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信号与检测课程论文

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信号与检测课程论文

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

铁路信号技术的发展论文【1】

【摘要】铁路信号是铁路运输基本设备之一。

并且也是铁路信号技术已成为铁路信息技术的三大支柱(即通信、信号、计算技术)之一。

随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。

从铁路信号的功能出发 以独特的视角对铁路信号组成进行了分类, 结合国内铁路信号现状, 对其组成部分的技术发展进行了简单介绍。

【关键词】铁路信号 技术 发展趋势

前言

铁路运输与其他各种现代化运输方式相比较, 具有受自然条件影响小运输能力大, 能够负担大量客货运输的显著特点,人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要,积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断涌现。

铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备, 其技术水平发展直接影响到了行车安全水平和铁路运输效率。

一、铁路信号的内涵

1.铁路信号的含义

用特定的物体( 包括灯) 的颜色、形状、位置,或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车及车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。

目前, 人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

目前随着铁路信号技术的发展和先进设备的广泛应用,铁路信号已成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件的一种现代化管理手段和发展前沿的科学技术。

2.铁路信号的分类

铁路信号按人的感觉可分为视觉信号和听觉信号。

视觉信号是以物体(包括灯)的形状、颜色、位置、数目等显示信号; 听觉信号是利用号角、笛、响墩等发出的音响表示信号。

按功能可分为行车信号和调车信号。

行车信号用于指挥列车运行;调车信号用于指挥调车。

按结构可分为臂板信号和色灯、灯列信号。

按显示制式可分为选路制信号和速差制信号。

选路制信号是用臂板位置或灯光的颜色特征来表示列车的站线进路;速差制信号是用臂板位置或灯光的颜色特征、数目来表示列车运行应采取的速度。

二、国内铁路信号技术及发展趋势

1.信号控制设备的技术发

信号控制设备中的核心是联锁系统。

国内联锁系统发展主要历经了早期的继电器联锁,90年代时期的计算机联锁加安全型继电器执行形式的控制系统, 以及目前在广泛推广的计算机联锁系统。

计算机联锁除了自身的联锁系统管理之外, 还可以向旅客服务系统、列车运行监督系统以及列车指挥系统等提供信息, 加快铁路运输管理的一体化的实现。

随着计算机技术的迅速发展, 尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究, 计算机联锁技术日趋成熟, 我国的计算机联锁逐步开始由计算机联锁加安全型继电器控制型向全电子计算机联锁转变。

全电子计算联锁系统是基于未来铁路及城市轨道交通联锁设备集成度高、安装速度快、维护方便的使用需求而研制; 具有模块化程度高、维护量小、安全性高、总体造价低, 占用资源少等特点。

全电子计算机联锁系统完全克服了继电器联锁和既有计算机联锁的缺点, 具有能够充分发挥铁路信号工程、工程设计单位、专业施工单位、电务维修单位的作用, 在保证其基本安全条件的基础上, 让多级单位广泛参与, 可全面推动铁路运输的飞速发展, 为铁路信号控制提供无限可能。

我国第一套具有完全自主知识产权的全电子计算机联锁系统―LDJL一IV全电子计算机联锁系统通过了英国劳氏铁路有限公司的安全认证, 取得了安全等级最高的5 1斟认证证书, 进一步加强了推广全电子计算机联锁系统的进程。

全电子化计算机联锁必将成为国内联锁系统的未来发展方向。

2.信号显示设备的技术发展

铁路信号显示技术的发展, 随着计算机联锁及新科技、新技术的出现, 我国信号显示设备的发展也经历了一个飞跃式的发展。

随着计算机技术的不断发展及计算机联锁的不断推广, 液晶显示器控制台的出现代替了老旧的单元控制台,在保留了原有控制台技术的优点的同时, 更具有显示清晰、故障率小、易于操作、便于维护等特点。

寿命高达数万小时的半导体L E D发光二级管照明技术的出现,结束了传统信号机以白炽灯、卤素灯作为信号机灯光光源的历史。

集供电、灯丝转换、断丝报警于一体的点灯单元, 取代了信号点灯变压器及灯丝转换继电器。

这些不断出现的新型信号显示技术虽然不能大幅的提高铁路运输能力, 但是在不断强调节能环保的今夭, 其具有的节能、环保、低维护成本等特点, 顺应了铁路信号设备的整体发展趋势。

3.信号的传输设备的技术发展

信号的传输技术的革新, 更多意义上取决于新传输媒介的出现。

当使用数字信号作为新的传输媒介时, 出现了基于无线通信的列车运行控制系统( CBTC Co mmunication Based Train Control )。

CBTC的'特点是用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信, 用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

我国北京地铁亦庄线的顺利开通标志着中国成为世界上第四个成功掌握CBTC核心技术并顺利开通应用实际工程的国家。

虽然目前国内CBTC大多只运用于城市轨道交通, 但是在技术不断发展成熟的将来,CBTC系统的发展将会越来越重要。

而基于数字信号传输技术的的发展也将带给铁路信号发展的一个新的方向, 随着科技的不断进步将不断会有新的传输媒介被发现, 而这也必将给铁路运输业带来巨大的飞跃。

4.信号防干扰措施及设备的技术发展

相对于其他信号技术的发展, 信号防干扰措施及设备的技术革新可以说是一个薄弱环节。

只有伴随着新的传输媒介的出现时才会有新的防干扰措施和设备出现; 而在这之前, 对既有信号设备的防干扰措施技术的研究发展却令人堪忧。

三、铁路信号技术的发展方向

铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号,以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。

铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。

结语

随着生活和时代的不断进步, 人们对铁路运输不断提高着要求:更安全、更高速、更大的载重。

铁路信号技术发展面临着严峻的挑战,在铁路运输业进入持续高速发展时期的同时, 铁路信号的技术发展也必然将受到越来越多的关注, 铁路信号的发展将进入一个全新、高速的发展时期。

目前,中国铁路信号技术的面貌已发生了根本变化,不论从装备水平上看或从技术水平上看,都已接近工业发达国家的水平,但要想赶上或超过仍需继续做出努力。

参考文献

[1]铁路信号系统组成及影响因素, 科技创新导报,2010,(17).

[2]吴汶麒.国外铁路信号新技术.中国铁道出版社,2000

[3]林瑜筠.铁路信号新技术概论.中国铁道出版社,2005.

[4]全电子计算机联锁发展的思考, 铁路通信信号工程技术,2011,(04).

[5]李开成.国外铁路通信信号新技术纵览.中国铁道出版社,2005.

[6]林瑜药主编.铁路信号基础.中国铁道出版社.

