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铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。1.1钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。1.2钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。2.1车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。2.2车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。2.3制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。3.1采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。3.2采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%.一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。3.3采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。3.4安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。
铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗 摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数 量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。 关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗 众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生 的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮 轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源 很多,耗资也很大。 随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损 所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各 种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损 后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这 方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出 过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂 而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡, 84人重伤,直接经济损失约2亿马克。 与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我 国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路 运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车 辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当 采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失 降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。 1 铁路钢轨的磨耗 据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30% 的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有 60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨 损带来的损失很大。 1.1 钢轨损伤的形态 铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态 主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢 轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重 载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢 轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见 图1)。 1.2 钢轨的年消耗量 据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材 每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其 中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~ 80万t/年。 据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更 换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因 钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤 量的80%以上,即40亿元左右。 2 机车车辆车轮的磨损 车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列 车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨 耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。 2.1 车轮损伤的形态 据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主 要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏 面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车 轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动 热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、 内部缺陷应力集中等。 2.2 车轮的消耗 目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万 个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指 磨损后车轮的维修和更换 以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消 耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费 用约为31·55亿元。 在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程 应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京 铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部 件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解 到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换, 该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别 为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换 时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮 与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车 保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近 5·8亿元。 2.3 制动闸瓦的消耗 在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏 面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速 客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其 他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗 是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得 较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成 本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1 个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次, DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的 换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现 有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些 机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万 3 降低轮轨磨耗的技术措施 我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应 注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的 能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有 关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~ 1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或 间接地节约能源。” 