生产监视范文（精选10篇）
生产监视 第1篇
我公司变速器车间热处理工段建于1996年, 承担变速器齿轮类、轴类和同步器类零件的碳氮共渗和氮碳共渗处理。主要设备是2条连续式气体渗碳线、3台箱式气体渗碳炉、1台箱式气体软氮化炉、1台箱式清洗机、4台箱式回火炉、1台转底加热炉和3台吸热性气体发生器。采用碳控仪进行碳势控制, 热电偶和温控仪进行炉温控制;采用传统有纸记录仪对碳势、炉温、油温和露点等工艺数据进行记录。当时, 为了节省投资所有控制系统都没有配备计算机, 只采用PLC控制。
整个车间的工艺面积为2 592m2, 由于每台炉子都配有独立的碳控仪、温度控制仪和记录仪, 在实际生产中逐渐暴露出一些弊端。
(1) 操作者必须按规定频次进行人工巡检, 从显示仪表了解当前工艺数据, 从记录仪上了解前一段时间工艺参数的变化。这种方法带来的主要问题是操作者了解工艺过程参数变化的时间严重滞后, 对工艺参数的变化难以做出及时的反应。
(2) 各种控制仪和记录仪随同热处理炉分布在工段内不同位置上, 需要分别进行监控。生产工艺管理人员无法及时全面地了解整个工段各个热处理炉的工艺运行数据。
(3) 由于不能确保记录纸和记录笔及时地更换和维护, 记录仪在运行过程中难免出现各种故障, 导致记录结果的连续性和完整性差。
(4) 记录工艺数据的记录纸一般由工段自行保管。实际情况是, 当遇到问题需要查找和追溯过去的工艺数据时, 查找很麻烦。即使查找到了, 由于保管不当, 这些工艺数据也没有多少参考价值。造成了工艺数据虽有记录, 但追溯性很差。
(5) 传统有纸记录仪要消耗大量的记录纸和记录笔, 不符合绿色热处理的要求。
(6) 传统有纸记录仪功能单一, 机械式结构易发生故障, 无法满足生产过程综合自动化的要求。
上述问题的存在, 不同程度地影响着热处理工件的产品质量、热处理生产工艺的管理和热处理劳动生产率的提高。
2 无纸记录仪简介
20世纪90年代以来微处理器技术在显示记录仪表中获得广泛应用, 具有数字显示、图形曲线显示、自动调节、流量处理、数据储存、灵活的参数设置和强大统计功能的无纸记录仪的出现, 使前述问题的解决成为可能。在选用无纸记录仪代替传统有纸记录仪时, 主要需考虑如下因素。
(1) 显示、记录功能要超过传统有纸记录仪, 包括精度和准确性。
(2) 热处理工段工作环境恶劣, 热处理设备要求长时间连续运行, 所以运行可靠性要强。
(3) 无纸记录仪的外形尺寸要与现有电控柜给有纸记录仪预留的孔洞相适合。
(4) 价格要合理。经过分析比较, 最后选择了EN880型无纸记录仪。
EN880型无纸记录仪是系列产品, 根据输入通道的数量区分有4、6、8、12、16、24、32、48通道8种规格。每个通道可以记录1种工艺参数。EN880型无纸记录仪核心元件是CPU, 具有显示、记录、报警、补偿、通讯和联网功能;彩色液晶显示, 液晶屏幕尺寸有144.78mm和264.16 mm 2种规格。有2种基本工作状态供选择, 即常规显示记录状态和设置状态。
在显示状态下, 有棒图显示、大数字显示、曲线棒图水平显示、曲线棒图垂直显示、追忆显示和混合显示等多种显示方式, 可以根据需要随时更换显示方式, 也可以在不同显示方式下查阅已记录的历史工艺数据。在设置状态下, 可以对时间、通道、报警、流量、通讯等参数进行设置。
EN880型无纸记录仪还可以根据用户的需求在基本型原有功能的基础上增加特殊功能, 如PID调节、报警时间记录、生产量累计和控制、数据和屏幕打印、时钟同步等。
EN880无纸记录仪的采样间隔时间, 即某通道连续2次采样的时间间隔标准值为0.1 s。记录间隔时间, 即2组数据存储到数据文件中的时间差, 亦即多长时间存储1组数据, 可在0.1～1 800 s范围内选择设置。
3 无纸记录仪局域网络的建立
根据生产现场热处理炉的实际需要, 我们选择了EN880无纸记录仪系列中的4通道和8通道2种规格的无纸记录仪更换已有的有纸记录仪。具体的匹配如下。
(1) 连续式气体渗碳线的渗碳炉选用一个8通道无纸记录仪 (只用其中的6个通道) , 记录碳势、1区加热温度、2区加热温度、3区加热温度和淬火油温度5个工艺参数;回火炉选用一个4通道无纸记录仪, 记录1区加热温度、2区加热温度和3区加热温度3个工艺参数。
(2) 箱式气体渗碳炉选用一个4通道无纸记录仪, 记录碳势、设定加热温度、实际加热温度和淬火油温度4个参数。
(3) 箱式回火路选用1个4通道无纸记录仪, 记录加热温度1个工艺参数。
(4) 转底加热炉选用1个4通道无纸记录仪, 记录加热温度1个工艺参数。
(5) 吸热性气体发生器选用1个4通道无纸记录仪, 记录露点1个工艺参数。
EN880无纸记录仪带有2个通讯接口, 即RS232和RS485, 我们选用了RS485接口。具体做法是将热处理工段所有EN880无纸记录仪通过集线器与一台PC机相连构成一个局域网, 见图1。
在PC机中装入专用软件, 利用网卡将无纸记录仪映射到PC机中, 通过软件组态监视画面, 将数据储存到PC机的硬盘上。在PC机的主页上为每台热处理设备设置一个区域显示无纸记录仪记录的工艺数据, 显示的工艺数据是以数字形式, 且为最新状态 (见图2无纸记录仪网络监视系统PC机主页) 。如果需要查看其他内容, 如前一时刻工艺数据、历史工艺数据、棒图显示、曲线棒图水平显示、曲线棒图垂直显示、追忆显示等, 切换到每台设备的子页即可继续查询。
4 无纸记录仪局域网络的应用
(1) 热处理工艺数据实时采集与监视
将局域网络的PC机安放在热处理工段的办公室内, PC屏幕上显示每台热处理设备的实时工艺数据。生产管理人员和工艺技术管理人员可以随时通过PC机屏幕对整个工段的热处理设备工艺数据进行集中实时监视, 了解设备运行状况。一旦采集到的热处理工艺参数出现异常情况, PC机就会报警。报警方式有2种, 一种是声音提示, 另一种是PC机显示屏幕上出问题参数区域的背景颜色发生改变。声音报警提示热处理设备出现异常, 屏幕颜色的改变告诉我们哪台设备的哪个参数出现问题。接受到这些信息, 生产管理和工艺技术管理人员就可根据需要及时来到生产现场, 与操作者一起处理所出现的问题。
(2) 故障数据分析
在热处理生产过程中总会遇到各式各样的问题, 这些问题将直接影响产品的质量甚至造成废品。如果我们在处理问题时能够了解问题发生前设备所处的状态及工艺参数变化, 就有助于找出产生问题的原因, 提出最恰当的解决问题的措施, 可以减少甚至避免损失。例如, 一次监视电脑发出报警, 屏幕显示201箱式气体渗炉碳势异常。到生产现场查找原因, 由于氮气压力波动造成热处理炉送气系统失灵, 导致吸热性保护气没有及时供给。我们立即查询调阅了工艺数据记录 (见图3) , 得知送气系统失灵发生在1 h之前, 除碳势外其他工艺数据正常。通过分析后我们决定将热处理炉的运行方式由自动改为手动, 将渗碳时间增加1 h。零件出炉后检验结果显示各项技术指标完全合格。如没有详细准确的记录, 就无法知悉故障发生时间及当时设备的状态, 也就无法及时采取最佳的处理问题的措施, 只能是等零件出炉后根据零件的金相检验结果, 再确定返修或报废。
(3) 历史数据查询
