国内外公路研究现状与发展趋势

国内外公路研究现状与发展趋势（共8篇）

1.国内外公路研究现状与发展趋势 篇一

智慧社区现状与趋势

2016-06-23

随着物联网、云计算及移动互联网等新一代信息技术在社区的应用不断发展，社区将变得更加智慧，赛迪顾问认为智慧社区正处于发展初期阶段，未来发展潜力巨大，智慧化应用将渗透到居民生活的各个方面。

智慧城区（社区）是指充分借助物联网、传感网，涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域，把握新一轮科技创新革命和信息产业浪潮的重大机遇，充分发挥信息通信（ICT）产业发达、RFID 相关技术领先、电信业务及信息化基础设施优良等优势，通过建设 ICT 基础设施、认证、安全等平台和示范工程，加快产业关键技术攻关，构建城区（社区）发展的智慧环境，形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式，面向未来构建全新的城区（社区）形态。

一、智慧社区应用现状

1．物联网技术在社区应用还较少，智慧应用处于初级阶段

为了规范住宅智能化建设，建设部住宅产业化办公室早在1999年12月就出台了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》，智能化小区是智慧社区的前身，主要强调三方面内容，包括安全防范子系统、信息管理子系统、信息网络子系统。为了促进平安城市建设，公安部于2005年提出了3111工程（安防工程），3111工程的推进对于小区安防水平提高起到了显著的促进作用。早期的智能化小区模式实现了设备的自动监控但并未实现自动控制网络与互联网的互联。随着物联网技术的发展，自动抄表、智能家居等物联网应用走进社区，进入家庭，智慧应用逐渐增多，智能家居成为最有潜力的物联网应用领域之一。

近年来，充分融合了物联网技术与传统信息技术的智慧社区解决方案逐渐出现，并在一些发达地区实施。智慧社区典型应用包括智慧家居、智慧物业、智慧政务、智慧公共服务。智慧家居是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的一个家庭信息化网络平台。家庭控制网络通过有线或无线的方式接入因特网（Internet）、公众电话网、广电网、社区局域网等网络，通过家庭网关实现电子信息设备、通讯设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装置及水电气热表（或概称的三表三防设备）的控制与设备间协同。智慧物业利用小区视频监控网络、各种传感器网络及小区宽带网络构成物联网系统，实现智慧的保安消防、垃圾回收清运、停车场管理、日常设备检修与维护、环境监测、电梯管理等智慧服务。智慧公共服务利用信息共享与集成技术，实现社区医疗服务、“一站式”缴费服务、电子商务服务、养老服务。特别是通过智能感知、识别技术使得居家养老和社区养老实现智能化，打破老人独自居家活动的状态，老人的各种诉求被感知：身体健康状况被社区医院和医护人员感知；居家安全和出行安全被社区服务人员和家属感知。智慧政务对部门、科室、社区业务进行科学分类、梳理、规范，创新服务管理模式，提高服务管理的规范化、精细化水平。实现社区一站式服务、社区经费管理、综治维稳、社会救助等社会管理与公共服务职能。

大量结合了物联网技术的社区应用还处于方案或试运行阶段，物联网应用需求的发掘还不充分，智慧社区的发展还处于初级阶段。2．智慧社区应用主要集中在大城市主要社区

智慧城市建设如火如荼，智慧社区成为智慧城市重要建设内容，但由于智慧社区本身代表了一种较现代的生活方式，受建设成本和消费水平影响较大。因此，智慧社区的发展还很不平衡。深圳、上海、广州、北京等各沿海城市、直辖市和各省级中心城市发展较快，智慧社区还主要集中在这些大城市的主要社区。

北京西城区广内街道“智慧社区”社会服务管理平台是智慧社区的一个典型案例，其一期内容包括智慧中心、智慧政务、智慧商务、智慧民生四大部分14个子系统。智慧中心记录了街道所有的人、地、物、事、组织，这些数据精确到了每个社区的每个单位、每个楼门甚至每个井盖。智慧政务借助信息手段，对部门、科室、社区业务进行科学分类、梳理、规范，创新服务管理模式，提高服务管理的规范化、精细化水平。包括社区一站式服务系统、十千惠民系统、社区阳光经费管理系统、综治维稳系统、和谐指数评价系统等。智慧商务是以服务企业为主旨，包括槐柏商圈网、楼宇直通车、惠民兴商一卡通、企业绿色通道等。智慧民生以辖区居民需求为导向，建设面向社区各类专项服务的典型应用，包括虚拟养老院、智能停车诱导、全品牌数字家园、数字空竹博物馆等。

2011年6月，上海投资3000万元建设的首个“智慧社区”——浦东金桥碧云一期改造已完成。实现了智能家庭终端、金桥碧云卡、社区信息门户网站、云计算中心四大基础项目。通过智能家庭信息终端（碧云大管家）实现公共服务信息查询、优惠信息显示、服务预订等功能。通过金桥碧云炫卡绑定商家或社区服务机构的各类信息、直接进行相关费用缴纳、预定、享受个性化服务。社区信息门户网站是居民查看社区内各类信息的互联网窗口，主要功能与“碧云大管家”相对应。同时，基于网站的互动及宣传功能，可将服务辐射至所有人群。云计算中心是整个项目的大脑，因为所有子项目的数据都将通过云计算中心进行交换、处理、存储以及查询。另外实现了智能交通（一期）运用红绿灯违章率监控管理系统、智能环保（一期）通过对现有垃圾桶的改造，当垃圾桶内的货物到达一定的程度的时候（例如90%），自动将相关信息传送到相关管理部门。智能停车场（完成试点工作）通过对停车场管理专利技术的应用，实现对社区内停车场的查找、停车位信息的查询、精确停车位的指导等功能。广州电信与光大花园在广州市海珠区推出“信息家园”社区。在这个社区中，居民可以通过宽带网络和固定电话实现远程遥控开关家电、视频监控家居安全、自主控制电视节目等住宅智能化管理。此外，居民还可以通过114查号台和“信息家园网站”了解居家信息、订购所需商品。目前约有3万家广州企业加入了“信息家园”电子服务网络。

3.智慧社区产品与技术方案尚不成熟

社区智能化产品 “智能化”程度还不够高。在部分安防产品中存在这样的情况:只能在家中无人时，开启防盗报警系统，住户回家后必须关闭防盗报警系统，否则就会发出误报信号。而事实上只要在夜间就需要能够对住宅边界（阳台、窗户等）进行设防，所以一方面要提高产品的智能程度，锁定监控区域，同时还要能够根据环境的需要灵活设置安防系统。另外，探测设备（红外探头等）的可靠性能不理想，无线探测器由于靠电池供电，所以能否及时、准确传送电池欠压状态，是保证系统可靠性的必要条件。

技术方案选择时存在考虑不全面的情况。有的小区区域报警系统采用电话网＋无线前端设备模式，虽然此种方案因为不破坏住户的室内装璜，技术上比较可行。但由于这种方案需要依赖于电话通信网络，及住户通过电话线经电信局交换中继与物管中心连接，住户的每一次报警都要占用电话线路，因而会给住户增加额外的通信费用，物管部门当初没有意识到这一点，没有与电信部门协商，匆匆上马，等到系统调试时才发现问题，从而导致住户的不满。4.智慧社区建设标准与规划缺乏

建设部住宅产业化办公室早在1999年12月就出台了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》，由于该导则和2000年出台的GB50314-2000《智能建筑设计标准》中，都没有详细规定每个系统的设计及施工规范，实施过程中往往只能参照各相关系统的有关标准执行，有的甚至是凭感觉，因而导致工程设计、施工安装、设备选型的随意性较大。例如，住宅内探测器及磁控开关的安装位置及数量，住宅不同部位应选择何种技术类型的产品等。天津市今年出台的《住宅小区安全防范系统》地方标准DB12／125－2001就详细规定了门磁开关及探测器的安装场所、安装位置及设备选型等。另外，系统建成后缺乏相应的验收、测试标准，也没有相关部门组织验收，所以目前急需针对智慧社区的此类技术规范出台，从而更加规范系统的实施。各厂家的相同产品的兼容性、互换性、开放性差，造成住户家中设备种类很多，管理和维护也非常困难，给未来系统的集成与数据共享带来很大困难。

