,可以和其他光电子元件实现单元集成,用于逻辑运算、光网络中的光互连等。 5新型纳米激光器 据报道,世界上最早的纳米激光器是由美国加州大学伯克利分校的科学家于2001年制造的,当时使用的是氧化锌纳米线,可发射紫外光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。但是,美中不足的是只有用另一束激光将纳米线中的氧化锌晶体激活,其才会发射出激光。而新型纳米激光器具备了电子自动开关的性能,无需借助外力激活,这无疑会使其实用性大为增强。 光电子论文:光电子技术产业管理论文 论文关键词:世界光电子技术和产业的发展;我国的光电子技术和产业 论文摘要:光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。 如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……”,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。 1世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%,但从目前光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前,各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力)、掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高、噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元。 Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长,人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性设备)。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps)。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元,比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元,比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元,比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元,预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能。 2我国的光电子技术和产业 近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位。 国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场。 掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场。 但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。 我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有三到五年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。 如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。 光电子论文:应用型本科院校光电子专业培养方案创新研究 摘 要:笔者从“专业对接产业”的角出发,针对目前应用型本科院校光电子专业人才培养与行业需求脱钩,培养方案缺乏特色的现状,走访了浙江省的光电子行业,提出了以产业链下游的光电子器件和系统集成领域为专业的对接点,确定专业培养的核心知识与核心能力,进行光电子专业培养方案的改革和创新策略,即在课程体系、实践课程、教学管理与考核、师资队伍建设及实践场所建设等方面进行改革。 关键词:应用型本科院校;光电子;培养方案 光电子技术是世纪之交继微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域。光电子产业涵盖了与光电子技术有关的光电材料与元器件、光通信、激光、光电显示、光存储、红外等细分行业,作为典型的高附加值产业,受到众多国家的广泛关注,已经成为当今信息技术中发展最快的高新技术产业。到目前为止,浙江省已建成10个各具特色、不同层次的光电子产业特色园区。宁波及周边地区的光电子产业代表着浙江省的重点产业和优势产业,宁波及周边地区的光电子产业代表着浙江省的重点产业和优势产业,目前全市光电子技术企业有2000多家,但大多数企业规模不大,主要生产比较简单的光电子产品,普遍缺乏科研攻关能力,企业的可持续发展受到极大的制约,这些企业需要大量的专业技术人才来提高企业的技术核心竞争力。2013年宁波人才紧缺指数显示,宁波光电子专业技术人才的缺口很大,例如,近两年电工电器领域的光学工程师的紧缺程度一直处于橙色预警状态。 为了满足光电子产业快速增长对专业人才的需求,国内许多大学近几年纷纷开办了与光电子相关的专业。然而,由于光电子产业具有涵盖范围广,产业细分度高的特点,作为一个相对较新的专业,找准专业培养方向的定位,达到专业与产业的有效对接,及时调整专业方向和培养方案,是提高专业的人才培养质量,逐步解决光电子产业升级所面临的人才紧缺问题的关键。另外,为了解决中国就业结构型矛盾问题,教育部日前明确了部分高等院校向技术技能型教育转变的改革方向。同时,新一轮的高考制度改革也开始启动,这为地方性本科院校的发展提出新的挑战和机遇。因此,如何在专业对接产业的视角下,适时调整专业培养方向,改革培养方案,培育特色鲜明的优势、品牌专业是地方性应用型本科院校建设和发展的关键[1-3]。 一、光电子专业培养方案现状 随着就业压力的不断加剧,高校专业方向与就业的相关性问题越来越受到学生、家长、用人部门和政府教育主管部门的关注,并且不断被日益激烈的市场竞争所强化。目前高校的专业方向设置和培养方案与市场需求并不完全契合,这是宁波乃至全国高校中一个比较突出的问题。据统计,宁波高校电子信息类专业和电气信息类专业毕业生毕业后所从事工作与其所学专业的相关度分别为67%和71%,这一数据说明,即使在专业与工作相关度要求较高的工科类学科领域,专业适切性的问题仍然比较突出。 宁波工程学院作为地方性本科院校,定位于培养优秀的工程应用型人才。在这一人才培养目标下,专业方向的调整和培养方案的改革与研究是非常重要的,也是非常紧迫的。宁波工程学院的电子科学技术专业2004年开始本科招生,2009年成为浙江省重点建设专业。目前专业设有电子系统设计和光电子技术两个专业方向。其中,电子系统设计是传统的电子类专业方向,在全国高等院校的电子类专业中几乎均有开设。宁波工程学院的电子系统设计方向发展较早,教学条件相对较好,学生在选择专业方向时比较青睐。然而,该方向的突出问题是技术普遍,缺乏特色。相对而言,光电子技术还是一个新兴的专业方向,它是在近年来随着光电信息产业的快速发展而设立的。目前宁波市仅有包括宁波工程学院在内的两所高校开设了这一专业方向。经过几年的专业建设,该方向的师资力量和科研实力不断提升,然而,学生的培养质量却没有明显改善,学生就业相关度相对较差。根据麦克思学院社会需求与培养质量年度报告显示,电科专业2011届和2012届毕业生工作与专业相关的人数比例分别为45%和51%。其中,光电子方向的这一问题相对而言更为突出。 根据笔者在专业建设过程中的体会和调研走访的发现,宁波工程学院电科专业光电子方向的突出问题是定位不准,专业结构与产业结构和人才需求结构不适应,培养方案缺乏特色。这也是众多高等院校光电子类专业面临的普遍问题[4-8]。面对发展速度快、涵盖内容广的光电子技术这一新兴高科技产业,作为一所普通院校的专业不可能涉及每一个领域。如何能找准专业定位,实现专业与产业的紧密对接,精确地把握人才培养的核心知识和核心能力,制定合理的专业培养方案,是提高宁波工程学院的专业人才培养质量的关键,这还将有助于提升宁波工程学院的专业特色,有利于品牌专业的建设。 二、光电子技术专业人才培养方案创新策略 (一)确定与光电子产业的对接点,准确定位核心知识与能力 应用型本科地方院校的人才培养要根据本地区产业发展需要,培养第一线需要的、具有良好素质的应用型专门人才为目标。宁波工程学院的光电子技术专业人才培养要紧紧围绕浙江省、宁波市及周边地区光电子信息产业发展规划、发展现状和学校办学特点。统计表明,浙江省的光电子产业近年来以年均30%的增长速度快速发展,全省从事光电子产品生产的企业已有500多家,占全省信息产业总值的5%,目前已成为我国光电子产业大省。我省在光通信/光通信/光材料及光伏器件等方面已经形成了系列产品。特别是在光学仪器与光学加工领域,具有国内领先的规模。因此,我省在光电子器件制造和加工领域具有较好的产业基础。因此,在专业培养方案的制定和改革过程中,如何在地方现有的产业基础上把握专业培养目标的对接点是十分关键的。我们从光电子产业链的组成和浙江省光电子行业现状出发,通过前期的大量企业走访和调研分析,深入分析了人才需求,初步确定了以产业链中、下游的光电子器件和系统集成领域作为专业的对接点,如图1的专业培养方案改革示意图所示,在这一产业领域,光电器件作为系统的功能核心,电子系统作为控制核心,二者相辅相成,缺一不可。 另外,宁波工程学院电子科学与技术专业目前已有光电子技术和电子系统设计两个方向。其中,专业在电子系统设计方向具有良好的实践教学条件和师资队伍,在学生培养方面已经取得了较好的培养成果。并且,近几年来,专业在光电子技术方向引入了较好的师资力量,投入大量资金购买仪器设备,建设光电子实验室。选择光电子器件和系统集成作为对接点,可以充分整合、利用本专业在光电子技术和系统设计方面的现有资源,有利于发展“光”“电”融合的专业特色。在确定了本专业与光电子行业的对接点后,我们将紧紧围绕该对接点,以“光”“电”融合为特色,精确提炼专业培养的核心知识和核心能力,并围绕核心知识与核心能力开展课程体系整合与实践环节改革,形成特色鲜明、行业衔接度高的专业培养方案。 图1 光电子专业方向培养方案示意图 (二)以双核培养为中心,建设光电子课程体系,加强实践环节改革 1.围绕光电子专业的核心知识和能力构建课程体 系。首先,以专业核心课程建设为突破口,优化整合现有课程,进行实践环节改革,建立与光电子产业对接的课程体系。新建课程体系将分为四个模块,分别为基础课程模块、专业核心课程模块、专业选修课程模块以及实践课程模块。基础课程模块主要培养学生职业基础能力和人文素养,主要包括英语、思想政治教育、身体素质培养、文献检索与写作、职业规划以及人文艺术类课程。专业核心课程模块主要培养学生的专业核心知识,主要包括物理电子、应用光学和系统设计类课程,专业选修课程模块主要围绕光电子产业领域的新应用和新发展,拓展学生的知识范围,培养学生可持续发展能力,主要包括“光伏电子技术”、“半导体器件工艺”、“信号处理”等课程。 2.实践课程模块是本次改革的重中之重,着重培养学生的核心实践能力。在整个课程体系中,实践课程的学时比例将大幅提升,加大实习实训的比重。在课程设置上,以典型职业活动为线索确定专业实践课程设置,按照企业工作过程设计课程,以工作任务来整合实践课程内容。我们将新开“应用光学设计”和“半导体照明应用技术”两门课程,并以这两门课作为实践改革试点,对接企业环境建设实践实训场所。根据职业岗位特点,在校内开设“校中厂”,由企业设计师和专任教师共同指导,并带领学生承接项目、练就技能,实现综合职业能力的培养,在真实的职业环境中,不断提升职业能力和综合素质。 三、“专业对接产业”人才培养方案的实施保障 “专业对接产业”人才培养方案的顺利实施需要各类保障机制的同步改革,主要包括适应“专业对接产业”的教学管理和教学考核方式的改革,适应“专业对接产业”的专业教学团队建设,与课程体系相配套的实践实训场所的建设,以期逐渐建立适应“专业对接产业”的光电子专业人才培养方案的各类保障机制[9-10]。 1.引入光电子企业及行业协会相关人员,建立专业建设指导委员会,参与人才培养方案的调整和优化,专业教学管理和教学考核方案的审定。特别对于实践类课程,明确对核心能力的考核目标,结合企业项目管理和考核方式,加大过程考核比重。对实践环节制定细化的考核制度,用量化的标准衡量和保证学生实践能力的培养质量,建立适应“专业对接产业”目的考核和管理的新途径。 2.调整师资队伍建设思路,制订符合产业发展需要的专业带头人、骨干教师培养计划,通过引进、培养、聘任具有行业影响力的专家教授作为专业带头人,聘任一批行业企业专业人才和能工巧匠作为兼职教师,派遣专任教师到企业中实践、国内外进修培训等途径,加快双师结构专业教学团队建设,组建具有教学、研发和社会能力的双师结构合理的优秀教学团队。 建立“校企互聘互管”的机制,鼓励专人教师下企业锻炼如承担企业科研项目或社会服务项目,并将其作为晋升职称或评先评优的条件之一。建立一支稳定的企业兼职教师队伍,充实教师队伍的力量,最终形成专业带头人、骨干教师、兼职教师和“双师”素质的中、青年教师为主体的多个层次的科学合理的教师团队。目前,学校已经在“双师”型师资培养方面走出了第一步,提出了百名博士进企业的目标,光电子专业每年将有1―2名博士到企业一线参与设计和生产。 3.与课程体系配套的实验实践场所建设是保障“专业对接产业”人才培养方案顺利实施的重要条件,由于光电类实践类课程所需设备“多”而“杂”,并且仪器一般比较精密贵重,因此实验室的建设更需要贵精而不在多,目前,宁波工程学院的电子实验实训中心已建有光电信号检测、光纤通信、激光原理、光电子技术、发光二极管(LED)设计与检测等5个实验室,但是,实验设备普遍面临功能单一、组合型差、自主开发功能缺乏等缺点,因而导致实践训练的能力与企业需求脱节。我将邀请企业技术人员或管理人员指导并参与实践场所和实验室的建设,所购置设备尽量满足模块化、易组合、可替换的特点,并且兼顾自主设计和开发的功能,使其既能满足教学需要,也尽可能贴近实际生产,使学生在校内就能了解企业的真实环境,缩短现代企业人才需求与学校教学的距离。提高实践实验室的开放性,实现实验室的实践教学、学生竞赛、企业项目开发等多功能性。 四、结语 基于专业与产业的精确对接点,找准专业培养方向的定位,提炼光电子专业的核心知识与核心能力,进行课程体系的调整优化以及保障机制的建设,才能实现人才培养方案改革的有的放矢。这是提高应用型本科院校的专业人才培养质量的关键,不仅有助于提升宁波工程学院的专业特色及品牌专业建设,还能培养出适应本地区产业发展需要的应用型专门人才。 光电子论文:现代雷达中的光电子技术 [摘 要]光电子技术的应用与研究不断发展,其中在微波领域内的应用主要是光纤通信,但是随着雷达技术的应用发展,将光电子技术与雷达技术结合有利于实现雷达信号的收集、传输和信息处理等,光电子技术在雷达中的使用效果显著,在微波器件的使用控制中也具有重要作用。本篇文章在此基础上,主要对现代雷达中的光电子技术内容和使用要点进行研究与分析,并探讨其发展前景以及能够产生的经济价值。 [关键词]雷达;光电子技术;要点;前景;方法;分析 光电子技术与其他的电子信息技术合成能够形成信息产业新的核心技术,并广泛应用于光存储、光显示和激光等领域。光电子技术在雷达中的应用改变传统雷达应用模式,充分发挥了光电子技术信息化、科技化和先进化的优势。关于现代雷达中的光电子技术应用主要可以分为以下几个方面: (一)信号传输 光电子技术在雷达中的应用可以通过光纤链路的组成,完成光纤、二极管等要素的调制,在进行信号传输时可以在光波调制中将微波信号传输上,完成这些工作以后需要使用光纤模拟传输微波信号。光纤链路在雷达信号传输中的应用对现代雷达技术应用和信号光纤传输具有重要意义,这项技术在国外发展相对成熟,显示意义明显。雷达传输中使用光纤,传输消耗和传输频率相较于电缆传输较低,并且在这种频段下,光w产生的调制信号和传输消耗具有一致性,从而进一步促进雷达信号传输,达到对雷达系统远程控制的目的。[1] 由于使用的雷达天线还含有一个辐射源,在受到反辐射的影响时,控制中心和天线之间的距离应该设置好。通常情况下,使用同轴电缆传输信号消耗较大,传输指令与天线之间的距离也要控制好,而关于电缆铜量的消耗,会随着频率平方根的增大而增大。同轴电缆传输微波信号的前期,需要在一定的频率范围内完成转变,将信号电平在线路放大器内进行放大,指令中心传输的信号则不需要进行变频,线路放大器不使用也能使信号电平提高,光滤波器和光纤的使用效率也能够提高。要进一步保证其基本的使用性能,增强雷达的抗电磁能力可以通过光缆改变电缆,保证雷达天线远程传输的功能。这种应用方法在军事上具有重要使用作用,提升经济效益的同时创造军事价值。此外,光纤重量轻、体积小,灵活度高,在一些限定空间或场合使用方便,保证雷达信号的传输有效。[2] (二)信号处理 雷达信号处理一般是利用光纤延迟线,其主要构成要素包括调制器和激光器等,属于新型的信号处理器件,在微波射频领域应用较多,光纤延迟线的使用能够促使多种不同信号处理器件的生成。例如在横向匹配滤波器和编码发生器以及相关处理器中可以通过雷达系统的处理充分发挥带宽极宽系统的作用,声波器表面频率较高,功能优越性明显,在雷达信号处理中要控制其频率需要同步使用信号处理器,提升雷达信号处理效果。处理宽带雷达信号时由于雷达信号接收机的分辨率较高,电子情报信号处理时,可以选用大时间的带宽积器件,使用成本相对较低,体声滤器件和同轴电缆也可以用于雷达信号的处理。光纤延迟线不同于其他延迟线,性能更先进,并且同时具有工作频率高和任何延时的特点,其中延迟的介质是单模石英光纤,成本低、性能高,使用价值较高,并且具有综合性优势。因而在雷达信号处理过程中使用光纤延迟线能够充分发挥其在不同处理器件中的构件作用,雷达系统中使用光纤延迟线实现价值最大化,不仅能够在海洋卫星雷达和随机程序发生器中应用,同时还能够在雷达信号处理系统和相控阵天线系统中应用。因而雷达信号处理中使用光纤、光电子技术能够充分发挥信号处理器件和通信系统的实际价值,使用过程中的经济效用显著,总体应用前景较好。[3] (三)达波束光控制 相控阵雷达系统在控制雷达的达波束光时要使用有源单位,继而形成一种具有跟踪效用的尖锐波束,这种波束对电子调控方法具有一定的控制作用,并且能够将辐射单位予以改变,保证相对相位的实现。由于单个单元的控制器件属于电子移相器,这种类型的器件在传统意义上的使用通常可以分为铁氧体移相器和二极管。二极管的工作频率相对比较低,而铁氧移相器的工作频率则较高。铁氧移相器和二极管的体积较大,因而产生的损耗量也比较大,但是在相位连续控制上和在线性度上仍旧存在较大的差异。分配射频功率可以使用光学方法来进一步完成相移,这种优势比较明显。[4] 例如在实现微波相移的过程中可以使用线性连续的方法,在此过程中还能够将相位的体积予以减少,保证及能耗度降低,促进波束的灵活控制。在一般的大型相控阵天线使用中需要多个MMIC收发模块来完成雷达达波束光控制,在一定的自由空间内能够与振荡器形成不同模块的主振荡器锁定,关于参考信号的改动则需要使用同轴电缆的光纤链路,这种有利于在很大程度上减少体积和降低重量。光电技术在雷达达波束光控制中具有重要的使用意义,并且能够促进雷达电子器件的使用功能进一步完善,总体应用前景广阔,在此过程中使用光电子技术促进了新时期下雷达技术变革、发展和使用的经济效益提升。[5] 结语: 从目前情况分析来看,光电子技术应用在微波领域主要以光纤通信为主,且这种应用技术已经相对普及,但是在雷达中的应用尚且不如通信光纤应用普及程度高,随着我国光电子技术研究、发展水平不断提高,将进一步在现代雷达中实现充分使用,总体应用前景乐观。其中光电集成电路和光纤等在雷达数据处理、雷达信号处理、多基地雷达和相控阵天线中使用具有高互联性等多重优点。光电子技术在现代雷达中的应用包括雷达信号传输、雷达信号处理和雷达达波束光控制等几个重要的方面,体现了现代雷达应用光电子技术的先进性和必要性。 光电子论文:探讨光电子技术的发展与应用 [摘要]光电子技术诞生在20世纪的中期,其应用至今,已经发展经历过了半个多世纪,并在许多领域取得了很好的发展态势和应用效果。随着科学技术的迅速发展,社会的科学技术应用不断呈现多样化,光电子技术也呈现了多样化、多领域的发展态势,光电子技术也越来越发展成熟,对世界和时代的进步产生着至关重要的作用,其影响力不断提升。光电子技术,主要由光子技术和电子技术两者结合组成,涉及的范围十分广泛,就目前的发展形势来说,光电子技术很可能⒊晌未来世界经济发展的主要生产力之一,是信息产业的核心内容。文章主要对光电子技术发展现状进行阐述,并分析和研究其在众多相关领域当中的应用。 [关键词]光电子技术;电能;光能 光电子技术主要由光子技术和电子技术两者结合组成,同时,技术中包含的技术理论十分广阔。光电子技术主要涉及光学、电子学、计算机学、光电子学等多个学科领域的专业知识理论,是一种典型的多学科交叉渗透的现代技术,对世界科学技术的发展,对社会经济进步,起着重要的推动作用。光电子技术的研究核心是众多学科中的光子学,支撑技术主要是电子学,这电子学是一种近年来兴起的新型研究学科。因此来说,光电子技术具有很强的兼容性,其中的电子技术相对于微电子技术来说,有着更多的发展空间,优势更加明显,能够在更加广泛的领域得以应用。 1光电子技术相关概述 所谓光电子技术,其全称是光电子信息技术,该技术的核心内容是进行电能和光能的转换,是科学技术中的一种全新的技术,其涵盖了材料科学、精细加工、半导体材料以及固体物理等,是多个领域的综合体。光电子技术的诞生是在20世纪60年代,并在当时开始光电子技术相关设备的生产,从一开始的单一的领域应用,迅速发展至今,已经广泛应用在各个领域和各个行业,比如在军事武器的制造业、医疗行业、电子信息行业以及其他高新制造业等领域,应用十分广泛。而最初的光电子技术的发展,主要得益于无线激光器设备的出现,为光电子技术的发展提供了重要的光频波段支持,随着发展和研究的深入,光电子技术逐渐实现了信息的处理、存储、传输等功能。光电子技术能够通过对光子以及电子的利用,来促使产生一种全新的光子物理现象。随着科学技术的发展,由光电子技术原理构造成的相关硬件设备,组成信息技术中重要的应用成分,也为信息技术的发展提供了无限的可能和广阔的发展空间。比如,可以通过光电子技术将全球所有范围内的电子计算机进行联机,这是通过光电子技术能够简单实现的。当然,也可以利用光电子技术实现卫星和地球的联系,从而组成宇宙性质的联系网络,通过光电子技术,这在未来也是有希望得以实现的。当前,光电子技术可以说是互联网当中最重要的支撑性技术,主要应用在高新技术领域。而在我国来说,光电子技术的起步较晚,但是发展的速度是极快的,已经在我国国内诸多领域得以应用和推广。在光电子技术的应用中,体现出诸多方面的应用优势,具有极高的速度和极大的容量,对于日益增长的信息量处理要求和信息化发展时代要求来说,无疑是至关重要的技术,这也是传统的电子学以及微电子学难以实现的。光电子技术能够实现对信息的高速度和高频率处理,能够将信息从探测到最终处理整个流程融为一体,一气呵成,从而在信息技术领域占据着不可动摇的地位。 2光电子技术的发展现状 21国内发展现状 我国的光电子技术发展起步较晚,但是在我国的发展十分迅速,已经达到世界先进水平,与最先发展光电子技术的发达国家之间的差距不断缩小,已经达到接近水平。光电子技术在国内取得如此大的成就,主要受益于我国政府对科学技术的重视和大力投入。在电子领域的各个方面,我国皆取得了不错的发展成绩,许多方面达到了世界的先进水平,比如在光收发模块、探测器等一些光电子器件上,水准很高,技术水平相当先进,市场份额占比不论是国内还是世界范围内,都有极大的竞争力。在我国,光电子技术的发展存在明显的地区差异性,光电子技术的先进发展主要集中在我国的几个发达地区,比如珠江三角洲地区、长江三角洲地区以及渤海湾地区,这主要是由目前我国区域经济发展现状决定的。另外,在这些发达的地区,高等院校较多,研究所也多,给光电子技术的研发和发展提供了巨大的技术力量保障。 22国外发展现状 国外的光电子技术的发展和应用参差不齐,最为先进的是美国、日本以及欧洲一些国家。尤其是美国,特别看重光电子技术在未来的发展和应用,并将光电子技术列为21世纪最为重要的战略性技术之一,并进行了大量的研究投入。日本在光电子技术方面,近些年来发展十分迅猛,在国际市场上占据着重要地位。欧洲地区的光电子技术发展和应用,以德国最为先进和典型,德国对光电子技术的投入研究较早,进行了大量的研究,因此积累了许多宝贵的研究成果和发展经验,技术基础十分强大。随着全球化的深入发展,“地球村”理念逐步形成,使全球范围内的人类更加紧密地联系在一起,信息通信十分便捷和快速,并对未来的信息产业提出了更高的需求。光电子技术在信息产业方面所做出的重大贡献,对于全球信息交流的促进有着关键的作用。另外,当今世界的互联网技术发展迅速,俨然已经成为互联网的时代。在高速发展的互联网环境下,对信息传输的需求无论是数量上还是效率上,都有着更高的要求,为了满足这个巨大的要求,发展光电子技术无疑是最佳选择。 3光电子技术的应用领域 31信息领域 当今时代,是一个信息化高速发展的时代,无论是现在还是未来,都离不开信息化的支撑。在信息化发展过程中,信息传输和处理流量正呈现质的增长,传统的电子技术已经无法满足当今时代巨大的信息传输和处理。而光子技术的应用,与电子技术进行完美的融合,并产生全新的光电子技术,能够极大扩大信息容量和信息传输速率,比起传统的电子技术优势巨大,能够有效促进信息产业的快速发展。当前在信息领域已经开始大范围开展光电子技术的应用,并取得了极好的影响效果,为信息产业的蓬勃发展带来了更多的可能和广阔空间,提升了信息领域的发展潜力。 32能源领域 能源是地球上赖以生存的重要发展来源。在过去的许多年发展中,世界对能源的需求巨大,依靠传统能源取得了良好的发展成效。但是与此同时,世界发展在能源方面也逐渐显现出诸多发展瓶颈,主要是传统能源的枯竭,以及世界对环境保护的呼声越来越大。因此,当前的主要办法就是进行清洁能源的生产和利用。如何研发出既清洁环保,又能够高效利用的新能源,成为当今世界能源研究的主要议题。而光电子技术,能够将光能转化成热能的这一伟大功能,使得其在新能源领域备受关注,具有极大的新能源产业潜力,市场前景十分广阔。目前在世界范围内,尤其是在一些发达国家中,利用光电子技术获取新能源的方式已经得到应用,在我国也已经进行了初步的应用。 33汽车领域 汽车是当今世界最主要的交通工具之一,随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对汽车的市场需求不断扩大。在汽车领域,人们开始越来越注重汽车的整体功率、能耗、舒适度以及外观等因素,这就意味着需要更加先进的汽车生产技术。光电子技术在汽车领域的应用,使得汽车的功率转化大大提升,并且通过光电子技术,能够对汽车生产材料进行高精度的加工,极大提升了汽车的整体质量和舒适度,减少汽车在使用中的损耗。 34环境领域 地球环境是人类生存的基本条件,保护环境,是人类共同的责任。步入21世纪以来,世界范围内的工业生产已经到了一个相对成熟的水平,与此同时,工业的生产和发展对环境造成了极大的损耗,比如逐渐出现的全球变暖问题和厄尔尼诺现象等,给地球环境造成了恶劣的影响。当前,人们对生活质量的要求越来越高,环境保护意识越来越强,亟须研发出能够遏制环境逐渐恶化的先进技术。在这种情况下,光电子技术给环境保护和污染治理带来了全新的希望,其通过高精度传感器的制造,能够对环境中污染物的浓度进行准确的测量,并进行有效的治理与防护。 35军事领域 一个国家的军事基础,是一个国家安全力量的巨大保障。光电子技术在军事领域的应用,能够极大加强国防军事力量,并有着广阔的应用前景。通过光电子技术,能够制造先进的激光制导武器,目前,这方面许多发达国家正在加大力度进行研发和应用。另外,光电子技术能够形成更加有效的图像传感器,使得单兵作战更加强化,得到许多国家的重视。 36医疗领域 随着生活水平的提升,人们越来越开始注重医疗健康。光电子技术在医疗领域的应用主要是通过激光来治疗一些以传统治疗手段难以解决的疾病,比如通过激光进行角膜的切除手术和治疗,能够帮助人类矫正视力。随着光电子技术在医疗领域中的应用,以相关设备进行手术,能够使手术更加精准,治疗效果更好,提升手术的成功率和稳定程度。 4发展趋势 光电子技术的应用前景十分广阔,发展潜力十分巨大。在未来,光电子技术的发展趋势主要会从集成化、扩大化、强适应性三个方面进行优化发展。 光电子技术的发展还需要诸多辅助材料的发展来促进,比如半导体激光以及相关电气元件,这些辅助材料和技术的发展,才能够推动光电子技术更加迅速和完善发展。在导体激光以及半导体激光的迅速发展之下,通过各种辅助材料和技术与光电子技术的融合,在未来,光电子技术将会呈现集成化发展状态,并不断研发出新的设备以及材料。这些新设备和新材料与光电子技术的融合应用,将会推动光电子技术的应用效果,并且在光电子技术的应用经济性以及简便性方面得到较大提升与优化。 5结束语 综上所述,光电子技术是当今世界最重要的高新技术之一,对世界经济发展具有至关重要的推动作用。当前,光电子技术已经在众多重要领域得到了初步的应用,在未来,光电子技术的用前景相对广阔,有着无限的发展可能。 光电子论文:从光电子方向谈弱势学科的专业课程结构设置 摘要:针对矿业院校电子科学与技术这一弱势学科的发展,面向工程教育专业认证,以光电子方向相关课程设置为典型,讨论了课程教学改革的具体思路并给出了相应的做法,包括教学原则、课程结构、课堂教学和实践训练。 关键词:教学改革;弱势学科;工程教育专业认证 一、我校电子科学与技术学科的发展背景 知识经济时代的教育呼唤适应“宽口径,厚基础”的教育观和学习观[1],而工科专业直接面向工矿企业的研发生产,具有很强的实际应用背景,尤其是包括光电子在内的电子科学与技术这类支撑现代社会信息科技的前沿学科,具有专业知识更新快、理论基础要求高、实践应用范围广等特点,对社会高新技术的发展具有深远影响,因而培养涵盖光电子专业基础的复合应用型人才,也成为社会发展的迫切需要[2,3]。 近年来许多高校先后开设了与光电子相关的专业或专业方向,但受客观办学条件和主观重视程度的影响,各个院校的光电子专业(方向)发展参差不R,专业课程设置各有差异。中国矿业大学作为以矿业为特色的高等院校,电子科学与技术学科起步较晚且基础薄弱。本文以矿业院校背景下本学科从无到有至目前近500在校生规模的发展为例,以光电子方向相关课程为切入点,探讨如何更好地设置和发展弱势学科的本科专业课程,面向工程教育专业认证,推动学科发展,实现“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的符合社会需要的专业人才培养。 二、合理规划“光电子”专业课程设置 (一)课程设置要兼顾人才培养和学科发展 电子科学与技术专业所涵盖学科范围极广,是以信息处理为目的,以电子、光电、光子器件为核心,包含物理理论、材料工艺、器件系统等研究内容的完整学科体系。目前我国大部分高校的电子科学与技术本科专业以“微电子”和“光电子”作为主要专业方向,相对于微电子方向的课程内容比较固定单一、本科阶段无需配套硬件实验等情况,光电子方向所面临的问题要复杂困难得多,其研究领域“广”、相关课程“杂”、所需硬件仪器“多”,因而合理规划“光电子”专业课程设置,既可实现专业人才培养,又可推动弱势学科发展。人才培养和学科发展二者密不可分,人才培养是最终目标,而学科发展是必要途径,合理地设置和建设专业课程,是学科发展的主要内容,学科发展好了,才有实力更好地实现人才培养目标,进而利用人才优势和影响,又可更好推动学科发展,形成良性循环。 (二)课程设置以“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”为指导 针对光电子方向“广、杂、多”的特点,将其作为电子科学与技术弱势学科发展的重点方向,从人才培养和学科发展两方面考虑,制定了“厚基础、宽口径、重能力、偏应用”的教学原则,同时也作为光电子技术相关课程设置的指导思路。这一指导思路,既是遵循国家高等教育培养创新人才的指导方针并面向工程教育专业认证[4],更是适应包括光电子技术在内的电子信息科学发展迅速与交叉融合的特点,同时考虑本学科方向实力较薄弱的现状和发展解决面临困难的实际需要。 光电子方向专业课程设置需要满足“厚基础、宽口径”的教学原则。所谓的“光电子”专业方向,广义上是电子科学与技术之下除微电子学与固体电子学之外的多个二级学科(方向),甚至还包括与其他学科交叉衍生出的学科方向,既要与微电子一起承担本学科“厚基础”的教育任务,更要肩负更多的“宽口径”任务,同时也是着眼于学科长远发展的必然选择。光电子方向专业课程设置还应遵循“重能力、偏应用”的教学原则。这尤其适于弱势学科的实力现状和发展要求。以我校为例,学科专业体系的基本格局是以工科为主,以矿业为特色,理、工、文、管等多学科协调发展,优势学科集中在煤炭能源相关的矿建、安全、测绘等领域,在59个本科专业中,2002年首次招生的电子科学与技术专业是典型的弱势学科,在所属的信息与电气工程学院的4个一级学科中,发展落后于电气工程、信息与通信工程、控制科学与工程等其他3个学科。在本专业设置初期,部分专业课程由其他学科的教师承担甚至直接采用其他专业的课程,而随着师资力量的增强和专业课程的调整,目前已形成较为完整的微电子和光电子专业课程体系,但就现阶段来看,本专业学生就业后直接从事光电子技术研发的人数很少,绝大多数还是作为光电子技术直接或潜在的使用者。可以说,“重能力”是促进学生就业的实际需要,而“偏应用”是学科基础薄弱与实力有限的务实之选。 (三)课程体系宜采用多层次三位一体结构且内容环环相扣 针对本专业光电子方向相关专业课程的设置,面向工程教育专业认证,兼顾人才培养和学科发展,遵循“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的原则,并广泛借鉴国内外高校课程设置经验,采用了核心课程、专业选修/限选课程、其他相关课程的多层次三位一体的课程体系。核心课程包括激光原理与技术(48学时)、半导体物理基础(40学时)和光电子技术(40学时),专业选修/限选课程包括光电检测技术(40学时)、半导体光电子器件(32学时)、微波技术(48学时)等,其他相关课程包括电子信息学科概论、学科讲座和专业综合实践II(微波与光电子)。 本专业学生在第一、二学年已系统学习了通识教育课程、专业大类课程,打下了较为扎实的理论基础,具有一定的“厚基础、宽口径”专业基础知识体系,且在第一学年开设了《电子信息学科概论》,为学生专业学习提供了方向指引。第三学年学生通过自主选择由专业类转入具体专业学习,开设的专业核心课程《激光原理与技术》、《半导体物理基础》继续夯实“厚基础”,而《光电子技术》侧重“宽口径”。第四学年则加入与光电子相关的《光电检测技术》、《半导体光电子器件》、《微波技术》、《学科讲座》,这些课程全部或部分承接了《光电子技术》,进一步加深和拓宽了学生的专业知识体系,从学科实力和学生就业两方面进行考量,教学原则围绕“重能力、偏应用”;同时依托优势学科加强专业综合实践教学,设置2周时间的《专业综合实践II(微波与光电子)》,采用师生双向选择和分组形式,自主选题并完成较综合的设计,所需设备依托利用国家修购专项等经费而建立的光电子、微电子、微波等实验室。 三、结论 综合以上我校专业在光电子方向本科教学改革实践中的做法和成果,主要有以下心得和建议:(1)在弱势学科发展中要兼顾人才培养和学科发展,以“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的教学原则和思路为指导;(2)课程体系设置,宜采用核心课程、专业选修/限选课程、其他相关课程的多层次三位一体的结构;(3)课程内容设置,符合教学原则,做到环环相扣,课堂教学和实践环节相辅相成。 光电子论文:硅基光电子学与光电子器件应用 摘 要:本文介绍了光子晶体的概念,回顾了硅基光子学的发展历史,分析了其发展现状和面临问题。光电子器件以光子代替电子传递信息,因为光子的输运特性便具有热损小、功率损失低、占用体积小、传递信息速率高的特点,因而受到人们的广泛关注。要实现“全光子化”传递信息需要实现集成光回路。本文分析了用硅基光子器件集成光回路的可能性以及目前存在技术难点最后本文对展望了硅基光子学和光电子器件的应用前景。 关键词:光子晶体;硅基光电子学;集成光回路 1 光子晶体 光子在传播时,遇到周期排布的介电常数材料,将会产生布拉格散射,因而会产生光子能带与带隙,使光子晶体具有光半导体的性质[1-2]。目前来说,我们主要靠对于缺陷的引入来实现对光子的局域化控制。缺陷有两种基本形式:线缺陷和点缺陷。当引入线缺陷时,对于处在光子晶体禁带能量的光子,它不能逃逸进入周围的光子晶体当中,因而只能沿着线缺陷的确定路径传播。光子晶体波导对于光的传输性能强过传统的波导物质,例如光纤。光纤依靠全反射作用来实现光的传输,但在较大转弯角处由于不再满足全反射条件而会有光子逃逸。在微纳尺度上使用光子晶体波导的传输效率更高。光子晶体凭借它的特点,被广泛研究。例如一些应用于各个不同的光频段,有的看重更低的损耗、小限制的传播窗口,还有一些则具有特殊用途(减缓光速)。 自从光子晶体的概念被提出以来,它就和它的蕴含的巨大应用价值联系在一起。[3]它那特有光子带隙能够抑制物质的自发辐射,而这可以用于制作全反射镜。另外,我们在其中引入缺陷,可以制成缺陷模,而缺陷模可以用制作微腔、波导、光开关、甚至人们熟知的激光器和探测器等等。总之,集成光电子学是光子晶体主要的活跃范围,但是同时光子晶体在其他各个方面也有着重要的应用价值,它可以提高现今不断走进我们日常生活的发光二极管的工作效率。 2 硅基光电子学 由于硅基半导体集成电路在生产规模和成本方面具有明显的优势, 所以现阶段人们尝试用硅作为制作纳米级电子器件的主要材料,来缩减在Ⅲ-Ⅴ族元素中寻找材料制作具有相同目的的微纳光电子器件的成本,现阶段人们凭借已知的硅在1.3~1.5μm通信波段具有的低功耗的优势,并以此为基础,已经成功生产出大量的硅基微纳光电子器件,就比如说此类的耦合器、光波导器件等。虽然说现阶段硅基微纳光电子器件已经具有相当明显的优势,但为了它在具体应用的过程中保证够达到预期的应用效果,我们需要对其部分性能进行有效的优化。只要硅基微纳光电子器件在性能方面能够不断地优化、我们的技术能够不断完善,它的应用空间就会得到扩展。 在对硅光晶体的研究中,我们已经看到:在硅基材料中引入光子晶体可以明显的提高它的发光效率。凭借这我们可以预见:随着新型硅基高效发光材料研究的不断深入,新型制备技术如电注入泵浦方法的突破和光子晶体物理性质研究的深入,以及对于高效硅基材料的发光特性使用光子晶体的局域光效应加以控制,就很有可能提高硅基材料的l光增益,以此实现拥有低阈值的硅基激光器制备,进而可以在微电子芯片中利用光子替代电子作为载体来实现光耦合互联,消除电子传播发热的劣势,这样就可以突破电子瓶颈效应。[4] 3 集成光回路 和普通的信息处理相似,信息处理“全光子化”,就是指利用光来进行信息传递。它的概念包涵了光信号的发出、它的调节、对光信号的接收、对于信号的处理、信号的返回的整个过程。作为光信号的来源的有源发光器以光子晶体为基础,光信号又受到光子晶体制成的光开关调节和制约。光子晶体波导还能实现对于信号的传输与分流的作用,根据第二节提到线缺陷波导的传输优势,能够实现高效率低损耗,每个分路又要经波分复用器件下载,各个分路中的光信号在各自受到新的调制后,重新汇聚到干路, 回到接收装置。因为每一部分的各个部件在所用材料与大小上近乎一致,我们知道,传统光学器件的大小在厘米尺寸,微小的加工误差都会导致其工作频率的较大改变,因而产生光模式不匹配的问题,都会有较大的功率损耗,微型化的光子器件能避免这一问题。同时相同材质大小统一也方便光路一体化的实现。再加之与日益成熟的制备技术相适应,将会为全光路信息传递集成化铺就道路。 4 问题分析与展望 二十多年过去了,经过这些年的发展,光子晶体理论已经不断发展完善,我们也已经在其原理、设计取得了不断进步。二维光子晶体的制备相对容易,已有诸如反应离子刻蚀和深紫外曝光等成熟技术。相对来说,对于集成光路更重要的三维光子晶体制备技术目前还不成熟,已有一些方法但还不能大规模集成化应用,因此是关键发展方向。但是现有制备技术还是不完美,仍然有许多难题、核心关键有待克服。例如,二维晶体中的误差控制,由于我们使用的光子频率都在纳米量级,晶体中几何上的微小误差都会导致对调制频率的影响,进而影响发射接收以及模式匹配。而我们需要将制备技术的精度提升到亚纳米量级,才可以制备出高Q值的微腔,我们需要这样一个可行的、简便的方法。随着光子晶体各种特殊现象、性质在被不断发现,一些新的研究方向随之提出,或许一些新的性质会随着人们对于光子晶体的不断发掘而被发现。 在硅基有源器件方面:我们仍对于满足电泵浦、通信波段、产品化的硅基光源探寻不深,其中就包括拥有低阈值特性的III-V键合光源,十分稳定的、使用低电压驱动的锗激光器,还有以Er离子为基础的电泵硅激光器;我们仍需在调制器上努力以满足需求。锗探测器的暗电流制约其发展,为能够大规模量产,需新技术降低暗电流。 在硅基无源器件方面:问题之一就是硅基波导材料实现低损耗需要特殊工艺处理,因而无法实现大规模电路集成;其二为实现光栅的高耦合效率需要增加反射层,使得工艺更为复杂;这些器件的加工工艺急需简化,使其能用标准的CMOS工艺制备。在硅基光电集成方面:怎样将光纤和波导高效耦合是一个难题;因为硅基光电子器件的多样性,所以需要化为统一标准。另外加工平台成本较高。此外,硅的高热光系数使得其光学性能受温度影响,这一点是器件设计上的难题。封装也不容忽视。因此,为了硅基光电子集成投入量产,我们需要在材料、工艺、设计等方面进行研究。 展望未来它将帮助我们实现高速、低能耗的探测器设计;拥有低损耗的硅基激光器;十分高效的硅基光电子集成;高计算速率的光电接口;大能够投入量产的大规模集成设备。 5 结语 在科学研究兴盛的当下,人们对于生产生活的需要往往能带动一种新的科学技术的出现与发展,没有人们需求的推动新的学说只是空想。新兴生产技术的完善与发展也是需要科研工作者们坚持不懈的探索与尝试。光子晶体独特的性质备受关注,全世界的科研人员都对它抱有浓厚兴趣,最初的概念现今已经拿出了实体成果,我们可以看出对于它的研究人们走过的路程。在光子晶体的实用方面,我们以降低制作难度,减小制作成本,降低不确定性与不稳定性为目标,这也是为实现光学集成所必须做出的虽然这里仍有许多难题等待突破,但是我们仍在为之奋斗。
工程设计论文:系统控制理论的环境工程设计论文 1项目建议书阶段的系统控制理论 环境工程 设计的项目建议书阶段包含若干个子结构,是一个复杂的系统。如果缺乏系统思维,孤立、片面地理解系统控制理论,将定量分析和定性分析、动态特性和稳态特性等相关内容割裂开来,不能相互联系、相互融合以形成合理认知体系,则不能够全面、联系、突出重点地分析和解决问题。而利用思维树模型可培养系统思维能力,[6]强化系统控制理论在项目建议书阶段的应用,将一项工程所涉及的各个领域和角度清晰的表示出来(以城市污水处理厂为例,如下图1所示)。 2可行性研究阶段的系统控制理论 可行性研究是在项目建议书被批准后,对项目在技术上和经济上是否可行所进行的科学分析和论证。这一阶段包括工程概述、工程方案、工程投资估算及资金筹措、工程近远期结合问题、工程效益分析、工程进度安排、存在问题及建议以及附图附件等内容。在这一系统中,用最优化分析解决问题,即在本系统的运筹中,控制策略要使工程净效益最大,而费用尽可能地小(可视为负效益)。为了尽可能地减少这种负效益,必须在一定的工程规律和条件的约束下,按照最优化原则,结合工程分析考虑工程方案必选优化,对整个工程系统进行科学的管理,不求负效益最小,而只要求负效益尽可能减少。这是由于在环境工程设计中,最优解并不一定是最理想的。[7] 3工程设计阶段的系统控制理论 在此阶段,环境工程设计可分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段,每个阶段都是一个复杂系统,可将系统控制的重点分别集中在组织系统的输入、转换过程和输出3个阶段,由此形成3种不同的控制类型:前馈控制、同步控制和反馈控制。[8] 3.1前馈控制 前馈控制也称预先控制,是指在整个过程中预先集中于系统输入端的控制,其目的是通过事前考虑各种可能的功能障碍来预测并预防偏差的出现。其在环境工程设计的方案设计阶段起着重要作用,主要体现在以下几方面: 3.1.1环境工程概况分析 环境工程涉及水、气、声、渣、辐射等多个方面,涵盖内容非常丰富,工程特征千差万别。因此,掌握具体项目的工程概况是搞好设计的必须前提,主要包括:(1)工程一般特征简介。包括工程名称、建设性质、建设地点、建设规模、车间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及发展规划等。(2)工艺路线与生产方法。用流程图表述说明生产工艺过程,必要时列出主反应式和副反应式,并关注副反应中可能潜在的危害因素。(3)物料及能源消耗定额。包括主要原料、辅助原料、材料、助剂、能源以及用水等的来源、成分和消耗量,特别是要综合对比单位产品的物耗、能耗指标、新水用量指标以及排污系数。(4)主要技术经济指标。包括生产率、效率、回收率和放散率等。除了主产品的总回收率之外,还应高度重视资源的综合利用率和综合总回收率。 3.1.2污染源及污染源强分析 污染源分布和污染物源强是环境工程设计的基础资料,必须按建设工程、生产过程和服务期满后三个时期的工程全过程做认真调查、详细统计,力求完善。对于污染源分布调查要求按专题绘制污染流程图,标明污染物排放部位,然后列表逐点统计各种污染因子的排放强度、浓度及数量。另外,鉴于近年来环境风险事故呈频发、高发态势,应高度关注环境工程风险排污的源强统计及分析,包括事故排污和异常排污两种工况。事故排污的源强统计应计算事故状态下的污染物最大排放量,作为风险预测的源强;异常排污的源强应统计工艺设备或环保设施达不到设计规定指标的超额排污。 3.1.3环保方案分析 分析工程总图布置方案,根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性,与周围环境保护目标所定防护距离的安全性。分析工程既定环保方案所选工艺及设备的先进水平和可靠程度,采用资源节约型模式、资源综合利用、物能良性循环、产业生态、清洁生产、循环经济等方面的可行性,处理工艺有关技术经济参数的合理性,并分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例。 3.2同步控制 同步控制也称实时控制,是指活动进行过程中所实施的控制。在环境工程设计中,同步控制的关键是严把设计质量关,实现初步设计的标准化,由仅控制排放标准向全面的设计质量标准过渡。积极引导环境工程设计单位贯彻国家制定的《建筑企业贯彻ISO9系列标准实施细则》《建设项目环境保护管理条列》《中华人民共和国环境影响评价法》《三废处理工程技术手册》等相关标准,使环境工程设计单位质量管理工作进入程序化、标准化、规范化的轨道。各单位的质量保证体系,要在当地设计质量监督机构备案审查,把贯标工作与单位资质、工程招标投标和企业创优工作结合起来,实现质量的单位自控。在推行设计资格审查和管理制度的基础上,进一步制定重大工程的设计方案图纸审查、批准制度,发现问题,及时追朔设计存在的问题,系统解决,防止问题的再次发生,并追踪审查以前的可能事故点。 3.3反馈控制 反馈控制也称事后控制,控制作用发生在行动之后,目的在于改进,以预防将来发生偏差。在缺乏任何预见手段的情况下,反馈控制是比较实用的控制方式。在施工设计中,反馈控制的关键是引入工程环境监理,通过具有相应资质的监理企业,接受建设单位的委托,承担其建设项目的环境管理工作,并代表建设单位对承建单位的建设行为对环境的影响情况进行检查,对污染防治和生态保护的情况进行检查,确保各项环保措施落到实处。对未按有关环境保护要求施工的,应责令建设单位限期改正,造成生态破坏的,应采取补救措施或予以恢复。通过监理这一反馈控制,可提供设计效果的真实信息,并使设计人员获得评价其绩效的信息,从而提高设计水平,对于下一步或日后工作的实践指导作用非常巨大。 4竣工 环境保护验收阶段的系统控制理论 为监督落实环境保护设施与建设项目主体工程同时投产或者使用,以及落实其他需配套采取的环境保护措施,防治环境污染和生态破坏,实施建设项目竣工环境保护验收。[9]该阶段是对整个环境工程设计系统的最后一个核查关卡,涉及验收范围、验收标准、验收工况、验收监测(调查)结果、验收环境管理、现场验收检查、风险事故环境保护应急措施检查及验收结论等八大部分。可用如下系统流程图简述其验收工作程序。 5结论 环境工程设计是一个复杂的控制系统,涵盖项目建议、可行性研究、工程设计及竣工环境保护验收四个阶段,而每个阶段均涉及到方方面面的工作。将系统控制理论应用其中,应以解决控制理论与设计中实际存在问题的深度与广度为主要准则,在客观地评价系统控制理论在环境工程设计领域的作用和适用范围的基础上,更为合理地分析、规划环境工程设计,并用实践检验系统控制理论成果,有力推动系统控制理论的健康发展。 工程设计论文:对我国水利工程设计中的要点研究 要想从根本上提高水利工程设计审核工作的有效性,就必须在工程设计中,采取设计监理体制,在工程设计中,你呢够对工程设计工作的全过程实施动态跟踪、监理,从根本上控制工程设计的质量,提高设计工作的效率。 1逐步实施工程项目设计招标制度 在现阶段,大部分的水利工程项目的业主都是委托设计方让其负责设计的,并没有能够形成一个良好的工程项目设计招标制度,在设计行业并没有能够形成一个公正、公开竞争的良好气氛,这种现状严重影响了工程设计的有效性的提高,在这种情况下,设计出来的设计图纸往往都是很不符合高要求的。要想提高水利工程设计工作的效率,必须在设计行业逐步实施工程项目的招标制度。让业主可以根据需要选择有实力的设计单位进行水利工程的设计。另一方面,在水利工程的设计工作中,还要实行信息的公开化,促进建立起规范、公平、公正、公开的招标制度,提高水利工程设计招标工作的透明度,实现资源共享、监控有效。在招标中,坚持兼顾工程质量和施工价格的原则,遵循平等竞争、公开公正、诚实守信的原则,促进招标行为的规范化,形成科学的招标程序和招标在制度,保证水利工程设计的质量。 2做好设计规划前期阶段的工作 在设计水利工程中,设计规划前期阶段的工作是否做好,是否做得到位是确保设计质量、满足设计标准的一个重要条件。做好设计规划前期阶段的工作,设计机构主要是要做好收集水利工程设计相关的基本资料,在设计之前,还要安排有经验、有资质的工作人员到现场进行认真考察,要从当地的地理环境、自然环境、生态环境几个因素综合考虑,对当地的水温以及地质条件进行勘探和考察,并积极而又全面的收集相关资料,针对影响水利工程设计工作和质量的因素要加以分析,对于不够完善的的地方还要加以完善,在设计过程中,还要规范设计过程,并设计出多种图纸进行仔细的分析比较,选择一种做最经济、最安全、最有效、最合理的设计方案,争取在安全性和合理性都得以保障的前提下提高工程设计的有效性,设计完成之后交由施工审查组审查,选择一种最合理的设计方案。同时,对于设计出来的方案中存在的问题,要及时指出和和修改,保证工程设计工作的效率。 3在设计时,要强化质量管理,确保整个设计质量水平 工程质量是工程建设的根本和灵魂,设计单位在进行管理时,要树立全新的质量控制理念,将质量问题视为工程设计工作中最重要的和最关键的问题来看待。在工程设计工作中,有很多设计者往往都是不愿意花太大的工夫,偷工减料,不认真设计,在设计中盲目套用工程图纸,或者在设计中没有精心设计,致使设计者设计出来的工程图纸,结构方案往往不够合理,或者在设计时设计的简图与实际受力情况不相符合,设计出来的工程图纸缺乏组织项目的可行性论证,他们没有掌握水利工程设计的标准和规范性,导致工程设计往往不合理或者不规范。因此,要想有效地提高工程设计的质量,在设计时,要强化质量管理,确保整个设计质量水平。设计时要紧紧围绕工程质量和顾客的需求来设计,不断提高项目设计质量,通过全方位质量控制来推动发展。设计单位在编制施工组织的过程中,要尽量做到具体详尽,提高设计水平。 4结语 总之,在现阶段的水利工程的设计工作中,还存在很多方面的问题,这些问题都在严重的影响工程设计的质量,要想从根本上提高工程设计的有效性,让水利工程的设计工作做得更好,就必须从在工程设计中,采取设计监理体制,逐步实施工程项目设计招标制度,做好设计规划前期阶段的工作,在设计时,要强化质量管理,确保整个设计质量水平几个方面出发,从根本上提高设计水平。 工程设计论文:五台山南台普济寺防雷工程设计的探讨 由于古代建筑多为木结构,火灾的荷载较大,雷电对古建筑的破坏事例不胜枚举。如:1969年9月,河北省承德市避暑山庄外八庙之一的普佑寺,因为没有安装防雷设施,遭雷击后起火,很着名的法轮殿和周围的楼群、配殿94间全部付之一炬;1957年7月6日明十三陵长陵陵恩殿西部的兽头被雷击一半,南木大柱劈裂20厘米,横梁被炸裂,造成人员一死三伤,两天后雷击焚毁了北京中山公园音乐堂,这连续两次雷击事故曾惊动了总理,他当即指示北京人民政府对北京重要古建筑物采取防雷措施,由此开始了天安门、三大殿、景山万春亭、北海白塔、鼓楼、天坛祈年殿、颐和园排云殿等古建筑物的防雷。因此,高山景区尤其是高山寺庙的防雷工作越来越受到人们的重视。五台山是驰名中外的佛教名山和国际性佛教道场,寺庙作为神圣的佛教场所,遍及山间各处,而今五台山正处在申报世界文化遗产期间,对寺庙的保护更显得十分重要。南台普济寺始建于隋朝,隋文帝诏令修建,明朝成化年间重修,现属县级重点保护寺庙。随着改革开放的不断深入和旅游经济的快速发展,寺庙已成为人员密集、活动频繁的场所。对寺庙采取有效的防雷措施来保护寺庙及人员的安全,显得迫在眉睫,具有重要社会意义。 1 五台山雷暴特征概要 1.1 雷暴日数多。五台山年平均雷暴日数为40.5天,最多年份可达60天,是典型的雷击灾害频发地区。 1.2 时空分布不均匀。时间上,全年均有雷击发生的可能性。其中,6-8月份最为集中,占全年雷暴日数的75%,4-5月份占全年雷暴日数的13%,9-10月占全年雷暴日数的12%,年变化曲线呈“单峰型”。空间上,南边多北边少,山顶多山谷少。而五台山南台普济寺处在山顶多雷区,这也是我们开展防雷工作的重点区域所在。 1.3 雷电强度大、直击雷危害严重,这也是高山区雷电普遍特征。 2 寺庙建筑的结构特点以及防雷工程设计措施探讨 2.1 寺庙建筑的结构特点 a) 南台普济寺海拔2474米,建在地势较高的山脊,是周围的最高点,占地约5300平方米,所处地理环境孤立、空旷,容易遭受雷击危害。 b) 寺庙在结构上雄伟、挺拔,且都有高耸的屋脊,有利于雷雨云下行先导放电。 c) 寺庙屋脊中有铜兽等金属饰物,而这些都没有可靠的接地,增加了建筑物接收闪电的可能性。 d) 寺庙主要是木质或砖木结合结构,均为易燃材料,加上寺庙内有大量的经幡、幔帐等易燃物。一但受到雷击,极易引起火灾,且灭火十分困难,易造成人员及财产严重损失。 2.2 五台山普济寺防雷设计措施探讨 普济寺是五台山南台的主要景点,寺内由大雄宝殿、古佛殿、三大士殿、普贤塔,天王殿等重要建筑设施组成。整体建筑于山顶,海拔2474米。由于山体多为风化岩结构,岩石缝隙和低凹处仅有少量地表风化土,土壤电阻率极高,通过打入接地极方法难以实现,而防雷接地又是防雷工作的重点。 通过认真地实地勘察,同时考虑不影响寺庙结构风格和整体美观,根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94、《古建筑木结构维护和加固技术规范》GB50165等国家标准,我们对普济寺防雷工程做了如下设计: 2.2.1 全部建筑安装防雷带 a) 接闪器 为保护寺庙建筑的可靠防雷,接闪器采用避雷带方式,接闪材料选用∮10毫米镀锌圆钢,采用10M×l0M和12 M×8M的避雷网格带,带高12厘米,支柱间距1米,与传统的防雷带不同的是支柱立在下面的镀锌钢筋网格上,这样做的好处是减小对古建筑的破坏。根据寺庙结构接闪的规律,对易受雷击的部位,如屋脊、挑檐、左右兽头处增设避雷带并增设高出10CM的短支架,间距1M,使得建筑不但可以良好地接受闪电,而且整个庙宇都处于保护范围之内,又不影响建筑物的整体风格。在铺设避雷带时,为了减小雷电流产生的电动力危害,避雷带在拐弯处均采用了圆弧型弯曲并可靠焊接。 b) 引下线 防雷引下线根数少则雷电流分流就小,每根引下线所承受的雷电流也就越大,易产生雷电反击和雷电的二次效应危害。对于普济寺防雷引下线的设计,我们将引下线设计在寺庙的后墙,引下线采用5毫米乘50毫米的镀锌扁钢,引下线不应少于两根,且均匀、对称,间距不应大于18米,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10欧,以加大雷电流的分流。 c) 接地装置 根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94要求,寺庙的防雷冲击接地电阻不应大于10欧姆。但普济寺所处之地多为风化岩石,土壤电阻率极高,并且大殿和寮房之间多为人行通道,游客较多。为此,我们对大殿和寮房分别做了接地装置,根据实际情况采用了两种不同方法。 ⑴ 对于大殿接地装置,我们主要采用“法拉第笼”结构。利用大殿附近有少量土层,制作了人工接地池,加大了接地体接触面积,然后填土夯实,并添加高山用化学降阻剂,从而改善了接地处的土壤电阻率。 ⑵ 对西窑、西僧舍、正房、客堂、五观堂、东耳殿、西耳殿、东大门、南寮采用传统接地方法。我们在风化的岩石土中多处预埋接地体做接地体,用4×40毫米镀锌扁铁焊连成网络,将多根引下线分多处进行等电位连接,形成环形人工接地。 2.2.2 增加防侧击雷和雷电过电压波入[,!]侵措施 南台普济寺所处海拔较高,受侧击雷、旁络闪击的概率较大。我们对原有建筑的屋脊、挑檐等都做了等电位连接,接地引下线尽可能沿寺庙外侧悬崖面敷设,避开人行通道,以保护游客安全。 2.2.3 防二次雷击措施的考虑 南台普济寺现在还没有通电,当通电后很多电器设备如电视、电脑等,各种线路从山下一直延伸到寺庙内时,雷电过电压波就容易沿导线传导进入寺庙,对寺庙里的人员及设备造成很大危害。这就要通过在配电盘入端加装多级电源避雷器,并在电话及有线电视等弱电系统入端加装信号SPD,有效地减轻了过电压波对设备的破坏力。同时,对寺庙的各种线路,做到穿金属管并尽量埋地进入寺内,防止雷电电磁感应在室内设备上产生的静电高压,避免设备的旁络闪击。 结束语 1)上述防雷设计方案充分考虑了古建筑特点,在不影响古建筑原貌的基础上进行了设计,但是也有它的局限性,造成工程量大,人员工费高,且在建筑顶施工易损坏建筑。基于这种考虑,我们进行了第二种方案设想,即在寺院墙外四个角立防雷塔,但被寺院方否决,主要理由是破坏古寺庙的整体建筑风貌。2)五台山风景区6-8月强雷暴频发,而此时游人最集中,极易发生雷击灾害,而大部分寺院均未安装防雷设施,需各级政府及寺院高度重视,按照有关规定把防雷措施落到实处。3)高山景区的防雷技术复杂,施工难度大,要 严格按照国家相关规范要求设计和施工,还应注意保持庙宇的风格和美观,防雷措施更要强调全方位综合考虑,更重要的是接地处理要因地制宜、设计合理,本文针对性地设计了一些特别的方案。 工程设计论文:对CAD技术在机械工程设计中的应用探究 上个世纪中期,计算机技术传入我国,随后的几十年里,其发展速度远远超过了每一个人的预料。随着其技术的快速发展,相关的计算机技术也被广泛的应用到人们的日常生产生活中,例如CAD计算机辅助模拟技术的应用,给机械设计工作带来了极大的方便。 1、 CAD概念分析 CAD就是计算机辅助设计技术,这种技术是指运用计算机软件制作并模拟实物设计,展现新开发商品的外型、结构、色彩、质感等特色的过程。随着技术的不断发展,计算机辅助设计应该不仅仅适用于工业,还应被广泛运用于平面印刷出版等诸多领域。它同时涉及到软件和专用的硬件。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜,应用范围也逐渐变广。CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今,CAD已经不仅仅用于绘图和显示,它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。 2、 CAD技术在机械设计中的优势分析 2、1 能够节约机械设计时间 机械设计是一个需要大量时间的工作,自从引用了CAD技术,机械设计周期就大大减少了。因为,CAD三维机械设计有利于解决复杂的几何造型问题。它可以由简单几何实体通过布尔运算等功能组合出各种复杂的几何实体 ,并能自动生成相贯线和截交线 ,大大减轻了设计工作量,缩短机械设计周期近一半以上,大幅度地提高了设计和生产效率。在使用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了好几倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2、2 提高机械产品的质量 产品质量是一个公司能否生存下去的根本所在,而最初的设计往往会对最终的产品质量产生很大的影响。因此,一定要做好设计工作。通过CAD技术我们就可以做到这一点。由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD方法和CI固定组织生产,使机械产品设计有了新发展。三维 CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段比较完善,再采用固定模式进行机械零件加工,一致性很好 ,保证了产品的质量。三维机械设计不仅可以方便地描述对象的形状、大小和位置等几何特 征 ,而且还可以赋予设计对象以颜色、纹理 、体积、重心、惯性矩等多种信息,达到对设计对象几何形状确切的数学描述和工作状态的物理模拟 ,从而更充分、准确、全面、真实地表达设计者的意图。从而提高设计质量。 2、3 设计和修改都十分方便 设计阶段,总会出现各种各样的改变,因此,一定要注重设计的可更改性。以往的机械设计却做不到这一点,但是自从有了CAD技术就可以实现设计的随意修改了。使用三维CAD系统软件,可以在装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,还可保证新零件与相邻零件的精确配合,避免了单独设计零件出现错误而导致装配的失败。比如可以在装配环境中根据箱体的形状及其他的配合要求快速准确地设计出所需要的箱盖来。零件环境中有查找器,在完成机械零件造型时,资源查找器同时列出了完成该零件 的所有命令,点击这些命令就可以很清楚地了解完成该零件的每个步骤,并利用资源查找器中的零件回放把零件造型的全过程通过动画连续地演示出来,使人一目了然。修改零件时,也可以点击资源查找器中相对应的命令来完成,更方便地是在装配环境中也可以进行零件的修改,即点击要修改的零件就可以进入零件环境来完成零件的修改。 2、4 遵从了人们的设计过程 CAD技术能够保障遵从人类的设计思维,随时随地可以更改设计,使得设计师可以走一步看一步的梦想实现了。一般的机械设计师在设计时总是先构思后表达,由于脑海中构思出的产品形状是三维的,因而直接建立反映产品真实几何形状的三维实体模型自然是理想的表达方式。这可使机械设计师更加专注于产品设计本身,而不是产品的图形表示,符合机械设计师的创新意识,有利于设计的连续进行。由于CAD三维设计得到的三维立体图具有直观、易于理解等特点,不仅能促进机械设计师的思维深人,有利于设计的扩展,而且也便于与他人进行交流。 3、 CAD技术在机械工程设计的应用 3、1 实现了实体建模 在CAD出现之前,设计师们只能通过想象和笔纸来构思来设计,而CAD技术的文秘站:出现,则给实体设计带来了可能。计算机中表现的不是抽象的数学线条,而是活生生的实物,它可以动态地转动,可以被切削,可以打孔,焊接。一些数字、文字说不清楚的复杂形体和关系用图象表达则一目了然, 图象就是实物, 就是将来的产品,称为虚拟产品。在这里,三视图不再是设计、交流的必由环节,它退化为CAD过程的附产品,如果用CAM加工的话,它存在的空间就更小了。实体建模并不要求机械工程师具有绘画技能, 系统提供了一个变量约束标准几何体库和变形几何体库,还有特征体库、紧固件库…还提供了构造自由曲面的工具和方法,因此只要对模型进行调用、编辑、修改、施加约束或复合操作,就可构造出需要的工件。 3、2 代替传统手工绘制,操作更加便捷 CAD最大的功能莫过于其操作的便捷性,以前人们在做机械零部件图形绘制时,基本都是手绘绘图,工作人员常常手里拿着几只不同粗细的墨笔,丁字尺、三角板、曲线板等工具不停的在手里更换,而且一旦画错,修改非常费事,甚至从头来过,图面修修补补显的脏乱。用CAD绘图则可以一只鼠标做你想做的任何事情。它有统一的线型库、字体库,图面整洁统一。CAD软件所提供的功能让你不必担心画错,它可以使你返回到你画错之前的那一步。CAD软件绘图真正做到方便、整洁、清洁、轻松。 3、3 智能CAD技术的应用 随着,CAD系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求。设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上,建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员,同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误、回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技术和 人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品。 3、4 三维的CAD技术的应用 传统设计中,仿型设计、改型设计较多,仅是依靠对现有资料的借鉴,同时改变原有机械的尺寸,或者对引进的新产品做一些消化和吸收,再仿照生产,整个机械设计都是常规设计,没有进行创新,因此,产品很难突破本身的范围发生质的改变。而依靠三维CAD技术,可以使方案在设计阶段就充分利用专家系统及现代科技新理论,建立多种机构进行构型对比、设计创新,同时由于设计立体感强、效果逼真的特点,不断的激发设计人员的构思,最后设计出有技术含量的产品。除此之外,还实现了制造过程全面信息化。 结语:CAD技术的快速发展对于机械制造企业来说是一种福音和希望,相关企业的领导能够注重CAD技术的引用,用最为先进的技术,来生产出最好的产品,为企业的后续发展做好铺垫。 工程设计论文:浅谈土建工程设计和施工阶段裂缝的防治 现代化的建筑施工是一项多工种、多专业的复杂性较强的系统工程。要想使得施工可以顺利的进行,那么就要在规定的时间内达到预期的目标质量,就必须要使用科学的管理方法来对施工的全过程进行控制,统筹施工的项目,使得施工的技术和施工管理都得到一定的提升。但是随着施工工艺的不断加强,我国建筑工程的施工质量也有了一定的提升。但是在土建工程中,裂缝一直是工程在竣工之后无法忽视的一个问题。裂缝的存在虽说对整幢大楼没有太大的影响,但毕竟是一个安全隐患,而且也会影响美观。因此,如何解决土建工程中的裂缝问题成为了工程师们探讨的重要课题,接下来,本文将针对四种经常在土建施工中出现裂缝的部位进行深入分析。 1.楼地面裂缝 1.1、楼地面开裂产生的原因 (1)预制空心板裂缝起因 空心板的布!置和设计不合理。在进行施工的过程中,板块之间的裂缝必须要经过处理之后才能进行使用。拉风处理是解决板和板之间裂缝空间不足最有效的措施。在进行吊装之前,一定要做好拉缝的工作,避免出现“瞎缝现象”。如果在最开始就出现灌缝量不足的现象,对于整体的刚度的作用没有用处,在板受力之后就很容易造成形体的变化,导致裂缝。楼板的灌缝的工序的穿插必须要合理的安排。在灌缝的过程中没有笑的执行施工层和间歇层相互的岔开,很容易导致灌缝的强度在没有达标的情况下就受到了荷载,导致楼板变形弯曲。缝与楼板之间的错动会破坏灌缝的强度,导致板的整体刚度下降,在长期弯曲变形的情况下造成开裂。 (2)大开间板的裂缝起因 这种板受力后或产生一定的挠度,经过多次试验,一般板的挠度为15.9cm-17.4cm之间,而规定的是在1/200当板受到过重荷载时易产生变形。两端会向上翘,从而引起纵向开裂。裂缝也可能是由于支撑端受力不均匀,产生沉降引起的。这种变形还会引起板在支座处的转动,引起纵向开裂。 1.2、防治的措施 要想防止楼地面沿板裂缝,首先必须要做好板之间的拉缝工作。在进行施工的过程中,拉缝的距离应该在4cm左右,这样才能全面保证板缝之间的混凝土在组合之后的强度和截面的面积,减少侧变形发生的机率,提高整体的刚度。在施工过程中必须在工序间歇层与受荷层之间错开进行穿插灌缝,即“隔层灌缝”,并且要保证灌缝强度必须达到80%之后才能进行后续施工。不然一旦板受力过大,仍旧会产生弯曲变形状况。 2.窗台墙体裂缝 2.1、窗台裂缝的产生原因 (1)温度的变化很容易导致开裂的现象。一般窗户都是直接镶嵌在墙体中的,本身就承受着墙体的约束,当周围的温度变化产生温差的时候,就会导致窗户和墙体连接处出现裂缝,尤其是在一些昼夜温差较大的地方,冬季的时候外界温度比较寒冷,屋内的温度比较高,这就使得窗户两面的温度产生了差值,进而加速墙体产生裂缝。 (2)地基变形而引起的开裂。建筑物的窗户在受到了重力和地基的反作用力的现象,就会使得窗户底部的框架的变形,使得拉应力达到了最大值,这样也会产生裂缝的现象。除此之外,窗台还受到了四周的压力,从而产生一定的剪力,使得窗户边的墙体出现裂缝。 2.2、防治措施 (1)首先可以通过在窗户窗台外面设置一层反拱,这样就能够把来自地基的反拱力抵消掉,进而减少窗户所受的拉应力,避免裂缝的产生。 (2)加设配筋砖带。为了尽量避免出现窗台两侧冷热不均的情况,我们可以在设计的时候位于窗台和墙体之间设置一个配筋砖带,增强拉应力,能够有效减少此处裂缝的产生。 3.外墙内顶棚处裂缝 3.1、顶棚处裂缝产生的原因 (1)顶层板的受热的力度要大于墙面的受热力度,顶层板的温度也会随着屋面的受热状况的变化而出现上拱与下挠的状态。在温度和热力的作用之下,顶层板的受热不均匀,很容易出生变形的现象。并且工程施工的养护时间大多数都在夏季,梁板长时间处于暴晒的状态,加剧了水分流失的速度,从而加剧了混凝土中水分的收缩。上拱与下挠的状态使得板的纵向产生伸缩,推挤到墙体。墙体受力从而导致了棚顶出的裂缝,并反映到了女儿墙的根部。 (2)如果土建工程中的屋顶设计厚度太厚的话,就会使得顶板和保温层之间在受到很大的压力的作用,并且将这种力直接传给了女儿墙,这样就会导致该部位所承受的力超过了本身能够承担的最大值,而且墙体也不能够承受这些里,就会出现裂缝的现象。而且这些裂缝也会使得墙体产生变形,特别是墙角部分,产生裂缝。 (3)因为女儿墙一般都是位于屋顶的圈梁位置,其本身的膨胀系数就小于钢筋混凝土的膨胀系数,所以,如果圈梁和墙体之间出现了错位,就必然会导致该位置出现裂缝。 3.2、防治措施 (1)建筑施工单位应该合理布置圈梁,在施工的过程中,应该使圈梁来承受一定的压力,进而保护女儿墙不会变形,并增强圈梁的刚度和抗震能力。 (2)在女儿墙施工的时候,一定要保证其墙体设计超过三十七厘米,这样才能够达到墙体稳固性的标准。此外,构造柱能够通过添加配筋的方式,来保证女儿墙的稳固性和安全性。 (3)一定要预留出板端的空隙,最好在两厘米到三厘米之间,使用沥青等材料来填满并压实,这样就会使得板端的变化范围增大。 4.地下裂缝 土建工程的裂缝不仅仅只是在地上的建筑物中产生,在一些半地下或者地下的建筑物中也可以出现不同的程度,一般都会呈现出比较规则的纵向裂缝,通常在零点三厘米到零点五厘米之间,这些裂缝的产生直接影响到了工程的安全性。 4.1、半地下、地下裂缝产生的原因 (1)当前情况下,刚健构筑物在工程建设的过程中最常见,其本身具有表面系数较大、对周围的约束力较强的特点,当温度产生很大变化的时候,钢筋就无法得到伸展,进而制约了和周围结构建筑的连接,从而产生一定的拉压力,当超过了钢筋所能够承受的范围就会产生裂缝。 (2)如果在混凝土进行拆模的时候,施工人员应该要注意到周围的环境是否会造成裂缝的产生。如果拆模太早的话,那么就会使得混凝土中的温度下降速度非常快,这样外界的温度就会和混凝土的温度形成一个差值,此外混凝土的水灰比不科学也会加快裂缝的形成,从而无法保证工程建设的质量。 (3)除了上面所提到的这些原因,还有一些其他的小原因也会导致裂缝产生,例如水灰比不满足要求,混凝土的振捣不达标,后期的养护部到位等等,在一定程度上增加了裂缝产生的可能,给工程造成影响。 4.2、防止的措施 (1)在进行工程设计的时候,必须考虑到建筑物能够承受的最大温度值以及温度变化差值,并做出一定的调整。 (2)设计人员在进行建筑结构设计的时候应该考虑到建筑 物的稳固性以及配筋的添加,在设计完成后应该再做一次验算,同时保证温度应力能够和钢筋的配筋率相一致,通常来说,配筋率的需求量应该超过百分之零点五,这样才能够控制好工程的配筋比率。 综上所述中可以看出,当前土建工程的质量直接关系到了整个工程建设的安全性能。土建工程中的裂缝虽然很小,但是如果没有对这些裂缝进行及时的不久,那么在后期就会影响整个建筑工程的稳定性。施工单位应该对这些裂缝的问题进行及时的分析,找到产生裂缝的原因和相应的措施,保证土建工程的质量。当前混凝土材料在应用的过程中,减少了裂缝的产生,但是还是需要在工程设计和施工时加以注意,尽可能地从根本上根治裂缝问题。 工程设计论文:工程设计项目的管理要素与控制方法 摘要:工程设计项目的合同、人员素质管理、质量、成本、进度之间的联系非常紧密,任何一个环节出现疏忽,都会影响整个工程设计项目的成效。 关键词:工程设计项目; 管理要素; 控制方法 一个工程设计项目的管理成功与否,与合同的管理,工程设计人员素质及工程设计项目管理的质量、成本、进度等环节的科学管理方法密切相关。 1合同管理 1.1合同是管理的灵魂,是维持甲乙双方关系的纽带。在工程设计过程中以合同内容为基础实施设计项目管理。设计单位是合同主体,对整个设计过程的所有工作内容、工作范围负有主要责任。因此,设计单位在起草、签订、实施前重点要做好合同评审,在评审中将甲方要求、法律法规等转化为设计产品的质量要求。合同评审时间通常在投标、签定合同或订单之前进行,以确保与工程设计有关要求,包括口头表达的要求得到确认,异议已得到解决,乙方有能力满足规定的要求。同时对合同评审中的结果及评审所引起的措施的记录应予以保持,产品要求发生变更,应修订合同并及时将修改信息通知相关部门和相关人员。 1.2考虑到工程设计项目的大小,评审方式可依据项目类别、项目大小、技术难易程度、采取授权人审批、会签评审二种方式,一般掌握准则:大或难项目采取会签评审,小或易项目采取授权人审批。需要指出的是无论会签或评审项目都应准确理解甲方要求,包括甲方口头表达的要求,如:项目的名称、阶段、规模、投资、内容及标准是否明确;产品要求是否在委托任务书、合同中得到明确规定;合同中的技术、质量和工期要求是否可行;是否有能力满足顾客对产品的使用、交付和服务各方面的要求;供需双方对合同或订单理解不一致的问题是否已得到解决;对顾客提出的可能使本公司具有风险的特殊要求,是否有相应对策;是否采取必要的、可实现的技术上和资源上的措施。 2人员素质管理 2.1工程设计项目内部管理是项目管理的核心,也是设计单位的核心工作。目前设计企业竞争日趋激烈,只有不断学习、创建研究学习型组织,设计人员的素质才能得到整体提高。同时还要鼓励员工积极创新。加强设计队伍管理首先要建立一支能打硬仗,精诚团结、配合默契的管理队伍;正确划分各级技术管理的权限,要坚持放权到位、管理到位、责任监督到位、充分发挥每一位工程技术人员的积极性和创造性。其次是工程设计项目在开工前要编制项目设计大纲、建立质量保证体系,把工程设计项目管理落到实处。 2.2项目负责人是工程设计项目管理的关键。首先项目负责人是工程设计项目的策划者、组织者、实施者,他要策划工程设计项目实施的全过程,并对工程设计项目的总体质量负责。在前期他要组织各专设计人员正确理解招标书或委托方的建设意图,编制“设计大纲”。在设计的适当阶段组织好方案论证、设计评审、设计验证等工作。设计完成后项目负责人还要关注整个工程设计产品的完整性,它包括方案阶段的设计模型或多媒体;扩初阶段除了满足工艺、使用功能要求外,还应满足甲方招标文件、设备订货的要求;施工图阶段要对各相关部门在评审中提出的意见逐条落实,特别是对法律法规和强制性标准条款的执行情况必须重点检查,以确保施工图审查一次通过。在施工图交付甲方施工以后,项目负责人要主动组织各专业设计人员做好现场施工配合工作,以保证工程设计项目的质量总体得到控制。所以加强对项目负责人的管理是设计院人员素质管理工作的重中之重。 2.3工程设计项目负责人除了带好整个设计团队外,还要注意对年轻设计人员的培养,这包括对工程设计项目负责人对工程设计项目负责人助理培养、专业负责人对本专业设计人员的培养、审核人员对校对人员的培养等,只有不断提高他们的质量意识,拓宽专业知识面和内外沟通能力,才能使公司拥有更多技术水平高、职业道德好的业务骨干,从而提高公司专业技术人员整体业务素质。 3质量管理 3.1搞好质量管理首先要明确工程设计项目的质量目标。在工程设计前应根据甲方要求、工程的实际情况、工程勘察报告等实际情况确定工程设计项目的质量目标,并在设计的各个阶段严格控制、确保工程设计项目质量目标的逐一实现。 3.2要抓好关键过程的设计控制。对重大或关键过程的设计除了要有具体的设计方案外,更要有设计创新。在设计过程中,项目负责人要组织有关人员根据设计院自身的特色制定有关符合本工程的设计方案并组织会审和征求专家意见。除了按质量标准规定的复查、检查内容进行严格复查、检查外,还应进一步强化对关键设计过程工作的复核,杜绝因设计引发的质量事故发生。同时积极促进新技术、新材料在工程设计中的应用,提高工程设计的技术含量。 3.3严格按设计规范设计。根据工程设计项目的特点、公司应组织力量编制各专业统一的设计说明、技术措施、技术规定。编制标准规范、图集、节点详图的有效版本目录和计算机应用软件的有效版本目录,并按常用、通用、选用标注目录,方便设计人员选用,同时还必须是动态管理的。需要注意的是所有的设计程序(大纲策划、方案评审、设计验证等)一定要经过严格地(正确性、可行性、可操作性)审查。 3.4坚持“三校两审制度”。每道设计工序完成,首先由设计人员自校,再有校对、校核、审核、审定有关人员逐级校审(必须是具有相应资质的人员担当),不能越级审核,也不允许未完成整改就越级审核。建议不要由参与同一工程设计项目的设计人员互校,这样不容易发现问题,也不宜提高工程设计质量。 3.5搞好技术交底。设计一旦完成交付甲方后,工程设计项目负责人应主动联系甲方,及时进行技术交底。交底前工程设计项目负责人应组织各专业负责人编制交底大纲,不能以施工单位编制的交底会议纪要取代设计院的技术交底,草草了事。 4成本管理 成本管理就是在工程设计项目的形成过程中,对设计过程所消耗的人力资源、物资资源和费用开支进行指导、监督、调节和限制,把各项生产费用控制在 计划成本内,保证成本目标的实现。 4.1工程设计项目负责人是工程设计项目成本控制的第一人。在项目管理中,工程设计项目负责人应及时掌握和分析盈亏状况,并迅速采取有效措施进行监控。 4.2控制人工费用。设计院内部要合理安排工程技术人员参与工程设计,根据工程设计项目的类别、大小、技术难易程度合理搭配。 5进度管理 5.1制定进度计划。计划的内容包括设计前期的各项准备工作,有人员安排、各专业提资、校审、会签、评审、成品制作时间安排等,计划要有一定的预见性和前瞻性,使进度计划符合变化后的实施条件。 5.2组织进度计划的实施。计划审批后,要实施动态管理,及时检查和发现影响工程设计项目设计进度的问题,修订和更新进度计划。 5.3与甲方保持密切的沟通。因为甲方的需求和期望是不断变化的,他可能除了要考虑竞争的压力和技术的发展外,还会对方案、扩初、施工图提出不同的想法,发出“变更指令”,这些都促使乙方及时做出反映和处理。 综上所述,工程设计项目的合同、人员素质管理、质量、成本、进度之间的联系非常紧密,任何一个环节出现疏忽,都会影响整个工程设计项目的成效。因此,工程设计项目管理必须贯穿于整个工程设计项目的全过程,必须有效地进行综合控制,才能提高公司的核心竞争力,也为公司带来良好的经济效益。 工程设计论文:惠州大亚湾引水工程设计监理工作实践 摘 要:惠州大亚湾引水工程从初步设计阶段开始开展设计监理工作。本文重点介绍了大亚湾引水工程设计监理各阶段主要工作内容及开展设计监理工作的主要实践活动,并对设计监理组织机构、工作计划书、监理细则、监理工程、制度化、程序化、规范化管理、设计质量和工作计划的全过程控制、组织协调、资料管理等方面做了简要论述。 关键词:大亚湾引水工程 设计监理 1、工程概况 惠州大亚湾引水工程是大亚湾中海壳牌石化项目的配套工程之一。工程位于广东省惠州市境内,从东江、西枝江取水,输水到大亚湾石化区交水点,为中海壳牌石化厂及大亚湾经济开发区提供生产、生活用原水。引水工程主要建筑物可概括为“四站、三洞、两段、一库”组成,即由东江下源泵站、西枝江新湖泵站、永湖彩塘加压泵站、风田加压泵站、永湖隧洞、羊公坑隧洞、双流溪隧洞、风田调节水库及两段输水管道等建筑物组成,引水线路总长约56km,采用混凝土预应力管有压管道输水,风田水库以上47.74km为DN2000单管道输水,风田水库以下8.24km为两条DN1600管道输水。工程设计引水流量4.8m3/s,日供水量33万吨,工程总投资4.57亿元。 该项目由广东省水利水电勘测设计研究院设计,2002年5月开始初步设计工作,2003年9月开工建设,目前工程已基本完工。为保证工程的设计质量、设计工作进度和工程投资等进行有效的监督和管理,从初步设计开始,大亚湾中海壳牌石化项目配套工程建设指挥部委托了黄河勘测规划设计公司对项目设计过程实施跟踪监理,适时监控,对设计成果进行审核。本文简要介绍惠州大亚湾引水工程设计监理工作实施情况,并对设计监理工作的有关问题进行讨论。 2、设计监理的主要工作任务和工作内容 2.1 设计监理的主要工作任务 设计监理单位受业主委托进行工程设计监理,工作任务主要有三项;一是对设计成果质量进行控制,依据国家和行业的有关规范、规程、法规,减少设计中的错误和遗漏,提高设计质量;二是对设计工作进度进行控制。督促设计单位按设计合同规定提供有关设计文件和图纸,满足工程进度要求;三是协调业主与设计单位的关系。按照公平、公正、独立、自主的原则,以事实为依据,以法律、法规及设计合同文件为准绳,协调、处理好双方发生的矛盾和纠纷。其中最主要的任务是设计成果质量控制和设计工作进度控制。 2.2 设计监理的主要工作内容 2.2.1 工程勘察监理 (1)协助业主编审勘察任务书。主要审查勘察工作计划,勘察范围要求、提交成果的内容和时间。 (2)审查勘察单位的勘察纲要。审查勘察纲要是否符合合同规定,能否实现合同要求,即对其方案的合理性、手段有效性、设备的适用性、试验的必要性、进度的时间性进行审核。 (3)进度控制:监督勘察单位人员、设备是否按计划进场;根据实际勘察速度预测勘察进度,必要时应及时通知勘察单位予以调整。 (4)质量控制:监督是否按勘察纲要实施勘察工作。督查勘察项目是否完全;勘察点线有无偏、错、漏;钻探深度、取样位置及样品保护是否得当;检查试验条件是否具备,试验项目是否齐全,试验操作是否规范等。 (5)审查勘察报告。检查勘察报告的完整性、合理性、可靠性和实用性,以及对设计施工要求的满足程度。 (6)审核勘察费的结算。根据勘察进度,按合同规定签发支付费用通知。 (7)签发补勘通知书。 (8)协调勘察工作与设计、施工的配合。 2.2.2 初步设计阶段 (1)结合工程项目特点,收集设计监理所需要的技术资料; (2)协助业主拟订设计委托合同或设计任务书; (3)审查设计单位提交的设计大纲,专业大纲和项目计划; (4)配合设计单位开展技术经济分析,参与设计方案的比选工作,促进方案优化设计; (5)参与主要设备、材料的选型,审核主要设备材料清单; (6)设计进度控制。核查设计力量是否切实保障,项目工作计划是否切实执行; (7)审核工程概算,控制工程投资。工程初设概算投资一般应控制在可研阶段投资估算范围之内,如果突破概算投资,最多不超出可研阶段投资估算10%; (8)设计质量控制,审核工程项目设计图纸,审查设计成果文件,必要时抽查设计计算书,提出设计监理审查报告; (9)根据合同规定,签发支付勘察设计费通知; (10)业主委托的其他相关业务。 2.2.3 招标设计阶段 大亚湾引水工程招标阶段业主聘请了招标机构,负责施工招标管理工作。由招标编写招标文件商务部分内容,由设计单位编写招标文件技术规范内容。设计监理主要工作是帮助业主审查招标文件。 (1)配合业主和设计单位,拟订工程项目施工招标方案; (2)协助业主准备工程项目施工招标条件; (3)协助业主审查招标委托合同文件; (4)审查施工招标文件及招标图纸,审查设备采购标书文件,提出审查意见; (5)协助业主组织现场勘察与答疑会。 2.2.4 施工图设计阶段 (1)审核施工图阶段设计大纲,施工图设计的内容和范围是否符合设计合同要求; (2)主持编制供图计划,协调设计出图与工程施工用图的矛盾,设计单位有计划供图,满足工程施工需要; (3)审核施工图纸质量。审核施工图是否符合相应规程规范要求,审查设计计算方法及采用参数是否正确,图面表达是否准确、清楚,各专业施工图是否协调一致,对设计图纸提出设计监理审核意见; (4)审查主要设备、材料性能及数量清单; (5)审核设计变更,对重大的设计变更提出变更设计的审查意见和建议; (6)督促设计单位按照合同要求提供施工图纸,按计划供图,保证施工用图; (7)检查设计单位人员投入情况,包括人员素质、数量等; (8)检查设计单位质量保证体系、质量保证措施落实情况; (9)协调设计单位、业主、施工单位的关系; (10)根据合同规定,签发支付设计费通知。 3、设计监理工作实施 3.1 建立精简高效的现场设计监理机构 高素质的监理人员是搞好设计监理工作的根本。按照设计监理合同要求,黄河设计公司在现场组建了大亚湾引水工程设计监理部,抽调了各专业技术骨干和公司部分退休专家,进驻现场开展设计监理工作,参与设计监理的人员都具有教授级或高级工程师技术职称,专业负责人一般具有从事大型水电工程设计的丰富经验,大多都曾担任过公司专业总工或专业室主任职务,具有专业技术成果审查把关的能力和水平。根据监理机构设置及人员组成情况,明确了各级监理人员的工作任务和职责责任。 3.2 编写设计监理工作计划书和监理工作细则 设计监理单位在接受业主委托后应编制设计监理工作计划书,一般由项目总监组织编写,报送业主批准并由业主转发给设计单位。大亚湾引水工程设计监理工作计划书主要包括以下几个方面内容:工程概况;监理服务的阶段、范围和目标;监理的工作内容;监理的组织机构和职责分工;设计监理控制措施和管理制度;监理人员进场计划以及各种监理工作用表格式等。设计监理工作计划书是全面开展设计监理工作的纲领性文件,经业主批准后,业主、设计单位和设计监理单位三方都要共同遵守执行。 监理部还组织编制了设计监理细则,根据设计阶段、工作内容、专业特点等,分阶段、分专业进行编写,使各专业设计监理工作实施和操作更详细、更具体。设计监理细则由设计监理专业负责人负责编写。 3.3 实现设计监理工作制度化、程序化、规范化管理 设计监理工作计划书中明确规定了设计监理管理制度、控制措施及监理人员工作任务和职责权限,制定了设计监理工作用表。设计监理工作细则规定了各专业工作的具体内容和要求,工作程序和流程,明确其管理点和控制点。监理过程中严格按照规定的职责和责任分工负责,按照规定的工作程序和要求开展工作,按照规定的工作流程和时序传递文件和信息,按照规定的工作用表提交资料和成果文件。使得各级设计监理人员职责分明、目标确定、工作有序、成果规范,实现设计监理工作制度化、程序化、规范化管理。 3.4 实施全过程跟追检查与阶段性成果全面审查相结合的控制措施 水电工程项目一般周期长,需要分阶段设计、逐步深化、不断优化、连续渐进的设计过程,相应设计监理也需要全过程的监控,跟踪检查,分阶段审查,对设计质量和设计工作进度进行全过程的控制。 设计监理通过设计方案技术讨论会,中间成果汇报会、监理工作例会等多种形式,检查设计工作进展情况、工作进度计划落实情况、设计方案及中间成果质量情况,发现问题,及时与设计项目组沟通解决。对阶段性设计成果进行全面的审查,提出设计监理书面审查意见和建议。施工图审查结论分为:“通过”、“复核”和修改三种,并填写图纸审核意见单、签盖设计监理审核章,未经设计监理审核通过的图纸不能用于工程施工。 通过全过程动态管理和控制,不但使设计工作计划得到落实,设计工作深度达到设计阶段要求,设计成果质量得到有效保证,而且可以及时发现问题,及时与项目设计人员沟通,避免了设计工作的返工和人力、时间等资源的浪费。 3.5 增强服务意识,坚持独立、公正、科学原则,处理好与建设各方的关系 现场设计监理机构开展监理工作过程中,与参与工程建设的各方,不管有无直接的合同关系,都有一定的工作关系,必然要发生联系。设计监理必须坚持服务宗旨,增强服务意识,坚持以独立、科学、客观、公正的原则,对待和处理好各种矛盾,协调好各种关系,建立和创造团结和谐的氛围环境,设计监理工作才能顺利开展。 3.6 编制设计监理工作月报和工作总报告书 设计监理部每月提交设计监理工作月报,月报的主要内容包括:设计单位当月完成的工程勘测设计任务情况、设计质量与工作进度控制情况,合同执行情况,重要事件、现场会议及来往信函文件情况,设计监理当月主要工作情况以及工程设计、设计监理、建设管理等方面存在的问题及工作建议。重大问题必要时可提出专题报告报送业主。通过工作月报,业主可以全面了解掌握项目勘测设计工作进展情况和设计监理工作情况。 设计监理工作全部完成后,编制设计监理工作报告书提交给业主,对各设计阶段的设计监理内容、设计监理结果以及设计监理建议进行汇总,对设计监理工作进行全面总结。 重视设计监理文件、档案管理工作,及时进行文档的整理、编制工作,设计监理工作完成后,及时按规定进行文档移交和归档。 4、结语 惠州大亚湾引水工程从初步设计阶段就开始实施设计监理,设计监理机构对设计单位项目设计工作进行全过程的监督管理,对提高勘测设计产品质量、优化工程设计、节约工程投资、保证设计工作进度,加强工程项目设计管理起到了很大的作用。 目前,我国水利水电工程开展设计监理工作仅是在试行阶段,并且大多是施工图阶段的设计监理。水电工程设计是一个分阶段逐步深入,连续渐进的过程,设计监理相应也应该是一个连续渐进的控制过程,水电工程委托设计监理工作最迟应在初步设计阶段开始进行,并且越早越好。 工程设计论文:工程设计的网络应用方案探讨 摘要:随着计算机及其应用技术的日益发展,特别是信息技术的飞速发展,各勘测设计院建立自己的局域网,成为势在必行的工作或计划,总院也要求2000年甲级院必须建网。但是,为什么要建网?建一个什么样的网?它的带宽多大才合适?在网上干些什么? 关键词:工程设计 网络应用 方案探讨 随着计算机及其应用技术的日益发展,特别是信息技术的飞速发展,各勘测设计院建立自己的局域网,成为势在必行的工作或计划,总院也要求2000年甲级院必须建网。但是,为什么要建网?建一个什么样的网?它的带宽多大才合适?在网上干些什么?怎样实现信息共享?除了信息共享和设备共享外,还能做什么?怎么样才能通过网络提高CAD勘测设计效率?怎么样才能通过网络实现ISO9000的管理?这些都是大家所关心的问题,也都希望能有一个系统而完整的解决方案。本文就这些问题做一些初步的探讨。 1 工程设计领域计算机应用的现状和面临的问题 自80年代以来,工程设计行业CAD的应用已经有相当大的发展,大部分设计单位已抛掉了图板而由计算机辅助完成设计,其中部分设计院的CAD应用达到相当高的水平。近年来,不少院已达到人手一机并接近100%的CAD出图率。但是,随着计算机应用在各设计院的深入和普及,一些问题也渐渐暴露出来。 在这普及推广CAD应用的10余年里,很多工程设计单位都积累了大量的电子文档和电子图档,这些都是无形资产,它们的积累构成了企业最宝贵的财富。但这些电子信息分散在单个的PC上,无法对其共享和利用,不可能进行有效的检索和查询,由于缺乏管理,久而久之变成了电子垃圾,反而影响了日常生产。各设计院迫切需要对现有的电子信息进行有效的组织和管理。 企业要参与国际市场的竞争,其质量规范体系必须与国际接轨。PDM(Products Data Management)产品中的工作流程控制模块,以其严格的工序审核和制约,可为实施ISO9000提供有力的工具。 工程设计部门已开始从面向产品整个生命周期的角度来重新思考、重整、优化企业内部的设计工具,对设计过程进行重整,以便更有效地组织生产。但面临如下问题: 随着电子存贮的各种图纸文档数量的增加,如何有效地管理、浏览和查找这些电子图档? 改型设计是利用计算机和已有的图纸来提高工作效率的,如何有效地共享信息资源? 设计变更时,如何利用图纸的版本策略来跟踪设计,以确保信息的一致性和有效性? 如何应用计算机将全面质量管理或ISO9000质量标准有效地贯彻到设计流程中去? 如何对设计流程进行规范和管理?如何加强设计过程中设计人员间的交流和协同? 如何将大量历史资料归档,利用计算机进行管理,并逐步积累,建立通用件、通用图库? 如何有效地对项目组成员进行工作量的均衡、调整、评估? 如何有效地对项目及分项目的进度进行跟踪、调整? 解决问题的途径是建立一个合适的网络,并且要有相应的网络应用软件。 2 工程设计网络系统解决方案 各设计院建网工作的关键是方案选择,要从网络的传输介质到面向用户的应用系统,提供全面解决方案,包括:综合布线子系统、计算机网络子系统和产品数据管理子系统(图1)。 在这个网络系统中,结构化综合布线系统为网络提供可靠的传输介质,使之具有高度的可管理性和可扩展性,能支持多种先进的网络技术;网络子系统则在布线系统的基础上,为高层的应用系统提供足够的网络带宽,为产品数据管理系统提供高速、可靠的网络平台。结构化综合布线系统和网络子系统是网络的基础,只要满足一定的数据传输带宽,满足网络的管理要求即可,它们具有与一般企业网络相似的要求;但是,最高层的网络应用软件系统,应考虑生产和管理的需要,满足工程设计的特殊要求。 图一:网络系统组成示意图 2.1 结构化综合布线系统 为了满足网络对于带宽、管理、扩充和灵活应用的要求,达到经济合理的目标,拟采用结构化综合布线系统,它由四个子系统组成:工作区子系统、水平子系统、垂直子系统和管理子系统;网络布线用五类无屏蔽双绞线或光纤,每个用户节点与网络连接…,这里不去详细讨论。 2.2 计算机网络系统 考虑到整体目标和目前的发展趋势,网络可采用10Base/100Base T交换式快速以太网,拟用Windows NT或Novell作为网络系统软件,并采用相应的网管软件和防病毒软件。本文也不作具体讨论。 2.3 网络应用子系统 为了满足工程设计部门的特殊要求,上海交通大学金维计算机系统集成有限公司针对工程设计领域中的实际问题,引进了PDM(Products Data Management)技术来开发有关的网络应用软件,一般来讲,PDM是管理与产品相关的信息和过程的技术: l 与产品相关的所有信息,包括部件信息,结构配置、文件、CAD档案、审批信息等; l 与产品相关的所有过程,即对这些过程的定义和管理,包括信息的审批和分配。 3 结论 网络化势在必行,但不是简单地为要有网络而建网络。建立了网络就要发挥出网络的效率与效益,要能提高管理水平。要开发必要的网络应用软件系统,势必带来更深层次的工作模式和管理模式的变革。要发挥网络和网络应用软件的效益,必须对全体人员进行必要而且充分的培训,这也应是网络计划的重要组成部分。建网工作,不光是计算中心或电算室的工作,而是全体勘测设计人员乃至管理人员的工作,需全院共同努力,才能真正发挥网络的作用,才能真正达到建网的根本目的。 工程设计论文:农药生产废水处理设施改造工程设计 摘要:介绍了河北新兴化工厂农药废水处理设施改造工程,通过采用焚烧、精馏、絮凝、沉淀等预处理及清洁生产工艺,并利用原有生化处理装置,使改造工程后的排水能够达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准。 关键词:农药废水 接触氧化 氧化乐果 河北省新兴化工厂是一家以生产氧化乐果为主的化工企业。设计年生产能力为:40%的氧化乐果乳液8000 t,氢氧化钾1.6万 t,氯气0.8万 t。该厂于20世纪90年代中期建成了一套污水处理设施,处理后的废水排入具有华北明珠之称的白洋淀湖泊。近几年来,由于生产规模的扩大,排水量增加,致使处理后的排水不能达到排放标准,严重影响了白洋淀的水环境质量。为此,该厂投资192.6万元对原有废水处理设施进行了改造,使处理后的排水达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准。 1 原有废水处理设施 1.1 废水来源及水质 改造前进入废水处理设施的废水来自两部分: (1)农药分厂排水。农药分厂由于从原料制备到氧化乐果合成流程较长,污染物种类复杂。排水分为间接冷却水、高浓度有机废水和轻污染的冲洗地面水及跑冒滴漏废水,详见表1。 表1 农药分厂生产废水排放情况(冷却水除外) 废水名称 主要污染物 排放量 (m3/d} 平均COD (mg/L) 甲酯精馏洗釜水 2,3-二氯乙酸甲酯 1.84 383387 甲酯回醇水 乙酸、氯乙酸、甲醇 1.80 206910 甲酯中和水 乙酸、甲酯、甲醇 4.81 312412 氯乙酸中和废碱水 NaOH、乙酸 3.85 30400 冷冻、真空废水 0.75 47700 氧化乐果合成废水 氧化乐果、二甲酯、一甲胺 21.82 195484 其他废水 29.7 1243 合计 64.57 2743 (2) 氯碱分厂排水。该分厂排水主要为冷却水,排放量为4000 m3/d,基本属于无污染的清洁水。 1.2 原有废水处理设施 原有废水处理工序包括调节池、一级接触氧化池、一级沉淀池、二级接触氧化池、二级沉淀池和集水塘。处理工艺流程见图1。 图1 原有废水处理工艺流程 原有废水处理装置最大设计流量为2400 m3/d,调节池总有效容积1008 m3,分为2组;一级接触氧化池有效总容积为484 m3,分为2组;一级沉淀池有效总容积为118 m 3,斜板沉淀池,分为2组;二级接触氧化池有效总容积为265 m3,分为2组;二级沉淀池有效总容积为85 m3,斜板沉淀池,分为2组。 改造前实际运行过程中,进入上述废水处理设施的废水水量约为6464 m3/d。其中,农药分厂生产废水水量64 m3/d,冷却水水量约2 400 m3/d;氯碱分厂冷却水水量约4000 m3/d。两个分厂生产废水经生化处理后与生活污水混合流入集水塘,其容积约6000 m3,之后从总排放口排放,其COD为255~934 mg/L。 2 废水处理改造工程 从全厂废水结构来看,由于两个分厂未实施清污分流和清洁生产措施,而且现有污水处理站也存在如下问题:①进入污水处理设施的水质和水量负荷严重超过原有设计能力;②从两级串联的接触氧化池来看,第一级COD去除率可达到80%以上,第二级COD 去除率只能达到40%,主要原因是两级接触氧化池菌群相同,第一级接触氧化池可以处理的有机污染物,在第二级接触氧化池中同样可以处理,而第一级不能降解的有机污染物,第二级同样不能降解。 通过分析决定保留现有生化处理装置,增加预处理设施,改造后的废水处理流程见图2。 图2 改造后废水处理流程 2.1 焚烧处理系统 该系统处理一氯乙酸甲酯精馏工序釜底残液及洗釜水,水量1.84 m3/d,COD平均浓度383387 mg/L,经测试该废水燃烧热值为2819 kJ/kg。另外还处理物化及生化处理脱水后的污泥0.5 m3/d。焚烧设备型号:WYL-300型,处理能力:300 kg/h。焚烧后的尾气通过除尘和碱液吸收净化后排向大气。 该系统COD处理效率几乎为100%,COD去除量为705.4 kg/d,削减量占全厂污染源的 8.5%。 2.2 精馏处理系统 该系统处理对象为甲酯中和水和氧化乐果合成废水,水量26.63 m3/d,COD平均浓度216 604 mg/L。甲酯中和水通过精馏塔精馏回收甲醇等,氧化乐果合成废水经萃取分层后通过精馏回收氯仿、甲醇、一甲氨等。精馏塔为直径300 mm的填料塔。 该系统COD去除率为40%~50%,以40%计算,COD去除量为2 307 kg/d,削减量占全厂污染源的27.8%。 2.3 物化处理系统 该系统所处理的废水为农药分厂精馏处理系统排水、甲酯回醇水、氯乙酸中和废水、冷冻及真空废水,处理水量约62 m3/d,COD平均浓度7765 mg/L。该处理工艺为絮凝-沉淀-气浮- 吸附过滤。絮凝剂为碱式氯化铝,助凝剂为石灰及聚丙烯酰胺,沉淀池为斜板沉淀池,吸附过滤材质为粒径2 mm左右的核桃壳颗粒。由于处理水量相对较小,处理设备为组合式一体化设备。其中絮凝反应时间为0.5 h,沉淀时间1.5 h,气浮池停留时间为 1.5 h,吸附过滤池滤速为5 m/h。 该系统COD去除率为45%,处理后废水COD为4271 mg/L,COD去除量为2168 kg/d,削减量占全厂污染源的26.13%。 2.4 原生化处理系统 经物化处理系统处理后的废水汇合生活污水和农药分厂冷却水一并进入原生化处理系统继续处理,处理后的排水与氯碱分厂冷却水均进入集水塘后再排放。 2.5 运行效果 该改造工程自2000年10月安装完毕,调试3个月后转入正常运行。2001年3月27、28日,保定市环境监测站对该厂排放口废水进行了检测,结果见表2。由表2可见,该工程改造后各项排放指标均符合国家《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准。 表2 废 水 测 试 结 果 采样点位 pH COD (mg/L) SS (mg/L) 硝酸盐(mg/L) 水量(m3/d) 厂总排水口均值 7.83 79 32 0.245 6556 排放标准 6~9 100 70 0.5 3 工程投资及运行费用 3.1 工程投资 该厂废水处理设施改造工程投资为192.6万元,其中焚烧处理系统为106万元,精馏处理系统为30万元,物化处理系统为56.6万元。 3.2 运行费用 该污水处理系统运行后,甲酯精馏洗涤水焚烧耗油量约为200 kg油/m3废水,每天消耗0#柴油约350 kg,按每吨油价2000元计算,每天油耗花费700元。新增设备运行功率18.9 kW,电耗新增约90 元/d,药剂费新增72 元/d,合计新增运行费用 862 元/d。按每天处理6564 m3废水计算,新增运行费用约0.13 元/m3水。 4 结论及建议 (1)采用焚烧、精馏、絮凝、沉淀、过滤等预处理措施及清洁生产工艺,利用原有的生化处理装置,对生产废水进行处理,经环保部门监测,其排放水达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级标准,该处理工艺可行,为农药废水处理提供了一条新思路。 (2)现有大量冷却水还未采取回用处理措施,这无疑造成水资源的浪费,也加大了污水处理设施的水量负荷,应尽快采取相应措施。 工程设计论文:智能化系统工程设计中的若干技术问题 摘要:根据建筑物智能化系统工程的设计和科研实践,提出智能化系统的主要技术问题处理对把握系统工程整体性 能的重要意义,并对工程设计中的若干技术问题分别进行探讨。 关键词:结构 开放性 综合性 系统界面控制 设计是工程建设的先行官,优化设计对确保技术先进及工程质量是至关重要的,本文的作者对工程设计中的主要技术问题处理与业内人士进行探讨。 1 自动化控制系统的结构 1.1 自动化控制系统的总体结构的基本框架 1.1.1 系统基本结构分析 分级分布式自动化控制系统的基本结构为二层总线型,即上层的信息网络的通信总线(采用TCP/IP协议),下层的控制网 络通信总线(采用RS485标准或LonTalk协议)。 信息网络(以太网)的通信总线承担管理信息与合成的控制信息的交换,是建筑物的信息主干网,在这级网络中,采用 TCP/IP(传输控制协议/互联网协议),易于同下层控制网络实现网络间的集成。 控制网络通信总线构建了以完成实时控制数据传递而实现对机电设备控制的自动化管理网络,该网络实时性强,网络数据信息共享,系统体系组合灵活,便于扩展及维护。其中RS485是被机电设备厂商广为采用的控制总线接口标准,采用普通非屏蔽双绞线为传输介质,具有传输距离长,传输速率高,控制点多,联结方便,易于扩充等优点;另一种为LonTalk协议,是LonTalk技术使用 的测控合一双向通信的控制总线所采用的协议,现场传感器可直接联入控制总线,简化了现场控制设备和方便了网络的联结,它已被列为美国标准ANSI135BACnet,作为控制总线的通信标准,绝大多数机电设备厂商已接受LonTalk技术,生产的产品均能互换。 上层的信息网络通信总线和下层的控制网络的通信总线,是构成自动化控制系统总体结构的基本方式。 1.1.2 自动化控制系统应至少有以下基本的配置(本文仅列出中央控制级部分) a.硬件:计算机系统,72小时备用电池等。 b.软件:系统软件(含网络协议、网络操作系统),语言处理软件,数据通信控制与管理软件,数据库及数据库管理软件,操作员接口软件,CRT显示格式及标准报告软件,中央日程表软件,时间/事件诱发程序软件,能量管理软件,与各相关单项专业控制系统联网的软件系统,其它必要的软件系统等。 1.2 自动化控制系统技术发展 1.2.1 单项设备系统专业控制技术的发展 建筑物智能化系统工程中的设备监控系统主要包括:冷水机、空调机、锅炉、电梯、配电柜、发电机、照明、消防报警、安全等设备系统,均由不同类型的专业厂商提供,由于这些类别各异的设备专业独立性强,对监控的工艺技术要求复杂,控制信息 的通信方式很不统一。因此,各专业厂商所近年来相继对设备机组的自控系统进行开发,已先后拥有了智能化程度不同的设备自控体系(部分已形成较完整的系列化),并在网络接口和与相关系统的通信技术方面,也有较大的进展,先后推出了能以标准网络接 口与其它系统间实现双向通信的功能。采用单项设备专业化自控包,从设备优化制度、提高可靠性、完善使用功能、降低经济成本等方面考虑,有很好的发展前景,同时,在与建筑物智能化系统总体的组合上,也具有重要的实际使用意义。 1.2.2 自动化控制系统与网络技术 自动化控制系统构成的内涵已被人们越来越具体地认识并接受,而支持其发展完善的基础技术也以它不断的进步,不时地起着启蒙和先导作用,同时,商家和用户也彼此交流,供需之间互相促进,也推动了控制技术 的不断发展与完善。现代网络技术的发展及深层次介入,使基于电脑和通信技术的建筑物自动化系统,能从单一平台的运作,走向跨平台的联网,便系统的总体构成产生了新的飞跃。在积极推行“国际标准”和先进“工业标准”的条件下,自动化系统在控制网 络中实现产品的互换及互操作、在信息网络中实现互通及互联成为可能,系统具有良好的开放性,能容纳更多更新的产品。同时,网络系统实时互联(采用Internet/Intranet网络软件),为建筑物的智能化管理,提供了更为广阔的空间。 因此,建立建筑物自动化系统信息资源共享的网络化体系,是顺应时代要求的发展方向。 1.3 自动化控制系统的结构 a.控制层总线采用RS485标准,控制功能强,监控点多,传输效率高,它采取并行联网的方式,互相独立,点对点通信,系 统简洁,组网灵活,联结方便,有益于长距离传输及系统的发展扩充,该方式是集散型控制网络的基本形式。 b.现场控制层中运用LonWorks技术的测控合一的双向通信控制总线,采用该方式的现场受控装置能直接纳入控制总线的 层面,系统较简洁,组网较灵活,越来越多的国家以此为产品生产的通信标准。因此,凡有LonMark标记的产品,均能在系统中互 操互换,现代网络技术也为LonMark产品创造了无限良好的空间,由此看来,它的开放性方面在未来应用的发展上,显然比前者有更大的吸引力。业内专家曾预测,建筑物自动化控制系统的集散型控制网络,将会以现场总线控制网络为发展趋势。 c.单项设备系统纳入建筑物自动化控制系统控制网络层,从建筑物宏观的角度而言,能使该类控制系统更合理安全地工作,由于单项系统的基本控制功能已由自身独立完成,中央站仅为有序地进行管理,因此,它不占用中央数据库的容量,简化了系统网络的 信息传输与交换,使系统的自动化管理的整体效果和单项控制功能更优化了。该系统在单项系统工作环境复杂、自控要求高时,更能显示它的优势,同时,也越来越受到工程设计者的欢迎。 d.综合以上对建筑物自动化控制系统控制网络层的分析,在现阶段的技术发展变革时期,各种技术方式在相当长时间内还会存在。工程设计者应全面地分析、理智权衡,在工程技术上,工程设计者没有必要固执地坚持某一种技术方式,更没有必要见异思 迁地做新潮技术的追随者。 2 自动化控制系统的“开放性” “开放性”是体现系统主要技术我的状态之一。是自动化系统技术发展的必然趋势,但应用于建筑物的特定环境里,对系 统提出“开放性”的要求,使之实现更合理,对此有必要进行全面的认识。 2.1 “开放性”含义的全面认识 a.自动化系统“开放性”,即是在不同供应商之间任意选择具有最佳性能价格比的各种产品,使之灵活地组合为符合使用要求的完整的自动化系统。因此,“开放性”就是系统外联的广泛性,系统互联的任意性。 b.提供“开放性”的前提条件,须建立公认的通信协议,它定义了数据发送的接收工作的过程,规定了网络中使用的格式、定时的方式、顺序检错等,它使不同商家的机电设备的联网接口,都符合统一的通信技术标准。目前,在建筑物智能化系统领域里, 适用于联网方面的有美国标准(建筑物自动化控制网络BACnet(ANSI-135),适用于通信方面的有美国Echelon公司开发的通信协议(LonTalk),它们已被国际上众多的厂商认可,并形成了发展的趋势。 c.正如在本文“自动化控制系统的结构”中所分析的那样,在建筑物智能化系统中,以大量楼宇机电设备为主要监控对象的运行环境里,以RS485为集散型分布式系统,在适合控制网络方面较之在“开放性”方面具有领先地位的现场总线有无可比拟的优 点,同时,由于各供应商自行开发的RS485产品有很大的生产能力和应用市场,并具有不可忽视的商业性的优势。因此,它的准“开 放性”效果在现阶段应予以正视。 2.2 “开放性”的实际应用情况 a.采用BACnet和LonTalk协议,能实现互换互操作的LonMark标记产品,目前主要有两种类型:一类为传感器、执行器、继 电器,即被称为单点分站;另一类,是终端设备控制器(VAV、FCU、I/O等),被称为终端设备分站,这两种类型的实际运用都在系统适用性方面受到限制。 b.在楼宇设备自动化控制系统中,对大型机电设备或其它类似设备的监控点数量多,并需在同一个监控站实行监控管理,由于LonWorks技术对输入、输出点有限制,因此,在应用中采用LonTalk协议方式还不尽适宜。 c.由于“开放性”互换互操作的要求,因此采用LonkTalk通信协议LonMar通信协议的LonMark标记产品的类别及系列须具 有全面性、完整性,从目前情况而言,还存有一定的差距,尤其在确保产品的完整性、可选择性和降低成本方面,还有待于一个发展的过程。 d.网络技术的发展,尤其是Internet通信技术介入,使自动化控制系统的信息互联及向上层次信息集成在路由和方式上, 开创了崭新的空间,为“开放性”增添了新的发展生机。 3 布线系统“综合性”的应用 3.1 布线系统的“综合性”是现代建筑工程的主要特征之一 对多种类、繁杂的布线采用能满足其各种技术使用条件并综合为一体的配线方式,是适应建筑物内采用现代信息技术和智能化管理的需要,是技术进步的体现,随着其相关技术的发展使之不断完善,将会促进它更快地发展并使之得到更广泛的应用。 3.2 应用条件是建筑物布线系统设计的依据 关于布线系统的设计可归纳为以下主要问题的处理:应用要求分析;应用环境条件调研;系统网络框架构思;线缆容量计算;线缆规格选择;配线设备配置等。整个设计过程,都是围绕着实际使用需求和应用环境而展开的。不久前某国际上著名的布线 供应商推出了TBIC(Total Building Integaration Cable)的建筑集成布线系统,更形象化地为建筑物智能化系统建造了一条通用信息高速通道,为智能化系统的所有信息的远传和分配提供了点到点的支持,具备了使所有信息接收、分配的能力,并使之成为继 建筑水、暖、电力专业外另一个必不可少的通用信息基础设施,这是一种十分富有吸引力的布线方式。当然,对一些规模较大的公共商业楼和通用性办公楼,因存在以租(售)为使用对象的流动性,及物业管理不尽到位的方法。智能化的各系统是否纳入布线系统要 区别考虑,部分(因管理体制的缘故)可分开,另外,在规划垂直主干及水平系统时,也可采取分步到位。例如,从长期来看,水平通道应尽可能预留,因水平管道受建筑条件限制影响较大,其它方面都需从长远角度来周全规划。 3.3 “综合性”相关的基本条件不容忽视 合理确定建筑物内布线系统的布线方式,从布线的空间环境角度出发,使线缆使用、维护、扩展以及技术升级等能适应各类智能化系统运行需要,并使各系统发挥更好的功能。它是布线系统“综合性”效应体现不可忽视的重要方面。 4 智能化系统“综合性”应用功能的提炼 4.1“综合性”应用功能的意义 建筑物智能化系统工程,是基于应用环境条件下的各设备系统的组合。从对应于完整的系统工程应用功能的角度认识,它不仅仅是各单一系统互为割裂的使用,也不仅仅是简单数字迭加的功能合成,它应是不同类 型技术上的互补,是各系统优势有机地合成和综合性应用功能的增强,尤其是系统间信息集成的互联,将使系统的功能应用层面提升到新的水平。 4.2 “综合性”应用功能提炼的基础条件 工程设计者对建筑物智能化系统工程综合性应用功能的提炼,应基于以下基础条件: a.应对本项目的功能需求作全面分析,并进行梳理及归纳,其中关键的要点,是对技术上的可行性、单项技术的侧重点、系统技术的合成性等方面要进行针对性的构思。 b.工程设计者对设备系统技术要作全面理解,不仅仅包括对单项系统的基本性能、技术特征、运用条件、可实现的专业特殊性,尤其是对系统组合的技术优势的互补上,都应予以全面的把握。同时,对不同类型系统设备的技术动态及发展趋向也应能予 以及时跟踪及研究。 c.对系统工程实践经验进行总结,使设计者能在以后的设计中扬长避短,因势利导地解决工程设计中遇到的各种问题。 d.对整个工程综合全面思考。使设计方案能从功能需求的实现上,专业技术可行性上,并使系统在技术上的创新和发展上提高到一个新水平。 4.3 应善于对智能化系统“综合性”应用功能进行的提炼 系统工程的综合应用功能的提炼取决于系统工程的良好构架体,系统工程各单项技术特征的最优发挥,以及工程设计者善于综合的能力。它应是一种创意、一种对技术进步的寻求,它无任何可照搬的模式,它已完全跳跃了单项设备技术之机械重复之局 限性。在一些规模较大、应用功能要求较复杂的建筑物智能化系统工程设计中,善于“综合性”应用功能的提炼,对提高建筑物智 能化系统工程整体使用效果和降低经济成本更显得十分必要。 5 智能化系统工程相关系统“接口”界面的技术控制 5.1 必须引起重视的问题 在建筑物智能化系统工程建设中,普遍存在着诸如楼宇机电设备自控系统的控制器与受控设备之间、消防系统与安保系统的信息共享、消防系统的火警预报与灭火设备的联动控制、安保系统的各子系统间的控制信息互联及各种控制技术自动报警的联动 、以及各种管理信息集成的通信资源共享网络的互联、系统与系统之间的结合,这种相互的关系可归纳为二类,即设备硬件间的连接和系统与设备、系统与系统之间的信息通信软件方式的相联,它们都需要对各自的“接口”界面进行处理,以便良好运行,它是 把握系统工程成功与否的关键点,也是系统工程的技术难点。 5.2 影响相关系统“接口”界面处理的因素 a.系统要求不明确、技术规则不统一; b.技术不成熟,实际操作无保障; c.各承包商工作的界面不明确,彼此推诿; d.技术不可行,系统结合实为虚设。 5.3 相关系统“接口”界面的控制方法 对系统“接口”界面进行早期的技术控制,是相关系统结合最有效的方法,根据相关系统“接口”界面存在的问题,提出 根治的方法,确保智能化系统整体功能的实现。 a.系统结合的功能要求应具体明确 对相关系统的结合的功能要求,应在可行性论证的基础上,整体构思后,分别具体提出,并且须分别明确,严格落实到位。 b.“接口”技术及通信协议应统一 对相关系统结合的“接口”界面技术应标准化、统一化,尤其在通信协议、网络构架等方面应明确要求,并分别予以限定性地具体化。 c.采用成熟的系统技术 工程中应尽可能避免首次性的研究或开发,积极采纳成熟技术系统技术,选用技术、服务皆优的设备及供应商,优先推行有成功先例的系统应用体系。 d.推广无缝隙的系统工程承包机制 在系统工程中,推广以工程的设备系统、技术服务、工程实施为一体的全过程专业化服务的总承包机制,是具有良好技术保障的无缝隙工程实施方式。 工程设计论文:温州南瓯明园住宅小区智能化系统工程设计 摘要:本文简述住宅小区智能化系统工程设计。住宅小区智能化系统工程主要包含信息服务子系统、安全防范子系统和信息管理子系统等。文中较系统地描述了智能化子系统的设计,采用的技术和选用的设备。此设计现已通过建设单位组织的专家评审,目前正在进行施工图设计。 ,没有书房的户型设在主卧间。电话信息点一点设在客厅,另一点设在书房或主卧间。 计算机网络信息点采用超五类RJ45插口模块,电话信息点采用RJ11插口模块,采用86H暗盒及墙型面板,安装高度底距地0.3米,与电源插座外沿水平距离0.2米。 考虑今后用户装修时信息点的扩充,家庭信息箱留有放置扩展模块的空间,用户可根据各自的需要通过家庭信息箱扩展模块进行扩充布线到各房间信息点。 b.小区公建部分 小学、幼儿园、中心会馆的计算机网络和电话信息插座均采用RJ45插口模块,并采用86H暗盒及墙型面板,安装高度底距地0.3米,与电源插座外沿水平距离0.2米。 (2)水平(单元)子系统 a.小区住宅部分 每户家庭信息箱考虑1根计算机网络进线,2根电话进线。从各单元的计算机网络墙柜到家庭信息箱, 再从家庭信息箱到各计算机网络信息点均采用超五类4对非屏蔽对绞线(UTP)。从各单元电话分线箱到家庭信息箱, 再从家庭信息箱到各电话信息点均采用HBYV-4×0.5型通信线。各线缆沿C型金属桥架及DG管敷设。 b.小区公建部分 小学、幼儿园、中心会馆的计算机网络和电话系统水平布线(从楼层墙柜到信息点)均采用超五类4对非屏蔽对绞线(UTP)。各线缆沿C型金属桥架及DG管敷设。 (3)管理子系统 a.小区住宅部分 在每个单元设有计算机网络墙柜,作为单元管理系统,内设有110型铜缆配线架,10/100M接入层网络交换机,管理每个住户的计算机信息点。每楼设有楼管理子系统用墙柜,内设置光纤连接装置,100/1000M汇聚层交换机,110型铜缆配线架,管理各单元的计算机网络信息点。 每个单元设有电话分线箱,管理至每个住户家庭信息箱的电话通信线。每楼地下层或一层设有楼电话交接箱,管理至每个单元分线箱的电话通信线。 b.小区公建部分 小学、幼儿园、中心会馆在每层弱电间设有管理间子系统,各设有1台墙柜,内设有110型铜缆配线架,10/100M交换机,管理至用户端的每个计算机网络及电话信息点。在110型铜缆配线架上通过跳线转接,可实现计算机网络与电话信息点的互换。 在一层设有管理子系统,内设置光纤连接装置,100/1000M汇聚层交换机,110型铜缆配线架。管理至每个楼层的计算机信息点。 在一层设有电话配线架,管理至各楼层的电话通信线。 (4)主干子系统 a.小区住宅部分 为方便布线和管理,在A-2楼、C-5楼、D-2楼、E-2楼的地下层弱电井和B-3楼底层物管用房内各设置光缆连接装置作为各区光纤转接点,中心会馆至各区光纤转接点均引1根24芯单模光缆,从光纤转接点分别引1根6芯单模光纤至每幢楼管理墙柜汇聚层交换机,再从每幢楼管理墙柜各引2根超五类4对非屏蔽对绞线(UTP)至每个单元墙柜接入层交换机, 构成小区主干网。 电话布线主干系统采用HYA型通信电缆。主干路由为:从中心会馆至A、B、C、D、E各区电话交接箱分别引HYA型电缆,各区电话交接箱分别引HYA型电缆到各楼的电话交接箱,从各楼的电话交接箱分别引HYA型电缆到各单元电话分线箱,构成小区电话主干网。 b.小区公建部分 从中心会馆计算机网络中心核心层交换机机柜分别引1根6芯单模光纤到小学、幼儿园一层汇聚层交换机机柜,从汇聚层交换机机柜引2根超五类4对非屏蔽对绞线(UTP)到各楼层接入层交换机,构成各楼计算机主干网。 从中心会馆电话总机房电话交接箱分别引1根HYA型通信电缆到小学、幼儿园一层电话配线架,从电话配线架引HYA型电缆到各楼层电话配线架,构成各楼电话主干网。 (5)设备间子系统 设备间子系统是小区计算机网络和通信网络的中心,设置在中心会馆一层。计算机网络系统设有19”网络机柜,1000M核心层网络交换机、光纤配线架、防火墙、服务器等网络设备。 通信网络系统在中心会馆一层设有3600门电话电缆交接箱。 (6)接入网系统 小区计算机局域网系统采用24芯单模光缆与因特网相联。通信网络系统采用2根HYA-1800x2x0.4通信电缆与就近电话分局相连。 2.系统设备选型 家庭信息箱:箱内包含两部分内容,多媒体接线箱和后面要叙述的智能控制箱。本工程选用智能天工-21C的产品,箱内由多媒体接线模块和控制模块组合而成。其中多媒体接线模块具有如下配置: (1)数据配线模块,提供2进8出RJ45插口出线通道。 (2)语音配线模块,提供3进8出RJ11插口出线通道。 (3)4路射频分配模块,提供1进4出有线电视分配通道。 (4)12路接线模块,提供12条内部连接通道,可与其他弱电系统连接。 (5)留有扩展空间。 (四)有线电视系统 1.系统设计 本工程有线电视系统按1000MHZ邻频方式双向传输要求设计,采用光纤和同轴电缆混合网(HFC)组网。 用户终端电平按64±4dB设计。 (1)小区主干网部分 有线电视系统信号通过12芯单模光缆,从市有线电视网引来。小区有线电视中心设在中心会馆一层有线电视机房内。在整个住宅小区设置3个有线电视光节点,分别设在中心会馆有线电视机房、C-5楼、D-2楼,三处光节点的有线电视信号均通过室外4芯单模光缆从中心会馆有线电视机柜引来。 中心会馆处的光节点将有线电视光信号分成5路射频信号通过SYWL-75-12型同轴电缆分别引至B-2楼、E-2楼、小学、幼儿园及中心会馆有线电视分中心的电视前端箱内。B、E区的有线电视分中心前端箱将信号放大分配后,通过SYWL-75-12型同轴电缆引到本区块各楼有线电视前端箱内。 C-5楼处光节点将有线电视光信号分成7路射频信号通过SYWL-75-12型同轴电缆送到C-1~C-7楼各楼有线电视前端箱 内。 D-2楼处光节点将有线电视光信号分成5路射频信号通过SYWL-75-12型同轴电缆送到D-1~D-4楼有线电视前端箱及A-4楼有线电视分中心前端箱内。A-4楼有线电视前端箱将信号放大、分配后,通过SYWL-75-12型同轴电缆引到A区各楼有线电视前端箱内。 (2)各单体部分 a、住宅部分 各单元分别在中间楼层弱电井内或走廊(B区),设置有线电视单元分配器箱,内设置放大器、分配器。单元分配器箱设置位置为:多层住宅B区设在三层,小高层住宅A、C、D区设在六层,高层住宅E区设在五层和十二层。单元有线电视分配器箱信号通过同轴电缆SYWV-75-9从各楼有线电视前端箱引来,在单元分配器箱内有线电视信号经过放大分配后,通过同轴电缆SYWV-75-9引到单元各层每个住户的家庭信息箱内。家庭信息箱通过SYWV-75-5将信号引到住户有线电视插座。 每户家庭信息箱用1根SYWV-75-5电缆引至在客厅设置1个有线电视点。家庭信息箱内设有可扩容的分支器,用户装修时可通过在家庭信息箱内设置的分支器进行有线电视点的扩充。 b.公建部分 小学、幼儿园、中心会馆在中间楼层弱电井设置分配器箱(内设分配器、放大器),信号由各楼前端箱通过同轴电缆SYWV-75-9引来,经过放大分配后,将信号通过同轴电缆SYWV-75-5送到各房间有线电视终端。 每个教室设置1个有线电视信息点,会议、活动、娱乐、休息场所每自然间设置1个有线电视信息点。 本工程共设置有线电视信息点1193点。 2.系统设备选型 a.系统选用设备与部件具有双向性,其视频输入与输出电缆特性阻抗均为75欧姆,能满足VOD点播等双向传输的要求。 b.室外同轴电缆选用SYWL-75-12型,室内同轴电缆选用SYWV-75-9及SYWV-75-5型。光缆选用室外4芯单模光缆。 c.家庭信息箱内提供1进4出有线电视通道。 六、安全防范子系统 安全防范系统为住户和小区物业管理提供小区及住户室内各种安防报警服务,来人身份识别服务,非法入侵报警服务以及保安巡更管理等小区安防综合信息管理。 (一)小区访客对讲系统 本工程设置小区联网式黑白可视对讲系统。住户和物管中心均可可视来访人员形像,进行语音对讲,遥控开门。 1.系统设计 在每幢楼各单元一层入口处及地下层入口处均设置电控安全防盗门锁,并在防盗门处设置可视对讲门口机,在每个住户入口处设置可视对讲室内机,在中心会馆物管中心设置可视对讲系统管理主机。各单元可视对讲门口机具有感应卡和钥匙开启单元门电控锁功能,来访人员可进行数码按键,按门牌号呼叫住户,也可按键呼叫物管中心,在住户无人时进行留言。可视对讲室内机可以可视来访人员形 像,对讲开门,管理主机可与单元门口机来访人员及对讲室内机进行三方通话,可视来访人员形像。 黑白可视对讲系统采用总线方式联网,每个单元入口门厅处设置单元门口控制箱,内设置电源及总线节点通信控制模块。单元可视对讲门口机通过1根视频线(SYV-75-5),1根通信线(cat5eUTP8×0.5),1根电源线(RVV2×1.0)与单元门口控制箱相连,电控锁通过1根控制线(RVV2×0.5)与单元门口控制箱相连。在每个楼层公共走廊设置可视对讲分线箱,内设置视频分配模块和信号隔离器,各分线箱通过1根视频线(SYV-75-5),1根通信线(cat5eUTP8×0.5),1根电源线(RVV2×1.0)与一层各单元门口控制箱串接。每户家庭信息箱设置可视对讲和联网功能模块,通过1根视频线(SYV-75-5)和1根通信线(cat5e UTP8×0.5)与楼层分线箱相连。各户内可视对讲机通过1根视频线(SYV-75-5)和1根控制线(RVV4×0.5)与家庭信息箱智控和联网功能模块相连接。 各单元门口控制箱之间通过1根通信线(RVV/V4×1.0)和1根视频线(SYV-75-5)以总线方式进行串接,中心会馆物业管理中心设置可视对讲主机,主机通过2条总线对小区可视对讲系统联网管理,其中A、D、E区各单元门口控制箱连接为一条总线,B、C区各单元门口控制箱连接为另一条总线。 2.系统设备选型 考虑到LonWorK网络在传输距离、节点容量上比RS485网络优越,选用基于LonWorK技术的智能天工-21C产品进行设计。 (1)可视对讲室内机:选用黑白型,带对讲话筒和遥控开门。 (2)单元门口对讲机:带摄像机和感应卡读卡器。 (3)单元控制箱:带门口机供电电源及LonWorK接点电路。 (4)家庭信息箱:带一块12V,3A电池,用于对讲开门备电,遇断电自动启动后备电源。 (5)楼层分线箱:带一进二出视频分配器及信号隔离器。 (6)管理主机:带黑白显示,三方对讲功能。配有发卡机,LON数据采集板, LON网络路由器,LON网络信号匹配总线信号分割器,安装基于LonWorK网络的总控管理软件。 (二)家庭住户报警系统 本工程设置小区联网式家庭住户报警系统,为住户提供非法入户报警、紧急情况求救报警、煤气泄漏报警服务。报警主机设在中心会馆物业管理中心,通过单元门口控制箱内总线节点控制模块,与前述可视对讲系统集成在同一主机平台上,统一管理、资源共享。 (1)系统设计 每个住户客厅入口附近设置1个红外报警探测器,在一、二层及顶层次顶层窗户、阳台处设置红外栅栏,在客厅及主卧室各配置1个紧急按钮,在厨房安装1只煤气泄漏报警探测器,在客厅设置1个警笛(也可利用室内机的喇叭提供警笛声音)。户内设置1个智控键盘,与可视对讲室内机合为一体设置在住户进门处,每 户家庭信息箱中配置探测器防区扩展模块和门铃、警笛模块。智控键盘可对各报警进行设防、撤防。 在地下停车库设有紧急报警按钮,在住宅楼物管房设有智控键盘(与室内可视对讲机合为一体设置在房间进门处),附近设有智控箱,内设置防区扩展模块和门铃、警笛模块,各区地下停车库紧急报警按钮信号分别就近引入各区住宅楼物管房内智控箱进行控制。 在可视对讲系统连线的基础上,单元分线箱与家庭信息箱之间的通信线(cat5eUTP8×0.5)可将探测器防区扩展模块及门铃警笛模块接入安防总线。各报警信号经楼层分线箱进入各单元门口控制箱的总线节点控制模块。再经小区室外安防总线进入中心会馆物业管理中心的管理主机。 2.系统设备选型 本系统选用基于LonWorK技术的智能天工-21C产品。 (1)报警管理主机:与可视对讲系统进行集成,构成小区家庭安防系统。系统安装基于LonWorK网络的总控管理软件。可编程设定不同防区类型及报警、接警方式,可进行警情记录、警情查询。 (2)智控键盘:可按键操作进行设防、撤防。带液晶显示,可与管理中心进行信息交换,可查询报警记录。 (3)探测器模块:与各类探测器兼容。 (三)小区周界防范系统 本工程设有小区周界防范系统,包括小区周界报警系统及闭路电视监控系统,主机设在中心会馆的监控中心内。 1.系统设计 在小区周边有围墙或栅栏的地方安装主动红外对射探测器,实现对周界布防。报警区域在总控主机电子地图上显示,主机同时联动报警模块报警,以便保安人员及时赶赴现场处理。小区内共设置11对主动红外探测器。 在小区东面及北面被水包围不设围墙的周界处,设置黑白固定摄像机。在小区二个主要出入口(南入口、西入口)设置固定黑白摄像机。在A、C、D、E区各单元住宅电梯内设置电梯专用针孔摄像机。对小区周界及电梯进行监视,并具有图象记录、复核功能。小区共设有22台固定黑白摄像机,38台针孔摄像机。 监控主机设在中心会馆的监控中心内。设有1台主机1台矩阵切换控制器,3台9 路硬盘录像机和2台16 路硬盘录像机,1台4路硬盘录像机,7台20寸黑白监视器。系统可提供20防区报警输入,配有1个控制键盘,用于周界报警设防、撤防。 各红外探测器通过信号线(RVV4×1.5/V)接入主机,摄像机离主机300米以内,通过视频线(SYV-75-5/V)引入硬盘录像机;300米以外时,4个摄像机中心设一光端机,先通过视频线(SYV-75-5/V)将摄像机信号接到光端机,再用光缆将信号线引入主机。 2.系统设备选型 (1)硬盘录像机:选用嵌入式数字硬盘录像机,带有报警输入口。 (2)矩阵切换控制器: 64路输入,8 路输出。 (四)小区电子巡更系统 本工程设在线读卡式电子巡更系统,总控主机设在中心会馆一层监控室内,与小区可视对讲系统,家庭住户报警系统集成在同一主机平台上统一管理,资源共享。 本工程巡更系统利用对讲系统单元门口机复用为巡更点,不需额外投资,实现读卡式在线巡更功能。保安巡更人员的卡号通过中心的读卡机输入电脑内。保安巡更人员在巡更过程中,现场总线将各门口机读卡器采集到的巡更信号传送回物业管理中心监控室,小区总控主机实时显示巡更信息。 中心主控机可通过巡更软件进行巡更路线设定,巡更排班、统计及实时管理。小区共计巡更点:70点。 七、信息管理子系统 (一)四表远程自动抄表、计费系统(水、电、煤气、纯净水表) 小区设有将各住户及公建用房的水、电、煤气、纯净水表数据自动抄送到中心会馆小区物业管理中心的功能,避免入户抄表。 考虑到水、电、煤气各部门的独立性,水、电、煤气、纯净水表各自设置一个远程自动抄表网络系统,相互独立。 1.系统设计 整个系统由总线结构组成。 多层、小高层在各单元一层或地下层设置水、电、煤气、纯净水采集器各1个,高层每单元设置2个,分别设在3~6层及11~12层。电表采集终端设于各单元电度表箱内。从各采集器到每层各住户表箱信号采集端接口采用线缆RBV6×0.3相联。 各单元各系统采集器分别通过二条RS485总线(RVVP4×1.0/V),接到中心会馆物业管理中心数据集中器上,其中A、D、E区为一条,B、C区为另一条,各系统数据集中器通过多串口卡接入抄表主机,主机与小区计算机网络相连。 从住户处采集的四表数据传送至管理中心主机,由管理软件实现记录、核算、统计、打印,并提供查阅和联网付费功能,用户可通过小区局域网查看煤气、水、电表等的使用状况。 2.系统设备选型 (1)信号采集器——可接12个表或16个表或24个表; (2)信号集中器——可连接60只以上采集器,数据可直接传给电脑; (3)多串口卡:8路以上; (4)主机:PentinmⅣ以上,32M内存,20M以上硬盘空间;一个冗余的串行口(通讯用);一个冗余的并行口(接打印机)。 (二)出入口车辆管理系统 1.系统设计 在小区南入口与西入口处设置出入口车辆管理系统,系统采用非接触式IC卡进行管理。IC卡由物管中心读卡机授权发卡,与单元门卡共用。实现开门、车辆进出、巡更一卡多用。 系统对临时用户提供临时IC卡进行管理。口的情况,设置两套出入口管理系统,并设置一个管理室,管理二套出入口系统;小区西入口车道出入口处设置一套出入口管理系统,并设置一个管理室。 在车道入口设置非接触式入口读卡器、自动闸门机、车辆检测器(地感线圈),出口处设置非接触式出口读卡器(收费读卡器)、自动闸门机、车辆检测器,组成停车场管理系统。 出入口处管理室内设置该系统电脑主机,内设置系统管理软件,主机与管理中心通过小区局域网联网。 2.系统主要设备功能: (1)入口控制机:可进行入口处读卡、显示与控制。 (2)出口控制机:可进行出口处读卡、显示与控制。 (3)管理用主机:可对入口、出口进行管理。 (4)管理软件:安装在现场管理计算机上,对进出车辆进行管理。 (三)小区公共广播系统 小区内设有公共广播系统,公共广播包括背景音乐广播和消防应急广播二部分。背景音乐广播用于在节假日、早晚等特定时间播放音乐、调频广播及事务广播,当发生紧急事件时可迅速切换至应急广播。 在小区主要道路、中心花园、绿化带等处设置落地式草坪音箱(20W),广播机房设置在中心会馆物业管理中心。 室外广播分为A、B、C、D、E、中心花园六个区,物管中心可以根据各区的实际需要分区进行广播。 广播机房设有三套音源(五碟CD机,全逻辑控制双卡座和AM/FM数码调谐器)的输出信号,通过混音前置放大器、定压放大器、分区器后,通过FS-2×2.5线缆,分6路与各区草坪音箱相连接。 考虑到小学、幼儿园广播的独立性,各设置一套独立广播系统,机房分别设置在小学、幼儿园一层广播机房内。广播机房设有三套音源(五碟CD机,全逻辑控制双卡座和AM/FM数码调谐器)的输出信号。小学、幼儿园内各教室及活动场所、教师办公室设置壁挂式音箱(5W),用于事务广播、课间音乐广播及紧急广播等。 (四)小区电子公告系统 1.系统设计 在小区南入口及西入口处各设置一个宽4米高3米的LED室外显示屏,用于小区的文字信息、天气预报,也可根据用户的需要各种广告、股票行情。 LED显示屏整体由室外双基色φ12像素点组成的模块单元组成,大屏幕显示屏暂定4×3平方米。 南入口处大屏幕的控制主机设在中心会馆物业管理中心管理室内,西入口门卫处大屏幕的控制机设在西入口门卫处,控制机通过通信线与大屏幕相连。物管中心控制主机与西入口门卫处控制分机通过局域网联网。 2.系统主要技术要求 a.显示屏与计算机CRT同步,实时显示CRT上的文字。 b.系统能通过对计算机的操作,调整显示屏的色彩和亮度。 c.系统软件具有一定的编辑方式,显示时间可任意调节,画面可循环显示,可自开机到关机全自动播放。 d.软件支持文字、股市、天气预报等多种信息。 e.显示屏至少能显示16×16点阵,24×24点阵或更大点阵的汉字,并能选用多 种标准及美术中英文字体。 (五)小区公共设备管理 1.对小区道路照明、小区泛光照明实行分区定时开、关控制及回路状态显示。 在各道路照明、泛光照明配电箱内设置交流接触器,并在配电箱附近设置现场输入输出控制器,通过控制器对各交流接触器的触点控制,来控制小区道路照明、泛光照明的开与关。现场控制器通过通信线与中心会馆物管中心监控室的控制主机相连,可通过计算机操作,对道路照明实行控制,并可监视各回路的状态。 本工程参考智能天工-21C产品进行设计。现场控制器是LonWorKs节点,可集成在小区LON网络总线上。现场输入、输出控制器选用WT-761、WT-762,分别可提供开关量输入与输出。 2.对给水变频泵进行监测。 给水变频泵需带通信接口,从通信接口将信号接入中心会馆物管中心监控室,对变频泵的运行状态、故障状态进行监视。 3.对高层、小高层单元电梯进行监测。 高层、小高层电梯需带通信接口,从通信接口将信号接入各区物管用房内,经信号转换器转换后,接入中心会馆物管中心监控室,对电梯进行监视。 (六) 小区综合物业管理系统 小区综合物业管理系统是将设置在小区中心会馆物管中心管理室与消控、监控室内各种不同功能的子系统建立在一个统一的操作使用平台上,使各系统的信息及功能得到充分利用、统一管理、信息共享。例如:根据接到住户报警信息,保安人员根据系统电子地图信息与报警信息指示的住户地址信息出警,并及时与住户联系。又如:系统可根据采集到的电表数据对每户用电进行统计换算、记录、实行网上收费,定时将信息发送到各家门口机显示屏上等。 本工程采用西安协同数码公司的SYNCHROFMS(2.0)小区综合信息物业管理系统软件,对各子系统信息进行集成。系统运行在小区局域网上,支持BACnet、OPC、LONWorks等协议。 主机和SYNCHROFMS(2.0)服务器设在物业管理中心管理室内,前述各系统主机上的信号通过小区局域网集中到小区综合物业管理系统主机上进行集成,实现小区智能化管理。住户可通过小区局域网,获得SYNCHROFMS上的信息。 小区物业管理中心包含如下信息: 1.小区住户信息(可视对讲、各种报警) 2.住户表计运传信息 3.小区保安巡更信息 4.小区电子公告、通知信息 5.小区车辆出入口管理信息 6.小区安防信息 7.小区设备管理信息 8.小区电子地图信息 这些信息构成了小区综合物业管理系统的主要部分。 小区综合物业管理系统集成的具体要求与实施将根据建设单位的要求,由西安协同数码公司在SYNCHROFMS平台上深化、开发。 八、多媒体教学系统 小区内小学的所有教室、幼儿园部分教室设置多媒体教学系统,设置扩声、投影装置,并可通过计算机网络系统实施统一节目源的多媒体教学,也可通过VCD、 笔记本电脑进行单独教学。 九、机房设置及线路敷设 (一)机房设置 计算机网络中心机房电话总机房:设置于中心会馆一层,面积60m2。 2.有线电视机房设置在中心会馆一层,面积15m2。 3.消控、监控室:设置于中心会馆一层物,面积60m2。 4.物管中心管理室:设置于中心会馆一层,面积100m2。 (二)线路敷设 各建筑物单体之间室外管线采用浙江八方联通电信公司的多孔高强度栅格式地下通信管,埋深大于0.7米。各建筑单体内垂直管线原则上通过弱电井垂直桥架敷设,B区各楼没有弱电井时,穿钢管敷设。住宅部分水平走线穿DG管在楼板内暗敷。公建建筑水平走线则沿桥架在通道吊顶内敷设,由桥架到各信息点的线路为穿钢管暗敷。 (三)与小区外联系的管线有:电话通信管线,有线电视管线,计算机网络管线,均从东洋路引入到各弱电机房。通信电缆由邻近电信分局引来。 十、电源、防雷、接地 (一)电源 1.除电视机房外,其余弱电机房双回路供电。 2.计算机网络中心机房,消控、监控室,物管中心管理室设置UPS不间断电源装置。 (二)防雷 根据《建筑物防雷设计规范》(2000年版)GB50057-94和中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例,当建筑物受到雷电流直击情况下,信息系统仍能正常工作。本工程弱电系统必须做好防雷,在不同场所,设备中配置电源避雷器、信号避雷器等。 (三)接地 1.各弱电机房均采用1根不小于50mm2的铜芯导线作为专用接地线,引至等电位联结端子箱后,接至基础接地装置。由于本工程采用综合接地方式,接地电阻要求不大于1欧姆,在弱电机房内均要有接地端子箱,各弱电机房作局部等电位联结。 2.住宅及公建建筑在弱电竖井内设置接地干线,采用40×4铜排。 十一、结束语 建设单位组织召开了南瓯明园智能化系统工程设计专家评审会,特邀建设部住宅产业化促进中心专家。建设单位领导及当地建设局、信息化办公室、电信、广电等部门专家也参加了会议。大家认为该设计科学、先进、完整,总体上达到了“居住小区智能化系统建设要点与技术导则”中二星级标准。专家们也对个别子系统的设计提出了一些修改意见。目前我们正在进行施工图设计。 注:由于篇幅关系,信息点统计表和设计图纸略。 参考文献 1.建设部住宅产业化促进中心《居住小区智能化系统建设要点与技术导则》中国建筑工业出版社2003年4月第一版 2.华东建筑设计研究院《智能建筑设计技术》(第二版)同济大学出版社 2002年11月 3.建设部《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000中国计划出版社2000年9月第一版 浅谈惠州市市民乐园综合开发利用工程设计 论文关键词: 惠州市 市民乐园广场 地下空间 综合开发利用 论文摘 要: 发展城市中心区的地下空间势在必行,能缓解城市快速发展中遗留的诸多问题。本文对惠州市市民乐园综合开发利用工程进行分析,介绍方案中市政广场和综合体的设计理念、轨道交通建设带来城市土地开发和空间拓展、下沉广场的作用、防灾减灾救灾的设计思路、节能减排的措施和促进城市地下空间的可持续性发展等构想。 一、引言 随着我国经济的持续快速发展,城市的规模不断扩大,特别是城市中心已建成区面临的进一步发展的诸多问题,如停车位不足、交通拥堵、景观环境质量差、公共设施缺乏等问题及轨道交通的兴建带动未来商业中心、办公、休闲等有机协调发展问题,地下空间综合开发利用便可作为城市更新、缓解这些问题的有效途径,从而完善城市功能,塑造有特色、高效、丰富的城市中心区。 惠州市位于广东省东南部,珠江三角洲的东北端。市界南临南海、大亚湾并毗邻香港和深圳,北连河源市,东接汕尾市、西临东莞市和广州市郊县。惠州作为珠三角地区性中心以及东岸重要节点城市,其经济发展一直处于稳定快速增长状态中。 本项目位于江北中心区的城市景观中轴线上的重要节点位置,紧邻惠州市政府和莞惠城际轨道云山西路站。周边已有体育馆、博物馆、科技馆、文化艺术中心、会展中心等市级公共建筑。由云山西路、市民乐园东路、市民乐园西路以及惠州大道围合的区域。市政府规划将该区与莞惠城际轨道云山西路站紧密结合,开发地面地下立体空间成为集经济、社会、战备效益于一体的综合公共空间。为市民提供一种交通便利、安全、舒适、无障碍可持续发展的地上、地下生活空间,优化城市交通系统。利用此次契机改造市民乐园,形成更加优美和独特的城市景观。 二、市民乐园广场 城市中轴线往往串联城市的行政、商业、文化等的中心区,并与城市自然景观和人文景观形成对景,是城市中心功能聚集的地区。现市民乐园为2003年建设,面积约7.9公顷,在惠州江北中心区的城市景观中轴线上的重要节点位置上。目前新广场基于原市民乐园位置上升高3米而建,由入口广场、城际轨道站、主广场、娱乐休闲绿化区、舞台、舞台辅助用房等部分组成,兼具大型活动聚会以及日常生活休闲运动等功能,且设有服务地下商城的交通、采光、通风、连接广场的景观天桥、台阶、坡道等设施。设计强调市政广场的庄重对称及与周边城市总体空间的协调统一,延续市中心主要景观轴线使命,与周边的艺术中心、科技馆、博物馆等现代建筑交相辉映,和谐共生,与城市景观格局相呼应,简洁大气,尺度宜人。 广场基层均有0.3米厚的覆土,广场东西两侧结构下沉,覆土1米厚种植树木花草,营造多样性自然、生态、有趣、舒适的休憩空间,避免大面的硬铺装在酷暑时的造成高温难耐,造就一个绿色生态屋顶式是广场,这一保温隔热的做法得到肯定。保留原市民乐园标志彩虹拱门钢构,让人们对过去的市民乐园有着美好回忆。 三、莞惠城际云山西路站 城市轨道交通作为城市交通体系的重要一环,不仅是缓解交通压力,同时带动城市土地的开发和空间拓展。使得原有的城市中心区布局因轨道交通的出现而被进一步整合。促使大型综合体的建设,争取更多的发展空间和土地集约化利用,形成集人流、物流、信息流高度集中地新型区域。惠州市政府决定利用莞惠城际轨道建设带来的发展契机,合理的开发与站点相连的地下空间。莞惠城际轨道线路全长98.977公里,莞惠城轨将分别接驳前往广州和深圳的轨道交通网络,建成后惠州将融入广州的一小时生活圈。正在建设的莞惠城际轨道云山西路站位于市政府和市民乐园北端之间,对称设立的站台方便地与现有云山西路公交站接驳。在地下-10米处设有专门轨道出站广场,连接地下商城、地下停车场、下沉广场、市民乐园广场、地面站台,实现多种交通方式的垂直“零换乘”。疏导人流的同时,成功汇聚人流,实现商业导向,与综合体商业形成互动,从而带动综合体商业的发展。这种融交通换乘、购物、休闲、娱乐多种功能于一体的地铁商圈模式已成为城市商业发展趋势,也越来越被众多投资者关注。 四、综合体商业 广场下方设两层地下商业空间,有大型小型商业区、多功能媒体展示互动区、仓储、卸货区等功能。提供自由、适应可持续发展的商业平面布局,易于局部更新。可集合百货店、超市、专卖店等各种零售业态,各式快餐店、小吃店和特色餐馆,娱乐天地、儿童乐园、健身中心等各种休闲娱乐设施,满足消费者物质与精神、休闲与娱乐的全方位体验,引领城市购物时尚的全新的生活体验和感受。内部采用线形人行街道,四通八达,走向明确连续,简单明了,空间导向、方向感、可识别性强,有利于疏散防灾。结合中国南方的气候特征,东西两侧设有外挑通廊,为人们提供荫凉、庇护空间,具有岭南骑楼风韵。地下卸货区形成快捷的物流,满足不同流线的要求。最宜人的是多功能媒体展示互动区和中庭,玻璃水面天窗映着天光照耀两层中庭,这里凝聚了地下商业人流、屋面广场的景观人流,沟通内外,连通地下、地面和空中。将风、自然光、绿景引入到建筑之中,演绎出惠州充满魅力的超越时空的发展诗篇。 五、下沉广场 下沉式景观休闲广场贯通综合体的东西北三面,形成一个围合式的开敞公共空间,为地下建筑提供大量的光线,同时串联着各个功能空间,为整个综合体的良好运行起着积极的作用。下沉广场是整个地下交通体系的枢纽,一是引导地面人流来到综合体;二是通往各过街地道;三是进入周边的商业、餐饮、休闲、娱乐空间;四是通往城际轨道站、地下停车层。同时下沉广场担当着汇聚和疏散人流的重要作用,完善整个综合体的步行系统。结合退台错落的屋顶花园、景观台阶、天桥和周边特色商业空间创造出有园林、有休闲、有购物,错落有致,步移景易层次丰富的立体景观休闲空间,人们可在步行天桥、外挑廊、屋顶花园、广场等不同高度的流动空间徜徉、停留,慢慢享受美景。由于下沉广场贯通综合体的东西北三面,下沉10米,为两层商业空间创造了即在地下,又享受著开敞、通透、自然空间,从而解决一般地下空间给人产生的压抑、与世隔绝、封闭的心理感受和地下空间的通风、采光、消防等多方面问题,让原本属于地下的空间“重见天日”。 六地下停车 本方案的地下车库层是真正封闭在地下的空间,为平战结合的大型停车场,设有四个螺旋车道,人员从综合体、下沉广场的垂直楼梯到达本层。柱网按8.6米X8.6米设置,每跨间可停放3辆小车,8.6米柱距的通道可满足两车道要求。按规范划分防火分区,平面尽可能规整划一,避免过多曲折。人员能通过分布各防火分区的防烟楼梯间快捷地到达负二层的人行街道或下沉广场等安全地带进行疏散。 七、防灾、节能措施 两层商业空间内部平面中都设置了纵横两条16.8米宽和若干8.6米宽的人行街道,与四周贯通8.6米宽的挑廊或下沉广场连接,形成了四通八达安全通路,方向感明确,导向性强。人行街道结合新型复合帘中门的防火卷帘、防火玻璃墙和防火墙的分隔将商业区划分成大小不等而相对独立的防火分区,大面积的商业区域再通过避难走道和前室的分隔来满足消防要求。用防火玻璃墙来分隔铺位,创造出通透、开敞、流动自然的空间,营造热闹融洽的商业气氛。人行街道的作用不小,一是宽敞的人行街道、中庭、透气玻璃水面天窗的设置能利用风压为地下空间带来大量清新自然的空气,快速排除室内的浊气、湿气和烟气,使商业空间环境得到改善,自然通风可节能减排;二是街道开敞明亮,东西面商铺均可自然采光,中庭经玻璃水面天窗间接采光,减少照明,有效节电;三是将南端卸货区物质分流至各商家,物流顺畅;四是在紧急情况下消防车、救护车也可通过卸货区坡道到达人行街道,争取在短时间内对起火点实施扑救,减少其他商家的损失,迅速及时救护伤员。人行街道的设置将大空间分成小空间,很多问题就迎刃而解。 收集广场、下沉广场的雨水进入雨水过滤系统与蓄雨池等处理后用于日常清洁,花木灌溉。 人们搭乘轨道交通,或骑自行车或步行来到这里,设计上周到细致地安排轨道出站广场、下沉广场、过街通道、景观台阶、内部人行街道等设施,构成完善的步行交通系统和宜人的景观,让人们习惯来步行,享受步行乐趣,从而减少因开车产生的碳排放量,地面交通负荷也会减轻很多。 八、结语 随着我国城市化建设进程加快,综合性的开发将有效提高城市中心区土地利用率,综合开发利用地下空间势在必行。通过轨道交通站的建设,延伸城市功能,城市公共建筑不再是孤立的个体,可在不同的剖面高度上形成多元化的城市活动场所,从地下、地面一直建筑的顶层,都有着不同功能用途,垂直方向发展城市。平战结合的地下空间能提高城市抵御自然灾害和抗毁能力。结合地下建筑的特点,降低建筑耗能,减少环境污染,集约、综合的市政管线,促进城市地下空间的可持续性发展。让看不见的城市焕发勃勃生机,美好的城市才有更美好生活!
