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隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革,各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資,對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā),提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù),實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來,我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié),整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù),無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整,更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見,傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程,因此,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
2.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看,主要有如下幾個方面:
2.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢
盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢,但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的,高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化,目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。
效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。
2.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成;為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。
目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究,數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機,反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
3.結(jié)束語
隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視,它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢,另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化,并行化,仍有廣闊的發(fā)展空間。
【論文關(guān)鍵詞】:數(shù)控技術(shù);趨勢;智能
【論文摘要】:隨著計算機業(yè)的快速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)也發(fā)生了根本性的變革,是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù),文章結(jié)合國內(nèi)外情況,分析了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。
參考文獻
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近10年來,由于海洋在沿海國家可持續(xù)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益突出,以及人類對海洋環(huán)境特殊性和海洋生物多樣性特征的認(rèn)識不斷深入,海洋生物資源多層面的開發(fā)利用極大地促進了海洋生物技術(shù)研究與應(yīng)用的迅速發(fā)展。1989年首屆國際海洋生物技術(shù)大會(以下簡稱MPS大會)在日本召開時僅有幾十人參加,而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數(shù)達1000多人?,F(xiàn)在IMBC會議已成為全球海洋生物技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志,出現(xiàn)了火紅的局面?!禝MBC2000》在澳大利亞剛剛開過,《IMBC2003》的籌備工作在日本已經(jīng)開始,以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳,并爭到了舉辦權(quán)。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學(xué)者前往展示與交流研究成果,探討新的研究發(fā)展方向,同時也極大地推動了區(qū)域海洋生物技術(shù)研究的發(fā)展進程。在各大洲,先后成立了區(qū)域性學(xué)術(shù)交流組織,如亞太海洋生物技術(shù)學(xué)會、歐洲海洋生物技術(shù)學(xué)會和泛美海洋生物技術(shù)協(xié)會等。各國還組建了一批研究中心,其中比較著名的為美國馬里蘭大學(xué)海洋生物技術(shù)中心、加州大學(xué)圣地亞哥分校海洋生物技術(shù)和環(huán)境中心,康州大學(xué)海洋生物技術(shù)中心,挪威貝爾根大學(xué)海洋分子生物學(xué)國際研究中心和日本海洋生物技術(shù)研究所等。這些學(xué)術(shù)組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區(qū)域特色的海洋生物技術(shù)問題。1998年在歐洲海洋生物技術(shù)學(xué)會、日本海洋生物技術(shù)學(xué)會和泛美海洋生物技術(shù)協(xié)會的支持下,原《海洋生物技術(shù)雜志》與《分子海洋生物學(xué)和生物技術(shù)》合刊為《海洋生物技術(shù)》學(xué)報(以下簡稱MBT),現(xiàn)在它已成為一份具有權(quán)威性的國際刊物。海洋生物技術(shù)作為一個新的學(xué)科領(lǐng)域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學(xué)如細(xì)胞生物學(xué)及其它的技術(shù)應(yīng)用”。
為了適應(yīng)這種快速發(fā)展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發(fā)達國家先后制定了國家發(fā)展計劃,把海洋生物技術(shù)研究確定為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術(shù)納入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃),為今后的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。不言而喻,迄今海洋生物技術(shù)不僅成為海洋科學(xué)與生物技術(shù)交叉發(fā)展起來的全新研究領(lǐng)域,同時,也是21世紀(jì)世界各國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容并將顯示出強勁的發(fā)展勢頭和巨大應(yīng)用潛力。
1.發(fā)展特點
表1和表2列出的資料大體反映了當(dāng)前海洋生物技術(shù)研究發(fā)展的主要特點。
1.1加強基礎(chǔ)生物學(xué)研究是促進海洋生物技術(shù)研究發(fā)展的重要基石
海洋生物技術(shù)涉及到海洋生物的分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué),乃至生物多樣性和海洋生態(tài)學(xué)等廣泛內(nèi)容,為了使其發(fā)展有一個堅實的基礎(chǔ),研究者非常重視相關(guān)的基礎(chǔ)研究。在《IMBC2000》會議期間,當(dāng)本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學(xué)水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統(tǒng)計表明,海洋生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究更側(cè)重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學(xué)、分子標(biāo)記、海洋生物分子、物質(zhì)活性及其化合物等。這些具有導(dǎo)向性的基礎(chǔ)研究,對今后的發(fā)展將有重要影。
1.2推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是海洋生物技術(shù)應(yīng)用的主要方面
目前,應(yīng)用海洋生物技術(shù)推動海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要聚焦在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋天然產(chǎn)物開發(fā)兩個方面,這也是海洋生物技術(shù)研究發(fā)展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面,提高重要養(yǎng)殖種類的繁殖、發(fā)育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優(yōu)良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉(zhuǎn)生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養(yǎng)增強等;在海洋天然產(chǎn)物開發(fā)方面,利用生物技術(shù)的最新原理和方法開發(fā)分離海洋生物的活性物質(zhì)、測定分子組成和結(jié)構(gòu)及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。
表1近期IMBC大會研討的主要內(nèi)容
表2近期IMBC大會和《MarineBiotechnology》學(xué)報論文統(tǒng)計表
1.3保證海洋環(huán)境可持續(xù)利用是海洋生物技術(shù)研究應(yīng)用的另一個重要方面
利用生物技術(shù)保護海洋環(huán)境、治理污染,使海洋生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)過程更加有效是一個相對比較新的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域,因此,無論是從技術(shù)開發(fā),還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(fù)(如生物降解和富集、固定有毒物質(zhì)技術(shù)等)、防生物附著、生態(tài)毒理、環(huán)境適應(yīng)和共生等。有關(guān)國家把“生物修復(fù)”作為海洋生態(tài)環(huán)境保護及其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯(lián)合制定了海洋環(huán)境生物修復(fù)計劃,推動該技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
1.4與海洋生物技術(shù)發(fā)展有關(guān)的海洋政策始終是公眾關(guān)注的問題
其中海洋生物技術(shù)的發(fā)展策略、海洋生物技術(shù)的專利保護、海洋生物技術(shù)對水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的重要性、轉(zhuǎn)基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術(shù)與生物多樣性關(guān)系以及海洋環(huán)境保護等方面的政策、法規(guī)的制定與實施倍受關(guān)注。
2.重點發(fā)展領(lǐng)域
當(dāng)前,國際海洋生物技術(shù)的重點研究發(fā)展領(lǐng)域主要包括如下幾個方面:
2.1發(fā)育與生殖生物學(xué)基礎(chǔ)
弄清海洋生物胚胎發(fā)育、變態(tài)、成熟及繁殖各個環(huán)節(jié)的生理過程及其分子調(diào)控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發(fā)育與生殖的分子調(diào)控規(guī)律具有重要科學(xué)意義,而且對于應(yīng)用生物技術(shù)手段,促進某種生物的生長發(fā)育及調(diào)控其生殖活動,提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要應(yīng)用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術(shù)領(lǐng)域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調(diào)節(jié)激素、生殖抑制因子、卵母細(xì)胞最后成熟誘導(dǎo)因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調(diào)節(jié)因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細(xì)胞培養(yǎng)及定向分化等。
2.2基因組學(xué)與基因轉(zhuǎn)移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物的結(jié)構(gòu)基因組和功能基因組研究成為生命科學(xué)的重點研究內(nèi)容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學(xué)研究自然成為海洋生物學(xué)工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎(chǔ)上,基因轉(zhuǎn)移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優(yōu)良品種的有效技術(shù)手段,已成為該領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究發(fā)展的重點。近幾年研究重點集中在目標(biāo)基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標(biāo)基因;大批量、高效轉(zhuǎn)基因方法也是基因轉(zhuǎn)移研究的重點方面,除傳統(tǒng)的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發(fā)展了逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法,電穿孔法,轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)法及胚胎細(xì)胞介導(dǎo)法等。
2.3病原生物學(xué)與免疫
隨著海洋環(huán)境逐漸惡化和海水養(yǎng)殖的規(guī)模化發(fā)展,病害問題已成為制約世界海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細(xì)菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術(shù)的基礎(chǔ);同時,開展海水養(yǎng)殖生物分子免疫學(xué)和免疫遺傳學(xué)的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養(yǎng)殖品種、有效防治養(yǎng)殖病害的發(fā)生具有重要意義。因此,病原生物學(xué)與免疫已成為當(dāng)前海洋生物技術(shù)的重點研究領(lǐng)域之一,重點是病原微生物致病相關(guān)基因、海洋生物抗病相關(guān)基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細(xì)胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其產(chǎn)物
