木材加工技术的新发展

木材加工技术的新发展（共12篇）

木材加工技术的新发展 篇1

现代社会科学技术迅猛发展, 要求培养出来的人才, 不仅知识渊博、专业技能扎实, 而且具有主动意识、创新精神和发现问题、解决问题、不断自我发展的能力。我国制定的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》提出的前两项主要任务, 都把培养创新型人才、着力培养青少年的社会责任感、创新精神和实践能力放在突出的位置上。

但是, 我国大学教学在“知识为本”教学理念的指导下, 一直受到教学以教师为中心、教师以传授知识为中心、传授知识以教材为中心的影响。长期以来, 这种影响牢牢地束缚了大学教师的教学思想和教学行为, 在教学目标上重知识传授而忽视创新能力培养;在教与学的关系上将教师的权威绝对化, 而将学生视为接受的存贮器;在教学形式上多采用注入式教学模式。这样的教学模式压抑了学生学习的主动性、积极性和创造性, 严重阻碍了创新人才的培养。因此, 转变注入式教学模式, 积极探索并实施培养学生创新意识、创新精神和创新能力的研究性学习模式势在必行。

为了在教学中践行研究性学习理念, 培养学生的创新意识和学习能力, 我在《机械加工新发展》课程教学中, 在教学目的、教学内容、教学形式和考核方式等方面进行了有益的改革尝试, 获得了较好的效果。

1.《机械加工新发展》课程简介

1995年, 我校在国内率先开设了《机械加工新技术》专业选修课程, 其出发点是向机械工程类的四年级本科生介绍近20年内机械加工领域取得的最新研究成果及应用状况, 让学生及时掌握机械加工技术的发展前沿, 弥补学生在大学期间所学专业课程前沿内容的不足。随后, 哈尔滨工业大学、山东工业大学、大连理工大学、华侨大学等十余所重点工科院校均开设了相似的课程。

该课程在我校经过十余年的发展, 演变为目前的《机械加工新发展》课程, 是南京航空航天大学机电学院为机械工程及自动化专业大四学生开设的一门选修课, 共24学时, 教学内容是近10年来机械加工领域取得的重大研究成果, 旨在让学生了解当代机械加工技术的发展前沿, 包括先进制造技术概论、高效加工技术、精密超精密加工技术等内容, 是《金属切削原理》、《机械制造工艺学》、《机床设计》等专业课程前沿方向的拓展与延伸, 是最适合创建成研究型课程、进行研究性学习、培养学生创新素质的一门课程。

2. 研究性学习理念在《机械加工新发展课程》中的实践

2.1 研究性学习理念

在我国, 研究性学习的兴起源于对传统的灌输教育和应试教育的反思, 是一种新生事物, 其含义没有一个统一的界定。有的把研究性学习看作为一门课程, 有的将它看作为一种学习方式或教学方式, 有的认为它是一种学习过程, 还有的人把它看作是一种学习的理念, 等等, 看法不一。我认为:研究性学习是指通过与研究相类似的认知方式和心理过程来了解、接受、理解、记忆和应用人类已有文明, 以及国家或学校的举办者所规定的内容的认知活动。

因此, 研究性学习既是一种新的学习理念, 又是一种新的教学理念。它要求学生以探究的方式学习知识, 教师以探究的方式组织知识。传统教学观认为, 教学就是传授知识, 通过课程把知识内容或教师的理解传输给学生, 教学的目的只是增加学生的知识量。教学过程中的师生关系是建立在教师对学生的优势地位上的, 是以教师为中心的。研究性学习的教学理念则认为, 学生从教师那里听来的还没有成为真正的知识;注入式的教学会阻碍学生创造力的发展, 因此教师不应致力于直接灌输, 而应引导学生的投入活动, 将自觉摄取与无意识的熏陶结合起来, 以形成经验和掌握知识。强调让学生在实际中学习知识, 强调教学设计应遵循学生发展的规律。教学应以学生为中心, 学生成为教育过程的真正主动者, 才能获得知识和形成能力。因此, 研究性学习强调学习者的主动探究和体验, 强调发挥学生的主动性, 强调在学习的过程中培养创新精神和创新能力。实施研究性学习理念的着眼点在于转变学生的学习方式, 着手点在于转变教师的教育观念和行为。

2.2 基于研究性学习理念的教学方法实践

为在《机械加工新发展》课程教学中实践研究性学习理念, 与以往的教学相比, 我改革了教学目的、教学内容、教学形式和考核方式, 进行了有益的尝试。

2.2.1 教学目的

以往的学习, 不管是“接受性学习”还是所谓的“发现性学习”, 都是以获得系统的本门学科知识为主, 其根本目的在于增加个体的知识储备。研究性学习力图从根本上超越学科的界限, 成为一种综合性的, 以实践问题为核心的, 不断迈向未知领域的学习活动。它的目的不仅是使得学生掌握系统的学科知识, 而且使得学生能够掌握综合地应用知识的能力, 在真实的或者特定设置的情景下, 界定、发现问题, 解释、分析问题, 最终解决问题。

因此, 我在《机械加工新发展》课程教学中, 依托我校机械制造及其自动化学科优势, 围绕课程目标, 将教学目的设置为:注重引入机械加工技术发展前沿性科研成果实例, 注重激发学生的求知欲、好奇心和学习兴趣;在教学内容介绍中贯彻始于问题, 终于问题的思想, 培养学生的问题意识和问题能力;课堂教学中积极引入学生小组合作形式, 培养学生的合作精神。

2.2.2 教学内容

目前国内多数大学对课堂教学规范日益强化, 普遍要求授课必备教材、课件、教案、讲稿、教学日历、教学大纲等, 因而教学大纲、教材、教师教的内容、学生学的内容和考的内容具有高度的一致性。在这种形势下, 有些大学教师逐渐强化了“以教材为本”的教学思想, 将教学内容简单地理解为教材, 错误地将其理解为知识的经典, 是知识的全部, 从而使教学实际上沦为教材内容的移植过程, 教师教教材, 学生学教材, 考试考教材。这种“教材为本”的教学内容观, 致使教学内容封闭化, 严重不能适应《机械加工新发展》课程的设立目的, 无法将机械加工技术的最新发展动态、学术思路、科技成果及时地纳入教学过程。

其实, 教材、课件、教案、讲稿、教学日历、教学大纲等, 这些只是教学内容的主要载体, 教学内容本质内涵应是教与学相互作用过程中有意传递的主要信息, 一般包括教师给学生传授的知识、技能, 发展的智力、能力, 灌输的思想、观点, 培养的行为、习惯等的总和。因此, 《机械加工新发展》课程在教学内容上充分注重了教学内容的开放性, 从最初花费大量精力编写选购专门教材, 改为向学生推荐一个参考资料目录, 并每届更新, 其主要为教师讲授时利用的图书资料、视听材料、电子材料和相关的科研新成果等。为了把握教学内容的结构体系和知识脉络, 将《机械加工新发展》课程的教学内容分为先进制造技术演变历程、高速切削加工技术、缓进给深切磨削技术、超精密与纳米加工技术、先进刀具制造技术、超精密与纳米加工技术、绿色加工技术等6个技术专题, 教学中按照技术专题提出 (why) —技术专题内涵 (what) —技术专题研究进展 (how) —技术专题发展趋势 (future aspect) —面临的新问题 (why) 的脉络和线索, 介绍技术发展的源动力、研究思路与进展及今后的发展方向。在这一教学内容体系下, 教师对教学内容有更大的创造空间, 便于以研究性学习理念贯穿教学内容, 制定出具有个性和特色的教学方案, 充分发挥教学内容的潜能, 注重教学内容的学术性、前沿性和探究性, 注重培养学生的学术兴趣和科学精神。对于学生而言, 这一开放式的教学内容, 解除了“以教材为本”教学模式的限制, 不再被教材和教师牵着鼻子走, 自己查找资料, 对专题内容有取舍地进行充分钻研, 务求自己发现, 获得真知, 真正地学会学习, 使创新能力获得长足的提高。

2.2.3 教学形式

教学形式是在特定的教学目的指导下, 为完成教学内容而运用的比较稳定的教学方法的程序及策略体系, 它一般采用若干个有固定程序的教学方法组成。每种教学形式都有自己的指导思想, 具有独特的功能。教学形式对教学方法的运用, 对教学实践的进程有很大影响。现代教学中最有代表性的教学形式是注入式与启发式。

我国大多数课程的教学在知识为本的教学理念指导下, 广泛采用了注入式教学形式, 以切合注重知识传授的教学目标, 忽视了创新能力培养, 在教与学的关系上将教师的权威绝对化, 而将学生视为接受知识的存贮器。课堂上, 教师只顾传授知识, 学生只管接受知识, 教师成了知识贩子, 学生则成了接受知识的袋子。其极端的形式表现就是, 教师一人满堂灌, 学生则呈现群体失语的局面。有人对此给出了形象的比喻:这种教学模式, 上课是赶鸭子, 讲课是填鸭子, 考试则是烤鸭子。

因此, 我们应从研究性学习的理念出发, 根据“授人以渔”的教学目标, 强化对学生创新精神、创新意识和创新能力的培养, 创设思维活跃、畅所欲言的教学情景以营造创新氛围, 在教学形式上改教师主讲为师生互动, 改学生听讲为师生间平等的对话与探讨, 培育学生积极的思维习惯和探究问题的意识。为了实践这样的教学理念, 我校该课程采用以每位教师面对20至25名学生的小班化教学方式。我在授课中, 为了使学生在学习过程中拥有一个发现问题、提出问题和解决问题的宽松环境, 提供研究问题的时间和空间, 激发学习兴趣和创新欲望, 将全班学生分为6个小组, 每组通过课后的自我讨论, 针对技术专题中的感兴趣的具体技术, 确定组内的明确分工, 分头查阅资料、参考书、网络搜索、企业调研等收集信息, 结合课堂讲授, 形成对具体技术发展脉络的认识, 撰写包括专题技术研究背景、研究思路、主要技术方法、主要成果和发展方向的研究报告, 课堂抽出专门的时间由各小组进行汇报讲解, 其他同学和任课教师进行提问互动。这种研究性学习的过程以小组协作方式开展, 小组成员分工由学生自行决定, 采用平等互助的原则, 注重集体智慧的发挥。这就要求小组成员集思广益, 互帮互学, 全面有效地提出、分析、解决问题, 准确、深刻地理解与掌握知识与实践技能, 同时培养团队意识和合作精神。

2.2.4 课程考核

传统的考核评价是课程管理的一种重要手段, 一般以筛选作为终极目的, 以考核、测定学习者掌握了多少知识为主要内容, 把学习者作为被评价的课题, 而使测验、考试这类评定手段变成了评价的主题。为达成将研究性学习理念贯穿于《机械加工新发展》课程的目标, 我采用了形成性评价的方式, 注重对学生学习过程的评价和在过程中的评价, 将对知识掌握的评价转化为对学生进行研究性学习的评价。

考核的内容包括: (1) 参与课程的态度:主要通过课堂纪律和小组活动中的表现来判断, 如是否认真完成自己承担的任务, 是否有适当的见解或建议, 等等; (2) 口头报告:通过课堂互动过程中的发言, 小组汇报过程中的口头发言, 等等; (3) 研究报告的质量:关注的不是研究报告学术水平的高低, 而是在研究报告中所体现的收集信息、处理信息、提出问题、分析问题、解决问题过程信息。

课程考核评价目的不是为了排队, 而是为了促进发展, 让学生体会自主研究学习过程比简单获取答案, 培养能力比被动接受知识更重要的学习理念。注意评价与指导相结合, 及时将平时的评价结果反馈学生, 多从肯定、鼓励、引导学生的角度营造出有利于学生学习成长的教育环境, 使学习过程成为学生展现个性, 发挥潜质的大舞台。

3. 结语

在《机械加工新发展》课程中践行研究性学习理念是一个循序渐进的过程, 它涉及教学思想转变、教学内容整合、教学形式和课程考核改革等多方面的内容, 是一个长期而复杂的过程。虽然我采用的一些措施和手段是该门课程在研究性学习改革中迈出的一小步, 但已受到课程班同学的好评, 学生的学习兴趣普遍提高, 创新意识有所激发, 对考核过程和提交的课程报告的分析表明, 完全达到了该门课程的培养要求, 取得了预期的效果。相信, 研究性教学理念的深入和发展, 必将为本门课程注入新的生机与活力。

摘要：研究性学习作为一种教学理念, 其实施有助于培养大学生的探究精神和创新能力。本文介绍了在《机械加工新发展》课程中实践研究性学习理念的教学方法, 着重探讨了在教学目的、教学内容、教学形式和课程考核中的具体措施。通过研究性教学理念的实施, 学生学习兴趣普遍提高, 创新意识得到激发, 达到了预期的效果。

关键词：研究性学习理念,《机械加工新发展》,教学实践

参考文献

[1]周光礼, 朱家德.重建教学:我国“研究性学习”三十年述评.高等工程教育研究, 2009, 2:39-49.

[2]谢秉知.积极推动研究性教学提高大学生创新能力.中国大学教学, 2006, 2:21-23.

[3]张金磊.研究性学习及其在研究性大学实践[硕士论文].华中科技大学, 2006.

[4]高成慧.研究性学习在机械基础课程教学中的应用研究.襄樊学院学报, 2009, Vol30, (2) :62-64, 69.

