发布时间:2023-09-24 15:54:46
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计算机技术的普及与发展进步,测绘技术的不断更新发展,两者的有效结合进一步促进我国数字化测绘技术的有效变革,数字化的测绘技术极大的满足了社会发展需求,在制图过程中,图形的精确度越来越高,图形的内容呈现也更为丰富,自动化的制图过程极大的省去了人工制图的繁琐及不便,已经成为工程实践应用制图测量的必备方法方式。
1 数字化测绘及其特点
(1)首先数字化的测绘其就是指,借助专业的和复杂的数据对工程测量中有关的系统数据进行计算机系统科学实时的处理之后。呈现出的最后简洁、生动、较为形象的且易理解的结果。举例而言,借助3D模型化或是绘制图表的格式的方式展现一个地方的地形特征与地貌样式状况。运用这种方式,人们可以清楚明了的获取相关工程的所有y量数据结果。数字化的测绘技术在进行工程测量的过程中能够最大限度的减少由于人的操作失误造成的对复杂繁琐数据的丢失和遗漏。进而影响工程测量的最终标准结果。现在的数字化测绘技术在实际应用中主要借助两种重要的技术手段,即地图的数字化技术和数字化的成图技术实现对整个工程的有效测量。
(2)数字化测绘技术的主要具备的特点。数字化的测绘技术主要是与计算机系统的有效结合,实现的一种全解析、机器帮助成图的方法,与传统以往的制图方式相比,有着无可比拟的优势,是地形测绘技术发展的前言趋势,发展前景是相当广阔的。在进行工程测量、房产、管网、地籍等多方的测量中都可以有效应用。极大的保证了测量精度,数字化的信息技术也可以较为简单高效的创建各种专业的管理信息档案系统,其具体优势主要有以下几方面。
首先,自动化的发展程度高。数字化测图,就是经过计算机科技系统软件进行对数据的计算、识别、连接、以及最终的呈现图式符号的流程结果。实现自动化绘图的高效、精准、规范以及美观的数字结果图形。其次,数字测图的方式还尽可能的减少出错的机会概率,能够自动的提供所测图的地理具置的地理坐标,间距距离,大体的方位,以及图形面积等所有相关信息。
其次,测图数据的精度较高。在工程测图的过程中应用数字化测图的方式,测试范围在300m以内的测定地的目标物时,测试误差仅为±2mm。测试地点的高度地形差仅为±8mm,这些测量的最终数据都是以自动传输的方式在计算机系统中,传输、登记记录、存储、之后处理成图的效果。在计算机处理的这一系列过程中,对所记载的原始数据都不会有任何损失。有效的确保了绘制结果的精确性,与传统的测量技术相比,也不会发生视觉上的误差,方向上的误差等最大效果的实现了高精度的测绘结果。
再次,图形的属性信息较为丰富。在工程测量的过程中,进行数字测量,对记录测定点的具体地形位置,测定点的基本属性,在进行现场的测量过程中,对该测点的所有信息进行编码连接,对形成的最终图象,利用测量系统中的各种图式符号库标注。在以后的寻找确认中,只要知道准确的编码,就可以从数据库中找到相对应的信息。操作简单方便,因此,数字测图在进行图集采集时,采集的信息是相当丰富的。
最后,拥有广泛的用途。数字测绘技术,可以最大程度的满足,不同人群,针对不同的数据可以较为便捷的做出对图像图形的修改,加工制作。使之呈现出不同的绘制效果,同时还可以实现对不同图形的拼接,放大,缩小等功能,以此分析,数字测绘技术有着相当广泛的测量用途。其次,在进行白纸测图的连续更新编辑上,如实地房屋的建设,或是改建,变更房产的情况下,只需要输入有关的信息,就可以实现数据的修改与更新,确保图形的整体信息是可靠的。
2 数字化测绘技术在工程测量中应用的策略
2.1 地面数字化的测图技术在工程测量中的应用
在进行地面数字化的测量时,一般都采用较大比例尺的地图测量,通过测定点相关数据的收集整理,以及图形绘制,借助计算机输出,形成完整的一体化操作流程,有效确保测绘数据的客观准确,由于此优势,促其形成了较为广泛的实际应用。由此,在工程测量中,考虑应用数字化的测图技术时,可以将之前已经采集制作过的测量数据结果,进行不同比例的绘制图形,可以有效满足不同的施工要求需求。避免之后进行重复工作。在进行数据收集时,数字化的测绘技术中的三点定位手段,可以自动化的对测定地点区的所有相关数据进行有效处理,避免因人为因素造成的绘制操作误差,提高其制图结果的精准度。数字化制图,可以确保有关制图信息较长时间的安全保存于电脑内,避免数据的丢失,随用随找,较为方便,同时数字制图与人工制图相比,呈现的制图效果更为直观清楚、明了。运用CAD技术对已经绘制的数字图形进行处理,是使测量图的具体坐标以及个点之间的间距距离更为准确。
2.2 原图数字化的测绘技术在工程测量中的应用
对原有图形的数字化技术应用,主要是基于对原有图形的进一步整理、利用。可以借助电子计算机、数字化测量技术、数字化处理软件以及图像扫描仪等,各仪器各软件进行有效的配合,不仅大大的提高工作的效率,还可以获取准确的测量结果。其中,一般在利用矢量扫描仪的录入时,都是在工程较为紧张的情况下采用,得到的图像精度稍微与原图会有误差,尽量少考虑使用。在对原有图形进行处理的过程中,涉及到地图的比例尺问题,以及地籍图的重要信息按照实际要求进行规范处理,以保证制图的结果能够在实际操作中发挥较大的实际效果。对原先的数字化测绘结果,需要进行重新调试或是更新的时候,在保证所需机器设备运转正常的情况下,人工操作人员的跟进方式,以及操作手段一定要尽可能的保证处理精度。
2.3 GPS、RS、GIS在工程测量中的应用
GPS的优势在于它是一种精确度相当高的定位系统,在进行工程测量时,应用它,可以实现不受天气、地点、时间等因素的限制,同时对辅助设备也没有较高的要求,但是可以有效获得较准确的结果;RS技术在工程测量中可以实现大面积的同步观测,最为有利的可以实现对观测数据的变化的信息更新的检测,对于在进行处理信息对比具有相当的优势;GPS技术主要是借助多种学科知识,最大的利用计算机,尽可能的实现数据之间的采集与管理,实现对数据的自动更新与存储,并且能够实现可视化的水平,在进行对土地的规划与管理方面有着广泛的应用。
3 结束语
总之数字化测绘技术的伴随着科学技术的不断进步,已经成为工程测量中主要应用方式,它所具备的优势在得到大家肯定认可的同时,还需要我们相关工作人员在结合实际发展中遇到的问题实际创新,使其更加的完善。同时也可以在这方面贡献自己微薄的力量。
参考文献
[关键词] 数字化电子式电流/电压互感器 变电站智能高压装置IEC61 850
0 引言
变电站是电力系统的重要组成部分。变电站综合自动化技术经过10多年的发展已经达到相当水平。早期的RTU装置、高频继电保护装置等设备在变电站内开始应用,变电站就已经注入了数字化特征。然而技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、电子式电流电压互感器、一次运行设备在线检测、变电站支行操作培训仿真等日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,随着国际电工委员会颁布新变电站自动化通信标准IEC61850实施,数字化变电站已成为行业内一个热点内容。目前,世界范围内各电力公司都在纷纷建立试点。基于智能高压装置,电子式电流电压互感器以及IEC61850通信标准的全数字化变电站的出现,将成为不争的现实。
1 数字化变电站自动化系统的特点
1.1智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