5.缺乏适应智慧化社区管理与服务的人才

智慧社区应用了丰富的现代信息技术，其管理与服务模式与传统社区有很大不同。因此某些重要岗位不是一般人员通过短时间培训能够胜任的，所以社区管理与服务机构特别是社区服务中心与物业管理中心需要配备高素质的技术管理及业务办理人才。通过高素质的人才保障智慧社区软硬件资源最大限度的发挥作用，避免不必要的损失。比如一个安防系统，由于系统管理不善，导致其它人员误操作，使得系统通信参数被修改，致使整个系统瘫痪，而物管人员却不会恢复。这一方面反映了物管部门管理制度不严，同时也说明物管人员的技术素质亟待提高。

二、智慧社区发展趋势

1.技术方面

（1）网络泛在化

随着物联网技术和我国新一代互联网技术的发展，未来社区内网络将无处不在，并将有更高的带宽，必将加强社区的网络功能的发展。通过完备的社区局域网络和物联网络可以实现社区机电设备和家庭住宅的自动化、智能化，可以实现网络数字化远程智能化监控。

（2）系统集成化

社区内信息孤岛将通过平台建设走向集成，这是智慧社区建设的目标和要求。智慧社区将大大提高社区系统的集成程度，信息和资源得到更充分的共享，提高了系统的服务能力。

（3）设备智能化

通过各种信息化特别是自动化技术、物联网技术、云计算技术的应用，不但使居民的信息得到集中的数字化管理，基础设施与家用电器自身的各种基础及状态信息将可通过互联网获取，并可通过互联网对这些设备进行控制，设备间也可通过一定的规则协同工作。通过对各种人、物、事的信息的综合处理，更多的智能化、主动化和个性化服务将出现有社区居民身边。

（4）设计生态化

近几年随着新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等新技术的飞速发展，生态化理念与技术正在深入渗透到建筑智能化领域中，以实现人类居住环境的舒适和可持续发展目标。2.应用方面

（1）智慧应用渗透到居民生活的各个方面

社区的主要构成对象就是住宅与家庭，因此社区信息化应用始终主要围绕着居民日常生活展开，在智慧社区，智慧应用将渗透到居民生活的各个方面。智慧家居将智慧应用延伸到家庭内部，各种电子信息设备、通讯设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装置及水电气热表（或概称的三表三防设备）等连成网络，通过多功能智能控制器、互联网和物联网络可以实现远程控制，各种设备可以与传感器结合，根据环境变化自动变换状态。居民出行也因智慧停车场的出现变得更加快捷，智慧停车场系统统一管理社区辖区内的车辆停放，保持社区辖区内的道路、过道、电梯及扶梯等平面及垂直交通的畅通。居民生活环境也可得到智慧管理，在社区内部安装的环境监测设备，不仅可实施显示社区环境状况，便于业主在社区内安排活动时间，同时可向市环保部门环境监测系统提供数据。可以和市交管信息互通，对一些违章、被盗车辆进行及时处理。通过智能垃圾回收系统，清洁人员定时定点或接到智能垃圾箱报警后及时收集和清运垃圾，保持社区及周围环境的干净、整洁。电子商务、远程医疗与救助服务、一站式政务服务等智慧化服务将不断丰富与完善，使社区社区居民生活方式更加智慧、更加便捷。

（2）对特殊人群的生活保障服务有着强烈需求

因为身体及年龄原因，行动不方便的人群，特别是空巢老人，在当前工作、生活节奏紧张，家人没时间照顾的情况下，非常需要先进技术手段帮他们解决日常生活中遇到的实际问题。在条件允许的情况下，家人也希望能随时随地的了解到他们的生活特别是健康和安全状况，使他们的生活更方面，希望在他们出现健康与安全问题的时候，能及时获得专业医疗或其他服务机构的服务。因此特殊人群非常需要各种简单、自动化的信息化产品，特别像养老服务与信息终端、一站式服务、医疗与紧急求助、遥控、监控等传感类产品，实实在在带给他们很大的方便性。

2.国内外公路研究现状与发展趋势 篇二

近年来人们对微小现象有着浓厚兴趣。微小技术所制作的微小器件能完成许多大系统无法完成的工作。微电子机械系统 (Micro Electro Mechanical System, 简称MEMS) 顺应这一趋势应运而生。MEMS具有对外部世界的感知和执行功能, 还具有信号处理、存储和传输功能。具有微型化、机械电器性能优良、适于批量生产、工作效率高、集成化、多学科交叉的特点。

触觉是生物体获取外界信息的一种重要知觉形式, 是机器人实现与外界环境直接作用的必须媒介。触觉与视觉一样基本上是模拟人的感觉。通过触觉可获知目标物体多种物理信息, 如目标物形状、表面硬度、粗糙度、纹路等信息。

传感器是一种能将物理量、生物量等转换成电信号的器件, 是过程控制系统首要环节, 是自动获得信息重要装置, 是推广和普及计算机应用必不可少器件。MEMS传感器体积小、成本低、灵敏度高, 故在军事和民用等各个领域应用日趋广泛, 如MEMS加速度计、振动传感器和陀螺等。其己成为研究和开发热点。

二、触觉传感技术研究现状与发展趋势

触觉传感系统发展是机器人传感器技术领域中必不可少的部分。全世界现有传感器生产厂家五千多个, 生产产业多达两万多种, 并已形成系列化。三十多年来触觉传感技术研发取得较大进步, 但存在明显不足, 主要表现在触觉传感技术应用和商用化明显滞后和触觉技术研究内容与方法方面不足。原因为基础欠缺与对触觉传感器应用的技术与市场定位不当。基础欠缺主要在机理与材料上。人们对人触觉机理的了解显然不及视觉、听觉。触觉传感器应用定位不当是人们对事物认识受时代局限所致。

相对结构化环境, 非结构化环境更需触觉、依赖触觉, 这使过去在工业自动化中未得到充分发挥的触觉传感器有了一个能充分发挥其特有功能的舞台。机器人触觉传感器主要有检测和识别功能。检测功能包括对操作对象状态、机械手与操作对象的接触状态、操作对象的物理性质进行检测。识别功能是在检测基础上提取操作对象的形状、大小、刚度等特征, 以进行分类和目标识别。机器人触觉融合视觉可为机器人提供可靠而坚固的知觉系统。自80年代以来触觉传感技术虽有较大发展, 但与机器人视觉等技术相比明显落后。目前商品化的视觉传感器已差不多成为机器人系统不可缺少部分。而从工业应用到业余爱好几乎所有机器人依然没有使用真正意义上的触觉传感器。

三、有限元方法在传感器设计中的应用

有限元理论始于50年代, 主要用于结构分析, 80年代随着计算机的快速发展, 有限元技术已渗透到热传导、流体力学、电磁场等各领域, 借助于计算机模拟分析设计, 已解决许多以往无法解决的重大复杂项目、设备的设计、论证。传感器的设计过程中涉及许多力学问题, 以往设计较多依赖个人经验, 大部分设计者仍用材料力学的近似估算法结合个人经验进行设计。而采用有限元技术, 除了可计算传感器灵敏度外, 还可进行传感器整体强度、刚度, 误差分析等, 传感器设计与结构参数优化得到广泛应用。如在接触式电容压力传感器非线性分析中的应用、在PZT压电薄膜微传感器压电分析中的应用等。有限元法在传感器中应用不仅可缩短传感器设计周期、提高工效、减少浪费且可对传感器的模型进行分析, 优化结构模型, 提高传感器精度。由于力敏导电橡胶材料的双重非线性, 传统的工程数值算法运算量较大, 计算结果很难达到精度要求。由于有限元软件的强大处理能力, 划分合适的网格密度, 可得到较高的精度要求。

总结

随着科学技术的飞速发展, 传感器的研究、生产、应用也越来越成熟。MEMS技术推动传感器发展。须承认MEMS还不是一个很完善的学科。它的发展受到诸多其它学科门类的影响和制约。微传感器是MEMS技术应用最成熟的领域。对于我国来说, 微加工工艺是制约MEMS发展的瓶颈, 因此MEMS工艺应该吸引越来越多的研究人员加入并为之努力。目前对触觉传感器的研究技术与其他传感器相比还处于相对落后的地位。

参考文献

[1]李德胜、关佳亮、石照耀、张建辉:《微纳米技术及其应用》, 科学出版社, 2005.1-18。

[2]J.Bryzek.Impact of MEMS technology on society[J].Sensors and Actuators A, 1996, (6) :1-9。

