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随着电子技术和计算机技术以及可靠性和容错理论和技术的迅速提高和发展,计算机联锁系统逐渐取代电气集中联锁系统成为今后车站联锁系统的主要发展方向。下面是读文网小编为大家推荐的车站计算机联锁论文,供大家参考。
1 绪论
1.1 计算机联锁工程设计的必要性和目的
计算机联锁技术在我国处于广泛采用阶段,其可靠性理论上高于继电联锁。但是,继电联锁系统是一种风险分散的系统,当它的继电器或电路发生故障时,只影响系统的局部功能,而计算机联锁系统相对来说是风险集中系统,其关键部位发生故障时影响面较大,甚至可能使整个系统瘫痪,所以研究计算机联锁有着很重要的意义。
本设计为电化区段兰成线14号上行咽喉计算机联锁工程设计。有四股道,其中Ⅱ、Ⅳ股道接超限货物列车,其它各股道均为客货兼容线。设有通向煤矿、电厂和货场的专用线,相应区段为非电码化区段。道岔10组,单动道岔6组,双动道岔4组,正线为12#60kg道岔,侧线为12#50kg、9#50kg和9#43kg三种道岔。车站轨道电路为25HZ相敏轨道电路,站内电码化设计。站内高柱、矮型信号机均采用透镜式色灯信号机。所有道岔都采用S700K型交流电动转辙机。区间为双向自动闭塞,反向为站间自动闭塞。
1.2 设计的国内外研究现状
目前国内还没有自主知识产权的二乘二取二冗余的计算机联锁系统。鉴于这种现状,在努力利用自身力量的同时,应积极引进国外先进技术。基于这种理念,2000年,铁道部通信信号总公司研究设计院与京三公司合作,采用K5B 故障—安全型硬件,结合本院 自行开发的计算机联锁软件,成功研制开发出了适合我国铁路运输的DS6-K5B型计算机联锁系统。2001年,北京交大微联科技有限公司、北京铁路局与日信公司进行了合作,他们利用日信公司的“故障—安全”二取二CPU 单板(EI-32单元)的先进技术,结合在中国国内已成功应用的JD-1A 型计算机联锁软件,成功开发了EI32-JD 型计算机联锁系统。
1.3 主要设计内容
在了解计算机联锁工程设计的基本原理与设计原则,掌握设计方法的基础上完成:14号站上行咽喉信号平面布置图、双线轨道电路图、电缆径路图、电缆网络图、联锁表、 室内布置图、DS6-K5B型计算机联锁系统结构图、组合类型表、组合排列表、工程数量统计表。
2 信号平面布置图
信号平面图的设计包括:股道的编号、道岔的选型及编号、信号机的布置、轨道区段的划分、转辙机的设置等。该信号平面布置图设计了4条股道,两条正线,两条侧线。10组道岔,其中单动道岔6组,双动道岔4组,均选用S700K型电动转辙机,提速区段道岔选用双机牵引,非提速区段为单机牵引。信号机共设置22架,其中进站信号机2架,出站兼调车信号机4架(一架高柱,三架矮型),调车信号机16架(专用线选用高柱,其余都选用矮型)。
2.1 信号机的布置
2.1.1 进站信号机的布置
在本设计中股道是复线双向,所以有两个进站口,进站信号机设置在距2号道岔100米的距离。
2.1.2 出站兼调车信号机的布置
正线上设高柱型,显示距离不得少于800米,侧线上设矮型,显示距离不得少于200米。该信号平面布置图中有两个出站口所以在信号机上装设表示器,发车表示器不亮时由主方向发车,发车表示器亮时向次方向发车。如信号平面图中_1、_Ⅱ、_3、_Ⅳ[1]。
2.1.3 调车信号机的布置
调车信号机的布置原则为最大限度的满足调车作业的需要,提高作业效率。
(1) 调车起始信号机,这类信号机设于一个完整调车作业的起点,如信号平面布置图中的_1D。
(2) 调车折返信号机,这类信号机是指挥调车车辆折返用的,应设在咽喉区折返道 岔岔尖前面,如信号平面布置图中D8、D10、D14、D20、D22、D32。
(3) 调车阻拦信号机,这类信号机是为了增加平行作业,以提高车站的通过能力如 信号平面布置图中的D30。
(4) 在无岔区段的两端设调车信号机,以便在无岔区段内暂时存放车辆,可满足转线作用的要求,如信号平面布置图中的18/28WG设有D26和D28。
(5) 到发线出岔出设调车信号机进行防护,如信号平面布置图中的D32。
2.2 道岔及转辙机的设计
2.2.1 道岔的设计
道岔是列车从一个股道转向另一个股道的转辙设备,是铁路信号控制的对象之一。在本设计中正线全采用12#60kg道岔,侧线用12#50kg、9#50kg、9#43kg三种类型道岔。
2.2.2 转辙机的设计
转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置和各类杆件、安装装置,它们共同完成道岔的转换和锁闭。
本设计中转辙机均采用S700K型交流电动转辙机。正线上的道岔为12#60kg道岔,其尖轨加长且可弯,固定辙叉。因此,采用双机牵引,其余道岔都采用单机牵引。
2.3 站内轨道电路
2.3.1 轨道电路区段的划分
轨道电路是反应进路与接近区段是否空闲的,它的划分原则是:应能保证轨道区段的可靠工作,并满足平行进路的需要,轨道电路区段的划分方法:
(1) 凡是有信号机的地方,都要用钢轨绝缘将其内外方划分成不同的轨道电路区段。
(2) 牵出线、机待线、尽头线、专用线等处的调车信号机外方应设一段不少于25m长度的股道电路,作为接近区段。如信号平面布置图中D2G、D4G、D16G、D26G。
(3) 在双线区段,若在出站口最外方对向道岔处设调车信号机时,在信号机与站界间应设一段轨道电路,其长度不小于50m,以便利用该调车信号进行折返作业时不占用区间线路。如信号平面布置图中的ⅣBG。
(4) 凡是能构成平行进路的地点,都应设置钢轨绝缘把它们隔开。如信号平面布置图中渡线间的绝缘以及14和16号道岔间的绝缘都是为了满足平行作业需要而设置的。
(5) 为了保证轨道电路的可靠工作,每个道岔区段一般不应超过三组单开道岔或者
两组交分道岔[2]。
2.3.2 钢轨绝缘节位置的确定
(1) 信号机处的绝缘节,原则上应当和信号机并列在同一个坐标上。如不能并行设 计,为减少工务锯轨换轨等工作允许进站、接车进路、调车信号机处绝缘节可设在信号机前后方各1米的位置,出站信号机的钢轨绝缘节可设在前方1米后方6.5米的范围内。
(2) 道岔处的绝缘节,在岔尖一段的应安装在基本轨接缝处,在岔后的原则上安装在警冲标内方不少于3.5m,不大于4m的地方。
(3) 为了满足平行作业的需要,两组背向道岔之间即使距离很近,也必须用绝缘节隔开。若绝缘节与警冲标之间的距离小于3.5米则称为超限绝缘。如信号平面布置图中14号道岔与6号道岔间的绝缘节。
(4) 安全线,避难线上的绝缘节应设在尽头处,以利于监督该线路的情况。
(5) 两根钢轨的绝缘节尽量设在同一坐标处,当不能设在同一坐标时,其错开距离(称为“死区段”)最大不能超过2.5m[2]。
2.4 参数的计算
信号平面图中要计算出道岔、信号机、警冲标等的坐标,是指这些设备距信号楼中心距离,计算各种设备的坐标为计算电缆长度提供了依据,需要按照规定要求计算[3]。
2.4.1 道岔位置的计算
由基建部门提供的车站缩尺平面图上,给出的道岔岔心距信号楼中心的距离,电气集中施工时,电动转辙机要安装在道岔尖轨尖端,因此要得到道岔岔尖的坐标。一般的车站常用的单开、交叉渡线和复式交分的主要尺寸可以通过查表得到。
2.4.2 信号机位置的计算
设在辙岔后所连接两线路中间的矮型不带进路表示器信号机设在警冲标内方不少于3.5米的地方;设在辙岔后所连接两线路外侧的矮型信号机坐标设在警冲标内方3.5~4米处;设在岔尖前的信号机坐标,一般并列在基本轨轨缝处,即岔前3米的地方。
2.4.3 警冲标位置的计算
警冲标设在两分歧线路中心线相距4米的地方,警冲标的坐标可先查表得出警冲标距岔心的距离,再由岔心坐标计算出警冲标坐标。
3 双线轨道电路图
本站为电气化区段,轨道电路采用25HZ相敏轨道电路,在完成检测股道上有无列车占用外,还具有抗牵引电流干扰的功能。双线轨道电路图的设计包括:轨道电路极性交叉的配置、送受电端的配置、扼流变压器的配置等。
3.1 轨道电路极性交叉
所谓极性交叉就是,当轨道电路为直流,在绝缘节两侧轨面电压极性相反,当轨道电路为交流,在绝缘两侧轨面电压极性相差180°。极性交叉的配置方法[3]:
(1) 先画出平面图上每一处所对应的轨道绝缘节,根据道岔切割的要求画出每组道 岔所对应的道岔绝缘。
(2) 计算相应回路的绝缘节个数(锐角出的绝缘节不计算,交叉渡线上的绝缘节也不计算)。
(3) 判断凡是回路内的绝缘节个数为偶数则回路内的绝缘节两侧可以做到极性交叉,若为奇数则不能,应对绝缘节进行移设使其成为偶数。
(4) 移设的方法通常是把道岔绝缘节由直股移设到直股,或由弯股移设到直股,若仍不能实现,就需要人工交叉极性实现。
在本设计中切割绝缘节一般在直股切割,正线电码化区段弯股切割。回路内的绝缘节个数刚好都是偶数(回路1中绝缘节个数为8,回路2内绝缘节个数为10个)能做到极性交叉。
3.2 轨道电路送、受电端的布置
轨道电路送、受电端的布置,应以节省电缆和方便施工、维修为原则。
(1) 相邻轨道电路的送、受电端尽量集中于一组钢轨绝缘两侧,放在同一个电缆盒或者变压器箱内,以便节省电缆网络连接设备。
(2) 相邻两轨道电路分界绝缘两侧尽可能都设送电端或都设受电端(简称“双送”或“双受”)。这样配线规律,便于施工和维修,节省电缆。
(3) 长分支轨道电路可以采用一送多受轨道电路,但最多不应超过3个受电端。
(4) 送受电端的箱盒不能侵限,侵限时移出。如双线轨道电路图中14号道岔与16号道岔之间的侵限绝缘节受电端箱盒用30米的钢丝绳牵出[3]。
3.3 扼流变压器的配置
在站内轨道电路绝缘节处需设扼流变压器用于勾通相邻区段的牵引回流,牵引回流
在扼流变压器处相互抵消,不会对信号造成干扰。
(1) 渡线处不设扼流变压器。
(2) 切割绝缘节处有跳线作为勾通回路,所以不设扼流变压器。
4 联锁表的编制
联锁表是表达整个车站内的进路、道岔和信号机之间全部联锁关系的表格。编制联锁表时以车站平面信号布置图为依据,以进路为主体,从下行咽喉到上行咽喉,从列车进路到调车进路。逐条依次顺序编号。然后将所排列进路需要按下的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路所要求的有关道岔的位置、进路所应包括的轨道电路区段以及与所排列进路相敌对的信号等项逐一填写。
4.1 方向栏
填写进路性质(包括通过、接车、发车、转场、调车和延续进路)及运行方向。
4.2 进路号码栏
按全站列车进路和调车进路顺序编号。通过进路由正线接发、车进路组成,不另编号,仅将接发车进路号码以分数形式填写。
4.3 进路栏
逐条列出联锁范围内的全部列车和调车的基本进路,当有变通进路时,还应列出一条主要变通进路作为第二种进路方式。一般把对平行作业影响小、走行距离比较短、经过道岔比较少的进路定为基本进路。
4.3.1 列车进路
列车接至_股道时,写作“至_股道”;列车由_股道发车时,写作“由_股道”。
4.3.2 调车进路
由D__信号机调车时,写作“由D__”;调车至一顺向调车信号机时,写作“至D__”;调车至_股道时,写作“至_股道”。向尽头线、专用线、机务段、双线出口等处调车时,写作“向D__”;当进站信号内方仅能做调车终端时,应写作“至进站信号机”。
4.4 排列进路按下的按钮栏
顺序填写排列进路时应按下的按钮名称及排列变通进路应按下的变通按钮或是起变通按钮作用的调车按钮名称。对基本进路应按顺序写出始端按钮和终端按钮。对变更进路需写出始端按钮、变更按钮和终端按钮。
结 论
本设计为兰成线14号站上行咽喉计算机联锁工程设计,车站为计算机联锁,车站轨道电路采用电气化牵引区段25Hz相敏轨道电路,站内轨道电路电码化,车站信号机采用透镜式色灯信号机,车站转辙机均采用S700K型交流电动转辙机,区间采用双向自动闭塞,反向为站间自动闭塞
此次设计完成了信号平面布置图的设计、双线轨道电路图的设计、联锁表的编制、电缆径路图和电缆网络图的设计、DS6-K5B型计算机联锁系统结构图的绘制、计算机联锁系统室内布置图的设计、组合类型表的绘制及组合排列表的设计、工程数量统计表的绘制共10张图纸。
通过此次设计我得到如下的结论:
(1) 信号平面布置图中,信号机、道岔、转辙机等室外设备的布置要满足电气化、电码化的作业要求,可以在符合技术要求的条件下根据现场具体情况做适当调整。
(2) 设计中各种设备的选型安放的位置等一定要符合铁路技术管理规程的规定,兼顾现场情况和节约的原则。
(3) 联锁表的编制符合铁道部TB/1123-1992部颁联锁表编制原则的规定。
(4) 与设计相关的理论分析及相关计算要符合信号施工计算标准。
致 谢
经过数周的忙碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个本科生的毕业设计,由于经验的匮乏和知识的欠缺,难免有许多考虑不周全的地方,如果没有导师的督促指导,以及同组的同学们的帮助,想要完成这个设计是有一定难度的。
本设计的工作是在李国宁老师的悉心指导下完成的,李老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢李国宁老师对我的关心和指导。在我做毕业设计的每个阶段,李老师都多次询问设计进展,并为我指点迷津,帮助我开拓设计思路,精心点拨、热忱鼓励,从查阅资料到设计草案的确定和修改、中期检查、后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。除了敬佩李老师的专业水平外,他的严谨的治学态度也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。
在图纸的绘制及撰写毕业设计期间,姚亚强、李龙等同组同学对我设计工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。
参考文献
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摘 要
计算机联锁系统是实现铁路现代化和自动化的基础设施之一,是一种高效、安全的车站联锁设备,是提高车站通过能力的基础。同时,计算机联锁系统还具有故障—安全性能,与电气联锁系统相比,其在设计、施工和维护方面都较为便捷,且便于改造和增加新功能,为铁路信号向智能化和网络化方向发展创造了条件。
本论文主要阐述了计算机联锁系统的硬件结构组成,设备选型及电源配置等原则及处理方法。采用二乘二取二的体系结构的计算机联锁控制系统方案,尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究,计算机联锁技术已日趋成熟,在大力推广使用。根据各国对计算机联锁的研究和使用情况来看,由于计算机在逻辑功能和信息处理方面具有很强的功能,完成其对信号机、道岔的控制电路及其相关组合的内部配线和对信号机、道岔、轨道电路等部分设备的状态信息采集电路以及与联锁机接口电路的控制。 关键词:铁路信号;计算机联锁;故障探讨
1.1计算机联锁概述
为了保证行车安全和必要的通过能力,信号、道岔与进路之间必须以必要的技术手段保持一定的制约关系和操作顺序,称这种制约关系和操作顺序为联锁,用计算机技术来实现的系统成为计算机联锁系统。
铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带、国民经济建设的先行行业。与其它运输方式相比,铁路运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。铁路承担全国客货周转量的60%~70%,这种状况在今后相当长的时间内不会有太大的变化,铁路仍将是我国交通运输系统中的重要力量。
铁路信号是铁路运输的耳目,是保证行车安全和提高运输效率的有力工具。一旦信号设备故障,铁路运输将陷于瘫痪,整个国民经济将遭受严重损失。从铁路一开始出现,人们就吧把铁路信号中的故障——安全技术作为一个专题进行研究。随着计算机技术的发展,特别是对可靠性和冗余容错技术的深入研究,车站信号联锁安全技术也正在不断的更新和发展。
目前,计算机联锁控制系统已处于实用阶段,随着实践经验的积累,系统的性能也在不断提高。我国的计算机联锁控制系统主要采用由通用的工业控制计算机组成的计算机联锁控制系统。近年来,又推出了二乘二取二系统,由两个CPU构成一个子系统执行联锁任务(主机),另外两个CPU处于热备状态(备机),这就大大提高了计算机联锁控制系统的可靠性和安全性,而且方便维修,主要干线的技术改造都优先考虑采用二乘二取二系统。目前,计算机联锁控制系统已装备了上千个车站。
总之,铁路信号计算机联锁控制系统将向低成本、高效率、高安全、高可靠及信息化、智能化、网络化和综合自动化的方向发展。
1.2计算机联锁的功能
一、系统的功能
1、联锁控制功能