针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费 用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面 打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装 置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦 磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降 低消耗,取得显著的经济效益。 3.1 采用淬火钢轨与维护 钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复 杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选 择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨 就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因 此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢 轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨 可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的 磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。 从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的 钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费 用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很 大的。 3.2 采用磨耗型车轮踏面 车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和 轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使 用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段 修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大 于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面 时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过 这些标准,就会危及行车安全。 早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使 用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率 开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试 验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车 轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降 低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。 四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路 局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半 径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运 用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车 轮相比,轮缘减磨可达30%~70%. 一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分 别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研 发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效 果(参见表5)。 表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比 由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公 里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低 了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。 据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮 踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。 3.3 采用径向转向架 传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线 上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平 行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨 之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重 的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、 轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研 究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲 线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘 的磨耗情况。 戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转 向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的 线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向 架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮 缘磨耗仅为16%。【下转第8页】 【上接第4页】 资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统 转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。 测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而 言,轮缘磨耗至少降低了45%。 大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转 向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据 表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨 耗下降了74%。 据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每 台机车每年可节约费用5·8万元。 3.4 安装轮轨润滑装置 润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路 节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电 力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和 阻力,降低机车能耗。” 以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取 得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁 道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使 每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万 km,车轮寿命由30万km延长至80万km。 除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益 和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换 轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年 可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路 17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮) 费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说 明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑 后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分 可观。 