[3]朱健:《MEMS技术的发展与应用》, Semiconductor Technology.2003, 129 (28) :2。

[4]黄惟一、张庆编:《机器人感觉系统》, 南京工学院自控系.1987.9。

[5]肖素艳、车录锋、李薪欣、王跃林:《基于PI衬底的柔性MEMS电容式触觉力传感器设计与制作, 《传感技术学报》, 2008, 21 (2) :280-283。

[6]卞剑涛、颜黄苹、冯勇建:《ANSYS在接触式电容压力传感器非线性分析中的应用》, 《传感器技术》, 2001, (3) :3-6。

3.国内外公路研究现状与发展趋势 篇三

关键词：晶体硅薄膜；CulnSe2薄膜；商业化

中图分类号：TM914.42 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2015）05-117-02

近几年来，光伏市场发展极其迅速，1997年光伏组件的销售量达122Vw，比上年增加38%。世界主要几大公司宣称，近期光伏组件产量将会增加到263.5MW，其中薄膜太阳电池将达到91.5MW，占太阳电池总量的34.7%。快速发展的光伏市场导致许多太阳电池生产厂家力求扩大生产能力，开辟大容量的太阳电池生产线。但目前太阳电池用硅材料大部分来源于半导体硅材料的等外品和单晶硅的头尾料，不能满足光伏工业发展的需要。同时硅材料正是构成晶体硅太阳电池组件成本中很难降低的部分，因此为了适应太阳电池高效率、低成本、大规模生产化发展的要求，最有效的办法是不采用由硅原料、硅錠、硅片到太阳电池的工艺路线，而采用直接由原材料到太阳电他的工艺路线，即发展薄膜太阳电他的技术。

一、晶体硅薄膜太阳电池发展

晶体硅薄膜太阳电池，近年来在国外发展比较迅速。为了使晶体硅薄膜太阳电池达到商业化，努力将实验室结果推向市场，1988年制造出100cm2的薄膜太阳电池，其转换效率为8%。18个月后，其效率在同样面积下达到10.9%，3年半后12kw薄膜太阳电池系统投入市场。1994年底美国加利福尼亚区成功建立了17.1kW硅薄膜太阳电池方阵系统，这个系统电池是利用高温热分解喷涂法制备的。在薄膜电池上覆盖了一层抗反射层，硅薄膜晶粒为毫米级，具有宏观结构特性，减少了兰色和远红外光的响应。

1997年召开的26届IEEE PVSC，14届欧洲PVSEC和世界太阳能大会报道了Uvited Solar Systemn薄膜硅太阳电池，转换效率为16.6%，日本的Kanebo为9.8%，美国NREL提供的测试结果，USSA的Si/SiGe/SiGe薄膜电池，面积为903cm2，转换效率为10.2%，功率为9.2W。

我国晶体硅薄膜太阳电他的研究仍处于实验室阶段。1982年长春应用化学研究所韩桂林等人用CVD法，在系统中采用高频加热石墨，系统抽真空后通氖气以驱除残留气体，加热石墨至所需温度，随即通入混合气体，在1100℃-1250℃下，SiCl4被H2还原，硅沉积在衬底上。研究了多晶硅薄膜的生长规律并对膜的基本物理特性进行研究。1998年北京市太阳能研究所赵玉文等报道了以SiH2Cl2为原料气体，采用快速热化学气相沉积（RTCVD）工艺在石英反应器中沉积多晶硅薄膜。气源为H2和SiH2Cl2的混合物，石英管内配有石墨样品托架，采用程控光源将石墨样品托架加热到1200℃。试验所用衬底为重掺杂磷非活性单晶硅片或非硅质底材。在1030℃下薄膜生长速率为10nm/s，研究了薄膜生长特性，薄膜的微结构，并研制了多晶硅薄膜电池，电池结构为金属栅线/p+多晶硅膜/n多晶硅膜/n++C-硅/金属接触。采用扩硼形成p+层，结深约为1?m，电池面积为1cm2，AM1.5、100mV/cm2条件下，无减反射涂层，电池转换效率为4.54%，Jsc=14.3mA/cm2，Voc=0.460V，FF=0.67。

我国晶体硅薄膜太阳电池研究水平与国际水平相差较大，应加速发展。在廉价衬底上形成高质量的多晶硅薄膜，研究衬底与硅膜之间夹层，用以阻挡杂质向硅膜扩散，并研制出具有较高转换效率的多晶硅薄膜电池，在近期内使其转换效率能达到10%左右，为工业化生产作准备，以期成本能降低到$1/w左右。

二、国内CulnSe2薄膜太阳电池发展情况

我国的CulnSe2薄膜太阳电池研究始于80年代中期。内蒙古大学、南开大学、云南师范大学、中国科学院长春应用化学研究所等单位先后开展了这项研究。1986年长春应用化学研究所用喷涂法制备了C1S薄膜。薄膜具有黄铜矿结构，并制备了全喷涂C1S/CdS太阳电池，电池具有光伏效应。1990年内蒙古大学采用双源法，研制了pin CdS/CulnSe2薄膜太阳电池，经天津电源研究所测试，面积为0.9cm×0.9cm，效率为8.5%。南开大学采用蒸发硒化法制作CulnSe/C北薄膜太阳电池，面积为0.1cm2和lcm2的太阳电池，其效率分别达到7.62%和7.28%，5cm×5cm电他的平均效率为6.67%。

我国该技术仍处于实验室阶段，而且处于较低的水平，投入很少，进展缓慢。因此，急需加快研究和开发力度，加大对薄膜太阳电他的投入，尽快向工业化生产过渡，将薄膜太阳电池作为21世纪优先发展的高科技项目。近期内，对CulnSe2薄膜太阳电池的研制，通过控制Se、In、Cu三元素配比和蒸发速率，以获得重复性好、化学计量比符合要求，具有黄铜矿结构的硒钢铜薄膜，用化学成膜法制备致密和均匀的CdS薄膜，用溅射法制备ZnO薄膜。期望近期内，光伏转换效率能达到10%左右，为21世纪大规模发展Cu1nSe2薄膜太阳电池奠定基础。

三、薄膜光伏的商业化

在过去的几年，世界光伏市场以每年45%的增幅在快速发展，不断有新的公司进入市场，基于CIGS和CdTe的薄膜光伏市场化也取得了进展，并在很多领域广泛应用（包括屋顶计划和建筑物等）。2006年，整个世界范围内薄膜光伏的市场份额小于6%，然而在美国薄膜光伏的市场份额高达44%，这主要得益于位于奥尔良的First Solar和密歇根的United Solar，这2个公司在2006年取得长足进展。 中机院-专注于园区规划、产业研究、产业规划、城市发展规划、投融资服务

世界上很多薄膜光伏公司从事a-Si、CIGS和CdTe的商业化发展，美国也有很多致力于此的公司，在CIGS和CdTe研究方面取得的进展和技术进步足以支持其往兆瓦级的生产转化。在美国有16家公司从事非晶硅和薄硅的商业化进程，很显然，其中的领跑者为密歇根的Uni-Solar，其在2006年产能为60MW，而2007年的产能达到120MW。美国薄膜光伏的快速发展得益于美国国家再生能源实验室（NREL）在多结太阳电池技术上的成就；Applied Material则可提供单结非晶硅和纳米硅叠层太阳电池“交钥匙”工程，迄今为止，已在包括中国、印度、德国、西班牙等世界各地装机超过200MW。目前美国有15家公司采用不同的吸收层沉积技术开展CIGS业务，机会和挑战在这儿并存；同时有8个公司从事CdTe薄膜光伏的市场化运作。

目前世界上有5个公司致力于CIGS薄膜光伏的商业化生产，主要是德国的Wurth Solar、美国的Global Solar、日本本田、日本昭和壳牌和德国的Sulfurcell，其年产量介于5MW至27MW之间。同时有34家公司正在开发CIGS薄膜太阳电池生产技术，采用了约10种不同的吸收层沉积技术。在生产中，不论吸收层是采用共蒸发法还是两步法（如溅射后硒化），在所有技术路线中均采用溅射法制备Mo底电极以及溅射或化学气相沉积法制备ZnO薄膜。

参考文献：

[1] Goetzberger A；Hebling C Photovoltaic. materials，past，present，future [外文期刊] 2000（1/2） DOI：10.1016/S0927-0248（99）00131-2.

[2] Carlson D E；Wroski C R Solar cells using discharge-produced amorphous silicon 1997（06）PeterWurfel；陈红雨，匡代彬，郭长娟.太阳能电池--从原理到新概念[M].北京：化学工业出版社，2009.

