航天航空的意義范文
時間:2023-07-25 17:18:47
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篇1
關鍵詞:航空航天業;技術溢出;因子分析
一、研究背景
技術溢出(Technology Spillover)是指先進技術擁有者在從事生產、貿易或其他經濟行為時,有意識或無意識地輸出技術而引起的技術水平的提高[1]。航空航天業的技術溢出則指航空航天業的先進技術通過一定渠道自愿或非自愿地傳播到其他工業領域,進而帶動這些工業領域技術水平的整體提升。航空航天業是我國戰略性高技術產業,屬于技術密集型行業,技術裝備多、投資費用大,是國家經濟實力與科技水平的綜合體現。自20世紀50年代以來,我國航空航天業經歷了從無到有、從小到大的發展歷程,逐步建立起平臺化、系統化、專業化的研發與應用體系。它技術內涵高、產業鏈長、輻射面寬、連帶效應強,對眾多高技術產業以及傳統產業的發展起到了舉足輕重的拉動作用。研究表明,內涵科技因素越高的行業部門對其他部門的貢獻效應越大[2]。航空航天技術是高科技領域的前沿,航空航天業必然對其他部門具有較大的貢獻效應,其技術溢出也應該是顯著的,本文正是基于這一前提條件進行的研究。因此,探究影響航空航天工業技術溢出的顯著性因素,充分利用其技術溢出作用,對于加快我國科技進步與經濟發展有著重要的戰略意義。然而,目前對此問題的研究并不深入,多數學者從理論層面分析技術溢出的問題,也有學者較為系統地對技術溢出是否存在、影響技術溢出的因素以及技術溢出的機理進行了實證分析,但這些研究都局限于外商直接投資(FDI)這一領域,沒有從行業層面上分析該行業部門對其他行業部門的技術溢出,并且沒有在理論上形成統一的認識。本文利用我國航空航天業的數據,采用因子分析的方法,提取影響技術溢出的關鍵因素,進而對促進我國航空航天業技術溢出及產業自身發展提供理論支持與政策建議。
影響技術溢出的因素有很多,根據現有文獻的研究將其大致歸納為:(1)人力資本因素。Keller(1996)研究發現人力資本積累的差距導致技術吸收效果與經濟增長率的不同[3];Borensztein等(1998)認為人力資本存量是影響技術溢出效應的關鍵因素[4];王成岐,張建華,安輝(2002)得出人力資本存量與技術溢出效應不相關的結論,但他們認為人力資本投入以及人才素質是技術溢出的影響因素[5]。(2)技術差距因素。Findlay(1978)和Wang and Blomstorm(1992)的研究表明技術差距越大示范模仿空間越大,吸收技術溢出的潛力也就越大[6];Kokko(1994)的研究發現低技術水平嚴重阻礙技術溢出效應的產生[7];Perez(1997)從吸收能力角度考慮,認為過高的技術差距會影響示范模仿機制發揮其應有作用。(3)經濟開放程度。Blomstorm and Sjoholm(1999)、認為經濟開放度高的企業由于競爭壓力大而進行更多的研發投入以提高自身吸收能力[8];Kokko(1994)發現經濟開放程度與技術溢出效應之間的關系是不確定的[7];包群,許和連,賴明勇(2003)用出口依存度等來衡量經濟的開放程度,發現我國經濟開放程度的提高、基礎設施的建立與完善等都是促進技術溢出的有利因素[9]。(4)研發投入因素。Kathuria(2000)指出技術溢出效應并非自動產生,技術吸收方要想從中獲利,須對學習活動進行投資;田慧芳(2004)的研究則表明工業部門研發投入水平與技術溢出效應呈負相關關系。此外,市場結構、工資水平、產業關聯、基礎設施、經濟政策等都作為影響因素引入了技術溢出的相關研究中,本文在前人研究的基礎之上對此進行探討。
二、指標構建與分析方法
目前,對技術溢出進行實證研究時,學者們通常首先選擇一個影響因素,然后確定與該影響因素內容相關的指標體系,最后采用一定的計量方法(如多元回歸、分組回歸等)來分析這些指標。本文在分析技術溢出時,也采用了這種研究思路:選取航空航天業為研究對象,根據技術差距等影響因素建立與之相關的量化指標體系,采用因子分析的方法對這些指標與技術溢出之間的關系進行研究,并用線性回歸的方法對提取出的公因子進行顯著性檢驗。
(一)技術溢出指標體系
航空航天業是一個以現代科學為基礎的高新技術產業,包括機、光、電、液綜合能力的精密機械加工工業,是我國國民經濟和國防建設的重要組成部分[10]。其研發成本高、風險大、周期長,具有科技含量高、連帶效應強的產業特點,能夠帶動諸多產業的發展。理論上講,研究技術溢出影響因素需要建立一套完整的指標體系,但為了避免信息重疊,本文根據國內外現有文獻的研究成果并綜合考慮我國航空航天業技術溢出的實際情況,選取如下表所示指標體系:
(二)分析方法和數據來源