4 结语 综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩 擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车 轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本 而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此 提出以下建议。 (1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关 的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当 高度重视,并采取相应的对策。 (2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措 施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进 行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗 型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应 用等。 (3)在今后的技术引进或产品自主创新的研 发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的 研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副 的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件 的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。
近年来，相干微波光子滤波器（CMWF）的研究受到了广泛关注。CMWF可以实现微波频段的高精度、高稳定性的光子滤波，在微波技术中发挥着重要作用。目前，CMWF的研究主要集中在三个方面：一是新型CMWF的结构设计；二是CMWF的性能模拟；三是CMWF的全球最优设计。首先，新型CMWF结构设计主要集中在结构的简化、优化和改进。为了提高CMWF的性能，已经提出了多种新型的结构，例如双振荡器CMWF、多段CMWF、混合CMWF和改进型CMWF等。其次，CMWF性能模拟也获得了重要进展。目前，已经建立了多种不同的算法和，用于模拟CMWF的性能，其中包括传统的数值计算方法、基于模拟的方法以及基于机器学习的方法等。最后，CMWF全球最优设计也取得了一定的进展。基于粒子群优化算法、遗传算法和模拟退火算法等，可以有效地实现CMWF的最优设计。总之，近年来，相干微波光子滤波器的研究取得了显著的进展，其结构设计、性能模拟和全球最优设计等方面均取得了重要成果。
微波光子滤波器是一种基于光学技术来实现微波信号处理的器件，主要是利用光学器件对光波进行调制、延迟等操作，来实现对微波信号的调制、滤波等处理。目前微波光子滤波器的研究主要涉及以下几个方面：1. 器件设计和制备：微波光子滤波器通常由光纤、光栅、耦合器等光学器件组成，因此关键是要优化器件的设计和制备技术，以实现更高的性能和功能。2. 滤波器性能研究：包括滤波器的带宽、频率响应、动态范围等性能，以及与微波信号处理相关的参数，如相位响应、群延迟等。这些性能研究旨在提高微波光子滤波器的性能和功能。3. 应用研究：微波光子滤波器的应用涉及到雷达、通信、军事等领域，因此需要对其应用进行研究。例如，对于雷达应用，需要研究微波光子滤波器在多普勒雷达等方面的应用；对于通信应用，则需要研究微波光子滤波器在光纤通信等方面的应用。总体来说，微波光子滤波器是一个快速发展的领域，其研究旨在提高微波信号处理的速度和效率，以及进一步扩大微波光子学的应用范围。
发夹型微带滤波器的设计方法 发夹型滤波器是由发夹型谐振器并排排列耦合而成， 它是将半波长耦合谐振器折合成“U”字型构成的 ， 其耦合拓扑结构属于交叉耦合。交叉耦合的最大优点是能在通带附近的有限频率处产生传输零点， 因而滤波器的带外抑制能力将获得较大提高。 X 波段 U 字型谐振器结构中直角弯角的长度计算为 0. 7 倍线宽， 抽头与 50 Ω 微带线匹配， 相邻的谐振器间耦合系数一般使用如式 微波滤波器的设计 已知相关参数根据实际工程需要设计一个X 波段抽头发夹微带滤波器， 滤波器指标要求如下: 中心频率为 11 GHz， 通 带频率10. 6 ～ 11. 4 GHz; 带内波纹≤0. 5 dB; 带外抑制为12 GHz 时衰减 ＞ 50 dB。
未来新能源为缓解世界能源供应紧张的矛盾，各国科学家都努力研究，积极寻找新能源。科学家认为，21世纪，波能、可燃冰、煤成气、微生物、绿藻将成为人类广泛应用的新能源。波能：即海洋波浪能。这是一种取之不尽、用之不竭的无污染再生能能源。据科学家推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。可燃冰：这是一种与水结合在一起的固体化合物，它的外形与冰相似，故称“可燃冰”。据科学家测算：可燃冰蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。煤成气：煤在形成过程中由于温度及压力增加，在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。科学家估计，地球上煤成气可达2000万亿立方米。微生物：世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等，科学家利用微生物发酵，可将它们制成酒精，用其稀释汽油所配制的“乙醇汽油”，功效可提高15%左右，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。科学家还研究成功利用微生物制取氢气，开辟了能源的新途径。绿藻：当石油和天然气耗尽时，论文先生网氢也许是一种理想的燃料，问题在于要找到一个廉价地生产氢燃料的方法，科学家称，这个问题的答案可能是一种普通的池塘绿藻。目前，一升绿藻培养液每小时可以生产出3毫升氢气。研究人员认为， 绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍，而这一点有待于技术的进一步提高。
燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的化学反应。放热、发光、生成新物质（如木料燃烧后生成二氧化碳和水份并剩下碳和灰）是燃烧现象的三个特征。燃烧是一种氧化反应，其中氧气是最常见的氧化剂，但氧化剂并不限于氧气，氧化并不限于同氧的化合。 燃料燃烧放出的热量，至今仍是人们的主要能量来源，其目的不是制备生成物，而是获得能量。研究燃料充分燃烧的条件与方法不仅对节约能源、提高燃料的利用率至关重要，而且，对减少因不完全燃烧产生的CO等有害气体、烟尘等对空气的污染，也具有重要意义。一般说来，燃料在空气中的燃烧，是燃料和空气中氧气的氧化还原反应。为使燃料充分氧化，应保证有足够的空气。同时，为保证固体和液体燃料燃烧充分，增大燃料与空气的接触面（固体燃料粉碎、液体燃料以雾状喷出等）也是有效的措施。燃烧的条件：1.可燃物（不论固体，液体和气体，凡能与空气中氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质，一般都是可燃物质，如木材，纸张，汽油，酒精，煤气等）2.充足的氧气3.达到物质的着火点灭火的基本原理及方法：燃烧必须同时具备三个条件，采取措施以至少破坏其中一个条件则可达到扑灭火灾的目的.，灭火的基本方法有三个：（1）冷却法： 将燃烧物质降温扑灭，如木材着火用水扑灭；（2）窒息法：将助燃物质稀释窒息到不能燃烧反应，如用氮气、二氧化碳等惰性气体灭火。（3）隔离法：切断可燃气体来源，移走可燃物质，施放阻燃剂，切断阻燃物质，如油类着火用泡沫灭火机。当今世界常用燃料：煤、石油和天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，又是化学工业中极为重要的原料，它们又细分为（1）固体燃料：木柴、烟煤、揭煤、无烟煤、木炭、焦炭、煤粉等；（2）液体燃料；汽油、煤油、柴油、重油等；（3）气体燃料：天然气、人工煤气、液化石油气等清洁燃料：液氨、酒精、液氢（最清洁的燃料，燃烧产物是水）、甲醇等海洋资源的开发利用与海洋环境海洋资源类型海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。海水可以直接作为工业冷却水源，也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术，向海洋要淡水，是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。海水中已发现的化学元素有80多种。目前，海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展，丰富的海洋化学资源，将广泛地造福于人类。海洋中有20多万种生物，其中动物18万种，包括16000多种鱼类。在远古时代，人类就已开始捕捞和采集海产品。现在，人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进，大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。在大陆架浅海海底，埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中，富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中，广泛分布着深海锰结核，它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。海水运动中蕴藏着巨大的能量，它们属于可再生能源，而且没有污染。但是，这些能量密度很小，要开发利用它们，必须采用特殊的能量转换装置。现在，具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电，但是工程投资较大，效益也不高。海洋渔业生产海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域，也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中，生物光合作用强，入海河流带来丰富的营养盐类，因而浮游生物繁盛（图3．15《大陆架剖面示意》）。这些浮游生物是鱼类的饵料，它们在海洋中分布很不均匀，一般在温带海区比较多。温带地区季节变化显著，冬季表层海水和底部海水发生交换时，上泛的底部海水含有丰富的营养盐类，这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方，饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地（图3．16《世界主要渔业地区的分布》）。