现代通信技术发展

2024-12-08

现代通信技术发展(精选12篇)

现代通信技术发展 篇1

摘要:通信技术从古至今一直与人类的发展息息相关, 从远古时代最早的通信技术开始, 人类从来没有停止过探索的脚步。什么是通信技术, 顾名思义是这人与人沟通的一种方式, 不管是古代的飞鸽传书还是今天的电话电脑, 都是为解决人类最基本的沟通而设置的一种方式。而现代通信技术无非是将这种沟通方式更加便捷, 更加快速, 更加有效的建立沟通平台。在如今科技高速发展的时代, 现代通信技术也发生了一个新的飞跃, 从简单的数字数据传输到光纤通信的生成, 不得不说是一次里程碑式的跨越, 这意味着人类在通信技术方面还会有广阔的发展前景。

关键词:光纤通信技术,发展展望,光纤通信,全光网络

科技发展到今天, 现代通信技术发展迅猛, 主要包括数字通信技术, 程控交换技术, 信息传输技术, 通信网络技术, 数据通信与数据网, ISDN与ATM技术, 宽带IP技术, 接入网与接入技术。针对于这些技术的发展, 我们享受到了他们所带来的便利。

1数字通信技术

所谓数字通信技术就是指通常由用户设备、编码和解码、调制和解调、加密和解密、传输和交换设备等组成。这种通信方式的优点在于抗干扰能力强, 在通信的过程当中将一些必然存在的干扰程度降到最低, 能够保证通话质量。另外, 通信距离远, 通信的质量不会受到距离的影响, 其影响程度极低。还有就是使用数字通信保秘性能强, 因为信号在传输过程中进行了加密处理, 这样很难破译密码, 即使窃取也很难快速翻译。最后就是这种通信技术的使用范围非常广泛, 可以应用与电话、电报、图像、数据等多种通信业务使用, 因其发展空间和使用空间极其的广泛, 已经成为现代通信网中的最主要的通信技术基础, 应用于现代通信网的各种通信系统。

2互联网通信技术

互联网技术是在分组互换的基础上而逐步产生的, 它是数据通信技术的延续和发展, 当苏联发射了人类第一颗人造地球卫星的时候, 互联网也进入了一个逐步飞跃的阶段。随着技术越来越娴熟, 如今的互联网已经成为了连接整个世界的一个桥梁, 每时每刻几乎都有成千上万的用户同时在线, 可以说它如今更像电一样, 已经成为人们生活必不可少的一部分, 没有它人们会无所适从, 互联网的发展和普及已经彻底改变了人们的生活方式和生活习惯。

然而, 随着互联网使用的深入, 其一些使用中的弊端逐渐显露出来, 有业内人士表示, 从最近几年IP业的发展来看, 将来的互联网将会有更强的可扩展性、高可用性、可管控、高安全性, 当然其一系列的其他技术也要有所提高。我们在不远的未来将看到一个更便捷而的互联网世界。

3移动通信技术

移动通讯尤其是蜂窝小区在过去10年的时间里迅速发展, 从而使用户彻底摆脱了终端设备的束缚, 交流的更具有移动性, 终于于21世纪成为现代社会必不可少的工具。移动通信技术曾经经历了三个阶段, 第一代是移动通信系统模拟传输模式, 它最主要的特点是业务量小、质量差、没有加密并且速度较低, 我们称之为1G。第二代移动通信系统从90年代开始, 被称为2G, 它的扩展性和业务性能有了进一步的提高。第三代移动通信系统就是现在正在全面开发的3G, 它最大的优势在于智能信号的处理技术, 这种智能信号的处理技术除了支持语音和多媒体数据通信以外, 还可以提供宽带业务, 为我国高铁发展过程中的通信问题奠定了坚实的基础。当然, 随着社会的发展, 移动通信技术将迎来高速而便捷的4G, 毋庸置疑, 4G有着其他无可比拟的优越性能, 因此, 移动通信技术未来的发展前景无限广阔。

4光纤通信技术

对于光纤通信技术, 我们感受最大的就是其发展在通信技术中所占的重要位置, 可以说光纤技术的出现是通信技术最近几十年发展的一个里程碑, 是一次革命。从外国来看, 从20世纪60年代中期开始, 就对光纤技术进行了研究, 于1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下, 日本在1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米, 1970年康宁公司 (Corning) 采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤, 1974年贝尔实验室 (Bell) 采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年, 掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米, 这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。时代在向前发展, 光纤技术趋于成熟。

在我国光纤光缆的生产非常充足, 但是出口量很小, 因为涉及到成本问题, 我们把利润降到最低, 依然无法大量出口。光缆技术问题在最近二十年以来主要有两个发展方向, WDM和PON数据业务和向业务方面发展, 其发展水平和国际市场相差无几, 但是有一些核心技术还有欠缺。

因此, 从我国现状来看, 光纤通信技术前景乐观, 可以像超高速系统发展, 在国外, 尤其是欧美一些国家进行了验证和应用, 目前10Gbps系统只要通过检验合格就能够安装, 它发展的最佳目标是转向光的复用方式。另外, 光纤通信技术将向超大容量的WDM系统推进。如果以上检测成功, 那么甚至可以实现光联网, 这样既可以实现超大容量光网络和网络扩展性, 有能够允许网络的节点数和业务量的不断增长, 从而将光联网的巨大优势发挥到极致。

总之, 通信技术的发展是人类科技发展的必然产物, 在努力的适应新时代的交流方式的同时, 让人与人之间的沟通更加密切, 更便捷, 信息存储量更加丰富, 展望未来通信技术必将飞速发展, 更加智能化、数字化、个人化、综合化的成为全球交流的通道和纽带, 为人类的发展进步作出最大的贡献。

参考文献

[1]赵晗.《现代无线通信技术的发展现状及未来发展趋势》2011年

[2]梁建.《我国光纤通信发展现状与展望》1990年

[3]刘世银《浅谈移动通信技术发展现状》2011年

现代通信技术发展 篇2

针对该课题展开研究的主要意义在于:第一,为实现相应发展战略的科学制定奠定基础。深入剖析该技术力量给社会发展所带来的影响力,在明确相应作用机理的同时,明确其所存在的发展规律,进而在构建出现代通信技术发展模式的基础上,为实现该技术发展战略目标的科学制定以及相应推进、实施政策体系的落实提供理论性指导。第二,为促进相关领域技术的创新与发展指明方向。基于现代通信技术对社会各领域所产生的冲击与影响,结合这一技术自身的特性与其他技术间存在共性这一特征,在明确现代通信技术发展模式的基础上,能够为促使其他领域中各项技术实现发展与创新提供一个范式,即实现对一般技术发展模式下相应的理论的丰富,带动各项相关技术的发展。

浅析现代通信的发展趋势 篇3

关键词 宽带化 智能化 个人化 综合化

在国家资讯通信基本建设的建设中,大容量、高速率的通信网是主干,国家资讯通信基本建设的目标在很大程度上依靠通信网实现,因此通信网的发展备受瞩目。通信网技术的发展,制约着计算机网络的发展,制约着政治、经济、军事、文化等各行各业的发展,及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势,并将之应用于军事装备的设计和规划中,对于提高军事发展水平有重要意义。

通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化,能够支持各类窄带和宽带、实时和非实时、恒定速率和可变速率,尤其是多媒体业务。

1 宽带化

宽带化是指通信系统能传输的频率范围越宽越好,即每单位时间内传输的信息越多越好。由于通信干线已经或正在向数字化转变,宽带化实际是指通信线路能够传输的数字信号的比特率越高越好。通信发展中业界十分关心的带宽问题。那么,我们用什么指标衡量宽带化呢?欧盟有5个衡量指标:接入速率、普及率、资费、竞争和选择。在宽带化指标当中,接入速率和普及率是最为重要的,其中,接入速率需要根据国情并且因地制宜制定,需要城域网和网站配合才能给用户宽带上网的感受;此外,在这些指标当中,宽带普及率较之接入速率更能反映国家的宽带化水平。

2 智能化

智能化是由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一方面的应用的智能集合,随着信息技术的不断发展,其技术含量及复杂程度也越来越高,智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面。智能化就是要建立先进的智能网。一般说来,智能网是能够灵活方便地开设和提供新业务的网络。它是隐藏在现存通信网里的一个网,而不是脱离现有的通信网而另建一个独立的“智能网”,而只是在已有的通信网中增加一些功能单元。

3 个人化

所谓的个人通信就是任何用户在任何时间、任何地方与任何人进行任何方式的通信,如语音、数据、图像等。从某种意义上来说,这种通信可以实现真正意义上的自由通信,它是人类的理想通信,是通信发展的最高目标。

个人系统给每个用户分配属于自己的唯一号码,系统利用数据库通过智能控制,随时跟踪和登记用户位置信息。当某用户呼叫另一用户时,无论通信双方处于固定状态还是移动状态,系统都会根据主叫所拨好吗找到被叫,并接通电路提供服务。个人通信网是在宽带综合业务数字网的基础上,把移动通信网和固定公众通信网有机地结合起来,一步步演进形成为所有个人提供多媒体业务的智能型宽带全球性信息网。个人通信技术的核心是通过数据的数字化──不管这些数据是话音、文本还是原始的计算机数据──来提供传输服务。个人通信技术能够将种种不同的数据类型交织成一条传输序列,因此能够同时传输话音和数据。

4 综合化

综合化就是把各种业务和各种网络综合起来,业务种类繁多,有视频、语音和数据业务。把这些业务数字化后,通信设备易于集成化和大规模生产,在技术上便于与微处理器进行处理和用软件进行控制和管理。而现代通信系统主要是朝着宽频带、大容量、远距离、多用户、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化、综合化的方向发展。具体而言:

4.1数字通信系统是一个必然趋势,尤其是大容量的数字微波中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。

4.2卫星通信系统可以实现多址通信,它是最理想的通信手段。而数字卫星通信系统将是今后卫星通信系统的重要发展方向。

4.3由于信息量的不断膨胀,尤其是信息源的种类不断增加,这就要求宽频带、大容量,而光纤的频带极宽,一根头发丝那样细的光纤可以同时传输十亿路电话或1千万套TV,这决不是只能传输几百路电话而用很粗的电缆所能比拟的,且成本低可以节省大量宝贵的金属,因此,光纤通信系统将用于未来的干线通信和多种有线通信这是必然的发展趋势。

现阶段,通信方式正向智能、个性和综合化方向发展。全球多个国家正积极推进电信网、计算机网和有线电视网三大网络技术改造,融合语音、数据、图像等综合多媒体通信业务。“三网融合”后,用户可按需选择通信网络和终端。

参考文献:

[1]张明德,孙小菡.光纤通信原理与系统[M].南京:东南大学出版社,2004.