4.国内外公路研究现状与发展趋势 篇四

1.1 超声自动检测与无损评价技术研究意义

超声探伤技术作为一种重要的无损检测技术，在现代工业的各个方面都有着广泛的应用，体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检验以及设备服役的各个阶段；体现在新材料和新技术的研究中；也体现在保证机器零件、最终产品的可靠性和安全性上，世界各国对它的研究都非常重视。例如美国为了保持它在世界上科学技术的领先地位，早在1979年的政府工作报告中提出要成立的六大技术中心中，无损检测技术便是其中之一。日本最近制定的21世纪优先发展四大技术领域之一的设备延寿技术中，也把无损探伤放在十分重要的位置。另外，无损探伤技术所能带来的经济效率也是明显的，目前我国的投入不比日本少，而国民生产总值只有日本的三分之一左右，这种现象主要是由于我国产品质量上存在问题而导致大量产品报废所致。据测算，我国不良品的年损失约2000亿元。再者，无损探伤的经济效益还表现在产品的竞争能力上，在无损技术支持下提高产品质量和可靠性，是保证产品进入国际市场的决定性因素之一。例如，日本小汽车生产中30％零件采用无损检测后质量迅速超过美国，市场扩大而严重威胁美国的汽车工业，德国奔驰汽车公司对汽车的几千个零件全部进行无损检测后，运行里程增加一倍，大大提高了产品在国际市场的竞争能力。

铝板在国民生产总值中的地位。由于板材缺陷而导致飞机失效甚至失事的所造成经济损失。

采用自动超声检测能节省人力。

研究超声无损评价技术对铝板的质量控制具有重大的意义。传统的超声检测多是依据检测者的经验对超声回波进行主观的评价。这种方法太主观，检测的可靠性和效率十分有限。随着计算机技术的快速发展，将信号分析与处理技术、成像技术、人工智能技术和自动化控制技术应用于超声检测已经成为国内外研究热点。不仅可以通过图像来展现内部缺陷，而且可以利用现代数字信号处理技术来进行缺陷的定性定量分析和无损评价。

1.2 超声检测技术国内外现状、发展趋势

1.2.1 超声检测方法和技术现状 1)国内现状

国内超声检测技术的主要研究领域可以分为检测方法研究和设备研发。在设备研发方面主要为数字化超声波探伤仪、TOFD超声检测系统、超声成像系统和磁致伸缩超声导波检测系统；在检测方法和技术方面，主要为自动超声检测技术、超声成像检测技术、人工智能技术、TOFD超声检测技术和超声导波检测技术。

2000年以来，国内研究机构和高校主要侧重于超声相控阵技术。例如清华大学的施克仁教授和鲍晓宇博士、电子测试技术国防科技重点实验室利用数字波形相位延时技术，设计实现了多通道相控阵超声检测实验系统，达到了很高的发射延时分辨率[1]。中国石油天然气管道科学院联合上海电气自动化设计研究所等单位，通过对超声波相位控制和电子方法，实现了超声波声束聚焦、偏转。与国外同类产品相比，增加了横向裂纹的扫描检测、三维动态缺陷显示功能。

近年来，国内科研机构开始侧重于研究数字化多通道超声检测技术，并结合自动化控制技术，用于中小型管道类、曲面类构件的无损检测。例如，南京航空航天大学的芮华、徐大专把传统的超声波无损检测技术和先进的虚拟仪器、数字信号处理、嵌入式操作系统等技术相结合，研制了一种新型满足了自动化探伤中高重复频率(>1kbp s)和实时报警等关键性能的要求的数字化超声波自动探伤系统[2]。

国内研究的总体现状是，大多局限于声场理论的探讨和国外已有产品的仿制，缺少新的检测技术、检测方法以及检测系统设计方面的研究。换能器的研制上没有创新，为了达到聚焦和偏转的目的通常只考虑数字延时，几乎都未考虑强度控制。国内外超声相控阵的检测仪器价格昂贵，无法实现可控强度聚焦和偏转。2)国外现状

国内外对超声检测技术的研究已经十分深入，特别是近年来国外对相控阵超声检测技术的研究日趋活跃，例如在造船工业、核工业、航空工业等质量要求高的行业，开始引入超声相控阵技术进行缺陷检测。1.2.2 超声检测仪器现状 1)国内现状

五十年代末六十年代初，国内科研单位进口了波兰产超声仪，并进行仿制生产。目前已经形成自己的研制和生产基地。许多厂家，如广东汕头超声仪器研究所、中科院武汉物理研究所、武汉科声、南通精密仪器、鞍山美斯等公司和研究机构都推出了自己的超声波探伤仪系列产品。其中一些单通道手持检测仪的技术水平也已相当接近国外同类产品的，但数字式多通道探伤仪（用于大型板材的自动化超声波探伤）的研制还基本处于起步阶段。直到1988年鞍山钢铁公司从日本购入了一套二手厚钢板自动探伤设备，在生产中取得了比较好的效果后，带动了国内钢板自动探伤设备的开发。目前国内在大型板材的探伤设备上，已经取得了一定的成绩[3]。例如武汉的中国科学院物理研究所推出的KS-128和KS-64两种型号的探伤系统，以及鞍山美斯探伤设备公司研制的MS-8nB型多通道数字式超声波探伤仪。分别用于在线检测和离线检测。汕头超声电子研制的国产64路检测通道、实现动态聚焦功能的CTS-2108便携式超声相控阵探伤仪，采用开放式结构设计，可随时扩展更多检测通道。虽然也具有线扫和扇扫功能，但还不能达到一次同时多角度检测，与国外产品存在一定的差距。

数字化超声波探伤仪配套机械传动装置构成自动超声检测装置，国内的一些公司已经有相关产品。例如，武汉中科创新技术公司等国内数10家公司生产的便携式和多通道数字化超声探伤仪，通道数多达128个，采样率最高可达100MHz，已经用于无缝钢管、焊接钢管、火车车轮、石油钻杆和汽车关键部件的自动化检测。

国产超声探伤仪在自动化和智能化方面与国外仪器还有较大差距。国产超声波探伤仪扫描范围较小，测量还不是很精确。此外，对于大规格高性能铝合金厚板全面积探伤成套设备，目前国内尚没有成熟的产品可供选用，而英国Ultrasonic Sciences公司的厚板水浸探伤成套设备（如图1）技术成熟，已经成功应用于铝合金厚板缺陷检测。

图1英国UltrasonicSciences公司生产的水浸探伤系统

2)国外现状

国外公司如GE检测科技、R/DTECH、西门子、IMASONIC等已推出商业化便携式超声相控阵检测设备和大型超声相控阵检测系统。例如GEPhasorXS型相控阵超声探伤仪可以一次同时多角度检测，可随意切换常规超声和相控阵模式。使用相控阵模式时，PhasorXS的扇形扫描功能大大提高了缺陷检测能力，只需要进行一次扫查，就能覆盖大面积的检测区域，大大提高了检测工作的效率。操作人员无需更换探头或楔块，就能方便地利用一个探头达到多个角度和聚焦深度。

数字式超声波检测仪器的发展速度极为迅速，其探伤效率和探伤速率都有质的飞跃。国际上处于领先地位的超声探伤仪器生产商有：美国Panametrics公司、美国PAC公司、美国GE公司、德国Krautkraemer公司、英国Sonatest公司、英国UltrasonicSciences公司、法国SOFRATEST公司等。美国Panametrics公司产的EPOCH4PLUS数字式超声探伤仪是手持便携式的，操作简便，扫描范围广，可达到1-10000mm，频率范围大，模拟带宽可达到25MHz，测量精度高。德国Krautkraemer公司超声波探伤仪USN60是自动扫查系统的便携式超探仪，它集模拟性能与数字优点于一身，在金属中的扫描范围可达到27940mm。德国KrautKraemer公司生产的USD10型智能超声探伤仪能实现自动探伤和显示缺陷的位置和数值。

缺超声自动系统 1.2.3 超声无损评价技术现状 1)国内现状

针对在目前工业生产的超声检测中缺陷难以定性的问题，国内一些科研单位已经开始了超声无损评价技术的研究，并取得了一定的进展。超声无损评价技术主要涉及噪音信号的去除、特征提取和智能识别缺陷。例如，南昌航空工业学院的卢超、邬冠华和吴伟在分析仪器电噪声，材料散射噪声和缺陷回波的小波变换特性的基础上，提出一种用一个尺度间变化的门限阈值来抑制噪声回波的小波变换系数再重构检测回波的方法提高信噪比[4]。浙江大学的车红昆、项占琴、程耀东提出一种基于小波包变换时频邻域统计特征的自适应消噪方法，能有效提高信号的信噪比以及不同类型缺陷信号之间的可区分性，并抑制波形失真和信号的能量衰减[5]。

