發(fā)布時(shí)間：2023-08-09 17:24:41
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的航天航空標(biāo)準(zhǔn)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
在美國，普通人上太空遨游，已不是什么新鮮事兒。不論是民間的“太空游”服務(wù)公司還是國家航天局，都能助你實(shí)現(xiàn)“太空夢”，一睹太空的風(fēng)采。
未來什么行業(yè)最有“錢景”？答案也許是“太空游”。美國航空航天局預(yù)言，在十年之內(nèi)，太空旅游將成為產(chǎn)值超過10億美元的產(chǎn)業(yè)。對普通人來說，“太空游”無疑是一種飛向太空的可行方式。
不久前，維珍銀河公司表示，他們已經(jīng)獲得美國聯(lián)邦航空局頒發(fā)的試飛許可，計(jì)劃在年底對“太空船二號”進(jìn)行測試，預(yù)計(jì)“太空游”服務(wù)將于2013年正式推出。
維珍銀河公司的“太空游”服務(wù)，價(jià)格僅需20萬美元。公司迄今還未公布首次“太空游”的具體時(shí)間，不過，維珍銀河公司總裁喬治·懷特賽茲說，“太空游”或許明年就能實(shí)現(xiàn)。
在懷特賽茲看來，獲得美國航空航天局的試飛許可，是一個(gè)重要的里程碑，這是“太空游”日程提速的有力保障?！疤沾枴笔堑谝粋€(gè)獲得美國航天局試飛許可的、依靠民用火箭推動的載人航天器。
得到美國航空航天局的試飛許可后，維珍銀河公司和太空船制造商“比例復(fù)合”公司開始將火箭發(fā)動機(jī)安裝到“太空船二號”上?！疤沾枴比缃襁€在美國南部的沙漠小鎮(zhèn)莫哈韋進(jìn)行測試，現(xiàn)已完成了100項(xiàng)測試指標(biāo)。
人類載人航天活動走過了50多年的歷程，至今為止，僅僅只有400多名航天員進(jìn)入太空；“太空游”雖風(fēng)行了20多年，但迄今為止僅有幾個(gè)富翁實(shí)現(xiàn)了太空旅游的夢想。
2001年，美國富商丹尼斯·蒂托成為人類首位太空游客。為了這次太空飛行，蒂托花費(fèi)了2000萬美元！2000萬美元的高價(jià)，足以嚇退絕大多數(shù)人。
為此，維珍銀河公司最先打破“價(jià)格”這一障礙。維珍銀河公司一直大力推廣相對廉價(jià)的“太空游”，對首批500名游客推出的“太空游”票價(jià)為20萬美元，購票時(shí)需交最低預(yù)付款2萬美元。
從2000萬美元降到20萬美元，這使“太空游”不再是富翁們的專利，普通人也可以走進(jìn)“太空游”，成為擴(kuò)大太空旅游市場的關(guān)鍵。
中科院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心研究員潘厚任說，太空旅游之所以昂貴，主要是因?yàn)閷w船送上近地軌道，需要消耗數(shù)百噸的昂貴燃料。有數(shù)據(jù)顯示，把單位公斤重量的物品送上近地軌道的價(jià)格都在2萬美元以上。
此外，配合飛船發(fā)射、跟蹤聯(lián)絡(luò)及返回地面設(shè)施的費(fèi)用也不低。要降低“太空游”的費(fèi)用，首先應(yīng)該大幅度降低航天發(fā)射的費(fèi)用。對此，世界各國一直都在絞盡腦汁。
有人預(yù)測，再過幾年，若能將一次“太空游”的價(jià)格降到5萬美元、甚至一兩萬美元，那么全世界每年可能有50萬人到太空去旅游。
對于太空旅游的發(fā)展，美國航空航天局預(yù)言，未來十年太空旅游的產(chǎn)值將超過10億美元。巨大的潛在市場，讓“太空游”公司仿佛看到了美好的未來。
說到美國的民營太空企業(yè)，就不能不提莫哈韋鎮(zhèn)。這座位于美國加利福尼亞州的小鎮(zhèn)地處偏遠(yuǎn)，荒涼干燥，在它的入口處立有一塊標(biāo)識牌，上面寫著“太空通道”四個(gè)大字。
小鎮(zhèn)不遠(yuǎn)處即是著名的莫哈韋航天航空港，如今已成為民營太空企業(yè)發(fā)射、測試民用太空航空器最為重要的基地。在過去的10年時(shí)間里，有6家太空創(chuàng)業(yè)公司來到莫哈韋小鎮(zhèn)“安家”。
莫哈韋航天航空港行政總裁斯圖爾特·威特自信地說，這里就是太空“硅谷”，看看莫哈韋，就能窺見私營航天業(yè)的發(fā)展。
不過，別看“太空游”市場貌似前景巨大，但真正要想在這個(gè)領(lǐng)域獲得成功，絕非易事。
目前，私營航天企業(yè)的蓬勃發(fā)展，離不開政府的支持。為盡早擺脫對俄羅斯飛船的依賴，美國在航天飛機(jī)退役后，大力鼓勵(lì)和推動私人企業(yè)發(fā)展商業(yè)載人航天項(xiàng)目。然而，并非所有企業(yè)都能得到政府的資助。
在莫哈韋小鎮(zhèn)，曾經(jīng)有一家名為“旋轉(zhuǎn)火箭”的公司，最后因?yàn)橘Y金耗盡而“倒灶”。后來，“旋轉(zhuǎn)火箭”的前員工杰夫·格萊森又在莫哈韋創(chuàng)立了XCOR航空宇宙公司，計(jì)劃建造類似于“太空船二號”的太空飛機(jī)Lynx，讓它搭載游客去太空游玩。不過Lynx個(gè)頭比一般的太空飛機(jī)要小，只有兩個(gè)座位，一個(gè)給駕駛員，一個(gè)給游客。
目前，XCOR發(fā)展得磕磕絆絆，經(jīng)常出現(xiàn)資金斷流，也曾有員工因拖欠工資而離職。不過，有知情人士透露，目前該公司得到了新投資，預(yù)計(jì)于今年年底或明年年初開始試飛Lynx，2014年將推出商業(yè)“太空游”，一次飛行的票價(jià)為10萬美元。
對于莫哈韋鎮(zhèn)及整個(gè)民用航天業(yè)的前途，杰夫·格萊森說：“只憑一次火箭發(fā)射成功與否來論英雄，這很可笑。在未來幾年中，應(yīng)該對民用航天的前景表示樂觀，我希望一家或者多家公司實(shí)現(xiàn)盈利，希望我的公司在此列。”
維珍銀河公司推出的“太空游”票價(jià)為20萬美元，與人類首位太空游客花費(fèi)2000萬美元相比，這可謂是向“平民化”邁進(jìn)了一大步。但必須承認(rèn)，這價(jià)格依然不菲。那么，這20萬美元，究竟能讓游客得到怎樣的太空體驗(yàn)?zāi)兀?/p>
維珍銀河公司介紹，他們推出的“太空游”每個(gè)席位價(jià)格為20萬美元，旅程為2.5小時(shí)。“太空游”服務(wù)將經(jīng)歷以下4項(xiàng)流程：
1.游客將獲得3天的飛前準(zhǔn)備時(shí)間，并在位于美國加利福尼亞州的莫哈韋航天發(fā)射場接受訓(xùn)練；
2.游客將乘坐一艘樣式獨(dú)特的航天器遨游太空；
3.當(dāng)航天器升到15公里的高空后，運(yùn)載母船“白色騎士二號”（運(yùn)載母船是一種擁有大型固定翼的飛機(jī)，包括兩個(gè)由中間翼連接的機(jī)身，它主要是用作載人飛船的高空發(fā)射平臺）將發(fā)射載人飛船“太空船二號”，里面可以載客6人；
4.載人飛船“太空船二號”脫離運(yùn)載母船后，將升高到110公里高空，并將其機(jī)翼折疊起來環(huán)繞地球飛行。此時(shí)，游客在艙內(nèi)可感受到大約6分鐘的失重狀態(tài)，解開安全帶就能在艙內(nèi)四處漂浮。
對游客來說，體驗(yàn)失重狀態(tài)下奇妙的感覺，是太空游重要的組成部分。此時(shí)此刻，你可以真正飄起來，即使是頭朝下，也不會有絲毫不舒服的感覺。如果船艙中有足夠的空間，你還可以在船艙里翻跟頭。同時(shí)，你還會感到力大無比，哪怕是非常重的東西，你只要稍微推一下，就會飛起來。
此外，在太空鳥瞰地球也將是一場絕妙無比的體驗(yàn)。你可以居高臨下地欣賞美不勝收的地球美景，也能在真空條件下瞭望璀璨的宇宙星空。
俄羅斯宇航員弗拉基米爾·德祖洛夫曾這樣描述他的太空感受：“當(dāng)我們飛離地球，在遙遠(yuǎn)的太空直視它的時(shí)候，那種感覺最為美妙。它就像一個(gè)巨大的、美麗的藍(lán)色氣球，飄浮在太空中，周圍是無邊的黑暗?！?/p>
對于那些不滿足于某一次“太空游”、且立志終身獻(xiàn)身于航天事業(yè)的普通美國人來說，報(bào)名加入國家宇航員的招聘是一項(xiàng)不錯(cuò)的選擇。登錄美國國家航空航天局的網(wǎng)站，你會發(fā)現(xiàn)每兩年就會宇航員的招聘信息。
作為一個(gè)美國公民，你可以填寫一份政府就業(yè)申請，然后耐心等待電話通知。每次平均約有4000人申請，而其中會有約100名幸運(yùn)兒接到電話，被邀請到NASA約翰遜航天中心進(jìn)行一周的面試、體能測驗(yàn)等。通過者可成為宇航員候選人，接受約20個(gè)月的基礎(chǔ)訓(xùn)練并取得宇航員資格，隨后將參加更具專業(yè)性的進(jìn)階訓(xùn)練，直到被指派參加升空任務(wù)。
要想成為一名宇航員，身高必須在1.57米到1.9米之間，視力達(dá)到5.0，血壓要在90～140之間。這些基本要求跟選拔普通飛行員很像，這也是為什么招募指南里會注明擁有1000小時(shí)以上噴氣機(jī)駕駛經(jīng)驗(yàn)人士優(yōu)先，因?yàn)槿绻麘?yīng)聘成功，在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，申請人將只在一個(gè)始終處于失重環(huán)境并且狹小封閉的太空艙中工作生活，沒有強(qiáng)健的體魄是不可能勝任的。
除了身體健康之外，另一個(gè)重要考核指標(biāo)就是學(xué)歷，要想成為一名宇航員，必須擁有工程學(xué)、生物科學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的碩士或博士學(xué)歷。另外NASA對教師有優(yōu)先條件，有幼兒園到高中教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師都可以申請應(yīng)聘宇航員。
