一体化信号（共9篇）
一体化信号 篇1
自我国第一条铁路吴淞铁路运行至今, 铁路发展已经历经一百多年。在当前全球经济危机的背景下, 我国把大力发展铁路建设作为国民经济增长的重要投资方向。与铁路发展密切联系的铁路信号设计, 已经从最初的完全人员手工勘测、绘制, 到如今的仪器勘测, 软件图纸设计, 铁路信号设计的发展可谓是突飞猛进。计算机技术成熟之后, 借助于计算机进行的各种图纸设计软件也不断问世, 这对于铁路信号设计效率、设计质量的影响非常大, 不论是精确性、准确性, 还是设计成本都得到了显著地提高。但是纵观目前铁路信号设计软件, 还没有能够实现真正意义上的一体化系统, 这对于铁路信号设计领域的进一步发展形成了严重的阻碍。基于此, 本文提出了铁路信号设计一体化系统, 并简要介绍了系统总体设计、设计原则及系统结构, 以期能够进一步提高当前信号设计水平。
1 铁路信号设计一体化系统
一体化系统的构建必须要有专业软件子系统做基础, 软件子系统将是整个信息平台的创建与使用中心。纵观当前信号设计领域, 全部工序几乎都是由人工、不同专业设计软件共同完成的。铁路信号设计一体化系统是勘测设计一体化系统的关键子系统, 想要实现勘测设计一体化的最终目标, 必须要先解决信号设计一体化的问题。实质上, 两个系统之间是一种相辅相成的关系, 二者完全可以实现共同发展, 共同优化的目标。因为铁路信号设计一体化系统主要承担的任务就是根据勘测设计一体化系统所提供的设计任务、资料, 通过一系列的技术手段来实现数据整合, 从而给出铁路建设中信号设计施工图。如站内和区间信号设备平面图、双线轨道电路布置图、电缆径路图、室内联锁配线图等。图纸的设计过程是一个前后相互关联的整体, 后续的步骤必须有前面的工作为基础。通常情况下, 铁路信号的设计顺序为:先室外再室内, 先平面再电路, 信号平面图是整个设计完成的基础。整个设计过程中, 工作量最大的是“车站信号”室外电缆及室内联锁电路的设计, “区间信号”室外电缆及室内自闭电路的设计。虽然现在已有很多专业的软件能够设计一部分图纸, 但还是有很多步骤需要人工来完成。铁路信号设计一体化系统就是要开发出一种能够自动设计图纸, 并将各独立设计软件相整合形成完整统一的系统, 从而进一步的提高生产效率, 降低劳动力成本。
2 系统总体设计
信号设计可以分为站内设计和区间设计两大块, 其中站内设计相较于区间设计要复杂得多。就目前设计软件的开发情况而言, 区间设计过程基本可以实现人工输入关键数据, 软件自动设计并生成图纸;而站内设计只能够借助于模块设计软件, 且很多站内关键部分设计, 需由人工参与才能够完成。
2.1 系统设计原则
信号设计是否科学合理, 直接关系到铁路列车的安全形势, 对设计的要求是无论列车发生任何故障, 系统均能够将列车导向安全状态。人工参与设计时, 系统的技术规范是由设计人员自行控制的, 而由软件来生成图纸, 其技术规范是由程序逻辑来判断的。一体化系统不仅提高了工作效率, 还保证了图纸设计的正确性。铁路信号设计一体化系统的设计原则:
(1) 系统应采用模块化设计方法, 每个设计模块之间的接口应趋于简便化, 前一设计模块生成后续模块设计所需的数据, 后续模块直接导入这些数据, 就可以开展设计工作。系统内的每一个模块应具备自检查功能, 也就是说, 可以自行检查输入数据格式的正误, 发现错误时可以给出报警提示。
(2) 系统中不同设计模块如果均需要某一组数据时, 可以实现数据的共享, 即人工输入一次数据后, 系统内部就可以进行数据近似修改多处利用。
(3) 系统各模块的开发应使用同一种开发设计语言, 进行同一界面风格设计, 简化操作步骤, 方便后期系统维护。
(4) 系统中的每个模块应该满足该模块所包含的全部信号设计内容, 充分考虑设计过程中可能出现的各种特殊情况, 通过各个模块的逻辑判断与数据库设计方式, 实现系统的高兼容性、低维护成本。
2.2 系统结构
铁路信号设计一体化系统的结构包含了已有软件以及相关预研发模块, 系统工作的重要内容就是生成信号平面图。双线图和电缆径路图是信号设计过程最为困难的一部分, 虽然当前有很多软件可以进行信号设计的大部分工作, 但有关这两种图纸的设计软件基本没有。系统中“双线轨道电路布置图设计模块”的功能即是为解决双线图难点———极性交叉而设计的, 而配线图则可以使用“室外电缆配线软件”, 输入相应电缆径路图数据后自动生成。
2.3 保证系统数据准确性方法设计
现有的信号设计过程是一个单向流程, 整个系统是开环控制, 后续操作的数据/图纸受到前一步骤的控制, 软件自身无法对前一步骤的正确性进行检验。然而, 信号设计直接关系着铁路运输的安全性, 设计的准确可靠非常关键。当前, 基本所有的数据正确性检验均由设计人员来核查, 势必会出现一定程度上的纰漏, 特别是细节上的审查。因此, 铁路信号设计一体化系统要避免出现人工核查情况的出现, 可将系统设计为闭环控制。系统中的单独设计模块均设计软件核查机制, 即由软件程序对输入的数据进行自行判断是否符合规范, 并给出判断结果。同时, 单独设计模块还加入了软件及人工核查机制, 以保证图纸既达到设计规范的要求, 又满足实际设计要求。
摘要：铁路勘测设计中信号设计是关键, 它直接关系着铁路运输的安全性。特别是在当前铁路建设的快速发展阶段, 信号设计任务量不断飞涨, 对设计效率、设计质量的要求也日益提高, 传统信号设计已明显不能满足发展的要求。基于此, 本文提出了铁路信号设计一体化系统, 并简要介绍了系统总体设计、设计原则及系统结构, 以期能够进一步提高当前信号设计水平。
关键词：信号设计,信号平面图,铁路信号一体化
参考文献
[1]朱照宏, 符锌砂, 李方, 等.道路勘测设计软件开发与应用指南[M].北京:人民交通出版社, 2003:135-154.
[2]曹俊华, 王国荣.铁路信号专业信息化的研发实践[J].铁道通信信号, 2003, 10 (39) :1-2, 17.
[3]阮振铎.铁路信号设计与施工[M].北京:中国铁道出版社, 2008:24, 25, 54, 126, 204.
一体化信号 篇2
4.1由装置定值不合理引起的信号异常情况
在电力系统实际运行阶段，保护装置的设置必不可少。在保护作用发挥阶段，能够提高系统的稳定性，使各项运行指标趋于理想状态。部分保护装置中涵盖的全部启动定值和返回值，都与参数运行状态重叠。虽然处于标准运行环境下，但是只要存在重叠现象，就会为设备的正常运行带来阻滞性影响。因此，为了改善这一不良现象，需要针对实际情况，对保护定值进行优化并将其调整到适宜范围内。同时，应当不断加强与工作人员的交流协作，便于制定合理化的调节措施，从而合理规避信号异常问题。
4.2操作伴生信号
操作伴生信号实际上是以设备运行情况为基准的信号类型。该种信号在出现时并不会维持较长时间，一般以短时间呈现出主要特点。因此，操作伴生信号在做出复位行动时，速度普遍较快，一定程度上加大了监控信号管理难度。基于短暂复位表现，应当在监控阶段进行重点强化。也就是说，监控阶段应结合实际情况对控制措施进行最优化选择，充分发挥其作用，进而借助过滤作用提高屏蔽质量。如果系统运行过程中忽视出现操作伴生信号，促使系统接收该信号，就会导致该类信号被短暂置放于缓存区域，一旦复归效率不高，就会阻碍电力系统的高效运行。
4.3遥测越限频报信号
遥测越限频报信号问题存在不仅会阻滞监控信号管理工作的高效开展[2]，还会导致电力系统运行能效不断下降。因此，对导致该类信号问题出现的原因进行探究具有重要意义。常规环境下，对线路载流量进行调整的同时，需要确保遥测限制与之一致。一旦只调节载流量忽视遥测现值，系统运行阶段就会以初始现值为基准进行维持运作，导致判断失误等问题频繁发生。此外，系统中每个线路都存在负荷的最大承受值，如果负荷承载呈快速上升趋势并超出预设范畴，就会伴随出现越限问题。该类越限信号的报告会有大概几十秒的延时误差，在缺少控制措施的情况下，会阻碍越限信号的接收。
5结论
通过上述论述不难发现，在电力系统运行阶段积极开展信号监控工作，能够有效提高系统的安全性和稳定性，快速排除故障问题。因此，在电力需求上升，信息技术发展的新趋势下，应积极采取措施，提高调控一体化管理能效，依托信号实时监管，精准定位系统故障和隐患，在及时开展处理工作的基础上，为电力系统调度工作的高效开展提供参考依据。
参考文献：
[1]李鑫.浅析电力系统调控一体化的智能监控技术[J].工业b，，(5)：161.
