试验互联网络（共11篇）
试验互联网络 篇1
0 引言
从广播诞生, 中波广播 (MW, Medium Wave) 就伴随广播的发展而发展。它是人类最早通过无线发射机和收音机向听众传送语言和音乐信息的方式。中波发射台就是指使用中波发射设备, 向公众无线传送中波节目的发射台, 中波发射台一般建在城市郊区。我国的中波广播发射电台众多, 为节目传输及覆盖起到了重要作用。
中波广播的频率范围为526.5k Hz 1606.5k Hz, 频道间隔为9KHz, 按此间隔, 共有120个可用发射频率。一般中波广播都是采用调幅 (AM, Amplitude Modulation) 的方式, 在不知不觉中, MW及AM之间就划上了等号。实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播。像在高频3MHz
30MHz中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM, 甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯 (116MHz 136MHz) 也是采用AM的方式, 只是我们通常所说的AM波段指的就是中波广播。中波传播的途径主要是靠地波, 只有一小部分以天波形式传播。无线电波碰到导体时, 就会在导体中产生感应电流, 从而损耗掉一部分能量。这种使电波能量变弱的现象, 叫做对电波的吸收。大地是导体, 对中波的吸收较强, 故以地波形式传播的中波传播不远 (约二三百公里) 。白天, 由于阳光照射, 电离层密度增大, 使电离层变成良导体, 致使以天波形式传播的一小部分中波进入电离层就被强烈吸收, 难于返回地面, 加之以地波形式传播的中波又被大地吸收而传播不远, 于是就造成白天难以收到远处的中波电台。到了夜间, 大气不再受阳光照射, 电离层中的电子和离子相互复合而显著增加, 故电离层变薄, 密度变小, 导电性能变差, 对电波的吸收作用也大大地减弱。这时, 中波就可以通过天波途径, 传送到较远的地方。于是夜间收到中波的电台就多了。
中波发射天线要求发射垂直极化 (电场矢量与地面垂直) 波, 因为垂直极化波沿地面传播的损耗比水平极化波小得多。所以中波发射天线的主要型式是垂直振子, 即竖立于地面的铁塔。单根拉线铁塔天线是最广泛使用的中波天线, 也被俗称为传统中波天线。其它的形式中波天线还有自立铁塔天线、单锥小天线、双锥小天线、接地塔拉线天线, 这些天线也都是依据传统天线理论。
中波天线的馈线过去大都采用架空不平衡式。采用最多的是功率50k W以下的六线式馈线, 特性阻抗230Ω。功率50k W以上的用多线笼式馈线, 特性阻抗为75Ω和150Ω。随着全固态中波机的在电台大量的使用, 现在馈线多采用50Ω同轴电缆。
中波发射过程中不管采用何种型式的馈线和天线;天线调配网络是中波发射系统中的一项重要环节。
1 中波天线调配网络
中波天线调配网络就是在馈线与天线间进行阻抗变换及匹配, 目的是将中波发射机传输到天线的功率获得最大;保证天线调配网络系统内具有正确的传输特性, 使系统内部每一部分电路都有正确的匹配负载;保证良好的带宽, 改善信号的失真。所以在中波天线调配网络工程中馈线与天线的匹配就是共轭匹配和行波匹配的结合。
中波天线调配网络采用的是LC选频匹配网络, 有正Г型, 倒Г型, T型, ∏型等几种不同组成形式, 其中正Г型是基本形式。
当前二频或三频共用天线网络 (共塔网络) 已被各中波发射台广泛使用, 它即可减少天线以及地网, 同时也节约了工程所占的土地。共塔网络就是在天线与发射机的匹配网络之间加入一个能阻隔另一频率的阻塞网络。常规用电感与电容组成的并联谐振电路。对共塔频率的要求为相邻频率比大于等于1.25, 这是因为共塔频率过近时, 阻塞网络对本频也呈现很大电抗, 插入损耗增大。
2 中波天线调配网络试验平台
1.中波天线的电参数很多, 但对我们设计调配网络有用的仅是天线的输入阻抗, 天线的输入阻抗值与天线的形状、高度、工作频率、馈电点位置、周边环境等诸多因素有关。
2.在设计安装调试天线调配网络时, 我们往往受到很多客观条件的影响甚至于要面对许多危险。比如天调室狭窄操作困难;天调室未接仪器电源;天线感应电灼伤;接天线调配时需停播全台机器;调试过程停播时间过长;白天无法停播夜晚操作造成质量与安全的隐患等等。如果制作一个仿效天线阻抗的负载即可以脱离天线设计、安装、调试天调网络。最后在天调室的工作只需要接地线, 连接天线。
3.中波天线调配网络试验平台的关键就在于仿天线负载;它是一个阻抗可变化负载, 以仿效各种天线的各个阻抗。通过收集的国内电台天线阻抗的经验值, 相对于指定频率天线, 实部在10Ω300Ω变化, 虚部在-j300 j300之间变化。所以仿天线负载也应按此实部与虚部的变化值进行设计。它由一个LRC串联电路组成。电阻选用精密釉膜电位器 (国军标级500Ω) 该种电位器高频特性优异, 30M内阻抗虚部接近j0;它主要影响了仿天线负载的实部。电容选用陶瓷真空可变电容, 电感选用扁铜带刷片可调电感。把三者固定在铝制铺覆紫铜皮 (地) 平台架上, 按原理图用合适铜皮连接, 用绝缘子制作输入、接地端子两个, 固定于平台架上, 仿天线负载就可以发挥它的作用了。
4.实战。用上述方案设计安装调试了一个双频共塔网络。这是一套频率621k Hz/1368k Hz两部10k W发射机双频共塔网络。天线高度H=120M, 天线特性阻抗:621k Hz:Z=48 j27.7;1368k Hz:67.5 j114.4;当时这组特性阻抗值是厂家为电台测试值。据此组阻抗设计了一套共塔网络 (如图2) 。
与有关厂家订制了双频共塔的网络架 (三层, 可根据实际情况来决定是否加装陷波电路) 、铜电感线圈、饼电容等器件。下一步就是安装调试了;来到现场, 将各元件按图施工安装网络完毕, 将仿天线负载分别调成621k Hz及1368k Hz各自的天线阻抗特性, 分别对621k Hz及1368k Hz匹配网络进行调试, 最后将网络的输入阻抗调至621k Hz:48.1┿j1.8, 1368k Hz:49┿j0。之后, 复测天线阻抗, 用自带的网络分析仪测了天线阻抗特性, 发现621k Hz的值与厂家提供的值不一样。为52+j70, 相差很远, 将仪器做了校准并确定使用的网络分析仪无问题。再测依然为52+j70, 于是现场重新改变621k Hz匹配网络设计 (如图3) 并重新安装调试621k Hz匹配网络并复测1368k Hz输入阻抗。停机, 迅速将网络进天调室接地、接天线、测机器输出口端馈线阻抗621k Hz:49.7—j1;1368k Hz:51.2┿j1.8;连接机器, 开机, 从网络进天调室到开机, 停播时间不超过半小时。
3 结束语
中波天线调配网络试验平台可以为各发射电台天调网络的维护提供方便;也可以运用于天调网络的设计与试验当中, 又可以用于天调网络的培训与实习。希望能为广电同行的工作提供一些方便。
参考文献
[1]苏英智, 丁冬宜编著;黄济民审核.中短波电波传播和天线实用手册 (内部发行) .
[2]顾瑞龙, 黎滨洪, 沈民谊, 林宗琦.微波技术与天线[M].国防工业出版社, 2009年版.
[3][英]LanHickma著;张弘, 华伟, 陈倩等译.实用射频技术手册.