1.2网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备,如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的I/0现场接口,通过网络真正实现数据共享、资源共享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
1.3自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告,即常规的变电站设备“定期检修”改为“状态检修”。
2 数字化变电站自动化系统的结构
在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现,变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中,保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元,如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之,智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/0部分,而在中低压变电站则将保护装置、监控装置,完整地安装在开关柜上,实现了变电站机电一体化设计。
数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次,根据IEC61850。通信协议定义,这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
2.1过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面,或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类:
(1)电力运行的实时电气量检测
与传统的功能一样,主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测,其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代;采集传统模拟量被直接采集数字量所取代。这样做的优点是抗干扰性能强,绝缘和抗饱和特性好,开关装置实现了小型化、紧凑化。
(2)运行设备的状态参数在线检测与统计
变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
(3)操作控制的执行与驱动
操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制;电容、电抗器投切控制;断路器、刀闸合分控制;直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的,即按上层控制指令而动作,比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令、对断路器的遥控开合命令等。在执行控制命令时具有智能性,能判别命令的真伪及其合理性,还能对即将进行的动作精度进行控制,能使断路器定相合闸,选相分闸,在选定的相角下实现断路器的关合和开断,要求操作时间限制在规定的参数内。又例如对真空开关的同步操作要求能做到开关触头在零电压时关合,在零电流时分断等。
2.2间隔层
间隔层设备的主要功能是:
(1)汇总本间隔过程层实时数据信息;
(2)实施对一次设备保护控制功能;
(3)实施本间隔操作闭锁功能;
(4)实施操作同期及其他控制功能;
(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;
(6)承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。
必要时,上下网络接口具备双口全双工方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
2.3站控层
站控层的主要任务是:
(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;
(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;
(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;
(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;
(5)具有(或备有)站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警,甚至图像、声音等多媒体功能;
(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能;
(7)具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
3 数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉,它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行,一般是在同一个CPU控制下进行的。使得同步采样、A/D转换、运算、输出控制命令整个流程快速、简捷,而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的。如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题,其最基本的条件是网络的适应性,关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。目前以太网(ethernet)异军突起,已经进入工业自动化过程控制领域,固化OSI七层协议,速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现,数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。
4 数字化变电站自动系统的优点
数字化变电站通信网络的改变使监控、在线检测、五防、VQC和保护等信息传输方面也由原来的点对点的对接实现了信息共享;传统开关端子箱由智能单元的形式出现,把智能开关下放到开关柜,这样既降低了造价又提高了安全性;电子式电流/电压互感器使用具有传统电磁式互感器无法比拟的诸多优点(动态范围大、频带宽、无磁饱和现象、体积少、重量轻等等),同时输出可采用数字化、甚至网络化。数字化变电站归纳主要有六大优点:一是各种功能共用统一的信息平台,避免设备重复投入;二是测量精度高,无饱和,无CTZ二次开路;三是二次接线简单;四是光纤取代电缆,电磁兼容性能优越;五是信号传输通道都可自检,可靠性高;六是管理自动化。
关键词:地籍测量、数字化测量、数字化测图、地籍图。
前言
随着我国经济的不断发展,土地的综合性价值得到了有效的提升,各地区对地籍图的需求和可靠性的要求逐渐上升,从而使得数字化的测绘技术在地籍图测量中得到一定程度的开发和应用。本文分析了数字化测量技术的涵义、特点,并对数字化测量技术在地籍测量中的实际应用做出了总结。
第一章地籍测量与数字化测量的内涵
