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计算机技术从诞生到现在不过70年的光景,而计算机技术给人类社会带来的巨大改变却是举世瞩目。下面是读文网小编为大家整理的计算机技术发展论文,供大家参考。
1新计算机技术革新
1.1量子计算机量子计算机可简单理解为遵循量子力学能够进行高速运算、存储和处理信息的计算机,它是在社会对高速度、保密好、容量大的通讯及计算提出较高要求的情况下产生的。物理主体主要包括:液态核磁共振量子计算机、(固态)硅晶体核磁共振量子计算机、离子陷阱、量子光学、腔室量子电动力学、超导体方案等。量子计算机的功能在于进行大数的因式分解,和Grover搜索破译密码,但是同时也提供了另一种保密通讯的方式,此外还可以用来做量子系统的模拟。但是在昨晚高难度运算后,能耗高、寿命短,散热量大等缺点则暴露出来,真正有价值的量子计算机还有待继续研究。
1.2光子计算机光子计算机进行数字运算、逻辑操作、信息存贮等内容利用的是光信号,以光运算代替电运算,主要由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件设备组成。它具有运算、处理能力极强的优点,同时,兼具容错性,能够进行模糊处理,但并不影响运算结果,智能化更高端。它主要具有以下好处:光子不带电荷,不产生磁场,也不受磁场作用影响;光子也不具有静止质量,可以在真空和介质两种状态下传播;信息存储容量大,通道宽,通信能力强;能量耗用低,散热量小,节能环保性较强,也避免了计算机运行时内部过热的情况。目前虽然光子计算机在功能和运算速度方面和电子计算机有一定差距,但光子计算机的进一步研制、完善,在对图像处理、目标识别和人工智能等方面发挥重大作用。
1.3生物计算机生物计算机也叫做放生计算机,是以仿生学研究为基础而形成的新型计算机技术,它以生物工程技术生产的蛋白分子制成生物芯片作为基础元件。它具有并行处理的功能,运行速度比普通的电子计算机要快10万倍,存储空间占用更是少之又少。它具有的优点很多,首先,体积小、功效高,比集成电路小很多,可以隐藏在地板、墙壁等地方;其次,具有自我修复功能,它的内部芯片出现故障时,不需要人工修理,能自我修复,永久性、可靠新高;再者,能耗很低,能量消耗仅占普通电子计算机的10亿分之1,散热量很小;第四,不受电路间信号干扰。目前,这种计算机还在研制阶段,存在技术不成熟、信息提取难等问题,还需要继续优化。
1.4纳米计算机纳米计算机研制是计算机发展过程中的一场革命,它以纳米技术为基础研制出计算机内存芯片,其体积相当于发丝直径的千分之一,生产成本非常低,不需要建造超洁净生产车间,也不需要昂贵的实验设备和人数众多的生产团队,同时,纳米计算机也需要耗费能源可以忽略不计,但是对其强大其性能的发挥丝毫不产生影响。纳米计算机可以应用到微型机器人,以至于日用电子设备,甚至玩具中,都能获得强大的微处理功能,其应用范围也涉及到现代物理学、化学、电子学、建筑学、材料学等各个学科领域。这项新的课题技术也在不断的完善和发展,将为计算机发展带来新的内容。
2云技术和网络技术发展
2.1云技术云计算是分布式计算的一种形式,它通过将计算拆散计算再进行组合回传的方式进行,可以达到和超级计算机同样强大的网络服务,这是云技术的根本。云技术不仅仅作为资料搜集手段,它是集网络技术、信息技术、整合技术管理平台技术、应用技术为一体的综合资源池,灵活便捷。云技术作为一种商业模式的体现方式,其应用非常广泛,目前,已经在搜索引擎、网络信箱等领域投入使用,未来在手机、GPS等行动装置上也可实现。云技术正以它的可靠、实用、安全等性能逐渐被人们所接受,云物联、云存储、云呼叫、私有云、云游戏、云教育、云会议以及云社交等正逐步强化它的服务功能。
2.2网络技术网络技术发展有赖于光纤技术的快速发展。光导纤维技术在通信、电子和电力等领域日益扩展,成为大有前途的新型基础材料,与之相伴的光纤技术也以新奇、便捷赢得人们的青睐。它具有耐湿、耐辐射、易于安装和保养、24小时的连续工作等性能被广泛应用。尤其在塑料光纤产生后,海底光缆工程得以顺利实施,对世界范围网络通信起到良好的推动作用。
3移动计算机技术发展
目前最热门的是wifi无线技术,而最新的是4G通信技术,这两项技术对移动计算机的发展起到了关键的支撑作用。4G网络时代刚刚开启,目前开始应用于移动设备上,但是在微型便携计算机上的应用尚未起步。如何将移动计算机等终端产品通过芯片等形式与4G网络完没相连接,如发展移动电视、移动电脑、成为一项热门话题,有待进一步研究探索。
4结束语
计算机技术的大发展,使得计算机深入人们的生产、生活当中,带给人们诸多方便,也成为了人们生产、生活的一部分,因此,其发展趋势更加受到人们关注,所以趋于社会需求的发展方向就是计算机技术的主要发展方向。
一、现代计算机通信技术特点
1.1大范围、高速率数据传输服务
计算机通信技术可以通过有线或者无线的方式组建计算机网络,网络内的终端之间可以进行信息交换和数据传输,打破了传统的计算机数据处理的地域和空间限制,使得信息可以进行快速流通,为现代数据传输提供了新的模式和途径。计算机技术与通信技术的融合还可以为用户提供更高速的数据传输服务。基带传输、频带传输、数字传输等可以为计算机网络内的终端提供大容量带宽和高速率传输服务。特别是光纤通信技术在计算机网络中的应用可以将数据传输速率由Mb提升至Gb级别。
1.2应用范围广
计算机通信技术在各行各业中得到了广泛的应用,如在信息处理系统中应用计算机通信技术构建信息处理网络与管理系统可以对网络内数据和资源进行管理与控制,为企业决策提供参考和依据;在办公自动化系统中,计算机终端可以实现快速数据处理,通信网络可以进行高效数据传输。
1.3多媒体通信与安全通信服务
相较于其他数据系统,基于计算机通信技术所构建的计算机通信系统可以支持多媒体数据存储与传输服务,即发送端将多媒体数据转为二进制编码进行传输,接收端将接收到的数据信息还原为多媒体信息进行应用与处理。在数据处理与存储过程中可以依靠计算机加密技术来保障数据的完整性和安全性,在数据传输过程中可以使用编码技术来保障数据传输的可靠性与稳定性。综合应用上述技术可以实现高精度和高安全度的数据通信服务。
二、现代计算机通信网络的应用
计算机通信网络具有传输速率高、传输容量大、抗干扰能力强、传输与处理方式多样等特点得到了广泛的应用。
2.1实时远程通信
使用无线或有线的方式将终端连接为一个网络进行通信可以扩大数据传输与处理的范围。特别是无线通信技术的应用更是可以在难以实现有线通信的地区建立通信网络,为用户提供通信服务。
2.2多媒体通信
将计算机作为控制核心,采用多种通信手段构建信息系统可以实现对多媒体信息的采集、处理、显示、存储与传输。多媒体通信可以打破原有的存在于语音、视频、数据三中类型数据之间的壁垒,实现数据通信的一体化,为相关服务的开展提供支持,如网络电视、视频会议、远程教育等。
2.3数据库
基于计算机通信技术可以构建功更加丰富、结构更加灵活的分布式数据库系统,利用该系统可以将多项管理内容整合到一个具有统一规则的、条理清晰的数据库平台中,这样不仅能够提升数据管理效率,还能够为协作办公创造条件。如目前的火车票站点、电话以及因特网联网售票;飞机票全国预订等功能,都是在现代计算机通信技术的基础上实现的。
2.4新技术革新
蓝牙技术、NFC技术甚至是人体作为通信介质的现代计算机通信技术更是使得数据传输变得更加简洁和高效。
三、计算机通信技术的发展趋势
在可预见的未来,计算机通信技术会被越来越多的行业和单位应用与部署,以进一步提升工作效率,增强市场竞争力。随着计算机硬件性能的提升、软件功能的丰富、通信技术的更新,未来计算机通信必然会向三网融合的方向发展。三网融合环境下,数据通信速率更快、稳定性更高;计算机数据处理速度更快、性能更稳定;基于计算机通信技术所开发的系统和软件功能更加丰富多样;资源的利用率更高,共享范围进一步扩大;计算机通信的综合性越来越强。
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3D打印技术专业以工学结合为办学的主导方向,以学生为中心,以能力为本位,融学历教育与职业资格考证为一体、理论教学与实践教学一体化的运行机制。培养“一懂两会”(懂冲塑模具设计、会进行冲塑模具制造、会经营管理)的专业人才。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着社会的发展不断加快,人们的生活生产水平越来越高,使得传统的工业时代的离散型制造技术已越来越跟不上人们的生产要求,现代制造业主要是以智能型和环保为主要的发展目标,而以新型新信息技术外主导的科学革命正逐渐受到人们的关注和重视。作为其中的重要组成部分,3D 打印制造技术能够带动整个制造业的变革,甚至会对整个世界制造业的生产方式产生影响,将会从根本上改变人们的经济活动和社会活动,为制造业带来了新的发展趋势,并且还会对我国结构转型产生很大的影响。因此就我国目前的状况来看,为了促进我国制造业的发展,应注意开展3D 打印制造技术的研究开发,分析3D 打印制造技术所带来新的产业化机制,培养3D 打印制造技术的劳动力和创新性领导人才,从而为我国的制造技术带来新的发展,促进我国制造业的生产方式。
作为第三次工业革命的重要组成部分,3D 打印制造技术不仅能够推动新业态、新技术的发展,同时还能够影响制造业的生产方式,引领未来世界上制造业的发展趋势,因此世界各国对其的发展都给予了高度的重视。
1.1 世界各国都十分重视3D 打印制造技术的研发和发展
针对3D 打印制造技术的研发,仅仅是美国就在2009 年到2012 年这3 年的时间里,一共投入10 多亿美元进行这方面的研究,同时为了全面提高美国制造业在世界中的竞争力,共成立了15 个制造创新中心、600 个国家实验室,来推动3D 打印制造技术的研发,使得美国的3D 打印制造技术处于世界领先位置。同时欧洲对3D 打印制造技术这一新兴技术的研究也十分重视,为了能够更好地进行研究,有些国家甚至是跨国之间组成联盟。
1.2 3D 打印制造技术涉及领域不断扩大并形成了完整的产业链
随着3D 打印制造技术的不断发展,使得3D 打印制造技术的应用范围不断扩大,目前已经逐渐应用到生物制造、汽车、航空航天、电子等各个行业之中,并且随着3D 打印制造技术的研发过程中多学科之间的深度融合,使得其应用范围将会进一步的扩大。同时随着信息、材料和生物领域技术的快速发展,目前3D 打印制造技术已经形成了一套完整的产业链,并形成了一定的产业规模和市场销售, 3D 打印制造技术制造产品已经逐渐由一些高端领域向办公、个人消费等大众化领域渗透,据美国相关部门的统计,仅仅2010 年3D 打印制造技术的全球产业规模就达到了20 亿美元左右,并呈现着逐渐增长的态势。随着对3D 打印制造技术的研发不断深入,其应用范围将会不断增大,同时其产业规模的增长也会越来越快。
我国对3D 打印制造技术的研发起步较晚,与国际发达国家产局明显,但我国对3D 打印制造技术已越来越重视,在将近20 年的时间里,我国建成了多个国家重点实验室,已经形成3D 打印制造技术的初步研发基础。其中我国自主研发的各项相关技术已经在我国制造业中获得了广泛的应用,例如西北工业大学和北京航空航天大学进行联合,就利用激光烧结成型技术制造出了钛合金飞机大型结构件,并在我国飞机中进行了成功试用等。证明我国已研发了3D打印制造技术的相关工艺和装备,代表着我国重大装备高性能关键金属构件制造技术和增材制造技术在国际社会中已经有了一定的竞争力。
尽管我国在3D 打印制造技术上已取得了较快较好的发展,但是总体上所面临的挑战使得我国3D 打印制造技术还面临以下方面的问题:(1)是在材料成形机理、装备开发和关键技术等方面没有自主的技术创新,大量的关键技术和核心零部件还有待研发。(2)由于我国对3D 打印制造技术的研发起步较晚,还没有引起相关部门和企业的重视,因此对3D 打印制造技术的研究重视度不高,产业资金投入资金缺乏,严重限制了我国3D 打印技术研发工作的进行。(3)我国各个研究机构联系不够,没有形成开放式的创新体系,使得创新资源不能有效地集中,缺乏技术交流平台。(4)由于受我国传统制造技术的影响,使得3D 打印制造技术的发展在我国缺乏强大的市场刺激,各领域对3D 打印制造技术的需求并不像国际社会中那么迫切。
尽管我国在3D 打印制造技术研究开发和应用方面与国外还存在一定的差距,但是为了推动我国3D 打印制造技术的发展,掌握产业发展的主动权,我国工业和信息化部积极推动3D 打印技术的产业化,并对今后的发展探索了新的产业化模式。我国目前的制造业还保留着传统的制造技术,使得生产效率受到了严重的限制,为了改变这一现状,我国多所学校和企业中的科研机构联合亚洲制造业协会成立了“中国3D 打印制造技术产业联盟”,以推进我国3D 打印技术的产业化,同时促进产业的可持续创新发展。除了积极发展3D 打印制造技术,我国还注意培养相关技术人才,加强人才队伍的建设,从而促进3D 打印制造技术的持续发展,为其产业化发展创造良好的基础。
3.1 传统的制造技术逐渐被替代
3D 打印制造技术主要具有方便快捷、产品便宜、绿色环保等优点,随着3D 打印制造技术的不断发展,使得我国传统制造业中廉价的劳动力毫无优势。同时对我国一些微小企业来说,还主要依靠传统的制造技术,大量依靠模仿生产缺乏独立自主的创新技术,随着制造业数字化进程加快,势必会被淘汰。
3.2 对优化我国制造业结果具有重要作用
我国的传统制造业,主要是依靠低端的制造技术以及强大的生产力,从而完成利润微薄、工作量大的生产化模式,受传统工业发展的制约,我国面临着产业低级、产业结构转型进程慢等挑战。为了改变这种不利局面,我国必须进行结构产业转型,3D 打印制造技术的产业化可以为推动我国结构转型的调整步伐,对完成我国工业现代化,提升国家制造业水平具有重要的作用,因此尽管3D 打印制造技术会给我国经济带来一些挑战,但是为了实现高端制造业、优化产业结构,就需要我国贯彻发展3D 打印制造技术。
在3D 打印制造技术中,我们逐步意识到自身与国外社会之间的差距, 3D 打印制造技术是新兴信息技术中重要的组成部分,在研发和开展3D 打印制造技术中,注意企业创新意识的培养,加强各研究机构的技术交流,并注意探索分析3D 打印制造技术成果产业化新机制,从而能够促进产业链和价值链的相融合和发展,提高3D 打印制造技术在我国的发展进程,促进3D 打印制造技术产业的可持续发展。文章主要描述了我国3D 打印制造技术的发展现状及发展趋势,同时对3D 打印制造技术对我国结构转型的影响进行了分析,希望会对今后这方面的研究有一定的借鉴作用和参考价值。
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下一代网络(Next Generation Network),又称为次世代网络。主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务,整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上(统称FMC),增加多媒体数据服务及其他增值型服务。以下是今天读文网小编要与大家分享的:下一代网络及其业务生成技术的研究与发展相关论文。内容仅供参考,希望能帮助到大家!
