AMT技术应用现状与前景展望

AMT技术应用现状与前景展望（共11篇）

AMT技术应用现状与前景展望 篇1

整理时间：2008-9-25 10:02:37 来源：中国汽车工业信息网打印评论收藏关闭

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近几年重型汽车发动机功率200～350kW，输出扭矩900～2200N·m，需要爬行挡速比为10～17，要求挡位间隔小，速比阶小于30%，这就需要使用更多的挡位（8～16个前进挡），而且越来越多地采用副的多挡位变速器。副变速器的采用和挡位数的增多，加大了驾驶员的操纵难度和劳动强度，变速器的故障率上升，手动机械式操纵机构已不适应当今重型汽车的发展。

AMT保留了原手动变速器总成的绝大部分机构，只是将其手动变速的操纵机构用自动操纵机构所取代，生产继承性好，改造成本低，见效快，并且通过软件的优化设计可以全面提高车辆的使用性能。因此，世界各大汽车公司和一些科研院校都在进行此项技术的研究和开发工作。表1给出了手动变速器（MT）与自动变速器的性能比较。因AMT具有较高的性价比，汽车市场对AMT的需求不断增加。

目前，AMT在美国和欧洲已实现了商品化，重型汽车上装配AMT的比例正在逐步增加。据预测，到2008年，欧洲近50%的MT将被AMT取代，部分AT市场也会被AMT占据。因此，近年来世界各重型汽车生产企业都在努力开发新一代的AMT产品。表2列出了世界著名重型汽车公司的AMT产品及主要特点。

我国从20世纪80年代初就开始了AMT技术的研究工作，并取得了一系列成果。在AMT技术理论上的研究与国际水平相当，但在产品化方面，与国外的差距较大。表3列出了国内开展AMT技术研究的单位及其产品特点。

在AMT技术理论研究取得一系列成果后，目前国内研究主要集中在提高系统可靠性、适应性和降低成本上。北京理工大学正在与国内几家汽车公司和变速器生产厂家合作开发AMT产品，这促进了AMT技术商品化、产业化。经过20余年的探索和发展，我国对AMT技术的研究已经逐步走向成熟，已具备了向商品化、产业化转变的条件。推广AMT系列化产品不仅符合我国国情，而且市场发展潜力巨大。欧洲最大的独立汽车变速器GETRAG公司在我国进行了广泛的市场调查后也认为，我国的重型汽车AMT市场前景广阔。

（1）未来10～15年内我国重型汽车技术发展的方向将是全面改善和提高重型汽车的技术性能和使用性能，这为AMT技术的发展提供了足够的空间。

（2）对于城市公交客车，在满足驾驶舒适简便和低成本的双重条件下，AMT应是其首选对象。因此，AMT技术应用于城市公交客车的发展前景广阔。

AMT技术应用现状与前景展望 篇2

正交频分复用（OFDM）技术是一种多载波数字通信技术，这种技术的出现为实现高效的抗干扰调制技术和提高频带利用率开辟了一条的新路径。自20世纪70年代人们提出了采用离散傅立叶变换 (DFT) 、快速傅立叶变换 (FFT) 实现多载波调制，使OFDM的实际应用成为可能。20世纪80年代以来，随着DSP芯片技术的发展，格栅编码技术、软判决技术、信道自适应技术等的应用，OFDM技术开始从理论向实际应用转化。20世纪90年代，OFDM开始被应用于广播信道的宽带数据通信、数字音频广播（DA B）、高清晰度数字电视（H D T V）和无线局域网（W L A N）等领域。

本文简要阐述了正交频分复用技术的基本原理、特点、应用现状及前景，希望对关心通信新技术发展与应用的有关人员能提供有益的帮助。

2. OFDM基本原理简介

(1) OFDM基础

现代OFDM系统采用数字信号处理技术，各子载波的产生和接收都由数字信号处理算法完成，极大地简化了系统的结构。同时为了提高频谱利用率，使各子载波上的频谱相互重叠，但这些频谱在整个符号周期内满足正交性，从而保证接收端能够不失真地复原信号。由OFDM信号进行周期扩展，在每个OFDM传输信号前面插入一个保护间隔，只要多径时延超过保护间隔，子载波间的正交性就不会被破坏，从而避免子载波间发生相互干扰。要实现OFDM，需要利用一组正交的信号作为子载波。我们再以码元周期为T的不归零方波作为基带码型，经调制器调制后送入信道传输。

OFDM调制器如图1所示。要发送的串行二进制数据经过数据编码器形成了M个复数序列，此复数序列经过串并变换器变换后得到码元周期为T的M路并行码，码型选用不归零方波。用这M路并行码调制M个子载波来实现频分复用。在接收端也是由这样一组正交信号在一个码元周期内分别与发送信号进行相关运算实现解调，恢复出原始信号。OFDM解调器如图2所示。文献[4]对OFDM的调制与解调的信号流程作有较详细地分析，这里不再赘述。

由于DSP技术的发展，在OFDM系统调制解调的实际应用中可以采用快速算法IFFT/FFT实现IDFT/DFT的理论计算，这为OFDM技术的推广创造了极为有利的条件。另外，为消除码间干扰（ISI），在实际OFDM系统中采用插入循环前缀（CP）的方法，即将OFDM符号尾部的一部分复制后放到符号前面，CP使所传输的符号表现出周期性，当CP的持续时间比信号在信道传输延迟时间大时，码间干扰仅仅会干扰OFDM符号体前面的CP，从而消除ISI[4]。

根据上面所述，OFDM的系统框图如图3。

(2) OFDM技术特点

OFDM的数据速率与子载波的数量有关。OFDM每个载波所使用的调制方法可以不同。OFDM技术使用了自适应调制，可以根据信道条件来选择使用不同的调制方式。比如在终端靠近基站时，信道条件一般会比较好，调制方式就可以由BPSK (频谱效率1 bit/ (s.Hz) 转换成16～64QAM (频谱效率4～6 bit/ (s.Hz) ，整个系统的频谱利用率就会得到大幅度的改善。

OFDM还采用了功率控制与自适应调制相协调的工作方式。信道条件好的时候，发射功率不变就可以采用高调制方式 (如64QAM) ，或者在低调制方式 (如QPSK) 时降低发射功率。OFDM系统可以用导频信号或参考码字来测试信道的好坏，发送一个已知数据的码字，测出每条信道的信噪比，根据这个信噪比来确定最适合的调制方式。

另一方面，由于DFT-OFDM在具体实现过程中采用插入CP（循环前缀）来消除ISI（码间干扰），所以进一步提高频谱利用率仍有较大余地，另外，为降低插入CP带来的频谱损失，通常采用较长的DFT变换块，但是，如此将会造成系统对载频误差及Doppler频移非常敏感，引起系统性能下降，同时对信道估计带来难度。针对这一点，有人提出基于小波/小波包的正交多载波调制技术，作为对基于DFT的多载波调制技术OFDM的发展和改进。理论分析和仿真表明，小波/小波包调制技术具有与其他调制技术相同或更好的性能参数，同时具有更好的抗干扰性能。多年来，围绕基于D F T（或F F T）的O F D M的关键技术，如同步、信道编码与交织、信道估计、均衡、降低PAPR（功率峰均值比）技术等方面一直在探索更优的方案，这些研究使OFDM技术欲加成熟和完善。

3. OFDM技术的应用现状与前景展望

20世纪90年代年代以来，OFDM技术被广泛应用于1.6 Mb/s高比特率数字用 (H D S L) 、6 M b/s不对称数字用户线 (ADSL) 、10 0 M b/s甚高速数字用户线 (VDSL) 、数字音频广播和数字视频广播等方面。最近，OFDM又被用于54 Mb/s无线局域网标准IEEE 802.11a和IEEE802.11g、高性能局域网标准HiperLAN/2、欧洲宽带无线接入网E T S I-B R A N、IEEE 802.16 MAN和集成业务数字广播 (ISDB-T) 标准中。编码OFDM (COFDM) 被美国联邦通信委员会 (FCC) 接受为数字电视 (DTV) 陆地广播标准，在6 MHz信道上将以19.3 Mb/s的MPEG格式分组传输。在未来的宽带接入系统中，OFDM会是一项基本技术。IEEE 802.16工作组专门负责B W A方面的技术工作，开发了2～11GHz BWA的标准IEEE802.16a，物理层采用了OFDM技术。在BWA领域，一些公司开发的技术虽然都基于OFDM，但有各自的特色，形成一些专利技术，如Cisco和I o s p a n公司的V e c t o r O F D M (VOFDM) ，Wi-LAN公司的Wideband O F D M (W O F D M) ，F l a r i o n公司的flash-OFDM。VOFDM由Cisco公司支持，WOFDM则由Wi-LAN公司提出，构成了O F D M的两大阵营：宽带无线Internet论坛（BWIF）和OFDM论坛，它们力图使自己的OFDM模式成为标准。在Cisco倡导下，IEEE工业标准技术组织IEEE-ISTO成立了宽带Internet论坛 (B W I F) ，提供低成本宽带无线接入技术，号召采用基于VOFDM的标准作为解决方案。