(1)进路的控制。
(2)信号的正常开放、关闭、人工重复开放以及防止自动重复开放。
(3)道岔的单独操纵、锁闭和解锁。
2、显示功能
(1)站场基本图形显示。
(2)现场信号设备状态显示。
(3)车站值班员按压按钮动作的确认显示。
(4)联锁系统的工作状态、故障报警显示。
(5)时钟显示、必要的汉字提示,如操作错误提示、联锁状况提示、执行失败原因提示等。
3、记录存储和故障检测与诊断功能
(1)系统可按时间顺序自动记录和储存车站值班员按钮操作状况、现场设备动作情况和行车作业情况。
(2)提供图像再现功能。
(3)实现进路储存和自动办理。
(4)具有集中检测和报警功能。
4、语音提示功能
该系统具有通过语音或音响在控制台上播放提示信息的能力。当有多条信息需要同时播放时,这些信息轮流播放。
5、综合功能
利用标准化的通信接口板、网络接口板以及通信规程,可直接与现代化信息处理系统相连结进行数据交换。
1.3计算机联锁主要技术条件
1、计算机联锁能满足各种车站(场)规模和运输作业的需要,保证行车安全,提高运输效率,并具备大信息量和联网能力。
2、计算机联锁采用硬件冗余结构,如双机热备、三取二或二乘二取二的结构。可靠度指标:平均故障间隔时间(MTBF)大于或等于106h;安全度指标:平均危险侧输出间隔时间大于或等于1011h。
3、计算机联锁使用涉及安全的电路符合故障-安全原则;电路故障能即时发现,当故障会危及行车安全时,能切断系统的危险侧输出。
4、计算机硬件体系结构为层次结构,如分为人及对话层、联锁运用层和执行表示层。
5、计算机联锁具有通过通信前置处理机和通信网与其他系统实现通信能力,与调度指挥系统的数据通信符合有关规定。
6、计算机联锁的软件系统达到软件制式检测要求的可靠性和安全性,所有程序都具有模块化,结构化和标准化的特点。
7、计算机联锁的各种接口与通道能保证长期使用的高稳定性和高可靠性。
8、计算机联锁能通过外部数据通道或计算机网络与其他自动化或管理系统。
9、计算机联锁设有两路独立电源供电,并且有自动转接功能,以保证不间断供电。
10、计算机联锁采取了必要的防电磁干扰和防雷措施,以保证在规定严酷性等级的
运用环境中,设备都能正常工作。
11、信号设备的接地电阻不大于10Ω,用于防护电子设备的安全保护地线的接地装置,其接地电阻值不大于4Ω。对于重雷害地区,地线设置还采取了特殊措施。
12、监测子系统作为系统基本组成部分,为维护使用部门提供监测、报警、统计、分析、管理、远程诊断及维护功能。
13、根据需要设应急盘,在计算机联锁失效时控制道岔和引导信号。
1.4计算机联锁的应用现状
一、国外车站计算机联锁系统的应用现状
1978年世界第一个计算机联锁系统在瑞典哥德堡问世, 从20世纪80年代起各国竞相研究开发计算机联锁系统, 并取得了显著的成绩,日本在1980年由铁路综合技术研究所、京三公司、日信公司合作开发、生产了由三重冗余微计算机组成的计算机联锁装置, 1985年实际投入使用的JR 东日本的南古谷车库的计算机联锁装置是日本第一台计算机联装置,90年代起很多国家已开始大面积推广微机联锁系统, 如日本、英国制定技术政策, 不再发展继电联锁, 而由计算机联锁取代,经过20多年的发展, 计算机联锁技术在发达国家已发展成为完善成熟的技术, 计算机联锁由面向工程技术研究转向以面向服务为中心, 其应用现状总体上可归纳为以下几方面:
(一)计算机联锁制式主要由三取二和二乘二取二两种, 通过软件、硬件容错技术提高计算机联锁系统的可靠性、安全性、可维护性, 双机热备系统已经淘汰;
(二)计算机联锁系统的性能逐渐提高, 比如: 快速计算能力, 高速率数据交换的通信能力, 以适应高速铁路和综合化信号控制系统的要求;
(三)面向工程和服务, 采用计算机软、硬件技术, 开发功能非常完善和强大的CAD 系统, 并从制度和设备上建立完善的维修体系和仿真检测体系;
(四)积极发展、推广使用全电子模块化的计算机联锁系统, 使计算机联锁系统具有开放式结构,并且更加小型化、智能化;
(五)以旅客营业系统为中心, 采用先进的计算机通信技术, 成功发展分布式分层处理的综合信号控制系统和运营管理系统,计算机联锁不仅仅是一个特定的车站的控制系统, 而逐渐演变成综合行车指挥系统的一个重要的基础设备;
(六)通过分布式结构扩大控制范围,实现集中联锁分散控制的区域计算机联锁系统, 使计算机联锁系统网络化;
(七)计算机联锁系统功能逐渐扩大,实现信号机、道岔、轨道电路联锁关系而直接控制信号设备是计算机联锁系统的基本功能, 通过系统集成, 将车站和区间设备一体化, 由计算机联锁系统代替继电器节点逻辑控制方式提供丰富的列车控制信息;在车站由计算机联锁系统完成对电码化控制信息的逻辑处理, 通过计算机联锁系统实现站内进路电码化, 由这两种方式组合而成的联锁、列控一体化综合系统, 在日本、德国、法国等国家均得到成功应用。比如: 2002年12月开通的日本东北新干线盛岗- 八户段
数字ATC地面设备, 包括列控联锁一体化系统局域网(SAINT- LAN )、列控联锁一体化系统逻辑部(SAINT) 。
二、国内车站计算机联锁系统的应用现状
国内对计算机联锁系统的研究开始于20世纪80年代, 进入90年代后, 随着与发达国家在计算机联锁技术上的交流增多和计算机技术的发展, 计算机联锁进入快速发展阶段,铁科院通号所、通号公司设计院、北京交大、卡斯柯等单位相继开发出具有不同特点的单机、双机热备、三取二和二乘二取二等计算机联锁系统, 至“九五”期末, 全路共装备了计算机联锁系统438个车站(场) 。在铁道部“十五” 科技发展技术政策中明确规定要积极发展计算机联锁, 在此期间, 车站计算机联锁系统获得了更快的发展, 计算机联锁可靠性、安全性进一步提高, 进入了以技术为依托, 面向市场和服务, 从实现功能到完善拓展功能, 从单站联锁到一体化、电码化等扩大应用的新的发展阶段。
(一)随着计算机联锁系统大面积推广使用, 铁路相关人员和单位对计算机联锁的认识逐渐深入,计算机联锁系统已经被广为接受, 为计算机联锁系统的发展奠定了扎实的市场基础;
(二)计算机联锁系统本身可靠性、安全性、可维护性、可用性等越来越高, 性能逐渐增强, 功能逐渐完善, 目前已能完全满足中国铁路各种站场规模和运输作业的需要。
(三)计算机联锁系统向多制式方向发展, 在路内上道使用的计算机联锁系统有双机热备、三取二、二乘二取二等三种制式, 能满足不同线路、不同工程和不同用户的需要。
(四)各种型号的计算机联锁系统均配备有微机监测系统, 远程诊断系统, 为计算机联锁正常稳定运行提供保障。
(五)在继承现有计算机联锁系统优点、特点的基础上, 研究铁路信号控制新技术, 积极开发新一代计算机联锁系统, 努力拓展计算机联锁系统的功能, 以适应铁路信号控制现代化、铁路管理信息化建设、铁路跨越式发展的需要。比如: 具有区域控制能力的计算机联锁系统的研究, 联锁、列控一体化安全控制系统的研究,车站进路电码化计算机控制系统的研究,与CTC系统结合的现代化行车调度指挥系统的研究, 高速铁路计算机联锁系统的研究等。
(六)建立了计算机联锁系统检测制度。铁道部电务局在原上海铁道大学建立了计算机联锁检验站, 以技术手段加强计算机联锁系统软件安全的检测。 除此之外, 对要投入使用的所有计算机联锁产品的联锁软件,在出厂前均要经过详细完备的功能测试,通过制式测试和出厂测试,有效地保证了计算机联锁产品的质量[5]。
联锁系统、调度管理信息系统(TDCS)以及列车运行指挥系统(CTC)。这些智能系统正处在应用与逐步应用之中。作为其中之一的计算机联锁系统位于列车运行指挥系统与列车自动控制系统之间,是联系两个系统的中间环节。由此可见,计算机联锁系统本身将不再是一个孤立的车站信号联锁设备,而是综合行车指挥控制系统的一个重要组成部分,是具有多种功能和安全保证的行车指挥系统的一个基础设备。
此外,这些智能系统有向综合化方向发展的趋势,以构成一个集列车指挥与控制的综合型智能系统。这种综合型智能系统目前已在秦沈客运专线上得到运用。在这条专线上使用的《SEI列控——联锁一体化系统》是以车站计算机联锁系统为核心的一套一体化信号系统 ,它共设计了三个子系统,分别为列控联锁一体化系统、列车运行指挥系统(CTC)和信号集中监测系统。该信号系统是以列控联锁一体化系统为基础,以专用通道构成的计算机局域网为骨架,以调度集中行车指挥系统为龙头的信息和资源广泛共享的综合控制系统。
综合型控制系统的发展与完善,会为进一步保证行车安全和提高行车效率创造条件,同时也使铁路行车过程的列车控制与管理进入了一个以信息化为基础、以智能系统为标志的技术新时代。
谢 辞
作完了毕业设计,对我来说,面对一张张别人看来微不足道的成就,心中感慨万千。一种无名的冲动促使我写下了这段感谢信,因为我知道,我今天的所谓“成就”是与老师们的支持关心和帮助是密切联系,不可分割的。
本论文的顺利完成,离不开老师的关心和帮助。从课题的选择到项目的最终完成,再到最后论文的顺利完成,老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。他多次询问我的进程,并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热忱鼓励。陈艳华老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我做人,虽只有短短三个月时间,却让我受益匪浅,对老师的感激之情是无法用言语表达的。在此,我首先要向我的指导老师致以最崇高的敬意和深深的谢意。
感谢我的同班同学,大家都是来自全国五湖四海,是他们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情,维系着班里那份家的融洽。三年了,仿佛就在昨天。三年里,我们没有发生过上大学前所担心的任何不开心的事情。感谢他们对我时时刻刻的帮助和支持,感谢他们在我每次需要他们鼓励时能为我加油,给我提出诸多宝贵的意见和建议,我要谢谢他们,我的大学生活因为他们更加精彩。
感谢我的父母,这么多年对我的支持与鼓励,他们背后默默地奉献创造了我今天良好的学习环境,才使我能够安枕无忧地顺利完成学业,她们的养育之恩我永远感激。
最后,感谢几位在百忙之中审阅我的论文的老师们,你们辛苦了!谢谢!
参考文献
[1] 徐洪泽.《计算机连锁控制系统原理及应用》.北京:中国铁道出版社.2008
[2] 赵志熙.《计算机连锁控制技术》.北京:中国铁道出版社.1999
[3] 徐洪泽.《车站信号计算机联锁控制系统原理及应用》.北京:中国铁道出版社.2006
[4] 王永信《.车站信号自动控制》.北京:中国铁道出版社.2010
[5] 何文卿.《6502电气集中电路》.北京:中国铁道出版社.2007
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单片机控制系统已得到广泛应用,在应用现场存在着各种各样干扰源,他们对单片机应用系统的工作会产生很大影响。这些干扰可能来自应用系统自身,也可能来自供电系统、宇宙空间和工业现场。为了保证控制设备工作的安全可靠,在应用系统设计时就必须考虑到系统的抗干扰性能。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈单片机应用系统的抗干扰技术相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着计算机技术的普及,系统工作可靠与否已经成为了系统能否发挥作用及工作成败的重大问题。单片机本身的干扰是最致命的干扰。单片机常常由于受到干扰而不能按正常执行程序,从而引起混乱。防止单片机“死机”的干扰技术主要从软件和硬件两个方面考虑。在硬件采用切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能;在软件上采用软件陷阱技术防干扰引起程序跑飞,并对两个可能存在的隐患采取有效的措施。
1.1 看门狗
看门狗是由CPU 控制的定时器,可以用来监视软件的运行及系统的工作状态,分为1 级看门狗和2 级看门狗。定时脉冲是由硬件直接产生或用单片机的ALE 信号。2 级看门狗额度两个定时器是同步进行的,因其定时器是同时清除的。
(1)级看门狗的定时器1 的定时长度为t1, 主程序循环周期为T,设计T 和t1 为T
(2)级看门狗是较完备的,它可使系统恢复到较理想的程度。定义2 级看门狗定时器2 的定时长度为 t2 ,设计 t2 为:t2>t1>T,0
1.2 远端强制复位
该技术用于单片机多机通信时,主机给从机复位。此技术不占用系统资源,在程序设计时也不用增加多余语句。设计一个监控电路,监视主机给从机传输命令的信道。合理安排工作时序,每隔一定时间,主机发出各种命令从机予以响应。若从机受到干扰失控,主机可以从应答命令的情况判断出,然后对其停止一定时间的控制操作。从机的通道监视电路收不到信号时,控制复位电路产生Reset 信号,使单片机系统复位。
以上介绍了单片机应用系统的二种抗干扰的硬件技术,除此之外还可以针对不同的干扰源采取不同的抗干扰措施。如针对电磁干扰,可采用屏蔽易干扰的电路、设备或直接屏蔽辐射源的方式达到抑制干扰的效果;针对过程通道干扰可采用光电耦合隔离、双绞线传输等方式抑制干扰;而对于抑制供电系统的干扰,则可采用使用交流稳压器、分立式供电、用低通滤波器过滤高次谐波等方式。
(1)单片机的程序能够井然有序的进行,要使程序运行环境安全可靠,一是硬件基础必须可靠,有足够的能力承担程序的运行压力,二是软件必须可靠,软件的可靠性体现在两个方面:足够的容错设计和初始化数据存储器。
1)足够的容错设计
尽管单片机拥有许多抗干扰的机制,但由于其工作环境太过复杂,干扰还是不能避免的。除外界环境对单片机的干扰之外,还存在许多人为因素与硬件因素造成的干扰,比如操作失误、硬件出错等,因此在设计软件是还要有足够的容错设计,在单片机应用系统受到不正常激励信号的时候,足够的容错设计能屏蔽掉大部分的不正常激励信号,对于那些没有被屏蔽掉的不正常激励信号,软件的容错设计能对其进行有序化处理,是单片机应用系统在受到不正常激励信号干扰的情况下还能保证程序的正常运行,除此之外,足够的容错设计还能减轻干扰对单片机应用系统的影响。
2)初始化数据存储器
在单片机应用系统运行过程中,存在血多数据处理、数据存储的问题,因此,数据存储对于单片机应用系统是非常重要的。当单片机刚上电时,单片机应用系统及数据存储器会有所不稳定,如果直接使用数据存储器,可能会导致数据出现偏差。所以,在设计软件时,应注意对数据存储器的初始化,增强软件的可靠性。
(2)单片机应用系统的软件抗干扰措施
1)设计软件陷阱技术
我们现在采用设置软件陷阱的方法拦截紊乱程序,将计数器引向一个制定的位置,然后执行一段对程序运行出错的处理解决程序。以下为陷阱设计的一般运用方案。ERROR 为指定位置,出错处理程序软件陷阱可安排在下面几个数据区进行有效处理。
中断向量区未使用的部分区域。当干扰源程序使未使用的中断开放,并加以激活这些中断后,一般引起系统程序的紊乱,及时捕捉到错误的办法一般是在中断位置设置软件陷阱。软件程序数据区域,一般运用指令冗余技术加以解决紊乱的程序在用户程序内部跳转,亦可以设置相关的软件陷阱,从而阻止程序紊乱。单片机的程序一般经常采用模块化设计,模块化设计程序是由一系列指令完成的,所以不能在这些指令中随意插入陷阱,一般将陷阱处理软件指令分布在各应用模板的空余数据单元里。正常程序中不会执行这些陷阱软件指令,如果程序紊乱从而进入陷阱区,则马上会将程序引入正确pc 计数器。
2)监视跟踪定时器
当程序跑飞进入死循环时,以上的方法均不能解决这种情况,这时应使用监视跟踪定时器解决,该技术就是不断监视程序循环运行时间间隔,若发现时间间隔超过已知的循环设定的时间间隔,就可以认定程序以进入死程序,然后加跳转指令LJMP 使程序返回到入口地址0000H,在0000H 添加相关的出错处理程序指令,使系统重新运行正常。
在日常生活中,单片机必不可免的会受到干扰,干扰对单片机造成的影响是难以想象的。我们必须对单片机的抗干扰性进行研究和探索,对单片机的各个运行过程了如指掌,才能更好的研究单片机,开发单片机,对单片机的系统应用采取全方位的保护。
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计算机是由硬件系统(hardware system)和软件系统(software system)两部分组成的。传统电脑系统的硬体单元一般可分为输入单元、输出单元、算术逻辑单元、控制单元及记忆单元,其中算术逻辑单元和控制单元合称中央处理单元(Center Processing Unit,CPU)。
今天读文网小编要与大家分享的是: 关于计算机系统的可靠性技术分析的论文,具体内容如下,希望能帮助到大家!