因子分析是一種研究從變量群中找出共性因子的統計技術,它通過分析眾多變量之間的依賴關系,探尋觀測樣本的內部基本結構,提取并描述隱藏在一組顯性變量中無法直接測量的隱性變量,很好地發揮了降維和簡化數據的作用。因子分析中的共性因子是不可直接被觀測卻又客觀存在的重要影響因素,每一個變量都可以表示為共性因子的線性函數與特殊因子之和,即,式中為的共性因子,為的特殊因子。若滿足以下條件:(1);(2),即共性因子和特殊因子不相關;(3)各共性因子不相關且方差為1;(4)各特殊因子不相關且方差不要求相等。那么,每個變量可由個共性因子和自身對應的特殊因子線性表出,因子分析的數學模型可表示為:
本文采用因子分析和線性回歸相結合的方法,研究我國航空航天業技術溢出問題。用于分析的數據主要來源于《中國高技術產業統計年鑒》(1999~ 2009)中航空航天業相關數據,以及《中國統計年鑒》(1999~2009)中工業企業相關數據,統計口徑為我國國有及規模以上非國有工業企業。
三、技術溢出實證研究
(一)因子分析
從《中國高技術產業統計年鑒》(1999~2009)與《中國統計年鑒》(1999~2009)整理出構建量化指標體系所需數據,并按定義計算出各指標對應值,如下表所示:
利用SPSS17.0軟件做出相關系數矩陣,通過指標之間的相關系數初步判斷各指標相關性較高。從已建立的量化指標體系中提取公共因子,找出影響我國航空航天業技術溢出的主要因素。因子矩陣和旋轉因子矩陣如表3、表4所示:
由表3、表4可知,旋轉后公共因子F1、F2的方差貢獻率分別為4.803和2.795,累積方差貢獻率為84.424%,進一步判斷公共因子F1、F2能夠代表本文所設計的衡量我國航空航天業技術溢出的量化指標體系。由表4還可知公共因子F1在X1、X2、X3、X4、X5的載荷值均大于0.7,能夠反映我國航空航天業科技活動經費投入能力、研發經費投入能力、新產品研發經費投入能力、科技活動人員投入能力以及科學家與工程師投入能力,因此可將F1視為影響航空航天業技術溢出的因素之一――技術投入能力;公共因子F2在X6、X7、X8、X9的載荷值均大于0.65,能夠反映我國航空航天業的新產品銷售收入、新產品出口能力、新產品勞動生產率以及新產品產值比重,因此可將F2視為影響航空航天業技術溢出的因素之二――技術產出能力。
(二)線性回歸
本文根據該檢驗模型,以公共因子F1、F2的因子得分作為自變量,以其他工業企業的全員勞動生產率LP作為因變量(具體數據見表5),構建如下回歸模型:
(1)
其中LP即除航空航天業之外的其他工業企業的全員勞動生產率,是全國國有及規模以上非國有工業企業增加值與我國航空航天企業增加值的差值同全國國有及規模以上非國有工業企業全部從業人員年平均人數與我國航空航天企業從業人員年均人數差值之比。其計算公式為:
全員勞動生產率=工業增加值/全部從業人員平均人數(2)
通過回歸得到人均產出變量與公因子變量之間的關系方程為:
(3)
t值:(6.240)(2.886) ( 3.320)
P值: 0.001 0.028 0.016
R2=0.749AdjR2=0.666F=8.967
由模型估計到的參數可知,我國航空航天業的技術投入能力以及技術產出能力與其他工業企業的全員勞動生產率均存在著顯著的正相關關系,技術投入能力的因子得分每提高1%,其他工業企業的全員勞動生產率將上升17.541%,技術產出能力的因子得分每提高1%,其他工業企業的全員勞動生產率將上升15.9%。
四、結果分析與政策建議
航空航天業是我國國民經濟的先導產業,在人才、資金、技術等方面都有著相當大的優勢,產業結構具有一定的特殊性,技術溢出也不同于其他產業。因此,本文在參照前人研究成果與研究方法的基礎上,構建了一個衡量技術溢出的量化指標體系,采用因子分析的方法從中提取出最為顯著和最具代表性的兩個因素,即航空航天業的技術投入能力及技術產出能力。科學分析這些影響因素,有效利用技術溢出效應,有利于提升傳統產業的自主創新能力、推動國家整體技術進步。對此,提出如下建議:
(1)加大航空航天業技術投入力度,保障科技研發能力的領先。2007年頒布的《深化國防科技工業投資體制改革的若干意見》等政策,明確指出國防科技工業投資體制的改革思路。2009年提出的《關于加快國家高技術產業基地發展的指導意見》等政策,也明確提出鼓勵高新技術產業的發展思路。因此,同時作為我國國防科技工業和高新技術產業的航空航天業,應構建以政府投資為主、社會投資為輔的多元投資渠道,注重人力資本存量的積累和人力資源結構的優化,切實加大航空航天業的技術投入力度以保證其領先的科技研發能力。
篇2
關鍵詞:3D打印技g;航空航天材料;智能化設計;作用