地籍测量主要是指利用现代测绘技术以一定的精度测定土地境界、土地权属位置、土地面积并以反映土地利用类型、分布状况及质量等级的专门测量,它为国家土地管理部门提供具有现势性的土地详查资料,并为土地登记提供依据。地籍测量不同于普通的地形测量,地籍测量应随着宗地的土地登记的变更而不断地更新,时时保证地籍资料的现势性,地籍测量是测绘技术与法律的综合应用;地籍测量是一项基础性的具有政府行为的测绘工作,是政府行使土地行政管理职能的具有法律意义的行政性技术行为;地籍测量为土地管理提供了精确、可靠的地理参考系统;地籍测量是在地籍调查的基础上进行的;地籍测量具有勘验取证的法律特征;地籍测理的技术标准必须符合土地法律的要求;地籍测量工作有非常强的现势性;地籍测量技术和方法是对当今测绘技术和方法的应用集成。因此测绘人员不仅要具有熟练的测绘技能,而且还应熟知相关的法律法规。从事地测量的技术人员应有丰富的土地管理知识。
数字化地籍测量是数字测绘技术在地籍测量中的应用,其实质是一种全解析的、机动测图的方法。数字化测图是以数字的形成表达地形特征点的集合形态,数字化测图是通过数字测图系统来实现的。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出三部分组成;数字地籍测量是以计算机为核心,在外连输入输出设备及硬软件的支持下,对各种地籍信息数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘方法;数字地籍测量是一个融地籍测量外业,内业于一体的综合性作业系统,是计算机技术用于地籍管理的必然结果。它的最大优点是在完成地籍测量的同时可建立地籍图形数据库从而为实现现代化地籍管理奠定了基础。
第二章数字化测量技术的特点
第一,精度高。
传统的测图以光学仪器和视距测量方法为基础,且控制测量采用从整体到局部逐级布设的原则,其地物点平面位置的误差主要受解析图根点的展给误差和测定误差,测定地物点的视距误差、方向误差等影响。数字化测量技术则不然,当采用草图法数字测记模式作业时全部碎部点均采用全站仪测量,控制层次也相对较少,而测量数据作为电子数据格式可以自动传输、记录、存储、处理和成图在全过程中原始数据的精度毫无损失,不存在传统测图中的视距误差、方向误差、展点误差,很好地反映了外业测量的高精度,获得高精度的测量结果。另外,由于数字地形图产品不存在图纸变形,用绘声绘色图仪输出的纸质地形图图面精度也高于传统成图方法得到的地形图产品。
第二,自动化程度高,劳动强度较小。
在传统测图技术中地形原图必须在野外手工绘制,而数字化测图外业采集的数据可以自动记录于电子手簿中,避免了传统测图繁琐的记簿、计算、检核,大大提高了劳动效率。电子手簿中的数据可以通过电榄直接向计算机传输,在室内通过计算机键盘和鼠标的简单操作,即可完成图形编辑,大大减少了测绘工作者的劳动强度。
第三,信息量大。
数字地图包含的信息量几平不受“测图比例尺”的限制,甚至可以没有“测图比例尺”的概念。数据可分层存放,使地面信息的存放几乎不受限制。比如将房屋、道路、电力线、地下管线、植被、地貌等存在于不同的层中,通过关闭层,打开层等操作来提取相关信息,便可方便地得到所需测区内的地籍图。在数字地籍图的基础上可以综合相关内容补充加工成不同用户所需的城市规图、城市建设用图、房地产图以及各种管理的用图和工程用图等。
第四,信息存贮传递方便。
数字信息可以通过磁盘、光盘以计算机文件的形成保存或传递,还可以通过电榄或计算机互联网转输。在数据的存贮、传递方面优势是传统测图无法比拟的。
第五,更新方便快捷。
数字化测量工作得到的是数字地形图――以某种格式存放的地形图数据文件,一般数字化成图软件都具有“图形编辑”功能。数字化测量是以点的定位信息和绘图信息存入计算机的,当实地有变化时,只需输入变化信息的坐标、代码,经过编辑处理,很快便可以得到新的图,从而可以确保地面的可靠性和现势性。
第六,便于保存和管理
数字化地形图产品以数字形式存储于计算机的存储介质上,仅占有很少空间。这与传统成图技术得到的纸质地形图相比占据着优势。另外,数字地形图产品不存在纸质地形图产品保存过程中的霉烂、变形等问题。数字地形图产品易于复制,这也给保存的安全性提供了可靠的保证。
数字地形图产品不仅便于保存,而且管理也十分方便,目前已有不少专用软件实现了数字地形图的计算机管理,将数字化成图和数字地形图功能集成在一起,使用极其方便。
第三章数字化测量技术在地籍测量中的应用
第一节数字化测量的主要方法
目前我国数字成图的方法主要有三种:原图数字化、航测数字成图、地面数字测图。原图数字化是将原有图件进行矢量化处理,使图形数据变成矢量数据,通过各种编辑,获得数字化地籍图的一种方法;或者将原有图纸通过扫描仪扫描,通过一些矢量化软件,将由扫描得到的栅格数据转化为矢量数据,然后通过编辑处理,尽而得到数字化地籍图的方法。航测数字成图是将航摄像片通过各种解析测图仪,获得地面立体模型,采集地面模型数据,从而得到数字化地籍图的一种方法。这些方法的主要作业过程均需要三个步骤:数据采集、数据处理与编辑以及成果图件的数据输出。这三种方法适用的情况和作业方法各异,应根据具体情况区别对待在没有符合要求的大比例尺地形图的地区,可直接采用地面数字测量的方法,即内外业一体化数字成图。
第二节数字化测绘在地籍测量中的作业流程
一、地籍测图准备――收集相关资料
目前应用数字法进行地籍测量前,应做好以下准备工作:根据城镇地籍调查的范围,划分好区、街道、街坊;进行地籍权属调查,实地标出每宗地界址点的位置,布设控制网,划分每个作业小组测区范围。
二、地籍控制测量――测设首级控制点与图根控制点
控制测量主要采用全球卫星定位系统,这系统主要由GPS接受机和随机数据处理软件组成,属于快速静态定位系统。地籍控制测量是为地籍碎部测量和日常地籍测量服务的,它具有传递点位坐标及限制测量误差传播和积累的作用。在地籍测量工作中,为限制测量误差的积累,保证必要的测量精度,使各街区测绘的地籍图能够拼接成一个整体,就必须首先在全调查范围内选定一些控制点构成一定的几何图形,用精密的测量仪器和精确的测算方法,在统一的坐标系统中,确定它的平面位置和高程。再以这些控制点为基础测算其他碎部点的坐标。通常采用GPS卫星定位技术建立控制网。在测量时要注意点位一般都选择在道路的主干道路的主干道旁或者空旷地带,按照GPS的测量规范,点位周围角15°以上天空无障碍物或大范围水面,点位远离强功率电台、电视发射台、微波中继台、远离高压电线、变电所等。内业计算机为采用随机软件严密平差,并将其平差值直接建立控制点文件,以备测图与绘图之用。
三、碎部(界址点坐标)测量――外业数据采集和内业数据处理
地籍碎部测量采用GPS(RTK)、全站仪配合的方式测图,关键部分绘制在草图上。草图的清晰,明了对内业作业至关重要,草图绘制的比例尺不宜过小,地物之间的相对关系大体能够得到体现。地籍碎部测量主要包括:(一)野外数据采集。数字化地籍测图时,野外数据采集的方法按记录器的不同可以分为:电子手簿记录模式,便携机记录模式、电子速测仪数据存储卡记录模式,GPS测量模式。(二)数据传输。野外数据采集后,用专用电榄将外业采集的数据传输到计算机。一般每天野外作业后都要及时进行数据传输,以避免数据丢失。(三)内业数据处理。首先进行数据预外理,即对外业采集数据的各种可能的错误检查修改和将野外采集的数据格式转换成图形编辑系统要求的格式。接着对外业数据进行图形生成,建立图形文件等操作,再进行等高线数据处理,即生成三角网数字高程模型(DTM)、自动勾绘等高线等。