关于计算机系统的可靠性技术分析
随着现代社会科学技术的飞速发展,电脑作为新时代技术革新的重要组成部分,它所具有的稳定性、可靠性对信息化社会的实现起着至关重要的作用。
1 计算机系统可靠性技术的相关分析
所谓的系统可靠性,说的是电脑系统在一定的时间范围内、限定性的条件之下所能产生功能多少的一种能力。计算机系统的可靠性无非是受到内外部环境和相关因素的影响。具体来说:第一个就是由构成系统的器件形成的内部稳定性,也就是内部因素;第二,器件的毁损会引发永久性系统故障的出现。另外,像震动、温度、操作不当等外部因素则会导致暂时性系统故障的出现,即外部环境。根据不同的情况,我们应当合理分析,并采取有针对性的措施来保障系统的安全性、可靠性。
1.1 容错和避错
在实际的系统设计环节,容错与避错两种手段能够有效地提升系统可靠性。若想要尽可能地降低发生系统故障的可能性并弥补器件自身的漏洞,就可以选用避错法的方式。具体来说就是采用更高质量的材质,在保证科学、严格的质量监督与管控的前提下,形成一个更加良好的工作环境的过程。然而,通常由于高质量器本文由论文联盟http://www.LWlM.cOm收集整理件价格昂贵、成本费用较高等自身特点,加上其极为有限的生存环境,久而久之便会在无形之中削减计算机系统的可靠程度。此外,关于容错的基本理念,就是借助外部资源的剩余以屏蔽故障的影响。
1.2 硬件的冗余
现阶段我们一般会选取容错的方式来提高系统可靠性和稳定性。一般情况下,我们会分析冗余结构并想办法使系统硬件出现适度冗余。双机结构是近来被广泛地应用于实际操作当中的一种手段。它主要包括微同步、一备一用和任务分组。首先,是仅仅依靠一个主机来输出控制、第二个主机在同一任务级上行使相同任务的微同步,其反馈内容经由通讯口传递到主机,进而同运行结果进行比较,若不一致则采取出错分析,某种意义上起到了一种管控作用;其次,主机处理任务,备机备用的方法。如果主机被检测出问题,那么备机将会被紧急启用,立刻投入到工作中,然后进行主机的脱机维护处理。最后,任务分组这种特殊形式,相比其他手段具有更为明显的优势,不光能够令资源被合理利用,也能使系统的运转更加顺畅,进一步提升可靠性。比如塔机遥控系统,我们可以进行对其两种不同形态故障的可靠性分析,基本情况如下所示:
1.2.1 永久性故障
在这里,本文主要针对一备一用和任务分组两种方式进行详细的剖析。第一,一备一用在系统流畅运作时转变成单工模式。若其中任何一个芯片或组成构造出现故障,那么整个系统将陷入永久瘫痪的状态。第二,因为考虑到任务分组没有能够实现系统重组的功能,所以说对某特定的控制任务来讲,针对其系统信息管理这一重要阶段来说,依旧依照上述方法,即悲观模型的处理方式,并且各个芯片之间依然是相互串联的关系。
1.2.2 暂时性故障
首先,还是对一用一备的方式进行探究。如果计算机系统发生暂时性故障,那么我们可以经由有关程序进行屏蔽。顶部串联的三个芯片出现暂时性故障时,可以依赖下方的HC251芯片进行检验。但是此芯片无法屏蔽87C51芯片上出现的错误。所以暂时性故障可靠性模型比永久性故障展现的更为复杂一些。在塔机系统当中,由于系统元件的损耗以及运作时间的增加、系统性能不够稳定等因素的影响,我们可以直接得出结论:失效率随着时间增加而不断上升。其次,任务型方法。计算机系统内部的双87C51芯片经由几个不同的HC251芯片,采用相同的信号作为任务操作的输入源,然后经串行复核的方式对具体结果进行审查,若结果无差异的话,则在最后环节送至87C51芯片进行输出校检。微同步方式在此不再赘述。
2 提高软件可靠性的几种可行性方法
如果仅凭借硬件冗余的方式想要提高计算机系统的可靠性和稳定性,形式过于单一,而且难度不小。尤其是对于应用条件、使用范围、成本开销等一系列因素,通常情况下它们是无法仅仅依靠冗余硬件的添加来达到提升可靠性的目的的。所以,提升软件的可利用性成为了亟待解决的问题。实际情况中,我们可以着重考虑一下几种方式。
2.1 指令信号冗余
它是指在某些较为重要的位置插入特定的单字节指令,或者把一些有效的指令信息进行复写,并且让相应程序自动走向正轨。
2.2 拦截技术
把某些处于非正常状态的程序指向特定地方,然后针对出错的地方进行重点处理的方法就叫做拦截。一般来说都是借助软件漏洞来拦截相关程序,步骤为:适当计划陷阱,再将其安置于合理的地方。
2.3 软件“看门狗”技术
一旦乱飞的程序进入到一个死循环阶段,一般使用“看门狗”技术实现程序分离。定期检测这些程序运行的时间长度,如果程序循环的时长大于最大限度,那么我们就大胆地按照“死循环”进行出错处理。
2.4 系统自动复位
选取等长度的时间差或者依照某些外部因素来实现计算机系统的复位功能。每当系统成功复位之后,系统便会执行对应的操作,之后进入到睡眠阶段,以备下回复位。这一系列信息技术均可以有效解决计算机死机等系统漏洞。
3 结束语
总而言之,若想要进一步提升计算机系统的可靠性,最好依照系统确定的相关标准、成本费用等有关技术,来获得更高的可靠性和稳定性。
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医疗服务信息化是国际发展趋势。随着信息技术的快速发展,国内越来越多的医院正加速实施基于信息化平台、 HIS 系统的整体建设,以提高医院的服务水平与核心竞争力。 信息化不仅提升了医生的工作效率,使医生有更多的时间为患者服务,更提高了患者满意度和信任度,无形之中树立起了医院的科技形象。因此,医疗业务应用与基础网络平台的逐步融合正成为国内医院,尤其是大中型医院信息化发展的新方向。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:医疗信息技术系统评价的分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
医疗信息技术系统评价的分析全文如下:
1.1纳入与排除标准
1.1.1纳入标准①涉及到D&M模型;②涉及到医疗信息系统或医疗信息技术。1.1.2排除标准①非全文;②评价模型的测试;③多个模型整合后的应用介绍;④不属于医疗信息系统或医疗信息技术范畴。
1.2检索策略
1.1.1检索数据库计算机检索Ovid-medline、Em-base、PubMed、EngineeringVillage、WebofScience、EBSCO、万方数据库、中国知网(CNKI)以及维普数据库中关于D&M模型在医疗信息技术方面应用的研究文献,检索时限均从1993年1月-2015年4月,同时追索纳入文献的参考文献。1.1.2数据库的检索式均采用主题词法在数据库中进行检索。①英文数据库:以“DeloneandMclean”、“healthinformationtechnology”为检索词;②中文数据库:以“信息系统成功模型”、“医学信息化”为检索词,并用逻辑连接词“AND”进行连接。以Ovid-embase数据库为例,具体检索策略为:#1(DeloneandMclean).mp.[mp=title,abstract,originaltitle,nameofsubstanceword,subjectheadingword,keywordheadingword,protocolsupplementaryconceptword,rarediseasesupplementaryconceptword,uniqueidentier]#2healthinformationtechnology.mp.ormedi-calinformatics/#3#1AND#21.3资料提取与数据评价首先对数据库检索的所有文章去重,根据题目和摘要筛选出可能相关的文章,进行全文筛选并手工检索相关的参考文献,最终决定是否纳入。此过程由2名评价者按照纳入和排除标准独立选择文献、提取资料和质量评价,如果有争议,则由第三方进行裁定。资料提取内容包括:
①基本资料:研究对象、发表年限等;
②研究特征:研究方法、研究背景等;③结果指标:D&M模型的6个评价维度:系统质量(系统的可靠性、可访问性或方便使用等)、信息质量(信息的完整性和正确性)、服务质量(如系统的响应时间)、系统使用(如使用频率、对系统的接受程度或使用意向)、用户满意度(如是否增加工作量)以及净效益(如是否改善临床医疗,是否实现各个医疗机构的信息共享或是改善医患关系等)。对纳入的文献进行质量评价。质量评价由2位研究者独立进行,后交叉核对结果,如遇分歧通过讨论或参考第三方意见决定。
2.1检索结果
共检索到相关文献64篇,其中Ovid-medline13篇,Embase3篇,PubMed13篇,EngineeringVillage9篇,WebofScience8篇,EBSCO2篇,万方数据库16篇以及2篇来自参考文献的文章。经过筛选,最终纳入14篇文献[3-16]。文献筛选流程及结果见图1。
2.2纳入文献的基本特征
14篇纳入文献中,在研究地区方面,欧洲地区有5篇,占64.29%位居第一,大洋洲和美洲各4篇,占28.57%,亚洲1篇,以7.1%居于末尾;共12种医疗信息技术,其中主要为医院信息管理系统、电子病历系统和电子健康档案三大类。因此借鉴国外的研究发展具有一定的指导意义。同时在数据回收方法方面,调查研究运用最为广泛,以91.7%位于首位。研究背景均选在医疗机构;研究对象分别选择各信息技术相对应的使用人群,主要为临床医师;主要的数据收集方式是问卷调查,调查时间2~35个月。纳入研究基本特征见表1。
D&M模型是Delone与Mclean在先验研究的基础上,于1992年提出。模型中有6个变量,分别为系统质量、信息质量、系统使用、用户满意度、个人效益和组织效益;并且各个变量之间存在相互影响的关系[1]。各领域专家在该模型的基础上经过修改或拓展后成功地对信息系统进行评价,如知识管理系统[17-19]、电子商务系统、在线学习系统[20]等。然而也受到专家们的争议,Delone与Mclean于2003年提出D&M模型的更新版,模型中增添了服务质量这一变量,并把个人效益和组织效益合并为净效益[21]。在评价指标选择方面,可以认为D&M模型是一个多维度评价医疗信息系统成功的良好工具。对于具体的某个医疗信息系统,应该根据评价目的恰当地选择相对应的评价指标。
比如对医疗系统的系统质量进行评价,可以从系统的可靠性、方便学习与使用、用户操作界面等角度进行评价;对信息质量进行评价,可以从信息的相关性、完整性、易懂性、简明性、准确性、实时性、及时性以及有用性等角度进行评价;对服务质量进行评价,可以从系统的及时响应程度、技术支持能力等方面进行评价;对系统使用进行评价,可以从使用频率、使用目的以及是否恰当使用等方面进行评价;对用户满意度进行评价,可以从系统报告、用户操作界面,工作量和工作花费时间变化、系统的辅助功能等方面进行评价[8-10,14];对净效益进行评价,可以从业务变化量、工作效率与效益的变化等方面进行评价。
同时,由于不同的医疗信息系统各具特点,各个变量之间的相互影响结果表现不一,如Daskalakis等[14-15]认为信息质量在反映用户满意度方面起到重要的作用,而系统质量对反映用户满意度不起任何作用;并且系统使用对个人效益的影响不大。Petter等[5]则认为系统质量、信息质量与服务质量共同对用户满意度和使用意向起积极影响作用;同时系统使用对个人效益起到积极的作用。在数据分析方法方面,当纳入研究的数据为小样本时,多数采用线性回归分析或者Excel软件(电子表格)进行数据统计,反之,则选择结构化方程[3-6,8-11,14-15]。
目前对医疗信息技术的评价主要采用问卷调查的方法,同时可以借鉴欧美地区在医疗信息系统使用和评价经验,根据实际需要评价的方向选择相应的评价变量或指标,同时依据样本量的实际大小选择合适的统计方法。纳入研究的文献多数从系统质量、信息质量和服务质量角度切入对医疗信息技术的使用效果方面进行评价,由于前者发挥效果的程度对后者成显着正相关[4-7,10-11,14-15],因此,为满足临床工作的需求,医疗信息技术应在系统质量、信息质量以及服务质量方面提供更优质的服务。
本研究纳入了大部分现今常用的医疗信息技术,然而还有一些属于医疗信息技术范畴的系统如麻醉信息系统、检验信息管理系统等由于检索词的限定,而未被纳入;在检索中文数据库时,仅检索万方数据库,未对其他中文数据库进行检索;同时在制定排除标准时,由于语言问题,仅纳入中文和英文文献,这些都可能存在一定的信息损失。
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视频技术即动态图像传输,在电信领域被称为视频业务或视讯业务,在计算机界常常称为多媒体通信、流媒体(下载像流水)通信等。视频通信技术是实现和完成视频业务的主要技术。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:视频技术下的机场场面监视系统简述相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
机场场面监视系统是飞行安全的有力保证,传统的机场场面监视主要以场面监视雷达(SMR)为主,国内的大型机场,如北京首都机场、上海浦东机场一般装有完备的场面监视雷达。但是随着未来通航政策的开放,中小机场负担不起这种高成本的场面监视雷达,因此,作为在交通信息控制中广泛使用的视频监视技术成为取代昂贵场面监视雷达的有效工具。
视频场面监视技术是近年来兴起的一种低成本的机场监视技术。它主要通过为机场装备高清摄像头,为机场运行人员提供飞机的轨迹与方运行信息,使其准确进行决策。由于无需在航空器或地面运载工具上加载接收器,视频技术比雷达技术更加的灵活,在机场附近,可以通过大量布置摄像头实现原有SMR 的覆盖。同时,对一些SMR 受限的区域,视频技术也能够进行覆盖并辅助运行人员进行决策。
欧美发达国家通航开放较早,中小机场规模大,视频技术得到了很大的发展,典型的项目有美国NASA 与德国DLR 合作的Rap-Tor 项目,瑞典SAAB 公司的远程塔台项目。
在2006 -2007 年, 欧洲与美国的ATM 研究计划SESAR、NEXTGEN 相继明确了远程塔台(RTC)概念与解决方案。传统的塔台空中交通管制是管制员在全角度视景下对飞机进行引导控制,而远程塔台控制中心(RAiCe)是在没有直观视景情况下中小型机场场面监视的一种远程视景系统。由于中小型机场普遍缺乏先进场面引导和控制系统(ASMGCS),采用高精度的视频技术成为取代ASMGCS的一种辅助场面监视工具。
DLR 的Schmidt·M 小组在2006-2007 年在布伦瑞克机场针对RTO 系统进行了试验。他们根据模拟管制员决策过程明确了RTO 的系统结构与任务分析并进行了模型分析。他们设计了RTO的系统框架,开发了180 度的视频全景系统并作为RTO 系统中人机交互的核心。
M·Schmidt 的研究小组在此基础之上,根据180 度塔台视景系统的一些不足,在2009 年进一步研究了低能见度的情况,引入了红外线传感器。另一方面,他们考虑加强利用图像处理的功能,通过改进算法获取运动目标轨迹将这套180 度的视频场面监视视景改进为辅助决策系统。
国内视频场面监视技术发展相对较晚。2011 年,罗晓与卢宇结合DLR 的一些经验,提出采用多视频融合的机场场面监视方法,该方法的核心是利用图像识别技术中的光流法计算运动场,用动态模糊聚类算法分析运动场,并用多视频融合增强检测精度,最后对仿真序列和机场视频序列进行了比较,他们用了三台摄像机对成都双流机场的场面飞机运行进行了动态目标检测与识别,但是光流法的视频场面监视方法也存在缺陷,有时即使没有目标,在外部照明发生变化时,也可以观测到光流,这在布满了灯光系统的机场上容易出现误判。另外,光流法在缺乏足够的灰度等级变化的区域,实际运动往往观测不到,而视频场面监视需要高精度的目标检测。最后,光流法以迭代的方法进行计算,这种计算需要消耗大量内容,因此需要特殊硬件的支持。