铁路信号施工的技术建议论文【2】

摘 要:近几年来,我国铁路运输事业发展势头十分迅猛,铁路信号设备作为铁路运输生产的基础性建设也发生了巨大的变化,主要体现在设备组成部件以及器材产品中的科技含量,并表现为技术条件复杂、标准要求高、试验项目多等。

但是相应施工技术的进步已经跟不上技术的飞速发展,导致在实际施工当中存在一些不足,特别是一些细节,从而对信号技术装备系统功能的发挥产生不利影响,将严重阻碍信号施工技术水平的改善。

随着铁路信号新技术、新制式的不断发展,强化并提高铁路信号施工技术已经迫在眉睫。

关键词:铁路;信号施工;施工技术

1 铁路信号工程施工中的技术措施

铁路信号工程施工中的技术交底主要指的是某一工程开工前或分项目开工前有两次技术交底,一次是在建设单位主持下进行的,由设计单位向施工单位交底;另外一次则是由施工单位主管领导会同项目主管工程师向参与施工人员的技术交底,以促使施工人员能够充分了解施工方法与工程质量要求等。

施工设计的范围

施工设计的范围一般包括了全站的信号设备,区间闭塞设备,以及站内电码化设备等。

质量标准、要求与保证质量措施

在施工过程中,必须严格执行上级部门所提出的施工要求,确保施工的每一步都能够符合施工规范,达到质量标准。

坚持单位、分部、分项工程三级质量验收制度,以及工程质量的专检、互检和自检,以及挂牌施工负责制。

为了保证施工质量可以将其纳入绩效考核标准中,将工程质量与经济效益挂钩,从而激发管理人员和施工人员的积极性,严把质量关。

有关问题的说明

施工中应当对部分比较重要的问题事先予以说明,并对施工过程中可能遇到的技术问题,进行预见性的判断,并提出可行的应对措施。

合理配置资源

进行电缆的敷设之前,首先要进行科学、合理的配盘,优选电缆径路,实现资源的合理配置。

2 铁路信号电路导通施工中的技术措施

导通前的准备工作

导通之前所需要做的准备工作包括几个主要内容,具体如下:

第一,核对配线,可室内、室外同时进行,也可根据施工的具体情况选择分别进行。

第二,进行电源屏的空载试验,该试验是电路导通前一项必不可少的工作,以保证试验结果符合《铁路信号施工规范》等相关要求。

第三,检查组合架的架间的各组环线,包括零层电源环线、侧面电源环线、控制台电源环线,以及各组线之间的绝缘电阻是否达到《铁路信号施工规范》的要求,确保没有问题之后,才能连接电源屏。

第四,通电后,检查电源屏及组合是否有熔断器熔断。

第五,确保上述任务无误后,插装继电器,最好再带点状态下进行,以便对各部分熔断器的状态进行观察。

第六,做好室外设备的检查工作。

导通中的故障处理

前期的准备工作完成后,还不能对进路予以排列,因而无法开始联锁的试验。

只要在所有单元电路恢复到定位状态后,才能进行联锁试验。

保证各个单元电路恢复到定位状态。

在进行此项工作时,要确保室内的灯丝继电器吸起,同时室外的信号机的定位灯光都能点亮,电动转辙机能保证正常的转动,操纵盘上有定、反位显示,室内道岔有表不,而且组合中的电路要保证对应。

完成上述工作后,需要对照控制台盘面上的按钮、表T灯,以保证盘面上的表不灯保持与电路的一致,显不正确、光带熄灭,按下按钮后,此时对应的按钮继电器做出反应。

排列进路。

根据联锁表中所提供的进路类型,有顺序地进行进路排列,一般来说按照先短后长、先易后难的原则,即先办理短调车进路,依次办理、依次核对,严格排查每一个故障与隐患,确保所有流程都能与联锁图表的要求相符合,保证质量。

接口电路的导通,通常情况下,接口电路会不定型,鉴于此,必须要求对接口电路予以彻底的试验。

如64D继电半自动闭塞电路、区间自闭结合电路、场间联系电路、与机务段联系电路等。

联锁试验

联锁试验过程不仅是前期的必要准备工作,同时也是导通试验工作的延续与总结,以对铁路信号工程的施工质量进行全面控制和检验。

因此,在进行联锁试验前,首要工作就是充分了解现场设备的布置,熟悉联锁图表等主要的施工设计图纸,从而能够在整体上掌握于站场相关的设备之间的联系,以便后期的联锁试验能够顺利开展。

3 加强技术管理,确保工程质量

为了保证铁路信号的施工质量,应当从准备阶段到施工阶段,直至最后的验收,都进行严格的技术管理与质量监督。

制订正确有效的施工组织方案和严密的施工计划

任何工程都需要做好施工前的准备工作,铁路信号工程施工也不例外,同样需要制定严密的施工方案。

首先,要建立严格的责任制度,确保施工单位的管理人员有明确的责任,能够保质保量地完成铁路信号工程的施工,并达到铁路信号项目的目标与应有的标准。

只有这样铁路信号施工才能拥有明确的目标方向,使得施工进度有据可循。

另外,铁路信号工程比较复杂,涉及到的部门和项目比较多,因而需要部门之间保持良好的沟通与协作关系。

在信号设备停用期间,施工配合工作是若断信号停用时间的重要保障。

在此期间,电务、车务、工务等部门必须保持密切的合作关系,从而为工程的安全问题提供可靠保障,以达到质量标准。

保证各部门、各专业之间的关系,是保证信号工程顺利施工的前提条件,而且对后期的施工进度控制也极为有利,只有彻底排除非信号工程施工以外的干扰因素,才能在整体上提高施工效率,并对列车运营以及群众的人生安全形成保护。

同时,施工过程中还要充分考虑到施工安全、成本控制等多方面的的因素,只有这样才能实现经济效益与社会效益的最大化。

对于施工准备阶段的过程控制管理

首先,在准备阶段要充分做好设计图纸的审核工作,及时发现图纸中的错误或不足,从而在最短的时间内提出合理的整改方案,并仔细研究每一个细节,对可能出现的问题作出预判,以保证施工能够顺利进行。

另外,还需要对施工现场进行反复的调查与施工定测和复测。

组织相关的技术人员针对设计图纸中设备的位置与电缆径路进行反复测定与核对,并作出相应的标记为后期的施工提供依据。

在施工前,做好充分的准备工作,能够在很大程度上减少故障的次数,并降低事故发生的概率。

施工技术管理贯穿于铁路信号工程的全过程,在事前、事中以及事后都发挥重要的作用。

技术准备工作是否充分,将对开通施工的顺利进行有着直接的影响。

就工程技术人员来说,需要对新、旧图纸进行咨询的核对,以全面了解每一个细节。

在铁路信号工程施工开始之前,技术人员还需要掌握各种设备的情况,并对施工人员进行技术交底,同时还需要将施工作业单放在在相应的设备上,要求施工人员必须按照工作单上的要求进行作业。

只有做好充足的准备工作,才能为施工的顺利开展奠定基础。

4 结束语

综上,铁路信号工程的质量对于铁路的安全运营有着至关重要的作用,因而必须确保施工质量,而保证施工质量的前提,就是做好技术控制,无论是工程项目的管理人员还是施工人员都必须具有强烈的责任意识,运用新技术,把好质量关。

参考文献

[1]苏成国.铁路信号封锁施工的几点体会[J].工程科技,2011(12).

[2]龙凡.关于铁路信号工程施工的思考[J].市政建设,2011(12).

[3]陈国礼.浅谈如何确保既有线铁路信号工程顺利开通施工[J].四川建材,2011(3).

[4]李坤.浅谈铁路信号工程施工管理[J].市政建设,2011(12).

[5]贾岛.铁路信号工程施工及电路导通[J].科技交流,2011(2).

高速铁路信号是高速列车安全、高密度运行的基本保障。下面是我整理的高速铁路信号技术论文,希望你能从中得到感悟!