[2]李业.浅论我国光纤通信的现状及发展出路[J].信息技术,2008(9).

[3]李玲,黄永清.光纤通信基础.国防工业出版社,2003,9:1~6.

[4]毛谦,张继军.光纤技术的现状与反展趋势.中国电信建设.2009

[5]中华人民共和国邮电部.光导纤维通信系统简介,2009-07-02

作者简介:

作者:张焱鑫,导师:李灿平,学校:成都理工大学,研究方向:通信与信息系统。

现代通信技术发展与展望简述 篇4

1 我国通信技术的研究现状

目前我国通信技术虽得到了显著发展, 但随着3G、4G网络的相继出现, 通信技术既面临着机遇也面临着挑战。通信技术的发展分为三个时期:第一时期是指书信时期, 主要通过语言表达, 形成书面文字形式, 这样通信效率很低;第二时期人们改变了通信方式, 不再使用效率低下的书信形式而是进入了电通信时期, 人们主要利用电通信进行沟通;第三时期是电子信息时代, 人们主要通过电子信息进行沟通, 也是主要的应用时代。目前科学技术高度发达, 通信技术进行技术革新有了强有力的背景支撑, 在发展通信技术时, 可以充分利用各种先进的科学技术, 不仅如此, 由于经济的不断发展, 通信技术的应用范围和应用空间也在不断拓展;另一方面, 随着社会的不断进步, 人们对于信息技术的应用和需求也在显著提高, 有市场就有需求, 有应用就有研发, 这就要求在科技高度发达的新形势下, 通信技术要紧跟时代潮流, 不断的提高技术水平, 拓展新空间, 改革原有的技术, 使之达到完美。在新时期下, 给通信技术提出了更新、更高的要求。人们关注更多的通信技术是否达标, 是否畅通, 是否满足经济性要求等。由此可见, 新形势下, 对通信技术来说既是一个机遇也是一种挑战。

2 通信技术的未来发展趋势

2.1 通信技术向个人化方向发展

现代通信技术逐渐向个人化方向过渡。首先来讲普通人群的联系方式由传统的电报成功转变为座机电话, 又由座机电话转变成现在的移动手机和网络通信, 这充分证明了通信技术已经成功的向着个人化方向迈出了重要的一步。使得人与人之间的交流不受时间和空间的限制, 正因为如此, 现代通信技术满足了广大用户的需求, 得到了群众的支持。另外, 现在通信技术对于干扰问题也有了反扰动技术, 这样更加深了通信技术在人群中的应用。

2.2 通信技术的智能化发展

目前, 智能化概念已经深入人心, 在各个领域中逐渐要求产品满足智能化需求, 甚至在日常生活中都能看到智能化的应用。目前人们使用的智能化产品基本都是基于信息化技术生产出的产品, 随着信息化技术的不断发展, 作为信息方面的主要内容———通信技术也在不断更新, 对于相关研究人员的技术水平也有了新的要求。要求通信技术研究人员能够掌握前沿科技, 精通电子和电缆等相关方向的知识, 能够在原有智能化基础上, 将更高端的智能技术应用在通信中, 让广大人群充分享受到智能化通信技术给生产生活带来的便利。

2.3 通信技术的数字化方向发展

通信数字化是现代通信技术发展的必经之路, 顺应时代发展的潮流。对于科学技术含量很高的信息技术来讲更是一种必然要求, 数字化方向必然成为未来通信技术发展的主要目标。此外, 通信技术要能够和其他相关技术链接, 这样能够形成一个统一的系统, 主要和以数字化技术为主的计算机技术, 通过这种联合的方式, 能够很好的将计算机技术和通信技术结合在一起应用。不仅如此, 通信技术具有灵巧便捷的特点, 没有地域限制。因此, 在未来数字化技术是现代通信技术主要的发展趋势之一。

2.4 通信技术的普遍性发展

在实际应用中, 通信技术的另一个发展方向, 也是应用最广泛的的方向就是普遍性。由于通信技术一直服务于广大群众, 政府, 企业等。因此, 通信技术是一项应用很普遍的技术, 每一个人都离不开通信技术, 不管是日常生活, 衣食住行, 电话沟通, 还是企业进行产品生产, 国家进行宏观调控, 宇宙探索等, 都离不开通信技术, 另外国家要不断的研究抗干扰的新技术, 这样才能够保障通信技术畅通的应用, 充分发挥普遍性这一优势。

2.5 综合化方向发展

按照目前通信技术的发展现状来看, 未来通信技术能够实现有线和无线通信技术, 采用宽带链接、超光速传送等先进技术, 将光波技术应用在网络技术。这些新技术的应用成为未来光纤通信的主要方向, 其中WDM技术不断朝着既好又快的方向发展, 对于现在的通信技术而言, 光纤通信主要朝着网络方向发展, 投入了大量的人力和物力, 为了能够达到现阶段的通信要求, 光纤通信大力发展传播速度、传播范围、传播存储量等技术, 并且以这个为未来发展条件, 将通信技术引入到综合发展的方向中。

3 总结

随着改革开放的不断深入, 社会主义市场经济制度的不断完善, 使得经济和科技得到了显著提高。作为一种先进的研究技术, 通信行业逐渐显得重要了。它广泛的应用在网络电视、卫星导航、网络覆盖等方面。本文主要阐述了目前我国通信技术的研究现状, 并对未来通信技术的发展趋势做了相关的研究, 具有一定的参考意义。

摘要:随着经济水平的提高, 科学技术的不断发展, 通信技术也得到了显著提高, 并且通信技术的应用范围也越来越广泛。本文通过对现阶段我国通信技术的发展现状进行全面的阐述, 针对现阶段的发展情况, 探讨了未来通信技术的发展趋势。一定程度上促进了通信技术的研究, 为今后通信技术的持续发展提供了参考依据, 具有重要的研究意义。

关键词:现代通信技术,发展与展望,通信工程

参考文献

[1]张志远.通信光纤传输中的波分复用技术应用.中国有限电视[J].2002, (10) :17-18.

[2]朱昌盛, 王庆荣等.通过基于ATM方式的ADST宽带接入技术构建虚拟专用网络[J].计算机应用研究, 2002, 19 (9) :136-138+142.

[3]张宽.浅谈通信技术的发展及应用[J].信息与电脑 (理论版) , 2011 (1) .

现代无线通信技术的发展现状 篇5

无线宽带技术是现代无线通信技术发展过程中必不可少的一部分,无线宽带技术包含多个方面,其中微波宽带接入技术占首要地位,其通过特殊的网络布局能够实现近距离内图像信息及语言的传播,同时也大大降低了无线通信技术在运行时所消耗的功率;无线通信技术中的卫星接入技术,传播信息的性能十分稳定,已经投放到了教育等事业的发展过程中,无线通信技术中的.红外光通信接入信息也具有很大的社会价值,能够长距离的传送信息,但对接发信号的仪器有一定的要求。

2.2蓝牙技术方面的发展现状

随着我国现代信息技术的不断发展,我国目前的蓝牙技术已经较为成熟,但是蓝牙技术在传输距离上有一定的局限性,只能够在短距离上进行蓝牙连接,为信息传递带来了一些不便,但是蓝牙技术为使用者带来的便利不容忽视,通讯者在一定的距离范围内使用蓝牙技术能够传递分享图片,视频,文本信息等数据,蓝牙技术主要应用于手机,平板等移动通讯设备上,因此无论何时何地,使用者都可以使用蓝牙技术进行信息的交流,但是就当下社会的蓝牙技术方面的发展状况而言,还有很多地方存在不足,难以满足使用者对无线通信技术的需求,这就要求相关技术员进一步的关注蓝牙通信技术[2]。

2.3移动通信技术发展现状

现代压路机技术发展趋势 篇6

【关键词】压路机;技术;发展趋势

近些年来,伴随现代工程建设的迅速发展,在工程结构中对工程的使用寿命与基础承载的能力的要求是越来越高,尤其是对工程压实与压实的机械的要求也是逐年提高,压路机是压实施工机械中普遍使用的工具,压路机具有消除与降低沉陷,加强抗渗透能力与气候稳定性,增加工作面的结构刚度与强度的作用,可以降低维修费用、延长工程的使用寿命的作用,广泛应用于市政建设、机场港口、道路建设等对路面铺装材料与土石填方的压实作业。因此,对于压路机的应用、生产与开发都应给予广泛的关注,本文就对现代压路机技术的发展趋势进行一定的探讨。

1、国内、国外压路机的发展概况

1.1国内压路机的发展概况

我国的压实机械发展历史较为漫长,首先,在20世纪中叶前后我国对于压路机进行了仿制,从而开创了我国压路机的先河。其次,在80年代中期我国引进了振动压路机技术,开创了全液压传动压路机,使压路机的可靠性与产品性能方面都有了较大的进步,与国际上的差距逐渐缩小。但是,我国的压路机在整个的发展历程中具有中国特色的技术仍然比较少,仅是机械驱动单钢轮振动压路机是我国的本土产品,其它的压路机技术仍然处于模仿学习阶段,缺乏自己的创新性,产品的可靠性与产品的性能都有可提升的空间。我国国内的压路机企业包括有上海工程机械厂、柳工、厦工、一拖、徐工等,近些年新加入的生产厂家有青岛科泰、宇通重工、中联重科、龙工控股、三一重工等等。