现代制造业对产品质量提出了越来越高的要求, 无论是3C认证、VDA6.1质量管理体系审核, 还是当今汽车行业普遍实行的产品召回制都对产品检验结果和产品制造过程的工艺数据提出了追溯性的要求。当产品出现问题, 如果不能提供当时检验结果和工艺数据来证明自己无过错, 将不能被免责。所以, 对产品检验结果和重要的工艺运行数据一般要求保存2年。采用无纸记录仪网络监视系统, 不需要物理空间来存储记录结果, 也不需要专人对存储资料进行分类管理。网络监视系统自动将采集到的数据存储到PC机的硬盘上, 并按时间段生成若干文件。只要有足够大的硬盘, 就可以储存10年甚至20年的工艺数据。为了万无一失, 我们建议定期用移动硬盘或光盘对储存的工艺数据进行备份。查询这些储存的数据也十分方便, 只要确定相应的时间段, 就可以查询到当时设备工艺参数运行记录, 而且这些工艺数据绝不会因年代久远变得模糊不清而无参考价值。图4为历史数据查询实例 (时间段2009年4月18日13时6分至2009年4月18日23时48分) 。
5 结束语
(1) 无纸记录仪网络监视系统在热处理生产中的应用不但完善了传统有纸记录仪的功能, 解决了传统有纸记录仪所存在的弊端, 而且还增加了新的功能, 有益于提高工件热处理质量和热处理工艺水平。
(2) 经综合测算, 用无纸记录仪网络监视系统代替传统有纸记录仪不会增加运行费用。
一次性费用虽然较高, 平均每台设备近2万元人民币, 但性价比很高。
民航监视系统 第2篇
关键词：监视 研究 发展
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0052-02
国际民航组织（ICAO）对监视系统的发展主要是二次雷达监视（SSR）和自动相关监视系统（ADS）。其中，二次雷达监视主要用在高交通密度陆地区域，自动相关监视主要用在海洋区域及边远陆地区域，并可作为高交通密度陆地区域二次雷达的补充。但在很长时间内，一次雷达也会继续使用。空中交通是一个越来越重要的环节，还有更多的发展的需求如：灵活地提高飞机的效率，有效减少民航飞行对环境的影响。而在自身改进的方面，则必须提高空中交通安全管理的水平。民航监视系统就是这样一个作用在空中交通管理过程中的重要工具。
监视在空中交通管理（ATM）中發挥了重要作用。能够准确确定和跟踪飞机的位置，防止飞机在空中相撞；防止飞机在跑道滑行时与障碍物或其他行驶中的飞机、车辆相撞；保证飞机按计划有秩序地飞行；提高飞行空间的利用率。
民航监视旨在飞机起降航行时准确反映飞机间的距离或向飞行员发出指令，反映飞机的真实飞行轨迹。在这样的监视职能下提供了一个合理的飞机起降指示，它提供了一个重要的安全功能。
现有固定航线的结构，提升了飞机起降安全性，使航监视更容易管理空中交通。使用机载导航改进飞机性能，空域用户需要更大的灵活性，因此要确定最有效的路线满足他们的工作。有一个限制，以及相关飞行推进固定路线得以解除。在这样的情况下，需要准确的监视，以协助在探测控制器灵活效率的解决任何潜在的航行中潜在的冲突，这将形成一个更有效率的空域环境。
民航监测系统的设计，能使空中交通方便安全，高效的运行。监控系统应选择在指定特性的基础上，与其它服务相互支持合作。
一次监视雷达（PSR）进行检测的射频能量传输的脉冲的几点思考。一次监视雷达 地面接收站通常由发射机和接收机，旋转天线组成。然后系统传输的脉冲检测及处理结果的，取决于目标的斜距测量反射的脉冲接收从信号的传输时间。目标方位的轴承是接收反射的脉冲时，由旋转天线的位置决定的。
一次监视雷达还用于机场地面监控应用，检测对象飞行繁忙的地区，机场，以及那些被配置为忽略飞机二次监视雷达监视的地区。这后一种功能是防止出现大量的飞机内的相互接近时的二次监察雷达信号发生混淆。
二次监察雷达（SSR）系统由两个主要元素组成，地面站/接收器（也称为雷达）和飞机异频雷达收发机。地面站通常包含一个旋转的天线。旋转率确定更新信息的频率。飞机的回应询问从地上站异频雷达收发机使飞机的范围和轴承从地上站待定。异频雷达收发机被允许固定的延迟时间，来解码审讯，并准备传输的答复的期限。这固定延迟是考虑到地面传感器，处理答复的时间。
一次和二次监视雷达通常位于同一位置，以利用每个系统提供的好处。通常情况下，一次监视雷达天线和二次监视雷达天线安装在相同的旋转装置，以确保同时测定并降低成本。相关联的处理将产生一个轨道为每架飞机的一次和二次的监视雷达数据结合在一起。
在一次监察雷达能提供在正常运作的情况下飞机的检测转发器，二次监视雷达应答器检测设备以及飞机提供高度和身份信息。在S模式雷达的其他信息的情况下可从飞机。
二次监视雷达和一次监视雷达在安装相同的旋转天线有显著的好处，在跟踪系统分析。一次和二次的监视雷达信息的可用性允许跟踪在每个系统中。
某些一次监视雷达与二次监视雷达的安装在不同的位置。这样做的好处，提供一定程度的冗余；因为如果一个天线停止旋转，可从其他低的级别的服务。但是在这种情况下的一些改进的跟踪性能优势受到危害。不同位置的安排与同一位置配置相比需要更高的成本。
一次和二次监察雷达通常提供支持离场服务终端领域。一次雷达提供保护检测雷达管制尤其是繁忙的空域和机场，而二次雷达信息通常用于提供分离服务的飞机。
ADS-B（自动相关监视-广播式） 是由飞机广播其位置（纬度和经度），海拔高度、速度、飞机识别和其他信息。ADS-B位置消息从惯性系统因此通常传输用的信息将声明未知的准确性或完整性。一些新的飞机安装使用集成全球导航卫星系统和惯性导航系统提供ADS-B传输的位置、速度和数据质量指标。这些系统预计将有更好的性能，完全基于全球导航卫星系统，因为系统比惯性和全球导航卫星系统传感器具有互补的特性，减少每个系统的弱点。
ADS-B的地面站比一次雷达、二次雷达简单。对于单个ADS-B站点，显著降低购置和安装成本；每个位置和指示关联的数据，使用户能够确定哪些应用程序，可以支持数据完整性的传输
ADS-B的局限性在随着位置/速度信息的变化精度/必要的信息的完整性，该信息的导航源需要安装和认证。当前实现完全依赖于全球导航卫星系统的位置和速度。因此，性能或卫星运作不足够用来支持一个给定的应用程序时将可能遇到停机。
ACAS（AIRBORNE COLLISION AVOIDAN CE SYSTEM）机载防撞系统在航空器设备讯问模式A/C和S模式转发器在飞机上它的附近，倾听他们的答复。通过处理这些答复，决定了ACAS的飞机是潜在的威胁，并提供指引信息给机组人员以避免冲突。
ACAS的混合监测可以让ACAS利用信息优势，航空器的位置和高度进行了验证可以在维持于被动监控，从而减少ACAS的盘问。被动监测仅用于飞机不被视为是一种威胁。当入侵者接近的威胁条件时（距离过近），ACAS切换到全屏积极监测。
监视为空中交通管理系统提供目标（包括空中民航器及机场场面动目标）的实时动态信息，是进行空中交通管理的基础。空中交通管制等运行单位利用监视信息判断、跟踪空中民航器和机场场面动目标位置，获取监视目标识别信息，掌握民航器飞行轨迹和意图、民航器间隔及监视机场场面运行态势，提高空中交通安全的保障能力。监视的准确和及时的信息交流是监视的基础和不断改进的地方。
随着飞机飞行任务的日益增加，飞行数量的日益增多，为了提高飞机飞行安全、地面滑行安全和飞机运行效率，我们迫切需要对现有监视系统的不足加以完善，对现有监视系统的使用加以规范，加强各监视技术的组合使用。
参考文献
[1]中国民航通信导航监视及空管
[2]多点定位于民航交通管制的未来.民航保安，2007（1）.
[3]吴德伟.民航无线电导航系统[M].电子工业出版社，2010.
[4]乔治 斯廷森.机载雷达导论[M].电子工业出版社，2005.
[5]（美）斯科尼克·雷达手册[M].3版.电子工业出版社，1990.
[6]（美）Mark A.Richards著.雷达信号处理基础[M].邢孟道，王彤，李真兴，等译.电子工业出版社，2008.
[7]沈振元.通信系统原理[M].西安电子科技大学出版社，2010.
[8]张会生.现代通信系统原理[M].高等教育出版社，2009.
[9]陈高平，邓勇.航空无线电导航原理[M].国防工业出版社，2008.