基于无线通信技术的高速铁路信号系统应用

摘 要

高速铁路信号系统是高速列车安全、高密度运行的基本保障。无线通信技术在铁路信号系统的应用,不但减少了高速铁路的信号系统成本,还较好的确保了高速铁路的安全。随着科学技术的进步,高速铁路不断的向着智能信息化转变,这就给无线通信技术领域提出了更加严格的要求,为了适应高速铁路的快速发展,各国都在潜心研究基于无线通信技术的新一代的铁路信号系统。本文介绍了国外无线通信系统在高速铁路信号系统中的发展情况,分析了运用无线通信技术的高速铁路信号系统的特点和问题,并探讨了无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用。

【关键词】无线通信 高速铁路 信号系统

在整个高速铁路工程中,虽然信号系统的投资总额所占比率较小,但其起到的作用十分关键。由于轨道电路传输环境较差、传输信息的速率较低、设备更新维护费用高,所以基于轨道电路的列车控制系统已经不能满足高速铁路的快速发展要求。在80年代,国外开始研究基于无线通信的铁路信号系统TBS(Transmission Based Signalling),希望通过无线通信技术的应用来提高铁路的管理职能、缩短列车间隔时间、节约能源、降低系统的成本。1995年在关于TBS的国际会议中,会议代表分析了无线通信技术在铁路信号系统应用的的可行性,并指出了无线通信技术可能给铁路信号系统带来的积极影响,表明了TBS将会成为未来铁路信号系统的发展方向。

1 国外TBS的发展情况

北美TBS的发展情况

1983年,美国铁道协会和加拿大铁道协会共同最早提出了基于无线通信的先进列车控制系统ATCS。ATCS主要是通过数字数据通信手段和先进的微处理器获取列车的精确位置和速度等信息,并对列车进行安全控制。ATCS的运用不仅避免了很多地面信号设备的安装,节省了系统成本,还消除信号盲区,增强了列车的安全系数。ATCS是由中央控制系统、无线数据通信网络、车载设备、路旁设备和线路维护人员移动终端五个子控制系统构成的。它的系统结构设计和功能模块的划分为以后基于无线通信的铁路信号系统奠定了基础。随着无线通信技术的发展,在ATCS之后北美又出现了很多基于无线通信的铁路信号系统,其中ARES可以提供非常可靠的检查和平衡手段,在很大程度上降低了人为操作失误造成的错误,使列车行驶更加安全。另外,PTS、PTC、AATC、ITCS等系统也是比较著名的。

欧洲TBS的发展情况

1992年国际铁盟下属的欧洲铁路研究机构提出了一套欧洲的铁路运输管理系统,包括车票发售、各国铁路互操作性等多个方面,ETCS就是其中非常重要的一部分。在欧共体委员会设立标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS之前,欧洲各国铁路标准和模式不尽相同,轨距、信号设备、供电设备也不一样,因此各国只能使用自己的ATP、ATC系统。各国铁路制式上的差异使得欧洲铁路很难形成连续运输。在设立了标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS后,各国的铁路开始逐渐按照统一标准进行规范,并逐渐取代各国不同的列车自动控制系统和防护系统。ETCS的目标就是要实现欧洲铁路的统一,提高各国铁路的互操作性,使铁路控制系统的功能和设备更加规范。

日本TBS的发展情况

在日本铁路信号系统的发展历程中,先后出现了ATS、现行ATC、数字式ATC、计算机和无线通信辅助信息控制系统等。其中现行ATC作为一种列车超速防护系统,以良好的自动制动功能保护了列车的安全。但在系统工作时,采用的最强的自动制动,影响了乘客的舒适程度。在1987年,日本开始基于无线通信的铁路信号系统的研究,为CARAT的出现奠定了坚实的基础。CARAT的使用能够使列车连续测定自身位置和行驶速度,使地面系统能够很好的了解列车运行情况,保证列车的运输安全。

2 TBS的特点和问题

在速度比较高的高速铁路上,距离比较近时,可以采用红外、蓝牙等无线通信技术实现对列车的控制;在距离比较远时,则可以通过全球定位控制系统、信标、计轴装置等来测定列车的速度和位置。车载计算机可以通过无线收发装置将列车的速度、位置信息发送给调度控制计算机,通过调度控制计算机的处理,再将列车允许的最大速度等信息通过无线通信发回给列车计算机。列车司机可以根据车载计算机的提醒进行相应的操作,如果列车司机没有及时作出反应,信息控制系统还可以自行将车速降低到允许范围以内。

TBS的特点

(1)在TBS中,主控中心可以根据列车的运行状态和操作状态通过车载计算机来调整列车的运行,加大了高速铁路信号系统的管理职能,保证了列车的安全,提高了铁路线路的通行能力。

(2)在无线通信信号系统控制下,列车和地面的可靠信息量增大,列车运行变得更加稳定,且避免了不必要的加速和制动,节约了能源,也让旅客乘车变得更加舒适。

(3)无线通信技术的运用,省掉了大量的地面信号装备,大大减少了设备的安装、维护、修整费用。

(4)无线通信信号系统的适应能力极强,通过软件上的调整就可以使列车的运行速度提高,且能够自动调整运行图,大大的提高了铁路运输管理能力。

(5)无线通信信号系统还可以通过车地间的双向信息通道实现列车的闭锁控。

TBS的问题

(1)高铁信号系统使用轨道电路只能使用较低的信息发送频率,传输环境恶劣,很难让电码的传送速率满足高速铁路的运行速度要求。

(2)TBS通过环线设备和应答器件接受数据信息,列车进行操作可能会有时间上的延迟,可能会给列车的运行造成不良的影响。

(3)轨道间的电缆电线作为车地之间的双向信息通道,虽然传输信息量大,抗干扰能力强,但设备费用较高,且防盗能力很差,一旦丢失,后果严重。

3 无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用 微机联锁

无线通信技术在微机联锁方面运用的可行性还需进一步研究,但ATCS中提出,可以将检测到的道岔、信号机闭锁状态发送给主控中心,并利用道旁接口单元来接收主控中心的控制命令,以实现控制一组道岔、信号机动作的目的。另外道旁接口单元可以利用无线信道联系控制中心,通过电缆连接现场设备,从而检测并控制一些辅助的子系统。目前看来,无线通信技术用于微机联锁的现场设备可能会增加一些投资,且大型站场道岔众多,干扰较大,但还是具有较好的发展前景。

集中调度

在调度集中系统中,调度中心职要根据车站到发线占用情况和区段内闭塞分区大概了解列车运行的状况,并根据得到的信息排列进路。但利用TBS,控制系统就能够准确的了解列车运行的位置、速度,并根据沿线的信号系统情况发送列车控制命令,保证列车在最短的实践间隔内高速、安全、稳定的运行。无线通信技术赋予列车与控制中心的双线数据通信,给列车的运行带来了很大的方便,且实现了行车指挥自动化。

中继器

在高速铁路的实际运行中,我不可能在所有的高速铁路中都设这无线通信基站,这样不但增加了设备投资,还使无线通信铁路信号系统失去了存在的真正意义。有了中继器,基站就可以通过中继器接受和发送一些射频信号,从而使基站不仅可以管理基站区域范围内的站区,还能够将管理中继器管理的一些车辆和线路。

提高平交道口的通过效率

为了提高平交道口的防护能力和和通过效率,防止由于无线设备故障造成不必要的损失,主控中心按照时间间隔不断的查询道口的运行状态,并将查询信息及时反馈给接近道口的列车。另外主控中心通过接收的列车位置、速度信息,可以计算列车通过道口的时间,并根据实际情况设定列车的最大允许速度和列车运行线路参考。这样,列车通过平交道口就有了安全保障,而且还大大提高了道口的通过效率。

加强维修处防护

在高速铁路某路段需要进行维修时,维修部门可以通过移动终端将维修点输入到系统中,通过主控中心的传送,列车就可以很好的了解路段情况。在实际的运行中,列车可以根据了解到的维修点信息对列车进行操作,另外在列车接近维修点事,移动终端接受到地面系统的警报信号,以保证列车能够及时在维修段之前停车。

4 总结

随着高速铁路的不断发展,要确保列车的安全,先进的信号系统成了高速铁路运行的重中之重。在高速铁路信息系统中,无线通信的运用仍处于初期阶段,在具体的TBS规划时应充分考虑其与全路运输管理系统的接口,使无线通信技术更充分的运用在高速铁路的发展当中。

参考文献

[1]闵耀兴.我国铁路列车安全控制系统的现状[J].哈铁科技通讯,1997(04).