目前，基于OFDM的4G系统的关键技术研究包括系统同步、信道估计研究和多输入输出（MIMO）的结合、自适应调整和编码技术以及系统资源管理、无线通信系统间的无缝切换等已经展开，限于篇幅，这里不作过多说明，关心这方面技术的人员可参阅有关资料。

4. 结束语

OFDM技术由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越得到人们的关注。随着人们对于通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，OFDM技术在固定无线接入领域和移动接入领域将越来越得到广泛的应用。许多大学、著名公司已充分认识到OFDM技术的应用前景。纷纷开展了对无线OFDM的研究工作，除了解决OFDM的同步、峰平比高等传统难题外，还包括OFDM与空时码、联合发送、联合检测、智能天线、动态分组分配等相结合的研究工作。对这些方面的研究是当前一个非常活跃的研究领域，有许多课题需要我们做进一步的深入研究。

摘要：OFDM技术是一种多载波调制技术, 最初用于军事通信, 由于采用DFT实现多载波调制, 同时LSI的发展解决了IFFT/FFT的实现问题以及其他关键技术的突破, OFDM开始向诸多领域的实际应用转化, 现在成为一种很有发展前途的调制技术。本文首先分析了OFDM的基本原理, 并说明其技术特点, 然后提及有关OFDM技术发展方面的一些信息。现在, OFDM在许多领域取得成功应用, 这里对有关无线局域网中的OFDM应用现状作了简要说明, 对OFDM的应用前景也作了展望。

关键词：正交频分复用 (OFDM) ,原理,特点,应用

参考文献

[1]李引凡.OFDM技术原理及其应用.网络通信.2004 (5)

[2]姚成凤, 葛万成.OFDM原理及其在现代高速无线数据传输中的新应用.现代电视技术.2005 (1)

[3]期俊玲.OFDM技术标准化展望.电信工程技术与标准化.2004.10

数字图像处理技术现状与展望 篇3

摘 要：随着社会的高速发展与科学技术的不断进步，图像处理领域呈现出了喜人的发展态势。现阶段数字图像处理技术的应用非常广泛，社会许多行业都能看到它的身影，该技术在增强信息交流丰富性、提升用户体验等方面的工作上作出了卓越的贡献。结合工作经验与相关理论知识，在本文中分析了数字图像处理技术的应用现状与未来发展趋势，供有关人员参考借鉴。

关键词：数字图像处理技术；现状；趋势

1 概述

数字图像处理技术的工作过程即是将图像信号转化为数字信号的过程，该工作需要依靠计算机方能完成，因此数字图像处理技术也被人们称作计算机图像处理技术。数字图像处理技术的工作过程包括对图像的除噪、增强、复原以及编码等。经过较长一段时间的发展，数字图像处理技术的再现性得到了显著的提升。模拟图象处理技术在处理图像信息的过程中，由于各种外界因素的影响会导致图像发生失真、质量大幅下降，而数字图像处理技术则能最大程度地保护图像的质量，不会造成图像颤动、模糊等现象[1]。

2 数字图像处理技术的特点

2.1 处理精度高

就目前状况而言，人类已经能够实现将任何一幅模拟图象数字化为二位数组。数字化技术的迅猛发展促使图像数字化精度得到大幅的提高，理论上讲，即使图像的精度非常高，只要技术人员通过改变处理工作中数组参数的方式便能实现将模拟图象转化位数字图像的目的，并且能确保处理工作具有极高的精度。

2.2 再现性佳

模拟图象处理过程中，储存、复制以及传输等操作而致使图像的质量严重下降，而数字化图像处理技术则能很好地避免图像失真现象的出现，其能够最大程度地保障图像质量，确保图像的真实再现。

2.3 灵活性强

与图像光学处理技术不同的是，数字化图像处理技术除了能够进行常规的线性运算工作外，还可以进行非线性处理工作，因此数字图像处理技术具有无可比拟的灵活性。

2.4 适用面较宽

数字图像处理技术的适用范围非常广，航空照片、显微镜照片以及普通图像都能够使用数字图像处理技术进行处理。数字图像处理程序相对简单，技术人员只需通过计算机设备便能便捷地实现将不同信息源图像转为数字编码格式的目的。

3 数字图像处理技术的发展与现状

数字图像处理技术最先被应用于航天图像处理工作上，1964年，美国航空局首次采用数字图像处理技术对月球表面图片进行处理。1972年，人们将数字图像处理技术应用至医学领域，也正是这一年，医学界中最重要的摄影技术——CT技术诞生了，从而宣告人类正式进入数字医学图像时代，挽救了无数患者的生命。进入二十一世纪后，计算机技术的高度发展为数字图像处理技术的应用创造了更加广阔的环境。现阶段数字图像处理技术在国内应用非常普遍，大到航空航天领域，小到微生物科学。

数字图像处理技术在建筑行业中应用也非常普遍。数字图像处理技术能够帮助建筑师们分析拟建造的建筑物高度是否合理，是否可能对周边生态环境或者建筑群造成不良影响等。在生物工程中，数字图像处理技术能够实现将机体活动原理、新陈代谢机理客观地呈现在科学家眼前的目的，从而有效地促进生物医学的进步与发展[2]。

4 数字图像处理技术应用展望

4.1 军事公安领域

在未来，军事以及公安领域中数字图像处理技术的应用频率将越来越高。军事领域中的侦察图像分析、军事卫星图像处理以及导弹精确制导等工作都需要用到数字图像处理技术。人脸鉴别、指纹识别以及交通监控等是数字图像处理技术在公安领域应用的典型例子。现阶段，我国许多高速公路已实现自动收费，其中自动车辆收费系统中的车牌以及车辆信息自动识别等工作需要数字图像处理技术的支持。

4.2 通信工程领域

随着时代的不断进步，通信媒体发展速度越来越快。目前，流媒体通信技术发展较为成熟，其中的图像传输工作便需要使用到数字图像处理技术。数字图像处理技术在流媒体领域中应用广泛，其中包括高速率彩色电视信号以及高压缩率图像传输等。

4.3 生物医学工程领域

数字图像处理技术在生物医学工程领域应用的最典型例子便是CT。医用显微图像处理分析工作也需要使用到数字图像处理技术，通常情况下，癌细胞识别以及染色体性质、形态分析等研究工作需要高精尖的数字图像处理技术。与此同时，心电图分析、超声波图像处理以及立体定向放射治疗等工作中也经常会出现数字图像处理技术的身影。

4.4 工业工程领域

工业化水平反映了一个国家的总体发展水平，因此必须要确保工业生产的质量与效率。事实表明，在工业工程领域应用数字图像处理技术能够有效地提升人们与设备的工作效率。就目前状况而言，流体力学图片升力以及阻力的分析，流水线质量检测以及工件识别等工作应用数字图像处理技术的频率较高。近年来，人工智能科学行业获得了长足的发展，而机器人的制造与调试工作便需要用到数字图像处理技术[3]。

4.5 航天航空领域

数字图像处理技术在航天航空领域的应用也非常普遍，科学家们热衷于将数字图像处理技术应用于航天航空图像处理工作上。卫星的出现是航天事业发展的一个里程碑，目前，数字图像处理技术在卫星图像采集与处理工作上发挥着无可替代的作用。随着卫星遥感技术的不断进步，相信在未来，数字图像处理技术将在资源勘察、农业规划、灾害监测以及气象预报等工作中发挥着越来越大的作用。

5 结语

数字图像处理技术是一门应用率极高的技术，其具有模拟图像处理技术不具备的优势。随着科技水平的不断进步，在不远的未来，数字图像处理技术必定能发挥更为显著的作用。应当看到，数字图像处理技术仍具有一些缺陷，因此技术人员应当做好技术革新与改进工作，如此方能最大程度地促进数字图像处理技术的长足进步。

参考文献：

[1]杨保华，王菁，梁欣.Matlab在《数字图像处理》教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2016（02）.