室内系统设计论文:室内环境质量无线监测系统设计 摘 要:高校实验室在上课期间,人员集中,室内环境质量恶劣,对师生的健康和学习效率有着很大的影响。文中选择高校实验室作为研究对象,通过对实验室室内环境监测技术的研究,为营造健康舒适的高校室内环境提供了一种技术支持,从而为实现高校室内环境质量的健康可持续发展奠定了基础。 关键词:室内环境质量监测;温湿度;光照;ZigBee 0 引 言 健康舒适的室内环境对任何一种建筑来说都尤为重要,实验室作为人员密集型建筑,良好的室内环境有助于提高学生的学习效率。如果温度过高或过低,湿度过湿(高于70%)或过燥(低于30%),光照的过明或过暗,都会使学生产生不适感,影响正常排汗和情绪、降低注意力。由此可见,实验室环境的不尽人意,在无形中影响了学生的健康和学习效率。因此,开发了室内环境质量无线监测系统,以便24小时监控实验室的环境质量参数。本无线检测系统的主要特点如下:(1)该系统可以延长实验室里面设备的使用寿命,为设备提供一个安全的使用环境;(2)该系统能够提高管理效率,温湿度数据可以远程传输,管理人员在巡查的时候不必到机房去就可以远程了解实验室的环境问题;(3)本系统可以代替管理人员24小时监控非上班时间实验室存在的安全隐患,达到对实验室远程监控的目的。 1 系统总体设计 在日常生活中,由于存在个体差异,在各种条件下要找到一个单一的指标来准确反映人体对环境的舒适性是很困难的。因此,在环境舒适性的检测过程中,我们往往关注三个比较重要的影响环境舒适性的因素:温度、湿度、照度。所以本系统针对实验室的环境分别采集温度、湿度、照度这三个因素来衡量实验室环境的舒适性。系统的总体设计框图如图1所示。 图1 室内环境无线监测系统的总体设计框图 本文所述的室内环境无线监测系统分为硬件设计方案和软件设计方案两部分。 1.1 硬件设计方案 该系统采用模块化的硬件设计,由STC12系列单片机微控制器、温湿度传感器、光照传感器、CC2530芯片的ZigBee收发模块、液晶显示模块、电源模块等组成。该终端具有室内环境参数的自动采集、计算处理等功能,它可以连续自动地测量温度、湿度、光照这些指标,各种要素经过传感器将模拟量转化成相应数字量,供采集器定时处理后给单片机进行处理,实现数据的采集、显示及无线传输。 1.2 软件设计方案 室内环境无线监测系统的软件设计由主程序、温湿度传感器驱动子程序、光照传感器驱动子程序、LCD12864液晶显示子程序、串口通信子程序等组成。对于硬件方案用到的编程软件其中包括对于微控STC12C5A60S2进行C语言程序编译的Keil软件,将Keil软件生成的.hex头文件烧录至MCU中的下载软件STC-ISP中。 2 室内环境质量无线监测系统的硬件设计 实验室室内环境质量无线采集系统在硬件设计过程中,使用了模块化的设计方法,分别为微处理器电路设计、数据采集模块电路设计、显示模块电路设计、串口通信电路设计、无线收发模块。在本系统中,对实验室室内环境质量参数数据的采集主要依靠各种传感器,如温湿度传感器AM2301、照度传感器模块GY30。这些传感器的工作原理是利用物质各种物理性质随环境变化的规律把温度、湿度、照度等转换为模拟量或数字量进行输出,通过单片机采集这些电量数据并对其进行计算即可确定各环境参数的数值。在室内环境质量无线监测系统的设计中,本文使用了STC12C5A60S2单片机进行设计。具体包括:单片机最小系统,温湿度接口电路,光照接口电路,接口电路,电源电路,串口通信接口电路。 2.1 MCU的选型 本系统设计采用的是STC12C5A60S2单片机。STC12C5A60S2 在众多的51系列单片机中,算是国内STC 公司的1T增强系列中更具有竞争力的一种,因为他不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片内具有Flash工艺的大容量程序存储器。如STC12C5A60S2单片机内部就自带高达60 K的 FlashROM,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC系列单片机支持串口程序烧写。显而易见,这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可进行加密,很好地保护了用户的劳动成果。 2.2 温湿度传感器AM2301 DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT21传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。 2.3 光照传感器模块GY30 本系统采用新型单片测光芯片GY30模块,该模块的工作电压为3.3 V,内置了BH1750芯片,可以对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定,实现了照明度(1~65 536勒克斯)数字值的直接输出。主控器通过I2C(Inter-Integrated Circuit) 通讯接口读取GY30采集到的数据,然后按照用户要求的形式通过界面将数据呈现出来。 2.4 ZigBee数据传输模块选型 本系统中所使用的ZigBee模块为某电子公司的无线模块,该无线模块在产品类型中分为三种:ZigBee(Coordinator-协调器)模块、ZigBee Router(路由器)模块、ZigBee End Device(终端设备)模块。 ZigBee能耗无线监测终端的硬件设计中,无线ZigBee模块(Router-路由器)的功能是以无线方式发送数据资料包,并寻找最适合的路由路径,当有其他终端节点加入时,其也可为其他终端节点分配地址。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,其内部包含一个8051 CPU,且系统内可编程,其支持TI官方指定的IAR编译软件,并具备8 KB RAM,因此,CC2530是一个完整的SoC解决方案。通过其可以建立强大的无线传感器网络。 2.5 ST7920型12864液晶显示模块 为了在节约硬件资源的基础上可以得到更丰富的显示内容,并考虑到低功耗的要求,本系统设计中的显示电路采用ST7920型12864带字库的液晶显示模块。 3 室内环境质量无线监测系统软件设计 本节的主要内容是进行室内环境质量无线监测系统的软件设计,软件设计的核心为底层硬件温湿度传感器AM2301模块、光照传感器GY30模块、LCD12864液晶、串口通信等编写驱动程序,使得监测系统在上电后可以分别正常监测温湿度值、光照值的显示,及进行串口通信。室内环境质量无线监测系统主控程序流程图如图2所示。 图2 室内环境质量无线监测系统主控程序流程图 3.1 温湿度传感器AM2301驱动子程序设计 DATA数据线用于MCU与 AM2301之间的通信。四十比特完整的数据=十六比特的湿度数据值+十六比特的温度数据值+八比特校验和。例如,接收四十比特的数值,温湿度传感器AM2301的数据格式如图3所示。 图3 温湿度传感器AM2301的数据格式 空闲时总线为高电平,通讯开始MCU拉低总线1~10ms,然后释放总线,延时20~40 μs后主机开始检测响应信号。从机AM2301的响应信号是一个80 μs左右的低电平,随后从机在拉高总线80 μs左右代表即将进入数据传送。长的高电平代表的是信号1;短的高电平代表的是信号0。温湿度传感器AM2301数据传输的时序图如图4所示。 图4 温湿度传感器AM2301的数据传输时序图 3.2 光照传感器GY30驱动子程序设计 GY30与主控器之间的通讯使用I2C通讯协议。时钟线为高电平时,数据线由高电平向低电平变化表示开始信号;时钟线为高电平期间,数据线由低向高变化表示结束信号。I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图如图5所示。 图5 I2C通讯协议的起始信号与终止信号时序图 3.3 串口通信子程序设计 上位机对单片机所存储的数据的读取是通过USART实现的。由于单片机内部集成有USART模块,因此MCU只需要连接MAX232芯片,就能和PC通信。首先,单片机要设置异步通信的比特率数据位、停止位、校验方式等,最后才打开中断。在本系统中,异步串口通讯模块比特率设置为9 600,通信模式采用模式l,即每次发送的有效数据为8位,另加一位停止位。串口通信的软件设计流程图如图6所示。 4 结 语 本文针对室内环境质量的关键问题,基于物联网技术,采用无线数据采集与传输等先进信息技术手段,准确采集室内环境质量数据,使实验室室内环境质量在计量、采集、统计方面更加完善,同时确保实验室的正常、高效、健康、稳定地运行。管理人员只需要通过网络就可以了解实验室环境的实际情况,从而极大地减轻对实验室的管理工作,实现实验室的科学管理。 室内系统设计论文:基于DW1000的超宽带室内定位系统设计 摘要:为了提高室内无线传感器网络的定位精度,设计了一个基于UWB的无线传感器网络定位系统,该系统在上位机软件上运用TDOA算法进行定位计算,硬件设计上锚节点采用decaWave公司生产的DW1000为无线收发芯片,在其控制器STM32内部写入嵌入式程序,完成数据记录、收发。该系统理论定位精度可达到10cm,抗多径能力强、稳定性高,为无线网络传感器定位提供了更多的参考。 关键词:无线传感器网络 UWB TDOA DW1000 随着物联网时代的到来,人类已经置身于信息时代,一种全新的UWB技术与21世纪最具影响力的无线传感器网络的完美结合,正在改变着科技,改变着人类工作生活的方式,连通了现实社会、计算机世界、人类社会这三元世界。人类社会对目标进行检测、定位、跟踪和导航要求日益增高,尤其在环境复杂的室内,常常需要确定物品与设施的具体位置,所以急切需要开发通信能力强、成本小、能耗低、可靠性高的定位系统。相比于其他无线传感器网络通信技术,基于UWB[1]的无线传感器网络技术低功耗、低成本、高容量、高安全性的特点,非常适合于多点数据通信搭建室内定位平台。 1 系统构架和定位原理 1.1 系统整体构架 本定位系统主要由硬件和软件两部分构成,硬件部分是基于UWB(IEEE802.15.4)协议的无线传感器网络,其中包括标签节点(Tag)、锚节点(Anchor),软件部分包括硬件嵌入式软件和运行于上位机上的实时定位系统(RTLS)软件。 在系统中锚节点的设计是关键,锚节点对标签节点TOA信息进行的记录[2] [3],并且,记录锚节点之间的时间同步信息,然后发送给上位机定位软件,由上位机定位软件完成TDOA[4]定位分析计算,定位位置显示,并对Anchor/Tag进行配置管理。如图1所示。 1.2 定位原理 定位系统基于TDOA定位方法,这种方法只要求锚节点之间同步,不要求锚节点与标签之间同步,便与工程实现。通过标签节点向位置已知的锚节点发送无线电波信号,测量出标签节点到达锚节点的时间差,因为在空气中无线电波传播的速度近似于光速,所以,可以得到标签节点到锚节点的距离差,然后根据双曲线原理,利用最小二乘可以求出标签节点的坐标[5],完成定位。如图2所示。 已知有三个锚节点A 、B 、C 的坐标,未知标签节点T ,T到A与T到B的距离差 ,T到A与T到C的距离差 ,根据几何原理,标签节点T必定位于以锚节点A、B为焦点、与两个焦点的距离差恒为 的双曲线上。同时,标签节点T也位于以锚节点A、C为焦点、与两个焦点距离差恒为 的双曲线上,则有, 因为各个锚节点的位置都已知,可以求出 , , ,得到位置标签T ,的位置。 2.硬件设计 2.1 锚节点总体架构 锚节点和标签节点是硬件设计的关键,标签节点的功能很单一只是按固定周期发送广播数据包,设计比较简单,与锚节点设计相似,这里以锚节点作为重点进行介绍,下图是锚节点设计总体架构,锚节点主要有处理器模块、无线收发模块、嵌入式软件组成。锚节点以STM32F107VCT6为MCU,通过SPI[6]连接DW1000无线收发芯片,对其进行控制管理,集成EEPROM芯片,用于存储锚节点MAC地址、IP地址、RTLS定位服务器IP地址等,锚节点还设计有Ethernet接口用于上传数据、提供电源。如图3所示。 2.2 处理器模块 定位系统节点在MCU的选择上,采用意法半导体公司推出的互联型系列微控制器STM32F107VCT6,此芯片集成了各种高性能工业标准接口。它基于ARM Cortex-M3内核,主频72MHz,内部含有256K字节的FLASH和64K字节的SRAM,LQFP100封装。板上除晶振外的所有IO口全部引出,方便扩展及开发。内部集成高性能以太网模块,支持802.3协议定义的独立于介质的接口(MII)和简化的独立于介质的接口(RMII),支持DHCP、Telnet、TFTP、HTTP等协议。提供256字节的I2C端口,提供18Mbps的SPI接口,含有USB 2.0 OTG全速接口,支持从USB接口取电或通过控制对USB设备供电。 2.3 无线通模块 无线通信模块采用decaWave公司提供的DW1000无线收发芯片,它是一个遵循IEEE802.15.4-2011 UWB标准的低能耗、低成本无线收发芯片,支持精度定位和同步数据传输,定位精度可达到10cm,抗多径能力强,在RTLS系统中支持高密度存在,长寿命的电池适用于极小系统的消耗,支持TOF测距和TDOA精确定位,支持6个从3.5GHz到6.5GHz射频波段,数据传输速率为110 kbps,850 kbps,6.8 Mbps,功率消耗低,睡眠模式电流1 ?A,深度睡眠迷失电流50nA,拥有完整的MAC层支撑软件,提供SPI接口,可连接主处理器,6 mm x 6 mm 48引脚小型封装包,引线间距0.4 mm。适用于无线传感器网络。如图4所示。 2.4 SPI接口设计 SPI是一种同步串行外设接口,本系统中STM32作为主设备通过SPI实现对从设备DW1000无线收发芯片内部寄存器和RAM的读写操作,进行通信以交换信息、发送命令。SPI接口设计有4跟线,其中SCLK表示主设备STM32产生时钟信号,完成对通信的控制, MOIS表示STM32输出数据,DW1000接收数据, MIOS表示DW1000输出数据,STM32接收数据, CS1/CS2表示DW1000的使能信号,由STM32控制。如图5所示。 2.5 I2C设计 I2C[7]模块采用24C02的EEPROM芯片,该芯片容量为2Kbit,256个8字节,内有一个16字节写缓存器,支持I2C总线传输协议。I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL构成,可以在MCU与DW1000、DW1000与DW1000之间进行双向传输,各种被控制的电路都并联在这条总线上,每个模块都有自己唯一的地址,根据所要完成的工作,在信息传输的时候,每一个模块既是控制器,又是发送器。本系统主要用于存储Anchor MAC地址、IP地址、RTLS定位服务器IP地址、decaWave DW1000收发器芯片的硬件配置信息。如图6所示。 3 嵌入式软件设计 嵌入式软件开发采用Keil公司的Keil uVision4,编程语言使用C语言,该软件的编译与调试能够与ARM器件高效匹配。编写在MUC中的嵌入式软件主要完成标签节点到锚节点TOA的测量、锚节点之间TOA信息的测量、将获得信息传送给RTLS。 嵌入式软件的信息处理流程采用串行处理,单线结构就可完成所需功能,包括 STM32复位和时钟配置模块(STM32-RCC)、I2C读取模块、Ethernet模块、DHCP动态IP获取模块、UDP5555端口初始化模块、UDP4646端口初始化模块、定时器配置模块、decaWave DW1000收发器配置模块、上层应用初始化模块、发送无线广播数据包模块、中断处理程序。当无线收发收发芯片收到或发送一个数据帧的的时候,会向MUC发送中断请求,中断程序主要中断产生的类型、判断中断位置是否正确、读取数据接收帧的源地址、读取数据接收帧的类型、接收数据帧、读取TOA信息、将读取的信息进行封装发送给RTLS。如图7所示。 图7 嵌入式软件流程图 4 上位机软件设计 上位机软件采用微软公司开发的WPE框架,使用C#编程语言。主要完成TDOA定位分析计算,Anchor状态显示、定位显示、配置管理。Anchor状态显示主要显示Anchor是否连接到TDOA-RTLS,Anchor能够接收到那些Anchor的Pacer-blink信号,以及Anchor两个无线模块的工作状态;定位显示主要显示Anchor位置和工作状态(有无信号发送),Tag位置和工作状态(有无信号发送),Tag历史位置(或活动轨迹)指示;配置管理功能主要包括定位软件的功能配置和Anchor的管理配置。 4.1 上位机软件接口 嵌入式软件通过端口号为6666的UDP连接向RTLS发送TOA分析计算和Anchor之间的时钟同步所需的信息,该端口上传输的信息包括长度分别为76字节和70字节的数据包;RTLS通过端口号为3535的UDP发送管理配置信息,该端口的信息完全可以通过IP Tools网络监测工具进行数据包的截获和分析,并且这些信息可以与I2C芯片中读取的信息进行对比分析;RTLS通过编号为2346的UPD将定位计算结果直接发送给各个显示客户端;RTLS通过端口编号为2345的UPD发出TDOA定位计算结果。如图8所示。 4.2 上位机软件工作流程 上位机软件的设计比较复杂,主要有主线程、TDOA计算线程、UDP6666数据包接收线程、UDP6666 socket数据包收发线程、UDP3535处理线程、UDP2346处理线程构成。当定位系统开始运行时,RTLS系统通过端口6666的UDP连接就收上传数据,当数据包接收完成后对数据包进行解析,76字节数据包提供标签到达锚节点的TOA信息,70字节数据包提供锚节点之间的TOA信息,之后通过TDOA计算线程调用定位算法函数进行定为计算,最后通过UDP2346处理线程显示出定位结果,整个过程中UDP3535处理线程一直处于打开状态,进行管理配置。如图9所示。 5 结语 本文设计了一个基于与DW1000的超宽带室内定位系统,该系运用TDOA定位算法,原理简单,易于工程实现,硬件部分采用DW1000无线收发芯片,具有定位精度高、稳定性强、成本低等特点。同时,本系统的设计为无线传感器网络室内定位提供了一个参考样本,具有一定的参考价值。 室内系统设计论文:室内消火栓系统设计探析 [摘 要]消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施,对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文分析了消火栓系统的特点,探讨了室内消防竖管设置的最小间距,并研究了高位消防水箱设计的几个问题。 [关键词]消火栓;消防竖管;高位消防水箱 1 消火栓系统的特点 消火栓系统是我国使用最早、应用最为广泛的消防系统。消火栓系统包括室内外消火栓设备、消防管道、消防供水等设施,在灭火时有以下几个特点: (1)人工操作的消防系统,也意味着发生火灾时,消防人员的到位会有一定的滞后; (2)系统本身灭火效果也会受到火场条件的影响,比如:较高的火场温度,浓烟降低了火场能见度,建筑构造设计不完全符合消防要求等; (3)火灾最终需要由消火栓系统来收尾。 作为室外、室内都使用的消防系统,消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施,对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文即对室内消火栓系统设计中所遇见的几个问题进行分析。 2 消防竖管最小间距的确定 《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)规定:室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位[1]。 《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)规定:消防竖管的布置,应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位[2]。 《消防给水及消火栓系统技术规范》规定(以下简称“水规”):室内消火栓的布置应满足同一平面有2支水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求[3]。 依以上规范条文可知,消火栓布置时可根据水枪的充实水柱长度、建筑层高和水带长度得到消火栓的保护半径,使得建筑内各处均处于两个以上消火栓的保护范围内即可达到要求。由此结合建筑内部形式可基本确定消防竖管的最大设计间距。 但上述三部规范并未详细规定消防竖管的最小间距,当两个消火栓布置间距过近或紧连着布置一处时,一旦火势威胁到某处消火栓,两个消火栓极易同时受大火影响,无法起到互相保护的作用,这种情况应该避免的。所以消防竖管布置应保证最小间距,根据对安全出口应分散布置并保证至少5米最小间距的要求,保证5米是一个比较合理的最小间距。 3 高位消防水箱设置的必要性 消防水箱是设置在高处直接向水灭火设施重力供应初期火灾消防用水量的蓄水设施。对于高位消防水箱,部分人认为消防水箱可少设或不设,因为建筑高处设置的水箱可能会影响建筑立面处理,增加结构荷载和抗震防护要求,而且水箱作用有限,自身并不一定完全满足最不利点水压要求,且在消防主泵投入较早较及时的情况下,可以基本保证消防供水。 但笔者认为,考虑到我国的电力供应和消防设施管理情况,结合已发生的火灾案例,若不设高位消防水箱很有可能影响到火灾的初期灭火,而能否及时、快速的在火灾大范围蔓延之前控制火势是至为关键的。况且如下文所述,消防系统在设计时可以降低水箱设置高度,或设置在下层,通过设置稳压泵来达到水箱的设计压力要求。所以,在临时高压消火栓系统中设置高位消防水箱是非常有必要的。 4 高位消防水箱的设置高度 《水规》规定:高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施,且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力,并应按下列规定确定:1一类高层公共建筑,不应低于0.10MPa,当建筑高度超过100m时不应低于0.15MPa;2高层住宅、二类高层公共建筑、多层公共建筑,不应低于0.07 MPa;多层住宅不宜低于0.07 MPa;3工业建筑,不应低于0.10 MPa,当建筑体积小于20000m?时,不宜低于0.07 MPa;4自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定,但最小不应小于0.10 MPa[3]。 由上述条文可见,《水规》要求需满足最不利消火栓处7m 、10m和 15m水柱的净水压力,但符合《水规》要求的消防水箱设计仍有可能出现以下两个问题: (1)满足《水规》要求消防水箱的设置高度,并不能完全保证最不利消火栓处的正常使用压力。根据工程实践计算,最不利消火栓口所需压力与水带长度、水带材质、水枪喷口直径、所需充实水柱长度和水枪射流量有关。19mm水枪配65mm衬胶水带,水带长度25m,则当消火栓出流量取5L/s时,最不利栓口所需水压为0.189MPa。由此可见,当保证最不利消火栓处7m 、10m和15m水柱的净水压力,并不能保证最不利消火栓的灭火需要。 (2)消防水箱的设置高度不应仅为满足最不利消火栓处的压力需求,在实际工程中,自动喷水灭火系统(以下简称自喷系统)亦需设计高位消防水箱,而且自喷系统与消火栓系统常共用一座消防水箱。此时,消防水箱还应满足自喷系统最不利喷头处的压力需要。根据实际工程计算可知,此处一般需0.2MPa以上的静水压力。 综上所述,从尽可能满足最不利点处灭火要求来看,高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施,且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力(自喷、消火栓均应满足最低压力)。当高位消防水箱不能满足此静压要求时,可增设稳压泵和稳压水罐,成为设有稳压泵的临时高压消防给水系统。 5 高位消防水箱有效容积 《水规》按照建筑物性质和标准确定高位消防水箱的有效容积有明确规定:1一类高层公共建筑,不应小于36m3,但当建筑高度大于100m时,不应小于50m3,当建筑高度大于150m,不应小于100 m3;2多层公共建筑、二类高层公共建筑和一类高层住宅,不应小于18m3,当一类高层住宅建筑高度超过100m时,不应小于36 m3;3二类高层住宅,不应小于12 m3;4建筑高度大于21m的多层住宅,不应小于6 m3;5工业建筑室内消防给水手机浏览当小于等25L/s时,不应小于12 m3,大于25L/s时,不应小于18 m3;6总建筑面积大于10000O且小于30000O的商店建筑,不应小于36m?;总建筑面积大于30000O的商店,不应小于50m?,当与本条第1款规定不一致时应取其较大值[3]。上述规范条文要求基本清楚,但有以下两个问题: (1)高位消防水箱的有效容积能否满足初期火灾水灭火系统所需消防用水量的要求。高位消防水箱火灾初期灭火的重要供水来源,常见的初期水灭火设施包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统,以建筑高度超过50m的一类高层公共建筑为例。《水规》规定此类建筑室内消火栓用水量为40L/s,火灾初期以10min计,则需水量: 40L/s×10min×60s=24m3 另外此类建筑又须设自动喷水灭火系统,又需水量: 30L/s×10min×60s=18m3 10min初期灭火用水共需水量: 24+18=42m3 由此可见,规范所要求的水箱有效容积实际上是不够10min满负荷灭火需要的,但考虑到火灾初期消火栓和喷头使用数量有限,消防主泵正常情况下可以及时启动,所以对水箱有效容积的要求有所减小。 (2)完全依照建筑物性质和标准确定消防水箱容积也有一定的局限性。如建筑高度低于24m但面积较大的商场建筑,其火灾危险性是非常高的,在设计消防水箱容积时就可能套用规范规定而采取偏小的消防水箱容积。 6 结束语 消火栓系统是最基本的灭火设施,在设计室内消火栓系统时,应注意控制消防竖管最小间距以使临近消火栓能互相保护;临时高压消火栓给水系统中应设置高位消防水箱,其有效容积应尽量超过现行设计规范要求,以满足初期火灾消防用水量和水压需求。 室内系统设计论文:基于ZigBee网络的室内环境监测系统设计 摘 要:本文基于ZigBee技术设计了室内环境监测系统,对室内温度、湿度、烟雾、可燃气体等参数进行测量和采集,并对异常情况发出报警。给出了系统的整体设计方案,介绍了系统的传感器选型及控制方案,并对系统进行了数据测试分析,验证了系统的稳定可行性。 关键词:ZigBee技术;环境监测;传感器 0 引言 ZigBee技术是近几年发展起来的自组网无线通信技术,节点之间可很方便的进行组网通信,有效的解决了单点无线传输的距离问题。诸多事故的发生都源于未知,室内环境的监测对于生产和生活都具有重大意义。本文为室内环境参数的监测提供了一套完整的解决方案,并给出了相应的阐述。 1 系统整体设计方案 室内环境监测系统主要包括监测节点和数据接收处理主机。节点主要负责室内各项环境参数的数据采集和监测,包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、可燃气体检测模块以及PM2.5检测模块;采用单片机负责检测的控制,并将采回的数据通过ZigBee模块送出。ZigBee每个节点都自动分配唯一的ID,每一个节点可管理254个子节点,一共可扩展管理多达65000个节点。数据处理主机主要负责接收每个监测节点的数据,对数据进行处理,包含显示模块、人机交互设置模块、报警输出模块和联动控制模块。系统整体设计方案如图1所示,给出了单个节点的组成框图和主机的组成框图,节点的个数可根据用户需求进行扩展。 2 系统硬件设计 基于ZigBee技术的数据采集节点 主要采用了DHT11温湿度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器、夏普PM2.5灰尘传感器。 2.1 温湿度传感器 设计采用数字温湿度传感器DHT11进行温度和湿度的检测。DHT11是一款复合型温湿度传感器,采用单总线方式直接送出温度和湿度值,使用时只需要电源和任意一个I/O口配合上拉电阻便可对其操作和访问。DHT11供电范围为3.3-5.5V,可以很方便的应用于各种单片机和嵌入式系统。DHT温度测量范围为0-50度,湿度为20%-90%RH,完全满足室内环境的监测。 DHT11接口电路如图2所示。 2.2 气体传感器 设计采用电阻型MQ-2气体传感器对空气中的烟雾和可燃气体进行检测。MQ-2气体传感器采用二氧化锡气敏材料进行气体的检测。二氧化锡在纯净的空气中电导率很低,一旦空气中有其他气体的存在,其电导率随空气中气体的浓度增加而增加,通过简单的电路便可将气体浓度信号转换成对应的电信号。MQ-2传感器不但对如液化气、甲烷、氢气等可燃气体灵敏度很高,而且对烟雾也有着理想的响应曲线。 MQ-2气体传感器测试电路如图3所示。传感器需要提供加热电压进行预热,加热过程大概30秒,然后便可以正常输出。加热电压和电源可采用统一电源供电,选择合适的负载电阻即可。 2.3 PM2.5灰尘传感器 PM2.5检测采用了日本夏普公司的GP2Y1010AU0F灰尘传感器,该传感器电压输出与灰尘浓度具有良好的线性关系。传感器采用光学方式进行灰尘的检测,通过控制内部LED发光时间然后检测对应光学腔内接受到的光强,经过内部相应的放大处理从而得到对应的电压。传感器采用5V供电,输出电压范围为0.75-3.5V,对应的灰尘浓度为0-0.5mg/m3,输出电压和浓度成一次线性关系。GP2Y1010AU0F传感器输出为模拟电压,所以需要配合AD转换器进行数据的采集,传感器接口电路如图4所示。 3 系统软件设计 基于ZigBee自组网的特性,无线部分程序设计变得相对容易,只需要记录和校验每个节点的ID即可进行数据的交互。节点的主要负责数据的采集和等待主机的数据发送请求,当收到请求时进行ID验证,若为本机ID则发送数据,否则继续等待,节点程序流程如图5所示。主机的程序设计主要负责数据的请求和接收处理,进行显示、报警、人机交互和联动控制,主机程序流程如图6所示。 4 结论 本文给出了基于ZigBee技术的室内环境监测方案,详细的分析了系统的整体设计方案,对系统的传感器电路设计做出了相应的介绍,分析了系统的可行性。最终对系统进行了整体数据采集和通信测试,良好的验证了系统的稳定性和可靠性,对室内环境的监测具有一定的指导意义和参考价值。 室内系统设计论文:基于PID控制理论和步进电动机的冬季室内温度控制系统设计 摘要:我国北方,冬季取暖一般采用暖气技术集中供暖,用户不能自主地调节温度,室内温度过高,资源浪费的现象严重。本设计应用PID控制技术,以步进电动机作为执行元件,根据实时测量的室内温度,来控制阀门的开度,调节暖气管道内热水或热气的流量,从而达到了控制室内温度的目的,增强了居民室内生活的舒适度,减少了能源的浪费。 关键词:PID控制;流量;PM2.5;编码;解码 引言 我国北方属于典型的温带大陆性气候,冬季寒冷干燥。目前为了改善室内温度环境,我国北方城市普遍采用集中供暖[1]。各市均建有大规模的地下暖气管道网,由政府指定的供暖公司负责运营。集中供暖有着较为明显的好处:资源利用率高,平均成本较低,供暖效果好。但是,也存在不少缺点:一是无论白天还是黑夜,不管用户是否需要,暖气始终全天供热;二是用户没有办法自主调节室内温度的高低,造成室内温度过高,空气流通不好。居民非常容易出现皮肤发紧,口唇干燥、咽部发痒、咳嗽、流鼻血等“暖气病”。用户为了降低温度,只能打开窗户散热,使宝贵的能源白白浪费了。近年来,我国北方地区冬季雾霾频发,pm2.5频频爆表,燃烧煤炭作为集中供暖的主要手段,成为罪魁祸首,成为众矢之的。如何才能在不降低冬季室内生活的舒适度的前提下,实现节能降耗的目的呢? 本设计采用步进电动机来控制阀门的开度,进而调节暖气管道内水或气的流量,实现了控制室内温度的目的,从而增强了居民室内生活的舒适度,为节能降耗做出了巨大贡献。 一、系统设计方案 本系统由两个模块组成,一个是温度设置及测量模块,一个是驱动模块,两个模块在物理上相互分立,使用时可以将温度和测量模块放到远离暖气片的地方,保证温度测量的准确性。驱动模块直接到暖气管道上控制暖气的流量。两个模块之间通过红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272传递控制信息。温度设置及测量模块又分为键盘输入、温度测量、温度显示三个单元。人们可以通过键盘设定自己需要的温度,温度的测量采用数字温度传感器18B20,18B20将采集到的温度信号以串行数据的形式传递给单片机AT89C51,经过处理后,在数码管上显示当前测量的温度。同时,AT89C51把实时测量的温度和用户预先设定的温度比较和分析,得出调整指令。通过红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272将调整指令传递给驱动模块的单片机,由驱动模块单片机控制步进电动机完成阀门开度的调整,实现改变暖气管道内热水流量的目的。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 二、温度传感器18B20 18B20是美国Dallas 半导体公司创造的数字化温度传感器。该温度传感器外形如一只三极管,温度感应元件及转换电路集成在一个芯片上。现场温度直接转换成二进制数字表示的温度,存储在18B20内的存储器里,18B20和单片机之间仅需要一条数据线连接,单片机可以通过数据线向18B20写入或读取数据,而且可以通过数据线提供18B20正常工作所需要的电源。每个18B20都有不同的序列号,所以多个18B20可以使用同一根总线和单片机相连接,单片机通过序列号识别不同的18B20并发起读写动作。这一特点使用户组建温度传感器网络变得十分容易。通过程序设定,DS18B20 可以达到9~12 个二进制位的分辨率。测量温度的范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,测量精度可以达到±0.5°C[2]。由于DS18B20 具有体积小、测温精度高、适用电压范围宽、采用一线式总线、可组网等优点,在实践中的得到了广泛的应用。 三、红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272 PT2262/2272采用CMOS工艺制造,分别具有编码和解码的功能,其中PT2262是编码电路,PT2272是解码电路,PT2262/2272必须配对使用,可用于无线数据的发送和接收。PT2262/2272分别拥有18个管脚,最多可以设置12位地址端管脚和6位数据管脚。地址管脚可以设置成“0”、“1”、“悬空”三种状态,但是必须保证PT2262和PT2272的地址管脚设置相同,否则PT2272不能解码。在实际应用中,我们一般采用4位数据码和8位地址码的方式。 编码芯片PT2262发出的编码信号称为码字,一个完整的码字包含地址码、数据码和同步码三部分。解码芯片PT2272在接收到PT2262发来的信号后,首先分离出地址码,并对地址码进行比较,只有当接收到的码字的地址码和2272的地址码相同时,2272的VT管脚才能输出高电平,表示解码成功。单片机在检测到VT脚高电平的信号后,开始读取PT2272接收到的数据。 四、步进电动机 步进电动机也称为脉冲电动机,它可以将电脉冲信号转换成相应的角位移,每输入一个电脉冲信号,步进电动机就转动一定的角度,由于该电动机的转动方式是步进的,所以把它叫做步进电动机。步进电动机具有以下优点:一是步进电动机转动的角度和输入电脉冲的个数成正比,转动的速度由输入电脉冲的频率决定,频率越高,速度越快。而且在不超出步进电动机负载能力的情况下,以上关系不受负载大小、电压高低等因素的影响;二是步进电动机在不失步的情况下,每转动一圈的步数是固定的,所以电动机的步距误差不会积累;三是步进电动机具有良好的控制性能,在开环控制系统中,转速具有很宽的调节范围,而且能够快速启动、制动和反转。正是由于步进电动机具有以上优点,所以在数字控制系统中经常被用作执行元件。 五、软件设计 该系统的软件设计分为两大部分,分别对应系统硬件的两个模块。其中驱动模块的程序设计包括控制量的读取和步进电动机的控制。温度测量模块包括温度采集子程序(读取18B20测得的温度数据)、显示子程序、键盘输入子程序(用户设置室内温度)、PID温度控制子程序(计算控制量)。前面几个程序都比较简单,这里不再赘述,下面我们详细介绍一下PID温度控制子程序的设计原理。单片机首先读取18B20测量的实时温度数据,然后把测量温度和设定温度进行比较得到温度误差,把温度误差作为PID控制系统的输入信号,由PID算法计算得出控制量。PID控制系统的结构框图如图2所示。 图2 PID控制系统的结构框图 系统的控制规律可以用u(k)= u(k)+u(k-1)和u(k)=Kp[e(k)- e(k-1)]+Ki e(k) +Kd[e(k)- 2e(k-1)+ e(k-2)]两个算式表示[3]。其中u(k)表示每个测量周期阀门的变化量,Kp表示PID控制系统的比例系数, Ki表示PID控制系统的积分系数、 Kd表示PID控制系统的微分系数,e(k)表示k时刻的温度误差。由于室内温度是一个相对缓慢的变化过程,所以我们在该温度控制系统中采用了周期性的控制方式,即在一个温度采样周期内保持控制量u(k)恒定不变[1]。 结语 为了验证系统对室内温度控制的准确性和稳定性,我们做了多次试验,下表为实验记录的测量数据,分析记录数据可知,本设计控制温度准确性高,达到了预期目标。 本系统采用PID控制理论,以AT89C51单片机为系统的控制单元,以红外遥控发射/接收芯片PT2262/2272为数据传输的纽带,选用步进电动机作为系统最终的执行机构,根据室内温度和设定温度的误差来改变阀门的开度,较好的实现了室内温度的调节。实验表明,该系统具有稳定性好、控制精度高、节能环保等优点,具有一定的实用价值。 室内系统设计论文:基于射频及超声技术的室内二维定位系统设计 摘 要:该文通过对比几种常用室内定位(In-location)方法,设计并实现了基于射频和超声波技术相结合的室内二维定位系统。系统采用C51系列单片机为主控芯片,nRF24L01芯片作为射频通讯芯片,结合超声波发射与接收电路,融合射频和超声技术对二维平面上一点的位置信息进行获取,并通过LCD12864进行测量结果的显示。文章详细的分析了系统的工作原理并进行了测量电路的设计,由实际测量的数据对结果进行误差分析可知,测量数据误差在2%以内。 关键词:射频 超声波 参考节点 室内定位 众所周知,对于室外定位系统,全球定位系统(GPS)[1]已经应用的成熟可靠,目前常用的车用导航、物流定位等大多数都利用的是此原理。但是对于室内定位,例如机场大厅、矿井内部、大型展厅内部、大型室内停车场以及大型购物商场,由于室内环境复杂多变,建筑物的结构,内部布局,以及人为因素等影响,所以实现精确定位的难度较大。目前诺基亚、谷歌、博通甚至一些知名大学比如美国杜克大学(Duke University)和芬兰奥卢大学(University of Oulu)都有专门研究室内定位的小组。美国研究机构ABI称:“室内定位技术(In-location)是下一波热门定位技术,该技术将在2015年-2017年间得到大量部署和实施,是今后移动互联网领域的一个关键环节。” 目前室内定位常用的方法有红外线室内定位技术、超声波定位技术、蓝牙定位技术、射频识别定位技术和超宽带定位技术等。表1[2]分析了几种常见无线定位系统的性能表,参照表1,该文设计了基于51单片机使用超声波和无线射频相结合进行室内定位的测量系统,可以有效结合两种方法的优点,设计思路清晰,成本较低。根据实际测量结果分析,系统采样稳定,数据误差较小,具有一定的现实意义。 1 系统的设计思想及原理 由于射频信号传输速率接近光速,远高于超声波传播速率,因此可以利用射频信号先激活待测节点,之后使其接收超声波信号,利用时间差的方法进行测距。这种技术成本低,功耗小,精度高[3]。该文便是采用此种方法实现在二维平面内对一待测节点位置信息的获取。 1.1 系统设计原理 如图1所示。在一个二维平面中,要确定某未知点的位置信息,其实质便是求得其在平面坐标中的坐标值。由数学知识可以知道,确定平面上某一未知点(x,y)的坐标值只需要知道该点到平面坐标中已知的两个参考点(x1,y1),(x2,y2)的距离d1及d2,再利用两点间的距离公式(1)式,求解方程组即可求得未知点的坐标信息。 (1) 系统的关键就是通过超声波测出图1中的距离d1及d2,现在假设系统某一节点A具备射频发射模块和超声波发射电路,系统另一节点B具备射频接收模块及超声波接收电路。A节点同时发射超声波与射频信号,即发射电磁波。由于电磁波的速度接近光速远远大于超声波在介质中的传播速度,射频信号传播到节点B的时间忽略不计,当节点B接收到射频信号时,启动计时,当接收到超声波信号时停止计时。时间间隔t即是超声波由A传播到B所用时间。设声速为V,则A,B间距离为:。 1.2 系统整体设计 该文系统采用C51系列单片机作为控制芯片,nRF24L01作为射频通信芯片,利用LCD12864液晶屏进行坐标显示。如图2所示。系统主要包括三个节点,分别为1号总控制主节点,2号参考节点,以及3号待测节点。硬件设计上,各个节点都包括51单片机最小系统及上电指示电路,射频收发模块(nRF24L01)电路;另外总控制节点和参考节点具备超声波接收电路,待测节点处安装超声波发射电路。 系统整体通信流程简述如下:1号总控制主节发出射频触发信号,3号待测节点接收到射频信号之后报警指示灯亮。同时发射出射频同步信号及发射超声波。射频同步信号很快到达1号总控制节点及2号参考节点,两个节点启动计时器,待3号节点发射的超声波分别到达1号节点和2号节点后,接收到超声波信号,停止计时。分别获得超声波由3号节点到1号节点及2号节点的传播时间。1号节点总控制节点计算出节点1,3距离。2号节点参考节点计算出节点2,3距离,再利用射频模块将数据无线传送给1号总控制节点。总控制节点再依据两个距离数据,已知的节点1,2的坐标计算出3号待测节点的位置坐标。至此,完成系统一个单程通信,如此反复通信10次,求得位置坐标平均值通过1号节点处的液晶显示模块LCD12864显示待测节点位置信息。所有的通信流程由1号总控制节点控制。 2 系统电路设计 2.1 硬件设计 硬件设计上,文中系统主要涉及单片机小系统,射频收发电路,超声波发射与接收电路,LCD显示电路,射频收发模块供电电路。这里主要介绍系统的射频收发电路,超声波发射与接收电路。 系统无线通信模块的发射与接收主要采用nRF24L01芯片作为主控核心。nRF 24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4~2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置[4]。由于采用SOC方法设计因此只需要少量外围元件便可组成射频收发电路,再配合简单的通信协议,就可以实现无线数据传输[5]。将nRF24L01相应的控制引脚连接到单片机的P1口上,利用串行通信方式与单片机进行通讯,可以设置为增强型模式(ShockBurst)下的接收或是发射状态,启动自动应答及自动重发功能。采用nRF24L01增强型模式时内部芯片堆栈区先入先出,数据可从低速微控制器送入,高速发射出去,地址和校验码由硬件自动添加和去除[6],可以提高系统整体的性能和效率[7]。 系统超声波发射电路框图如图3所示。系统利用定时器由单片机的I/O端口输出40 kHz左右的方波脉冲信号,信号送给推挽式功放电路进行功率放大,用以驱动型号为TCT40-16T的超声波换能器,发射出超声波信号。 系统超声波接收电路框图如图4所示。接收电路的核心是红外线检波接收专用芯片CX20106。由于红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz比较接近,可通过外接电阻微调芯片内部滤波器的中心频率。当超声波探头未接收到40 kHz信号时,芯片信号输出引脚为高电平;当接收到与CX20106中心频率(40 kHz)相符的超声波信号时,信号输出引脚输出下降沿脉冲,将此信号连接到单片机外部中断引脚上,可触发中断,从而停止超声波传播计时。 2.2 软件设计 系统软件设计流程图可以参考图2。系统软件按功能划分可以分为LCD显示,超声波发射,射频通讯,坐标计算几大部分。其中,LCD显示部分主要是通过时序对液晶屏进行相应的读写操作,超声波发射部分采用定时器中断产生40 K方波信号,坐标位置计算算法依据的公式(1)进行计算。下文主要针对射频通讯部分所进行的软件配置进行简述说明。 在图2的“3射频同步信号 超声波信号”过程中,系统各节点射频收发配置如图5所示。由于nRF24L01在每个通讯频道上具有6个不同的数据通道,因此在设计上,3号节点与1号节点通过数据通道0传输信号,与2号节点通过数据通道1传输信号。3号节点发出具有发送地址编码的射频信号被1,2号节点接收后,1,2号节点分别启动定时器计时并通过各自的数据通道返回应答信号给3号节点,表示通讯成功3号节点可以发出超声波信号。值得注意的是,3号节点若是启动自动重发功能,则每次重发等待时间为250 us,这将导致系统测量误差过大,因此该系统禁止自动重发,而是由软件编程重发3次,判断是否次数溢出或是接收到应答信号,这样可以将每次重发产生的误差控制在15 us左右。同时,图2在“1发出射频触发信号”及“4传输距离数据”两个过程中,射频通信均采用数据通道0进行数据通信,并且开启相应的自动重发功能2次,经测试系统射频通讯流程性能稳定。 3 实测数据分析 系统测试实验环境为室内地面,其中主控制节点(1号节点)坐标安装在原点(0,0)上,参考节点(2号节点)坐标安装在y轴点(0,100)上,单位为cm。测量工具为卷尺,精度精确达0.1 cm。对于测试平面上10个不同位置点分别测量10次,得到100个数据,结果见表2。 通过分析图中数据,可以得出以下实验结论。 (1)定位范围。 经过测试表明,该系统基本可以实现对于在地面上200 cm×200 cm的二维直角坐标系中移动节点的定位。 (2)系统的平均定位误差。 X轴的平均定位误差为3.01(cm) Y轴的平均定位误差为3.14(cm) (3)系统的平均定位精度。 X轴平均定位精度:(200.0-3.01)/200.0×100%=98.50% Y轴平均定位精度:(200.0-3.14)/200.0×100%=98.43% (4)误差分析。 通过实验测得数据并分析,系统测量误差主要来自以下几个方面: ①超声波信号的衰减问题。从表1及表2可以看到,虽然系统测量平均误差不算太高,但是针对不同的测量区域其测量误差明显不同,随着各节点之间距离的不同,超声波信号的衰减程度会不同导致接收到超声波信号的时间点不同,引入测量误差。 ②超声波发射角问题。从表中数据可以看出,在区域边缘地带数据的测量误差偏高,由于超声波存在发射角度局限问题,导致超声波信号接收时间点不同引入测量误差。 ③系统软件设计时,在3号节点发射同步射频信号和超声波过程中,禁止自动重发次数而采用软件编程发送次数溢出的方法在每次重发数据过程中需要等待15 us,总共软件设计为重发3次溢出,所以此处可能会引入50us左右的测量误差。 ④数据算法计算。系统数值计算的精度也会引入测量误差。综合考虑系统测量要求,51系列单片机的运算能力及速度,以及软件整体的效率和整洁度。该次系统软件计算精度都采用16位无符号位整数数据类型,而未引入浮点数据类型计算,所以对最终显示结果会造成测量误差。 ⑤温度引起误差。声速随温度变化关系可以表示为:V=(331.45+0.61t/℃)m・s-1。但是该系统中没有考虑温度补偿,而是以声速标准值340 m/s进行数据计算,因此会引入一定测量误差。 4 结语 该文设计了基于射频和超声波技术的室内二维定位系统,并通过设计得系统进行实际数据的测量,分析实验数据可以得出系统的误差较小。对于存在的误差提出了可能产生的原因以及后续的解决方法,期望通过后续的改进可以使实验误差进一步减少,测量范围也相应的增大。 室内系统设计论文:无线市话室内信号分布系统设计探讨 【摘 要】无线市话室内信号是室内常用的信号系统,能够对于手机通信进行有效的补充。本文对于室内信号分布系统的原理以及设计方式进行探讨,对于设计中的信号源选定、分布系统选择以及布置等多种方法进行选择,从而设计适合室内的信号分布系统。 【关键词】室内信号分布;建筑内部;设计 0 前言 近年来,随着个人便携电话系统的迅速发展,人们对于通信服务的要求越来越高。当前的建筑大多为钢筋混凝土骨架结构,对于无线电信号的屏蔽衰减特别厉害,比如在地下商场、地下停车场等患者的通信信号微弱,通信质量严重下降。为了保障无线电通信信号,解决室内信号固定的问题,采用无线市话室内信号分布系统是保证通信质量的有效方式。采用无线市话室内信号分布系统是通过有线的方式,将无线信号引入室内,从而为室内的用户提供稳定、可靠的室内信号。参考我国“信息产业部电(2000)604号”的文件,无线市话室内信号是固定电话网的补充与延伸,而且使用的频带为1900MHz~1910MHz,载频间隔为300KHz,主要采用TDMA的多址方式、TDD双工方式。 1 无线市话室内覆盖系统的建设意义 1.1 无线市话室内系统覆盖现状 随着无线市话的信号发展,室内覆盖的问题也日益突出:(1)因为建筑物的屏蔽以及吸收作用,导致无线电波的传输衰耗,从而造成无线信号的弱场强区甚至盲区,而且受到基站天线的限制,会造成无法正常覆盖;(2)建筑物高层空间容易受到无线频率干扰,从而影响语音质量;(3)因为一些公共场所,比如会议中心以及大型购物商场,无线市话的使用密度过高,导致网络容量不能够满足用户需求。 1.2 室内分布系统特点 采用无线市话室内信号分布系统,能够有效的覆盖建筑物的盲区,适用于建筑结构复杂和人流密集、话务量高的建筑物内部的信号覆盖,室内分布系统特点表现如下:(1)建筑物的信号分布相对均匀,而且采用分布系统,能够抑制信号弱区内的乒乓效应,能够适应于系统扩容与多网合一;(2)室内分布系统的设计与施工相对复杂。总体而言,采用室内分布系统,能够适用于大面积和内部结构复杂的建筑物室内信号覆盖,是当前覆盖优化最主要的手段。 1.3 建设室内分布系统的必要性 与传统的SDMA和GSM网络相比,无线市话具有基站成本低和手机性价比高的方式,对于室内区域,解决信号覆盖问题相对复杂。而且当前无线市话室内覆盖系统的质量与容量受到影响,所以为了解决当前的信号覆盖的问题,应该将3G网络与PHS网络融合,从而降低室外网络的整体干扰,保证室内通信质量。 2 室内分布系统设计的基本流程 无线市话室内信号分布系统设计的关键在于合理选择分布系统与天线安装为主,一般而言,室内分布系统的基本流程为:现场勘测原信号覆盖情况、确定设计要求、选取合适信号源、选择室内分布系统、设计分布系统方案、硬件安装与开通测试,具体的设计工作如下。 2.1 勘测工作 勘测工作是为设计工作提供参考资料,为了保证设计的合理性,首先需要详细的建筑结构图并且进行实际勘测,根据建筑物的实际情况做好标注,对于可能会引发信号影响的因素进行分析,从而得到该建筑的传播损耗模型。在建筑物的勘测工作中,需要对建筑物的电梯、隔墙材料等信息进行收集,根据建筑物的结构图进行无线环境路测,从而为设计提供参考。 2.2 设计工作 设计是无线市话室内信号分析系统的关键工作,对于室内信号起到决定性的作用。为了完成设计工作,需要对设计中的问题进行综合考虑。 2.2.1 信号源选取 无线市话室内分布系统可以采用PHS系统或3G系统,PHS系统可以再用500mW的lC7T基站,而对于3G系统,可以采用基站信源和直放站信源两种类型,为了保障室内系统的通信质量,需要合理选择信号源,在选择的过程中,需要从建筑物的容量与覆盖两方面进行考虑,为了满足室内的通信质量,需要合理选择适当的信号源,适当提前考虑信号源机房的预留。 2.2.2 室内分布系统的选择 为了保障室内信号的有效性,需要根据覆盖面积以及不同环境选择覆盖系统:(1)对于覆盖面积小而且结构简单的建筑,优先选择无源分布系统;对于覆盖面积大而且结构复杂的建筑,可以采用分区覆盖的方式;(2)裙楼一般位于建筑物的低楼层,需要考虑容量的问题,标准楼的空间间隔较为规则,主要注意纵深处的信号控制,地下层通常为信号盲区,需要解决覆盖问题,电梯需要满足语音业务的覆盖需求,应注意保持信号连续性,因此通畅采用在电梯井内安装高增益定向天线或敷设泄漏电缆的方式进行覆盖。 3 方案设计的关键点 3.1 上下行平衡问题 无线市话室内信号分布系统中,需要对干线的增益效益进行合理设置,避免输入信号幅度过大或是过小形成的设置不合理。在设计的过程中,同时需要对链路预算进行计算,根据天线口的功率计算系统设计的衰减,保证合理传输。 3.2 干放使用原则 对于无线市话室内信号分布系统而言,同一组的基站不能接入太多干放,建议不超过5套,而且所有的干放尽量不要串联。设计中低噪声放大器一般处于接收机的前段,性能对于整机性能与接收灵敏度具有重要的影响。合理控制信号源干放,能够将上行信噪比控制在较为理想的水平。 3.3 天线布放原则 室内分布系统应该遵循“小功率、多天线”的原则,降低小天线输出能够减少外协信号强度,因此采用多天线小功率方案覆盖效果更好。在天线布放过程中,需要合理确定天线出入口功率,根据模拟测试效果选择天线布放位置,保证系统的稳定性。 4 结语 无线市话室内信号分布系统对于建筑屋内的信号传输具有重要的意义,随着建筑楼层的增多,当前的信号传输不能够满足室内信号的需求,合理设计室内信号分布系统,能够保证室内信号强度,使室内信号满足建筑内部通信需求。 室内系统设计论文:一种Zigbee无线传感网络的室内温度监控系统设计 Zigbee无线模块作为节点,具有协议简单、成本低、功耗小、组网容易等优点, 利用Zigbee组建的无线传感网络,对下端设备进行数据采集和无线控制。本文针对室内温度监控设计出了一个切实可行的室内温度监控系统,此系统可控性好,可靠性高,同时适合在智能家居方向扩展与应用。 【关键词】Zigbee 无线控制 室内温度监控 无线传感网络 节点 传统室内监控系统大多数都是用有线连接方式。当监控节点数大时,就会导致布线繁琐、安装困难、维护不便等诸多问题。利用Zigbee技术来构建无线传感器网络的室内监控系统,就可以解决上述的各种问题。本文介绍了一种无线室内温度监控系统,文中详细介绍了Zigbee技术的工作原理以及实时温度监控系统的设计与实现。 IEEE802.15.4-2003标准定义了物理层和媒介层,Zigbee联盟在此基础上建立了网络层以及应用层。Zigbee网络由三种设备类型组成,分别是协调器、路由器以及终端节点,这三种设备类型的组网拓扑又可分星形拓扑、树形拓扑和网形拓扑。为了提高通讯效率,Zigbee组网不论采用哪种拓扑结构,网络都将按照Zigbee协议算法选择最好的路由路径作为数据传输通道,此系统采用网络形拓扑设计。 1 监控系统设计 终端节点通过采集温度传感器数据,经路由器节点发送给协调器节点,并接收协调器的控制命令从而作相应处理;路由器节点在系统中的主要任务是数据中转,确保协调器节点与终端节点间的数据交换正确,加大了Zigbee网络的覆盖面积;协调器节点接收终端节点采集到的传感器温度数据,把该数据由串口发给上位机,同时接收上位机发过来的指令信息,并发给对应的终端节点;上位机主要实现对监控设备状态信息的管理,包括系统调控配置、实时状态显示、节点控制、数据管理及数据查询等,系统结构模型如图1所示。 2 Zigbee温度监控系统硬件设计 该监控系统主要由路由器节点和终端节点组成。终端节点模块包括数据采集和外设控制两部分,终端节点模块结构如图2所示。温度采集采用传感器DS18B20,温度采集范围-55℃―+125,-10℃―+85℃测量精度为±0.5℃。传感器将测得的温度数据传送给Zigbee模块CC2530,CC2530对数据进行处理后,发出控制信息控制下端设备(空调)调节室内温度。 3 Zigbee温度监控系统的软件设计 3.1 Z-Stack协议栈的软件设计 本系统的Zigbee无线模块采用操作系统的思想来构建软件系统协议栈,通过自适应轮询算法处理,系统初始化后,即进入休眠状态,当检测到事件发生时,系统立即被唤醒,并作出相应响应,事件完成后,系统继续进入休眠模式,如果几个事情同时发生,系统将按照中断事件优先级按序处理,Z-Stack工作流程为:启动系统、操作系统OSAl初始化、硬件驱动初始化、自适应轮询。 3.2 协调器节点的软件设计 协调器在系统中主要是完成建立和管理Zigbee网络的任务,它能够自动允许其他节点加入网络,收集终端节点传来的温度数据,通过串口将数据发送给上位机,同时接收上位机的控制命令,然后将命令发送给终端节点以控制其采取相应的处理措施。协调器建立网络并处理节点请求的程序流程如图3-1所示。 3.3 Zigbee节点与路由节点软件设计 路由器节点的作用是选择路由、转发数据。Zigbee设备有64位的MAC地址和16位的网络地址。网络地址是设备入网后,由协调器或者路由器分配,在网络中是独一无二的。为了保证每个节点所分配的网络地址的唯一性,Zigbee的分配网络地址的方案采用分布式寻址。Zigbee节点与路由节点网络流程图如图3-2。 3.4 终端节点软件设计 终端节点是用来采集室内温度数据的,它一方面与协调器建立一定关系将温度数据发送给协调器,另一方面接收协调器发来的控制命令,控制下端设备空调器做出相应的操作。 在终端节点以终端的身份启动并加入网络后,即开始与协调器建立关系。一旦关系建立就 可以在不需要知道明确的目的地址的情况下发送数据。终端节点数据传递流程如图3-3。 4 上位机的软件设计 本系统上位机利用JAVA、Apache、Mysql和PHP实现,它的主要功能是可以通过串口或者有线网络接口接收Zigbee无线网络传送的被监控室内温度数据,将该数据处理后,结果可在上位机窗口实时显示,实现室内温度的无线监控和自动或手动的温度调节控制;借助后台MYSQL,将室内温度信息储存,可以方便的在上位机界面上对历史信息记录查询和对监控数据信息管理。上位机登陆界面和上位机监控界面如图6、图7所示 5 结语 本文给出了一种室内温度监控系统的Zigbee无线传感器网络的设计方案,解决了有线网络存在的布线、维护和扩展性等问题。系统以CC2530为核心,搭建了一个物联网络平台,经试验证明,该系统可以很好的完成温度数据的采集、传输、处理和记录等任务,能够通过控制外设完成对室内温度的调节工作,对智能家居的发展也有一定的指导意义。 室内系统设计论文:CDMA室内分布系统设计中的相关问题分析 【摘 要】通过对CDMA的信号发送和接收境况进行全面的分析和讨论,就室内布线系统的设计思路进行了详细的分析,介绍了室内天线和信号源的选取方式,并对CDMA室内分布系统设计中需要考虑的问题进行了全面的分析。 【关键词】CDMA;室内系统设计;噪音 在移动通信的CDMA网络建设的过程中,CDMA的网络信号由于基站的分布,而产生主导频污染的现象,导致信号受到干扰,在一般的大型商场和商业楼宇之间的基站不能布置的太密,在大规模的CDMA网络铺设完成之后,需要对网络的信号场强进行测试,以及对用户的使用报告进行检测分析,可以明显的看出,在室内还存在信号分布不足,信号不稳定,网络通话质量存在问题,连通率比较底下,影响CDMA的通信质量。 1 室内分布系统设计思路 CDMA信号在室内系统设计主要包括CDMA信号源与室内CDMA信号的具体分布方式等相关内容的设计。 1.1 CDMA信号源的选取 CDMA信号源的接入是室内布线系统必须考虑的问题,这个信号源的接入必须通过一个特定的接口才能与室内分布系统接入,这样室内的布线系统才能收到信号源的信号,信号源的接入手段一般有蜂窝接入或者光纤耦合或者空间耦合等接入手段。 (1)基站直接与信号源相连接的手段,接入到室内布线系统。 (2)通过基站与信号收发的端口进行耦合的方式,通过耦合器能够很好的对信号进行控制,排除其他信号的干扰和污染主导频信号,它主要适合于主基站离室内分布式布线比较近的接入方式。 (3)光纤直放站耦合的接入方式。在原理与基站直接耦合的方式相似,主要是采用光纤将基站的信号接入,并将信号接入到室内分布式系统。它适合室内布线系统与基站距离比较远的分布式系统,但是在施工时难度比较大。 1.2 室内分布系统中天线的选取 室内天线的选择是保证信号能够正常接收的重要保证,一般采用全向吸顶天线,它安装方便,能够有效的覆盖整体楼宇,而鞭状天线和定向天线的覆盖范围比较大,能够有效的覆盖电梯和人群比较密集的地下室、车库等相关的场所。室内天线的选择需要根据具体的布线情况而定,也要根据室内的信号结合方式而定,要符合环境保护和美观的需要。在实际室内布线工程设计中,要结合CDMA信号变化情况,根据室内分布系统规模的不同和具体的情况,从天线设计的效益、成本、投资等方面对天线进行具体的设计,要保证信号能够覆盖整个建筑物。 针对10000平方米大中型室内CDMA信号覆盖系统,要求的话务量和CDMA信号覆盖的强度比较大,需要根据具体的情况进行设计,信号的接入可以采用光纤与基站直接接入的方式进行连接,在一般无源器件发送的信号不能满足覆盖要求时,可以采用干线放大器等设备对信号进行放大。当室内面积小于5000平方米时,可以采用微小型室内信号覆盖系统,采用全向型的天线,来实现CDMA信号的全面覆盖,也可以采用小功率的无线天线直放站作为室内分布系统的信号源。在对室内分布系统进行设计时,要根据信号场强的大小和建筑物的特征,选择适当的、信号增益能够满足要求的定向、或者全向的天线施工方式。 2 室内分布系统设计中CDMA信号场强分析 2.1 覆盖边缘场强分析 边缘场强的取值对CDMA信号的分析具有直接影响的作用,整个CDMA信号覆盖的场强的计算,需要依据边缘场强的确定,如果将CDMA信号的边缘场强取值过高,就要求室内的场强相应的提高,室内信号覆盖的强度也会提高,增加室内信号覆盖的成本,如果降低边缘场强,就会减少室内信号覆盖的程度,降低覆盖的成本,但是这也会影响室内CDMA信号的通话质量。在一帮的情况下,基站和手机的接收效率也会与边缘场强的取值有很大的关系,根据CDMA信号覆盖的要求,对于楼宇进行CDMA室内布线设计时,一般将边缘场强取值为-80dB,对于楼梯和一般的地下室等相关的场所的边缘取值为-85dB,以满足信号覆盖的要求。 3 CDMA室内直放站作为信号源时应注意的问题 3.1 室内CDMA无线直放站安装环境要求 针对CDMA信号无线直放站的要求,设计时,信号的主天线安放位置应根据实际的情况确定,但是至少要能够接收到强导频信号的软切换分支少于3个信号源,这样才能够避免室内分布系统的主导频信号受到污染,在施主天线的安装位置,要求主基站的导频的频率信号不能受到污染,确保室内信号的强调能够满足要求,保证通话质量。这样,基站接收的基站的信号强度要满足-70dB,为保证信号的通话质量,在主天线安装位置周围,要保证信号的外界的强干扰源的信息噪声小于-113dB。 3.2 室内信号无线直放站施主天线与转发天线隔离度的分析计算 根据CDMA信号的覆盖要求,和实际的天线经验,为有效避免和建设无线直放站之间信号的干扰和自激现象,要求无线直放站的施主天线与转发天线二者之间的信号隔离度应大于8dB,满足信号不能互相干扰的要求。具体的计算要求:,式中,为CDMA信号主天线的前后比,为CDMA信号转发天线的前后比,Li为CDMA信号的自由空间损耗,位置为CDMA信号的建筑物或者障碍隔离损耗,在实际的工作设计中,需要考虑障碍物、施主单位和转发天线的实际情况进行设计。 3.3 直放站对CDMA信号的施主基站噪声分析 4 结语 CDMA信号的室内分布系统的设计需要对具体的情况进行综合的分析,需要根据移动通信的建设方案和优化程略进行具体的分析,要以最低成本投入,达到最大的收益,促进CDMA市场的发展。 室内系统设计论文:移动通信室内分布系统设计探讨 【摘要】本文介绍了移动通信中的室内分布系统的概念及应用,同时介绍了室内分布系统的设计原则、设计方法以及设计时要关注的要点。 【关键词】室内分布系统;工程设计 一、概述 近年来,随着移动通信的快速发展,移动电话已逐渐成为人民群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具,同时广大移动用户对移动通信服务质量的要求也越来越高,他们已不再单单满足于良好的室外移动通信服务,而且也要求在室内(特别是星级酒店、大型商场、高级写字楼等)能享受优质的移动通信服务。而现代建筑由于多以钢筋混凝土为骨架,再加上全封闭式的外装修,对无线电信号的屏蔽衰减特别厉害,使通话质量严重下降。在此情况下,室内分布系统应运而生。室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案;是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落,从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。 二、室内分布系统的组成、应用及类型 室内分布系统通过功分器、耦合器等无源功率分配器件和干线放大器等有源器件及馈线、室内天线等设备将无线信号均匀分配到室内各个区域,实现无线信号对室内的延伸覆盖。 1.室内分布系统由两部分组成: (1)信号源(微蜂窝、宏蜂窝、直放站、BBU+RRU等); (2)分布系统(同轴电缆、光缆、泄漏电缆、光端机、干线放大器、功分器、耦合器、天线等)。 2.需要建设室内分布系统的区域有: 室内盲区:新建大型建筑、停车场、办公楼、宾馆。 话务量高的大型室内场所:车站、机场、商场、体育馆、购物中心,增加微蜂窝建立分层结构。 发生频繁切换的室内场所:高层建筑的顶部,收到多个基站的功率近似的信号。 3.室内分布系统有以下几种类型: (1)同轴电缆分布方式无源分布系统 信号源通过组合使用的耦合器、功分器等无源器件进行分路,经馈线将信号均匀分布到室内各个角落。通过仔细的链路计算,达到信号的均匀分布。天线使用适合室内使用的吸顶式或壁挂式天线。覆盖面积小,适用于中小型楼宇室内覆盖场所。 (2)同轴电缆分布方式有源分布系统 在建筑物覆盖面积较大时,前述的无源天馈线很难满足需要;可增加中继设备,如放大器,以补偿信号在传输过程中的损耗。 (3)光纤分布系统 当覆盖的区域比较分散、相距较远或地形比较复杂时,可以采用光纤分布系统,通过拉远的方式对各个分离的室内区域进行覆盖。光纤站近端在信号源所在之处,通过近端实现光电转换,将射频信号转换为光信号,并经光分路器分配进入光纤传输至各远端;光纤远端为光电转换取出射频信号,并经过功率放到输入室分天馈系统。 (4)泄漏电缆分布系统 信号源通过耦合器、功分器等无源器件进行分路后,送入泄漏电缆中,并通过电缆外导体的一系列开口,在外导体上产生表面电流,从而在电缆开口处横截面上形成电磁场,这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。在信号传输过程中,将信号均匀的分布在所经过的区域,这种方式称为泄漏电缆分布系统。 三、室内分布系统设计 进行室内分布系统设计时,应把握的总体原则是: “小功率、多天线”的覆盖原则 “先局部、后整体”、“先平层、后主干”的设计顺序 主干线上主要用耦合器,平层主要用功分器 主干线尽量采用7/8馈线,平层小于30米采用1/2馈线 进行室内分布系统设计时,有以下几点需要注意: 1.室内分布系统天线布放方式 (1)走廊交叉位置布放天线 在走廊交叉位置布放天线,可以使该天线能够照顾多个方向的覆盖,在满足覆盖要求的情况下做到天线数量最少。 (2)切换区域布放天线 在电梯厅附近布放天线,在覆盖房间的同时,兼顾电梯厅的覆盖。 停车场出入口布放天线,布放位置一般选择在拐角处。 (3)房间内布放天线 为了减少穿透墙体带来的损耗,对于大型会议室、办公区域等,如果物业允许的话,可以将天线布放到房间内。 (4)定向天线防止信号泄漏 对于一些容易发生信号泄漏的区域,如走廊尽头靠窗位置,可以布放定向天线进行覆盖,定向天线的主瓣方向朝里,利用定向天线后瓣的抑制特性,防止信号泄漏到室外造成干扰。 (5)干扰区域布放天线 如果在室内存在室外干扰信号的区域,而且客户要求在室内区域必须占用室内信号,那么从室内覆盖优化的角度(相对室外基站优化调整),则需要根据干扰信号强度和区域来决定室内天线的布放位置。确保天线布放后,在室内干扰区域,室内信号的导频功率比室外干扰信号导频功率高5dB以上。 2.电梯覆盖需单独考虑 天线主瓣方向朝向电梯井道一般可覆盖4层;天线主瓣方向朝向电梯厅一般可覆盖3层。 3.室内分布系统的功率分配原则 (1)“先平层设计”,主要用功分器(保证天线口功率平衡);根据天线数量确定采用何种功分器,平层馈线小于30米一般用1/2馈线。 (2)“后主干设计”,主要用耦合器(可以节省功率);根据主干信号功率和平层需要功率确定耦合器的耦合度;馈线一般用7/8馈线。 (3)如果主干线全采用耦合器,可能引起天线口功率不平衡,因此,主干线可采用耦合器+功分器分配功率方式。 4.系统切换设计 (1)一般建筑物大堂出入口切换区域建议在室外距离门口5~7米范围内。切换区域不宜离马路太近或进入室内过深。 大堂切换设计策略: “小功率、多天线”方式; 定向天线从门口往里覆盖; 天线口功率可调。 (2)电梯切换设计策略: 通常建议电梯内为同一小区; 当楼层太高,不能同一小区时,需要引入相邻小区信号; 非全楼覆盖时,电梯井道天线主瓣方向朝向电梯厅; 电梯内外不同小区时,切换区域选择在电梯厅。 (3)车库出入口切换设计:在车库出入口位置安装天线保证切换。 5.干扰和泄露 为建立较完美的无线覆盖网络,在设计时应兼顾边缘场强的计算,保证不会产生明显的信号泄漏。 小功率、多天线”覆盖技术解决室外干扰和控制室内信号外泄; 在易外泄区域安装定向天线控制室内信号外泄; 室外网络优化。 四、结束语 室内分布系统的建设,可以较为全面地改善建筑物内的通话质量,提高移动电话接通率,开辟出高质量的室内移动通信区域。同时,使用微蜂窝系统可以分担室外宏蜂窝话务,扩大网络容量,从整体上提高移动网络的服务水平。室内分布系统的设计是一项复杂的工作,需要考虑诸多方面的问题。本文只是从天线布放、电梯覆盖、功率分配、系统切换、干扰和泄露几个方面进行探讨,在实际工程设计时还有许多问题需要考虑。 室内系统设计论文:低功耗、便携式室内空气质量检测系统设计 摘 要:本系统以MSP430F5529单片机为核心,采用MQ138甲醛检测传感器、MS2200-P1一氧化碳检测传感器等多种传感器检测室内空气中甲醛、一氧化碳等有害气体并检测甲醛浓度;利用AM2301温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测,并通过段式液晶显示屏实时显示甲醛浓度读数,温度、湿度读数。整个系统体积小,重量轻,采用电池供电,携带方便。系统功耗低,价格低,适合家庭使用的空气质量检测系统,能快捷服务健康生活。 关键词:MSP430F5529;有害气体检测;温湿度检测;超低功耗 居室、办公室、宾馆、饭店、商场等场所使用的装潢材料中含有大量的有害化学成分如:甲醛等有害气体常引发眼睛和喉咙疼痛、皮炎等一系列健康问题,习惯称之为“装潢病”,在导致“装潢病”的诸多物质中甲醛可算是罪魁祸首。且甲醛是一种潜在的致癌物质,对人体健康有较大的危害。专业机构测量甲醛等有害气体价格昂贵,而且在时间方面受到限制。现代家庭使用的天然气、液化气可能发生泄漏引起爆炸。因此,设计一种低功耗、便携式室内空气质量检测系统具有广泛的应用价值。 1 系统组成及工作原理 该检测系统由MSP430F5529单片机为核心,由传感器、A/D转化模块和液晶显示模块组合而成。通过MQ138甲醛检测传感器检测室内空气中甲醛浓度,通过ms2200CO检测传感器检测一氧化碳气体,通过空气质量传感器 MQ135传感器检测室内空气中其他有害气体和可燃气体,AM2301温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测,采用MSP430单片机自带的AD转换器对传感器采集的信号进行模数转换,利用段式液晶显示屏显示检测结果。系统结构如图1所示: 2 硬件电路设计 2.1 主控芯片MSP430F5529功能介绍。MSP430F5529是一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。寻址方式丰富,运行速度快,高达25MHz。当系统处于省电的低功耗状态时,中断唤醒只需5μs;并且体积小,电压低,功耗低,适用于需要电池供电的便携式仪器中。此外,内置的A/D转换器的分辨率达到了12位,提高了转换精度,使测量更加准确,内置A/D转换器进一步降低了功耗。 2.2 MQ138甲醛检测传感器。MQ138传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体,当在空气中加热到一定温度时,发生氧化反应,氧原子吸附电子变成氧负离子,浓度升高。遇到还原气体时氧负离子因发生还原反应导致其表面浓度降低。MQ138传感器模拟信号和电平信号同时输出,模拟量输出随浓度增加而增加,浓度越高电压越高。用于家庭、环境的挥发物探测装置,适宜于醛、醇、酮、芳族化合物的探测,气敏感元件测试浓度范围:苯 1 to 100ppm、甲苯10 to 100ppm、甲醛 1 to 10ppm。MQ138甲醛检测传感器测量原理图如图2所示。 2.3 MQ135空气质量检测传感器。MQ135空气质量检测传感器用于家庭、环境的有害气体探测装置,适宜于氨气、芳族化合物、硫化物、苯系蒸汽、烟雾等气体有害气体的探测;气体敏感元件测试浓度范围:10 to1000ppm;对硫化物、苯系蒸汽、烟雾等有害气体具有很高的灵敏度;具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ135空气质量检测传感器测量原理图如图3所示。 2.4 ms2200CO检测传感器。ms2200CO检测传感器用于检测一氧化碳气体,工作在-10至60摄氏度,检测浓度范围:0-1000ppm(CO气体);对一氧化碳、烟、HC挥发气体有高灵敏度,可用于该类气体定性检测;具有使用寿命长和稳定性可靠等特点。ms2200CO检测传感器测量原理图如图4所示。 2.5 AM2301温湿度传感器。AM2301传感器又叫DHT21传感器,是一款含有已校准数字信号输出的复合式温湿度传感器。该传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC感温元件,并与高性能单片机相连。 2.6 报警系统。为了使本系统对室内空气品质的监测更为直观,采用了由显示屏和一个蜂鸣器构成的声光报警电路。其中对应每一种有毒气体都有一红一绿两个发光二极管与其对应,正常情况下对应绿色的发光二极管亮,蜂鸣器不响;当气体的浓度超标时,对应红色的发光二极管亮,并启动蜂鸣器。 2.7 AD转换电路。气体传感器出来的信号是模拟信号,而微处理器MSP430F5529只能处理数字信号,故需要对模拟信号信号进行转换,将其转换为处理器能识别的数字信号,由于经过放大电路出来的模拟电压变化范围在0~3V,故采用MSP430F5529单片机自带AD进行模数转换。 MSP430F5529对输入模拟量要求:信号单极性,电压范围是0-3V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。ADC0809的时序接口为51系列单片机的标准总线接口,操作方便,如同对存储器或I/O操作一样,A/D转换精度为8比特,满足本课题要求。输入的模拟电压为0~3V,一次A/D转换时间为100μS。 2.8 超低功耗。MSP430F5529继承了MSP430单片机超低功耗的特点,可以软件配置6种超低功耗模式,其处理功耗(1.8~3.6V,0.1?A/Power-down,0.8?A/Standby,250?A/MIPS)和口线输入漏电流(最大50mA)在业界都是最低的。可以满足本系统对超低功耗的要求,实现电池供电。 2.9 液晶显示模块。本系统所要显示的数据一共有5个,分别是两种有毒气体的浓度和室内的温度、湿度,显示模块采用单片机自带的段式显示屏。这种LCD是102x64矩阵LCD,带背光,驱动简单,适用于耗电量小为便携式应用的场合。 3 软件电路分析 系统软件流程图如图5所示。 4 系统实验方案 4.1 温湿度检测模块设计实验方案。选择AM2301模块进行温湿度传感器对现场温湿度进行实时监测,将测得数据与标准温湿度表进行比较,修正室内空气质量检测系统测量准确度。 4.2 有毒气体检测模块设计实验方案。有害气体检测模块与MSP430单片机连接,利用单片机内置的A/D转换器将气体检测传感器模块输出的气体浓度信息转换为数字信号,并在显示屏上显示出来,将显示出来的值与标准有害气体浓度相比较,修正室内空气质量检测系统测量准确度。 5 结束语 检测室内甲醛气体浓度和可燃气体(甲烷、丙烷等);还可检测室内温度、湿度;可实时显示甲醛浓度读数、温度、湿度读数。体积小,重量轻,携带方便;采用电池供电,系统功耗低,价格低;适合家庭使用的空气质量检测系统。 室内系统设计论文:基于多网合一的室内覆盖系统设计 摘要:如何利用现有资源减少投资,实现多种网络合一的室内覆盖规划设计,是3G和后3G建设的热点问题。 关键词:室内覆盖系统 多网合一 覆盖规划 0、引言 不同运营商的室内覆盖系统之间不仅频率不同,制式也不同,无法充分利用,既浪费投资又影响建筑物内的美观,同时也给网络维护带来隐患。本文就多网合一的3G室内覆盖系统的系统间干扰、容量、功率匹配等方面进行探讨,本文的设计方法可以保证多系统的正常工作,互不干扰,可有效应用于实际的网络建设中。 1、多网合一系统的关键问题 在多网合一室内覆盖设计时,由于不同系统的设备输出功率不同,不同频段信号在馈线中的传输损耗不同,不同频段无线信号在空间中的传播损耗也不同;各系统设备及性能指标不同,导致各系统的接入节点位置不一致。在建设多制式通信系统合一时,运营商需要考虑多方面问题。 1.1系统合路:系统合路是在原有系统增加新的信号源,如原有室内覆盖系统是无源方式,且器件工作频段涵盖了800MHz~2500MHz,则无需再改动。增加新系统时需在信号源部分使用双频或多频合路器对信号合路/分路后(对上行是合路,对下行是分路)送到室内分布系统。 1.2覆盖与容量:共用室内分布系统需满足各种系统的覆盖和容量要求。3G室内覆盖系统设计建议优先采用“多天线、小功率”的方式,减少室内天线的输出电平,以控制信号泄漏电平。 对于大型建筑物,信号在传输和分配过程中,信号强度低到一定程度就需增加干线放大器对其放大,此时需用合路器把信号合路/分路,通过各系统的干线放大器放大后,再通过双频或多频合路器进行合路。 1.3功率匹配:多系统共用分布系统的一个突出问题是功率匹配。均需要在设计中进行综合考虑。 1.4系统间干扰:多网合一的室内分布系统设计的重点,需要分析各系统间的干扰并提出抑制方法,保证各系统的正常工作。 在工程上运营商可以采用合路器隔离度、增加滤波器、空间隔离等几种方法满足杂散隔离度需求。 2 、系统的多网合一改造实例 某办公楼的原有GSM室内覆盖系统需要进行优化改造,使系统能兼容WLAN和TD-SCDMA系统。该建筑物有13层,地下有1层,有两部电梯。楼内多为办公区、会议室等。大楼中间为走廊,两侧为办公区,结构具有代表性。 2.1 GSM、TD-SCDMA、WLAN系统的合路:信号源方面,TD-SCDMA目前多采用BBU+RRU的方式,能够将远点射频模块就近于天线安装,降低了信号在馈线上的损耗。这种方式施工方便,对原有系统变动小,工程成本较低,无需依赖干放,是一种经济的室内覆盖系统组网方式。 TD-SCDMA设备RRU的输出功率(27dBm左右)比GSM设备(40dBm左右)低,而在馈线中的损耗却比GSM大,设计中不考虑在机房内进行合路,在无源器件中间级择机合路,采取功率倒推的方式,根据模拟测试结果,计算出天线口需要的功率,返回推算出TD-SCDMA设备接入的合适具体位置。根据大量测试经验,TD-SDMA系统天线口功率一般建议控制在7~10dBm左右,那么,从天线口至合路器位之间的馈线和器件及合路器损耗,应该控制在17dB左右。 WLAN系统的工作频段比TD-SCDMA系统的工作频段更高,如采用与TD-SCDMA系统相同位置合路的情况下,由于室内型AP设备输出功率有限(一般在100mW以内),为扩大单个AP的覆盖区域增大,工程上需要采用WLAN功率放大器,将AP信号放大,通过AP+干放的方式来解决覆盖问题。通过链路计算,WLAN干放的输出功率大致需要在30dBm左右。 2.2 功率匹配:根据工程经验,TD-SCDMA和WLAN系统天线口功率建议控制在10dB左右,这就需要通过对RRU和AP干放的输出功率的适当调整,使天线口的功率符合设计要求,在开通测试后优化调整,尽量保证信号的边缘覆盖场强的同时控制信号的外泄情况。 2.3 信号覆盖:对大楼原有系统进行摸查核实,对所有器件及天线等进行认真核查,检查是否与原有存档的文件相符合。对于部分格局发生变化的区域,根据现场覆盖情况,进行天线的增补。原有电梯内的覆盖,是采用八木天线安装在电梯井顶部和底部方式,天线间距很远,另外电梯覆盖原有采用八木天线,由于八木天线的频带无法覆盖到2GHz频段,因此考虑本次TD-SCDMA系统的电梯覆盖,采取重新布放馈线和宽频定向天线的方式。 信号覆盖方面:TD-SCDMA系统,需对大楼实现全覆盖;WLAN系统,主要覆盖办公区和会议室等重点区域,而电梯及地下室等区域,无需考虑WLAN的信号覆盖。 2.4 系统容量WLAN系统:工程设计上一般每AP接入用户数在20~30个左右应该比较合适。由于本大楼平层面积不大,对覆盖区域内的用户数进行估算,同时为净化信道环境,减低信道干扰,并结合实际工程经验,对于在办公区域,每两层楼采用一个AP来进行覆盖,基本能满足用户需求。对于特殊热点区域,如大型会议室等场所,可采用多个AP合路的方式来解决。如果要进一步扩大用户容量,可采用支持802.11g标准的设备,该标准下单个AP最佳最大并发用户接入数是75。 TD-SCDMA系统:采用BBU+RRU的方式,分布式基站使容量和覆盖能彼此独立来规划,使室内覆盖系统的规划变得简单,并且带来很大的灵活性。由于目前项目处于试点阶段,初期用户数目少,网络提供的业务相对简单,对容量要求不明显,主要完成室内的信号覆盖,本方案暂时对每小区配置3个载波。 2.5 系统共存时的干扰:在多网合一的室内分布系统的设计中,对系统间干扰的分析和抑制显得至关重要。根据前面的理论分析和计算,只要合路器的隔离度满足大于90dB,就可以采用合路器隔离的方式来抑制3个系统间的干扰。 3、结束语 多系统室内覆盖应重点考虑不同系统间的杂散和互调的影响,当系统较少时,可只考虑杂散指标的要求。考虑到工程成本、建筑物美观及特殊场景需求,多系统共用室内分布系统是未来的发展方向。 室内系统设计论文:基于光纤光栅探测器的室内温度检测系统设计 【摘 要】为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布,设计了光纤布拉格光栅测温系统。系统通过光纤网络对粮仓内进行大范围温度检测,利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。其中每个光栅的工作波长相互分开,经3dB的耦合器反射后,再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量,即可检测出仓内各处的温度。实验采用FBG封装的光纤、LPT-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过Origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图,同时与传统的测量方法K型热电偶的测量数据进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近,且抗干扰能力更强,满足粮仓内大范围温度监测的要求。 【关键词】光纤布拉格光栅;温度检测;光谱线性频移;粮仓 0 引言 温度检测在很多领域都有应用,生产厂房的温度检测、住宅区的室温控制、农业生产中温室大棚的恒温监控等。目前,国内外对于温度检测的主要方法有:热电偶型测温系统,具有结构简单,探测区域大的特性,而其属于接触式测量,易污染、精度较低。数字集成温度探测芯片,该温度探测器功耗低、体积小,常应用于单点探测,在多点位大范围测试中误差较大。除此之外,光纤测温器也是一个常见类型,其灵敏度高、适合远距离检测,但多路检测测量难度大、工艺复杂、价格高;半导体吸收式光纤温度传感器温度监测系统,其优点是将光纤仅用于传输,测量采用其它光学或机械的元件完成,监测被测温度的变化;智能(数字)温度传感器温度监测系统,其内部包含处理芯片,适用于测温位置在线处理的场合。我国传统的内部温度测量方法是直接将温度计插入粮食中检测,工作量大、效率低、精度差;除此之外,国内还有采用基于PN结或热敏电阻的温度检测系统[11],但其传统电路设计上存在干扰、滤波不稳定,线路复杂等问题。而测温电缆技术在实际应用中不但工艺复杂,且部分结构需要专用设备,十分不便。 相比之下,采用波长调制的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器[12-14]避免了温度测试信号受光源变动、光纤损耗等的影响;采用波分复用技术在一根光纤中串入多个布拉格光栅实现分布式测量,大大降低了系统复杂度;采用光谱线性频移的监测手段,测量精度高、范围广、分布密度大。本文在采用分布式光纤布拉格光栅结构的基础上,利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间的线性函数关系,提出了一种通过光谱线性频移反演分布式粮温的新方法,提高了检测精度、温控范围和温度数据密度。 1 温度探测系统设计 系统采用了一种新的分布式光纤布拉格光栅测温方法,即通过光纤布拉格光栅温度探测器对粮仓各处的局部温度进行监测。由于光谱线性频移程度与被测温度存在函数关系,即中心波长与被测温度之间呈线性关系。分布式光纤探测系统是可从整体上大范围地对被测物理量的变化进行监测的探测网络。本文采用的是分布式光纤布拉格光栅探测结构,根据系统性能,建立了粮仓的数学模型。处理器控制宽带光源发射探测光,通过耦合器进入多组光纤通道,每组光纤通道中设置光纤光栅探测器,在粮仓内网络式分布,从而获得粮仓内各处的粮温数据。回波信号经解调仪解调,将带有温度信息的数据传给处理器,经过处理器将粮仓各位置粮温数据显示在控制台上。 2 光纤光栅基本原理 在光纤光栅之前,将在平面光波导中沿入射光传播方向制作的多层介质结构,即布拉格光栅。光纤中的光栅反射实际上是一种层状介质的反射,由光纤中沿轴向分布的多层介质结构构成光纤布拉格光栅。 常用的电类温度传感器有热敏电阻温度传感器、热电偶温度传感器,其极易受外界的电磁干扰,会由于测量距离、辐射系数等因素导致测量精度降低。而光纤光栅温度传感器不仅具有普通光纤温度传感器的优点,还有光谱特性好、损耗率低及稳定性高等特点,且波长编码信息不受光源功率波动或耦合损耗等的影响。同时,在一根光纤中可设置多个光栅,使光栅阵列信息量大,结合波分复用等技术非常适合大范围的分布式网络化的粮温监测。 光纤布拉格光栅探测器中的宽谱光源可采用面发光二极管SLED或放大自发辐射光源ASE等,光传输及转换部分由光耦合器或光环形器构成。当光源系统发出一定带宽的光入射到光纤光栅后,由于光纤光栅对中心波长具有选择作用,只有符合波长关系的光被才会被反射,并再次通过光传输结构送入解调装置解调,最后解调光会体现出光纤光栅反射波长的变化特性。当利用光纤布拉格光栅原理检测粮仓内局部粮温时,由于粮温变化引发的光栅自身的折射率或栅距的改变会使反射波长产生相应的变化,最终对由解调器检测得到的波长变化推导计算即可求得相应位置实时的粮温数据。探测器获得的尖峰波长随着粮温的变化持续变化,探测器带宽是指光纤布拉格光栅反射峰对应的带宽,其检测精度越高,则带宽就越小,由于工艺水平的限制,一般在0.2-0.3nm之间。 3 解调仪 光纤布拉格光栅采用波长调制,对布拉格波长移动的检测获取粮温变化信息的重要步骤。目前国内外实用化的解调技术主要有:采用可调谐F-P滤波器和宽带光源扫描传感光纤光栅的反射谱;采用大功率可调谐窄带激光源对传感光纤光栅进行波长扫描;采用建立在色散元件和阵列相结合基础上的光谱成像技术进行波长分析。ASE光源发出的宽带光经过F-P(Fabry-Perot)滤波器,因为不同的扫描电压所对应的中心波长各有不同。在扫描电压的控制下,窄带光穿过F-P滤波器,其中透射光经耦合器的分光后,产生多个可与测量通道相接的光路,3个测量通道的反射光回波信号被光电探测器采集从而获得反射谱。这些反射谱都是电压信号,被放大滤波后传输给信号采集模块,最终导入计算机,从而解调出粮温信息。 4 结论 本文针对粮仓内大范围的粮温实时监测困难大,设计了基于光纤布拉格光栅测温原理的分布式粮温网络监测系统。系统根据光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,利用光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。实验采用LPT-101型光源、FBG封装的光纤及处理电路等获得模拟粮仓中的分布温度数据。通过计算光谱线性频移量及温度标定的方法获得对应处温度信息,再由Origin软件画出了被测温度与波长变化的关系图,与传统的K型热电偶单点测温方法进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测温法的精度满足设计要求,且具备抗干扰能力强,可获得大范围多点的实时粮温数据。 室内系统设计论文:高层建筑TD-SCDMA室内分布系统设计与优化探讨 【摘要】高楼林立是大都市的特色,而混凝土和金属材料的大量使用却使建筑物对无线信号产生屏蔽。因此室分系统在TD室内业务覆盖和性能指标中起着举足轻重的作用。本文主要针对高层建筑条件下TD信号的特点提出适合的室内分布系统的设计方案,并结合测试结果提出优化方案。 【关键词】TD-SCDMA室内分布系统高层建筑优化方案 一、引言 移动通信业务中,只占覆盖总面积的20%左右的室内,但却产生了70%的业务量。而建筑材料会对包括TD信号在内的无线信号造成屏蔽。高层建筑物的较低层,TD基站的信号较弱;而较高层,信号虽较强但杂乱,会出现干扰严重甚至没有信号的现象。 为解决上述问题,TD网络有必要引入室内分布系统以清除盲区,吸收室内话务量,改善室内通话质量。另外,TD室内覆盖方案还要考虑融合并充分利用楼宇内已有的2G或其它制式的3G室分系统。 二、室内覆盖技术特性 2.1空间损耗分析 TD的频段为高频段,衰落比GSM900大,本文选取2010 MHz-2025 MHz频段来计算TD与当前2G系统在室内环境的传播损耗差值。由于室内电磁波的辐射模式相对简单,采用自由空间模型。计算结果表明在自由空间里,TD的传播路径损耗约比GSM900高6.6 dB,比GSM1800高0.8 dB。 2.2天馈系统的损耗 在天馈系统中,如果原系统使用的馈线为7/8与1/2的组合,TD系统的综合损耗约高于GSM900系统2~5 dB,高于GSM1800系统约1 dB;如果原系统中含有8 D、10 D等馈线,则分别高出为5~8 dB和2 dB。 2.3遮挡物典型损耗值 TD信号传播能力差,深层覆盖不理想,TD网络将出现更多盲区和弱信号区。遮挡物损耗值如表1所示,从表1中可见,钢筋混凝土的遮挡损耗值最大。 三、室内分布系统设计 3.1设计技术指标 (1)无线覆盖区内可接通率达区内约90%,且MS在99%的时间里可以接入网络。(2)话音、CS64k、PS数据的块差错率分别在1%左右、0.1~1%及5~10%。(3)无线信道呼损不超过2%。 3.2边缘场强要求[1] (1)主公共控制物理信道载干比PCCPCH C/I≥-3 dB。(2)外泄电平在室外10米处的接收信号码功率PCCPCH RSCP≤-95 dBm。(3)无线覆盖边缘场强PCCPCH RSCP≥-85 dBm。 3.3功率配置方案 (1)信源采用PCCPCH信道功率进行功率预算,按32 dBm(12 W、6载波)进行功率预算。(2)PCCPCH信道功率在楼层天线口为5~10 dBm,在电梯天线口为10~15dBm。(3)单站RRU数量小于等于6个的,不采用光缆级联方式。(4)覆盖半径取6~10米。 3.4小区配置方案 (1)切换区域适中。如过大容易引起小区间的干扰,而过小不容易保证切换时间的要求。(2)室分系统小区切换到室外的宏基站规划在进入建筑物处;别的区域,则需要控制信号室内外相互泄漏。(3)楼层是室分小区边界,因而楼梯处即为切换带。(4)电梯内信号覆盖可与较低楼层共在一个小区或单独划分,与电梯外信号的切换尽量设置在电梯的门厅处。 3.5信源规划及设计 TD室内覆盖可选择的信源有BBU+RRU、光纤直放站、无线直放站三种类型。考虑到目前TD-SCDMA网络重点覆盖数据业务需求区域的建设策略,采用BBU+RRU作为信号源。另外,对于2G室内分布改造站点,BBU的安装位置应尽量接近原有2G信源设备(微蜂窝或光纤直放站),以利于方便引接原有的传输设备或传输光缆[3]。 3.6功率核算 (1)信源输出功率:PCCPCH信道功率(双码道)为32 dBm[3]。(2)边缘场强:普通建筑物PCCPCH RSCP≥-80 dBm C/I≥0 dB;地下室、电梯等封闭场景PCCPCH RSCP≥-85 dBm C/I≥-3 dB。(3)天线口功率≤10 dBm。(4)TD基站和终端间的最小耦合损耗应大于57.5 dB。 3.7切换区规划 (1)进出建筑物的切换:切换带在建筑物门口外5米以内非马路的平坦地面。(2)建筑物窗口处的切换:室分系统的天线可放置在近窗边位置,使室内小区尽量覆盖全部室内用户;或者通过改变小区选择/重选的参数,使用户优先选接室内小区;而建筑物高层的室内和室外小区则用单向邻区策略,也可以不配置邻区关系。(3)电梯间的切换:上下电梯的切换设在电梯口;用户在乘坐一台电梯的过程中无需切换。 3.8泄控制 要精确控制电信号的泄漏,可采取辐射功率小的多根天线。主要通过利用减小天线辐射功率、利用建筑物的屏蔽作用、合理选择天线布放位置来完成。使PCCPCH RSCP达到室外10米处满足≤95 dBm或室内小区外泄比室外主小区低10 dB[4]。 四、室内分布系统优化分析 室内分布系统有施工难度大,走线复杂,容易造成覆盖盲区等特点。因此很容易出现问题,从而严重影响网络质量。如果不预先防范,将对后期优化工作带来很大的障碍。 4.1室分系统问题定位 经过测试取样,室分系统出现最多的问题是信号在部分楼层与电梯间内无法覆盖。另外部分天线失效、电平泄露、乒乓效应等问题也偶有出现。经过进一步勘测和分析,造成以上问题的主要是RRU和馈线的原因。主要表现有: RRU配置不当;馈线、光缆或器件故障;RNC功率低。 4.2常见问题优化分析 (1)RRU故障类问题。RRU故障是导致室内无信号覆盖问题最主要的原因,造成RRU故障的主要原因则是RRU的配置不当,在确定正确配置RRU后问题如果仍存在,则可能是硬件问题或馈线故障。(2)馈线故障类问题。导致部分楼层无覆盖或者弱覆盖的第二个主要原因是馈线故障。在排除馈线故障时可以首先从馈线线头松动和规格不匹配这两个方面入手。(3)室内的小区切换问题。高层建筑的信号由于建筑物内的空间基本都是相对隔离的,信号分布状况相对复杂。在进行室内覆盖设计时,要选择人员活动较少的空闲的角落作为切换带。 五、总结 室分系统设计对TD网络建设具有意义重大。本文针对高层建筑内无线信号特点和业务需求,提出高层建筑室分系统在设计阶段应统筹考虑覆盖,切换等关键问题。然后根据测试结果发现室内覆盖出现问题的主要原因是信源、馈线故障以及小区切换规划设计。因此在施工阶段,要特别注意上述内容。另外网优人员也应及早介入室内分布系统的优化测试中,及时解决覆盖中遇到的问题。
工程技术论文:对工程技术与测量方法研究 1新疆坎儿井简介 坎儿井是维吾尔语“Karez”的音译。根据历史资料,新疆吐鲁番坎儿井出现在唐代,至今已有2000多年的历史[12]。吐鲁番坎儿井是新疆特有的文化景观,是新疆勤劳智慧的各族劳动人民,根据本地自然条件、水文地质特点创造出来的一种结构巧妙的特殊的地下水利工程设施,是在第四纪地层中自流引取地下水进行灌溉的水利工程设施,人们形象地喻之为“地下长城”。坎儿井在新疆主要分布在吐鲁番、哈密等地区,还曾在木垒、乌鲁木齐、奇台、库车、和田、阿图什等地区有过不同程度的分布,尤以吐鲁番地区最多[13],总长度超过5000km,它是与万里长城和京杭大运河齐名的中国古代三大工程之一。坎儿井集中分布在吐鲁番盆地的原因是和当地的自然地理条件不可分割的。吐鲁番是一个典型的环绕型盆地,其北面的博格达山的主峰海拔高达5445m,而盆地中的艾丁湖面海拔154m,该盆地的地形高差悬殊[14]。盆地山前倾斜平原地下水补给充沛,含水层透水性强、地形坡度为1/30~1/50,地面坡度自北向南逐渐变缓,恰好能使坎儿井水通畅流过[11]。吐鲁番是我国气候极端干旱、水资源十分短缺的地区之一,年降水量只有16mm,而年蒸发量可达到3000mm,夏季酷热少雨,可称之为是中国的“干极”[15,16]。但坎儿井水由地下暗渠输送,蒸发量较少,流量稳定,可以常年自流灌溉。聪明智慧的各族人民利用当地自身的这种地理位置优势,发明了地下河道———坎儿井。许多坎儿井至今为当地的农业生产和人民生活发挥着重要的作用。据吐鲁番地区第三次全国文物普查,吐鲁番盆地共有坎儿井1108条,但有水坎儿井的数量已从1957年的1237条下降到2009年的200余条。 2坎儿井工程结构 吐鲁番坎儿井是利用北高南低的地势,不需动力而将出山口或山前冲洪积扇区域水源地的地下水自流引出地表的一项古老人工水利工程设施。坎儿井由竖井、暗渠、明渠、涝坝四部分组成,参见图1。竖井的功能是在开挖暗渠时,通风出土、定位以及供施工与维修人员上下起作用。竖井分布疏密不等,上游比下游间距长,一般上游段间距约60~100m,中游段间距约30~60m,下游段间距约为10~30m。竖井的深度,一般越是靠近水源地,竖井越深,从上游至下游由深变浅,上游深度约40~70m,中游深度约20~40m,下游段深度约3~15m。其断面,一般长1~1.2m,宽0.8~1m[17]。暗渠是坎儿井的主要组成部分,根据功能的不同分为集水段和输水段。集水段的功能是当其周围的潜水位高出暗渠时,截取和汇集地下水,具备集水功能;输水段是暗渠输水通道,把集水段汇集的地下水引出地面。暗渠高度一般为1.7m左右,宽度为1.2m左右,长度一般为3~5km,最短也有数百米,最长的超过10km[18]。明渠是暗渠出水口至农田之间的水渠。明渠的功能是把从暗渠出来的地下水引入储水涝坝。涝坝是绿洲的心脏,又称蓄水池,其主要功能是调配坎儿井水,使坎儿井水得到充分利用。 3坎儿井工程勘探测量技术探讨 在坎儿井工程勘探测量技术研究当中,几何学和测量学是非常重要的。特别是长距离坎儿井的勘探和施工中,如果高差测量不准,母井、地下水位与出水口的位置就很难确定,同时竖井的深度也会出现误差,最终暗渠的贯通也会偏离,影响井下通水。所以,坎儿井的勘探工程技术中最重要的环节就是坎儿井工程勘探测量方法的确定。而坎儿井工程勘探测量主要包括测量母井位置和竖井深度。3.1母井位置的测量确定方法坎儿井工程勘探施工中,坎儿井位置的选定是很重要的。选择位置,首先要考虑在什么地方能挖出水来,其次要考虑坎儿井下游有没有可垦荒地。坎儿井的水源由当地坎匠们选定。这些坎匠们具有非常丰富的经验。他们所选的坎儿井源头一般出水量较大、水流通畅、源 :请记住我站域名/h1,表明地下水位高于出水口,若母井的位置基本确定为A点,则出水口B点能提供用水。如果h2h1为止。3.2竖井深度的测量确定方法图3是竖井深度确定方法示意图,为了保证坎儿井水流畅通,竖井深度要从上游至下游由深变浅。要知道各竖井的深度,坎匠根据确定的母井位置和母井深度,从母井位置开始向出水口方向进行竖井深度的测量工作。4.2.1第一口竖井深度确定方法母井深度确定以后,根据几何学矩形原理可以得出式(1)、式(2)(参考图3):h=h1+a(1)h1=h-a(2)式中,h是母井深度,a是母井与第一口竖井之间的地面高差,h1是第一口竖井的深度。3.2.2第二口竖井深度确定方法第一口竖井的挖深确定了以后,根据几何学矩形原理可以得出式(3)、式(4)(参考图3);h1=h2+b(3)h2=h1-b(4)式中,h1是第一口竖井的深度,b是第一口竖井与第二口竖井之间的地面高差,h2是第二口竖井的深度。3.2.3第三口竖井深度确定方法第二口竖井的挖深确定了以后,用同样的几何学矩形原理可以得出式(5)、式(6)(参考图3);h2=h3+c(5)h3=h2-c(6)式中,h2是第二口井的深度,c是第二口竖井与第三口竖井之间的地面高差,h3是第三口竖井的深度。余下的竖井深度的测量按以上方法以此类推。总之,无论是母井位置的确定方法还是竖井深度的确定方法都离不开高差测量。一条坎儿井的总长度一般在3~15多公里左右,竖井之间的距离也大概几十米左右,那么在古代没有现代测量仪器和测量工具的情况下,是用什么样的测量方法和测量工具完成3~15km之间的高差测量?下面本文将着重探讨古代坎儿井的高差测量原理和方法。 4古代坎儿井高差测量原理和测量方法 4.1高差测量原理及测量工具通过实地调查和访谈我们获取了一些涉及到坎儿井工程勘探测量中的高差测量方法、测量工具、测量术语等方面的资料。当时测量坎儿井母井与出水口之间的高差时,选用的方法是用容器盛水,利用水在静止时的水平面进行高差测量(如图4所示)。基本原理和现代水准测量原理相同,即利用水面提供的一条水平视线,并借助一定长度的木杆,来测定地面两点间的高差。首先将盛满水的容器(敞口盆)安置于两点之间,在容器内放置可以漂浮的玉米秸秆芯,玉米秸秆芯的长约10cm、宽2cm、厚1cm,在中间下部钉一个铁钉可起到在水面固定玉米秸秆芯的作用。测量时在前后测点分别放置两根木杆,木杆约长 3~4m,通过水面提供的水平视线,在木杆水平线高度所对应的位置上做标记,画黑线或者系红色带子,测出两木杆标记处的高度,取差值,即是两点的高差。高差=后视读数—前视读数4.2古代坎儿井高差测量方法因为坎儿井母井与出水口之间的距离较远或高差过大,不能安置一次仪器即可测得母井与出水口之间的高差,这时需要在直线方向上将两点(母井口、出水口)之间分成若干段,根据古代高差测量原理逐渐连续多次安置仪器,依次测得各段高差,而后将各段高差相加得出母井与出水口之间的高差。如图5所示,在地面上按一定要求选定一系列的地面点以相邻次序由出水口向母井方向进行测量。假设出水口位置为1,母井位置为n,我们要在母井和出水口之间逐次增加2、3、4、……n-1个辅助点,在辅助点间安置仪器,每安置一次仪器,测读前视、后视读数,测读后得到各段高差。现以三个辅助点为例,母井位置为5。 5结论 吐鲁番人的祖先正是用这种古代的高差测量方法,对坎儿井从母井到出水口间的高差进行了一步一步的测算,从而确定了母井的位置,并确定了竖井的挖深。他们将自己的丰富经验和这种古代测量方法相结合,用自己非凡的智慧在古代没有任何测量工具和仪器的情况下对坎儿井的整个施工过程进行了勘探和测量,最大限度地节约了重复开挖的人力物力,确保了坎儿井的施工开挖工作并保证了坎儿井的水流通畅。本文对吐鲁番坎儿井工程进行了工程测量技术方面的研究,并从测量学的角度探讨研究了古代人们构造坎儿井时用的坎儿井工程高差测量原理和测量方法。这不仅使坎儿井研究工作得以丰富和完善,更对探讨我国水利工程科技发展史、研究坎儿井的起源与传播有着重要的科学价值。 工程技术论文:对微化学工程技术发展浅谈 1 微化工技术的概述 微化工技术的应用,实现了反应时间的大幅度缩短,从几小时甚至几十小时缩短至几十秒,乃至几秒,而且反应容器的体积也得以缩小成为以升或毫升为单位的容器。微化工技术自形成以来,到如今仅仅经过了20多年的发展阶段,已经凭借其特有的魅力让我们对化工生产的前景充满了希望。如利用可直接放大而且具有较高安全性,能够比较容易控制反应过程的技术,改变化学工业污染重、能耗高的传统发展模式,实现绿色化工生产,提高化工生产的资源与能源利用的效率。化工过程中进行的化学反应往往会受到来自于传递速率或本征反应动力学的控制或者处于两者的共同控制下。 2 微化工系统的特点及优越性 2.1 有利于化学反应的精确控制 微反应技术的实现原理是对微管道中的连续流动反应的运用,从而准确控制物料在反应条件下的停留时间,而且这一方法的运用,明显减少了反应物的所需用量,因此反应时间大幅度缩短,而且显着提高了精度,从而能够将因在过程的反应时间内所产生的副产品清除掉。检测时间因微组合化学合成与分析系统的应用,将原来的2-3个小时缩短至不足一分钟,而精度却提高到仄摩尔(10-21mol)。 2.2 安全可靠 特征尺寸与火焰传播临界直径相比,相对要小一些,而且微通道具有很强的传热能力,从而为链式反应的顺利进行提供了条件。同时,也有效地抑制自由基爆炸反应。由于微化工系统的换热效率极高,再加上系统内存有能够滞留的物料,即使发生了自由基爆炸的情况,所造成的后果也属于可控范围内,从而促使在过去于常规设备内完成的具有较大危险的化学反应而不敢或不能进行的试验,得以实现。 2.3 小试工艺不需中试可以直接放大 将微反应技术应用于生产时,工艺放大的实现可以运用增加微通道数量的方式,而不能选择增加微通道特征尺寸。这样就有效减少了中间的试验放大阶段,提高了效率。由此可以看出小试工艺的突出优势在于最佳反应条件可以直接进入生产而不需要提前对其作出任何改变,有效解决了过去需要将常规反应器放大的难题。 3 微反应器的研究与应用 3.1 微反应器的设计 微反应器作为一个微系统,其复杂性可见一斑,而且设计当中覆盖了多个领域的知识,对知识的综合运用提出了较高的要求。由此可以看出,微反应器的各部件与微通道的制作都必须以精密的设计与研究作为基础和前提。微通道对于热交换和传递都有着重大的影响,因此存在着复杂的关系。微通道的直径数量级单位为微米,所以流体所在的容器为微米量级宽度的管道,一般情况下雷诺准数在几十到几百之间,粘滞力比惯性力大,流体为层流状态。 3.2 微反应器适合的类型 根据相关研究表明,微反应器只能运用于30%的精细化领域的有机反应当中,实现收率、选择性以及安全性等方面的提高。由此可以判断出,微反应并不是能够应用于所有类型的化学反应,其所具有的优势可以在以下化学反应中得以体现。 3.2.1 放热剧烈的反应。对于这类反应,运用常规反应器时,进料方式会选择逐渐滴加。而即使采用逐渐滴加,也仍然会出现局部瞬间过热的现象,产生一定量的副产物。而微反应器的应用,则能够及时将热量导出,从而精确控制反应温度。 3.2.2 反应物或产物不稳定的反应。某些反应物或生成物具有很强的不稳定性,即使在反应器中做短暂的停留,也会分解而降低收率。而微反应器的原理是连续流动,从而对反应物的停留时间加以精确控制,从而防止出现类似于常规反应器中的由于反应物或生成物不稳定而分解的情况。 3.3 微反应器技术的应用 微反应器技术在发展的过程当中,主要的应用范围是小试研究,应用的目的有改善工艺条件,实现催化剂筛选和反应动力学测定等。由于微反应器技术具有许多突出的优势,而被越来越多的化工生产作为第一选择对象。大量的欧洲公司和研究机构,特别是发展规模较大的化工和医药公司都在微反应器新生产工艺的开发与应用方面投入了大量的人力、物力和财力,而在我国该项技术还处于理论阶段,还没有关于工业应用的报道。 4 结束语 微化工技术发展至今,已经引起了国内外化工厂家或实验室的广泛关注,各国政府都先后制定了研究计划。然而,在实际的化工生产过程中,其应用案例还为数不多,业界还处于观望阶段。因此,对微化工技术相关基础的研究还需要不断深化,以提高其利用率。 工程技术论文:化学工程技术研究生培养对策 1传统培养方式的不足 传统培养研究生主要由学校根据教学计划进行培养,论文主要由指导教师根据自己的科研项目在实验室开展研究工作。由于研究生培养规模扩大和现有工程实践性教学资源不足,化学工程与技术专业研究生培养任务中面临三个问题[3]。 1.1研究生解决实际问题的工程实践能力不足 部分研究生只注重理论知识和考试成绩,参加社会实践活动及应用性研究工作很少,工程实践能力不足。本项目通过与企业合作,产学研一体培养,项目从生产实践中来,到生产实际中应用,既解决了研究生的实践问题,又锻炼了研究生的工程实践能力。 1.2多数教师研究课题脱离了工程实践 由于大学指导教师理论研究项目多,工程项目少,而且在研究经费紧张和实验设备不足的情况下,为了完成承担的研究生培养任务,不得不为研究生制定研究课题。虽然这些研究课题可以让学生通过毕业论文答辩,但研究生在三年中与社会接触的机会很少,工程实践能力弱,偏离社会,不能满足用人单位的要求。课题组通过与企业联合申报项目或由企业直接支持项目的形式开展产学研一体化培养,既加强了理论与实践结合,也培养了研究生工程实践能力和创新意识。 1.3生源多样性与实践教学资源不足的矛盾 近几年,招生数量增加较快,生源来自不同层次高校和专业,呈现出多样性,其基础和实践能力参差不齐。生源多样性与实践教学资源不足的矛盾,特别是没有中试车间和工程方面的实践条件不足制约了应用型创新人才的培养。本项目研究和实践发现,开展产学研一体化培养研究生,进行分类指导,充分利用了企业的资源,加快了培养合格研究生的速度。 2建立产学研一体化人才培养模式 从化学工程与技术专业人才培养出发,以产学研一体化人才培养模式构建为中心,有机整合和充分利用了产学研各自具有的教育资源、工程资源,较好地协调了产业、教学、科研及人才培养之间的关系,在培养高素质化学工程与技术专业人才方面取得了较为明显的成效。研究生培养实行1+2和2+1培养模式。专业基础课主要在学校完成,实践课程主要在企业完成。培养过程上主要体现为:校企“两个培养主体”、培养过程分为“两个阶段”,实行“双导师”制度。培养模式打破传统人才培养模式中培养主体学校单一化格局,企业参与到人才培养中来,在课程安排、培养计划、论文设计、学生就业等各个方面,企业与高校作为两个人才培养主体共同发挥作用。有效整合资源,发挥产学研多方优势,真正实现产学研联合培养人才,机制和模式是关键。根据学院和专业的实际,结合企业的性质和特点,产学研联合培养研究生的做法主要有以下方面。 2.1聘请企业人才兼任研究生导师,实行“双导师”制 聘请一些不仅具有扎实的理论基础和丰富的实践经验,而且关心教育工作,愿意为高校人才培养做出贡献的企业科技人员充实到导师队伍中来,这样不仅能够有效弥补自身师资的不足,而且能够加强高校和企业界的联系,也能够极大开拓学生视野。每位研究生都安排两位导师指导,一个来自东华理工大学化学生物与材料科学学院,一个来自企业。研究生从事的课题和论文是经过导师组选择认定、企业急需解决、企业导师能够指导的关键技术问题。近三年,东华理工大学化学生物与材料科学学院正式聘请10位企业高级技术人员或专家担任研究生导师。他们把行业研究的前沿问题、影响行业发展的关键技术难题以及国民经济发展迫切需求的科研项目直接交给研究生完成或带进学校,使研究生能近距离地接触技术前沿,参与国家重大科研项目和企业自主创新工程,极大地拓宽了学生的眼界。近三年,学院已经联合培养了研究生22名,目前还有12名硕士生在企业的研究生基地进行联合培养。 2.2以合作项目为依托联合培养人才 以项目为载体是产学研联合培养研究生的重要途径之一。过去高校和企业的合作大多以“点对点”的方式进行,合作项目较小,难以发挥群体优势和产生重大成果,对提高研究生培养质量的影响十分有限。当前,我们注重将高校学科集群和企业产业集群对接。通过这种对接,将能有效承担企业的科技攻关项目,或者联合申请科研任务,并以此作为相关学科研究生培养的平台和载体,创造学生参与科技创新的机会,增强社会责任感和历史使命感。例如,我们打破院系行政壁垒,组织精兵强将,整合师资和研究生资源,集中对接产业,已经分别和抚州三和医药化工有限公司、江西广虹化工有限公司,江西思派思香料化工有限公司、中核新疆天山铀业有限公司和连云港宏业化工有限公司等共同申请承担了科技部、江西省重大高新技术、教育厅产学研等项目。 2.3联合建立人才培养和科学研究基地 从2007年开始,以学校为主体,依 托研发能力较强的大中型企业、高新企业等有关单位,建设了一批研究生联合培养基地。“基地”以高校名义招收研究生,课程设置和学位授予在高校进行,而学位论文主要是企业的科研攻关任务,研究生论文主要由企业导师指导并在“基地”完成。高校在企业高级研究人员和技术人员中遴选导师,企业导师享受高校导师同等学术待遇。研究生不仅增强了对企业的了解,而且提升了自身创新能力,研究生每人都参加校企合作项目,大大提高了研究生的培养质量,人均2篇以上,被SCI或EI收录论文1篇以上,就业率100%。 2.4评价方式 产学研一体化研究生培养模式中,评价的重心也由学校转移到学校、企业和社会共同评价,课程设置、人才素质、论文质量、工作能力等方面的评价,在很大程度上要看是否适应企业技术应用和科研开发的需要,是否有利于企业的人力资本积累和开发。理论学习和实践应用在人才培养过程中的比重将有所调整,对人才的考评方式将出现多样化。为实现人才培养目标,除笔试之外,还可以有面试、实验、项目开发、模型(程序)设计、案例操作等各种行之有效的评价方法。企业对联合培养的研究生实行书面鉴定的方式,参与研究生的评价体系。 3实行产学研一体化培养模式的效益 3.1与企业合作共建,吸纳了社会资源,弥补教学资源的不足 截止目前,学院已与抚州三和医药化工有限公司、江西广虹化工有限公司,江西思派思香料化工有限公司、中核新疆天山铀业有限公司和连云港宏业化工有限公司等5家企业建立了研究生联合培养基地、就业实训基地,充分利用了企业的大量仪器设备、车间、实验场所等开展教学实训、科技开发和研究工作,大大改善了教学和科研的资源不足的状况。同时企业又为学生提供生活补贴,例如抚州三和医药化工有限公司免费提供吃住,还给每人每月500元的生活补贴,减轻了学校、指导教师和学生的压力,促进研究生安心学业和研究工作。 3.2根据产业需求,开展科学研究与开发,提高了教师业务能力 科研工作以产业或企业需求为导向,指导教师面向化学、化工、制药产业发展申报各类科研项目,促进了面向企业积极开展技术转让、技术咨询、技术服务等活动。教师业务能力在科研活动过程中得到了较大提高。例如课题组与抚州三和医药化工有限公司、江西广虹化工有限公司等企业共同申请到科技部科技人员科技入园项目2项,申请到江西省教育厅产学研项目1项,企业合作项目5项等,先后有5项科技成果的转化,实现工业产值6000多万元。同时也促进了教师的基础研究能力,目前教师主持和参加国家级基础研究项目10多项,省级项目10多项。 3.3针对企业生产实际,调整教学内容和方法,促进教学改革 通过产学研结合,改变了以往任课教师重理论、轻实践、单一教学的局面,更新了教学观念,丰富了教学内容,提高了教学效果,促进教学水平提高。根据企业生产实际,不断调整实习实验内容,学院和企业实验室全部为研究生开放。例如为提高研究生动手能力,利用学校和企业实验条件,新开了《合成设计与实验》、《高等有机实验》等选修课。聘请企业技术人员为学院实习课指导老师,具体指导研究生在企业的课程实习。 3.4研究生的综合素质有了显着的提高 通过产学研联合培养,不仅培养了研究生的实践能力,加快学习与生产的结合,巩固了学生的基本技能,提高了实际操作能力,使其在毕业后能较快地转换角色,适应工作,将所学的知识和技能用于实际生产,而且研究生通过参加教师科研项目,激发学习积极性,思维受到系统训练,知识面得到扩大,科研创新能力得到增强,为从事科研工作和进一步深造奠定坚实基础。企业为研究生提供大量课题和训练计划,让研究生参与解决生产实践、产品研发中的实际问题,有效地培养了学生的工程实践能力。 3.5产学研联动,推动学生就业工作 产学研一体化的培养模式,为研究生实践能力培养提供了必要条件,巩固了学生的基本技能,提高了实际操作能力,使学生更快适应工作,将所学的知识和技能用于实际生产。通过产学研联合培养,服务企业,获得了企业的认同与支持,拓展了研究生就业基地建设,连续3年每年平均有5名以上的研究生到相关企业工作,而且很快就成为企业的骨干,如2009年毕业的刘某现在已担任抚州三和医药化工有限公司技术科副科长。产学研联合培养的毕业生初次就业率即达100%。 3.6企业得到了智力支持,促进了企业的科技创新和可持续发展 通过产学研合作,一方面企业不仅可以获取知识和技术,并且还可以获得与其它企业交流的平台,挑选优秀毕业生等。另一方面在合作过程中,企业内部员工也获得学习和培训的机会,从而提高自身的素质。企业利用产学研合作开展技术创新,增加了自身的价值,进而推动产业升级,促进当地经济发展。经济越发展,技术开发机会越多,产学研合作实体就会吸引更多的研究项目和投资,如此形成良性循环,实现大学、企业、当地经济共同发展。 4结论 发挥产学研各方优势联合培养研究生,是迅速提升研究生创新水平和实践能力有效途径,是提高研究生培养质量的必由之路[4]。但是如何充分发挥产学研联合培养模式的作用?一定要根据企业需求和研究生培养自身客观规律,充分发挥企业和高校各自的优势,建立科学有效的质量保障机制和评价机制,才能保证产学研联合培养研究生的可持续发展。 工程技术论文:工程技术专业培养模式探究 一、建筑工程技术专业“3+2”中高职衔接项目的必要性与可行性分析 1.项目必要性分析(1)社会需求要求建筑工程技术人才素质不断提高。建筑业是我国国民经济的支柱产业,21世纪是中国建筑业产业成长和体制变革的关键时期,建筑业具有广阔的发展前景。无锡作为长三角地区的一个重要城市,近年来建筑业也一直保持稳定发展的趋势。无锡房屋和土木工程建筑业企业242个、建筑安装业74个、建筑装饰业85个、其它建筑业46个,占比分别为54.1%、16.6%、19.0%和10.3%,可见建筑工程技术专业毕业生在市场有很大的需求空间。在对企业的人才需求调查中,无锡市场的调查统计分析,对各种层次学历的需求选择:研究生10%、本科生42%、大专生34%、高职生39%、中专技校生3%,除了本科生以外,对高职毕业生的需求达到第二位。由此可见,市场需求人才素质不断提高,中专生在市场上已经基本没有一席之地,中专学校要寻求发展,中专生要适应市场,就需要进一步提高自己的学历水平及专业技能。(2)满足学生自身发展需求。调查表明:近70%的中职生希望升学,这是中高职课程衔接的现实要求;不希望升学的只有14%,还有16%的中职生对升学的态度不明确。随着年龄的升高,希望获得继续学习机会的学生数量呈现上升趋势。当前我国建筑工程技术人才的培养,主要分为3种学制:中专、五年制高职、本科及以上教育。中专教学模式具有周期短、学生的基本操作技能较为熟练的优点;但学历层次偏低、专业知识局限等弊端,学生通过建造师职业资格考试通过率低,在长三角经济发达地区,就业前景堪忧。五年制高职,具备建筑工程技术专业必须的文化基础与专业理论知识,掌握建筑工程施工与管理等技术,具有本专业岗位综合职业能力,适应社会主义现代化建设需要的高素质技能型专门人才。作为建筑工程技术专业人才培养的的职业学校,让中专毕业生有条件进入高职,进一步接受职业技能学习,具有不可推卸的责任。(3)拉动中等职业教育发展的需要。江苏作为“经济大省”“职教大省”“人口大省”,无锡作为江苏省的经济发达重要城市,随着建筑行业的发展,中职建筑工程技术专业学生已经满足不了建筑行业的需求。开展中高职分段培养,可以充分发挥中高职院校的各自优势,深化中等专业学校教育专业建设,人才培养模式改革,课程和教材建设和管理水平,进而拉动中等职业教育的发展,增强中等职业教育服务经济社会能力。2.项目可行性分析(1)人才培养的良好声誉为项目提供了良好背景。江苏省无锡汽车工程中等专业学校建筑工程技术专业有40年的办学历史,拥有雄厚的师资队伍,配备教师19人,其中高级职称6人,双师型教师68.5%,具有国家一级建造师、造价工程师等职业资格5人,技师1人,高级考评员1人,测量放线高级工5人,砌筑高级工1人,以及理实一体化实训室,建筑工程实践场所,为无锡及周边城市输送了大量的建筑工程技术人才。无锡城市职业技术学院配备教师25人,正高职称2人,副高职称2人,双师型教师84%,具有国家一级注册结构师、一级建造师、造价工程师、设备工程师等职业资格12人,每年建筑工程专业的招生人数都在2000人以上,培养出来的学生,均在无锡及周边城市有良好的就业环境。(2)长期合作关系为项目奠定了坚实基础。江苏省无锡汽车工程中等专业学校与无锡城市职业技术学院在合作方面是有一定基础的。首先,两校在地理位置上同处无锡藕塘职教园,两校仅仅是一路之隔,在平时的学术交流中,经常有教师、学生之间的互动。在技能大赛、高级工考试等方面,相互配合,提供便利;在教学设备方面,也存在着共享。长期的合作,奠定了两校“3+2”中高职衔接教学项目的坚实基础。 二、建筑工程技术专业“3+2”中高职衔接教学项目实施过程中有效衔接 从“衔接”的概念层面上,“衔”有连接的涵义,“接”有靠近、相迎、连续等意。为更好的实现“3+2”中高职衔接教学项目目标,完成对中职学生的培养以及进入高职阶段专业技能的提升,进行了如下有效衔接措施。1.人才培养目标的有效衔接培养目标衔接是构建课程衔接体系的起点。中、高等职业教育在培养目标上主要从行业的 职业岗位不同要求及相应规范中去确定,两者有许多共性,例如,两者都具有职业性、实用性、技能性等特点。在侧重点上中等职业学校重点培养技能型人才,高等职业院校重点培养高端技能型人才。(1)“中职学段”人才培养目标。培养能适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,在工程建设生产一线从事建筑施工、工程造价、工程监理的高素质劳动者和中级技能型专门人才。学生完成本学段学习时取得本专业中专学历证书。(2)“高职学段”人才培养目标。培养拥护党的基本路线,德、智、体、美全面发展,面向建筑行业,具备建筑工程技术专业必须的文化基础与专业理论知识,掌握建筑工程施工与管理等技术,具有本专业岗位综合职业能力,适应社会主义现代化建设需要的高素质技能型专门人才。学生毕业时取得本专业大专学历证书。2.人才培养规格的有效衔接人才培养的规格是培养目标的具体细化,中职校的专业教师和行业企业技术人才全程参与中、高职衔接的专业人才培养方案的制定,共同探讨企业对专业人才的需求,就业岗位在中、高职两个阶段应具备知识、能力和素质结构,构建课程体系,以此确定人才培养规格,确定教学内容(见表1)。3.课程设置及课程标准制定的有效衔接中高职课程衔接是中高职衔接的关键。课程是随着社会的发展而演变的,课程衔接不只是两个教育层次教育内容的衔接,同时还是两个教育层次的教育进度及总体安排与设计的衔接。课程衔接还要考虑课程的动态性,即影响课程的内因和外因发生变化时,课程衔接能够很好地保持跟进,从而是课程衔接即体现出合理的层次性,又体现出良好个过渡性和连贯性。中职与高职合作制定相互衔接的课程标准,确定科学合理的教学顺序和实施路线,既要避免中、高职课程内容的重复,又要拓宽和加深课程内容,真正实现课程内容衔接的连续性、逻辑性和整合性。文化基础课程注意中、高职层次知识点的有机融合,以适应其渐进性学习和终身教育的需要。中职阶段注重基础素质教育,高职阶段注重学生知识、技能和职业素养全面培养,提高学生可持续发展能力。专业课程根据学生的实际接收能力及学生的就业走向,对教学内容进行适当的增减,并在最大限度的完成两校多门不同专业课程标准的共同制定(见表2)。4.职业资格证书考核有效衔接职业资格证书是对学生就业能力的直接反映,也是职业毕业生最吸引企业的一个重要环节。加强中高职职业资格证书的考核衔接,是有强的现实意义。分段完成职业技能培训。(1)中职阶段。取得全国计算机一级B级证书(或NIT考试证书);至少一种建筑工程技术专业相关技术工种(测量放线工、砌筑工、钢筋工、建筑CAD)的中级工技能证书。(2)高职阶段。江苏省普通高校英语应用能力证书;至少一种建筑工程技术专业相关技术工种(测量放线工、建筑CAD等)的高级工技能证书;至少一种建筑工程技术专业相关技术岗位资格证书(施工员、质量员、安全员、造价员、资料员等)。5.教学模式的有效衔接中职和高职,在培养模式上都突出操作性、实践性的职业教育特色。如突出职业能力培养的课程标准、“双证书”毕业要求、与行业企业的密切联系、双师型师资队伍建设、实训基地的建设等等,都是共性特点。因此在教学过程中,注重两校教师在教学模式方面的交流。以项目式教学为主,在教学中,注重引用真实的工程案例,教学过程注重行动导向,工作工程,为企业服务,方法中注重学生的主体地位,注重教师与学生的互动等,提高学生的学习兴趣,提高学生学习内容与企业的无缝对接,培养学生的终身学习的理念和能力。目前我国已经基本形成了学历教育与职业培训并举、形式多样、灵活开放、有中国特色的职业教育体系框架,因此,现代职业教育体系的建设是要在现行体系和制度的基础上,找准切入点,建立有效制度,解决各级各类教育的衔接与沟通这一关键问题。随着全民教育的发展,全民文化水平的提高,中职毕业生的继续深造也成为社会发展的需要。所以,中职与高职的衔接就成为必然。只有重视并针对中高职不衔接问题采取有效对策,才能使整个职业教育系统充分发挥整合功能,促进社会公平和人的全面发展,也能真正增强职业教育的吸引,实现中高职教育有效衔接。 工程技术论文:工业和化学工程技术的发展特征探究 1、化学工程技术与化工工业的联系 化学工程技术支持着化工工业的前进与发展,化学工程技术从理论到实验,再到实践,最后投入生产成品,是必不可少的一个环节。然而,从实验室到工业生产,特别是大规模的生产,需要解决装置的放大问题,其直接影响企业工业生产规模的扩大及经济利益的增加,装置放大可以节省资金,减少不必要的消耗,节省劳动力。但是要考虑到,装置放大过程中,物流的一系列物理过程的相关条件很可能改变,达到的某些指标通常低于实验室的小型技术设备产生的结果。这种起源于放大过程的效应被笼统称为“放大效应”,包含很多已知及未知物理因素的影响。现代化工对于一套装置一年的产量,一般情况下按照目前的工业生产规模可以达到大于或者等于数十万吨,大规模的生产使其面临工程方面的问题,且在指标方面也有所降低,这对于工业而言会造成较大的资金损失。化学工程技术的进步,主要体现在新产品及工艺的不断创造,而这些都需要借助化工工业,除此之外,还需合理的经济和技术。就上述情况而言,凡是关于工业化的东西,一般情况下都归属于化学工程的研究范畴。在日常生活中,化学工程无处不在。如[文秘站:]:烟筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物质,需要经过严格的处理,才能对外排放,以防污染生态环境。在实验室达到要求后,要在工业规模中实现大量烟气的净化,就必须考虑大规模净化的经济性和可行性,要考虑的问题与实验室研究不同。又如,化工工业生产中, 要求以十分纯净的产品为原料,对实验室操作来说,这比较容易达到。对大型生产装置的要求是,消耗低而且经济方面可行,这表明课题存在很大的不同之处。 2、化学工程的研究对象及复杂性 化学工程是以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化学工业中的物理变化和化学变化过程及其有关机理和设备的共性规律,并将之应用于化工装置的开发、设计、操作、控制、管理、强化以及自动化等过程中,在化工工艺与化工设备之间起着承上启下的桥梁和纽带作用的一门工程技术学科。一般情况下,化学工程的对象的情况较为复杂,具体如下:首先,该过程自身具有一定的复杂特点,包括化学与物理,而且两者经常发生,彼此影响。其次,物系方面较为复杂,流体与固体,或者兼而有之。流体特质变化较大,如有低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。最后,物系流动时边界复杂,由于设备的形状较为多样,而且其在填充物方面的形状也不正常,如催化剂、填料等,使得设备在流动边界方面的设置较为复杂而且在确定方面不准确。 3、化工工业的现状及发展 目前从形式上看,现代的化学工业经历了单元操作和传递原理与化学反应这两个发展阶段,正准备走向一个新的阶段。但种类多样、制造过程复杂以及生产产品款式较多,造成排放物复杂、量多及危害大,因此,目前化工工业应重点关注污染问题。与此同时,在加工、贮存、运用或者处理化工产品时应防止操作对环境生态以及人类健康造成危害。在化工生产中应遵循国家可持续发展战略,制定正确的方案。随着我们国家科学技术的快速发展,各行各业进行生产都要接触化学工艺,涉及制药、石油、材料、能源等行业的发展和污染问题,这都是现代化学工业需要面对的问题。目前,我国的化学工业经过了半个世纪的发展,已经形成了门类比较齐全,品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。2001 年全国国有及规模以上非国有企业的石油加工工业和化学工业总产值达到10990.6 亿元人民币,占全国工业总产值的9.8%,实现利税747.8 亿元,石油和化学工业企业13765 个,资产总额13344.2 亿元。我国化学工业获得长足进步的同时,环境保护工作也不断得到加强。但是化学工业在实施可持续发展战略过程中,仍存在不少问题和障碍,严重制约着我国化学工业的发展。 4、机遇与挑战中的未来 首先,在耗能上要不断的提高能源的综合开发和综合利用,降低能源损耗,最大化的开发能源的利用价值,提高其产品的附加值.同时注重能源供应区和消耗区的联系,结合能源产品的消费市场,规划最佳的化工工业园区的建设基地,其次,化工工业要进一步加大科研投入,增强化工行业的技术水平,提高化工工业产品层次,促进化学工程技术的发展和创新,为能源的高效利用提供更可靠、更有利的支持,再次,大力培养化工工业方面的高层人才,提高化学工程技术的科技成果,使我国的化工工业达到世界领先水平,确保综合利用和可持续发展的实现。 5、化学工程技术的发展 5.1 化学合成等技术的发展 化学合成技术的发展有利的促进了化工工业的发展,首先,新的合成方法和催化方法加强了物质改变的的速度和效果,使通过化学方式转变的物质更符合人们的要求,同时,利用太阳能等合成手段,节约了能源,促进了新能源的开发和利用。其次,一锅合成法简化了原有有机合成的复杂程序,使物质的合成更加高效,同时又避免了许多中间物质的产生,减少了化工生产中的污物排放,促进了合成技术的清洁、环保、再次,生物化工合成法的发展,进一步提高了化工产品的技术含量,并为我国化工产业的进一步发展鉴定了基础。此外,绿色化学技术的发展引领了绿色合成技术的发展,这种合成法极大的降低了化工合成过程的污染,对环境保护起到了积极的作用。此外,化学分离技术的发展提高了化工产品的纯度,增加了产品的层次和技术含量,增强了产品的国际竞争力,随着这些化工工艺的发展,我国的化工工业的强大指日可待。 5.2 环保 化学工程技术的发展 随着人们对环境保护意识的增强,化工工业环保技术得到了很大的发展,在追求产品利润的同时,提高了能源的综合利用和变废为宝的实施。首先,新型能源技术的发展为环保化工拓宽了道路,如燃料电池的使用提高了能源使用的洁净、方便、高效,又如废物回收技术的发展使很多废弃的、有污染的物质变为有利用价值的商品,比如垃圾油的深加工技术,可以使废弃的油脂变为燃料、洗涤用品等,其次,本着绿色、环保的理念,化学工程的技术进入了绿色时代,在化工行业不断的完善技术、创新开发的过程中,坚持了以人类的健康为基础的开发、发展理念,实现了化学污染的源头堵截,确保了化工生产过程的清洁、环保。 5.3 化学工程技术设备方面的发展 曾经,技术、化工设备的相对落后,不但阻碍了我国化工工业的发展,还使我国的化工行业在全球经济危机中遭受重创。因此,我们更深刻的认识到高端技术和先进的化工设备是化工工业发展和强大的保证,在化工设备的发展中,其技术发展方向以综合利用提高能源开发率为目标,目前我国新型的化工设备已经可以实现一台设备的不同功能使用,而且使用可选率高,产品质量有保障,且达到了节能、环保的要求。 6、 结语 综上所述,通过对现有化学工程技术的分析, 研究其技术热点,从而经过理论分析,判断未来化学工程技术的发展态势。化学工程技术与化工工业的结合,是化学工艺造福人类的前提,只有两者很好地结合,才可以推动社会进步。由于化学工程往往涉及污染问题,因此应从化学工程技术角度分析,从而最大限度地降低化工技术对环境的影响。 工程技术论文:应用安全人机工程技术提高中小企业安全生产水平 【摘要】本文对我国中小企业的划分标准进行了界定,简单回顾了我国中小企业的发展历史,阐述了中小企业在我国国民经济与社会发展的地位,对中小企业的安全生产现状进行了总结,指出了其存在的问题,并对应用安全人机工程技术促进我国安全生产,提高中小企业职业安全健康管理水平进行了阐述。 1.中小企业简介 我国中小企业为数众多,占全部企业数量的99以上,据统计,1997年我国独立核算的工业企业中,大型企业数量占1.5,产值占39.6,工业增加值占43.9,资本金合计占51.2,产品销售收入占42.9,利税总额占60.8;与此相对应,中小企业上述各项指标分别为数量占98.5,产值占60.4,工业增加值占56.1,资本金合计占53.1,产品销售收入占57.1,利税总额占39.2。中小企业越来越受到关注,大力发展中小企业使之成为拉动经济稳定持续增长的另一部引擎越来越成为共识。 1.1.我国中小企业概念的界定标准 我国企业规模的界定标准,建国以来历经四次调整。五十年代,企业规模的界定主要以企业拥有的职工人数来划分。1962年,我国企业规模的界定指标调整为按企业的固定资产价值划分。1978年和1988年两度的《大中小型工业企业划分标准》规定,凡产品单一的行业,能以产品生产能力划分的按设计生产能力或核定生产能力划分;凡产品品种繁多,难以按产品生产能力划分的则以固定资产原值作为划分标准,有特殊规定的除外。我们现在实施的仍然是1988年的界定标准,该标准规定:(1)凡生产产品比较单一的企业,一般以生产能力的大小作为界定参照系,例如钢铁联合企业,年产钢在100万吨以上的为大型企业,10万——100万吨的为中型企业,10万吨以下的为小型企业;煤炭开采企业,年产原煤500万吨以上的为大型企业,200——500万吨的为中型企业,200万吨以下的为小型企业:汽车制造厂,年产汽车5万辆以上的为大型企业,0.5——5万辆的为中型企业,0.5万辆以下的为小型企业;此外,炼油厂、手表厂、水泥厂等也都是以产品的年产量为标准进行规模界定:(2)对有些习惯以生产设备数量的多少来界定企业规模的仍按生产设备数量为参照系,例如发电厂的装机容量在25万千瓦以上的为大型企业,2.5——25万千瓦的为中型企业,2.5万千瓦以下的为小型企业:棉纺织厂的纱锭在10万锭以上的为大型企业,5——10万锭的为中型企业,5万锭以下的为小企业;(3)对产品、设备比较复杂的企业,以固定资产原值数量为参照系进行界定,例如通用设备制造厂,固定资产在3000万元以上的为大型企业,800——3000万元的为中型企业,800万元以下的为小型企业。目前对企业的规模的划分中还习惯用“大中型企业”和“中小型企业”,即将中型企业中的中上部分与大型企业组成“大中型企业”,将中型企业中的中下部分与小型企业组成“中小型企业”。 1.2.中小企业在国民经济与社会发展中占有重要地位 由于可以获得的统计资料的限制,无法直接把中小企业对国民经济发展的作用数量化。但可以以迂回的方式解决这一问题。改革开放以来,我国的经济成分可以划分为国有和非国有两大部分,而从非国有经济的规模构成看,按我们现在的企业规模分类标准,只有1731家大企业,其余都属中小企业。同时,非国有中小企业又是整个中小企业群体中最具活力、对经济增长贡献最大的部分,以它为代表更可以反映中小企业对经济发展的重要性。因此,可以用关于非国有经济的统计数据来推断验证中小企业在经济发展中贡献。 从1978——1995年,我国GDP平均增长率为10.83,其中国有经济贡献率为9.54,集体经济为13.5,其他经济成分为55.89,1996年全国GDP增长了9.7,国有企业仅增长6.1,其他非国有经济增长14.2;1996年我国全部社会零售总额中,国有经济只增长2.8,集体经济增长17.7,其他经济增长33.9;从工业产值的创造看,1996年国有经济产值减少2859亿,非国有经济增加10560亿,不仅弥补了国有经济的下降部分,也使工业总产值维持了7700亿的上升,成为新增产值的唯一贡献者。 中小企业数量多,主要聚集在劳动密集型产业,虽然每个企业雇佣的人员有限,但作为总体,其就业容纳能力相当突出,尤其是在经济发展的初级阶段,中小企业对解决就业的贡献更为明显。非国有经济的迅速发展为中国农村剩余劳动力、城镇新增劳动力和国有企业富余劳动力的就业提供了重要渠道。1983年国有经济提供的就业机会还占将近六成的比重,到1997年,国有和非国有经济对就业的贡献正好对调了位置,国有占四成,非国有占六成。 以中小企业为主要存在形式的非国有经济通过多种要素组合方式,利用国内外各种资源,特别是引进外来资金、技术和管理方式发展我国经济。国家不再是唯一的投资者,投资力量的加强是带动改革以来高速经济增长的重要力量。从总投资额的变化看,国有经济的比重由1980年的81.89下降到1997年的52.49,虽然仍维持半数以上,但 非国有经济以更快的速度增长,经过十几年的追赶,投资力量已经基本与国有经济持平。由于单一所有制形式被突破,在国有经济身旁逐步发展壮大的非国有经济使国有经济的弊端凸显,推进了国有经济改革的进程。 非国有经济在实力不断壮大的过程中对中央和地方财政的贡献也越来越大。1978年,非国有经济对国家财政收入的贡献度仅为13.02,到1995年己达到28.85。在部分地区,特别是在改革开放较早、非国有经济发展较快的东南沿海地区,非国有经济对地方财政的贡献更大,以福建省为例,1994年工商税收的50.5由非国有经济提供。 高新技术中小企业是中小企业中的佼佼者,它们在依靠科技创新获取高额经济效益的同时,也创造了良好的社会效益,成为重要的利税贡献者。“中关村”是我国高科技产业的聚集地之一,中小企业是中关村实验区的主角,如果将中关村的企业按规模大小分为三个世界,联想、四通和方正组成第一世界,1996年创利税3.42亿元,46家中型企业组成第二世界,1996年创利税15.96亿元,其余的4000多家小企业构成第三世界,1996年创利税4.47亿元,可见中小企业作为整体对国家和地方财政带来的贡献远大于大型企业。 2.我国中小企业安全现状 改革开放以来,中小企业是发展最迅猛的经济力量,为国民经济的高速增长做出了突出贡献。但中小企业由于工业基础薄弱和安全技术落后,事故隐患多,作业环境差,工伤事故和职业危害相对也最为严重。这些问题如不能得到及时解决,不但会限制中小企业向高层次的进一步发展,而且对整个国民经济与社会发展都会带来重大影响。 