2013 年卢宇,吴宏刚,徐自励继续对多视频融合的机场监视方法进行了研究,提出了一种基于视频MLAT 的场面目标监视新方法,该方法从定位原理及算法上分析了视频多点定位误差的拓扑分布,并通过对误差分布信息来配置跟踪滤波参数,从而达到提高定位于跟踪精度的目的,解决了视频监视技术中的飞机定位的问题,在一定程度上准确确定了运动目标的坐标,但是该方法在定位连贯性上仍有所欠缺。
南京航空航天大学的研究小组也在2013 年针对视频场面监视技术进行了研究,他们根据民航二所的视频监视系统,提出了一种视频监视中实现飞机自动挂标牌的新方法。首先对视频进行图像跟踪获得飞机图像坐标,再通过在机场地图与视频图像上分别选取4个及以上点、线对应计算出两个投影平面之间的单应矩阵把图像坐标映射成地图坐标,最后把图像跟踪数据与ADS-B 监视数据融合实现视频中飞机自动挂标牌。这种挂标牌的方法准确且误差小,但是大范围的推广还有待实验。
比较国内外基于视频技术的场面监视系统不难发现,我国在这一领域起步较晚,场面视频监视技术主要借鉴了国外的一些经验。当前,国内的视频技术的场面监视系统急需解决的问题是飞机起飞与着陆的监视。DLR 利用GPS 描绘的着陆轨迹与视频场面监视系统进行了对比,得出了视频监视下的下滑道轨迹与真实轨迹之间的偏差。国内的视频技术尚未在这方面进行严格的讨论,同时,DLR 在机场低能见度的情况也进行了讨论,国内的视频监视系统可以在这之上进行借鉴。
3.1 时间差分法
时间差分法是通过将图像序列中连续帧中所有的对应位置像素点亮度值相减,如果差的绝对值大于给定的阈值,则相应的像素值取“1”。否则取“0”。在像素点亮度变化过程中得到帧差图像,从而实现目标识别的功能。在相邻帧的差分过程中,运用高斯模糊处理可以仅得到运动物体的运动轨迹而非其轮廓,因此在模糊处理后可大大降低图像中的杂色,从而减少了最终检测过程中的噪声。该方法较为简单,但阈值的相关设定较为复杂,对某些亮度变化相似的像素点不能有效识别,因此易造成图像识别不连续,在实时监控识别中不推荐使用。
3.2 背景差分法
背景差分法是目前运动分割中另一种常用的方法,它是利用当前图像与背景图像的差分来检测运动目标的一种技术。即以相邻帧图像作图像比较,使两幅图具有相似的背景图像,从而使移动目标“显现”出来。它一般能够提供较完整的特征数据,但对于场景的变化,如光照、天气变化以及突发事件等的干扰比较敏感。该方法适合对机场内固定摄像头采集视频的目标识别。若背景图像有变化,则无法准确跟踪识别运动的航空器。
3.3 光流法
在动态图像所构成的景物范围中,各物体与各部分的运动是不同的,其所形成的众多瞬时位置速度向量,即成为了光流。光流法即从运动速度上区分不同目标与背景。此方法不需要将所取图像进行灰度化和二值化处理,但易受噪声的影响,且计算方法复杂量大,实时性比较差,识别结果的精度无法保证,所以对于精度要求较高的机场场面监控来说,光流法并不推荐。
3.4 特征匹配法
确定移动目标的特征,利用特征点建立模板并在全图内作塔式遍历,通过相关系数值来确定特征的相似程度,从而确定目标。相关特征匹配法检测移动目标一般分为两步:第一,要先选择合适的特征,这些特征应该对灰度的变化不敏感;第二,通过对相同特征区域进行特征相关系数计算来确定对应的特征从而确定移动目标。此法需要较多的数学计算,实现起来较为复杂。
4.1 ADS-B 与视频场面监视系统数据融合
ADS-B 作为未来新航行系统的一部分,已经在中国民航范围进行了推广。未来的空中交通系统要求运载方配有机载的ADS-B 设备,这为发展视频技术的场面监视系统提供了突破。视频场面监视系统虽然能为中小机场提供低成本的监视解决方案,但受制于视频技术获得的信息有限,无法为机场决策人员提供全方位的辅助监控平台。而ADS-B 由于包括了飞机的一系列信息,可以弥补视频监视系统在信息提取上的不足。此外,在快要着陆过程中,考虑给视频场面监视系统挂上应答机代码与机载速度高度信息达到雷达场面监视的效果也是视频场面监视技术未来发展的方向。
4.2 通航机场的发展机遇
中国低成本的通用航空正处于发展的起步阶段,从市场方面看,我国拥有巨大的低成本航空市场潜力。2012 年中国民航旅客运输量3.2 亿人次、人均年乘机次数0.24 次、人均GDP 约6000 美元(美国在人均GDP 为6000 美元时,人均年乘机次数接近1 次)。预计到2030 年,我国民航旅客运输量将达到15 亿人次,大力发展低成本航空是实现这一目标的重要途径。
2014 年10 月,国务院批准对通用机场核准权限下放,这代表了通航机场将迎来快速发展的机遇,而基于视频技术的机场场面监视系统作为一种安全廉价的机场运行辅助设施,必将得到广泛的推广。
基于视频技术的民航机场场面监视方法是实现未来空管自动化的一项重要的发展方向,由于传统的雷达监视所需要的成本大,不适用通航机场空中交通管制的需要,而视频技术的场面监视方法就可以成为替代昂贵的场面监视雷达的有效工具。在欧洲,这种技术作为远程塔台的核心手段引起了广泛的研究兴趣,国内的一些民航科研单位也在抓紧对这种技术的探索研究。这种技术主要是利用了图像处理技术对机场实时的视频流进行处理并结合空管人员的实际需要来实现机场场面监视等一系列功能。目前,这种技术还不成熟,尚不足以满足未来众多通航机场的需要,应此需要我们给予更多的关注与支持。
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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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工作过程系统化课程是目前我国职业教育课程改革最行之有效的方法。职业教育课程应该从工作需要出发,课程名称和内容应来自职业行动领域的工作过程。以下是读文网小编为大家精心准备的:工作过程系统化的计算机网络技术课程教学探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:高职院校计算机相关专业将计算机网络技术课程作为必修课程要求学生掌握计算机网络基础知识和应用技能,本文探讨了基于工作过程系统化理论下的计算机网络课程设计理念及思路,以期达到培养学生实践操作能力,培养其职业技能的目的。
【关键词】: 计算机网络技术 课程 工作过程 职业能力
计算机网络的出现改变了我们使用计算机的方式,也改变了人们学习、生活、娱乐以及工作方式,这也就使“计算机网络技术”成为了高职院校计算机相关专业的一门重要的必修课程。该课程要求学生掌握计算机网络基础知识和应用技能。传统的课程体系也是以知识块构建课程体系的,但作为高职院校,更多的是希望加强学生的实践操作能力,培养学生的职业技能,本文就基于工作过程系统化理论为基础,探讨如何将其应用于计算机网络技术教学的实践当中,促进高职学生动手能力和职业能力的双重提高。
计算机网络技术课程是面向计算机网络、软件、计算机应用及相关专业的一门专业基础课。在教学计划中,本课程起着承前启后的基础课作用。学生在学习《计算机应用基础》、《操作系统》等的基础上再学习本课程;通过本课程学习,对后续课程如,《网络安全技术》《网页制作》、《A SP.N ET》等起到良好的支撑作用。本课程设置上要求学生掌握计算机网络的基本知识、数据通信基础知识、传输介质、局域网技术、网络操作系统、网络安全等计算机网络技术及相关技能,加强学生组网、管理和维护的实践动手能力培养;通过本课程学习,使学生能够学会局域网组建、互连、维护和因特网服务与应用等技能及网络必须知识,网络操作系统的安装、维护、管理。因特网的接入、常用网络设备的配置、维护等操作技能。
本课程在对学生技能培养的同时,加强学生综合能力的培养,如分析问题、解决问题的能力、综合处理事务及故障排除的能力,为学生参加以后的网络管理员、网络工程师等打下良好的基础。为以后从事网络技术相关工作及学习网络其他课程奠定基础。
依据基于工作过程系统化的理论,《计算机网络技术》课程在设计上注重实践能力的培养以及技能的训练,将基础理论教学与实践训练有机结合;通过与行业、企业单位相合作,共同探讨计算机网络技术课程的培养规格:
(一) 在课程理念上,注重在如下四个方面的设计
1) 创设学习情境,在学习情境中体现基于工作过程系统化思想,注重在学习情境中贯穿知识点的学习与运用;注重学生实践能力的培养。
2) 转变以教师教,学生学为主的教学模式,将学生的“学”放在教学的主体地位,关注学生的学习过程,由简单学习情境入手,循序渐进,逐步加大学习情境的深度,在实际问题的解决中提高学生分析与解决问题、最终达到综合应用的能力。
3) 在知识的习得上,教师对知识点的讲授以金字塔方式变化,充分体现“教是为了不教”的思想。
4) 改变传统的考核模式,改变环节评估考核的权重及评价的方式,加强过程评价和阶段性评价,在每一个学习情境的完成过程中,给学生三方面的评价,即:自评、互评、教师评。
(二) 课程在设计思路上从以下几个方面展开
1) 以学习情境划分大学时块,依据学习情境的子任务再划分小学时块,最后细分到课时的安排。
2) 在课程的目标定位上,将课程的培养对象定位为计算机网络的管理员,以企业单位日常工作为背景,以具体的案例为例,采用“任务驱动,项目导向”的教学方法,培养具有解决实际问题的网络组建、管理和维护人员。
3) 整个课程内容实现三个转变:a.主体的转变:由原来的“以教师为主体,以学生为中心”转变为“以学生为主体,以培养职业技能为中心,教师引导和辅助”。b.知识系统的改变:由原来的按理论知识体系讲解转变为理论知识为教学情境服务,需要什么理论知识讲解什么知识,使学生能够真正做到理论联系实际。c.知识性内容呈现方式的转变:随着学习情境的逐步加深,知识性的习得越来越少,能力性的培养越来越高。真正体现“教师为了不教”。d.环境的转变:将原来理论知识在教室,实践内容上实验室打破,在实训室中边做边讲边实践。e.身份的转变:学生由Internet服务的使用者向小型企业网管理员的转变。
(三) 课程教学内容的组织与安排
依据工作过程系统化理论在课程的教学内容上,对原有的知识体系进行了重构,以项目的形式展开,理论知识融合在项目实践所需的知识中。
在课程的教学过程中,可以采用小组形式组织实践课程,以5~6人为一组,进行实践环节训练。一般由老师提出学习情境并出示学习任务卡片,学生通过需求分析——设计选型——方案实施——网络配置——测试验收——评估等环节完成基于工作过程系统化的学习。
在基于工作过程系统化为基础理论的《计算机网络技术》课程在设计过程中,重点针对高职院校培养“高级技能型人才”的特点,充分考察企业行业对网络人才的需求,以学习情景下的项目构建课程,把理论知识和现实岗位的情景联系起来,实现了知识与技能的对接,激发了学生学习计算机网络技术的兴趣,也为学生的职业能力发展奠定了坚实的基础。
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成本管理充分动员和组织企业全体人员,在保证产品质量的前提下,对企业生产经营过程的各个环节进行科学合理的管理,力求以最少生产耗费取得最大的生产成果。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于BIM技术的建筑工程成本管理系统相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
BIM技术是一种数字化建模技术,它根据建筑图纸等信息生成三维的建筑模型,可以在最早期向我们展示该建筑物。BIM技术与工程项目成本管理系统相结合,一方面可以提高项目前期的预算精度,同时也可以帮助企业在项目施工过程中对成本数据的精确化管理。两者相结合,BIM技术可以在整个成本管理过程中实时的对成本数据进行监管,保证其正确性。
20世纪70年代,BIM思想得以提出,随后Charles Eastman,Jerry Leistering及Mc Graw-Hill建筑信息公司等对BIM概念进行了定义,美国国家BIM标准(National Building Information Modeling Standard,NBIMS)是当前较完整的BIM定义,提出:BIM以数字的方式向企业表达设施物理和功能特性;作为信息资源的BIM,向不同使用者提供一种信息共享的平台,可以为有关项目在全生命周期中所有的决策提供可靠的依据;当BIM技术应用到项目中时,在项目的不同阶段,不同的人员可以以BIM模型为依据,合理的对其进行编辑和信息提取,从而在整个项目管理过程中实现系统的协同工作。
目前国内由于BIM技术的应用较晚,还未形成统一的应用标准,相关标准正在进行编制,BIM模型作为存储建筑信息数据的载体,它可以通过各种数字技术为各个建筑项目提出数字信息模型,并在此基础上协助项目完成全生命周期的管理。
1、可视化
随着经济的快速发展,建筑业主对建筑物的设计越来越复杂,已经很难具体想象出建筑构件的具体形式。但是采用BIM技术进行建筑模型的可视化建模,将项目从一开始就以一种沙盘模型的视角展现在我们眼前,给予我们最真实的视觉感官。同时其提供了全方面的建筑信息,这样在整个项目实施过程中,项目从施工―建造―交付运营全生命周期中都可以在可视化的状态下完成项目的沟通与决策。
2、协调性
项目施工过程中,协调推进是目前各个项目面对的一个最重要的问题之一。无论是业务、建筑单位还是相关设计人员都需要在整个项目实施过程中保持着信息的交流,三者需要对出现的相关施工问题进行谈论,并给出相关的解决方案和相应的变更方案,我们把这种方式成为事后处理。这种情况出现的主要原因是因为在设计初期,相关设计人员不能很好的进行交流而产生的,各专业设计人员只考虑自身的设计结果,这样就会导致在实际施工过程出现碰撞问题。那么是否可以在事前进行处理呢?BIM技术向相关设计人员提供了一种事前处理的方法,相关设计人员可以通过BIM模型进行事前的建筑模拟,统一在模型进行梁设计、管线布置等设计任务,从而做到事前处理各种碰撞问题。
3、模拟性
BIM技术不仅可以完成在设计阶段对整个建筑物的节能设计和日照设计进行信息模拟,同时建筑公司可以通过该模型在招投标阶段和项目实施过程中完成对整个项目的指导和优化工作。最为重要的是,在进行成本管理方面,BIM可以实现3D模型+时间+工序的5D信息模拟。在项目竣工结束之后,BIM模型可以向业主在项目的日常维修任务时提供实时的模拟,在一定程度上对项目的全生命过程实现了信息模拟,解决以往项目管理中的信息孤立问题,提高项目的协同合作能力。
4、优化性
建筑设计往往不能达到一劳永逸的结果,需要根据施工过程中的实际需要对模型进行设计上的优化。BIM和设计优化之间的关系并非那么紧密,但是由于BIM自身的实时模拟等特点可以向设计人员提供一个更好地优化平台,帮助设计人员完成高质量的优化任务,BIM模型提供的建筑物几何信息、构件信息等都为设计人员可以做出一个合理的设计提供了基础。于此同时,随着建筑的复杂性越来越大,单纯的靠人力是无法完成的,设计人员必须依靠相关科学技术才能完成相关设计任务,而BIM和与之有关的解决方案为解决这种难题提供了强有力的技术支持。
5、可出图性
BIM的可出图性为业主提供了一些辅助性的帮助,它与建筑设计院出具的图纸不同,建筑设计院出具往往是建筑设计图纸和一些相关构件的图纸,而BIM是通过对建筑设计的优化、模拟等操作后向我们展示建筑物的整体管理设计图、整体设计碰撞报告及其相应的解决方案等相关图纸信息。
1、前期成本预测:投标方根据招标单位提供的施工图及招标清单依据施工经验预测该项目支出。该方式存在过于依靠预算员及招标方提供清单的准确性,往往前期预测与实际发生严重不相符的情况,失去了前期预测对于项目指导的意义。而采用BIM技术的项目招标。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级,可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息,避免了算量不准确依靠经验等问题,还能发现各专业之间设计上的碰撞问题,BIM数据库的创建,通过建立关联数据库,可以准确快速计算工程量,提升施工预算的精度与效率,为项目成本预测提供了准确的数据支持。