海洋生物活性物質(zhì)的分離與利用是當(dāng)今海洋生物技術(shù)的又一研究熱點?,F(xiàn)人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質(zhì)在生物醫(yī)學(xué)及疾病防治上顯示出巨大的應(yīng)用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財?shù)蜖I養(yǎng)的功能,研究開發(fā)利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產(chǎn)物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術(shù)研究的重點方面。這一領(lǐng)域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業(yè)酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質(zhì)、抗生殖藥物、免疫增強物質(zhì)、抗氧化劑及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等。
2.5海洋環(huán)境生物技術(shù)
該領(lǐng)域的研究重點是海洋生物修復(fù)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環(huán)境生物技術(shù)。其方法包括利用活有機體、或其制作產(chǎn)品降解污染物,減少毒性或轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)品,富集和固定有毒物質(zhì)(包括重金屬等),大尺度的生物修復(fù)還包括生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)調(diào)控等。應(yīng)用領(lǐng)域包括水產(chǎn)規(guī)?;B(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環(huán)境反應(yīng)的動力學(xué)機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關(guān)系和互利機制,抗附著物質(zhì)的分離純化等是該領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。
3.前沿領(lǐng)域的最新研究進展
3.1發(fā)育與生殖調(diào)控
應(yīng)用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調(diào)控甲殼類動物成熟和繁殖的技術(shù)[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發(fā)育中的調(diào)控作用,發(fā)現(xiàn)甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細(xì)胞系并通過細(xì)胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)物并分離出Vasa基因[2],進行斑節(jié)對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應(yīng)用受體介導(dǎo)法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統(tǒng)[2],通過基因轉(zhuǎn)移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉(zhuǎn)移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細(xì)胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細(xì)胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質(zhì)酶基因在斑節(jié)對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達序列標(biāo)志,從深海一種耐壓細(xì)菌中分離到壓力調(diào)節(jié)的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術(shù)在海綿細(xì)胞培養(yǎng)上進行了應(yīng)用,構(gòu)建了班節(jié)對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細(xì)胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構(gòu)建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質(zhì)粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細(xì)胞中分離到一種抗菌肽樣物質(zhì),從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發(fā)現(xiàn)依賴于細(xì)胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細(xì)胞增殖的標(biāo)記,克隆和定序了鰻魚細(xì)胞色素P4501AcD-NA,通過基因轉(zhuǎn)移方法分析了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因的啟動子區(qū)域,分離和克隆了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態(tài)性EST標(biāo)記,構(gòu)建了黃蓋鰈EST數(shù)據(jù)庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節(jié)對蝦一些組織特異的EST標(biāo)志,從經(jīng)HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細(xì)胞EST中分離出596個cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的ß一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發(fā)現(xiàn)了TC1樣轉(zhuǎn)座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應(yīng)原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍(lán)細(xì)菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質(zhì)基因調(diào)節(jié)系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉(zhuǎn)移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構(gòu)建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉(zhuǎn)移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉(zhuǎn)基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉(zhuǎn)基因羅非魚進行了三倍體誘導(dǎo),發(fā)現(xiàn)三倍體轉(zhuǎn)基因羅非魚盡管生長不如轉(zhuǎn)基因二倍體快,但優(yōu)于未轉(zhuǎn)基因的二倍體魚,同時,轉(zhuǎn)基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結(jié)合的技術(shù)方法,將GFP作為細(xì)胞和生物中轉(zhuǎn)基因表達的指示劑;表明轉(zhuǎn)基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉(zhuǎn)基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態(tài)環(huán)境造成大的危害[3];應(yīng)用GFP作為遺傳標(biāo)記研究了斑馬魚轉(zhuǎn)基因的條件優(yōu)化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構(gòu)建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉(zhuǎn)移實驗[2];在轉(zhuǎn)基因研究的種類上,目前已從經(jīng)濟養(yǎng)殖魚類逐步擴展到養(yǎng)殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉(zhuǎn)到虹鱒肌肉中獲得了穩(wěn)定表達[4]。
3.4分子標(biāo)記技術(shù)與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內(nèi)含子作為遺傳多樣性評價指標(biāo)的可行性,應(yīng)用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態(tài)性[1];利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區(qū)序列作標(biāo)記檢測環(huán)境水體中這些病原生物的污染程度,應(yīng)用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個內(nèi)部間隔區(qū)(ITC—1)序列作標(biāo)記進行甲殼類生物種間和種內(nèi)遺傳多樣性研究[2];研究了斑節(jié)對蝦三個種群的線粒體DNA多態(tài)性,用PCR技術(shù)鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內(nèi)含子序列揭示了南美白對蝦的種內(nèi)遺傳多樣性,采用同功酶、微衛(wèi)星DNA及RAPD標(biāo)記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛(wèi)星DNA,在美國加州魷魚上發(fā)現(xiàn)了高度可變的微衛(wèi)星DNA[3];弄清了一種深水魚類(Gonostomagracile)線粒體基因組的結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)了硬骨魚類tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業(yè)價值的海水輪蟲的衛(wèi)星DNA序列,用RAPD技術(shù)在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛(wèi)星重復(fù)片段,從多毛環(huán)節(jié)動物上分離出高度多態(tài)性的微衛(wèi)星DNA,用RAPD技術(shù)研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質(zhì)在雌核發(fā)育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
構(gòu)建了抗魚類壞死病毒的DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNVDNA疫苗構(gòu)建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導(dǎo)了非特異性免疫保護反應(yīng),證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細(xì)胞系中鑒定出經(jīng)干擾素可誘導(dǎo)的蛋白激酶[2];建立了養(yǎng)殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學(xué)技術(shù)鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標(biāo)用于海洋環(huán)境監(jiān)控,研究了抗病基因轉(zhuǎn)移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內(nèi)的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質(zhì)
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產(chǎn)生物活性化合物的海藻細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù),建立了通過海綿細(xì)胞體外培養(yǎng)制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細(xì)菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產(chǎn)物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質(zhì),海洋生物中存在的抗附著活性物質(zhì),用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內(nèi)提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍(lán)細(xì)菌中純化光細(xì)菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現(xiàn)出批精細(xì)胞形成的作用,從海洋植物Zosteramarina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發(fā)了珊瑚變態(tài)天然誘導(dǎo)劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發(fā)現(xiàn)海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉(zhuǎn)移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質(zhì),建立了開放式海綿養(yǎng)殖系統(tǒng),為生物活性物質(zhì)的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產(chǎn)物中分離到抗氧化肽物質(zhì)[4];從一?趾Q笙婦蟹擲氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復(fù)、極端微生物及防附著
