数字印刷技术新进展

数字印刷技术新进展（精选12篇）

数字印刷技术新进展 篇1

21世纪是数字化时代,数字化X线成像技术也随之飞速地发展。随着计算机和新技术、新材料地迅猛发展,数字X线成像技术无论在探测器的材料、制作技术、加工工艺还是在图像处理软件上都有了很大的改善和提高[1,2]。下面简单地介绍数字化X线成像技术的新进展,供参考。

1 CR技术的新进展

CR(Computed Radiography)系统近年来主要在成像板(Imaging Plate,IP)X线转换材料、扫描方式、光收集等方面有了新的进展[3,4]。

1.1 IP X线转换材料与结构

IP是成像链中与图像质量密切相关的、而且是非常重要的部分。由于新感光材料的出现,有些厂家相继在其结构上做了改进,采用针状结构(有的称聚焦荧光晶体Focused Phosphor)的荧光物质作为X线转换屏,使荧光散射现象大大地降低,转换屏的厚度比颗粒状屏增加约1倍,量子检测效率(Detective Quantum Efficiency,DQE)也增加约1倍。因而,所获取的图像的锐利度及细节分辨能力大为提高,图像质量得到了明显改善。FUJI推出透明基板的IP,实现双面读出。

1.2 IP阅读扫描方式

IP阅读扫描方式从常规飞点扫描到线扫描,是由AGFA和FUJI研制与推出了新的扫描技术。该技术是一次在IP上扫描一行,扫描时间比飞点扫描器的扫描时间短许多。它是将第二次激发光光源与图像信息收集器构为一体,称为扫描头(AGFA命名为Scan Head R)。图像信息收集器为CCD,第二次激发光光源与CCD器件分别做成1×n个阵列。有两种扫描形式:一种是扫描时IP移动,扫描头固定不动,每次读出一行图像信息,并直接成为数字信号。另一种为扫描时扫描头移动(或激光源与接收器同步移动),IP固定不动,每次读出一行图像信息。还有一种是FUJI研发的采用透明IP,扫描时,双面读出器同时同步读取图像信息,称为透明双面读出技术(Patented Dual-sided Reading technology)。该技术可使NEQ(Noise Equivalent Quanta)提高30%~40%。目前,只有FUJI使用这种技术。FUJI已成功的应用在乳腺CRX线摄影,并通过了美国FDA认证。

这种新型扫描的CR FUJI和AGFA均已有产品推出,如FUJI的VELOCITY U,AGFA的DX-S。它们的推出,将会使CR与平板DR类似地操作。FUJI的这种产品在中国已被列为CCD DR,流通量也将大为提高。

1.3 后处理软件

随着计算机技术的发展和处理算法的改进,各厂家相继推出了许多后处理软件。其中,最主要的是在提高图像细节、显示更佳解剖结构方面下了很大的功夫,共同特点是:根据不同部位自动地使每幅图像最优化(始终如一的高质量图像),也就是消除原曝光图像中过亮及过黑的区域,降低细节损失,从而提供高细节对比度、显示更佳解剖结构的、协调的图像。

另外,还有诸多专用处理软件。如FNC(Flexible Noise Control)自动噪声控制;GPR(Grid Pattern Removal)栅格消除;全腿/全脊拼接(Full Leg/Full Spine);乳腺(Mammography);放疗(Radiotherapy);牙科;能量减影(Energy Subtraction);自动质量控制(Auto QC)等。

1.4 系统空间分辨率进一步提高

由于IP的结构改进、阅读器扫描方式与精度的提高、处理软件的改善,从而使系统的空间分辨率得到了比较明显地提高。现在的通用机的空间分辨率可以达到5~7 Lp/mm,乳腺可达10 Lp/mm。

1.5 组合方式

一种是将CR与移动X线机组合为一体化的装置,已投入市场作为病房移动数字X线摄影,如由SIEMENS与锐珂医疗公司(Carestream Health)共同开发集成式数字X线成像系统CR-ITX-560或西门子MOBILETT XP CR,FUJI与HATACH共同开发的集成式数字X线成像系统FCR Go等。

一种是除了胸部外的平床式CR或类似平板DR结构的系统,这种结构目前只有FUJI与KONICA MINOLTA推出相应的产品,如FUJI的VELOCITY T,KONICA MINOLTA的REGIUS Vstage 570等。

2 非晶硅和非晶硒平板探测器数字成像的进展

非晶硅和非晶硒平板探测器数字成像系统就探测器本身而言,目前还没有什么新的进展,主要是在系统结构与处理软件上有一些新的改进。从双板结构、U或C形架结构、悬吊式X线管组件和立式胸片架组合结构、遥控多功能诊视床组合结构、胸部专用式结构到新型单板多功能以及床旁移动(如SIEMENS的MOBILETT XP Digital,GE的Definium AMX700,SHIMADZU的Mobile Da Rt)系统结构。

软件方面除了常规处理软件外,与CR一样各厂家有专用图像处理软件,如能量减影、拼接处理以及数字融合断层(Digital Tomosynthesis)软件等。

随着现代科技的发展,射频信号传输、高能蓄电技术等的突破,为平板的进一步革新带来了更多的空间。TRIXELL与SIEMENS推出了无线平板探测器,图像与控制信息的发送和接收采用无线传输方式,平板探测器中置有充电电池,充一次电可以使用100次左右。这就为移动平板数字化X线摄影搭建了友好平台,使得应用领域进一步地扩大。

3 CCD与CMOS数字成像的进展

CCD(Charge Coupled Devices)与CMOS(Complimentary Metal Oxide Semi-conductor)平面传感器成像技术主要是与碘化铯+非晶硅平板探测器一样,X线闪烁体采用了针状结构的碘化铯(Tl:Cs I或Gd SO:Tb及Gd SO:Eu),减少了光散射,提高了图像的锐利度和清晰度,采用充填系数为100%CCD芯片,像素尺寸减小、接受面积增大,从而使获取的图像信噪比增加、分辨率提高。

4 线扫描数字成像技术的进展

线扫描成像技术的进展主要有以下几个方面:

从丝正比室探测器逐渐向固态探测器方向发展(如光电二极管探测,以ADANI(NTB′s digital linescan x-ray camera DRS系列为主,CCD+CMOS探测器)。从1×N向m×N阵列发展(如8线阵或16线阵)[5],使扫描速度得到了提高,从局域扫描向全身扫描发展,特别适用于急诊患者的X线摄影,从固定分辨率向多分辨发展(如1.0~5.0Lp/mm可选择)。

5 乳腺数字成像的进展

5.1 CR在乳腺数字成像的应用

CR能否用来进行乳腺X线普查,国内外均引起了较长时间与激烈地争论,但经过对比研究,CR、DR与屏/片系统所获取的图像在乳腺诊断上没有明显地差异,所以CR是可以用来进行乳腺X线普查。特别是IP、扫描与光学收集方式的改进和提高,X线辐射剂量的降低,图像分辨率的提高,从而得到临床更进一步地应用。CR生产厂家相继推出了乳腺CR,并获得了美国FDA的认证。

5.2 数字断层合成技术

采用三维重建技术,获得感兴趣区的三维图像,从而可更好地观察到病灶与准确定位,有助于提高乳腺疾病诊断的准确率和手术定位准确率。

5.3 基于硅微带探测器数字乳腺成像技术

硅微带探测器(Silicon Microstrip Detector)是一种采用硅半导体技术的固体探测器[6]。它是间距非常小的P-N结半导体排,在反向偏压作用下,P-N结的载流子被耗尽,在耗尽区域的每一个光子反应产生一个可以被检测到的电流脉冲,由读出电路读取其电流脉冲。读出电路是由前置放大器与鉴别器和十六比特的计数器组成。当放大的信号超过鉴别器的设定的阈值时,计数器加1,即计数一个电流脉冲。

5.4 计算机辅助探测或诊断技术

数字化乳腺X线摄影推出后,CAD技术得到了广泛地应用,并成为帮助放射学医师诊断乳腺疾病的有力助手。CAD技术不仅仅在乳腺数字X线摄影中应用,已在其他部位数字X线摄影中得到应用(如胸部、腹部等),但普及推广还很遥远。

6 心血管与遥控多功能诊视成像系统的进展

6.1 探测器

无论是心血管还是遥控多功能诊视系统,已逐渐从影像增强-电视成像链向平板探测器方向发展。特别是心血管成像系统,有些厂家已淘汰了影像增强-电视成像链探测器,这是必然的趋势。

6.2 心血管机架

向4轴以上与智能方向发展,如SIEMENS最新推出的Artis zeego多功能心血管数字X线成像系统,可达8轴,智能控制,智能化程度非常高。

6.3 导管床

从简单到多功能,为了适应特殊检查,有些厂家推出了多功能导管床,除了升降、床面浮动、床面旋转,床面还可以侧向、头与脚向倾斜运动等。与多功能机架(如Artis zeego)配合使用,可以实现二者智能跟踪。

6.4 机架与导管床运动控制

机架与导管床运动控制从原来的独立按键或操作手柄到现在的多功能智能化单手柄操作控制,完全可以由手术医师随心所欲地操作,而且方便快捷。

6.5 遥控诊视床

由于平板探测器的出现与全数字化的引入,去掉了点片装置与影像增强-电视链系统,使得床面大范围升降成为可能,所以不同厂家相继推出了这类遥控诊视床,如SIEMENS的AXIOM Luminos d RF与SHIMAZD的Sonialvision Safire II,为被检者和操作人员提供了安全、简便、舒适的检查和操作环境。可以实现融合断层、拼接等功能。

6.6 图像分辨率

在探测器与强大功能软件的配合下,可以实现从采集、处理到显示2 KB的图像。各厂家相继研发了许多实时与后处理软件,使得所获取的图像在密度、空间分辨率与组织细节分辨能力得到了进一步地提高,从而输出高质量的图像。

6.7 功能软件

随着平板探测器的应用,许多CT与MR的相似功能软件被引入,比如图像融合、导航等技术,为放射介入开辟了美好前景。

7 降低被检者的X线辐射剂量

降低被检者的X线辐射剂量[7]是人们比较关注的问题,各生产厂家也都试图在硬件和软件上进行了必要地改进。在硬件上主要是提高X线的转换率或灵敏度、减少散射,尽可能地降低量子噪声与电子噪声。在软件上主要是开发优化组合的软件,提高图像细节分辨能力,有助于被检者X线辐射剂量降低。射野与遮挡调节现几乎所有厂家均采用无X线模拟调节,从而减少了被检者与工作人员的有害辐射剂量。可调脉冲透视、大容量透视存储、栅控X线管等技术的有效应用。总而言之,人们都应遵循“As Low As Reasonably Achievable”原则,以最低的X线辐射剂量,获得满足诊断要求的图像。

参考文献

[1]王希高,邢同芝,王常忠.现代医学影像技术发展及其展望[J].医学动物防制,2004,20(8):510-511.

[2]J A Rowlands.The physics of computed radiography[J].Phys.Med.Biol,2002,47(2):123-166.

[3]余厚军.数字化X线摄影新进展概要[J].中华现代临床医学杂志,2005,3(23):270-274.

[4]胡熙芳,谢维敢.医学影像数字化的发展[J].中国医学装备,2004,4(2):59-60.

[5]余厚军,于红林.线扫描直接数字化X线摄影原理与应用[J].生物医学工程与临床,2003,7(3):164-167.

[6]余厚军.乳腺X线摄影系统的发展动态[J].实用放射学杂志,2004,20(7):649-651.

[7]曹厚德.医学影像技术的主要进展及前瞻[J].中国医疗器械杂志,2003,27(4):234-237.

数字印刷技术新进展 篇2

介绍了污泥制油、熔化、制陶瓷、制造活性炭、湿式氧化和超临界水氧化(SCWO)等新兴污泥处理技术,并分析了各自的优缺点,阐述了这些技术在污泥处理中的进展状况和应用前景.指出资源化利用和能源回收应该是今后污泥处置的方向,并对SCWO技术在污泥处理中的.应用作了重点论述,探讨了类似湿生物质的污泥超临界水资源回收和利用的可行性.