1.2国外压路机的发展概况

国外压路机的发展比较迅速,首先,在20世纪50年代末至60年代,双钢轮串联式振动压路机与轮胎驱动铰接式振动压路机的诞生与推广,使得振动压路机的技术得到了飞速的发展,其橡胶减震器与振动轴承的性能与制造工艺得到了较大的提高与完善。其次,在70年代以后,伴随液压传动技术的广泛应用,使得振动压路机的产品性能有了较大的提升,从而实现了振动调频调幅、行驶无级调速、全轮振动与全轮驱动。而在20世纪90年代以后,伴随可变振动方式的激振机构、振动轮可变激振力方向、压实度在线测量技术的开发与应用,使压路机的压实技术有了更大的提高。国外比较著名的压路机制造企业主要有,美国卡特彼勒、日本酒井、瑞士安迈、德国悍马、美国英格索兰、瑞典戴纳派克、德国宝马格等等。

2、压路机的发展

2.1冲击式压路机

冲击式压路机具有比较特殊的特点就是其压实轮的形状不是通常的圆柱形,而是三边形、四边形、五边形或六边形。这种特殊的压实轮形状具有交替排列的凸点与平整的冲击面,其原理主要是在冲击压实的同时具有冲击、振夯、搓揉、静力的作用,而且还具有低幅高频、高幅低频冲击压实的作用。压实轮的冲击平面和凸点产生交替下降与提升的作用,使压实轮产生动能与势能,并在地面产生比较大的冲击力量,对地面或者是填料产生夯击作用,这种压路机在重型压实领域具有比较大的作用,在将来可以成为干沙压实、塌陷性土壤与高填方方面应用的主要选择。

2.2振荡式振动压路机

振荡式振动压路机在实际中主要是采用揉搓与振动相结合的压实方式,在压实RCC路面与沥青路面的效果比较显著。其工作方式主要是振动轮内的两根偏心轴同时作同向旋转,激振力的合力在滚轮径方向上是零。振动轮不能离开地面操作,振动波也不能向两侧进行传播,因此大大的改善了机器的工作方式,有效了减少了对周围环境的污染程度。

2.3新型沥青压路机

新型沥青压路机具有较大容量的压载舱,可以加载钢板、湿砂或混合物,可以实现可变的压实操作。具体的工作原理主要是可变压载重量与中心控制轮胎气压,使轮胎接触气压与接触面积能够满足不同压实材料的要求。前后轮胎在侧面具有50毫米的交叠,可以压实所有的压实面,而且具有重负荷加强的加热裙,在对热混合沥青进行碾压时,可以保证轮胎温度,使其不与地面相粘连。

2.4无人驾驶振动压路机

无人驾驶振动压路机主要包括无线遥控装置、自动示警报警保护装置、自动控制测控单元与振动式压路机本体。其主要采用国际上比较先进的振动式压路机的技术,而且同时应用智能移动机器人的高端技术,同时提供了多种操作方式供选择,具体包括人工驾驶、自动编程控制、远距离遥控,其还可以依据施工的具体要求,自动的完成停车、倒车、转向、变速、起步等操作,极大的提高了压实的质量与施工的效率。该种压路机因为不用人工进行操作,因此,可以尽最大限度的增加振动的强度,从而提高施工的质量,此种压路机比较适合大型工程施工中应用,如港口、机场、铁路、高速公路、水利大坝等的施工,特别是在危险环境与比较特殊的条件下比较适用。

3、压路机技术及市场发展趋势

3.1保养与维修的方便性 压路机压实轮面与洒水喷头外漏便于观看,可以及时的监控压实的情况,将机罩设计为整体助力式开启结构,可以使液压部件与发动机更易接近,同时在铰接轴承的设计、电瓶的免维护设计等方面都具有比较先进的理念。

3.2关注环保的需求 现如今压路机在设计方面更加注重环保方面的需求,在噪音方面的要求比较严格,与此同时液压系统的容量仅仅有30L左右,而且必须是可以降解的液压油。压路机的配置也被强制规定,必须符合欧Ⅱ废气排放标准,而且欧Ⅲ发动机的应用正在成为一种发展的方向。

3.3操作舒适性的要求 在压路机内部空调的设置已经成为一种标准配置,操作台减震效果的设计及滑移座椅的设计,都是为了方便操作与减少操作者的疲劳程度,从而有效的提高工作的质量。

3.4安全性能的提升 压路机在安全性能方面的要求是越来越高,其有机的结合了液、电、机一体化技术的三级制动系统,满足欧洲 1m×1m 的安全视野的标准要求。

3.5不断优化作业性能 轮胎自动充气系统、自动防滑控制技术、压实度在线检测系统、振动力与振动方向自动调节技术、高频振动技术在压路机上的广泛运用,不断的优化其工作的性能,从而有效的提高了工作的质量。

4、结语

由于压路机新材料、新工艺与新技术的应用,使得现代压路机的技术性能更加完善、结构发展先进,可靠性不断提升,其操作控制系统向电子监控与全电液操纵方面发展,驾驶向方便性与舒适性方向发展,因此,压路机的作业效率与作业性能必将得到进一步的提高。

参考文献

[1]岳鹏.现代压路机技术发展趋势[J].科技致富向导,2010(17):220-230.

[2]李占刚.现代压路机的发展趋势探讨[J].中国科技博览,2012(27):244.

[3]史妍妮.振动压路机产品与技术国内外现状[J].农家科技(下旬刊),2011(6):72.

刍议现代通信技术与未来发展趋势 篇7

关键词:现代通信技术,发展趋势,信息传递

1 现代通信技术的重要作用

1.1 通信技术在社会发展中的作用

伟大的无产阶级革命家邓小平同志曾经说过, 科技是第一生产力, 由此可见, 技术在社会发展中起着决定性的作用, 它不但是整个社会的重要组成部分, 而且还与社会当中的经济、政治、文化以及社会生活息息相关, 科技的发展是社会不断前进的内在动力。

1.2 通信技术在经济发展中的作用

就通信行业而言, 其属于高科技产业之一, 各种新技术的迅猛发展对该产业起着主导性作用, 通信运营商不但利用这些新技术提高了自身的服务质量, 而且还不断研发出了大量的高新产品, 如数据传输、宽带通信、远程控制以及智能终端等等, 这种多元化的经营模式既满足了社会的需求, 而且还进一步扩大了市场占有率, 客户群体的数量不断上升。同时, 通信技术的发展和完善, 还进一步降低了生产制造以及维护成本, 这对国民经济和相关企业的发展起到了积极的推动作用。此外, 通信技术还使电子商务变为了可能, 这对于企业而言意义重大, 借助电子交易平台, 企业能够显著降低交易成本, 其所带来的经济效益是非常显著的。

1.3 通信技术在政治方面的作用

纵观当今世界几大强国全都是科技大国, 如美国、德国等等, 由此可见, 科技实力的强弱, 不仅直接关系着经济发展速度的快慢, 而且还是一个国家综合国力的象征, 科技实力越强表明该国家在国际上的地位越高, 美国就是最好的证明。通信技术的发展, 使国与国之间在政治、经济、科技等领域上的竞争变得日益激烈, 并且也在一定程度上增加了国与国之间的交流与合作, 而通信技术对国家政治方面的影响主要体现在军事领域当中, 其在战争当中起着不可或缺的重要作用。1991年的海湾战争中, 以美国为首的联军大量使用了带有扩频技术的GPS定位导航系统、定位报告系统、联合战术信息分布系统以及单信道机载系统等等, 都有通信技术的身影。实践证明, 通信技术在政治中有着至关重要的作用。

2 现代通信技术的研究现状

现如今, 随着计算机网络技术的日趋完善, 对现代通信技术的发展起到了积极的促进作用, 下面对目前较为典型的通信技术形式进行分析。

2.1 移动通信

在经历了模拟系统和数字系统这两次重大的变革后, 移动通信技术获得了长足的发展和进步。目前, 新增了数字蜂窝和码分多址技术, 作为第三代无线通信技术的CDMA也已大规模投入到商业用途当中, 该技术的出现给手机实现双模提供了可能这在一定程度上提高了频率的使用效率并且也给用户带来了极大的便利, 同时CDMA技术还进一步提高了通话质量, 其对人体产生的辐射也相对较小, 符合绿色环保的理念。3G的全称是第三代移动通信, 由于当前的光传输网络无法满足广大用户的需求, 3G应运而生。3G也被称为全光网络它是以光纤为介质, 并由光波复用设备、光交换机、光路由器以及光发大器等设备构成。在该网络中, 传统的电节点全部由光节点代替, 一些相关业务也都是在光域内完成, 如信号传输、交换机调度等等, 这样有效地避免了光信号的反复转换, 不但确保了信号传输的质量, 而且还进一步克服了光电转换过程中反应速度比较缓慢的弊端, 信号传输的速度较之以往显著提升。

2.2 卫星通信

卫星通信实质上就是借助人造卫星来实现两个及以上地球站之间的互相通信并通过第三颗等间距的静止卫星来实现全球通信。现阶段, 卫星通信技术已经成为现代通信的标志之一, 其在无线电通信历史当中具有十分重要的作用, 卫星通信技术的应用, 使得各种通信业务均得以实现, 地球村的美好愿景也由此得以实现。

2.3 光纤通信

该通信技术是在20世纪70年代兴起的在科技发展的推动下, 光通信技术大概每个3~5年左右便会有一次较大幅度的进展, 光纤传输的容量也以每年一番的速度在不断增长。目前, 光纤通信系统已经发展到第四代, 即放大器与DWDM相结合的系统, 传输效率也随之飞速增长。