地籍图生成与编辑。对照宗地关系图与宗地草图,根据分幅地籍图的坐标范围,选定该幅图所波及的作业分区数据文件。由测点平面坐标和地块描述信息自动生成平面图。地籍图生成完毕后,在输出前利用制图软件的图形编辑功能进行图形编辑处理。图形编辑处理后,要对其进行全面检查,查看是否有漏测及处理不当的地方,并加以修改,消除一些地物、地貌的矛盾,进行文字注记说明及地形符号的填充,进行图部整饰等。也可对图形的地物、地貌进行增加或删除、修改。
如果没有什么重大问题,则可以生成界址线等地籍要素,注记相关的地籍要素内容,打印初步地籍图。进行外业巡查,根据初步地籍图利用钢尺对测量精度进行审核,这一步是质量控制的关键所在。最后在检核无误的情况下利用制图软件的功能生成地籍图、宗地图、界址点成果表、宗地面积总表、土地面积分类表等图表文件。
五、地籍信息系统的建立――成果的整理与验收
首先是内业检查,根据自己的草图及地籍调查表在计算机上全面审核一下是否有漏测及处理不当的地方,即进行图表一致性,勘丈边长与反算边长一致性的检核,经检核无误或对检核问题修改后,建立初始地籍调查数据库文件,再进入库前的数据检查,如无错误则可以入库,即建立了地籍信息系统。在测量工作中采用数字化测绘技术,可以提高数字化测图技术与效率,保证成图精度;满足小城镇建设的要求,为后续规划和调整工作提供了基础资料,取得了较好的经济和社会效益。
收集相关资料测设首级控制点与图根控制点
外业数据采集内业数据处理图形编辑成果整理与验收
数字化地籍测量作业流程图
结语
综上所述,采用数字化测量技术对地籍图进行测量可以取得较好的效果,与传统的测量方式相比,其具有投资少,工作效率高,劳动强度低、资源消耗小,成图美观、精度高等特点,并且方便修改,且存储形式为计算机存储的矢量图,便于利用和管理、实现数据的共享。
参考文献
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[2]刘述春,数字化测绘在地籍测量中的应用[J]科技资汛.2008(21)
[3]李光辉、数字化地籍测量的实践与探析[J]、黑龙江科技信息.2007(19)
[4]宋其友等1数字地籍测量[J]北京测绘声绘色出版社.1991
【关键词】机械自动化技术;特点;现状问题;改善措施
一、自动化技术在机械工程运用中的特点
1、集成自动化技术特点。集成自动化技术是我国主要的机械自动化技术。集成自动化技术是信息技术在原来的基础上进行的一定改进,使得机械工程的全部制造过程可以变得更完善。集成自动化技术最大的特征是将原来的IT技术进行改进,也可以联合自动化和生产相关的信息,进而扩大机械化工程的生产和开发。随着科学技术的进一步发展,集成自动化技术也是一直在不断的发展,所以采用集成自动化技术可以协助企业进一步的提高机械管理程度,进而不断的提高企业的经济效益。
2、使用灵活的自动化技术特点。柔性自动化技术是现在发展先进的技术之一,柔性自动化技术是基于在计算机基础上,所以最显著的特点是能够灵活的使用自动化技术,机械工程生产目标智能化运营管理。因此,采用灵活的自动化技术,能够有效地改善科学和智能的机械工程,进而提升企业的机械化的效率。柔性自动化技术,现在经营范围被广泛使用,并得到了广大企业的信任和认可。
3、智能自动化技术的特点。智能自动化技术是升级版的柔性自动化技术,自动化技术的功能,一定要在网络的基础上创建的,因此,智能自动化技术可以是机械工程仿真与控制的过程。智能技术可以作为机械数据的科学解析,也可以收集数据或信息,所以智能自动化技术,能有效的提升机械效率,不断扩大应用的智能自动化技术的范围。因此自动化技术的功能,最大的特点可以替代人工管理,进而节省了部分的企业的人力资源成本。所以,自动化技术的功能,将成为机械工程的将来发展方向,有必要进一步的加强,以更好地提高生产效率和经济效益,完善智能自动化技术的开发和利用。
二、机械工程自动化技术的现状问题分析
对于自动化技术在机械工程的发展,我国尚处在初级阶段,在机械工程自动化生产经营中,很多企业还是采用传统的管理和经营模式。人才管理,我们的人才管理机制是不实际的,仍采用国外的人才管理方式,并没有形成适合自身的人才格局,主要集中高素质的专业员工队伍,雄厚的理论,但实际的技术低。在技术方面,精密机械加工和其他初级阶段的水平来看,虽然得到广泛应用,但在复合加工仍处于追赶阶段。在机械设计,没有即时有效的将科技成果转化,更多的设计文案设计水平不高。
机械工程自动化技术在我国也有一些问题:缺少实际应用的专业技术人员。在发展进程中,过于强调理论,都忽略了现实培养人才,造成实际机械工程自动化中,技术化程度较低。大多数人只知道理论,但在技术上却没有实践经验,只有不断的研究和创新,以提升实现机械工程自动化技术,但自动化技术仍然是传统封闭式体系结构。对于机械工程自动化应用,技术的实际广度,缺少专业的关注和准确的科研投入,并没有具体的管理策略,以此来发展自动化技术。
三.机械工程自动化技术的改善措施
1、采用先进的机械加工自动化技术。在制造业领域中,与发达国家还存在着一定的差别。没有达到高度自动化程度,计算机集成制造系统的应用并不广泛,基础技术储备不充分,应该尽量消化和吸收国外技术和成熟经验,根据自身的特点,通过技术突破壁垒,达成知识产权。现在在机械加工生产进程中,产生相对大量的部件,并且需要组装,以半自动为主。对于成品应该引入先进的设备,采用先进的机器设备,以实现高度自动化的加工,降低资源浪费,提高良好的经济性。对于单件小批量生产,应提倡成组技术人才,采取数控机床或加工中心的应用程序的正常发展。此外,自动化的应用不是不同的产品在不同行业中的简单复制,应该集重在于差异化和优化。技术信息、新材料等进一步的发展,将为我们带来更广阔的空间,以追赶和发挥的空间。新一代自动化技术在PC和开放式体系结构的发展,驱动装置朝向交流、数字化方向的发展。通信数字网络的发展,自动化系统的控制性能朝着智能化的方向发展。随着推进工业自动化进程,智能化将占据工业生产十分重要的地位。
2、以信息技术改进机械工程自动化技术。以工业自动化为基础,在一定程度上根据信息技术的发展。信息化促进机械工程自动化的发展,体现在工业设计、制造和管理等方面,加速传统产业的发展,调整产业结构的转变,完善制造业的硬实力和软实力。机械工程自动化的发展是不容易的,是经过循序渐进,步步为营,从简单到复杂的进程,在整个进程中,自动化逐渐取代手工操作,这是一个重要的技术开发应用程序性能的做法。我们根据对自动化水平较低的机械工程的实际情况,以发展机械工程自动化技术,有必要引进和学习国外先进的机械制造理论和技术,从教育出发,注重教育部门,根据企业生产和发展的实际需要和市场需求作为根本导向,制定相关的专业技术教育,重视应用科学和技术创新,扩大科技投入,优化自动化产业链。要从实际出发,效率和质量相结合,充分认识到市场经济中信息技术的重要性。
3、重视高技术人才培养。坚持以机械工程自动化技术发展的道路上,我们一定要提高机械自动化教育体系的发展,打破应试教育的限制,完善校企合作,努力培养人才。现在我国的技术人员,尤其是缺少高技能人才,已成为中国经济持续健康发展的瓶颈,造成严重影响。
四、结束语
采用自动化技术能够有效的推动机械工业的发展水平。要立足于机械工程的特点,有针对性的综合自动化技术和学习,以确保机械工程的自动化技术能力的可持续发展。自动化技术对科学技术的需求高,现在我国的机械化工程发展不高,有必要制定一个长远的发展规划,以奠定在机械工程可持续发展基础。
参考文献:
关键词:数字化测绘大比例尺
中图分类号:P2文献标识码: A
