数控技术的现状与展望

数控技术的现状与展望（精选12篇）

数控技术的现状与展望 篇1

显示技术是信息产业所包含的技术中的最关键部分之一,2007年平板显示行业产值占全球信息产业总产值的70%以上,这充分说明了平板显示行业的重要性。目前主要的显示技术有:阴极射线管(CRT)、等离子体显示器(PDP)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光显示器(OLED)、单晶硅液晶显示器(LCo S)、场致发射显示器(FED)、数字微镜显示器(DLP)、多稳态液晶技术、电子纸(E-PAPER)等等[1]。显示设备作为人机互动和信息展示的主要工具几经被广泛地应用于人类生产活动中的等各个方面。

1 目前相对成熟的平板显示技术

平板化是显示器技术的发展趋势。伴随着CRT技术的逐渐衰落,平板显示技术经历了一个飞速发展的时期。这个行业具有良好的发展前景。伴随经济的膨胀发展,人们对于平板化的大屏幕高清电视、电脑、数码相机/摄像机和移动电话等电子产品消费需求越来越大,这被认为是平板显示技术发展的源动力。2008年全球平板显示器产值达1034亿美元,而CRT显示器则下降到182亿美元,预计到2016年,平板显示将占据98%的全球显示市场份额,销售额达到1115亿美元。届时,CRT将完全退出市场。

LCD、PDP,OLED是目前主流的三种平板显示技术,具有较高的技术成熟度和市场规模。其中,TFT-LCD由于其成熟的制备工艺、低成本和优秀的显示性能,在平板显示市场中占据主导地位,而PDP由于较易实现大尺寸,所以在大屏幕应用中占重要地位,目前在50英寸以上的平板显示产品中,PDP占据一半以上份额,2008年全球PDP面板产值超过了60亿美元。OLED目前产品主要集中应用在手机、MP3等较小尺寸屏幕应用中,市场规模较小,但由于技术原理上的优势,前景较好。

1.1 TFT-LCD技术

TFT-LCD即是薄膜场效应晶体管液晶显示器,属于有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)。目前只有TFT-LCD能在各种显示参数上赶超CRT,它在很短的时间内迅速成为主流的显示器产品,已经成为推动全球经济增长的动力之一[2,3]。

1.1.1 目前TFT-LCD技术发展的状况

近些年来,TFT-LCD发展十分迅猛,技术日趋成熟。但是目前主要的液晶技术被日本、韩国掌握。日本的Sharp公司拥有—条8代线,目前已经量产,并且是全球首家具有10代生产线企业。韩国的众多企业近年来也在该产业上迅猛发展,他们在该产业中也已经占据了重要的地位。中国台湾地区目前是该行业主要的生产地,也已经占据了至关重要的地位。目前,台湾的生产TFT-LCD的企业开始加大开发力度,在技术上取得了很大的进步,台湾该产业的特点是注重产业链整合与控制成本,投入大量资金从而扩张产能,虽然在技术上目前仍落后于日韩两国,技术力量已经得到了很大提高。

1.1.2 发展趋势

世界各国在TFT-LCD的发展正由初级阶段向成熟期过渡。发展方向是在逐步扩大生产能力,注重开发新的TFT技术,降低LCD面板成本,开发新型液晶材料。扩大TFT-LCD显示面(如笔记本电脑显示面板、桌面电脑显示面板和高清液晶电视面板)市场的同时,开始注重设计外观和功能细化、个性化和专用化的显示器。

将来TFT-LCD技术发展的主要方向将集中如下一些方面。性能参数进一步提升,注重进一步提高显示器的性能,在显示的色域、亮度、对比度、响应速度等参数方面更进一步适应人类的视觉。为客户提供更强的功能;更加清晰的画面;应用范围的尺寸相对更大;宽视角;厚度薄、响应速度更快;更加清变;色彩更丰富的显示产品;省电性能高。近年来新出现的LED背光技术、120Hz驱动技术等为代表的新技术已开始逐步实现产业化应用,大尺寸超高分辨技术、240Hz驱动、场序显示等技术也在研发中。利用新技术降低成本,集中于降低产品成本,在简化工艺、提高良品率等方面技术开发,通过工艺简化和提高良品率不断降低产品成本。包括模板减少技术、GOA技术等工艺技术的改进,都达到了简化工艺、降低成本的目的,另外,光取向技术也正在逐步进入量产化研究的阶段。注重功能集成技术。通过功能集成与提升不断增加产品价值,在玻璃基板上集成驱动IC以至于系统IC,主要需要解决的工艺技术即半导体层迁移率的提高。同时,为实现更高的集成度,高迁移率的TFT技术成为了业内研究的重点,氧化物TFT、有机TFT等新型结构也在研究中。

对TFT-LCD未来市场进行预测,2010年全球TFT-LCD panel产值将达919亿美元的规模,以后以15%的年均复合增长率在扩大。从技术发展趋势来看,TFT-LCD实现产业化已近二十年,基本的工艺技术和设计技术构成了产业发展稳固的基础,但仍然有一定的技术创新空间,成本降低技术,产品性能提升技术等方面仍然层出不穷。

1.2 PDP技术

1.2.1 目前PDP技术发展的状况

韩国PDP产业的发展类似于TFT-LCD产业,先期从日本引进PDP基础技术,然后集中力量开发各种改进技术,尤其在低成本产业化技术上有独到之处。总体来说,全球PDP技术主要集中于日本的松下和韩国的LG与三星3大厂商。

目前,PDP技术主要集中于日本、韩国和中国大陆。PDP技术发明于美国,但产业化技术主要由日本开发,日本掌握了全套PDP技术,尤其是在PDP面板结构、驱动技术方面占据垄断地位,日本开发的许多技术已被确立为当前和未来PDP主流技术,在关键上游材料技术上日本也居于垄断地位,这保证了日本在PDP领域的技术领先地位。同时日本PDP产业较早地进行了产业整合,FHP、松下、先锋集中资源在PDP领域形成了较大的产业规模,FHP与先锋已经逐步退出PDP模组产业,松下对日本的PDP产业进行整合,提升企业的垄断地位,提高整体竞争力。

1.2.2 PDP技术发展趋势

随着PDP技术的不断发展,大屏幕面板价格不断下降,市场需求不断扩大。据权威机构预测,2010年,全球PDP电视机出货量将达1490万台,占到全球电视机市场的10%,占全球40英寸以上大屏幕电视机市场的40%左右。据Display bank发布的全球TV市场展望报告,未来50英寸以上大屏幕电视机市场中,PDP电视占绝对优势。中国PDP电视市场将保持年23%的增长率,PDP电视销售数量2010年达到300万台,2012年有望突破455万台,销售金额达到156亿人民币。

从技术发展趋势来看,PDP产业从80年代开始进行技术研究,90年代进行产业研究,2000年以后逐步做大规模,目前正处于技术的高速发展期[4],其技术的发展仍有较大的潜力,主要体现在以下几个方面:(1)功耗的降低:目前PDP显示器的共耗是300W左右,通过驱动电路的优化设计和显示像素单元结构的优化设计,将PDP产品的功耗降低到200W以内。松下公司通过采用新的Mg O材料、驱动波形、新型介质材料、工作气体等技术,大幅度降低了整机功耗。在2010的CES展上,松下展示了IEC功耗只有95W的42“全高清电视,与LED背灯的LCD电视同等功耗。在今后的二年内功耗将进一步降低,松下预测2012年42吋全高清等离子电视功耗将低于70W。(2)发光效率:日光灯约80-100(lm/W),PDP约2(lm/W),最新的技术研究表明:技术上可以突破发展到40(lm/W);PDP发光效率提高能促进模组成本和能耗的显著下降,据测算,发光效率从2.5(lm/W)提高到5(lm/W)时,模组成本可降低约20%,能耗降低50%;发光效率提升到10(lm/W)时,模组成本可降低约50%,能耗降低75%;而产品的目前PDP发光效率还在1.5(lm/W)左右,存在巨大的提升空间。长虹公司通过自主研发,以及引进消化吸收先进技术,通过组合使用低介电常数透明介质技术、高Xe放电气体技术、新型Mg O技术以及高光效荧光粉技术,光效将达到2.2(lm/W),该技术将在长虹下一代PDP产品中体现。届时50HD的PDP功耗将降低到200W左右,产品的驱动电压、电流将进一步下降,驱动电路和电源的器件规格可以使用成本更低的器件,产品的可靠性和EMI性能都将得到进一步提升。(3)一体化设计制造:占成本70%以上的器件、结构件在一体化设计、制造中体现出优势。PDP的主要核心技术还是掌握在松下、日立、富士通、三星、LG5家手中。上述5家在核心技术方面各有所长,其主要技术包括:关键原材料技术、PDP屏设计技术、屏制备工艺技术、驱动控制技术、器件开发技术等几个方面。

目前PDP技术正在向低功耗、低成本、高分辨率、高画质、绿色环保等方面发展。其中主要通过对气体、开口率、电极结构、障壁结构、驱动线路等进行研究和开发,达到低功耗、高效率显示的目的;与TFT-LCD技术相比,PDP技术主要问题在高分辨率和高发光效率,特别是在高分辨率上难以和TFT-LCD技术竞争,加上其它因素,目前PDP在50英寸以上领域才有较大优势。

1.3 OLED技术

1.3.1 目前OLED技术发展的状况

在某些中小尺寸应用上如正在兴起的手机电视和笔记本电脑,需要在室外亮环境下也能清晰显示,AMOLED由于其主动发光,高亮度、高对比度及低功耗的优点将逐渐成为这类新型应用的主要显示技术[5]。但是,AMOLED的技术路线还不十分明确,产品寿命仍小于2万小时,成本仍高于TFT-LCD,在大尺寸电视板的应用上要与TFT-LCD和PDP抗争还需要较长的时间,因此,目前OLED仍然处于产业化初期,产业规模不大。

1.3.2 OLED技术发展趋势

今后5-10年,OLED市场的成长动力主要是中小尺寸的AMOLED被大量应用在手机和便携式数码产品上。随着大尺寸AMOLED屏量产技术的成熟,未来将会扩大应用到大屏幕电视上。今后5-10年,AMOLED市场主要以中小尺寸产品应用为主。预计中小尺寸(10英寸以下)的AMOLED 2009年的出货量将达到2895.8万支,销售额将达到6.4亿美元,而大尺寸AMOLED的出货量仅为4千支,销售额为157万美元。2016年中小尺寸AMOLED出货量将达到3.6亿支,销售额将达到56.2亿美元,而大尺寸AMOLED出货量为2359万支,销售额为29亿美元。

从未来技术发展来看,由于OLED具有自发光和薄膜结构的优点,除了AMOLED和PMOLED器件应用技术的开发之外,业界在柔软显示以及照明领域也展开了技术研究。

目前,全球多家研发机构和企业都开展了对OLED柔软显示器的研发,包括美国UDC公司、杜邦公司、日本东北先锋、SONY、韩国三星、北京维信诺等多家公司和研究机构推出了柔软OLED样品。2009年,UDC和LGD合作开发了柔性OLED,用于军事领域的手臂显示器。然而,困扰OLED柔软显示的主要问题是器件的寿命很短、制作过程中基板的形变无法控制,因此解决基板的气密性和封装技术及显示器的制备工艺是OLED柔软显示器的主要课题。

OLED具有可做面光源、节能、低热量、重量轻和薄型化可柔性照明的特点,使照明成为OLED的另一个重点的研究方向,被认为是下一代的照明技术。国外三大照明公司OSRAM、Philips、GE都有OLED照明量产计划,Lumiotec是日本一家专门为OLED照明应用成立的新公司。目前市场上推出的OLED照明产品的发光效率约为20lm/W,寿命为6000小时,但成品率和照明亮度还不理想。可见OLED要进入照明领域,需要解决的主要问题是光源产品的发光效率、寿命及低成本技术的研究开发。

总之,OLED技术已经初步满足实用化的要求,并在材料、彩色化、大尺寸、柔软显示、照明方面都还有很大的发展空间。从长远来看OLED未来将沿着中小尺寸-大尺寸-超大尺寸、无源-有源、硬屏-软屏的方向发展。

2 新型平板显示技术

近些年来一些新型显示技术逐渐展露头脚,如场发射显示器(FED)、电子纸(E-Paper)等。这些显示技术的发展对于未来显示产业的可持续发展具有重要的意义,扮演不可或缺的角色。

