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技术设计方案样例十一篇

时间:2022-04-11 07:57:37

技术设计方案

技术设计方案例1

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.159

[中图分类号]TP273.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2016)20-0-01

计算机控制技术课程是自动化核心专业课程,其主要内容包括计算机硬件接口技术、硬件抗干扰技术、网络通信技术、数字PID(比例-积分-微分)及先进控制技术,DCS(分布式控制系统)以及FCS(集中式控制系统)技术等核心内容,根据教学大纲要求,该课程需要掌握计算机硬件接口的实现方法和基本的抗干扰设计方法,掌握数字PID参数整定及优化方法,熟悉DCS和FCS基本结构,熟悉DCS在火电厂的具体应用,掌握DCS编程的基本方法。

由于该课程综合了微机原理、自动控制原理、信号处理与火电厂检测技术等课程的一些知识,学习内容又跟火电厂热工控制结合紧密,根据大纲培养要求以及现有的实验条件,以课程学习后应达到的专业能力进行综合评估为改革方向,改变以单纯的闭卷考试或者写课程总结方式考核的方式,对于促进教学相长,提高学生工程能力有一定价值。

为此,特结合大纲要求以及火电厂热工专业的相关能力的培养要求,拟充分利用现有的实验条件和图书馆的文献检索条件,对学生的专业能力进行相关考核具体内容如下。

1 文献检索和阅读分析能力考核(15%)

根据课程教学内容学生可对以下5个方面的内容进行研究及应用前沿进行分析与综述,最后提交综述报告,具体如下。

①硬件接口技术与抗干扰技术,包括AI、AO、DI、DO以及共模干扰信号的抑制方法;②数字PID以及先进控制技术,包括PID参数整定及优化方法,串级及前馈,模糊控制;③网络通信技术,包括DCS以及FCS所用的网络拓扑结构,网络存储方式,网络访问方式等国内外研究现状;④DCS及FCS技术,包括两种火电厂计算控制技术的发展趋势与方向以及研究进展。

2 热工控制系统实现方案设计能力(25%)

给定某一热工被控对象及其被控参数相关技术要求,对DCS或者FCS相关的硬件设备进行选型,包括采集模件、DPU、通信模块以及对执行器进行选型,主要对选型合理性进行评价,包括技术实现的可行性,性价比的合理性、可靠性以及维护的便捷性等多种因素进行综合分析。若采用IPC+板卡的方式实现,则须选择相应的工控机,I/O板卡、端子板、信号调理等相关的硬件,最后提交文字方案。

3 热工软件设计能力考核(25%)

结合热电厂的某一被控对象参数控制要求,在DCS编程环境上利用图元进行操作画面组态,达到基本形象和直观的要求,并利用动态显示方式对被控对象参数进行模拟仪表功能的实现;控制功能的实现主要以利用DCS组态环境中的逻辑和控制模块来实现对被控参数的调节,以及PID参数的整定和优化功能,可以结合MATLAB软件进行参数优化。该内容具体考核的实施在DCS实验室软件平台上实现。

4 I/O接口实现及硬件抗干扰设计能力考核(25%)

I/O接口以以下三种方式进行评价。

(1)给出输入输出信号范围,自行设计信号调理电路和抗干扰电路,并利用电路仿真方式观察调理电路设计的合理性,提交仿真结果。

(2)给定不同类型的多路标准信号,自行设计多通道采集系统,包含多路开关,A/D总线接口,查询或中断方式下跟ISA总线或者单片机(ARM)之间的扩展电路,提交相关的原理图。

(3)利用实验室现有的亚当模块和信号发生器实现信号采集功能,并利用软件编程实现抗干扰功能。

5 创新设计能力考核(10%)

虽然结合现有的DCS在火电厂产生了海量数据,但海量数据却具有无法对火电厂工艺管理进行指导的特点,因此,应有针对性地设计一套能结合应用的数据提取方案。

在对某专业班级学生进行实际考核过程中,考核方案具有可操作性强,能比较客观反映学生对课程的掌握程度等优点。

主要参考文献

[1]王付生.电厂热工自动控制与保护[M].北京:中国电力出版社,2005.

[2]边立秀.热工控制系统[M].北京:中国电力出版社,2012.

技术设计方案例2

机械设备是建筑质量和效率的保障,机械设备由于使用不当等原因造成设备故障,如果不及时修理就会给建筑生产带来一定经济损失,影响施工进度。门座式起重机在水电站等大型建筑施工中应用十分普遍,是大型水利工程建筑的主要施工设备,对其维修技术方案的研究有利于门座式起重机更好的为建筑生产服务。

1机械设备维修相关技术概述

机械设备由于零部件的老化、操作的失误等原因会出现各种故障,影响设备的正常运行,造成建筑施工中止,影响施工进度。当机械设备出现故障时,需要及时的针对故障进行维修。

1.1门座式起重机概述

门座式起重机是结构复杂、机构繁多、最典型的电动装卸机械。它具有较好的工作性能和独特的优越结构,通用性好,被广泛应用于大型水利工程建设施工和港口码头。门座式起重机的工作机构具有较高的运转速度,起升速度可达1.17m/s,变幅速度可达0.92m/s,使用率高,每昼夜可达22h,台时效率也很高,一般可达100t/h以上,它的结构是立体的,占地面积小,具有高大的门架和较长距离的伸臂,因而具有较大的起升高度和工作幅度能满足港口、码头、船舶和车辆的机械化装卸、转载,充分利用施工场地,适应施工要求车辆、人员穿行,还具有高速灵活、安全可靠的装卸能力,对提高装卸生产率,减轻繁重的体力劳动都具有重大的意义。门座式起重机是电力驱动、有轨运行的臂架类起重机设备。它的构造大体上可以分为两大部分:上部旋转部分和下部运行部分。上部旋转部分安装在一个高大的门形底架(门架)上,并相对于下部运行部分可以实现360°任意旋转。门架可以沿轨道运行,同时它又是起重机的承重部分。起重机的自重和吊重均由门架承受,并由它传到地面轨道上。门座起重机的工作原理是通过起升、变幅、旋转3种运动的组合,可以在一个环形圆柱体空间实现物品的升降、移动,并通过运行机构调整整机的工作位置,故可以在较大的作业范围内满足运移物品的需要。

1.2门座式起重机的安全操作规程

门座式起重机的安全操作规程如下:(1)司机应熟悉本起重机结构及性能,并了解机构及电气的基本知识,并经过当地技监局专业培训后,考试合格领取起重工上岗证后方可操作本起重机。(2)接班前应查看起重机外观,结构是否异常,钢丝绳有否脱槽,钢丝绳接头是否完好。(3)作业前应检查周围环境,排除障碍,并空钩试验起升、下降、旋转一周,变幅1米回,检查有无异常;起吊头一码货物起吊高度不超过0.5米,检查起升刹车可靠性。(4)作业中应集中精力,认真操作眼随钩走,余光瞭望,稳中求快;遇有中间停电,必须将控制的手柄放回零位,如遇长时间停电,应用手控制起升制动器使货物落地;电机长时间工作超过温升值应停止工作。(5)作业完毕应做到将起重臂架放至中小幅度,旋转至码头内,吊钩升高;详细填写运行日志及交接记录;离开起重机时切断总电源。

1.3门座式起重机主要故障

门座式起重机主要故障根据故障原因可以分为机械故障和电气故障:(1)机械故障。机械故障包括钢丝绳是否断丝;螺栓脱落;制动器闸瓦;销轴等零部件的严重磨损;减速机漏油;吊钩护罩、滑轮损坏;齿轮啮合出现错误、齿根断裂等;其中回转机构小齿轮、变幅机构齿轮轴及压轮齿条啮合故障属于中等故障,需要等到设备空闲时间进行修复。起重机的悬臂变形故障,圆筒门架、均衡梁、人字架、平衡梁及悬臂等结构件焊缝故障属于大修故障,需要设备立即停车进行修理。针对大修故障,需要编制详细的设备维修技术方案,并经相关人员审核后,严格按照方案进行设备检修工作。(2)电气故障。电气故障包括电机线路异常;操作控制按钮与设备实际动作不符;设备没有反应,接触器触头烧损,照明系统故障等等;在电气故障中只要设备能够正常完成起吊等指定动作的均属于中修故障,待设备休息期间进行修复;其他影响设备正常起吊的故障,如接触器触头烧损故障,需要及时停车进行修理。电气故障检测过程中,涉及到电源方面,要做好相应的保护措施,检修过程中要确保设备接地良好,防止触电。

2门座式起重机的安装与维修技术方案设计

乐昌峡水电站位于韶关乐昌市武江乐昌峡河段,下距乐昌市14km。枢纽集雨面积4988km,坝址多年平均径流量43.61亿m,多年平均流量138m/s。以防洪为主,结合发电,兼顾航运和灌溉的Ⅱ等大型水利枢纽。水电站主要由拦河坝、发电厂房及对外交通道路等组成。门座式起重机是乐昌峡水电站的主要建筑设备,在拦河坝的修筑过程中吊装、转移各类建筑材料、机械设备;在水电站发电设备的安装过程中精确吊装水轮机、发电机等发电设备,甚至工程后期转移各类物资中也有门座式起重机的身影。乐昌峡水电站工程建筑过程中,使用门座式起重机来完成施工现场的物资吊装、设备安装等工作。针对该工程的门座式起重机的工作状况编制详细的安装、维修技术方案。根据门座式起重机的结构和工作原理,以及门座式起重机出现的各种故障表现,制定详细的维修技术方案。维修技术方案中包含施工准备、人员安排、安全生产注意事项、维修技术准备等内容确认各检修岗位工作人员的职责,相互配合协调。起重机检修检测项目如表1,根据检修内容进行起重机维修检测。根据初步判断的故障类别,整理检修工具,起重机检修使用的设备工具如表2所示。检修步骤:工具、人员到位后,开始检修现场的准备工作,包括爬梯安装、油泵安装、检修电缆敷设,然后进行油泵调试及配平,降塔、拆卸标准节、拆卸塔身节,拆卸钢丝绳、平衡臂配重,拆卸起重臂、变幅钢丝绳、解散起重臂及小车,拆卸平衡臂,拆卸塔帽、司机室,拆卸回转支承,拆卸油压系统、顶升套架、平台及护栏,拆卸基础节,拆卸场地要求及辅助设施,拆除后进行相应故障的维修。