研究了轉(zhuǎn)重金屬硫蛋白基因藻類對海水環(huán)境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復(fù)被石油污染的海水環(huán)境上的可療性及應(yīng)用潛力[1];研究了海洋磁細(xì)菌在去除和回收海水環(huán)境中重金屬上的應(yīng)用潛力[1];用Bacillus清除養(yǎng)魚場污水中的氮,用分子技術(shù)篩選作為海水養(yǎng)殖餌料的微藻,開發(fā)了六價鉻在生物修復(fù)上的應(yīng)用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細(xì)菌,研究了海洋環(huán)境中多芳香化烴的微生物降解技術(shù)[2];從噬鹽細(xì)菌分離出滲透壓調(diào)節(jié)基因,并生產(chǎn)了重組Ectoine(滲透壓調(diào)節(jié)因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細(xì)菌,這種細(xì)菌可用來分離耐高溫和熱穩(wěn)定的酶,在耐高溫的archaea發(fā)現(xiàn)了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細(xì)菌,并從這些細(xì)菌中分離到多種冷適應(yīng)的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導(dǎo)物質(zhì)的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細(xì)菌之間附著所必需的形態(tài)上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(zhì)(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環(huán)境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。
4.展望與建議
引言
隨著我國城市化進程的加速和城鄉(xiāng)人民生活水平的提高,在城市特別是大中城市配電網(wǎng)絡(luò)中電纜應(yīng)用的比例越來越高。從而帶動了電纜附件產(chǎn)品的強大需求,也促進了其產(chǎn)品研發(fā)改進的速度。
一、電纜附件的作用
在電纜終端和接頭處,由于電纜金屬護套和屏蔽層斷開,使得電場分布比電纜本體復(fù)雜得多,在電纜終端電場存在軸向應(yīng)力,因此需要使用電纜附件來實現(xiàn)電纜的連續(xù)和駁接,即一個能滿足一定絕緣與密封要求的連接裝置。
電纜有導(dǎo)體、絕緣、屏蔽和護層等四個主要結(jié)構(gòu)層,電纜附件中作為電纜線路組成部分的電纜終端頭、中間接頭,必須使電纜的四個結(jié)構(gòu)層分別得到延續(xù),并且實現(xiàn)導(dǎo)體連接良好,絕緣可靠,密封良好和足夠的機械強度,確保電纜終端和電纜接頭的質(zhì)量,才能保證整個電纜配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性。
二、35kV及以下中壓電纜附件的分類
目前,按照主絕緣成型工藝,常用35kV及以下電纜終端和中間接頭主要可分為繞包式、熱縮式、冷縮式和預(yù)制式等四種常用產(chǎn)品型式。此外還有應(yīng)用于特定產(chǎn)品范圍的澆鑄式和可分離式電纜附件產(chǎn)品。
2.1繞包式電纜附件繞包式電纜附件是指絕緣和屏蔽均使用帶材繞包而成的電纜附件,其應(yīng)力的控制方式采用應(yīng)力錐或采用高介電常數(shù)的應(yīng)力控制帶,對施工人員工藝水平要求較高,施工工藝較為復(fù)雜,已逐漸被現(xiàn)場淘汰。
2.2熱縮式電纜附件利用高分子聚合物具有的“彈性記憶”效應(yīng)的原理,開發(fā)出各種熱縮管材、分支套、雨裙等熱收縮預(yù)制件,按程序套裝在經(jīng)過處理的電纜末端或接頭處,對其加熱,可使其收縮緊箍在所需位置。
熱縮電纜附件工藝簡便,價格低廉,便于維護。但也存在由于環(huán)境溫度變化其不可避免存在的“呼吸作用”而引起的使用壽命縮短等問題,從而影響供電可靠性。
2.3冷縮式電纜附件目前工程應(yīng)用的冷收縮管和其他冷收縮預(yù)制件,是以硅橡膠或三元乙丙橡膠為主要原料,經(jīng)特殊配方合成后,預(yù)擴張在螺旋支撐芯線上而成,安裝使用時,無須任何外部熱源,只要拉開支撐芯線就會收縮,并緊箍在所需位置上。冷縮式電纜附件要求一定要在規(guī)定的使用期限內(nèi)使用,并且價格較高。
2.4預(yù)制式電纜附件利用橡膠材料,將電纜附件內(nèi)的增強絕緣和半導(dǎo)電屏蔽層在工廠內(nèi)模制成一個整體或若干部件,現(xiàn)場套裝在經(jīng)過處理的電纜末端或中間接頭處而形成的電纜附件叫預(yù)制式電纜附件。
預(yù)制式電纜附件可以在工廠進行相應(yīng)的出廠例行試驗,進一步提高了電纜終端的運行可靠性,同時也大大降低了現(xiàn)場安裝工作量。
從結(jié)構(gòu)上而言,冷縮電纜附件和預(yù)制式電纜附件基本一致,僅僅是材料性能和處理上有些差異。
2.5澆鑄式電纜附件利用熱固性樹脂材料,現(xiàn)場澆鑄在經(jīng)過處理后的電纜末端或接頭處的模子或盒體內(nèi),固化后而形成的電纜附件。特別適用于塑料擠包絕緣電纜和浸紙絕緣電纜的互連。
2.6可分離連接器允許電纜和其他設(shè)備和電纜連接或斷開的全絕緣電纜附件,如終端、接頭和分支接頭等。可分離連接器主要的使用對象是全密封開關(guān)柜、充氣環(huán)網(wǎng)單元、電纜分支箱等設(shè)備,可以看作是一種新型的電纜終端。并且更多的使用了預(yù)制式終端的結(jié)構(gòu)。
從上述電纜附件產(chǎn)品分類中不難看出,可簡化現(xiàn)場安裝要求的預(yù)制及冷縮技術(shù)已經(jīng)在電纜附件發(fā)展中占有重要的地位。
三、電纜附件產(chǎn)品新技術(shù)的應(yīng)用
3.1導(dǎo)體連接對導(dǎo)體連接的基本技術(shù)要求是∶導(dǎo)體連接良好:對于終端,電纜導(dǎo)電線芯與出線桿、接線端之間要連接良好;對于中間接頭,電纜導(dǎo)體與連接管之間要連接良好。即要求連接點的接觸電阻小而且穩(wěn)定。與同長度同截面導(dǎo)線的電阻比較,新裝比值應(yīng)不大于1。
目前現(xiàn)場多采用壓接技術(shù),需要一定的專業(yè)設(shè)備。而采用螺栓連接技術(shù),現(xiàn)場施工時僅需要一支力矩扳手,就能達到導(dǎo)體連接基本技術(shù)的要求。從而簡化了對安裝設(shè)備的專業(yè)要求。而且對于需要去除不導(dǎo)電氧化層的鋁電纜連接,事先也不需要進行專門的去氧化層處理。
3.2絕緣材料三元乙丙橡膠和硅橡膠材料在預(yù)制式電纜附件中都得到了廣泛應(yīng)用,在高壓電纜附件領(lǐng)域,比較而言,可以分為以硅橡膠為基材的歐式結(jié)構(gòu)和以三元乙丙橡膠為基材的日式結(jié)構(gòu)。而在中壓領(lǐng)域,經(jīng)過改進的三元乙丙橡膠電纜附件比硅橡膠同類產(chǎn)品擁有更好的機械強度和抗撕裂性能。
2網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化
2.1無線數(shù)據(jù)——生機無限當(dāng)前移動數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速,被認(rèn)為是移動通信發(fā)展的一個主要方向。近年來出現(xiàn)的移動數(shù)據(jù)通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如TACS、AMPS和GSM中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及GSM系統(tǒng)的HSCSD;另外一種是分組交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統(tǒng)的GPRS。
目前,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只占GSM網(wǎng)絡(luò)全部業(yè)務(wù)量中的很小一部分,但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉(zhuǎn),并大大改變。1999年以后,隨著HSCSD、GPRS等新的高速數(shù)據(jù)解決方案顯露崢嶸,并成為數(shù)據(jù)應(yīng)用的新焦點,無線數(shù)據(jù)將成為運營商經(jīng)營計劃中越來越重要的部分,它預(yù)示著未來大量的商業(yè)機遇。
(1)應(yīng)用驅(qū)動市場
無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要驅(qū)動力在于用戶的應(yīng)用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業(yè)務(wù),然而無線數(shù)據(jù)則不同,無線數(shù)據(jù)最初的應(yīng)用重點放在運輸管理這樣的專業(yè)市場。近期無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目標(biāo)市場是銷售人員或現(xiàn)場工程師這樣的用戶群。從這些先發(fā)目標(biāo)的應(yīng)用中積累無線數(shù)據(jù)的經(jīng)驗,并從中受益。
在過去的十年里,傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)在迅速改變,人們更經(jīng)常性地移動,職業(yè)和個人生活之間的分界變得模糊,人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發(fā)生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅(qū)動無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。
(2)因特網(wǎng)的影響
和通信的其他領(lǐng)域一樣,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一個最重要的驅(qū)動力來自Internet。根據(jù)最近的研究,未來兩年歐洲的因特網(wǎng)用戶數(shù)量將翻一番。在我國,因特網(wǎng)用戶的年增長率將高達300%,顯然用戶在運動中接入因特網(wǎng)的需求將會增長。
為了滿足接入因特網(wǎng)的需求,一個全球性的開放協(xié)議——無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)應(yīng)運而生。WAP為將Internet的信息內(nèi)容以及增值業(yè)務(wù)傳送到移動終端提供了一種開放的通用標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)了IP與GSM網(wǎng)絡(luò)的橋接,是一個為廠商提供加速市場增長、避免網(wǎng)絡(luò)割接、保護運營商投資的標(biāo)準(zhǔn),WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。
(3)數(shù)據(jù)速率的發(fā)展
GSM承載業(yè)務(wù)所提供的GSM數(shù)據(jù)速率最高只能達到9.6kbit/s。國際上1998年引入的高速電路交換數(shù)據(jù)(HSCSD)技術(shù)將實現(xiàn)57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,對要求連續(xù)比特率和傳輸時延小的應(yīng)用是理想的,如會議電視、電子郵件、遠(yuǎn)程接入企業(yè)的局域網(wǎng)和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數(shù)據(jù)應(yīng)用,將實現(xiàn)超過100kbit/s的數(shù)據(jù)速率。對較短的“突發(fā)”類型業(yè)務(wù)是理想的,如信用卡認(rèn)證、遠(yuǎn)程測量和遠(yuǎn)程事務(wù)處理。EDGE(增強數(shù)據(jù)速率GSM改進模式)使用修改過的GSM調(diào)制方式來實現(xiàn)超過300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益,他們不但可以贏得第三代移動通信的經(jīng)營執(zhí)照,還可以提供有競爭力的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
2.2個人多媒體通信——網(wǎng)絡(luò)演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業(yè)價值和用戶市場得到了證明,全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數(shù)據(jù)乃至個人移動多媒體轉(zhuǎn)移,這一進展已經(jīng)開始,并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據(jù)地點為人們提供無法想像的、完善的個人業(yè)務(wù)和無線信息,將對人們工作和生活的各個方面產(chǎn)生影響。在個人多媒體世界里,話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中;短信將成為帶有照片和視頻內(nèi)容的電子明信片;話音呼叫將與實時圖像相結(jié)合,產(chǎn)生大量的可視移動電話,還將實現(xiàn)移動因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)瀏覽。像無線會議電視這樣的應(yīng)用將隨處可見,電子商務(wù)將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務(wù)。
3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶化
在電信業(yè)歷史上,移動通信可能是技術(shù)和市場發(fā)展最快的領(lǐng)域。業(yè)務(wù)、技術(shù)、市場三者之間是一種互動的關(guān)系,伴隨著用戶對數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)需求的增加,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)化、分組化發(fā)展,移動網(wǎng)絡(luò)必然走向?qū)拵Щ?/p>
通過使用電話交換技術(shù)和蜂窩無線電技術(shù),70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS(北美蜂窩系統(tǒng))、NMT(北歐移動電話)和TACS(全向通信系統(tǒng))是三種主要的窄帶模擬標(biāo)準(zhǔn)。第一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統(tǒng)引入了數(shù)字無線電技術(shù),它提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量,改善了話音質(zhì)量和保密性,并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數(shù)字無線標(biāo)準(zhǔn),包括GSM、MMPS、PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS95CDMA等,均仍為窄帶系統(tǒng)。
第三代移動系統(tǒng),即IMT-2000,是一種真正的寬帶多媒體系統(tǒng),它能夠提供高質(zhì)量寬帶綜合業(yè)務(wù)并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。2000年以后,窄帶移動電話業(yè)務(wù)需求將依然很大,但隨著Internet等高速數(shù)據(jù)通信及多媒體通信需求的驅(qū)動,寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)將逐步增長,而且就未來信息高速公路建設(shè)的無縫覆蓋而言,寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。
第三代系統(tǒng)預(yù)計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統(tǒng)的變化并不像從第一代模擬網(wǎng)絡(luò)到第二代數(shù)字網(wǎng)絡(luò)那樣存在重大的技術(shù)變遷。從目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢來講,第二代系統(tǒng)將逐步子滑過渡到第三代系統(tǒng),在此演進過程中,移動網(wǎng)絡(luò)所能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率逐步升級:GSM承載業(yè)務(wù)所能提供的數(shù)據(jù)速率為9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技術(shù)實現(xiàn)了57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,1999年引入的GPRS將實現(xiàn)超過100kbit/s的數(shù)據(jù)速率,將在2000年引入的EDGE技術(shù)可實現(xiàn)超過300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。2001年后投入商用的第三代系統(tǒng)將能夠在廣域網(wǎng)上實現(xiàn)384kbit/s的數(shù)據(jù)速率,在辦公室和家中還可以達到2Mbit/s。