木材加工技术的新发展 篇2

传接球技术新发展

文章来源：我的网站 发布时间：2009-12-02 01:01:32 阅读：601次

传接球技术新发展

传球技术包括：

传接球是篮球比赛中进攻队员有目的地转移球的方法。

原地双手和单手传球；行进间双手和单手传球；跳起单手和双手传球。

接球技术包括：

双手接胸部高度的球；双手接头部高度的球，双手接低于腰部的球；双手接反弹球；双手接地滚球；单手接球。

现代篮球运动传接球发展趋势是：

传球的方式大多数采用双手的胸前传球，单、双手头上传球，以及反弹和背后传球等等。传球的机会、球的落点准确。能够及时抓住战机传球给同伴，利用头、眼睛、脸的表情和身体和虚晃，脚步的移动来引诱和迷惑对方的防守。

在比赛中经常采用跳起投篮变传球给篮下队员，篮下队员直接在空中接球扣篮。接球时有很强的战术意识。

能够在瞬间判断出持球的同伴和对方防守的意图，摆脱对方防守用抢球的方式去接球，或者为自己的同伴创造机会去接球，从而创造更多更好的进攻时机。传接球技术教学目标与技术规格

(一)教学目标

通过传接球技术的教学与训练，使学生掌握传、接球技术的基本理论知识；较熟练地掌握传、接球动作技术；达到传接球技术规格要求；学会和掌握传接球技术教学方法和练习手段，并能够将所学的知识运用到教学实践中。

(二)几种传球技术规格

1、双手胸前传球技术规格

(1)拇指呈八字，自然垂肘于体侧，置球于胸前。

(2)用抖腕、手指弹拨发力，球向后旋转，由指尖传出。

(3)上、下肢及全身动作协调配合，传球落点准。

2、双手反弹传球技术规格

(1)双手掌心向下，拇指呈八字，置球于胸腹之间。

(2)用手指、手腕弹拨发力，球从指尖传出，并使球向后旋转。

(3)反弹点落于离接球队员三分之一处。

(4)反弹高度于腰膝之间。

3、单手肩上传球

(1)手指自然分开，掌心空出，托球后下部置球于肩上。

(2)转腰肩，带肘部，向前挥摆，伸臂抖腕手指用力拨球传出。

(3)全身动作协调配合，传球落点准。

(三)接球技术规格

(1)手指张开成勺形，对准来球方向，伸臂迎球。

(2)指端接触球后，顺势后引，用手指、手腕控制好球。

(3)两手握球，保持身体平衡，及时做下一个进攻动作。传接球技术教学重点与难点

(一)教学重点

传接球技术教学重点：

以掌握双手胸前传球，单手肩上传球和双手接胸部高度球为重点。

(二)教学难点

传接球技术教学难点：

传接球的手法和手脚动作的协调配合。传接球技术教学方法

(一)双手胸前传球的教学方法

1、原地模仿练习

目的：

徒手体会原地双手胸前传球的出球手法。

方法：

学生成两列横队，左右前后间隔2米。学生随教师的口令做双手胸前传球的徒手练习。

要求：

身体直立，腿不动，重点体会上肢出球手法。

2、原地持球翻腕练习

目的：

体会原地双手胸前传球的翻腕动作。

方法：

两人一组，一人持球做翻腕动作，另一人扶球帮助练习体会动作。

要求：

身体直立，两腿不动，重点体会持球翻腕动作。

3、原地对墙传球练习

目的：体会原地双手胸前传球的手法。

方法：学生每人一个球，面对墙1.5～2.5米的距离进行原地双手胸前传球练习。

要求：身体稍前倾，重点体会伸臂翻腕拨指动作。

4、原地自抛自接球练习

目的：体会原地持球动作。

方法：每人一球，双手持球前平举，将球上抛1.5米左右，然后接球，检查持球手型是否正确。

要求：两脚平行开立，身体直立，接球时手臂伸直。检查持球方法是否正确。

5、原地传接球练习

目的：体会原地双手胸前传球完整动作。

方法：两人一组一球，面对面相距3～4米，做原地双手胸前传球练习。

要求：上下肢动作协调配合，传球手法准确。

6、原地三角、四角传球练习

目的：体会原地双手胸前传球完整动作。

方法：学生成三至五人一组站成近似等边三角形或正方形，相距4～米按顺时针或逆时针方向依次传球。

要求：接传球动作连贯，上下肢动作配合协调。

7、迎面跑动传接球练习

目的：体会双手胸前传接球技术动作。养成传球后迅速起动的习惯。

方法：学生6～8人一组，分成两纵队站立，距离4～6米，相互传球后跑至对方排尾。

要求：传球手法准确，动作协调，传球后要迅速起动。

8、全场二人跑动传接球练习

目的：体会在行进间双手胸前传球的完整动作技术。

方法：两人一组一球，相距3～5米，进行全场传球接球练习。

要求：采用侧身跑进行传接球，传球手法准确，全身动作协调配合。

(二)双手头上传球的教学方法

1、原地模仿练习

目的：徒手体会原地双手头上传球的出球手法。

方法：学生成两列横队，前后左右间隔2米。学生随教师的口令做双手头上传球徒手练习。

要求：下肢不动，重点体会上肢出球手法，建立动作概念。

2、原地对墙传球练习

目的：体会原地双手头上传球出球动作。

方法：学生每人一球，面对墙2～3米的距离进行原地双手头上传球练习。

要求：腰腿不动，重点体会原地挥臂扣腕拨指动作。

3、原地传接球练习

目的：体会双手头上传球的完整技术动作。

方法：二人一组一球，面对面相距4～5米，做原地双手头上传球练习。

要求：上下肢协调配合，传球手法准确。

4、扇形原地传球练习

目的：体会双手头上传球，全身动作协调配合及传球手法。

方法：学生四人一组一球，一人持球，另三人站成扇形，进行传接球练习，传到一定次数后，然后依次交换。

要求：传球动作连贯，上下肢配合协调。

5、原地五角传球练习

目的：体会双手头上传球完整技术动作。

方法：学生五人一组一球，站成五角形，相距4～6米。按顺时针或逆时针方向隔人依次传球。

要求：接传球动作衔接要连贯，用眼睛的余光观察传、接球者的情况。

6、传接球投篮练习

目的：体会双手头上传球的出球手法与投篮动作的结合。

方法：将学生分成两组，每组7-8人在中线与边线的交接处站立，其中一组每人一球，用双手头上传球传至另一组排头，然后切入篮下，另一人接球用双手头上传球回传，然后接球投篮，两人交换依次进行。

要求：传接球要及时准确到位。手脚配合要协调，接球与投篮衔接要熟练。

(三)双手反弹传球教学方法

目的：体会双手反弹传球出球手法。

方法：学生成两列横队，前后左右间隔2米，随教师口令做徒手模仿练习。

要求：两脚不动，重点体会双手反弹传球出球手法，建立正确的动作概念。

2、原地对墙传球练习

目的：体会双手反弹传球翻腕拨指动作。

方法：学生每人一球，距离墙2～3米进行传接球练习。

要求：传球速度由慢到快，动作准确协调。

3、原地传球练习

目的：体会双手反弹传球上下肢协调配合及落点。

方法：学生两人一组一球，相距3～5米，做双手反弹传球练习。

要求：传接球动作协调连贯，传球落点要准。

4、传接球跑动练习

目的：体会双手反弹传球的完整技术动作。

方法：学生6～8人一组一球，另一组不拿球，两组相对进行双手反弹传球练习，传球后跑至对方排尾。

要求：传球的力量要柔和，接传球时不得走步。传球后起动迅速。

5、二人传球一人防守练习

目的：体会在有防守的情况下，运用双手反弹传球动作技术。

方法：学生三人一组一球，二人进行双手反弹传球，一人进行防守练习，练习一定时间后，进行交换。

要求：防守者积极挥臂封堵传球，传球者要用假动作迷惑对方，迅速传球。

(四)单手肩上、单手胸前、单手体侧传球的教学方法

1、原地模仿练习

目的：体会单手肩上、胸前及体侧传球的出球手法。

方法：学生两列横队，前后左右间隔2米，随教师口令做徒手练习。

要求：徒手传球动作由慢到快，重点体会出球手法。

2、原地传接球练习

目的，体会单手肩上、胸前及体侧传球的人身动作协调配合及出球手法。

方法：两人一组一球，相对间距3～5米，进行单手肩上、单手胸前及单手体侧传球练习。

要求：传接球动作连贯准确，手脚配合要协调。

3、四角传球练习

目的：体会单手肩上、胸前及体侧传球的完整动作。

方法：将学生分成人数相等的四组，成四角形站位进行传接球练习。传球后跑至接球组排尾。可采用顺时针或逆时针进行练习。

要求：传接球动作要连贯，传球人准确，不得走步。

4、全场传接球练习

目的：体会行进间单手肩上传球，单手胸前传球的完整动作技术。

方法：学生两人一组一球，用单手肩上或单手胸前传球进行全场传接球练习。

要求：传接球时要侧身，手脚配合要协调，传接球动作要连贯，不能走步。

5、全场传接球投篮练习

目的：体会在行进间单手肩上、胸前、体侧传球的出球手法及与投篮动作的结合。

方法：学生三人一组一球，后半场传接球，进入前场，两侧队员切入篮下接球投篮。

要求：传接球时手法要准确，全身动作配合要协调，不能走步。

6、传接球加防守练习

目的：体会在有防守的情况下，运用单手肩上、单手胸前、单手体侧传球动作技术。

方法：学生五人一组一球，三人传球，两人防守，进行传接球练习，练习一定时间后进行交换。

要求：传球者要用眼睛的余光观察防守者的情况，传球要准确及时到位。

(五)单手反弹传球的教学方法

1、原地模仿练习

目的：体会单手反弹传球出球手法。

方法：学生成两列横队，前后左右间隔2米，随教师口令做徒手练习。

要求：徒手传球动作由慢到快，重点体会出球手法。

2、原地对墙传球练习

目的：体会单手反弹传球全身动作协调配合及球的落点。

方法：学生每人一球，面对墙壁1.5～2.5米进行单手反弹传球练习。

要求：传接球动作连贯协调，传球要准确，注意传球落点。

3、原地传接球练习

目的：体会单手反弹传球的完整技术动作。

方法：两人一组一球，相距3～5米，进行原地单手反弹传球练习。

要求：手脚配合要协调，传球要准确。

4、传接球投篮练习

目的：体会单手反弹传球的出球手法与投篮动作的结合。

方法：学生成两路纵队，拿球一队在中线与边线的交接处，不拿球一队在罚球线延长线边线站好。持球者用单手反弹传球后，迅速切至篮下接同伴的单手反弹回传球后投篮，抢到篮板球后，两人交换位置。

要求：传球要及时准确到位，接球投篮动作衔接连贯。

5、两人传球，一人防守练习

目的：体会在有防守的情况下，运用单手反弹传球动作技术，提高运用能力。

方法：学生三人一球，两人做单手反弹传球，一人进行防守练习，练习一定时间后进行交换。

要求：传球者要捕捉战机及时传球，传球要准确到位。防守者要积极封堵。

(六)单手背后传球的教学方法

1、原地模仿练习

目的：体会单手背后传球的出球手法。

方法：学生两列横队，前后左右间距2米，随教师口令作徒手模仿练习。

要求：身体侧对传球方向，扣腕拨指动作要准确协调。

2、原地持球扣腕练习

目的：体会单手背后传球的出球手法。

方法：学生两人一组一球，一人做单手背后出球扣腕练习，一人扶球帮助练习，体会动作。

3、原地传接球练习

目的：体会单手背后传球的完整技术动作。

方法：学生两人一组一球，距离3～5米，进行单手背后传球练习。

要求：传球动作由慢到快，手指手腕要控制好球，注意传球的方向和落点。

4、三角传球练习

目的：体会单手背后传球的完整技术动作。

方法：学生三人一组一球，距离3～5米，进行单手背后传接球练习。

要求：传球动作准确连贯，手脚配合要协调。

5、传接球投篮练习

目的：体会单手背后传球动作与投篮动作的结合。

方法：学生分成两组，一组持球在中线与边线交接处站立，另一组不持球在罚球线延长线站立，持球者用单手背后回传球进行投篮，然后两人交换。

要求：传接球动作准确协调，传球必须注意落点准确到位。

(七)传接球技术综合练习方法

1、全场跑动传、接球练习

目的：体会在行进间双手或单手传接球出球手法。

方法：分成两组，○组做跑动传球，△组做定位传球。○组做四遍后与△组交换。

要求：奔跑速度要快，传、接球要快速、准确，步法要协调。

2、全场侧身弧线跑传、接球练习

目的：体会在行进间单手或双手传接球的完整动作技术。

方法：找三人做固定位置传接球，其它人每人一球做侧身及弧线跑传接球练习。

要求：传、接球要快速，动作要连贯，准确，上下肢要配合协调。

3、全场两人跑动传接球投篮练习

目的：体会在行进间双手或单手传接球的完整动作技术，提高运用能力。

方法：④传给球⑤后，立即起动向前跑接⑤的传球，⑤传球给④后，立即起动向前跑接④的传接。直接到对面篮下投篮。当第一组传球投篮后，第二组开始练习

要求：传接球动作要连贯，出球要快，手脚动作配合协调，不得走步，传球要做到以球领人。

4、全场传切投篮练习

目的：体会在行进间双手或单手传接球与投篮技术的结合。

方法：①在端线掷界外球，②摆脱防守后接应①的球后回传给①，①立即传给在中线策应的③然后切入篮下接③回传球投篮。依次进行练习。

要求：传接球动作准确协调，传球要到位，落点要准确。投篮动作衔接协调。

5、四角传接练习

目的：体会在行进间双手或单手传接球全身动作协调配合，提高学生传接球运用能力。

方法：④传球给跑上来的⑦，然后迅速跑向⑤的前方；⑦传球给⑤以后，立即跑到④的排尾；④接⑤的传球后，在跑动中传给⑥，自己跑到⑤的排尾；⑤传球给④后，跑向对面罚球区接⑥的传球，并在跑动中传给⑦，然后跑到⑥的排尾；依次进行练习。

要求：斜插时起动要突然，要侧身接球，传球要快速、有力、到位，并传到接球人身前一步左右的胸部高度。传球后要明显加速。

6、三人直线跑动传接球练习

目的：体会在跑动中传接球的出球手法，提高学生运用能力。

方法：三人一组一球，中间人拿球向两边自己同伴传球，然后接回传球，依次进行。

要求：传球要快，保持三角队形，中间慢，两边快，两边传球后要加速跑。传球要到位，以球领人。始终要做斜线传球，用眼睛的余光进行观察。

7、全场三人围绕传接球练习

目的：体会在行进间双手或单手传接球出球手法和全身协调配合。

方法：传球人始终从接球人身后绕切至前面接球。依次进行练习。

要求：传球后绕切要加速，要控制好身体重心，使传球连贯。最后接近篮下时，要分散成三角队形，要以球领人。

8、全场三人插上传接球投篮练习

目的：提高学生全场行进间双手或单手传接球运用能力和传接球的准确性。

方法：三人一组一球，中间人拿球传给插上队员，然后跑向另一侧，另一侧队员插上接球，传至篮下队员进行投篮。

要求：三人配合要熟练，传球人准确到位，插上队员要及时，要以球领人。

9、三人交叉换位插上运、传、投练习

目的：体会在行进间双手或单手传接球与运投技术的结合。

方法：②接③传球，运球传给①，①运球传给③，③可分别传给切入篮下①或②投篮，依次进行。

要求：三人配合要熟练，路线和传球落点要准，起动速度要快。

10、全场弧线插上传接球练习目的：提高学生双手或单手传接球运用能力和熟练程度。

方法：④、⑦不拿球，其余每人一球。①和10先同时把球传给中线的④和⑦，然后①沿着圆圈弧线插上接⑦的传球，10沿圆圈弧线插上接④的传球。①接球后再传给④；10接球后，再把球传给⑦。接着，①沿中圈弧线插上接⑦的传球，排在⑥的后面。10沿中圈弧线插上接④的传球，排在⑨的后面。然后，④向异侧弧线插上接⑧的传球，排在12的后面。⑦也向异侧弧线插上接⑤的传球，排在③的后面。依次连续练习。