3结语

本文主要研究了建筑机械设备维修技术方案的设计,结合乐昌峡水电站工程建筑过程中使用的门座式起重机,来研究建筑机械设备维修技术。建筑机械设备的维修技术方案的设计要以机械设备的结构、工作原理、故障表现等信息为基础,科学合理的设计维修技术方案,从而高效快捷的完成机械设备维修工作,为建筑工程保驾护航。

参考文献:

技术设计方案例3

中图分类号:C35文献标识码: A

一、数字技术概念

“数字技术”是使用0和1数字进行编码,然后运用计算机、通信卫星这些通信设备来表述、传递和处理所有信息的技术。数字技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输与数字调制解调等技术。自1998年以来,国际上出现了“数字地球”、“数字城市”等的提法,是以数字信息来描述地球或城市。在建筑领域内的“数字建筑”就是以二进制的数字信息来描述建筑,而相应的应用技术就称为“建筑数字技术”。

计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)是数字技术在工程设计领域中的一种应用技术。计算机辅助建筑设计(CAD,Computer Aided Archite-ctural Design)技术是CAD技术的一个分支,是数字技术在建筑设计领域中的一种应用技术。CAD技术在当今的建筑设计界己是一项普遍采用的基本技术。CAD技术带来了设计工作的高质量和高效率,在建筑设计中,正发挥着越来越大的作用。

我们以往所用的CAD技术就一种建筑数字技术。而现在的“建筑数字技术”一词,就词义的涵盖范围而言,有了较大的拓展和延伸。CAD技术严格来讲只是局限在辅助工程设计的范畴之内,而建筑数字技术还应包括:计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助工程(CAE)、地理信息系统(GIS)、网络通信(Network)、虚拟现实(Virtual Reality)、智慧环境(Smart Environment)、产品数据管理(PDM)等诸多内容。以上的这些数字技术,目前在建筑设计中正得到越来越广泛的应用。在越来越多的建筑设计、建造施工、建筑后期运营管理过程中以建筑数字化技术为辅助的潮流称为建筑的数字化。

二、建筑数字技术优势

(一)数字技术在设计思维上的优势

新的数字技术的大量应用改变了建筑师的工作方式,也将直接影响到我们的专业思维模式。传统的图示思维模式借助徒手草图将思维活动形象地描述出来,并通过纸面上个而为视觉形象反复验证,以达到刺激方案的生成与发展的目的。以计算机辅助设计为代表的诸多数字专业技术则有可能将这一过程转换到虚拟的三维数字化世界中进行―数字化思维”。

数字媒介为我们提供了精确性、高效性、集成化和智能化等诸多优点。数字技术介入传统的空间图示方法,除了使建筑师抽象思维的表现更为直观和接近现实之外,其更重要的潜质在于可以突破由于表现方法的局限而形成的习惯性的设计规律,从而真正使建筑师在技术上有可能发现诗意的造型追求,使建筑空间的构思能有雕塑般的自由和随意。与此同时,它更提供了设计思维与方法更新的可能性―整体集成的建筑数字信息模型,以及以此为基础的设计过程的动态参与及广泛的横向合作等。

(二)数字技术在建筑设计方法与过程上的优势

数字技术拥有目前强大的运用数字来建立建筑模型的技术、通用集成模型、网络协作等手段,为建筑设计师提供了新的起点。尽管纸张作为主要信息媒介之一仍将延续相当长的时间。但数字技术可以使设计真正回归三维空间和整体性的信息模型之中。也只有在这个层次上,数字技术才能真正做到辅助设计而非辅助表现。就像计算机科技大量而迅速地改变人类的日常生活一样,数字技术在建筑设计上的发展也经历相对短暂却令人叹为观止的变化逐渐趋于成熟。

(三)数字技术在建筑建造施工方面的优势

无论是设计阶段的建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM),还是建造施工阶段的土木工程信息模型(Civil Information Modeling,CIM),作为数字技术在建筑专业领域的典型应用和发展方向,都是试图通过建立高度集成的专业信息系统,统一专业信息交流的规范和标准,连通从设计到建造过程中不同阶段不同相关专业(结构、设备、施工等)之间的信息断层。

数字技术对除设计之外的建造等阶段具有有力支持,同样数字技术会对我们的设计过程进行影响和改变。而“建设生命周期管理”(Building Life一Cyele Management,BLM)等新理念的引入和实施,更使建筑师们对设计和建造的关注面向建设项目的整个生命周期,包括从规划、设计、施工、运营和维护,甚至拆除和重建的全过程,对信息、过程和资源进行协同管理,实现物资流、信息流、价值流的集成和优化运行,实现对能源利用、材料土地资源、环境保护等可持续发展方面的长远效益和整理利益的考虑。

三、建筑数字技术在方案设计中的应用策略

(一)建筑方案构思与设计

建筑方案设计的构思设计,总体上可划为概念设计和方案发展这两个阶段。同时由于建筑师在这两个阶段的工作目标和思维表达的特点不同,因此反映到数字媒体工具的应用上也会存在一些差别。

在概念设计这个阶段,建筑设计师的主要任务是运用画图、建模等数字媒体来进行操作的过程,将自己思考的内容转换、外化成一种媒体对象,即概念设计草图或模型,这样建筑师便可以从一个新的视点来反观他所思考并创造出来的事物,并从中获取到新的经验以促进下一轮的思维循环。在概念设计阶段中,建筑师的设计思维与表达主要表现为一种较强的开放性、跳跃性和探索性的特征。为了寻求问题的最近解答,建筑师总是希望尽量尝试多种可能的方案设计,以便于从这些变化的形式中不断获取更多有价值的经验、线索,并从中进行优选。为了能做到这些,建筑师需要借助一些方便、快捷型的三维CAD建模工具以支持该阶段建筑师这种的开放、跳跃和探索性思维。

方案发展阶段是在概念设计阶段上的自然延伸。在方案发展阶段的前期和中期,建筑师的设计思维与表达在探索中逐渐明确,体现出对建筑空间、功能、建筑造型与整体环境等问题的深度思考和比较性研究特征。在该阶段的后期,则侧重与图纸或多媒体演示的方式,来充分表现这些思考和研究的内容。根据概念设计阶段中建筑师所使用的媒体类型、设计深度、项目规模或复杂度以及建筑师个人的喜好等特点,建筑师在方案发展阶段大体上有三种可选择的数字化设计方法和策略:以三维模型为核心的策略;以信息模型为核心的策略;从三维模型到信息模。这四种四条策略可以尽可能地帮助建筑师节省时间,提高工作效率。在完成质量保证的前提下,让建筑师把主要精力和重点放在建筑本身,更充分的挖掘建筑自身所包含的内在价值,而不是为了图纸输出和文本编撰上。如何让建筑更加动人,适应环境,延续城市脉络才是建筑师更应该关心和着重点所在。

(二)建筑方案性能评估

面向产品生命周期的设计,是从工业制造领域中的并行工程思想发展而来的先进的设计理论与方法,它要求产品设计要面向产品生命周期中的各个环节,包括产品需求识别、产品设计、生产及运输、使用于维护、废弃物回收处理等所有阶段,以确保产品开发的速度快、质量好、成本低、服务优良和促进环保。随着人们对生态、节能、环保以及服务等意识的不断加强,面向建筑生命周期的设计现在成为建筑学术界、设计界广为接受的建筑设计理念,而各种支持建筑产品生命周期性能设计的数字化工具的不断出现以及国家有关建筑节能法规和政策的相继出台,更促使建筑师们在其建筑设计实践中积极地研究和应用这些新型的设计工具和方法。

对于设计师来说,特定的设计具有不同的关系组织和突出特点,如何决定优先考虑的因素,优化设计过程,强调设计思想的表达是最重要的。数字技术在这个过程过帮助设计师创造、实现和交流他们的思想,在未来,驾轻就熟地利用先进的建筑数字媒体工具将会成为建筑师的基本素质。

结论

建筑它自身就是是一个信息传达的媒体,它不仅仅包括建筑结构、建筑构造、节点细部等技术方面的因素,它还是一个社会时代的生活、审美方式等诸多信息的文化载体。建筑形式应当表达形式构成的自然规则与自然属性,表达的是人类对构成自然的要素和自然的规律的认识。而数字技术的发展,为建筑艺术表达提供了更加方便快捷的技术保障,大大提高建筑工程的质量与效率。

参考文献

1 赵冰.建筑学科中的数字化与生态化研究.武汉大学学报(工学版),2011(34):1-4

2 徐东扬.基于数字技术的建筑方案研究.中南大学,2010:5-8

技术设计方案例4

桥梁是公路交通的重要组成部分,其工程质量直接关系到公共交通的顺畅和广大人民的实际利益。加固现有桥梁,不但可以延长桥梁的使用寿命,还可以加大桥梁的承载力度,况且只需要少量的资金和人力投入,使桥梁能快速满足公共交通的需求,为国家带来巨大的经济和社会效益。目前国内路桥工程的加固技术主要有:增大截面与配筋加固法、体外预应力加固法、粘贴钢板或碳纤维加固法、化学植筋加固法、喷射混凝土加固法。本文针对体外预应力加固法、粘贴碳纤维加固法和化学植筋加固法的加固技术和设计方案进行分析。

1 体外预应力加固技术及设计方案

1.1 加固原理

预应力加固法是以钢绞线、粗钢筋、高强钢丝等为材料,以梁身为锚固体,采用外加预应力的钢拉杆对构件结构进行加固。由于张拉对梁体产生偏心压力,在此偏心预应力作用下,使梁体产生向上的力,从而抵消了部分自重应力,减小了结构变形和裂缝宽度,降低了被加固构件的应力水平,大幅度地提高了结构承载力。

1.2 体外预应力加固法优点

1.2.1 原结构可继续使用,施工工艺简单、进度快,所需工序少;基本不改变原结构,工作量小,因此可以最大程度缩短工期。

1.2.2 不增加自重,不降低结构使用功能。体外预应力束基本不占用结构空间,所以不会因为有预留孔而减小结构的承载能力。

1.2.3 工程质量更有保证。体外预应力束是在工厂生产的,质量比现场加工的预应力粗钢筋稳定;张拉过程中,工作人员可以精确控制和调整钢绞线应力。

1.2.4 后期维护方便。投入使用后,工作人员可以随时检查腐蚀情况,随时检测预应力束,及时掌握相应数据,保证在必要时可以及时更换。

1.3 体外预应力加固技术的设计方案

1.3.1 外部预应力钢索加固法。外部预应力钢索加固一般采用预应力钢丝束或钢绞线,沿梁肋侧面按某种线形设置,通过张拉实现体外预应力。梁底设置若干定位装置,以保证钢索线形并固定其位置口。钢索锚固于梁两端,预应力钢索通常套以保护管,或待张拉锚固后用混凝土包裹,以防锈蚀。

