高速通信网络关键技术

高速通信网络关键技术（共12篇）

高速通信网络关键技术 篇1

摘要：文中针对高速通信网络关键技术分析了以下相关技术内容:通信网的宽带化、光纤传输线路及全光通信网、三网融合技术和接入网技术, 这一分析对于通信网络的发展具有一定的参考价值。

关键词：高速通信,网络,全光通信网,三网融合

智能处理与通信相结合, 通信网将提供包括个人通信在内的各种高级通信业务。为了完成自动翻译、位置登录、号码变换、对用户跟踪和用户身份验证等操作。访问数据库的频度急剧增加。由此可见, 必须导入智能网 (IN) 以实现高级业务的接续控制。本文基于这一背景, 对高速通信网络关键技术进行了阐述, 这一分析对于通信网络的发展具有一定的参考价值。

一、高速通信网络关键技术

1.1通信网的宽带化

实践表明, 要想使通信网宽带化, 可通过异步转移模式 (简称ATM) 与光交换方式来实现。不管所采用的技术是什么, 都需要对容量较大的光通信系统进行开发, 同时光纤化用户的网络。

(1) 异步转移模式。作为一种快速分组交换模式, 异步转移模式可适应的业务速率范围较为广泛, 从不足几千比特至几百兆比特。 (2) 光交换方式。光纤通信已被广泛的应用于通信网中, 如:光交换和光传输同时进行的全光交换网技术, 也就是深入导入光交换技术。光交换网可将通信网和广播网两者结合在一起。除了可实现强大的通信网功能, 还可提供数量不少于三百的高清晰度电视 (简称HDTV) 频道。而无线方式的电视广播网能提供的频道不超过十个。但光交换网存在许多技术难点, 现在还处于研究的初期阶段, 不过已经受到了广泛的关注, 过不了多久应该会得到应用。

1.2光纤传输线路和全光通信网

由于网络具有较为灵活、稳定以及可靠等特点, 全光网被认为是光通信网络技术发展的高峰, 它由三个部分组成:核心传输网、接入网以及区域网。专家称, 光网络也就是光层网络, 它的结构主要包括以下几个部分:光纤、光放大器、WDM设备、光插分复用器、光交叉连接设备、网络监测系统、网管系统、网络保护与恢复系统等。目前, 还未真正实现所谓的全光网。

1.3三网融合技术

三网融合指的是通过对三大网络进行相应的技术改造, 即电信网、有线电视网以及计算机网, 可实现结合了语音、数据以及图像等多媒体的通信。

作为一种广义说法, 三网融合目前并非真正意义上的将三大网络整合为了一个整体, 而只是高层应用的融合。主要体现在技术、网络、业务、应用、经营以及管制与政策等多个方面, 具体来说, 技术、应用、管制与政策方面已慢慢统一, 网络方面可实现相互通信和无缝覆盖, 业务方面可相互融合, 在经营方面存在竞争, 也存在合作, 以实现服务的多样化与个性化。

成熟的数字化技术是三网融合技术的基础, 也就是通过将语音、数据以及图像等信息编码为零和1的比特流以实现传输与交换;TCP/IP协议的广泛应用, 点对点以及点对多点的相互联通只有独立IP地址方可实现, 这样, 多个基于IP的业务才可在多个网络之间相互连通;对于光通信技术的发展, 唯有光通信技术可满足信息快速传输以及传输质量的要求, 该项技术还可大大降低传输成本。

1.4三网融合的接入网技术

容量较大且快速的同步数字系列光纤通信系统与波分复用密集技术越来越成熟, 已达到现在高速宽带通信的要求, 而发展到成熟阶段的异步转移模式交换技术也有助于宽带综合业务的交换。在光纤/同轴电缆混合拓扑网络应用于宽带接入网络后, 技术有了突飞猛进, 用户所享受到的电话、数据以及图像等业务只需一个混合光纤同轴电缆接入网便可实现。这项技术已越来越成熟, 不仅可提供电话及模拟广播电视等业务, 还有窄带ISDN业务、高速数据通信业务、数字视频点播以及其他高速信息业务, 由于具有较大的带宽, 传输问题已得以解决。就算进入了数字电视年代, 混合光纤同轴电缆宽带多媒体接入网依然可在原有的基础上将各光结点所覆盖的用户量降低, 业务的灵活性与适应性更强, 由于具有足够的带宽资源、高速的数据及数字电视业务、经济适用等特点, 其优势十分明显。

另外, 混合光纤同轴电缆不只是将同轴电缆替换为光纤, 还添加了新的TOP结构, 也就是节点结构, 将该结构应用于网络中, 所有小区的交换服务很容易就可实现。三网融合并非只是在之前的基础上发展而来, 而是一种基于IP的新型电信网络, 包括多项应用, 如:视频点播、IP电话、远程教育与医疗、交互式游戏、电子商务等。

参考文献

[1]王蒙, 娄国伟, 王慧君.4G通信网络关键技术讨论与研究[J].福建电脑, 2007, 07:38-39+58

[2]施东明.LTE宽带移动通信网络及其关键技术[J].信息安全与技术, 2013, 12:59-61

[3]杨巧丽, 陆锐敏, 马刈非.GEO多波束卫星通信网络关键技术研究[J].通信技术, 2009, 05:158-160

高速通信网络关键技术 篇2

京沪高速铁路桥梁设计关键技术

京沪高速铁路是我国最早研究设计高速铁路相关技术的项目,该项目桥梁长度占线路长度的81.23%,设计研究中对高速铁路桥梁的.一些关键技术如基础沉降、桥梁结构形式、特殊桥梁的结构方案、桥梁适应轨道的结构等进行了深入的探讨与实践.

作 者：文望青 罗世东 Wen Wangqing Luo Shidong 作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉,430063刊 名：铁道建筑技术英文刊名：RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(2)分类号：U442.5关键词：高速铁路 桥梁结构 关键技术 研究设计

高速通信网络关键技术 篇3

关键词：高速铁路 3G移动通信网络

1、引言

从2007年我国首条高速铁路——京津城际轨道交通工程完成铺轨开始，我国已经先后投入巨资开始兴建郑西高速铁路、京石高速铁路、武广高速铁路、京沪高速铁路、广深高速铁路以及南宁到广州的高速铁路等等一大批高速铁路，由此可见，我国铁路运输已经进入了高铁时代。与此同时，高铁的移动通信技术也逐渐成为该领域研究人员的研究重点。

一般来说，在移动通信领域，时速超过200公里的物体，在其上进行顺畅的移动通信一直是全球通信行业的一大挑战。这主要是由于高速运动的物体存在物理学上的多普勒频率偏移、快速功率控制和空速切换等几个难题。所以，我国当前的高速铁路发展状态，已对移动通信系统提出了更高的要求。

2、高速铁路移动通信和3G技术

一般来说，在高速移动的物体上，当速度超过时速150千米时，2G/3G的快速功率控制效果不佳，此时就要看哪种通信制式的抗衰落手段多，且衰落储备量大。TD-SCDMA对高速移动情况不太适应，主要是因为技术性能先进的只能天线没有在高铁上全面普及和覆盖，且系统的增益又不高，再加上使用终端的功率不大，使得在高铁上，对于覆盖边缘由于衰落储备不足而掉话；现在，GSM制式在高铁系统中还没有启用功控装置，不过GSM制式只提供语音通话，信道编码纠错技术在这种情况下的作用显著，在通信基站功率达到40W，终端功率达到2W，且基站距离较短的情况下，衰落储备量发挥作用，高铁的应用效果还可以。GSM系统中的EDGE制式在高铁中的效果不好，主要是由于EDGE在高速数据时的编码效率为1，没有编码冗余度，对应的信道编码增益相对较低，此外，高阶的数据8PSK调制，会使得解调EDGE数据的信噪比较高，导致EDGE边缘的覆盖电压需要更高，其衰落储备要更大；但在实际的高铁系统中，两个基站覆盖区之间的衰落储备一般都不足，使得传输的数据率会迅速下降。所以，就要寻求新的技术体系来解决高铁中的移动通信问题。