NASA將宇航員分成軍人宇航員和非軍人宇航員兩類。其中非軍人宇航員屬于聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)雇員。根據(jù)《美國航空航天局雇員福利手冊》，包括宇航員在內(nèi)的NASA雇員的工資分為15個(gè)級別，每一級又分10個(gè)檔次。
非軍人宇航員的薪水與政府其他部門人員差不多，具體每名宇航員薪金的多少，取決于他為政府工作的年限和他的學(xué)歷與經(jīng)驗(yàn)。一名新招募進(jìn)來的宇航員工資年薪約為65104美元，而一名擁有博士學(xué)位、為政府工作20年的宇航員工資年薪最多可達(dá)到141715美元，這在美國算是很普通的工資水平。另外，薪水也會根據(jù)物價(jià)上漲的幅度有所增加。
如果宇航員是軍人，他們的福利待遇、薪酬和休假則完全按照美國軍隊(duì)現(xiàn)役軍人的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，即按照軍銜的高低來領(lǐng)取工資。
作為宇航員，常年要在失重、狹小封閉的環(huán)境內(nèi)工作和生活，“航天病”對他們來說是家常便飯。一般在太空飛行3～4天時(shí)最明顯，宇航員會產(chǎn)生面部浮腫、流鼻血、頭脹、頭暈等癥狀，一周后才基本消失，而飛行3周后會出現(xiàn)心血管系統(tǒng)的變化。
隨著飛行時(shí)間的延長，骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮會有逐漸加重的趨勢。在飛行30天后，各生理系統(tǒng)進(jìn)行自身調(diào)節(jié)，逐漸適應(yīng)失重環(huán)境。同樣，宇航員在返回地面時(shí)，受地心引力的作用，會感到自己和周圍的物體重量增加，導(dǎo)致宇航員站立困難、運(yùn)動不協(xié)調(diào)，也有頭暈、頭痛現(xiàn)象出現(xiàn)。
針對這些問題，NASA有專門的療養(yǎng)中心，為結(jié)束任務(wù)的宇航員做理療，幫助他們恢復(fù)健康。療養(yǎng)中心同樣為宇航員們提供免費(fèi)的醫(yī)療服務(wù)。而如果宇航員在NASA服役18個(gè)月以上，并由于工作原因?qū)е陆K生殘疾，則可享受額外的終生傷殘補(bǔ)貼，并繼續(xù)留在NASA智庫工作。
若是短期的傷殘，則可以享受免費(fèi)醫(yī)療計(jì)劃，并享有帶薪病假，同事可以將自己的剩余年假捐給傷者用于休假療養(yǎng)。若是家人生病需要照顧，宇航員同樣可以申請104個(gè)小時(shí)的休假來照顧病人。
此外，為保持宇航員的心理和社交能力正常，NASA還專門為其提供心理咨詢和定期的心理輔導(dǎo)，為宇航員解決太空孤獨(dú)癥等一系列心理問題。
非軍人宇航員享有聯(lián)邦雇員團(tuán)體人壽保險(xiǎn)或NASA雇員福利保險(xiǎn)中的至少一個(gè)，宇航員的配偶和子女都包含在保險(xiǎn)范圍之內(nèi)。非軍人宇航員保險(xiǎn)類別與聯(lián)邦政府其余機(jī)構(gòu)雇員相同，即在年薪外加2000美元。
由于航天飛行風(fēng)險(xiǎn)極大，聯(lián)邦政府會給因事故犧牲的宇航員家屬數(shù)額龐大的免稅撫恤金?！案鐐惐葋啞碧柺潞螅瑺奚挠詈絾T每人至少獲得25萬美元的標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)金。最終聯(lián)邦政府給7名宇航員的家屬共計(jì)2660萬美元的撫恤金。
如果軍人宇航員因事故死亡，其家屬每月還可從軍方獲得935美元的補(bǔ)助，宇航員的孩子每人每月獲得234美元，直到18歲。軍方還發(fā)給每個(gè)家庭6000美元的現(xiàn)金以應(yīng)付急需開支，同時(shí)還有6900美元的安葬費(fèi)和住房補(bǔ)貼費(fèi)。而對于已故非軍人宇航員，NASA給宇航員配偶的補(bǔ)助是他們生前年薪的一半，每年還外加2萬多美元。
網(wǎng)球運(yùn)動員；競賽心理負(fù)荷；對策建議
在網(wǎng)球運(yùn)動的訓(xùn)練和競賽中，運(yùn)動員的體能、技能、戰(zhàn)術(shù)能力以及運(yùn)動智能，只有在心理能力的參與和配合下，才能得到充分的體現(xiàn)。因此，提高網(wǎng)球運(yùn)動員的競賽心理能力是提高網(wǎng)球運(yùn)動整體競技能力的必由之路。為此，本文通過競賽心理負(fù)荷量表、運(yùn)動員訪談等方法對北京體育大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)在競賽過程中的心理負(fù)荷情況進(jìn)行測試分析，試圖了解其與成績的關(guān)系，以及對運(yùn)動員競賽心理負(fù)荷的影響因素。并探討一些對運(yùn)動員有幫助的提高心理素質(zhì)能力的訓(xùn)練方法，為提高網(wǎng)球運(yùn)動員的競技水平提供借鑒。
一、研究對象與方法
1、研究對象
以北京體育大學(xué)網(wǎng)球隊(duì)30人（男子22人，女子8人）為研究對象。
2、研究方法
（1）文獻(xiàn)資料法：通過搜集相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對本課題進(jìn)行分析研究。
（2）心理負(fù)荷指數(shù)測試：采用心理負(fù)荷指數(shù)調(diào)查量表進(jìn)行測試，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用全國通用心理負(fù)荷評判標(biāo)準(zhǔn)。負(fù)荷指數(shù)計(jì)算：F=∑（N1+N2+….+Nn）/ 5X；（注：N為每題得分，即橫向序號值；X為因素的個(gè)數(shù)。負(fù)荷指數(shù)的評價(jià)方法：F>1.5 超量負(fù)荷；F=1.1～1.49 有負(fù)荷；F=1 平穩(wěn)；F=0.9～0.51 偶然性負(fù)荷；F
大量的調(diào)查結(jié)果顯示，F(xiàn)值在1.1～1.49之間的網(wǎng)球運(yùn)動員能獲得更好成績，結(jié)果如表1。
（3）訪談法：走訪網(wǎng)球隊(duì)的教練員，針對此問題向他們請教。
（4）數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：對調(diào)查所獲得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用常規(guī)的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（Excel2003）。
二、結(jié)果與分析
1、網(wǎng)球運(yùn)動員心理競賽負(fù)荷指數(shù)分布情況
運(yùn)動時(shí)心理負(fù)荷的實(shí)質(zhì)是情緒負(fù)荷。從運(yùn)動員的競賽心理負(fù)荷癥狀來看，運(yùn)動員的心理負(fù)荷是通過對賽場的環(huán)境、教練對運(yùn)動員的要求、對競賽對手的了解和與缺乏比賽經(jīng)驗(yàn)，以及對競賽結(jié)果期望的一種情緒應(yīng)激，其最終的結(jié)果反映了各種情緒應(yīng)激因素對成績的影響程度。
從表1中網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的競賽心理負(fù)荷指數(shù)（F）分布情況來看，在所有受試的網(wǎng)球運(yùn)動員中，競賽過程中有負(fù)荷的運(yùn)動員最多，占總體的36.67%；其次是無心理負(fù)荷，占總體的33.33%；再次是屬于平穩(wěn)的占16.67%，有偶然性負(fù)荷占10%，出現(xiàn)超量負(fù)荷的比例最低，只占3.33%。調(diào)查結(jié)果表明：F值在1.1 ～1.49之間的運(yùn)動員能獲得好成績。由此可見，網(wǎng)球隊(duì)運(yùn)動員在一般競賽中不能獲得最好運(yùn)動成績的心理負(fù)荷指數(shù)的人最多，（偶然性負(fù)荷、屬平穩(wěn)、超量負(fù)荷和無負(fù)荷）達(dá)到63.33%，能獲得最好成績的心理負(fù)荷指數(shù)的僅有36.67%。出現(xiàn)上述這一結(jié)果，我們認(rèn)為可能是與網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)運(yùn)動員心理素質(zhì)的水平不高、競爭的程度和環(huán)境有關(guān)。
2、網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)競賽心理負(fù)荷與成績的相關(guān)分析
統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在競賽中獲得成績差的運(yùn)動員的負(fù)荷指數(shù)最高（1.008±0.071），成績好的指數(shù)最低（0.867±0.171），而獲得中等成績的指數(shù)則處于中間（0.916±0.137）。單因素方差分析的結(jié)果表明，獲得中等的和好的網(wǎng)球運(yùn)動員的心理負(fù)荷指數(shù)與表現(xiàn)差的運(yùn)動員的心理負(fù)荷指數(shù)有顯著差異，獲得中等和好的運(yùn)動員之間心理負(fù)荷指數(shù)差異不顯著。從競賽技術(shù)發(fā)揮的維度來看，結(jié)果亦相似，技術(shù)超水平發(fā)揮的負(fù)荷指數(shù)最低（0.840±0.183），發(fā)揮訓(xùn)練時(shí)成績的負(fù)荷指數(shù)為（0.89±0.156），比訓(xùn)練時(shí)還差的成績的負(fù)荷指數(shù)最高（0.947±0.105），技術(shù)能超水平發(fā)揮的網(wǎng)球運(yùn)動員與技術(shù)發(fā)揮訓(xùn)練時(shí)還差的運(yùn)動員的心理負(fù)荷指數(shù)之間有顯著性差異。從運(yùn)動員的競賽情緒反映維度來看，賽中情緒不緊張，心里平靜的其心理負(fù)荷指數(shù)是最低（0.877±0.159）的，情緒很緊張、胡思亂想的其心理負(fù)荷指數(shù)是最高的（0.950±0.135），兩者的成績差異不顯著。進(jìn)一步分析網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的競賽成績與負(fù)荷指數(shù)的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明了，除在競賽緊張與心理負(fù)荷指數(shù)之間呈正相關(guān)外，其他都呈負(fù)相關(guān)，且競賽時(shí)的技術(shù)發(fā)揮，心里平靜不煩躁與心理負(fù)荷指數(shù)的相關(guān)關(guān)系有顯著意義。P