1.3.2 下撑式预应力拉杆加固法。下撑式预应力拉杆加固法有直线式、折线式和混合式等设置形式,直线式拉杆加固法适用于下弦杆抗拉承载力不足的桁架和正截面抗弯承载力不足的梁;折线式拉杆适用于正截面抗弯与斜截面抗剪承载力都不足的梁和跨中端腹杆和下弦杆抗拉承载力不足的桁架;混合式拉杆适用于正截面抗弯承载力不足,但斜截面抗剪承载力不足的梁和下弦杆承载力较端腹杆承载力更不足的桁架。

2 粘贴碳纤维加固技术及设计方案

2.1 加固原理

用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴将碳纤维粘贴在桥梁混凝土构件的表面,树脂凝固后与原构件形成一个新的受力体,力学性能相比原来得到了很大提高。

2.2 碳纤维材料的优点

2.2.1 碳纤维布的质量轻,设计厚度较薄,基本不增加结构的自重和改变截面外形,因而可操做性强,操作空间要求宽松。

2.2.2 碳纤维具有高强、高效的力学性能。

2.2.3 可适应不同构件形状,能有效地封闭混凝土的裂缝。可根据需要对桥梁的斜、弯及异型结构进行补强,大大降低施工难度,减少施工成本。

2.2.4 施工简便,无需钻孔及开凿,避免对原结构造成新的损害。

2.2.5 有良好的耐久性、耐腐蚀性,寿命较长,养护工作也非常方便。

2.3 粘贴碳纤维加固技术的设计方案

具体内容如下:面层处理,将混凝土表面的风化层完全清除,然后用水洗净,使其充分干燥;底层涂料,当气温低于5℃,或湿度较大时不能施工。选用合适的底层涂料,施工现场空气应充分流通,严禁烟火;粘贴碳纤维片材,加固后的混凝土结构,使用温度通常应低于60℃。纤维贴片按照设计的尺寸裁好,长度在2米以内最适当,只做出能使用的数量即可。可以指触确认施工面底漆的干燥程度,施工结束一周以后,用砂轮机磨平。将环氧树脂和硬化剂依规定的配比放于拌合桶中,用电动搅拌机使其均匀混合。涂抹量因施工面的粗糙程度而异,转角部分要多涂。

3 化学植筋加固技术及设计方案

3.1 加固原理

化学植筋是在已有的混凝土构件上按合适的直径和标准要求深度钻孔,采用专用植筋胶,利用其锁键原理和粘结使钢筋与原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土传递,从而形成一个受力体。

3.2 化学植筋加固法优点

3.2.1 设计灵活,可以在混凝土结构的大多数地方依据结构受力情况设计植筋的数量和规格。

3.2.2 可靠性比预埋件好,在钢筋混凝土结构可能与其他结构连接的地方均预留预埋件,但位置不易确定,而植筋具有灵活性,且具有和预埋件同样地可靠度。

3.2.3 比一般的铆、焊方法相比受力均匀,材料不会产生应力集中现象。

3.2.4 耐疲劳性好,承载力大,按标准规范计算施工就能完全满足承载力的要求。

3.2.5 工艺简单,钻孔直径、深度范围广,可大大缩短工期,一般钢筋工就可操作,相对其他方法经济。

3.2.6 抗高温,可近距离焊接施工。

3.3 化学植筋加固技术设计方案

具体内容如下:对修补部位的裂缝情况进行详细的检查、记录;钻眼埋嘴,嘴子要弄适当的尺寸,尽可能降低其自重,防止因贴不牢而坠落,宽缝少布嘴,窄缝密布嘴,断缝交错处单独设嘴;嵌缝止浆,当嘴子埋贴后,要把其余裂缝全部封闭,进行嵌缝或堵漏处理;压水或压气试验,检查裂缝的封闭及嘴子的通畅情况;往裂缝里灌注化学浆液,依据裂缝病态及施工条件的不同,可采用手压泵灌注或灌浆注射器灌注两种方法。

4 结论:

总之,在实际的路桥施工过程中,应根据桥梁的实际情况,综合考虑技术、经济、施工环境等多方面的因素,可采用两种或多种加固技术的结合的方法,制作出最佳的加固技术方案。随着科技的发展,还将不断推出桥梁加固的新材料、 新技术和新工艺,并不断完善现有的桥梁加固技术。

参考文献:

[1]王瑶.吴胜德.浅谈桥梁加固技术[J].黑龙江交通科技.2010.(10)

[2]黄会彬.桥梁加固技术与方法探究[J].中国科技博览.2010.(08)

技术设计方案例5

桥梁作为公路设施的重要基础设施,其工程质量直接影响着交通质量与广大人民的切身利益。采取必要的措施对现有桥梁进行加固,不仅可以有效延长桥梁的使用年限,还可以在控制人力与资金投入的基础上提升桥梁的承载力度,以满足现阶段公共交通的需求,从而使公路工程发挥出其最大的工程效益。对于现阶段路桥工程的加固技术而言,主要包括预应力加固法、粘贴碳纤维加固技术、化学植筋加固法以及喷射混凝土加固法等多种加固方法,本文将对预应力加固法、粘贴碳纤维加固技术、化学植筋加固法等加固方法进行深入分析。

1桥梁加固技术

对于桥梁加固技术而言,是使用可行的技术手段对现有桥梁结构进行补强加固,从而提升桥梁的承载力强度与使用年限。从大的方面进行划分,桥梁加固技术分为上部结构补强加固与下部结构补强加固。对于上部补强加固方法而言,又分为改变结构受力体系与不改变受力体系两种。从补强材料与其受力原理来分,又可分为主动加固与被动加固两种类型。

1.1桥梁主动加固的原理

对于该种加固类型而言,是指在受拉区直接增加补焊钢筋、粘贴钢板、粘贴高强复合纤维材料等补强材料,同时隶属于被动加固的范畴。而在实际的设计过程中,需考虑加固与分阶段受力特点,由原梁承担构件自重与恒载;由加固后的组合截面来承担活载,而对于后补强材料的强度发挥而言,受到原梁变形的限制。

1.2桥梁被动加固的原理

为了提升后补强材料的利用效率,对后补强材料施加一定的预应力来进行加固补强。后加补强材料主动受力,受预应力的作用能改变原梁的应力状态,从而达到提升原梁承载力与抗裂性的目的。同时,对于现阶段的预应力加固技术而言,分为体外预应力加固体系、高强度复合纤维预应力加固体系以及有粘结预应力的加固体系。

2体外预应力加固技术和设计方案

2.1加固原理

对于预应力加固方法而言,是指以粗钢筋、钢绞线以及高强钢丝等为材料,以梁身为锚固体,施加预应力来对构件进行加固。同时,受张拉作用的影响会使梁体产生一定的偏心应力,在该力的作用下能使梁体产生向上的力,从而抵消了自身的部分重力,降低了结构变形与裂缝宽度,使结构的承载力得到大幅度提升。

2.2体外预应力的加固方法的优势

对于体外预应力加固方法而言,主要具有以下几个方面的优势:(1)施工工艺简单,工序少,原结构可继续使用。同时工作量较小,能有效缩短工期。(2)不降低结构使用功能。对于该种预应力加固方法而言,几乎不占用结构空间,但不会因预留孔使结构的承载能力下降。(3)能确保工程质量。因体外预应力束是在工厂上产的,比现场加工的预应力钢筋稳定。在具体的张拉过程中,工作人员能对钢绞线的应力进行精确控制与调整。(4)方便后期维护。在投入使用之后,工作人员能对腐蚀情况与预应力进行随时检查,并掌握相应的数据,在必要时能进行及时更换。

2.3体外预应力加工技术的设计方案

2.3.1外部预应力钢索加固法。对于该种设计方案而言,多采用预应力钢绞线与钢丝束沿梁肋侧面方向按照一定的线形设置,以张拉的形式来施加预应力。同时,还应在梁底设置一定数量的定位装置,以确保钢索的线形。而钢索锚固定在梁的两端,用保护管对预应力钢索进行保护,以防止钢索发生锈蚀。

2.3.2下撑式预应力拉杆加固法。该种加固方法又分为直线式、折现式以及混合式等不同形式。对于直线式拉杆加固法而言,适用于下弦杆桁架承载力不足的情况以及梁的正截面抗弯承载力不足的情况。而折线式多用于梁的正斜截面抗剪承载力都不足的情况以及端腹杆和下弦杆的桁架抗拉承载力都不足的情况。而对于混合式而言,多用于梁的正截面抗弯承载力不足而斜截面的抗剪承载力不足的情况和下弦杆桁架比端腹杆桁架的承载力更不足的情况。

2.4高强度复合纤维预应力加固体系

对于现阶段工程上常用的高强复合纤维而言,主要包括芳纶纤维与碳纤维(FRP),而碳纤维在桥梁加固技术应用中更为广泛,技术也比较成熟。

2.4.1作用原理

为了提升碳纤维材料的使用效率与对原来桥梁的加固效果,对碳纤维材料施加预应力是一种切实可行的办法。该技术的作用原理为,用锚固碳纤维板条对梁体施加一定的预应力,从而改善梁体的受力状态,但目前该种加固技术仍然处于试验阶段。

2.4.2技术特点及优势

对于该种加固技术而言,主要有以下几种技术特点及优势:(1)高强度与高效能。因FRP具有非常优异的物理学性能,在对钢筋混凝土的修补加固过程中能充分利用其高弹性模量与高强度等特点来提升混凝土构件的延性与承载力,并使其受力性能得到明显改善,从而达到高效加固修补的目的。(2)因与混凝土的膨胀系数相近,在温度变化的情况下FRP能与混凝土构件一起协同工作。(3)施工快捷,无需大型机械器具,施工效率较高。相关统计资料表明,粘贴FRP是粘贴钢板施工功效的6倍左右。并且FRP轻质柔软,比粘贴钢板更能确保施工质量。(4)不增加体积与构件自重。因FRP材料厚度较薄,并且质量较轻,在对构件进行修补之后几乎不增加原构件的尺寸与自重,并且也不会降低构件的使用空间。(5)耐久性能与耐腐蚀性能优越。相关试验表明,碳纤维具有良好的耐久性与耐腐蚀性,能有效抵抗酸、碱、盐等对构件所产生的腐蚀。值得一提的是,在使用该材料加固之后,无需进行定期维护,其本身对混凝土的内部结构也会起到一定的保护作用。