因此，尽管大陆架水域只占海洋总面积的7．5％，渔获量却占世界海洋总渔获量的90％以上。世界主要渔业国都分布在温带地区，这些温带国家鱼产品消费量高，市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场（图3．17《舟山渔场的沈家门渔港》）和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时，远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限，人口密度高，因此海洋水产品在食品结构中比重较大。海洋油、气开发海底油气的开发，开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制，最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来，在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速发展，海洋石油开发迅速向大陆架挺进，逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏，然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布，分析是否具有商业开发价值。海上钻井平台（图3．18《海上钻井平台》）是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远，油气要经过装油站通过船舶运到目的地，或直接由海底管道输送至海岸。海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程，国际合作和工程招标是可行方式之一。海洋空间利用世界人口迅速增长，使陆地空间显得越来越拥挤，海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分，随着人类逐步向海洋挺进，海洋将成为人类活动的广阔空间（图3．19未来海洋空间利用示意）。海洋环境不同于陆地，它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面，要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动；深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境；海水的腐蚀性强，海冰的破坏性大，对工程设备材料和结构有严格的要求。因此，海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。海洋空间利用已从传统的交通运输，扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面，有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。海洋运输和港口建设海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来，人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初，人们利用人力、风力或洋流作为动力，驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆，世界海洋航运由近海转向远洋。之后，世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初，开辟了通往南极和北极的航道，巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在，人类已经能够将船舶驶人世界任何海域（图3．20世界主要海运路线）。20世纪60年代，世界石油生产和运输增长，大型油轮得到发展。集装箱船的兴起，带来了海洋货物运输的革命。今天，穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备，还可以选择最佳航线服务，以节省能源和航时，减少危险。沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所，也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域，即腹地，该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务，港口要有配套的设施，如码头、装卸设备等，还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中，受内外因素的影响，港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如，某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转，对港口实行特殊政策，将港口辟为自由贸易区、自由港等，不需或很少缴纳费用。荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后，鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河，改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能，发展了农、矿产品加工业和造船工业（图3．21鹿特丹港口的土地利用）。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后，西欧各国经济复兴，鹿特丹成为欧洲联盟的大门，港湾和航空设施得到完善，港口的中转机能更加突出。现在，鹿特丹是世界最大的港口之一，腹地覆盖了欧盟的半数国家。围海造陆沿海地区人地矛盾激化，使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆，目前，荷兰有 1／5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径，但是它需要经过充分的科学论证，特别是做好以水利工程为中心的配套建设。在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地，通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接，这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市（图3．22日本神户人工岛）的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市，工程和费用巨大，需要以强大的国力作基础。澳门人多地少，有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩，有的在落潮时能露出水面，澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来，澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍（表3．2澳门历年土地面积的变化和图3．23澳门历年填海范围）。海洋环境保护海洋环境问题包括两个方面：一是海洋污染，即污染物进入海洋，超过海洋的自净能力；二是海洋生态破坏，即在各种人为因素和自然因素的影响下，海洋生态环境遭到破坏。（一）海洋污染海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动，例如倾倒废物和港口工程建设等，也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋，污染海洋环境，危害海洋生物，甚至危及人类的健康。工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源，它们集中在大型港口和工业城市附近。1953－1970年，日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件，就是因为工厂在生产有机产品过程中，排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后，逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒，并先后死亡。核电站和工厂排出的冷却水，水温较高，流入河口或海中时，往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流，或者随土壤颗粒在河口附近淤积，最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故，引起石油渗漏和溢出，造成海洋污染。（二）海洋生态破坏除海洋污染外，人类的生产活动，例如工程建设和渔业生（围垦和滥捕等），以及自然环境的变化，例如全球变暖和海平面上升，都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞，导致海洋生物资源数量减少，质量降低，也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证，破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前，海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。石油污染和监测防治沿海工业生产和海运航线上的船舶，是石油污染的主要来源。因此，石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏，因为污染迹象明显，污染物集中，危害严重，因而倍受公众的关注，也是目前治理污染的重点。为减少意外事故的发生，很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船，用来清除港口水面垃圾和污油。海洋权益和《联合国海洋法公约》20世纪60年代以来，出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展，成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势，国际社会经过20多年的努力，通过了《联合国海洋法公约》，并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生，使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如，长期争执不休的领海宽度问题得到了解决；国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。