[2]姚丽娟.我国铁路信号系统的现状与发展[J].铁道通信信号,2003(04).

[3]步兵.基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J].交通运输工程学报,2001(01).

[4]杨绚,陈德旺,陈荣高.速铁路列控系统主动安全控制的分析与思考[J].铁路计算机应用,2012(08).

作者简介

孙屹枫(1982-),男,天津市人。中国民用航空大学大学本科毕业。研究方向:铁路信号。

作者单位

铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处 天津市 300251

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检测与信号论文

传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:

随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。

另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

参考文献

[1]NaglS,,2007,132:507-511.

[2],2005,59:209-217.

[3]HanrahanG,,2004,6:657-664.

[4]HoneychurchKC,,2003,22:456-469.

[5]AmineA,,2006,21:1405-1423

传感器与自动检测技术教学改革探讨

摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维

“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析

笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。

1.重理论,轻实践

该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。

2.教学模式单一

该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。

3.教学实验安排不合理

传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。

二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革

传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。

1.优化教学内容,注重工程思维

本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。

2.改革教学方法,改变教学模式

传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。

3.与工程实际相结合,与其他课程相结合

教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。

4.实验环节改革

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。

5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率

高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。

本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。

参考文献:

[1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.

[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.

[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.

铁路信号技术论文篇二 浅谈铁路信号问题 【摘要】铁路信号是保证铁路运输基本设备。对铁路网上各种行车的设备状况、信息传输、调度指令控制起着重要的作用。本文通过对铁路信号存在问题的分析,提出了解决问题的对策,指出了我国铁路信息的发展方向。 【关键词】铁路信息;信息化;网络化 1.铁路信号的含义 所谓铁路信号是用特定的、有标志性的物体、仪表或音响设备等向铁路行车人员传达相关的信号,包括车辆运行状况,行驶条件,铁路的状况等等。近年来,随着铁路信号的广泛应用和铁路信号技术的不断发展,使铁路信号也变成了增加铁路运输线路,改善铁路员工劳动条件提高车站和铁路区间的通过能力等等有效手段。 2.铁路信号的现状 铁路信号的安全性能不够高 由于自动化程度的限制,我国的调度指挥仍旧依赖于人工作业,采用落后的一张图、一支笔、一部电话的调度指挥模式。对地面信号的观察与判断,也仍旧于依赖司机。随着列车的提速和密度的不断增加,行车调度的指挥工作将会越来越繁忙,调度员在长时间的工作中也难免出现疏略,这样不仅会降低工作效率,更会影响到列车的安全运行。并且当车速达到一定的程度的时候,单单依靠司机的视力根本无法保证列车的行车安全。另外由于列车运行中的变化因素过多,一次性按照计划运行图来指挥列车运行的可能性较小,因此,在我国铁路推广使用调度集中装置是还办不到的。 管理方面出现纰漏 重点表现于管理分散和管理水平的落后。铁路系统基本上是一个整体,在不同的时间和地区的情况差异性较大。现在的铁路虽然安装了微机监测系统,但是由于通信手段的落后,处理信息的速度较慢,致使安装的系统无法真正的发挥作用,无法在整体上将资料进行整合。从管理水平来看,铁路系统一直掌控在政府部门的手里,并且现行的管理机制使系统人员臃肿,营销手段落后,资源不能得到合理的利用。在市场经济的引导下,铁路系统应当由企业统一整个管理,来作为物流环节中的重要部分,从而提高效率,增加效益。 铁路信号系统的自动化水平较为低下 在新中国成立以来,继电技术得到了不断的发展,但是继电技术采用的设备体积大,对于实现联网集中监测和智能的控制还是有一定难度的。特别是微电子技术的发展后,在一些工业控制行业,这类技术已经趋于淘汰的趋势了,取而代之的是一些智能控制技术。在铁路系统方面,虽然也开始采用了智能控制技术,但是大范围内仍旧采用的是继电控制技术,发展的速度较为缓慢,优化资源和提高效率方面还是相对于落后的。 现代铁路信号设备中存在的若干问题 随着经济、信息技术的不断发展,铁路信号系统作为保证铁路安全运行的部分,虽然铁路设备信号的要求也在不断的增高,但是从某些信号设备来看仍旧存在着一些安全隐患。 枢纽调度监督设备 这个设备是一个发展较快的设备,是使枢纽内的调度更加准确直观,保证枢纽的畅通。但是枢纽内的作业模式是采取分散作业,这样一来必定影响了总体的发挥,并且降低了运输的效率。因此,在货运量加大,或者大面积提速时,信号技术装备如何保证枢纽内的畅通就是一个很大的问题。 车站联锁设备 这种设备也是目前铁路系统中常见的设备之一。这种设备在列车提速后出现了许多问题。例如,战线和列车基本等长,并且在进出站口处没有过走保护区段,不利于列车的速度控制。另外,信号机间的安全距离是不够的,没有能够提供安全距离的信息,对列车的运行控制都带来了安全的隐患。 列车运行控制与机车装置 今年来,新安装的运行监控器代替了自动停车装置(即安全性能差,随安全防护器辅助作用的装置)。并且采用了模式曲线的方式来监控车速,对超速进行保护。但是由于形成的是速度模式曲线,依靠的是事先储存的线路数据以及人工输入的数据,没有考虑故障-安全原则,无法保证安全。 信号显示制式 铁路现实信号中,除了红灯有确定的定义之外,其他的显示信号都没有明确的速度值,在不同的地区,显示为不同的含义,主要依靠司机的自行判断,因此指挥能力较差,在提速之后无法满足需要,安全性能较差。 区间信号 单线区段来看,采用的是办理效率较高的继电半自动的装置,看起来是能够满足提速后的行车需要的。但是却存在着一个有待改进的安全性隐患,即并没有设置区间的检查设备。这不能满足行车的安全性。 3.增强铁路信号的对策研究 通信、信号一体化 当代铁路的高速发展,铁路通信、信号系统等都必须不断的加强。铁路通信、信号技术的相互融合,以及调度指挥自动化等等技术,打破了控制分散、功能单一、通信信号相对独立的传统技术理念,推动了铁路通信、信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。组建一个以铁路局为主要单位的电务设备动态检测中心,装备一台动态的检测车,按一定时间对自动闭塞的机车信号或地面信号,无线列调等设备进行动态的检测,实现了移动体对地面静态设备的检测。 制定发展规划 在建设新的线路时,起点必须要高。铁路建设的投资额较大应该考虑到今后的发展。虽然现有铁路信号设备、调度手段等都较为安全,但是当提速的时候都没法达到要求。因此在建设时要考虑到未来的发展,提高建设标准,采用新技术。借鉴国外的闭环计算机控制系统。这样为以后的竞争做好准备,也为以后铁路信号的建设提供经验。根据我国铁路的运输特点,实现以铁路调度管理信息系统作为基础,以指挥自动化为目标,来构建现代铁路化的运输调度指挥管理系统。实现全路运输的集中管理,提高效率。 铁路无线数字通信技术的应用 在铁路提速,重载不断发展的今天,以分立元器件与模拟信号处理技术为基础的传统铁路信号设备已经满足不了安全的要求。然而数字信号处理技术很好的解决了铁路信息信号产生的问题。数字信号处理的频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好,具有相对实用性和可靠性。因此,全面应用数据处理的新技术,利用计算机的高速分析和计算等功能,来提高信号设备的技术水平。 采用计算机网络技术 由于网络技术的快速发展,网络化管理已成为实现管理的客观要求和必然趋势。铁路信号系统的网络化是实现铁路运输系统内部各功能单元之间的信息交换。在网络化的基础上实现全面、准确获得线路上的信息,保证列车的安全运行,从而实现系统的智能化与控制设备的智能化管理。因此有效的采用计算机技术是解决铁路信号系统若干问题的途径。 4.结论 随着铁路运输提速、重载的发展,基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。因此,全面引进计算机技术,利用计算机的高速分析计算功能,来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号,以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。 【参考文献】 [1]林瑜筠.铁路信号新技术概论[M].北京:中国铁道出版社,2005. [2]铁道部.铁路电务管理信息化规划[M].北京:中国铁道出版社,2006. 看了“铁路信号技术论文”的人还看: 1. 高速铁路信号技术论文 2. 高速铁路信号技术论文(2) 3. 铁路信号计算机联锁毕业论文 4. 铁路信号计算机联锁毕业论文(2) 5. 铁路信号计算机联锁系统的毕业论文(2)