在地形测量过程中,运用常规测量统计方式确是给工作人员造成了许多工作难度。主要有两个比较大的困难,一方面是怎样及时和准确地收集全野外地籍的大量数据,另一方面是怎样整合与编辑这些收集到数据并且加以分析。这两方面还是总结实践工作经验探索数字化测量流程中非常关键的两个步骤。
一、数字化测绘技术
数字化地籍测量主要指利用现代化技术把地形勘测转变成数字的方式。数字化地籍测量主要包含了充分运用扫描数字化仪等相关先进测量仪器完成全野外的测图,借助解析图仪完成遥感相片、航空摄影的测图等 [1]。在实际工作过程中,工作人员必须熟练操作者一系列仪器同时能够处理好特殊情况,熟练掌握怎样把采集的地籍数据输入计算机,利用成图软件完成数据的整理和分析,最终制成数字化地籍图。
(一)数字化测绘现状
自从上世纪后期我国就已经开始不断尝试研究大比例地籍图全野外的测量技术,大致发展过程中如下:
通常情况下运用全站仪完成全野外测量,把测量获取的数据利用电子薄记录过后传输到计算机中,再把标注测点的点号草图传输到计算机中,利用计算机实现人机交互,方便及时修正与补充,最终形成数字化测图相关图形文件,然后由绘图仪自动制作出地籍图。
利用全站仪完成全野外测量,后期工作获得的突破性进展主要有两个方面。一方面是替换了以往系统软件运用新型智能数据收集软件;另一方面是完成了计算机和电子手薄直接的接触。
二、全野外数字化地籍测量主要流程
为了可以更好地完成数字化测量任务,各个方面探讨测量详细流程是至关重要的工作。依据多年来从事于测绘工作的实践经验,流程中主要有以下几点。在现实运用时,全野外的数字化测量主要流程包含测绘前准备工作和测绘地点及测绘整体设计与测绘数据的标准化极短等,如图1所示。
图1数字化地籍测量流程图
(一)数字化测量的前期准备工作
在进行每一次的全野外测量前,必须做好测量的前期准备工作,其是测量工作可以正常进行的基础[2]。现代数字化测量获取的是数字地形图,运用计算机控制测绘仪器,并且结合静态的GPS配合导线法,和以往的方法相比较来讲,具有操作简单、测量及成图精度高特点。全野外的数字化测量前期准备工作主要以下几个工作内容。第一是明确项目类型,制定对应的技术设计书。第二是对野外地形进行检查和巡视工作,必须重点做好该环节的工作,地形检查严重影响着研究成果的质量与精度。第三是绘制地形图,同时对地形图进行分幅,把图框模板放置于安装盘的Blocks目录中,而且输入相关测绘单位和测量员及用图单位等相关信息。第四是选取适当的数字化测量软件,现阶段软件的种类有很多,比如清华山维和北京威远图及CASS系列等相关专用软件。第五是在相对较为复杂的地区地形测量过程中,要先编辑地形草图当作地形图的原型。第六是依照规范确定的对应测量精度标准。
(二)控制测量方式的运用
在该步骤中,地形控制点精度直接关系着地形测量的整个过程,是全程高质量测量的关键与基础[3]。本文主要介绍了以下几个地形控制测量的方式。首先是静态GPS控制测量,此测量方式拥有定位精度高和控制范围广及选址比较灵活与无需全天工作等诸多优点。其次是导线测量,此测量方式在城乡地形控制测量过程中表现突出,可以在整个测量中有效防止粗差的发生,尤其适合于城乡中地形测量隐蔽区域。最后是GPS-RTK控制流量,此方式的优点主要是可以提供三维坐标,让人产生深刻的立体印象。
(三)测绘数据搜集时期的地形测量
在进行此步骤时,必须处理好自定义编码收集和碎部点三维坐标,尤其要注重收集碎部点过程中的数学精度和采集数量及收集自定义编码过程中的自我识别精度,还要注意碎部点和碎部点之间的关系[4]。在现实应用时,尽可能保持在一个测站上,只要确保能通视而且满足相关需求,就可以及时收集,不可以过渡频繁地改动观测点。而在自定义编码收集过程中不要过分苛刻,在绘图过程中工作能源能够识别出就可以。
(四)测绘数据的标准化
测绘数据标准化是把收集到的数据进行充分的整合及分类,贯穿原始地形草图到成果图输出的全过程。原始地形草图作为室内编辑的重要基础图,首先要由绘图人员跑点绘制,然后由绘图人员把数据传输给编辑工作人员完成室内编辑。另外数字化地形测量必须把每天的测点数据玩车工及时传输与整合,方便绘图人员在有效的记录时间之内完成编辑处理。在地形图具体编辑阶段,必须运用测绘软件完成展点和连线机勾绘等相关高效操作。另外当分幅与图形轮廓修饰过后,经过检查确定没有疏漏之后,就能够打印输出成果图了。
结束语:
数字化地形测量是一项先进的地测技术,与计算机有效结合的程度与自动化程度及计算的测量精度是其他相关测量手段无法达到的。数字化地籍测量技术,必然成为未来我国大比例尺度地籍图测绘工作的发展方向,因此应该进一步推广与普及数字化地籍测量技术,强化宣传与研究力度。
参考文献:
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在取样的过程中对信号造成的损伤主要有:孔阑效应、混叠效应、过冲和振铃。为了说明这些损伤所产生的原因,我们在以下叙述中给出分析结果。
取样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号,也就是在时间上将模拟信号离散化。根据奈奎斯特取样定理:对于最大频率为fm的信号f(t),当取样频率fs不低于2fm时,由截止频率为fm矩形低通滤波器可以从取样信号中完全恢复原信号。但实际的物理过程与数字模型有不同的工程结果。
1. 孔阑效应
在数学模型的理想化状态下理想的取样脉冲宽度为无穷窄,取样情况及其频域情况如图一所示,但在实际设备中取样脉冲只能是有限宽度的脉冲,它的取样情况及其频域情况如图一所示,很显然具有不等于零的实际的有限宽度的取样脉冲所引起的孔阑效应会产生高频衰落。
由于信号的高频部分反映的是视频图象的细节,因此高频衰落会导致视频画面的细节模糊。针对这种情况实际工程中一般采用在将数字信号恢复成模拟信号以后通过提升高频的办法对这种失真进行补偿和校正。
一般来讲,由于取样信号的频率fs必须满足fs>2fm,而为了减少孔阑效应要求取样脉冲的宽度τ尽量小,因此要满足τ远远小于取样信号的周期T,即取样信号的脉冲宽度要满足1/τ>>2fm。
2.混叠效应
在实际应用中,为满足奈奎斯特定理在取样之前应使用截止频率为取样频率一半的滤波器对原信号进行滤波,滤除可能产生频谱混叠的高频成分,以保证新处理的信号是一个有限带宽的处理信号。理想低通滤波器特性如图二所示,但实际的低通滤波器性能如图三所示,因此为了尽量滤除大于1/2fc的频率成分,就要选择多阶滤波器。如果滤波器的阶数不足以达到滤除1/2fc以上的高频分量,会引起恢复的信号中频谱混叠效应。混叠效应在视频图象上表现为一种被称为morie的涟漪状的干扰。
3.过冲和振铃
在保证有效的消除混叠效应时,在上述情况已建议采用多阶滤波器以满足滤波器的带外特性,但是取样前的低通滤波器如果阶数太大,会引起过冲和振铃从而造成恢复的视频信号过渡的边沿不清晰。
针对以上两种信号损伤造成的矛盾,主观上选用阶数少的滤波器会有利一些,因为频谱混叠效应只有在图象有超过二分之一取样频率以上分量时,特别是有单频分量时才会明显感觉到,因此是偶发事件。但过冲和振铃效应却是只要有过渡边沿就回出现的经常性现象。因此就主观感觉来说,减少过冲和振铃留有一些混叠相对来讲更有利一些。一般工程上出于平衡考虑取样频率选为fc=(2.2---2.5)fm。