4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術(shù)在移動通信中的廣泛應(yīng)用,促使移動網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。移動網(wǎng)絡(luò)由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲和處理信息的智能化發(fā)展,移動智能網(wǎng)由此而生。移動智能網(wǎng)是在移動網(wǎng)絡(luò)中引人智能網(wǎng)功能實體,以完成對移動呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡(luò),是一種開放性的智能平臺,它使電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者能夠方便、快速、經(jīng)濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業(yè)務(wù),使客戶對網(wǎng)絡(luò)有更強的控制功能,能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務(wù)分離,建立集中的業(yè)務(wù)控制點和數(shù)據(jù)庫,進而進一步建立集中的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)生成環(huán)境來達到上述目標(biāo)。通過智能網(wǎng),運營公司可以最優(yōu)地利用其網(wǎng)絡(luò),加快新業(yè)務(wù)的生成;可以根據(jù)客戶的需要來設(shè)計業(yè)務(wù),向其他業(yè)務(wù)提供者開放網(wǎng)絡(luò),增加收益。
關(guān)于移動智能網(wǎng)的研究,早在1995年就已開始,剛開始并沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議出現(xiàn),各廠商各自制定了自己的標(biāo)準(zhǔn),并且據(jù)此進行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產(chǎn)品。這些工作為最終移動智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的形成積累了經(jīng)驗。
1997年末,美國蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(CTIA)制定了移動智能網(wǎng)的第一個標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議——IS-41D協(xié)議。1998年1月,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所(ETSI)在GSMphase2+階段引入了CAMEL協(xié)議(移動通信高級邏輯的客戶化應(yīng)用程序),當(dāng)時的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能網(wǎng)能力集一2標(biāo)準(zhǔn)中描述了移動接入的功能實體,稱為CAMELphase2標(biāo)準(zhǔn)。
伴隨著移動網(wǎng)絡(luò)向第三代系統(tǒng)的演進,網(wǎng)絡(luò)的智能化程度也在不斷地提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬移動電話,到第二代的數(shù)字移動網(wǎng)絡(luò),再到將來的第三代移動通信系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)使用的無線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統(tǒng)NMT的使用頻段為450MHz,1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統(tǒng)的使用頻段也為900MHz。在第二代網(wǎng)絡(luò)中,GSM系統(tǒng)的開始使用頻段為900MHz,IS-95CDMA系統(tǒng)為800MHz。為了從根本上提高GSM系統(tǒng)的容量,1997年出現(xiàn)了1800MHz系統(tǒng),GSM900/1800雙頻網(wǎng)絡(luò)迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統(tǒng)IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發(fā)展,頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳,出現(xiàn)了“頻率嚴(yán)重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開發(fā)新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統(tǒng)采用頻分多址方式,主要通過多信道共用、頻率復(fù)用和波道窄帶化等技術(shù)實現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,模擬系統(tǒng)已遠(yuǎn)不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù),數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小,因而頻率復(fù)用距離可以小一些,系統(tǒng)的容量可以大一些。而且,數(shù)字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術(shù),它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動通信系統(tǒng),其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進史。GSM采用時分多址制式,其對頻率的有效利用主要是通過頻率復(fù)用技術(shù)的不斷升級實現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復(fù)用技術(shù),頻率復(fù)用的密集度逐步提升,頻譜效率快速提高,GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS-95CDMA(窄帶)系統(tǒng),以無線技術(shù)的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術(shù)為基礎(chǔ),不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區(qū)分,如果從頻域或時域來觀察,多個CDMA信號是相互重疊的,故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高,網(wǎng)絡(luò)容量更大。同時CDMA系統(tǒng)具有一定的過載能力,即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統(tǒng)主流無線接入技術(shù)的WCDMA(寬帶碼分多址)能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)天線陣和相干解調(diào)(雙向)等技術(shù),網(wǎng)絡(luò)容量可得到大幅提高,可以更好地滿足未來移動通信的發(fā)展要求。
7網(wǎng)絡(luò)趨于融合,走向統(tǒng)一
7.1第三代移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
第三代系統(tǒng)的主要目標(biāo)是將包括衛(wèi)星在內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)融合為可以替代眾多網(wǎng)絡(luò)功能的統(tǒng)一系統(tǒng),它能夠提供寬帶業(yè)務(wù)并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上的投資,第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進遵循平滑過渡的原則,現(xiàn)有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統(tǒng)均將演變成為第三代系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò),從而形成一個核心網(wǎng)家族,核心網(wǎng)家族的不同成員之間通過NNI接口聯(lián)結(jié)起來,成為一個整體,從而實現(xiàn)全球漫游。在核心網(wǎng)絡(luò)家族的,形成一個龐大的無線接入家族,現(xiàn)有的幾乎所有的無線接入技術(shù)以及WCDMA等第三代無線接入技術(shù)均將成為其成員。
筆者認(rèn)為,光纖通信技術(shù)尚有很大的發(fā)展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發(fā)展。在此主要討論光纖通信的發(fā)展趨勢和市場。
光纖通信的發(fā)展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認(rèn)為是理想的接入方式,對于實現(xiàn)信息社會有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設(shè)。FTTH所需要的光纖可能是現(xiàn)有已敷光纖的2~3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)務(wù)和寬帶內(nèi)容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發(fā)模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內(nèi)容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。
發(fā)達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認(rèn)為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡(luò)。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現(xiàn)在已經(jīng)有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。
FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術(shù)提供寬帶業(yè)務(wù)尚有一定優(yōu)勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設(shè)簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發(fā)展的寬帶業(yè)務(wù),如:網(wǎng)上教育,網(wǎng)上辦公,會議電視,網(wǎng)上游戲,遠(yuǎn)程診療等雙向業(yè)務(wù)和HDTV高清數(shù)字電視,上下行傳輸不對稱的業(yè)務(wù),AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經(jīng)過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術(shù)開發(fā),可壓縮到5~6Mbps。通常認(rèn)為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV??梢哉J(rèn)為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業(yè)務(wù)到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網(wǎng)絡(luò)兩大類。
F2P方案一一優(yōu)點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點。
PON方案——優(yōu)點:無源網(wǎng)絡(luò)維護簡單;原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網(wǎng)絡(luò)擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經(jīng)濟)。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)絡(luò)。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網(wǎng)技術(shù)的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。(5)WDM-PON:采用波分復(fù)用來區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長有關(guān),使維護不便,在FTTH中很少采用。
發(fā)達國家發(fā)展FTTH的計劃和技術(shù)方案,根據(jù)各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應(yīng)用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術(shù)。SCM-PON:是采用副載波調(diào)制作為多信道復(fù)用的PON。
中國ATM使用遠(yuǎn)比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優(yōu)缺點前面已經(jīng)說過,目前比較經(jīng)濟,使用靈活,傳輸距離遠(yuǎn)等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術(shù)網(wǎng)絡(luò)效率高;可以有電話,適合SDH網(wǎng)絡(luò),與IP結(jié)合沒有EPON好,但目前GPON技術(shù)不很成熟。EPON:與IP結(jié)合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術(shù)。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術(shù)方案的采用,還需要根據(jù)用戶的具體情況不同而不同。
近來,無線接入技術(shù)發(fā)展迅速??捎米鱓LAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸,包括:上下行數(shù)據(jù)和點播電視VOD的上行數(shù)據(jù),對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當(dāng)然在需要時也可包含一些下行數(shù)據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網(wǎng)絡(luò)。這種家庭網(wǎng)絡(luò),如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設(shè)專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無線是趨勢,但無線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。
