连续运行（共9篇）
连续运行 篇1
甘肃省连续运行参考站系统(GanSu Continuous Operational Reference System，简称GSCORS)是甘肃省省级的连续运行的参考站网络系统，GSCORS参考站网络系统在覆盖范围内利用实时观测数据对系统综合误差建模，然后估计系统综合误差，使网络RTK技术的精度增强，尽可能减少系统综合误差的干扰，获得实时定位的高精度结果，且均匀分布，借助网络互联构成网络化的新一代大地测量系统，将是现代卫星定位、计算机网络、数字通讯等技术进行多方位、高深度的集成的结晶，是“数字甘肃”基础设施之一。
1 甘肃省地理位置
甘肃省位于祖国西部，省会兰州，酒泉、嘉峪关、武威、张掖、金昌、白银、天水等为省内主要城市。地处黄河上游，黄土高原、青藏高原和内蒙古高原三大高原交汇地带，地形以高原、山地为主，平川、河谷、沙漠、戈壁交错分布，地貌复杂多样。东接陕西，南邻四川，西连青海、新疆，北靠内蒙、宁夏并与蒙古人民共和国接壤，是古代丝绸之路的黄金路段。地形狭长，地势自西南向东北倾斜，东西长1655公里，南北宽530公里，占全国总面积的4.72%。
2 GSCORS系统作业原理及分布
GSCORS各参考站通过GPRS/CDMA网络同步发送给移动台设备(由连续运行参考站、CORS数据处理中心、多个网络GNSS移动台设备组成)，将差分数据发送到CORS数据处理中心，数据处理中心又将接收到的差分信息通过DOMENET数据处理软件综合优化处理，实现多基站网络CORS环境下的RTK作业。
综合考虑甘肃省的地理位置，拟在甘肃省建立一百二十个连续运行参考站和一个数据服务中心，即可将甘肃省全部覆盖在连续运行的GNSS网络之中。初步设计参考站点分布图如下：
3 系统建设的基本要求
甘肃省GPS参考站网系统建成后，将可达到以下一些基本要求：
1)系统可自动进行自检，出现问题时具有远程报警能力，即具备系统设备完好性检测功能。
2)基准站即便不安排人员值守，也可自动运转，年运行有效率达95%以上。
3)数据中心支持通过远程方式对基准站进行设定、控制和检测。
4)开通的网络RTK等服务功能在数据处理中心建成后，必须将观测数据实时传输，并实现与控制台的互通。
5)基准站设备在断电情况下，可靠备用电源连续工作24小时以上。
4 系统建成后应具备的功能
1)在信号覆盖范围内，有效的满足地图修测、非屏蔽区域工程测量的要求。
2)借用互联网或其他手段，实现甘肃省用户精准定位服务的功能。
3)利用一台GPS接收机进行城镇各级控制点测量，在信号的有效区域内，达到厘米级的精度要求。
4)与多用户连接，可以实时对系统信息进行广播。
5 系统的用途
系统完成后，可满足实时或事后、不同精度要求的定位要求。系统具备以下功能：
5.1 精密定位
1)控制网：城市基本网、地震监测网、地壳形变网、城市监测网、矿山控制网;
2)土木工程测量：大坝桥梁变形测量等;
3)地形测量：地理信息实时采集;
4)土地资源及城市市政测量定位。
5.2 交通导航
GPS可为飞机、船舶和车辆进行连续差分定位导航，用于车辆管理和调度。它同时也可将GPS、GIS和无线通信相结合，是空中、水上、陆地交通工具最先进、最理想的导航工具。
5.3 GPS用于大气参数的测定
地基GPS网可用于测定大气水汽含量测定，提供短期气象参数，对于中短期天气预报非常有用。还可用于电离层电子含量的测定，进行电离层参量在时间上和空间上相关性的研究。
5.4 地震监测与预报
立体方式实时监控参考站位置和速度的瞬间变化，以便于监测地球表面各种类型的形变和站点坐标变化的时间序列;研究探讨地区现今断裂带的运动方式、应变分配和时空演化。
5.5 GPS用于精确授时
GPS用户接收机通过对GPS卫星的观测，可获得准确的GPS时间，它是当前精度最高的全球授时系统。其授时精度可达20ns，可用于通信系统和电力系统中的时间同步。
6 结论
该系统建成后，将兼容目前主流的GPS、GLONASS、北斗卫星导航系统以及未来的Galileo系统。到时，所有支持北斗卫星导航系统的仪器设备将能得到大面积的推广。
该系统的建立将为甘肃省的测绘行业带来深刻的变革，它将是现代卫星定位、计算机网络、数字通讯等技术进行多方位、高深度的集成的结晶。科学、高速、高质量的施工与研发将是GSCORS工程的关键。
摘要：连续运行卫星参考站系统(Continuous Operational Reference System,CORS),就是一个或多个GPS参考站固定的连续的运行,并在运行过程中通过数据通讯、计算机技术和互联网技术组成的综合网络,将经过检验的不同类型的各种改正数据、状态信息、GPS观测值以及其他有关GPS服务项目实时地向不同用户自动提供的系统。
关键词：连续运行卫星,GPS参考站网系统
参考文献
[1]张丽君.城市土地集约利用研究[J].国土资源情报(资源经济),2005.
[2]杨建波,王莉.城市土地集约利用水平研究[J].国土资源科技管理(资源调查与评价),2007.
连续运行 篇2
李成志 王晓飞
（1李成志 中石化股份有限公司天津分公司烯烃部，天津 300271;2王晓飞
中石化股份有限公司天津分公司烯烃部，天津 300271）摘要：介绍了对天津石化分公司烯烃部聚乙烯装置关键设备Y-7001X连续混炼机进行运行优化并降低能耗的措施，提高了机组运行质量和稳定性。对混炼机的长周期运行优化、维护管理提出了建议，可供同类机组借鉴和参考。关键词：混炼机；扩能改造；比能耗；优化管理 1 概述：
天津石化60kt/a的聚乙烯装置，引进美国UCC＆P公司提供的Unipol专利技术和工艺包，由天津联化公司和中国石化总公司联合承包、大庆石化设计院设计，于1995年开车。2001年，装置采用自主开发的气相流化床聚乙烯冷凝技术进行扩产改造，规模达到120kt/a，改造时新上造粒系统一套、老造粒系统停用。新造粒系统的连续混炼机Y-7001X为新上造粒系统中关键设备。
聚乙烯装置连续混炼机Y-7001X为CMP320型双螺杆混炼机，属混炼机+齿轮泵机型，是造粒工段将聚合工段来的聚乙烯粉料进行混炼并水下切粒、造粒的设备，额定生产能力15 t/h。该机组2001年由日本制钢所（JSW）生产。机组主要由主电机、主减速箱、混炼机、熔融泵、换网器、模板、切粒机、启动装置以及其他辅助装置组成。混炼机机组主电机额定功率约2 800 kW、熔融泵功率450 kW。混炼机机组在生产过程中如果发生故障停车3h以上，由于粉料包装能力限制及产品规格要求方面的限制聚乙烯装置就必须降低负荷运行，装置的能耗、物耗就会迅速上升、装置的经济效益也将受到很大影响。混炼机频繁停车造成物料损耗，每次开停车大约浪费聚乙烯树脂0.8 t，同时也增加了电能消耗。因此，连续混炼机机组的长周期稳定运行对聚乙烯装置意义重大。2 挤压造粒工艺系统的工艺流程
来自于脱气仓的粉料树脂经过破块器、振动筛后和来自于添加剂系统的添加剂一起进入到混炼机料斗中，经过混炼机２根相互咬合的螺杆混炼后，通过剪切和挤压呈高温熔融的状态（通过调节筒体间隙可以改变混炼温度和出口压力）。高温的熔融树脂经过熔融泵的增压通过换筛器的筛网过滤除去杂质，过滤后的洁净熔融树脂进入模板并被从细孔中挤出、进入切粒机封闭水腔，紧贴着模板的旋转切刀将模板挤出的物料在切粒水室内切成一定规格的树脂颗粒，并被循环的脱盐水冷却，颗粒和脱盐水通过颗粒水泵打入到干燥器，树脂颗粒在脱块器、离心干燥器经过除块、脱水干燥后通过风机送入产品料仓。挤压造粒系统工艺流程见图1。
聚乙烯粉料自反应系统粉料仓c-5009x.HV-5009X-8阀破块器熔融泵电机Y-7004X.振动筛聚乙烯颗粒脱水干燥后去风送系统熔融泵减速箱换向阀切粒机电机Y-7007X启动电机主减速箱熔融泵模板颗粒水连续混炼机Y-7001X主电机