3 现代通信技术未来的发展趋势

就现代通信技术而言, 其与传统通信技术最大的区别在于现代通信技术是与计算机技术紧密结合, 它的发展趋势是以通信网络技术为方向, 最终目标是实现通信的大容量、宽频带、高保密性和高效率。在未来一段时期内, 现代通信技术的主流趋势应当体现在以下几个方面上。

3.1 智能化

想要实现智能化的通信首要条件是必须建立起先进的通信智能网络。智能网是一种可以灵活方便地提供新业务的网络, 可将这种网络看作是隐藏于现有通信网络当中的一个网, 简单来讲, 智能网并非是独立的网络, 它只是在现有的通信网络中增添一些功能模块, 使之形成新一代的智能通信网络。通信网络实现智能化后, 当用户需要改变或是新增业务时, 仅仅需要在系统当中增添一个或是几个相应的模块即可, 这不但为用户节省了办理业务所需的时间, 而且也提高了业务效率。

3.2 带宽化

所谓的宽带化就是指通信系统传输的频率范围越宽越好, 这样便可以使每个单位时间内传输的信息变得更多。目前, 大部分的通信干线都正在朝着数字化的方向转变, 所以通信的宽带化也可以理解为是通信线路可以传输的数字信号的比特率越高越好。据有关文献记载, 人类所有的历史资料在一条单模的光纤当中仅仅需要3~5 min的时间便可以完成传输。由此可见, 光纤是实现超宽频带信号传输的必然选择。光信号具有以下优点:通信容量超大、抗干扰能力强、保密性好、体积小、重量轻等等。

3.3 数字化

数字化也被称为综合化, 具体是指将各种业务或是各种网络综合到一起, 并将它们数字化后, 便于通信设备集成和大规模生产, 也方便微处理器处理。自20世纪80年代开始, 国际上就一致认为, 网络在未来的发展趋势就是宽带综合业务数字网, 人们也朝着这一目标的实现在不断努力。

参考文献

[1]毛勇.GTW无线移动格网通信系统在能耗管理网络系统中应用[J].资源节约与环保, 2009 (5) .

[2]巩海方.现代通信技术在AIS系统中的应用[A].中国航海学会航标专业委员会沿海航标学组、无线电导航学组学术交流会论文集[C], 2009 (10) .

[3]吕廷杰.通信技术:过去现在未来[J].重庆邮电大学学报 (社会科学版) , 2007 (19) .

现代水声通信技术的发展及应用 篇8

关键词:水声通信,通信信道

0 引言

通信技术的发展主要集中在空间通信上。近年来,由于军事和海洋开发的要求,人们开始越来越重视水下通信系统的研究与开发。由于电磁波在水中传播时衰减严重,而声波是人类迄今为止已知的唯一能在水中远距离传播的能量形式,所以海洋中检测、通信、定位和导航主要利用声波。声波是目前水中信息传输的主要载体。因此,人们对水下通信的研究主要集中在对水声通信的研究之上。

水声通信是当前唯一可在水下进行远程信息传输的通信形式,由于其在民用和军事上都有重大意义,水声通信一直被人们所重视。文章介绍了水声通信的特点、系统组成、发展历史和国内外的发展现状。

1 水声通信的历史

水声通信的历史可以追溯到1914年,在这一年水声电报系统研制成功可以看作是水下无线通信的雏形。世界上第一个具有实际意义的水声通信系统是美国海军水声实验室于1945年研制的水下电话,该系统使用单边带调制技术,载波频率8.33 k Hz,主要用于潜艇之间的通信。早期的水声通信多使用模拟频率调制技术。如在50年代末研制的调频水声通信系统,使用20k Hz的载波和500Hz的带宽,实现了水底到水面船只的通信。模拟调制系统不能减轻由于水声信道的衰落所引起的畸变,限制了系统性能的提高。

70年代以来随着电子技术和信息科学突飞猛进的发展,水声通信技术也因此得到了迅速的发展,新一代的水声通信系统也开始采用数字调制技术。采用数字技术的重要性在于,首先,它可以利用纠错编码技术来提高数据传输的可靠性;其次,它能够对在时域(多途)和频域(多普勒扩展)上的信道畸变进行各种补偿。随着处理器技术的提高,各种采用快速解调的算法也随之发展起来。数字调制技术的主流为幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控调制(PSK)。

随着用于空间无线电衰落信道技术的发展,水声通信的下一代系统对数字编码的数据采用了频移键控(FSK)调制方式。作为一种能量检测(非相干)而不是相位检测(相干)算法,FSK系统被认为对于信道的时间和频率扩展具有固有的稳健特性。采用数字技术有两个方面的好处:首先,它允许采用纠错编码技术来提高传输的可靠性;第二,它允许对信道混响做一定的补偿,包括时间和频率上的补偿。在这之后的一段时间里,这些系统得到了很好的改善。随着处理器技术的提高,各种FSK算法被开发出来以提高调制速率。但是,这些非相干的FSK调制解调器与那些早期的系统没有根本的区别。然而,它们使得硬件设计迈出了一个很大的步伐。宽带系统要求的技术,如信号的产生、调制速度和频率灵敏度等,最初对系统实现设置了很大的障碍,但是现在已被处理器等技术的飞速发展大大地克服了。而功率有效性问题仍然是远程传输所关心的问题。

尽管FSK调制有很好的可靠性,但是非相干系统的基本特点使得人们不得不考虑其它的调制方式。非相干系统频带利用效率不高,加上水声信道的带宽有限,使得它们不适应于高速率应用,如非近距离的图像传输或多用户网络等。更大的数据速率距离乘积要求采用相干调制。

通信信道可以根据其性能限制特性粗略地分为功率受限和带宽受限两种信道。由于不同的调制策略适用于不同的信道,这种划分是重要的。虽然有一些水声通信信道是功率受限的(如远距离低速率SOFAR信道),但是大多数水声信道是带宽受限的。因此,带宽效率高的相干信号在现在的研究中起着中心的作用。在过去十年中突然出现基于相位相干的系统是相当令人吃惊的,这是因为在20世纪80年代早期,人们普遍认为海洋信道的时变和多径特性不允许采用相位相干调制方式。带宽有效性(数据速率/信号带宽)潜在的提高刺激了研究者来挑战这种观点,尤其是随着高速数字信号处理能力的迅速发展。

2 水声通信的现状

从上个世纪90年代至今,水声通信领域的研究重点转向对高速相干通信技术的研究,各种基于PSK调制的通信系统相继出现,下面是近年来PSK水声通信系统的一些研究成果。

90年代早期,出现了大量用于水平海洋信道的相位相干系统的应用报告。采用正交相移键控(QPSK)调制,在90km的距离上得到了l000bps的数据传输速率。这种开创性工作的成功得益于采用了一种强有力的接收机算法,它将一个判决反馈均衡器与一个二阶锁相环结合起来。研究者正在试图在更具挑战性的信道(如沿海地区和海浪区)中实现通信。

90年代中后期以来,又展开了对水声通信新技术的研究,主要包括水下多载波调制技术、码分多址(CDMA)扩谱技术、空间分集技术、水下通信网络等,取得了一些令人鼓舞的初步成果。

据报道,相位相干系统可以在没有多径传播或几乎没有多径传播的宽带、短距离环境下提供20kbps的数据传输率,而在长距离、复杂的环境下提供不到1kbps的数据传输率。

3 水声通信的发展

目前,人们对水声通信的研究仍然集中在相位相干系统的研究之上。自适应均衡、阵处理、纠错编码等是人们研究的热点。不过,随着扩频技术在空间通信中的应用越来越广泛,人们已经开始重视其在水声通信中的应用。

水声通信的发展远远滞后,这是由水声信道的特殊性决定的。迄今为止,声波仍是水下唯一可以进行远程信息传输的媒体。水介质与空气介质的特性具有明显的不同,水声信道与空气中的无线电信道具有许多明显的差异。水下声信道是时间散布快速衰落信道,具有多普勒不稳定性。水声通信的衰耗因素较多,特别是在海水中传播,声传播损失不仅与频率有关,而且还受海水的含盐度、温度、密度、深度、距离等的影响,造成中远程水声信道带宽极其有限。海水中不均匀分布的声速剖面造成声线的弯曲,而声波的界面反射和随机散射又引起声波接收信号的多途效应。在实现高速通信时,有限的信道带宽和信号的多途传输会引起非常严重的码间干扰,造成接收数据的严重误码。同一声源发出的声波,在不同的海区或不同的季节,传播情况可能都不同。所以从信道中的各种限制因素到时变、空变性,水声信道都远比无线电信道复杂。

从水声通信研究的横向比较来看,世界水声通信的研究主要集中在美、英、日、法等发达国家的大学和科研机构,一些国外公司也开发了许多应用产品,而我国对这方面的研究起步相对较晚。自上世纪80年代中期以来,尤其是进入90年代后,国内一些科研单位都对水声通信进行了大量的研究工作,在水下图像传输、语音通信、自适应均衡技术纠错编码、扩频通信、水雷远程遥控、通信网络等许多方面各自取得了一定的成果。从总体上讲,我国在水声通信领域的研究水平还远落后于国际先进水平。

纵观世界水声通信几十年的发展历程,水声通信的发展总是由无线电通信的发展带动的,困扰水声通信的许多重要难题由于水声信道不同于无线电信道的特殊性复杂性,至今仍然没有很好的解决。特别是浅海水平信道中高数据率的信息传输,还必须投入更大的努力,寻找新的技术突破点。

参考文献

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[2]崔峰.现代声纳技术[J].国防技术基础,2005,34(2):30-32.

[3]尚尔昌.水声技术[M].北京:科学出版社,1991:25.