[2]张明.数字图像处理课程教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016（01）.

公安应急通信技术现状与展望 篇4

改革开放30多年来，我国经济突飞猛进、高速发展，步入世界经济大国行列。而社会治安形势却日趋严峻，因此，快速及时地处置重大突发事件是各级政府职能部门面临的重大课题。公安部门在预防、监测和应急处置突发事件以及事后救援工作过程中担负着重大的责任和义务，因此有效地解决公安部门在全面应对突发事件活动中所遇到的技术保障难题，显得更加突出和迫切。

公安应急通信作为警务保障工作的重要内容，一直得到公安部通信主管部门的高度重视和支持。各级公安部门已经充分认识到信息化改造的重要性，不断提高行业自身的信息化水平，以加快警务保障和处置突发事件的响应速度，提高工作效率，这必然对公安应急通信提出更高的要求，也预示着发展公安应急数字集群通信系统将面临新的业务需求的挑战。

一、公安应急通信发展历史和现状

公安应急通信的发展历史可追溯到上世纪八十年代初。当时，公安部门开始使用150兆常规移动通信。公安部及各地公安部门先后使用过南斯拉夫5音调选呼系统、日本常规终端。进入九十年代初期，公安部开始用350兆频段，最初是具有警用功能的常规系统。1992年北京市公安局引进了第一套具有警用功能800兆摩托罗拉模拟集群系统。1995年公安部颁布了CPS-X模拟集群系统标准，同年，第一套350兆MPT1327系统在武汉建成；2004年颁布了公安TETRA数字集群系统标准；2005年开始采用IP联网技术的模拟集群系统。2006年公安部制订了模拟集群系统间的互联标准。2007年第一套350兆TETRA集群系统在北京建成；2008年8月4号，公安部开始制定自己新的数字集群标准。截止到2009年底，全国共有无线通

信系统350兆及其它频段的基站6000余个、移动终端约100万余部。

公安专用350兆系统虽然经过多年的建设，但发展却很不平衡，有些地区还在用常规系统，有些地方建立了全省联网模拟系统。在一些比较发达的地区已经开始建设数字集群系统。目前，公安专用无线通信系统，已经由传统的语音为主的对讲系统逐步发展到语音、图象、数据三大应用齐头并进。

公安应急通信装备历经警用基本级、功能级、自动级三个阶段，发展到如今的集群通信系统，MPT-1327警用模拟集群系统仍是当前的主流装备，已经自上至下覆盖到大多数的县级城市，而作为数字集群代表的TETRA系统也在多个直辖市、省会城市及沿海发达城市建成使用或正在规划建设中。从整个公安应急通信技术的发展来看，从模拟到数字的转移是必然趋势。

TETRA系统本身是成功的，它达到了数字移动通信专网对话音指挥调度通信的要求。但TETRA网相对小区制的电波覆盖特性和高技术复杂度、高昂的设备制造成本，使它并不适合在全国公安系统内大范围铺设。TETRA系统的核心技术（如安全加密技术等等）仅掌握在少数国外厂商手中，不会向中国开放，也是影响TETRA系统在公安行业推广的重要因素。

总之，现有的公安应急通信系统在承担应急通信指挥保障工作时，尚存在多个方面的问题，如跨行业间及公安系统内部门之间互联互通没能很好实现，不利于部门联动和协调统一指挥；通信指挥业务分布在多个承载平台上，应急处置时需要调动的资源很多，往往不能快速建立，部分业务使用公共网络，容易受到损坏和破坏；现有的应急通信技术体制并未统一，没有明确的设备和承载业务规范，缺少快速建立和自主组网的能力；语音、数据业务不具备加密功能，信息安全受限于现有技术体制，不能完全解决，制约了公安应急通信指挥系统的发展。

二、公安应急通信系统与其它系统的区别

公安应急通信系统是指在应对突发事件时的通信指挥系统，它和日常通信系统是有区别的。突发事件具有时间不确定、地点不确定、范围不确定、环境不确定、通信要求容量也不确定等一些特点，要求应急通信网要支持语音调度及宽带多媒体接入一体化、要有高度的机动性和灵活性，能适合恶劣环境、抗水能力强。这就形成了应急通信系统与日常通信系统之间的4个主要的不同：

一是组网能力不同。应急系统：自组网、自动路由选择、系统参数无线下载等。日常系统：固定网络拓扑。

二是频率的使用不同。应急通信：很难确定，应具有频率感知能力。日常系统：提前规划，不经常更换。

三是基站链路不同。应急通信：无线为主。日常系统：有线为主，无线备份。

四是供电方式不同：应急通信：移动电源为主。日常系统：市电为主、电池备份。

应急通信网的主要业务包括：现场图象采集、数据采集查询、GPS定位、保密通讯、多媒体的数据转播。人们通

常把应急通信系统比作一块云，称作应急云系统。云的特点是形状、大小不固定，另外可以随时地飘动。托起云的有

两个能力：一个是快速组网能力，一个是强大的互联能力。云要承载的业务，就是宽窄带应急无线多媒体的通信系统。

应急通信快速组网能力表现在它要使用全机动的平台，快速建立覆盖整个突发事件区域的无线网络；另外自己宽带自组网、自动路由选择及快速系统参数配置；采用频谱感知技术，自己频谱捕捉。

应急通信系统要做到互联互通，包括不同体制的无线系统、模拟数字常规和与无线公网的互联；应急通信和有线电话网、IP电话网以及卫星系统的互联（包括VSAT专网、海事电话、北斗系统）；应急通信和公安专网之间的互联；应急通信与互联网之间的互联；不同加密体制系统的关联；宽带系统与窄带系统之间的互联等。

此外，对应急通信系统还有一些特殊的要求。比如在屏蔽干扰，甚至屏蔽干扰的通信。为什么做屏蔽干扰呢？在一些突发事件，特别是跟炸弹有关的事件处理，首先就要把屏蔽干扰仪放在现场。在现场还要跟警员之间通信，这些通信都是要在应急通信系统考虑的。

三、公安应急集群通信系统面临的挑战

归纳应急集群通信系统面对的挑战主要有以下3个方面：一是没有一个网络能覆盖公安应急通信的所有业务需求；二是应急通信需要解决系统的数字化升级、跨部门应急联动及互联互通、多媒体一体化通信能力、快速灵活的组网能力、无线通信安全保障能力等5个问题。三是数字集群标准也存在数据速率低、频谱利用率提高的有限、加密和知识产权等问题。因此，需要从以下5个方面提升。

首先，数字化通信能力需要全面提升。集群系统在以指挥调度为主的公安应急通信中有着不可替代的地位。模拟集群在公安系统得到广泛使用，其优点是技术复杂度低、成本相对低廉、易于普及，但也存在业务种类受限、数据业务能力低、频率利用率低、保密性差和抗干扰能力弱等诸多问题。数字集群通信系统带来的好处显而易见，话音质量改善、频谱利用率显著提升、安全保密性增强及有一定的数据通信能力等。全面提升集群系统的数字化通信能力更显著的特点在于：可与先进的宽带无线接入网异构连接，便于接入计算机通信网络，从而整合不同技术构建统一的综合指挥调度平台。

其次，多媒体通信能力需要全面提升。现行的集群系统以语音调度功能为主，数据传输能力有限，但是在处置突发事件的过程中，不仅要“听得到”，更要“看得见”、“看得清”。虽然数据及图像传输业务可以通过其他网络实现，但是通过应急通信系统实现数据及图像功能无疑是最机动灵活、安全可靠的方式，在统一的调度平台上实现多媒体一体化的通信指挥能力。新一代公安应急通信系统需要提供语音调度、数据调度、高速数据查询、图像实时采集、现场视频监控等多种业务协同的融合调度能力。通过数据业务和视频业务弥补语音业务在准确性、可记录性方面的缺陷，从而实现全数字化的、多媒体一体化的、可记录及可追溯的、事件驱动的指挥调度和协同作业流程。

再次，安全防护能力需要全面提升。目前的应急通信系统，尤其是无线语音调度系统，基本没有采用通信加密，在警务保障和处置突发事件时，公安部门的指挥调度通信很容易被人窃听。TETRA数字集群系统由于外国不开放加密接口，到现在为止也无法使用国产加密算法，所有的公安应急通信对国外的专业机构完全是透明的，这给国家安全带来了很大的隐患。新一代公安应急通信系统需要设计具有多个安全等级的分级服务机制，提供包括机密性、鉴权、身份认证、审计、过滤等安全功能。使用安全认证、密钥协商及管理、空中接口加密及数据完整性保护、端到端信息内容加密、无线链路数据加密等安全机制，全面提升应急通信系统的安全防护能力。