2.5有粘结预应力加固体系

2.5.1作用原理

利用锚固于小直径预应力钢筋对梁体施加一定的预应力,并喷射具有较高强度的复合砂浆,使预应力钢筋和梁体粘结在一起,从而构成粘结预应力加固体系。

2.5.2技术特点

与其他预应力加固体系相比,该预应力加固体系具有以下特点:(1)能使后补强材料得到充分利用,有效提升材料的利用率。(2)所喷注的砂浆具有很强的抗碳化与抗侵蚀作用,能有效避免钢筋发生侵蚀,从而提升其使用寿命与耐久性。(3)依靠双重作用锚固预应力钢筋,使锚固工作的安全可靠性得到有效提升。

3粘贴碳纤维加工技术及其设计方案

3.1加固原理

使用专门配置的树脂将碳纤维贴在混凝土构件表面,从而与原构件形成一个综合的受力整体,从而使其力学性能得到明显改善。

3.2粘贴碳纤维加固技术的设计方案

对于粘贴碳纤维加固技术的设计方案而言,具体设计方案如下:首先进行面层处理。在该项工作的开展过程中先将混凝土表面的风化层去除,并在水洗后充分干燥;其次进行底层涂料。在气温较低或湿度较大的条件下不能施工,并选择合适的底层涂料,确保施工现场的空气流通。之后粘贴碳纤维片材,在混凝土加固之后应将使用温度控制在60℃以下。将纤维片材按照设计好的尺寸裁好,并将其长度控制在2m以内。在此过程中,还应确认施工面底漆的干燥程度,在施工结束一周左右用砂轮磨平,并用硬化剂与环氧树脂按照固定的配比放在拌合桶中,在搅拌均匀之后涂抹在施工面上。

4化学植根加固技术与设计方案

4.1加固原理

对于该种加固技术而言,是指在原有混凝土构件上按照规定的直径与标准进行深度钻孔,利用锁键原理,用专用的植筋胶将钢筋与原混凝土粘接牢固,并形成一个新的受力整体。

4.2化学植根加固技术的优点

对于该种加固技术而言,主要包括以下几个方面:(1)设计灵活,能适用于大部分混凝土结构,并根据混凝土结构的具体受力情况来确定植筋的规格与数量。(2)具有较强的可靠性。与预埋件相比,植筋具有良好的灵活性,并且有着与预埋件相似的可靠度。(3)受力均匀,能有效避免应力集中现象的发生。(4)承载力大,具有良好的耐疲劳性。按照相应的标准进行规范计算,能有效满足承载力的要求。同时,该种加固方法工艺简单,并且使用一般的钢筋就可以操作,能有效缩短工期,从而使其具有良好的技术经济合理性。(5)在高温情况下也可施工作业,并且能够近距离焊接施工。

4.3设计方案

对于该种加固技术的设计方案而言,具体内容包括以下几个方面:首先应对修补部位的裂缝情况进行认真检查并记录。钻眼埋嘴,嘴子应选择适当的尺寸,并尽量减轻其自重,防止因贴不牢而坠落。同时,窄缝多布嘴,宽缝少布嘴,在断缝交错的部位单独设嘴。之后进行嵌缝止浆,在将嘴子埋贴后,将剩余的裂缝进行封闭处理,并进行压水试验,对封闭与嘴子的畅通情况进行检查。之后网缝里注入化学浆液,并根据病态与施工条件等因素的不同,选择灌浆注射器灌注或手压泵灌注等方法进行灌注。

5结语

综上所述,在今后的路桥工程加固过程中,应根据桥梁的实际情况,对施工环境、技术、经济等多面的因素进行综合考虑与分析,并对多种加固技术进行对比分析,以选择出最佳的加固方案。同时,随着科技的不断发展,应对现有的材料、方案、加固工艺等进行不断的完善与创新,以有效提升现阶段的桥梁加固水平。

参考文献:

[1]杨灿宇.浅析公路桥梁体外预应力加固的施工技术[J].中国水运:下半月, 2011(6): 206-207.

[2]刘琦.结合桥梁工程施工的实例对预应力加固技术的探讨[J].建材与装饰, 2012(2): 260-261.

[3]高飞.公路桥梁施工体外预应力加固技术探析[J].山西建筑,2012,38(21): 204.

[4]祈朝刚.结合桥梁工程施工实例对预应力加固技术的探讨[J].建材与装饰:上旬, 2012(7): 178-179.

技术设计方案例6

1引言

随着互联网技术高速发展,大数据云计算在各行各业的广泛应用,信息数据急剧增长,信息存储容量扩大,数据存储遇到的风险加大。虽然人们对信息数据、数据库安全高度重视,但是一旦系统遭受房屋损坏、火灾、停电故障、系统破坏等灾难,就会产生严重后果。人们普遍认为只要做好数据安全备份,就能保证数据安全,保障系统正常运行。然而只有数据备份并不能达到应对灾难的效果,备份好的数据还可能会因灾难造成数据的损坏,所以应该考虑如何利用灾备技术来提升数据容灾能力,抵抗潜在不安全因素。

2数据灾备的内涵

数据灾备技术是一项对信息数据、数据库信息进行备份、复制、镜像的综合技术。通常研究的数据灾备是针对数据库而言,当一个数据库在某一时间运行时,同时还保障有另一个数据库在其他地方运行,并且实时同步当前运行数据库的数据。当一个数据中心中数据库有故障或灾难时,其他数据中心数据库可以正常运行并对系统业务实现接管,达到互为备份作用。而传统的备份把备份的数据还是集中在原来机房中,只要机房遭受灾难,备份的数据就会毁坏,达不到保护数据安全的效果。所以数据灾备要改变传统备份的劣势,能够在遭遇灾难时及时快速恢复整个系统。

3常用技术

常见数据灾备技术主要有冷备、暖备、热备、双活(多活)等,但是冷备技术并不是一种真正意义上的灾备技术,因为冷备基本上就是数据中心从未考虑数据中心出现故障的情况,对于故障毫无预知和提前投入,已不能满足数据中心备份的高要求,成为一种落后的技术。在这里主要分析暖备、热备、双活(多活)等技术。

3.1暖备技术

暖备技术需要两个数据中心,分为一主一备,其中暖备应用在备用数据中心。系统运行主数据中心数据,当主数据中心遭遇灾难而导致系统业务瘫痪时,要在正常规定的RTO(RecoverTimeObjective,即灾难发生后,信息系统从停顿到恢复正常的时间要求)时间范围之内,实现数据中心的整体切换。实际应用时,需要配置两套完全一样的系统网络主备数据中心,但不对外备用数据中心路由。当主、备数据中心进行切换时,首先切断主数据中心路由链路,让系统连接在备用数据中心路由上,确保只运行一个数据中心。

3.2热备技术

热备技术相比暖备而言,就是在暖备基础上多使用一项软件,能够让系统自动完成系统数据的完整切换。这个软件能够自动感知数据中心故障,实现系统业务的自动切换,当数据中心出现问题而导致系统业务不能正常使用时,要在正常规定的RTO时间范围之内,将系统自动切换到备用数据中心。热备数据中心主要通过GTM技术实现自动主备数据中心切换。

3.3双活技术

双活技术要求主、备数据中心都能够对外提供系统服务,并且可以同时运行,主、备两个数据中心没有主备之分,其中系统可相互分担任务,在一个数据中心遭遇灾难的时候,系统任务将由另外一个数据中心运行。可以实时检测服务器的运行状态、服务器负载均衡的情况,灵活分配数据中心的使用。双活不会造成数据中心资源的浪费,数据中心都承载着系统运行。相比双活技术而言,多活技术就是同时运行多个数据中心保障系统业务,如果有一个或多个数据中心遭遇问题的时候,另外的数据中心能够实现自动接管,使得所有系统业务正常运行。

4数据灾备方案

为了提升数据存储系统性能及安全,实现可靠存储媒体的有效管理和自动化数据存储管理,确保数据的万无一失,结合数据灾备技术、系统业务主要集中在一地和有限预算的实际情况,可以考虑设计同城灾难备份方案,实现大数据中网络数据集中存储管理,保障数据备份与恢复快捷。

4.1建设目标

该灾备系统的建设旨在确保数据的安全稳定,能够及时恢复灾后系统业务,保证在数据遭遇灾难后,备份中心在第一时间内接替主数据中心的数据,实现系统业务服务正常运行,保证数据的高度完整和数据零丢失,提高系统运行的灾难抵御能力,减少灾难打击造成的经济损失和社会影响。

4.2建设方案

同城灾难备份需要在方案设计时,在同城区域地点内考虑建立两个数据中心,其中有负责日常数据运行的数据中心,还有负责在遭遇灾难后的保障系统运行的灾难备份中心。如图1所示本方案主要由服务器、交换机和存储备份系统几部分构成。为了保证系统业务访问的稳定、快速响应,数据中心中需要配备两套数据库服务器,而其中一套企业级存储系统主要存储系统运行的数据。而灾备存储中心与数据存储中心的两套磁盘存储系统之间建立了磁盘镜像复制关系,通过磁盘数据同步/异步复制技术将数据复制到同城灾备中心的存储系统上,从而确保了系统核心数据的可恢复性。

4.3系统作用

该灾备系统能够完成硬件设备故障、数据丢失和人为错误出现后的系统业务恢复,当数据存储中心的磁盘系统遭遇灾难发生故障的时候,因为在灾备中心保存了数据中心的磁盘镜像,可以让操作系统自动转向对灾备中心的数据磁盘进行访问。另外可以生成不同时间点的数据拷贝,用于软件测试、查询与备份使用,还可以采用集成的容灾备份管理和全图形化的容灾备份系统操作界面,简化容灾备份系统管理。

5结语

由于火灾、断电故障、房屋损坏以及因黑客、病毒、操作失误引起系统破坏等灾难,都有可能让系统核心数据遭到破坏,导致系统业务崩溃。如果我们不能及时有效采取措施应对风险,将会造成巨大的损失。所以只要采用有效的数据灾备解决方案,确保数据处理的高效以及系统业务连续运转,就可减少发生这种情况。随着集中式架构向分布式架构的转换以及大数据、云计算的实施,在未来海量系统的运维模式下,对于灾备系统的要求越来越高,灾备技术的应用将成为未来发展的方向。

参考文献

[1]秦君.基于企业信息系统的数据灾备研究与应用[J].数字技术与应用,2016,(8).