车站信号自动控制系统的设计(铁道信号论文)

检测与控制课程论文

现代医学发展过程中,随着医学检验到检验医学的飞速发展,在患者的临床诊疗工作中,检验医学结果为临床医学诊疗工作提供着重要的客观诊断和疗效判断依据。下面是我为大家整理的医学检验论文,供大家参考。

临床医学检验质量控制问题研究

医学检验论文摘要

摘要:目的:探讨临床医学检验质量控制过程中存在的问题及对策。 方法 :本次选取我院2013年5月-2015年5月收治的医学检验患者200例,随机分组,就常规检验管理(对照组,n=100)与依据检验过程中存在的问题行针对性管理(观察组,n=100)的效果展开对比。结果:观察组选取的标本检验患者准确率为98%,明显高于对照组的85%,差异有统计学意义(P<)。观察组患者临床检验满意度为98%,明显高于对照组的86%,差异有统计学意义(P<)。结论:针对实验室质量管理中存在的问题,制定针对性对策,包括标本采集、检验仪器设备和试剂、检验人员等多方面管理,可提高检验质量。

医学检验论文内容

关键词:医学检验;质量控制;问题;对策

现代医学中,临床检验为重要内容,可为疾病诊治、监测、预后评估提供准确参考依据,随着医疗科技取得的卓越发展成就,医学检验技术随之也不断发展,而检验结果的准确性是保障疾病有效诊断和控制的关键,直接关系到医疗质量,故重视医学检验质量控制,对提高治疗效果,改善医患关系意义重大[1]。本次调查选取临床检验患者,随机分组,就加强质量控制管理与常规管理成效展开对比,现 总结 结果如下。

1资料与方法

一般资料

选取我院2013年5月-2015年5月收治的临床检验患者200例,男104例,女96例,分别行化学检验、微生物检验、免疫学检验、血液学检验等。随机分为观察组和对照组各100例,两组间一般情况无明显差异(P>),具可比性。

方法

对照组在检验过程中应用常规管理方案,观察组重视针对存在问题,制定针对性解决对策并实施,具 体操 作步骤如下:

质量控制问题:

(1)标本采集问题:受检者饮食、运动、所用药物均可对检测结果产生影响,同时,患者地理位置、年龄、性别、民族也可影响检测结果。采集标本时,需嘱患者将正在使用的药物停用,在安静或正常活动下对标本采集。但若操作不当,如完成静脉血采集后,将血液直接在试管内注入,而针头不拔掉,会出现标本溶血。从正输液的手臂血管行采血操作,会稀释血液标本。

(2)试验和检验设备问题:仪器保养不妥、仪器老化,均可使检测的灵敏度受到影响,在准确性上出现问题;因检验人员水平有限,或未掌握仪器的功能,标准操作,注意事项,引发检验过程中出现问题;如试剂更换时,相关仪器参数未改变,规范保存样品的意识不强,诱导操作失误,促使检测结果出现较大的误差。所应用的试剂,未按规范要求设定,有误差事件发生。

(3)人为问题:医疗科技在近年发展迅猛,检验仪器渐趋高端,有越来越高的自动化程度,但仍需人来对各项操作完成。故检测试验中,检验人员操作误差是引发结果误差的主要原因之一。人员操作误差主要包括:样品暴露时间过长、操作习惯不标准、样品检测峰面积积分存在习惯上的差异及对检测结果的重视度不足等,均可引发不良事件发生。

(4)室间质评和室内质控:室内质控即室内质量控制,重视室内质控的开展是监测仪器设备、检验方法、操作环境、过程、试剂等稳定性检测的重要举措,也是保障获取正确检验结果的风向标。实验室间质量评价为室间质评,加强室间质评,可对检验结果的准确性和可信性评价,确保结果与其他单位一致或具可比性。

(5)检验分析后问题:医学检验中,结果的复查和审核为最后一道保障质量的防线,检验人员通常对先进仪器设备过分依赖,易有出错 报告 的情况,如全自动血液分析仪检出异常结果,未按人工规则复查,出具错误报告等。

应对 措施 分析:

(1)检验前质量控制:①保证标本质量:采集样本前,重视应用人文关怀理念,与患者及家属积极沟通和解释,对病情、情绪、生理变化了解,将所需检查项目的目的、意义、采样和自留样本注意事项、影响检查因素告知,以提高配合依从,在平静、安静状态下完成采集,保障了样本的真实、合格,避免了由此引发的误差事件。②样品合格:严格执行三查七对采集,确认和核查患者信息,标本采集时,对时间、部位、体位、取样方式、数量严格要求。如采集血样,通常在空腹16h内,早上9:00前,患者保持平静、安静正常状态进行。尿标本采集时,患者需饮食规律,避免性生活、 体育运动 、饮酒,女性月经后采集,需注意清洁尿道口、外生殖器及周围皮肤清洁,以避免被经血、阴道分泌物污染。样品一经采集,即具实效应,需及时送检,若不具备及时送检条件,需正确存放,以防变质或变性,对检测结果造成影响[2]。

(2)检验中质量控制:①仪器维护:仪器正常运行在检验过程中意义重大,检验人员需做好保养和维护,定期性能评价和校准,确保性能稳定和正常运行,一旦有问题出现,需向供应商及时通知,更换或 修理 。同时培训检验科医技人员,防止人为操作失误。②需保证检验试剂合格,对试剂保存环境、时效严格管理,启用前需注意防保质期和生产日期,避免因试剂失效或变质诱导结果错误。建立保管和使用试剂制度,确保有效性和安全性,提高检验结果的准确性。③提高检验人员综合素养:现代仪器均为精细化操作,检验人员需具备理论知识和操作技能。故需加强技术操作培训和业务学习,娴熟掌握仪器操作规程、检测原理、干扰因素、检测结果的图形、数据,报警的含义及如何维护,保养调试,掌握性能评价和校准标准,防范操作失误。同时,要具备强烈的责任心和爱心,与自身技术水平结合,针对患者疑问,合理做出解释,主动与其他科室交流,对患者病情进行了解,并与临床症状结合,对结果是否准确做出评估,以使自身检验能力提高。