2、中标后成本计划:中标单位在中标后根据中标预算及施工组织设计计划在施工中使用的人材机等用量,但在计划时往往因为预算与实际人工、材料、机械无法很好的结合对比,在材料提计划及测算工程施工步骤工期等方面偏差较大。BIM本身精细到构件级的功能,提供了准备施工人员、材料、机械的数据量,并且三维可视化功能加上时间维度,可以模拟建筑施工。可以随时随地对建筑施工计划与实际的施工进展进行直观可视化对比,并能有效地协同施工方、监理方,即便是非工程行业背景的业主领导也可以对项目工程的各个阶段情况了如指掌。
通过BIM技术依据施工方案对建筑施工进行模拟和现场监测,可以有效地控制建筑工程质量,减少不必要的损失,规避各种事故风险。通过BIM的三维技术在施工前期进行检查,优化施工设计方案,减少施工阶段可能出现的误差,优化管线排布的方案,从而为项目节约时间,降低成本。
3、过程成本控制:现阶段项目成本过程控制主要体现在两方面,一是内部结算:主要控制外包劳务队与材料采购量不超过预算量,即收入不大于支出。二是限额领料:项目对于材料管理采取根据施工预算对劳务队进行限额领料,但因为劳务队繁多,施工时间节点的穿插,材料员、施工员不熟悉预算,限额领料措施往往执行困难。BIM技术根据时间节点准确的预测施工时间节点,并提供海量的数据分析。BIM的出现可以让相关管理工作人员条线快速准确地获得工程基础数据,为施工企业制定精确资金计划提供有效支撑,为材料员及施工员实现限额领料、消耗控制提供技术及数据支撑。
4、期中成本核算:现阶段项目期中成本核算,只能做到施工预算的节点进行分析(正负零、主体封顶等),对于项目成本运营掌控时间跨度过大,经济运行阶段分析占项目总进度的百分比不明确,项目盈亏点较为模糊的缺点。通过BIM数据库能够实现在任何一个时点上快速获取工程基础信息,将合同、技术以及实际施工的能耗量进行多算对比分析,能顾有效地了解项目的盈亏,耗损量是否超标,进货分包单价是否失控等问题,实现对项目成本风险的有效管控。
综上所述,BIM技术在整个建筑工程成本管理当中具有重要意义。能够实现对整个过程的监控与管理,体现BIM技术自身的优秀特点。现阶段市场竞争逐渐激烈,有效利用BIM技术对于提升建筑项目建筑水平以及管理水平具有重要作用。同时,在具体实践当中,应该不断完善BIM技术,保证与现代经济发展相一致,促进我国建筑行业可持续发展。
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随着汽车产业的飞速发展,越来越多的电子系统在整车上得到了广泛的应用,目前,系统存在硬件冗余、空间体积大、成本高、故障率相对较高等问题。因此,优化汽车电子系统、提高网络集成度已成为国内外研究重点。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于RFID技术的低功耗汽车门禁系统的研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:针对汽车门禁系统功能实现与功耗的问题,对系统车身控制模块及遥控钥匙模块的控制机制、硬件电路设计及RFID通信算法等方面进行了研究,对降低系统功耗的方法进行了归纳,提出了一种基于PIC16F1828单片机控制车身控制模块及PIC16F630控制遥控钥匙模块的汽车门禁系统,系统低频收/发电路分别采用TMS37122、TMS3705射频芯片,高、低频通信频率分别为315 MHz、134.2 k Hz,而数字调制方式则分别采用幅移键控、频移键控,系统RFID通信方式采用的是曼彻斯特编码编码。研究结果表明,该系统的遥控钥匙能实现1.5 m内控制车门的开启,并伴有设防、撤防的报警功能及语音提示功能,遥控钥匙有学习、复位功能,系统功能完善,实现了汽车门禁系统功能及功耗的优化。
【关键词】: 射频识别 高频 低频 功耗 加密算法
随着汽车行业的不断发展创新,传统的RKE( remotekeyless entry) 系统已经不能完全满足车主对汽车门禁功能的要求。新型PKE 系统进入汽车市场后,很快得到了中高档汽车的青睐。但是由于完善的PKE 系统设计技术基本由少数外企掌握,使得PKE 产品成本高,不能在中国广阔的汽车市场中得到全面和灵活的应用。目前,在国内只有少数高档汽车才能够配备PKE 系统,因此,面对不断发展的中国汽车消费市场,对PKE 系统进行研究和开发,不仅能给汽车消费群体带来便利,更有利于整个汽车行业的发展。
广大研究者一直致力于RFID 技术的研究,并且应用到了不同的领域中,但是主要关注只通信距离与通信安全的问题,重点研究了高低频信号收发电路及通信加密算法。Yuping Su 等在RFID 系统设计中加入了显示模块及功率放大电路,且发射台一直处于发码状态,能耗比较大; Qi Zhang 等在低功率射频收发器的设计中,RF 收发器主要由宽带射频前端、低功率接收模块、N 倍分频器及功率管理模块组成,结果表明接收器在带宽为915 MHz 数据传输速率为2 Mbps情况下工作电流为10 mA; Md. Monzur Morshed 等主要介绍了一种标签RFID 通信协议,该协议使用静态标示符,单调递增的时间戳,该协议表明它可以节约存储空间及减少计算,但降低了通信安全系数。为降低系统的功耗,本研究主要改进了高、低频收发电路及通信算法,并且加入了语音及安防模块。本研究提出的高/低频结合、功能完善及低功耗的汽车门禁系统的设计方案是RFID 技术在汽车门禁系统中的一次成功应用,对中国国产汽车行业的迅速全面发展具有重要的的意义。
1. 1 工作原理
在一辆汽车中,门禁系统主要由车身控制模块及遥控钥匙模块组成,可以多个遥控钥匙对一个车身模块。汽车门禁系统框图如图1 所示。车身控制模块安装在车门上,驾驶者携带身份卡不必将身份卡从口袋中拿出,只需靠近汽车按门把手上的触摸键即可实现开启车门功能,并解除安防系统,同样驾驶者离开车时只需按下触摸键即可实现汽车锁门功能,并使汽车安防系统处于设防状态,整个开门锁门的过程中,身份卡无需拿出。
1. 2 重难点
( 1) 低功耗。常用的低功耗设计方式有: 选用低功耗的处理器、设计低功耗的电路、采用单电源低电压唤醒、采用间歇式发送信号及软件优化、处理器采用休眠—唤醒模式等。在本研究的系统设计中,除了运用以上低功耗设计方法外,还将在车身控制模块和遥控钥匙模块中均采用高低频相结合的传输方式。这种传输方式优点在于低频模块选用的频率为134. 2 kHz,其信号的传输是通过空间交变磁场来实现耦合,收发模块在这种方式下可利用耦合的电磁场能量作为自己的能量,从而无需消耗电池的能量。此外,还可以在无其他外部中断的情况下,将车身控制模块设置为休眠模式,从而减少不必要的能量消耗。当按下触摸按键或有其他外部中断时,将唤醒处理器进行工作。
( 2) 低频天线的全向性。由于车身控制模块与遥控钥匙模块采用的是134. 2 kHz 低频收发方式,且遥控钥匙体积的限制,为解决低频天线间的耦合问题,在该系统中,车门控制模块低频天线采用线圈天线,遥控钥匙模块的低频接收天线采用3 付正交天线,每付天线由一个电感和一个电容并联组成,分别放在X、Y 和Z 方向上,保证可以获得任意方向上的信号,既实现低频天线的全向性,又减小了天线的体积。
( 3) 加密算法。为保证通信信号的安全性,该系统中通信数据会先被加密,解密成功后方可开门,有效地保证了系统的安全性。
该系统车身控制模块低频发送电路采用的数字调制方式是频移键控,通过改变载波的频率,使其随着基带信号的变化而变化,从而将调制信号转换成适合传播的已调信号。而传输的数字信号采用的编码方式为曼彻斯特编码,用电压跳变的相位不同来区分1 和0,其中从高到低跳变表示1,从低到高跳变表示0。
为解决发送数据的错码问题及最大可能的降低功耗,系统发送数据报文由前导头、同步头、数据信息、后导头组成,卡号与密码进行按位与加密,在解密的过程中,按照报文的发送顺序进行解密,一旦验证不成功即停止解密,这种加密算法不但错码率少,而且功耗低。
2. 1 车身控制模块
车身控制模块主要由主控单片机芯片、高频接收模块、低频发送模块、安防模块、电机模块、语音模块、触摸开关等组成。
在该系统中,低频发送模块处理器采用单片机PIC16F1828 芯片,射频芯片为美国德州仪器的TMS3705读写芯片。该设计中,射频芯片与微处理器只需通过两根I /O 口线通信,使用非常方便。
单片机PIC16F1828 的工作电压为1. 8 V ~ 5. 5 V,电路中通过采用COMS 技术的三端口高电流低电压稳压器HT7550 输出5 V 电压提供给单片机,PIC16F1828有4 种晶振模式,最高为32 MHz,休眠模式下电流仅为20 nA,要从休眠模式唤醒器件,外设必须能在没有系统时钟的情况下工作。进入休眠模式前,必须将相应中断源的中断允许位置1。从休眠模式唤醒时,如果GIE 位也置1,则处理器将跳转到中断向量,否则,处理器将继续执行SLEEP 指令后的指令。紧接SLEEP 指令后的指令总是会在跳转到ISR 前执行。该系统中单片机PIC16F1828 共有20 个引脚,18 个引脚可作为I /O 口,其中RA4、RA5 引脚接入4 M 的晶振,RC3、RB7 引脚控制语音芯片模块,RC0、RC1 引脚控制电机L9110S 模块,RC6、RC7 引脚控制安防模块,RA2 引脚作为高频信号的输入端,RC4、RC5 引脚作为射频芯片TMS3705 的信号输入端。射频芯片TMS3705 是用来驱动天线,在天线端发送调制的频率为134. 2 kHz 的信号数据。
2. 2 遥控钥匙模块
遥控钥匙模块主要由主控单片机芯片、高频发送模块、低频接收模块、电源、天线等组成。
该系统中,PIC16F630 有12 个具备独立方向控制功能的I /O 引脚,RA0、RA2、RC0 引脚连接低频接收芯片TMS37122。C4是充电电容连接引脚VCL,在低频信号接收的过程中C4处于充电状态,从而为低频的第5 期胡 威,等: 基于 RFID 技术的低功耗汽车门禁系统 ·735·半双工部分提供能量。芯片TMS37122 并且具有可编程的唤醒模式和低频监视,通过WAKE 引脚输出来驱动外部设备,进而唤醒单片机。该芯片对来自多达3 个天线的信号进行解调,如果天线正交放置,就可解调来自3 个坐标( X、Y 和Z) 的数据信息。这样,即使汽车内的基站天线是简单、经济型的线圈天线,也可使无耦合的区域最小。在该次设计中,当按下汽车门锁上的触摸按键,车身控制模块会依次发出低频信号,而遥控钥匙一直处于接收状态,卡接收到卡号比对成功后会通过高频电路发送密码,车身控制模块接收到密码比对成功可实现开门,并伴有开门及撤防的提示音。
该系统中的程序设计主要包括单片机初始化程序、按键判断程序、发送程序、接收处理程序,存储卡程序、语音控制程序、安防控制程序、电机控制程序、卡学习程序及清除锁内卡信息程序等。
3. 1 门锁部分控制程序
单片机PIC16F1828 有256 字节的EEPROM,EEPROM的第一个字节存放卡的数量,第二字节开始存放卡号,程序初始化为:
( 1) 中断位、预分频器、ADC 通道设置;
( 2) 干电池上电的声音,有语音播报;
( 3) 将卡号数量全部读到内存中;
( 4) 比对卡号是否为0 判断是否进入休眠状态,为0 进入休眠状态,不为0 将卡号全部读取到ROM 中。
当单片机处于休眠状态时,可通过外部中断唤醒单片机进行相应的操作,外部中断通过检测设置的状态位DOOR_CHECK,标志位为低是开门状态,为高则继续判断学习状态位,学习状态位为低进入学习状态,按下身份卡上的按键卡登记成功,为高则是复位清除门锁内的卡信息。当低频发送卡号时,会连续发送5次,首先判断卡号是否存在,若存在再进行密码比对,校验成功后才可实现开门。
3. 2 系统RFID 通信算法实现
系统采用的编码方式为曼彻斯特编码,数字调制方式为频移键控,报文由前导头、同步头、数据信息、后导头组成。
3. 2. 1 加密算法流程
高频发送卡号与密码时,卡号与密码会先被加密,按位发送时,发送500 μs 高电平和500 μs 低电平表示1,500 μs 高电平和1 000 μs 低电平表示0。
卡号与密码发送前会被加密,前导头为10 ms 低电平和10 ms 高电平,同步头为500 μs 高电平,后导头为500 μs 高电平。在该系统中加密的方式是卡号与密码分别与校验码进行异或运算,测试用的校验码为十六进制数0 × 96,校验码可以随时改变,只需保证门锁与身份卡一致即可。
3. 2. 2 解码算法流程
门锁在接收身份卡发送的信息后,会进行解码比对,解密即将接收到的卡号与密码与校验码进行异或运算,得到的结果与门锁中的卡号与密码比对,比对成功实现开门功能。
本研究旨在设计一种基于RFID 汽车无钥匙进入系统,通过按下触摸键唤醒处于休眠单片机,达到无钥匙开门的目的。通过实验测试,该系统在1. 5 m以内可正确识别车主,门锁主控板静态电流为9. 27 μA,工作电流为80 mA,身份卡静态电流为5 μA,工作电流为4 mA。车主只需按车门上的触摸键即可打开或关闭车门,同时连接安防系统实现撤防和设防,若钥匙丢失可通过删除门锁内钥匙信息及新钥匙学习功能得以解决。
该系统的优点主要有:
①系统功能的进一步优化及系统的易操作性; 加入了安防系统及语音系统。
②系统硬件设计上通过采用按下触摸键唤醒处于休眠单片机的机制,在不影响通信距离的情况下去掉了信号放大电路,以及软件程序设计上采用优先验证卡号的数量的方法降低系统功耗。
③在数据传输的安全性问题上,通过无线通信过程中数据的加密、解密,不断优化发码的频率及时间,低频发码时间20 ms /次,高频发码时间为60 ms /次。在不增大误码率的前提下优化算法,不但降低了发码的能耗,并且有效地保证了数据的保密性、安全性。
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射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈RFID技术对于监狱管理系统的重要性相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
射频识别就是指为RFID 技术,也被称为无线射频技术,包括在通信技术里面,能够经无线电讯号检测某个目标同时读写某些信息,而且不需要认知体制与某些的目标里面成立机械或光学进行接触。
RFID 科学要上溯到第二次世界大战那时候的飞机雷达监控科学,是雷达科学的使用与强化了科学。HarryStockman 在1948年对外的一个论文《利用反射功率的通讯》建立了其在射频管理部分的概念李璐。RFID 的进展大约是能够分为下面这几个时期:二十世纪四零年代:雷达的使用与强化加强了射频识别科学。二十世纪五零年代:包含在射频识别科学的早期探索时期,核心是经由实验室的实验分析。
二十世纪六零年代:射频识别科学的理论经过进行发展了非常多新的使用方法。很多人提倡使用反向散射调制来达成短距离射频遥测以及识别的设计模式而且提供了非常完善的无源电子标志的策划案子。这时候看来RFID 科学的概念研究早已就趋于完善了。
二十世纪七零年代:RFID 技术进而产品的开发处在一个飞速进阶段非常多的射频识别科学迅速崛起。各国产生了非常多的最初的射频识别运用。可是,这时期的产品完成成本及品能已久没办法满足,仅仅依靠分立元件创建。
二十世纪八零年代:射频识别技术已经开始走入商业应用,其中最突出的莫过于在交通运输中的卓越表现。
二十世纪的最后十年:世界上的非常多的人已经开始重视射频科学的标准化现象,由于它的商品大规模运用,所以慢慢成为人们日常里不可或缺的一个领域。例如RFID 科学在电子收费体制、不停车收费、汽车防盗等非常繁多的部分都被加以使用了。
二十世纪后:随着RFID 技术的快速发展,RFID 技术已经深入到了人们的日常生活中。智能化农业、智能化建筑、智能化园区、智能化医疗、智能化校园等等,这些新的概念不断地改变我们的生活,在使生活便利的同时,RFID 技术也在日趋成熟。