技术设计方案例7

1 接入网的现状及存在的问题

按照城域网接入物理传输媒质,分有线接入和无线接入。有线接入又分光纤技术和铜缆技术。当前,接入网传输媒介主要还是由铜缆构成,据2010年统计数字显示,铜缆在各个运营商的接入网中可占到70%左右。随着国内电信运营商全业务运营和通信技术飞速发展,主干网基本实现数字化、光纤化和宽带化,但处于网络边缘的用户接入网一直发展缓慢技术落后。同时,各高带宽要求的增值业务不断涌现,对传输通道形成巨大压力,传统铜缆接入已不能满足人们对信息的多样化需求。“最后一公里”接入部分仍然是高速局域网和主干网之间的瓶颈。

2 论文主要工作及结构

论文的主要工作概括如下:

⑴技术分析。对PON技术的特点进行了分析。比较了市面上几种常见PON技术的优缺点,之后重点研究了目前已经商用的PON技术中最先进的GPON技术的特点及关键技术。

⑵模型构建。分析了驻地网两种典型的建设模式:FTTB、FTTH,对在这两种模式下,驻地网的组网模式做了详细分析,设计了两种模式下的线路段模型。

⑶网络设计。网络由“点”和“线”构成,“点”就是各种有源或无源设备,“线”则是连接设备的各种线缆。本文以楼宇为“点”,现实工程中的小区无非就是不同类型“点”的排列组合,本文针对不同的场景,设计了网络接入方案。

3 无源光网络(PON)技术基础

3.1 PON技术的产生背景

数十年来,电信运营商一直在不断地寻找着更低的降低网络建设和运营成本的“最后一公里”解决方案,无源光网络(PON)的概念最早是由英国电信公司的研究人员于1987年提出,主要是为了满足用户对网络灵活性的要求。由于无源光网络(PON)中不包含任何有源器件,价格低、安装维护方便,因而PON技术成为光接入网技术中的热点,发展十分迅速。

3.2 PON技术的主要类型及对比

无源光网络是指光配线网(ODN,Optical Distributioon Network)中不含有任何电子器件及电子电源的网络。ODN内部全部由光分路器(Splitter)等无源器件及线缆组成,不需要成本相对较高的有源电子设备。

常见的PON技术包括APON、BPON、EPON、GPON、WDM-PON等多种。目前,已经商用化的PON技术主要有3种,APON/BPON、EPON、GPON。APON、EPON和GPON三种PON技术各有自身的特点,其主要差异在于采用了不同的二层技术。

4 PON结构及优势

4.1 PON网络结构

4.2 PON网络在现有运营商网络中的位置

4.3 PON技术的优势

PON网络在这方面有着天然的优势。首先,其1:N的分光器决定了PON网络本身就是一个P2MP的网络,PON网络典型的拓扑就是树型拓扑,收敛比高,能够大幅度节省接入段光纤资源,方便运营商大面积布网并迅速接入新客户。其次,PON的多业务支持能力能够适应不同企业的业务需求,作为一个综合接入平台,PON技术可以提供所有目前主流的业务接口,与客户侧的多种设备进行无缝对接。作为一种完善的、统一的接入平台,PON技术一跃成为接入层的明星技术。

5 基于PON技术的FTTx网络建设模式研究

5.1 FTTx的定义

FTTx技术主要用于接入网络光纤化,范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备,局端设备为光线路终端(OLT:Optical Line Terminal)、用户端设备为光网络单元(ONU:Optical Network Unit)或光网络终端(ONT:Optical Network Terminal)。

根据光纤与用户之间的距离,FTTx技术可分成以下几类,在实际工程中需要根据用户分布情况、资源现状来合理地选择FTTx技术。

⑴光纤到路边(FTTC:Fiber To The Curb)。FTTC目前主要是为住宅区的用户作服务,将ONU设备放置于路边机箱,利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送电话及上网服务。⑵光纤到大楼(FTTB:Fiber To The Building)。FTTB通过将ONU设置在目标楼宇的合适位置,通过ONU设备向末梢客户提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。⑶光纤到户(FTTH:Fiber To The Home)。至于FTTH,ITU-T认为从光纤端头的光电转换器(或称为媒体转换器MC)到用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用户家里,使得家庭内能提供各种不同的宽带服务。若搭配WLAN技术,将使得宽带与移动结合,则可以达到未来宽带数字家庭的远景。

5.2 FTTB典型建设模式及线路段模型

模型构建的目标在于探讨出一种建设模式,能以最少的网络单元来实现用户的接入,网络单元就包括各种的有源和无源设备,在实际工程中运营商与用户直接的网络单元越多,网络的故障节点也就越多,安全性就越差。

从目前的市场需求及技术趋势来看,FTTB以及FTTH将成为未来驻地网中最常见的两种建设模式。FTTB与FTTH的区别在于光纤向用户推进的距离不同。FTTB模式中光纤在楼道内等公共空间内终端,而FTTH模式中光纤在用户门口或家中终端。下面就这两种建设模式做一个具体分析,最终推演出FTTB和FTTH模式下的线路段模型。

FTTB(光纤到楼)即外线光缆由驻地网机房引至用户所在楼道的梯位配线箱,在箱体内终端并连接至箱体内的ONU。接下来,从ONU至各个楼层的楼层配线箱、楼层配线箱至用户室内信息面板,以及信息面板至用户多媒体终端之间,均采用五类线作为传输介质。

[参考文献]

[1]Andre Girard.《FTTx PON技术与测试》.人民邮电出版社,2008.

[2]张鹏,阎阔.《FTTx PON技术与应用》.人民邮电出版社,2010.

技术设计方案例8

网络广播电视台是一种现代科技发展中诞生的一种新型的网络媒体。它的产生是在电视和网络的大范围普及下形成的。将地方电视台作为依托,利用网络平台进行电视直播,是一种新型的电视播放手段。就目前来说,较为成熟的网络广播电台有中央电视台、黑龙江广播电视台等等,相信随着用户的日益增长以及用户需求的不断更新,网络广播电视台将会成为各省市广播电视台长远发展的一大趋势。本文主要是对网络广播电视台的建立技术和方案设计进行探究。

1网络广播电视台简述

网络电视台不同于传统的电视播放模式,不需要用户专门购买电视或其他设备,只需要登陆互联网,找到相应的网址或平台就能够观看。在现代社会的“三网融合”背景下,网络电视台得到了飞速发展。“三网融合”有利于对网络资源和网络带宽进行合理调配,使网络资源能够最大程度的合理利用,从而避免重复建设,通过现代社会的较高网速,实现了网络数据和资源的实时共享。网络广播电视台由内容、渠道、平台、数据库、运营以及盈利六个简单要素构成,其中的内容就是通过将电视中所播放的所有内容加以整理分类,按照一定的顺序播放出来,从而形成电视中所播放的节目;而渠道则是将内容通过不同的平台进行传播,例如电视、广播、网络等。所以网络电视中,只要可以连入网络,就可以获取各类节目资源;平台是建立在网页的客户端以及窗口,用户就通过这些平台进入并收看相关节目;数据库分为用户信息数据库和节目资源数据库,其中的一个作用是存储、管理用户信息,另一个则是收录、播放电视节目;运营则是通过相关专业制作团队进行运营;盈利主要是通过两方面来实现,一是通过广告收入盈利,与传统电视台相似,二是通过电子商务盈利。网络广播电视台作为一种新型的网络宣传媒体,还同时具有多种优势,主要包括及时性、数字化、多终端、互动性、信息点播、信息个性化订制以及覆盖广泛,而且它不会受到时间和空间变化的影响,只要可以连接到网络,就可以不受限制地使用网络广播电视台。网络广播电视台的建设是建立在各省市传统电视台平台的基础上的,将各省市电视台的所有电视、广播节目进行收录、整理,然后通过网络将节目进行分类,由同类的节目构成专门的节目频道,如电影频道、电视剧频道、动漫频道、娱乐频道、体育频道等,同时可利用互联网独特的互动性,吸引更多的用户,在此基础上还可以根据用户的特色来划分节目频道,最大程度上满足用户的需求,吸引更多的受众群。总而言之,网络广播电视台是传统电视台发展过程中必然的产物,是对传统电视台的创新和拓展,同时也给传统电视台带来了机遇甚至挑战。

2网络广播电视台技术架构解析

在简要地概述了网络广播电视台的要点之后,下面将进入正题,首先详细解析网络广播电视台的技术架构。2.1技术架构的组成网络广播电视是将电视和网络平台结合起来,是通过网络将电视内容播放出来的新型媒体传播渠道,由于它所具有的特性决定它需要满足安全性、高效性、实用性、开放性的要求,在能够满足这些基本要求的前提下,还需要建立一个将互联网和广播节目完成共享的平台,并能够对其中的视频内容进行收集,在较多媒体中进行的智能化网络管理系统。其中此系统还包括以下七个要素系统:

2.1.1信息收录系统。网络广播电视台的主要职能就是对各类节目资源进行整理和收集,对这些节目资源进行分类整理,这就是信息收录系统的作用。此系统主要由两个部分构成,一是视频音频信息收录系统,二是综合内容信息收录系统。其中视频音频信息收录系统主要是通过采集、调度、快编以及存储视频音频号来完成此项工作。收录系统是整个技术系统的第一个环节,是最基础而又最重要的环节,只有对各种节目资源进行完整的接收,才能进行后面的整理分类,形成节目频道,最后实现共享,所以必须单独为收录系统设计一套可行的详细实用的接收方案。

2.1.2信息系统。将节目资源整理分类好以后,就可以根据节目库的内容进行相关节目的。信息系统都有自己独立的页面,想要任何节目都可以自由地选择。

2.1.3版权管理信息系统。版权管理信息系统主要是针对数字版权的保护而开设的一个系统,其重要性不言而喻。数字版权的保护是十分重要的,这项工作关系到其数字产品能否在一个可拓展的平台得到安全的发展,这需要利用到密码学的技术,并且做到理论联系实际,即结合系统构架和具体应用开展。

2.1.4互动信息系统。互动信息系统就是需要在电视节目播出时,利用网络与观众进行实时互动,提高观众的参与性,该系统灵活性较高,开发难度较低,在管理上采取的是直接的接口管理模式。

2.1.5其他业务的管理。其他业务主要是指政府信息、在线支付、游戏等第三方业务的拓展延伸,此类业务也相对灵活,而且这项系统在发展过程中还处于初级阶段,还有许多功能都不够完善,多数情况下需要加入第三方管理系统,帮助其进行管理。