2.1 FED发展现状

场发射显示器(Field Emission Display,FED)是平板显示技术与真空微电子技术相结合的产物,代表了真空微电子技术的一个重要的发展方向[6]。同时其具有广阔的应用前景,可望在技术成型后形成对液晶显示器和等离子显示器的竞争与挑战。另外FED的制造工艺和成熟的阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)制造技术有很多重叠的部分,如封接、荧光屏制备、真空排气等。这对于工业界有重大的意义,大量昂贵的CRT生产设备和技术可以直接转移到FED的制造中[7]。而对于液晶显示器或等离子显示器来说,一条新型的生产线的投资常以数十亿元计,这样巨额的投资对于我国的现状而言无疑是极具风险的。在军事领域,FED的优势也非常明显。它可以工作在相当恶劣的环境之下,如低温、高温、核辐射等,并且抗震、抗打击、抗潮湿,具有很高的可靠性。

FED的工作原理主要依赖场致发射原理,利用在强电场作用下,电子可以通过隧道效应逸出发射尖端与真空间势垒的特点来获得冷阴极电子源[8,9]。FED利用冷阴极电子源替代CRT中的热电子源,省去了电子枪所占空间;采用像素矩阵寻址替代CRT中电子束扫描,无需电子束偏转,实现平板化。Motorola等公司曾经采用鉬和硅微尖阵列成功研制出场发射平板显示器,但因其加工需要亚微米超大规模集成电路的制造设备和技术,并且由于发射尖端容易被离子轰击损坏,必须保证封装后器件内的高真空度,制备成本非常昂贵而无法产业化。场发射显示器的研究也因此进展缓慢且难以实现产业化。

2.2 E-paper发展现状

电子纸是以纸为核心概念延伸发展而成的新型显示器件。它类似纸张一样适合阅读、没有闪烁、不易造成眼睛疲倦,轻薄、可随身携带,不翻页时不需电源低功耗等优点。电子纸的应用以取代传统的纸质类印刷品为主,如书本、报刊杂志、标签、广告牌、海报、办公室用纸等,在主流显示器以外开辟了全新的应用领域,实现节能环保和便利生活的目标。目前最具代表性的电子书产品是A-mazon Kindle Reader和SONY Reader。另外,SHARP、松下、飞利浦等显示行业巨头都已进入该产品市场,国内的汉王、翰林等一些企业也相继推出自己的产品。在电子书市场开拓过程中,亚马逊网站、SONY等大企业的积极参与,电子书产品供应商与图书馆、出版社等内容供应商在合作模式上的日益成熟,共同为该产品持续打开市场创造了良好的条件。

3 结论

从世界显示技术产业发展的过程来看,平板显示行业作为信息产业中的一个重要组成部分,其技术发展具有其独特的特征,而且在国民经济和社会发展中也显现出独特的产业特征。随着平板显示器应用的不断扩大和深入,其逐渐在经济发展中占据非常重要的地位,成为与微电子、软件等具有同等重要的战略性、支柱性和基础性产业,发展平板显示产业对于国民经济建设和社会发展具有非常重要的意义。

摘要：目前平板显示技术包括薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、等离子体显示器(PDP)、发光二极管(LED)显示器、有机发光显示器(OLED)、场致发射显示器(FED)、单晶硅液晶显示器(LCoS)、数字微镜显示器(DLP)、电子纸(E-PAPER)等等。该文介绍了目前平板显示技术的发展状况,阐述了各国在不同显示技术中的优势,并总结了各种平板显示器的发展前景。

关键词：平板显示技术,液晶显示,发光二极管,电子纸,等离子显示

参考文献

[1]应根裕,等.平板显示技术[M].北京:人民邮电出版社,2002.

[2]黄锡珉.平板显示技术的发展[J].液晶与显示,2002(5).

[3]邵喜斌.TFT-LCD产业与技术进展[J].新材料产业,2009(1).

[4]胡文波.彩色等离子体显示技术的最新进展[J].真空电子技术,2009(6).

[5]陈海明,靳宝善.有机半导体器件的现状及发展趋势[J].微电子技术,2010(8).

[6]朱长纯,史永胜.场致发射显示器的现状与发展[J].真空电子技术,2002(5):15.

[7]Lucas M.Lithography for FED production[J].Information Display,1997,4(5):20-23.

[8]王保平,雷威.真空微电子学及其应用[M].南京:东南大学出版社,2001.

[9]王金婵,张晓兵,雷威,等.新型场致发射显示器件的研究现状与展望[J].真空,2005,42(3).

数控技术的现状与展望 篇2

我国特种设备检测技术的现状与展望

摘要：从我国特种设备的定义、数量、管理等方面出发全面分析了我国特种设备现状,以此为基础总结了我国特种设备发展的趋势以及存在的.问题.分析了压力容器、电站锅炉、起重机、电梯、游乐施设的发展方向.阐述了近年来涌现的声发射检测、漏磁检测、相控超声检测、超声衍射时差 (TOFD )检测、超声导波等先进的无损检测技术(NDT).在对比国内外特种设备安全检测技术的差距和要求基础上,提出了特种设备检测技术的发展目标和任务.作 者：丁守宝    刘富君    DING Shou-bao    LIU Fu-jun  作者单位：浙江省特种设备检验研究院,浙江,杭州,310020 期 刊：中国计量学院学报  ISTIC  Journal：JOURNAL OF CHINA JILIANG UNIVERSITY 年，卷(期)：, 19(4) 分类号：X9 关键词：特种设备    安全科技    无损检测   

数控技术的现状与展望 篇3

高校教师教育技术培训的现状

作为以教育技术教学和研究为己任的高校教师，为了促进高校教师教育技术培训的展开，发现培训中的问题，使教育技术培训更加适应高校的实际情况、更加符合高校教师的需求，笔者采取了问卷调查的方法对培训工作进行了调研，了解到了培训工作的现状。

1. 教育技术的作用毋庸置疑

根据调查，绝大多数教师认可教育技术在改进教学中的重要作用。他们认为这种作用是多方面的，如提高学生学习兴趣，开阔学生视野；突出教学重点，解决教学难点；用于发现式教学，有利于推进素质教育；提高教学质量，减轻教师工作负担等方面。只有1%的教师认为教育技术在实际教学中作用不大。

2. 意识已经更新、理论比较薄弱

从调查中发现，教师的思想意识已经更新，88%的高校教师认为开展教育技术培训是十分必要的，对教育技术在改进教学中的重要作用已经有了深刻的认识，并且硬件设施操作技能有很大提高，61%的教师能够熟练操作多媒体系统，95%的人能够熟练运用Powerpoint演示文稿，也有相当一部分教师掌握了Authorware、PremierePro、Dreamweaver、Photoshop、Flash等的使用。但是也有14%的教师不会应用以上任何一种工具软件。虽然上面的数字让我们知道了目前教师的教育技术技能已经有了一定程度的提高，但是只有27%的教师能够熟练应用教育学、心理学、教学设计等理论指导教学工作。这表明教师对教育技术理论的重视程度还不够。当信息技术应用到实际教学过程中时，使教师具备教育技术的理论基础是很重要的。

3. 培训需求集中在网络知识方面

教师对培训内容的需求是这次调查的重点之一，这对今后的培训工作计划以及课程设计有着重要的指导意义。数据表明教师对教育技术培训的需求是多方面的：其中39%的教师认为教育学、教学设计等基础理论是自己所欠缺的知识，这是我们想见和乐见的，证明有相当一部分教师已经意识到教师作为教学的设计者和组织者，必须熟悉和掌握教育技术的基本理论，并认真学习和研究作为教育技术两大基石的先进的教学理论和学习理论，并以此来指导教学实践；62%的教师认为最亟待学习的知识是网络课程的设计与开发及网络多媒体教学平台的应用。可见随着网络技术的不断发展及在教学中作用的不断提高，各种网络学习方式得到了学生和老师的认可，所以掌握更多的网络知识，成为目前高校教师最紧迫的任务之一。

4. 学校的组织保障工作还有待提高

在教育技术培训工作开展的初期，主要以全脱产面授为主要的培训方式，辅之以一些网络课程或网站的支持，手段相对比较落后，培训效果不太理想。数据显示51%的人曾经参加过此类培训，48%的教师认为效果一般，2%的教师认为效果很差，只有1%的人认为效果很好。而且还有49%的人从未参加过此类培训。因此可以看出，学校在培训组织方面的工作做的还不完善。在学习方式的选择上，48%的教师选择现场集中培训，31%的教师选择采用网络视频等方式网上授课，20%的教师认为可以进行自学并分模块考试。无论是现场集中培训还是网上授课，都需要学校在教学地点的安排、培训教师的选择、培训考核等方面提供大量的服务工作。即使是自学，学校也需要对教师在教材的发放、学习效果的有组织测评等方面做相当多的工作。学校在教育技术的应用和推广方面的作用不仅仅限于为教师提供各种现代化的硬件设施，提供良好的教学环境，更应该为教师创设良好的学习氛围，为教师的教育技术培训提供更完善的组织保障。

高校教师教育技术培训发展展望

1. 高校教师教育技术培训的政策保障

教师在教育信息化过程中的重要地位毋庸置疑，但是对教师应用教育技术水平和对教师开展教育技术培训仍缺乏明确的政策要求。鉴于教育信息化工作尚在起步阶段，行政推动在目前情况下是必不可少的。鼓励教师运用现代教育技术提高教学质量和效率，推进适合于信息社会的深层次的教学改革是各个学校的重要工作。采取必要的激励措施，尽快将培训的法定地位明确下来，是推动教育信息化进程的重要保证。

2. 研究制定高校教师应用教育技术的标准

根据教育信息化的总体要求，研究制定高校教师应用教育技术的标准，是确保高校教师培训质量的关键。高校教师应用教育技术的标准是动态的。此外，高校的学科繁多，教师们承担的工作和个人需求也不尽相同，标准的制定也应该考虑到实际情况。总之，标准的制定应该有利于推进教育信息化和教学改革，而不应该成为限制教师发展的教条。制订出的标准应成为培训计划和大纲的修订依据。

3. 更多地采用教育技术手段

从目前情况看来，采用“面授+自学+远程教学”的培训方式是最好的组合，而且应该更多地采用教育技术，将课程制作成流媒体课件和网络课程，教师可通过光盘或网站进行远程学习。同时，建设教师培训专门网站，聘请专门人员进行辅导和答疑。这样可以使全国优秀的教育资源实现共享，使名师的作用得到更好的发挥，方便教师的学习，使教师有了运用教育技术进行学习和实践的机会，使理工类高校培训中心缺乏教育技术理论教师的状况得到改善，也使培训成本大大降低。

4. 建设培训的共享资源

各个培训中心要继续完善培训资源可得建设。除了建设高校教师教育技术培训网站，实时公布培训信息和计划外，要进一步加大资源共享的力度和广度。具体包括图书资料资源、网络数据库资源、培训的资料、精品案例、培训课程（理论方面）及培训经验的交流等。

5. 重视培训评价，提高培训质量

只有重视培训质量才能使培训达到真正的目的，也才可以使培训有生命力。应建立教师教育技术培训的评价体系，对参加培训的教师各方面的能力、技能进行定性和定量化的描述，以反映教师培训的效果，保证培训的质量，改进培训工作。

6. 完善培训的服务体系

防火墙技术的现状与展望 篇4

随着计算机网络不断深入到社会的各行各业, 信息安全的内涵也发生了根本的变化。一个国家的信息安全体系实际上应包括国家的法规和政策, 以及技术与市场的发展平台。网络安全产品有以下几大特点:第一, 网络安全来源于安全策略与技术的多样化;第二, 网络的安全机制与技术要不断地变化;第三, 随着网络在社会各个方面的延伸, 进入网络的手段也越来越多。因此, 网络安全技术是一个十分复杂的系统工程。

二、防火墙技术的产生和现状

自从1986年美国Digital公司在Internet上安装了全球第一个商用防火墙系统, 提出了防火墙概念后, 防火墙技术得到了飞速的发展。

目前的防火墙产品主要包含有堡垒主机、包过滤路由器、应用层网关 (代理服务器) 以及电路层网关、屏蔽主机防火墙、双宿主机等类型。

三、防火墙的分类

根据防火墙所采用的技术不同, 我们可以将它分为四种基本类型:包过滤型、网络地址转换NAT、代理型和监测型。

1. 包过滤型。

包过滤型产品是防火墙的初级产品, 其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的, 数据被分割成为一定大小的数据包, 每一个数据包中包含一些特定信息, 如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点, 一旦发现来自危险站点的数据包, 防火墙便会将这些数据拒之门外。系统管理员也可以根据实际情况来灵活制定判断规则。

2. 网络地址转化NAT。

网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网, 用户不需要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址。