中国矿业大学的弓乐、曹康和吴淼采用小波变换、小波包变换和动态包络等方法对超声回波信号进行降噪和特征提取，利用多种神经网络对缺陷进行分类，建立了一套金属材料超声探伤缺陷分类辅助系统，具有采集金属材料中缺陷回波数据、降噪、特征提取和智能识别缺陷等主要功能[6]。华南理工大学的陈国华引入小波分析和人工神经网络技术进行缺陷深度的智能识别，构造了智能识别实验系统，实现了裂纹型缺陷的智能识别和缺陷智能定量识别[7]。但是系统需要建立了数字超声探伤缺陷样本库，在样本库中收集有各类缺陷的多种样本，因此样本的完备性很大程度决定了缺陷识别的准确性。训练样本量的多少和训练样本的涵盖范围会直接影响到神经网络的推广能力。

目前超声波检测的声学理论基础还主要停留在固体中少数规则缺陷（如球体、圆柱体、无限槽缝等）对超声波的反射、固体中的晶粒对超声波的散射，但超声波检测更重要的是根据已测得的散射情况推断工件内部存在着什么样的缺陷。2)国外现状

目前，作为提供智能识别方法之一的人工神经网络在超声检测中得到了广泛应用。国外研究机构在定性识别方面都开展了大量的研究。例如，Masnata及其合作者制造出了135个裂纹、夹渣等人工缺陷，采用Fisher判别方法对超声检测得到的参数进行处理，选择了波形的上升时间、下降时间、持续响应等16个量作为神经网络输入，准确地实现了对三种缺陷的分类识别[8]。

1.3 超声检测技术国内外发展趋势

超声无损检测诊断技术正向快速化、标准化、数字化、程序化和规范化地方向发展，其中包括高灵敏度、高可靠性、高效率的检测诊断仪器和检测诊断方法，检测诊断和验收标准的指定，检测诊断操作步骤的程序化、实施方法的规范化等。

目前国内外已经诞生了多种数字化便携式探伤仪，然而自动化超声波探伤系统仍以多通道模拟方式为主。这类仪器可靠性差，检测精度不高，操作不便，存在的问题有模拟闸门报警方法的虚警和漏检概率很大，检测性能达不到实际使用要求，各通道之间参数的离散性大，不便于采用工业探伤标准；对波形的处理、存储困难，不利于探伤结果的保存和分析，因此采用数字化检测技术是必然的趋势[2]。

现代超声无损检测技术正在向着数字化、自动化、智能化和系统化方向发展，材料缺陷检测中定位、定性、定量的可靠性将不断得到提高[9]。世界无损检测技术发展趋势是广泛采用计算机和信号处理技术来提高无损检测技术的可靠性[10]。超声无损检测技术逐步从NDI和NDT向NDE过渡。超声波无损探伤是初级阶段，它的作用仅仅是在不损害零部件的前提下，发现其人眼不可见的内部缺陷。以满足工业设计中的强度要求。而超声无损评价是超声检测发展的最高境界，不但要检测缺陷的有无，还要给出材质的定量评价，也包括对材料和缺陷的物理和力学性能的检测及其评价。

近年来，国内外在超声探伤技术方面的研究与应用有如下趋向：

1)由定性探伤向定量探伤和直接显示缺陷的图像发展。经过上个世纪的科研积累，以及计算机图像科学的发展，现在由定性地判断缺陷的有无发展为对缺陷的位置、大小、形状、性质进行定量判断，并且利用各种成像技术直接显示缺陷的二维、准三维图像。2)把信号处理领域的新成果引入到超声信号的处理中，如各种快速计算技术，分离谱处理，小波分析等方法，使得超声探伤的准确性和快速性大大提高。3)把超声探伤技术与自动化技术与人工智能相结合，向在线自动探伤和仪器的智能化发展，其中非接触超声探伤技术将有突破性进展。

4)超声探伤和断裂力学相结合，对于重要工程构件的寿命进行评价。由于机械结构裂纹缺陷的产生、扩展往往伴随着复杂的应力变化，实现精确检测，超声检测可用于金属起始裂纹检查。

5)超声探伤和原子尺度材料缺陷的孕育与纳观材料缺陷相联系，对被检对象中缺陷的类型、尺寸、形状、取向等加以检测。

6)超声探伤和材料的物性评价相结合，在新材料的设计、加工和工程应用中迅速得到发展。7)把无损检测技术直接运用在机器生产的每一步，以便能够实现在线检测和实时监控。极大提高工业自动化程度的提高。

8)自动化超声波探伤系统仍以多通道模拟方式为主转为以多通道数字化超声检测为主。（？？？）

1.4 知识产权状况及相关技术标准的分析

参考文献

5.国内外公路研究现状与发展趋势 篇五

综合训练一

《国内外机械安全发展现状与趋势》

指导教师：XXXXX 专业班级：安全1X-X班 学生姓名：周洋

学生学号：0000000000 国内外机械安全发展现状与趋势

周洋

（辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院 辽宁 葫芦岛 125105）

摘 要：随着社会的进步,安全问题越来越受到人们的重视。在整个安全领域中,机械安全问题非常突出,机械事故的表现形式多样。据资料介绍,全世界机械事故约占事故总数的1/3左右。但是，各国的机械安全技术及管理都处于发展中状态。本文立足于阐述机械安全基本概念，对比国内外机械安全的发展现状，围绕中国共产党十九大报告作出对安全生产的要求及“新时代”特点对机械安全的发展趋势作出展望。关键词：机械安全；发展现状；安全生产；十九大

Current Situation and Trend of Machinery Safety Development

at Home and Abroad

ZHOU Yang（Liaoning Technical University School of Safety Science and EngineeringHuludao City, Liaoning Province

china 125105）

Abstract: With the progress of society, the security problem becomes more and more attention.In the field of security, mechanical safety problem is very prominent, the various forms of mechanical accident.According to the data, the world machinery accidents accounted for about the total number of accidents about 1/3.However, the mechanical safety technology and management of all countries in the development of the state.This paper is based on the basic concepts of mechanical safety, comparing the present development situation of domestic and foreign machinery safety, around nineteen report to the Communist Party of Chinese machinery safety development trend of production safety requirements and characteristics of “new era” outlook.Key words: machinery safety;development status;safety production;the 19th CPC National Congress

0 引 言

景，对于推进我国机械安全的发展具有十分

国家要发展、要强盛，需要强大的国民生重要的意义。产力，而这一切的基础就是机械发展。随着机械安全 机械制造水平的不断提高，生产所需的机器设备越来越先进，生产过程的自动化程度大1.1 机械安全基本概念 幅度提高，从而大大提高了生产效率，这就

机械安全是从人的需要出发，在使用机械使得生产工艺和设备变得复杂，在生产过程的全过程的各种状态下，达到使人的身心免中易发生某些不期望、无意的，造成人的生受外界因素危害的存在状态和保障条件。命丧失、生理伤害、健康危害、财产损失或

机械的安全性是指机器在按照预定使用其他损害和损失的意外事件。因而，机械安条件下，执行预定功能，或在运输、安装、全变得极为重要。但是，将机械安全作为一调整等时不产生损伤或危害健康的能力。门技术甚至一门学科来对待来研究是20世1.2 由机械产生的危险

纪60年代以后的事情。因此，研究机械安

由机械产生的危险，是指机械本身和在机全的现状和发展趋势，展望未来的发展前 械使用过程中产生的危险，可能来自机械自身、燃料原材料、新的工艺方法和手段、人对机器的操作过程，以及机械所在的场所和环境条件等多方面。存在于机械设备及生产过程中的危害因素涉及面很宽，既有设备自身造成的危害，又有材料和物质产生的危险，也有生产过程中人的不安全因素，还有工作环境恶劣、劳动条件差等原因带来的灾害，表现为复杂、多样、动态、随机的特点。有些单一危险看起来微不足道，当他们组合起来时就可能发展为严重危险。1.3 机械安全设计