上述分析結(jié)果表明：網(wǎng)球運(yùn)動員競賽心理指數(shù)范圍在0.82±0.16之間，心理負(fù)荷指數(shù)越低，比賽中的技術(shù)發(fā)揮、超水平發(fā)揮，賽中情緒不緊張、心理平靜。競賽心理負(fù)荷指數(shù)在一定范圍內(nèi)，其值越低，運(yùn)動員技術(shù)發(fā)揮越好、越靜的心理，競賽成績就會越理想。
3、網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)與其它高校網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)競賽心理負(fù)荷的比較分析
通過對網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)調(diào)查得到的數(shù)據(jù)和北京航天航空大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的調(diào)查數(shù)據(jù)比較得出，北京體育大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的心理競賽心理指數(shù)平均在0.82±0.34的范圍，北京航天航空大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的心理競賽心理指數(shù)平均在0.76±0.35的范圍，明顯看出北京體育大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)與北京航天航空大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的心理指數(shù)有一定的差別。在比賽過程中運(yùn)動員的心理負(fù)荷有一定的差別。
三、結(jié)論與建議
1、結(jié)論
（1）北京體育大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)在一般競賽中其心理負(fù)荷多數(shù)是偶然性負(fù)荷或?qū)倨椒€(wěn)，只有少數(shù)運(yùn)動員有心理負(fù)荷或無心理負(fù)荷。
（2）網(wǎng)球運(yùn)動隊(duì)的競賽心理負(fù)荷指數(shù)在一定范圍內(nèi)（0.82±0.16），其值越低，在競賽中技術(shù)發(fā)揮越好。
（3）對競賽對手過于了解而導(dǎo)致產(chǎn)生心理緊張、情緒消極等情況。
2、建議
（1）應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)動員體能、技能、戰(zhàn)術(shù)能力以及運(yùn)動智能的訓(xùn)練，提高運(yùn)動員的綜合技術(shù)水平。
（2）運(yùn)用模擬訓(xùn)練法：模擬訓(xùn)練法的內(nèi)容很多，包括對技戰(zhàn)術(shù)的模擬訓(xùn)練及心理狀態(tài)的模擬訓(xùn)練；對包括比賽環(huán)境在內(nèi)的環(huán)境條
關(guān)鍵詞：光纜交接箱；無源環(huán)境；遠(yuǎn)程管理；STC單片機(jī)；無線CPU
中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0230-04
近年來，隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，光纜交接箱設(shè)備的總?cè)萘亢团_套數(shù)大量增加，然而被盜和遭破壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，維護(hù)人員巡檢和維護(hù)也常無記錄可查，同時(shí)通信運(yùn)營商出于對其服務(wù)質(zhì)量提升的要求，配線分線設(shè)備的維護(hù)將趨向無人值守、遠(yuǎn)程自動監(jiān)控和集中管理。目前光纜交接箱的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控與管理缺少有效手段，而如采用有線聯(lián)網(wǎng)方式則要么需要占用交接箱內(nèi)的光纖鏈路，其缺點(diǎn)是浪費(fèi)了寶貴的光纖資源；要么通^RJ45接口利用TCP/IP協(xié)議聯(lián)網(wǎng)，或者電話線MODEN撥號聯(lián)網(wǎng)，其缺點(diǎn)是需要另外布設(shè)其他有線鏈路，施工不方便。而基于無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee等的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于傳輸距離往往最遠(yuǎn)只有幾百米，并且信號容易受阻擋衰減，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離下的集中監(jiān)控。對于光纜交接箱監(jiān)控管理系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝單元，無論是有線還是短距離無線聯(lián)網(wǎng)，安裝時(shí)一般都需要就近取電，但是安裝在室外的光交箱是處于無源環(huán)境。在無外接電源提供的環(huán)境下要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離不受地理位置限制的對光纜交接箱做信息化集中監(jiān)控管理，這樣的產(chǎn)品目前仍是技術(shù)空白。通信運(yùn)營商在室外設(shè)備管理方面對這樣的遠(yuǎn)程無線光交箱監(jiān)管系統(tǒng)有著迫切的市場需求。
1 總體設(shè)計(jì)
光纜交接箱集中監(jiān)控管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，由兩個(gè)無線傳輸單元、一個(gè)電子門禁單元和一套監(jiān)控中心監(jiān)管后臺組成。兩個(gè)無線傳輸單元中的其中一個(gè)，即發(fā)射端無線傳輸單元安裝在監(jiān)控現(xiàn)場處，另一個(gè)接收端無線傳輸單元放置在監(jiān)控中心處和計(jì)算機(jī)相連。
無線傳輸單元主要由主控制器、以及與主控制器相連的無線CPU模塊、供電模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊和電壓檢測模塊組成。無線CPU模塊為帶有移動通信SIM卡座的2G、3G或4G通信模塊，供電電路帶有低自放電電池組。電子門禁單元包括電子鑰匙、門禁控制電路和電子鎖頭。電子鑰匙由維護(hù)人員攜帶；門禁控制電路與發(fā)射端無線傳輸單元及電子鎖頭相連，使用門磁作為報(bào)警觸發(fā)開關(guān)；電子鎖頭安裝在光纜交接箱的箱門上，并設(shè)有可插入電子鑰匙的接口。接收端無線傳輸單元與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)相連接。此外，為了對電子鑰匙中的門禁密碼的權(quán)限進(jìn)行分配和保存的開門記錄數(shù)據(jù)的讀取，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)上配有供電子鑰匙與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的適配器。
2 無線傳輸單元和電子門禁單元設(shè)計(jì)
2.1 無線傳輸單元
2.1.1 主控制器
采用低電壓低功耗的微控制器STC11L04E單片機(jī)設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)，包括上電復(fù)位電路，晶體振蕩電路和供電電路。此型單片機(jī)的低電壓版供電范圍是3.6～2.4/2.1V，其中可選擇兩檔復(fù)位電壓，即2.4V或2.1V，適合電池環(huán)境下使用。設(shè)計(jì)時(shí)在電源腳串聯(lián)一磁珠和接一小電容到地以濾除電路噪聲使單片機(jī)工作更加穩(wěn)定可靠。
主控制器負(fù)責(zé)控制和調(diào)度無線CPU模塊Q2403A，供電模塊GS3406，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊DS1302，電壓檢測模塊BD4928及UART通信接口。在具體開發(fā)中涉及移動通信技術(shù)，AT指令系統(tǒng)和微控制器的中斷系統(tǒng)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串口通信、I2C通信、低功耗模、軟件消抖技術(shù)等。特別是開啟了多個(gè)中斷源，包括外部中斷0，定時(shí)器0中斷，外部中斷1和串口中斷，其控制邏輯流程圖如圖2所示。
2.1.2 無線CPU模塊