3. 代理型。

代理型防火墙也可以被称为代理服务器, 它的安全性要高于包过滤型产品, 并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间, 完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看, 代理服务器相当于一台真正的服务器;从服务器来看, 代理服务器又是一台真正的客户机。

4. 监测型。

监测型防火墙是新一代的产品, 这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测, 在对这些数据加以分析的基础上, 监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法入侵。

四、防火墙的选择

防火墙的选择标准很多。从实际应用的角度出发, 主要考虑的是价格成本和防护质量。

1. 价格成本。

防火墙产品作为网络系统的安全屏障, 其总拥有成本 (TCO) 不应该超过受保护网络系统可能遭受最大损失的成本。

2. 防火墙本身是安全的。

作为信息系统安全产品, 防火墙本身也应该保证安全, 不给外部侵入者以可乘之机。如果外部进攻者能够轻易地绕过防火墙进入系统内部, 网络系统也就没有任何安全性可言了。

3. 管理与培训。

人员的培训和日常维护费用通常会在TCO中占据较大的比例。安全产品供应商必须为用户提供良好的培训和售后服务。

4. 可扩充性。

在网络系统建设的初期, 由于内部信息系统的规模较小, 遭受攻击造成的损失也较小, 因此没有必要购置过于复杂和昂贵的防火墙产品。但随着网络的扩容和网络应用的增加, 网络的风险成本也会急剧上升, 此时便需要增加具有更高安全性的防火墙产品。

5. 防火墙的安全性。防火墙产品最难评估的就是防火墙的安全性能, 即防火墙是否能够有效地阻挡外部入侵。

五、防火墙技术的发展趋势

烤烟GAP技术现状与展望 篇5

中国是世界烟叶大国，也是优质烟叶生产潜力最大的地方，但实际情况却并非如此，与津巴布韦、巴西、美国、加拿大等发达国家的烟叶生产情况、烟叶品质、烟叶出口、烟叶生产管理等各方面相比，中国还有一定的差距。一方面，中国是烤烟生产大国，但烟叶出口形势却不容乐观，主要原因是烟叶品质较差；另一方面，中国每年进口烟叶成上升趋势，导致大批品质较差的烟叶积压。中国加入WTO后，取消了烟叶进口配额，进口烟叶的关税降低，烟叶价格大幅度下降，给中国烟叶市场带来了巨大冲击与压力。作者综合分析了国内外烟叶生产现状得出：(1)中国分散种植烟叶的组织形式严重制约了优质烟生产前进的步伐；(2)发达国家的烟叶GAP技术极大推进了其优质烟叶的生产；(3)科学技术在烤烟生产中的应用含量还不高。而烤烟GAP可在根本上解决这些问题。所以，为了加快中国烟叶生产与国际接轨的步伐，在中国主要烟区推广烟叶生产烤烟GAP是十分必要的，经云南省陆良县烟草公司近一年的实践，效果是明显的。

烤烟GAP即优质农业生产管理在烤烟生产上的应用，是当今世界烤烟生产倍受推崇的管理模式。结合烤烟生产的特点，烤烟GAP涉及到生产基地的规划、种子的选育与推广、工厂化育苗的管理、烟叶生产技术推广体系的建立、烟农户籍化管理、烤烟信息网络系统的建立、烤烟全自动化收购系统的建立、烤烟标准的制定、烤烟质量追综系统的完善、烤烟分级模式的完善、以及烤烟生产相关设备的自动化管理系统的建立等方面。烤烟GAP在中国的发展还只是刚刚起步，许多地方还很不完善，但目前为止GAP技术在中草药、蔬菜、花卉等多种作物中应用比较广泛，这为烤烟GAP技术的推广和应用打下了坚定的基础。1 对烟叶生产实行GAP的理解以及相关技术在其中的应用

烤烟GAP可以理解为完善的或称之为优质烟叶的生产与管理方式。他要求在烤烟生产与环境保护之间寻找一种平衡，在生产优质烟叶的同时，致力于土壤、水分、空气、动植物环境保护方面的可持续发展。这种方式将为中国烟草未来的发展提供强大动力，是中国烟草涌入国际市场的契机。实行烤烟GAP：(1)要积极培训广大烟农，提高烟农素质，保护烟农利益为从事烤烟生产的所有人员提供安全的工作环境；(2)在整个烟叶生产过程中充分应用科学技术，实行目标责任制；(3)建立质量追踪系统，保证烤烟质量。1.1 严格选择烟草生长的生态环境

烤烟种植对土壤、气候、水源等的要求是较严格的，因此，在种植烤烟前必须对这些因素作充分的调查。对种植烟土壤的pH值及其中的12中矿质元素作分析，坚持轮作，保持土壤肥力。对大面积区域适合烤烟种植的可尝试和发展烟叶农场这种新的生产组织形式。首先是国家的农村政策，允许农民承包的土地在平等协商，自愿的基础上转让、入股、互换、抵押等，使土地向大户转移，向规模种植发展；其次，改革开放以来农村有大量的闲散劳动力，为创办农场创造了条件。烟叶农场的经营模式有：(1)技术人员＋农户式；(2)烟站、乡、村联合式；(3)烟站职工入股式。且投资烤烟农场风险小、效益稳定、回报率高，有利于科学技术的推广与普及，有利于烟叶种植布局的调整，有利于生产机械化的实现，有利于发挥科学示范带头作用。

1.2 全过程监控烟叶生产使用物质

必须对每年使用的各种农用物质进行严格管理，并做到有据可查，具体做到：(1)使用地方优势品种；(2)结合烤烟农场生产组织形式实行工厂化育苗，并保证育苗所用水源，基质及育苗专用肥的质量；(3)对使用农药安全性，基因安全性作检测，控制施药次数；(4)结合滴灌技术施用各种所需肥料，并对烤烟专用基肥及追肥的品种和质量进行监控；(5)合理处理烟叶残体；(6)应用MES(生产执行系统)对使用仪器和设备作全方位控制；(7)收购的烟叶每个部位都必须留取样品，并进行检测分析。其主要目的是减少污染，降低成本，提高仪器使用率。1.3 对烟农实行编码管理 利用IC卡对烟农实行户籍化管理，IC卡作为一种电子凭证，一户一卡，将烟农的档案(包括姓名、年龄、文化程度、家庭成员及劳动力组成状况、可耕土地面积、烤房结构与种烟面积是否匹配以及三年来烟叶交售等级和质量、合同信息等)写入IC卡，烟农必须持卡接受烟草公司技术指导和服务，领取物质，交售烟叶并进行结算。为方便交售，可将2030名烟农IC卡编为一个系统，只是每位烟农的序号不同而己，生产上一个系统就是一个组。这个组生产的烟叶在规定时间和收购地点进行集中交售，入库后将该组的同一个等级的烟叶打包，不够一包的另行包装，标明等级、数量、日期，贴上统一条形码及烟农IC卡编号，以便建立质量追踪系统。

1.4 建立烟叶生产技术推广系统

为加大烟叶生产过程中的技术含量提高烟叶品质，建立合理的技术体系，采取如下措施：(1)实行技术人员分户包干制；

(2)每名技术员分管一个系统，并从种烟土地选择、签订合同、起垄移栽、田间管理、成熟采收、质量预检、分级交售全过程对管辖的种烟农户实行个性化指导和分类管理，并将所有信息存入IC卡，以便监督考核；

(3)开设技术培训班，由每名技术员负责收集广，大烟农的疑难问题，集中讲解和个别辅导相结合，缺什么讲什么，提高培训效率，增加培训质量；

(4)1020名技术员由一名技术主管负责，对所在辖区负主要责任；

(5)结合烟叶农场新的生产组织形式，有条件的地方可将5～10个组组成一个规模农场，有利于科学实践和技术创新(如滴灌技术的应用)。1.5 建立质量追踪系统

按照GAP在烟叶生产和收购过程中所做的一切工作，都是为获得优质的商品烟叶，而最终建立起质量追踪系统。其目的在于明确烟叶产品的特定身份，保证其在烟叶贸易中被持续使用和确定烟叶产品质量问题的来源，一旦问题出现可追踪来源采取有利措施进行补救。具体要求如下：

(1)从烟农到烟站：每户烟农有唯一的IC卡编码；由技术员统一带领交售；每组烟农交的同等级烟叶分别打包，烟包编号，通过编码可查出相应的烟农群体；(2)原烟库存：从烟站到原烟仓库，所有烟包都要详细记录；

(3)混料加工：收集装筐烟包的标识，并在料筐的称重单上记录所有烟包信息，以及料筐投料时间和出料时间；

(4)成品烟存储：仓库要详细记录成品烟堆放区域和相关信息；(5)发货：详细记录货的来源与出处。

1.6 制定优质烤烟生产标准

制定项目主要有：烤烟生产基地的规划；制定种子标准；制定漂浮育苗相关农用物质如化肥、基质、水源等标准；制定烤房标准；制定新的分级标准；制定大田农药、化肥使用标准；制定农药残留标准等。2 烤烟GAP管理现状

目前，陆良县在烤烟GAP技术上的应用处于国内领先地位。1999年在非莫公司专家指导下，陆良县开始研究和开发国际型优质烟生产；2000年被国家烟草专卖局列为国际型优质烟生产基地；2002年提出打造陆良烤烟品牌战略，在全县创造性地推广集约式烟叶收购模式，建设了漂浮育苗基地、烟叶烘烤培训中心和烟草科技园；2003年，当德孟国际烟草有限公司经云南烟草公司批准选择优质烟叶出口基地时，陆良县位列榜首。按照德孟公司的要求，陆良县烟草公司在167hm2优质烟叶出口基地和400hm2辐射优质烟叶产区，采取多种有效措施推行GAP管理。至此，拉开了中国烤烟GAP管理战略的序幕。经过一年多的摸索，陆良县推行烤烟GAP管理是成功的，为在中国推行烤烟GAP奠定了基础。为方便广大烟区了解和认识烤烟GAP管理实际应用情况现将陆良县烤烟GAP管理理念简要总结如下：(1)成立领导小组和技术执行组；

(2)制定生产技术方案全面监控烟用物质；(3)建立技术推广体系；

(4)对烟农实行个性化服务和分类管理；(5)全面推行集约式烟叶收购办法；(6)建立烟叶质量追踪系统。

汽车安全技术的研究现状及展望 篇6

关键词：主动安全技术 被动安全技术 防抱死系统 电子稳定系统

中图分类号：U492.8 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-060-02

1 引言

作为现代社会不可缺少的交通工具，汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长，相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下，经过各个国家和组织的不懈努力，汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。本文中，笔者将对汽车安全技术的现状和汽车安全技术的未来进行研究和讨论。

2 汽车主动安全技术

汽车主动安全技术主要包括：防抱死系统，电子稳定系统，电子制动力分配系统，转向控制系统，防滑转系统等技术。

2.1 防抱死系统

防抱死系统的基本功能是在实时状态下感知汽车车轮的运动状态，并对其作出调整，防止车轮抱死事故的发生。根据统计数据显示，轿车，重型卡车和客车在安装了汽车车轮防抱死系统后，交通事故发生率分别减少了8%，15%和5%。通常情况下，防抱死系统可以明显的提升汽车运动状态下车轮的安全性并很大程度上的减少相关事故的发生。

2.2 电子稳定系统

通常情况下，电子稳定系统包括以下几种功能模块：驾驶员疲劳检测，距离控制，周围环境检测，刹车助力器，限速器，综合稳定性控制，汽车轨道设置器和汽车轨道偏离警示系统。这几种功能模块的综合使用，可以很好的提升汽车运行的稳定性，从而减少汽车交通事故的发生。

电子稳定系统的工作原理是：通过感应监控设备来监控汽车运行状态下的所有数据，数据会被传输到微型计算机控制系统，系统用提前存储好的标准状态数据和接受的数据进行比较，以此来判断汽车当前是否处于不稳定的运行状态。一旦发现汽车处于不稳定的运行状态，系统会迅速的分析当前汽车的不稳定程度和可能出现的后果，如果不稳定程度比较严重，系统会取代驾驶者自动控制汽车。从而减少潜在的事故发生，保证汽车安全。

2.3 电子制动力分配系统

电子制动力分配系统经常被看做是防抱死系统的辅助系统。它可以调节汽车前轴和后轴刹车制动力的分配比例，从而保证汽车的刹车性能。同时，电子制动力分配系统可以和防抱死系统结合使用来提升刹车的稳定性。其工作原理是，利用计算机感应汽车每个车轮的周围环境和摩擦力，控制每个车轮对应的刹车装置，根据得到的数据提供相应的制动力分配方案，从而保证汽车驾驶的安全性。