现代通信技术发展 篇9

1.1 无线通信的定义

以电磁波为载体的讯息能够在无限空间中被传送到世界各地,无线通信就是借助此特性对信号进行自由交换。无线通信技术在过往的几十年中突飞猛进,也逐渐被应用到越来越多的领域中。无线通信从广义上来说,包括了微波媒介和卫星媒介两类。微波通信能被应用于更广的频率范围,传输的信号量大,但仅限于短距离传输,通常限定于一百公里内,所以相隔几十公里就应当有通讯中转地以创建完备的通信网络。卫星通信则是把各国的卫星当成中转地,协助世界各地的通信载体进行微波通信,能够在很远的距离范围内进行传输。

1.2 无线通信发展的特点

第一,移动通信在全球得到了较大的发展,然而各个国家和地区的发展水平有所差别。首先,欧美地区早已在移动通讯领域达到很高水平,新加入的移动通讯消费者人数越来越少。其次,亚非拉地区正着手创建移动通信网络,移动消费者人数与日俱增。然而欧美地区消费者创造的利润比其他地区高出不少,韩日这两大东亚新兴国家在新通讯业务层面有了爆炸式增涨,是世界移动通讯发展的主要动力。

第二,无线宽带通信技术逐渐发展进步。在传统公众移动通讯发展的带动下,世界范围内越来越多的科研人员投入到无线宽带技术研发中,创造了多种宽带无线接入技术,譬如宽带固定无线科技、无线局域网技术、超宽带技术等,使得无线通信产业迎来了全方位的发展。

2 无线通信技术的发展状况

2.1 3G 技术不断成熟

3G指的是第三代移动通信,现阶段全球范围内包括三种主流3G标准。中国科研人员通过不懈努力,成功研发出了国际通用的标准,即TD-SCDMA。这三类技术有不同的优缺点,是3G技术的主流应用标准。3G网络能够在各类蜂窝之间自由切换,可以在移动的条件下进行数据传输,且可以应用于大范围传输,能够传送语音类与数据类讯息。

2.2 宽带固定无线接入技术快速发展

宽带固定无线接入技术有诸多优势 :带宽高、建设速度快、接入手段灵活多变等。因此无线通信业越来越加大了对该技术的投入。然而也存在一些局限性,譬如高频段的LMDS技术无法应用于恶劣天气条件下,而DDMS技术在国内的应用带宽受限,其发展受到了约束。正基于此,在现实应用中必须依照具体情况,有针对性地进行应用,最大化其特长,规避其缺陷。

2.3 蓝牙技术成为新兴的短距离无线通信技术

远距离无线通信技术逐渐更新换代,而近距离无线通信技术也在同步发展。现阶段,人们随身携带的通信工具,主要利用红外线进行传输,通过IRDA能够避免长距离电线电缆的麻烦,但仍然不便于利用。蓝牙技术应运而生,并成功地在短距离内创建了公众化的无线网络。各种信号均可以借助接入点进行传输,摒弃了传统的电缆,而且被广泛应用于交互式短距离无线通信中。这就包括了电话会议、相机与电脑终端之间的图像传输、不同家庭电器的遥控等。

2.4 Wimax 成为宽带无线技术新产物

Wimax科技正逐渐兴起,其特点是远距离传输与高带宽。通过Wimax,人们有效地构建了城市之间、城乡之间的无线网。Wimax能够覆盖几十公里以上,网络速度达到了几十M/s。所以有些科学家认为,其远距离与高速传输服务也许会抢占3G通讯的市场份额。Wimax技术在运营开支、传输速度和距离等层面有着得天独厚的优越性,也许会成为一类开创产业新局面的科技。

2.5 超宽带无线接入技术

超宽带是一类时域通信手段,其无线接入技术比普通科技手段的带宽高,有着高速率、开支少、能耗少的优势。相比于传统的无线通讯网络,这种技术无需载波,仅仅通过小周期的脉冲信号作为载体,以二进制信号进行传输。这种超宽带信号的频谱比较稀疏,信号强度是m W级别,能够抵御强干扰信号。相比于CDMA框架,此通信系统更利于实现,仅需较少的开支。

3 未来无线通信领域的发展趋势

3.1 无线通信领域技术互补性日益明显

无线通信技术种类逐渐增多,每种都有各自的优劣势与适用场合。3G相对适合于大范围与城际漫游的数据传输需求,而无线局域网则适合于中距离范围内的信号传输,超宽带技术适合于近距离、超高速的无线通讯。所以在发展无线网络通信技术的历程中,我们应当依照不同消费者的个性化需求,甄选出最适合的无线通讯手段,使得无线通信业务有着多元化未来,更好地处理移动通信应用中的各类难题。

在不远的将来,无线宽带接入技术仍会朝着高带宽、大范围传输的方向不断发展。未来仍有可能会孕育出更先进的技术手段。现阶段的无线宽带接入技术应用于受限条件下的高速度传输,其话音通讯性能仍然与公众移动通讯手段相距甚远。因此,我们应着眼于未来,不断挖掘其技术优越性,弥补移动网络的应用缺陷,以更好地服务大众,同时避免资源浪费。

3.2 蓝牙技术将革新无线通信业的发展

在蓝牙技术的发展大潮中,众多企业都在探究和制造以蓝牙技术为主导的电子产品,譬如某集团研制了以蓝牙技术为基础的无线耳机等。芯片设计研发团队成功开发了在蓝牙技术所需频段内的专用IC,同时配备了与之匹配的应用硬件软件套装,便于其他客户或应用厂商可以快速掌握此芯片的应用之道,并生产出以蓝牙技术为本的新产品。除此之外,软件开发企业研发出了大量适用于蓝牙技术的软件,被广泛应用于电脑、手机等。大部分电子产品都能借助蓝牙技术以无线方式连接成网络,使人们可以自由地传输讯息。蓝牙技术的产生推动了无线通信业的进一步发展,计算机业和电器行业都得益于蓝牙技术的发展,并加大了对蓝牙技术开发的投资力度。

3.3 无线网络通信技术的融合趋势

3.3.1无线技术与蜂窝网技术的融合

为了完成其计费与检测功能,短距离无线通信技术被应用于电子产品中。无线通信技术在近些年来迎来了更快速的发展,愈来愈多的短距离无线接入技术被应用于社会生活的各个层面,譬如蓝牙技术有效融合了短距离无线技术与蜂窝网技术。

3.3.2 移动通信技术和无线宽带接入技术的融合

移动通信业务的发展成熟,与宽带业务领域的拓宽,直接推动了多种宽带接入技术的产生和发展。譬如无线局域网技术推动了3G通讯技术的其他应用。而且移动通信技术和无线宽带接入技术互惠互利,并在4G时代完美地融合成一个健全的系统。

3.3.3 无线通信技术与视频等多媒体技术的融合

为了达到数字电视广播与影音等新兴业务的大众化需求,应当在移动通信领域创建影音和录像服务,这样才能有效地融合无线通信技术与地面数字媒体。从视频业务的层面而言,我们仍面临着传统移动网络上如何普及视频业务、与之配套的商业运转方式等诸多问题。

摘要:在经济发展的带动下,人民的生活水准不断提升,现代化进程不断推进,愈来愈依赖于无线通信技术的发展。物联网技术的迅猛发展推动了无线网络通信技术更快地发展,逐渐适用于社会生活的各方面。本文首先简要介绍了无线通信技术的发展现状,然后剖析了无线通信技术的未来发展趋势。

现代通信技术发展 篇10

科学技术是将生产力有效转化为经济增长的坚实桥梁与基础, 其对于促进当前我国林业的快速、稳定发展有着重要的作用。现今, 我国林业的技术水平已经逐渐接近世界水平, 这不仅提高了我国森林资源的有效利用率, 对于我国林业经济的可持续发展也有着重要的意义。因此, 要根据我国当前的林业发展状况, 制定有利的措施促进我国林业技术的改革与创新, 从而实现我国林业的可持续发展。

1 当前我国林业的发展状况

从我国的森林资源总量来说, 我国的森林资源丰富, 且木材种类繁多, 呈现着多元化的发展趋势。但是, 由于我国人口数量众多, 丰富的森林资源总量相较于我国的人口数量来说, 人均占有的森林资源还是比较贫乏的。同时, 当前我国的林业发展中还存在着许多不容忽视的问题。

1.1 森林资源支持能力弱

尽管我国森林资源总量丰富, 但是用总量除以我国的13亿人口数量, 森林资源就相对不足了。同时, 当前我国森林中树木的质量也在下降, 其各项指标都低于世界平均水平。虽然我国森林呈现着多元化的发展趋势, 但是还不足以支持当前我国快速发展的经济水平。我国林业发展缓慢, 使得当前我国林业中人工林树种单一, 其稳定性较差, 这又进一步制约了我国林业的发展。

1.2 林业体制机制不够健全

从当前我国林业的管理体制来看, 不仅管理模式落后, 并且运行机制也不够健全, 从而使得我国的林业企业经营能力不足, 发展缓慢。同时, 中国当前实行的林业经济体制还存在着林权不清的情况, 使得企业的经营缺乏足够的积极性与创新性, 也就缺少一定的市场竞争力。

2 制约我国林业技术改革的因素

尽管当前我国具有较为先进的科学技术水平, 其对于我国林业的稳定发展以及森林资源的有效利用率的提高有着积极的作用。但是, 在我国当前的林业技术改革中仍旧存在着一些问题, 制约着我国林业技术水平的提升与发展。

2.1 林业技术改革的资金不足

从我国林业发展的整体来看, 科学技术水平的改革与创新对于我国林业的发展以及经济效益的提高有着深刻的影响。但是科技所带来的林业发展往往集中于当前我国经济较为发达的地区。而对于我国大部分的林业待发展地区, 由于林业技术改革资金的不足, 使得其自身的技术得不到有效的改革与创新, 从而不能促进林业的进步与发展。

2.2 林业技术不具有创新力

尽管我国林业技术水平相对较高, 但是, 从客观方面来说, 在林业技术的创新发展方面, 我国的主动性以及积极性明显不足。当前我国的高水平林业技术, 大都是依靠引进国外先进技术, 真正属于我国的林业技术还是比较少的。同时, 对于这些由国外引进的技术, 我国还存在着应用效率不高、缺乏整体认识的问题, 从而使得我国林业技术水平以及经济能力的发展受到一定的制约。