要求：传球准确到位，插上队员跑位及时接球要稳，要控制好身体重心。

11、三人抢篮板传接球投篮练习

目的：提高在行进间结合抢篮板球进行传接球的准确性和熟练程度。

方法：②抢篮板球后传给插上③然后快下，③再将球传给插上的①然后切入篮下。②和③接①的传球进行投篮，依次进行练习。

要求：抢到篮板球时要注意插上队员的位置迅速传球，传球的落点要准确，快下队员要侧身跑随时准备接球投篮。

12、全场长距离传球练习

目的：体会在行进间长距离传球力量和手法的运用。

方法：两人一组一球，一人将球抛向篮板，另一人抢篮板球传回快下，接同伴的长传球投篮，然后两人交换。

要求：抢篮板球后要沿边线快下，传球要快速有力落点要准。可用单手肩上传球或双手胸前传球传至篮下。

13、全场五人传接球投篮练习

目的：体会在行进间单手或双手传接球出球手法和全身动作协调配合。

方法：④向篮板抛球，当④接到篮板球传球给⑥，⑥传给⑤，⑤传给⑦，⑦再传给⑤，⑤传给⑧，⑧接球后投篮，其它人跟进抢篮板球。依次进行练习。

要求：五人配合要熟练，传球速度要快，动作要准确规范。

14、全场三人交叉运、传、投练习

目的：体会在行进间传接球与运球投篮技术的结合，提高学生传接球运用能力。

方法：④、⑥持球。开始时④向前运球，⑤斜插接④的传球后，向边线运球前进。④传球后立即向中间插上接⑥的传球，并向边线运球前进。④传球后立即向中间插上接⑥的传球，并向边线运球前进。最后④和⑥投篮，依次进行练习。

要求：传球准确到位，运球时要抬头观察场上情况，插上及时，配合熟练快速。

15、行进间两人传球越过防守练习

目的：体会在有防守的情况下进行传接球，提高学生传接球运用能力。

方法：④和⑤传球推进，防守队员只准在圆圈内进行封堵球。最后由⑤投篮然后两人交换。

要求：在传球推进时注意防守人和接球人的位置，传球要及时、准确、到位。

16、全场二攻一传接球练习

目的：体会在有防守的情况下，进行传接球，提高学生传接球运用能力。

方法：两人一组一球，在全场进行传接球，一人进行防守，然后交换。

要求：传球要隐蔽快速及时到位，防守要积极封断。

17、全场三攻二传接球投篮练习

目的：体会在有防守的情况下，进行传接球，提高学生传接球运用能力。

方法：三人一组传接球，两人进行防守，由中间人向两侧队员传接球，传至对方篮下投篮。

要求：进攻队员传球要到位，注意观察场上情况，防守队员开始可进行消极防守，逐渐进行积极防守，两防守队员不准换位。

18、全场三对三斜插传、接球投篮练习

目的：体会在对抗的情况下，进行传接球，提高学生传接球运用能力。

方法：④、⑥各持一球。⑤斜插，接④的传球后向边线运球。⑥向前运球，传给④后再向中间斜插，越过中线接⑤的传球后，继续运球推进，然后传向篮下④。篮下队员接到球或运球投篮，然后两组交换。

要求：运球中要注意观察斜插队员情况，传球要及时到位。传球后斜插起动要快，侧身接球。防守者可先做背手进行防守，逐渐过渡到积极防守，但不准换人防守。

19、全场五对五传接球投篮练习

目的：体会在对抗情况下进行传接球，提高学生传接球运用能力。

方法：全场五对五传接球投篮，进攻队员可采用各种传接球技术进行，投篮后抢篮板球继续进行练习，如投篮投中或抢到篮板球后，防守队员转入进攻。

要求：进攻队员配合要熟练，传接要到位，要跑开位置拉开层次，防守队员可采用先消极防守后做积极防守，进攻队员传球三次后可投篮，但不准运球。

20、全场五攻五守综合练习

目的：提高学生在有防守的条件下，进行传接球的运用能力。

方法：五人进攻五人防守，进行全场的攻防练习。

要求：进攻队不得运球和带球跑，球在个人手中停留时间超过3秒为违例，进攻队传接球三次以上方可投篮，攻守双方要积极主动，注意防守时不要犯规。传接球技术易犯错误及纠正方法

(1)接球时手形不正确，无缓冲动作。

纠正方法：

教师应进一步示范和讲解，提出以正确手型迎球，要求臂、肘关节放松，接球时顺势后引。可组织两人一组一球，一人单手举球或轻轻抛球，另一人以正确的手形去接球，借以帮助体会动作。或者采用在慢速传球中练习接球动作。

(2)持球手型不正确，掌心触球，传出的球无力量。

纠正方法：

组织学生观察教师的正确手型，可采用两人一组一人持一球互相推传练习(即传球模仿性练习)，帮助学生体会正确的持球和出手用力方向。

(3)双手持球或传球时，肘关节外张。

纠正方法：

教师首先讲清双手持球手型，说明肘关节外张是四指向上，手腕、手指过渡紧张所造成的。要求手腕、手指放松，肘关节自然下垂，可组织学生多做些模仿练习，帮助体会正确的动作。

(4)双手传球时用力不一致，传出的球侧旋，两手有交叉动作。

纠正方法：

可先采用两人一组做双手持球或不持球的传球模仿性练习，体会传球动作的连贯性和上肢下肢动作配合的协调性；然后采用两人一组(由慢到快，由近到远的)传球练习，或者采用持球对墙练习传球方法，体会出手动作和上下肢协调配合。特别要注意两手同时翻腕和拨指的动作。

(5)单手传球时臂肘外展，形成推铅球式传球和甩球。

纠正方法：

教师重复讲解，示范单手传球动作。可采用徒手模仿传球动作的练习，体会蹬地、转体、挥臂、甩腕的协调动作。或者采用两人一组一球相对传球动作练习，体会正确的动作。然后拉大传球的距离，提高传球技术运用能力。

(6)反弹传球时，用前臂甩球，球的击地点不准，全身动作配合不协调。

纠正方法：

教师要进一步讲解示范反弹传球的要点，可组织学生反复做平传球的练习。还可采用两人传球一人防守的练习，体会球的击地反弹点。使学生掌握正确的反弹传球动作技术。

(7)行进间传接球时，手与脚步动作配合不协调，腾空过高。

纠正方法：

教师在教学中，进一步讲解示范行进间传接球和手脚配合的方法，强调传接球时不要向上跳，要正常向前跑动，可采用在慢速中先传，接固定球的练习，然后再进行跑动中传接球的练习，使学生体会正确的动作，逐渐增加练习的准确程度，提高练习的速度和学生的运用能力。传接球技术教学与训练建议

(1)在传接球技术教学中，首先应使学生正确认识传接球技术的重要性。同时注意启发教育学生树立对传接球的责任感和集体主义观念，培养学生主动配合的意识和习惯。

(2)传、接球教学步骤应从原地开始，掌握动作规范，在掌握动作规范的基础上进行移动传、接球教学；再进行与其它技术相结合的练习；最后再进行有防守情况的练习，提高学生在实战中运用的能力。

(3)在教学过程中先教传平直球，再教传折线球，最后教传高吊球。并以三种传球路线交替进行练习，促使传接球手法的正确形成。

(4)在传、接球教学中，要重视传接球技术教学，传球要求及时、快速、隐蔽、准确；接球要求积极、认真、主动迎球。形成正确的接球手法，养成接球结束就是传球或其它进攻动作的开始的习惯。

(5)在传、接球教学中，着重加强对学生手腕手指的力量和灵活性的练习，提高控制球的能力，应组织弱手传、接球技术练习，发展提高弱手传接球技术，以适应篮球比赛的需要。

(6)在传、接球技术教学中，对学生完成的技术动作应及时作出评定，肯定优点，指出错误及其产生原因，并及时采取纠正错误动作的辅助性练习和练习方法。

美国微光技术新发展 篇3

采用无膜和薄膜像增强器

1997年末，美国开始在第3代像增强器基础上研制无膜和薄膜像增强器。新研制的“无膜”和“薄膜”管的一个主要优点是，可提高微光装置的分辨率，在环境光线非常微弱的条件下可增大探测距离。据报道，原来的装第3代管的步兵和飞行员夜视眼镜，只能提供“阴天星光”（指无月有云）条件下的观察能力，而装有新的第3代管的微光装置在阴天星光条件下也能够有效工作；另外，将无膜管装到AN/PVS-10微光瞄准镜中，对树丛中穿作战服的人员目标的发现距离可达到850m，而以前采用第3代管的AN/PVS-10微光瞄准镜，在同等条件下发现目标的距离为639m。

新型像增强器的另一个主要优点是可以在较强的光照条件下使用，这对直升机驾驶员和地面士兵非常重要。当士兵快速从黑暗的区域进入光照明亮的区域（或相反）时，可以不必把夜视眼镜从眼睛前面移开。

但是无膜管也存在一些缺点，一是灵敏度（信噪比、增益和亮度）会随使用时间推移而逐渐下降;二是制造成本高。因此在2001年4月，美军官员们经过再次考虑，没有将这种新的像增强器称作第4代管，而是称为无膜管或门控供电的增强第3代管。

2000年8月以后利顿公司已经向美国特种部队交付了超过900具装无膜管的AN/PVS-17夜视瞄准镜。2001年6月，美国海军陆战队与利顿公司签订了 7 000具AN/PVS-17的合同，总价值3 500万美元。

从2001年4月以来，ITT公司已经交付约1 000具装薄膜“顶峰”管的AN/PVS-7和AN/PVS-14地面用夜视眼镜。AN/PVS-14是一种单目夜视眼镜，供陆军班排长使用。美国海岸警卫队也为他们的飞行员夜视眼镜配装了“顶峰”管。

研制紧凑型高性能微光装置

美国积极致力于微光装置的研制，力求缩小体积、减轻质量、增大视场、提高分辨率（增大观察距离）、降低成本。除前述AN/PVS-17小型微光瞄准镜已装备美军外，近期美国已经完成或正在实施的项目主要有：

增强型夜视眼镜（ENVG）计划

装在头盔上的PVS-7翻转下来使用时，其质心在士兵脸的前面。当士兵俯伏在地面时，他们必须调整眼镜位置才能用武器射击。美国陆军步兵中心提出需要一种比现用的PVS-7双目夜视眼镜更小且使用更方便的夜视眼镜。为此，美国陆军夜视/侦察、监视和捕捉目标办公室（NV/RSTA）正在实施一项名为增强型夜视眼镜（ENVG）的计划，以满足这一需求。ENVG将是一种外形比较小的装在头盔上的装置，佩戴上它，不会影响单兵的动作。ITT/雷西昂公司组成的团队和其他竞争者在 2002年1月交付了ENVG技术演示型样机，2002年5月在本宁堡进行用户评审。系统研制和演示计划在2003财年末或2004财年初开始，大约在两年之后开始生产。

AN/PVS-21夜视眼镜

俄亥俄州一家特种技术服务公司生产出一种外形较小的双目夜视眼镜—— AN/PVS-21，已交付美国特种部队使用。它采用获得专利的折叠光学系统，2 个像增强管垂直放置而不是水平放置，每一个像管的物镜放在面颊的两边。经放大的图像直接传送到使用者眼前。

PVS-21体积小，全长小于80mm，质量只有760g，质心较低，减轻了颈部负担。PVS-21已经成功地通过了跳伞试验，无论高海拔还是低海拔，无论强制开伞拉绳还是自由降落，都可以在整个跳伞过程中将眼镜戴在眼睛前面。 PVS-21还具有独特的“通视”能力，士兵或直升机驾驶员可以同时用直视光学系统和像增强通道观看前面的景物，两种图像叠加在一起。这时的水平视场为 165°，垂直视场为90°，用像增强系统观察的视场为40°。

▲美国陆军的ANVG装有一个微型非致冷热成像摄像仪,来自该摄像仪的图像被叠加到像增强图像的中央

▲美国陆军的ANVG采用ITT公司的4个新型16mm管，水平视场达到100°

先进夜视眼镜（ANVG）技术演示计划

这项计划的主要要求是分辨率比现装备系统提高50%以上。ANVG采用4 个新型16mm管，水平视场达到100°。ANVG将用于山地（包括空降）部队和下车作战部队。用于地面作战的ANVG计划将在2004财年进入系统研制和演示阶段。

▲探测器融合技术是将不同方式收到的图像加以叠加。上图为像增强通道的输出图像，中图为红外探测器的输出图像，下图为融合后的图像。

开发像融合技术

随着像增强装置在世界各国军队的使用，“拥有夜晚”的能力不再是美国陆军的专利。这就导致美国陆军的一些机构寻求能够占据优势的途径，例如将来自不同类型探测器的输入信号融合。这种方法既可以利用不同技术的优点，同时又可以使其缺点弱化或消除。

ITT公司和雷西昂公司已签订了战略使用协议，他们将合作开发夜视探测器融合（night-vi sion sensor fusion)技术。

最简单的融合方法是用光学的方法将来自小型热成像仪的图像叠加到来自传统直视夜视单目镜的图像上，两种图像经过光束汇合器输出。这种方法比较简单且经济，特别适合步兵头戴系统。缺点是在现场边缘叠加不匹配，需要使用复杂的光学通道，并要人工调整相对亮度。

第二种方法叫做“添加”或“A+B”融合，是将来自热成像摄像仪和像增强摄像仪的图像用电子方法“相加”，得到的图像在单一视频显示器上显示。这是一种模拟法，耗能较少，但仍然存在不匹配问题。

第三种途径是完全数字融合，即将来自两种视频摄像仪的图像在逐个像素的基础上混合。数字融合方法可以提供高分辨率和低畸变，但是需要较高功率。

ITT和雷西昂公司当前的主要目标是，满足美国陆军对ENVG的需求， ENVG将取代PVS-7夜视眼镜，用于包括城区作战在内的战斗和战斗支援。它要求像增强通道的观察距离大于160m，视场最小40°，非制冷热像仪的观察距离超过175m，采用融合方法将两个通道的图像融合。

恩沃斯罗普·格鲁曼公司按照与美国陆军夜视和电子探测器局签订的合同，已经开展“下车像融合系统”的研究工作，该系统可以在波长400～ 3500nm的范围内工作。

此外,该公司还正在研制数字像融合武器/观察瞄准镜(DIF/OS-5)。该公司称,这是第一种采用真正数字像融合技术的、能够实用的装置。DIF/OS- 5长340mm,宽160mm,质量7.3kg。普通型（倍率为5倍）的视场为6.6°。其体积和AN/TAS-5班组武器瞄准镜差不多,并将取代AN/TAS-5。目前有数千具AN/TAS-5在美国陆军、海军陆战队和大约20个国家的军队中服役。