一体化信号 篇3
关键词：电网 监控信号管理 电力系统 监控
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0070-01
在电力系统调控一体化中，电力传输与其监督管理互相结合，这就要求监督控制信号工作的开展要以电网系统的实施操作情况为基础。因此，该文以一体化监控信号对电力系统监控的管理作为研究对象，通过对监控信号的名称规范与监控类别进行划定，在结合相关信号监控工作的基础上，对电力系统监控中，一体化监控信号的显示方式及其对异常信号的处理进行了详细分析。
1 监控信号的名称规范与类别划定
就现阶段而言，我国电力系统中监控信号的名称的表示方法为：N+V+E+S+I，其中N代表电力系统中的变电站名称，V为电压级别，设备名称和信号规范分别以E和S表示，I则表示间隔名称。监控信号名称的规范为：监控信号名称要与电力系统实际运行情况的表达反应相符，进而使信号监控的相关工作人员可以系统地掌握当前电力运行的具体情况。
以方便信号监控工作人员对电力系统的监控工作为原则，可将监控信号划分为如下三类：（1）由于操作不规范或设备自身出现故障而导致的电网运行不正常的监控信号；（2）反应电网内部的一二次电气设备运行不正常以及设备自身运行状况出现变动的监控信号；（3）体现电力系统中电气设备的运行模式与运行情的监控信号[1]。
2 信号监控工作简述
监控信号的分析与处理是电力系统调整与控制一体化的关键性工作，是实现电力系统调控一体化的重要保障。由于监控信号管理设备每天会从电力系统运行设备中获取数以万计的监控信号，要实现对全部信号的监控与管理是不现实的[2]。因此，如要确保体化监控信号管理效率的高效性，就应对系统所获取的相关信号进行科学划分，进而提高电力系统运行的安全性和稳定性。
2.1 即时信號监控
所谓即时信号监控是指在负责信号监控的工作人员对电网的全部监控信号进行类别划分的基础上，对部分关键和紧急的第一、二类信号进行及时分析并处理。然后，通过所收集到的一、二类信号判断出当前电力系统的实际运行情况，在对整个系统运行过程中容易出现安全隐患部分进行全面收集和分析后，将相关结果传递给系统维护人员，进而为电网调度方面工作的开展提供可靠的信息来源。
2.2 后台信号监控
通过一体化监控信号管理系统，可以实现对历史信息监控信号的后台处理与分析。监控信号管理在电力系统中后台信号的监控，在保证了监控信号真实性和广泛性的同时，也通过对以往电力系统的安全隐患进行的综合分析，提高了故障防护和应对措施的针对性。
3 一体化监控信号在电力系统监控中的显示区域及方式
对电力系统监控中一体化监控信号的显示区域及信号在各区域中的显示方式进行综合分析是提高整个电力系统调控监管效率的必要手段。下文就一体化监控信号在电力系统各区域中的显示方式展开了详细说明。事故信号区：在该区域内通过将电网设备因故障而跳闸以及影响变电站安全运行的信号进行显示，以便为监控人员提供系统故障成因的合理分析。开关事故跳闸区：该区域主要显示电力系统中各项开关的位置在非法操作时的变位信号。状态信号区：电气设备运行状态的信号在此区域得以显示。遥测越限区：若线路负荷、电压、电流以及功率和温度等遥测信息超出了正常使用限度，则监控信号便会在遥测越限区域显示出来，以便为系统维护人员提供相关的越限信息。最后便是一体化监控信号显示的综合区域，即综合信号区。整个电网的远动信号、试验信号以及AVC（高级视频编码）事项信号均会经由该区域显示到电子屏幕当中，进而为电力系统的综合维护提供可靠而有力的综合信号信息。
4 电力系统监控中一体化监控信号对异常信号的管理
4.1 操作伴生信号
所谓操作伴生信号是指当相关电力设备的运行情况出现变化时，监控系统随之出现的一种随设备运行情况的变化而变化的类别信号。由于此类信号具有复位较快的特征，因此，在实际监控中具有较大困难。在电力系统运行中，需要采用过滤伴生器来对此类信号进行屏蔽和隔离，具体的隔离原理为：若监控系统接收到具有伴生信号的相关电力信号，则主程序便会将此类信号先置于缓存区，如果系统在较短的时间里（一般为3～5 min）获取到了信号的归复事宜，便不会将此信号送出。若在短时间内未获取到此信号的归复事宜，则会将该信号显示在系统的状态信号区，以便为工作人员对此类信号的处理提供可靠的信息支持[3]。
4.2 设备定值不科学的信号
由于电力系统部分保护装置自身所具备的返回值以及启动定值同监控信号参数规范化运行值出现重合，使得相关设备在运行过程中发出异常信号。针对这一问题，在充分了解监控信号的基础上，电力系统的监控管理人员需要与保护设备定值调整的工作人员进行协商，并就设备当前的定值进行合理调节，从整体上预防并解决设备由此产生的异常信号的问题。
综上所述，在电力系统中做好对相关电力信号的监控工作，并以此确保电力系统运行的安全性和稳定性是推动电力产业发展并满足人们用电需求的前提。电力系统应在保证其自身供电质量的前提下，通过一体化监控信号管理的实施提高其自身的安全性能，并通过监控信号管理的相关措施，提高系统对各个异常信号的处理能力，确保用电安全。
5 结论
该文通过划定监控信号的名称规范与类别，并结合电力系统的实时信号监控与后台信号监控，从开关事故跳闸区、事故信号区以及异常信号区和遥测越限区等方面对一体化监控信号管理对电力系统的监控区域和显示方法进行了分析，在此基础上，又对电力系统监控中一体化监控信号对操作伴生信号与设备定值不科学信号的处理方法展开深入探讨。可见，未来加强一体的监控信号管理在电力系统监控中应用的研究力度，对于促进我国电力产业发展具有重要的历史作用和现实意义。
参考文献
[1]蔺慧.基于电力系统调控一体化监控信号管理探讨[J].科技创新与应用，2013，10（12）：162.
[2]廖代英.人工技能技术在电力监控中的应用[J].广东科技，2013，11（9）：117.