作 者：昝元峰 王树众 沈林华 段百齐 林宗虎  作者单位：西安交通大学,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049 刊 名：中国给水排水  ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：2004 20(6) 分类号：X703 关键词：活性污泥   超临界水氧化   资源化  

柔印技术新进展 篇3

一种技术总是在不断创新和发展中得以发展壮大，柔印技术也不例外。现在我们看看近年来柔印技术的创新和发展。

柔印制版和版材新技术

1 柔印版直接激光雕刻机及版材

2015年9月的IGAS展会，柔版、凹版直接激光雕刻机展示不少，典型的是德国Hell的激光雕刻机，该机在现场雕刻2.2米宽的柔性版，由于其激光束是分层雕刻，网点的形状可以在3D方向任意调整，使柔印版的网点可以根据需要进行适当调整，以达到最好的效果。

与直接激光雕刻机相配套，直接雕刻树脂版大量展出。如富士胶片展出了DLE柔性版，原来生产橡皮布和柔性版的厂家如博星、威仕兰、金阳社。东丽、旭化成、东洋纺等也纷纷推出直接雕刻树脂版、上光版和柔性版。

2 平顶网点技术不断发展

平顶网点制版技术的核心是，主曝光过程中隔绝氧气对网点形状的影响。平顶网点制版技术可以提高印刷质量；提高印版耐印率和印刷稳定性；实现黑膜网点和印版网点的1：1复制等优点。因此，多家公司推出自己的平顶网点柔版制版技术。平顶网点柔版制版技术不断发展和完善。

目前实现平顶网点的方式主要有：富林特的NExT、柯达的NX、麦德美的LUX、杜邦的Digiflow、艾司科的Inline UV等。这些技术都有各自的鲜明特点，但所涉及的额外材料或设备会提高其制版综合成本。为降低因此造成的成本提高，不少厂家推出不需要额外材料或设备的平顶网点版材。如富林特的NEF和FTF版材，麦德美的ITP版材，杜邦的EPR和ESP版材等。

3 柯达Flexcel NX网点技术

该技术采用方型激光器技术，随机生成多边矩形，最小网点直径10μm。

4 艾司科HD网点技术

该技术采用圆形激光器，主曝光过程中由于氧气参与，使感光树脂反应不彻底，通过洗版使网点变尖，直径变小。

5 日本旭化成（Asahi）的水洗版技术

该技术的特点是，具有与UV油墨表面张力相匹配的印版表面张力，所以印刷中不易堵版。

6 杜邦热敏版技术及赛丽Easy系列柔性版材

通过加温使未固化的感光树脂从固体变为液体，然后在一定压力下，由无纺布将液体吸出，避免了洗版液（包括有机溶剂和水性溶剂）洗版时对印版表面张力的干扰，可以控制印版着墨区与凹陷区的表面张力不产生波动，是真正免冲洗的环保制版技术。

杜邦公司2015年5月，首次公开其全新的杜邦赛丽Easy系列柔性版材，该版材将数字平顶网点直接集成到版材上，经过50多家柔印印刷厂试用和测试，简化了印前工艺，提高了生产效率和一致性。杜邦赛丽Easy柔性版材专为软包装/标签市场设计，基于全新的树脂配方，可实现更高的油墨转移率，色彩饱和度和分辨率。测试证明，油墨密度显著提高，同时不影响高光阶调。

7 康迪泰克的橡皮版技术

该技术是建立在马牌橡皮布基础上的，胶印橡皮布的耐印力非常高，可以达到500万～600万印。为降低成本提供了途径。

8 铝基柔性版和无缝套筒版

铝基柔性版的推出，提高了套准的精度，在局部精准上光上有独特的优势，已经在胶印机上光机组上广泛使用，实现了柔印、胶印的组合，柔印进入胶印领域。

无缝套筒柔性版使得柔印可以像凹印一样，可以实现连续不间断印刷。同时，无缝套筒版不需要双面胶黏贴平张的柔性版，可以提高印版精度，易于调整印刷压力和提高套准精度。

9 传统制版和数字制版曝光比较

①“微型网点”曝光比较：传统曝光，网点饱满，但网点被挤压容易变形而使网点增大。数字曝光，网点和侧壁坚挺，网点被挤压不易变形，从而网点不易增大。

②传统树脂版曝光比较：传统树脂版曝光在真空条件下进行，得到平顶网点。数字树脂版曝光在正常空气条件下进行，空气中的氧气会影响网点形成，从而形成圆顶网点。

网纹辊的新发展

印版网线与网纹辊网线的比例通常是1：4，后来逐步扩展为1：5，1：6甚至扩展到1：7。其扩展原则是，印版最小网点直径必须大于网纹辊网穴开口直径，以免印版最小网点塞进网纹辊网穴中。网纹辊网穴深度是开口直径的23%～33%，最佳值为28%。

通常柔印网纹辊的网穴是单个独立存在的。柔印连通型网纹辊如图1所示，它与电子雕刻凹版通沟技术非常相似。柔印连通型网纹辊大大提高了油墨储量，从而可以大大提高油墨颜色密度。为柔印提高墨膜厚度，达到凹印和胶印水平创造了条件。连通型网纹辊还可以大大降低网纹辊的种类数量，一般有4～5类即可。

柔印机新技术

1 机组式柔印机走肩铁

胶印机走肩铁技术已经逐步在机组式柔印机上应用，特别是柔印标签印刷机上应用较多。这对于控制柔印印刷压力和提高柔印印刷质量非常重要。

2 卫星式柔印机中心压印滚筒温度控制

中心压印滚筒印刷时温度上升而膨胀，使印刷网点增大，容易造成堵版。现在市场上已经有中心压印滚筒温度控制技术，而且很准确，绝对温差不超过1℃。

3 印刷压力自动控制

目前柔印印刷压力自动调整系统有开环和闭环两类控制系统。

①Kiss&GO印刷压力开环控制系统。采用CCD照相机采样，当中心压印滚筒受热膨胀后，可以通过自动控制软件使印版滚筒和墨系统后退，保持压力恒定。

②AVT印刷压力闭环控制系统。该系统是采用CCD照相自动检测并反馈的印刷压力闭环控制系统。先印刷一个光标，然后测定这个光标，用这个光标的网点大小为标准来衡量印刷中网点增大情况，如果网点增大发生变化，势必是中心压印滚筒与印版滚筒之间的间隙发生了变化。因此，该系统也可以检测中心压印滚筒与印版滚筒之间的间隙，在这个间隙变化（即网点增大变化）超出允差范围，系统便发出调整指令，自动调整印刷压力。

③检测滚筒阻力矩的压力控制系统。在全伺服机型，也有通过检测压印滚筒和印版滚筒的阻力矩并反馈，来控制印刷压力的技术。

责任编辑：李倩

数字电视传输技术新进展及展望 篇4

广播电视数字化涉及现代通信、数字信号处理和微电子技术，是一个国家科学技术发展水平的反映。数字电视相对于模拟电视的突出优势表现为：具有更高的频谱利用率，可以启用禁用频道，单频网SFN技术进一步提高频谱利用率，还可以灵活地解决单点广播的覆盖问题以及数字电视地面广播的“峭壁效应”问题;具有更强的抗干扰能力，电视节目传输的可靠性大大提高;在同样的覆盖范围内，数字电视的发射功率小一个数量级;具有可扩展性、可分级性和互操作性，便于在各类通信网络和计算机网络联通，成为未来“国家信息基础设施”的重要组成部分。尤其在三网融合的大背景下，数字电视更有利于电视新业务的开展，成为广电的新经济增长点。为了进一步促进数字电视的发展，国家财政将投入25亿元发展地面数字电视，计划包括北京、深圳等在内共37个城市完成地面数字电视的覆盖，3年内实现全国的覆盖，为我国2015年全面关闭模拟电视网络做好准备[1,2,3]。

模拟电视到数字电视的转变是一个系统工程，从节目源制作到信道传输方式，以及相应的接收、显示设备都是数字化，涉及电视台到终端用户设备整个技术链的改造和替换，是一个规模巨大的产业，发达国家都投入了巨大的人力和物力，制定符合各自利益的数字电视标准，抢占这个产业的先机。不管哪种数字电视标准，目前信源编码标准基本上都采用MPEG-2[4]，不过最近有些标准化组织准备采用效率更高的H.264/AVS来代替MPEG-2[5]，按信号传输方式，可以分为地面传输数字电视、卫星传输数字电视和有线传输数字电视3类。以地面传输数字电视标准为例，数字电视各大标准之间最大的区别是采用的传输技术不同，比如欧洲的DVB-T采用多载波传输技术[3]、美国的ATSC采用单载波传输技术[6,7]、日本的ISDB-T采用类似DVB-T的多载波传输技术[8]，中国采用单载波和多载波融合的传输技术。从世界范围来讲，由于广电频谱的低利用率正面临着频谱被收回分配给其他行业的危险[9]。从技术层面，需要利用最新的数字通信理论开发高频谱利用率的传输技术;从业务层面，培育一些具有杀手级应用的新业务。笔者介绍了国际上主要数字电视标准传输技术的最新进展，同时也看到了数字电视的下一个热点将是3D电视和超高清电视。这为我国数字电视技术的下一步发展提供参考。

1 有线数字电视

以欧洲DVB-C为代表的有线数字电视是应用最成熟的一种传输方式，自1994颁布以来，已经在欧洲、多数的亚洲、非洲及南美国家得到广泛应用。阿根廷和韩国采用了ATSC标准。我国的有线数字电视标准基本继承了DVB-C的技术体系，如杭州国芯在2009年DVB-C芯片出货量达到8 000万片，充分表明我国已经掌握了有线数字电视的核心技术。

为了更好地适应有线数字电视的发展，DVB组织于2009年4月颁布了第二代标准DVB-C2。DVB-C2可高效地利用现有的有线网络传输容量，有力开展新业务模式，如VOD和HDTV等。它提供一系列能够针对不同有线电视网络特性，根据用户的不同服务需求定制的模式和选项。实验表明，DVB-C2相比于DVB-C，在相同条件下，提高了30%的频谱效率。关闭模拟电视后，对于优化的HFC网，其下行容量将增加60%以上。DVB ReDesign项目组在ANGA Cable 2010上采用DVB-C2标准，成功地完成了首次公开实况传输。试播表明，DVB-C2已经为大规模的实际应用做好了准备。DVB-C2完全能够满足下个10年有线电视发展的需求。所以在下一代DVB计划中，有线和卫星电视方面都不会推新的标准(C3和S3)。

DVB-C2相对于DVB-C增加的主要新特性有[10]：

1)DVB-C2除了支持原有的16QAM,32QAM,64QAM,128QAM,256QAM，相对于DVB-C，为了进一步提升频谱效率，支持COFDM和更高阶的65536QAM，当然这对于接收机的设计提出更高的要求。

2)灵活输入码流适配器。适合各种格式的单、多输入码流运行(打包或连续)。

3)强大的接近香农限的LDPC码和BCH码级联FEC系统。

4)多种可选码率(从2/3～9/10),5个星座，频谱效率从1.0～10.8(bit·s-1·Hz-1)，优化用于有线电视运行。

5)自适应编码和调制(ACM)，逐帧优化的信道编码和调制。

2 卫星数字电视

对于农村或者地形复杂的偏远地区，如果完全依赖于地面广播或者有线电视解决广播电视人口的覆盖是极其困难的。卫星传输可以有效地提高覆盖率，改进传输质量，降低建设成本。目前世界应用最广泛的是DVB-S，它颁布于1994年。随着业务的发展，DVB-S已经不能满足需求，DVB于2004年4月颁布了DVB-S2。相比于DVB-S,DVB-S2在传输性能、业务支撑能力等方面有明显提高。目前，DVB-S2正以较快的速度覆盖全球市场。全球最大的直播卫星运营商DIRECTV已经在DVB-S2技术平台上拥有上千万用户，提供100多套高清节目，并且用户数还以每年数万户的速度增长。而且，DVB-S2在欧洲主要国家、澳洲、亚洲的日本和韩国以及部分中东国家有条不紊地展开。在中国，由于地缘广阔，人口分布不均，卫星数字电视必将成为有线数字电视和地面数字电视的有力补充，可以预计未来中国将成为世界上最大的直播卫星用户市场。DVB-S2系统比DVB-S系统的转发器容量可提高50%左右。

DVB-S2相对于DVB-S增加的主要新特性有[11]：

1)DVB-S2采用8APSK,16APSK,32APSK，相比于DVB-DSNG的16QAM,16APSK,32APSK调制技术减少了幅度变化，更能适应线性特性不好的卫星传输信道，使得更高效利用卫星信道成为可能。