试验互联网络 篇2
<内容提要> 在教学改革的大潮冲击下，全国各地积极地开展现代教育科学研究。因此，配备先进的计算机网络，优化教学设备，提高教学效率已是当务之急。本文主要论述如何采用最佳的方案，实现校园网络化，达到促进教学改革实验的目的。
近几年来，我校开展了多项以计算机技术包括计算机汉字编码技术、多媒体技术、网络技术和人工智能技术等为手段，把各科教育与计算机教育融为一体的现代教育改革试验研究。提倡教师开展积极开展以教师为主导、学生为主体的学习教学模式研究。也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的主导作用。教师由传统的讲解者转变为教学活动的组织者、指导者，学生由被动地学习转变为主动地参与学习。这种教学实践活动，对教学资源的需求是极其迫切的，作为教师传授知识的手段、方法的教学媒体，已经要求用来作为学生创设情境、进行协作学习和会话交流的主动学习、协作式探索的认知工具。
因此，学生所使用的计算机必须能满足学生根据学习需要，进行浏览有关多媒体视频、音频资源，自由阅读服务器上的多媒体光盘软件，达到学生与学生，学生与教师之间能够进行互动操作的目的要求。
我校早在1994年就已经拥有两个电脑网络室共90多台电脑，并利用当时先进的网络系统进行有关学科等的教学改革实验，在全国、省、市各级取得过优异的成绩。然而，这套系统对于多媒体信息仅仅局限于教师的单向控制，学生要观看多媒体软件资料，都必须在老师的统一控制下集体或个体轮流进行，学生的学习归根到底始终还是掌握在老师的.控制之下，学生无法自由进行无法进行真正的自主探究、互相交流，难以体现学习者的主体作用，也就无法跟上发展的需要。
因此，如何进一步优化计算机媒体资源，建设先进的宽带高速多媒体互动型校园网络系统，就成为了我校开展现代教育科学研究试验，促进课堂教学改革的关键基础所在。
校园网络系统的配置。
1、校园网络建设的难题
1995年国际电气电工协会IEEE正式颁布802.u快速以太网技术标准，加上主要网络厂商3COM、BAY、CABLETRON、CISCO、IBM和INTEL的支持和推动，100兆快速以太网迅速流行，成为了目前高速局域网的主流技术。
100兆的快速以太网对于在区域网络上的一般应用，例如浏览网页、收发电子邮件、传送档案、网络打印等仅需要相当有限的网络带宽的情况下，是足以应付自如的，造价也非常适合目前学校所能承受的能力。
然而，要是需要满足我校建设多媒体高速互动型网络，开展新型教学模式的研究这样的要求，选用100兆快速以太网就可能成为日后网络应用的瓶颈，无法适合日后教学的实际需要。我们不妨作个简单的分析：
当在网络上播放视频时，如果每一个视频节目带宽要求为2Mbps，那么以45个电脑终端计算，假若同时播放不同视频，带宽要求则为：
2Mbps*45=90Mbps
这样的带宽，100M快速以太网根本不胜负荷。因为实际上在快速以太网可用的带宽约为：
100Mbps*40%=40Mbps
2、解决方案
要设计这样一个网络系统，要么考虑改用目前我们难以承受的昂贵造价的1000Mbps以太网(千兆网)，要么就是有限地使用网络上VOD视频点
日本将开始下一代网络应用试验 篇3
NTT已向日本国内其他通信运营商、家用电器企业等公开了详细的连接条件。在募集了希望参加试验的企业后，NTT将于2006年12月开始NGN的应用试验。计划经近一年的实际应用后，定于2007年下半年正式开始NGN的商业运营。
公开的连接条件包括详细的连接设备的规格、具体的通信方式等。NGN网采用IP技术取代传统的由电话交换机组成的基干网。除了话音通信外，还将利用同一网络开展数据通信、图像的接收和发送等业务。NTT公司已在相关网页上向其他运营商、信息内容提供商和信息家电厂商等公布了网络连接详细的技术要求，邀请他们参与NGN的试验。
据介绍，用NGN网络通话的质量将实现立体声的音质，还可开展高清晰度级的电视电话业务。参加实验的企业将被征收一定的费用，正式的资费将于2007年商业化后再确定和公布。
试验互联网络 篇4
提供该实验项目的原因
“实验”是为了“相信”真正的颠覆性技术一定要具备颠覆性技术价值和经济价值, 并在这两种价值基础上得以体现。这是一个从对云计算的困惑和漫天广告宣言中的“黄金”实验。
本文要讨论的问题:
科技园对云/云联云计算的两个头号问题主要是“技术的优越性”及其“经济持久性”。您将从实验中找到真实的答案与完整的解决方案。
企业无须承担任何义务:
您没有义务购买设备, 也无需支付服务的费用。我们将购买云/云联云实验的设备并负责安装。您只需提供实验时需要的IP地址, 互联网连接, 并支付运送实验设备到贵处的单程运输费用。我们进行安装、测试与培训, 并协助贵园区共同开展业务。我们可以向贵园区提供技术人员的相关培训。
实验设备将寄存在贵处60天, 您可在该时段的任何时间或期满时归还设备。如需延长实验时间, 可向我司申请加时30天。我们承担设备返还时的运费。全国只限20个科技园区、每个园区只限一家企业参与该项实验活动。
赠送美酒一瓶
若您决定不参与该实验活动, 也可以在阅读本文后向我们反馈宝贵意见, 指出我们的不足之处, 如:
1.这套可以连接云/云联云的实验系统不能为您的园区企业节省成本。
2.这套可以连接云/云联云的实验系统不能为贵园区产生利润。
为感谢您给予我们宝贵的学习机会, 我们将为您送上一瓶进口葡萄酒。
为何极力建议您现在就参与实验?
科技园已经走过了对云/云联云计算的好奇阶段, 2011年将是实验与实施云业务的一年。颠覆性技术, 如云计算, 势必产生颠覆性价值。颠覆性的价值将最终转化成颠覆性的经济价值。对于目前实施云计算的科技园来说, 我们能够找出已从云计算业务中实现投资回报的实例吗?在国内科技园现有的云中, 有多少已具备自有可持续发展的业务模式?为了从云计算中实现高投资回报率、创建可持续发展的业务模式, 我司特此投建该实验项目, 并邀请各园区参与。
Foxconn (富士康) /Power-All Networks (宇宙互联) 为技术支持方, 并为科技园及其园区企业提供完整的经济收益解决方案, 如下列所示:
1.我们的云/云联云技术需要带来颠覆性价值, 同时为园区企业节省了大量成本, 每年为科技园区创造高回报收益。
2.在当前对于云/云联云的困惑时期, 向您阐述并证明它的价值与优势。
Foxconn/Power-All Networks是谁?
Foxconn (富士康)
1.最大的自主设计型OEM (原始设备制造商) , 全球超过100万员工, 园区遍布全国各地20多处, 其专利已超过10000个。是中国排名第一的电子/IT设备出口商, 创造超过5.2%的GDP。
2.全球每两台电子/IT设备中, 就有一台来自富士康。就PC服务器生产量而言, 已达到全球75%。
Power-All Networks (宇宙互联)
1.云联云计算、运营商之间虚拟设施操作系统 (VFOS) 的先驱, WWC (全球云) 的创建者, 提出WWC (World Wide Computing) 为互联网上基于计算的虚拟设施第三层。
2.云联云技术的提供者, 就云节点数量而言, 是全球最大的云联云网络运营商, 如图示1所示。
*Foxconn生产硬件设备, 提供“虚拟设施管理服务”的经济支持;Power-All Networks提供技术与
服务支持。Power-All Networks是Foxconn的子公司。
科技园最重要的技术概念
互联网一直以来被称为世界的大云, 而云/云联云就是互联网之上的“基于虚拟设施的网络计算”。互联网在起步实施之时就被构建为可兼容、可互联的基础设施。那么, 今后发展的云呢?作为互联网的一部分, 也应像互联网一样, 在起步实施之时就要具备可兼容、可互联、互操作等特征。中国科技园作为日后全球科技园的领头羊, “云联云计算”与“可兼容、互操作的云”的概念是必备的, 就像互联网一样经得起数十年时间与技术变革的考验。
云计算应该是什么样的?