铁路通信信号一体化技术探索 篇4
关键词：铁路通信,信号一体化,技术
铁路通信信号承担的任务是采用以信息技术为核心的通信手段以及控制手段对铁路上运行的列车进行协调控制, 保障线路的安全运行, 防止由于缺乏沟通协调而造成的安全事故。通信与信号之间是相互统一的, 没有信号就无法进行通信, 离开了通信信号也就失去了存在的意义。通信技术为信号的传递提供一个承载媒介。因此铁路通信一体化是当前铁路通信迫切需要解决的课题。
1 通信信号设备现状
1.1 机车信号与超速防护 (ATP) 。
1.1.1轨道电路制式多。当前的铁路通信系统存在多种制式的通信, 采用的轨道电路有交流计数、极频、4信息移频、8信息移频、18信息移频、UM71、UM2000以及ZPW-2000无绝缘移频自动闭塞等制式。由于多种制式并存导致传输的信号十分混乱。随着列车信号主体化的发展趋势, 当前的轨道电路已经不能胜任这个工作。除此之外, 列车信号译码由于不同制式轨道电路的不同信息含义而变得十分困难。1.1.2站内轨道电路电码化困难。站内电码化不可能一步到位, 需要一个逐步完善的过程。在站内电码化初期, 由于系统设计的欠缺, 有可能存在兼容性差、协调不够以及抗干扰性能差等问题。这些问题最终导致发码时间滞后、码畸变、移频轨道电路与交流计数轨道电路结合部出现掉码等问题。随着列车不断提速, 在站内轨道区段较短处, 列车接收的信息往往不完整, 造成机车信号闪白灯, 在车站岔区也会造成机车信号闪白灯。1.1.3站内干扰严重。同频干扰、带内干扰、外界干扰等类型不同的干扰是站内轨道电路常常出现的问题, 这种问题大多是由来源繁多的站内信号造成的。其中最为严重的是邻线干扰问题和牵引回流干扰问题, 有时邻线干扰会导致列车信号升级。1.1.4机车信号信息不能进行闭环确认。由于机车信号信息不能返回地面, 地面无法确定发出的信号是否被机车接收或收到的信息是否正确。1.1.5信息量小。由于钢轨传输自身的局限性, 每次传输的信息量很小, 而且多采用模拟信息传输方式, 可靠性不高, 无法满足当前列车对信号的要求。最为严重的是一旦轨道电路中断信号传输就无法正常进行。
1.2 调度集中。
我国的铁路行业大多采用调度集中, 这种方式比较传统且效果不是很理想, 无法适应现代铁路信息化的发展趋势。而且存在很多不足之处, 其中最为主要的原因是无线通信手段无法满足需求。
1.3 无线列调。
(1) 技术落后。采用模拟单信道, 存在通信质量差和干扰严重等问题。 (2) 能力饱和。在完成列尾风压、车次号、调度命令等信息传输对于现存的无线列调来说已经很不容易了, 对于实时性更强、可靠性要求更高的列车控制、控制信息和公务移动通信等业务就显得力不从心了。 (3) 效率低下。各专业部门各自为政建设的专用系统不经济, 技术不合理, 无线电频率资源浪费。
2 通信信号一体化的优势
采用通信来实现信号传输相对于传统的轨道电路传送信号而言具有更大的优势, 主要表现在以下几个方面:
2.1 传输可靠性高。
在传统的轨道电路传送信号中, 发送信号者只能被动的将信号发出, 至于信号是否被接收者接收或者接受的信息是否正确就不得而知了, 这是由于在轨道电路中的信号传输是开环的。与之相比, CBTC系统使发信者和接受者的互相通信成为可能, 除此之外, 更为重要的是CBTC系统可以通过反馈纠错技术以及各类冗余技术等多种技术手段提高信号传输的可靠性, 使接受者获得的信号是准确的, 保证铁路信号通过无线网络传输的实时性和安全性。
2.2 传输效率高。
铁路通信信号通过无线的方式进行传输可以使移动自动闭塞能够实现, 其有着可随列车的运行而移动的, 可以变化的分区长度。闭塞分区通过列车上的无线设备接收前方车站距离以及前方列车距离等信息来实现对列车的控制, 与地面信号相比, 列车上的无线设备接收的信息具有更高的准确性和及时性, 因此地面信号已经被停止使用。
2.3 传输信息量大。
传统的轨道电路系统传输信号数据量小且速度很慢, 这是因为信号在铁轨上传输的缘故, 而在同时运行在铁轨上的列车数量很多, 导致铁轨上的列车控制信号随之越来越多, 这势必影响传输的速度。与传统的轨道电路系统相比, 无线通信网所能传输的数据量要大很多, 列车控制对信号传输的需要能够被很好地满足。
2.4 降低工程投资和生存期成本。
端站尾轨和站台的长度由于列车编组的缩短和运行密度的提高也随之缩短。铁路信号的传输设备主要安装在列车内和车站内, 不在设立在轨道上, 极大的降低了投资成本。同时铁路故障也由于轨道电路和地面色灯信号机等装置的取消而大大减少。无线机车信号在车站跨越了轨道电路, 摆脱了车站轨道电路电码化的制约, 系统结构更简洁。
2.5 具有通用性和灵活性。
在有特殊情况发生或者线路出现故障的时候, 由于系统在不增加其他设备的情况下具有双向通信的能力, 因而反向控制将变得更加简单。系统的可靠性和性能也不会随着列车的反向运行而降低。由于CBTC系统大大降低了对列车与信号系统的接口要求, 因此, 性能不同的列车以及编组长度不同的列车都可以在系统内部同时运行, 系统内部的类型不同以及线路不同的列车之间的相互连通将变得十分简单。列车控制不会受到互相独立的子系统升级或者换代的影响, 因为系统采用的是通用组件。
3 通信信号一体化系统结构及关键技术
按照从低到高的顺序, 铁路信号系统在广义上可以分为四个层次, 分别是:第一层也就是最低层, 包括现场的道岔设备、轨道电路、信号机、机车信号、通信的传输装置等。第二层, 安全控制设备。包括车站联锁、列控装置、道口安全控制等。第三层是分局 (局) 调度中心, 包括调度集中、电力调度、机车调度、车辆调度、设备维修中心等。第四层也是最高层, 包括:局 (部) 调度中心, 宏观的决策系统。系统通过四大部分来实现铁路通信信号一体化。这四大部分包括:综合调度中心子系统、列控车载子系统、车站联锁列控子系统、信号设备。通信网络技术包括安全局域网技术、无线通信、定位技术、综合业务承载和接入技术。除了提升无线技术层面的适应力等传统技术手段外, 推荐以下两种改进技术。
(1) 优化GSM-R切换流程。按照GSM-R双网交织覆盖场景, 每小区平均覆盖大约一千米的范围, 平均约时间为八秒, 高速列车将进入小区切换流程。通过在目标小区CSD资源预留算法, 加速切换流程, 将会一定程度改变因切换带来的丢包问题。 (2) 更改信号业务层面的传输层协议。将业务包分割成小包, 并且每小包进行固定3~4次重传。通过多包的传递将高误码率打散, 从而提高整包的一次性传递成功概率
结语:随着电子计算机技术的飞速发展及其在铁路通信领域的广泛使用, 传统的铁路通信技术正发生着翻天覆地的变革。随着其他运输行业的快速发展, 铁路运输行业也随着告诉发展, 面对来自其他运输行业的激烈竞争, 列车不断提升运行速度, 以提高自身竞争力。列车提速后, 机车信号主体化成为必然的趋势, 因此必须加快推进铁路通信信号技术一体化。
参考文献
[1]孙彬.铁路通信信号技术与应用[J].科技资讯2, 010 (2) .
[2]刘军启.铁路通信信号电源视频监控技术的应用及分析[J].铁路通信信号工程技术2, 010 (2) .