下一代网络及其业务生成技术的研究与发展全文如下:
在融合的下一代网络上高效、灵活地开发和部署各种丰富多彩的电信业务,从而实现提高网络使用率、增加收益的目标,是下一代网络的关键环节。
下一代网络的发展要求呼叫与承载相分离、呼叫控制与业务相分离,使业务真正独立于网络,业务开发者不必关心与业务承载相关的底层网络知识以及具体的通信协议,快速、灵活地生成个性化的电信业务。
从业务开发方法的角度看,业务提供方式可以分成两种方法,一种是基于协议的开发方法,另一种是基于开放API的提供方式。通过协议开发业务的主要特点是开发的业务与特定的网络和协议有关,即应用与具体的协议和网络相联系,所开发的业务互通性不好,同时业务也不具可移植性。基于协议的业务开发方式和基于APl的业务开发方式分别如图1所示。
互通性好,能够保证系统和应用间的互通。由于采用了标准的API,应用可以移植到不同的系统平台上。
具有可编程性,AFI是面向编程的,而协议并非如此。通过API,程序员就能把主要精力放在业务逻辑设计上,不必过分关注底层的协议,为采用面向对象构件等开发技术奠定了基础。
可扩展性好,定义AFI的形式化语言支持扩展和向后兼容,使得采用API的开发方法具有很好的扩展性。
定义API和实现基于API的应用时间短。由于API主要强调接口能力,并不关心底层的协议或专用接口,这样缩短了接口定义和规范制定时间。
支持第三方业务开发。由于标准的APJ将重点放在功能上,而不是底层的协议细节,使得第三方业务开发商或独立软件供应商(ISV)更容易参与竞争开发新业务,为用户提供更多的个性化业务。
Parlay API是一组开放的、与具体技术和网络无关的、可扩展的APl,它采用了面向对象的方法,使用UML语言进行描述。Parlay API位于现有网络之上,现有网络的网络单元通过Par,ay网关与应用服务器进行交互,Parlay网关与现有网络的网络单元之间的协议采用各个网络的现有协议。Parlay/OSA网关包括多个业务能力服务器(SCS),每个业务能力服务器对应一个或多个业务能力特征(SCF),此业务能力特征是对网络所提供的功能的抽象,负责为高层应用提供访问网络资源和信息的能力。第三方业务开发商、独立软件供应商能通过此开放的标准接口,利用现有网络的能力来开发业务。
Parlay API包括两种基本的接口:业务接口(ServiceInterface)和框架接口(Framework Interface)。业务接口提供访问底层网络的功能,定义具体业务的功能实现,其主要功能包括:呼叫管理、消息管理、用户交互、通用应用程序接口。框架接口提供保证业务接口开放、安全、管理所必需的支持能力。它包括应用服务器与框架之间的接口、网络业务能力服务器(SCS)与框架之间的接口、企业经营者与框架之间的接口。
业务生成环境以应用服务器提供的各种开放API为基础,通过友好的图形化界面,提供完备的业务开发环境、业务逻辑冲突检测环境和仿真测试环境。传统的智能网业务设计使用SIB(业务独立构件)来定义整体业务逻辑和业务数据,它存在一些缺点:
不同开发商的SIB差别较大,而且和智能网平台紧密相关,从而使业务的开发始终受制于智能网平台的实现方式;
基于BCSM(基本呼叫状态模型),不容易扩展到其他的业务。
基于Parlay的模型,使用面向对象的方式定义独立于网络技术的可编程接口,使得开发应用业务和具体网络无关。而这种AP,和业务元素相关,可以提高不同平台间应用的兼容性,易于开发多种业务,并能综合多种电信业务。
与传统智能网SCE中用SIB述业务不同,NGN的SCE用XML来描述业务。目前有很多描述业务的标识语言(Markup Language),如JAJN的SCML(Service Creation MarkupLanguage)、IETF的CPL(Call Process Language)、W3C的VoiceXML等。CPL是通过XML的DTD(Dara Type Definitions)来定义的,它不能描述复杂的业务,如CPL不能描述多方呼叫;CPL只能由呼叫事件激活而不能由与呼叫无关的事件激活,因此CPL不能描述叫醒服务等业务;而SCML则通过XML的Schemas来定义,它能利用Schemas的继承机制去定义扩展数据类型,这一点对丰富呼叫控制的功能很重要。SCML比CPL更接近于呼叫控制的架构和API的定义,因而能描述更为复杂、丰富的业务。
下一代网络是一个业务驱动的网络,业务将成为网络运营中的主体.在保证网络安全,信息安全的同时,提供在网络中运行业务的安全性将是NGN安全机制建设中的一个重要组成部分。关于安全业务接口设计的研究在1995年就开始引起人们的注意,当时对这种接口的需求主要来自于编写网络通信的程序员,他们需要一种和具体的安全机制无关的安全开发接口来方便编写有安全保障的网络程序.其中最具有代表性的就是GSS-API。
在安全业务接口的设计中,我们应注意以下几点:新的安全业务接口应该在借鉴GSS-API成熟概念的基础上,针对GSS-API中不适应NGN的缺点进行改进;在接口模型的设计中采用以网络为中心的模型,在接口的使用方式上应该和Parlay的业务开发模式保持一致,使NGSS-API成为Parlay业务接口的一部分;在接口的内容上要尽量屏蔽底层安全机制的细节,做到实现与具体机制无关,编程与具体语言无关,这样在降低业务开发者的开发难度的同时,还可以增强业务的可移植性和通用性;接口的设计还应该根据用户的不同的需求提供不同粒度的安全业务开发接口,这种区分对于方便开发和提高程序质量很有好处;在使用过程中,不但可以单独利用GSS—API提供安全业务,而且还应该可以和Parlay的其它网络业务接口配合开发出更加复杂、更加安全的业务。
概括说来,最终的安全设计目标就是将安全业务接口设计成为一个高效、易扩展、易配置的与底层机制无关,并且可以和Parlay现有网络业务接口无缝融合的适合在下一代网络中运行的安全业务开发接口。
如前所述,基于开放式APt(如Parlay API)的新一代业务支撑环境大大促进了高效的业务开发,并提供了一个功能强大的业务开发、运行和管理的支撑平台。其中,业务运行在业务逻辑执行环境(SLEE)上,业务生
成环境(SCE)针对复杂的开放式API接口进行了多个层次的抽象,以满足不同层次的业务开发人员高效开发业务的需要,构件是其中很重要的一个层次。
基于构件的业务开发过程中,开发者首先选取需要的构件,将这些构件按业务逻辑进行联接,并配置构件的数据(即业务支撑数据)即可,无需编写代码,开发者也可以扩展构件功能或编写新构件来支持更加复杂或特殊的业务能力(SCE提供自定义构件的功能)。整个开发过程都在SCE提供的集成开发环境下以图形化的方式来完成,包括编写、验证、调试等步骤。业务开发过程的输出是一个业务描述文件,它描述了业务使用的构件、构件之间的联接关系和配置数据。业务部署时,业务生成环境侧需要一个业务组装器将业务构件和业务框架按照业务描述文件“粘合”为一个业务即可。
为了提高业务构件的性能和重用性,构件应尽可能简单,不保存任何呼叫实例数据,每个构件仅完成单一功能(如放音),各个构件之间完全独立。实际上,智能网业务开发中的SIB(独立于业务的积木式组件)就是一种成功的业务构件,对于下一代网络业务的构件是很好的借鉴,可编程的开放式API使得业务开发人员可以像使用普通APl那样,使用这些开放式API编写电信业务。显然,小粒度的构件最能发挥开放式API灵活的优势,另外,用户需要更加个性化的业务,这恰恰是SIB的弱点所在。可见,为了兼顾通用性与灵活性,必须针对下一代网络的业务构件开发更好的结构。
下一代网络(NGN)的主要特点就是开放性,实现了业务与呼叫以及承载与控制的分离,同时,NGN还是一个业务驱动网络,将业务提升到一独立层面上,以适应NGN以业务为中心的特征。因而,在NGN业务开发过程中也引入各种新的技术,其中最具代表性的业务模式是基于AP[的业务开发方式,向第三方开放API接口,以便第三方开发的各种业务能快速地加载到NGN网络中,进而推动NGN网络的发展。
在基于API的业务开发方式中, 目前存在着多种API技术,如JTAPI、SIP API、JAIN、Parlay API等,NGN中以ParlayAPI最具代表性,利用Parlay API可屏蔽底层网络细节,第三方业务开发商直接利用提供的API接口即可完成各种增值业务的开发。为了提高业务开放的效率,人们又进一步提出了利用构件来实现NGN业务的开发,业务开发人员只需将部分提供的构件按业务逻辑进行联接,并配置构件的数据(即业务支撑数据)即可,无需编写代码,进一步降低了业务开发的难度和业务开发周期。综上所述,为适应NGN的开放性要求和业务为中心的特征,下一代网络业务的开发将会越来越开放、简单,NGN的业务开发技术将朝着提高业务开发效率、缩短业务生成周期、方便第三方业务的快速引入等方向发展。
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二十一世纪以来电影放映技术飞速发展,设备升级换代的速度也在不断的加快,主要表现在数字电影时代的到来,不仅实现了胶片到数字电影的转换,同时也大大加速了电影产业的发展。
今天读文网小编要与大家分享的是:关于电影放映技术更新及其发展趋势相关论文。具体内容如下,欢迎参考:
关于电影放映技术更新及其发展趋势
在很长一段时间内,胶片一直是电影声音和图像的唯一载体,随着科学技术的不断进步,电影放映技术也得到了较快的发展,电影行业是一个国家文化软实力的重要组成部分,和美国、英国等电影行业较为发达的国家相比,我国的电影发展速度相对比较缓慢。对于电影行业而言,放映技术是十分重要的,放映技术的高低直接决定了影片的播放质量,甚至是影院的经济效益。在我国随着社会经济的迅速发展,电影行业逐渐的被社会各界所关注,我国的电影放映技术随着经济的发展和科学技术的进步,也有了一个较大的发展空间,并且不断的在更新着。
随着新中国的成立,我国的社会经济发展迅速,人们的物质生活水平也达到了提高,对于精神文化生活的需求也在日益的增长,我国电影放映技术也随之发展起来。二十世纪中期,我国第一台自主研发的专业电影放映设备“松花江”牌电影放映机问世,改变了我国电影设备完全依赖进口的困境,后逐渐开始采用彩色胶片以及晶体管的电影扩音机,让电影放映业有了一定的发展,在八十年代以后,我国成功的研发了影院声音处理设备,比如大功率的播放器,立体声处理器系列配套的扬声器等,这大大提高了我国影院声音质量的提高。接着随着放映技术相继的走进高等院校,也培养了大量的电影放映技术人才,给电影技术的发展进一步提高了人力的支持。
七十年代后期电影放映技术进入一个新的阶段,实现了图像质量的再次升级,在进入到新世纪之后,随着现代电子技术的融入,电影放映技术得到了快速的提升和换代,主要涉及到了数字锁相环技术,放映机开关模块化电源技术和影院红光还音技术等。
二十一世纪以来电影放映技术飞速发展,设备升级换代的速度也在不断的加快,主要表现在数字电影时代的到来,不仅实现了胶片到数字电影的转换,同时也大大加速了电影产业的发展。数字电影放映技术经历了1.3K、2K、3D这一过程[3],1.3K放映技术是最早的数字放映机,这个初期的放映机跟传统的胶片放映机比较像,体积庞大,但是它实现了数字放映从无到有的一个转换,由于1.3K的宽高比是5:4,而大多数的电影格式的宽高比是1.85:1以及2.35:1,那么也就浪费了成本。
随着机场芯片技术的发展,二十一世纪初期2K的DLP cinemas DMD芯片诞生了,大大的提高了分辨率和对比度,进一步的提高了2K芯片的利用率,2K电影的放映使得影像效果更加好。3D 技术的引进大大的改变了人们欣赏电影的方式,它以立体的画面以及身临其境的真实感吸引了越来越多的观影人群,是电影放映技术的一次大变革。
数字电影放映技术不仅能够给观影者更加真实的视听感受,同时也掀起了我国电影放映技术的新浪潮,数字电影放映技术有以下几个特点。首先是视觉感受更加的真实,给予消费者更高的感官享受,让消费者感觉身临其境,再有就是听觉感受更加的真实,给消费者更好的听觉感受。
在二十一世纪初期国外系列电影开始进入我国电影市场,这大大加剧另外数字电影放映技术的发展,并且一经播放就受到广大消费者的喜爱,我国广电总局以及电影管理局等单位也对数字电影放映技术做了一定的研究,并且在借鉴国外优秀的技术上,慢慢形成了自己的研究项目体系。但是从我国电影放映技术的发展现状来看,不仅缺乏对数字电影放映技术的研究,还缺少专业的放映设备和专业的技术人员。
由于受到数字电影放映技术的影响,我国的数字影院建设正处于研究和探索阶段,相关的配套设备以及放映技术还存在着一定的缺陷,主要表现在以下几个方面。
第一电影行业对于高清数字影院的认识不足,难以给数字电影放映技术一个施展的平台。
第二,专业技术不足,由于我国电影行业发展的速度比较慢,对于数字放映技术的掌握力度还不够,那么就直接影响了我国电影放映技术的发展。第三,我国的数字设备过度依赖进口,由于我国电影业起步较晚,播放电影的设备大多都是依靠进口,这在一定程度上抑制了我国经济的发展[5]。
我国应该积极的加大对电影事业的研究,加大对数字电影技术人才的培养力度,以专业技术作为支撑研究数字设备,并投入到我国电影事业中,针对数字电影放映机制造方面,我国必须要构建以市场需求为导向的网络化研发和制造模式,研究新型的数字电影放映设备,这是缩短我国电影放映制造和先进国家之间差距的重点所在。我国只有加大对电影放映技术的研究,才能够满足人们的消费需求,更大限度的促进我国经济的发展。
四、结语
电影是现代社会先进文化传播的主要途径之一,它的发展是十分重要的,在我国电影行业中,放映技术和先进国家之间的差距是不容忽视的,必须要加大对我国电影放映技术的研究,大力培养专业技术性人才,研究电影放映设备,全面促进我国电影事业的发展。最终形成具有中国特色的现代电影放映技术体系,为我国电影事业的发展贡献出必要的条件。
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计算机作为信息时代的主要载体和工具,在教育中担负起越来越重要的作用,信息技术课程的设置,在各级各类学校中已成为必需,而且由于信息技术课程比其他学科更贴近现实生活,与其他学科有着密切的联系,有着其他课程无可比拟的可操作性、实用性,因此,在素质教育中占据了极其重要的地位。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈信息技术教学对农村教育发展的影响相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:科教兴国是国家长远发展教育战略,"促进教育的均衡发展,缩小城乡之间的教育差距"是国家未来教育发展的主题。信息技术教学在广大农村中小学中已经被广泛推广和应用,为学生提供了更广阔的学习环境,更丰富的信息资源,由此推动了农村教育教学手段的改革。特别是远程教育在农村中小学的应用,实现了城里乡下优质教育资源的共享,让乡下孩子享受到了与城里孩子基本同等的教育待遇,一定程度基本实现了教育的均衡发展,对教育发展产生了深远的影响。
随着现代远程教育和计算机网络应用平台广泛进入校园,现代信息技术在教育中的优势地位越来越突出,信息技术已成为中小学生的必修课。同时,农村学校教育教学也迅速的跟上信息社会发展的要求,端正了教师教育思想,转变了教师教育观念。因此,信息技术教学的广泛推广和应用已经对广大农村师生的思维方式、教学方法和学习方式产生了巨大的影响。