2.2技术构架的功能

网络广播电视台技术构架的功能主要是需要对资源进行统一管理,并将收集到的视频或音频内容进行适当的,同时对播放内容进行统一管理,控制互动系统的功能性和实用性。

3网络广播电视台技术构架方案设计

在了解了网络广播电视台技术构架的组成部分以及功能以后,下面针对一些主要不足问题进行方案设计。

3.1信息调度中心设计

信息调度系统主要是将从不同的来源收集到的信息进行分类整理,同时还需要对缺少音频的文件匹配对应的音频,此系统的设计必须满足较高的调度灵活性和可靠安全性,所以最好经由光纤传输,以确保资源安全可靠,维护用户的利益。

3.2信息收录中心设计

信息收录主要包括手动形式和自动形式,手动形式主要是通过人为的手段对各种信息进行整理入库,自动形式是把直播频道的节目按照EPG进行自动入库,这个系统看似简单,却是整个系统的基础,非常重要,因此,在选编码器的时候不仅要着重考虑其性能,还要进行实测,选择效果最好的编码器。

3.3业务运营平台设计

业务运营平台在运营初期可以加入第三方厂家进行管理设计,以学习相关经验,待到成熟阶段后可以自己运营。广告模块主要是指实现广告的和运营,如何达到通过广告获得最大的收益又尽量不影响用户的利益,是值得考虑的问题,这就要求对广告的位置和投放指标进行精确的设计。综合业务运营模块就是对观众所要使用的各项客户端、网站网页进行设计,从而实现各个接口之间的数据交换。

4结束语

网络广播电视台的出现,无疑是传统广播电视台的一次重大革新,既顺应了时展、科技进步的需求,又丰富了人们的生活。虽然作为一次新的尝试,难免有一些不足,但相信只要不断探索、更新,网络广播电视台一定会展现出它不可抗拒的旺盛的生命力。

参考文献

[1]海吉.网络安全技术与解决方案[M].北京:人民邮电出版社,2009.

技术设计方案例9

中图分类号:G40~012 文献标志码:A 文章编号:1009—4156(2013)05—115—03

在中国经济技术飞速发展的形势下,国家对高职教育人才培养质量提出了新的要求,并实施了“国家示范性高等职业院校建设计划”。天津职业大学部级示范校建设的实践证明,工学结合校企合作是提升内涵、提高质量、推动转型发展的重要途径和手段。科学设计并有效实施人才培养方案是实现培养技术技能型人才培养目标的保障。选择合理的实施路径、建立健全的保障机制,是提高教育教学质量和水平的必然要求。

一、技术技能型人才培养方案的设计思路

技术技能型人才面向生产一线,不仅要掌握足够的专门知识和技术,而且还要具备精湛的操作技能。因此,我们把工学结合作为人才培养模式改革的主线,进行专业调整与建设,进行教学内容和教学方法改革。工学结合人才培养模式的本质是校企合作、双向参与、互利共赢。即以学生为主体,根据企业所需求的人才,将教学过程与工作相结合,培养学生的动手能力、创新能力、发展潜力。

国外典型的工学结合模式主要有德国的“双元制”模式,英国的“三明治”模式和美国的“合作教育”模式。我国高职教育在工学结合人才培养实践中探索了一些实施方法,如订单培养、工学交替、“2+1”分段、顶岗实习等。但这些仍然不能构成现代职业教育工学结合人才培养模式,主要问题有:人才培养方案不能适应社会经济技术飞速发展的需要;知识与技术融合性差,学生综合职业能力不高;不能实现政策、组织、运行、保障机制的有机结合,人才培养难达目标。

人才培养方案是学校实现人才培养目标和总体计划的实施方案,是教学团队、校内外实训基地等教学条件建设的前提,是学校组织和管理教育教学过程的主要依据,是学校对教育教学质量进行监控和评价的基础性文件。因此,我们的思路是:从人才培养方案的设计与实施开始,以工学结合的方式,把与专业技术和技能相关的内容都设计为方案的规定内容,让学生在工作过程中掌握技术和技能,使人才培养方案适应高职教育改革的需要,使人才适应社会需要。

二、技术技能型人才培养方案的设计路径

(一)明确高职教育的培养目标和规格

1.调研企业,明确专业人才培养目标。采用问卷调研和实地专访的方式,就天津职业大学(以下简称“学校”)重点建设的8个专业,对天津及周边省市的重点行业企业进行区域经济社会发展信息和人才需求状况方面的调研。每个专业得到至少400份问卷样本,再对调研结果进行统计分析,取得了准确的行业、企业、毕业生调研数据,并写出调研报告,进而明确专业人才培养目标。

2.分析岗位,明确专业人才培养规格。人才培养目标确定以后,在前期调研走访的基础上,由学校领导组织专业骨干教师、与培养目标相对应且实践经验丰富的企业专家召开座谈会,找出各岗位具有代表性的职业典型工作任务。各专业成立由企业专家、专业教师组成的典型工作任务分析小组,到企业进行观察和深度访谈,弄清典型工作任务的内容和应具备的知识、技术、技能,完成职业岗位分析报告,明确专业人才培养规格。

(二)人才培养方案设计的内容与方法

技术技能型人才培养方案的总体设计内容包括:为实现人才培养目标、提高专业建设质量和教学管理效率,构建一个公共技术平台(即公共学习领域、公共选修学习领域和素质拓展领域)与多个专业方向(即专业一般学习领域课程、专业综合学习领域课程和专业拓展学习领域课程);为反映专业人才培养目标和规格要求、反映专业特色建设要求和职业资格证书要求,构建知识、能力和素质的模块化课程;为实现课程教学做一体、产学结合,落实(校内)实训和校企合作,落实校外(顶岗)实习,构建相对独立的理论和实践教学体系;为实现必修选修课相结合以利于学生个性化发展和利于教学管理,构建基于弹性学制和学分互换为核心的学分制模式下的人才培养方案。

要设计好技术技能型人才培养方案,就要找出决定人才培养质量的关键因素,即制度与机制、教师队伍、教学设施、顶岗实习、校内实训、教学做一体课程,并理清各因素之间内在的逻辑关系(见表1)。顶岗实习、校内实训、教学做一体课程是达到人才培养目标的不同环节,其难度不同,是构建课程体系、开发课程、系统安排教学内容的依据;制度与机制、教师队伍、教学设施是教学顺利实施的保障。理清了各因素之间的关系,就找到了设计人才培养方案的科学方法,系统地设计与实施该方案,就可以实现人才培养目标。

(三)工作过程系统化课程体系的构建

1.课程体系构建。技术技能型人才应具备综合职业能力,包括专业能力和关键能力。专业能力是指对与职业直接相关的专业知识、技术、技能的掌握和应用能力。关键能力是指具备从事职业活动所需要的工作、学习方法以及处理社会关系的能力,具有职业普遍性。针对不同岗位职业能力要求进行教学分析、归纳、总结,形成课程。课程设置应考虑职业能力的成长规律,由易到难,包括通识课程、专业课程、拓展课程、校内实训和顶岗实习。该课程体系显著区别于学科化课程体系。

2.专业课程开发与课程标准编制。各专业的相关专业教师和企业实践专家进一步座谈分析,针对典型工作任务分析其工作对象、工作方法、工作要求等,总结出工作过程所需的知识,并进一步细化明确学习内容。注意这些内容要以学生为中心,以能力为本位,遵循高职学生的认知特点,并且具有典型性、对知识和能力的覆盖性、可行性。根据不同课程的特点,将课程内容分为多个模块,从简单任务到复杂任务,理论与实践相结合,知识与技术技能相统一,设计综合的学习性任务,具体表现为几个教学做一体化的学习情境,然后编制出每门课的课程标准。

3.项目化课程教学设计。针对人才培养方案中的核心课程,按教学做一体的要求,进行项目化教学设计将理论与实践教学融合,并使专业实践性强的课程全部在实验实训场所教学。每门课程的教学团队按预设职业能力培养目标进行课程整体设计,然后围绕课程每一教学单元进行课程单元设计,并进行资源建设。实施行动导向教学:以任务为载体,教师提供校本讲义、工作任务书、技术手册等材料,引导学生按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的完整工作过程,由小组协作完成教师布置的任务,实现“做中教”和“做中学”。

4.校内实训校外实习的设计。在校内实训车间,学生可以就典型工作任务实现真题真做。专任教师还可根据课程内容,结合车间承揽的具有一定批量和典型性的生产任务,将其转化为学生实训用的真实性任务。校内实训完成后,学生可分散到生产型企业的实际生产岗位上进行顶岗实习,校内专任教师要与企业的指导教师共同协商,根据人才培养方案中学生所要达到的职业能力和学生所在的生产岗位,确定学生顶岗实习期间所需要完成的任务。依托各专业教学团队,强化实习教学与顶岗工作合一、毕业项目与岗位工作合一、教学指导与实习管理合一,同时从管理制度制定、工作流程的规范、管理手段的创新等方面强化“跟踪到位、指导到位、作业文件到位”。校内实训要有专用的工作任务书,实习中边学边做完成任务。顶岗实习也要强化管理,结合学生所在生产企业和岗位要求,制定学习任务和目标,校企共同考评。

(四)人才培养方案的环境与制度保障

1.完善保障机制与制度。(1)《教师教学工作规范》实施。对教学做一体课程加强过程控制,对课程的教学设计要求、教学条件、教学方法、对学生评价方式做出详细说明。(2)《校内实训基地管理规定》实施。在校内实训基地内部设立与生产企业相对应的管理机构,模拟企业运作,教师和学生以校企双重身份就设计的典型任务真题真做,培养学生的职业意识。(3)建立“双证书”制度,规定学生毕业时必须持有“双证书”(学历证书、职业资格证书)。(4)完善《顶岗实习管理规定》。顶岗实习由企业对学生实施员工化管理,主要由企业指导教师对学生进行工作指导,专任教师则主要进行学习指导。

2.构建“双师型”专业教师队伍。教师首先要具备相关的知识、技术、技能,并能传授给学生。一方面,督促在职教师提高学历,深入到企业一线锻炼,提高研发能力和实践能力。让教师带着课程开发的任务参加培训以提高教师职业教学能力。要求教师将新的教学理念落实在教学设计和教学实施中。另一方面,组建一支强大的兼职教师队伍,建立校外兼职教师数据库,拓宽兼职教师来源途径。

3.加强教学做一体课程和实训实习教学条件建设。要实现“学中做、做中学”,学校专任教师要与企业兼职教师共同设计具有教学、操作、讨论、成果展示等功能的专业教室。根据生产流程和岗位要求,建设“学做合一、生产与实训合一、教学与技术服务合一”的校内实训车间。建立校企联系紧密、具备多专业实习功能的校外实习基地。