浅谈铁路通信信号一体化技术 篇5
一、铁路通信信号一体化的系统组成
铁路信号系统是保证列车出行安全的重要设备, 铁路通信的主要功能就是实现行车和机车车辆作业的统一调度及指挥, 通过无线与有线技术的结合, 通过多种通信方式来完成。信号系统由四部分组成:信号设备、列控车载子系统、车站联锁列控子系统及综合调度中心子系统。正是通过网络系统, 才将子系统及系统内部相连。通信网络技术有安全局域网技术、综合业务员承载技术、无线通信技术、接入技术和定位技术等。安全局域网与列车运行控制系统一体化形成了车站联锁列控子系统, 生成行车所需的数据, 然后通过车载设备控制系统处理后得出速度控制曲线, 从而实现列车的有效运行。[1]
二、铁路通信信号一体化技术的优势
铁路通信信号一体化是为了满足列车在提速后机车信号主体化的要求, 是现代铁路信号的重要发展趋向。一些先进国家的通信领域已经由FZB、LZB等发展成为ERT-MS系统。我国也结合自己的国情, 与先进的通信技术相结合, 建立了自己的通信系统, 即CBTC信号系统。铁路通信信号一体化的优势体现在:一方面, 通信信号的传输可靠性较高。轨道通信过程中, 发送者无法确认接受者是否收到该信息, 这种情况极易造成信息传递故障而引发一系列麻烦。而通信信号一体化可以实现双向通信, 并且还有多种科学技术加成, 如冗余技术、反馈纠错技术等, 能有效地增加信号传输的可靠性, 保证信号的快速安全传输;另一方面, 信号传送的效率高, 速度快。信号通过无线通信形式来传递、来完成移动自动闭塞, 这种方式更改分区长度, 并且能脱离地面信号, 较传统通信方式有了很大的进步。借助无线车载设备系统, 火车可以准确、实时地接收到车站或列车间的消息, 从而实现火车列控, 从而提高信号传送的效率。此外, 传送信息量增大。无线通信可以解决传统轨道电路系统传输量小、速度慢的弊端, 从而满足列车速度提高后列控信号增多的问题。[2]
三、铁路通信信号一体化技术的具体应用
(一) 机房一体化技术
传统机房中, 通信与信号专业独立存在, 现在则将各个系统在同一房间设置, 首先可以节约建筑面积, 而且更有利于集装箱式机房的安装应用;其次可以节约光电缆成本, 两系统安装于同一机房, 可以很大程度地缩短连接用的光电缆, 更能有效地避免光电缆本身存在的安全隐患;最后, 信号系统中的车站综合防雷系统能为通信电子设备提供较好的接地平台, 从而稳定通信设备的工作状态, 提高通信设备的安全可靠性。
(二) 监测一体化
监测一体化指把系统中产生的监测信息集中并实现信息共享。信号系统监测较全, 不仅能监测各信号系统开关量, 还有对环境状态如温湿度、水浸、明火等的监测报警。通信系统的监测报警系统重在检测设备运行状态和通道状态, 也同时检测室内环境状态。将通信、信号系统监测一体化, 以信号监测系统为主, 通信监测系统为辅, 可以在实现资源共享的同时, 完善监测内容, 丰富检测信息, 并将重复功能取消而节约成本。[3]
(三) 管维一体化
管理和维护一体化, 能将设备管理维护人员统筹安排。在传统的通信信号系统中, 两个系统都需要配置维护管理人员, 造成了人员的浪费。将管理和维护一体化, 可以缩减配置的人员, 既不妨碍各个系统的单独运行, 又可以保证同时运行, 若有突发事件发生, 再增加人员的配置, 使整个一体化系统更加灵巧和灵活。除此之外, 通信系统与信号系统连接的光电缆若发生故障, 两边的专业人员都可以进行故障排查和维修, 从而最大化地利用人员资源, 提高人员工作效率。
四、结语
本文主要介绍了铁路通信信号一体化技术的系统组成、存在的优势和目前主要应用, 虽然在现阶段的铁路通信信号一体化技术研究中还存在一些弊端, 但是以后肯定会得到大力发展, 届时铁路的控制、检测、管理和维护一定会更加快速完善。
参考文献
[1]魏列星.铁路信号和通信系统一体化设计[J].通讯世界, 2016 (18) :82-83.
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一体化信号 篇6
在优化整合电网调度和设备运行资源, 建设输变电设备运行集中监控与电网调度高度融合的体系过程中, 应积极开展输变电设备运行集中监控及状态在线监测与分析业务, 实现调控一体化, 从而全面构建集中统一、权责明晰、工作协同、规范高效的“大运行”体系, 以保障电网安全、经济、优质、高效运行。在这个构建过程中, 设备运行正逐步走向无人值班、集中监控的模式, 因此, 设备监控信号的传动也变得愈加重要起来。本文将对监控信号传动的作用、接入要求、传动内容、传动步骤、传动中采取的安全措施、传动工作的后续注意事项6方面进行探讨。
1 监控信号传动的作用
近几年来, 电网发展迅猛, 变电运行的值班模式也在不断发生变化:由多人单站值班过渡到少人值班的操作队模式, 由无人值班的操作队监控一体化模式过渡到专一的监控中心和操作队模式, 再到目前正在推行的调控一体化模式。对设备信号的监控是调控一体化系统中一个重要的组成部分, 调控一体化工作模式要求所辖变电站的遥测、遥控、遥信、遥视等信号均能正确、及时地反映到监控后台, 以使监控人员能实时监视现场设备并作出正确的判断, 而监视和判断这些信号的基础就是信号传动。
监控信号传动即保护人员在设备未运行之前, 通过一些技术手段, 例如施加模拟电压、电流等, 使未运行设备达到实际运行时的参数指标, 来模拟在事故及故障情况下设备的实际动作是否正确, 所报出的信号报文及光字牌是否完善, 所有信号是否能够准确地在远方监控的后台机上显示出来的手段, 它能达到远方监控的目的。
2 监控信号的接入要求
目前, 变电监控中心实行集中监控和操作队分离的工作模式。自监控中心成立以来, 监控信号的接入由以下2种情况构成: (1) 无人值班变电站直接接入监控中心; (2) 新建变电站在投运前接入。将来, 还要根据电网建设发展和技术改造进展情况, 以分步实施的方式接入其他分散变电站。信号接入情况一般比较复杂, 所以要把握好设备的安装调试状况、设备本身的质量情况以及设备故障对系统的影响等重要问题, 严格按步骤传动监控信号, 严查传动的内容, 仔细辨别信号差异。
3 监控信号传动的内容
监控信号传动的内容可以划分为以下类型:按电压等级分为220 k V、110 k V、35 k V、10 k V信号等, 按设备类型分为主变、断路器、刀闸、直流系统、PT、母线、站用变、电容器等部分的信号, 按信号类型分为遥信、遥测、遥控、遥调、保护报文等。本文将从设备类型来具体说明传动的内容。
(1) 主变部分。1) 需传动的保护:本体重瓦斯、有载重瓦斯、本体轻瓦斯、差动、高复压过流、中复压过流、低复压过流、高中压侧零序保护、高中压侧零序电流保护、间隙保护、过负荷、压力释放。2) 重要信号:油温高、绕组油温高、本体油位异常、调压油位异常、风冷全停、冷却器故障。
(2) 断路器部分。1) 需传动的保护:速断、过流、距离、零序、高频、光纤电流差动保护、低频减载装置、断路器失灵保护。2) 重要信号:PT失压、开关偷跳、保护装置异常、电机电源故障、弹簧未储能、空气压力低报警、空气压力低闭锁、SF6压力低报警、SF6压力低闭锁、SF6泄漏、漏氮、测控装置电源故障、控制回路断线、打压超时、收发讯机异常、断路器位置不一致、非全相运行、失灵启动、启动失灵、失灵保护装置告警、远方位置、保护通讯中断、光差保护失电告警。
(3) 刀闸的重要信号:电机电源故障、远方位置。
(4) 直流系统的重要信号:直流接地、直流绝缘监察装置失电、直流电压异常、直流屏交流电源告警、直流屏电池组熔断器熔断。
(5) 电压互感器的重要信号:刀闸电机电源故障、计量回路电压消失、测量回路电压消失、保护回路电压消失、PT断线、10 k V/35 k V母线接地。
(6) 公用部分。1) 需传动的保护:备自投保护动作、故障录波动作。2) 重要信号:故障录波器失电或装置故障动作、火警动作、火警装置故障、远动退出/投入、备自投装置告警、备自投直流消失、备自投PT失电或失压动作。