根据《联合国海洋法公约》，全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外，其管辖海域面积可外延到200海里，作为该国的专属经济区，享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米，约相当于我国陆地面积的二分之一，因此，加强海洋综合管理显得日益重要。《联合国海洋法公约》的诞生，为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是，因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求，还有许多不完善和不明确之处。因此，在实施过程中，必然会产生一些新的矛盾和问题。例如，在封闭和半封闭的海域，周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠，还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题，这些都有可能成为相邻国家关系紧张，甚至引发国际冲突的新的因素。因此，相邻国家间管辖海域划界和海洋权益，要求有关国家本着友好协商的精神，予以公平合理的解决。海水化学资源概况海洋化学资源是指海水中所蕴含的可供人类利用的各种化学元素。海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量就达5亿亿吨，还含有大量非常稀有的元素，如金达500万吨，铀达42亿吨，所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提，目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨，总产值达6亿多美元。水是生命之源，世界上缺水的地区愈来愈多，海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径，所有这些都是海洋化学要研究的。海洋生物资源1、海洋生物资源量估计。海洋是生物资源宝库。据生物学家统计，海洋中约有20万种生物，其中已知鱼类约1.9万种，甲壳类约2万种。许多海洋生物具有开发利用价值，为人类提供了丰富食物和其他资源。世界海洋浮游植物产量5000亿吨，折合成鱼类年生产量约6亿吨。假如以50%的资源量为可捕量，则世界海洋中鱼类可捕量约3亿吨。2、海洋生物资源开发状况。开发海洋生物资源的主要产业是海洋渔业，另外还有少量海洋药用生物资源开发。1989年世界海洋渔业产量约8575万吨。1990年世界渔业总产量估计（正式统计数字尚未见报道）为1亿吨，其中海洋渔业产量也比1989年有所增长。其中，世界各大洋的渔业产量分别为：太平洋0.54亿吨，大西洋0.24亿吨，印度洋0.6亿吨。各国海洋渔业的发展水平差别很大。长期以来，日本和原苏联是渔业产量超过1000万吨的渔业大国。中国的渔业发展比较快，1990年渔业产量达到1200多万吨，成为第一渔业大国。美国、加拿大和欧洲的一些国家，以及南朝鲜和东南亚的某些国家，渔业也比较发达。3、海洋生物资源开发潜力。世界大洋生物资源的开发潜力是很大的。如前述各国专家所估计的，世界海洋渔业资源的总可捕量在2-3亿吨之间，目前的实际捕捞量不足1亿吨。另外，药用和其他生物资源也有很大开发潜力。近年来，日本等国正在探索大洋深水区的生物资源开发问题，首先是进行资源调查，同时开发新的捕捞技术。据报道，过去被认为是海洋中的荒漠的大洋深水区，蕴藏着大量的中层鱼类资源，其中仅灯笼鱼的生物量就有9亿吨，每年可捕量可达5亿吨。南大洋磷虾资源年可捕量可达0.5?亿吨。另外，水深200?000m的区域也有许多其他经济鱼类，如长尾鳕科鱼类，深海鳕科鱼类，平头鱼科鱼类，以及金眼鲷、鲽鱼等，可捕量约3000万吨。海洋矿藏资源概述用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。单就她的矿产资源来说，其种类之繁多，含量之丰富，令人咋舌。在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种，这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”；海底富集的固体矿床；从海底内部滚滚而来的油气资源。海水中最普通的是盐，即氯化钠，是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐，它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外，还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等，它们一般在陆地上比较少，而且分布较分散，但又极具价值，对人类用处很大。据估计海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨等等。这些东西，大都是国防工农业生产及生活的必需品。例如镁是制造飞机快艇的材料，又可以做火箭的燃料及照明弹等，是金属中的“后起之秀”，而世界上目前有一半以上的镁来自海水。海水是宝，海洋矿砂也是宝。海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等，所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的利用。这种矿砂主要分布在浅海部分，而在那深海底处，更有着许多令人惊喜的发现：多金属结核锰结核就是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的，或者呈褐色的锰结核鹅卵团块，有的象土豆，有的象皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一项取之不尽，用之不竭的宝贵资源。目前，锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一表层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中，富含轴、铁、锰、锌、锢、银、金等，具有较大的经济价值。近年来，科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”，是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物。这种热涂矿床主要形成于洋中脊，海底裂谷带中，热液通过热泉，间歇泉或喷气孔从海底排出，遇水变冷，加上周围环境中及酸碱度变化，使矿液中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状从数吨到数千吨不等，是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”，又被称为“黑色的金子”。据报告，1990年，全世界海上石油已探明储量达2.970×1010吨，海上天然气已探明储量达1.909×1013M3。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。石油是“工业的血液”，然而目前全世界已开采石油640亿吨，石油的枯竭在所难免，从海湾战争可以看出石油的价值所在。所以人们转而求助的就是海洋石油资源。天然气是一种无色无味的气体，又称为沼气，成分主要是甲烷。由于含碳量极高，所以极易燃烧，放出大量热量。1000立方米天然气的热量，可相当于两吨半煤燃烧放出的势量。因此，天然气的价值在海洋中仅次于石油而位居第二。海洋能源概述浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。潮汐能就是潮汐运动时产生的能量，是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来，到了11-12世纪，法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪，潮汐能的魅力达到了高峰，人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计，全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦，每年可发电12400万亿度。今天，世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口，年供电量达5.44亿度。一些专家断言，未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的，浮泛在全球潮汐之上的波浪。波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。波浪能是巨大的，一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高，一个波高5米，波长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量，由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。除了潮汐与波浪能，海流可以作出贡献，由于海流遍布大洋，纵横交错，川流不息，所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业，当然也是冒险的事业。把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能，又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质，海洋的体积又如此之大，所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射，另外还有地球内部向海水放出的热量；海水中放射性物质的放热；海流摩擦产生的热，以及其他天体的辐射能，但99.99%来自太阳辐射。因此，海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一，可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪，直到1926年，他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。此外，在江河入海口，淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。由此可见，海洋中蕴藏着巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就生生不息。作为新能源，海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。