经过两年的努力,实现了学校和企业广泛而深入的合作,面对新的经济技术发展形势,以工学结合校企合作模式设计完成了技术技能型人才培养方案。该方案包含人才培养目标和规格、内容与方法、环境与制度等方面,同时有人才需求调研报告、职业岗位分析报告、课程标准、课程整体设计、课程单元设计、教学实施保障等文件做支撑,对后续的示范校建设工作做出了详细的设计。

三、技术技能型人才培养方案的实施

经过示范校建设,以工学结合人才培养模式为指导,通过加强学校内涵建设、校企合作、整合社会资源等三个方面联动,在实践的基础上,学校建立了较完善的教学管理制度,形成了高效的运行机制,改善了教学条件。对《人才培养方案设计规范》进行了重大修改。人才培养方案实现了政策、组织、运行、保障机制的有机结合,学生的知识技术与技能高度融合,职业能力大大提高。目前,这种人才培养方案的设计与实施方法已全面推广到学校开设的各专业,取得了良好的教育教学效果。

(一)建立健全工学结合人才培养模式的机制

要实现工学结合人才培养的良性发展,必须建立一个好的运行机制。为此,学校设置合作教育办公室作为工学结合的组织机构,全面管理与协调学校与政府、企事业单位的多方位、多层次、多形式合作,沟通学校与政府、企事业单位之间的联系,促进校企紧密合作;制定了学校《关于推进校企合作工作的若干意见》,提出学校中长期校企合作的工作方向,明确工作目标和工作任务,搭建起校企合作“双主体”培养技术技能型人才的新机制。针对实施工学结合人才培养过程中的订单培养、学生顶岗实习、兼职教师管理等问题,学校组织制定了一套行之有效的管理制度,形成了规范高效的工学结合人才培养工作机制。

(二)深度推进政校企合作,为实施工学结合人才培养模式构筑平台

学校先后与美国通用电气公司(GE)、中华直升机、天汽模具等多家企业签订合作协议,通过冠名班、接受学生实习、教师下企业实践等形式开展深入而广泛的合作,共同进行技术技能型人才培养,真正实践工学结合校企合作人才培养模式。此外,政府部门为学校和企业构筑政策和信息平台,根据本地区改革和发展的需要,将学校智力资源与企业生产要素紧密结合起来,为其提供职工培训、应用研究和技术开发服务,实现政校企“共赢”。

(三)创新教学管理体制和教学质量评价体系

为了规范高效地推广实行工学结合校企合作人才培养模式,学校在分析总结的基础上,首先,对教学管理制度进行了创新性改革,例如,将顶岗实习管理系统、“教学做一体”课程管理系统、教务管理系统等进行集成,运用信息化手段,加强教学质量管理,实现了质量保障体系的信息化。其次,改革考试制度和学生考核评价方法,在考核内容上“注重”能力考核,在考核形式上“注重”多样化考核,在考核管理上“注重”过程管理,在考核机制上“注重”多种奖励机制。

(四)加快双师素质师资队伍建设

技术设计方案例10

roject Design of a Mechanical arm Based on Fischer Technology

Liao Shengwen Wang Yuqin Zhang Xiaoying Wu Na Yang Jian

(ChaoHu University Chaohu city 238000)

Abstract: Fischertechnik model based on the conceptual design of the mechanical arm. Design of the main content including the overall design of the mechanical arm, complete mechanical system scheme design and model making, of mechanical arm in the process of cargo handling the operation parameters of the overall planning, the final preparation of the completed the overall control program and debugging. The experimental results show that the structure of the system is simple and feasible.

Key words: Fischer Technology;mechanical arm;control program

中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)10-0270-02

引言

近年来,随着科技发展迅速,人们的生活节奏不断加快,越来越多的人不想从事体力劳动,进而企业出现“用工荒”的问题。在高校教学过程中,由于部分理论知识较抽象,教师讲解较难,学生理解掌握起来也较难,这样就达不到想要的教学效果。本次设计的机械手臂在生活中应用较广,如建筑工地上的旋转升降型机械手臂、吊臂,企业在生产制造过程中使用的机械手臂等。这些机械手臂在结构和控制上都比较复杂,所以我们在教学过程中的讲解就有一定的困难。机械手臂模型方案是基于慧鱼技术进行设计的,它的主要功能是将物品从某一位置移到另一位置,在这个过程中机械手臂共完成了对物品的夹起、移动、升降和旋转等动作。从某方面来说,机械手臂的出现代替了劳动力,进而为现代企业解决用工荒的难题。该模型与常见的机构相比具有体积小且易于移动,故灵活性强,可以在教学中的典型机构与它相结合演示给学生看,通过演示更深入理解各个结构之间是如何运转,采用理论与实践相结合的方法,让学生学习理论课程更具有生动性和形象性,达到掌握该课程理论知识的目的。

慧鱼创意组合模型是一个技术含量很高的工程技术类趣味拼装模型,其主要部件尺寸精确,不易磨损,可以保证反复拆装并不影响模型结合的精确度。它为应用型高校在教学过程中创新教育和创新实验提供了很好的实践平台。总体来说,慧鱼模型的使用,既让学生融汇贯通各学科多领域的综合知识,将其应用于实践过程中,又培养了创新的意识,最重要的是给予学生实现创新的平台。为此设计并制作拼接了机械手臂,文章主要对机械手臂的机械系统与控制系统进行了组装设计讲解。

一、机械系统设计方案

机械手臂的主要功能是将物品从某一位置移到另一位置,即:机械手臂从起始位置到物品所在位置后将物品夹起,再到指定位置把物品放下,最后返回原位准备进行下一动作。根据它的功能目标机械手臂的机械系统主要有旋转机构、伸缩机构、升降机构以及开合机构四大部分组成,模型实物如图1所示,该模型体积较小,各个机构的运转可清楚的看见,方便教师携带,可将其模型展示给学生观看,便于学生理解和巩固。

图1 机械手臂

Fig.1 multi-function robot arm

1.机械手臂的旋转装置

机械手臂的旋转功能在方案中是通过齿轮啮合传动实现的,并在起始位置和终止位置中放置行程开关来控制机械手臂的移动范围和旋转方向的变换。其传动简图如图1.1所示。图中小齿轮是主动轮,便于对旋转速度的控制。

(a)旋转装置简图

1―转盘 2―小齿轮 3―齿轮箱 4―马达箱图

1.1 实际旋转机构图

Fig 1.1 Actual rotating mechanism chart

2.机械手臂的伸缩机构

通过利用蜗轮蜗杆、齿轮之间的传动以及连杆与滑块杆之间的滑动来进行实现机械手臂的伸缩功能。并通过齿轮箱来控制它的速度。实现这一功能的意义在于,可以增大其工作范围,通过它的伸缩功能,机械手臂可以不用移动就能到达指定位置,其传动简图如图1.2所示。

(a)伸缩装置简图

1―马达 2―齿轮箱 3―蜗杆 4―连杆

图1.2 实际伸缩机构图

Fig 1.2 Actual rotating mechanism chart

3.机械手臂的升降机构

机械手臂的升降功能则是通过链传动和涡轮蜗杆传动之间的相互连接来进行实现的。它的传动简图如图1.3所示。

(a)链传动机构简图

1―小齿轮;2―链条

图1.3 实际升降机构图

Fig 1.3 Actual lifting mechanism chart

4.机械手臂的开合机构

物品的夹起与放开都是通过机械手臂的开合来完成,在设计过程中,选用涡轮蜗杆的结构作为运转的机构。将涡轮蜗杆固定在机械手臂的中间,通过马达带动蜗杆的转动,涡轮与手臂之间的衔接物会带动手臂向两侧张开或夹紧,实现机械手臂对物品的夹紧和放下的功能。

(a)夹紧机构简图

1-开关;2-销;3-机械手臂;4-涡轮;5-蜗杆

图1.4 实际夹紧机构图

Fig 1.4 Actual clamping mechanism

二、控制系统设计方案

1.总体运行过程

假设机械手臂现处于张开状态,且在最底层,手臂未发生移动,将物品放置于某一位置,高度与机械手臂高度一致。运行过程如下:一开始,先转动转盘至某一角度,由马达M2控制,其位置在小齿轮的齿轮箱旁边, 顺时针为正转。然后将机械手臂向前伸出一定距离,使其恰能触碰到物品,由马达M3控制,其位置在移动机构中远离机械手臂的一侧,顺时针时伸缩装置向前运动。接下来,用机械手臂夹紧物品,由马达M4控制,逆时针为手臂闭合。夹住物品后,利用升降结构将物品升至同货架高度一致的位置,由马达M1控制,逆时针为上升。接着,调节物品与货架之间的距离,通过向前或后退移动一定距离,直至两者之间距离为零,再通过旋转功能,旋转到货架上面,最后控制夹手张开,将物品放置在货架上,完成运输功能。系统的总体运行程序如图2所示。

图2 总体控制程序图

Fig 2 Overall control chart

(1)旋转功能介绍。物品的转移可以通过偏置一定的角度,使物品到达指定的地点,可通过编程控制马达M2实现旋转,顺时针旋转为正转。

(2)伸缩功能介绍。要想精确的定位重物在哪个位置放置,可通过移动装置,实现机械手臂的伸缩功能,编程控制马达M3实现机械手臂的伸缩,顺时针旋转为向前移动。

(3)升降功能介绍。要使物品放到货架上,则需要调节物品的高度不得高于货架且不能过低,装置通过链条传动,利用小齿轮将链条带动,然后控制涡轮蜗杆的升降,从而实现物品的升降,编程控制马达M1实现升降,逆时针旋转为物品上升。

(4)开合功能介绍。物品的夹取是在运输过程中的重要环节,通过涡轮蜗杆机构,编程控制马达M4实现夹手的张开与闭合功能,顺时针旋转为夹手张开状态。

三、结语

本次设计的机械手臂是对物品搬运过程进行模拟,在模拟过程中与实际的工程应用还有一定的差距,但整个设计方案以及控制程序的调试具有一定的价值。它为理论与实践相结合提供了基础,提高了学生对专业知识的理解与掌握,增强了动手实践能力。

此外,通过慧鱼创意组合模型的组装实践还可以对学生的实习情况进行一定补充。由于各个方面的原因导致学生在校的实习时间较短,实际实践的机会较少,导致对工业系统原理、工厂生产流程等情况不能透彻了解, 在教学中可以充分应用慧鱼创意组合模型,并结合实验室已有设备(如计算机和单片机)和慧鱼产品的零部件依照实际的工业结构进行模型搭建, 再按照生产流程编制程序加以控制,组成柔性生产线,仿真工业生产的现场设备运行和加工情况,让学生获得感性认识,从而完成从理论到实践的跨越,弥补了在实习中的一系列不足。

参考文献

[1]王文灿,何庆,贾巧娇,生.基于慧鱼模型的智能化黑板设计[J].江苏理工学院学报,2015(2):47-50.

