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論文摘要:電力通訊涉及的專業(yè)資源龐大而復(fù)雜,包括線路資源和設(shè)備資源,智能資源和非智能資源,物理資源和邏輯資源;另外隨著電力通訊系統(tǒng)的迅速發(fā)展,傳輸干線的數(shù)目大幅度增加,傳輸系統(tǒng)容量越來(lái)越龐大,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)管理、電路調(diào)度工作的難度和復(fù)雜度增加。鑒于此,文章對(duì)電力通訊自動(dòng)化設(shè)備與工作模式進(jìn)行了探討。
一、電力通訊自動(dòng)化設(shè)備
(一)載波通訊設(shè)備
一個(gè)完整的載波通訊系統(tǒng),按功能劃分,大體分為調(diào)制系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、振鈴系統(tǒng)和增音系統(tǒng)。其中前四部分是載波機(jī)的主要組成。
1.載波機(jī)。電力線載波機(jī)概括起來(lái)由四部分組成:自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)和振鈴系統(tǒng)。載波機(jī)類型不同,各自系統(tǒng)的構(gòu)成原理、實(shí)現(xiàn)方式等都有所不同。調(diào)制系統(tǒng):雙邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖巧舷聝蓚€(gè)邊帶加載頻信號(hào),只要經(jīng)過(guò)一級(jí)調(diào)制即可將原始信號(hào)搬到線路頻譜;單邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖菃芜厧б种戚d頻的信號(hào),一般要經(jīng)過(guò)兩級(jí)或三級(jí)調(diào)制將原始低頻信號(hào)搬往線路頻譜。自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng):此系統(tǒng)的設(shè)置是為補(bǔ)償各種因素所引起的傳輸電平的波動(dòng)。在雙邊帶載波機(jī)中,載頻分量是常發(fā)送的,在接收端,將能夠反映通道衰減特性變化的載頻分量進(jìn)行檢波、整流,而后去控制高載放大器的增益,即可實(shí)現(xiàn)此目的;單邊帶載波機(jī),設(shè)置中頻調(diào)節(jié)系統(tǒng),發(fā)信端的中頻載頻一方面送往中頻調(diào)幅器,另一方面經(jīng)高頻調(diào)幅器的放大器送往載波通路,對(duì)方收信支路用窄帶濾波器選出中頻,放大后,一方面送中頻解調(diào)器進(jìn)行同步解調(diào)另一方面作為導(dǎo)頻,經(jīng)整流后,再去控制收信支路的增益或衰減,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電平調(diào)節(jié)。振鈴系統(tǒng):為保證調(diào)度通訊的迅速可靠,電力線載波機(jī)均設(shè)置樂(lè)自動(dòng)交換系統(tǒng)以完成振鈴呼叫自動(dòng)接續(xù)的任務(wù)。雙邊帶載波機(jī)是利用載頻分量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)呼叫,單邊帶載波機(jī)則設(shè)有專門的音頻振鈴信號(hào)。載供系統(tǒng):其作用是向調(diào)制系統(tǒng)提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機(jī)中,發(fā)信端根據(jù)調(diào)制系統(tǒng)的需要,一般設(shè)有中頻載頻和高頻載頻,而且收信端除設(shè)有一個(gè)高頻載頻振蕩器外,中頻解調(diào)器的載頻則主要靠對(duì)方端送過(guò)來(lái)的中頻載頻,以實(shí)現(xiàn)載頻的“最終同步”。
2.音頻架、高頻架。在載波通訊中,如果調(diào)度所和變電站相距較遠(yuǎn),為了保證撥號(hào)的準(zhǔn)確性和通訊質(zhì)量,在調(diào)度所側(cè)安裝音頻架,而在變電站側(cè)安裝高頻架,兩架之間用音頻電纜連接起來(lái)。載波機(jī)按音頻架、高頻架分架安裝后,用戶線很短,通訊質(zhì)量明顯提高,另外給遠(yuǎn)動(dòng)通路信號(hào)電平的調(diào)整也帶來(lái)方便。同時(shí),話音通路四線端亦在調(diào)度所,便于與交換機(jī)接口組成專用業(yè)務(wù)通訊網(wǎng)。
(二)微波通訊設(shè)備
根據(jù)微波站的作用,所承擔(dān)任務(wù)的不同,微波站分為不同類型。根據(jù)站型的不同,其設(shè)備也有所不同。但一般來(lái)說(shuō),包括以下設(shè)備:終端機(jī)、收發(fā)信機(jī)、天饋線、微波配線架、電源、蓄電池、鐵塔等。
1.收、發(fā)信機(jī)。微波收、發(fā)信機(jī)的主要任務(wù)就是在群路信號(hào)與微波信號(hào)之間進(jìn)行頻率變換。在發(fā)信通道,頻率變換過(guò)程是將信號(hào)的頻率往高處變(群路信號(hào)變?yōu)槲⒉ㄐ盘?hào)),即上變頻。在收信通道,頻率變換過(guò)程是將信號(hào)的頻率往低處變(微波信號(hào)變?yōu)槿郝沸盘?hào)),即下變頻。
2.終端機(jī)。微波通訊系統(tǒng)中,必須有復(fù)用設(shè)備作為終端機(jī),其作用是:在發(fā)信端,將各用戶的話路信號(hào),按一定的規(guī)律組合成群頻話路信號(hào);在收信端,將群頻話路信號(hào),按相應(yīng)規(guī)律解出各個(gè)話路信號(hào)。
(三)光纖通訊設(shè)備
光纖通訊系統(tǒng)主要包括光端機(jī)和光中繼機(jī)以及脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字通訊設(shè)備。
1.光端機(jī)。光端機(jī)是光纖通訊系統(tǒng)中主要設(shè)備。它由光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)組成。在系統(tǒng)中的位置介于PCM電端機(jī)和光纖傳輸線路之間。光發(fā)送機(jī)由輸入接口、光線路碼型變換和光發(fā)送電路組成。光接收機(jī)由光接收定時(shí)再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。光端機(jī)中還有其他輔助電路,如公務(wù)、監(jiān)控、告警、輸入分配、倒換、區(qū)間通訊、電源等。在實(shí)際應(yīng)用中,為了提高光端機(jī)的可靠性,往往采用熱備用方法,使系統(tǒng)在主備狀態(tài)下工作,正常情況下主用部分工作,當(dāng)主用部分發(fā)生故障時(shí),可自動(dòng)切換到備用部分工作,目前應(yīng)用較多的是一主一備方式。光端機(jī)各主要組成部分作用如下:輸入接口:將PCM綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。光線路碼型變換:簡(jiǎn)稱碼型變換,將輸入接口送來(lái)的普通二進(jìn)制信號(hào)變換為適于在光纖線路中傳送的碼型信號(hào)。光發(fā)送電路:包括光驅(qū)動(dòng)電路、自動(dòng)光功率控制電路和自動(dòng)溫度控制電路。光驅(qū)動(dòng)電路將碼型變換后的信號(hào)變換成光信號(hào)向?qū)Ψ絺鬏敗9饨邮针娐罚簩⑼ㄟ^(guò)光纖送來(lái)的光脈沖信號(hào)變換成電信號(hào),并進(jìn)行放大,均衡改善脈沖波形,清除碼間干擾。定時(shí)再生電路:由定時(shí)提出和再生兩部分組成,從均衡以后的信號(hào)流中抽取定時(shí)器,再經(jīng)定時(shí)判決,產(chǎn)生出規(guī)則波形的線路碼信號(hào)流。光線路碼型反變換:簡(jiǎn)稱碼型反變換。將再生出來(lái)的線路信號(hào)還原成普通二進(jìn)制信號(hào)流。光端機(jī)一般采用條架結(jié)構(gòu),單元框方式。不同速率下工作的光端機(jī),單元框的組成情況也不同。
2.光中繼機(jī)。在進(jìn)行長(zhǎng)距離光傳輸時(shí),由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路衰耗等限制,光端機(jī)之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在50~60km的范圍,155Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在40~55km的范圍,若傳輸距離超過(guò)這些范圍,則通常須考慮加中繼機(jī),相當(dāng)于光纖傳輸?shù)慕恿φ荆@樣可以將傳輸距離大大延長(zhǎng)。由于光中繼機(jī)的作用可知,光中繼機(jī)應(yīng)由光接收機(jī)、定時(shí)、再生、光發(fā)送等電路組成。一般情況下,可以看成是沒(méi)有輸入輸出接口及線路碼型正反變換的光端機(jī)背靠背的相連。因此,光中繼機(jī)總的來(lái)說(shuō)比光端機(jī)簡(jiǎn)單,為了實(shí)現(xiàn)雙向傳輸,在中繼站,每個(gè)傳輸方向必須設(shè)置中繼,對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的光中繼機(jī)的兩套收、發(fā)設(shè)備,公務(wù)部分是公共的。3.?dāng)?shù)字通訊設(shè)備。一般來(lái)說(shuō),數(shù)字通訊設(shè)備包括PCM基群和高次群復(fù)接設(shè)備。PCM基群設(shè)備是將模擬的話音信號(hào)通過(guò)脈沖編碼、調(diào)制,變成數(shù)字信號(hào),再通過(guò)數(shù)字復(fù)接技術(shù),將多路PCM信號(hào)變成一路基群速率為2048Mbit/s信
號(hào)進(jìn)行傳送,以及將收到的PCM基群信號(hào)通過(guò)相反的處理過(guò)程,還原成模擬的話音信號(hào)的一種設(shè)備。
二、電力通訊網(wǎng)絡(luò)的工作模式
通訊的目的是為了傳送、交換信息。雖然信息有多種形式(如語(yǔ)音,圖像或文字等),但一般通訊系統(tǒng)的組成都可以概括為:信源是指信息的產(chǎn)生來(lái)源,這些信息都是非電信息,要轉(zhuǎn)換成電信號(hào),需要一種變換器,即輸
入設(shè)備。交換設(shè)備是溝通輸入設(shè)備與發(fā)送設(shè)備的接續(xù)裝置。它可以經(jīng)濟(jì)地使用發(fā)信設(shè)備,提高發(fā)信設(shè)備的利用率。發(fā)送設(shè)備的任務(wù)是將各種信息的電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理(如調(diào)制、濾波、放大等)使之滿足信道傳輸?shù)囊螅⒔?jīng)濟(jì)有效地利用信道。載波通訊中,載波機(jī)的發(fā)信部分就是一種發(fā)送設(shè)備。信道是信息傳輸?shù)拿浇椋爬ǖ刂v分有線信道和無(wú)線信道。信號(hào)在傳輸過(guò)程中,還會(huì)受到來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外界各種無(wú)用信號(hào)的干擾各種形式的噪聲集中在一起用一個(gè)噪聲源表示。接收設(shè)備和輸出設(shè)備的作用與發(fā)送設(shè)備和輸入設(shè)備作用相反,它們是接收線路傳輸?shù)男畔ⅲ阉謴?fù)為原始信息形式,完成通訊。在電力工業(yè)中,現(xiàn)已形成以網(wǎng)局及省局為中心的專用通訊網(wǎng),并且已開通包括全國(guó)各大城市的跨省長(zhǎng)途通訊干線網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)行的通訊網(wǎng)中光纖通訊已占主導(dǎo)地位。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,大電站、大機(jī)組、超高壓輸電線路不斷增加,電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大;通訊技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn),裝備水平不斷提高,更新周期明顯縮短。數(shù)字微波、衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊、對(duì)流層散射通訊、特高頻通訊、擴(kuò)展頻譜通訊、數(shù)字程控交換機(jī)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)等新興通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中會(huì)得以逐漸推廣與應(yīng)用。