此外，快速组网能力需要全面提升。处置突发事件的应急保障具有时间的不确定、地点的不确定、范围的不确定、容量的不确定和环境的不确定的特点，因此对应急通信系统的要求也非常高，必须具备全机动运输方式所要求的条件（自行或者便于装卸、运输、部署和开通）；系统具有自主组网和快速配置功能，系统的节点应能灵活设置，覆盖范围可大可小；针对不同类型的突发事件可以配置不同的业务功能。目前公安系统使用的通信车、指挥车及应急通信系统都缺乏组网能力，通常只能解决小范围的覆盖。

最后，互联互通能力需要全面提升。在重大突发事件发生时，往往需要政府多个部门以及包括公安、武警、消防等多警种的协同作战。很多部门都有专用通信系统，使用的频段也各不相同，在紧急情况下如何保证各系统之间的互联互通以及有效协调和统一指挥调度，是应急通信系统亟需解决的问题。因此，新一代应急通信系统在数字化、一体化的发展趋势下还需要整合连接各种通信系统资源，架构统一的运行应用平台，实现不同系统间的互联互通。

四、公安应急通信技术标准

长期以来，公安无线集群通信系统都采用模拟制式，存在着频率资源紧张、系统容量不足、安全性能较差等诸多问题，难以满足信息化条件下公安机关日益增长的实战需要。

为了加快推动应急通信从模拟向数字的转移，公安部从行业标准开始做起，早在2008年就着手制订适合中国国情的警用数字集群（PDT）通信系统系列标准。在公安部科技信息化局的主持下，部分在公安移动通信市场有影响力的厂家和技术专家，成立了“中国公安无线通信数字化改造咨询委员会”和“PDT产业技术创新战略联盟”，积极推动警用移动通信的新技术体制警用数字集群（PDT）通信系统的技术研究和标准编制工作，PDT系统标准的制定一方面参考相关的国际标准，另一方面根据我国公安业务的实际需求设计，成为行业通用标准。

工信部[2009]666号文件规定：2015年年底模拟对讲机的型号核准不再进行延期办理。这意味着2016年公安机关实现无线通信系统数字化势在必行。2011年10月，公安部正式制定下发了《警用数字集群(PDT)通信系统总体技术范》，该技术规范的数字集群通信标准，具有大区制、广覆盖、可从模拟向数字平滑过渡、采用国产密码算法加密、拥有自主知识产权等特点和优势，而且具有较高的性价比，符合公安机关的工作特点和实际。PDT系统在实现全部MPT-1327模拟集群功能的基础上，吸收了TETRA、P25数字集群系统的长处，并根据公安集群通信多年的应用经验加入自己的特色功能和应用模式，有充分的创新空间。PDT标准满足建设全国性网络的要求，联网标准针对公安的实际需求量身定制，可以适应公安行政管理的要求，也可以使不同厂家的系统能够无缝互联。PDT系统支持国家范围内各省间的多基站、多交换节点网络互联；支持多基站自动漫游（支持移动台通话过程中自动漫游），完全兼容MPT-1327模拟集群系统，支持模拟集群系统向PDT系统的平滑过渡和升级。

PDT系统制定了完善的安全加密解决方案，完成了相关安全设备的研制。使用国产加密算法支持用户鉴权和端到端语音加密功能。使警用数字集群（PDT）系统具有如下鲜明的行业特点：数字语音，指挥调度功能为主；大区覆盖，全网自动漫游；中心设备采用IP数字交换技术；向下兼容模拟集群，确保平滑过渡到数字集群；使用国产加密算法，自主安全加密技术。

具体而言，警用数字集群（PDT）系统标准由如下几部分组成：空中接口物理层及数据链路层；空中接口呼叫控制层；移动终端；安全条款；互联技术规范；兼容性测试等。

当然，PDT系统每载波的最大数据传输速率仅为9.6kbps，对数据业务的支持能力有限，尤其是系统不能满足用户对高速数据查询、高清图片传输和实时视频监控等多媒体业务的需求。

但是，与传统模拟集群相比，数字集群的优势就在于通过软件应用，提高实战效能。在创造性地建设开发了语音边界平台、解决安全接入的基础上，着力实现数字集群系统与指挥调度系统、PGIS警务指挥系统、勤务管理系统的互通互联与无缝融合，打造出以350兆数字集群系统为核心，集实战指挥、勤务管理、警情研判为一体的勤务模式，提升了指挥和管理效能。

五、公安应急通信技术展望

近几年来，各地公安机关加大了投资，部署启动350兆PDT数字集群系统建设，打造基于融合技术宽窄带兼容的系统，提升日常警务勤务，应急通信及大型安保无线通讯信息化水平。

从对国外的技术跟踪分析，高速分组数据、高清图片和实时视频的传输同样是国外警察部门迫切需要在警察通信系统中解决的问题，面对相同的业务需求，宽带无线接入技术成为提供技术解决方案的首选。美国警察通信语音调度业务通过多模式终端，在应用层整合多媒体业务，以提供良好的用户体验；我国则提出融合数字集群技术和宽带无线接入技术，打造全新的专业移动通信网技术标准——宽带无线多媒体集群系统技术标准。

国家对新一代专业移动通信网的发展给予了大力支持。“十二五”期间国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中设立了多个与“宽带无线多媒体集群系统”相关的课题，从技术验证到标准化研究，涵盖了对新一代专业移动通信在系统架构、宽带无线接入、音视频编解码、安全、终端及芯片等方面的深入研究。今后，国家将对新一代专业移动通信网的应用示范和产业化给予进一步支持。宽带多媒体集群系统是基于宽带无线通信技术，采用多媒体业务形式，以指挥调度功能为主的专用无线通信系统。宽带多媒体集群系统着重解决以下几个方面的能力需求：高效的指挥控制能力；实时的系统响应能力；高度的安全防护能力；灵活的机动重组能力；按需的资源共享能力；多种业务应用能力；多场景的适应能力；模块化的配置能力；架构的可扩展能力等。这个系统由四个部分组成，包括：终端、接入子系统、交换控制平台、调度应用平台。

宽带多媒体集群系统在同一个系统平台上面向最终用户提供广泛的无线语音调度和多媒体（数据、图像传输和互联网接入）业务，特别针对警用移动通信指挥平台，合理配置系统资源，统一规范业务内容，规范接口协议，提供语音终端（单模终端）和多媒体业务终端（多模终端）。

宽带多媒体集群系统通过异构网络技术将具有不同网络结构特点（如工作频率，传输速率，覆盖范围，系统容量和服务质量等）的移动网络（接入子系统）连接在一起，充分利用这些网络的特点，向用户提供一个完整的业务能力和服务水平。

宽带多媒体集群系统为用户提供高质量的多媒体业务，通过中低速接入子系统（如PDT基站），兼容公安部门仍然大量使用的窄带无线通信设备，在同一个系统平台上既满足用户对于高标准多媒体业务的需求，又平滑地实现宽窄带无线通信技术的融合。

宽带多媒体集群系统提供自组网能力。自组网相对常规通信网络而言，最大的区别就是在任何时刻，任何地点不需要现有信息基础网络设施（包括有线和无线网络）的支持，快速构建起一个移动通信网络。自组网能力特点满足应急通信指挥系统组网方式的要求。

宽带多媒体集群系统交换控制平台（SCC）采用基于IP软交换的全能力交换控制技术。一方面，系统本身既包括窄带移动通信系统设备，又包括宽带无线通信系统设备，可同时支持多任务的数字语音和高性能的多媒体业务；另一方面，系统和现有的模拟或数字移动通信系统、公安信息网、卫星通信网，甚至是国家公众移动通信网互连互通，采用基于IP软交换的网络协议控制技术成为技术实现的关键所在。

宽带多媒体集群系统调度应用平台是宽带多媒体集群系统的调度控制中心，负责整个集群系统的协调调度和呼叫控制，并提供用户操作界面。调度应用平台的主要网元包括多媒体调度控制器、调度台、用户数据服务器、安全服务器和各种应用服务器等。宽带多媒体集群系统支持符合公安系统行业规范的信息安全加密技术，采用国产加密算法。宽带多媒体集群技术标准描绘了在“一个统一平台、多种接入融合”的体系架构下，实现包括语音、图像、视频以及分组数据在内的一体化多媒体业务的系统蓝图，在“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项的支持下，通过实施公安行业应用示范项目，必将更加贴近和符合公安一线业务需求，成为发展公安应急通信技术的基石，为新一代公安应急通信技术标准的制定导航。