频分双工是全双工的方式，时分双工是半双工方式。时分双工是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收与传送信道；频分双工是指上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行。
时分双工优缺点：能高效灵活地利用所有可用带宽；可动态分配上下行链路的容量，实现资源分配的灵活性；上下行链路的一致性较好；在对移动台的发射功率进行控制时，可以用开环功率控制来取代较为复杂的闭环功率控制；缺点是TDD系统所提供的移动性和覆盖有限。
频分双工优缺点：两个信道之间存在一个保护频段，以防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰；较适宜于初始频率分配，够保证充分的发送接收频率间隔；缺点是FDD系统中会造成系统具有较大复杂度和较高成本。
扩展资料：
频分双工（FDD）的发展
在第一、二代蜂窝系统中，基本都是采用FDD技术来实现双工传输的。特别是在第一代蜂窝系统中，传输连续信息采用FDD技术时，收发两端都必须有产生不同载波频率的频率合成器，在接收端还必须有一个防止发射信号泄漏到接收机的双工滤波器。
另外，为了便于双工器的制作，收发载波频率之间要有一定的频率间隔。在第二代的GSM、IS-136和IS-95等系统中，也采用了FDD技术。在这些系统中，由于信息是以时隙方式进行传输的，收发可以在不同的时隙中进行。所以，尽管采用的FDD技术，也不需要昂贵的双工滤波器。
FDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。采用包交换等技术，突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。
参考资料来源：百度百科-时分双工
参考资料来源：百度百科-频分双工
三种主流接入方案：1、 EOC；2、 CMTS；3、LAN
重点：
在双向改造中，广电当前面临着最重要的任务是加快广电网络数字化升级改造，在选择双向改造的技术中，对于广电网络接入运营商来说，需要做的是在众多双向网络改造方案中摸索出一条适合自己的道路。（适合的才是最好的）
用一句话来总结广电双向改造这三类主流接入技术：EOC需要标准化，CMTS需要廉价一些，LAN需要接入率。
具体可以看：
所谓“三网融合”，就是指电信网、有线电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。其表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。
随着三网融合的启动，广电当前面临着最重要的任务是加快有线电视网络数字化升级改造，加快建设下一代广播电视网，在这一过程中广电网络需要大量采用双向改造的技术，从而确保广电在三网融合竞争的中取得优势。
意义
它不仅是将现有网络资源有效整合、互联互通，而且会形成新的服务和运营机制，并有利于信息产业结构的优化，以及政策法规的相应变革。融合以后，不仅信息传播、内容和通信服务的方式会发生很大变化，企业应用、个人信息消费的具体形态也将会有质的变化。
三网融合将会从根本上改变我国文化信息资源保存、管理、传播、使用的传统方式和手段，为知识创新和两个文明建设营造一个汲取文化信息的良好环境。
从国务院推出的三网融合政策来看：2013年至2015年，将总结推广试点经验，全面实现三网融合发展，普及应用融合业务，基本形成适度竞争的网络产业格局。
2年以后，根据国务院试点的政策三网融合将会在全国全面地推广开来，对于广电网络数字化升级改造的来说，时间将会是多么的紧张。
目前，从我国广电网络的整体来看，其网络仍然存在着大量的HFC网络，而且大多数网络都没有完成双向改造，这样的网络仅能满足基本广播电视节目的传送，既不能承载多媒体交互业务，也不能有效实现网络、业务和用户管理。所以，广电广电当前面临着最重要的任务是首先解决把HFC网络从单向网络改变为双向网络。
HFC是一种经济实用的综合数字服务宽带网接入技术 有线电视网目前在全世界已有超过9.4亿的用户，我国有线电视网自90年代初发展至今，全国覆盖面已达50％，电视家庭用户数有8000多万，成为世界上第一大有线电视网。随着计算机技术、通信技术、网络技术、有线电视技术及多媒体技术的飞速发展，尤其在Internet的推动下，用户对信息交换和网络传输都提出了新的要求，希望融合CATV网络、计算机网络和电信网为一体的呼声越来越高。利用HFC网络结构，建立一种经济实用的宽带综合信息服务网的方案也由此而生。
这对于广电在三网融合的竞争中有利于提升广电自身的网络价值、提高竞争力、提高服务质量、提高收入。网络改造的成效也体现在网络社会效益和经济效益的提高上。改造网络的另一目的是为了应对日益激烈甚至是残酷的竞争：避免用户流失、提升多业务、全业务服务能力，从而提高网络服务的社会和经济效益。
那么在当前广电网络的双向改造中，广电部门和大多数商家习惯于涉足哪几类双向改造的主流接入技术呢？
1、 EOC
1.1、 EOC的概念
有源EOC
现在涌现出很多的技术和解决方案，将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。尽管有人也称之为“Ethernet over Coax”，但是与真正的EoC（基带EoC/无源EoC）有非常大的差别，同轴电缆上传输的信号不再保持以太网络信号的帧格式，严格从技术的角度来说是不可称之为“EoC”的。这类技术主要有以下几种：HomePNAover Coax、HomePlug BPL over Coax、HomePlugAV over Coax、WiFi over Coax、MoCA - Multimediaover Coax Alliance，我们暂且总称之“有源EoC”或“调制EoC”。
HomePNA、HomePlug BPL、HomePlugAV和WiFi（Wireless LAN，Wireless Fidelity）都是目前比较成熟的家庭联网技术，他们的发展均有数年的历史，MoCA则是Multimedia over Coax Alliance推出的基于同轴电缆的联网技术，是四种技术中最年轻的。HiNOC是最近中国市场新出现的一种标准EOC技术，也是专门针对同轴电缆的技术，但目前尚无商业芯片。
无源EoC
无源EoC （Ethernetover Coax）技术基于IEEE 802.3 相关的一系列协议，也就是把以太网信号在同轴电缆上传输的一种传输技术。原有以太网络信号的帧格式和MAC 层都没有改变，只是将从差分平衡信号（双绞线媒介）转换成非平衡信号（同轴电缆媒介）。其最大的特点是客户端是无源器件。基带同轴传输系统占用0-65MHz频段为用户提供了10M的带宽。利用高低通滤波方式全部采用无源器件在同轴上实现数据和有线电视信号的传输，系统需要将原来的平衡方式传输的以太网信号变成不平衡方式传输，还要将以太网收、发信号合成一路信号，并完成100欧/75欧阻抗变换。基带EOC技术是将以太网数据信号IP DATA和有线电视信号TV RF采用频分复用技术，使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输的技术。根据我国的有线电视网络频率老国标分割的标准，将IP DATA信号在35MHz 以下频段传输，TV RF 信号在48MHz 以上频带传输，可以实现两个信号的共缆传输，而互不影响，或者根据新国标65/87的分割点，EOC内置滤波器易于批量生产。在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IP DATA 和 TV RF 混合信号直接传送至用户端，再在用户端实现混合信号的无源分离。无源EOC需要将以太信号和86MHz以上的CATV信号通过双工滤波器合在一起，需要双工滤波器具有高隔离度、高回波损耗、尽可能低的插入损耗，才可以有效抑制以太网产生的杂散信号。同时滤波器会产生相位非线性，需要对群时延进行必须的均衡。因此对信号指标和产品工艺要求非常高，否则容易引起信号不通畅。因为无源EOC的能量主要集中在0到20MHz，而分支分配器的带宽一般为5到1000MHz，因此无源EOC无法通过分支分配器。
EoC（Ethernet over Coax）是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，主要将机房传送至小区或大楼的宽带数据信号通过电缆向用户传输，满足用户端多业务开展带来的高带宽需求。
据DVBCN了解，EoC可以根据数据信号分为基带和调制两种传输方式，分别是基带EoC和调制EoC。
基带EoC一般为无源设备，基于IEEE 802.3相关的一系列协议，它将以太数据信号和有线电视信号采用频分复用技术，使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输。它适用于集中分配的小区，一般情况下数据信号必须到楼道。因此基带EoC技术无法适用于网络中的普遍存在的树型网络。
调制EoC利用正交频分复用（OFDM）等技术在头端把以太网信号调制到某个频段上，然后再耦合到同轴电缆上传输，在用户端通过类似于CM的设备终端对调制在同轴电缆上的信号进行解调处理恢复成基带信号通过以太网接口向用户提供服务，同时，也将用户的回传信号进行调制加载到电缆网上传输到头端，即实现了通过同轴电缆传输以太网信号的过程。由于采用了先进高效的调制方式以及错误校验技术，物理层速率远远超出无源EoC能够提供的带宽，对未来用户高带宽的接入需求将提供有力的支持。调制EoC系统能克服基带EoC的缺点，具有传输距离远，能跨越放大器、分支分配器，较高带宽，支持QoS，支持集中网管等优点。调制EoC又可细分出很多技术，如MoCA、HomePNA、HomePlug、Wi-Fi等。
1.2、 EOC标准尚未确立
EoC系统作为光纤到小区（FTTC）或光纤到楼栋（FTTB）或光纤到户（FTTX）的最后一段电缆传输技术，可将光纤收发器、PON的终端ONU作为上联汇聚设备。从组网方式来看，类似于CMTS在有线电视网络中的应用，只是将CMTS头端设备下降至小区以下使用，以符合“光进铜退”的网络发展趋势。而且从经济性看，调制EoC技术的价格比CMTS技术要低得多。
但是，目前EoC存在的一个问题就是它的技术尚在发展之中，多种技术并存竞争市场的局面尚有时日，价格仍然是比较高，究竟何种技术领先需要在实践中进行判断。
在DVBCN记者看来：基带EOC,只能用在集中分配网上，4\\2线转换电路在空载时，交换机就会环回死机，而留给网卡的富余电平只有几个 DB；调制类EOC，技术成熟度低，市场极其混乱。低频调制类的缺点是受噪声影响大。高频调制类的缺点是传输损耗大，虽然灵敏度高，但电平太小时信噪比差，吞吐率会下降。另外由于采用带宽共享机制，故不适宜开展IPTV之类的高带宽业务
1.3、EOC的应用还存在问题
在EOC的应用中，广电专家余少波博士在回复DVBCN记者时，他认为目前在国内的EOC应用中还存在着一些问题：