图示2所示:
世界正在走向整合, 包括后端 (如在网络层面进行电信网、广播电视网、互联网的“三网融合”) 与前端 (消费者与用户端) 的整合。随着移动设备, 个人区域网和随身区域网的涌现, 全球将成为一个与“IP”相连接的网络世界。图4a、4b所示:全球的云应该实现互兼容与互执行。能够将兼容和不兼容的云进行互联的云联云计算才是真正的解决方案。
技术比较与竞争优势
科技园需要考虑的主要功能
下表是科技园需要考虑的主要功能特征与技术价值的总结。
在此列表说明之后, 本文将对实验平台的实施、生产平台的扩展、以及每年生成服务收益与利润进行集中阐述。
如何将实验平台最大限度地扩展?
一图胜过千言, 如何扩展请看图示5:
科技园以极少的成本, 通过该套“一台PC服务器内的云/云联云”的方案起步实施, 作为用于科技园内部园区企业与外部用户的专有云/云联云设施。
科技园及其园区企业如何获取收益与利润?
在图示6、7中列出了Foxconn/Power-All Networks所提出的新型颠覆性计算模式。该转变将产生新一代大众喜爱的整套应用及可赢利的服务。这些应用与服务, 都是基于用户端、个人云及云联云的相互作用得以实现。
财政、业务、收益&利润
在提供领先的云联云技术的同时, 我们也为科技园在财政上节省了大量开支。从基础设施的低成本“初始”投入, 到自动化操作程序和简单的日常维护工作, 这些财务开支将在建设的初期转变成其它形式的现金流向科技园。
Foxconn/Power-All Networks可承包的业务包括从简单的租赁到全套的外包服务。该集团有足够的能力从事相关承包活动, 如从单一的云联云节点到多个互联网数据中心 (IDC) 以及承担全国乃至全球的云、云联云相关的外包项目。
在Foxconn/Power-All Networks开创的全新颠覆性计算模式中衍生了一个全新的业务时代。如“My Cloud”可以具体到用户的每一个设备。该“虚拟频道与网络”服务架构在云联云、云联云&互联云存储, 互联Saa S之上。其中互联Saa S是为云联云会员及其它用户提供的Saa S (软件即服务) 互联业务。这些全新的服务为科技园实现收益及利润并节省上述财务开支起着至关重要的作用。
考虑到日后科技园的收益及利润的生成, 在建设的初期我司就采用了低成本设施策略, 即“一个PC服务器内的云、云联云”, 科技园无需在初始阶段就购买大量设备, 还可根据日后园区业务量的需求从上述基础设施进行扩展, 这是实现低成本投资、高回报收益的最佳方式。我们将上述全新的计算模式、服务与该低成本设施相结合, 无论从私有云/云联云、公共云联云、私有/公共云存储, 都将共同实现科技园的高收益。
结语:
试验互联网络 篇5
当采用低应变法检测工程桩时，检测开始时间应符合（）要求。
A.受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70% B.受检桩混凝土强度至少达到15MPa C.受检桩混凝土龄期至少达到28天 D.（A）+（B）答案:D 第2题
下列哪种类型的桩不适合用低应变反射波法检测? A.钻孔桩 B.管桩
C.人工挖孔桩 D.薄壁钢管桩 答案:D 第3题
基桩检测时，当发现检测数据异常时应____ A.查找原因重新检测 B.进行验证 C.扩大检测范围
D.应得到有关方面确认 答案:A 第4题
嵌岩钻孔灌注桩桩端以下____范围内应无软弱夹层、断裂破碎带或洞穴分布。A.1d B.2d C.3d D.4d 答案:C 第5题
岩石的坚硬程度应根据岩块的＿＿＿分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。A.饱和单轴抗压强度 B.风化程度 C.波速
D.裂隙发育程度 答案:A 第6题
低应变反射波法测桩信号中，桩身变阻抗位置的二次反射波与桩顶脉冲信号＿＿。A.同相位 B.反相位 C.不确定 答案:A 第7题
在声波透射法测桩时，需在现场量测声测管的间距，正确的做法是___。
A.在桩顶测量声测管外壁间的净距离 B.在桩顶测量声测管中心间的距离
C.在桩顶测量声测管中心间的距离减去探头的直径 D.在桩顶测量声测管外壁间的净距离加上声测管的半径 答案:A 第8题
当桩身浅部存在缺陷时，可采用（）方法进行验证 A.开挖验证 B.高应变法验证 C.钻芯法验证 D.低应变法验证 答案:A 第9题
在声波透射法测桩中，埋设下列哪种声测管，超声波穿透时的衰减最小？ A.钢管 B.自来水管 C.钢质波纹管 D.PVC塑料管 答案:D 第10题
超声波发射换能器的作用是＿＿ A.提高发射电压 B.提高发射能量
C.将电能转换为声能 D.将声能转换为电能 答案:C 第11题
为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用（）加荷方法。
A.快速循环加载法 B.慢速循环加载法 C.快速维持加载法 D.慢速维持加载法 答案:D 第12题
进行单桩竖向抗压静载试验时，下列（）不可作为终止加载的条件。
A.某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍
B.已达到设计要求的最大加载量
C.作为锚桩的工程桩上拔量达到允许值 D.桩顶累计沉降量超过80㎜ 答案:A 第13题
进行单桩水平静载试验时，下述（）不能作为终止加载的条件。A.桩身折断
B.桩周土体出现塑性变形 C.水平位移超过30～40㎜ D.水平位移达到设计要求值 答案:B 第14题
在钻芯法检测芯样抗压强度试验时，测得芯样试件的破坏荷载为295kN，芯样的平均直径为106㎜，折减系数为0.9，则芯样的抗压强度为（）。A.25.0MPa B.30.1MPa C.33.4MPa D.40.0MPa 答案:B 第15题
用高应变法进行基桩检测时，不能对下述()进行评价。A.单桩竖向抗压承载力 B.单桩水平承载力 C.桩身完整性
试验互联网络 篇6
关键词：CRH380B；高速动车组；网络控制；司机操纵台；人机界面；控制手柄 文献标识码：A
中图分类号：U270 文章编号：1009-2374（2016）05-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.048
CRH380B高速动车组是目前我国最为先进的动车组，其网络控制系统是国内的重点研究对象。建立CRH380B动车组网络控制试验台能够深入分析列车网络控制原理，模拟实际列车故障，验证列车控制系统软件。CRH380B高速动车组网络控制试验台司机操纵台主要对实际车型的司机控制部分进行仿真，操纵台包括网络设备HMI和相关硬件设备，能够实现对列车的仿真控制。
1 CRH380B动车组网络控制试验台
CRH380B网络控制试验台架构主要包括两部分：一部分是试验台机柜；另一部分是司机操纵台。
1.1 试验台机柜
根据CRH380B型动车组网络系统架构，整个试验台分为两个牵引控制单元，所有设备均整合安装在仿真控制柜中。仿真控制柜硬件设计主要包含机械和电气两个部分。机械部分包括柜体、安装立柱、前后门、柜顶风扇、侧板、固定托盘、承重脚轮、固定脚钉等。柜体采用优质冷轧钢板，框架采用优质专用三通焊接而成，整体结构坚固，仿真控制柜通过四块固定托盘，将内部空间分为五部分，根据需要，分别安装不同的设备。
电气部分安装有网络设备，包括一台CCU、一台HMI，为了使这些网络设备能够正常工作，需要为其搭建相应的外部环境。在仿真控制柜的接线设计中，通过采集卡为CCU提供外部信号；通过MVB网卡将网络设备和软件仿真模型联系起来。试验台通过安装在仿真控制柜中的一台DC110V直流稳压电源为仿真控制柜中的110V设备及回路供电。
1.2 司机操纵台
司机操纵台是操作人员对试验台进行操作的交互设备，具有试验台状态显示、模拟司机台实际操作、操作人机交互界面HMI、驾驶列车运行、模拟控制类故障和测试验证等功能。其主要部件包括人机交互界面HMI、牵引手柄、制动手柄、司机台各类操作按钮和扳键开关等。各部件通过硬线信号将手柄、按钮和开关等信息连接至采集板卡，采集板卡将数据传送给仿真测试一体机。
2 司机操纵台设计
2.1 操纵台外形结构设计
1.仪表台；2.台面；3.构架；4.旋转门；5.万向脚轮
操纵台整体高度为1073mm，台面高度为740mm，外形结构（如图2所示）主要由五部分组成，分别是仪表台、台面、构架、旋转门和万向脚轮。