(7) 母线部分。1) 需传动的保护:母差保护动作、母联过流保护、母联失灵保护动作。2) 重要信号:母线电压越上/下限、母差保护装置失电告警、母差装置故障、母差电压或交流断线。
(8) 站用变部分。1) 需传动的保护:电流保护、瓦斯保护、失压保护。2) 重要信号:交流电压过高、交流电压过低、交流屏电源缺相、交流屏馈线保护动作。
(9) 电容器部分。1) 需传动的保护:电流Ⅰ段保护、电流Ⅱ段保护、过压、欠压、不平衡保护、低压自投、高压自切。2) 重要信号:控制回路断线、电容器保护回路直流消失。
4 监控信号传动的步骤
(1) 检查传动卡所列传动内容是否正确、完善; (2) 开始传动前, 联系检查现场传动的安全措施是否到位; (3) 传动时, 检查后台机所报出的信号与现场是否相符, 若有不相符的情况立即要求修改, 不能立即修改的要做好记录; (4) 传动结束后, 及时整理记录, 汇报遗留问题, 并督促遗留问题的及时解决。
5 传动中采取的安全措施
为保证变电站综自改造工作的顺利开展, 确保运行设备的安全, 对改造设备的传动要严格验收。另外, 传动中应采取适当的安全措施:
(1) 传动时一定要认真核对设备编号, 加强监护。
(2) 断路器传动时, 现场负责的值班人员应将其他非传动间隔的遥控把手由“远方”打至“就地”位置, 只留传动间隔开关遥控把手在“远方”位置。对监控中心进行传动时, 中心应与现场值班人员核对上述开关遥控把手及现场设备位置, 无问题后方可开始传动。传动时应先进行遥合开关操作, 正常后再进行遥分操作, 传动完后应恢复正常。
(3) 刀闸传动时, 应将本盘其他分路刀闸的遥合、遥分压板退出, 只投传动间隔刀闸的遥合、遥分压板。1) 确认所有电动刀闸的电机电源和控制电源在断开位置, “远方/就地”操作把手在就地位置;2) 确认全站断路器“远方/就地”把手在就地位置;3) 拆除该间隔全部安全措施;4) 将要传动刀闸的电机电源和控制电源送上, “远方/就地”操作把手打至“远方”位置, 由监控中心进行远方操作;5) 带电的母线侧刀闸传动:可将该刀闸控制电源送上, 电机电源断开, 现场确认该刀闸机构箱内分合闸接触器动作, 然后将该刀闸控制电源断开, 使分合闸接触器返回;6) 传动完毕恢复原来状态;7) 电动接地刀闸可不进行试验。
(4) 因供电可靠性的要求, 不可能在变电站接入调试时全部进行停电工作, 因此可采用如下调试方法:1) 安全措施:将所有遥控压板脱开, 将所有开关的“远方/就地”切换开关打至“就地”位置, 所有开关由监控中心进行置反并做遥控试验。2) 遥信调试方法:110 k V及以上保护、测控装置一般是分开的, 可采用测控装置输入端遥信短接方法与当地监控机核对遥信点号;35 k V及以下一般为保护、测控一体化装置, 需申请停电进行遥信核对。3) 遥控调试方法:110 k V及以上的测控装置, 在装置面板上查看分合动作信号灯, 核对遥控点号;35 k V及以下的保护、测控一体化装置, 使用合格的高内阻万用表逐个在装置遥控压板上测量遥控脉冲, 核对遥控点号。4) 遥测量与当地后台机核对。
6 传动工作的后续注意事项
(1) 对于改造后的综自设备, 在传动验收前必须制定好传动验收卡, 而原始传动验收卡要永久存档。 (2) 传动情况应及时记录在传动清单中, 以便查找核对。
7 结语
在电网“大运行”体系中, 调控中心监控系统的运行情况决定着整个网络的信号能否及时正确传动。监控信号的可靠传动能帮助有关人员及时了解设备的运行状况, 并做出正确判断, 从而保证“大运行”体系的稳定运行。
参考文献
[1]张一龙, 郝志平.调控一体化新观察[N].国家电网报, 2011-03-29
一体化信号 篇7
1 车站区间一体化信号安全控制系统结构
车站区间一体化信号安全控制系统主要包括控制台、电源柜、接口柜、区间柜、联锁柜等, 其内部的光纤通信模块、发送接收模块、安全I/O模块、地面控制中心等主要应用机柜安装形式, 冗余结构配置为三取二上位机设置, 并且按照二乘二取二的形式设置接收模块。车站区间一体化信号安全控制系统采用区间和车站的一体化结构, 为有线设备和客运专线的调整和改造提供便利, 这种系统具有区间闭塞、车站联锁的功能, 通过以太网、光缆、继电器并行节点等网络通信方式实现车站之间的数据通信, 便于和微机监测系统和集中调度系统接口。这种一体化结构彻底屏蔽了传统闭塞设备和联锁设备相互分离的安装形式, 整个系统结构更加优化, 硬件资源整合起来, 极大地提高了系统的稳定性和可靠性。同时, 车站区间一体化信号安全控制系统在实际应用中, 主要包括双重冗余CAN总线、冗余区间发送和接收单元、光纤通信模块、安全I/O模块等。
1.1 双重冗余CAN总线
车站区间一体化信号安全控制系统中的双重冗余CAN总线主要用于交换安全数据, 其基于并行工作形式, 即使其中某条总线发生故障, 也可以保障系统的稳定运行, 双重冗余CAN总线实现了光纤通信模块、接收单元、轨道电路和计算机联锁主机之间安全、高速、双向的数据交换, 通过光纤通信模块实现不同车站之间的通信任务。
1.2 冗余区间发送和接收单元
按照列控中心发出的控制命令, 列车轨道电路发送单元发出的相关信息经过功率放大单元以后传送到轨道电路中, 列控中心控制命令和检测单元发出的信息译码进行分析和比较, 实现发送信息闭环检查, 从而监测功放单元和发码单元的运行状态。同时, 系统中的发码设备在实际应用为双机热备冗余形式, 一旦主发送模块发生运行故障, 可以通过副发送模块进行信息发送, 确保列控中心可以实时掌握副发送单元和主发送单元的运行状态。
1.3 光纤通信模块
车站区间一体化信号安全控制系统的光纤通信模块主要用于实现车站和邻站控制中心之间的数据通信。
1.4 安全I/O模块
安全I/O模块可以控制车站区间继电控制设备接口和站内道岔的动作情况, 控制区间和车站内信号机的显示。
2 车站区间一体化信号安全控制系统应用方案
2.1 数字化的信息处理
车站区间一体化信号安全控制系统的发送检测设备和接收设备应用DSP数字信号处理技术, 全面分析接收信号的频域和时域, 有效提高了系统的可靠性和抗干扰能力。发送单元利用DDS数字频率合成技术, 使轨道电路设备之间的信息处理实现数字化和通用化。同时, 该系统中不同单元之间通过通信网络按照数据帧编码形式实现数据交换, 而且采用多重冗余、同时校核和传输正反码、CRC校验等方式, 有效提高了数据传输的可靠性和安全性。
2.2 网络化的系统结构
车站区间一体化信号安全控制系统基于CAN双重冗余现场总线, 实现网络数据的交换和传输, 这种数据交换速度非常快, 并且安全性较高。通过现场总线列控中心向不同列车区段轨道电路发送数据信息, 结合接收单元的译码信息, 组成自动逻辑闭塞关系, 替代了传统的继电器, 组合架内外配线比较少, 可以使车站区间设备运行更加安全、可靠, 便于管理和维修。这种网络化的系统可以实现闭环检查, 接收单元应用闭环译码方式, 发送检测单元应用闭环检测方式, 一方面采集列车轨道电路信息, 另一方面利用频域和时域进行译码, 本区段发码命令和译码结构进行对比分析, 通过采用闭环检查方式, 有效提高车站区间一体化信号安全控制系统的抗干扰能力和安全性。
2.3 设备冗余化
车站区间一体化信号安全控制系统的光线通信模块和发送模块为双机热备形式, 上位机三取二, 接收模块和I/O模块为二乘二取二形式, 该系统的数据通信利用大数表决、同时校核和传输正反码、CRC校验等措施, 在编制软件系统时, 对动态数据进行检查, 备份重要数据和处理多重数据, 列控中心可以实时监控车站区间设备的基础参数和工作状况, 通过远端综合监测网络和本地维护终端进行数据的实时交换, 实时、分层的记录通信数据, 确保系统的可靠、安全运行。
3 结束语
近年来, 车站区间一体化信号安全控制系统快速发展, 其利用多种先进的科学技术, 在很多方面都具有突出的应用优势。在未来发展过程中应加大对车站区间一体化信号安全控制系统的分析和研究, 进一步优化和完善系统功能。
参考文献
[1]杨斌, 王燕芹, 孔维珍.车站区间一体化信号安全控制系统方案的探讨[J].铁道运营技术, 2012 (03) :10-11+15.