2)DVB-S2采用功能强大的LDPC码和BCH码级联的信道编码方案，有效地降低了系统解调门限，距离理论的香农极限只有0.7～1.0 dB的差距。

3)相对于DVB-S的升余弦滚降系数α=0.35,DVB-S2的α支持0.35,0.25,0.20。α越小，成型滤波器波形越陡峭，频谱利用率也就越高。

4)同DVB-C2一样，DVB-S2也支持自适应编码和调制(ACM)，逐帧优化的信道编码和调制。

3 地面数字电视

人口相对稀疏的农村，地面传输是最快捷有效的方式，也是受众人口最多的传输方式。由于地面广播信道的特点是长达几十微秒的强多径，很大变化范围的信号场强、强脉冲噪声、单频网干扰等，使得地面传输成为难度最大的传输方式，在这种信道条件下，接收机的设计极具挑战性。目前世界上除了欧洲的DVB-T和美国的ATSC，还有中国的DMBT支持地面传输。为了进一步支持高清晰度电视的发展，DVB组织于2008年6月颁布了第二代的DVB-T2。DVB-T2同时支持固定接收和便携式移动接收，提供音频、视频和数据传输服务。DVB-T2采用了很多创新性的技术，在提高传输容量和信号传输稳定性等方面做了很大改进。相对于DVB-T,DVB-T2传输系统容量提高了约30%～50%，可以传输更多的节目，运营商可以获得更大的收益。英国在2009年底率先采用DVB-T2技术开展HDTV业务。目前，很多厂商研发了基于DVB-T2的方案，为了更好地推广这些方案，需要广泛的验证和测试。目前DVB-T2成本还比较高，大规模的市场推广尚需要时间。对于从模拟电视到数字电视的转换，DVB-T仍是理想的解决方案。

DVB-T2相比于DVB-T增加的新特性有[12,13]：

1)DVB-T2采用了COFDM调制方式，为了支持更多、更灵活的业务，采用更细化的1K,2K,4K,8K,16K,32K模式。除了支持DVB-T原有的调制方式，还支持更高阶的256QAM。经测试，相比于DVB-T的64QAM,DVB-T2的256QAM和LDPC码组合在增加容量的同时仍保持性能不变。

2)DVB-T2采用了更强大的LDPC和BCH级联码，支持1/2,1/4,3/5,2/3,3/4,4/5和5/6等码率，性能更为出色。

3)DVB-T2采用两种可选的方式来降低PAPR(峰均比)，为主动星座图扩展方式，这种方式不能和旋转星座图结合使用;载波保持PAPR降低。

4)DVB-T2支持可选的旋转星座图方式，对于抵抗严重的信道频率选择性具有良好的性能。实验表明相比于传统的QAM调制方式，采用旋转星座图有0.75 dB的增益。

5)DVB-T2支持多天线输入和单天线输出(MISO)，这种方式可以有效地改善单频网(SFN)的覆盖。DVB-T2还将引入多输入多输出(MIMO)以进一步提升传输容量。

同DVB-T一样，ATSC标准也在不断地演进以适应业务发展的需求，ATSC最近又制定了ATSC M/H(下面简称M/H)标准，以支持无处不在、无时不在的数字电视移动和手持接收。除了支持传统的电视业务，M/H还支持流媒体播放和文件下载服务。M/H协议由表示层、管理层和物理层组成。M/H仍然采用VSB单载波调制方式。M/H的数据可以和A/53的数据复用在一起，同时支持HDTV业务和移动数据业务，达到后向兼容于A/53标准，这样不需要额外频谱，同时可以利用已有的基础设施降低实施成本。一个M/H的时隙包括156个传送流包或半个VSB数据场。支持突发模式以降低接收机功耗并增强抗噪声能力。应用于8-VSB的数据随机化并不用于M/H数据。在M/H数据中，采用优化校验字位置的非系统RS纠错码和带有初始化过程的Trellis码。在移动环境下，由于信道的时变效应，在发送数据中需要插入更多的训练序列，以更好地支持接收机中同步、均衡等算法的设计，付出的代价是降低了频谱利用率[14]。

采用别国的标准就要受制于人，特别是对于广播电视这样战略性的行业，国家投入了大量的人力物力，以集体攻关的方式，在2006年颁布了中国自己的数字电视地面广播标准“数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制”，标准号为GB 20600—2006[15]。它采用清华大学提出的多载波和上海交通大学提出的单载波融合方案，适用于中国地广人稀等复杂情况，可以因地制宜地采用相应的技术。如清华大学提出的TDS-OFDM对信息同时在时域和空域进行处理，相对于单一空间的处理，可以得到更好的性能。而上海交通大学的ADTB-T方案则把单载波传输方案的优点发挥到极致，对于数字电视高清信号的传输具有独特的优势，中央电视台已经在2008年1月采用交大的单载波方案播出高清节目。相比于其他组织的标准，中国技术具有如下的优势：快速捕获和稳健的同步性能，这有利于移动接收;其次系统的传输容量更大，接收机的工作门限比欧洲低3 dB，这在相同的发射功率下，覆盖范围可以增加1倍。这些技术优势使得中国的数字电视传输标准在海外推广获得重大突破，老挝已经成为海外第一个实际使用中国国标的国家，柬埔寨也将采用中国标准。这充分表明，中国在电视领域逐渐从大国向强国转变。由于高清信号源和传输信号的覆盖面处于初级阶段，大规模的普及尚需时间。

4 数字电视的展望

从世界范围来讲，相对于通信行业，广电频谱的利用率低，在美国，广电产业正面临着频谱被收回的危险。从技术的角度，充分利用数字通信的最新技术，提高频谱利用率，具体表现为：

1）采用MIMO技术

MIMO的技术优势在最新的无线局域网中已得到体现，并且成为下一代4G移动通信系统的关键技术之一，多天线技术除了增加传输容量，还能增加覆盖，增强抗干扰能力，这是下一代地面传输数字电视系统所迫切需要的特性。

2）采用高阶调制技术

高阶调制有效地提高频谱效率，在相同发射功率下，接收机工作门限的上升使得覆盖范围变小，如何在提高频谱效率的同时保持原有的覆盖，采用单频网可以增加覆盖范围，但是引入干扰，这对于高阶调制接收机技术提出新的挑战(在高阶调制下，接收机性能对于噪声、干扰、器件、量化表现得更为敏感)，因此需要更高效、更强抗干扰能力的接收机技术，另外高阶调制对于PAPR更为敏感(不管是单载波还是多载波)。在高阶调制下，数字基带信号对RF损伤更为敏感，对于射频器件的要求也就越高，提高了实现成本，最新的一些研究方法采用数字信号处理的方法补偿RF损伤[16,17,18]。

上述这些技术在最新的数字电视标准中已经有所体现，但是挖掘的潜力还是很大，把多天线技术、高阶调制和合适的单频网规划结合起来，可以在增加传输效率的同时保持覆盖。

技术的发展是没有止境的，现在的高清晰数字电视当然不是最终的视觉体验，3D电影《阿凡达》的热映掀起了3D视觉体验的热潮，目前成熟的3D电影和电视是需要戴眼镜的，但是长时间观看会对眼睛不利，3D电视最终的观看方式是裸眼，这对于3D信号处理技术、显示技术以及相关的材料提出很高的要求[19]。还有一个发展趋势是解析度高达4 320×7 680的超高清电视技术，超高清电视立足于提供现场感的，富有冲击力的视觉体验，这是普通高清电视所无法给予的。当然，对于这两种技术路线的发展，专家是仁者见仁，智者见智。不管是哪种路线，对于传输容量的需求远远高于目前的传输能力，所以针对这些业务，研究超高容量的传输技术也一直是广播业的目标。

5 小结

从世界方面来讲，相对于通信行业，在美国，广电频谱的低利用率面临着频谱被收回分配给其他行业的危险。从技术的角度，需要充分利用数字通信理论中的最新进步，开发高频谱利用率的技术。从业务层面，培育一些具有杀手级应用的新业务，成为广电领域新经济增长点。笔者总结了世界上数字电视两大标准化组织ATSC和DVB的发展，这些最新技术进步正是朝着上述方向前进，这对于我国数字电视的演进是一个很好的参考。另外，3D电视和超高清电视也是数字电视发展的下一热点。

摘要：从世界范围来讲,广电频谱的低利用率正面临着频谱被收回分配给其他行业的危险。从技术层面,利用最新的数字通信理论开发高频谱利用率的传输技术;从业务层面,培育一些具有杀手级应用的新业务。总结了世界上具有影响力的两大数字电视标准化组织DVB和ATSC的最新发展,这些技术进步正是沿着上述方向前进。这对于我国数字电视的演进是一个很好的参考。

动物转基因技术的新进展 篇5

动物转基因技术的新进展

到目前为止,原核注射是最可靠,也是使用最广泛的动物转基因方法.但该方法存在整合效率太低及不能定点整合的问题.在过去的里,出现了一些新的`转基因方法,包括精子介导、反转录病毒介导、携带外源基因体细胞的核移植、ES细胞基因打靶技术等.但这些方法都未能根本地解决存在的问题.最近的一些文献中报道转基因技术在原有方法的基础上做出了改进后,取得了突破性进展.

作 者：李劲松 庄大中 孙青原 陈大元 LI Jin-Song ZHUANG Da-Zhong SUN Qing-Yuan CHEN Da-Yuan  作者单位：中国科学院动物研究所,生殖生物学国家重点实验室,北京,100080 刊 名：生物化学与生物物理进展  ISTIC SCI PKU英文刊名：PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS 年，卷(期)： 27(2) 分类号：Q81 Q78 关键词：转基因技术   显微注射   动物  

计算机技术的一些新进展 篇6

多年来虽然摩尔定律已走到极限的说法不绝于耳，但是半导体工艺的进步却从来没有停止。目前特征尺寸32nm的半导体工艺已成熟，大量用于高端芯片的制造。在不断缩小工艺尺寸的同时，结构上的改进也在进行。2011年5月4日，Intel宣布经过近十年的研究，在半导体技术上取得革命性突破，将推出被称为三栅极（Tri-Gate）的全新3D架构晶体管设计，并将在年内开始批量制造。传统的二位平面栅极结构被竖起的3D硅鳍状物代替，实现在晶体管在“关”状态下的低功耗，并可实现“开”、“关”状态的快速切换，从而可以实现高性能、低功耗的电子器件。

多核处理器的成熟

2006年出现的双核处理器标志着以主频论英雄的年代正式结束开始，处理器领域已进入一个多核时代，无论是业界巨 擘Intel还是AMD都已经明确表示，今后CPU将会是双核乃至多核的世界。多核设计为摩尔定律带来了新的生命力，在保持较低的时钟频率的同时，提高并行处理能力和计算密度，大大减少了散热和功耗。多核处理器提供了高性价比和高效节能的新途径，可以缓解当今处理器设计所面临的各种挑战。多核处理器是已成为主流处理器的发展趋势。

由于多核技术仍然是基于传统的“冯·诺依曼”结构，处理器内核数量的增加并没有缓解并行处理技术中算法并行化、并行编程的难题，多核的性能并不能充分发挥。因此近年来内核数量增加的速度有所减缓，集成多种功能电路的混合异构多核成为流行的结构，目前Intel的酷睿二代处理器采用四核结构，内部集成显示芯片。

超级计算机从高性能到高效能转变

国外历来强调高性能计算器在国家安全关键领域的战略作用。美国早年提出的“加速战略计算创新”（ASCI）计划，其目的就是在全球全面禁止核试验的情况下，美国能够继续保持它的核威慑能力和核垄断地位。主要的手段是利用数学方程和三维建模仿真核武器的爆炸效果，确保现有库存核武器的性能、安全和可靠性。从1997年到2007年，为ASCI计划专门研制的高性能计算机系统，已经经历了五代，2004年达到100万亿次，2010年达到1000万亿次量级的高性能计算机，预计2015年达到万万亿次以上量级。我国的“天河一号”目前名列超级计算机TOP500榜首，速度高达4700万亿次。

除了性能的不断提高，计算机处理的效能也在军事作战领域逐步得到重视。据估算，一台持续千万亿次计算的超级计算机系统可能需要消耗20兆瓦或更高的功耗，需要专门建设发电站，每年的电费开销可能高达1亿元以上。根据超级计算机世界500强排行榜重新排序的绿色500强排行榜中，IBM的超级计算机排名榜首，功耗效率达到1684Mflops/瓦，“天河一号”排在第十位，为635 Mflops/瓦。

不断探索采用新器件、新原理的计算机

以硅晶体管为基本单元的传统计算机在小型化的过程中将逐步接近其物理极限。研究表明，计算机运行速度的快慢与芯片之间信号传输的速度直接相关，然而，目前普遍使用的硅二氧化物在传输信号的过程中会吸收掉一部分信号，从而延长了信息传输的时间。