中圖分類號:TP399 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0103-01
隨著科學技術的不斷發展,航空航天領域也呈現出前所未有的發展新態勢。航空航天材料的設計也在向多樣化、智能化及信息化方向發展。但是在材料的設計過程中仍然面臨著設計成本高、設計精確度要求高等問題,這就要求設計者們必須嚴密地設計出需要的航空材料,并且盡可能地減小誤差,這也給設計者帶來了很大的技術難題。3D打印技術為此類問題的解決提供了新的方案[1]。
1 3D打印技術的概念及發展特點
1.1 3D打印技術的概念
3D打印技術即一種快速打印樣品成型技術。其原理是將金屬粉末或塑料粉末等當做打印“墨”,根據數字模型要求,再通過逐層打印的方式打印出成品,這種技術在國外也被稱為“增材制造”。3D打印技術的發展得益于計算機技術的不斷創新與突破,其打破了傳統打印的意義。此外,隨著3D打印技術的不斷完善與成熟,其越來越多地應用于生活、社會活動以及高科技等各個方面,諸如航天航空領域,對于我國高科技的發展有著重要的意義。
1.2 3D打印技術的發展特點
3D打印技術發展歷程大致如下:1984年的基于數字資源的三維立體模型打印技術、1993年發明的3D印刷技術(3DP)、1996年具有真正意義上的的“3D打印機”問世、2005年第一臺彩色“3D打印機”――Spe問世、2010年可以打印整個身軀轎車的“3D打印機”出現、2011年能夠打印飛機的“3D打印機”出現。3D打印技術在不斷朝著復雜、多樣化以及高科技等領域的方向發展。因為其不需要傳統的機械加工或制造模具就能直接根據計算機圖形數據生成任何形狀的物體,極大地縮短了產品的生產周期,提高了產品的生產效率。這對航空航天材料的智能設計起著很大的作用[2]。
2 3D打印技術運用于航空航天材料設計上的優勢
2.1 節省材料
一個飛機機身的模型需要許多零件和部分組成,而應用3D打印技術之后,不用剔除航空材料的邊角料,提高了材料的利用率。此外,3D打印技術取代了傳統的大規模、占用空間以及耗人力等的生產線,從而最大化地節省了材料,降低了成本。
2.2 制作材料精度高
材料的精確設計是確保航天航空領域安全發展以及快速發展的最基本要求。而傳統的材料設計技術無法保證人為的錯誤以及將誤差降到最低等,這就限制了航天航空的發展。因此,3D打印技術運用于航天航空領域時,給航空航天的智能化材料設計帶來的將是質的飛躍與創新。
2.3 無需傳統模具
3D打印技術在智能化材料設計過程中不用使用傳統的刀具、機床以及其他磨具,通過將產品的外形等通過計算機技術如AUTO CAD技術設計出來,然后直接打印生成實物產品。這在很大程度上簡化了傳統磨具下的制造工藝。
2.4 縮短材料制作周期
3D打印技術可以自動、快速、直接和精準地將計算機中的三維設計轉化為實物模型,甚至能夠直接制造零件和模具,繞過了傳統的制造工序,從而有效地縮短了材料設計的研發與制作周期。
3 3D打印技術對航空航天材料智能化設計的促進作用
3.1 促進了航空航天材料設計技術的革新
3D打印技術的運用加快了其材料智能化的設計進程,打破了傳統的設計思維和方法,使得航天領域設計技術的不斷發展及完善,更是將高科技與制造業設計的結合推向了一個新的高度,加快了智能設計技術的發展與革新。
3.2 促進了航空航天材料設計成本的降低
在航空領域,不管是創新設計還是機械制造,都需要嚴密規整的模型。在造一架飛機時,要經過無數的模型模擬,而每一次模型的制造以及模擬都需要很大的財力支持。而應用3D打印技術,這種資金消耗將得到大幅度降低。3D打印技術依靠高精確度使得設計時模型能夠精準使用物料,這使得設計材料時所使用的資金的到合理的運用。
3.3 促進了航空航天材料設計的創意性發展
在航空航天領域,其運用3D打印技術可以促進材料設計的智能創新,可以促進飛機機身的多形狀化發展、零件的多顏色發展等。在使用3D打印技術之后,我們有理由期待一種更先進更具有創意性的航空航天產品。
3.4 促進航空航天材料設計的人性化發展
運用3D打印技術實現材料設計智能化之后,材料制作可以向著個性化、多樣化方向發展,例如:我們可以根據每家航空公司理念等的不同設計出富有個性化、突出其理念的產品,而不是趨同的制作,比如航天飛機上的座椅可以根據員工的操作習慣以及身體結構量身“3D”打造。這體現出材料制作的個性化,而這得益于3D打印技術的運用。
4 結語
綜上所述,筆者認為基于計算機技術的3D打印技術以其高精確度、高生產率等特點將快速融入航空航天領域材料的智能化設計。但是,目前該技術仍然存在著強度低、材料存在局限性等缺點,因而其應用范圍還不是太廣泛。不過我們相信,3D打印技術的進一步完善會深刻的影響我們生活。
參考文獻:
篇3
你們好!