英赛特（Insight）技术公司正在按照与美国特种作战司令部的一项为期 10个月的合同研制两套融合眼镜系统（FGS)，该合同于2001年1月签订，合同价值1 200万美元。FGS将使操作者借助同一目镜观看来自两个探测器的输出图像，并能控制输出内容，从两者的100%改变到两者的任意组合。FGS将取代ITT公司的F5050“海盗”装置和恩沃斯罗普·格鲁曼公司的AN/PVS- 15潜水双目微光镜。它可用于发现、识别和确认目标，也可作为跳伞时的导航辅助装置。◆

紫外探测技术的新发展 篇4

紫外和红外探测技术几乎同时产生于50年代,由于紫外探测器件灵敏度低,一直未能应用,而红外探测技术发展较快。直到90年代,日本开发出雪崩倍增靶摄像管,使得紫外摄像器件有较高的灵敏度和合适的光谱范围,紫外探测才得到广泛关注[1,2]。紫外探测技术以其独特优势在通信、预警和制导方面得到广泛的应用。由于紫外线的日盲特性和大气层中良好的传播特性,可飞越障碍物而实现非视线(NLOS)通信,具有低窃听率,高抗干扰性和全天候工作等优点,是一种具有很大发展潜力的新型通信方式[2]。紫外预警利用“日盲区”来探测导弹的火焰与羽烟,在背景洁净的日盲区,导弹羽烟的紫外辐射很容易被检测出来。由于避开了最强的太阳辐射背景,信息处理负担明显减轻,虚警率很低,与红外预警相比,不需要低温冷却,体积小、重量轻、响应快[1,2]。

1 紫外探测器的发展

1.1 真空型紫外探测器

早期真空型紫外探测器以光电倍增管(PMT)为代表,PMT是一种光电子发射型检测器,二次发射增益可达到104,对单个光子能够响应,具有极高的响应速度,可实现微弱信号探测[3]。目前PMT有专用“日盲”型的紫外PMT,日本滨松公司生产的改进型日盲紫外PMT R2078在“日盲”区外量子效率下降约50%,灵敏度是日盲区的1%,相差约2个数量级,比较适宜紫外光通信系统使用[2]。PMT只是概略探测紫外辐射源方位,不能成像,只能判断光谱信息来确定目标[2,3,4]。带有微通道板的光电倍增管———通道光电倍增管(CPM)是一种较新的紫外光电倍增管,不但探测灵敏度和角分辨率高,而且能成像,光电阴极以MCP为基底的CPM性能更好。

CPM采用双近贴式管型时,以输入窗为光电阴极基底,如图1所示。光电阴极(光电阴极镀在输入窗)和MCP近贴,距离为0.1~0.3mm,MCP又与荧光屏近贴,距离为0.5mm左右。由装架环和陶瓷管封接起来,工艺上很难实现,其间加有大于100V的电压,易引起场致发射;此时发射方式多为透射式,量子效率低[5,6]。

以MCP为基底,光电阴极直接镀到MCP的输入面,则输入窗和MCP间的距离要求不很严格,只需MCP的输出面与荧光屏近贴,光电子弥散就会减小,图像质量好。该器件发射模式为反射式,量子效率高,光电阴极前加一栅网,加电压后在其间形成一匀强电场,发射的光电子几乎都能进入通道而倍增,如图2所示。另外,输入窗可采用Mg F2材料做成透镜,光电阴极处于透镜的焦平面上,可以大大提高光电阴极的量子效率[5,6]。因此,以MCP为基底的通道光电倍增管成为发展趋势。

CPM具有响应速度快,抗磁场干扰能力强,电路简单,体积小,质量轻等特点[3,4,5,6]。采用像增强器作为核心探测器,虽然识别能力和探测灵敏度有所提高,但仍离不开高压电源[5,6,7,8]。像增强型CCD改进成背照式CCD(BCCD)后,就可消除这一缺陷,而且成像环节简化,灵敏度更高[7,8]。

一般CCD感光时,入射光是从MOS结构的正面进入,正面由于带有复杂的金属电极,反射较大。而背照式CCD(BCCD)刚好相反,光由CCD背面的单晶硅层入射,避免了金属电极对光的强反射,故能获得较高的量子效率,如图3所示,可见,无论感光灵敏度还是光谱响应宽度,背照式CCD都比前照式CCD要高要宽[8]。

像增强型CCD(ICCD)的成像过程为“光子-光生电子-倍增电子-光子-电子”,如图4所示,显然过多的成像环节会使图像质量逐渐恶化:MCP倍增使噪声被引入图像;光学元件的损耗及弥散会使ICCD的MTF(调制传递函数)进一步下降[8]。背照式CCD(EBCCD)去掉荧光屏、MCP和光学耦合器件,减少了ICCD中的图像传输链,成为“光子-光生电子-电子”链。当光生电子轰击减薄式CCD的背面时,产生电子-空穴对,电子得到增益。由于电子轰击半导体的噪声要远远低于MCP倍增的噪声,它的信噪比更高[8]。背照CCD通常要有足够薄的衬底,使得弱光信号能从CCD背面直接注入到芯片有源区,这样不但大大提高CCD的量子效率,而且对波长从10~1000nm的光子以及高能带电粒子都很灵敏[7,8]。

EBCCD的优点是增益高、空间分辨力强、噪声低,理论上甚至可以探测到单个光子,但是制作工艺复杂[7]。

1.2 固体紫外探测器

固体紫外探测器主要有紫外增强型硅光电二极管、二极管探测器、Si C紫外探测器和金刚石紫外探测器、紫外CCD等,其中基于Al Ga N的紫外探测器发展迅速,逐渐成为紫外预警探测器件的主流[9]。氮化镓基(Ga N Based)材料是指元素周期表中的III族元素铝、镓、铟和V族元素氮形成的化合物(Ga N、Al N、In N)以及由它们组成的多元合金(In Ga N、Al Ga N等)。其典型结构如图5所示[9]。

纤锌矿结构的III-V族材料是直接带隙材料。随着合金组分的改变,其禁带宽度可以连续变[17]。对于铝镓氮材料,其禁带宽度可以从Ga N的3.4e V连续变化到Al N的6.2e V,理论上讲,利用这种材料研制的本征型紫外探测器的截止波长可以连续地从365nm变化到200 nm。根据经验公式估算:日盲型紫外探测器AlxGa1-xN材料的组分x需要达到40%以上,即所谓的高铝组分Al Ga N材料[9]。

目前,制备高铝组分Al Ga N材料虽然取得阶段性进展,但还面临许多困难[9],特别是制备具有器件结构的材料难度较大:其一缺少晶格匹配的衬底,使薄膜中存在大量缺陷,各种反应过程复杂且难控制;其二随着Al摩尔比率的增加,掺杂的激活效率变低。

紫外CCD是硅CCD减薄后,靠荧光物质将紫外光耦合进器件的,它可使器件具有从近紫外到远紫外波段摄像的能力[9,10]。1997年美国国家航空航天局研制成功新颖的256×256像元Ga N基紫外CCD,它是把Ga N紫外探测器与硅CCD多路传输器通过铟柱倒装互连而成的混合式紫外CCD[10]。由于Ga N材料在365nm波段具有很尖的响应,因而降低了对滤波器的要求,使得Ga N基的光探测器具有日盲特性。美国北卡莱罗林纳大学Schetzina教授领导的研究小组报导的Ga N基可见光电二极管在零偏压下的响应度达到0.21A/W(工作波长356nm),相当于量子效率82%,探测率D*值为6.1x1013cm Hz1/2/W[9]。在传统CCD移位寄存器的末端和输出放大器之间插入电子倍增器,即可获得电子倍增CCD(EMCCD)[8],EMCCD在信号读出时,通过相对的高压,将信号逐步放大,提高灵敏度。因此EMCCD最大的优点就是具有非常高的灵敏度,适合微弱信号的探测。L3Vision系列CCD芯片是英国E2V公司最新的EMCCD产品。芯片采用最先进的片上电子倍增技术,在有效放大信号的同时保证了高水平的信噪比和一定的信号输出速率。EMCCD技术是目前CCD行业最先进、应用前景广泛的技术。

固体紫外探测器虽然灵敏度高,体积小,功耗小,但制作工艺的复杂性和性能的稳定性是攻克的难点[7]。

2 紫外探测新动向

2.1 面阵探测器是光电器件的发展方向之一

大规模、多波段集成的成像探测器件是简化应用系统、提高系统性能的重要手段之一。Ga N基紫外面阵探测器主要是朝着大规模日盲型发展,目前均采用与红外焦平面类似的工艺,将背照射Ga N基光电二极管阵列与硅CCD读出电路,通过铟柱互连方式得到紫外焦平面器件。1999年美国Nitronex公司与北卡罗来那大学、Honeywell技术中心以及美国夜视实验室成功地实现了基于Ga N/Al Ga N pin型背照射32×32列阵焦平面探测器数字照相机,响应波段为320~365 nm,峰值响应率达到0.2 A/W(358 nm),内部量子效率达到80%,理论峰值探测率达到6.1×1013 cm Hz1/2/W。2000年他们成功展示了128×128紫外焦平面探测器数字照相机,响应波长在320~365 nm。2002年该小组又研制出320×256日盲紫外探测器,但只有部分像元能够有效成像,且质量较差,主要原因可能是高质量的高铝组分的Al Ga N材料制备困难[9]。2005年美国西北大学也报道了日盲型320×256紫外焦平面探测器,给出了较清晰的图像,但是没有器件性能的详细描述[10]。由于制备高质量的高Al组分的Al Ga N材料工艺还有待于不断探索,阵列成像的质量还待于改进。

2.2 变相紫外CCD

由于硅在200~400nm波段的吸收深度小,因此在紫外波段成像比较困难,目前此问题有了突破性进展,Photometrics公司在正面照射的CCD上加一层薄发光转换涂料,该涂层能把紫外辐射转换成普通CCD能够响应的中等波长的可见光而不需要对硅本身作专门的处理,在200~400nm的波段内可达20%的量子效率[10]。如再经过适当背面注入处理,涂上抗反射层,则具有深耗尽层的背照式CCD可达50%以上的量子效率[7]。

ARP公司与CEA公司合作,研制出一种称为ANIMATERV3X的数字成像系统,采用512×512元的高分辨率传感器,该传感器为背照式薄型CCD,其响应波段可延伸至短紫外和软X射线区,入射光直接照在CCD器件上,产生的信息经数字化处理后,通过光纤传送给接口卡。ANIMATERV3X的最大优点是能够在紫外和X光波段内成像[10]。

2.3 紫外数字照相机

美国科学家发明了可感应紫外光的数字照相机。一般数字照相机只能“看见”可见光,对许多物体(如星球、生化武器)发出的紫外光是看不到的。物理学家Jan F.Schetzina表示,这个发明对拓展数字照相机用途有良好的促进作用。它的特别之处是用Al Ga N化合物作感光物质,而不是传统的硅,这种照相机显然在军事上很有用[1,10]。

3 结束语

随着紫外探测技术不断发展,其应用范围也越来越广。紫外探测不但用于紫外告警、紫外通讯,而且在空间科学,环境监测和工业生产中有重要应用。用于空间探测的紫外望远镜,紫外星敏感器,用于灾害天气的预报,电晕放电检测,水质检测等。紫外/红外双光谱探测也称为未来发展的方,据报道,美国北约盟军1989年使用的尾剌对空导弹就采用这种红外/紫外双色制导技术,白天飞机反射的日光紫外波段功率很强,则用紫外波段跟踪目标。夜晚紫外波段辐射功率小于红外辐射,则自动切换成红外波段跟踪目标[1,2,10]。

摘要：介绍紫外探测技术的新发展。真空型紫外探测器以通道光电倍增管为代表,分析了以MCP为光电阴极基底,输入窗为透镜式的管子的特点;固体紫外探测器以GaN基紫外CCD为代表,把GaN紫外探测器与硅CCD多路传输器通过铟柱倒装互连而成的混合式紫外CCD。由于GaN基材料的禁带宽度与组分有关,光谱响应从200nm-365nm,在365nm(紫外光)波段具有很尖的截止响应特性,因而降低了对滤波器的要求,具有光谱响应特性好,灵敏度高,噪声小等优点。并对紫外探测的关键技术和发展动向做了初步分析,为紫外技术的进一步发展提供参考。

关键词：紫外探测技术,真空型紫外探测器,通道光电倍增管,固体紫外探测器

参考文献

[1]张忠廉,刘榴娣.紫外线技术在军事上的应用研究[J].光学技术,2000,Vol.26,No(4),289-293.

[2]李慧蕊.新型紫外探测器及其应用[J].光电子技术,2000,20,1:45-51.

[3]张宣妮,赵宝升.一种新型真空型紫外成像探测器[J].应用光学,2007,Vol.28,No(2),159-164.

[4]L.R.Canfield.J.Res.Natl Bureau standards(U.S)Far Ultraviolet Detector Standards,1998,92(2);97-112.

[5]张宣妮,鲁帆.紫外预警系统的发展[J].咸阳师范学院学报,2008,Vol.23,No(6),23-26.

[6]张宣妮,赵宝升等.以MCP为基底的CsI光电阴极的研究[J].咸阳师范学院学报,2007,Vol.22,No(6),22-25.

[7]戴丽英,刘德林,李慧蕊等.背照式电荷耦合器件的研制[J].光电子技术,2005,25(3):146-149.

[8]左舫,刘广荣,高稚允等.用于微光成像的BCCD,ICCD,EBCCD性能分析[J].北京理工大学学报,2002,22(1):109-112.

[9]Tut T,Yelboga T,Ulker E,et al,Solar-blind AlGaN-based p-i-n photodetectors with high breakdown voltage and detectivity[J],Appl.Phys.Lett.2008,92:103502.