3G通信技术在我国的发展是日新月异。2009年1月7日，我国同时发放了三张3G拍照，即：TD-SCDMA、WCDMA、CDMA200，标志着我国正式进入了3G时代。3G网络运行的两年多时间里，在拉动我国GDP增长的同时，还为国内创造了大量的就业机会。从技术角度来分析，3G移动通信网络相对于2G网络的优势在于更大的系统容量和更好的通信质量，且能够实现全球范围的无缝漫游，为通信用户提供包括语音、数据和多媒体等多种形式的通信服务。

在国际移动通信领域，国际电联对3G网络有其最低的要求和标准，即：在高速移动的地面物体上，3G网络所能提供的数据业务为64~144kb/s，要能够适应500km/h的移动环境。针对该标准，我国现行的3种3G网络中，WCDMA和CDMA2000主要采用“软切换”技术，能够实现移动终端在时速500km时的正常通信，即能够实现在与另一个新基站通信时，首先不中断跟原基站的联系，而是在跟新的基站连接好后，再中断跟原基站的连接，这也是3G网络优于2G网络的一个突出特点；WCDMA技术已经解决了高速运动物体的无缝覆盖问题；此外，TD-SCDMA也对高铁通信的覆盖方案进行了研究。

因此，3G移动通信网络在技术层面上已经具有为高铁提供通信保障的基本条件，为我国高铁发展过程中移动通信问题的完满解决奠定了坚实基础。

3、高铁中的3G网络建设

根据前面介绍的我国高铁建设的现状和3G通信网络的技术特点，文中认为我国高铁领域的移动通信系统还可以进一步优化，具体改进措施可以概括为：

(1)应该着力加大 GSM-R技术的推广力度和对 GSM-R标准进行不断完善，同时，还应该对3G通信技术规范中关于高铁移动通信系统的技术特点进行深入研究，这样，就能够使得GSM-R及GSMR-C (高速铁路高可信无线通信网络)跟越来越成熟的3G商用通信系统实现融合，提高GSM-R及GSMR-C对3G技术通信标准的兼容性，完善高铁系统中移动通信的服务质量和效率。GSMR-C技术标准是由我国的轨道交通控制与安全国家级重点实验室首次提出的，其目标是在消化、吸收欧洲GSM-R标准的基础上，结合我国高速铁路的运行特点，以及调度通信、列车运行控制数据传输、信息化数据传输等方面的具体需求，在网络功能、工作频段、终端功能、业务实现等方面进行大胆地创新，形成适合我国高速铁路应用的通信技术体系。

(2)高铁现行移动通信方案所采用的3G标准，应该结合我国现有的三家3G网络运营商所提供管的移动通信系统管特点，根据高铁3G移动通信系统建设的具体需求，已及移动终端的功能，来不断地进行综合考虑和完善。

在高铁移动通信网络中采用多种3G通信技术标准尽心覆盖的方式，为高铁乘客提供了全制式的移动通信服务，有助于提高我国高铁系统中使用3G终端的服务质量。在网络建设过程中，为了最大限度的节约成本，可通过共享共建的方式来实现多种3G网络的全面覆盖，用最低的成本来得到最佳的服务效果。我国子2008年以来，就对电信基础设施的共建共享制定了相关的条令法规，并提出了明确的要求。现在，通信领域已经在共建共享方面取得了很大的进展，为我国高铁移动通信系统的全面建设提供了良好的硬件环境。

4、总结

现行的3G通信网络技术规范还没有完全考虑在铁路，特别是高速铁路中的应用，还需要能够满足铁路通信安全和可靠性的要求。所以，基于3G标准的高铁移动通信技术，还没有在实际使用中进行验证，其系统本身还需要经过不断完善和发展，需要对频谱资源及其频率干扰问题进行解决。所以，要利用当前3G系统的发展机遇，提高我国高铁移动通信系统的水平和能力，更好地为我国高铁战略的发展服务。

参考文献：

[1]钟章队．我国高速铁路数字移动通信制式探讨[J]．铁道通信信号，2001(4)：4~7．

[2]王惠生．宽带高速铁路移动通信系统[J]．铁道通信信号，2002(5)：20．

[3]朱晨鸣，李新．高铁环境下CDMA通信网络覆盖解决方案研究[J]．现代传输，2009(2)：74．

高速通信网络关键技术 篇4

关键词：高速数据通信总线,关键技术,设计,实现

因为航空事业的发展, 传统的航空电子设备产品已经不能满足现代行业事业的发展, 如果再原来的飞行器上设置新的总线, 不仅操作困难, 而且成本也会很高, 所以目前我国非常需要一种能够利用原来的通信线缆, 但是对总线通信并不存在影响, 而且还能有效的提高性能的方法, 为此, 笔者就告诉数据通信总线关键技术设计与实现的相关问题进行探讨。

1 高速数据通信总线关键技术的使用和发展的现实状况

近些年来, 国外也在加紧研究这项技术, 从相关报道中, 可知国外有些国家已经进入了新型数据总线的实验阶段, 实验结束之后, 将其付诸实施的其他方面的工作正在开展, 并且与之相关的技术研究也有了不小的进步, 而我国在这方面的研发也并不落后, 但是主要研究重点就是如何利用新的总线技术, 来代替原有总线, 而对和原有总线一起工作的高速数据总线的研究是非常少的。

现代战争是科技的战争, 很多的战争指挥员都是利用通信、电子战等技术, 来使传统标准数据总线陷于崩溃的边缘, 所以发展新型的高速数据通信总线技术也国防来说也很重要。

美国现在使用的总线标准是20世纪70年代研发出来的, 大约有3晚架飞机设置了这种总线技术, 只是吞吐量不足, 在2006年时, 美国空军和研究该项技术的公司发表声明称, 美国现用技术标准的吞吐量已经大大增加了, 目前为200Mbp。这些总线技术标准我国的很多学者认为它是我国宽带链路的机载型, 这种宽带链路指的是DSL。我国的这种宽带链路并咩有太大的改动, 尤其是平台布线更是没有丝毫改变, 只是将变换机进行了简单的改装, 这样的改装能够有效的增高战斗机的性能。

无论是国内还是国外都对这项技术的研究都没有停止, 经济全球化, 科技研究领域也逐渐开始全球化, 国际之间加快了技术研究的合作脚步, 彼此之间有着共同的研究项目, 又单独分块进行, 高速数据通信总线技术无论是对民用航空发展来说, 还对国防建设而言都有着重要的意义, 因此, 在相互合作的同时一定要掌握关键的技术。

2 高速数据通信总线关键技术可行性探讨

上文中笔者通过高速数据通信总线关键技术的使用和发展的现实状况的介绍, 我们对高速数据通信总线关键技术有了进一步的理解, 那么, 如何能够实现高速数据通信总线技术与MIL-STD-1553B同时工作呢?在现有的技术水平和工作条件下, 可以实现二者的同步工作。

2.1 MIL-STD-1553B总线工作环境测试及分析

这就是上文中提高的美国现用总线标准, 也就是我国的宽带链路的机载型, 它在具体工作时是利用频谱分析仪, 这种设备的型号是4403B, 来测量通信线缆, 这时这个总线标准并不像其他标准只有一个终端在工作, 而它两个终端同时工作。它与原来的总线并不工作在一个频段上, 一般而言, 原来的总线在工作时, 峰值功率最高是8.4d Bm, 而且原来总线的奇次谐波与阶段成反比, 阶段增加, 奇次谐波幅度就减少, 因为一定要处理好两者之间的关系, 否则两个总线在同时工作时, 都会产生较大的影响。