另外为克服这一矛盾的方法是采用过抽样方式,即在抽样时用两倍抽样频率抽样,这时频谱按两倍抽样频率周期重复,重复频谱中心频率之间的间隔比正常情况大一倍,如图四所示。这时抽样前的滤波相对简单,可以用阶数少、频率特性缓降的无振铃滤波器,然后在数字域用线形相位滤波器进行二分之一抽取滤波器恢复到原抽样频率样值。另外,在此过程中,取样频率增加了一倍,因此取样脉冲的宽度只有原来的一半,从而也起到了减少孔阑效应的作用。
取样过程是把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号,量化的过程则是进行幅度上的离散化处理。因此在时间轴的任意一点上量化后的信号电平与原模拟信号电平之间在大多数情况下总是存在有一定的误差,量化所引入的误差是不可避免的同时也是不可逆的,由于信号的随机性这种误差大小也是随机的,这种表现类似于随机噪声效果,具有相当宽度的频谱,因此我们又把量化误差称为量化噪声。但量化误差与噪声是有本质的区别的,因为任一时刻量化误差是可以从输入信号求出的,而噪声与信号之间则没有这种关系。
降低量化误差的方法最直接的就是增加量化级数减小最小量化间隔,但由此带来码率的增加从而要求更大的处理带宽,一般现在的视频信号均采用8比特、10比特,在信号质量要求较高的情况下采用12比特量化。此外,我们在设计一套系统的时候,可以考虑在系统的不同环节采用不同的比特量化,使得在系统的各个环节的量化级相互错开,从而避免量化噪声累积效果所产生的台阶效应,这种均衡的效果可以改善整个系统的量化失真。一般量化比特高的环节应该放在系统的前端,这样可以使系统的前端对信号造成的不可恢复损伤减小到最低限度。
为了减小量化误差我们还要正确的选择量化方式。量化有两种量化方式,一种是取整时只舍不入,此时产生的量化误差总是负的,最大量化误差等于两个相邻量化级的间隔d;另一种是取整时有舍有入,此时量化误差有正有负,量化误差的绝对值最大为1/2d。因此为了减少量化误差,应该采用有舍有入量化方式。
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1.轮廓效应
如果信号两个相邻量化电平相差较大,若在图象面积较大的范围内,视频信号缓变区(如渐变的蓝天)能够看出不连续的跳变,即会在图象缓变区出现从一个量化电平到另一个量化电平之间的轮廓线,实际上就是图象的等量化电平线。这种轮廓线是原图象所没有的,所以又称为伪轮廓,即轮廓效应。
一种简单而有效的消除轮廓效应的方法是利用随机的高斯噪声信号发生器产生颤动信号,叠加到被量化的信号当中,当颤动信号的均方根值大于1/3d时人们便觉察不到轮廓效应的存在。在数字电视中使用最多的颤动信号是重复频率为取样脉冲的一半,峰-峰幅度为1/2d的方波,具体步骤如图五所示。
由图五比较可以看出,叠加颤动信号的效果等效于将量化间隔由d减小到1/2d,或者说将量化级数提高了一倍(比特数由n提高到n+1),从而改善了轮廓效应。顺便指出,由于模/数转换中的取样、量化都属于非线形过程,难以避免会出现差拍干扰,采用叠加颤动信号的方法对于消除图象中的差拍干扰也同样有效。同时由于颤动信号的幅度小,频率高,并未对图象细节造成显而易见的损伤。
2.颗粒杂波
如果最小量化电平不够小,则图象较弱信号的缓变区可能会出现在邻近的两个量化电平之间产生由于四舍五入法则而造成的跳变,使得图象在这个区域内出现颗粒状的杂波,而人的视觉对图象弱信号缓变区的噪声则是非常敏感的。
为了克服均匀量化时这种大信号时信噪比有余,而小信号时信噪比不足的特点,我们可以采用小信号时量化级间宽度小而大信号时量化级间宽度大些的非均匀量化,又叫非线形量化。值得说明一点,数字摄象机信号处理大多数采用非均匀量化方式,这是由于摄象机中的光-电转换至电视机显象管中的电-光转换在内的整个电视信道必须保持线形,但是实际的电视系统在没有校正之前是非线形的,因此为了使最终显示出来的光像保持良好的线形关系,在摄象机单元必须对它进行校正,即γ校正。而γ校正类似于非线形量化特性,因此我们可以在量化过程中采用非均匀量化方式,在提高小信号信噪比的同时也满足了γ校正的要求。
另外,由于在实际的信号中,弱信号出现的概率是很大的,为了改善弱信号时的的量化信噪比,可以采用压缩扩张的编解码方法。在量化之前,先利用非线形器件将信号电平高的部分进行压缩,然后对压缩过的信号进行量化,解码后复原出的模拟信号再通过非线形器件对大幅度信号进行扩张恢复没压缩之前的比例关系,这种方法相对扩大了小信号的动态范围,等效于对小信号采用量化间隔小的细量化而大信号采用粗量化,从而改善了弱信号的量化信噪比。
数字电视信号数码率太高,数据量非常大。如果直接存储和传输不但开销很大,而且有时设备也承受不了如此大的负荷。压缩编码以压缩信源数码率为目的,尽量减少信源各符号的相关性,使信源的传输效率提高。当然,它是以牺牲图像质量为前提。必定会对信号造成一定的损伤。
下面针对几种常用的图像压缩方式,来看一下他具体会对信号带来什么样的损伤呢?
(一) 差值脉冲编码(DPCM)
电视图像基本上是由面积较大的像块(如蓝天,大地,服装)组成。虽然每个像块的幅值各不相同,但像块内各样值的幅度是相近或相同的。换句话说,相邻象素之间有很强的相关性。我们就可以利用这些相关性对当前的像素进行预测。再利用预测值得到差值。这样在很大的程度上降低了信源的冗余度。这种压缩方法对视频信号会产生以下问题:
1 由于在当前差值中包括当前的量化误差,而输出的前一样值又包括前一样值的量化误差,这就造成了量化误差的积累。而误差会传播,这就使信号抗通道误码能力减弱。
2 边缘清晰度临界。 根据DPCM编码思想,当被预测值处于图象突变边缘时,往往会导致错误预测或产生较大的预测误差。致使边缘清晰度临界。如:边缘为黑白突变,被预测值为x ,x1 x2 x3 x4 x5为已知值,由DPCM编码可得
(二) 变换编码
变换编码首先对图象数据进行某种形式的正交变换,并对变换后的数据进行编码,从而达到数据压缩的目的。正交变换的种类很多,比如人们熟知的傅立叶变换,沃尔什哈达码变换,哈尔变换,斜变换,余弦变换,正弦变换,K--L变换。
变换编码中较常用的是离散余弦变换DCT,它首先将输入图象分成若干NXN的图象块,对每一小图象块进行正交变换,从空间域变换到频域。为了达到压缩的目的,对DCT系数需作量化处理。低频分量采用较小的量化间隔,量化误差小,精度高。频率越高,量化间隔愈大,精度越低。这是因为高频分量只影响图象的细节,对整块图象来讲,没有低频分量重要。读取时采用之字型。这样的处理给信号带来的损伤主要表现在:
由于高频信息的丢失,恢复图象中相邻块在边界上产生较为规则的误差分布,由于人眼对水平和垂直方向的规则误差分布具有特殊的敏感性,使得在主观感觉上认为具有规则误差分布的图象的质量明显降低,从而产生"块效应"。在拍摄一幅绿草如茵的草地中,充斥画面的草坪随风摇摆时,一种细块状的闪烁效应是这一失真的直观表现。
(三) 运动补偿预测
运动补偿预测是一个有力的工具,以便减少帧间的时间冗余度,并作为用于DPCM编码的预测技术。运动补偿概念是以对视频帧间运动的估计为基础的。也就是说,若视频镜头中所有物体均在空间上有一位移,那么用有限的运动参数来对帧间的运动加以描述。为了做到这一点,画面一般划分成一些不连续的象素块,对每个这样的象素块,只对一个运动矢量进行估算、编码和传送。
在MPEG压缩算法中,运动补偿预测技术用来减少帧间的时间冗余度,只对预测误差画面(原始画面与运动补偿预测画面之间的差别)加以编码。 运动补偿去除时间方向的冗余度,最多只能利用前后两帧图象间的相关性,效率不高。而实际上,尤其是在运动缓慢的图象序列中,在连续多帧图象间都存在着很强的时间相关性。正是由于它固有的缺陷,使得在图象活动剧烈或低码率通讯时,编码器只能通过迭用粗量化,降低帧频或舍去更多的DCT变换系数来降低码率,因而对信号损伤较大,丢失了许多有用的信息。在恢复图象中将出现明显的块效应和运动物体边缘的蚊音效应。