我們公司主要向客戶提供各類非標準、特殊、專用計量檢測工具,檢測工程承接,專用檢測設備設計和制造服務的內容。 所謂非標準、特殊、專用、計量檢測工具,并不是天馬行空的設計和制作,是需要依據相關國家計量檢測工具規范來進行的,簡單的來說,是符合國家或行業需求及設計規范,參考“標準”而又高于“標準的”定向型研發制造工作。此類工作甚至可理解為是一種跨越現有技術等級和標準的創造型科研設計和制造為一體的創意工作。
應用領域:
航空航天工業,軍工,鐵路建設和鐵路裝備制造,船舶制造,及一切裝備制造和各類機械制造。
在實際工作中,根據客戶實際需求,設計和制造專用和特殊計量檢測工具和設備, 可以說每一單業務均是量身定做的科研設計,此類業務不像賣標準產品,很類似或其實就是一種科研項目和定向開發制造工程的承接。
搞計量檢測工具的設計和開發、制造工作是一個嚴謹的工作,我上面說的還僅僅是一般接觸式計量的工作流程,要是我們為高速鐵路測繪或計量檢測,或為航空航天工業設計和制造那些大型的檢測設備和做工程的時候,復雜程度就不是一般的高(比如我們我們所說的大型非接觸檢測設備和檢測工程,一般會以精密機械為底襯,復合現代光學技術,聲學技術,成像技術,數據分析及通訊技術,自動化及控制工程,材料學,電子,專用計算機軟硬件技術,測量測繪學及衛星遙感定位技術等等復雜技術的有機結合)。
大家知道的現在高速運行的武廣高速鐵路,業界外的人很難知道,這樣的高速鐵路工程對質量到達了一個什么樣的苛刻質量鑒定和監督水品!我本人是參與了鐵軌鋪設以后對高鐵鋼軌水平度的檢測工作。
中國高鐵目前施工水品已經是世界最高水品了,僅僅一個數據就能說明問題:我們按中國高鐵建設和鐵道部科技最高指揮部門要求,對鋪設好的高鐵鋼軌進行水平度的檢測,給出的具體要求是:在高鐵任意一段截取十公里,從測量遠點到測量檢測截止點,整個十公里的里程,鐵道建設部門鋪設的鋼軌兩條軌道整體水平誤差不得與設計圖紙有5mm的誤差!(這就是我們國家現在的施工水平,世界頂尖級的水平)。
我們公司的工作內容之一就是要對這么高要求的中國高鐵進行設計和制作專用的高級檢測工具,大家可想其中的技術難度。
由此我在想,計量檢測是一門高深無止盡的學問,同時也是每一時每一刻與我們日常的生產和生活精密相連的大行業,若是有心,舉目望去就能發現“計量檢測”的影子;當一個行業或一個產品或多種產品具備了一種工具均能很好計量的普世商業需求后,就會有科技工作者制定相應的國家標準同時設計和制造相對應的標準計量檢測工具;當新設備和新產品研發或標準計量檢測工具不能勝任計量檢測工作的時候,就必須研發和制造相對應的高于國家標準的專用計量檢測工具或設備,大型工程重點工程更加需要多種復合檢測手段去檢驗和檢測其本身質量及合理性,因為此種原因造就了科技眾多的業務,我們時常為一些現代高科技企業做量身打造的時候,同時又會有國家重點工程眷顧我們的科研設計加高級技工人才!