总之，公安应急通信未来终端应采用多模模式。包括窄带技术，甚至4G技术，能够做到同一个终端上，以便于

AMT技术应用现状与前景展望 篇5

班级：

姓名：

学号

精密与特种加工的发展现状与技术展望

精密与特种加工的发展现状

精密加工是指加工精度和表面质量达到极高精度的加工工艺，通常包括精密切削加工和精密磨削加工，加工精度的不断提高对提高机电产品的性能、质量和可靠性，提高装配效率等都有至关重要的作用。精密和超精密加工已成为当前国际经济竞争的关键技术。精密工程，微米工程和纳米技术已成为世界技术的制高点，是现代制造技术的前沿，也是明天技术的基础

特种加工是将电能、热能、光能、声能和磁能等物理能量或其组合乃至机械能组合直接施加到被加工的部位上，从而实现材料去除的加工方法，也被称为非传统加工技术。近半个多世纪以来，相继出现了数十种特种加工方法，如电解加工、超声波加工、放电成型加工、激光加工、电子束加工等。特种加工在难加工材料加工、磨具及复杂面加工、、零件精细加工等领域已成为重要的加工方法或仅有的加工方法。

随着航空航天、核能热能以及微电子工业的发展，产品向高精度、高速度、耐高温、耐高压、耐腐蚀、大功率、小型化和高可靠性方向发展，零件的特殊结构和新材料的应用对制造业提出了更高的要求，特种加工作为跨世纪的先进制造技术的重要组成部分将在21世纪人类社会进步及我国现代化建设中发挥重大作用。

精密加工

精密、超精密切削加工

所谓精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。目前，在工业发达的国家中，一般工厂能掌握的加工精度是1微米，精密工程正在向其终极目标—原子级精度逼近，也就是实现“移动原子”。

精密加工总是与高加工成本联系在一起，在过去它主要应用于军事、航空航天等部门。近十几年来，随着科学技术发展和人们生活水平的提高，精密加工的产品已经入人民生活的各个领域，工业发达国家已将精密加工机床直接用于产品零件的精密加工，产生了显著的经济效益。正是精密加工具有优良的特性，因此得到了世界各地的高度重视。我国必须大力发展精密加工技术，使其为我国的国民经济创造出巨大的经济效益。

精密机床是实现精密加工的先决条件，随着加工精度的提高和精密加工技术的发展，机床的精度不断提高，精密机床获得了飞速发展。

我国在20世纪60年代起开始发展精密机床，经过40多年的努力，我国的精密机床已有相当规模，不仅品种上基本满足我国生产需求，而且精度和质量都达到一定水平。例如北京机床研究所已批量生产多种规格的三坐标测量机。我国超精密机床的生产和研究其比较晚，和国外的差距较大。由于涉及到许多保密技术，从国外引进超精密机床受到限制，我们必须加大力度研制性能更优越的超精密机床，为国防工业、尖端技术的发展创造条件。

超精密切削加工是20世纪60年代发展起来的新技术，它在国防和尖端技术的发展中起到了重要的作用。例如导弹的命中精度等等。另外，由于采用了超精密切削技术，一些民用产品其生产成本降低，生产率提高，产品性能得到极大的改善。超精密加工的尖端部分分担着支撑最新科学技术进步的重任，必须把分散在各个领域的技术成就集结在一起，把加工精度提高1～2个数量级。为此需要在国家的科学研究规划中投入大量的财力和人力。

根据我国当前的实际情况，参考国外的发展趋势，我国应该开展超精密加工技术的基础研究，其主要内容包括超精密加工的基本理论和工艺、环境控制技术、材料和超精密加工设备的精度、动特性及热稳定性。只要我们能对精密加工技术给与足够的重视，投入相当的人力财力进行研究，相信我国能在15～20年内达到美国等先进国家的水平，并在某些主要单项技术上达到国际先进水平。精密超精密磨削加工

磨削是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的主要切削工具，磨削在切削加工中的比重日益增大。在工业发达的国家磨床在机床总数中的比重占到30%～40%，且有不断增长的趋势。磨削在机械制造业中将得到广泛的应用。

随着科学技术的不断发展，近年来电子工业、航天工业和核工业等领域给精密加工提出了更高的要求，为了达到这个目标，精密机械进一步朝着精密加工方向发展。因此超精密磨削是近年发展起来的最高加工精度、最小表面粗糙度值的砂轮磨削方法，这将进一步促进超精密磨削的发展。

特种加工

电火花加工

电火花加工又称放电加工，是一种电、热能加工方法，利用工具和工件两级间脉冲放电时局部瞬时产生的高温把金属腐蚀去除来对工件进行加工的一种方法。在20世纪50年代开始研究并逐步应用生产。

目前，电火花加工技术已广泛应用于宇航、航空、电子、原子能等行业，以及科学研究部门，主要以解决难切削加工及复杂形状工件的加工问题。加工范围小至几微米大到几十米的超大型磨具和工件中。

电化学加工

电化学加工是指通过电化学反应从工件上去除或在工件上镀覆金属材料的特种加工方法，近十几年来，借助高新技术，在精密电铸等方面取得较快发展。目前，电化学加工技术已成为一种不可缺少的去除或镀覆金属材料及进行微细加工的重要方法之一，并广泛应用于兵器、汽车、医疗器械、电子和模具行业之中，电化学加工在很多方面还有待进一步的发展和提高，如加工过程监测与自动化控制、工具设计、加工精度的提高，以及电化学作用产物的处理等。

高能束加工

激光加工、离子束加工和电子束加工是近几年来得到较大发展的新兴特种加工。我国20世纪60年代初期开始对电子束加工工艺进行研究，目前已经在仪器仪表、微电子工业、航天航空部门和化纤等工业中得到应用，激光的应用范围日趋广阔，在工业、商业、医疗、军事等研究等方面具有广泛的应用，而且用于各种精细加工。激光加工技术是实用化很高的技术，同时也是附加值很高的加工方法，对象的材质、形状。尺寸、加工环境的自由度都很大。

复合加工

特种加工可以解决传统加工难以或无法加工的难题，在加工范围、加工质量、生产效率等方面，显示了许多优越性和独到之处，但是，科学的发展，各种材料的应用，国防、航空、尖端工业生产的需求向其提出更新的问题，有许多问题是

不能用一种加工手段来解决的。人们既不能一味追求“以柔克刚”，发展某种特种加工加工方法；也不排斥“以硬对柔”的某些特点，从而从加工的可能性、方便性、经济性等因素综合考虑，探索研究新的加工方法。复合加工正是在这种前提下生产和发展起来的。

AMT技术应用现状与前景展望 篇6

碳捕捉与封存(CCS)技术的发展现状与前景

文章评述了国外CO2封存的潜力和利用封存CO2技术提高油田采收率的`发展趋势以及中国CO2驱油的现状及前景.

作 者：钱伯章 QIAN Bo-zhang 作者单位：上海擎督信息科技公司,上海,200127刊 名：中国环保产业英文刊名：CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY年，卷(期)：2008“”(12)分类号：X701关键词：二氧化碳(CO2) 碳捕捉与封存 油田采收率

充填采煤技术现状与展望 篇7

1 充填采煤技术简介

尽管充填技术自引进我国至今已经实现了快速的发展, 但是在这过程中也必然会由于各种各样的原因而存在一些问题, 例如充填能力和采煤能力没有得到协调以及充填技术的投入与产出比例失调等。首先, 对于第一个问题。众所周知, 对煤矿开采工作来说, 充填方式与之有着紧密的联系, 即两者之间存在互相制约的关系[1]。而采煤任务目标的完成必须要以这两个环节协调的基础上才能够实现, 然而现阶段充填能力并没有和采煤能力达到协调标准。不仅如此, 充填技术减少了采煤工作对环境的污染, 提高了采煤安全性, 但是充填采煤技术的应用成本, 包括相关设备的投入、维护以及维修等费用都是比较高的, 这与最终的产出量差距较大。