沃尔玛：老技术 新发展 篇5

简单来说，RFID技术就是以电子标签代替目前的商品的识别基础——条形码。但是RFID更为先进的地方在于，与条形码需要被人工一次读取相比，RFID依靠一种非接触式的自动识别技术，就可以在瞬间自动读取大量信息。

RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间，其当时的功能是用于分辨出敌方飞机与己方飞机。到了上世纪70年代末期，美国政府将RFID技术转移到民间。

想像一下吧，当你的手推车里装满可乐、牙膏、薯片、婴儿用品，甚至是电视机走向收款台的时候，不再需要把这些商品挨个拿出来，通过收款台边上的感应器，你的账单就会清清楚楚地显示在屏幕上。

对于沃尔玛这样的超级零售商来说，RFID技术使得合理的产品库存控制和智能物流技术成为可能。借助电子标签，可以实现商品的运输、仓储、配送、上架、最终销售，甚至退货处理等环节进行实时监控。通过RFID技术，可以实时了解到货架情况并迅速补货，减少10%至30%的安全库存量，从而大大降低仓储成本。自动化程度的提高和差错率的降低，使整个供应链的管理显得透明而完美。

沃尔玛特意设立了一个由4个RFID专家组成的小组，这个数字现在已经扩展到8人，而整个RFID的布道者是沃尔玛的CIO兼执行副总裁Linda Dillman。尽管这项工作目前还遭受着来自各方面的挑战，但是这个在沃尔玛已经工作了的女性相信，这样的技术将有机会改变目前整个产业的面貌。

事实上，沃尔玛不乏追随者，世界各地的零售商们包括美国的Target、Albertsons和德国的麦德龙、英国最大的连锁超市集团Tesco都陆续宣布了自己的RFID计划。

而且，RFID技术的推广不单单只是零售商们获利。许多大型的IT公司也从这场运动中嗅到了商机，单是沃尔玛一家就准备投资30亿美元在此项目上，再加上紧随其后的零售商，以及必须配合零售商脚步而进行技术升级的供应商们，RFID的整体市场规模将在未来几年内取得巨大的扩张。SUN公司已经开始销售RFID产品的相关软件，其产品能够通过检测设备读取RFID芯片信息，并且通过数据库将这些信息同供应链中的合作伙伴共同使用。此外，包括Alien科技、惠普、IBM、微软在内的硬件及软件提供商都已经准备好投身到RFID的大潮中去。（赵平）

农田水利节水技术的新发展探究 篇6

关键词：节水技术；灌溉

中图分类号：S27文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-04-0296-1

1 开展农田水利节水的意义

1.1 有效解决“水多”、“水少”双重困扰

一直以来都有一个问题困扰着技术人员，那就是“水多”与“水少”的双重难题，我国的水域宽广，水源丰富，这是一个非常重要的优势所在，但是，我国也存在着一个重要的劣势，我国人口太多，平均到每个人的头上，原本丰富的水源也所剩无几了。

其中，“水多”的问题，是指在我国农田水利灌溉当中，水的利用率太低，流失率太高，浪费了太多的水。我国的水道蜿蜒，濕地众多，而国家又欠缺一定的管理，故而蓄水能力不足。当夏季降水后，对降水不能充分利用，很多水都流失了。另外，因为当前我国的农业技术、农具管理的水平相对比较落后，采用的灌水技术又比较传统，在进行灌水输水时，有近一半的水渗漏、蒸发流失。

1.2 实现农业可持续发展的重要保证

随着时代的不断发展，工业、农业、服务业等等行业的用水量与日俱增，而国家水量的总数却是不变的，如果，农田用水还像以前那样，大面积灌溉，那么水量无法满足这样的灌溉方式，所以，在农田水利中，必须大力开发与推广高效节水技术，使得每一滴水都用得恰到好处，有效保护国家水资源，践行社会主义可持续发展理论，维护农田生态平衡。

2 农田水利节水技术的新发展

在农田水利节水中，笔者将灌溉区分为渠灌区、蓄水区、交品灌区三个不同的类型，并对此进行粗略的说明。

2.1 渠灌区节水灌溉模式

渠灌区是我国农田灌溉的重要模式，占我国农田水利灌溉的百分之六十以上，而渠灌区中，通常使用的地面灌溉是渠灌区的主要灌水方式，地面灌溉通常使用的是电力抽水，但是我们看到，自上个世纪八十年代开始，经过二三十年的运行，机械设备已经老化，工作效率也十分的低下，不仅造成大量水的流失，还使原已用电就十分紧张的农村，因为电力抽水，用电更加困难。

技术人员以及工作人员必须详细调查灌区的情况，包括土地的肥厚程度、水质的酸碱程度，根据这些数据，进行渠系的配套，骨干渠道的防漏防渗，结合相应的农业水利节水方法，减少水的蒸发量，并且根据实际灌溉的情况，制订科学合理的水价，并且在全国范围内逐步推行激光平地的先进技术，所以，大力发展渠灌区节水型的地面灌溉对农田水利节水有着非常深远的影响。

2.2 充分利用降雨径流及稻田二淋水

为了更好的进行灌溉，我们应当充分利用汛期所带来的充足的雨水，我们知道，通常每年在5月份以后到9月份，是一年之中雨水最多的时候，降雨的充足使得蓄水足够满足农田水利的需要。

所以，在农田水利灌溉中，应当充分利用稻田的蓄水，因为目前我国的稻田渠系的灌排分布，通常都是高灌低排，所以，如果经过灌溉后，流入排水渠的水不合理的加以应用，就会白白浪费。

在农田水利灌溉中，应当在农田的排水渠上部建立一个节制水闸，对上游稻田的渠水和汛期的降雨进行有效拦截，从而增加稻田的蓄水量，或者在水质条件允许的前提之下，将水灌溉到稻田中，增加供水的次数，使得农田用水能够循环使用，可使水资源得到充分利用。

2.3 交口灌区农业节水灌溉技术措施

除了以上提到的灌溉方法以外，通常还会使用支渠的输水渠道，但是我们知道，支渠的高度通常都是高出地面很多，不仅水的流量较大，水压也较深，所以，在农田水利节水中，必须提高支渠的渠道利用率，加强节水效果。

2.4 低压管道技术

在农田水利节水技术中，低压管道技术是近几年刚刚开发出来的新技术，这项技术利用地埋管道输送水流，代替以往的沟渠，这项技术的最大好处在于，可以控制输水的流量，即便输水过多，也不会流失，因为水流会随着管道回到地下水库，而不会像以往水流沿着沟渠流失，与传统的土渠灌溉相比，该项技术可以节约水量35-50%，水流的利用率提高了10%，不仅节省了大量的农田用水，还使得沟渠被开发成农田，提高土地的利用率。

2.5 改变灌区种植结构

不同的植物需要的水量不同，在农田的地段不同，所以，我们可以针对不同的用水量，改变灌区的种植结构，同时，调整灌区植物的种植比例，使得灌区的综合灌溉总量发生变化，而灌溉需水量的差值就是这一过程中的节水量。

3 总结

农田水利节水技术是一项利国利民的科技技术，而这项技术也是为了适应时代的发展，适应社会的发展，在本文中介绍的水利节水技术、农田灌溉技术是技术人员通过不断的实验，才有今天的效果，相信在未来的时间里，技术人员会开发出更新更好的技术，为农田水利节水做出更多的贡献。

参考文献

[1] 韩立岩.那婉姣.王亮.节水灌溉技术研究.现代农业科技[J].2009(4)．

[2] 房铁军.谢书南.对我国现行节水灌溉技术的研究.中国新技术新产品[J]. 2009(02)．

[3] 贺峰.农业节水灌溉中的节水技术措施浅谈.青海农林科技[J].2009(01).

[4] 龙振华.丁雨恒.浅谈水资源保护与节水灌溉技术．湖北水利水电职业技术学院学报[J].2008(04)．

地震采集设计技术的新发展 篇7

地震勘探的工区越来越复杂, 表现在表层条件和地下地质结构上。传统方法是, 在地下水平结构假设条件下进行地震采集观测系统设计。其结果必将造成很大的偏差, 从而影响对地下有效反射信息的接收, 这将给后续地震处理成像带来更大的困难。根据工区已知信息, 通过建立模型, 对场波的运动学和动力学特征进行正演模拟, 是指导地震采集观测系统设计的有效手段。以下主要介绍几个现在常用的野外三维勘探设计方法

1基于模型射线追踪的方法来模拟和优化野外三维采集设计

Laura Carcinone等利用基于模型射线的方法来模拟和优化野外三维采集设计, 尤其是对一些复杂勘探区域显得更有效。利用以往的地质及地震资料建立块状模型, 在这种模型中, 地层的力学特性 (如:P波和S波的传播速度、各向同向介质的密度、各向异性介质参数等) 通过分段光滑函数来表示, 如不同岩石型边界的间断点也通过光滑函数来清楚地模拟, 一维、二维及三维模型通过3次B样条函数给出。在模拟时, 能记录炮检距和方位角的分布、反射点的位置、初至波的方向和振幅、偏移振幅分布的密度和强度及其他射线属性等。偏移振幅分布的密度和偏移振幅分布的强度, 这两个概念的采用比以往的覆盖次数更直观。在人机交互的模拟中, 以上属性均是可视化的。利用这些工具, 可以设计一些实际的观测系统, 在计算机上模拟放炮, 来取代昂贵的野外试验, 同时还可以模拟不规则的观测系统等。

2三维物理模型模拟方法

荷兰Delft Unigersity of Technology的Cerrit Blacqure教授等介绍了该大学地震和声学实验室利用三维物理模型来模拟地震记录的情况。目前进行地震模拟的方法有数字模拟。从计算的观点来看, 使用数字模拟计算工作量相当大, 且当今三维完全弹性还难以实施, 因此采用物理模型进行模拟, 且物理模型在地层及观测系统方面比较直观。

3基于封闭块的复杂三维模型设计方法

目前勘探区域已从平原、戈壁、沙漠走进了山地, 而山地地表及地质构造非常复杂, 大部分属于高陡构造地区, 要设计出适合于这样地区的观测系统, 凭简单的设计是达不到要求的, 因此需要借助计算机及先进的设计软件才能搞好勘探设计。

采用模型正演指导观测系统设计的核心是复杂三维模型的建立和快速有效的射线。传统方法是, 采用层状结构来描述模型, 其特点是简单方面, 但不能描述复杂结构。用封闭块的概念来描述三维模型结构, 它能够描述包括正逆断层、尖灭、侵入体等各种复杂地质现象, 满足实际的需要;在射线追踪正演方面, 利用基于封闭块三维模型结构的迭代快速算法, 速度较传统打靶法提高两个数量级。在模型正演得基础上进行共反射点面元分析, 指导观测系统得优化设计。

为满足对复杂三维模型结构的描述, 提出三维封闭块的概念, 即由地层层面、断层面和边界面围成具有相同速度、密度属性的三维空间体称为一封闭块。一个三维模型可由多个彼此相连接的封闭块组成, 这样用三维封闭块的概念可实现包括正逆断层、尖灭、侵入体等各种复杂地质现象的三维模型描述。三维模型的建立过程可描述为:

通过构造图或地震解释剖面获得有地层层面控制点数据和断层面的控制点数据;由地层层面的控制点数据构建出地层面, 由段层面控制点数据构建出段层面;在三维空间中由构建的空间面求出面于面之间的相交线, 并对形成的新的 (子) 层面进行再定义;由相交面形成封闭单元, 即得到一个封闭块, 所有封闭块组成了三维封闭结构模型。

在简单层结构下进行三维射线追踪是非常方面和快速的, 但对于复杂结构下的三维射线追踪就不容易了, 地层的起伏、缺失、尖灭等, 加上各种断层 (如正逆断层、局部断层、全局断层、交叉断层等) 使得地下情况变得非常复杂, 要准确地追踪一条射线路径是非常困难的, 且非常耗时。因此, 三维射线追踪的核心是要发展既有效又快速的追踪方法, 对于三维封闭结构模型, 模型的拓扑关系清楚, 模型内部块间的数非常明确, 针对这种结构提出了逐迭代的三维射线方法, 实践证明是非常有效的。其原理如图1-1。

在图中, A点为射线的始发点, 经过介质1到达地层 (断) 面S, 在S面发生透射进入介质2达到终止点B, A→P→B为初始射线路径, A→P1→B为最终射线路径, 根据射线走时最小原理, 用Taylor展开取一次近似。可实现由初始射线路径获得最终射线路径。点A, B, P, P1和地层 (断) 面是空间坐标 (x, y, z) 的函数, 假定初始射线路径的旅行时为T (x, y, z) 则有:

式中, v1, v2分别为地 (断) 层面S的上下速度, 确定了旅行时间时T最小, 有:

式 (1-2) 在P点Taylor取一次近似, 可得到面上S上P点附近修正量 (△x, △y, △z) , 由P点和修正量得到P1点的坐标, 获得最终射线路径。

以上是射线经过一个地层 (断) 面S的情况, 对于已知炮点和检波点, 根据初始路径, 分段进行计算, 逐个对透射点 (包括反射点) 修改, 一般通过3-5次迭代修改过程, 就可以获得准确的全射线路径。

用三维封闭块的概念建立三维模型, 实现了对复杂的地质结构 (如正逆断层、尖灭、侵入体等) 的准确的描述, 克服了层状结构模型方法只能建立相对简单的地质结构的缺点, 满足了复杂区勘探的需要。封闭块模型更有利于人机交互实现。由于封闭块模型没有地层层面的概念, 因此可通过人机交互方式随意地定义、编辑、修改界面, 而不受概念的约束, 模型建立好后再根据人们的习惯定义地层名称。封闭块模型拓扑关系更有利于实现正演模型计算, 采用的逐段迭代射线追踪具有速度快、精度高的特点, 较传统打靶法提高很多, 从而使模型技术进入实际应用阶段。在模型正演的基础上, 进行CRP面元属性分析, 指导观测系统的设计, 并通过交互多次修改调整炮点、检波点和正演模型模拟, 逐步优化观测系统, 这是解决复杂勘探区最有效的手段。

结论

综上所述, 由于计算机技术的突飞猛进的发展, 地震勘探设计上原来不可能的实现的设计变得可以实现, 可以成功完成对复杂地质条件下地震勘探, 极大地提高了勘探的精度和准确性, 大大降低了勘探成本和周期, 为寻找新的矿产提高了可靠的地质依据和方法。

摘要：本文主要介绍了地震采集技术在新世纪的发展, 简述了基于模型设计的三种方法、聚焦射线束分析三维地震采集和转换波采集技术设计的原理、优点及适用范围。其中主要介绍了目前有一定应用梁的基于模型设计的三种方法, 主要应用于复杂地区的封闭块的复杂三维模型设计是目前在复杂地区比较成熟的一种设计方法。

关键词：地震,采集技术,新发展

参考文献

[1]赵殿栋, 郑泽继, 吕公河等.高分辨率地震勘探采集技术.石油地球物理勘探, 2001, 36 (3) :263-271.

[2]蒋先艺, 贺振华, 黄德济.地震数据采集新概念.物探化探计算技术, 2003, 25 (2) :130-134.