2.4 汽车牵引方向控制系统

汽车牵引控制方向系统是用来控制汽车的转向过程的。它是由刹车液压传感器，减速传感器，车身摇摆角速度传感器，转向轮角度传感器和车轮速度传感器组成的。汽车牵引力控制系统可以修正使汽车偏离安全路径的牵引力，防止汽车偏离正常行驶路径。主要工作原理是：利用传感器实时的感应汽车的行驶状态的信息。如果发现汽车当前行驶方向的数据和标准安全数据不同，系统会自动的调节刹车控制器和加速器，同时在不同的车轮上独立的进行制动，从而保证汽车驾驶的安全性。

2.5 汽车防滑转系统

汽车防滑转系统是一种新出现的系统，是建立在防抱死系统的基础上的。系统通过监测和控制主动轮来防止由于汽车大幅度转向或路滑引起的汽车失控。主要的工作原理是：电子传感器监测主动轮和从动轮的转速，如果发现主动轮的转速比从动轮的转速高，系统就自动发出控制命令，例如降低档位或者刹车从而防止车轮滑转。

3 汽车被动安全技术

汽车被动安全技术主要包括安全带、安全座椅、气囊系统和COF能量吸收刹车踏板。

3.1 安全带系统

安全带系统的作用是在交通事故中，减轻或防止乘坐者由于和物体碰撞引起的伤害。它主要的工作原理是：预紧装置在汽车紧急刹车或碰撞时迅速的收紧，同时安全带将乘坐者固定住，以防止乘坐者和物体碰撞并造成伤害。当撞车影响减弱时，安全带会自动松开。大量的测试证明，安全带最大可以承受1.4吨的力量，可以在90%的事故中起到减轻或防止伤害的作用。安全带系统主要由两部分组成。

（1）安全带预紧装置。预紧装置的作用原理是专门的感应器收集撞车信息，如果发生碰撞就释放出脉冲，脉冲控制气体发生器引爆气体。爆炸产生的气体迅速在管内膨胀，迫使球链向前运动并带动棘爪盘转转动。棘爪盘和轴连为一体，棘爪盘带动轴转动，安全带就绕在轴上，因此瞬间实现了安全带的收紧功能。

（2）安全带拉力控制器。安全带控制器的作用原理是在预收紧装置的轴上有一根金属转动棒。当汽车碰撞结束后，转动棒即开始转动，从而松开安全带。

3.2 安全座椅

安全座椅主要是指以保护儿童乘车安全而设计，制作的专用汽车座椅。汽车的车座和安全带一般都是按照成人体型来设计的，在保护儿童乘车安全性的功能方面有所欠缺。安全座椅根据儿童的身体特点而设计，可以在事故发生时对儿童起到很好的保护作用。

3.3 安全气囊

汽车安全气囊，通常设置在车内正面，侧面和车顶三个位置。旨在减轻乘员的伤害程度，当汽车发生碰撞时，安全气囊在小于0.1秒的时间内弹出并快速充气，保护乘坐者的头部和胸部。此技术的一个不足之处在于，当汽车碰撞不是非常剧烈时，安全气囊的弹出可能会对乘坐者带来不必要的损伤。

3.4 COF能量吸收刹车踏板

统计表明，世界上90%的驾驶者都在严重的汽车碰撞中腿部骨折，甚至造成了残疾。这是由于在重大事故发生时，驾驶者通常都会用力的用右脚踩踏刹车，这样由事故引起的巨大能量会通过和踩踏方向相反的方向传递给驾驶者右腿。因此驾驶者的右腿往往会在事故中受到相对严重的伤害。

为了减少这种情况的发生。德国大众公司发明了一种能量吸收刹车踏板，最早被使用在POLO轿车上。当汽车遇到和行驶方向相反方向的碰撞时，刹车踏板会在制动后自动分解，从而使驾驶者右腿受到保护。

4 汽车安全系统的未来发展方向

4.1 激光测距成像技术

激光测距成像技术一定程度上解决了机械成像的难题，但也具有一些自身的缺点，例如噪音大，测量精度和分辨率低，成本太高。因此在实际应用上还具有一定难度，此技术未来的发展方向将是提高其测量精度和降低制造成本。

4.2 集成传感器技术

和激光测距成像技术一样，集成传感器技术也正处在研究阶段，并存在着一些缺点。传感器在汽车技术中起着非常重要的作用，现阶段的主要研究方向是怎样将多个传感器组成合理的传感器阵列从而使这些传感器综合的发挥更好的作用。

4.3 综合控制技术

此类技术的的应用效果比单一使用技术要更好，分别在主动和被动安全技术方面取得一定进展。

例如美洲豹汽车的“自适应约束系统”（ARTS），对前面提到的安全气囊的缺点进行了改进，它能够自动检测乘坐者的体型，头部所处的高度，并根据汽车碰撞的剧烈程度来控制气囊是否弹出和气囊充气程度，从而使安全气囊更好的起到保护乘坐者的作用。

福特公司的“综合安全系统”（ISS），该系统综合的涵盖了多种先进的电子系统，由超过50种的系统综合组成。

5 结语

人类对于科学技术的探索永远不会停止。关于汽车技术，我们已经取得了很多成果。安全技术作为汽车技术中非常重要的组成部分一定会随着人类的努力和汽车技术整体的进步，朝着更高，更远的方向而发展。

参考文献：

[1] 王荣本，李斌.世界智能车辆行驶安全保障技术的研究进展[J].公路交通科技，2002（2）.

[2] 中国汽车工业年鉴编委会.中国汽车工业年鉴2004[G].北京：中国交通年鉴社，2004.

粮情监测技术的现状与展望 篇7

我国是一个拥有13 亿多人口的农业大国。粮食是国民经济的基础, 是人类赖以生存的主要来源, 它关系着我国国民经济的发展和人民生活的稳定。因此, 保证粮食安全问题尤为重要, 粮食的安全生态储存是提高粮食质量、减少粮食损耗的重要途径。

粮情监测是保证粮储安全的关键技术之一。粮情直接或者间接地反映了粮食的状态。若能既准确又快速地检测出粮堆中的粮食参数, 如粮食温度湿度、粮食含水率、粮堆中各气体浓度等, 并将各个参数及时地反馈给控制系统, 控制系统就可以及时进行判断以及控制操作, 从而减少储存环节中的粮食损耗[1]。

随着时代的进步、科技的迅猛发展, 粮情监测问题也备受人们关注, 单纯地依靠人工经验的传统粮情监测方法, 已经远远无法满足现代社会的需求。而且由于影响粮情的因素较多, 粮情复杂多变等问题, 要想实现快速准确的粮情检测着实困难。不过, 随着诸多新兴现代科学技术, 如传感器技术、半导体物理学、电解质物理学以及信息融合等技术的快速发展, 为粮堆中粮情检测技术的研究提供了新的科学依据[2]。

1 粮情监测技术装置国内外研究现状

1.1 国外研究现状

在国外, 早在20 世纪60 年代就有使用粮情监控系统来保证储粮安全相关方面的研究。霍尼韦尔国际的工程师Hughes等使用氯化锂Dunmore型元素法快速测定小麦面粉的水分, 将温湿度传感器插入测量样品中, 再由之前建立的等温关系曲线得到样品含水率[3]。经研究人员测试, 在10%~15% 的含水率范围内, 测量精度可达0.2%。1976 年美国, William T. Eng发明了适用于粮仓的电子温度监控器[4], 其选用多个硅二极管作为测量元件, 按一定的排列方式布置在粮仓内, 通过电缆连接到外部监控单元, 显示单元可以显示出各点的温度值。该装置还具有自动报警功能, 当任何单个传感器达到或超过预先设定的温度值会启动报警功能。

近年来, 国外农业发达国家已朝着虫霉发生情况、粮仓内粉尘及其他挥发性气体的检测的方向发展。加拿大的很多谷物研究课题在世界范围内一直保持领先地位, 拥有高达19 个谷物研究所。2011 年加拿大的Md. E. Hossain·D·S. Jayas等人利用炭黑聚合物传感器阵列来拟合和监控小麦早期的赤拟谷盗的生长情况。该传感器阵列包含各方面的传感器:相对湿度传感器、温度传感器以及苯乙烯共聚物传感器, 能有效区分赤拟谷盗和小麦。2015 年加拿大曼尼托巴大学的Mohammad Asef等人提出了通过完整的三维矢量电磁成像系统来监控储粮腐坏情况, 该系统使用有限元法对比度源反演 (MORFEM-CSI) 算法重建谷物颗粒的完整三维电解质地图, 任何腐坏都可在电解质图中显示, 可以远程监控粮仓。2015 年, 美国阿肯色大学助理教授Griffiths Atungulu提出了一种基于平衡水分含量 (EMC) 新的布线和传感器技术, 使用测量空气环境和温湿度传感器, 能准确评估谷物质量, 包括大米产量 (MRY) 、水稻产量 (HRY) 、米的颜色和黏性, 并且能有效监测霉菌毒素特别是黄曲霉毒素的生成[5]。

1.2 国内研究现状

我国粮情监测技术与国外相比发展较晚, 市面上大多数粮情监控系统都是以节点的形式布置温湿度传感器, 再根据预先设定的温度阀值判断是否进行通风降温等操作。某些地区的粮库甚至还是依靠人工检测, 即有专门的粮情巡检员, 定时用“铁探子”对粮仓粮情进行检测, 工作效率与检测精度较低, 随机性强, 并不能客观反映真实粮情。

随着国家一系列政策措施的推出, 我国很多高校在粮情监测方面也取得了一些成绩。延边大学朴相范、北京邮电大学周慧玲、南京理工大学吴明赞、安徽大学张红伟、西安工业大学贺为婷、陈中孝以及秦刚、华中科技大学的陈良洲等人都相继研究开发出基于嵌入式、ARM、GPRS、Internet或Zigbee其中一种或数种技术相结合的无线粮情测控系统[6,7,8,9,10,11,12,13]。这种系统都是以节点的方式布置温湿度传感器, 以各节点的粮情推测出整个粮堆粮情分布情况。由于是无线系统, 安装较为方便。南京农业大学沈明霞在基于嵌入式技术的无线粮情测控系统的基础上, 提出以EMC模型预测粮食实时含水率, 并通过试验验证改进Chun Pfost模型具有较为准确的粮食水分预测精度[7]。此外太原理工大学杜文广与徐州国家粮库合作研发出基于EZMAC Improved通信协议的无线粮情监控系统, 并完成了虫害传感器的开发, 目前该系统已在徐州国家粮库投入运行[8]。东北大学李新光、邵富群团队在粮仓外表面上安装8 电容极板, 组成传感器阵列, 结合电容层析成像技术 (ECT) 实时检测粮仓粮食水分[9], 具有非侵入、非辐射、响应速度快等特点。河南工业大学张元在研究RIS-K2 型雷达的基础上, 根据粮食电磁特性, 将跨孔雷达探测技术应用于粮仓内, 提出了反射透射式粮仓储粮水分的电磁波检测方法, 搭建了室外检测粮食水分的测控系统[10]。

2 存在的问题

经过30a的发展, 可以看出, 国内的粮情检测技术取得了一定的成绩, 但目前仍然存在一些问题:

2.1 系统检测参数单一

这是我国粮情监测技术存在的主要问题。目前大多数粮仓内使用的粮情检测系统都是根据国家颁布的传感器布置原则安装布置测温电缆和湿度传感器, 很少系统有对粮食水分、虫害范围、霉变状况、仓内粉尘和粮食品质等进行检测。检测结果仅有温湿度参数, 很难形成正确全面反映粮食真实状态。

2.2 系统功能单一

很多测控系统都不含有智能专家系统模块来根据粮情分析决策, 只是简单地根据预先设定的温湿度阀值启动报警功能, 甚至某些系统的通风降温设备仍需要人工开启。造成这个问题的因素与系统能够获得的检测参数过少有很大的关系。

2.3 各检测单元分离, 造成系统布线繁杂

根据国家标准A*, 每个粮仓内都会布置多个温度、湿度、水分、气体传感器等, 这些传感器都是由不同生产厂家生产, 彼此并不能联立。如此一个粮情测控系统中含有温度测量系统、湿度测量系统、水分检测系统、气体检测系统等多个子系统。系统搭建、维修都会异常困难。

3 展望

粮情的监测对保证储粮的安全与质量都具有十分重要的意义。本文针对粮情多参数监测进行了研究, 开发了一套粮堆多参数监测装置。虽然实现了粮食含水率、温湿度3 种检测于一体的功能, 但还存在一些不足之处, 需要日后加以改进。

3.1 检测参数全面化

本装置只是针对温湿水3 种粮食参数进行了检测, 在此基础上可以再增添其他传感器, 实现更多传感器的融合。CO2可以从侧面反应出粮堆虫霉生长情况;在应用气调仓储技术的粮仓中, 有必要安装硫化氢或氯气传感器, 以检测硫化氢或氯气的空气浓度, 保证进仓人员安全;此外还可以安装粉尘传感器, 防止密闭粮仓内环境滋生过多粉尘, 发生爆炸事件。

3.2 系统网络化的简洁化

由于使用RS-485 标准进行上下位机通信, 理论上一个上位机可以外挂32 个下位机。目前本装置在仓外仅需要一根六芯总线进行电源供电和数据传输, 比传统布置测温电缆的测控系统布线更为简洁。但实际上监测装置相互处于并联状态, 都需要一根数据线与总线相连, 系统总线仍然较为繁杂。因此有必要对监测装置接口进行设计, 实现各装置间的通信功能, 将各装置串联起来, 如此势必可减少大量的总线浪费。甚至在可以解决电源供电问题后以无线的方式与上位机通信。

3.3 装置校准的简易化

本装置的谷物水分检测主体传感器是电容式谷物水分传感器。电容式水分传感器在长时间使用后, 其检测数据会逐渐失真, 此时需要对水分仪进行重新标定。而粮仓内粮食堆放一般都为2~4a, 时间较长。接下来可对装置检测水分失真现象进行研究, 建立对发生失真现象的校准模型。

参考文献

[1]苑平度.粮食仓储新技术.新设备与现代化管理全书[M].吉林摄影出版社, 2004.