采用Wavecom公司低成本的工業(yè)級Q2403A無線CPU，使用60針腳的板對板插座封裝接口，因?yàn)槭褂肁T指令開發(fā)所以保留一對指令通信用的串口而其他絕大多數(shù)引腳在此項(xiàng)目中不使用。Q2403A無線CPU模組同時(shí)有管理SIM卡的功能，具備雙頻GSM/GPRS短信數(shù)據(jù)EGSM900/1800MHz或EGSM900/1900MHzWISMO2D GSM/GPRS，體積小且耗電量低。其RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在此直接使用TTL電平，主通道串行接口UART1用于連接Q2403A與STC11L04E單片機(jī)。UART1是一個(gè)九線接口（TX、RX、CTS、RTS、DSR、DTR、DCD、RI和GND），接口電壓為2.8V，遵循V24規(guī)范。
根據(jù)現(xiàn)階段實(shí)際使用需求，發(fā)射端無線傳輸單元向監(jiān)控中心發(fā)送三種短信息內(nèi)容：
（1）現(xiàn)場安裝完成后，發(fā)送“安裝成功”指示短信；
（2）電池組電量不足，自動發(fā)送“更換電池”指示短信；
（3）異常打開光纜交接箱門，即沒有插入正確的電子鑰匙就打開箱門，發(fā)送“異常開門”指示短信。
2.1.3 輔助功能模塊
供電模塊為整個(gè)無線傳輸單元的供電電路，電源使用電池組。其中電池組不經(jīng)過升壓電路直接給主控制器供電；無線CPU模塊的供電則是通過以GS3406升壓DC-DC芯片為核心的升壓電路。無線傳輸單元中使用兩節(jié)1.5V電池串聯(lián)通過GS3406升壓后給Q2403A提供4.5V的電壓，因?yàn)镼2403A的供電電壓設(shè)置在4.2V左右比較穩(wěn)定（實(shí)際范圍可在3.4V-4.7V）。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊使用的時(shí)鐘芯片DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài)RAM，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整。通過修改函數(shù)“unsigned char time[]={0x11，0x05，0x08，0x07，0x16，0x17，0x00}”設(shè)定年、月、日、星期、時(shí)、分、秒初始值，再用功能函數(shù)“initial_ds1302”完成初始時(shí)間值寫入DS1302相應(yīng)寄存器。DS1302 與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線：RES 復(fù)位， I/O 數(shù)據(jù)線，SCLK串行時(shí)鐘。當(dāng)電子鑰匙插入時(shí)所寫入的時(shí)間戳信息就來自于此。
電壓檢測模塊采用獨(dú)立低功耗超小封b的電壓檢測芯片BD4928設(shè)計(jì)。因?yàn)镾TC11L04E微控制器內(nèi)部沒有集成比較器，所以無法使用單片機(jī)內(nèi)部資源來構(gòu)成電壓檢測電路。在測試評估中做了從2.2V～3.0V的電壓變化測試，為保障無線傳輸單元正常工作則電池欠壓告警門限設(shè)定在2.8V為最合適。
2.2 電子門禁單元
2.2.1 電子鑰匙
考慮小巧便攜做成類似U盤的形式，接口使用USB接口，內(nèi)部包含一顆EEPROM存儲器。由于USB接口可以看成總共5個(gè)引腳（外殼的屏蔽地也算一個(gè)引腳）的端子，其中一對用于電源供電環(huán)路，一個(gè)引腳用于插入鑰匙時(shí)中斷觸發(fā)STC11L04E的中斷腳，剩下兩根引腳用于I2C數(shù)據(jù)交換。市面上雙線通信的I2C總線EEPROM存儲器芯片已經(jīng)做到最大512Kbit容量，如24C512芯片且低壓版型號電壓范圍是1.7V～3.6V適合無線傳輸單元內(nèi)電池組提供的電壓。電子鑰匙在插入電子鎖頭的瞬間一方面用于比對開門密碼，另一方面主控制器也把當(dāng)時(shí)的時(shí)間和站點(diǎn)ID等信息寫回電子鑰匙存儲下來，作為維護(hù)人員的巡檢考勤數(shù)據(jù)。表1給出了STC11L04E對24C512操作用到的函數(shù)。
STC11L04E微控制器通過以下寫與讀I2C總線函數(shù)對24C512相應(yīng)存儲地址進(jìn)行操作。值得注意的是無論讀寫操作地址都發(fā)送了兩次，即把高8位和低8位分別發(fā)出。這是由于24C512容量是512Bit僅僅一個(gè)8位地址已不夠?qū)ぶ贰?/p>
2.2.2 門禁控制電路和電子鎖頭
門禁控制電路主要使用一對門磁開關(guān)，只有在電子鎖頭讀取電子鑰匙中的密碼并匹配正確時(shí)，才會解除門磁告警而允許開門，否則將觸發(fā)“異常開門”指示短信。光交箱的電子鎖頭包含電插鎖，對外接口采用防水防塵防曬設(shè)計(jì)，作為電子鑰匙的插入接口。
3 監(jiān)控中心監(jiān)管后臺設(shè)計(jì)
位于監(jiān)控中心的監(jiān)控管理后臺是一組基于C/S架構(gòu)安裝有管理客戶端軟件和數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)，可通過適配器與電子鑰匙進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、權(quán)限分配和密碼口令修改等操作。操作人員登錄監(jiān)控管理后臺便可管理所有的光纜交接箱數(shù)據(jù)及電子鑰匙的權(quán)限分級設(shè)置與配發(fā)操作。監(jiān)控管理后臺提供完整的交接箱屬性數(shù)據(jù)管理功能，包括站點(diǎn)編號、所屬地理位置、交接箱總?cè)萘亢鸵颜加萌萘?、?dāng)前及歷史記錄查詢等，同時(shí)還提供電子鑰匙使用權(quán)限人員數(shù)據(jù)庫，建立有巡檢人員完整檔案，能夠分析記錄的數(shù)據(jù)并形成管理報(bào)表，如光交箱設(shè)施某一時(shí)期的狀態(tài)報(bào)表、電子鑰匙使用情況報(bào)表等。
監(jiān)控管理后臺的圖形化人機(jī)界面具備以下可操作的功能窗體：
1） “站點(diǎn)設(shè)置”功能界面，設(shè)置相應(yīng)的站點(diǎn)ID，并且可對站點(diǎn)ID進(jìn)行添加、修改和刪除操作。站點(diǎn)ID池最大容量為65535個(gè)站點(diǎn)。
2） “人員設(shè)置”功能界面，設(shè)置相應(yīng)的人員ID和編輯個(gè)人信息，并且可對人員ID進(jìn)行添加、修改和刪除操作。人員ID池最大容量為255個(gè)名額。
3） “數(shù)據(jù)下載”功能界面，使用計(jì)算機(jī)的USB接口通過適配線掛載電子鑰匙查看其中存儲的數(shù)據(jù)。下載操作可以把鑰匙里的數(shù)據(jù)保存于本地?cái)?shù)據(jù)庫中，也可初始化電子鑰匙。
4） “鑰匙分配”功能界面，用于給電子鑰匙分配權(quán)限，進(jìn)行虛擬鑰匙的分派?？蓪﹄娮予€匙進(jìn)行添加和刪除操作，也可以編輯對應(yīng)的描述和備注信息。
5） “查詢報(bào)表”功能界面，用于把數(shù)據(jù)庫中的報(bào)表導(dǎo)出生成Excel文件，并可以直接打印。
6） 添加和修改系統(tǒng)后臺的登錄用戶名及密碼功能。
監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)內(nèi)的管理客戶端軟件是通過適配線與電子鑰匙進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，權(quán)限分配和加密口令修改等操作。適配線主要使用了USB轉(zhuǎn)串口芯片F(xiàn)T232RL芯片并配合協(xié)議轉(zhuǎn)換器件讀寫電子鑰匙中的EEPROM內(nèi)的數(shù)據(jù)。FT232RL芯片對操作系統(tǒng)兼容性好，尤其在Windows操作系統(tǒng)下的串口應(yīng)用程序完全兼容。在計(jì)算機(jī)端把連接的USB轉(zhuǎn)串口芯片識別為串口設(shè)備，開發(fā)人員采用串口協(xié)議編寫主機(jī)端處理程序；在設(shè)備端，連接的USB轉(zhuǎn)串口芯片作為UART設(shè)備，開發(fā)人員采用UART協(xié)議編寫終端控制程序。這樣帶來的優(yōu)點(diǎn)是在硬件上，擁有了USB的優(yōu)點(diǎn)，即現(xiàn)在很多設(shè)備都沒有串口，只有USB接口才能適用；在軟件上，開發(fā)人員編寫的是UART協(xié)議，避開了USB協(xié)議的復(fù)雜性。
4 結(jié)語
光纜交接箱集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)施可有效解決無源環(huán)境下光纜交接箱的監(jiān)控和管理問題。光交箱的遠(yuǎn)距離監(jiān)控不需要額外占用和部署有線鏈路通道，只要無線移動通信網(wǎng)絡(luò)能到達(dá)的地方都能方便組網(wǎng)。實(shí)施集中監(jiān)管后帶來運(yùn)維的高效率和高可靠性，不僅可對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，也可對巡檢維護(hù)人員進(jìn)行量化考核，充分提高了現(xiàn)代信息化科學(xué)管理水平。另外，本系統(tǒng)可以推廣到其他類似業(yè)務(wù)邏輯場景下的室外設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)：
[1] 蔣維. 基于STC15系列增強(qiáng)型單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2014.