三、結(jié)語(yǔ)
在合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,如何為電力系統(tǒng)提供種類繁多、質(zhì)量可靠的服務(wù),就成為擺在電力通訊部門面前的一個(gè)重要課題,而建立一個(gè)綜合、高效的電力系統(tǒng)通訊資源管理系統(tǒng)則是解決這一問(wèn)題的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程,具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
在寬帶中的無(wú)線技術(shù)也是不甘的落后。這已經(jīng)是無(wú)線寬帶的接入技術(shù)新的研究的領(lǐng)域。Mimax的技術(shù)也有自己的聯(lián)盟。它的主要目的是推廣ieee802.16的技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。許多的人認(rèn)為在將來(lái)wimax會(huì)取代3G的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù),wimax解決的是無(wú)線局域網(wǎng)的連接問(wèn)題,它可以信號(hào)連接到280英尺以外,網(wǎng)絡(luò)連接速度可以達(dá)到54兆/秒。從目前來(lái)看這種說(shuō)法是不可取的對(duì)于商業(yè)化的普及還有著很大距離。但是不可以否認(rèn)的是,在wimax的技術(shù)具有很大商業(yè)的潛力。但是由于在其自身的技術(shù)方面短缺,使得難以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出重大影響力。
在超快帶無(wú)線的接入技術(shù)中,在因?yàn)橛谐咚贁?shù)據(jù)的傳輸能力,而受到廣泛關(guān)注,然而其還有著很大的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槠洳捎檬浅痰闹芷跊_脈調(diào)制。沒(méi)有使用載波上的技術(shù)。這樣就使得其具有低成本和低功耗的特點(diǎn)。超寬帶無(wú)線的接入技術(shù)因?yàn)閭鬏敂?shù)據(jù)能力在未來(lái)無(wú)線的通訊市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。對(duì)于藍(lán)牙技術(shù)也造成一定沖擊。但對(duì)于目前慢慢普及3G技術(shù)和wlan技術(shù)等還是不構(gòu)成威脅的。
電信是克服距離和時(shí)間障礙的信息傳播形式,電信傳播的前提是解碼和編碼打的對(duì)應(yīng)性,換句話說(shuō),收信方收到電磁代碼要合理運(yùn)用和發(fā)信方的互逆性的算法破譯,這樣才會(huì)得到電磁碼所攜帶的專業(yè)信息。
我們可以把無(wú)線的電纜來(lái)連接起家庭和辦公室電子的設(shè)備。同樣也包括了鼠標(biāo)和鍵盤等同樣的采用了無(wú)線的傳輸。這樣我們就擁有了一個(gè)無(wú)線的公務(wù)包。使掌上計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)作為代表來(lái)采用無(wú)線的方式與網(wǎng)絡(luò)和其他的設(shè)備相連接起來(lái)。使我們擁有一個(gè)數(shù)字化可流動(dòng)辦公室。
基于PPMgLN晶體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)
LiNbO3是典型的負(fù)單軸晶體,其透光波段為330~5500nm,基本覆蓋了所有光通信波段[8]。目前,基于LiNbO3晶體的高效頻率轉(zhuǎn)換主要有兩種相位匹配方式,即準(zhǔn)相位匹配(QPM)和雙折射相位匹配(BPM)[9]。利用周期極化摻氧化鎂的LiNbO3(PPMgLN)晶體實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)相位匹配,其實(shí)質(zhì)是對(duì)LiNbO3等鐵電材料的自發(fā)極化方向進(jìn)行周期性調(diào)制,以補(bǔ)償相位失配,從而在整個(gè)PPMgLN晶體內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的光學(xué)頻率變換。由于極化周期與材料的內(nèi)在特性無(wú)關(guān),因此與BPM技術(shù)相比,QPM技術(shù)沒(méi)有波矢方向和偏振方向的限制;沒(méi)有雙折射效應(yīng)的晶體也可以實(shí)現(xiàn)QPM;理論上QPM能夠利用晶體的整個(gè)透光范圍;此外,QPM過(guò)程也不再要求垂直偏振光束,所以能夠利用大的非線性系數(shù),其非線性光學(xué)頻率變換的轉(zhuǎn)換效率較BPM有顯著提高[10]。因此,在全光通信波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換時(shí),選用準(zhǔn)相位匹配方式。準(zhǔn)相位匹配方式也分兩種類型,即O型(eee型)準(zhǔn)相位匹配和I型(ooe型)準(zhǔn)相位匹配。O型準(zhǔn)相位匹配泵浦帶寬非常窄,通常只能容下一個(gè)泵浦光頻率,且其最大非線性系數(shù)為d33(25.3pm/v);I型準(zhǔn)相位匹配泵浦帶寬較寬,且其最大非線性系數(shù)為d31(4.6pm/v)[11]。如果選用O型準(zhǔn)相位匹配,則頻率轉(zhuǎn)換效率很高,但泵浦帶寬很窄;如果選用I型準(zhǔn)相位匹配,則頻率轉(zhuǎn)換效率較低,但泵浦帶寬很寬,為此可根據(jù)需要選取O型準(zhǔn)相位匹配或I型準(zhǔn)相位匹配。在PPMgLN準(zhǔn)相位匹配參量過(guò)程中,三波應(yīng)滿足能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律[12]。
級(jí)聯(lián)二階倍頻差頻(cSHG/DFG)全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換
基于PPMgLN晶體在1.5μm波長(zhǎng)附近的WDM區(qū)域?qū)崿F(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換可利用二階效應(yīng)以及二階級(jí)聯(lián)效應(yīng)。如果是利用二階效應(yīng),一個(gè)強(qiáng)的泵浦光(0.78μm波段)與信號(hào)光(1.5μm波段)產(chǎn)生差頻效應(yīng)得到轉(zhuǎn)換光。圖1中Coupler為光耦合器,PC為偏振控制器,EDFA為摻鉺光纖放大器,Collimator為光準(zhǔn)直器,Lens為光聚焦透鏡,TC為晶體溫度控制器,OSA為光譜分析儀。在寬帶倍頻差頻全光通信波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)方案中,泵浦光和信號(hào)光從PPMgLN晶體的一端入射后沿著晶體的x軸方向傳輸,傳輸過(guò)程中泵浦光產(chǎn)生了倍頻光,倍頻光再與信號(hào)光差頻,最終產(chǎn)生轉(zhuǎn)換光。在整個(gè)傳輸過(guò)程中,倍頻與差頻過(guò)程是同時(shí)作用的,最終產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換光可表示為。其轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖2所示。該種波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制也存在著一個(gè)問(wèn)題,就是其泵浦光在通信波段,占據(jù)了一個(gè)可能的波長(zhǎng)通道。為了解決這個(gè)問(wèn)題,提出了級(jí)聯(lián)二階和頻差頻全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制。
級(jí)聯(lián)二階和頻差頻(cSFG/DFG)全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換
級(jí)聯(lián)二階和頻差頻全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方式采用了兩個(gè)泵浦光,且泵浦光波長(zhǎng)位于通信波段的兩側(cè),避免了占用通信波段資源。其實(shí)驗(yàn)方案如圖3所示。在寬帶和頻差頻全光通信波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)方案中,泵浦光、和信號(hào)光從PPMgLN晶體的一端入射后沿著晶體的x軸方向傳輸,傳輸過(guò)程中泵浦光和和頻產(chǎn)生了,和頻光再與信號(hào)光差頻,最終產(chǎn)生轉(zhuǎn)換光。在整個(gè)傳輸過(guò)程中,和頻與差頻過(guò)程是同時(shí)作用的,最終產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換光可表示為。其轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖4所示。目前,cSFG/DFG全光通信波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案應(yīng)用非常廣泛,其中比較成熟的應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)廣播功能。
1.1軟件故障
事實(shí)上,一旦脫離應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)就很難繼續(xù)運(yùn)行,所以說(shuō)部分應(yīng)用軟件的故障也會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)通訊的中斷。通常情況下,軟件的安裝錯(cuò)誤造成的網(wǎng)絡(luò)通訊故障會(huì)比硬件故障造成的損傷更大。例如,在軟件的應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生IP地址沖突、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等故障,影響網(wǎng)絡(luò)通訊的速度,造成線路中斷。造成這些故障的主要原因有:其一,病毒侵?jǐn)_。部分惡意病毒會(huì)擾亂網(wǎng)絡(luò)通信軟件的正常運(yùn)行,造成鏈接線路的中斷,此類故障在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代十分張建;其二,計(jì)算機(jī)交換機(jī)的配置。一些交換機(jī)配置的兼容性會(huì)伴隨型號(hào)的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化,造成交換機(jī)配置發(fā)生錯(cuò)誤,影響整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)通訊;其三,計(jì)算機(jī)主機(jī)邏輯發(fā)生問(wèn)題。這是受到主機(jī)安全性能的影響,造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的混亂,使得計(jì)算機(jī)主機(jī)的IP與其他主機(jī)發(fā)生沖突,造成通訊線路的被迫中斷;其四,計(jì)算機(jī)軟件中的網(wǎng)卡發(fā)生后故障,網(wǎng)卡損壞會(huì)對(duì)網(wǎng)卡造成很大的傷害,最終使得計(jì)算機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。