图1 挤压造粒系统工艺流程 影响混炼机机组长周期运行的主要因素
2001年开车以来，混炼机机组本身以及相关系统造成机组非正常停车700多次。从2001年运行到2009年，混炼机机组运行质量较差，特别是2004和 2005年造粒机组停车次数达到233次、235次，平均每周停车2～3次。机组非正常停车包括多方面因素：设备设计因素、设备老化因素、工艺生产方面因素和人员操作因素等。
3.1机组原始设计等方面存在一定不足
CMP320型双螺杆（转子）混炼机，螺杆为异向非啮合单支撑悬臂结构，螺杆为非啮合形式，其结构比较紧凑、占地面积小；但是这种机型相对异向双支撑结构造粒机组故障率较高，在国内的石化用户使用中，陆续出现很多类似问题；对设备操作、运行维护和检修水平要求都比较高；异向双支撑混炼机虽然在前期设备购置费用较大，其运行相对比较稳定可靠；目前聚乙烯（PE）行业，异向双支撑结构造粒机组的市场份额逐年增加，据不完全统计，几乎达到50%以上的占有率；而异向非啮合单支撑结构的造粒机组，具有代表的供应商为日本JSW公司，市场占有率很低。（另一类机组为以CWP为代表的单支撑同向双螺杆挤压造粒机组）。
机组在低负荷运行或加工树脂的熔融指数较大时，造成机组筒体内熔融树脂的温度升高，熔融树脂相当于轴承的润滑油，高温使树脂运动粘度降低，树脂膜支撑力减小，螺杆容易发生“摆臂”现象造成与筒体额外摩擦。2007年，混炼机发生一根螺杆传动轴断裂事故。
主电机裕量大，机组比能耗高。该混炼机机组主电机及传动系统在设计上有超过正常10%～15%的余量。而在机组达到15 t/h的额定生产能力时，主电机电流仅达到180 A，远低于283 A的报警电流，导致机组能耗较大。双转子连续混炼机具有较优异的轴向混合特性、混合效果柔和且分布混合效果优异。但由于机组的负荷相对较低，四段筒体内熔融树脂有时处于未充满状态，机组熔融泵入口位置压力波动较大、负值频率较高，机组内部噪音较大；造成熔融泵转数同步波动，熔融泵的变频器经常处于满负荷状态、故障率较高（变频器在夏季需增加临时通风降温措施）。
由于机组现场仪表探头较多、设备外表结构较复杂，而已有的保温材料又过于厚重，因此从2001年开车以来一直没有对机组筒体外表进行保温，造成大量由电能转化的热能损耗。
混炼机机组的模板加热原始设计为3.5 MPa高压蒸汽加热，模板温度只能达到136℃、无法精确控制模板温度，正常生产和新品的试验受到设备能力的限制。
机组相关仪表系统方面存在缺陷：混炼机机组本身的报警59个、联锁有50个，另外还有其他相关系统的可间接导致机组停车联锁20多个；原始设计中，与混炼机相关的造粒风送系统仪表的联锁设置存在问题。2011年有几次混炼机机组停车后，造粒控制系统（控制混炼机机组相关系统）上位机只有公共报警信号，并没有具体指示是哪个条件触发，无明确仪表报警记录。由于风送系统没有上位机，报警信息不完善，给机组停车原因分析判断带来一定困难。3.2 装置工艺条件苛刻、产品切换频繁，聚合反应控制较差。
由于市场竞争的需要以及经济效益压力，聚乙烯装置自主开发了一些具有高熔融指数、超低密度等特点的新产品。产品牌号频繁切换导致聚合反应系统情况不断恶化，主要是以己烯为共聚单体产品和高熔融指数产品生产间隔小、频次高，引起的聚合反应器分布板流化状态不好、换热器堵塞。产品牌号不同、粉料树脂的熔融指数波动较大，也在一定程度上影响了造粒机组的操作和稳定运行。
聚合反应控制不好会造成粉料结块，混炼机主电机电流忽高忽低，增加了主电机电流高高报警联锁停车的危险。2001年～2009年，振动筛处平均每天截余结块树脂3～5袋（150～200Kg）。粉料树脂中的块料较多易使料仓底部、破块器上方出现“架桥”、破块器堵塞影响下料（粉料中有大块可直接造成破块器过载停车并引发机组停车）；造粒系统下料不畅将导致混炼机主电机电流低报联锁停车。粉料树脂膨化块多还容易堵塞包粉料管线，无法吹通时，只能停车处理。机组长周期运行优化及改进措施
针对机组在长周期运行方面存在的问题，利用设备停车检修改造等机会有针对性的消除设备缺陷、对设备进行了改进和技术升级，在管理方面提高用、管、修水平；加强了工艺技术管理与攻关。
4.1对可能造成造粒混炼机停车的仪表联锁条件进行梳理、改进仪表控制。
对造粒风送系统的联锁进行了梳理和逻辑控制整改，使联锁清晰准确；新风送触屏增加了确认按扭、新增五点报警，把新风送与新造粒PLC进行整合改造升级，完善了联锁报警功能。将颗粒水流量仪表的联锁引压管从蒸汽伴热改为电伴热，提高了测量的稳定性，避免了原来冬季寒冷季节存在的误联锁隐患。把误动作或误碰后能够造成停车的几个紧急停车按钮在控制台上都加装了透明保护罩;将控制系统上位机进行设备更新，避免了上位机“死机”情况发生。
4.2机组筒体表面进行新型保温材料保温。
2011-03，对混炼机筒体、熔融泵外表进行了T型保温涂料保温。T型保温涂料是一种集保温、隔热、防火、节能等各项性能于一体的新型保温材料，特别适用于传统保温材料较难施工或几何形状复杂的异型设备。T型保温涂料保温厚度只有传统保温材料的1/3～3/5，可实现保温层与被保温设备的整体密封。采用T型保温涂料，机组至少减少热量散失80%。4.3混炼机机组扩能改造 2001年聚乙烯装置扩产改造为12万t/a，混炼机Y-7001X投入运行。刚投产时，聚合工段的聚乙烯粉料可完全造粒，但是经过工艺优化调整，到2005年聚乙烯产量达14万t/a，其中2万t/a粉料无法造粒，每年造成400多万元效益流失。经过计算和对机组各设备参数的复核，认为在不改动机组主电机和熔融泵的情况下,仅投入较少资金对模板进行扩能改造即可。在2012-08～09聚乙烯装置停车大修期间，将模板的3.5 MPa蒸汽加热改为更加成熟可靠的热油加热，新增了热油控制系统。同时，更新了模板、扩大了模板的生产能力，保持模板外形及连接尺寸不变，孔数从1360个增加到1640个（提高20%造粒能力），并将切粒机切粒刀由原来的12把增加为16把。4.4优化聚合反应减少聚乙烯粉料结块
为了减少聚乙烯粉料结块, 对聚乙烯催化剂的配制、原料净化、聚合反应器参数的设定等方面都加强了管理。改良了催化剂配方、加强反应器流化状态的控制，规范反应器冷剂量持续微量注入方式，合理控制反应器料位，解决了对反应系统及后系统影响较大的反应器排料口结块、饼状粉料结块，并对反应器次要结块包括反应器器壁结片、催化剂分布不均匀结块、分布板堵塞造成结块、冷剂注入量大导致结块、露点操作引起分布板堵塞结块、产品出料罐中结块、静电结片提出了解决措施和监控判断方法，有效减少聚合反应器的结块数量。
4.5加强设备特级维护、改进操作
制定连续混炼机Y-7001X的特级维护方案，机、电、仪、管、操特护人员每天按时巡检，及时准确的了解和掌控设备运行情况。根据生产不同牌号而引起的工况变化及时调整工艺参数（筒体温度、筒体间隙和熔融泵入口压力、温度），使机组运行在最佳状态。车间对造粒机组关键运行参数进行摸索和总结，不断调整优化操作,结合统计的数据和经验完善机组操作法，有针对性的固化操作。加强岗位人员培训，提升操作技能。5 优化运行、改进措施实施后效果
5.1增加T型保温后、达到机组节能与提高运转质量两个方面效果。
机组筒体加T型保温后,设备筒体外表温度从260 ℃下降到40 ℃左右，减少了热能无谓损耗，工作环境温度降低，极大改善了工作条件。增加 T型保温后，节电效果明显。以生产最普通的DFDA-9020、9085牌号树脂为例，每年可节约电能75 600 kW·h。保温前机组的模板和筒体需要加热才能达到温度要求，增加T型保温后节约了大量蒸汽；保温后每年可节约3.5 MPa蒸汽1 700 t。
增加T型保温后机组筒体内部温度明显升高，机组四段筒体内部温度由210 ℃上升至250 ℃，筒体间隙放大5 mm。在生产牌号、机组负荷相同情况下，熔融泵入口温度由188 ℃上升至195 ℃，说明树脂熔融情况良好，树脂的混炼效果提升，树脂可以更加平滑、连续稳定地到达泵入口；机组运行更加平稳。