2、光交換的發(fā)展什么是通信?
實際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網(wǎng)都是由金屬線纜構(gòu)成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?交換是采用電子交換機?,F(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘?。合理的方法?yīng)該采用光交換。但目前,由于目前光開關(guān)器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網(wǎng)的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經(jīng)濟的。正在開發(fā)大容量的光開關(guān),以實現(xiàn)光交換網(wǎng)絡(luò),特別是所謂ASON-自動交換光網(wǎng)絡(luò)。
通常在光網(wǎng)里傳輸?shù)男畔?一般速度都是xGbps的,電子開關(guān)不能勝任。一般要在低次群中實現(xiàn)電子交換。而光交換可實現(xiàn)高速XGbDs的交換。當(dāng)然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應(yīng)采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當(dāng)前,在數(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號以“包”的形式出現(xiàn),采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數(shù)量很大時,就應(yīng)該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調(diào)度等。一般采用機械光開關(guān)、熱光開關(guān)來實現(xiàn)。目前,由于這些光開關(guān)的體積、功耗和集成度的限制,通路數(shù)一般在8—16個。
電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采用光開關(guān)可以把光信號從某一光纖轉(zhuǎn)到另一光纖。空分的光開關(guān)有機械的、半導(dǎo)體的和熱光開關(guān)等。近來,采用集成技術(shù),開發(fā)出MEM微電機光開關(guān),其體積小到mm。已開發(fā)出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬于試驗性質(zhì)的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發(fā)送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現(xiàn)光波長交換的關(guān)鍵是需要開發(fā)實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關(guān)陣列等。已開發(fā)出640x640半導(dǎo)體光開關(guān)+AWG的空分與波長的相結(jié)合的交叉連接試驗系統(tǒng)(corning)。采用光空分和光波分可構(gòu)成非常靈活的光交換網(wǎng)。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現(xiàn)場試驗,半徑5公里,共有43個終端節(jié),(試用5個節(jié)點),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網(wǎng),稱為ASON,是進一步發(fā)展的方向。
3、集成光電子器件的發(fā)展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當(dāng)?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻?。目前正在發(fā)展的PLC-平面光波導(dǎo)線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現(xiàn)FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術(shù)研制出16x16熱光開關(guān);1x128熱光開關(guān)陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監(jiān)測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復(fù)用和去復(fù)用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構(gòu)成32通路的OADM。其中有些已經(jīng)商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。
中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關(guān)和屬于PLO技術(shù)的AWG有所突破。但與發(fā)達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復(fù)如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
眾所周知,2000年IT行業(yè)泡沫,使光纖通信產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模爆炸性地發(fā)展,產(chǎn)品生產(chǎn)過剩。無論是光傳輸設(shè)備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現(xiàn)在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復(fù)?
根據(jù)RHK的對北美通信產(chǎn)業(yè)投入的統(tǒng)計和預(yù)測,如圖2.在2002年是最低谷,相當(dāng)于倒退4年?,F(xiàn)在有所回升,但還不能恢復(fù)。按此推測,在2007-2008年才能復(fù)元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉(zhuǎn)。這些好轉(zhuǎn),在相當(dāng)大的程度是由FTTH和寬帶數(shù)字電視所帶動的。
關(guān)鍵詞:供熱技術(shù);問題;發(fā)展
1概述
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,我國的城市供熱事業(yè)獲得了長足的發(fā)展,全國集中供熱面積已達86540萬平米。在規(guī)模擴張的同時,供熱新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝不斷得到推廣應(yīng)用。展望未來,要加快科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,使供熱系統(tǒng)工藝、設(shè)備、設(shè)計、施工和管理的技術(shù)水平有較大提高,縮小與供熱發(fā)達國家的差距,為我國的環(huán)境保護和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。
要實現(xiàn)供熱技術(shù)的進步,關(guān)鍵在于抓好二個方面的工作:
一是建立完善的技術(shù)開發(fā)體系;
二是推廣供熱節(jié)能新技術(shù)。
2城市供熱技術(shù)發(fā)展存在的問題
2.1集中供熱目前正受到其他采暖(制冷)能源和供應(yīng)方式的有力競爭
以煤炭為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)和集中鍋爐房供熱受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn):
一是如何降低初投資(包括熱源、熱網(wǎng)、熱力站的投資);
二是如何完善供熱系統(tǒng),加強企業(yè)管理,降低供熱成本。
2.2二氧化硫污染的問題
我國的供熱鍋爐主要以中小燃煤鍋爐為主,量大面廣。由于中小鍋爐煙氣排放高度低,對城市環(huán)境空氣的污染相對較大??刂浦行∪济哄仩t造成的低空污染是改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵之一。因而應(yīng)積極尋求脫硫效率高、運行費用低、一次投資少的好技術(shù)項目。
3城市供熱技術(shù)未來發(fā)展展望
預(yù)計今后十年,集中供熱企業(yè)將實現(xiàn)由粗放型經(jīng)營到質(zhì)量、效益型的轉(zhuǎn)變,集中供熱效率的提高有賴于技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新與推廣,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
3.1供熱自動化控制水平提高
鍋爐自動控制、換熱站自動控制、無人值守自動供熱機組等將得到廣泛應(yīng)用、自動化控制水平的提高,不僅保證了供熱的可靠性,而且提高了供熱效率。
3.2大型供熱機組比重增加
一些城市未滿足熱負(fù)荷的急劇增加,正建設(shè)單機容量100兆瓦以上的大型供熱機組,代替小型供熱機組,200兆瓦以上的供熱機組也在太原、北京、沈陽等城市投入運行,大型供熱機組比重將日益增加。
3.3城市熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)快速發(fā)展
隨著城市建設(shè)的發(fā)展,既需供熱又供冷的公用建筑大量增加,一些城市以熱電廠為熱源,實行熱、電、冷聯(lián)供。夏季熱負(fù)荷的增加,使熱電廠的綜合效益明顯提高。
3.4分戶計量開始實施
隨著《中華人民共和國節(jié)約能源法》的頒布實施和人們節(jié)能意識的提高,以促進供熱系統(tǒng)和節(jié)能為目的的采暖分戶計量工作開始實施,溫控閥、熱量表、自力式壓差控制器、自力時流量調(diào)節(jié)閥、變頻循環(huán)水泵、蓄熱器等在供熱系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。
3.5大力推廣鍋爐節(jié)能技術(shù)
利用鍋爐自動控制,分層給煤燃燒,水泵、風(fēng)機的變頻調(diào)速等技術(shù),高效省煤器等降低鍋爐房能耗指標(biāo)。
3.6開始使用潔凈燃料
隨著人們生活水平的提高和環(huán)境意識的加強,以油、氣、水煤漿等潔凈的燃料代替煤炭而作為都市使用的主要一次能源已成為必然趨勢。部分城市開始發(fā)展燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電熱電廠,已達到高效、節(jié)能、減少污染、提高電網(wǎng)調(diào)峰能力的目的。
3.7供熱新能源開發(fā)方興未艾
地?zé)崮?、核能、熱泵、垃圾焚燒、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用日益得到重視,促進了供熱能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,環(huán)保效益和經(jīng)濟效益十分明顯。
(1)地?zé)崮堋5厍蚴且蛔烊坏木薮竽茉磶?,它?nèi)部蘊藏著大量熱能。地?zé)崮転榈厍蛏洗鎯Φ娜棵喝紵龝r放出的熱量的一億七千萬倍。地?zé)崮苋∽浴疤烊坏牡叵洛仩t”,不需要燃燒任何燃料,更省去了復(fù)雜龐大的燃料運輸和燃燒系統(tǒng),避免熱因燃燒而產(chǎn)生的污染,因此是一種清潔、廉價的能源。我國的華北、山東半島、遼東半島等地區(qū)蘊藏有地?zé)豳Y源,合理開發(fā)利用,將對改善供熱能源結(jié)構(gòu)、減少污染起巨大作用。
(2)垃圾燃燒等新熱源。垃圾焚燒可實現(xiàn)垃圾的無害化、降量化及資源化,將垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能用于供熱或發(fā)電,使城市垃圾成為新能源變?yōu)榭赡埽@既有利于環(huán)境保護,又可獲得較好的經(jīng)濟效益。丹麥?zhǔn)锥几绫竟惭b有近十座垃圾焚燒爐,生產(chǎn)的熱水用于集中供熱。而我國南方深圳等城市也已經(jīng)有垃圾焚燒的成功的經(jīng)驗,利用垃圾焚燒技術(shù)處理城市垃圾以被越來越多的城市所采納。
總的來講,提高服務(wù)質(zhì)量,在這個基礎(chǔ)上盡量降低成本,在發(fā)達國家主要是:
1.首先是進一步提高水質(zhì)。1991年1月起爆發(fā)大規(guī)模霍亂,130萬人生病,1萬人死亡,主要因擔(dān)心氯仿的危害,削弱了消毒。特別是1993年4月美國密爾沃基發(fā)生隱蟲水質(zhì)事故,全市150萬人感染,40萬人生病,1000人住院,死亡50——100人,這是美國供水以來最大的水質(zhì)事故,影響很大。
2.節(jié)約用水,控制用水單耗
這次國際會議除挪威外(14/Km3,水資源9500m3/年/人,供水僅用其0.2,能力也多余,漏失33),其他國家均介紹這方面經(jīng)驗。除宣傳外,價格是主要政策。
主要措施是:價格政策(包括水價到位,階梯式水價制,多用水多付稅,增容費),水源開發(fā)管理(要論證新增水源的必要性和合理性,包括與節(jié)約用水和重復(fù)利用的技術(shù)經(jīng)濟比較),推廣節(jié)水設(shè)備,為居民推廣3—6L,二種水量的抽水馬桶,要求平均水量小于4L。工業(yè)用水逐漸下降,日本工業(yè)用水高峰在1973年到1989年下降了24,美國在1950年,以后下降36,而同期工業(yè)生產(chǎn)增加了3.7倍,瑞典在60年代中到70年代中產(chǎn)值增加一倍多,而工業(yè)用水減少一半,這個趨勢值得關(guān)注。萬元產(chǎn)值的用水,我國是美國的13倍,日本的25倍,這個空間還很大。
生活用水是趨于穩(wěn)定或有所下降,日本人均綜合用水單耗20年來穩(wěn)定在390升左右,丹麥現(xiàn)有居民用水單耗為139升,比十年前降低10;芬蘭1992年為335升,1996年降到255升,1980年居民用水單耗160升,1996年降到145升;哥本哈根居民用水單耗1987年為170升,1990年159升,1993年145升,196年為134升。特別感興趣的是計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)市場經(jīng)濟的東歐國家,用水單耗降得很快,如波蘭供水企業(yè)湖泊為國營,后改為市政府管理,為降低虧損,水價上漲的較快,超過物價指數(shù),用水單耗逐年下降,1998年較1989年居民單耗下降10—60,工業(yè)用水下降10—75,波蘭11各20萬人口以上城市,如1998年用水總量為1,1990年為0.93,1992年為0.82,1994年為0.76,1996年為0.68。
原東柏林約150萬熱,西柏林約200萬人,1999年合并綜合單耗為255升,生活用水單耗為161升,1991年水價統(tǒng)計,東柏林區(qū)水價大幅度上升,單耗大幅度降低,到1996年綜合單耗降到173升,生活用水降到125升,其東柏林地區(qū)下降近一半。
羅馬尼亞的國家報告所,羅馬尼亞的居民用水單耗為西歐國家的2—3倍,文中指英國單耗為120升,德國、比利時、荷蘭和挪威為130升,丹麥為140升,美國220升,羅馬尼亞為260升,這個趨勢值得我們注意。
3.加強管網(wǎng)的改造和漏損控制
由于管網(wǎng)水質(zhì),腐蝕、漏損、積垢以及優(yōu)化管網(wǎng)等原因,在管網(wǎng)改造上投入較大資金,正常情況應(yīng)按管道壽命安排改造更新的比例。
管材問題看來經(jīng)驗教訓(xùn)較多,如石棉水泥管市有其一定的優(yōu)點,但對它的缺點估計不足,七十年代曾討論石棉纖維致癌問題,后基本否定,八十年代繼續(xù)使用,在國外使用比較廣泛,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)損壞率很高,各國先后停止使用。馬來西亞1988年無收水率(相當(dāng)于我們產(chǎn)銷差)為43。其中漏失率為34。其重要原因為大規(guī)模使用石棉水泥管,1990年石棉水泥管比重為81,1993年73,1995年為59,改造任務(wù)相當(dāng)艱巨。