1.2安全問(wèn)題
一般而言,網(wǎng)絡(luò)通訊安全問(wèn)題主要有以下三點(diǎn):首先是自然條件的影響,也就是環(huán)境溫度、適度有機(jī)一些不可抗拒的外部環(huán)境,這些都會(huì)在不同程度上對(duì)計(jì)算機(jī)造成影響,使得用戶的密碼被破譯或者丟失;其次,是人為作用。人為作用即人為性質(zhì)的惡意破壞,有人處于某種私利損壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),進(jìn)行不正當(dāng)?shù)耐德牎⒓倜暗刃袨椋鈭D偷取計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用戶的個(gè)人信息溝壑重要資料等;最后,病毒入侵。病毒入侵指的是黑客以及部分編制設(shè)計(jì)出隱藏性高、破壞性強(qiáng)大的病毒,意圖破壞計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行,將整個(gè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)陷于不安全的環(huán)境之下。
2.處理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊故障的有效措施
2.1加強(qiáng)日常維護(hù),改善硬件環(huán)境
計(jì)算網(wǎng)絡(luò)通訊軟件、硬件設(shè)備都需要根據(jù)使用手冊(cè)進(jìn)行日常的維修與保養(yǎng),這是保證計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的重要條件。計(jì)算機(jī)硬件需要進(jìn)行定期的檢查,一般檢查對(duì)象有交換機(jī)、路由器、網(wǎng)卡、網(wǎng)線、顯示器進(jìn)行等。在檢查的過(guò)程中,對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題需要及時(shí)采取措施進(jìn)行修理,將已經(jīng)發(fā)生故障的部分進(jìn)行更換。與此同時(shí),要定期檢查計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的安全性能,保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于加密狀態(tài),從而進(jìn)一步改善計(jì)算機(jī)的硬件環(huán)境,讓計(jì)算機(jī)得以正常運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊初步建立時(shí)期,就需要嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家制定的指標(biāo)開展工作,在建設(shè)完成的基礎(chǔ)之上,再由公安機(jī)關(guān)進(jìn)行嚴(yán)密的檢查之后才能正式運(yùn)行。不僅如此,相關(guān)人員要做好計(jì)算機(jī)的防火、防水等硬件保護(hù)工作,為計(jì)算機(jī)提供一個(gè)良好的硬件環(huán)境,使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。
2.2及時(shí)進(jìn)行檢測(cè),做好軟件維護(hù)工作
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的運(yùn)用過(guò)程中,要注意及時(shí)檢測(cè)計(jì)算機(jī)配置時(shí)候存在潛在隱患,正確的設(shè)定IP協(xié)議,保證計(jì)算機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)能夠正常運(yùn)行。倘若設(shè)備驅(qū)動(dòng)能夠正常運(yùn)行,則需要進(jìn)行木馬檢查,檢測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否存在軟件故障等隱患。與此同時(shí),還可以借助殺毒軟件來(lái)保護(hù)計(jì)算機(jī)軟件的安全,定期檢查計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是否存在病毒軟件,及時(shí)的更新殺毒軟件,重新安裝已經(jīng)發(fā)生故障的系統(tǒng)軟件,做好系統(tǒng)漏洞的修復(fù)工作。需要注意的是,在計(jì)算機(jī)軟件的使用過(guò)程中,需要對(duì)軟件、文件進(jìn)行有效的管理,將運(yùn)行的軟件控制在一定數(shù)量以內(nèi),使得計(jì)算機(jī)一直處于最佳的狀態(tài),避免計(jì)算機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)行,導(dǎo)致運(yùn)行速度的降低,從而影響到整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸。
2.3注重計(jì)算機(jī)安全,構(gòu)建保障體系
現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)都是自動(dòng)化運(yùn)行,大大降低了人為性的干擾因素,提高了計(jì)算機(jī)的智能化水平。因此,在提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的管理水平,強(qiáng)化安全管理意識(shí),定期進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊檢查,對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理人員進(jìn)行統(tǒng)一的培訓(xùn),有利于提高管理人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障的處理水平,讓其能夠及時(shí)處理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障。與此同時(shí),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理建立健全相關(guān)的保障體系,積極投身于計(jì)算機(jī)智能化的開發(fā)工作,以此來(lái)提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊的安全性能和運(yùn)行質(zhì)量。通過(guò)這樣的路徑來(lái)構(gòu)建安全的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊得以更好的發(fā)展。
3.結(jié)語(yǔ)
精跟蹤子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1精跟蹤系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
精跟蹤系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)可分為探測(cè)單元、控制單元、執(zhí)行單元3個(gè)部分,其基本組件參數(shù)如表1所示。探測(cè)單元采用的是PhotonFocus公司的MV-D1024E-160型CMOS相機(jī),其最大分辨率為1024×1024,開窗為256×256時(shí)幀頻最高可達(dá)到2200frame/s。控制單元為一臺(tái)PC機(jī)加上SiliconSofeWare公司的MicroEnableIV型圖像采集卡、一塊AC6631隔離通用4路12位D/A卡(只用到兩路)。執(zhí)行單元為Newport公司的FSM300型音圈電機(jī),其最大機(jī)械擺角為±26.2mrad,精度≤1μrad。如圖1所示,望遠(yuǎn)鏡鏡筒中接收到的光線經(jīng)過(guò)一系列反射鏡和透鏡后聚焦在相機(jī)的光敏面上成像,圖像數(shù)據(jù)通過(guò)CAMERLINK線傳遞給圖像采集卡,再由PC機(jī)處理,然后PC機(jī)控制D/A卡輸出相應(yīng)的電壓制使得音圈電機(jī)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。
2精跟蹤系統(tǒng)軟件及算法
作為控制單元處理器的PC機(jī)有3點(diǎn)主要任務(wù):(1)控制相機(jī)及圖像采集卡;(2)將圖像信息進(jìn)行處理并得到要相應(yīng)的控制電壓;(3)控制D/A卡輸出相應(yīng)電壓。其中第二項(xiàng)任務(wù)是重點(diǎn)也是難點(diǎn)所在,它又可以分為光斑的中心計(jì)算和跟蹤控制的電壓值計(jì)算。精跟蹤系統(tǒng)需要高頻率、高精度地得到光斑中心的位置。高精度的算法需要更大的時(shí)間開銷,也就是說(shuō)精度和速度必須統(tǒng)一起來(lái)設(shè)計(jì)出一個(gè)最優(yōu)化的算法。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了以下算法:(1)用域值分割的方法減小背景噪聲的影響。自適應(yīng)域值通常需要全像素范圍的計(jì)算,因此采用固定域值分割的方法,利用人工PC機(jī)上取點(diǎn)得到背景值可以大幅減小運(yùn)算量。不足之處是,當(dāng)背景噪聲發(fā)生較大變化時(shí),無(wú)法及時(shí)調(diào)整,會(huì)造成質(zhì)心定位的不準(zhǔn)確。(2)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)顯示,對(duì)于精跟蹤來(lái)說(shuō),質(zhì)心法是一種比較適宜的光斑中心的計(jì)算方法[5-6],所有高于域值的像素點(diǎn)均參與運(yùn)算,所有低于域值的像素點(diǎn)當(dāng)作是零。這種方法的缺點(diǎn)是,當(dāng)離質(zhì)心較遠(yuǎn)的像素出現(xiàn)大于域值的噪聲點(diǎn)時(shí),將很大地影響質(zhì)心的精度,因此通常域值會(huì)取偏大一些,這樣雖然會(huì)減小光斑的實(shí)際范圍,但其對(duì)質(zhì)心精度的影響較小[7]。跟蹤控制的電壓值計(jì)算采用的是增量式PID算法。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的最終算法,在處理256×256分辨率的圖像時(shí),從接收?qǐng)D像到發(fā)出控制電壓耗時(shí)約為0.3ms,已經(jīng)完全能滿足實(shí)時(shí)處理精跟蹤相機(jī)2200幀頻圖像的要求,且受外界背景光影響較小,在白天仍然能正常工作。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析