(四) 混合编码
以两种或两种以上的方法对图象进行编码称为混合编码。我们熟悉的JPEG和MPEG都属于该种类型。
1 JPEG
JPEG是处理彩色或单色静止图象的压缩标准。利用它可以获得较高的压缩比,并保持较好的信噪比,从而大大节省图象存储空间,降低通讯带宽。但是编码过程会使物体在背景中的位置略有移动(即发生几何畸变)。另外,高压缩比场合,JPEG的重建图象在水平和垂直方向可能有晕圈、幻影,产生"方块"效应。
这不难理解.在JPEG系统中,首先把原始图像划分成大小相等的像素块,然后对图像块进行离散余弦变换DCT(图像块的能量集中到少量的系数),再利用基于人眼特性的矩阵对变换后得到的系数矩阵进行量化,从而大幅度地压缩了矩阵系数,同时也造成了损失。最后对量化得到的矩阵系数进行无损熵编码。图像的重建过程是编码过程的逆过程。在高压缩比场合,JPEG的重建图像在水平和垂直方向出现晕圈、幻影,产生"方块"效应,就是因为对原始图像进行了分块的DCT变换和量化。如果不分块或分块很大而进行DCT变换与量化,那么图像块中像素能量集中到少量的系数效果将变的不明显,即不利于对数据进行量化压缩,同时还得使计算复杂度增加。这样一种现象实际上是离散余弦变换DCT本身的特性所造成的(采用离散正弦变换DST或离散傅立叶变换DFT结果类似)。
2 MPEG
MPEG压缩算法中包含两种基本技术:一种是基于16X16子块的运动补偿技术,用来减少帧序列的时域冗余;另一种是基于DCT的压缩,用来减少帧序列的空间冗余。
较为成熟的MPEG技术是MPEG1和MPEG2。MPEG1是为适应在数字存储媒体(如CD-ROM)上有效地存取电视图像而制定的标准(最高速率达1.5Mb/s)。它的压缩技术基础为:宏模块结构、运动补偿及宏模块的有条件再补给。MPEG2是MPEG1算法的扩展。是为MPEG1最初没有包括在内或未想到的应用提供的一种视频编码方法。特别是对MPEG2提出的一个要求,即它所提供的视频质量,不能低于NTSC/PAL,最高应可达到CCIR601质量。MPEG2编码算法的基础为通用的混合DCT/DPCM编码方案。
随着MPEG1和MPEG2的广泛应用,其缺陷也日渐显露,主要表现在:
(1)现已制定的标准所采用的技术,当码率很低时(低于64Kb/s)会产生严重的"方块"效应、"蚊音噪声"以及"动作失真"。而低码率要求是移动通讯信道所必须的。
(2)编码采用了预测编码技术。例如采用基于块的运动补偿来去除时间相关性。但信号的纠错能力主要依赖其相关性,特别在条件较差的信道中传播时,干扰造成的错误会迅速沿视频序列扩散。
随着当代社会的进一步发展,其对机械制造领域自动化发展水平提出了更高的要求,因而在此基础上,为了达到一体化、系统性的机械制造生产状态,要求当代机械工程项目在开展过程中应注重引进先进的自动化技术手段,由此营造良好的机械制造生产环境,且就此为当前机械产品生产领域的进一步发展赢得更大的经济效益。本文从机械制造自动化技术特点分析入手,并详细阐述了当前机械制造产品生产过程中呈现出的问题。
关键词:
机械制造;自动化;特点
机械制造技术即为将机械产品设计、生产、使用、维修融于一体的工程科学。同时,机械制造技术的应用旨在提升整体经济效益。为此,我国机械制造产业在可持续发展过程中应着重提高对此问题的重视程度,并不断创新自身自动化生产模式,最终就此稳固自身在市场竞争中的地位,达到最佳的产品生产状态。以下就是对机械制造自动化技术特点与发展的详细阐述,望其能为当前工程项目的有序开展提供有利的文字参考。
一、机械制造自动化技术特点分析
就当前的现状来看,机械制造自动化技术特点主要体现在以下几个方面:第一,生产能力较高。即机械制造自动化设备在设计过程中呈现出精度高且系统性强的特点,继而将其应用于机械产品生产流程中,可透过自动化技术手段操控产品加工过程,最终就此减少相关工作人员工作量,并缓解传统机械产品生产模式下凸显出的人工误差问题,达到最佳的产品加工状态,且通过自动化系统中的程序预设提升整体产品加工效率;第二,操作安全。即机械制造自动化技术在应用过程中融合了计算机技术、信息技术、自动化技术等现代化科学技术手段,因而在一定程度上增强了机械设备使用寿命,且通过对现代化电子元件等的应用,稳固了机械系统运行环境;第三,全新的劳动形式。即在机械制造自动化操控环境下,劳动模式由传统的体力劳动转向智能化劳动,且逐渐呈现出高技术密集型的机械产品加工特点,为此,当代机械工业领域在发展过程中应提高对此问题的重视程度。
二、当前机械制造自动化技术发展中存在的问题
我国在机械制造自动化生产过程中突显出的问题首先体现在,部分机械制造厂在可持续发展过程中仍然存在着制造工艺水平滞后的问题,即忽视了对自动化技术等的引进,继而影响到了自身整体生产效率。同时,与发达国家相比,我国在纳米技术、微激光加工技术等应用领域仍然处在初级阶段,从而由此呈现出机械制造工艺较为粗糙的现象,为此,当代机械制造产业在发展过程中应着重强调对此问题展开行之有效的处理。其次,基于机械制造领域不断发展的背景下,部分制造行业在实践运营管理过程中仍然存在着管理制度较为落后的问题,即未实现计算机管理模式的贯穿,最终就此影响到了整体管理成效。再次,就当前的现状来看,西方国家在制造产业发展过程中开发了柔性制造系统,例如,自动化数控机床等,继而营造了全自动机械产品生产空间。但我国自动化、集成化生产的产业仍然维持在少数的应用状态下。
三、机械制造自动化技术未来发展趋势
1.与网络化融合。基于网络化普及的背景下,要求当代机械制造行业在可持续发展过程中为了增强自身竞争实力,应注重在机电设备一体化操控过程中,实现机械制造自动化技术与网络技术间的相互融合,由此来营造良好的机械设备监视环境,并以远程操控形式对机械制造整个流程进行管理,且及时发现机械产品生产过程中凸显出的相应问题,对其进行实时解决。同时,网络信息化监控系统的引进,有助于传统机械产品生产过程中突显出的人工作业量大且存在人工误差的问题,并实现对机械制造生产线情况的严格把控,达到最佳的生产状态。此外,基于机械制造自动化技术与网络化相互融合的背景下,在机械制造流程操控过程中亦应注重将网络、声像、通讯技术融于一体,继而便于相关工作人员在对机械产品生产流程进行操控过程中可通过网络平台编辑图像信息,并以信息处理形式实时掌控机械产品生产过程中设备运行参数变化状况,最终由此达到高效率产品生产效果。
2.以智能化为依托。以智能化为依托亦是机械制造自动化技术未来发展趋势之一,其要求当代机械制造企业在可持续发展过程中为了稳固自身在市场竞争中的地位,应注重结合自身实际发展情况确定自动化产品生产目标,同时将智能化技术贯穿于机械产品生产流程中,即通过心理学、运筹学打造人工智能模拟环境、自动编程等产品生产空间,提升整体产品生产效率,并改善传统脑力劳动中凸显出的相应问题。同时,在智能手段应用过程中为了提升操作界面的便捷性,相关技术人员在对数控智能化系统进行设计过程中应注重制定统一的用户操作界面,同时确保操作界面以图形为主,并完善窗口中工具栏、菜单等功能,由此满足机械制造智能化操作需求。此外,基于以智能化为依托的基础上,亦应注重将可视化技术贯穿于智能化操作平台中,即将原有的文字信息以直观的图像或动画形式进行传播,由此缩短产品生产周期,达到最佳的生产状态。另外,智能化技术的贯穿亦要求制造行业应注重利用虚拟技术对机械生产过程进行仿真模拟,由此实现预防措施的制定。从以上的分析中即可看出,智能化技术手段的应用关系着机械制造效率,因而应强化对其的有效落实。