2 充填采煤技术发展现状

充填采煤技术的分类标准不同, 其种类也就有所不同。本文以充填材料为标准介绍了充填采煤技术的发展现状。

1) 高水充填采煤技术。高水实际上就是高水材料, 其构成通常包括石灰膏、解凝剂、水泥、凝固剂、等多种材料混合而成的凝胶材料[2]。现阶段, 这一技术主要应用在井下或地面两个方面。施工过程中, 把和B两种单浆液注入到缓冲池内, 注入量达到相关要求之后, 打开闸门, 使液体运输到工作面。将两种液体进行充分的搅拌之后再将其注入到采空区。高水充填的优势主要表现在:a.固体材料的需求量比较低;b.对岩层造成的负面影响比较小;c.经济性比较明显;d.施工质量都比较高;e.有效弥补了充填稳定性缺失的不足。2) 膏体充填采煤技术。通常情况下, 膏体充填的材料主要包括河砂、固体垃圾与炉渣等多种物质。把上述所需材料进行混合, 无需脱水, 制作成膏状物体, 最后再把这些物体传送到相应的位置[3]。膏体充填采煤技术系统的构成部分通常包括制浆系统、充填工作面以及运输系统。工作原理图如下图1所示。

膏体充填采煤技术的优势主要在于其自身的浆体特性, 主要表现为:

a.流动性强;

b.密度和强度都比较高;

c.易于控制。然而这一技术同样也存在一定的缺点, 那就是经济成本投入比较高。

3 充填采煤技术未来展望

煤矿开采工作中对采空区进行充填的最重要目的就是控制岩层运动, 并把采矿对地壳运动所产生的负面作用减少到最小。因此, 在未来的发展时间里, 充填技术的研究工作重心将放在煤矿开采层岩层运动规律和地面可能发生的沉陷现象上[5]。

现今, 充填采煤技术在应用过程中往往会受到多方面的影响, 其中充填能力和采煤能力两者之间的不协调是最为关键的一方面。这一问题造成了充填技术难以适应煤矿工作高产高效的生产模式, 对此, 应从多个方面来解决这一问题, 包括:

1) 充填技术的合理性。寻求最为科学的充填工艺, 并以达到和采煤能力的协调为最终目标;

2) 对合理降低充填材料使用量进行研究, 并着重分析通过局部充填方法来实现;

3) 改进充填材料。这一内容主要包括两点, 即对材料性能与充填材料。

4 结束语

本文分析了现今我国充填采煤技术的发展现状, 还以充填材料为标准作了分类, 并阐述了其优势与劣势。最后, 本文还对填采煤技术的未来发展进行了展望以此来加快我国充填技术的发展速度。

参考文献

[1]李兴尚, 许家林, 朱卫兵等.从采充均衡论煤矿部分充填开采模式的选择[J].辽宁工程技术大学学报, 2008.

[2]赵连友, 刘阳军, 马军.太平煤矿充填支架综采工作面设备配套与工艺[J].煤矿开采.2008.

[3]瞿群迪, 周华强, 侯朝炯等.煤矿膏体充填开采工艺的探讨[J].煤炭科学技术, 2004.

[4]李贻久, 江新兵.综采膏体充填工艺在太平煤矿的应用[J].煤矿开采, 2009.

AMT技术应用现状与前景展望 篇8

关键词：农村中学；现状分析；前景

在2001年的时候，随着我国新课程改革的不断深入，为了培养一代具有适应社会发展潮流的新人，信息技术已经成为一门正式的学科。然而，在我国经济落后的农村地区，信息技术教育现状还是不行。因此，我们应该对当前农村中学信息技术教育现状加以详细分析，然后采用一些有效的对策。

一、农村中学信息技术教学的现状分析

在当今中学课程体系中，随着21世纪信息技术的迅猛发展，信息技术课占据着越来越重要的地位。目前，我国农村中学信息技术教学的现状简括如下。

1.硬件设施缺乏

信息技术教学，可操作性较强，缺少硬件设施，会直接影响着教师的教学，并且对于教学活动的开展造成很大的影响。由于是农村偏远地区，很多学生大多数是在升入初中之后才有机会接触到计算机的，因此计算机的基础知识都一般。另外，电脑总不更换也是一个方面。軟件更新太快以及硬件条件制约了新形势下教学工作的开展。

2.学生信息水平参差不齐

学生的信息水平不尽相同，因此学生个体的差异性导致了课堂管理难度很大。相对于城镇学生来讲，农村经济比较落后，接触计算机也比较晚，自然而然地导致了学生的个体差异性。另外，在农村中学计算机数量少，课时安排也相对较少，并且间隔周期长，所以大多数农村学生都是电脑盲。课堂教学难度也因为学生参差不齐的水平以及层次差异较大而增加。

3.师资的问题

计算机教师质量有待提高，学校的那些计算机教师大多是半路出家或者科班出身，缺少相关的专业知识。教师质量的不合格，对中学信息技术教学有极大的影响。虽然无论信息教师是何出身，信息课基本上都能教，但是对于这门学科来说，它的知识更新特别快。因此，和传统学科教学相比，教师的淘汰速度也是很快的，一般不出两年就会有一批教师被淘汰。

4.应试教育的危害

中国教育离不开考试这个指挥棒，因此，一些教师只是为了考试而教学，考什么讲什么，只注重学生的成绩，却不重视学生能力的培养。本来是为了培养学生掌握的技能，被演化成一道道标准化试题，教师对学生的要求就是学生只要知道答案是什么就行了。

5.评价机制缺乏

由于信息技术教育这门学科开设时间不长，是一门全新的课程。因此，具有本学科特色的教学评价体系目前尚未形成。很多人认为，信息技术教学的好坏即使缺少统一的标准来衡量，这似乎跟学校的教学质量及学生成绩的关系都不怎么大。因此，就会出现该现象：学校领导思想不重视，信息教师教学没压力，学生学习也没动力，信息技术教育被“边缘化”。

二、农村中学信息技术发展的前景

我国农村中学信息技术教育的这些现状，直接影响信息技术教育的全面普及。因此，如何解决农村中学信息技术的教育现状问题值得我们深思。

1.改革目前信息技术学科的体制问题

“不要让孩子输在起跑线上”，这句话就是为了缩小我们与发达国家在信息教育上的差距，为了全方位培养学生的信息素养，也是我们国家设立这门学科的初衷。然而，处理好这门学科的考核评价问题是至关重要的，因为这门学科一旦受应试教育影响，就会失去了其应有的价值。

高中各省的会考，考试主要内容大体上也大多是中考的内容，只有在学生上了大学之后才面对国家的计算机等级考试。这种重复考试无异于一种浪费，为此消耗掉了许多学生和教师的信心和热情。因此，我试想，如果在初中至大学阶段的教育阶段，我们把信息技术定一个统一的考核标准，初中到高中，每一个阶段有一个阶段的规定标准，各有标准要求。这样一来，这门学科就形成了正常的教学发展模式。

2.了解学生，因材施教

农村地段，经济落后，学生存在着不小的个体性差异，因此了解学生、因材施教是很重要的。信息教师应该从正面引导学生，科学引导学生，激发学生学习兴趣，并且让学生领会学习信息技术课的重要意义和在未来社会中的重要作用是十分有必要的。

3.增加信息技术的课时

学校应该注重该学科的教学，增加该学科的课时，每周至少需要4至5节。农村学生的计算机基础较差，因此一定要定时开放机房，让学生多接触计算机。随着国家对教育的经费投入，我们应该意识到，一定水平的信息技术学习实践，作为高中学生完全有条件和能力去完成。

4.师资及硬件环境的完善

对于信息技术课这门实践性很强的学科来说，硬件设备是硬性条件，好的师资也是教学取得好成绩的关键。为了搞好农村中学信息技术教育工作，教育主管部门应该认真对待和全面投入，上级教育部门应该给农村高中配备各种现代教育所需设备，如多媒体设备、计算机网络教室等。

参考文献：

[1]金鸿文.农村初中信息技术与数学课程整合现状的研究[D].西北师范大学，2012.

[2]李静.初中信息技术多元化学业评价体系的研究[D].山东师范大学，2013.