通信實(shí)驗(yàn)在武漢大學(xué)信息學(xué)部實(shí)驗(yàn)大樓和工學(xué)部主教學(xué)樓之間進(jìn)行,兩樓直線距離約為2km。實(shí)驗(yàn)時(shí)信息學(xué)部上的發(fā)射端向工學(xué)部的接收端同時(shí)發(fā)射650nm信標(biāo)光和1550nm信號(hào)光。由于粗跟蹤和精跟蹤之間未建立反饋鏈接,因此采用的是跟蹤標(biāo)定點(diǎn)的方法,即粗跟蹤將其CCD上的光斑保持在某個(gè)給定點(diǎn)時(shí),精跟蹤相機(jī)上的光斑進(jìn)入視場(chǎng),精跟蹤將光斑穩(wěn)定在光敏面上的給定點(diǎn)時(shí),信號(hào)光接收光功率被最大化。接收端下方的一維旋轉(zhuǎn)平臺(tái)以指定角速度轉(zhuǎn)動(dòng),模擬發(fā)射端在水平面上運(yùn)動(dòng)的情況。精跟蹤系統(tǒng)的PC機(jī)由C++編寫的程序里有坐標(biāo)的記錄功能,將其保存下來(lái)繪成隨幀號(hào)變化的圖形。共采集了旋轉(zhuǎn)平臺(tái)在不同的6種角速度下的光斑質(zhì)心X、Y軸坐標(biāo)。圖2、3為其中的兩組,中間的劇烈變化部分為精跟蹤停止工作時(shí)的曲線,用于與跟蹤狀態(tài)下的曲線進(jìn)行對(duì)比。同時(shí),在原本放置APD的地方放置了光功率計(jì)記錄光功率的變化,并將數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中,通過(guò)LabView編寫的程序?qū)⑵浔4嫦聛?lái)。
1精跟蹤相機(jī)端實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
對(duì)于精跟蹤系統(tǒng)來(lái)說(shuō),需要跟蹤補(bǔ)償?shù)墓饩€傾斜角相當(dāng)大一部分低頻是由粗跟蹤的殘差造成的,大氣湍流造成的抖動(dòng)幅度則要小的多。因此,表2列出了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在不同運(yùn)動(dòng)速度下粗跟蹤系統(tǒng)的殘差,而由于光路中透鏡的變換,粗跟蹤中X軸的抖動(dòng)在精跟蹤中表現(xiàn)為Y軸的抖動(dòng),Y軸則表現(xiàn)為X軸。可以看到表中粗跟蹤系統(tǒng)在平臺(tái)運(yùn)動(dòng)角速度大于0.8(°)/s時(shí),其殘差已經(jīng)大于精跟蹤的500μrad視場(chǎng),但精跟蹤系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)—音圈電機(jī)的偏轉(zhuǎn)范圍高達(dá)±26mrad,且其反應(yīng)速度和相機(jī)幀頻都相當(dāng)高,而粗跟蹤的殘余抖動(dòng)頻率相對(duì)較低,一般僅為幾Hz,因此,只要光斑進(jìn)入過(guò)精跟蹤視場(chǎng),即使總偏移角度大于500μrad,仍然可以被有效跟蹤到。經(jīng)過(guò)精跟蹤系統(tǒng)的補(bǔ)償后,在定點(diǎn)及各種不同運(yùn)動(dòng)速度時(shí)的光斑質(zhì)心變化如圖2、3及表3所示。由于轉(zhuǎn)臺(tái)慣量等原因,粗跟蹤的殘差隨模擬運(yùn)動(dòng)速度的變快而變大,也就是精跟蹤在單位時(shí)間內(nèi)要補(bǔ)償?shù)慕嵌葍A斜也在增大,因此預(yù)計(jì)精跟蹤后的光斑坐標(biāo)浮動(dòng)也將隨著運(yùn)動(dòng)速度的變快而變大。由于是一維轉(zhuǎn)動(dòng),表3中,只有精跟蹤的Y方向也就是粗跟蹤的X方向質(zhì)心坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差的變化基本符合課題組的預(yù)測(cè)。但是最大偏移量卻呈現(xiàn)出無(wú)規(guī)律的變化,初步推斷是由于最大偏移量本身受突發(fā)因素的影響較大,而每組數(shù)據(jù)的記錄時(shí)間只有幾十秒,樣本不夠大而導(dǎo)致的。圖3中,當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí),跟蹤曲線出現(xiàn)了沒(méi)有被補(bǔ)償?shù)降牡皖l抖動(dòng),且其頻率基本和粗跟蹤的殘余抖動(dòng)一致,課題組推斷這是因?yàn)榇指櫄埐钜呀?jīng)達(dá)到毫弧度級(jí),經(jīng)過(guò)望遠(yuǎn)鏡放大,在精跟蹤光路中則達(dá)到了十幾毫弧度,做為執(zhí)行機(jī)構(gòu),音圈電機(jī)在大幅度偏轉(zhuǎn)時(shí)響應(yīng)速度較慢,而且在粗跟蹤殘差很大時(shí),到達(dá)精跟蹤相機(jī)的光斑不僅產(chǎn)生了位移還產(chǎn)生了高頻的明顯形變,從而產(chǎn)生了質(zhì)心的變化。
2光功率計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
由于跟蹤系統(tǒng)最終是為通信服務(wù)的,為了得到跟蹤系統(tǒng)對(duì)通信的效果和影響,把能向PC機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的光功率計(jì)接入了在原通信系統(tǒng)中用來(lái)接收信號(hào)光的光纖處,以10kHz的頻率采集耦合后的光功率,以此來(lái)評(píng)估跟蹤對(duì)通信系統(tǒng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4、圖5及表4所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在各種平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度下,接收到的光功率的均值、標(biāo)準(zhǔn)差基本和平臺(tái)不動(dòng)時(shí)的定點(diǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)一致。上節(jié)中,精跟蹤相機(jī)端實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的精跟蹤殘差由于幅度較小,而耦合有一定的接收面積,在光功率上基本沒(méi)有體現(xiàn)出隨著平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度而變化的特點(diǎn)。表4中還加入了兩組未開啟精跟蹤時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比,可以看到第一組數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中,光斑完全未能耦合入光纖中,其數(shù)據(jù)基本可認(rèn)為是背影噪聲,而在第二組數(shù)據(jù)中,有短時(shí)間的耦合成功,但標(biāo)準(zhǔn)差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開啟跟蹤時(shí)。而表4中的最大起伏值除了一組完全未能耦合的以外基本相同,課題組推斷,是由于光斑閃爍變化的幅度本身就已經(jīng)達(dá)到了光功率計(jì)能測(cè)量到的上限,所以文中的最大起伏已經(jīng)是由閃爍引起的而不是光斑位移引起的,而這是一維的精跟蹤系統(tǒng)無(wú)能為力的。
1.1發(fā)展背景概括隨著中國(guó)高速公路建設(shè)以及汽車工業(yè)在我國(guó)的不斷發(fā)展,汽車行業(yè)已經(jīng)由傳統(tǒng)的機(jī)械裝置演變成一個(gè)具有復(fù)雜技術(shù)的系統(tǒng)。與此同時(shí),我國(guó)電子技術(shù)也在快速發(fā)展著。隨著科技的革新,我國(guó)在步入21世紀(jì)以后,智能化為核心的汽車巡航系統(tǒng)目前已經(jīng)作為高級(jí)轎車的主要附加功能設(shè)備。
1.2汽車巡航系統(tǒng)技術(shù)的概述汽車巡航控制系統(tǒng),就是我們所說(shuō)的駕駛員不用對(duì)控制加速踏板而使汽車保持穩(wěn)定行駛的系統(tǒng),也是全方位檢測(cè)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,目前巡航系統(tǒng)中的主要技術(shù)則是通信能力。而在汽車復(fù)雜的電控系統(tǒng)中,通常各種信息是可以共享的,其中CAN總線作為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作的工具,主要以靈活性和穩(wěn)定性以及實(shí)時(shí)性所被大家廣泛應(yīng)用。
1.3巡航控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)汽車巡航控制系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)行完善,就需要我們的技術(shù)也不斷進(jìn)行改變,這樣才能更加準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)檢測(cè)。總而言之,汽車巡航控制系統(tǒng)的改革我們可以從以下六個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)析:
(1)新型控制理論的應(yīng)用每輛車行駛狀況在很大程度上受發(fā)動(dòng)機(jī)的因素影響的。駕駛員只需要更加穩(wěn)定地控制車速即可。因此,我們要根據(jù)原有的傳統(tǒng)控制理論對(duì)新的控制理論進(jìn)行改革,便于其更好地應(yīng)用到汽車行駛上。
(2)聯(lián)動(dòng)控制、復(fù)合控制我國(guó)目前的巡航控制裝置大多數(shù)是獨(dú)立式的,為了更好地提高精度和敏感度,就需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的控制,以此形成一體化的復(fù)合控制模式。
(3)小型化、智能化現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)大多數(shù)都是向著智能型模式發(fā)展著。
(4)追蹤行駛控制現(xiàn)在很多汽車的巡航系統(tǒng)都能夠保證汽車穩(wěn)定行駛,這就需要我們利用加速、減速等開關(guān)進(jìn)行控制,當(dāng)車輛不便于減速或加速的時(shí)候,就會(huì)造成駕駛員很大的困擾。因此,為了解決這一問(wèn)題,就需要利用雷達(dá)測(cè)定,更加精確距離,目前很多國(guó)家的研究者都在對(duì)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。
(5)走停控制現(xiàn)在對(duì)巡航系統(tǒng)的研制主要針對(duì)的是在高速上行駛的車輛,這就要求巡航系統(tǒng)有更好地探測(cè)能力和反應(yīng)能力。這樣才能使駕駛員完全從復(fù)雜的駕駛操作中解放出來(lái),更好地簡(jiǎn)單操作。
(6)集成化隨著近些年智能化的發(fā)展,我們需要完善公路智能概念以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概念,使其得到開發(fā)和應(yīng)用,這樣才能保證在未來(lái)汽車巡航控制系統(tǒng)關(guān)于汽車電控系統(tǒng)相融合。而集成化在很大程度上有效降低成本,更好地增強(qiáng)各系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系,以此提高車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
1.4本文主要研究?jī)?nèi)容盡管世界研究汽車巡航控制系統(tǒng)有幾十年的歷史,但由于巡航控制系統(tǒng)是一個(gè)很難控制的系統(tǒng)。所以我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析:①分析掌握汽車巡航控制系統(tǒng)的原理,對(duì)其可行性以及必要性進(jìn)行分析,并對(duì)巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。②確定汽車巡航的控制方案,就需要從巡航控制系統(tǒng)的功能和原理出發(fā)。③為了能夠設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的軟件流程,就要從系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)。