其一、许多的EOC应用场景，或者是用于宽带上网，或是视频采用IPQAM的方式来传输，因此对EOC的延迟、抖动没有要求。所以，现在的应用是不能完全反映我们在以后的NGB中对EOC的需求的。
其二、对EOC的应用评价，不能仅仅从数量上来评判。而是要从实际的应用场景上来评判。我们的应用场景是什么？我们有什么杨的需求？这些，应该像HINOC标准的建立一样，先要建立一个模型，然后来进行评判。建议科技司或规划院找一些合适的人来参与模型的建立。没有需求就没有评判的标准，没有模型就没有进行评判的根据。没有评判的体系就没有正确的评判。
其三、EOC的情况调查和评估，需要模型。建立实际的测试规范或是确定实际的指标，也是需要模型的。有了NGB我们知道需要什么样的带宽了，20M===40M。那么，要传输视频，我们需要什么样的延迟和抖动？所以，模型的建立是以后建立测试规范的关键。是进行正确评判的基础。
1.4、EOC+EPON技术方案的应用
目前，双向网络改造的主流方案有两种，一种是基于HFC网络的双向改造方案（CM方案），另一种是近两年提出的一种新方案，即EPON到楼＋EoC技术方案。
三网融合，随着广电双向网络改造的深入，据DVBCN了解，目前业界中的大多数广电运营商都比较推崇于EPON+EOC技术解决方案。
从双向改造的投资成本上来看：武汉长光胡保民博士向DVBCN记者表示，选用EPON+EOC作为双向改造时，该技术在到户带宽、户均覆盖成本等方面，相比CMTS和EPON+LAN，EPON+EoC（EoC以HomePlug AV为例）均具有一定优势。比如说：30%接入率2M接入带宽情况下CMTS户均覆盖成本需要911元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需54元；10%接入率1M接入带宽情况下CMTS户均覆盖成本需要161元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需29元。
从双向改造的速度和难度上来看：胡保民博士认为，在EPON+EoC在双向网络改造中，使用该技术改造难度小、速度快，同时户均覆盖成本低；而“CMTS技术成熟但带宽成本高；EPON+LAN面临全网改造难度大、低接入率时覆盖成本高、楼道交换机管理等众多问题。
从双向改造的有效利用资源来看：阿尔卡特朗讯公司在接受DVCBN的采访时认为，在三网融合向NGB演进过程中可采用EPON+EOC解决方案，可以有效利用广电运营商丰富的HFC资源，减少网络改造的投资，实现视频、数据和话音的高效综合承载。EPON+EOC方案采用的 HomePlug AV/BPL和HomePNA等主流技术也都获得了广泛的应用。
2、 CMTS
2.1、CMTS的概念
CMTS（Cable Modem Terminal Systems），CMTS是管理控制Cable Modem的设备，其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。其配置内容主要有：下行频率、下行调制方式、下行电平等。下行频率在指定的频率范围内可以任意设定，但为了不干扰其它频道的信号，应参照有线电视的频道划分表选定在规定的频点上。调制方式的选择应考虑信道的传输质量。此外，还必须设置DHCP、TFTP服务器的IP地址，CMTS的IP地址等。上述设置完成后，如果中间线路无故障，信号电平的衰减符合要求，则启动DHCP、TFTP服务器，就可在前端和Cable Modem间建立正常的通信通道。
目前，虽然CMTS接入技术比较成熟，但是随着EPON+EOC技术解决方案的出现，广电部门和设备商开始慢慢倾向“EPON+EOC”的技术路线，主要原因是：①EOC 每户成本已经低于Cable Modem，得益于光通设备的快速降价；②技术优势明显，干扰小，寿命长，运维成本同样低；③带宽体验较好；④安全性高。
2.2、CMTS的优势与缺陷
目前，双向网络改造的主流方案有两种，除了近两年提出的一种新方案（EPON到楼＋EoC技术方案）以外，另一种便是基于HFC网络的双向改造方案（CM方案）。
基于HFC网络的双向改造方案（CMTS+CM方案）的最大优势：
首先，高度集中，除了分前端（前端）的CMTS和用户端的CM以外，没有其他有源的数据网设备，因此管理、维护比较方便。CMTS的另一大优势是时间成本低：一旦部署了CMTS，就像电信ADSL一样可以随时开通用户，这对竞争是非常重要的。
其次，覆盖范围大，单从宽带接入业务考虑，CMTS可以分期投资，逐步扩充。
另外，CM的标准化、成熟度也是其它方案难以比拟的。DOCSIS标准的带宽利用率最高，能达到的吞吐量也最高。DOCSIS3.0采用频道捆绑技术可以大大提高速率，甚至达到下行1Gbps、上行500Mbps的水平，这是目前所有其它铜缆接入技术无法达到的。
在同轴电缆占HFC网络中较大比例的时代，CMTS几乎是基于同轴电缆的唯一可选的双向改造方案。
基于HFC网络的双向改造方案（CMTS+CM方案）的最大缺陷：
第一，CMTS单位带宽成本太高是这个方案的致命弱点。短期内如果只作宽带接入和上网，每个信道实际接入服务200户以下（覆盖2000户以下），由于共享和非同时应用，上网速率还可以达到200k－2M。如果作流媒体服务（IPTV、VOD等现在流行的新业务），每个用户都需要长时间占用网络、大流量吞吐数据，每个信道只能服务40户以下，成本就太高了。除非CMTS能够降价90％以上才可能是一个性价比较高的方案。
第二，反向噪声汇聚也是一个工程和维护的难题，HFC网络反向设计和施工工艺的控制在我国大部分地区（特别是中、小城市）实施也还存在一定难度，而维护和运行故障排除需要的技术支撑在我国大部分地区短期内也难妥善解决。
2.3、双向网改依旧以CMTS为主，EPON+EOC应用逐渐扩大
截止到2010年6月底，根据《中国数字电视运营季度监测报告》显示，我国有线双向网络覆盖用户已超过4600万户。双线网络改造将是下一阶段我国数字化发展的重要任务之一。
格兰研究向DVBCN记者表示，在当前的广电网络的双向改造中，有不足20%的有线运营商完成整个网络内用户的双向网改，有35.3%的有线运营商基本完成市区网络改造，如江苏省的南京、苏州、哈尔滨等地区；有27.1%的有线运营商正在推进本地区网络改造，如湖南省网、湖北省网、安徽省网、吉林省网、沈阳等地区积极推进双线网络改造，推进双向互动业务发展，提高自身在三网融合中的竞争优势。有线运营商双向网络改造任务依然艰巨。
同时，从格兰研究向DVBCN记者所提供的资料显示，目前有线运营商网络改造技术以CMTS和EPON+EOC为主。随着EPON+EOC技术的逐渐完善，设备成本逐渐下降，目前越来越多的有线运营商选用EPON+EOC技术方案，可以有效地减少双向网改资金投入，减少部分资金压力。
从目前形势来看，以及武汉长光、阿尔卡特朗讯和格兰研究等公司都向DVBCN记者表示，“EPON+EOC”将是今后有线运营商双向网络改造的主选技术方案。
3、LAN
3.1、LAN的概念
局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围内（如一个学校、工厂和机关内），将各种计算机。外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统。简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。
局域网（LAN）是在一个小区域范围内对各种数据通信设备提供了互连的信息网，其中决定局域网特性的主要技术：一是用以传输数据的传输媒体；二是用以连接各种设备的拓扑结构；三是用以共享资源的媒体访问控制方法。
而局域网（LAN）技术主要包括以太网系列技术、令牌网络技术等技术，以太网技术具有成本低、技术简单、使用管理方便等特点，以太网系列技术主要包括以太网、快速以太网、千兆以太网和10G以太网等技术。
在该类技术中，用于双向网络的接入采用五类线进行入户改造，完成双向数据业务的接入功能，有线电视网络仍然采用HFC网络实现。
五类线接入方式具有接入带宽高，可扩充，可以承载多业务运营等特点。在后期维护中，五类线入户方式符合综合布线系统要求。用户间相互影响小，维护与故障处理方便。
五类线接入方式存在着五类线需重新入户施工，施工量和施工难度较大，因此五类线接入方式主要适用于新建住宅预埋线路或办公楼等网络用户密集的地区。
3.2、LAN 的优点与缺点
由于LAN是一个局域网，其它的优点就是在双向改造完成以后，选用了EPON到楼＋EoC技术方案的单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，开展点播业务不需要新增用户的终端投入，并且可以有效节省开通成本。而在存带宽规划上，EPON+LAN技术方案1000M到小区，100M到楼道，10M到户，可满足用户高带宽的需求和未来多业务接人的需要。
但是LAN 同时也有一个很大的缺点：不能在楼外布网线，易遭雷击。如果报装率太低，满铺的投资太大，利用率太低，投资收回的周期较长。
除此以外，DVBCN记者认为，LAN只有在新建小区建设，在旧小区内建设难度大，而且不符合升级需尽量保护现有投资的思想。事实上，LAN 属于室内型产品，组建简单，但是各个方面的要求较高，且维护费用高的特点。
3.3 EPON+LAN技术方案的应用
对于EPON+LAN技术方案，余少波博士认为EPON+LAN实际上是两张网络，对于没有自己的网络的长城宽带等是合适的。不把 EPON+LAN的方式理解为比较便宜，实际上是一种误解。因为在进行全业务和精细管理的情况下，需要QINQ，如果采用QINQ的模式，要求楼道交换机具有QINQ的功能，这就不是简单的HUB就可以了的，需要真正的交换机，价格在每个端口在100元左右。举个例子来说，如果要覆盖64个用户，就需要大约6400元左右，比一般的EOC局端要贵4倍左右。在加上其它的安装费用，实际上，成本比EPON+EOC方式要贵。
而武汉长光胡保民博士在接受DVBCN记者的采访时认为，尽管按照现有的测算EPON+LAN的成本可能比EPON+EOC要便宜，但是需要比较综合成本，一般的计算方法EPON+LAN都没有计算用户家里的家庭网关或者交换机，而随着EOC标准的统一，未来EPON+EoC的市场可能更有竞争力的。
不过在商业区中的应用，胡保民博士又认为，在商务楼、宾馆等细分市场中，采用EPON+LAN的模式也是可行的。
小结
在三网融合下，广电当前面临着最重要的任务是加快广电网络数字化升级改造，在选择双向改造的技术中，对于广电网络接入运营商来说，需要做的是在众多双向网络改造方案中摸索出一条适合自己的道路；用一句话来总结广电双向改造这三类主流接入技术：EOC需要标准化，CMTS需要廉价一些，LAN需要接入率。
电话子母机的发明运用的使物理矛盾中的整体与部分分离原理。
电话机的工作原理
电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。
1、当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。