据报道，美国纽约伦斯雷尔·保利技术公司的科学家发明了一种利用空气的绝缘性能来成倍地提高计算机运行速度的新技术：芯片或晶体管之间由胶滞体包裹的导线连接，“空气胶滞体”导线几乎不吸收任何信号，因而能够更迅速地传输各种信息，可以成倍地提高计算机的运行速度。

将纳米技术与计算机制造技术相结合的纳米计算机（Nanometer Computer）也是很有发展前景。现在纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。

此外，以生物计算机、光计算机和量子计算机为代表的新概念计算机研究也非常引人注目。

生物计算机（Biology computer）

生物采用了生物芯片，由生物工程技术产生的蛋白质分子构成（所以又称分子计算机）。在这种芯片中，信息以波的形式传播，运算速度比当今最新一代计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十分之一，并且拥有巨大的存储能力。由于蛋白质分子能够自我组合，再生新的微型电路，使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能自动修复芯片发生的故障，还能模仿人脑的思考机制。

美国已研制出生物计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进入实用阶段。

光子计算机（Optical Computer）

光子计算机利用光作为信息的传输媒体。由于光子具有电子所不具备的频率及偏振特征，从而大大提高了传载信息的能力。此外，光信号传输根本不需要导线，即使在光线交汇时也不会互相干扰、互相影响。一块直径仅2厘米的光棱镜可通过的信息比特率可以超过全世界现有全部电缆总和的300多倍。光脑还具有与人脑相似的容错性，如果系统中某一元件遭到损坏或运算出现局部错误时，并不影响最终的计算结果。目前光脑的许多关键技术，如光存储技术、光存储器、光电子集成电路（OIC）等都已取得突破。科学家们预计，光子计算机的进一步研制将是21世纪高科技领域的重大课题。

量子计算机（Quantum Computer）

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行计算。量子计算机能够实行量子并行计算, 其运算速度可能比目前计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。

目前，量子计算机正在开发研制阶段，随着毫微技术的进步和毫微米级加工技术的发展，科学家们认为，第一台量子计算机有望在10年后诞生。我国量子信息专家宣称，将在5年内研制出实用化的量子密码来服务于社会。美国、英国、以色列等国家都先后开展了有关量子计算机的基础研究，正在开发中的量子计算机有三种类型： 核磁共振量子计算机、硅基半导体量子计算机和离子阱量子计算机，预计 2030 年量子计算机有可能进入实用。

（作者单位：中航工业计算所）

数字专用无线通信系统的新进展 篇7

Motorola于1993年推出摩托罗拉记成无线系统(MIRS),并在MIRS基础上推出集成化数字增值网络(iDEN)。iDEN是世界上最早的数字集群系统。在此之前,集群通信系统都是模拟的。与模拟集群相比,数字集群功能更强,既可以提供话音、短数据业务,还可以提供文字、数据、图像等业务;采用话音插空以及数字信号处理技术和多址技术,数字集群具有频谱利用率高、系统容量大、抗干扰能力强、话音质量好、数字加密容易可靠、保密性好等优点。

我国原信息产业部于2000年12月28日发布了《数字集群通信系统体制》电子行业推荐性标准,确定了两种数字集群移动通信体制,即iDEN标准和TETRA标准。2004年,我国自主研发的数字集群移动通信标准GoTa和GT800也通过了专家鉴定委员会的审核,成为我国推荐的数字集群移动通信标准。如此,目前我国现有数字集群标准有4个:欧洲的Tetra,美国的iDEN,以及我国中兴和华为公司的GOTA和GT800。

1 DMR标准

DMR(Digital Mobile Radio)数字集群通信标准是ETSI(欧洲通信标准协会)为满足欧洲各国的中低端专业及商业用户对移动通信的需要而制订的开放性标准。DMR标准于2004年推出,在2007年得到完善。ETSI发布的DMR标准包含了4个协议文件ETSI TS 102 361 1~4,分别规定了DMR标准3个层次的应用。DMR标准规定的是一个可以升级的系统:其第一阶段实现是为没有获得许可证的对讲机业务;第二层实现为专业应用市场提供直通或转发模式的通信;第三阶段应用是数字集群系统。DMR标准发布后,一些国际领先的无线设备生产商联合签署了DMR开发备忘录(MOU,Memorandum of Understanding),后又成立了DMR协会(DMR Association)。该协会成立后致力于将DMR标准应用提升至新的水平。2011年3月,DMR协会宣布在米兰进行的高级DMR兼容性测试获得成功。目前,已经有无线设备生产商宣布成功的开发DMR系统,并在世界各地有成功的实用案例。

1.1 技术特点

DMR标准为已经获得频率使用许可的用户在现有频率上替换掉已有的模拟无线电系统提供了方便可行的数字系统升级。它保证了用户原有的模拟无线电的各种功能,同时又给用户带来了数字系统的好处:更大的通信范围,更好的通话质量以及对数据业务的支持。

DMR系统的高阶段应用支持单呼、全呼、组呼、选呼,并有多级优先级别,集群网还可与电话网、数据网互联,可进行数据、传真、保密电话等多种业务。同时,它也支持无基站的直通模式通信。其主要技术指标如下[1]:(1)信道间隔:12.5 kHz;(2)调制方式:4FSK;(3)多址方式:双时隙TDMA;(4)用户数据速率:9 600 bit·s-1;(5)语音编码:AMBE。

1.2 DMR集群协议

DMR集群协议即DMR标准的第3阶段应用。DMR集群系统中由中继站(TS,Trunked Station)管理MS的通信。系统中有专门的中继站控制信道(TSCC[2],Trunk Station Control Channel),TSCC可以是专用(Dedicated Control Channel)或是复合式的(Composite Control Channel),它用来管理MS的信道接入。一个MS要接入信道,必须与先TSCC通信。DMR标准的Part 4[2]详细介绍了DMR集群协议。

一个中继站由一个或多个物理无线信道(BS)[2]组成,每个物理信道可以承载两个TDMA逻辑信道。其中一个或多个信道用来做控制信道(TSCC)。一个或多个TS组成的子网可以依靠其TSCC管理在此范围之内的MS的信道接入。TS为呼叫动态分配载荷信道,这样同样多的物理信道可以承载比非集群系统更多的业务量。

在DMR集群系统中引入MS注册机制[2],一方面避免了系统在整个网络内寻找某MS,降低了呼叫建立时间和控制信道的负荷;另一方面也能保证MS的功率节省模式参数在该MS和网络之间的传递。

当MS要传输数据时,首先搜索可用的TSCC,接入TSCC后,TSCC会为其分配信道。图1示出了一次单呼的建立过程。A点表示MS(A)首先向TSCC发送服务请求,TSCC收到后在B点向目的节点MS(B)发送AHOY信号测试是否在通信范围内并且可以接入。MS(B)在C点向TSCC回复ACK确认,TSCC在收到后在D点向MS(A,B)发送信道分配确认,并选择信道1作为载荷信道供MS通信。为确保MS收到信道分配确认消息,TSCC在E点对该消息进行了重发。

DMR系统会为MS分配一个单呼地址和一个或多个组呼地址。进行单呼时,MS以其单呼地址进行发送或检测该呼叫是否以自己为目标;进行组呼时,MS以其组呼地址发送或检测自己是否是该呼叫的接收端之一。DMR系统还引入了呼叫转移机制,以平衡网络内的话务负荷。

DMR系统可以采用的中继方法按载荷信道的分配方法分有3种:消息中继、传输中继和准传输中继[2]。消息中继是为一次呼叫分配相同的载荷信道;传输中继是为每次发射分配不同的载荷信道;准传输中继是指在每次放开PTT后还保持一定的等待时间,等这段时间结束再释放载荷信道的策略。

1.3 DMR系统的兼容性

现有的各种数字无线电标准存在的一个重要问题就是兼容性。有鉴于此,为给用户和生产商提供了一个真正开放的DMR市场,DMR协会推动了DMR标准的兼容性测试进程。一个真正开放的市场将保证用户在设备选择、生产商选择上保有丰富的选择,并能形成新产品的连续发展,而获得更好的性价比;同时用户也不必担心前期投资在系统升级时的浪费。对于设备生产商,这将保证一个不断扩大的市场,并消除DMR标准不能兼容的产品。

DMR的兼容性测试由DMR协会的技术工作组(TWG)推动和管理。根据DMR标准,TWG发布了应用于DMR第二、三层的强制性的和可选的兼容性测试标准。目前TWG推进兼容性测试的方法是两家厂商进行产品兼容性测试。TWG规定了详细的测试程序以保证要求的兼容性标准得到满足。测试时要求必须采集存储空中接口数据,同时要对空中接口接入有可视化的观察保证与测试结果不相悖。如果两家厂商都认为兼容性得到满足,他们将测试报告和记录文件送至TWG进行确认。

DMR协会推动的产品兼容性测试是一件对DMR标准意义很大的事情,如果该兼容性测试能真正得到推广,相信会对DMR标准的应用有很大的促进作用。

2 dPMR标准

dPMR(digital Private Mobile Radio)也是ETSI组织公开的数字对讲机标准。这个标准的提出晚于DMR标准。不同于DMR标准,dPMR标准采用6.25 kHz带宽信道的FDMA技术。ETSI于2004年发布此标准的初始版本,最初的应用是单纯的端对端数字专用移动通信,后来又提出更高阶段的应用,目前此标准的集群系统标准文件还在制定中。标准提出后不断进行改进,到2010年dPMR已完成标准有ETSI TS 102 490(Peer-to-Peer Digital Private Mobile Radio using FDMA with a channel spacing of 6,25 kHz with e.r.p.of up to 500 mW)、ETSI TS 102 658(Digital Private Mobile Radio (dPMR) using FDMA with a channel spacing of 6,25 kHz)等。类似于DMR标准,ETSI也为dPMR标准设计了3层不同阶段的应用:无基站的直通通信、单基站的常规通信以及集群通信系统。dPMR标准的核心是以真正低成本方式,为用户提供最佳的通信需求解决方案。

2.1 技术指标

技术指标包括[3,4]:(1)信道间隔:6.25 kHz;(2)调制方式:4FSK;(3)多址方式:FDMA;(4)编码速率:3 600 bit·s-1(话音2 450 bit·s-1+纠错1 150 bit·s-1);(5)传输速率:4 800 bit·s-1;(6)语音编码:AMBE。

2.2 技术优势分析

(1)频率利用率高,频率分配灵活。

dPMR标准采用真正的6.25 kHz信道,相比于当前窄带标准普遍的12.5 kHz信道,它提供了翻倍的信道利用率,并且由于信道带宽的减小,使得在同样频带内进行信道分布变得更加灵活。

(2)覆盖范围大。

从理论上说,在相同条件下,在发送功率相同的情况下,FDMA系统中的窄频信道比TDMA系统的12.5 kHz带宽的信道有更好的覆盖范围。这是因为任何接收机的底噪与过滤器带宽成正比,所以带宽越小能接收的信号越小。

(3)电池寿命延长。

正如在上一段中所解释的,在FDMA系统里,噪声分量的降低以及信道带宽的更窄提高了接收机的灵敏度。因此,有可能使发信机以更低的功率进行传输,从而节省电池寿命,延长无线设备的使用时间。

2.3 与DMR标准的比较

在推出DMR标准后,ETSI又紧接着推出dPMR标准。其原因是,根据ETSI的官方介绍,开始ETSI的计划是基于双时隙TDMA技术的,因为当时几家重要的专用无线通信厂商坚持6.25 kHz信道的FDMA系统是不可行的。然而,随后艾可幕公司和建伍公司却证实了这是可行的。随后ETSI就提出了新的6.25 kHz FDMA系统,并被推广为欧洲的开放性数字无线电标准。

相比较DMR标准采用的12.5 kHz双时隙时分多址,dPMR标准的系统更为灵活,设备简单,成本更低。在频率利用率方面,DMR标准和dPMR标准通过不同的方法都达到了相同的6.25 kHz窄带容量。不同在于:后者是直接的6.25 kHz信道,而前者是通过在12.5 kHz带宽里的时隙分配提供等价的6.25 kHz信道。12.5 kHz被认为是当前窄带标准的信道间隔,从这个角度看,这两个系统都达到了所谓的“容量翻倍”。不同之处在于,无论是在有或是没有基础设施的情况下使用,后者总是翻倍的容量。而对于前者,翻倍的容量仅在中继器对时隙进行同步、并且两个用户在相同的地理区域内同时接入相同的中继器时才能达到。