论铁路通信信号技术的新发展 篇8

1 铁路通信信号技术概述

铁路建设一直是我国社会发展的重要事业, 支撑着我国经济的快速发展。铁路运输具有特殊性, 强调运输生产的安全与可靠。所以, 着力于通信信号技术的发展, 是推动铁路现代化建设的重要基础。在新的历史时期, 通过现代化铁路信号系统的建设, 逐渐实现铁路运输生产的高效率、低成本。

1.1 铁路通信信号技术

铁路通信信号技术就是运用通信方式对铁路运输进行相应的信息传递及处理的技术。随着铁路事业的不断发展, 铁路通信信号技术也随之发生变化。铁路运输具有特殊性, 而作为铁路运输核心的铁路通信信号技术, 控制着其运输生产的安全性与可靠性。

1.2 技术特征

从普快到动车、高铁, 展现出我国铁路事业快速发展的现实。随着列车速度的不断提升, 其对于通信信号技术的要求也日益提高。铁路通信信号技术不以单一的技术形态呈现, 而是与其他系统组成有机整体, 以确保铁路运行的安全与效率。随着科学技术的不断发展, 在先进的计算机技术、信息管理技术的推动下, 铁路通信信号技术也有了本质的发展。对此, 铁路通信信号技术具有高效率、可靠性等特点, 为铁路运输的安全提供了有力保障。本节简单阐述下铁路通信信号技术的高效率、可靠性。

(1) 高效率。为了更好地适应社会发展对铁路运输的需求, 我国近年来加大了铁路的建设力度, 从青藏铁路的建设通车到沪昆高铁的试行, 都表明我国铁路事业发展到了历史新阶段。高效率是现代铁路建设的基本目的, 通过通信信号技术, 强化对列车的调度指挥、运营管理, 也实现了信息的高校传输。

(2) 可靠性。铁路运输具有特殊性, 运行的安全稳定尤为重要。铁路运行的安全, 很大程度上依托与先进的通信信号技术。例如, 从2011年甬温线动车事故可以看出, 通信信号技术在列车运行中的重要性。

2 铁路通信信号设备现状

当前, 随着通信信息技术的不断发展, 铁路通信信号设备的性能也随之有了质的提高。本节在铁路通信信号设备现状的讨论中, 主要从机车信号、站内轨道电路电码化、站内信号干扰等内容进行阐述。

2.1 机车信号与ATP (如图1所示)

(1) 轨道电路制式多。随着现代通信技术的不断发展, 当前的铁路通信系统呈现出多种制式的通信方式。其中, 轨道电路有交流技术、8 (或4、18) 信息移频等制式。所以, 在多种电路制式之下, 铁路通信系统的信号传输相对比较混乱, 这就对铁路运行安全造成一定的影响。同时在列车信号主体化发展的大背景之下, 当前的轨道电路显然滞后于现实发展的需求。

(2) 轨道电路电码化比较困难。对于站内电码化而言, 其难以做到一步到位, 而更多地是进行逐步完善。这是因为系统设计存在一定, 且存在协调性、兼容性差等弊端, 进而导致站内电码化初期出现诸多问题。而这些问题, 以至于在发码的过程中, 出现码畸变、滞后或掉码等情况。火车运行速度越来越快, 这就导致在站内轨道区段, 可能出现信息接收不完全的问题。这样一来, 机车信号便会出现白灯闪烁。

(3) 站内信号干扰。铁路通信信号往往受外界多元因素的干扰, 进而造成轨道电路出现问题。这些干扰问题的出现, 很大原因在于站内干扰源繁多, 尤其是牵引回流干扰和邻线干扰问题尤为严重, 造成铁路通信信号问题的出现。

(4) 传输的信息量小。信息传输量小的原因主要在于钢轨自身的局限以及模拟信息传输方式缺乏稳定的传输效率, 滞后于当前列车对通信信号的现实要求。当前, 轨道出现电路故障或中断, 铁路线路将处于瘫痪状态。

2.2 调度集中

铁路是我国第一大交通运输工具, 繁忙的中国铁路多采用调度集中的方式。调度集中的方式比较传统, 且调度效果无法满足当期铁路运输的需求。在铁路信息现代化发展的大背景之下, 调度集中的方式存在诸多的不足与问题, 尤其是无线通信手段难以满足需求。

2.3 无线列调

在无线列调方面, 其问题主要表现在三个方面:一是技术比较落后。采用模拟单信道, 显然出现通信信号质量差, 且易受外界的干扰;二是能力处于饱和状态。无线列调在调度命令、车次号等信息传输的实现方面, 已做得比较成熟。但是, 实现更加可靠、更加实时性的信息传输, 无线列调显然无法满足;三是效率比较低。由于利益等因素的影响, 各专业部门所建设的专用系统存在技术不合理、系统不经济等问题, 进而导致无线电频率资源浪费。

3 铁路通信信号技术的新发展

基于上述描述, 我们不难看出, 当前的铁路通信信号设备在一定程度上满足了当前的铁路发展需求。但通信信号技术饱和、滞后的现实问题, 也日益突显。所以, 为更好地推动我国铁路通信信号系统的现代化建设, 应着力于通信信号技术的新发展。依托于通信信号新技术, 实现我国铁路事业的新发展。

(1) 数字信号处理技术。计算机信息技术的不断发展, 为铁路通信信号技术的革新, 创造了有力的外部条件。传统的铁路信号设备, 在很大程度上无法满足现代铁路运输对安全的要求。所以, 依托计算机信息技术, 尤其是计算机高速分析计算功能, 有助于提升铁路通信信号设备的性能。数字信号处理技术的出现并应用, 为铁路信号信息处理技术的革新提供了支撑。相比与传统的模拟信号处理技术, 数字信号处理技术的优越性比较突出。一方面, 数字信号处理技术的可靠性更强, 提高了铁路通信信号的可靠性;另一方面, 数字信号处理技术实现了信号的实时性, 这在很大程度上满足了现代铁路通信系统的发展需求。当然, 数字信号处理技术在频域与时域分析领域各有优劣。频域分析的优点在于实现了高运算精度与抗干扰能力。但是, 随着数字信号处理技术的不断发展与革新, 诸如小波信号处理技术、ZFFT等技术的应用, 实现了数字信号处理技术的新发展。例如, 在我国铁路通信系统中, 区间所采用的ZPW2000-A信号发送、接受等, 均使用了数字信号处理技术。

(2) 通信信号一体化技术。通信信号一体化是现代铁路通信信号的重要发展方向。铁路通信信号技术的发展, 集中体现在于“四化”——数字化、智能化、网络化和综合化。当前的铁路通信信号不仅需要满足铁路运输发展的需求, 而且需要在技术上进行革新, 提高已有铁路通信信号系统的完全性与可靠性。所以, 融合现代通信技术、计算机网络技术, 以及现代控制技术, 实现技术的一体化, 无疑是铁路通信信号技术的巨大发展。从全球来看, 一些发达国家的一体化技术已逐步建立, 提高了系统的自动化水平。但是, 我们要知道, 通信信号一体化技术的应用的重要领域, 在于安全光纤局域网, 使之成为连锁系统、列车运行控制系统的安全传输通道 (如图2) 。所以, 在铁路现代化发展的进程中, 铁路通信信号系统也随着发生着变化, 以更加一体化的技术确保现代铁路事业平稳发展。

(3) 通信信号网络化技术。现代铁路运输更加强调运输综合调度的重要性, 而通信信号网络化技术是基础。通信信号网络化的实质就是在网络化的基础之上, 实现良好的信息化。这样一来, 有助于铁路运输的智能化、集中性管理。当前, 铁路通信信号技术的革新, 不再是简单的信号组合, 而更多地强调基于技术的创新, 实现通信信号系统功能更加完善。在系统内部, 各技术之间处于相互独立的工作状态, 而各技术之间又需相互联合, 以更好地实现信息的交换, 构建适合铁路通信的网络化结构。例如, 在10余年的建设与完善中, 我国的TMIS、TDCS等系统的全路覆盖, 就是通信信号系统网络化的具体实例。

(4) 普通铁路与高速铁路通信兼容技术。高速铁路的快速发展, 是基于现代社会发展需求的必然选择。2014年施行通车的沪昆高铁, 标志着我国高速铁路发展的新阶段。但是, 相比于普通铁路, 高速铁路低信号的需求更多。一方面, 高速铁路为确保运行的安全与稳定, 其所需的信息数量明显增。另一方面, 高速铁路的运行, 对信号质量有了更高安全, 高质的信号是高速铁路发展的重要基础。当前, 我国普通铁路与高速铁路共同运用, 这就强调两者兼容技术发展的必要性, 以确保高速铁路与普通铁路的有效运行。目前我国为配合当前的铁路发展需求, 已积极在兼容技术方面的研发, 并取得了一定的成效。关于新型列车自动控制系统, 其在一定程度上是自成体系的独立设备。这样一来, 不仅可以实现对列车控制的自动化, 而且实现了铁路运营管理的现代化。

参考文献

[1]田悦.简论铁路通信信号技术的发展[J].科技风, 2013 (5)

[2]崔百玲.铁路通信信号一体化技术探索[J].黑龙江科技信息, 2011 (9)

[3]王州龙.铁路通信信号系统雷电浪涌检测研究[J].铁道通信信号, 2013 (5)

论安防技术新发展 篇9

关键词：高清监控,智能分析,4G技术,生物识别

近年来,电视监控信号的传输和处理正在实现从互联网的信息时代向物联网的智能时代发展,网络化、智能化、高清化及4G产品诞生到逐步开始成熟应用已成为电视监控技术发展的大趋势,这无疑是安防产业发展的新的增长点。下面让我们共同分析一下近几年来不断发展的安防新技术热点。

1高清视频监控

高清监控摄像机、高清NVR、高清矩阵等一系列的高清安防产品构成了安防展最为抢眼的风景线。从芯片到镜头,从前端到后端,几乎所有监控厂家都推出了高清产品。尽管众安防厂家热情似火地推出高清产品,然而,应用到实际项目中的高清产品并不多,高清应用除了前端图像采集的高清外,还要求传输、存储、管理、显示等各个环节都能达到高清的要求,如果整个系统出现任何短板,高清也就无从谈起。

以高清摄像机为例,由于大部分的高清摄像机都采用CMOS传感器,其对光线的灵敏度较低,即使是采用百万像素CCD的传感器,也要比普通的低照度CCD灵敏度低许多。到了夜间就是漆黑一片,而监控大部分所要防范的时间段恰恰又是在夜间,这样就会使期望值很高的视频高清系统成为一个摆设。

经历了上海世博会、广州亚运会的洗礼,随着高清产品从雏形到应用经历的“磨砺”之后,近年的安防企业将会更加注重于高清产品的实际项目应用。

过去视频图像能达到标准清晰度D1就很不错了,但D1的分辨率为704×576,而高清以720p为例,其分辨率为1280×720 (1080p为1920×1080),可见其清晰成倍甚至成几倍地提高了。标清(D1)的像素为40万,高清已达100万、200万,甚至上千万了。可见,清晰地还原现场是视频监控一直追求的目标。

但总体而言,模拟监控技术在实际应用中更为成熟,因而必将保持应有的一席之地。就未来发展来看,网络化应用必将是大势所趋,模拟监控产品在不断提升技术指标的同时,需要面对的最大问题就是如何面对未来朝着网络化系统的顺利过渡,这也是目前一些模数混合系统出现的主要原因之一。

2智能视频分析报警技术

早期的视频报警只能做到将画面的某个部位设为禁区,一旦有人进入禁区即报警,仅此而已。目前视频报警的功能和运用已得到了很大的扩展:

(1)入侵检测报警(翻跃报警):它相当于红外对射报警,可以展现报警现场,可以做到多目标报警、多目标跟踪,但跟踪接力(交接)尚不成熟。

(2)非法停车检测报警:车辆停入禁停区域即可报警。

(3)徘徊检测报警:有人非法闯入禁区,且徘徊不定,视频监控可立即报警并实现PTZ自动跟踪。

(4)遗弃物检测报警:有人故意将物体遗弃在公共场合或设定区域即可报警。

(5)物品搬移检测报警:在原视场内有物体被搬移(丢失)即可报警。

(6)自动PTZ跟踪:当有犯罪车辆出现在摄像机视场后即可对其自动PTZ跟踪,目前在跟踪交接功能上尚不理想。

(7)游泳池溺水检测报警:利用水下、水上摄像机覆盖游泳池水面、水下全景,一旦出现泳者沉于池底或在水中挣扎的现象,立即报警。

视频报警的应用越来越多,且均基于视频监控画面,根据画面的变化,运用特定的软件模块进行分析判断然后发出报警信号,并对报警现场进行跟踪。与利用其他物理原理实现的报警相比,报警与警情现场的展现为处警者正确决策,为迅速处警提供充分的依据,是其他报警手段所不具备的。

智能分析在近两年被视频监控领域作为一个重要的发展方向提出来,很多视频监控企业推出了面部识别、车辆识别、人群控制和交通流量控制等解决方案。

目前,智能视频监控的实现方式有两种,一种是前端智能分析;另一种是后端智能分析。两种智能分析方式最大的区别在于前者是利用前端摄像机自身的芯片进行计算,而后者则是利用后端计算机纯软件的方式进行分析。但无论是前端嵌入式的还是后端软件方式,其功能的实现都是通过所开发的核心算法程序的运行而对视频信号进行分析而完成的。嵌入式与纯软件方式的区别仅在于运算平台不一样,前者可以在摄像机DSP芯片上完成核心算法的运行和相关计算;而纯软件方式的运算平台则是一台通用的计算机。

然而,随着大项目的增多,后台接入的信息量也越来越大,将所有分析工作都压在后台,势必加大后台压力,且在庞杂的信息中进行智能分析,也考验算法难度,在这种情况下,智能分析开始由“由后往前”移。

而如果把智能分析前移,视频监控系统的后端则只需要集中对前端摄像机发送过来的目标数据信息进行管理,而不需要对视频信号进行处理与识别,后端系统不需要昂贵的设备也能完成高效的智能视频分析。这样,由于后端只有前端发送来的预/报警事件的关联画面显示,使监控中心工作人员能够很轻松地完成整个系统的监视。而这种关联录像的功能,也使录像搜索和回放变得简单迅速,从而节省了宝贵的时间。另外,选择嵌入式视频分析架构将现有的传统视频监控系统升级为智能视频监控系统,是一种成本低且易于改造的方案。

目前,大部分网络摄像机知名厂商都把“应用前置”作为产品研发的主要核心内容,加强DSP处理器的计算能力进行前端智能分析,这是在当今网络和存储环境下,最吸引消费者和使用者的因素,可大大降低成本。

在博世亚太区产品经理Samuel Lee看来,前端智能分析和中心集中管理各有利弊,而他更倾向于智能分析前置的概念。他说,直接将VC A(Video Content Analysis,视频内容分析)模块内嵌到编码芯片中,图像内容不会受到干扰,分开的码流共同记录视频图像并进行分析,而中心集中管理则对管理中心功率需求、服务器处理能力有较大要求,如果单点发生故障,则可能影响整个系统的运行,同时集中分析的智能视频监控系统维护费用也比较高昂。

安讯士是网络摄像机的鼻祖,占据全球网络摄像机市场的35%份额,其中国区总裁张勇就表示:“应用分析前置是未来网络摄像机的发展趋势,也是安讯士未来主要投入的项目,这是智能监控的前提。”