智能监视系统 第3篇
1 智能监视系统
1.1 智能监视系统
安防系统中最重要的组成部分是视频监视系统,随着计算机视觉、图像处理、软件工程、数据管理等技术的发展,原有的视频监视系统与这些技术的整合逐步深入,促使其向智能监视系统进行发展。
1.2 智能监视系统的发展
智能监视系统的发展经历了三个阶段:
(1)模拟CCTV (ClosedCircuit Television)系统,此系统包含多个设置在远程的摄像机,通过布线将其连接到监控室,然后在监视器上显示出来。它的优点是技术成熟,缺点是在进行图像的分发和存储的时候使用的依旧是模拟技术,纵使使用了CCD图像传感器,其获得的数据也是经过处理后以模拟技术进行存储等操作;
(2)半自动视频监控系统,此阶段整合了计算机视觉(Computer Vision,CV)技术,通过实时的视频分析,来进行人或物的检测和跟踪,并能对场景进行自然语言的解释,提高了监控的效率,但是它对算法的鲁棒性依赖很强,比如某个算法可能适用于一个场景,但在另一个场景下并不会发挥出好的效果;
(3)自动广域监控系统,此阶段整合了各种传感器,可以获取更精确的信息,并进行信息的分布式处理,它的难点在于信息的分布式处理、设计方法论和在移动平台和多传感器平台上的使用。
1.3 智能监视系统的意义
智能监视系统的发展,对于视频监控系统及安防系统的自动化,具有很大的意义。它不仅能在很大程度上降低人工的投入,而且通过与其他安防技术等的结合,可以比原有的视频监控系统更全面、更智能地反映现场的所有相关信息,提升安防系统的安全性。
2 智能监视系统的应用
社会的安全性需求的增长促进了智能监视系统的发展和应用,智能监视系统在交通运输系统、公共场所、远程监视人员行为、工业生产中的质量控制等方面已有深入的研究和发展。
2.1 交通运输系统
交通运输系统诸如机场、火车站、地铁、城市道路等,伦敦地铁爆炸案、昆明火车站暴恐案等都是在公共交通运输系统中发生的涉及重大安全的事件,国家对此类恶性事件的高度重视也加快了这些区域视频监控系统的部署和发展。文献[1]针对基于视频监控的机场跑道异物自动检测问题,对现有的目标检测方法进行研究;文献[2]以非协作式监视技术特征为依据,采用多视频融合处理技术,提出了一种专门针对中小型简易机场的场面目标监视方法,此方法可以有效地抑制50%以上的测量误差;文献[3]提出了一种基于视频检测技术的利用长距离高清摄像头识别地铁列车与屏蔽门之间的障碍物的解决方案,笔者通过识别地铁中狭小空间及站台尾部的高亮“光带”来判断是否有障碍物遮挡列车与屏蔽门;文献[4]通过对视频序列的处理,实现对入侵行为的自动检测和分析,并对危险行为做出报警;文献[5]为了解决铁路视频监控系统中视频压缩的问题,提出利用与监控台处于同一个局域网内的计算机来协助解码的方法,再把解码后的视频传输到监控台;文献[6]针对高速公路中跨摄像机跟踪的需求,提出了一种结合SIFT特征匹配的跨摄像机车辆运动目标跟踪方法,通过对运动目标进行SIFT匹配实现同一目标的匹配。
2.2 公共场所
公共场所,诸如银行、超市、停车场等,此类场所易发生纠纷、盗窃等影响较大的事件,对此类场所的实时、动态分析就显得很重要。文献[7]通过计算机视觉技术和图像处理技术的使用,进行行人目标的提取和行人的目标跟踪,从而实现对超市出入口的人口密度统计;文献[8]将智能视频技术以及传感器报警与视频监控联动技术融入监控系统,设计了动态分配视频以及动态回收视频的算法,实现了动态监控;文献[9][10]均对停车场的智能监控系统进行了设计,并对车位图像处理的算法进行研究,实现对车位状态变化的快速检测;文献[11]建立了智能家居视频监控系统,通过把视频采集、串口数据传输、网络数据传输等技术相联系在一起,采用客户端/服务器端模式,在局域网内应用TCP/IP协议对采集到的图像进行处理,然后使用移动侦测技术实现系统无人值守时对外物入侵的侦测;文献[12]以ARM11开发板为硬件平台实现了远程家居视频监控系统的设计。
2.3 对人员行为的远程监视
对人员行为的分析、识别是计算机视觉的一个重点研究方向,此技术的成熟将极大地促进智能监视系统智能化的发展。文献[13]提出了一种快速高效的行为描述特征和相应的识别算法,并提出了一种层次化的行为语法模型,提高了现有的行为分析方法的识别性能;而在文献[14]中,笔者提出了一种实时的连续行为检测方法,该方法结合了人体检测和跟踪技术,实现了对视频中的每个人体行为的实时检测和识别;文献[15]针对室内人的跌倒行为进行识别,首先在构建视频数据库的基础上,特别针对与跌倒行为容易发生混淆的下蹲、弯腰和坐下几种家庭常见行为进行了分析和特征提取,采用机器学习的方法,从而实现了室内的跌倒行为与下蹲、弯腰、坐下三种行为的区分。
2.4 工业生产中的质量控制
智能监视系统在工业生产中的质量控制等方面也发挥了很大的作用。针对工业生产的特殊环境及无线数据传输易出现的瓶颈、误码等问题,文献[16]从灵活方便、性价比高的实际需求出发,研制了远程监控上位机和基于Linux的嵌入式现场终端下位机组成的无线视频监控系统;文献[17]分析了现有嵌入式视频监控系统的结构,然后提出了一种基于视频采集芯片+ARM处理器的嵌入式工业视频监控系统的解决方案;文献[18]结合北京京东方第8代薄膜晶体管液晶显示器件项目中使用的远程监控系统,为远程视频监控系统在超大型电子工业厂房建筑工地及其他项目中得到更好应用提出了建议;文献[19]实现了远程监控系统子车间的实现。
2.5 笔者的实现
如图1所示,是笔者通过python语言的编程,调取摄像头进行监视,并在网页端进行显示。由于没有搭设Web服务器,只是进行了本机的实现。在下一步的研究中,搭建Web服务器之后,可以与视频的移动侦测技术相结合,对出现的目标进行及时的检测、报警和截图,从而实现一个小型的智能家居监控系统。
3 智能监视系统中使用的技术
智能监视系统中使用的最基本的技术是图像处理技术,它构成了智能监视系统的最底层技术,是其他视频分析技术衍生和发展的基础。
3.1 目标检测
目标检测也叫目标提取,是一种基于目标几何和统计特征的图像分割,它将目标的分割和识别合二为一,其准确性和实时性是整个系统的一项重要能力。尤其是在复杂场景中,需要对多个目标进行实时处理时,目标自动提取和识别就显得特别重要。目标检测的基本方法包括了帧间差分法、光流法和背景差法等。
通常情况下,相邻两帧图像在时间间隔上相距很短,在背景变化不是非常剧烈和迅速的时候,就可以利用前后两幅图像之间的差值来判断图像中运动的目标,通过调整一定的阈值,可以改变此方法检测时的灵敏度,此即为帧间差分法。帧间差分法的运算量下,实现简单,对光照不敏感,但是对于过慢或过快的物体,将会形成空洞或两个前景区域的现象。
当对图像中的每个像素进行矢量赋值的时候,运动目标在画面中所占据的像素点和背景像素点之间的矢量必然有所差异,没有运动出现时,图像中的像素点的矢量变化是平滑的,利用矢量间的差异即可检测出图像中运动目标的像素点,此即为光流法。
背景差分法中有一个背景模型,利用这个模型和所有的检测帧进行差分运算,此点与帧间差分法是有区别的。
3.2 目标跟踪
运动目标跟踪就是在一个连续的视频序列中,通过算法的使用,找到感兴趣的运动目标。首先需要进行目标的有效描述,即提取目标的一些特征,从而用来表达该目标,比如使用图像的边缘、轮廓、纹理、直方图等来进行目标的特征描述;然后通过欧式距离、加权距离、相似系数等进行相似性度量的计算;最后即可对场景中所有的目标进行特征提取和相似性计算,利用卡尔曼滤波、粒子滤波和均值漂移方法等可以对目标可能出现的区域进行预测,从而加快目标跟踪的速度。
3.3 目标行为分析
目标检测和跟踪之后的阶段即为对目标的行为进行分析。在目标检测和目标跟踪阶段,可以获取目标的有关信息,比如目标运动的轨迹、速度以及目标本身的一些特征,这些信息是行为分析的基础。接下来即通过各种机器学习方法,如神经网络、贝叶斯网络和决策树等,建立场景中运动目标的行为模型,进而根据已学习的行为模型进行场景分析。
3.4 数据库
视频监视系统的最后一个环节就是视频的存储和回放。现阶段,普遍的做法是将视频监控的录像存储在本地的DVR/NVR所具有的磁盘空间里,远程调用时直接从本地的DVR/NVR中读取已有的录像和数据,这在监控路数相对较少、数据格式相对统一的情况下是没有什么问题的。但是针对城市级别的监视系统,或者包含了不同格式的数据或不同类型的信息,此时需要研究的是如何高效地存储和快速地进行录像的回放。
3.5 笔者的实现
如图2所示,笔者通过背景建模,提取前景和背景,然后实现对移动目标的检测和跟踪。开发环境是vs2010+opencv2.2。程序大致流程如下:
(1)对图像进行高斯滤波,以平滑图像,可减轻部分噪音的影响;
(2)通过腐蚀和膨胀进行形态学滤波,可去除小颗粒噪声,及断开目标物之间的粘连;
(3)利用混合高斯模型进行前景和背景提取;
(4)对前景图像进行轮廓检测;
(5)利用轮廓中的矩形在原始图像上画出矩形轮廓。
4 相关的技术应用
与智能监视系统相关的技术应用涉及很多方面,如入侵报警系统、视频数据的压缩、安防系统的集成、大数据技术、网络安全和传输技术等,这些技术或组成了智能监视系统存在的基础,或与智能监视系统整合后可以发挥更大的作用和效果。
4.1 与入侵报警系统集成
安防系统中使用的入侵报警类传感器包含主动/被动红外报警传感器、振动探测器、超声波探测器、周界报警探测器等,它们可以对设防区域的非法入侵、盗窃、破坏和抢劫等,进行实时有效的探测和报警。