众所周知,煤矿是我国伤亡事故最为严重的行业,据国家煤炭工业局初步测算,全国煤矿一次死亡10人以上的特大事故每年约在70起左右,平均5天发生一起。1996年,我国当年产煤13.74亿吨,死亡10,015人。而美国每年生产标准煤9.6亿吨,死亡38人;俄罗斯产煤2.6亿吨,死亡172人;印度产煤2.9亿吨,死亡137人。与其相比,我国百万吨死亡率高出十几倍。此外,死亡事故损失每年也约在15亿元左右;全国煤矿尘肺病患者达12.1万人,医疗费用每年约为12亿元。而中小煤矿(主要是乡镇办或私人办)则更为严重,重(特)大事故频率高,死伤人数多,职业危害也十分严重。在1998年10月1日至12月17日仅两个多月的时间内,我国连续发生一次死亡10人以上的重(特)大事故20起,死亡504人,这其中几乎都发生在中小煤矿,当时严峻的形势引起了国内外的震动和广泛关注。在全国7.3万个乡镇煤矿中,无证煤矿有2.2万个(约占30),未实现“五消灭”(即消灭独眼井、自然通风、井下明火照明、明火放炮和明刀闸开关)的矿井有4.7万个(约占64.5)。正是在这种情况下,才导致乡镇小煤矿恶性事故频频发生。乡镇小煤矿的原煤产量已占全国煤炭总产量的近50左右,而事故死亡人数则占到全国煤炭行业总死亡人数的3/4以上,其百万吨原煤死亡率为地方国营煤矿的2~3倍,是统配煤矿的10倍以上,尤其是3人以上的重大事故和10人以上的特大事故的发生频率和死亡人数更是远远高于地方国营和统配煤矿。仅以1995年为例,乡镇小煤矿全年共发生3人以上的重大伤亡事故418起,死亡2,493人,分别占全国煤炭重大事故起数和死亡人数的79和74。 乡镇小煤矿机械化程度低,生产方式落后,劳动强度大,生产效率低,从业人数多,且大部分职工长时间在含有高浓度的有害物质的作业场所工作,主要职业危害因素是粉尘(煤尘和岩尘)和噪声,加之缺乏基本的防护措施,因此乡镇小煤矿的职业危害十分严重,尤其是尘肺,表现在发病工龄短,发病年龄小,病程发展快,发病率高。 对乡镇煤矿的调查结果表明,在全国30个县选择代表性的乡镇煤矿,测定不同采煤和煤层掘进面的煤尘浓度以及岩层掘进面的岩尘浓度,在93个测定点中,仅有23个测定点达到国家卫生标准要求,占测定点总数的25,可见乡镇煤矿作业环境中的粉尘危害十分严重。对北京等15个省(市)30个县的调查结果显示,在所调查的127个乡镇小煤矿作业点中,岩尘、煤尘、噪声三种作业环境的不合格率平均为82。我国现有乡镇煤矿职工200万人以上,按有害环境作业从业人数占现有从业人员总数的86.6计算,有约173万以上的工人暴露在煤尘、岩尘和噪声超过国家卫生标准的危害环境之中工作。 中小型非煤矿的伤亡事故和职业危害与煤矿一样严重,岩石落顶、井下水患、高温热害、职业中毒、尘肺病等的发生率都明显高于同类大型矿山企业。近年来,非煤矿的一次死亡3人的重大事故中几乎都发生在中小型矿山,在江西某地的小金矿中,尘肺病的患病率高达50;在另一个仅开采十几年的小金矿中矽肺患病率竟高达90以上,除矿主外几乎无一人幸免于难! 在国内外建筑业都是事故多发的行业,我国建筑行业工伤事故发生频率很高,居非矿山企业首位,占35左右,但事故主要还是发生在中小企业,估计每年在建筑业死亡3,000人的事故中,70以上是发生在乡镇建筑企业。目前我国中小型建筑企业大约有80万个左右,从业人数近1,600万,其中还不包括大量的流动工。有的中小型建筑企业从业人员缺乏专业知识技能,施工机械设备陈旧、简陋,大多为手工作业,未经过最基本的安全培训,违章操作、冒险施工屡见不鲜,事故隐患十分突出,工伤亡率很高。这种状况不但威胁建筑工人的生命与健康,而且由于工艺水平低下,施工质量不良,还经常造成建筑质量事故,导致人员伤亡,震惊中外的重庆彩虹桥事件就是一个明显的例证。 小化工在中小企业中占有很大比重,也是职业危害最严重的行业之一。江苏省对1,700户生产有毒有害化学品,如苯及其衍生物和氯等的乡镇企业进行的调查表明,28的调查企业不能满足基本的安全生产条件。乡镇化工也涉及到易燃、易爆物品,它们经常导致重大事故和大量人员伤亡,例如1996年6月26日,天津市郊某乡镇企业发生一起化学品爆炸事故,造成19人死亡、14人受重伤的恶性事故。 有些小化工企业人员由于缺乏基本的安全卫生知识,竟然在不加任何防护措施的情况下大量使用剧毒、强烈致癌的化学品和易燃易爆物品,例如有一化工加工企业竟把氯甲醚这种强致肺癌化学品作为有机溶剂的一项新技术来利用。 在其它各类中小企业,如机械、建材、钢铁和运输等行业的情况也大体相近。例如石棉制品的生产,尤其是青石棉不但可以导致石棉肺 frac34;尘肺的一种类型,还可以引起肺癌与间皮癌这两种恶性肿瘤,是世界公认的强致癌物,在许多工业化国家已明令严禁使用,但在我国东部的江浙地区和西南的滇川等地竟把它作为致富门路来发展,使小石棉纺织作坊遍地开花,危害极其严重。 由于我国在工伤事故统计方面尚未建立完善的报告与统计分析系统,并且在事实上还存在着多头统计的弊病,而官方对统计数字未按企业规模进行过分析,也未对中小企业占绝大多数的乡镇企业按行业分类进行过事故统计,所以要了解我国中小型工业企业的工伤事故现状极为困难。根据劳动部所公布的全国职 业事故的统计,每年乡镇企业总死亡人数近万人,占职业事故总死亡人数的一半。据劳动部的另一项研究表明,乡镇企业的死亡率约为千分之一,比国有企业高出4到5倍,情况十分严重。 从另一方面看,在已经统计上来的伤亡数据中,往往出现死亡人数多于重伤人数的不符合实际的现象,而从各个行业主管部门方面得到的信息是,我国对中小企业,尤其是乡镇小企业的事故统计,由于管理队伍弱,管理手段不利,在部分地区由于地方保护主义,一些地方政府为保政绩,对事故统计进行行政干预,所以存在事故不报、隐瞒、私下处理的情况。因此,我国现有的职业伤亡事故统计并不全面,事故统计资料还不能客观地反映我国的职业安全现状。 3.在中小企业积极推广人机工程学技术 工业发达国家和其他发展中国家的成功经验告诉我们,改善中小型工业企业的安全现状,必须首先从观念上改变以往的只以安全为核心的做法。作为一个生产企业,首要任务是生产,一切改革和进步必须围绕着这个核心进行。安全工作同样也是这样。经验还告诉我们,并不是所有有效的改进措施都需要高额的经济投入。实际上,在中小企业进行的非常有效的改革措施中,大多数都是低成本的,这些措施不仅可以提高生产效率和产品质量,给企业带来明显的经济效益,同时能够改善劳动条件,减少职业危害,减少事故和职业病的发生,这又进一步地减少了生产成本(因事故造成停工损耗工时,设备损害,职工伤害和疾病的治疗和赔偿),职工因企业效益提高而自身收入增加,因工作更加安全、舒适而对工作更加满意,使企业更有吸引力,进而形成一个健康的企业氛围,推进社会进步。 我国中小企业事故多发,安全状况差的原因很多,从存在的问题和技术需求上分析最主要的原因还是安全管理水平低和安全技术装备落后,急需加强技术创新、技术改造,从根本上改变我国中小企业安全卫生形势严峻的状况。 工业发达国家和其他发展中国家的成功经验表明,在中小企业中进行以人机工程学为主体的科技创新是提高安全生产水平最有效的措施。人机工程学被人们称为90年代和新世纪的科学。在新世纪到来之际,人们注意到了一个明显的趋势,人机工程学在推动生产发展和社会进步方面将发挥越来越重要的作用。在以安全、高产、高质量为目的的先导性研究领域中,人机工程学已经占据了一席之地。人机工程学是一门综合性的学科。它以工作中的人为研究重点,通过设计使工作与人相适应,在保护人的同时,最大限度地提高工作效率。因此,它也是一门应用科学。 人机工程学的技术方法是在不需要企业做很大成本投入的前提下,通过改进劳动管理、作业状态、生产工具和提供劳动保护技术来提高安全卫生技术水平。由于人机工程学所具有的投资低、见效快、易推广和技术创新前景广阔等优势,十分适合发展中国家,尤其是发展中国家的中小企业。对我国大多数工业企业来说,人机工程学是新的技术领域,而在中小企业几乎是一个空白。为使人机工程学的先进技术在我国中小企业逐步得以引进、推广、普及和应用,首先应制定周密的规划,在此基础上做好各类人机工程学技术需求调查分析,提出适合我国经济技术现状的技术指南和逐渐建立面向中小企业的技术服务体系,这是我国安全生产领域里一项非常重要的基础性技术工作。 根据我国中小企业发展和安全技术水平现状,在安全生产中主要技术需求表现在三个方面。 (1)针对我国中小企业安全技术落后的现状,急需对具有共性与综合性的安全生产技术问题给予技术指导。其产出形式是:中小企业安全生产技术指南。该指南可分为综合指南和各类中小企业的分类指南。指南中给出在现阶段生产发展水平条件下如何采用科学、简便、有效的安全技术预防伤亡事故,控制职业危害,该指南也可以作为小企业安全生产技术培训的大纲。 (2)在中小企业中广泛推广人机工程学的技术方法,减轻工人负荷,改善人机环境,使工人从劳累、危险的工作状态中解脱出来。设计出不同行业、不同工作方式的人机工程学方案及相应的工具与设备,以最低廉的投入,最科学的方法,争取获得最佳的安全效益和经济效益。要改变因设备条件差,经费投入不足就难以解决安全生产问题这样一个过时的观念,使人机工效学这项最适用于发展中国家和最适合于中小企业的先进技术在中国的中小企业得到发展。 工业发达国家在人机工程学的研究与应用方面已有几十年的历史,并正逐步扩大与完善,在工作场所、机器和工具以及工作的设计方面已经积累了许多成功经验。实践证明,人机工程学对解决职业安全卫生问题方面已经发挥了积极的推动作用。 我国在人机工程学的研究和应用方面也已经开展过一些研究,但发展不平衡,尤其在改善中小型工业企业方面的应用研究几乎还是个空白。在1997年出版的《工业安全卫生基本数据手册》中,可以查到的唯一的关于安全手用辅助工具的介绍只有5种,使用在机械行业。可以说,在我国,人机工程学应用在发展生产、促进社会进步方面的潜力非常巨大,但是还远远未被发掘出来,也没有引起足够的重视。 在我国,研究与应用人机工程学必须注重以下原则:以发展国家社会经济、促进社会进步为方针,以国家基础条件为出发点,以发展生产、提高生产率和产品质量、减少工伤事故和职业病为目的,以投资少、涉及面广、见效快的项目为重点,以实用、简单、灵活的方法为主要手段,以培养各层次的技术人才为长远之计,以标准化为努力方向。 具体讲,人机工程学在中小企业中的应用,应以作业现场人机工程改进方案为基础,包括从人机工程角度设计的手动工具、推车、材料装卸技巧、工作台布置、工作场所的福利设施和小组工作方式,此外,还有由胜任的专家和受过良好培训的技术人员开发的人机工程方面在生产的实际应用,并把在基层进行的成功的现场改进措施在同行业中推广。可以预见,这些措施的实施必将产生巨大的经济效益和社会效益。 (3)建立适合于中小企业的安全生产科学管理系统,如在中小煤矿集中地区,采用高瓦斯矿井区域治理计划,从科学管理入手,提高事故多发地区、多发行业的规划、监测、治理、信息交流和紧急救援的能力。为使中小企业的安全管理科学化、规范化,可建设若干类型的中小企业安全生产模范实验小区,对实验区内的中小企业实施区域性安全生产标准化管理,在工作中注意以提高生产效率为目的,在中小型工业企业开展的低成本技术创新、技术改造。开展以人机工程学应用为重要技术手段的低成本技术创新、技术改造应用研究试点,主要针对企业中造成生产效率低下,劳动条件恶劣的工艺过程、生产设备以及生产方法,应用人机工程学原理,通过设计和改造,使之达到技术进步、提高生产效率、增强生产的本质安全性和预防事 故发生的目的。 值得提出的是,由于中小企业地域分散,类型各异,技术水平低,而且财力、物力也较弱,很难单独进行较综合的科技创新活动,也很难对安全生产新技术预研和试用投入很大力量,这就需国家科技部门和地方政府能给予较大的指导与支持。只有保证了一定的科技投入强度之后,才可能促动中小企业的安全科技真正的有一个大的飞跃。(中国国际安全生产论坛论文集20__,10) 工程技术论文:环境工程技术水利预警模型的构建 一、环境工程技术和专利 “环境工程”这一术语早已出现,但是人们长期以来理解的“环境工程”实际上指的是环境保护工程,其保护对象为地球上的人类、各种植物和动物等,其内容主要是环境污染的测量和控制、环境保护和环境治理,而这与国外环境工程的本意是有所差别的。所谓环境工程技术,根据我国2009年颁布的《国家环境保护标准》的规定应当为保护自然环境和自然资源、防治环境污染、修复生态环境、改善生活环境和城镇环境质量的工程技术和工艺单元。通常可以分为水污染控制工程技术、大气污染控制工程技术、固体废物污染控制工程技术、物理污染控制工程技术和生态修复工程技术等。 二、环境工程技术专利预警的意义 所谓专利预警是指通过收集与分析相同技术领域及相关技术领域的专利信息和国内外市场信息,了解竞争对手在做什么,把可能发生专利纠纷的前兆及可能产生的危害、建议采取的对策措施及时告知相关政府部门、行业组织及业内企业;同时专利权被侵害的信息,建议行业组织和行内企业采取应对措施。建立环境工程专利预警机制是适应我国环境工程建设快速发展的需要,弥补该领域在技术管理指导方面的不足,在推广先进、成熟的环境工程技术广泛应用方面起到不可替代的作用。 随着我国经济建设的快速发展,国家在环境污染治理方面的投资在快速增加。在“十二五”期间,预计环保投资将超过3.1万亿元,其中用于环境污染治理工程技术攻关的投资预计会超过1万亿元。随着我国环境保护事业的不断发展,环境工程已经成为一个相对独立、初具规模、快速发展的工程领域。同时,一大批先进、成熟的环境工程技术已成为相关领域普遍采用的主导技术,特别是在污染源的成套污染防治技术和污染治理单元技术方面。但是,要建立和完善我国的环境工程技术规范体系、提高环保投资效率、加强环境工程设计施工的标准化建设并推广先进污染防治技术的应用,就要加强对国内外相同或相关领域专利技术的管理和规范工作,通过环境工程技术专利预警机制的构建,可以对及时掌握可能发生专利纠纷和可能产生的危害情况,并避免了我国在相关技术上进行重复性的研究,用节省下来的人力、物力、财力投入到更高端的环境工程技术攻关创新中,通过一套整合了各方资源而形成的集国内外环境工程技术专利信息收集、分析、和反馈与一体的环境工程专利预警机制,必将对我国的环境工程技术朝循环发展、良性发展产生直接或间接的重要影响。 三、环境工程技术专利预警模型的构建 环境工程技术专利预警系统的构建是对我国在环境工程技术发展过程中的行为失误、管理波动的状态进行识别、分析与评价,并由此作出警示的管理活动,对国家在环境工程建设中的重大失误与波动现象的早期征兆进行矫正和控制的管理活动。因此,本文从专利预警系统运行的一般规律出发,试图构建起一个包含信息收集、信息整理、信息分析判断、预警判别、对策提供以及危机管理于一体的环境工程技术专利预警模型,通过该模型的构建来为我国的环境工程技术专利预警机制的构建提供一个初步的理论上的思路。 (一)模型的构成。 在该模型中,最主要的构成系统包括: 1、环境工程技术信息收集系统和整理系统。 信息的收集与管理工作可以是整个模型运行的基础,其主要是通过各种渠道对与环境工程技术相关的各种专利文献信息、非专利文献信息、国内外的市场信息以及其他可能会与专利侵权纠纷征兆相关的其他信息进行收集和管理,所有的信息都应当与环境工程技术具有相关性。信息收集人员要具备熟练驾驭、使用信息资源的能力,力求避免有效信息量不足、信息不全、信息深度不够以及资源分散等缺陷,及时有效地将收集到的各种信息传递到信息整理系统中以便进行有效的整理。 通过信息收集系统的收集、汇总,在信息整理系统中就可以按照环境工程技术的分类方式建立各类环境工程技术专题数据库,例如水污染控制技术数据库、大气污染控制技术数据库等,通过不同数据库的建立能够有效的实现信息有序归类保存以供查询和分析专利信息时使用。相关人员在进行环境工程技术研发和使用时都可有效的通过数据库检索浏览到各类技术的详细信息。 2、环境工程技术信息分析判断系统。 环境工程技术信息的分析和判断工作是在前两个系统运行的基础上开展的,通过对技术信息整理系统中各专题数据库的信息进行综合分析后,利用环境工程技术专利预警的警情评价指标体系,就可以有效的对可能发生的各种环境工程技术专利侵权危机的类型和危害的程度进行准确的判断。这部分工作可以通过两个步骤进行: 第一,进行环境工程技术信息的初步分析。初步分析一般包括两个方面的内容,一是检测是否存在相关技术领域相同或近似的其他专利;二是检测是否存在与相关技术领域相同或近似的其他非专利技术。如果有,就要把这些信息挑选出来,建立新的数据库进行保存。 第二,进行环境工程技术信息的精细分析。将通过初步分析挑选出来的相关信息与需检测的技术机型特征对比,建立各单元的技术特征比较表,并确认每一单元所比较得出的相同技术特征、等同技术特征和不同技术特征的数量。 3、环境工程技术预警判断与报警系统。 专利信息的预警判断工作是通过分析和判断以后对当前情况下是否应当发出警报以及发出何种状态警报进行判断。并非所有处于警戒状态下地技术都要发出警报,警报是否发出以及应当发出何种状态的警报,不仅取决于风险因素对相关技术研发的影响程度,也取决于该技术本身对这种风险和多种风险因素共同作用的应对能力,只有那些有较大专利侵权风险的技术信息才应当立即发出预警警报。 4、环境工程技术对策系统。 /!/当预警判断系统发出预警警报后,对策库可以为还未处于危机状态的环境工程技术提供可供参考的对策、方案和思路。对策系统作用的发挥主要是完成两项任务:一是对已经实施的对策进行归纳总结,总结初成功、失败的对策,以供未来工作的 借鉴和参考;二是进行预控对策模拟工作,对可能发生的专利侵权纠纷的未来运行趋势进行预测,并作出相应的对策模拟。在整个对策系统中,中心任务是包括处于警界状态时的对策研究和选择处于危机状态时的对策研究和选择。 四、结语 在全球一体化、经济全球化的时代,专利纠纷始终国际交往中始终存在的问题,在环境工程技术中也一样无法避免。我国目前在环境工程技术上的投入在逐年的增大,已经形成国家科技部科技型中小企业技术创新基金、国家重点新产品火炬计划、国家发改委中小企业发展专项资金、中央环???专项资金等不同资金渠道共同推广环境工程技术应用和推广的局面。构建环境工程技术专利预警机制有效地防止了我国在环境工程建设工作中陷入误区的危险,在避免侵权和被侵权的同时,有效地提高了我国在环境工程建设中资源的利用效率,对我国环境工程事业的发展具有非常深远的意义。 工程技术论文:油田工程技术部供应链管理 我国加入wto过渡期的结束以及可持续发展、西部大开发等经济发展战略初显成效等因素将影响油气行业的未来发展环境,特别是××在石油工业战略接替地位的确立,以及提出的“1521”发展目标,对工程技术部的生存和发展必将产生深远影响,面临着新的挑战和机遇。 面临的良好机遇主要有:一是国家能源需求为工程技术部发展营造了良好的宏观环境;二是西部特别是××盆地油气勘探开发力度的加大为工程技术部发展创造了难得的市场条件;三是油田的支持为工程技术部发展提供了坚强的后盾;四是公司实力的提升为加快发展奠定了基础。所面临的挑战主要有:一是生产保障压力越来越大;二是技术和质量需求越来越高;三是经营管理压力越来越大;四是公司自身在经营人才、专业技术人才等方面存在的不足,核心技术不成规模,市场竞争优势不强,还有自身的思想观念等因素。 供应链管理的目标是通过调和总成本最低化,客户服务最优化,总库存最少化,总周期时间最短化以及物流质量最优化等目标之间的冲突,实现供应链绩效最大化。在企业持续重组的情况下,工程技术部如何能得到持续优质高效的发展是面临的一个课题。文秘站版权所有 2供应链管理基本理论 2.1供应链与供应链管理基本概念 所谓供应链,是指在向最终用户提供产品和服务的过程中由供应商、制造商、销售商、顾客等相关实体的活动及相互关系的网络。供应链管理是指在满足顾客需要的同时,为了使供应链整体成本最小、效益最大而对相关实体之间的物流、信息流、资金流进行计划、组织、协调和控制的方法。供应链管理以顾客需求为出发点,通过优化所有与供应链相关的作业,实现顾客满意度最大,供应链各成员效率和效益最优的目标。 据有关资料统计,供应链管理的实施可以使企业总成本下降10,供应链上的节点企业按时交货率提高15以上,订货到生产的周期时间缩短25-35,供应链上的节点企业生产率增值提高10以上。 2.2供应链管理与传统管理的区别 供应链管理与传统管理的区别可以从存货管理的方式、货物流、信息流、风险、计划及组织方向的关系方面来讨论。 从存货管理与物流角度来看,在供应链管理中,存货水平在供应链成员中协调,以使存化投资与成本最小。传统的管理方法是把存货向前推或向后延,其结果是造成某个或某些节点企业存货投资增大和成本增加,影响节点企业竞争力,从而影响整个供应链的竞争力。 从对成本管理的概念来看,在供应链管理中,是通过注重产品最终成本来优化供应链。传统管理中节点企业一般只注重本公司发生的成本和竞争对手的生产成本,不太意识到它们与供应商的关系如何影响到最终产品的成本。 从风险的角度来看,供应链管理的思想需要风险共担才能实现;从计划的角度来看,供应链管理的计划表现为上、下游节点企业在计划中的参与性和协调性要明显于传统管理;从组织形式角度来看,供应链组织形式出现了战略联盟与合作。 2.3供应链管理的基本内容 (1)目标 供应链管理的目标是通过调和总成本最低化,客户服务最优化,总库存最少化,总周期时间最短化以及物流质量最优化等目标之间的冲突,实现供应链绩效最大化。供应链成本包括采购成本、运输成本、库存成本、制造成本、以及供应链物流的其它成本费用,各成本都是相互联系的。因此,为了实现有效的供应链管理,必须将供应链各成员企业作为一个有机整体考虑,并使实体供应物流、制造装配物流与实体分销物流之间达到高度均衡。总成本最低化目标就是整个供应链运作与管理的所有成本的总和最低化。 总成本最小化目标不是企业与其上下游企业之间的库存的转移,而是使整个社会库存总量减少。这就需要实现对整个供应链的库存水平与库存变化的最优控制。运用集成化管理思想,从系统的观点出发,改进服务、缩短时间、提高品质与减少库存、降低成本是可以兼得的。 (2)作用 一是可实现供求的良好结合。供应链把供应商、生产商、分销商、零售商紧密联结在一起,并对之进行协调、优化管理,使企业之间形成良好的相关关系,使产品、信息的流通渠道达到最短,从而可以使消费者需求信息沿供应链逆向准确地迅速地反馈到生产厂商。生产商据此对产品的增加、减少、改进、质量提高、原料的选择等做出正确的决策,保证供求良好地结合。二是可促使企业采用现代化手段。供应链管理的目标和动因要求供应链上的企业都应采用先进技术与设备、科学的管理方法。生产、流通、销售规模越大,则物流技术、信息技术、管理手段越需要现代化。三是可降低节点企业库存成本和供应链的流通费用。产品和信息在网链间迅速流动,减少库存量,减少了资金占用,从而降低库存成本。供应链通过各企业的优化组合,成为最快速、最简便的流通渠道,大大缩短流通路线,有效降低流通费用。 (3)基本要求 一是信息资源共享。现在是信息化的时代,企业拥有的信息资源是其在市场竞争的重要后盾。供应链管理大量采用现代科技方法,以最优流通渠道使信息迅速、准确地传递,在供应链上的各个企业充分实现资源共享。二是提高服务质量,扩大客户的需求。在供应链管理中,一切均是围绕着“以客户为中心”的理念运作。供应链管理通过生产企业内部、外部及流通企业的整体协作,缩短产品的流通周期,加快物流配送速度,从而将客户个性化的需求在最短时间内得到满足。快速高质量的服务,将塑造企业的良好形象,提高企业的信誉,提高消费者的满意程度,使产品的市场占有率提高,扩大客户需求。三是实现多赢。供应链管理条件下,企业走出了自身的范围来看待供应链网链上本是竞争对手的其他企业。供应链上的名企业形成了融会贯通的网络整体,在这个网络中,各企业仍保持着个体特性,但他们为整体利益的最大化共同合作,实现多赢的结果。 供应链管理的基本程序一般应包括供应商管理、采购管理、库存与配送管理、信息管理、分销渠道管理、客户服务管理,或归结为商流、物流、信息流的管理与整合。 3工程技术部供应链管理现状 在采购管理方面。工程技术部目前基本定位为油田生产保障型 后勤生产服务单位,主要表现为投资审批周期长,采购运行环节多,供应厂商战略联盟体系未形成,造成同一时期内相同业务都要按相同程序完全运行一次,造成内部运行成本增加、外部厂商不确定性增加,不容易满足供应链管理要求的信息流、物流、资金流的高效运行。 在组织机构方面。工程技术部业务流程基本上处于工厂调度、科室管理的模式下运作,还未真正实现以客户为中心的管理。各用户来工程技术部办理业务单据,要到多个部门办理一个项目的业务,客户在数量和质量的要求受制于资源状况。在生产计划与组织中,由于本部与前线服务点的生产能力未认真进行优化调配和设计,服务效率有待提高。当服务和产品在现场使用时,也没有完整的技术标准和职能界定,易造成利益冲突。信息流在工程技术部与客户之间不完整、不对称,未形成融合的供应链利益共同体关系。 在标准化方面。对于产品的订货技术条件已初步形成了系列技术规范或标准,但在该系列标准是否完全适应××深井、超深井钻井工艺的要求,以及该系列标准是否做到了先进性与经济性匹配等两个方面未深入科学的进行研究。在推行环节中,基本实行了标准化管理,但对新工艺、新技术吸收消化方面还未达到国际先进水平。在现场使用环节中,钻具业务、井控业务有一部分标准,但工具业务、泥浆技术服务业务未上升到标准层次;同时,已有的标准适用性不强,钻具业务的相关标准就未得到有效执行。 在人才与观念方面。供应链管理要获得长足的发展,人才是一个关键的问题。首先,供应链管理理念在我国刚刚引入,缺乏对供应链管理人才的教育和培训。再次,由于长期的计划经济对人员观念的影响,对开放式的供应链管理的观念转变还需要时间。其次,供应链管理是一种跨行业、跨部门的管理理念,它涉及诸多领域的高新技术,需要许多综合型人才,这些都需要准备。 在与供应厂商的合作方面。由于受投资管理和采购管理体制的影响,虽然公司主要产品有相对稳定的供应厂商,但在供应厂商的选择、评估及合作的紧密度和合作的方式两方面来看,都是在临时性与纯粹的商务层面进行,还未深入到合作联盟等供应链体系要求的紧密关系。 4工程技术部供应链管理设想 4.1与供应厂商的合作研究 主要有三种合作模式,一是,建立供应商战略联盟体系,甲方承诺市场,乙方承诺服务,信息共亨,风险共担,双赢双利。二是,以参股或控股某生产厂家,或购买某厂家的某产品生产线经营权等方式进行资本合作。三是,以期货方式购买某产品进行贸易合作,该形式主要是基于油田内普遍存在投资决策同期长而市场变化快的情况,先以期货拥有市场可能紧俏的某项或几项产品,当其它油田有需求时便可出手,实现既可租赁也可销售。工程技术部在该项目合作中拥有的优势主要是对产品在现场应用的适宜性有第一手资料,只要加强与科研究所的合作深入研究,就可以上升到指导产品研发及生产的技术标准。“三类企业卖产品,二类企业卖专利,一类企业卖标准”。拥有标准在当今国际社会市场竞争中越来越重要。通过对市场需求的把握和对标准的掌握,运用紧密的合作方式,以长期分批的订单确保要供应厂商及时生产,及时供应。 4.2区域内竞争对手合作方面研究 在××区域市场内,工程技术部可作为管材工具租赁业务板块的领先者或领跑者的地位,应不断强化这种地位,并要发挥这种优势的经济价值。可从两个方面入手:一方面,形成具有独特优势的深井超深井管材工具标准、维修检测标准、服务标准等标准系列,不仅引导并满足用户的要求,而且提高进入者门槛值和已进入的成本消耗,通过市场这只无形的手,选择或淘汰竞争者中小规模竞争对手;另一方面,以“双赢”思想为理念,以共同利益为础,通过兼并、股份制、合作等形式,组建区域性的服务公司或联合体,快速做大做强管材工具租赁业务板块。 4.3与油田用户的新服务项目合作研究 在项目选择上,要跟踪世界前沿钻井技术,结合××深井超深井钻井工艺的技术难点进行筛选和推广,并以解决钻井工艺的难度、降低钻井成本、给油田创造价值为原则,重点项目包括欠平衡及空气钻井工艺及技术、打捞工艺及技术、泥浆技术等。在项目推广时机上,要按照超前储备的原则,准备油田未想到或正在想的而又需要的项目,要实现这种时机上策略,仅靠工程技术部现有队伍是远远不够的,要解决这个矛盾,出路在于建立符合市场需求的技术研发机制,具体办法是:聘请或聘用国内甚至国际的专家,组建专家队伍体系;与西南石油学院、石油大学、西安管材研究所、华北钻井研究院文秘站版权所有等签订年度合作或项目合作协议,组建技术研发支持体系;整合油田工程技术力量,组建技术研发的宏观管理和组织体系。在项目运行策略上,以掌握核心技术占有市场为主要策略,以国际有实力的公司进行技术合作为主要手段,以雇佣、租赁、合作的形式掌握工程技术队伍为主要办法,解决我们工程技术服务中施工队伍、技术支持、日常运作、争夺市场等环节的问题。 4.4实施隔合型服务提升供应链服务水平 1)改善供应链管理下的库存管理和物资配送系统。第一,生产管理系统以市场需求为依据,制定工程技术部内部生产计划。生产计划以年计划、月计划、周计划的形式分别下达,监督各部门计划是否正在得到有效的执行。通过计划的制定和执行,在不断调整完好物资的库存结构,使库存能准时满足用户的需求。第二,完善物资配送系统。一方面,完善物资配送系统的选址调配工作,在本部基地和前线三个支撑点之间确定各自的配送能力。库尔勒基地以高技术含量、全面的生产服务能力为重点建设,轮南基地以小钻杆修理、现场技术服务支撑为重点建设,库车基地可以大钻具修理、现场技术服务支撑为重点建设,塔中基地以应急保障和现场技术服务为重点建设。另一方面,建立起以计算机网络为技术手段物资配送系统,把各点的配送计划和需求有效地联系起来,把各自配送的物资状态处于有效监控之下。第三,建立以单井服务档案为主要手段的配送跟踪系统。以现场技术服务、物资配送为主要内容进行记录,加强对配送在用物资的跟踪,加强现场技术服务工作的计划性、科学性、有效性。 2)创新管理方法。一方面,改变传统的事后管理方法,利用畅通的信息渠道,及时掌握用户的意见,了解业务发展,采取预防性措施,加强质量过程控制,做到事前预防和事中控制。通过服务质量回访、服务质量座谈会、问题调查、与用户技术座谈、技术交流会等多种形式,不断收集各方信息,采取预防性措施,提高服务质量。另一方面,在管理方式上,推行租赁业务计算机管理、无损检测数据网络化管理、井控装备和井下工具技术数据电子化统计等方式,变粗放型管理模式为集约型管理模式,逐步推行智能化和 网络化管理。 3)创新服务方式。首先,推行靠前服务,现场解决客户需求。一方面,制定《钻具现场管理规定》、《井控现场服务工作细则》、《钻具现场探伤周期》等现场服务办法和规范。另一方面,增加前线点服务功能,补充现场服务人员,实现租赁物资现场交接,开展巡回检查服务和跟踪技术服务。其次,推行精细的人性化服务。对井控装备、工具在送井前都进行清洗、喷漆、做标记的工作,并随设备配送使用说明书、试压合格证、跟踪卡,对送井钻具配送资料包,便于用户了解相关数据和历史资料,以便更好地使用和维护。于细微处见真诚,人性化服务赢得顾客的信任和支持。再次,发挥技术优势,为顾客提供超值服务。主动跟踪油田生产进度,及时收集用户生产需求,主动联络、主动上门提供技术咨询等相关服务,帮助用户解决生产难题。 5结论 一、在运行机制、人员、组织机构、管理体系等4个方面做好准备和完善,以利于深入推广供应链管理。 二、在供应链采购管理中,以筛选、评估优秀供应厂商为主要方法,建立起具有战略合作意义的供应商团队。 三、在供应链库存管理中,对流动资产以加强生产计划和控制为主要手段,提高物资的周转率和利用率;对零配件以代储代销、确定库存临界点为主要手段,降低库存,提高资金周转和使用效率;对固定资产,以合理分配生产能力为手段,调配好基地与前线站点的布局。 四、在供应链物资配送管理中,对现有的生产布局进行优化设计,以提高配送效率。 五、要以差异化战略为思路,以虚拟经营为主要组织形式,不断形成新项目、新技术,提供新服务。 六、在供应链管理中,应重点研究4个要素,即价格、质量、技术和配送时间。 七、要把客户作为最重要资源进行管理,不断创新管理方法和服务方式,以提高客户的忠诚度和满意率。 八、要建立和完善产品和服务的标准和机制,以减少与客户的利益冲突,提高服务效率。要以客户信息系统建立为技术支持,提高服务效率和效益。以实现供应链上下游的联盟和隔合关系。 工程技术论文:关于发展电子信息工程技术的探析 论文摘 要 21世纪网络信息技术取得飞速的进展,这使得电子信息工程逐渐成为人们生活中的热门话题。随着科学技术的发展,电子信息工程在各个方面影响着人们的生活,人们对于电子信息工程的需求也快速提升,目前我国的电子信息工程面临着巨大的发展需求。电子信息工程技术也发展的越来越快,面临人们如何合理、有效使用电子信息工程的相关问题,本文着重分析电子信息工程的利用及发展现状。 目前,电子信息工程是信息化的现代产物,它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来,并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状,应该对其不断的完善和更新,以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。 一、电子信息工程的概念 电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科,其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展,电子信息工程的内容更加广泛,电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。另外,电子信息工程在经过我国的这些年的发展和进步后,其涵盖的内容也更加广泛,并且在实际应用中同其他的先进的现代化技术开始出现交叉和融台的趋势。所以,我们要想更好的研究电子信息工程与其技术,可以从其产品入手。并且我们可以看到随着社会分工的细化.电子信息工程与其技术参与到的产品研发和应用的部分越来越多。 二、电子信息工程现代化技术的作用 电子信息工程的发展21世纪的前20年是我国在科学技术领域赶超世界先进水平的关键时期,信息技术作为科学技术领域发展最快的门类之一,其重要作用已受到国内外的广泛重视,并成为维护国家安全、增强综合国力的关键所在。党的“十六大”明确指出:“优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息技术。”这是在新的历史条件和时代进步背景下,加快我国信息技术发展的重大战略部署。电子信息技术已经渗透到人们生产和生活的各个领域。 虽然目前来看我国的电子信息工程与其技术发展的还算比较迅速,但是仔细研究就会发现,我国虽然对此技术的应用范围比较广,但是真正掌握的核心技术和手段还是不够的。并没有一个属于自己的电子信息工程和技术的发展体系,大部分的先进技术还是直接引进先进国家的成果。这种情况必须予以改变,因为这样会严重的阻碍我国的电子信息工程技术的长期发展,没有自主研发的技术和产品是不会在电子信息工程的发展中立足的。随着信息技术迅速的发展,电子信息工程已经成为时代的推动者,对社会电子商务的应用越来越重要。 三、促进电子信息工程发展的途径 (一)加大投入力度,促进信息化建设 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,就应该加大支持力度,以促进信息化项目建设的发展。应该加大投资力度,不断的拓宽投资和融资渠道,并建立电子信息工程基金,以保证电子信息产业的发展。国家应引导移动通信产业跨越式发展、数字电视、电影推广、互联网的应用及软件信息服务等工程的开发,以促进产业自主创新及技术改造项目的顺利进行。 (二)优化发展环境,培养创新型技术人才 要想使现代化电子信息工程技术更好的发展,人才是必不可少的,而人才要想更好的发挥其作用,就应该创造一个有利于电子信息工程人才发展的环境。这二者是相辅相成的。因此,电子信息企业应该创造一个有利于人才发展的环境并建立以人为本的价值观。 (三)不断扩大网络平台交流 面对纷繁复杂的社会,多姿多彩的网络世界,有利于人们网络交流。网上交友,工作、学习、生活越来越方便,加强了人们之间的沟通、充分发挥了科技工程信息作用。让世人进入网络世界。 (四)促进产品服务创新,培育电子信息经济增长点 增强自主创新认识和知识产权保护意识,培育企业新经济增长点。 要想使电子信息工程现代化技术更好的发展,就应促进产品服务创新,培育新的经济增长点。在激烈的国内、国际竞争环境下,特别是经济危机的环境下,推陈出新才是电子信息企业的生存之计。在这种情况下,电子信息企业就应该加强和设备制造企业的合作,并建立以企业为主体的技术创新体系,以增强国内发电子信息工程的核心技术研发及制造能力,以实现产品创新和技术创新,以增强电子信息产品在国际的竞争力。 (五)着力培育人们自我维护 电子信息工程网络是一个开放的空间,特别是在因特网上,除了要做到本人不攻击他人之外,还要学会预防来自外界的攻击。诸如教会人们应用防火墙和反黄软件来防毒和防黄。在网上聊天时留意激进身份机密,不要随意将电话告知对方等,更不能随意和网友见面。保管好本人上网时运用的各种密码,不要随便泄露给其别人等等。 (六)合理、适时指导学生应用资源 在当今网络时期,作为一个信息技术工程不应局限于本人的喜好,应该组织人们应用网络带来的便利。通过网络联系增强团结、推进网络道德素养的建立,寓教于学、应用。这样既能让他们更多更深地去理解应用网络,更能使他们逐步认识到本人才是网络的真正主人。孙中山先生早在上个世纪初就说过:“世界潮流汹涌澎湃,顺之者昌,逆之者亡。”网络化是当今世界推进社会进步的潮流,上网是二十一世纪公民的“必修课”,我们要以积极的态度来引导人们学习使用网络,同时也要加强网络道德教育,使人们学会正确运用网络,享受科技成果,真正成为新世纪网络世界的主人。 总之,随着信息化产业不断的发展,电子信息工程也在不断的发展中,为人们工作、生活带来了方便。电子信息工程作为现代化信息技术,已经成为人们生活工作必不可少的应用技术。 工程技术论文:需求工程技术在城市轨道交通信号系统工程中的研究与应用 按照软件工程学理论,需求工程是包括创建和维护系统需求文档所必需的一切活动的过程,可以分为需求开发和需求管理两大工作。①需求开发:包括需求获取、需求分析、编写需求规格书(需求矩阵)和需求验证4个阶段;②需求管理:通常包括定义需求基线、处理需求变更及需求跟踪等方面的工作。 这两方面是相辅相成的,需求开发是主线,是目标;需求管理是支持,是保障。换句话说:需求开发应清晰、明确地掌握客户对系统的需求;而需求管理则是对需求变化进行管理的过程。 按照组织的成熟度等级,需要对需求进行不同级别的管理。在cmmi中,需求工程的要求与成熟度等级的对应关系见表1。 表1需求工程的要求与成熟度等级的对应关系过程域缩写类别成熟度等级需求开发rd工程管理3需求管理reqm项目管理22需求工程作用 本处以v生命周期为例,如图1,需求工程技术在城市轨道交通信号系统工程生命周期中的作用,贯穿在项目的整个生命周期中,对整个项目起到指导作用。 图1v生命周期 一方面需求对系统设计进行指引,使系统实现在需求的范围内;另一方面需求对实现的系统在交付运营前进一步验证,保证系统实现和需求的一致性。 3需求开发 在工程应用中,需求获取过程主要集中在招标、合同谈判、签订的合同中,这些统称为合同需求。 为了便于对需求进行追踪管理,首先需要对合同需求进行分析并编号(分配标签)。按照需求分析结果,并考虑实现形式的方便性,使用合适的需求管理工具建立需求技术规格书或者需求矩阵。 需求分析需要特别考虑需求特征。需求特征主要有:必要性、简要性、可行性、完整性、唯一性、一致性、明确性、可验证性,这些特征是需要能否成为一条独立的需求存在的基本特征,也是需求验证的指导原则。 鉴于需求特征的重要性,以下详细阐述需求特征:①必要性:即说明的需求必须为产品或过程的基本功能、物理特性或质量因素。如果该需求被删除将会造成缺陷,且此缺陷不能被该产品或过程的其它功能所弥补;②简要性:该需求说明只包括一个需求,即简单和清晰地说明必须做的事情,应易于阅读和理解。为简要起见,需求的表述不应包含任何解释、原理、定义或系统描述。需求用于描述需要什么,而不是如何满足;③可行性:通过一个或多个已开发系统计划,以预定的成本,描述需求能否实现;④完整性:所表述的需求是完整的,不需进一步扩展,并且能够提供足够的性能;⑤唯一性:同一个需求出现次数不应多于一次。重复本身不是错误,但很容易导致错误。重复有时会使一篇文档易于阅读,但是当对一篇包含重复需求的文档进行更新时就会出现问题。当必须出现重复需求时,文档应该包含明确的互相参照,以保证它的可修改性;⑥一致性:所表述的需求不能与其它需求相矛盾;⑦明确性:每项需求都必须有且只有一种解释。用于描述的文字在表述和数值上不能给读者留下疑惑,不能用“最少”和“最多”来表述限制,要用“不少于”或“不多于”。这样的标准表述,这是为了避免出现与限定值相关的不确定性。比如:需求“高度校正误差应不大于1.5毫弧度”的表述是清楚的,因为它明确了1.5毫弧度误差是允许的。另一方面,如果这个需求表述为“高度校正误差最大为1.5毫弧度”,那么对于1.5毫弧度这个限制值是否允许就很含糊。这条规则并不是说“最多”和“最少”这两个词完全不可以用,而只是在表述限制值时不要用。应避免使用的词语:一些特别的词语应该避免,因为它们的意思是含糊的,主要有“灵活的”、“故障容忍”、“高保真”、“能适应的”、“快速的”、“适当的”、“使用友好的”、“支持”、“最大”和“最小”、“和/或”、“等等”;⑧可验证性:所表述的需求是清晰具体的,是在某种意义上可量化的,并可通过检查、分析和测试来验证。 4需求管理 需求 管理包括的活动及任务见表2。 表2需求管理活动及任务 需求管理活动活动的任务需求跟踪定义对于其它需求及系统规格、架构、实现的联系,并跟踪需求的状态处理需求变更关注需求变更并分析其影响定义需求基线确定每个需求以及功能规格说明的版本需求跟踪至少要满足以下要求:①审核、跟踪信息,可以帮助审核,确保所有需求被覆盖;②在增加、删除、修改需求时可以确保不忽略每个受到影响的系统元素;③维护时能正确、完整地实施变更,从而提高生产效率;④获得当前实现状态的记录;⑤再工程,可以列出旧系统中将要替换的功能,记录它们在新系统的需求和软件组件中的位置;⑥重新利用跟踪信息,帮助开发人员在新系统中对相同的功能利用旧系统相关资源开发;⑦减少由于关键成员离开给项目组带来的风险;⑧可以在测试出错时指出最有可能出问题的数据或代码段。 为了实现以上要求,需求跟踪需要编制每个需求与系统元素之间的联系文档。这些元素包括已识别的需求、约束、其它设计部件、源代码模块、测试、帮助文件和文档等。 需求跟踪分为正向跟踪和逆向跟踪,一般合称为“双向跟踪”。正向追踪主要解决从需求到实现的过程,逆向追踪反之;同时,按照追踪的层次,有纵向追踪和横向追踪。纵向追踪用于实现分配到下级的需求都被标识、追踪、实现和验证,横向追踪用于确定同级需求的一致性。 不论采用何种跟踪方式,为了实现需求追踪的要求,都要建立与维护需求跟踪矩阵。需求跟踪矩阵的建立和维护方法很多,可以采用离线或在线工具,比如reqtify和doors等,也可以采用半自动化的形式化语言。因为reqtify工具的灵活性和开放性,在笔者公司的项目实践中被作为需求管理主流工具使用。 需求跟踪矩阵保存了需求与后续工作成果的对应关系,通过需求跟踪矩阵可以跟踪一个需求使用期限的全过程,即从需求源到实现乃至维护的全部生命周期。它跟踪的是已明确的需求实现过程,不涉及需求开发人员的职责,也无法用于防止变更矩阵单元之间可能存在的“一对一”、“一对多”或“多对多”的关系。由于对应关系比较复杂,最好在表格中加入必要的文字解释,或者在需求管理工具中加入图片、表格等进一步明确需求。要关注需求文档或后续工作成果,当其发生变更时,要及时更新需求跟踪矩阵。 需求管理的需求状态跟踪功能至少要满足以下要求:①能够查询出于某种状态的需求;②能够对需求状态进行统计,并支持图标显示和报表功能;③能够跟踪某一特定需求的状态改变。另外的一些附加功能,比如:能够查询到某一个特定需求的状态改变时间和执行状态、改变人员及其批注信息等。 每条需求有多个属性,如状态、优先级、创建时间、类型等。 需求状态按照预定义的工作流程进行定义和转变。需求的状态可能有:①capture:这条需求是新近获取并添加入需求文档中的;②verified:该条需求已被验证;③covered:该需求已经被覆盖;④tested:测试需求时能和最初需求定义一致;⑤na:该条需求因为不适用,已经被移除;⑥validated:需求已经实现并且被证明有效。 需求类型按照涉及的子系统进行定义,比如ats(自动监控子系统)、atc(自动列车控制子系统)、mms(微机监测子系统)、cbi(计算机联锁子系统)。 工程技术论文:园林工程技术专业顶岗实习长效机制的研究与实践 摘 要:文章通过探讨顶岗实习在学生职业能力形成环节的作用,并就园林技术专业的学生顶岗实习中的一些实际问题及应对进行介绍及分析,并在此基础上提出了相关的培养途径。 关键词:园林专业;顶岗实习;实践能力;问题;对策 顶岗实习是园林技术专业是利用校企合作、工学结合的方式对高等职业人才培养的必要措施,也是当前职业教育界共同认可的主要形式,顶岗实习是是近年来高等职业院校进行提高学生能力的一项重要方法,有着较为科学的理论为基础,在当前广大高等职业院校人才培养计划中的一项重要内容。通过顶岗实习学生可以在工作实践中增强自已的动手能力和操作技能,同时可以在实践过程中接受到企业文化熏陶,积累经验,提高自身的业务素质和技能,切实解决工作中遇到的实际困难。但是在实际操作中,还存在着诸多问题。 1 进行园林专业顶岗实习的重要作用 1.1 通过顶岗实习可以满足学生毕业后较强的就业要求,增强学生自主创业的意识和适应社会的能力,适应当前园林管理中工程设计、园林工程施工、园林植被管理等专业技术人员的要求,适应园林业对高素质应用人才的需求。 1.2 在园林专业顶岗实习过程中学生通过工作实践可能将学习所学的理论知识与实际操作紧密结合在一起,在实践过程中提高技能的运用,技能的培养,提升学生的从业技能,为步入社会参加工作增加经验,增加工作信心,从而促使学生在实习中不断提升自己的专业技术水平。 1.3 通过顶岗实习,有助于学生强化知识实践,强化和培养学生的职业能力,为学生个性发展最大程度地提供空间。而且通过顶岗实习,还有助于最大限度的提升调动学生对园林专业学习的热情,从而通过学生学习热情的增强,为高职教育办学增加活力和吸引力。 2 园林技术专业顶岗实习中常见问题 2.1 学生吃苦意识差。园林技术专业顶岗实习期间,学生的工作环境基本上都是处在野外,由于现在很多学生都是独生子女,吃苦意识较差,面对风吹日晒雨淋,并且要在这种环境下,承担种树挖坑、浇水、施肥、打药等劳动强度较大的工作,一般学生都会经爱不起大强度的工作,在实践过程中很快就会放弃顶岗实习活动。 2.2 对实习认识地不稳定性。很多学生对顶岗实习的性质不能理解,在实习作用的认识上存在明显偏差,顶岗实习兴趣不高,他们片面认为专业顶岗实习其实就是找个单位走走形式,实习也就是为了便于获取学分,换取毕业文凭,甚至一些学生还会认为顶岗其实就是学校为企业变相的提供生产劳动和补充企业的廉价劳动力,这些因素导致了顶岗实习的不稳定性。 2.3 个别学生在顶岗实习学习过程中有放任自流现象。受诸多社会因素的制约,目前,许多学校在安排学生到校外实习时,会把学生安排到不同单位实习,而且这样单位比较分散,与学生的专业不相符,学生在实习中不能得到真正实习的效果,容易让学生对实习产生反感,出现放任自流现象。 2.4 因企业技术保密思想,对学生知识增强效果不大。目前规模大的企业因为考虑到安全生产、运行和追求利润最大化,不愿接爱业务不熟,或者害怕企业技术外泄,能够接纳学生实习的大多数是中小企业,由于中小企业能够接纳实习学生人数有限,在实习中大多数学生都被分散安排到了不同的企业。就是一些中小企业在接纳学生实习中,也不会把学生安排到重要的技术部门,一些技术性较强的企业,在实习中会对学生实习设置壁垒性因素,甚至不接收实习生。在企业实习时,企业更多的是安排学生干一些技术含量低或体力劳动,结果致使学生的顶岗实习活动成为一个形式,失去了真正的实习意义。 2.5 顶岗实习指导老师数量少,指导力度不够。很多学校在安排实习指导老师时,因为学校师源不足,往往一名老师要联系十几名学生,甚至更多,对学生的实习不能给予及时的指导和引导,也不能及时掌握实习单位的需求及学生表现情况,在顶岗实习中应发挥的作用没有得到充分发挥。 2.6 校企责权不明,协调合作机制不健全。因为诸多原因很多学校与学校建立学生顶岗实习的企业关系并不是特别融洽,一些企业接纳学生来企业实习的热情并不太高,而且对于在企业实习的学生的权益没提供较好的保障措施。 3 强化顶岗实习机制的思考与对策 3.1 加强项岗位实习重要性的宣传。顶岗实习的性质和意义充分利用多种渠道对进 行宣传,从而引导学生树立正确的价值观,以充满激情的态度去参加顶岗实习。实习中,指导老师和学生家长要针对学生的实际状况,发挥教育引导作用,使学生更好认知实习的重要性,从而更好的适应实习。 3.2 完善顶岗实习保障机制。学校对学生的顶岗实习要重视,创建和完善顶岗实习领导工作机构,制定相关的顶岗实习的制度及奖惩制度。当前我国用人单位一直坚持学历证书和职业资格证书并重的用人机制,特别是园林业单位在用人上更是有着“双证制”和“多证制”的要求,这就要求学生在毕业前至少拥有园艺工中级资格或技能鉴定证书,建立科学、完整的顶岗实习实践能力考核评价体系,以及实践训练项目、评价标准、评价方式与评价结果组成实践能力评价体系,从而为顶岗实习效果提供重要保障,实现学生实践能力与考取的职业资格标准相适应的效果,并增强就业优势和就业竞争力。 3.3 建立学校和企业良好的合作模式。为了提高学生的顶岗实习效果,规范实习单位对实习学生的技术指导,学校要加大与企业的沟通,增进学校与企业技术上交流,要让企业在学生实习过程中拓展实习范围,提高学生技术应用范围。在实习中学校可以通过邀请园林类企业或专业技术人员结合高职园林专业特点、企业需求和学校现状,共同参与顶岗实习培养计划的设置,创新顶岗实习模式。为了保障学生的权益,学校和实习企业双方最好要签订实习协议,以规范协调学校、学生、企业三方的权利与义务。 3.4 选择顶岗实习单位要科学。因为顶岗实习关系着学生的技术应用掌握,为确保实习效果,保障学生各方面得到实践,学校要本着尽职尽责的态度,为实习学生选择恰当的实习单位。所选单位最好经济效益要好,该企业最好在本地能具有一定的知名度,能保证有充足的岗位保证学生得到实践,且还要能提供一定的实习报酬;所选单位要有一定的生产规模,能提供充足的实习岗位;生产技术较先进,使学生能接触行业的先进技术,提升技能水平。 4 结语 目前虽然我国园林专业顶岗实习机制取得了一定效果,也切实起到了提高学生就业能力的作用,也得到了社会各界也对顶岗实习认可,并真正认识到了顶岗实习对学生提高工作能力的重要意义。但在实际操作中,仍然存在着这样或那样的问题,需要我们切实去解决应对,所以在今后的工作中学校要积极引导学生对实习重要性的认识,指导老师要充分发挥引导作用,社会各界要多方共同参与,健全完善顶岗实习制度,并监督实施真正确保学校、学生、实习单位的权益得到保障,从而切实提高顶岗实习和人才培养的质量。 工程技术论文:关于工程技术中混凝土耐久性的探究 摘 要:混凝土是土木建筑工程中最常用的材料之一,近年来,混凝土的使用越来越广泛,所以对提高混凝土的耐久性要求也就越来越高,这种情况下出现了高性能混凝土。高性能混凝土比一般混凝土最大的改善就是提高了耐久性。本文就尝试着先从混凝土耐久性不足的后果来分析提高混凝土耐久性的必要性和重要性,再从影响混凝土耐久性的主要因素中分析到如何才能提高混凝土耐久性。 关键词:建筑;混凝土;高性能混凝土;耐久性 (一)高性能混凝土是针对于一般混凝土,基于提高混凝土地耐久性提出来的概念,已经成为以后混凝土技术的发展作用。高性能混凝土一般拥有100年以上的使用寿命,具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等优良特征。所以提高混凝土地耐久性,是混凝土行业发展中是重要首先考虑的一个课题。 1 混凝土工程耐久性不足的后果 混凝土工程因其工程量浩大,将会因耐久性不足对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示,美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元,每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏,平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌,寿命不足20年;美国共建有混凝土水坝3,000座,平均寿命30年,其中32%的水坝年久失修。 美国对二战前后兴建的混凝土工程,在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用,约占建设总投资的40%-50%以上。中国50-60年代所建设的混凝土工程已使用40余年,如果我国混凝土工程的平均寿命按30-50年计,在今后的10-30年内,为了维修建国以来所建基础设施的费用,将是极其巨大的。 目前,我国的基础设施建设工程规模宏大,每年高达2万亿元人民币以上,约30-50年后,这些工程也将进入维修期,所需的维修费或重建费将更为巨大。作为21世纪的高性能混凝土,更要从提高混凝土耐久性入手,以降低巨额的维修和重建费用。 2 影响混凝土耐久性的主要因素 一般混凝土工程的使用年限约为50-100年,不少工程在使用10-20年后,有的甚至使用9年以后,即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性(超耐久)要求的根本原因,在于混凝土本身的内部结构。 首先,为满足混凝土施工工作性要求,即用水量大、水灰比高,因而导致混凝土的孔隙率很高,约占水泥石总体积的25%-40%,特别是其中毛细孔占相当大部分,毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道,引起混凝土耐久性的不足。 其次,水泥石中的水化物稳定性不足。水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外,在水化物中还有数量很大的游离石灰,它的强度极低,稳定性极差,在侵蚀条件下,是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性,就必须减少或消除这些稳定性低的组分,特别是游离石灰。 3 提高混凝土耐久性的技术途径 如前分析,要提高混凝土的耐久性,必须降低混凝土的孔隙率,特别是毛细管孔隙率,最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但是如果纯粹的降低用水量,混凝土的工作性将随之降低,又会导致捣实成型工作困难,同样造成混凝土结构不致密,甚至出现蜂窝 等宏观缺陷,不但混凝土强度降低,而且混凝土的耐久性也同时降低。目前减少孔隙率的途径往往是掺入高效减水剂。 3.1 掺入高效减水剂 在保证混凝土拌和物所需流动性的同时,尽可能降低用水量,减小水灰比,使混凝土的总孔隙,特别是毛细管孔隙率大幅度降低。 水泥在加水搅拌后,会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中,包裹着许多拌和水,从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性,就必须在拌和时相应地增加用水量,这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂后,减水剂的定向排列,使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下,不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态,还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜,同时使水泥絮凝状的絮凝体内的游离水释放出来,因而达到减水的目的。 3.2 掺入高效活性矿物掺料 普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足,是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的,在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料(矽灰、矿渣、粉煤灰等)中含有大量活性sio?2及活性al?2o?3,它们能和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反应,生成强度更高,稳定性更优的低碱性水化矽酸钙,从而达到改善水化胶凝物质的组成,消除游离石灰的目的。有些超细矿物掺料,其平均粒径小于水泥粒子的平均粒径,能填充于水泥粒子之间的空隙中,使水泥石结构更为致密,并阻断可能形成的渗透路。 3.3 消除混凝土自身的结构破坏因素 除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外,混凝土本身的一些物理化学因素,也可能引起混凝土结构的严重破坏,致使混凝土失效。例如,混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂,水化热过性过高引起的温度裂缝,硫酸铝的延迟生成,以及混凝土的碱集料反应等。因此,要提高混凝土的耐久性,就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、so?3、c?1-等可以引起结构破坏和钢筋蚀物质的含量,加强施工控制环节,避免收缩及温度裂缝产生,提高混凝土的耐久性。 工程技术论文:基因工程技术发展的人文价值原则及导引途径探析 摘 要: 基因工程技术与人文价值有着复杂的关联性。基因工程技术社会功能的显现过 程,也是人文价值的生成和发展过程。用人文价值导引基因工程技术的发展既是必要的,又 是可能的。在遵循人本原则、技术与伦理观念协同原则和非功利性原则的基础上,通过确立 开放的技术伦理评估框架、推广人文主义的科学教育观、强化生命科学家的道德责任、营造 良好的社会舆论氛围等途径,协同好基因工程技术发展与人文价值提升的关系,实现用人文 价值原则导引基因工程技术发展的目的,通过发展基因工程技术去收获一个美好的未来。 关 键 词:基因工程技术;人文价值;技术伦理 在人类的实践活动中,技术和人文价值互为根据、相互支持。现代技术就是由技术器物、技 术制度与体制以及技术意识形态这三个层次的因素组成的文化[1]。作为一个多目 标、多类型的技术体系,基因工程技术负荷多方面的价值,有着广泛而深远的社会影响。基 因工程技术发展过程中的人文困惑实际上是人类自身在人格标准、社会伦理观、生态价值观 上的诸多疑难的反映。重新审视当代社会的人文价值观,为基因工程技术的健康发展提供一 个可供参照的人本坐标和社会文化尺度,是当下一件重要的事情。 一、 人文价值导引基因工程技术 发展的必要性与可能性1. 人文价值导引基因工程技术发展的必要性 基因工程技术是自然属性和社会属性的统一体。基因工程技术将有力地促进社会经济的发展 ,实现人的自由,满足人类多方面的需要。由于基因工程技术的作用对象包括人在内,其发 展和应用就必然更多地涉及到人文价值,在个体层面、群体层面和社会层面影响到人与人、 人与社会以及人与自然的关系。基因工程技术为人类摆脱生物本性上的局限从而实现更大的 目标创造着条件,给人类带来无限的梦想和希望。同时,基因工程技术又对人类的文明和智 力,甚至对人类的肉体生存和心理健康都带来了新的、更大的挑战。基因工程技术的发展并 不总是合乎人的本质诉求,其背离人类本性的一面已经表现出来,已经产生和将要产生更为 复杂的伦理、法律、社会和生态等问题,亟须人文价值的密切关注与导引。 基因工程技术发展的人文困惑就是这项技术在其发展过程中对现代人文价值观念的冲击,表 现为基因工程技术对人类社会价值观念的重构和社会价值对基因工程技术的审视。这种困惑 折射出社会发展中的物质层面和精神层面的不协调。对于技术与人文价值之间的这种激荡, 我们必须承认和审慎对待。其实,基因工程技术的内在价值维度与社会人文价值之间有着互 惠的影响,基因工程技术与人文价值的协同发展是十分必要的。 用人文价值导引基因工程技术的发展是必需的。陈昌曙教授曾指出:现代技术从根本上说都 是人造的,人在多种情况和相当程度上可以干预和选择技术。在技术创新的方向,对在何种 场合、何种程度上应用技术,对技术发展的战略和技术政策都有选择的自由和余地;国家、 部门和企业都有技术选择的任务,工程师、企业家都有进行技术选择的能力[2]。具 体说 来,人是基因工程技术发生和发展的主体,居于核心地位。没有科技工作者的努力就不可能有 基因工程技术的产生和发展,更谈不上产业化、市场化;发展基因工程技术的宗旨是为人类 造福,为解决人的现实问题服务。在这里,基因工程技术是手段,人是目的。因此,基因工 程技术的发展路径和结果必须符合人的基本价值诉求。 2. 人文价值导引基因工程技术发展的可能性 现代技术的实体因素决定着人们的生产、生活和精神状况,影响着“人—社会—自然”大系 统的演化,表征着现阶段人类文明的发展水平。同时,人文价值规定了技术发展的方向和目 的,通过影响技术制度、体制及其意识形态实现着对现代技术的选择、扩散和社会整合。人 文价值作为人类社会存在和发展的基本理想,完全可以规定基因工程技术的发展方向。在实 践中,通过不断发展的人文价值可以实现对基因工程技术的导向作用。 人文价值对基因工程技术的发展有着理性的制约作用。m.谢勒认为,每次理性认识活动之前 ,都有一个评价的情感活动。因为只有注意到对象的价值,对象才表现为值得研究和有意义 的东西[3]。基因工程技术的发展从根本上说,要受到人们的情感、态度以及社会伦 理规范 的影响。基因工程技术活动必然要受到当今时代占主导地位的文化价值科学精神和人 文精神的双重影响。现代基因工程技术体现着科学与人文之间的互补关系:一方面,在 探讨 现代基因工程技术活动的意义和技术决策的标准时,离不开对其人文精神的思考;另一方面, 要确定解决特定问题的技术方案和预测现代基因工程技术的物质后果,只有运用理性的科学 精神才能作出回答。以科学精神和人文精神的和合统一为主导的当今社会文化价值以其解释 作用、论证作用和导向作用,创设出基因工程技术发展的社会心理氛围、可行条件并影响着 其可能的发展规模、速度和方向。 总之,基因工程技术与人文价值的逻辑关联提供了人文价值导引基因工程技术发展的可能性 ,现代基因工程技术发展的潜在人文困惑又日益彰显了人文价值导引基因工程技术发展的必 要性。人文价值可以也必须通过作用于基因工程技术的器物层面和制度层面对此项技术的发 展方向加以导引。 二、 人文价值导引基因工程技术 发展的主要原则 为了能够在发展基因工程技术以促进社会福利的同时,又能前瞻性地关注并预警其多方面的 负面影响,在两者之间形成“必要的张力”,我们必须努力探求正确导引基因工程技术健康 发展的人文价值原则。 1. 人本原则 人本原则要求人们在研制、发展基因工程技术的过程中,要有意识地实现人、社会、自然的 整体和谐,关注人类本身的持续生存和健康发展。基因工程技术只有在“人—社会—自然” 大系统的协调发展中才能得以发展并最终实现人的价值追求。 首先,人类与其他生物、非生物环境之间的和谐是人类社会持存的原初条件和人类文明得以 延续的基本保障。基因工程技术的发展要充分考虑自然生态的承载力和可持续性。人们应当 充分利用基因工程技术提供的主动性和选择性,通过有目的的社会实践活动,在促进基因工 程技术发展的同时维持生态系统的完整、稳定和有序发展,建立一种符合自然生态系统发展 规律的社会实践和组织形式。 其次,社会层面中政治、经济、文化和教育环境等之间的和谐是基因工程技术发展的现实社 会条件。基因工程技术的发展既取决于社会的需要,受到特定社会主导文化价值的制约,同 时也广泛地影响到社会生活。基因工程技术的发展要因人、因地、因时制宜,充分考虑其发 展的社会条件和社会影响,在实现自身发展的同时促进社会的进步。 再次,实现人的健康发展和社会价值是基因工程技术发展的归宿。研制基因工程技术的原初 目的是适宜人性的,其发展就是为了解决人类生存与发展面临的食品、健康与安全等现实问 题服务的。坚持以人为本,关心人的价值、尊严、平等、自由和全面发展,应该始终成为基 因工程技术发展的首要目标。 2. 技术与伦理观念协同原则 基因工程技术已经成为推动经济社会发展的重要动因,其迅猛发展必然会影响到人类社会固 有的观念。早在上世纪90年代初,欧洲许多公众就开始强烈反对转基因食品,他们认为转基 因食品有损人类健康,认为他们有足够的可供选择的食物。一些政治家为了自身利益,也充 分利用这场舆论纷争,试图将它演变成一场公众的政治运动。1999年,奥地利、比利时、丹 麦、法国、希腊、意大利和卢森堡等7个国家明令禁止销售转基因食品,在4年内不得发展转 基因食品。但是,随着转基因技术的进一步成熟,到了2002年10月,欧盟又通过了一项关于 最终种植转基因农作物的新的指导方针[4]。 伴随着包括基因工程技术在内的现代生物技术的发展和应用,人类社会无论从制度方面还是 物质方面都已经发生了很大的变革。由人类社会历史实践孵化产生出来的伦理观念同样要适 应新情况和新变化,以崭新的姿态解决新问题。我们并不主张人类的伦理观念无条件地完全 适应或简单地迎合基因工程技术发展的现实,但至少应该作出相应的调整,改变一些具体的 伦理规范和行为准则。伦理学家的研究内容和研究方式不要只被动地适应基因工程技术所带 来的挑战,而要能够预见基因工程技术发展中所要产生的问题和矛盾,起到针对防范基因工 程技术负效应发生的预见和警戒作用[5]。 我们在利用基因工程技术改造物质世界的同时,也要分析和改造我们自己的精神世界,从而 实现两个世界的和谐统一。在现代生物技术的辉煌与其人文忧患并存的时代,基因工程技术 视野与人文价值视野需要很好地对接,技术的发展与伦理观念所展现的高度应该是一致的, 技术与伦理观念应该是协同发展的。 3. 非功利性原则 现代生命科学和基因工程技术已经分别成为目前重要的前沿科学和关键技术,它们相互促进 、相互影响,将同时迎来一个迅猛发展的新时代。现代科学、技术、产业整体化的发展趋势 ,要求我们重视生命科学研究与基因工程技术的协调发展,把基因工程技术建立在牢固的生 命科学基础之上。 相对于人们对基因工程技术产业化、市场化的经济功利诉求,生命科学基础研究要求更多的 则是勤奋踏实、不懈努力和淡泊名利的心态与行为。如果片面追求基因工程技术的所谓快速 发展而忽视生命科学基础研究,就会使基因工程技术逐渐失去自身存在的根基并最终导致自 身发展的乏力。这要求人们对待基因工程技术的发展,要适当地超越功利心态并坚决反对任 何不切合实际的急功近利。 这项原则还要求人们谨慎地对待基因工程技术,采取与传统技术不同的运作方式,在确保安 全性的基础上,有选择、有限度地加以利用。例如,由于一般药物的安全性或毒性试验对基 因药物不一定适用,加上种属差异性,基因工程药物对人的药理学活性在动物身上就不大可 能得到完全、正确的反应。这样在进行安全性试验和临床应用时,就要求有不同于传统的毒 性试验项目、方法、判断标准以及防范措施。另外,由于转基因农作物相对于生态系统来讲 属于“外来物种”,必须对其从实验室走向大田试验的各个环节中间试验阶段、环境释 放阶段、生产性试验阶段进行严格的实时监控,并且在其大田种植后也要继续依照新的标准 采取分阶段的安全性评价。反之,对基因工程技术过分的功利心态则可能无视这项技术的特 殊性、不确定性以及可能存在的风险,导致这项技术的误用和滥用。 三、 人文价值导引基因工程技术 发展的途径探析 1. 确立开放的技术伦理评估框架 在当今文化多元的世界,我们很难在关于人文价值的合理理念方面达成共识,乃至不可能只 有一种普适的技术伦理观。然而,人类社会面临着共同的技术应用问题,社会生活有其相通 性,对“善”的追求也是人性的重要向度,这一切都使得人们可以在基因工程技术的发展问 题上,将价值存在的抽象性转化为具体规范的可能性并达成一些基础性的共识。然后,人们 在此基础上愿意提出和遵守公平合作的条件,愿意承担判断的任务并接受其后果。例如,在 已经过去的三十多年中,美国学术界针对生物技术的应用发展提出了包括“行善原则”、“ 自主原则”、“不伤害原则”和“公正原则”在内的四条生物医学伦理原则,在世界产生了 很大的影响,得到了广泛认同和实际应用。 为了评估基因工程技术的发展,一种技术伦理评估的新框架在今天是必需的。我们要以生物 伦理学理论多元的宽广襟怀,融合多样性的、具有共同基础的基因工程技术发展的指导原则 ,谋求实际应用过程中的共识。开放的技术伦理评估框架的目的只能是为了使人类生活得更 好,使人类免受可能的技术伤害。关涉人类前途的基因工程技术在其发展过程中一定要倾听 来自各方面的声音,允许各种话语的自由表达,宽容地对待各种不同的学术观点和立场,这 样才可能真正实现自身的健康发展。 2. 推广人文主义的科学教育观 科学素养已经成为衡量一个国家国民素质水平及其国际竞争力的重要指标之一,科学教育日 益占据了教育的主导地位。科学教育肩负着提高国民素质尤其是全体国民的科学素质,引导 社会成员勇于在未知领域中探求并走进科学殿堂的重任。面对新世纪科学技术高度综合化、 整体化以及自然科学与人文社会科学相互渗透和融合的发展趋势,科学教育必须以培养大量 基础扎实、知识宽厚、综合素质高、创新能力强,既有科学素养又有人文理想的复合型人才 为目标。完整的科学教育既包括科学技术知识的传授和能力的养成,更包括人文精神的熏陶 。 然而,科学教育和人文教育的长期分离,人为地制造了科学与人文两大阵营,且相互对立和 互不理解,形成了所谓的“两种文化”现象[6]。在这种氛围下,基因工程技术也很 难实现 健康发展。如果基因工程技术只是被人们从功利主义的工具角度来看待,那么它在文化上的 价值就不能得到完整而准确的表达,就可能在其社会应用过程中给人类带来危害。我们必须 找到基因工程技术与人文价值相结合的途径,使基因工程技术发展人性化,让基因工程技术 的发展得到理性的规范,而不是让其成为一种与我们的文化无关的纯粹工具来任意发展。为 了使基因工程技术始终服务于人类文明的目标,我们在实践中就必须推广科学精神与人文精 神、价值理性与工具理性相融合的新人文主义科学教育观。 加强科学教育过程中人文素养的融入,促进基因工程技术人才养成高尚的人文精神,完善其 知识架构,能够极大地夯实人才基础,使他们在内心深处树立以人为本的理念,追求进步、 向往和谐的人生理想。在科学实践上自觉地应用人文价值观念主导和支配基因工程技术的决 策和选择,从而对基因工程技术的健康发展起到有效的推动作用。 3. 强化生命科学家的社会责任,塑造基因工程师的行为范式 科技工作者对人类进步高度的社会责任感和道德责任感是科技进步的重要推动力。早在1974 年,联合国教科文组织就在《关于科学研究工作者地位的建议》中讲到科学家的道德责任。 在当今大科学时代,发展科学技术已经成为国家行为,科技工作者必须考虑科学技术的社会 后果以及自身的社会责任。运用科技成果为全人类造福是科学家和技术工程师追求的美德。 要实现“科学为全人类造福”的价值目标,迫切需要科学家和工程师自觉树立起新的责任意 识。基因工程技术的新发展赋予生命科学家和基因工程师们以前所未有的力量,同时加重了他们 的社会责任。基因工程技术在给人类带来福利的同时,还带来可以预见的和难以预见的危害 甚至灾难,或者在给一部分人带来利益的同时而给另一些人带来了伤害。面对基因工程技术 带来的诸多现实问题以及人们思想观念的变化,生命科学家和基因工程师作为生命科学知识 最主要的载体和基因工程技术活动的主体,有责任、有义务树立科学良心和职业伦理道德, 使基因工程技术为人类创造繁荣的同时,尽可能减少其负面影响。 在2002年4月召开的香山科学会议上,许智宏院士指出:“科学家自身的道德意识和伦理觉 醒至关重要。面对生命科学研究可能带来的巨大经济利益,科学家要自觉地依据理性和符合 人类利益的原则作出选择。任何科学技术的应用都有双重性,科学家有责任向社会说明技术 的价值和可能带来的风险及危害”[7]。可见,科学良心是科技工作者内在的思想道 德,是 道德情感、道德认识和道德意志的具体体现,是科技工作者支配自己的科研工作为人类造福 的道德支柱。因此,生命科学家要坚持不懈地加强科学道德修养,将自己培养成为有社会良 心的责任主体。基因工程技术的健康发展有赖于基因工程师在实践中自觉处理好基因工程技 术积极社会功能的正常发挥与其价值负荷、政治法律约束的关系,逐步形成一个既有利于基 因工程技术发展又充分考虑其社会效应的、可操作的行为范式[8]。 4. 重视技术评论,营造公众参与的良好社会舆论氛围 基因工程技术的发展需要良好的社会舆论氛围。社会公众的态度和心理承受程度是基因工程 技术发展与应用的重要参量。在现代信息发达的社会中,一种新技术概念在社会的扩散,一 种新技术成果在社会的推广,一种新技术产品在社会的应用,均离不开众多媒体强大的中介 传播作用。一种技术在媒体宣传中的形象,将直接影响到社会公众对此项技术的接受态度。 分析公众因基因工程技术的发展和应用而产生的社会心理问题,通过各种媒体开展富有成效 的技术评论,及时引导并调适公众心理,对于基因工程技术的发展有着极其重要的意义。 在当今社会,没有公众科技素养的提高,在生命科学和基因工程技术研究中实现公众参与和 顾及社会伦理道德将只是空谈。生命科学家和基因工程技术工程师在技术评论和公众心理调 适中有着不可推卸的责任。他们有预测和评估基因工程技术社会应用的正负效应,对公众进 行科学知识普及和技术风险教育的责任,并结合自身的研究进程负责任地与公众进行多方面 的对话和交流,通过开展技术评论有效地缓解社会公众期待与紧张的心理状态,从而创造一个 良好的社会舆论氛围,为争取公众参与搭建一个互动的平台,最终实现基因工程技术的人性 化发展。 大众传媒在塑造基因工程技术的社会形象,促进公众理解基因工程技术的过程中有着广泛而 深远的影响。媒体通过自己的宣传,既可以起到为基因工程技术的发展争取社会投资、社会 支持的作用,也可能招来社会公众对该项技术的强烈抵制。媒体对基因工程技术的理解程度 和价值取向将直接影响到公众的心理走向。因此,较为理想的技术评论应以正确理解科学技 术为基础,以科学精神为灵魂,坚持社会效益优先原则和进步的方向性原则,使社会公众及 时了解到基因工程技术的发展状况,切实维护公众的知情权和选择权。通过公众参与和民主 监督,促使基因工程技术以尽可能符合社会秩序和人道的方式发展,最终实现生命科学研究 和基因工程技术创新的人文关怀。 5. 通过立法和制定科技政策进行必要的社会调控 在宏观层面,要处理好个人、社会和自然三者之间的关系,注意从社会整体效应和长期利益 的角度对基因工程技术的发展作出调控;在微观层面,要着力营建科学技术发展与社会全面 进步和谐一体的理念,使基因工程技术研发人员切实认识到自身的社会价值诉求。通过各方 面的共同努力,使基因工程技术的发展实现更多的人文关怀,尽量减少其对社会利益的损害 。具体说来,主要包括以下两个方面的内容。 其一,通过立法使基因工程技术在发展中趋利避害。制定有关法律和法规并不是阻挠基因工 程技术的发展,而是对其进行积极引导和适当限制,由此争得充分的准备时间,以便人们能 够充分估计基因工程技术发展的负面作用,建立一套可操作的制度和规则。为防止现代生物 技术对人类生命个体的有意或无意的伤害和危及人类社会的发展,在发展生物技术方面一定 要谨慎,要在严格的法律规范条件下有序进行。近几年,我国制定出台的《基因工程安全管 理办法》、《农业转基因生物安全管理条例》、《人类遗传资源管理暂行办法》等,都是对 基因工程技术发展进行规范所作出的积极努力。 其二,制定出合理的基因工程技术发展政策是其发展的重要条件。基因工程技术的发展关系 到国家、民族乃至全人类的前途。在进行基因工程技术立法和制定政策时应十分慎重,不要 使基因工程技术工作者和生命科学家们在从事研究时感受到过多的社会压力。只有在一个宽 松、民主、自由的社会环境中,科技工作者的积极性、主动性和创造性才能够得到充分发挥 ,才会真正有利于生命科学和基因工程技术的健康发展。在制定基因工程技术发展政策时要 充分考虑到基因工程技术的社会价值、社会心理影响等,最终实现基因工程技术与经济社会 的协调发展。 若要从根本上解决政府、科技界、企业界和公众之间在基因工程技术发展方面的观念冲突, 除了像技术哲学家m.邦格所设想的力争技术的民主控制,即公众参与所有大规模的技术规划 之外还需要有整个社会的变革[9]。基因工程技术的发展和应用离不开社会的整体 变革,需 要通过适当的社会变革争得良好的社会文化环境。但是,这种有利于协调基因工程技术与其 他社会领域冲突的社会文化环境,仅仅依靠基因工程技术本身的发展是无法营造的,这需要 全社会的共同努力。 总之,我们希望在人文价值的积极导引下,寻求一种有利于基因工程技术健康发展的道路, 让本性为善的技术发展得更为完善,创造一个美好的未来。
工程测量论文:水利水电工程测量运用研究 摘要: 本文应用实例分析了水利水电工程中应用GPS与RTK技术的重要性,同时指出在水利水电工程的测量中对于GPSRTK的应用,以期提高水利水电工程测量准确性与可靠性。 关键词: GPS;RTK技术;水利水电工程;测量 GPSRTK技术也叫作实时动态的相对定位的技术,这种技术主要把载波相位当做基本的观测量,进行差分定位的技术。通常情况下,GPSRTK的测量思路为:在相关基准台之上设置GPS的接收机,以便观察全部可见的卫星,同时将观测的数据经无线电输送到相关设备中,便于及时发送到用户的观测站。而在用户站中GPS的接收机在进行卫星信号接收时,主要是经无线接收的设备面对基准台观测数据进行接收,再按照相对定位的原理,对精度与三维坐标进行计算。 1我国水利水电工程GPSRTK技术应用的重要性 本文主要从某地区水利水电站渠道堤坝安全性技术检测的相关内容展开论述,文中结合了水利工程山洪沟洪水的具体特点,对引水式电站引水渠线长、交叉洪沟多,防洪复杂等情况对某地区水电站进行论述研究。因此,为了提高水利水电工程的测量精确度与可靠性,检测技术人员有必要加强对实时动态的相对定位技术的理论知识学习与研究,特别是对大型的水利水电站质量检测以及一些基础岩体检测技术,需要重点研究,从而熟练掌握实时动态的相对定位技术原理。通常来讲,水利水电GPSRTK测量技术具有诸多优点,例如施工简单、数据测量科学准确、在检测过程中相对安全,因此,水利水电工程GPSRTK测量技术值得广泛应用推广。此外,在具体的测量时,要按照技术施工要求,结合当地的实际情况展开分析,从而根据水利水电主要特点找到适合的测量方法,以便保证施工技术测量精确性与可靠性[1]。 2工程实例分析 2.1工程简介 某水电站主要在澜沧江的干流上,该水电站属于一等的工程,也是一级的建筑物,这个工程主要任务就是发电,同时还有旅游、防洪、养殖与灌溉等作用,水库有调解性的功能。实际水库库容是237.03×108立方米,其调解的库容是,113×108立方米,水库正常的蓄水位是812米,死水位是765米,而校核的洪水位是817.9米。而电站装机的容量是5850MW,实际保证出力为2406MW,每年平均的发电量是239.1×108kW•h。现阶段在该水电站测量中,常用的技术是GPSRTK技术,应用这种技术优势比较明显。 2.2在水利水电中应用 GPS-RTK技术的优势应用实时动态的相对定位/GPSRTK的定位系统实施测量时,主要优势就是每一个测量站间不需要通视,并且定位的精度比较高、可以全天候进行作业、观测的时间比较短、操作过程比较方便,通视能够提供多功能多用途与三维坐标等,特别是对于水利水电工程的测量有着显著优势。第一,GPSRTK的定位系统能够在短时间内结束10到20米定位的精度。例如:在GPSRTK的定位系统之中,一小时以上观测测量与结算,能够把平面误差严格控制在1h以上观测的解算和测量,可以将平面位置的误差控制于1毫米以内,可以提高工程测量效率与质量。第二,GPSRTK的定位系统自动化的程度比较高,且控制面积比较大,能够全天候进行作业,不会因为气候、时间与人员等因素而受到影响,操作比较方便[2]。 3在水利水电工程的测量中对于GPSRTK的技术应用 3.1断面的测量 在进行一些水利渠道的工程运算工作时,需要应用纵横断面的图来计算土石方量。在应用PTK的技术时,仅需要把设计线形传输至RTK的手簿中,这样RTK能够及时提供相应渠道桩号,同时能够提供渠道横向方向、纵向方向与中线距离,从而方便了断面的高程点施工测量。 3.2施工放样 普通全站仪放样一般需要3个左右的工作人员一起操作,而且在常规情况下主要是距离放样与方向放样,对于全站仪的通视情况有着较高的要求。但是应用RTK进行放样,可以直接进行坐标接对,手簿上也会自动低显示出目标点之间的实际距离。此外,RTK能够对比较复杂的直线与曲线实施放样,且放样对象在同一直线上,不存在坐标位置,这种功能在一些拆迁放样之中有着重要作用。而在进行房屋拆迁时,经常有同时困难与障碍等问题,并且需要在工程建筑拆迁线与交叉点添加适当的放样点,但是RTK的直线放羊可以有效结节以上问题,提高施工放样效率[3]。 3.3控制测量 因为现阶段国内很多水利水电工程都处在偏远地区,在某种程度上致使高等级的控制点数量受到限制,从而影响到相关测量工作。因此,建议使用RTK技术或者是网络的RTK技术,这种技术可以处理渠道与河道等特殊的地形,同时能够测量横断面与纵断面。而且应用RTK的技术、网络的RTK技术,不仅能够提高工作的效率与缩短施工期限,而且能够大幅度节省成本。 3.4地形的测量 就目前而言,很多水利水电的工程经常需到现场进行选址,在测量小片地形过程中,工程现场选址工作要按照高程坐标数据进行分析,经过参考探讨以后,才可以对位置进行确定。但是RTK技术有着快速定位以及及时获得坐标的优势,在现场选址与定线工作中的效果比较好,可以保证提供数据资料的精确性。另外,在应用RTK技术测量时,可以有效解决连续站积累误差的问题,并且使用这种技术无需较多人力,这样不仅可以确保碎部点定位的精度,而且可以节省资源[4]。 3.5对水利水电的岩体进行测量 当大坝的坝体开始挖方施工后,坝基的岩体会随着坝基的推移,松弛度也会发生一定的变化,特别是在坝基的地应力部分,由于坝基的岩体卸荷度较强,因此会严重影响坝体的基础岩层利用。在研究坝基变形深度以及建基面岩体卸荷四弹变形时,通过不断掌握和了解坝基岩体的声波速率与坝体推移时间的递减变化规律,需要对大坝的坝基岩体预应力引发的重力荷载分布变化以及岩体卸载的松弛度影响作用进行分析,因此,测量人员可以在大坝的基面设置安装相关监测站,这样便于对水利大坝的基面实际情况进行分析与研究。通过测量分析能够发现,大坝岩体基层的测量结果随着测试实践的发展也在发生一定的变化,导致岩层受到影响[5]。 4结语 综上所述,为了不断提高我国水利水电工程测量技术标准,确保水利水电工程项目的稳定性以及可靠性运行,要求施工技术人员以积极的态度和过硬的实操技能,不断地对施工放样与地面测量等技术不断进行研究与完善,从当前我国的水利水电施工建设的总体情况来看,相关测量技术水平已经在某种程度上得到相应的提升,但是与国外的发达国家一些大型的水利水电施工建设项目实时动态的相对定位技术测量水平相比较,还存在一定的不足之处,虽然实时动态相对定位的测量技术应用已经非常广泛,但是其测量的严谨性不能忽视,由于这种测量技术具有操作简单、检测数据准确、检测过程相对安全等特点,因此每一位水利水电检测的技术人员都应该以身作则,提高自己的安全防范意识。因为水利水电工程功在当代,利在千秋,所以是一项造福人类的伟大工程与事业,实时动态的相对定位测量技术是每个人都应该熟练掌握的基本施工技术,总之,做好水利水电工程测量工作有助于我国大型水利水电工程项目的稳定运行,也可以促进人们生活质量的有效提升。 作者:潘建恩 单位:广东水利电力职业技术学院 工程测量论文:3S技术水利工程测量应用 摘要: 随着人类的进步,科技的发展,信息化已经成为了世界发展的重要趋势,给我们的工作和生活带来了很多的便利。其中3S技术包括遥感技术(Remotesensing,RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems,GIS)和全球定位系统(Globalpositioningsystems,GPS),因为其多方面的优点,被广泛地应用在各个领域,。古往今来,水利工程测量在工程测量中占有很重要的地位,由于水的流动性,使得水利工程测量工作有层层阻挠,而3S技术很好的解决了这些困难。本文介绍了3S技术的具体内容和在水利工程测量中的简单应用。 关键词: 3S技术;水利工程测量;信息化 在古代,地图都是人们亲眼看到,亲自测量才能绘出,而且误差极大,造船时,船体的规模、大小,只能根据河道宽窄、水流急缓、水深高低来判断,并且大多数都是靠经验而来,这样难免会有很多差错和意外的发生。这种因为不能获得精确信息而出现误差的例子屡见不鲜,但是现在随着各种基础学科的发展,科学技术越来越发达,我们生活在信息化的时代,各项高科技的发明被应用在方方面面,其中3S技术就在水利工程测量中发挥了巨大的作用,解决了很多难题。 13S技术包含的具体内容 1.13S技术中的遥感技术 遥感的英文是RemoteSensing,remote就是遥远的意思,sensing是感觉、感受、触感的意思,所以遥感就是在很远的距离下也能感受到,并且是在不接触的情况下,简称RS。遥感技术是一门综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有很多优势。遥感的物理基础是电磁波,每一种物体对电磁波的反射情况不同,正是由于每个物体这样的特性使得能够通过测量反射率来得知物体的具体信息。遥感的数据来源有4种,分别是航空遥感、Landsat系列卫星、SPOT系列卫星、和雷达遥感。信息源、信息获取、信息处理、信息应用四部分组成遥感技术装备。信息源就是要进行测量的目标物体。信息获取就是用一种装备来接受并记录目标物体电磁波特性的一个探测过程。信息获取所采用的装备主要包括遥感平台和传感器,其中遥感平台是一个运载工具,用来搭载传感器,而传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备。信息处理是指用计算机对所获取的信息进行校正、分析和解释处理的技术过程。信息应用就是将这种技术运用到各个领域。最大优点是不管情况多难,需要勘测的时候都可以进行遥感勘测。 1.23S技术中的地理信息系统 地理信息系统,英文全称是GeographicInformationSystem或Geo-Informationsystem,简称GIS。地理信息,就是地球表面和空间中的各种信息,比如山川河流的分布,城镇人口的特点,大气层流的变化等。地理信息系统就是将这些信息进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。这样的一个系统肯定离不开计算机的支持,还需要地图学提供基本的地理信息,所以又是一门综合性的学科,被应用在多个领域。通过对地理信息采集、储存、管理,形成了一个巨大的数据库,可以提供查询服务,比如,你将经度、纬度输入,计算机就会显示这一点及附近的地理特征信息。而通过计算机的运算、分析,可以实现预测功能,例如,将某条河流近几年的流量状况和天气情况输入,可以预测未来几年流量变化,威尼斯将在几十年后消失的结论就运用到了这项技术。如果将遥感技术和地理信息系统结合,通过显示和描述功能,可以在计算机上展现出更真实、更具体的图像。 1.33S技术中的全球定位系统 全球定位系统,英文全称GlobalPositioningSystem,通常简称GPS。顾名思义,全球定位就是可以定位到海陆空的任何一个地方,实现全方位的三维导航,是美国从上世纪70年代开始研制,历时20余年,耗资200亿美元,于1994年全面建成。全球定位系统由三部分组成,空间部分、地面控制部分、用户设备部分。空间部分由24颗卫星组成,这24颗卫星以一种特殊的方式分布,使得地球上任何一点的任何时间都可以有四颗卫星同时提供信息,为时间上连续的全球导航提供了技术支持。地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成,监测站负责接收卫星发回来的各种数据,简单处理后发送到主控站,主控站根据这些数据生成指令,然后发送到地面控制站,控制站再将指令发给卫星,形成了一个完整的信息传送圈。用户设备部分即GPS信号接收机,能捕获到对应上空卫星所发出的数据,经过接收机内置微型计算机的处理,准确显示出用户所在位置的各种信息。全球定位系统有军用和民用两种服务方向,其中军方信息为各国高级机密,设置密码,不能被外界获取。民间服务范围广泛,从飞机航线导航到个人旅游行车路线导航,从城市规划到工程施工中的工程测量,从野外勘测到电子地图,从车辆防盗系统到丢失手机的追回等等。全球定位系统有很多优点,它不受任何天气的影响,可以进行移动性的追踪定位,全球范围内覆盖,省时精确又效率高,是以被应用在多方面,给生活提供了很多便利,同时发展前景也很可观。 23S技术在水利工程测量的具体应用 2.1准确得到所测河道的水文信息 河道的水文信息包括流程长短、水量大小、水量季节变化、泥沙含量、流速、汛期、结冰期、有无凌汛。传统的测量方法是人工用各种专业测量仪器到实地进行勘测,流程长短就得将河流流过的地方全走一遍,水量大小要乘船固定在河流某一点测量河床高低,再结合其他数据运用公式进行计算,水量季节变化要一年重复进行多次这样的工作。传统的水利测量工作耗时、耗力、耗材、准确性不高,所以很有必要利用现在发达的科技技术进行改进,3S技术就是一个完美的方式。可以利用遥感技术测出各种河道水面下的地形情况,再用计算机计算各种数据,输入河道的基本信息,利用地理信息系统中存储的数据预测汛期、结冰期等。 2.2水流变化的动态监测 由于天气因素的影响,使得河流流量、水位高低等时刻在发生变化,在以前,这种变化不可能时时都记录下来,失去一定的准确性。现在,利用3S技术中的全球定位系统可以时刻监测河流的动态变化,从河流源头到最终汇入大海,每一次每一点的变化都可以记录在地理信息系统中,通过计算机的各项运算,又可以在其他方面提供数据以供使用,同时结合地理信息系统中已有的数据,可以提前预知,为防洪、抗洪、水资源合理调度提供科学依据。另外,也可以对海洋水位高低,冰川融化速度等进行动态监测,为全球水资源分布、水流变化研究提供数据基础。 2.3洪灾过后的灾情评估 大自然时刻在发生变化,数据库里也不可能有所有情况的记录,一切的事物都有超出人类和计算机预算的可能,灾难时有发生。洪灾过后造成的灾区情况复杂难辨,常常由于不知道继发的洪水而造成二次灾难,浸泡在水里的财产也因为无法知道准确位置而无法挽回。灾难已经发生,灾情还可控制,利用3S技术可以及时检测到灾区水位变化,检测到其他地区河流水文信息,为是否有继发洪水、洪水的引流工作提供理论基础。沉积在水下的财物被毁坏的建筑物层层掩埋,利用遥感技术,可以分析出水下房屋损坏的程度,堆积的方式,为制定抢救重要财物方案提供物理基础。 3结语 总而言之,随着科学技术的高速发展,信息化已经渗入到人类生活的方方面面,虽然说有利有弊,但是不可否认,我们的生活已经越来越离不开它。由遥感技术、地理信息系统和全球定位系统组成的3S技术被广泛应用在各个领域,其在水利工程测量中的应用已经越来越成熟,已经慢慢取代传统方式,但是很多的工作还需要大量的人力来完成,还需要进一步的改进和发展。将来3S技术的发展会越来越快,越来越全面,应用范围越来越广,使更多的工作变得简单。 作者:罗建平 单位:江西双德建筑工程有限公司 工程测量论文:建筑工程测量解决方案研究 摘要: 随着社会经济快速发展,建筑工程也随之不断发展,建筑工程测量的精确度影响着建筑工程的质量。在施工过程中,建筑工程测量是专业性较强的工作类型。但在建筑工程的测量过程中常出现一些问题,这就需要在施工中充分重视测量工作。文章就常见的建筑工程测量中的问题,给出了相应的解决方案。 关键词: 工程测量;建筑工程测量;常见问题;解决方案 1概述 当今社会,经济飞速发展,建筑行业的规模处于不断拓展的进步状态。而工程项目测量质量和项目之间有着直接关系,在建筑工程施工过程中工程测量是工程的技术保证,工程测量也逐渐被相关企业单位认识到其重要性。在建筑工程的不断发展中,对建筑工程的质量提出了更高的要求,而建筑工程施工测量是整个工程施工的主线之一。然而,在施工中,由于各种因素,导致测量中的测量结果问题较大,必须要改善测量工作中的影响因素,从而提高测量工作的精确度。文章探究了建筑工程测量中的常见问题,找出其影响因素,并对其提出了相应的解决方案。 2建筑工程中测量工作的重要性 在随着现代施工建筑对质量的要求越来越高,决定质量好坏的测量工作也越来越重要。在工程项目施工中,要工程测量项目对其进行正确的定位,以确保施工设计图纸的要求能被严格遵循实施。特别是建筑施工前,精确的测量决定着工程实地定位和项目施工的基准,直接关系工程质量。再者工程的质量问题严重关系到人们的生命财产安全。若在施工过程中发生施工质量导致的重大安全事故,给施工人员造成极大的损害;若在施工完成后,工程发生质量问题,将给更多的社会大众带来严重的生命财产问题。故而,施工企业必须要保障施工质量,重视施工测量工作。另外,工程的质量出现问题,对企业的利益有极大的损害。工程质量出现问题,影响施工企业的声誉和诚信;对于因工程质量发生的重大事故,企业必须承担起责任,赔偿受害人的损失,使其利益受损。只有最大程度的降低质量隐患,才能保障企业效益,为施工企业赢来更大的市场。对其我们必须保障施工中的测量工作。建筑工程中测量工作在施工中是极其重要的。必须保障测量工作中的常见问题得到解决,才能保障工程的质量。 3建筑工程测量中的常见问题 3.1测量工程测量质量的监管问题 建筑工程的测量工作本应由建筑工程的质量管理部门,政府,社会公众等共同参与其监管工作,从而能够对测量的结果保证其精确性。然而在实际的工程项目质量监督控制管理及工程项目竣工的验收,却只重视工程施工质量的审查,轻视工程测量工作质量的检查。因为监管工作的缺乏,使得对于各类仪器设备的使用,仪器随着建筑建设环境而产生的更新换代需求等都得不到足够的重视,使得测量的水平在整体上较低。 3.2测量仪器管理无秩序 在建筑施工中,施工条件苦,调动教大,在测量仪器的保管,使用,保养中有较大的疏忽。从而导致建筑仪器标定损坏,丢失严重,使得测量工作常不能按照规定规程来进行,大多都只是在测量中出现明显错误的测量数据时才会对测量仪器采取一些简单的措施。建筑工程测量仪器是施工中保障测量精确度的根本,对于测量仪器管理无秩序的问题,必须加以改进。 3.3人员流动较大 建筑工程施工中,生活条件艰苦,野外作业时间长,风险责任大,而施工测量人员主要是建筑工程施工中的一线生产工人。在这种情况下,大多测量员因工作艰苦,干一段时间就请求调离或辞工,导致测量工程人员流动较大,很多新人员最开始搞不清状况,或找不到前测量员的测量数据,或者测量数据保管记录不清,使得整个工程中在测量数据上存在较大问题。 3.4测量人员能力问题 在施工中,目前有一些的施工企业还没有配置专业的工程测量人员,在施工中采用缺乏测量经验的其他人员来兼任测量工作。再来由于人员流动较大,新请的测量人员的能力不足,来不及经过培训就直接工作,对于测量仪器的使用不熟悉,测量工作也常常是一知半解,使得测量中取得的相关数据精确度不高,从而导致项目的质量出现问题。 4施工中测量问题的解决方案 建筑工程中的测量工作不到位,极易产生重大的质量事故,造成极大的安全问题和经济损失等。因此,在建筑项目中,必须从根本上解决建筑施工中测量工作的问题。 4.1完善监管制度 政府和相关监管部门,必须对施工中的测量加大监管力度,提高重视。同时,也只有监管部门的检查力度加大,施工企业才会重视施工中的测量。要由专职人员对测量工作的质量管理制度进行监督管理,完善和执行相关管理制度。 4.2仪器上的改进 仪器最重要的就是要确保其精确度,这就要求对于测量仪器要进行保养,不定时的检测,正确的使用方法,从而减少仪器的损伤,保证测量数据的质量。而要做到这些,就要求施工企业对施工测量重视起来,设置专门人员来管理仪器和测量数据。再来,随着对建筑质量的不断高要求,测量水平也随之要求加高,而要提高其精确度需要更精密的仪器。这就要求施工企业加大对施工测量仪器的资金投入,购进更先进的仪器。再来要求在仪器的改良中,技术要不断进步和创新,争取创造出更优良的测量仪器。 4.3严控测量过程 在工程测量中,根据经验可知,测量的过程注意与否,影响着测量的精度。在测量中,必须要重视测量过程。对于测量工作,在工作开始前,要对测量仪器如水准尺,经纬仪等进行校验,防止测量数据出现大的偏差和错误,导致施工中使用的数据错误或者重新测量。在使用经纬仪时,要对准,且对准误差在3cm内。对于水准仪为确保其测量数据的准确度,要进行定期的保养与检修。要将固定仪器的三脚架安在坚实的地面,架设测量仪器时,要注意其架设的高度要适中。对于重要的监测数据要进行复检。 4.4测量人员的管理 首先,要让测量人员转变其测量数据大致或差不多就可行的观念,重视起施工测量工作。再来要提高测量人员的整体素质,只有使用仪器的测量员能够高效率的完成测量工作,测量的质量才能提高。这要求测量人员工作中认真,细致,测量仪器精准先进,测量人员的技术熟练高效。首先,在测量人员上要选取高水平人员,其次,对每一个测量人员进行工前培训,使其了解测量工作中的注意事项,学会使用测量仪器的正确方法,正确记录测量数据。每次优秀的先进测量技术的出现,以及先进的测量仪器的引进,都安排测量工作人员进行培训,以保证测量的质量。对于测量人员的流失问题,要加强对施工过程中人员的管理,事先签好劳动合同,保证其施工中的人员流动。 5结束语 在建筑工程中,为确保其工程质量,确保工人的人身安全,确保企业的经济效益,必须加强对测量工作的重视。只有对测量工作提高其监管力度,对检测设备进行管理和随时代更新,严控检测过程,提高检测人员的素质,才能做好测量工作,提高测量数据的精确度,从而使得整个工程的施工质量得到提高。 作者:上官斌 单位:广东南方数码科技股份有限公司 工程测量论文:水利水电工程测量技术探微 摘要: 水利水电工程建设项目在我国的经济发展中发挥了重要的作用,而由于其建设环境的特殊性,所以对于工程的选址、设计、施工有较高的要求。在水利水电工程建设中,测量是重要的工作内容,通过控制测量、地形测量、施工测量、水下测量等多种形式的测量,为水利水电工程的选址、设计和施工提供了重要的参考依据,为工程建设的顺利实施创造了有利条件。在工程测量的过程中,会受到主观和客观等各种因素的影响,所以需要制定完善的工程测量运行体系,确保工程测量质量。 关键词: 水利水电;测量技术;质量控制 水利水电工程的建设环境比较复杂,因为需要有一定的流域供水,所以选址一般都会在山区,而山区的地质环境比较复杂,所以增加了水利水电工程施工的难度。为了确保工程施工质量,需要在选址和设计阶段做好充足的可行性论证,详细了解施工现场的地质水文状况,这就需要进行工程测量,为地质分析提供科学可靠的数据。工程测量贯穿于水利水电工程的始末,为工程的设计、施工提供优质的服务。测量工作的开展需要根据工程建设的需求,编制合理的测量方案,优化布置各个环节的测量程序,加强对测量人员以及仪器的管理,确保测量数据的准确性,为水利水电工程的高效开展创造有利的条件。 1工程测量在水利水电工程建设中的作用 1.1测量在水利水电工程开工建设前期的作用 在水利水电工程开工建设前期,测量工作都必须按照建设单位的建设规模和要求,以及按照自然条件和预期目的,进行规模设计。在这个阶段中的测量工作,主要是为水利水电工程施工提供各种比例尺的地形图与地形数字资料,另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于水利工程主坝或在地质条件不良的地区进行建设,则还要对地层的稳定性进行观测。 1.2测量在水利水电工程施工建设过程中的作用 每项水利水电工程建设的设计,都必须经过讨论,审批和批准之后,才能进入施工阶段。这时,首先要将所设计的水工建筑物,按照施工的要求在现场标定出来(即所谓定线放样测量),作为实地修建的依据。为此,要根据水利水电工程建设地形、性质以及施工的组织与计划等。建立不同形式的施工控制网。作为定线放样测量的基础,然后再按照水工建筑物位置与施工的需要,采用各种不同的放样方法,将图纸上所设计的内容移到实地,这就是我们常听到的“先整体后局部”、“先控制后碎部”。这一步工作非常重要,测量精度要求非常高,关系整个水利水电工程建设的成败。在水利水电工程主体施工阶段,测量的主作任务是施工放样,放样内容包括地面点位放样和高程放样。地面点位放样的精确度直接影响施工质量,所以每次混凝土施工完毕后,第一道工序就是测量放样,通过测量放样不但能够为下一道工序提供依据,并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题,使得现场施工人员及时处理已经发生的问题,避免了问题的累积,最终导致工程事故。 1.3测量在水利水电工程运行管理阶段的作用 水利水电工程竣工后,进入运行管理阶段,为了监测大坝安全和稳定的情况,了解其设计是否合理,验证设计理论是否正确,需要定期地对其位移,沉陷倾斜以及摆动等进行测量。通过观测取得的第一手资料,可以监测建筑物的状态变化和工作情况,在发生不正常现象时,及时分析原因,采取措施,防止重大事故的发生,保证水利水电工程安全运行。 2提高水利水电工程测量水平的措施 2.1提高工程测量人员的综合素质 测量人员是工程测量工作的直接操作者,所以测量人员的综合素质水平直接影响到测量工作的质量。随着测量技术的发展,很多先进的测量仪器广泛的应用到工程测量工作中,有效的提高了工程测量的效率。所以这就要求测量人员要不断的提升自己的专业技能水平,熟练掌握各种先进仪器的原理和操作方法,能够正确使用测量仪器,掌握操作要领,从而提高工程测量水平。同时,还应该加强对测量人员的职业道德培训,一定要深刻的认识到测量工作的重要性,一个测量数据的失误将会影响到后续的整个工作流程。所以在测量工作中,一定要认真对待,严格按照测量规范标准执行,切实保证测量数据的精准性和真实性。 2.2引进先进的测量技术,增加设备的投入 测量设备是影响工程测量质量的重要因素,尤其是在工程建设环境比较恶劣的情况下,更加需要先进的测量设备,能够快速准确的进行测量工作。现阶段,GPS、GIS、RS测量技术已经广泛的应用于工程测量中,先进的测量技术不会受到时空的限制,并且不会受到通视条件的影响,测量过程简单,获取数据便捷,可有效的提高水利水电工程测量效率。而这些先进的测量技术中所使用的测量设备比较精密,所以为了保证测量仪器运行的稳定性和可靠性,需要做好测量设备的维护和保养工作,确保其在使用时能够正常运行。 2.3编制合理的测量流程 为保证测量工作的高效开展,在开始测量之前应该做好充分的准备工作,编制合理的测量流程。根据水利水电工程的总体规划要求,编制测量工作进度,明确每个测量工期内应该执行的测量任务,合理安排测量人员。对于测量工作开展期间应该注意的事项要有明确的标注,严格控制测量数据的采集质量,确保测量数据的精准性、真实性和全面性,做好测量数据的采集、传输和储存。对测量过程中的资料进行规范化管理,形成档案资料,为后期各项工作的开展提供有利的依据。 2.4做好工程测量基准点控制 工程的首级控制基准点一般由业主单位向承建单位提供,承建单位要复核基准点,并将复核结果以书面开工向监理机构报告,如有异议,由监理机构转报项目法人进行核实,经检查确认无误后,以书面形式通知承建单位才能启用该成果。承建单位应根据施工需要加密控制点,并应在施测前7天将作业方案报监理机构审批,施测结束后,将外业记录、控制点成果及精度分析资料报监理审核。 结束语 水利水电工程测量是一项比较复杂而系统的工程,其涵盖的学科范围比较广,所以为了提高工程测量水平,需要做好全面的准备工作。随着各种先进测量技术的应用,测量工作逐渐向自动化、数字化和实时化的方向发展,同时也改变了测量管理工作的方式。先进测量技术的应用,有效的提高了工程测量的水平,为了保证测量质量,还需要加强对测量人员综合素质水平的提升,对测量工作进行规范化管理,为水利水电工程的高效开展提供优质的服务。 作者:谷向福 单位:黑龙江省水利水电勘测设计研究院 工程测量论文:公路工程测量探析 摘要: 公路工程测量是所有工程建设的基础,需要贯穿于整个工程项目的始终。公路工程施工存在工程结构形式复杂、构筑物种类多等特点,将测量控制工作做好,在整个公路工程中显得非常关键。基于此,文章从不同角度针对公路工程测量展开了分析和研究,供大家参考。 关键词: 公路工程;测量;应用 工程建设必须以一定的经济效益、社会效益为依据,按照当地的自然条件展开规划和设计,工程测量是工程建设中一项基础性工作,在工程建设中起到了非常重要的作用,要想选择一条合理的、经济的路线,首先应进行路线勘测,绘制出带状的地形图,并展开横断面与纵断面的测量,进行纸上定线与路线设计,在地面上标定路线平面位置、纵坡及路基边坡,为施工提供指导。 1公路工程测量的工作内容及方法 1.1控制网复测与施工控制点增设 控制网可以分成高程和平面两种控制网,需要测量人员按照图纸和施工需要进行布设,控制网不仅在勘测设计与施工阶段会用到,同时在工程运营过程中也会使用。在开始施工前应进行复测,对控制点的点位精度进行检验,并恢复以损坏的控制点。由于控制点的数量比较少,通常施工需要都得不到满足,所以有必要结合实际情况进行控制点的增设,控制网复测与控制点增设往往需要同步进行,这样不仅可以达到复测的目的,还能为施测节省时间。 1.2公路特征点放样 特征点主要包括直线的起点与终点、桥涵定位点及曲线主点等,公路直线段施工放样通常比较简单。 1.3施工控制测量 公路控制网复测是工程施工控制测量的首要程序,公路从开始初测一直到施工,地物、地貌的变化非常大,由于受到人为因素或者自然因素的影响,导线点标志可能会受到不同程度的破坏,甚至一些导线点由于视线受阻不能正常使用,此外,还有一些导线点由于地质条件不良出现了下沉、位移等现象。怎样对现存导线点进行合理因公,快速的复测导线控制网,并建立控制网成为工程测量的首要工作。 1.4路基测设 路基测设主要包括两方面内容:中桩与边桩放样。为了保证公路施工精度,放样需要用到全站仪,利用极坐标法进行放样。全站仪极坐标法是当前公路工程测量中一种常用的施工放样法,具有精度高、速度快的特点。该放样方法的要点在于设站点、放样点、站点零方向之间极值与极角,在放样过程中待坐标放样点坐标值计算是关键所在。 2公路工程测量不同阶段的工作 2.1施工前的准备工作 2.1.1编制测量规划 在整个工程测量的过程中,测量规划起到了行动纲领的作用,测量规划可以为后续现场施工做好准备。在编制测量规划时应注意与施工特点、施工内容相结合,熟悉图纸及相关规范要求,工程建设设计应经过批准以后才能进入施工阶段,这时首先应按照施工要求将公路路线在现场标定出来,为实地建设提供依据。为此,应结合工程性质、工程现场的地形等情况建立施工控制网,为顶线放样提供基础,然后利用不同放样方法完成设计图纸与实物的转化。测量规划主要内容包括以下几个方面。(1)测量依据,主要包括相关规范、设计图纸、招投标文件及本单位的有关文件等。(2)测量内容,按照具体标段工程需要测量和检查的内容。(3)测量相关程序和工作制度。(4)测量仪器选择,包括全站仪、水准仪以及GPS等相关测量仪器。 2.1.2其他准备工作 (1)交桩。通常公路建设中水准点与导线点都是勘察设计单位提供的,勘察设计与进场施工之间存在时间上的间隔,原来埋设的水准点和导线点可能会由于多种因素的影响出现沉降、偏移,所以在施工放样之前,承包人应该进一步熟悉设计文件,从设计单位或监理工程师手中接过水准点和导线桩及相关资料。交桩可以由监理工程师向承包人进行,也可以由监理工程师陪同,由设计单位向承包人交桩,注意交桩应该将记录工作做好,并注明桩的完好性,存在与资料不相符或者损坏时应该注明,并由各方签字认可。(2)导线点坐标和水准点复测。公路结构是带状的,不同项目都可以分成很多标段展开施工,复测主要以标段作为单位,在交桩过程中,应在标段的接头位置上指出一个水准点和两个导线点作为两个不同标段的共同点。(3)施工控制点的加密。由于设计单位提供的控制点密度不够,或者由于地势起伏、障碍物等情况,实际结构物施工放样需求很难得到满足,所以在复测时应该结合实际施工需求增设控制点,通常情况下控制点加密应该与原设计控制点精度保持一致,利用附合导线进行导线点加密,附合到原设计单位提供的导线点上,与此同时,还要注意加密点和公路中线之间的距离既不能过大也不能过小,通常应该将该距离控制在80~100m的范围内。 2.2工程测量实施阶段 2.2.1检测任务 对于隧道、桥梁及小型构筑物等,应先审核图纸,认真核算放样坐标,并通过复测获得签认的导线及水准点成果,按照图纸在实地位置上进行放样,确定其合理性与正确性。在路线中桩、坡脚桩等检测工作中,检测重点在于高填深挖地段,施工达到了一定标高,应该对中边桩和路基宽度进行检测,看是否与设计要求相符合。 2.2.2测量放样 (1)隧道施工放样。在隧道施工开始之前应针对导线点进行复测,还要在洞口位置设置2个及以上的控制点,控制点之间保证可以通视,进洞施工过程中应该将以上控制点引入到隧道中,引入时隧道两侧应设置长边导线,或者也可以设置狭长多环导线,直线段不能在200m以下,曲线段不能在70m以下。施工过程中应该按照工程的进展情况,定期针对高程、中心点及中心线等进行测量,保证点位的稳定性和牢固性。(2)桥梁施工放样。首先应熟悉设计图纸,按照图纸中提供的平面位置关系,对各桩坐标进行计算,然后利用坐标反算得到各桩之间的距离。放样过程中为了保证准确无误,可以将全站仪安置在已知控制点上,然后再用另外已知控制点进行校核,经过确认无误以后进行放样。(3)路基施工的放样。首先按照曲线转角表与横断面图对各横断面控制桩坐标、各中桩坐标进行计算,其次进行放样。完成放样以后测得控制桩的实际高程,按照实测高程和设计横坡、路面设计高程等计算得到控制桩和中桩之间的距离,然后利用全站仪放出控制桩,对实际高程进行测定,对该点与中桩之间的距离进行计算,保证该点与高程和设计的一致性。(4)路面的施工放样。首先利用设计路面结构形式,利用全站仪将路线中桩、边桩放出来,因为路面工程需要分层施工,为了第一层铺筑时不会破坏边桩控制桩,到了第二层还可以继续使用,所以边桩控制桩每边都要比路面设计宽50cm,并利用钢尺沿着横断面做出记号,分别按照钢钎位置路线纵断高程和横坡计算设计高程,最后与松铺系数相加即可得到每一个钢钎处的高程。 2.3工程测量交工验收 因为工程施工周期较长,交工时原有水准点、加密导线已经被破坏,所以,在验收之前应组织人员对导线及水准点进行全面复测、补设,并提交正式的报告。监理工程师签认以后可以为以后公路工程测量提供依据。 3结束语 综上所述,在公路工程中测量是重要前提,直接影响了路线的高程与线型,贯穿于公路施工全过程。为了保证测量结果的准确性,一定要做好计算、记录及校核等工作,不符合相关规范的地方一定要重测,保证测量的精度。 作者:王嘉 单位:四川川交路桥有限责任公司 工程测量论文:测绘工程测量新技术应用 摘要: 在社会经济的不断发展下,新建工程数量越来越多,其中测量工作作为项目实施与建设的基础性工作,受到了人们的关注与重视。尤其在科学技术不断发展的步伐下,各种新型技术在测绘工作中得到广泛应用,对提高工作效率,提升测量准确性将起到至关重要的作用。文章着重分析测绘新技术在测绘工程测量之中的应用,为同行人士提供参考。 关键词: 测绘新技术;测绘工程;应用 0引言 伴随着我国社会经济的不断发展,测绘工程受到人们的关注与重视,与此同时测绘工作面临新的要求与挑战。作为一项基础性工作,只有保证测绘结果的准确性,才能真正提高工程的质量。现如今,在测绘工程测量中应用比较广泛的技术包括3S“技术、数字化技术、信息化测绘技术等,下文笔者便针对这几项技术展开讨论与分析。 1测绘工程测量中“3S”技术的应用 从整体角度分析,“3S”技术是当前测绘新技术中最为关键的技术之一,具有代表性的为GPS全球定位技术、遥感技术、地理信息系统技术,应用这三种技术能够让测绘人员获取地理空间数据信息,为工程项目的实施创造有力的条件。第一全球定位系统作为一种可以实现定位与跟踪的导航系统,能够实现对地理空间距离的测量,并且能够利用计算机系统对所获取的信息加以分析与了解,从根本上保证测量的准确性,对日后项目有效施工奠定理论基础与保障[1]。另外,全球定位系统的应用还在一定程度上提高了工作效率,很多测绘人员只需简单了解计算机操作方法便可以将获取的数据信息进行分析,如此一来则在一定程度上降低了测绘人员的工作强度。第二是遥感技术,在测绘工程测量中应用遥感技术能够实现对工程建设面积的观测,因该项技术具有经济性与时效性,还可以满足人们对地形地貌条件的测量。第三是地理信息系统。在工程测量中应用地理信息系统,能够实现对数据信息的采集与处理,可以构建三维模型,对工程进行全面分析,保证工程质量。另外在工程测量之中,为实现管理的自动化、信息化以及实时化,应用地理信息系统技术可以对工程进行预测以及决策,保证数字化信息的准确性。 2测绘工程测量中测绘新技术的应用 在当前时代的发展中,测绘新技术不仅包括“3S”技术,还包括数字化技术、摄影测量技术、信息化测绘技术,这几类测绘新技术在测绘工程测量中同样占据重要的地位,值得关注与重视。 2.1数字化技术 现如今,数字化技术在测绘工程测量中应用比较广泛,主要包括两种类型,分别是地图技术与成像数字化技术,一般而言,在工程测量过程中应用GIS系统能够实现地图的数字化处理,不仅任务量较大,同样也会受到诸多因素的影响,而将数字化技术应用其中,则可以实现对纸质地图比例、精度的编辑与修复。另外,手扶跟踪与扫描工具的应用能够实现对比例尺度较大地图信息资源的或缺,能够准确、有效、高效的的进行操作[2]。众所周知,在测绘工程测量中大比例尺地形图是极其重要的组成部分,如果采取常规的成图方法不仅工作艰苦,还需要对复杂的数据进行有效处理,成图的时间比较长,不合符时展的需求。 2.2摄影测量技术 摄影测量技术主要是应用摄影的方式,对获得的信息资源进行处理。现阶段我国采取的摄影技术包括以摄影的技巧与数字摄影为主,在整个工程测量中摄影测量技术的应用比较广泛,尤其是现阶段各种优质、精密度交稿的摄影器材的出现,为摄影测量技术提供全面性、完整性以及实时性的立体三维信息。应用摄影测量技术能够将室外测量转变为室内测量,由于摄影测量技术具有精度高、高速度的优点,在进行测量的时候不需要与实物进行接触,如此一来则可以降低整体工作了,能够提高测量工作的效率以及精密度。 2.3信息化测绘技术 在当前信息化测绘技术的有效发展中,我国测绘技术发生本质改变,传统测绘技术转变演变为数字化测绘技术,这代表着我国测绘技术迈向了新的高度,在技术以及效率方面得到有效提高[3]。信息化测绘技术的出现代表着我国测绘技术的良好发展,能够满足随时随地进行地理信息服务以及工程测量的重要作用。其中在信息化测绘技术中包括了现代坐标基准构建技术、新型网络RTK技术,在对工程进行测量的时候,可以提高工程测量的准确度。当然,在工程测量中信息化测绘技术还在节能减排、生态建设、新农村建设等方面得到应用,对提高我国综合国力具有十分重要的推动作用。 3结语 综上所述,在社会经济的不断发展下,各种测绘新技术出现在人们身边,虽然在一定程度上提高了我国测绘水平,但是与发达国家相比较仍旧存在缺陷,在未来工程测量中需加强应用新的测绘技术,积极推动我国工程测绘的发展与进步。 作者:刘西刚 徐宪明 单位:中国人民解放军61206部队 工程测量论文:无线通信工程测量谷歌地球运用 【文章摘要】 谷歌地球的主要功能就是模拟地球的地理位置,在进行无线通信工程的测量中运用谷歌地球,能够精准的测量所要的距离或者面积,不仅如此,谷歌地球还能够完美的还原出测量地区的地理特征、地貌特征等。谷歌地球是依存于无线信号的检索输出以及编辑等内容运行的一个软件,在无线通信工程中,谷歌地球能够为其提供高容量、大范围的集成信息,在经过多种多样的测量方式后,将信息进行更新和转化。本文通过阐述谷歌地球的主要内容,结合实际情况分析谷歌地球在无线通信工程测量中的主要运用。 【关键词】 无线通信;工程侧脸;谷歌地球;运用;意义 我国的无线通信测量技术在不断的发展,测量方式也在不断的更新和进步,现在有很多的无线技术,已经被群众所吸收,引用到了日常的生活和工作中,比如说WLAN、GPS、GSM等,人们已经很熟练的通过这些无线技术来辅助日常出行或者满足娱乐活动。在众多的无线通信测量中,谷歌地球是一项比较特殊的内容,它必须依存于软件和操作来进行测量活动,在有限的时间内就可以获取最为真实有效的数据内容,十分便利高效。由于谷歌地球的高效率和高准确率,它普遍用于无线通信的工程测量中来,操作简单快捷、控制力强,给无线通信工程的生产和管理带来了帮助。 1谷歌地球的主要内容 Keyhole公司所研发和创造出来的一款用于地图测绘和数字信号集成的软件,其实就是我们现在看到的谷歌地球的前身,它在诞生之初,就有着十分完整和强大的无线通信测量功能。到了二零零四年,谷歌收购了keyhole公司,并连续多年对谷歌地球这一款软件进行更新和升级,在原有的基础上,添加了更多的功能。到目前为止,谷歌地球广泛应用于世界各地,包括中国、韩国、日本、美国、加拿大等多个国家。原先谷歌地球并不是专门负责无线通信工程测量的,后来由于其功能被广泛了解和宣传,才进入了无线通信工程测量。在进行谷歌地球软件操作时,人们只需要在检索栏上输入自己想要的目的地,目的地周围的交通状况、街道状况就会多角度的显示出来,甚至目的地超市、行人、车辆都可以清晰的展现。谷歌地球主要有三个类别的定位功能,分别是定位地标、计算两点之间的距离以及测量海拔高度。 2无线通信工程测量中谷歌地球的运用 2.1运用谷歌地球进行坐标定位 在知道经纬度的前提下,运用谷歌地图检索,就可以得到准确的定位。比如说,将两个观察地区的经纬度进行分别的检索,如果出来的图像满足所观察地区的地理地貌,那么就可以选择这两个地区所对应的经纬度的坐标作为测量节点,如果出来的图像和两地区的地貌不符合,那么就需要相关的工作人员结合图像的具体情况,来调整上面的经纬度,重新进行测量节点的定位。这样的测量定位的方法的前提是,谷歌地球软件正常运行,功能稳定,没有异常。通过使用谷歌地球进行定位,更加全面的展示出了谷歌地球在测量操作方面的便利性和高效性,在不需要进行复杂的地质勘查工作的背景下,只需要输入观察地区的经度与纬度坐标,就可以从谷歌地球中找出相应地点的虚拟图像。此外,谷歌地球在运行过程中,还不会受到现实的地球环境中各类因素的影响和干扰,完全是在以真实的路径测量前提下,进行虚拟的测量操作,控制能力很强。 2.2运用GPS和谷歌地球能够迅速的进行通信天线的调整 在准确的定位两个测量节点之后,可以从测量节点之间构建一条直线路径,这样能够更加准确的进行现实路径的测量,只有将现实路径进行明确,才能够让这次的测量活动变得更加有意义。在结束了测量工作之后,工作人员要将测量结果进行数据分类,建立对应的Excel表格,进行记录。比如说,每当海拔的高度上升一千米时,两个测量节点之间对应的现实路径之间的距离的变化。通过这样的计算形式,能够大大的避免海拔高度对测量节点之间的距离所产生的负面影响和干扰,在实际的操作过程中,能够得到更加准确详细的数据信息,最终保障无线通信工程测量结果的准确度。通过运用谷歌地球所得出的测量结果更加的具有真实性,比如说在测量两个节点之间的现实路径时,随着海拔的不同,谷歌地球会自动屏蔽连个测量节点之间所存在的建筑物、花草树木等干扰信息,从而保障了测量结果的最终质量。不过,在进行实际的无线通信工程测量时,总会有各种各样的不确定因素的出现,从而干扰了测量的结果。因此,工作人员要结合测量节点的实际情况,制定相应的测量方案,确保测量结果的准确性。 2.3统计分析 从上述步骤中,通过运用谷歌地球得到无线通道的具体情况,接下来就需要以谷歌地球的三维图像为基础,来对无线通道具体情况进行更深层次的了解和评估,最后结合相关的表格和测量数据,来完成最终的设计工作。无线通信工程测量中,谷歌地球的统计分析主要是用来测量距离比较远的两个测量节点。首先,工作人员要在进行经纬度的检索之前,将测量节点的数据内容和相关图像进行整合和归纳,并进行详细的记录,为之后的现实路径的测量工作打下一个坚实的基础;其次,在进行测量工作中,需要认真详细的按照原定计划对新的检索数据和原始数据进行对比、分析、纠错、校对、统计,核对这些内容的实用性和真实性,再结合GPS寻找出相应的标志性地点,放置信号源,将天线的接受信号调整到最高强度,以便于及时的获取信息,经过对不同的类型、不同容量的数据信息进行整合归纳,得出测量结果;最后,在得出测量结果之后,将其记录在测量日志里,以便于日后进行数据分析。 3结束语 谷歌地球在地理定位、检索、还原地貌特征等方面有着十分卓越的成就,它的出现对我国的无线通信工程测量工作有着十分重要的意义,在未来的发展中,谷歌地球的领域肯定会更加的宽阔。在无线通信工程测量中,运用谷歌地球是十分重要的,也是必然的一项举措,其影响和实践价值远远高于人们想象。 作者:李萌 张裔 单位:重庆信科设计有限公司 工程测量论文:建筑工程测量教学方法研讨 摘要:建筑工程测量教学主要就是为了促使学生能够较好的掌握相应的工程测量知识和实践操作能力,保障其能够在后续的具体建筑工程测量工作中较好的执行相关任务,而要想提升建筑工程测量教学的水平,必须要重点从教学方法入手进行优化,本文就重点针对建筑工程测量教学方法进行了简要的分析和研究。 关键词:建筑工程测量;教学方法;注意要点 引言 在建筑工程项目的施工建设过程中,工程测量是极为重要的一个方面,基于这种建筑工程测量工作来说,要想提升其最终的测量准确性和可靠性,必须要重点从建筑工程测量人员方面入手进行有效地控制,提升这些建筑工程测量人员的操作能力和技术水平。对于具体建筑工程测量人员能力的提升来说,追根溯源,还应该重点从教学入手进行控制,尤其是对于具体的建筑工程测量教学方法的恰当应用来说,更是值得引起高度的重视。 1.建筑工程测量教学方法 结合当前建筑工程测量教学的发展来说,其中比较有效的教学方法和手段主要有以下几种: 1.1直观教学法。直观教学法,顾名思义主要就是指采取直观呈现的方式来为建筑工程测量学生展示相关的教学任务和目标,进而促使其能够较好的了解相关教学内容,达到教学的目的。具体到这种直观教学法的应用中来说,其具体的手段和呈现方式也是多种多样的,比如当前常见的就有以下三种模式:首先,采用多媒体方式来直接呈现给建筑工程测量学生以相关的教学目标任务,比如对于具体的建筑工程测量程序以及建筑测量结果等,都可以采用多媒体方式进行具体的展示,进而也就能够较为直观的给学生留下深刻地印象,提升学生的学习效果;其次,直观的呈现给学生相应的建筑工程测量仪器设备也是比较核心的一点,这种建筑工程测量仪器设备的直观呈现,并且还可以教给学生进行实际的操作,进而也就能够促使学生更好地了解这些建筑工程测量仪器设备的构成和实际操作要点,比直接采用教说的方式进行指导更为有效;最后,对于一些有条件的学校来说,还可以由老师带领学生到实际的工地现场进行观摩,针对具体建筑工程测量人员的实际操作过程进行全面的学习,这种实地的学习和观摩能够给学生留下更深的印象,加强其直观教学的效果。 1.2设计问题情景。对于建筑工程测量教学工作来说,其最终目的就是为了促使学生能够较好的掌握实际的建筑工程测量知识和技术操作能力,因此,这一目的也就决定的需要提升学生解决实际问题的能力,不能够仅仅停留在课本相关知识和理论的了解和掌握上,基于这一点来说,在建筑工程测量教学过程中,恰当的设计问题情境也就显得极为必要,这种问题情景的恰当设计能够较好的促使学生掌握有效地建筑工程测量知识,具体来说,这种设计问题情境教学方法的应用具备着两个方面的基本应用价值:首先,通过设计问题情景能够较好的调动学生学习的积极性,进而也就能够充分的提升学生学习的主动性,激发学生学习的兴趣,促使其能够较好的带着好奇心去解决各方面的问题,如此也就能够提升其学习的效果,比以往填鸭式的教学模式更为有效;另外,这种问题情境的恰当设计还能够有效地提升学生对于知识的活学活用,把掌握到的各种理论知识运用到建筑工程测量的实际工作任务中去,进而也就能够最为高效的处理好建筑工程测量中遇到的各类问题,对于实际操作能力的提升同样具备着一定的积极作用。 1.3开展小组教学模式。对于建筑工程测量教学方法的恰当应用来说,开展小组教学模式也是当前比较有效地一种教学手段,这种小组教学模式的应用主要就是指在班级内部根据学生的具体学习效果来划分为不同的学习小组,然后在具体的建筑工程测量教学过程中也就能够较好的运用这种小组模式来进行知识的讲授或者是实践操作的演练。基于这种小组教学模式的应用来说,其能够发挥的积极作用和价值还是比较理想的,当前很多开展小组教学模式的建筑工程测量教学班级都发现,相对于传统的班级授课模式,这种小组教学模式的应用不仅仅能够有效地调动学生学习的积极性,促使其能够更好地参与到建筑工程测量教学过程中来;还能够有效地利用小组成员之间的关系来加强相互之间的学习效果,尤其是对于建筑工程测量教学中遇到的一些难点问题来说,就能够促使各个小组经过讨论和相互探索来进行解决,这种问题的解决方式比直接讲授更能够被学生接受;具体到学生实践演练操作中来说,其同样具备着较为理想的应用价值,因为在小组内学生的演练过程中,相互之间就能够进行较为细致全面的审查,针对遇到的各种问题也就能够较好的进行评析,如此也就能够有效提升其最终的应用价值效果,保障建筑工程测量教学的顺利开展。 2.建筑工程测量教学注意事项 对于上述各种建筑工程测量教学方法的应用来说,虽然这些方法都具备着较为理想的教学优势和价值,但是要想充分提升其应用的效果,还应该重点把握好教学应用过程中的一些注意要点内容,比如: 2.1注重实训教学。对于建筑工程测量教学工作来说,各类方法的应用都应该有倾向性进行实训教学,只有落实到实训教学过程中的教学方法和手段才能够切实提升建筑工程测量教学的实效性,也才能够有效地提升学生解决实际问题的能力,为建筑工程测量工作提供人才。具体到实训教学操作中来说,上述的很多方法都能够得到较好的应用,比如对于直观教学法的应用来说,就能够在实训教学中得到较好的应用,对于建筑工程实地的考察和相关操作都能够体现出实训教学的特点,而对于分组教学模式的应用来说,更是能够在实训教学中发挥出较强的积极作用,这也是当前建筑工程实训教学的一个重要形式。 2.2优化考察体系。在建筑工程测量教学过程中,为了更好地提升最终的教学效果,还应该重点从考察体系的优化入手进行控制,这种教学考察体系的优化主要就是指应该丰富考察形式,除了以往的纸笔考试之外,还应该重点针对实际操作能力进行考察,确保每一个建筑工程测量学生都能够具备理想的实践操作水平。 3.结束语 综上所述,对于建筑工程测量教学工作来说,选择恰当的教学方法和手段是比较关键的一环,当前教学应用过程中表现比较突出的教学方法主要就是直观教学法、设计问题情境以及小组教学模式的应用,这些方法都能够有效提升最终的教学水平。 工程测量论文:建筑工程测量教学方法研究 摘要: 建筑工程测量教学主要就是为了促使学生能够较好的掌握相应的工程测量知识和实践操作能力,保障其能够在后续的具体建筑工程测量工作中较好的执行相关任务,而要想提升建筑工程测量教学的水平,必须要重点从教学方法入手进行优化,本文就重点针对建筑工程测量教学方法进行了简要的分析和研究。 关键词: 建筑工程测量;教学方法;注意要点 引言 在建筑工程项目的施工建设过程中,工程测量是极为重要的一个方面,基于这种建筑工程测量工作来说,要想提升其最终的测量准确性和可靠性,必须要重点从建筑工程测量人员方面入手进行有效地控制,提升这些建筑工程测量人员的操作能力和技术水平。对于具体建筑工程测量人员能力的提升来说,追根溯源,还应该重点从教学入手进行控制,尤其是对于具体的建筑工程测量教学方法的恰当应用来说,更是值得引起高度的重视。 1.建筑工程测量教学方法 结合当前建筑工程测量教学的发展来说,其中比较有效的教学方法和手段主要有以下几种: 1.1直观教学法。 直观教学法,顾名思义主要就是指采取直观呈现的方式来为建筑工程测量学生展示相关的教学任务和目标,进而促使其能够较好的了解相关教学内容,达到教学的目的。具体到这种直观教学法的应用中来说,其具体的手段和呈现方式也是多种多样的,比如当前常见的就有以下三种模式:首先,采用多媒体方式来直接呈现给建筑工程测量学生以相关的教学目标任务,比如对于具体的建筑工程测量程序以及建筑测量结果等,都可以采用多媒体方式进行具体的展示,进而也就能够较为直观的给学生留下深刻地印象,提升学生的学习效果;其次,直观的呈现给学生相应的建筑工程测量仪器设备也是比较核心的一点,这种建筑工程测量仪器设备的直观呈现,并且还可以教给学生进行实际的操作,进而也就能够促使学生更好地了解这些建筑工程测量仪器设备的构成和实际操作要点,比直接采用教说的方式进行指导更为有效;最后,对于一些有条件的学校来说,还可以由老师带领学生到实际的工地现场进行观摩,针对具体建筑工程测量人员的实际操作过程进行全面的学习,这种实地的学习和观摩能够给学生留下更深的印象,加强其直观教学的效果。 1.2设计问题情景。 对于建筑工程测量教学工作来说,其最终目的就是为了促使学生能够较好的掌握实际的建筑工程测量知识和技术操作能力,因此,这一目的也就决定的需要提升学生解决实际问题的能力,不能够仅仅停留在课本相关知识和理论的了解和掌握上,基于这一点来说,在建筑工程测量教学过程中,恰当的设计问题情境也就显得极为必要,这种问题情景的恰当设计能够较好的促使学生掌握有效地建筑工程测量知识,具体来说,这种设计问题情境教学方法的应用具备着两个方面的基本应用价值:首先,通过设计问题情景能够较好的调动学生学习的积极性,进而也就能够充分的提升学生学习的主动性,激发学生学习的兴趣,促使其能够较好的带着好奇心去解决各方面的问题,如此也就能够提升其学习的效果,比以往填鸭式的教学模式更为有效;另外,这种问题情境的恰当设计还能够有效地提升学生对于知识的活学活用,把掌握到的各种理论知识运用到建筑工程测量的实际工作任务中去,进而也就能够最为高效的处理好建筑工程测量中遇到的各类问题,对于实际操作能力的提升同样具备着一定的积极作用。 1.3开展小组教学模式。 对于建筑工程测量教学方法的恰当应用来说,开展小组教学模式也是当前比较有效地一种教学手段,这种小组教学模式的应用主要就是指在班级内部根据学生的具体学习效果来划分为不同的学习小组,然后在具体的建筑工程测量教学过程中也就能够较好的运用这种小组模式来进行知识的讲授或者是实践操作的演练。基于这种小组教学模式的应用来说,其能够发挥的积极作用和价值还是比较理想的,当前很多开展小组教学模式的建筑工程测量教学班级都发现,相对于传统的班级授课模式,这种小组教学模式的应用不仅仅能够有效地调动学生学习的积极性,促使其能够更好地参与到建筑工程测量教学过程中来;还能够有效地利用小组成员之间的关系来加强相互之间的学习效果,尤其是对于建筑工程测量教学中遇到的一些难点问题来说,就能够促使各个小组经过讨论和相互探索来进行解决,这种问题的解决方式比直接讲授更能够被学生接受;具体到学生实践演练操作中来说,其同样具备着较为理想的应用价值,因为在小组内学生的演练过程中,相互之间就能够进行较为细致全面的审查,针对遇到的各种问题也就能够较好的进行评析,如此也就能够有效提升其最终的应用价值效果,保障建筑工程测量教学的顺利开展。 2.建筑工程测量教学注意事项 对于上述各种建筑工程测量教学方法的应用来说,虽然这些方法都具备着较为理想的教学优势和价值,但是要想充分提升其应用的效果,还应该重点把握好教学应用过程中的一些注意要点内容,比如: 2.1注重实训教学。 对于建筑工程测量教学工作来说,各类方法的应用都应该有倾向性进行实训教学,只有落实到实训教学过程中的教学方法和手段才能够切实提升建筑工程测量教学的实效性,也才能够有效地提升学生解决实际问题的能力,为建筑工程测量工作提供人才。具体到实训教学操作中来说,上述的很多方法都能够得到较好的应用,比如对于直观教学法的应用来说,就能够在实训教学中得到较好的应用,对于建筑工程实地的考察和相关操作都能够体现出实训教学的特点,而对于分组教学模式的应用来说,更是能够在实训教学中发挥出较强的积极作用,这也是当前建筑工程实训教学的一个重要形式。 2.2优化考察体系。 在建筑工程测量教学过程中,为了更好地提升最终的教学效果,还应该重点从考察体系的优化入手进行控制,这种教学考察体系的优化主要就是指应该丰富考察形式,除了以往的纸笔考试之外,还应该重点针对实际操作能力进行考察,确保每一个建筑工程测量学生都能够具备理想的实践操作水平。 3.结束语 综上所述,对于建筑工程测量教学工作来说,选择恰当的教学方法和手段是比较关键的一环,当前教学应用过程中表现比较突出的教学方法主要就是直观教学法、设计问题情境以及小组教学模式的应用,这些方法都能够有效提升最终的教学水平。 作者:尹陈艳 单位:成都铁路工程学校 工程测量论文:工程测量实验室管理方法探讨 【摘要】 现在,科技信息技术日益发展,测绘技术也不断的相应发展,工程测量实验室的管理服务对象更加多元化,因此,就要求对工程测量实验室管理方法不断更新与完善,本文就对工程测量实验室的教学及管理手段上进行分析与研究,希望读者从中获益。 【关键词】 工程测量;管理办法;注意事项 1前言 随着我国基础建设项目不断加大,相应的也推动了测绘学科的发展,传统的测量仪器也相继更新换代,当前测绘相关仪器种类繁多,诸如全站仪,RTK,无人机摄影测量系统,地下管线探测仪,高精度的电子水准仪,测量机器人,测深仪,三维激光扫描设备等。面对如此多样的测量设备,那么就要求我们测量设备管理人,有较高的管理能力,才能更好的管理相应的测量实验室,发挥其功能价值。 2工程测量实验室建设方面 一个实验室的建设,首先要进行需求分析,所谓需求分析就是要针对自己学院专业所侧重的情况而定,如本专业学生大都是工程测量专业,那么就需要投入更多的地方来摆放基础测量仪器,本专业学生大都是摄影测量专业,那么就要预留更多的地方来摆放摄影测量的设备,做好需求分析后,就要进行相应的投招标事宜,完成仪器的采购,参考本专业的课程体系安排来制定采购方案,调研社会企事业单位目前流行的测量方法和设备,以免盲目采购导致学生与社会脱节,造成不必要的麻烦,影响学生实习与就业。 3工程测量实验室的管理方面 3.1仪器的摆放 面对繁多的测量仪器设备,仪器摆放就显得尤为重要,合理的摆放不仅可以使实验室美观,更能方便实验室管理人员管理仪器设备,提高工作效率。仪器设备要分类摆放,比如:设备分为教学型仪器设备,科研型仪器设备,贵重仪器设备,教学型仪器设备有分为低年级仪器使用和高年级仪器使用等,这样就一目了然,方面维护管理。 3.2仪器的标记 由于实验室仪器设备比较贵重,进入实验室的人员又比较繁多,那么就要求实验室管理人员做好登记标注,如在相依的摆放设备的地方设置摆放牌,标记非允许的情况下不准触碰仪器设备,规范设备的使用情况。 3.3仪器的说明 仪器放于相应的位置后,要做好仪器情况说明,如仪器名称,仪器型号,仪器的主要技术参数,以及仪器所从事的具体项目范围等,这样不仅可以方便日常的维护,还可以具备仪器的可学习性,方便观摩。 3.4仪器的维护 仪器设备都应该存放在干燥环境中,防止阳光直接照射,在特殊的潮湿环境中,要打开如空调等设备进行抽湿,防止仪器受潮,对于不经常用到的仪器电池需要补定期的充电放电,以免电池进入休眠状态,对于日常使用的仪器归还后,如遇到特殊的阴雨天气,需及时用风筒等工具进行吹干。 3.5仪器的登记 建立设备管理档案资料,主要包含以下方面:仪器设备管理的各项规章制度,技术资料,维修使用记录,借用登记记录,仪器设备的购置报告,仪器设备报废调拨单,订货合同,验收报告,使用、检修、标定故障记录等,用以备查审阅。 4工程测量实验室仪器的借用方面 (1)本系学生实训实习课要借用仪器设备的,须由实训课指导教师至少提前一天向实验员提出预约,实验员要提前准备好相关仪器设备,在上课前向实训实习课指导教师或者学生办理借出登记手续。实训实习课结束后,要及时归还借出的仪器设备。(2)本系学生为加强课余学习,需要借用仪器设备的,须经班主任或者辅导员书面同意后,至少提前一天向实验员提出预约申请。在不影响正常教学活动前提下,实验员应给予办理相关借出手续。。(3)测绘比赛等大型活动需要借用批量仪器设备的,经系分管领导批准后,由实验员办理出借手续。比赛结束后应及时归还仪器设备。(4)教师非上课时间借用仪器的,要填写教师专用表格,并由中心主任核实,最后经系分管领导批准后方可借出,借用期一般不超过1个学期(具体视本校情况定),到期后要及时归还,如要继续使用的,需办理续借手续。(5)外单位要借用仪器设备,采取有偿使用的原则,经系领导批准后,按学校仪器设备租赁有关规定上报学校审批。 5工程测量实验室仪器的维修方面 (1)实验员要不断提高使用和保养水平,随时监测设备使用状况,定期保养,及时排除隐患,发现问题尽快解决,对于解决不了的问题需及时送到专业的仪器部门进行检测。(2)在保修期内的仪器设备,如发生故障需要维修,实验员要根据仪器设备验收时供货方提供的保修单,及时联系供货方。(3)在保修期外的仪器设备,如发生故障需要维修的实验员填写《维修表格》报实验室主任、系主任等领导,按照有关规定申请维修。 6工程测量实验室仪器的赔偿方面 (1)学生损坏损坏仪器设备,经实验室和指导老师核实鉴定为自然损坏的,学生不用赔偿;鉴定为学生失误造成的,学生要赔偿损失。损坏的仪器经维修仍能使用的,以维修费计算赔偿金;无法修复或丢失者,以仪器设备原价全额计算赔偿金。实验室不得擅自使用赔偿金,要按规定逐级上交学校有关部门。(2)系教师损坏、丢失仪器设备的,实验室要将相关情况报请系部研究决定处理方法。(3)外单位损坏、丢失仪器设备的,一律按原价赔偿。(4)学生由下列情况损坏仪器,除了赔偿损失外,还要报请系、学校,根据情节按有关规定给予警告、留校察看、开除学籍等处理。 7结语 综上所述,工程测量实验室的管理涉及到方方面面,要求管理者要有较高的素质素养,因不断提升管理者的视野,研究方便可行的管理办法,创造更为先进的管理模式,不仅仅是一种挑战,也是一种机会,本文详尽的阐述了管理可能遇到的问题,希望读者从中受益。 作者:柴新宇 单位:广东工贸职业技术学院 工程测量论文:工程测量实验室管理方法分析 【摘要】 现在,科技信息技术日益发展,测绘技术也不断的相应发展,工程测量实验室的管理服务对象更加多元化,因此,就要求对工程测量实验室管理方法不断更新与完善,本文就对工程测量实验室的教学及管理手段上进行分析与研究,希望读者从中获益。 【关键词】 工程测量;管理办法;注意事项 1前言 随着我国基础建设项目不断加大,相应的也推动了测绘学科的发展,传统的测量仪器也相继更新换代,当前测绘相关仪器种类繁多,诸如全站仪,RTK,无人机摄影测量系统,地下管线探测仪,高精度的电子水准仪,测量机器人,测深仪,三维激光扫描设备等。面对如此多样的测量设备,那么就要求我们测量设备管理人,有较高的管理能力,才能更好的管理相应的测量实验室,发挥其功能价值。 