3 与其他数字无线电标准的比较

2000年,我国原信息产业部将TETRA系统和iDEN系统作为我国的行业推荐性数字集群移动通信系统标准。iDEN系统由于其不开放性,仅有摩托罗拉公司可以生产,建网和终端费用较高,在我国的发展远不如TETRA系统,在此不再赘述。2004年,我国推出自主研发的数字集群移动通信标准GoTa系统和GT800系统[5]。

3.1 TETRA标准与DMR标准

TETRA数字集群通信标准是ETSI为满足欧洲各国的专业部门对移动通信的需要而设计、制订的开放性标准。它是较早的数字集群移动通信标准,如今已成为欧洲标准。

TETRA标准分为两个阶段,第一阶段Tetra I以语音业务为主,技术成熟;第二阶段Tetra II(TEDS)增加了高速数据业务。Tetra I标准采用4时隙TDMA技术,信道间隔25 kHz,最大数据传输速率36 kbit·s-1,业务功能丰富。Tetra系统采用小区制,适合于终端密集、调度复杂、数据业务要求较高的用户[6]。

作为ETSI推出的两代数字无线标准,DMR标准可以看做是Tetra标准的升级版,两者都采用TDMA多址方式,但DMR标准规定信道间隔为更小的12.5 kHz,调制方式改为4FSK,使得DMR标准的系统更易向后兼容模拟系统,建网更为简单,成本更低。但Tetra系统在欧洲以及我国都有了很多的开发案例,积累下的经验和前期用户是DMR系统所无法比拟的。

对于Tetra数字集群系统来说,其标准的开放性不高,Tetra数字集群系统的空中接口虽然可以做到兼容,但各厂商系统之间不能实现互联互通,影响了Tetra 数字集群系统的发展。所以,DMR标准的真正发展,还需要DMR协会将其兼容性测试有效地推广,营造一个真正开放的市场。

dPMR标准与DMR标准的对比前面已经分析过,作为一个发展中的数字无线电标准,dPMR应该着眼于未来,这样才能将其频带间隔小的技术优势充分发挥。目前,dPMR更适合于个人对讲机业务,在集群通信系统上还不能与其他标准竞争。

3.2 国内标准

GT800系统是由华为公司研制开发的基于GSM技术的数字集群系统。它以TDMA技术为基础,结合了蜂窝技术并创造性地对TDMA 和TD-SCDMA 进行了融合和创新。它的载波带宽是200 kHz,双工间隔为45 MHz,采用RPE-LTP语音编码方式,GMSK调制方式[7]。

GoTa标准是由中兴通讯公司独家提出、具有自主知识产权的创新技术,是为满足数字集群通信专网和共网用户的需要而开发的。GoTa 系统采用CDMA多址方式,调制方式为16QAM和QPSK,语音编码技术为QCELP,频分双工,上下行载波带宽为1.25 MHz带宽,双工间隔为45 MHz[8]。

上述两种标准都是我国自主研发、拥有一定知识产权的数字集群通信标准,为保护和发展民族工业,我国必定会大力推动这两种标准的应用。同时,GoTa标准和GT800标准都是依托国内成功的公网技术而架构的,能够带给运营商更大的组网灵活性和盈利空间,具有DMR标准等国外的标准无法比拟的先天优势。

GoTa标准和GT800标准都侧重于公网的建设,在公网内部通过虚拟专网技术提专网业务。这对于某些行业或集团用户并不是非常理想。2010年,公安部牵头,联合海能达等企业,研发制定了警用数字集群标准,体现了特殊行业对专用无线网络的需求。PDT标准采用TDMA多址方式,12.5 kHz信道间隔、4FSK调制方式、数据传输速率为9.6 kbit·s-1。在满足基本业务的同时,增加了同播、动态频率资源管理等创新功能。PDT标准制定者还声称其具有从MPT1327模拟集群系统平滑过渡的特点。PDT标准向下兼容DMR系统,也在申报成为我国的数字集群移动通信标准。

4 结束语

上世纪末,我国开始重视数字集群通信系统的发展,短短十余年,已取得重大的进展。目前,我国国内数字集群通信行业存在多个标准,相比而言,DMR标准几乎跟Tetra一脉相承,更适合作为专网小区制的系统,只要DMR标准的系统兼容性得到有效发展,真正建立一个开放而充满竞争的市场,DMR系统就能体现出其成本较低的优势,在国内集群通信市场占得一席之地。同时,发展中的PDT标准也会在一定程度上推动DMR标准在我国的应用。

而dPMR标准,作为目前惟一的信道间隔为物理的6.25 kHz的标准,它的发展更决定于正在制定的集群标准,以及生产商对于该标准的资金投入;目前,该标准更适合于个人对讲机业务。

参考文献

[1]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Mat-ters(ERM)[S].Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part1:DMR Air Interface(AI)Protocol,TS 102 361-1,2007.

[2]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Mat-ters(ERM)[S].Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part4:DMR Trunking Protocol,TS 102 361-4,2006.

[3]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Mat-ters(ERM)[S].Peer-to-Peer Digital Private Mobile RadioUsing FDMA with a Channel Spacing of 6,25 kHz with e.r.p.of up to 500 MW,TS 102 490,2010.

[4]ETSI.Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM)[S].Digital Private Mobile Radio(dPMR)Using FD-MAwith a Channel Spacing of 6,25 kHz,TS102 658,2010.

[5]郑祖辉.数字集群移动通信系统[M].北京:电子工业出版社,2008.

[6]唐军.浅谈数字集群系统[J].邮电设计技术,2002(1):16-20.

[7]陈杰,孙溪.Tetra数字集群标准和GT800数字集群标准的比较[J].仪器仪表标准化与计量,2007(1):19-20.

超高清数字电视新进展和展望 篇8

超高清数字电视的出现和发展体现了电视行业不断变革的不竭动力,其内在的本质原因在于画质依然是电视最为核心的要素,只有具备出色的画质表现,才能真正吸引消费者的眼球。超高清数字电视是一个系统工程,涉及一系列的关键技术,如超高清信号的摄录、存储、压缩处理、传输、接收和显示,这些关键技术的实现从目前来看还是很有难度的,且实现的成本很高,因此要使得真正的超高清电视普及大众,还有很多的问题亟待解决。本文主要介绍超高清电视的最新进展以及其中的一些关键技术要素和概念,为超高清数字电视的普及和研究起一个抛砖引玉的作用[1]。

1 视觉体验与图像格式[2,3]

电视最核心的作用就是拓展空间和时间对于人眼视觉的限制。在构建电视系统时,首要的基本问题就是确定图像格式。因为,一方面人眼对于电视的视觉体验和电视图像格式紧密相关,另一方面也利于一对多的通信和不同国家节目互换。电视是供人观看的,电视系统的综合质量最终是由人眼做出鉴定,所以电视系统的图像格式应与人眼的视觉特性相适应。电视的发展历程就是如何选择合适的图像格式并研究开发对应的电视系统不断逼近人眼视觉体验极限的过程。根据研究,对于数字电视,人眼视觉特性与图像格式的4个方面密切相关,即空间分辨率、帧频、比特深度和色域。但是,目前大众接触到的数字电视系统,甚至高清晰度数字电视还远没有达到人眼感知能力的全部。这也是下一代电视系统——超高清数字电视发展的动力。

日本NHK从1995年开始研究超高清电视系统,其目的就是为了能提供身临其境的沉浸式体验,因此,超高清度电视的图像格式参数也相应改变。人们对图像格式最直观的一个参数就是空间分辨率,为了满足超高清数字电视身临其境真实度的有效方法就是加宽视觉场并增大显示屏的尺寸,由于图像的质量主要取决于视角分辨率,因此,在确定空间分辨率参数时要同时考虑上述两个方面。相关机构通过如下4个实验:主观评估、体摇摆的生理学表征、自然图像测试视觉锐度、真实物体和不同分辨率下物体图像的真实性比较,确定空间分辨率为8K(7 680×4 320),其幅型比为16∶9,需要注意的是,目前是市场上4K(3 840×2 160)电视是超高清的初级阶段,随着技术进步和成本下降,最终会走向8K超高清电视。而目前的高清晰度数字电视的空间分辨率只有1 920×1 080,8K超高清数字电视的空间分辨率提高了16倍。帧频也是图像格式中非常重要的一个参数,帧频越高,图像越真实,尤其是对具有高速运动内容的体育节目,电视接收机也越复杂且更昂贵。这是观看体验质量和电视接收机价格之间必须达成的折中之一。超高清数字电视帧频的确定是通过三个实验确定:运动模糊的主观评估、频闪效应的主观评估、感知闪烁,实验表明帧频在120 Hz时才能达到比较令人满意的效果,对于有些应用特别苛刻的场合,帧频要在240 Hz。在现有的电视系统中,最常用的比特深度是8 bit或10 bit,在将来的超高清数字电视中,比特深度将达到10 bit或12 bit,这样可以有效地避免色调再现的不连续性。色域代表了电视系统显示彩色的丰富程度,当前电视系统的色域主要是根据CRT显像管的显示能力制定的,而目前CRT显示已经基本退出历史舞台,平板电视大行其道,所以,超高清电视的色域需要重新制定,已有的研究成果已经达到真实物体彩色显示范围的95%,而当前的CRT色域只能达到真实物体彩色显示范围的51%。可以预见,将来的超高清电视呈现的画面将更为真实、绚丽并富有层次感。但是,人们也将面临这样一个问题,超高清电视播放以前制式的视频时,需要做格式转换,涉及帧频转换、幅型转换和超分辨率恢复,这是一个技术难点,还没完全解决。

2 超高清电视视频压缩[4,5]

超高清摄像机根据规定图像格式捕获的信号是海量的,直接传输是不可能甚至是相当低效的。NHK自从1995 年开始研究超高清电视到现在,一共开发了三代视频压缩编码设备。NHK在2006 年开发了基于MPEG-2标准的第一代超高清视频编解码器,这个编码器包括4个3 840×2 160子编解码器。为了用MPEG-2标准处理超出其最高分辨率图像的超高清视频信号,首先需要视频格式转换把SHV分为多个HDTV单元。每个HDTV编码单元按照MPEG-2主类和4∶2∶2主类@high level方式编码。压缩信号的TS流介于288~640 Mbit/s之间。整个编码器(包括编解码和格式转换器)的延迟大约650 ms。在保持主观质量不变的情况下,为了达到更高的编码效率,NHK在2007年开发了第二代超高清编解码设备,该设备是基于MPEG-4 AVC/H.264。AVC/H.264 支持的最大编码格式还是1 920×1 080。因此,一个SHV编解码器由16 个AVC/H.264HDTV的子编解码器组成。压缩信号的TS比特流的范围在56~340 Mbit/s。NHK开发的第三代视频编解码设备仍然基于MPEG-4 AVC/H.264,但是在技术细节上做了很多优化:采用1 080p@60 帧/s。编码单元、视频格式转换器的改进、低复杂度的模式判决技术、预滤波器技术、基于感兴趣区域的图像质量控制、同步技术。上述优化技术的采用使得图像质量大约提升了0.7~2.4 d B,编码器的输出TS流也控制在96 Mbit/s,性能提升相当明显。

显然这三代分别基于MPEG-2 和MPEG-4 AVC/H.264 标准研发的编码样机的压缩能力并不能让人们满意。特别是超高清海量视频以及无线网络上高清视频的广泛应用,催生了H.265,也即HEVC(高效率视频编码)标准的诞生。HEVC于2013年正式颁布,根据已有的研究结果,在保持主观质量不变的情况下,H.264相对于MPEG-2的编码效率提高1倍,而HEVC的编码效率相对于H.264提高1倍,这对于超高清视频压缩是一个福音。HEVC除了支持现有视频压缩编码标准支持的应用外,还能支持更高分辨率的图像格式,如4K和8K,受益于摩尔定律驱动下微电子技术的进步,HEVC还广泛地支持并行处理架构的应用,这非常有利于需要消耗巨大计算处理能力的超高清视频编码设备。