为了能够让MIL-STD-1553B总线的通信保持正常的状态, 第一步应该做的就是降低高速数据通信总线带来的干扰, 可以利用模拟滤波器, 通过这给装置将告诉高速数据通信总线和MIL-STD-1553B总线隔离, 并且合理的限制发射功率, 这里指的是高速数据总线, 因为如果它的发射功率太高, 会严重影响另一总线工作, 在相关器件的选择上也会出现问题, 所以要想两条总线同时工作, 必须做好两者之间的协调工作, 在具体的设计过程中, 尽可能的避免问题的发生。

2.2 高速数据通信总线电缆特性测试

高速总线的通信线缆为差分屏蔽电缆线, 两端的接口为PL75-47。电缆的特性阻抗为75欧姆, 所以不能直接使用输入输出阻抗为50欧姆的网络分析仪直接进行测量, 需要在测量前进行阻抗匹配和差分到单端的转换, 线缆长度为56.4米 (185英尺) 。

由测量结果可以看出, 在20MHz-50MHz频段内, 高速数据通信总线电缆的衰减小于14.5d B。由测试结果, 我们可以根据系统的噪声情况得出接收端的信噪比, 对于200英尺的线缆, 衰减取它的理论极限值16d B。假设接收端存在有效值140mv的高斯白噪声, 则在发射功率为2W的情况下接收端的信噪比约为21d B。

2.3 高速数据总线容量分析

本文提出的容量分析将利用预测理论最大信道容量 (C) 的Shannon公式:C=BW×Log 2 (1+S/N) 。Shannon公式是基于信道带宽 (BW) , 出现在接收机的信号功率 (S) 和出现在接收机的噪声功率 (N) 做出的最大信道容量估计。在对高速数据通信总线系统应用Shannon公式时, 需要量化网络的带宽, 信号功率和噪声功率。从高速总线的工作方式、1553总线的工作特性及系统设计的难易程度分析, 我们假设一个5MHz可用带宽。一个真实的总线系统的真实带宽可能高于假设, 但这个假设的目的是定义最差的情况。在高速数据通信总线中有两个信号强度的限制因素:发射信号功率和信道损耗。在高速数据通信总线中, 发射功率被限制在33d B。我们采用VDSL中的标准噪声模型, 一个具有有效值140mv加性高斯白噪声作为我们的噪声模型。

由以上的讨论, 我们可以由得到的相关数据和相关假设推算出高速总线的理论容量的最大值。由以上分析, 我们可以知道BW=5MHz, S/N=21d B, 因此C=37Mbps。上面的信道容量只是理论上的极大值, 而我们为了实现尽可能高的信道容量, 就需要我们采用先进的调制解调方式和先进的编码技术。

结束语

综上所述, 可知高速数据通信总线技术是未来发展研究的重点, 要想高速数据通信总线与原有通信总线同时工作, 不互相干扰, 在设计时, 应该注意很多重点问题, 通过上述的分析, 我们知道高速数据通信总线关键技术无论是设计还是实现都是可能的, 因此加大这方面的投资力度很关键。本文是笔者多年高速数据通信总线关键技术研究经验的总结, 希望为该技术的设计人员提供借鉴, 为我国高速数据通信总线关键设计的发展提供参考。

参考文献

[1]张楠, 冯宇波.PIN二极管在射频开关电路中的工作原理及应用[J].科学信息 (学术版) , 2007 (2) :5-9.

[2]老元威.基于IEEE802.11a的OFDM传输系统的而算法研究和部分硬件实现[D].杭州:浙江大学硕士学位论文, 2003.

通信网络安全关键技术 篇5

其中的信息加密技术是比较常用的一种，是在通信网络的信息传输过程中作为常用技术加以应用的，从而保障传输信息的安全性。

具体而言主要是对两节点间各种控制协议以及管理信息过程中获得保密性，在实际应用信息加密技术的时候就常常采取端到端的加密技术以及链路加密技术的方式，从而能够将信息的分析难度得到进一步的提升。

通过这一关键技术的应用，就能有效的对传输信息的安全性得以保障。

再者，对于通信网络入侵检测技术的应用也比较重要，这一关键技术是对通信网络中的入侵行为进行的有效识别，然后进行及时报警，对网络安全的保护作用相对较强。

这是在计算机网络当中应用比较有效的一种安全技术，而将其在通信网络的安全保护中加以借鉴也能起到很好的网络保护措施。

对通信网络的入侵检测是比较重要的，这就需要针对此进行加强设计，从而构建一个比较科学化的入侵检测系统。

在具体设计过程中有节点入侵检测系统以及网络入侵检测系统，这就需要对这两种情况加以重视，选取比较恰当的方法并针对特定通信网协议，通信网络的入侵检测系统的设计要向着实时检测以及分布式互动等方向进行迈进。

另外，对于通信网络的安全关键技术在内部协议的安全方面也比较重要，通信网络在实际的运行中就会有诸多的控制协议，这也是对网络的连接以及对信息资源分配使用进行维持的重要保障。

在通信网络的攻击层面有很多是对协议的攻击而造成的，故此，这就需要加强对通信网络的内部协议的安全保护，将数据信息的安全完整性得到有效保障。

由此才能真正的将通信网络安全得到有效保证。

加强对通信网络的结点内系统安全的保障也比较重要，通信网络的结点设备是多方面的，其中有路由器以及交换机和网络设备等。

所以要能够结合网内结点设备配置通过一定安全目标作为指南进行实施多种如入侵检测以及防火墙等技术，这样才能全方位的将信息得到有效保障。

在当前我国的通信网络不断发展下，以WEB为基础的远程维护管理技术也愈来愈广泛，这就需要在通信网节点内系统的安全策略制定过程中得以充分重视。

网络故障的检测以及保护倒换等方面也要能够充分重视，从故障检测方面来说主要是通信网络在出现故障过程中网络运营商要能够故障检测下及时的获得故障的信息，然后及时的采取措施进行实行补救处理，保障通信网络的安全。

再有是保护倒换方面就是在传输网节点以及链路发生故障的时候进行实施保护倒换，从而就能够起到网络保护的效果。

最后就是实施通信网络的安全效果评估，这是对整体的通信网络规划以及安全策划制定实施的保障措施，也是对整个的通信网络运行环境和安全效果的评估，从而能够有利于通信网络的安全运行。

3 结语

总而言之，对当前我国的通信网络安全问题的管理，要从实际出发，针对性的对其中的安全问题加以解决，保障这一领域的安全并非是朝夕就能实现，所以要能制定长远的计划。

处于当前通信网络的迅速发展过程中，必须要对通信安全的问题得以重视，积极地应用多种有效的技术加以应对，如此才能保障我国通信网络的安全稳定发展。

参考文献

4G概念移动通信关键技术 篇6

关键词 4G技术 移动通信 电信

中图分类号：TN916.2 文献标识码：A

0引言

由于采用不同频段的不同业务环境，需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性，目前，很多公司已经开始着手4G 概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。

1 4G概念通信技术特点

目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：

（1） 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2 Mbit/s；对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20 Mbbit/s；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100 Mbit/s。

（2） 实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。

（3） 高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。

（4） 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。

（5） 基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。

（6） 实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。

2 4G概念通信关键技术探讨

（1）正交频分复用（OFDM ）技术

第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM 技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。

OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM 有很多独特的优点：

①频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，其频谱利用率可以接近Nyquist极限。

②抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输，这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，从而使OFDM 对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。

③适合高速数据传输。OFDM 自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候，应采用效率高的调制方式；而当信道条件差的时候，则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有，OFDM 加载算法的采用，使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM 技术非常适合高速数据传输。

（2）智能天线技术

智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。

（3）无线链路增强技术

可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；多天線技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或采用多输入多输出（MIMO）技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。

3结束语

4G移动通信系统目前还只是一个基本概念，4G网络的定义仍然还不明确，IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统，实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统，它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。

参考文献

[1] 许丽艳，王英，于海生. 移动通信链式实验教学体系[J]. 实验室研究与探索. 2009（01）.