[2]辛颖,薛伟.基于“慧鱼模型”的机器人课程实验教学改革探索[J].现代教育技术,2009(7):138-140.

[3]曲凌.慧鱼创意机器人设计与实践教程[M].上海:上海交通大学出版社,2007:64-68.

[4]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2001.

[5]单玉霞,许蔷.论慧鱼模型对机电类大学生能力培养的应用[J].中国现代教育装备,2012(19):11-13.

[6]谢晓文,郑蓓蓉.基于慧鱼模型的机械产品数字化设计实验[J].中国现代教育装备,2012(3):156-159.

[7]董书志,薛帅.慧鱼作为模型在教学与生产方面的意义[J].电子制作,2014(1):180-180.

技术设计方案例11

前言

随着我国通信网络的发展,根据接入物理媒介的不同可以将其划分为无线接入和有线接入两种主要的模式,而后者又可以划分为铜缆技术和光纤技术。目前,我国大部分接入网络媒介还在沿用铜缆技术,但是随着新型综合接入技术的不断发展,主干网开始朝着光纤化、数字化、宽带化的方向发展,而且铜缆技术逐渐被PON技术所取代,有效的推动了我国驻地网技术的发展。

1PON技术基础

目前,电信运营商为了为了用将少的运营成本来达到预期的效果,从而有效解决“最后一公里”的接入问题。无源光纤网络(PON技术)是1987年由英国电信公司提出的,该设计的提出主要目的是为了提高网络的灵活性。PON技术中不包含任何有源器件,从而具有安装维护方便、价格低等特点,已经逐渐发展成为驻地网综合接入技术的首选,图1描述的是PON技术结构流程图。

2PON技术的类型及优势

2.1PON技术的类型PON技术的类型是指借助光配线网(ODN)中不含有电子电源及任何电子器件的网络。ODN内部全由光分路器(Splitter)等线缆及无源器件组成,而一般不会采用有源电子设备,因为他们的成本相对较高。常见的PON技术类型主要包括APON、BPON、EPON、GPON、WDM-PON等。目前,APON/BPON、E-PON、GPON开始在我国商用化,而且他们具备各自的优点,通常也存在一定的差异,主要差异表现在二层技术的差异。2.1.1APON/BPON技术APON又被称之为ATMPON,其一般是由FASN机构制定的PON规范,在该技术中所采用的二层信令协议为ATM。随着APON技术的发展,FSAN又将APON改称为BPON。此时的APON/BPON均是以ATM协议为主要载体,并借助下行622M或155M等速率来对ATM单元进行持续性信息发送,同时也可以将专用物理层OAM信元输入到相关数据流之中。而上行一般依借助突发的ATM信元进行数据流的传播,而且任何一个53字节长的ATM信元都要求在其开头增加一个3字节的物理层,以实现突发接收和突发发送等功能。但是APON/BPON技术在运用过程中也存在一系列的缺陷和不足,主要表现为技术复杂、宽带不足、承载IP业务效率低、价格高等问题,从而在市场上未得到广泛的应用,并开始慢慢的淡出人类的视野。2.1.2EPON技术EPON技术主要是借助光纤PMD和无源分光器来实现无源光纤传输和点对多点技术。EPON技术具有的特点包括:在链路层引入了以太网协议、在物理层引入了PON技术,而且能够借助PON技术所具备的拓扑结构来实现以太网的接入。EPON技术对同城广域网和城域网的连接性及操作性进行了优化,而且又引入了以太网和无源光网络等技术来实现低成本运行,因此逐渐发展成为广大用户比较青睐的一种驻地网综合接入技术。2.1.3GPON技术GPON技术又被称之为ITU-TG984,该技术具有效率高、带宽高、覆盖范围广、用户接口多等特点,因此开始被运营商广泛应用。GPON技术是用于实现综合接入网技术综合化、宽带化比较常用的一项技术。GPON技术是2002年9月FSAN组织提出的,并于2003年3月在ITU-T基础上制定出了I-TU-TG984.1和ITU-TG984.2。2004年2月和6月又实现了ITU-TG984.3标准化,从而形成了一系列的GPON技术标准。2.2PON技术的优势随着我国光纤网络技术的发展,PON技术在业务承载、带宽升级和无源网络维护等方面具有十分突出的优势。在接入网层面,由于不同类型客户所承载的业务量存在较大的差异,而且目标客户分布较为分散,导致光纤和铜线技术无法得到有效的应用。虽然有些企业相对较为集中的工业园区、商业街预先配备了光纤和管道铺设,但是在进行光纤调度、光纤建设和业务配置时往往会遇到很多的困难,从而导致无法为客户提供及时、有效的网络资源。而PON技术在上述方面具有非常独特的优势:①PON技术中的分光器技术确保网络本身就是一个货真价实的网络,而树型拓扑是其中比较典型的网络拓扑,其不仅能够有效节省接入段光纤资源,而且还能还可以为运营商大面积布网提供一定的便利,从而使网络资源快速接入新客户。②PON技术技术具有多业务支持功能,其可以更好的满足不同企业的业务需求,而且PON技术还能够为用户提供目前比较流行的业务接口,从而更好的实现与广大用户的无缝对接。PON技术是一种统一的、完善的接入平台,并逐渐发展成为接入层的主要技术。

3基于PON技术的FTTx网络建设模式研究3.1FTTx的定义

FTTx技术在接入网络光纤化中得到了广泛的应用,而且应用范围逐渐从区域机房的端设备逐渐发展成为用户终端设备,在实际应用中,常见的用户端设备为光网络终端(ONT)或光网络单元(ONU),而局端设备为光线路终端(OLT)。通常情况下,根据用户与光纤之间的距离大小,可以将FTTx技术分为光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)和光纤到用户(FT-TH)技术,现对其进行一一的介绍。(1)光纤到路边(FTTC)。目前,该技术主要是为住宅区用户提供相应的服务,通常需要将OUN设备安装到路边机箱,借助OUN中的同轴电缆来实现双绞线或CATV信号的传送。(2)光纤到大楼(FTTB)。其一般是在目标楼层的合适位置安装ONU设备,借助ONU设备来向用户提供电子商务、高速数据、视频会议等服务。(3)光纤到用户(FTTH)。ITU-T认为光纤到用户(FTTH)技术的应用范围一般是从光电转换器到用户桌面之间低于100m的范围,并未广大用户提供相应的宽带服务。但是在FTTH中引入WLAN技术,可以更好的实现网络技术的应用。3.2FTTB典型线路段模型及建设模式FTTB典型模型构建主要目的是以最少的网络单元来更好的满足广大用户需求,而网络单元一般包括无源和有源设备。但是在实际工程中,用户与运营商直接的网络单元比较多,这样就无形之中增加了网络的故障节点,导致网络安全性变差。从目前的市场驻地网综合接入技术发展情况来看,FTTB现在偶尔在商业楼宇使用,新建楼宇及住宅基本都用使用FTTH模式。而FTTB和FTTH的主要区别在于光纤与用户之间的距离不同,FTTB模式一般是在楼道内作为终端,而FTTH是用户家中或用户门口作为终端。FTTB(光纤到大楼)主要是指外线光缆从驻地网机房开始被引入到用户所在的梯位配线箱中,并连接至箱体内的ONU。接下来,又从ONU开始逐渐传输至各楼层配线箱中,然后达到用户室内信息面板,该过程中的传输介质均选择了五类线。需要注意的是,对于用户密度较大或者较高的楼层,一般需要安装多台ONU或多个梯位配线箱,FTTB典型建设模式如图2所示。3.3FTTH典型线路段模型及建设模式FTTH(光纤到用户)通常是直接将OUN放置到桌面上,而且在OUN上行侧的全过程均选择光纤作为传输媒介,FTTH(光纤到用户)的建设模式图如图3所示。在此模式图中,梯位配线箱选择了分光型配线箱,其多用于分光器的安装、外线光缆的溶接与成端等。在FTTH中,因为不需要配备OUN等有源设备,从而避免设置保护接地、设备引电等措施。FTTH模式下的梯位配线箱要按照要求对箱体内部线缆的线路走向进行搭配,并适当的留出分光器扩容空间。在对梯位配线箱进行安装时,要对其后期布线进行综合性的考虑,同时还需要考虑溶接与冷接的操作空间等因素。在FTTH模式下,楼层配线箱主要目的是对线缆实施管理。如果将皮线光缆应用到垂直部分,此时的楼层配线箱就好比一个过线箱,其只具有线缆固定及预留的效果,但是如果将常规型号的光缆应用到垂直部分时,则楼层配线箱不仅具有线缆固定及预留的效果,而且还能够用于入户皮线光缆与常规光缆的接续作业。

4光配线网(ODN)网络模型规划

ODN网络一般是指位于ONU与OLT之间的无源光缆网络,其一般是由不同类型的光缆配线设备、光缆媒介及分光器组成。ODN网络的主要组成要素包括:①FP点:其属于主干光节点,主要是配线光缆与主干光缆之间的交接点。②AP点:其属于用户光节点,主要是入户光缆与配线光缆之间的交接点。③DP点:其属于配线光节点,主要是引入光缆与配线光缆之间的交接点。无源器件是ODN网络中比较重要的组成部分,而且分光器设置的好坏将会直接对网络的性能产生一定的影响。因此,需要对光分路器的覆盖范围及带用户数进行综合分析和考虑,根据实际用户数量、引入光纤数量及单用户带宽为依据,来对分光器的位置及范围进行有效的设置。通常情况下,当驻地网内部潜在用户低于100户时,往往不需要安装分路器,当用户在101~600户,需要安装一个光分路器;当用户超过600户时,则需要根据实际情况安装多个光分路器。

5结束语

在通信网络的发展过程中,需要根据市场需求,来选择针对性的驻地网综合接入技术,并根据用户与光纤之间的距离大小,来选择与对对应的建设模式和设计方案,从而为每位用户提供所需要的网络资源,以推动我国通信网络技术的发展。

参考文献

[1]林威.驻地网综合接入技术研究及方案设计[J].无线互联科技,2014,6(8):102~103.