为了操纵台的美观和轻便，仪表台和台面的材料选为玻璃钢，而内部构架和旋转门则选用钢结构制作，以便保证司机操纵台的整体强度。仪表台上面布置四个HMI显示屏和一些控制按钮，其余按钮、开关、牵引手柄和制动手柄则布置在台面上。操纵台台面长为2200mm、宽为850mm，设计台面尺寸充分考虑了实验台的放置环境和控制设备的摆放位置。旋转门可以用钥匙打开，打开后操纵人员可以对操纵台内部的端子排进行操作，为操纵台前期调试和后期维修提供保证。万向脚轮起到支撑司机台作用，并使司机台能够方便地移动。
2.2 操纵台设备布置
针对380B高速动车组网络控制实验台的要求，司机操纵台和实际列车司机台相比简化了部分控制功能，例如照明、风笛、恒速等。由于操纵台功能简化，台面的设备相应减少，为了节省成本，方便试验人员操作，把列车两端的司机台组合成一体。本项目设计的操纵台分左右两个部分，每个部分可以实现一个司机操纵台的基本功能，在一个操纵台上就能实现列车的换端操作。
根据实验台的功能要求，操纵台需要布置如下设备，如表1所示：
在符合UIC 651-2002标准要求的基础上，考虑到试验人员操作的便利性和控制设备的重要性，对操纵台的设备布置设计如图3所示：
1.制动手柄；2.牵引手柄；3.紧急制动按钮；4.扳键开关；5.组合按钮；6.HMI
3 操纵台重要设备设计
制动手柄和牵引手柄是操纵台最重要同时也是最复杂的设备。为了满足实验台的控制要求，本文对两个控制手柄的功能进行了详细设计。
3.1 制动手柄设计
制动手柄设12级档位，分别是过冲档位OC，零位REL，常用制动1A、1B、2、3、4、5、6、7，紧急制动EB，紧急制动UB。
制动手柄初始位为ERL位。制动手柄过冲位为自动恢复位，当手柄打到过冲位时档位不能保持，自动回到REL位。制动手柄档位3至档位10为常用制动位，手柄由10档常用制动7级到11档紧急制动EB位时需要有一个明显的阻尼，避免司机误操作。手柄由11档紧急制动EB位到12档紧急制动UB位时需要有一个明显的阻尼，避免司机误
操作。
3.2 牵引手柄设计
牵引手柄设8级档位，分别是零位，缓解位EN，牵引等级P0、P1、P2、P3、P4和最大牵引位PMAX，每档均能定位，初始位为零位。
3.3 手柄电源设计
制动手柄和牵引手柄的控制信号通过电信号传送给列车控制系统，考虑到信号的稳定性和安全性，将手柄额定工作电压设计为24V直流，电压的波动范围为16.8～30V。
4 结语
本文设计的操纵台满足CRH380B高速动车组网络控制试验台要求，并能够实现两个普通司机操纵台的基本控制功能，既节约了实验台成本，又方便了实验人员的
操纵。
参考文献
[1] 赵桂林，金泰木，郝刚，等.走进中国高速铁路——探秘动车组（上）[J].铁道知识，2010，（1）.
[2] 刘英，秦永珍.城轨车辆司机台布置与人机工程管理[J].沿海企业与科技，2012，（7）.
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[4] 陈文翔.基于TCN的CRH3型高速列车控制系统半实物仿真平台设计[D].浙江大学，2012.
试验互联网络 篇7
一、土工虚拟仿真试验室的系统设计
土工虚拟仿真试验室的系统设计包括试验室平台搭建和虚拟仿真试验开发。
1. 土工虚拟仿真试验室平台搭建。
平台采用的是基于Web的B/S架构, 客户机上只要用一个浏览器 (Internet Explore、Firefox、Chrome) 就可以了。该模式最大的优点在于, 用户可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件, 只要有一台能上网的电脑就能使用。服务器端采用PHP+MYSQL技术, 在浏览器端采用Ext 2.0javascript库进行开发, 使用ajax技术使浏览器端与服务器端通信。
搭建由学生、教师、管理员三界面组成的网络试验平台, 包含试验演示系统、试验仿真操作系统、试验结果记录系统、试验结果评阅系统、成绩反馈系统、后台管理系统等, 如图1所示。
2. 虚拟仿真试验开发。
开发11个高交互、高仿真的土工虚拟仿真试验:土的含水率试验 (烘干法) 、土的密度试验 (环刀法) 、土的比重试验 (比重瓶法) 、击实试验、颗粒分析试验 (筛析法) 、颗粒分析试验 (密度计法) 、直接剪切试验 (快剪法) 、土的压缩试验、变水头渗透试验、浅层平板载荷试验、十字板剪切试验。
试验系统采用Flash作为开发工具。开发出和实体仪器形似并具备其对应实体的所有特性或功能的虚拟仪器;具备真实土样一切物理性质的虚拟土样。试验的仿真模拟操作:学习者可以自主选择仪器和土样, 在虚拟界面上进行试验, 如图2、图3和图4。
二、土工虚拟仿真试验室的过程设计
在传统课程以及真实试验教学中, 教师都会按照一定的教学过程来实施教学活动, 在虚拟仿真试验系统中, 为学习者的学习活动设计了以下几个部分。
1. 用户登录。
在虚拟试验室中, 学习者必须是通过用户界面与虚拟试验进行交互。构建了和谐友好、方便操作、逼近物理原型的试验环境。如图5~图9。
2. 试验过程模拟。
虚拟试验过程模拟与仿真阶段, 学习者通过鼠标选择工具栏的工具和土样, 拖曳到试验操作界面中, 按照自己的步骤进行虚拟仿真试验, 虚拟仪器会显示出试验数据。将试验数据记录在试验记录表中, 并处理试验数据, 得出试验结果。提交试验记录表。试验过程中不设置错误提醒, 即使过程错误虚拟试验也能进行下去, 如操作者发现操作试验过程错误, 可重新操作。这种过程模拟更接近真实操作过程, 学生不是被牵着鼻子。进行探究式学习, 有助于提高学生的自主学习能力, 发现问题、解决问题的能力。
3. 试验评价。
教师登录到虚拟试验室中, 可以查看学生提交的试验报表, 给出分数和评语。学生在我的成绩中可以看见成绩和评语。通过虚拟试验, 学习者可以分析虚拟试验的进程、描述自己的感觉和反应, 以判断自己对概念的掌握程度以及分析问题、解决问题能力的提高程度。同时, 把虚拟情境与真实世界相比较, 把虚拟试验和实际应用相联系, 使得学习者在虚拟试验中掌握的概念和解决问题的方法迁移到真实试验环境之中。
三、结论
1. 突破了空间和时间的限制, 实现了继续教育实践教学的开放性。
对于在职在岗的绝大部分继续教育学生而言, 相对集中安排进行的试验实训直接与他们的工作时间发生了冲突而使工学矛盾更为尖锐。利用基于网络的土工虚拟仿真试验室, 学生只需一台可以上网的电脑, 就可随时随地进行虚拟仿真试验。
2. 节约现实教学资源, 共享教学资源。
土工虚拟仿真试验室投入少、收益大, 实现了实践教学内容的重复实践。在虚拟仿真试验室学生能完成在线试验记录、试验结果提交、成绩查询;教师能完成试验报告的批阅。实践教学手段与组织管理方式的现代化, 缓解了实践教学中学生人数多与指导教师人数少的矛盾。
3. 解决了继续教育网络学习无法动手操作、达不到实践教学效果的问题。
继续教育网络试验多数拘泥于文字和图片的表现, 或者偶尔配以简单动画、视音频的辅助。真正基于网络的实时操作性的试验寥若晨星, 多数网络试验都是演示性质的, 学生多是通过浏览网页或者观看多媒体教学来了解试验过程, 不能达到预定的试验目的, 对学生理解所学知识的帮助也不够理想。学生利用土工虚拟仿真试验室, 通过操作虚拟仪器进行试验, 并得到了试验原始数据, 学生可以输入试验界面上的试验记录表中, 通过公式计算即可得到试验结果, 也可输入试验记录表内。试验结束后, 学生对试验结果进行存盘提交。教师可以进行评阅, 对试验做出评判。通过动手试验, 培养了学生选择试验仪器、独立操作、观察现象、正确测量、试验数据处理与误差分析等方面的能力, 以及分析和解决问题的能力, 增强了实践教学效果。
摘要：土工虚拟仿真试验室应用于继续教育网络教学, 突破了时空限制, 节约了现实教学资源, 弥补了实践教学条件的不足, 大大提高了实践教学的效果。文章以选择土工试验作为研究对象, 通过利用目前比较成熟的WEB技术、多媒体技术、虚拟仿真技术构建了一个基于网络的土工虚拟仿真试验室, 实现了试验相关知识的辅助学习、试验过程的模拟仿真操作、试验记录表的提交、试验后的教师批改评语、学生查看成绩等网络化的虚拟试验教学和管理功能。
关键词：土工虚拟仿真实验室,继续教育,实践教学
参考文献
[1]郭桂苹, 南岳松.虚拟实验教学研究现状及问题分析[J].实验室科学, 2010, (05) .