(4)积极开展室内质控、室间质评管理:检测标本前,校准仪器,行室内质控,对仪器设备各项检验参数和性能检测,正常状态下,才可对标本检测。如失控,需记录,并分析原因,积极纠正,再行检测。注意质控品精密度。重视室间质评,确保检测结果与其他单位具有一致性、可比性。

统计学分析

文中涉及数据采用统计学软件分析,计数资料行χ2检验,P<差异有统计学意义。

2结果

观察组选取的标本检验患者准确率为98%,明显高于对照组的85%,差异有统计学意义(P<)。观察组患者临床检验满意度为98%,明显高于对照组的86%,差异有统计学意义(P<)。

3讨论

医学检验在现代医学中作用显著,是一门综合性学科,其质量管理的好坏直接影响整体医疗水平[3]。引发检验结果出现误差的问题较多,需行综合分析,针对问题积极防控,以降低标本检验不合格率。本次调查中,观察组针对检验前标本采集、检测过程中存在的不足以及人员、仪器设备、试剂等因素引发问题的原因展开探讨,并制定针对性防控对策,如重视采集标本前与患者沟通,加强仪器、设备保养和检测,重视针对检验人员综合素养加以培养,积极开展室内质控和室间质评,对降低检验失败率,提高患者满意度意义重大[4]。本次结果证实观察组情况明显优于对照组。综上,针对实验室质量管理中存在的问题,制定针对性对策,包括标本采集、检验仪器设备和试剂、检验人员等多方面管理,可提高检验质量。

医学检验论文文献

[1]郝莉丽.临床医学检验分析前的质量控制〔J〕.基层医学论坛,2014,18(20):2672-2673.

[2]毛颖华.医学检验分析前的质量管理与控制〔J〕.实验与检验医学,2012,30(1):50-51.

[3]董大光.浅谈医学检验分析前质量控制〔J〕.中华全科医学,2012,10(7):1143-1144.

[4]薛建丽.谈在检验操作过程中如何控制医学检验中的误差〔J〕.按摩与康复医学:下旬刊,2011,2(11):221.

民办高校医学检验本科新生认同思考

医学检验论文摘要

【摘要】目的了解民办医学院医学检验本科新生专业认同现状,探讨其影响因素,为加强专业认同 教育 提供依据。方法采用自编的“医学检验学生专业认同调查问卷”,采取整群抽样方式对长沙医学院2015级医学检验专业本科新生进行问卷调查。结果医学检验专业本科新生专业认同(±)分;户口所在地、录取方式、在校担任干部对专业认同无明显影响,性别、家庭收入及就读原因对专业认同影响较大,女性、因自己喜欢而就读、家庭收入低的学生专业认同更高。结论医学检验本科新生的专业认同处于一般水平;就读原因是影响专业认同的最主要因素。教育工作者应根据新生专业认同现状采取相应措施加强学生专业认知教育,提高新生专业认同感。

医学检验论文内容

【关键词】学生,医科;教育,医学,本科;专业认同;调查分析

专业认同是学习者在了解所学专业的基础上,产生情感上的接受和认可,并伴随积极的外在行为和内心适切感,是一种情感、态度乃至认识的移入过程[1],专业的认知既是学生形成积极专业情感的基础,又是学生学习活动积极化的必要条件[2]。在以专业教育为主的本科人才培养模式下,我国大学生专业认同度的高低对其学习有重要影响[3]。目前,国内各大高校医学类专业针对于大学生专业认同情况及影响因素开展了诸多研究,其中以临床与护理专业最多,医学检验专业相对较少,而对民办院校医学检验专业的认知调查则是少之又少。而医学检验专业认同作为专业态度的重要组成成分,不仅要求检验生应具有检验相应学科知识,还是检验生对检验专业设定的目的、意义及作用的看法和认识,对检验工作的理解和信念,直接关系到我国高素质、高水平检验人才队伍的培养。了解新生的专业认同情况,有助于检验教育者发现在专业教育过程中出现的问题,从而稳定检验技术队伍,促进医学检验专业的发展。本文通过调查长沙医学院医学检验专业在校本科生的基本情况,了解专业认同现状,分析其影响因素,为教育工作者优化专业课程建设和教学实践、开展专业认知教育、提高培养质量提供依据。

1资料与方法

调查对象

以长沙医学院2015级医学检验专业本科学生120人为调查对象,采取整群抽象的方式对每一个体进行问卷调查。发放及回收调查表120份,经整理后有效问卷116份,有效回收率为,其中男31人,女85人。由调查员采用集体方式进行问卷发放,被调查者当场完成问卷并进行回收。

调查内容及评价方法

采用自编的“医学检验学生专业认同调查问卷”进行调查。该问卷重测信度大于,内容效度指数为。调查内容包括学生的基本情况、专业认识、专业情感、专业意志、专业技能、专业期望和专业价值观等,采用Likert-5分制评分,分5个等级:非常不符合(非常不满意)为1分,不符合(不满意)为2分,无法确定(一般)为3分,符合(满意)为4分,非常符合(非常满意)为5分。总分125分,得分25~<50分为不认同,50~<100分为一般认同,100~<125分为高度认同[4]。

统计学处理

应用统计软件进行数据分析,计量资料以x±s表示,采用t检验,多组比较采用单因素方差分析,计数资料采用频数或率表示,采用χ2检验,P<为差异有统计学意义。

2结果

医学检验学生专业认同总体状况

专业认同得分为(±)分,专业认同度一般。大部分学生专业认同处于一般认同(50~<100分)占,其中专业认同处于高度认同(100~<125分)占,无不认同学生。

基本情况

医学检验专业新生年龄17~21岁,以女生居多,为85人(),男生31人(),女生专业认同大于男生专业认同;学生生源与家庭经济情况方面,户口在农村64人()略高于户口在城镇的52人(),家庭月收入低于2000元的家庭占,大部分学生家庭经济收入较低,负担可能较大,家庭月收入低于1000元的学生专业认同得分最高。录取方式方面,第一志愿录取的学生较多78人(),其次为第二志愿录取学生(),且专业认同得分第一志愿[(±)分]大于第二志愿[(±)分],大于第三志愿[(±)分]大于其他方式[(±)分];在校担任班干部人数占,普通同学占,班干部与普通学生专业认同得分接近;就读的主要原因中听从父母意见的学生人数最多,占,其次是好找工作占,仅有是因自己喜欢而就读。

专业认同在不同就读原因上的差异

专业认同总分自己喜欢高于父母意见、好找工作、其他原因,差异有统计学意义(P<)。且因自己喜欢而就读本专业的学生在专业认识、专业情感、专业意志、专业价值观、专业技能5个维度方面得分均高于其他三组,且与其他三组在专业意志、专业价值观与专业技能维度上比较,差异均有统计学意义(P<)。