總之,和諧號火車頭核心零部件,再到國家大飛機工程沒有任何一樣零件和部件不需要檢測,同時眾多輕工和民用工業產品只要他需要產品質量和質量的穩定,就一定需要對產品進行精準的計量和檢測,所以我們幽默的說“從啤酒瓶蓋子,到航天航空工業都有人要干的工作!”人豪邁的廣告語:“因為中國制造,我們型影不離!”就是在此種豪情和成績下自然孕育而生。
專用、特殊、非標準及各種專項檢測工程是永不失業的行業,只要有制造,只要有裝配,只要工業不停歇,人及其盟友則可以永遠與之形影不離!
篇4
關鍵詞:公安系統;天地一體化;應急通信;衛星通信
0引言
在我國經濟和科技高速發展的情況下,傳統應急通信系統已不能滿足新形勢下公安部門對突發事件實時性、精控性的應急指揮要求。公安應急通信作為公安應急指揮工作的重要內容,不僅是當前通信領域關注的問題,而且越來越受到政府、公安部門的高度重視。目前國內公安應急通信的建設和利用已有了長足的發展,衛星、微波、短波、計算機通信、移動通信等系統和設施均在此領域使用,但面對實戰需求還存在一些問題,特別是如何避免突發事件情況下應急通信中斷和癱瘓問題。因此,迫切需要采取一定的技術,有效地解決公安部門在全面應對突發事件活動中所遇到的通信問題。隨著航天航空技術的發展,以及空間網絡在應急通信和軍事通信中的發展優勢,具有強大信息支持能力的天地一體化網絡逐漸成為公安部門解決應急通信問題的一個重要手段,也是我國公安體系應急指揮發展的一個重要方向。
1公安應急通信系統
公安應急通信系統是指公安部門在應對突發事件時用于應急指揮的通信系統。由于突發事件具有時間、地點和環境等的不確定性,通信要求容量也不確定,因而,應急通信網絡要有高度的機動性和靈活性,能適合惡劣環境并具有很強的抗水抗干擾能力。與日常通信系統的主要區別體現在四個方面:(1)在組網能力上,應急系統采用自組網,具有自動路由選擇、系統參數無線下載等,并能與其他部門的應急通信系統實現互聯互通;日常系統采用固定網絡拓撲。(2)在頻率使用上,應急通信很難確定,公安應急通信系統應具有頻率感知能力;日常系統只需提前規劃,不經常更換。(3)在基站鏈路方面,應急通信以無線通信為主,有線通信為輔;日常系統則相反,以有線通信為主,無線通信為輔。(4)在供電方式方面,應急通信以大容量移動電源為主;日常系統以市電為主、電池為輔。公安應急通信網的主要業務包括:現場受災情況圖象和數據采集、GPS定位、保密通訊、語音調度、多媒體數據轉播,并具備應有的特殊功能,如在一些突發事件現場,特別是與反恐有關的突發事件現場,要屏蔽外界通信干擾并確保警員之間的安全可靠通信。目前,公安部門在應急通信指揮保障工作時,現有的公安應急通信系統還存在一些問題[1]。多種應急通信系統之間因缺少協調性,導致跨行業間及公安系統部門之間缺乏互聯互通能力,不利于部門聯動和統一協調指揮;重大公共安全事發場所,可能由于基站受損造成通信能力大幅下降,甚至會導致通信的中斷和癱瘓;重大突發事件發生現場由于通信資源受限,信息傳輸的實時性很難得到保證。因此,發展基于天地一體化的公安應急通信系統很有必要。公安領域的應急通信系統主要以應急平,臺為核心,利用不同的接口協議將衛星通信系統、導航定位系統、GIS系統和遙感監測系統等融合為一個完善合理的應急體系。
2天地一體化通信網絡
天地一體化通信網絡利用互聯網技術,以地面通信網絡為基礎、以空間通信網絡為延伸,實現互聯網、移動通信網絡、空間通信網絡的互聯互通,覆蓋海、陸、空自然空間,為海基、陸基、空基和天基各類用戶的活動提供信息保障。天地一體化通信網絡從物理形態上可分為空間通信網絡和地面通信網絡[2],空間通信網絡包括天基和空基通信網絡及其所有的航天器,天基通信網絡由高空通信衛星、信息獲取衛星及導航衛星組成;空基通信網絡主要包含利用臨近空間飛行器和各種無人偵察機等。地面通信網絡主要是指陸基通信網絡,有地面互聯網、移動通信網絡組成的主干網絡和用戶接入網[3]天基通信網絡、空基通信網絡和陸基通信網絡可以獨立工作也可以相互聯通,構成分層網絡結構,確保通信暢通;在陸基通信網絡中,節點可采用典型的網狀型網絡結構互聯,也可通過天基網絡節點實現遠程中繼,使區域覆蓋網絡接入骨干交換網[4]。