信息技术教学将优质教育资源传输到了农村中小学校中,借助远程教育这个学习的平台,师生可以利用网络搜集大量的资料信息:可以从视频、音频等各种渠道得到的。这些信息使得教学内容丰富多彩,各种教育资源通过网络跨越了空间距离的限制,使学校的教育成为可以超出本地区向更广阔的地区辐射的开放式教育:城市条件比较齐全的学校可以充分发挥自己的教育资源优势,把最好的教育成果通过网络传输到四面八方,同时也把先进的教育理念,科学的教学方法,输送到广大农村地区;农村地区教育资源薄弱的学校凭借远程教育的平台,可以借鉴优质的教育资源来弥补自己资源的不足,改变教育资源匮乏、教育发展落后的面貌。教师与教师之间还可以在网上跨越时空,便捷地进行信息的相互交流,互相学习,借鉴经验,共同发展,实现城里乡下教育资源的共享。信息技术教学的应用,提高了农村的教育的质量,缩小了现实存在的城乡之间的教育发展水平的差距,促进了城乡教育的协调发展,体现了的教育公平发展。
现代心理学研究的结果表明,学生的学习是一个由感性到理性、量变到质变的过程。传统的教育观念里,教师是知识的传授者,教师是中心,学生是知识的接受者。教师可利用的教学资源有限,学生的见识狭隘,课堂教学空洞无物,索然无味,学生的学习积极性受到严重的压制,因此课堂教学的效果比较低。应用信息技术教学技术进行教学可以克服传统教育方式的不足之处,使原来传统教学中比较枯燥、抽象的教学内容图文并茂、声形相应、生动逼真、丰富多彩;教学过程更加具体纷呈。这在无形中刺激了学生的感观,开阔了农村学生的眼界,更能引起学生学习的兴趣,激发学生主动参与学习的动机。信息技术教学的广泛应用是对传统教育方式掀起的一场革命性的挑战,是未来教育发展的主流,它必将对教育的发展产生深远的影响。
利用远程教育信息技术进行教学,必将引起教师教育方式和学生学习方法的转变。因为在传统教学方式下,教师在有限的教育资源条件下,大部分都是照本宣科。然而,随着城乡经济发展水平的不断提高和电脑的普遍使用以及远程教育的迅速普及和应用,学生已经有机会接触计算机等现代科技,学生从中开阔了视野,增长了的见识;教师为适应教育发展的趋势,必须树立终身教育的理念,不断接受继续教育,学会使用多媒体等远程教育手段进行辅助教学,提高自己的教育教学技能。特别是在数学、物理、化学等理科课程中的某些概念,比较抽象或难以理解,有时尽管老师讲得口干舌燥,学生却反映没听懂,教师的教学工作既吃力又没有效果。
如果恰当地利用远程教育的资源,多媒体的动画效果,则可将难以理解的抽象概念用图形的形式形象化描述,既给学生以感性、直观认识,又有助于学生理解。比如数学教师在讲授《图形中的轴对称》时,如果我们直接按照课本描述的概念向学生一边陈述、一边利用计算机进行画图示范,那么学生就很容易得到直观的形象,无需教师多言,很快就能掌握轴对称的概念和性质,从而有效地实现教师从被动地"教"和学生被动地"学"到学生主动地去获取知识的转变。可以说,运用远程教育的信息技术进行教学,打破了传统的授课方式,使得老师的教学方式和学生的学习方式、方法和态度等都发生了质的飞跃,提高了学校的教育教学效率,也让学生有机会成为了学习的主人,实现了"教"与"学"的有效转变。
中小学校教育的对象是正在成长发育中的青少年。他们的主要特征是正处于长身体、长知识、形成世界观的时期,也是智力发展迅速、个人意识倾向表现明显的成长关键时期。在此时期,他们的性格可塑性大、上进心强、求知欲旺盛、精力充沛等,但他们的思想尚未定型,思维发展正处于?h形象思维向抽象思维发展的过渡阶段,需要老师进行思想上的正确引导。而信息技术教学表现形式的多样化,丰富多采的视、听觉的艺术感受,使学生真正放松身心的进行学习,感受到在快乐中学习,体会到学习带来的乐趣。它适合学生年龄发展的个性特征和思维发展的特点,在很大程度上满足了学生的情感要求和思想需要,更容易培养学生学习的自信心和克服困难的坚强意志,使学生养成了良好的学习习惯、行为习惯,更能促进学生身心的和谐发展,为学生将来服务社会奠定良好的思想基础。
在信息化社会中,人们生活、工作环境的变化越来越快,需要面对不断出现的新知识、新技术。一次性的学校教育,越来越不能满足个人终身的社会需要。只有不断学习,才能跟上生活、工作的节奏。信息技术教学不仅打破时间和空间限制而且还打破了学生的年龄限制,它为所有求学者提供了平等的学习机会。教育资源、教育对象、教育时空的广泛性,使许多有识之士已经认识到了发展远程教育的重要意义和广阔前景。学生是祖国未来的建设者和接班人,肩负着祖国的繁荣富强的重担。只有从学生时代起通过远程教育、班班通等网络学习的平台,掌握基本的计算机技术的操作,会利用网络系统获取学习需要的,合适的资源,对今后不断地提高教育层次和生活水平将是非常有益的。因此,远程教育是学生终身发展的需要。
总之,新时期通过信息技术教学平台,使得老师的教学方式和学生的学习方式、方法和态度等都发生了质的飞跃,更重要的是让农村广大学生享受到了与城里学校基本同等的教育资源,让每个孩子都能接受公平的有质量的教育,远程教育有力地推进了教育的均衡发展,对教育的发展带来了强大而深远的影响。
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电影,是由活动照相术和幻灯放映术结合发展起来的一种连续的视频画面,是一门视觉和听觉的现代艺术,也是一门可以容纳悲喜剧与文学戏剧、摄影、绘画、音乐、舞蹈、文字、雕塑、建筑等多种艺术的现代科技与艺术的综合体。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅析数字时代电影发展的技术与艺术相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着科学技术的发展,人们已经进入以视听享受为主的消费时代,观众在看电影的时候不仅是了解剧情,用眼睛来看,更多的观众是在感受电影,享受电影。数字时代电影技术的发展给电影带来了一系列的改变,满足了大众对电影艺术的需求,各种数字特效的运用也成为好莱坞独霸全球电影市场的一个重要原因。换言之,进入数字时代,新的电影技术的注入不断改变着人们的视听体验和观影感受。因此,数字时代,电影技术与艺术的链接更加紧密。
经过一百多年的发展,电影既承载并发扬了戏剧艺术的叙事特征,同时又发展了电影艺术本身的特点――利用电影独特的视听表达创造身临其境的感官体验。尤其在视觉表现方面,电影用于呈现视觉奇观的这一特点,随着影视制作技术和电影放映技术的数字化发展,被不断地突出、放大。
(1)对电影制作方式的革新。
在数字技术介入电影制作之前,电影从拍摄到剪辑到配光调色乃至声音制作,都是另一番工作模式,可以用线性的、难以修改的和代价高昂的来形容概括。在过去这一二十年的数字化变革之中,几乎所有电影制作环节都被数字化更新了,最为突出的就是用电脑实现特效镜头的制作。曾经,摄影机是电影获取画面的唯一方式,在很长一段时间里,即便电影中出现奇幻的视觉效果,也是通过实体模型、洗印合成、电子特技等手段来完成,能够实现的视觉效果非常有限。数字技术提供了一种可能性:传统电影特效能做到的,它可以做得更好、更完美;传统电影特效不能做到的,它更可以出色完成。计算机在这方面发挥重要作用。
计算机参与电影特效的制作表现为:
一是起控制作用,控制着用来辅助产生画面的装置,用以拍摄特殊的画面或进行合成。
二是直接参与电影特效画面的创建,主要包括数字影像处理技术、数字影像合成技术。电影特效是用来创造视觉奇观的,而数字特效则是把创作者的想象呈现至眼前的利器,现在数字特效技术已经在电影创作中被广泛使用,甚至还成为票房收入的基本保证。
(2)对现代放映技术和影院环境的革新。
数字技术在改变电影制作方式的同时,也改变着电影的放映方式。1995年美国哥伦比亚公司的电影院播放了运用数字技术制作的电子拷贝,数字影院应运而生,标志着电影已经可以不再依赖于胶片就能够和观众见面。数字影院与传统影院不同的是数字影院放映的是数字“拷贝”。与传统电影相比,数字电影最大的区别是不再以胶片为载体,以拷贝为发行方式直接传送到影院、家庭等终端客户。电影放映环节在完成数字化改造之后,也随着数字技术的发展,同步更新着自身系统,从2K到4K,不断地挑战更高的技术标准。此外,数字化改造为影院创造了一个开放化平台,使更多新的技术可以与影院嫁接,如4DX影院,利用电脑控制和电影情节同步触发影院环境特效。这些都在为观众创造着更真实的观影体验,也使电影艺术更具魅力。
(3)对电影创作思维的革新。
不论是电影的制作方式还是放映环境,数字技术都在为电影艺术发展注入新的力量,拓展了电影艺术的创作空间。电影与其他艺术形式相比,是最能给人创造壮观的时空感受的艺术门类,这也是电影艺术的一个重要特点。作为与技术手段关系最为密切的艺术形式,数字技术给电影带来了生机,为多维时空的建立提供了强大的手段。创作空间无限广阔,只有想不到,没有做不到,这场数字化变革最终就是一场创作思维的革命。
(1)营造沉浸式观影环境。
沉浸式的观影环境主要通过包裹视野的银幕、逼真立体的还音系统以及模拟真实的影院环境特效综合营造的效果。包裹视野的银幕主要包括巨幕、球幕、环幕等银幕形式,通过足够大的能够包围人眼视域的影像内容,让观众在观影时感觉像置身于影像所展示的情境之中,营造沉浸感。在传统的胶片时代,为了拍摄和放映巨大的包裹视域的影像,大多选择大画格胶片,如IMAX的70毫米15片孔胶片,用以提升超大银幕下影像的清晰度。
但这种方法只适用于单台放映机可以实现的矩形巨幕或球幕影院,若是异形巨幕、环幕等需要多台放映机组合放映来实现包裹效果时,胶片放映机就会在各自放映的画面之间留下一道尴尬的边界,因为在胶片时代,很难把多台放映机的单个画面组合成一个完整的画面。随着数字时代的到来,电影制作和放映环节的数字化改造使数字融合技术得以发挥优势,在影片放映时,那些清晰度大大超于普通商业影院标准的超大画面被同时分配给多台数字投影机同步投射在巨大的异形银幕之上,数字融合技术是保证多个画面无缝拼接到一起的关键,也成为让观众感觉置身于“真实”环境的基础。
除了包裹视域的画面,影院声音系统也为了还原真实情境的声音效果在不断地完善声音重放技术。影院重放技术经历了单声道、立体声、环绕声几个阶段,为了进一步还原出和自然界完全一致的声场环境,全景声技术开始突破原有的围绕着一个平面来进行音箱摆位,在影院观众区上方、屏幕后、观众后区分别增加了音箱,为影片的声音设计提供了更加广阔的空间,也为观众增加了声音的包围感。在声音制作时通过元数据技术记录了声音制作过程中的各种操作,声道输出方式不再局限于放置在固定的物理通道当中,利用元数据技术,全景声系统会根据重放环境音箱数量的不同自动对输出通道进行调整,从而在很好的兼容了环绕声重放系统的同时,为观众营造更逼真的声音环境。
在画面与声音之外,有些影院还专门增加了和电影故事情节同步的环境特效,来刺激观众视听觉以外的感官体验,从而增加观众的现场沉浸感。环境特效一般包括刮风、闪电、雨雪、水雾、烟雾、气味、扫腿碰触等多项特效动作。这种在传统影院基础上添加了环境特效模拟仿真技术的特效影院,通常会结合座椅的运动,所以也称为动感影院,如果再结合放映3D立体电影,就形成了4D影院、4D动感影院或5D影院。这类影院无论如何取名,都是以全面激发观众五感的方式在营造沉浸式的观影环境。
(2)创建交互式娱乐平台。
随着21世纪信息时代的来临和数字技术的成熟,文化娱乐业在近20年的不断探索中发生了巨大变化。在新形态的影院里观众不再是单向地观看电影,而是可以和电影内容产生双向互动。最早的交互式影院主要以短片游戏化方式呈现,观众可以骑在化身机械战马的动感座椅上,瞄准影片中出现的怪兽射击,最后和同场参与的小伙伴比试谁的枪法准。随着交互式影院模式的成熟,未来观众可以在互动环节通过座椅按键或其他触发装置参与到电影剧情的发展中去,电影的情节也随着观众互动的结果而改变走向,故而产生了多线程的电影情节结构,大大增强了电影的娱乐性。这种交互影院模式通过计算机程序控制实施多线程放映,颠覆了以往的电影创作和放映模式,虽然目前还没有商业故事片真正走进交互影院,但相信未来将是一个非常重要的电影技术发展方向。
(3)构筑虚拟漫游体验。虚拟现实是计算机图形技术中的一个很重要的组成部分,也是近几年兴起的一门高新技术。通过该技术的应用,用户可以通过感官、触觉与电脑建立一个虚拟的场景进行互动,通过交互装置,可以反馈给计算机进行处理,实时变化虚拟场景,让观众身临其境。该项技术广泛应用于社会各个领域,在电影制作过程中主要应用于电影特效的动作捕捉等领域。
人物头部追踪在虚拟现实中非常重要,该项技术可以根据观测者头部的位置变化角度,更多地用于渲染3D场景,是某个场景看起来就像通过观测者头部位置来控制当前的电影场景。头部追踪可以在一个屏幕或一组环绕的屏幕环境中进行,比如在一个六面体房间内进行。六面体房间的六个墙面都是限时屏幕,观测者头部戴上追踪仪器站在房间内,六面墙就会依据观测者头部位置,在六面墙上以一个正确的角度渲染虚拟世界的场景,观者可以在这里实现一次虚拟漫游,身临其境体验电影中的各个场景,打破原有的观看体验。
电影从其诞生开始,摄影机就是电影制作过程中用来捕捉影像的工具。最初,一部电影制作完成需要摄影机和录音机同步工作,真实地记录人和事物的动态发展过程。这种原始的拍摄方式,可以给观众一种真实的感受,同时也赋予了电影一个重要的属性――纪实性。在电影漫长的发展时期,电影艺术开始不满足于简单地记录真实,而是开始追求创造一些内容并且让观众相信它是真实存在的,于是一些怪诞的、奇妙的、科幻的内容开始进入电影创作者的视野,一开始,创作者们通过简单的模型、手绘的背景和胶片洗印时的合成技术来实现,慢慢地,随着数字时代的到来,这种传统的拍摄模式发生了脱胎换骨的转变。
从《侏罗纪公园》中的恐龙到《少年派奇幻漂流》中惟妙惟肖的老虎和《阿凡达》中的潘多拉星球等等,这些并非真实的角色和众多非现实的场景开始大量在电影中出现,他们不再是用传统的方式拍摄得来,而是利用计算机创作出的数字内容。电影,开始使用一种全新的创作模式。
一直以来,电影作为一种艺术形式,让无数人对他心驰神往,但是电影创作有着很高的技术门槛,高昂的制作成本和专业、贵重的设备让很多人望而却步。数字技术的到来打破了这一格局,电影不再属于高门槛的垄断行业,随之而来的大众随手拍的时代。这意味着技术不再是一道墙,而成了一阶通往电影艺术的台阶,更多的新鲜血液会进入这个领域。这也意味着传统的影视业面临着新的机遇和挑战,只要你有想法,你有电影艺术的创作能力,你就可以创作一部电影作品。随着数字电影作品的增加,电影作品交流的欲望不断增强,更多全新的影视传播方式也将破土而出。
随着数字时代的到来,电影技术的门槛被降低了,人人都可以举起数字摄影机拍摄电影作品,只要你有想法;同样,随着数字时代的到来,电影技术不断升级,突破了原有的技术表现边界,电影开始变得无所不能了,只要你有想法。所以,在这个数字时代,说起电影,技术不是问题,艺术探索永无止境。
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微系统技术简称MST,它的基本工艺技术是硅的腐蚀和键合。MST的前景是壮观的,其工艺是从集成电路加工派生出的批量加工技术。预期,MST将会同集成电路一样,通过新的而且便宜的产品来改变人们的生活。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:微系统技术的概念、应用及发展相关论文。内容仅供阅读与参考!