报警与视频的联动,即在报警传感器检测到入侵信息或其他已设定的可以在发出报警的信息后,将报警量信号发送到预设的上传中心,中心平台在收到前端探测器的报警量信号后,通过报警传感器在系统中存储的位置、地理信息,调取其附件的监控视频,或者调取报警量信号触发时刻的录像视频。此过程是一个预先设置好的、自动执行的过程,无需中心人员的操作,即可将相关的报警和视频信息呈现到监控人员面前。文献[20,21]均是对光纤围栏周界入侵监测系统提出的改进,将原有的系统与视频系统级逆行联动,使得本身具有突出优点的光纤围栏入侵监测系统同时具备了对入侵的监测、监控以及入侵对象的准确辨识和取证功能;文献[22]介绍了入侵报警系统在城市轨道交通中的应用,阐述了城市轨道交通报警系统的设计以及入侵报警系统如何与综合监控系统、视频监视系统进行联动;文献[23]是将机场防入侵系统与视频监控系统进行联动,使得系统能够及时发现异常事件,并迅速确定报警信息的准确性,提高了机场防入侵系统的智能化程度。
4.2 视频数据的压缩
视频压缩即视频编码,就是通过特定的压缩技术,将视频信息进行存储或者从一种格式向另一种格式进行转换,目的是以最小的存储空间存放最大信息量的视频数据。由于视频监视系统在各个行业已经普及,根据行业需求不同,录像的存放时间也不同,有的录像存储时间长达一年以上,对视频压缩技术和存储空间都是很大的挑战。例如,在采用H.264标准的情况下,若视频的码率设置为512K,那么每个视频通道每小时的录像所占用的硬盘空间为225M,一个通道一天将使用5G的存储空间。并且随着3G、4G移动通信网络的发展,如何在智能终端快速高效地获取监控视频,保证传输的同时不失视频的质量以及实时性,这些都是视频压缩亟待解决的问题。
文献[24,25]都对H.264进行了深入的分析,并对其性能进行了仿真实验,然后基于H.264标准搭建了网络视频监控演示平台;文献[26]从帧率变换技术的角度出发,对视频序列中双向预测帧的编码进行了研究,并针对不同的跳帧编码技术适用于不同码率、不同场景特性的视频序列的情况,提出了一种基于统计特性的自适应跳帧编码算法,在保证插帧图像主观质量的同时,降低了视频序列的码率;文献[27]对视频压缩中的预处理和运动估计算法进行了详细研究,并提出了相应的改进方案;文献[28]从利用图像视频的结构特性出发,针对混合图像不同于自然图像视频的结构特性设计了空域的压缩算法,提高了图像视频编码性能;文献[29]从3D视频的角度出发,利用单视点视频加深度图格式3D视频中的深度信息,对其进行与H.264标准兼容的ROI(感兴趣区域)压缩的研究;文献[30]将分布式视频编码(Distributed Video Coding,DVC)和基于信号稀疏性的压缩感知(Compressive Sensing,CS)技术进行整合,利用两者的优点,降低了编码的复杂度,节省了存储空间和计算资源,使其适合于能量、带宽等资源受限的无线视频传输场合。
4.3 安防系统集成
安防系统集成是指利用通信技术、计算机技术、多媒体应用、网络安全技术、生物识别技术以及地理信息等,整合计算机、监控摄像机、传感器、手持终端及服务器和存储设备等,从而形成可用的安全防范管理平台。安防系统主要包括入侵报警系统、视频监控系统、门禁系统、语音对讲系统、定位跟踪系统等,各系统相辅相成,共同构成完整的安防系统体系。
在此类的研究中,文献[31]分析了银行系统中视频监控系统与门禁系统的联动;文献[32]深入研究了视频系统与地理信息系统(GIS)的结合,实现了Web浏览器上通过GIS地图自动实时报警和报警视频联动。
5 总结
监视之下的灵魂 第4篇
[关键词] 看 被看 规训 男性气质民族性
心理恐怖电影《闪灵》是美国导演斯坦利?库布里克于1978——1979年根据史蒂芬?金的同名小说改编拍摄的，其拍摄手法和制作手段为恐怖片制作开创了新的纪元。该片在上映初期毁誉参半，连斯蒂芬?金本人也对它极其为不满，认为它曲解了原著的含义：“库布里克没有抓住眺望旅馆超自然的邪恶本性，反而把重点放在了人性的邪恶上，让影片沦为一部染上微弱灵异色彩的家庭悲剧。”①但是随着时间推移，电影《闪灵》不但没有被忘却，反而受到评论界持久的关注，被发掘出更多深层次的涵义，目前它已成为恐怖电影领域中的经典之作。
《闪灵》讲述了作家杰克?托伦斯为了为了摆脱工作上的失意，接受了眺望旅馆冬季看守员的职务，长期的幽闭和孤独把他逼向了精神崩溃的边沿，在旅馆“闪灵”能力的影响下，他看到了各种邪恶的幻象，并在这些幻象的蛊惑下疯狂地追杀妻子和儿子，最终冻死在旅馆外的迷宫中。弗兰克?曼彻尔认为：“要想回顾上个世纪80年代一个被暴力破坏的家庭是如何失控的，那么应该去看斯坦利?库布里克的《闪灵》。”②
本文试图从“看”与“被看”的角度切入，分析《闪灵》中的权力关系，从而揭示影片中社会家庭悲剧的根源所在。
一、神秘的眼睛
《闪灵》是一部关于“看”与“被看”的电影。首先，标题“闪灵”在影片中代表着一种异常的观看能力，旅馆厨师迪克对汤尼说：“当什么事情发生的时候，是有迹可寻的，像是有人把面包烤焦了。也许发生的事情会在后面留下其他的痕迹，不是任何人都可以注意到的事情，但是拥有闪灵能力的人能够看到。”影片中所有的主要角色或是天生拥有“闪灵”能力，或是在具有“闪灵”能力的眺望旅馆的影响下也慢慢变得可以通灵。汤尼通过“嘴中的小男孩”托尼“看到”眺望旅馆充满血腥的过去，杰克在金色舞厅中“看到”上层阶级白人、酒保和犯下杀妻罪的格雷迪，温蒂在逃亡过程中“看到”戴着熊的面具口交的人，都是“闪灵”能力的直接彰显。在这种情况下，人是观看的主体，眺望旅馆和它罪恶的过去、现在、未来是被被看的客体。其次，眺望旅馆（Overlook Hotel）的名称本身就极具窥淫癖的意味。韦伯斯特字典中overlook词条具有以下几种含义：1.检查，审查2. 居高临下地看3.忽视4.监视5.带着邪恶的目光看。把这几项意义综合起来理解，不难发现旅馆同样是观看的主体，在这种权力关系中，被看的就是作为个体和群体的人。
杰克一家和眺望旅馆“看”与“被看”的关系是通过237房间强化和产生互动的。眺望旅馆是一个罪恶的本源，237房间是这个本源的核心，它在注视着世界，诱惑着世界，目睹着其他的人一步步靠近，走进这个本源并成为本源的一部分。汤尼通过自己的“闪灵”能力隐约感到237房间的可怖，并在与迪克交谈的过程中，被警告永远不要靠近它。影片中汤尼两次靠近237房间：第一次是他自己骑着玩具车恰好经过的，房门紧锁，汤尼想要进入的尝试以失败告终；第二次是他在花色诡谲的地毯上玩耍时被一个不知被谁滚到眼前的网球吸引，发现它来自237房间，而这时房门已经被打开了，锁眼里插着一把钥匙。库布里克通过汤尼的视觉，使观众对237房间产生强烈的窥视欲，该房间从一开始的拒绝被观看，到后来自动的裸露，把戏中人物和观众的视线同时卷入到眺望旅店邪恶的本质中去，影片进入了高潮。汤尼被房间中的疯女人掐伤后，杰克打算亲自走入237看个究竟。伴随着强烈的心跳声，杰克在泛绿的237房间的浴缸里发现一个全身赤裸的女人，他神魂颠倒地和她亲吻起来，却猛然在镜子中发现怀中的女人居然是一具可怕的腐尸。杰克在狰狞的笑声中仓皇地逃出了房间，却向妻子温蒂隐瞒了一切。
萨特在《存在与虚无》中指出：“被感知的存在是相对于感知者的存在的”，③ 这句话很好地说明了“看者”与“被看者”之间的权力关系。正是因为有了“看者”，才会产生“被看者”，后者在前者的注视之下沦落为一个任前者定义及剥削的客体。眺望旅店具有影片中最为强大的“闪灵”能力，一方面它向旅店中的人有计划、有步骤地显现出过去的罪恶，另一方面它注视着并吸引着心灵脆弱的个人，激发出他们心中的邪念，最终将他们完全同化。当杰克从237房间里走出后，他的灵魂就完全处于眺望旅店的掌控之内，因此当温蒂向他提出要离开这个“有鬼的地方”时，他心中油然生出杀死妻儿的邪念，幻觉也越来越严重了。为什么汤尼、温蒂和迪克没有被237房间这个罪恶的本源所诱惑呢？为什么只有杰克发疯了？这个问题留到下一部分探讨。
二、 变态的灵魂
福柯认为，在现代社会对身体的规训中，“灵魂”成为改造的中心：“……惩罚在现代社会中从未销声匿迹过，只是从对肉体的血淋淋的惩罚,转变为对灵魂的温柔、阴险的改造和重新编码。”“曾经降临在肉体的死亡应该被代之以深入灵魂、思想、意志和欲求的惩罚。”④
杰克最初是一位收入微薄的教师，生活所迫他不得已转行当了作家，而生活的入不敷出使他被迫受聘成为眺望旅馆的冬季看守员，企图在这与世隔绝的五个月中安静地寻求灵感，完成一部好的作品。事业上的受挫使杰克在家庭中也无法成为一个尽职尽责的丈夫和父亲，他曾经酗酒成瘾，在一次发怒的时候不小心把汤尼的手臂弄脱臼了，内疚感使他五个月没有碰过酒精。这件事让他对温蒂怀恨在心：“只要我还活着，那个婊子……她就不会让我忘记发生过的事情。”杰克的灵魂处于社会和家庭的双重的监视之下，工作上的无能本已夺去了他在社会中的地位，妻子对他的责备更是贬低了他作为父亲的能力，使他在家庭中的地位也每况愈下。杰克在走进金色舞厅时将积压的怨气都爆发了出来：“天呐，我可以为了一杯酒付出任何代价，就为喝一杯啤酒，我可以付出该死的灵魂。”讽刺的是，酒保罗伊德立即鬼魂般地出现了，杰克却在畅饮后尴尬发现自己除了在眺望旅馆的“信誉”，没有什么可以用来支付酒钱。这“信誉”实质上是对社会主流价值观的背离，即出卖被现代社会规训体系“改造”和“编码”过的灵魂。杰克的精神危机，实质上是美国后现代社会中产阶级男性气质的危机。
社会学家康奈尔曾经指出构成社会性别秩序的三个相互影响的社会层面，分别是权力关系、生产关系和精力投入。权力关系的主轴是指当代西方社会中女性的整体从属性地位与男性的统治，即父权制；生产关系是指在工作的分配形式方面常见的性别分工，是社会建构男性气质的组成部分；精力投入主要指行塑和实现性欲望的实践活动。[1] 杰克和温蒂的关系在这三个社会层面上均出现失衡，其核心是生产关系的失衡。温蒂在家庭中的地位是尴尬的：一方面，她包揽了眺望旅馆冬季看守员的所有工作，每天认真检查电路和维护设备，而这些工作本应是作为男人的杰克完成的；另一方面，她又要像一个女人一般关爱自己的孩子，每天给丈夫准备早餐，并服从他的一切要求，默默忍受他的无理的责骂。此外，温蒂的外貌和言谈并不符合传统对女性的审美要求。谢莉? 杜瓦尔饰演的温蒂身材缺乏曲线，高大如男人，脸部轮廓粗犷，被评价为“难以归类”，可笑的是，她的心灵却又恰如刻板印像中的家庭妇女一样神经质。反观杰克，他在制造声势方面处处彰显着男性家长的霸权，在日常行为中却是一个十足的懒汉和懦夫：在温蒂为维护旅馆和照料汤尼而终日操劳时，他的小说却因缺乏灵感而一个字也没写；他在汤尼面前用通过语言建构出一个慈父的形象，却丝毫没有真正为汤尼的健康和安全着想过。