5.2机组生产能力和产品适应性提高
2012-09大修期间对混炼机机组进行了模板热油改造和模板扩能改造，模板温度从原来只能达到136 ℃，提升为从DCS精确控制在120～160 ℃。机组生产能力从15 t/h提高到16.5～17 t/h，机组产能增加13%。主电机电流从180 A增加到190 A，电能比原设计额定工况增加6%。混炼机机组模板扩能改造后每吨产品能耗下降7%左右。机组负荷提高后，筒体噪音下降明显、熔融泵入口压力波动幅度减小，机组运行质量得到改善。5.3机组运行平稳、经济效益显著
经过工艺调整优化，聚乙烯粉料结块情况明显改善。2010年开始粉料树脂中膨化块明显下降，到2011年、2012年以后平均每天结块不到1袋。经过精心维护、认真操作，2011年该造粒机组创造了连续运行65 d的记录，2012年连续运行88 d，2013年创造了连续运行102 d的长周期运行新记录。据测算，每减少一次机组停车可减少1.38万元损失，最近三年由于长周期运行，机组减少损失在20～30万元左右。机组扩能改造后，聚乙烯粒料生产能力增加，每年产生的经济效益320万元。两年来，车间新增加了11个牌号产品的造粒，其中TJZS-2650牌号产品填补了国内空白。2013年，相对于普通牌号产品，聚乙烯新产品多创效800多万元。6 不足方面
机组目前仍需要停车进行人工更换换筛器过滤网，下一步可实施不停车自动换网技术改造减少停车次数。机组缺少在线熔融指数分析仪，无法及时根据熔融指数情况调整设备运行控制参数，以后可增加在线分析仪器，及时优化机组操作。针对夏季熔融泵变频器故障率高的情况，在没有彻底解决熔融泵入口压力波动大的情况下，可以增加变频器在线备台，减少机组的故障停车时间。混炼机机组控制系统为PLC控制系统（AB PLC5/40）已连续运行十年以上，卡件严重老化，备件采购困难，可考虑升级为DCS控制,提高控制系统安全性、稳定性、更有利于机组长周期运行。7 结语
通过对机组仪表系统改进、对混炼机筒体外表增加了T型保温，并进行了机组模板加热热油技术改造、模板扩能改造，工艺优化、管理改进等措施，实际运行证明，①混炼机机组节能降耗，提高了机组运转质量和运行周期。②机组生产的品种增多，产品产量、质量得到提高；装置效益增加。目前，聚乙烯产品的国际国内市场竞争非常激烈，小规模的装置要在竞争中生存必须不断提高产品竞争力；装置的关键设备高产能、低能耗、高可靠性方面的能力和技术必须瞄准先进并为这一前提服务。参考文献：
连续运行 篇3
关键词：CORS；工程测量；GPS
随着计算机网络技术的迅猛发展，传统的GPS测量技术也为了时代的需求，正在积极地创新和完善，CORS利用多基站网络实时动态定位技术取代传统的单基站静态定位技术飞速发展，我国的CORS基本上已经可以实现全天候的、自动化的、实时的服务目标，带动中国的国民经济的飞速发展。在工程测量中，CORS发挥了积极地作用，极大地节约了人力物力和时间。
一、CORS的工作原理和优势特点
在一个较大的区域中设置多个永久性的CORS，构成一个连续运行参考站网络，通过数据信息网络实时的将信息数据传输到系统控制中心，系统中心集中各个站点提供的数据进行处理和分析，然后进行统一计算、整理数据，还要估算出各个站点中信息的误差和错误，加以改正，最后将整理好的最准确的信息实時的发送给各个用户，让用户获得最可靠的测量定位效果。CORS主要有以下几种技术，虚拟参考站技术、主辅站技术、区域改正参数技术和综合误差内插法技术。CORS能够做到在一年365天24小时不断运行工作，就必须取代常规测量控制网，CORS能够完成常规测量不能进行的工作，在工程测量中得到了广泛的应用，使作业者能够获得最准确的数据，精准地完成测量工作的同时还节约了时间。
CORS将一个大的地区所有的测绘工作组成一个小整体，集中工作，提高了测量的准确性，结束了测绘工作中个体单独作业的格局，CORS主要有以下优势：（1）可用性高；在城市、省或者更大的区域中，为测绘工作提供一个统一的标准，跨行业、跨部门的解决坐标系统的根本性差异问题，（2）针对不同客户提出的不同问题提供出不同的解决问题的数据服务。（3）极大地扩展了GPS的服务内容和项目。（4）应用便利；利用CORS，客户能够随时随地随刻的观测数据，为测量工作者提供了方便，极大程度的提高了工作效率。（5）优良的数据质量；在不断地完善中，数据监控系统越来越健全，减轻了传统系统的误差结果，促使精确度越来越高、可靠性越来越强。（6）客户可以单机作业，不需要单独的架设参考站，减少了作业时的人力和费用。（7）通讯系统的通讯方式更加固定可靠，减轻了外界噪音的干扰。（8）一网多用；能够提供远程信息服务，在一定程度上实现了数据信息的共享，在高标准、高精确度的条件下为客户提供下载服务。
二、CORS在工程测量中的应用
传统的测量。常规的测量方法，比如三角测量和导线测量，要求作业时点间通视，在工程测量时浪费了时间、人力和物力，而且往往测量的精准度不高，导致在外业工作的人员并不知道测量的精准度。相对于常规土地测量方法，GPS静态、快速静态不需要点间通视的同时，还可以进行高精确度的测量，但是在数据处理方面，并不能够实时的进行处理，也不能够知道定位精度，内业处理时就经常会因为精度不合要求重新反复测量。利用CORS进行测量，不仅能够实时的知道定位结果处理数据，还能够了解定位精确，进行作业，极大地提高了作业时的效率。不仅如此，在房产地籍测量、建设用地勘测定界和地形测图等方面也有巨大的作用。
房产地籍测量。地籍和房地产测量中应用CORS精确测定土地权属界址点，将大比例的地籍平面图和房产图实时测绘出来，并计算出土地和房屋的面积，以供相关部门随时使用。它可以达到厘米级的精度，但是在信号接收效果不好的地方，还需要使用经纬仪、测距仪等工具共同测量。
建设用地勘测定界。要想实时的确定土地使用界限范围，准确的测出界桩的位置，并最简便化的将界线中的土地面积测量出来，CORS为审批土地的国土资源部门和地籍管理部门做出了巨大的贡献，极大程度上简化了测量的步骤，节约了人力物力和时间。
地形测图。通常用常规的方法对规划建设区域范围进行测量，首先要设置控制网点，然后利用控制网点按照图上的位置将地形和建筑物测绘出来，并配有不同比例的平面图，但是这种控制网点通常是国家加密过的高级控制网点。CORS不仅可以精确地测量各个控制点的位置坐标，甚至还可以不布置控制网点，能够直接快速的测量出地形点的坐标，同时利用测图软件完成电子地图。
城市规划。在CORS的快速发展下，测量工作不仅可以高精确度的运行出来，还可以节省人力物力，所有的测量工作、数据处理工作和检查监督交由一人完成即可。在改变坐标时也可以直接用电脑操作，方便快捷。CORS还可以对工程进行长时间的、实时有效的监测，预防任何可能影响工程的因素。传统的测量仪不能够保证高精确度的监测，还要浪费过多的人力、物力和财力，来预防外在因素对工程的危害。而CORS可以通过不断监测过程中传输回来的数据来分析，预防危害的发生，以及提出预防危害的措施。
三、CORS在工程测量中的重要性
取代传统的测量网络，CORS将测量的速度的准度提高，测绘的成本降低，将保护标志的测量和修复费用节约下来。由于城市的建设速度逐步加快，针对工程测量的难度也增加不少，常规的测量方式不仅精确度低，还极大地浪费了人力物力和财力。但是随着CORS的建设和运行，已经形成了一个较完善的测量制度，在针对不同地区的实际情况收取不同的费用，保证测量的正常进行的同时，为社会也制造了不小的收益。另外，CORS针对城市工程的建设，不断地进行实时监测，不断加快城市地理信息地完善。