[2] 王先庆，房永辉.移动通信技术助广东现代物流业腾飞[J]. 广东科技. 2009（03）.

数控高速切削加工关键技术分析 篇7

1 数控高速切削技术的定义

所谓的数控高速切削技术, 它所指的也是切削加工技术的一种, 但是这种切削加工技术相比于传统的切削技术而言, 其切削的速度高出了很多倍。因此有的时候数控高速切削技术也被人们叫做高速切削。所以从数控高速切削技术的定义中我们不难发现, 实质上这里所说的“高速”只是一个相对的概念, “高速”这一概念往往会因为加工条件、加工材料等的不同而发生变化, 比如说在对于不同的材料进行切削加工时, 其切削的速度就有可能会不同。所以说对于切削速度的划分应该考虑多方面因素的影响, 而不能够一概而论, 比如说对于不同的切削条件而言, 则应该有一个对应的切削速度范围。就数控高速切削技术而言, 我们往往很难从整体上采用定量的方式来对其加以定义, 但是在这一技术的实际应用中, 这里的速度一般都是指的机器的主轴转速和进给速度。

2 数控高速切削加工技术的优势

对于数控高速切削加工技术而言, 它实质上整合了许多的制造技术, 因而也就具有更多的优势, 相比于传统的切削加工技术而言, 它在切削速度、进给速度以及切削机理等方面都发生了重大的改变, 其优势主要体现在以下几个方面:

2.1 有效提高加工效率

加工效率的提高是数控高速切削加工技术最重要的优势之一, 因为随着切削速度的加快, 加工效率的提高是必然的结果。一般通过该技术来进行切削加工, 在单位时间内, 材料的切除率往往能够达到传统切削技术的三到六倍。而且在应用该技术的过程中, 机床的快速空程速度也得到了有效的提高, 这样就可以使得非切削的空行程时间大大的减少, 对于提高产品加工效率也有着非常重要的意义。

2.2 适用于热加工

数控高速切削加工技术还适用于热加工, 这也是传统切削加工技术所不具备的优势。因为在应用该技术的过程中, 由于切削的速度非常快, 所以在切削的过程中虽然会产生一定的热量, 但是至少有98%的切削热都会因为切削速度过快而被切削直接带走, 这样就使得工件的温度保持在了一个相对稳定的状态。因而对于那些容易产生热变形的工件而言, 该技术是一种非常有效的加工技术。

2.3 适用于精密加工

在对一些刚性较差的零件进行加工的时候, 数控高速切削加工技术也有着非常大的优势, 因为在进行高速切削的时候, 如果切削速度达到了一定的值, 相应的切削力就会有所下降, 所以在对这些薄壁类刚性较差的零件进行精密加工时, 这一技术就有着非常大的优势。

2.4 可以加工各种难加工材料

在加工中我们通常会遇到一些比较难加工的材料, 这类材料往往具有强度大、硬度高以及切削温度过高等特征, 比如说镍基合金和钛合金等, 采用传统的切削方式对其进行加工, 往往十分容易对刀具造成损害, 而如果利用数控高速切削加工技术来对其进行处理, 往往就能够取得较好的加工效果。

3 数控高速切削加工的关键技术

3.1 提高切削效率

刃口钝化处理工艺对于提高切削效率有着重要的作用, 按照目前人们的认知情况, 在加工钛合金金属的时候, 使用刃口比较锋锐的刀具对于提高切削效率是有益的, 但是实际情况却是通过改变刀具的微观几何结构的设计参数, 同样可以提高切削效率, 为了更好地满足切削的要求, 并不只是要求切削的速度有所提升, 同时还需要在数控机床、刀具材料等方面取得一定的突破, 这样才能够使得切削效率得到更为显著的提高。

3.2 正确选择刀具

工欲善其事必先利其器, 在进行数控高速切削加工的过程中, 刀具对于切削的效率及质量都有着非常重要的影响, 所以如果对于刀具的选择不合理, 会使昂贵、复杂的机床或者加工系统完全不起作用。由于高速切削技术的高速运行, 而高速加工线速度只要是受到刀具的限制, 所以在目前数控机床可以达到的速度范围之内, 速度越快, 对刀具的磨损也就越严重。所以, 高速切削加工技术对刀具材料提出了更高的要求, 同时数控高速切削技术与普通的数控加工技术也有着更大的差别, 所以在对刀具进行选择时, 必须要依据该技术的实际要求, 合理地选择刀具的路径规格。比如说刀具的选择应该保证切削体积的相同, 同时还需要有利于维持稳定的切削速度, 最后刀具的运转还需要能够与进给速度保持一致。

3.3 合理选择切削用量

在进行数控编程的过程中, 工作人员必须要对于每一道工序的切削用量加以确定, 并且将其以指令的形式写入到相应的数控程序之中。针对不同的加工方法, 其所需要的切削用量往往也是不同的, 切削深度应该根加工余量来确定, 粗加工的时候, 除了留下精加工的余量外, 还应该尽可能的一次走刀切除全部粗加工余量。

4 总结

总而言之, 数控高速加工技术是现代先进制造技术的重要组成部分之一, 它在许多领域都得到了充分的应用, 并且体现出了其独有的优势, 数控高速切削加工技术为我国工业的发展做出了突出的贡献, 尤其是在航空航天、汽车以及模具制造等领域, 它的应用使得生产的效率得到了有效的改善。

参考文献

[1]徐向阳.数控机床中高速切削加工技术的应用分析[J].硅谷, 2013 (20) :16-16, 19.

[2]毛春明.数控高速切削加工关键技术探究[J].军民两用技术与产品, 2015 (18) :123-123.

数字高速公路的关键技术 篇8

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据, 再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型, 把他们转变为一系列二进制代码, 如计算机内部, 进行统一处理, 这就是数字化的基本过程。数字高速公路就是一个用数字表达的高速公路的各种信息综合信息平台。数字高速公路涉及到数字化技术、数据构模、决策支持到虚拟现实、信息网络与监控系统等多个领域。下面对数字高速公路的关键技术进行介绍:

二、数字高速公路的关键技术

1. 交通地理信息系统 (GIS)

交通地理信息系统 (GIS) 是收集、管理、操作、分析和显示空间数据的计算机软硬件系统。今天的地理信息系统集成了计算机数据库技术和计算机图形辅助设计软件。在图象处理上比上述两类软件更加全面, 即地理信息系统所处理的事物对象具有空间地理特征, 也具有统计信息特征。GIS的数据主要是道路空间数据和属性数据。空间数据包括图形数据 (与位置有关的坐标系中点、线、面的基本图形数据) 、选择性数据 (构造图形时, 要求的线幅、线类型、颜色等数据) 、图形空间的关联数据 (空间实体的拓扑结构数据) 。属性数据是与空间位置无关的, 对图形空间实体予以描述和说明的数据。在数字高速公路应用地理信息系统将空间信息数字化, 并使这些信息可视化, 通过功能强大的软件, 使空间分析直观简明, 数据管理便捷高效。它不仅能够适应各种层次管理部门随时了解已有公路现状的需求, 同时还能够通过强大的空间分析能力和丰富的图表显示, 实现公路养护管理的电子化。GIS应用于数字高速公路中, 改变了传统的信息管理方法, 由传统的静态记录变为信息丰富多样的动态记录, 实现了数据可视化。实现直接信息查询, 可以获得道路线路的空间位置和走向、技术标准、交通流量等多方位的信息。数字高速公路中能利用其的路径优化功能, 分析客货流量的变化情况, 合理调度车辆。运输经营者可以利用, 并根据专题地图的统计分析功能, 交通管理部门可依据其制定交通管制方案, 根据道路施工情况、交通堵塞、事故等情况及时疏导交通。也能使得交通规划的手段更加强大。