HEVC仍然基于混合编码框架,即帧内、帧间预测和二维变换编码,这与现有的视频编码没有很大的区别,但是HEVC在框架内把细节做到极致,采用特有的关键技术提升HEVC的视频压缩能力,下面简要介绍HEVC关键技术特点。HEVC采用更灵活的数据结构,以前的视频压缩标准支持宏块,即16×16,而HEVC支持L×L(L=16,32,64),以前的视频压缩标准支持变换块大小为8×8,而HEVC支持L×L(L=4,8,16,32),这样使得HEVC对于不同图像细节具有更高的适应性。HEVC采用33 种有向空间预测模式,而AVC只有9 种模式。HEVC支持1/4精度的运动补偿,采用7或8抽头滤波器用于分数像素采样位置亮度信号的内插,而以前的AVC标准只在半像素位置采用6 抽头滤波器,在1/4像素位置只采用简单的平均。HEVC支持最多6个参考帧的帧间预测,支持高级运动矢量编码模式,相对于AVC,HEVC改进了“跳”和“直接”运动模式。HEVC采用上下文自适应的二进算术熵编码,相对于以前标准采用的算术编码,这种方法更适合于并行处理,增加吞吐量。HEVC可以根据需要进行1次或2次的环内滤波,特别是第二阶段滤波可以有效去除“振铃”效应。在以前的标准中,只有切片(slicer)单元,在HEVC增加了瓦片(tile)、波前(wavefront),这些单元的灵活应用更有利于数据丢失后的重同步和并行处理。HEVC对AVC的语法做了扩展使得HEVC在视频传输时更具鲁棒性。上述一系列改进使得HEVC具有更高的压缩能力、更强的鲁棒传输能力、更强的并行处理能力。相信再过段时间,就能看到基于HEVC的支持8K的超高清编码器样机出现。

3 超高清传输[6,7,8]

电视能够克服人眼对于空间的限制受益于现代通信技术的进步,超高清电视系统带来的最大挑战并不在于拍摄、工作流或后期制作,而在于传输。超高清电视系统从节目制作到家庭接收整个广播管道之间,传输距离从短到长,相对应采用传输媒质和传输技术也有所不同。如电视台内部设备之间互联要求传输信号无失真且实时,这时电视信号应该是无压缩的,且传输比特率很高;而当采用卫星中继广播时,由于传输距离长,信道带宽有限,传输能力有限,必须对电视信号压缩,但对于实时的要求可以降低。在做传输实验时,由于视频压缩技术的不断进步,一般都采用最新的编码器。当前的超高清电视传输实验主要采用光纤、无线、IP网络和卫星广播等方式,接下来作简要描述。

光纤最大的特点是大容量传输,这对于高数据率的超高清电视信号非常有利。目前,日本NHK已经采用光纤做了多种形式的传输实验,开发了用于短距离传输10 Gbit/s的光接口传输设备。采用光网络(全部采用光放大器,没用电放大器)在长达260 km的距离上现场直播传输超高清信号。相对于有线的光纤传输,无线传输最大的特点是灵活,不受布线的影响。NHK在120 Gbit/s的超宽带上开发了无线传输设备用于短距离传输,采用的调制方式为ASK,带宽为17 Gbit/s,采用的内外码都是RS码,实验表明传输效果良好。对于长距离传输,IP网络是一个好的选择,可以利用现用的网络而不需要重新铺设新的光纤线路,NHK利用IP网络做了多个传输实验。如在2006年,NHK和NTT合作在租用的以太网线路上做了首次长距离现场实验,2008 年,NHK和BBC合作做了国际间的现场实验,2011 年,NHK和NTT合作做了共享式互联网现场传输实验。NHK和其合作者分3步做了卫星传输实验:第1 步用四路ISDB-S信号传输MPEG-2压缩的208 Mbit/s码流;第2步开发用于Ka波段的宽带调制解调器;第3步NHK分别在日本和欧洲于2008年在Ku波段做超高清电视信号的卫星传输。2009 年NHK做了一次多通道卫星传输实验。初步预计日本将在2020 年通过卫星试验播出超高清电视。日本KDDI和JCOM两家公司联手开发出通过有线电视线路高效传输超高清画质图像的技术,并在东京进行了传输试验。

美国数字电视标准组织ATSC加快了对美国下一代数字电视系统的研究和标准制定工作,于2013 年3月26日,正式向全世界发布了征集下一代数字电视系统物理层方案的公告,要求新的系统能够最充分地发挥广播一对多的优势,能将内容高效分发给广大用户。新系统要求进一步提高传输性能,支持未来超高清电视的传输,支持多种服务终端和新型业务的灵活应用。截至2013 年8 月底,ATSC收到了由NERCDTV/SARI/SJTU、DVB、Qualcomm/Ericsson、LG/Zenith/Harris、NHK、SBG/Coherent Logix、Guarneri、Sony/ Samsung、Technicolor、ETRI/CRC、Allen Limberg等来自全球数字电视研究组织和知名企业提交的10份有效提案,目前ATSC正在对这些提案作评估。据Broadband TV News报道,欧洲DVB-T2 地面数字电视标准成为美国下一代地面数字平台ATSC 3.0 的潜在候选之一。ATSC收到的10份物理层建议中大部分基于DVB-T2。由于频谱使用高效,全球部署迅速,DVB-T2 将成为ATSC 3.0的强劲竞争对手。

中国数字电视国家工程研究中心、中国科学院上海高等研究院、上海交通大学(NERCDTV/SARI/SJTU)联合提交的提案受到了美国广播界和全球数字电视技术研究同行的高度关注。数字电视国家工程研究中心首席科学家张文军教授表示,主动参与美国下一代数字电视标准竞争有利于提升我国数字电视研究的综合实力,有利于增强我国电视制造企业在北美新一代产品市场的竞争实力,将协同国内各科研机构的优势力量,力争让更多的中国技术成果进入美国下一代数字电视标准体系。中国方案汇集中国相关研究单位在下一代数字电视系统领域已有的技术积累,以ATSC提出的应用需求为导向,由输入数据格式、比特编码调制、信令及帧结构、分布式多天线和双向回传等5个部分组成。方案不但具有支持未来4K、8K超高清晰度电视的链路传输能力,同时支持建设大容量的覆盖网络、支持高速移动接收,开创性地扩展了数字电视网络的上行功能,全方位地提升了广播电视网络的业务承载能力,支持未来多元化的业务组合,具有高度的业务灵活性。

4 超高清应用[9,10]

超高清电视除了在广播行业,还在数字影院、新闻出版行业、博物馆、医疗行业及一些特殊行业得到应用,如上海交通大学数字电视团队采用超高清晰度电视设备记录了神舟十号载人飞船发射起飞的壮观场景,国际上过去只有日本NHK采用超高清设备记录过NASA的航天器发射活动。这表明我国在超高清电视关键技术和应用方面处于世界领先地位。

然而超高清电视的真正繁荣尚待时日,支持超高清显示的电视机价格不菲,片源匮乏,没有超高清频道开播,即使买回来,也是无米之炊,不能完全发挥作用。近日,中国数字电视国家工程中心为了有效突破当前超高清节目内容匮乏的产业瓶颈,推动产业链快速完善发展,率先搭建起了包括4K/8K数字电影摄影机、音频采集回放、存储、后期调色、渲染、电影制作工作站、超高清显示屏、超高清专业播放设备在内的全国首套超高清全链路系统设备。为我国新技术推广、新产品展示提供原生无损的超高清节目内容服务,为推动我国超高清音视频产业链加速发展提供源动力。

5 展望

目前我国在电子信息产业仍然是大国而不是强国,很多的电子产品如智能手机、数字电视设备、数码摄像机等都在中国制造,但是很多的核心技术,如核心芯片(CPU)、关键软件(操作系统)、设计等都是由国外机构完成,只是承担产业链低端的分工,这方面我国有深刻教训,如出口DVD播放器,大部分利润都用于交专利费,在移动通信2G时代,也交了昂贵的专利费。为此,我国相关部门和科研机构积极应对,如在广播电视的数字时代,我国制定自主知识产权的信源压缩标准、自主知识产权的数字电视地面广播传输标准。超高清数字电视是广播电视行业的下一个制高点,当前其关键技术和应用尚不成熟,NHK专家预测超高清数字电视进入商用估计还需20年左右,但是我国的科技工作者应该时不我待、未雨绸缪,从标准制定、专利布局、芯片设计、关键软件等核心技术争取早日取得突破,为占据将来的超高清数字电视产业制高点做好准备。可喜的是我国相关科研机构已经积极参与超高清数字电视国际标准的制定(提交ATSC3.0 标准提案),积极应用超高清数字电视技术(记录我国神十发射过程),为我国探索超高清之路奠定了一个好的开端。

6 结束语

数字印刷技术新进展 篇9

随着信息技术的发展, 当前的测绘科学已经逐步向信息化发展, 信息化测绘是根据测绘发展趋势以及社会需求提出来的, 主要采在网络化的运行环境下, 采用信息化技术为用户提供地理空间信息综合技术, 从而为用户提供有效的测绘信息。信息化测量技术主要采用地理空间综合服务进行测量管理, 将静态建设数据库转化为动态监测与实时更新, 并且采用局域网技术实现实时有效的地理空间综合服务, 采用信息技术能够实现信息共享, 为用户提供开放性的测绘信息, 促进测绘信息技术的不断发展。

1 信息化测绘技术重要意义

测绘是一项基础性的服务行业, 为了更好的服务于科学研究与经济建设, 采用信息化技术, 能够提供更为高效的测绘服务, 为需要测绘服务的客户提供更加可靠的数据基础与逻辑平台, 促进空间位置信息的发展与交流。空间的信息数据是以各项技术设施为基础的信息服务, 在发展过程中能够适应社会发展, 促进测绘技术的发展。测绘技术的信息化发展能够为需要测绘信息的客户提供信息化服务, 而且能够综合信息化与数字化技术的优势, 从而确保测绘信息的实时性与可靠性, 从而促进科学技术的转变与革新, 为相关行业提供更为可靠的基础条件。

2 测绘信息进展

2.1 大地测量学的发展

大地测量学是研究地球表面以及外层空间点位的精密测量、希求形状以及大小的理论与方法, 当前大地测量学已经与多种学科较差, 成为推动地球科学、空间科学以及军事科学发展的前沿学科之一。信息测绘技术包括现代测绘基准体系、卫星导航定位技术、地球动力场理论以及地壳运动检测等多种技术, 这些技术进展具体如下: (1) 现代测绘基准体系, 现代测绘基准体系是为地理空间信息提供空间位置、高程以及重力等方面的起算依据, 主要有大地测量参考框架以及参考系统构成。近十年来我国的空间观测技术不断发展, 而且已经建成国家GPS大地控制网, 参考框架精度化, 将200国家重力基本网作为重力基准; (2) 卫星导航定位技术, GPS系统主要是美国为了军事政策发展起来的系统, 我国的北斗卫星导航系统已经逐渐像信息化发展, 实现精密单点定位, 利用国际GPS卫星以及事后精密星历作为起算数据, 从而确保GPS测量精度, 实现2-4dm级精度实时动态定位测量, 并在较大区域内建立多个坐标已知的GPS基准站, 对该地区实现网络覆盖与实时定位; (3) 地球动力场理论研究, 当前的地球动力场模型包括卫星重力法, 对地面观测的卫星轨迹进行观测, 从而测出星间距离变化量以及总理梯度, 以此求解位系数。随着信息技术的发展, 当前的地球动力场已经可以达到大地高与精密化检测, 精密度可以达到cm级别; (4) 大地测量地球动力学, 随着空间大地测量观测手段的不断发展, 当前的地标研究已经由局部发展到全球, 我国的地壳运动监测应常态化, 并且建立了中国大陆的二维DFEM模型, 得到实测板块运动模型GVMI, 为地壳运动提供数据依据。

2.2 摄影测量与遥感学发展

图像信息科学是由摄影测量、遥感以及空间信息系统以及计算机视觉系统等较差而成的学科, 采用传感器获取模拟的影响, 采用数据恶化解析的方式表达空间信息数据, 为客户提供可视化服务。随着信息技术的发展, 我国已经着手建立新一代摄影测量处理平台, 采用高性能刀片式计算机系统对摄影测量进行专一化管理, 提升数字摄影测量的生产效率。当前的摄影测量技术与GPS导航系统相结合, 实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位, 从而获得真实的耳标信息, 与遥感影像以及其他技术提供依据。航空数码相继的应用能够提升影像匹配以及三维重建的精度与可靠性, 采用低空飞行的平台作为传感器载体, 将数码相机与可旋转平台相结合, 从而进行多条航带进行拍摄, 这种摄影方式具有高分辨率的特点, 已经广泛的应用于城市摄影与无地面控制的卫星影像技术。随着信息化技术的发展, 当前高光谱影像技术、GIS技术等与航天遥感测绘相结合, 为地表测绘提供依据, 为天气、海洋、环境等进行灾害监测, 为国土普查、环境保护等提供数据依据。