温蒂和杰克之间的矛盾在眺望旅馆大厅的那一幕被推向高潮：温蒂发现丈夫发疯了，数百页文稿上印着相同的字句，她挥舞着棒球棍，想要击退狰狞着脸手足乱舞的杰克。他歇斯底里地喊道：“你有没有考虑过哪怕是一分钟？考虑过我对雇主的责任？考虑过我的前途？”如果把这句对白结合纸上的文字以及杰克在事业上的“努力”来看，讽刺意味则极其明显了：“每天工作不玩耍，杰克变成迟钝的男孩子了。（All work and no play makes Jack a dull boy.）”试问杰克每天工作的成果是什么？又是谁在执行旅馆冬季看守员的责任呢？杰克的行为无异于延迟，而延迟的本质在于害怕无能带来的失败。杰克是家庭中承受压力最大的人，因为社会对他的期望值最高。事业上的成功对于白人男性来说太重要了，它是维持父权制的基石，是夫妻关系和谐的前提。这是怎样的一种不可承受之重？杰克之所以选择把灵魂出卖给眺望旅馆，之所以鼓动自己一步一步被这个邪恶的场所同化，是因为他试图对现代社会规训及收编力量的反抗和逃避，是因为他具有夺回家庭关系中的权力的强烈欲望。于是，只有杰克发疯了，他从一个社会中“被看”者转为了眺望旅馆幽闭环境中的“看”者，开始了血腥的猎杀行为——尽管后者跟前者的视线范围相比是多么的可笑。
三、罪恶的轮回
《闪灵》中有两处令人匪夷所思的地方：其一，影片开始时杰克被告知旅馆的前任看守员查尔斯?格雷迪因幽闭恐惧症用斧头砍死了自己的妻子和女儿，而后来杰克在金色舞厅认出这位杀人凶手时，后者称自己为道尔伯特?格雷迪；其二，影片结束时，镜头缓缓地向一张照片拉近，杰克和格雷迪赫然出现在照片的前排，但是烫金字样却显示它拍摄于1921年7月4日的金色舞厅。美国编剧、小说家高登?达奎斯认为道尔伯特/查尔斯?格雷迪的双重身份呼应着现实中的杰克与照片中神秘人物的双重身份，“他是两个人：一个是在岌岌可危的境况下尚有选择的人，另一个则是‘一直存在于眺望旅馆中的人。”⑤ 库布里克在一次访谈中指出：“剧末舞厅的照片暗示着杰克的轮回。”⑥ 库氏使用了reincarnation一词，意指灵魂在肉体过世后又在新的肉体中复活。如果说达奎斯的观点企盼着某种自由意志，那库布里克的评论无疑包含着几分决定论的色彩。即是说，或是眺望旅馆中本有的邪恶杰克的灵魂占据了内心软弱的杰克的身躯，或是杰克的恐惧和焦虑激活了沉睡在体内多年的邪恶的，和眺望旅馆具有相同性质的幽灵。事实上杰克的堕落和毁灭既是自由选择，又是命中注定。为什么这么说呢？我们可以结合眺望旅馆的选址和照片上的日期来理解。
影片开头时旅馆经理厄尔曼就告诉杰克，眺望旅馆是建立在印第安人的墓地之上的，修建时还受到过几次袭击。19世纪20年代起，美国移民越过密西西比河进入新的扩张地区，这就是史上著名的西进运动。伴随着这一“光荣而独立的”现代化进程的却是对印第安人的无情屠杀和种族灭绝，是印第安人的血泪史。19世纪末20世纪初，西进运动结束，这恰好是眺望旅馆的落成之日。照片中烫金的7月4日嘲讽地炫耀着英国在北美的殖民地正式和英国分家，炫耀着在美洲原住民印第安人的尸骨上建立起来的美利坚民族威严的大厦——这就是眺望旅店的最深层的隐喻。西进拓荒精神成为了美国的精神，它残酷地将印第安民族纳入文明的进程，将印第安文明暴露于西方的虎视眈眈之下。马克思在《共产主义宣言》中指出：“（资产阶级开拓世界市场后）各民族的精神产品成了公共的财产。民族的片面性和局限性日益成为不可能……”⑦ 在西方的“注视”下，印第安人连灵魂也无处藏身，传统文化和仪式几乎被剥夺得一干二净。
谈监视和测量装置控制 第5篇
1 监视和测量装置的控制目的
对监视和测量装置进行有效的控制,确保监视和测量装置的精度和准确性满足使用要求。
2 监视和测量装置的控制适用范围
适用于承接施工项目全部使用的监视和测量的设备及试验软件控制。
3 监视和测量装置的控制职责
总工办负责编制本程序,并负责监视和测量设备的归口管理,并由各公司相关部门负责监视和测量装置的送检、维护、保养。
4 监视和测量装置的控制工作流程
1)监视和测量装置的划分。a.监视和测量装置及试验室的监视和测量装置由总公司总工办统一管理。b.施工现场使用的监视和测量装置由各分公司技术部门管理。c.本公司将监视和测量设备分为三类:A类指实行定点及按规定周期强制检定的或用于生产经营或对产品质量结果起关键作用部位的计量器具。B类指在内部使用对测量数据有准确度要求或对产品检验结果有影响的检测设备及配套仪表。C类指作为一般指示用的与安全、质量有关的监视和测量装置。
2)监视和测量装置的配备。各分公司技术部门根据工程实际及相关规定要求,配置符合规定准确度、精密度的监视和测量装置。在使用检测设备时,要确保测量活动与测量要求相一致。
3)监视和测量装置的选择、购置、验收。a.各分公司购置的监视测量装置由各分公司技术部门编制购置计划,并填写《监测设备购置申请表》由主管领导批准,标明合适的型号、规格、数量,报经理批准后,属固定资产的监视测量装置报总工办审批后购置。试验室的监视和测量装置由试验室编制购置计划,属固定资产的监视测量装置报总工办备案。经总公司主管领导审批后,由试验室自行购置。b.监视和测量装置在购置前,由相关部门负责人(即总工办或试验室或各公司技术科)对厂家进行资格等级、信誉度等方面的评价。评价检测设备的供方应具有政府计量行政部门颁发的《制造计量器具许可证》,其生产或销售的设备应带有CMC标记。评价适宜后,进行购置。c.新购检测设备到货后,由技术部门验收,验收内容包括:测量设备的合格证书,同时需要验证配带的专用工具、附件等,还要对产品的外观进行检查,确定有无变形、碰损或因包装、运输不当造成的损失。对采购测量设备的确认,确认后作合格标记。d.检测设备购买后,属固定资产的报总工办上账。并由技术部门对其合格证、证明书等资料进行保管,并及时联系检定部门对其初次检定,合格投入使用,不合格的退货处理。
4)监视和测量装置的管理。a.由总工办对公司的监视和测量装置按不同类别记录设备的编号、名称、规格型号、产地及生产厂家、购置日期、数量、检定周期、检定日期及结果进行建账、建档,建立总的《总公司监测设备台账》。b.各公司的监视和测量装置由各公司技术科建立本部门《分公司监测设备台账》,使用项目部建立《项目部监测设备台账》。c.总工办与各公司仪器管理人员要在每年年底对所有仪器进行一次清点,做到账物相对,账账相符。d.监视和测量装置的周期检定,按照国家规定定期进行校准,经国家承认的计量部门检定合格后,贴验证合格标签,并标明有效期及校准日期。对不便粘贴的标签设备,由设备使用者妥善保管。检定合格证原件留存分公司技术部门,复印件报总工办备案。e.发生下列情况,使用部门可向技术部门提出重新校准:对监测设备的精确度怀疑时;监测设备经封存后超过期限再次使用时;监测设备迁移或修理后。f.使用者应严格按照使用说明书或操作规程使用设备,确保设备的监视和测量能力与要求相一致。g.使用人员不得随意拆卸监测设备的零部件,以免影响其精度和性能。h.对设备的一般性故障,由使用单位自行维修,对维修难度大或影响校准值的故障,由技术部门联系检定部门进行维修并重新校准,校准不合格的报废处置。i.监测设备在搬运、贮存、维护期间应按照设备说明书要求执行,防止损坏或失效。j.所有在用的监测设备都应处于校准状态。
5)没有国家基准的监视和测量装置管理。a.监视和测量装置由各公司在施工前进行校准提供至各个项目部。b.自检设备(如试模、混凝土坍落度等),每年按照本公司下发的《非强制检验、测量和试验设备检定规程》自检一次并做好自检记录,玻璃器具在购置时有合格证的不需要自检,但刻度必须清楚、外观清楚,否则不予使用。自检设备检测之后,由主管领导审核。
6)当监视和测量装置出现拆卸和修理等情况时,应经计量部门重新进行检定。
7)监视和测量装置偏离校准状态时应评定已检验和试验结果的有效性。
8)监视和测量装置适用环境。对监视和测量装置有环境要求的各使用单位按照装置使用说明书的规定要求对其进行温度、湿度、振动、隔音、灰尘等方面的控制,消除或减少环境对测试结果的影响,满足所要求的工作环境。
9)检验、试验人员资格。所有的检验、试验人员都要经过培训,经考试合格后持证上岗,各公司要建立检测人员花名册。
10)监视和测量装置的使用由各分公司/试验室技术部门管理。
11)监视和测量装置由各分公司/试验室设专人保管。
12)监视和测量装置封存启用管理。a.监视和测量装置封存由各公司主管领导审批后实施,并报总工办备案。b.凡封存的监视和测量装置必须状况良好、附件齐全,并要经过保养。启封时应书面报主管领导批准后,办理启封手续,方可使用。
13)监视和测量装置报废管理。监视和测量装置需报废的由各分公司提交《设备报废申请单》,经各分公司主管领导批准后方可报废,做好标识,并报总工办备案。
5 记录
1)监测设备台账。2)监视测量仪器合格供方台账。3)监视测量仪器供方评价记录。4)报废/封存审批记录。总之,企业所实施的监视和测量装置在质量体系认证中发挥了重要的作用。
摘要：简要阐述了企业监视和测量装置的控制目的、控制适用范围及控制职责,较全面的介绍了监视和测量装置的控制工作流程,并指出企业实施的监视和测量装置在质量体系认证中发挥了重要作用。
关键词：企业,监视,测量,控制
参考文献
[1] 《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2] 杜建江,劳珊珊.谈建筑工程项目管理的强化与规范[J].建筑施工,2004(2):37-38.