2工程测量实验室建设方面 一个实验室的建设,首先要进行需求分析,所谓需求分析就是要针对自己学院专业所侧重的情况而定,如本专业学生大都是工程测量专业,那么就需要投入更多的地方来摆放基础测量仪器,本专业学生大都是摄影测量专业,那么就要预留更多的地方来摆放摄影测量的设备,做好需求分析后,就要进行相应的投招标事宜,完成仪器的采购,参考本专业的课程体系安排来制定采购方案,调研社会企事业单位目前流行的测量方法和设备,以免盲目采购导致学生与社会脱节,造成不必要的麻烦,影响学生实习与就业。 3工程测量实验室的管理方面 3.1仪器的摆放 面对繁多的测量仪器设备,仪器摆放就显得尤为重要,合理的摆放不仅可以使实验室美观,更能方便实验室管理人员管理仪器设备,提高工作效率。仪器设备要分类摆放,比如:设备分为教学型仪器设备,科研型仪器设备,贵重仪器设备,教学型仪器设备有分为低年级仪器使用和高年级仪器使用等,这样就一目了然,方面维护管理。 3.2仪器的标记 由于实验室仪器设备比较贵重,进入实验室的人员又比较繁多,那么就要求实验室管理人员做好登记标注,如在相依的摆放设备的地方设置摆放牌,标记非允许的情况下不准触碰仪器设备,规范设备的使用情况。 3.3仪器的说明 仪器放于相应的位置后,要做好仪器情况说明,如仪器名称,仪器型号,仪器的主要技术参数,以及仪器所从事的具体项目范围等,这样不仅可以方便日常的维护,还可以具备仪器的可学习性,方便观摩。 3.4仪器的维护 仪器设备都应该存放在干燥环境中,防止阳光直接照射,在特殊的潮湿环境中,要打开如空调等设备进行抽湿,防止仪器受潮,对于不经常用到的仪器电池需要补定期的充电放电,以免电池进入休眠状态,对于日常使用的仪器归还后,如遇到特殊的阴雨天气,需及时用风筒等工具进行吹干。 3.5仪器的登记 建立设备管理档案资料,主要包含以下方面:仪器设备管理的各项规章制度,技术资料,维修使用记录,借用登记记录,仪器设备的购置报告,仪器设备报废调拨单,订货合同,验收报告,使用、检修、标定故障记录等,用以备查审阅。 4工程测量实验室仪器的借用方面 (1)本系学生实训实习课要借用仪器设备的,须由实训课指导教师至少提前一天向实验员提出预约,实验员要提前准备好相关仪器设备,在上课前向实训实习课指导教师或者学生办理借出登记手续。实训实习课结束后,要及时归还借出的仪器设备。(2)本系学生为加强课余学习,需要借用仪器设备的,须经班主任或者辅导员书面同意后,至少提前一天向实验员提出预约申请。在不影响正常教学活动前提下,实验员应给予办理相关借出手续。。(3)测绘比赛等大型活动需要借用批量仪器设备的,经系分管领导批准后,由实验员办理出借手续。比赛结束后应及时归还仪器设备。(4)教师非上课时间借用仪器的,要填写教师专用表格,并由中心主任核实,最后经系分管领导批准后方可借出,借用期一般不超过1个学期(具体视本校情况定),到期后要及时归还,如要继续使用的,需办理续借手续。(5)外单位要借用仪器设备,采取有偿使用的原则,经系领导批准后,按学校仪器设备租赁有关规定上报学校审批。 5工程测量实验室仪器的维修方面 (1)实验员要不断提高使用和保养水平,随时监测设备使用状况,定期保养,及时排除隐患,发现问题尽快解决,对于解决不了的问题需及时送到专业的仪器部门进行检测。(2)在保修期内的仪器设备,如发生故障需要维修,实验员要根据仪器设备验收时供货方提供的保修单,及时联系供货方。(3)在保修期外的仪器设备,如发生故障需要维修的实验员填写《维修表格》报实验室主任、系主任等领导,按照有关规定申请维修。 6工程测量实验室仪器的赔偿方面 (1)学生损坏损坏仪器设备,经实验室和指导老师核实鉴定为自然损坏的,学生不用赔偿;鉴定为学生失误造成的,学生要赔偿损失。损坏的仪器经维修仍能使用的,以维修费计算赔偿金;无法修复或丢失者,以仪器设备原价全额计算赔偿金。实验室不得擅自使用赔偿金,要按规定逐级上交学校有关部门。(2)系教师损坏、丢失仪器设备的,实验室要将相关情况报请系部研究决定处理方法。(3)外单位损坏、丢失仪器设备的,一律按原价赔偿。(4)学生由下列情况损坏仪器,除了赔偿损失外,还要报请系、学校,根据情节按有关规定给予警告、留校察看、开除学籍等处理。 7结语 综上所述,工程测量实验室的管理涉及到方方面面,要求管理者要有较高的素质素养,因不断提升管理者的视野,研究方便可行的管理办法,创造更为先进的管理模式,不仅仅是一种挑战,也是一种机会,本文详尽的阐述了管理可能遇到的问题,希望读者从中受益。 作者:柴新宇 单位:广东工贸职业技术学院 工程测量论文:工程测量课程设置与教学方法探究 【摘要】 根据高等职业院校工程测量专业的特点及教学目标,在课程设置上和教学方法上紧紧围绕提高学生学习效果、实践能力和应变能力,为把学生培养成高素质的技术技能型测量人才进行探索。 【关键词】 工程测量;课程设置;教学方法 我国高等职业教育经过十多年的快速发展,已经成培养高技能人才的主力军,培养了数以万计的高素质技能型专门人才,为我国走新型工业化道路,促进国民经济和社会发展做出了重要贡献;满足了人民群众接受高等教育的强烈需求,为我国实现高等教育大众化发挥了重要作用;高等职业教育紧密联系经济社会,积极推进校企合作、工学结合人才培养模式改革,办学水平不断提高。但是,在飞速的发展中,部分职业院校在专业的课程设置及教学方法方面也存在一些问题,无法适应社会对应用型人才的质量需求。 一、高等职业院校特点 社会对职业院校大学生的要求是:爱岗敬业,动手能力强,具有创新意识的技术技能型人才。目前高等职业院校普遍是3年制,课堂教学往往只有5个学期,甚至部分“2+1”专业只有4个学期,因此,课堂教学学时相对教少。总体而言,职业院校大学生特点:理论知识接受能力弱,但动手能力强。 二、工程测量专业特点及教学目标 工程测量专业的主要工作是为政府各部门的管理工作提供测量成果资料,为工程建设的规划、设计、施工、运营提供测量服务。主要的工作有地形图测绘、放样、变形监测、测量成果资料的管理和开发应用(如地理信息系统)。目前工程测量专业的很多工作往往是内外一体化,测量人员既要进行外业数据采集,也要进行后续的数据处理,外业工作的劳动强度较高,有些甚至很恶劣,对测量人员的身体素质要求较高。对测量人员的仪器操作能力、软件应用能力要求较高,强调测量人员的实践能力。测量工作往往要求两个人以上组成一个测量小组,要求他们有良好的团体协作意识。各种测量环境差异较大,要求测量人员具有较强的应变能力,能够运用不同的仪器、方法进行测量。因此,高职院校工程测量专业的教学目标应该是:培养能吃苦耐劳、熟练操作各种仪器,能进行各项外业数据采集及内业数据处理的具有团体协作意识、应变能力的高素质的技术技能型测量人才。 三、工程测量专业课程设置 1.课程广度方面应少而精 本科院校是拓宽专业,加强通识教育,职业院校则不可行。首先,职业院校的课堂学时较少;其次,对毕业生的定位上要求学生一毕业就能适应生产需求,这就需要学生在学校进行较多时间的实训练习,才能掌握各种仪器操作、软件应用。因此,在课程设置的广度方面,做到少而精,基础测量课程、核心课程必须保证足够课时;同时,专业课程涉及的面要足够广,涵盖测量各领域,并且要随着测量领域的发展而不断拓展,为学生以后的工作打下良好的基础。 2.开设与测量工作相关的思想教育课程 大部分测量工作是外业工作,劳动强度大,如夏天的外业测量,有些测量工作还是长期在野外,生活单调,如交通、水利等测量工作,这需要测量人员有很好的身体素质和心理素质;测量工作又是协作性很强的工作,需要测量人员有良好的团体协作意识。这些特点大部分学生之前并不了解,工作时才发现自己不适应,以致消极悲观。因此,必须开设与测量相关的思想教育课程,让学生树立正确的价值观、人生观,以积极的心态面对未来的学习和工作。 3.提前上核心测量专业课 现在很多学校第一学期基本不上核心专业课,大第二学期才上少量的核心专业课,把大量的核心专业课集中到第三学期以后上,这是不合理的,特别是对“2+1”的院校,这不仅导致学生得不到足够的时间进行实训练习,而且可能会导致各课程相互冲突。如“测量技术基础”,其课程目标是让学生对有一定测量基础知识,熟悉掌握仪器的使用,为后续的课程做铺垫,不需要“高等数学”“CAD制图”等知识做铺垫,因此完全可以在第一学期学习。相应的,可以把“数字化测图”的学习放到第二学期,这样不仅可以使学生有更多的时间学习课程知识,还可以有更多的时间实习。当有一定测量知识和测图能力后,就通过鼓励学生参加暑期实习,不仅为后续课程的学习打下良好的基础,还可以使学生更快地接触测量实际生产工作,了解社会的需求,为他们今后的发展打下良好的基础。 4.合理安排课程排序 测量专业的核心专业课有“计算机制图基础”“测量技术基础”“数字化测图”“控制测量与平差”“摄影测量与遥感”“GNSS技术及应用”“地籍与房地产测量”“GIS技术及应用”“工程测量”“变形监测”等。这些专业课是相互关联的,没有上一门课程做基础,后续的课程是无法开展的,如“地籍与房地产测量”课程很大部分是学习测绘地籍图、房产图,但如果没有先学习“数字化测图”,开展起来就很难。 5.充分利用第五学期开展深度教学 根据测量专业工作的环境,可分为外业为主的工作和室内为主的工作,如传统数字化测图、放样等属于外业为主的工作;而地理信息系统建设等是属于室内为主的工作。对学生而言,经过两年的学习与实习,他们对自己以后的工作方向往往已经有清晰的定位,部分学生喜欢从事外业工作,部分学生喜欢从事室内工作。外业工作对控制测量、测图、放样、变形监测等提出的要求更高;而室内工作对测量数据的管理运用、开发方面的要求更高,学生可以根据自己的特点进一步深化学习。因此,如果说前四个学期是“专业通识”教学,那么最后一个学期应该进行“专业专识”教学,也就是要达到精的效果。将来从事外业工作的同学可以选修与外业相关的课程,将来从事室内工作的同学可以选修与内业相关的课程。从内容上,这些课程可以是在之前已学习课程的进一步联系和深化,也可以是当前测量工作的新方向,如“土地二调”和“地理国情普查”等。 四、工程测量专业课教学方法 根据测量工作的特点,学生要从学习知识为主的“知识目标观”向以学习方法为主的“能力目标观”转变,教师要将“传授知识型”的传统继承性教育思想转变为“激励拓展型”的创造性观念。除了传授必要的理论知识外,更要突出实践练习,把学生培养成既有理论知识,又有实践能力的技术技能型测量人才。理论学习和实践练习尽量同步进行,有时可以先实践后理论,如GNSS静态测量,可以先进行选点和采集数据实训,把采集的数据作为后续教学的资料,在后续教学中可以一边进行理论教学,一边对已采集的数据进行处理练习,通过练习来对理论进一步理解深化,从而提高学生的学习效果。综合运用情景式教学、启发式教学、讨论式教学等教学方法。教学内容形象化、信息化、可视化,教学例子尽量采用学生看得见的校内地形、地物。把各类仪器的使用制作成模拟软件,在计算机上模拟仪器的操作,熟悉仪器的各项功能和注意事项,然后再用仪器实际操作,这样既可以熟悉掌握仪器的使用,又可以避免因操作不当造成仪器损坏,提高仪器使用寿命。教学中多运用反向思维,尽量少讲“我们应该怎么做”,而是多讲“不这样做会怎么样”。如静态测量的控制点选点,应该一部分点是理想的观测点,一部分是不理想的观测点,让学生通过后续数据处理实验的效果来检验选点不理想时的后果,这样学生对控制点选点就有深刻的认识了。当今社会各项技术飞速发展,特别是计算机软硬件、通讯技术、测量仪器的飞速发展,测量方法也在发生深刻改变,因此,教师要不断学习,走在技术发展的前沿,使课程设置和教学方法与时俱进,这样才能培养出适合社会发展的优秀学生。 作者:王战 刘丽 单位:广东工贸职业技术学院 工程测量论文:工程测量专业教学项目教学法实践 一、项目教学法在工程测量专业教学中的应用特点 (一)课程内容项目模块化 根据地形测绘课程的内容,结合生产的需要,我校将课程的内容设置成十大项目模块。每个模块提出一个具体的项目要求,教师提供项目指导书,在指导书中,要介绍项目的实施方法、大致过程以及安全注意事项。还可以根据项目的大小及难易程度,把完成整个项目必须掌握的概念和知识分解到项目设计的不同阶段,即初次接触、加深印象、深入了解和总结提高四个阶段。最后按照生产当中的需要,从设计选点、路线设计、高差测量、高程计算到提交成果报告,使学生把课堂上所学的知识在实际项目中应用和巩固。 (二)面向实际制定计划 测绘的应用领域很广,学生的就业分布在不同的单位,每个单位的仪器和设备不尽相同,承担的项目任务也有很大的区别。所以在项目设计时给出不同的设计方案,由学生根据不同的方案制定项目工作计划,确定工作方法和程序,并对各种可能的方法进行讨论。在共同讨论中,要灵活发挥教师的重要作用,让学生用不同的方式把他们已有的经验和知识表达出来,包括论证实施项目的条件和方法,进一步明确完成项目的可能性等。学生在讨论中,提高了对项目的兴趣,做好项目的信心不断增加。 (三)项目的实施培养学生的职业能力 1.树立责任心。 在测量课程的教学过程中,一般以小组为单位完成项目的实施。学生在教师的指导下分成若干个项目小组,每组的人数根据项目的不同而定。项目小组模仿实际生产选出一名项目组长,实行项目组长责任制。教师根据项目的各个环节明确具体的工作任务,每个项目小组的学生有明确的分工,承担不同的工作任务。 2.培养分析和解决问题的能力。 在项目实施的过程中会遇到各种各样的问题,这样就需要学生能够理论联系实际,应用已有的知识分析问题出在哪个环节,制定解决问题的方案。有的问题学生能够自主解决,对于学生解决不了的问题教师要及时给予指导。这样,学生在生产实践中分析和解决问题的能力就会不断提高。 3.展现个人能力体现相互协作能力。 课程教学中以小组为单位完成项目任务,树立学生的团队合作精神,并使学生的个性化得到充分发展。在实施同一项目时,不同小组完成项目的时间差距很大。让学生充分认识到一个人做好不代表就能很好地完成项目,需要大家共同努力才能又快又好地完成项目。为了让学生进一步体会到团队协作的重要性,小组的学生按规定的时间进行岗位轮换,使每个学生学会完成项目各个环节的不同工作任务,认识到项目的每个环节都很重要。 二、项目教学法在工程测量专业教学中实施的优点 (一)学生学习由“要我学”到“我要学” 每个学生都有自己的项目实施内容,成为一个人人参与的自主实践活动。注重项目实施的过程,不仅能提高学生的动手实践能力,而且能够将理论知识和实践经验进行互换,建构出个人的知识体系。以实际项目为目标,整个教学围绕任务的解决展开,突出知识的应用性,引导学生自主思考,使学生有很高的学习积极性,体验求知的艰辛和乐趣,变“要我学”为“我要学”。这样就能将学生的学习目的建立在“我要学”的基础上,使学生养成主动思考的学习习惯。 (二)教学的灵活性 在教学过程中,教师可以从学生的实际情况入手,查漏补缺,实施分层教学。教学内容的重点和难点根据项目运作的效果进行调整,运用各种教学方法,灵活培养学生的思维能力和实践能力,强调以学生为主体、教师为主导的教学思想,符合目前的教学理念。 (三)考核指标全面 在项目教学过程中,可以在不同的项目小组之间形成竞争机制,项目小组的学习态度、工作效率、知识的应用、解决问题的能力、技能的提高、团队的协作和创新能力等都应该成为项目小组的考核指标。 (四)提高教学质量 在项目的实施过程中,由于采取分组协作学习的方式,其分组的原则、组员搭配、内容分工等方面直接影响到项目实施的效果。为了消除学生存在的依赖思想,必须分工明确,推行“一帮一”策略。我校通过对近两年工程测量专业的学生实施项目教学法,采取“一帮一”的措施,不仅使骨干学生的才能得到充分的展示,在他们的带动和帮助下,部分差学生也有了明显的进步和提高;不仅提高了学生学习的主动性和自觉性,而且有效地提高了教学质量。 (五)实现教学与生产岗位的对接 由于在设置项目模块时,有针对性地选择了与专业或岗位相关的学习模块,以实际项目为目标,整个教学围绕任务的解决展开,突出知识的应用性,引导学生自主思考,使得学生通过实际的工作锻炼了专业技能,提高了环境适应能力和工作能力,增加了被企业优先选择的机会。学生可以在毕业后以一个熟练操作员的身份立即进入社会和企业生产领域,直接参与生产过程,实现了教学与生产岗位的良性对接。当然,在教学工作中也存在一些困难,比如师资、教材配套、学生自我学习能力等问题,今后在实施项目教学工作中要逐步研究解决。 作者:田东晓 郗文德 单位:内蒙古工程学校 工程测量论文:水利工程测量技术发展 1.水利工程测量的主要工作 一般对于水利工程来说,在中标之后应该首先组织测量人员在施工之前依照监理单位提供的平面和高程控制网点建立完善实用的平面和高程控制网。另外在施工之前还应该再一次对监理单位提供的控制点进行测量,以保证后续工作的顺利进行。在布设平面控制网和高程控制网时要严格按照相关条文规定进行,保证测量等级和精度符合规定,在布设之后还要注意定期检查,保证控制网的安全性和合格性。在工程施工过程中要做到跟踪测量,在工程竣工之前应该对施工建筑物的位置和标高进行测量,得出精确的数据并且备案处理。 2.水利工程的测量阶段 2.1勘测阶段 在勘测阶段通过测量得出精确的地形资料和其他测量数据为水工设计做好准备,但是实际上枢纽位置的特点和建筑规模因枢纽工程的不同阶段而存在较大的差异,所以在提供水利工程设计地形资料时应该综合考虑实际情况,进行比例尺的选择。由于水利工程设计提供的地形图具有专业性的要求,所以在很多方面都有特殊的要求,通常平面位置精度较国家基本图相比应该要求更宽一些,在精度方面有着严格的要求。然而实际中在一些比例尺较大的图中,精度的要求可以适当低于图面比例。 2.2施工阶段 在施工阶段主要按照设计意图,将图纸上的建筑物在保证精度的前提下测设与实地。为了保证精度和工作的顺利有序进行,一般在施工之前应该建立施工控制网,为施工放样提供依据。至于放样方法的选择应该结合控制网点和现场实际条件进行,方便施工人员顺利进行安装。此外,在施工阶段变形测量是必不可少的,即对地基和水工建筑物本身进行测量,为建筑物施工质量做好保障,同时也为施工期间的科研工作提供资料。 2.3运营管理阶段 基于水利枢纽是由多个建筑物综合组成的,其中大坝发挥了重要的作用,在投入运营中会受到水压力等外界因素的影响而变形,所以为了保证工程的安全性与正常的运行应该进行定期的监测,观测的内容与项目应该全面综合,既要做到外部的变形观测,又要重视内部变形观测。 3.水利工程测量技术的应用 3.1控制测量技术的应用 控制测量技术在所以勘测技术中是最为基础的测量,在测量过程中要使用科学的测量方法,分为测量控制网和专业控制网两个阶段进行,即高程控制和平面控制,根据实际勘测地形选择合适的方法,一般在水库淹没测量中要注意主要测量土地征用线、水库清理线和移民线,因为这三条线对河道的测量有重要的参考作用,所以准确测量这三条线可以准确把握河道的测量程度。在河道测量时要注意水位的采集和记录,保证数据的准确性,另外可以通过对河道地形的测量采集绘制水位资料,除了以上两种水库测量与河道测量,地质勘探在水利工程建设中具有关键的作用,地质勘测的结果为其他工作的进展提供准确的资料,具有基础性的作用。总之,控制测量技术在所有勘测技术中发挥了基础作用,为后续工作的顺利开展提供了保障。 3.2数字地形测量技术的应用 数字地形测量技术就是通过计算机的使用以数字方式成像,并且利用GPS系统对最前端的数据及时更新,因其模式的多样性,所以面对不同的工作条件选择适合的模式,一般常见的模式有数字摄影、电子平板和数字设计这三种。其中掌上数字测图的应用较为广泛,这种技术非常灵活,主要依靠掌上电脑地形图内业绘图系统和全占仪完成。数字侧记系统的使用需要与绘图和其他仪器的结合使用才能保证工作的正常运行,但是该系统却存在较大的问题及时不能做到直观反映图像,除此之外,还有其他方面的小问题,急需相关人员解决。 3.3摄影测量技术应用 摄影测量技术又被称为航空摄影,通常被应用于大型工程图纸的绘制中,采用高空摄影的形式,。一般在无图的西部地区应用较为广泛,因为无图地区没有清晰的图像,如果在这些地区采用GPS定位测量技术可行度不高,然而选择实地测量又具有较大的过程量,所以航空摄影技术以其不接触实际物体,在高空对实物成像且效率高的特点,被广泛应用,另外,摄影技术的野外工作量少,节约了劳动成本,而且成果的实际应用价值价值较高。 3.4变形测量技术的应用 变形测量技术主要对变形体做测量,通过一定的技术测量手段对变形体内部的形态和具体位置做出确定,这种测量方法与其他方法的不同之处在于主要依据变形体内部和外部变形情况进行测量。因其测量依据的不同所以在测量方式上也有很大的差异,大地测量是变形测量的主要方式,即根据实际的地形情况进行基点和距离的测量,将得出的实际位移与测量机器人、电子水准仪等设备配合。常规的设备是保证测量数据真实可信的前提,但是由于测量时间较长和智能化程度较低的缺点,使该项技术的发展受到了阻碍。 3.5无棱镜测量技术的应用 无棱镜测量技术根据严格的测量条件,按照测量长度划分为长程、中程和短程三种,其中中长程长度无棱镜测量较为常用。测量技术的选择应该根据实际测量情况而定,一般在介质反射条件好、可视性较高的地区优先选择无棱镜测量技术。 4.结语 水利工程测量贯穿于整个水工建设的各个阶段,所以具有重要的作用。水利工程可分为三个测量阶段,即勘测阶段、施工阶段、运营管理阶段,无论哪个阶段都不能够忽视,要严格依照标准进行测量。水利工程测量技术有多种,在选择时应该根据实际情况结合测量技术的特点综合选择。另外,我们应该在现有技术的基础上有所创新,使其向着电子化、智能化的方向发展。 作者:吕金铎 单位:哈尔滨市水文水资源勘测总站 工程测量论文:数字化建筑工程测量应用 1数字化测绘技术在建筑工程测量中的重要性 数字化测图技术其实就是一种全解析机助成图方式。和之前的测图技术比较不难发现,这一技术的优势是极为突出的,且发展前景也非常好。数学地形图能够很好的提高外业测量的精度,这能够更好的表现仪器发展进步、精度提升所带来的积极作用。数字化测绘技术除了能够促进科技的飞速进步,还能够促进现代社会科学管理水平的提高,在进行工程测量、地质测量、房产测量等各项测量工作时,不仅能够很好的提高测量的精度,而且实现了信息的数字化,能够有效的健全完善专业管理信息系统。 2数字化测绘工作的主要特征 2.1自动化水平高 数字测图工作都是计算机软件自动完成的,包括计算、识别、连接、图式符号的调用等,然后自动绘出精确、美观的数字地形图。此外,数字测图出现各种错误如读数错误、记录错误的可能性是很小的,并且最后可以自动记录坐标、距离、方位以及面积等有效信息。 2.2测图精确性好 使用数字测图技术测量300m范围内的地物点时,误差不会超过2mm,测定得到地形点高度差一般介于4~18mm的范围内。测量所得数据能够将数据以电子形式进行传输、记录、储存等,并且在此过程中其精度不会受到任何影响,也不会出现视距差、方向误差以及展点误差,能够保证外业测量工作的高精度。 2.3图形属性信息多样化 开展数字测图工作时,除了要准确确定测定点的方位,还必须了解测试点的具体属性,并且要随时记录测得的各种信息(主要有编码、连接信息),在显示成图时,就要使用测图系统内的图式符号库。在后续的工作中,便可以根据编号信息获取相对应的图式符号成图。所以,通过数字测图工作所获得定位、连接、属性信息等,能够给检索工作提高很多的方便。 数字化测图所获得的信息应分层存放,且这种方式不会受到负载量的制约,能够更好的利用加工成果。使用地面数字测图技术能够给房屋的改建、扩建、变更地籍等工作提供很多的方便,能够使图面整体一直有很高的可靠性和科学性。 3数字化测绘技术在建筑施工中的具体应用 3.1测图的具体内容 3.1.1原图数字化。 若某地区施工中要使用数字地形图但是却经费不足、时间紧缺等的限制,则使用这一方式最合适。原图数字化技术可以最大化的利用已有的地形图,只需要加配计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪及数字化技术即可进行工作,且能够在极短的时间内取得数字化成果。其工作方式一般有两类:一个是手扶跟踪数字化,另一个则是扫描矢量化,扫描矢量化的精度和效率都由于手扶跟踪数字化技术。可是,使用这一技术开展工作时却会受到原图精度的很大制约,且数字化工作期间经常会出现很多误差,所以会使精度因此而降低,且这一技术体现的仅仅是白纸成,地面上建筑物的现时性得不到很好的体现,因此不能长期使用这一技术。要想保证数字地图的精度,最好使用修测和补测等工作方式,在获得一些地物点的实际坐标后,使用其取代原有坐标,这能够有效的提升原图的精度。而地图的持续更新,也会使地图整体的精度大大提升。 3.1.2地面数字测图。 如果未找到符合规定的大比例尺地图,就可以使用地面数字测图的方式,这种方式也叫做内外业一体化数字测图,现今我国的各大测绘企业都在积极的应用这一技术。通过这一技术所获取的数字地图有较高的精度,若使用的方式科学,则能够将附近控制点的精度保持在5cm内。 3.2数字化技术在原图处理中的作用 3.2.1原图数字化处理。 设立各类型的GIS系统时,要对原有的地图开展数字化处理,还要确保其势性、精度以及比例尺都符合规定,还要使用数字化仪开展数字化处理工作。现今,使用频率较高的有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是很传统的数字化输入方式,但其工作效率较低且工作量非常大。扫描矢量化就是借助扫描仪来输入扫描图像,并借助矢量跟踪来得到实体的空间位置。现今,扫描仪的应用范围越来越广,矢量化软件的更新速度也越来越快,各项工作的自动化水平也不断的提高,因此,这一技术有着效率高、精度高的显著优势。GPS输入就是借助GPS设施来获得地球表面图形的具体位置,测后的数据就是三维空间数字,所以不用做转换,输入数据库即可。现今应用较广的是RTK技术,其前提是GPS的发展进步,它可以获得流动站在规定坐标系中的三维定位结果,在某些区域,其精度可以达到厘米级的新型GPS定位测量方法,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS接收机再利用0TF技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。使用这一测量方式不需要设置各级控制点,只要根据基准控制点提供的信息就能得到精度较高的图根控制点、界址点、地形点以及地物点,并且可以依据测图软件获得一次生成的电子地图。此外,也要依据旧有的数据成果来开展施工放样工作。但实际工作期间,使用较为频繁的则是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。 3.2.2数字化原图工作步骤。 MAPCAD软件扫描输入方式有着图像清楚、编辑简单、转换方便等一系列的优点,所以能够符合大多数外设精度的要求。但地形图的精度则与人工跟踪精度及输出设施得到精度有着很大的联系,且人工跟踪精度和工作者的专业水平及工作经验紧密联系,因此,必须认真开展工作者基本技能的培训工作,并要求工作者完全依照矢量化方案开展工作。实际开展工程测量工作时,要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作,保证满足工程进度的同时又节约项目经费,设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。 4结束语 数字测绘技术的飞速发展进步,要求各个测绘工作人员必须树立终身学习的观念,不断的提高自己的专业化水平。数字测绘水平的不断发展进步,也使得GIS技术有了进一步的发展,这也意味着现代测量数字会向工程化方向进步。不断的提高数字化测绘水平并大力推广,将成为测绘企业增强自身竞争能力、提高企业经济效益的有效方式。 作者:程冠磊 单位:山东方明建设集团有限公司
软件开发毕业论文:冶金采矿计算机软件开发研究 摘要: 进行冶金采矿类专业计算机实验室管理系统的优化设计,确保实验室管理的高效运转。系统采用LabWindows/CVI进行实验室信息管理系统开发,采用嵌入式Linux进行内核编译,系统主要包括了信息处理模块、网络通信模块和人机交互模块。在于x86的标准PC环境实现计算机实验室管理系统的软件开发和实现。研究表明,该系统对计算机实验室的管理信息的处理效率较高,进程跟踪实时性较好,稳定可靠。 关键词: 冶金采矿;计算机;实验室管理;软件开发 在物联网和计算机网络信息平台下,设计冶金采矿类专业计算机实验室管理系统,提高计算机实验室的工作效率。大型计算机实验室的信息管理系统是构建在物联网环境下的,实现对计算机硬件设备的联网管理和集成调度,保障计算机实验室的稳定可靠运行。随着信息处理技术和软件集成开发技术的发展,对冶金采矿类专业计算机实验室管理系统软件设计,确保实验室管理的高效运转[1]。系统采用LabWindows/CVI进行实验室信息管理系统开发,采用嵌入式Linux进行内核编译,实现系统集成设计。首先进行了计算机实验室管理系统的总体设计,然后进行模块化设计和调试,得出有效性结论。 1计算机实验室管理系统设计及技术指标分析 本文设计的冶金采矿类专业计算机实验室管理系统主要分为计算机实验室管理信息处理模块、网络模块、数据存储模块、通信模块以及人机交互模块等,采用的DSP是AD公司的AD9225芯片进行计算机实验室管理信息的高速处理和采集。搭建入式Linux软件开发环境,在Windows或Linux计算机进行信息系统的数据库开发和设计,采用交叉编译环境,在Linux下编译程序生成冶金采矿类专业计算机实验室管理的目标文件[2]。在组件设计中,通过调用request_irq()函数实现译码和时序控制设置分频器和信息存储结构分布的脉宽值。根据上述参数设定,进行信息存储系统的模块化设计,在存储系统的资源配置模块设计中,先打开SCSI数据硬盘,设定源代码,在LabWindows/CVI中为用户提供GPIB488.2库,基于X86架构编译生成的可执行代码,完成系统的总体设计,根据上述系统总体设计要求,得到本文设计的冶金采矿类专业计算机实验室管理系统软件的技术指标描述为:8通道同步计算机实验室管理信息采样;D/A分辨率:12位;X86架构下的代码编译功能。根据上述技术指标分析,进行系统的模块化设计和软件开发。 2计算机实验室管理系统软件模块化 设计及集成开发实现在于x86的标准PC环境实现计算机实验室管理系统的软件开发和实现。软件开发中,首先配置和编译Linux内核,Linux配置系统包括:配置工具、配置文件、makefile。输入“#makezImage”命令,开始编译内核,计算机实验室管理系统软件的根文件系统采用库文件、脚本、配置文件进行数据保存。使用tarjxvfbusybox-1.14.2.tar.bz2命令进行计算机实验室管理系统的Busybox编译,构建实验室管理系统的数据库访问模型,计算机实验室管理系统的Busybox编译模块如图1所示。在上述进行程序编译的基础上,进行MVB总线控制设计,对冶金采矿类专业计算机实验室管理系统D/A转换器输出进行调制解调。实现了计算机辅助视觉下的冶金采矿类专业计算机实验室管理的网口、串口、USB口的控制,提高系统的集成管理和调度能力。 3系统调试和性能测试 根据上述设计的软件系统,进行计算机实验室管理系统的软件调试测试,构建管理信息数据库,实现冶金采矿类专业计算机实验室管理文件系统配置和编译集成开发,为测试性能,以实验室管理任务执行时间为测试指标,得到仿真结果如图2所示。从图可见,采用本文方法进行计算机实验室管理,实时性较好,执行时间较短。 4结束语 本文进行冶金采矿类专业计算机实验室管理系统的优化设计,系统主要包括了信息处理模块、网络通信模块和人机交互模块。在于x86的标准PC环境实现计算机实验室管理系统的软件开发和实现。研究表明,该系统对计算机实验室的管理信息的处理效率较高,进程跟踪实时性较好。 作者:惠征 李倩伟 单位:南阳理工学院 软件开发毕业论文:软件开发改进方法分析 摘要: 我国金融电子业的发展和进步使得银行软件行业进入到了一个关键时期。银行之间激烈的竞争关系使得银行对于软件的的要求越来越高,国外优秀的同类软件也在不断的参与着国内市场的竞争。巨大的市场压力迫使软件开发商放弃了传统模式的手工作坊的开发方式,转而采取更加先进的技术和方法来提高软件开发的质量,以保证企业的可持续发展和进步。 关键词: 银行;软件开发;CMM;开发方法;改进 银行软件的开发过程的改进方法直接影响到银行业的进步和发展,对银行信息化水平的提高尤其重要。银行软件项目是由技术、过程和人才三个方面共同完成的,银行软件项目的开发和改进方法离不开以上三个要素的参与,只有提高银行软件的开发质量和工作效率才能吸引创造更多地利润,提高客户的满意度。 一、银行软件的开发方法和改进方式 1、以产品化为核心的软件开发方法银行软件业发展的初期阶段,软件商针对各银行服务项目的不同进行软件的定制是当时主要的银行软件开发方式。开发人员针对每个项目中实际的需求进行调研,设计出符合要求的开发方案再进行实施,但实际上,这种方式存在很大的局限性。首先定制软件需要软件开发商将大量的技术人员派遣到不同的项目中去,他们的工作重复率十分高,极大的浪费了人力资源,效率还得不到提高,使得开发成本的投入不断增加,给企业的进步和发展带来了阻碍,定制软件的稳定性还非常差,出错几率较大,在客户满意度上始终达不到高标准。[1]使用产品化的银行软件开发方法可以很好地解决以上问题,作为一种工程技术的方式,产品化的开发方法基本的研究思路是在同类软件产品的基础上,提取出相关的业务特征来予以实现,对于不稳定的部分进行参数化的处理,使其能够在较小的变化下满足大部分客户的需求。这样项目在经过首轮的开发研究之后,对不同银行的软件都能在最短时间内进行维护和保养,非常有利于提高软件质量、减少成本的投入和增加市场竞争力。银行软件的开发方式以银行具体的业务标准作为基础和标准。从理论化的角度来看非常适合产品化的开发方式。但是针对目前银行界的发展情况来看,各银行之间有自己独特的业务处理程序,在流程和业务的处理方式上也大不相同,给产品化的开发带来一定的阻碍。以产品化为核心的银行软件的开发过程是建立在技术平台的基础之上,通过业务逻辑的思维能力在部分定制条件下可以快速完成对于产品的开发和使用。银行软件业务的平台的开发步骤是在技术平台作为基础的情况下,再深入理解和分析银行内部的业务,建立和完善业务平台,然后在基本业务平台之上构建出一个完整的业务流程,对于具有近似流程的业务建立建立相关模板来用作更高层次的平台,以支付系统为例,大笔金额交易的流程必须经过录入、审核。传输、修改和修正等步骤,就可以做成一个完整的业务模板,通过对这个模板的修改和调整就可以用到其他类似的业务上。[2]以产品化为核心的开发方式除了开发制作方便快捷之外,在后期的软件维修保养和升级方面也十分快速,虽然以产品为核心的开发方法的业务平台并不是彻底的产品化方案,还需要相应的开发人员的针对具体的银行业务进行第二次的开发,但是却是非常适合当前银行业的的一种改进方式。 2、以CMM为核心的软件开发方法CMM是管理学理念在软件行业中的具体表现,在过去的几年时间内CMM用具体的成绩证明了他对改进软件开发过程的价值,是一种更加先进的改进方式,但是并不是所有银行的软件项目都适合CMM的管理理念,比如以算法为基础的银行研究性开发项目就不行,CMM为核心的软件开发方式只适合控制方便的业务型开发项目。目前我国银行的软件大部分都是以业务作为核心的行业软件,因此在具体开发技术上是不需要十分高深的算法和复杂的逻辑的,因此十分适合使用CMM的理念对银行软件项目进行开发和使用,由于开发方式的产品化等特征,虽然整体的研究成本得以降低,但是在第一次的开发程度上却十分复杂,需要更加优良的管理方式才能保障以CMM为核心的软件开发成功。[3]我国目前对于CMM的研究已经取得了很多的成果,例如对KPA中关键过程的实践内容的解析和证明,每个目标如何在单独的软件开发项目中完成。但是CMM在银行软件的开发实施需要企业文化作为基本保障,才能确保该方法的顺利进行。CMM的管理理念提供了一系列的方案来保障银行管理的制度化,如在具体的银行业务中,软件工程作为立法机构提出相应的规范内容,所以软件在在开发过程就必须按照这些制度来执行,保障软件的质量监督规范的实施,这样就能确保软件管理的有效性。但是传统制度下的银行软件开发企业的管理者来说,自身也处在制度之下,只有企业内形成法制化的企业文化,才能保障新方法的推行管理过程。需要参与CMM为核心的各组织相对独立的发展空间。只有在不会互相影响的情况下,各组织的评估和监督工作才能从真实性和客观性出发,对软件的管理和理解才加具有意义。例如在对软件工程过程组的计划评估中,由测试组对软件工程组的产品进行性能测试时双方都需要相对独立的空间的作为前提,但是在我国的发展过程中,企业管理人员的职责范围不明确,各组织属于从属的关系非常多,个别企业甚至是一组人员负责两个项目,自我监督效果极差。这样虽然从客观上采用了CMM的理念,但是在实际操作过程问题就会不断的出现,对于开发过程并没有起到明显的作用,所以对于软件开发企业来说这是必须要面对的问题。CMM是作为一个评估系统的依据和过程改进的结构出现的,主要是针对如何建立科学有效的管理方法给出了确切的目标和建议,CMM在银行软件的开发方法中的具体实现就需要结合实际的银行业务水平和企业自身的结构,来制定出合理有效的管理方案。正确实施CMM的方法是根据各个项目中开发人员的技术经验来完成对KPA关键过程的目标实践并完成制定的目标。完成CMM2之后再从对多个项目的总结方案上开始对于CMM3的KPA研究分析,形成一个系统的组织结构,最后再反向推广,以完成对过程管理的改进。[4] 3、重视对人才的培养工作不论是以产品化为核心的银行软件开发方式还是以CMM为核心的开发方式,这些方案的实施基础是有足够的技术人员来进行操作,对于软件企业来说人才来说专业的技术人员可以分为单一的技术型、纯业务型和管理者三种,他们各自倾向于自身领域中知识的学习和管理,目前我国的软件企业内存在着管理缺乏的现象,更是在业务型人才的培养上十分薄弱,这对软件的开发和推广以及后期的维护和管理是十分不利的,软件从性能上可以看成是一种针对其他行业发展的服务,缺乏业合格的管理人员和业务人员的软件企业无法开发出优质的软件系统的。从银行软件的角度来说,业务人员是最重要的组成部门,因为银行业的主要工作就是以业务为主,本身也具备相对复杂的程序,只有技术丰富银行软件人员才能做好银行软件的开发工作。 二、结束语 银行软件的开发和改进方法主要就是包括对技术、应用过程和人才的培养上,这三个是相互关联的相互影响的,如果其中一个方面有缺失必然会相应其他方面的进步和发展,造成资源地浪费,因此在对银行软件的开发和改进中要注意对这三个方面齐头并进,避免造成短板效应,才能真正提升银行软件的质量和效率。 作者:徐伟 单位:上海浦东发展银行 软件开发毕业论文:氚分压直接测量BIXS软件开发及运用 摘要: 在聚变堆氘氚燃料循环系统中,需要进行纯或含氚混合气体中氚分压的在线测量,氚衰变产生β射线与材料组成原子相碰撞产生连续的轫致辐射X射线(BIXS),通过X射线的计数率与含氚混合气体中氚分压数值拟合关系即可实现对氚浓度的实时在线分析。氚分压BIXS应用软件就是为了实现实验室氚分压的在线测量,而独立开发的基于美国国家仪器(NI)公司LabVIEW环境的软件程序,氚分压测量仪器使用NaI(TI)探测器作为探测部件,上位机通过USB口接收仪器所测得的数据计算出压强进行实时显示,软件还根据实验需求实现了参数设置、动态显示、数据存取和压强平均值计算等功能,最终满足了用户对于氚分压在线直接测量的需求。所自主编制了软件完成了纯氚气体(0-10kPa)的氚分压直接测量标定实验应用验证,获得了较为稳定的线性标定曲线,其测量精度在纯氚压100Pa以上时优于5%,从而为聚变堆氚分压测量提供了一种简便可靠的技术手段。 关键词: BIXS;LABVIEW;氚分压;计数;压强 从氚的安全和经济角度来看,大型热核聚变反应堆如ITER和未来的聚变设施都必不可少地需要大量的高浓度氚测量手段。Matsuyama等人最近研发了BIXS能谱法可以对含氚气体的氚分压进行测量。这个技术是基于一个专门设计的小室里含氚气体放出的β射线与材料作用产生的X射线进行探测。通过探测氚衰变β射线与材料相互作用产生的韧致X射线,可分析材料中氚的深度分布或气体中氚分压。此方法一定程度上可较好弥补其它氚浓度测量方法(如电离室,激光拉曼光谱仪,质谱仪等)的缺陷,因此,日本JAERI与德国FZK都将BIXS氚分压测量技术列为聚变堆氘氚燃料循环体系中的一项重要测氚手段。本文设计并编制了基于LABView平台BIX-TP仪器应用软件,实现了数据采集、数据分析与处理(包括氚压力-时间、氚压力-计数率、氚浓度-时间等变化图)、数据记录、数据存储及计数率-时间实时显示功能,并且完成了纯氚气体(0-10kPa)的氚分压直接测量标定实验应用验证,获得了较为稳定的线性标定曲线,其测量精度在纯氚压100Pa以上时优于5%。 1BIXS氚分压上位机应用软件系统结构 在需求分析的基础上将软件主要分为氚分压测量仪驱动程序层、BIXS氚分压应用程序层和面向对象接口程序层。氚分压测量仪驱动程序层将实现对测量仪的控制与通信,考虑到USB总线具有数据传输率高、支持即插即用、使用方便等特点,BIXS氚分压软件选择了基于USB的仪器控制与通信方法。BIXS氚分压应用程序层建立在仪器驱动程序层之上,提供数据的采集、数值的计算和存取等操作功能。面向对象接口程序层直接面对操作者,提供友好的操作界面选择所需功能及设置参数。 2BIXS氚分压的仪器驱动和通信函数 驱动程序的创建首先使用DriverDevelopmentWizard(驱动程序开发向导)创建INF文档;然后安装INF文档,安装使用INF文档的USB设备;最后使用NI—VISAInteractiveControl(NI—VISA互动控制工具)对设备进行测试,以验证是否正确安装,最终获得USB设备的各属性值。驱动成功后,进行USB通讯的软件设计。在创建了USB设备的VISA驱动之后,就可以通过LabVIEW应用程序进行调用,实现对USB设备的控制和通信。该过程主要通过使用NI—VISA函数来实现。在LabVIEW软件中集成了NI—VISA库函数,USB通信软件设计主要应用了VISAOpen、VISAWrite、VISARead、VISAClose四个函数。 3BIXS氚分压上位机应用软件系统功能模块设计 3.1主控模块BIXS氚分压上位机应用软件系统功能模块设计思路如图1所示。主控模块主要包括两部分,菜单响应程序和数据采集主程序。操作者界面采用方便灵活的事件结构(EventStructure)来设计和实现,即等待事件发生,然后按照指定事件的程序代码对事件进行响应,此后再回到等待事件状态,避免了轮询(polling)方法对一定的CPU资源的占用(在没有事件发生时)。开始采集后,主程序首先将变量进行初始化,然后通过VISAOpen打开设备,并通过VISAWrite发送采集开始命令给下位机仪器,成功发送后,再通过VISARead读取从下位机接收到的数据并进行数据处理,在数据处理之前需要对接收到的数据进行检验,判断接收到的数据是否正确,数据正确,则对该数据进行数据处理和压强值计算,最后将时间-压强图像显示于主控界面,采集结束。 3.2文件模块文件模块中包括对采集并计算得到的压强数据的一系列操作,功能包括:(1)数据的默认保存和另存;(2)读取并显示已保存的数据;(3)打印主控界面。为了方便操作者对采集得到的压强数据进行各种数据处理与操作,本软件将压强数据保存为EXCEL电子表格格式,当重新打开已保存的压强数据文件后,主控界面中将会自动还原压强图像。操作者还可根据需要,对主控界面进行打印,尤其是可直接打印出当前实验的时间-压强图像结果。 3.3设置模块在采集开始之前,需要对下位机的仪器进行通讯和控制,设置模块中提供了对应的功能项。在通讯口的设置中,用户可以选择采集仪器所对应的设备资源名称,同时可通过对选择的设备进行确定操作来判断该设备是否连接成功,即检查通讯状态是否正常,如果设备连接成功,软件将提示设置成功,反之,提示失败,检查设备连接状态后重试。为了实现对下位机仪器的控制和操作,本软件提供了参数设置对话框供用户来改变所选择的下位机仪器的高压、增益以及需要的采样时间,软件同时对参数值进行了默认设置,也就是说,用户可不需要改变参数值直接开始采集数据,其中高压的默认值为700V,增益默认值为1倍。 3.4压强计算模块BIX-TP氚分压通过USB接口按照一定的通讯协议,将得到的多组十六进制数据转换为一组计数值,再按照公式推导,计算出其对应的压强值。为了实现实验过程中的自动化,减少操作者的工作量,添加了计算压强平均值功能,该功能通过ElapsedTime子VI,可以实现自动计算1、3、5、10、15、20、30分钟内的压强平均值,避免了操作者从excel中提取一定时间内的压强值,再计算平均值的繁复操作。操作者在实验过程中发现,会出现本底值较高的情况,此时本底和真正的信号值混合在一起,影响计数值和最终压力值的准确性和稳定性,所以在主控界面上添加了扣除本底输入框,操作者可根据当前实验环境和实验条件下的本底值,自行输入当前值,那么,图像显示和当前数据值显示会自动扣除掉该本底值,以还原最真实的当前值。在主控界面上添加了压强最大值输入框,操作者可根据当前图像的实际情况,随时修改该压强最大值,以便更好的观察图像所显示的操作者最关注的区域。 4BIXS氚分压上位机软件的应用 如图2是BIXS氚分压上位机软件操作界面及100Pa至10000Pa纯氚分压测量实验曲线,图2清晰显示了计数率随时间的变化,通过计数率得出氚分压测量系统中氚压强随时间的变化,进而计算出氚浓度随时间变化,得到氚分压与计数率关系数据库如表1所示,可以根据曲线拟合出纯氚分压(P)与计数率之间的公式:C=C0μP=2.28P,直接用于显示压强随时间的变化趋势,最终可以应用于聚变堆氚燃料循环系统中含氚气体中氚分压的直接测量。从上表的试验结果可看出,在纯氚压大于0.1kPa时,测量精度结果优于3.40%,满足项目内要求的技术指标 5%,此时测量精度较好;在较低压部分(纯氚压 0.1kPa)精度稍差,分析其原因为:低纯氚压条件下有效计数率与本底计数率相差无几,本底计数率对有效计数率引入的误差较大。因此,在后续项目研究中,进一步控制本底的计数率,有望提高在低压段的测量精度。 5总结 本文所研发的BIXS氚分压上位机应用软件基于LabVIEW编程环境实现了对下位机仪器简单便捷的通讯与控制方式;完成了数据采集、计算、保存等多种功能;提供了人机交互友好,美观简洁的显示界面,可实现氚工厂氘氚燃料及工艺气中氚分压的直接测量,并获得了纯氚分压与计数率之间的拟合关系,实现了在0-2kPa范围内BIXS测量纯氚分压的精度优于5%的预期目标,是聚变堆氘氚燃料循环体系中的一项重要测氚手段。该技术在国内属于首创,并首次提出将其应用于我国聚变工程实验堆氚工厂的氚测量与分析系统设计中。 作者:郭星辰 刘志珍 吉晓梅 杨洪广 单位:中国原子能科学研究院 软件开发毕业论文:软件开发的项目管理探究 摘要: 与一般项目相比,软件开发项目存在一些独有的特点,而这些特点的存在使得要想真正做好软件开发项目的管理工作是十分困难的,其在管理方法上与传统项目管理存在着一定的差别,一些通用的项目管理理论或者项目管理方法并不适用于软件开发项目的管理。在这种情况下,对软件开发项目管理进行相应的实践探究,就显得非常必要。 关键词: 软件开发项目管理;实践 进入21世纪后,伴随着计算机技术和网络技术的飞速发展,各种智能终端设备逐渐兴起,也使得人们对于软件的需求达到了一个前所未有的高度,推动了我国软件产业的发展。而在软件开发过程中,需要切实做好项目管理工作,提升管理水平,才能够促进我国软件产业的进一步发展壮大。 一、软件开发与项目管理 简单来讲,软件开发就是依照客户的需求,构建软件系统或者系统中的软件部分,其是一项包括了需求捕捉、需求分析、设计、实现和测试的系统工程,需要借助某种本程序设计语言实现。软件开发的主要流程包括:需求分析、总体设计、细部设计、编码、单元测试、综合测试、运行以及维护。项目管理则是指在一定的约束条件下,为了实现某个特定的目标,依照项目自身的内在逻辑规律所进行的系统管理活动。相对于软件开发而言,项目管理需要遵循几个基本的原则,一是依照分阶段的生命周期计划,进行严格管理;二是做好相应的阶段性评审;三是重视产品控制;四是应用现代程序设计技术;五是确保开发人员的专业素质较高,同时对人数进行控制;六是必须能够对结构进行清晰地审查;七是必须承认软件工程实践持续改进的必要性[1]。 二、基于软件开发的项目管理实践 以智能手机系统为平台,针对手机软件开发的项目管理实践进行简要分析和讨论。 2.1需求分析需求分析是软件开发的基础与前提,能够获取和记录系统需求,确保客户与项目团队在系统需求变更上的一致性,避免软件开发过程中不必要的弯路。需求分析法包括了用户问卷调查、研讨会以及原型展示等,需要安排专人做好相应的记录工作,并及时对其进行总结和归纳,做好应对策略。在该项目中,软件需要满足的需求包括:适用于主流手机操作平台,充分考虑不同硬件配置以及操作系统版本的兼容性;可以跨平台运行,同时不需要占用过多的系统资源;确保数据连接的速率以及操作的流畅性等。 2.2设计编码系统设计包括了总体设计和细部设计两个不同的阶段,其中,总体设计应该大致规划出软件的功能模块,做好相应的功能分区,并对其进行初步的设计分析,细部设计则需要给出每一个功能模块的控制流程、算法以及数据结构等,确保每一个模块都有不同的层次。对于一些难度较大、涉及面较广的模块,可以交给一些经验丰富、心细缜密的技术人员完成,并做好模块的测试与修改,保证其稳定可靠,尽可能降低风险与成本[2]。设计完成后,需要进行编码工作,采用代码版本管理工具SVN,以确保各个子系统的功能都能够得到最大限度的发挥,实现系统之间的功能互补,从而降低软件开发的风险和难度,提高软件过程的跟踪率。 2.3测试运行软件测试并非单纯的某个环节,而是贯穿于整个软件开发项目中,制定出详细全面的测试计划,并对测试用例进行用心编写。软件中的每一个子模块都应该由编程人员之外的技术人员进行反复测试,同时对测试过程中出现的问题进行记录,提出相应的修改意见,由相应的编程人员进行修改。在对测试用例进行编写时,需要对测试目标、测试环境、测试步骤、预期结果等进行记录,形成具有代表性的数据信息。在测试完成后,需要首先在小范围内,对软件的子模块进行试运行,确认无误后再对软件整体进行试运行,结合运行反馈结果,评估软件的可靠性,采取相应的完善措施。试运行成功后,需要编写相应的用户手册,制作视频说明,帮助用户了解和使用软件,同时标注联系方式,方便用户进行反馈。 2.4后期管理在系统安装试用一段时间,具备相应的验收条件后,需要进行验收准备工作,对之前的工作进行总结,列出工作成果和相应的文档,审查相关技术文档中的内容和信息。应该对系统当前的完成状况进行明确,对于尚未完成的部分,应该采取有效策略去完成,或者设置相应的回避措施,确保客户在验收时不会提出这些未实现的需求。在交付使用后,需要做好软件维护工作,结合需求变化或者硬件环境变化对程序进行修改,确保其具备良好的实用性和适用性[3]。 三、结语 综上所述,软件开发项目管理与一般的项目管理存在着很大的差别,需要相关技术人员结合软件开发的具体流程,做好全过程管理,保证管理效果,在完成预定功能目标的基础上,提升软件的可靠性与安全性,确保软件的有效应用。 软件开发毕业论文:软件开发的过程控制管理 【摘要】 大型冷水机组的开发中,控制软件作为产品的一个部件,是设备稳定运行的关键,在设计、开发、更改等全过程中必须依据相关准则和符合管理标准,本文从大型冷水机组的控制软件的设计和开发过程入手,分析了各个阶段的控制管理方式及注意事项,使软件更好满足开发需求,并使开发过程具备可追溯性。 【关键词】 控制软件;过程控制管理 1引言 大型冷水机组的开发(简称产品开发)中,控制软件作为产品的一个部件,是设备稳定运行的关键,这就意味着控制软件的管理等同产品,控制软件的管理成为必不可缺的工作。控制软件作为产品开发过程中的一个部件的开发,必须符合开发管理的全过程控制、管理。没有管理,编制的控制软件控制逻辑考虑就会不全面,特别是当出现问题时,工程师现场进行修改会很随意,没有对问题进行系统分析,只是头疼医头,脚痛医脚,同时,因为更改没有记录,再发生问题,也无法查找原始记录。 2控制软件开发的过程控制 管理按照现行的管理体系标准GB/T19001/ISO9001,控制软件作为产品的一个部件,包含管理体系的设计和开发全过程:设计和开发策划;设计和开发输入;设计和开发输出;设计和开发评审;设计和开发验证;设计和开发确认;设计和开发更改的控制。 2.1设计和开发策划对于控制软件编制,从从属的产品开发开始,了解产品需要控制的全部细节,如I/O点的需求,以及关键部件的功能确认,参数设置等,形成软件编制的逻辑图,成为控制软件的设计输入,这一过程就是设计和开发的策划。 2.2设计和开发输入和输出作为控制软件的规划来说,各功能进行模块化管理,形成软件的标准化管理,从长远来看,是提高效率的有效办法,也是标准化管理的要求,利用PaaS平台技术的应用,实现产品在客户端运行大数据采集,进行数据建模及MIS系统开发与管理,以了解客户端产品的运行情况,实时为客户提供及时的服务。作为控制软件开发的输入的逻辑图是需要经过产品设计工程师及相关部件设计工程师,以及各相关部门如测试站、服务部等进行评审的,设计和开发评审是贯穿在设计和开发过程的每个阶段节点,一旦评审通过,评审通过的逻辑图将是控制软件开发的输入。每一开发阶段的输出均要满足相应的需求及有关的开发管理和约定,并要包含或引用进入后续工作阶段的验收准则,对影响有产品安全和正常工作的重要的产品特性要进行标识。 2.3设计和开发验证控制软件编制完成后,必须进行验证,验证必须要有验证的内容和达到的目的,验证内容必须是经过评审的运行大纲,目前确认的方法有两种:一是在模拟箱上,对照输入的逻辑要求,设置产品工作的各个极限工作条件,按运行大纲运行控制软件逐条检查逻辑要求的功能,模拟测试,必须填写模拟测试报告,如实记录各功能测试的结果,软件模拟测试工程师不能是软件编制工程师;二是在正式产品上,前提是模拟测试通过,因为产品测试,不仅需要耗费巨大的电费和水费外,还需要相当长的时间,成本耗损巨大。按产品运行大纲,在产品工作的各个极限条件下,进行产品运行,并根据大纲要求检查控制软件的功能,这时的测试是动态的,通过实时的数据记录(即便测试结果未达到目标,实时的数据记录也将是后续软件修改的依据),形成产品的测试报告,证明控制软件运行正常,产品的各个极限工作条件下的测试报告将是控制软件运行正常的重要证据,同样控制软件上机测试,必须是产品设计工程师和软件测试工程师,而不能是软件编制工程师。只有经过验证的开发输出才能提交配置管理并被验收,供后续阶段使用。 2.4设计和开发评审控制软件验证完成后,必须进行相应的评审,只有在所有已发现的缺陷的影响均被消除,或缺陷的影响虽未消除,但已弄清带着缺陷进一步工作的风险之后,方可进行下一步的设计或实现工作。如有需要对控制软件进行更改,则更改后,必须再进行相应的验证,直至评审通过,并将控制软件的逻辑图、软件验证的运行报告和源代码等开发过程的技术文件进行存档管理。 2.5设计和开发测试与确认从单个软件项到一个完整的软件产品可能需要进行不同层次的测试,有一些不同的测试与集成方法,在某些情况下,可以将确认、现场测试和验收测试合为一个活动。描述测试计划的文档可以是一个独立的文档,或是其他文档的一部分,也可以由几个文档组成。在测试之前首先要制定和评审测试计划、规格说明和规程,其中应涉及测试计划、测试用例、测试数据、预期结果、测试类型、测试环境、测试工具、测试软件以及测试是否完成的测试准则等。测试时应按有关规格说明记录测试结果,同时记录发现的问题,指出可能对软件其他部分或冷水机组运作时带来的影响,并通知对此负责的人员,以便对问题能进行追踪直至问题解决;应确定受更改影响的部分,并对它们进行重新测试,同时对测试过程及结果进行评价。在需要的情况下,可以进行现场测试,可邀请供方和需求共同参与。在控制软件交付使用之前,应尽可能在实际的使用环境下对整个软件产品的运行进行确认。 2.6设计和开发更改的控制控制软件应用在产品上是需要进行反复的评审,测试验证、评审、修改,直至能达到设计目标,且没有任何bug。修改控制软件是一件很慎重的事情,修改分两种:一种是为实现某个特定的目的或要求,只是针对某个特定的Case,通常是在客户的特殊要求下进行;对于这种更改,由于是在标准软件的基础上增加特定的要求,需要在客户端验证后,将源代码特殊标号存档,并相应更改相应客户的档案信息,用于以后售后服务;二是因为某个功能性部件的更新或是存在开发过程中未发现的Bug,需要更新标准的控制软件;这种更改必须在仔细列明部件更改前后的不同之处,或是Bug的问题,对不同处进行更改,更改前必须经过慎重的评审,确认是有必要进行更改,更改后的控制软件需要重复开发过程的验证、评审过程。从某种角度来说,更改过程视同一个完整的开发过程,因为更改部分对产品的运行的稳定需要进行完整的验证,也就意味着对产品的每个极限工况条件都必须进行测试验证,验证前需要对验证用的测试大纲进行评审,确认更改部分的测试都考虑到位,测试后需形成相应的测试报告,并将整个更改过程的技术资料,测试报告,源代码等进行存档。 3结语 当准备交付经确认的控制软件产品时,应根据大型冷水机组应用需求及运行要求,同时结合相关的规定准则和方式判断该控制软件产品是否可以投入使用。在设计、开发、更改的全过程中必须符合管理标准的可追溯性,能很清晰的查阅到软件的标准号和版本号。 软件开发毕业论文:软件开发中配置管理的应用 【摘要】 针对软件开发平台应用的相关内容,对软件开发平台中配置管理应用的具体策略进行研究。先介绍了软件配置过程中KPA的相关内容,并对其中存在的问题进行研究;再结合软件开发平台的实际技术内容,对其具体应用进行研究,以进一步提高软件配置管理能力,为提高软件开发能力奠定基础。 【关键词】 软件开发平台;配置管理;应用 随着现代科学技术的进一步发展,软件开发平台开始受到社会的普遍关注,对相关人员而言,如何实现软件开发过程中的高质量、低成本成为其工作的主要内容。CMMI(软件能力成熟度模型集成)的出现有效的满足了人们的要求,其主要分为5个成熟度,每个成熟度级别都包含若干个关键过程域(KPA),而软件配置管理就是其中的一个重要KPA。在本次研究中,主要针对软件开发平台中配置管理应用的相关问题进行研究,希望洋酒内容能对相关学者研究有所帮助。 1软件配置管理过程KPA 1.1配置管理的必要性裴树军等通过研究认为,随着软件规模不断扩大,导致软件研发过程中的中间产品数量不断增多,严重增加了管理难度。而对整个软件开发而言,配置管理是软件开发的核心内容之一,若不做好配置管理工作,则势必会引发一系列问题,具体表现为以下几点: 1.1.1同时更新的问题当两个或多个人员同时研发一种软件时,同时更新现象会损害他人工作,影响了工作的整体进程。 1.1.2通用代码问题在一些特殊的大型系统中,如果相关人员已经根据相关要求修改了软件的部分功能,则会导致所有将该内容告知所有人员;如果不能及时的告知每一个软件开发人员,则会导致部分出现严重的系统操作失误问题。 1.1.3版本冲突问题从当前部分大型软件的开发过程来看,其主要通过增量式的方式实现开发的。在这种背景下,一个大型系统可能涵盖诸多活动版本,这样很容易产生冲突现象,不利于保证软件正常运行。对相关人员而言,若不能有效处理上述问题,将会造成严重的混乱现象,因此做好配置管理工作十分重要。 1.2软件配置管理分析 配置管理过程是整个软件生命周期过程中的重要元素内容之一,这在CMMI中,配置管理目标主要分为三种包括,建立基线、控制变更、跟踪等。一般认为,建立基线主要存在三种特定的实践内容: (1)保证标示能在配置管理的配置项中,并建立一个能满足配置管理的系统,完成基线创建等基础过程。 (2)在使用一个配置管理系统后,所有的变更都能在第二个目标结束之前实现被跟踪与控制。 (3)保持配置项的记录,并按照基线的相关内容开展配置审计。 2配置管理研究 2.1配置管理的基本工具 当前在开展配置管理中,常用的工具包括: 2.1.1Starteam该工具提供了真正的协同工作,保证整个开发环境内外的所有团队与功能模块都能参与到目标活动中,保证了配置工作的顺利开展。因此可以认为,Starteam是一个集合了版本控制、缺陷跟踪等多种功能于一体的软件。 2.1.2CC该工具是ROSE构建的主要组成部分,常被应用在复杂产品开发等特殊环境中,能有效解决多种产品开发与维护的要求,具有良好的应用价值。CC的主要功能包括建立管理体系、明确过程控制等,是实现配置管理的主要工具。 2.1.3VSS该工具能将所有项目原文件给进行管理,并通过特有的方式将原文件进行储存。但在操作过程中需要注意的是,相关人员不能直接修改数据库中的文件,而是需要通过该版本管理器,对项目项目的源程序进行控制,将其拷贝到成员自己的目录中进行修改,再讲修改结果提交给VSS,之后才能完成数据资料修改。 2.2软件配置管理的基本流程 有项目经理负责监督整个项目配置管理的实际情况,重点研究配置管理中存在的问题,并根据问题提出相应的解决措施;项目组成员协助开展配置管理工作。在上述工作内容的基础上,配置管理人员根据既定的项目目标计划,在项目经理的指引下参与制定《配置管理计划》并在日后工作中始终按照《计划》的相关内容展开工作,并按照相关要求调谐《配置状态报告》,做好相应的资料备份工作。在配置工作结束之后,资产管理人员收集组织资产资料,并维护组织资料库。 2.3版本控制 总体而言,版本控制是实现软件配置管理的核心内容,其主要目的就是根据具体的软件管理规则保存配置项目的版本资料,以降低发生版本丢失的概率。一般认为,在确定配置项过程中,常见的状态如图1所示。在整个配置项最初建立过程中,其产生的状态为“编辑”。在这种状态下,开发人员能编制整个配置项。在编辑结束后,经过编辑的配置项进入“评审”状态,此时若显示评审通过,则会将配置项的状态改变为“正式”;而评审未通过,则进入调试状态,对配置项进行二次修改,直至成为“正式”状态。 2.4变更控制 在整个软件配置管理过程中,变更控制的主要内容是创建产品基线,并以此为核心,在整个产品生存周期的过程进行变更,最终建立一整套完成的软件控制修改的机制,确保其质量能满足运行的要求。从其应用过程来看,需要变更的软件首先会处在“待修改”的状态,并由具体的操作人员将其分配到具体人员的手中。在经过相关人员的修改并结束后,变更软件将会改变为“关闭”状态,此时由系统进行评审,若评审结果显示无法修改,则会将其设置为“不修改状态”。而如果认定为不需要进行修改,也能将其关闭,避免过度处理现象发生。3结束语主要研究了软件开发平台中配置管理的相关内容,并对其应用进行详细的研究。总体而言,软件配置管理在软件研发中发挥着重要作用,因此对相关人员而言,在工作中要正确认识到软件配置的实际要求,并提出针对性的管理措施,为保证软件开发工作顺利进行奠定基础。 作者:殷媛 单位:南京航空航天大学金城学院 软件开发毕业论文:银行软件开发项目管理 【摘要】 金融行业对于银行软件开发的关注度往往是比较高的,尤其在新媒体环境的影响下,银行软件的数量不断增多、内容不断丰富。银行用户为了时时了解银行动态和自己的账号安全,开始越来越频繁的使用银行软件。对银行软件开发进行项目管理,能够为软件开发技术提供一个较为安全的环境,防止软件在使用过程中出现风险。文章对银行软件的开发技术和与之相关的项目管理做了详细分析。 【关键词】 银行软件;开发技术;项目管理 对银行软件开发进行项目管理,主要对其软件开发技术的成本和质量,以及它在使用过程中可能出现的风险等进行的管理。这种管理能够为银行软件开发提供一个良好的开发环境,而且能从侧面反映项目管理的重要性。对银行软件进行项目管理,需要从多方面开展。在开发软件的过程中,可能会涉及到银行的机密信息,这在无形中增加了项目管理的难度。对银行软件开发进行项目管理,能够为银行在网络环境中的各项业务的开展,提供一个更加安全的支付环境,进一步保证用户和银行自身在各项交易中都能够有安全保证,有效的将操作过程中可能出现的风险控制在一定程度之内。 一、银行软件开发技术的需求 银行软件开发,能够实实在在的为用户提供更加方便的银行业务服务,有效的减少办理业务时花费的时间和与业务相关的各项手续过程,能够大大提高银行金融业务的服务效率。特别在银行业务繁忙的时段,使用银行软件进行操作服务,能够减少银行在业务方面出现的失误,使银行处理业务的能力得到不同程度的提高。这对银行来说有很重要的意义。银行软件开发,主要是通过计算机计算以及其他软件支持进行开发的,并且开发结果要达到一定要求,这样的银行软件才能为银行提供更加安全的网上业务环境,为银行的网上系统提供便利的发展机会。 1、技术需要银行软件开发的主要内容,是银行软件开发技术。拥有开发技术做后盾的银行软件,能够使银行业务具备更加完善的服务能力,而且各个银行的分行能够将数据库连接起来,为银行数据信息的传输提供更加安全、稳固的传输环境,且传输速率也会有很大提高。在进行银行软件开发的过程中,对所需设备和数据的质量有很高的要求,而且银行开发技术中较为重要的数据需要备份。备份数据主要是为了防止突发状况。[1]银行软件一旦受到攻击,或者银行的系统出现漏洞,备份数据能在这种关键时刻立即启用,有效的防止银行软件系统的崩溃。银行软件开发完成之后,要对整个银行系统进行及时维护。这种有效维护,能够防止系统在运行过程中出现问题,弥补了系统中存在的漏洞,能够为技术需求提供有力的保障。 2、操作需求C/S开发模式,是银行软件开发技术所采取的一种有效模式。这种模式能够使银行开发技术以状体界面的形式存在于银行系统中。这种模式有它的优点,它能够有效降低开发软件在操作上的难度。银行软件开发过程中,一定要对其在现实中的应用进行全面考虑,银行工作人员在开展业务服务时不会出现操作上的困难,而且软件开发技术要符合工作人员在操作上的需求,技术开发要最大限度的满足银行操作的可进行性,为银行业务和其他各项事物的开展提供更加准确的操作支持。 3、服务需求银行软件开发技术,主要是为了提高银行在各项业务上的服务质量,这种高质量服务是银行软件开发最希望达到的主要目标。所以,银行软件开发首先需要满足的,就是银行在服务上的需求。这样才能使银行软件开发有一个科学、合理的过程。银行软件开发技术对设备的要求比较高,尤其对计算机磁盘容量的大小和计算机操作系统运行速度的快慢,有比较高的要求。只有设备的性能比较优越的时候,银行软件开发技术才能达到更好的效果,才能使银行系统在数据库的建设上有更加完善的成果。 二、银行软件开发技术 1、银行软件开发的总体技术银行的事务比较多,相应的银行软件该具备的事务也多,这些繁杂的事务给银行技术开发带来了比较大的压力。用户管理以及用户相关业务的办理工作,是银行软件开发技术要解决的两个比较重要的内容。尤其是业务办理,不同的业务办理项目的内容和办理流程不同,银行开发技术应该就这些不同的内容和流程进行不同的设计和管理,只有这种规范的技术设计,才能为银行系统提供相对安全的运作条件。用户有存取款或者转账业务需求时,银行工作人员只需要在银行软件上进行相关操作,就能完成整个业务。[2]所以银行软件开发技术需要支持的业务需求必须具备类型更加丰富设计,而且各项业务的安全保卫工作系数也要进行提高,以免在交易过程中出现信息泄露的情况,为用户提供贴心、方便、安全的服务,也从侧面显示了银行开发技术的使用价值。 2、银行软件开发技术的设计银行软件开发技术要对银行的所有业务进行设计,其中就包括了银行的计算机储蓄系统。对银行计算机储蓄系统进行技术开发,编程部分比较重要。设计编程所用的语言,要根据银行工作人员的一定操作需求进行设计,为用户提供业务服务时,选择“是”或“否”。银行软件开发技术需要对银行业务中的数据输入、数据处理和数据结果的输出进行设计。银行软件开发技术对业务中的输入情况进行设计,输入时必须将账号和密码输入完整,而且密码和账号要匹配,不匹配的账号及密码,在银行软件限制的情况下是不能允许用户登录的。接下来要对处理步骤进行设计,在输入的账号和密码正确且匹配的前提下,银行开发技术对条件检测的标准进行设计。只有用户登录银行软件之后,才能选择并操作相关的储蓄系统。且为保证用户能够进行正确的操作,开发技术需要设计操作提示,为银行用户提供周到的服务。银行软件开发技术对输入步骤进行设计,在系统完成输入和处理步骤之后,要将相关储蓄数据显示出来,并且在用户的要求下打印业务存储单据,运用完备的银行软件开发技术完成这些业务的软件设计。 三、银行软件开发项目管理的措施 银行软件开发不是一个一成不变的结果,软件开发设计人员会根据金融市场的变化和用户的需求对银行软件做出相应的调整和修正,它是一个不断更新、变化的过程。而且变化的过程比较快、使用周期比较短,这无疑给银行软件开发项目管理带来一定难度。对银行软件进行有效项目管理,主要通过以下三种方式: 1、构建责任制度针对责任感比较弱的银行软件开发项目管理人员,在管理工作中出现随意完成工作的现象,进行项目管理时必须设置完备的责任制度。这样做能够使管理人员对自己的工作重加重视,而且在重视的基础上约束自己的工作行为。责任制度必须对管理人员在工作中的责任和义务进行明确要求,要求管理人员在自己的责任范围内,做好自己的工作,完成自己任务,一旦在技术开发的过程中,出现了一定的问题,可以对管理人员进行责任追究,并且在第一时间制定出相应的、有效的解决措施。[3] 2、强化部门沟通银行软件开发需要各个部门通力合作才能完成,只有各个部门保证流畅沟通,才能全面了解软件开发的进程。各部门相关的项目管理人员在投入到管理工作之前,需要了解相关信息。而且软件开发技术要保证一定的先进性,管理人员可以将先进技术的相关讯息告知与开发人员,这样能够提高软件开发的水平。 四、结束语 银行软件开发项目管理,能够通过有效的责任制度约束管理人员的行为,确保项目管理过程中出现的问题能够得到有效处理。完备的项目管理能够防止软件开发过程中出现风险。 作者:栾家明 单位:上海浦东发展银行 软件开发毕业论文:软件开发工程师实训课程建设 摘要: 探讨在高校现有的软件开发相关专业构建Android软件开发工程师课程体系,阐述如何经过半年的实训,快速培养有一定项目开发经验的工程师,助推移动互联网行业发展。 关键词: Android;软件开发工程师;课程体系;移动互联网 1建设背景 随着3G/4G技术的不断发展和智能手机的普及,移动互联网继承了互联网所有的应用,并有自己独特的优势。互联网的应用系统几乎全部延伸到智能手机应用,例如手机银行、移动商务等。据亚太地区手机使用调查显示:2015年中国手机用户达到10亿[1],远高于宽带用户数;移动应用系统发展潜力更大,将成为全球信息通信行业的万亿元级新兴产业,急需大量的移动应用开发工程师。据计世资讯的相关研究报告,国内移动应用开发人才缺口将达到50万人以上[2]。目前主流的智能手机操作系统有谷歌公司的Android、苹果公司的iOS、微软公司的WindowsPhone,只有Android是开源的操作系统,华为、三星、小米、中兴、联想手机制作商都采用了Android操作系统,ARM、英特尔、高通等半导体制造商也采用了Android操作系统。因此Android必将成为智能手机主流操作系统,用户数最多,与之对应的软件开发工程师缺口最大;而目前少数高校开设移动应用开发专业或方向,培养周期长,培养人数少,远不能满足移动互联网行业发展对人才的需要。 2建设思路 Android软件开发工程师实训课程体系是在原来的软件技术专业基础之上构建的,结合AndroidAPP开发岗位及流程进行设计,采用基于模块化、导师制、项目化的Android开发工程师人才培养体系[3],共分成4个递进的模块,每一个模块又细化为一个教学单元,详见图1。每一个模块有基础知识学习和项目实战,前导模块考核[4]过关之后再进行下一个模块的学习,重点积累学员的项目开发经验,注重学员综合素质的培养。 3课程体系 1)模块一:JavaSE开发技能强化(约120课时)。高校软件开发相关专业基本都开设过Java程序设计或C#程序设计,两者触类旁通,因此本模块主要针对Android开发打下Java编程基础,巩固面向对象的基本概念和编程思想,为下一个模块作准备,所谓磨刀不误砍柴工,见表1。2)模块二:Web及服务平台开发(约200课时)。Web及服务平台是移动端访问的基础,后端服务器的架构决定系统的稳定性,接口的开发决定终端开发和运行的效益,因此本模块着重学习JSP和Servlet核心编程,完成服务器端业务逻辑和数据库开发,见表2。3)模块三:移动端APP开发(约220课时)。此模块真正进入Android项目开发,首先从Android基础控件入手,掌握Android开发基本原理和流程,逐步引入实际案例,综合掌握Android控件使用、UI设计、内置数据库设计、消息推送、GPS定位应用、网络接口应用等开发技术,见表3。4)模块四:作品汇报与就业指导(约30课时)。前3个模块是练好内功,本模块主要通过作品汇报会暨Android开发软件工程师专场招聘会,把学生送到对口的岗位工作,同时把参加实训的同学拉进即时交流的QQ群和微信群,方便日后在工作与学习过程中就技术与思想动态,进行交流沟通指导,提供增值服务,见表4。 4实训过程 每个模块实训过程包括实训预备期和实训期两个阶段[6]。实训预备期:参与实训的学生对Android课程体系中必须掌握的业界实用技术知识清单和相关课件进行学习,必要时进行相关课程的考试,考试合格者才能进入项目实战。实训期:以模拟公司为平台,以仿真的商业案例项目为载体,将企业文化及职业素养训练、IT技能培训、行业知识以及业务流程实践等实训内容完全贯穿在模拟公司的运营过程中,使学生在实践中体验企业工作环境,获得一定的实际经验和职业磨炼。实训中由实训教师统一指导,基本过程如下:(1)搭建环境:主要讲解搭建各种手机操作系统开发环境所需具备的软硬件及网络知识。(2)完整的软件开发过程:主要讲解实际项目所涉及的软件开发过程的各个环节,如需求开发、设计、编码与测试、项目管理、项目验收及技术文档整理等。(3)Android手机软件应用开发:这是本实训课程体系的核心部分,主要是使学员掌握软件开发的技术、编程思想与方法,了解软件开发过程中常犯的错误。课程注重实用性,重在培养学员对代码分析的能力、掌握编码规范、掌握调试知识和分析程序错误的能力。同时学习内存检查工具和软件配置管理等知识,课程中贯穿着一个开发项目,以增加学员开发项目的经验。(4)测试计划与软件缺陷:主要介绍软件测试的基本概念和基础知识、如何编写测试计划、识别软件缺陷、编写缺陷报告等。(5)数据库:通过对数据库基础的讲解,让学员掌握这些技术,数据库是以主流的Oracle和MySQL数据库的运用为主。(6)职业导向训练:进行职业引导,包括就业指导和职前引导,通过座谈会等辅助训练明确就业方向,进一步了解职业发展形势。 5结语 我校2012级软件技术班在大三下学期引入Android开发工程师实训课程体系进行实训教学试点,教学效果显著,绝大多数毕业生进入Android开发领域。在实训过程中,教师带着学生承接了企业项目“好售掌上批发系统”,完成了Web平台、Android手机APP、IOS手机APP等功能设计与实现。通过第一期的试点教学,进一步优化了教学内容和实训过程,把好售批发平台分解成若干个实训项目,构建了上述课程体系,弥补了目前Android开发工程师实训体系实用性和可操作性不强的局面,供有计划开设Android开发工程师实训课的学校和老师进行参考,同时满足传统的应用系统开发工程师向移动应用开发方向发展的自学教学资源,有利于他们快速转岗,助推移动互联网发展。 作者:钟石根 张振军 张良杰 单位:厦门南洋职业学院 信息工程学院 软件开发毕业论文:车载多媒体软件开发思考 摘要: 设计了一种基于嵌入式系统的高清晰、便携式的车载播放系统。该播放系统的软件设计以Mplayer为后台,实现对音视频文件的解码播放等工作,并以Qt的基础类库为基础设计了嵌入式多媒体播放器的前端控制图形界面,通过创建QProcess进程,实现对播放过程的控制,与后台Mplayer进行通信,实时获取并显示播放信息,并在指定窗口对音视频码流进行输出显示。 关键词: 汽车多媒体;车载播放;嵌入式系统;多媒体播放器 目前,国内车载电子设备市场极度缺乏多媒体综合软件,该软件能有效地将车载导航、影音图像、倒车雷达、娱乐互动等多个功能整合,方便乘客和车主的使用[1]。将多种娱乐和使用功能整合统一,使得设备简洁美观,同时降低了重复安装的成本和投入。可以极大地减少车内空间消耗,降低整车油耗[2]。多媒体共屏展示也能保证驾驶员的操作强度,保证行车安全。因此,将行车信息、娱乐互动、交流通信、车载导航等功能集于一体的嵌入式综合媒体系统符合市场和环境的发展要求[3]。 1车载嵌入式播放器总体设计 出于应用领域、自带资源、可扩展资源、功耗等多方面的考虑,选择Linux内核为嵌入式多媒体播放器的操作系统核心。将多媒体技术应用于嵌入式系统中面临着诸多的技术难题,嵌入式设备的特点决定了其资源通常非常有限,而有限的资源意味着需要进行多方面技术的优化[4]。首先,嵌入式设备采用蓄电池提供能源,所以对系统的功耗要求比较严格;第二,嵌入式设备上通常没有实用的图像加速器,声卡等硬件加速设备的支持;第三,不存在DirectX,DirectShow等高层多媒体的支持。基于上述考虑,有必要设计适用于嵌入式应用的嵌入式处理器,嵌入式操作系统。根据嵌入式多媒体播放器的功能需求及技术特点,通常将嵌入式多媒体播放器的体系结构划分为硬件层、内核层和应用层,具体如图1所示。系统的硬件层的硬件平台包括嵌入式微处理器和外围设备,通过合理选型和匹配可以完成满意的底层硬件组合。本系统的嵌入式MCU使用三星公司的S3C2410高速微处理器,S3C2410高速微处理器作为整个硬件系统的控制核心,接收、处理相关数据并实时发出控制指令。与其配合的系统外围设备是完成系统功能的必要组建和模块,涉及系统存储模块FLASH和E2PROM,LCD输出单元、主控外围电路和音频输出模块等。软件部分包含应用层和内核层两个部分。应用层包含嵌入式Linux操作系统和硬件驱动程序,包括BootLoader,Linux内核,根文件系统3部分。应用层包含嵌入式用户应用程序、音频解码器和GUI。本系统选择嵌入式Linux操作系统作为操作系统[5]。 2操作系统平台的构建 内核是整个Linux系统的核心,根据实际情况针对内核的配置进行选择,本质上指根据开发系统的功能需求对已有的操作系统进行选择,保留开发需求的系统单元,删除不需要的模块单元。在本系统中,嵌入式Linux内核选择ARMLinux内核。Linux内核的配置系统由Makefile、配置文件(config.in)、配置工具组成[6]。完成内核的数据参数配置后,不能将程序数据直接下载到嵌入式系统中进行调试运行,因为此时数据仍然以源代码的形式存在。此时,为了生成最终能在嵌入式操作系统上运行的可执行代码[7],需要进一步对内核进行编译。过程结束后,Image和zImage两个内核映像文件会在arch/arm/boot目录下生成,zImage为压缩后的映像文件,Image为正常大小的映像文件。得到内核映像文件后,首先在开发板使用的宿主机(PC)上建立一个tftp服务,使用DNW工具,在开发板上电时按任意键进入UBoot提示符,执行以下命令。在嵌入式操作系统正常运行时,需要使用根文件系统支持各种功能[8],在内核刚启动运行时根文件系统需要挂载起来用于支持访问外部设备,同时完成内核模块应用程序的装载和运行,避免出现Kernelpanic的情况,防止系统内核在启动时没有根文件的支持。在实际应用中,嵌入式操作系统使用动态随机存取器、同步动态随机存取器、FLASH存储器作为存储设备[9]。基于存储设备,使用JFFS2,YAFFS,CRAMFS,ROMFS,RAMFS等常见系统作为存储设备的嵌入式文件系统。在本系统中,选择NANDFLASH作为硬件提案所使用的存储芯片,选用NANDFLASH上使用比较广泛的Cramfs文件系统作为嵌入式根文件系统。嵌入式Linux操作系统的启动流程如图2所示。系统启动流程包括六个步骤:(1)系统复位,从地址0x00开始执行,进入步骤(2);(2)启动Bootloader模块,进入步骤(3);(3)判断系统是否进入Linux,启动Linux内核映像,不启动则进入Uboot的命令操作环境,如果启动内核,进入步骤(4);(4)系统从NANDFLASH加载内核到内存中,完成对硬件设备的初始化工作,进入步骤(5);(5)挂载根文件系统,执行init进程,并从/etc/inittab取得配置文件,进入步骤(6);(6)提示执行用户应用程序或用户登录信息。 3视频播放器软件设计 3.1基于Mplayer实现多媒体播放器Mplayer是一个Linux下的电影播放器(也能运行在许多其他的Unices和非X86的CPU上)。Mplayer的逻辑结构可以分为四个层次,即:输入层、分流层、解码层和输出层,其结构如图3所示。本文选择Mplayer作为后台设计播放软件。利用Qt/E为软件平台设计GUI图形控制界面,对多媒体播放器的播放过程进行控制。由于条件限制,本实验在宿主机上编译并安装了Mplayer,通过Qt设计基于X86的多媒体播放器。 3.2软件总体模块设计由于Qt/Embedded工具可以绕过XWindowsSystem协议客户端库,直接读/写帧缓存的FrameBuffer的数据信息,因此实现Qt类库对帧缓存的直接读/写操作,使用基于Qt/Embedded的应用程序可以完成。本系统使用嵌入式Linux作为操作系统,通过Qt的图形平台和函数库完成嵌入式多媒体综合播放。多媒体播放系统采用模块化设计思想,其架构如图4所示。嵌入式多媒体播放器包含五个主要的模块:(1)I/O(输入/输出模块):用于多媒体文件的读入和输出。(2)UI(用户界面单元):用户界面单元的作用是方便用户操作嵌入式媒体播放器的各项功能,提供良好的人机操作互动界面和使用体验。(3)插件接口单元:读入多媒体数据(通过输入插件获取I/O模块发送过来的数据)、调用Mplayer对文件进行解码播放、文件总的时间长度、编码类型、比特率等信息的获取、暂停、快进、快退、停止、输出、输入等的动作,输入动作具体指将输出插件完成解码的数据信息传送到系统输出输入单元的过程。(4)Mplayer解码单元:为了对不同类型的多媒体文件进行解码操作,系统选择的Mplayer解码单元由分离器、音视频解码器等部分组成。(5)GUI单元:为了方便快捷的产生读/写FrameBuffer以及用户界面,GUI单元通过使用Qt/E嵌入式工具作为底层图形库。软件总体模块中各单元之间的相互连接关系是:通过输入/输出单元读入音视频信息数据,用户界面单元在接收到播放信息指令后,调用插件模块相应的函数,产生相应的信号,调用Mplayer完成对多媒体文件的解码,完成解码之后将数据送到I/O模块输出。 3.3控制流程设计主程序设计流程如图5所示。当从菜单项打开视频文件时会触发triggered()信号,执行slotopen()槽函数,调用Qfiledialog的getOpenFileName()函数从对话框中选择要播放的视频文件。系统首先判断文件格式是否为*.avi格式,如果是,则创建一个Qprocess进程,通过该进程调用Mplayer后台对视频文件进行播放,并在指定区域进行输出显示。 4交互式图形界面设计 QImage类提供了一种与硬件访问无关的图片存储方式。QPainter则主要用来完成绘图事件。QPushButton提供了图形用户界面最长用到的命令按钮部件。此GUI交互界面利用QtDesigner以QMainWindow类为基础设计了主框架,包括菜单栏以及状态栏等;同时,以QWidget类为基础创建了一个对视频播放进行控制的插件接口,并通过合理的布局与主窗体组合在一起。 5播放系统测试在指定目录打开 avi格式视频文件,运行效果如图7所示。在播放过程中,通过状态栏实时显示当前视频文件的播放时间。通过界面下方的按钮对播放器的播放过程进行音量调节、暂停、快进、快退、停止等控制,基本达到了预期的效果。打开视频文件时,终端开始输出文件的加载路径,开始读取并输出ANS_TIME_POSITION(视频播放时间)参数值,在Qt与Mplayer之间完成了通信。当在控制台实施各种控制操作时,在终端输出执行的操作动作并发送该信号,调用相应的槽函数完成对视频播放的控制动作。以上是在主机上运行播放程序执行播放控制的过程。在主机上运行的Qt程序是基于X结构的,而在实际的嵌入式开发中,需要直接通过FrameBuffer进行显示。由于条件限制及其他因素,通过qvfb模拟程序在嵌入式开发板中运行的情况,如图8所示。从图8中可以看出,在qvfb中运行该程序时,菜单项的中文显示出现了方块型的乱码,这说明菜单项已经得到了识别,只是qtopia中缺少相应的中文字体库,在默认的情况下,qvfb会调用字体库中的默认字体,这样在显示中文时会出现如上问题。可以在网络上下载相应的中文字体库并拷贝到Trolltech/Qtopiacoreopensource4.3.0/lib/fonts中。 6结论 本文通过对车载播放系统的设计,根据车载嵌入式多媒体播放器的功能需求和技术特点,选择一款合适的嵌入式处理器,在此平台上构建了功能完整的嵌入式Linux系统开发平台。经过对Qt的GUI设计的研究,以Qt的基础类库为前端设计嵌入式多媒体播放器的前端控制图形界面。通过创建QProcess进程,实现了对播放过程的控制,与后台Mplayer进行通信,实时读取并显示播放信息,并在指定窗口对音视频码流进行输出显示。通过测试表明,本系统达到了应用于车载音视频播放的要求,对相关开发具有重要参考价值。 作者:李飞 单位:云南工商学院 设计学院 软件开发毕业论文:软件开发技术的应用与发展 [摘要] 对象编程、嵌入式开发等新开发模式的应用,使计算机软件开发更具有智能化、服务型和网络化的特点。本文主要是介绍计算机的具体应用模式,并且探讨了计算机软件的发展趋势。 [关键词] 新时期;计算机软件;开发技术 当前计算机技术的飞速发展,给人们的日常生活带来极大的便利,网络的普及更是推动额计算机软件开发。软件开发程序主要是通过代码实现功能的系统化定位,为我国各行各业提供更多的便利。 1计算机软件开发的重要性 计算机发展过程中以软件工程为主要发展核心,其是推动信息技术的主要力量。软件领域的发展对计算机网络有着至关重要的影响,网络化的普及也带动软件行业的长远发展,网络与软件相辅相成,共同推动计算机的整体发展状况。当前是计算科学不断前行和发展的时代,软件开发技术要紧跟时展潮流,抓住机遇,迎接挑战,为用户带来更多安心的服务。 2计算机软件开发现状 2.1计算机软件的概述计算机软件主要是通过开发技术得到的相应应用软件和系统软件,这是计算机发展中的重要产物。应用软件的最终工作目的是为了解决用户的具体问题,并且为用户提供方便快捷的工作方法。大到淘宝和银行客户端,小到单机游戏、应用软件,都是计算机软件的实际使用案例。系统软件是计算机本身的软件,其中比较常用的软件是监督控制软件、操作系统软件、应用软件等,其是用户正常使用计算机的必要保障。 2.2计算机软件的发展现状计算机软件具有发展迅速、方便快捷等特点,在短短的几年发展中,逐步普及到千家万户,也推动了计算机技术的发展。我国软件产业的迅速升温,造成了软件开发人才缺失,尤其在应用领域内,对技术开发人员的需求极大。 3计算机软件常用的开发方法 随着科学技术的飞速发展,计算机技术也开始日趋成熟,因而,选择合理的计算机开发方法,可以保障其开发质量,控制开发进程。当前开发时间非常重要,现在在美国硅谷,一项技术的更新换代周期是一周,所以作为开发人员要争分夺秒的开发新产品,创新理念,适应变化发展的市场。目前,比较热门的软件开发方式有三类:第一是生命周期法;二是自动系统开发法;三是原型化法。 3.1软件生命周期法该方法的出发点是时间,从时间角度拆分软件的各类问题,将软件划分为若干个开发阶段。不同的阶段开展不同的技术方法,每一个阶段都要适应阶段发展要求。通常情况下,软件生命周期分为6个阶段,换句话也是就是6个月左右。 3.2自动系统开发法该方法主要运用的工具是第四代技术中经常运用的开发软件,开发过程中强调更多的是开放的内容和实现方式,但是没有对如何实现作出具体说明。 3.3原型化法软件开发者在没有确定软件适用性的基础上,通过描述详尽的软件目标法,采用合适的原型化法开展研发工作。开发过程中开发人员要处理好整体系统化功能,并且分析和认定相关的其他事宜。 4计算机软件开发技术的应用 计算机软件开发的前提是优化创新现有软件,为社会发展提供基础性的服务,因此,相对于一种计算机软件开发技术而言,能够开发成功的关键所在就是软件的具体实用价值。接下来笔者主要通过计算机具体的开发实际例子,简要说明软件开发技术的应用价值。当前比较常用的两种运作模式,包括单机版的运作模式和VB6.0+Access开发模式,VB6.0+Access开发模式开发涉及的数据库开发对象是Web+XML+ActiveX。两个技术开发形式分别安装到客户端上面,单机运作模式的安装相对来说较为简单,直接安装就能解决问题,这主要是受到Access驱动和VB虚拟机微软历史版本的影响,也是说系统能够做到兼容,因而软件安装很方便。但是如果想要安装第二款产品,就需要在安装ActiveX时,更改浏览器,才能顺利地完成安装活动。安装结束后,用户在一定时间内做好两种使用效果的比对,在两种方法的比较中,可以发现第一种安装方法没有任何问题,并且运行比较稳定。特别是在做修复安装时,要求用户之间相互独立,简单地实现兼容。但是使用中必然会有利有弊,长时间的运行中,速度必然会减低,所以需要做好转档。第二种运行方法在系统运行和维护中,通过限制浏览器的安全设置,给用户带来诸多不便。 5计算机软件的发展趋势 第一,网络化是计算机软件当前的开发背景,计算机软件是依赖网络才能运行的系统,因而在运行时通过带动网络化发展模型,让网络和计算机软件两者双赢,网络的产生为发展平台提供更多的便利条件,因而软件开发要趋向网络化发展。第二,服务化。软件开发主要目的是更好地服务用户,在发展中为用户提供更多便利,未来的计算机软件发展应通过运用先进技术,树立人性化发展理念,满足客户需求,所以服务化是计算机发展的未来趋势。第三,智能化。在计算机的发展中,智能化是必要的发展趋势,开发人员要运用计算和其他智能化运行模式,让计算机接近人的思维,这也是新技术的革新理念。 6结语 计算机软件在现代社会经济生活中占有极其重要的地位,其发展能够带动整个社会的科学和技术的进步。计算机软件在发展中不断推动网络化的普及,并且重视计算机软件开发状况,使用新的开发技术,这为人类社会的发展提供不竭的技术支持。 作者:程艳楠 单位:大庆油田第九采油厂 信息中心
石化技术论文:石油石化行业无线电通信技术特点分析 【摘要】 石油石化行业可谓是近年来发展最为迅速的企业,它不仅工程作业面积广,并且其工作人员较多、工艺流程较为复杂,加之时有泄露等突发情况造成重大事故的发生,所以该行业也是名副其实的危险行业,为了能够保障其生产安全的同时促使自身对突发事件安全处理能力的提升,需要通过运用无线电通信技术来对其作业流程进行监控。 【关键字】 石油 石化 无线电 通信 安全 生产 石油化工企业作为当今世界上发展及进步速度最快的企业,其发展方向除了要大型化、清洁化之外,还需要格外注意通信行业的发展,这主要是由于壳牌、埃克森美孚等石油巨头企业随着下跌的油价而相继出现了盈利下降的现象,这在一定程度上对其他石油石化企业而言是一个预警,警示大家需要为了企业的持续长远发展采取一些必要的措施。 质量和效益是直接影响企业能否得以牢固生存的主要因素,为了能够更好的对企业生产进行监督,并且能够更好的完成生产过程中的安全保卫工作,将具有结构化、模块化、集成化的无线通信技术应用到石油石化行业中是非常必要的。 一、石油石化行业无线电通信应用概况 石油石化企业为了能够更好的对现场情况进行掌握和了解,需要通过能够有效弥补有线通信的弊端,比如说对过程数据中不能或者不方便采集的都可以通过无线电通信来获取,另外无线电通信在采集参数的过程方面相较于有线通信更为经济实惠,而无线电通信在对化工装置安全保障方面却是同样高效的,由此可以看出,无线电通信对石油石化行业的发展而言发挥着重要的作用。 虽然说对讲机以及办公室的无线网络都是长期应用于石油石化行业当中的无线技术,但是对于控制过程中的无线技术应用却是在近年所突破的一大技术进步。 目前,在石油石化行业当中应用无线电技术,主要是从所需要应用的场合、过程因素、成本因素以及技术因素来对明确无线技术的应用,另外还需要结合无线仪表的安全性、供电能力、实时性和综合性等来对无线技术应用方案进行制定。 二、石油石化行I无线电通信技术特点 2.1 低频声波无线传输技术及其特点 井况、地层状况等是在深入石油开发的工作过程中所需要考虑的影响因素,而其工作难度也随之逐渐增大,一般应用于现场开发过程的测井方法当中也不乏存在有局限性较强的部分,这就造成动态的生产资料不能体现在测井结果当中。针对这种情况可以通过低频声波无线传输技术来进行完善,这主要是因为低频声波无线传输技术的工作环境相对于常规测试仪器而言更为广阔,对于一些不适用于常规测试仪器的工作环境,它也能够正常的完成工作并获取所需的动态资料。相较于常规的测井过程而言,低频声波无线传输技术对信息的传播不需要通过传播介质进行,无线传输系统、测试仪器和泵一同在油井检泵期间放入井中而对信息数据进行获取,并针对获取的信息数据通过单片机进行编码的同时由驱动电声转化器将波脉冲信号发送到井口,而安装在井口的探头会收集、整理与处理这些信号,进而对实现对油井数据进行精准、实时监控。传输道路数据是运作低频声波无线传输技术所需要涉及的主要因素,所以说精准、简洁的数据编码是确保其运作高效灵敏的保障。 2.2 无线专网技术及其特点 各国政府在日益动荡和灾害频发的国际安全局势下越来越注重本国的安全问题以及灾难求援工作,但是这些需求是无法通过公共网络来进行满足的,为了能够有效解决这一问题,各国政府都在大力落实全国统一的公共网络建设以及能够及时对全国突发状况进行应急指挥的网络系统工作,越来越倾向于构建专用网络,加之未来的网络发展方向也逐渐指向LTE集群,以致于LTE公共网络已被部分发达国家部署成为补充本国公共安全网络的重要部分。然而对于石油石化行业而言,企业对集群和宽带数据业务需求在规模应用LTE宽带集群专网而得以满足,它不仅促进了企业的运行效率提高,还对企业安全生产提供了保障,可以说,它在为企业创造巨大社会效益的同时也为企业获取了巨大的经济效益。在石油石化行业中应用无线专网技术还存在一些显著的问题特点,比如说风险性较高、投入较高并且对技术要求也更高等,除此之外,它在长距离的传递信息数据以及大范围的生产指挥调度还存在不足之处,这些特点在处于海洋或者偏远地区的油田作业中尤为明显。 三、结束语 石油石化行业不仅是我国经济的支柱产业,同时它也是我国较早开发建设的行业之一,所以说,在社会信息化不断发展进步的历程中,信息技术在石油石化行业中的建设也在不断的推行,尤其是现今社会所普遍应用的无线电通信技术更是对石油石化行业的信息化建设发挥了重要的作用,为石油石化企业的发展创建了有利条件,同时也为其创造了更多的经济效益和社会效益。 石化技术论文:石化装置有毒气体监测技术的研究 摘 要:在石化厂内,伴随着生产过程而产生的各种各样的有毒有害气体对人类的危害问题越来越严重。石油化工生产过程中产生的有毒气体,对生产安全和环境保护都造成了巨大的威胁。因此有毒气体监测报警系统在石油化工领域有着广泛的需求。因此,为了保障人们的生命安全,设置安全报警系统是十分必要的。文章通过分析某石化公司的监控技术及应用,以为石化厂以及石化装置提供更安全的保障。 关键词:石化装置;有毒气体;跟踪监控技术 在石化工厂内,存在着很多有毒气体以及可燃性气体。这些有毒有害气体充斥在整个工厂内,严重威胁着人们的生命安全。近几年来,石化行业频频发生安全事故,例如,爆炸、火灾等。这些事故给人们带来了极大的伤害,也给石化工厂造成了一定的经济损失。为了给企业和工作人员的生命安全提供更可靠的保障,石化工厂要随时监测气体的浓度,将有害气体的浓度控制在安全范围内。 1 系统介绍 该控制系统的核心是采用了PLC三冗余系统,与现场气体探测器共同组成完整的监控模式。该控制系统由多种配置组成,其包括(2×3)冗余通信控制器、双冗余CPU和DO、AI模块(三冗余)、以及附件配置。其配置数量都达到了SIL3等级配置的标准,其等级达到SIL3/TUV6。PLC可实现数据交换以及通信(上位DCS和双冗余RS-485接口间的通信)功能。通过以太网技术,操作员和工作站彼此间可进行数据交换。在现场,用气体浓度探测器采集气体浓度,所采集的数据信息经PLC控制系统整合之后,通过以太网输出到监控计算机。通过监控计算机,可以看到现场的情况以及报警提示。 2 硬件系统构成 2.1 内设故障检测模块 其内部配置采取安全的PLC冗余系统。其系统可实现智能识别故障功能以及自动还原功能。在系统不中断运行的状况下,所有智能模块均可实现维修和更换零件等工作。 2.2 现场采集气体浓度 采集气体浓度的探测器的电流信号为4-20毫安。其电流信号采用“三取二”表决机制,其经隔离栅传入到三冗余AI卡件。这里的隔离栅是特别定制的,其作用是防止电流短路、防止雷击、以及保护滤波器件等。为了避免因硬件问题导致系统出现故障,其硬件采取的是分离式结构保护以及无耦合设计。通道之间各自独立,其中一个通道若出现问题,其他通道都不会受到影响,能正常\行。 2.3 双CPU处理逻辑任务 系统采用安全的CPU双冗余,两个CPU可以同时运行,其逻辑运算的速度有所提高。系统采用了CPU同步表决机制,若其中一个CPU不能正常运行时,另一个CPU不受影响,可以正常处理逻辑任务。 2.4 输出 系统的输出模块采用的是双冗余DO模块(保生产型)。模块将负载跟OVDC并联在一起,这种设计的优点是若线路有一条出现故障,其另一端的二极管特性就发挥作用。其模块的控制输出就是有效输出。 2.5 数据处理 通信网络是由以太网、工业交换机和工控机组成,CPU通过通信网络实现了彼此间的数据交换。数据的处理、显示等工作最终由工控机来进行。 3 软件程序的设计 3.1 PLC程序 软件程序的设计包含两部分,分别是PLC程序设计和上位机程序设计。在PLC程序设计中,关于逻辑程序及组态的开发所选用的是Prophecy Machine Edition软件。该软件对操作系统有要求,其运行环境必须是基于微软公司开发的Windows操作系统。Prophecy Machine Edition软件提供的系统是完整的,可自动化解决系统方案。PLC程序由三部分组成,分别为系统的冗余、硬件组态、主程序块。 (1)系统的冗余。在GMR Configuration中,采用Prophecy Machine Edition软件设置系统的冗余参数,可对CPU的数量和类型以及同步数据区间等进行设置,在机架中,也可对总线控制器的位置进行设置,还可以对AI模块和DO模块的表决方式等信息进行设置。 (2)硬件组态。在硬件组态过程中要完成硬件的组态功能。在以太网模块中,该站需设置一个网络地址。在总线控制器中,控制器间的交换数据空间要根据GMR组态生成的文件进行配置。 (3)主程序块。主程序块包含三大功能块,其主要是对数据进行采集、处理和输出的工作。为了对探测器的当前状态进行判断,以及实现报警提示,采用梯形图的方式在主程序块中编写逻辑。在采集数据时,先是读取数字,然后经一系列的处理,将探测器的电流转换成电压值。在处理数据时,为了判断探测器的当前状态,需将转换成的电压值设定高/低报警值。在输出数据时,依据探测器的动态状态,输出对应的控制状态。 3.2 上位机程序 为实现多数据的读入工作,上位机软件读取PLC数据采用的是数组方式,通过脚本程序将性质相同的多个数据以点的方式赋值给对应的程序点。上位机由总貌图、分布图(探测器)、查询功能、系统设置以及用户权限管理构成。总貌图可显示探测器的信息,包含浓度、单位、量程等。探测器分布图,直观的再现了现场的探测器的位置,根据分布图能快速的查找到探测器。查询功能是操作人员可以动态的查询到每个探测器的实时历史报警记录。 4 结语 综上可述,该监测系统,安全性较高,且系统运行情况正常,能有效的监测生产过程中有毒有害气体的浓度,并实时进行报警,既不影响生产工作,也保证了人们的安全。 作者简介: 崔少飞,北华航天工业学院,本科,飞行器制造工程专业。 石化技术论文:加强石化企业专业技术人员教育培训工作的思考与探索 中国石化管道储运有限公司襄阳输油处 摘 要 强化对于专业技术人才的教育培训工作,加速对于专业技术人员知识的更新,能够帮助企业培养高素质的专业人才,这一直以来也是(石化企业)一个努力的目标。针对这一现状,本研究主要分析加强石化企业专业技术人员教育培训工作的思考和探索,积极地研究出适应新形势的专业技术人员教育培训的新方法,以便于为企业的专业技术人才的教育培训提供可行的经验。 关键词 石化企业 专业技术人员 培训教育工作 2010年6月的《2010-2020年中长期人才发展规划纲要》对全面提高人才开发水平和加快人才建设具有重大而深远的意义。“纲要”对于专业技术人员的建设明确提出:“进一步扩大专业技术人才培养规模,提高专业技术人员的创新技能,建立专业技术人员等级分类能力教育培训制度,加快实施专业技术人员知识更新”,这是教育培训培训工作的专业技术人才指导方向。近年来,随着石化企业规模化生产规模的扩大,大型工程建设投入使用,产品升级,技术创新,企业专业人才和技术要求日益提高,加强专业技术人才教育培训,培养一批高素质的专业技术人才队伍也变得十分重要。 一、专业技术人才队伍的现状分析 现如今很多公司当中的专业技术人员总数相对来说较多,但是专业人员技术的达标率却不高。专业技术人员队伍当中具有专科学历的人、有本科学历的人以及具有硕士以上学历的人数明显存在有差异。有很多数据表明,在很多的石化企业当中,专业技术人员硕士以上学历的人仅仅只能占专业技术人员的3%左右,这就使得高层次的技术人员显得明显不足,无法满足企业发展的需求[1]。除此之外,中年的技术骨干的知识存在有结构老化的情况,从当前的在岗人数来看许多中年的技术骨干基本上都是上个世纪八十年代的毕业学生,那么公司在不断地引进一些新的技术和设备以及工艺的时候,他们的专业知识存在有结构老化的情况,这样就急需需要一些知识的更新。还有一些新入职的大学生,还需要有针对性的教育培训工作,以便于使其适应石油化工企业的快速稳定发展,很多公司在最近这些年都陆续地引进了一些新毕业的大学生,年轻的群体能够为企业注入一些新鲜的活力,但是他们在技术等方面还尚不成熟,对于一些专业技术岗位能力较强的工作无法胜任,那么就需要对他们进行有针对性的教育培训工作,培养他们快速的成才。 二、石化企业专业技术人员教育培训工作的思考和探索 (一)建立并完善专业技术人员教育培训的管理体制 要进一步的制定石化职工教育培训管理办法,并且对于全公司的教育培训管理体系进行明确的规定,对于各个单位的培训,职能和职责进行清楚明确的划分,以便于能够初步形成以人力资源部门作为主要主管,以教育培训中心进行实施,并且落实各个单位分工协作的教育培训管理格局[2]。如果条件允许的话,可以进行石化专业技术人员教育培训的分管办法的制定,以便于规定公司还具有专业技术职称的任职资格的专业技术人员每年都必须要进行教育培训工作,并且要参加各种教育培活动,并且按照规定进行相关的学分制度的划分。对于具有初级中级和高级专业技术职称资格的各类专职人员,每年进行教育培训,所获得的学分累计不能够少于6、9、12分,并且经专业技术人员寄语教育学完成的情况纳入到年终考核的评价标准当中。对于这些政策的实施可有效保证石化专业技术人员进行教育培训工作的顺利开展。 (二)构建全方位多层次的教育培训培训体系 要坚持校企合作的原则,不断地培养高层次的工程技术人才。这能有效的对于公司技术人才结构不合理的情况进行改善,而且能够使高层次技术人员不断地进行充实。为了有效立足企业实用性人才的需求,在进行论文撰写和答辩阶段,必须选择双导师制度,每一个硕士班的学员都必须有两位导师,他能够保证硕士班的学员论文的质量,同时也能够保证他们在答辩的时候能够将相关所学的理论知识,同时也能够保证在答辩的过程当中,将相关的理论知识应用到公司的实践过程中。还需要坚持外送培训的策略,使得“走出去”交流进一步被扩大。公司需要积极地和高等院校进行合作,以便于培养相关的人才,还需要充分的对于中石化集团的培训资源进行应用,保证专业技术人员能够获得教育培训的资格。 需要不断的拓宽视野,举办高水平的学术报告会,更能够有效满足专业技术人员对于行业前瞻性的要求,并且能够更好地获取一些知识复合型人才。通过对高水平的报告会议的举办,能够使得各个专业的人员了解到当前最前沿的科学水平和学术水平,对于企业内部员工的知识面的覆盖进行拓宽,开阔了他们的视野,也能够促进专业技术人员技术的更新。还需要有效地促进技术的交流,举办一些专题技术讲座。在公司不断的进行改造的过程当中,进行新的装置建设的时候,需要进行新设备新工艺和新技术的引进,要迫切的使专业技术人员在短时间内被迅速的掌握,除了岗位自学以外,可以请一些同行专家到公司进行技术交流,这也是一种行之有效的方法。还需要坚持发挥专业处室技术的优势,不断地举办各类短期培训班,采用以师带徒的形式促进新入职大学生快速的成长。 (三)落实严格考核制度,保证教育培训的培训效果 专业技术人员的教育培训无论采取什么方式去考核,都是一个十分关键的步骤,这样才能够保证教育培训的培训结果得到落实。所以对于所有的专业技术人员需要进行时学分制的管理,需要保证每人都有一本统一印发的专业技术人员的教育培训证书,平时通过各个单位的培训人员进行负责保管,并且做好登记工作。每一年的专业技术人员在进行外出培训,或者是公司内部举办的学术报告会上、技术讲座以及各种培训班的时候,应该按照相关情况为其折算出一定的学分,并且对其记录在册。教育培训中心应该定期进行各个车间和各个处室的检查工作,要督促各单位的培训人员及时的进行学分登记。每年年终公司的专业技术人员需要进行教育培训证书的统一处理,将其送到教育培训中心,然后通过专门的人员进行核查和验收,对于没有规定修满学分的专业技术人员,需要在年终绩效考核当中对其进行扣除奖金等各种处罚。 三、结语 综上所述,本研究主要分析加强石化企业专业技术人员教育培训工作的思考和探索。笔者认为,对于石化企业专业技术人员,做好教育培训工作能够有效地在实践的基础之上进行相关形式的开展,使其内容更加的丰富,可有效的为企业的未来提供更多的高素质的专业人才。 石化技术论文:公路新旧路面碎石化处理的技术建议 摘 要:相关人员在旧水泥混凝土上添加沥青,在有关因素的不断作用下,往往会发生裂缝的情况,从而致使路面出现开裂的现象。依据此类问题,本文将某一工程作为案例,从该工程发展的角度出发,对路面采取碎石化的处理手段进行分析,旨在避免裂缝现象的发生,而且也能够增加使用时间。 关键词:水泥混凝土;路面碎石化;措施 随着我国经济水平的快速发展,公路事业也在日益改变,同时也对其施工质量提出了更高的要求。就旧路面而言,倘若在里面添加适量的沥青,会因为在某种程度作用下而发生开裂的现象,对公路的整体品质带来不利影响。对此,本文主要对碎石化处理手段进行研究,提出合理化建议,希望能够提供给相关人士,从而推动我国公路行业的不断进步。 1 水泥混凝土路面碎石化处理的工程背景 就某水泥混凝土公路而言,是属于西南方向的,已经有长达20年的使用时间,是重要的交通道路。随着时间的不断流逝,路面出现了沉陷的情况,并且逐渐处于恶化状态。本次所修复的标段总体长度在20km左右,路面的基本结构形式是由以下三部分构成的:第一部分是石灰土;第二部分是三灰碎石;第三部分是水泥混凝板一起构成的,总体厚度可以达到80cm。相关单位在对该路面进行处理的前期阶段,应当先对路面所出现的情况采取钻孔取芯的方式进行检查,从而为后续施工带来具体方向提供益处。总而言之,相关人员依据钻孔取芯所得到的结果进行观察,来对路面的具体情况做出相应的研究,具体内容如下: (1)相关人员将混凝土做好适当的取样,由于破碎状存在较多的数量,占据芯片总比列的百分之五十左右,并且平均的厚度在11厘米左右,从而很好的反映出路面的具体情况处于较差的状态;(2)相关人员再将二灰碎石做好取样工作,通常都是处于散碎状的状态,进而呈现出基层没有达到良好的成型效果。(3)除此之外,就石灰涂层而言,比较松散,不能达到想要的形状。相关人员在采取钻芯取样的形式来对路面的具体情况进行勘察,然后依据调查所得出的结果,对路面产生的病害进行预防,从而有效的减少此类问题的发生。 2 水泥混凝土路面碎石化处理技术的应用建议 针对案例公路水泥混凝土路面的病害情况,笔者认为,要尽量保持为损坏老路面的原状,所采取的修复损坏技术,要尽量不影响公路沿线的生态和自然环境,同时保证有利于远期公路的升级改造。围绕这些要求,笔者提议采用碎石化技术,在充分粉碎水泥板块的基础上,借助重型压路机碾压碎块,使其压实稳固,增大水泥板块与基层的接触面积,然后利用水稳碎石,调平和补强处理路面,再依次摊铺透层和沥青混凝土。在技术层面上,笔者提炼出了以下多点技术内容: 2.1 破碎和碾压机械的选用 水泥混凝土路面碎石化技术,要求使用专用的机械,这些机械要兼具破碎和碾压的功能,保证将设计深度范围内的路面水泥混凝土板块,进行彻底破碎,并在碾压之,为水稳层提供平整的表面。对于机械设备的选用,笔者推荐自牵引的多锤头破碎机,共同有16个锤头,能以298kW的功率和150m/h的工作速度作业。 2.2 试坑 正式施工前,为了掌握结构层厚度范围的粒径分析情况,需要进行试坑试验,具体的做法时,划分出待破碎区域的68nl过渡段作为试验范围,掌握各个桩号具体时间长度内,破碎的总长度、每小时破碎长度和落锤的高度,最终确定检测桩点好的情况,桩点号K21+94的落锤高度1.4m,锤距12m,可破碎长度79.8m/h;桩点号K21+95的落锤高度1_3m,锤距12m,可破碎长度68.4m/h;桩点号K21+98的落锤高度1.2m,锤距12m,可破碎长度129m/h。检测结果可见,桩点号K21+98的落锤高度和锤距标准,能够满足水泥混凝土路面碎石化的要求。 2.3 排水系统布置 相关单位使用优异的排水手段对开展破碎化施工带来重要的影响。依据笨工程的基本情况来看,倘若在粒料基层中间存在很多的积水,那么该情况对路面质量破坏而产生的主要原因。因此,相关人员在采取破碎化施工手段对新旧路面进行施工时,一定要将基层中所存有的积水清除干净,还应当在路肩的地方做好适当的间隔,并且将碎石盲沟进行合理设置,与此同时将路肩去除掉,从而能够和路面基层处于相同的位置,这样才可以将积水彻底的清除干净。 2.4 沥青罩面移除 本工程破碎化的路段,沥青罩面与水泥混凝土面板的材料力学性能不同,在破碎作用力下,如果未能移除沥青罩面,破碎作用力可能无法有效传递至面层深部,破碎效果将大打折扣。因此,在破碎化之前要移除沥青罩面。 2.5 破碎 按照1.2m的落捶高度、12m的锤距,开始进行整个路段的破碎施工。施工期间,要考虑对交通的影响状态,笔者提议“半幅封闭、半幅施工”的交通限制方式。随后,根据水泥混凝土板块的实际情况,以150~180m/h的行走速度进行锤打,如果板块的强度比较大,可将锤头适当提高0.2m左右。考虑到表面排水的因素,笔者建议,在先将破碎位置定点在车道的两边,理由时车道两边不具备侧向约束力,破碎难度不大。在车道两侧完成破碎后,将破碎点转移到路肩位置,适时需要重点控制的是破碎力度的拿捏,以免过度碎石化。对此,笔者的提议是适当缩小落锤的间距,同时借助横杆保持破碎的位置,保持范围大约一个车道左右。 2.6 压实 相关人员将破碎作业完成以后,就需要利用压路机来进行碾压工作,将颗粒比较大的先进行碾压,提供路面的整体强度。由于碾压工序的施工流程比较简便,只需要使用压路机将其压实两遍即可,就能够实现压实的目的,从而为摊铺新的沥青提供方面,使路面能够具有一定的平整性。相关人员在施工阶段,倘若在潮湿的情况下,例如下雨等情况发生,在对路面进行压实过程中,可能会造成破碎化层压入到相应的基层里面,这样就会对基层的稳定带来不利影响。因此,相关人员在对路面进行压实过程中应当最大程度确保环境是干燥通风的情况,并且在压实不到24小时的范围内来做好摊铺工作。 结束Z 通过以上内容的论述,可以看出,相关单位采取碎石化技术手段可以恰当的将反射裂缝等相应问题进行处理,并且使用老水泥板能够得到很高的强度,与此同时能够起到施工方便、节约成本的作用,在相关领域得到了广泛的使用。依据相关调查发现,本文就基于水泥混凝土路面的施工背景下所使用的碎石化处理技术进行分析,所得到的结果是依据有关工程的具体情况而做出讨论,倘若其他工程想要使用这些技术,那么就应当结合具体情况而灵活的使用这些技术,从而将其很好的融入到施工中,为我国的公路建设事业做出贡献。 石化技术论文:中国石化煤化工技术最新进展 摘 要: 煤炭资源在开发和使用过程中,常常因为开采不当造成严重的资源浪费现象、环境污染问题。这些问题的存在对我国煤炭资源利用产生了深刻的影响。在实际的煤炭资源开发过程中,需要借助煤化工技术提高煤炭资源的开发率和环保程度。进入新世纪以来,随着我国科学技术不断发展和进步,在煤炭化工领域取得了突出的成就,各种先进的的煤炭化工技术得到推广和应用。本文主要结合实际情况,就中国石化煤化工技术最新研究进展进行了分析,希望通过本次研究对同行有所助益。 关键词:中国石化 煤炭化工技术 研究进展 国际油价的持续走低和徘徊不前并未阻碍中国企业在煤炭化工领域,尤其是在煤制油、煤制烯烃等新兴煤化工领域的探索。我国煤炭资源储量较大,但是面临着开发不合理,资源浪费严重和煤炭产能过剩的局面,利用全新的科学技术探索煤炭资源的全新用途是当前我们需要重点解决的难题。煤化工分为传统煤化工和新型煤化工,传统的煤炭化工技术是将煤炭资源制成化肥、煤炭焦化后做成电石和乙炔,而新型的煤炭化工技术是利用煤炭作为生产材料生产出多种清洁能源和基础化工原料。目前我国在煤炭化工技术方面做了大量的研究,并取得很大的突破,在新型煤化工技术和装置方面已经获得国际领先地位。 一、中国石化煤炭化工技术最新研究进展 1.S-MTO技术实现工业转化应用 S-MTO技术是以煤炭、天然气等作为石油代替资源生产化工产品的一条新型的工艺路线,目前,该项技术已经成为新能源资源技术研究开发热点和难点之一。进入新世纪以来,中国石化的很多企业不断开展S-MTO技术试验,相继完成了甲醇进料规模为每年1.67万吨的DMTO工业试验。同时在连续多年的实践过程中,在SAPO-34分子筛选催化材料合成技术,流化床催化剂制备技术和反应再生工艺研究方面获得了全新的创新成果。通过对这项技术的研究,在抑制SAPO-34分子筛硅岛的形成、分子筛形貌控制等关键技术方面取重大突破。此外,通过对分子筛模板剂和合成工艺进行创新,能够更好的对分子的形貌进行控制,能够极大的促进反应物的扩散速率。随着分子筛晶粒的减小,反应物分子的扩散速度逐渐加快。降低催化剂晶体颗粒直径,能够显著推升乙烯和丙烯的选择性。2007年中国石化在实验室充分研究的基础上,开展当时世界规模最大的每年3.6万吨的S-MTO技术中试研究,研究结果显示S-MTO催化剂具有催化效率高、活性强、选择性好、高热稳定性等特点,甲醇转化率、乙烯和丙烯选择性分别高达100%和80%以上,为今后的深入研究奠定坚实的基础。 2.S-MTP催化剂以及工艺技术的研究开发 S-MTP技术是甲醇生产低碳烯烃产品的另外一项具有核心竞争力的技术路线。最近几年,中石化高度重视S-MPT技术的研究,强化技术研究和装置建设。在S-MTP技术开发研究过程中,核心问题就是加快高选择性、高水热稳定性的ZSM-5分子筛选催化剂材料的研究。中石化在这方面研究过程中解决了两个关键性的技术。一个是对酸性的调节。在S-MTP催化剂中如果酸量过多,所生成的产物如果控制不好很可能会产生第二次化学反应,从而影响到整个反应体系的反应速率,生成过多的多碳高分子化合物,如汽油、烷烃等副产品,并且目的产物丙烯的选择性不高。如果催化剂中酸量不足,就不能保证甲醇全部转化,催化剂再生周期就会变短。我们通过对分子筛硅铝比进行适当的调整,就可以很好的控制分子筛催化剂的酸量。另一个就是提高了催化剂中的扩散性能。在反应体系中,丙烯能否在较短的时间内扩散的相应的孔道就成为影响丙烯吸收率和催化剂稳定性的一个重要原因。分子筛的孔道越短,直径越大,催化剂扩散也就越容易,因此,研究合成小分子筛技术是S-MTP催化剂应用的关键。此外,采用温和手段的碱处理方法对高硅ZSM-5沸石进行介孔化处理,保证沸石表面能够形成规则性的孔穴Y构,从而进一步缩短扩散通道的长度,提高反应物和产物的扩散性能。通过试验表明在整个反应体系内添加了软模板剂合成的样品,已经存在明显的介孔,而经过碱处理之后,在样品的将介孔结构更加明显。因此通过温和的碱处理所得到的样品在MTP反应体系具有优异的丙烯选择性,丙烯和乙烯质量比能够到达10:1。 二、新型煤化工技术创新能力提高 煤炭行业要想实现可持续发展,首先要提高煤化工技术的创新能力,为煤炭行业的长远发展奠定坚实的物质基础。最近几年,通过不断努力,我国在煤化工技术创新方面的能力进一步得到提升,改变了过去轻视理论、重视试验操作的研究模式,在兼顾理论研究的同时,将理论付诸实践。上述两种技术的发展和应用是煤化工技术创新能力提升的主要体现。我国的煤化工技术经过多年的努力已经形成了一套自主研发的科学体系,并做着眼于煤炭行业的发展趋势和发展要求,追求经济效益和环境效益的协同发展。但是我们应该清除的认识到,煤化工技术是一项长远发展过程,我国煤化工技术研究存在很多不足之处,在今后的研究过程中需要我们继续借鉴国外先进的理论经验和技术手段,不断更新研究理念和方法,采用先进煤气化技术,利用劣质煤造气,通过电、气、化工产品优化组合,即多联产方案是煤炭高效、洁净利用的最佳途径。 总之,当前我国煤化工发展已呈现出过热状态。低水平重复建设,不考虑环境承载力、生态平衡、二氧化碳排放、资源消耗,盲目扩大各类煤化工产品的产能,不是煤化工产业的发展方向。需要我们进一步大力发展煤制油、煤制甲醇对缓解我国石油对外依存度过高的现状,促进煤炭领域真正实现可持续发展。 石化技术论文:电渗析脱盐技术在石油石化行业污水处理中的发展现状 摘要:指出了针对高含盐污水的脱盐处理研究,国内外研究人员已经开展了大量工作,形成了以膜脱盐、蒸发脱盐和电法脱盐等技术为代表的脱盐减量化技术体系。其中,电渗析(ED)技术近几年已成为石油石化企业含盐水处理的关注技术,目前,该技术在其他行业已经有工程应用案例,研究人员将该技术引入石油石化行业,与自身水质情况相结合,拓展技术处理对象,强化企业推广力度,目标是实现石油石化企业含盐水的低成本高效处理。 关键词:电渗析;油气田污水;炼化污水;脱盐处理 1 引言 电渗析(ED)是在直流电场驱动下,溶液中阴、阳离子通过选择透过性的离子交换膜定向迁移,实现离子从溶液中分离的物理化学过程,可以实现溶液的淡化、浓缩、精制、提纯等。在电渗析技术的发展过程中,因不同的处理目的和需求开发了多种电渗析器,如双极膜电渗析(BMED)、倒极电渗析(EDR)、液膜电渗析(EDLM)、填充床电渗析(EDI)、无极水电渗析、选择性电渗析(Selectrodialysis)、置换电渗析(EMT)、反电渗析(RED)、离子析分与重排电渗析(Fracsis)等。 电渗析技术具有操作简便、设备简单、出水效果好等优点,但也具有膜易污染、检修维护工作量大、处理水量小、只能除去带电离子、易受到胶体物质的污染等缺点。该技术主要用于苦碱水、海水淡化、高硬度水的部分除盐或以作为深度除盐的预处理等,一般与反渗透、离子交换系统联合使用。 电渗析法从废液中回收酸碱或硝酸铵等可资源化产品的工艺已在工业上有所应用。川化股份有限公司、陕西兴化化学股份公司、山东联合化工有限公司、贵州开磷集团剑江化肥厂等硝酸铵装置成功应用了电渗析技术处理硝酸铵冷凝废水,用于硝酸铵的回收。以脱盐为目的的电渗析技术处理石油石化企业高含盐污水的工程案例较少,中原油田的某废水处理站采用电渗析工艺,水的利用率为70%[1]。 2 电渗析脱盐技术处理油气田污水 电渗析脱盐技术研究在针对油气田污水处理的研究中,主要针对以下几项研究目的,开展相关的小试及中试放大试验。 2.1 电渗析预处理及产水水质 镇祥华等[2]采用截留相对分子质量为10×104的聚偏氟乙烯超滤膜组件,对大庆油田采出水电渗析脱盐进行预处理。试验结果表明,超滤适宜的膜面流速是3.0~3.5 m/s,跨膜压差0.30~0.35 MPa,工作温度35~40℃。超滤能降低浊度95%,对油及悬浮物的去除率超过90%。在处理大庆油田采出水的研究工作中,超滤能满足电渗析预处理的要求。 针对胜利油田孤岛采油厂油田回注水高矿化度的问题,杨洋等[3]试验采用二级串联电渗析技术处理胜利油田孤岛采油厂的含油废水,其TDS为9350 mg/L,电导率为16510 μS/cm,硬度为 627 mg/L(CaCO3)。通过“HCF高梯度聚结气浮+精密过滤器+锰砂过滤器+精密过滤器”去除水中的油、固体悬浮物以及大量铁离子。试验结果表明,操作电压、淡水回收率对回收的淡水水质有很大影响。 2.2 资源再利用 牛井冈等[4]处理矿化度为 4861.4 mg/L 的大庆油田采油厂污水,得到最适流为 17 A、流量约为700 L/h、脱盐率大于80%,最终耗电量为 1.7 kW・h/m3,最终水的电导率低于 500 μs/cm。电渗析器处理后的淡水可以用于聚合物驱油;浓水可以用于低碱三元复合体系的驱油。 针对樊家油田压裂返排液中化学药剂成分多,具有高黏度、高稳定性等特点,董健等[5]采用“机械格栅+隔油池+聚结气浮+絮凝气浮”的预处理工艺+陶瓷膜过滤+电渗析脱盐的工艺开展了压裂返排液处理的室内试验。结果表明:在最优的操作条件下处理后的返排液,COD 含量由10873 mg/L降至3078 mg/L,石油类由103 mg/L降至 4.3 mg/L,浊度则由高于2000 NTU降低至 1.73 NTU,电导率由21.9 mS/cm 降至1.0 mS/cm时 Ca2+、Mg2+、Cl-的含量分别为 2.635 mg/L、1.09 mg/L、219.04 mg/L,初步满足压裂液的复配要求。 镇祥华等[6]在大c油田搭建了300 t/d的超滤+电渗析脱盐处理中试试验装置,处理对象为经过常规处理后的油田采出水。装置连续运行3000 h,产水水质、水量基本保持稳定,产水率大于80%,脱盐效率大于80%,出水浊度在1.0 NTU以下,TDS始终在1000 mg /L以下,悬浮物以及含油量均在1.00 mg /L以下,达到了配制聚合物的用水标准,处理后的油田采出水可以代替清水配置聚合物。 徐俊[7]以大庆油田聚合物驱油工艺采油过程中产生的含聚采油废水为处理对象,开展中试试验,提出超滤+电渗析组合工艺脱盐对采油废水进行处理,降低其矿化度,将处理后的出水作为聚合物配制用水。进水的悬浮物含量为8.2~15.5 mg/L,含油量为2.6~8.7 mg/L,聚合物含量为210~390 mg/L。经过3个多月的连续运转试验结果表明,出水的浊度控制在1.0NTU以下,电导率基本稳定在600 μS/cm左右,石油类的去除率达98%以上,聚合物的去除率为85%~95%,电渗析对超滤膜渗透液中盐类的去除效果较好,对Ca2+和Mg2+的去除率高达95%以上,Na+和K+的去除率亦可以达到79%以上,对阴离子HCO-3、SO2-4、Cl-的去除率分别可以达到67%、70%和85%,达到复配聚的用水指标。 王北福等[8]也是采用超滤+电渗析工艺处理大庆采油二厂聚南八污水站的污水,经“自然沉降+混凝+两次压力过滤”进行预处理后,超滤组合电渗析工艺可以将含聚合物污水处理至符合配液用水的要求。出水的 Ca2+、Mg2+含量显著低于清水,其配液黏度及抗剪切性优于清水,可取代清水配制驱油聚合物,装置的脱盐效率为80%,出水电导率稳定在950μS/cm左右,此时的能耗为0.8 kW・h/m3,产水成本为1.93元/m3,低于清水采购的费用。 王北福等[9]又将处理目标对准了大庆油田聚驱污水,其矿化度约为4000 mg/L,含有大量的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等一价、二价阳离子,能引起聚合物较大的黏度损失,所以聚合物只能用低矿化度清水配制。选用电渗析来降低聚驱污水的矿化度,现场试验表明,电渗析能有效地去除聚驱污水中的各种离子,阴离子的去除率为90.6%,阳离子的去除率为95.7%,聚驱污水在矿化度为847.56 mg /L时与清水的配聚效果基本一样,可以改善聚驱污水的配聚性能,从而取代清水复配驱油聚合物。此时,脱盐能耗只为0.95 kW・h /m3,低于购买清水的价格,表明电渗析是一种经济有效的降矿化度技术,适用于处理聚驱污水。 荆国林等[10]使用三室电渗析处理油田含聚污水,用降低矿化度后的淡水配制1 g/h的聚合物溶液,其黏度比清水所配制溶液高。实验结果表明,用电渗析降低油田含聚合物采出水的矿化度,取代清水配置聚合物,在技术上是可行的。 华北油田设计院针对任一联及任二联采出水的高含盐问题,以电渗析为核心技术开展了现场试验,原有污水处理系统的出水经过“加药混凝+砂滤+微滤”然后将纳入电渗析器,采用浓水循环模式,使淡水回收率达到80%,回收的淡水水质达到了农灌标准。运行成本约为2~2.8元/m3[3]。 2.3 上游污水对电渗析膜性能的影响 邓梦洁[12]针对超滤处理后的含聚采油废水中的HPAM和油对电渗析除盐效果的影响以及两者在离子交换膜上的静态吸附污染性能开展了大量的研究工作:研究利用超滤-电渗析组合工艺回用大庆油田聚驱采出水为配聚用水,但是由于超出水中仍含有少量的油和 HPAM 等污染物,会使所配制的聚合物驱溶液质量下降,影响聚合物驱油效果。膜对油的吸附量随着溶液初始油浓度、温度和离子浓度的增大而增加,pH值对吸附亦有较大影响,在pH=7.0时吸附量达到最大;HPAM与油的共存使膜的吸附污染更加严重。 3 电渗析脱盐技术处理炼化污水 榆林炼油厂为满足电渗析中试装置的进水要求,在预处理部分为“多介质过滤器+袋式过滤器+紫外杀菌器+保安过滤器”,杀灭污水中微生物,且过滤精度逐级提高。重点去除污水中的乳化油、生物黏泥等,以避免电渗析器离子交换膜的污染[13]。朱安民[14]等将电渗析装置连续稳定运行3个月,连续运行期间平均脱盐率为76.18%、碱度的去除率为87.33%、钙离子去除率为83.25%、总硬度的去除率为85.75%、氯离子的去除率为89.12%,产水水质满足循环水补水水质要求,脱盐系统吨水耗电1.09 k W・h。通过调整电渗析的运行电压,并使用频繁倒极的运行方式,确实减缓了膜的结垢和污堵,确保装置连续、稳定的运行,且产水水质较为稳定,可回用于循环水补水系统。 4 结论 (1)随着科技的发展,新型的电渗析装置被不断的研发出来,倒极电渗析(EDR)、双极膜电渗析(EDMB)等,目前停留在中试试验阶段,无极水电渗析、液膜电渗析(EDLM)、填充床电渗析(EDI)、选择性电渗析(Selectrodialysis)、置换电渗析(EMT)、反电渗析(RED)、离子析分与重排电渗析(Fracsis)等新型电渗析大多在国外也仅仅处于实验室研发阶段。但因为电渗析技术本身具有操作简便、能耗较低、出水水质较好、浓缩效果好,可以使出水浓水含盐量达到15%~20%等优点,具有非常大的放大前景。 (2)膜的污染依然是膜技术、电渗析技术研究的重点,膜的抗污染性能的提升、膜污染的恢复、耐用极板的开发等关键问题如果有所突破,将会推动膜分离技术未来巨大的发展。 (3)目前,已有研究人员以石油石化行业的含盐水为处理对象开展了一些试验,大量的试验结果表明,电渗析的进水水质十分的关键,其前端的预处理工艺的设计尤为关键,涉及到后续电渗析装置是否会产生通道堵塞、膜污染、电流效率降低等问题,工艺放大的过程中,预处理单元设计的重要性不亚于电渗析器的设计。 (4)很多学者针对电渗析出水进行了以回用为目的的研究,确定了电渗析技术在石油石化行业的含盐水处理的可行性,且经济性较好,试验表明,电渗析技术处理上下游高含盐污水可以实现资源的循环利用,具有良好的社会、经济及环境效益。 石化技术论文:防晃电技术在石化企业典型应用探究 摘 要 石化企业生产装置中大量采用交流电动机拖动,主流程关键电动机拖动设备占比也很大,电网晃电会造成关键交流电动机停运,装置生产流程中断,给企业造成很大的损失。本文旨在从实际应用出发,详细阐述交流电动机防晃电技术的典型应用实例及具体实现方法,为石化企业提出切实可行的防晃电技术解决方案,避免因晃电造成的经济损失。 【关键词】石化 防晃电 延时 控制器 1 前言 晃电的表现形式主要分两种,第一种为电压骤变,持续时间500ms以内;第二种为短时失压,持续时间在0.5s至3s的供电中断。在低压电动机控制系统中,采用交流接触器作控制,一旦出现晃电,交流接触器会脱扣断开,使电动机失电停止工作。在石化企业生产中常会因晃电引起关键电机停机,导致整个生产装置连锁停车,从而给企业造成巨大的经济损失。因而,防止因晃电造成的装置停车,对提高石化企业的经济效益,具有深远的意义。 2 交流接触器防晃电技术及演变 2.1 应用防晃电型接触器 FS电容储能型接触器,利用电容储能的原理,实现接触器延时释放;机械锁扣型接触器采用机械保持,分励脱扣方式,晃电不脱扣。 2.2 直流或UPS控制电源 控制电源取自直流或UPS控制电源,晃电时控制电源不受影响,接触器保持工作状态不变。 2.3 增加时间继电器 在交流控制回路增加时间继电器,采用失压延时断开方式躲开晃电时间,电压恢复正常后接触器保持运行。 2.4 防晃电智能控制器 采用继电电子一体化电路结构,内置电容作为后备电源,晃电时内置电容提供电源保持继电器接点闭合,接触器合闸回路保持导通。电压恢复正常后接触器保持运行。 2.5 电机保护控制器 防晃电功能集成在电机保护控制器中,通过对电压阀值及时间参数的设定,可实F多种形式的防晃电功能。 一般情况下,在设计时并没有对MCC配电系统防晃电功能进行设计,都是石化企业在晃电造成经济损失后增加防晃电措施。这就要求在原MCC基础上进行改造,因MCC间隔空间受限,以及改造复杂性程度,可靠性,投资金额等影响,防晃电型接触器和直流或UPS控制电源防晃电措施不常用;随之防晃电技术的不断发展,防晃电智能控制器和电机保护控制器的防晃电措施被广泛应用,成为主流的防晃电技术。 3 典型应用实例分析 中海石油化学股份有限公司海南基地化肥一期装置含一套合成氨装置,1996年建成投产。因地处海南省沿海地区,常年多暴雨和台风天气,年均可记录的晃电达12次,投产初期,因无防晃电措施,晃电造成的装置停车事故时有发生。2001年至今相续采取了三种形式的防晃电技术,经过多年的设置完善及优化,现如今3s以内的断电不会造成装置停车。 3.1 增加时间继电器 在交流控制回路中增加三只时间继电器,其中T1和T3为断电延时继电器,T2为通电延时继电器,如图1,此控制回路可实现防晃电及自动分批重起功能,主要在2008年以前采用。优点:此方式实施简单,安装方便,投资少;缺点:控制较复杂,接线较多,T2长期带电易损坏,时间继电器损坏会造成误动。 3.2 DZQ-A智能型控制器 如图2,DZQ-A智能型防晃电控制器具有辅助保持和来电重合双时段控制器特性。辅助保持时段接触器“晃电”跳停后瞬间闭锁器运行指令,来电后接触器立即闭合。若辅助保持时段内电源没有恢复则其运行闭锁指令自动解除,进入来电重合控制时段,当来电达到控制器设置的重合允许电压阀值时,通过延时元件发出重合指令。优点:接线简单,体积小,安装方便,故障也不好造成误动;缺点:时间内置,不可调节。 3.3 M102电机保护控制器 如图3,控制器检测电压,当电压低于脱扣设定值,根据设定的电压跌落时间长短,自动重起动,分为以下三种情形:情形1:电压跌落时间 4 结束语 防晃电技术措施多种,但随着电子技术的发展,智能控制器及电机保护控制器成为防晃电技术的主流应用。石化企业需结合所在电力系统特点及自身条件,在实际的应用中优化配置,提供可靠性,不断完善及优化防晃电技术措施,为石化企业避免晃电造成的经济损失。 石化技术论文:谈百得燃烧器油嘴技术在石化系统的应用 【摘 要】百得燃烧器油嘴(以下简称油嘴)从开始使用时,它能把燃油均匀地雾化后喷出并经火焰扩散盘风压的二次雾化送到加热炉燃烧室内燃烧,到逐渐出现燃油燃烧不完和加热炉辐射管结焦的这个过程,在最初形成时是很难被发现和引起重视的。通过对油嘴的结构、有关技术要求和特性参数的分析,以便找出这一过程产生的原因及解决的办法,并引起使用单位的重视,同时提出正确维护和使用油嘴的方法。 【关键词】加热炉;燃烧器;油嘴;油嘴特性参;保养周期;汽蚀;结焦;磨损 在石化管道系统中所有热输泵站的加热炉上使用的都是由意大利BALTURS.P.A(百得公司)生产的重油燃烧器,共有两个系列:一种是BT75-250DSPN-D系列,另一种是TB0-4N-D系列。这种燃烧器具有自动化程度高、安全性好、节能效果明显等特点,这些都在使用过程中得到验证,实样见(图1图2)。在2007年至2009年这两年期间,石化管道仪长线所有热输泵站的加热炉由原油改换烧煤焦油以后,百得燃烧器的油嘴、增压泵、枪体组件磨损严重,使用寿命寿命缩短,由于百得燃烧器所有易损件完全依赖进口,购置费用高,因此引起所在单位有关部门和技术人员的重视,开始着手研究百得燃烧器有关使用和技术问题。 油嘴是安装在燃烧器上的一个重要部件,在石化管道系统每年都有数以万吨的原油通过这个油嘴完成燃烧,以满足加热炉供热需要,因此进一步研究油嘴技术对安全、低耗输油具有重要的意义。 1 油嘴结构及有关技术要求 1.1 油嘴结构与使用前的检查 油嘴是由连接体、喷嘴、旋转室、回油管和密封圈五个零部件组成的(见图3)。从油嘴分解实样图看结构并不复杂,但每个零部件加工精度和配合公差要求较高,因此有必要对油嘴的结构有一个大致的了解,这样能帮助我们在今后正确地拆装油嘴。油嘴组件在出厂时就已经装配好了,用户只需直接安装使用即可,但最好还是要把油嘴拆开检查,主要是检查喷嘴锥面与旋转室锥面是否完全接触。油嘴在出厂时涂了一层防锈油,当连接体螺母与回油管螺栓(见图3)拧紧后,喷嘴与旋转室两锥面之间的防锈油被挤出,在一定的时间内两个锥面就形成压痕,通过压痕就能大致判断是否完全接触。如果两个锥不能完全接触就会出现油嘴雾化不良,燃烧不完全,加热炉辐射管结焦等现象。 1.2 嘴油有关技术要求 油嘴连接体、旋转室和回油管选用的材料均为中碳合金钢,调质硬度为HB240~280;喷嘴选用的马氏体钢,淬火硬度为HRC57~62。旋转室进油槽(见图3图5)三个面的粗糙度与喷嘴120°锥面的粗糙度应相同,以保证燃油通过进油槽四个表面的流速度相同。 2 喷嘴特性参数 在石化管道系统中所有热输泵站的加热炉上使用的都是回油油嘴,它用于比例调节式燃烧器上。这种燃烧器可是根据加热炉的供热需要不断地调节它的耗油量。它在流量最小时启动,然后通过锅炉的自动控温仪器或压力探头自动升到最大流量;然后,按照同样的原理又回落到最小流量。 这种油嘴不是把到达油嘴的油全部喷射出去,而是将其中一部分通过回油管返回。 这种类型的燃烧器的油泵压力是一定的,所以喷嘴的送油压力也是一定的。如果改变了回油压力,送油量也相应发生变化。 这种油嘴特性参数有三个,在出厂时厂家把它用激光打标机分别打在油嘴连接体六角螺母的平面上(图4) 2.1 输油量 输油量是指油嘴最大额定的喷油量。在实际使用中油嘴的喷油量只有额定输油量的二分之一左右,这是因为使用的是回油喷嘴,它在满足加热炉供热需要的同时将部分原油通过回油管返回。在石化管道系统中热输泵站使用的加热炉主要有三种型号GW2500KW、GW5000KW、GW8000KW,分别使用输油量为200-275K/h、500-600K/h、800-900K/h这三个系列的油嘴。使用单位应根根所使用的加热炉功率和供热要求在对应的系列中合理地选用油嘴。使用输油量过小的油嘴满足不了加热炉供热需要,还会导致回油压力调节过高,增压泵负荷增加;使用输油量过大的油嘴,则导致加热炉排烟温度高、炉效降低、能耗增加。 2.2 喷射角 喷射角是燃油从喷嘴(见图3)喷出的角度。油嘴喷射角度为30°~45°~80°,一般使用喷射角为45°的油嘴。使用喷射角度小的油嘴,被雾化喷射出的燃油不但细而且长,使用喷射角大的油嘴情况正好相反,使用单位应根据实际情况选用。 2.3 输油比 输油比就是油嘴的喷油孔数与进油口数之比。因为一支油嘴只有一个喷油孔,所以这个数只能是一个为1的常数,而进油口数是喷嘴锥面与旋转室锥面重合形成的进油口数,这个数是由旋转室进油槽的个数所决定的,如图5所示的是一个有5个进油槽口的旋转室,即输油比为1/5=B5。输油比范围为1/3=B3~1/5=B5。油嘴输油比值越大输油量越高,火焰也就越长,输油比大的油嘴用于输出功率大的加热炉。 输油比是油嘴的一个重要特性参数,它还决定了雾化燃油从喷嘴喷出油流的螺旋线的条数。通过观察炉膛燃烧就会发现火焰是呈螺旋状的,如果输油比是B5就有5条螺旋燃烧的火焰线,这就是雾化燃油从喷嘴喷出进入燃烧室火焰稳定、方向性好的原因。 3 油嘴出现雾化燃油不良和燃烧不完全的检查和保养 当油嘴在连续使用时,喷嘴120°锥面和旋转室进油槽的三个面(见图5)中任意一个或两个以上的面就会发生结焦或磨损,这时油嘴开始出现雾化燃油不良和燃烧不完全的情况,发现这种情况最好的办法就是在油嘴使用到一定时间后进行定期检查和保养。 3.1 油嘴维护保养周期 油嘴维护保养周期主要取决于所用燃油的物性,其关系见表1。 表1 原油物性与油嘴保养周期 从表1原油物性与油嘴保养周期分析,油嘴保养周期与粘度的关系不大,主要取决于原油中的胶质+沥青含量,当胶质+沥青含量 10时,油嘴的保养周期会更短,使用单位应根据具体情况确定油嘴的保养周期。油嘴结焦分为内外两个部份,在这里讨论的是油嘴内部结焦对燃油雾化的影响。油嘴是安装在火焰扩散盘中心处的,它尽管有火焰扩散盘均匀分配的风量和喷出的燃油及回油冷却,但它的表面温度仍然可达到400℃以上,油嘴内具备了结焦的温度条件。由于使用的是回油油嘴,所以油嘴内会产生汽蚀,爱到汽蚀的金属表面呈蜂窝状损坏。 使用煤焦油的油嘴比原油结焦与磨损要严重得多,由于从2009年10月以后在石化管系统不再使用煤焦油,所以在这里不详细介绍。 3.2 油嘴的维护保养 当油嘴使用到保养周期后,将其从燃烧器上拆下,按图3所示顺序分解,用汽油将这些零部件清洗干净擦干。 3.2.1 喷嘴的维护保养 首先加工三个上锥体直经为¢14L、下锥体直经为¢1.2L、锥度为120°、表面粗糙度为Ra0.4锥头,然后用前两个锥头加研磨砂研磨喷嘴120°的锥面,直到锥面内结焦和受损面被磨平为止,再用第三个锥头加抛光粉抛光。 3.2.2 旋转室的维护保养 检查旋转室进油槽(图5)的三个面结焦和蜂窝状损坏程度,先用刀片清除进油槽面上的结焦,再用1800号砂纸打磨槽面,直到槽面的粗糙度与喷嘴锥面的粗糙度大致相同为止。 3.2.3 回油管维护保养 回油管(见图5)一般不会出现结焦,磨损程度也较轻,但要检查回油管内孔的三条螺旋线并清洗干净,以避免原油中胶质附着在螺旋线上,使通过回油管进入枪体的回油产生气阻而导致回油不畅的现象发生。 对以上三个零部件保养完以后,按图4顺序组装后即可以使用。经过保养后的油嘴与新油嘴的性能一样,但这样的保养最好不要超过四次,这是由于喷嘴和旋转室其它燃油和回油通过的工作面不易修复,所以当油嘴使用到这种程度r应及时报废。 4 结 语 百得燃烧器技术含量较高,油嘴仅仅是它的一个重要部件,还应对它各个系统的结构、性能和原理有一个了解,这样才能应用所掌握的油嘴技术安全、经济、节能地使用油嘴。