机械安全设计的思想是在设计时尽量采用当代最先进的机械安全技术，事先对机械系统内部可能发生的安全隐患及危险进行识别、分析和评价，然后再根据其评价结果来进行具体的结构设计。这种设计是力图保证所设计的机械能安全地度过整个生命周期。

机械安全技术与传统的机械设计及安全工程设计方法想比，主要体现在以下几个方面：

（1）系统性。它自始至终运用了系统工程的思想，将机械作为一个系统来考虑。（2）综合性。机械安全设计综合运用了心理学、控制论、可靠性工程、环境科学、工业工程、计算机及信息科学等方面的知识。（3）科学性。机械安全设计包括了机械安全分析、安全评价与安全设计。机械安全技术既全面又综合地考虑了各种影响因素，通过定性、定量的分析和评价，最大限度地降低了机械在安全方面的风险。国外机械安全发展现状

2.1 美国机械安全的发展

机械是一种古老的装置，人类已经使用了几千年。但是，将机械安全作为一门技术甚至一门学科来对待来研究是20世纪60年代以后的事情。这主要与科学技术的发展有关。机械安全技术源于机械故障诊断技术，美国是发源地。在真正意识到机械安全的重要性后，美国于1967年4月成立了机械故障预防小组（Mechanical Fault Prevention Group,MFPG），开始专门研究机械故障。在其影响下，美国的ASME、EPRI等著名组织

与机构开始仿效，成立了专门的机构从事机械故障方面的研究并开展学术交流活动。2.2欧洲机械安全的发展

机械安全技术法规与标准也是机械安全技术的一个重要组成部分。标准化工作历来是推广应用先进的科学技术的重要保障。为了推动机械安全技术，欧洲共同体理事会于1985年与欧洲标准化委员会（CEN）达成协议，由CEN负责机械安全标准的制定工作。为了完成这一任务，CEN专门建立了23个有关机械安全的标准化委员会，另外还有将近40个技术委员会的工作与机械安全工作有关。这些标准化技术委员会先后一共制定了600多项机械安全方面的标准。此外，欧洲共同体理事会还专门制定了有关机械安全方面的法规，有力地推动了机械安全学科的发展。

在欧共体的带动下，国际标准化组织（ISO）与CEN先后签订了《技术信息交换协议》、《技术合作协议》，并于 1991年1月成立了“机械安全技术委员会”（即ISO/TC199）。国内机械安全发展现状及趋势

3.1 国内机械安全形势

改革开放以来，我国机械工业以年均超过20％的速度高速发展，无论产业规模还是增长速度，均处于各行业前列。但也由于机械工业生产设备、设施种类多样，工艺流程繁简不一，生产制造过程危险因素较多，易发生安全事故，特别是与冲压、剪切、木工等危险性较大的机械设备相关的重伤事故频发，从而严重危害了从业人员的身心健康。据对安全生产事故伤亡人数统计表明，近年来机械工业全行业因安全生产事故死亡每年1000余人，各种伤害性事故，如砸伤、烫伤、断指等更是数不胜数。机械工业死亡总人数在全国排在煤炭和建筑行业之后，是日本同行业的50倍。

3.2 机械安全科学还没有真正形成

安全科学技术非常重要,已成为人们的共识。我国的国家标准已将安全科学技术列为一级学科；我国目前已有安全科学技术方面的学术团体,其权威组织是中国劳动安全保护技术学会,它所主办的学术刊物被公认为是我国目前安全领域最权威的刊物；我国已有近40所大学开设了安全专业。但是,作为安全科学技术学科的一个非常重要分支，即机械安全,在我国还没有真正引起有关领导和专家应有的重视。

目前,我国专门从事机械安全研究的人员,无论是数量还是质量都很难令人满意。大学里的安全工程专业目前几乎没有开设专门的机械安全课程,绝大多数的安全专业毕业生从本科生、硕士生到博士生真正从事机械安全工作的人很少,真正从事机械安全研究的安全专业教师也不多。此外,目前我国机械安全研究人员尚未形成合力,处于各自为政的状态。力量的分散,导致机械安全学科发展速度缓慢。严格地讲,迄今为止,我国机械安全学科还没有真正形成。这从根本上严重地制约和影响了机械安全科学的健康发展。3.3 企业领导不重视机械安全工作

制造业是国民经济的支柱产业之一,而机械工业又是制造业的基础。所有的制造企业(包括部分商业企业)都有大量的机械设备,机械设备工作的好坏直接影响到企业甚至是国家的经济效益。所以,机械安全科学技术是制造业赖以生存和发展的基础。从理论上讲,制造类企业都应该配备有一定数量和质量的专职的机械安全技术人员。但是,事实上, 我国目前众多企业,别说配备有专职的机械安全技术人员,就连安全技术人员也没有专职的;有些企业虽设有专职人员,但这些人员的素质都不高,很难胜任工作。这种情况在我国的企业中普遍存在。其原因是相当多的企业领导没有充分认识到安全工作的重要性。他们没有把安全看成是一门科学,没有意识到从事安全科学技术的工作人员是应有素质要求的。

3.4 国内机械安全发展趋势

2017年10月18日，中国共产党第十九次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。习近平代表第十八届中央委员会向大会作报告。党的十九大报告作出中国特色社会主义进入新时代的重大判断。围绕这个重大判断，党作出的各项部署都体现出“新时代”的特点，其中对安全生产的阐述、要求，习

近平指出：树立安全发展理念，弘扬生命至上、安全第一的思想，健全公共安全体系，完善安全生产责任制，坚决遏制重特大安全事故，提升防灾减灾救灾能力。

为了深入贯彻落实党的十九大所作出的对安全生产的要求，并体现出“新时代”的特点，我国安全生产工作将会得到进一步的发展，安全科学技术也会得到进一步的提升。由于机械安全是安全生产的重要方面，机械安全将会在我国得到重视，相信不久便会从安全科学这个学科中分支出机械安全，各个机械制造业企业也会招聘专门研究机械安全的人才。机械安全在我国应用前景十分广阔。总结

目前，我国对安全生产的关注重点主要集中于易发生群死群伤的煤炭和建筑行业，可国家对这两个行业都制定了较为完善的、数量众多的安全生产技术标准、设计规范。对机械工业等行业的安全生产管理尚处于相对重视不足的地位，但在中国共产党十九大报告作出对安全生产工作的要求后，国家安全监管总局局长王玉普在全国安全监管监察系统学习贯彻党的十九大精神视频会议上强调：“以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，凝心聚力扎实推动安全生产工作水平。”而机械工业死亡总人数在全国排在煤炭和建筑行业之后，机械安全也将在我国得到重视。围绕“新时代”特点，制定并完善全国性、权威的机械工业安全生产技术标准、设计规范，强制性地提升本质安全，具有十分重要的现实意义。

参考文献：

[1]段红升.工程机械安全管理之我见[J].筑路机械与施工机械化，2001

[2]赵树华.电力工程施工“过程管理”实施纲要[J].电力建设, 2005,(02)

[3]袁鲁峰.建筑施工安全管理分析[J].中国新技术新产品，2009（9）

[4]施宝印.论工程机械的安全管理问题[J].科技与管理，2009（3）

6.国内外公路研究现状与发展趋势 篇六

我国人均耕地为世界平均水平的（27%）

长江流域冬季采暖能耗较低的原因不包括（采暖能源供应较少）

我国2020年的用能规划中，用能最少的是（交通）

世界上人均建筑面积最多的国家是（美国）

我国能源供应状况里，生产量逐年减少，需要依靠进口的是（石油）

多选题

第1题

面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立（ACD)的生态文明理念。

A.尊重自然

B.控制自然

C.顺应自然

D.保护自然

第2题

采用生态文明的发展模式，需要以自然界能够提供的上限为约束条件，下列属于自然界能够提供的上限的有（ABCD）

A.土地资源

B.水资源

C.能源资源

D.环境容量

第3题

中外建筑能耗巨大差别的原因主要有（ABCD）

A.建筑通风的风机能耗

B.运行时间/天

C.空调系统结构

D.空调系统的运行方式

判断题

目前全球碳排放量304.9亿吨，中国碳排放为全球第一，占22.3%，人均碳排放量已超过世界平均水平。（正确）

我国南北方水资源情况中，北方主要是水体总量不足，南方主要是水质性缺水。（正确）

7.国内外农机自动化现状与发展趋势 篇七

1 现状

1.1 国外

近年来, 国外农业自动化飞速发展, 农业机械设计正向高速、宽幅、大功率和舒适的方向发展。自动化控制技术在农业机械上的应用已相当普及, 一些著名厂商已把自动控制、信息处理、全球定位系统、激光和遥感等现代尖端技术与装备应用于农业机械。如一种农用激光平地机就是利用激光调平传感微机处理技术, 经一次地面平整作业即可成形, 且能达到“寸水不露泥”的精度。美国约翰·迪尔公司所生产的水稻联合收割机, 就安装有一套精密的作业系统。该系统能提供产量或收获量、湿度及待收获作物总质量等信息, 能精确测量粮食升运器顶部的谷物流量及实时的产量数据, 能分别对分离、滚筒转速、割台升降、割台倾斜和停车制动安全等装置进行实时快捷地监测与控制。该机还装备了全球卫星定位系统和示差定位信号装置, 可快速确定出机器所处位置[1]。