渔用浮标定位监视系统 第6篇
1 渔用浮标定位系统
浮标定位系统一般由主船(或岸上)的主机及在海面上固定在延绳、网具或网箱上的电浮标(又称从机)群组成。根据主机与从机之间的通信模式不同、定位显示的方式不同,可将渔用浮标定位系统分为单向型、呼叫—应答型、全球定位型等类型。
1.1 单向型渔用电浮标
单向型渔用电浮标系统从机内只含发射器,主机内只含接收器(一般为数字式方向探测仪)。通信只是单向进行的,即由各浮标定时向主机发送信息,主机人工接收各浮标发来的信息判断出该浮标的编号并测算出它偏离主船船首的方位,并予以显示。单向型浮标电路的硬件由单片机、晶体振荡电路、电压放大电路、功率放大电路、网络匹配电路和发射天线组成。
1.2 呼叫—应答型渔用电浮标
呼叫—应答型渔用电浮标在主机中除了接收器之外,还加入了发射器,浮标内也含有发射和接收电路。其工作原理:当主机想查询某一浮标的位置时,先选中该浮标的频率,向该浮标发特定的呼叫码,当浮标收到该呼叫时,并由微处理器判别与自己的码是否一致,若一致则向主机发应答信号,主机收到应答信号后并在方向探测仪上显示浮标的方位。浮标发完信息后就处于低功耗的待机状态。通信采用主机呼叫从机应答的方式。其优点是浮标更省电,但浮标和主机都得增设新的硬件电路。缺点:由于接收电路的引入,也会带来各浮标间的干扰和来自邻近海区外系统相近频率浮标发射时的干扰。同样,它还是无法确知各浮标的准确位置。
1.3 GPS型渔用浮标定位系统
目前GPS在实时导航、定位、授时系统中已被广泛应用[2,3,4,5]。含GPS的电浮标在近年内也相继研制成功,并已推向市场。其工作原理:与呼叫—应答型相类似,不同的只是从机向主机应答发送的是自己从GPS接收器接收的地理位置等信息,属真正意义上的数字通信。其优点:可以准确的对各浮标进行定位,通过大地反算的软件还能计算出各浮标离开主船的距离,也可以在显示屏上以平面坐标的方式直观显示出各浮标的位置分布图,而且通过RS232串口还能把信息传给上位机,在电子海图上显示浮标的位置,实现真正的实时监视。
2 GPS渔用浮标的设计
2.1 GPS渔用浮标的设计模式
GPS渔用浮标定位系统的设计有2种模式可以选择。若被监视的对象实时性要求不是太高,或者它的位置漂移相对比较缓慢,则可以借鉴传统单向通信电浮标的定时发射模式,各浮标在系统设定的时间轮流分时向主船发送它的地理位置等信息,主船的接收显示系统接收各浮标发来的信息,进行存储处理并显示,使用户能直观地得知各浮标与主船之间的相对位置和距离、各自准确的地理位置等信息。其系统结构框图如图1和图2所示。
由于浮标中有了GPS,所以各浮标的分时发射由GPS的准确时间作为基准得以保证,不可能出现几个浮标同时发射的现象。为了节约能耗,延长电池的使用寿命,在平时GPS接收器不工作时,可以启动单片机内部的时钟,当GPS工作时对内部时钟进行校准以确保分时的准确。这种模式省去了浮标的接收和主船的发射电路,不会出现浮标间的互相干扰,电路简单可靠,成本低。缺点就是实时性较差。
当被监视对象实时性要求较高时,可以采用含GPS的呼叫—应答型浮标。它除了具有传统的呼叫—应答型浮标的各种优点外,更突出的优点是对各浮标能进行准确的定位和监视。
2.2 GPS渔用浮标监视系统关键技术
由于使用环境的要求,在渔用浮标定位监视系统设计中应解决以下一些关键技术:
(1)要求在有限功率的情况下传送尽可能远的距离。众所周知,无线电常用天波和地波的传播方式。地波传播不受气候影响,可靠性高。浮标都在大洋上使用,而海水介质的电导特性对于电波传播最为有利,短波地波信号可以沿海面传播1 000 km左右,所以一般浮标定位系统都选用地波传播。在地波传播过程中,由于波长越短波的能量衰减越快,故发射和接收采用短波在1.6～4 MHz较低的频段较为有利。当然也有采用27 MHz左右的频率,它使天线的长度可以大大缩短,但传播的距离不如前者,再者船上其他通信设备在此频段会对该系统产生较大的干扰。目前数字通信一般均采用射频,所以发射和接收电路无现成的电路和模块可以采用,需要针对性地对电路进行设计。
(2)节能技术。浮标的供电采用电池或蓄电池,设计中要解决既要尽可能延长电池的使用寿命,又要有较大发射功率之间的矛盾。所以,在设计中尽可能考虑低功耗的技术[6]。在平时必须把耗电大的发射及GPS接收器和有源天线的电源关闭。
(3)含GPS是该浮标定位系统与普通浮标的主要的区别,所以GPS的OEM板的二次开发及各浮标地理位置信息的准确发送和接收通信电路的设计是关键技术之一。
(4)发射天线的设计,主要应解决提高发射效率与抗风浪的稳定性之间的矛盾。
(5)提高抗干扰能力是该系统信息能准确传送的基本保证,是系统设计中极为关键的一项技术。干扰可能来自本系统内部各浮标间的干扰,主船的船电和无线电设备对系统的干扰,以及不同定位系统之间的互相干扰。由于数字信号含有丰富的频谱,为了限制带宽,不能将数字脉冲直接调制在射频上,在数字信号的调制方式上需采取适当的转换手段,以有效压缩频带。
参考文献
[1]谌志新.我国渔船捕捞装备的发展方向与重点[J].渔业现代化,2005(4):3-4.
[2]樊伟.卫星技术在海洋及渔业上的应用[J].渔业现代化,2006(4):45-46.
[3]丁士圻,郭丽华,秦世军,等.一种新型多功能海洋浮标[J].海洋工程,2005,23(4):90-93.
[4]楼菊芳.GPS模块用于声纳浮标[J].声学与电子工程,2000(2):45-48.
[5]陆洋.海洋卫星测高新概念——GPS浮标[J].海洋技术,2000,19(4):28-34.