[2]李浩, 王强.武九线车站区间一体化信号安全控制系统[J].铁路通信信号工程技术, 2014 (02) :7-9.
一体化信号 篇8
数字信号处理技术是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式,而“语音信号处理”是研究数字信号处理和语音学知识的一门交叉性学科,理论性和应用性较强。“语音信号处理”的课程目标是通过本课程的教学,学生能掌握“语音信号处理”的基本原理;实践课上通过算法的系统实现加深学生对语音信号处理方法的认识。同时向学生介绍该学科领域的重要应用,近年取得的新成果、新发展及新技术,培养学生的独立研究和思考的能力。
有效的处理信号一直是人们追求的目标,随着电子技术的飞速发展,数字信号处理器(DSP)在运算能力提高的同时成本也在不断下降。DSP处理器采用了哈佛结构,能够同时读取指令与数据,因此与单片机相比有更快的速度。DSP技术的发展使得语音信号处理的硬件方式发生了质的变化,进一步带动了电子产品的发展。结合“语音信号处理”在DSP上实现的优势,本人所在的研发团队自己开发了基于DSP处理器和MATLAB的一体化实验平台,本文将对一体化实验平台对如何应用到“语音信号处理”这门课程进行探讨。
实践教学是“语音信号处理”教学中的重要环节,也是培养创新和实用型人才的关键过程。但大多数教师在“语音信号处理”课程教学中会遇到以下几个问题:
1.学生对相关基础课程的掌握不够。“语音信号处理”是一门综合性较强的专业课程,学生除了要了解和掌握“语音信号处理”的理论知识和算法,还需要具有数字电路和计算机原理等相关知识。
2.为了培养学生的动手能力,一般“语音信号处理”的教学都离不开实践的过程,但传统的语音处理实验平台或者试验箱存在着体积偏大、设备繁多、接线复杂且只能作为单一的“语音信号处理”教学平台等缺点。
3.若强调DSP的硬件仿真,需要学生从掌握DSP的硬件结构和软件编程开始,无疑增加了教学难度。
4.市面上多数语音信号处理试验箱电路都是固定的,不利于学生掌握软硬件原理,学生只能做验证性、训练性实验项目,无法做开放性、创新型的实验项目。某种程度上限制了学生的思维空间,不但不能激发学生的兴趣,也不利于对学生综合能力的培养。大多数学生在实践过程中敷衍了事。
二、一体化实验平台在实践教学中应用
针对教学过程中遇到的问题,本人在“语音信号处理”的教学课程中从以下几个方面进行了尝试。
1.硬件仿真必不可少。硬件仿真依赖实际的硬件实物,程序是运行在实际的CPU中的,读取到的任何数值、状态都是实际的现有状态,一旦仿真通过程序基本就没问题了,因此在教学过程中硬件仿真的过程必不可少。结合DSP处理语音信号的优势,在实践教学中选择将算法在DSP上进行硬件仿真。
2.减少学生的学习难度。MATLAB的软件仿真相对于DSP的硬件方针来说相对简单。学生从简单的平台入手,把重点放在搞清楚算法的本质上,通过MAT-LAB平台编写算法,也通过MATLAB看到真实结果。
3.一体化实验平台的应用。以Windows Embedded Standard 7系统,安装MATLAB的同时也安装CCS,通过CCS Link将MATLAB算法与以TMS320VC5509A的DSP处理器的语音处理一体化实验平台联系起来,集语音信号的采集、分析和处理为一体。因此,一体化的实验平台包括硬件部分和软件部分,硬件设计采用模块化思想,由TMS320VC5509A为核心的最小系统模块和系统主板组成。其中最小系统构成了一套独立的DSP控制系统,并在CCS平台上通过仿真器JTAG接口实现了实时编程、调试、仿真等功能。软件使用汇编语言、C语言和混合编程等方式。
通过尝试,教师在教学中使用一体化实验平台的优势体现在以下几方面:
1.作为“语音信号处理”教学实验平台,使初学者的重点放在掌握语音信号处理的基本原理、研究方法以及算法上。
2.还能作为DSP的实验教学平台,节省硬件成本。方便学生更好地掌握DSP芯片的基本原理、开发过程和应用方法。
3.该实验平台应能够满足软件学习、硬件设计、实时处理、系统分析和验证等多个方面的设计需求。
4.丰富的软硬件资源及先进的设计理念,使该系统成为一套高效、功能完善、界面良好的嵌入式多功能DSP实验平台。它不仅在功能上得到了非常大的完善,在操作和应用上也极为方便。
一体化实验平台总共进行了8个语音处理实验,如图1所示,本文选取其中的实验六CODEC音频回放实验进行说明,该实验是在DSP开发板VC5509上面进行的硬件仿真实验,基音周期检测实验是通过MATLAB的CCS Link控制DSP进行的软件仿真实验。程序的设计开发环境采用TI公司的CCStudio_v3.3,编程语言为标准C语言。打开CCStudio_v3.3,加载工程文件codec.pjt,通过软件程序配置相应的寄存器,将codec.out文件load进去运行,然后从麦克风输入接口输入一段语音(自己录制),在音频输出接口外接一个音响,可以清楚地听到说话人录入的语音。如图2所示为CODEC音频回放实验仿真图,输入波形是麦克风输入吹气的“呼呼”声。滤波器参数的频域能量显示,它是一个参数较优的低通滤波器,截止频率在2437左右。从输入和输出音频数据的频域上可以看出,输出音频的高频部分被较好地滤除了。
三、结束语
电子技术的飞速发展提供机遇的同时也给电子类专业教学带来了不小挑战,要求教师不断更新专业知识,在正确认识高等教育的工程教育和素质培养中不断探索新的教学方法以带动学生参与到动手实践中来。本文结合matlab对“语音信号处理”在DSP上的应用进行了探讨,目的在于激发学生主动学习性。
摘要：实践教学是“语音信号处理”教学中的重要环节。本文探讨了如何将DSP和MATLAB的一体化实验平台应用到“语音信号处理”这门课程中,以增强工科学生的创新能力为目的,对学生的学习主动能力培养和教师自身的教学水平都有帮助。
一体化信号 篇9
关键词：价格信号,利益分配,一体化
农业受资源与市场的双重约束。无论是为了突破自然资源对农业发展的限制,还是为了适应经济发展对农产品供给提出的新要求,我国都必须要加快“以资源为基础的农业”向“以科学为基础的农业”的转变,即借助于科学知识和工业投入,突破土壤自然肥力的制约从而提高农业土地生产率①。而我国农业技术变迁长期存在“有效供给”与“有效需求”双重不足的问题,为了促进我国农业发展方式的转变,必须从我国实际情况出发,寻找一种能实现农业技术供需均衡的价格替代机制。本文将以宁夏永宁县靖益村枸杞种植为例,详细分析农业技术产业一体化在弥补价格信号失灵,实现利益合理分配过程中的理论意义和实践价值。
一、相关文献综述