随着城市的不断进步，CORS必将成为城市信息化的重要组成部分，要想实时的在空间位置上建设三维、动态、地心坐标，实现全方位的信息数字化，CORS是至关重要的。很多的部门在城市建设中发挥重要作用，就必须保证信息数据的高精确度，CORS做出了巨大的贡献，更进一步的建设良好的城市环境。
四、CORS在工程测量中的趋势
现代化的城市要求城市数据的数字化，CORS就成为趋势，要利用信息网络技术，采用无人化操作，来完成数据的采集、处理、传输、远程监控和报警灯工作。首先就要取代常规的测量控制网络，不受城市空间因素的影响，准确的实时的为客户提供控制点，争取在只用一次机会就将控制网点建设好。在城市不断地发展中，CORS也需要不断地完善和进步，最终做到全国范围内的网络连片，不断地在全国范围内完成数据的实时更新。
几年来，中国的CORS发展趋势越来越紧迫，为了国民经济高速发展的需要，不同的行业也陆续的建设了卫星定位连续运行网络，GPS在大地测量方面不断地开发，授权给开放网络，高精确度的进行定位工作。
五、结束语
GPS连续运行参考站为困难地区控制、地形测量提供了便捷的方法，节约了人力、物力，缩短了作业周期，提高了工作效率。它集中了卫星定位通讯和有线无线网络等技术，不间断地采集地面信息，不受大气、地形、通视的约束，操作简单、工作效率高，CORS在精确地籍控制测量和界址点的前提下，克服了误差积累的问题，极大程度上改变了工程测量的手段，提高了测量的精准度，全面的将位置信息数字化。
参考文献：
[1]王妍，杨少愚，刘洪瑞.浅谈连续运行参考站系统（CORS）的关键技术[J]. 测绘与空间地理信息. 2013（08）
[2]陈枫.论CORS系统在城市工程测绘中的应用[J].科技创新与应用. 2012（17）
连续运行 篇4
城市连续运行参考站 (Continuous Operating Reference Station, 简称CORS) 系统是指在一个城市内建立若干个全球导航卫星系统 (GNSS) 的连续运行参考站, 参考站间通过网络互联而构成的一个GNSS的综合服务系统。CORS系统集成了卫星定位技术、计算机网络技术、移动通信技术和静态和动态定位技术等, 构成高精度连续运行的城市坐标参考框架。
近年来, 各级政府都非常重视本区域内的连续运行参考站系统建设。作为城市空间数据基础设施, 连续运行参考站系统可满足不同行业用户需求, 与传统的测绘模式相比, 降低了测绘成本、缩短了作业时间、提高了测量效率和定位精度等。已广泛应用于城市规划、市政建设、交通管理、工程测量、气象辅助预报、地震及地面沉降监测、农业和林业资源环境管理等领域。尤其在这城市化进程的关键时期, 随着城市规模的不断扩大, 人们期待城市具备更加完善的功能, 这就需要有完善的硬件设施和科学的管理手段, 城市连续运行参考站系统的建设则是实现这一目标的重要手段。
2 城市CORS系统组成
城市CORS系统一般主要有参考站网、数据处理中心、数据传输系统、用户数据中心、用户应用系统等部分组成, 各参考站与数据处理中心间通过数据传输系统连接成一体, 形成专用网络, 如图1所示。
2.1 参考站网
参考站网由城市内若干均匀分布的固定参考站组成。参考站通过对卫星信号的捕获和跟踪实现数据的记录和传输, 是CORS系统的数据源。一般由观测墩和仪器室两部分组成, 主要设备包括不间断电源、GNSS信号接收机、计算机、网络通信系统、防雷和防电涌设备等。
2.2 数据处理中心
数据处理中心是CORS系统的核心, 也是高精度定位得以实现的关键所在。数据处理中心通过对参考站的观测数据进行质量分析和评价、数据综合、数据分流和数据存储, 利用网络RTK技术形成差分数据并提交给用户数据中心, 实现静态数据服务或动态数据服务。主要设备包括网络设备、服务器、计算机、不间断电源等构成的内部局域网和系统软件等。
2.3 数据通信系统
CORS系统的数据通信系统主要包括两部分, 其一, 是固定参考站到数据处理中心的有线连接;其二, 是数据处理中心到RTK用户的无线通信传输。参考站到数据处理中心的通信网络负责将参考站的数据实时地传输给数据处理中心。
2.4 用户数据中心
用户数据中心提供CORS系统服务的下行链路, 将数据处理中心的数据成果传递给用户, 由用户系统的接收机完成定位。用户数据中心可分为静态数据服务单元和动态数据服务单元两部分。通过网站以http、ftp等方式向用户提供数据交换和在线计算, 可实现静态数据服务功能;动态数据服务功能多依靠无线通信方式 (如GSM、CDMA、GPRS、RDS等) 实现。
2.5 用户应用系统
用户部分就是用户的接收机, 加上无线通讯的调制解调器 (即流动站) 。接收机通过无线网络将自己的初始位置发给控制中心, 并接收中心的差分信号, 生成位置信息。
3 城市CORS系统定位技术
网络RTK技术的出现, 促进了连续运行参考站系统建设。网络RTK技术是利用地面布设的多个参考站组成GNSS连续运行网络, 综合利用各个参考站的观测信息, 建立精确的误差修正模型, 通过实时发送RTK差分改正数, 实现移动用户的高精度导航定位服务。目前, 实现网络RTK技术的手段主要有虚拟参考站 (VRS) 技术和区域改正参数 (FKP) 技术等。
3.1 虚拟参考站 (Virtual Reference Station, 简称VRS) 技术
在虚拟参考站 (VRS) 技术中, 各参考站并不直接向移动用户发送任何改正信息, 而是将所有的原始数据通过数据通讯网络传输给数据处理中心。移动用户在工作前, 先通过无线网络将位置概略坐标发给数据处理中心, 数据处理中心收到位置信息后, 综合利用各个参考站的观测信息, 建立该城市实时精确的误差模型, 在用户站附近生成一个物理上并不存在的虚拟参考站 (VRS) , 相当于在移动站附近模拟产生一个物理上并不存在的虚拟参考站 (VRS) 的观测数据, 与移动站间进行载波相位差分改正, 只要能够实现在VRS和用户站间差分解算, 就可以生成VRS的观测值差分改正数。用户接收机通过无线数字通信网, 接收数据处理中心发出的差分信号, 就可以得到三维定位坐标, 其实现原理如图2所示。
3.2 区域改正数 (Flachen Korrektur Parameter, 简称FKP) 技术
区域改正数 (FKP) 技术是指利用参考站观测数据 (相位观测值和伪距观测值等) 及参考站已知坐标等信息, 计算得到参考站网范围内与时间或空间相关的误差改正数模型, 然后利用测量点的近似坐标内插出测量点的误差改正数, 将它应用到观测值中, 从而消除各种与时间和空间有关的误差, 获得高精度的定位结果。VRS技术和FKP技术唯一的不同是最后的定位方法的不同, 一个是利用虚拟观测值和流动站观测值做单基线解算.一个是利用改正后的观测值做单点定位解或加入各参考站做多基线解。
4 展望
随着各地城市连续运行参考站 (CORS) 系统的相继建立, CORS系统建设技术将更加完善。CORS系统应用服务技术研究将会成为CORS系统技术发展的重要方向, CORS系统应用也将对各行各业发展产生积极的不可估量的影响。本文简要介绍了CORS系统概述、城市CORS系统组成和城市CORS系统定位技术, 期望能为城市CORS系统的建设提供有益的参考。
摘要：为满足城市空间数据基础设施建设需要, 城市连续运行参考站 (CORS) 系统建设已成为GNSS技术应用发展的主要方向。文章主要探讨了CORS系统含义, 城市CORS系统组成和城市CORS系统定位技术等内容, 期待能够为城市CORS系统建设提供有益的技术交流。
关键词：连续运行参考站,CORS系统,VRS
参考文献
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[4]杨光, 方锋, 祁芳.GZCORS系统的建设与应用[J].地理空间信息, 2007, 5 (3) :20-22.