市政监视仪的研制 第7篇
2013年以来, 中国中东部地区多次遭遇雾霾天气。作为全国政协3号提案, 民建中央建议尽快修订并颁布实施《大气污染防治法》。[1]与较粗的大气颗粒物相比, 细颗粒物粒径小, 富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远, 因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。如何使公众能够方便快捷时效地掌握到这些空气指标成为我们新的话题。人们在关注PM2.5与烟雾浓度之余, 长沙女孩坠井事件也被公众热议, 由于大雨造成路面积水严重, 导致长沙一妙龄女孩坠井葬送宝贵生命, 因此下水道井盖的安全问题被人们所担忧。
目前关于市政建设的任务迫在眉睫但是关于市政机器人方面的研究国内目前只有, 孙搏雅的《城市大气移动监测系统的研究》[2]和黄嵘的《上海市交通环境空气质量监测路边站发展探索》[3], 两篇文章, 文献[2]研究了一种新型的城市大气移动监测系统, 该系统以城市交通为栽体, 依托公共交通工具搭载移动大气监测装置, 全面地对整个城市大气进行监测。文献[3]通过对上海市交通环境空气质量监测路边站发展探索, 提出建设交通环境空气质量监测路边站。本文将空气质量的现实、报警、处理于一体并将其嵌入机器内部同时实现下水道井盖安全、公交车查询、温湿度提醒等市政问题结合目前在国内还未见过相似报道。
1 设计原理
改系统功能主要有硬件和软件两大部分协调完成, 硬件部分主要完成各种传感器信号的采集、转换、各种信息的显示、提醒等;软件主要完成信号的处理和控制等。
其中原理是89C51单片机一次查询传感器的输入信号PM2.5、烟雾浓度、温度与湿度[4,5], 然后89C51单片机对输入信号进行相应的处理后通过触摸屏进行相应戴口罩、不开私家车坐公交上班、注意防暑、防雨、防雷等信息的显示和提醒, 同时可启动空气处理器处理空气中的粉尘和烟雾并输出各种报警信号。
2 功能实现
1) 市政监测仪是一款通过太阳能电池板供电, 主要安装在公交车站附近, 可实现以下功能:
(1) 通过PM2.5传感器GP2Y1010AU0F将采集到的数据经过处理在触摸屏上实时的PM2.5值显示出来。一旦检测出来粉尘颗粒, 有毒气体, 烟雾颗粒值高于正常值时, 通过附在触摸屏旁的外置蜂鸣器报警, 并启动鼓风机将周围污染空气吸入处在触摸屏下方的活性炭处理器中进行处理, 处理后排出洁净的符合标准的空气来净化空气[6]。
(2) 在公交车站附近一旦有人吸烟, 通过HM-603I烟雾传感器检测到烟雾值高于正常值时通过蜂鸣器报警并启动鼓风机将周围污染空气吸入活性炭处理器中进行处理, 处理后排出洁净的符合标准的空气来净化空气, 并起到禁烟的目的。
(3) 在下水道井盖下压入常闭的行程开关, 一旦行程开关处于打开状态, 将信号传入市政机器人中, 通过嵌入触摸屏旁边的警示灯与蜂鸣器进行报警, 以防止行人在行走时掉入下水道中, 为行人提供安全保障。
2) 关键环节
(1) PM2.5及烟雾技术实现:
传感器GP2Y1010AU0F是通过测量空气中的正负电荷的平衡来工作的。在传感器内部, 有一小片放射性物质, 这种物质能在感应室内流动的空气中产生一股微小的电流。在市政机器人上, 用单片机来监测这股电流。当烟雾粒子进入到感应室后, 就会扰乱那里的正负电荷的平衡, 同时也会使这股电流发生变化。当烟雾逐渐加重, 正负电荷的不平衡性就会加强。当这种平衡性达到一定的限度时, 传感器就会将ADC0804模数转换芯片转换的数字量不断送入单片机中, 与设定的安全值不断进行比较, 一旦值超过设定的安全值, 单片机控制鼓风机开启, 位于触摸屏旁边的洞口将污染的空气吸入活性碳处理器中, 利用活性炭的吸附能力将粉尘颗粒, 有毒气体或烟雾等进行处理, 最终通过排气装置排出处理后的洁净空气, 同时触摸屏上显示佩戴口罩、减少私家车出行等动画提醒。其中空气处理器结构图如下:
(2) 温湿度测量的实现:
DHT22数字温湿度传感器AM2302采用简化的单总线通信。单总线即只有一根数据线, 系统中的数据交换、控制均由数据线完成。当环境湿度发生改变时, 传感器将采集到的温湿度信号, 通过AD转换芯片传换成数字信号并把信号传给单片机进行处理。单片机通过内部程序智能的对穿衣指数、温湿度、风力等信息进行提醒, 当温湿度过高或过低、风力过大时通过触摸屏以及报警灯提醒人们防寒防暑、佩戴雨伞注意防雷防风等信息。
(3) 下水道井盖的技术实现:
在下水道井盖下压入常闭的行程开关, 使电位始终处于低电平状态, 一旦行程开关处于打开状态, 就会将电平置为高电平, 将信号传入到控制器内部进行处理并通过嵌入触摸屏旁边的警示灯与蜂鸣器进行报警, 以防止行人在行走时掉入下水道中, 为行人提供安全保障。
3) 相应流程图
设备启动时, 首先对设备的各个器件进行上电复位, 进入判断按键对是否按键进行判断, 如果有按键就进入, 则进入按键处理程序;如果没有按键就进入采集子程序进行处理。其整体程序框图如图2、图3所示。
3 总结与展望
当今人们都在不断追求高质量的生活, 但空气粉尘、烟雾、下水道安全隐患等市政问题也随之出现, 对公众生活、出行、健康构成较大的威胁, 该设备可以有效的缓解上述问题, 由于受到目前各种因素的影响, 所做的产品虽非十全十美。但随着经济条件的提高, 科技水平的进步, 研发技术的更新, 我们有信心在我们的不断改进与努力下, 会进一步完善并丰富其功能, 使市政建设逐步走向信息化。
参考文献
[1]李梅影.必须修改《大气污染防治法》建议“按日计罚”[N].21世纪经济报道, 2013-03-05 (17) .
[2]孙搏雅, 黄彦辉, 曹瑜, 等.城市大气移动监测系统的研究[J].微计算机信息, 2006, 22 (31) :155-157.
[3]黄嵘.上海市交通环境空气质量监测路边站发展探索[J].环境污染与防治, 2012, 34 (01) :97-99.
[4]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社, 2009:10-30.
[5]谭浩强.C程序设计[M].3版.北京:清华大学出版社, 2005 (2007重印) :113-124.
泄漏电缆周界监视技术研究 第8篇
关键词：伪随机编码,周界监视,泄漏电缆,恒虚警处理
0 引言
户外周界入侵探测已成为安防行业最具挑战性的领域之一[1],当前存在微波对射、被动红外探测、振动和围栏探测等方法实现对周界的安全监测。泄漏电缆检测系统可以根据人类入侵者和车辆的数量、速度和传导率等的特性进行综合分析探测,可以安装在沙石、泥土、沙砾、冻土、沥青和混凝土等多种类型的地面内。泄漏电缆周界监视系统主要适用于银行、金库、高级住宅、监狱、仓库、博物馆、电站(包括核电站)、军事机关及设施、基地、油田、文物保护和其他需要室外周边防护的报警场所,也可作为室内各种防护报警使用。但是当前市面上销售的泄漏电缆存在2个主要问题:① 缺乏定位功能,对于长距离埋地电缆不具有判定入侵目标位置的能力[2];② 虚警率高,容易受到环境的影响,如刮风、下雨等情况下容易产生误报。下面提出一种定位式泄漏电缆探测技术,采用雷达探测定位原理实现对入侵位置的确定,同时采用恒虚警处理方法实现泄漏电缆在复杂环境下的可靠探测,降低虚警率,使之应用范围更为广泛。
1 定位式泄漏电缆系统工作原理
泄漏电缆周界防护技术是在地下预埋泄漏同轴电缆,在其周围地面产生电磁场,当人或车辆穿过泄漏电缆时,将引起磁场的扰动变化,通过检测电磁场的变化实现对入侵目标的检测。探测器具有探测范围大、应用外围广和漏警率低的特点,尤其此类探测器除探测主机外其余部分全部埋地,入侵者无法预先感知、规避和破坏,具有很高的隐性。
系统的硬件实现方案是消除虚警与提高灵敏度的关键,当前有多种体制可以用来实现泄漏电缆扰动信号检测,包括单纯连续波体制、脉冲体制和伪随机编码等体制。这些体制各有优缺点:单纯连续波体制简单,但是不能测距实现对多目标的区分,对虚警也不能很好地控制。脉冲体制是可以考虑的体制,但是采用脉冲体制发射功率较大,有可能会影响其他设备的应用。
伪随机编码体制具有较好的抗干扰能力,同时具有测距能力,发射频带宽,具有较好的虚警控制,不好解决的问题是发射机泄漏问题,由于测试2根电缆间的泄漏信号非常微弱,通过良好的设计可以实现收发间隔离达到70～90 dB。因此在试验的基础上提出了基于伪随机编码技术的定位式泄漏电缆实现方法。
1.1 定位式泄漏电缆系统系统组成
本文提出的定位式泄漏电缆采用伪随机编码连续波雷达原理进行设计,定位式泄漏电缆的系统组成如图1所示。泄漏电缆是特殊制作的一种同轴电缆,工作时其中一根要向周围的空间发射电磁场,另一根接收电磁场。2根泄漏电缆要基本平行地埋入地下,它们之间的距离在1 m左右,具体距离要视现场情况而定,2根电缆的埋地深度在10 cm左右,具体埋地深度也要视现场情况而定。