虽然一支油嘴在连续使用5000小时以上时不会出现明显的结焦和燃烧不完全的现象,但在石化管道系统所使用的大功率加热炉上能及早发现这一现象,及时并采取措施,节能效果还是比较明显的,在发展低碳经济的今天具有重要的意义。 石化技术论文:石化生产中三相异步电机故障诊断技术 伴随着石油化工生产水平逐渐提升,石化生产对于电机设备的应用安全越来越关注。三相异步电机是石化生产中的重点设备之一,由于其结构简单,易于维护,在具体生产中的应用比较广泛。当三相异步电机出现故障将会导致石化生产停工,因此需要及时采取异步电机维护。为了提升三相异步电机的维护效率,在本文中针对石化生产中的三相异步电机维护技术进行研究。 【关键词】石化生产 三相异步电机 维护技术 研究 在实际生产中,三相异步电机充当着动力转换设备,能够将电能转换为生产中所需要的机械能力。同时三相异步电机与其他类型电机相比,其运行效率较高,装置性能较强、电量消耗比较小,比较容易携带。基于三相异步电机这些优势其在石化生产中应用备受关注,因此对于其维修技术进行研究,在促进石化生产方面具有较为积极的意义。 1 石化生产中三相异步电机运行故障产生原因 三相异步电机在石化生产中的应用,伴随着电机的运行有可能会产生电机故障,为了迅速的对三相异步电机故障进行维修,需要对故障产生原因进行分析。三相异步电机运行故障主要体现在以下几方面: (1)开关接触器不稳定; (2)保险丝被烧断; (3)电机使用不当所出现的电路故障。 1.1 开关接触器不稳定 在石化生产中,三相异步电机缺相运行的情况比较常见。如果三相异步电机长期处于缺相运行的状态,将会导致系统出现的故障,严重的情况会出现电机烧毁。那么缺相是如何产生的?在进行三相异步电机接触器的配置环节中,如果接触器配置不合理,使得触头的灭弧能力降低,开关接触器的触头直接连接在一起。基于这样的情况,在具体的石化生产中将会出现故障。 1.2 保险丝烧断 保险丝烧断的问题在三相异步电机运行中也比较常见。如电机处于短路状态时、电机主回路单相接地时都会出现保险丝的熔断。再或者是保险丝的容量比较小,也会直接导致保险丝在线路连接中烧断。 1.3 电机使用不当 三相异步电机使用不当也会出现故障,如比较典型的就是金属片烧毁、导线断开等。当点击使用环境不当,同样会导致石化生产设备电机缺相。 2 石化生产中三相异步电机维修技术应用 对石化生产中的三相异步电机进行维护,分为三个步骤进行维修: (1)在三相异步电机未运行前对于电机进行安全检查; (2)针对三相异步电机的绕组进行电气检查; (3)从电机运行的电路上进行综合性的安全分析。 2.1 电机运行前的检查 在异步电机在运行之前,工作人员需要对于异步电机的状态进行检查,包含内部电路、外观以及通过物理检查等确定异步电机处于正常的待工作状态。这是保障异步电机能够在石化生产中运行的前提。在实际检查环节中,需要对异步电机的参数数据进行记录,以备电机出现运行故障时按照参数数据进行维修,迅速找到故障点。具体设备检差,可以通过噪声检测技术、电流测量、振动状态等进行分析。这些参数都能够使得工作人员判断出三相异步电机的运行状态。一旦发现三相异步电机存在故障,需要对其进行拆卸检修维修。先对主要部件进行故障检查,如对绕组进行故障检测,分析绕组是否出现接地故障。通过目测的方式,观察绕组端部以及线槽内部绝缘物是否有损伤,以及焦黑的痕迹。还可以用万用表进行检查,当万用表低阻档读书很小,t说明是绕组接地。 2.2 绕组电气维修 针对三相异步电机绕组的故障,需要对电机绕组及时进行解决。首先将绕组受潮的部分进行烘干处理,并且冷却到60-70℃,浇上绝缘漆之后在进行烘干。在处理绕组端部的损坏时,需要在绕组接地处重新进行绕组的绝缘处理,涂漆并且烘干处理。而绕组接地点在槽内时,需要及时更换部分绕组元件,最后应用不同的兆欧姆表进行绕组的测量,直到满足技术要求为止。三相绕组除了接地故障外,还可能会出现绕组断路的情况,而对于绕组断路的维修,主要通过三种方式来实现: (1)断路在绕组端部时,需要将断路连接上,并且包裹上绝缘材料,在最为外端套上绝缘管,再烘干; (2)当出现相间绕组短路时,需要重新更换新的绕组; (3)对笼形转子断笼情况采用焊接法、冷接法等。 2.3 电气电路分析 对三相异步电机的电气电路进行综合性的分析,一般情况下,三相异步电动机的电流不平衡度保持在2%左右,被认为是一种正常的状态,电机绕组的绝缘电阻需要保持在100Ω以上,在对于电机绕组电路未检测的基础上不能够进行电机的开机。对于电机电气电路中的电流、振动、转速、噪声等进行观察。当这些参数都没有问题的情况下,才能够进行电机的重启。 3 结论 综上所述,在本文的研究,主要面向三相异步电机故障维修,为了迅速的对三相异步电机故障进行检查,需要对故障产生原因进行分析。三相异步电机运行故障主要体现在以下几方面: (1)开关接触器不稳定; (2)保险丝被烧断; (3)电机使用不当所出现的电路故障。 对石化生产中的三相异步电机进行维护,分为三个步骤进行维修: (1)在三相异步电机未运行前对于电机进行安全检查; (2)针对三相异步电机的绕组进行电气检查; (3)从电机运行的电路上进行综合性的安全分析。 石化技术论文:舟山石化绿色环保技术需求分析 摘要:石化工业是我国国民经济的支柱产业,但石化企业的生产和经营会对环境造成较严重的污染。近年来,治理和预防石化污染引起了政府和整个石化行业的高度重视。本文分析了舟山市石化行业面临的环保形势,并χ凵绞惺化行业在绿色环保技术方面的需求进行了探索。 关键词:舟山 石化行业 绿色 环保技术 需求分析 近年来,石油化工安全事故和环境污染事故屡有发生,尤其是去年发生的8・12天津滨海新区危化仓库爆炸事故,更是让人触目惊心,爆炸造成165人死亡,直接经济损失达68.66亿元。舟山市属海岛型地区,地域狭小,环境容量有限,石油化工企业一旦发生事故,就可能会对居民生命安全和附近海域环境带来严重的威胁。同时近几年公众对生活质量的要求以及安全环保意识都在不断提高,影响行业发展和社会稳定的群体性事件时有发生。随着生态文明建设的推进,国家和地方政府对安全环保也提出了更高的要求,石化行业的安全环保工作将面临更大的压力和考验。 一、舟山市石化行业面临的环保形势 (一)舟山海岛环境质量不容乐观 舟山是由群岛组成的地级市,国务院于2011年6月批准设立了浙江舟山群岛新区,使舟山驶上发展的快车道。近年来,随着舟山经济的快速发展,海岛陆地和近海海域环境质量却有不断恶化的趋势。受陆源污染的直接影响,舟山海域成为我国近岸海域环境质量形势最为严峻的海域之一[1]。根据2003年至2015年舟山市海洋环境质量公报,舟山严重污染海域(劣四类)面积占比从2003年23%上升到2015年48.4%,海域水质环境质量呈显著下降趋势,其中超标最多的是无机氮和活性磷酸盐。 舟山海域污染来源于工业废水、生活污水、海水中石油、氮、磷等有机物,农业的化肥、海水的养殖等。数据显示,随着舟山本岛及附近岛屿新建扩建油库、油码头数量的增加,油品进出、储运量增加,从而加重了舟山海域油类污染[2]。这些污染也是造成赤潮频繁暴发的主要原因。 (二)环保法律法规日臻完善,达标排放要求更加严格 自2000年以来,国家相继制定和修订了《大气污染防治法》《环境影响评价法》《固体废物污染环境防治法》《水污染防治法》《国家危险废物名录》《清洁生产促进法》《大气污染行动计划》《海洋环境保护法》等一系列环保法律法规和标准。这些法律、法规定和标准的出台给石化行业带来了深刻的影响。其中,《水污染防治法》《大气污染防治法》《固体废物污染环境防治法》等法律都对各类污染物必须达标排放作了严格规定,特别是进一步明确了含油固体废物属于必须按照规定进行处理处置的危险废物,含油废物违法处置被纳入刑法处罚。2012年,环保部还专门针对化工园区出台了《关于加强化工园区环境保护工作的意见》,从园区规划、环评制度、项目准入、环境管理和防控体系等方面提出要求。2015年4月16日,环保部和国家质监总局联合《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570―2015)和《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571―2015)两项石油化工污染物排放标准,对石油化工各类污染物规定了较以前更为严格的约束性指标。2014年,环保部《石化行业挥发性有机物综合整治方案》,VOCs作为PM2.5的重要前体污染物,首次纳入“十三五”污染物总量控制指标。 近年来,浙江省和舟山市配合国家的法律法规,也相继出台了一系列地方环境保护法规和标准。为了满足国家和地方政府关于污染物全面、稳定达标排放的环保要求,无论是石化新建项目还是现有工程,必然要求石油化工企业大力推行清洁生产,研究和开发环境友好生产工艺和节能环保技术,进一步规范环保管理,研究并解决污染治理技术的难题,从而大幅度提高石化“三废”(废气、废水、固体废弃物)的治理技术水平和污染物稳定达标的可靠性。 (三)公众参与意识逐渐增强,舆论监督压力不断增大 随着生活水平和国民素质的不断提高,公众参与环保监督的意识在逐渐增强,政府也鼓励公众和非政府组织机构参与环保监督,石油化工企业一切生产经营活动及其可能引起的环境问题都在公众和社会舆论的监督之下。前几年舟山市某石化企业发生的环境污染事件引起民众的担忧和上访,就是一个典型的例子。新修订的《环境保护法》于2015年1月1日起施行,其中规定重点排污单位对其主要污染物的超标排放情况,以及防治污染设施的建设和运行情况,都应当如实向社会公开,并规定了其相应的法律责任。这就要求石化企业必须努力提高绿色节能环保技术和环境管理水平,切实把环境保护纳入企业发展战略中优先考虑,全面履行好企业的经济责任、政治责任和社会责任。 二、舟山市石化行业绿色环保技术需求分析 通过对舟山市石化行业现状分析,考虑国家有关政策法规标准和污染减排约束性指标要求,结合国内外绿色石油化工生产技术的新进展,舟山市石化行业在绿色环保技术的需求主要包括以下几个方面。 (一)绿色生态石化基地建设 石化基地生态绿色化发展模式与机制,石化基地产业链规划与招商,多目标绿色评价体系及化工生态园区设计规范与标准,石化基地环保技术开发创新体系,节能减排与清洁生产技术服务产业运行机制,石化基地建设对海岛海洋生态和周边海域潮流的影响。 (二)清洁生产技术 制备新颖绿色原材,以替换石油化工生产中惯用的氢氰酸、光气等剧毒原材[3];采用计算机信息技术和化工过程集成技术,降低水耗、能耗;化工装置的大型化、微型化、集成化和智能化,有利于节能减排,提高效率;开发环保高效的优良催化技术,防止设备腐蚀,减少废物和环境污染;开发特殊状态的反应体系和超常规状态的反应技术,提高反应效率,节约石化资源;生物质能、页岩气、煤层气等新能源在化工领域中的应用 [4]。 (三)污染防控与节能减排技术 海洋环境下石化废水、废气、废渣等污染扩散分析,基于小波神经网络的“三废”污染监控技术体系研究,石化基地污染物总量控制技术,集成化石化废气净化及资源化利用技术,石化基地二氧化碳排放总量控制技术,石化基地恶臭污染防治技术,石化基地VOCs排放控制技术,节水型污泥处理技术、特种石化废水处理技术集成及废水深度处理回用技术应用与示范;石化基地净化水回用技术,石化基地固体废物综合利用技术,储运油泥资源化利用,石化基地地下水、土壤污染监控及修复技术。 (四)石化环境监测与安全应急体系 环境事件危险源识别技术,石化基地污染物排放监测体系,海岛环境下绿色石化集聚区运行安全关键技术,石化基地近岸海域污染监测体系,污染排放浓度超标和生态环境安全预警机制,海岛环境下石化基地安全环保应急体系,石化基地HSE管理体系。 (五)其他技术需求 环境标准与信息化技术,智慧石化基地软硬件技术体系,石化基地舆情引导与社会责任关怀建设等。 三、 结束语 像舟山这样的海岛地区,如何做好发展和环境“双赢”的文章,是极其重要而且迫在眉睫的课题。开发和使用环境友好石化生产工艺和节能环保技术,是解决石化行业发展带来的环境问题的根本出路。另一方面,随着经济与技术的全球化,我国石化工业在国际上也面临着产品和工艺技术的激烈竞争,为了迎接这种技术和产品竞争的严峻挑战,跟上国际上重视环境保护的趋势,也需要发展自己的环境友好的绿色石化技术和优质产品。因此需要认真研究产业政策和环境排放标准,加强环境友好石化生产工艺与节能环保技术攻关,大力推进石化产业升级,全面发展绿色环保技术,实现清洁化生产和循环经济。只有这样,才能实现石化产业与自然的和谐发展,使石化行业真正成为舟山经济发展的引擎和龙头,为区域经济发展注入强大的动力。 石化技术论文:论我国的石化页岩气工程技术发展与前景 【摘 要】近些年来,我国产生了许多有效的石化页岩气工程技术,而且经过实践证实,在页岩气的实际勘探中发挥了较大的价值。为我国石化岩油气勘探奠定了基础。本文主要探究的是我国石化页岩气工程技术的发展和前景展望。 【关键词】石化页岩气; 工程; 技术; 前景 一、页岩工程地质环境描述技术 页岩工程地质描述技术在我国页岩气勘探开发当中发挥了重大的作用。它为我国重点地区页岩油气井钻井优化方案设计,以及可压性评价、完井方式选择,以及压裂方案设计等提供了重要的指导。 1、岩石力学特征评价技术 针对页岩地层具有非均质性较强、各向异性突出的主要特点,以测井资料处理以及岩心测试为重点。最终通过数据分析、技术测试等,形成了岩石力学特征宏细观分析评价技术,以及页岩地层井壁稳定性分析预测技术等,这些技术大多属于岩石力学特征评价技术。这些技术的投入使用,为页岩气水平井钻完井,以及压裂设计提供了更为实际的指导。 2、建立了页岩可压性评价办法 综合考虑岩石的特质,再分析岩石力学的相关参数,岩石中的有机碳含量,以及总含气量等。将地质甜点,以及造成压裂裂缝起裂以及延伸难度较大的岩石脆性特征相结合。最终形成页岩可压性评价办法。这种办法的针对性较强,而且在实施中可操作性较大。可压性指数评价模型如下: 在这个式子中,FI可压性指数,;S为页岩储层参数的标准化值; 为储层参数的权重系数。 这种页岩可压性评价方法,在实际应用当中发挥了重要的价值。运用页岩可压性评价方法,对我国不同区块的页岩进行了一定的计算评价,分析到许多区块页岩底层的可压性指数。根据指数进行深入分析之后,才能进行针对性更强的运用。 3、进行了页岩裂缝扩展规律物模实验研究 这种实验研究是以露头页岩岩心为主要对象的。通过对不同井下工况进行了针对性模拟实验,得出更多的理性认识。主要成就在于更新了对岩石脆性与剪切破坏形式等的关系认识。这是进行石化页岩气勘探开发工作的重要基础。 4、初步建立页岩储层综合评价标准 我国在与国外许多大学进行合作的基础之上,分析了中国石化页岩储层的主要特征,以及压裂效果等。初步得出了页岩储层综合评价标准。 二、“井工厂”钻井优化设计技术 通过对国内外“井工厂”技术进行实践调查分析,并有效结合中国石化页岩气区块的主要特点,有效进行了“井工厂”技术攻关研究。最终形成了“井工厂”钻井优化设计技术。 1、首先在全面调查的基础上,对其开展精细的描述。然后在此基础之上,创造出页岩气井井身结构序列。这种序列在实际运用当中,对于封隔复杂地层十分有效。而且,还有效降低了钻柱扭矩和摩阻。使得我们在开展水平作业时增加了安全防护。为满足压裂增产措施的需求提供了可能。 2、初步形成了合理确定造斜点、造斜率优化O计技术。 3、根据不同的页岩气区块的实际状况,创造出了优快钻井设计技术。 三、页岩气的开发技术分析 在页岩气的用途之中,最被人们熟知的是对页岩裂缝的填充,由于它本身是一种天然气,渗透率相对较低,而且其气流的阻力比纯天然气大,因此,给页岩气的开采带来较大困难。在长期实践当中,人们发现传统的采取方式所能产生的产量十分小,因而需要运用特殊的方式实现增产,同时需要对钻井进行适当地创新。 1、基础的压裂技术 页岩气的储层是十分致密的,因而渗透率也相对较低,如果想对其进行直接生产,难度较大。当前最常采用的方式就是储层改造、页岩气储存改造主要有两种方式:压裂和酸化。在这两种方式当中,压裂是最常运用的。 从目前的情况来看,水力压裂是页岩气开发过程中使用时间最长的,也是目前常常使用的压裂技术。水力压裂具有一定的特殊性,它不仅能够在储层当中形成十分密集的网络,而且能够合理地改善渗透率,使得天然气更加顺利地进入井筒。为了保障保井能够经受住压裂的压力,从而注入泵率。就必须要在压裂开始之前,对井中的实际情况进行检测。分析出具体的受压能力。从目前的研究进展来看,人造裂缝的半长,在对岩井水力压裂的适应中,可以达到76.3~458.0m。 在对页岩气进行实际开采的过程当中,我们可以采取多样化的压裂办法,如氮气泡沫压裂技术、多级压裂、水力喷射压裂等。在这些办法当中,各个办法使用的范围不同。如氮气压裂办法适用于深度较浅的,或者底层压力较小的页岩。多层压裂办法一般适用于垂直堆叠的致密底层。除此之外,还有凝胶压裂办法等。但是凝胶压裂基础需要较大的资金投入,在长期发展之后,逐步被清水压裂办法所替代。 因为页岩气藏超低率和低孔隙度,页岩气水平井必须要经过多级大规模水力压裂处理。然后才能实现页岩气藏经济生产。在国外,经常会使用的水力压裂技术包含了以下几种:泡沫压裂、清水压裂、多级压裂、水力喷射压裂、同步压裂等。 泡沫压裂:这种技术主要适用于低压、低渗透水敏储层压裂作业。总结该技术的主要特征,可以有效减轻压裂液对地层造成的伤害力度。而且能够呈现出更好的返排的效果。 多级压裂:它主要指的是在合理运用封堵球的基础上,将储层进行多个层次上的分隔,进而进行科学的分段分裂。这种分段压裂方式是当前页岩气水力压裂所采用的主要技术。 清水压裂技术:它主要是指将减阻剂、表面活性剂以及黏土稳定剂等,加入一定的清水,进而在压裂过程中充当压裂液。这种技术主要是通过在清水中加入减阻剂、黏土稳定剂量,以及表面活性剂等,来充当压裂液。这种特殊的压裂液能够有效改善页岩气的渗透率,提升导流性,有效降低地层伤害。这种技术主要运用在致密储层,它是美国页岩气井最主要的增产方式。 水力喷射压裂:它指的主要是运用高速、高压的带砂体,进行适当的孔射,接着再打开地层连接井筒的通道,使得流体排量得到大量提升,进而实现较高的低层压裂技术,这种技术主要适用于发育较多的天然裂缝的页岩储层。 石化技术论文:石化企业污水回用技术研究 [摘 要]目前我国水资源严重紧缺,石化行业开展节水减排的形势非常紧迫。本文主要介绍了石化企业在“节水减排、污水回用”方面的工作和探索。重点阐述了如何通过清洁生产,优化污水处理工艺,合理进行清污分流、污污分治,确保外排废水指标长期稳定达标,为后续的污水回用打下良好基础。 [关键词]石化行业;节水减排;源头控制;污水回用 1 石化污水的特点及处理流程 1.1 污水排放量大 石化企业是工业耗水量较大的行业之一,约占全国工业取水量的5%左右,而废水排放量约占全国工业废水排放量的4.2%。伴随着企业生产规模的日益扩大,污水排放量大成为石化企业污水的特点之一。 1.2 污水水质复杂 石化企业由于生产的产品流程较长,生产装置又多,在生产过程中因切水、设备泄漏等排出的污水中含有的有机污染物众多,且含有一定毒性。根据成分不同,污水可分为含油污水、含硫污水、含碱废水、含盐污水、含酚废水、生产废水和生活污水,污水的多样性给后续处理带来了一定的难度。因此,石化企业废水是工业污水中比较难处理的水质之一。 1.3 污水水质变化大,冲击性强 由于石化企业污水具有量大、变化快、水质复杂且具有毒性的特点,因此任何水量、水质的波动都有可能给后续处理设施造成冲击,导致污水处理系统瘫痪(尤其是生化系统污泥大量死亡),需要一定的时间来恢复。 1.4 主要的污水处理流程 随着石化企业生产规模日益扩大,为降低生产成本而导致的原油劣质化趋势越来越大,造成石化废水水质不断恶化,传统的“老三套”处理流程(即隔油-浮选-生化)已难以满足处理需要,而国家污水排放标准的不断从严和环保执法力度的逐步加大,造成企业外排污水达标困难,因此石化污水处理流程通常采取大马拉小车―通过加大设计能力来提高污水处理系统的耐冲击能力,加长处理流程―有些企业甚至采用三级生化来提高处理深度,确保外排废水达标。石化企业污水处理系统一般分为预处理和生物处理。为了确保生化处理的平稳性和效果,预处理非常重要。 2 污水资源化探讨 2.1 持续推行清洁生产,加强源头控制 采用源头控制是实现污水资源化的重要措施,不仅可以节约新鲜水,而且可以减少污水的产生量,减轻污水处理系统的压力,提高处理合格率,为污水回用创造良好的条件。目前,国内一些石化企业在清洁生产以及源头控制方面已经取得了很好的效果。例如:用加氢精制工艺取代传统的碱洗电精制工艺,以柴油产品精制为例,传统的柴油碱洗电精制装置的污水产生量为0.1t(水)/t(油),而采用加氢精制工艺后,污水产生量仅为0.025t(水)/t(油),削减率达到75%,减排效果明显;采用间接冷却和空冷技术代替直接冷却和水冷技术,可以减少水冷设备的蒸发损失与飞溅损失;实现装置间的热联合,回收低温余热,可以减少冷却设备,进而减少循环水的使用量。 2.2 做好污水的污污分流和分治工作,减轻污水 集中处理系统的压力石化企业基本上已做到清污分流,而污污分流和分治工作还需不断加强,后者不仅是污水达标排放的保证,更是污水资源化的需要。将含硫污水、碱渣污水、含盐污水和低浓度的含油污水进行彻底分流,并实现专线专输、专罐贮存、分质限量处理。特别是在装置停工期间,对于清洗容器排出的高浓度溶剂冲洗水,用槽车运至污水处理场专罐贮存设施,避免对污水处理系统的冲击。通过上游环保装置、设施的预处理(如污水汽提装置、湿式氧化装置以及电脱盐污水的预处理设施等)来降低污水处理系统的负荷,确保外排废水的净化深度,为污水资源化创造良好的条件。 2.3 合理应用水夹点技术,加深污水资源化程度 2.3.1 含硫污水的串级使用 石油炼制企业含硫污水的串级使用就是一个很好的水夹点技术应用的实例。以镇海炼化为例,该公司结合生产工艺注水水质的需求,将催化裂化装置分馏塔顶的含硫污水串级使用于富气洗涤水的注水,将常减压或其他非加氢型装置的含硫污水,串级使用于延迟焦化装置富气洗涤水的注水。通过含硫污水的串级使用,该公司不仅减少软化水的使用量将近30t/h,而且减少相对应的含硫污水的产生量。 2.3.2 汽提净化水的回用 含硫污水汽提装置是石化企业处理酸性水的唯一装置,通过加强酸性水的预处理如增设罐中罐+旋流除油器的组合工艺,降低酸性水中的油含量,为污水汽提塔的稳定高效运行打下好的基础,确保汽提净化水的各项指标稳定达标。目前石化企业已普遍将污水汽提净化水回用于电脱盐注水、加氢精制装置的空冷注水等,某些先进企业的回用率甚至可达85%左右,某些大型的石化企业一年的回用量可达到上百万吨。回用净化水不仅达到了节水的目的,而且直接减少了废水的排放量。 2.3.3 达标外排废水的回用 要最终实现外排污水的回用,必须提高外排污水水质。水质越好,回用的后续处理流程就越简单,回用成本越低。因此,石化企业要在抓好污染源头控制,减少上游装置污水产生量,做好污污分流、分质的基础上,努力提高污水处理场的净化能力和深度,降低外排废水的污染物浓度,为污水回用提供合格的水源,真正实现外排废水的资源化。根据目前石化企业的现状,达标外排废水回用可分为直接回用于机泵冷却水和焦化冷焦水,按外排水质情况选择经适度或深度处理后回用于循环水补水,以及经深度处理后回用于锅炉用水三类。适度处理主要用于处理丰水地区企业的达标污水,特别是水质较软的南方地区。一般经过强化生物处理,如膜生物反应器(MBR)、曝气生物滤池(BAF)等,再经过过滤、杀菌等后续处理,主要是进一步降低污水中的COD、氨氮、油类以及悬浮物,使水质达到《循环水水质控制标准》中规定的COD≤60mg/L,NH3-N≤10mg/L,石油类≤2mg/L以及SS≤10mg/L的指标,满足循环水补水的水质要求。 深度处理主要用于处理缺水或水质较硬地区企业的达标污水,主要目的是去除水中的盐分,降低电导率。根据目前的现状,通常采用预处理―超滤―反渗透脱盐的处理流程,因为流程比较复杂,处理费用较高。处理后的水质好于自来水,一般回用至锅炉用水。水质较硬的企业也可考虑将深度处理的污水部分回用到循环水补水,以降低补水中的盐浓度,提高循环水的浓缩倍数,减少排水量,达到节水减排的目的。目前一般深度处理的成本费用为5元/t,而水质较硬企业制取除盐水的费用达到6~10元/t,因此污水深度处理回用在北方还是有一定的经济效益,对于缺水地区而言,其社会效益和环境效益更大。 3 结论 实现石化企业节水减排,必须加强节水减排的宣传力度,提高全员的节水减排和水的忧患意识;通过制定切实可行的节水减排措施和管理制度,提高用水管理水平,将用水与排污作为一项重要的生产指标进行考核;企业在实行节水的同时要减排减污,否则随着污染物浓度的提高会使外排污水无法达标,污水回用亦无从说起。总之,要将优化污水处理系统与水资源化有机地结合起来,真正达到节水减排的目的。 石化技术论文:碎石化技术在老路面改造中的应用 摘要: 水泥混凝土路面的碎石化是一种原位利用原水泥混凝土路面的手段,在原水泥混凝土路面用末期,其他方法不能起到好的效果时可以采用。 关键词: 碎石化;老路面;改造 0引言 水泥混凝土路面在其使用年限末期,不能再承担服务功能时,需要对其进行处理以建构新的路面结构。国内在旧水泥混凝土路面处理方面方法不够完善,这与我国机械设备制造工艺相对落后有关。国外(主要指美国)在处理旧水泥混凝土板块的过程中积累了丰富经验,形成了在旧水泥混凝土路面破损状况相对严重时的原位利用水泥混凝土路面的碎石化工艺。这一工艺能将水泥混凝土路面破碎成小粒径嵌挤颗粒,从而为新的沥青混凝土加铺层提供理想的基层。国内在进行老路面改造时,一般采用直接加铺方案、全部破除老路面方案,近年还引进旧路面碎石化技术;本文将通过道县至永安关公路(K0-K12)段路面处治工程对三种方式进行较直观的对比: 1工程概况 S323线道县至永安关公路(K0+000-K8+511)段老路基路基宽度约18m,并且部分道路已于2000年8月建成通车,还有一部分路基已全部成形,但路面仅铺筑了1604m,目前尚未通车。本项目路线连接道县县城与寿雁镇,作为通往广西桂林的交通要道,交通量大,且路线两侧有不少砖厂,超重超限车辆较多,路面破坏严重。根据中南大学检测报告,旧路路面结构为23.5cm水泥砼路面+18~22cm天然砂砾,路面劈裂强度为2.77MPa。路面板的坏板率为17.48%,断板率为11.86%,裂缝度为13.8(m/1000m2),裂隙率为11.41(m2/1000m2),坏缝率为73.68(m/1000m),并有大量的错台、翻浆和角隅破坏,符合碎石化技术的适用条件;综合考虑经济、适用、环保、施工难度等因素,结合国内外多条路面加铺公路的经验,将在老路面上加铺方案(方案一)、全部破除老路面方案(方案二)及旧路面碎石化作底基层(方案三)进行同深度比较。本次设计路面结构为:26cm水泥砼路面+18cm5%水稳碎石+20cm级配碎石。 2路面方案比选 2.1 方案一(加铺方案)旧水泥砼路面的改建技术,关键是修复旧砼板块、稳固松动板块、防止接缝反射、解决板表面水下渗、滞留等问题。在重交通的情况下,半直接式水泥砼加铺层改建技术,施工工艺相对而言较简单,施工进度快,造价相对较低,改建后路面损坏率不大,故采用半直接砼加铺层改建。半直接式砼加铺层改建施工方案主要工序为:处理、修复损坏的旧路面板(旧路面面层、基层)、旧路肩;旧路面板下灌浆处理松动板块;采用土工布、油毛毡、防水卷材、沥青等材料进行老路面防水、防反射裂缝处理;在原路肩部位设置泄水槽以利排水;铺筑新砼面层;新砼面层灌缝。 2.1.1 路面结构加铺路段:26cm水泥砼路面+下封层+油毛毡+粘层;新建路段:26cm水泥砼路面+下封层+18cm5%水稳碎石+16cm4%水稳碎石 2.1.2老路面处理①长距离破除段。对于路面长距离破坏段(连续破坏长度大于50米),采用机械破除路面板。基中K0+081~K0+140段由于以0.3%的纵坡从老路面高程过渡到加铺路面高程,老路面需全部破除,按新路面结构重建底基层、基层; K7+530~K8+500段路面破损严重,而且路基宽度不能满足设计要求,故老路面需全部破除,按新路面结构重建底基层、基层。②局部破坏处理。根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》,按路面破坏轻重程度,分别采取以下处理措施,如表1所示。③路面防水处理。老路面修补完后铺设三油两毡。④灌缝。应清除旧纵横向施工缝、缩缝中的旧填缝料和杂物,重新灌注填缝料。⑤板底灌浆。基层采用天然砂砾,有的为碎石级配,颗粒大小不均匀,也不平整,基本处于泥结结构状态。对于路面板完好但基底空洞板块应进行板底灌浆处理。⑥板块扩宽。在万家村中桥至寿雁中学段路面宽度只有7.0米,为了防止新老路面板交接处基层回弹模量差异大形成纵向裂缝,右侧路缘带50cm用C15砼做基层。 2.2 方案二(破除方案)将所有老路面板块破除后重新修筑路面。路线平面以路基中心线控制,路线纵坡以左侧路基高程控制。老路面破除时保留老路基层(天然砂砾),再设置10cm厚的砂砾调平层作为底基层,未修筑路面部分采用16cm4%水稳碎石底基层。 2.3 方案三(碎石化方案)水泥混凝土路面的碎石化是一种原位利用原水泥混凝土路面的手段,在原水泥混凝土路面使用末期,其他方法不能起到好的效果时可以采用。碎石化方法、震裂压稳和破裂压稳技术都能很好地消除反射裂缝。与碎石化工艺相比,震裂压稳和碎裂压稳技术对水泥混凝土路面的结构性破碎得不够彻底。水泥混凝土路面的碎石化是将水泥混凝土路面的面板,通过专用设备MHB一次性破碎为碎块柔性结构。通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定强度,防止反射裂缝的发生,同时能够实现两者较好的平衡。MHB型破碎机械破碎后的颗粒尺寸是可控制的,一般来说,颗粒越小其防止面板开裂的效果越好,但强度越低,根据国外的研究,规定其颗粒范围在7.5~30cm之间能取得良好的使用效果。控制破碎后颗粒尺寸可通过控制重锤下落高度来实现。破碎后其颗粒粒径小,力学模式更趋向于级配碎石。MHB碎石化再生技术的主要优势是:通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度,防止反射裂缝的发生,同时能够实现两者较好的平衡。旧路面进行碎石化后应具有以下特点:①碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀;②碎石化后仍能保留原水泥混凝土路面的一定强度;③碎石化可以消除原水泥混凝土路面病害;④碎石化后的粒径合理,不会产生应力集中现象。根据本项目特点,碎石化路面用于底基层,在其上铺筑18cm5%水泥稳定碎石基层+1cm沥青表处+26cm水泥混凝土面层。新建路段底基层可采用20cm级配碎石,基层、面层与碎石化段相同。 2.3.1 碎石化施工工艺流程水泥混凝土碎石化施工工艺流程:施工准备清除路面杂物多锤头破碎机安装就位旧路面破碎施工重型压路机碾压密实检测压实度及碎石化程度表层灌浆封浆处理碎石化施工验收进入下一道工序。 路面碎石化之前应进行以下处理:①路面碎石化施工前应先移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料,否则会影响碎石化质量。②调查清楚沿线构造物及管线,两侧路肩外5-10米范围内存在建筑物的路段,施工时应降低锤头高度对路面进行轻度打裂,对于路肩外5米范围以内存在建筑物的路段,应禁止破碎;埋深小于1米的管涵顶部路面采用机械挖除换填碎石,埋深大于1米的管涵顶部应适当降低落锤高度。③修复排水设施。在旧路面临土路肩侧设置排水盲沟,靠中央分隔带处可与中央分隔带的盲沟合并设置。④特殊路段的处理。对出现严重病害路段面板进行破除,换填碎石。当土路基存在病害时,也应对路基进行换填处理。⑤交通管制。在路面碎石化之前应制订交通管制及分流方案,满足通车及施工要求。 2.3.1.1 碎石化施工①采用RMHB破碎机进行破碎。施工前先选择长50米的一段路作为试验段确定所需参数,并选取试坑确认破碎效果。破碎前要确定锤的破碎点,一般锤距为50cm左右。路面破碎的形状必须成“锯齿”拼图状,所有的碎粒处于互相啮合,未被打乱的状态,这样可使交通负荷向更大的范围分散;碎粒共同“工作或弯曲”,将负荷分散到更大的范围。经过碎石化后,水泥混凝土颗粒的粒径不大于40cm,且75%以上的颗粒在深度方向的分布满足:表面最大尺寸不超过7.5cm,底部不超过37.5cm。②破碎的混凝土的固定。破碎的混凝土的固定方法是用重型静碾压路机碾压,以重型轮胎压路机为首选,因为钢轮压路机或振动压路机在碾压时接触面不均匀,尤其是振动压路机会使一些小型碎块下沉,造成破碎块体更加松动而不能起到固定作用。根据以往的经验,采用50T的重型轮胎式压路机碾压几遍的固定方法对破碎的混凝土碾压有很好的作用。对于一些破碎后产生的混凝土过分剥落、形成缝隙较大的部分,采用砂浆灌浆及封浆处理,以保证加铺结构层以下没有空洞。破碎与固定同步进行:同步进行主要是利用重型轮胎式压路机对水泥板进行碾压,使旧水泥板完全破碎并与下步结构层充分接触,同时保证水泥混凝土板体保留大部分强度。利用压路机本身的重力及工作时的冲击力来完成的,其工作时压路机碾压力可以达到250T,利用大的冲压力将水泥混凝土面板压裂并将板体压实以起固定作用。指标控制一般采用高差控制,高差的控制方法是在施工前,每车道50米确定一点测定其高程,施工时每碾压5遍测一次,当前后两次高差小于 5mm时,即认为破碎并碾压密实。③碎石化与非碎石化混凝土路面接缝处设置土工格栅。 2.3.1.2 施工质量检测碎石化大面积施工前,需选择具有代表性路段作为试验段,其长度最小100米,在该试验段中安排不同锤迹间距(2cm左右级差)的子区段,每段长度不少于50米,其分界要标记清楚。施工后,需检测回弹弯沉(或回弹模量),验证其是否满足变异性要求。推荐采用回弹模量指标,测试的点位随机选定,并应不少于9个,其指标应在250mp-450mp之间,如果不满足,要增加试验段长度并根据增加落锤高度或减少锤迹间距的方式调节,已使其破碎程度增加,变异性减小,直至达到前述质量控制指标要求。进行大面积施工过程中,要注意单幅路面长度破碎超过1KM时,在破碎粒径发生突变处挖试坑抽检,验证粒径是否满足要求,如果不满足要作小幅调整,在此过程中无需继续检测回弹模量指标,而以试坑粒径状况与试验段有无显著差别作为判断是否合格的依据。 2.3.2 施工注意事项根据路面碎石化工艺施工特点,施工质量方面需要注意的环节有:①排水设施的设置及施工过程中的防水、排水。在路面碎石化前应设置好排水设施。建议在路肩部位设置碎石盲沟,使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态,为加铺层提供足够的支撑强度。旧水泥混凝土板块在破碎后很容易受到雨水侵入,所以破碎完成后,加铺新路面结构前要做好防水工作。要求后续的摊铺工序在碎石化完成后尽快开始,如果不能及时摊铺,则应采取临时防水措施(如加盖塑料薄膜等)减少雨水侵入。②试验段施工及正式施工过程中对破碎情况的监控。因为粒径于破碎层的强度特性直接相关,所以控制破碎粒径是施工工艺中的重要环节。在正式进行大面积施工前,应安排试验路段进行破碎,详细了解破碎后的粒径分布情况、强度及均匀性,找出能够满足破碎要求的MHB设备控制参数,指导全路段施工。进行大面积施工时,应密切关注混凝土板表面破碎状况。当某一施工路段表面粒径发生显著变化时,应通过开挖试坑的方法核查板体内部粒径分布情况,如不满足要求,应及时调整MHB设备控制参数,直至满足要求。③施工前后对基层、路基软弱部位的处治。根据国外的经验,对于施工路段存在的基层、路基不稳定的情况,应在采取换填等处治措施后再进行碎石化施工。这样可以提高路面基层稳定性,消除新加铺结构的安全隐患,为改造后路面长期使用性能提供保证。从工艺总体上看,虽然换填工序要占用较多的时间,但是这种时间耗费是必需的。以上三个问题在碎石化过程中应特别注意,把握好这些关键环节是保证碎石化质量的重要手段。 3经济比较 通过综合比较,采用碎石化技术(方案三)经济性较好,根据国内外的工程实践,对消除反射裂缝是比较成功的,且对环境影响较小,故作为推荐方案。 4 结语 旧水泥混凝土路面碎石化技术是一种重要的水泥混凝土原位破碎利用技术,它一般适用于水泥混凝土路面出现较大范围的破损的情况,能成功地消除反射裂纹,国外在这项技术的应用方面有了多年的实践,国内自山东省交通厅倡导引进这项技术后,通过多个项目的的实践,也有了许多成功的经验;湖南自2007年开始引进这项技术,最开始在浏阳市一个旧路改造项目中实施,本项目是本省第二个实施这项技术的项目。 当然,这项技术也有一些问题,碎石化技术使原结构的整体强度降低,再加铺后可能会也可能出现一些问题,特别是加铺沥青面层后,会出现车辙和纵向裂缝等病害,这需要国内外广大同行通过不断的实践总结经验去解决,使这项技术能广泛推广起来。 石化技术论文:浅析大型石化企业污水深度处理与回用的技术措施 摘要:本文以大型石化企业为例,介绍了石化企业污水的特点,污水处理回用现状以及相关的污水处理技术,并针对大型石化企业的特点重点介绍了膜分离技术和生化技术结合膜生物反映器技术以及利用该技术的进行相关污水深度处理与回用的流程。 关键词:石化企业;污水;深度处理与回用 1 大型石化企业污水特点以及污水处理现状 1.1 石化企业污水的特点 石化企业炼油污水是电脱盐、常减压、催化裂化等工段产生的污水汇集而成,是一种集悬浮油、乳化油、溶解有机物及盐于一体的多相体系,悬浮物及盐出自电脱盐工艺,油及溶解于污水中的硫化物、酚、氰化物等与原油加工工艺有关。 1.2 石化企业污水治理现状 石化企业污水处理技术按治理程度分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理所用的方法包括格栅、沉砂、调整酸碱度、破乳、隔油、气浮、粗粒化等;二级处理方法主要是生物治理,如活性污泥、生化曝气池、生物膜法、生物滤池、接触氧化、氧化塘法等;三级处理方法有吸附法、化学耗氧法、膜法等。炼厂污水一般经二级处理可达标排放。国内采用三级处理即深度处理的企业极少,而国外很多石化企业污水一般都有三级或深度处理工艺。据国家环保局统计,真正达到规定排放标准的不足50%。水资源的严重短缺和环境因素制约着我石化企业的进一步发展壮大。为解决这些问题,研究适宜的污水深度处理工艺使炼油污水循环回用是十分必要的。 2 石化企业污水处理与回用技术 2.1 污水处理概述以及污水回用途经 污水的回用一般要经过深度处理(即三级处理)来除去二级处理(生化处理)所不能除去的污染物(有机物及胶状固体,可溶的无机矿物质氮磷等等)和COD、BOD、颜色、味道、气味等。 石化企业废水回用主要有三种途径,一是作循环水补充水源,二是作为工业用水水源,三是作锅炉用水产生蒸气。 2.2 石化企业污水处理与回用技术 污水处理与回用技术按照原理不同,可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法。单一的深度处理技术一般只能去除某一类污染物,几种技术有机耦合才能满足回用水质的要求。 ①物理处理法。物理处理法主要包括沉淀、过滤、吸附、空气吹脱、膜分离等。沉淀主要用于固液分离,澄清水质,去除大颗粒的絮体或悬浮物。过滤主要是澄清水质,可以去除大于3μm的悬浮物、病原菌等。常用的过滤介质有石英砂、褐煤、核桃皮、活性炭等。利用活性炭或某些粘土类材料的巨大比表面积吸附大分子有机物,去除色度,降低COD和去除某些无机离子。膜分离技术用于污水深度处理的历史很短,但用途却十分广泛。根据膜材料孔径的不同,可将其分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等几种。②化学处理法。化学处理法主要有絮凝、化学氧化、消毒、离子交换、石灰处理、电化学和光化学处理等。絮凝是指投加无机或有机化学药剂使胶体脱稳,凝结悬浮物、絮体等,去除悬浮物和胶体,常与沉淀、过滤等结合使用。化学氧化能去除COD、BOD、色度等还原性有机物或无机物,如O3氧化、H2O2+FeSO4氧化等,常与其它方法结合使用。消毒是指利用CI2、ClO2、O3等杀生剂、45和电化学方法杀灭细菌、藻类、病毒或虫卵。离子交换能去除水中的阴、阳离子,用于咸水或半咸水脱盐。石灰处理用于沉淀钙、镁离子,降低水的硬度,防止结垢。电化学、光化学处理能去除水中的难降解物质,如45催化氧化或辐照处理,电水锤技术、脉冲电晕技术等,常与化学氧化结合应用。③生物处理方法。生物法在污水回用深度处理中应用非常广泛,能够降解多种污染物,处理成本低、运行稳定可靠,抗冲击能力很强。常用的生物处理法有生物过滤法、生物接触法、氧化法、氧化塘和地层生物修复。 3 大型石化企业的污水处理与回用技术的选择 3.1 大型石化污水处理回用技术选择-膜生物反映器技术 传统的生化处理工艺普遍存在COD、氨氮去除效果差,抗冲击负荷能力弱等缺点,而膜生物反应器技术,把生化技术与膜分离技术组合处理工艺虽然流程较长、成本较高,但处理后的水质情况较为理想,比较适合于大型石化企业。 膜生物反应器(Membrane Bioreactor)简称MBR,把膜分离技术和生化技术结合在一起。膜分离技术是40年来发展起来的一种技术,在能源、电子、石化、环保等各个领域发挥着重要作用。它是一种利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法。20世纪70年代,许多膜分离技术实现了工业化生产,并得到了广泛的应用。20世纪80年代膜分离技术的发展,主要集中在不断提高工业化的应用水平,拓展应用范围,加大开发力度,开拓新型的膜分离技术等方面。膜生物反应器一般采用一定孔径的中空纤维膜,通过膜分离,使污水中大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间,有利于特效菌的培养,大大提高了难降解有机物的降解效率,它可以取代传统活性污泥法中的二沉池进行固液分离。 3.2 利用膜生物反映器技术进行污水处理的流程 MBR系统由缺氧池、好氧池、中沉池、好氧池、膜池、清洗和反洗系统组成。在生化前有均质调节罐、CPI除油、涡凹气浮、容器气浮、匀质罐等预处理设置,主要作用是去除油类和悬浮物等。经过预处理后的污水自流进入MBR系统的水解酸化池、好氧池、中沉池、好氧池、膜池,在水解酸化池中大分子转化为小分子,提高了水的可生化性,在好氧池中进行有机物降解和暗淡的消化作用,在中沉池中进行部分泥水分离和反硝化作用,经过好氧和缺氧反应后的混合液自流到膜分离池,在此进行泥、水分离,污水中绝大部分活性污泥(尤其是硝化菌)被截留残留在生化池内,混合液回流泵提升进入前端生化池,清水透过中空纤维膜在泵的抽吸下进入清水池。反洗系统用来去除附在膜丝上的污染物,保证膜丝有良好的水通量。 反洗过程在一定周期后进行一次。MBR系统的出水中仍含有一些有机物,通过臭氧-生物炭降解作用,进一步去除水中残留的COD、氨氮等污染物。 石化技术论文:共振碎石化技术在水泥混凝土路面改造中的应用 摘要:共振碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面改造新技术之一,该技术是通过专用设备将旧路面板一次性破碎为承载能力高、反射裂缝控制效果好的咬合嵌挤柔性结构层,再在上面加罩沥青混凝土面层,直接完成路面“白改黑”改造。 关键词: 共振碎石化水泥混凝土路面白改黑 前言:水泥混凝土路面具有刚度大、抗压能力强、耐久性好等优点,因此在我国过去的几十年间被广泛使用。随着道路使用年限增长及交通流量的增加,许多水泥混凝土板块出现碎裂、断板和纵、横向裂缝、沉陷等问题,道路平整度和行车舒适性受到严重影响,考虑到很多损坏道路已经基层严重损坏,板块反射裂缝无法从根本上消除,局部表面维修不能够治理其根本问题,造成维修效果不太理想。传统维修改造方式为:将原有道路面层及基层翻挖,然后再重新做道路基层并摊铺黑色面层,该施工工艺造价高,施工周期长,交通影响大,同时在开挖时产生很大的噪音污染,产生大量的建筑废料还造成资源浪费。目前正兴起并推广使用的共振碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造新技术之一,该技术是通过专用设备将旧路面板一次性破碎为承载能力高、反射裂缝控制效果好的咬合嵌挤柔性结构层,再在上面加罩沥青混凝土面层,直接完成路面“白改黑”改造。该施工方法施工周期短,对交通影响小,节约工程造价,且保护环境。以下就以一工程实例来说明该技术的工艺及广泛的应用前景。 1.工程概况 本工程为金都路(春西路~春中路)道路整治工程,道路全长797.24m,车行道宽度16米,道路较多板块存在碎裂、断板等现象,本工程主要对道路车行道进行维修改造,即对混凝土路面采用共振破碎化施工,然后加铺三层式沥青面层,厚度为16cm,同时对沿线附属设施予以改造。本次主要介绍共振碎石化然后摊铺沥青面层工艺流程。 2.施工准备 对旧水泥混凝土路面进行充分的路况调查,掌握路面损坏及路面沿线建筑物状况,认真复核地下管线图纸资料,并在工程实施前召开各管线单位参加的施工配合会议,进一步搜集管线资料,对影响施工和受施工影响的地下管线开挖必要的样洞,核对弄清地下构筑物管线的确切情况,做好记录,并在管线管理单位的共同确认下,做好管线保护措施,确定共振碎石化方案的可行性。 3.板块补强 根据旧道路弯沉值测量报告、施工图纸并结合现场情况,协同设计单位、施工单位、监理单位等共同确认损坏严重需要补强的水泥混凝土板块。补强措施如下:将老路结构全部翻挖后,浇注23cmC35水泥混凝土+20cmC20水泥混凝土。 4.共振碎石化施工 4.1工作原理及特点 本工程使用的是美国安迈公司生产的PB500型共振式破碎机,其利用振动梁把发动机的强大功率转化为工作锤头的振动,锤头与路面接触,通过调节锤头的振动频率,使其接近水泥板块的固有频率,激发水泥板块在锤头下局部范围内产生共振,使混凝土内部颗粒间的内摩擦阻力迅速减小而崩溃。破碎后的碎石尺寸理想、均匀,破碎粒径范围为2.5M~15.2M,大部分集中在2.5M~7.6M。实践表明,碎石尺寸在8~20cm之间时,可取得较为理想的效果。碎石尺寸过大,容易造成应力集中,引起反射裂缝的概率急剧增大;碎石尺寸过小,则会使路面的承载力过渡减小。破碎后的粒径上部较小,下部较大。小粒度可较好地消除反射裂缝, 同时下部的较大的粒度结构也有利于路面渗水的横向排除和阻止下渗。破碎后的纹路规则排列,并与路面成35°~40°夹角。有夹角的纹理结构可使碎石块之间相互嵌合,经压实后相互咬合得更紧,从而使碎石层起到更好的砾石稳定层的作用。破碎深度可控制,不冲击路基,保证路基下的管线设施完好无损。该机械振动影响小,破碎深度可达660L,完全满足一般道路的破碎改造任务,效率极高,由于其工作点很窄,在道路施工时,可单车道施工,不用封闭全部交通,每天可完成2公里左右的碎石化工作。 4.3试验段施工及检测 试验段施工长度100-200m,破碎从道路一侧边缘开始,或者从前面破碎过的边缘开始,并向对面路肩或者向纵向的中线推进。在一次必须摊铺一个车道时,前面的破碎应至少超出将要摊铺的宽度250毫米。在破碎操作初始,操作人员会详细记录下不同的破碎情况相对应水泥路面破碎机械的数据调整,如锤头高度、共振频率和地面行驶速度等。为确保路面被破碎成达到要求的粒径,根据现场工程师要求,在行车道中间挖掘约1.2平方米的试坑,用来判定破碎块是否达到特定的尺寸要求,根据现场情况可以增加测试块。挖开的试坑需要回填,压实需要达到工程师的要求。符合要求的破碎数据应记录备查,施工参数一旦经过试振区确定下来,就可在整个碎石化工程路段内使用。 4.4全路段水泥路面碎石化施工 ⑴交通管制及路面清理 对于共振碎石化范围内的出入口应有醒目的安全标记,对社会车辆进行导行,禁止无关车辆与人员出入。破碎施工须占用两条车道,施工作业区域的两个车道禁止交通通行。隔离措施到位,在隔离处设置明显的交通导向标志,或派人负责协助交警部门指挥交通。施工作业路面需提前清理,水泥混凝土路面上罩有1cm以上的沥青层及沙土层需挖走(2cm振幅下中间介质会将应力吸收无法达到共振效果);为破碎无残留道路两侧30cm范围内堆放物需清走(共振箱体伸出轮胎外沿20cm左右);破损板块无法破碎区域须提前标记或通知现场管理人员。 ⑶共振破碎 碎石化施工顺序一般由外侧车道边缘开始,如果相邻车道沿纵缝进行了切割,也可由中间向两边的顺序破碎。每一遍碎石化宽度约200mm,一条车道(3.5~3.75m)碎石化完需要18~20遍(一个来回定义为2遍)。相邻两遍碎石化区域会有50mm内的间隔或重叠区。碎石化一个车道的过程中,实际破碎宽度应超出一个车道宽度至少150mm。在施工过程中应不断检查破碎作业情况,并根据需要对设备进行细微调整,以确保达到施工质量要求。施工中,驾驶操作员应随时注意观察机械工作情况、锤头破碎效果,应根据实际情况调整破碎参数,以尽可能达到较好的破碎效果。因此,对操作人员的要求很高,必须是经验丰富的驾驶员,据本试验路段的现场施工破碎状况,驾驶员往往根据破碎时的声音来判断锤头工作效果,从而做出必要的调整。 ⑷局部补强 如果共振破碎后出现混凝土块径大于200mm且面积大于2O或混凝土面板共振破碎后压路机碾压过程中有明显的反弹现象,弯沉值过大区域应采取基础补强措施,具体措施根据设计单位意见及监理单位意见实施。 ⑸施工配合---洒水碾压 破碎完毕后,必须采用高频、低幅震动钢轮压路机(最小15吨)碾压速度不得大于1.83m/s,碾压之前最好洒水车先行洒一遍水,使其渗透深度3公分左右,碾压遍数初步按最三个来回来控制,碾压完毕后,进行摊铺施工。碾压遍数根据现场情况控制在最少3~5遍。碎石化层碾压后,不允许有钢筋外露,不允许有沥青接缝料、补块等存在;摊铺前不允许碎石化表面出现凹陷深度超过2cm。 4.4施工质量控制及验收标准 碎石化层破碎后粒径宜符合以下要求:表面层1/2厚度部分0~7.5cm,1/2厚度以下部分7.5~23cm;含有钢筋的旧水泥混凝土碎石化层,钢筋以上部分碎块粒径7.5cm以内,钢筋以下部分碎块粒径在23cm以内;碎石化层小于0.075mm含量不大于7%。碎石化层0~10cm以内级配宜在级配碎(砾)石范围以内;0~18cm以内的碎石化层级配宜接近级配碎(砾)石。碎石化层回弹模量、碎石化层碾压应满足相关规定,其它质量要求及验收标准按《公路路面基层施工技术规范》的规定进行。 5.沥青混凝土路面加铺施工 在碎石化后,应控制碎石化层上的交通,禁止通行与施工无关的车辆,禁止车辆随意在碎石化层上刹车与启动;同时也要减少施工车辆不必要的来回通行。应及时进行沥青摊铺等工作,尽早开放交通,减少对交通管制的时间。 在道路改造完成约半年后,查看其道路面层,未出现裂缝,通过对其弯沉等测试,各项指标均符合要求,证明了改造效果良好。 6.结语 共振碎石化技术作为水泥路面改建为沥青路面行之有效新技术,由于不需要对老路面进行大规模的翻挖并重新做基层,水泥路面经过共振后形成良好的道路基层,也不需要传统的较长的养护时间,具有工期短、实施方便、节省投资、低碳环保等优点,特别是针对交通流量大的道路,其对交通影响之小,持续时间之短,是传统工艺无法比拟的。同时,随着其技术的不断完善、效率的不断提高,该技术将在以后的道路改造中大力推广并广泛应用。
计算机网络信息安全问题分析:中学计算机网络信息安全教育研究 【摘要】 网络是中学生获取知识的重要途径,也是他们应当掌握的一项重要能力。许多的知识和技能可以通过网络学习,既快捷又方便。互联网传播信息量大,而且内容及其复杂,有些内容极为不健康,不利于青少年的健康成长。甚至影响到他们的生活习惯、思维方式、价值判断,所以对中学生进行计算机网络信息安全教育也刻不容缓。 【关键词】 中学生;网络信息;安全教育 1.对中学生进行网络信息安全教育的必要性 加强中学生网络信息安全教育,能够促进他们健康成长,这是一种通识教育。由于现在中学生运用互联网数量的迅速增长,其对于中学生健康成长具有非常巨大的作用。中学生在运用互联网的过程中,必然受到其中一些信息的影响,而且中学生思想意识薄弱,辨别是非和真假的能力差,就很容易受到互联网上不良信息的影响。人们的思想意识影响着人们的行动,当互联网上这些不良信息被中学生所接受以后,他们的思想意识就受到了很大的影响,他们就会做出不道德的事情,甚至会走上违法犯罪的道路。净化网络文化环境,让中学生接触不到这些网络上的不良信息,也就避免了中学生受到不良信息诱惑的情况出出现。加强中学生网络信息安全教育,是规范网络文化环境的需要。网络文化环境当中,网络信息安全是一项非常重要的内容,网络信息的安全是网络文化环境的基础。没有网络信息的安全,各项其他的内容都无从谈起。随着互联网的兴起,中学生是互联网用户的很大的用户群,他们的文化素质,道德水平在很大程度上影响着整个网络文化环境的水平。因此,对他们进行网络信息安全教育是净化网络文化环境的第一步,也是最为关键的一步。网络文化环境的水平又影响着人们的生活适量和整个社会的思想文化水平,所以,加强网络信息安全教育关乎整个社会的发展。加强中学生网络信息安全教育,同时也是思想政治教育的需要。我们现在实行教育政策就是实行素质教育,要求德、智、体、美、劳全面发展,这更加提高了思想政治教育的地位。无论是在学校还是在将来工作以后,都会把一个人的道德水平作为判断一个人的重要标准。青少年时期是对一个人实行思想政治教育的关键时期,在这个时期一定要做好这一方面的工作,使之切实达到教育的要求。互联网是青少年接受教育的一个重要平台,也是对青少年进行思想政治教育的重要途径。加强中学生的网络安全信息教育,是进行中学生思想政治教育的前提。没有一个健康安全的网络文化环境,对中学生的思想政治教育就无从谈起。 2.对中学生进行网络信息安全教育的方法 对中学生的网络信息安全教育的方法和途径有很多,但是主要有理论教育和实践教育两种途径。在这两种方法和途径当中,又有多种多样的方法。 2.1理论教育。 第一,通过行政手段进行网络信息安全教育。政府对网络安全信息安全教育进行总体规划,并确定由某个政府部门整体负责,也可以通过会议的形式对中学生的网络信息安全意识进行教育。第二,通过在校的学习进行信息网络安全教育。学校作为学生学习文化知识的重要场所,理所应当是进行网络信息安全教育的重要地方。学校根据学校和学生的不同情况,开设不同的网络信息安全教育的课程。通过学生系统的学习来提高网络信息安全的意识和因对网络信息的能力。学校的老师还要不断研究网络信息安全的知识,开展网络信息安全研讨会。学生要努力学习网络安全知识,自发组织开展网络信息安全知识竞赛,以比赛的形式鼓励他们学习网络安全知识。学校之间还可以进行研究成果的交流,不定期的开展网络安全知识的讲座,让学生了解最新的网络安全知识。第三,通过媒体的力量来进行网络安全教育。各媒体可以推出网络信息安全教育的各种期刊杂志,校刊和广播,以学生可以接受的形式来传播网络信息安全知识。还可以鼓励学生自己发挥想象,例如,让学生利用出黑板报的形式来宣传网络信息安全知识。甚至,还可以鼓励学生利用网络来宣传网络安全知识,这样的方式既方便,又有效率,同时也是中学生乐于接受的方式。 2.2实践教育。 对中学生进行网络安全知识教育不仅要有理论知识的教育,而且还要开展第二课堂,进行实践教育。理论和实践总是存在很大的差距,理论的丰富并不意味着实践能力的水平高。任何看似简单的事情,做起来也未必简单。学到了网络信息安全的知识,未必就真正能够在运用互联网的时候使用。因此,需要组织学生对运用网络信息安全知识进行模拟,让他们动手操作,把网络信息安全知识真正的掌握。 3.对中学生网络安全教育的内容 3.1法律规范 互联网虽然是一个虚拟世界,没有实实在在的可以触摸到的事物。然而它和现实世界一样需要法律规范,对其进行有效的制约。在我国,有多部法律对互联网都进行了规定,所以,学习关于互联网的法律法规就变得很重要了。这些法律法规对网民在利用互联网的时候,什么事能做,什么事不能做,有些人能做什么事,有些人不能做什么事都有很明确的规定。学习这些知识对于自己健康的利用互联网友很大的帮助,而且也有利于网民利用法律武器维护自身的合法权益。 3.2伦理道德 法律具有一定的强制性和稳定性,同时也具有滞后性,因此只靠法律来规范网络信息安全显然还不够,还要依靠广大网民的自律,这就需要对网民进行伦理道德教育。中学生的伦理道德观念还比较薄弱,加强对中学生进行网络上的这一方面教育就变得更为迫切。由于网络与人们生活关系的密切,网络道德也越来越受到人们的重视。网络道德的建立是网络信息安全的一道重要屏障,特别是国家颁布《全国青少年网络文明公约》以来,网络道德大有所好转。《全国青少年网络文明公约》的制定是规范青少年网络道德的重要文件,具有里程碑性的意义,必将对中学生的网络道德教育产生深远的影响。 3.3防范技术 如果说伦理道德教育是让中学生自觉地不去接近不良的网络环境的话,那么进行防范技术的教育主要是为了让中学生不能接触到不良的网络信息。毕竟中学生的自制力还是比较差,只是让他们自己抵制这种诱惑是不太现实的,必须在技术上让他们接触不到不良的信息,这是进行网络信息安全教育重要的一环。 作者:赵尚毅 单位:衡水市第二中学 计算机网络信息安全问题分析:计算机网络信息安全策略探究 摘要: 信息技术的快速发展为各行业领域注入新鲜的活力。然而较多企业与个人用户在运用计算机网络中,仍面临较多信息安全问题,若忽视做好安全防护工作,极易为用户带来一定的财产损失,要求采取相应的防护策略。本文将对安全威胁问题在计算机网络中的表现以及防护策略在计算机网络信息安全中的应用进行探析。 关键词: 计算机网络;信息安全;防护策略 作为现代社会群众生活的重要组成部分,计算机网络对生产生活活动的开展都极为重要。但Internet本身表现出明显的开放性特征,极易将较多潜在威胁带到计算机系统中,由此导致一系列数据泄漏、系统被破坏等问题。尽管较多用户在安全防护工作中引入相应的防护软件,所取得的效果并不明显,究其原因在于未能正确认识安全问题特点与防护措施的适用性。因此,本文对如何做好计算机网路安全防护的研究,具有十分重要的意义。 1安全威胁问题在计算机网络中的表现 从现行计算机网络应用现状看,实际对整个系统带来威胁的包括较多原因。首先,从自然灾害系统安全性的影响情况看。计算机信息系统运行中,外界环境因素对其影响极为明显,如常见的环境冲击、环境振动、环境湿度以及环境温度等。若计算机应用中,其所处空间未设置相应的防护手段如抗电磁干扰、防雷、防水、防火与防地震等,这样一旦有意外性事故或自然灾害出现时,计算机系统将不具备较强的防御能力,安全性自然受到影响[1]。其次,计算机系统因网络脆弱性特征也会产生一定的安全问题。尽管Internet技术应用下,表现出明显的实用性、开放性等优势,但其带来的安全性问题也极为突出,整个网络易受到恶意攻击。同时,网络技术的实现要求以TCP/IP协议作为依托,这样协议方面安全性的缺失,也为安全威胁的入侵提供便利。如当前常见的恶意篡改、数据截取或恶意攻击等,多通过协议入侵到用户计算机系统中。再次,恶意破坏行为的存在。现行网络攻击的手段具有多样性特征,较多不法分子会利用相应的软件或病毒对他人电脑进行访问,以此达到利益获取目标。一般这种网络攻击行为主要表现在病毒入侵与恶意攻击两方面。以计算机病毒为例,其一般多被存储于具体文件、数据或程序中,假定这些数据或程序被触发,病毒便会发挥的其破坏性、传染性特点,轻则影响系统运行效率,严重情况下将对计算机硬件带来损伤,且较多重要数据文件都会丢失。而对于恶意攻击,其又可细化为主动、被动攻击方式,前者侧重于对网络信息有选择性的进行破坏,而后者多不会对计算机网路运行带来影响,直接完成破译、窃取与截获信息过程。此外,也有不法分子会通过电子邮件发送形式,使对方被迫接受文件。这种垃圾邮件区别于计算机病毒,其不会对计算机系统产生破坏,而直接采取广告宣传形式或对用户信息进行窃取。最后,计算机软件漏洞与人员操作失误也是安全问题产生的重要原因。计算机软件设计中,本身有较多不足之处,需在实际使用中不断更新升级,这些不足之处将为黑客的入侵提供可能。同时,部分用于在利用计算机网络中也不具备较强的安全意识,即使引入相关的安全口令,但因过于简单而被他人破译,由此便导致网络易被恶意攻击。或部分用户在操作中,对非法网站访问、下载不安全软件等,这些行为容易为网络安全带来威胁[2]。 2防护策略在计算机网络信息安全中的应用 2.1防火墙与杀毒软件的装设 对于当前计算机网络安全问题,常用的方式便体现在网络防火墙技术方面。该技术引用下可对非法入侵行为进行有效控制,避免内部网路资源受到破坏。若以技术应用为依据,网络防火墙可细化为监测型、型、地址转换以及过滤型等类型。不同类型防火墙技术应用下,都可起到明显的安全防护效果。而在软件装设方面,主要考虑引入相关的防护软件如360安全卫士、COPS等扫描软件。这些软件运用下,对弥补系统软件或硬件缺点,可发挥重要作用。 2.2入侵检测与监控技术的应用 现行计算机网络信息防护中,可将入侵检测技术引入其中,该技术内容下主要融合较多密码学、人工智能、网络通信技术、规则方法等内容。一旦检测到有入侵行为存在,将会采取相应的隔离与预警措施。而在监控技术方面,一般需借助签名分析法,其强调对系统薄弱处进行监控,判断是否有攻击行为存在。或直接引入统计分析法,主要用于判断系统动作是否合理。 2.3数字签名与加密技术的应用 为使数据安全保密性得以实现,可考虑将文件加密等技术引入其中,或采取数据传输加密技术。该技术在实现中主要对传输数据流采取加密措施,也可以直接对端与端进行加密,可有效防止信息传输过程中被窃取。另外,用户方面也需在帐号安全上进行加强,如登录帐号的管理,要求做好密码设置工作,这样才可使计算机网络应用中,安全问题得以解决[3]。 3结论 计算机网络防护策略的应用是解决网络信息安全问题的重要途径。实际引入防护策略中,应正确认识网络信息安全问题的具体表现,如网络脆弱性、恶意攻击行为、计算机软件漏洞以及自然灾害等,在此基础上采取相应的防护措施,包括防护墙与杀毒软件的装设、入侵检测技术的引入以及加密技术的应用等,这样才可为计算机网络信息安全提供保障。 作者:黄鑫 单位:江苏科技大学计算机科学与工程学院 计算机网络信息安全问题分析:计算机网络信息安全策略浅论 摘要: 近年来,由于计算机网络安全事故频发,给广大用户带来巨大的经济损失。因此,维护信息安全,成为计算机网络进一步发展的前提。通过简要分析计算机网络信息安全发展的现状,指出威胁计算机网络信息安全的主要因素,并且提出有效的防护策略,以期为广大的计算机用户提供有意义的参考。 关键词: 计算机网络;信息安全;防护策略 1计算机网络信息安全发展的现状 目前,我国已经开始研究计算机科学技术、信息安全技术和密码技术,并且逐渐把这些研究成果应用到计算机网络系统软件数据、系统数据、硬件数据的维护和建设上来[1]。然而,虽然这些技术降低了计算机网络信息安全风险发生的机率,但是,一些危险因素仍然会威胁着网络系统的正常运行,因此,建立专门的计算机网络信息安全防护体系,设置计算机网络安全评估、计算机监测和响应等环节,完善计算机网络信息安全保护系统,是提高计算机网络技术的有效手段。 2威胁计算机网络信息安全的主要因素 2.1网络系统自身的缺陷 作为一项智能型的系统,Internet技术具有开放性和实用性的特点,这些特点在给用户带来极大便利的同时,存在着潜在的威胁,从安全性方面来看,其开放性容易受到攻击,给用户造成巨大的损失。同时,网络资源共享时,可能存在着欺骗攻击、拒绝服务、数据截取和数据篡改的现象,给计算机网络信息造成安全隐患。 2.2自然灾害的影响 计算机系统是由许多机械组成的一个完整的系统,很容易受到自然灾害和恶劣环境的影响,目前,许多计算机没有安装完善的防护装备,抵御意外事故和自然灾害的能力比较差,没有周全的考虑接地系统,致使计算机网络系统存在着一定的危险。例如,环境空气污染,环境湿度较大、环境温度过高等都会影响计算机的正常运行。 2.3恶意的人为攻击 近年来,人为的恶意攻击已经成为威胁网络信息安全的首要因素,通常,人为的恶意攻击主要分为主动攻击和被动攻击两种,其中,主动攻击是指采用不同的方式,有选择性地破坏网络信息,给网络信息的有效性和合理性造成影响。而被动攻击是指在不影响计算机网络正常运行的情况下,截获、窃取或者破译网络信息,以获得重要的、机密性的信息[2]。 2.4多种多样的计算机病毒 计算机病毒具有潜伏性,往往会隐藏在一些数据、执行程序等不容易发现的位置,在被人无意识的触发后,造成数据丢失、篡改甚至计算机硬件被破坏的情况,同时,计算机病毒还具有传染性的特点,会导致多台计算机同时中毒,给网络信息带来严重的威胁。 2.5垃圾邮件以及间谍软件 垃圾邮件的发送者通过强行把电子邮件发送到用户邮箱中的方式,窃取用户信息,影响用户的账户安全。另外,间谍软件主要通过窃取系统或用户信息的方式,威胁计算机安全和用户隐私,在小范围内影响计算机系统性能。 3计算机网络信息安全的有效防护策略 3.1安装防火墙和杀毒软件 防火墙技术可以通过控制访问,有效防止外部的网络用户采用非法的手段入侵用户的内部网络,建立安全的网络操作环境,以保护内部网络资源的安全。按照采用技术类型来分,防火墙技术主要包括包过滤型、地址转换型、监测型和型。当数据包中含有危险性站点时,防火墙会自动启动功能,拒绝接收这些数据,以维护用户的信息安全。 3.2安装漏洞补丁程序 系统漏洞成为人为攻击的方式之一,因此,安装漏洞补丁系统,及时防范和阻止恶意攻击,是提高网络信息安全性的有效途径。用户应该及时处理系统漏洞,安装漏洞补丁,以解决系统程序漏洞问题。例如,用户可以通过漏洞扫描器,检测系统是否存在漏洞,以增强系统的安全性。 3.3采用入侵检测技术和网络监控技术 入侵检测技术的作用是检测和监控计算机系统及网络是否存在入侵的风险或者被滥用,其中,签名分析法和统计分析法是入侵检测技术的主要方式,签名分析法是通过监测已经掌握的系统弱点来预防攻击,统计分析法是在系统正常运行的情况下,根据统计学理论,判断动作模式是否处于正常轨道[3]。 3.4采用文件加密和数字签名技术 采用文件加密技术可以防止机密数据被窃取、篡改、或者破坏,以提高信息系统和数据的安全性。而数字签名技术可以分为线路加密和端到端加密,通过这两种方式,保护文件信息的安全,以增强网络信息的安全性。 3.5加强用户的账号安全 系统漏洞是黑客攻击的主要方式,因此,用户可以通过防火墙、入侵检测、文件加密等技术,提高账号的安全性,以维护自身的利益。在设置系统登录账号密码时,用户可以通过合理组合字母、数字、特殊符号,设置复杂的账号密码,并且定期更换,确保账号的安全性,以避免信息安全隐患。 4结语 总而言之,解决计算机网络信息安全问题是计算机行业快速发展的前提,因此,计算机行业应该采用有效的防护策略,建立完善、高效的信息安全防护体系,保障计算机网络信息安全,维护用户的合法权益,以推动计算机技术的发展和进步。 作者:方婷 单位:人民银行淮安市中心支行 计算机网络信息安全问题分析:计算机网络信息安全对策探析 【摘要】 近年来,我国的计算机行业一直处于飞速发展的进程中,并取得了一定的成果,但是随之而来的是军队计算机网络的安全危机以及民众对于信息安全的加倍关注。网络的普及带来了便利,但也给不法分子带来了可乘之机。入侵者通过种种非法手段,利用网络技术窃取重要信息,不光威胁人民生活,也关系到国家财产等方方面面。本文陈述了威胁军队网络信息安全的因素,并提出几种应对策略。 【关键词】 军队;计算机网络;入侵;漏洞;防护 近年来,全球化时代的到来加速了信息化进程在全球的发展,继而也带来了更多的安全隐患,引发了更大网络安全危机。信息化时代各种应用软件的普及丰富了人们的生活和娱乐,但同时也为网络入侵者,黑客的犯罪,以及网络病毒的传播提供了便利,创造了条件。然而利用黑客技术恶意入侵,窃取信息的案例频发且屡禁不止,在这样的大环境下,网络安全似乎不堪一击,岌岌可危。本文通过对几起典型网络信息安全案例的分析,同时提出几条切实可行的解决方案。 1国外内部计算机网络信息安全遭到侵害的案例 近年来,世界各地频发黑客入侵,威胁网络信息安全以及侵害人民财产安全的恶性事件,下面以几起典型案例为例,陈述网络信息安全面临的主要威胁。 1.1案例1 据日本东京新闻,2014年四月日本发生多起央行网络交易系统遭黑客入侵,黑客通过一种“间谍软件”,间接地控制了银行客户的电脑并窃取了重要的账户信息,从而盗领,盗汇客户存款。日本三家银行eBank、网络银行和瑞穗银行共发生多起类似事件,并造成了500多万日元的损失。 1.2案例2 2013年,韩国接连发生多起黑客大规模恶意攻击事件。3月22日,韩国爆发历史上最大规模黑客攻击,韩国的主要媒体,金融行业,包括多家大型企业,主流银行及大量个人计算机终端都被波及,甚至陷入瘫痪状态,无法投入使用,大量重要资料也都遭到窃取。六月,包括韩国青瓦台总统府在内的16家网站都遭到黑客攻击,陷入瘫痪状态。七月,韩国总统府,国防部,外交通商部等政府部门网站及主流银行,媒体网站等再次被黑客以分布式拒绝服务的方式进行攻击和破坏,瘫痪4h之久。基于对以上案例的分析,不难得出黑客进行网络入侵的动机主要有以下几点: (1)以窃取商业信息和非法牟取暴利为目的,入侵金融,银行系统,并通过银行等机构对客户进行诈骗,侵害人民财产安全,搅乱商业系统和市场平衡。 (2)非法窃取个人信息,从而进行诈骗,盗窃,甚至用于敲诈,勒索,以及非法损害他人的个人名誉。 (3)出于政治目的,入侵政府网络,窃取他国情报以及机密信息,甚至散播危险信息,扰乱政治局势,造成动乱和恐慌。 2军队计算机网络安全面临的威胁 2.1网络系统本身的脆弱性 网络系统依凭于现代通讯技术存在,开放性是其一大特点,这一特性带来了网络世界海纳百川,包罗万象的特点,但也造成了网络运用TCP/IP协议时安全性低,容易受到来自外力干扰,受到攻击和威胁的弱点。与此同时,网络的存在还因容易受到电磁场变化,地震,太阳黑子等自然灾害的干扰而显得岌岌可危。 2.2系统设计漏洞及维护能力低下 大多网络系统在设计者设计初期,对安全系统的重视程度较低,这样设计出来的军队内部系统安全防御能力自然比较低下。而发现新的漏洞后,不及时,不正当的补救措施也进一步给了不法分子可乘之机。甚至有些时候,我们已经及时地采取措施对漏洞进行弥补后,由于军队内部路由器和防火墙过滤规则的复杂,处理数据的庞大,系统又随时可能出现新的漏洞。所以及时发现,有效弥补,是我们避免国家军队网络安全事故发生的重要手段。 2.3人为的恶意攻击 近年来,众多国家军队网络安全事件都是源于不法分子的图谋,同时人为网络威胁也分为直接和间接两类;黑客的直接攻击,影响大,速度较快,一般是为了窃取他人及军事、政府、银行的信息;还有以病毒攻击为主的间接人为攻击方式,计算机病毒一般隐藏在文件或软件安装包的隐藏位置,一旦触发便会大规模传播,可以造成计算机信息被篡改甚至丢失。病毒还有无限复制传染传播的特性,影响力广,范围大,容易引起多台计算机联动反应,对军队网络安全的破坏力巨大。 3军队计算机网络安全的防护措施 3.1隐藏计算机IP地址 黑客攻击计算机的主要途径就是通过一些网络探测技术获取他人计算机的IP地址。一旦一个IP地址被锁定,就表示黑客针对该计算机IP的攻击行为已经做好准备。目前能够隐藏计算机IP地址的主要手段是运用服务器,黑客只能探测到该IP属于服务器,但无法探测到用户的真实IP,从一定程度上保护了国家军队网络安全。 3.2网络防护技术的运用 入侵检测技术是近年来被广泛运用于检测计算机系统和监控网络是否被滥用的一项技术,也还正处于逐步发展状态。还有统计分析法和网络分段技术的运用,前者是通过统计学的知识,在军队计算机正常使用的同时分析计算机的动作模式是否在正常轨道内;后者是将非法用户与保密信息隔离开来的方式,切断非法监听的途径。 3.3防范木马程序和恶意插件 每次下载一个无安全防护的网站的程序或软件之前,要准备好防护进程和木马查杀程序,确认无误后再存入本机。在开始菜单的程序菜单中查看是否有多余的插件或不明的项目正在运行,将之删除并防止恢复即可。在邮箱中发现名目有异常的邮件,或是浏览网页时非法传播的广告,弹出网页等,要及时关闭,不可好奇浏览以及下载。 4结语 综上所述,军队计算机网络信息安全的保护不能单单只靠单一途径进行,而是需要系统及软件开发商与用户相互配合,及时弥补系统漏洞;同时也需要相关法律法规的进一步实行和国家政府重视并加强管理,配合信息化的快速发展,计算机的更新换代,创造更加安全,有效,利民的网络环境,为军队计算机网络建立起更加安全稳定的防护体系,减少国家财产、利益的损失。 作者:李蔚蔚 单位:解放军69047部队 计算机网络信息安全问题分析:计算机网络信息安全防护分析 摘要: 网络技术在为人们带来便捷服务的同时,其隐含的网络信息安全问题也威胁到人们的正常生活。以计算机网络信息安全及防护策略为研究课题,结合网络信息安全的内涵,总结网络信息安全所面临的主要威胁,提出保障网络信息安全的防护措施,旨在为解决网络信息安全问题提供思路。 关键词: 网络信息安全;网络黑客;加密技术 0引言 计算机及其网络凭借其信息传递实时性、共享性等优势为企业经营和管理提供帮助,成为企业实现现代化管理和可持续发展的重要保证。而计算机网络面临各类木马、病毒、IP欺骗等攻击,给网络信息造成严重、多样、智能化的威胁,严重影响企业信息网络的健康运转[1]。本文对计算机网络安全威胁及防护策略进行分析和研究,旨在为企业网络信息安全管理提供理论依据和实践指导。 1网络信息安全的定义及内涵 维护网络信息安全主要是采用各种手段对网络系统的硬件、软件及数据等进行有效的保护,使其不因偶然因素或者恶意破坏而使网络信息遭到损坏、泄露,确保网络信息数据的完整性、可用性、保密性与合法使用性,从而保证网络系统的正常运行[2]。网络信息安全涉及到网络技术和网络管理两方面。其中,网络技术主要是对外部非法用户的攻击进行防范,网络管理则是侧重于内部人为因素的管理,两者相互补充,缺一不可[3]。当前,随着计算机技术的发展,对网络信息数据进行有效保护,提高计算机运行安全性已经成为计算机应用领域关注的重点。 2网络信息安全面临的主要威胁 目前,网络信息安全问题日益突出,网络信息安全面临的主要威胁在于病毒攻击、网络黑客等,具体分析如下[3]: 2.1病毒攻击越来越严重 当前,病毒通过存储媒介、计算机网络进行传播,表现为对计算机程序进行攻击,这是计算机经常面临的问题。计算机病毒主要通过信息流动来对计算机操作系统进行病毒感染,最终目的是入侵计算机系统,窃取计算机中的相关数据信息[4]。随着计算机网络技术的发展,计算机病毒也越来越强大。木马病毒能够对受感染计算机实施远程控制并盗取重要信息;蠕虫病毒具有快速的传播速度和强大的破坏力[5]。虽然目前已经开发了各种杀毒软件,但是杀毒软件总是存在一些不足,无法实现对所有病毒的全部查杀,很多计算机病毒能够绕开杀毒软件实现对目标对象的攻击和感染[6]。随着计算机技术和电子商务的发展,计算机病毒逐渐发展成为一种商品,其在市场上进行交易,并且逐渐向公开化发展,这给网络信息安全带来了巨大的威胁和挑战。 2.2网络黑客攻击越来越频繁 黑客[7]主要是利用系统的漏洞、后门或恶意软件对网络进行攻击。如通过采用各种木马、间谍软件、钓鱼网站等各种技术对网络信息安全带来严重的威胁。目前,黑客攻击网站的主要方式有邮件攻击、跳板攻击、口令攻击、窃取特权、系统漏洞攻击、拒绝服务攻击等[8],这些攻击给人们的网络生活带来恐慌,甚至给社会经济造成巨大损失,对国家安全造成严重威胁。 2.3网络安全薄弱点较多 目前影响网络安全的因素越来越多,网络系统、数据库管理系统及计算机操作系统中都有引起不安全的因素,计算机网络安全薄弱点较多[9]。数据库系统是在分级管理的理念上建立起来的。数据库中各种不安全因素会导致泄露上网痕迹,用户账号、密码也会遭到泄露,对用户的隐私、财产等造成巨大的威胁[10]。 3保障网络信息安全的防护手段 通过分析,病毒攻击越来越严重,网络黑客攻击愈加频繁,网络安全薄弱点众多,这些都对网络信息安全造成威胁。因此,迫切需要采用各种防护技术及措施对网络信息进行保护,如通过加密技术、访问控制技术、身份认证及入侵检测技术等[12]。 3.1加密技术 加密技术主要是对敏感数据信息进行加密处理,并且在数据传输过程中采用加密传输。加密技术实际上是一种开放型、网络信息安全主动方法技术。当前,加密技术主要有:对称密钥加密的算法和基于非对称密钥的加密法。敏感数据加密就是按照某种算法对明文文件或者数据进行处理,生成一段不可读的代码,并将该代码转化为原来数据的过程。 3.2访问控制技术 访问控制技术是保障网络信息安全的最核心、最重要策略之一,其主要任务是保证网络资源不被非法访问。访问控制技术主要包括:系统访问控制和网络访问控制。系统访问控制主要是为不同用户赋予不同的角色,不同角色具有对主机资源不同的访问权限,操作系统提供一定的功能实现系统的访问控制。系统访问控制主要是通过安全操作系统和安全服务器来实现网络安全控制。其中,采用安全操作系统可以针对计算机系统提供安全运行的关键服务器平台,实现对各类网站的监视,确保各类网站安全的健康正常运行。服务器主要是针对局域网内的信息传输、存储等,实现局域网资源的控制和管理,并对局域网内的所有安全事件进行审核和跟踪。网络访问控制主要是对外部用户进行控制,控制外部用户对主机网络服务的访问和网络对外部用户的访问。 3.3身份认证 身份认证是通过主体身份与证据进行绑定来实现的,其中实体身份可能是主机、用户、应用程序甚至是进程。证据与实体身份之间是一一对应的关系。通信过程中,实体向另一方提供证据来证明自己身份,另一方通过身份验证机制对证据进行验证,以确认实体与证据中的身份是否一致。用户身份认证可以对合法身份、非法身份进行有效识别与验证,防止非法用户对系统的访问。 3.4入侵检测技术 入侵主要是在非授权的情况下对系统资源进行使用,容易造成系统数据的丢失、破坏。入侵者主要分为:外部入侵和允许访问但是有所限制的入侵。入侵检测技术能够提供实时的入侵检测,及时采取有效的防护手段,如,记录证据用于跟踪和恢复、断开网络连接等。通过入侵检测技术精确判断入侵事件,判断应用层的入侵事件,对入侵行为可以立即反应,实现全方位的监控与保护。 4结束语 本文针对计算机网络面临的病毒攻击和黑客攻击,分析了网络管理技术和安全策略。探讨了综合利用加密技术、身份认证、访问控制技术及入侵检测技术等,形成多方位的网络管理系统,以及采用智能化手段对计算机病毒进行有效控制,以保证计算机网络信息安全。 作者:卡斯木江·卡迪尔 单位:新疆师范高等专科学校学前教育学院
设计论文范文:浅论电子政务公告系统的设计 电子政务的概念发源于美国,由英文E-government翻译而来,现为世界各国所采取。通俗地说,就是应用信息技术,尤其是网络技术进行政务管理。它能够使政务工作更有效、更精简、更公然、更透明,为使用者提供更好的服务,更利便的操作。 本次我做的电子政务公告系统是电子政务中的1个分支模块,针对于政务管理而开发的网上利用软件,该系统战胜了C/S结构的不足,采取了基于B/S结构的散布式Web利用程序结构。从实际利用问题的需要动身,该系统的设计环境采取了国内流行的MVC软件架构模式,网络开发平台J二EE的SSH框架、DB二数据库系统以及Java语言实现该系统。 通过该系统任何人均可以在网页上能了解到某个公司已经公然的不同栏目(如新闻, 通知等)的内容,和公司内部员工了解自己公司的1个新闻动态,和通知等。各部门可以发表栏目内容(如新闻,通知等),有关负责人对于需要的内容进行审批。需要注意的是,有的栏目(如新闻)必需经由审批才能,有的栏目(如通知)则不需要审批就能。该系统共设有4种权限:普通用户、管理员、内容管理、内容审核,系统管理人员要对于用户及其权限进行管理。内容管理可以新闻、通知,内容审核则负责评审提交的新闻,普通用户可以阅读新闻、通知。 电子政务系统也是将来的1种发展方向,公司可以将自己的东西及时到网上,可让公司员工更利便的了解1个政策,和看到公司的通知等、固然这些都仅仅是电子政务的1个小的方面,要想真正做到政务管理,还有良多技术、需求要斟酌。 设计论文范文:浅谈住宅楼室内燃气管道暗埋的设计与施工 摘 要:住宅室内燃气管暗埋是现代住房发展的必然趋势。由于国家颁布的《城镇燃气设计规范》对住宅室内燃气管道暗埋没有明确规定。故至今在室内燃气管道设计仍以明敷为主。笔者从事燃气设计工作多年,对燃气管道暗埋的设计和施工方面总结出几点心得,供大家参考。 随着生活水平的不断提高,人们对住宅室内装修的要求越来越高,而室内燃气管道的敷设方式直接影响到住宅室内的装饰效果。对住户来说,墙面光洁、平整是装修最起码的要求。现住宅室内强、弱电管线以及给排水管等已从原来的明敷逐步藏入隔墙及梁柱内进行暗设。但一直以来,室内燃气管道仍采用明敷方式,大大影响了装饰效果,给装修带来困难,被住户视为眼中钉。燃气管道暗埋成为燃气工程设计、施工发展的必然趋势;而1993年国家颁布的《城镇燃气设计规范》(GB50028-93)对住宅室内燃气管道睛埋敷设没有明确规定。鉴于这种情况,我们在设计室内燃气管道时,根据用户的要求,将多栋住宅楼的室内燃气管设计为暗埋式;从投入使用情况看,效果良好,现对设计和施工服务方面谈点滴体会供参考。燃气管道暗埋虽有不影响建筑美观的优点,但其造价较高,泄漏后不易发现,易发生事故,且故障处理较困难,如何克服这些缺点,正是本文要探讨的问题。 1 如何处理防泄漏问题 (1)由于镀锌管一般采用螺纹连接,接头处容易发生泄漏;因此,我们在管材上选择了10号或20号无缝钢管;接头采有焊接连接。 (2)管道设计走向尽量选择梁底或墙角;并在墙面、楼板埋管位置尽量标明管线走向;以方便维修及防止住户钻孔凿穿管道发生危险。 (3)管道隐蔽前应做强度及气密性试验,检验合格后方可封管,其试验压力应为0.4MPa。 2 如何处理好防腐问题 燃气管道暗埋后,由于受墙面(或混凝土体)内碱性液和水气的作用,管道易被腐蚀;所以必须做好防腐措施,以延长管道的使用寿命。具体措施是: (1)采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层,使燃气管道与外界隔绝。 (2)燃气管道周围不得存在有尖利锋日物体、碎片、垃圾或存积水气;防止防腐层被戏伤或破坏及水气的侵入。 (3)应确保燃气管道被混凝土或墙面批当完全包围,覆盖燃气管道的混凝土或墙面批当的厚度不得小于2cm。 (4)混凝土楼板内的燃气管道引出处应设套管。套管伸出地面5—10cm。套管两端应采用柔性防水材料密封。 3 如何解决好施工问题 燃气管道暗埋应在住宅楼主体施工时配合土建工程施工;在早期预埋好管线,防止后期凿楼板、梁、柱及墙面破坏主体结构,增加造价。此外,还应注意以下问题: (1)管端螺纹应在预埋前加工,并用堵头封日,以免杂物进入管内。 (2)燃气管道不得与其它金属结构(如钢筋)或中性导电体接触。避免燃气管带电的可能性。 4 体会 燃气管道的设计与施工是造福千家万户的事业,在有可能的条件下,应使设计更合理、周到,尽量使各家各户都满意。燃气管道晴埋能使家居环境更整洁、更实用,符合社会发展的趋势,就得到广泛的尝试、推广。同时,热切希望国家有关部门加快室内燃气管道暗埋的规范编写工作,使设计者做到有法可依。 设计论文范文:砖混住宅结构裂缝处理以及加固设计 1.国内建筑结构加固技术的研究现状及发展趋势 近年来出现的一些新加固技术,如粘贴纤维复合材料加固法、钢丝网水泥砂浆加固法、纤维材料的嵌入式加固法等,这些技术从一开始引进和出现在国内,就以它们优异的性能、特点和加固效果得到了工程界的关注和青睐。广大科研技术人员在新加固技术方面开展了大量的试验研究和理论分析,国家也颁布了一些新加固技术规范,在工程实践中正逐步推广。预计不久的将来,随着新加固技术的逐步成熟,一定会在工程中得到广泛应用。 1.1 碳纤维加固技术的研究现状及发展趋势 我国在利用碳纤维加固技术的研究和应用起步较晚,发展却很迅猛。1997年国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心率先开始了“碳纤维材料加固修补混凝土结构”的试验研究开发与应用,并被定为国家“九五”重点科技攻关项目.随后通过采用进口的碳纤维材料在北京、上海、辽宁、江苏等省市进行了一些实际工程结构的补强加固,并取得了较好的效果。 1.2纤维复合材料嵌入式加固技术 纤维复合材料嵌人式加固技术是将加固材料放人结构表面预先开好的槽中,并向槽中注人粘结材料使之形成整体。目前国外已经有了一定规模的研究和应用,国内在国家工业建筑诊断与改造技术研究中心开展了这项技术的试验研究,但尚未应用于工程实践。 2.砖混结构裂缝种类及其产生的原因 2.1干缩裂缝:多发生在墙面抹灰层内,一般沿墙面长度方向每隔一段距离形成一条裂缝,这种裂缝开始随时问而发展,以后逐渐稳定。另一种干缩裂缝则呈不规则的龟裂或呈放射状裂缝,此类裂缝宽度较小。产生的原因有:①抹灰用砂过细或含泥量较大;②水泥安定性不好;③砂浆过稀,抹灰不实;④抹灰层失水过快,养护不好等造成抹灰层收缩较大而形成裂缝。 2.2砖墙温度裂缝:一般有如下规律:① 顶层重,下层轻;两端重,中间轻;向阳重,背阳轻;且这类裂缝与温度变化有关。②砖墙温度裂缝随部位不同而呈不同的形状。产生的原因有:① 屋面保温层,隔热保温性能差;② 砖墙砂浆标号较低,砌筑质量较差;③结构构造上处理不当,如采用半圈梁 。 2.3地基下沉裂缝:一般共同规律是:下层多,上层少;纵墙多,横墙少;外墙多,内墙少;斜向多,竖向少。产生的原因有:①地基不均匀下沉;②房屋过长未留缝,沉降不一;③平面复杂,转角较多;④ 高低层相差较大,未留沉降缝;⑤荷载与分布不均匀;⑥ 使用不当,地基浸水或地下水位上升(多发生于湿陷性黄土地区);⑦ 地基施工质量。 3.砌体裂缝的类型和防治方法 砌体结构裂缝的类型有斜裂缝、水平裂缝和竖向裂缝三种。斜裂缝有的发生在有现浇混凝土挑檐的平屋顶房屋和无保温屋盖的房屋顶层纵墙面的两端,一般长度在1开间~2开间范围内,外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。有的发生在底层至二层外纵墙的两端,斜裂缝通过窗口的两个对角向沉降量较大的方向倾斜,裂缝下大上小。水平裂缝有的发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁下2皮~3皮砖的灰缝位置,一般沿外墙顶部连续分布,两端较中间严重。有的发生在底层至二层窗间墙的上下对角处,成对出现,沉降量大的一边裂缝在下,沉降量小的一边裂缝在上。竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。 根据裂缝产生的原因,要消除砌体裂缝。必须从根源上进行防治,尽可能在夏季或温暖季节,浇灌屋顶挑檐及圈梁混凝土,一般不要冬季施工。挑檐上最好做保温层,并达到规定的厚度:这样就能减小钢筋与混凝士和砌体之间的温差,避免顶部出现裂缝。根据建筑物的实际情况设置沉降缝、伸缩缝,提高结构刚度和施工质量,都能减少裂缝的发生。当然,处理好地基是防止墙体底部出现裂缝最有效的方法。 4.常用建筑补强加固方法 4.1 加大截面加固法 加大截面加固法是采用与原有构件同类的材料,通过增大截面的面积,提高构件的承载能力和刚度,达到对原构件进行加固的目的。 4.2 外包钢加固法 外包钢加固法是把型钢或钢板等材料包在被加固(钢筋混凝土)构件的外侧,通过外包钢与原有构件的共同作用,提高构件的承载能力和刚度,达到加固的目的。 4.3 外加预应力加固法 外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。 4.4 改变受力体系加固法 粘钢加固法方法是以减小结构的计算跨度和变形,间接提高承载能力的一种加固方法。为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。 4.5 粘钢加固法 粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。论文参考。这相当于构件的体外配筋。该项技术目前已趋于成熟。 4.6粘贴纤维复合材料法 粘贴纤维复合材料加固方法与贴钢加固法相似,只是加固用的材料是纤维复合材料,如玻璃纤维(GFRP)、碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)等。 5.结论 裂缝对结构有较大的危害。论文参考。主要表现在如下几方面:1)冰冻的影响。混凝土有了裂缝,水可渗入,当气温降到2℃以下时,水分就会结成冰,结成冰的水分膨胀,会导致沿裂缝边缘散裂。冻融循环每重复一次,这种散裂现象就会发生一次,这样裂缝符逐渐加宽:2)钢筋锈蚀 由于空气中二氧化碳长期作用使混凝土中性作用物质的碱度降低,丧失保护作用。当碳化到达钢筋表面时,若钢筋上有水溶液、氧和电位差,就会发生电化学腐蚀,使受力钢筋截面积不断削弱。另外,锈蚀的产物大约是钢筋被侵蚀体积的2倍~3倍,这种膨胀效应足以使外围混凝土产生相当大的拉应力,致使混凝土裂缝继续扩张。论文参考。影响钢筋和混凝土的粘结力 3)破坏结构整体性,降低结构刚度、结构承载力、耐久性,发生渗漏 4)加快混凝土碳化脱落,降低抗疲劳能力:5)影响美观效果。所以一旦建筑物出现裂缝就必须对其进行处理。建筑结构加固方法的不断进步都有利于建筑工程质量的提高,延长建筑物的使用寿命,对国民经济的发展有着积极的作用。 设计论文范文:农田水利工程中水闸设计的探索 【论文关键字】农田水利工程 水闸设计 特点 【论文摘要】农业发展是一个国家的重要基础,而水利工程的建设对农业发展会产生直接影响,所以我们必须掌握水利工程建设过程中的相关技术,比如说水闸的设计和施工技术。接下来,我们就来探索一下水闸设计的具体内容,以及水闸工作的特点,希望能为我国水利工程的建设提供一些具有可行性的建议。 我国是农业大国,农业在我国有悠久的发展史,在很早以前我国就开始修建水闸。新中国成立以后,我国更是在农业发展区大力的兴修水闸,特别是在黄河、长江、海河以及辽河流域。水闸在进行防洪、航运、灌溉和排涝工作上都起到了极大的作用,为社会和经济的发展做出了巨大的贡献。 我国平原面积广阔,这些地区地势比较平缓,农业发达,很容易出现洪涝灾害,为了克服洪涝灾害,满足灌溉和航运需要,我国大部分水利枢纽都需要修建水闸。另外在各种各样的渠道中,要想有效的控制河流的流量、水位,防止泥沙沉积在渠道中也要建设水闸。我们可以用水闸挡水,也可以利用水闸泄洪。通过控制闸门还可以调节水位。 一般来说我们都将水闸建立在软土地基上,但是它也可以修建在岩基或者是土基上。一般来说水闸既可以泄水又可以挡水,而造成水闸工作条件复杂的主要有两个原因,一是水头低而且变化大!,二是水闸的地基条件差。所以,水闸和其它用于挡水的建筑不同,它有许多自己的工作特点。 1、水闸的具体工作特点 1.1稳定问题 在正常使用水闸时,拦截上游的水位一般比较高,这样就导致水闸上游和下游之间产生很大的水位差,会出现水平压力过大的现象,从而使水闸向下游方向移动。要想稳定自身,水闸必须拥有一定的重量。另外,水闸在建成以后,如果还没有挡水或者是在正常使用的情况下遇到无水期,就会产生很大的垂直荷载,这样基底的实际压力就会大大超过地基能够承受的承载力,从而出现地基变形或者是出现闸基土被挤出的现象,这很容易造成水闸与地基出现滑动的危险。所以,在修建水闸时必须保证基础的面积,这样才能有效的降低基底的压应力。 1.2渗流问题 水闸在进行挡水时,就会造成上下游水位出现差值,在这种作用下,就会在水闸、闸基与两岸的连接处出现渗流的现象。如果出现渗流,就会在水闸的底部产生向上的扬压力,这就会缩小水闸的重力作用,从而使水闸的抗滑稳定性大大降低。如果两岸和闸基都是采用土基,再出现渗流时也会带走一些细颗粒,这就会在闸后出现翻砂鼓水的现象。如果严重的话还会掏空两岸和闸基。另外,如果出现侧向渗透,会产生水平的压力,对两岸的连接建筑物都会有很大影响,使其稳定性大大下降。还有可能导致岸坡上出现渗透现象,从而加大闸底的渗透压力。如果渗流水量过大,还会对水闸的挡水功能产生影响,妨碍蓄水。 1.3冲刷问题 在开闸泄水时,如果水闸下游水位很浅或者是没有水,在水位差的作用下,就会加大水流的流速,这种巨大的能量会对下游有严重的冲刷。一旦冲刷的范围过大,就会掏空闸基,造成水闸失事。另外,一般在水闸的两岸都是软弱的岩层或者是土层,如果修建水闸时开设过多的闸孔,一旦开启某一个闸孔就会形成折冲水流,这就会严重冲刷下游河岸,对水闸的安全和稳定性都会产生影响。 1.4沉陷问题 软土具有很大的压缩性,如果将水闸建设在软土地基上,就会在水闸自身以及外部的荷载作用下出现沉陷现象。特别是在底板传到地基上的荷载分布不均匀时,或者是分布在地基土层的荷载不均匀时,更容易出现沉陷现象。这种地基沉陷还会导致水闸出现下沉,或者是闸室倾斜。如果严重有可能造成水闸断裂,这对水闸的正常运行会产生很大影响。 2、水闸的具体分类 2.1进水闸 通过在河道、水库、渠道或者是湖泊上修建水闸,就可以进行农业灌溉、水利发电或者是其他水利事业,而控制入渠流量的水闸就是进水闸。一般进水闸都修建在渠道的渠首位置,所以这种水闸又被叫做渠首闸。 2.2节制闸 一般来说用于调节流量和水位的水闸被称为节制闸。它主要是用于在枯水期截断河流,从而使水位升高,这样就可以在上游进行航运或者是满足进水闸取水的需要。而在洪水期,节制闸可以有效的控制下游的泄流量。由于这种水闸主要是为了拦截河流建造的,所以又叫做拦河闸。 2.3排水闸 一般在江河的沿岸都会修建排水闸。当出现外河水位上涨的现象时,就关闭闸门,这样就不会出现江河洪水倒灌的现象。如果河水水位推落时就打开闸门,这样就可以将渍水排出。这种闸门的闸身较高,但是底板高程比较低,而且要受到双向水头的作用,这是因为排水闸既要负责排除洼地的积水,又要负责挡住外河水位。 2.4挡潮闸 沿海地区遭受潮水的影响,为了防止海水倒灌入河,需修建挡潮闸。挡潮闸还可用来抬高内河水位,达到蓄淡灌溉的目的;内河两岸受涝时,可利用挡潮闸在退潮时排涝;建有通航孔的挡潮闸,可在平潮时期开闸通航。因此,挡潮闸的作用是挡潮、蓄淡、泄洪、排涝,其特点亦是受有双向水头作用。 2.5分洪闸 在江河适当地段的一侧修建分洪闸,当较大洪水来临时开闸分泄一部分下游河道容纳不下的洪水,进入闸后的洼地、湖泊等蓄洪区、滞洪区或下游不同的支流,以减小洪水对下游的威胁。这类水闸的特点是,泄水能力大,以利及时分洪。 3、水闸设计要点 3.1拦河闸基本型式和尺寸的确定 拦河闸承担的任务主要是拦断河流和壅高河中水位以保证引水的需要。需要壅高的水位,称为正常壅水位,亦称正常挡水位。对于灌溉取水工程,该水位是根据灌区规划对引水高程的要求确定的。洪水时期,拦河闸则开闸泄水。为了满足泄洪要求,拦河闸应具有足够的闸孔尺寸。泄洪时,闸前的洪水位往往要高于闸前的正常壅水位,故拦河闸的闸前最高水位取决于闸前洪水位的高低。为了满足引水要求而确定的闸前正常壅水位是拦河闸的正常挡水高程,而泄洪量的大小和闸前洪水位的高低,则直接影响拦河闸的高度、闸孔的型式和尺寸、闸的上游淹没损失以及对闸下游消能防冲的要求和工程量的大小等。 3.2进水闸基本型式和尺寸的确定 从天然河道取水,按取水方式一般可分为无坝取水和有坝(闸)取水两种方式。当天然河道水量丰富,水位也能满足引水要求时,可采取无坝取水方式,即直接在渠首修建进水闸引水;当天然河道水位不能满足引水要求或引水流最较大时,由于引水有困难,常需采取有坝取水方式,即除了在渠首修建进水闸引水外,还需在河道中修建拦河坝(闸 ),拦断河流,壅高水位,迫水入渠,以满足进水闸引水要求。 进水闸是修建在渠首按需要引水的建筑物,当不需要引水时,则关闸挡水,以免河水进入渠道。显然,进水闸不但要有足够的闸孔尺寸,以满足引水要求;还要有一定的高度,以阻挡河中水流和洪水漫顶,否则就不能完成按需要引水的任务。 4、结语 设计水闸必须有正确的和足够的资料,以便作出符合实际的设计。在以往的水利建设中,有不少工程,由于资料搜集不完善或者不正确,致使有的工程重新设计,有的工程不得不临时停工,或给施工带来很大的困难,甚至于造成失事等等;这样的教训不少,应予以重视。 设计论文范文:对人大许可的制度设计与实践思考 【关键词】人大许可;制度设计;实践思考 在我国的人民代表大会制度法律体系下,各级人大代表的言论和人身自由受到法定前提的保护,非经法定程序的许可,相关国家机关不能随便限制人大代表的人身自由,这就是我们通常所说的对保障各级人大代表执行职务而设定的“人大许可制度”。这一制度设计溯源于宪法第七十四条的规定:“全国人民代表大会代表,非经全国人民代表大会会议主席团许可,在全国人民代表大会闭会期间非经全国人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者刑事审判”。之后制定的地方组织法、代表法也相应赋予了地方各级人大及其常委会的人大许可权,尤其是2012年10月新修正的代表法对这一制度的设计更具目的性、更加具体化。下面,笔者从理论与实践的角度,就人大许可的制度设计与实践运用谈一管之见。 人大许可的制度设定和不断完善。 我国的人大许可制度与人民代表大会政体制度的确立是一致的。1954年9月20日经一届全国人大一次会议通过的“五四宪法”第三十七条就明确规定:“全国人民代表大会代表,非经全国人民代表大会许可,在全国人民代表大会闭会期间非经全国人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者审判”。由于受“”影响,国家政体制度受到冲击和破坏,“七五宪法”删除了人大许可的这一制度规定,“七八宪法”也没能及时恢复。经历拨乱反正、正本清源,人民代表大会制度得到恢复和不断完善。1982年制定的现行“八二宪法”恢复了人大许可这一制度,之后的1979年7月1日经五届全国人大二次会议通过的地方组织法将这一许可制度扩大到县级以上,当时法律规定要报请本级人大常委会“批准”,到1986年地方组织法第二次修正时,才参照全国人大的做法,改为“许可”。1992年4月3日经七届全国人大五次会议通过的代表法,在宪法、地方组织法等相关法律规定的基础上,进一步扩大了人大许可的范围:一是除规定逮捕和刑事审判需要许可外,采取法律规定的其他限制人身自由的措施,也应当得到许可;二是对采取法律规定的限制乡镇一级人大代表人身自由的措施,执行机关应当立即报告人大。 2012年10月新修正的代表法关于人大许可的制度设计更具目的性、更加具体化。新增了“人民代表大会主席团或者常务委员会受理有关机关依照本条规定提请许可的申请,应当审查是否存在对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形,并据此作出决定。”(代表法第三十二条第三款之规定)的规定,限定了人大许可的审查范围和重点,进一步完善了人大许可制度设计的目的:“对代表执行的保障”。 透视代表法第三十二条之规定,人大许可制度设定的法定前提有: 一是许可层级的法定。县级以上各级人大代表,不包括乡镇一级人大代表。乡镇一级人大代表只要事后“立即报告”即可,代表法第三十二条第四款规定:“乡、民族乡、镇的人民代表大会代表,如果被逮捕、受刑事审判、或者被采取法律规定的其他限制人身自由的措施,执行机关应当立即报告乡、民族乡、镇的人民代表大会”。 二是许可主体的法定。在人代会期间由主席团许可,闭会期间由人大常委会许可。 三是许可情形的法定。代表法第三十二条第一款规定:“县级以上的各级人民代表大会代表,非经本级人民代表大会主席团许可,在本级人民代表大会闭会期间,非经本级人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者刑事审判”;第二款同时规定:“对县级以上的各级人民代表大会代表,如果采取法律规定的其他限制人身自由的措施,应当经该级人民代表大会主席团或者人民代表大会常务委员会许可”。依法可见,许可的法定情形是“逮捕或者刑事审判”以及“法律规定的其他限制人身自由的措施”。 四是许可程序的法定。透过代表法第三十二条的一些关键用词(如:“非经……许可”,“不受……”;“采取……措施”,“应当经……许可”)不难看出:如果有关机关要限制人大代表的人身自由,必须要先行得到人大许可,否则就程序违法;除非是现行犯罪,才能事后报告,因为代表法第三十二条第一款只特别规定:“如果因为是现行犯被拘留,执行拘留的机关应当立即向该级人民代表大会主席团或者人民代表大会常务委员会报告”。 五是许可决定的法定,亦称审查范围的法定。代表法新增的第三十二条第四款规定了许可审查的两种情形,即:“应当审查是否存在对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形”;根据是否存在的法定情形,“并据此作出决定”,存在的应依法不予许可,不存在的应依法予以许可。 人大许可的程序操作与实践思考。 透视代表法第三十二条之规定,人大许可的程序应遵循先申请后许可的法定原则。具体来说,可通过以下步骤实现: 第一步,提出申请。由有关机关向人大提出书面许可申请,这里的“有关机关”是指能够依法限制公民人身自由的公检法机关,不包括党的纪检监察机关;因此,实践中出现的对党员干部的“双规”、“双指”,应该不属于人大许可的法定情形。这里的“人大”,如果在人代会期间向大会主席团提出申请,如果是闭会期间向人大常委会提出申请。许可申请的标题可以概括为“关于许可对×××采取强制措施的申请报告”,也可以具体到采取某种限制人身自由的措施,如《关于许可对县人大代表×××依法刑拘的申请报告》。许可申请的主要内容应包括:对拟采取限制人身自由措施的人大代表涉嫌违法违规的事实根据,拟依法采取何种限制人身自由的措施及后续可能,拟批准采取强制措施机关的审核意见,同时还应附相关事实根据的复印件。许可申请人一般应是拟采取强制措施的同级有关机关,如同级政府的公安机关和法院、检察院;如果是隶属的上下级机关,可以安排或报告同级相应机关提出许可申请;如果是不隶属的异地申请,应商情隶属的相应有关机关协同提出申请报告。 第二步,受理审核。如果在人代会期间,许可申请报告应交人代会秘书处,秘书处接到许可申请报告后应及时向大会秘书长进行报告,并根据秘书长的意见将许可申请材料交由人大及其常委会的相关机构(如:内务 司法机构、代表资格审查机构)进行初步审核;相关机构初步审核后,应向秘书处提出初步审核意见(许可还是不许可)。如果是闭会期间,许可申请报告应交人大常委会办公室,办公室接到许可申请报告后应及时向人大常委会主要负责人进行报告,并根据领导意见将许可申请材料交由常委会相关机构进行初步审核,再由常委会主任会议进行初步审查。 第三步,审查决定。人代会主席团(或人大常委会)对秘书处(或主任会议)提出的许可审核审查初步意见进行审议审查,决定是否许可;并向提请许可申请的机关作出书面决定。 纵观人大许可的实践案例,走人大许可程序仍有不可忽视的一些问题: (一)未经许可限制人身自由的问题。媒体曾报道,2012年,河南省横川县人大代表李万均未经许可被商丘市警方网上通缉并于4月30日至5月3日被非法羁押在商城县看守所;后经横川县人大方面交涉,才被释放。虽然说,早在2000年最高人民检察院就下发了《关于严肃查处非法拘禁人大代表犯罪案件的紧急通知》,但仍有少数地方司法机关人员置人大许可制度于不顾,非法拘禁人大代表。为有效避免类似于李万均事件的发生,一方面司法机关在限制公民人身自由的实践中,要落实好公民身份询问查询程序,以确认相关当事人是否具有人大代表身份;另一方面有人大代表身份的当事人一旦被限制人身自由,要主动表明自己的人大代表身份,以避免“误会”。笔者认为,限制县级以上人大代表人身自由必须坚持事前许可的原则,未经人大许可有关机关绝对不允许限制县级以上人大代表的人身自由,否则就要依法从严按涉嫌非法拘禁罪查处相关责任人。 (二)许可申请被否决的问题。关于人大否决司法机关限制人大代表人身自由的许可申请,实践中也时有出现。就媒体报道的李万均事件,横川县人大常委会就票决否定了商丘市警方的关于中止或取消李万均人大代表资格的请求。媒体还报道,2012年8月29日,浙江省温州市十二届人大常委会第四次会议,因投票表决赞成票不足半数,否决了广西玉林市公安机关对该市人大代表叶际宣采取刑事拘留强制措施的许可请求;不过在9月28日,温州市再次召开十二届人大常委会第五次会议,决定许可对叶际宣依法采取刑事拘留强制措施。以上两起许可被否定的案例有两个共同点:一是异地申请,二是投票表决。关于异地申请许可被否决,难免不让人联想到有“地方保护主义”在作祟;关于采取投票表决的方式否决许可对人大代表限制人身自由的申请,有所不妥。异地申请许可限制人大代表人身自由,应商请人大代表所在地的相应司法机关提出,最大限度地争取当地相关机关认同和协助。人大许可决定不宜采取投票表决的方式,应依据法定情形予以审查许可,有“对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形”,要依法予以否决,否则就应该许可司法机关的申请。笔者认为,法律设定人大许可制度,赋予人大代表的人身特别保护权,其目的在于保障人大代表执行职务言论免责和人身自由;人大机关不能滥用许可否决权,更不能让“人大代表”这一头衔成为违法乱纪的“挡箭牌”。 (三)主任会议代为许可的问题。关于人大常委会主任会议是否能够直接许可限制人大代表的人身自由,过去有过争议,实践中也的确有些地方就是主任会议许可,报人大常委会备案。2010年代表法修正时,草案征求意见稿就有“在本级人民代表大会常务委员会闭会期间,在紧急情况下,可以由主任会议决定许可,报下一次人民代表大会常务委员会会议确认。”的条款;但是代表法正式修正还是没有赋予主任会议许可权。笔者认为,新代表法第二次修正后,应该杜绝主任会议代行许可的现象出现,只要有司法机关的许可申请,必须经人代会主席团或人大常委会依法决定许可,主任会议不能越俎代庖。 (四)许可后代表职务的处置问题。实践中,一些地方人大在许可限制人大代表人身自由的同时,就决定其暂停执行代表职务。实际上,这一做法是有悖法律的。在许可限制人大代表人身自由的会议上,该代表的人身自由实际上还没有被限制,即使是要“被羁押”或“被判刑”符合代表法第四十八条规定情形的,也不宜在同一次会议上决定暂停其代表资格。笔者认为,在人大许可限制代表人身自由后,其代表职务的处置应顺其自然。代表涉嫌违法被许可限制人身自由后,如果“因刑事案件被羁押正在受侦查、起诉、审判的;”或“被依法判处管制、拘役或者有期徒刑而没有附加剥夺政治权利,正在服刑的。”符合暂停执行代表职务的情形,在下一次人大常委会上就应该依法暂停其执行代表职务;如果被判刑并“依照法律被剥夺政治权利的”,符合代表法第四十九条规定的代表资格终止,在下一次人大常委会上就应该依法终止其代表资格;代表因违法犯罪可以自行引咎辞职,也可以依法罢免,终止其代表资格。 (五)身兼多级人大代表如何许可的问题。2010年选举法第五次修正增加了“公民不得同时担任两个以上无隶属关系的行政区域的人民代表大会代表”(选举法第四十五条之规定),有效地防止了“梁广镇现象”的发生;但是,担任有隶属关系的多级人大代表的现象还是有的,也是合法的;那么,如何许可限制担任多级人大代表的人身自由呢?实践中,一些地方只报请最高一级的人大许可,如《锦州市人民代表大会常务委员会关于对市人大代表采取限制人身自由措施和实施刑事审判的许可办法》第二条第二款就规定“对担任两级以上人民代表大会的代表采取限制人身自由措施或者实施刑事审判,司法机关应当同时向相应的大会主席团或者人大常委会提请许可,由其中最高一级大会主席团或者人大常委会决定,并由其通报下级大会主席团或者人大常委会”。但是,这一规定没有法律依据,也不合法理。从法理上讲,上下级人大之间没有领导关系,有的只是一定的法律监督关系、业务指导关系和工作上的联系关系。只经最上一级的人大主席团或者人大常委会许可,实际上是剥夺了下级人大主席团或者人大常委会的许可权,不符合人民代表大会制度的设计。笔者认为,如果出现多级人大代表的许可,应依法多级分别进行许可;若出现许可不一致的,应以最高一级为准,因为上一级人大常委会依法有权“撤销下一级人民代表大会及其常务委员会的不适当的决议”(地方组织法第四十四条之规定)。 (六)对许可决定不服的问题。对人大许可决定不服,涉及两个方面:一是提请机关对人大的不许可决定不服,二是当事人大代表对人大的许可决定不服。如果是属于提请机关的申请报告不规范或材料不齐全等原因被否决的,应按要求补充材料再次提请许可;如果认为是被“莫须有”理由否决的,可以申请复议。申请复议的途径依法有三:申请人代会主席团或人大常委会再次复议许可;也可以申请该级人民代表大会审查复议,因为本级人大依法有权“改变或者撤销本级人民代表大会常务委员会的不适当的决议”(地方组织法第八条之规定);还可以通过上级相应机关申请上一级人大常委会审查复议,因为上一级人大常委会同样依法有权“撤销下一级人民代表大会及其常务委员会的不适当的决议”。如果当事人大代表对司法机关限制其人身自由不服的,可以依法行使公民的申诉权,向检察机关进行申诉,也可以向人大进行申诉;但是,这是涉嫌“罪 ”与“非罪”的实体申诉,而不是对人大许可程序的申诉。笔者认为,限制人大代表人身自由,司法机关不能对代表执行职务的言行进行追究,更不能打击报复代表执行职务的行为;人大行使许可权,应依据法定情形作出许可还是不许可的决定,不能“莫须有”地滥用否决权 设计论文范文:五觉设计原理的城市规划初探 1城市特色构成及评价 1.1东城新区城市特色概况 东城新区位于拉萨市东部,而拉萨本身就是一个特色资源富足区。自然生态方面,西藏有“世界屋脊”之称,野生动植物资源、水资源丰富,拉萨是世界上海拔最高的城市之一,光照充足,有“日光城”之称;历史人文方面,拉萨至今有1300多年历史,其建城制度和形制有着极高的学术价值和地方特色,拉萨拥有藏传佛教三大寺庙,是藏族朝敬的重要圣地,拉萨是国家级历史文化名城,有各级文物保护单位30处,其中有3处世界文化遗产。其次,拉萨在世界范围内具有极高的知名度和形象共识,“雪域高原、蓝天阳光、藏传佛教、低压缺氧、宁静虔诚”等是外来游客对西藏的典型评价,这为城市特色挖掘与总结奠定了良好的群众认知基础。 1.2城市特色采集及评价方法 城市特色采集按照“视、听、闻、味、触”五觉感知为线索,对拉萨市东城新区特色资源进行初级搜索整理。本次规划设置了评价项目和评价因子两个档次对旅游资源进行评估,评价项目包括资源要素价值(85分)、资源影响力(15分)两项,其中资源要素价值包含观赏游憩使用价值(25分)、历史文化科学艺术价值(25分)、珍稀奇特程度(25分)、规模丰度与几率(10分)4个评价因子;资源影响力包含知名度与影响力(10分)、适游期或适用范围(5分)2个评价因子。根据各类资源的价值、利用及影响力情况赋予不同分值,最终按照总分予以分档,形成一级(60~100分)、二级(30~59分)、三级(0~29分)三个档次,如表1所示。对城市特色资源的评价分类结果反映出了以下问题:(1)一级特色资源集中在自然资源和无形人文资源,即非物质文化资源,这说明东城新区的资源基底优良,有较多题材可以用来塑造城区特色。(2)三级特色资源集中在有形人文资源,即城市建成环境。通过实地踏勘发现,东城新区空间布局沿用了现代城市逻辑,因此其城市结构、城市肌理、道路系统、新建居住区模式以及各类建筑布局都与其他现代城市差异不大,仅仅在建筑立面装饰部分传达了藏式信息。在全国宏观层面比较,其特色较弱;在拉萨中观层面比较,与主城区传统风格有所差异,但其所表达的现代风格质量不高,与东城新区形象目标定位还有较大差距。(3)从五觉感知的角度来看,无论是外来游客还是本地居民对一处环境产生好感往往来自于多感官满足,比如每年4月日本富士山的樱花游,同时感受了雪山美景、樱花香味、乍暖还寒和拂面春风,所有感觉叠加形成的最佳体验吸引了大量人群。而目前东城新区特色资源的感觉类型过于单一,复合性较差,比如拉萨河、拉萨河湿地以及其他河网体系只能观赏,公共建筑包括二类特色资源中的西藏大学也只能停留在观赏层面,可以引发的感官刺激太少,则其发挥的作用就很有限,不具备长期吸引力。 2城市特色规划策略 2.1策略一:“五觉”设计策略——打造复合型感知体验 多感官复合体验,即打破单一的感知方式,根据体验对象特点进行策划,充分调动观赏者的感知器官,从而加深体验印象。在文化产业策划中,这是常用手段和发展趋势,比如音乐剧、演唱会、四维电影的流行,其舞台画面、完美音效以及观众的现场参与全面模拟了一个逼真的故事场景,使人印象深刻。在城市特色塑造中同样可以运用这种感知特点,根据特色资源特点,将视觉、触觉、味觉、听觉、嗅觉进行2~5种的叠合,产生多样的城市活动和场景效果,同时从需求角度推动了更多类型的城市空间产生(图2)。策划1:博物之城“博物之城”与“博物馆之城”一字之别,相差颇大,“博物”意指一种城市定位和功能系统,而“博物馆”仅仅是前者的一种表达方式。东城新区有许多可以展示的物质、非物质文化资源,每一种资源都蕴藏着一段历史、一个系统、一种流派,对这些资源的挖掘具有很好的传承、教育、科研、观赏作用,对其的展示根据资源特点的不同和所寄予的意义不同,可以呈现出丰富多样的形式,而这样一个“博物”系统的建成,不仅是对本土特色资源的梳理保护,对当地居民意识觉醒和自豪感的培养,也是一笔丰厚的旅游财富(图3)。结合东城新区城市特色资源,对其进行策划,如表2所示。 2.2策略二:图底关系设计策略——主题式城市场景设计 控制画面要素比例是摄影构图原则中的重要一条,因为它与要传达的信息和主题息息相关,摄影家瓦尔特?德?格鲁伊特曾说过“在大多数情况下,每幅照片中都有一个或一组形状或形式起主导作用,而照片中的色彩、体积、位置和其他形状等,都是为主导因素服务的”。如果把人对城市的移动体验裁剪为一帧一帧的画面,即可发现这条摄影构图原则对城市设计同样具有借鉴意义(图4,图5)。让人迷茫的画面多是主题不明确的画面,让人印象模糊的画面多是技巧滥用的画面。同样在城市设计领域,现代城市无特色往往来源于两个技术原因:一是元素过多,不知所云;二是技巧单一,四海皆同。因此,在东城新区的城市设计中通过主题确定、类型分区、方法设计三个步骤来实现特色塑造。策划2:天空之城高原城市的天空纯净、变幻多端,且在视觉上给人触手可及的感觉,所以有“天堂”之称,这是拉萨的无形魅力资源之一,因此在城市设计中以“天空”为主题背景。对于主题“天空”的表达,根据东城新区不同功能区和空间形式的要求,分为四种类型,具体分类和要求如表3所示。规划结合“天空之城”的设计主题,在东城新区形成“三双一区、五彩东城”的总体空间结构(图6)。具体空间策划则通过重点地段(包括商务中心、行政中心)的详细设计进行落实(图7,图8)。 2.3策略三:空间自组织设计策略——“上”“下”互动的特色塑造 城市系统运行包括自下而上的“自组织机制”和自上而下的“控制机制”两种动力。控制机制实现了对整体配合效率最优化的目标,然而对于社会系统这样一个复杂体系来说,其所表现出的稳定有序性是不可能依赖于一种高于一切的力量予以控制,其所表现出的丰富多样性更是基于正反馈的自发机制,即在某种约束条件和相互作用的影响下,大量随机过程最终形成了宏观结果的有序性和规律性。希利尔的空间句法理论及亚历山大的“模式语言为自组织规则”观点中均指出自组织结果背后经济、社会、宗教信仰等支撑因素发挥的重大作用。在传统城市中,自组织体现为无数建设个体的利益博弈、规则遵守及行为模仿。但在现代城市建设中,建设个 体被开发商取代,社会规则被经济利益主导,随之也就导致了形式和空间的疯狂复制,致使城市特色最终消失。因此,在充分发挥自组织多样性优势的同时,仍需要对建设规则进行全面的、有针对性的设计,实现“上”“下”互动的特色塑造。策划3:自在之城西藏传统的建筑与造城原则充分体现了自然与信仰发挥的重大作用,主要表现在以下几点:(1)自然崇拜——随山就势的造城规则。(2)信仰至上——同心圆式的空间模式。“转经”、“转山”、“转湖”,从藏族习俗中即可看出,其将崇拜之物置于圆心,所有膜拜行为和建造都呈同心圆式环绕进行,这与西方及汉族的轴线式空间模式有很大差别。(3)独特生境——围合式低层建筑院落。为抵御风雪、争取最大光照,藏式建筑多采用四面围合式院落或独栋建筑,同时因为高原地区低气压缺氧,建筑通常采用1~3层低层建筑(图9)。在《拉萨市城市总体规划》(2009-2020)的问卷调查中,针对问题“您期望的住房类型”一题,1201人选择低层独院住宅,占调查总数的60.1%。(4)生产特点——群体性室外休闲活动。藏族传统生产方式至今对其生活有较大影响,如游牧,藏族人钟爱郊外野餐与此有很大关系,在许多节庆活动中也都包含此项内容,因此在藏族生活方式中对城市绿地、郊野绿地的要求较高,这一点在《拉萨市城市总体规划(2009-2020)》所作的问卷调查结果中有所体现,40%(800份)的人认为绿地不够,占到了“影响居住环境主要原因”之首。针对以上自组织原则,规划设计从以下方面做出技术回应:(1)控制城区规模与范围,采用环城绿化带形式约束城市的生长,防止对山体、水系、农田空间的侵蚀,同时作为生态保育用地和安全防护用地。(2)通过全区及片区慢行环路设计、公共空间设计等方式体现这一传统特色,满足人行为模式要求。(3)在街区与建筑设计中,引入对传统空间和建筑形式的研究,并将其纳入现代城市的设计过程中,这种吸纳不仅包括表皮装饰,更重要的是其生态手法、空间模式以及在这种空间中形成的特色社会关系。(4)根据藏族人群日常与节庆习俗,适当增大绿地、广场比例,在绿地的类型、规模、形式、分布等方面与当地社会习俗相衔接。 3结语 在以人为本的视野下,我们必须强调,人才是城市的主角,城市应该是其安居乐业的家园,生活便利、就业及创业机会充分、生存安全、环境优美、生态良好应该是城市家园的理想品质。城市规划应该遵循人的物质、精神需求,为城市居民提供一种文化认同和空间归属。 设计论文范文:一个商业决策支持系统的设计与实现 内容摘要:本文介绍一个商流计划决策支持系统的设计思想和实现方法,并讨论开发基于知识的决策支持系统的策略。本文对决策支持系统中的问题处理系统和模型库的组织提出了新观点,给出PPS的功能结构和模型的三层表示法。把组件技术引入到系统设计与实现中来,用三层client/server结构来实现DSS。 关键词:决策支持系统 商流计划 问题处理系统 模型库 组件技术 决策支持系统(DSS)是一个日趋被人瞩目的计算机应用领域。目前DSS的研究正向群体决策支持系统(GDSS),智能决策支持系统(IDSS)方向发展。公认的DSS系统结构为四库一体,即模型库、算法库、知识库和数据库。在这一结构中模型及其管理是基础,也是系统成败的关键。本文介绍一个基于知识的四库一体的商流计划决策支持系统SLDSS的设计思想与实现方法。 系统设计思想和系统结构 商流计划是大型商业企业对本企业商品购进、销售、调配和存储各环节中各种经指标制定的目标规划,时间跨度一般为一年。商流计划应明确指出下一年度中各个季度,各个月份商品进、销、调、存中各个经营指标。商流计划的范围和内容不同的企业可能有不同的要求,但一般应包括进、销、调、存货物的数量和金额,毛利和利润额,各种费用额等。商流计划决策是典型的半结构决策问题,既需要对影响商流计划的诸因素进行定性分析又要对各因素的影响程度进行定量计算。为此,商流计划决策支持系统的主要目标是:如何对影响商流计划的各因素进行定性分析和定量计算,尽可能的帮助决策者把握市场变化的幅度,从而预测未来一年的销售总水平;根据预测结果对商品的购进、调配和存储以及企业各种经营指标提出多种商流计划的可行方案。 从实际使用的角度出发,系统应尽可能地准确模拟决策过程,所建立的模型也应尽可能是实际决策过程的描述,以期对决策者的支持更有效。另外,系统的设计应向DSS生成器的方向发展,应充分体现基于知识的特征。为此,系统的设计思想为:系统能获取、存储商业领域的经营决策经验(知识),并能准确地应用这些经验;系统使用方便,适应性强,便于修改、扩充;系统能帮助用户建立、集成、修改、查询以及正确使用各种模型;提供“友好”的用户界面;采用较先进的三层Client/Server系统结构,把组件技术引入到系统设计和实现中来。 为此,SLDSS的系统结构见图1: 在该系统结构中用户(客户端)发送请求,通过问题处理系统(中间层)对问题进行分解后,选择相应的决策模型(服务器端)对问题进行求解并返回结果,当然用户也可以直接访问各子系统。在这一结构中问题处理系统是关键,它协调各部件的运行。下面分别介绍系统结构中各部件的功能。 问题处理系统PPS PPS是用户与系统的接口,它起着衔接用户与系统环境的桥梁作用,系统通过PPS对决策问题进行分类并确定问题求解的策略。为此,PPS是反映系统功能的主要部件之一,也是整个系统的窗口。 PPS根据商流计划的一般要求把商品分成了12大类。SLDSS中的PPS根据商品的种类不同分别为用户提出制定商流计划指标决策的解决方案。SLDSS中PPS结构如图2: 识别器的任务是对用户提出的问题进行识别和判断,并引导其进入相应的处理入口。 推理机是PPS的关键部件,它根据模式知识,通过协调器调用系统环境来对用户提出的问题加以处理。其中模式知识是对具体决策模式的抽象化、规则化。模型知识的加工过程也是SLDSS的系统分析过程。协调器根据推理机的“智能”分析,完成系统调用,实现具体问题的构模任务。 系统状态参数是对决策过程的跟踪,从决策过程的非连续性出发,对系统的这种跟踪是必要的。 基于四库的系统环境 模型库管理子系统 模型及其管理是DSS的重要工作,本课题把组件技术引入到DSS模型的设计与实现中来,把DSS基模型定义为一个结构级组件,把DSS复合模型定义为由基模型经复合运算复合而成。定义如下: 定义1:我们把称为一个DSS模型模式。这里的S表示模型的属性集合,它包括模型的标示ID、模型的类型Type,以及反映模型功能和行为的变量;P可以包括对上述信息的操作和该模型向外界所提供的服务,P对S封闭;E表示模型所产生各类消息的事件集合;I为模型的多重接口,多重接口为模型的连接和了解一个模型的功能提供了一个窗口;O为模型中操作次序,它是反映模型中操作或子模型标示的一个构造数据类型,对基模型一般为空,对复合模型它反映了求解问题的步骤。 定义2:对任何DSS模型M(D(D为论域),DSS模型M为DSS模型模式的一个实例,DSS模型记为:M=;M=称为空模型,记为Mφ。 这里定义的DSS模型是一种结构级的组件。根据上述定义,我们可以定义模型的连接运算。 定义3:设M和N为两个DSS模型,如果修改模型M将影响模型N的运行或功能,则称模型N依赖模型M,记作:MN。如果模型N不依赖模型M,则记作:MN。如果模型N依赖模型M,而模型M又依赖模型N,则称模型M与模型N相互依赖,记为MN。 定理1:设A、B、C为三个DSS模型,如果AB,BC,则有AC。 定义4:设M1、M2、...、Mn和N为DSS模型,如果有M1N、M2N、...、MnN,则称N为由M1、M2、...、Mn组成的DSS复合模型。 DSS的基模型和复合模型是相对的,一个复合模型在构造更复杂的DSS决策过程模型时,又成为基模型。所以,在不造成混乱的情况下,可对两个概念不加区分。根据上述定义,我们可以使用组件开发工具实现DSS基模型,对DSS复合模型的设计与实现本课题采用下面策略。 构成DSS复合模型中所用的基模型M1、M2、...、Mn之间的关系有两种情形。其一是它们由纯粹基模型构造,并且它们之间不存在着依赖关系,即不存在基模型Mi、Mj使MiMj;其二是由基模型之间存在依赖关系,即存在基模型Mi、Mj使MiMj成立。对第一种情形我们可以通过组件容器把基模型组合成复合模型或通过编写程序的方法把基模型复合成复合模型,这里不再讨论。下面着重讨论第二种情形。两个基模型存在依赖关系意味着两个模型之间有消息的传递和方法的调用。我们可以采用在两个模型之间建立连接器的方法解决消息的传递和方法的调用,连接器与基模型的关系如图3。 这种DSS模型的调用关系与组件对象模型的调用关系有所不同。在组件对象模型的调用中,模型Mi 通常作为事件源,Mj做为事件的接受者,并在接到事件后执行相应的操作。而在DSS复合模型中Mj做为事件源,Mi作为事件的接受者,Mi在接到事件后执行相应的操 作或模型Mj回调Mi中的方法。 SLDSS的模型库管理子系统提供的功能包括自动建立模型、模型维护和模型的运算。 知识库管理子系统 SLDSS的知识库中存放了两类知识,事实类和规则类。对事实类的知识,如“今年银行利率增加”,表示为“ZJ(利率)”;再如,对于批处理的模型知识表示为GOTO(START,DLMXL);GOTO(DLMXL,JGSC),对规则型的知识以下列形式存放于规则库中,RULE(规则号,[条件1,条件2,条件N],结论)。例如,“如果工农业生产情况正常且银行利率不便且物价变化幅度不大,则用一元回归分析销售量,可表示为:RULE(22,[ZJ(“工农业”),BB(“利率”), BB(“物价”)] ,ZX(“一元回归”))。 SLDSS中的知识库由若干子库构成,不同的知识按其类别存放在不同的子库中,这样有利于知识的管理,同时也大大的提高了推理机的搜索速度。知识的推理采用正向推理和反向推理两种推理策略,对于专业领域知识的推理都采用正向推理,对系统知识的推理采用了反向推理策略,既方便又迅速。而对专业领域知识采用正向推理策略与实际情况较接近。 算法库、数据库的组织与管理 算法库的组织及管理SLDSS中算法库存放了一些与模型有关的算法,算法是模型的实现。这些算法以它们的计算机程序和有关算法使用的“智能”信息存放在算法库中,通过算法字典统一管理,算法库字典的结构为: 算法库字典是算法管理的主要依据,算法库的维护也就是其字典的维护,另外,算法库字典又是使用算法的事实性知识,系统推理机通过算法库字典的读取来完成算法的选择工作,算法库管理提供的功能有:算法建立;算法查询;算法修改;算法删除。 数据库的组织与管理SLDSS的数据有两种类型。其一是企业内部运行数据,这类数据可以采用关系模型加以描述并存储,这里不做讨论。其二是模型描述数据,这类数据描述了模型的属性、调用的条件、返回结果的要求和模型的功能(操作),它实际上是组件的接口。SLDSS中的模型采用三级结构表示法,这种表示法与人工智能中知识的框架——槽值表示法相对应。如线性规划模型,它的三级表示如下: 第一级结构:模型ID,模型名,模型用途,模型类型,算法名,同名序号,结果地址,二级结构ID;第二级结构:二级结构ID,变量数,方程数,同名序号,三级结构ID;第三级结构:三级结构ID,变量上限,变量下限,方程系数,方程系数2,方程系数3,方程系数n。 在上述三级表示中,第二级、第三级结构可以不同,这要根据具体模型而确定,但第一级结构对任何模型都是相同的,它是模型库的字典,是模型库管理的主要依据。 设计论文范文:利用磁场传感器KMZ52设计的电子指南针 摘要:介绍了目前用于定位系统中的电子指南针的工作原理,详细论述了磁场传感器芯片kmz52的工作原理,给出了用kmz52磁场传感器设计电子指南针的总体设计方案和电路,同时给出了设计中的一些特殊处理方法。 关键词:电子指南针;磁场传感器;kmz52 1 概述 指南针是一种重要的导航工具,可应用在多种场合中。电子指南针内部结构固定,没有移动部分,可以简单地和其它电子系统接口,因此可代替旧的磁指南针。并以精度高、稳定性好等特点得到了广泛运用。 Philips公司生产的半导体器件KMZ52是一种专门用于电子指南针的二维磁场传感器。它采用磁场传感器的磁阻(MR)技术,并用翻转技术消除信号偏移,而用电磁反馈技术来消除温度的敏感漂移。由于外界存在干扰,该系统集成了几种特殊的抗干扰技术来提高系统精度。 本文介绍了电子指南针的工作原理及电路设计,同时给出了其抗干扰设计以及信号和数据的处理方法。 2 工作原理与总体方案 图1是KMZ52的内部结构框图和引脚排列。图中,Z1和Z4为翻转线圈,Z2和Z3为补偿线圈。由于环境温度可能会影响系统精度,因此,在高精度系统中,可以通过补偿线圈对其进行补偿。KMZ52内部有两个正交的磁场传感器 分别对应二维平面的X轴和Y轴。磁场传感器的原理是利用磁阻(MR)组成磁式结构,这样可改变电磁物质在外部磁场中的电阻系数。以便在磁场传感器的翻转线圈Z1和Z2上加载翻转电信号后使之能够产生变化的磁场。由于该变化磁场会造成磁阻变化(ΔR)0并将其转化成变化的差动电压输出,这样,就能根据磁场大小正比于输出差动电压的原理,分别读取对应的两轴信号,然后再进行处理计算即可得到偏转角度。 整个电子指南针系统主要由传感器单元、信号调整单元(SCU)、方向确定单元(DDU)和显示单元四部分组成。电子指南针的总体设计框图如图2所示。图中,磁场传感器KMZ52用于将地磁场信号转化成电信号输出,信号调整单元用于将磁场传感器单元中的输出信号成比例放大,并将其转换成合适的信号hex和hey,同时消除信号的偏移。对于保证系统的精度来说,SCU是最重要的部件。通过DDU可将信号调整单元输出的两路信号hex和 hey进行放大,然后再按下式计算出偏转角度α: α=arctan煟瑁澹/hex 这样根据抗干扰技术算法对α进行处理就可得出该磁场的偏转角度,最后通过显示单元进行输出。 3 硬件设计 该电子指南针系统的电路设计如图3所示。由于KMZ52内部桥式结构的磁阻输出是差动电压,通过运算放大器可以成比例放大,因此,在测量地磁场信号时,为了将两个磁场传感器信号放大同样的倍数,可以将二者的翻转线圈串联,并对差动电压选用同样的运放结构。翻转信号从①口输入,X、Y轴差动电压信号则分别从②、③口输出。然后通过处理系统对传来的信号进行A/D采样、数值处理和校正后,即可得到所求的角度。 4 数值处理 由于KMZ52的输出信号很微弱,故信号干扰较大。在输出幅值很小的位置上,通常有300mV左右且变化很大的干扰;而在输出幅值时则近似保持恒值。两路信号幅值与角度的关系如图4所示。 为使二者的比值接近tanα煟埃鸡粒迹梗啊悖牭谋浠,可以在幅值较大且数值变化较小的角度范围内,使幅值保持基本不变;而在幅值较小且数值变化较大的角度范围内,用一个函数改变其幅值变化曲线。具体实现时,可按照一定角度对曲线进行分段,并对各段用一次函数y=ax+b去拟合。这样,就可以使幅值变化曲线接近tanα。角度划分越细,精度越高。磁场传感器KMZ52的精度为3°,若按15°划分,可将精度提高到1°。若按5°对其划分,精度可高达0.3°。如划分更细,精度还可进一步提高。若采用高阶函数去拟合,也可以提高精度。实际上,在精度要求不高的情况下,通常以15°划分就可以达到要求。 5 干扰校正 有时候,某些外来磁场叠加会产生一个恒定磁场,这个磁场对系统指示将造成影响。故可采用如下方法对其进行校正: 让整个系统在水平面上旋转一周,干涉磁场与地球磁场叠加会有一个最大值Vmax和一个最小值Vmin,记录下这两个值和达到最大值(或最小值)的角度φ,再经过校正,即可消除磁场的影响。现以图5所示的干扰校正方案为例来加以说明。 设地球磁场的大小为Vear,干扰磁场的大小为Vdis熢蛴校海郑澹幔颍剑ǎ郑恚幔+Vmin)/2 Vdis=(Vmax-Vmin)/2 这样,由正弦定理Vear/sinφ=Vdis/sinγ可求出γ。然后在α上加上γ角即可消除干扰磁场的影响。 6 结束语 本电子指南针采用特殊的数据处理方法提高了系统的精度。由于系统采用了抗干扰技术,因而减小了其它因素所造成的影响,使系统精度进一步得到提高。此外,该系统本身可测量2维磁场,故可以很方便地与另一个1维磁场传感器(KMZ51)组成3维测量系统,以消除倾斜现象。由于本系统可以采用各种处理平台来实现,因此具有良好的可移植性,可广泛用于定位系统,而且可靠性好,精度很高。 设计论文范文:有关企业信息发表与阅览系统的设计 1设计思想 本系统总体设计是客户端实现用户的注册和登陆界面设计与美化工作,利用Socket编程实现和服务器通信,服务器能处理客户端发出的请求,并能实现消息反馈。服务器实现与数据库连接,实现添加、删除和修改用户信息,实现多线程支持多个客户端用户同时在线。具体流程如下图: 2系统功能与实现 2.1功能设计 系统要求用户在登陆界面可以随时浏览企业的通知等动态信息,提供用户在日常生活中用到的日历、计算机等小工具,用户可以收藏自己感兴趣的网站并查看网页排名。用户在登陆前进行注册,为维护用户信息安全,需邮箱确认。为保证数据的安全性,采用C/S模式,通过服务器获取数据信息,减少客户端PC的运行负荷,充分发挥客户端PC的处理能力,提高响应速度 。 2.2模块分析 系统主要实现的功能模块有四个,分别是:用户桌面模块、系统管理模块、数据库模块、后台服务器模块。下面对这几个模块进行分析。用户桌面模块:用户桌面模块即客户端,用来显示主界面、注册界面、登录界面。主界面提供输入用户名、密码的登录操作;注册界面提供用户注册时需注册的姓名、性别、手机等基本信息;登录界面提供用户成功登录后显示企业的动态信息、用户日常使用的小工具及用户可以自己收藏的网站等。 系统管理模块:系统管理模块实现对系统进行维护和管理。数据库模块:数据库模块实现对整个系统的数据信息的存放和更新。后台服务器模块:后台服务器模块实现各模块之间数据的转发,实现多线程,完成数据更新,实现客户端、数据库及服务器三者的交互。 3系统实现的主要技术 3.1数据库设计 系统数据库配置是采用ODBC数据源加载SQL2008数据库,使用SQL数据库查询语言。数据库设计按照确定建立数据库目的和收集数据、建立概念模型、建立数据模型、实施与维护数据库四个步骤。 数据库模型采用关系(E-R)模型,关系模型是以二维表形式展现,对数据进行划分分析后,优化的关系数据模型的数据结构可分为3张表:表1(用户表)存放用户姓名、密码、邮箱等基本信息、表2(企业表)存放企业的通知等相关信息、表3(产品表)存放企业产品的编号、价格、库存等基本信息。 3.2客户端与服务器连接 客户端与服务器的连接是实现的难点。客户端是C#编写,客户端用C++编写。可以采用Socket编程。服务器端采用C++的Socket编程,完成对数据库SQL2008的登陆连接,保证数据库只存在于服务器端,通过对于不同权限的用户,设定不同的SQL执行权限,从而保证数据的安全性。客户端采用C#的Socket编程,利用TCP协议、与服务器端统一端口号与IP地址进行连接。具体步骤如下:服务器端: (1)加载套接字库,创建Socket; (2)绑定Socket到一个IP地址和端口; (3)将Socket设置为监听模式等待连接请求; (4)请求到来接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的Socket; (5)用返回的Socket和客户端进行通信; (6)关闭Socket,关闭加载的套接字库。 客户端: (1)用指定的端口号和服务器IP创建一个EndPoint对象 (2)创建一个基于TCP协议的套接字; (3)利用Socket对象的Connect()方法向服务器发送连接请求; (4)如果连接成功,利用Socket对象的Send()方法向服务器发送消息; (5)利用Socket对象的Receive()方法接收服务器发来的消息; (6)通信结束,关闭Socket。控制流程: 4结束语 本文通过C++、C#语言的研究,实现了一个基于C/S模式的企业信息与阅读系统。本系统在用户登陆模块实现界面友好,添加日常使用的小工具方便用户日常生活和工作安排。后台服务器端实现多线程编程,支持多个客户端同时在线。该系统可以便利企业对信息的以及用户对有关企业动态信息的阅读。加大信息传播的效率,增强用户企业之间的互动,从而提高企业的综合效益。 设计论文范文:人工景观湖生态水处理设计 一、生态水处理的社会需求 1、人的精神需求 随着社会的不断发展,人们的生活水平也在不断提高,尤其是住房条件有了明显的改善,住得宽敞,住得舒适,已经是人们对居住条件的最基本的要求。而更多的是期望生活在一个清晨推开窗,能呼吸清新的空气,能听到婉转的鸟鸣,在夕阳夕下,沐浴在如梦如诗的风景中,抛开尘世的烦恼,与自然亲密接触的环境里。 仅有翠绿,缺少了鲜活的气息,而精致的水景,使之成为水榭楼台,有了自然的灵气,使自然对人类更加亲近。平静的水常给人以安静、轻松、安逸的感觉;流动的水则令人兴奋和激动;瀑布气势磅礴,令人遐想;涓涓的细水,让人欢快活泼;喷泉的变化多端,给人以动感美……。水景不仅能增加周围空气的湿度,减少尘埃,提高负氧离子的含量,还能在小范围内起到调节气候的作用。 2、绿色环保需求 水是生命之源,不要让人类的眼泪成为地球上最后一滴水。所以人人都应该从身边的事做起,无论大小,都应考虑到我们的地球村。尤其是设计人员,在整体规划上就应该站在环保的高度,周密考虑。应该在水景水质要求和低耗能绿色环保之间寻找一个最佳的平衡点。循环过滤要投入大量人力物力财力,高耗能、高费水的设计首先就不应予以考虑。而投加药剂的方法虽然耗能不高,投资也不大,但是环境造成二次污染,威胁到人类的生存,影响到我们下一代的设计,也力求不让它成为现实。 下面我们来看一个房地产界的公式: A+B=C A——建设房屋的处理废水、能耗、维修的投入 B——房子建成后,在使用年限期间的所投入 C——全生命周期的投入 传统模式:A=336、B=340,总成本676 新型模式:提高A到390,将大大降低B的投入,B降至23. 即新技术、新材料、新的管理方式的使用,可使后期的投入成几何倍的减少,整个生命周期的成本降到413.真正的开发高手,增加建筑成本的5~10%,就能带来后期生命周期成本50~90%的降低,节约60~90%的后期管理成本。 采用何种设计能让人类与自然成为朋友,息息相关,和平相处达到环保社会效益双丰收呢? ——生态方式,最原始最自然也是最绿色的方法。 二、人工水景目前的状况 目前大多数的小区在规划设计中都考虑到了水景水质日常的维护,但大都是通过单一的手段来处理或物理或化学或生物,因而造成了前期投资大,后期运行费用多,成效却不显着的结果,水体的水质不稳定,或时而藻类泛滥,或时而水发黑发臭,蚊蝇滋生,并且整个水景常有人造的痕迹。 下面把人工湖、景观水的水处理方法进行一下简单的介绍: 1、物理方式: i.引水换水方式 当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多,水体的透明度下降,水质发浑。可以通过引水、换水的方式,稀释水中的杂质浓度,以此来降低杂质的浓度但是需要更换大量的水,而水资源在我国是相当的匮乏,势必要浪费宝贵的水资源。 ii.循环过滤的方式。 在水景设计的初期,根据水体的大小,设计配套的过滤沙缸和循环用的水泵,并且埋设循环用的管路,用于以后日常的水质保养。如果水体面积较大,必定延长循环过滤的周期,使水质不能达到预期的效果。和引水、换水相比较,虽然减少了用水量,但日常的电能耗费增加了,同时也增加了设备的日常维护保养的费用。 2、化学方法:投加杀菌灭藻剂 敞开式的水体,在阳光的照射下,会使水中的藻类大量繁殖,布满整个水面,不仅影响了水体的美观,而且挡住了阳光,致使许多水下的植物无法进行光合作用,释放氧气,使水中的污染物质发生化学变化,导致水质恶化,发出难闻的恶臭,水也变成了黑色。 所以投加化学灭藻剂,杀死藻类。久而久之,水中会出现耐药的藻类,灭藻剂的效能会逐渐下降,投药的间隔会越来越短,而投加的量会越来越多,灭藻剂的品种也要频繁的更换,对环境的污染也在不断地增加,而这种污染会影响我们的下一代。 所以说用化学的方式处理水质,虽然是立竿见影的,但它的危害也是显而易见的。 3、微生物方法:投加微生物 微生物在自然界大量而广泛的存在,是生态系统的重要组成之一。它们能将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解,将一些有害的污染物质加以吸收和转化,成为无毒害或毒害较小的物质。 可以在景观水水质恶化的时候,投加适当的适量的微生物(各类菌种),加速水中污染物的分解,起到水质净化的作用。微生物的繁殖速度惊人,呈几何级增长,每一次繁殖都或多或少的会产生一些变异品种,导致微生物处理水质能力下降,而且很难控制其数量,其生长又受环境的影响很大,例如温度、气压等等。