[2]李建华.数字化粮情测控系统在粮食储藏中的应用[J].粮食流通技术, 2002 (4) .

[3]Hughes, F.J., J.L.Vaala, and R.B.Xoch.Rapid measurement of moisture in flour by hygrometer[J].In Humidity and Moisture.1965 (1) .

[4]William T.Eng.Electronic bin temperature monitor[P].US PAT:US4102194 A, 1978-07-25.

[5]Griffiths Atungulu.New Engineering in Grain Drying and StorageMaintaining quality and preventing mycotoxins[J].American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2015, 22 (4) :12-14

[6]张剑.国内粮情测控系统的现状及发展趋势[J].电子产品世界.2001 (2) .

[7]梁琨, 沈明霞, 等.基于平衡水分模型的稻谷含水率实时监测系统[J].农业机械学报, 2013, 44 (1) :125-128.

[8]黄焱, 杜文广.徐州国家粮库无线粮情测控系统的设计与实现[D].山西:太原理工大学测试计量技术及仪器专业, 2012.

[9]杨梅影, 李新光.ECT技术在粮仓水分检测中的应用研究[D].辽宁:东北大学信息科学与工程学院, 2006.

[10]王艺锦, 张元.反射透射式粮仓储粮水分的电磁波检测方法的研究[D].河南:河南工业大学信息科学与工程学院, 2012.

数控技术的现状与展望 篇8

随着现代化建设的持续发展, 特别是在“十三五”计划推出以来, 政府加大对基础建设的投入, 把建设重点转向中西部地区, 准备筹建“八纵八横”的铁路、公路交通运输网线。但是, 我国中西部地形复杂、崇山峻岭、沟谷纵横, 铁路、公路大部分都处在隧道内、桥梁上、边坡处。复杂多变的岩土工程问题层出不穷, 这就对岩土锚固理论和技术提出了更高的要求。岩土锚固作为地下工程施工工序的重要组成部分, 在岩土工程领域有着不可替代的地位。岩土锚固, 顾名思义就是把结构物与岩土体紧密连接在一起, 通过两者之间的耦合作用, 对岩土体进行加固。它不仅能够协助岩土体控制围岩变形, 还能充分利用岩土介质的强度, 彻底激发岩土体本身具备的能量, 提高岩土体的自承和自稳能力, 起到主动支护的作用。因此, 岩土锚固在工程实践中的应用最为普遍, 用它解决复杂地下工程问题最为经济、最为有效。

1 岩土锚固的作用方式、机理以及锚固系统的破坏方式

1. 1 锚固的作用方式

机械锚固是借助锚杆体端部的特制构件或者空心钢管与岩土介质间产生的摩阻力来对岩土体进行加固。缝管式锚杆和水胀式锚杆都利用了机械锚固的原理, 现场安装过程如下: 首先将这种特制部件和空心钢管放入预钻孔内, 然后通过注入高压空气或者高压水, 使得特制部件在高压作用下向钻孔的外围膨胀, 形成与孔壁的紧密接触, 尽而实现锚固效果。

粘结锚固, 即采用粘结锚杆对岩土体实行锚固, 也就是通过胶结材料 ( 水泥砂浆、树脂锚固剂等) 将锚杆或者钢绞线与岩土体粘结起来。在粘结锚固中使用的粘结锚杆可分为全长粘结锚杆、非全长粘结锚杆 ( 含有自由段的粘结锚杆) 、端部粘结锚杆。其中全长粘结锚杆主要应用于所需锚固力较大、锚固基体为土体或者破坏的软弱围岩; 而非全长粘结锚杆 ( 含有自由段的粘结锚杆) 虽然应用范围较广, 但只能粘结小部分岩土体, 不能满足所需锚固力的要求;端锚式锚杆, 则可视为只有一个粘结锚固点, 硬质围岩隧道和巷道的支护均采用该方法进行支护和加固。

扩张锚固体的锚杆, 有底端扩体型锚杆和多段扩体型锚杆两种类型。扩张锚固体锚杆常应用于软土地区的锚固工程, 该锚杆是利用锚固体的抗拉强度大于软土的抗拉强度和锚固体与软土界面的粘结强度比较小且均匀的特点, 增大锚固体与软土界面的接触面积, 继而获得较大的锚固力。

1. 2 锚固的作用机理

锚固的主要用途就在于充分发挥锚杆周围岩土介质的自稳和自承能力, 借助结构物有效的传递外部荷载, 从而控制有害变形的扩展, 保证结构物或开挖面的稳定性。然而, 这些作用的实现, 离不开锚固作用机理的支撑, 现有的锚固作用机理概括为: (1) 悬吊理论。该理论体现在两个方面。一方面是利用锚杆、锚索等锚固措施将松动区的岩块悬吊在稳定岩层上, 防止破碎岩块的脱落; 另一方面, 锚杆也可以将节理发育坚硬岩石区的岩块拖住, 阻止裂隙进一步扩展。 (2) 支撑理论。该理论的基本原理是通过锚杆变形向岩土体施加压力, 从而使处于二维应力状态下的原有岩层变为三维应力状态, 发挥承载环和承载拱的作用, 限制和约束岩土体的变形。 (3) 组合梁理论。针对坡度较小的层状围岩, 利用锚杆把每个岩层串联在一起, 形成组合梁结构, 增大层间摩阻力, 提高围岩的稳定性。 (4) 增强理论。该理论常使用在裂隙较为发育的破碎岩土体加固中, 通过施加锚杆的方式在软弱岩土层中建立骨架, 提高破碎的岩土体整体性, 实现增强其强度的效果。 (5) 销钉理论。销钉理论就是利用销钉的阻滑抗剪性能, 将锚杆穿过两个相对滑动的岩土体, 这样不仅可以增大滑动面的法向压力和剪切强度, 还能够提升滑动面的抗剪切能力。 (6) 能量学理论。能量学的理论基础就是能量守恒和转化定律。锚杆和岩石作为一个整体, 能够相互作用、协同工作。当围岩中集聚的能量达到上限时, 锚杆可以吸收掉其中的部分能量, 发挥两者相互耦合的作用, 保证围岩的稳定。 (7) 突破点理论。一般状态下, 岩体的失稳破坏是从一突破点开始逐步扩散形成的。而采用注浆锚杆进行锚固支护, 恰恰可以弥补这一劣势, 消除突破点及时控制围岩变形, 避免出现工程破坏。

1. 3 锚固系统的破坏方式

锚固系统的破坏主要是组成材料的破坏, 通常有四种破坏形式: 锚杆杆体的颈缩破坏、岩土基体锥形破坏、粘结破坏、锥体- 粘结复合破坏。 (1) 锚杆杆体颈缩破坏。该破坏在理论上是指由于锚杆所受到的拉力过大, 导致锚杆体产生颈缩现象, 最终整个锚固系统被破坏。然而, 这种破坏形式在实际工程中却很少出现, 因为锚杆在使用前经过严格设计和检测, 其抗拉强度肯定远远大于所承受的外部荷载。所以, 该破坏往往是由于锚杆体受腐蚀而引起的。 (2) 岩土基体锥形破坏。这是因为灌浆体与岩土基体接触界面的粘结强度较大, 而基体的抗劈裂强度和杆体的锚固长度又相对较小, 使得锚杆在受到外载荷作用时, 灌浆体周围的基体呈锥形破坏。 (3) 粘结破坏。该破坏主要发生在锚杆体与胶结材料界面或者胶结材料与岩土基体界面处。具体的破坏形式, 取决于锚杆体、灌浆体与岩土基体这三者之间的粘结强度是否达到极限值。 (4) 锥体- 粘结复合破坏。顾名思义, 一部分岩土基体发生锥形破坏, 一部分岩土体发生粘结破坏, 胶结材料随杆体一起从岩土基体拔出。

2 岩土锚固理论与技术的国内外研究情况

2. 1 岩土锚固技术的研究现状

锚固技术具有简便的工艺、广泛的用途和经济的造价等优点, 在岩土工程中应用越来越广。高边坡利用锚固技术增大滑动面抗滑力, 煤矿巷道和铁路、公路隧道通常采用注浆锚杆和钢丝网喷射混凝土联合支护技术, 深基坑支护工程采用桩锚喷综合支护技术, 工程抗浮采用锚杆支护技术增强结构的抗浮能力。不仅在岩土工程中, 其他工程也开始广泛应用混凝土结构后锚固技术。

锚固技术最早应用于矿山巷道。北威尔士的煤矿加固工程早在1890 年使用钢筋加固岩层, 1911 年, 位于美国Aberschlesin的Friedens煤矿率先采用岩石锚杆支护巷道顶板, 1918 年, 锚索支护技术首次在美国西利西安矿应用, 1934 年, 世界上第一例采用10 000 k N级预应力锚杆加固坝体, 在阿尔及利亚的Cheurfas大坝成功应用。

20 世纪中期是锚固技术应用快速发展的时期。德国Bauer公司采用土层锚杆、高预应力长锚索和短锚杆相结合的加固技术。随着单孔复合锚固技术的研发, 改善了锚杆的传递机理, 大大提高锚杆的承载力和耐久性。

我国在20 世纪50 年代后期开始应用楔缝式锚杆支护矿山巷道, 20 世纪60 年代普通砂浆锚杆和喷射混凝土支护技术大量应用在矿山巷道、铁路隧道以及边坡加固工程中, 1964 年梅山水库采用了预应力锚索, 20 世纪70 年代土层锚杆开始在深基坑支护工程中应用。

2. 2 岩土锚固理论的研究现状

尤春安[1]依据锚固系统和岩土体共同变形理论, 在弹性条件下, 通过几何方程和物理方程等求解了压力型锚杆预应力锚固段的应力分布的理论表达式。张季如和唐保付[2]采用双曲函数表达界面剪应力。Mastrantuono和Tomiolo通过试验研究了拉力型和压力型锚杆, 在同等荷载作用下, 拉力型锚杆的应变比压力型锚杆的应变大。

Fujita在总结现场试验结果时, 提出了临界锚固的概念, 锚固段的长度超过一定值时, 锚固力增加很少。Ahmad Fahimifar和Masoud Ranjbarnia[3]指出隧道变形曲线方程与锚杆端点到隧道面的距离, 锚杆的平面布置, 锚杆的预拉力大小和锚杆界面大小有关。并且得出平面间距小的锚杆支护系统刚度比施加大预应力小间距的锚固系统的支护刚度大。A. J. HYETT&W. F. BAWDEN&R. D. REICHERT通过实验研究发现, 锚索的锚固能力依赖于水泥砂浆的水灰比, 锚杆锚固深度, 水泥砂浆周围的径向围压。Nak - Kyung Kim等[4]实验研究了压力型与拉力型锚杆在风化土中的性能测试, 蠕变测试, 长期松弛测试, 并且提出了简支梁弹簧模型解释载荷的传递机理。