[2]朱文强.虚拟实验技术的研究与探讨[J].科技广场, 2010, (03) .
网络计划技术在试验任务中的应用 篇8
关键词：相关性,网络计划技术,关键路径
如果把我们的工作按照进度罗列出来, 都会形成实际的或者潜在的网络, 这个网络可以描述工作任务和工作里程碑之间关系的图形结构。网络计划技术是一个基于用箭头、节点来表示整个系统的方法。通过网络计划技术我们可以明确工作中各项活动之间关系, 找出关键工作和关键路径, 为领导者的决策提供依据。还可以找出工作的节余时间等, 为工作的调整提供数据支持。
一、单代号网络图原理
单代号网络图是以节点及其编号表示工作, 以箭线表示工作之间逻辑关系的网络图。在单代号网络图中加注工作的持续时间, 以便形成单代号网络计划。
1.1单代号网络图的基本符号
(1) 节点单代号网络图中的每一个节点表示一项工作, 节点用圆圈或矩形表示。节点所表示的工作名称、持续时间和工作代号等应标注在节点内。 (2) 箭线单代号网络图中的箭线表示紧邻工作之间的逻辑关系, 既不占用时间、也不消耗资源。箭线应画成水平直线、折线或斜线。箭线水平投影的方向应自左向右, 表示工作的行进方向。 (3) 线路单代号网络图中, 各条线路应用该线路上的节点编号从小到大依次表述。
1.2单代号网络图的绘图规则
(1) 单代号网络图必须正确表达已定的逻辑关系。 (2) 单代号网络图中, 严禁出现循环回路。 (3) 单代号网络图中, 严禁出现双向箭头或无箭头的连线。 (4) 单代号网络图中, 严禁出现没有箭尾节点的箭线和没有箭头节点的箭线。 (5) 绘制网络图时, 箭线不宜交叉, 当交叉不可避免时, 可采用过桥法或指向法绘制。 (6) 单代号网络图只应有一个起点节点和一个终点节点;当网络图中有多项起点节点或多项终点节点时, 应在网络图的两端分别设置一项虚工作, 作为该网络图的起点节点和终点节点。
二、单代号网络计划时间参数的计算
单代号网络计划时间参数的计算应在确定各项工作的持续时间之后进行。单代号网络计划时间参数的标注形式如图1所示。单代号网络计划时间参数的计算步骤如下:
2.1计算最早开始时间和最早完成时间
网络计划中各项工作的最早开始时间和最早完成时间的计算应从网络计划的起点节点开始, 顺着箭线方向依次逐项计算。 (1) 网络计划的起点节点的最早开始时间为零。 (2) 工作的最早完成时间等于该工作的最早开始时间加上其持续时间。 (3) 工作的最早开始时间等于该工作的各个紧前工作的最早完成时间的最大值。 (4) 网络计划的计算工期TC等于网络计划的终点节点n的最早完成时间EFn。
2.2计算相邻两项工作的时间间隔
相邻两项工作i和j之间的时间间隔LAGi, j, 等于紧后工作j的最早开始时间ESj和本工作的最早完成时间EFi之差。
2.3计算工作总时差TFi
工作i的总时差TFi应从网络计划的终点节点开始, 逆着箭线方向依次逐项计算。
1、网络计划终点节点的总时差TFn, 如计划工期等于计算工期, 其值为零。
2、其他工作i的总时差TFi等于该工作的各个紧后工作j的总时差TFj加该工作与其紧后工作之间的时间间隔LAGi, j之和的最小值。
2.4计算工作自由时差FFi
(1) 工作i若无紧后工作, 其自由时差FFi等于计划工期TP减该工作的最早完成时间EFn。
(2) 当工作i有紧后工作j时, 其自由时差FFi等于该工作与其紧后工作j之间的时间间隔LAGi, j最小值。
2.5计算工作的最迟开始时间和最迟完成时间
(1) 工作i的最迟开始时间LSi等于该工作的最早开始时间ESi加上其总时差TFi之和。
(2) 工作i的最迟完成时间LFi等于该工作的最早完成时间EFi加上其总时差TFi之和。
2.6关键工作和关键线路的确定
(1) 关键工作:总时差最小的工作是关键工作。
(2) 关键线路的确定按以下规定:从起点节点开始到终点节点均为关键工作, 且所有工作的时间间隔为零的线路为关键线路。
三、将网络计划技术在试验任务中的应用
在某次试验任务中, 我们将其中需要先后完成的工作简化并用ABCDE表示, 并对这五项工作所需要消耗的时间无量纲化。经计算得出完成这五项工作所需要的时间为3, 5, 7, 4, 6。利用单代号网络计划表示出工作间的关系如下:
经过计算得出单代号网络图中的各项参数如下图所示:
根据计算结果我们可以明确关键工作为:A、C、E;关键路线为:1—3—5—6。如下图虚线所示:
四、结语
通过网络计划技术的使用, 我们会找出我们工作中哪工作是绝对不能提前或者推迟的, 这些工作的提前和推迟都会打乱或者影响工作的计划进度。比如上节中的第1、3、5、6项工作, 即关键路径上的工作。也可以知道哪些工作是可以活性的调整的, 比如上节中的第2、4项工作, 能够调整的范围也都能从网络图上找出。
在我们的任务中, 我们的各项联调联试内容可以通过网络计划技术规划;在我们的日常工作中, 我们的一周工作或者一月工作甚至更大范围内的也可以通过这个方法来进行规划;网络计划技术对于一体化管理来说, 不失为一种可用于参考的规划性方法。
参考文献
[1] (美) Avraham Shtub, Jonathan F.Bard, Shlomo Globerson:《项目管理:过程、方法与效益》 (第二版) , 2011
互联式空气悬架动态特性试验研究 篇9
虽然互联式空气悬架早已被人们提出, 但国内外对于这种悬架的研究与应用还很少。学者们主要关注了互联式空气弹簧与互联式空气悬架整车模型的建立与验证[7,8], 以及分析互联式空气悬架对车辆平顺性的影响[9,10], 没有涉及管路参数对空气弹簧连通程度的影响以及空气弹簧间的气体交换对悬架刚度的影响;对于互联式空气悬架对整车性能的影响, 只研究了“互联”对车辆行驶平顺性的改善, 而没有分析“互联”对悬架动挠度、轮胎动载荷, 车身侧倾角等的影响。
本文通过试验的方法, 研究互联式空气悬架对车辆性能的影响, 试验与分析结果将为互联式空气悬架的设计与实际应用提供理论依据。
1 互联式空气悬架的结构与工作机理
侧向互联式空气悬架结构如图1所示。对于多轴货车等, 方便在纵向布置足够粗的管路, 因而可选择纵向互联结构, 其结构与侧向互联相似, 在此不再给出。
侧向互联模式下, 空气弹簧间发生气体交换的前提是空气弹簧间存在压力差, 空气弹簧内气体的压力取决于空气弹簧的变形, 即悬架的动行程。因此, 若使空气弹簧间发生气体交换, 两侧车轮的路面输入须有差异, 且路面输入差异越大越有利于气体交换。当右侧车轮被路面凸起“举起”时, 如图2所示, 右侧车身与车轮都有向上运动的趋势, 右侧空气弹簧被压缩, 气体流进左侧空气弹簧, 左侧空气弹簧则有伸长的趋势, 把左侧车轮向下“压”, 并把左侧车身向上“举”, 不仅使车身保持相对水平, 而且改善了轮胎的接地性, 增加驱动轮的牵引力。气体流动方向、车轮与车身的运动趋势如图2中箭头所示。因此, 相比于传统空气悬架, 互联式空气悬架给乘客的感觉更加优越[11,12]。
两个空气弹簧通过气路互联构成互联式空气弹簧 (如图2虚线框中所示) , 改变了单个空气弹簧的刚度特性, 空气弹簧的刚度可以表示为
式 (1) 中, Pi为空气弹簧内气体的表压 (Pa) ;Ae为空气弹簧的有效面积 (m2) ;z为空气弹簧高度变化 (m) 。