监狱是执行国家刑罚的机关,它担负着看守和管理罪犯、改造和警示犯罪、维护社会安定和谐的重要职能。目前,监狱的管理主要依赖于狱警,一般都是依靠狱警盯住犯人来进行看管。这就会导致监管场所的安全受到威胁。狱警也通常超压、超时工作,这就是导致人为的监管安全漏洞出现的原因。针对监狱实际问题,在对犯人的监控和管理中,如果能通过非接触方式自动识别、区分犯人,并且可与监狱其它管理系统协调工作,这就实现了对犯人实时、全方位的监控管理,这是非常安全、可靠的信息采集处理系统,将能解决存在的部分的出现状况,非常大地提高监狱安全保护的性能。根据上面我们可以看出,监狱的被监管者无线定位有其志在必行的时代意义和现实要求的必要性。
RFID 技术对于监狱管控系统具备如下几个优势:在安全上,RFID 科学的应用能够实现执勤人员对被监管人非接触实时监管,工作人员可以立刻知道什么人什么时刻在那些地方的数据,犯人如果进入警戒地方时,体制会马上自动报警,这就非常好的防止越狱现象的发生。另外,因为是非接触管控,因此工作人员的人体安全参数也被非常大程度增强了。
在工作上,射频科学的使用将变化传统的人工的工作方式,让机器代替人对警戒地方进行每时每刻的监控,不仅可靠性较高并且消息反馈非常及时,最大程度的减弱工作人员的责任,大大的增强工作效率。
在人性化上,管理部门仅仅需要对犯人的日常制定规则,但在其它没有限制的领域内犯人将可拥有最大的自由利益。在犯人的监管上,将变现犯人信息的电子标签的数据与这个监管人档案相搭配,在有用到的时就能够迅速获取有关的数据从而知道犯人的状态,而且能够针对非常多犯人设立起数据库、科学库,使用引擎进行研究和分析,对内在的威胁做出及时的评析,使指导的人能够对重点加以管控。
从这里我们可见RFID 科学在监狱监管中,可以在增强监狱管控安全的同时,极大减轻工作人员的负担,尤其对防暴,防逃,治逃工作具有非常非常重要的的意义。另外,大规模的应用该应用正处于最初始的时候,因此研究此项科学的体制开发也是符合现在的发展现状的。
3.1 国外研究现状
美国政府从世界范围来看的确是RFID 运用的非常有利的推动者,他在RFID 标准的创办、相关软硬件科学的进展与运用的部门均走在全球的前列。欧洲依然在美国主要管理的EPCglobal标准的前提下建立的。日本的UID,尽管得到了自己厂商的推崇,可是想成为国际标准还应该走非常漫长的路。韩国政府也给了RFID 非常的重视,但到现在韩国在RFID 的标准上依然模糊不清。
3.2 国内研究现状
与欧美等发达国家或地区比起来的话,我国的RFID 进展的还非常落后。如今,我国RFID 产业还是没有主要关键科学,特别是在超高频RFID 领域。从含有标签、读写器、芯片和天线等硬件的商品来看,低高频RFID 科学要求并不是非常的高,国内进展技术非常完善,产品也被大规模使用,如今处于非常拥挤状况;而超高频RFID 科学的要求非常的高,国内科学相对没有,进展较晚,乐于从事超高频RFID 产品生产的公司以前就很少,而拥有自己的自主知识产权的创新型公司就更少了。
RFID 的产业链重点是由芯片的创设、标签的封装、读写装备的处理和制造、体制的集成、中间件、应用软件等非常多的部分共同构成。完善的RFID 产业链在我国并没有完全形成,而主要技术也大多都掌控在国外的企业里。中低、高频标签封装科学尽管在国内变得非常成熟,可是只有非常有限的公司具备了超高频读写器的设计使用的技术。国内公司尽管具有基本的RFID 天线的创建和研发资源,可是不具备使用在液体状态、金属材料上的RFID 标签天线可靠性的建设的技能。体制集成尽管是发展比较快的部分,但是后台软件的领域及中间件这一块儿还不是很强大。
尽管与世界的先进水平有一定的距离,但我国在RFID 技术的市场培育已初步开花结果,研究方面也发展也很快。同时在RFID 技术研究和产品开发方面,我国已具有了自主开发高频、低频与微波RFID 电子标签与读写器的技术能力及集成系统的能力。相信在不久的将来,我国的RFID技术将会赶超世界先进水平。
无线射频识别技术因为其标签的唯一性,我们可以根据标签提供信息来判断标签携带者的具体材料,这项技术是无线定位的关键技术之一。本文通过对监狱犯人管理过程中实际的困难和监狱管理的工作出发说明了运用RFID 的相关技术来解决犯人的定位监控管理的可行性和必要性。
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航空电子系统是保证飞机完成预定任务达到各项规定性能所需的各种电子设备的总称。为了开展国际航空通信业务,《国际民用航空公约》附件《航空通信》中对航空通信的定义、设备和规格、使用的无线电频率、电报的分类、缓急次序、标准格式、用语和处理手续等,都有统一的规定或具体的建议。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于航空电子通信系统关键技术问题的浅析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
当前阶段中的航空电子通信系统相比于传统的飞机飞行通信系统来说已经有着非常大的进步,其能够在以往飞机飞行过程中正常通信的基础功能上同时具备语音通话、多媒体网络连接、数据信息快速传送、三维图像快速成型等等综合性电子通信功能,对于提高飞机飞行过程中的安全管理以及提高其飞行过程中的效率有着非常重要的作用。
而航空电子通信系统组件的基础内容就是使用机载分布式的实时通信网络作为其系统的主要架构内容,当前在我国大型民航飞机中普遍应用的ARINC429 以及AR-INC629 技术就是作为机载分布式的实时通信网络的主要类型而存在,但是其在具备相当高程度稳定性以及可靠性的同时仍然需要非常复杂的组织结构,这种情况下会造成飞机飞行过程中重量的大量增加并且其使用过程中较低的数据传输速度也无法有效的满足当前航空电子通信系统不断快速提升进步的要求,因此MIL-STD-1553B总线控制技术、光纤通道通信技术、航空电子全双工交换式以太网技术等诸多新型技术内容开始进入到飞机航空电子通信系统的构建过程中,其在有效的提高航空电子通信系统运行效率以及运行质量的同时更加减轻了飞机飞行过程中的相关运行负担,因此渐渐得到了广泛的应用。针对航空电子通信系统的关键技术问题进行分析,就是针对上述技术内容在航空电通信系统中的构建技术以及应用目的进行分析。
具体来讲,航空电子通信系统的关键技术内容可以分为航空电子通信系统的层次结构架设技术、通信网络拓扑结构层的架设技术、航空电子系统时钟同步设计技术以及通信故障处理技术等等内容。其具体内容如下文所示:
1.1 航空电子通信系统层次结构的架设技术
航空电子通信系统在层次结构的架设技术应用过程中可以充分的借鉴ISO开放式互联系统的层次结构构建模式,在ISO 开放式互联系统的层次结构中其一共分为七层结构,而航空电子通信系统在层次结构的划分中可以将自身结构划分为应用层、驱动层、数据链路层、传输层以及物理层五层结构,这种层次结构划分的模式能够有效的完成对航空电子通信系统运行过程中相关系统硬件以及软件程序的合理配置和促进其功能的充分发挥。
以MIL-STD-1553B 总线控制技术在航空电子通信系统中的应用为例,其在物理层的主要目的是为了完成对通信系统中相关物理介质的位流传输功能,而其在驱动层中的主要目的是作为通信系统中软件程序以及系统应用程序的接口而存在,其在传输层中的主要功能是完成对通信系统中相关信息的处理以及通道的调度工作,其在应用层中的主要功能是作为整体系统的管理程序以及发挥系统解释功能,其在数据链路层中的功能则是用来对总线上相关数据信息的传输序列进行合理有效的调整。
1.2 航空电子通信网络拓扑结构层的架设技术
航空电子通信系统中网络拓扑结构层事实上指的就是通信网络中各个子系统相互关联的物理结构,当前在各种通信系统中常用的拓扑结构层包括单一级总线拓扑结构、多个单机总线拓扑结构以及多级总线拓扑结构三种类型,而在航空电子通信系统中的网络拓扑结构层架设技术则一般采用多个单级总线拓扑结构和多级总线拓扑结构综合使用的方式完成自身网络拓扑结构层的设置,一般来说都是将航空电子通信系统中的子系统进行合理分类以后将其分别连接在多个不同的1553B 总线上完成多个单机总线拓扑结构的架设,同时如果在这一过程中多个总线并非为同一级的总线那么这种假设机构事实上也就成为了多级总线拓扑结构。
1.3 航空电子通信系统时钟同步设计技术
由于航空电子通信系统组成结构中其各个子系统都拥有独立的时钟计时系统,因此航空电子通信系统经常会出现及时误差的现象,建立航空电子通信系统的时钟同步设计也就显得至关重要。
事实上,在航空电子通信系统的组成结构中为相关总线以及其每一个子系统都配置一个相应的始终长度和分辨率的实时计时器,在航空电子通信系统中就能够对其完成气动控制并使其自动开始计数,再由航空电子通信系统的总线时间计时器将其参数发送至各个子系统中由子系统自行调整其余总线时间计时器中存在的误差,就能实现航空电子通信系统时钟同步的设计。航空电子通信系统的始终同步设计技术具有操作简单。成本投入较低的优点,能够充分的满足航空电子通信系统运行过程中对于信息传递实时性要求高的需要。
1.4 航空电子通信系统通信故障处理技术
首先针对航空电子通信系统的故障可以将其分为干扰因素造成的偶然性临时故障以及系统硬件设施失效造成的永久性故障两种类型,航空电子通信系统的运行过程中会首先通过总线控制器自带的双余度电缆上有限次的重试处理功能来完成对相关故障的判定工作,如果故障经过诊断维修后并且消失就可以判断漆为偶然性临时故障,如果故障一直存在那么航空电子通信系统的总线控制器则会将故障进行标记并且记录,同时将存在故障的子系统进行断网和周期新的查询记录工作,其可以根据故障类型的不同,采取有状态字中的子系统标志位置位、终端标志位置位以及禁用MBI 三种处理方式。
综上所述,本文对当期航空电子通信系统中的关键性技术问题进行了具体的分析和阐述,事实上航空电子通信系统是一项非常复杂的机载分布式实时通信网络系统,其涉及到飞机飞行过程中国的所有电子设备以及通信网络,其设计质量直接关系到飞机飞行过程中的安全性,相关单位应该加强对上述技术内容的充分应用,保证航空电子通信系统相关功能的充分实现。
【关于航空电子通信系统关键技术问题的浅析】相关
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摘要:现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术,一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分,电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广,特别突出在移动电话和卫星通信两个方面,本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。
关键词:电子通信系统移动卫星通信关键技术
随着电子通信技术的发展,它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。
电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会,电子通信技术无处不在,它涉及的范围也很广,包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。
电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。
近几年来,电子通信技术应用十分广泛,就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看,就存在很多关键性的技术问题,有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速,传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外,频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低,这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统蜂窝体制,应用新的移动通信技术。
在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式,每个小区内都有很多个无线信号处理单元,这些单元距离都比载波波长要远得多,并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能,首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理,然后就要与核心处理单元连接,通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信,第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射,然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单,缺点则是会不断干扰系统,阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构,通过用大量的无线信号处理单元来实现,从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”,即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想,但同时它也更复杂。
分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势,第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大,第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应,还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率,还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大,反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区,还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。
子通信系统分为5层:应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确,接口应简单,从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次,它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能,驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试,监控其工作状态,控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输,传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL—STD一1553B规定,处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。
卫星通信在电子通信技术中最为先进,它也有很大的优势,包括通信距离远并且容量大,通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业,人们对信息的需求也越来越复杂多样,电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。