3讨论

专业认同结果分析

本调查结果显示,民办院校医学检验专业新生专业认同一般,高于马杰等[5]调查的廊坊卫生职业学院的高职医学检验技术学生专业认同,与康晓琳等[6]调查的内蒙古地区护理本科新生专业认同比较接近,原因可能与民办学校学生生源有关。基本情况调查结果显示,户口所在地、录取方式、在校担任职务情况对专业认同得分影响并不明显,性别、家庭收入及就读本专业的原因对专业认同影响较大。男生专业认同总分低于女生,与__红[7]、胡忠华[4]、彭艳红[8]对大学生专业认同的调查结果部分一致。可能受到传统性别 文化 对专业认同造成的影响[9],如幼师专业、护理专业与社会工作等这一类服务性专业中,男生的专业认同度明显要低于女生。生源与家庭经济情况方面,农村户口的学生仍然较多,占,略高于城镇户口的学生,且家庭月收入低于2000元的家庭占,说明2015级新生大部分家庭经济收入较低,负担依然较大。而该调查结果显示家庭月收入低于1000元的学生专业认同得分最高,可能来自农村家庭收入较低的学生更珍惜入学机会,均比较热爱自己所学的专业,对学习与生活比其他学生有更成熟的认识,所以专业认同比其他家庭收入组的学生高。新生专业认同在就读原因上呈自己喜欢大于父母意见大于好找工作大于其他原因。虽然自己喜欢而就读本专业的学生仅占,但在专业认识、专业情感、专业意志、专业价值观与专业技能唯度得分方面却均高于其他三组,所以就读原因是影响新生专业认同的最主要因素。个人的喜好会直接影响对所学专业的认识与了解,本调查中,自己喜欢而就读本专业的学生()为自己所学的专业而感到自豪,内心已完全接受检验专业,会积极乐观地去面对和解决专业学习中的问题,经常关注检验动态,认为当检验师能够实现人生价值。还有的学生是因父母意见或好找工作而选择本专业,多可能是这部分学生来自农村或低收入家庭,学生和家长在选择专业时更多的是考虑容易就业和将来可以给家人提供医疗便利条件,很少家庭会根据孩子的喜好而选择专业,导致大部分学生缺少对专业的了解,盲目选择而导致专业认同感降低。

提高医学检验技术新生专业认同的对策

刚迈入大学校门的新生,处于建立专业思想和专业情感的特殊阶段,其专业认知的程度直接影响到今后4年的大学学习,因此,如何提高大学生专业认识、树立专业思想、规划职业生涯、培养专业能力显得十分重要。所以,针对医学检验专业大学新生开展的专业认同现状的调查,总结提升大学生专业认知教育的对策,有助于教育管理与教育工作者更好地为学生提供专业指导、日常管理和优质服务。

积极开展专业认知的实践教育活动,拓宽专业认知途径

专业认知教育已成为新生入校后的第一课,建议将专业认知教育纳入学生在校期间专业学习的全过程,还可以结合高校院系专业自身实际情况和专业特点,开展有针对性、多样性的专业认知实践教育活动,聘请专业认知教育讲师或具备资深学术造诣的教授、专家、学科主任、学院院长等,对专业进行权威解读,对就业进行全面分析,使大学新生对所学专业形成初步认识,逐渐明确检验工作人员在医院工作中所承担的角色和检验工作的重要性及意义;还可以通过各种形式的讲座或优秀的学生、 毕业 生现场宣讲和 经验 交流,激发新生对专业产生兴趣,对未来的学业和就业充满信心,对未来的职业生涯产生美好的憧憬,从而提高专业认知度。

辅导员和课程教师双管齐下,做好专业认知教育

“加强大学生的理想信念教育,包括专业认知和人生 职业规划 ”是中共中央国务院规定的思想政治辅导员的职责[10]。高校辅导员可通过座谈调查,深入了解每位大学新生填报志愿的原因、学习专业的目的、对自我的认知、从事职业的期望等,结合新生个体特征制定针对性的专业认知教育计划和职业规划,减少新生的专业困惑,帮助新生尽快适应大学生活与学习。课程教师切实提高知识水平和专业素养,将专业认知教育内容融入到课程教学内容中,尤其是实验课教学过程中,客观评价检验专业的现状和发展方向,结合所授课程多方面、多角度地阐述专业学习内容、方法、学科体系与价值观念,系统引导新生形成良好的专业思想与专业情感,有所侧重地培养学生的专业技能。通过辅导员与课程教师携手齐抓共管,以学生为中心,在专业认知中去实践,在实践中去认知,提高学生的专业认同感,共同探讨与提高医学检验专业人才培养质量。

总之,长沙医学院医学检验本科新生的专业认同处于一般水平,仍有很大的发展提升空间。鉴于专业认知对于大学生成材的重要意义,教育工作者需树立专业认知能力的动态发展观,进一步加强大学生的专业认知教育,切实培育高校新生的专业认同感,提高专业学习的动力与适应性,进而保障医学检验教育事业的健康发展。

医学检验论文文献

[1]秦攀博.大学生专业认同的特点及其相关研究[D].重庆:西南大学,2009.

[2]罗萍,孙玉梅,张进瑜,等.护理本科生对护理专业认知的调查与分析[J].中国护理管理,2005,5(3):35-37.

[3]李海芬,王敬.大学生专业认同现状调查研究[J].高教研究,2014,37(1):9-12.

[4]胡忠华.四川省护理本科生专业认同调查分析[D].成都:四川大学,2007.

[5]马杰,彭海平,史志春,等.高职医学检验技术学生的专业认同现状调查研究—以廊坊卫生职业学院为例[J].佳木期职业学院学报,2015(2):12-13.

[6]康晓琳,王艳茹,李晓静,等.内蒙地区四所高校护理本科新生专业认同情况调查及影响因素分析[J].护理学报,2013,20(7B):22-24.

[7]__红.男性护生实习期间真实体验质性研究[J].护士进修杂志,2006,21(10):875.

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"幸福校园"有不少形式的论文范文,参考一下吧,希望对你可以有所帮助。第1章 绪 论 温度控制系统的发展状况近几年来,在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展,温度已成为工业对象控制中一种重要的参数,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关,因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制,所采用的加热方式,燃料,控制方案也有所不同。例如:在食品加工、冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业和机械制造等诸多领域中,广泛使用的各种锅炉、加热炉、热处理炉和反应炉等;燃料有煤气、天然气、油、电等。单片微型计算机的功能不断的增强,许多高性能的新型机种应运而生。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件,在工业生产中成为必不可少的器件。在温度控制系统中,单片机更是起到了不可替代的核心作用。像用于化工生产的智能锅炉、用于融化金属的加热炉等都广泛应用。

信号检测与估计相关论文

随机过程是基础,就是了解和认识随机现象,并学习随机过程中的相关定理,目的是为学习其它知识打下基础。信号检测与估计可以说是随机过程的一个应用,前提是要有些随机过程的背景知识学起来才比较容易,统计信号处理也是随机过程的一个应用,侧重信号处理,就是用统计方法解决问题,随机过程的应用很广,不光是信号方面的,在整个科学技术里都很重要。随机过程关于教材的话,还没有遇到比较好的,个人认为看国外的比较好,中译版也可以,因为通俗易懂,信号检测和统计信号处理其实都差不多。