二、巡航控制系統(tǒng)的組成和工作原理
2.1巡航控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述汽車巡航控制系統(tǒng),我們可以分為巡航行駛裝置、速度控制(SpeedControl)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛(Auto-Drive)系統(tǒng)等三個(gè)方面,而這三個(gè)方面的劃分主要是根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行的。目前,我國(guó)的汽車巡航控制系統(tǒng)可以分為巡航控制和自適應(yīng)巡航控制兩種,其中自適應(yīng)巡航控制是巡航控制的延伸和拓展。汽車的巡航控制系統(tǒng)是汽車電子控制系統(tǒng)研發(fā)較早的系統(tǒng)之一,主要作為就是駕駛員不用踩油門踏板也可以自動(dòng)保持汽車的車速。綜合上述汽車巡航控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)介,我們可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)有以下三大優(yōu)勢(shì):①汽車行駛的舒適性。在高速公路上進(jìn)行行駛的時(shí)候,更能體現(xiàn)出這種優(yōu)越性,以此就會(huì)減輕駕駛員的駕駛負(fù)擔(dān)。②節(jié)省燃料。在具有相同的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的行駛條件下,有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員就會(huì)節(jié)省15%的燃料,很大程度上減少?gòu)U氣物體的排放。③保持汽車穩(wěn)定的車速。汽車無(wú)論在哪個(gè)道路上行駛,只要在發(fā)動(dòng)機(jī)功率允許的范圍內(nèi),就會(huì)保持車速不變。
2.2巡航控制系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及原理的構(gòu)成
(1)巡航控制系統(tǒng)的基本控制原理在應(yīng)用汽車巡航控制系統(tǒng)的基本原理控制車速的時(shí)候,我們可以看出,電子裝置控制主要是對(duì)車輛行駛進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),這樣才能保證車速始終如一,對(duì)電子巡航控制系統(tǒng)的基本控制原理進(jìn)行了解。電子巡航控制系統(tǒng)就是按駕駛員的要求將所選的信號(hào)設(shè)定車速,其次就是根據(jù)汽車實(shí)際車速所反饋的信號(hào)。當(dāng)電子控制器對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行誤差檢測(cè)后,就會(huì)及時(shí)修正電子控制器存在的誤差,便于更好地保持車速恒定。
(2)巡航控制系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)電子巡航控制系統(tǒng)主要有以下四個(gè)部分組成,即控制開關(guān)、傳感器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)和巡航控制電控單元(CCSECU)等。
(3)巡航系統(tǒng)開關(guān)的控制巡航控制系統(tǒng)開關(guān)主要是供駕駛員操作巡航控制系統(tǒng)的一套開關(guān),一般都是安裝在汽車的轉(zhuǎn)向信號(hào)手柄上或者方向盤上的。
(4)傳感器控制電控單元提供節(jié)氣門開度信號(hào)和汽車行駛的速度信號(hào)。其設(shè)計(jì)或選擇車速傳感器是一項(xiàng)非常重要的工作,因?yàn)閭鞲衅鞯念l率直接影響整個(gè)系統(tǒng)的頻率。
(5)巡航控制電控單元(CCSECU)整個(gè)巡航控制系統(tǒng)的中樞就是電控單元,其作用就是通過(guò)接收傳感器和開關(guān)等信號(hào)的處理,以實(shí)現(xiàn)車輛的恒速行駛。
(6)操作機(jī)構(gòu)一般操作機(jī)構(gòu)被我們稱為伺服器,其主要作用就是通過(guò)接收巡航控制電控單元的控制指令信號(hào),從而調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度,采用可以減速的支流電機(jī)或啟動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)拉線盤,使車輛進(jìn)行加速、減速等操作。其中可以將執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為電動(dòng)式和氣動(dòng)式兩種。
三、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:合唱;訓(xùn)練;統(tǒng)一
合唱是音樂(lè)表演的一種常見形式,主要以多聲部的人聲演唱為特征。合唱的“合”字,帶有拼、湊、結(jié)合的意思,因此合唱具有不同聲部的不同特點(diǎn)的組合和結(jié)合方面的創(chuàng)造含義。
合唱藝術(shù)一直是人類音樂(lè)文化寶庫(kù)中的一顆明珠。在人類文明的歷史長(zhǎng)河中,到處可見它留下的印跡。據(jù)傳古希臘荷馬的詩(shī)篇伊里亞特中就描繪過(guò)許多種集體演唱和舞蹈的形式。在西方音樂(lè)文化的發(fā)展史中,合唱這種表演形式,無(wú)論是在教堂里作為宗教的工具,還是在宮廷里作為貴族音樂(lè)的形式,以及后來(lái)在歌劇、交響樂(lè)中作為表情、表意的重要手段,都放射出他獨(dú)有的奇光異彩!古人講“絲不如竹,竹不如肉”。由此可見,人的聲音所表達(dá)的感染力是如此的強(qiáng)烈和豐富。
良好的合唱教學(xué),能幫助學(xué)生掌握一個(gè)正確的歌唱方法,通過(guò)有情感地歌唱,使學(xué)生真正感受到合唱藝術(shù)的魅力,從而喜歡音樂(lè),提高對(duì)音樂(lè)的鑒賞能力,培養(yǎng)正確的音準(zhǔn)與節(jié)奏感,同時(shí)激發(fā)振奮他們的樂(lè)觀精神,豐富其形象思維能力,培養(yǎng)他們的集體主義思想和合作精神。陶冶情操增進(jìn)團(tuán)結(jié),使他們的身心得到健康發(fā)展。幾年的教學(xué)實(shí)踐,我摸索出了一些方法,有了一些見解。
一、合唱的統(tǒng)一性
合唱是一種集體聲樂(lè)藝術(shù),是用個(gè)別成員聲音的組合及集體的音響聲音發(fā)出的總和來(lái)表達(dá)藝術(shù)的形象塑造。合唱演唱者要想完美地通過(guò)聲音來(lái)提示作品的內(nèi)容和含義,傳達(dá)給聽眾一種美的藝術(shù)享受,就必須熟悉、了解和掌握產(chǎn)生美好的聲音及音響的規(guī)律和要求,從而懂得在合唱集體里所發(fā)揮的作用及如何有效地運(yùn)用自己的嗓音在集體的合唱隊(duì)中能協(xié)調(diào)和控制并達(dá)到統(tǒng)一的共性。在音量、音色、音準(zhǔn)上能把握自如,將聲音的美在瞬間傳達(dá)給聽眾。這需要多方位的音樂(lè)綜合訓(xùn)練過(guò)程。
合唱訓(xùn)練包括了和聲、音色、音量、音準(zhǔn)、氣吸、吐字、聲音共鳴、強(qiáng)弱的控制、動(dòng)與靜、縱與橫、連與跳、松與緊、剛與柔、快與慢、起與收的統(tǒng)一訓(xùn)練。它是一種高度的藝術(shù)創(chuàng)造和綜合藝術(shù)修養(yǎng)培訓(xùn)。
在訓(xùn)練演唱一些中外經(jīng)典作品中,我們不但能了解和掌握音樂(lè)創(chuàng)作的風(fēng)格,也能從中了解到音樂(lè)的文化特點(diǎn)、風(fēng)土人情及音樂(lè)創(chuàng)作的藝術(shù)手段。作品所表達(dá)的豐富的潛在藝術(shù)造型,往往會(huì)給人一種難得的精神享受和潛移默化對(duì)音樂(lè)修養(yǎng)的提高。例如合唱《東西南北茉莉花》它是由河北茉莉花和江蘇茉莉花以及東北茉莉花揉在了一起,包含了三個(gè)地域的風(fēng)土人情以及文化特點(diǎn)。
二、歌唱的狀態(tài)
歌唱的狀態(tài)是打開聲音通道的第一步。在生活中我們的面部表情和面部肌肉往往處于一種自然狀態(tài),而在歌唱中,我們要求是有準(zhǔn)備的、積極的、內(nèi)緊外松的歌唱狀態(tài)。頭腔、胸腔、口腔、鼻腔都呈一種向外膨脹的興奮和積極的狀態(tài)。我們把它比作是哭泣的微笑或者是微笑的哭泣。聲音仿佛是從眼睛里流淌出來(lái)上唇和臉頰的笑肌都要積極地向上提起,把打哈欠的瞬間狀態(tài)保持下來(lái)。讓你的臉與骨骼之間充滿“空間”,這就是美聲唱法所講的“面罩”。另外歌唱的興奮狀態(tài)直接影響著聲音共鳴的位置、音色的明暗與質(zhì)量。所以在排練過(guò)程中每個(gè)合唱隊(duì)員如果都能做到自身腔體的積極與興奮歌唱狀態(tài),也直接影響著合唱隊(duì)聲音的整體發(fā)揮和演唱的質(zhì)量。
三、歌唱時(shí)的站立姿勢(shì)
歌唱時(shí)正確的站立姿勢(shì)說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單,然而實(shí)際上它并不是一個(gè)獨(dú)立的站立,而是在歌唱站立時(shí),它必須要作到一種“對(duì)抗”,包括身體上下、前后、左右的對(duì)抗,即胸與背的對(duì)抗,臂部與小腹的對(duì)抗,脊椎的直立,腰胸的直立,聲音與氣吸的對(duì)抗等。這些都是要在一種積極興奮、內(nèi)緊外松的自然狀態(tài)下去完成的。腳要抓著“地”,頭要頂著“天”,而內(nèi)部肌肉的對(duì)抗,外表則是給人一種自然的放松。美好的聲音和較好的呼吸都來(lái)自于一種積極的興奮狀態(tài)和正確的站立姿勢(shì),因?yàn)橛辛藢?duì)抗才能找到支點(diǎn)和重心。
四、氣吸的掌握與運(yùn)用
正確的呼吸是歌唱的命脈,呼吸與起音、觸音、音量、音色、音質(zhì)有直接的關(guān)系。雖然每個(gè)人的生理器官部位有大小不同的差異,但正確的歌唱方法是能解決共同存在的弊病和調(diào)整聲音的不統(tǒng)一。離開了呼吸就無(wú)從發(fā)聲,無(wú)正確的發(fā)聲就不會(huì)有正確的聲音高位置共鳴。生活中我們的呼吸是一種自然的,無(wú)需做任何準(zhǔn)備工作的。由于歌唱有了樂(lè)句的長(zhǎng)短,所以需要的氣量相對(duì)就要更充足更深,需要一種胸腔肋骨的擴(kuò)張,后背的腰腹的擴(kuò)張。歌唱時(shí)多用急吸緩呼,我們要想剎那間把氣量吸深吸足,一定要學(xué)會(huì)用狀態(tài)吸氣,不要張嘴大口吸氣,吐凈前一句,剎那吸進(jìn)下口氣,排氣與呼吸是在同一時(shí)間里,用歌唱的狀態(tài)去呼吸,少用嘴多用鼻子,呼吸時(shí)鼻梁仿佛長(zhǎng)在鼻子外面,所有的發(fā)聲起音是在狀態(tài)里同時(shí)前后完成。
五、合唱中的吐字與咬字
完美的合唱總是以清晰、動(dòng)人的音樂(lè)語(yǔ)言作為重要標(biāo)志來(lái)塑造音樂(lè)藝術(shù)形象的。合唱隊(duì)每個(gè)隊(duì)員的吐字與咬字標(biāo)準(zhǔn)是以共性為基礎(chǔ)的,集體的和聲音響是所有個(gè)別成員聲音的總和。而這個(gè)共性的基礎(chǔ)是以把握吐字和咬字的統(tǒng)一和語(yǔ)音的音素來(lái)決定的。歌唱藝術(shù)在某種意義上是語(yǔ)言的美化與夸張。
中國(guó)字的漢語(yǔ)發(fā)音單位是:音節(jié)、音素——聲母與五音——介母、韻母與四呼——?dú)w韻、混合韻母與收聲。我們必須要掌握一定的語(yǔ)言發(fā)音的規(guī)律和特征,才能更準(zhǔn)確、更有質(zhì)量地把握和發(fā)揮作品的思想內(nèi)容及藝術(shù)感染力。