目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题,它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题,一个就是数据压缩技术,它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率;第二个就是智能卫星天线系统;第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究;第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术;第五个就是多址连接技术的改进和发展;第六个就是卫星激光通信技术。
未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现,激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥,因为在那里经常会应用到激光通信技术,它在外层空间进行,所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下,天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。
总而言之,电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术,移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上,而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的,掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。
[1]刘旭东,卫星通信技术[M].北京:国防工业出版社,2000
[2]杨运年,VSAT卫星通信网[M].北京:人民邮电出版社,1997
[3]蔡坚,刘娟;基于标准总线的飞行数据采集器的设计[J];航空计算技术;2002
[4]康涌泉,史忠科,朱红育;基于DSP的ARINC429总线通信系统设计[J];航空计测技术;2004
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保险业是指将通过契约形式集中起来的资金,用以补偿被保险人的经济利益业务的行业。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于数据仓库技术的保险业统计分析系统设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:通过分析保险行业的核心业务,采用数据仓库技术,对保险企业中的海量历史数据进行集成和统计分析,得到精确的业务运行分析报告,对业务及客户进行趋势分析,以便及时作出正确决策并根据自身需要监测业务运营。
关键词:数据仓库;保险业;ETL;多维数据;统计分析
数据仓库(Data Warehouse,DW)是随着关系数据库、并行处理和分布式技术的飞速发展而产生的[1], W?H?Inmon出版了《Building the Data Warehouse》一书,给出了数据仓库的定义:数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失的、随时间变化的用来支持管理人员决策的数据集合[2]。数据仓库包含的是整个企业视图的粒度化数据。
数据仓库系统通常对多个异构数据源有效集成,集成后按照主题进行重组[3]。存放在数据仓库中的数据通常不再修改,用作进一步的分析型数据处理。
数据仓库系统的建立和开发以企事业单位的现有业务系统和大量业务数据的积累为基础 [4],其开发是一个循环迭代过程,通常需要企业有一定的业务数据积累,开发人员将这些历史数据通过ETL输入到数据仓库中,进行分析和统计,以建立决策支持辅助系统,为企事业单位管理者提供决策支持。
随着保险业发展及保险市场竞争的加剧,保险公司在管理和运营方面面临着更高的要求,来自监管、竞争、技术更新及全球化等各方面的压力不断考验着保险企业。保险业发展的核心动力表现在以下几个方面:①进入新分市场及提高业务质量;②巩固客户忠诚度,适应客户多变的需求;③高效的运营;④精确的风险及成本控制;⑤消除各种技术壁垒。
要做到上述目标并不容易。对高层管理者来说,由于统计口径的关系,很难获取一致性数据进行比对,很难及时监控到业务状况,不能有效地进行决策支持。对于业务部门主管与业务分析员,所需报表难以及时获取,即使取得的数据也难用于多视角、全方位地分析业务问题。对于IT部门来说,要不断帮助业务部门制作报表,时间相对较长,而且开发的报表越多,特别是分析型的报表越多,业务系统性能越受影响。
以某人寿保险有限公司为例,该公司的数据支持情况如下:
(1)保单管理系统中大致有50张左右的报表在运行,但随着公司业务的发展,数据分析及用于日常管理的制式报表与日俱增,报表数量将很快无法满足业务发展需求。
(2)各业务管理部门有各自的制式报表及统计需求,但在将数据汇总时,时常出现因统计时点不同、指标定义的理解差异等原因造成数据不一致,导致额外的数据校验工作。
(3)当前报表的IT实现基本上是按照单个报表需求来设计的,造成IT设计无法复用,报表开发缺乏整体规划,呈一种临时性状态,随着报表及统计需求的增加,IT相应的工作将与日俱增。
(4)因当前报表及数据统计都在保单管理系统中运行,随着需求数量的增加,保单管理系统将面临沉重的夜间批处理压力并严重影响日间日常业务操作的效率及稳定性。
针对上述系统现状,在建设中决定采用数据建模、ETL、数据分析以及数据展现等技术,实现风险管控分析、客户服务分析、客户维持分析、市场销售分析、综合分析和综合管理6大功能,达到以下目标:①代替原有手工报表方式,为业务人员节省时间;②提供精细的分析数据。业绩分析可以从营业部,钻取到营业组,甚至每个FC(理财顾问),保全分析可以分析每种保全项目的明细;③统一的分析口径。各部门统计指标,可以在统一的时间点上进行公司级汇总;名称一致的统计口径,可以唯一定义一种统计方式;④唯一的报表平台。从报表需求获取到报表需求分析以及最后的实现都在一个体系下完成,公司数据分析工作逐步系统化和实用化。
统计分析系统采用灵活架构,在构建一个统一、稳定的企业级数据仓库基础上,分步构建各个独立的分析应用数据集市,满足灵活性、扩展性要求,系统架构如图1所示。
保险数据仓库是一个中央的知识数据库,包含来自寿险系统、团险系统、短期险系统和电话销售系统等源系统的源数据,数据模型分为3层:
(1)数据准备层(Staging Layer): 采用同源系统相似的数据结构存储源系统的每日增量数据。
(2)保险企业模型层(Insurance Enterprise Models Layer): 作为保险数据仓库的核心,相应的保险企业模型部署在该层。根据保险行业的业务视图,保险企业模型分为10个主题,根据保险信息的特性而非事务处理的目的来设计,企业级上所有保险业务信息根据历史版本进行记录。在数据准备层通过ETL(数据抽取转换装载程序)进行数据批处理,采用增量机制装载进入保险企业模型。
(3)分析数据模型层(Analysis Data Models Layer): 各种各样的数据分析需求归类到不同的数据集市,如市场及销售数据集市、运营效能数据集市、风险管控数据集市等。分析数据模型即为满足数据集市需求而采用维度建模方法特别设计的模型。分析数据模型从保险企业模型衍生而来,数据通过ETL 批处理,采用增量机制装载进入保险企业模型。
ETL采用增量机制,每日从源系统抽取变更数据至Staging层,接着将Staging层数据转换至企业模型和分析模型。在ETL批处理完成后,系统运行报表批处理生成报表并发布到相应的报表文件服务器上。
OLAP元数据管理工具: 提供OLAP 元数据管理工具,用于管理所有OLAP 业务元数据,包括指标定义、维度层次定义、指标与维度的关系及分析需求。通过使用这个工具可帮助保险企业统一KPI 定义及促进企业标准化管理,同时其管理的内容可作为统计分析系统所支持的知识库来使用。 OLAP平台:选择微软的SQL Server 2008作为OLAP平台。OLAP 工具支持分析的类型包括管理仪表盘、平衡记分卡、制式化管理报表、临时查询、数据挖掘等。
4.1 ETL实现
ETL采用SQL Server集成服务来实现。Microsoft Integration Services 是一个可以生成高性能数据集成解决方案(包括为数据仓库提取、转换和加载ETL包)的平台。Integration Services包括生成和调式包的图形工具和向导;执行工作流函数操作和执行SQL脚本等任务;提取和加载数据的数据源和目标;清除、聚合、合并和复制数据的转换;管理包执行和存储的管理服务,即Integration Services;用于Integration Services对象模型编程的应用程序编程接口(API)。
4.2 多维数据实现
创建报表之前,需要通过SQL Server分析创建多维数据模型。之所以使用SQL Server分析服务创建多维模型,主要是为了实现对业务数据的即席查询。系统开发人员创建多维数据集以支持快速响应,并提供单个数据源以进行业务报告。商业智能的重要性不断提高,使用单一的分析数据源可确保将差异减到最小(如果无法完全消除差异)。
4.3 报表系统实现
报表系统实现使用了SQL Server报表服务,报表服务包含一整套管理报表的工具。报表工具在微软的开发环境中工作,并与SQL Server无缝衔接。通过报表服务,可以从多种不同的数据源创建各种不同样式的报表。
该系统目前已经在某人寿保险有限公司正式投入使用,结果显示,该系统使业务数据的分析效率、分析能力大大提高,在一定程度上简化了业务人员数据统计工作,对公司决策支持起到很大的帮助作用,系统良好的应用价值体现在以下几个方面:
①数据集成。数据仓库能够把来自多个不同子系统的数据进行有效集成,提供统一的、一站式的业务报表系统;
②查询灵活方便。统计分析系统能够根据不同的需求进行条件过滤,并支持数据向上向下钻取,数据查询方式更加灵活,追溯更加简单直接,为业务分析人员提供了很大的便利;
③安全性高。为了保证数据的安全性和可靠性,对数据仓库中的数据实行统一管理;
④降低成本。统计分析系统的建立,可以代替原来的手工汇总操作,一次创建,只需要进行简单的维护就可长期使用。
本系统开发及系统运行工作得到如下经验及启示:
(1)理念的转变。在数据分析上,需要从清单和简单汇总上升到数据分析,从单个部门分析到全局分析,从数据库到数据仓库进行分析设计。
(2)平台统一管理要求。在报表的管理上,一个统一的部门管理面向高管的报表,制定统一的口径;对没有报表的部门需要严格确认数据准确性;对有报表的部门,不要局限于当前的数据逻辑。
(3)系统扩展。报表需要不断扩展和改进,不断提高深度和广度,收集更多数据,提供更多报表;提升界面功能,精确授权,自动分发报表;提升可用性,全面取代现有的其它报表系统;从明细数据到统计数据,进而分析数据,最终实现商业智能、数据挖掘的目标。
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考试管理是高校各项管理工作的重中之重,严格的考试管理体系可以帮助各高校客观正确的衡量教学水平、加强学风建设和提高教学管理效率但是,考试管理工作有其 自身的复杂性,因为每个班级每学期都有八、九门左右的科目需要布置考试,因此,科学高效地布置监考人员是考试管理工作的核心.而现今,布置教师监考时仍采用人工处理的方法 ,不得不查询大量的表单和数据,使考试管理工作变得更加复杂而低效.为适应高校监考实际要求,更好地进行管理工作,本文采用 B/S模式建成了一个完整统一、技术先进、高效稳定的教务监考管理系统,该系统集教务工作自动化和信息化为一体,可为教务工作有关部门提供优质、高效的业务管理和事务处理,实现了统一的信息浏览、考试信息管理及布置,布置监考教师并对监考情况统计等功能.
利用结构化编程技术,尽量细化排监考工作,以使每项工作模块化,从而可任意组合,为实现各种排监考打下基础;利用面向对象编程技术,能产生高效提供信息的数据库,并使其易于维护;使用控件可增强应用的界面,提高系统可用性.
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洋务运动,又称晚清自救运动、自强运动。该运动是19世纪60~90年代洋务派所进行的一场引进西方军事装备、机器生产和科学技术以维护封建统治的“自强”、“求富”运动。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:洋务运动时期军事技术系统整体情况探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
一般来讲,洋务运动时期是指 1861 年衙门的成立至1895 年甲午战争结束这段时间。在这一时期,中国开始大力引进西方先进军事技术以图实现“军事自强”.洋务运动作为中国军事近代化的开端,对中国近代军事技术的起步和发展都产生了重要影响。学界目前对于这一时期有关军事技术发展的研究多集中在诸如某一武器装备技术的引进和发展、近代军事训练方法的兴起和改进、近代军事教育的发展以及近代兵工企业的发展等问题上面,而且大多都是针对这些问题的一个方面进行深入、具体的考查,针对军事技术系统整体在洋务运动这一时代背景下的综合研究和论述在学术界尚不多见。
值得一提的是李婷婷、朱亚宗的《19 世纪中期:军事技术系统时代的开端》一文首次从系统角度对19 世纪中期中西方军事技术发展差异巨大的原因进行了剖析,指出这一时代中国军事技术的发展没有形成类似西方那种系统性.笔者希望在对洋务运动时期军事技术发展的整体情况加以考查和论述的基础上,具体分析这一时期中国军事技术发展的系统特性,从而总结其对近代中国军事建设的正反两面影响。而要对军事技术的发展状况进行研究,首先有必要弄清楚军事技术的含义和内容。
对于军事技术的定义,刘戟锋教授认为,“军事技术是物化技术与观念技术的结合。”[2]同时,他还指出军事技术作为一个系统,具有一定的体系结构。从纵向上看,这种体系结构涵盖代表军事技术发展主流和趋势的主导技术、与主导技术密切相关的相关技术以及围绕主导技术和相关技术产生的辅助技术[3].可见,对洋务运动时期军事技术发展的考查也应该从军事技术体系的全面着手。军事技术作为一个系统具有其特定的内涵和外延,一般来讲,军事技术系统内部构成主要包括作为主导的武器装备技术以及作为协同技术的军事工程技术、军事交通技术、生活装备技术等等,其外延部分则涵盖了政治、科技、工业、人才等诸多影响因子。历史地看,在洋务运动时期,军事技术系统的发展主要就在武器装备技术、军事协同技术以及作为其外延的军事人才培养等三大领域得以体现,故笔者将从武器装备、人才培养和军事协同技术的发展等三个方面的实际情况出发来具体分析洋务运动时期军事技术发展的系统特性。
两次鸦片战争的失败,使中国的一些有识之士逐渐认识到中国和列强之间在军事上存在的巨大差距,所以在洋务运动伊始,奕 等人就上奏提出了“自强”、“练兵”的主张,并把采用洋枪炮练兵作为“自强”的首先之术[],开始引进西方的武器装备。
在陆军装备方面,晚清军队对步枪的引进经历了从前装滑膛枪、后装线膛枪到小口径连发步枪的发展历程。淮军最初采购的是英国士乃得、美国林明敦两种后膛枪,到世纪 70 年代,随着西方逐步放开了对中国的武器出口限制,温切斯特、李式步枪等一批性能优越的后膛枪先后输入中国,仅 1875 年一年,李鸿章就向德国毛瑟公司订购了枝步枪。但随着各国对新军事技术出口的严格控制以及晚清政府财政的日益紧张,使得淮军在引进新式小口径连发步枪方面进展缓慢,正如李鸿章所言:“新式快枪快炮不敷甚巨”[5].
在海军装备方面,先进舰船均系进口,甲午战前,北洋海军 28 艘舰船中,有 22 艘都购自德、英等国,只有 6 艘中小型舰船系中国自造,其余南洋、广东、福建等水师所使用的舰船虽多系中国自造,但也均有进口。除舰船以外,鱼雷艇也系由西方引进,据学者统计,这一时期中国从德国引进鱼雷艇的数量就在11 艘以上[6].