（作者单位 湖南省岳阳市平江县第一中学）

AMT技术应用现状与前景展望 篇9

摘要：仿生材料是材料学科的一个新的研究领域，本文介绍了环境材料的研究现状，指出环境材料的合理应用在环境保护中发挥的重要作用，并从仿生材料科学与工程以及净化环境的观点介绍了仿生材料材料的主要研究研究现状及其环境保护中的应用现状与前景，并展现与生态环境协调的材料和系统的构思。关键词：仿生材料、环境材料、环境保护 前言：

材料是直接或间接利用自然资源来制造成有用物件的物质[1],是人类社会文明进步的物质基础和先导，材料科学家把材料科学与工程定义为关于材料的组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学[2]。长期以来，材料的生产—使用—废弃过程，可以说是一个提取资源，再大量地将废弃物排回到环境之中的恶性循环过程。在这一过程中，人们在材料设计时很少注意到自然资源和生态环境对此恶性循环的承受能力。基于此，曾汉民提出了促进可持续发展的材料设计与自然资源密切关系的模式[3]，它充分反映出材料的设计、应用与环境、资源的和谐、协调。他认为化学组成、物理结构是材料的2个基本要素，决定了材料的性质、使用性能和制备工艺。同时，这些因素与环境及资源都紧密相关且相互作用。

所谓生态材料(eeomaterials)系指从生态学角度构思与环境协调的材料。随着社会的发展，资源消耗急速增加，大量废弃物及有害物的排出，使周围环境、地球环境日益恶化。21世纪世界人口将突破100亿，为了解决资源和环境的协调问题，必定要在材料科学与工程学科的发展中反映环境意识[4]。

在环境材料中有一类是仿生材料，它指模仿生物的各种特点或特性而开发的材料。我们在现实生活中接触过许多动物与植物，他们都属于生物的范畴。在地球上所有生物都是由理想的无机或有机材料通过组合而形成，例如能够跳动80年都不停止的人类心脏，几乎不发热量的冷血昆虫。从材料化学的观点来看，仅仅利用极少的几种高分子材料所制造的从细胞到纤维直至各种器官能够发挥如此多种多样的功能，简直不可思议。因此，仿生材料学的研究内容就是以阐明生物体的材料构造与形成过程为目标，用生物材料的观点来思考人工材料，从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作[5]。但是迄今为止该学科未开拓的领域和未解决的问题非常之多，可以认为仿生材料学的学科体系还没有完全形成。

1、生态材料的仿生领域 1.1仿自然材料

自然界中的物质和生物经数亿年以上的进化，迄今已具有最适宜的结构。由生态材料的观点考虑，这些生物消耗适度物质和能量而生存，能适应环境，当其主要功能丧失后，转变为夭然存在的材料。如树苗吸收太阳的能量、水分、CO2及土壤中的养分成长为树木。树木死亡后细胞木质化、心材化便得到可再生的资源，其材料化过程耗能430kWh/t，要比炼铝的17000Wh/t和炼钢的2700Wh/t小得多，而且废木料燃烧时放出的热能可再利用，在自然界中废木料经细菌作用可再循环。木材和人们关系密切，因它具有高绝热性、容积比热大可调节室内气温；它的近表面的微粒子状物质的扩散反射，能很好地吸收紫外线，反射率低适应人眼的视觉；此外它为多孔性结构，含有水分和空气，而内部的空气层有吸音和隔音性能。

又如日常接触的土壤具有许多优异的功能。土壤是支撑动、植物活动的结构材料，具有通透空气和水并保持它们存在的功能；土壤中存在荷电物质故有离子交换功能。

天然材料的自然循环特性是显而易见的，如源于岩石的石材复合结构中各种矿物经水合、水解，相应成分溶解使母材解体，而残留于土壤中。这种天然物质长期的解体、再生的循环可于低负荷下进行。模仿这种材料的自然循环性，研究与开发了易解体材料。

实际上生物的形状及构成生物的骨和纤维等材料，其结构能很好地适应重力、风和生物本身的运动。这和材料的微结构、材料组成及结构密切相关。例如在非洲南部灼热气候中生长的称为Fenstraria的植物，其主体埋于地下，仅叶尖露出地面，此叶端相当于透明的窗，作为吸收光的入口，同时作为有害紫外线的滤光器，光通过叶内部的透明质均匀地在地下的叶壁分配。具有这种结构的光能变换元件，其单位表面积的变换效率甚高，现正以此为模式设计三维集成化器件。1.2仿生过程 为有效地协调生产物与自然环境之间的生态平衡，人们研究与开发了模仿生物功能的人工过程，兹举例说明。

(1)利用细菌过程。土壤受重金属污染可用细菌处理，如人们从重金属污染的土壤中分离出镉耐性菌，将其在含50g/m3的培养导报基上培养20h，此菌可存贮27.3mg镉，该量相当于干燥菌体重的53%。亦有用六价铬耐性菌和水银耐性霉等吸收除去Cr和Hg的报道。此外利用微生物除去活性污泥中的金属，这可能与微生物所含的多糖、蛋白质、脂质和核酸等的官能基与金属结合有关。迄今地球上存在的微生物仅很少一部分被利用。极限环境(高温、强酸性、高碱性、高盐性环境、深海底和地热等)下微生物的检索、采集、培养与利用是很有意义的课题。

(2)生物吸着过程。生物吸着是指利用生物物质吸着水溶液中的金属离子使其浓缩的过程。吸着介质可为特定的菌类和藻类，其吸着量可达33-72Omg/g。此藻类和菌类的细胞壁由蛋白质和多糖类组成，其氨基、羧基、酰胺基和羟基能与金属离子结合，故生物吸着机理是在细胞表面迅速产生离子交换反应，随之进行扩散与还原以及配位反应等。调节藻类溶液的pH可改变其离子吸附特性。利用生物物质可开发出经济的金属回收方法，但需进一步研究生物生与死时吸着机理的差异。1.3仿生科学与工程

旨在阐明自然过程的特征，且以人工的合成分子组成反应装置或机械，来模拟自然过程。以此构思金属的精制和金属化合物的合成过程。下面介绍以细抱为基本单元的物质传递控制功能，以启迪仿生的思路。

(l)选择性主动传递过程。物质经细咆膜的传递过程与一般精制和分离过程迥异。前者是以分子或离电化学位为基础的主动传递现象，对特定分子和离子传递的选择性特别受人注目。从细胞的分子生物学分析，K+在细咆内的浓度比细胞外的浓度高约20倍，Na+的浓度则相反，这是由于输运体蛋白质腺苷三磷酸酶(ATPase)将Na+向细咆外，而将K+向细胞内主动传递的结果。

为模仿细胞膜的这种选择性的主动传递过程，应设计柔性的物理或化学载体，它可使膜在低浓度侧选择性结合特定离子；而在膜的高浓度侧此离子脱离。(2)选择性被动传递过程。细胞膜由于具有离子通道开闭的门功能，它的选择性要比一般分离膜高得多。因此，仿照生体膜的离子传递体系，可将人工离子通道预埋于脂质体中，进行Co2+的选择传递研究，开发具有开关功能的特定物质传递器件或自动控制物质传递器件。

(3)利用人工微球过程。自1965年Bangham用磷脂质制成了接近细胞膜的人工脂质双层膜以来：生体膜的物理化学发展甚快。如研究与开发了微球状封闭的双层脂质体，其大小可调节(由直径25nm的微脂质体到数μm大小的红血球)。此外，模仿生体膜又制成直径μm级的微囊，其内部的芯物质和外部环境隔离成微小容器。此芯物质微粒子分散在连续介质中，由界面聚合法成膜，膜厚可在nm到μm范围调节。上述脂质体和微囊类具有物质传递控制功能。

(4)利用膜动传递过程。细胞独特的物质传递是很有意义的现象。细胞内外的蛋白质、多糖等巨大分子通过细胞膜的变形、粘连、融合和分离可在细胞内外出入，即细胞的内摄作用和细胞排粒作用。仿照细胞膜动态传递过程虽有困难，但可启发人们构思选择效率高的浓缩装置[3]。

2、仿生材料在环境中的应用 2．1人造生物纤维

最早开始研究并取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纤维和人的皮肤的接触感而制造的人造纤维。对蚕或者蜘蛛吐出的丝，人类自古就有很大的兴趣，这些丝纯粹是由蛋白质构成，特别是蚕丝，具有温暖的触感和美丽的光泽。二十世纪以来，人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法，此后又模仿生物纤维的吸湿性、透气性等服用性能研制了许多新型纤维，例如，牛奶蛋白质与丙烯晴共聚纤维(东洋纺)，商品名为稀苤的高吸湿性纤维(旭化成)等等。这些产品的出现显示了人类仿造生物纤维表面细微形态与内部构造取得了成功[6]。另外人们还对蚕的产丝体进行了卓有成效的研究(日本农业生物资源研究所)，并且对蜘蛛丝也进行了研究(日本岛根大学)，研究者们期待着有朝一日能够制造出与蚕丝完全一样的人造丝。2．2抗污染表面图层材料 “荷叶效应”和“非光滑表面理论”的同时发现和相继发展，展示了国内外学者在仿生学研究中的竞争和挑战。1971-1990年，Bonn大学植物学家Borthlott等[7]发现荷叶表面的乳状突起构型，研究其抗污染的自清洁效应，并将模仿荷叶所制备的纳米表面涂层材料应用于汽车制造工业和建筑工程（图1）。吉林大学任露泉等人20世纪80年代起开始研究蜣螂、蚯蚓、蝼蛄等所谓土壤动物体表不被粘附的问题。生物界存在着光滑和非光滑两种界面。传统上认为，界面越光滑，阻力越小，越不被粘附。任露泉等[8]发现，在一定的条件下，生物体的一定的非光滑表面具有减粘、脱附、降阻和耐磨效应。他们开发出仿生犁壁、推土板和不粘锅等系列的减粘脱附仿生产品（图2）。