连续运行 篇5
随着人口的增加和地表浅层资源的日益枯竭,高层建筑不断向空中延伸,矿山开采不断向深层和超深层地下延伸,由永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动的新型无绳提升系统因其具有推力密度大、系统效率高、提升速度快、提升高度无限制、空间利用率高、安全性能好等一系列优势,受到大量学者的广泛关注与研究。[1]
对于由PMLSM驱动的无绳提升系统,文献[2,3,4]提出分段式垂直运动PMLSM的设计、建模、参数分析;文献[5]为PMLSM优化设计提供了方法,文献[6]提出双边长定子型PMLSM,并采用2D有限元法对其进行最优化设计和电磁力分析。直线电机由于两端开断,端部效应不可忽视,推力波动明显增大,可以从电机本体和电机控制策略2个方面采取措施,[7]电机本体方面,文献[8]以8极9槽和4极6槽为例,对LSM和PMLSM的推力和推力波动情况进行了对比分析。针对端部效应,文献[9]采用斜磁极和辅助齿的方法,用3D有限元法来分析定子不连续电枢PMLSM,文献[10]采用辅助极的方法,并且推导出磁极的位置和宽度,然后分析了5种典型的极槽组合。控制方面,文献[11]采用模糊控制和PID相结合的方法来研究PMLSM伺服系统,文献[12]针对常规PI动态响应慢、输出超调量大等问题,提出模糊自适应PI速度控制器,文献[13]采用矢量控制和基于虚拟仪器的SVP-WM,搭建PMLSM仿真平台,文献[14]分析段间推力波动机理,提出采用双逆变器交替供电,定子段间电流同步跟踪控制来减小各段间电流差异,提高系统动态性能。在PMLSM的安全性能上,文献[15,16]分析了分段式PMLSM提升系统的失电保护。文献[17]采用双模态模糊控制,以功角为控制量,改变电压和电机运行速度,来预防电机发生失步带来的危险。
分段式PMLSM垂直提升系统可分为初级分段连续布置和初级分段不连续布置,均由单元电机组合而成,便于加工制造,方便组装拆卸、易于维护、节能、应用范围灵活等。大量参考文献中的垂直提升系统,为了减小推力波动,初级段间间隙设为极距的2-3倍;或是初级分段连续布置,没有任何段间间隙。目前,关于初级分段连续布置的垂动PMLSM样机鲜有报道,垂动PMLSM在安装过程中,单元电机连续布置理论上可认为紧密相邻,但实际上段间微小间隙是不可避免的,从而影响PMLSM整体性能。为此通过研究两台紧密相邻的单元电机在段间过渡时的运行特性,可以为提高垂动PMLSM的整体运行性能提供参考条件。
鉴于此,本研究结合河南理工大学直线电机与现代驱动研究所第三代垂直提升用家用电梯实验样机开展研究。首先,分析16极15槽(16P15S)单元电机在不同频率时的功角力特性和功角电流特性。其次,笔者研究单元电机在同功角、不同段间间隙时的推力波动情况,以段间间隙为0.5 mm、运行频率为14 Hz、同步运行速度为0.63 m/s为例分析其反电势、功角力特性,并与单元电机的特性进行对比分析。
1 单元电机参数及模型结构
1.1 分数槽集中绕组单元电机参数
在实际的电机生产中总是希望有较高的绕组系数、较低的齿槽转矩和转矩波动、较低的噪声、较小的损耗和较高的效率以及安装的灵活性等。[18,19]因此进行分段式PMLSM设计,首要考虑的是单元电机的极槽配合问题,为了减小推力波动,减少用铜量,增大单位面积的出力,根据实际的运行方式选择不同的极槽配合和线圈嵌放方式,本研究采用分数槽集中绕组。直线电机采用分数槽绕组,可以解决极数多槽数有限的矛盾。本研究垂直提升用PMLSM,单元电机为16P15S,其结构参数如表1所示。
其计算参数如表2所示。
由表2可知,此16P15S单元电机样机计算参数具有较高的槽满率、较大的绕组系数、电机力常数等,这可以有效的节省用铜量、降低成本,增大电机的出力。
1.2 单元电机槽电势星形图及结构特点
该单元电机的显著特点是:
(1)采用分数槽集中绕组,即1个齿上套1个线圈,不仅可以最大限度的降低绕组端部长度,也在很大程度上改善气隙磁密、抑制推力波动、解决系统运行平稳性等问题,绕组端部无交叉重叠,有效减小用铜量,有利于减小成本,简化嵌线工艺和接线,有较高的绕组系数;
(2)初级槽距(24 mm)与极距(22.5 mm)接近,该配合模式可有效抑制电磁推力的波动,并能保证高推力密度;
(3)极数相对较多,可以改善气隙磁场的正弦性,有效抑制端部效应,减少振动和噪音。
本研究中的单元电机槽电势星形图如图1所示。
S(1,2,3…15)—实际的槽;S'—虚槽
由槽电势星形图可知,其仅与槽数有关、与极数无关。因此,槽电势星形图可以表示同一槽数不同极数的分数槽单元电机,由于槽距角不一样,线圈放置顺序不同,本研究中1号槽在A相带,A相共有5个线圈,6号槽在C相带,因此线圈嵌放顺序为A、C、B,此单元电机线圈排列次序为a AAaa AAaa Ac CCcc CCcc Cb BBbb BBbb B,其中,小写字母代表电流方向为出,大写字母代表电流方向为进,线圈通入三相互错120°正弦交流电。
2 单元电机功角特性
功角特性是PMLSM最重要的特性,通过功角的变化来适应不同的负载。传统旋转电机,由于因此功角特性是简单的正弦函数,如下式所示:
PMLSM由于磁路开断、运行频率低、电枢电阻压降的作用会显著增大,电机绕组的漏阻抗比同步电抗大很多,考虑漏阻抗效应,此时沿用传统的功角特性已不合适,PMLSM推力如下式所示[20]:
式中:n—相数,E0—空载反电势,US—外加电枢绕组电压,Rs—电枢电阻,XT—电枢电抗,Z—电枢阻抗,vs—同步运行速度,θ—PMLSM功角。
由PMLSM推力公式(1,2)可知,较传统旋转电机的功角特性相比,直线电机功角向左平移α=arctan(RS/XT)电角度,向下平移β=m E02Rs/(Z2vs)距离。
考虑实际运行工况,假设初级无限长,赋偶对称边界条件。在保证提升能力的前提下,尽可能减小电机的轴向长度(此单元电机轴向拉伸70 mm),降低法向力,抑制固有法向吸引力对系统性能的影响,而提升能力的提高通过增加单元电机的台数来实现。
本研究采用改变电源的初始相位角来改变PMLSM的功角,功角获得方法如下:
(1)断开电源,仿真可得在不同频率时的反电势;
(2)设置不同的初始相位角,使得转矩为0;
(3)由反电势和转矩为0时的角度,经傅里叶分析得到PMLSM单元电机的功角θ。
通过功角的变化来适应不同的负载,不同频率下单元电机的运行参数如表3所示。
3 仿真结果分析
3.1 16P15S单元电机功角特性分析
本研究建立16P15S单元电机2D有限元模型,分析其在不同电源频率(6 Hz、14 Hz、25 Hz)时的功角力特性、功角电流特性如图2所示。
由图2(a)可知,6 Hz、14 Hz、25 Hz对应的转矩为0时的功角分别为-47.89°、-27.68°、-8.68°,运行频率越低,电阻作用越明显,功角向左平移的电角度越多,向下平移的距离越多,对应的最大电磁推力越小,最大电磁推力时的功角越小,越容易引起失步。因此,为了改变低频推力特性,需要提高低频运行时的输出电压,以产生足够的电磁推力,防止正向运行时电机发生失步现象,进而提高系统的安全性能。
由图2(b)所示,发现轻载时电枢电流出现拐点,拐点两侧负载减小或增加,电枢电流均增加。考虑1.2-1.3的过载倍数,在电机正常工作区域时的功角较小,此时对应的电流较小,则相应的损耗较小,功率因数和效率就会较高;功角过大时,电枢电流较大,电磁推力出现拐点数值并不是很大,并且此时单元电机出现较多地方的饱和,不利于电机的出力和功率因数的提高。
3.2 两段初级不同段间间隙时推力波动情况
由单元电机组合而成的初级分段连续布置垂动PMLSM样机及考虑段间间隙的2D有限元模型如图3所示。
如图3(b)圈中所示,2段初级之间安装时的段间微小间隙是不可避免的,本研究在同初始相位角、同功角下,分析其在0、0.5 mm、1.5 mm下的推力波动情况,2段初级采用段间同步供电控制,即通过逆变器为相邻两段定子提供幅值和相位均相同的驱动电流,使2段定子内的磁场同步来减小段间推力波动,不同段间间隙时的推力如图4所示。
由图4推力波动情况可以直观地看出,2段初级间,段间间隙越大,推力波动越大。段间间隙分别为0、0.5 mm、1.5 mm时,段间推力波动分别为1 356±40 N、1 325±54 N、1 344±139 N,1.5 mm较0.5 mm时的推力情况波动明显增大。由于初级齿槽的存在及磁路开断,造成初级铁芯磁阻变大,磁阻力变大,进而引起电机的推力波动、振动和噪音,尤其在低速区,恶化电机的性能。在安装时,应尽量提高安装精度,减小推力波动。造成推力波动的原因有很多,可以从电机本体设计和电机控制策略等方面来抑制磁阻力。