根据图2与式 (1) , 当空气弹簧2中气体流入空气弹簧1时, 与单个空气弹簧相比, “互联”降低了空气弹簧2内的压力变化率, 使式 (1) 中的第一项与第二项都减小, 因而空气弹簧2刚度减小;相反, 空气弹簧1刚度增加。因此气压高的空气弹簧刚度降低, 气压低的空气弹簧刚度增加, 使互联式空气弹簧更好地缓冲来自路面凸起的冲击, 并保持车身相对水平。
2 试验设计
互联式空气悬架系统是包含机械系统、液压、气动系统的复杂系统, 直接从理论上对其进行分析与研究比较困难, 试验研究不仅直接明了, 而且可靠性强, 因此利用试验法对互联式空气悬架的动态特性进行研究。
2.1 试验系统搭建
搭建了互联式空气悬架测试系统, 包括互联式空气悬架整车半实物模型、数据采集系统与激振台, 如图3, 其测试系统结构如图4。采集系统包括每个悬架的位移传感器、连接管路两端的气压传感器、车身各部位的簧上质量与簧下质量加速度传感器、陀螺仪以及数据采集仪。
2.2 试验方案
空气弹簧间有气体交换的前提是路面激励不同, 为充分体现“互联”的效果, 选择双侧反相位正弦位移激励, 同侧的前后轮激励相同。为保证不同工况下的可比性, 激励的振幅在全频率范围内保持一致。为了对比大振幅与小振幅下的性能, 选择10 mm与5 mm两种振幅。由于人体对振动最敏感的频率范围在4~12.5 Hz之间, 且簧上质量与簧下质量分别在1~2 Hz之间与10 Hz附近发生共振, 因此激励的频率在0.5~13 Hz之间变化, 并在两个共振频段内的频率点分布较密。同时考虑到激振台的负载能力, 当振幅为10 mm时, 最高频率为10 Hz。
另外, 通过将连接管路断开, 再向试验系统施加激励, 以对比互联式空气悬架对车辆性能的影响。
3 试验结果与分析
在试验实施的过程中, 测得单频激励下各物理量的稳态响应, 通过数据处理获取每个频率下各物理量稳态响应的幅值。以频率为横坐标, 各物理量响应稳态幅值为纵坐标得到一系列曲线, 可近似作为各物理量的幅频特性曲线。通过对比互联与非互联模式下各物理量的响应, 可以得到互联式空气悬架对车辆性能的影响, 并以驾驶员一侧各物理量的响应作为评价指标。
3.1 大振幅激励下, “互联”对空气悬架性能的影响
激励振幅为10 mm时, 互联模式与非互联模式下各物理量的幅频响应曲线对比如图5所示。
车身振动加速度是评价汽车平顺性的主要指标, 图5 (a) 是左侧簧上质量的加速度响应, 通过对比图中互联与不互联模式下的加速度响应可知, 在低频与高频段, 互联与不互联两种模式下的簧上质量加速度响应区别不大, 但在中频段 (5~9 Hz) , 互联模式下的加速度明显小于非互联模式, 根据振动对人体健康影响的研究, 在4~8 Hz这个频率范围内, 人的内脏器官产生共振, 因此互联模式的这一特性对于改善车辆的乘坐舒适性是很有意义的。
图5 (b) 显示两种模式下的簧下质量加速度几乎相同, 表明在试验条件下, 互联对轮胎的加速度影响很小。当车轮受到反向位的路面激励时, 不仅会引起车身的垂向振动, 同时也会引起车身的侧向运动, 即车身的水平振动, 图5 (c) 显示, 在中频段 (5~9 Hz) , 互联模式下的侧倾角加速度小于非互联模式, 此点亦有利于改善车辆的乘坐舒适性。
图6 (a) 为双侧车轮反相位激励下的悬架动行程响应, 在中频段, 互联模式下的悬架动行程大于非互联模式, 而互联模式在这一频段内的车身侧倾角小于非互联模式, 如图6 (b) 所示, 表明“互联”可以减小车身的侧倾角, 因而互联式空气悬架可使车辆在遇到路面凸起时保持相对水平, 这一特性有利于车辆的行驶稳定性与乘坐舒适性, 同时也验证了前面对互联式空气悬架工作机理的理论分析。
3.2 小振幅激励下, 互联对空气悬架性能的影响
两侧车轮驶过的路面差异越大越有利于空气弹簧间的气体交换, 因而互联式空气悬架对车辆性能的影响程度与路面差异的大小相关。小振幅双侧反向位激励下, 振幅为5 mm, 各物理量响应如图7示。
本部分通过对比小振幅激励下各物理量的响应, 分析互联对空气悬架性能的影响。结合大振幅激励下的互联式空气悬架特性试验, 分析不同振幅下, 互联对悬架性能的影响程度。
图7 (a) 表明, 互联模式下的前左簧上质量加速度与非互联模式区别明显, 特别是在5 Hz以上, 互联式空气悬架显著降低了驾驶员座椅处的加速度;而两种模式下的后左簧上质量加速度非常接近, 即在小振幅下, 互联对后悬架性能的改善很小, 可能是由于前后空气弹簧进气口大小不同, 所以表现出来的特性不同。左侧簧上质量加速度的这一变化趋势也可在左侧簧下质量的加速度特性曲线中观察到, 如图7 (b) 示。两种模式下的车身侧倾角加速度与侧倾角度都非常接近, 如图7 (c) 与 (d) 示。根据图7 (e) , 在2 Hz与5 Hz附近, 互联模式下的悬架动行程比非互联模式大。
综上可知, 在小振幅激励下, 互联式空气悬架对车辆性能的改善程度较弱, 且后悬架的性能改善几乎没有体现出, 从而也证明了前面的理论分析, 互联式空气悬架所体现出的性能区别于传统空气悬架的前提是路面激励不同, 且在大振幅激励下, “互联”的效果越会更明显。
4 结论
通过搭建互联式空气悬架动态特性测试系统, 并设计试验方案, 对比分析了“互联”对空气悬架性能的影响, 得到的结论总结如下:
(1) 侧向互联降低了驾驶员一侧簧上质量的垂向加速度与质心附近侧倾角加速度, 且在中间频段的改善最明显, 有效改善了车辆的乘坐舒适性。
(2) 互联模式下的动行程比非互联模式大, 而车身侧倾角小于非互联模式。
(3) 互联式空气悬架在大振幅下对车辆性能的改善更明显。
综合以上几点总结出互联式空气悬架的设计要求:①为了使气体能够充分交换, 空气弹簧进气口截面积应足够大, 连接管路应短;②互联式空气悬架的动行程比传统空气悬架大, 因而减振器与空气弹簧应具备足够大的限位行程, 避免悬架被击穿;③与减振器阻尼的半主动控制结合, 弥补互联式空气悬架的不足之处。
参考文献
[1] 贺亮, 朱思洪.带附加空气室空气弹簧垂直刚度和阻尼实验研究.机械强度, 2006;28 (8) :33—36HE Liang, ZHU Si-hong.Research on the vertical stiffness and damping of air spring with auxiliary chamber by experiment.Journal of Mechanical Strength, 2006;28 (8) :33—36
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[4] Lee J H, Kim K J.Modeling of nonlinear complex stiffness of dualchamber pneumatic spring for precision vibration isolations.Journal of Sound and Vibration, 2007;301:909—926
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[9] Friedrich W M, Michael F, Michael S, et al.Modeling, testing, and correlation of interlinked air suspension system for premium vehicle platforms.Proceedings of 32nd FISITA Congress.London:FISITA, Paper F2008-SC-040, 2008