微系统技术的概念、应用及发展全文如下:
最近几年里,在微机系统技术方面具有广泛的研究,普遍认为在未来的十年间微型单元的微机系统和增加对微型设备的应用有很好的发展趋势。分析家预测在未来的几年间微系统技术在设备制造方面将产生深远的影响。
微系统技术还被作为微型机械电子系统技术。微型机械电子系统是用小型机械和电子结构结合在一个系统上来命名的。微机系统技术是80年代出现的,在过去的十年里得到了很好的发展,并且被认为将成为21世纪最终要的技术之一。微型化的优点有很多,微电子的成功就很好地证明了这一点。
微型设备的小尺寸使得器械越来越小、越来越紧凑,并且便于携带,同时也能手动操作。当各种功能结合在一起时,设备的功能也增加了,比如:感应器、扬声器和控制器被集成在同一微型设备上。由于它们有个高频共振频率,微型机械传感器有个动态范围和快速响应时间。在微小热交换方面能够更加快速、有效地发生,就像一个微型测量设备。
微型机械电子系统现在正处于产品即将进入市场竞争的发展阶段。微型机械电子系统在全球市场的销售额到2002年将达到3.8亿,到2005年将达到5亿。微系统技术的应用领域覆盖了一个很广的范围,从电子学到光学,从化学到生物技术和医疗工程。
而且,微型机械电子系统是个类似于集成电路批量制作的技术。硅晶体是个应用很广的材料。由于大批量生产属性和高额材料费用,硅晶体的一个缺点是昂贵的价格。
微机系统技术大范围的发展依赖于能够经济可靠地制造成型微小单元的加工系统。聚合体微小化技术,如,微成型技术就是一个低成本生产微小单元的微系统技术。
微成型作为注射成型的一个新分支,目前还处于幼年阶段。它不只是测量某个东西,挑战全新领域的专门技术。成型机械,设备(工具),材料和工艺参数,以及成分的选取与检测都需要特别的研究。
为了面对微型化的挑战,Gintic开始着手通过一个整体程序发展聚合体的微型制造发展核心方面来研究微成型流程的发展。
工程的目的是发展塑料微注射成型工艺技术,通过利用大量的新兴高分子塑料高效率生产大量产品。
微注射成型实验研究的是在最大注射量为1 毫升的微成型机械设备上进行的。微单元是利用塑料工程技术设计制造的。
3.1. 单元设计及材料选择
两种微单元在工程中的研究指的是制件相关的最大体积的单元和微型设备,以及微小体积的微单元。
微型设备单元的研究是镜片组排列顶部和底部的19个微小镜片的表面设计。这种微镜片组排列被广泛利用到两道激光束继承光纤的工业上。选择具有良好光学、机械和工艺性能的PC(聚碳酸酯)作为这种单元的聚合体材料。
一些微小单元的研究主要是一系列微齿轮的研究。微齿轮在手表,微型泵体,微型传递系统工业上具有很好的发展前景。三种直径从1厘米到3厘米的微齿轮被运用到微型单元的成型研究上。这三种微齿轮的聚合体材料是聚苯醛。
3.2. 微成型机械、微成型设备及仿真研究
目前研究的微注射成型机械是如图(1)所示的由Battenfeld公司生产的微系统@R50.该成型机械的注射系统是由一个螺杆式挤压机构和一个活塞机构组成的传统注射系统。通过利用螺杆式塑化系统,能够用作利用精确脉冲信号控制注射量精确度的小直径泵体熔融注射。
两种微成型分别为生产镜片组排列和齿轮单元设计制造的。被用作两种成型的成型基础是具有工装尺寸为120毫米*160毫米的同一性。微镜片组排列模具是具有一个三分型面,一型腔能够轻松自动移动的模具,如图1.所示,微齿轮模具是一个能够相互变换成型插件的整体模具。一个两型腔插件能够同时成型两个同样的齿轮单元。
微型(DOE)电火花线切割技术被用来成型插件的生产制造上。直径为10微米的电极丝被用作电火花线切割加工像齿尖这样单眼的电极材料。
模具填充方针是为了研究聚合体树脂注入微型模具的过程。
3.3 通过实验方法来设计研究
在微注射成型工艺中,有很多特殊的工艺参数,这些参数控制着活塞的移动和熔料筒的设定。这使得优化选择和设定工艺更难像传统注射成型工艺那样进行。为了优化选择工艺,这些重要的工艺参数的影响结果必须在产品生产工艺中确定。目前,实验(DOE)电火花方法的设计研究被甬道微单元的成型工艺研究上。
一部分因子的设计被用到研究中,在两相关面上的因子设计影响每个因素的研究。它们在涉及很多过程参数在整体注射工艺中的初始阶段起着很重要的作用。
3.4 过程监控和最优化选择
在注射成型工艺中,重要的工艺参数的持续监控对工艺优化和工艺控制是很重要的。过程温度和压力被作为注射成型工艺的监控参数,尤其是模具型腔温度和型腔压力。
在微成型过程中,由于型腔尺寸太小,所以很难测试型腔的具体压力。在目前的研究中,通过注射活塞提供的注射压力被监控,以及注射压力曲线和它的整体注射时间被监控,同时也用来监视和控制流程。
数据接受监控系统是为了监控注射压力而设定的,如图表2所示,数据分析在完成,并且这些信息显示在计算机显示器上,同时这些信息作为数据文件被存储到数据接受系统。
3.5 微单元特征和过程注射量研究
微单元检验和特征在统计分析技术和显微镜技术的应用中被完成。应用设备包括一个并行测量仪,一个表面光洁测试仪,一个电子显微镜和一个光学显微镜。
工艺稳定性和注射量研究在微成型工艺中进行,制造单元在优化工艺状态中特别统计分析,从而得到工艺稳定性信息。
4.1. 注射成型微小单元
图3所示的是成型塑料齿轮图片对照剪修纸,也在图中展示了一个直径为3毫米的塑料齿轮的微小照片。
在图4中,一个齿顶圆直径为1毫米的齿轮机构被展示在画面中。从这些小图片中可以刊出这些塑料零件有清晰的结构精度和表面粗糙读。这
些齿轮的齿性结构的直径范围只有几十微米,比人的头发直径还要小。
展示在图5中的是用PC(聚碳酸酯)树脂成型的镜片组排列图片。这些小图片通过SEM展示了在两个不同放大率的镜片组主视面。
成型单元的重量、尺寸和表面质量作为成型单元的质量参数被检查与分析。列在表格1中的是成型单元的一些物理特性。
4.2 工艺参数的影响因素
对于1毫米的微型齿轮轴结构,一个两水平因子的设计被用来研究四个过程参数,测定尺寸、熔化温度、保压时间和模具温度。四个中心点被添加到为了做一个12运动实验的八运动设计中。分析工作是为了实验结果而产生的,成型齿轮的重量和只被用来分析实验设计的响应参数。
零件重量和齿顶圆直径的测量结果,作为过程状态特征被列在图6。从这图中可观察到过程中的重量和齿顶圆直径的响应依照一个相似的样式,也就是,当零件重量很小是,齿顶圆直径也小。这就是说:在成型过程中,齿轮齿顶段是最后被填充的部分,像是一个模具填充仿真结论。如图7所示,齿轮齿顶端作为单元的最后填充部分,同时也是气泡潜在的地方。
对齿轮直径和零件重量的统计(DOE)分析结论作成一个直方图,是为了预测在消除重要性指令是它们之间的相互作用。从表中,可以清楚地知道保压时间和测定尺寸是两个对零件质量有很大影响的过程参数。从表中也可以看出测定尺寸和保压时间的交互作用也会影响齿轮的直径。
对于微型镜片组排列,部分因子的实验设计是大致产生的。研究参数包括模具温度,塑化温度,冷却时间,注射速度,测定尺寸和保压时间。
对于零件重量的统计分析结果作为直方图表被列在图9。从直方图中可发现,微型镜片组的重量是受到测定尺寸的影响的。但是,除了测定尺寸之外,注射速度和模具温度也会严重影响零件的重量。影响零件质量的三个重要过程参数就是测定尺寸,注射速度和模具温度。
在镜片组成型过程中,低注射速度用来减少残留应力应变。在(DOE)研究中柱塞的注射速度被指定为从20毫米每秒到50毫米每秒。既然微注射机的注射浇口一直延伸至没有特别加热的模具中,所以注射浇口的温度介于模具温度和料筒温度之间。这个温度低于料筒温度,因为通常模具温度低于浇口注射温度。如果利用低速注射,在浇口处的温降就会明显,同时塑化粘性也下降很多,从而导致斑点,零件的收缩和热变形。在这种情况下,塑化温度和模具温度可起着一个重要的作用。
4.3 工艺监控与优化选择
工艺优化选择研究已经在微注射成型工艺中进行。既然在齿轮零件质量方面有重大影响的重要因素,被指定为测定尺寸和保压时间。优化选择研究在这两个过程参数对齿轮成型的响应表面进行。
图10所示的是对于直径为1毫米的齿轮轴结构的预计相应表面,以及测定尺寸和保压时间作为变量。从图中可看出,齿轮直径不仅受到测定尺寸和保压时间的影响,还受到这两个工艺参数联合功能的影响。
为了优化选择工艺,实验被用来检验各种测定尺寸和保压时间对零件尺寸的深层影响。数据接收监控系统被用来监控和优化选择微成型工艺。
图11所示的是纪录的在不同测定尺寸注射点的压力曲线。从图中可以看出,当测定尺寸增大是,注射压力也逐渐增大。当测定尺寸小时,既然材料不够填充型腔系统,那么保持压力也不那么重要了。
既然测定尺寸和保压时间之间有重大的干涉,测定尺寸的优化选择工艺受到保压情形的影响。图12所示的是保压时间和测定尺寸在零件质量方面的相互作用现象。在保压作用下,型腔可以填充大约190立方毫米的测定尺寸,当没有保压作用是,大约210立方毫米的型腔测定尺寸需要被填充。
4.4. 过程稳定性和性能
一个稳定工艺在大量生产具有固定质量的产品中是一个重要的先决条件。工艺稳定性研究在利用微镜片组列成型的工程中完成。零件重量和注射压力以及它们与过程时间的综合关系被作为模腔数量的一个功能来监控。
图13和图4所示的是联合在成型细节中不同阶段集合很多成型点的注射压力纪录。从中可以看出,注射压力和综合头几十个成型点是很不稳定的,如图13所示。
随着工艺的继续,注射压力变得更加均衡,同时当过程稳定以后,保持在一个稳定的状态,就如图14所示。对于微注射成型过程,过程性能的研究在工艺稳定后完成。收集样品被研究,并且统计分析工作是为了获得过程信息而执行的。对于成型过程,一个值1.33,通常被认为是一个好的CP价值,是能够被获得的。
通过这项工程,塑料微注射成型方法的性能已经在Gintic被确定。下面所列的是一些重要的成就和工程发现。
原材料是工程塑料重量小于0.6毫克的微单元已经被成功生产出来了。
对于不同的产品设计和聚合物材料,为了能更好流动和填充,应该利用不同模具运动机构。
工艺监控系统对微注射成型方法是非常有用处的。一个监控系统显现微注射成型的整个工艺,并使得工艺参数更敏感,更容易优化选择和控制。
测定尺寸是影响成型零件质量最重要因素之一。测定尺寸和保压之间具有重要的相互作用关系。
由于很多聚合物被用在每个成型点,所以在过程开始阶段稳定性是很差的,但是当步骤已经稳定之后,一个好的工艺就会获得。
微注射成型方法在微型机械电子系统中有很好的发展空间。希望微系统技术更快发展的领域包括信息和专门的光学数据交流,化学微反应技术,生物工程学,环境感应器,电子装备和连接技术。
生物医学分支是最大发展潜力的领域致意,同时对于微型机械电子系统来说,是重要的应用领域。
微成型性能和方法技术在发展这项工程中已经形成一定技术基础,并且将在以后微制造工业在本地的制造工业中开拓出一个广阔的市场。
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随着世界科学技术的迅猛发展,我国的农业高新技术也发展迅速,并越来越成为推动农业跨越式发展的决定性力量。面对世界科技进步的挑战,加快发展我国农业高新技术产业化,无疑是实现农业经济增长方式根本转变,加速农业现代化建设的根本出路和必然的战略选择。因此,研究和探索我国农业高新技术产业化发展中存在的问题及对策,对于推动我国农业高新技术产业化的快速、健康发展具有十分重要的意义。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈我国农业高新技术的发展相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:在当前社会,随着经济的不断发展,以生物技术和信息技术为主导的农业高新技术正在给世界农业科技革命带来深刻的变革。农业高新技术的发展水平决定着未来国内国际农业领域的竞争成败。推动农业高新技术发展,是实现农业现代化,解决我国农业发展问题的根本途径。本文从农业高新技术的含义和范畴出发,提出了推广农业高新技术的战略意义,简要分析我国在农业高新技术发展方面存在的主要问题,并以此提出了几点对策。
改革开放以来,我国的农业发展取得了长足发展,相比之前发展水平有了较大提高。我国作为一个传统的农业大国和人口大国,在取得不断发展的同时面临着人口日益增长、基数庞大、耕地资源不足、生态环境污染和水资源匮乏等一系列的问题,而这些矛盾和问题正是制约我国农业发展的重要因素。在这样的时代背景下,农业发展要想冲破这些矛盾和阻力,实现可持续发展,必须依靠农业高新技术。只有扎实推进农业高新技术,大力推动农业产业现代化,才能更好的解决“三农”问题,实现可持续发展,提高我国农业整体竞争力。
1.1 农业高新技术的含义。在解释农业高新技术的含义之前,首先要解释农业技术的含义。
农业技术是指人类为满足人类日益增长的物质需要,改造和利用动植物和微生物并根据自然科学原理以及生产实践,发展创造出的各种方法工艺。广义的农业技术包含生产、管理、服务等技术。
农业高新技术包括农业高技术和农业新技术。所谓的农业高技术是指原理建立在农业领域最新的科学成就和此时农业科技发展最高水平上的农业科学技术。农业新技术是指相对于过去传统技术,在对原有技术创新、发展、替代产生的农业科学技术。
1.2 农业高新技术的范畴。农业高新技术所包含的方面众多,并且农业高新技术并不是一个一成不变的概念,它保持着不断发展和扩充。总的来说,在我国,农业高新技术包括以细胞技术和基因技术为代表的农业生物技术、以专家系统和农业网络技术为代表的农业信息化技术、以无土栽培和温室技术为代表的设施农业技术、以滴灌和微灌以及喷灌等为代表的节水栽培技术、电脑智能化控制的机械化技术、农产品精加工保鲜技术,此外还有精准农业技术,新能源新材料技术和以生态农业为代表的多色农业技术等。
2.1 农业高新技术是能广泛用于农业领域,对农业发展、科技进步和农村经济发展有着深刻影响和推动的农业高技术和新技术。农业高新技术能够为当今社会带来巨大经济效益、社会效益和生态效益。
目前,我国农业高新技术的发展虽取得了一定的成绩,但是总体来说仍旧停留在初级阶段,发展水平较低,推广实施范围有限,距离发达国家仍有很大的距离,在发展过程中存在着不小的问题。
3.1 缺乏农业高新技术方面的人才。21世纪是人才的阶段,是知识的竞争。农业技术方面的人才缺乏极大地制约了我国农业高新技术的发展和推广。造成这种现状的原因一方面是由于我国的教育体制问题,另一方面是我国在农业领域方面的人力资源管理方面缺乏重视。农业技术方面人才的缺乏,不仅会导致我国在农业领域中高新技术的创新不足,而且会使得高新技术在农业生产中的普及推广受到限制,进而影响了它的发展。
3.2高新技术的发展水平不平衡,总体水平落后。我国农业科技人员数量的缺乏,人才流失严重以及科技资金投入不足,投资缺乏合理配置等原因都是导致我国高新技术发展水平落后的原因之一。此外,我国农业高新技术在不同领域上发展也不平衡,例如在农业有关的资源方面发展速度快,技术资金投入多;而在生态环境保护方面却缺乏动力,技术资金投入少,技术更新慢。此外还有地域方面,发达地区与欠发达地区的农业高新技术发展水平更是参差不齐。
3.3推广实施农业高新技术的动力不足。造成这种现状的直接原因就是农民的需求不足。首先是农民的文化素质较低,对于新科技的接受能力有限,没有认识到其意义所在。其次是出于对采用高新技术的成本、收益和风险问题的考虑。再者是农业经营模式的原因,由于农村大多采用家庭联产责任承包制,农业高新技术的推广受到一定的限制。
3.4缺少政府和社会的有效引导。农业高新技术的发展应用和推广,离不开政府的帮助扶持。我国目前的农业科技成果转化率较低,而且缺少有效的推广媒介,此外相关科研机构的重叠,研究与市场脱节等等,这都需要政府从中做好相关的协调引导。
根据我国农业高新技术发展中存在的一些问题,为了加快农业高新技术的发展应用,缩短同发达国家之间的差距,本文针对性地提出以下几点建议,以求更好的促进我国农业高新技术的发展。
4.1加强政府宏观调控和政策引导。农业高新技术的发展离不开政府的扶持与帮助。政府应强化调控职能,做到统一规划、统一管理和协调,确立发展目标,制定计划,集中人力、物力、财力,加快农业高新技术的研究应用。
4.2加大农业科技资金投入,鼓励民间资本投资。农业高新技术有着明显的“三高”特征,即高投入、高风险、高回报。想要获得可观的收益需要科技资金的投入,资金投入的不足严重制约农业高新技术的发展。目前,我国农业高新技术方面的资金投入仍是政府占主要比例。虽然我国政府仍是资金投入的主体,但投入水平同其它发达国家仍有一定的差距。政府需要加强对农业高新技术的资金投入,增加科技贷款,重点支持农业高新技术企业的同时还应拓宽融资渠道,通过政策鼓励扶持,吸引社会各界,鼓励企业参与到农业高新技术的研发应用上,鼓励企业与农业技术科研单位强强联合,推动农业高新技术产业化。
4.3重视培养农业科技人才,鼓励引进科技人才。农业高新技术的发展离不开科技人才,离不开人才队伍的培养和建设和管理。人才的培养离不开农业科研机构、科研院校、实验室等方面的建设发展所提供良好的学习和发展环境。此外还要在报酬福利制度等方向,激励科技人员创新热情,更好的引进并最终留住人才。
4.4完善农业高新技术风险控制、技术推广、成果转化机制,走产业化道路。农业高新技术的发展离不开雄厚资金的投入,为了更好的降低风险,可以通过成立特定机构进行技术风险管理、设立农业高新技术风险基金和农业保险等。此外,为保障科研成果能够更快更好的应用到实际生产中,可以通过建立相应的中介服务机构,提高技术交易和应用的成功率。通过完善市场机制,保障科技成果在市场上的流通流动。再者,根据不同地区的特点和经济基础,通过政府牵头,鼓励企业投资建立农业高新技术开发区,带动农业高新技术产业化发展。