我們通常把漢字的發(fā)音在歌唱中分為三個(gè)階段即:起聲、保持、收聲。字頭是聲母為起聲,字腹為韻母保持,字尾為收聲。聲母又分為喉、舌、齒、牙、唇五個(gè)部位,這五個(gè)部位叫做“五音”,我們要通過(guò)“五音”將單字的聲母咬成不同的形態(tài),通過(guò)“開、齊、撮、合”“四呼”著力,將單字的韻母吐出來(lái),所以,咬字指聲母,而吐字指韻母。在歌唱時(shí)我們要做到“說(shuō)聲母,唱韻母”,雖然聲母不能發(fā)出樂(lè)音,但在開口發(fā)聲時(shí)我們必須要做到用韻母的發(fā)聲形態(tài)和口腔狀態(tài)瞬間送出聲母來(lái),聲母的發(fā)音狀態(tài)保持在韻母中。聲母就像一把鉗子,韻母就好比一個(gè)被鉗子夾住的葡萄,既不能把葡萄咬破,又不能讓它掉下,所以,我們唱聲母要做到準(zhǔn)而緊,韻母做到長(zhǎng)而潤(rùn),收聲做到齊而清。而歸韻時(shí)口腔的韻母狀態(tài)不能關(guān)閉。做到瞬間字頭,保持字腹,短收字尾。
六、合唱發(fā)聲的觸音
本質(zhì)上來(lái)講,紅外通信就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)開展調(diào)制和解調(diào)。這樣可以產(chǎn)生紅外通信并且傳輸數(shù)據(jù),通常所說(shuō)的紅外通訊調(diào)制器就是紅外通信的接口。具體點(diǎn)來(lái)說(shuō),利用950nm的近紅外波段紅外線來(lái)傳輸各種信息即為紅外通信。發(fā)送端能將基帶處的二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成所需的脈沖串信號(hào),紅外發(fā)射管又能發(fā)射出各種紅外信號(hào)。接收端把傳輸過(guò)來(lái)的光脈轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),待完成放大、濾波等工作后再傳送到解調(diào)電路實(shí)施解調(diào),變成原來(lái)的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)輸出。一般使用的有:①借助脈沖寬度來(lái)完成信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制,及PWM;②使用脈沖串之間的時(shí)間間隔完成信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制,即PPM。
2紅外通訊技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中的優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)今的數(shù)據(jù)通訊方式非常多樣,但應(yīng)用領(lǐng)域最廣的還是紅外通訊技術(shù),紅外通訊技術(shù)之所以能夠得到如此廣泛的應(yīng)用,主要是因?yàn)樗饕铝袔c(diǎn)顯著優(yōu)勢(shì):首先,紅外通訊技術(shù)便于進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā),它的所有數(shù)據(jù)都只是將電脈沖和紅光脈沖進(jìn)行各種轉(zhuǎn)化;其次,紅外通訊技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)的線纜連接方式而使用先進(jìn)的無(wú)線電連接,方便進(jìn)行小型設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送工作;再次,紅外通訊技術(shù)雖然進(jìn)行了大量的創(chuàng)新但仍符合舊有的數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定;最后,紅外通訊設(shè)備進(jìn)行的是兩個(gè)設(shè)備間的直線數(shù)據(jù)傳輸,它的錐角度數(shù)不超過(guò)30度,所以保密性能更強(qiáng)。此外,紅外通訊技術(shù)的最顯著優(yōu)勢(shì)是傳輸速度快,這是傳統(tǒng)的傳輸方式所不可比擬的,現(xiàn)今常用的傳輸速度是4M,不過(guò),最先進(jìn)的VFIR技術(shù)早已達(dá)到16M。
3可以運(yùn)用紅外技術(shù)的設(shè)備
紅外數(shù)據(jù)通訊在數(shù)據(jù)傳送方面取得的工作成效十分顯著,所以在多種小型設(shè)備中都有應(yīng)用,本文只列舉了一些和我們的生活工作密切相關(guān)的使用了紅外通訊設(shè)備的技術(shù),例如:①生活中使用的各種電腦;②打印機(jī)等各種電腦附屬設(shè)備等;③各種通訊聯(lián)系工具;④單反相機(jī)、家用筆記本、電視機(jī)頂盒和手表等;⑤各種工業(yè)用或醫(yī)用設(shè)施;⑥網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)施。
4紅外技術(shù)的缺陷
進(jìn)行紅外數(shù)據(jù)傳輸時(shí)必須直線工作,這就需要徹底排除其間的障礙物,這樣才能高效的完成數(shù)據(jù)傳輸工作。分析當(dāng)前的紅外數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn),其通訊速率是有待提高的,否則將無(wú)法提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省<t外通訊技術(shù)的突破點(diǎn)在于引進(jìn)了先進(jìn)的無(wú)線傳輸方式,這也使得其使用功能比較簡(jiǎn)單,想要擴(kuò)展其功能是具有非常大的難度的。
5紅外技術(shù)為計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的進(jìn)步
紅外通訊技術(shù)的發(fā)展會(huì)使許多的主流計(jì)算機(jī)產(chǎn)品及其附屬產(chǎn)品都受到了影響,尤其對(duì)調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用有著惡劣影響。科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),認(rèn)真執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)可以把所有的局域網(wǎng)的LAN的數(shù)據(jù)率增加至10Mb/s。在紅外通信標(biāo)準(zhǔn)中,要求其發(fā)射功率很低,所以它在工作時(shí)也是由電池來(lái)提供動(dòng)力的。目前,惠普電腦公司早已著手研究?jī)?nèi)置式端口,若研究成功,所有擁有紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本電腦和手持式計(jì)算機(jī),使用者都可以把它放在手機(jī)的一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速呼叫,還能連接至當(dāng)?shù)氐幕ヂ?lián)網(wǎng)。紅外通訊技術(shù)有很強(qiáng)的兼容性,這可以為電腦的設(shè)計(jì)者及終端使用者提供多元化的無(wú)電纜連接方法,如掌上電腦、筆記本電腦、家用臺(tái)式計(jì)算機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備間的文件交換等。還可以在計(jì)算機(jī)的各種設(shè)備間互相傳輸數(shù)據(jù)并控制電視、盒式錄像機(jī)等的工作。
6紅外通訊技術(shù)的發(fā)展前景
觀察目前的市場(chǎng)現(xiàn)狀不難發(fā)現(xiàn),紅外通信設(shè)備已經(jīng)不單單在個(gè)人數(shù)據(jù)設(shè)備、各種筆記本或打印機(jī)中使用,而在個(gè)人通訊系統(tǒng)即PCS和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)中也有了極廣泛的應(yīng)用。紅外線連接是數(shù)字式的,所以筆記本電腦間的數(shù)字連接不用再應(yīng)用調(diào)制解調(diào)器,便攜式PC在接通PCS數(shù)據(jù)卡后連接電話后就能和無(wú)線PCS系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)傳輸;而加大電纜的紅外端口能夠使PCS電話系統(tǒng)及筆記本電腦之間的無(wú)線通信更加便捷。不過(guò)在連接PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)及筆記本電腦時(shí)一定要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口,也因此每種電腦都可使用PCS數(shù)字電話系統(tǒng),例如最先進(jìn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī),這樣可以更簡(jiǎn)單的進(jìn)行紅外數(shù)據(jù)的通信。此外,在使用該系統(tǒng)時(shí)電腦中不需配備調(diào)制解調(diào)器,所以以前的不能供給高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器工作的手持式計(jì)算機(jī)現(xiàn)在也可以利用無(wú)線形式來(lái)完成通信。科學(xué)的觀察現(xiàn)今紅外通信技術(shù)在各種設(shè)備中的應(yīng)用,我們可以客觀的估計(jì),
7結(jié)語(yǔ)
[關(guān)鍵詞]低碳經(jīng)濟(jì);循環(huán)經(jīng)濟(jì);異同
低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)的熱點(diǎn)話題之一。那么,什么是低碳經(jīng)濟(jì)?低碳經(jīng)濟(jì)與我國(guó)推進(jìn)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)是什么關(guān)系?國(guó)內(nèi)外是在什么背景下提出循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)的?對(duì)諸如此類的問(wèn)題,要有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。本文主要從內(nèi)涵、起源、循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理等方面展開討論。與大家交流。
一、低碳經(jīng)濟(jì)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵異同