3 促进我国现代林业技术改革的有效措施

3.1 加大林业技术创新人才的培训力度

充足的资金投入以及高素质的人才是我国林业技术改革和创新发展的重要因素, 其对于当前我国林业技术的改革有着重要的现实意义。当前, 我国林业建设方面的工作人员, 其所拥有的知识体系比较陈旧, 已经不能适应现今我国林业发展需要。因此, 对于这部分林业技术人员, 要加大对他们的培训力度, 使他们能够提升理论知识, 结合自身的工作经验, 承担起现今科技含量较高的新型林业技术工作, 从而促进我国林业技术的改革与创新。

3.2 瞄准当前市场的发展需求

林业技术的改革与创新, 其根本目的在于对林业经济的提升与促进。因此, 当前市场的林业需求对于林业技术的改革与创新有着积极的促进作用。现代林业企业为了获取最大的经济效益, 对林业技术改革、创新会投入大量的资金;资金投入会促进我国林业发展, 也使得林业企业会得到有效的利润回报。因此, 林业技术创新对于市场需求的瞄准, 不仅能够获取有效资金的支持, 对于林业的稳定发展也有着一定的促进作用。

3.3 建设林业技术推广网站

林业技术改革的根本目的是推动我国现代林业产业的发展。而对林业技术进行推广, 对于提高林农与林企的林业生产力有着积极的作用。并且其在推动林业技术快速传播的基础上, 还能在一定程度上促进符合当今林业发展需求的林业技术的创新与改革。

网络作为当今时代中传播速度最快、涉及范围最广的传播途径之一, 对林业技术的推广有着推动作用。因此, 建立林业技术的推广网站是现今加强林业技术推广、促进我国林业技术改革的有效方案。

4 我国现代林业发展的具体策略

4.1 林权改革

当前我国林业发展的重点在于林权的改革, 传统的林权使得林业工作人员的工作积极性与工作效率不高, 从而影响了林业的总体发展。同时, 在当前快速发展的经济速度下, 提高林农收入, 保障林农生活水平是我国新农村建设的重点工作。因此, 对于我国集体林权制度的改革是当前我国林业发展的基础与关键。

4.2 提高林业技术的推广效率

林业技术的有效推广与使用, 是促进当前林业稳定发展的重要工作。但是, 要使得林业技术的推广具有一定的有效性, 就必须建立一套高效完善的推广体系, 同时还必须要以市场为导向。因为当前我国市场对树木的需求量较大, 且一直处于供不应求的状态, 市场导向的推广体系使得林农、林企获取信息的效率明显提高, 同时, 这对于提高林农收入, 改善林农生活质量也有着一定的现实意义。

4.3 提高森林资源利用率

无论林业如何发展, 低效的森林资源利用效率对于森林资源的可持续发展有着严重的不良影响。因此, 保证现代林业稳定、持续发展的基础在于森林资源利用率的提高。因此, 对于当前我国林业技术的改革与创新, 应给予足够的重视与支持, 同时还要在森林利用中注意对森林资源的保护。从而实现我国林业的稳定、持续发展以及森林资源的可持续利用。

4.4 加强林业的信息化发展

21世纪是信息化的时代, 网络信息技术推动了世界上多个产业的进步与发展, 同时其对于我国林业的发展同样具有推动作用。比如, 林业部门可以建立相关平台, 定期发布林业政务信息, 并提供林业问题的在线咨询服务。这样就能够提高林业部门与公众的互动性, 从而也提高了林业信息的流动效率。

林业的信息化发展对于我国林业保护也有着现实的意义。如今我国森林防火信息管理系统的建设, 信息化的林业管理能够利用各种先进的科技手段, 例如, 遥感卫星、互联网技术等来对林火进行监测、报警等, 从而为消防部门提供各种及时、有效的信息, 确保救援工作的及时性与有效性, 最大限度地保护林业资源。

5 结语

森林资源作为一个国家生态文明建设的标志, 对于国民经济的增长以及人们生活环境的改善等都有着积极的作用。当前, 尽管我国林业技术水平较高, 但是其自身的创新能力不足, 限制了我国现代林业技术的改革与创新。因此, 为了促进我国林业的稳定、持续发展, 必须注重林业技术的改革与发展, 通过林业技术改革, 提高我国森林资源的利用率, 促进我国现代林业的发展。

参考文献

[1]李恒刚.推进我国林业产业改革与发展的思考与建议[J].城市建设理论研究, 2013 (33) .

[2]何志辉.浅谈林业改革与发展[J].城市建设理论研究, 2013 (22) .

[3]吴远志.现代林业技术推广的改革与发展[J].科教创新, 2011 (05) .

[4]蒲梅林.探讨林业技术创新中问题及发展对策[J].现代园艺, 2013 (18) .

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[6]刘艳春, 冯彦.林业技术发展现状及对策探讨[J].城市建设理论研究, 2013 (49) .

现代心理实验技术的发展与应用 篇11

关键词:心理技术;实验技术;认知心理学;认知神经科学;综述

一、心理实验技术的发展概述

1879 年,冯特在德国莱比锡大学创建了世界上第一个心理学实验室,标志着心理学从此成为一门独立的实验科学[1]。为了与过去的心理学有所区别,人们将这时开始的心理学称之为科学心理学,它作为一门学科的发展历史至今仅一百多年。从心理学的历史发端我们可以看出,实验研究方法在其中起到了举足轻重的作用。从19世纪末到20世纪20年代,在科学心理学诞生后的最初几十年里,心理学的研究方法和技术主要是传统的心理物理法。仪器设备还处于朴素的机械装置水平,对心理和行为的研究主要是通过表面上看得见、摸得着的现象推断内在的心理过程。在行为主义心理学的鼎盛时期(从20世纪20到60年代),研究方法与技术手段主要是围绕着行为主义的思想和研究思路,即采用测量刺激—反应的过程的技术路线来推断心理和行为的内部机制。如巴甫洛夫研究狗的条件反射活动的条件反射装置;桑代克的用来研究猫的行为习得的迷笼装置;斯金纳进行操作性条件反射研究的“斯金纳箱”。从20世纪60年代到现在,认知心理学的兴起逐渐取代了行为主义的研究思路,心理学家开始采用新的方法和技术手段来研究心理与行为活动背后的心理机制。如认知心理学研究最常用的实验技术就是反应时测量技术。20世纪90年代以来,医学研究的技术手段在心理学中得到广泛的应用,并产生了新的学科——认知神经科学,如常用的实验仪器有功能磁共振成像技术(fMRI)、正电子扫描技术(PET)、脑电技术(EEG/ERP)等,这些认知神经科学技术的应用把脑机制的研究推动到一个崭新的阶段[2]。

当代心理学跟古代心理学的本质差异主要表现在研究方法和手段上[3]。19 世纪以前,哲学家多采用“思辨”的方法去探讨心理现象。他们运用臆测、内省、推理和直觉,或基于个人的主观经验来推测心理的本质。他们常被心理史学家们称为“安乐椅上的心理学家”。现代心理学家则特别注重采用观察、调查、访谈和实验等方法来研究各种心理现象。心理学的发展历史表明,研究方法和各种技术手段对心理科学的产生和发展轨迹有着关键性影响。

二、心理实验技术的分类

莫雷等人对传统的心理学研究方法体系重新进行了建构[3-4],提出双层次的研究方法与技术体系,其中对第二层次的研究技术的分类如图1所示。他们将变量数据的获得方法(即主要指心理学的实验研究技术)总体上概括成三类:第一类是测评法,就是通过测评技术来获得变量数据,主要包括测量法、问卷法、评定法等。第二类是实验心理范式,即在实验中对各种心理特质或行为的特定的作业测定方式,这些实验范式的形成,都是由某项研究首先创立,由于其准确有效而为后来的研究所沿用,从而成为进行某种特质研究时取得量化数据的典型方式(范式) 。实验心理范式可以分为传统的实验心理范式与现代认知实验心理范式,采用新的实验仪器如眼动仪等而形成的获得变量数据的手段也列为这类范式。第三类是认知神经科学范式,这种研究范式从20世纪后期开始出现,现在正逐步成为心理学研究的主流取向,它运用功能性核磁共振技术、事件相关电位技术、脑磁图、单细胞记录技术等手段,从神经机制的水平来获得数据材料,以证明有关心理现象与心理规律的观点。

其中,第二类和第三类方法区别于第一类的“测评法”,是同属于实验法的技术范式。实验法是目前心理科学乃至现代自然科学最主要的研究方法,在科学方法中,实验法是公认的最严谨的方法,自然科学之所以进步,主要是依靠实验方法上的一再突破[5]。因此,本文着重讨论实验法下的各种心理实验技术。

从国内外现行的各种实验研究技术的应用看,图1虚线框内的“认知实验心理范式”和“认知神经科学范式”两类实验技术范式最为流行、应用最为广泛,为区别于传统实验心理范式,我们将认知实验心理范式和认知神经科学范式统称为现代心理实验技术范式。认知实验心理范式主要是指当代认知心理学各研究领域所采用的实验技术,其研究的核心是揭示认知过程的内部心理机制,即信息是如何获得、贮存、加工和使用的[6]。认知心理学家是用信息论、控制论及计算机的概念理解和解释心理现象并构建心理过程的模型,他们将大脑视为一个黑匣子,很少考虑其理论的神经基础或者心理现象的脑机制[7]。日常生活、临床经验和科学研究都表明:脑是心理的器官,心理是脑的机能[8-9]。著名的认知神经科学家加扎尼加指出,如果不研究大脑,我们根本无法真正揭示心理活动到底是怎样进行的[10]。认知神经科学范式恰恰弥补了认知实验心理范式研究中的缺陷和诸多不足。认知神经科学把心理与大脑的统一理解作为自己的目标,强调心理活动是大脑的功能这个简单的真理[11],并以心理的物质基础——大脑,为研究本源,探讨心理和行为的脑机制。