在装备制造技术方面,晚清政府将引进西方机器设备、建立近代兵工企业仿制西方武器装备作为装备技术引进的主要实现路径。洋务运动期间,中国共开设了近 30 个近代兵工企业,对西方制造的火药、轻武器、火炮、舰船等先进武器装备进行仿造。仅以江南制造局为例,同治四年年),江南制造局在购买美商上海铁厂的基础上成立以后,根据李鸿章的意旨,其初期主要制造枪、炮两项,以供对捻军作战之用,并成功仿造出前装滑膛枪。1869 年江南制造局添购造来福枪机器和大汽炉、刨床,另建枪厂、卷枪厂,并成功仿造出来福枪。1873 年,江南制造局又仿造美国林明敦枪成功.短短七八年间,其仿造能力就实现了从前装滑膛枪到前装线膛枪再到后装线膛枪的跨越式提升。
洋务运动时期武器装备技术的引进,不仅使大量先进的武器装备进入中国军队,促进了中国军队的近代化,而且还在中国建立起了较为完善的军事工业体系,带动了国防力量建设的近代化进程。但这一时期武器装备技术的引进仍存在着较大的局限性,对于整个武器装备技术系统的建设还很不完善。从横向上看,这一时期引进的很多武器装备及技术在当时的西方已经相对落后,装备技术引进的起点较低。同时,当时对于西方军事技术的引进还缺乏科学的指导,武器装备技术的引进缺乏系统性,且存在重复引进的现象,导致了有限资源的极大浪费。从纵向上看,由于国外出口限制以及清政府财政困难等多方面原因,这一时期军事技术的引进缺乏连续性,不能及时跟踪引进西方最新军事技术成果,导致洋务运动时期中西之间军事技术水平的差距越拉越大。在整个武器装备技术子系统中,无论是陆军装备,海军装备,还是装备制造技术,与同时期的西方列强相比,我们都处于明显的落后地位,且由于到洋务运动后期,对于西方武器装备的引进和装备制造技术的发展都陷于停滞,这就使得在武器装备这个层面,我们和列强的差距不降反增。同时,由于作为整个军事技术大系统核心的武器装备技术系统的发展不足,导致整个军事技术系统的发展水平也明显受限。
战斗力的提升是人与武器有机结合的结果。军事技术的进步也同样离不开军事技术人才的培养。随着西方先进武器装备的大量引进,如何培养一批既懂技术又会操作的军官和士官就成为提高晚清军队战斗力的一大关键。
洋务运动时期政府对于军事技术人才的培养主要通过两大路径实现。一是建立近代军事学堂。洋务运动期间,洋务派在全国各地先后兴办了 30 余所军事学堂。这些学堂大都将军工类人才作为人才培养的重要目标,并将军事工程技术列为教学的主要内容之一,为晚清军事技术的发展提供了一批专门的人才支持。二是向国外选送军事留学生。在整个洋务运动期间,清政府向英、法等国派遣了一批军事留学生,以学习西方先进的军事指挥和装备制造技术,他们大多学成归国,在一定程度上填补了晚清军事近代化过程中的巨大人才缺口。正是通过以上途径,晚清军事技术教育体系才得以逐步建立起来,为军事技术近代化提供了一定的人才和智力支撑。
不可否认的是,虽然洋务运动时期培养了一批军事技术人才,但不管从人才培养的规模还是质量上来讲,军事技术人才培养的整体水平并不高,不仅无法与西方列强系统化、规模化的技术人才培养体系相提并论,而且也远不能填补国内军事技术人才的巨大缺口,导致在洋务运动时期的整个军事技术大系统中,作为其外延支撑的军事技术人才的发展始终是一块短板,无法支撑起整个军事技术系统的不断向前发展。
近代化的军队不仅要有近代化的武器装备,同样离不开近代化的交通运输和军事通讯。在这一点上,刘戟锋教授认为,军事技术作为一个系统,从其内部构成来讲,除了最核心部分的武器技术外,其外围还包括军事工程技术、军事交通技术以及生活装备技术.随着武器装备技术的演进,交通与通讯等相关军事协同技术必然随之而发展。
在军事协同技术领域,洋务运动时期最具代表性的当属铁路和电报事业的发展。
铁路作为近代军队机动力的一个极重要载体,它的修建和完善关系到一个国家(尤其是战略纵深较大的国家整体的国防力量建设。李鸿章是最早呼吁建设铁路洋务派官员,早在 1874 年,李鸿章就曾提出“有内地火车铁路,屯兵于旁,闻警驰援,可以一日千数百里,则统帅尚不至于误事。”[5]
明确论述了铁路的巨大军事价值。1880 年,李鸿章、刘铭传上奏建设铁路,并在《筹建铁路以图自强折》中全面阐释了铁路的军事意义,认为铁路“于用兵一道尤为急不可缓之图”[7].但由于顽固派的各种极力阻挠,至甲午战前,中国也只建成铁路400 余公里,对于满足兵力机动以及战场建设的需要来说,可谓杯水车薪。
相较于其他军事技术而言,军事通信技术的发展一直比较缓慢。近代以前,人们往往只能通过人力、畜力或借助烽火、旗语来传递战场信息,信息传递的可靠性和时效性很难得到保障。这种状况直到 19 世纪电报技术发明并应用于军事领域之后才得以改善。可惜的是,与在西方国家所受的重视不同,电报技术直到十九世纪七十年代才在中国发展起来。1877 年,李鸿章在大沽北塘海口炮台和天津之间架设电报,并收到良好效果。1880 年,清政府批准架设天津至上海的电报线路。同年,李鸿章在天津开办电报学堂。与此同时,清政府还在天津设立电报总局,盛宣怀出任总办。此后,电报事业发展迅速,至 1883 年,初步形成了覆盖全国大部分地区的电报网络,“东北则达吉林、黑龙江额界,西北则达甘肃、新疆,东南则达闽、粤、台湾,西南则达广西、云南。”
全国电报网络的初步建成使得军事通讯有了新的更加快捷、可靠的手段,军队信息力大大增强。中法战争期间,有线电报就已经作为清军指挥通信系统的重要组成部分,为保证战场胜利发挥了重要作用。
就洋务运动时期军事协同技术系统发展的总体情况来讲,其发展较为不平衡。在军事交通领域,铁路的修建不仅起步晚,而且发展缓慢,至甲午战前,只修了 400 余公里,这根本无法满足幅员辽阔,有着巨大战略纵深的晚清王朝对于部队机动作战的需求。而这一问题也很快就在甲午战争中暴露无遗。在军事通讯领域,电报技术开始引进虽然也较晚,但所幸在其后续建设中阻力较小,且得到了清政府自上而下的大力支持,几年之内就基本建成了覆盖全国大部分地区的电报网络,并很快就对陆军作战提供了通信保障,在战场上发挥出极大的信息优势。交通和通讯这两种军事协同技术发展的不平衡,使得铁路和电报二者的技术优势无法在大范围内有机结合在一起,也就难以形成基于军事技术系统的体系作战能力。
四、洋务运动时期军事技术系统发展的不协调
总的来说,作为军事技术系统的有机组成部分,武器装备技术的发展、军事技术人才的培养以及军事协同技术的发展这三个方面相互联系、相互影响。武器装备技术系统的发展带动军事协同技术系统的发展,并对军事技术人才的培养提出需求;军事技术人才的培养为武器装备技术系统以及军事协同技术系统的发展提供人才和智力支撑;军事协同技术系统的发展使武器装备的效能得到更大程度的发挥,并对军事技术人才的培养提出更高要求。三者之间的相互作用推动了洋务时期整个军事技术系统的向前发展。
但在洋务运动期间,三者的发展状况各有不同,造成了整个军事技术系统的发展失衡。首先,在武器装备技术方面,依靠引进和跟踪仿造,至 19 世纪 80 年代,中国军队逐步进入后膛枪炮时代。尽管在这种时断时续的跟踪模仿发展模式下,武器装备技术的整体水平并不高,但这一时期军事协同技术的发展仍没有跟上武器装备技术发展的脚步,尤其体现在军事交通技术领域。这一时期随着陆军和海军装备的改善,面对机动能力较强的侵略者,中国军队机动能力严重不足的问题明显暴露出来,甲午之战中,400 余公里的铁路线终无法担负起对于漫长海岸线的防御,丁汝昌所言“全恃后路游击有兵,以防抄袭,方能巩固”的方案也只能沦为泡影,以至于威海陆路失守,北洋舰队全军覆没.与此同时,低水平的军事技术人才培养无法同时满足武器装备技术和军事协同技术发展的共同需要。
虽然在洋务运动时期,通过创办军事技术学堂以及派遣军事留学生等途径培养了一批军事技术人才,但一则这时人才培养的规模有限、质量不高;二则人才培养的体系不健全,无法适应武器装备技术以及军事协同技术领域的诸多门类对人才的需求;三则人才培养在很大程度上依赖洋人,无法完全独立。由于缺乏足够的军事技术人才支撑,武器装备技术和军事协同技术的发展也必然受限。
综上所述,在洋务运动时期,虽然军事技术系统的各部分都得到了一定程度发展,但从整体上看,军事技术系统的发展处于失衡状态。而这一时期西方军事技术整体上的发展则显得更加全面协调,更成体系,“这不仅表现为各项军事技术在战争中的协调统一,还体现为技术以外的诸多因素逐渐与技术形成一个不可分割的体系”.相比之下,无论是在战场应用上,还是在战争准备过程中,洋务时期中国军事技术发展的系统特性则呈现出一种严重失衡的状态,不仅人和武器装备没有有机结合到一起,而且对于武器装备技术系统形成支撑的军事协同技术系统也没有发展起来,无法对武器装备效能的发挥提供辅助,这就必然导致整个军队战斗力水平的低下。这一时期军事技术系统发展的失衡不仅使得现有武器装备的效能得不到充分发挥,而且还对军事技术的未来发展产生极大的不利影响,导致军队的整体战斗力无法持续提高,对整个军队和国防建设的可持续发展都将产生重大影响。甲午战争以及随后几次清军对外作战的失败就是其集中体现。
[1]李婷婷,朱亚宗。19 世纪中期:军事技术系统时代的开端[J].自然辩证法研究,2009(9)。
[2]刘戟锋。 军事技术论[M]. 北京:兵器工业出版社,1991.
[3]刘戟锋等。 自然科学与军事技术史[M]. 长沙:湖南科学技术出版社,2003.
[4]樊百川。 清季的洋务新政[M]. 上海:上海书店出版社,2003.
[5][清]李鸿章撰。 李鸿章全集[M]. 长春:时代文艺出版社,.
[6]杨杰。 论洋务运动时期德国对中国海军装备的影响[D]. 国防科技大学,2007.
[7]中国史学会。 洋务运动(六)[M]. 上海:上海人民出版社,.
[8]戚齐章。 晚清史治要[M]. 北京:中华书局,2007.
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工程管理专业出现在20世纪80年代末期。当时,西方国家开始对工业工程教育进行评估,结论是传统的工业工程教育只注重车间层次的效率和数学方法的运用,其毕业生和工程师们缺乏必要的沟通技巧和管理知识。另外,根据美国工业工程学会的调查,发现70%的工程师在40岁之后都要承担工程管理的工作。因此,产生了工程管理这个新的学科领域。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于不同组件开发技术的工程管理信息系统研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
工程管理是保障工程项目顺利进行的必要条件,是工程进度、工程质量和工程投资效益取得成效的基础,管理信息的精确性是关键性因素,近年来组件技术的开发满足了软件规模的不断扩大以及分布式处理应用的需要,改善软件的开发效率,实现软件的模块化升级,对工程管理系统的发展有着重要的意义。若想提高工程管理质量,就需要改变传统的管理模式,提高管理的针对性和时效性,还需要健全市场开发体系,注重工程管理数据处理及传输的准确及时效性,开发工程管理信息系统是市场发展的趋势。
工程是科学和数学的某种应用通,通过这一应用,使自然界物质和能源的特性能够通过各种结构、产品和机器反应出来,是以最短的时间和精力做出高效、可靠且对人类有用的东西。有组织、有目的的群体性活动是为了改善自身生存和生活条件,并根据当时对自然规律的认识而进行的物化劳动的过程。“工程管理是对工程所进行的决策、组织、计划、协调、指挥与控制”。工程管理信息系统在现在的生活中有了较多应用,在概念和方法上有了巨大的变化,现阶段的工程管理系统无论作为学科,还是内容都更为丰富。工程管理信息系统的组件是个复杂的工程,基于不同组件的开发技术成为发展的必然趋势。
组件到现在还没有一个公认的标准定义,通俗意义上,我们可以理解为一个可以独立开发和交付,自包含的,可部署的软件功能单位,它通过接口向外界( 应用程序、框架或其他组件) 提供服务,可重复使用并可与其他对象进行交互。一个组件有若干个接口,每个接口代表组件某个属性或方法,开发人员根据具体情况选择特定的语言工具实现组件的开发,通过设置属性和方法使组件完成特定商业逻辑。组件技术的优势在于,根据组件规范,企业可以根据自身特点建立自己的组件库,在以后的开发过程中,可直接提取相应组件,不作任何修改直接使用。
2. 1 基于Internet /Intranet 的工程管理系统开发
随着网络时代的到来,工程管理信息系统的结构和思想有了巨大的转变,通过网络进行工程管理的信息传递成为了必然的发展趋势,故Internet - Intranet 已成为工程管理信息体统的核心平台。工程管理包括质量、投资、进度三大控制体系,系统需根据体系进行工具的管理,应用于各个管理模块和领域。在开发语言选择上采用Java Server Page 技术进行构建,结合XML 标准开展应用, Java 技术出现后不断升级改进,采用自主开发包Java,增强系统安全性。其中SQL Server 在分析服务、数据转换服务、数据仓库等方面有了巨大的突破,为工程管理系统的调整提供了有利的工具。根据工程建设项目大小调整网络建设的方案,其组件开发技术具有可伸缩性、安全性和可靠性,并可以和其他服务器软件的系统集成。
技术开发过程中考虑到管理的习惯问题,系统的界面模块设计仍然以传统的三大管理为基础结合管理思路设计,设置了工程动态、工程质量、工程进度、工程费用、事件管理、文件管理、日程管理、合同管理、资产管理和系统管理十大模块。基于Internet /Intranet 的组件开发技术采用了C /S 和B /S 混合模式,建立了复杂的非线性系统的数学模型,对工程管理信息进行处理和预测,充分利用了两种模式的优势,保证了工程管理过程中敏感数据的安全性和系统维护的简单性,较好的记忆样本信息,达到较高精度,准确度令人更加信赖。开发的新技术为工程管理提供了有效的工具,其主要应用人群是内部管理人员,能协助人员准确完成工程管理中的数据的录入、编辑、查询、统计、分析和决策任务。
在程序开发端,每一页面保留代码量最小化,能够采用接口的地方,尽量将代码以Java Beans 组件形式封装到后台系统连接Internet 网的方式可灵活选择,上网条件较差的建设项目可只在局域网内运行,必要时再接入到Internet 广域网,实现局域网到广域网的无缝升级,操作简单方便且安全性高。
2. 2 基于GIS与RS技术的工程管理系统开发
当前面向GIS 的开发模式主要有开发型、宿主型、二次开发和基于GIS 组件的二次开发,RS 为遥感技术,遥感图像的处理及信息提取。随着TS、GIS 技术的发展,将两种技术结合应用到工程管理中,具有对空间数据库的管理与分析功能,方便编程、易于移植、便于维护的优点,在工程管理中的调整、评价、管理和决策中,作用是不可替代的。
工程管理信息系统以数据、图档、业务管理逻辑等为主,利用GIS组件实现空间数据处理、分析,并利用其集成多种分布式数据源的能力,将本地属性数据与异地或网上的数据集成起来,与现有的应用系统有机集成。现有的系统应用框架是利用Eclipse 开发工具,通过MO 组件、基础数据库传输的传输,建立空间数据库和关系数据库,形成系统功能模块,分别进行信息系统的管理,执行能力强,安全性高,可移植性好。
通过RS 的遥感图像,可以及时准确的了解工程管理中的情况变化,提供科学快速的决策提供可靠的依据和有力的帮助,监测工程进度,在集成应用方面进行了有益的尝试,发挥了组件技术的优势,为科学的工程管理和决策提供强有力的工具。
提高管理水平和效率、节约工程管理成本是建设过程中的共同目标,不能构建科学、合理、有效的管理体系是造成我国工程管理混乱的主要原因,对工程管理应引起足够的重视,才能提高工程项目的时效性,提升项目的开展效果和整体质量。使用先进的开发组件技术为工程建设建立优越的信息管理和交流的平台,通过工程管理中现代信息技术的有效运用,提高项目管理水平,为全面实施科学规范、严格高效的工程管理水平提供科学的借鉴。基于不同组件开发技术的高效率、低成本显示出越来越大的优越性,逐渐受到关注,故其在工程管理信息系统构建领域的应用会越来越广泛。
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