4.5贯彻实施“走出去,引进来”战略,积极开展对外交流。我国农业高新技术的发展历史较短,发展水平同其它发达国家还有较大差距,无论是农业高新技术的技术层面还是推广应用方面,都需要向发达国家借鉴学习。因此,必须积极开展对外交流,了解国外技术进展,同时将我国的优势技术推广出去,在交流学习中相互促进发展。
浅谈我国农业高新技术的发展相关
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根据中国职业规划师协会的定义:职业发展是组织用来帮助员工获取目前及将来工作所需的技能、知识的一种规划。实际上,职业发展是组织对企业人力资源进行的知识、能力和技术的发展性培训、教育等活动。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:研讨技术学院学生职业发展的数学知识以及技能相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
研讨技术学院学生职业发展的数学知识以及技能全文如下:
第1章高等职业教育综述
1.1中国高等职业教育
2014年3月22日,教诲部副部长鲁昕在中国生长高层论坛上表现,我国即将出台方案,实现两类人才、两种模式高考。据鲁昕先容,第一种高考模式是技能技能人才的高考,测验内容为技能加文化知识;第二种高考模式便是如今的高考,学术型人才的高考。技能型人才的高考和学术型人才的高考离开(京华时报,2014)。附着社会和经济的生长,职业教诲越来越受到器重,高等职业教诲作为职业教诲的高等阶段,在中国高等教诲体系中占据紧张的职位地方。
1.1.1高等职业教育的定位
高等职业教育:“属于第三级教育层次的职业教育和技术教育。包括就业前的职业技术教育和从业后的有关继续教育。”(顾明远,1990)。《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》(教高[2004] 1号)这样界定:“高等职业教育是我国高等教育体系的重要组成部分,也是我国职业教育体系的重要组成部分。”教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》中指出:'‘高等职业教育必须面向地区经济建设和社会发展,培养生产、服务、管理第一线需要的实用人才,真正办出特色”。陈英杰从教育分类、教育层次、培养目标、联合国教育分类和专家学者的分类等多个角度对高等职业教育概念的界定进行了综述,并这样界定高职的内涵,即:“高等职业教育是国民教育体系中高等教育的一种类型,是和普通高等教育不同类型的高等教育。这是在具有高中文化水平的基础上,面向职业的,为生产、建设、管理、服务第一线培养高级实用型技术人才和管理人才的专门教育。”他的描述包括了 5个要素:
(1)受教育者的文化基础应具有高中文化水平,包括中等职业技术学校、中技毕业生以及具有相当高中文化水平者;
(2)培养面向是为经济建设第一线服务的实用型人才;
(3)教育层次是高等教育,培养的是高级人才;
(4)教育形式是专门教育,包括有学历的专业教育和非学历的专门培训;
(5)高等职业教育的培养目标和教学内容相当于国际教育分类标准中的5B类教育阶段(陈英杰,2007,p21)。
目前我国举办高等职业教育按照体制分类,主要有五种办学模式:一是独立设置的职业技术学院和地方举办的职业大学;二是独立设置的高等专科学校;三是成人高等学校;四是部分重点中等专业学校;五是普通本科院校举办的二级学院(明立军,2006,p20)。高职生源有普通高中毕业生、初中毕业后学生(五年一贯制学生)、中等职业教育毕业生(包括技校生、中专生、职髙生)及其它类型的学生(彭志武,2007, p54)。
1.2国内外职业数学课程
在高等职业教诲中,作为大众底子课的高等数学,它有着怎样详细的定位,它与别的专业类课程之间的干系。通过对中国知网关于高职数学教诲的学位论文(搜刮效果全部为硕士或教诲硕士学位论文)举行梳理,从文献中相识中国高职数学课程的近况。同样,借助文献相识外洋关于职业数学教诲的环境。由于外洋的教诲体制与我国的差别,别的,成人与职业数学教诲生长得较晚,这里笔者简朴提到英国、澳大利亚、丹麦、葡萄牙的相干研究结果。以及简朴先容了与中国高等职业教诲雷同的美国社区学院和新加坡理工学院的数学课程。驻足国际视野,审视我国的高职数学课程。
在第1章中我们确定了两个研究问题:
(1)基于某民航职业技术学院运输专业学生职业发展,需要哪些数学知识与技能?
(2)基于某民航职业技术学院运输专业学生职业发展,需要哪些与数学知识和技能相关的信息技术?
中国高职数学教育的相关研宄,一批学者致力于高职数学课程的研究,通过各种研究方法,为不同专业的学生确定合适的数学知识技能,并建议使用信息技术。某民航职业技术学院运输专业学生职业发展所需要的数学知识技能与信息技术,国际上已有一些国家的研究者及团队,深入了各行各业探索所需要的数学知识技能与相关的信息技术,积累了有效的研宄方法及工具。美国的社区学院与新加坡的理工学院与中国的高等职业学院同属5B类教育,三者之间具有一定的可比性。
美国的社区学院数学课程的建设集中了来自各种相关利益者的合作,是大家合作研究智慧的结晶。新加坡理工学院的数学课程,为各专业开设的数学模块,以及模块之间的组合,合理的解决了数学课程与专业课程之间的矛盾,以及数学课程与学生水平之间的矛盾。这两个国家的数学课程的建设对本研究有一定的指导意义。本研宄的目的是为某民航职业技术学院运输专业学生建设合适的数学课程,作为课程设计的第一步就是确定合适的数学内容,在内容的选择过程中我们应该考虑哪些因素,它将怎样与后续的课程建设完整地融合。己有的研宄成果,及理论框架,会带给我们很多启发。
2.1中国高职数学教育的相关研究
笔者在文献梳理的基础上,介绍了高等职业教育以及高等数学课程。从总体上对高职数学教育有一个清晰的认识,明确它的定位和现状。
2.1.1高等职业教育
首先我们要对中国高等职业教育有一个大致的了解,什么是中国高等职业教育,它的目标定位是什么,它与普通高等教育和中等职业教育会有什么不同,它有哪些办学模式,生源类型是怎样的,有哪些相关政策文件支持了它的发展,它目前的发展情况,有哪些专业分类。笔者将通过文献梳理的方法,对上述系列问题一一做出回答。
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20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。今天读文网小编要与大家分享:。具体内容如下:
【论文摘要】: 本文介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。
【关键词】:问题; 先进制造技术; 前沿科学; 应用前景
【论文正文】
先进制造技术的新发展
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
1 当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面:
(1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。
为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-Real Space)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间
(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
(3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面,都还有待进一步突破。
(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2.1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容:
(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2.2 微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞;制造出3mm大小能够开动的小汽车;可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业,具有许多传统传感器无法比拟的优点,因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技
术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来,微机械的发展令人瞩目。其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。
2.3 材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2.4 机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面:
2.4.1 面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等;
2.4.2 面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合,其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作,具有鲜明的基础研究的特点,如果抓住机遇研究下去,将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学,以及与生物工程相关的关键技术基础等。 3 现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面:
(1) 信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代制造生产模式会获得不断发展。
(2) 设计技术与手段更现代化。
(3) 成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4) 新型特种加工方法的形成。
(5) 开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6) 加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7) 实施无污染绿色制造。
(8) 制造业中广泛应用虚拟现实技术。
(9) 制造以人为本。
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随着我国科技水平的日益提升,计算机应用技术得到的迅猛发展,在各个行业中均已广泛应用。计算机应用为我们的日常生活提供了许多便利,需要提升具计算机应用技术的安全保护意识。计算机应用技术水平的提升是促进社会进步的重要保障。以下是读文网小编为大家精心准备的:计算机应用技术的发展与研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:本文则主要针对计算机应用技术的简要概述、计算机应用技术的发展历史和现状以及未来的发展趋势进行简要的分析和探索,分析我国目前计算机应用技术的发展状况。
【关键词】: 计算机应用技术 发展历史 发展状况 发展趋势
我国科技水平的日益提升促进了计算机应用技术更好的发展,计算机应用技术在社会生产和日常生活中起到举足轻重的作用。计算机应用为我们的日常生活提供了许多便利,提升计算机安全保护意识对计算机应用具有重要意义。因此,加强计算机应用技术与安全维护相互协作尤为重要,计算机应用技术水平的提升是促进社会进步的重要保障。文章首先介绍了计算机应用技术的概况,分别讨论了计算机应用技术的用途和目前发展现状,对计算机应用技术的未来发展趋势进行了深入探讨。
1.1 计算机应用技术的用途
计算机应用技术可以给用户的日常生活带来的诸多便捷,通过一定的手段或方法,在计算机应用的过程中会对电子科学技术进行访问、数据分析以及处理,通过采用数学方法以及计算机基本理论和技术,研究计算机应用于各个领域所涉及的原理、方法和技术。本领域主要研究方向:数据库管理与应用、计算机图形学、人机交互技术、计算机多媒体应用、模拟仿真技术、计算机网络应用技术、仿人机器人应用等。计算机的分析处理不仅包括声音和图像等,还包括对计算机数据的管理。
计算机应用技术也逐渐转向为宽带网络数据业务。20 世纪80 年代后期,以网络覆盖为根据,在通信领域提出了城域网(MAN,Metropolitan Area Network)的概念。城域网是覆盖在50-100km 的城市范围,光纤传输速率约为45Mbps 到150Mbps 范围内,支持语音、视频、图形以及数据综合业务,实现高宽带传输的数据通信网络。城域网相对于广域网与局域网而言,覆盖范围居于两者之间,可以与多个局域网相连。城域网能够应用于远程办公、网上教育、视频会议等新兴办公环境,并且可以在大规模的网络接入的需求与交互式应用以及数字电视、家庭网络的应用等。
除此之外,计算机应用技术逐渐与大数据(big data)相结合,大数据指的是在当今信息指数增长时代的海量数据,大数据具有无法使用传统工具进行分析的特征,因此大数据也被定义非传统处理的大数据集。大数据时代主要特征概括有以下四点:(1)计算机数据存储量大,该特征是目前计算机应用的核心特征。大数据的容量到底有多大,国际数据公司的研究表明, 2008 年全世界信息数据量为0.49ZB,而2011 年的全世界数据量据统计高达1.82ZB。预测5 年后,全球的数据总量将达到35.2ZB。(2)数据信息种类多。大数据的数据形式具有多样性,信息种类较为繁多。数据信息主要包括了图片、网页、文字、图片、视频、网页、文字、声音等各种数据承载方式,到2014 年,半结构化和非结构化的数据在全球所收集的数据信息中所占的比例超过85%。(3)处理分析数据速度提升。计算机应用技术除了数据的传输速度提升之外,由于微电子技术等科学技术的不断发展,处理器分析数据的速度也在急速加快。(4)信息价值密度低。计算机数据总量的增长导致了信息的价值密度逐渐降低,因此如何从大量的数据中检索到有用信息是计算机应用技术需要研究的重点。
1.2 计算机应用技术的发展现状
计算机应用技术在城域宽带的应用环境相对复杂,汇聚多种网络协议以及数据业务。因此建设宽带城域网,首先需要了解其关键技术,下面主要介绍网络带宽管理、网络的服务质量QoS 以及网络安全等。
带宽与业务成正比关系,在宽带城域网业务中包含多媒体业务、数据业务与普通的语音业务。各种业务对网络服务质量的要求是不同的。目前宽带城域网保证服务质量QoS 的技术主要有:多协议标记交换MPLS、资源预留(RSVP)和区分服务(DiffServ)[5]。在网络管理技术中分为“带内”与“带外”网络管理,宽带城域网根据网络拓扑结构,采用一个网络管理中心,保证系统稳定、可靠运行。宽带城域网的网络安全问题设计技术和管理两个层面,主要通过制定科学的网络管理规范,网络管理人员依照规范执行,保证物理安全、网络安全和信息安全。
计算机应用技术的大数据的高速发展需要提升运营商的带宽适应能力,计算机应用技术不仅给网络运营商带来巨大的商业机遇和经济利益,同时也给其带来了前所未有的挑战。
例如计算机技术架构问题,计算机技术架构主要指的是数据库系统管理和实时性维护等相关技术问题。现阶段计算机数据库主要面临的问题是计算机数据信息呈指数性增长,已经出现了EB、ZB 级别的数据信息,面临着海量数据需要进行数据库的升级,实现大数据的分析与处理。在传统的计算机应用技术中数据库技术例如SQL未对非结构化和半结构化数据进行考虑,从而如何完成计算机数据的实时分析,短时间内响应并完成处理工作——成为目前大数据时代计算机应用技术所面临的重要问题。
数据存储,目前由于全球数据量增长速度过快,这对于数据存储造成了巨大挑战,传统数据存储方式可能导致存储数据的丢失或损坏,因此计算机硬件的升级是计算机应用技术发展的重要保障。计算机应用技术数据安全问题,随着计算机数据的应用范围大幅度增加,计算机数据安全维护已经无法适应当前时代需求。计算机数据量的非线性增长,相关研究学者应该设计科学流程满足需求,提升硬盘数据信息保护能力,将存储数据信息实现加密功能,进而进行对数据的保护,维护计算机数据安全,从而保护了机密数据和个人隐私。
计算机应用技术的发展达到一定的高度,计算机已经为日常工作学习带来了许多便捷,同时也促进了众多科技领域的快速发展。例如目前微型处理器的核心科技就是计算机处理器,因为计算机在工作过程中依旧会受到众多因素的制约,由此,计算机处理器仍然需要提升科技水平,借助更微型和精细的材料以达到科研需求,提升计算机处理速度。在纳米为主的微电子科技领域上,使用现有的科技手段可以实现对计算机技术进一步的改进,然而,在高速化、智能化、微型化等方面仍然存在一系列问题。因此,如何在计算机应用技术加快处理和集成速度仍然是研究的重点。而在分组交换技术方面,计算机应用需要在每一个数据段添加一些必要的控制成分,做到数据的严格划分。