石明生等[5]试验高聚物锚固体与粉土间黏结性能, 测试结果表明, 黏结强度随锚固体密度的增大而增大, 随锚固体长度减小而增大, 随孔径的增大而减小。韩军, 陈强等[6]提出灌浆体与岩土体界面之间的粘结强度的建议值。张爱民和胡毅夫[7]推导出灌浆体与岩土体界面间的位移及剪应力分布解, 并且采用ANSYS数值模拟方法进行验证。朱玉、卫军等[8]通过复合幂函数模型拟合不同工程类型的试验实测数据, 提出了一种锚索有效锚固长度的计算方法。王波等通过FLAC数值模拟研究了临界锚固长度, 张洁等采用理想弹塑性荷载传递函数, 通过分析极限承载力与锚杆长度的关系, 推导了锚杆的临界锚固长度解析。

研究中发现, 锚杆表面上微观粗糙褶皱的存在, 注射灌浆体后, 灌浆体将会围绕着锚杆表面上的这些不平齐的褶皱形成一个灌浆柱, 紧密结合锚杆和灌浆体, 其结合力发挥重要作用。当浆体与锚杆在外载荷的作用下产生一定的相对位移, 锚杆与灌浆体之间的灌浆柱就要破裂, 锚杆和灌浆体没有任何的粘结作用。灌浆体与锚杆之间的摩阻力发挥着主要作用, 锚杆表面粗糙度越大, 摩阻力就越大。

K. Spang和P. Egger[9]研究了全长灌浆锚杆加固节理岩石, 系统分析了不同锚杆参数对节理面剪切强度的影响, 并且推导用来估算全长粘结锚杆的最大承载力和需要的剪切位移公式; 室内和现场研究影响灌浆锚索的粘结强度的主要因素; 全长灌浆锚索灌浆体与锚索界面之间的粘结强度主要依赖于界面之间的径向压力, 利用弹性模型、灌浆体的开裂和界面的膨胀阐述了径向压力与灌浆体和锚索的几何参数有关系, 解释全长锚固稳定开裂的传播原因。

利用RFPA2d有限元软件, 采用威布尔分布建立混凝土基体单元的模型参数, 通过模型模拟结果与实验来确定均匀性指数, 研究了端头锚杆在混凝土结构中的最大拉拔力和裂纹扩展, 以及断裂混凝土锥体, 随着端头的参数和埋深增大, 椎体的体积增大、角度增大; 创造性地指出边坡柔性支护系统并非主动支护, 并通过现场测试证实了这种假设; 建立锚杆的腐蚀退化模型, 并应用到岩质边坡最终失稳模型中, 由于锚杆与灌浆体界面之间破坏导致边坡破坏边的可能随时间而变大; 采用低相干光线传感技术检测锚杆的腐蚀, 主要测试了锚杆与灌浆体界面之间的腐蚀变化。

3 现有岩土锚固理论与技术中存在的问题

通过大孔径取芯机钻取整个锚固系统和部分岩土基体, 然后一层层剥开岩土体, 剥到灌浆体与岩土体的界面处, 或者直接将整个套取芯沿着直径纵向切开, 在钻孔的深部灌浆体与岩土体有部分长度没有粘结。

施工过程可控制因素众多, 如灌浆体的材料组成 ( 包括灌浆材料的骨粒级配、水灰比、添加剂等) 、锚固长度、锚孔直径、锚杆杆体材料 ( 表面的粗糙度) 等。针对这些施工因素, 岩土工作者做了大量的实验, 研究了合理的灌浆材料和最佳的锚孔尺寸, 达到预定技术目标和经济效益。其中, 锚固长度在施工过程中最容易控制和改变。

根据现场实测结果表明, 锚杆的最大承受载荷大于实际工程的检测结果, 大于岩土工程设计的需要。研究工作者从现场完整地取出整个锚固系统, 剖开岩土体与灌浆体界面, 灌浆体变形和破坏的部分占整个锚固长度很短的一部分, 更多的一部分灌浆体完好无损。因此, 需要确定一个合理的有效锚固长度。

4 结论与展望

锚固技术发展至今一百多年, 理论研究一直落后于实践需要。国内外众多岩土力学工作者在这一研究领域内进行了大量的室内模型试验研究、现场试验研究、数值模拟研究等, 在理论上取得一定突破。有关工作人员总结现场经验和现场检测结果, 进而制定全国性的和地区性的设计和操作规范, 这具有很大的局限性。岩土地质条件复杂多变、施工技术条件的限制, 灌浆体在钻孔中的力学行为受到很多因素制约。现场实际监测能够精确地测量到外部加载力和端部位移量, 难以监测到锚固系统内部的真实应力应变情况, 很多理论研究成果缺乏真实的现场数据验证, 缺乏普遍性和准确性。[ID: 002546]

摘要：现阶段, 由于现代化建设的不断推进, 地上工程建设已趋于饱和, 越来越多的地下工程建设开始出现, 并呈持续上升的态势。然而, 在地下工程建设的施工过程中, 时常发生坍塌、冒顶等事故, 这是因为在复杂多变的地质条件下, 围岩稳定性得不到较好的保证。所以, 岩土锚固是地下工程建设中必不可少的一环。本文介绍了锚固的作用方式、作用机理以及锚固系统的破坏方式, 在此基础上, 对现有的锚固理论和技术进行论述, 并对其存在的问题加以分析, 为以后该领域的研究进行一下展望。

关键词：岩土锚固,坍塌,冒顶

参考文献

[1]尤春安.锚固系统应力传递机理理论及应用研究[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (7) :1272.

[2]张季如, 唐保付.锚杆荷载传递机理分析的双曲函数模型[J].岩土工程学报, 2002, 24 (2) :188-192.

[3]卢黎, 张永兴, 吴曙光.压力型锚杆锚固段的应力分布规律研究[J].岩土力学, 2008, 30 (6) :1517-1520.

[4]赵明华, 龙照, 邹新军.基于剪胀效应的桩底嵌岩锚杆荷载传递分析法[J].岩土力学, 2008, 30 (7) :1938-1942.

[5]石明生.高聚物锚固体与粉土间粘结性能试验研究[J].岩土工程学报, 2014, 36 (4) :724-730.

[6]韩军.锚杆灌浆体与岩 (土) 体间的粘结强度[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (19) :3482-3486.

[7]张爱民, 胡毅夫.压力型锚杆锚固段锚固效应特性分析[J].岩土工程学报, 2009, 31 (2) :271-275.

采油工程技术的现状与展望研究 篇9

关键词：采油工程技术,现状,展望,研究,分析

0 引言

我国的采油工程技术已经经过了几番的改革与创新, 从探索、试验的阶段走了出来, 也实现了分层开发技术的应用, 步入了采油工程新技术运用的阶段, 虽然采油工程已经取得了非常骄人的成绩, 对于油田的改造也起到了很大的作用。

但是, 随着市场经济的日益增长, 人们生产、生活水平的不断提升, 对石油开采技术的要求也变得更加苛刻, 再加上我国许多老油田已经进入了油田开采的衰竭期, 为了改变这种现状, 使油田开发走出这种窘境, 必须要进行采油工程技术的研究和创新, 为社会经济的飞速发展创造条件。

1 石油开采现状分析

1.1 油田老化, 产能下滑

我国早期开发的一些老油田已经进入了开采的中后期, 已经开始了二次开采, 甚至是三次开采, 这对于采油工程技术来说是一种考验, 因为任何的技术都有一个适用的周期, 采油工程技术也不例外。

同时, 我们还运用传统的开采技术来进行油田的后期开采, 必然会使采油率下降, 影响油田的经济效益。

1.2 设备陈旧, 影响生产

我国的采油技术已经经过许多个阶段的改革与创新, 但其设备却一直停留在初始阶段, 大致的框架始终没有改变。

而且对于设备的日常维修与保养工作也没有严格的规定和制度, 使许多陈旧的老设备一直处于带“病”作业状态, 诸如一些堵塞、老化现象成为影响油田生产的主要因素, 再加上部分油田为了节约成本, 对于设备方面的开支也是一再压缩, 使设备的改造跟不上采油工程技术的发展, 更跟不上时代的变化。

1.3 工艺落后, 适应性差

就我国目前油田的一些现状来看, 大多数的油田所采用的工艺手段都是堵水、人工举升等等方式, 但随着油田的老化, 这些工艺技术已经不能解决油田衰竭的现状, 一些堵水剂不仅成本高昂, 而且效果也不理想, 没有高效的适应性, 也达不到油层堵水的效能, 更达不到油田开采的要求。

2 新技术的开发、应用与展望

面对进入高含水期的老油田和传统的油田开采工艺, 再不进行改革就等于灭亡, 而且随着信息化时代的到来, 各项工程技术也在突飞猛进的发展中, 因此, 油田开采技术也必须要进入了高科技时代, 诸如纳米技术、生物高科技、信息技术等等也迈入了油气开采的行列, 为改善我国油田现状做着充分的准备。

2.1 生物高科技在油田开采中的具体应用

2.1.1 勘探技术中的应用

21世纪是信息化的世纪, 也是微生物的世纪, 我国的微生物技术的发展也十分迅速, 已经在工业生产中进行了实用性的实验。

它的主要特点就是在石油开采勘探过程中易操作、易掌握、成本低、效能高、重复性好, 已经被很多的油田所认可、肯定和使用。

2.1.2 石油开采技术中的应用

微生物也就是细菌, 所以微生物采油也可以被称为细菌采油, 是现代化的生物学技术在石油开采中的一项重大发明, 对于后期的油田开采具有很大的能效, 而且对于菌类的培育及筛选工作也愈发的先进, 已经实现了遗传工程培育菌种, 这种石油开采技术比热力采油和化学驱采油技术更为先进, 效果也更为明显, 而且不同的菌种所具有的功能也不一样, 所产生的效果也不相同。

国外对这种技术的研究较早, 也较先进, 近年来, 我国对于微生物采油技术的应用与推广也较快, 并进行了实践与发展。

2.2 热处理油层在油田开采中的具体应用

这种热处理技术的工艺要点就是要进行升温处理, 主要有蒸汽的激励和驱动, 还有火烧油层等等作用。

它的基本原理就是使石油浓度变小、变稀, 不再粘稠的石油, 就会更容易进行开采, 而且利用物体的热胀冷缩原理, 可以使原油快速的提升到地面上, 提高油田的生产效率。

但是, 这种采油工艺技术存在着很大的危险性, 因此需要我们谨慎使用, 也正是因为这一点, 致使这种技术一直没有在油田开采中得到大力的推广和应用。

2.3 纳米技术在油田开采中的具体应用

纳米技术是研究分子、原子等等物质运动和变化的一种高科技, 因为纳米粒子非常的小, 所以可以达到其他方面的材料所无法达到的特性, 因此, 对于井下材料的使用也可以达到一种既结实又柔软且比较容易适应的目的。

例如, 如果用高科技技术下的纳米管道来代替现在我们所常用的钢或者铁管道或抽油杆的话, 所达到采油效果肯定是不一样的, 而且它还具有防腐蚀、防断裂、寿命长等等优点, 纳米技术在油田开采中的应用对于油田经济效益的提高起到了很大的作用。

2.4 信息技术在油田开采中的具体应用

计算机在生产中的最早应用就是石油业, 我国计算机发展的初期阶段, 与石油的勘探与开采就有着密不可分的联系, 并取得了不小的成绩。

在当下信息技术日益发达的实际情况下, 采油工程技术中的各种模拟及仿真技术也需要通过计算机的操作程序来加以实现, 比如说对于一些地理位置比较特殊的地区, 就要进行模拟、探测等等, 而这项技术的实现只能依靠计算机程序的操作来达到其目的, 所以说计算机在石油开采中起到了关键的作用。

而且, 随着网络科技的迅猛发展, 将会给油田勘探、开发等等技术带来更大的发展前途, 也能为解决油田老化、含水等等问题进行科学化的研究和实践。

3 结束语

总而言之, 我国采油工程技术在近几年的发展中已经得到了很大的提升和进步, 但与国外先进国家相比, 仍旧存在着一定的差距, 这就需要我们加大技术投资的力度以及新技术的开发、利用, 同时加强交流与合作, 就一定能够解决石油开采中存在的一切问题, 让油田开发给人们的生产和生活带来更大的便利, 为我国经济的发展和腾飞做出巨大的贡献。

参考文献

[1]杨晓梅, 庞波, 王利霞.探讨石油工程采油技术的现状及对未来的展望[J].石化技术, 2015, 01:74+95.

[2]毛哲.高新技术在采油工程中的应用现状及展望[J].化工管理, 2015, 23:115.

[3]吴奇, 魏顶民, 冯建华, 马庆坤.高新技术在采油工程中的应用现状及展望[J].石油钻采工艺, 2003, 02:47~49+89-90.