[10] Bhave S Y.Effect of connecting the front and rear suspension of a vehicle on the transmissibility of road undulation inputs.Vehicle System Dynamics, 1992;21:225—245
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试验互联网络 篇10
如果说一个月之前, 提到5G您想到的只是更高的峰值速率、更有效的频谱利用等抽象概念, 那么现在5G给人们的认识正逐渐具象:近日, 爱立信在无线环境下实时演示了5G准标准技术, 在15GHz频谱上实现了5Gbit/s的吞吐速率。一个直观的对比是, 5G网速是现在最快的4G网速的250倍, 这让抽象的5G瞬间变得清晰而具体。
随着类似试验的进行, 5G研发也从理论研究进入了网络试验阶段。而这距离2012年全球主要国家和地区开展5G研发也不过两年时间。这样的速度是否操之过急?其实不然, 无论从户需求变化还是全球4G竞争格局来看, 5G研发都可谓“只争朝夕”。
需求和竞争双因素驱动
首先来看看用户需求的变化。移动通信演进的最主要驱动力是用户需求, 而推动5G加速发展的就是用户对物联网和移动互联网需求的增长。
面向未来, 超高清、3D和浸入式视频的流行将对数据速率提出较高要求, 增强现实、云桌面、在线游戏等业务, 不仅对上下行数据传输速率提出挑战, 同时也对时延提出了无感知的苛刻要求, 社交网络流行更是对信令资源造成大量消耗;在物联网方面, 视频监控和移动医疗等业务都需要高速率网络来支撑, 车联网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100%的可靠性。此外, 用户还希望网络成本更低、安全性更高。
为此, 移动网络需要具备更强的灵活性和可扩展性, 才能适应海量的设备连接和多样化的需求。而3G网络在某些情况下已经力不从心;随着用户规模的扩大, 4G网络也不能保证未来持续拥有良好的性能表现, 速度更快、频谱效率更高、成本更低、安全性能更佳的5G成为网络演进之必需。
从全球4G竞争形势来看, 当前4G在北美、日本、韩国发展态势最为迅猛, 为了能在下一代通信技术上抢占制高点, 这些国家的政府机构和运营商对5G标准化的渴求非常迫切, 走在了全球5G研究的前列。
双重因素推动下, 全球5G加速发展。业界达成的共识为, 2015年ITU形成5G的需求定义, 2020年具备全球商用的能力。在这个大时间表基础上, 各组织研究内容、方向和进度有所差别。其中, 日本的NTT docomo和韩国的SK电讯都是在5G方面较为领先的运营商, 此次爱立信在15GHz频谱上实现5Gbit/s的吞吐速率, 则走在了全球5G研发的前列。
5G认知渐清晰
随着5G研发的加速度进行, 人们对5G的认识也逐渐清晰。IMT-2020 (5G) 推进组在最近发布的《5G愿景与需求》中提出:5G将为用户提供光纤般的接入速率, “零”时延的使用体验, 千亿设备的连接能力, 超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务, 业务及用户感知的智能优化, 同时将为网络带来超百倍能效提升和超百倍的比特成本降低, 最终实现“信息随心至, 万物触手及”的总体愿景。
工信部通信发展司司长闻库认为, 潜在的5G技术, 包括基于MIMO的更大规模天线矩阵、全双工技术、非正交多址、增强多载波、新型编码调制等。此外, C-RAN、SDN、NFV等也将在未来的网络接入等环节发挥极大的作用。
在METIS项目负责人、爱立信大师级研究员Afif Osseiran博士看来, 5G的未来可以用“快、密、全、佳、实”五个字来形象概括:快, 即“前所未有的高速率”;密, 即“支持人口密集地区的优质通信”;全, 即“支持各类联网设备”;佳, 即“最佳体验如影随形”;实, 即“超实时、超可靠”。
为了达到“快、密、全、佳、实”的应用场景, METIS还将5G目标落到了具体的数字上:第一, 在人口密集的城市环境中, 5G将提供10Gbit/s至1000Gbit/s的速率, 是目前的10~100倍;第二, 单位面积或单用户移动数据将增加1000倍, 即超过100Gbit/s/km2或500GB/用户/月;第三, 互联终端设备数量将增加10到100倍;第四, 低功耗大型通信设备的电池使用寿命将延长10倍, 传感器或传呼机等终端设备的电池使用寿命将达到10年;第五, 支持超快速响应应用, 如“触觉互联网”, 实现低于5微秒内端到端时延, 并具有很高的可靠性;第六, 在满足上述要求的前提下, 单位面积成本和能耗不高于当前蜂窝系统。
爱立信技术专家认为, 要满足上述复杂应用目标, 5G就不再是单一的某一种技术, 而是对现有的无线技术的演进和作为补充的新技术的无缝集成的组合。5G网络要同时支持3G与4G无线接入网的融合、固定接入网与无线接入网的融合, 以及传统接入技术与新的5G接入技术的融合。此外, 面向5G的网络架构创新中, SDN和NFV将得以延伸和重用。
传输网需同步提升
一个完整的移动网络包括核心网、传输网和无线侧等部分, 5G到来后随着网络流量的增长以及无线侧网络的日益复杂, 传输网部分也将面临升级的压力, 否则将会成为网络发展的瓶颈环节。
电信和IT正在走向融合, 通信领域向“用户驱动”型行业转变, 移动宽带的大规模使用也推进了网络的变革, 回传网络中传输、路由和服务的优化需求也应运而生。
与此同时, 网络访问方式正变得越来越复杂和多样化, 很快我们就会看到, 5G、LTE-Advanced、Wi-Fi和混合网络技术及有线连接, 组成“大熔炉”式的网络。而具体说到5G, 未来的5G传输网络必须能有力支撑扩展的用户服务和云连接, 成为服务创新的平台。
试验互联网络 篇11
分布式交互仿真 (Distributed Interactive Simulation, DIS) 是对具有时空一致性、互操作性、可伸缩性的综合环境的表达。它基于网络技术、图形图像技术、仿真技术和信息技术, 采用一致的结构、标准和算法, 通过网络将分散在不同地理位置不同类型的仿真设备和真实系统连接起来构造一个在时间和空间上相互耦合的虚拟战场合成环境。
试验设备仿真系统主要为试验被试设备提供模拟环境信息和模拟目标信息, 以检测被试设备的工作性能。由于试验被试设备需要仿真系统提供的数据参数较多, 系统交互的数据量较大, 如果采用传统的单机仿真模式在硬件和软件上都无法满足系统的需要, 因此根据试验设备仿真系统的特点和分布式交互仿真技术的优点, 在该仿真系统的设计上采用分布式交互仿真技术, 其中网络技术起着至关重要的支撑作用。
1 仿真系统对系统网络的设计要求
仿真系统组成设备关系图如图1所示。通常来讲被试设备具有较高的数据采样频率, 根据仿真试验在实时性方面的要求, 该系统应具有同被试设备相同的数据采样频率, 这就会造成在系统运行时, 大量的数据在系统网络内进行传输。为保证数据传输的正确性和试验结果的准确性, 对系统网络的设计和建设提出了较高的要求。
1.1建立稳定可靠的连接