在多媒体计算机应用技术方面,更多是多媒体与计算机之间的协作。多媒体技术可以认为是计算机应用技术在音频、图像和视频等多种形式下的综合运用,不难发现,提升计算机应用技术对多媒体技术水平的提高具有深远意义,并可以加快计算机信息技术的发展速度。需要指出的是,信息系统是以计算机作为一种媒介,可以实现计算机的储存、加工和处理信息等功能。信息系统主要应用于日常生活中的笔记本电脑、平板电脑等,在企业中也用途广泛。当然计算机辅助技术的应用也是一大重要应用,计算机辅助设计与教学等都在各个领域中被普遍使用。计算机辅助技术不仅依赖于计算机的科学水平,也对原材料具有严格的要求。依靠计算机辅助系统可以完成在电子通信工程等方面的应用,有利于教学实践应用。
计算机应用技术在大数据时代具有更广泛的应用前景,就目前计算机应用技术的发展情况来看,需要采用措施来适应大数据时代才能更好发展。
针对大数据时代技术架构的问题,需要优化分布式存储,采用云计算和虚拟化技术相结合,设计一种数据资源整合模式,达到提高数据信息的利用率。优化大数据分析流程框架。
针对大数据时代的数据存储问题,通过IT 研究学者和计算机运营商的之间协作,提升大数据时代下的科技创新能力,从三方面进行改进,将数据存储方式进行优化,扩大数据存储容量,提升数据分析的效率。
针对大数据时代的数据安全问题,计算机应用技术首先需要做的工作是提高数据流量监控能力,提升计算机处理器的信息分析能力,完成信息在传输路径和存储路径的加密。除此之外,为了提升硬盘数据信息保护能力,应该将存储数据信息实现加密功能,进而进行对数据的保护,维护计算机数据安全,从而保护了机密数据和个人隐私的安全。
目前开发出来的新型计算机主要有以下几类:
(1)量子计算机。此类型计算机遵循量子力学规律,该物理装置完成逻辑运算,并且可以实现存储及处理量子信息。如果计算机的某个模块可以实现计算和处理量子信息,使用的是量子算法时,那么该计算机属于量子计算机。该类型计算机的来源是对可逆计算机的研究,其目的是降低计算机中的能耗。
(2)神经网络计算机。神经网络计算机主要通过模仿人判断、适应能力,可以实现并行处理多种数据的神经网络计算机,神经网络计算机不仅可以判断用户对象的状态,并根据状态进行相应的行动,还可以完成对实时变化海量信息进行处理。神经网络计算机除有许多CPU 外,还有类似人的神经节点,节点会连接多个相邻节点。如果将每一步运算处理分配给微处理器,在同一时刻进行运算,这样计算机的处理速度会得到大大提高。神经网络计算机的信息储存在神经元之间的联络网中,并非存储在存储器中。如果计算机中有节点发生断裂,电脑仍有恢复资料重建的能力,这是因为神经网络计算机具有声音识别、联想记忆等功能。
(3)化学计算机。对于计算应用,重要的是化学信号抵达后启动计算过程。在进一步的化学信号无法影响反应时,细胞进入一个不起反应期,阻止信号未经检验便穿过任何相互连接的细胞。类似这样的独立系统在受到阈值以上水平的刺激时能够利用自身化学能量进行反应,表现出与神经元类似的特性。
(4)光计算机。它主要借助纳米电浆子原件为核心进行生产,利用光信号可以完成巨量的数据运算,光计算机技术将光信号作为载体完成计算机的信息处理工作称为光脑。它的特色在于将光代替电流,达到处理巨量数据的高速化。光计算机的基础部件主要包括是空间光调制器,该调制器使用光内连技术,将运算与存储这两个模块进行连接,运算模块能够直接存取存储模块的数据。光计算机突破了传统的限制,不再是单纯的使用总线将CPU、存储器等相连接。该计算机具有用电量小、运算速度快的特点。
在未来的发展中,计算机应用技术必将会成为大数据时代人们日常生活的重要支撑,计算机应用技术可以促进我国社会不断进步和经济不断发展。计算机技术在人们的工作和生活中所发挥的作用已经越来越明显,它大大加快了我国社会信息化的发展,其应用频率也会越来越普遍。因此,不断地进行计算机技术的探究与发展是我国在未来科技经济建设中所必须注重的前提。
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电源系统(Power System)是由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备等和相关的配电线路组成的总体。电源系统为各种电机提供各种高、低频交、直流电源,维护电机系统的平稳运行。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅析太阳能无人机电源系统的发展现状与展望相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
太阳能无人机技术的发展成熟,依赖于以太阳能为输入能源的电源系统的技术发展,最早该电源系统用于卫星、空间站、宇宙飞船的供电,随着作战需求的多样化和太阳能光伏发电技术的成熟化,使得太阳能电源系统成功地应用于临近空间无人机上,从而拓宽了新的设计领域。
太阳能飞机是利用机翼铺设太阳电池阵,机身和机翼内部的安装储能电池组,并通过电缆网和电源控制器为飞机机载设备及推进系统提供能量,完成飞行任务。具有代表性并实现长时间留空飞行的太阳能无人机有美国的Helios,英国的Zephyr,瑞士的Sky-Sailor 等。
太阳能无人机为了达到足够的照射面积,一般飞机尺寸较大,翼载小,飞机的结构质量相对较低,这就要求太阳能电源系统本身的质量不能过高,并有更高的质量比功率。由于在飞行过程中,能量的吸收率会在不同季节,不同时间有很大变化,在优化航迹和动力系统的基础上,必须选择效率更高的太阳电池和储能电池,并对电源管理系统提出了更高的要求。太阳能飞机电源系统的可靠性,可维护性和操作性要高,要有相应的可扩展性和升级能力,适应重复使用和较长寿命周期的要求。在高空飞行的太阳能飞机,还要求其电源系统具有较好的低温特性,在临近空间低温低传热的极限环境下仍能保持较好的充放电能力。在选择太阳电池和制造过程中,也要考虑到价格因素,由于要实现产品化,对性价比提出了更高的要求。
1.1 系统组成
太阳能无人机的电源系统一般由发电子系统、储能子系统、电源控制子系统共同构成。电源系统在飞机上与飞控系统、航电系统、动力系统等相连,另外,电源系统还要与地面的控制站实现数据通讯。
1.2 太阳能无人机电源系统特点
太阳能无人机电源系统不同于卫星电源系统设计思想,既要保证系统的高可靠性,又要要求质轻效优,还要具备在大气环境及临近空间内的环境适应性,并且在设计与选材上考虑高性能价格比和性能质量比。
2.1 发电子系统
太阳能功率密度会随着高度增加而提高,从地面上的80 mW/cm2 上升到太空中的136.7 mW/cm2。采用太阳辐射能作为发电单元,可以实现长时间留空飞行;且太阳能是清洁能源,飞机不用安装排气装置,不会对环境造成污染,也不会对机载大气测量传感器带来干扰。
铺设在机翼和尾翼表面的太阳电池,以硅基太阳电池和化合物太阳电池为主。目前成熟的可用于太阳能飞机的太阳电池主要有单晶硅太阳电池,非晶硅太阳电池,GaAs 系列太阳电池,CIS(CIGS)系列太阳电池等,其中非晶硅和CIS(CIGS)系列太阳电池为薄膜太阳电池。
2.1.1 硅太阳电池
硅太阳电池可以分为三种,单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池。其中单晶硅太阳电池的转换效率最高,大量用于航天飞行器的发电系统,单晶硅太阳电池单体转换效率可以达到20%,目前国内应用型单体厚度达到150 mm,组件级转换效率达17.5%(AM1.5,25 ℃),多块单体的阵列串联可实现在柔性机翼上大规模铺设。单晶硅的制备和原材料价格较高,使得电池成本居高不下,制约了单晶硅电池在太阳能飞机上的广泛应用。多晶硅太阳电池成本较低,但是转换效率较低,现阶段技术还不能满足太阳能无人机的能量需要。美国Pathfinder 无人机上使用了单晶硅太阳电池,其组件平均转换效率达到15.29%。
非晶硅a-Si 薄膜太阳电池作为单晶硅的替代品,目前成为一种最具潜力的研究对象,利用柔性轻质衬底制备的电池模块,使得非晶硅电池的转换效率提高到10%以上。美国USO(United Solar Ovonic) 公司声称其非晶硅产品采用一系列新技术已经将电池效率提升至12%(AM0),采用聚合物衬底的研究和开发使得电池单体质量比功率超过1000WK。非晶硅薄膜电池被“西风”无人机选作为主电源,完成了多次长时间飞行测试。
2.1.2 GaAs 系列太阳电池
砷化镓(GaAs)太阳电池比硅太阳电池具有更高的转换效率,但价格昂贵。受大范围温度循环影响小而且抗辐射性能好。它可制成薄膜和超薄型太阳电池,其有源层只需3~5 μm,就可达到较高的吸收系数。目前,由于金属有机化学汽相外延技术的日益完善,普通GaAs 电池逐步被特性更好的异质衬底和多结级联太阳电池所取代。
1993 年,ASEC 公司的GaAs/Ge 电池在美国制成。这些砷化镓单体通过金属有机物气相外延生长的方法生长在一个活性不强的锗元素基上。这些电池单体都是6 cm×6 cm 大小,厚度为8.89×10-2 或11.43×10-2mm,极其容易破碎。在高空环境下,电池单体的效率在14%到19%之间。GaAs/Ge 电池最高单体效率可达20.43%,Iles 等人对其进行的研究结果显示GaAs/Ge 电池比一般的GaAs 电池具有更好的抗反向击穿能力。近年来,围绕多结GaAs 电池的研究取得了一定成果,四结GaAs 电池的理论效率高达43%。其中GaInP2/GaAs/Ge 三结电池已成功应用于国内卫星、飞船等空间产品上,转换效率不低于28%,厚度仅175 μm。
2.1.3 CIS 系列太阳电池
从20 世纪80 年代以来,铜铟硒(CIS)和铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池以其廉价、高效、接近于单晶硅太阳电池的稳定性和较强的空间抗辐射性能等优点而成为最具潜力的第三代太阳电池材料。目前,围绕CIGS 电池的研究方法非常多,国外采用多源蒸发法制备的电池已经将电池效率提高到19.5%,国内研究人员也制成了效率超过14%的成品。利用柔性衬底的薄膜技术,CIS(CIGS)电池的质量比功率和抗辐射能力也有巨大提高。但是目前该系列电池受制备工艺复杂性的限制,如何制造大面积薄膜电池阵,实现商业化还有许多课题需要研究。目前,国外CIS 和CIGS 电池的应用主要是航天器太阳电池阵。
2.2 储能子系统
太阳能飞机能源存储系统在整机质量中占有较大的比例,这是因为各种储能电池的比能量还比较低,历史上,太阳能飞机上应用的储能电池先后采用了银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、锂硫电池、燃料电池等。目前较为先进的轻小型太阳能飞机仍采用传统的锂电池,氢镍电池等传统电池,具有较高的轻便性和可靠性。大型高空太阳能飞机多用大规模锂离子电池、锂硫电池、燃料电池等高比能量电池,使得飞机能够飞得更高,加载更多的有效载荷。
2.2.1 锂离子电池
锂离子电池是目前普遍应用于先进太阳能飞机上的储能装置,Solong 太阳能飞机上搭载了5.6 kg 锂电池,Solar Impulse太阳能飞机在其昼夜飞行实验中,采用了400 kg 的锂电池。锂离子电池优点是工作电压高达3.6 V,充放电寿命长,比能量高(可达150 Wh/kg),无记忆效应,维护方便,无污染。缺点是如果出现过充电,Li+ 将以单质状态出现,电池也可能会产生安全问题。因此,国内外研制开发了多种锂聚合物电池,提高其安全性。锂聚合物电池中的固态高聚物同时充当电解质与隔膜,从而提高了电池比能量。目前国内锂离子电池采用新型高能多元复合材料,单体比能量可以达到235 Wh/kg,组合后电池组比能量达到200 Wh/kg 以上。
与锂离子电池相比,锂聚合物电池结构可燃性低、体积小、质量轻、比能量高、自放电小、可制成任意形状。NASA 正在开发的一种适合空间用及民用的改进型锂聚合物电池研究目标为质量比能量200~250 Wh/kg,体积比能量为350~400 Wh/L,25%DOD 循环寿命周期为35 000 周,100%DOD 循环寿命周期为2 000 周。目前,锂聚合物电池未能应用于太阳能无人机,关键是其低温特性不良的问题,在高空低温低压环境下,对于储能电池特性是一个巨大挑战。
2.2.2 锂硫电池
“西风”搭载的储能电池为锂- 硫电池,为其夜间飞行提供动力,比能量是锂聚合物电池的2 倍。该电池不仅比能量高,并且能以大电流状态下连续放电,以保证为太阳能无人机推进系统大功率供电。单质硫的理论比容量为1 675 mAh/g,与锂组装成电池,理论比能量可达2 600 Wh/kg,具有相当可观的研究前景。美国Sion Power 公司制造的锂硫电池产品比能量在350~380 Wh/kg 左右,质量14~16 g,容量为2.4~2.8 Ah。但是目前该项技术还不成熟,锂硫电池还存在安全性问题,目前国内研制的锂硫电池在大电流放电状态下不稳定。另外,循环性能不高的问题还需要进一步研究解决。
2.2.3 燃料电池
与蓄电池基础储能系统相比,再生燃料电池系统(RFCS)因为比能量和电效率不具备足够的吸引力,使得其没有得到足够的重视。后来采用轻质压力容器设计改进减轻了质量,改善了性能,使RFCS 能源储存系统的比能量的提高成为可能。该项技术应用于NASA 的“太阳神”无人机,其比能量达到790 Wh/kg,发电效率可达到53.4%。
目前,RFCS 技术的主要研究重点在于电解池电解水的效率问题,因为与技术较成熟的H2-O2燃料电池的放电过程相比,电解效率不高一直制约着燃料电池系统的整体能量转换效率,而且充放电两个过程中均产生大量热,也使得能量不能够充分利用,因此,在应用RFCS 于太阳能无人机储能系统时,仍要持谨慎态度,其可靠性仍需进一步提高。
2.2.4 锂空气电池
锂空气电池是利用了金属锂在空气中的剧烈反应放出大量能量为原理,制成能够反复充放电的超高比能量电池,理论比能量可达11 140 Wh/kg,且价格低廉,环境友好,是未来储能电池的研究热点。目前锂空气电池尚处于实验室研究阶段,循环寿命与可靠性问题还需深入研究与解决。
2.3 控制子系统
电源控制器是管理电源系统的关键,如今采用分布式管理的MPPT 控制器成为应用的首选。这种控制器具有太阳电池阵工作点自适应匹配功能的MPPT 控制器,具有轻质高效体积小发热量小的特点,能够通过输入输出的双向追踪来匹配太阳阵输出功率和负载得到的功率,达到能量的最佳利用率。对于太阳能长航时飞行任务,对于电源控制器提出了新要求,它需要与飞控系统,大气检测系统等协同工作,优化能源利用率,适应飞行包线内的环境要求。
2.4 太阳电池阵- 蓄电池组电源系统的应用
太阳电池阵- 蓄电池组电源系统虽然具有功率范围宽,工作寿命长,自主性强的特点,但是比功率仍比较低,制约了该电源系统在太阳能飞机上的应用,目前国内太阳电池阵- 蓄电池组电源系统主要应用于航天器,比功率仅为13 W/kg 左右。电源系统的质量约占航天器总质量的30%以上,目前针对太阳能无人机,必须采用高效薄型电池片,使用高比能量的新型锂离子电池,在电源控制装置中,采用高频高效开关电源技术,可显著减少电源系统的质量。对于高效的氢氧燃料电池,虽然其本身比能量较高,但是电池的整体质量较大,对于轻质太阳能飞机还存在很多现实困难,需要更大的机翼面积才可搭载整个燃料电池系统。
未来太阳能无人机设计的目标是高空长航时留空巡航,因此对无人机电源系统的设计要求提出了更高的要求:
(1)由于单晶硅电池技术最为成熟,因此现阶段太阳能无人机仍将主要采用硅电池作为主要的发电材料。如何降低硅太阳电池阵的成本,提高转换效率和质量比功率,使其更适合于平流层内的大气环境;
(2)发展多种新型太阳电池。非晶硅和CIGS 等薄膜太阳电池因其柔性好,成本低,效率高,未来将向大规模太阳电池阵产品化和轻型化方向发展,轻质衬底和一体化集成技术都将成为挑战,为减轻质量,需要在压低成本的基础上整体转换效率超过20%;
(3) 开展太阳电池组件的力学特性、环境特性的研究。目前国内科研机构围绕太阳电池阵组件的研究多偏重光学、电学特性,对于复杂力学环境、高空热环境、大气环境的研究还需进一步深入;
(4) 提高储能电池的比能量和安全性,储能电池比能量超过200 Wh/kg。锂电池发展已基本成熟,在此基础上,开发安全性更高,性能更好的储能蓄电池,如锂- 聚合物电池、锂- 硫磺电池等。减小整个储能系统在整机中的质量密度;
(5) 进一步开展可再生燃料电池作为储能设备的技术研究,目前国内对再生燃料电池系统尚处于研发阶段,未来将朝着轻便、高效、安全的方向发展,必将带动太阳能无人机整体性能的提升;
(6)开发功能强、效率高、可靠性好的电源控制与管理系统。对于逐渐发展起来的大型太阳能无人机,随着其飞行领域的扩展和设备的增多,电源系统将更为复杂,自动化程度和可靠性要求都要更高,必然朝着智能化的方向发展。
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现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。今天读文网小编要与大家分享的是:光纤通信技术今后将会如何发展相关探讨论文。具体内容如下,欢迎参考:
光纤通信技术今后如何发展?