[2] 陸玲. 嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[M]. 北京： 北京航天航空大學(xué)出版社， 2008.
[3] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M]. 北京： 北京航天航空大學(xué)出版社， 2006.
[4] 洪利. 無線CPU與移動IP網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù)[M]. 北京： 北京航天航空大學(xué)出版社， 2008.
[5] 杜耀宗. Q2406無線CPU嵌入式開發(fā)技術(shù)[M]. 北京： 北京航天航空大學(xué)出版社， 2006.
[6] 黃維通. Visual C++案例教程[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2011.
專注才能專業(yè)
多年來，常州市宏發(fā)縱橫新材料股份有限公司一直致力于高性能纖維復(fù)合材料發(fā)展應(yīng)用關(guān)鍵核心技術(shù)和前沿技術(shù)追蹤，立足于新能源產(chǎn)業(yè)高性能纖維復(fù)合材料織物應(yīng)用生產(chǎn)的專業(yè)制造商，專注于為客戶創(chuàng)造價(jià)值最大化的材料應(yīng)用方案解決，得到了業(yè)界一直的好評。
為加快科技創(chuàng)新，常州市宏發(fā)縱橫新材料股份有限公司先后與東華大學(xué)等30多所高等院校、科研院所加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。2009年5月，出資2000萬元與北京航空航天大學(xué)共建高性能纖維織物復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料項(xiàng)目的強(qiáng)力推進(jìn)，使宏發(fā)縱橫再次站在一個(gè)全新的起點(diǎn)之上?？偛谜劺惣拥卣f：“我們僅用半年的時(shí)間，就把碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料――連續(xù)纖維多層熱塑板材研發(fā)成功了，預(yù)計(jì)下半年將投入批量生產(chǎn)。這么快的動作，連世界上最大集裝箱運(yùn)輸公司馬士基都不敢相信?！?/p>
一直注重實(shí)效的談昆倫，引領(lǐng)著宏發(fā)縱橫不斷開拓市場，向高附加值、高利潤產(chǎn)品要效益，以產(chǎn)業(yè)用紡織品為中心，復(fù)合材料開發(fā)為重點(diǎn)，闖出了一條屬于自己的創(chuàng)新路?！斑@么多年的努力總算沒有白費(fèi)，去年國家碳纖維經(jīng)編特種材料動員中心的授牌，就是對我最大的認(rèn)可。”談昆倫介紹道。據(jù)了解，該中心不僅能使碳纖維經(jīng)編特種材料更好地應(yīng)用到飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、雷達(dá)等航空航天領(lǐng)域，增強(qiáng)我國國防實(shí)力，對促進(jìn)新材料、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也將產(chǎn)生具有較為深遠(yuǎn)的影響，宏發(fā)縱橫邁入了新的征程。
在談昆倫的帶領(lǐng)下，宏發(fā)縱橫始終堅(jiān)持引進(jìn)消化與自主研發(fā)結(jié)合、推動中國高性能纖維復(fù)合材應(yīng)用為己任，在高性能復(fù)合材料行業(yè)開展業(yè)務(wù)多年，以此積累了眾多國內(nèi)外先進(jìn)的織物編織技術(shù)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)。先后與東華大學(xué)和河海大學(xué)等多家科研院所開展緊密合作，獲得了三十六項(xiàng)專利。主要產(chǎn)品有：高性能材料經(jīng)編增強(qiáng)織物、經(jīng)編襯緯布、經(jīng)編增強(qiáng)網(wǎng)布、機(jī)織布等，年產(chǎn)各種復(fù)合材料增強(qiáng)織物達(dá)七萬余噸。目前，宏發(fā)縱橫擁有50臺套世界上最先進(jìn)的多軸向經(jīng)編機(jī)與雙軸向經(jīng)編機(jī)、16臺套先進(jìn)的拉舍爾經(jīng)編機(jī)，是國際上為數(shù)不多的具有規(guī)模生產(chǎn)復(fù)合材料增強(qiáng)織物產(chǎn)品能力的專業(yè)生產(chǎn)商。
要做就做最好
一流的設(shè)備，一流的技術(shù)，當(dāng)然還需要一流的人才。為此，宏發(fā)縱橫積極與具有科研實(shí)力的大專院校如東華大學(xué)、江南大學(xué)、北京復(fù)合材料研究所、北京航空航天大學(xué)等合作，積極走“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的道路，為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新形成了外向型的技術(shù)堡壘，為企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展儲備了大量的人才后備軍?！叭绻髽I(yè)沒有自己的拳頭產(chǎn)品，沒有清晰的發(fā)展方向，是沒有任何前途。這其中最關(guān)鍵的就是人才的競爭。”就是憑借“別人沒有的我要有，世界先進(jìn)的我要做”這樣的信念，談昆倫步步為贏，新材料王國初現(xiàn)倪端。
據(jù)了解，高性能多軸向經(jīng)編織物是一種多層結(jié)構(gòu)，平行伸直、無卷曲的紗線可以垂直地或以所需的角度引入織物結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)最有效的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)計(jì)定向增強(qiáng)。多軸向經(jīng)編織物具有極大的設(shè)計(jì)靈活性，各向同性的適應(yīng)力與應(yīng)變能力，以及較高的抗撕裂傳遞性和良好的適型性。因此，多軸向經(jīng)編織物在柔性復(fù)合材料領(lǐng)域中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。應(yīng)用多軸向襯緯經(jīng)編織物可降低復(fù)合材料產(chǎn)品的成本。多軸向經(jīng)編織物與傳統(tǒng)的機(jī)織物增強(qiáng)材料相比，這種織物具有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：織物的抗拉強(qiáng)力較高；織物的彈性模量較高；織物的懸垂性較好；織物的剪切性能較好；織物形成復(fù)合材料的纖維含量較高；經(jīng)編多軸向織物抗層間脫離性能較好；具有更好的抗沖擊性能和準(zhǔn)各向同性特點(diǎn)。
從游艇到汽車，從體育用品到綠色能源――風(fēng)力發(fā)電，他們無處不在。作為中國最大的風(fēng)電葉片用材料制造商之一，宏發(fā)縱橫是國家外經(jīng)貿(mào)部認(rèn)定的“自營進(jìn)出口生產(chǎn)企業(yè)”，產(chǎn)品除滿足國內(nèi)市場需求外，遠(yuǎn)銷歐美等國家。
父愛如山
剛開始做新材料，不僅很多同行不理解，這其中也包括父親?！凹徔椥袠I(yè)前景那么好，何必另起爐灶?這么大的項(xiàng)目，資金從哪里來，技術(shù)怎么攻克，市場怎么開拓?投入這么大，產(chǎn)品能過關(guān)嗎，會成功嗎?”父親的“嘮叨”在耳邊響個(gè)不停?！拔抑浪睦镌诤跷?，怕我失敗。表面上‘嘮叨’，可私下父親幫了我不少忙，資金籌措、關(guān)系走動等。父親是山，喜歡在背后默默地關(guān)注?！比缃瘢咽?3歲孩子父親的談昆倫，對父愛最深有體會。
每次困難面前，他看到的是父親堅(jiān)毅的目光：每次成功時(shí)，他看到的是父親孩子般的笑容?！拔覐膩聿话熏F(xiàn)在的成績，歸咎是我自己的，更不喜歡別人說我是什么‘富二代’，我只不過是比別人幸運(yùn)，有父親幫我打后陣。我感謝父親，給了我一個(gè)寬厚、有力的肩膀?！闭劺惐硎?，不管父子年齡相差多大，代溝雖有，但更多的是合作和默契。不管自己走多遠(yuǎn)，都需要父親的指引。
【關(guān)鍵詞】航班延誤；地理位置；天氣因素；延誤因素
1.引言