随着现代化科学技术的飞速发展, 机器人技术正越来越被世界各国所重视。1994年, 美国机器人的年产量为16 480台, 日本有机器人生产厂家300多个, 生产的机器人占世界总拥有量的60%。农业机器人已被广泛应用到各个领域。

(1) 1994年, 日本生物系特定产业技术研究所推进机构开发的蔬菜、果树用无人驾驶少量农药喷洒机, 利用地磁方位传感器来检测喷洒机的行走方位。

(2) 日本研究出棒状传感器检测秧株, 靠离合器接通和断开实现转向自动控制的联合收割机。

(3) 日本京都大学研究出利用机械式传感器检测犁耕地的壁面, 控制拖拉机的行走方位[2]。

1.2 国内

由于历史、观念和技术等方面原因, 我国传统农业机械与发达国家相比有很大差距, 已远远不能适应农业的科技进步。近些年来, 自动化研究逐渐被人们所认识, 自动控制在农业上的应用越来越受到重视。如把计算机、微处理和传感技术与检测、信息处理技术结合起来, 应用于传统农业机械, 极大地促进了产品性能的提高。我国农业部门, 总结了一些地区的农业自动化先进经验 (如台湾地区的农业生产自动化、渔业生产自动化、畜牧业生产自动化及农产品贸易自动化) 开发与应用情况[3], 同时也汲取了国外的先进经验、技术。如日本的4行半喂入联合收割机, 就是计算机控制的自动化装置在半喂入联合收割机[4]上的应用。又如, 英国通过对施肥机撒播肥料的动力测量, 来控制肥料的精确使用量[5]等。这些技术和方法, 使我国农业机械的自动化装置得到了补充和新的发展, 从而形成了一系列适合我国农业特点的自动化控制技术。

(1) 已有的农业机械及装置部分自动化控制。自动化技术提高了已有农业机械及装置的作业和操作性能, 浙江省把自动化技术应用于茶叶机械上, 成功研制出6CRK-55型可编程控制加压茶叶揉捻机, 它利用计算机控制电功加压机构, 能根据茶叶的具体情况编制最佳揉捻程序, 实现揉捻过程的自动控制, 是机电一体化技术在茶叶机械上的首次成功应用[4]。①拖拉机。在农用拖拉机上, 已广泛使用了机械液压式3点联结的位调节和力调节系统装置, 现又在开发和采用性能更完善的电子液压式3点联结装置。②施肥播种机。根据行驶速度和检测种子粒数, 来确定播种量是否符合要求的装置以及将马铃薯种子切割成种块后的播种装置等。 (③谷物干燥机。是不受外界条件干扰、能自动维持热风温度的装置, 停电或干燥机过热引起火灾时, 自动切断燃料供给的装置[6]。

(2) 微灌自动控制技术。我国从20世纪50年代就开始进行节水灌溉研究与推广, 1992年, 全国共有节水灌溉工程面积1 330 hm2, 其中喷灌面积80 hm2, 农业节水工程取得了巨大进展。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段, 高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用。采用遥感遥测等新技术监测土壤墒情和作物生长情况, 对灌溉用水进行动态监测预报, 实现灌溉用水管理的自动化和动态管理。在微灌技术领域, 我国先后研制和改进了等流量滴灌设备、微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、压力补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等, 总结出了一套基本适合我国国情的微灌设计参数和计算方法, 建立了一批新的试验示范基地。在一些地区实现了自动化灌溉系统, 可长时间地自动启闭水泵和按一定轮灌顺序进行灌溉。这种系统, 应用了灌水器、土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器、雨量传感器以及电线等。

(3) 自动控制技术在精准农业中的应用。精准农业是在传统农业与农业装备技术上, 运用高新技术进行农业生产的管理。精准农业较传统农业其先进之处主要是应用了全球定位系统 (GPS) 、地理信息技术、计算机控制技术和专家与决策知识系统, 实现农业生产的定位、定量和定时, 做到精耕细作。把电子技术、微电子技术和通信技术紧密结合起来, 采用现代方法进行自动化监控和管理非常必要, 如在渠系、灌水和泵站等方面实现自动化监控与管理等。目前, 农业自动化正向智能化方向发展, 进一步发展精准农业重点要发展节水、节肥精准农业技术体系的自动化控制, 实施精准灌溉、精准施肥, 提高水资源和化肥资源的利用率。精细设施农业, 主要发展以温室为主的自动控制系统智能化, 从而降低成本、提高作物产量、提高农产品品质, 这有助于我国农业资源的高效利用和农业环境保护, 是发展可持续农业的重要途径。计算机视觉技术是一个相当新且发展十分迅速的研究领域, 日本、美国等发达国家已在农业计算机视觉技术方面进行了广泛而深入的研究, 如农业种子资源管理、获取作物生长状态信息、农产品自动收获以及农产品品质鉴定等。英国开发研制的采摘蘑菇机器人, 在定位蘑菇采摘点和测量时, 已经利用了计算机视觉和图像处理技术。计算机视觉技术在我国农业生产和农业现代化方面已开始应用, 但在设施农业、虚拟农业中的应用尚处于起步阶段, 应进一步加强、加快该领域的研究与应用。

2 结论

我国农业自动化已在设施农业中的温室自动化控制、排灌机械自动化和部分农业机械装置自动化等方面得到一定的发展, 尤其精准农业的发展越来越得到重视。电子技术和计算机技术的迅速发展, 推动了农业机械向自动化方向发展。随着智能化技术的发展, 人工智能将是21世纪农业工程发展的重点, 各种农业机器人或智能化系统将在农业自动化控制中不断涌现, 继续推动和实现农业自动化, 是农业机械化工程技术工作者所面临的长远课题和挑战, 并进一步促进农业自动化控制技术向智能化技术发展。

摘要：本文简要回顾了国内外农业机械自动化现状, 分析了我国自动控制技术在农业机械自动化中的现状及存在的主要问题, 探讨了我国农业机械自动化发展趋势, 对以后农业机械自动化产品改进、完善以及自动化的开发提出了新思路。

关键词：自动控制,农业自动化,综述,农业机械

参考文献

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[2]晏国生.计算机在农机化管理中的应用[M].北京:清华大学出版社, 1998.1～6.

[3]陈兆育.台湾农业自动化技术的开发与研究[J].台湾农业探索, 2001, (2) :25～25.

[4]杨振宇, 夏狄刚, 金岳明.现代化农业自动化[J].中国农机化, 2001, (2) :46～47.

[5]金衡模, 高焕文, 王晓燕.农业机械自动化的现状与推进模式[J].中国农业大学学报, 2000, 5 (2) :45～47.