农业作为一个产业,不仅具有双重风险,而且具有投资收益低、投资回报期长、地域性强等特点;技术作为一种知识或者是信息,具有风险性、收益性、外部性和综合性等特点;农业技术产权交易具有信息非对称性、信息不完全性、长期合约性、多边或双边垄断性等特点②。从农户对农业技术的需求角度,孔祥智的研究显示,在14项公共产品的需求排序中,对“生产技术指导和培训”的需求强度排在第5位,回答“需要”生产技术的指导培训或病虫害防治的技术培训的农户都占80%左右,而农户对农业技术的具体支付意愿,回答“不愿意”支付任何费用的农户在江苏占49.6%,在福建占22.6%。③④这样,农业的特点、技术的特点、农业技术产权交易的特点和农业技术供需双方的特点共同决定了农业技术市场交易的失灵和价格信号的失灵。而市场经济的价格体系是一种具体的制度安排,为个体提供了发现知识并采取行动的机会,从而使他们能够有效的利用他们必须加以了解的知识。⑤这样,在价格信号缺失的情况下,农业技术供需双方就不能进行有效的信息传递,供需双方也就丧失了利益联动机制,从而挫伤相关利益主体的研发、推广、采纳积极性。
农业技术变迁能产生潜在的利润。根据Evenson对亚洲10多个国家的120项有关农业科研投资回报率研究结果的汇总,得出农业科研投资的回报率达67%(120项研究结果的平均数)。Evenson对全世界375项农业科研投资回报率的研究结果的考察,得出农业科研投资的回报率也高达49%。根据黄季琨、胡瑞法(2000)的研究,在市场完全开放的条件下,我国农业科研投资的回报率为59.6%,在市场不开放的条件下,我国农业科研投资的回报率为55.8%。虽然农业的技术创新会给农民、消费者和农业要素的供给者带来新的收入流,但是,由于创新收入必须在以上三者之间进行分配,所以创新技术的使用并不一定带来农民收入的增长⑥。根据莫斯奇尼(Moschini)等人的研究,消费者将获得由于技术创新所带来的经济利益的40%,生产者为16%,创新者为44%。如果这种农作物在世界上完全被接受,消费者为41%,生产者为22%,创新者为37%⑦。但在我国技术产权保护意识薄弱、技术市场发育落后、价格信号失灵的情况下,各个相关利益主体如何进行利益分配显然是个比较麻烦的问题。竞争理论认为,通过市场在独立的公司之间进行知识的转移可能是无效的,而纵向一体化的公司作为一种组织形式,在生产阶段是有利于知识和信息的转移的⑧。格罗斯曼和哈特(Grossman and Hart)从契约不完全的角度出发,将产权理解为实物资产的控制权,或者是在契约没有规定的情况下的剩余权利,一体化并不能改变原来的行为主体的效应函数,但却改变了剩余权利的分配⑨。
二、农业技术产业一体化分析的理论
创体的产生要经过“意识到问题或需要——基础和应用研究—发展—一商业化——扩散和接受——结果”⑩等一系列的过程,涉及政府、科研机构、企业、农户等一系列的相关利益主体。要获得农业技术变迁的潜在利润必须进行合理的利益分配,调动相关利益主体的积极性。从理论上,决定所有权自由配置的总原则是:对资产平均收入影响倾向更大的一方,得到剩余的份额也应该更大(11);从实施上看,农业技术变迁潜在利润的获得离不开政府的投资、科研机构的研发、推广机构的传递和农户的最终采纳,在价格信号缺失的情况下,各个相关利益主体如何具体分配依然是无法准确确定的。
由于农业技术的外部性、风险性、综合性等特点,世界各国的政府都是农业技术科研投资的重要主体。在根据农户的技术需求信息意识到问题、确定科研投资方向后,政府通过财政拨款、基金申请等方式资助公共科研机构进行基础性、应用性研究。这样,国家科研人员对在国家资金的支持下取得的研究成果不能拥有全部的所有权,但科研人员的科研积极性能在很大程度上影响农业科研成果。因此,公共科研机构的科研人员拥有技术成果的部分产权,政府同样拥有部分产权。在进行基础性和应用性研究之后,接着就是由科技企业、基层科研单位进行发展和商业化,然后在农业技术推广机构、中介组织、龙头企业的共同努力下实现农业技术的扩散和采纳,从而将技术变迁潜在的外部利润内部化,实现整个技术创新的全过程。
由于在技术变迁潜在利润的获取中,各相关利益主体都是必不可少的,通过签订契约的方式,所有的相关利益主体组成利益共同体,实行技术产业一体化经营;通过谈判的方式合理分配技术变迁的潜在利润,从而有效调动各方积极性,促进农业技术的研发、推广和采纳。在农业技术产业一体化经营的过程中,虽然价格信号是失灵的,但是,要实现农业技术供需均衡,价格信号的功能是不能缺失的。这就需要通过设计合理的运行机制模拟价格信号的功能,协调相关利益主体的行为,从而实现农业技术产业链的有效运行。为了寻求一种有效的价格信号替代机制,在农业技术产业一体化经营的过程中,必须要着重注意产业链条中的信息传递机制和利益分配机制。信息传递机制的核心是技术信息在产业链条的各个环节之间如何进行有效的传递和反馈,技术的特点决定了技术信息在产业链条中的传递不是一次性就能实现的,涉及技术咨询、技术服务和技术现场指导,是一个长期的、不间断的信息传递——反馈过程;利益分配机制的核心是技术变迁的潜在利润如何在各个相关利益主体之间进行合理分配,从而有效调动各方积极性,保证农业技术产业链条健康运转。
总之,农业的产业特点、技术的产品特点、农业技术产权交易的特点、农业技术供需双方的特点和外部制度环境共同决定了农业技术供需均衡过程中的价格信号失灵,在价格机制无法发挥作用的情况下,为了达到供需均衡,必须要在既有的环境约束下寻找一种合理的价格替代机制,包括信息传递机制、利益分配机制。从我国技术创新的实际出发,农业技术产业一体化无疑是一种有效的非市场制度安排。
三、宁夏永宁县靖益村枸杞种植案例分析
随着农村市场化程度的提高,各地政府都面临着增加农民收入,调整农业产业结构的任务;同时,企业在市场经济条件下,为了满足消费者日益高档化、安全化、有机化的需求偏好,也需要建立原材料基地,实行统一规划和统一病虫害防治,从而生产绿色产品;科研机构在市场经济条件下也需要商业化自身的科研成果,通过技术成果的转化实现自身的利益。这样,政府、企业、科研机构在新时期都有组建利益共同体、获取技术变迁潜在利润的需求。
(一)农业技术产业一体化运营模式的建立
2001年2月27日,广夏实业股份有限公司(简称“银广夏”)、农业银行宁夏支行、自治区林业厅、宁夏林业研究所(有限公司)、银川市人民政府、永宁县人民政府、增岗乡人民政府、增岗乡靖益村村委会等8家单位达成协议,协同扶持农民与企业发展水果枸杞生产。其主要背景是银广夏拟以生产基地形式确保原材料的供应数量和供应质量,但在具体运作过程中,不愿意跟农户直接接触,要求建立组织性机构——协会,因此,靖益村村委会在相关政府的支持下成立了永宁县靖益枸杞种植合作社,以法人的形式组织枸杞专业化生产,形成公司+基地+农户订单农业的经营模式。
目前银广夏已退出合作,由宁夏西夏王枸杞制品有限公司(以下简称‘西夏王”)继续运作。在具体的运作过程中,各相关利益主体的义务责任主要如下:
1、政府:
自治区林业厅、银川市人民政府、永宁县人民政府、增岗乡人民政府。在一体化运行模式中,自治区林业厅为农民企业提供贷款部分贴息;银川市人民政府投资200万元用于电力、机井、泵房及相关配套设施的修建。同时,市政府在2000年和2001年分别下拨100万元对合作社进行资金资助,由县财政进行统一管理,由合作社立项申请,批准后拨款。其中2002年农田建设申请拨付了3万元,购买10台拖拉机拨付了28万元,银行利息补贴拨付了25.8万元。除此之外,政府还对西夏王在土地和融资方面提供了众多便利,财政部无偿为其提供了30万元的资金。
2、科研机构:
宁夏林业研究所。在一体化的运行模式中,采用的是宁夏林业研究所的枸杞新品种99-3无籽水果枸杞。并统一规划、统一设计、统一施工、统一培训、统一经营管理、统一技术流程、统一施肥灌水,统一防止病虫害,严格按绿色食品标准进行枸杞生产。宁夏林业经济研究所提供先期的产前、产中、产后技术服务,并提供种苗,增岗乡林业站设有供苗点,并负责育苗。
在具体的科技服务方面,组建了科技特派员创业行动驻靖益村工作组,共有8名技术人员,3名是宁夏林业经济研究所外派的(1个副研究员,1个工程师,1个技术员),3名乡里的,2名村里的。采取的是技术承包的方式,如果技术人员完成先前设定的主要经济指标,则枸杞种植合作社需支付科技特派员工作组10～15万元的奖金。
3、龙头企业:
先是银广夏,然后是西夏王。在基地开始建立的时候,银广夏公司负责基地的测绘、规划、设计工作,并支付相关的费用;在银川市政府完善了相关的基础设施后,银广夏公司负责安装滴灌工程,农民承担工程所需劳务,租赁费用以工程实际费用(不含劳务费)加同期农业银行贷款利息为准,租赁期是10年。在枸杞收购价格方面,协议规定以市场价格收购合格产品,在采果期每月结算一次;同时,制定最低保护价,即枸杞产品的成本价格(包括人工田间管理费、果实采摘费、肥料农药费、水电费、税收费用、设备折旧费等)。
由于枸杞产品采摘后不易存放,企业在基地设立枸杞产品收购站,合作社按照企业规定的时间和数量组织采收。除此之外,还要为农业银行提供农民的企业贷款担保,一方面,用于弥补前两年生活不足,维持基本生活需要,另一方面,用于农民购买种苗、化肥、农药等生产资料,农民以生产的枸杞作为企业贷款担保的抵押。
4、合作社:
永宁县靖益枸杞种植合作社。宁夏永宁县靖益枸杞种植合作社于2003年3月在永宁县工商局注册为合作企业,合作社服务内容主要是技术服务指导和农资供应,其中技术服务不收费,种苗和农药由合作社统一购买,此外,合作社每年进行1次技术宣传或指导活动,田间、现场指导每个月2次,现场指导一般是农户发现问题后报生产队长,然后生产队长再找技术员,主要内容是常规的技术服务,包括病虫害防治、机械作业,以及与企业的协调。
5、农户。
在一体化的模式下,通过企业的担保获得了相应的生产、生活资金;通过合作社的统一协调和组织,以低于市场价格获得各种生产要素和技术服务;通过与企业签订合约,解决了产品的销售问题,规避了一部分市场风险。通过一体化的运行模式,农户获得了生产所必须的各种生产要素,并通过组建合作社提高了自身的组织水平,在一体化的利益分配中获取了较大的份额。
在一体化的模式中,农户自愿加入合作社。但作为合作社的一员,必须按照合作社规定的时限,进行枸杞栽培和病虫害的防治,按技术规范对生产全过程进行管理,未经合作社允许不能随便将枸杞产品销往外地或私存、加工。对公司提供的枸杞栽培技术及种苗负有保密义务。在技术服务方面,合作社配合技术人员组织农户进行统一的技术培训和指导,同时对农户的生产行为和生产过程进行监督和控制。
(二)农业技术一体化的运行机制
要实现一体化模式中各相关利益主体(科研机构、龙头企业、农户)的协调运作,在一体化模式的具体运作过程中要着重解决链条中的信息传递机制和利益分配机制。
1、信息传递机制。
宁夏永宁县靖益村枸杞种植的一体化运作模式中,以企业要求建立的永宁县靖益枸杞种植合作社为中介,将宁夏林业研究所的技术供给信息和农户的技术需求信息有效结合,通过林业研究所派科技人员现场服务、指导的方式和农民直接接触,并进行培训和示范,将科研机构最新的科研成果及时介绍给农民,以实现供给信息的有效传递;通过合作社以及机耕队的机构设置,农户对技术的需求信息也可以及时反应给科技人员,从而实现了技术需求信息的有效传递。在技术供需信息有效传递的过程中,合作社的建立大大降低了供需双方的交易成本,解决了技术推广宏观社会效益高、微观经济效益低的问题。
2、利益分配机制。
农业技术产业一体化的运行模式,只有在保障相关利益主体的正当利益后才能实现最后的技术变迁。在宁夏永宁县靖益村枸杞种植案例中,宁夏林业研究所的利益是通过提供种苗和技术承包的方式获取技术变迁潜在利润的,也就是将技术束分为两部分:能物化的技术通过物化获取收益,不能物化的技术则通过签订契约、技术承包的方式获取收益。农户利益的保障措施有两个方面:一个是通过合作社压低生产要素的价格;另一个是与企业签订保护价收购的协议。龙头企业的利益是通过与科研机构和农户的合作,稳定了原材料的供应数量和供应质量,提高了市场竞争力。
四、永宁县靖益村枸杞种植一体化运行模式的经验
科技进步是突破资源和市场对我国农业双重制约的根本出路。宁夏永宁县靖益村枸杞种植一体化运行模式无疑为新时期深化农业技术研发体制和推广体制改革提供了一些有益的探索。
(一)政府扶持、企业带动
在宁夏永宁县靖益村枸杞种植的发起阶段和发展阶段,始终都坚持了“政府扶持、企业带动”的原则。政府在一体化运行模式中的作用仅限于基地基础设施建设、对合作社和龙头企业在政策方面的扶持、贷款贴息等宏观方面,而不干预企业和合作社的微观经营决策。企业从稳定原材料的供应数量和供应质量出发,根据市场需求和政府标准制定了绿色环保、有机天然的新型种植模式,通过要求农户组建合作社的方式减少了契约的执行、监督成本。
(二)通过契约的方式结成利益共同体,共享技术变迁的潜在利润
宁夏永宁县靖益村枸杞种植的一体化运行模式中,利用契约的方式规定了各个相关利益主体的权利和义务。通过组建合作社统一购买生产要素、销售产品的方式确保了农户的利益;通过技术承包和供应苗木的方式确保了科研机构和农业技术人员的利益。龙头企业通过制定新型的种植模式和产品收购标准,为整个产业链确定了明确的工作目标,各个相关利益主体根据自身的优势在平等协商的基础上签订契约,为共同目标而努力。
(三)通过一体化的运行模式,实现农业技术供需双方之间有效的信息传递
宁夏永宁县靖益村枸杞种植的一体化运行模式给供需双方提供了信息传递的渠道;各个相关利益主体之间合理的利益分配机制给供需双方提供了信息传递的动机;企业生产模式和产品标准的确定给供需双方提供了信息传递的方向和目标;合作社的建立有效降低了供需双方信息传递的成本。总之,永宁县靖益村枸杞种植的一体化运行模式,促进了农业技术供需双方之间有效的信息传递。
(四)通过政府贴息、互连交易,有效解决了农户在技术采纳过程中的资金约束
针对永宁县靖益村在建立枸杞生产基地过程中农民的资金约束,企业给农户做担保向农业银行贷款,农户用将来生产的枸杞作为企业担保的抵押,农民在枸杞生产获得收入后偿还。政府对农户向农业银行的贷款进行一定的贴息,缓解农户的还贷压力。宁夏永宁县靖益村枸杞种植的一体化运行模式通过政府贴息、互连交易等方式解决了农户技术采纳的资金约束,提高了农户技术采纳的积极性。
总之,宁夏永宁县靖益村枸杞种植的一体化运行模式在探索中取得了一定的成效,也提供了一些经验。其中最核心的是解决了技术变迁过程中各相关利益主体的利益分配问题和技术供需双方之间的信息传递问题;除此之外,还有政府和企业在恰当分工的基础上密切合作、通过政府贴息和互连交易缓解农户资金约束等经验。
参考文献
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