天地一體化通信網絡結構如圖1所示圖1天地一體化通信網絡結構(參見右欄)高空通信衛星有高中低軌道,面對不同任務的衛星。隨著地面移動通信的發展,GEO高軌通信衛星逐步成為空間通信網絡天基骨干網,提供覆蓋全球的高速數據傳輸服務。天基骨干網采用空間激光通信輔助傳統微波通信實現空間組網,提供100Gb/s量級的通信容量,具備空間網絡拓撲抗毀重構能力[5]。同時,地面關口站形成空間通信網絡地基骨干網。空間通信網絡通過這種雙骨干方式,為空中各種物理網絡提供靈活有效的互聯。同時,通過設立多個國際級天地一體化網絡互連節點,采用具備星第、星間通信能力的空間移動通信系統作為高數據率傳輸的主干網,各類衛星、地面固定、車載等應用子網接入的方式,以避免地面龐大的路由信息對空間網絡的沖擊,以及屏蔽空間通信網絡動態性所可能帶來的地面網絡路由震蕩,實現空間網絡、地面互聯網、移動通信網的互聯互通。天地一體化通信網絡建設的最終目標也就是實現多種功能平臺之間的數據融合與信息共享,并通過將用戶、應用控制資源整合成一個有機整體,實現信息共享和統籌建設,以提高通信的容量和時效性,增強通信網絡的可靠性和抗衰斷性。
3天地一體化公安應急通信系統的構建
本文提出的天地一體化公安應急通信系統是利用衛星傳輸系統不受地理條件限制的特點,在突發事件場所地面傳輸線路一時難以恢復的情況下,使用“動中通”車載便攜衛星系統,快速建立臨時衛星傳輸通道,連接應急通信車載基站系統或當地傳輸阻斷的移動基站系統,架起公安應急指揮通信網。系統結構如圖2所示,分為地面部分、空中部分和衛星部分。圖2天地一體化公安應急通信系統結構(參加下頁)地面部分在應急通信時主要使用“動中通”車載便攜衛星系統,由地面衛星站、“動中通”衛星通信車及衛星便攜站組成。“動中通”衛星通信車在快速行進中,車載衛星天線始終對準地球同步通信衛星,在地球同步通信衛星與地面衛星站之間構建雙向鏈路的衛星通信,以達到實時、不間斷與其他地面站進行圖像、語音、數據的衛星通信雙向傳輸,實現對衛星實時跟蹤。同時通過靜止通信衛星,將多媒體數據連接到省廳或公安部,并通過雙向專線傳播網絡,實現雙向實時遠程監控并具有召開電視電話會議功能。地面衛星站通過北斗導航衛星通信系統與“動中通”車載衛星系統及衛星便攜站實現雙向通信。衛星便攜站是可移動的地面衛星站,由通信分系統、音視頻分系統、計算機控制分系統、供電分系統、站控分系統、輔助分系統組成。高精度的手動衛星天線拆裝簡單,對星快速,可在短時間內實現通信功能和承載業務與“動中通”車載衛星系統相同[6]。空中部分由臨近空間飛行器和各種無人偵察機攜帶通信載荷作為一個空中基站完成突發事件區域的通信小區覆蓋。突發事件區域的通信終端除了使用D2D通信之外,更多的是完成傳統的通信功能。在地面基站被摧毀的情況下,臨近空間飛行器或無人機飛上天空成為一個空中基站為突發事件區域提供通信服務。天基部分通過若干同步軌道通信與中繼衛星組成天基骨干網,完成臨近空間飛行器和各種無人偵察機與北斗衛星之間的通信,可以不依賴地面網絡獨立運行。由于短時間內無法確定突發事件區域周邊地面基站是否受損或者受損程度如何,為了避免二次災害破壞系統中的地面基站導致的應急通信系統癱瘓,臨近空間飛行器或無人機作為通信中繼站與衛星進行通信,不與災區周圍地面基站進行中繼。中繼通信分為空中中繼通信和衛星中繼通信。
空中中繼的優勢在于,多架無人機編隊飛行時,作為簇首的偵察無人機或中繼無人機通過空地信道接入地面基站網絡,或通過空天信道接入通信衛星,提供無人機業務及飛行管理。不同無人機之間可以根據通信狀況輪流作為簇首,通信中繼平臺在編隊內部選取,節約能源,提高通信質量,延長飛行時間。空中平臺中繼通信是解決惡劣地形下無線通信的一種比較理想的通信手段,可以滿足公安系統的高移動性和高數據速率。通常高空中繼平臺以衛星作為中繼站轉發微波信號,上與太空衛星,下與地面衛星接口設備、衛星控制設備以及多種無線終端構成應急通信網絡,在多個地面站和空間站之間通信,實現對地面和空間的“無縫”覆蓋[7]。高空平臺基站將無線基站安放在能長時間停留在高空的無人機上,可以實現高移動性和高數據速率。