同时微生物的分解物,会造成藻类的大量繁殖,再次导致水质变坏。 因此用微生物处理水质,必须定期进行微生物的筛选培育、保存、复壮等等一系列专业处理过程,而且不能保证水质状况长期处于良好的状态之中。 三、EWT模式(EcologicalWaterTreatment) 生态学是一门边缘学科,它所涉及的领域相当广泛,有气象学、水文学、环境土壤学、环境地质学、环境毒理学、环境化学、环境经济学、环境社会学、环境微生物学、环境最优化、植物学、动物学、生物生理学、环境概率统计学、环境艺术设计学等等。 简单地说,生态水处理就是在水域中人为地建立起一个生态系统,无需人类的外在干预,整个生态系统能适应外界环境对它的影响,处在原始的生态平衡状态,和人类共生共存。 这个看似简单的过程却需要在施实之前,进行缜密地规划设计。 (一)了解当地的气候和水生物种情况 不同的地域气候不同,降水量不一,会显着影响生物的分布情况和生物的种类。根据当地的物种,选择适合培养的生物,能适应当地的生存环境,或耐旱、或耐涝、亦或耐低温、耐高温、耐碱、耐酸。在选择物种的同时,还必须兼顾这些生物在水生生态系统中生态功能,不仅能使整个生态系统稳定运行,还必须对整个水体有着净化功能。虽然水生植物都能吸收水中的无机盐,将其在阳光的作用下,通过光合作用为生态系 统中的其他生物直接或间接的提供食物,但是不同的水生植物对不同的无机盐在吸收能力上不尽相同,必须依据当地的水源水的水质,科学合理地选择水生植物。水生动物是生态系统中的消费者,离开它,整个生物链不能很好地循环。如果数量过多将导致生态系统中的生产者(水生植物)大大减少,生物链出现断裂;如果数量过少,生产者(水生植物)大量繁殖泛滥,生态系统也不会稳定;这些都会影响生物链进行到底。水生动物的数量一定要经过科学地计算,并结合实践经验确定。水生动物包括鱼类、贝类、各种原生动物等等。将它们引种到水体中,必须考虑到它们能否适应当地的环境,和水生植物的种类和数量进行配比;鱼类的食性不同,例如草鱼是植食性的,青鱼是动物食性的,鲫鱼是杂食性的。同一种鱼在不同的生长期,它的食性也会有所改变,例如青鱼的幼鱼以浮游动物为食,当体长达到15cm左右,开始摄食螺蛳、蚬,而成鱼主要以软体动物、底栖性的虾、水生昆虫的幼虫为食。同一种鱼,在不同季节的摄食量也不同。例如团头舫,一年中摄食量4月~11月最大。相同食性的鱼,摄食强度也不尽相同,例如草鱼的食量较大,日食量可达体重的40~70%,而团头舫的摄食强度则低于草鱼。不仅如此,鱼类的滤食特性,也会影响水质状况,所有这些都要综合考虑。 (二)微生物菌种 生物界菌种的种类繁多,都有着相当复杂的生理特性,例如有固氮菌、嗜铁细菌、硫化细菌、发光菌等等,这些生物在生态系统中起着举足轻重的作用,离开了它们自然界将堆积满动、植物的尸体,到处都是垃圾。 微生物的繁殖速度很快,数量呈几何级增长,在不断繁殖的过程中,极易受外界环境的影响产生许多变异的种类,这也是为什么微生物的种类不全部为人类了解的原因。这种变异或者会有利于人类对微生物的利用,或者会出现退化的现象。 在水生生态中,作为分解者的微生物,能将水中的污染物(包括有机物,某些重金属等等)加以分解、吸收,变成能够为其他生物所利用的物质,同时还要让它能够降低或消除某些有毒物质的毒性,成为真正意义上的地球环境的美容师。 首先根据人工湖的水源水质情况,利用现有的微生物,进行驯化,培养出适应当地情况的微生物,接着进一步对培养出来的微生物进行筛选,筛选出生理活性强的菌种,然后大量繁殖,投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性,一直处在高效的工作状态,在日常的工作中,必须定期对微生物进行筛选、保存、复壮,将变异带来的对微生物的影响降至最低,保持微生物物种的稳定性,这也是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。微生物菌种在水体中,不仅要完成它基本的分解有机物,降低或消除有害物质毒性的作用,还要能将水生植物的残枝败叶转换成有机肥,增加土壤的有机质,并且对土壤进行改良,改善土壤的团粒结构和物理性状,提高水体的环境容量,增强水体的自净能力,同时也减少了水土流失,抑制了植物病原菌的生长。 (三)人工湖的防渗漏过程 对于不同水域面积的人工湖,可以根据当地地质勘测部门提供的地质资料,设计不同的防漏设计。 人工湖的日常补水量的多少是降低日常维护开支的瓶颈,湖底防止湖水渗漏是人主观上能控制的,所以在人工湖开挖时,防渗漏工作就应该做到位。而降雨量、蒸发量虽然不能为人所控制,但可以从当地气象部门的资料上了解到相关信息,对日后的补水量的多少和何时会出现补水高峰、低峰做到心中有数,避免出现人工湖水位出现大起大落,影响生态系统的维护和人工湖的景观效果。 (四)人工湖的环境设计 人工湖投放了最佳的菌种,做成了最好的防渗层,配置了各种水生植物,放养了各类水生动物等等,才水质清澈,仅仅如此就能达到梦里水乡的效果吗? 环境设计是人工湖设计中画龙点睛之笔。 诗词有韵律美,音乐要有节奏感,水生植物的造景必须和周围的环境相协调,配合周围的陆地植物、建筑物、人工湖的土岸曲线,以及整个人工湖想体现的主题和气候特点,恰如其分地设计。 在配植构图上,要考虑色彩的调和。清澈泛绿的水色是整个水景的底色,根据水生植物的生长特性和观赏期,以及观赏部位不同(如观叶、观花等),错落有致,深深浅浅,绿色叠荡,或红或黄的花丛点缀,四季呈现色彩变化,充满韵律感。 (五)人工湖生态处理的优越性 1)无需循环设备的投资,无需额外的设备运行费用和维修保养费。 2)无需专人管理,也能达到水质要求。 3)整个水体自身调节能力增加,对水质的波动可以通过自身的生态来进行调整。 4)营造出一个更自然更优美的天然水景 设计论文范文:嵌入式设备鼠标接口的设计与实现 摘要:分析了PS/2鼠标的接口和通信协议,介绍了PS/2鼠标与单片机的接口设计方法,配合点阵LCD显示器,实现了嵌入式设备的图形化人机接口(GUI)。 关键词:PS/2接口 双向同步串行协议 GUI 当前嵌入式系统技术已得到了广泛应用,但传统嵌入式系统的人机接口多采用小键盘操作的文本菜单方式,用户操作较为不便。本文介绍了一种利用PS/2接口鼠标,在点阵LCD的单片机系统上实现图形化用户界面的方案。用窗口菜单和图形按钮取代了传统的键盘操作,具有成本低、效果好等特点,具有很强的实用性。 1 PS/2接口和协议 1.1 接口的物理特性 PS/2接口用于许多现代的鼠标和键盘,由IBM最初开发和使用。物理上的PS/2接口有两种类型的连接器:5脚的DIN和6脚的mini-DIN。图1就是两种连接器的引脚定义。使用中,主机提供+5V电源给鼠标,鼠标的地连接到主机电源地上。 1.2 接口协议原理 PS/2鼠标接口采用一种双向同步串行协议。即每在时钟线上发一个脉冲,就在数据线上发送一位数据。在相互传输中,主机拥有总线控制权,即它可以在任何时候抑制鼠标的发送。方法是把时钟线一直拉低,鼠标就不能产生时钟信号和发送数据。在两个方向的传输中,时钟信号都是由鼠标产生,即主机不产生通信时钟信号。 如果主机要发送数据,它必须控制鼠标产生时钟信号。方法如下:主机首先下拉时钟线至少100μs抑制通信,然后再下拉数据线,最后释放时钟线。通过这一时序控制鼠标产生时钟信号。当鼠标检测到这个时序状态,会在10ms内产生时钟信号。如图3中A时序段。主机和鼠标之间,传输数据帧的时序如图2、图3所示。 2 PS/2鼠标的工作模式和协议数据包格式 2.1 PS/2鼠标的四种工作模式 PS/2鼠标的四种工作模式是:Reset模式,当鼠标上电或主机发复位命令0xFF给它时进入这种模式;Stream模式鼠标的默认模式,当鼠标上电或复位完成后,自动进入此模式,鼠标基本上以此模式工作;Remote模式,只有在主机发送了模式设置命令0xF0后,鼠标才进入这种模式;Wrap模式,这种模式只用于测试鼠标与主机连接是否正确。 2.2 数据包结构 PS/2鼠标在工作过程中,会及时把它的状态数据发送给主机。发送的数据包格式如表1所示。 表1 鼠标发送的数据包格式 Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Byte1Y overflowX oberflowX sipn bitX sign bitAlways 1Middle BtnRight BtnLeft BtnByte2X MovementByte3Y MovementByte4Z MovementByte1中的Bit0、Bit1、Bit2分别表示左、右、中键的状态,状态值0表示释放,1表示按下。Byte2和Byte3分别表示X轴和Y轴方向的移动计量值,是二进制补码值。Byte4的低四位表示滚轮的移动计量值,也是二进制补码值,高四位作为扩展符号位。这种数据包由带滚轮的三键三维鼠标产生。若是不带滚轮的三键鼠标,产生的数据包没有Byte4其余的相同。 3 设计与实现 3.1 接口设计 因为PS/2鼠标接口采用双向同步串行协议,时钟脉冲信号以下皆称CLOCK总是由鼠标产生。因此,可以考虑这种方案:鼠标的CLOCK接主机的一外中断线,数据线以下皆称DATA接主机的某一I/O口线,如图4所示。 在主机程序中,利用每个数据位的时钟脉冲触发中断,在中断例程中实现数据位的判断和接收。在实验过程中,通过合适的编程,能够正确控制并接收鼠标数据。但该方案有一点不足,由于每个CLOCK都要产生一次中断,中断频繁,需要耗用大量的主机资源。 由于鼠标与主机之间以双向同步串行协议传送数据,若不考虑CLOCK,仅考虑DATA,则其数据帧的时序与单片机的UART异步串行时序类似。所以,采用了另一种方案:鼠标的CLOCK仍旧接主机的外中断,但鼠标的DATA接UART的接收脚RxD。参照图4 DATA改接RxD。在初始化过程中,主机利用CLOCK的外中断和RxD脚的I/O口线功能实现数据的传输。初始化完成后,切换到RxD功能即UART的接收引脚功能。因为鼠标已处于Stream模式的工作状态,这时鼠标能主动发送数据。这样,主机可以在每收到一帧数据时才中断一次。中断次数大大降低,减少了主机资源的耗用。 不过,在此方案中,必须实现另一个功能:主机波特率的自适应。因为PS/2接口的鼠标一般工作在10kHz~20kHz时钟频率。不同厂家制造的鼠标工作的时钟频率不同。嵌入设备主机要做到与不同鼠标的波特率同步和自适应,才能够正确接收鼠标传送来的数据。波特率的自适应是这样实现:鼠标上电自检时会产生一串时钟脉冲,利用鼠标时钟脉冲产生的中断,结合主机的定时器测量时钟脉冲周期,可以得出所用鼠标的时钟频率,进而求出波特率。通过设置相应的波特率寄存器,实现了波特率的自适应。 3.2 软件实现 软件实现原理框图如图5所示。 (1)鼠标初始化 最简单的初始化就是当鼠标上电自检完成后,主机给鼠标发送一个使能鼠标数据传送命令字节(0xf4),鼠标就会在默认设置状态下工作。主机也可实现自定义初始化,如:复位三次(Snd_CMD(0xff),Snd_CMD(0xff),Snd_CMD(0xff);设置采样率:Snd_CMD(0xf3),Snd_CMD(0x0a);设置解析度(2点/毫米):Snd_CMD(0xe8),Snd_CMD(0x01);设置缩放比例(1:1):Snd_CMD(0xe6);使能鼠标数据传送:Snd_CMD(0xf4)。鼠标每收到一个命令字节都会给出一个应答字节(0xfa)。 (2)两种方案的实现过程 两种方案的软件实现过程基本相同。只是后一种方案中,初始化时还要实现主机波特率的自适应,关闭时钟脉冲中断和打开串口中断。此后主机利用UART的接收功能接收鼠标数据。 (3)图形化人机接口(GUI)的实现 在点阵式LCD显示屏上实现图形化的人机接口界面,主要有两个方面:一个是菜单图标的实现;另一个是鼠标光标的实现。实现菜单图标,显示屏一般工作在图形显示模式。菜单图标有正常显示状态和反显状态,它们都用函数实现:void Draw_ICON(signed int xICON, signed int yICON,unsigned char *pDatICON)。xICONyICON是图标所在位置的左上角坐标值,pDatICON是各个图标及其不同显示状态的点阵码值。反显状态是当图标被光标滑到或点取时才显现的。实现鼠标光标,又分两种情况。一种是单层显示的LCD,只能由程序画出鼠标光标。但是,当光标移动较快时,画出光 标的点阵图形需要耗用较多的主机资源。另一种是有双层显示和光标功能的LCD,只需程序控制它的光标移动位置,无需程序画出光标的点阵图形,因而耗用主机资源较少,实现起来效果较好。两种方案简单、明了,容易实现,都已在实验中得到验证。并且,后一种方案已在某一仪表系统中得到成功应用。总体来说,随着嵌入式处理器性能的不断提高,在嵌入设备中接入鼠标,既可灵活使用,也可减少因接入许多按键而占用的口线数,还能使LCD的图形化显示界面更美观、更人性化。 设计论文范文:TATbed无线自组织网络测试平台设计与实现 摘要: 设计了并建立了一个无线自组织网络测试平台系统——TATbed(Tsinghua Ad hoc network Test bed)。通过开发底层网卡驱动、路由算法协议模块,使得普通PC机成为独立的自组织网络终端;同时通过监测、统计多个终端之间的数据传输状况获得网络的实测性能指标。目前平台中已经实现对多种路由算法协议的测试支持。 关键词:自组织网络 测试平台 路由算法 多跳自组织网络(Ad hoc network)由多个独立的具有路由(交换)功能的用户通信终湍组成。网络中的相邻终端可直接建立端到端的通信链路;非相邻终端可动态地搜索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至最终的目的终端。在自组织网络中,无线信道环境的快速变化及终端的移动性造成了网络拓扑结构不断变化。因此,如何搜索、维护有效的路由成为自组织网络研究中的难点问题。近年来,研究者提出了多种路由协议草案,如DSR、AODV、SAR等,其性能的评估数据基本上利用网络模块软件如OPNet、NS-2/GloMoSim等仿真得到。由于仿真软件中采用的无线信道、终端分布、终端运动等模型与真实的网络环境相比均有一定的简化,所以在自组织网络技术进入实现商业应用之前,构建实际的Ad hoc网络硬件测试平台对其各层次的网络协议算法设计进行性能测评是十分必要的。但现有的各种无线终端均不支持任何自组织路由协议。 本文设计并实际建立了一个无线自组织网络测试平台系统TATbed。通过加载相应的底层驱动及测试系统软件,使得配有无线网卡的普通PC机成为独立的自组织网络的实际终端;测试平台对各种路由算法协议提供了统一的模块接口,设定相应的路由算法和测试参数蝗,即可通过检测各个终端间的数据传输状况,得到此路由算法的实际性能的统计结果。同时,测试平台可兼容各种无线网卡标准,如IEEE802.11系列、HiperLan系列等。目前TATbed测试平台已经集成了多种Ad Hoc网络的专有路由算法协议,AODV、DSR、SAR、FSR、ZRP等,并可真实地再现Ad hoc网络应用所处的实际环境(包括终端的移动性与客观信道的实际情况),为研究Ad hoc网络在多种环境下的性能与特点提供可操作平台,对进一步研究Ad hoc网络的结构设计和其各层网络协议算法设计的测试、评估、优化更具有参考价值。 本文结构如下,第一节介绍测试平台系统的总体结构,第二节介绍系统的关键模块设计,第三节介绍其实际应用和总结。 1 平台结构 TATbed无线自组织网络测试平台的设计目标是开发支持多种Ad hoc网络路由算法协议的测试终端以构建实际的Ad hoc测试网络,并通过检测各个终端间的数据传输过程对自组织网络的各种实测性能指标进行统计、评估。 TATbed测试平台由一定数量的独立的自组织网络终端构成。在实际平台设计中,在配有无线网瞳的PC机(笔记本电脑)基础上开发了支持多种路由算法协议的自组织网络终端,每个终端依据设定的路由算法协议自行组建Ad hoc网络并进行数据传输。图1为TATbed平台的实际测试示意图。 TATbed测试平台的软件系统包括传输任何生成器、终端处理器和数据统计器三部分。 在测试开始前,传输任务生成器将根据设置的测试参数,生成每个终端的起始传输任务列表,以精确地控制测试过程网络的传输负荷。在传输任务列表中定义了整个测试过程中每组数据包的源发出节点、最终目的节点、数据包数量、发出时间。 测试开始后,每个终端上的终端处理器将读取其对应的传输任务列表,在规定的时间进入发数据包流程,处理需要发出的数据包,同时监听无线网卡接收到的数据包并进行相应的处理。在测试过程中,终端软件模块记录下本节点收到和发出的每个包的信息,包括收(发)时间、包头信息、包长度等。 测试结束后,根据本次测试的整个网络的起始传输任务列表和每个终端在测试过程 保存的收发包记录,数据统计器统计分析、计算出相应的测试指标,包括网络容限、节点平均吞吐量、数据包成功传输率、数据包平均传输延时、延时抖动、数据包传输路径平均跳数、系统路由开销等。 2 自组织网络测试终端设计 由于现有的各种通信终端设备均不支持任何自组织网络中由算法协议,因此开发自组织网络测试终端成为整个测试平台构建的关键。在TATbed测试平台中,通过在装备了无线网卡的PC机上安装终端处理器,使其支持多种自组织网络的路由算法协议,成为实际 自组织网络中的终端。 在现有的标准PC机系统下,网络层采用IP协议,终端之间的连接地址的标识来判别,应用层的传输任务经过数据打包处理后直接交无线网卡发送,并且只有当数据包的源节点和目的邛树熊处于相互无线网卡信号覆盖范围内时,才能成功发送IP数据包,终端本身并不支持任何路由功能。在TATbed测试平台系统中,终端的MAC层和网络层之间加载了自行开发的驱动模块,以支持无线自组织网络中的多跳传输,形成个虚拟的传输链路,为普通数据包的发送提供传输路由,如图2所示。 终端处理器在Windows操作系统提供的NDIS(Network Driver Interface Specification,网络驱动程序接口规范)层基础上开发,包括底层接口驱动、路由算法模块和数据包的监听记录三部分。其结构如图3所示。 为测评各种不同路由算法协议的性能,终端处理器中的接口驱动设计为一个自定义的标准路由算法接口。该接口将各种路由算法协议完成的寻找路由、确定路由民系统网络层完成的其他功能,包括与上下层之间的传递、包头内容的填写等工作分离,使得路由算法协议成为需要嵌入的单独子模块。不同的路由算法协议只需要遵循接口定义编写相应的子模块即可。目前,TATbed测试平台系统可支持AODV、DSR、SAR、WRP、Fisheye、CBRP、ZRP等多种自组织网络路由算法的测试、评估。同时,由于终端处理器接口驱动中载在NDIS层上,使得测试平台对MAC层协议透明,因此测试平台可根据测试需要选用各种基于不同传输标准的无线网卡。目前系统中选用了基于IEEE802.11b标准的网卡进行测试。 包头的第0~13字节为标准的Ethernet-MAC包头格式,第14~27字节为扩展的“路由信息”域,之后是实际的用户数据。对于来自高层(网络层)的数据包,终端从其IPv4标准包头中读出此数据包最终发送的目的地址并将这一“最终目的地址”保存在“路由信息”域的“最终目的节点IP地址”项内;同时调用路由算法模块,根 据其最终目的地址获取其对应的多跳路由信息,并将实际的下一跳的接收节点的地址写入第7”12字节处的“下一跳接收节点MAC地址”项内,然后将此数据包交下一层(MAC 物理层)无线网卡处理发出。对于来自底层无线网卡接收到的数据包,终端读取“路由信息”域的“最终目的节点地址”,如果此地址与其自身地址相符,则交上层网络继续牏如果不相符,则调用路由算法模块,得到对应的多跳路由中下一跳的接收节点地址,然后交无线网卡处理发出。对于路由算法协议中规定的其他非数据包,如路由搜索包、路由应答包、路由失败包、周期性握手信息包等,则在“包类型”域中标示区别,由无线网卡收发后直接调用相应的路由算法模块处理。3 系统应用 TATbed无线自组织网络测试平台在普通PC机上开发了支持多种自组织网络路由算法协议的实际无线终端,以构建一个实际的无线自组织网络测试系统。笔者利用此平台已经成功地对AODV、SAR路由算法在多种实际网络环境参数下进行了性能的实测比较分析。测试结果可应用于实际的自组织网络由算法的性能评估、设计优化等方面。同时,TATbed终端软件模块的设计使其可应用于任何基于Windows内核的硬件设备上,具有高度的通用性、灵活性和可扩展性,在无线自组织网络的实际网络系统性能测量、网络规划优化设计、网络各层次算法协议性能评估等诸多方面均有其独特的应用优势。 设计论文范文:红外线感应自动门的理论设计 以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。单片机与门结合的产物即自动门系统。主要应用于通过单片机对步进电机的正转、反转进行控制,从而对门进行开、关的控制。在门的两侧各有一个感应器,分别感应从里面出去和从外面进来的人。当有人或物品进入到感应器的扫描范围内,感应器就会做出感应,向中央处理器提出申请,中央处理器转而 控制电机进行正转,实现了开门的过程。 一、红外线探测器的选择与设计 (1)红外线探测器的电路设计。由电压响应度表达式可知,传感器的电压响应度与入射光辐射变化的频率成反比,因此物体移动速度越快,同样的入射功率下输出电压就会越小,只有达到报警阈值电平时,探测器电路才会有电压信号输出。利用热释电探测器Pspice 等效电路模型设计实用探测器电路原理:当人体进入警戒区,人体温度会引起环境温度辐射场的变化,通过菲涅尔透镜,热释电红外探头感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,则在负载电阻上产生一个电信号,采集的电信号触发外围电路,最终实现报警。热释电红外探测器外电路采用的器件:红外探测器专用芯片红外传感信号处理器BISS0001,热释电红外探头RE200B (传感器),及一些外围元件(电阻电容)。检测元件BISS0001 是CMOS 数模混合专用集成电路,具有独立的高输入阻抗运算放大器,可与多种传感器匹配,进行信号预处理,另外,它还具有双向鉴幅器,可有效抑制干扰,其内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时器。 (2)红外专用芯片BISS0001。热释电红外线传感器是一种新型高灵敏度探测元件。主要用于电源开关控制、防盗防火报警、自动门等。本次设计采用红外专用芯片BISS0001,BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。 二、红外感应自动门控制电路的设计 2.1主控芯片的选取与设计 外感应控制芯片种类繁多,如HT-7610系列,WT8075控制芯片,KC778B红外传感专用集成芯片,AT89C51红外专用芯片等。通过综合它们的性能及本设计的设计要求,本次设计选用AT89C51红外专用集成芯片。 (1)功能特性。AT89C51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个可编程I/O口线,2个16位定时/记数器,一个5向量两极中断结构,一个双工串行通信口,片内振荡器及其时钟电路。AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/记数器,串行通信口及中断系统继续工作,掉电方式保存RAM的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 (2)接口功能:Vcc:电源电压,GND:接地;P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O,即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校检时,输出指令字节,校检时,要求外接上拉电阻。P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。Flash编程和程序校检时,P1接收低8位地址。P2口:P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器区中的R2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。Flash编程和程序校检时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写如“1”时,它们被上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能。端口引脚第二功能:P3.0 RXD (串行输入口) P3.1TXD (串行输出口);P3.2NT0 ( 外中断0);P3.3INT1(外中断1);P3.4T0(定时/记数器0)P3.5T1 (定时/记数器1);P3.6 WR(外部数据存储器写选通);P3.7 RD(外部数据存储器读选通);P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号;RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG:当访问外部程序存储 器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于地址的低8位直接。即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令ALE 才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C51由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的PSEN信号不出现。 2.2红外感应自动门的控制电路的设计 整个过程由红外探头探测人体红外信号,然后由S源极输出给BISS0001的14脚,1IN+脚为芯片内第一级运放的同相输入端,具有极高的输入阻抗,极易与外接PIR的源极S相匹配,能将PIR探测到的人体微弱红外信号无损耗的传过来,经第一级运放高增益放大后,由C4耦合至第二级运放再次放大,经比较器,双向鉴幅器后,检出有效触发信号,去启动延迟时间定时器,由2脚输出高电平的控制信号加至AT89 C51的P3.2脚。人体的移动频率一般在0.1~10Hz的范围内,因此在设计放大器时既要考虑需要放大的信号的频率,使人体辐射的微弱信号得以通过,又要考虑抑制其他物体辐射来的红外信号和干扰信号的混入,故选择0.2~8Hz的低频带通滤波器,计算:f = 1/2 C3R3=1/6.28×103×2M = 8 Hz;f =1/2 C1R1=1/6.28×3.3K×103=0.2 Hz 当f=1Hz时,其单级增益G1为:G1=20㏒2 fC2R3/(1+2 fC2R2)(1+2 FC3R3) 由分析可知:C2=47u;R2=47K;C3=103u;R3=2M;带入公式计算得G1≈35dB,故单级增益为35dB。 同理可计算二级增益。C4=10u;R4=10K;C5=103u;R5=1M;带入公式得G2 ≈ 40dB,故总增益为75dB。以满足后级所须的驱动信号。COP1、COP2为电压比较器,组成一个双相鉴幅器。由于V =3.15V,V =1.35V,所以当V 为+5 V电压时,可有效地抑制±0.9 V 的噪声干扰,提高系统的可靠性。COP3为一条件比较器,当输入电压VC 在开门和关门的过程中,系统通过光电编码器,一直监视电机的速度和位移。如果电机的速度远小于期望的速度,我们就认为撞到了障碍物或人,就会立即使门停下,然后执行倒转运动P1口的P1.0~P1.3口与行程开关相连,与行程开关相连电阻提供电流,当对引脚写“1”时,芯片通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,进而可驱动TTL逻辑门电路。其中四个行程开关为两个控制电机减速,两个控制电机停止。P1口的P1.4、P1.5口连接手动开关按纽,与上述同样的原理,作为I口用时,当对引脚写“1”时,芯片通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,进而可驱动TTL逻辑门电路。P2口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分别连接嗡鸣报警,电机过热报警,电压过高报警,速度异常报警,此时作O口用,由相应的检测模块检测状态,出现异常便输送信号给相应引脚,输出电流,导通二极管,驱动报警器。C1~C12采用RTX-1/8W型碳膜电容器;R1~R16采用RT-1/8W型碳膜电阻器。
生态环境新技术论文:现代生物技术在生态环境及污染治理中的应用 【摘要】随着现代生物技术应用面的不断扩大,研究其在生态环境及污染治理中的应用凸显出重要意义。本文首席介绍了现代生物技术的优势特点,分析了常用的几种现代生物技术。在探讨现代生物技术在生态环境及污染治理中应用的基础上,研究了生物技术的发展趋势。 【关键词】现代生物技术;生态环境;污染治理;应用 一、前言 作为一种实际应用效果良好的技术方法,现代生物技术在近期得到了广泛的应用。研究其在生态环境及污染治理中的应用,能够更好地提升现代生物技术的应用水平,从而有效优化生态环境及污染治理的整体效果。 二、现代生物技术的优势特点 生物技术在生态环境及污染治理中的运用不仅良好实现了对环境污染的治理,还有利于改善污染地的生态环境。这种新型的治理污染的方式,不仅污染小,其治理效果也比较明显,还有利于恢复当地原有的生态环境。我国的科研工作者要不断地对这一新技术进行研究与实践,为我国进一步的生态环境治理提供更加科学合理的生物技术支持。 垃圾废弃物是一种较为常见的污染物,我们利用生物技术对其进行处理,能够让其分子结构改变,生物能对发生降解的各种产物和副产物进行重新利用,从而使环境污染程度得到降低,同时也将这些废弃物进行转化,变为可利用资源。 在利用酶促反应处理污染物的过程中,用到的酶是一种活性蛋白质,在常温常压和中性条件下进行的,这就使得大多数的生物技术可以快速的在现场进行。它具有一定的优点:第一,操作比较简单;第二,成本比较低;第三,发生反应的条件比较简单;第四,反应过程较为稳定;第五,效果比较好。这些方面的优点使生物技术得以在生态环境及污染治理中进行普遍应用。 三、常用的几种现代生物技术 1.核酸探针检测技术 核酸探针检测技术。利用能与特定核苷酸序列发生特异性互补的已知核苷酸片段作探针,分析DNA序列及片段长度多态性。被标记的探针直接用来探测溶液、细胞组织内或固定在膜上的同源核酸序列。它具有高度特异性和灵敏性,目前广泛应用于对环境中微生物的检测,定性、定量分析等研究中。 2.酶免疫测定技术 该技术是依据抗原和抗体之间的特异性吸附于固相载体表面,引入一种酶作为示踪物,通过共价键与酶连接形成酶结合物,加入底物后,根据颜色变化判定是否有免疫反应的存在,具有选择性好、灵敏度高、准确、实用性强等优点,广泛应用于监测农药、污染物残留、生物污染物等领域。 3.免疫金标技术 免疫金标技术是将特异性的抗原(或抗体)固定于硝酸纤维素膜,通过毛细作用向前移动,通过目测的胶体金标记物观察显色结果。该技术具有特异性强、操作简便、成本低廉、结果判断明确、时间短等优点,广泛应用于环境污染物的在线检测。 4.PCR技术 PCR即聚合酶链式反应,是指在DNA聚合酶催化下,以特定引物为延伸起点,通过变性、退火、延伸等步骤,体外复制DNA的过程,是一项DNA体外合成放大技术,能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。PCR技术具有灵敏度高、特异性强等优点,用于检测大量平行的样品,环境中的生物污染。 四、生物技术在环境污染治理中的应用 生物治理环境污染是我国新世纪面临的新的重大课题。以环境污染的生物治理为主,开展环境微生物学的基础、应用基础和应用研究,为重金属废水、石油废水、印染废水、油脂废水、农药废水以及城市生活垃圾、生活污水等提供效果好、投资省、运行成本低的生物治理技术和设备,以此促进我国的环境工程建设。目前可提供的技术主要有: 1.城市有机垃圾处理技术 将城市垃圾通过分选后综合治理。将可腐有机垃圾生产成优质有机粉肥或有机无机复混粒肥;将可燃有机垃圾采用气化焚烧或生产成板材;无机垃圾用于填埋,处理过程中产生的废气、臭气、粉尘集中处理,废水循环使用,处理场地环境卫生达到国家标准,使垃圾达到无害化和更合理的资源化利用。 2.高新生物工程技术处理油脂化工废水利用来自于自然界又经培养驯化的功能菌株,根据废水和污水的不同性质、组成,配制不同菌株,通过发酵培养形成多功能复合型菌液(亦可制作成干性固体菌剂),用于油脂化工、化工有机废水、食品、印染、生活污水等工业废水处理。 3.生物曝气滤池处理生活污水及资源化利用技术集生物处理和过滤两种功能于一体,出水水质优良,是一种高效的新型生物反应器,极适用于生活污水和工业有机废水的处理及资源化利用。 4.含油污泥高新生物处理技术对我国大中型油田、炼油厂、石化企业等行业中含油污泥、炼油浮渣等进行生物治理,通过生物处理达到回收石油资源和污泥达标排放。 5.油田、炼油废水高新生物处理技术通过对大中型油田、炼油厂废水石油污染物样品采集、降解微生物菌株的分离、筛选,获得石油降解优势微生物,针对含油废水的不同水质特征,选用不同的微生物菌剂处理,使其稳定达标排放。 五、生物技术的发展趋势 1.生物技术在农业中的发展趋势 充分利用我国丰富的和特有的遗传资源,分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓,以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。重视转基因植物的环境安全性评估,借鉴国外的成功经验,防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡,研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此,在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟,必将与基因组研究互相补充,给农业生物技术带来革命性改变。 2.生物技术在环境中的发展趋势 在污染的处理过程中,传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染,且运行费用高,处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解和转化因此,生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势,是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展,研究高效快速的工艺流程。 3.生物技术在工业中的发展趋势 工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力,即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展,使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术,可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。 六、结束语 通过对现代生物技术在生态环境及污染治理中应用的相关研究,我们可以发现,该项技术的多项优势特点决定了其在生态环境及污染治理中的应用地位,有关人员应该从其客观实际需求出发,研究制定最为优化可行的实施策略。 生态环境新技术论文:关于生态环境监测技术的研究分析 【摘 要】随着城镇化建设的快速推进,人口、资源、环境问题的日益严峻,单从生物指标监测来了解环境质量已不能达到要求,所以生态环境监测是环境监测发展的必然趋势,其也必定会作为环境监测的重要方式。本文首先概述了生态环境监测,阐述了生态环境监测流程以及生态环境监测技术方案与技术路线,对生态环境监测的技术进行了研究分析。 【关键词】生态环境监测;流程;方案;监测技术 实施生态环境监测是环境监测体系发展和完善的必然趋势和要求,随着经济的发展,对生态环境监测工作提出了更高的要求,生态环境监测对环境管理部门服务,对经济区建设营造良性循环起着重要的作用,是经济可持续发展的前提条件。 1生态环境监测概述 随着全球生态环境问题的出现,生态环境监测从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽,生态环境监测采用的是生态学的多种措施与方法,从多个尺度上对各个生态系统结构和功能的格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对生态环境压力的写照及其趋势而获得,也可以说生态监测是运用可比的方法,在时间与空间上对特定区域范围内生态系统或生态系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程,其监测的结果则用于评价和预测人类活动对生态系统的影响,从方法原理、目的、意义等多方面作了较为全面的阐述,而在监测对象上,生态环境监测既不同于城市环境质量监测,也不同于工业污染源监测,从生态环境监测发展的历程来看,现今的生态环境监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题,其反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、综合影响的优点,生态环境监测可用作对农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等进行监测,我们不难看出,生态环境监测是环境监测的拓宽,除开新理论、新技术和新措施外,环境监测的理论和实践定能作为生态监测得以发展和完善的基础保障,景观生态学、农业生态学、森林生态学、淡水生态学、海洋生态学、荒漠生态学、脆弱带生态学、地球化学、气象学、物候学、环境经济学等理论与实践对生态环境监测也是大有益处。 2生态环境监测流程 一是现场调查与资料收集。生态环境污染随时间、空间变化,受气象、季节、地形地貌等因素的影响,应根据监测区域呈现的特点,进行周密的现场调查和资料收集工作,主要调查各种污染源及其排放情况和自然环境特征,包括地理位置、地形地貌、气象气候、土地利用情况以及国家经济发展状况。 二是确定监测项目。应当按照国家规定的生态环境质量标准,结合该地区污染源及其主要排放物的特点用以选择,并且还要测定一些气象与水文项目。 三是数据处理与结果上报。因监测误差存在于生态环境监测的整个过程,所以唯有在可靠的采样和分析测试的基础上,运用数理统计的办法来处理数据,方有可能得出符合客观要求的数据,处理得出的数据应经仔细复核后才可上报。 3生态环境监测技术方案与技术路线 生态环境监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断,以获得生态系统中某一指标的关键数据,通过统计数据,来反映该指标的状况及变化趋势,我们在选择生态环境监测具体技术方法前,需根据已知条件,结合确定的技术路线,确定最理想的监测方案,技术路线和方案的确定大致包括以下几点:生态问题的提出,生态监测台站的选址,监测的对象、方法及设备,生态系统要素及监测指标的确定,监测场地、监测频度及周期描述,对于一些特殊指标可按目前生态站常用的监测方法,生态监测具有着眼于宏观的特点,是一项宏观与微观监测相结合的工作,对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测,必须采用先进的技术手段。 4生态环境监测的技术 随着世界各国对环境保护越来越重视,生态环境检测技术也越来越成熟,现在比较成熟的是3S技术,而所谓的3S技术,就是全球定位系统GPS技术(Global Positioning System);地理信息系统GIS技术(Geographic Information System)和遥感RS技术(Remote Sensing)。 4.1全球定位系统GRS技术(Global Positioning System): GPS全球定位系统可以动态地跟踪被监测物体的状况,这一技术在监测动物及海洋生物生活习性中有着很大的作用,检测人员首先需要在被检测者例如狮子的体内注入特殊的晶片,然后再将动物放生,在几个月甚至长达几年的时间内,检测者都可以跟踪到这只狮子的行踪,从它的迁移情况,就可以掌握到狮子的习性,外界环境变化是否影响到狮子的生活等等问题,这些问题的探究在以前是非常困难甚至无法完成的,因为没有一个人能够和一头狮子生活几年的时间,和任何动物都不能,而有了这个百倍的GPS全球定位系统,我们就可以了解不同生物的内心世界,甚至能够看见另外一个神奇的世界,GPS全球定位系统除了能够跟踪动物,还可以跟踪无生命的物体,像是我们前面提到的汽车等,监测人员可以监某一地区的汽车数量,推测出这些汽车的尾气排放量,过多的尾气排放量对环境和人类身体将抗有着很大伤害,如果已经达到上限的话,就需要采取一些措施进行管制,例如单双号行车制度或者提高汽车销售税等等; 4.2地理信息系统GIS技术(Geographic Information System):GIS地理信息系统就是一个大型的地理信息数据库,它通过计算机、地理信息系统软件、后方数据库和管理员四部分组成,GIS地理信息系统中包含每一种地形、地理环境所存在的性质(这些性质由先关地理研究人员提供),管理员将搜集到的地理信息输入计算机数据库内,GIS地理信息系统能够将这些信息与原有的地理信息相比对,进而分析总结出所需要研究的这一地区的地理信息特点; 4.3遥感RS技术(Remote Sensing) :遥感RS技术就是通过卫星或者其他远距离的监测,监测被监测范围内物体的电磁波信息变化,分析得出此物体现在处于的状态和发展趋势,并将这些信息加以整理、反馈,技术可以高空对物体进行扫描、拍摄,对信息的采集相当快速、准确,而且可以被遥感的对象有很多,森林覆盖面积、植被生长的状况、空际环境污染指数、气温闭环等等,例如,我们可以对大兴安岭森林采用遥感技术监测,我们可以通过检测森林的覆盖面积是否减少,来推测是否有人在破坏植被,进而想出我们应该采用何种手段进行处理,也可以对于大兴安岭上空气温状况进行监测,时刻注意是否会出现火灾等自然灾害,如若发现异情,可以在第一时间内,进行扑救,遥感技术的应用大大减少来人力资源的投入,市一中高效的生态环境监测手段。 结束语: 由于水土流失、土地沙漠化、洪水泛滥等各种生态系统破坏问题日益严重,就促使人们开始重新审视环境监测问题,人们意识到,对环境监测,在常规情况下一般采用理化指标和生物指标监测,这种着眼局部的监测方法只单纯的测定了环境中的有害因子,不能对整个环境综合评价,而生态环境监测则可以对整个环境生态进行综合评价,对其发展趋势、存在的问题进行监测和评估。 生态环境新技术论文:3S技术在生态环境监测中的应用探讨 生态环境监测是环境监测的必然发展趋势,传统的监测只能解决局部的监测问题,而想要得到综合整体且准确完全的监测结果必须依赖3S技术。3S技术包括地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位技术(GPS)是生态环境监测发展的方向,它充分利用了计算机技术把遥感、航拍、卫星监测和地面定点监控有机结合起来,依靠专门的软硬件使生态监测智能化[1]。 一、“3S”技术 遥感(RS)与地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)相结合(称“3S”技术)形成了对地球进行空间观测、空间分析及空间定位的完整技术体系,在监测大范围生态环境、自然灾害、污染动态和研究全球环境变化、气候变化规律和减灾、防灾等方面发挥着越来越重要的作用。其中,全球定位系统可提供高精度的地理定位方法,用于野外采样点、海洋等大面积水体污染区域、沙尘暴范围等定位。地理信息系统是一种功能强大的对各种空间信息在计算机平台上进行存储、传输、处理及综合分析的工具。三种技术的结合,为扩大环境监测范围和功能,提高信息化水平,以及对突发性环境污染事故的快速监测、评估等提供了有力的技术支持[2]。 二、“3S”技术在生态环境监测中应用的重要意义 采用“3S”技术武装环境监测信息管理业务,将对信息管理的科学性、空间性、动态性及业务性诸方面带来深刻的影响。 ①将有效提高环境监测信息管理现代化及业务化水平。环境监测信息的最明显特征就是具有空间性。每个污染源、采样点均具有特定的地理位置,环境监测的基本任务就是解决测什么,怎么测和在哪里测等问题。在这方面,GIS空间信息管理的综合分析能力、遥感技术的空间动态监测能力及GPS的高精密度定位能力,均为环境监测信息管理工作奠定了技术基础。 ②将为环境监测信息管理动态化、宏观化提供一种新的技术手段。GIS技术与遥感技术的结合为环境监测工作提供了一套全新的空对地观测及信息分析手段,在目前情况下,对城市的生态环境及生态脆弱带的环境监测有特别重要的意义。 ③可以大大提高环境监测信息直接为政府、为公众服务的能力。GIS技术与遥感技术提供快速、直观、生动及动态的环境监测信息处理及表征手段,尤其是与多媒体技术的结合,可以将环境监测数据转变成直接被政府领导决策使用的信息。 ④为环境突发灾害事件的监测与评估提供了技术支持与保障。遥感技术可以提供实时动态的监测手段,特别是对海洋石油污染、赤潮污染等重大灾害事件的监测与评价,遥感技术已成为主要的监测工具。GPS的应用,也可以为确定灾害发生发展提供快速的定位手段。“3S”一体化的监测系统,使我们在常规的监测分析系统之外,又增加了对某些重大的灾害事件做出快速监测与评价的综合能力[3]。 三、“3S”技术在生态环境监测中的应用 1.在城市生态环境监测中的应用 在城市生态环境监测中,3S技术主要应用在城市规划、城市的污染监测等方面。在做总体规划时,对城市现状的调查和分析时利用遥感卫星获取基础资料(有控制点等相关信息),在GIS软件中将其分类并进行面积的测算,就能对城市的土地利用现状有一定的了解,还可以利用GIS软件中所带有的预测功能对未来几十年的土地使用情况进行预测,对城市土地的未来发展有更好的把握。在城市大气污染监测中,利用RS资料和GIS平台,可编绘出城市大气污染源的分布图,同时采用航空多光谱摄影手段可监测大气污染的主要污染物、颗粒大小以及空间区域的分布,分析城市地面辐射温度和城市“热岛”现象形成的关系。在城市水污染的监测中,通过对遥感影像的分析,可以获得水体的分布、泥沙、有机质等状况和水深、水温等要素的信息,也可以利用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术,应用卫星遥感技术来监测水域变化及引起的后果,分析人为活动在其中起的作用。城市环境的演变是一个动态的过程,城市环境动态监测的实现,有赖于信息的适时更新及对信息的空间分析与综合处理。由于遥感信息具有多时段、多波段和多领域的特性,因而是进行城市环境动态监测的高效信息源[4]。 2.在农业生态环境监测中的应用 3S技术在农业生态环境监测中可用于土地的生产潜力评价、土地的适宜性评价、土地的持续利用性评价及土壤侵蚀、土地沙化和土地次生盐渍化等监测。对土地环境的监测除实地进行定位观测外,还可用不同时期的同一幅影像进行影像迭加、对比,从而准确地看出土地资源的变化情况、耕地地面温度和土壤水分的旱涝状况等,环境条件以及农作物的生长状况也都可通过远红外和热红外接收的遥感影像探测到。另外,还可以建立基于3S技术的耕地退化定量评价模型和评价方法,定量分析土地利用与耕地退化的生态环境响应,从土地利用的角度提出解决耕地退化的调控措施、政策及建议等[5]。 3.在森林生态环境监测中的应用 近年来,3S技术已广泛应用于森林资源、荒漠化、湿地、野生动植物、森林火灾和森林病虫害等资源与生态环境的监测。在地理信息系统(GIS)的帮助下,利用原有的各种地理要素和专业要素,加上由遥感(RS)和全球定位系统(GPS)获得的最新数据建成了强大而完善的森林数据库,利用数据库以及各种预测监测模型和国家政策,选出最优的规划、监测方案。GIS与RS相结合在宏观上进行害虫适宜生境的风险评估、病虫害空间分布动态监测、病虫害发生趋势预测,与专家系统、人工智能相结合还可建立森林害虫治理决策模型和支持系统。3S技术在森林火灾防控中主要应用于火灾的实时监控和灾后的损失评估。 4.在草原及荒漠生态环境监测的应用 草原生态环境监测的内容是多层次、多专题的,因此建立一个大型数据库才能满足数据灵活调用的需求。基于适合我国生态环境监测的两个层次――宏观航天遥感监测与地面定位监测,把草原生态环境数据库分为宏观遥感监测数据库和地面定位监测数据库。宏观遥感监测数据库包括草原生态系统及其组合体的分布、结构组成、面积和动态变化等,它强调地域等级至少应在区域生态范围之内,所采用的最有效的方法是遥感技术和地理信息系统手段。地面监测数据库包括地面定位监测的内容,涵盖了动物、植物、土壤、水、大气、人类干扰以及气候等各领域的许多因子。对荒漠区的监测若用常规的定位观测是不够的,大量布点的方法显然在人力财力上不允许,生态环境监测体系也只能是由典型地段的监测站(点)构成的网络,这仅能为宏观监测提供“窗口”,为遥感解译提供地面基本数据并检验解译结果的正确性。遥感技术的应用提供了宏观监测的可能性,通过对航片、卫片的解译,可以监测荒漠区沙漠、植被等的现状与动态,特别是空间格局变化的监测,非宏观监测莫属。宏观监测与微观监测相互补充、相互验证,将保证生态环境监测结果的全面性、准确性和可信性。 结论 总之,在信息技术迅速发展的今天,3S技术日益成熟,已成为了目前对地理观测系统中空间信息获取、管理、分析和应用中的核心支撑技术,并广泛应用于资源与生态环境监测评价。 生态环境新技术论文:生态环境监测中3S技术应用 [摘 要]随着科学技术的不断进步,科技工作者对产品的研发力度不断加大,这些科技产品为我们的工作生活提供了便利,其中,3S技术更是在环境监测中发挥了至关重要的作用。本文对其进行了探究,以期3S技术为今后的生态环境监测工作做出贡献。 [关键词]3S技术;环境监测;污染;生态环境 环境监测是环境进行监测并制定规划的过程,但是传统的环境监测工作工作范围有限,毕竟它解决的只是局部范围的环境监测问题。3S技术的出现,针对存在的局部监测的情况,对其做出了改进和解决,并在环境监测工作的运用中取得了较好的成效。因此,对3S技术在生态环境监测中的探讨有着重要的实际意义。 1 3S技术概述 所谓3S技术,它是集遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)为一体的高科技技术的统称。科学技术不断发展的今天,3S技术也获得了长足发展,逐渐成为了当前获取空间地理信息、空间信息分析、空间信息应用的重要的核心高科技技术,同时,在生态环境的监测和测评中也得到了广泛应用。 1.1 遥感技术(RS) 遥感技术(RS)具有可视范围广、信息更新速度相对较快的特点,它主要是根据物体之间具有的不同的电磁波的特性,对其存在的电磁波特性加以利用,进而提取不同的物体的不同信息,进行整理等工作,从而对远距离的物体做出识别。将遥感技术(RS)搜集的数据看作成为地理信息系统(GIS)所需要的数据源,实现数据的及时有效的更新,然后在遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)的基础之上建立起数据模型,从而实现空间上与时间上的转移,最后通过三维空间,定量地对未来进行预测。遥感技术(RS)现如今已经呈现出星球数量多、传感器类型多、分辨率高的发展态势,遥感卫星能获取范围从厘米到千米的遥感信息。不同卫星的重放周期尽管不同,但是都可以获取生态环境资源数据变化的图片资料,便于人们掌握对荒漠化、水污染、海洋生态污染的数据。 1.2 全球定位系统(GPS) 全球定位系统(GPS)由三部分组成:地面控制中心、卫星网和接收机,它是对获取目标提供及时和快速的三维空间定位的具有全球化、全天候、精度高的一种系统,目前,其三维定位已经达到了6m的高精度定位。全球定位系统(GPS)是位置查找过程中比较新的手段,具有高速度、高精度且不受气候以及通讯情况的干扰,因此,在农业方面、林业方面、水利方面、军事方面以及城市管理等方面得到了广泛的应用。 1.3 地理信息系统(GIS) 地理信息系统(GIS)是一个综合性比较强的系统,它综合了地理范畴、遥感范畴、城市科学范畴、信息科学范畴、环境科学范畴等学科,并借助计算机技术,客观反映环境和资源发展状况的多种空间数据,并对这些数据表现出的特征直观展现出来。随着计算机的不断发展,以其为依托的地理信息系统(GIS)也不断发展,所以地理信息系统(GIS)相关软件的开发也越来越多,目前,地理信息系统(GIS)与遥感技术(RS)相结合,对全球的环境变化和监测提供了技术支持。2 生态环境监测相关内容 2.1 生态环境监测简介 生态环境监测,形成于20世纪60年代,很多人习惯称之为生态监测,是对自然生态环境信息进行搜集的手段,也是运用专业的工具及技术对其进行监测的过程,生态环境监测是生态环境建设工作中的技术保障。但是由于多种原因,对环境监测还没有一个比较权威的界定,因此,环境监测定义没有得到权威工具书的收录和认定:美国环保局认为环境监测是对自然生态系统的发展变化的监测,研究内容多指人类活动对自然生态结构以及生态功能产生的影响;国内有部分学者认为,生态环境监测技术运用一定的方法,对生态各个系统、结构组合及功能在不同时间和空间上进行的系统测定和观察,而测定和观察的结果用于评价人们对生态系统产生的影响和改变,为今后人们在合理利用自然资源和改善环境上提供理论依据;但从目前生态环境的监测发展状况来看,如今的生态环境监测领域比较广泛,也更加具体。 2.2 生态环境的监测内容 现如今的生态环境监测内容比较丰富:农田、河流、海洋、湖泊、森林、气候、沼泽、湿地等,其中,每一个生态系统各自存在着多样性,在包含环境和生物资源的指标变化的同时,还包含了人类活动的变化。对生态环境的监测可以概括为宏观和微观生态监测两个方面: 宏观生态监测,顾名思义,就是生态系统的监测单位比较大,但应该保持在特定的区域范围之内。对宏观生态系统的监测,是运用遥感技术和生态效果图技术,以原本的自然生态系统为底图,以专业的数据分析为基础,建立起来的地理信息系统(GIS),不仅如此,在区域的选择划分上,还将区域生态调查以及生态统计的手段和方法纳入到了宏观生态监测的工作中。? 微观生态监测的监测目标相对于宏观生态监测来说,监测单位就小的多了,主要是把生态监测中心作为监测工作的基础,运用物理学或生物学等相关知识和方法对生态系统的各个子系统进行分析、归纳。微观生态监测根据监测内容的不同又可以细分为生态监测的干扰性、污染性、治理性以及对环境质量状况的评价。 3 3S技术在生态环境中的应用 3S技术是科技不断发展的产物,由于本身具有的高科技性能,因此,3S技术理所当然的在生态环境监测中发挥着举足轻重的作用,其主要应用体现在四个方面:农业生态环境、森林生态环境、草原荒漠生态环境以及城市生态环境。? 3.1 农业生态环境 3S技术在农业生态环境中主要是对农田土地的生产价值作出评价、对土地是否存在适宜性作出评估、对土地能否持续利用作出评价,还可以对土壤侵蚀、沙化、次生盐碱化等问题进行监测。 3.2 森林生态环境 3S技术在森林生态环境监测中应用的越来越广泛,范围主要涵盖森林资源、湿地、荒漠、森林灾害、野生动物、野生植物等。3S在森林生态环境的监测过程中,主要依靠地理信息系统(GIS)的帮助获取地理要素信息,加上遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS)获取的数据资源,分析整合出森林生态系统的数据库,然后再根据这些数据,做出各种预测,并结合国家的相关政策,制定出规划方案。 3.3 草原荒漠生态环境 草原生态环境比较复杂,内容形式更是多种多样,只有建立起大型的数据库,才能更好地监测草原生态环境。3S技术被应用于监测草原生态环境时,各个子技术之间密切配合,对庞大的数据资源进行分类,同时会做好评估及预测。? 3.4 城市生态环境 3S技术在城市生态环境的监测主要包括城市的规划和城市的污染两个方面。由于城市生态环境在人类密集的活动过程中,不断被改造、规划,因此会造成生态环境的污染加剧,3S技术在城市生态环境的应用,为城市现存的污染问题进行了靶向预测。 遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在三维空间上为城市生态环境的不断优化提供了技术支持。 4 结语 生态环境监测是一项长期而艰巨的任务,只有把集遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)为一体的3S技术做为生态环境监测的技术支持,充分利用3S技术本身具备的高科技手段,才能对生态环境存在的问题以及今后的演变趋势进行全方位的了解和掌握,我国的生态环境监测也会随着3S技术的不断发展而发展。 生态环境新技术论文:生态环境下农业垄作花生生产技术的运用 [摘 要]在生态环境下,关于农业垄作花生生产技术是拥有非常好的发展前景的,并且它能够带好很好的生态效应,也让花生生产起灌溉得到改善。关于生态环境下农业垄作花生生产技术的应用,除了关系到地区与品种的选择,也关系到田间管理的内容。 [关键词]花生生产技术;农业垄作;生态环境 一、前言 面对当下水资源越来越短缺的情况,关于农业用水浪费的问题没有得到改善反而更加严重,这样的情况也导致了农业生态环境越来越呈现出恶化的趋势。假若花生的生产是在恶劣的农业生态环境下进行,无疑没有办法得到很好的发展,因此为了让农业用水其效率得到提升,在这样的生态环境下对花生生产采用垄作栽培就很有必要了。 二、 花生垄作栽培技术的前景与生态效应 1. 前景 从世界范围来看,在当下我国关于花生的生产产量和其他的国家进行比较,是非常大的。每一年在我国用于花生播种的土地面积往往可以超过三千五公顷。只是,我国比较人口数量也十分庞大,相比之下,人均土地资源是比较少的。正因如此,从我国的整体情况来看,花生生产的规模并不算大,甚至投入和产出没有成比例,离想要在国际市场上真正占据一席之地的水平还有距离。技术创新是农业生产不断发展的重要基础,而产业化的模式也是为了让农业生产其中的资源得到更好的使用效率,避免浪费的情况,既让农业生产的成本得到降低,也让其经济效益得到提升,从而提升我国的农业生产在国际上的竞争力。花生垄作栽培技术本身实际上就属于创新技术,利用这种栽培技术,可以让花生其产值得到增加,更能够令其成本得到节约。 当垄作技术真正形成了规模之后,对于我国其农业结构以及农村经济结构来说,都可以带来很大的提升,也可以提升农业产业化的水平。这样一来,我国在国际上关于农产品的竞争力无疑能够得到提升,也提升农民的收入水平。我国水资源的缺乏是当下十分严重的一个情况,而水资源缺乏无论是对农业、社会还是生态环境其可持续发展都造成了严重制约。花生垄作的高效节水技术属于综合性节水技术,这种技术在花生生产中的应用,不但能够让花生产量得到增加,也能够让花生生产的管理变得更加方便,包括让花生生产的成本得到降低。垄作技术本身就具有节约水资源、肥料以及减少污染等诸多优点,在花生生产当中进行垄作技术的应用,可以让灌溉水其利用率大大提升,超出过去的水平一截。 2. 生态效应 关于花生垄作栽培技术其生态效应,首先分析其栽培模式。在过去的花生栽培其栽培模式就在于平作的畦播,但是关于花生垄作栽培模式,则是一种起垄的种植方式。在对垄宽进行控制的时候,以七十到八十厘米最为适宜,而和地面之间十七厘米左右的高度是最适合用于花生种植的,关于垄顶之间的行距则为十五厘米左右,其平均行距在二十五厘米上下。至于花生的种植面积,无论是过去的花生栽培模式还是花生垄作栽培技术都是相同的。关于花生垄作栽培技术其生态效应,再则是在于土壤水分其变化的规律和水分的生产效率。过去进行花生栽培的时候,大水灌溉是常用的方式,当应用了花生垄作栽培之后,小水沟的内渗灌溉才是主要的方式,这样的方式可以让曾经由于土地不够平整而导致的土壤或者肥料流失的问题得到改善和解决,也让水源可以有更为有效的利用,让肥料其肥力得到保存。 如果从过去的花生栽培技术和花生垄作栽培技术其灌水方式影响的土壤水分含量其垂直变化进行分析,在春季的时候,超过了六十厘米以后,无论是过去的花生栽培技术还是花生垄作栽培技术其土壤含水量相差不大。只是,在这个范围以内的时候,明显花生垄作栽培技术其土壤的含水量要高于过去的花生栽培技术应用下的土壤情况。当完成灌水之后再对土壤进行测定,用花生垄作栽培技术情况下的土壤不同层的含水量与过去的花生栽培技术情况进行比较,也明显更高,尤其是深层土壤其含水量。因此,可以说花生垄作栽培技术在灌溉方面也是更优于过去的花生栽培技术的。 三、生态环境下农业垄作花生生产技术的运用 1.地区与品种的选择 在进行花生生产以及花生垄作栽培技术的应用之前,关于地区的选择是很关键的,合适的地区非常重要。想要实现花生垄作栽培技术,一定的条件是必须的,也就是说对土壤有条件好的要求,而且土壤的地力基础也必须要好。是以,想要进行花生垄作栽培技术的应用,其土壤必须是肥力雄厚的,其耕层必须深厚,其地理条件必须排水良好。假如要在旱作地区进行花生垄作栽培技术的应用,免耕、节水和覆盖等技术的应用都是必不可少的。再则是关于整地以及播种的部分。合适的土壤墒情是花生进行播种之前必备的条件与基础,而墒情不够的情况下自然需要先进行土壤墒情的改善与建造,之后才能够起垄。假如是农时比较紧张的情况下,可以先进行花生的播种,之后再完成浇水的工作。良种花生的选择,同样不可忽视。在进行花生选择的时候,粒大而饱满的品种才是选择的标准,好的品种才更能够长出足够好的花生苗以及结出更多果实。 2. 花生生产时期的田间管理工作 在对应用了花生垄作栽培技术的花生生产进行田间管理,首先要对入冬之前和春季的施肥问题进行管理的加强。当还处在冬季的时候,垄作花生其浇水工作就必须做好。假如正好的干旱情况比较严重的年份,更应该在花生的生长初期就要将春季浇水工作做好,避免出现冻害或者是干旱问题。当花生生长到了后期以后,进行浇水可以根据天气的情况来进行。在花生刚开始生长的时候,追肥工作就应该进行了,把肥料撒到地沟里面去,之后借助于小水缓慢完成灌溉而不可以选择大水灌溉的方式。当水慢慢地浸润到了垄丁之后才结束浇水工作。这样的方式能够让花生根部可能出现的土壤板结情况得到改善。肥料直接洒到垄顶上是不可以的,因为这样做不但会让肥料其肥力得不到完全的利用,还可能把花生苗烧坏甚至烧死。 对于病虫害防治工作的加强,也是在对应用了花生垄作栽培技术的花生生产进行管理的时候要注意的。在花生生产期间进行花生垄作栽培技术的应用,可以让杂草减少,而进行垄作栽培的时候,田间其湿度相对来说比较低,通风透气情况比较好,且光照作用往往很强,这样更有助于幼苗的发育,而出现病虫害的可能性也会更低一些。尽管如此,关于田间的病虫害预防工作一样需要落实到位,假如出现了病虫害情况应该第一时间做到防治。再则是适当时间的收获以及秸秆还田工作。当对花生垄作栽培技术的花生田地进行收获的时候,其方式和过去的花生平作进行收获的方式并没有什么不同。不过要注意的是,假如地块是属于套种玉米的,那么对于玉米幼苗就要做好重点保护工作。应用垄作栽培技术,土壤的表面会出现波浪形,而花生秸秆如果进行粉碎最后多数都会聚集在垄沟地下也就不会影响到新的作物播种。秸秆还田还能够让土壤的肥力得到提升,对于土壤其生态环境的改善也很有帮助。关于垄作与免耕覆盖的结合,则意味着在雨季的时候能够使用的地面径流会变少很多,也让杂草的生长得到了限制,更让土壤其水分利用率得到提升,最终让花生生产的效率得到提高。 四、结束语 与过去的花生栽培技术相比较而言,花生垄作技术具有很大优点。对花生生产进行花生垄作技术的使用,也能够使得我国资源其利用率得到很大的提升,并且将农业生态环境进行改善,让可持续发展真正得到实现。 生态环境新技术论文:大数据技术在生态环境保护中的应用研究 摘 要:随着经济的持续发展,我国的生态环境保护问题变得越发复杂。大数据技术的出现,正好适应了生态环境保护问题的发展现状。本文从分析生态环境相关数据入手,对大数据技术在生态环境保护领域的应用架构及关键技术展开论述。 关键词:大数据 Hadoop;生态系统;生态环境保护 1 引言 生态环境的保护问题,具有复杂性和时变性,涉及多部门、多地区和多领域,需要处理海量的各类数据,这为问题的解决增加了不小的难度[1]。本文从分析生态环境相关数据入手,对利用大数据技术,整合各类生态环境相关的数据资源,建立生态环境大数据平台的架构及关键技术展开论述。 2 生态环境相关数据的现状分析 目前,应用于生态环境保护领域的数据资源主要包括三类: 地面监测数据:此类数据主要来源于各地的生态环境在线监测系统。由于各系统开发时期不同,技术手段各异,数据格式多样,各系统之间很难形成信息共享。 遥感监测数据:此类数据主要来源于卫星遥感数据和航空遥感数据。 地理信息数据:此类数据的来源主要有野外采集、地图数字化和航天遥感采集、摄影测量等。 目前,传统的信息化技术在环境数据整合工作中仍占据主导地位,而利用大数据技术,实现上述三类数据的统一存储、协调工作,真正建立起实用价值大,适用性广泛的生态环境大数据平台,还没有相关的工作开展。 3 大数据技术概述 大数据技术是近年来兴起的一种综合性信息技术[2],对于处理超出传统数据库系统存储、管理和分析处理能力的多来源的、海量的数据集群,具备天然的技术优势。大数据技术的主流应用框架是Hadoop生态系统。它以HDFS分布式文件系统和MapReduce分布式计算框架为核心,可以对大数据进行高效的分布式处理。 4 大数据平台的构建 生态环境问题涉及大气、土壤、水、生物圈、气候等方方面面。为此,我们在推进大数据技术与生态环境保护工作相互结合的过程中,采取了以点带面,逐步推进的策略。 在本文中,我们选取对环境影响比较突出的大气污染问题作为研究的切入点,利用Hadoop生态系统中的HDFS技术,建立起秦皇岛地区的大气污染防治大数据平台。未来,通过建立基于此平台的大气业务应用系统,我们可以对秦皇岛地区的大气污染物来源情况进行准确有效的分析。这一应用模式的探索,也将为未来更广泛生态环境数据的综合性分析与应用,打下良好的基础。 平台所采用的地面监测数据包括:工业企业污染排放情况、火电企业污染排放情况、钢铁冶炼企业污染排放情况、水泥企业污染排放情况等。 平台所采用的遥感气象数据主要是用美国国家环境预报中心(NCEP)的Final Operational Global Analysis(FNL)资料[3]。我们不直接使用FNL的原始数据,而是采用经过NOAA-Air Resources Laboratory(ARL)预处理模块转化后的数据。基于FNL资料,可以计算在某一时段内抵达秦皇岛地区的后向气流轨迹,从而有助于配合地面监测数据揭示秦皇岛地区大气污染的可能来源。 纳入平台的地理信息数据主要有两类:(1)图形数据:此部分数据以矢量图形的形式存储于HDFS系统中。它们的来源主要是利用搜狗地图所提供的静态地图API。(2)文本数据:此部分数据包括:a)监测污染源的位置数据;b)交通拥堵情况;c)气流轨迹数据:此类数据由FNL资料计算而得。各类文本数据都将构成独立的图层,利用搜狗地图提供的API,标注于图形数据之上。 5 关键技术研究 各类数据会被存入统一的大数据平台。我们采用Hadoop分布式集群结构作为大数据平台的存储结构。我们使用100台PC级电脑构建起分布式数据存储集群,每个节点同时承担计算和存储的角色。各个数据节点中存放大气污染相关的大数据。元数据主节点则存放各类大数据在数据节点中的副本分布位置。元数据辅助节点承担与元数据主节点类似的任务,当元数据主节点宕机时,可以重新启动元数据主节点。元数据主节点上保存着访问HDFS文件系统的索引信息,它们主要来源于数据预处理过程中提取的元数据。对于修改元数据主节点信息的操作,事务日志中都会插入相应的记录。而数据索引到数据存储的映射,副本的位置及编号等信息,都存储在元数据主节点所在的本地文件系统中的一个映射文件中。 对于大数据而言,要想实现数据的高效稳定的访问机制,需要做好两方面的工作:(1)对数据分块存储并建立适宜的物理数据副本规模;(2)采用适宜的副本存放策略和数据读写策略[4]。我们采取了搜集数据访问反馈信息的策略,利用统计学方法实现了副本规模的动态调整。而对于副本的存放策略,我们考虑将不同副本存放于不同机架的电脑上,以保证一个机架出现故障时不致丢失数据,并且还能在读数据时充分利用不同机架的带宽。数据的读取策略则采用从距离读请求节点最近的存储节点上读取数据。同时,我们将对数据加工的相关业务代码从加工请求所在的电脑发送至数据副本所在的电脑执行,尽可能不在电脑之间进行数据副本的传递,以提高写数据的效率。 6 结论 本文将大数据技术引入生态环境保护的工作之中,将秦皇岛地区的地面监测数据、遥感监测数据、地理信息数据整合在一起,建立起秦皇岛地区大气污染防治大数据平台,使相关的业务应用有了一个统一的底层数据支持。未来,我们可以基于此平台建立大气污染数据分析系统等业务应用系统,对秦皇岛地区的大气污染物来源情况进行准确有效的分析。 生态环境新技术论文:简论生态环境监测技术的程序及要点 【摘 要】近年来,我国对环境问题的重视逐渐加强,环境保护的工作逐渐趋于系统和成熟。从简单的污染因子监测到大数据分析,环境保护工作正以全面立体的形式覆盖。在“气十条”、“水十条”相继出台后,对生态环境的保护提上了新的议程。保护生态环境,要通过建设生态环境监测系统作为基础。生态环境监测技术作为较新的概念,还存在发展和完成的空间。本文将对生态环境监测技术予以简单的阐述。 【关键词】环境;监测;技术 一、生态环境监测概述 上世纪60年代后,随着全球生态环境问题的出现,生态环境监测从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽,生态环境监测采用的是生态学的多种措施与方法,从多个尺度上对各个生态系统结构和功能的格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对生态环境压力的写照及其趋势而获得,也可以说生态监测是运用可比的方法,在时间与空间上对特定区域范围内生态系统或生态系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程,其监测的结果则用于评价和预测人类活动对生态系统的影响,从方法原理、目的、意义等多方面作了较为全面的阐述,而在监测对象上,生态环境监测既不同于城市环境质量监测,也不同于工业污染源监测,从生态环境监测发展的历程来看,现今的生态环境监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题,其反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、综合影响的优点,生态环境监测可用作对农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等进行监测,我们不难看出,生态环境监测是环境监测的拓宽,除开新理论、新技术和新措施外,环境监测的理论和实践定能作为生态监测得以发展和完善的基础保障,景观生态学、农业生态学、森林生态学、淡水生态学、海洋生态学、荒漠生态学、环境经济学等理论与实践对生态环境监测也是大有益处。 二、生态环境监测程序 一是现场调查与资料收集。生态环境污染随时间、空间变化,受气象、季节、地形地貌等因素的影响,应根据监测区域呈现的特点,进行周密的现场调查和资料收集工作,主要调查各种污染源及其排放情况和自然环境特征,包括地理位置、地形地貌、气象气候、土地利用情况以及国家经济发展状况;二是确定监测项目。应当按照国家规定的生态环境质量标准,结合该地区污染源及其主要排放物的特点用以选择,并且还要测定一些气象与水文项目;三是数据处理与结果上报。因监测误差存在于生态环境监测的整个过程,所以唯有在可靠的采样和分析测试的基础上,运用数理统计的办法来处理数据,方有可能得出符合客观要求的数据,处理得出的数据应经仔细复核后才可上报。 三、监测的方案与技术路线 生态环境监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断,以获得生态系统中某一指标的关键数据,通过统计数据,来反映该指标的状况及变化趋势,我们在选择生态环境监测具体技术方法前,需根据已知条件,结合确定的技术路线,确定最理想的监测方案,技术路线和方案的确定大致包括以下几点:生态问题的提出,生态监测台站的选址,监测的对象、方法及设备,生态系统要素及监测指标的确定,监测场地、监测频度及周期描述,对于一些特殊指标可按目前生态站常用的监测方法,生态监测具有着眼于宏观的特点,是一项宏观与微观监测相结合的工作,对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测,必须采用先进的技术手段。 四、生态环境监测的技术 随着世界各国对环境保护越来越重视,生态环境检测技术也越来越成熟,现在比较成熟的是3S技术,而所谓的3S技术,就是全球定位系统GRS技术(Global Positioning System);地理信息系统GIS技术(Geographic Information System)和遥感RS技术(Remote Sensing)。一是全球定位系统GRS技术(Global Positioning System): GPS全球定位系统可以动态地跟踪被监测物体的状况,这一技术在监测动物及海洋生物生活习性中有着很大的作用,检测人员首先需要在被检测者例如狮子的体内注入特殊的晶片,然后再将动物放生,在几个月甚至长达几年的时间内,检测者都可以跟踪到这只狮子的行踪,从它的迁移情况,就可以掌握到狮子的习性,外界环境变化是否影响到狮子的生活等等问题,这些问题的探究在以前是非常困难甚至无法完成的,因为没有一个人能够和一头狮子生活几年的时间,和任何动物都不能,而有了这个百倍的GPS全球定位系统,我们就可以了解不同生物的内心世界,甚至能够看见另外一个神奇的世界,GPS全球定位系统除了能够跟踪动物,还可以跟踪无生命的物体,像是我们前面提到的汽车等,监测人员可以监某一地区的汽车数量,推测出这些汽车的尾气排放量,过多的尾气排放量对环境和人类身体将抗有着很大伤害,如果已经达到上限的话,就需要采取一些措施进行管制,例如单双号行车制度或者提高汽车销售税等等;二是地理信息系统GIS技术(Geographic Information System):GIS地理信息系统就是一个大型的地理信息数据库,它通过计算机、地理信息系统软件、后方数据库和管理员四部分组成,GIS地理信息系统中包含每一种地形、地理环境所存在的性质(这些性质由相关地理研究人员提供),管理员将搜集到的地理信息输入计算机数据库内,GIS地理信息系统能够将这些信息与原有的地理信息相比对,进而分析总结出所需要研究的这一地区的地理信息特点,GIS系统还可以将这些信息模拟成图像信息,以供人们更加直观地了解地理环境特点,地理信息系统技术现今已经应用在生态规划、地理资源管理、农业农田管理、灾害监测等多个领域,我国地域辽阔、地理环境复杂多样,很适合应用这套GIS地理信息系统;三是遥感RS技术(Remote Sensing) :遥感RS技术就是通过卫星或者其他远距离的监测,监测被监测范围内物体的电磁波信息变化,分析得出此物体现在处于的状态和发展趋势,并将这些信息加以整理、反馈,技术可以高空对物体进行扫描、拍摄,对信息的采集相当快速、准确,而且可以被遥感的对象有很多,森林覆盖面积、植被生长的状况、空气环境污染指数、气温闭环等等,例如,我们可以对大兴安岭森林采用遥感技术监测,我们可以通过检测森林的覆盖面积是否减少,来推测是否有人在破坏植被,进而想出我们应该采用何种手段进行处理,也可以对于大兴安岭上空气温状况进行监测,时刻注意是否会出现火灾等自然灾害,如若发现异情,可以在第一时间内,进行扑救,遥感技术的应用大大减少了人力资源的投入。 综上所述,随着国家经济发展,实施生态环境监测是环境监测体系发展和完善的必然趋势和要求,这一项复杂的工程,向生态环境监测工作提出了更高的要求,也必定更深层次地为环境管理部门服务,为经济区建设营造良性循环、天地人和的生态环境,促进国家经济的可持续发展,随着人口、资源、环境问题的日益严峻,单从生物指标监测来了解环境质量已不能达到要求,所以生态环境监测是环境监测发展的必然趋势,其也必定会作为环境监测的重要方式。 生态环境新技术论文:百色市油茶适宜的生态环境及速生丰产栽培技术与管理技术 摘 要:油茶是我国南方的一种主要的油料作物,其丰产栽培与管理技术对于油茶的产量增加与品质的提升有着重要的意义。本文通过介绍油茶在百色市的适宜种植环境,提出在栽培生产中各个环节中的注意事项与高产栽培的方法,以及为百色市的油茶丰产栽培提供理论依据。 关键词:百色市油茶;生态环境;栽培技术;管理技术 1 百色市油茶适宜的生态环境 百色市气候属于亚热带季风气候,年平均气温在19~22.1℃之间,年积温在7000℃左右,年平均日照时数为1405~1889h,年平均降水量为1113~1713mm。 油茶的最适种植高度,应选取海拔应选在100~500m的位置,坡度应在5°~25°之间。其最适的生长温度为16~18℃之间,在花期,其最适温度为12~13℃之间。在种植茶树时,应选择向阳一面的山坡,使得油茶树能够接收充足的光照,以使得油茶果实的产量和品质得到提高。油茶的整个生育期内,在降水量超过1000mm的地区最为适宜,在开花散粉期间,若遇连续降雨的天气,则会影响油茶的授粉效果,大大降低授粉成功率,对产量有着很大的减产作用。 2 丰产栽培技术与管理技术 2.1 选择良种进行栽培 选择优良的种子进行种植,是油茶的丰产栽培的基础条件。应采用无性繁殖的方式来种植的幼苗,能够完全继承母本植株的全部优良性状,变异系数低,适合油茶品种的繁殖。例如岑软2号与岑软3号这2个无性繁殖的优良品种,4a每公顷的平均产油量可以达到925kg以上,是非常适合百色市栽培的品种。而玉凤油茶是百色市种植油茶的优良品种。 2.2 宜林地选择 本着无公害栽培原则,在油茶适生区域内,选择空气清新、土壤肥沃、不受污染源影响的良好生态环境区域作造林地。可选择退耕地、缓坡地、低丘或小岗地等,要求坡度 2.3 栽植密度 造林密度原则上为3m×2m,即每667hm2种植110株,也可根据立地情况适当调整,但应控制在每667hm2种植90~140株。 2.4 采种及播种育苗 选择树龄在10a以上,大小年不明显,透光性强,果实品质好,单株产量高,出籽率高,生长健壮的油茶母树进行采收,采收的过程中,应选取向阳处饱满的果实作为种子。将采下的种子晾晒一到两天后,即可播种。播种的条距为25cm左右,种子间隔12cm左右,播种深度为3~4cm,播种后覆上稻草,并在稻草上淋水,保持湿度。除了直接播种以外,也可将种子进行催芽处理。选取饱满的种子,用温水将种子进行浸泡,浸泡1~2d后,待种子露白达到1cm时,即可将种子播于容器内,每个容器播1粒种子,播种后两个星期,可以施用少量氮肥,促进幼苗的生长,作为扦插苗或嫁接使用。 2.5 苗木嫁接 选择根系发达,生长健壮的苗木作为砧木,将砧木上部剪断,下部留6~10cm的长度,切开一个大约1.5cm的斜面切口。接穗要选择产量高,油质好,出油率高、抗性强的油茶品种,在芽下方的1.3cm处斜切一刀,形成一个45°的斜面,随后在枝条背面向下削一个1.5cm长的切口,将枝条插入砧木的切口内,插入的过程中,应注意对准砧木与接穗的形成层,以保证砧木与接穗的融合与正常生长。并将接口处固定,防止接口处被风吹断。由于刚嫁接完的接穗与砧木不能立即融合,砧木根系吸收的水分不能马上供给给接穗,因此应注意嫁接苗的遮光保湿,避免水分的大量蒸发,使接穗叶片萎蔫。 2.6 定植 林地清理,进行全砍清山,清除杂灌、树蔸等;整地,挖60cm×60cm×60cm大穴;施足基肥,主要采用农家肥、厩肥、草木灰及麸饼等有机肥,要求每亩施农家肥、厩肥、草木灰1000~1500kg或腐熟麸饼肥100~300kg;基肥施下后与回填土拌匀,再盖一层土,然后回填表土;栽植时间一般在12~4月,选择阴天或小雨天栽植。 定植应采取随栽随取的原则,注意幼苗根系的保湿。起苗时,应注意对油茶树根系的保护,防止根系受到损伤,保证移栽的成活率。同时应注意根系周围的土陀,确保定植时,根系周围多带土。随后将幼苗栽到事先挖好的坑内,若定植的是嫁接苗,则应注意不要将嫁接口埋入土中。随后进行覆土,压实,浇水等操作。在压实的过程中,应并避免压土过重,造成土壤板结,使水分不能流入定植苗附近的土中,造成植株干枯死亡。定植完成后,应铺好稻草,保证土壤的湿度,防止水分蒸发。 2.7 水肥管理 油茶的幼树对于环境有着很强的适应性,对干旱有着很好的抗性。对于幼树来说,肥料应主要以氮肥为主,以满足幼苗快速生长的需求。施肥的时间主要为春季、夏季和秋季新梢生长的时候,可以施用粪尿等有机肥或者以氮为主的复合肥。在距离植株20cm处,挖小坑后施入,并随着根系的不断生长,施肥距离也应该不断扩大,避免伤根。 2.8 园区管理 中耕能够有效的减少杂草的数量,通过对土壤的翻动,能够有效的增加土壤中的氧气含量,并且消除土壤板结,提高地温,增加土壤的保水性能,能够为根系及整个植株的生长提供更为有利的条件。被埋入土内的杂草和树枝,还能作为有机物,为油茶提供养分。对于头3a的幼苗,4~6月份和9~10月份可以各进行一次中耕除草,能起到良好的效果。成年油茶,则可以在每年的春、夏、秋各进行1次中耕,进行1次垦复。为了提高土地的利用率,还可以在油茶幼林时,间种花生、大豆等作物。 2.9 修剪 对于幼树来说,其修剪首先应注重养干,造林的1~2a内,应保留全部的树梢,使主干迅速形成。当主干长到60cm时,即可以进行定形修剪,这时的修剪以轻剪为主,避免重剪,留取主干周围的3~4个强壮的主枝,并根据侧枝的生长情况,适当的在每个主枝上留取副主枝。幼苗的修剪应在早春进行。而对于成树来说,每年的11月份~翌年2月份是最适的修剪时间。此时修剪的原则为大年重剪,小年轻剪。一些不能制造养分的枯枝,感染病虫害的枝条,和一些长势较弱的徒长枝条应该及时剪掉,并注意交叉枝条的修剪,提高光和利用率,增加产量。修剪的伤口,应用石灰或者蜡将其封好,避免病虫害的侵染。 2.10 病虫害的防治 油茶炭疽病、根腐病、天牛、蚜虫是危害百色市油茶产区的主要病虫害,炭疽病能够造成油茶的落花落果,根腐病能够造成油茶根系的腐烂,严重影响了植株的生长。因此采取化学防控的方法,虽然能够快速杀死大量的病原菌和害虫,但是随着存活下来的病原菌和害虫的抗性基因不断的遗传,化学药剂的效果会越来越不明显。除此之外,化学药剂还会对环境造成污染,对人体健康也有直接或者间接的危害。采用穿心莲、大叶柳等植物的浸出液对炭疽病的防治有着很好的效果。利用解淀粉芽孢杆菌,能够有效抑制土壤中病因菌的生存,从而达到抑制根腐病的效果。对于天牛、蚜虫等虫害,可以利用金杆菌、白僵菌等生物农药,来对其进行防治。 生态环境新技术论文:小城镇生态环境保护技术保障体系规划研究 [摘要]随着我国社会经济的发展,小城镇的规模也在逐步扩大。以河北省地区的生态环境条件而看,其环境中表现出来的问题与矛盾都在日益激化。空气污染、水环境恶化以及地下水位下降等问题日益突出。另外,农药、土壤污染,工业垃圾以及生活垃圾等也造成了土地使用面积进一步降低。土地沙化以及盐渍化进一步降低了土壤质量。针对上述问题,本文将进行小城镇生态环境保护技术保障体系规划方面的研究。 [关键词]河北省 小城镇 生态承载力 保护技术保可持续发展 进一步加快小城镇的规模性建设,逐步实现有中国特色的社会主义城镇化道路,是当前我国小城镇发展的主要方向。在发展小城镇的过程中还应当更加注意关注小城镇发展过程中的环境问题。当前我国小城镇生态环境日益恶化,只有将环境保护与小城镇建设结合起来才能够真正实现和谐发展。河北省的生态环境保护技术保障体系始终坚持的是人与自然之间的和谐发展。并最终实现小城镇的良性循环为主要目的。因此表现出十分重要的意义。 空气污染作为当前社会发展过程中对人类影响巨大的污染问题具有值得研究的价值和意义。本文将重点分析该项保护技术措施。 1大气污染规划措施 1.1总体规划,完善设施 小城镇在建设的过程中应当合理布局,形成有效的总体规划。从根本上解决小城镇规划建设中的性质问题。小城镇交涉应当做到通水、路、电、讯、邮,同时还应当能够确定保留出一定的区域形成绿化地带,以此减轻和降低空气污染情况。因此,规划需要长远发展,小城镇规划中要从长远发展角度出发,注重对环保设施的规划和建设。 1.2调整结构、工业布局科学性加强 造成大气环境污染的主要原因就是工业生产过程中造成的污染,通过合理规划布局工业生产单位,能够有效降低空气环境污染。小城镇在发展经济的过程中形成工业园区应当结合当地的实际发展情况,优化布局,形成环境与经济发展双赢。火电厂以及相关工程冶金建设单位都属于重度的污染单位,纺织相关工程企业属于轻度工业,通过合理规划工业布局情况,能够调节大气污染影响效果。 2大气污染环境保护技术 2.1区域采暖以及供热技术 家庭用采暖以及取暖往往采用的是小锅炉,其会产生二氧化硫以及烟尘,这是造成城市当中空气环境污染的重要原因之一,针对这一问题,采用区域采暖、集中供暖的方式能够很很好解决上述中出现的问题。并且有几个方面的好处: (1)能够提升设备使用效率,降低燃耗量。能够提升锅炉效率达到80%以上; (2)能够提升锅炉的热利用率; (3)能够降低粉尘排量。 2.2能源开发与利用 在进行能源使用的过程中,应当采用清洁能源包括:水、风以及地热能源等。通过上述中能源的使用以降低对煤炭以及石油资源的用量。上述中的能源多属于可再生能源种类,在使用的过程中并不会造成环境问题,属于比较清洁的能源。如沼气,主要是通过使用沼气,形成沼气池以及三格式化粪池等设备形成一种多位一体的生态产业发展链条。属于产气与基肥双重集合的良性生产方式。同时,由于,沼气技术相关技术投资使用的成本费用比较低,比较适用于河北省地区的小城镇发展需要。同时,沼气技术还能够将该地区的生物质化能源转化为可燃烧能源。这项的技术的优越性与综合效益将会最大限度的提升河北省小城镇的社会经济可持续发展。 2.3转变燃烧过程以及材料结构 想要真正解决空气污染问题,其中一个十分有效的手段就是尽可能的降低燃烧过程中的使用。改善燃烧过程对于提升空气质量,防控大气污染具有十分重要的意义。这个过程中需要进一步改造传统的燃烧设备,以及转变材料使用。只有这样才能真正促进小城市空气质量提升。 2.4综合高效使用“废气” 通过改革生产工艺,可以力求把一种生产中排出的废气作为另一生产中的原料加以利用,这样就可以达到减少污染物的排放和变废为宝的双重效益。 2.5污染物排放方式转变 根据污染物落地浓度随烟囱的高度增加而减少的原理,可以通过广泛采用高烟囱和集合烟囱排放来促进污染物扩散,降低污染源附近的污染强度。这种方法虽可以降低污染物的落地浓度,减轻当池的地面污染,但却扩大了排烟范围,不能从根本解决污染问题,尤其是在酸雨问题日益严重的今天,这种方法只能作为一种权宜之计。 2.6增加绿植自净能力 发展绿色植物,恢复和扩大森林面积,可以起到固碳作用,从而降低大气 CO2含量,减弱温室效应。除此之处,绿色植物还可以过滤吸附大气颗粒物、吸收有毒有害气体,起到净化大气的作用。 3结语 河北省开展小城镇生态环境保护技术保障体系规划研究具有十分重要的意义,其是进一步实现社会主义新农村建设发展战略以及实现人民生活水平提升的关键所在。基于当前河北省的生态环境发展情况较差,区域经济在发展的过程中受到各种条件的制约和影响,造成治理区域的生态环境恶化。降低了河北省区域环境的承载能力。严重影响了社会经济的全面发展。本文针对这种情况具体研究了符合河北省小城镇发展特点的技术手段。希望能够进一步促进河北省区域的小城镇生态环境保护技术成熟与区域经济发展。 生态环境新技术论文:论环境遥感技术在风电场生态环境保护中的应用 摘要:辽宁省是风资源较丰富区域,从2003年至今风力发电工程得到了较大发展,总装机容量已逾7000MW,在全国占有较大的市场份额,在风电场大力发展的同时,其在建设过程中引起的生态环境影响也日益凸显,主要表现为噪声及光影影响、植被破坏、干扰鸟类等,本文主要探讨如何将环境遥感技术应用于风电场建设过程中生态环境保护工作。 关键词:风力发电场;生态环境;环境遥感 前言 风能是一种清洁能源,辽宁省是风资源较丰富区域,从2003年至今风力发电工程得到了较大发展,总装机容量已逾7000MW,在全国占有较大的市场份额,在风电场大力发展的同时,生态环境影响也日益凸显,主要表现为噪声光影影响、植被破坏等。环境遥感技术,尤其是高空间分辨率的技术,越来越多的应用于探测地面人类活动带来的生态环境影响。本文以探索环境遥感技术在风电场建设过程中对环境保护工作的指导作用为主要内容。 1 风电场建设生态环境影响概述 1.1 噪声及光影影响 运行期噪声源于风力发电机组工作过程中在风机运动部件的激励下,叶片及机组部件产生的噪声。运行期噪声主要是空气动力噪声、机械噪声及结构噪声。机械噪声及结构噪声主要包括齿轮噪声、轴承噪声、电机噪声、周期作用力激发的噪声[1]。空气动力噪声由叶片与空气之间作用产生,来源于经过叶片的气流和风轮产生的尾流所形成,其强度依赖于叶尖线速度和叶片空气动力负荷,是风力发电机组的主要噪声源。这种噪声源与机型、塔架、风速有关[2]。风机经常建设在乡村,风机噪声就非常明显,风机噪声相对其它环境噪声如工业和交通噪声更使人感到烦恼。 1.2 生态影响 风电项目对植被的影响主要体现在项目占地带来的地表植被破坏、生物量损失、地表扰动等问题。项目占地主要有永久占地和临时占地。永久占地范围主要包括风机基础、箱式变压器基础、电缆埋设路径、架空线路杆位、升压站及永久道路涉及到的土地面积;临时性占地包括施工中临时堆放建筑材料占地、施工人员临时居处占地、设备临时储存所占场地、风力发电机组吊装时的临时占地、进站道路临时占地、场内施工道路临时占地和其他施工过程中所需临时占地。现阶段,辽宁省风电场建设对植被的影响,主要是厂区道路以及风机塔基建设带来的植被破坏。植被影响程度与风电场建设区域生态环境本底状况相关。尤其建设于山脊的风机,对植被破坏比较严重。 风电场建设对鸟类也具有一定的消极影响,主要表现为噪声影响、碰撞丧生以及生境干扰等。欧洲的几个研究机构证明鸟类在飞行或者是季节性的迁徙过程中会与机轮发生碰撞现象,还可能干扰它们的繁殖、休息、觅食的场所。候鸟在迁徙途中栖息和觅食时,飞行高度一般低于100 m,而风机叶片旋转高度为37~100 m,运行线速度为34~61 m・s-1,因此风机运行将直接对发电场鸟类栖息和觅食产生影响[3]。 2 辽宁省锦州市某风电场建设情况 辽宁省锦州市某风电场场址处于黑山县与阜新蒙古自治县交界处,地形为海拔高度70~160m的丘陵。总装机容量为49.5MW,安装1500KW风力发电机33台,年上网电量118390MWh。新建道路22.224km,改扩建道路4.142km,道路建设总长度为26.366km。场区内新建2回35kv架空输电线路16.77km,架设输电铁塔74基,占地7036m2。本项目永久性占地主要是风机基础、道路、组合供电设备及升压站;临时性占地主要是钢筋、水泥等建筑材料以及风力发电机设备等的堆放。场区规划面积为12km2。项目永久性占地13.9hm2,临时性占地17.6hm2。工程于2009年7月开工建设,于2010年3月投入试运行。 3 环境遥感技术在风电场生态环境保护中的应用 3.1 在风电场宏观及微观选址中的应用 环境遥感技术对风电场宏观及微观选址具有一定的指导意义。风电场宏观选址应不占用自然保护区、风景名胜区、饮用水水源一级保护区、森林公园、世界文化和自然遗产地、生态功能区、省级以上重要湿地、天然林区等禁止开发区的区域,并建议尽量避开以植被保护和恢复为主重要生态恢复区、鸟类重要迁移通道及县城、乡镇规划区等区域。通过大范围的遥感图片可以初步确定风电场应该规避的生态环境敏感区。 风电场微观选址环境保护方面比较关注环境敏感目标的分布、植被现状,主要应保证防护距离内不应有环境敏感目标并尽可能避开植被较好的区域如林地,通过遥感图片可对风电场规划范围内的环境敏感目标进行初步排查,结合风资源分布、地形地貌、林地分布、环境敏感目标等信息选址具体的塔基位置,以减少对生态环境及人群的影响。 3.2 防护距离内环境敏感目标的定位 风力发电机组由于产生噪声及光影影响,通常需设置防护距离,防护距离内不应有环境敏感目标。通过高分辨率的无人机航拍图片可初步探测防护距离内可能存在的环境敏感保护目标,尤其在山地等地面作业人员较难全面探测的情况下较有优势。见图1,此风电场根据噪声源强及衰减计算出了500米的噪声防护距离,以防止噪声对居民等敏感目标的影响,通过航片可以看出在F26/27/28号风机的防护距离内有一处居民住宅,并通过地面校核确定此处为环境敏感目标。 图1 辽宁省某风电场F26~28号风机航拍图 3.3 风电场范围内植被现状及恢复状况解析 风电场建设过程中对地表的扰动主要体现在风力发电机组建设过程中的永久占地与临时施工场地、进场及施工道路的建设等,往往表现为点、线相结合的地表植被破坏,通过高分辨率的航拍图,可以解译出植被现状(覆盖度、土地利用情况等)、植被破坏范围及程度、植被恢复范围及程度等信息。如图2,此航片为风电场建成后的影像,B处裸露的地表为风机塔基的永久占地、C处裸露的地表为塔基吊装过程中的临时占地,A处裸露的地表为施工道路对地表植被的破坏范围,施工道路标注的3.5米范围是环评时期建议施工后恢复至检修道路的宽度,通过航片,可直观清晰的看出施工道路未进行植被恢复的范围。 图2 辽宁省某风电场F8-9号风机航拍图 此外,风电场环评时期可以利用风电场规划范围内的航片进行生态环境现状调查,施工过程中可以利用航片作为环境监理的调查手段之一,当风电场进入竣工验收时,可以作为验收调查植被恢复状况的方法之一,同时可通过对比环评时期同季的航片分析植被破坏程度及范围。 4 综述 环境遥感技术在风电场整个建设过程中可以应用于风电场的宏观微观选址、生态现状调查、施工过程中植被破坏调查、环保验收时期的植被恢复状况调查等环境保护工作中。 生态环境新技术论文:浅谈生态环境监测技术发展 摘要:随着日益严重的环境污染现象,环境监测部门面临着严峻的挑战。而生物监测是利用生命有机体对污染物的种种反应来测定环境所受污染的程度。本文对生物监测技术的发展进行阐述,供同行借鉴参考。 关键词:环境监测;生物监测;技术发展 引言 随着国家经济发展,实施生态环境监测是环境监测体系发展和完善的必然趋势和要求,这一项复杂的工程,向生态环境监测工作提出了更高的要求,也必定更深层次地为环境管理部门服务,为经济区建设营造良性循环、天地人和的生态环境,促进国家经济的可持续发展。人口、资源、环境问题的日益严峻,单从生物指标监测来了解环境质量已不能达到要求,生态环境监测是环境监测发展的必然趋势,也必定会作为环境监测的重要方式。 一、生态环境监测的定义 上世纪60年代后,随着全球生态环境问题的出现,生态环境监测从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽。生态环境监测采用的是生态学的多种措施与方法,从多个尺度上对各个生态系统结构和功能的格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对生态环境压力的写照及其趋势而获得。可以说生态监测是运用可比的方法,在时间与空间上对特定区域范围内生态系统或生态系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素等进行系统地测定和观察的过程,监测的结果则用于评价和预测人类活动对生态系统的影响,从方法原理、目的、意义等多方面作了较为全面的阐述。 在监测对象上,生态环境监测既不同于城市环境质量监测,也不同于工业污染源监测。从生态环境监测发展的历程来看,现今的生态环境监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题,它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点。 生态环境监测可用作对农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等进行监测。不难看出,生态环境监测是环境监测的拓宽,除开新理论、新技术和新措施外,环境监测的理论和实践定能作为生态监测得以发展和完善的基础保障。景观生态学、农业生态学、森林生态学、淡水生态学、海洋生态学、荒漠生态学、脆弱带生态学、地球化学、气象学、物候学、环境经济学等理论与实践对生态环境监测也是大有益处。 二、生态与环境监测的技术和方法 1、环境监测程序 (1)现场调查与资料收集 环境污染随时间、空间变化,受气象、季节、地形地貌等因素的影响,应根据监测区域呈现的特点,进行周密的现场调查和资料收集工作,主要调查各种污染源及其排放情况和自然与社会环境特征,包括地理位置、地形地貌、气象气候、土地利用情况以及社会经济发展状况。 (2)确定监测项目 应根据国家规定的环境质量标准,结合本地区主要污染源及其主要排放物的特点来选择,同时还要测定一些气象及水文项目。 (3)确定监测点布置及采样时间和方式 采样点布设得是否合理,是能否获得有代表性样品的前提,应予以充分重视;选择和确定环境样品的保存方法;环境样品的分析测试。 (4)数据处理与结果上报 由于监测误差存在于环境监测的全过程,只有在可靠的采样和分析测试的基础上,运用数理统计的方法处理数据,才可能得到符合客观要求的数据,处理得出的数据应经仔细复核后才能上报。 2、监测的方法和技术路线 生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断,从而获得生态系统中某一指标的特征数据,通过统计分析,以反映该指标的现状及变化趋势。在选择生态监测具体技术方法前,要根据现有条件,结合实际制定相应的技术路线,确定最佳监测方案。 技术路线和方案的制定大体包含以下几点:生态问题的提出,生态监测台站的选址,监测的内容、方法及设备,生态系统要素及监测指标的确定,监测场地、监测频度及周期描述,数据的整理(观测数据、实验分析数据、统计数据、文字数据、图形及图像数据),建立数据库,信息或数据输出,信息的利用(编制生态监测项目报表、针对提出的生态问题建立模型、预测预报、评价和规划、政策规定)。 在确定具体的生态监测技术方法时要遵循一个原则,即尽量采用国家标准方法,若无国家标准或相关的操作规范,尽量采用该学科较权威或大家公认的方法。一些特殊指标可按目前生态站常用的监测方法。生态监测具有着眼于宏观的特点,是一项宏观与微观监测相结合的工作。对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测,必须采用先进的技术手段。其中,生态监测平台是宏观监测的基础,它必须以3S技术作支持,并要具备容量足够大的计算机和宇航信息处理装置。 3S技术,即地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位技术(GPS)。3项技术形成了对地球进行空间观测、空间定位及空间分析的完整的技术体系。它能反映全球尺度上生态系统各要素的相互关系和变化规律,提供全球或大区域精确定位的高频度宏观资源与环境影像,揭示岩石圈、水圈、气圈和生物圈的相互作用和关系。在RS和GIS基础上建立的数学模型,能促进以定性描述为主到定量分析为主的过渡,实行时空的转移,在空间上由野外转入室内,在时间上从过去、现在的研究发展到在三维空间上定量预测未来。3S技术是宏观生态环境监测发展的方向,是其发展的主要技术基础,在今后较长的一个时期内,遥感手段将在生态环境监测中得到更广泛的应用,地理信息系统作为“3S”技术的核心将发挥更大的作用。目前美国、欧洲、日本和我国都在制定新的观测计划,国内北京、上海、重庆、厦门等地都在推进基础数字化工作,推广GPS定位观测,这些计划的实施将为区域环境监测提供重要的数据。传统监测手段,只能解决局部监测问题,而综合整体且准确完全的监测结果必须依赖3S技术。充分利用计算机技术把遥感、航照、卫星监测、地面定点监控有机结合起来,依靠专门的软硬件使生态监测智能化,使生态资料数据上网,实现生态监测网络化,是目前以及今后相当长的一段时间里监测人员的重点工作内容。 环境监测的方法必须上升到国家标准,并严格执行。目前我国已经制定了全面详细的国家行业标准,包括水环境监测方法标准、大气环境监测方法标准、固体废物监测方法标准、噪声环境监测方法标准、土壤环境监测方法标准、辐射环境监测方法标准、空气监测技术路线、地表水监测技术路线、生物监测技术路线等等,这些标准的全面落实是推进我国生态与环境监测事业的保证。 三、生态监测的发展趋势 1、发挥生态环境监测体系优势 生态环境监测的理论具有广泛的内容,环境监测的实践丰富了生态环境监测体系,要发挥生态环境监测体系优势,使其成为开展生态监测工作的基础保证。 2、合理选择监测指标 我们现有的监测能力、技术与设备水平有限,因此必须从实际出发,结合本地的特点,从由于经济发展过快对生态环境形成压力和影响生态系统变化的因子中,选取易监测、针对性强、能说明问题、对特定环境敏感和属于污染的因子开展监测,以此表征主要的生态环境问题,待今后条件具备时,逐步加以补充、扩展。 3、充分利用先进技术 当前许多现代化的技术和手段,还没有在生态环境监测体系中发挥作用,如3S技术已经趋于成熟并广泛得到应用,要使其和生态监测密切结合,并以最少费用获得必要的生态环境信息,在生态环境监测体系中发挥效用。 结束语 随着科学技术的不断发展,环境监测技术也在向更精细、更准确、更灵敏的方向发展。本文所述环境监测技术各有各的优点和不足,只有对它们作进一步深入的研究,完善优点,弥补缺点,根据各个地区的实际情况和研究实力,把它们联合应用,才能最大限度地发挥每一种监测方法的作用,为环境监测提供强有力的技术支持。 生态环境新技术论文:环保技术在生态环境治理中的应用分析 摘要众所周知,区域是一个国家的组成单元,是国家国民经济和可持续发展的重要组成部分,各个区域因其自然、社会、经济、生态和环境等方面的特殊性,存在着经济区位和生态区位差异。一定区域的环境容量和资源的人口承载力是有限度的,人口的数量一旦超过了区域的生态承载能力,势必会引起人地关系的失调、对资源的掠夺性开发和环境的破坏,出现生态危机和生态灾难。 关键词环保技术;生态环境治理;应用 引言 生态文明是人类社会发展进步的重要标志。生态环境治理是直接关系西部开发中经济社会可持续发展的基础工程。西部开发10年来,在国家政策、法律、财力和物力等多方面巨大支持下取得了巨大成就,但西部生态环境依然面临着严峻形势。解决之策是以生态文明为理念,以政府为主导、以市场为基础、以公众为推动力,完善西部生态环境治理体系,实现西部经济社会与环境的协调可持续发展。 一、先进的低碳环保技术是城市环境治理的强大支撑 科学技术是第一生产力。没有强有力的科技支撑,城市环境治理就难以实现。在我国城市环境治理过程中,一大障碍就是环境技术瓶颈,特别是城市废弃物减量及处理技术、废气净化技术还比较落后,导致很多工厂企业废弃物大量存在,得不到妥善处置; 城市垃圾堆积如山,净化后排放的废气烟尘中仍然含有二氧化氮、二氧化硫等污染气体。从中国城市环境治理的实践来看,在我国自主创新能力不足的背景下,应依靠商业渠道引进世界先进的环境技术,走引进消化吸收再创新的路子,并加大城市环境治理相关技术的研发,提高环境治理的技术水平,为城市环境建设奠定强大的技术支撑。 二、全球治理对环境治理的现状 全球治理效果的有限性和滞后性,既是治理机制自身存在的问题,也是全球问题的性质和特点所致。一方面,全球治理机制在利益差别巨大的主体之间难以协调一致,为了达成一个共同协议往往需要数年甚至数十年,影响了治理效率。治理规制的规范约束力普遍不强,不足以制约行为体的行动,容易导致治理措施不能按时有效落实,这些都是造成治理效果不佳的因素。另一方面,全球治理效果也存在滞后的问题。许多全球性问题并非突然出现,而是长期积累所致,因此治理过程也是长期性的,治理效应也需要一段时间逐渐显现,不可能一蹴而就,这种治理效应与治理本身在时间上的滞后降低了治理效率,影响了治理效果。例如全球气候变暖问题即是如此,气候变暖显然不是短期内造成的问题,它是过去两百多年的工业化进程所引发的长期性后果。同样,对该问题的治理也不是一日之功,针对该问题的所有治理措施,包括减少温室气体排放)通过技术转让)经济援助等方式增强发展中国家的适应能力等,一般至少需要数十年的时间,才有可能看到效果。除此之外,气候问题本身很复杂,影响气温变化的因素很多,而且受到技术上的局限,气温下降与否和下降幅度很难做到精确计量,因此对治理效果的评估也存在诸多困难,往往造成治理效果不稳定的情形出现,这也在一定程度上影响人们对治理效果的评判。 三、环保产业背景下的技术选择 由于环保技术的内在驱动力,不仅能够提升经济,而且还可以提升社会与环境效益。另外,环保产业不但能自我提升,而且还能使资源配置更加合理,使经济增长模式发生改变。可见,环保产业的技术选择对于经济的长期发展有着重大意义。 (一)把握当前全球环保技术发展的思想和方向,确保环保产业内部增长模式的生成 首先,增强和国外先进环保单位的合作力度,对其先进环保技术加以引进与吸收。环保产业发展的内在驱动力是环保技术,只有依靠环保技术,环保产业才能实现可持续发展。我国环保技术产品趋于低端化、同质化,其整体发展水平相当落后,难以自主设计与研发成套高端设备;其次,引入国外环保产业的技术竞争机制与创新模式,提升环保产业的内部增长能力。由于我国环保技术产品过于趋向同质化,使得环保产业过于疏松,对整体技术水平的提升造成了局限。而竞争机制与创新模式这两种市场化措施,将促进整个环保产业的发展。最后,由于环保产业是一种战略新兴产业,拥有无限的市场潜力,因此对于那些操作性相当强的市场化技术鼓励政策应当予以快速制定与施行,同时加快高效投资预期模式在环保企业中的生成速度,以确保政策能够长期稳定的实施。 (二)增加环保产业投入,促使工业化与城镇化协同发展 第一,环保产业发展将促使工业化转向低碳化发展。我国各地都在规划与建设环保产业聚集区。一方面东部沿海发达城市建设生态化工业园区,对落后污染产业予以淘汰,并且企业下载进行强化节能减排;另一方面中西部城市承接了产业转移,在建设工业园区之初,就充分考虑了工业园的环保服务功能及如何进行节能减排与资源再利用等问题。通过众多经济部门的交叉与渗透,使得环保产业获得了长足的发展机会;第二,环保产业发展将促使城镇化转向生态化发展。城镇建设的快速发展期将持续很长一段时间,怎样使城镇化走上可持续进程,如何解决城镇发展与污染治理的矛盾将成为重中之重。现在,因为我国城市处理生活垃圾的能力相当低下,许多城市将要出现被垃圾所围的窘况,所以想要解决这些问题,发展环保产业才是王道;第三,环保产业发展能够促使工业化和城镇化协同发展。从历史角度来看,工业化促进了城市的繁荣与发展,如果城镇化推进过缓,将对工业化进程造成影响。目前我国城镇化的发展速度根本赶不上工业化的发展速度,仅针对环保产业背景而言,环保产业发展不但能扩大业内就业率,而且由于环保技术的频繁运用,将促使与之相关的产业就业率快速提升,最终使得城镇化进程不断推进。 三、现代污水处理技术在水环境保护中的应用 我国人均水资源不到500立方米,实属水少地区;特别是随着经济发展和城市人口剧增,生态环境恶化,工农业用水技术落后,浪费严重,水源污染,使原本贫乏的水“雪上加霜”,这成为国家经济建设发展的瓶颈。 (一)现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。 一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。 (二)工艺选择准则 1) 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求,经全面技术经济比较后优选确定。 2) 工艺选择的主要技术经济指标包括:处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。 3) 应切合实际地确定污水进水水质,优化工艺设计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定,作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时,应进行污水处理工艺的动态试验,必要时应开展中试研究。 4) 积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺,必须经过中试和生产性试验,提供可靠设计参数后再进行应用。 通过污水处理使污水得到净化达到排水标准或再次使用的水质要求,。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。 四、垃圾焚烧及废气净化技术在城市垃圾处理中的应用 (一)严格的垃圾分类体系 中国的垃圾分类回收始于好多年前,目前已经形成了严格的垃圾分类回收制度及完备的垃圾回收设施。中国居民住宅楼中有专门的垃圾间,一般摆放两种垃圾分类箱: 废纸箱和生活垃圾箱。同时在城市街道的路边摆放有好几种种不同颜色的分类垃圾桶,用于收集不同种类的垃圾。对于特殊垃圾,如医院垃圾、旧家具、旧家电、有毒垃圾等,则设有专门的特殊垃圾回收体系,由专业人员定点负责专门回收和处理。 (二)先进的垃圾焚烧和废气净化技术 垃圾焚烧作为垃圾处理的一种主要方式,其中的关键环节一是垃圾燃烧是否充分,有多少剩余物;二是垃圾燃烧产生的废气如何净化。因为垃圾焚烧产生的废气中含有大量的有毒气体,直接排放会造成大气污染,这是制约垃圾焚烧的两个主要问题。 (三)完善的分类垃圾回收管理及运输体系 中国有专门的政府部门负责管理全市垃圾的分类回收及处理。此外还成立了专门的独立核算的运营公司,负责运送处理垃圾的具体事务。除了完备的垃圾回收箱系统外,中国还有多个垃圾场和多个家居危险废物等特殊垃圾收集中心。通过高效率的收集和运输系统,在提高废物再利用率的同时,也潜移默化地引导人们自觉养成垃圾分类的良好习惯,以达到保护环境的目的。 结束语 目前环保产业背景下的经济发展情势相当严峻,因工业化与城镇化进程所导致的环境问题屡见不鲜,政府拿不出有力的职能手段,市场化技术也相对缺乏,使得环境问题日益突出。 生态环境新技术论文:浅析“3S”技术在路域生态环境重建中的应用 摘要:公路建设往往会对路域的生态环境造成不同程度的破坏,严重破坏了生态环境的和谐,因此路域生态环境的重建是道路建成后一项重要内容。“3S”技术的运用能够对路域的生态环境进行整体、宏观的把握,是一种可行性高、耗时短、现势性好、准确度高的方法和手段,提高了路域生态重建水平,促进公路建设与生态环境的和谐统一。 关键词:公路域 生态环境 “3S”技术 引言 随着公路建设的发展,由其带来的生态环境问题也越来越受到人们的重视。公路建设往往会对其周围的生态环境、土壤植被遭到毁灭性的破坏,严重影响交通道路的安全和路域的生态环境。 传统的路域生态环境研究,不但费时费力,而且难以对路域生态系统进行整体、宏观的把握,许多情况下难以得到所期待的结果。本文将对“3S”技术在路域生态环境重建中的应用进行探讨。 1、公路建设对生态环境的破坏与影响 1.1公路域的确定 公路域生态环境质量评价的研究对象是“路域”,路域的边界确定是进行评价的前提。以往的研究者在公路污染、环境保护以及路域生态系统等相关问题的研究中就路域边界的确定做了不少研究工作。 由交通部公路科学研究院编制《公路建设项目环境影响评价规范》规定我国公路环境影响评价的路域范围为公路两侧各200米。 1.2公路建设中的生态环境破坏 (1)公路设计不合理造成生态系统结构与功能下降,区域生态环境恶化。路线方案设计不合理,公路穿越生态脆弱区,导致脆弱生态系统遭到人为分隔,生态系统稳定性降低。 (2)修筑路基产生裸露坡面或不稳定边坡。许多路基边坡为裸露坡面,或为堆积边坡,这些人为裸露坡面或堆积边坡,表层几乎无植被覆盖,地质不稳定。 (3)挖方取土对土地造成毁灭性破坏。由于大量挖方取土进行路基填方,局部土地受到大规模的机械开挖、翻动,岩土层产生移动、变形,改变了原有土体的自然结构,土壤植被系统几乎遭到毁灭性的破坏。 (4)临时设施及活动场所破坏地表自然生态系统。施工设备及材料堆放场、弃渣场、工棚、临时加工场、仓库、便道等施工用地,表土层与植被受到不同程度的破坏,路域自然生态系统退化。 (5)公路通车运营对沿线生态和环境的持续性影响。在公路上行驶的汽车产生噪声并排出有毒的尾气,对公路沿线居民生活产生影响,尾气中的有毒气体,会对大气造成污染同时阻碍两侧植被生长。 2、路域景观中的“3S”技术 2.1 “3S”技术 采用“3S”技术不仅可对现状进行全面的了解,同时还可追踪过去的生态状况,能为公路路域生态识别提供大量综合、宏观、动态和快速更新的信息,对路域的生态环境有一个全面、准确的掌握,“3S”技术为公路建设中的生态环境重建提供了有效的工具。 RS是一种先进的数据获取手段,主要是航空和卫星遥感,可以快速、方便、快捷地获得研究所需要的大量数据,能为环境监测提供动态、实时、丰富的信息,为GIS的数据更新提供系统、可靠、连续的数据源。GPS具有全天候、高精度和全球覆盖的能力,主要用于实时、快速地提供目标位置,在生态与环境勘测中得到广泛应用。GIS能动态的、空间的采集、管理、分析、输出多种地理信息,是一种现代化数据管理分析工具。公路是个带状工程,对生态景观影响范围广泛,必须有卫星遥感所提供的动态数据与地理信息系统的结合。利用GIS的叠置功能,进行遥感影像与矢量地理数据的信息复合,这样就大大地增强了人工对遥感影像的判读能力。 2.2“3S”技术在路域生态重建中的优越性 将“3S”技术应用于公路建设的生态重建中有着明显的优越性,主要表现在以下几个方面: (1)利用“3S”技术可以从宏观上获取关于生态重建所必需的生态与环境方面的信息。 (2)利用“3S”技术可以实现定量分析、可视化、观测与模拟、空间分析、决策支持等方面的功能。 (3)应用“3S”技术后,在速度、成本、效率、效益、适用性等方面都具有明显的优越性,以其为基础进行多学科、多技术手段的渗透和融合更具有广阔的应用前景。 3、“3S”技术在路域生态环境重建中的应用 “3S”技术在路域生态环境重建中的应用主要有以下几个方面: (1)用于环境数据的采集。“3S”技术可用于采集宏观的、区域的乃至全球的动态综合环境信息,将其与常规的环境信息采集手段相结合,就可实现综合、系统的环境信息采集。 (2)用于环境监测与治理。RS信息是进行环境动态监测的基本信息源,GIS具有强大的空间分析和数据处理功能。充分利用GIS的功能模块,结合特定的空间监测分析模型对环境信息进行处理,找出环境变迁的动态规律,可以实现对环境信息的动态综合监测。 (3)用于环境模拟与预测。GIS是进行区域环境演变模拟和预测的有力工具。在GIS功能模块的基础上,进行必要的开发和完善,建立能动态显示环境变化规律的模型,并通过一定的参数对环境的发展趋势作出预测。 (4)用于建立路域生态与环境信息系统。GIS系统具有数据采集、编辑、矢量栅格数据变换、属性管理、空间内插分析、缓冲区分析、聚类分析等一系列强大的功能模块,可以方便地用于路域环境的分析和评价。 4、结束语 利用“3S”技术,可以实现实时获取路域的生态环境数据,对生态环境的变化进行模拟与评价。RS的宏观、综合、动态、快速获得研究所需要数据,GPS实时、快速地提供目标位置,与GIS所具有强大的信息组合与集成分析功能结合起来,建立完善的生态环境质量评价的指标体系。为路域生态评价提供了一种可行性高、耗时短、准确度高的方法和分析手段,提高了路域生态重建水平,促进公路建设与生态环境的和谐统一。 生态环境新技术论文:膜技术在生态环境治理中的应用 摘要:众所周知,膜技术作为一种新型而又高效的环境处理技术,其对于生态环境的治理具有重要的意义。本文主要介绍了将膜技术应用于生态环境的治理过程的实例,其中有对美国的科罗拉多河流进行反渗透的脱盐工程,还有利用膜技术进行井下贮水工程以及对富营养化的河流和湖泊进行低压膜的相关水处理操作工程。通过上述的实例分析,帮助我们了解了膜技术对于生态环境治理的功效,有利于膜技术的未来发展。 关键词:膜技术 生态环境 水处理 膜技术作为一种新型而又高效的环境处理技术,其以廉价的成本以及高效的处理效果在水质治理以及生态修复等方面得到了越来越广泛地应用,发挥了越来越显著的功效。 一、生态环境的现状 随着我们国家现代化工业的不断发展,生态环境出现了严重的恶化,造成生态环境恶化的主要原因是由于人类在对大自然进行开发以及利用的过程中,没有一定的保护意识。恶化的生态环境将在一定程度上制约我国的工业发展以及社会的进步,更严重的有可能会威胁到人类的生存空间,如果我们不对此进行高度重视,我们有可能遭受自然的报复,并为此付出惨痛的代价。水环境的污染与破坏是现有的最严重的生态环境问题,我们知道,水体受到污染以后不仅会使得我们人类的水资源出现短缺,还会在一定程度上影响我们人类的身体健康,打乱生态环境与社会经济的平衡关系,因此,利用一定的科学技术管理、治理水污染对于我们人类的发展来说具有重要的意义。 值得庆幸的是,目前人类已经充分认识到了生态环境出现恶化会给人类社会带来的严重后果,并且根据不同的实际情况开始对生态环境问题进行不同的处理,然而,科学的治理方案往往伴随着昂贵的价格,所以,研究以及选用科学、正确、高性价比的治理方法是我们的首要问题。在选择使用治理生态环境问题的方法时,我们需要充分考虑到二次污染问题,降低治理的花费,提高治理的效果。 二、生态环境治理过程中的膜技术 (一)膜技术 膜技术在生态环境的治理中具有许多优势,受到了越来越多人的关注,并且迅速成为一门新兴的环境治理技术。从膜技术研究和发展以来,其主要应用于奶品的加工、水的反渗透和饮料行业中,然而,随着我国对膜性能研究的不断深入,膜设备的安装成本出现了大幅度的下降,最近几年,膜技术已经被广泛地运用于农业的水处理以及生态环境的修复方面。 (二)膜技术在生态环境治理过程中的运用 我们知道,随着社会经济的高速发展,人们为了实现自身的利益,在开发和使用水资源时,会忽视对环境的保护意识,从而给水资源环境带来了很多无法弥补的负面影响,例如绝大多数的城市污水在没有经过适当的处理却进行任意地排放;对大自然中的水资源进行过度地开采;兴建大量的水库进行大面积的水源灌溉以及人为污染导致许多湖泊和河流出现富营养化等,这些现象都会导致生态环境的恶化,使得水资源出现无法逆转地污染。人们在谈到生态环境的恶化问题时,最先想到的是水环境的大范围污染以及生物所处的生存条件的破坏,所以,对水资源进行科学的治理工作是修复生态环境的第一步。而膜技术在水环境的治理过程中能够发挥出巨大的功效。在膜分离中,既不会出现相变现象,也不存在热过程和相关的化学反应,由于膜技术是按照单元组合的方式产生的整体,因此,膜技术的装置更加大型化。在膜分离的过程中,无论是微滤过程、纳滤过程、超滤过程,还是膜技术的反渗透过程,都需要以压力作为其主要的推动力,所以说膜技术的操作以及控制工作具有较高的可靠性。 三、将膜技术应用于生态环境的治理过程的实例 (一)对咸水河流进行治理 美国的科罗拉多河流全长有2254千米,由于受到环境污染,其河水的含盐量远远高于上个世纪初河水的含盐量,并引起了美国与墨西哥双方的广泛关注。造成该河流的水质出现高含盐的原因有以下几个方面:一方面,由于在该河流的主要流经处存在大量的盐分,并且随着河水的流动,这个盐分会慢慢地溶解在河水中,从而造成该河流的河水含盐量较高;另一方面,在该河流的沿途区域,建造了许多大型的水库,这就增加了河水蒸发的表面积,从而提高了河水的含盐量;最后,该河流的沿途开发了大量的灌溉区域,从而形成了高盐度的排放水。 由于该河水的高含盐量会给墨西哥流域的一些农作物的生长产生严重的影响,因此,为了保护其生态环境,墨西哥方面要求尽可能地降低该河流的含盐量,使其不超过每升700毫克。为了实现这一目标,墨西哥政府开始筹建世界上最大规模的反渗透脱盐工厂,该工厂现位于美国的亚利桑那州,在其建成以后,有将近400000m3/d的河水被输入进该工厂进行反渗透的脱盐处理,该处理过程主要采用的是醋酸型的纤维素卷式膜,且该膜在使用之前需要经过一定的预试验,试验过程主要是对中空纤维膜以及卷式膜进行预处理。 对进料水进行预处理的过程是整个反渗透脱盐处理的关键所在,其主要包括有以下三个环节:悬浮物的沉降、固液接触的反应以及双介质的过滤。 (二)井下贮水 井下贮水也可以称作是水的井下储存以及回收,其对于地下水资源的保护以及利用具有重要的意义。在井下贮水过程中,涉及到了两个方面的过程,一是膜技术,另一个是蓄存技术,利用这两种技术不仅可以保证水资源的安全使用,还可以保证水资源能够持续地供应。 通常情况下,冬季的一些城市能够产生两种重要的剩余资源:一种是已经经过科学处理的废水;另一种是剩余的使用电力。我们可以采用低压膜技术通过剩余的电力对城市废水进行处理,或者是对于苦咸水进行一定的反渗透操作,从而利用低成本生产出高质量的饮用水。将经过上述处理的水资源贮入水井中,可以实现较为经济的井下贮水操作。然而,将水资源注入井中之前,需要经过科学的预处理,从而防止出现井里的多孔层堵塞问题,与此同时,需要确保注入井中的水资源不会与地下水以及井中的材料发生一些化学反应。 (三)低压膜在水资源生物爆发中的应用 随着社会的发展、科学技术的进步,世界范围内也出现了越来越严重的环境污染问题,其中,江河湖海中水体的富营养化是造成水资源恶化的重要问题之一,并且在全世界许多国家,都出现了河水以及海水的生物暴发,例如水质中的微藻、细菌、隐孢子、病毒以及寄生虫等生物越来越多,这些生物的大量存在对于水质产生了严重的污染,使得水中的有机碳含量逐渐升高。为了解决水资源中由于生物爆发而产生的水质问题,人类利用纳滤技术建立了膜处理生产线,改进了传统的水处理方式,有利于水资源的治理。 四、结语 现如今,进行排污的企业越来越多,废水的排放规律也越来越复杂,利用相关的环境监察单位进行人工监察,已经不能满足生态环境保护的需要。对生态环境的污染源进行自动的在线型监控,不仅科学准确,而且还可以科学地核算出企业排污的总量,为我们国家的减排计划提供了重要的依据。以此同时,对于监测出的污染源我们需要给予科学的处理,膜技术作为一种新型而又高效的环境处理技术,将其用于生态环境的治理过程中不仅成本较为低廉,而且处理的效果良好,能够满足人类实际生活以及生产的需要,需要得到我们的广泛关注。