3.3 段间间隙为0.5 mm时的反电势
初级分段垂动PMLSM 2段初级段间间隙为0.5 mm、运行频率为14 Hz、同步运行速度为0.63 m/s时,两段单元电机运行时的空载反电势如图5所示。其中,动子离开第一段初级时各相反电势如图5所示。
随着动子逐渐离开与之相耦合的第一段初级,耦合面积越来越小,反电势也在逐渐减小,A1、C1、B1相分别在190.5 s、381 s、571.5 s时减小至0。动子离开第二段初级进入下一段初级时的反电势如图6所示。
随着耦合面积的增加,反电势也在不断地增加,在两段初级之间过渡时,反电势之间没有大的波动。将两段初级之间对应相反电势相互叠加,反电势如图7所示。
叠加后,相位互差120°电角度,正弦性较好。
3.4 段间间隙为0.5 mm时的功角力特性与单元电机对比分析
初级分段连续布置单元电机段间间隙为0.5 mm时和单元电机在同频率、同速度时的功角力特性如图8所示。
单元电机段间间隙为0.5mm时,功角由-26.68°变为-10.6°,随着段间间隙的增加,电阻作用越来越不明显,功角向左偏移的电角度越少。
4 结束语
本研究运用有限元方法,建立了垂直提升用PMLSM单元电机及2段初级1段次级的二维有限元模型,分析了16P15S单元电机的功角力特性、功角电流特性,结合实际安装时的情况,分析了2段初级1段次级在不同段间间隙下的推力波动情况。由以上分析可得如下结论:
(1)由功角曲线可知,当供电电源频率分别在6 Hz、14 Hz、25 Hz时,功角较传统电机分别向左平移-47.89°、-27.68°、-8.68°电角度,表明PMLSM低频运行时,电枢电阻作用与频率成反比,运行频率越低,电阻作用越明显,功角向左平移的越多,对应的最大电磁推力越小,越容易引起失步,为改变低频推力特性,需要提高低频运行时的输出电压,以产生足够的推力,防止正向运行时电机发生失步现象。
(2)由PMLSM单元电机功角电流特性,发现轻载时电枢电流出现拐点,拐点两侧负载减小或增加,电枢电流均增加,在电机正常工作区域,电流较小,相应的损耗就越低,功率因数和效率较高,并且齿尖不易饱和,有利于电机的出力,功率密度高。
连续运行 篇6
目前，传统的测绘方法使得测绘精度和测绘成果的可靠性越来越受到人们的质疑，而城市连续运行卫星定位系统是“城市空间数据基础设施”的最为重要的组成部分之一，它是获取和采集各类空间信息位置、时间和与此相关的动态变化的一种基础设施，此系统的建立将有利于基础测绘工作的展开。
1 传统测绘的问题分析
1.1 测绘控制基准精度较低，且布设不合理
我国传统大地测量成果由于受当时技术条件的限制，是通过建立平面二维控制网和高程控制网来获取三维坐标，其精度较低，而且分布不均匀，不能建立统一的空间基准，当卫星定位的大地控制网与传统大地控制网测量成果共同使用时会发生不匹配情况，以致引起难以调整的矛盾和冲突，造成了部分区域的测量成果难以统一。
1.2 测量成果存在难以克服的技术缺陷
由于受到传统的观测仪器、手段等技术水平的制约和当时国民经济建设的需求，我国传统大地测绘成果精度较低、更新周期长且现势性不强。受到布网方式、观测精度以及布网强度等因素的制约，因而在评定控制网的质量时，往往只能采用控制网的内部符合精度作为大地测量成果质量高低的客观评价指标，无法真实评价其绝对精度。另外，目前维系城市建设的测绘基准是一个长期的静态定位基准，组成静态定位基准的静态控制点是一次测量的结果，作为城市长期的定位基准，在精度上不能满足地铁工程、大型建筑、道路工程等城市大型精密工程的需要。这些因素对测量成果的制约大大地限制了其为国民经济建设、社会发展和国防建设服务的范围和深度。
目前，测绘技术正在从事后处理阶段向实时处理阶段发展，从二维定位向三维、四维定位阶段发展，建立测绘全自动、全天候、全时域的连续测量体系是测绘行业的发展趋势。因此，以传统技术手段建立的城市空间定位基准和测量成果，已经不能适应现代城市发展和社会发展的要求，测绘技术必须实现现代化、信息化、实时化。
2 连续运行卫星定位系统（Continuous operationalReference System.CORS)
2.1 国内外发展
目前，国内外已广泛应用此技术。美国、欧洲、日本、德国、英国等国已建立连续运行参考站系统，美国建立的连续运行参考站网系统（CORS）平均站距为100-200km，覆盖全美，构成新一代动态国家参考系统。我国随着信息化建设的加快，国内也建立一些专业性和区域性的卫星定位连续运行网络，深圳、香港、上海、北京、天津、武汉、郑州等城市已建成城市连续运行卫星定位服务系统，并已投入使用。我国区域性连续运行卫星定位系统建设已进人快速发展时期，许多城市已将CORS的建设列入政府基础设施计划。
2.2 系统组成
城市CORS多由卫星跟踪基准站、系统控制中心、用户数据中心、用户应用、数据通信5个子系统组成。各子系统由数字通信子系统互联，形成一个分布于整个城市的局域网。
2.3 系统功能
(1)高精度定位服务。系统通过互联网向用户提供坐标及观测资料，以满足精密工程测量和地球动力学研究的需要。(2)准实时的高精度定位服务。系统通过电话系统提供坐标及观测值，其服务对象主要是城市测量。(3)实时差分GPS服务。系统通常采用RTC MZ.O格式通过长波或中波无线电通信方式，向用户播发测站坐标和差分改正数，其导航定位精度为1-5cm。(4)高精度实时定位服务。系统通过UHF向用户发送站坐标和观测值，以满足工程测量、城市测量、管线测量、航空等实时定位的需要。
3 CORS在基础测绘中的应用
基础测绘是国民经济和社会发展的一项基础性、前期性、公益性的事业。它所提供的空间基础地理信息是城市现代化、信息化建设的基础平台，是承载各种专题信息的基础，广泛服务于行政管理、经济建设、国防建设、科学研究、人民生活等领域，是我国现代化建设必不可少的基础数据。
由于社会经济规模日益扩大，城市正处在快速的动态变化之中，政府和有关部门必须实现对其中一些重要的动态变化进行及时、有效、连续的监控管理，如交通流量、公共安全、目标监控、港口海关、区域环境、紧急事态应变等，这些都必须在实时采集动态基础测绘信息的基础上，做出快速分析判断和决策。建立CORS系统，可以解决动态获取基础测绘信息的问题，建立长期的、连续运行的GPS动态监测基准。同时，CORS将网络化概念引入到了基础测绘应用中，不仅为测绘行业带来了深刻的变革，而且也将为现代社会带来新的位置、时间信息的服务模式。这将会改变传统的平面与高程控制测量方法，今后的控制将不再需要布设大量的测量控制点，也不需要采用分级布网、逐级控制的传统测量模式，GPS技术结合高精度、高分辨率大地水准面模型，可以取代传统的水准测量方法测定正常高，真正实现GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能，并可满足区域内直接使用RTK仪器进行动态测绘的要求。
CORS的服务对象涉及到城市建设中的众多领域，并可满足这些领域的不同需求。CORS的建立将在基础测绘中发挥出巨大的作用，可在城市实时控制测量，实时小区域大中比例尺测图与修测、工程放样和工程监测，变形监测等方面得到应用。它的运用在完全满足测量精度的情况下，更进一步减轻了测绘作业的劳动强度，提高了测绘作业的生产效率，大大地节省了生产单位的设备投资。特别是方便了控制网布设和施测，工作效率有了几何级数的提高。
4 结束语
当前，逐步建立起从动态到高动态，从准实时到实时，从亚米级、厘米级到毫米级精度的城市基础信息服务体系，并建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架，是基础测绘的目标，也是建立实时空间位置信息层面上的数字化现代城市的基础。CORS的广泛建立，不仅可以提供高效的、实时的、高精度的基础测绘数据，构成新一代国家和区域的动态参考系统，还将为城市的信息化和数字城市的建设打下坚实的基础。
摘要：分析了传统测绘存在的问题,介绍了连续运行卫星定位系统(CORS)的功能及其在基础测绘中的应用。
关键词：测绘,运行卫星定位系统,功能,应用
参考文献
[1]宁津生,陈俊勇,等.测绘学概论[M].武汉:武汉大学出版社,2004,10.
[2]孙福海,禄丰年,等.3S测绘技术与数字地球[M].哈尔滨:哈尔滨地图出版社,2002,8.