[4]董良飞, 张志杰.采油废水回注处理技术的现状及展望[J].长安大学学报 (建筑与环境科学版) , 2003, 01:43~48+64.

机器视觉技术的发展现状与展望 篇10

关键词：机器视觉技术,发展趋势,模式识别,数字图像处理

1机器视觉技术的发展历程

机器视觉的研究始于20世纪50年代二维图像的模式识别。60年代,美国学者罗伯兹提出了多面体组成的积木世界概念,其中的预处理、边缘检测、对象建模等技术至今仍在机器视觉领域中应用。70年代,David Marr提出的视觉计算理论给机器视觉研究提供了一个统一的理论框架;同时,机器视觉形成了目标制导的图像处理、图像处理和分析的并行算法、视觉系统的知识库等几个重要分支。80年代以来,对机器视觉的研究形成了全球性热潮,处理器、图像处理等技术的飞速发展带动了机器视觉的蓬勃发展。新概念、新技术、新理论不断涌现,使得机器视觉技术日久弥新,一直是非常活跃的研究领域。机器视觉技术应用广泛,涵盖了工业、农业、医药、军事、交通和科学研究等许多领域。

目前,最先进的机器视觉技术仍然由欧美、日本等国家掌握,发达国家针对工业现场的应用开发出了相应的机器视觉软硬件产品。中国目前正处于由劳动密集型向技术密集型转型的时期,对提高生成效率、降低人工成本的机器视觉方案有着旺盛的需求,中国正在成为机器视觉技术发展最为活跃的地区之一。长三角和珠三角成为国际电子和半导体技术的转移地,同时也就成为了机器视觉技术的聚集地。许多具有国际先进水平的机器视觉系统进入了中国,国内的机器视觉企业也在与国际机器视觉企业的良性竞争中不断茁壮成长,许多大学和研究所都在致力于机器视觉技术的研究。2010年和2011年中国机器视觉市场迎来了爆发式增长,市场规模分别达到8.3亿元和10.8亿元,其中智能相机、软件、板卡、工业相机的增长速度都远超中国整体自动化市场的增长速度。机器视觉市场70%的市场份额由电子、汽车、制药和包装业占据。

2机器视觉系统的组成和应用

顾名思义,机器视觉就是给机器人安装人的视觉模拟系统,用机器人代替人眼来进行测量和判断。机器视觉是一个涉及光学成像、计算机软硬件技术、人工智能、控制技术、图像处理技术和生物学等多领域综合和交叉的领域。机器视觉是运用光学设备和非接触传感器自动接收、处理真实的物体图像,分析图像以获取所需信息或控制机器运动的设备。机器视觉系统输入的是从目标获取图像,然后分析图像,输出的是一个与目标相关的描述。对目标的描述通常不是唯一的,只需要那些可以进行正常操作的描述。这些描述包含目标的某些信息,这些信息可用于实现某些特殊任务。可将机器视觉系统看作是与环境相交互的大系统的一个子系统,机器视觉子系统反馈目标场景的信息,大系统的其他部分则用于做出决策和执行决策。设计一个通用的机器视觉系统是困难的,建立一个在可控环境下处理特殊任务的子系统才是努力的方向,这些子系统可以用于多用途的系统中。

一个典型的机器视觉系统一般包括以下几个部分:完成图像获取的光源、镜头、摄像头和图像采集单元;完成图像处理的工控主机和图像处理软件;完成判决执行的电传单元和机械单元。光源直接影响机器视觉系统输入数据的质量和应用效果,应针对每个特定应用选择相应的照明以达到最佳效果。镜头对分辨率、对比度、景深和像差等几个最重要的成像质量指标都有影响。相机是机器视觉的核心部件,其图像采集质量的好坏直接影响后期图像处理的速度和效果,要选取一个各项指标都满足要求的相机。由于图像视频信号所包含的信息量很大,因此需要能够将数据高速传送给存储器的图像采集卡。有些采集卡还带有内置的多路开关,可以连接多个不同的摄像机。图像处理是对原始图像进行一系列处理,以滤除无用信息、增强有用信息的过程,包括图像增强、图像分割、图像压缩、特征提取和模式识别等方法。机器视觉软件则是实现这些机器视觉方法的相关算法。

机器视觉系统用照相机拍摄目标而形成图像信号,获得目标的像素、亮度和颜色等形态信息,图像处理系统对这些信息进行各种运算来提取目标的特征,最后,系统根据这些特征实现自动识别功能或根据判别的结果来控制现场设备。目前的机器视觉系统按工作平台可分为基于PC的机器视觉系统和嵌入式的机器视觉系统。前者是目前机器视觉的主流,但其价格贵,对工作环境的适应能力不强,后者是机器视觉的发展趋势,其性价比高、适应性强。

机器视觉系统的基本特点是速度快、信息量大、精度高和非接触,能够极大地提高生产的灵活性和自动化程度。在一些不适合人工作业的环境、人工视觉难以满足要求或有大批量重复性操作的场合,用机器视觉代替人工视觉可以大大提高生产效率。机器视觉的应用包括工业应用和科学研究两大方面,由于工业应用的视觉环境是可控的,机器视觉的任务是明确的,所以机器视觉在工业应用中所取得的成果比所获取信息不明确的科研领域更为丰硕。机器视觉在工业应用中主要是工业检测和机器人视觉。机器视觉系统可以快速获取和自动处理大量信息,也易于同设计和加工控制信息集成,所以机器视觉被广泛用于工业检测。机器视觉检测功能包括有外观检查、缺陷检测、面积检测、数量检测和尺寸测量等。检测结果是控制生产过程的重要指标,对生产效率和质量都有着直接的影响。机器人视觉用于指导机器人进行大范围的操作,比如料斗拣取问题,小范围的操作还需传感器技术。在科学研究中,机器视觉主要用于分析目标的运动和变化规律、材料分析和生物分析等。

机器视觉许多行业都有着广泛的应用,机器视觉几乎可以用到所有需要人眼的场合。机器视觉的应用有40%以上用在半导体和电子行业,比如电镀不良检测、器件污点检测、仪表按键位置错误检测。在包装行业中,机器视觉可用于污点检测、二维码读取和OCR字符识别等。在医疗行业,机器视觉用于医学图像分析、染色体分析、内窥镜检查和外科手术等。在交通行业中,机器视觉可以用于流动电子警察、十字路口电子警察,电子卡口和治安卡口等。在军事上,机器视觉用于武器指导、无人机和无人战车的驾驶等。机器视觉在各行业中充分发挥无可比拟的优越性,极大地提升行业的技术水平。

3机器视觉技术的发展趋势

机器视觉被认为是自动化业的一个前景光明的细分市场。目前全球机器视觉市场总量大概在70~80亿美元,按照每年8.8%的速度增长。在中国,加工制造业的发展对机器视觉的需求逐步上升,制造业劳动力相对不足、人工成本高涨、高级技工严重缺乏等诸多问题的呈现,使得电子制造厂商采购大量自动化设备来取代人工。预计未来几年,机器视觉产业市场规模将以8.2%的年复合增长率保持稳定增长,到2018年全球机器视觉市场将达到50.43亿美元,包括中国在内的其他国家机器视觉占比将达到21%,市场规模将达到10.59亿美元。机器视觉的发展有几个趋势,中国视觉市场饱和度低发展空间大,整个机器视觉市场自动化产品应用水平偏低,市场远未饱和。高端的配件和软件算法仍由国外企业垄断,国内厂商多停留在系统集成和服务阶段,机器视觉在电子制造业、汽车制造业、包装业、机械制造业等相关行业的发展空间还比较大,在各行业的发展速度在不断加快。机器视觉系统的价格在持续下降,同时市场需求迅速扩大。

嵌入式的机器视觉系统将成为发展趋势,嵌入式视觉系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。嵌入式系统可以进行实时视觉图像采集、视觉图像处理控制,具有结构紧凑、成本低、功耗低的特点。对于有处理速度和成本要求的专用机器视觉控制系统,可以不需要使用计算机,使得系统具有安装方便、配置灵活、便于携带等优点。嵌入式系统绝大多数都采用C语言进行开发,开发效率高、周期短,产品可靠性高、易于维护和升级。

机器视觉系统与其他传感技术相融合。多传感器信息融合是利用计算机技术将来自多传感器的信息和数据进行分析和综合的信息处理过程,实际上是对人脑处理复杂问题的一种功能模拟。与单传感器相比,多传感器技术在探测、跟踪和目标识别方面能够提高系统的可靠性和健壮性,增强数据的可信度,提高精度,增加系统的实时性。机器视觉系统易于向多传感器信息融合技术拓展,解决单一视觉系统的局限性。

机器视觉的发展有数字化、智能化和实时化的趋势。机器视觉的数字图像处理、LED光源控制器和目标识别等方面都需要数字化;在智能专用装备领域,机器视觉在智能化大型施工机械和农业机械方面的应用都在稳步发展;而流水线对机器视觉的实时性要求都很高。

数控技术的现状与展望 篇11

关键词:物联网;智能医疗;植入式智能监测芯片;定位

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0104-01

一、物联网技术概述

物联网被视为是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称为Internet of Things(简称IOT),也称为Web of Things。物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备,把任何物品与物品及物品与络网相连接,进行信息交换和通信,实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。实现了人与物、物与物的信息交互和生产生活信息流的无缝链接,进而达到对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。作为物联网发展的先锋,射频识别技术(Radio Frequency Identification,简称RFID)[1]成为了最为关注的技术。

二、基于物联网的智能医疗的发展现状

(一)国外的发展状况

美国的某些医院已经开始采用基于RFID技术的新生儿管理软件系统,利用RFID标签和阅读器,确保新生儿及小儿科病人的安全。通过给新生儿分配的固定在其前臂或脚上的RFID标签,把新生儿的健康记录及出生日期时间和父母姓名输入到系统里,只需要用RFID阅读器读取RFID标签就可以清楚地知道新生儿的情况,从而可以更好地照顾婴儿。此外,标签内还内嵌了感应光线和温度变化的感应器;如果暂时移去标签或婴儿的体温过高,感应器就会感应到温度及光线的变化从而发出报警信号,并通过分布在医院各处的感应器捕捉到信号并将其传送到医生或护士的电脑屏幕上,产生报警。

欧洲移动医疗成像技术在物联网的影响下得到了快速的发展。该技术可以帮助医护人员和病人用智能手机或电脑来查看医学数字影像资料,例如计算机断层扫描、核磁共振成像、X射线和其他图像等。这项突破性的技术帮助了医疗机构及医生改进服务质量,降低医疗成本,改善医患关系,并且环保节能。

(二)国内的发展状况

我国政府非常重视物联网技术在医疗领域的应用。2008年,国家发布了《卫生系统十一五IC卡应用发展规划》,提出加强医疗行业与银行等相关部门、行业的联合,推进医疗领域的“一卡通”产品应用,扩大IC卡的医疗服务范围,建立RFID医疗卫生监督及追溯体系,推进医疗信息系统建设及发展。2009年5月23日,卫生部首次召开了卫生领域RFID应用大会,在《卫生信息化发展纲要》中,IC卡和RFID技术被列入卫生部信息化建设总体方案之中。正是因为政府部门的大力推广及支持,所以现在国内的大部分农村地区都建立了基于IC卡的完善的合作医疗社会保障体系;在山东的某些农村地区通过医疗系统与电信公司合作推出了基于二维码技术的看病用手机刷二维码付款;中国远程心电监测网络体系“厦门市远程心电监测分中心”在2010年1月17日成立,患者可随时随地检测自己的心电图;浙江省也建立了一个基于MPLS-VPN网络技术,结合数字化医疗,实现了三家省级医院的居民个人电子健康档案盒就诊记录的跨院间的信息共享;基于流媒体技术、远程视频系统及信息挖掘技术的远程医疗系统也在飞速的发展当中[3]。

三、发展展望

现在基于物联网的智能医疗系统大多都是用来对病人或医疗物资的管理、流通和溯源以及医疗终端的缴费系统上。随着各方面科学技术的发展未来的智能医疗系统绝不是这么简单的功能,其发展必将使其应用更加智能化、集成化以及更加普遍化、日常化,并且整个智能系统也必将更加庞大。随着社会发展以及人们的生活水平的提高,人们对于健康的重视程度也必将提高,定期到医院体检也成为人们生活的一部分,但是由于现在人的时间观念比较强很多人都感觉到去医院体检太过费时,而且在体检的过程中也会使人感觉到某些不适。在未来这些问题都会得到解决,因为基于人体植入式智能监控芯片的个人健康监控系统可以帮你解决这些问题。在未来计算机技术以及微纳米技术的已经发展的很成熟,可以在一块很小的芯片上面集成多个可以检测人体不同理化指标的模块,它不只可以检测人体的体温而且可以检测血液中的各种元素及激素的含量甚至可以检测是不是有癌变的细胞。