建筑电气论文:关于建筑电气工程中的节能措施探讨 摘 要:本文综述了节能工作在民用建筑电气领域中应用现状,介绍了在设计及施工管理阶段如何做好节能工作。 关键词:节能;电气;管理 经济社会的迅猛发展过程中,由于人类过分追求发展所带来的满足和发展的速度而忽视或淡薄了其所带来的负面效应,由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。 因此,在中央节能减排全面展开的大背景下,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源——电能,也就成为民用建筑电气的焦点。民用建筑节能的设计原则可分为以下三点。 (1)满足建筑物的功能。即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。 (2)考虑实际经济效益。不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。 (3)节省无谓消耗的能量。节能的着眼点,应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的,再考虑采取什么措施节能。如量大面广的照明容量,宜采用先进技术使其能耗降低。这里谈到灯具不妨多说两句,现在高效光源及高效灯具在市场上已经广泛被使用。节能灯代替白炽灯可提高效率50%-80%。并且对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明采用成组分片的自动控制开停方式,可达到照明节能的效果。我们平常所熟悉的声、光控就是其中一个简单例子。又如在电力系统中,变压器的功率损耗,传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗,所以在设计及施工该系统中应注意以下原则。 (1)变、配电所应靠近负荷中心,缩短低压供电线路的长度。 (2)由两路进线供电的系统,宜采用两路电源同时运行的方案,以减少正常运行时的线路损耗。 (3)单台用电功率大于350kw的电动机宜采用中压电机。 (4)应采用低损耗、高效率的变压器。 (5)配电设计时应使三相负荷达到平衡,必要时可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡性。 (6)以电力为主要能源的冷冻机组、锅炉等大负荷设备应设专用电能计量装置。 (7)当成组用电设备的无功补偿容量大于100kvar且离变电所较远时,应采用就地补偿方式。 (8)负荷波动较大的设备应采用变频控制或磁力耦合器控制。 (9)电力干线的最大工作压降应不大于2%,分支线路的最大工作压降应不大于3%。 因此在设计阶段,节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。建筑电气的节能工作,在施工阶段,就是优化并充分利用资源,其经济效益,就要从施工现场的成本控制做起,而成本的控制包括材料使用和管理、人力资源管理、机械使用和管理三个方面。 材料的使用和管理: 在施工全过程中,材料费占施工总成本的55%~65%。要想控制施工总成本,在材料管理和使用上应引起高度重视,加强管理,减少施工过程中不必要的经济损耗。必须改变以往材料采购管理权归物资部门所有的工作方式,这种方式在很大程度上减轻了项目部的施工压力和施工负担,但为了更好的发挥职能部门的作用,低成本投入,应由单一由物资部门管理向多部门 转变。 完善采购制度,严格采购申请程序,由各部门参与材料的采购过程。生产部门提出用料申请,先让技术部门提出技术要求,对所用材料的规格型号,质量技术要求进行确认,再由经营部门对用料的数量、部位进行核准。最后无误,交由物资部门进行采购。项目经理可以在全过程随时进行参与,确保材料采购的准确性和合理性。 人力资源管理: 成本控制中,人工成本的控制也是很重要的一个方面。人工支出占施工总成本的18%~23%。近年来还略有增长。 在施工过程中采用施工工序承包法:在保证施工质量、施工进度的前提下,针对不同的施工工序定工期、定质量、定人工量,由民工分段承包施工。这样在一定程度上避免了施工管理中的许多麻烦。同样达到了降低人工成本的目的。也可在施工开始前与民工负责人签订责任书及承包书等,明确责任和承包范围,杜绝属于承包范围的工作再另外出现签证工日。这样也可 达到避免生产时紧时松、窝工、停工等问题,降低人工成本的目的。在条件允许的情况下优先采用“施工工序承包法”。 项目部内部人员也应该合理配置、加强管理。在不影响施工进度满足施工质量的前提下,除特殊岗位必须有专人负责外,其他岗位如果条件允许尽量采用一人多岗。项目部内可引进竞争机制,各岗位负责人定期写工作总结上交项目经理,项目经理根据工作表现,从月底工地人员奖金总额中抽出部分奖金奖励表现较好的人员。 机械使用和管理: 施工机械费占施工总成本的10%左右,对于施工机械的使用和管理也是成本管理中的一个重要环节。合理安排机械设备的使用避免不必要的窝工与浪费。确定机械手的岗位职责,每天记录所有机械及外租机械使用情况。机械手不应该只是单纯的维修、保养机械,也应该确实地溶入到工地中,了解工程进度。 所以不管是从设计的角度,还是施工的过程控制,民用建筑的节能潜力很大。在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较。再选定节能设备,合理安装,以达到真正减少浪费节约能源的目的。 建筑电气论文:对建筑电气设计中消防设计的探讨 摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展,建筑行业也得到了较大的发展,建筑的功能和工艺要求也越来越高,其中电气设计的消防设计是建筑设计中最为重要的部分之一,因为建筑电气消防设计不仅关系着后期工程的可实施性和建筑资源的合理利用,而且决定着居民生命和财产的安全性,所以,在建筑电气设计中的消防设计必须依据相关规范,进行严谨的设计,满足相关工艺要求。本文首先阐明了建筑电气设计中消防设计的重要性,然后对对建筑电气设计中消防设计进行了深入的探讨。 关键词:建筑 电气设计 消防设计 1引言 目前,在社会经济发展的推动下,我国建筑行业的发展已经进入了一个新的阶段,随着建筑功能性要求的日益提高,出现了如民用建筑、办公楼、公共建筑等不同类型的建筑,相应的建筑设计和施工工艺要求也越老越高。建筑电气设计中的消防设计可以说是建筑设计中比较重要的一个环节,对于现代的建筑是至关重要的一步,需要相关设计人员进行深入的探讨和研究。在建筑电气设计中,消防系统的设计要根据居住型建筑、办公型建筑以及公共建筑等不同建筑类型的消防系统的实用情况、安全要求、重要性和可能出现消防事故的几率等因素进行全面的考虑,并且要因地制宜,无论是对建筑电气的消防设计还是施工工艺都要严格要求,全面分析,并及时采取相应的措施解决消防设计及施工过程中出现的问题。建筑电气的消防设计主要分为火灾自动报警系统的设计和消防配电的设计,电气消防设计依据的相关规定规范主要有《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》等,是否严格的按照规范进行设计是消防设计是否合格的重要检验标准。建筑电气设计中的消防设计是否合理和完善直接决定着建筑发生消防事故时能否及时、有效、有序的进行解决,能否在最大程度上保证相关人员的生命及财产安全等,因此在对建筑电气设计中的消防设计进行探讨时,不仅要明确消防设计在建筑电气设计中的的重要性,而且要深入挖掘其中的问题,严格要求设计和施工过程,确保建筑消防系统的有效性和运作能力。 2为何要强化建筑电气设计中的消防设计 近年来,随着我国社会主义的经济的飞速发展,社会各个行业也得到了很大程度的发展,其中,建筑行业的进步与发展是最为显著的,但是,随着城市的土地资源利用的局限性,建筑的用地需求却越来越大,所以,大部分建筑群如居住型建筑、办公型建筑以及公用建筑等都向着更高、更密集的形式发展。经济的发展同时带动了人民生活水平的提高,也越来越注重建筑的装修。在人们的生活中家用电器逐渐增多,其中也不乏贵重电器如电脑、冰箱、空调以及一些空调及室外设备等,再加上建筑安装的广告牌、玻璃幕墙、相关的信号灯以及节日时悬挂的彩灯等,在加重建筑群用电负荷的同时由于这些装修材料以及装修方式的复杂多样性,致使建筑物的火灾事故发生的可能性增大,存在极大的安全隐患。如果有火灾发生,火势难以被立刻控制,只是建筑高层的居民无法安全快速的疏散,不仅加大了消防人员援救的难度,而且为人民的生命及财产安全带来了巨大的损失。如果是在火势严重,情况紧急时,消防人员难以仅凭自己的力量去进行援救工作,不止会耽误救援的最佳时机,导致人们生民财产的安全受到威胁,而且还会因为消防工作的延误和低效而造成难以估计的经济损失,甚至影响到整个社会的安定和和谐。所以,建筑电气设计中消防设计作为构成建筑消防安全的重要环节,其重要性是显而易见的,因此,在建筑电气的消防系统设计过程中要严格按照国家的相关标准和规范,保证建筑物电气设计的消防设计的可靠性和安全性,以及施工的准确性。还要建筑消防设计人员加强自身的消防设计的法律法规意识,明确建筑电气设计中消防设计的重要性,以及消防设计之于人民财产安全和社会经济发展的重要意义。 3建筑电气设计中消防设计的要点与工艺要求 建筑电气的消防设计主要分为火灾自动报警系统的设计和消防配电的设计,电气消防设计依据的相关规定规范主要有《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》等。 3.1火灾自动报警系统的设计 建筑的火灾自动报警系统的设计要严格按照《火灾自动报警系统设计规范》 等相关规范和标准。建筑电气的消防设计中火灾自动报警系统的电源的设计与施工要严格根据一级供电负荷以及二级供电负荷的 工艺要求,安装两个以上(包括两个)的电源来供电,保证消防控制室可与其进行自动切换。一般建筑火灾自动报警系统以 ups 电源作为其crt 显示器与消防通讯设备的电源,同时还要安装直流电源作为备用电源。建筑火灾自动报警系统要在欠压和超压时有报警功能,并保证电源的标准性和规范性。 3.2消防配电系统的设计 建筑消防过程中要是可避免出现电源停止供电的现象,但是,一旦出现这种情况就要保证启动相关的配电系统,使其能在最短的时间内令消防设备恢复正常的工作。通常情况下消防配电系统中应急发电装置的功率做大能达到供电负荷的一半,为保证电机组的持续正常工作,及时为消防系统供电,一般要采用分批启动消防设备的方式。与此同时,在建筑电气消防设计和施工过程中,在对不属于消防系统电源的断开时要使用低压断路器的分励脱扣器,然而,因为低压断路器的型号各异,同时其分励线圈在进行分励脱扣时所需提供的电流和框架电流也在一定程度上存在着差异,所以需要通过在配电室的主配电箱上或是低压出线开关上实施消防系统电源的断开,如此一来,既能保证联动系统操作方便和电源的选择性断开,又保证了消防配电系统的安全性和可靠性。 3.3确定建筑的供电负荷 设计建筑消防系统的前提就是先确定建筑的供电负荷等级。建筑供电负荷等级的确定要严格根据《建筑防火设计规范》 等相关标准和规范。在等级确定的过程中要特别注意供电负荷的电源使用情况,对于一级供电负荷要有最少两个供电电源,如果其中一个电源出现供电故障,要保证另一个电源的供电不会受到任何影响;对于二级供电负荷主要是要保证供电的持续不断,当电力变压器发生故障或是供电线路出现故障时要使供电及时恢复。 4总结 总而言之,消防设计在建筑电气设计中是一项非常重要的设计工作,需要严格的设计规范和很高的工艺要求,还要相关的设计人员、施工人员具有很强的技术能力和全面的消防知识。建筑的消防设计直接关系着建筑的功能性的体现和使用过程中的安全可靠性,同时建筑电气设计中消防设计也是值得我们深入探究的领域。 建筑电气论文:建筑电气安装的技术要求与质量控制 摘要:随着我国社会经济的飞速发展,人们生活水平不断提高的同时也对建筑工程的质量提出了更高的要求,电气安装作为工程建设的一项重要内容,其施工技术水平的高低严重影响着整个工程的质量。本文将对建筑工程中的电气安装技术进行分析,并在此基础上对如何加强质量控制提出一些建设性的建议,以供参考。 关键词:建筑工程;电气安装;施工技术;质量控制;研究 建筑电气安装是一项非常复杂而又系统的工程,近年来随着在电气安装工程中的投资不断增加,电气安装工程技术也有了迅速的发展,对保证整个建筑工程的质量具有至关重要的作用。 一、建筑电气安装技术 1、施工前的准备 建筑电气安装设计阶段,设计人员应当对建筑安装设计提出一定的技术要求;电气安装人员再会同技术人员对安装、施工图纸进行会审,防止出现遗漏或发生错误,尤其是具体作业人员应当能够看懂施工图纸的内容和要求。建筑电气安装之前,应当详细认知电气安装的施工方法和施工进度计划,特别是粱柱、地面以及屋面的施工要求和连接方式,并校对自己所要采用的安装方法是否能够满足实际需要。在实际安装之前,应当与土建工程项目施工有效配合,认真做好管线和孔洞的预埋预留工作,同时还要注意防雷接地焊接等事项。土建结构和底板施工时,电气安装工程一定要配合土建工程进行预留预埋工作,即桥架穿越板、线槽、剪力墙孔洞等位置的预埋预留,同时还包括动力、智能电气管线以及照明线路的预埋和防雷接地焊接。 2、线路的敷设施工 线路敷设过程中,专业监理人员应当严格的把关,对于管材质量不符合要求的一律不准施工。尤其是导线的敷设方式、穿焊接钢管敷设、部位代号、桥架敷设、地板内暗敷、顶板内暗敷、墙内敷设、吊顶内敷设、钢线槽敷设、顶板面敷设等,一定要严格按照设计与规范的要求进行下料和配管。在配管加工过程中,应当认真把握好的是配管若有一个九十度的弯,则其弯曲半径应当不能小于管外径的四倍;若有2至3个九十度的弯,则其弯曲半径应当不能小于管外径的六倍,:暗配管弯曲的半径不能小于管外径的六倍:同时,埋入地下与混凝土之中的管子弯曲半径应当大于管外径的十倍。薄壁钢管与镀锌管的内径不大于二十五毫米的,可以选用规格不同的手动弯管器;内径应当大于或等于32毫米的钢管,可用液压弯管器。其中,p vc管可根据内径的大小选用规格不同的弹簧弯管,而且内径应当大于32毫米的管子煨弯。当对大量的专制弯管进行加热时,在管子弯曲之后,管皮不至于皱裂或变质。当p vc管子对接时,笔者建议可采用整料套管的方式进行对接,并对其粘接。薄壁钢管与镀锌管严禁使用割管器来切割钢管,钢锯的锯口不能倾斜,管口可用圆锉将毛刺打净。一般而言,直径不小于40毫米的厚壁管进行对接过程中,可采用焊接的方式,绝不允许管口对焊;直径不大于32毫米的管子应当套丝连接或者用套管螺钉进行连接,不可采用熔焊的方式进行连接,其中连接处与中间放接的线盒应当选用专用的接地卡进行跨接。 3、开关插座安装施工 在对建筑电气系统中的插座、开关以及吊扇钩盒进行预埋处理时,应当符合相关的安装要求,尤其是在施工定位过程中,更应当严格按照施工的基本要求进行。左右和前后的盒位所允许的偏差不能大于50毫米,而且同一室的成排位置灯具与吊扇的中心只能允许的偏差不超过5毫米,其中开关盒距离门框的距离一般在150至200毫米之间。在各项电气设备预埋和安装过程中,一定要根据现浇板厚度的具体要求。设置吊扇钩时,可用圆钢先弯成一个内径为35至40毫米的圆圈,将圆圈和钢筋慢慢的折成九十度的角,同时还要插入接线盒的底部中间位置,再根据板的厚度将剩余的钢筋头折成九十度的角,然后只需合理搭于板筋之上焊牢即完成安装施工。 二、建筑电气安装质量控制 1、电线管的敷设质量控制 存在问题:在实际施工过程中,因施工人员对规范不太了解,或者没有受过专业的培训,因此技术不过硬。实际操作过程中不认真的负责,一味的求工程车进度,再加上监督不利等因素的影响,导致一些问题的发生:薄壁管取代了厚壁管、黑铁管取代了镀锌管、pvc管取代了金属管;穿线管的弯曲半径一般都比较的小,同时也会出现弯皱和弯瘪的现象,严重时可能会出现死弯问题,管子的转弯不按照规定的设计要求;金属管的管口毛刺处理不干净 ,就对口进行焊接,或者丝扣的连接位置与通过中间的接线盒没有焊跨接钢筋;焊接的长度不够,或者点焊与焊穿管子的现象非常严重;镀锌管与薄壁钢管之间没有进行丝接,只是简单的使用焊接;钢管存在着不接地或者接地不牢的现象:管子的埋墙与埋地深度可能不够,尤其是预制板上的敷设管子交叉点太多,严重影响了土建工程的施工质量。解决策略:首先应当严格按照设计与规范的要求进行下料和配管,在此过程中监理专业人员应当严格的进行把关,对于不符合要求的管材不准其施工;配管加工过程中,明配管一般只有一个九十度的弯时,其弯曲的半径不能小于管外径的四倍;有2至3个九十度的弯时,其弯曲的半径应当小于管外径的6倍:暗配管弯曲半径应当大于管外径的六倍;埋入地下与混凝土之中的管子,其弯曲的半径不能小于管外径的十倍;镀锌管与薄壁钢管之中的内径大于25毫米的,可选用规格不同的手动式弯管器,一般其内径不能小于32毫米。pvc管子依据内径的大小,可选用规格不同的弹簧弯管,其内径不能小于32毫米。这也是当前我国建筑电气安装技术的重要要求,同时也是解决电线管敷设问题的重要策略。 2、电气调试质量管理 当建筑电气安装系统施工完毕以后,应当对该电气系统进行细致的调试,从而可以保障使用过程中的安全性与稳定性。在实际调试过程中应当注意以下事项:第一,一千mω表对盘柜绝缘电阻及电机电阻实施测试,同时还要求绝缘电阻的数值不能小于0.5mω:第二,要对电力电缆的两端相位进行检查,核查其是否相同,而且还要求电网的相序一定要相符,其两端可用标牌作为标记,绝缘电阻的测试值一定不能小于1mω:第三,要对电缆接线施工进行控制,接线一定要搞清楚,同时还要利用校线器作一次校线;所配导线和电缆的芯线端部均要作对应的回路编号;在相关电气设备运行之前,应当严格检查电机的外壳接地情况,看是否具有的一定的良好属性,同时还要电机运转的灵活性与旋转力、不能存在碰卡问题。第四,应当对电机单台进行送电试验,而且送电之前还要充分的调整好过载电流,并且还要将电气设备脱开进行空载试车。用温度计对电机的外壳及轴承温度进行检查,看其是否与相关的要求一致;一般而言,空载试验运行的时间以2个小时为宜,同时还要对试验结果做好记录;联锁系统的调试应当与机械的各项运行配合进行,这样可以有效的防止设备损害与事故的发生。 结语:总而言之,建筑电气安装技术水平的高低与质量控制的好坏,直接关系着整个建筑工程的质量及使用安全性,因此应当加强思想重视和技术创新,为我国建筑事业的发展保驾护航。 建筑电气论文:浅析建筑电气工程安全及质量问题 摘要:建筑电气工程是依赖于建筑物而存在和使用的,与人们的日常生产和生活等关系密切,其质量好坏直接影响建筑工程的安全性能和使用性能。有关部门的调查数据显示,每年我国发生的电气火灾居各类火灾之首,人身触电事故、电气设备损坏事故也时有发生。因此对建筑电气工程中的一些问题必须妥善地进行处理,防止在今后使用过程中各类事故的发生。 关键词:建筑电气工程安全质量问题 措施 一、建筑电气安全的主要危险因素 1、触电危险。触电危险是指由于工程人员在电气设备的设计、安装上的疏忽,以及在系统运行过程中疏于维护或操作不当,造成的设备或线路等出现的过热、绝缘失效以及pe线断线等故障,从而对用户或工作人员的人身安全构成的威胁。 2、电气火灾或爆炸。电气火灾危险是指由于设计过程或运行中存在的不合理、不规范操作造成供电系统中出现的运行短路、过载、铁芯短路、发热等故障,导致局部系统过热,从而带来的火灾或爆炸隐患。 3、静电危害。静电维护由于系统缺乏必要的检修及维护,或接地、跨接装置的不完善,以及工作人员的静电防护不合格等造成的静电或静电火花危害。 4、雷电危害。雷电危害是指由于电气系统中缺乏必要的防雷措施,或防雷装置的设计施工存在缺陷等因素,导致建筑在雷电环境下存在安全隐患。 5、电磁维护。电磁维护是指由于高频设备参数调整不当,屏蔽设备缺陷,或外界环境因素导致人体长期处于电磁场照射下,给工作人员的健康造成的危害。 二、建筑电气工程质量问题及应对措施 1、塑料管线敷设常见问题 接口不严密,有漏水、渗水现象。恨弯处出现扁,凹,裂等缺陷。 1.1预防措施 购置pvc管时,需购置相应的接头、螺接等附件,以及适应不同管径的冷弯弹簧,以备很弯时使用。管与管连接一定要用接头并涂粘结剂。偎弯时使用与管径匹配的冷弯弹簧,必要时可将垠弯处局部均匀加热,均匀用力,弯成所需弧度,减少出现扁、凹、裂现象。pvc管连接形式有两种:可采用同径管插人法连接,将一头加热胀出承插口,插人深度易为管外径的1.1一1名倍;套接法连接,套管长度易为管外径的1.5一3倍,管与管的对口处应位于套管的中心。两种连接方法在连接处均应涂专用胶合剂。管子连接禁止用异径管相连接,如需变径可通过接线盒、箱解决。 2、导线的接线、连接质量和色标问题 多股导线不采用铜接头,直接做成“羊眼圈”状:与开关、插座、配电箱的接线端连接时,一个端子上接几根导线;线头裸露、导线排列不整齐,没有捆绑包扎:导线的三相、零线(n线)、接地保护线(pe线)色标不一致,或者混淆。 2.1预防措施 多股导线的连接,应用镀锌铜接头压接,在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根,如需接2根,中间需加平垫片;导线编排要横平竖直,剥线头时应保持各线头长度一致,导线插入接线端子后不应有导体裸露。铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎;采购人员要按现场需要配足各种颜色的导线,施工人员应分清相线、零线(n线)、接地保护线( pe线)的作用与色标。 3、箱与盒安装常见问题 箱、盒安装标高不一致;箱盒开孔不整齐;铁箱变形;现浇板内箱、盒移位;安装电气后,箱、盒内赃物未清楚干净。 3.1预防措施 (l)严格按照室内地面标高确定箱、盒标高; (2)铁箱、盒开孔严禁使用电气焊,应用专用工具打孔,以防箱盒变形; (3)现浇板内箱盒应先放稳,用带丝固定好,以防浇注混凝土时箱、盒移位; (4)穿线前,先将箱盒内灰渣清除,以保证箱盒内干净。 4、灯具、吊扇安装问题 灯位安装偏位,不在中心点上;成排灯具的水平度、直线度偏差较大;吊链目光灯链条不平行,引下的导线未编叉;吊扇的吊钩用螺纹钢加工,成型差;钟罩不吸顶,接线盒外露;阳台灯底盘铁板大落,生锈;天花吊顶的筒灯开孔太大,不整齐。 4.1预防措施 安装灯具前,应认真找准中心点,及时纠正偏差:按规范要求施工,成排灯具安装的偏差不应大于5mm,因此,在施工中需要拉线定位,使灯具在纵向、横向、斜向均为一直线:预埋吊扇挂钩时,应用不小于中8的镀锌圆钢与板内的钢筋固定在一起,不准采用螺纹钢,吊钩加工成型应一致,且刷防锈漆,吊扇的钟罩能够吸顶且将吊钩和接线盒遮住,成排的吊扇应成一直线,偏差小于等于5mm;日光灯的吊链应相互平直,不得出现八字型,导线引下应与吊链编叉在一起。阳台灯具的底盒铁板厚度i 0.5mm,油漆表面均匀平滑,能很好地起到防锈的作用。玻璃罩不能太薄,以免安装时破裂;天花吊顶的筒灯开孔要先定好坐标,除要求平直,整齐和均等外,开孔的大小要符合筒灯的规格,不得太大,以保证筒灯安装时外圈牢固地紧贴吊顶,不露缝隙。 5、配电箱的安装、配线 箱体与墙体有缝隙,箱体不平直;箱体内的杂物未清理干净;箱壳的开孔不符合要求,特别是用电焊或气焊开孔,严重破坏箱体的油漆保护层和箱体的美观;落地的动力箱接地不明显,重复接地导线截面不够;箱体内线头裸露,布线不整齐,导线不留余量。 5.1预防措施 认真将箱内的沙浆杂物清理干净;订货时严格标定尺寸,按尺寸生产,使箱体的“敲落孔”开孔与进线管相匹配,如不匹配,必须用机械开孔或送回厂家重新加工;动力箱的箱体接地点和导线必须明确显露出来,不能在箱底下焊接或接线,箱体内的线头要统一,不能裸露,布线要整齐美观,绑扎固定导线要留有一定的余量,一般在箱体内要有10cm~15cm的余量。 三、结束语 建筑电气安全的管理工作是一项综合性较高的工作,一方面既与技术人员的专业水平相关联,又与建筑工程的统一组织管理密切相关。在建筑的初期规划设计、施工过程中,应充分重视电气安全的综合措施,既要做好安全管理工作,同时也要保障各技术措施的有效施行,确保建筑产品的电气安全。 建筑电气论文:浅谈建筑电气工程技术专业的建设 摘要:建筑电气工程技术是近年来新兴的一门专业,它主要研究的方向是现代智能建筑的建设问题,我国进入二十一世纪以来,现代化的智能建筑飞速增长,而在这方面缺少大量的高技能人才,因此,在各高校中建设这门专业对于我们国家的建筑行业来说非常重要。 关键词:建筑电气 智能建筑 楼宇自动化 电气照明 1 增设新专业的必要性论证 1.1相关产业发展现状调研 随着改革开放的深入,现代化建设的不断发展,特别是信息技术与现代建筑的融合,使我国楼宇智能化技术迅速普及,各种智能建筑如雨后春笋不断涌现,为建筑电气技术的应用开辟了新的发展空间,也为设备制造、工程设计施工、物业经营管理等行业开拓了巨大的市场,已经逐渐成为一种工作特点鲜明、技术内涵丰富的新行业,极大促进了社会对建筑电气工程技术专业人才的需求。[1] 1.2职业岗位(群)分析 本专业在宽口径的职业素质与专业基础平台上,设置2个专门化专业方向。 a.建筑电气施工技术专业方向毕业生,主要在担任电气方面的施工工程师、施工队长、项目经理、工程监理等工作,也可从事运营管理及中小型工程的设计工作,或在电气照明工程公司、建设工程公司单位等部门从事安装工程造价预决算,物业管理,销售,监理,建筑施工组织管理等工作。 b.建筑电气自动化技术专业方向毕业生,主要在设计院、房地产开发公司、装修公司、建设监理部门、设备安装施工公司、楼宇弱电系统集成(含消防系统)公司、电气照明工程公司、建设工程公司单位等部门从事现代化楼宇自动化设计、安装、调试、运行、维护及管理,安装工程造价预决算,物业管理,销售,监理,建筑施工组织管理等工作。 1.3专业服务方向及市场对本专业人才的需求分析 重庆成立直辖市以来,成就了房地产行业的崛起,特别是现代智能办公大楼的建设已经成为时尚。智能建筑对建筑内的设备、配电、线路集成等的要求标准比原有的普通建筑要高很多,智能控制需要更规范、更准确、更安全、反应更快,对工作人员的要求就更高,因此,需要一大批实用技术知识面宽、高技能、综合工程实践能力强的高技能型人才。 重庆市高职高专院校共有20余所,目前只有重庆正大软件职业技术学院开设了本专业,而在整个西南地区,也只有四川建筑职业技术学院、四川工程职业技术学院和云南机电职业技术学院开设了此专业。纵观全国高职高专院校,建筑电气工程技术这个专业也是非常稀少,因此,该专业的学生就业前景非常广阔,开设此专业将极大的有利于推动重庆市乃至西南地区的现代化智能型建筑的发展。 智能建筑市场的迅猛发展,直接拉动了对智能建筑新职业人才的需求。目前国内建筑电气从业人员数量巨大,已达到约100万人,且主要集中在上海、北京、重庆、广州、深圳、天津、杭州、宁波、大连等大中城市。绝大多数从业人员都未经任何培训就直接上岗,生产一线的操作人员技能水平很低,高级工不足2.4%,技师不足1%,高级技师不足0.3%。目前,全国建筑电气新职业人才缺口达40万,特别是建筑电气施工人才、楼宇智能化系统设备运行维护人才、楼宇智能化工程设计、管理、安装与调试人才等各层次人才严重不足。 2 增设新专业的可行性论证 2.1专业开办经费及专业教学成本核算 专业开办后,可以依拓发电类专业群、建筑类专业群和电子信息技术专业群,很好地利用其它专业的实验室和教师,从而更好地实现资源共享,发挥现有实验室的作用以节约成本。后续资金可以通过该专业招生、学院的教学投入、上级主管部门的专项资金和培训建筑电气施工人才的收入加以解决。另外,以后随着学生规模的增加,可以分期分批进行教学上的投入,共同发展,从而更好地实现赢利。 2.2专业基础课及专业课教师、实验室、实训室建设 由于本专业是由电气系、建筑系和计算机系共同构成,因此可以利用其它专业的实验室和教师,从而更好地实现资源共享,发挥现有实验室和实训基地的作用以节约成本。 2.3产学研结合背景 强化实验、实习和实训三个关键环节,校内外生产性实训时间超过50%。实施校企合作教育模式,保证学生有半年以上的时间到企业顶岗实习。本专业长期坚持为建筑行业服务,同时企业也为我们提供顶岗实习和就业岗位,优先选择毕业生,并参与学院人才培养工作,初步形成了教学与生产紧密结合、学校与企业互惠双赢的“校企联姻,产学合作”的办学模式,为学院进一步深化人才培养模式改革,实施工学交替打下了良好的基础。 建筑电气论文:浅论建筑电气安装过程中常见问题的认识与思考 摘 要:建筑电气安装是一项技术性很强,影响因子较复杂的工程,在安装过程中的多种问题都影响其安装质量和进度。只有找到问题所在,并采取相应的措施,才能保证供电系统的安全性、正确性和质量的可靠性。 关键词:建筑电气 安装 问题 措施 随着建筑工程的不断扩大与发展,建筑电气安装也逐渐向数字化、综合化方向发展。人们在追求舒适、安全的居住环境的同时,对建筑电气的安装也提出高质量、高效率的要求。经过几十年的发展,建筑电气系统的技术和产品也不断更新换代、日新月异,但是随之而引发的问题也是越来越多。这其中有设计图纸方面的原因,也有选购材料和安装过程中的问题,当然电气施工人员在安装各阶段中专业知识的缺少和责任心的欠缺也是其中主要的原因之一。要想从根本上解决这些问题就要详细的分析这类问题及其出现的原因,并且找到可行的方案来处理这些问题,才能达到保证施工质量和保障用户用电安全的目的。 1建筑电气安装常见问题 总结当前现代建筑电气安装过程中出现的问题有电缆、母线安装不符合规定;电线管预埋和敷设不符合规定;导线接、连线质量和色标不符合规定;配电箱的配线、安装不符合规定;开关、插座盒和面板方面的问题;灯具、吊扇安装、位置不符合要求;电缆、母线安装不符合要求;电话、电视系统的敷线、面板接线不符合规定等等。出现这类问题也主要由以下一个方面的原因。 2.设计图纸表意不明问题和相应措施 在整个的建筑工程中,每一步都会根据设计师的图纸一步一步进行,图纸是施工、安装阶段的前提和依据,电气安装也毫无例外。电气工程系统设备先进、管线繁锁,图纸设计者在设计中难免会出现错误亦或是漏洞,这些错误在电气安装过程中都会被放大,更多的时候,设计者不够专业或是对现场的情况并不是很了解都会造成这种问题。再者就是图纸设计者在图纸的表述中的偏差,现场的安装工作人员不能通过其简略描述而正确安装,这也是其中的一个原因。对于电气安装人员,必须详细消化图纸,对工程中的系统要做到心中有数,这样才能在现场发现问题、纠正错误。 3 材料质量问题和相应措施 材料是建筑电气安装中必不可少的,也是影响安装质量最为重要的因素之一。高品质的安装材料既可以节省资源和能源,又可以保证舒适、安全。例如,导线电阻率大、熔点低、性能差、绝缘差、温度系数较大;电缆耐压、耐温偏低、绝缘和抗腐蚀性差;开关、插座导电值与铭牌值有出入;塑料产品硬度和强度低、耐温、耐压低、安全性能差;导电金属片弹性不够强,接触不好,易磨损等等,都属于常见的材料问题。但是,由于材料设备的采购受多方面的限制,比如工程造价、材料属性、施工难度等各个方面的影响,在选择的过程中需各方面权衡,达到质量和效益的最优。 4 电线管预埋和敷设出现问题和措施 工程中电线管道错综复杂,所涉及的管道数目也有成千上万根,在电线管敷设工序上,施工企业对线路安装质量不够重视,企业内部质量保证体系通常“重主体、轻安装”,忽视安装环节。施工现场未配备专职电气质检员,管理失控,并且施工人员缺少专业技术训练,甚至无证上岗,对规范、标准不熟悉,就盲目施工,以上这些问题很容易引发故障。这种故障一旦出现解决就很麻烦,通常都会牵一发而动全身。所以在电线管预埋和敷设过程中要持有严谨的工作态度,严格按照规范行事。不能出现电线死结、凹痕、多层重叠等现象;在电线管和配电装置相连接时应考虑管口和箱体的固定,管线不应露出太长,不能出现管口不平、管线长短层次不齐等现象;预埋电线管时不应因为方便而仅用钳夹打结弯管口,而是用正规的塞头处理管口薄壁管不应代替厚壁管,黑铁管不应代替镀锌管。电线管预埋和敷设中的问题大都为细节问题,但往往可以从这些细节上看到工程的质量,细节上的漏洞和疏忽很可能就会为以后的安全埋下隐患,所以应足够重视这个方面的问题。 5接线盒、配电箱的安装问题和措施 配电装置、电力电缆、配电箱是电气安装中的三个重点设备,配电箱作为电气安装中的一个重要环节,其安装质量直接影响整个电气部分的质量。配电箱在安装过程中,容易出现以下一些问题:配电箱体没有垂直,导致面板边缘没有和壁面紧贴,故影响其性能发挥;镶嵌在柱子里的盒体、箱体以及混泥土墙面歪斜不正,很影响整体感观。在配电箱预埋的时候,需算好尺寸和位置,不应出现因配电箱坐标、标高不准确而导致其凹入墙面或移位、变形等问题,其次,回路尽量做到编号完整、布线整齐等效果,要根据一次施工到位的要求执行,要达到牢固稳定、美观的效果。并且在安装完成后,要仔细的检查绝缘是否完好,零线、地线是否有交接,检查完毕再送电。最后,配电箱内的杂物应及时清洁,并及时的采取防腐措施。 6防雷、接地的安装问题和措施 现代建筑在安装过程中都会采取防雷措施,避雷带的采用可以有效的阻止建筑物遭受雷电侵害。但在避雷带的安装中也会出现以下一些问题:避雷带定位不合理,采用的材料不合理;引下线和避雷带截面处理不合理;焊接质量差;屋外高金属体和防雷装置的连接不可靠;没有采取必要的防腐措施;变形缝无补偿装置,接地电阻大等。在安装避雷装置的过程中,应按照避雷带的设计要求进行,不能以小换大,以次充好,这样只会为安全埋下隐患;避雷角的定位应合理,应按照规范安装;焊缝的处理应达到平整、无气泡、无杂质等要求;避雷带在跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处,必须设置补偿器等装置。 电气安装施工质量涉及多方多面,并且自始至终贯穿于安装施工的全过程。为了杜绝近几年来建筑工程施工中的频发事故,保证建筑电气工程施工质量,必须从各方面严把质量关,做好施工质量控制工作,保证为用户提供安全、舒适的电能。 建筑电气论文:论建筑电气工程的质量管理 [摘要]对于一项建筑电气工程而言,从开工到竣工,施工现场质量管理工作自始至终都起着至关重要的作用。为此,本文结合实践工作经验,对确保高层建筑电气工程的质量提出了几条有效的措施。 [关键词]建筑电气工程 质量 防治 目前高楼大厦遍地矗立,十分现代化,建筑电气增添了不少的新内容,可是在内部有些设备都运转不起来,就是运转起来也不如人意,由于建筑电气是现今新兴的一种技术,他还不完善,在建设施工中还有很多问题、在质量上还有很多通病。下面就针对它的工程质量进行分析,已求得防治措施。 1 防雷接地不符合要求 1.1原因分析 ①操作人员责任心不强,焊接技术不熟练,他们多数人是电工班里的多面手焊工,对立焊的操作技能差。②现场施工管理员对国家施工及验收规范gb501692《接地装置》有关规定执行力度不够。 1.2预防措施 ①加强对焊工的技能培训,要求做到搭接焊处焊缝饱满、平整均匀,特别是对立焊、仰焊等难度较高的焊接进行培训。②增强管理人员和焊工的责任心,及时补焊不合格的焊缝,并及时敲掉焊渣,刷防锈漆。③不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外,作为引下线的主钢筋土建如是对头碰焊的,应在碰焊处按规定补一搭接圆钢。 2 室外进户管预理不符合要求 2.1原因分析 ①材料采购员采购时不熟悉国家规范、标准,有的施工单位故意混淆以降低成本;施工管理员不严格或者对承包者的故意违规行为不敢持反对意见,不坚决执行规范和标准;监理人员对材料进场的管理出现漏洞。②与土建和其他专业队伍协调不够。③没有弯管机或不会使用弯管机,责任心不强,贪图方便用电焊烧弯。④预埋进户管的工人不懂防水技术,又不请防水专业人员帮忙。 2.2预防措施 ①进户预埋管必须使用厚壁铜管或符合要求的pvc管。②加强与土建和其他相关专业的协调和配合,明确室外地坪标高,确保预埋管埋深不少于0.7米。③加强对承包队伍领导和材料采购员有关法规的教育,监理人员要严格执行材料进场需检验这一规定,堵住漏洞。④预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲,不允许焊接和烧焊弯曲。钢管在弯制后,不应有裂缝和显著的凹痕现象,其弯扁程序不宜大于管子外径的10%,弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。⑤做好防水处理,请防水专业人员现场指导或由防水专业队做防水处理。 3 电线管(钢管、pvc管)敷设不符合要求 3.1原因分析 ①施工人员对有关规范不熟悉,工作态度马虎,贪图方便,不按规定执行。施工管理员管理不到位。②建筑设计布置和电气专业配合不够,造成多条线管通过同一狭窄的平面。 3.2预防措施 ①加强对现场施工人员施工过程的质量控制,对工人进行针对性的培训工作;管理人员要熟悉有关规范,从严管理。②电线管多层重叠一般出现在高层建筑的公共通道中。当塔楼的住宅每层有6套以上时,建议土建最好采用公共走廊天花吊顶的紧饰方式,这样电专业的大部分进户线可以通过在吊顶之上敷设的线槽直接进入住户。也可以采用加厚公共走道楼板的方式,使众多的电线管得以隐蔽。电气专业施工人员布管时应尽量减少同一点处线管的重叠层数。③电线层不能并排紧贴,如施工中很难明显分开,可用小水泥块将其隔开。④电线管埋入砖墙内,离其表面的距离不应小子15mm,管道敷设要“横平竖直”。⑤电线管的弯曲半径(暗埋)不应小于管子外径的10倍,管子弯曲要用弯管机或拗捧使弯曲处平整光滑,不出现扁折、凹痕等现象。⑥电线管进入配电箱要平整,露出长度为3-5mm,管口要用护套并锁紧箱壳。进入落地式配电箱的电线管,管口宜高出配电箱基础面50-80mm。⑦预埋pvc电线管时,禁止用钳将管口夹扁、拗弯,应用符合管径的pvc塞头封盖管口,并用胶布绑扎牢固。 4 导线的接线、连接质量和色标不符合要求 4.1原因分析 ①施工人员未熟练掌握导线的接线工艺和技术。②材料采购员没有按照要求备足施工所需的各种导线颜色及数量,或者施工管理人员为了节省材料而混用。 4.2预防措施 ①加强施工人员对规范的学习和技能的培训工作。②多股导线的连接,应用镀锌铜接头压接,尽量不要做"羊眼圈"状,如做,则应均匀搪锡。③在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根,如需接两根,中间需加平垫片;不允许3根以上的连接。④导线编排要横平竖直,剥线头时应保持各线头长度一致,导线插入接线端子后不应有导体裸露;铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎。⑤材料采购人员一定要按现场需要配足各种颜色的导线。⑥施工人员应清楚分清相线、零线(n线)、接地保护线(pe线)的作用与色标的区分,即pa相-黄色,b相-绿色,c相-红色;单相时一般宜用红色;零线(n线)应用浅蓝色或蓝色;接地保护线(pc级)必须用黄绿双色导线。 5 配电箱的安装、配线不符合要求 原因分析 ①安装箱体时与土建配合不够,土建补缝不饱满,箱体安装时没有用水准权校水平。②认真将箱内的沙浆杂物清理干净。③箱体的“敲落孔”开孔与进线管不匹配时,必须用机械开孔或送回生产厂家要求重新加工,或订货时严格标定尺寸,按尺寸生产。④加强检查督促,增强施工人员的责任心。⑤接地的导线按规范当装置的相线截面s≤16mm2时,接地线最小截面为s;当16〈s≤35mm2时,接地线的最小截面为16mm2;当s〉35mm2时,接地线的最小截面为s/2。⑥箱体内的线头要统一,不能裸露,布线要整齐美观,绑扎固定,导线要留有一定的余量,一般在箱体内要有10-5cm的余量。 6 开关、插座的盒和面板的安装、接线不符合要求 6.1 原因分析 ①预埋线盒时没有牢靠固定,模板胀模,安装时坐标不准确。②施工人员责任心不强,对电器的使用安全重要性认识不足,贪图方便。③存在不合理的节省材料思想。 6.2预防措施 ①与土建专业密切配合,准确牢靠固定线盒;当预埋的线盒过深时,应加装一个线盒。安装面板时要横平竖直,应用水平仪调校水平,保证安装高度的统一。另外,安装面板后要饱满补缝,不允许留有缝隙,做好面板的清洁保护。②加强管理监督,确保开关、插座中的相线、零线、pe保护线不能串接,先清理干净盒内的砂浆。③剥线时固定尺寸,保证线头整齐统一,安装后线头不裸露;同时为了牢固压紧导线,单芯线在插入线孔时应拗成双股,用螺丝项紧、拧紧。④开关、插座盒内的导线应留有一定的余量,一般以100-150mm为宜;要坚决杜绝不合理的省料贪头。 建筑电气论文:建筑电气工程质量通病的防治措施分析 【摘要】建筑电气工程质量是建筑工程的重要一环,把控电气工程的质量关,首先要做到专人专管、监理方、施工方等协调一致,做足岗前培训,对于常出现的电气工程质量问题应及时调整,严格控制,保障整个建筑项目的优质、安全运行,保障人们的安居乐业。 【关键词】电气工程;建筑工程;施工 随着近几年地产经济的火热,带动建筑行业的迅猛发展,也带动了房地产行业之间的竞争加剧,为了提升新建住宅小区的品质,智能化建设成为众多地产商提升小区品质的关键点,而电气工程的地位与作用就显得越来越重要。 建筑小区内电气工程的质量直接关系到整体项目的质量与安全,电气工程,如电气设备、线路等是否存在安全隐患,报警与联动控制系统功能是否完善,能否满足日常生活都直接影响住宅小区的正常运行,因此,在电气工程中应重点加强对施工环节的全面把关,如防雷接地、盘柜安装、配管穿线、灯具安装等都需严格按照工艺标准和操作规范进行施工,经监理与建设方严格检查、验收,合格后按时报送交工资料和决算书,只有对电气工程施工技术资料、安装质量等进行全面控制,才能保证整个建筑项目的优质安全运行,保障使用者正常工作、居住等。 1.电气工程质量通病 1.1线路敷设 在施工过程中经常会遇到厚壁钢管对焊连接产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层;而薄壁钢管在焊接时会产生烧穿,埋入混凝土时会渗入浆水,导致导管堵塞等问题。这些都会产生安全隐患,因此厚壁钢管需加套管焊接,并要求焊缝饱满密实;薄壁钢管则要求接口封堵,以防止潮气渗入管内使管理电线绝缘层老化。高层建筑电线管多层重叠最好采用公共走廊天花吊顶的方式,使进户线可通过吊顶上敷设的线槽直接进入住户家中,也可采用加厚公共走道楼板的方式,隐蔽电线管,在布管时应注意减少线管的重叠层数。 1.2配电箱安装 部分铁制配电箱体用电、气焊割大孔;配线管插入箱内长短不一,不顺直;入箱导管入箱位置随意布置,盘后接线混乱;箱体零线、保护地线未从汇流排接出。配电箱应开圆孔,应使用开孔器开孔或钻扩孔后再用锉刀去毛刺,防止穿线时损伤电气绝缘层;电线管导入配电箱时应平整,管口用护套锁紧,防止倾斜;引入引出线应有适当余量,以便检修,应成束放置,尤其是多回路导线不能有交叉现象;同一端孔上导线不可多于2根,须保证防松垫圈等零件齐全。对于很难明显分开的电线层可用小水泥块将其隔开。 1.3照明工具 部分建筑照明工具安装偏位;成排灯具的水平度、直线度偏差较大等问题。这些现象是由预埋灯盒时位置出现问题,有偏差,安装时又没有采取有效的补救措施。因此在安装照明工具前,应找准中心点,及时发现并纠正偏差,按照施工规范严格控制,施工时可拉线定位,确定照明工具的纵向、横向、斜向为一条直线。 另外,特殊地区的照明工具型号、规格、安装位置与高度应符合标准,如卫生间、厨房内设计应为防水灯,高于地面2.4米时,其金属外壳应做保护接地,并有专用接地螺栓,具有标识。采用螺口灯头时,如相线未接于螺口灯头中间的端子上,而是将零线接在该端子上,很容易造成安全事故。 1.4防雷接地 部分操作人员由于责任心不强,或焊接技术不熟练,焊接操作技术差。为防止此类现象出现,应加强操作人员责任心,提高焊接技术,不允许出现焊缝,不允许随意用螺纹钢代替圆钢作搭接。 1.5室外进户管预理 原材料采购人员由于不熟悉国家规范、标准,或有的施工单位故意混淆以降低成本,不使用烧弯机烧弯,使进户管预埋不符合要求。因此监理人员要严格执行材料进场检验关,使用厚壁钢管或符合标准的pvc管,对采购人员进行培训,要求必须掌握使用材料标准;预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机,不得使用焊接,钢管弯制后不应有裂缝,或凹痕现象。 预埋pvc 电线管时,不得使用钳子夹扁或拗弯管口,应用符合管径的塞头封盖并用胶布绑扎。 2.建筑电气工程质量防治策略 2.1积极进行一线作业人员培训,提高人员素质 控制施工质量的关键是施工人员的考察选用,任何好的材料、好的设计,都需要人去完成,尤其是一线作业人员的专业技术水平与责任心更是直接影响到整个工程的进度及质量,一旦出现质量问题,那就是很大的安全隐患。因此,要加强对一线作业人员的培训工作,提高质量安全管理意识,电气工程施工人员的素质是整个工程质量的关键因素,树立质量第一,预防为主的思想,保质保量地完成电气装置工程任务。可对电气质量管理、监督、检测等方面工作人员进行执业人员资格考核,考核通过后执证上岗。可成立专门的培训工作小组,对施工人员按学历、工作年限、岗位要求等方面进行不同级别的培训,实现专人专管,负责为施工人员传授新知识、新技术,提高施工管理人员的综合素质与职业技能,这种岗位与级别培训相结合的机制,可有效提高质量管理方面的工作要求。 同时要提高质量思想认识,树立服务意识。严格执行施工验收规范、操作规范和质量检验评定标准,从各方面采取有效的管理措施,预防和控制影响建筑工程质量的各环节问题,坚持严把质量关。把质量管理工作贯彻到整个工程管理的全过程,加强质量管理的各项基础工作,如对一线人员的质量教育、质量责任制及质量汇报工作、检验测试手段和方法等,使质量检查工作顺利开展。同时应建立电气工程质量管理监督管理工作小组,实现专人专管,充分发挥其质量监督管理的作用。 2.2严把质量关,做好施工前会审工作 电气工程开工前,工程技术人员、监理人员及施工单位的技术负责人三方应认真做好图纸的会审工作,审核设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准优化,列出哪些部分有交叉施工,根据施工计划,对有关的基础性工作、支吊架预埋和线路管预埋等做出交叉施工计划,确定准确配合的时间,以防遗漏或发生差错,对于工程当中使用功能等方面的问题应尽量在会审阶段解决。做好对图纸设计、会审工作技术交底关,明确图纸设计的意图,从而减少不必要的变更与返工。 施工中心必须根据已会审后的电气施工图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方相关的工程法规、条例等,审批后方可进行施工,施工中若发现图纸问题应及时提出并做出处理方案,不允许施工方未经同意擅自变更设计。严格按照规范化操作程序,且每道工序必须经相关人员验收签字,否则不可进行下一道工序,同时做好工作日志。 总之,一个建筑工程项目由多个分项目工程组成,电气工程是其中重要的一个环节,电气工程应把质量与安全放在首位,根据工程的自身特点,认真做好每项工程的验收过程,建立良好的质量监督体系,质量监督专人专管,且与施工人员要有密切的配合,协调一致,同心协力,才能做好电气工程质量管理工作。 建筑电气论文:浅析谐波治理措施在建筑电气设计中的应用 摘要:本文结合笔者多年工程的实践经验,对谐波存在于智能建筑中的危害进行了分析,并针对目前在建筑电气设计中应用的谐波治理措施作了比较与分析,谨供大家作 参考 之用。 关键词:智能建筑;电气设计;谐波治理措施;危害 1 谐波对智能建筑的危害 智能建筑中谐波主要来自两方面:一是大量非线性负荷形成的谐波源,例如 计算 机系统、开关电源、 电子 式荧光整流器等导致配电系统的电压、电流发生畸变,产生谐波;二是公用电网本身具有一定的谐波含量和配电变压器作为谐波源产生的谐波,由公用电网侧传输至配电系统。 恶劣的谐波环境将会对智能建筑中用电设备和系统造成巨大的危害,主要表现在以下几个方面: ①由于设备自身产生的接地电流在设备和真实地之间产生一个电压降,因此,容易使电脑死机;高次谐波会在中性线上叠加,中性线电流能够在建筑物金属结构上任意流动,从而产生不受控制的磁场,即引发计算机屏幕的频闪现象;由于开关、短路以及负载变化而引起的短时间电压变化将会引起灯光频闪,过度的频闪将会使人体不舒服;严重的谐波畸变会引起在一个正弦周波内的额外过零点,影响测试设备,干扰程序控制装置的同步性,导致控制装置死机。 ②智能建筑中线缆密布,系统设备繁多,微电子装备复杂,且防护能力弱,高次谐波将会使智能化系统设备产生误码、错码、误动作,使信号系统受到污染、产生噪声,甚至连通话质量都不能保证。随着低电压信号在it设备中使用的增加,比特错误率也随之提高,甚至可以高到使整个 网络 瘫痪。 ③在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系统其他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成电容器超载而损坏;使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷而损坏。 ④配电回路的谐波电流含量高会使断路器遮断能力降低。这是因为畸变电流过零点时,电弧电流随时间的变化要比工频正弦电流大,电弧电压的恢复要迅速得多,使电弧容易重燃,导致误跳闸或在该跳闸的时候根本不跳。剩余电流可能会达到使剩余电流保护装置动作的设定值。事实表明,空气电磁断路器不能遮断其分断能力范围内波形畸变率超过50%的故障电流,而且还会导致断路器损坏。 ⑤电压谐波会导致感应电动机的额外损耗。高次谐波导致的扭矩脉动在联轴器和轴承处会产生磨损和裂纹。由于电机速度是固定的,谐波中储藏的能量就以额外的热量形式散发了,导致设备过早老化。 ⑥对于电力电缆和配电线路,谐波电流频率增高会引起明显的集肤效应,导线电阻增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发生接地短路故障,形成潜在的火灾隐患。在智能建筑中大量集中使用电子计算机和大面积采用电子节能气体光源照明的场合,中性线电流甚至达到相线电流的2倍,致使中性线过热、烧毁,甚至导致火灾。 2 谐波治理的主要措施 ①采用无源滤波器。采用无源滤波器是传统的抑制谐波的方法。无源滤波器包括一组以串联方式连接的电抗器与电容器。此电路的阻抗在某一频率下,被设计成比电网中的其他电路低的多。这种装置的缺点是容易过载,在过载时会被烧损。另外,可能造成功率因数过补偿,同时无源滤波器不能受控。因此,随着时间的改变以及配件老化或电网负载的变动,会改变谐波振频率,使滤波效果下降。更重要的是,无源滤波器只可以过滤一种谐波成分。如果过滤不同的频率,则要分别采用不同的滤波器,如有的滤波器只能滤除三次谐波。 ②采用有源滤波器。并联型有源滤波器实质上是一个受控的、快速反应的谐波电流源,与非线性负荷并联,自动检测非线性负荷产生的谐波电流。dsp产生的控制信号控制igbt高速开关器件,经过输出电抗器,输出与负荷产生的谐波电流大小相等、相位相反的谐波电流,起到补偿谐波的作用,其结果是系统只向负荷提供基波电流。 在设计有源滤波器治理位置时,需要根据剧场配电系统和负荷情况的不同,设计不同的安装位置。有源滤波器的安装与谐波源越近,滤波效果越好,这是减小谐波电流和谐波电压畸变的最好办法。但在一些非线性负荷分布负载的场合,可以采取变压器总补偿或二级配电补偿的方案,而且不同方案可以配合使用。由于有源电力滤波器安装位置灵活,可以完全实现根据设计需要达到最完美的谐波治理效果。 ③采用混合型滤波器。可将有源电力滤波器与无源电力滤波器混合使用。其中,无源滤波器由3、5、7、9次单调谐滤波器支路及高通滤波器支路组成。有源滤波器由8个igbt、直流电容及滤波电感构成。直流电容可为有源滤波器提供一个稳定的直流电压;滤波电感可减小有源滤波器产生的高频开关频率谐波。有源滤波器和无源滤波器串联后并人电网。由于有源滤波器不是直接对谐波电流进行消除,它所产生的补偿电压中只含有谐波电压,故其功率容量很小,具有良好的 经济 性,从而可降低系统成本。 ④采用谐波保护器。采用磁性方法治理谐波比有源滤波器成本更低。谐波保护器从任何一种谐波对电路系统带来危害的本质上着手解决问题,即采用磁场吸收谐波能量的方法,具有很高的可靠性与使用寿命。此类产品如谐波保护器(hpd),采用了超微晶合金材料与创新科技的特别电路,能吸收各种频率各种能量的谐波干扰,将谐波消除在发生源,自动消除对用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰。hpd并联在电路中使用,本身并不耗电。 3 结语 在实际工作中,由于谐波具有多发性、随机性和不可重复性,导致智能建筑中的各种电气设备性能下降、无法工作的现象时有发生,因此,为保证 现代 智能建筑中各种不同类型设备和 计算 机及精密 电子 装置正常、可靠、高效地运行,必须要采取相应措施,确保用电设备的使用寿命,从以上分析可知,笔者觉得采取混合滤波器能快速、有效地跟踪谐波变化,抑制谐波,是最有成效的一种措施。 建筑电气论文:建筑电气火灾防范措施浅析 摘要:建筑电气火灾防范任重道远。主要可以从建筑电气线路火灾防范、建筑电气照明火灾防范、建筑电气系统辅助设备火灾防范、建筑电气监督管理的强化和建筑电气火灾防范新技术的运用五个方面着手。 关键词:火灾 建筑电气 线路 防范 0 引言 自国家“七五”规划实施以来,我国能源事业取得突飞猛进的 发展 ,满足了因 经济 发展而带来的用电量大幅度增加的需要,然而,建筑电气火灾发生的频率也随之日益提高,给国家和人民的生命财产造成巨大损失。不断寻找相对有效的建筑电气防火安全措施工作必须坚持不懈常抓不放。 1 强调建筑电气线路的火灾防范 据统计,建筑电气火灾中,电气线路引发的火灾占电气火灾的60%以上。而其中最为常见电气线路火灾又属短路故障引发的火灾和线路长期过载引发的火灾。 1.1 短路故障火灾防范 短路,俗称连电,是指电气线路中相线与相线、相线与零线之间短接起来的现象。发生短路时,线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍,而产生的热量又与电流的平方成正比,使得温度急剧上升,大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的引燃温度,即引起燃烧,从而导致火灾。 引起建筑电气短路的原因多样。当电气设备的绝缘老化变质或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力,即可能引起短路事故。绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上时,由于摩擦或铁锈腐蚀,很容易使绝缘破坏而形成短路。由于设备安装不当或工作疏忽,可能使电气设备的绝缘受到机械损伤而形成短路。由于所选用设备的额定电压太低,不能满足工作电压的要求,可能击穿而短路。由于维护不及时,导电粉尘或纤维进入电气设备,也可能引起短路事故。由于管理不严,小动物或生长的植物也可能引起短路事故。在安装和检修工作中,由于接线和操作错误也可能造成短路事故。此外,雷电放电电流极大,有类似短路电流且比短路电流更强的热效应,也可能引起火灾。 防止建筑电气线路短路的措施主要有:第一,严格按照《电气设计规程》的规定,设计、安装、调试、使用和维修电气线路。第二,防止电气线路绝缘老化,除考虑环境条件的影响外,还应定期对线路的绝缘情况进行检查。第三,不同的工作环境,电气线路中导线和电缆的选择和敷设,应根据相应的国家标准规定进行。第四,加强电气线路的安全管理,防止人为操作事故和未经允许情况下乱拉乱接线路。 1.2 线路长期过载火灾防范 过载,也称过负荷运行,是指超过电气线路和设备允许负荷运行的现象。负荷是指电气设备和线路中通过的功率或电流。线路发生过载的主要原因是导线截面积选用过小,实际负荷远远超出了导线的安全载流量,或在线路中加入过多或功率过大的设备等原因所造成的。 防止建筑电气线路长期过载的措施主要有:第一,要做好导线材料的选择。由于国家“以铝代铜”的政策影响,许多地方一般采用铝芯导线,但对于电路要求较高的建筑,为提高截面载流能力,便于敷设,应多采用铜芯线。同时进行精确的负荷 计算 ,合理选择导线的截面。第二,根据不同的环境不同的功能确定导线的敷设方式。一般吊顶内的电线应使用不燃或难燃材料管配线,如pvc管,也可以用金属管配线,或带金属保护的绝缘线,用来避免导线短路时引燃可燃物。消防用电的传输线路应采用穿金属管,经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线。第三,高温表面灯具附近的导线应采用耐热绝缘导线(如玻璃、石棉、瓷珠等护套的导线)而不应采用具有延燃性绝缘导线。 随着 工业 的发展和人民生活水平的提高,电热设备从工业到家庭应用越来越广泛,如电炉子、电烤箱、电暖气、电熨斗等,而这些设备都容易使线路过载。这些电热设备是把电能转化成热能的设备,具有功率大、加热温度高、控温时间长的特点。据统计,许多电热设备火灾都是违反操作规程,将电热器放到易燃材料上长时间烘烤未拔掉插头等烤燃周围可燃物而引起的。根据电热设备的火灾危险性,应采取的防火措施,一是电热设备功率比较大,应防止线路过载,最好采用单独的配线供电。二是电热器具,如电烤箱、电熨斗、电烙铁等,一般通电时,人员不能离开,应养成人走断电的好习惯。为了确保家用电器的使用安全、防止火灾,必须严格遵守电器安装、使用的有关规定。 2 重视建筑电气照明的火灾防范 建筑电气照明已经成为建筑体不可缺少的重要组成部分,如果管理不善和使用不当也会发生火灾。建筑电气照明是把电能转化成为光能而发光的一种光源。照明灯具在工作过程,往往要产生大量的热,致使其玻璃灯泡、灯管、灯座等表面温渡较高。其火灾危险性十分显著。电器照明设备,品种数量多,线路复杂,如果设计、安装、使用不慎,极易引起火灾。 防止建筑电气照明火灾的措施主要有:第一,要根据灯具的使用场所、环境要求选择不同类型的灯具。第二,照明灯具在把电能转换成光能的过程中,都伴随有能量损耗,致使灯具表面温度较高。所以要根据环境场所的火灾危险性来选择照明灯具,而且照明装置应与可燃物,可燃结构之间保持一定的距离,严禁用纸、布或其他可燃物遮挡灯具。第三,灯具应安装在不燃的基座上,尽可能安装表面温度较低的灯具,采用埋入式安装在吊顶里面的灯具,与吊顶之间应作隔热处理。照明光源尽可能采用冷光源,没有条件的应保证灯具与可燃物之间的安全距离或采取隔热措施。第四,镇流器与灯管的电压和容量应相匹配,镇流器安装时应注意通风散热,不能让镇流器直接固定在可燃物上。第五,安装有表面温度较高的灯具时,应对灯具正面和散热孔加装铅丝防护网或不燃材料制作的挡板,以减轻灯具爆裂时玻璃碎片和炽热的灯丝飞溅造成危害。第六,采用霓虹灯时要特别注意安全问题,一般霓虹灯的工作电压高,火灾危险性大,安装霓虹灯的灯柄、底板应采用不燃材料制作,或对可燃材料进行阴燃处理。当霓虹灯变压器安装在人员能接触到的部位时应设防护措施。第七,要避免在灯光装置区域悬挂旗帜或发射彩带等空中移动物体,以防这些物品与高温灯具直接接触并发生缠绕或碰撞而引发火灾。 3 抓好建筑电气系统辅助设备的火灾防范 建筑电气系统中配有许多开关、接触器、继电器等电气接插件,由于在安装、使用及维护方面的原因电气接插件容易产生电弧、发热现象,其火灾危险性很大。有的建筑为了测试的需要,还安装有临时电源插座。有的建筑电气把几十个用电器同时开启且持续时间长,火灾危险极大。 防止建筑电气系统辅助设备火灾的措施主要有:第一,认真按照规定选型并按规定正确安装,不应安装在易燃易爆、受震、潮湿、高温或多尘的场所,应安装在干燥明亮、便于进行维修及保证施工安全、操作方便的地方。第二,避免安装临时插座,有实际需要的应充分考虑到电源线路的负荷承载能力,选择适当型号的电插座,在承载力范围内联接用电器,并要注意它的运行状态。第三,开关、接触器、继电器等电气接插件应慎重选择,要选择优质合格产品。 4 加强建筑电气的监督管理 国家对建筑电气各项工作都进行了规范,但在实际中往往执行不到位,因此,当务之急是提高各方的意识,按照规范建立完善的责任问责制度,调动各方的积极性,尽可能避免火灾的发生。建筑电气监督管理重点可以从以下几个方面着手: 4.1 制定建筑电气设备使用的安全技术条件 第一,对裸露于地面和人身容易触及的带电设备,采取可靠的防护措施。第二,设备的带电部分与地面及其他带电部分保持一定的安全距离。第三,易产生过电压的电力系统,采用避雷针、避雷线、保护间隙等过程电压保护装置。第四,低压电力系统有接地、接零保护装置。第五,对各种高压用电设备采取装设高压熔断器和断路器等不同类型的保护措施;对低压用电设备采用相应的低电器保护措施进行保护。第六,在电气设备的安装地点设安全标志。 4.2 完善建筑电气设备作业人员要求 第一,无证不能上岗操作;如果发现非电工人员从事电气操作,应及时制止,并报告领导。第二,严格遵守有关安全法规、规程和制度,不违章作业。第三,对管辖区电气设备和线路的安全负责。第四,认真做好巡视、检查和消除隐患的工作,及时、准确地填写工作记录和规定的表格。第五,架设临时线路和进行其他危险作业时,完备审批手续,否则应拒绝施工。第六,积极宣传电气安全知识,制止违章作业和拒绝违章指挥。 4.3 熟悉建筑电气设备起火时操作要点 当发现电气设备或线路起火后,首先要设法尽快切断电源。切断电源要注意以下几点:第一,起火后,由于受潮或烟熏,开关设备绝缘能力降低,因此,拉闸时最好用绝缘工具操作。第二,高压应先操作断路器而不应先操作隔离开关切断电源;低压应先操作磁力启动器,而不是先操作闸刀开关切断电源,以免引起弧光短路。第三,切断电源的地点要选择适当,防止切断电源后影响灭火工作。第四,剪断电线时,不同相电位应在不同部位剪断,以免造成短路;剪断空中电线时,剪断位置应选择在电源方向的支持物附近,防电线切断后断落下来造成接地短路和触电事故。 5 运用建筑电气火灾防范新技术 5.1 电弧故障断路器 电弧故障断路器(apci)包括它的硬件和软件的基本实现方法。其通过电流互感器感应ac(交流)电流的大小和di/dt,然后用op(运放)进行处理后,将信号再输入mcu (微控制器单元)进行a/d (模数转换)处理,mcu将采样数值进行分析,如果符合故障电孤的特性,mcu将发出断珞器脱扣信号,使断路器断开。 传统的断路器只对过流、短路起保护作用,电弧故障断路器(apci)是在传统的断路器的基础上添加了崭新的功能——对电弧故障起保护作用,以防范电弧引发的火灾。而电弧故障断路器(apci)是将传统的过流、短路和漏电保护功能集成,再增加一个电流互感器。电弧断路器(afci)硬件原理见下图: 5.2 自动探测定位的水炮灭火系统 自动探测定位的水炮灭火系统如图2所示。该灭火系统可以对大空间的火灾位置做出高精度的自动定位,并自动瞄准火灾位置喷水灭火,适用于大面积、大范围的 体育 场馆、火车站,大的批发市场、商城,大型影剧院的自动定位灭火。 5.2.1 通过红外线探测装置探测火灾,并自动定位火灾的位置-红外线探测装置是由红外线火灾探测器2和图像处理盘3构成,进行高精度的火灾判断,并自动定位火灾的位置。红外线火灾探测装置的监视范围为水平方向200°,垂直方向90°,最远距离200m。 5.2.2 灭火水炮瞄准火源位置喷射水柱,进行有效灭火。灭火水炮可以自动瞄准被红外线火灾探测装置所定位的火灾探测位置,进行喷水灭火。通过操作控制盘可以分别控制灭火水炮的俯仰角度、喷雾角度以及喷水压力;并可根据火灾位置的距离,自动选择最适当的喷水途径。而且可根据不同的使用情况进行自动喷水方式和手动喷水方式的切换。 5.2.3 通过中央操作台15对系统进行集中监视。中央操作台15是进行系统集中 监视以及进行总控制的装置。在显示信息的crt装置上,实时显示系统状态,并通过清晰易懂的图表显示,可准确掌握火灾发生时的状况以及喷水情况。另外,在中央操作台15的操作部分可以远离操作水炮和itv监视器。 5.2.4 通过itv监视器确认火灾情况。itv监视器(摄像机)能够瞄准红外线火灾探测装置所定位的火灾位置,并且把火灾状况显示在中央操作台15的彩色显示器上。因此,itv监视器发挥着灭火活动中的支持作用。 建筑电气论文:建筑电气工程质量管理措施浅析 摘要:近些年来,随着建筑物的服务功能不断增加和扩大,提高了建筑电气化、自动化、智能化的标准,这就使得建筑电气专业在建设工程中的复杂程度越来越大,对电气系统的质量要求也越来越高。建筑电气工程的质量,对于建筑工程的使用功能、竣工后运行的安全可靠程度、投资效益的体现等都起着举足轻重的作用,对于一项建筑电气工程而言,从开工到竣工,施工现场质量管理工作自始至终都起着至关重要的作用。为此,本文结合实践工作经验,对确保高层建筑电气工程的质量提出了几条有效的措施。 关键词:建筑电气工程 质量 防治 0 引言 目前高楼大厦遍地矗立,十分 现代 化,建筑电气增添了不少的新内容,可是在内部有些设备都运转不起来,就是运转起来也不如人意,由于建筑电气是现今新兴的一种技术,他还不完善,在建设施工中还有很多问题、在质量上还有很多通病。下面就针对它的工程质量进行分析,已求得防治措施。 1 防雷接地不符合要求 1.1 原因分析 ①操作人员责任心不强,焊接技术不熟练,他们多数人是电工班里的多面手焊工,对立焊的操作技能差。 ②现场施工管理员对国家施工及验收规范gb501692《接地装置》有关规定执行力度不够。 1.2 预防措施①加强对焊工的技能培训,要求做到搭接焊处焊缝饱满、平整均匀,特别是对立焊、仰焊等难度较高的焊接进行培训。②增强管理人员和焊工的责任心,及时补焊不合格的焊缝,并及时敲掉焊渣,刷防锈漆。③不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外,作为引下线的主钢筋土建如是对头碰焊的,应在碰焊处按规定补一搭接圆钢。 2 室外进户管预理不符合要求 2.1 原因分析 ①材料采购员采购时不熟悉国家规范、标准,有的施工单位故意混淆以降低成本;施工管理员不严格或者对承包者的故意违规行为不敢持反对意见,不坚决执行规范和标准;监理人员对材料进场的管理出现漏洞。 ②与土建和其他专业队伍协调不够。 ③没有弯管机或不会使用弯管机,责任心不强,贪图方便用电焊烧弯。 ④预埋进户管的工人不懂防水技术,又不请防水专业人员帮忙。 2.2 预防措施①进户预埋管必须使用厚壁铜管或符合要求的pvc管。②加强与土建和其他相关专业的协调和配合,明确室外地坪标高,确保预埋管埋深不少于0.7米。③加强对承包队伍领导和材料采购员有关法规的 教育 ,监理人员要严格执行材料进场需检验这一规定,堵住漏洞。④预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲,不允许焊接和烧焊弯曲。钢管在弯制后,不应有裂缝和显著的凹痕现象,其弯扁程序不宜大于管子外径的10%,弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。⑤做好防水处理,请防水专业人员现场指导或由防水专业队做防水处理。 3 电线管(钢管、pvc管)敷设不符合要求 3.1 原因分析 ①施工人员对有关规范不熟悉,工作态度马虎,贪图方便,不按规定执行。施工管理员管理不到位。 ②建筑设计布置和电气专业配合不够,造成多条线管通过同一狭窄的平面。 3.2 预防措施①加强对现场施工人员施工过程的质量控制,对工人进行针对性的培训工作;管理人员要熟悉有关规范,从严管理。②电线管多层重叠一般出现在高层建筑的公共通道中。当塔楼的住宅每层有6套以上时,建议土建最好采用公共走廊天花吊顶的紧饰方式,这样电专业的大部分进户线可以通过在吊顶之上敷设的线槽直接进入住户。也可以采用加厚公共走道楼板的方式,使众多的电线管得以隐蔽。电气专业施工人员布管时应尽量减少同一点处线管的重叠层数。③电线层不能并排紧贴,如施工中很难明显分开,可用小水泥块将其隔开。④电线管埋入砖墙内,离其表面的距离不应小子15mm,管道敷设要“横平竖直”。⑤电线管的弯曲半径(暗埋)不应小于管子外径的10倍,管子弯曲要用弯管机或拗捧使弯曲处平整光滑,不出现扁折、凹痕等现象。⑥电线管进入配电箱要平整,露出长度为3-5mm,管口要用护套并锁紧箱壳。进入落地式配电箱的电线管,管口宜高出配电箱基础面50-80mm。⑦预埋pvc电线管时,禁止用钳将管口夹扁、拗弯,应用符合管径的pvc塞头封盖管口,并用胶布绑扎牢固。 4 导线的接线、连接质量和色标不符合要求 4.1 原因分析 ①施工人员未熟练掌握导线的接线工艺和技术。 ②材料采购员没有按照要求备足施工所需的各种导线颜色及数量,或者施工管理人员为了节省材料而混用。 4.2 预防措施①加强施工人员对规范的学习和技能的培训工作。②多股导线的连接,应用镀锌铜接头压接,尽量不要做"羊眼圈"状,如做,则应均匀搪锡。③在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根,如需接两根,中间需加平垫片;不允许3根以上的连接。④导线编排要横平竖直,剥线头时应保持各线头长度一致,导线插入接线端子后不应有导体裸露;铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎。⑤材料采购人员一定要按现场需要配足各种颜色的导线。⑥施工人员应清楚分清相线、零线(n线)、接地保护线(pe线)的作用与色标的区分,即pa相-黄色,b相-绿色,c相-红色;单相时一般宜用红色;零线(n线)应用浅蓝色或蓝色;接地保护线(pc级)必须用黄绿双色导线。 5 配电箱的安装、配线不符合要求 原因分析 ①安装箱体时与土建配合不够,土建补缝不饱满,箱体安装时没有用水准权校水平。 ②认真将箱内的沙浆杂物清理干净。 ③箱体的“敲落孔”开孔与进线管不匹配时,必须用机械开孔或送回生产厂家要求重新加工,或订货时严格标定尺寸,按尺寸生产。 ④加强检查督促,增强施工人员的责任心。 ⑤接地的导线按规范当装置的相线截面s≤16mm2时,接地线最小截面为s;当16〈s≤35mm2时,接地线的最小截面为16mm2;当s〉35mm2时,接地线的最小截面为s/2。 ⑥箱体内的线头要统一,不能裸露,布线要整齐美观,绑扎固定,导线要留有一定的余量,一般在箱体内要有10-5cm的余量。 6 开关、插座的盒和面板的安装、接线不符合要求 6.1 原因分析 ①预埋线盒时没有牢靠固定,模板胀模,安装时坐标不准确。 ②施工人员责任心不强,对电器的使用安全重要性认识不足,贪图方便。 ③存在不合理的节省材料思想。 6.2 预防措施①与土建专业密切配合,准确牢靠固定线盒;当预埋的线盒过深时,应加装一个线盒。安装面板时要横平竖直,应用水平仪调校水平,保证安装高度的统一。另外,安装面板后要饱满补缝,不允许留有缝隙,做好面板的清洁保护。②加强管理监督,确保开关、插座中的相线、零线、pe保护线不能串接,先清理干净盒内的砂浆。③剥线时固定尺寸,保证线头整齐统一,安装后线头不裸露;同时为了牢固压紧导线,单芯线在插入线孔时应拗成双股,用螺丝项紧、拧紧。④开关、插座盒内的导线应留有一定的余量,一般以100-150mm为宜;要坚决杜绝不合理的省料贪头。 建筑电气论文:论建筑电气工程质量管理与控制 摘要:本文主要阐述电气质量管理人员的素质、工程质量标准、工程材料、器件和设备的质量、质量文件等方面,论述了建筑电气工程的质量管理,提出了只有质量管理人员和施工人员密切配合,才能保证和提高电气工程质量。 关键词:电气工程质量 质量控制 近些年来,随着建筑物的服务功能不断增加和扩大,提高了建筑电气化、自动化、智能化的标准,这就使得建筑电气专业在建设工程中的复杂程度越来越大,对电气系统的质量要求也越来越高。建筑电气工程的质量,对于建筑工程的使用功能、竣工后运行的安全可靠程度、投资效益的体现等都起着举足轻重的作用,对于一项建筑电气工程而言,从开工到竣工,施工现场质量管理工作自始至终都起着至关重要的作用。现就关于建筑电气工程质量管理工作,谈一些体会。 建筑电气工程,贯彻百年大计,质量第一和预防为主的方针。严格执行施工验收规范、操作规程和质量检验评定标准,从各方面采取措施,预防和控制影响工程质量的各种因素,坚持以“质量控制”为核心,重点抓质量控制。电气质量管理要树立为用户服务的思想,正确处理好质量、数量和成本的关系。把质量管理工作贯彻于工程管理的全过程,以质量管理为中心环节,实行全面管理,把电气工程各方面的管理工作转移到“质量第一”的轨道上来。加强质量管理的各项基础工作,如质量 教育 、质量责任制、质量情报工作、检验测试手段和方法等,使质量管理检查工作得以顺利进行。建立电气质量管理小组,充分发挥其质量监督作用。 要保证和提高电气工程的质量,人是决定性因素。因此必须对电气管理及施工人员,加强质量教育、思想教育,使他们树立质量第一,预防为主的思想,以主人翁的态度保质保量地完成电气安装工程任务。有些电气质量管理人员的选择配合不严格,有的质量管理人员资质不符合质量管理的基本要求,使质量工作的开展受到一定的制约。对电气质量管理、监督、检测人员应实行执业人员资格考核制度,按学历、职称、从事专业和质量管理工作年限、工作能力并经过培训考核级。岗位工作要与其级别相结合,形成一种激进机制,这样会促进质量管理、检测人员继续学习深造,以提高管理工作的质量。另一方面也可成立培训中心,负责对电气工程质量管理人员的培训,传授新知识、新技术,提高施工管理人员的综合素质和管理水平,把管理与服务有机结合起来,寓管理于服务之中,以管理带服务,以服务促进管理,推动电气工程质量管理工作的规范化、程序化。尽管当前我国建筑市场还不规范,但工程质量必须千方百计地保证,这关系到竣工后的安全运行问题。一个高质量的工程完全可以体现出建筑电气专业管理人员在施工工作中,把工程质量放在第一位,严格要求、切实把关、认真负责,实事求是的工作态度。工人班组是直接从事一线施工的基层组织,要根据电工专业的性质制定出切实可行的工人岗位责任制,要分工清楚,责任明确,心中有数,这个环节是保证工程质量的基础。各级质量管理人员和技术人员,应正确贯彻和执行国家关于工程质量的方针、政策,制定质量管理的计划,组织电气人员进行定期或不定期的质量检查,经常开展工程质量的动态分析,针对关键性的部位以及当前存在的质量通病,采取有效措施。各级电气质量管理人员应制定质量责任制,各行其事,各负其责,为保证工程质量创造条件。 针对在电气安装施工中比较常见的质量事故,应事先采取对策并加以控制,起到预防作用,这就要求必须对电气安装工程施工的全过程加以充分的研究,影响电气工程质量的因素主要有以下方面:如由于工程设计的缺陷而造成的质量问题,电气工程在开工前,应通过参加设计方案制定,图纸会审和设计交底等形式,检查设计质量,发现设计问题及时提出并共同分析处理,防止由于设计不合理或图纸上的差错影响工程质量。由于材料和设备不合质量标准或存在问题而造成质量问题,电气设备和材料是工程实体的构成部份,其种类、型号、规格多种多样,性能和标准也有所不同,材料设备质量的好坏直接影响着工程质量,因此必须对设备、材料严格按质量标准和设计要求进行订货、采购、运输和保管,这其中某个环节处理不当都将会影响工程质量。这就要求对进厂的设备和材料进行严格的检验,包括外观检查、电气性能检查和必要的解体检查。同时还要核实材料和设备的合格证、说明书、装配图和试验报告等有关资料。做到不合格的设备和材料不采购、不验收、不使用。对进场的合格材料和设备要妥善保管,防止受潮、发霉、损坏。由于施工不符合设计要求或违反操作规程和技术规范而造成质量问题的,电气施工组织设计或施工方案是指导施工的依据,其质量的好坏直接影响着施工质量,因此开工前必须对施工组织设计所采用的施工顺序、施工方法和保证工程质量的各项技术措施进行审查核实,看是否切实可行,是否符合设计要求,是否满足技术规范和操作规程的要求等。同时还要求向班组做好各项技术交底工作。由于对工程项目的检验方法错误或不精确,不能对电气安装工程作出正确的质量评定而造成质量问题等。施工过程是质量管理的主要环节,必须坚持按图施工,经过会审的施工图纸是指导施工的主要依据,不得任意修改施工图纸,电气施工技术规范和操作规程是施工的准则,在施工过程中,每道工序都必须按照规范和操作规程进行施工和检验,发现质量问题必须立即补救,不留隐患,把质量事故消灭在萌芽状态。提高检验工作的质量是正确判断电气施工质量的前提,必须保证检验方法的正确性,并使检测工具、仪器、仪表和检验设计达到要求的精度且处于完好状态。多数情况下,影响质量的各种因素往往是互相关联和相互影响的,因此,在电气施工过程中必须以预防为主,从施工准备到交工验收,分阶段对工程质量进行控制。 工程材料、器件和设备的质量是保证工程质量的先天因素,电气质量管理人员对进场的合格材料和设备要及时填写“工程材料报验单”并附加材料清单、材质证明(检验报告) ,经核验,认定合格后,方可用于工程。使用实行强制管理的电工产品,必须符合 建筑电气论文:建筑电气设计要点 【摘要】电气设计者对电气进行设计之时,不但需要考虑到用电负荷逐渐增长的需求,而且要满足供电的安全性以及可靠性要求。通过某种意义上说,建筑电气也对建筑现代化程度有决定作用。本文是对当代建筑电气设计的一些领悟体会。 【关键词】建筑电气设计;分析 住宅建筑的电气设计与安装质量的把控,属于建筑项目管理工作中的关键内容之一,同样是确保整体建筑项目质量以及进程的关键条件之一。对住宅建筑电气进行安装设计的过程之中,有关电气的安装部门一定要严格依据国家有关的操作规范以及技术规程,秉持遵循确保安全、能源节约之类有关要求,综合考虑经济、适用、安全和四周环境之间的协调问题还有将来改造工作进行的可能性多种因素。如何从现实出发,来因地制宜地采用有关的方法以及对策处理相关问题。 1当代建筑电气设计基础性内容 1.1最大程度使线路耗损降低 建筑当中的配电线路都有电阻存在,而电阻存在一定会有消耗功率的现象,而且若是线路越长则电阻就越大。想要使线损就一定要尽可能使线路电阻减少。所以,在建筑电气设计当中,首先得问题是必须对线路的路径进行合理选择:线路尽量要为直线,使回头线路减少。另外,电气功能用房的具体位置必须明确:变压器尽可能与负荷中心接近,使供电半径减小;增加导线截面积,采取季节性的负荷线路。 1.2合理选择电气照明装置 电气照明装置必须消耗很多电能,属于现代建筑最主要的节能关键点之一。所以,在电气设计当中一定要注重对于电气照明装置的合理科学选用。对照明装置进行选择时,有关的设计人员一定要综合装置运行的能源损耗、使用年限、发光的功率还有产品的价格之类的多种因素,经过认真分析之后选择出住宅建筑上最适合的照明装置。与此同时,除了要确保电气照明装置以外,还必须重视建筑的整体成效以及视觉的美观度。 1.3科学选用电气负荷以及供电的范围和方式 ①如果住宅建筑的电气整体负荷比200kV•A要小的时候,其供电的范围在200m之内,就能够利用周围的现成线路(低压为380V/220V)进行供电。②如果住宅建筑的电气负荷比300kV•A大的时候,为了使线路的耗损减少、电失降低,需要采取高压供电来完成高压深入到负荷中心中的供电方法。③如果住宅建筑的电气负荷比8MV•A小的时候,能够采取10kV电压进行供电,于住宅建筑的适当位置架设10kV/0.4kV/0.23kV的变电所;这里要尤其重视设置,必须要考虑的两方面的因素:a.变电所的系统容量限制到低于3.2MV;b.变电所控制的供电半径通常控制到250m的范围之内。建筑规划的用电负荷需要照顾到未来的发展,对于变电所需要留存余量,为将来的发展需求未雨绸缪,住宅建筑的规划争取能够一次到位。 1.4各种建筑单位面积的用电指标 1.5电气控制系统的合理规划 较大规模的住宅建筑需要形成一整套完整科学的电气控制系统。对电气控制系统进行选用之时,必须合理利用无负压生活水泵、变频水泵、变频调速风机以及电动机之类装置,便于能够发挥出更显著以及更好的效果。 2住宅建筑中的电气设计要点 2.1供电系统的合理可靠性设计 住宅电气的设计必须首先确保用电上的可靠性,由于其涉及到的是人们的生活安全,所以在设计过程中需要从下面两方面展开:①在新建造的住宅楼中规划建造配套配电房。有关配电房的构成是配电装置以及变压器,这就属于住宅区的低压以及高压进出的重要枢纽。在这里布线需要采取专用的电缆保护管又或是电缆沟承担线路进出任务。具体的装置能够采取预装型的变电房,来使稳定性以及安全性提升。②在设计过程中需要采取多种方法进行供电。能够采取10kV高压双侧的电源进线模式,此种方法能够利用分段的开关又或是箱型变四工位的开关对网络进行控制,通过开关柜和变压器连接;在低压一侧能够采取单母线的分段方式完成运行任务。也能够采取10kV高压侧的单电源入线方式,在低压侧的单母线可以分段也可以不分。以上第一种方法可靠性能很高,然而投资比较大,适合在高等级的住宅当中采取;而另一种可靠性不会比前面高,然而其优势在于投资很小,通过日常生活供电需求的满足程度而言,也能够达到日常生活的用电要求。此外,在采取第二种方法进行供电之时,还需要对发展需求进行考虑,在配电室设计当中需要对高压进线柜位置进行预留,其是为了之后的增容提前准备。与前面两点进行综合分析了解到,建筑电气设计当中供电的设计以及方案建立需要满足小区中的具体供电需求,对配电房又或箱型变进行配套设置;同时于10kV的电源进线出要有增容扩展空间的预留,如此便能够确保建筑住宅供电端口处的灵活以及安全。 2.2变压器选用以及确定台数 在电气系统设计当中还必须明确系统变压器的数量以及容量,来确保建筑供电的可靠性以及安全性。并且在选用的过程当中还必须对以后负荷增长可能性进行充分考虑,通常采取的计算方式是:①集合单位的住户负荷推算方法,依据我国目前的人们用电负荷平均值对其估算,此数值是每户为4kW,而远期预估是8kW。②单位面积的估算方法,依照资料统计的结果,在我国现今的住宅电气设计居民的单位面积用电负荷是每平米35W,远期的估算是70W。依照上面两种估算方式就能够获得住宅建筑中的用电状况,且能够依照其对变压器进行选择。详细计算思路为:不思考住宅内部人们的作息时间有着不同,取一个同时系数,与变压器经济运行的功率相加,取值采取最佳的负荷功率,如此便能够分别计算远期以及近期变压器的容量需求。那么便能够在设计当中利用近期的容量当做是建筑住宅的变压器容量,并且设计对一些远期容量进行预留,这样就能够确保此建筑住宅基本的用电需求。 2.3建筑住宅进户的线路以及室内的线路规划 为了确保人们用电安全,建筑住宅应当采取TN~C~S、TN~S,住宅进户线路一定要采取三线制。而每套建筑电气线路的分支数量至少是5条;对于空调电源一定单独进行预留,而且与照明电源和插座电源的设计进行独立分路;卫生间与厨房的电源插座同样需要有独立回路设计;空调电源回路的导线面积应当适当提高,不能够比4mm小,别的要高于2.5mm。对于室内电气设计还需要确保每个房间最少安装一个墙壁插座,想要更加方便的话客厅能够适当进行增加。总的来说,建筑住宅的室内电气设计需要具备前瞻性,应为了人们的使用便捷,尽可能一次到位,这样就能够防止后期导线以及插座的增加与更换等造成的隐患麻烦,并且统一的施工以及设计还能够使得电气系统安全性大幅度提升。 2.4室内配电系统的设计 当前人们的生活与电气使用是分不开的,而家用电气更新速度很快,新型电气带给居民问题也会增多。厨房不断的电气化,使得厨房变成电气聚集的区域。因此不仅在厨房有很多插座的设计,还需要针对供电回路适当进行增容,能够选用BV•3×4mm。所以,室内的配电系统设计当中,对于较高规格的建筑需要依据面积对其适当进行扩容,依据家电最大的累计容量对配电系统进行设计,如此的设计常常会高于一定的标准,一般要比10kW高。对于一些单身公寓来说尽管面积较小,但是电气非常齐全,通常用电量是3~4kW。因此在生活水平持续提升的现在,提升用电可靠性就必须从细节出发,对于不同用途的建筑有针对性的进行考虑,把室内配电系统设计的安全以及合理,不仅不需要为了不必要的扩容使成本增加,也不用顾及眼前的利益而使安全性降低。 2.5消防报警以及自动灭火机制设计 伴随科技不断进步发展,建筑于火灾自动灭火报警机制上也逐渐一致起来,现今主要包含着五个部分:气体的自动喷射、自动洒水灭火设备、分区的消防中心以及火灾探测设备,来确保灭火报警自动化系统。这个具体过程当中,依靠探测器对火灾信号进行探测,且将其自动转化成电信号,而电信号进入到分区报警设备与消防中心当中,转变成声光的报警信号。整个的消防监控指挥依靠消防中心实现。因为建筑中的消防用电设计包含着多学科,且控制范围、功能以及规模都较为复杂,所以设计复杂性也正在逐渐增高。 3总结 经济社会持续发展进步,建筑也会得到更好发展,建筑设计过程之中必须对电气设计工作重视起来,才可以在设计过程之中降低浪费能源的现象,与此同时,也可以使环境污染问题降低,为人们带来安全舒适的居住环境。 建筑电气论文:高层建筑电气工程防雷接地技术浅析 摘要:高层建筑电气工程中,采用防雷接地技术,提高电气系统的安全性、可靠性。防雷接地在电气工程内起到保护的作用,属于高层建筑施工中的重要内容。高层建筑楼层多,电气系统复杂,应该合理规划防雷接地技术,确保防雷接地在电气系统中的规范性。本文主要以高层建筑的电气工程为研究对象,探讨防雷接地技术的应用。 关键词:高层建筑;电气工程;防雷接地技术 我国建筑行业中,高层建筑成为主要的建设项目。高层建筑电气工程的施工中,采用防雷接地技术,预防雷击事故。雷击对电气系统的破坏性强,再加上高层建筑垂直高度的影响,增加了电气工程中的雷击发生机率。高层建筑电气工程内,积极落实防雷接地技术,保护电气系统,以此来提高电气工程在高层建筑中的安全水平。 1高层建筑电气工程的防雷现状 我国高层建筑电气工程的防雷接地中,建筑工程的桩基、承台属于防雷接地施工中的重点,实际很多建筑工程中,桩基和承载缺少接地的条件,导致防雷接地系统的埋深不够,增大了接地电阻的数值,进而降低了防雷接地的效果,严重干预到防雷时的泄流效果[1]。高层建筑中,电气系统复杂,对防雷接地技术的要求非常高,现阶段,高层建筑电气工程的防雷接地中,仍旧存在几点缺陷,如:电阻值不够、泄流不当、避雷网不全面等,防雷接地中的问题,直接会影响到高层建筑电气工程的防雷效果,无法实现高效、全面的防雷,必须规范好高层建筑电气工程的防雷接地技术,才能保护高层建筑的电气工程,确保电气工程具有防雷的条件,完善电气系统。 2高层建筑电气工程中的防雷接地技术 2.1引下线与接地网 高层建筑电气工程防雷接地技术中的引下线施工,参考建筑工程图纸,设计引下线的施工内容,确保引下线施工的规范性。引下线在防雷接地技术中,容易出现误差,必须以工程图纸为依据,才能准确的标记好引下线的位置[2]。电气工程防雷接地施工中,标记出引下线和建筑主钢筋的焊接点,施工时严格按照设计的要求执行,期间不可随意更改引下线的连接位置。高层建筑的基础大底板,主钢筋与引下线焊接,连接构成10m×10m以内的网格区域,主钢筋直径不能低于16mm。引下线焊接时,如果结构柱和主钢筋有不匹配的地方,就要采用跨接焊接的方法,焊接主钢筋与结构柱,构成电气通路,提升引下线的防雷水平。高层建筑防雷接地,利用引下线,围绕电气工程设计成接地网,接地网之间采用焊接的方法,焊缝饱满,尽量不要出现虚焊、气孔等问题,接地网焊接后,检查焊接点是否稳定,表层涂抹防腐沥青,保护接地网的防雷效果及安全性。 2.2接闪器施工 接闪器在高层建筑电气工程中,吸收雷电波,并且通过引下线安全导入大地中[3]。防雷接地中,常见的接闪器有:避雷带、避雷针,降低雷电波对电气工程的破坏。例如:某商业高层建筑结构中,由主塔楼和裙房构成,案例的防雷接地施工中,主塔楼屋面的金属结构,连接了避雷针,构成接闪器系统,裙房上的接闪器设计,沿着女儿墙,敷设金属钢结构,金属钢上连接避雷器,围绕裙房形成避雷带。 2.3安装避雷网 高层建筑电气工程防雷接地中,安装避雷网,避雷网是一类常用的防雷接地技术,防雷效果明显。高层建筑根据电气工程的防雷需求,墙体上标记避雷网的安装点,打孔并安装避雷支架,避雷支架上敷设镀锌圆钢,采用焊接的方法,连接镀锌圆钢,焊接牢固后,连接引下线,提高电气系统的防雷水平。避雷网中的金属结构上,涂刷防锈、防腐的涂料,保护避雷网。高层建筑中突出的金属制结构,需要连接到避雷网内,保障防雷接地的整体性,高层建筑的变形缝位置,也要实行防雷接地,防止发生雷击跨越的问题。 2.4防雷接地系统 防雷接地系统是主要的构成部分,当高层建筑电气工程遭遇雷击时,防雷接地系统可以把雷电导入到大地中,提高雷电流泄的水平。高层建筑电气工程中,防雷接地系统的设计与施工,应该合理选择接地装置,保障防雷接地的规范性。电气工程中的照明、监控、供配电、消防等系统,都要进行接地设计,检查接地系统的施工效果,防雷接地系统中的接地电阻,不能超过0.5Ω,保障防雷接地系统的专业性。电气工程中,可以设计人工接地极,确保防雷接地系统的整体性,以便发挥防雷接地的保护作用。 3高层建筑电气工程防雷接地中的注意事项 首先高层建筑中的钢筋结构,要具备承受雷电流的能力,在此基础上,才能保障防雷接地技术的有效性。电气工程防雷接地施工中,既要注重防雷效果,又要确保高层建筑的美观性,严格遵循《建筑防雷设计规范》中的技术要求,完善防雷接地的施工过程。然后注意高层建筑连接体和避雷网的连接,保障防雷接地在电气工程中,具有防雷屏蔽、导流的作用。建筑工程的电气工程上,避雷带、引下线和接地体,联接后构成避雷网,注意避雷网的整体防雷效果,做好连接点的施工工作,保障连接点的稳定性,测试连接点位的电阻,以免影响电气系统的防雷效果。最后是注意接地材体材料的选择,高层建筑电气工程防雷接地中的材料,对导线性能、使用年限和稳定性,有着明显的要求,由此应该选用导线性能稳定的接地体材料,如:石墨、铝等,满足防雷接地的需求。 4结束语 高层建筑的电气工程复杂、繁琐,系统线路非常多,经常会受到雷击干扰,发生直击雷、感应雷,破坏了电气系统。高层建筑电气工程项目内,全面实行防雷接地技术,保护好电气系统,进而维护高层建筑的运行。防雷接地技术要符合电气工程的需求,由此表明防雷接地在电气工程中的重要性。 建筑电气论文:建筑电气工程施工质量通病及对策 摘要:现如今,在城镇化建设中,建筑工程项目是不可或缺的,主要满足城乡一体化背景下人们的住房需求,也能实现商业经济的进一步发展。在建筑工程体系中,电气工程是重要组成部分,主要为人们的基本生活提供电气服务,旨在提高人们的生活质量。就目前建筑电气工程施工现状来看,还存在着一定的质量通病,制约着整个工程项目的实施效果。为缓解此类问题,文章就建筑电气工程施工中的质量通病及防治对策进行分析与研究。 关键词:电气工程;质量通病;防治 电气工程是建筑物结构体内的重要组成部分,其和建筑物应用年限存在着密切的联系,为延长建筑物的使用寿命,加强对电气工程质量的控制变得异常重要。电气工程施工中,由于受到人为、环境、技术等因素的影响,极易引发系列质量通病,从而会滋生电气工程质量问题。从长远角度考虑,应做好电气工程质量通病的防治,加强对施工技术的管控,增强相关人员的质量控制意识,从而实现对建筑物整体质量的管控。 1建筑电气工程施工中的质量通病 1.1等电位联结问题 开展电气工程施工时,由于施工者对等电位联结问题的重视程度不够,以为电气管道是可以开展自然接地的,然而,电气管道外层设有防腐层与保温层,掩埋时,土质不同,埋层深度也存在差异,从而产生大地电位差。若等电位联结不良,无法确保裸露在外部环境中的导体始终处在零电位状态,也无法降低接触电压[1],不能降低因为保护作用而使得设备运行不良的风险,无法将故障电压予以消除,同时,也无法将干扰消除掉。 1.2管线敷设问题 在建筑室内,做好管线敷设极其关键,这与企业的发展水平存在着密切的联系。敷设管线时,应充分按照施工图纸的具体要求、技术规范等进行计算,做好预算,以保证管线敷设的规范性与科学性。然而在敷设管线时,时常会出现各类问题,具体表现在以下几个方面:①接口对焊问题。接口对焊主要涉及到金属管道对熔焊接与厚壁钢管接口对焊连接,若焊接人员素质不高,实践操作不够规范,极易发生接口对焊问题[2];②管线敷设深度不够明确。若配线管道敷设的深度过深,会对墙体质量构成威胁;若配线管道敷设深度过浅,极易导致建筑物表面滋生裂纹。 1.3防雷接地处理问题 在电气工程施工中,对建筑物实施接地与防雷设计施一项重要的工作,防雷接地处理效果与人们的生命安全和财产安全密切相关,然而,施工方往往会予以忽视,这成为电气工程施工中的常见问题。此类问题祝好表现为接地装置与避雷带搭线长度严重不足,选择搭接钢筋时,使用的为螺纹钢搭接钢筋却不是圆钢搭接钢筋[3],最终会导致防雷接地处理不当的问题。 2电气工程施工质量通病的防治策略 当前,纵观电气工程实施现状,了解到其在施工中还存在着诸多的质量风险,为保证建筑工程的高效运行,就必须消除电气工程施工过程中的质量通病,这成为时下的一项重要使命。 2.1等电位联结问题的防治 开展电气工程中等电位连接工作时,施工者应在实际施工中,加强对等电位联结的重视,在开展具体的等电位联结时,必须按照一定的规范和要求进行操作,及时确定好哪些区域需要开展等电位联结操作。完成等电位联结工作后,施工者应具备足够的专业素质与责任感,应及时对等电位联结情况实施导通性测试,以确保等电位联结情况能达到预期的目标。 2.2管线敷设问题的防治 关于电气工程中管线敷设问题的防治,必须要做到以下方面:(1)为保证管线敷设规范性,提高管线敷设质量,施工者应结合具体的施工要求与图纸来开展施工,严格遵循一定设计参数与设计标准来开展施工[4]。(2)关于厚壁钢管部分,使用时,应加设套管,并实施焊接操作,镀锌钢应确保螺纹连接,严格控制好焊缝的密实度与饱满度,连接位置的两段应利用专属接地线。对于薄壁钢管而言,要在接口位置设置封堵操作。(3)在暗配导管内,保护层厚度要大于15.0mm,在口槽位置应利用水泥砂浆面来达到保护的目的。(4)电源线和插座、电视线和插座间的水平距离都要大于500.0mm。(5)施工者应全面了解接地保护线、相线与零线等具体的作用,还要掌握一定的色标区分,运用颜色相同的绝缘层。 2.3防雷接地问题的防治 开展施工操作时,由于施工者焊接技术不规范、不熟练后责任心不足,会导致在防雷接地处理时,时常会出现这样或那样的问题。关于防雷接地问题的防治,具体的防治办法表现如下:(1)重视对施工者综合素质的培训,要求施工者要具备专业的焊接技术,对施工者进行技能培训,做好日常的演练与演习,让施工者要具备熟练的焊接技术与足够的职业素养,这样在防雷接地问题防治上的效果十分理想。(2)为保证电气工程的运行质量,需要对防雷接地工程的具体施工状况开展细致性的分析与检查,一旦发现施工质量不合格问题,如焊缝,应及时开展补焊操作,若在焊口位置上残留着一定的焊渣,应及时将焊渣清理掉。(3)电气工程项目的实施,在具体施工中,不可利用螺纹钢来搭接钢筋,要利用符合电气工程质量与应用标准的圆钢,为电气工程建设提供条件,利于达到质量建筑工程质量的目的。 3结束语 综上所述,新时期,为促进建筑行业的蓬勃发展,应及时考虑人们的生活质量、对建筑工程的质量要求与社会经济发展情况,这和国家的国计民生存在着密切的联系。为保证工程项目的质量要求,开展施工时,应做好质量安全管控,要求从业者给予高度关注。对于建筑工程而言,电气工程属于基础组成元素,再加之电气化时代的到来,电气化技术得到了空前的发展,电气工程在整个建筑工程中的作用和地位变得愈发重要。面对电气工程施工中的质量通病,应采取系列措施来予以防治,分别从等电位联结、管线敷设、防雷接地等角度出发,提出针对性的防治策略,对症下药,以求从根本上消除质量通病,是提高电气工程运行效率的重要途径。
电子科学技术论文:解析多值逻辑与电子科学技术 摘 要:在现阶段的发展中,我国的电子科学技术突飞猛进,从表面上看,纯技术的研究工作将电子科学技术推向了一个高峰,但从多方面的角度来说,如果不进行一定的理论研究,将会对电子科学技术产生一定的消极影响。主要原因在于,电子学习技术需要强大的实践为基础进行研究,但需要一定的理论进行辅助,这样研究出来的技术才能更好的服务于广大的群众,不至于偏离正确的轨道。因此,在将来的工作中,我们需要对多值逻辑进行一定的研究。 关键词:多值;逻辑;电子 从客观的角度来说,多值逻辑与实际的生活和工作有一定的不符合之处,但随着社会的发展,电子科学技术的大幅度进步。多值逻辑逐渐的被人们所认可,得到了社会各界的肯定,我国在多值逻辑方面投入了大量的时间和精力,而且对电子科学技术产生了一定的积极影响。现阶段的一些成果已经有效的改善了居民的生活情况和工作情况,因此,在未来的工作中,我们应该更加积极的探索。本文就多值逻辑与电子科学技术进行一定的解析。 一、研究多值逻辑的意义 (一)许多逻辑问题本身就是三值的 多值逻辑与一般的逻辑有很大的不同,多值逻辑强调“值”的数量。一般的逻辑观点只有一值,而多值逻辑认为,很多的逻辑问题本身就是三值的。从表面上看,多值逻辑与原有的一些逻辑概念发生了很大的冲突,但在科研人员细心研究之后才发现,多值逻辑与我们原来所接触的逻辑并没有冲突。例如:信息处理及PL人等课题中的“真”、“假”、“无定义”三态,电机控制的“正转”、“停”、“反转”,三态,数值界限常可区分为“正数”、“零”、“负数”三类,等等。这类问题用三值逻辑处理比用二值逻辑处理更为自然、方便。由此可见,利用多值逻辑处理问题的时候,可以更加的快捷,提高工作效率。对于电子科学技术来说,多值逻辑是非常适合的一种思考方式。 (二)对数字系统故障的诊断具有一定的积极意义 在过去的工作中,电子科学技术一度成为了社会关注的焦点,而且成为了国家重点发展的项目。虽然现阶段的发展幅度较大,但并没有刚开始那么强烈。对于电子科学技术而言,在发展的过程中,遇到过很多的问题,像这类高精度的技术,一旦在某一个环节出现问题,就会对全局的发展产生很大的消极影响。其中,数字系统故障一度成为了阻碍电子科学技术发展的难题,令众多的科研人员束手无策。但是在采用多值逻辑来思考的时候,就简单的多,而且顺利的将问题解决。数字系统的故障诊断需要考虑有故障与无故障时的状态,只用0、l两个逻辑值是不够的,必须采用多值逻辑。另一方面,若用多值逻辑电路来构成二值数字系统,其多余的逻辑值可用来使系统成为容错、自校验、失效保险或故障安全的数字系统。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅能够提高电子科学技术的工作效率,同时能够将电子科学技术中的问题有效的解决,为其发展提供较大的动力。 (三)前景较为广阔 对于电子科学技术而言,前景的广阔程度是不言而喻的,但多值逻辑却让很多人持有担忧态度。毕竟,某种纯理论在发展到一定程度以后,就会达到一个巅峰,之后就会停下来,人们会将目光投向其它理论。多值逻辑之所以从开始一直到现在都非常的受科研人员的青睐,主要原因之一就是多值逻辑的前景非常的广阔。无论是客观方面,还是主观方面,在电子科学技术领域的应用都非常广阔,主要原因在于,人的思维过程是很难用二值逻辑来模拟的。但多值逻辑中的多阂值逻辑却能较好地模拟神经元的工作。机器学习、专家系统、模式识别等人工智能问题中应用多值逻辑的前景十分广阔。由此可见,未来的工作需要将多值逻辑进行一定的深化和加强,这样才能让电子科学技术发展的更加健全,在科学领域当中,获得更大的突破。 二、多值数字系统的信息密度高 科研人员在研究多值逻辑与电子科学技术的过程中,发现多值系统的信息密度较高,这就从客观上对电子科学技术的发展产生了很大的便利。对于电子科学技术来说,任何一个环节的计算都必须达到非常精确地效果,而多值逻辑在除了能够运用多值的方向进行思考,还可以让多值数字系统的信息密度达到一个很高的标准。当这种数字系统用大规模或超大规模集成电路实现时,可以大大节省集成电路的基片面积。例如,已经在Int e l8 087数字数据处理机及i A PX-432计算机中使用的四值ROM,每一位相当于二值ROM的二位,而所占面积增加不多,从而使整片集成电路节省基片面积31%。 三、集成电路的功能日益增强而体积日趋缩小 在研究电子科学技术的过程中,集成电路是一个非常重要的环节,科研人员在集成电路方面投入大量的时间与精力,使得集成电路的体积不断的缩小,有的甚至缩小到无法想象的地步。另一方面,集成电路的功能却丝毫没有降低,反而与体积相反,伴随着体积的缩小,集成电路的功能不断的增强,使得现阶段的电子科学技术发展到了一个较为高端的水平。再结合多值逻辑之后,就会将原有的一些问题有效解决,发展的更加健全。一般来说,前者的引线数要多,后者则要求减少引线数。这一矛盾严重地影响了集成电路的发展。二值逻辑已很难解决这个向题,而多值逻辑却能很好地解决这个向题。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅只是一种理论,它能够对电子科学技术产生实质化的积极影响。我们需要对多值逻辑充满信心,并且进行一定的深化和加强工作。 四、多值逻辑与电子科学技术 从以上的阐述当中,我们可以较为清楚的看到,多值逻辑对电子科学技术产生了很大的积极影响。而且随着电子科学技术的发展,多值逻辑也获得了很大的进步。对于多值逻辑而言,由于社会的发展和经济的进步,涵盖的范围越来越广泛,自身的强化使得多值逻辑呈现出不断上升的趋势,在未来的工作中,我们需要在多值逻辑与电子科学技术之间建立某种良性循环,这样才能产生更大的积极影响。 五、总结 本文对多值逻辑与电子科学技术进行了一定的解析,从现有的情况来看,多值逻辑与电子科学技术已经密不可分,而且二者呈现出相互促进的状态,相信在将来的发展中,可以在多值逻辑与电子科学技术方面,获得一个更大的建树。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业光电子实验室建设 [摘要]随着我国科技水平的提高,电子科技与技术行业在我国如雨后春笋般的扩展起来。而光电子实验室也是构建电子科学技术实验必不可少的设备之一。本文针对电子实验室建设的环节,阐述了光电实验室的用具、设计与制作的程序等内容,并根据现状提出了未来实验室的新主张。 [关键词]科技水平;电子实验室;设计与制作;新主张 目前,随着我国电子科学技术的发展,我国在专业设置方面也进行了不断地改革,电子科学与技术专业的前身便是的电子器件、激光、微电子等专业的组合与推陈出新的成果。它是一个宽口径、新生代的专业。并且一直是我公司研究的核心方向,拥有一支科研先进、学历资深的强大队伍。在我国,电子科学与技术专业的实用性与实践性都相对较强,不管是我国初级阶段的小康社会还是未来共同富裕的实现,电子科技都已经与普通百姓的生活息息相关。因此,目前光电子实验室是培养电子科学与技术专业人才及其重要的一步。 1实验项目的设置 根据我公司的现状,设置了以激光电子为基础贯穿整个光电子实验室的全过程,在此基础上,设计并制作了各种的实验器材与设备。经过深思熟虑与各部门的讨论研究,再结合公司周围的建筑环境,明确了应建的实验项目。通过实验项目的研讨,抽取项目中的四个实验,作为确定测量激光以及技术的项目,其中,实验以“光电子物理基础”为依据,来测定激光增益、激光线宽、以及激光纵横模。而另一方面,将以“光电子技术”为依据,主要项目是技术方面(包括电光调制技术、倍频技术以及激光调Q等)。 2实验仪器的设计和制作 公司通过走访了国内的几所科研公司的实验室,根据与实验室的领导谈话,得知并了解了这些公司电子科技实验室的一些状况与创新之处。我们也明确了并规划了属于自己的电子实验室设备配置的基本蓝图。 在测定激光增益这一项目过程中,发现我国内光电实验的方法都是各持己见、截然不同。比如:就拿放大法来说,有些科研人士是透过一个放大器并根据激光器所输出的激光,然后分别进行输入光强大小与放大器输出光强大小的测定,再根据最后的结果,求出所得的增益系数。另一些则在采用此方法时,也不尽相同。他们测试增益系数的方法是通过内损耗法而得。也就是把损耗输出片插入腔内,并且,根据该损耗片旋转的角度变化与损耗片上光反射率所发生的改变,然后,对损耗片上所输出的光强以及损耗片旋转角度变化关系曲线的测定,通过数据,就可以很快的求出小信号的增益系数,除此之外,还可以求出一些参数(如:腔内所损耗的以及饱和光强的参数等)。 但是用这种方法来测试机构是比较的复杂的,并且在数据处理方面,工作量与时间量都比较大,按照客观的标准,我们可以换另外一种方法来测试激光增益,那就是内损耗法。一般公司的光电科研室,大多数都使用染料调Q的方法来进行激光调Q,目前,工业化进程较快,并且工业生产中,激光的应用现状与调Q都比较的稳定与先进,基于这个原因与现状,我们采用电光调Q技术,并且已经明确了我们所要建设的电光调Q的实验基本的方法与操作原理。 确定了我们所采用的实验设备方案之后,下一步,就是依据所使用的状态与情形,明确与规划好实验设备的基本参数以及测量操作过程的精确程度,然后,就是设计新版的实验操作仪器结构,但是,在使用的过程中,出现了一些小问题,所以,根据使用的状况,我们对某些结构又开始了更精确与先进的改进,例如。当我们在采用内损耗法时,如果激光增益的损耗片旋转角度为@时,那么,放射光束的旋转角度就是2@。这就是为什么光探测器不能跟损耗片放在同一个旋转驱动轴上的原因。为了能够确保损耗片在旋转的过程中能够与反射光束探测器运转方向一致,在我国许许多多的实验装置中都是采用一套齿轮系统。然而,我们测试反射光时,是直接地用我们所设计的一条长条形的光电池。但是,这并不影响实验的内容与结果,如果损耗片在旋转的过程中,使反射光束不脱离光电池,那就万无一失了。这样不仅使实验装置更加的简洁,而且也降低了制作材料的成本。还有就是,三套装置的空间都较小(包括激光横模的测量、激光线宽的测量、激光纵模的测量)。在我们设计的过程,会将我们采用的同一种激光源(He-Ne激光)放置在同一个实验箱里面。激光就会被光反射器各自的引到不同的测试光路里面。这样可以有效的提高实验空间的利用。 在我们推出新的实验装置时,我们会用微机采集测试代替之前设备中,使用函数记录仪收录实验的数据。例如,如果在测量增益,损耗片上的反射光强度与其旋转角度的相关曲线,或者在测量激光横模时,光强的分布曲线,透过计算机的程序掌控步进电机运动,光探测器所测得的结果会通过模数转换被串口输进计算机里面去。这样曲线与数据表文件都会在计算机的荧屏上显示。为了能够使操作员通过计算机读取相关的数据并进行细致的分析与处理,在实验结束后,可以将数据拷进自己的硬盘里。这样不仅能够提高操作员对实验数据的敏感度与精确度,同时,还能更加熟练的操作相关的软件,如:Origin或者Matlab等。为了确保实验测试的精确度,如果我们测量激光线宽时,可采用多光束干涉法,并在我们新设计的实验装置中用CCD成像代替之前实验中通过拍照来记录的感光底片,输入计算机里,这样相关的程序读取荧屏上显示的数据以及图形文件。 为了避免在操作过程中产生枯燥的心绪,在实验设计制作的过程中,可以适当的加上其他有趣的项目。如果是进行电光的调制实验,操作员可以把电光晶体上测得的电光调制曲线进行适当的调节,然后,增加正弦信号,并通过调节直流偏压来观察信号的失真状况。紧接着,我们可以把MP3中一些通俗歌曲的音频信号传送到电光晶体上,收到的音频信号放大后,通过扬声器进行播放,在此过程中,操作员不仅可以领略到光通讯的整个过程,还可以感受到波片旋转过程中信号失真的具体状况。 3电子实验室目前使用的现状 目前,电子实验室主要开放对象是电子科学与技术专业的技术员。在实验的整个过程中,我们倡导操作员积极动手试验,以提高他们对基本实验的方法与技巧熟练度。本实验室除了对专业的技术员开放外,还可以开放其他对电子科学感兴趣的员工开设实验(物理学和应用物理学设有“现代光学实验”一课,物理学和应用物理学设有激光原理实验课程)。实验室除了能够完成实验任务外,还能帮助技术人员的研究其他的实验活动。并且,还想使实验室的设备更加简单化,以便相关技术人员进行更广泛的研究。如把电光调制系统更进一步的简单化,完成了混沌信号光通讯的研究,还有采用了脉冲调Q激光器,进行了激光烧蚀制备纳米材料的实验研究。 4下一步的规划 在光电子实验室里,由于里面设备的局限n生,技术操作员只能进行一些基础性的实验项目,由此可看出,光电子实验室在功能方面还有待完善。根据我公司的计划,在实验室的空间里,也新设了其他的实验项目(电子科学与技术中的“现代光学基础)这个实验项目跟普通的物理实验相差甚远,主要针对公司电子实验室的特点而设置。 它所涉及的领域比较的广泛,包括一些显示光学技术、光电检测、眼视光学等较先进的实验项目。为了能够使技术操作员的视野更加的开阔以及更多的实验供他们选择,在不久的将来,我公司将开设一些创新型、高科技的实验项目,其中,就包括新型激光器件应用、光纤通讯等实验项目。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业的校企合作模式探索 摘 要 从电子科学与技术专业特色出发,以校企合作培养模式为切入点,以全面提升学生实践动手能力和培养直接上岗型人才为目标,从实习基地建设和定向培养两个方面进行总结,探索全新的校企合作之路。 关键词 电子科学与技术专业;实习基地;定向培养 2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。 1 学校目前存在的问题 电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。 在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。 2 校企合作方案探索 实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。 在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。 首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。 其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。 最后,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。 定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。 如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。 以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。 3 结束语 校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。 笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践 摘要:进行了电子科学与技术专业人才培养方案的教育教学改革,在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 关键词:电子科学与技术;培养方案;产学研;微电子;专业 天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 一、拓宽专业方向、夯实专业基础 从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。 二、电子科学与技术专业培养方案特点 电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。 三、强化实践教学环节 大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。 四、开拓“产学研”模式的特色人才培养 随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的八大高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。 五、搭建竞赛平台,提高学生的创新精神和实践能力 为了加强学生实践能力和创新意识的培养,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生创造性思维和学习兴趣,促进教学改革,本专业鼓励学生积极参加各级各类学科竞赛活动。为此我们根据社会对人才的需求,应用型人才培养的定位,建立了基于基础实践层、提高设计实践层、综合应用开发层、科技创新专题实训层四层金字塔结构的应用型人才培养实验教学体系。本专业学生可根据实际情况制定适合自己的实践能力培养计划,通过参加不同竞赛,由浅入深地提高创新实践能力。确保本专业全体学生掌握基本实践技能和绝大多数学生通过参加学院组织的竞赛掌握电子设计的基本技能。通过参加全国大学生电子设计竞赛等指定题目的竞赛培养复杂电子系统设计的能力;通过参加飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛等培养软件设计方面的能力;通过参加计算机应用能力竞赛等不限题目的竞赛和课外创新实验计划项目培养大学生面向实际项目的电子系统设计能力;从优秀的学生作品中培育参加全国挑战杯这样强调创新性和工程化的竞赛。在各类竞赛培训和指导过程中,根据不同层次的培养目标,逐步培养学生创新意识和创新能力,使学生专业技能和创新能力同步提高。通过参加竞赛,大大激发了学生动手实践的积极性,为学生就业也奠定了良好基础。 综上所述,电子科学与技术专业在人才培养方案方面进行了“产学研”模式的教育教学改革。在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。我们以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。鼓励广大教师将学科优势与科研成果服务于教学和向教学转化,进一步优化了专业必修课教学内容,调整选修课课程结构,把新理论、新知识、新方法、新技术融入本科教学之中,对于培养本科生探索精神、创新意识起到了积极作用。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业实验教学体系的探索 摘要:从国家、地区经济和电子信息产业对电子科学与技术专业的人才需求出发,结合湖北工业大学的实际情况,讨论了电子科学与技术专业实验教学体系的建设思路以及具体的建设方案。 关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。 一、学科背景及问题分析 1.学科背景 21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。 湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 2.存在的问题与影响分析 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。 二、建设思路 电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题: 第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。 第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。 第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。 第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。 三、建设内容 微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。 电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。 (1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。 (2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。 (3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。 (4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。 四、总结 本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 电子科学技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究 [摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。 [关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设 21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。 电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。 一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位 我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。 二、实验教学的改革 实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。 (一)实验基本知识和基本操作。 这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。 (二)基楚实验。 这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。 (三)综合设计性实验。 这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。 (四)开放实验室。 实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。 三、加强电子科学与技术专业建设 我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。 电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。 在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。 四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教 因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手: (一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。 (二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。 (三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。 (四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。 五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设 在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。 总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。 (作者单位:中南林业科技大学计算机与信息工程学院 湖南长沙) 电子科学技术论文:电子科学与技术专业生产实习教学改革研究 摘要:本文在分析电子科学与技术专业生产实习现状的基础上,针对生产实习管理过程中出现的实习基地缺乏、实习岗位安排不合理、生产实习的学生管理模式与评分模式矛盾、生产实习反馈机制欠缺、校外分散实习质量难以控制等问题,提出了一系列的措施和方法,为生产实习课程的建设、改革提供了参考。 关键词:电子科学与技术;生产实习;学生 生产实习是电子科学与技术专业教学的一门主要实践性课程,是教育教学体系中的一个不可缺少的重要组成部分和不可替代的重要环节,它是与今后的职业生活联系最直接的,学生在生产实习过程中将完成学习到就业的过渡,是培养应用型人才,实现培养目标的主要途径。它不仅是校内教学的延续,校内教学的总结,而且是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径,是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和责任心、使命感的过程。通过生产实习,学生可以学习企业工人和现场技术人员的优秀品质,树立刻苦钻研精神;了解电子产品的生产工艺、流程和质量控制以及电子产品从研发到生产等一系列的过程;了解与专业相关的生产实践知识,使理论知识与生产实践相结合,锻炼学生分析问题、解决问题的能力;了解企业的组织机构、企业生产组织经营管理方式和质量的过程控制;培养劳动习惯、组织纪律性和敬业精神,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。 一、电子科学与技术专业生产实习现状及存在的问题 对于中国计量学院光学与电子科技专业学生,我们采取集中实习为主(学校安排实习单位),分散实习(学生自习联系实习单位)为辅的组织方式,目前生产实习主要存在以下六个方面的问题。 1.生产实习基地缺乏。由于学生缺少实践经验,不能从事技术类的活,不仅难以给企业带来利润,而且还给企业的生产和管理带来不便,因此很多企业不愿意接受学生生产实习,造成了生产实习基地建立困难。 2.生产实习岗位设置不合理。由于生产实习的时间较短,企业在安排生产实习岗位时会有很大的难度,往往会出现企业将学生当劳动力使用的现象。虽然此类生产实习在一定程度上能培养学生的劳动习惯、组织纪律性和敬业精神,但是对于了解与专业相关的生产实践知识,理论知识与生产实践相结合,分析问题、解决问题的能力的提高并没有达到预期的目标,学生感觉实习工作的实际情况与自己预期有较大差距,出现情绪不稳定,身体不适应的诸多情况。 3.生产实习的学生管理模式与评分模式的矛盾。生产实习实施过程主要在企业完成,企业管理为主,学校管理为辅的管理模式,而实习评分模式往往以校内指导教师评分为主,企业指导教师评分为辅,两者产生了一定的矛盾,导致企业指导教师管理学生困难,影响了生产实习的效果。 4.生产实习时间不合理。生产实习时间不合理会严重的影响生产实习的效果。电子科学与技术专业学生生产实习原来安排在第七个学期的17~19周,此时很多学生面临着考研、公务员考试和找工作等相当多的事情,严重影响了生产实习的质量。 5.生产实习反馈机制欠缺。生产实习结束后,没有进行有效的总结和讨论,没有及时改进生产实习存在的问题。 6.校外分散实习质量难以控制。校外分散实习(指学生个人脱离分院统一安排,个人自行联系实习单位的行为)质量难以得到有效的监控。 二、有效的解决方法 1.建立动态生产实习基地。我们往往要求实习基地是大型企业建立的,并且能够长久使用,甚至这已经成为评价实习基地好坏的标准。大型企业能够安排较多的学生,学校对学生的管理比较容易;大型企业一般技术力量较强,有利于对学生的技术指导;大型企业设备较先进,有利于学生打开眼界。但是,大型企业对普通高校的依赖较少,校企之间很难有深度的合作,往往会将学生当劳动力使用。生产实习重点在于提高学生工程实践能力,落脚点则是“生产”,所以,我们认为既能达到教学目标,又能紧跟产业发展,有助于帮助学生就业的企业才是适合学生生产实习的基地。要摈弃一劳永逸建基地的不切实际的想法,经常性地关注和寻找适合实习的企业,积极寻求和建立广泛的社会化联系,寻找最佳结合机会。在研发基础、生产条件、生活条件、企业文化等方面实地对企业进行考察,了解企业发展情况,产品更新情况,以便对学生有个初步培训。实习结束后再通过企业调查和学生座谈了解实习效果,决定是否将其列为下一年度的基地名单。 2.建立多实习岗位和岗位轮换实习模式。以中国计量学院电子专业的学生在浙江正泰中自工程公司围绕控制系统与仪表产品开展的生产实习为例,经过校企领导多次有效沟通,确立了部件生产(部件装配、测试)岗位、仪表生产(仪表装配、测试)岗位、系统生产(系统装配、测试)岗位以及产品研发岗位(研发流程介绍),并进行轮岗。这种方式改变以往单一的组织形式,学生以分散的实习小组为单位,在研发、生产、测试等至少三个岗位上进行轮岗实习。每个岗位配备企业指导老师,同一小组学生一周内在岗位不同阶段进行流动学习,基本可以了解掌握该岗位的组织方式、工作流程等内容,大大提高了实习的效果。通过实习,在提高学生实践能力的同时,结合专业知识,进一步了解了电子技术、信息技术和光电技术的实际应用,学习、了解研发管理流程和常用测试设备的使用,还可以了解企业的组织机构、企业生产组织经营管理方式、企业质量管理的基本方法和质量的过程控制,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础,同时又不会对企业正常生产带来太大的影响,取得了良好的实习效果。 3.学生管理模式和评分模式改革。针对生产实习的学生管理模式与评分模式的矛盾,我们加强了学校指导教师对生产实习过程的监控。在学生校外实习期间,分院里安排了专职教师进驻实习企业进行管理,更好督促学生熟悉相关产品的生产工艺、生产流程,学习企业的组织机构及生产组织经营管理方式,了解技术方面的研发和管理方法,了解社会对技术的需求动态和产业发展趋势,同时还可以增强教师工程实践经验。 我们对原来的生产实习评分模式进行了改革,修改了评分标准,强化企业指导教师的评分比率。在生产实习结束时由企业指导教师和校内指导教师共同组织生产实习答辩会,评定学生的工作态度、学习能力、技能技巧和创新能力并给出答辩成绩。将生产实习评分分为四方面:出勤率、生产实习答辩成绩、实习记录本质量以及实习报告本质量(所占比例为20%、40%、20%、20%),综合后按优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制评定。 4.生产实习时间调整。我们调整了生产实习的时间,将实习时间调整为第七学期的短学期,也就是暑假,大大提高了学生的参与热情。 5.建立了闭环的生产实习反馈机制。利用问卷方式对学生开展实习情况调研,了解学生对生产实习教学的期望、实习中工程能力培养的实际感受以及对生产实习教学的建议和意见,及时对学生加以引导和并对存在的问题加以改进。生产实习期间每周召开校内指导教师与企业指导教师座谈会,对学生生产实习状态以及生产实习过程中存在的问题进行及时沟通和解决,建立了有效的生产实习反馈机制。 6.规范校外分散实习,有效控制分散实习的质量。严格把关校外分散实习申请。首先由本人提交书面申请《光学与电子科技学院校外生产实习申请表》。学生接受单位必须与本专业相近,学生接受单位与学校同时指定双方具有中级以上专业技术职称的同志作为指导教师,按照学校培养方案和该实习环节教学大纲的要求,制定合理的实施计划。然后提交《中国计量学院光电科技学院学生校外生产实习的承诺书》,经校内指导教师审核后,由学科负责人和学生所在系部和分院批准后方可执行。 实习期间,学生必须在校内指导教师和校外指导教师的共同指导下,严格按照实施计划的进度进行毕业环节的教学任务。校内指导教师必须每周向学生所在院系部汇报学生实习情况。在校外自主进行实习的学生,必须在该实习环节规定的结束时间前返校,并按规定撰写实习记录本与报告本;同时提交实习单位指导教师填写的《中国计量学院实习单位意见反馈表》给校内指导教师。 对于实际过程表明无法正常进行实习或不能保证质量的学生,指导教师应及时向系和分院,以采取有力措施或终止学生在校外自主实习环节,并做出妥善安排,由此导致学生延误学业由学生本人负责。严格对学生在校外自主进行分散实习的审批,强化管理以保证学院教学和教学质量。 三、结语 本文在分析电子科学与技术专业生产实习现状的基础上,针对生产实习管理过程中出现的实习基地缺乏、实习岗位安排不合理、生产实习的学生管理模式与评分模式矛盾、生产实习反馈机制欠缺、校外分散实习质量难以控制等问题,提出了建立动态生产实习基地、多实习岗位和轮岗实习模式、调整生产实习时间、建立了闭环的生产实习反馈机制以及规范校外分散实习,有效控制分散实习的质量等措施和方法,取得了较好的效果,最终为其他专业生产实习课程的建设、改革提供了参考。 电子科学技术论文:“电子科学与技术专业”本科培养方案的改革与探索 摘要:本文从我校电子科学与技术专业本科人才的社会需求出发,提出人才培养的目标和定位,详细解读了本科培养方案的课程设置,并与省内外相关高校的电子科学与技术专业相比较,突出专业的办学特色。 关键词:电子科学与技术;本科培养方案;课程设置;办学特色 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用,也对人才的培养提出了更高的要求。因此,本文从人才的社会需求出发,结合我校实际情况,进行了本科专业培养方案的改革探索,并详细介绍了培养方案的制定情况。 一、人才的社会需求情况 目前,我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业,市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均,分类较细,且发展变化较快。另外,电子科学与技术产业结构具有多样性,既有劳动密集型的大型企业、大公司,更多的是小公司和小企业;既有国有企业和私营企业,更有合资、独资的外企。因此,社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。 二、专业的培养目标和定位 本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识,熟练实验技能,能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能,有较强的工程实践能力,能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色,依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则,培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。 三、本科培养方案制定的思路 电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求,以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力,使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面,光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。 四、本科培养方案的改革探索 要实现电子科学与技术专业的培养目标,适应电子信息产业的不断发展,并结合我校学科发展方向和特色,对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究,并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研,最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案,主要内容如下: 1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时,根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下,专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块,下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程,到大三时根据自己的兴趣选择专业方向,选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求,因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块,每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。 2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础,因此,在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外,增加了与专业相关的课程,如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程,删减了原先与物理类相关的一些课程,如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等,并删减了一些计算机软件类课程,如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块,两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。 3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分,微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向,开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向,开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验,通过加强实验环节,训练学生的动手操作能力,增强学生的理论知识。 五、与省内外专业人才培养的区别 具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区,服务于不同的区域经济,这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系,也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面: 1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个国家级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室,人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业,培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。 2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力,在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力,开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程,以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统,从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力,开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程,以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力,开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力,开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程,以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力,开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程,以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。 3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业本科生毕业设计联合培养的研究与实践 摘要:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。 关键词:电子科学技术专业;毕业设计;就业率;联合培养机制 一、目前教学现状及存在的主要问题 随着电子信息的迅速发展和技术的不断进步,以及大学不断扩招,大学生就业问题一直是牵动整个社会的重大问题。电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的要有较强的综合实践能力。因此如何提高我系学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。然而,电子科学技术专业作为我院的一个新型专业,在人才综合实践能力培养方面存在一些不足之处,主要表现在以下两方面: 1.理论与实践教学方式比重有待平衡。电子科学技术专业至今已招生四年,今年迎来第一批毕业生,就以往的人才培养模式看,由于缺乏相应的实验条件,较偏重理论基础教学,实验环节较少。显然,书本上的理论基础知识必须与具体的实践相结合,才能提高学生的综合实践力与核心竞争力,才有可能满足于用人单位的要求,实践教学的不完善构成了毕业生就业不理想的一个短板。 2.毕业设计的题目与学生就业取向不甚吻合。在毕业设计的过程中经常存在教师开出的毕业设计题目与学生就业取向不甚吻合的现象,这很可能导致学生被动从事毕业论文设计。由于教师开出的毕业设计题目往往偏重于理论计算或是模拟仿真,学生难以从事实践锻炼,学生感觉不到毕业设计对日后工作的作用,造成学生不愿投入精力,积极性不高,最后会导致很多本该由学生自己完成的毕业设计工作,最后却不得不由教师代劳。因此,提高毕业设计题目与学生的就业取向的吻合度,将直接关系到学生毕业设计的质量,也是学生就业优势的体现。 3.继续深造学生毕业设计选题与未来研究方向结合。在众多的毕业生当中,有部分学生会选择继续深造,这些深造的学生进入研究生阶段,专业及研究方向会更加细分化,其研究方向也与未来导师的研究方向紧密联系在一起,因此,当学生毕业设计题目与未来研究方向不太一致时,可能也会导致学生积极性不高,会出现应付毕业设计现象,严重降低了学生毕业设计的质量。 针对目前现状,我们提出了一些改革理念及改革思路,探索能够一方面提高学生对毕业设计的积极性,另一方面能够使学生毕业设计的题目与内容与未来发展相结合,为学生尽快适应新的学习或工作环境起到一个良好的衔接作用。 二、改革理念及思路 1.改革理念。立足于在提高学生专业理论基础知识的同时,加强培养电子科学技术专业学生综合实践能力。让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境,这直接关系到学院乃至学校的长远建设与发展。 2.改革思路。针对目前现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制能较好改善这种状况。 毕业设计过程是培养学生应用能力最直接的手段。毕业设计作为大学生在校学习的最后一个教学环节,是大学生在学完全部课程以后,应用所学理论知识解决生产实际问题的一次综合型训练,是实现专业培养目标的一个关键型教学环节。该环节的教学效果,将直接关系到一名大学生综合素质的提高,直接影响到一名毕业学生能否尽快适应新的工作环境,尽快适应社会需要。通过与实习企业达成协议,让学生选择与实习相关的毕业设计课题。学生可以结合企业的实际需要,以及学生自身的兴趣及未来发展的需要,有针对性地选择毕业设计题目。一方面调动了学生的积极性,让学生有较多的时间去完成毕业设计内容,另一方面通过在企业做结合实际的毕业设计,让学生更容易适应以后的新的工作环境。应届毕业生在第七学期结束时基本都签定了就业协议或是在用人单位实习,因此在第八学期的毕业设计中,结合学生的毕业去向有针对性地开展毕业设计是可行的,也是培养快速适应企业工作需要优秀毕业生的最佳时期,这种培养方式是一种“准定单式培养”。另一方面,加强指导教师工程实践能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,须加强指导教师进行工程实际能力,才能增强题目的工程实用性。对于已考取研究生的毕业生,可以结合指导教师的科研题目在研究(设计)院(所)进行毕业设计(论文),可以充分培养其科研能力。 但是对于以上各环节,尽管学校或学院在开展相关的工作,但是对于如何更有效地开展,获得预期的效果还存在一定的差距,在具体的实施细则上还不够完善,导致实施结果并不理想。 改革内容:(1)采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。将参与毕业设计的学生依据其就业取向和未来发展方向进行分类,大致可分为考取研究生(或不签约就业打算来年继续考研)进一步深造型和签约就业型。针对不同类型的学生特点,采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。指导教师有针对性地开题,学生也可以根据自己的特长并结合自己的毕业去向,选择适合的毕业设计题目。这样做的好处是能够充分调动教师和学生两个主体的积极性。(2)建立多元化毕业设计联合指导企业基地。我校地处长三角经济活跃区域,半导体方面的大中型企业数量较多。就杭州市及周边地区而言,就有数量较多的有关电子科学技术专业领域的企业,因此有优越的校企联合优势,可依托本地签订多元毕业设计联合指导企业基地。(3)鼓励指导教师与企业技术联合,增强工程实际能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,需鼓励指导教师加强工程实际能力,增强题目的工程实用性。 方案:(1)在充分调研用人企业和往届毕业生工作需要的基础上,确定电子科学技术相关专业大类多元毕业设计联合指导企业基地的模式。(2)基于多元毕业设计联合指导,在为企业进行技术服务的同时使指导教师的工程实际能力得到再提高,结合实际确定设计题目。(3)对教师申报的毕业设计题目要严格把关,树立以人为本、以学生为主体的理念,充分发挥本专业师资队伍的优势,采用多元化毕业设计模式,题目选择尽量要结合学生的就业取向,与本专业联系紧密,工作量饱满,能够在毕业设计期间完成或有阶段性成果。 实践:提出这种设想之后,我们与浙江缙云电力电子有限公司签订协议,根据学生具体情况,采用多元化毕业设计联合指导,部分学生选择去该公司进行实习,部分学生与本专业老师开展课题研究,还有部分学生考取外校研究生,选择与未来导师进行课题研究,预先进入课题研究阶段。通过学生的自由选择,每个学生都找到了自己的未来发展方向,都非常有针对性地开展毕业设计,最后都取得了很好的效果。主要成果如下: 1.由于设计题目能够与学生的就业取向相结合,可以充分调动学生积极性。 2.由于毕业设计采用与相关企业联合指导的运行模式,可以充分锻炼学生工程实践能力,提高学生在社会工作中的核心竞争力。 3.由于毕业设计题目能够紧密地与企业具体实践工作相结合,使得学生在就业后的工作中能较快地适应企业的工作环境,实现学校培养与企业工作的快速“无缝对接”。 结论:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业综合实践平台优化研究 [摘 要]电子技术系列课程作为学科基础课,是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节,是学员在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的结点。为了满足合训专业电子技术基础课程实践教学的需要,在深入研究合训专业人才培养方案的基础上,结合多年授课经验,全面分析当前学科点实践教学环节存在的问题,提出一套优化学科点综合实践平台的方案,方案包括建立合适的教学机制,建立完善的实践教学资源,建立开放式实验室章程等措施。 [关键词]实践平台 电子技术 教学机制 电子技术系列课程,作为学科基础课,是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节,是学员在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的结点。基于此,学科的各类课程教学和实践环节的建设越来越彰显其重要性。电子技术类课程在我校的开设历史已有几十年,其建设和发展也已达到了一定的水平和层次,但是面对新的转型形势,尤其是在2012年明确开设了“电子科学与技术”合训专业后,课程建设的不足和实践条件的薄弱显得愈发严重,特别是基于该系列课程和新开专业的各种实践教学环节的建设严重滞后。因此,有必要在“统一筹划”的基础上加大建设的力度。 一、基本情况 (一)环节设计零散,资源不能共享 目前,大学生电子设计竞赛、综合课程设计及本科毕业设计等自主创新实践活动在时间和形式上相互独立,衔接不紧密,缺乏连续性,专业体系结构不完整。当前学科竞赛和课程实践教学工作缺乏交融,两部分工作属不同人员负责,工作缺乏统筹规划,资源没有有效共享。最终造成的局面就是综合课程设计和毕业设计没有在已有的基础上出发,一切都是从零起步,学科竞赛所积累的成果没有回馈到大众教学环节中来,没有发挥其本应有的指导作用。 (二)管理机制松散,教学效果不佳 电子技术教学实践活动多采用导师负责制,各教员在培养方式及教学内容上存在较大差别,随意性较大。统一有效管理机制的缺乏根本无法保证实践环节的教学效果。首先,管理机制的松散造成学员对实践环节的重视程度不够,学员用于毕业设计的时间最多只有1个月左右。时间不充足,再加上重视不够,不注重平时的积累,学生学习就很难达到预期的教学目标。其次,管理机制的松散造成在选题方面大部分都不够规范合理。好的选题对于学员实践能力的锻炼至关重要,但是实际现状是,每年仅有20%左右的选题难易适中且切合电子技术学科实际。最后,管理机制的松散造成学员的实践技能和创新意识不能线性连接,递进培养。现在的电子技术课程实践教学现状十分难堪,前期的单元实践简单敷衍,中期的课程设计模块训练不能达标,后期的毕业设计更是缺乏基础,无从下手。 (三)基础条件薄弱,培养质量不高 电子技术综合课程设计是新开课程,其建设工作是从零开始。课程设计安排在第七学期实施,两周完成,要求每名学员应用“模拟电子线路”、“数字电路与逻辑设计”、“高频电子线路”、“EDA技术”、“单片机原理”等课程内容,独立设计制作和实现一个特定功能的电子系统,对实验条件及资源提出了更高的要求。为实现资源共享,教学形式开放,使更多学员能够从中受益,急需改善实验室硬件资源环境,建立有效管理体制及资源共享平台。 基于上述现状,必须在更高的层面上按照学校人才培养目的总体要求,统筹规划各类教学实践环节,探索综合管理机制,加强基础条件建设,形成浓厚的“电子创新“氛围,提高培养质量,提高综合效益。 二、建立一套合适的教学运行机制 相较于这两大实践环节的沉闷现状,本学科点面向全校学员开展的实践创新活动却极大地激发了学员们对电子创新的热情。 (一)电子科技创新月 每年3、4月,学科点举办电子科技创新月活动,历时一个月,至今年已连续举办五届。通过电子科技创新月活动,学员们对电子技术知识的理解得到深化,认识问题和解决问题的视野得到进一步开阔,实践动手和组织管理能力得到进一步提高,团结协作和努力拼搏精神得到进一步深化,创新意识和创新思维得到进一步增强。同时,一批能力素质较高的学员脱颖而出,为参加全国电子设计大赛积蓄了力量。 (二)大学生电子设计竞赛 近年来,各类以学员为核心的学科创新实践竞赛活动在各个层面广泛开展,电子设计竞赛作为历史最悠久,影响最深远的活动依然占据着最重要的地位,对理工科类学校的人才培养工作起到了极大的牵引和推动作用。 因此合训学员的培养也可以参考并借鉴电子创新的模式,从根本上解决学员动力不足,设计制作综合实力偏低的问题。 1.第三学期。这时的合训学员刚刚进入大二,除了已经开设过的C语言课程外,电子方面的课程都还没有开始,实验室开设40学时的公共选修课《电子系统设计》进行基础培训,能使学员提前学会使用常用电子仪器,认识常用电子器件,掌握焊接技术、单片机编程技术等。 2.第四学期。学科点组织全校范围的电子科技创新月活动,在竞赛活动中,参赛学员须完成简单电子系统的设计和制作。参赛学员以大二学员为主,大三优秀学员为辅,这样可以在团队中以长带幼,发挥好传承作用。 3.第六学期。学习电子技术综合课程设计,通过本课程,学员应能结合“模拟电子线路”、“数字电路与逻辑设计”、“高频电子线路”、“信号与系统”及“通信原理”等所学的电子类专业课程,并利用电路设计仿真软件、EDA技术及常用测量仪器仪表等工具独立设计并制作出一套完整的电子系统。 4.第八学期。进行电子科学与技术本科毕业设计。本科毕业设计(论文)是学生从学习阶段到实际工作阶段之间的一个过渡环节,是培养学生运用所学知识解决实际问题和进行知识创新的主要途径,是学生动手能力、实践能力、岗位适应能力、理论知识运用能力、科学研究能力的综合训练过程。因此,毕业设计(论文)对提高毕业生全面综合素质具有重要意义。 三、建立完善的实践教学资源 要优化实践教学平台,“教”这一环节极其重要。首先要制订完善规范的教学标准,包括教材、课程标准和各种辅助资料,其次要有一支过硬的教学指导团队,确保学员在硬件、软件、理论、仿真等等环节都能找到解决问题的指导导师,同时教员也要不断的扩充视野,关注电子技术学科的前沿动态,在指导学生完成设计课题的同时,还能引导学生拓宽思维,对系统性能进行进一步的改进。 1.建立课程设计和毕业设计课程标准、课程实施进度表、多媒体课件、参考书等教员使用的教学资源管理。 2.建立课程设计和毕业设计的综合题库,可供学员根据自己的兴趣和特长自主选题。选题方面,指导教师和学生实行双向选择,对于有能力、有想法的学生可以自己提前拟定题目,自主选择指导教师,然后和指导教师确定最终题目。另外学员也可以从综合题库中选择自己感兴趣的课题,开展研究,学生自选题目可以充分发挥主观能动性。为了最大限度的激发学员的创作热情,题库中的资源应结合生活或部队武器装备实例,难易适中,既能体现电子技术学科的特点,又能让学员能够学以致用。 3.建立学员自学所需的各种教材、元器件手册、软件使用教程、仪器使用方法教程等。 4.建立开放式实验室管理章程,为给学员提供更多的练习机会,实验室全天开放,最大限度的调动广大教员和学员的积极性,每天都要安排值班人员对实验室进行规范化管理。 四、结语 本项目所优化设计的综合实践平台,可应用于大部分的基层教学单位,特别适合于工程实践性强,同时承担创新活动、竞赛的单位,推广应用范围前景广泛。本项目若能与学科网站对接,资源共享,全校乃至全军的电子技术爱好者都可以从中获益,同时教员、学员通过网站可以不受时间、空间、地域的限制,进行教学互动。 电子科学技术论文:关于电子科学与技术专业课程设置的探讨 【摘要】:电子科学与技术专业是以计算机为研究对象的一门学科,它是一门研究范畴十分广泛、发展非常迅速的新兴学科。本文对电子科学与技术专业课程设置进行研究。 【关键词】:电子科学与技术专业;课程设置;分析 0、前言 随着社会信息化程度的加大,电子信息类产业已发展成为我国的支柱产业之一,在国民经济中占有举足轻重的地位。而电子信息科学与技术作为一门将电子技术、信息技术与计算机技术相结合的综合性宽口径应用型专业,已日益成为我国高等院校电子信息领域内的一门主干专业。目前该专业的培养目标是培养德智体美全面发展、具有电子科学与技术、计算机科学与技术基本理论和基础知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和企事业单位从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的高级应用型专门人才。 1、培养目标上的优化调整 在人才的培养目标方面,院校应在能力要求与课程设置上不拘传统,有一定的突破:是在基于贯彻教育部制定的有关教学计划的原则下,应针对学院与学生实际,有一定的突破与创新;应突出本专业在本地区电子信息产业的研发、生产实际,有创造性地制定个性化的培养目标;应在制定目标上突出本地区对本专业的人才需求。 2、电子科学与技术专业课程设置 2.1、加强基础课程与专业课程地位 从目标定位和实际情况出发,必须逐渐加强基础课程与专业课程地位,在大学理工科专业中,高等数学、线性代数、大学物理占有至关重要的地位,他们是专业课程及基础专业课程的重要基础,因而必须加大这些课程的教学课时数,使学生有充足的时间与精力学好这些基础课程;英语是全校的公共课程,是各个专业的必修课,同时也是各类专业本科生今后发展必须要求掌握的一门核心课程,因此必须加强英语的基础教学,注重培养学生的口语能力,为后续的双语教学及全英语教学创造条件。 专业课程在教学计划中的地位与作用十分重要,她是体现该专业特色与方向的主干课程。我院开设的专业课程主要有模拟电路、数字电路、电路分析、信号与线性系统、电子线路、通信原理、微机原理、数据库等。因此我院大力加强了这些课程在教学中的核心地位与作用。 2.2、专业设计能力的培养 专业设计能力是电子信息工程专业人员进行电路设计、研发、测试所具备的必要的实践能力,它要求从业人员应该具有一定的专业实践经验和一定的研发、设计知识。对于电子信息工程技术专业的学生来讲,要想在学校里具备较强的专业设计能力,从学生的基础和专业学习的时间和要求上,毕竟不太现实。不过可以通过毕业实习和毕业作品设计方面来对学生进行设计能力的培养。 一是在毕业作品设计的选题方面,指导教师应根据本专业的新技术、新器件方面的发展,选择一些具有前沿知识性的课题,让学生进行一定的深入学习与研究,调动学生的学习积极性,提高学生的兴趣。二是在毕业作品的实际制作上,应将学生力所能及的知识运用上,充分调动学生的智慧,力求作品在性能、技术方面的作出创新,突出展示作品在设计上的闪光点。三是在毕业论文写作上,应突出综合性和前沿性,论文应具有一定的知识高度和深度,尤其在一些前沿性的知识的论述方面,从资料查阅、信息搜集、前沿知识的再学习等方面,应充分体现出学生的一定的自主设计和自主研发能力。通过以上毕业设计阶段的三个方面的培养,学生在专业设计能力方面应有一定程度的提高,为其进入社会,打下专业基础。 2.3、加强通识教育课程建设 通识教育课开阔了学生的视野,潜移默化地培养了学生的写作和语言表达能力,且在教育学生做人方面,通识教育课起了不可替代的作用。我们增加了人文社会科学等通识教育课程的数量,开设了中国近现代史纲要、新疆历史、高等语文、环境保护与可持续发展等必修课及选修课,要求选修素质教育课不低于10学分,涵盖文学、美学、音乐、书法、社科、写作等各类人文素质课程。 同时要求学生课外阅读国内外经典名著,积极参加校院举办的各类讲座及科技活动、社团活动和文体活动,培养学生写作、口语、演讲等的综合素质。通过这些课程,学生认识自我、了解社会、思考人生,学习如何做一名合格公民。培养方案规定学生在入学第一学年必须选修其中一门课程,体现了为学先为人的教学理念。通过人文社科基础课与理工基础课相结合,公共人文选修课与学科选修课相结合实现文理渗透、理工结合的文化素质培养目标。 