近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。
笔者认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。
光纤通信的发展趋势
FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。
◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5~6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。
◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。
PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。
发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。
中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。
近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。
实际上可表示为:通信输+交换。
光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。
通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的
大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。
目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。
电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。
光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。
光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。
自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。
如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。
日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。
中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。
众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复?
根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。
笔者认为:FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。据了解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。
对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。目前,中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。
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无人机遥感技术指的是综合利用无人驾驶飞行器、GPS定位、遥感传感器、通讯等先进技术,从而实现空间遥感信息的专用化、智能化获得,并完成遥感数据处理与建模分析的一项应用技术。无人机的遥感技术作为继传统航空、航天遥感之后的第3代遥感技术,以其机动、快速、经济等优势,成为国内外学者争相研究的热点课题。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:农村土地承包经营权确权登记对无人机遥感技术的运用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
农村土地承包经营权确权登记对无人机遥感技术的运用全文如下:
【摘 要】农村土地承包经营权确权登记的实施对一些技术应用起到的推动作用,无人机遥感技术就在此基础上得到了较好的发挥。无人机遥感技术通过其自身的技术手段获取正射影像图(DOM)。从而完成农村土地承包经营权确权登记的作业流程。本文通过讲述无人机遥感技术的优点以及其自身存在的问题,对其问题存在的问题进行实际分析,从而分析其应用领域及发展前景。
【关键词】土地承包经营权 确权 无人机遥感技术
无人机遥感技术是在卫星遥感以及大飞机遥感之后不断发展起来的一种新的技术应用,它和以往的遥感方式存在的最显著的特点在于,它是一种比较激动灵敏并且能够实现快速响应的一种航测技术,本文从采用无人机遥感技术出色的完成农村土地承包经营权确权登记项目为出发点,从而探讨无人机遥感技术在本项目上的具体工作流程,分析无人机遥感技术所存在的有缺点,根据未来发展趋势对无人机遥感技术的服务领域进行探索研究,从而推动无人机遥感技术的不断发展和完善。
1无人机遥感技术的工作原理
无人机是利用无线电遥控设备以及其自身携带的程序控制系统组成。无人机遥感控制系统是具有高分辨率以及具有高精度遥感影像的获取和处理的一种全新的技术样式。它通过无人机机为其载体,上面安装有数码摄像机,和数码录像机等设备,并通过遥感卫星处理技术在进行数据的同步传输,来实现对地理位置信息的掌握。无人机通过自身的遥感系统来获得较高分辨率的数据信息,其中通过3S技术在遥感系统中的应用,从而达到对土地或者其他地理环境的快速处理。而对于遥感传感器来说,其控制系统要要能够根据事先设置好的拍摄点、摄影比例尺以及飞行速度和高度等参数进行自动计算以及对遥感传感器工作进行有效控制,从而使获得的技术数据等达到准确详细的目的。
无人机遥感技术对农村土地承办经营权确权登记项目采用的是真彩色摄像,影像的分辨率达到了03米。获取影响资料进行土地承包经营权确权登记的作业流程(如图1)。
3.1 无人机遥控技术的优点
无人机遥控技术作为现在比较流行的技术在世界上受到了广泛应用。无人机航测作为一项空间数据采集的一种重要方法,其具有较长的续航时间以及成本低廉,能够将影像适时的进行传输,并且可以对那些高危地区进行有效探测,还有就是它和其它遥感技术相比就有激动灵活的优势。而正是无人机航测的自身优势可以对那些卫星遥感以及有人机遥感形成一个很好的补充。
3.2 无人机遥感技术所存在的问题
(1)起降技术和抗风性较差。
从无人机的工作方式和方法不同,其在自身的设计上也存在着较大的差别。对于那些需要滑降的飞机来说,在有些地方难以找到适合降落的区域,而在一些不满足起降的地方实施飞机的起降工作,对于飞机的自身来说就会造成很大的伤害,而且还有可能造成飞机的严重事故的发生。如果在航测的过程中使用那些体型较小的无人机的话,则由于飞机自身重量较轻以及航程不足等原因,则不能达到航测的应用要求,使用较小型的无人机还会因为飞行高度低,而在低空作业时受到风速以及风向等因素的影响较大,因此在一定程度上也不能较好的完成航测任务。因此,对于那些比较大型的无人机来说,如何将其起降技术进行改进,对于那些小型无人机来说如何能够有效的提高它们的抗风性将会是现在所要解决的迫切问题,也是无人机能否较好使用的关键。
(2)传感器的有效控制以及在具体姿态上的控制技术,遥感设备所传输的大量数据的储存技术以及遥感设备在后台的一些处理技术等都是在现阶段乃至以后实际应用所要迫切解决的问题。
我国的无人机遥感技术在应用的范围上也比较广泛,比如:土地承包经营权确权登记工作、城镇的具体规划、新农村建设、矿山测量以及国家的国土资源调查等。无人机遥感技术在实践中得到了较好的检验,通过实践证明无人机遥感技术的可行性即应用广泛性。
实践证明,利用无人机航测技术拍摄技术拍摄的图片,无论是在清晰度上还是在分辨率是哪个都能够较好的满足以上的工作任务。在今年五月份我国运用多旋翼无人机来获取视频资料,而这项技术还处在探索和实践环节,并通过与央视的合作,通过多旋翼无人机技术来对新业务进行扩展,而这也是利用多个多旋翼无人机在较高海拔和气候状况复杂多变的环境下进行业务的测试,这样不仅使我国无人机技术水平得到较好的提升,而且也为无人机技术的服务领域和范围提供了技术支撑。在以后的应用中,可以将无人机技术运用到电力线路的检测上,从而达到简便、安全和效率的提升。
无人机技术还可以运用到森林的防火侦查以及在危险区域的地质勘查等环节,从而降低人为操作所造成的危险的发生。无人机应用还可以在空中的指挥救援、环境的遥感监测、地理国情的勘测以及数字城市的建设等。因此,无人机技术在现在的实际应用以及今后的应用前景上都是非常广阔的,而无人机技术现在还处在快速发展阶段,如何在今后将无人机技术进行创新及完善,并探索出一条适合无人机发展需要的作业流程也是现在人们所要迫切考虑的问题。
无人机遥感技术经过这些年的不断发展,现在已经成为在空中摄测领域的一项重要补充。无人机遥感技术通过获得高分辨率的影像数据为其主要任务,并且通过无人机自动平台并以高分辨率的数码相机为其传感器,通过其自身携带的各项设备来最终完成遥感数据传输任务。随着社会科技水平的不断完善,无人机遥感技术一定会得到较好的运用和发展。
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信息技术推广应用的显著成效,促使世界各国致力于信息化,而信息化的巨大需求又驱使信息技术高速发展。当前信息技术发展的总趋势是以互联网技术的发展和应用为中心,从典型的技术驱动发展模式向技术驱动与应用驱动相结合的模式转变。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:信息技术高速发展过程的探索相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
信息技术高速发展过程的探索全文如下:
网络安全NetworkSecurity是指网络系统的软硬件包括数据受到保护,恶意的或者偶然原因不会使系统遭受到破坏、更改、泄露,系统可以持续可靠正常地运行,应用与服务不中断。运营管理者和服务商不期望出现“棱镜门”、病毒、拒绝服务、非法存取、非法控制、非法占用和黑客攻击。当今世界信息技术迅猛发展,2007年3季度,云计算的横空出世预示着大数据时代的到来。所谓云计算,是指通过使用网络按需分配访问和使用池化的可配置的计算、存储、交互、网络、服务和应用等IT资源的模式,这些资源可以方便地获得、部署和释放。
随着信息爆炸、互联网及其应用的高速发展引发了人们对大规模数据进行快速处理的需求----大数据,大数据归结起来有4V特点:大量、高速、多样、真实性(Volume、Velocity、Variety、Veracity)。使用云计算技术和大数据服务与应用的系统,它的安全与性能和功能是一对矛盾体:企业的系统不开放、不服务则不会产生来自外部的威胁;系统一旦接入互联网,则必将融入开放系统互联OSI模型,安全问题由此产生。因而网络运行,安全先行。云计算的按需服务、宽带接入、弹性服务、可测量的服务、虚拟化资源池和多租户等特点,直接影响到了云计算安全保护策略的制定与优化。
由于众多用户共享IT基础架构,安全因素不可小觑,一方面要保护云计算本身的安全性,另一方面,云端服务商把安全作为服务提供给用户。云安全问题还体现在云计算基于TCP/IP协议,网络自身不安全,其核心技术,包括虚拟化、分布式计算,也存在先天不足。虚拟化技术是云计算的基本,云计算的流行使人们对虚拟化产生了越来越广泛的关注。虚拟化技术的快速发展主要得益于硬件计算能力的提升,同时制造、运营成本的降低,它通常指服务器硬件资源(CPU、内存、硬盘、网卡等)被虚拟化。
虚拟化技术能够实现在一台物理机上输出多台虚拟机,提高硬件服务器的利用率,以降低运营成本。在每台虚拟机中可以运行不同的操作系统,启用不同的服务和应用,同时虚拟机之间的隔离性又非常好。这些特性都是硬件之上的虚拟机监控器(VirtualMarineMonitor,VMM)软件层来实现的。提髙系统的健壮性常用的方式是搜索和监控客户虚拟机内核内存,从而获取所需关键值。根据CPU负载自调整监控频率的方法,减少了不必要的性能开销,提髙了检测率。但是,为了满足服务器虚拟化的要求通常要改变网络架构。
同时,虚拟化计算环境与传统的IT环境截然不同,这两者都为虚拟化系统带来了与传统相左的安全风险。除自身的原因,程序的实现手段和水平不同(如Map()/Reduce()类的自行实现,有些通过C/C++实现的程序容易导致缓冲溢出攻击等),引起安全漏洞。作为底层支持的操作系统在内存保护、数据隔离、权限管理、身份认证、防木马病毒攻击等方面本身存在缺陷,通过补丁无法根除,难以形成完整的安全体系。这些因素都影响了系统的稳定性、不可控性和风险性。基于虚拟化云计算引入的风险集中在两方面,引入的虚拟化软件的安全和引入的虚拟服务器的安全,则安全性研究的方向主要体现在:
一、虚拟化软件安全:软件层直接部署于裸机之上,实现虚拟化可采取操作系统级虚拟化、半虚拟化或全虚拟化。在IaaS系统中,云主机上的客户不必访问该软件层,它完全由云端服务提供商来提供必要的服务。另外,由于虚拟化软件层了保证客户的相互隔离,故必须严格禁止任何未授权非法用户访问虚拟化软件层。云服务提供商应的另一个安全控制措施是限制对于Hypervisor与其他形式的虚拟层的物理与逻辑访问。完整性和可用性是基于虚拟化技术构建的公有云最关键、最重要因素。
二、虚拟服务器安全:虚拟服务器位于虚拟化软件之上,应选取具备TPM安全模块的物理服务器,因为TPM安全模块工作的原理是:在虚拟服务器启动时校验用户密码,如果发现密码PASSWORD及用户名USERNAME的Hash序列不对,则立即禁用此虚拟服务器。安装虚拟服务器时,应推荐使用多核处理器,还应采用独立硬盘分区,这样各虚拟服务器从物理与逻辑上便隔离开来。虚拟服务系统必须安装防火墙、查杀软件、日志记录、IPS(IDS)以及备份恢复软件,与其他物理与逻辑的安全防范措施一起构成多道防范体系。
还应对虚拟服务器规划不同的VLAN和IP网段逻辑隔离,虚拟服务器之间通信通过的方式来实现,这样网络传输才得以安全。备份工作也是必不可少的,虚拟机文件、配置源文件及其重要数据都要进行备份。对于企业级服务器的安全体系,涵盖访问控制、检查安全漏洞、攻击监控、加密通讯、认证、备份和恢复、多层防御、隐藏内部消息、设立安全监控中心。
无论企业采用哪种系统,操作系统UNIX/LINUX、WINNTSERVER还是SQLSERVER,其主要行为依然是:
一、网络优化,优化网络拓扑,针对业务系统每个中心的网络边界,实施访问控制,防止外部病毒引入业务系统内部。利用优化的网络拓扑与合理的架构将网络威胁拒之门外。建立合理的预防策略防止网站服务遭受恶意攻击,提前进行干预,打击所有基于TCP/IP协议的DDOS恶意攻击。修改网站服务器密码,防止网站挂链接删除后出现恢复。