在总控台、仿真机、模拟器、监控机和被试设备之间建立稳定可靠的连接。由总控台向各组成设备发送试验数据, 仿真机和模拟器分别产生模拟环境信息和模拟目标信息并发送给被试设备;监控机接收网络中的各项数据并转发给相应的组成设备进行解算并实时显示试验进程, 因此在系统各组成设备之间建立稳定可靠的连接是保证试验数据正常交互的前提, 也是系统网络建设的充要条件。
1.2标准的数据结构
由于仿真试验的实时性特点, 在系统网络内传输的试验数据较多, 标准的数据结构是保证数据解算的必要条件。根据系统的需求分析, 分析出系统中的数据流, 从而对这些数据的类型进行分类, 对每种类型的数据定义标准的数据结构, 系统各组成设备通过对数据结构的解析, 对试验数据进行正确有效的处理, 从而保证数据的传输正常和试验结果的准确性。
1.3时间的一致性
仿真实际上是在真实的时空中构造出一个虚拟的时空, 并将仿真模型置于该虚拟时空环境中运行的过程, 因此时间是仿真中的一个基本概念。时间的一致性是仿真试验的充要条件, 是决定仿真试验质量的重要因素。只有解决了时间的一致性问题, 才能保证各组成设备之间有效配合, 完成事件的同步, 保证仿真试验结果的正确性。
2 仿真系统网络设计和建设
根据仿真系统对系统网络设计的要求来进行系统网络的设计和建设。设计和组建系统网络的重要工作是考虑采用何种网络拓扑结构把各个设备方便、有效地连接起来, 通常应当考虑可靠性、灵活性和经济性等因素。
选用星型结构作为仿真系统网络的拓扑结构, 其结构如图2所示。其优点首先是网络结构简单, 可靠性高。系统网络在仿真系统中主要作用是保证大量实时数据的正确传输, 星型拓扑结构的网络结构简单, 从图2可以看出系统的各个设备通过网络可以实现点对点的数据传输, 保证数据传输的高稳定性和较低的传输延时。
其优点的另一方面是星型拓扑结构具有较好灵活性和可维护性。随着设备的更新换代和IT技术的发展, 对仿真系统的改造是在所难免的。从图2可知对系统中的任意一台设备进行设计改造和更换不会对系统中的其他设备造成影响, 并且通过软硬件设计可以很好地监控网络中各个网络节点的连接状态, 便于排查故障和设备维护, 保障系统各设备时时处于稳定可靠的连接状态。
最后在经济性方面, 由于星型网络拓扑结构简单, 便于网络设计, 对系统网络的软硬件要求不高, 网络铺设和维护方便, 经济成本较低。因此综上所述, 星型网络拓扑结构简单实用, 性价比高, 符合系统的功能需要, 是仿真系统网络建设的首选方案。
3网络通信程序设计
套接字 (Socket) 是一种网络编程接口。该接口定义了许多函数或例程, 程序员可以利用它们来开发网络上的应用程序。套接字是网络编程最为常用的API之一。
在本系统的网络通信程序设计中采用数据包套接字网络编程技术。采用数据包套接字技术无需在通信双方建立连接, 可以减少许多系统开支, 提高效率从而快速响应系统要求, 满足被试设备的试验要求。
由于采用分布式交互仿真技术, 各个设备之间网络交互频繁, 为使软件程序设计合理不影响整个网络的实时性, 根据软件工程学的要求对软件模块进行划分。在程序设计上采用C/S模式, 分别建立CNet类作为处理网络通信类, 建立DataReceive () 线程用于接收网络数据以响应系统要求。网络通信程序流程设计如图3所示。
3.1创建网络通信套接字
由于Winsock的服务是以动态链接库Winsock DLL形式实现的, 所以在图3创建套接字部分首先应调用函数WSAStartup对WinsockDLL进行初始化, 分配必要的资源。
编写语句mSocket=socket (AFINET, SOCKDGRAM, 0) 创建一个数据包套接字, 用于网络通讯。函数原型如下:
这里对参数af赋值为AFINET, 表示数据在Internet域中进行通信;对参数type赋值为SOCK_DGRAM, 表示创建的套接字类型为数据包套接字。
创建套接字msocket后调用函数bind将本地地址绑定到该套接字上以使在网络上标识该套接字。其函数原型如下:
3.2交互网络数据
通过以上的3个步骤就创建了一个可用于网络通信的数据包套接字, 下面的工作就是通过该套接字进行网络数据的交互。由于仿真试验在实时性方面要求较高, 为使系统运行流畅, 数据交互良好, 防止发生响应滞后、“死机”等现象, 需要在图3接收网络数据部分建立专门的线程DataReceive用于接收数据。在该线程中可调用函数recvfrom用于接收网络数据, 响应系统要求。其函数原型如下:
这里需要注意的是线程同步问题。由于进程内的所有线程共享同一个地址空间, 某个线程的操作就可能对其他线程的数据造成影响。例如数据接收线程还未完成网络数据的接收工作就有其他读写线程来读写网络数据, 系统运行就会出错, 影响试验的准确性。
本系统的解决办法是利用事件对象来解决线程同步问题。建立专门的函数CtrlThread来监控线程, 调用函数WaitForSingleObject来等待唤醒线程的特定事件的发生。
系统接收到网络数据后, 通过定义的标准数据结构对该数据进行解析, 对解析后得到的试验数据根据其数据类型进行相应的操作。为便于试验中数据的交互, 可定义用于发送网络数据的函数bool CNet::SendData (char *data, int len, int addto) , 其中参数Data表示要发送的网络数据, 参数len表示要发送网络数据的长度, 参数addto表示网络数据发送到的目的地址。
3.3关闭网络通信套接字
最后当网络通信结束, 任务完成时就需要关闭套接字, 来释放其占有的资源。调用函数closesocket (SOCKET s) 来关闭套接字, 参数s表示要关闭套接字的句柄。在这里需要注意的是由于在创建套接字前调用函数WSAStartup来加载动态链接库Winsock DLL, 那么在应用程序关闭套接字后还需调用函数WSACleanup来终止对Winsock DLL的使用并释放其资源, 以备下一次使用。
3.4试验结果
从系统在试验过程中的运行状态方面来看, 通过运用上述在系统网络建设的软硬件设计, 保证了系统各设备之间稳定可靠的连接。同时从最后的试验结果上看, 系统能够对网络数据进行正常有效的解析, 保证了试验结果的准确性。存在的问题是在系统运行时, 系统与被试设备之间存在一定的时间延迟, 主要原因在于在仿真时间上缺乏对高精度的时间表达和物理硬件上的客观现实造成的。解决方法是通过在系统中增加了时统设备, 对系统时间进行统一校时等操作后, 很好地解决了这一问题。
4 结束语
试验设备仿真系统由于自身特点而采用分布式交互仿真技术, 其重点是进行系统的网络建设。从网络建设的要求出发, 采用星型拓扑结构来组建系统网络, 利用套接字技术实现网络通信程序设计, 特别是利用时统设备解决了系统时间不一致的问题, 较好地完成了系统的网络建设, 实现了系统中设备之间的网络通讯, 为该仿真系统正常运行和系统功能的实现提供了有力支持。
摘要：通过对试验设备仿真系统自身特点的分析, 在系统设计上采用分布式交互仿真技术, 其中网络技术起着至关重要的支撑作用。论述从仿真系统网络建设的要求出发, 阐述该仿真系统网络结构设计和利用套接字网络编程技术实现网络数据通信两大关键实现步骤, 并给出网络通信程序设计的方法。最后对系统运行结果进行分析, 解决了系统出现的问题, 很好地实现该仿真系统的功能。
关键词：分布式交互仿真 (DIS) ,拓扑结构,套接字
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