基站之間彼此通過光互連鏈路形成網絡,在其覆蓋的范圍內,采用蜂窩網結構進行通信,然后通過GSM網絡進行數據(文本、語音和多媒體等)傳輸,從而實現布有蜂窩網絡的災區與后方公安指揮中心的信息互聯互通。高空基站實現了將蜂窩基站從地面移到升空高度在幾千米之外,覆蓋范圍廣泛,響應迅速,能在應急通信車不能到達區域迅速搶通網絡[8],能解決因道路阻塞通信車輛無法快速抵達受災區域的問題。因而,在突發公共事件后,為保證災區通信暢通,可以通過這種高空布放蜂窩基站來實現應急的通信。將天地一體化應用到公安應急通信系統中可以解決由于大規模網絡覆蓋失敗帶來的通信癱瘓問題,能提供廣泛的、穩定的通信服務。
4結束語
突發公共事件發生后可靠的應急通信系統能夠使公安指揮人員及時、準確和不間斷地了解現場情況,并快速展開應急救援。因此,公安應急通信系統對于大幅度地提高公安工作的業務水平和辦事效率、減少事件造成的人員傷亡及經濟損失具有重要意義。隨著國內遙感、北斗導航、通信衛星等天基基礎設施的高速增長,天地一體化通信網將在政策引導和新技術推動下,得以實現。本文以先進成熟的衛星通信技術作為應急的天基通信技術,以地面的“動中通”車載便攜衛星系統作為地面應急通信網絡,構建天地一體化應急通信體系,從而保證突發公共事件中的公安人員、受災人員的互聯互通,為制定應急預案提供通信保障。
參考文獻
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篇5
關鍵詞:新趨勢;電氣自動化;特點
一、 電氣自動化體現的優勢特征
在設計階段,電氣自動化體系需要在電動機部分和配電室設置用電裝置,主要是因為此種系統存在大量的部件,需要處理大量的數據,倘若存在技術故障,維修的難度較高。相較于熱工設備,電氣自動化設備在運行階段的調控頻率偏小,在電氣設備的日常運作環節,后續動作的等待時間通常較長。顯然,電氣裝置在系統保護時的標準較為嚴格,主要是因為其動作的速度極快。分析其結構能夠發現,電氣自動化設備的動作難度較大,然而自身具備良好的邏輯連鎖規則。所以,應該基于電氣自動化控制設備采用多種調控手段。
二、電氣自動化的發展現狀
(一)現場總線和分布式控制
現場總線(Profibus、FF、Interbus等)是一種串行的連接智能設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸的分支結構的通訊總線。它通過一根串行電纜將位于中央控制室內的工業計算機、監視,控制軟件和PLC的cPU與位于現場的遠程站、變頻器、智能儀表、馬達啟動器、低壓斷路器等連接起來。并將這些現場設備的大量信息采集到中央控制器上來。分布式控制意味著PLC、I/O模塊和現場設備通過總線連接起來,將輸入,輸出模塊轉換成現場檢測器和執行器。
(二) 信息技術與電氣工業自動化
PC、客戶機,服務器體系結構、以太網和Internet技術引發了電氣自動化的一次又一次革命。正是市場的需求驅動著自動化和rr平臺的融合,電子商務的普及將加速著這一過程。信息技術對工業世界的滲透來自于兩個獨立的方向:一是從管理層縱向的滲透。企業的業務數據處理系統要對當前生產過程的數據進行實時的存取;另一方面,信息技術橫向擴展到自動化的設備、機器和系統中。信息技術已滲透到產品所有的層面,不僅包括傳感器和執行器,而且包括控制器和儀表。Inlemet/Intranet技術和多媒體技術在自動化領域有著廣泛的應用前景。公司的管理者通過普通的瀏覽器便能夠掌握公司的資金、人力等管理信息,同時能夠獲取目前生產環節的實時情況,高效地掌握最真實和精準的經營數據。虛擬現實手段和影像加工手法的推廣,對將來的自動化產業,諸如人機交互和裝置保護體系的研發帶來巨大的變革。微電子和微處理設備的開發是信息科技發展推動力。在微電子和微處理設備不斷普及的背景下,過去界面分明的裝置,諸如PLC、調控裝置及體系間的界線將不再清晰。配套的軟件組成、通訊技術及使用度高且規范的組態環境變得尤為關鍵。軟件的決定性作用持續凸顯。
(三)平臺開放式發展