航班延誤愈演愈烈，成為困擾各航空公司和旅客的一大難題。目前中國航班準(zhǔn)點(diǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外航空公司。據(jù)公布的2015年3月份全球主要機(jī)場的準(zhǔn)點(diǎn)率報(bào)告顯示，我國北京首都國際機(jī)場（PEK）、廣州白云國際機(jī)場（CAN）的排名分別位于第158、164位，其對應(yīng)準(zhǔn)點(diǎn)率分別為66.84%、62.76%。航班延誤給航空公司造成巨大的損失，造成乘客的抱怨和不滿，也給機(jī)場正常運(yùn)行帶來困難。
2.機(jī)場選擇
本文所選的研究對象：北京首都國際機(jī)場（PEK）和廣州白云國際機(jī)場（CAN），均為我國重要的樞紐機(jī)場，航線密集，旅客吞吐量大，延誤導(dǎo)致波及效應(yīng)明顯；同時(shí)它們分別地處我國華東和華南地區(qū)，其地貌和氣候類型各具特色，具有一定的典型性。因此選擇此二者進(jìn)行分析研究，以得出結(jié)論。
3.我國民航主要機(jī)場航班延誤原因
航班延誤現(xiàn)象不斷加劇，而形成航班延誤的因素亦較為紛繁復(fù)雜，航空公司延誤、安全延誤、晚點(diǎn)延誤、流量控制等的都是造成延誤的重要原因。航空公司延誤是指由公司的計(jì)劃引起的，如運(yùn)輸服務(wù)人員對行李進(jìn)行裝卸，維修人員飛機(jī)維護(hù)、保養(yǎng)、清潔和加油，以及機(jī)組人員之間的問題等。安全延誤是指由于機(jī)場安檢設(shè)備失效或違反安全要求導(dǎo)致的延誤，晚點(diǎn)延誤是指由前一架晚點(diǎn)航班導(dǎo)致的延誤，其中很大一部分是由天氣因素造成的?？罩薪煌髁康目刂浦饕怯捎诔霈F(xiàn)嚴(yán)重交通流量和空中交通管制導(dǎo)致的延誤。
根據(jù)導(dǎo)致延誤的原因，航班數(shù)據(jù)庫中將航班延誤分作 10 類，其所占比例分別是天氣24.53%、航空公司35.00%、流控22.42%、機(jī)場1.63%、聯(lián)檢0.65%、油料0.01%、離港系統(tǒng)0.02%、旅客2.20%、軍事活動12.36%、公共安全1.18%。
其中天氣因素導(dǎo)致的延誤位居第二。同時(shí)航空公司、流控、機(jī)場及離港系統(tǒng)等因素中仍含有因天氣因素而間接導(dǎo)致延誤的可能性，在日常的飛行活動中，所謂“機(jī)場關(guān)閉”或“機(jī)場開放”，就氣象條件而言，一般是以云高和能見度為標(biāo)準(zhǔn)，由自然因素條件對航班造成的延誤往往是最主要的原因。由此可見，天氣因素對機(jī)場航班延誤影響不可小覷。（數(shù)據(jù)來源：《從統(tǒng)計(jì)看民航》）
4.北京首都國際機(jī)場
4.1機(jī)場概況
北京首都國際機(jī)場位于北京市區(qū)東北方向（東經(jīng)116.36，北緯40.04），是中國的空中門戶和對外交流的重要窗口，是目前中國最繁忙的民用機(jī)場，同時(shí)也是中國國際航空公司的基地機(jī)場。機(jī)場建成于1958年，運(yùn)營50多年來，北京首都國際機(jī)場年旅客吞吐量從1978年的103萬人次增長到2014年的8612.83萬人次，位居大中華區(qū)第1位、全球第2位。
4.2天氣因素對航班延誤的影響
北京首都國際機(jī)場的氣候?yàn)榈湫偷呐瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均氣溫10-12攝氏度，1月-7至-4攝氏度，7月25至26攝氏度。極端最低-27.4攝氏度，極端最高42攝氏度以上。全年無霜期180-200天。
年平均降雨量600多毫米，降水季節(jié)分配很不均勻，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三個(gè)月，7、8月常有暴雨，是該時(shí)期造成航班延誤主要因素之一。
北京平原地區(qū)的海拔只有50米左右，八達(dá)嶺一帶在800米左右，而到河北張家口壩上地區(qū)就達(dá)到了1000米以上，這種”下坡”地形，再加上河谷地帶的”狹管效應(yīng)”，很容易讓裹挾著沙塵的西北部冷氣團(tuán)沿著風(fēng)口來到北京地區(qū)后便減速、停滯下來。這使得北京首都國際機(jī)場常在冬春季節(jié)遭遇沙塵暴天氣，其中4月份最為突出，強(qiáng)沙塵天氣使得機(jī)場能見度急劇降低，影響航班的正常進(jìn)出港。
此外，近年來日益嚴(yán)重的霧霾天氣亦是造成首都機(jī)場航班延誤的天氣因素之一，由于機(jī)場地區(qū)北面和西面的太行山和燕山構(gòu)成了一個(gè)巨大的山灣，即三面圍合一面敞開。這種地形阻擋了霧霾的擴(kuò)散，使得霧霾堆積在太行山和燕山的山麓地帶，越積越多，造成嚴(yán)重污染，又因?yàn)檫@兩大山脈的阻擋北風(fēng)和西風(fēng)，如果風(fēng)力不大，就難以越過這兩大山脈吹過來，吹散霧霾。有數(shù)據(jù)顯示北京霧霾天氣頻發(fā)于七月至十月，2014年的7月份，霧霾天氣占了全月天氣的2/3。其對機(jī)場航班的影響可見一斑。
除此之外，冬季的降雪也在一定程度上給航班的正常起降帶來影響，包括：大雪天氣里，機(jī)場的能見度嚴(yán)重變低，影響飛行人員的視線；由于強(qiáng)冷空氣的到來，地表溫度急劇下降，所降的雪遇到低溫，導(dǎo)致跑道上迅速結(jié)成冰層，以及大雪使飛機(jī)機(jī)身積冰或結(jié)冰等。由于能見度低，為了保障安全，空中交通管制部門會加大飛機(jī)之間的安全距離，控制航班起降，加長間隔時(shí)間，拉大空間距離，所以難免會讓航班等待時(shí)間變長，造成航班延誤。同時(shí)，一旦飛機(jī)出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象時(shí)，就必須及時(shí)除冰。而除冰作業(yè)需要一定的時(shí)間，這樣勢必會影響航班正點(diǎn)。
5.廣州白云國際機(jī)場
5.1機(jī)場概況
廣州白云國際機(jī)場地處廣州市白云區(qū)人和鎮(zhèn)和花都區(qū)新華街道、花東鎮(zhèn)交界處，是廣東省省廣州市的一座大型民用機(jī)場。目前已開通123條國內(nèi)外定期航班航線，其中國內(nèi)航線86條，每天有超過500班航班起降。2014年，廣州白云國際機(jī)場共發(fā)送旅客達(dá)54，780，346人次，客運(yùn)吞吐量位居中國第2，貨運(yùn)吞吐量位居中國第3，航班起降量41.2萬架次，位居中國第2。
基地航空公司為中國南方航空公司、深圳航空公司、海南航空公司以及九元航空公司，其中作為樞紐航空公司之一的南航國內(nèi)直飛航點(diǎn)城市為95個(gè)。作為三大機(jī)場之一，承擔(dān)著中轉(zhuǎn)樞紐機(jī)場的作用，其延誤率必定會受到客運(yùn)量的影響，同時(shí)基地航空公司的延誤率也受到機(jī)場的影響，但是同一航班，頻次越高，越能緩解延誤的波及范圍，能提供較多的補(bǔ)救措施。
5.2機(jī)場的自然條件對航班延誤的影響
機(jī)場地處亞熱帶沿海，屬海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候，以溫暖多雨、光熱充足、夏季長、霜期短為特征。全年平均氣溫20-22為攝氏度，平均相對濕度77%，年降雨量約為1720毫米。全年中，4至6月為雨季，7至9月天氣炎熱，臺風(fēng)以及雷暴天氣集中在6―9月的汛期，且多在午后和傍晚時(shí)，這些時(shí)刻的許多航班延誤都是由此造成的；且這些月份的嶺南地帶，濕度、氣溫、氣壓、風(fēng)和穩(wěn)定度等因子是霧形成的必要因子，該過程往往帶有較強(qiáng)的冷濕平流，從而導(dǎo)致高濕度和霧，同時(shí)在春秋兩季出現(xiàn)降水性的碎雨云常伴有降水，使能見度降低。機(jī)場以及航空公司處于安全考慮，會取消或延遲航班，進(jìn)而影響飛機(jī)的飛行準(zhǔn)點(diǎn)率，在所難免的極端天氣因素造成的航班延誤是無可厚非的。
6.結(jié)論
由此可見，北京首都國際機(jī)場在1-4月份受沙塵天氣影響嚴(yán)重；6-8月為雨水豐沛期，7、8兩月的暴雨是該時(shí)期天氣延誤因素的主力；而7-10月份多遭遇霧霾天氣，能見度低，嚴(yán)重干擾航班的起降；此后進(jìn)入冬季，則需注意降雪、結(jié)冰天氣帶來的影響。對于地處華南的廣州白云國際機(jī)場而言，則主要考慮雨水、臺風(fēng)、以及由高濕度導(dǎo)致的濃霧天氣帶來的影響。
參考文獻(xiàn)：
[1]張靜.天氣影響的機(jī)場容量與延誤評估研究[D].南京：南京航天航空大學(xué)，2011.
[2]楊文東，黃鸝詩，劉萬明.首都機(jī)場航班延誤分別規(guī)律分析[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2013，13（2）：199-204.