8.国内外公路研究现状与发展趋势 篇八

关键词：残膜；残膜回收机；现状；发展趋势

中图分类号：U418.31 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）04-0029-03

地膜覆盖栽培技术是一项提高作物单产切实可行的技术，在国内外应用都非常广泛。随着该技术大面积的应用，地膜使用后若不能及时回收，就会造成残膜污染，对土壤的土质、作物的生长环境及周边环境造成一定的破环，严重时土地将不能再进行种植作业[1]。我国于20世纪80年代初期开始研究残膜回收机械，经过多年努力，已研制出残膜回收机160多种。然而，从整体上看， 残膜回收机械的推广使用还不尽如人意，需要进一步研究解决。

1 残膜回收方法

通常将使用后失去效用的地膜称为残膜。根据作物的种类、种植地区和作物生长时期，将残膜回收分为苗期残膜回收、作物果实收获后残膜回收和春季播种前残膜回收。目前，国内外回收残膜的方法主要有以下3种[2]。

1.1 人工回收

人工回收残膜劳动强度大，效率低，只能将地表面看得见的残膜捡起，不能对埋藏在土壤里的残膜进行回收。人工回收是20世纪70年代前采用的一种残膜回收方式，由于难度较大，此方式在残膜回收机械出现后逐渐被淘汰。

1.2 降解膜

降解膜出现较晚，是为适应社会对于环境保护的需要而产生的一种新型地膜，其主要由生物降解母料与塑料粒子母料混合生产而成，分为玉米淀汾基生物降解地膜与马铃薯淀汾基生物降解地膜。生物降解是利用自然界中的微生物对地膜的作用达到降解。目前，降解膜的价格较高，在今后一段时间内很难在国内进行大面积推广。

1.3 机械化回收

由于人工回收及降解膜2种残膜回收方法存在着很多缺点，因而国内外通常采用机械化回收方式进行残膜回收作业。这种方法具有效率高、成本低等优点，并且根据我国目前的科技水平和经济条件，在很长的时间内仍然会大量使用塑料薄膜，因此，机械化残膜回收是目前最有效的方法。

2 国内残膜回收机械发展现状

由于种植模式和自然条件的不同，我国使用的地膜比国外的地膜薄，强度低。目前我国残膜回收机根据收膜部件工作原理的不同，可分为弹齿式、伸缩杆式、齿链式、气力式、卷辊式和铲式等多种形式；根据作业时期的不同，可分为作物苗期残膜回收、作物果实收获后残膜回收以及春季播种前残膜回收。残膜回收效果较好的有以下机型[3]。

1） 农八师134团和新疆兵团农机推广站设计的CSM-130B型齿链式收膜机。该机主要由起膜机构、脱模机构和集膜机构组成，在作物灌头水之前回收地膜。作业时，由中小型拖拉机带动，起膜机构的齿链将苗行中的地膜强行抓取，采用无心圆捆卷膜，卸膜方便。

2） 新疆农科院农业机械化研究所设计的MSM-3型苗期残膜回收机[4]。该机主要由起膜轮、送膜叶轮、卷膜辊、收边模装置构成，与中小型拖拉机配套使用。作业时，由起膜导轨将土壤中的地膜铲起，随后起膜轮的轮齿将地膜穿透并将地膜向上输送，最终将地膜整齐地卷到卷膜辊上，完成收膜作业。

3） 内蒙古商都牧机厂设计的1MC-70型地膜回收起茬机[5]。该机主要由起膜铲、输送带和滚筒组成。在完成起茬的同时，将土壤中的残膜一同铲入旋转滚筒，随后进行土茬分离和膜土分离，最后将根茬和残膜一起回收，其残膜回收率较高，但回收后的根茬和残膜不易分离。

4） 黑龙江省东北农业大学研制的QS-2型残膜回收机。该机主要由机架、收膜链轮、缠膜辊筒、地轮和传动系统构成，由中小型拖拉机牵引。作业时，由作业机地轮带动收膜弹齿工作，结构比较简单，残膜回收率高。但该机有一个便于脱膜的曲线滑道，加工制造成本较高，也无法实现残膜与杂草的分离。

5） 中国农业机械化科学院研制的残膜回收整地联合作业机。该机主要由机架、传动装置、捡膜齿杆，偏心脱膜滚筒、驱膜轮、集膜箱等部件构成，与45 kW左右的轮式拖拉机配套使用，可以进行整地和残膜回收2项作业。该机整地效果较好，工作效率高，但残膜回收效果并不理想。

6） 新疆农垦科学院和塔里木大学共同研制的1QZ-3900清田整地联合作业机。该机主要由机架、传动系统、起膜铲、膜土分离装置等装置组成，在春季播种前，可一次性完成残膜回收和整地2项作业。作业时，起膜铲将土壤内深14 cm内的土壤、根茬和残膜一同铲起，由膜土分离装置的振动筛将残茬、残膜与土壤分离并输送到集膜箱。该机的缺点是土壤铲耗费功率较大，与地面机械冲击也大。

3 国内残膜回收机械存在的主要问题

我国研究残膜污染治理技术已有多年，国内虽然研制了许多种机型，但大多数残膜回收机回收残膜的效果不尽如人意，不能满足目前农业生产上的需求。综合来看，目前主要存在以下几个问题[6]。

1） 我国目前采用的地膜材料为聚乙烯烃类化合物，厚度很薄，抗拉强度低，致使残膜面积较小，大部分残膜被埋藏在土壤中或者与作物茎秆、根茬紧密缠绕，残膜回收作业难度很大。

2） 残膜回收机的收膜部件还存在卡顿、残膜缠绕等问题。由于塑料膜的粘附和静电作用，无论是挑膜齿挑起送入集膜箱还是卷膜辊卷膜，都会引起残膜缠绕。工作时，一旦发生缠绕，就会越缠越多，最终导致机具无法正常连续工作。为解决卸膜过程中的残膜缠绕问题，先后出现了十余种解决方案，但在实际使用过程中多数故障率高，而且结构复杂等，因而没有得到很好地推广。

3） 主要工作部件的工作性能很难提高。收膜部件易受到机械冲击，也易出现故障，关键零部件如残膜挑膜机构、残膜输送机构、残膜与土壤分离机构在耗能、机械性能上仍需要进行更深入地研究。

4） 残膜回收机械的理论研究较薄弱。我国研究残膜回收机械起步较晚，设计方法与技术相对落后，同时残膜回收作业受季节性限制，所以一些高难的技术性问题始终得不到很好的解决。

4 国内外残膜回收技术的发展趋势

目前我国机械化回收残膜主要在3个时期：作物苗期残膜回收、作物果实收获后残膜回收及耕地后春季播种前残膜回收。今后的发展趋势是将多种作业机械结合形成联合作业[7]，一次性可完成2项或多项作业，通过减少拖拉机的下地次数，还可减少油耗、降低机具作业成本、减少机具对土壤的压实、节省作业时间，从而提高作业机具的工作效率，有效提高劳动生产效率。

国外一些国家在20世纪50年代初期就开始研究联合作业机，刚开始只是耕地和整地机械的联合，或者是整地和播种机械的联合，作业机的结构是将2个及2个以上单一的作业部件组合，其机动性能差，体型较大。随着大功率拖拉机的出现及免耕、少耕播种等新技术的发展，20世纪60年代初期，联合作业机开始将多个部件或装置形成一体。20世纪70年代后，联合作业机开始采用驱动型工作部件，形成2种及2种以上作业的联合作业机具，并且可以与大型拖拉机配套。

在残膜回收方面，联合作业机的研究方向主要是将秸秆粉碎机械、整地机械联合起来，完成秋后的秸秆回收还田、残膜回收以及松土等整地作业。在机械设计方面，运用虚拟样机技术和现代机械设计方法对联合作业机进行创新和改进，运用机械虚拟仿真技术取代传统的田间试验，以大大缩短机器的开发时间，降低其研究成本。

5 结语

保护农田生态环境、治理残膜污染是种植业可持续化发展的关键所在。我国的残膜回收机械仍不完善，目前我国北方农田的残膜污染越发严重，因此，我们仍需在研究治理残膜污染技术上做大量工作。

参考文献

[1] 王献志，盛祝梅，叶国民，等.农田农地膜残留污染现状及对策[J].安徽农业科学，2003，31（2）：30-31.

[2] 秦朝明，王序俭.农用地膜的回收现状与思考[J].农牧与食品机械，1999（4）：1-2.

[3] 候书林，胡三媛，孔建铭.国内残膜回收机研究的现状[J].农业工程学报，2002，18（3）：186-189.

[4] 王能勇.SMJ-2型地膜回收集条机简介[J].新疆农垦科技，1999（5）：41-42.

[5] 张德云，李亚雄.4FS-2型残膜联合回收机的改进设计[J].农牧与食品机械，1994（4）：23-25.

[6] 张东兴.农用残膜回收问题[J].中国农业大学学报，1998（6）：103-106.

[7] 王频.残膜污染治理的对策和措施[J].农业工程学报，1998，14（3）：185-188.

Abstract： Agricultural plastic film pollution has become increasingly serious， and there is an urgent need for residual film recovery operation machines. This paper describes the current domestic and foreign main residual film recovery methods， summarizes and analyzes the research status of residual film recovery machine in our country and the existing problems， and makes analysis on the development trend of remnant membrane recycling machines in China on the basis of the characteristics of China's agricultural plastic film， In order to provide reference for the study on the treatment of residual plastic contamination.