OPC使得未來的電氣技術的結合.計算機日益發揮著不可替代的作用。微軟的技術如Windows NT、Windows CE和Intemet Explore已經正在成為工業控制的標準平臺、語言和規范。Pc和網絡技術已經在商業和企業管理中得到普及。在電氣自動化領域,基于Pc的人機界面已經成為主流,基于PC的控制系統以其靈活性和易于集成的特點正在被更多的用戶所采納。在控制層采用Windows作為操作系統平臺的好處就是其易于使用和維護以及與辦公平臺簡單的集成。
三、電氣自動化技術的發展趨勢
(一)實現更加安全化
目前國內電氣自動化制造廠商早已大致呈現出安全保護體系和其余體系融組合成整體的發展方向,非安全系統同安全系統的科學組合,能夠幫助客戶基于非安全體系,迎合其自主消除安全故障的需求,不但可以有益于用戶降低資金、人員上的投入,而且使自動化安全的相關商品變成將來業內的焦點之一,是電氣自動化轉變的方向選擇。它的發展需要根植于安全級別最高的運用領域,慢慢向安全級別偏低的領域拓展。先軟件的研發后硬件研發,先生產裝置后互聯網市場,實現對電氣自動化系統的逐步改造,由此最后實現對電氣自動化安全保護體系的開發。
(二)實現了遠程監控
在將來,電氣自動化可能增加遠距離控制的版塊。通過控制,不但可以降低資金和原料的投入,同時可以減少電纜的使用量。可以說電氣自動化技術的應用將讓遠程監控變得更加容易,操作更便捷。
(三)電氣自動化技術的更加通用
電氣自動化科技發展的方向還涵蓋了電氣自動化科技的通用性,由此既可以確保電氣自動化裝置的日常運轉,又可以確保公司的日常運轉,還可以實現對公司的科學監管。部分公司在裝置運行的監管環節,技術的通用性明顯較低,由此阻礙了公司的日常運轉,導致公司的經營效率顯著降低。所以,確保公司系統通訊的正常意義重大。
(四)創新電氣自動化產品的創新
符合了我國相關的規范和標準后,電氣自動化廠商應該持續增強其科研水平,提升產品的技術含量的標準,提高自主商品在電氣自動化制造領域的影響力,積極推動國內大型科技項目的實施。現階段,國企制造的中低檔設備占據著國內電氣自動化市場較高的比重,電氣自動化生產廠商應該積極探索,走出一條科技發展的新路線,并且始終將創新視作核心,提升產品的技術創新水平。
(五)電氣自動化技術和設備的市場化
伴隨著國家經濟的高速繁榮,電氣自動化研發和制造公司同樣開展了長期的轉型和創新。不但重視電氣自動化的科技開發,而且關注產業的分工和社會化合作。所以,應該順應市場需求的轉變實現科學合理的改革。并且重視經費的投入,特別是針對部分核心工藝的開發和研究,由此增強公司的市場競爭能力,從而順應當代市場經濟的需求,保證企業的核心競爭力。
(六)開放化發展
開放化的系統是實現外界接口與外界網絡間連接的重要前提,并且已成為電力系統運動、調度自動化和信息管理方面的核心技術。開放化的系統是確保外部端口同外部網路暢通的核心基礎,早已變成了電力體系運轉、調度智能化和數據管理領域的關鍵技術。隨著相關信息化科技電力裝置的研發、引導和應用而持續發展。
四、結束語
電氣自動化早已在諸多領域得到了廣泛地運用,小至家用開關裝置,大至航天航空的研發,均需要電氣自動化的幫助。在經濟全球化的積極推動下,電氣自動化科技的地位日漸提升,對經濟和社會的發展產生了極大的影響力。盡管,在電氣自動化技術領域,尚存在諸多難題亟待攻克,然而在不久的將來,電氣自動化科技勢必會向著穩定、專業和高效地方向發展。
小結
在打開“電氣自動化”新型格局的過程中,需要全面堅持自“國家生產”到“自主研發”的路線。不僅要確保商品的價格競爭優勢,國內公司更應該開辟一種更加積極的發展模式。“電氣自動化”廠商必須主動接觸新興科技,由此為打開“電氣自動化”的新篇章增加活力。深刻理解“可持續發展觀”的核心精神和涵義。聯系市場的現狀,將“以人為本、積極推動科學發展觀”作為指導思想,細心發現問題,不斷總結經,調整轉型理念和思路,在思維和實踐中融入“可持續發展觀”,實現“可持續發展觀”在對外開放和國家“電氣自動化”進程中的全面貫徹。
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