2. 全球定位系统GPS

全球定位系统是以人造卫星为基础的无线电导航定位系统, 利用天空中均匀分布的24颗GPS卫星轨道参数以及载波相位信号, 通过地面接收设备接收其发射的信号, 实时测定地面接收载体的二维位置。GPS同样具有全球性、全大候、连续的精密二维导航定位能力, 并具有良好的抗干扰和保密性。GPS的三维导航能力, 与道路管理监控系统紧密结合, 应用于车辆定位和服务中, 结合电子地图为车辆驾驶人员提供导航服务, 同时也可用于重要货物的追踪, 使货主即时了解货物的准确位置。在数字高速公路中的GPS技术的应用表现在汽车导航和交通管理方面, 汽车导航系统是在全球卫星定位系统基础上发展起来的新兴技术, 由GPS导航、自律导航、微处理器、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。在数字高速公路中, GPS导航系统与无线电通信网络及高速公路监控系统相结合, 可以实时显示车辆的具体方位, 对重要车辆和重要货物进行即时监控, 实现车辆跟踪和交通管理等多种功能。

3. 智能交通运输系统ITS

智能交通运输系统ITS是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成, 运用于整个高速公路运输管理体系, 建立起一种在大范围内, 全方位发挥作用的, 实时、准确、高效地综合运输和管理系统, 该系统将采集到的各种交通及服务信息集中处理后, 传输给交通参与者和管理者, 出行者可以实进选择交通言方式和交通路线;交通管理部门可以准确及时进行交通疏导;运输经营者可以随时掌握车辆的运行情况, 科学安排运输生产。智能交通运输系统能使路网上的交通流运行处于最佳状态, 改善交通拥挤和滞留, 最大限度地提高路网的通行能力, 提高整个道路运输系统的机动性、安全性和生产效率。在数字高速公路中利用ITS技术, 实现出行的信息服务, 如向道路出行人员提供有关的交通信息, 到达目的地的信息, 导航服务, 提供公共交通运行状况, 为行人提供路线指南等;紧急救助服务, 当车辆发生事故提供自动报警, 为救助车辆提供路线引导等;车辆安全服务, 为驾驶员提供安全行车环境信息, 提供辅助驾驶和自动驾驶, 提供危险警告等;收费服务, 实行自动收费;交通管理自动化, 提供交通管制信息, 控制最合理交通量;运输车辆效益化等。

三、结语

总之, 在数字高速公路中, 用3s技术将交通地理信息系统、全球卫星定位系统和智能交通运输系统将有效地集成起来, 发挥它们的综合效益, 为交通提供实时动态信息服务, 改善出行方式;为交通管理者提供控制信息, 提高现有道路的通行能力和安全性。使我们的交通发展产生质的飞跃。智能运输系统在美国、日本和欧洲发展的最快, 各国政府都高度重视, 由于其市场前景很好, 各国的民间科研开发机构热情也很高不惜投入巨资, 这也从一个侧面反映了未来交通运输的发展方向。

参考文献

[1]李长坡.数字城市关键技术探讨[J].许昌师专学报, 2007, 21 (2) .

[2]李佩武.论数字城市建设及其重要意义[J].天津师范大学学报 (自然科学版) , 2007, 9.

[3]杨建华, 杨更生.我国数字城市建设探讨[J].河南教育学院学报 (自然科学版) , 2008, 3.

高速异步电机设计的关键技术分析 篇9

一、对高速异步电机设计中的散热设计

高速异步电机的散热和电机自身的发热有关, 这影响着异步电机的工作稳定性, 同时也影响异步电机的整体工作效率。电机的发热影响因素也由其绝缘材料性能和电机的使用寿命所决定, 也正如此, 高速异步电机的散热设计也成为总体才设计中的关键点, 对高速异步电机的后期运行稳定起着重要的作用。目前, 我国电机企业生产的高速异步电机在正常的运行中会有相应的摩擦损耗, 摩擦主要来源于转子和空气之间的接触, 对于这部分摩擦应重点对特殊热源进行电机的重点设计, 将散热部分的气流有效避免或减少, 从而减少空隙中的摩擦, 减少转子因摩擦产生的温度升高, 这样做会产生冷气流, 在转轴运转时, 冷气流又可以降低异步电机转子的温度, 起到降温的目的。另外, 在转子表面的热量也是由转子的升温决定的, 对转子圆周的运行速度能够由于气流温度的降低而减少轴线的运转速度。对于转子运转时与空气间的摩擦, 我国的很多电机生产企业都提出了相应的计算公式, 来计算在空隙表面光滑的前提下对定子转轴展开的摩擦, 有分析表明, 光滑的转子表面能够提高70%的交换率。因此, 为了能够达到进一步降低温升的目的, 应该在确保不影响电机转轴正常运转发热的同时, 减小电机的实际大小。

目前市面上广泛采用的封闭式的散热系统, 即在对高速异步电机进行散热设计时, 采用将循环水冷附着在转子表面的方法, 而使定子表面能够始终维持在常温状态之下。尤其是结合转子散热困难这一事实, 利用此种散热系统, 我们可以将常温乳化水作为制冷剂, 让水能够在水槽中达到循环流动降温, 这种方法就能够起到一个良好的散热作用, 同时也可以使轴承进行局部散热, 从而提高整体的散热效果。

而针对这种散热系统, 我们在实际散热设计中则应该重点注意以下几个问题:第一, 水冷系统能够将伴随着输出功率升高而不断增加的转子损耗热量带走;第二, 通过润滑油雾与转子空气之间的交换, 可以将水冷系统之中无法带走的损耗热量完全带走;第三, 在高压异步电机电磁的设计过程中, 设计人员应该充分意识到并考虑到水冷系统无法对转子的损耗散热起到根本性作用这一问题;第四, 在实际设计中, 应该在确保总损耗为定量的前提下, 尽可能加大定子损耗, 而降低转子损耗;第五, 一个良好的散热设计系统, 其根本设计要点在于如何能够确保电磁结构与机械轴承之间的温升限度同步到达。因为, 如若电磁系统与机械轴承之间的温升无法同步到达, 其中任意系统势必会出现额定温升过高的问题, 而致使高速异步电机无法正常运行。

二、对于高速异步电机设计中的轴承设计

轴承作为高速异步电机的核心部件, 对其的设计工作始终是高速异步电机设计的关键。因为, 高度异步电机的轴承使用寿命与使用性能, 直接受到轴承设计工作的影响。所以, 加强对高速异步电机轴承设计工作的分析尤为重要。特别是高速异步电机的轴承使用寿命, 与转速、转向、负载等方面也都有至关重要的联系。所以, 在轴承设计中, 应尽可能降低轴承与周边零件的摩擦, 并对其动态特性进行不断的改善, 降低电机轴承的维修成本。在轴承的具体设计上, 我们应该做到从全局出发, 而不是单单考虑最大转速所需的转矩。因为, 轴承尺寸不同, 其所需要的转速也不同。所以, 在设计上, 应该从高速异步电机的实际负载条件出发计算出适合的设计参数。并在高速异步电机的磁轴承设计上, 安装一个磁轴承单元, 电磁体环绕着每个磁轴承单元, 利用带反馈的径向位置控制器来控制电磁体的励磁电流即电磁体的径向磁力, 使转轴保持悬浮运转。