应该说,随着嵌入式系统运算能力的增强和智能视频分析算法的改进,在视频服务器和网络摄像机等前端设备嵌入视频分析模块将成为趋势。

3 4G通信技术

4G网络技术对安防行业的影响主要表现在无线视频监控领域。无线技术是信息传播速度的关键。长期以来,无线网络传输的性能极大地制约了安防产业的发展,4G通信技术时代的开启,摆脱了有线传输的限制,打破了网络传输性能对安防产业发展的约束。

随着4G技术的应用,视频技术得到了发展。视频才能还原真相,这被越来越多地用在国家的反腐包括动态的监控,其中的一些事件发生等。4G技术第一可以满足高清视频监控图像的传输需求。第二就是消费化、民用化方向,也激发催生了很多跟安防监控相关的产品。4G移动网络与大数据、云计算技术的融合,促进安防业务的开放与创新,促进了安防与其他信息系统的结合。

移动互联网4G安防是我们提出的新模式,主要体现在几个方面,一个是移动智能终端数据采集,这里的移动终端主要指的是智能终端,包括PC机固定的监控摄像机对固定地点和场所所采集的图像或其他相关数据。第二是安防间数据无线回传,在移动环境、恶劣环境下不具备有线传输条件以及临时性场景,采用4G网络和无线网络可以实现无缝无线回传技术。第三是智能终端安防应用,不细讲了,只要是目前移动终端都可以实现安防的视频安全应用。第四就是2013年底安防企业注册微信公众平台超过1000个,现在采用微信安防业务营销的同时成为新的趋势。

可以预见,随着4G网络建设的不断深入及4G无线通讯技术的不断完善,4G对安防行业,尤其是在高清视频监控、数据传输、数据存储等方面将带来深远影响。4G技术的应用将推动高清网络视频监控迈向新阶段。

4生物识别技术

所谓生物识别技术,即通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性(如指纹、脸像、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。

传统的身份鉴定方法包括身份标识物品(如钥匙、证件、ATM卡等)和身份标识知识(如用户名和密码),但由于主要借助体外物,一旦证明身份的标识物品和标识知识被盗或遗忘,其身份就容易被他人冒充或取代。

生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方便性。生物特征识别技术具有不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。

由于人体特征具有人体所固有的不可复制的唯一性,这一生物密钥无法复制、失窃或被遗忘,利用生物识别技术进行身份认定,安全、可靠、准确。而常见的口令、IC卡、条纹码、磁卡或钥匙则存在着丢失、遗忘、复制及被盗用诸多不利因素。因此采用生物“钥匙”,人们可以不必携带大串的钥匙,也不用费心去记或更换密码。而系统管理员更不必因忘记密码而束手无策。生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现,很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合,实现自动化管理。

生物识别技术可广泛用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务。例如,一位储户走进了银行,他既没带银行卡,也没有回忆密码就径直提款,当他在提款机上提款时,一台摄像机对该用户的眼睛扫描,然后迅速而准确地完成了用户身份鉴定,办理完业务,这是美国德克萨斯洲联合银行的一个营业部中发生的一个真实的镜头。而该营业部所使用的正是现代生物识别技术中的“虹膜识别系统”。

目前已经出现了许多生物识别技术,如指纹识别、手掌几何学识别、虹膜识别、视网膜识别、面部识别、签名识别、声音识别等,但其中一部分技术含量高的生物识别手段还处于实验阶段。我们相信随着科学技术的飞速进步,将有越来越多的生物识别技术应用到实际生活中。

不过迄今为止,还没有哪一个单项的生物特征能达到生物识别技术应用完美无缺的要求,每种生物特征都有其自身的优点和缺点,有其自身的适用范围。比如,有些人的指纹无法提取特征,患白内障的人虹膜会发生变化等。在对安全有严格要求的应用领域中,人们往往需要融合多种生物特征来实现高精度的识别系统。多种生物特征相融合是一种更准确、安全的检测方法,将生物特征融合方法结合多种生理和行为特征进行身份鉴别,提高鉴别系统的精度和可靠性,这无疑是身份鉴别领域未来发展的必然趋势。

5结束语

防火墙技术应用的新发展 篇10

1 研究背景

防火墙(Fire Wall),它是目前最为广泛使用的网络安全防护设备。从专业角度讲,防火墙是位于两个或多个相对可信与不可信网络之间的访问和控制集合。防火墙的本意是指用石器所堆砌的墙作为阻挡物,是用来防止木质结构物在着火时的火势蔓延影响相邻物体的安全保障。后被人们称之为“防火墙”,其实防火墙就相当于阻挡威胁侵犯的一个“门”。有了这扇门,建起了各房间的“人”的沟通通道,检测着进出这些门的“人”的流量,同时也给进出门的“人”给予不同的待遇。这个门就相当于防火墙里设置中的“安全策略”,所以“防火墙”并不是完全的隔离,而是带有细丝网过滤的墙。而细丝网就是用来设置哪些信息可以通信,哪些信息被阻止,哪些资源可以有条件的访问,哪些资源不能访问等。其目的就是保护两个相对网络间可信网资源不被来自不可信网的攻击。

我们如今所说的网络防火墙是借鉴如上“防火墙”的喻义,设在两个信用级别不同的网络之间的一道安全防御系统。使内部的局域网(LAN)之间或LAN网络与Internet之间互相隔离、限制互访,从而实现不同网络间的安全通信。

2 防火墙概述

2.1 防火墙的定义

防火墙(Firewall)是可信网络(一般为局域网)和不可信网络(如:Internet)之间的一道安全栅栏,是指设置在两个网络之间的一套组件(既可以是一组硬件,也可以是一组软件,还可以是软、硬件的组合),并用来检测和控制两个不同网络之间的通信,允许通过合法的信息,阻止通过非法信息,以达到对交互流动信息的合法性检测和访问控制,保护信息网络的安全。

2.2 防火墙的功能

防火墙会对经过它的网络数据进行检测,对经过的数据流进行有目的地过滤,有效避免非法操作在目标计算机或网络中被执行。比如:防火墙可以关闭不使用的端口,来禁止特定端口的信息流过;可以禁止来自黑名单站点的访问,从而防止来自不明入侵者的所有通信。

(1)网络安全的屏障

防火墙通过其内部的过滤技术,能极大地提高一个局域网内部的安全性,过滤掉一些不安全的服务和操作命令,从而大大降低整个局域网运行的风险。因为只有防火墙安全策略中允许的协议、该协议数据包才能顺利地通过防火墙,让局域网内部的网络运行环境更安全可靠。同时,防火墙可以保护网络免受基于路由的入侵,保护网内服务器免受拒绝服务的攻击等,并通知系统管理员引起警惕。

2.2.2 强化安全策略

通过以防火墙为中心的安全策略的配置,能集口令、加密身份认证、日志记录和审计等功能与一体,配置在防火墙上,简化了安全管理,与网络安全问题分散在局域网内部各个节点上相比,集中安全管理更方便、有效和经济。

2.2.3 监控审计

如果所有资源的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能逐一记录下这些访问并形成日志记录,同时也能监测到网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并向网络管理员提供网络是否受到监测和入侵的详细信息。

2.2.4 防止内部信息的泄露

通过利用防火墙对局域网内部的屏蔽,可实现局域网内部网段的隔离,防止网内重点或敏感信息受外部网络窥探而造成隐密信息外泄。另外,隐私是局域网内非常关心的问题,一个内部网络中不引人注意的细节可能被外部入侵者的利用并由此而暴露了内部网络的某些安全漏洞,防火墙通过地址转换、端口映射等隐蔽了那些可能透露内部细节的服务。

2.3 防火墙的类型

防火墙的实现方式多种多样,根据防火墙所采用的技术,防火墙主要分为数据包过滤、应用代理、复合型等几种。

2.3.1 包过滤型防火墙

包过滤型防火墙处于TCP/IP协议的IP层,它是根据防火墙所定义好的访问规则,过滤审查每个数据包,并且对数据包与访问规则逐条匹配,从而决定数据包的转发或丢弃。访问规则设定作用范围由小到大,检查时按照从上到下的顺序进行,随着逐条检查深入,直到与访问规则匹配为止。如果没有可以匹配的规则,则按缺省的规则执行。防火墙的缺省规则应该是禁止一切数据包通过。包过滤型防火墙只能实现基于IP地址和端口号的过滤功能。

2.3.2 应用代理型防火墙

应用代理型防火墙是局域网与外部网的隔离点,起着监视和隔绝应用层数据流的作用。代理服务是运行在防火墙主机上的专门的应用程序,这些程序接受局域网内部用户对外部网络的服务请求并将它们转发出去。代理服务是按照应用层上的安全策略控制对外的服务请求数据包,确定是允许转发还是拒绝操作的服务系统。

2.3.3 混合型防火墙

混合型防火墙是把过滤和代理服务等功能统统结合起来形成新的防火墙,所用主机被称为“堡垒主机”,负责代理服务。当前的防火墙产品已不是单一的包过滤或代理服务器型防火墙,而是将各种安全技术结合起来,形成一个混合的多级防火墙,以应对复杂的网络应用扩展,提高防火墙的灵活性和安全性。

2.4 防火墙的优缺点

2.4.1 防火墙的优点:

可以强化网络的安全策略,保护易受攻击的信息服务。防火墙中执行的网络安全策略,能够有效的过滤那些不安全的服务,拒绝可疑的访问,大大降低非法攻击的风险,提高网络安全系数。

控制对特殊站点的访问。通过端口映射,将邮件服务、WWW服务和FTP服务等端口映射到公网地址,实现内部有限资源被外部网络访问,保护网内其他主机和信息资源。

实现网段控制。防火墙能够用来隔离网络中的网段,可以有效的避免一个网段中的问题扩散到整个网络。

2.4.2 防火墙的缺点

防火墙不能防范内部攻击。防火墙可以很好地防止外部用户获得内网敏感数据,但是它没法防止局域网内部用户偷窃数据、拷贝数据、破坏硬件和软件等行为。

防火墙访问过当控制。防火墙很可能由于安全策略设置过严或设置不当而阻止了一些合理的访问服务。

不能防范已感染病毒的文件。防火墙不能有效地防范网络中的所有病毒。

防火墙不是解决所有网络安全问题的万能药,而只是网络安全防护策略的一个组成部分。

3 防火墙VPN技术

3.1 虚拟专用网VPN(Virtual Private Network)

虚拟专用网是借用公共网络(Internet),通过加密机制形成一个安全、稳定的隧道,建立一个临时的、安全的连接,它是对企业内部网(Intranet)的扩展如图1。

3.2 VPN的优点及功能:

3.2.1 VPN的优点

成本较低:借用公网线路,节省专线成本。

网络结构灵活:易于实施和扩展。

管理方便:网络设备较少。

VPN是一种特殊的、虚拟的“点对点”(end to end)连接,它使用“隧道”(Tunnel)技术,使通信数据包在公共的Internet网络上专门开辟的“隧道”内传输。

3.2.2 VPN的功能

(1)加密数据:保证通过公网传输的信息不泄漏。

(2)信息认证和身份认证:保证信息的完整性、合法性。对不同的用户授有不同的访问权限。

3.2.3 VPN的应用

VPN主要通过一个IPSEC协议族,构建应用于IP层上网络数据安全的一整套体系结构,包括以下主要协议:

(1)AH(Authentication Header):为IP通信提供数据源认证、数据完整性保证,保护通信数据免受篡改,但是明文传输,适合用于传输非机密数据。

(2)ESP(Encapsulating Security Payload):为IP数据包提供完整性检查、认证和加密,可提供机密性和防篡改性。

(3)IKE(Internet Key Exchange):负责协商安全关联和建立隧道如图所示2。

IPSec有两种工作模式:

(1)隧道模式(Tunnel)

可以对网络层数据包头部和数据进行加密认证,协议数据包通过隧道传输。

(2)传输模式(Transport)

可以对网络层数据进行加密认证,即协议为应用层数据提供基本保护。

3.3 VPN的适用范围

(1)特别适用于移动办公的用户。

(2)适用距离范围相对比较远,站点分散较广的用户。

(3)对线路保密性和可用性有一定要求,带宽和时延要求相对不高。

4 总结

网络安全正面临着前所未有的挑战。已扩展到网络空间安全的国家战略层面,网络安全防护是一个过程,只有起点,没有终点。防火墙是保护局域网、防范黑客攻击最常用的手段之一,目前也正在与最前沿的其他安全技术有效结合,以更有效地防范各种新的攻击手段。

参考文献

[1]王艳.浅析计算机安全[J].电脑知识与技术,2010,(s):1054-1055.

[2]谢希仁.计算机网络(第5版)[M].北京:电子工业出版社,2009:170-231

[3]张红旗,王鲁,等,编.信息安全技术[M].高等教育出版社,2010:235-254.