現(xiàn)在他們使用什么管道呢?提供此信息供參考,沒有近幾年每年排23萬多公里管道,其中47.7為球墨鑄鐵管,38.7為PVC,12.5為水泥管、PCCP管。基本上小口徑以PVC為主,中型以球管為主,大口徑以PCCP為主。
日本新排管道一般用球管,支管主要用PVC,其中東京經(jīng)改造,球管已占90,80的支管為不銹鋼管。
瑞典新排管道最多為PEH,其次為PVE。
臺北市自來水公司1996年底共3412KM,其中球管為84.82,PVC14.21,PCCP0.86,R.C0.1。
4.改善服務(wù)
隨著商品在質(zhì)量、價格、服務(wù)上的競爭,推動用戶對自來水提出更高要求。他們除了統(tǒng)計分析用戶投訴的情況外,更用多種方式現(xiàn)代化手段了解用戶的意見和需要;做好相互溝通和理解;做好服務(wù)工作,在用戶中樹立信任感。
發(fā)展中國家重要市抓提高供水普及率和提高供水水質(zhì),在發(fā)展中國家約有一半人口因公式不充分或飲用污染的水而影響健康,每年有1220萬五歲以下兒童因患兒童病而死亡。超過300萬熱死于腹瀉,其中多數(shù)市有污染的水引起的,在最貧的國家,每千名五歲以下兒童死亡率為193人,而最健康的國家為12名,1998年1—11月世界上發(fā)生霍亂病共23萬人,多數(shù)在非洲,所以發(fā)展中國家主要關(guān)心供水普及率和供水水質(zhì)。
(1)提高水質(zhì)最主要的措施是修訂新的更高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)規(guī)則。
(2)凈水新技術(shù)及發(fā)展趨勢。
(3)加強技術(shù)管理是改善水質(zhì)的基礎(chǔ)措施。
(4)必要的合理技術(shù)改造是改善水質(zhì)的重要保證。
提高供水水質(zhì)
一.政府引導(dǎo)提高水質(zhì)的最主要措施是修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和制定有關(guān)條例
1.修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的情況
修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的原因三:(1)從水致疾病統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)問題,如上述隱患事故;(2)對污染物有新的認(rèn)識,致癌物分五類;一為對人致癌;二為很可能致癌;三可能致癌;四不列為致癌物;五對人體無致癌跡象,如砷鉛原來不認(rèn)為是致癌物質(zhì),現(xiàn)在砷列為一類,鉛列為三類和氯仿一樣;(3)經(jīng)濟條件改善。
1993年世界衛(wèi)生組織修訂新的水質(zhì)準(zhǔn)則共135項。1993年日本實施新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),水道法規(guī)定的有46項,供水與環(huán)境處制定了舒適性指標(biāo)13項,檢測性指標(biāo)26項。美國每二、三年修改一些?,F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為:一級標(biāo)準(zhǔn)(國內(nèi)必須執(zhí)行)79項;二級標(biāo)準(zhǔn)(非強制性標(biāo)準(zhǔn))15項;另外提出7種有機物能使人感覺嗅味的濃度指標(biāo)。歐共體1998年提出新的準(zhǔn)則共48項,要求各國二年內(nèi)提出各國標(biāo)準(zhǔn),五年內(nèi)實施,澳大利亞提出各國標(biāo)準(zhǔn),五年內(nèi)實施,澳大利亞1996年修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);臺灣1997年修訂了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),總的講,新的標(biāo)準(zhǔn)比以前的要求更多、更嚴(yán),但歐共體的項目有所減少,如濁度、色度、嗅味等要求做到人們可以接受,可能由于東歐國家的參加,有些要求不宜太高。
2.水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)更強調(diào)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)有毒有害物質(zhì)指標(biāo)
水質(zhì)指標(biāo)可以分為三類;細(xì)菌學(xué)指標(biāo);有毒有害物質(zhì)指標(biāo)和感官性指標(biāo)。細(xì)菌學(xué)指標(biāo)危害性最大,即便在美國,1991~1994年間共發(fā)生水質(zhì)事故64起導(dǎo)致病人數(shù)422820人,其中99的病例為腸道病類。1989年美國提出《地面水處理規(guī)則》要求賈第氏蟲去除99.9,病毒去除99.99,以后感到這樣要求尚不夠,1994年又提出《加強地面水處理規(guī)則》,要把供水所引起的腸道病風(fēng)險降低到每年十萬之一,即便實現(xiàn),這個風(fēng)險內(nèi)大于有害物質(zhì)的風(fēng)險,相當(dāng)傷腦筋的是隱蟲,它是4~6微米大小的原生動物,人感染1~100各隱蟲就可能發(fā)生隱蟲病,一般癥狀為腹瀉、惡心、嘔吐、發(fā)燒、頭疼、脫水及胃口不好,感染60天后便從糞便中排出大量隱蟲。通常消毒難以滅活,欲滅活90,需用氯80mg/L,接觸90分鐘,但水加溫到72.4度只要一分鐘以上就能滅活99,發(fā)達國家當(dāng)前主要措施是降低濁度,將來可能用膜法,實際上最簡單有效的做法是喝開水,很抱歉我想補充一下去年5期城鎮(zhèn)供水雜志上沈總和我寫了篇文章,如何評價城市自來水水質(zhì),其中第二個問題談到自來水能否生喝,但不提倡生喝。文章的中心是講兩句話,能夠生喝但不提倡生喝。兩句話并重也可說,后面一句話比前句更重要,但由于某些原因第二句話未刊登,我現(xiàn)在補充一下,從上述隱蟲特點就可理解后句話。
其次為有毒有害物質(zhì),一般風(fēng)險掌握在人的一生(70年)十萬分之一,即飲這種水的在700萬人的城市里每年為此增加一個病例。如致癌物質(zhì),一般是用動物試驗中不致癌的劑量,以單位體重的攝入量表示,除上四個不確定因素動物與動物之間,動物與人之間,試驗的完善程度及污染物的影響程度,多數(shù)用1000倍,然后考慮到水分配多少,一般為10,折算到人的體重喝每天喝2升水,算出標(biāo)準(zhǔn)值。這中間留了很大安全因素。發(fā)達國家往往在這個風(fēng)險基礎(chǔ)上再降低一些,入美國制定了《消毒劑喝消毒副產(chǎn)品規(guī)則》為把消毒副產(chǎn)物風(fēng)險再降低20,依次投資44億美元,每年運行和維護費為4.89億美元。
用戶評價水質(zhì)主要從感官性指標(biāo),因此達到用戶可接受的程度是必不可少,即便這些指標(biāo)不影響健康,但這類指標(biāo)提高到什么程度,要注意經(jīng)濟條件和效果及投入分析。最近挪威進行了一項民意調(diào)查,70居民要求進一步提高水質(zhì),但提高水質(zhì)要增加費用,只有30的人愿承擔(dān)增加的費用。
3.水質(zhì)指標(biāo)是怎樣制定的
修訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)均很認(rèn)真嚴(yán)格,尤為美國的做法更科學(xué)合理,美國往往以一個項目或幾個項目一起進行修訂,步驟是立項,調(diào)查研究,擬寫報告,廣泛征求意見,討論批準(zhǔn),過一段時間后實施。
先排計劃把那些項目立為修訂內(nèi)容,第二步進行調(diào)查分析。內(nèi)容非常豐富,以砷為例,調(diào)查統(tǒng)計全國水廠出廠水水中的砷的含量。調(diào)查把一定的砷降到不同濃度目標(biāo)值可行的處理方法;調(diào)查13種處理方法12種不同規(guī)模處理費用,包括投資及經(jīng)常費,然后計算出全國降到不同砷的目標(biāo)要求需要的投資和經(jīng)常費,作出一個完整的曲線或表格,如把砷的指標(biāo)由50mg/l降到2mg/l需投資380億美元,年運行費16億美元,年成本增加54億美元。再進行效益和投入的分析。如美國加強地面水處理規(guī)則,要把微生物風(fēng)險降到年十萬分之億,這樣每年可減少賈第氏蟲病例40—50萬人次,據(jù)調(diào)查每個病例住院費及工資損失為1245—1878美元,加上其他費用按3000美元計,則每天經(jīng)濟效益為12—15億美元,而試驗該規(guī)則需投資80億美元,每天運行有待進一步調(diào)查,第三步擬寫報告,寫清修訂理由,該指標(biāo)的風(fēng)險性,達到指標(biāo)能獲得效益和需要投入,有的要明確檢測水樣的采樣點檢測方法,檢測頻率,合格率要求,什么情況下超標(biāo)即要上報。第四步廣泛征求各界意見,然后政府組織有關(guān)部門和專家討論并批準(zhǔn)。批準(zhǔn)后留相當(dāng)時間讓供水企業(yè)采取必要的措施然后實施。
.實施標(biāo)準(zhǔn)采取的措施
標(biāo)準(zhǔn)宣布實施后就必須執(zhí)行。為實施標(biāo)準(zhǔn)政府在資金上創(chuàng)造優(yōu)惠條件,如美國于1996年8月6日國會通過《飲用水周轉(zhuǎn)基金》,1994年—2000年共提供96億美元無息貸款,20年歸還。
其次,美國制定《信息收集規(guī)則》規(guī)定供水廠要上報那些水質(zhì)要求。又規(guī)定了那些指標(biāo)超標(biāo)即需上報,如瞬時濁度超過5NTU,或12小時連續(xù)超過0.5NTU,就要立即上報,上級權(quán)衡后確定是否要立即通告居民和開水或瓶裝水。
第三對不符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的可予以處罰,每日每次事故為1000—25000美元,各洲不同。象上述隱蟲事故因當(dāng)時沒有規(guī)定這個指標(biāo),故不能用《安全用水法》對其罰款,但美國有保護公共利益法規(guī),居民按此用民事訴狀方式要賠償共達幾十億美元,雖然訴狀當(dāng)時未解決,但已確定投資900萬美元用于改善供水設(shè)施,其中100萬美元用于法律費用。
第四組織人到水廠進行檢查并幫助其采取措施提高水質(zhì)。70年代末80年代初美國賽洲發(fā)生賈第氏蟲水質(zhì)事故,州政府決定對州內(nèi)水廠施行《評估計劃》,組織二個專業(yè)人員對凈水各工序進行詳細(xì)檢查,如沉淀池出水濁度是否小于2NTU,原水濁度變動時也不超過5NTU。如過濾水濁度是否始終小于0.1NTU。濾池初濾水是否超過0.2NTU。濾后水0.18的顆粒數(shù)每ml是否小于10等。他們對290個水廠檢查了506個廠次,經(jīng)過檢查幫助合格率大幅度提高。
二.凈水新技術(shù)和發(fā)展趨勢
新的更高的水質(zhì)要求為應(yīng)用新技術(shù)提供了動力,技術(shù)進步為應(yīng)用新技術(shù)提供了可能。
1.因水、因地、因要求制定確定凈水工藝
凈水工藝的任務(wù)氏以最經(jīng)濟合理的方法把原水中所含的污染物和出廠水所允許的污染之間的差額除掉,因為出廠水水質(zhì)的要求有所不同,尤其是原水中的污染物品種和濃度相差很大,因此凈水的任務(wù)差別很大,不宜機械套用其他城市的成功經(jīng)驗。
歐美一般設(shè)計水廠前先做模型試驗,做幾種工藝比較,選擇直接過濾工藝,濾速為32m/h,這個濾速是我們當(dāng)前設(shè)計的3—4倍。如果未經(jīng)試驗比較,不可能選用這樣優(yōu)化工藝。
又如法國利安公司為推廣V型濾池,首先在澳門采用,該公司在珠海的坦州鎮(zhèn)經(jīng)營了一個供水區(qū),水廠內(nèi)的濾池用了雙濾池。最近澳門又建了一個水廠叫大水塘水廠,共12萬m3/日,第一期為6萬m3/日。他們采用煤砂雙層濾池直接過過濾,濾速為10.8m/h,我感到他們是從實際出發(fā),因地制宜選擇工藝設(shè)備。
2.膜法和顆粒計數(shù)器的應(yīng)用可能有較大發(fā)展
從技術(shù)講,微濾和超濾可以替代常規(guī)處理,細(xì)濾和反滲透可以替代深度處理。過去由于價格原因不宜用于城市水廠,近年膜技術(shù)有很大進步,價格也有所下降,膜的價格與水廠凈水工藝已相對接近,國外已有萬m3/日級水廠在應(yīng)用。隨著技術(shù)進步和價格下降,膜法替代現(xiàn)用處理方法有相當(dāng)可能。另外美國等經(jīng)濟發(fā)達國家對細(xì)菌等指標(biāo)很傷腦筋。因細(xì)菌、大腸菌指標(biāo)安全,不等于病毒安全,病毒安全不等于隱蟲等原生動物安全,去除隱蟲最可靠的辦法,一是燒開喝,二是用膜法過濾,現(xiàn)在較多選擇的是降低濁度到0.1NTU,但降低到0.1NTU不一定是隱蟲安全,替代濁度更正確一些的方法是顆粒計數(shù)器原生動物大小的顆粒。如前所說,賓州要求每毫升水中3—18的顆粒要小于10粒。這個方法比濁度更正確,但顆粒計數(shù)器仍不能說明10顆是什么。隱蟲問題在推動膜法的應(yīng)用。
3.臭氧消毒及臭氧活性炭工藝將有發(fā)展趨勢
現(xiàn)在國際上的概念,把消毒分成二部分,一是工藝過程的氧化消毒,二是為保持管余氧(或其他消毒劑)而加的消毒劑。就工藝過程的氧化消毒而言,臭氧有很多的優(yōu)點,氧化消毒能力最強,能滅除隱蟲,能把不能降解的有機物分為可降解有機物。由于技術(shù)進步,生產(chǎn)臭氧的電耗和設(shè)備價格也有所降低。臭氧使用將有所增加。但使用臭氧后有個很大缺點是醛酮等有機物大量增加,如細(xì)菌繁殖增加了很豐富的營養(yǎng)。這種水在管網(wǎng)中很容易繁殖細(xì)菌,故基本上需要再生物處理,通常用活性炭。歐洲較普遍的是再加個活性炭池,而美國一般用雙層濾料濾池,上層為活性炭,下層為砂,一池三用,臭氧的應(yīng)用也受其副產(chǎn)物溴酸鹽的制約。溴酸鹽是三類制癌物質(zhì),WHO標(biāo)準(zhǔn)為25ug/L??偟闹v,隨著污染加劇,水質(zhì)要求提高以及臭氧使用的增加,臭氧活性炭工藝的應(yīng)用將有所增加。
4.關(guān)于用什么消毒劑討論得比較多。實際上各種消毒劑都有它的優(yōu)缺點,都有在定性上可怕的副產(chǎn)物。對各種消毒劑都要求副產(chǎn)物的濃度不超過標(biāo)準(zhǔn)的允許值。以前對氯消毒后的氯仿強調(diào)得多,引起一些誤解以致拉丁美洲好多國家錯誤地削弱消毒,霍亂大流行。為此1993年世界衛(wèi)生組織把氯仿標(biāo)準(zhǔn)提高到200ug/L,即便如此,細(xì)菌等的風(fēng)險仍大于氯仿。美國最早發(fā)現(xiàn)氯仿等副產(chǎn)物,而且研究也比較深。據(jù)1991—1992年統(tǒng)計,1256個主要供水企業(yè),服務(wù)人口2.09億人。消毒劑使用情況如下:按水廠計,氯占64,氯胺12,二氧化氯6,高錳酸鉀18,臭氧0。
如按人口統(tǒng)計46用氯,25用氯胺,2用臭氧,6用二氧化氯,21用高錳酸鉀。
近二年在討論出廠水要不要有余氯,荷蘭、德國、瑞士蘇黎士等部分歐洲城市出廠水已不加消毒劑。沒有余氯,這是成就還是愚蠢,基本結(jié)論是:水廠處理后的水細(xì)菌學(xué)指標(biāo)非常好;有機物很低,其中AOC要小于10ug/L;(象北京九源水廠這樣的水源,凈水過程還經(jīng)活性炭吸附AOC近100ug/L)管網(wǎng)很清潔;;防止二次污染的措施很嚴(yán)密,這樣才能即保持細(xì)菌學(xué)方面的安全,又減少消毒副產(chǎn)物的危害和消毒劑對嗅味的影響,但這樣做要非常謹(jǐn)慎。美國不想在這方面有所引導(dǎo)。在我國的情況,我建議不要去試驗,我本來不想講,怕引起誤會,我們當(dāng)前的主要問題是加強消毒,可待較遠(yuǎn)的將來再考慮這個事。
5.對快濾池反沖洗水的利用持更謹(jǐn)慎的態(tài)度,上述美國密爾沃基隱蟲事故,直接的原因是短期出廠水濁度較高,原來經(jīng)常為0.2NTU,后因控制不善,提高到1.7NTU,去除率降低大量隱蟲帶出去了,大內(nèi)在原因是因快濾池沖洗水再利用把濾池中所截留的污染物又回到了原水,濃縮了原水中的污染物。經(jīng)多次濃縮進水密度很高。這個事故后歐美對沖洗水利用很謹(jǐn)慎。美國有的州要求處理再用,有的要嚴(yán)密監(jiān)測水質(zhì),有的不允許用,美國將制定一個統(tǒng)一的法規(guī),最近澳門從事一項研究,快濾池反沖洗水經(jīng)微濾處理后再利用,利用快濾池沖洗廢水有其優(yōu)點,尤其是水資源短缺或遠(yuǎn)距離引水的地方,但權(quán)衡時要考慮多種污染物濃縮的因素?;蛘卟扇”匾h(huán)境技術(shù)網(wǎng)!