2.4、构建一体化的实践教学体系 计算机科学与技术是一个实践性很强的专业,实践教学是该专业课程体系建设的一个重要环节。应用型人才培养模式的核心是要培养学生的应用能力、创新能力和工程素养,要达到这个目标,就必须培养学生灵活应用知识分析问题、解决问题的实践能力和创新能力,改变“学不致用”的状况,增强自身的竞争力。 实践教学环节要加强针对性和应用性,要贯穿整个学程,并增大在课程体系中的比重,建立相对独立的实践教学体系。我们按照“多样化、综合性、分层次、重创新”的原则,一是注重专业实践与课程设置相结合;二是通过课程实验加强专业实践能力;三是大幅度增加综合性课程设计;四是不断改进实验方式,推进开放实验教学;五是延伸课程内容进行技能认证;六是补充和强化社会实践环节;七是加强用人单位对专业实践的支持;八是结合科研促进实验教学,构建了一体化的实践教学体系。 加强专业技能培养通过计算机科学与技术专业实践教学体系的构建我们形成了多层次的专业技能训练方案,培养工程实践能力和创新精神。第一层次是专业技术基础的动手能力,进行基本技能训练。如开展《办公自动化》、《应用程序设计》等模块的技能训练,同时开设电工工艺实习等,其目的是要求学生掌握基本技能,锻炼动手能力。第二层次是针对专业技术方向开设专项能力训练。其功能是巩固和强化课程中重点内容、方法和原理,使学生具备从事本专业专项能力。这部分训练以课程设计为主,辅之以技能认证。如《计算机网络课程设计》、《软件工程课程设计》等。第三层次是针对专业结构开展工程应用能力的全面训练,其功能是掌握相关领域的软硬件、信息系统和工程应用的设计、分析、组织、实施的基本方法,全面促成学生对本专业某一方向具体认识,深刻理解和掌握基本技能,如社会实践、参加各类大赛竞赛、高年级开设的《网络工程与技术》、《系统集成与项目管理》等。第四层次是针对专业领域进行综合训练。包括科研训练、工程实训、毕业实习和毕业设计,逐步将理论与实践紧密结合,从而使学生完成从毕业实习毕业设计就业方向的“三级跳”。 为此,要建立了校内和校外实习平台。校内实习平台,采取实习指导教师负责制,实习内容、方式、手段、课程比例由相关实习指导教师根据教学计划确定。部分实习可以采用自行开发的实习平台,一方面自行开发的平台更经济,也能达到实习的要求;另一方面学生自行设计实习设备,培养锻炼了学生的创新思维和创新能力。建立校内校企合作实验室。利用学校的计算机教学实验室和设备,企业的技术、管理模式和人才力量,建立校内实验室。将企业的典型案例整理为实训案例,企业定时派出人才进行技术和项目管理上的指导。 在合作企业建立实习基地,充分发挥生产企业在人才培养中的作用。我院与许多软件公司、电信企业等建立了实习基地,这种合作方式不仅为学生提供了实习的场所,而且对提高学生综合素质和职业技术能力具有很大的促进作用,同时也为学生的就业搭建了平台。定时派学生赴企业实习,学生在企业的实习过程注重熟悉企业管理制度、了解企业文化和接触基本计算机软硬件系统研发流程。 2.5、师资队伍建设,有效保障教学质量 加大师资队伍建设力度,是提高教学质量,提高学生职业能力的必要条件。可采取以下相应措施:重视在职教师的培养和培训,提高教师的业务思想水平;有计划地安排现有教师到企业、金融机构、科研单位挂职锻炼或在校内、校外实训基地参加实践,提高教师专业素质;加强科研,提高教学水平,培养高素质专业教师,带动培养全面发展的专业人才;加大高层次人才的引进力度,重视兼职教师队伍建设。 3、结束语 做好电子科学与技术专业课程设置,这对努力探寻新形势下开展高等学历教育的路径,改革教育教学模式,构建科学、完善的现代职业教育体系具有现实意义,也为充分发挥教育引领教育科学发展的发挥出积极作用。 电子科学技术论文:电子科学技术专业建设研究与实践 摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。 关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践 电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。 一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点 从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。 (一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。 (二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。 (三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。 二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题 从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面: (一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。 (二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。 (三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。 三、电子科学技术专业建设的有效措施 随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。 (一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。 (二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。 (三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。 电子科学技术论文:“电子科学与技术概论”课程教学实践与反思 摘要:“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的先导课程,结合多年教学实践经验,通过教学内容博精兼备、多样化教学方式和启发创造性思维改变学生传统的学习方式,旨在帮助学生对该学科内容与发展方向有一个清晰而完整的认识,在专业学习中做到心中有数,有的放矢,对自己的未来职业进行合理规划。 关键词:电子科学与技术学科概论;博精兼备;职业规划 “电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程,课时少,知识点多,涉及面广。该课程作为专业先导课程,为学生学习后续专业课程作指引非常重要,直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化,将课程在有限的课时内讲出特色,让学生有所收获,并对学生后续学习有指导意义,就需要在教学中不断地进行研究与实践。 一、课程教学实践 1.教学内容要博精兼备 电子科学与技术专业是一个宽口径的专业,包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此,该专业概论涉及的知识面广,涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面,且每个方面理论比较抽象,对于大一学生来讲,理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到,一定要有所选择,突出重点。但是,如果将教学内容分割开来,缺乏系统性,学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此,在教学内容上,首先综合考虑课程总体结构,明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简,在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况,又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中,部分内容可以选取专题讲座式教学,将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时,有侧重地安排教学内容,如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲,安排2个课时,使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲,安排6个课时,使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲,对于概念、应用、发展前景等部分,重点讲应用,如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。 2.以实例为先导的多样化教学 在教学过程中,教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证,教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此,在教学过程中,首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养,这是学生能够学好一门专业课程,并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法,在教学过程中将最新应用成果,或身边的事物展示给学生,让学生能看得到实实在在的应用,能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术,可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子,培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手,逐步到高新技术,让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位,微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等,使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。 对于概念和理论模型内容比较枯燥,缺乏直观形象的内容,可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法,充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组,要求学生通过课下提前查阅和搜集资料,然后由学生在课堂上讲述,老师加以引导补充,最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论,补充知识,又可以加深学生对知识的理解,以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程,使学生在讨论中训练了思维方式,并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感,进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心,提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室,通过对实验室的观摩,可以了解专业实践内容,这样更明确、直观,学生会有想动手的欲望。 3.正确理解专业课程体系,方便学生做好职业规划 电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向,横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识,就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科,是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科,也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域,因此,电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程,学好本课程,方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解,对后续课程的选择学习有目标,更理性,使所学知识成系统,又不失广泛性,使学生可以对未来职业进行合理规划,真正地高质量实现专业培养目标。 二、教学反思 1.探索循序渐进式教学 在该课程的教学过程中,课程所涉知识面很广,很多概念十分抽象,原理难以理解,推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成,将知识体系分割开来,这样学生将很难跟进,教学内容安排应该是循序渐进,层层加深,循环上升,符合从简单到复杂,从个别到一般,从实践到理论,又从理论到实践的认识过程,体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用,它的直接结果是引来问题的复杂性,对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑,精心合理安排,才能化难为易,取得好的学习效果。 2.兼顾教学艺术和学术水平 该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动,学术性是该类课程的根本属性,没有科研学术做支持,没有扎实的专业素养,无法体现该专业教学的学术性。同样,教学也是一门艺术,教学水平得不到提升,教学效果就会大打折扣,只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性,在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中,一定要真正实践“授人以鱼,不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”,不再“迷信”教材,不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新,侧重加入发展成熟的新理论、新知识,突出研究热点、难点问题,力求做到基础性和前瞻性的紧密结合,使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识,让学生学会怀疑,懂得思考,设法探索事物的本质。 3.启发创造性思维 鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点,该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础,还需注重专业思维的训练。因此,在教学内容的构建中,一定要详略得当,深浅适宜,由浅入深,深入浅出,部分内容要方便学生自学,提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点,通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力,为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会,但不面面俱到,要留有余地,启发自主学习的积极性。事实上,看起来多而杂的知识,当整理形成网络时,就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物,启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索,多角度的透视,多层次的重组,将产生知识的迁移和认识的“临界点”,这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。 三、结束语 学生最关注的是自己的未来发展,如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数,有的放矢,就可对自己的未来职业进行合理规划,不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师,一年级学生可塑性很强,大学知识不同于中学,学生有强烈求知欲望,是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展,与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的,也是非常必要的。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门核心专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 电子科学技术论文:地方高校电子科学与技术专业课程设计教学的改革研究与探索 摘要:从分析我国地方高校课程设计目前现状出发,针对我校电子科学与技术专业课程设计存在的主要问题,提出课程设计的主要研究内容,以及要解决的关键问题。 关键词:电子专业 课程设计 实践 目前,我国高校毕业生普遍存在实践能力不足的问题。提高人才培养质量,培养满足社会经济建设和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。然而目前的情形是,大学培养的人才并不能完全符合社会的需求,动手能力地方高校电子科学与技术专业课程设计的教学改革研究与探索、实际操作能力、应用能力较差。基于人才培养和社会需求不相适应的矛盾,由于我校属刚升本科院校,属地方高校,由于多种原因使得学生整体素质较重点高校有一定差距。我院将人才培养目标定位为:培养具有创新意识、创造能力、创业精神和工程实践能力的应用型人才。因此课程设计教学在我系人才培养目标的实现过程中,占有重要地位。它对于加深理论知识的理解, 培养学生的技术应用能力和实践素质,形成职业岗位能力等具有重要意义。 1 现状分析 子科学与技术专业培养目标是培养电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作需要的复合型专业人才。该专业和生产实际紧密结合,具有较强的实践性,其特点一是口径宽,涉及的内容非常广泛;二是相关学科的渗透与融合性强,既有硬件也有软件,需要大量的实践活动来培养学生的动手能力和实际工作的能力。大多数学生毕业后走向基层的工作岗位要求很快将所学知识转化为实际工作能力。因此,必须加强学生动手能力的培养和训练。然而受长期资金短缺和实验实习条件的限制,对我校的电子科学与技术专业学生的实践能力的培养单从实验和毕业设计来说是不够的,还需要加强课程设计的建设。 长期以来课程设计普遍存在几点不足: 其一,内容不合理,同一门课既不跟踪新技术发展变化又不根据学生实际能力、培养目标等因素多变,多年用一个题目 其二,设计题单调,几十个学生用同一个题目,抄袭现象严重,课程设计的效果不明显。 其三,教学模式单调,理论多而结合实际少。 2 解决问题的方法 课程设计是实践能力培养的一个重要环节,是对各门学科一个综合性考察。课程实验与课程密切配合,目标单一明确,并有配套的实验设备和实验指导书,而毕业设计持续时间长,各个学生都有不同的题目。毕业设计不能代替课程设计,而课程设计则是对毕业设计起到补充作用。根据本专业的培养目标,内容选择专业综合性课设内容既要结合前修课程,以巩固教学内容,又要有较强的实践性和新颖性,因此我们考虑将科研成果转化为教学内容,选择本专业成熟的、有特色、适合教学的科研项目作为课设内容。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合。尝试在课程设计中内容上进行不同课程的交叉设置,指导学生理论联系实际,培养学生分析解决实际问题的能力。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合,鼓励学生自主选题就是鼓励学生自主思维,学生最终都要走向社会在各行业中发挥自己的才能。因此老师都要鼓励学生自主选题,而不想自主选题的学生可采用教师的题目。 教师的指导充分体现个别答疑和集中讨论相结合的原则。在指导过程中对于普遍性的问题,我们主要采取大组集中分析讨论的方法。老师在其中主要起到引领的作用。同时要善于发现一些个别错误,并采用个别答疑的方法及时纠正。这种共性和个性问题的结合,合理地发挥了教师的指导作用。 在确定学生题目时,要做到以下几点: 1)综合性 题目要尽可能多地涵盖本课程及相关课程的知识点,对于大纲中的重点和难点要尽量涉及,这样有利于知识的深化和扩展。 2)难易适中 要充分考虑学生的个体差异、心理特点、知识结构等因素,题目设计不合理。题目太难打击学生的自信心,太简单又达不到训练的目的。 3)实用性 提供实践平台供学生对比分析和试验,通过实践有利于学生加深对理论的体会、理解, 有利于学生了解实际工程的特点,做到理论与实践相结合。 对于发现抄袭者,可适当的给予扣分等处罚,从而避免偷懒和高分低能的出现。在整个设计过程中教师起组织、引导、检查、把关、和解决疑难问题的作用,充分发挥学生的主动性和创造性。指导教师每半天检查学生的工作进度,避免消极怠工情况的出现。教师严格执行请假制度,对于缺席三分之一以上者没有成绩。设计成绩完全依照每位同学在设计中的表现,与理论课成绩无关,使同学清楚大家都在相同的起跑线上,面临同样的机遇和挑战。查阅资料、收集信息,锻炼了学生获取新知识的能力。为解决一项难题、达到研究目标提出新设想、新方案,培养学生的创新思维和创新意识。实验中遇到问题想办法解决,提高了他们分析和解决问题能力。在整理和分析实验数据的基础上撰写报告,锻炼了学生的逻辑思维能力和科技论文的写作能力。 3 结语 培养具有较强学习能力、创新能力、实践能力的高级应用型人才,就必须高度重视学科教育中的实践教学环节。通过提高学生的实践能力,使学生在实践中不断学习新知识、开拓新视野、增强新本领。利用实验中心先进的教学和科研设备、优质的教育资源,实现人与物的最佳配置,达到良好的教学效果,提高工程教育的质量,具有一定的现实意义和应用价值。
计算机信息安全技术篇1 一、计算机信息安全风险 (一)计算机病毒等恶意软件的威胁。计算机病毒与流感病毒非常相似,旨在从宿主传播到宿主,并具有自我复制的能力。同样,与流感病毒在没有宿主细胞的情况下无法繁殖的方式相同,计算机病毒无法在没有文件或文档等编程的情况下进行繁殖和传播。计算机病毒感染计算机之后,可能会出现如网页自动弹出、计算机系统崩溃、信息无故被删除等状况。其对计算机信息安全有极大威胁。 (二)恶意的黑客攻击。黑客的攻击可能使计算机信息遭到窃取。其是除了计算机病毒之外另一种对计算机信息造成极大威胁的因素。大多数的计算机用户对黑客攻击束手无策,特别是对于没有经验的用户,遭遇黑客攻击更是一场灾难。 (三)信息系统漏洞。信息系统漏洞是一个关于计算机信息安全的专用术语,指的是系统中存在的某些缺陷,可以让计算机的信息受到攻击。信息系统漏洞不只是指的网络中存在的安全缺陷,还包括计算机系统本身中一组程序或任何使信息安全暴露于威胁的任何类型的弱点[1]。网络中的不法分子会利用漏洞发动对计算机信息的攻击。这些不法分子往往通过对计算机信息的获取来威胁用户的网络安全,例如通过数据包拦截、监控用户反馈与密码等等。这种形式的攻击往往会给一些用户带来重大的财务风险。而当用户的计算机端口有漏洞,不法分子会使用本地网络对用户计算机进行监控或拦截,这种情况下用户信息将在不知不觉中被不法分子获取,而不法分子获取用户信息后,往往还会选择备份或者存档等储存措施,更有恶劣者,将这些信息打包出卖给“同行”或者一些不良商人,这样一来,用户时刻处于监控状态下,从而造成对计算机信息安全的威胁。 二、计算机信息安全技术 (一)安装网络安全组件,其目的是清除用户网络所存在的安全风险,这是一种防御技术。通过相关的网络安全组件,可以有效提高用户计算机的安全性能,并保持硬件与软性的工作安全。网络安全组件作为一种探测预警型的防护手段,一些灵敏且专业的网络安全组件可以通过互相协调形成一个安全防护系统,从而极大地提高用户计算机网络的抗风险能力。而我们生活中最为常见的网络安全组件包括:(1)防火墙。防火墙属于预警性的第一重安全保障,它能在病毒试图入侵电脑时,对用户发出警告,并将其拦截在外,一般情况下,防火墙并不具备对用户计算机网络监测的功能,从而避免了流氓防火墙的诞生。(2)杀毒软件。杀毒软件是用户计算机网络的第二重保障,亦是最为重要的一层,杀毒软件针对用户计算机网络内部,它能够对已经探测到的病毒文件进行隔离,从而避免用户信息被获取。(3)入侵检测和防御系统。这一类系统主要是为了保护用户对于信息浏览。(4)虚拟专用网。大部分家庭电脑难以拥有这一层次的防护手段,主要常见于各大公司,它主要是为了隐藏用户信息的ip动态,从而避免被不法分子获取信息。 (二)净化网络环境。许多不良信息与虚假广告其实是病毒伪装的一种,它们针对有条件浏览某一用户的心理,从而打出用户十分心动的物品广告或游戏广告,最后将病毒带入用户计算机网络中[2]。针对这一情况,净化网络环境是减少不良信息与虚假广告病毒袭击的有效措施。而净化网络环境的手段通常有以下几种:(1)安装防火墙软件。(2)对常用互联网渠道进行加密。(3)成立网络环境净化专组,从而在源头上降低互联网信息风险。 三、结语 在信息产业大发展的国际大背景下,从21世纪末开始,我国就积极推进所有产业的信息化建设,使得计算机网络的安全性能被不断重视。因此,现在许多用户在无法察觉的情况下被不法分子盯上,而对于此,我们应当保护我们的互联网信息安全,并降低已被攻击的网络信息损失。这意味着用户在互联网中,必须考虑做好相应的安全措施,如安装防火墙,绑定安全防护软件,常用杀毒软件,对互联网信息浏览渠道加密等等,这些都可以有效降低用户被不法分子盗取信息的风险。 作者:吕虹 计算机信息安全技术篇2 人类社会进入21世纪以来,互联网技术越来越成熟,各种类型的移动智能设备改变了人们的思维方式和生活形式,计算机互联网设备在日常应用的过程当中需要处理大量的数据,也就产生了较为丰富的信息传送渠道,人们在进行日常网络交流的过程中,如果不对这些数据进行加密和保护,就有可能会造成信息泄露。在大数据时代,人们不应当仅仅关注信息化的生活方式带来的便利,还要在社会生活领域更好地运用创新技术和创新手段,保护计算机信息安全,这样才能更好的让计算机网络为人们的日常生活所服务,促进计算机行业的自身发展,围绕着计算机信息安全技术及防护展开论述。 1计算机信息安全的必要性 计算机信息安全指的是利用安全保护技术维护计算机网络环境。从本质上来讲,计算机信息安全属于安全处理数据系统。科学利用计算机信息安全技术能够保护计算机信息内部信息不被窃取或破坏,对计算机的软件和硬件采取不同的维护措施。一般来讲,计算机信息安全可以分为逻辑安全和物理安全两个板块,逻辑安全指的是计算机信息网络能够完整的维护信息传输渠道的稳定性,保证信息在传播过程当中能够不被泄露或者遭到破坏,计算机网络物理安全指的是计算机的硬件保护,根据长时间的调查研究显示,计算机信息的安全防护措施存在着诸多的不安全现象,这些不安全现象主要存在于硬件不安全和软件不安全两个方面。计算机的硬件安全保护是不容忽视的一个板块,对计算机进行信息安全的保护能够防止病毒和黑客的入侵,避免给国家和企业、个人造成经济损失,我们对计算机信息安全保护必须要加强重视才能够有效的确保计算机自身的信息安全性,作为广大的计算机使用者,必须要牢固树立信息安全保护意识,在使用的过程当中采用科学的保护方法,利用先进的信息安全技术,有效地保护计算机信息安全的稳定性[1]。 2计算机信息安全风险的主要类型 2.1计算机病毒 计算机病毒是计算机网络受到的常见风险。我们可以把计算机病毒理解为流感病毒,计算机病毒能够以非常快速的形式完成自我复制,对用户的计算机网络环境进行攻击,同时计算机病毒可以在没有文档等程序的情况下依然进行自我繁殖,对计算机的信息系统造成破坏。用户的计算机系统如果感染了计算机病毒,可能会出现多种操作异常现象,比如说广告网页自动弹出、系统崩溃、异常关机、软件打不开、程序被删除等,这些情况都是计算机网络病毒对计算机系统带来的威胁,如果不加以预防,用户就无法正常的使用计算机[2]。 2.2黑客程序攻击 黑客的问题也是计算机信息网络安全受到的隐患。黑客是一群通过计算机技术达到非法目的的网络人员。计算机程序一旦被黑客所劫持,就有可能会对网络安全和信息安全造成极大的威胁,并且很可能危险相比于计算机病毒的入侵更加严重,很多没有网络经验的用户一旦遇到黑客入侵,整个计算机系统全面瘫痪,反映出了很多的计算机用户对于黑客的威胁毫无抵抗力,必须要加强针对黑客攻击的技术研发,这样才能够帮助计算机用户缓解网络风险。 2.3系统自带漏洞 除了计算机病毒和黑客攻击之外,计算机信息网络的危险还有很大一部分是来源于计算机系统自身的漏洞。计算机系统漏洞是一个专业性安全用语,它指的是由于天然的计算机系统缺陷造成用户的计算机端口受到威胁,计算机系统漏洞不仅存在于网络中,它还存在于计算机系统自带的程序或者系统软件中,很多不法分子可能会利用计算机系统本身的漏洞来对计算机网络发起攻击。这些不法分子会钻计算机漏洞的空子威胁到用户的网络安全,对信息数据进行拦截,并对用户的行为进行监控。特别是用户的金融软件成为不法分子攻击的首要目标,经常有用户反馈自己的支付宝或者银行卡密码遭到窃取,这些情况都是系统漏洞造成的网络信息泄露,当计算机的网络端口存在问题时,很多不法分子会利用本地网络监视计算机用户的一举一动,了解到计算机用户的财务状况,很多用户在不知不觉的情况下被不法分子窃取了重要信息。除此之外,还有一些不法分子在获取用户信息之后,会打包出售给同行,进行下一步的违法操作,这种情况如果不加以遏制,将会使计算机网络的发展遭到严重阻碍。 3计算机信息安全技术及防护策略 3.1系统防护技术 计算机系统安全保护技术通常是安装在用户的客户端上,保证用户的计算机操作安全,众所周知现在常用的计算机操作系统包括ios手机操作系统和Windows电脑操作系统,用户在电脑和手机上能使用信息接收端口做出不同类型的操作。其中Windows计算机操作系统有一套自己的系统安全管理程序,它主要是依靠登录权限管理、防火墙设置、浏览器安全设置和密码设置4个方面保护计算机的网络操作安全。计算机操作系统能够全面的限制用户的访问,管理用户的IP地址,根据用户的使用权限提供密码使用服务。除此之外,还包括字符限制、屏幕锁定等,这些都是计算机自带的安全防护措施。软件防火墙是较为安全也经常使用的安全防护网络,目前防火墙在不断的技术创新和改进的过程当中,利用防火墙能够帮助用户对不安全的信息进行过滤和筛选,把网络病毒黑客攻击和不安全的IP地址拦截在用户的计算机环境之外。随着科技的进步,防火墙技术已经能够对用户的访问操作实行全过程的监控,在用户使用浏览器进行信息查询和访问时,计算机系统能够根据不同的类型,设置安全级别不同的防护措施,还可以对重要的信息进行备份、一键恢复,这些都是计算机系统自身对用户信息安全的保护。计算机防火墙技术主要包含了数据包过滤、代理服务、状态监视技术三个板块的内容,是当前计算机安全防护中最常用的技术之一。 3.2数据包过滤防火墙技术 数据包过滤技术指的是在网络信息传输过程中,对数据传输的环境进行过滤,它能够保护信息的安全传输,在信息传递的过程中对周围的环境进行安全检测,只有环境安全才能够让数据通过。在数据传输过程中对不安全的数据进行过滤。数据包过滤能够设置相关的数据传输规则,对IP数据包进行有效的检查,判断IP数据包是否符合通过条件。数据包过滤能够利用防火墙对不安全的IP地址进行过滤,保障网络系统的稳定境界,过滤数据包在安装时较为简单,在使用过程中步骤也不烦琐,并且价格较便宜,但是数据包过滤也有自己的缺点,比如它必须在使用之前设置出一套自己的过滤规则,而这些规则不容易和系统产生匹配性,限制了数据的访问。用户在访问的过程中只能通过网络层和传输层进入,而不能够随便访问其他的网络层,同时数据包过滤技术对于RPC和udp这些协议不能够进行完全的过滤,总体而言,数据包过滤技术防火墙也被称作数据过滤路由器,这种技术在使用上较为便捷,属于防火墙技术中最为基础的一种。 3.3代理服务和状态监视技术 代理服务和状态监视技术分别是两种较为先进的防火墙技术,代理服务主要是通过代码的形式运作,可以根据用户的不同需求进行技术选择,它在两个网站和网页之间设置安全检查站,在这个检查站当中的数据必须要通过检查才能够顺利达到用户的计算机端口,两个网页之间的检查站就被称为代理服务器。一般来说代理服务器能够有效地把计算机的网络环境和外界的不良因素隔绝开来,当外界信息和数据访问时,只能看到代理服务器的外观特征,却看不清内部资源,有效的保护了信息的隐私性。状态监视技术是结合了代理服务技术和数据保护技术优点的一种新兴防火墙网络技术。它能够通过对TCP进行标记从而对IP地址进行筛选。状态监视技术能够有效的对进出的应用层数据进行识别,从理论上来说,状态监视技术和代理服务技术相比具有更强的可靠性,状态监视技术能够通过自然的模块设置很多程序和扩展应用,通过UDP和RPC端口对于用户的传输信息进行检测,从而为用户打造更加安全的网络生活环境。 3.4身份认证技术 身份认证技术是一种新型的计算机防护技术,身份认证指的是计算机在操作过程中使用者特有的标志,这种标志是用户身份信息的证明,它不能被伪造,也不能和别人重复,身份认证技术也是一系列技术的组合大类,主要包括密码身份认证和生物身份认证,密码身份认证较为常见,主要是通过用户输入自己的口令和密码打开端口,如果输入的密码和网络安全密匙匹配,那么用户就能够操作这台计算机。但是,各种类型的网络风险也在不断的进化,单纯的使用密码认证安全性不高,某些黑客专门攻击密码,能够轻易的猜测出密码的组合排列,或者使用非网络环境对用户的信息系统进行攻击。在这种情况下,生物特征身份认证就应运而生了,生物特征身份认证可以运用人体的生理特征作为识别的标志,比如指纹、视网膜、面部特征、声音等,生物类别的特征具有唯一性,不容易和其他人重复,因此具有较强的防伪优势。当前,身份认证技术的使用频率越来越高,比如在HTTP认证服务中,身份认证技术就是广泛使用的技术之一。 4结语 综上所述,计算机信息安全问题受到了社会各界的广泛重视,我们必须要加强各种类型的安全防护技术的研发,从根本上提高计算机使用环境的安全性。 作者:李洪涛 单位:鹤壁职业技术学院 计算机信息安全技术篇3 计算机网络技术在人们的日常生活中扮演着关键角色,为人们的生活带来了翻天覆地的变化,但随之而来的是层出不穷的计算机信息安全问题,需要技术人员予以重视,加强对网络信息安全的研究,切实采取相应措施,尽可能出现数据泄露等负面问题的发生,最大限度地保护用户数据安全。 1影响计算机信息安全的要素分析 在现代信息技术的快速发展下,各种外部因素都有可能导致计算机信息安全受到不良影响,使得数据泄露问题屡屡发生,这就需要相关企业和技术人员能够加强外部监管,实现计算机网络安全信息技术的优化升级,切实保障计算机系统的安全使用。首先,黑客攻击是一种较为常见的影响因素,无论是用户,还是企业,都有可能因为黑客进攻促使信息遭到泄露,黑客能够将原本处于传输过程中的信息截断,直接获取计算机中储存的各种文件信息,甚至导致企业财产受到严重威胁。其次,用户操作不当也将会直接影响到计算机信息安全。近些年来,计算机普及率开始不断上升,但是许多用户的安全防护意识不强,操作失误也经常发现,计算机出现漏洞很容易直接忽视,促使计算机引发各种安全隐患。最后,病毒传播是影响计算机信息安全的重要因素,采用杀毒软件的方式能够在一定程度上抵挡简单的外部病毒,但还是需要用户予以重视。 2计算机安全信息技术 2.1防火墙过滤信息技术 现阶段,计算机网络技术已经成为人们日常生活中不可或缺的技术支撑力量,网络覆盖范围也在不断扩大,各种数据资源实现更加多元化的利用和传递,想要切实应对各种网络技术信息安全风险,需要应用安全防护技术进行应对,在这其中,防火墙过滤信息技术是一种较为常见的应用方式,主要通过设置相应的网络通信监控系统,实现计算机内部网和外部网之间的有效隔离,切实抵挡外部风险攻击,降低用户材料受损的可能性,确保计算机系统能够正常运行。在防火墙过滤信息技术的应用过程中,主要包括数据包过滤和转换网络IP地址两个方面。一方面,在计算机网络中数据传输主要采用数据包的形式,在数据传输过程中,数据包中的各种数据信息能够有助于防火墙技术直接进行风险判定,并将数据包中特定数据和预先设定好的访问控制规定数据进行比较,在此情况下能够完成过滤数据包的任务。另一方面,在计算机网络中通过防火墙技术能够完成网络IP地址转换的功能,在技术应用下,将用户原有的私有IP地址转换成为公网IP地址,促使用户真实IP地址能够被隐藏,进而保护IP地址的私密性,保证计算机通信系统的运行安全。因此,防火墙技术能够有效保护内网信息安全,避免非授权网络的连接,尽可能避免出现信息外泄的问题。 2.2防病毒技术 在整个计算机网络中,服务器很容易遭受到外部病毒入侵,使得计算机出现网络瘫痪的问题,在此情况下,为了尽可能避免病毒入侵问题的发生,应当加强计算机信息网络安全工作,将防病毒技术应用于服务器中。通常而言,借助NLM模块能够完成各种计算机病毒的实时检测和扫描,促使计算机能够始终处于被保护状态。具体而言,防病毒技术主要包括以下三种:第一种是通过扫描文件的方式,及时检测文件中是否含有病毒,如果检测发现文件中毒问题的发生,则需要立刻采取针对性措施,清除病毒或者隔离病毒文件;第二种是采用在线扫描的方式,在NetWare环境下,能够直接检测到是否存在病毒、计算机中病毒的实际运行轨迹,并将病毒检测信息发送给用户;第三种是运用病毒存档的方式,一旦病毒已经入侵文件,借用技术手段将会在第一时间将病毒检测结果发送给用户,并将检测得到的病毒进行文件存档,构建数据对照库,切实保障计算机信息安全。 2.3垃圾邮件防护技术 计算机系统中的各种垃圾邮件很容易携带着各种病毒,促使系统内部数据信息丢失,想要从根源处解决垃圾邮件,需要系统用户直接删除各种垃圾邮件,并设置相应的使用权限,防护陌生人邮件,保证计算机信息安全。除此之外,还可以使用实时地址黑名单(RBL)、域名黑名单(DBL)、发件人策略过滤(SPF)、域名密钥识别邮件标准(DKIM)、关键字过滤和发送限制等标准手段,这些技术手段能够有效拦截近95%的垃圾邮件,但为了实现对垃圾邮件的全面拦截,可以使用邮件恶链防护技术,即使用ASEG通过本地与云端URL查询,进而对邮件中嵌入的URL连接进行安全性检测,将恶意代码、钓鱼信息等具有安全风险的网站链接邮件进行有效阻隔,实现恶链威胁的有效防范。 2.4入侵检测技术 通过入侵检测技术能够起到较好的安全防护功能,通常将入侵检测技术和防火墙技术组合使用,两者能够实现优势互补,促使计算机信息安全性能不断加强。入侵检测技术能够对计算机系统的实际运行情况进行实时监控,在监控过程中出现的各种攻击行为也能够在第一时间进行处理,防护效果较强。入侵检测的内容同其他几种防护技术略有差别,主要是用于监视网络数据报文,当监视部门发现数据报文时,就需要立刻对其进行有效处理。具体而言,目前可以使用的入侵检测方法有专家系统入侵检测方法、精神网络入侵检测方法等,在使用检测技术时,首先,对用户和系统活动进行监视和分析,根据分析结果进行系统构造和弱点的审计工作;其次,识别问题并进行报警,统计分析异常行为模式,对重要系统和数据文件完整性进行评估;最后,对系统的审计跟踪管理进行操作,实现对违反安全策略的行为进行识别。如果计算机网络受到任何外部攻击,基于入侵检测技术,能够在第一时间应对入侵、发出警报,促使计算机系统能够处于正常运行状态。 2.5数据加密技术 数据加密技术主要是将明文转换成为密文,采用数据加密技术能够起到较好的数据信息安全防护。数据加密主要包括对称加密、非对称加密两种方式。通常来讲,数据加密技术应用较为广泛,首先,如果将数据加密技术应用于数字签名中,能够有效预防非法用户登录计算机系统使用计算机网络,切实保障计算机信息安全。对称加密方式主要使用单钥密码系统加密方法,同一个密钥能够同时用作信息加密和解密,该加密方法效率很高,是数据传送过程中最为常用的一种加密方法。非对称加密方式使用了一对密钥,即公钥和私钥,前者可以发给任何请求它的人,后者则只能由一方安全保管,不得外泄。在使用非对称加密时,这对密钥中的一个负责加密,而解密则需要另一个密钥。其中,数字签名是非对称加密的一种,主要包括两种方式,分别是口令认证和数字认证,在具体应用时能够结合实际情况进行针对性使用,保证数据信息安全。其次,如果将数据加密技术应用于节点加密中,主要是对不同的信息节点进行加密。最后,如果将数据加密技术应用于链路加密中,能够将网络数据传输线路进行合理划分,实现各个区间段之间的数据加密,切实保证信息安全。 3计算机信息安全防护对策 3.1强化网络信息防护意识 现阶段,部分企业和个人的网络信息安全防护意识较为薄弱,在计算机系统运行过程中出现的各种漏洞也难以及时采取针对性措施有效应对,使得用户信息泄露问题屡屡发生。例如,许多企业工作人员在工作时防范意识不强,点开黑客发送的垃圾邮件,使得木马程序进入到计算机中,迅速感染计算机网络,并将系统内部的重要文件进行获取,影响企业的健康经营。在此情况下,应当强化网络信息防护意识,在日常工作中牢记计算机网络安全的重要性,积极采用信息化手段,实现各种数据信息的多重保护。比如,可以使用国外VirusScan、NOrtonAntivirus等专业杀毒软件,或是国内的金山毒霸、360安全卫生等杀毒软件。或是加强系统安全管理,将共享文件设置为制度属性,在管理员模式下对病毒进行清除,使用无毒的引导盘启动服务器,重新安装病毒感染文件,并定期对存储介质进行杀毒。 3.2强化基础网络安全保护 计算机基础设施对于计算机信息安全具有十分重要的意义。因此,想要切实提升信息安全,应当加强计算机软件和硬件的安全管理,采用定期检查、维护的方式,提升计算机系统的使用性能。一方面,在计算机硬件正常使用过程中,应当安排相应技术人员检查和更新,保证硬件存储性能稳定。另一方面,对于软件,需要安装相应的安全防护软件,加强日常更新和维护,有效预防病毒入侵。结论:终上所述,对计算机信息安全技术及防护对策展开分析具有十分重要的意义。今后,想要切实实现计算机信息安全,不仅需要加强对各种计算机安全信息技术的研究,还应当展开观念创新、一体化综合性管理、设施维护、信息安全组织机构完善、应用防护系统查杀病毒,降低安全隐患,保证数据安全。 作者:徐晓燕 单位:中国电信集团系统集成有限责任公司
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为核心的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的核心技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为核心的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了国家级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 航空新技术论文:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为核心,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最核心技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的核心技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有核心技术的3D打印企业,以核心制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机核心机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
卫星通信系统论文:MF-TDMA卫星通信系统信道分配研究 【摘要】 随着卫星通信技术的发展,其在各行各业得到了广泛应用,通过不同多址方式的相互结合,产生了具有代表性的跳频时分多址MF-TDMA,本文首先介绍了MF-TDMA卫星通信系统应用时的网络组成,然后对其组网工作原理进行了阐述,最后重点介绍了该系统的信道分配算法,从时隙申请与分配,跳频工作方式的选择两方面进行优化分配,以提高信道的使用效率。 【关键词】 卫星通信 MF-TDMA 信道 时隙 一、引言 卫星通信系统的多址方式有频分多址(FDMA) 、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等,随着技术的发展,各种不同的多址方式相互结合,形成混合多址调制方式,其中最具有代表性的是跳频时分多址MF-TDMA (Multi-Frequency Time-Division Multiple Address) [1],此系统很好的将FDMA和TDMA合二为一,从频域和时域二维空间对卫星资源进行分配,首先采用FDMA方式将信道分割成频率不同的若干路载波,然后再在每一路载波上使用TDMA的方式分割成若干时隙,以便用户可以在指定的时隙内使用指定的载波频率进行数据的传送,这就为组网通信带来了极大的便利,很容易组建星状网和网状网,实现一点对多点或多点对多点的组网通信,可广泛应用于军事、气象、电信、教育、人防、交通、广电等行业。 二、系统组成 MF-TDMA卫星通信系统由主站(含备份主站)和分布在各地的若干远端站构成,他们之间通过不同的载波和时隙实现业务、控制等信息的交互。 2.1主站 主要设备包括卫星天线、ODU、TDMA 主控终端、网管。主站负责发送TDMA 时钟参考信号和帧计划,是全网的时钟参考基准和卫星资源分配中心。网管负责整个卫星通信系统运行的集中控制管理,主要完成网络管理、资源分配、流量统计等功能。实际组网应用中可根据实际情况配置两台TDMA主控终端,互为备份,以提高整个卫星通信系统的可靠性。 2.2备份主站 设备配置与主站相同,主要作用是在主站出现故障时承担主站的工作,主备站之间实行自动切换,且在切换过程中系统仍能正常工作。 2.3远端站 远端站主要设备包括卫星天线、ODU、TDMA 业务终端。远端站以主站为参考,按照主站下发的帧计划在所分配的时隙内传送突发信息。当然远端站也可配置帧计划产生单元,以便于当主站和备份主站双双发生故障时,能将该远端站配置为主站,以增强系统的抗毁性。 三、组网工作原理 MF-TDMA卫星通信系统扩大了卫星信道的应用规模,支持同一时刻处理多路载波,支持多路载波间的频率跳变,支持载波速率变化。 在多个载波信道中,有一个称为主载波信道,这个主载波信道由参考突发时隙、测距时隙、申请时隙和数据时隙构成。一个远端站开机进入运行状态后,首先接收主载波信道,解析参考突发,获取帧计划;然后通过测距时隙,进行测距,完成主站与远端站之间的时钟同步;同步后,当时间到达该站突发时隙时传送突发信息。 各站接入的话音、数据、视频综合业务等首先要进行分段、打包处理,处理后获得的分组加入目的站址、数据保护等信息,然后通过申请时隙向主站发送业务时隙请求,主站收到请求后,从时隙池中选择空闲时隙分配给该站,并按照时隙分配表在指定载波和时隙位置上发送。在远端站接收端,进行解调和过滤,若目的站址不是本站则丢弃,若是则进行解封装处理。 MF-TDMA卫星通信系统组网时每个载波可根据站型能力配置载波速率,对业务量大的站点配用高速载波、对业务量小的站点配用低速载波。通过载波跳变频、变速率,不仅提高了系统网络的容量,而且信道分配更加灵活,可实现不同大小站型、多种业务类型的远端站灵活组网。但随着业务量的增多,现有卫星资源就显得捉襟见肘,那么如何来提高现有卫星的资源利用率呢?这时信道资源分配就显得更加重要。 四、MF-TDMA信道分配研究 MF-TDMA 系统的卫星信道资源是根据业务量的大小动态申请、分配的,具有突发性。传统的“FIFO”传输策略将不同类型的业务混杂在一起分享带宽资源,对实时性要求不高的文件传输业务影响不大,但对实时性要求极高的话音和视频等流类型业务来说影响会相当明显,如出现因带宽受限导致的话音或视频传输抖动、断续等现象。因此,业务在MF-TDMA卫星网络中传输使用时,必须设计合理的QoS保证机制,实行合理的信道分配算法。 4.1时隙申请与分配 当远端站与主站时钟同步后,则开始进行业务数据的突发传输。在信道分配集中控制方式下,信道的时隙分配由中心站完成。主站根据远端站的能力及申请的时隙数、服务质量保证等在载波组内为其分配载波和时隙信道。远端站再通过解析分配结果获得时隙的使用权限,在分配的时隙内进行发送突发数据。时隙分配表中包含着每个时隙的使用规划,由若干个分配单元组成,每个分配单元描述了一个时隙的类型和使用者[2]。 具体时隙申请和分配具体过程为: 1)每个远端站根据其业务的特性向主站发送申请信息; 2)主站的时隙分配表生成单元根据收到的每个远端站申请信息进行时隙分配表生成计算,得到时隙分配表后通过参考突发下发至全网各远端站; 3) 每个远端站接收到参考突发后,对时隙分配表进行解析,获得本地球站的数据时隙分配情况; 4)在分配的数据时隙内,各远端站发送业务数据。 由实际工程经验可知,帧中的数据时隙有四种使用方式:预分配使用方式、保证使用方式、按需分配使用方式和自由使用方式[3]: 1)预分配使用方式:指把载波上的某些时隙指定分配给某站发送业务,类型可以是实时的也可以是非实时的,为“不占用也满足”的分配方案,主要用于随时需要带宽保证的业务。 2)保证使用方式:指某站配置了保证时隙,系统必须给以分配保证,为“需要必满足”的分配方案。不同于预分配方式自始至终占用部分时隙,对于具有保证使用时隙的远端站,当业务所占带宽没有达到相应的保证量时,剩余的时隙可以分配给其它站使用,而一旦本站需要,系统将会对此站的业务予以优先满足。保证使用方式适用于那些带宽变化比较大,实时性要求不高,而且需要一定带宽保证的业务(如IP数据业务)。 3)按需分配使用方式:指按照带宽的申请量进行时隙的动态分配。 4)自由使用方式:主要为突发性的非实时业务所提供的时隙使用方式。 时隙分配要考虑时隙利用率、业务服务质量、时隙分配的公平性等,采用“实时业务时隙位置相对固定,非实时业务时隙重分配”的原则进行计算。 4.2跳频工作方式 跳频工作方式只要包括:发跳收不跳MF-TDMA、收跳发不跳MF-TDMA和收发都跳MF-TDMA三种组网系统,叙述如下: 1)发跳收不跳MF-TDMA组网系统 目前的MF-TDMA卫星通信系统大都采用发跳收不跳方式,发送载波的时隙可以在不同频点上跳变,接收载波固定在不同的频点上。设计时将所有远端站进行分组,一组由多个站构成,并为每个组分配一个固定的接收载波,称为值守载波。各站间进行通信时,接收站在值守信道上接收其它站发送给自己的信息,发送站将突发信号发送到接收站值守载波上,并根据所处的值守载波不同而在不同的载波上逐时隙跳变发送信号。 2)收跳发不跳MF-TDMA组网系统 组网设计时同样将所有地球站进行分组,并为每组站分配一个固定的发送载波。与其他站通信时,发送方在自己固定载波的指定时隙位置发送,接收方根据发送方的载波不同而逐时隙跳变接收。 多类站型混合组网通信时,大口径站配置的固定发送载波最高速率取决于所发送的小口径站的接收能力,而小口径站配置的载波最高速率则取决于小口径站本身的自发自收能力。与发跳收不跳组网方式相比,收跳发不跳系统大口径站的最高发送载波速率高于发跳收不跳系统大口径站的最高接收载波速率,而小口径站的发送和接收载波最高速率相同。因此从多类站型混合组网的系统容量方面比较,收跳发不跳MF-TDMA系统优于发跳收不跳MF-TDMA系统。 3)收发都跳MF-TDMA组网系统 此系统各站发送和接收突发信号都可根据所处载波的不同而跳变。不同于发跳收不跳和收跳发不跳系统,各站间不再进行分组。站间分配载波和时隙基于双方收发能力进行,即根据其不对称传输能力而分配不同载波上的时隙。因此,多类站型混合组网时,载波速率的配置取决于大口径站本身收发能力和小口径站本身收发能力。收发都跳MF-TDMA系统的多类站型组网能力优于收跳发不跳MF-TDMA系统和发跳收不跳MF-TDMA系统。 3种组网系统实现方式在支持多类站型混合组网的能力方面,收发都跳系统MF-TDMA最强,发跳收不跳MFTDMA系统最弱。在实际的应用过程中,发跳收不跳MFTDMA系统能够构建基于分组交换的网络,而收发都跳MFTDMA系统和收跳发不跳MF-TDMA系统只能构建基于时隙的电路交换网络。另外,在技术实现复杂度方面,发跳收不跳MF-TDMA系统最为简单。基于各自的综合优势和实际的应用需求,发跳收不跳MF-TDMA 系统得到了广泛应用并成了发展主流,但是如何弥补其支持多类站型混合组网能力的不足还值得研究,目前相关研究人员提出了一种双值守载波MF-TDMA解决方案来解决此问题,我们将在以后的应用中去检验。 五、结束语 随着各行各业信息化建设进程的加快,对中高速灵活组网卫星通信的需求越来越迫切。目前,MF-TDMA网是唯一支持中高速综合业务组网,也支持小系统独立组网应用的网络体系。 要想使 MF-TDMA系统能够发挥最大作用,实际使用时必须对其进行深入研究和规划,在保障任务需求和服务质量的前提下,给出帧效率较高、转发器资源利用率较高和站型配置合理的系统方案。相比其它体制卫星通信系统,MFTDMA 卫星通信系统的应用前景将非常广阔。 卫星通信系统论文:民用航空卫星通信系统中的信道编码技术研究 摘 要:民用航空卫星通信系统以卫星为中继站,使用机载设备将机上语音及数据信息转发到地面航空网络。民用航空一般使用铱星系统和海事卫星系统传输语音及数据信息。随着民用航空的发展,卫星通信不仅用于前舱安全通信,后舱的非安全通信也依赖卫星通信。在卫星通信中,受到自由空间损耗、噪声、多径、多普勒频移等影响,信号会出现较大的畸变,在功率受限的情况下,需要采用较强纠错能力的信道编码方法来信号降低误码率。该文主要介绍了适用于民航卫星通信系统的信道编码方案,并给出了卫星通信信道下的误码率性能。 关键词:卫星通信 信道编码 随着国内民用航空系统的发展,卫星通信成为其不可缺少的一部分,中国民航局在《航空承运人运行中心(AOC)政策与标准》中规定,卫星通信是无线电语音通信的主要通信方式。卫星通信在世界上绝大多数地区内可用于空中交通服务(ATS)、航务管理、航空公司行政管理通信和航空旅客通信等。民用航空卫星通信系统以卫星为中继站,将机上语音及数据信息转发到地面航空网络。民用航空一般使用铱星系统和海事卫星系统传输语音及数据信息。由于卫星运行轨道距离地面几百、几千、甚至上万公里,因此覆盖范围远大于一般的微波通信系统。在卫星通信中,受到自由空间损耗、噪声、多径、多普勒频移等影响,信号会出现较大的畸变,在功率受限的情况下,需要采用较强纠错能力的信道编码方法来实现,将信号误码率降低。 1 现状 铱星系统为低轨卫星系统,卫星运行轨道高度为733米到785米,66颗卫星组成星座,覆盖了地区包括南北两极的全部区域,可支持的数据速率为4.8kbps(语音)和2.4kbps(数据),传输时延大于2.6ms。使用码率r=3/4,约束长度为7的卷积码作为前向纠错码。铱星系统轨道高度低,路径衰减小,传输时延短,便于减小卫星和终端的体积,成本低。 海事卫星系统是一种高轨卫星系统,也是一种地球同步轨道卫星,卫星轨道高度大约为35700km。海事卫星系统使用卷积码编码,维特比译码。 早期的民航卫星通信系统主要用于前舱语音通信,保证前舱及时地与地面建立通信。随着民用航空的发展,人们对于后舱使用卫星通信业务的要求也越来越迫切,而后舱通信的关键是大量数据同时传输,卷积码的纠错性能已经不能满足新一代的卫星通信系统。对于要求越来越高的卫星通信系统,高的传信率和低的误码率成为了衡量系统好坏的一个标准。新兴的Turbo码和LDPC码是卫星通信系统中较为理想的信道编码方法。 2 数字卫星通信系统 数字卫星通信系统模型如图1所示,u是信道编码器的输入,对u加入冗余校验位,按照某些编码规则编码后,编码器输出。卫星信道充足的带宽允许系统以较低的码速率传输数据,数据之间的符号干扰可以忽略,信道引入的加性噪声和干扰可以用高斯白噪声来模拟,并且这种噪声在符号之间是相互独立的。所以卫星信道基本上是加性高斯白噪声信道(AWGN)。 3 Turbo码 最初的Turbo码是由Berrou提出,编码结构中将两个系统递归卷积码(RSC码)通过交织器并行连接,一个信息比特产生两个对应的校验位信息,这两个RSC吗的编码器结构相同。它的译码采用迭代译码方案,两个分量码轮流调用软输入软输出(SISO)译码器,进行迭代译码。Berrou和Glavieux经过大量实验验证,采用随机交织器的Turbo码,信息序列长度为65535比特,通过18次迭代译码,在信噪比Eb/N0为0.7dB时,码率1/2的Turbo码能达到AWGN信道上误比特率(BER)小于等于10-5,从而证明Turbo码是一种逼近容量限的码。 Turbo码编码通过一个交织器将两个分量码编码器并行级联。交织器将信息比特重新置位,使得相同信息序列内的输入比特按照不同的方式排序。 假设信息位位数为k=1,定义输入信息序列长度为N,信息序列为,其中。输入信息一方面输入分量码1的编码器进行卷积编码,同时输入信息进入交织器交织后,产生相同长度但比特位信息不同的序列。然后将输入到分量码2的进行编码,从而得到了和这两个不同的校验序列。假设分量编码器1采用码率1/2系统递归卷积码(RSC码),同时分量编码器2也采用这种分量码,那么在不使用删余技术时整个Turbo编码器的码率就是1/3。整体码字由系统比特序列和校验比特序列和构成。这就是说时间i的编码输出为,其中。 为了提高Turbo码的效率,减少校验位,我们可以使用高码率的分量码,还可以对两个校验序列进行有规律的删余,接收端再将接受到的比特序列与信息序列复用起来,复用后的传输序列会输入到数据调制器。举例如下,为了将Turbo码的码率提升至1/2,可以按照如下的删余矩阵对两个校验序列进行删余 其中矩阵P第t行的0,表示将删掉校验位中的第t比特校验信息。那么如上所示的P矩阵表示删去校验序列中的偶数比特信息和中的奇数比特信息。要获得更高码率的Turbo码,可以参考文献[3],获得更多的删余Turbo码性能分析和删余矩阵。经过删余后,在i时刻Turbo码编码器的输出为,其中由和交替组成。 Turbo码采用分量码迭代译码,将两个分量译码器dec1和dec2串行连接进行译码,其中分量译码器的输入输出均为软信息,而且译码过程中对应的交织器与编码中所使用的交织器类型相同。第一个译码器dec1对分量码1进行MAP译码,然后输出关于信息序列中每一比特的后验概率值,并从这个后验概率信息中分离出外信息,通过交织器后,输入到dec2;第二个译码器dec2将dec1输出的外信息作为dec1的先验信息,对分量码2进行MAP译码,输出针对交织后信息序列中的每一比特后验概率值,最后从这个后验概率值中分离出外信息值,对其解交织后输入dec1,进行下一次译码。经过这样的多次迭代,从dec1或dec2输出的外信息数值会趋于稳定,后验概率比将逼近于最大似然译码,即以迭代译码的局部最优解来近似得到最大似然译码的全局最优译码结果。 4 LDPC码 R.G.Gallager提出的LDPC(低密度校验码)采用随机方法构造校验矩阵,在迭代译码算法下,LDPC码也能逼近信道容量。 根据双向递归快速编码算法设计实现LDPC码的编码器。准循环双对角LDPC码,它同时具有准循环和双对角两种结构特性。作为一种准循环LDPC码,它的校验矩阵由多个大小相等的子矩阵构成,每个子矩阵为全零方阵或单位阵向右循环移位的置换矩阵。 LDPC码可采用多种方式译码,即大数逻辑译码(MLG),比特翻转(BF)译码,加权的比特翻转译码,后验概率(APP)译码,以及和积算法译码。和积算法在这五种译码算法中显示出最好的误码率性能,它的译码算法是基于置信度传播的迭代译码。类似于Turbo码的迭代译码过程,下一次迭代的输入是上一次译码输出时计算出的码符号可靠度量度。译码过程会迭代进行,直到满足算法中要求的停止条件。最后,根据计算出的码符号的可靠度量度,做出硬判决。 LDPC码在各种信道条件下,都比相同的目前已知的编码方式有更好的性能。对于长码,LDPC码的性能要超过Turbo码。 5 性能仿真 我们在AWGN信道上的信息传输模型为: 其中,服从高斯分布N(0,1),是与编码序列对的调制信息。若采用BPSK调制,则信道上传输的离散发送符号为 通过信道的传输、接收端相干解调,那接收机的匹配滤波器在i时刻的输出采样值为。 给出信息序列长度120,1/3和1/2码率的Turbo码短帧长仿真结果,见图4。采用分量码为(1,15/13)系统递归卷积码,分量码的结尾处理方式为截断和归零。调制方式为BPSK,信道为AWGN信道,译码算法为Log-Map算法,迭代8次。本文的交织器采用QPP交织器。 同时,图2给出了(1280,2560)码长的LDPC码性能仿真,其中包含两个LDPC码(分块数分别为8×16和16×32)。采用归一化最小和译码,其中归一化修正因子α取值为0.75,信道模型为AWGN信道,调制方式为BPSK调制,无量化迭代50次,每个点均统计800个错误帧。 6 结语 Turbo码近似于随机码,有较强的纠突发错误的能力,因此,被认为是应用于卫星ATM网络较理想的信道编码方式。而对于长码,与LDPC码对此,Turbo码存在错误平层,所以长码倾向于LDPC码,以提高系统性能。 卫星通信系统论文:卫星通信系统中的同步及解调技术研究 摘 要:定时同步技术与调制信号解调技术作为卫星通信系统中最为关键的两大技术要点,随着近年来我国载人航天事业的快速发展已经成为了卫星通信领域中的热点研究问题。本文将分别对卫星通信系统中的定时同步技术与信号调制解调技术进行深入的介绍、分析与研究。 关键词:卫星;通信系统;同步技术;解调技术;研究 随着科学技术的不断发展与经济社会的不断进步,世界已经进入了信息高速流转的信息化时代。而卫星通信技术作为各种信息收集、中转、传递的载体也因此进入了高速的发展时代。随着信息化时代的到来,信息作为一种重要资源不仅承载着经济、技术、军事等多方面的资源价值,对于社会发展也具有着十分重要的意义,而加强对卫星通信系统中关键性技术的研究也成为了保证卫星通讯系统正常运转的重要内容。本文将主要对卫星通信系统中的定时同步技术和解调技术这两大关键技术进行分析与研究。 一、卫星通信系统中的定时同步技术 (一)定时同步技术概述。由于现行的卫星数字通信系统中的数字信息发送端口与接收端口之间存在着一定的位置偏差,而这则会致使两地的时间是不同的,因此会造成数据传输接收端口在进行采样时的误差,而误差的存在则会极大的增加卫星通信系统中的误码率,造成数据信息传输的失真,影响人们的正常工作和生活。而定时同步技术则能够最大限度的提高数据信息接收机的性能、降低误码率,这对于卫星通信的数据信息的有效传输是极为重要的。而通常来说,卫星通信系统中的定时同步可以通过三种方式来控制和实现,即模拟定时同步控制、混合定时同步控制与数字定时同步控制[1]。 模拟定时同步控制方式与混合定时同步控制方式都需要通过不断的对数据信息接收端口的时钟时刻进行记录采样,才能最终确定两者的同步时刻,并实现对数据信息的控制,不仅工作量增加了,而且难度也相对加大。而数字定时同步控制技术则可以利用高稳定度的晶体振荡器来实现对数据接收端时刻的记录与控制,既简便又精准,十分便捷[2]。 (二)定时同步技术的整体结构――以数字定时同步控制技术为例。数字定时同步控制技术的定时同步环路主要是由内插滤波器、环路滤波器、定时控制器、定时误差提取器这四大模块来构成的。其中,需要进行传输的数据信号在经过时钟时会自动进行记录采样,当这一数据信息其后于内插滤波器中经过时,会相应输出信号用来为人们进行定时误差的计算提供数据,此时传出的信号再经过环路滤波器最终进入到定时控制器中时,会相应的生成精确的内插位置信息,从而帮助卫星通信系统来完成数据信息的同步。 二、卫星通信系统中的解调技术 (一)解调技术概述。解调技术是构成完整卫星通信系统的重要组成部分,解调技术的良好与否直接决定着卫星通信信息质量的优劣。而卫星通信信息数据质量的好坏与数据信息的信号特性及其与信道特性的匹配程度的高低是有着紧密联系的。并且因为信号特性受信号调制方式选取的影响较大,而信号调制的方式选取的不同,数据信号的解调方式就会相应的有所变动,而这一系列操作都会影响到数据信息的信号特性,从而对信号传输的质量产生不同程度的影响[3]。 卫星通信系统中用于信道调制的方式有很多,传统上人们较多采用的是QAM矩形调制方式,这种信道调制方式由于存在着较为严重的非线性失真问题,因此逐渐被人们所淘汰。为了进一步提高卫星通信系统的通信信号质量,APSK调制方式被人们广泛的应用起来,尤其以16APSK和32APSK这两种信道调制方式最受欢迎。因为APSK调制方式调制出的最终星座图是呈圆形分布的,因此人们又称它为星形QAM调制方式,此种调制方式的主要优点是调制幅度变化较小,不需要进行太多、太复杂的变动,能够最大限度的保证数据信息在进行卫星通信传输时的质量,并且能够很好的对传输过程中存在的非线性失真情况进行补偿[4]。 三、结束语 由于卫星通信系统中的同步即解调技术对于卫星通信系统来说具有重要的作用和意义,是卫星通信中的关键性技术,因此,本文分别对卫星通信系统中的定时同步技术和解调技术进行了分析与研究,希望能够增进人们对这两大关键性技术的了解,并对这两种技术的进一步改进起到一定的帮助。 [作者简介]胡凌霄(1959-),男,福建人,中专,工程师,研究方向:无线电发送及电子通信。 卫星通信系统论文:卫星通信系统技术及其未来发展分析 【摘 要】 卫星通信成为当前主要的通信途径,已在各个领域得到了广泛的使用。本文就结合当前先进卫星通信技术的使用情况,以及各个互用对通信业务的需求情况,对各种先进的卫星通信技术进行深入的研究,并对未来卫星通信技术发展的趋势进行分析,先进的科学技术是卫星通信业务实现可持续发展,与时代需求保持一致的重要条件。 【关键词】 卫星通信系统 通信技术 发展趋势 在科技与信息化时代,个人移动通信和信息高速公路通信需求的快速增长,要达到通信网络全球覆盖,卫星通信是当前最好的工具。卫星通信与传统的通信方式相比,其在技术和成本上占据很大的优势,其成本低,信息信号比较强,覆盖范围比较广,通信容量比较大,通信距离比较远等优点,已成为当前最为主要的信息化手段之一。 1 卫星通信系统的基本组成 卫星在通信中起着中转作用,把地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站,地球站是卫星与地面信息系统的链接点,用户通过地球站途径进入卫星通信系统中,形成链接的电路信号链,为了确保系统的运行正常,卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制,以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控,保证系统安全与稳定的运行。卫星通信系统的组成图如图1所示。 2 我国卫星通信系统的发展现状 卫星固定通信发展的基本情况。随着我国航天技术的发展,卫星通信网建设快速发展,交通、银行、新闻、地质探测、交通运输、电力传送、水利兴修、航天航空、天气预报、农业种植、金融交易、国家完全和社会维稳等多个行业领域内使用卫星通信网,在地球上已经建立上万座卫星通信系统和地球站。 卫星移动通信。卫星通信的建立使陆地、海上和空中各种目标之间以及地面民用网络通信业务得到了解决。我国的便携式用户终端在静止轨道卫星移动通信系统中运行较好,只有中低轨道系统的运行状况不佳。在国际海事卫星组织(INMARSAT)成员国群体中,我国进入了INMARSAT的M站和C站,建立了进上万部船载、机载和陆地终端,能够为我国附近的海洋区域提供通信服务。在水利、抢险救灾、地质、海关、石油、安全、体育、新闻、银行、军事、外交和国防等行业领域配备了相应业务终端。 卫星电视广播。事实证明,卫星通信在电视广播中的应用具有传播远、见效快、服务区域大、投资省、经济效益高和质量高的优势,特别是提高山区电视广播节目信号最有效、最先进的途径。国外卫星电视广播信号已经进入了我国,二国家将卫星电视直播系统作为国家重点项目实施建设。当前,我国的卫星通信网络覆盖已经全面铺开,在经济的发展,国防的巩固和教育事业的发展等领域发展着重要的作用。 卫星宽带通信。传统的C和Ku频段卫星通信系统已经与各种宽带通信业务的需求不相符合,而且国外高速率的卫星通信线路在国外已经广泛应用。中国教育和科研计算机网(CER Net)、中国金桥信息网(China GBN)和中国科技网(CST Net)等用国内通信卫星转发器开通了数十条ISP(或区域网络)与核心网络间中继链路,以C、Ku频段卫星传输链路起步,以后增加Ka频段卫星链路和地面通信设施,组成覆盖全国的无级网络。这些互联网系统根据不同的要求可高速互联网接入、远程医疗服务、数据下载、视频会议、远程教学和多点广播等业务。 3 现代卫星通信技术发展研究 3.1 空间激光通信技术 空间激光通信是以激光的光波作为载波、大气作为传输介质的的光通信技术。空间激光通信具有微波通信与光纤通信两个的优势,主要体现在尺寸宽、功率小、波段窄、波束小的优点,很难被障碍物或者其他信号被截获和干扰,安全性能较高。 激光通信具有2.5~10Gb/s的传输速率,世界各国的军事卫星通信系统普遍采用激光通信技术。 3.2 “动中通”技术 “动中通”是指移动的载体在移动过程中时刻跟踪卫星或升空平台,进行数据、语音和图像的传递。在载体的运行过程中,能够测量出载体变化的状况,对其变化监测到的数据进行计算,通过数学平台的运算,变换为天线的误差角,通过调整天线俯仰角、极化角和方位角,确保载体在天线对星在规定范围内进行变化,使载体运动中不偏离卫星发射天线对地球卫星的同步跟踪。“动中通”的跟踪方式有惯导跟踪和自跟踪两种。美国军事的TSAT和“移动用户目标系统”等卫星系统都有很强的“动中通”能力,其天线的最小口径可至0.3m,军队在快速的移动中不会影响卫星通信,可以随时获取卫星通信传送的信号和发送信息。 3.3 空间因特网协议技术 空间因特网协议技术是指在卫星通信系统之间形成一个酷似因特网装的信息系统,建立空间、地面和空中的联系,在全球范围之内接入/部署移动用户。该技术通过IPv6协议以及卫星IP协议提高信号的传送速度和带宽,通过卫星信息系统将信号由空中传送到地面,确保自动的、动态的、网络运行状态,实现了通过一条上行链路和一条下行链路方式连接地面终端与卫星的连接,用户可以利用地面的基本设施和地面系统,访问需要方位的任何互用和数据。只要安全认证的任何用户可以利用这种系统建立用户之间的通信链路。美国在军事上就用IP的新型系统,将现有的卫星通信系统实现了动态和端到端的连接,扩大了信息的容量,减少了控制,增加了适应性,扩大了覆盖面等。 3.4 宽带卫星通信技术 就目前出现的L,S,C,Ku频谱资源与GEO卫星轨道资源紧缺与拥塞现象,使许多卫星通信采用EHF频段和Q/F(40/60 GHz)频段。但是,从市场发展前后相兼容角度看,选择Ku/Ka混合结构也是解决上述问题的一个很好方式,这个手段有助于推动全球信息高速公路的发展,使无缝个人通信和Internet空中高速通道在全球实现。 3.5 星上处理技术 随着信息高速公路的发展,IP业务、宽带传输业务和个人PC通信漫游业务等业务量日益增加,在卫星转发器的设计中使用卫星星上处理技术处理繁杂的信号,如美国的THRUYU卫星、ACTS卫星和亚洲蜂窝移动卫星等。星上处理技术能够对卫星波束的调整和成型,路由的分配和频率的转换进行编程,完成了频率和时隙的预分配,实现了信道的灵活交换、功率的按需分配、波束的灵活调整和端到端之间的话音通信。 3.6 数字信道选择器技术 数字信道选择器将上行链路带宽分成2.6MHz的1900个独立子信道,多个子信道可以达到任何区域覆盖的联通能力,实现了最大灵活度的操作。同时,数字信道选择器也支持组播和广播服务,并为网络控制段提供极其有效、灵活的上行链路频谱监测能力。通过数字信道选择器,X频段和Ka频段实现了互连。 3.7 自适应信道分配技术 自适应信道分配技术能够自动适应资源的配置,处理变化的业务信息,组织性和灵活性很强,使高码率与低码率的用户可实现共享,可以综合固定移动广播网络,能够对这些网络功能体积分布的控制。为交互式的媒体业务提供更广泛的服务和应用,如视频会议、无线因特网等,使移动网络服务多元化发展。除了以上的卫星通信相关技术之外,还包括无缝链接技术、链路模拟器技术、频率复用技术、数字处理技术、多址技术、射频通信技术、现代编码调制技术、扩频跳频技术、多点波束技术和同步光网络技术。 这些先进的技术正在影响着卫星通信系统的发展趋势,有助于卫星通信能够为用户提供更好的服务。 4 卫星通信发展的前景 随着科学技术的快速发展,卫星通信系统能力的提高指日可待,将会为用户提供更加优质的服务。但是,卫星通信系统在开发中也存在着不可估计的难度和风险,必须采取防范的措施。总体来说,科学技术的不断创新,在推动者卫星通信技术的发展,卫星通信的发展前景一片大好。 卫星通信可以独立成为一个系统。在科学技术的发展中,将来的卫星通信系统不再依赖于地面电信网的接受与发送信息设备,可以成为独立的一个网络体系,直接与用户端进行链接,直接向用户提供服务。这对无地面通信设施的地区来说,可以解决用户信息的需求,降低了通信成本。 多种业务并存发展成为趋势。建立一个以卫星通信VSAT系统的发展最主导,多种业务并存的卫星业务综合体系成为卫星通信业务发展的方向,它将与地面多个业务信息系统链接,是对地面传统业务传输网络的补充和延伸,建立一个多元化、多领域、多功能的全球化网络服务体系。 个人通信和数字通信的快速发展。中低轨卫星通信在移动卫星通信中有很大的发展前景,有助于未来“全球个人通信”的实现,是人们真正的进入了个人通信时代。在卫星通信容量和速率增加以及先进数字通信技术的影响下,卫星电视广播业务的发展空间比较大,数字卫星广播,使节目的数量和质量得到很大改善,从而提高人民的文化生活水平。 5 结语 随着卫星高新技术的不断出现、推广和利用,通信卫星的功能将不断扩大,使用的领域将不断拓宽。21世纪的卫星通信,将会有更大的发展空间,并占据重要的地位,与光纤通信一起,成为未来人类通信的重要手段。 卫星通信系统论文:不同卫星通信体制的便携式卫星通信系统浅析 【摘要】本文旨在通过对卫星通信体制的讨论,得到不同卫星体制对应的便携式卫星通信系统的区别,通过对优缺点的描述,便于用户根据不同环境和不同应用的要求选择相应的便携式卫星通信系统。 【关键词】卫星通信;便携;通信体制 在“5.12汶川地震”过后的多次突发公共事件的处置中发现,公共通信网络在突发公共事件发生时通常会出现瘫痪、堵塞的情况,卫星通信作为应急通信的保底通信手段是不可或缺的,如果需要在环境恶劣或特殊地形的条件下第一时间到达现场,并且携带较多的抢险器材,这时体积小、重量轻、便于携带便成为了卫星通信设备考虑的重要因素。现有卫星通信系统具有不同体制,对应的使用环境也有所不同,用户需要根据不同环境和不同应用的要求选择相应的便携式卫星通信系统。 一、现有卫星通信系统的分类及优缺点 卫星现有通信制式有FDMA、TDMA、CDMA。 1.FDMA:频分多址,采用调频的多址技术。不同用户使用不同频带实现信号分割,即在同一时间内不同用户使用不同频带。 优点:一个终端对应一段频段,别的终端不能使用该频段,因为是独享,所以可以支持稳定速度较快的通信,上传、下载速度接近,应用时间较长,设备经过实战考验。 缺点:因是独享,所以在同一载波内不支持多址通信,且主站设备多,配置复杂,通常使用在传输视频上。 2.TDMA:时分多址,采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户,即在同一频带内不同用户使用不同时隙。 优点:所有终端可以使用同一频段进行通信,在同一载波内支持多址通信,网络规模可以很大且分布起来比较简单,能接收大速率的数据,下载速度通常大于上传速度,下载速率通常大于FDMA,上传速度通常小于FDMA。应用时间较长,设备经过实战考验。 缺点:主站设备比FDMA更加复杂,因带宽不是独享,通信延时长于FDMA。 该通信制式通常在需要较大下载数据的情况下使用,通常使用于综合业务系统,上网、传输数据等。 3.CDMA:码分多址,采用码分的多址技术。业务信道在同时分配给不同的用户,通过不同的码制区别不同的用户。 缺点:在较少终端的情况下传输效率通常低于上述两种制式,上传带宽较小远小于FDMA和TDMA,只能进行低速率的通信。设备较少,没有经过实战考验。 优点:设备架设的复杂度低于上述两种体制。 载波频谱密度低,降低对邻星的干扰,特别适用于0.5m口径以下的VSAT系统;具有软容量特性,即在少量降低在用信道载噪比的代价下,可以在额定系统容量基础上临时增加少许信道,以满足系统突发负载增加。 抗干扰能力强:因将有用的信号扩展到很宽的频带上,干扰信号进入与有用信号同频带内的干扰功率大大降低,从而增加了输出信号/干扰比,因此具有很强的抗干扰能力。 可进行多址通信:采用正交性等方式区别不同终端,使各网在同一时刻共用同一频段,因此在同一频段内可支持多个终端传输。 频带可复用:采用正交性等方式区别不同终端,因此两个不同网络传输的频带可重叠复用。 二、不同卫星通信体制对应的便携系统解析 1.FDMA 设备特点: 系统采用 Ku频段,单跳直连,动态组网,满足低速、中速、高速业务需求。 具有双向通信能力,能实现语音、数据、图像的传输。 具备高速数据传输和视音频传输,每路数据传输速率不小于64kbps,每路话音传输速率不小于8kbps,每路图像传输速率为768kbps至2Mbps;每路综合业务数据至少包含4路话音、1路图像和2路数据。 采用基于IP协议的通信标准和FDMA/DAMA卫星通信技术体制,并能通过卫星链路全网互联互通。 支持任何符合TCP/IP协议的数据,支持QOS协议及TCP协议加速。 系统支持BPSK、QPSK、8PSK等多种调制方式和TPC 1/2、3/4、7/8编码方式。 卫星通信设备通过IP接口与电视会议设备、计算机网络设备、通信设备、视音频编解码设备等连结。 中频接口采用L波段。 系统应具备自动上行功率控制能力(AUPC)。 综合业务数据可通过IP加密方式传输并采用统一型号的加密设备。 设备性能: 自动对星便携站应具备一键自动对星功能,架设开通时间为3-5分钟。 天线应具有高增益、高效率、低旁瓣、小电压驻波比等良好电气特性,旁瓣特性和交叉极化隔离度指标满足卫星公司入网要求。 具备重量轻,抗震能力强,集成度高,工作适应温度范围广等特性。 能为BUC及LNB提供10MHz外参考,能通过馈线给BUC供电。 功耗小、工作温度范围广、重量轻。 便携式卫星站配置1台调制解调器和1台DVB接收机。 2.TDMA 设备特点: 两个背包就是一个完整的基于卫星通信的多业务终端,特别利于越野行动。可以选择人力发电机,这样三人小组可以完成恶劣条件下的应急通信保障。在全国城乡大多数地点,与多个固定地点和机动地点联网通信。在全国城乡大多数地点,与多个固定地点和机动地点进行视讯会议或视讯对话。可以全部放进普通小汽车的后备箱内。可以通过民航普通行李安检。 设备性能: 使用“静中通”天线手动寻星的卫星交互式宽带多媒体通信系统。主要用于卫星应急通信,在到达现场后按要求展开天线,手动寻星,然后建立卫星通信链路。卫星通信链路支持基于IP的数据通信,支持VPN,支持VLAN。系统自身对外具备一个标准的以太网络接口,可以运行地面计算机网络上的所有应用。 可以完成网络访问、网络电话、视讯会议等应用的一个终端的全部基本功能。此时,系统具备了网络拓展的接口,以便接入更多的计算机或网络设备,特别是可选IP保密机的接入;拥有基于PSTN传真机的接入能力,以便收发传真;配有无线图像传输系统,可解决最后一公里的图像传输问题;具有音视频的AV接入和输出,以便接入外接的图像和伴音,或者完成图像和声音的输出。 3.CDMA 设备特点: 主要用于拨打卫星电话,进行小速率的数据传输 可设置热线电话按键,实现一键呼叫; 携带体积不超过50cm×40cm×30cm,总重不超过8kg,包括背包、整体外壳、天线、功放、LNB、调制解调器、内置北斗模块、一块电池、电源适配器、无绳电话、支架; 选用0.3米*0.3米的平板天线,配备无绳电话,方便在单兵设备附近移动使用; 具有无线AP接入点功能,可实现数据(包括图片、文本、短信等)传输,支持802.11a/b无线网络协议,支持UDP网络协议,可通过AP访问该单兵通信系统; 符合卫星运营商的入网要求; 手动对星方式,需配备对星辅助工具,具有卫星信号强度指示灯、指南针等,对星时间为5-10分钟; 支持锂电池供电和使用电源适配器采用交流电供电。电池采用外挂式,可选配不同容量,保证持续工作时间不低于2小时,待机时间不低于8小时; 具有直观的电池电量指示灯、工作状态指示灯; 外部接口应选用航空插座,防水防尘,适应野战环境; 内置北斗定位模块,可在单兵设备数据模式下上传地理位置信息; 设备性能: 提供卫星网内便携站与主站、便携站与便携站以及便携站与公用电话网间的话音通信; 提供卫星网内便携站与主站、便携站与便携站以及便携站与公用电话网间的数据通信; 提供卫星网内便携站与主站、便携站与便携站间的短报文通信; 系统具有基本网管功能,提供系统的信道分配和基本配置管理。 扩频带宽:2、4、8MHz可变。 信息速率:话音,2.4kbps声码话; 数据,2.4kbps。 通信体制: CDMA/PSK/DAMA。 工作频段:Ku频段。 差错控制:LDPC码。 话音接口:二线话音、wifi无线接口话音; 数据接口:网口、wifi。 三、不同卫星便携系统的优缺点和使用场景总结 现总结如下: (一)频分多址(FDMA)不扩频多址通信系统 1.特性 采用调频的多址技术。不同用户使用不同频带实现信号分割,即在同一时间内不同用户使用不同频带。 2.优点和应用环境 频带独享,延时较短,传输的时延抖动较少,通常应用与视音频传输 3.缺点 ODU要求较高,用户增加时,扩展系统能力比较麻烦 (二)时分多址(TDMA)不扩频多址通信系统 1.特性 采用时分的多址技术。一段频带在不同的时间分配给不同的用户,即在同一频带内不同用户使用不同时隙。 2.优点和应用环境 ODU要求较低,扩展系统能力较简单,该通信制式通常在需要较大下载数据的情况下使用,通常应用于综合业务系统,上网、传输数据等 3.缺点 延时长,传输的时延抖动较多,不适合对于延时敏感的传输业务 (三)码分多址(CDMA)扩频多址方式通信系统 1.特性 采用码分的多址技术。在一段频带上,将信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去,接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信,不同的用户使用不同的伪随机码进行区分。 2.优点和应用环境 ODU要求最低,能够降低载波频谱密度,降低对邻星的干扰,抗干扰能力和保密能力强于不扩频通信系统,通常应用于语音、小数据传输等 3.缺点 传输效率通常低于不扩频通信系统,占用频带资源多 卫星通信系统论文:卫星通信系统室外设备监控系统设计与实现文 摘 要 卫星通信射频机房与室内业务机房距离较远,传统的定时巡看方式已不能满足日益增长的保障需求,存在诸多安全隐患,针对此问题,设计卫星射频设备监控系统,通过软件设计实现对射频设备工作状态、参数设置的实时监测及故障报警功能。实际运用表明,该系统稳定、可靠,具有较强的实用价值。 【关键词】卫星通信 射频设备 监控系统设计 随着信息化建设的不断发展,卫星通信在远海保障等领域应用越来越广泛,卫星通信的地位也越来越重要。卫星通信系统一般由室内设备和室外单元组成,室外单元一般安装在室外射频方仓内,由于卫星通信频率较高,射频方仓要求紧随卫星天线建设,由于场地的限制,卫星天线和卫星室内设备之间往往有一定的距离。卫星业务主要由室内设备担负,值班人员大部分时间都在室内机房,距离射频方仓有一定的距离,随着卫星业务量的增加,传统的定时巡看方式已无法满足业务需求,存在诸多不定因素,使得通信不间断的传输得不到可靠保障,因此设计和实现具有射频设备监控和报警功能的系统,对及时发现和排除设备故障,保障卫星系统的正常摘 要运行具有重要意义。 1 系统总体结构 高频段的卫星通信系统射频设备一般安装在距离业务机房较远的射频方仓内,射频设备大都预留了监测接口,可远程实现终端与设备的信息交互。基于此设计卫星通信系统射频监控系统,系统框图如图1所示。监控和处理设备是本系统的核心,通过软件方式控制数据采集设备采集设备参数,并通过数据采集设备实现设备的远程控制,并控制报警系统进行故障报警;数据采集设备通过设备监控接口实现各设备参数和状态信息的实时采集;报警系统实现设备故障报警功能。 目前卫星射频设备遥控口为网络接口,但接口协议为UART协议,因而本系统选取232/422协议的Nport5650串口服务器作为数据采集设备,由于业务机房距离射频机房较远,将串口服务器配置成485接口,各设备和服务器之间通过网线互联。监控和处理设备选用具有网络接口的普通电脑。 2 技术实现 电脑终端作为监控和处理设备,在软件控制下向串口服务器各端口进行命令输出,串口服务器再将各命令发送至各端口对应的设备,对设备告警信息进行采集、参数状态查询、参数设置。设备执行完命令,通过原路由发送相应参数至终端,在终端界面完成相应的显示。 2.1 串口服务器配置 配置主机地址为串口服务器初始化地址网段,然后安装NPort Search Utility,通过扫描,识别并配置串口服务器,进入串口服务器配置界面,配置通信方式为real com mode模式,速率为9600bit/s,编码方式采用8位数据位,1位停止位,并将串口服务器各端口映射到主机,设置各端口号,完成串口服务器配置。 2.2 软件实现 2.2.1 多线程通信控制 串口服务器具有八个端口,每个端口对应一类设备,每个设备需要状态信息采集、参数查询、设置多项线程等代码,反复调试、合理安排各命令优先级,避免冲突,使各命令有序进行。 2.2.2 缓冲区优化 每个串口发送接收多线程命令,每个线程发送结束后会将命令缓存到缓冲区,因此,针对缓冲区进行了优化清理,防止死锁。 2.2.3 参数查询功能 参数查询的原理是设备接收查询命令,并进行判别,并根据报文内容给予串口服务器终端相应的回执。主要完成报文封装和解析功能。 2.2.4 告警信息采集 软件告警信息采集以查询命令为依托,对设备状态进行关键字判别,获取告警信息,在相应的告警指示灯上以红、绿分别显示告警状态和设备状态正常,在告警情况下,通过音响进行音频输出,在人工干预下,可停止声音告警。每个模块告警状态设置循环查询功能,循环时间为每秒钟一次。 2.2.5参数设置 参数设置报文格式参数体中加载文本输入内容或选择开关等功能,对设备进行控制设置,实现远端本控/远控选择、参数更改等功能。 2.3 人机交互 软件设有登陆界面,设置用户名和密码,用户输入用户名和密码,输入数据与数据库进行对比,回答正确后软件自动登录至监控主界面,回答错误无法登陆监控界面。其登录界面如图2所示。 监控主界面采用名称化可按控件分布,索引菜单设置系统、窗口、帮助三项,可实现软件关闭、窗体分布、使用帮助等功能。点击各设备打开二级界面,可对设备状态进行查询,并设有告警指示灯,当各设备正常时,指示灯为绿色,告警时,指示灯为红色,并通过音响进行声音告警,软件主界面如图3所示。 3 应用举例 本文设计的监控系统应用于7.3米Ku频段卫星天线系统中,使用过程中发现天线接收信号衰减过大,通过该监控设备对天线控制系统进行监控,每秒钟采集一次参数信息,并将信息自动保存到TXT文本中。监测24小时,并将监控数据用matlab进行分析,分析结果如图4所示。 从图4可以看出天线控制器对星不准,正常天线俯仰角转动步长为0.02度,天线控制器在24小时内俯仰角3次由40度跳转到52度,约十分钟后再跳回原角度,天线大幅度转动,导致天线无法对准卫星,接收电平低。定位此设备故障后,通过更换了控制模块,设备恢复正常。 4 结束语 针对卫星通信系统射频方仓距离业务机房较远,值勤人员不方便管理的缺点,本文设计了一种卫星通信系统室外设备监控系统,该系统在软件控制下能够实现卫星射频各设备的实时监控、参数设置和故障告警,具有较强的实用和推广价值。 卫星通信系统论文:俄将研制新型秘密卫星通信系统 据俄罗斯媒体2014年8月15日报道,在未来的10年俄罗斯拟建立强大的个人空间通信基础架构,确保通信的全球覆盖性和保密性。在2016~2025年联邦航天计划草案中,阐明了建立低轨多用途个人卫星通信系统和基于新一代航天器“急使 M1”和“急使 M2”传输数据的计划。2020年前,该系统的通信能力将达到800亿比特/昼夜;到2025年,将达到1200亿比特/昼夜,这将同时为近百万高速电脑用户终端提供服务。据估算,由24颗卫星组成的卫星群能够保障整个地球的通信需求。系统的地面部分将由7个站构成。研制新一代卫星“急使”的预算费用为436亿卢布(12亿美元),其中39亿卢布(1.0842亿美元)用于科研和试验设计工作,而397亿卢布(11.0366亿美元)直接用于系统的制造和部署。 “莫斯科”号导弹巡洋舰将装备S-400防空系统 据俄罗斯媒体2014年8月14日报道,俄罗斯总统普京8月12日在索契港视察时称,俄罗斯黑海舰队旗舰“莫斯科”号导弹巡洋舰将装备现代化的S-400防空系统,替换老旧的S-300防空导弹系统。1164型导弹巡洋舰“莫斯科”号将于2015年底转入北德文斯克“小星星”船舶维修中心,进行维护和深度升级改造。在这期间1134-B型大型反潜舰“刻赤”号将担负黑海舰队旗舰。 目前俄海军另1艘1164型导弹巡洋舰“乌斯季诺夫元帅”号正在北德文斯克造船厂进行修理,预计2015年重新服役。“莫斯科”号长186米、宽20.8米、吃水8.4米;正常排水量9800吨,最大排水量11500吨、航速32节、续航力为2500海里/30节或7500海里/15节;舰员编制454人,其中军官62人。 俄海军拟于今年9~10月试射“布拉瓦” 据俄罗斯媒体2014年8月13日报道,俄罗斯海军计划于9~10月从战略导弹潜艇“亚历山大・涅夫斯基”号和“弗拉基米尔・莫诺马赫”号上试射“布拉瓦”洲际弹道导弹。起初计划“弗拉基米尔・莫诺马赫”号于今年8月底~9月初 ,“尤里・多尔戈鲁基”号于11月试射“布拉瓦”洲际弹道导弹,但是海军总司令部做出了改变。到目前为止,“布拉瓦”导弹已经进行了19次试射,其中成功8次,4次部分成功,最近1次是2013年9月6日从“亚历山大・涅夫斯基”号上发射的,没有成功。尽管俄罗斯官方认为制造缺陷导致导弹试射失败,但俄罗斯海军依然认为“布拉瓦”导弹是无可替代的。 俄海军所有潜艇的反应堆 将在摩尔曼斯克重新装填 据俄罗斯媒体2014年8月4日报道,2020年前,摩尔曼斯克的“核舰队”基地能够确保有计划地为俄海军所有潜艇的反应堆重新装填燃料。目前方案的经济技术可行性报告已经得到批准。厂家已经在技术上做好这方面的准备工作,目前正在走审批程序。潜艇反应堆的重新装填工作分别在基地的几个工厂进行。俄罗斯国家原子能公司下属俄罗斯机械制造实验设计局、“RosRAO”企业(俄罗斯唯一负责放射性废物保存和使用的国有企业)和“核舰队”基地将直接参与潜艇的维护保养,以及放射废料的存储和重新处理。为了完成潜艇的重新装填任务,将动用油船(浮动技术基地)“洛塔河”号和“伊曼德拉湖”号,并且计划再建造3艘新油船。据专家称,重新装填1个反应堆需要大约45天时间。 俄将改建驻叙利亚建海军基地 据俄罗斯媒体2014年7月28日报道, 叙利亚塔尔图斯港的物资补给和技术维修站是俄海军在国外的唯一海军军事设施。俄罗斯计划加强该港口海军基地的建设,旨在使其能容纳更多的军舰。基地改建工程将于2015年初正式启动,包括修建若干个码头、油库、冷藏基地、加工厂和医疗中心等。改建后,港口能同时接纳俄罗斯在地中海舰队中的一、二级舰船,可停靠2万吨级以上的航空母舰等。构建防空阵地和部署防御力量,不排除派遣防空营和部署类似于S-300系列防空武器的可能性。该基地同时也将成为俄海军黑海舰队、北方舰队、地中海分舰队陆战队的执勤地。该基地一旦投入使用,俄海军黑海舰队作战半径将扩大数倍。 俄未来型截击机将于2025年装备部队 俄罗斯空军总司令维克多・邦达列夫上将2014年8月11日称,计划替换“米格-31”的未来型截击机将于2025年装备部队。目前正在进行新飞机的科研工作,2017年前完成计划制造试验样机的试验设计工作,预计2028年替换所有现役的“米格-31”截击机。俄空军目前装备122架“米格-31”截击机,计划对其中44架进行改造,以使其在未来10~15年内保持对同类装备的优势。“米格-31”型截击机是前苏联于20世纪70年代研制成功的双座双发全天候截击机,目前仍为俄罗斯空军主力防空机型,主要用于在缺乏预警雷达支援的偏远地区上空独立截击敌方战机以及巡航导弹等目标。 俄空军未来2~3年接收16架“米格-29SMT” 据俄罗斯媒体2014年8月12日报道,俄罗斯空军总司令维克多・邦达列夫上将11日称,未来2~3年, 米格飞机制造公司将向俄空军交付16架“米格-29SMT”战斗机,但拒绝透露这些飞机的去向。此前有消息称,这些飞机计划于2016年底交付。2014年年初,国防部与该公司签署了16架“米格-29SMT”的采购合同,合同额超过170亿卢布(约合4.7311亿美元)。俄空军已于2009~2010年采购了28架该型飞机。“米格-29SMT”为多用途战斗机,俄罗斯国防部决定在 2020年前将把至少150架“米格-29”改装至“米格-29SMT”标准。 俄海军第3艘636.3型柴电潜艇下水 据俄罗斯媒体2014年8月11日报道,为黑海舰队建造的第3艘柴电动力潜艇“旧奥斯科尔”号将于8月28日下水。 “基洛”级636.3型柴电动力潜艇首艇“新罗西斯克”号于2010年8月开始铺放龙骨;第2艘 “顿河畔罗斯托夫”号于2011年11月开工建造;第3艘“旧奥斯科尔”号2012年8月开始建造;第4艘“克拉斯诺达尔”号2014年2月开始建造。根据俄罗斯海军总司令部的计划,2016年之前将建造6艘该型潜艇,这些潜艇将被编入黑海舰队。636.3型柴电潜艇由圣彼得堡“红宝石”中央设计局研制,属于第三代潜艇,满载排水量3100吨,最大下潜深度300米,航速20节,载员52人。 俄远程飞机升级后作战效能将提升1倍 据俄罗斯媒体2014年8月11日报道,俄罗斯空军总司令维克多・邦达列夫上将称,升级改造后,俄罗斯远程航空兵飞机的作战效能将提高1倍。“图-160”和“图-95”飞机将装备新的武器系统。现有飞机的无线电电子设备和航空设备将进行彻底的升级改造,更换新型通信指挥系统。新系统使用普通无线电频道和多重密码技术传输信息,无需卫星中继。即使指挥中心与飞机的通信暂时中断,系统也可完整恢复信息碎片,这将大大缩短轰炸机重新瞄准的速度。邦达列夫表示,俄空军应当在战斗巡逻框架内增加在太平洋、大西洋、北冰洋和南部方向上的飞行数量……俄罗斯航空兵一定会“出色而有尊严地”执行俄罗斯总统的任何命令,其中也包括远程航空兵战斗飞行。 日本年底前将向越南提供6艘巡逻船 据俄罗斯媒体8月6日报道,日本政府将向越南提供6艘“二手”巡逻船,以提高越南在中南中国海的巡逻能力。日本外相岸田文雄与越南计划投资部长裴光荣签署了舰艇移交文件。在6艘舰中,2艘为日本旧的渔业监视船,4艘为旧渔船,排水量在600~800吨,最快将在今年年内赠送越方。日本还将向越南提供救生艇及其他设备。据悉,越南预计还会获得日本海岸警卫队将于2015年退役的舰船。 俄空军兵部队将装备攻击型无人机 据俄罗斯媒体2014年8月4日报道,俄罗斯空降兵部队司令弗拉基米尔・沙曼诺夫上将称,俄罗斯空降兵部队近期将装备计划在敌后方使用的攻击型无人机。新技术装备能够在敌后方开辟“根据地”。今年7月底,俄罗斯联合航空制造公司披露了要生产重达20吨的侦察和攻击型无人机的消息。无人机第一阶段研制工作将在2015年结束,拟于2018年实现首飞。重型攻击无人机的研制者是苏霍伊公司,2012年7月该公司获得了有关合同, 10月,苏霍伊公司与米格飞机制造公司签订合作协议,共同研制无人机。据联合飞机制造公司总裁米哈伊尔・波戈相透露,未来攻击无人机将利用第五代战斗机T-50的部分技术。 俄空降兵部队司令谈未来装备计划 据俄罗斯媒体8月4日报道,8月1日,俄罗斯空降兵部队司令弗拉基米尔・沙曼诺夫上将在空降部队纪念日(始建于1930年8月2日)前夕称,2025年前俄空降兵部队将接装超过1500辆新型BMD-4M空降装甲步兵战车、2500余辆“小贝壳”装甲输送车。此外,空降兵部队将与“卡马兹”汽车股份公司联合研制能够空降、作战和扫雷的通用型模块化装甲车,研制可更换先进战斗模块的多用途汽车。装备无人机是空降兵部队发展的另一个方向。最近几年,空降兵部队将与工业部门及其他创新团体联合研制攻击型无人机。此外,以空降兵为基础组建的俄罗斯快速反应部队将编配陆军航空兵。俄空降兵计划进一步提高作战潜力和加强在国外的军事存在。 越南第3艘俄制潜艇年底前抵金兰湾 据俄罗斯媒体2014年8月12日报道,由俄罗斯圣彼得堡海军部造船厂为越南海军建造的第3艘636型柴电潜艇“海防”号将于2014年底抵达金兰湾基地。目前越南艇员正在该潜艇上完成潜艇实习计划,也是海军训练部分的第2阶段。7月1~20日,在戈格兰岛地区的第一阶段训练顺利完成,在该阶段,该艇水下航行了57小时。8月20日,潜艇返厂,10天后再次出海,预计11月份交付越方。此外,该型第4艘潜艇近日已经开始进行工厂航行试验。目前俄方正在根据计划建造该型潜艇的第5、6艘。第6艘潜艇计划于明年9月下水。前2艘HQ-182“河内”号和HQ-183“胡志明”号已于2014年4月已经加入越南海军潜艇部队第189支队战斗序列。 俄同时开工建造3艘核潜艇 据俄罗斯媒体2014年7月28日报道,俄罗斯海军北德文斯克北方机械制造厂于7月27日同时为3艘核潜艇举行开工建造仪式。这3艘潜艇分别是“奥列格大公”号(工厂编号205)战略核潜艇,“克拉斯诺亚尔斯克”号(工厂编号163)和“哈巴罗夫斯克”号多用途核潜艇。“奥列格大公”号是955型“北风之神”级潜艇的第5艘,也是955A改进型(“北风之神-A”)的 第2艘(首艇是“弗拉基米尔大公”号)。该艇将装备最新型的武器与设备,并提升隐身性能和弹道导弹能力。2艘多用途核潜艇“克拉斯诺亚尔斯克”号和“哈巴罗夫斯克”为“亚森-M”级(885M型)核潜艇,分别是885型潜艇第4艘和第5艘(前3艘分别是“北德文斯克”号、“喀山”号和“新西伯利亚”号)。这些核潜艇将成为未来俄罗斯国家安全和国防能力的基础和保证。目前俄海军共有60艘潜艇,其中10艘为战略核潜艇,约30艘攻击型核潜艇,其余的为常规潜艇和特种潜艇。 卫星通信系统论文:MF―TDMA卫星通信系统数据广播技术研究 摘 要 在使用透明转发器的MF-TDMA(多频时分多址)卫星通信系统内,利用频率跳变收发、变速率调制解调技术结合信道资源分时按需分配机制,可实现点对点业务对全部载波资源的高效利用,极大的扩展了系统容量。但多载波组网的特点也使广播业务所占用的信道资源成倍增加。通过对透明转发的MF-TDMA体制特点和常见广播实现方式的研究,提出了一种基于多解调器分路解调的解决方案,有效解决了多载波扩容和广播业务实现间的矛盾。 关键词 MF-TDMA;广播;信道资源 1 MF-TDMA卫星通信系统简介 MF-TDMA卫星通信系统是在传统单载波TDMA系统的基础上引入了频率跳变发送和接收、变速率调制解调技术,从而可以利用一套调制解调设备,使得各地面站可以分时在多个载波进行收发。如图1所示,除了参考时隙所有站均跳到载波1的频点速率接收参考外,其他时刻,各站的解调器职守在某一条载波上,发往某站的数据将在分配的时隙内跳到该站的职守载波进行发送,也就“发跳收不跳”。通过有针对性的将业务站分配到不同载波职守,可将业务数据分摊到多个载波发送。并结合TDMA按需分配机制,将各站对信道资源的共享扩展到多条载波上。图1MF-TDMA系统中,AB站和CD间业务分散到了载波2和载波3上,同时,对业务量不大的E站,则职守在一条较低速率载波,以减少带宽使用。 图1 MF-TDMA系统帧结构示意 MF-TDMA系统提高了系统应用的灵活性,实现了TDMA系统的扩容,但也带来了一些问题。由于各站对所有载波的共享是基于跳频发送实现的,因此在一个站无法在同一时隙内在多个载波下发送。如图1所示,B站在第n时隙被分配向E站所在的1载波发送数据,那么该时隙B站将能再向2、3载波的n时隙发送数据。这种原则被称为MF-TDMA资源分配过程中的“载波间时隙分配躲避原则”。由于这条基本原则的存在,在MF-TDMA系统中,为了达到广播的目的,广播站往往需要重复占用多个载波的信道资源,大大降低了系统传输效率,这对于有着大量多点广播业务的卫星通信网络,例如IP通信网、视频会议网络等产生了很大影响,限制了系统应用。因此,有必要对MF-TDMA卫星通信系统数据广播技术进行研究,解决广播在多载波应用上的效率问题。 2 MF-TDMA系统三种数据广播方式 目前MF-TDMA系统实现广播的方式主要有三种:多频复制分发、定时跳频收发和星状组网广播。这三种方式各自适应于MF-TDMA系统某种应用环境,也各有优缺点。 1)多频复制分发。多频复制分发的广播方式,是通过在多个载波同时申请广播时隙,广播发送站可以在不同载波的不同时隙位置复制发送同一突发数据,使各载波的职守站在一个帧周期内均能获取同样的数据,达到广播的效果。但是,这种方式在各站间传输时延抖动较大,只适合于非实时性质业务发送;且由于发送站调制器需要发送多份数据,实际单站的最大广播发送速率为单条载波信息速率/载波数,在载波数较多时,大大限制了该种应用方式的应用。 2)定时跳频分发。定时跳频分发广播方式是利用频率跳变发送和接收技术,将广播时隙分配在一个固定载波上,在广播时隙到来时,广播发送站跳到该载波频点进行发送,同时,各接收站解调器也跳到该频点进行接收,实现“一发多收”的广播。这种广播方式最大的好处在于大大提升了单站的广播能力,避免了因多次发送同一份数据而造成的发送能力的浪费。同时,由于广播数据在同一时刻收发,各站间的时延抖动较小,比较适合于实时业务的传输。但这种广播发送方式由于各接收站均要同时跳收,因此需要将同一时隙的多个载波资源同时分配给广播使用,接收广播时,点对点数据无法接收,系统总的载波资源的占用并没有减少。 3)星状组网广播。采用星状组网广播的方式,其帧结构如图2所示。星状组网广播主要应用于中心站广播分发、远端站向中心回传的星状应用环境。处于中心地位的广播站单独使用一条前向载波发送数据(如图2所示载波1),其所有发送数据均为广播,所有远端站通收;其他远端小站使用其他TDMA载波(如图2所示载波2)向中心站进行回传。通过单独配置多个解调器或采用多载波并行解调技术,中心站可以同时接收多条返向载波的数据;同时,通过提高中心站发送能力,可令前向载波使用较高速率,实现高速的广播分发;甚至,通过中心站的转发,远端小站还可以实现远端站间互通或经由中心转发的二次广播分发。 星状组网广播由于广播占用单独的前向载波实现,无须考虑MF-TDMA系统中时隙躲避的问题,因此,具有最高效的信道使用效率。但是,这种组网方式并不适用于多点广播需求,因为远端站发送广播数据时需要同时占用返向和前向载波,用于数据发往中心站和中心站前向转发,资源开销大;且传输有两次上星过程,传输时延翻倍。因此星状组网广播方式仅适应于单中心广播的应用环境。 图2 三种广播方式帧结构示意图 3 广播载波应用方式的实现 广播载波应用方式的其核心思想是利用MF-TDMA体制中多载波的优势,增加一条专门的广播载波用于广播发送,并在地面终端上增加一路解调器,专门用于接收该载波广播数据。如图3所示,为具备双路解调的地面终端设备组成带广播载波的MF-TDMA系统的帧结构。 图3 广播载波广播方式帧结构示意 广播发送端数据发送过程中,地面终端需根据业务数据的目的地址,区分出该数据是否为广播数据。如果为广播数据,则在广播载波上申请时隙资源完成发送;反之,则根据目的站的职守载波申请对应载波的时隙资源完成发送。接收站两个解调器分别解调一般业务载波和广播载波两路载波信号,并在基带数据出口合路,同时接收。通过以上方法,达到了以下目的。 1)将广播统一发送到广播载波,相当于恢复了单载波系统的天然广播特性,大大节省了信道资源。 2)实现了广播数据的一发多收,各站可以实现广播数据的同时接收,业务实时性能得到较好保障。 3)点对点和广播数据分路解调,使得广播数据接收和点对点业务接收可以同时进行。 4 应用实例 下面以一个应用实例来对比以上几种广播方式在实现过程中,在资源占用和实时性方面的情况。某MF-TDMA卫星通信系统由3个地面站构成,可用系统资源为2-3条4Mbps载波,广播业务量为1 Mbps,如果各站均有可能广播。那么,分别采用四种广播方式广播业务占用资源对比情况如下。 5 总结 从以上分析可以看出,三种传统的MF-TDMA系统广播方式都具有各自的缺陷和局限性,对实现广播业务灵活的应用产生了较大限制。通过在地面终端中增加解调器,引入广播载波的广播方式,则能够较好的解决传统广播方式固有的问题,大大减小了MF-TDMA卫星通信系统中广播业务占用的信道资源,并使之能与对点对点业务共存,具有高效、简洁、实时性好的特点。 卫星通信系统论文:基于IP体制的卫星通信系统车的设计 【摘要】本文提出一种基于IP体制的卫星通信系统车的设计方案。该设计将传统的模拟信号、数字信号转换成标准的IP信号从而完成卫星传输,实现全系统的IP数字化。实现远端站对终端站的集中监控管理。 【关键词】IP卫星通信视频服务器 一、概述 传统通信车是一个半封闭的系统,除了需要传输的数据外,主站无法获取车内的设备信息,无法实现对远端站队本端站点的控制。而现在,我们生活在一个数字世界。通过数字视频压缩合成技术,我们可将音频和视频信号或其他信号加载于LAN、WAN甚至Internet的典型网络回路上。将它们数字化后变为数字流,并在IP网络上管理这些数据。 二、系统组成 (1)IP网络摄像机、视频服务器、网络硬盘录像机、串口服务器、显示终端、调制解调器等。(2)IP摄像机:由网络编码模块和模拟摄像机组合而成。网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号,从而可以直接接入网络交换及路由设备。(3)视频服务器:是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备,它由音视频编码器、网络接口、音视频接口、RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等构成。(4)网络硬盘录像机:具备通过视频头采集数据,经过传输到录像机,录像机采集数据后进行编码,产生图像。网络硬盘录像机通过你个人的需求,录制下来,用串口(大部分)硬盘进行储存录像。并且在连接网络的情况下,可以通过注册动态域名,达到远程监控的目的。(5)串口服务器:提供串口转网络功能,能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP网络接口,实现RS-232/485/422串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能,连接网络进行数据通信,极大的扩展串口设备的通信距离。(6)显示终端:是一种小型、方便携带的个人电脑,以触摸屏作为基本的输入设备,可通过wifi显示所需的图像。 三、IP传输系统优势 (1)卓越的图像质量:图像质量是监控摄像机最重要的特征。超清晰的图像质量能够让用户看清楚目标物的细节与变化,更快地提供有效的安全防护措施。高清图像使得图像自动分析与报警功能更加准确。网络摄像机提供高质量视频图像,百万像素IP摄像机则提供了更多图像细节。(2)远程访问与零限制:用户可在任何地方通过授权的计算机实时访问网络视频。网络设备提供一个简单的方法来捕捉分布在任何IP网络或Internet上高质量的视频。视频图像可以被远程存储在某一介质上,既可以通过局域网和可以通过互联网访问,增加了本地用户对视频存储的安全性和方便性。(3)网络视频监控产品几乎没有任何限制,网络监控具有提供与其他设备和功能集成的高水平能力,使其成为一个不断发展的系统。一个高集成化的网络视频监控系统可同时用于多种应用,例如,访问控制、ATM、消防 、入侵和游客管理。(4)可扩展性和灵活性:网络视频系统可通过添加更多的摄像机来扩大监控范围。用户可以根据当下监控的需求选择不同规模的系统来满足需求;网络高清摄像机产生的海量视频数据也能通过云存储等方式进行管理。(5)智能化监控:由于缺乏实践,大量的视频被记录下来而没有时间审阅。从实际应用来看,一旦出现可疑行为而没有被发现,这不仅是监控的缺失更是管理员的失职。在网络视频中,针对可能发生的事件已被植入摄像机中,监控探头可以通过内置的视频运动检测报警装置对目标进行细致化分析,当然智能型的摄像机可以决定何时发送视频,以什么样的帧率和分辨率传输到后端设备上。除此之外,其独特的功能还包括音频检测和主动破坏报警。(6)成本效益:基于开放的标准,网络视频产品运行在IP网络。使用标准的PC服务器硬件而不是专有的设备,如硬盘录像机从根本上降低了设备成本,特别是对于大型存储解决方案,服务器成本就成了一个重要的组成部分。当然从基础设施中可以节约额外的成本,基于IP网络系统,在互联网或局域网中可以存进整个系统的应用。 卫星通信系统论文:GMDSS卫星通信系统对航海安全的作用及发展前景 摘 要:GMDSS卫星通信系统,也就是所谓的全球海上遇险和安全系统,其开发目的在于保护海上人民及财产安全。因为现代科技发展迅速,GMDSS也面临着更大的挑战。文章主要介绍了GMDSS的系统和功能,GMDSS系统和遇险安全通信对海难搜救及航行安全中的重要作用,并指出了GMDSS系统的发展前景。 关键词:GMDSS卫星通信系统;航海安全;发展前景 GMDSS卫星通信系统,中文翻译为全球海上遇险和安全系统,开发于1992年,该系统开发目的在于保护海上人民及财产安全。随着现代科学技术的发展,GMDSS系统产生了日新月异的变化。但也因为现代科技发展迅速,GMDSS也面临着更大的挑战。由此,科学研究者、GMDSS系统操作员,作为GMDSS接触最密切的成员,使GMDSS系统的革新与发展跟上时代的需求与脚步,是他们最大的使命之一。 1 GMDSS系统概述 1979年由联合国提出的国际海上搜救条约是建立GMDSS卫星通信系统的最初动力。其目的在于建立起最全球性的现代通讯系统,涵盖面广。在系统范围内无论什么类型的海上行驶工具出现任何故障,距离较近的各个搜救点得到求救信号后,由可以提供支援的、可在最短时间内进行搜救与各项协助的搜救点提供最直接的帮助。若事故范围较大,可由较多个搜救点通力合作,一同处理海上事故。在平时,GMDSS系统还可以为各个海上行驶中的船只提供日常安全信息[1]。 2 GM DSS的功能概述 GMDSS最主要的功能是全球范围内的海上救助。当有船只发生事故,附近搜救点与海上船只可迅速获取其求救信息,并在第一时间内提供海上救援。其次,GMDSS还提供日常的海上信息,如天气警报,保障海上船只的安全行驶。为了GMDSS系统可以更好的发挥作用进行第一时间内的海上救援行动,它要求进行海上行驶的船只,不论行驶在哪个地方,都须具有以下5大功能:一、船上有至少两个报警系统,且必须相互独立;二、可以接收到其余船只的事故报警;三、可以发送并且接收协助救援的船只信号;四、可以发送并且接收GPS定位信号;五、可以发送并且接收日常的安全信息,如天气警报等。自1992年起GMDSS系统存在,利用它的遇险警报可以发射出第一时间需要救助的求救信号。GMDSS系统的主要功能是在船只发生各种事故时向RCC发出求助警报,RCC可以在第一时间内规划出搜救行动,并立即执行[2]。由联合国的海上救助公约规定,救助附近发生事故的船只是海上行驶的所有船只的义务。但此公约在真正实行中的结果是在船只较少的区域中,海上救援活动并不是时时都能在第一时间开展。 3 GMDSS卫星通信系统对航海安全的作用 报警信息可以准确无误地从遇险船只处发射、迅速地被附近搜救点接收,这是一个救援行动最重要的开始。GMDSS系统正是为此而生的。它可以提供各种各样不同情况下的求救方式,让遇险的船只在各种遇险情况下准确无误、快速地发射出求救信号变成现实。GMDSS系统提供的是一键式得求救报警系统,在任何紧急情况下,只要遇险船只上的工作人员按下此键,就可以完成快速的求救报警。求救报警可以告诉搜救点遇险船只具体的遇险位置、船只类型、遇险类型等有助于救助行动的的一切相关信息[3]。若遇险情况有缓和的现象,遇险船只可通过具体的求助信号补充一些遇险信息,来帮助搜救船队的救援行动。当岸上的搜救点接收到遇险警报后,可以通过派遣救援队伍、发射相关信息给遇险船只附近船只等方式进行救援行动的开展。具体救援行动从实际情况考虑出发,一切以生命安全为先作为考虑因素。 3.1 卫星系统报警 首先,可以通过INMARSAT系统进行报警。设置于A、B、C、F77船站上的报警按钮或报警菜单,便于相关人员在事故第一时间内进行报警,通过GPS技术与其他船舶相连接,可以将本船的位置、航线等信息发至别船来进行相救。 其次可以通过COSPAS-SARSAT系统卫星示进行位置的标定,并通过(EP IRB)系统自发报备。EP IRB的报警操作方式是手持方法,在遇到紧急情况下会自动发放卫星示位标,使其在海面上漂浮。另外, EP IRB的工作环境温度在-30~+70度的范围之间,从 20m的高度落入水中也不会有丝毫损伤,能在水下10m狗狗正常工作,保持5min以上的密闭性,无论怎样的倾斜或是摇晃,都能够保证准确无误的想求救信号发出。 3.2 地面系统报警 地面系统的报警工作原理是带有DSC功能的甚高频、中高频、高频技术。能够在频率为VHFCH70、2187.5KHz、及4、6、8、12、16MHz频段的频道上完成报警。在A1海区中的船只,主要通过DSC在VHF的70频道上进行报警,同时也可以使用MF(2187.5KHz)的频道进行报警。在A2海区中的船只,主要在2187.5KHz频道上进行报警,也可以通过VHF的70频道进行报警,以上两种方法都是可行的。在A3、A4海区中的船只,主要以HF(4、6、8、12、16MHz频段)的频道进行报警,也可以通过VHF的70频道、MF(2187.5kHZ)报警进行报警,以上两种方法都是可行的。由此可见,无论船舶处于1、2、3、4海域,都可以通过两种以上的方式进行预先报警[4]。此外,GMDSS针对每个报警频道都有专门的后续通信频率,有助于下一步的救援开展。 通过GMDSS,可在船到岸、船到船、岸到船这三个方向上进行遇险报警。系统对于报警的灵敏度极高,因此失误率极低,使得船只的预先救援成功率大大增加。但是,只有在100米之内的船到船的报警才会有效,因此如果遇险船只的周围100内没有其他船只,GMDSS就可利用卫星通信或高频(HF)通信,向海岸救援站援助。救助协调中心(RCC)一单接受到这样的营救援助信号后,就会向其他船只发信遇险船舶的相关信息进行海上援助。RCC可利用卫星通信系统将船舶的遇险信息发送的其他电台,便于获得更加宽广的救援力量。在接收到遇险报警的转发后,在遇险船只附近的船舶可以在第一实践与岸上与海上相关人员建立建立通信,以便协调援助。 4 GMDSS卫星通信系统的发展前景 4.1 拓宽卫星通信系统辐射范围 GMDSS卫星通信系统由各种服务板块组成,其中一块是国际移动卫星。随着现代技术的发展,国际移动卫星也在被不停地修改与完善。但是,该系统的覆盖面较小,只有南纬700到北纬700的范围,这就是它最大的局限所在。近年来新开发的北极附近的航线就无法在此范围之内。经过科学研究者不断的努力,第四代国际移动卫星已经冲上云霄在天上建立了区域网,但由于之后太空中未知因素的影响,并不确保它不会遇到各种挑战,若GMDSS系统对于国际移动卫星的依赖性过强,将会导致GMDSS也受到未知的挑战。根据GMDSS系统改革工作规划,在未来的十年中,GMDSS卫星通信系统将完成质的飞跃。多元化是GMDSS系统改革的最终目标。届时,只要是符合IMO决议及相关文件要求的,都可以成为GMDSS系统的服务商,打破IMSO“独权”的现象[5]。目前,中国北斗系统正在加紧系统改善的步伐,争取早日可以符合IMO决议及相关文件,成为GMDSS系统的服务商之一。 与此同时,电话与电传也不将再是求助报警的唯一方式,GMDSS卫星通信系统的业务将得大大幅度的扩张,E-MAIL等新型的报警方式正在研究试行中。随着科技日新月异的发展、数字网络方式的传输,海上的救援方式和救援行动将会开展得更加高效。 4.2 巩固地面通信系统成果 4.2.1 引入E-MAIL新设备 传统的NBDO由于存在电台数少、操作不简便等缺点,E-MAIL等新媒体下的网络产物已经有取代NBDO的趋势。目前,E-MAIL已经被国际移动卫星系统下的某些船站接收,并得到了大力支持。尤其是国际移动卫星系统中的F船站,已经可以实行E-MAIL通信,该方式下的通信支持图片、音频都新型格式,方便船只与船只、船只与船岸的信息交流,从而增强了对于海上船只的安全、有效管理。传统的NBDP相较于E-MAIL而言,虽然成本较低,但是它的功能有限、操作方式复杂,且在海上通讯中容易造成信号不稳定,有被E-MAIL替代的风险。 4.2.2 简化数字选择性呼叫系统(DSC)操作 地面信息通讯系统中承担发射求救报警任务的设备是数字选择性呼叫系统,可根据近年来IMO的调查结果显示,地面数字选择性呼叫系统的误报率很高,这就使人们开始质疑数字选择性呼叫系统存在的意义。为解决此问题,IMO与各个签名国家联手大力治理,可还是无法大幅度降低数字选择性呼叫系统的误报率。目前,IMO制定了标准,让数字选择性呼叫系统在简便操作的同时降低误报率。 4.3 集成化海上安全信息(MSI)新系统 随着近年来航海战略的数字化,海上最主要的安全信息收发系统NAVTEX也正接受新的挑战。首先,改变NAVTEX广播式播发,试验NAVDAT的新系统。2008年,法国科学研究者开始试验一个新系统,名为NAVDAT。该系统的工作信号为四百九十五到五百零五赫兹,相较于传统的NAVTEX,它具有安全高效的特点。最大的区别在于它类似于EGC系统,可以进行有选择性的寻找地址。其次,集成化NAVTEX和EGC数据,降低GMDSS操作员工作负担[6]。根据如今在实行的MSI系统方案,海区A1、A2主要由NAVTEX负责,海区A3和NAVTEX无法顾及到的海区主要由EGC系统负责。美国就此现象提案,通过现代技术将MSI接收到的数字信息在ECDIS中现实,国际电工技术委员会根据该提案制定了相关接口的标准,这一系列举动意味着MSI的信息将集成化,方便船只工作人员查看NAVTEX、EGC上的数据,大大减轻了工作负担。 GMDSS卫星通信系统,中文翻译为全球海上遇险和安全系统,开发于1992年,该系统开发目的在于保护海上人民及财产安全。通过卫星系统报警和地面系统报警,GMDSS卫星通信系统对航海安全有着重要作用。随着科学技术的迅猛发展,GMDSS卫星通信系统也面临着更新和变革,通过拓宽卫星通信系统辐射范围,巩固地面通信系统成果,集成化海上安全信息(MSI)新系统使得GMDSS有着更广阔的发展前景。 卫星通信系统论文:卫星通信系统级联编码方式的Labview仿真 摘 要:随着对卫星通信需求的增加以及卫星新技术的发展,卫星通信向小型化和高频段方向不断发展,工作于Ka频段或者更高频段的卫星通信系统逐步得到发展和逐步使用。该文通过卫星通信系统中不同级联编码在Ka频段信道模型的基础上,对几种级联编码方式进行了分析研究和Labview仿真.表明采用足够深度的内交织级联码系统在高频段上可以获得更低的误码率和更高带宽效率。 关键词:卫星通信 Labview 级联编码 随着信息技术的不断发展,卫星通信已经作为一种应急通信手段被广泛使用在各个通信领域中,传统的C波段及正在广泛使用的KU波段卫星通信随着卫星频率资源的短缺而面临着很多矛盾,特别是近年来随着对卫星通信需求的增加和卫星通信的新技术的不断发展,人们开始向更高频段的Ka(20~30 GHz)方向进行研究。如何在高频段中选择不同的编码类型以适应于卫星信道的可靠传输是大家一直关心的问题。Labview软件是NI公司研发的一套图形编程语言,广泛应用在信号处理和建模中。该文通过对各系统性能的分析和比较,通过Labview中提供的不同卫星信道模型建模,分析了不同频段中编码的性能并进行了比较,同时也对在Ka频段中不同编码方式的性能进行了仿真。 1 系统及信道模型 卫星通信信道是一个远距离的衰减变化的无线信道,因此为了能保障数字信号能在整个信道的可靠传输,必须利用适合于卫星信道传输的数字编码技术。对于C波段和KU波段的卫星通信系统有效抵抗信道衰落的措施之一就是采用前向纠错编码技术(FEC),国际组织对于该频段的FEC标准也是采用了编码增益高、译码器实现又不太复杂的级联编码方式,而且外码均为RS码,内码则分别采用卷积码或者TCM方式,另外为了消除Viterbi译码器的突发错误,两者都采用了外交织器。适合于卫星通信的不同方式的级联码编码方式的的性能不同文章对其进行了分析和仿真[2],与C和KU频段相比更高频段的Ka卫星通信中,大气层将会引起信号的额外衰落,这些衰落不仅是频率的函数,而且还是位置、仰角、季节的可行性函数。[1],为了比较卫星系统不同编码的性能,各种适合于卫星信道的编码方式都进行了研究和仿真[3]。我们通过Labview软件中提供的不同信道模型来对这些级联编码进行不同的仿真分析,其中内交织器和解交织器用来仿真Ka频段的性能,其余用来仿真C波段和KU波段的性能。据此,我们可以建立采用级联码的不同频段(ka频段采用内外交织器图1中虚线部分)卫星通信系统模型框图如图1。 2 编码系统的性能分析及仿真 研究和仿真不同级联编码方式的性能,就是要有合适的仿真模型和逼真的信道模型,而Labview软件中提供了比较多的通信系统模块,特别是对于卫星通信信道的仿真可以更加趋于实际化。[4]LabVIEW图形化信号处理平台由千余个信号处理、分析与数学运算函数组成的信号处理与数学函数库组成,包含小波变换、时频分析、图像处理、滤波器设计、声音与振动、系统辨识、RF分析等专业方法的工具包,可与NI硬件的无缝结合,使算法得到快速验证与部署[5]。因此该文结合Labview提供的不同信道模型对以下方式进行了模拟仿真。 2.1 采用RS(255,233)外码,内码为(2,1,7)在不同频段下的性能仿真 在Labview中选择RS为卫星信道的外码,内码采用卷积编码的方式通过采用Ka频段方式[6]的仿真和采用C波段及KU波段的信道模型通过对比其误码性能图,如图2所示。 从图中可以清楚地看到,在相同Eb/N0的情况下,Ka波段的误码性能要明显低于KU波段和C波段,同时在无雨天的情况下在保持同样的误码率的情况下,Ka波段比KU波段的要低于3.5db的信号,这样也就说明了在Ka波段情况下卫星的天线尺寸可以做的更加小。 2.2 采用RS(255,233)外码,内码为 Turbo码和P-TCM的级联性能仿真 RS码作为适合卫星信道传输的可以纠正突发错误的信道编码,可以和不同的内码进行级联,我们选取TCM级联、卷积级联、Turbo码级联三种方式进行仿真如下: 从图3中可见Turbo码是一种具有很好纠错性能的内码,作为内码可以比卷积级联和TCM级联作为的内码的性能要好的多,同时与卷积级联码系统相比,虽然TCM级联码系统的编码增益较小,但其宽带效率却很高。因此要根据情况选择不同的编码 类型。 3 结语 该文通过对卫星通信系统中级联编码在不同频段下的性能进行了Labview仿真,通过图形化的编程语言和系统仿真,分析及仿真结果表明:在相同信噪比和同等级联编码情况下的情况下使用高频段可以进一步降低误码率提高系统的频带利用率,同时对与在Ka波段情况下采用内分组交织器可以进一步提高系统性能。同时通过单位不同频段编码效果的使用上来看,高频段的设备使用效能更加明显。 卫星通信系统论文:关于便携式卫星通信系统设计问题的探讨 【摘 要】当前地质灾害事故时有发生,在救援过程中,往往是利用卫星通信系统来完成灾区信号的传输。便携式卫星通信系统可随身携带,方便信号传输工作的开展,目前已经在很多的领域得到了广泛的应用。本文作者将针对便携式卫星通信系统的设计问题展开探讨。 【关键词】便携式卫星通信;天线;信号;设计 一、总体结构设计 便携式卫星通信控制系统整体结构组成及其中各模块主要设计和功能如下: 1、测量与信号调理模块用于测量天线姿态和位置。本系统采用GPS、三轴电子罗HMR3300 和信标机实现天线位置和姿态测量:GPS用于测量通信系统所在地的地理位置,HMR3300用于测量天线的方位、俯仰姿态信息,信标机则通过输出A G C电平检测天线的对星精度;G P S和HMR3300均通过串口输出数据,而信标机的AGC电平模拟信号经过信号调理模块进行滤波、 放大。 2、天线控制器模块和电机及驱动模块相结合,用于实现天线的卫星跟踪和指向对准。 对于控制器,考虑到系统实时性和快速性要求较高,选用了低功耗和高性能的TMS320F2812 作为系统的主控芯片;为使系统结构紧凑,驱动电机采用MT57STH52-3008A混合步进电机。 3、液晶显示模块用于实时显示天线的方位、俯仰指向和信标接收机输出的电平值等信息。 4、无线监控模块用于实现用户对控制系统的实时监控,向控制系统发送指令,同时接收控制系统发送过来的数据并将其显示在上位机上,一方面便于用户掌握天线的实时状态信息,另一方面可切换为天线遥操作。 二、控制系统工作原理 控制系统所能实现的天线对星性能决定了系统通信质量。为了实现高精度、快速对星, 本系统采用粗精对准相结合的方法,实现卫星信号的快速搜索与高精度指向:系统的卫星信号搜索是一个粗对准的过程,通过程序跟踪的方法实现;天线的高精度指向是一个精对准的过程,通过步进跟踪的方法实现。 1、天线搜索与控制 (1)方位角、俯仰角计算。天线对星指向角的计算需同时知道地球站所在地的经度、纬度和静止卫星的在轨经度。静止卫星S与地球站A之间的几何关系如图1所示。图中,A 表示地球站,S表示静止卫星,B为地球站A的经线与赤道的交点,O与S的连线在地球表面上的交点C称为星下点,地球表面上通过A点和C点的弧线AC称为方位线,AN为AC的切线,AM为AB的切线,面OAS为方位面,D为切线AM与赤道平面的交点,E为切线AN与赤道平面的交点。地球站与静止卫星的连线称为直视线,直视线在地面上的投影,即地球站与星下点间的弧线称为地球站对静止卫星的方位线,方位线与直视线确定的平面称为方位面。方位角是指地球站所在经线的正南方向按顺时针方向与方位面所构成的夹角,用∠MAN 表示,俯仰角是指地球站的方位线与直视线的夹角。 设地球站A的经度和纬度分别为φ和θ1,静止卫星经度为φ2,经度差φ=φ1-φ2,以下具体给出地球站天线对准卫星所需的方位角φa和俯仰角φe的推导过程。对于方位角,由图可得: AD=ODsinθ1 ① tanφa=DE/AD ② tanφ=DE/OD ③ 由以上三式可以得出天线方位角: tanφa=tanφ/sinθ1 ④ 由于利用上式求出的方位角是以正南方向为基准求得的,故实际的方位角可用下述方法求出: 方法一:地面站位于北半球:一是卫星位于地面站东南方向:方位角=180°-φa;二是卫星位于地面站西南方向:方位角=180°+φa。 方法二:地面站位于南半球:一是卫星位于地面站东北方向:方位角=φa;二是卫星位于地面站西北方向:方位角=360°-φa。 如果计算出的方位角是正值,则天线向正南偏东转动,反之,则天线向正南偏西转动。对于俯仰角,同样计算可得。 (2)基于分区 PID 的天线控制算法。 得到方位角和俯仰角度后, 需要对电机进行控制, 驱动其又快又好地到达期望的位置。常规的PID控制器采用固定的控制参数,难以兼顾快速性和平稳性的控制要求。为实现天线快速、平稳控制,本系统设计了基于分区 PID 的控制算法,即根据误差将系统分为若干区,不同的分区采用不同的 PID 控制策略, 引导系统又快又好地到达指令位置。 为简化控制器设计,对误差分区时采用对称分区。具体原理和设计如图2所示。 O-A 阶段:此时偏差很大,系统远离期望位置,考虑采用控制器输出的最大值进行控制 , 即Bang -bang控制;A -C阶段:此时偏差较大,但为防止系统上升过快导致较大超调,考虑采用比例控制;C-D阶段:此时偏差在一定范围内,为实现系统平稳控制,采用比例-微分控制;D-E阶段:此时偏差较小,为实现系统平稳、准确控制到位,采用PID控制。在天线的搜索过程中,俯仰系统、方位系统均采取分区 PID控制算法。 2、天线跟踪算法 经过粗对准完成卫星信号的搜索,天线进入能收到信号的范围,但是收到的信号强度较弱,距离信号最强指向还有一定的角度偏差。为了使信号接收效果达到最佳,需进入跟踪状态,即进一步做天线指向的精对准。在这一阶段,需在利用信标接收机的输出电平AGC的大小变化进行步进跟踪,最终找到信号最强的位置作为对准卫星的目标位置。处于跟踪状态的天线控制系统采用步进跟踪方法。方位和俯仰电机按照俯仰向上~方位向左~俯仰向下~方位向右的顺序转动一圈,在此过程中,电机每走一步,就比较此时信标接收机输出的AGC 电平与之前一次输出的AGC电平的大小,如果AGC电平变大, 则电机在同方向继续走一步, 反之,则改变跟踪方向,使另一方向的电机走一步。如果在跟踪几圈后发现信标接收机输出的 AGC电平一直大于跟踪门限电平,则认为天线已经对准卫星,此时天线在这状态,开始接收卫星信号进行通信。在通信过程的同时不间断地采样 AGC 电平,若由于外界干扰等因素导致AGC电平值又重新小于跟踪门限电平,则退出稳定状态,进入卫星跟踪状态,如果AGC 电平小于搜索门限电平,则进入卫星搜索状态。 三、系统控制软件设计 天线控制系统软件的任务就是设计实现系统的各模块功能,本系统的软件设计分为三大块:DSP 与天线姿态的初始化、卫星信号的搜索、卫星信号的跟踪。DSP和天线姿态初始化两个模块为系统寻星做准备,在进入卫星信号搜索和跟踪阶段后,系统要不断地完成与HMR3300、GPS的通信和采样信标接收机AGC电平,并将这些信息通过LCD显示或和通过无线模块传输给上位机实时监控。其中天线姿态的初始化和卫星信号的搜索与跟踪均包含信号采集处理、串口通信、液晶显示、无线监控、电机控制五部分。 四、监控系统软件设计 监控分系统的主要任务有:①配置无线模块参数和目标卫星经度;②发送目标卫星的位置数据给下位机控制器, 控制器则根据此数据和 GPS接收机发送的天线当前所在地的经纬度信息计算天线的方位、俯仰角;③与控制系统通信,通过数据和图形方式显示下位机发送过来的天线的理论方位、俯仰角以及当前方位、俯仰指向,并通过方位、俯仰指向的波形来实时显示控制效果;④发送指令给控制器,远程控制步进电机转动;⑤复位系统。主要工作流程为:无线模块配置-用户输入目标卫星信息-向下位机发送指令-接受下位机发送过来的天线状态信息-通过信息发送下一步指令。 五、结束语 总的来说,便携式卫星通信控制系统,能够较好地完成天线对目标卫星的自动搜索与跟踪,确保天线高精度指向,从而让卫星通信得以实现。 卫星通信系统论文:卫星通信系统抗干扰问题刍议 摘要:卫星通信具有传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、通信频带宽、容量大等优势,在军事通信中得到广泛应用。但卫星通信受自身特点的限制和环境的影响,不可避免地存在各种干扰,特别是其开放式的系统,使用透明转发器,更容易受到一些不可预见的恶意干扰,下面谈谈常见的几种干扰及其处理措施。 关键词:卫星通信;干扰分类;抗干扰手段 1.卫星通信的内涵 从理论上来说,卫星通信主要是通过利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波的通信的一种卫星通讯方式。卫星通讯的水平如何在很大程度上影响了信号功能和水平。就目前来说,卫星通讯在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信、广播电视等领域内,卫星通信技术正在迅速的发展,并已经成为世界电信结构中的重要组成部分。 2.卫星通讯中的常见干扰 2.1 地面干扰。地面干扰是卫星干扰最为普遍的一种干扰形式。我们这里提到的地面干扰主要包括两方面的内容:一方面是电磁干扰。随着当前我国经济的发展,各地城市化的建设,越来越多地信号设备开始被应用到城市的发展中区,在这种情况之下,不可避免地会出现电磁波。卫星通讯在电磁波的影响下,会影响正常的信号传递功能,信号传递容易受到影响。另一方面就是互调干扰。一般在卫星通讯处于多载波的状态时,其自身的功放容量总量有限,往返的信号传递中,力度不够,不能够有效地对数据进行传递。在信号运行中,往往会出现三阶互调分量超额或者是发射率不合格等方面的问题。 2.2 空间干扰。空间干扰是卫星通讯干扰的重要方式。笔者这里提到的空间干扰主要包括了临星干扰和交调干扰。随着当前社会的发展,卫星通讯的科技水平日益进步,同步轨道卫星的数量也会增多。在这种情况下,难免会出现这种临近的卫星干扰。这种被干扰的信号超出了原来信号的覆盖率,其容易被掺杂其邻近卫星的信号,传输的信号效果不好。一般来说,邻星干扰主要包括上行干扰和下行干扰。 交调干扰主要是指用户载波频率分配与相邻信号的频带出现重叠,这里重点强调的是重叠。在实际的信号传递工作中,如果没有较强的保护或者是防干扰措施,那么信号在传递的过程中就容易出现噪底过高或出现副瓣方面的问题。这对于正常信号的传递有负面的影响。 2.3 自然干扰。自然干扰是当前卫星传递过程中的不可预料到的一种干扰。一般说来,自然干扰包括了降雨现象和日凌现象。 降雨过程中出现的雨滴是干扰卫星通讯的重要因素。我们这里提到的雨滴会根据风向与卫星信号传递过程中的方向不同而会产生信号吸收和信号散射的不同干扰情况。从理论上来说,电波波长与雨滴的比值大小和信号的受干扰情况有关,电波波长与雨滴的比值越大,卫星传输的信号被干扰的程度就越低,相反,如果电波波长与雨滴的比值越小,卫星传输的信号被干扰的程度就越高。 作为一种自然现象,日凌现象对于卫星信号的传递有很大的影响。日凌现象是发生在每年的春分和秋分前后,这个时候的卫星在运输的过程中是处在太阳与地球之间的直线上,受太阳电磁波的影响,卫星信号的下行线路容易发生链路恶化的现象。从实际的运行中来看,日凌的时间与地区所处的纬度位置有关系。春分时节,纬度越高的地区,其日凌时间就短,而秋分时节,纬度越高的地区,其日凌时间则短。日凌现象发生的发生也与地区所处的经度有关系,从理论上来说,经度由西向东每增加2度日凌开始和结束的时间就会晚1小时。可以说,日凌现象发生期间,卫星通信会受到很大的影响。一旦日凌现象结束,通信就会恢复正常。通信会自动恢复正常。 2.4 人为干扰。人为干扰是目前对卫星信号干扰影响很大的一种干扰方式。部分人群为了窃取将经济利益以及商业机密,会对卫星通讯进行恶意干扰。他们会通过卫星透明转发器的弱点对卫星频道的信号传递进行干扰。加之我国相关的法律不完善,对于卫星设施的监控不到位,就导致信号受到干扰、非法信号得意传播等问题的产生。 3.卫星通信抗干扰的主要手段 3.1军用卫星通信抗干扰手段。(1)直接序列(DS)扩频。所谓直接序列扩频,就是直接用高码率的扩频码序列(通常是伪随机序列)在发射端去扩展信号的频谱,使单位频带内的功率变小,即信号的功率谱密度变低,通信可在信道噪声和热噪声的背景下,使信号淹没在噪声里,敌方很不容易发现有信号存在。而在接收端,用相同的扩频码去进行解扩(缩谱),即可把DS扩频信号能量集中,恢复原状,又能把干扰能量分散并抑制掉。因此,该体制的最大特点是信号隐蔽性好,被截收的概率小,抗干扰能力随着码序列的长度增加而加强。通常认为,直扩信号要隐蔽,其码长不能低于32位。DS扩频技术在军事星(Milstar)、租赁卫星(LEASAT)和舰队通信卫星(FLTSATCOM)等军用通信卫星中得到应用。(2)跳频(FH)。所谓跳频,是指用一定码序列去选择的多频率频移键控,使载波频率不断跳变,这是一种以“躲避”方式为主的抗干扰体制。为了对付跟踪式干扰,各国都力图提高跳频速度。20世纪80年代跳频速度一般在200跳/秒左右,目前,跳速可达300~500跳/秒。美国的军事星和舰队通信卫星7号和8号上装有的极高频(EHF)组件,上下行均使用了跳频技术。军事星-2的跳频范围达2GHz带宽。(3)跳时(TH)。跳时是用一定的码序列进行选择的多时片的时移键控,使发射信号在时间轴上跳变。从抑制干扰的角度来看,跳时得益甚少,唯一的优点是在于减少了占空比,一个干扰发射机为取得干扰效果就必须连续发射,因为干扰机不易识破跳时所使用的伪码参数。(4)各种混合方式。在上述几种基本的抗干扰方式的基础上,可以互相组合,构成各种混合方式。例如FH/DS、DS/TH、FH/TH或DS/FH/TH等。采用两维甚至三维的混合式抗干扰技术体制是国外抗干扰通信发展的一个趋势。例如,将跳频信号用直扩码进行调制的跳频/直扩(FH/DS)混合抗干扰体制,这种体制每一跳频率点均以直扩信号方式出现,直扩信号的特点是其功率谱密度低,敌方难以侦收,即使侦收出来,只要侦收时间超过跳频所需时间,也无法进行跟踪干扰。美国的军事星和舰队通信卫星采用了跳频/直扩混合体制,美国的三军联合战术信息系统(JTIDS)就采用跳时、跳频加直扩的三维抗干扰技术体制。 (5)多波束天线和干扰置零技术。美国的国防卫星通信系统(DSCSⅢ)的多波束天线(含19个发射波束和61个接收波束)能够根据敏感器探测到的干扰源位置,通过波束形成网络控制每个波束的相对幅度和相位,使天线在干扰方向上的增益为零。军事星和舰队通信卫星EHF组件都有点波束天线,使点波束之处的干扰很难奏效。(6)转发器加限幅器抗饱和。未采用扩频调制技术等上述技术的透明式线性转发器,其抗干扰性是很弱的,使用常规的干扰样式和与地球站的发射功率相当的干扰功率就可把它推入饱和区,而使它无法正常工作。带有限幅器的转发器,其抗干扰性优于线性转发器。但由于它具有强信号抑制弱信号的作用,只要干扰功率足够大,干扰仍可奏效。 3.2民用卫星通信抗干扰手段。通过对已经发生的若干干扰事件的分析,可以看出对民用(商用)卫星通信的故意干扰通常采取干扰卫星通信上行链路的方式,因为这种方式针对民用卫星通信频率公开、抗干扰防护措施少的特点,并且干扰设备较简单,所以较易实现。虽然军事卫星通信抗干扰手段可以很好地解决对通信上行链路的干扰问题,但由于民用卫星通信受成本效益的限制,不可能完全采用军事技术,因而在国际上还没有特别好的解决办法。 目前对抗上行链路干扰,主要是在卫星天线上作文章,通常采取空间隔断抗干扰的手段,包括:(1)多波束天线。采用多波束天线,当某一波束受到干扰时,关闭这一波束,而其他波束不受影响,这样既阻止了干扰,也不影响卫星接收地面信号。