连续运行 篇7
一、应用领域和技术原理
河南省地质信息连续采集运行系统是连续运行卫星定位服务综合系统技术与地质专业领域的突破性结合, 是一套涉及空间技术、现代网络技术、现代卫星测地技术等多种技术集成的有机体系, 主要由GPS基准站系统、数据处理和管理中心、数据通讯系统、终端用户系统等部分组成。系统基本工作原理是利用GPS导航定位技术, 在一个城市、一个地区或一个国家, 根据需求按一定距离建立长年连续运行的一个或若干个固定GPS参考站, 利用计算机、数据通信和互联网技术将各个参考站与数据中心组成网络, 由数据中心从参考站采集数据, 利用参考站的相关网络软件进行处理, 然后向各种用户自动地发布不同类型的GPS原始数据、各种类型的RTK (实时动态差分) 改正数据等。用户只需1台GPS接收机, 在进行野外作业时, 即可进行mm级、cm级、dm级、m级的实时的快速定位、事后定位或导航定位。河南省HNGICS基准站分布如图1所示。
河南省地质信息连续采集运行系统的建成实现了地质勘查领域数据信息的连续采集, 并主要应用于国土资源调查、资源潜力评价、矿产资源利用现状调查、地质环境调查与恢复治理、省情监测、城乡规划、应急指挥、城市管理、气象监测、防灾减灾、移动导航、公共交通、现代物流、工程建设、科学研究、国防安全以及百姓生活等众多领域, 同时也能为地震、气象、公安、交通、金融、保险、水利、农林、环境等部门提供服务。
二、性能指标
系统性能主要包括自动运行能力、完整性监测能力、自动计算能力、联网和扩充能力、数据服务能力、静态及动态高精度定位能力、差分导航能力等, 该系统的具体指标如下。
1. 系统精度。
动态参考基准和地心坐标的坐标分量的绝对精度均不低于0.05 m, 基线向量的坐标分量的相对精度不低于3×10-7m, 快速或实时定位、事后精密定位、变形监测的水平精度不超过5 cm、垂直精度不超过10 cm, 事后精密单点定位的水平精度不超过30 cm、垂直精度不超过10 mm, 导航的水平精度不超过2 m;授时的单机精度不超过100 ns, 多机同步精度不超过10 ns。
2. 完好性。
报警时间<6 s, 误报概率<0.3%。
3. 兼容性。
通过采用国际标准原始数据格式 (RINEX格式) 和实时差分改正数据RTCM-SC104v2.X及3.0格式, 与各类GNSS接收机和后处理软件兼容;地质、气象、交通等均可在全省范围内使用。
三、与国内外同类技术比较
目前, 国内外对GPS连续运行系统的研究与应用已进入完全成熟和利用的阶段, 现已建成大量的GPS连续运行参考站网工程项目, 如, 国外的IGS跟踪站网络、美国NGS CORS、欧洲EPN永久性连续网等, 国内著名的有中国地震局牵头建设的中国地壳运动观测网络、交通部建设的中国沿海无线电指向标-差分全球定位系统、信息产业部建立的电离层监测网络、国家测绘局建立的连续运行参考框架网络、部队建设的连续跟踪站网络、上海地区以监测气象参数为主的观测网络以及四川省等省级GPS观测网络等, 深圳、香港、澳门、北京、上海、武汉、昆明、天津、东莞、成都、长春、广州、济南、青岛、淄博、乌鲁木齐等城市也相继建成不同规模的CORS系统。另外, 重庆、南京、南宁、郑州、广东省、河北省、江苏省、河南省等地的CORS正在建设中;中国陆态工程、国家测绘局国家网等CORS正在筹建中。这些系统的建设表明, 国内外对该技术高度重视, 并以实质性的措施抢占制高点。河南省地质测绘总院将CORS技术引入地质领域, 在全国尚属首例。HNGICS自建成并试运行以来, 充分发挥全省覆盖、连续采集、精度高、运行稳的优势, 在全省地质找矿工作中发挥了巨大的作用。目前, 该系统作为全省地质工作信息化的技术支撑平台, 已成为地质找矿实现重大突破的必要技术手段, 成为地质工作者不可或缺的重要技术装备。
四、成果的创造性、先进性
1. 进一步提升了地质勘查主流程信息化的关键技术。
该系统以全省覆盖、连续采集、精度高、运行稳的优势, 实现了野外地质勘查数据采集、描述、建库、处理、表达和服务全过程的数字化, 促进了传统地质勘查技术体系向数字化地质技术体系的转变, 为全面实现地质主流程信息化奠定了技术基础。
2. 建立了高精度动态坐标框架。
建立了试验地区的永久性动态框架基准, 通过与IGS及国家跟踪站网的联测, 建立局部框架系统 (BHTRF-yy) 。该技术已在多个工程中得到反复验证, 其中地心坐标分量可以达到优于1 m的绝对精度, 基线向量的坐标分量可以达到不低于5×10-8的相对精度, 完全满足河南省大地坐标框架的精度要求。
3. 自主研发HNGICS信息管理系统。
以HNGICS为平台, 基于B/S模式自主开发完成的信息管理系统, 实现了信息发布、基准站信息管理、网络情况管理、在线坐标转换、用户管理、查询统计等功能。HNGICS管理信息系统使用主界面如图2所示。
4. 构建了国土资源科学管理的服务平台。
河南省地质信息连续采集运行系统在国土资源调查、资源潜力评价、矿产资源利用现状调查、地质环境调查与恢复治理等领域发挥了科技创新的优势。在整合勘查中, 实现可以快速精确的工程定位、矿区地质填图;在矿业权核查中, 可以快速实现矿业权实地勘界, 在地质环境监测中, 可以实现不间断监测地质体位移, 为河南省国土资源管理搭建了服务平台。
五、结论
连续运行 篇8
1 列车自动控制系统(ATC)的组成
列车运行控制系统(Automatic Train Control,ATC),主要由3部分组成:列车超速防护系统(Automatic Train Protection,ATP)、列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation,ATO)和列车自动监控系统(Automatic Train Supervision,ATS)。
西门子的LZB系统是世界上首次实现连续速度控制模式的列车运行控制自动系统,于1965年以前开发,他利用轨道电缆作为车-地间双向信息传输的通道,利用轨道电路来检查列车占用。1965年在慕尼黑-奥斯堡间首次运用,德国已装备了2 000 km铁路线,1992年开通了西班牙马德里至塞维利亚471 km高速线。
LZB列车运行自动控制系统包括:操作控制系统、计算机联锁系统、连续列车自动控制、轨道空闲检测系统、速度监测系统、列车安全间隔系统、紧急制动系统、来往车辆方向监测系统、静止状态的监测系统、车门的释放系统、强制性限速系统、确保列车操作过程中的故障安全系统等。
不论采用何种方式进行列车运行控制,列车运行自动控制系统的关键是车-地信息的传递。车-地信息的传递通道一般有2种:无线传输和有线传输,有线传输可以分为利用钢轨传输、利用在钢轨间敷设的交叉电缆传输和点式设备传输。
2 LZB自动列车控制系统的特点
LZB连续式自动列车运行控制系统根据信号命令、列车运行信息、地面线路条件等因素制定机车运行速度曲线,实时传递给机车,机车接收到相关信息后,根据速度运行曲线自动控制列车运行。
轨间环线传递车-地信息的方式是一种既能保证行车安全,又能提高运行效率的准移动闭塞制式,他采用在钢轨中间敷设交叉环线(地铁一般25 m交叉一次,大铁路一般100 m交叉一次),来实现车-地信息的双向传递,车-地之间传递的是数字编码信息,是一种数字化的信息方式,信息的传输量大,降低了外界气候条件对车-地信息传递的干扰和影响,提高了系统的可靠性。
LZB连续式自动列车运行控制系统的主要特点有列车运行间隔时间比较段,前后车辆时间间隔可以小于120 s,列车自动运行准点率比较高,地面信号机数量少,司机以地面信号作为主要的运行控制命令,行车指令连续显示,列车行驶速度连续监控,适用于大容量运输系统。
3 LZB系统的结构
LZB自动列车运行控制系统主要由两大部分组成:车载设备和地面设备。系统组成框图如图2所示。
3.1 地面设备
地面设备主要由控制中心、轨间感应环线和轨旁单元等组成。
3.1.1 控制中心
控制中心主要是接收和发送相关的列车运行控制信息。
接收信息 控制中心通过轨间感应环线等设备接收信号开放条件、线路条件、区间临时限速、列车信息(制动类别、列车长度、制动能力等)、列车动态信息、上一个控制中心传递来的控制权。
发送信息 控制中心向列车发送控制命令、向下一个控制中心转移控制权、向调度监督中心报告列车位置列车速度等辅助信息。
3.1.2 轨间感应环线
车-地信息利用敷设在钢轨中间的交叉感应环线进行,可以避免外界环境的影响和抗牵引电流的干扰,轨间电缆每隔一定距离(例如地铁中一般每隔25 m,铁路上可以采用每隔100 m)作一个交叉,一个中继器最多可以控制128个电缆环路,所以一个中继器的最大控制距离为:128×25=3 200 m(以地铁为例)。具体原理如图3所示。
室内、室外设备联系用控制中心和沿线设置的若干个中继器两级控制方式来实现的。中继器是控制中心与轨间电缆的中间环节,他的功能是把控制中心的命令通过轨间电缆传递给机车,将机车信息传输给控制中心,控制中心与轨间电缆之间的信息交换,包括频率变换、电平变换、功率放大等都是通过中继器来完成的。