木材加工技术的新发展 篇11

关键词：美国大选；电子投票；选举

中图分类号：D521 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）08-0021-02

在现实生活和各国的民主进程中，政治选举是一个不能逃避的话题。通过代议制民主来表达民意，行使国家权力，是现代民主国家的一个重要特征，而选举就是民主的认受性的首要来源。2012年对于整个世界的政治发展而言，无疑是个关键节点。以二月也门的选举为开端，12月即将进行的韩国大选为终点，包括中国、俄罗斯、美国、法国在内的18个国家进行了或即将进行大选或换届选举，尤其是中国、俄罗斯、美国、法国四大联合国安理会常任理事国及日本的换届选举更是吸引了无数人的目光。

美国作为世界上最发达的国家，拥有着强大的政治影响力，其政治变化的一举一动都牵引着世界的目光。不同政党在内政外交上采取的不同政策，都会对已经纷繁复杂的世界带来不同程度、不同方面的影响。而对于美国民众而言，选举更是涉及自身利益的重要事件。从党内提名初选开始，投票就成为民众表达政治意见的重要途径，更成为决定美国未来发展的依托途径。因此在不变更选举制度的前提下，提高投票的公开性与可信性无论对美国国内，还是对世界各国而言，都是切实必要且具有极大影响力的事件。

一、传统投票产生诸多问题

在西方学者看来，选举是一种具有公认规则的程序形式，人们据此而从所有人或一些人中选择几个人或一个人担任一定职务。在现今的政治选举中，由于选民人数众多、发展水平差异等问题的存在，产生了一系列的问题。比如管理不完善、过程混乱、选民权利得不到保障及计票透明程度不够、暗箱操作、效率较低、工作人员不够专业等等。这些问题影响到了选举的合法性、合理性，进而影响到了最终选举结果及获选者的民意认可程度。

就美国大选而言，投票与计票中产生的问题往往对选举结果造成重大影响。这些问题往往出现频繁且不可避免。比如，在2012年美国大选刚刚拉开帷幕之际，也出现了重新计票的现象。在共和党党内提名初选第一站爱荷华州，共和党候选人米特·罗姆尼以八票微弱优势赢得党内初选，但是在之后的重新计票中，罗姆尼反以四票败给桑托伦。爱荷华州作为提名的首站，其结果对于候选人后续的策略选择，民众对候选人的认同与了解都至关重要。试想，如果在爱荷华州的提名中，票数得到正确的统计，那么罗姆尼是否会继续给选民留下好印象，是否能发挥出自身优势，甚至于最后能不能得到党内的最终提名，都成了未知数。

而在2000年、2004年的美国大选中，因为竞选者投票数相近，同样造成了一州决胜负的状况，2000年的佛罗里达、2004年的俄亥俄，都出现计票的混乱，使得大选结果难产。2000年甚至需要联邦最高法院的裁决。这些问题的产生很大程度源于投票系统的不完善。投票过程中由于设备落后等种种问题，选民选错自己偏好的候选人，或者打票的机器出现故障，使得选票无法辨认等问题。因此，设计一个合理完善的投票系统，就具有现实意义。

二、电子投票——世界新趋势

在当今的政治运动中，利用新技术塑造公众形象，通过民意调查获得管理、政策和对政府或者官员行为的反馈，带来了选举动员的变革，也带动了电子投票的发展。电子投票作为一种新兴的投票手段，在一些国家已经开始试行，就现阶段的实践来看，这一新型工具具有以下优点：第一，随着交流方式和交流平台的多元化，能够促进政治家与民众之间的交流，方便政治家更为直接地了解民意以及民众做出政治选择。第二，在计票等方面的改进，可以使选举更为快速和公正，降低成本，提高效率，减少甚至避免争端的发生，使得选举结果更让民众信服。

自从20世纪80年代Chaum提出第一个电子选举方案以来，电子选举已经在多个国家得到了广泛的应用。在国外和国内在线的选举已经成为一种趋势。

1.2000年，德国公布了一项计划，将在2006年让居民实现在线选票，但官方同时强调，在线投票的可信度和安全性比速度要重要得多。内务部长告诉记者时称：“我们想完全保证选举折完整性。这事需要循序渐进。要让人们对在线选举的结果心服口服。”[1]

2.2002年10月，巴西在总统选举中全面采用了电子选举。

3.2004年5月，超过6.7亿的印度人在电子投票机上选出了议会下院的席位归属。

4.至2004年超过2/3的美国人在总统大选中采用了电子投票的方式。

5.Safevote、Votehere等提供电子选举解决方案的公司的出现，标志着电子选举正从研究走向商业[2]。

6.2005年1月17日，韩国全国选举委员会公布了一张电子选举路线图。根据这张图，韩国将在2008年第18次国会选举中在全国各投票站引进电子投票系统，在2012年第19次国会选举中应用互联网投票。并于2006年2月18日在奥林匹克公园体育馆进行的开放国民党领导人的选举和2006年4月12日对国大党济州省长的提名中试用了该系统[3]。

正如上面所说到的，电子投票作为一种新的投票方式，越来越多地被各个国家所接受。美国拥有特色的选举人团制度，对于如何使这种制度得以更有效地实施，如何提高投票率，更好地表达民意，电子投票无疑是一个很好的解决方案。

三、美国投票现存问题

2000年11月7日，美国举行第43届总统大选，共和党候选人布什和民主党候选人戈尔在佛罗里达州竞争激烈，两人所得的选票数量十分接近，布什仅领先数百票，在其他州选举票已经尘埃落定的情况下，双方争夺的焦点就放在了佛罗里达州的25张选举人票的归属上。谁拿到这25张票，谁就能当选总统。布什与戈尔之间围绕佛州普选票的计算问题，在电视媒体24小时的实况报道下，展开了一场长达5个星期的法律诉讼大战。最后经联邦最高法院的干预，大选终于尘埃落定[4]。这件事不由迫使人们重新审视美国总统选举程序的合理性问题，其中最基本也是最直接影响结果的就是投票与计票的方式。

2000年大选出现的计票问题，有以下几类。

1.选票设计不合理，比如佛州棕榈滩县的“蝶形选票”使得很多人投错。

2.机器新旧不一，打孔机工作不正常，使得很多选票无法辨认。而且在后期重新计票工作中，仍存在较大误差。

3.重新进行的人工计票工作仍然存在诸多问题：一是只在部分县进行人工重新计票造成了事实上州内选票统计的不平等，违背了联邦宪法第14条修正案中“平等的法律保护”的原则；二是人工计票出错的可能性仍然很大，计票结果同样难以确定是否正确；三是部分性的人工重新计票势必引发全州性的重新计票，甚至导致全国性的重新计票，这将否定已有的大选结果，损害大选的严肃性和选民对选举结果的信心；四是计票周期过长，由于各种原因，一些地区未能按时完成计票工作；五是人工计票缺乏统一规范，易受个人心理、疲劳及客观状况等因素影响。

同样的，在2004年大选中，也出现了计票失误的问题。俄亥俄州有近3/4的选民仍旧使用“打孔选票”，因此在总统决选阶段，该州出现了重复计票、选民重复投票等诸多失误，造成总统竞选最终结果难产。在重新计票后才确定了布什的优胜地位，最终帮助共和党候选人布什实现了总统的连任。

除了在最后选举阶段出现问题外，在前期的选举过程中，也可能会出现一系列的选举问题，比如上文提到的2012年共和党初选中出现的计票失误。这些问题的存在不利于民意的合理有效表达，也不利于政治民主进程的进一步推进。在这种情况下，进一步推动电子投票、选举系统的发展，使得投票程序与结果更加公正公开，应成为投票方式改进的新方向。

四、电子投票系统建设

2000年大选之后，美国各州便开始投入大量资金，争相购买使用电子投票系统。而直到今天，部分电子选票系统的厂商却依然忽视电子选票系统的完善性，只会一味地制造触摸屏选票机等噱头，没有将重心放在选票系统的安全建设上。当前大部分电子投票系统中存在的主要问题是各州对大选结果进行书面审查时使用的软件各有不同，且不能通用。现在急需的是推出一种可验证的与机器无关的电子投票系统。为此，美国标准技术研究所（NIST）2009年对美国电子投票标准进行了更新，这套新标准草案名为《自愿投票系统准则（VVSG）v1.1版》。更新后的标准对电子投票系统的精确度和可靠性提出了更高的要求，要求能更方便地对这类系统生成的投票结果进行书面审核（paperaudittrail）[5]。

一个完善的电子投票系统可以实现选举的中立、透明，可以体现选举的服务意识，实现专业化的流程，从而有利于选举的管理。这样一个系统可以有效地解决现有选举中存在的系列问题，比如可以通过选民的登记注册，进行电子投票计票来减少投票过程中人为因素的干扰（包括计票失误、假票及重复计票等问题），可以简化流程，提高效率，方便进行书面审核，从而提高结果的公信力，减少可能出现的纷争状况。另外，电子系统的引入可以为竞选者提供更为公平的展示平台，方便选民对于候选人的了解，做出负责任的政治选择。

“安全”和“可信度”是电子投票实践和理论中碰到的最为关键的两大问题[6]。

从安全性的角度来说，无论是电脑自身、网络安全及电子投票系统，都可能存在风险及漏洞。电脑病毒及黑客入侵仍然无法避免。而且从技术角度来讲，系统设计不可能实现全面的安全与保密，相关机构与个人也不能保证信息的全部真实性。

从可信度的角度来说，公众对于政府和科技企业联手开发的电子投票系统，还持有怀疑和观望的态度。第三方监察机构能否有效对结果进行审查，公司的源代码是否会开放。或者政治家是否能通过其他手段进行后台操作，都是公众的关心话题，这些问题如果不能得到有效解决，电子投票系统就不能得到真正广泛的推广。

五、结语

电子投票系统在当今政治选举背景下，拥有广阔的发展空间。尤其是对于美国这种选举程序较为复杂，且拥有尖端科技的国家而言，建设一个完善可行的电子投票系统，不仅拥有相关的技术资金支持，更能通过这一举措有力地推动政治进程的发展，增强民主的可信性与合法性，从而在世界范围内产生影响。

当然，不可否认，现阶段发展电子投票，仍然存在诸多问题及争端，但是只有不断在实践中加以解决完善，才能从根本上实现跨越性的发展，实现民意最真实最有效的表达。

参考文献：

[1]http：//it.sohu.com/20010505/file/0459，643，100007.html[DB/

OL].德国将于2006年进行在线选举.

[2]王思佳，韩玮，陈克非.电子选举研究的挑战和进展[J].计算机工程，2006，32（15）.

[3]王时浩.选举文化的新时代——韩国的触摸式电子投票和电子计票系统[J].中国民政，2006，（9）.

[4]王希.2000年美国总统大选述评[J].美国研究，2001，（1）.

[5]http：//www.securityfocus.com/brief/968，U.S.U.S.issues revis-

ed e-voting standards

石油化工污泥处理技术的新发展 篇12

1、含油污泥处理技术的进展

1.1 调质-机械分离处理技术

调质-机械分离处理技术在国外己经成熟, 且在污泥化学调质方面, 发展了一系列新型高效的高分子絮凝剂。选用絮凝剂处理含油污泥, 可以改变含油污泥颗粒的结构, 破坏胶体的稳定性, 提高污泥的脱水性能, 后进行机械脱水;机械脱水设备主要有真空过滤脱水机、板框式压滤脱水机、带式胚滤脱水机和卧式螺旋卸料离心机。污泥除油工艺是加入破乳剂进行搅拌反应, 后进入三相离心机分离出油、水、泥, 其中破乳剂的选择、泥水比、搅拌强度、反应温度和时间是影响除油率的重要因素。对老化时间较长的含油污泥, 选用十二烷基苯磺酸钠与聚氧乙烯月桂基醚复配作破乳剂, 在搅拌强度为40Or/min、搅拌时间为40min、搅拌温度为700C、泥水比为1:10的条件下, 脱油效果较好;水溶液可再添加药剂循环使用, 不会产生新的污染, 多次操作后泥土可达到环保要求直接排放。

1.2 高温处理工艺

高温处理工艺是目前国外广泛用于对含油污泥进行无害化处理的一种工艺。含油污泥在绝氧条件下加热到水沸点以上、烃类物质裂解温度以下的温度区间, 后进入分离塔进行闪蒸。在闪蒸塔里轻质烃和水通过蒸发冷凝的方式回收;重质烃和无机物以泥浆的形式从分离塔里取出, 进行固液分离后将重质烃回收。由于含油污泥被加热到足够高的温度, 因此, 具备了从含油污泥中分离和回收烃类的条件。在高温下, 由于烃类物质的黏度降低, 可提高烃类物质从固体无机物中的脱出率。对富含矿物油的含油污泥, 可以利用重质矿物油焦化反应的特点, 在高温条件下使油泥中的矿物质得到深度裂解, 生成化学性质稳定的石油焦和多馏分的轻质油, 后对轻质油进行回收利用。

1.3 生物处理技术

目前, 生物处理是比较有效的一种含油污泥处理技术, 是今后发展的方向。生物处理的主要原理是:微生物利用石油烃

类作为碳源进行同化降解, 使其完全矿化, 转变为无害的无机物质 (CO2和H2O) 的过程。污油微生物降解可以按过程机理分为两个方向:一是向油污染点添加具有高效油污降解能力、自然形成, 并经选择性分离出的细菌、化肥和一些生物吸附剂;二是曝气, 向油污染点投加含氮磷的化肥, 刺激污染点微生物群的活性。

2、含油污泥的综合利用

2.1 污泥固化、制砖

污泥固化处理是把水泥、塑料、石膏、水玻璃等凝结剂同污泥加以混合进行固化, 或是在污泥中加入硅酸钠、黏土之类的添加剂烧结固化 (玻璃化) 。

污泥中的有害物质被封闭在固化体中不析出污染环境, 达到稳定化、无害化、减量化的目的。在含油污泥脱水干化后, 采用固化处理填埋简单易行;固化物还可以制砖, 抗压强度达到普通砖块的标准。其工艺流程:干污泥+黏土——混合——碾磨——干燥砖样——烧结。

2.2 污泥的燃料化

污泥燃料化的途径:一是便污泥厌氧发酵产生沼气用于供热发电。由于炼油厂污泥的碳水化合物、脂肪、蛋白质含量较低;而矿物油、硫化物、酚含量较高, 故沼气产率只有2。64m3/m3, 城市污泥沼气产率能达到8~15m3/m3;二是通过多效蒸发器脱水把污泥直接合成燃料, 一部分干污泥用来发生蒸发热源的蒸汽, 其余部分作燃料, 提高了污泥脱水过程的经济性。在日本, 这种污泥燃料用作水泥厂的燃料, 对水泥质量没有影响。

2.3 污泥回注调剖技术

含油污泥回灌调剖技术是利用含油污泥与地层的良好配伍性, 用含油污泥中的泥组分、油组分, 加入适量添加剂, 能悬浮其中的固体颗粒和延长悬浮时间, 还能有效地提高封堵强度, 使油组分分散均匀, 形成均一、稳定的乳状液。在油田注水井调剖中, 由含油污泥配制成的乳化悬浮液调剖剂, 到达地层一定深度后, 受地层水冲释及地层岩石的吸附作用, 乳化悬浮体系分解;其中的泥质吸附胶沥质和蜡质, 并通过它们黏联聚集形成较大粒径的团粒结构, 沉陷在大孔道中, 使大孔道通径变小, 封堵高渗透层带, 迫使注入水改变渗流方向, 提高注入水波及体积。该调剖剂与其他的化学调剖剂相比, 具有抗盐、抗高温、抗剪切、性能付异和无风险注入等特点, 便于大剂量调剖挤注, 不受矿化度、温度影响, 有效期长, 可广泛用于注水井的调水增油挖潜。

污泥回灌调剖技术既解决了污水处理系统污泥大量淤积影响水质的问题, 又解决了污泥的最终出路及二次污染问题, 确保了注入水质, 增油效果显著。污泥回灌调剖技术与传统治理措施相比, 经济效益和社会效益显著。该技术己在华北油田、江汉油田等地得到应用, 并取得好的效果, 具有可观的发展潜力。

3、结语

在对含油污泥处理技术进行仔细研究的基础上, 通过含油污泥的综合利用深入调研, 对于改善污泥的脱水性能利于后续的机械脱水, 达到降低污泥含水率、减少污泥体积的目的, 以便于污泥的处理与处置, 为污泥的最终处置和利用奠定了基础。

参考文献:

参考文献

[1]何培松, 张继荣, 陈玲, 等, 《城市污泥的特性研究与再利用前景分析》[J], 生态学杂志, 2004, 23 (3) .