图1荷叶表面的乳状突起和污染的自清洁效应（仿Barthlott等，1997）.左：荷叶表面排污现象；中：荷叶表面的乳状突起；右：仿荷叶涂料的自清洁效应，其中左侧为普通涂料，右侧为仿荷叶涂料（4年后）2．3仿生材料对水体中POPs的富集

POPs是指持久存在于环境中，通过食物网积聚，并对人类健康及环境造成不利影响的化学物质，具有持久性、生物累积性、长距离大气传输性和毒性。近几十年来，国内外饮用水源水中发现存在持久性有机污染物[9-11]。检测到的POPs在水体中浓度很低，甚至在ng/L~pg/L的浓度级[12-13],直接导致了监测和有效去除的困难。所以开发新型的富集材料来实现有效监测和去除POPs就显得非常重要。

在职业病毒理学和环境毒理学方面，皮肤一般被认为是有毒物质被摄入的通道。因此皮肤作为一种能够吸收有毒物质的膜受到了关注。早在1988年，Joy Houk和Richard H.Guy[14]在他们关于皮肤渗透研究模型回顾中详细介绍了1988年以前在仿皮肤渗透膜方面取得的一些研究进展。Huckins等设计了包含三油酸甘油酯的半透膜采样器(Triolein-SPMDs)应用于环境污染监测[15]，是基于模拟生物、替代生物进行环境监测构思的基础上加以设计的。低密度聚乙烯薄长带为半渗透膜，三油酸甘油酯涂布于带内，整个结构为“三明治状”层叠式。大多数的有机污染物分子通过被动扩散的方式进入膜材料并在三油酸甘油酯内得到富集。疏水性的聚乙烯薄膜表面对水分子的排斥作用导致溶解态的疏水性有机污染物通透能力差，减慢了富集速度。为此一系列以亲水性的高分子膜内嵌三油酸甘油酯的复合膜得到开发。

包含类脂的取样器件能够长期富集水体中的有毒有机污染物，适用于环境中低剂量的POPs富集分离检测，在环境监测中得到了广泛的应用。3展望

以上概要地介绍了生态材料的主要研究领域、现状及今后的发展趋势。先进国家自由市场经济的发展是以地球环境的破坏为代价的。现今环境意识已逐步为人们所共识，技术与环境的协调将促进文明。随环境经济的提出，生态材料的研究与开发刻不容缓地摆在人们面前，实际上以仿生科学与工程为基础的生态材料学的发展必将促进材料科学与工程学科的发展，无疑地将促进经济发展，并造福人类。参考文献

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Estimating

Their

AMT技术应用现状与前景展望 篇10

6 结语

根据以上内容能够看出，随着我国社会的快速发展，桥梁工程逐渐向着跨度非常大，强度高的角度发展，相对于传统的施工技术来说，转体施工技术具有稳定性比较好，施工安全性能非常高，以及施工效率高，成本低的特点，因此在桥梁的建设和施工过程中有着非常广泛的用途。桥梁施工技术中非常关键的内容就包括球铰技术，转动体系布置技术，转体施工的准备，以及转体施工稳定性控制等等，但是现阶段我国桥梁转体施工技术还存在着严重的不足，随着社会的发展和进步，人们对于桥梁建造的需求量也越来越大，还需要桥梁转体施工具有拥有广泛的发展前景，这样才能够更好的服务于人民。

参考文献

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[2] 童纪新，邵婷.风险矩阵法改进模型在桥梁转体施工风险评价中的应用[J].项目管理技术，（09）：59-64.

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关键词：农业技术推广；试验示范；配套服务

中图分类号：F324.3 文献标识码：A文章编号：1674-0432（2011）-04-0190-1

农业技术推广是推动农村经济发展的重要支撑，针对我乡的实际和存在问题，作为一名农技推广人员必须清醒地认识到，要得到乡党委、政府对农技推广工作的理解和支持，加强对农技队伍的领导，切实抓好我乡农业技术推广，形成社会化农业技术服务体系，以适应新时期农业经济发展的需要。就此论野租乡农业技术推广的现状与前景。

1 现状

野租乡地处会东县东南面，距县城40km，平均海拨2100m，属高寒山区，全乡总人口3119人，耕地面积3046亩，人均占有耕地不足1亩。主要粮食作物有玉米、马铃薯、荞麦，其他作物有元根、绿肥、大小春蔬菜。种植品种，种植模式都比较单一。

近年来，农业技术推广虽然取得了一定成绩，但由于受传统观念影响，以及自然因素的制约，农业技术推广仍存在许多突出的问题，主要有以下几个方面。

1.1 农民思想意识落后，整体素质偏低

大多数农民小农意识严重，有求稳怕乱的小农心理，说种庄稼就本分地种粮食，产业结构调整意识淡溥，不敢冒风险，总认为种粮食比较稳当，不敢尝试新技术新品种，有从众心理，缺乏创新意识。虽然有部分农民能够大胆尝试，但是一旦遇到自然災害，或其他原因造成减产后，就会立即放弃，甚至责怪农技人员技术指导不当，品种选择有问题等。

1.2 农民文化素质普遍偏低，新技术、新品种推广难以接受

我乡属于边远偏僻的彝族高山乡，文盲、半文盲居多，虽然前些年办过夜校，扫过文盲，但都是流于形式，并没有起到实质性的效果。导致新技术、新品种推广在他们之中没有交流的语言，更没有说服的理由。农民获取知识的途径少，首先是培训力量不足，乡级农技人员人数有限，虽然经常深入一线与老百姓面对面进行指导，但山区农户居住分散，工作难度比较大；其次是培训内容因条件限制比较单一，培训多以三干会、群众会主为，以会代训，大大削弱了培训会的作用；再次是对科技骨干，科技示范户的培训少，大部分只能利用赶集，发科技资料，办黑板报等方法开展宣传指导，效果很不明显。

1.3 农技推广资金来源渠道少

没有固定的推广经费，很多新品种，新技术推广难以实现，尤其是高寒山区一旦因自然条件等客观因素的影响造成减产或无收成，将影响全年农业收成。农民群众无法承受全部经济损失，不得不要求赔偿，乡镇农技推广机构也无法承担全部经济损失。从而导致今后的工作难以开展，农技推广也迫切需要资金的支持。

2 前景

针对我乡当前农业技术推广的实际情况，必须从根本上加以解决，进一步解放思想，更新观念，采取切实有效的措施，真正把农技推广工作抓好抓实，为实现农民增收，农业增效的目标做出贡献。为此我们必须抓好以下工作：

2.1 多渠道多途径，加强技术培训，提高农民素质

加强农民技术培训突出层次性和实用性，把初、高中的回乡青年集中培训，他们的接受能力强，容易发挥带头作用。另外，对文化素质偏低的农民采取办培训班与现场示范相结合的培训方法，增强他们的科技意识。

2.2 抓好科技试验示范，以点带面让农民更直接地得到实惠

由于大多数农民都不愿花钱，应用自己不完全了解的新技术新品种，他们中许多人抱观望态度，认真搞好试验示范，让他们亲身体会新技术新品种带来的好处。近些年来，我乡在试验示范上做了不少工作，从早期的地膜玉米、高廂垄作洋芋推广开始，到现在的规范化种植，每年我乡从党委书记、乡长到基层的社长，都各有自己的高产示范片，每个村都有科技示范户，用看得见，摸得着的学习样板，活生生的事实教育引导农民改变传统种植方式，应用科技致富。

2.3 搞好配套服务，解除农民后顾之忧

今后我们农技部门的工作不但要在产前对技术项目进行全面筛选，找到更适合本地的项目进行推广，并一如继往地把产中技术服务抓实，更主要的是要帮助农民搞好市场调查和预测，为农民在产后提供准确的信息服务，使农民的农副产品有市场，让农民从中得到更多的实惠。