的措施。
摘要:文章從新媒體技術(shù)的發(fā)展與競爭,闡述了廣播技術(shù)發(fā)展的當(dāng)前形勢和發(fā)展趨勢,介紹了開展網(wǎng)絡(luò)廣播技術(shù)的優(yōu)勢。結(jié)合大連人民廣播電臺的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)建設(shè),進一步闡述廣播技術(shù)要緊跟新媒體技術(shù)的發(fā)展潮流,用科學(xué)發(fā)展的觀念開展廣播事業(yè)。
現(xiàn)代信息傳播技術(shù)的迅猛發(fā)展,使當(dāng)今社會已經(jīng)進入了一個新媒體時代。計算機技術(shù)、數(shù)字多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星通信、光纖通信等信息技術(shù)的快速發(fā)展,為廣播技術(shù)的發(fā)展提出了一個嚴(yán)峻的課題,傳統(tǒng)的廣播技術(shù)在發(fā)展過程中正面臨著新媒體的激烈競爭和挑戰(zhàn)。正確分析形勢,以科學(xué)的態(tài)度認(rèn)真研究、總結(jié)廣播的特點與規(guī)律,發(fā)揮廣播優(yōu)勢,采取積極的措施,進行各種有益的探索,對于推進廣播技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。
互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速,截至2008年底:我國網(wǎng)民數(shù)量達2.98億,普及率22.6%,首次超過全球平均水平(21.1%)。城鎮(zhèn)和農(nóng)村電腦擁有量為每百戶62.6臺和3.6臺(2000年分別是9.7臺和0.5臺)。寬帶網(wǎng)民達2.7億,占總網(wǎng)民數(shù)的90.6%。手機網(wǎng)民達到1.176億,較07年增長了133%。特別是3G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,使手機流媒體傳輸技術(shù)產(chǎn)生極大的飛躍,流暢地?zé)o線上網(wǎng)已不再是奢望。
信息傳播的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而逐漸進入人們的日常生活。這就迫使傳統(tǒng)廣播必須面對數(shù)字多媒體的挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)上文字、聲音和視頻的獲取已非常容易,而傳統(tǒng)廣播受頻率資源和發(fā)射功率的限制使聽眾受到一定范圍的影響,因此廣播也必須開闊視野,基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)廣播,使受眾全球化。所謂網(wǎng)絡(luò)廣播,就是以Internet網(wǎng)為傳播平臺提供音頻和視頻服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)媒體,是傳統(tǒng)廣播和互聯(lián)網(wǎng)融合的產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,將會使網(wǎng)絡(luò)(視頻)廣播的聽眾越來越多。網(wǎng)絡(luò)廣播具有許多特有的優(yōu)勢:
一、隨著各種終端接收設(shè)備的普及,受眾參與廣播的活動也將增強。
“互動性”的加強改變了傳統(tǒng)的被動性聽廣播,使聽眾可主動與傳播者進行交流和溝通。通過網(wǎng)絡(luò)人們還可以隨時自由選擇節(jié)目內(nèi)容和節(jié)目形式,具有自由的選擇權(quán),在保存、查詢、歷史回顧等方面發(fā)生飛躍性的變化。
二、不再受傳統(tǒng)廣播覆蓋面的局限,突破了時空和地域的限制。
借助飛速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)平臺,哪里有互聯(lián)網(wǎng),哪里就能收聽廣播,使廣播覆蓋全球。
三、通過相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展建設(shè),可方便地實現(xiàn)視頻廣播,充分發(fā)揮廣播的信息量大,傳播快捷迅速的特點。視頻廣播的發(fā)展改變了傳統(tǒng)收聽廣播的方式,廣播也可以“收看”了。
我臺緊跟新媒體時代先進技術(shù)的發(fā)展潮流,在上級主管部門的領(lǐng)導(dǎo)和支持下,于2008年年初對我臺播出系統(tǒng)進行了大規(guī)模的設(shè)備更新和技術(shù)改造,將信息時代的三大前沿技術(shù)----數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用于廣播,使廣播得以實現(xiàn)真正意義上的“廣為傳播”。此次工程建設(shè)項目主要包含三大部分:
1、建設(shè)一套全新的數(shù)字化播出控制系統(tǒng)。播出控制系統(tǒng)是以專業(yè)的數(shù)字化調(diào)音臺、音頻矩陣、專業(yè)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化路由器、數(shù)字音頻接口設(shè)備等為核心,分別組成播出信號傳輸通道,互為備份。系統(tǒng)采用國內(nèi)外先進、成熟的廣播技術(shù),以保證系統(tǒng)在廣播節(jié)目制作、播出和監(jiān)控等方面與當(dāng)今數(shù)字音頻技術(shù)、廣播數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展潮流同步。同時充分考慮今后廣播臺網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的技術(shù)、業(yè)務(wù)需求,如開展數(shù)字音頻廣播、數(shù)據(jù)廣播、網(wǎng)絡(luò)廣播、視頻播出等新媒體業(yè)務(wù)的需求,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng):大屏幕視頻監(jiān)控系統(tǒng);設(shè)備監(jiān)控、報警、日志系統(tǒng);慢錄系統(tǒng);監(jiān)聽系統(tǒng);信號路由控制系統(tǒng);輔助管理系統(tǒng);同步系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);時鐘系統(tǒng)。
2、建立一個集廣播電臺生產(chǎn)、運營和管理等綜合業(yè)務(wù)為一體,適應(yīng)現(xiàn)代廣播的網(wǎng)絡(luò)化平臺。包括計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等在內(nèi)的現(xiàn)代信息技術(shù)和廣播數(shù)字技術(shù)。通過上述技術(shù),將廣播電臺各功能網(wǎng)安全有效的互聯(lián)起來,形成全臺統(tǒng)一廣播臺網(wǎng),以滿足信息化、現(xiàn)代化、多元化廣播電臺的發(fā)展需要。我臺已建成了廣播制播網(wǎng),播控傳輸網(wǎng),綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)三個功能網(wǎng)。新系統(tǒng)采用擴展性共享性好、集中管理度和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率高的"星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)"為主體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)業(yè)務(wù)種類、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、安全級別等方面的要求不同,實現(xiàn)內(nèi)/外網(wǎng)、各功能網(wǎng)之間的安全互聯(lián)和信息共享。
3、設(shè)計構(gòu)建數(shù)字化音、視頻衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)。該系統(tǒng)由大小兩步轉(zhuǎn)播車、車載廣播制播設(shè)備、車載衛(wèi)星系統(tǒng)、地面衛(wèi)星系統(tǒng)、應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)、輔助控制系統(tǒng)組成。轉(zhuǎn)播車基于衛(wèi)星傳輸技術(shù),搭建起一套移動的數(shù)字音、視頻演播系統(tǒng)。日前該系統(tǒng)完成了設(shè)備調(diào)試工作,功能完善,達到設(shè)計要求。這套衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)在國內(nèi)尚屬首例。該轉(zhuǎn)播車除了配備完整的音、視頻廣播播出設(shè)備,車輛本身經(jīng)過改造,可搭建一套小型演播舞臺系統(tǒng),適合各種轉(zhuǎn)播、直播活動。
關(guān)鍵詞:滴灌技術(shù),滴灌設(shè)備
**是**最干旱地區(qū)之一,農(nóng)業(yè)用水占總用水量的97%,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴于灌溉,沒有灌溉就沒有**的農(nóng)業(yè)。為此,大力發(fā)展推廣先進的節(jié)水灌溉技術(shù)已成為**實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵所在。就目前**大力發(fā)展和推廣應(yīng)用先進的節(jié)水灌溉技術(shù)而言,本文重點分析滴灌節(jié)水技術(shù)。滴灌技術(shù)在我國已算不上“高、新、尖”技術(shù),但其在推廣使用的過程中仍存在諸多問題,如設(shè)備質(zhì)量低下、不顧條件盲目推廣、滴灌工程效益不佳、管理落后等等,這些問題阻礙了我國滴灌技術(shù)的順利發(fā)展,需盡快加以解決。
一、滴灌技術(shù)的特點