三、现代心理实验技术与应用

(一)认知实验心理范式

认知实验心理范式主要指建立在现代信息加工观点之上的实验技术范式。其主要特点是借助于复杂的实验设计,通过反应时和正确率等较简单的指标,实现对人类心理与行为内部机制的研究。目前,国内外各实验室应用比较广泛的认知实验技术主要包括行为实验技术、眼动实验技术和虚拟现实技术三大类。

1. 行为实验技术

信息加工心理学主张用信息加工的术语和计算机工作原理对人类行为进行准确的描述,通过计算机模拟验证有关认知过程的心理学理论。但在实际的研究中,信息加工心理学中应用最广泛的方法并不是计算机模拟法,而是以信息加工思想为指导的认知行为实验法,我们常称之为认知行为实验技术或行为实验技术。目前,此类技术主要是通过计算机来实现心理实验材料的编辑与制作、实验参数控制、实验过程与实验设计控制、被试信息与实验数据的采集与初步处理等的全过程,既可以使心理实验标准化,同时也尽可能避免各种可能影响实验结果的额外因素对实验结果造成的不利影响。除计算机硬件本身的技术外,全球通用的标准化心理实验生成系统也越来越多地面诸于世,如E-Prime、Inquist、D-Master、SuperLab、Presentation,等等。这些标准化的软件,使心理实验的误差最小化,也使心理学实验重复验证的差异最小化[4,12]。

2. 眼动实验技术

眼睛是心灵的窗口,透过这个窗口我们可以探究人的许多心理活动的规律。因此对于“人是如何看事物”的科学研究一直没有间断过。关于这一点,对于眼睛的运动(即眼动)的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段。由此,眼动研究技术应运而生,精密地测量眼动规律的各种仪器即眼动仪也相继问世,为心理学的实验研究提供了新的有效工具。

眼动研究是通过眼动仪记录被试在完成心理任务时眼球运动的信息来研究相关的心理活动及规律。如通过记录被试的注视时间与频率、眼跳次数与角度、回扫次数、兴趣区(AOI)、眼球运动轨迹等客观指标,探索人的心理现象和活动规律。眼动在心理学研究方面的应用主要集中在阅读心理、图形认知、广告心理和交通心理等方面。眼动在应用领域的研究也很成熟,如工效学、广告学、航空、医学和体育等都有诸多的应用研究[13,14]。

3. 虚拟现实技术

虚拟现实是指用计算机生成一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。从本质上来说,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段,最大程度地方便用户操作。一般来说,一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境,以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器,以头盔显示器为核心的视觉系统,以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统,以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备,以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。其主要设备有BOOM可移动式显示器、数据手套、TELETACT手套、数据衣等。

虚拟现实技术在心理学研究方面也有广泛的应用。如美国心理学家利用虚拟现实技术成功治疗恐高症和恐物症;英国科学家目前也正利用此项技术研究一种普遍的心理疾病——妄想症。在军事训练方面,运用虚拟现实技术创造出部队训练所需的“人工合成作战环境”,使参训者能体会到视觉、听觉、触觉等人体全部感觉的作用。运用战争“预实践”开展心理训练,具有传统理论教育、心理疏导、实装模拟、实兵演习等心理训练模式所不具有的独特优势。

(二)认知神经科学范式

认知神经科学被视为21世纪的领头学科,同时也是代表当前科学心理学最先进研究理念和最高研究水平的一种研究范式。认知神经科学是一门研究人脑高级功能的学科,其研究目的在于阐明认知活动的脑机制,它采用自下而上的研究策略,从大脑的工作方式入手来研究认知,并通过各种无创伤的研究技术手段,直接观察大脑及其加工过程[15]。

目前,认知神经科学常用的研究技术主要可分成脑成像技术和脑损伤技术两大类。脑成像技术中以fMRI、ERP、MEG、PET、NIRS五大技术最受欢迎和重视。脑损伤技术主要是通过虚拟脑损伤的方法来实现,但这种脑损伤是暂时的、可逆的,目前主要通过TMS技术来实现。

1. 功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI )

功能磁共振成像(fMRI )技术是通过一定的刺激使大脑皮层各功能区在磁共振设备上成像的方法,它结合了功能、影像和解剖三方面的因素,是一种在活体人脑定位各功能区的有效方法。fMRI的成像原理是脑的神经活动中血红蛋白的动力学反应。当神经活动增加时局部的血流量增加,引起局部的脱氧血红蛋白浓度下降。脱氧血红蛋白是顺磁性物质,产生局部梯度磁场,使脑激活区信号相对升高,通过磁共振成像系统采集到的图像上可见到激活脑区的信号强度增加,从而获得激活脑区的功能成像图。fMRI具有诸多优势,如无创伤性、无放射性、较高的空间分辨率、可重复操作等,因此,fMRI作为脑功能成像的首选方法已被较广泛地应用。fMRI在视觉、听觉、嗅觉、语言及认知功能、情绪活动、躯体运动功能、躯体感觉功能等方面都有诸多的研究和应用[16]。

2. 正电子发射计算机断层显像(positron emission computed tomography,PET)

PET的依据是一些放射性同位素标记的分子(如含18F的脱氧葡萄糖FDG)能正常地参加脑细胞的新陈代谢。这些同位素发射正电子,正电子不稳定,易与负电子撞击而湮灭,所生能量以双向γ射线方式释放。测量这两束γ射线的量,即可知该标记同位素分子的含量,从而作为该部位功能活动是否增强的标记。PET主要是反映脑内的生化代谢以及生理功能的变化,能进行动态的定量观测,具有其他脑成像技术难以取代的优点。其缺陷是需要注射放射性同位素,但基本上无创伤性,另外PET的测量时间也较长。PET可用于细胞活性与功能的研究、肿瘤的早期诊断以及神经、精神疾病和脑功能的研究[17-18]。

3. 光成像(optical imaging,OI)

光成像的依据是,神经元活动会引起某些有关物质(如水、离子)的改变,导致其光学特性发生变化,在与外加的某些特定波长的光量子相互作用后就得到了相应的光信号。通过成像仪器系统探测到此光信号在某一时间间隔内的空间分布,形成影像。光学成像具有比fMRI更高的空间和时间分辨率,可以更小的体素来测量总脱氧血红蛋白、总血红蛋白和血容量的改变。光学成像有多种,其中近红外光学成像技术(near infrared spectroscopy, NIRS)和光学相干断层成像技术(optical coherence tomograph,OCT)发展迅速,它们均能提供观察脑皮质功能柱的高分辨图像。NIRS可穿过颅骨,已用于动物和儿童的无创性脑功能研究[19]。

4. 事件相关电位(event related brain potentials,ERP)

事件相关脑电位是伴随感觉、运动或认知事件所诱发的大脑电位集合的总称。从电生理角度看,ERP是以作业某种事件的时间为基础,将其前后一定时间段的脑电(EEG)进行多次累加平均而得出的一系列脑电位活动。从心理角度看,ERP是一种有心理因素参与的长潜时内源性诱发电位。其着重检测人类的认知功能和大脑的关系问题,或从电生理角度探讨大脑思维行进的轨迹。

ERP是刺激事件引起的实时脑电波,在时间精度上可达到微秒级。极高的时间分辨率是ERP的主要优势,ERP也可以和行为数据,特别是反应时(RT)很好地配合,以研究认知加工过程的规律。所以,ERP目前是心理学工作者进行认知神经科学研究的最得力的方法。ERP的主要弱点在于低的空间分辨率。另外,ERP只能采用数学推导来实现脑电的源定位,比如偶极子,这种方法的可靠性也是有限的[20]。

5. 脑磁图(magnetoencephalography,MEG)

根据电磁感应的原理,大脑工作时产生的感应电流能够在头颅外表产生感应磁场。脑磁图(MEG)装置便是通过捕捉这种极微弱的磁信号(相对应于地磁场的百万分之一)来反映大脑内部的神经活动。

脑电图(EEG)只能反映脑表面的生物电活动,而MEG则可反映大脑深部电向量的位置和活动方向,是无数脑电向量的综合。因此,相比于EEG,MEG突出的优点是对神经兴奋源的定位更为直接和准确,而且时间分辨率也可与脑电相媲美。不过,脑磁图的总造价很高,数百万美元的成本极大地限制了它的普及。同时,它只对某些流向(如垂直于颅骨)的兴奋源敏感,而对另一些流向的兴奋源则可能无法探测到[21]。

综上所述,fMRI,OCT/NIRS所显示的主要是解剖学信息,即结构图像,PET所显示的主要是功能和代谢成像,都具有较高的空间分辨率;而ERP,MEG等所显示的主要是生理功能成像,具有较高的时间分辨率。综合利用这几种研究技术观察认知活动中脑功能的时空动态变化规律,已成为心理学研究的趋势。

6. 经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)

TMS技术是根据电磁感应原理,将电流通过一个靠近头皮的线圈,经电磁转换后,线圈的周围产生一个与线圈中电流方向相互垂直的磁场。该感应磁场能穿过头皮、颅骨进入大脑,并在大脑皮层产生感应电场。继而对大脑的生物电活动产生干扰或调节。这一技术最大的优势在于能够通过对大脑活动进行短暂干扰,从而建立“虚拟的脑损伤”条件来帮助研究者考察大脑功能与行为反应之间的因果联系。

TMS的一个重要应用领域是认知神经科学研究。例如,通过TMS干预运动控制区域发现个体的运动控制能力受到抑制。同样,通过TMS干预前额叶皮质后,发现个体的决策能力受到影响。这样一些结果对于建立新的认知神经科学理论具有重要价值。TMS在临床研究中也具有不可替代的价值。例如对成瘾者的研究表明,TMS刺激能够增强多巴胺系统的GABA受体释放,从而恢复已被毒品破坏的多巴胺系统的调节功能。2008年10月,美国FDA认证通过了TMS用于治疗药物抵抗型抑郁症,有效率约为80%。近几年,用TMS治疗干预成瘾的研究日渐增多,TMS有望在不久的将来成为一种潜力巨大的、独特的精神障碍治疗手段。