三、对高速异步电机设计中的电磁设计

高速异步电机的实际供电频率在几百至几千赫兹之间, 而随着频率的不断提高, 铁心自身的损耗也会不断加大, 并在电机总损耗中占据较大的比重。尤其是高速异步电机相较于普通异步电机其转速更快, 因此在旋转过程中离心力也是越来越大。而在额定运行中转子材料又会受到很大的切向力, 所以做好磁性材料的选择在高速异步电机的电磁设计中尤为重要。

目前, 在高速异步电机电磁设计中, 电磁材料通常采取以下三种方案:第一, 为了进一步降低铁心损耗以及其在低磁场强度下产生的高饱和磁通密度, 对定子铁心的材料选择上, 通过采用各向同性为3%硅含量的0.18MM厚的硅钢片, 并采用软磁合金叠装在转子铁心上。第二, 采用软磁合金材料在定子与转子铁心材料上。可以说在高速异步电机的电磁材料上选取高强度的软磁合金———钴铁合金是十分优质的选择。虽然钴铁合金比较昂贵, 但是经过特殊的热处理, 此材料的屈服强度甚至可达到600m N/m2且电池性能良好。因此, 在高速异步电机的应用上能够取得十分优异的效果, 目前钴铁合金已经应用到航空电机之上。同时, 还有一种全新的材料———非晶态磁性材料, 在近些年来也被广泛应用于高速异步电机之中, 可以说相较于晶态合金材料而言, 其电阻是晶态合金材料的3到4倍, 薄度却仅在0.03到0.05mm之间, 具有非常优质的软磁特性。但是与硅钢片相比, 其缺点则主要表现在:饱和磁感应强度和铁心占空比系数较低;机械加工性能又较差, 在高温状态下自身的性质也不太稳定。第三, 为了进一步提高定子铁心强度、刚度以及均匀度, 在设计中可将采取传统叠层结构的硅钢片或软磁合金材料设计成实心。

四、结语

高速异步电机早已广泛应用于工业生产中, 而对其关键技术的设计工艺则始终是我国电机生产企业, 电机科技人员研究的重点, 尤其是目前对高速异步电机的设计早已不局限于工业技术, 而是扩散到了多个相关领域。因此, 加强对高速异步电机设计关键技术的研究与创新则尤为重要。所以, 在今后的工作中, 对高速异步电机的设计必须要不断与时俱进, 借鉴国外先进的关键技术发展水平, 不断创新发展, 生产出高效高质量的高速异步电机, 为企业带来更高的经济效益。

摘要：随着我国电机行业的快速发展, 高速异步电机在企业生产中具有重要的位置, 作为一种常见的电机设备, 高速异步电机也深受广大企业的关注和重视, 也频繁被应用于企业的生产中。对于高速异步电机的设计也应从企业生产的角度考虑, 应适应多行业的生产和应用。对于电机行业中高速异步电机的设计和生产, 多数是通过转子等高速运转设备完成的, 在这些关键部位的设计上应进行重点分析。本文结合我国高速异步电机的关键部位进行分析和探讨, 主要介绍其在设计部分的关键技术, 以供参考。

关键词：高速异步电机,散热设计,电磁设计,轴承设计

参考文献

[1]李立毅, 崔淑梅, 宋凯, 程树康.高频电主轴的发热及其对策[J].微电机 (伺服技术) , 2000

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[4]李冰, 邓智泉, 严仰光.高速异步电机设计的关键技术[J].微特电机, 2002

数控高速加工中的关键技术研究 篇10

1 数控高速加工技术要求

1.1 数控高速加工刀具的要求

在进行数控高速加工的过程中, 刀具质量直接关系到切削的效果, 对高速加工具有至关重要的作用。因此在进行刀具使用的过程中要首先保证刀具的材料符合施工要求。材料一般选取WC或Ti C等成分的硬质碳化物, 通过铁系基础材料作为结合剂, 确保刀具在加工的过程中能够承受得住高温的考验。除此之外, 材料还要具有高度的稳定性和抗冲击性。其次要保证刀具的几何参数符合数控高速加工的要求。刀具几何参数要具有非常好的传递转矩和动平衡性, 夹紧精度要高。最后要对刀具的削切参数进行优化, 根据削切材料的要求和机床数据的要求, 对刀具材料、零件特点等进行全面分析, 对刀具削切参数进行合理选取。

1.2 数控高速加工系统要求

在进行数控高速加工的过程中, 设计人员要保证数控加工系统具有高度的安全性。要对数控机床高速加工的各部分零件进行详细检查, 观察零件的固定效果, 防止在运转的过程中出现零件松动或零件飞出状况, 导致加工质量大打折扣;要对系统刚性进行分析, 对系统的振动效果和加工精度、加工进度进行详细观察, 对出现的异常振动进行处理, 保证系统刚性在正常标准值之内;要保证系统精度符合加工要求范围, 对系统的动平衡效果进行控制, 防止刀具出现损坏。数控高速加工表面保证粗糙程度、表面残余应力性质、加工表面硬化程度符合加工标准, 保证表面加工符合特征简化模型要求。如图1。

2数控高速加工关键技术

数控高速加工关键技术可以有效改善数控高速加工质量, 提高机床加工效率和加工经济效益。常见的数控高速加工关键技术主要包括:高速切削加工、高速主轴单元、高速给进系统、高速CNC系统等。

2.1 高速削切机系统技术

高速削切机系统主要是建立在高速削切模拟实验上的一种削切技术。在常规削切的范围内, 削切的温度随着削切速度的增高而增高;当削切的速度逐渐增大时, 削切力会呈现降低趋势。高速削切机系统对速度与削切力的关系进行处理, 在很大还曾度上提高了削切的速度和削切质量, 成倍提高了机床的生产效率。我国当前的高速削切机系统主要是建立在南京航空大学建立的高速削切集中剪切滑移的基础上, 主要是对高速削切机系统中的削切例、削切热、削切成屑进行控制的一项技术, 为当前的机床开发和刀具加工提供了较好的辅助效果。

2.2 高速主轴单元技术

高速主轴单元主要是通过使用耐高温、承受力较强的承轴实现对主轴的平动。高速主轴单元要具有较好的热稳定性和刚性, 能够保持力矩的恒定性。当前的高速主轴单元一般具有冷却装置和过热装置, 配有高精度的数控机床主轴。该单元运转方式主要是通过主轴定子和转子, 实现对主轴内部的电机的带动, 确保电机能够与高速主轴一体进行运转, 形成电主轴。我国高速主轴单元主要包括:电主轴、换刀装置、冷却装置、油雾润滑器、高频变频装置、内置编码器等。

2.3 高速驱动系统技术

传统高速驱动系统主要是由旋转电动机、齿轮箱或联轴器、丝杠和驱动螺母、丝杠支座轴承等部分构成。但是上述构成部分在很大程度上限制了高速驱动系统的驱动效果, 导致驱动误差加大。因此, 在当前的高速驱动系统中设计人员已经逐渐开始使用直线电机代替旋转电机。直线电机可以将封闭的磁场转变为开放磁场, 将旋转电机的定子变为直线电机初级, 将旋转电机转子转变为直线电机次级。当在直线电机中通入三相电流后, 气隙磁场会呈现定向移动, 沿直线进行驱动, 这种方式的传动链距离为0, 传动质量大幅提高。

2.4 高速CNC系统技术

高速CNC系统在进行使用的过程中要保证对各轴数据进行及时收集, 最大限度提高处理NC的速度。高速CNC系统的核心技术主要是对样条实时插补和无冲击加速器的操作。样条实时插补的过程中要尽量避免样条的线性化;无冲击加速器操作过程中要对进给加速度与时间曲线进行分析, 保证给进不产生冲击给进值。在该过程的操作中, 操作人员要对NC进行预处理, 以离线方式完成对NC的语法操作检查、语法分解固定循环、语法参数计算和公式计算。