滴灌技術(shù)較之傳統(tǒng)溝灌和畦灌,具有顯著的優(yōu)點。
(一)節(jié)水、節(jié)肥、省工
滴灌屬全管道輸水和局部微量灌溉,使水分的滲漏和損失降低到最低限度。同時,又由于能做到適時地供應(yīng)作物根區(qū)所需水分,不存在水的損失問題,又使水的利用效率大大提高。灌溉可方便地結(jié)合施肥,即把化肥溶解后灌注入灌溉系統(tǒng),由于化肥同灌溉水結(jié)合在一起,肥料養(yǎng)分直接均勻地施到作物根系層,真正實現(xiàn)了水肥同步,大大提高了肥料的有效利用率,同時又因是小范圍局部控制,微量灌溉,水肥滲漏較少,故可節(jié)省化肥施用量,減輕污染。滴灌系統(tǒng)僅通過閥門人工或自動控制,又結(jié)合了施肥,故又可明顯節(jié)省勞力投入,降低了生產(chǎn)成本。
(二)控制溫度和濕度
傳統(tǒng)溝灌的大棚,一次灌水量大,地表長時間保持濕潤,不但棚溫、地溫降低太快,回升較慢,且蒸發(fā)量加大,室內(nèi)濕度太高,易導(dǎo)致蔬菜或花卉病蟲害發(fā)生。因滴灌屬于局部微灌,大部分土壤表面保持干燥,且滴頭均勻緩慢地向根系土壤層供水,對地溫的保持、回升,減少水分蒸發(fā),降低室內(nèi)濕度等均具有明顯的效果。
(三)保持土壤結(jié)構(gòu)
在傳統(tǒng)溝畦灌較大灌水量作用下,使設(shè)施土壤受到較多的沖刷、壓實和侵蝕,若不及時中耕松土,會導(dǎo)致嚴(yán)重板結(jié),通氣性下降,土壤結(jié)構(gòu)遭到一定程度破壞。而滴灌屬微量灌溉,水分緩慢均勻地滲入土壤,對土壤結(jié)構(gòu)能起到保持作用,并形成適宜的土壤水、肥、熱環(huán)境。
(四)改善品質(zhì)、增產(chǎn)增效
由于應(yīng)用滴灌減少了水肥、農(nóng)藥的施用量以及病蟲害的發(fā)生,可明顯改善產(chǎn)品的品質(zhì)??傊?,較之傳統(tǒng)灌溉方式采用滴灌后,可大大提高產(chǎn)品產(chǎn)量,提早上市時間,并減少了水肥、農(nóng)藥的施用量和勞力等的成本投入,因此經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
二、滴灌技術(shù)存在的問題分析
(一)設(shè)備質(zhì)量問題
通過多年的技術(shù)引進、消化和吸收,我國已能獨立生產(chǎn)相對成套的滴灌設(shè)備,部分滴灌設(shè)備產(chǎn)品性能水平已接近國外同類產(chǎn)品水平,但一些關(guān)鍵設(shè)備,特別是首部樞紐設(shè)備、自動控制設(shè)備等與國外同類先進產(chǎn)品相比仍存在較大的差距??傮w上來講產(chǎn)品品種少,缺乏系列化,配套水平低。并且一直沒有形成規(guī)模,市場上沒有多大選擇的余地。另外目前滴灌設(shè)備市場混亂,魚目混珠,缺乏有效的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗機構(gòu),價格無序,售后服務(wù)差,也制約了滴灌事業(yè)的順利發(fā)展。
(二)設(shè)備管理問題
我國滴灌工程往往存在著一邊建一邊丟的現(xiàn)象。很多地區(qū)安裝了滴灌后,使用不長時間即成了擺設(shè),有的拔掉滴灌帶(管),但繼續(xù)使用輸水主管道,成了“管灌”;有的則直接放棄不用,又恢復(fù)了溝灌。究其原因,關(guān)鍵在于管理不善。
(三)設(shè)計問題
由于滴灌系統(tǒng)工程一般為較小工程,設(shè)計、施工有可能沒有科學(xué)、合理的進行設(shè)計和施工。致使工程從設(shè)計上就存在諸多問題,安裝時往往又是組織臨時隊伍進行安裝,故很難保證質(zhì)量。
(四)使用技術(shù)問題
沒有建立相應(yīng)的滴灌灌溉制度,仍沿用傳統(tǒng)的灌溉制度,一次灌水量過大或灌水時間過長,灌水定額過大,與傳統(tǒng)溝灌方式?jīng)]有多少差別,沒有發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)越性。另外目前大多數(shù)農(nóng)民還習(xí)慣于手工追肥緊接灌水的傳統(tǒng),即使設(shè)計安裝了施肥裝置,也很少使用或不用,形同虛設(shè)。對于滴灌的理解僅限于灌水任務(wù)上,由于基本上仍然使用固體顆粒肥料,并需事先溶解,不但增加了堵塞灌水器的機會,且由于施肥器一般容量較小,每次施肥量有限,在目前大多數(shù)菜農(nóng)仍采用傳統(tǒng)肥量的基礎(chǔ)上,顯然覺得太少,也太麻煩。因此使用滴灌后,必須相應(yīng)改變原有的灌水制度和施肥制度(包括肥料用量、施肥次數(shù)、施肥方式、肥料類型選擇等),才能充分發(fā)揮出滴灌的優(yōu)越性。
三、建議
(一)要堅持因地制宜、以經(jīng)濟效益為中心的原則
發(fā)展灌溉一定要從各地的實際出發(fā),堅持因地制宜的原則。我國幅員遼闊,各地自然地理條件、經(jīng)濟條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)作物布局和管理水平都差別較大,在充分考慮各地發(fā)展的實際情況的基礎(chǔ)上,量力而行,宜上則上,時機不成熟的不要盲目發(fā)展;在發(fā)展規(guī)模、速度、檔次上更要因地制宜,不可盲目一哄而上。
在市場經(jīng)濟條件下,一切經(jīng)濟活動都必須以經(jīng)濟效益為中心。任何先進技術(shù)是否有旺盛的生命力,能否大面積推廣,關(guān)鍵在于是否有較高的經(jīng)濟效益。沒有經(jīng)濟效益的支撐任何一項社會活動都是很難長久維持和發(fā)展下去的。滴灌工程投資相對較大,可以說是一種昂貴的先進灌水技術(shù),必須要高產(chǎn)出、高效益來支撐,施工前必須做好投資分析和經(jīng)濟評價,以其顯著的經(jīng)濟效益吸引農(nóng)民的投資。滴灌作為最先進的節(jié)水灌溉方式,具有明顯的節(jié)水效果,但其最大的優(yōu)點在于通過與其他農(nóng)業(yè)先進技術(shù)相結(jié)合能推動生產(chǎn)力的發(fā)展,創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟效益。忽視了這一點,單純就節(jié)水效益來抓滴灌,在任何情況下是很難推廣的。因此要始終把經(jīng)濟效益放在滴灌工程的首位。
(二)重視規(guī)劃設(shè)計安裝工作
無論是一個規(guī)模較大的滴灌工程,還是一個單獨的溫室或大棚滴灌系統(tǒng),均應(yīng)重視規(guī)劃設(shè)計以及做好安裝工作。
從設(shè)計上來講,首先要考慮當(dāng)?shù)厮础⑼寥?、作物種類、管理水平等因素的基礎(chǔ)上,按照微灌工程設(shè)計規(guī)范進行仔細(xì)設(shè)計,出具設(shè)計圖紙,若有條件,最好請專業(yè)設(shè)計人員進行設(shè)計或進行指導(dǎo)。二是要注意系統(tǒng)設(shè)備的完整配套性。過濾裝置、施肥裝置、調(diào)壓控制裝置、壓力表等設(shè)備應(yīng)該是必備的,缺一不可。若條件允許,自動控制設(shè)備也應(yīng)考慮上。三是要選用質(zhì)量有保證的設(shè)備。為減少投資而降低對質(zhì)量的要求以及減少配套設(shè)備的做法是得不償失的,將會付出更大的代價。工程安裝更要精心組織,最好選有經(jīng)驗的專業(yè)安裝隊伍進行安裝,避免留下安全隱患。
(三)重視滴灌制度研究
滴灌作為一種先進的滴灌方式,必須配以先進的灌水技術(shù)才能發(fā)揮其優(yōu)越性。灌水技術(shù)主要是指合理的灌水制度,包括不同作物、不同生育期的灌水起始點、灌水上限、灌水定額的確定、灌水時間、灌水次數(shù)等等方面。另外研究滴灌對土壤養(yǎng)分和鹽分運移的影響等也有助于合理滴灌制度的確定。
在傳統(tǒng)溝灌方式下,農(nóng)民根據(jù)作物的長勢、生長階段及土壤的水分狀況,確定灌水時間和灌水量,具有比較成熟的經(jīng)驗。而滴灌條件下,能夠給作物根系層土壤創(chuàng)造一個最適宜水分狀態(tài),而要實現(xiàn)這一點,僅通過從表面觀察作物長勢和土壤水分狀況是很難確定的。因此,應(yīng)盡快通過灌溉實驗,根據(jù)不同地區(qū)土壤條件、氣候條件、作物種類,按照滴灌的要求特性及作物的生長狀況,制定出滴灌條件下合理的、便于實施的灌溉制度,以指導(dǎo)農(nóng)民進行合理滴灌,發(fā)揮出滴灌應(yīng)有的效益,促進滴灌事業(yè)的發(fā)展。:
(四)重視滴灌過濾和滴灌施肥工作
滴灌灌溉水進入管網(wǎng)之前必須進行嚴(yán)格凈化,這是保證滴灌灌水器能正常工作的前提,因此過濾這一環(huán)節(jié)絕不能簡化。很多滴灌工程的失敗就是因為在過濾這一環(huán)節(jié)出了問題。因此對于規(guī)模較大的工程由于水流量較大,最好進行兩級以上的過濾,對于單家單戶的小水源大棚或溫室,也要盡量選擇質(zhì)量較好的過濾器。對于過濾器要定期的清洗和保養(yǎng),使之一直工作在最佳狀態(tài)下。通過滴灌施肥,對于提高肥料利用率,減少肥料的淋溶和對環(huán)境的污染,提高產(chǎn)品品質(zhì)和滴灌效益的充分發(fā)揮等具有顯著效果。“若不結(jié)合滴灌施肥,則稱不上真正意義上的滴灌”,只有滴灌技術(shù)才真正實現(xiàn)了水肥同步。因此,設(shè)計安裝滴灌系統(tǒng)時,必須考慮配備施肥裝置,并把滴灌提高到灌營養(yǎng)液的角度來看待,同時盡快研究生產(chǎn)適合滴灌系統(tǒng)使用的液體肥料,研究和推廣滴灌條件下的施肥技術(shù)和方法。