今年6月16日～29日，我國“神舟九號”載人飛船順利完成太空之旅，揚(yáng)國威、震世界，位于蘇州高新區(qū)科技城的蘇州東菱振動試驗(yàn)儀器有限公司，更是歡欣鼓舞、深感自豪，因?yàn)椤吧窬拧钡姆?、推進(jìn)艙、資源艙、對接機(jī)構(gòu)等分系統(tǒng)的“振動體檢”都是由該公司承擔(dān)的。其實(shí)，從我國的“神五”到“神八”和“天宮一號”，以及即將于2013年發(fā)射的“嫦娥三號”上攜帶的月球車，也都是在蘇州東菱完成力學(xué)振動沖擊試驗(yàn)……姑蘇的8月，驕陽似火，本刊記者冒著酷熱專訪了該公司創(chuàng)辦者、總裁、董事長王孝忠，探究他18年來一手創(chuàng)造出的“振動傳奇”。
18年締造出世界振動行業(yè)神話
蘇州東菱振動試驗(yàn)儀器有限公司，名字聽起來很高深莫測。實(shí)際上，“振動試驗(yàn)儀器”俗稱“振動試驗(yàn)臺”，是一種力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，主要用于車、船等行業(yè)的各類儀器儀表、零部件的耐振試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。采訪中，談到18年前創(chuàng)建東菱的艱辛，王孝忠董事長仍記憶猶新、一言難盡。創(chuàng)業(yè)伊始處境異常寒酸，沒有技術(shù)、沒有資金、沒有市場，然而彌足珍貴的是卻有王董的雄心勃勃與鴻鵠大志――立志成為東方的“菱”公司，全面超越西方“菱”公司。（注：國際振動行業(yè)有兩大實(shí)力雄厚的王牌企業(yè)――英國“菱”公司和美國“菱”公司，他們掌握了振動試驗(yàn)臺的高端制造技術(shù)，壟斷和主導(dǎo)振動行業(yè)的發(fā)展。）東方之菱，自此屹然而立，并一路堅(jiān)毅地前行。王董事長還清晰地記得，東菱成立后的第一個(gè)行動就是《告用戶書》，旗幟鮮明地闡明了公司經(jīng)營宗旨――服務(wù)社會，取信客戶，為用戶提供及時(shí)周到高質(zhì)的服務(wù)，從而給整個(gè)行業(yè)帶來了一陣清風(fēng)、一絲暖意。東菱公司借巢筑窩的第一年就接到了385萬元的訂單（占當(dāng)時(shí)行業(yè)的15%），且都為國家的核工業(yè)、航天航空、電子、汽車、乃至出口的項(xiàng)目……這些，也許都在預(yù)示著東菱的與眾不同、壯志凌云。
“東菱振動，振動世界”，這個(gè)當(dāng)初的豪言壯語，正變成了一個(gè)不容置疑的輝煌現(xiàn)實(shí)。18年來，蘇州東菱猶如國際振動行業(yè)的一匹黑馬，依靠觀念創(chuàng)新、科技創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)“蛙跳”式跨越發(fā)展，從當(dāng)初8個(gè)人、8萬元啟動資金的民營小作坊，發(fā)展成為了集研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)于一體的全球知名力學(xué)環(huán)境與可靠性試驗(yàn)設(shè)備專業(yè)制造商和測試服務(wù)商。目前，集團(tuán)旗下?lián)碛?家子公司，有涵括十二大系列的各類試驗(yàn)設(shè)備近百款，覆蓋力學(xué)環(huán)境并滲透到氣候環(huán)境，廣泛應(yīng)用于國防、軍工、航天、航空、船舶、汽車和電子等領(lǐng)域，已成為了我國力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)品種繁多、規(guī)格齊全、技術(shù)領(lǐng)先的龍頭企業(yè)和行業(yè)內(nèi)極具國際競爭力的優(yōu)秀企業(yè)，是江蘇省力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)工程技術(shù)研究中心、上海交通大學(xué)航空發(fā)動機(jī)研究院戰(zhàn)略合作伙伴和中國載人航天工程協(xié)作配套單位。同時(shí)，也打破國際社會的封鎖和壟斷，引領(lǐng)中國振動行業(yè)步入快速發(fā)展軌道，有力助推了國家相關(guān)重點(diǎn)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級，不斷書寫著振動業(yè)界的傳奇。
50噸電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)創(chuàng)紀(jì)錄
據(jù)透露，由蘇州東菱自主研制出的世界最大級50噸電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)，將在今年國慶節(jié)前夕正式亮相。該系統(tǒng)再一次刷新了世界紀(jì)錄，將服務(wù)于我國“嫦娥”三期工程、“探月”三期工程及“921”三期工程等更大項(xiàng)目的力學(xué)試驗(yàn)，其標(biāo)志著蘇州東菱的創(chuàng)新發(fā)展再上新臺階，也昭示著我國乃至世界振動行業(yè)又前進(jìn)了一大步。
實(shí)際上，從成立之初生產(chǎn)的第一個(gè)300公斤振動臺；到2002年在國內(nèi)率先成功研制出5噸推力電動振動臺，以及其后的6噸、7噸風(fēng)冷式電動振動臺（世界最大級）和10噸水冷式電動振動臺；到2004年成功研制出16噸推力電動振動臺，一躍成為世界上第四家有能力制造16噸級電動振動臺的生產(chǎn)廠商，徹底打破西方發(fā)達(dá)國家對中國大型振動試驗(yàn)臺的技術(shù)封鎖和禁運(yùn)，成功應(yīng)用在“神舟五號”，榮獲國防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，并被推薦為國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)，以及其后相繼推出18噸級電動振動試驗(yàn)臺、50000g高加速度沖擊試驗(yàn)臺、電動式地震振源系統(tǒng)、世界最大級700kVA數(shù)字式開關(guān)型功率放大器等多項(xiàng)新產(chǎn)品，一次又一次刷新行業(yè)記錄；再到2006年自主研制出全球最大級35噸水冷式電動振動臺；到之后成功研制出汽車發(fā)動機(jī)冷試開發(fā)平臺、新型數(shù)字式智能化功率放大器和多自由度電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)、多臺同步電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)、艦船強(qiáng)碰撞中型沖擊機(jī)、高鐵車輛貫通道疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)、飛機(jī)傳感器現(xiàn)場標(biāo)定設(shè)備、50噸液壓振動試驗(yàn)系統(tǒng)等多個(gè)高精尖產(chǎn)品……蘇州東菱不斷超越自我，問鼎巔峰，領(lǐng)跑行業(yè)。
不鳴則已，一鳴驚人，不飛則已，一飛沖天。正是憑借著“人無我有，人有我優(yōu)，人優(yōu)我特，永不滿足，永遠(yuǎn)進(jìn)取”的發(fā)展目標(biāo)與動力源泉，以及創(chuàng)立伊始就采用的全新創(chuàng)造、最優(yōu)化設(shè)計(jì)以及產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化、國際化特色，蘇州東菱的多項(xiàng)創(chuàng)新成果已成功地多次填補(bǔ)國內(nèi)空白，一方面打破西方發(fā)達(dá)國家的封鎖和禁運(yùn)，解決了我國國防科研重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展的迫切需要；另一方面也向世界振動行業(yè)王牌發(fā)起了挑戰(zhàn)和沖擊，促使世界振動界格局正在速變。截至目前，公司共有7項(xiàng)產(chǎn)品先后通過江蘇省科技廳、國防科工委、工業(yè)和信息化部的科技成果鑒定，高新技術(shù)產(chǎn)品、國家重點(diǎn)新產(chǎn)品共15個(gè)，10多項(xiàng)產(chǎn)品填補(bǔ)國內(nèi)空白，多項(xiàng)技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，三大類產(chǎn)品通過歐盟CE認(rèn)證，位居國內(nèi)同行之首。共提交專利申請150余項(xiàng)，共銷售各類試驗(yàn)設(shè)備幾千套，暢銷美國、德國、英國等35個(gè)國家和地區(qū)，為我國振動臺制造水平贏得了世界范圍內(nèi)的贊譽(yù)和認(rèn)可。同時(shí)，為進(jìn)一步提升中國振動行業(yè)的國際地位和影響，蘇州東菱還成功舉辦了四次國際振動大會，并積極參與ISO國際標(biāo)準(zhǔn)制訂，代表中國參加團(tuán)在ISO/TC年會上提交技術(shù)報(bào)告，為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)注入中國元素，不斷增強(qiáng)我國在國際上的話語權(quán)。
畢生為中國振動事業(yè)不懈努力
多年來，業(yè)內(nèi)乃至社會已深知，王孝忠董事長是一個(gè)敢拼敢闖、簡樸務(wù)實(shí)、開拓創(chuàng)新、精益求精、無私奉獻(xiàn)的人。采訪中，王董幽默而又堅(jiān)定地說：“我是一名耕耘者，自始至終都是越煉越鋼、越戰(zhàn)越勇！”翻看蘇州東菱的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)以王董為首的東菱人的“會當(dāng)水擊三千里”志氣和“山登絕頂我為峰”氣魄。時(shí)間回到1995年成立伊始，東菱第一筆就拿下了原中國核工業(yè)部第九研究院的訂單，并成功為巴基斯坦提品。2004年，國際航空航天展在德國漢堡舉行，蘇州東菱作為唯一的中國參展廠家，參展的一臺3噸級振動試驗(yàn)臺在展臺上立即就被客戶訂購，其價(jià)格是美國、英國和日本振動臺的一半，而性能則可與其相媲美，一些技術(shù)指標(biāo)甚至優(yōu)于他們。從而一石激起千層浪，在國際航空航天展上掀起了一股強(qiáng)勁的中國東菱沖擊波，引起美國、德國、法國、俄羅斯等7個(gè)國家的用戶競相訂購，20多名遠(yuǎn)在俄羅斯的軍工用戶聞訊還專程飛抵，只為一睹中國人研制的振動試驗(yàn)臺風(fēng)采。2006年，由蘇州東菱歷時(shí)不到一年時(shí)間就自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全球最大級35噸ES-350-870/LTT2525電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)面世，并成功通過了由國家工信部組織的科技成果鑒定，以胡海巖、戚發(fā)軔為首的專家組給予了35噸這樣的結(jié)論：“該系統(tǒng)打破了西方發(fā)達(dá)國家在該類產(chǎn)品上對我國的禁運(yùn)和封鎖。系統(tǒng)主要技術(shù)性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該系統(tǒng)可應(yīng)用于航空航天等國防科技工業(yè)、裝備制造業(yè)和地球物探等國家重點(diǎn)工程，具有重要的戰(zhàn)略意義和顯著的經(jīng)濟(jì)效益?！薄?/p>