3 总结

在当前的电子技术的、信息技术、网络技术等多种技术的支撑下, 数控高速加工水平已经大大提高。除上述的数控高速加工技术外, 辅助单元技术、自动化控制技术、高速机床支撑系统技术等也逐渐在数控高速加工中被广泛应用。随着当前电子技术不断革新, 数控高速加工技术必将引领机械制造行业的迅猛发展, 实现机械制造业的又一革命。

摘要：随着当前技术的不断进步和发展, 机床数控已经逐渐呈现出以高精度为基础的时代特征。在当前的数控高速加工过程中, 通过对高速加工技术的使用和调整可以有效提高生产效率, 改善加工面的质量。本文就当前数控高速加工刀具和系统的要求进行分析, 对高速削切机系统技术、高速主轴单元技术、高速驱动系统技术、高速CNC系统技术进行研究, 现研究结果如下。

关键词：数控加工,高速加工,技术标准

参考文献

[1]李英.高速加工技术现状及其关键技术[J].重庆科技学院学报 (自然科学版) , 2009 (3) :3-4

高速公路智能监控通信技术研究 篇11

关键词：高速公路；智能监控；通信技术；数据收集系统；视频监控系统；交通监控系统；交通地理系统

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0015-03

和传统的高速公路相比，国家高速公路的交通具有运输流量大、长途车辆多、危险品车辆比例高的特点，所以，这些都对道路通行能力和服务具有极大考验。除了这些，大雾、冰雪以及各种自然灾害也在影响着高速公路的运行。

在不断推动高速公路自动化、智能化的发展趋势下，怎样才能实现高速公路智能的全监控，以此来提升服务质量、降低成本就成为了高速公路运营管理部门最迫在眉睫的问题。

1　智能全监控中的关键技术

1.1　将视频系统数据传输、控制以及存储设备相结合

高速公路智能全监控具有视频监控数量多且位置分散的特点，怎样才能用合理高效的视频传输控制以及存储技术方案，是智能监控系统中的重点。

高速公路上的收费站视频和服务区视频应该在控制室和服务区监控范围内，用视频编码器将其进行编码，实现对本地运行的情况进行实施监控，并把视频讯号用综合视频传输器传到控制中心。高速公路沿线的摄像机通过户外型视频编码器传到就近的收费站内，将其接入到交换机中进行本地存储，最后通过视频传输器传输到监控中心。

1.2　高速公路智能监控

智能交通监控系统中通常会用到闪光灯，闪光灯一般额定功率很小，但是放电时瞬时功率非常大。系统设计时，逆变器的瞬间功率必须大于系统瞬间功率，以保证闪光灯放电瞬间系统正常工作。

2　高速公路智能监控中的视频监视系统技术

高速公路的视频监控是一种有效的、直观的监控手段及方法，现在已经广泛运用在各种监控领域。视频监控可以通过外场摄像机，对目标实施全方位监控，将图像通过通信线路，传回到监控室，而且可以对其进行24小时录像，最重要的图像和事件可以进行人工控制，并进行抓拍，这对图像管理的查找工作带来了极大便利。

高速公路的监视系统是高速公路分布式的一个子系统，这主要用来对高速公路收费站出入车辆进行实时监控，对那些违章车辆和特殊处理的车辆进行抓拍，对高速公路上的立交桥、隧道、特大桥进行实时视频监视，为高速公路提供动态的图像监视功能。

超车道黄牌车自动检测采用视频检测方式，行车道超速、欠速采用雷达检测方式，非法占用应急车道采用视频检测方式，同时，采用大华高清网络球型摄像机做全景录像，前端配置2台大容量存储设备（内置1T硬盘），其中1台做录像存储，2台球机大约可存储12天左右的录像。管理中心部署集中管理软件，实现全景录像和抓拍图片的自动关联。

3　高速公路智能监控的技术方案

3.1　概述

中心站和分站两部分，共同组成了高速公路的监控应急系统。中心站主要设置在市中心或者高速公路管理中心，主要接受各个分站发过来的警报和分站运行情况；分站是设置在高速公路上的点，每个站包括了一个报警电话、一组数据通路和监控端口。当在高速公路上行驶的汽车发生故障或者是车祸时，可以向分站拨通中心求救，中心便可以根据这个对事故进行及时处理。中心同时还可以通过视频，主动查询每个分站的运营情况。

3.2　高速公路智能监控系统组成的原理

这种系统所采用的是光纤传输和光中继来实现远距离通信，采用总分式组网，并且采用单片机嵌入系统。供电电源使用的是太阳能蓄电池，在选择电池时，要考虑到太阳能电池的蓄电能力，可以采用以下方式：如果有用户告警或者中心站对分站有通信要求时，才给予供电，其他时候可以通过MCU控制，将电源切断，让系统处于睡眠状态，让系统大部分处于零耗电状态。还要考虑到容量以及使用效率各方面，高速公路的监控系统要采用分时工作，保证只有四路分站可以通话，这在满足系统需求的同时，也降低了系统容量，为整个高速公路的智能监控提供了保障。对于建设的规模而言，可以根据系统的具体容量来定，一般情况下，一个分站可以支持300多个分站点，传输的距离可以用功率大、灵敏高的光器件来增加传输距离。高速公路智能监控中的中心站和分站通过光纤和光分路进行连通，由单机片完成分站和中心站的通信工作，通过固定的地址码分区，并且采用分时的工作方式。

4　高速公路智能监控的主要系统

在现在的高速公路智能监控系统中，主要分为数据收集系统、视频监控系统、交通监控系统和交通地理系统等。

4.1　数据收集系统

在高速公路的智能监控中，数据是整个交通管理中的基本元素，也是各个系统的纽带。这种系统主要是根据系统参数来确定信息采集的周期，通过并行监视的模式来读取分中心的车辆检测器、收费站、紧急电话、限速标志设备的实时数据，它为整个交通系统提供了便利，可以为道路电视监控、调度指挥、车流量检测提供通信服务。

4.2　视频监视系统

这种系统会利用当今较为先进的视频技术，将收费亭、收费车道、广场的道路讯息进行收集，在将收集到的这些数字处理之后，通过信息传输系统将其传送到管理中心，对高速公路上的各种情况进行实时观察，可以帮助管理人员做出相应的管理措施。

高速公路的视频监控系统分为两部分，分别是收费监控和道路监控。其中收费系统主要是对收费亭和收费广场的收费情况，对收费车辆的车型和收费人员的操作流程进行监控。道路监控主要针对高速公路上的高架桥、互通立交等重要露点实行监控，掌握高速公路的交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，对其给予及时引导，最大限度地保证了高速公路安全畅通。

4.3　交通监控系统

交通监控系统主要是收集路段上的外场设备数据、事件数据和高速公路的交通信息等，把收集回来的信息通过TGIS在地图上显示，对信息、高速公路养护和管制等叠加在路线网络中，并且对此进行事故处理、协调和诱导等。

为了使这种功能充分发挥，增强调度的自动化程度，还在系统中增添了事件处理功能，这种功能可以将交通事故、天气状况记录下来。

其实，交通监控系统的主要目的就是对交通进行一个诱导。交通诱导好比是一个讯息发送的端口，它通过设置固定的指示牌、可变情报板、信息发布等设备，发送出及时有效的信息，为车主提供最有效的交通讯息，让车辆在道路上可以舒适、畅通地行使。

在高速公路交通诱导方案里，又分为自动和半自动诱导两种。假如是自动诱导，就会根据情况自动在交通拥堵的地方发布诱导信息。假如是半自动诱导，系统就要启动中心的联动系统，经过工作人员分析后，确定好诱导方案，通过外场提示给监控中心的值班员，对交通进行诱导。