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

关于信号检测与估计论文

信号检测理论的具体应用信号检测理论的最大特点在于:它提出了信号和噪音的概念,并将两者置于同一维度上组成两个具有重叠部分的分布。所以,信号检测理论不同于“全或无”的其他心理物理学理论,它可以与决策行为相结合,在心理物理与其它心理学领域之间提供联系。信号检测论作为心理学方法论的进步,不仅仅局限于研究阈限,还能够成为研究一般情况下人们对环境事件的决策的有效工具。信号检测理论的应用包括再认记忆的研究、痛觉研究、诊断测验等等。再认记忆在心理学研究中,“连续—非连续”的问题始终存在。核心的问题就是:心理过程究竟是在某一个连续体上变化,还是在相互分离的阶梯上变化?多年以来心理学家一直关心学习过程是全或无的还是连续的,学习曲线是否意味着一个个学习中的独立的微小增长,还是代表了整个学习的逐渐连续的增加?再认记忆中也有相似的问题:某事物被再认得条件究竟是其强度超过某一个阈限,而在此阈限下的记忆强度为零?还是其强度要超过记忆强度连续体上的某一个标准?按照再认记忆的信号检测论假设,新旧项目再记忆强度的连续体上形成两个互相重叠的正态分布。通过在不同的试验中诱导被试变化判断标准,可以得到对应的不同的集中率与虚惊率,并可以根据它们描出类似于ROC曲线的图样,称为MOC(记忆操作特征)曲线。假如信号检测论假设是正确的,那么MOC在以比率为坐标时应该是曲线,而在以z分数为坐标时呈现为直线。在再认记忆的非连续模型中,假定存在一个记忆强度的阈限,阈上项目总有再认反应,而阈下项目只有靠猜测才出现再认。按照这个模型,MOC在以比率为坐标时应当是直线。实验结果显示MOC形态符合再认记忆的信号检测论假设。信号检测论对再认记忆的良好解释使得此领域中的研究方法有重大进展。运用信号检测论,可以验证各种已知的影响再认记忆的因素,诸如:年龄、脑损伤、药物等,究竟影响了人们对新旧事物进行分辨的能力,还是改变了人们判断新旧的标准。例如:具体的应用发现,大麻能够同时降低再认记忆的分辨力和再认记忆的判断标准。另一个例子是,在临床上抑郁症和老年痴呆患者都会表现出记忆力的衰退。当某位病患表现出记忆衰退的症状,如何诊断其究竟是抑郁症患者还是智力减退呢?运用信号检测论的研究发现,抑郁和痴呆对再认记忆产生影响的方式是不同的。抑郁能够使再认记忆的判断标准升高,这可能是因为抑郁症患者伴随有严重的自信缺乏,因此他们在做出判断时显得过度保守。而老年痴呆患者则是在新旧项目的分辨力上明显低于对照组,由此可见老年痴呆患者有着确实的记忆损伤。信号检测论区分了以上两种疾患对再认记忆产生的影响,从而有可能使以上症状的区别和诊断精度提高。另外,有研究运用信号检测论方法发现,头部外伤引起的脑损伤者在再认记忆中同时具有较低的辨别力和较高的判断标准。研究者对此的解释是:脑损伤会导致记忆功能的衰退,而同时由于患者本身意识到自己在记忆方面的缺陷,他们在判断时会更加谨慎。疼痛疼痛是一种通常与组织损伤相伴的不愉快体验,作为一类由刺激引发的经验,它应该是心理物理学的研究对象。但是长久以来对疼痛的研究相对滞后,其中的一个原因在于疼痛并非由单纯刺激引起的简单感觉,它是感觉反应与情绪反应的混合物,因此很难准确地预测某个刺激会引起多大的痛觉。由此导致人们应用信号检测论的方法,去了解影响疼痛判断的各个因素分别作用于疼痛的那一个组成部分,是影响感觉成分的敏感程度,还是影响判断疼痛大小的标准位置。举例来说,用信号检测论方法可以分析镇痛药究竟是抑制了感觉输入,还是影响了情绪唤起,或是两者兼而有之?信号检测论在痛觉研究中的首次尝试是针对安慰剂的镇痛效果,实验证明服用安慰剂诱导被试的痛觉判断标准上升,而对不同强度刺激的分辨力并未受到影响。因此,尽管在服用安慰剂后被试对痛觉强度的报告变小了,但他们对疼痛的敏感性却没有受到影响。他们的这种报告上的变化可能是由于他们认为别人期望自己少报告一些疼痛。信号检测论的应用还发现镇静剂的镇痛作用和安慰剂一样,它们对疼痛辨别力并没有显著影响;笑气则是恰恰相反的例子,这种常用的麻醉气体可以同时降低疼痛的辨别力并提高疼痛判断的标准。另有人发现,针刺疗法在镇痛上的效果和笑气一致,也能降低疼痛的辨别力。最后,年龄对痛觉也会有影响,运用信号检测论可发现人们对痛的辨别能力岁年龄增长而逐渐衰退,而年长者同时会具有设立较高痛觉判断标准的倾向,这可能是因为他们不愿意时常报告刺激引起了痛觉。诊断测试临床诊断所做出的决定是十分重要的,但是这些判断往往并不准确。近来信号检测论的方法被应用于研究医生如何做出有否疾病的判断。研究者比较了诊断乳腺癌和肺结核的两种方法:直接观察x光照片和通过电视观察图像,使用d’作为信号检测论的区分指标。结果显示直接观察x光照片具有更高的辨别力,因此它是一种较好的诊断方法。另一个例子是诊断脑损伤的两种常见方法:计算机层描(CT)和放射性同位素(RN)。在这个研究中,CT和RN专业诊断人员各6名对136名病人做了检查,其中某些病人已知具有脑损伤,而另一些则没有。12名被试对他们每一次判断都在一个五点量表上报告确定程度,由此可以建立两种不同诊断方法的ROC曲线。曲线下的面积代表了对应诊断方法的鉴别能力,从中发现CT的鉴别效果更优于RN。运用信号检测论分析的实验结果还显示,诊断者所采用的诊断标准对诊断结果有显著的影响,这体现在集中率与虚报率的变化上。有研究者运用信号检测论对临床诊断行为中的判断标准最优化做出了解释,认为诊断标准受到疾病发生与不发生概率(信号与噪音的先验概率)以及确诊和误诊带来的利弊(支付阵)的影响。此外,信号检测论研究也运用在帮助人工智能的决策系统在所收集的信息中结合可能方法选择最优化的得决定标准,从而作出最优化的判断。例如NASA在90年代初期就开始将信号检测论分析运用于飞行器的碰撞规避警告系统的设计中。总结信号检测理论的实际应用价值,在于现实中的许多现象并非简单的存在着某些明显的界限,来区分不同属性的多种状态,例如记得与不记得、痛与不痛、有症状和无症状。当假设这些不同的状态在某个连续维度上有区别,并且不同状态的无数次观察分别形成重叠的正态分布,就可以利用信号检测理论来分离不同状态的差异距离和判断状态变化的标准,进一步也可能利用这些信息做到对状态判别的最优化

随机过程是基础,就是让你了解和认识随机现象,并学习随机过程中的相关定理,目的是为学习其它知识打下基础,信号检测与估计可以说是随机过程的一个应用,前提是要有些随机过程的背景知识学起来才比较容易,统计信号处理也是随机过程的一个应用,侧重信号处理,就是用统计方法解决问题,随机过程的应用很广,不光是信号方面的,在整个科学技术里都很重要。随机过程关于教材的话,还没有遇到比较好的,个人认为看国外的比较好,中译版也可以,因为通俗易懂,信号检测和统计信号处理其实都差不多,你看了就知道了,教材的话还是国外的,推荐你看中译版的,讲得很全面,电子工业出版社,具体是谁写就不记得了!

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

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