(三)生物电技术

生物电技术记录的肌电、心率、皮温等指标既不属于认知心理实验范式所使用的反应时、正确率等行为指标范畴,又不属于认知神经科学范式所采用的脑电、脑区为典型代表的生理指标范畴,尽管生物电技术也记录脑电,但此脑电指标与认知神经科学范式下的脑电指标属于不同的数量级,不宜相提并论,因此,我们把生理多导仪和生物反馈仪为代表的生物电技术单独归为一类。

生物电技术是利用相关的电子仪器设备记录我们身体内部的生理过程、生物电活动等信息信号并加以放大,放大后的机体电活动信息以视觉(如仪表读数,图像)或听觉(加蜂鸣音,音乐)形式呈现出来,通过这些客观信息指标来探索和研究人的心理现象和活动规律。这些肌体电活动的信息主要包括有如下种类:脑电、肌电、心率、血压、皮肤电、皮温、眼电等。记录这些信号的电子设备主要有生物反馈仪和生理多导仪两种。

生物反馈是运用学习来自我调节自主神经系统以促进健康的一个治疗手段。通过生物反馈仪主体能够了解自身的机体状态,并学会在一定程度上随意地控制和矫正不正常的生理变化。生物反馈仪可以反馈给人的信息包括肌肉的紧张度、皮肤表面的温度、脑电波活动、皮肤导电量、血压和心率等。生物反馈仪主要应用在如下几个方面:(1)心理诊断。通过使用这些指标,可以对心理迟钝、学习困难等心理问题进行诊断。(2)心理治疗。通过这个仪器的配合,可以对身心疾病以及有关的心理问题进行治疗。(3)心理训练。使用该仪器,可以对身心疾病、自卑等心理问题进行训练。生理多导仪是用来记录生理活动的各项指标的医学和心理学实验仪器,能动态记录脑电图、心电图、肌电图、皮肤电、血压、指端容积、心输出量、心电、呼吸、血压、诱发电位、动作电位、神经元活动等信号,在医学诊断与治疗、心理与行为研究中得到了广泛的应用。

四、未来实验技术的发展趋势

尽管心理学与脑科学结合而产生的认知神经科学,正取代认知心理学成为心理学发展的新阶段[22],但是我们应该看到,当前认知神经科学技术并不是研究所有心理问题的万能法宝,因为这些技术只能告诉我们某一种意识活动是发生在脑的某一个区域或某一些区域,并不能回答为什么这个或这些脑结构的活动会导致相应心理或行为的发生[15]。此外,这些技术目前所达到的水平也不能满足脑与意识研究的要求。例如,为了能够看到与不同意识过程相关的脑细胞的功能结构,要求这些设备必须达到微米级的空间分辨率;要观察到与知觉、注意、思维、决策等意识活动相关的大脑动态过程,必须将这些技术的时间分辨率提高到毫秒级。纵观上述各种认知神经科学研究技术,能实现高时空分辨率很好结合的设备目前还没有,如,fMRI有较好的空间分辨率,其时间分辨率却低下;脑磁图可以实现毫秒级的时间分辨率,然而其空间分辨率却只有厘米级。这些技术上的缺陷已经成为制约当前脑与意识研究的瓶颈。当然,这些缺陷也正是未来新技术革新和发展的方向。

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浅议现代钻井技术发展 篇12

关键词:钻井技术,趋势,进展

1 钻井技术发展回顾

旋转钻井的发展可分为初期阶段、发展阶段、科学化钻井3个阶段。初期阶段 (萌芽阶段) 从1900年至1920年, 发展阶段 (经验钻井阶段) 从1920年至1950年, 科学化钻井阶段年代从1950至现在。科学化钻井阶段又可分为前期阶段 (1950年到1980年) 和后期阶段 (现代钻井阶段) 。前期阶段出现了9项单项技术:喷射钻井技术、优选参数钻井技术、平衡压力钻井技术、保护油气层技术、深井钻井技术、丛式钻井技术、高效钻井技术、井控技术、洗井液技术。后期阶段成果主要有3大项: (1) 实现了井下信息实时检测、传输、处理、分析。该项成果使用随钻测量 (MWD) 、随钻测井 (LWD) 、随钻地震 (SWD) 、随钻井下钻井动态数据实时检测和处理技术 (DDS) 、地质导向技术 (GST) 及随钻地层评价 (FEWD) 等随钻测量技术, 对地层参数、钻井参数、井眼参数进行实时检测、传输、处理、分析。 (2) 开发了井下导向和井下闭环钻井系统。 (3) 发展了新钻井技术 (水平井钻井技术、多分支井钻井技术、欠平衡压力钻井技术) , 在此基础上发展了新的小井眼钻井技术、连续油管钻井技术。

2 现代钻井技术发展趋势

2.1 向信息化、智能化方向发展信息化钻井技术以MWDE、LWD、SWD、FEWD、GST、DDS为主要特征

智能化钻井技术是由井下导向工具、测试工具、作业控制三者组成的闭环钻井系统。l990年由数家大石油公司合作, 历时5a, 耗资1000万美元, 成功开发了集成钻井系统 (IDS) 和集成钻井作业系统 (IDO) 。井下闭环钻井发展阶段分为井下开环、井下半闭环、井下全闭环、地面井下全闭环4个阶段。

目前已投入商业运作的钻井系统有垂直钻井系统 (VDS) 、自动定向钻井系统 (ADD) 、自动导向钻井系统 (AGS) 、旋转导向钻井系统 (SRD) 、旋转闭环钻井系统。

2.2 向多学科紧密结合提高油井产量和油田采收率方向发展以水平井为例

2.2.1 水平井设计程序

水平井设计程序是1992年11月由美国石油工程协会、地质家协会、地球物理家协会和测井分析家协会共同开会约定的。该设计内容由地质、钻井、采油、成本核算4部分人员共同合作完成。

设计步骤: (1) 提出候选目标油气藏。由作业公司提出候选目标油气藏。 (2) 地质评价。审查油气藏条件是否适合钻水平井, 是否有法律争议, 是否符合公司经营战略。 (3) 初步筛选油气藏。初步进行产量递减和现值研究、储量分析。 (4) 经济效益分析。初步经济分析和初步成本预测, 是否受土地租赁和规划条例限制。 (5) 详细油气藏分析。用分析模型或大型计算机数值模拟程序进行详细的油气藏分析。 (6) 生产战略。与详细油气藏分析相结合, 进行油气藏生产特性的分析, 确定水平段长度, 距流体接触面距离。 (7) 增产措施及完井对策。是否需要下套管、固井、射孔和压裂, 这些环节将耗费作业费用, 需要认真进行投入与产出预算, 作出经济预测评价, 再作出完井方法及相关设计。 (8) 详细设计 (油井设计) 。由石油公司钻井部设计, 包括井眼剖面、水平段长度、井径、套管程序、套管柱设计、注水泥设计、井控、保护储集层设计及钻井液密度设计。 (9) 钻井施工设计。包括钻头类型、钻井液设计、钻井参数设计、钻柱设计、钻柱下部结构设计、钻井设备选择。在以上基础上, 进行详细成本预测和费用核算, 重做经济分析, 以确定水平井是否经济有效。 (10) 完井试油后评价。进行回顾总结, 以便总结经验和教训。以上设计程序称为水平井综合设计平台。国外各石油公司都有自己的综合设计平台和软件。软件可融合地质模型、钻井模型、采油油藏模型、成本和费用核算模型, 以便考证水平井的有效性和经济性。我国现在缺少此类模型。

2.2.2 水平井效益问题

水平井钻井技术从20世纪80年代初开始研究, 90年代大规模推广应用, 目前已作为常规钻井技术应用于各类油藏。水平井钻井成本已降至直井的1.5~2.0倍, 甚至有的水平井钻井成本只是直井的1.2倍。水平井产量则是直井的4~8倍。应用水平井技术开发整装油气田, 是20世纪90年代水平井应用发展的主要趋势之一, 它不仅可显著提高油田产量, 更可以有效地提高油田采收率。

2.3 向有效开采特殊油气藏方向发展

以低渗透油气藏为例, 我国已探明储量中, 低渗透油气藏占总探明储量25, 预计近3~4a约60的新增储量来自低渗透油气藏。钻井技术。美国20世纪90年代以前用水基钻井液+常规保护油气层技术钻直井和用油基钻井液钻井 (成本高) ;90年代以后普遍用欠平衡技术钻水平井, 包括气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井等, 方法选择需根据储集层特性进行选配。某致密气藏用常规钻井液钻直井, 平均日产量为30万m3。如用空气钻井, 直井产量提高3倍, 水平井产量提高10倍。

近2O年来钻井技术的发展进程以信息化和智能化钻井为核心, 全面提高了钻井技术水平, 使钻井技术由部分定量分析研究进入全面定量分析研究, 从而发展了水平井钻井技术、多分支井钻井技术和欠平衡压力钻井技术, 使钻井手段、钻井任务、钻井类型和钻井对象等方面都发生了巨大变化。钻井工程在石油工程中的作用和地位比过去更为重要。

3 参考建议

1) 信息化、智能化钻井的有关设备和技术, 能引进的采取引进消化一创新的技术路线来跟踪前沿, 不能引进的国内自主开发。国内三大石油公司也可以采取联合开发的方法尽快缩短差距。

2) 近10年来国外开发的三大新钻井技术 (水平井钻井技术、多分支钻井技术和欠平衡压力钻井技术) 对世界石油的开采有重大影响。我国水平井钻井技术近年来发展较快, 水平井数量增多。水平井轨道控制技术比较成熟, 但水平井井控技术、水平井井壁稳定技术、水平井完井技术、水平井携带岩屑技术 (岩屑床问题) 、水平井压裂技术等还有许多工作要做。另外我国目前所钻水平井基本为单一水平井和双台阶水平井, 而分支水平井和多分支水平井尚未广泛应用, 影响了水平井的经济效益。

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