作為眾多競聘者中的一員，我覺 得這是一個(gè)自我鍛煉、自我展示的機(jī)會，我很珍惜、也很重視這次機(jī)會。我既然參與了競聘，就力求把它做好，我并不看重參與結(jié)果，我重視的是參與的過程，只要盡力而為，又何來遺憾呢？我要用一顆平常人的心來做好競聘，盡力做好每一步。
在雙語的這幾年里，我一直從事中、高年級的英語教學(xué)，對英語教學(xué)十分熟悉，同時(shí)作為英語教研組長，我一直致力于小學(xué)英語的摸索、研究，希望培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們在輕松、愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)。我還盡力發(fā)現(xiàn)語文、數(shù)學(xué)與英語教學(xué)中的相同處，把其他學(xué)科中的優(yōu)勢及其它老師好的經(jīng)驗(yàn)用到英語教學(xué)中，從不同的學(xué)科中發(fā)現(xiàn)它們的共同處，以便使課堂學(xué)習(xí)更加有趣、生動。讓學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)，在快樂中掌握知識。我還幫助學(xué)校舉辦“英語沙龍”“輕松英語伴你行”等活動，贏得了社會、家長、同行的一致好評，平時(shí)在與外教的交流中，我也學(xué)習(xí)他們的長處，更好的運(yùn)用到我們的教學(xué)中。
我知道教研室的重要性，它是學(xué)校課堂中的重要一塊，我如果當(dāng)上了教研室主任，我一定組織大家一起研究，不能閉門造車，要制定適合各個(gè)學(xué)科、各個(gè)年級的教研計(jì)劃，要不斷的在中間過程中進(jìn)行總結(jié)，去粗取精，揚(yáng)長避短，找出最好的方案。讓老師們能積極參與其中，出謀劃策，發(fā)現(xiàn)教 學(xué)活動中的薄弱環(huán)節(jié)，完善各學(xué)科、各年級的教研，從各教研計(jì)劃中找到合適的方面，并充實(shí)它、完善它，使老師能更好運(yùn)用。我還要讓各位老師學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)怎樣運(yùn)用到實(shí)際中，怎樣與形勢相適應(yīng)。
[關(guān)鍵詞]TMS320LF2407 三相無刷直流電動機(jī) PID算法 PWM控制
一、變速泵供水系統(tǒng)
隨著人們的居住環(huán)境的集中以及生活個(gè)性化的發(fā)展,城市供水系統(tǒng)的負(fù)荷變化很大。以前通常采用大型蓄水池的方式來緩解,該方法供水壓力穩(wěn)定,但存在許多弊端,如設(shè)備使用壽命不長、需派專人管理等。近年來在供水系統(tǒng)中引入了直流恒壓供水系統(tǒng),較好地解決了以上問題。
采用TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407驅(qū)動三相直流無刷電機(jī)來完成對水泵的控制。TMS320LF2407是16位定點(diǎn)DSP芯片,它的速度高達(dá)40MIPS,片內(nèi)配置有雙口數(shù)據(jù)存儲器DARAM和ROM/FLASH等程序存儲器,有強(qiáng)大的片外尋址能力,并具有豐富的片內(nèi)設(shè)備,可廣泛應(yīng)用于數(shù)字馬達(dá)控制、工業(yè)自動化、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、空調(diào)控制等。TMS320LF2407在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的單片機(jī)芯片,而其價(jià)格卻在逐年下降,正在逐步接近單片機(jī)的價(jià)格,成為不可或缺的可編程基礎(chǔ)器件。因此在進(jìn)行了多方面考慮之后,采用了TMS320LF2407作為系統(tǒng)的主控芯片。
選用的水泵型號為LG50-160A,其工作功率為2.2KW,啟動電壓為220V三相交流電,工作電壓為15V。該型號水泵可保證供水流量在5-5000 m3/h,水壓范圍在0.1-1.5Mpa。本文設(shè)計(jì)的供水系統(tǒng)由兩套水泵組成,這樣可以根據(jù)需水量的多少靈活選擇應(yīng)用幾套水泵,來保證既滿足用戶的需水要求又不至于浪費(fèi)。該系統(tǒng)所對應(yīng)的蓄水池是10m3,可同時(shí)為200戶用戶提供用水,因此本系統(tǒng)適用于小范圍內(nèi)的居民用水。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了三相無刷直流電機(jī)來驅(qū)動水泵。無刷直流電動機(jī)既有直流電動機(jī)優(yōu)秀的線性機(jī)械特性、寬的調(diào)速范圍、大的啟動轉(zhuǎn)矩、簡單的控制電路等優(yōu)點(diǎn),又有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),所以它一經(jīng)出現(xiàn)就以極快的速度發(fā)展和普及著。
智能供水系統(tǒng)由兩套水泵組成,是為達(dá)到大范圍恒壓供水的目的(如果需要更大的供水量,可繼續(xù)增加水泵套數(shù))。這樣可以避免因一臺水泵故障,導(dǎo)致整個(gè)供水系統(tǒng)癱瘓的弊端。而且能利用水泵的運(yùn)行曲線和工作效率的關(guān)系,使得多套水泵輪流處于節(jié)能高效的運(yùn)行狀態(tài),既節(jié)約能源又延長水泵壽命。
在系統(tǒng)運(yùn)行中,隨著用戶供水量和控制臺要求的變化,需要對各套水泵的運(yùn)行套數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)做出調(diào)整,并加以做記錄。這樣,任何一套水泵在程序的控制下,都可以工作在全速或調(diào)速狀態(tài)。進(jìn)一步通過控制算法設(shè)計(jì),可以保證兩套水泵的運(yùn)行時(shí)間和開啟次數(shù)接近,大幅度的減少對水泵組的磨損。
為了實(shí)現(xiàn)恒壓供水,將出水管道(即起始于水泵組,連接至小區(qū)用戶的輸水線路)的壓力值經(jīng)壓力傳感器進(jìn)行檢測。并把經(jīng)過處理(幅度范圍)的標(biāo)準(zhǔn)信號,送入DSP控制器。經(jīng)DSP控制器內(nèi)部A/D采樣和程序控制確定運(yùn)行水泵的套數(shù),并進(jìn)行PID運(yùn)算,控制PWM信號波形,以調(diào)整無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而控制供水系統(tǒng)的壓力平衡。
二、變速泵供水系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
恒壓供水系統(tǒng)是指在用戶端用水量變化的情況下,總保持水泵出水管網(wǎng)中水壓基本恒定。這樣,既可滿足不同時(shí)間、不同用戶對用水量的需求,又不會產(chǎn)生電動機(jī)空轉(zhuǎn),防止造成電能的浪費(fèi)。
系統(tǒng)以控制器、兩臺由直流無刷電動機(jī)帶動的水泵、壓力傳感器、I/V轉(zhuǎn)換預(yù)處理電路等構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)為控制核心,此外系統(tǒng)還包括水位傳感器、I/V轉(zhuǎn)換預(yù)處理電路、水位報(bào)警指示燈、LED顯示器件、鍵盤等部件。
控制器是以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407為核心組成的, 它具有運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高和抗干擾能力好的特點(diǎn),并可利用它豐富的指令集, 通過軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種控制及檢測功能, 從而大大提高系統(tǒng)的處理能力。
為了實(shí)現(xiàn)恒壓供水,系統(tǒng)首先通過置于水泵出水管網(wǎng)上的液壓傳感器周期性地采集水泵出水管網(wǎng)中的水壓信息,并將其變送成(幅度范圍)的標(biāo)準(zhǔn)信號,輸入到DSP中進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、濾波和尺度變換,以將該壓力信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量壓力Hf。DSP通過將實(shí)際供水壓力值Hf與設(shè)定的壓力值Hr進(jìn)行比較, 形成偏差Δe,按照PID控制算法規(guī)律,控制輸出的PWM波形信號,通過改變PWM波形的占空比來調(diào)整無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變變速泵的抽水速率,維持出水管網(wǎng)中壓力的穩(wěn)定。如此經(jīng)過循環(huán)反復(fù)的調(diào)整,就可以使供水管網(wǎng)中的壓力值圍繞設(shè)定壓力值上下波動,保持供水壓力恒壓。這就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
三、結(jié)束語
采用DSP控制器,設(shè)計(jì)了信號采集、預(yù)處理和人機(jī)接口等各部分的系統(tǒng)硬件電路,并進(jìn)行了軟件編程和一系列的調(diào)試工作。由于采用了適于數(shù)字信號處理的硬件處理核心DSP,因此與傳統(tǒng)的MCU電控系統(tǒng)相比,具有性能和精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、體積小、性價(jià)比高等特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉和平等.TMS320LF240xDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2002.1.
[2]王曉明等.電動機(jī)的DSP控制―TI公司DSP應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社,2005.3.
[3]王曉明,王玲.電動機(jī)的DSP控制――IT公司DSP應(yīng)用.北京航天航空大學(xué)出版社,2004.