二、主机加固,主要是通过对各操作系统本身模块和服务组件的增加、删除、修改,找到操作系统自身缺陷和安全漏洞并消除隐患,实现操作系统和业务安全稳定运行。企业级服务器同样要做好数据资料的备份工作,保护账户名和登录密码,关闭不用的端口和协议,删除不必要的账户或临时账户,关闭系统默认共享。
三、安全监测,打补丁,对漏洞进行有效地修补,防止遭受木马程序和计算机病毒攻击,安装最新版PatchPack。杜绝软件或库文件过期导致系统在无任何安全保障下裸跑。采用防火墙、杀毒软件,有效地控制计算机病毒的侵入,在使用杀毒软件的过程中,需要对杀毒软件进行定期地升级操作,从而为网站服务器营造一个良好的运行环境,保障服务器长期安全、稳定地工作。做好系统日志的检测和监督管理工作,利用服务器系统软件或第三方安全软件对系统做全方位的监测。对于云终端或者个人电脑,首先应养成良好的使用习惯,依照规范安全操控电脑。
常见的安全威胁有病毒,如熊猫烧香,由于其可以感染系统可执行文件和备份文件,破坏力极大;灰鸽子,臭名昭着的病毒体,其产生、传播的背后是一条巨大的产业链。另外,各类木马、间谍软件、广告软件、流氓软件、网络钓鱼网站、浏览器劫持、恶意软件其威胁性也不可小视。所以个人电脑应经常做数据备份,防止资料丢失;经常使用安全软件对机器进行扫描、查杀、优化,保持电脑工作的稳定性。对账号做有效管理,及时删除非常用账号和临时账号,设置账号权限,及时更新系统,修改不安全的默认设置。当今社会无论运营商、服务商、企业级用户还是个人使用者,无不是网络环境中的一环,来自网络的威胁贯穿始终。
近些年,国内外网络上发生的威胁事件越来越严重、频率越来越快。近几年重庆、贵州、广西、广东等14省出现了不法分子入侵移动网运营商WAP网关主机,进行恶意业务定购的安全事件。造成用户财产损失,同时运营商产生了大量用户投诉,严重影响了公司的正常生产。2013年最为重大的网络攻击事件是一天内攻击30个政府网站的哥伦比亚独立日攻击、长达一年多的OperationAbabil攻击、峰值309Gbps的Spamhaus攻击和SEA对纽约时报的鱼叉钓鱼攻击。鲜活的实例告诉我们,面对迅猛发展的信息技术和庞杂的网络环境,安全最重,我们一定要提高警惕,求索前行的路途任重而道远。
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无人机按应用领域,可分为军用与民用。2013年11月,中国民用航空局(CAAC)下发了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,由中国AOPA协会负责民用无人机的相关管理。根据《规定》,中国内地无人机操作按照机型大小、飞行空域可分为11种情况,其中仅有116千克以上的无人机和4600立方米以上的飞艇在融合空域飞行由民航局管理,其余情况,包括日渐流行的微型航拍飞行器在内的其他飞行,均由行业协会管理、或由操作手自行负责。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:论无人机技术在长江海事监管中的应用相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
长江干线通航环境复杂,船舶航行风险较大,容易发生安全事故,导致海事部门的监管难度很大。面对严峻的水上安全形势,长江海事局通过AIS,VTS,CCTV,GPS等现代监管设施的建设,安全监管手段的信息化水平有了很大程度的提高。但从长远来看,现有的海事装备在监管范围、设施装备综合利用率等方面仍存在一些问题和不足。为更好地解决这些问题,同时根据2011年国务院2号文件的精神,打造长江干线全方位覆盖、全天候运行、具备快速反应能力的现代化水上安全监管和应急救助体系,更好地履行水上安全监管和人命救助职责,更好服务“畅通、高效、平安、绿色”长江航运建设和沿江经济社会发展,本文结合现有的监管模式和自身设施设备现状,拟在监管领域中引入“无人机”监管手段。
长江海事局管辖重庆至安徽约2100km 长江干线、1000km水域支汊和19个水库(湖泊),并负责长江干线宜宾至上海安全通信保障和船舶引航服务。辖区安全监管的主要特点表现为“六多一杂”:港区和停泊区多、渡口渡船多、桥区坝区多、油区和危险品作业点多、船舶及船公司多、水运从业人员多,通航环境复杂。
(1)海事监管区域存在盲点。目前基于海巡艇,VTS,CCTV,AIS和VHF的监管措施,在监管区域内存在一些监测盲点,在时间连续性上还存在一定的限制。为了突破这些监管盲点的限制,一方面需要对现有监控设施进行有机整合,提升监管效率;另一方面,需要引入一种全新的空中监管手段,从空中以俯视的视角开展监管,实现全方位的水-岸-空立体监控,实现海事监管水域多维可视化,保障水上交通通畅安全。
(2)应急搜救现场的支持能力有限。长江水域多为天然航道,狭窄弯多,礁石密布,水流变化大,船舶航行风险高。水上灾情与污染情况瞬息万变,特别是应急搜救现场,对信息实时性的要求更高,有时也需要对某些局部危险区域和重点目标实施直观立体的监控,让上级对现场情况有快速和全面的了解,方_便决策。目前海事监管系统在应对突发性事件时已凸显出不足,在未来更加复杂的安全形势与严峻的安全隐患下,建立基于无人机遥感系统的海事应用系统将极大提高海事监管效率、提升监管能力。
(3)现有设施、设备的运行维护成本高。长江海事的辖区是一条长达数千公里的带状区域,而各种监控设施的覆盖范围都有限,因此,为了实现长江流域全线覆盖的目标,需要投入大量的资金和人力物力进行海事监管基础设施建设。同时,AIS,VTS,CCTV,GPS,VHF等大量先进系统和设备的使用,其运行维护需要大量的人员和资金投入。这些因素不仅使现有监控设施和设备的适用性受到一定的限制,还在某种程度上削弱和降低了它们的使用率,阻碍了其更新换代,限制了技术在应用层面上的发展。而无人机技术的应用将极大地改善这种现状,无人机的运行成本远低于巡逻船,能促进技术的进步和革新,并推进相关设备/设施的升级与改进。
2.1无人机概述
无人机(unmannedaerialvehicle,UAV)是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇或母机遥控站人员通过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。相对于传统的海事监管方式,无人机有如下优点。
(1)机动灵活,适宜应急。长江上游地区的自然灾害主要有泥石流、滑坡,中下游有洪涝灾害、河堤溃损,同时,长江地区突发性水污染事故频发,对周边水环境的影响和破坏巨大。事故发生存在随机性,灾害一旦发生,监管部门必须立即展开救援活动。当处理这些紧急状况时,无人机凭借其重量轻、体积小、便于携带、环境要求低等特点,能够迅速奔赴至目标区域。因此具备较强的环境适应能力,承担任务的方式也更为机动灵活。
(2)连续执行任务的能力。无人机具有长时间连续执行任务的能力,相对于传统巡航方式,节省了大量的人力和物力。无人机以其飞行距离和飞行高度的灵活性,更容易实现目标区域的全方位监管巡查。
(3)监视范围宽,实时性强。与海巡艇相比,无人机具有高空探视的优势,巡视范围的辐射面积远远高于海巡艇,可深入事故、灾害中心区域,不易遗漏和被蒙蔽,可最大限度接近目标,情报信息可信度高,巡视效果更佳,为事故调查取证提供最有效证据。同时,无人机往往具有数据实时传输能力,为应急决策提供的信息更具时效性。
(4)降低工作人员救援风险。无人机只需操纵员位于安全区域操作飞机即可,因此即使无人机遭遇坠落等极端情况,对人员伤亡也没有任何威胁。故无人机可到达灾害中心区执行监视等任务,还可以完成危险性较高,不宜使用有人侦察机的任务。
2.2无人机应用于海事监管的可行性
(1)低空空域开放的政策支持。作为海事应用飞行平台的无人机通常飞行在1000m以下空域。该空域被称作低空空域。对于低空空域管理,将按照管制空域、监视空域和报告空域3类划分进行管理。管制空域,需要提前申请并接受航管部门管制指挥;监视空域,仅需要备案,确保雷达看得见、能够联系上;报告空域,则类似于自由飞行。与此前低空空域全部实行管制管理相比,分类管理在改进审批、简化审批程序和缩短审批时间上有很大进步。低空空域的开放将为海事领域应用无人机技术提供便利,也为长江海事立体监测体系的形成奠定政策基础。
(2)无人机技术的不断提升。近年来,随着航空材料、通信、传感器、导航定位和发动机等技术的不断进步,无人机技术日趋成熟,无论在性能上还是在操纵性、可靠性诸方面都有了长足进步,使其在军、民用领域均得到越来越广泛的应用。无人机在飞行时间、飞行速度、有效载荷、安全性等各个方面的指标不断提高,为无人机技术在海事领域的应用奠定了良好的技术基础。
(3)长江海事的现有基础。经过近10年的不断发展,长江海事系统信息化软、硬件建设取得了长足进步,初步涵盖了长江海事局业务应用的需求;专业化的信息化管理和运维团队基本具备,信息化系统管理维护水平不断提升;现代化监管手段在水上安全监管中广泛应用,越来越发挥出显著效果。尤其是近年来长江海事局开展了电子巡航试点,改革了传统的现场巡航监管模式,代之以信息化监管为主导、现场处置为补充的新模式,以提升全面监控能力,减轻监管工作强度,节约监管行政成本,提高监管工作效率。
海事监管职责主要包括:管理通航秩序、通航环境;巡逻执法、调查取证;应急反应、人命救助;船舶溢油和排污监视;负责禁航区、航道(路)、交通管制区、锚地和安全作业区等水域的监督管理,维护水上交通秩序;航标巡检、航道测绘等。
3.1辅助巡航
在巡航监管中引入无人机技术,利用小型无人机部分替代海巡艇,辅助电子巡航系统,实现空中巡航监管的常态化日常巡航,将传统的基于海巡艇的现场巡航模式与新的电子巡航动态监管模式相结合,以信息化监管为主导、现场处置为补充,进行水域通航组织、指挥和管控,从而进一步推进长江海事监管体系的建设。无人机技术在巡航监管中的应用主要包括以下几个方面。
(1)部分替代海巡艇进行常规巡航。
(2)辅助电子巡航,提供多维数据。
(3)事故现场取证。
(4)危险品船舶动态跟踪。
(5)对重点水域进行监督。
(6)威慑作用。
3.2污染监测
长江的水污染主要来源于3个方面:①长江两岸工业废水和生活污水的排放;②长江上航行的船舶排放的废气、废水和垃圾;③一些载有危险品的船舶发生事故时造成的泄漏。海事部门担负着水上防污的重要职责,而船舶油污染是水上防污的重要内容。由于目前船员环保意识不强,重个人利益轻社会利益的现象还较为普遍,偷排油污现象时有发生。特别是在船舶较为集中的水域发生时,海事人员确定违法船舶、估计偷排油污量极为困难。如果能够从空中进行观察,能较容易地发现违法对象,也能较容易取得违法证据。通过引入无人机,从空中进行巡查监管,通过热红外、远红外等特殊传感器实现对沿岸污染源、普通通航船舶和危险品船舶的同时监控,扩大监控的覆盖范围,提高监控效率,加强监管力度。
3.3地灾监测
三峡库区蓄水以后,大量地上水渗入地下,造成石岩间巨大的膨胀力,加上客观存在巨大的水压,打破了原有的三峡高山地区脆弱的地质平衡。现三峡段山体滑坡时有发生,对航行在该水域的船舶安全构成威胁。通过无人机的定点旋停,定期拍照、远程测绘等手段,可发现山体是否存在加速变化的趋势,从而对航行在此地区的船舶提供安全预警。
3.4通信巡线
目前长江海事局建有海事通信光纤线路数千公里,主要采用人工巡线,由于线路大多建在人烟稀少的崇山峻岭地区,巡线质量和效率都较低,且人工成本很高。采用无人机空中巡线,可以在较短的时间内完成巡线任务,从而节约人力、物力成本,且巡线质量得到保证。
3.5其他海事扩展应用
(1)通信中继。当无人机装上功率放大器和中继设备等,可以实现数据、信号、话音和图像通信的中继传输。如当发生地质灾害或重大江难事故,而事故的地点处于高山峡谷地段,常规手段无法到达或难以及时到达现场,又缺乏手机通信设施或设施损坏时,无人机就可实现短时间中继通信,使后方与事故现场人员保持联系,从而了解事故现场的具体情况,为后方施救人员准备工具、器材时做到有的放矢。
(2)岸线测绘。长江海事局的上游辖区河流大多处于高山峡谷地区,水位高低落差很大。而随着水位的涨落,河流水没线、河流宽度、航道中心线都会发生较大变化,给电子巡航监控、指导、指挥船舶航行带来一定难度,如分道航船舶超越中心线航行行为的纠正,如果无法得到准确的航道中心线,执法工作将无法开展。如果通过准确测绘,水位每变化1m就编制1张江图。日常工作时,根据水位的变化,选定合适的江图,那么电子巡航的监督、指挥作用将更加强大。
(3)人命救助。长江自然河段水流湍急,浪花飞溅,有些地方礁石林立,船舶无法靠近。当海难发生时,人员落水后会被立即冲散,这时从江面观察,浪花、杂物、人员混杂,不易发现和分辨落水人员,而无人机能够从空中进行准确分辨、精准定位,会给更多海难人员带来生的机会。通过无人机递送牵引绳、携带气胀式救生圈进行投放,还可以更加有效地提高事故人员生存率。
(4)科学研究。通过无人机定时定点的周期性巡航,获取大量按时间顺序的大坝、桥梁、水文、航道、船舶和长江沿岸地物的三维数据,不仅能很好地构建长江三维地理信息数据库,还能及时进行数据的更新,为数字长江提供最具时效性和现势性的基础数据。基于这些数据,进行航道历史变迁、交通流量对比等研究工作,全面提升长江海事的数字化和信息化管理能力。
(1)研究试验阶段。选取长江流域两个具有代表性的特定水域进行试点,各配备一套无人机水上应急监测系统,同时培训相关无人机操控人员,进行无人机应急数据采集、无人机实时监控、无人机数据传输和管理等方法性研究和实施,其目的是为全面和完整地进行长江流域无人机应急监控网络建设工作提供理论和实践基础。
(2)大规模实施阶段。使用第一阶段的研究成果,在长江海事局行政管辖区水域,每隔大约100km左右选取一个适当地点建设无人机基地,从而保证任何水域出现情况,都有无人机在1h内能飞抵现场,为实现长江干线和水域支汊的全覆盖,需要配备大约20~30套无人机水上应急监测系统和相关工作人员,同时应全面考虑与当地的OA,VTS,AIS,CCTV 等系统相结合,初步形成长江流域无人机海事监管网络。
(3)网络建设和应用阶段。在这个阶段,建设一个长江流域无人机海事监管网络指挥中心,协调和管理无人机海事监管网络的各个网络节点(即各无人机基地),制定详细应急数据采集、环境污染实时监控、水上交通事故处理的工作流程和实施规范,在发生突发性公共安全或环境污染事故时,各个无人机海事监管网络节点能协调一致,共同应对。
无人机技术作为一种成熟的技术平台,以其机动快速、使用成本低、维护操作简单、节能环保、没有人员安全风险等技术特点,完全能够很好地应用到海事监管中。无人机的应用将使长江海事监管系统更加完善,不仅能够大大提升海事监管能力,而且还能推进长江海事信息化发展水平,在长江水系形成全方位监控信息网络,为打造水-岸-空海事立体监管系统做出重要贡献。
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