2.3 地图制图与地理信息工程学发展

传统的手工制图已经不能够满足当前测绘需求, 将信息化技术与地图制图相结合, 实现信息处理的智能化与网络化, 信息化的地图制图技术包括以下内容: (1) 计算机数字化方式的地图制图生产, 地图制图和出版的数字化与一体化成为中国地图制图生产的基本手段, 增强了地图制图的科学性, 而且重视的应用数字模式, 达到建筑工程的亚毫米级检测精度, 并且对空间信息进行连续、实时、自动化监测, 实现数据的自动化处理与管理; (2) 工业测量技术, 现代工业生产要求对产品的设计、模拟、生产自动化进行管理, 并且以全站仪、摄影仪等方式形成三维工业测量系统, 提升工业现场的精密测量以及自动化水平; (3) 地下管线探测技术, 地下管线测量技术是对地下管线的状态进行探测的方式与技术, 非金属管探测技术能够弥补常规地下管线的不足, 充分的整合地下管线的信息资源, 建立城市地下管线信息共享平台; (4) 移动测绘技术, 车载道路系统能够快速、准确的采集道路信息, 而且该技术精度高、更新速度快, 能够满足道路信息的发展需求。

2.4 海洋测绘学

海洋测绘技术是对海面水体和海底进行全方位、多要素的综合测量, 从而为海洋生产提供信息支持, 海洋测绘的信息化发展包括以下内容: (1) 海洋大地控制网, 当前我国利用GPS已经建立岛岛、陆岛大地控制网, 并且与深海技术相结合, 构建水下大地控制网的建设与管理, 将无缝垂直参考基准与海洋大地控制网结合, 能够对海洋进行精密测量, 以实现海洋的全方位管理; (2) 海道测量技术, 采用海洋多波速测深与海底水下机器人技术, 能够对深海的情况进行认识, 以实现水下目标识别与管理, 与双频GPS技术相结合, 能够显著的提高水深测量成果的精度; (3) 空基海洋测绘技术, 采用遥感图像版提取技术等能够提升图像信息的精度, 并且提高基线解算质量的人工选星的基线处理效率; (4) 海图制图技术, 采用信息技术能够提升海图制图的精度, 并且在浏览器中实现空间数据的可视化, 存储与集成信息, 建立海图档案系统, 提升海图信息的准确度。

3 结语

信息化测绘技术作为国防建设、社会发展以及经济建设的基础事业, 对于未来发展具有重要意义。将信息技术与测绘技术相结合, 能够对多元空间化信息进行采集, 并且实现智能化建设与管理, 形成新型的信息产品模型, 对于海洋、航空、低空意思微型等领域实现高精度化实时管理, 为未来发展提供信息依据。信息测绘技术能够充分调动各方面的积极因素, 促进地理信息产业和测绘事业的发展, 为测绘需求提供数据信息, 真正意义上实现信息化测绘。

摘要：测绘学科已经从传统模拟测绘向数字化测绘转变, 而且随着信息化技术的不断发展, 信息化测绘技术已经不断发展, 使当前的测绘科学呈现出不同的面貌。本文对于测绘学科以及其下的子学科的信息化过程进行探讨, 对于测绘学科的进展进行研究。

关键词：测绘,数字化,信息化,工程测量

参考文献

[1]李德仁, 苗前军, 邵振峰.信息化测绘体系的定位与框架[J].武汉大学学报:信息科学版, 2012 (03) .

[2]张凤龙.试论从数字化测绘到信息化测绘的测绘学科新进展[J].科学与财富, 2013 (05) .

数字印刷技术新进展 篇10

信息化测绘这一新概念是根据我国现代化测绘的发展趋势和社会需求所提出来的, 信息化测绘的基本含义是建立在数字化测绘的基础上形成的, 在完全网络化的运行环境下, 进行实时有效地向社会各类用户提供地理空间信息综合服务的测绘方式。信息化测绘具有数字化测绘的全部特征。但是, 信息化测绘又同时具有数字化测绘所不具有的一些特征, 例如:信息化测绘体系的功能取向应由测绘产品生产转化为地理空间信息综合服务;体系对地理空间信息的获取和数据库建设将由静态生产转化为动态变化监测和实时更新;体系的基础设施 (包括测绘基准体系和基础地理空间信息数据库系统等) 应由原来的供专业使用升级改造为满足社会公共使用;信息共享中的安全和产权问题应由无序的或不规范的状态走向遵循信息共享的相关法规、标准体系和运行机制等等。虽然, 在我国目前对信息化测绘这一概念尚未形成一个被广泛认可的正式术语定义, 但对于这个概念的上述基本内涵和特征还是能够达成广泛的共识。可以说, 信息化测绘是我国测绘事业实现了由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后的又一个新的发展阶段。而本文从测绘学科及两个子学科 (大地测量学、摄影测量与遥感学) 方面论述了测绘学科的信息化跨越过程中的新发展。

我们首先从摄影测量与遥感学方面说明这一学科的最新进展, 摄影测量与遥感学是基于电子计算机的现代图像信息的一门学科。

它作为图像信息学科, 主要是由摄影测量、遥感和空间信息系统以及计算机视觉等交叉组成。而其研究和利用的对象主要是通过各种不同类型的非接触传感器, 获取模拟的或数字的影像, 然后利用解析和数字化手段提取有利用价值的信息, 并同时在空间信息系统中数字地加以存储、管理、分析和表达, 最后通过可视化和符号化技术来这类产品, 并将所形成的需要的产品按照供地学和非地学两个不用的领域加以合理的应用。这一学科可主要包含两个方面的技术:数字摄影测量技术和航天遥感测绘技术。

数字摄影测量技术是我国新一代数字摄影测量的一种处理平台。这一技术是基于DGPS/IMU组合导航技术和LIDAR激光雷达扫描技术基础上建立起来的一种摄影测量手段。其主要有以下三个技术方面的应用:第一, 航空数码相机的应用技术 (航空数码相机的最大优势在于可以通过不增加飞行成本, 但是却能增加大重叠度影像获取能力, 同时还能大幅度提高影像匹配及三维重建的精度和可靠性, 并制作真正射影像) ;第二, 稀少或无地面控制的卫星影像对地定位技术 (数字摄影测量技术和方法已经广泛用于高空间分辨率卫星影像的几何处理中, 大量研究集中在稀少控制点和无控制点条件下如何提高影像的平面和高程精度) ;第三, 数码城市建模中的数字摄影测量技术 (这一技术是利用低空飞行平台作为传感器载体, 将数码相机安装在可以旋转的平台上, 分多条航带拍摄城区影像, 再结合地面车载或手持数码相机拍摄的影像进行整体处理, 生成建筑物立面影像拼接图等产品) 。

航天遥感测绘技术主要是用于获取航天遥感数据 (目前我国已经形成了五个遥感卫星系列, 并开始组成长期稳定运行的卫星对地球进行观测, 实现对中国及周边地区甚至全球的陆地、大气和海洋进行立体观测和动态的监测) , 同时这一技术可以提取遥感影像信息, 并可遥感影像同时与GIS的集成化处理这些影像以及进行遥感数据处理的理论与应用的研究 (我国开展了目标辐射特性、大气传播模型、反演方法和辐射定标以及在INSAR和DINSAR方法、成像光谱仪数据处理、遥感中的空间推理、专家系统和数据挖掘、多源遥感数据融合等领域的遥感数据处理的基础研究) 。

第二个是大地测量学。这一学科是基于测绘学和地学领域的基础性学科, 它主要研究地球表面及其外层空间点位的精密测定、地球的形状和大小、地球重力场及其随时间变化的理论和方法。而目前, 大地测量学已经与地球科学以及和空间科学形成多学科的交叉综合学科, 同时这也成为推动地球科学、空间科学和军事科学发展的前沿学科之一。本文主要从以下三个方面来论述这一前沿的学科。

首先, 大地测量学是现代测绘基准体系。现代测绘基准体系主要是为地理空间信息的获取提供空间位置、高程以及重力等方面的计算提供数据方面的依据。这一体系是由相应的参考系统及其相应的参考框架构成。大地测量参考系统和大地测量参考框架是空间位置计算的数据依据, 而国际上几乎所有发达国家都在采用地心坐标系。

第二, 地壳运动监测与大地测量地球动力学。随着空间大地测量观测科学技术的不断发展, 地表可观测的覆盖面也随着扩大, 观测结果的精度也相应的提高, 研究对象由局部地区扩展到全球大部分地区。目前我国的地壳运动监测与大地测量地球动力学的研究主要去的了如下一些成果:建立了中国大陆的二维DFEM模型;得到了五个主要板块的绝对和相对板块运动参数;求出了中国大陆现今地壳运动速度场和变形场及其水平应变率场。

最后是地球重力场理论研究与大地水准面的精准化。目前我国建立的地球重力场模型多采用卫星重力法, 一是利用同一低轨上两颗卫星的相互跟踪, 测出星间距离变化量, 反演地球重力场的位系数;二是在低轨卫星中装有重力梯度仪, 直接测出卫星轨道上的重力梯度, 以此求解位系数。

信息化测绘, 作为经济建设、国防建设和社会发展的基础性事业, 在未来有着广阔的发展前景, 但同时又面临着严峻的挑战。目前, 我国的测绘体系正从数字化测绘向信息化测绘转变。在这种转变过程中, 我们还有很多问题亟待解决。在这一过程中只有克服了种种的不利因素, 才能调动各方面的积极因素, 推动测绘事业与地理信息产业的大发展, 实现真正意义上的信息化测绘。

参考文献

[1]张燕平.信息化测绘发展过程中需要探讨的几个问题[J].综合评述, 2007, 31 (2) .[1]张燕平.信息化测绘发展过程中需要探讨的几个问题[J].综合评述, 2007, 31 (2) .

[2]宁津生, 陈俊勇, 李德仁, 刘经南, 张祖勋等测绘学概论[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.[2]宁津生, 陈俊勇, 李德仁, 刘经南, 张祖勋等测绘学概论[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.

“雷电”是高清技术的一项新进展 篇11

看过蓝光电影的人、看过高清电视节目的人都会对高清影视印象深刻：面部清晰到看清毛孔，风景美若仙境。看过高清以后，就觉得标清粗糙得不能接受了。

科技改变生活的每一次进步，都是由一组技术推动的。正如移动互联时代由触控、低功耗处理器、移动通信、云计算技术等推动一样，高清时代是由高性能处理器、图形图像处理器、大容量存储、高清晰显示和高速数据传输等技术支撑的。

今年4月，英特尔和苹果共同宣布了新一代数据传输技术Thunderbolt（雷电），苹果在今年推出的新版MacBook Pro笔记本电脑上率先采用了这项技术。

“雷电”与USB一样都是接口技术，可同时支持电脑外设接口PCI Express标准和显示接口标准DisplayPort，可以串联连接最多6个设备，双向数据传输速率为10Gbps。

在当前的电脑数据传输技术中，FireWire 400的速率是400Mbps、FireWire 800为800Mbps、USB2为480Mbps、USB 3为3.2Gbps，而“雷电”的10Gbps速率远高于任何一种。一部蓝光高清电影的数据量可达30GB，用“雷电”传输大约需要30秒，而用USB 3则耗时1分30秒。

现在电脑中用于连网和数据传输的Ethernet、FireWire、SATA等接口均基于PCI Express，而用于显示的HDMI、DVI、VGA等接口都基于Display Port。这意味着连接存储和显示设备可用相同的线缆。

高清时代，移动硬盘的容量已达TB量级，很多人有好几个TB的影视节目资源。这些高清数据在现有技术下转移，相当耗时，传1TB至少需要几十分钟。高清时代，与其他关键技术发展相比，数据传输技术的进步相对滞后。“雷电”的出现，可以说是高清时代的最后一道瓶颈终于被突破。

再有，对于高清显示，不论是电脑屏幕还是高清数字电视，视频信号的接口和连接线都比较复杂，不仅接口的种类多，而且每种接口都需要专用的连接线。“雷电”简化了视频接口的种类，不论采用HDMI、DVI，还是VGA，通过与“雷电”配合的适配器，就可统一于“雷电”接口，显示与外置存储采用同样的连接线，从而使系统得到简化。

综上所述，“雷电”技术是面向高清时代的一项技术突破，国外有人评价其诞生的意义可与当年MP3相媲美，这有一定道理。

至于“雷电”能否在市场成功，现在断言为时尚早。最新的进展是，世界上最大的两家硬盘厂商希捷与西部数据公司已宣布支持“雷电”；有传闻称，索尼也将支持。值得一提的是，如今的苹果不再是推出FireWire时的苹果。现在的苹果是IT的领导厂商。苹果与英特尔联手推“雷电”，其影响力不容小视。