3.呈现以人为本。随着当代社会的不断发展,人们逐渐提高了对绿色生产理念的重视,因而在此基础上,为了达到良好的机械产品生产状态,要求当代机械制造产业在发展过程中应注重将绿色经济设定为自身主要发展内容,且注重从产品设计、产品包装、产品销售等层面入手引进绿色生产材料,最终就此将机械产品生产过程中所引发的生态环境破坏问题降至最低。同时,当代机械制造产业在实际生产过程中亦应注重扩大产品回收力度,由此来为人们营造一个良好的生活空间,并实现资源的优化配置。此外,在机械制造产业可持续发展过程中为了彰显以人为本生产理念,要求机械产业亦应注重将以人为本思想贯穿于单元化生产系统设计流程中,由此打造少人管理的生产运营氛围,营造良好的机械产品生产空间。同时,机械制造产业在实践产品生产过程中应注重优化产业结构,且通过自动化技术的引进,扩大节能减排措施的落实,由此达到最佳的生产状态。
四、结语
综上可知,当前部分机械制造行业在可持续发展过程中仍然存在着技术手段滞后等问题,影响到了机械产品整体生产质量。因而在此基础上,为了达到高效机械产品生产状态,要求机械行业在实践生产过程中应注重强调对自动化生产技术的引进,且结合自身机械产品生产过程中凸显出的制造工艺水平滞后、管理制度不完善等问题,对自身机械制造自动化技术进行改进处理,由此提升产品整体生产效率,迎合社会发展需求。
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1.智能化电网发展的现状
随着社会经济快速发展,人们的生活水平不断提高,工业生产的升级,对电力的需求量的增加也越来越明显。21世纪以来,我国经常出现电力紧张等众多问题,为了解决这些问题,消除电网中存在的不足,加强电网的可靠性、安全性,提升电力服务的高效性、稳定性,国家电网对配网自动化建设提出了新的意见。各电网根据自身情况引入不同的智能手段,运用安装传感器和执行元件等方式,对能够使电网稳定安全和控制电网需要的智能信息进行采集,从而形成智能化电网。智能化电网已经成为下一步配电网建设的重点。
2.配网自动化工程的实施内容
2.1自动化配网主站
主站系统建设是工程的重点,为了建设自动化配网主站,就必须将各地区配电网规模、用网需求、发展规划等作为参考,在全部的电力系统管理过程中,采用集中化的管理模式,为建设智能化电网奠定基础。在建设过程中要将系统的扩展、开放、稳定作为自动化配网主站建设的主要要求。从而保证配网自动化主站建设的基本功能全部实现。
2.2一次网架与设备改造
配网自动化工程建设的核心区域大多是在配电网网架结构设计合理、供电稳定的地方,这样可以减少大规模配电网网架改造和设备更换的不必要麻烦。对不满足配网自动化建设需要的基本条件和供电稳定这两个要求的工程,会联系配网自动化需要的基本条件将一些有关线路进行整改来提高供电的可靠性(例如:增加线路联络点或分段点、对网架的结构进行整改)。改造范围内不满足配网自动化要求的开关站、配网室等设备,选择合适的装置(例如:电流互感器),创造实施配网自动化的数据监测、故障报警以及处理的条件。
2.3通信网络、配电终端和信息交互总线的建设
目前的配网自动化工程,主要是以光纤通信的方式对通信信息进行网络传播,以无线公网(专网)和电力载波为辅的配网通信组网。工程单位采取通信线路与配网线路同步实施改造的方式,对现有的通信资源不足,城市核心地区地下管网复杂的情况进行有效的改进,提高配网通信网的建设效率。根据实际的网架结构、设备状况和应用需求对配网自动化的终端进行合理的选用和配置,可以采用“一遥”、“二遥”、“三遥”等配置,保证设备的正常运行性能与稳定的技术,提高配网维护工作的准确度,为运行管理提供可靠的数据支撑。建设信息交互的过程中,根据自身网络结构和建设的基础条件,遵循信息交互的相关规定标准,与EMS、GIS、95598客服系统等应用系统做好信息交互,从不同程度上实现配网自动化和相关运用的功能交互以及综合性运用,为实现信息化、互动化、自动化的智能配网自动化提供技术支持。
3.配网自动化工程的技术特点
3.1主站系统功能
为了配网自动化工程建设安全稳定的完成,首先明确了配网自动化系统的应用主体是配网调度和生产指挥,同时又明确了实现配网调控一体化的基础平台是主站系统,需要重点解决的是配网过程中的“盲调”现象。所以,工程大多数都是在主站系统的配置规模上遵循一步到位的原则,构建标准、通用的软硬件基础平台,使电网可以完成数据的采集与监控工作,从而实现配网自动化。其次,在电网自动化的建设过程中,完善主站的现有功能,实现能够接入新能源、可视化调度、配电网自愈、与用户进行互动等多项智能功能。
3.2FA方式多样化
目前工程的处理模式均为FA模式。单位应该依照配电网网架结构和一次设备的现有状况和通信条件,合理的选择FA模式。集中型全自动方式一般选用于配网主站(子站)和配网终端是主从通信关系并且是没有电动操动机构的开关设备的配网线路;而对于不满足遥控要求的通信通道或者开关设备也没有电动操动机构的配网线路,就应该选用集中型半自动方式;对于配网终端之间通信条件对等的配网线路,应该选用就地型智能分布式;就地型重合器方式就应该运用于不具有通信手段或者是通道性能不满足遥控要求的配网线路。不管是什么方式,其工作重点都是为了提高系统处理故障的能力。
3.3配网终端配置合理
每一个配网自动化工程都是根据自己实际的网架结构、应用需求、设备状况配置的配网终端,所以配网终端具有科学性和合理性,这就提高了每个设备运行的性能和技术,扩大了配网自动化的覆盖范围,为配网抢修调度工作提供了准确可靠的信息。
3.4综合使用通信模式
配网自动化工程根据所在地区的现有情况,选择多种通信方式,主要为光纤通信,无线网、电力载波等为补充方式,,满足配网自动化对通信通道的要求,使区域配网自动化全面覆盖。
4.配网自动化工程的应用成效
每个单位配网自动化工程项目的建设,配网自动化系统在配电网的运行、生产和管理方面起到了积极作用。明显的提高了配网自动化水平,设备故障的处理速度,还有供电服务质量,从而使生产效率和企业效益也得到大的提升。
4.1提高经济效益
配网自动化控制的实施,通过对配网的改造,网络结构的优化,缩短了故障处理的时间,提高了故障处理的工作效率,工程范围内供电可靠性达到99.99%及以上。
4.2优化管理效益
配网自动化主站资源的整合与配网调度集中管理的改变,形成了统一、高效的配网调控一体化体统。配网高度集成化的控制方式使供电企业的人力资源配置得到改进,能够帮助供电企业快速的调动岗位技工,解决配网出现的问题。有利于专业化的管理,提高各个部门员工的管理效率。
4.3实现社会效益
通过IEC61968标准下配网信息交换总线的建设,达到配电主站、EMS、PMS、CIS、电力GIS等应用系统的集成、数据交互与共享。配网自动化能快速解决电网存在的问题,提高电力生产的质量和输送效率,使用电服务质量进一步改善,提升客户满意度。
5.结束语
配网自动化是我国电力自动化管理的重要技术,通过对电网改造和网络优化等多种方法的落实,在提高配网自动化进程发展的同时,还可以有效提高我国电力行业的生产效益、经济管理和社会效益。在当前环境下我国还需继续加强对配网自动化的研究,为进一步深入开展配网自动化建设工作奠定基础。
作者:江涛 单位:国网江西省电力公司鹰潭供电分公司
参考文献:
[1]王宗耀,苏浩益.配网自动化系统可靠性成本效益分析[J].电力系统保护与控制,2014,(6):98-103.