循環(huán)經(jīng)濟(jì)術(shù)語(yǔ)在我國(guó)的使用幾乎與國(guó)際同步。“十一五”規(guī)劃明確指出:要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)。2005年7月國(guó)務(wù)院《關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見》;10月,經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),國(guó)家發(fā)改委等六部門啟動(dòng)第一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn),圍繞實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的根本性轉(zhuǎn)變,以減少資源消耗、降低廢物排放和提高資源生產(chǎn)率為目標(biāo),以技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新為動(dòng)力,加快技術(shù)進(jìn)步,加強(qiáng)監(jiān)督管理,完善政策措施,為建立比較完善的循環(huán)經(jīng)濟(jì)法律法規(guī)體系、政策支持體系、技術(shù)創(chuàng)新體系和有效的激勵(lì)約束機(jī)制,制定循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)和分階段推進(jìn)計(jì)劃奠定基礎(chǔ)。在鋼鐵、有色、化工、建材等重點(diǎn)行業(yè)探索循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,樹立一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典型企業(yè);完善再生資源回收利用體系,建立資源循環(huán)利用機(jī)制;在開發(fā)區(qū)和產(chǎn)業(yè)園區(qū),按循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式規(guī)劃、建設(shè)、改造產(chǎn)業(yè)園區(qū),形成一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范園區(qū);探索形成若干發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的示范城市。2008年啟動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)第二批試點(diǎn)。《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》在2009年1月1日正式施行,標(biāo)志循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入法制化軌道。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心是資源的循環(huán)利用和高效利用,理念是物盡其用、變廢為寶、化害為利,目的是提高資源的利用效率和效益,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)是資源生產(chǎn)率。簡(jiǎn)單說(shuō),循環(huán)經(jīng)濟(jì)是從資源利用效率的角度評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源成本。
低碳經(jīng)濟(jì)是一個(gè)比較新的概念,在國(guó)外2003年才提出,使用的概念較多,也沒(méi)有形成共同的認(rèn)識(shí);更主要的是,發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化階段,碳生產(chǎn)率水平明顯高于發(fā)展中國(guó)家,他們的發(fā)展可以擺脫對(duì)高碳能源生產(chǎn)和消費(fèi)的依賴;他們是在解決了局部環(huán)境問(wèn)題(如噪聲)、區(qū)域性環(huán)境污染(如河流污染和城市污染)后,才將重點(diǎn)轉(zhuǎn)到全球環(huán)境保護(hù)這個(gè)議題上。國(guó)內(nèi)提出低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)間更短,雖然媒體和專家的討論很多。但基本是仁者見仁智者見智。對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)還不知所云。雖然基本國(guó)情和發(fā)展階段決定了我國(guó)不得不使用高碳能源,但部分地區(qū)資源耗竭的現(xiàn)實(shí)也說(shuō)明我國(guó)不能再走粗放式的發(fā)展道路了。低碳經(jīng)濟(jì)的核心是節(jié)能提高能源效率、提高可再生能源的比重,減少溫室氣體排放;口號(hào)為地球是我們的唯一家園,保護(hù)全球環(huán)境是人類的共同責(zé)任;統(tǒng)計(jì)指標(biāo)是碳生產(chǎn)率(排放1噸二氧化碳產(chǎn)出的CDP)。因此,低碳經(jīng)濟(jì)是從保護(hù)全球環(huán)境的角度評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境代價(jià)。
總之,可以將發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì),納入資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的范疇。循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)既相互聯(lián)系,又相互促進(jìn)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的結(jié)果可以提高資源(包括能源)效率,也減少?gòu)U物(包括二氧化碳等溫室氣體)排放;反過(guò)來(lái)也是一樣。因此,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)并行不悖,均是我國(guó)建設(shè)兩型社會(huì)的重要內(nèi)容。
二、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)殊途同歸
循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想的形成,與可持續(xù)發(fā)展一樣,有一個(gè)內(nèi)涵不斷深化、認(rèn)識(shí)不斷升華、重點(diǎn)與時(shí)俱進(jìn)的過(guò)程。第一次產(chǎn)業(yè)革命前,人類干預(yù)自然界的能力較低,生態(tài)破壞和環(huán)境污染只是局部性的、小規(guī)模的和不明顯的。工業(yè)革命以來(lái),隨著社會(huì)生產(chǎn)力的迅速發(fā)展,人口的急劇增長(zhǎng),人類社會(huì)活動(dòng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,人類向自然索取的能力越來(lái)越大,自然資源消耗速度加快,廢棄物排放明顯增加,環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成較大威脅。
人類對(duì)于自然資源耗竭的擔(dān)心出現(xiàn)在許多著作中。美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家鮑爾丁1965年和1966年發(fā)表《地球是一艘宇宙飛船》和《未來(lái)宇宙飛船地球經(jīng)濟(jì)學(xué)》兩文,強(qiáng)調(diào)人類要由“牧童經(jīng)濟(jì)”向“飛船經(jīng)濟(jì)”轉(zhuǎn)變,否則地球這一封閉系統(tǒng)內(nèi)的不可再生資源將消耗殆盡。1972年,羅馬俱樂(lè)部發(fā)表《增長(zhǎng)的極限》報(bào)告,提出:“如果讓世界人口、工業(yè)化、污染、糧食生產(chǎn)和資源消耗的現(xiàn)在趨勢(shì)繼續(xù)下去,增長(zhǎng)極限將在未來(lái)一百年的有朝一日發(fā)生。”這份報(bào)告被認(rèn)為是第一次系統(tǒng)地考察了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與人口、資源、生態(tài)環(huán)境和技術(shù)進(jìn)步之間的關(guān)系,特別是自然資源供給與環(huán)境容量無(wú)法滿足外延式增長(zhǎng)的觀點(diǎn),迄今對(duì)人類依然有著警示作用。
從20世紀(jì)60年代起,環(huán)境污染成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。1962年,美國(guó)生物學(xué)家卡遜發(fā)表《寂靜的春天》一書。用觸目驚心的案例、生動(dòng)的語(yǔ)言闡述了大量使用殺蟲劑對(duì)人與環(huán)境的危害,指出生物界和人類所面臨的化學(xué)品危險(xiǎn),敲響了工業(yè)社會(huì)環(huán)境危機(jī)的警鐘。1970年4月22日,美國(guó)舉行要求保護(hù)環(huán)境的大規(guī)模游行,這一天后來(lái)被確定為“地球日”。1972年聯(lián)合國(guó)發(fā)表了《人類環(huán)境宣言》,鄭重聲明只有一個(gè)地球,人類在開發(fā)利用自然的同時(shí),也要承擔(dān)維護(hù)自然的義務(wù)。這次會(huì)議成為人類社會(huì)邁向可持續(xù)發(fā)展的第一個(gè)里程碑。人類通過(guò)對(duì)工業(yè)發(fā)展負(fù)面影響的反思,追求發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調(diào),先采取“末端治理”與控制措施,又轉(zhuǎn)向污染預(yù)防和清潔生產(chǎn)。可以說(shuō),資源的高效、循環(huán)利用和從源頭預(yù)防環(huán)境污染,是循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論產(chǎn)生的最直接原因。
發(fā)展階段也決定了原料來(lái)源需要改變。西方國(guó)家在工業(yè)化過(guò)程中消耗了大量自然資源,礦產(chǎn)資源所剩不多。客觀上要求降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的實(shí)物流量,開展廢物的回收和再生利用,以較少的資源消耗支撐經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。固體廢物快速增長(zhǎng)也要新的管理戰(zhàn)略,這是日本建立循環(huán)型社會(huì)的出發(fā)點(diǎn)。由于大量的垃圾需要處置,日本垃圾填埋場(chǎng)的使用年限急劇下降,新建垃圾場(chǎng)又要占地,一些地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)沒(méi)有地方填埋垃圾的情況。另一方面,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累,垃圾中含大量廢舊物資。如報(bào)廢交通工具、廢舊電子電器產(chǎn)品等,在一些地方“堆積成山”。其實(shí),這是放錯(cuò)地方的、并可回收利用的資源:也正是有了這些不斷增多的廢物,才使資源再生產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為可能。廢物回收和循環(huán)利用,既可以減少原料投入和廢物產(chǎn)生,又可以減少垃圾填埋占用土地,可以收到一舉多得之效。發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)廢物的再生利用,再投入少量的資源生產(chǎn)新的產(chǎn)品,單位GDP的資源消耗強(qiáng)度也大幅度下降,礦產(chǎn)資源等不可再生資源消費(fèi)增長(zhǎng)速率遠(yuǎn)低于GDP的增長(zhǎng)速率,出現(xiàn)所謂的“脫鉤”現(xiàn)象。
與此大致類似,低碳經(jīng)濟(jì)概念的形成和提出背景,可以歸結(jié)為以下三個(gè)方面。
其一,應(yīng)對(duì)氣候變化是低碳經(jīng)濟(jì)提出的最直接和最根本原因。由于人為排放的二氧化碳等溫室氣體,引起全球氣候變暖,反過(guò)來(lái)又影響到人類的生存和發(fā)展。隨著技術(shù)水平的提高和研究的深入,人們對(duì)大氣中二氧化碳(CO2)等溫室氣體濃度升高帶來(lái)的全球氣候變化、氣候變化對(duì)人體健康可能產(chǎn)生的不利影響等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)日益深化。1988年由世界氣象組織(WMO)和聯(lián)合國(guó)環(huán)境署(UNEP)共同成立的氣候變化政府間專門委員會(huì)(IPCC),從科學(xué)證據(jù)、適應(yīng)與減緩、政策措施等方面進(jìn)行全面評(píng)估,2007年第4次評(píng)估報(bào)告。報(bào)告指出:20世紀(jì)后半葉北半球平均氣溫是過(guò)去1300年中最暖的:在過(guò)去100年中世界平均氣溫上升了0.74℃,平均海面上升了17厘米。如果不能扭轉(zhuǎn)這種趨勢(shì),21世紀(jì)末氣溫將上升4℃,海面將上升60厘米。于是,降低生產(chǎn)和生活活動(dòng)中溫室氣體的排放強(qiáng)度、提高碳的生產(chǎn)率,成為一種新的世界發(fā)展潮流和人類的努力方向。