媒体唱衰山寨机我没意见，很多山寨手机已经蜕变为正规手机，剩余的山寨力量也应当撤出历史舞台，而完成蜕变的中国本土手机品牌将担当振兴中国手机产业的历史重任。

老杳laoyaoba@gmail.com

再见，山寨手机！

几年前联发科的Turnkey将本土品牌拖向泥潭的同时也造就了“山寨”的辉煌。而这两年本土品牌在经历了凤凰涅之后再次崛起，OPPO、步步高、康佳、联想、金立等撑起了中国手机的脊梁。另一方面，以Gfive、Gorme、传音等为代表的出海品牌的异军突起，则为中国手机拓展了大于本土的潜在海外市场。随着中国半导体产业快速发展，以展讯、锐迪科、格科微、上海艾为等为代表的本土半导体企业群已经成为中国手机的强力后援。可以说，中国手机已经形成了完备、自成体系的产业链，而中国手机更是在GSM市场占据了一半以上的销量，覆盖超过2/3的地球居民。

GSM市场辉煌的同时并不能掩盖中国手机在3G面前的迷茫，过去一年3G成为许多手机企业决策层的痛：做可能是找死，不做肯定是等死。于是，虽然高通在中国内地客户中手机芯片出货量不多，却有了接近50家的授权客户，是中国之外全球其他地区授权的几倍。

虽然，2010年联想乐Phone未能达到100万台的销售目标，50万台的销量依然令人满意，特别值得肯定的是经过半年多的改善，到2011年乐Phone已经非常稳定，联想也因此完成了质的飞跃。

去年曾有朋友断言：中国内地智能手机能否像GSM手机一样崛起，取决于品牌厂商人才的培养。只要联想、华为、中兴等公司方案成熟，智能手机将很快在中国手机市场引爆。事实证明了这一点，近期我拜访的许多中小品牌厂商已经可以提供完善的智能手机解决方案，高通没能力解决的Turnkey难题，已被中国内地厂商轻松解决。

与GSM时代一样，要在市场站稳脚跟，价格和成本控制肯定是中国手机成败的杀手锏，这两年中国内地不仅仅冒出瑞芯微、盈方微、上海晶晨、北京君正等多家AP厂商，低成本的面板及TP厂商也不断涌现。目前上市或准备上市的智能手机在价格上与海外竞争对手相比已经颇具优势，随着产品的不断稳定，相信中国手机再一次垄断低端市场为期不远。

未来几年，智能手机市场或许将形成“4+1”的市场格局，4指全球四家主流手机品牌，包括苹果、三星、华为、中兴，1则是指以联想等为代表的众多本土品牌。而一旦中国手机在技术上赶上竞争对手，即使像HTC这样的实力强大的厂商也难抵抗。

催化裂化技术新进展 篇12

1FCC催化剂和助剂新进展1

全球各个地区炼油厂装置结构不同,加工原油类型不同,造成各地区FCC装置加工原料的硫含量等性质有所不同。从表1可以看出,美国加利福尼亚州以及日本的FCC装置加工原料硫含量最低,这与其炼油厂均配有FCC原料预处理装置不无关系。FCC催化剂和助剂性能的不断提升,使得FCC装置能够加工更多的高金属、高氮、 高残炭含量的劣质原料。

μg/g

1.1ACTION催化剂[1]

对于致密油中Ni,V含量较低,Fe,Ca,Na含量较高的问题,美国Albemarle公司开发了一种新型FCC催化剂—ACTION催化剂。该催化剂结合了Albemarle公司的基质技术和新型高硅铝比分子筛制备技术,能够加工更宽范围的原料,在加工过程中不会发生过度裂化或烯烃过度饱和反应,还可以促进异构化反应提高汽油辛烷值。 由图1可见,与ZSM - 5 /Y催化剂相比,ACTION催化剂对汽油辛烷值的提升效果更加明显。另外,高稳定性氧化铝基质有助于提高该催化剂的抗Fe,Ca,Na金属中毒能力,保持催化剂的活性和裂化性能。Albemarle公司将ACTION催化剂应用于3套工业装置,以瓦斯油和渣油为原料, 结果表明,使用ACTION催化剂,炼油厂可以提高馏分油收率以及总液体收率。同时,丁烯收率、 液化石油气中烯烃含量以及汽油辛烷值均有所提升。ACTION催化剂无需使用ZSM - 5助剂就可达到以上目标,虽然ZSM - 5的添加可以提高液化石油气产量,但会产生更多的丙烯而不是丁烯,还会降低液体收率。总而言之,ACTION催化剂效果显著,能够最大化提高重油裂化能力和馏分油收率,以及提高碳四烯烃含量满足烷基化装置需求。另外,还可克服加工致密油对汽油辛烷值的影响。

1.2CAT-AID助剂[2]

FCC装置长期以来一直被用以加工渣油和减压瓦斯油。渣油中的高浓度Ni,V,Fe,N以及康氏残炭等是FCC装置加工过程中面临的挑战。 英国Johnson Matthey公司生产的CAT - AID助剂作为渣油加工过程中污染物的捕获剂已在多家炼油厂进行了工业应用。在铁金属中毒机理方面的突破使得CAT - AID助剂成为一种有效的铁捕获助剂,铁中毒恢复可以不依靠改变新鲜催化剂配方或使用外加平衡剂,是唯一经工业化证明有效的铁捕获助剂。CAT - AID助剂工业应用过程中平衡剂的分析证实了铁中毒的降低,具体表现在铁瘤消失( 见图2) ,在转化率保持不变的情况下,汽油收率增加1. 7% ( 质量分数) ,焦炭、干气收率则相应下降,由此CAT - AID助剂可用于降低焦炭产率并提高渣油加工能力。炼油厂还能够通过CAT - AID助剂来提高催化裂化产品选择性以及降低催化剂添加速度,从而可以提升炼油厂收益。

2FCC多产丙烯技术新进展

FCC多产丙烯技术是仅次于蒸汽裂解的又一大丙烯生产工艺。近年来,全球范围内的丙烯需求不断增加,而且需求增速超过乙烯。尤其是美国和中东地区蒸汽裂解装置以乙烷为原料造成丙烯严重短缺,FCC多产丙烯技术再次成为业界关注的焦点。FCC工艺的不断改进,为从减压瓦斯油和渣油选择性地生产汽油、馏分油或丙烯提供了很大的灵活性。

2.1FCC多产丙烯组合方案[3]

美国页岩气产业兴起之后,石化工业面临着一系列的机遇和挑战。如乙烷这种低成本轻质原料极大地刺激了蒸汽裂解生产乙烯的发展,未来10年这种趋势仍将持续。蒸汽裂解装置原料轻质化必然会减少丙烯和其他石化原料的来源。 法国Technip公司介绍了3家炼油厂有效整合FCC装置与其他石油化工装置的生产方案,能够依据市场需求实现丙烯、汽油或馏分油等产品的灵活生产以实现最大化收益。3家炼油厂FCC装置采用不同的组合方案、加工不同的原料,不仅可以实现多产丙烯这一目标,还可同时兼顾汽油等馏分油生产( 见表2) 。可以看出,A炼油厂采用深度催化裂解( DCC) 装置结合乙烷裂解和烷基化装置,用于生产汽油和最大化生产丙烯, 加工加氢处理减压瓦斯油( VGO) 时,丙烯收率达到18. 4% ,汽油收率达到27. 9% 。B炼油厂采用DCC装置结合Flex Ene( 混合丁烯利用Polynaphtha技术齐聚生成低聚物后循环至提升管) 和乙烯回收装置( ERU) ,设计加工更重更低质的原料,相比A炼油厂,丙烯收率大幅提升,达到23. 3% 。C炼油厂采用渣油产丙烯 ( R2P) 装置结合ERU装置和烷基化装置,从低质渣油原料中最大化生产丙烯,丙烯收率达到12. 3% 。

为了弥补汽油收益下降,FCC石脑油中的轻组分( 65 ℃以下) 可以进行循环裂化来增加丙烯产量。富含芳烃的中石脑油馏分( 65 ~ 171 ℃) 可以送至芳烃联合装置( 如Parama XTM) 来生产对二甲苯。如此,不仅能够增加丙烯收率,还能弥补由于蒸汽裂解装置加工轻质原料所导致的芳烃产量下降。

2.2高苛刻度催化裂化多产丙烯(HS-FCC)工艺[4]

中东地区大多数蒸汽裂解装置采用乙烷作为原料,同样造成丙烯产量严重不足。日本JX公司、沙特阿美公司和沙特法赫德国王石油矿产大学联合开发了一种FCC HS - FCC工艺。该工艺采用高USY分子筛含量、低酸密度的催化剂体系,通过抑制氢转移反应来实现高烯烃选择性、 低焦炭和干气选择性。与常规FCC操作相比, HS - FCC操作条件更加苛刻,高反应温度、短停留时间和大剂油比增加了烯烃选择性。而下流式反应器能够避免大剂油比条件下的催化剂返混问题,与上流式反应器相比,可在保持汽油收率的情形下大幅增加C2~ C4低碳烯烃收率。采用HS - FCC工艺的3 000桶 / d示范装置于2011年5月在JX公司Mizushima炼油厂投产,加工不同重质原料( 包括加氢处理渣油) 时,C2~ C4低碳烯烃收率达到35% ~ 40% ,其中丙烯收率17% ~ 20% 、 乙烯收率4% ~ 5% 、丁烯收率12% ~ 16% 。汽油研究法辛烷值达到98以上,汽油中芳烃含量为35% ~ 50% 。JX公司于2014年9月宣布,计划兴建第1套商业化HS - FCC装置,装置能力将比半商业化验证装置大8倍,计划于2018年初在该公司24万桶/d鹿岛炼油厂投运。

2.3轻重组分同时裂化工艺(SSC工艺)[5]

利用重质组分裂化生产低碳烯烃,不仅能够多产丙烯,而且可以实现低值原料的高值利用。 印度石油公司开发了SSC工艺,以最大化提高低碳烯烃尤其是丙烯的收率,流程见图3所示。该工艺采用两个反应器和精细设计的催化剂,具有很强的灵活性。反应器R - Ⅰ加工轻质组分,反应器R - Ⅱ加工重质组分。两个反应器都采用同一种催化剂,该催化剂同时兼备重质组分和轻质组分的裂化性能。加工重质组分,催化剂生焦量增多使得再生器烧焦产生过剩热量,这部分热量可用于反应器R - Ⅰ处理轻质组分,因此无需设置催化剂冷却器。轻质组分反应器在非常高的温度下操作,有利于加工石脑油和瓦斯油范围内的原料,两个反应器间的协同作用使得丙烯收率高达24% 。

此外,由于全球环保法规的日益严格,有关减少FCC装置NOx,SOx等排放的催化剂、助剂等技术的研发及应用一直在持续着,这也是FCC技术发展的方向之一。

3结束语

近期FCC在工艺技术和催化剂及助剂方面的进展,再次证明了现在和将来相当长的时期内FCC装置在炼油厂将依然扮演着连接重质原料和轻质产品的重要角色。中东尤其是美国蒸汽裂解装置原料轻质化的趋势将会导致丙烯资源的短缺,利用FCC装置多产丙烯的趋势也将会增加,这就要求FCC装置具有很强的操作灵活性, 可依据市场需求切换生产丙烯、汽油或馏分油, 实现炼油厂效益最大化。原油质量劣化的趋势将使FCC装置进料的金属含量愈来愈高,即使是来自页岩油的原料,Fe,Ca,Na等催化剂毒物含量也较高,研究和开发抗金属中毒催化剂和相关金属捕获助剂也将成为FCC技术研发的重点课题。除美国、日本等对FCC装置排放的限值非常严格外,包括我国在内的许多国家的相关法规限值,与其相比还存在一定差距。相信随着全球环保法规的不断趋严,减少FCC装置污染物排放的技术的研发及应用范围会不断增大,相关技术的研发及应用也将是FCC技术发展的趋势之一。

参考文献

[1]Yaluris G,Kramer A.Take ACTIONTM-to maximize distillate and alky feed from your FCC unit[C]//AFPM:AFPM Annual Meeting,Florida,2014:14-26.

[2]Hochheiser T,Bart de Graaf.FCC Additive improves residue processing economics with high iron feeds[C]//AFPM:AFPM Annual Meeting,Florida,2014:14-27.

[3]Dharia D,Alexander Maller,Gbordzoe E.Shale gas-driven wave of new petrochemical plants in north America is opportunity for refiners[C]//AFPM:AFPM Annual Meeting.Florida,2014:14-24.

[4]Ogasawara I.High severity fluidized catalytic cracking(HSFCC)-go for propylene[C]//21st World Petroleum CongressBlock 2:Refining,Transportation and Petrochemistry.Moscow,2014.