列车运行具体未知的确定是通过地址码来实现的,我们用14位电码结构来表示列车的位置信息。其中最高位为列车运行方向码,第11～13位为对应中继器的代码,第4～10位为表示列车处于具体环路的粗地址码,当列车每驶过一个交叉点时,利用信号极性的变化,粗地址码就会加1,第1～3位为细地址码,当列车每驶过25 m×1/8,细地址码就会加1。当控制中心接收到地址码后,通过解码就会确定列车的具体位置。
例如:当控制中心接收到的地址码为:
解码:
(1) 列车为下行方向;
(2) 中继器代码为:010(4#中继器);
(3) 粗地址码为:0001011(十进制的11),即列车处于第11环路;
(4) 细地址码为:010(十进制的2),即列车处于11环路的25 m×1/8×2=6.25 m处。
最终定位为:
25×128×4+25×11+6.25=13 081.25 m
这个距离就是列车距离控制中心的距离,各个列车的具体位置确定下来以后,车载防护系统根据计算出的或地面控制中心传递的列车最大允许速度来控制列车的运行及防护列车超速。
3.2 车载设备
车载设备主要由车载计算机单元、感应接收线圈等设备组成,按三取二原理配备。车载计算机控制单元式控制系统的核心,控制单元主要通过车载感应线圈与地面轨道环线之间相互交换信息,从地面接收相关控制信息,同时可以通过感应线圈向地面传递列车的运行速度等信息,实现了地面-列车双方向信息传递。
LZB系统车内设有主体化机车信号,在机车上显示列车实际速度、目标速度、目标距离、应有速度等。
4 列车控制的基本原理
地面控制中心按地理位置存储了各种地面信息(线路坡度、曲线半径、缓行区段的位置与长度等),此外,沿线的信号显示、道岔位置、列车的有关信息(车长、制动率、所在位置、实时速度等)不断地经过轨间电缆传输到地面控制中心。地面控制中心根据线路状况、列车运行的位置和前后列车之间的运行间距计算出列车所允许的最大运行速度,地面控制中心将此信息通过轨间电缆传递给机车,由车载计算机来控制列车的运行,如果列车的运行速度低于最大允许速度,车载防护系统不启动,如果列车的运行速度超过最大允许速度,车载防护系统启动,对列车进行制动,以降低列车运行速度,当然地面控制中心计算出的最大允许速度是根据线路状况、列车运行的位置和前后列车之间的运行间距随时改变的。还有一种方法就是由地面控制中心不对列车的允许运行速度进行计算,而仅仅将线路状况、列车运行的位置和前后列车之间的运行间距等信息通过轨间电缆传递给机车,由车载计算机计算出列车的最大允许速度,并由计算机来控制列车的运行。
5 列车运行安全防护距离
LZB列车运行控制系统属于准移动闭塞方式,列车仍以闭塞分区为最小行车安全间隔,但根据目标速度和目标距离随时调整列车的可行车距离,该种方式后续列车所知道的目标距离是距前车或目标地点所处轨道电路区段边界的距离,不是距前车的实际距离。
LZB列车运行控制系统的安全防护距离设置一般有2种方式。
一种是,列车追踪运行的最小安全间隔的最大值为安全保护距离加一个闭塞分区长度;列车最小正常追踪运行间隔为安全保护距离加一个闭塞分区长度再加最高允许速度下使用常用制动直至停车的制动距离,如图5所示。
另外一种是,列车追踪运行的最小安全间隔的最大值为安全保护距离;列车最小正常追踪运行间隔为安全保护距离加最高允许速度下使用常用制动直至停车的制动距离,如图6所示。
这种准移动闭塞方式还是以轨道电路分界点来分段确定目标距离的。后续列车所知道的目标距离是距前车或目标地点所处轨道电路区段边界的距离,不是距前车尾部的实际距离,因此,根据目标速度和目标距离随时调整的列车可行车距离是“跳跃式”的,即在列车尾部依次出清各电气绝缘节时“跳跃式”跟随。因此,列车的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关,如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。
6 结 语
LZB系统由于车-地信息传递采用轨间电缆,数据传输受外界的影响比较小,避免了牵引电流的干扰,数据传输不受隧道、高山、森林和其他通信信号的干扰,但是信息传输要另外敷设轨间电缆,不利于机械化养护,造价成本较高,受防盗及工务线路养护等因素的限制,更加适合在地铁、轻轨运输系统使用。
摘要：随着我国铁路和城市轨道交通的迅猛发展,铁路信号控制技术作为保障铁路运输安全和提高运营效益的重要手段之一,近年来得到了飞速的发展。介绍了一种西门子的LZB连续式列车自动控制系统制式,通过对该系统的基本构成和利用轨间电缆实现车-地信息传递的基本原理的介绍,使大家对这种特殊的铁路信号控制技术制式有更深的了解。
关键词：连续式,LZB,轨间环线,自动控制,信号系统
参考文献
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[2]李向红.轨间环线车地通信系统在高速铁路中的应用[J].铁路通信信号设计,2003(3):17-19.
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连续运行 篇9
1 无极绳连续牵引车系统概括
无极绳连续牵引车运行状态监测及过速保护系统一般包括上位机、下位机结构组成, 上位机一般有显示界面、数据采集卡、报警装置以及传输装置等方面组成。下位机主要包括单片机数据采集、制动装置和无线传输装置以及数据采集分析装置等等。上位机与下位机的联系方式是无限通信系统, 下位机首先采用运行速度信号和储能器压力信号等通过采集运用一定的算法对数据进行运算、分析与处理, 并对信号实施判断, 一旦出现运行故障或者过速现象, 下位机将信号输出, 上位机将数据传输至下位机, 实现远程控制。无极绳连续牵引车运行状态监测及过速保护系统在与采集过程中可能会存在一些问题, 比如对信息系统的采集显示不及时, 信息可靠性不佳, 实时观测功能迟缓等, 为了解决这些问题, 必须对系统进行调整与设计, 精确采集信号, 准确判断过速、迟缓现象, 提高系统的运行安全度。
2 系统设计及安装
2.1 传感器的设计与安装
传感器是整个系统的核心组成部分, 它的主要功能是及时、有效的检测牵引车的运行状态, 为系统后续判断提供信号。而传感器的选择比较重要, 在选择过程中需要考虑的因素比较多, 比如电压等级、防爆、功耗等问题, 综合方面的问题进行选择, 系统选择有开关量输出的位置传感器, 根据电磁感应定律进行工作, 当传感器以与周围的导体接近时, 会形成电涡流, 进而产生新的逆交变磁场以阻碍原磁场的变化, 从而产生等效电阻, 涡流接近开关检测出该变化, 将检测信号输出, 进而完成整个传感工作。
2.2 单片机设计
单片机的设计首先要确定其准确的频率计算公式, 把传感器产生信号的时间、车轮外径以及牵引车的运行速度进行分析、处理设定处理公式, 满足单片机运行需求, 此系统再用AVR单片机, 具有功耗低、效能高等特点。系统的数据采集分析包括单片机控制部分、油压信号采集、传感器部分以及继电器的输出和控制, 按照这些部件的要求进行单片机的设计, 其他部分按照隔爆要求进行设计。
2.3 安全装置设计
煤矿工作环境比较恶劣, 巷道起伏较大, 轨道安装误差也比较大, 为了能够实现可靠、准确的检测牵引车运行状态的目的, 需要设置固定的保护装置, 保护整个行程道路的安全。这种情况下必须做好系统的数据采集、故障判断、指示和处理工作, 需要在下位机系统中采用AVR单片机专用的编程软件进行安全监控装置设计。首先单片机采集传感器上的信号, 并对采集的信息数据进行处理、存储, 判断是否有故障发生, 然后输出指示信号, 建立与上位机的无线通信处理, 输出控制信号, 显示判断后的数据信号, 如果有故障出现, 系统会发出警鸣生, 提示工作人员进行故障处理。
2.4 上位机系统设计
系统上位机系统应该满足开发设计和界面清晰度的要求, 采用Lab VIEW的图像化编程语言, 这种开发语言程序功能强大, 方便信号处理, 能够实现以下功能:
(1) 能够利用清晰的图像化方式显示牵引车的运行速度和状态等信息;
(2) 它能够实现远程同步报警;
(3) 它能够方便的实现与下位机的无线通信。
在系统运行过程中, 上位机从数据采集卡中获取的原始信息中包含许多无用信息, 需要对这些信息进行预处理, 提高信息传播速度, 或者利用小波分析等函数工具进行处理, 对信息进行过滤。
3 结语
无极绳连续牵引车是煤矿井下运送物料和搬迁物件的辅助设备, 设备具有较高的使用价值, 不仅操作简单投资少, 而且运距长、运输连续性高, 在煤矿生产中受到广泛的应用。但是此设备在运行中容易发生故障, 而运行状态监测及过速故障判断系统的应用, 大大降低了系统运行故障, 同时降低对人工操作的要求, 监控系统实现了牵引车的启动、急停保护、方向控制等功能, 能够对系统存在的问题进行实时监控与检测, 并把检测的信息传输到显示器上, 发出警鸣生, 提示工作人员进行故障处理, 大大降低事故发生率, 提高煤炭挖掘安全性。
参考文献
[1]陈辉, 徐翊峰, 马驰.无极绳连续牵引车运行状态监测及过速保护系统的研究[J].工矿自动化, 2011 (04) :31-33.
[2]殷庆华, 杨雪锋.无极绳连续牵引车系统的稳定分析[J].煤矿机械, 2011 (06) :98-100.