如果应用RFID技术读取有太多的局限性,所以智能监控芯片不能使用这种方式进行传输检测数据。智能监控芯片的数据传输是利用基于IPv6的网络进行数据传输的。芯片有自主控制的能力,在芯片没有检测到人体异常的时候并不会对外传输数据,一旦芯片检测到人体内的某项理化指标超标或过低时,就会通过芯片带有的无线通信模块跟最近的无线设备(例如:带有wifi的智能手机或PDA、有无线模块的电脑、能够介入互联网的其他wifi热点等)相连接,并将检测的各项数据按照设定的内容以短信、邮件等方式传输给指定的医生或是帮你叫救护车。然后医生可以根据收到的各项检测指标对病人情况做出判断,判定病人是应该去医院就诊还是应该注意饮食或调节生活习惯。

智能检测芯片也不只是能够检测人体的理化数据,还可以扩充功能,通过加入不同的功能模块实现不同的功能。例如可以在芯片中加入定位模块,将其植入到小孩子、老人、精神病人或保外就医的犯人等的身上,不但可以检测他们的健康状况而且一旦出现意外状况,可以向有追踪他人位置权限的部门(如:公安局)申请,从而定位到植入芯片的人在什么地方。或者更特殊的情况可以为植入芯片的人设定一个活动范围,一旦定位系统监测到他超出了这个范围,可以向指定的人发出预警信息[4]。

从上面的叙述不难看出,未来的智能医疗系统的中心是围绕人的基于人体植入式智能监控芯片的个人健康监控系统,而这个系统也不仅仅是一个芯片,它是智能芯片,无线通信及多系统融合的一个综合的庞大系统。

四、总结

随着物联网技术及其他技术的发展,智能像前面所设想的智能芯片技术终将会被应用。让我们一起期待那一天的到来。

参考文献:

[1]薛青.智慧医疗:物联网在医疗卫生领域的应用[J].信息化博览,2010,5:56-57

[2]物联网周刊(智慧化医疗服务和无线医疗)[EB/OL],2010-08-30

[3]马淼.物联网模式下如何实现智能医疗[J].医学信息学杂志,2012,33:8-11

加筋土技术的研究现状与展望 篇12

从如何提高土的抗拉强度这一思路出发, 有鉴于以受压性能为主的混凝土中增加了能承受抗拉性能的钢筋后, 改善了混凝土的性能, 共同发挥两种材料的特性受到启迪, 发展了加筋土, 土工合成材料也被誉为继钢筋、木材、水泥之后的第四种建材, 是一种非常有生命力的新型土工材料。

土的加筋[1]是指在土中沉入碎石桩 (或砂桩) ;或在路堤或挡土墙内铺设土工聚合物, 使这种人工复合土体可以承受抗拉、抗压、抗剪、或抗弯作用, 籍以提高地基承载力, 减少沉降和增强地基的稳定性。这种加筋作用的土工合成材料称为筋体, 它随着化工技术的发展而日新月异, 材料性能不断提高, 加固作用也日趋明显, 从早期的平面加筋材料发展到现在的立体加筋材料。

将土工格栅、土工织物等传统的加筋技术定义为平面加筋, 而将土工格室这种新型的三维加筋技术定义为立体加筋。土工格室是上个世纪90年代出现的一种新型的土工合成材料, 这是一种由高分子聚合物宽条带经过强力焊接而成的三维网状结构, 它伸缩自如, 运输时可以缩叠起来, 使用时张开, 并在格室内充填砂、碎石、或泥土等材料, 构成具有大侧限和大刚度的结构。它可以用来作为垫层提高软基承载力;也可以铺设在坡面, 构成坡面防护结构;还可以用来建造支挡结构等。目前广泛用于浅层地基处理, 坡面的防冲和城市的管道支撑等工程中。正因为它比平面加筋材料的优点多, 从而成为替代土工格栅的新一代理想产品。

2 文献综述

加拿大皇家军事工程学院土木工程系教授理查德[2] (Richard.J.Bathilsf) 等人采用砂土进行了一系列的大尺寸三轴试验。试验分为三种状态: (1) 未加土工格室的中密砂; (2) 加土工格室的松散砂; (3) 加土工格室的中密砂。从加土工格室和未加土工格室的中密砂在不同围压条件下, 偏应力和垂直应变间的关系图中可以看出:在相同围压条件下, 加土工格室的应力值远远大于未加土工格室的, 加土工格室试验在大变形时显示应变硬化特性。未加土工格室试样只显示出微小的粘聚力, 而加土工格室后受侧向的限制, 显示出很大的表观粘聚力。

印度的马德拉斯技术学校土木系工程部[3]在室内做了加筋砂垫层的三轴试验, 得出加筋后c值有了明显的提高, c提高的程度与格室材料的强度有关, 与上述里查德的实验大致相符合。

西安公路交通大学[4]采用7组不同规格的土工格室进行静载试验, 测试结果表明, 土工格室的侧向限制作用, 对基层滑动面的形成和发展有一定的控制作用。土工格室的常用规格能满足不同垫层条件的要求。当垫层变形量达到预定值土工格室垫层承载力增大7倍以上, 此时垫层的土工格室仍没损坏, 变形是由下部软弱基床破坏造成的。

铁道部科学研究院[5,6]针对土工格室垫层这一复合材料做了试验研究, 在试验中重点研究了土工格室在受力条件下与其填料间的相互作用以及土工格室垫层在受力条件下的应力~应变关系, 得出如下结论: (1) 土工格室复合材料在竖向加载过程中应力应变关系表现出了明显的双线性关系; (2) 在计算过程中土工格室复合材料可以近似的被当作弹性材料来考虑, 其变形模量E在10~25MPa之间; (3) 土工格室复合材料在受压状态下产生的竖向变形主要来源于下面的三种变形:土工格室内填料的塑性变形、土工格室内填料的弹性变形、土工格室材料自身环向变形导致整个复合材料的竖向变形; (4) 随着加卸载循环次数的增加, 土工格室复合材料整体累积塑性变形的增长速率逐渐降低, 荷载~变形曲线也越来越接近一个稳定的状态。

上海铁道大学[7]研究了列车运行时设置土工格室后基床的应力应变的变化规律, 并与换砂法进行了比较, 结果表明:用土工格室后, 轨下动应力的衰减大于换砂法, 但枕木端部的动应力衰减比换砂法减小;基床下0.25m处的应力横向分布衰减很小, 且较之换砂法 (出现了应力集中和不均匀沉降) 更加均匀。关于动应变, 设置土工格室后轨下和轨心都变现为拉应变, 换算成拉应力后, 其值均远小于格室本身的最大抗拉强度。

长安大学公路学院[8]进行了黄土路堤土工格室护坡的冲刷模型试验, 采用正交试验设计方法, 以边坡坡率、江水流量、土工格室规格为主要影响因素, 进行了一系列的室内模型冲刷对比试验, 试验的结果表明:对于黄土路堤边坡而言, 有土工格室防护的坡面不会形成连续的冲沟, 冲刷深度小于10cm, 无土工格室防护的坡面, 可以形成连续的“V”型冲沟, 冲刷深度可以达到20~30cm;采用土工格室可以减少40%的冲刷量, 说明土工格室对黄土路堤边坡的冲刷防护效果很明显, 是一种有效的方法。

3 国内外相关经验

对于加筋机理的研究, 一般通过理论分析, 有限元分析, 模型试验等方法, 在整理试验数据和分析有限元数值计算的基础上得出规律。在分析的过程中, 一般都要作一些假设。通过引入这些假设, 可以推导出设计的计算公式, 但是这些假设在实际工程中是很难满足的, 所得的结果的准确性就令人怀疑。国内外许多学者对这一领域进行了广泛的研究, 得到了一系列的很有意义的结论, 加深了人们对加筋的机理的认识, 促进了其在工程中的运用, 根据到目前为止的研究结果, 加筋机理大致可以分两大类:一类是摩擦加筋机理, 二是准粘聚力原理, 或似粘聚力原理。

俞仲泉[9]通过土工离心模型试验, 探讨了土工织物加固堤基的机理, 并得出:采用土工织物砂垫层复合体加固堤基有明显的效果, 即减少了堤轴线附近的最大沉降, 也可以减少地基土的水平位移, 并且提高了堤基的稳定性, 土工织物与砂垫层在界面上有相互滑动, 在设计时, 应考虑土工织物与砂垫层之间的界面特性。

徐少曼[10]认为土工织物的综合加筋效应应该包括三点:土工织物的抗拉作用, 织物与土体的摩擦作用以及加筋层的应力扩散作用。按此方法计算, 加筋土的安全系数大幅度提高, 且与实测情况较为接近, 可见, 现行的规范仅考虑抗拉作用一项是远远不够的。因此, 徐少曼的方法就更为合理。

殷建华[11]建议了模拟软土上土工合成材料的粒状的数学模型, 在Pasternak剪切假定的基础上, 在模型中增加了变形相容条件, 并引入了土工合成材料的刚度参数。与现有的二维模型和三维模型比较, 该模型在变形和拉力方面获得了更好的成果。

李广信[12]在Yan“等效附加应力”理论的基础上进行引伸, 在加筋土的应力应变关系中成功介入了筋材的等效附加应力法, 并给出了模拟筋材等效的附加应力表达式。这是一种新的计算加筋土应力变形的方法。它无需建立和引进任何新的本构模型, 完全可以使用已经建立的关于土的本构模型和计算参数, 并用一个等效的附加应力来代替筋材的作用, 即可进行加筋土的应力变形计算。

王铁儒[13]把油罐地基下的加筋垫层当成以砂石为基质, 土工合成材料为增强体的层合板, 采用弹性地基上的薄板理论来计算垫层的变形。俞仲泉从土工织物约束土体水平位移这一点出发, 采用分层总和计算法, 但这一结果不需要乘以地基中的综合修正系数, 就可以作为加筋堤坝的沉降量。

Gzalatkay[14]介绍了一种水平加筋地基的沉降计算方法, 假定地基土体的弹性模量随深度而变化, 采用虎克定律求出应变然后用图解法积分得出沉降, 计算中把织物上、下加固范围内的土体指标E, u由三轴试验确定, 此范围以外的土仍用原来的指标, 但是这种算法未考虑加筋引起的地基附加应力变化。

土工织物加筋垫层对的沉降的影响目前有两种观点:一种认为加筋对减小地基沉降无效, 或不明显;另一种看法认为加筋能够有效地减少地基的沉降量。两种意见都有实测数据或者有限元计算结果证明它。

加筋对沉降的影响与很多因素有关, 如工程的尺寸, 筋体本身强度特性, 加筋层数和高度, 地基土体的性质, 软土层的厚度, 填土高度等, 所以对沉降的分析要综合考虑各种因素。

相对而言, 加筋路堤的沉降计算方法研究很少, 目前没有成熟的方法。

4 展望

近年来, 随着我国现代化事业的不断推进, 经济快速发展, 带动了相关的基础设施的建设, 修建了大量的公路、堤防、铁路。我国的东部沿海地区是基础设施建设的主要地区, 这些地方的土以软土为主, 在这些地方进行地基处理的时候, 加筋技术是一项比较经济且效果比较明显的方法。加筋法处理软土地基已经在国内外的工程实践中得到了广泛应用, 实践表明, 这种方法具有施工简便, 造价低, 工期短, 效果良好等优点。然而, 对加筋路堤的设计还停留在概念设计上, 尤其是土工格室这种新型的品质卓越的加筋材料, 目前的规范上并没有相应的说明, 平面加筋的计算方法很不成熟, 计算的加固效果远不如实测值, 造成盲目性和浪费。因此加强对加筋机理的研究, 有利于揭示加筋体与地基土, 填料之间的作用机理, 评价加筋效果, 发展土工合成材料加筋处理软基的分析计算方法。

从目前加筋的问题和发展的趋势看, 尚待进一步探讨研究的问题主要包括:

(1) 传统的平面加筋的稳定性计算方法已经不能满足实际工程设计的需要, 尽快地从大量的工程实践中总结出一些比较合理的计算方法需要进一步的研究。

(2) 数值计算方面, 建议全面考虑填土的施工过程、土体的渗流, 固结和变形等方面, 更准确的找出土体变形规律, 指导工程实践。

(3) 如何合理的模拟处土工格室与其中填料相互作用, 在土工格室加筋层本构模型中如何考虑到筋材与其中填料之间的接触问题, 提出比较合理的界面接触单元模型。