其二,發(fā)達(dá)國(guó)家邁過(guò)了以使用高碳能源為主要?jiǎng)恿Φ陌l(fā)展階段。保持其現(xiàn)有福利水平,可以不依賴高碳能源、特別是煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)了。從化石能源排放的二氧化碳看,如果消費(fèi)1噸標(biāo)準(zhǔn)煤排放的二氧化碳為1個(gè)單位(約2.6噸二氧化碳),則1噸標(biāo)準(zhǔn)煤的石油排放的二氧化碳約為0.7個(gè)單位,1噸標(biāo)準(zhǔn)煤的天然氣排放的二氧化碳為0.4個(gè)單位。即相對(duì)于煤炭,石油天然氣是低碳能源。鋼鐵、水泥等是需要消耗煤炭、石油等高碳能源的產(chǎn)品,又是工業(yè)化和城市化所必需的。因?yàn)闆](méi)有鋼鐵和水泥等物質(zhì)和原材料投入,就建不了高樓大廈,建不了鐵路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施,生產(chǎn)不了以小汽車為代表的工業(yè)品,也就實(shí)現(xiàn)不了工業(yè)化和城市化。相反,以銀行、保險(xiǎn)等為代表的生產(chǎn)型服務(wù)業(yè),能源消耗強(qiáng)度要低得多。發(fā)達(dá)國(guó)家在后工業(yè)化階段,生產(chǎn)的目的主要是滿足人們的生活需求,吃飯、住房等可以不依賴高碳能源的生產(chǎn)和消費(fèi)了。一般的,發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化時(shí)的經(jīng)濟(jì)是以高能耗、高碳排放為主要特征的“高碳經(jīng)濟(jì)”;世界上還沒(méi)有哪一個(gè)國(guó)家是依賴低碳能源實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的。換句話說(shuō),人類的工業(yè)文明是建立在二氧化碳等溫室氣體大量排放基礎(chǔ)之上的,生態(tài)文明尚在探索中。發(fā)展中國(guó)家則處于完全不同的發(fā)展階段,不僅要生活,更要生產(chǎn);提高人民生活水平是一項(xiàng)歷史任務(wù),是第一要?jiǎng)?wù)。因此,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)發(fā)展中國(guó)家而言是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
其三,煤炭、石油等能源危機(jī)是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的內(nèi)在要求。低碳經(jīng)濟(jì),最早出現(xiàn)在2003年英國(guó)能源白皮書《我們能源的未來(lái):創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》中。作為第一次工業(yè)革命的先驅(qū)和資源并不豐富的島嶼國(guó)家,英國(guó)已認(rèn)識(shí)到能源可持續(xù)利用對(duì)于經(jīng)濟(jì)乃至整個(gè)國(guó)家發(fā)展的重要性。英國(guó)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)正從自給自足走向主要依靠進(jìn)口。按目前的趨勢(shì),有關(guān)預(yù)測(cè)認(rèn)為2020年英國(guó)80%的能源將依賴進(jìn)口。從世界儲(chǔ)量看,化石能源還可以開采利用較長(zhǎng)時(shí)間。但也應(yīng)看到,人類使用化石能源的成本越來(lái)越高,技術(shù)要求越來(lái)越強(qiáng)。如果說(shuō)氣候變化還存在不確定性的話,煤炭、石油、天然氣等化石能源的不可再生性則沒(méi)有爭(zhēng)議。而不可再生能源總有用光的一天。這一點(diǎn)。可從發(fā)達(dá)國(guó)家把應(yīng)對(duì)氣候變化的重點(diǎn)放在節(jié)能、開發(fā)利用可再生能源、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)上得到驗(yàn)證。于是,“小的就是美的”、“我們不是給后代留下資源,而是從子孫手中借用了地球資源”、“不僅要滿足當(dāng)代人的需求,還要使我們的子孫后代能夠滿足他們的發(fā)展需求”等可持續(xù)發(fā)展理念,成為全人類的共識(shí)和追求;研究開發(fā)第三代核電技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、太陽(yáng)能風(fēng)能等可再生能源的開發(fā)利用技術(shù)、氫能技術(shù)、電動(dòng)汽車等,成為發(fā)達(dá)國(guó)家加大投入的領(lǐng)域。
總之,無(wú)論是循環(huán)經(jīng)濟(jì)還是低碳經(jīng)濟(jì),都是國(guó)際社會(huì)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式和生活模式的戰(zhàn)略選擇。
三、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)踐及其中的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理
按《中華人民共和國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》的界定,循環(huán)經(jīng)濟(jì)是指在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)過(guò)程中所進(jìn)行的減量化、再利用、資源化(所謂的3R原則)活動(dòng)的總稱。
《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》中界定的減量化,包括源頭減量和末端減量?jī)蓚€(gè)方面。我國(guó)當(dāng)前大力推進(jìn)的節(jié)能減排,包括了這兩個(gè)方面。實(shí)際上,減量化既有絕對(duì)減量,也有相對(duì)減量,核心是效率問(wèn)題。準(zhǔn)確地說(shuō),我們追求的是用同樣的資源能源生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品;或者說(shuō),生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品要消耗更少的資源能源。減量化的做法和例子很多。例如,小汽車原來(lái)用幾噸鋼板,現(xiàn)在的汽車變輕了。我國(guó)實(shí)施的十大節(jié)能工程,推廣的節(jié)能減排技術(shù),都可以起到減少資源消耗、減少?gòu)U物排放的目的。這也是科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。在討論循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念和法律時(shí),對(duì)是否將減量化納入循環(huán)經(jīng)濟(jì),國(guó)內(nèi)有不少爭(zhēng)論。焦點(diǎn)在于,實(shí)現(xiàn)減量化有不同途徑。此外,減量化也有個(gè)度,不能走極端。例如偷工減料,不僅不能鼓勵(lì)還要堅(jiān)決反對(duì)。
按照《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》界定的再利用,包含四個(gè)層次:一是用舊的東西直接利用,相當(dāng)于二手貨,換言之,發(fā)展二手貨市場(chǎng)是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要途徑:二是修修補(bǔ)補(bǔ)再利用,與過(guò)去工廠的修舊利廢大致相當(dāng);三是用壞的東西,換一些零件還可以利用;四是用壞的東西,其中的零件還可以利用。中國(guó)勞動(dòng)人民有勤儉節(jié)約的傳統(tǒng)。再利用的例子舉不勝舉。當(dāng)然,并不是所有的再利用活動(dòng)都是值得鼓勵(lì)的。例如,“黑心棉”、一次性注射器、“五大總成”的拼裝車,以及有毒有害物質(zhì)等,都不能循環(huán)利用。換句話說(shuō),再制造產(chǎn)品、資源再生產(chǎn)品等必須符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn),否則就會(huì)出問(wèn)題,這也是需要政府管理循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要原因。
資源化實(shí)質(zhì)是將廢棄物用作資源,或者說(shuō)。廢棄物的資源化利用。《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》在對(duì)主要活動(dòng)的解釋中,把資源化與再利用放到了一起。事實(shí)上這兩者是有差別的,差別在于物質(zhì)的形態(tài)。準(zhǔn)確地說(shuō),再利用基本沒(méi)有改變?cè)瓉?lái)的物品形態(tài),而資源化的產(chǎn)品基本上看不到原來(lái)的物品形態(tài)了。資源化的做法和例子眾多。我國(guó)在建國(guó)后就開展的資源綜合利用中,礦產(chǎn)資源的綜合利用、粉煤灰利用、煤矸石發(fā)電等,均屬于資源化利用的范疇。又如,國(guó)內(nèi)不少地方進(jìn)行的垃圾發(fā)電,通過(guò)國(guó)際合作將減排溫室氣體額度賣給西方國(guó)家的企業(yè)(所謂的CDM項(xiàng)目),獲得資金或技術(shù),既減少了廢棄物排放產(chǎn)生了環(huán)境效益,又解決了就業(yè)產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,因而屬于利國(guó)利民的、“一舉多得”的好事,是值得大力提倡和推進(jìn)的。超級(jí)秘書網(wǎng)
需要強(qiáng)調(diào)的是,廢棄物的資源化利用需要一定條件,否則就難以實(shí)現(xiàn)資源化利用。如果我們“霸王硬開弓”。單純追求廢棄物的資源化,就會(huì)出現(xiàn)有“循環(huán)”沒(méi)“經(jīng)濟(jì)”的結(jié)果。比如,“垃圾是放錯(cuò)地方的資源”,這種說(shuō)法得到有關(guān)專家的大力推崇。但深究一下,就會(huì)發(fā)現(xiàn)不少問(wèn)題。比如說(shuō),為什么我國(guó)的不少城市還出現(xiàn)“垃圾圍城”現(xiàn)象?為什么外國(guó)還沒(méi)有將這些資源用起來(lái)?因?yàn)閮r(jià)值規(guī)律在起作用。如果利用這些資源的企業(yè)不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,還要連續(xù)投入,這樣的事情是沒(méi)有企業(yè)愿意干的。更廣泛地,如果循環(huán)經(jīng)濟(jì)不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,是難以持續(xù)發(fā)展下去的。
另一方面,不是所有的廢棄物都能資源化的。例如,英國(guó)“瘋牛病”的出現(xiàn)與不適當(dāng)?shù)耐磸U物循環(huán)利用有關(guān)。這一點(diǎn)需要我們特別注意。如果說(shuō)一些廢棄物,如油漆等不能資源化利用僅僅是資源利用效率不高的話,一些廢棄物的資源化,如牛、雞等內(nèi)臟等會(huì)影響到食物鏈,并通過(guò)食物鏈影響到人類本身。一旦出現(xiàn)這樣的問(wèn)題,結(jié)果是難以想象的,2003年“非典”的爆發(fā)已經(jīng)說(shuō)明了這一點(diǎn)。