2、声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。
3、话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内，
4、而受话器作用与送话器刚好相反--把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。这样，就完成了最简单的通话过程。
通过远程发送无线电波来完成原本要用电话线来完成的语音传输等工作，因为无线电遇到障碍物会被反射或吸收，所以有一定的使用范围. 无绳电话机也称为子母机,它由主机和子机两部分组成。主机与市话网联接,主机与子机之间采用无线电方式连接,使子机可以在有效范围内随意拨叫或接收通话网中 图1的任意用户进行通话。
无绳电话机主机电路组成及特点低级放大电路双工·泣波器呼叫检侧控翻电路导翔位侧 电路控创电路电饭电路位接们合 电璐·调侧信号产生电路 双工滤波器选通主机发射电路的高频信号及主机天线接收的由子机发射的高频信号,分别送至天线发射和高频接收电路,抑制杂波,并使收发高频信号严格隔离,同时具有防雷电、高压等作用,这部分电路大多由多级滤波器级联而成。
机械故障标准的话~你可以去参考<机械工程与技术>/<仪器与设备>等相关的资料吧~找下自己的思路
工程机械是构成施工生产的重要因素，机械设备在使用过程中， 由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响，其零部件会逐渐地被磨损、变形、断裂、蚀损等，随着零部件磨损程度的逐渐增大，设备的技术状态将会产生劣化，不可避免地将出现各种各样的故障，设备的功能和精度降低，甚至整机丧失使用价值。保持现场工程机械经常处于良好的状态，提高利用率，延长使用寿命，是企业提高经济效益的需要。 一、工程机械维修的重要性 工程机械维修是对工程机械维护和修理的简称。维护是为了保持延长或改善提高工程机械性能而实施的技术活动；修理则是为了恢复或改善提高工程机械性能而实施的技术活动。维修的作用可以概括为“增加利润、节省原材料、优化投资回报、延长设备的使用寿命、减少生产费用、避免事故和技术性灾难”。维修为工程机械在施工中有条不紊地高效工作做出了重要的前期保障，可以说，随着高科技产品的不断出现，先进的维修可以确保设备无故障运行，而且能使设备经常保持良好的状态。 就维修性质来讲，维修为将来投资。维修不只是排除故障，而是保证企业生存、发展，取得企业经济效益的一种长期连续的投资。做好这项工作，对保证企业正常生产，增加产量，改善产品质量，提高劳动生产率，降低成本和改善其它各项技术、经济指标都有着重要的意义。当前，工程机械维修中还存在许多问题，应认真总结经验教训，深入研究搞好工程机械维修的措施。未来的维修将是绿色的维修，先进的维修，再创造工程的维修。维修已不仅是恢复工程机械原有性能的手段，而是要改善提高工程机械性能，从而提高工程质量。维修也是一种投资，它是与固定资产同样重要的投资，没有维修投资，固定资产就难以保证回报，难以扩大。维修已不再是一种辅助手段和应急措施，而是生产力的组成部分，是关系到经济发展的一项重要任务。 二、工程机械使用中的出现故障的种类和后果 （一）工程机械常见故障有以下6种： 1.损坏型故障：如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等。 2.退化型故障：如老化、变质、剥落、异常磨损等。 3.松脱型故障：如松动、脱落等。 4.失调型故障：如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等。 5.堵塞与渗漏型故障：如堵塞、漏水、漏气、渗油等。 6.性能衰退或功能失效型故障模式：如功能失效、性能衰退、过热等。 （二）造成的故障后果有下列4类： 1.隐蔽性故障后果：隐蔽性故障没有直接的影响，但它有可能导致严重的、经常是灾难性的多重故障后果。 2.安全性和环境性后果：如果故障会造成人员伤亡，就具有安全性后果；如果由于故障导致企业违反了行业、地方、国家或国际的环境标准，则故障具有环境性后果。 3.使用性后果：如果故障影响生产(产量、产品质量、售后服务或除直接维修费用以外的运行费用)，就认为具有使用性后果。 4.非使用性后果：划分到这一类里的是明显功能故障，它们既不影响安全也不影响生产，它只涉及直接维修费用。 三、故障原因分析及其步骤 故障分析的目的不仅在于判别故障的性质、查找故障原因，更重要的在于将故障机理识别清楚，提出有效的改进措施，以预防故障重复发生。通过故障分析，找到造成故障的真正原因，从设计、材料选择、加工制造、装配调整、使用与保养等方面采取措施，提高机械产品的可靠性。例如：离心泵在运转过程中，由于机械本身的原因、工艺操作或高温、高压、物料腐蚀等使用条件的原因，往往会造成各种故障如扬程降低、流量不足、有异常噪音和振动等。通过对故障情况的具体分析，找出原因，采取措施，才能使设备正常运转，同时，也可以指导设计、加工、装配、使用与保养，提高机械产品的可靠性。 在分析故障时，一般是从故障的现象入手，通过故障现象找出原因和故障机理。由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如离心泵不吸液；也可能是某一部件的，如离心泵的填料过热；也可能是某一零件的，如轴或轴套表面损坏等。因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。如“轴承烧坏”这一故障是它上一层次离心泵不能正常运转的原因，又是它下一层次故障模式“轴承过热”的结果。 故障原因分析是一门综合性学科，涉及系统分析、结构分析、测试分析，以及有关疲劳、断裂、磨损、腐蚀等各种学科的知识。对故障分析主要包括以下步骤: 1.现场调查。主要包括收集发生故障的时间、环境、顺序等背景数据和使用条件；故障现场摄像或照相；收集和整理故障件的主要历史资料如设计图样、操作规范、验收报告、故障情况记录和维修报告等；对故障件进行初步检查、鉴别、保存和清洗等。 2.分析并确定故障原因和故障机理。主要包括对故障件的无损检验、性能试验、断口的宏观与微观检查等检查与分析；必要的理论分析和计算如强度、疲劳、断裂力学分析及计算等；初步确定故障原因和机理。 3.分析结论。当每一件故障分析工作做到一定阶段或试验工作结束时，都要对所获得的全部资料、调查记录、证词和测试数据，按设计、材料、制造、使用四个方面是否有问题来进行集中归纳、综合分析和判断处理，提出一个结论明确、建议中肯的报告。一方面是为了改进工作、积累资料、交流经验：另一方面也是为索赔和法律仲裁提供依据。 四、工程机械故障的排除及维修 工程机械故障85%以上是由磨损产生的。解决零部件的磨损，除了采用优良的材料，选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外，最重要的一点就是保证机械的合理润滑，还需要操作人员的细心操作等。对于工程机械，一要尽可能减少零部件的磨损，预防故障的产生；二要灵活运用修理方法，不断探索和研究新的维修方法，野外工程机械维修，由于有配件、材料、吊装设备等的困难，要求维修人员充分发挥聪明才智来尽快解除故障。 1.保证机械的合理润滑 工程机械的故障50%以上是由润滑不良引起的。由于工程机械各零部件配合的精密性，良好的润滑可以保持其正常的工作间隙和适宜的工作温度，防止灰尘等杂质进入机械内部，从而降低零件的磨损速度，减少机械故障。正确合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此，一是要合理使用润滑剂，根据机械结构的不同，选用不同的润滑剂类别，按照环境和季节的不同，选择合适的润滑剂牌号。不可任意替代，更不可使用伪劣产品；二是要经常检查润滑剂的数量和质量，数量不足要补充，质量不佳要及时更换。 2.细心合理的操作机械 作为机械操作人员，启动机械前均应检查冷却液及机油是否够，不足要及时补充后再启动机械。机械启动后要进入低速预热阶段，待冷却液及机油达到规定温度后，再开始工作，严禁低温下进行超负荷运转。操作人员在机械运行中，要经常检查各种温度表的数值，发现问题及时解决后再工作。在操作工程机械施工时，要注意不能在超过机械所能承受的最大负荷下工作，要均匀加减油门，保证机械处于较为平稳的负荷变动，防止发动机、工作装置的大起大落，降低机械的磨损，减少故障的产生。 3、现场应急维修 （1）零件修理法 采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件。例如一台输送泵，料斗的搅拌轴因磨损严重突然不能工作，配件一时又难以买来。这种情况下，可将搅拌轴拆下，采用堆焊及车床加工的方法，迅速恢复机械的作业，同时也节省了资金；一台正在隧道出渣的ZL40B装载机工作泵主液压油管突然破裂，当时没有备件，可用一根别的油管，将损坏的油管接头焊在其上，迅速恢复装载机的作业；若一台正在工作的斯太尔自卸车进水管出现破洞，为了不影响施工，可用树枝削成破洞的形状堵进洞口，效果还相当不错，可迅速恢复斯太尔的作业。 （2）零件换用或替代修理法 用完好备件替换已经损坏的配件，在大修及现场维修时均可采用。同时可以充分利用身边材料，替代工程机械已经损坏的零部件。若一台PC220一6型液压挖掘机铲斗销穿心螺杆在工作中断裂，库房没有备件，购买时间长，可用一根斯太尔的平衡轴固定螺栓替代，使挖掘机恢复正常运行。用普通钢板制作的垫片代替缺损的垫圈，用烟盒做垫圈代替低压油路的密封垫圈，用塑料布代替水泵中密封的石棉绳等，可临时解决应急维修的需要。 （3）零件弃置法 越过已经产生故障的零部件，将管路或电路连接起来，快速恢复工程机械作业。例如，一台斯太尔自卸车的一个刹车分泵皮碗损坏漏气，造成制动不灵。在管路中临时匀一个阀门，将通往该分泵的气体关闭，迅速恢复了斯太尔的作业；冬季施工时，由于驾驶员夜间未放水，导致ZL40B装载机机油散热器冻裂，在野外工地上短时间无法修复。可去掉散热器，将机油管直接与机体油道接通，将散热器水管短接，迅速恢复装载机的作业。 【参考文献】 [1]庄惜铁．工程机械的预知维修[J]．筑路机械与施工机械化，2003，(1)． [2]中国建筑业协会建筑机械设备管理分会．建筑施工机械管理使用与维修[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998．
基于OSA-CBM标准的机械故障诊断系统研究
作者：姜广伟
摘要：一、OSA-CBM标准概述OSA-CBM继承了已被全球很多国家认可的ISO-13374标准,并做出了更大的完善。该标准定义了状态检测系统的六大功能模块,并进一步规范了各个模块的输入和输出模式、接口方式和数据结构等。这六个模块分别是数据获取模块、数据处理模块、状态检测模块、状态评估模块、预测模块和生成建议模块,以上顺序是由低到高排列的。除了处理数据类型、显示结果和
关键词：标准定义 故障诊断系统 状态检测系统 功能模块 机械 数据处理模块 CBM OSA
DOI： CNKI:SUN:HNKJ.0.2012-23-044
年份： 2012
范文来源：学术堂