5　结语

在高速公路智能监控通信技术的研发方面，我们可以积极地与国际社会进行一个交流和合作，了解和掌握发达国家在这方面取得的成功经验和做法，还要考虑到我国经济发展水平和整个产业结构、资金费用、道路状况、交通的特点等各方面因素，对其进行全面分析，通过这方面的分析，不断完善和加强我国高速公路智能监控通信技术，使其可以得到更为广泛的运用。

参考文献

[1]　许海燕．高速公路智能监控通信技术[D]．山东大学，2007．

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高速动车组的几项关键技术 篇12

关键词：动车组,关键技术,高速铁路

1概述

铁道部按照国务院提出的“引进先进技术,联合设计生产,打造中国品牌”的要求,积极采用“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术和标准,引进了世界一流动车组技术。从2004年10月开始,成功引进了川崎重工、庞巴迪、阿尔斯通、西门子的动车组先进技术,成立合资公司进行动车组的生产,至今国产化工作进展顺利。在引进先进技术基础之上做技术提升、几乎全部自主知识产权生产的最大运用速度300km/h、350km/h的高速动车组已经顺利下线,已成功运行在多条高速铁路线路上。中国高速动车组(China Railway High-speed)简称CRH,每列8辆编组,并可实现两列车联挂运行。

2 CRH2动车组的组成及主要参数(见图1)

4M+4T,8节编组,Tc+M+M+Tp+T+Mp+M+Tc;主电源:25kv,50Hz,单相交流;电动机:额定功率300kw;额定总功率:4800k W;总长:201.4m;头车长度:25.7 m;中间车长度:25 m;车体宽度:3.38 m;车体高度:3.7 m;适应站台高度:1.25 m。

3 动车组的几项关键技术

3.1 大功率电力牵引传动系统

一般近似地认为基本阻力与速度的平方成正比,所需功率与速度的三次方成正比。高速列车运行速度在300km/h以上时,空气阻力已占到总阻力的90%以上,所需功率是100km/h级列车的15倍以上。如此大幅度地增加功率,则意味着新技术的大量应用。3.1.1牵引变流器。采用新型大功率半导体器件。牵引变流器的冷却是关键技术,它要求冷却效率高、体积小、易于维修、不污染环境,冷却方式主要是风冷、油冷、水冷、沸腾冷却和热管冷却。3.1.2主变压器。是牵引传动系统中质量最重、体积最大、耗损最多的部件,尤其在动力分散式高速列车中,由于要求起动加速功率和再生制动功率大,而安装空间又有限所以主变压器损耗占到总损耗的30%。随着高温超导线材性能的提高,出现了电子变压器和高温超导变压器,它们与传统的工频变压器完全不同,具有质量轻、体积小、效率高的特点。3.1.3牵引电动机。近代高速列车大多采用三相交流异步牵引电动机。近代开发的永磁多极同步牵引电动机,由于可实现很高的转矩密度,从而有可能实现无传动齿轮的直接驱动,与带传动装置的异步牵引电机相比,具有损耗低、质量轻、噪声小、无油泄漏等优点,很有发展前途。3.1.4牵引传动控制。牵引传动控制策略由最初的转差特性控制发展到矢量变换控制,又实现了电机的直接转矩控制(DTC)和直接自控制(DSC)。牵引传动控制手段普遍采用数字电路和大规模、超大规模集成电路以及微处理器、微控制器和数字信号处理器等组成的微机控制系统,由单机个别控制向车载计算机网络发展。

3.2 高速转向架。

3.2.1转向架轻量化技术。3.2.2转向架悬挂技术。3.2.3转向架驱动技术。3.2.4牵引电动机悬挂技术。

3.3 高速制动技术。

3.3.1采用复合制动方式。采用了再生制动、涡流制动技术来提高制动力。3.3.2制动控制。一般都采用电气指令直通式电空制动控制系统,以微处理机为控制中心,优先采用动力制动。与其他控制方式相比,高速时的列车空走时间最短,这是由于其制动和缓解信号均为电信号因此其反应灵敏,动作迅速,满足高速列车缩短制动距离的要求。3.3.3采用盘形制动。制动盘的材质经历了特种铸铁、铸钢和锻钢等已发展到碳纤维和铝合金复合材料。其结构向无通风式、利于散热和冷却的结构发展。闸片材质的发展方向是以粉末冶金代替合成材料,以改善制动盘的受热状况。3.3.4动力制动。再生制动还可以将部分制动能量转换成电能返回电网,有利于节能。因此,近代高速列车的动车制动均以再生制动为主。3.3.5非黏着制动。涡流制动与磁轨制动相似,不同的是磁铁不与钢轨接触,始终保持7~10mm的距离。列车制动时,利用磁场交变,在钢轨内产生感应涡流,从而产生涡流制动力。涡流制动的优点是可以无磨损地应用于紧急制动和常规制动,无需维修;同时,它的制动力是可调控的,在高速范围内具有很好的制动特性。因此,涡流制动应用于高速列车具有很好的发展前景。

3.4 高速车体技术。

3.4.1体轻量化。a.采用大型中空双面铝合金型材、双面一次焊接工艺,还有其他环保轻量的ABS材料、新工艺。b.改变车体结构:高速列车的车体采用矮车体(4000mm以下)和鼓型断面,以减小车体质量和气动阻力。c.优化结构设计。3.4.2气动外形。表面摩擦阻力主要是由于超长车体的表面与空气摩擦所造成的,它是列车总气动阻力的主要组成部分,约占26%~55%;干扰阻力是由列车底部安装在转向架上的各种悬挂部件产生的阻力及其相互之间以及与钢轨间的干扰阻力组成,根据车体底部是否安装罩盖,其大约占列车总阻力的24%~58%;还有少量车体头部正面压力和尾部涡流形成的负压力。3.4.3车体密封。

3.5 车内环境及排污技术

3.5.1噪声控制。a.轮轨噪声。轮轨噪声是高速列车的主要噪声源,车内噪声有一半以上是直接或间接由轮轨作用产生的。研究表明,轮轨噪声随车速的4次方增长,在250km/h时的轮轨噪声级为132d B(A)。除了在钢轨方面采用打磨光顺、吸声道碴材料等措施以外,还采取盘形制动代替踏面制动;在转向架上加装隔声裙和吸声材料;采用弹性车轮,提高悬挂系统的高频隔振性能等。b.气动噪声。当运行速度达300km/h以上时,高速列车的气动噪声将在总噪声声强中占主导地位。还有空气流过通风口、高压管路和车辆间联接处产生的噪声等。c.结构振动噪声。例如车体表面采用双层复合板,中填减振隔声材料;地板采用弹性材料;各种辅助装置尽量采用降噪减振结构等。d.受流系统噪声。主要措施有改变受电弓和绝缘子的结构形状;接触导线涂油;受电弓之间用母线连接;给受电弓加装防风!隔声罩等。3.5.2改善空调与通风。a.车内稳压装置。列车正常行驶时,阀门处于常开状态。而当列车进入隧道或交会时,在压力波的作用下,阀门自动关闭或保持较小的开度,以避免压力波动引起旅客的刺耳感。b.采用新型压气机。高速运行时,高速气流作用在车体表面上,形成具有负压的附面层,其绝对值随车速的提高而加大,必须采用高压头的压气机。由于附面层的负压还使风扇风量减少,使压气机压缩功增加,因此将装置的冷凝器大多放在受车速影响较少的车体下方,进风口设在车体端墙上。3.5.3清洁排污。采用具有清洁卫生、无环境污染、造价低廉、使用可靠和维修方便等优点的真空式厕所。

4 结论

高速动车组的大量应用必给国家经济带来巨大的变化,动车组技术的发展方兴未艾,在铁路管理者和工程技术人员的努力下这方面技术会有更大的进步。

参考文献

[1]萨殊利.机车总体与走行部[M].北京:北方交通大学出版社,2002.

[2]铁路机车车辆新技术培训教材:牵引传动新技术[M].成都:西南交通大学,2007.