伪随机编码发生器产生的m序列信号进入调相器,对晶振产生的40 MHz的高稳定信号进行调相,经过功率放大器通过泄漏电缆发射到近空间,发射单元向泄漏电缆发送高频能量,并在电缆中传输。当能量沿电缆传送时,部分能量通过泄漏电缆内的铜箔缝隙漏入空间,在被警戒的区域内建立稳定的空间电磁场,其中一部分能量被附近平行安装在接收单元的泄漏电缆接收,形成收发能量直接耦合。当外来入侵者进入2根电缆形成的警戒感应区域时,这部分电磁能量就会受到扰动,引起接收信号的变化,这个变化的信号经滤波和低噪声放大处理,与发射载波的分路信号进行正交混频[3],产生的正交双支路分别通过低通滤波和放大器,经A/D变换形成带有伪随机编码的数字回波信号,系统采用FPGA实现对伪随机编码的并行相关处理以及恒虚警处理目标检测处理,将目标检测出来,在将报警指示灯点亮的同时使信号输出继电器触点打开。数字报警信号通过专用馈线连接到报警主机上完成报警。
可以采用多个泄漏电缆组合实现对较大区域的监视,每个泄漏电缆系统都有自己的地址编码,地址模块是带有地址编码的总线型报警信号采集和传输设备,每一台报警处理器连接一只单防区地址模块,地址模块通过RS485总线跟监控中心的报警主机相连。报警主机接收各个地址模块传送过来的防区报警信号,报警主机如果连接PC机电脑,报警信息可以及时地传送到电脑,用于报警信息显示;报警主机还可以连接继电器联动模块,用于联动视频监控系统,或者连接声光报警器进行报警提示,或者通过电话线实现远程报警功能。
1.2 伪随机编码的定位原理
伪随机编码序列是一个类似白噪声的信号[4],对载波进行BPSK(二相相移键控)调相后实现了频谱扩展,其自相关函数类似于δ函数,载波功率谱被抑制。其信号模糊函数在二维( 距离、多普勒 )平面内逼近冲击函数,便于对目标的分辨,同时信号能量集中在模糊函数原点附近,增加了抗干扰能力。伪随机编码的相关特性及功率谱如图2所示。
图2中,R(τ)为伪随机编码信号的相关函数;Δ为码元宽度;P为码的长度;T为码重复周期。由伪随机编码序列的自相关函数和功率谱可以看出,其良好的自相关及互相关特性保证了在系统满足一定信噪比的前提下,能够对某一延时的回波信号进行相关产生相关峰值,从而实现对目标的检测同时达到测量目标距离的目的;又由于其频谱得到扩展,使得系统具有较强的抗干扰能力,使得接收机系统不容易受到外界的干扰从而造成误操作。
2 目标恒虚警检测方法
2.1 目标检测方法
人员跨过泄漏电缆一般只需要1 s左右的时间,因此需要在1 s的时间内实现对目标检测并报警。经过伪随机编码相关处理后进行低通滤波得到的目标扰动信号如图3所示。
当前市面销售的泄漏电缆周界监视系统多采用门限检测方法。门限检测方法主要是根据信道噪声和环境干扰功率情况设置检测上下门限,信道和环境噪声的分布特征将影响门限的选择。对瞬态和短时间信号的检测方法也有采用小波变换以及奇异值分解的方法进行处理[5],但是处理效果与瞬态信号的特性关联较大[6],一种门限检测示意图如图4所示。
这一方法受环境影响较大,因此在使用过程中需要根据架设现场环境调整合适的门限。本文在试验的基础上提出了一种适于泄漏电缆扰动信号检测的方法——能量检测法。
能量检测方法采用了滑动时间处理窗,对回波信号沿时间轴构建处理窗,处理窗的宽度可以设置为0.3～1 s,根据目标穿越泄漏电缆的信号持续时间来确定。对时间窗内的信号样本进行能量积分处理,其计算公式为:
式中,k为滑窗起始样本点;w为滑窗时间内样本的数量;Ai为低通滤波后的信号幅度;Pk为滑窗内积分后的能量。
2.2 基于恒虚警目标检测方法
虚警率是安全监视的一个重要指标,对于当前市售泄漏电缆安全报警系统来说,其不具有入侵定位能力,无论线路上那一段产生干扰,都会产生报警虚报,但是没有办法采用进一步的措施降低虚警率。本文利用伪随机编码体制可以实现对电缆上扰动的分段定位的优势,可以引入雷达基于多距离单元平均的恒虚警处理方法降低系统在复杂干扰情况下的虚警率[7]。
上述2种目标检测方法都需要设定合适的检测门限,精确已知的干扰功率是准确设定检测门限的前提条件。对于泄漏电缆接收机系统来说,单纯接收机的噪声功率可以通过测量来得到,但是外部干扰如风吹草动等产生干扰功率是未知的,会造成实际的虚警概率均会偏离预期值[8]。为了实现对虚警率的控制,本文提出采用修正的恒虚警处理方法。
当前检测单元xi所需的门限电平需要确定同一个单元的干扰功率电平,由于干扰功率电平是变化的,其必须通过数据估计得到。单元平均恒虚警处理虚警门限的控制受到目标检测单元的周围距离单元的接收信号功率平均值的控制,用于恒虚警处理的距离参考单元如图5所示。
为了保持杂波干扰在距离维的均匀性,参考距离单元的数量不宜太多,在本文中前导参考窗和滞后参考窗都包含4个距离单元,待检测单元左右的2个保护单元的设置是为了避免目标延伸引入的影响。
可以构建单元平均恒虚警处理的检测门限为:
式中,k为与虚警概率有关的门限乘积系数。
采用单元平均的恒虚警处理方法需要2个条件:① 临近参考单元所含杂波的统计特性与待检单元的一致;② 参考单元中不包含任何目标仅存在干扰噪声。为了满足条件②,首先对前导和滞后参考单元的功率电平值进行平均,剔除电平值超出平均值3倍的距离单元(假定序号为m)的影响,因此修正的单元平均恒虚警处理表达式为:
式中,N为剔除包含强目标参考单元后的参考单元数量。修正的单元平均恒虚警处理检测方法如图6所示。
基于上述原理,对修正的单元平均恒虚警处理进行仿真,仿真的距离单元数为31个,目标存在于第20个单元,仿真结果如图7所示,其中虚线为形成的恒虚警门限。
3 定位精度分析
系统的测时精度直接与码元宽度有关,码元宽度越窄,则测时精度超高。因此希望码元的宽度尽量窄,而码元越窄,伪码频率越高,则占用的系统带宽越大,系统影响测时精度的环节主要包括电路延时、空间延时和系统噪声引起的延时等。主要可分为系统误差与随机误差。其中系统误差主要包括信号通道产生的固定时延、滤波器时延、电缆传输及空间时不同信噪比下的距离精度分析,因此需要进行折中分析。
利用伪随机编码的相位可以实现对扰动位置的更为精确的估计,图8所示为发现目标的2个相邻距离单元的目标回波强度及位置关系。
图8中,R1和R2分别为相邻2个距离门的距离中心;RΔ为目标的理论位置距R1的距离差;A1和A2分别为目标在2个距离门被检测出的信号功率;Δ为伪随机码距离门宽度,当不存在噪声的情况下可以估计RΔ的值为:
但是接收机是存在噪声的,同时目标在2个距离门上的起伏变化也使A1和A2的检测值出现随机变化,都归结为噪声的随机影响,假定接收机各距离门的噪声功率一致为N,则式(4)修正为:
式中,SNR1和SNR2分别为2个距离门检测目标信号的输出信噪比。当伪随机编码距离门宽度为15 m时,相邻2个距离门目标的信噪比分别为10 dB和5 dB时,可以估计RΔ=9.7m。
4 结束语
泄漏电缆周界安全监视在多种环境下都可以得到很好的应用。本文提出将连续波雷达伪随机编码测距原理应用到泄漏电缆目标定位领域,研究了基于伪随机编码的入侵目标定位原理,给出了泄漏电缆监视系统的组成框架,并借用雷达恒虚警处理技术提出了适用用于泄漏电缆系统的修正的单元平均目标恒虚警检测处理方法,解决了距离单元少、目标单元对临近单元门限影响大的问题。通过仿真试验证明系统具有较好的定位能力和虚警控制效果。
参考文献
[1]葛妍.户外周界防护系统综述[J].中国安防产品信息,2004(5):49-54.
[2]刘占林.理想的“电子墙”—墙振动入侵探测器[J].中国安防产品信息,2002,92(4):46-47.
[3]张友山,王鹤,王文.精密相干检测法研究[J].中南工业大学学报:自然科学版,2003(1):5-7.
[4]马瑞平.伪随机码用于靶场武器系统的精密测时[J].无线电工程,2006,36(6):39-40.
[5]孙鹏,刘平香,徐百灵.瞬态信号检测方法的研究[J].舰船科学技术,2005,27(3):72-76.
[6]徐泰军,颜玉崇.瞬态信号波至点检测函数的研究[J].福州大学学报(自然科学版),2003,31(5):544-547.
[7]胡文琳,王首勇,王永良,等.多分布类型杂波背景下恒虚警处理器性能分析[J].系统工程与电子技术,2007,29(6):883-886.
“监视”火山 第9篇
当快科学和慢科学碰撞到一起，会出现怎样有趣的科学呢？
一个奇怪的职业
印尼爪哇岛的墨拉比火山，是世界上危险的活火山之一。在墨拉比火山半山腰上，有一个观测台，专门用于收集火山信息。
研究员伊斯梅尔就在这个观测台里工作。他要做的事情很简单，每天收集火山数据，通过数据对比，观察火山变化，为火山研究提供依据。
有人把他的工作称为世界上“最危险的工作”，因为你不知道火山哪一天会爆发；也有人把他的工作称为“最无聊的工作”，因为，这样的研究，日复一日、年复一年，人类已经进行了170年……
早在170年前，世界上就有了职业火山观测员。
那时候的工作相对简单——观测员呆在火山上，全天“监视”，如果看到岩浆有些异样，立刻通风报信。
到了后来，人们开始在火山上建立观测站。
坐落在意大利西南部的维苏威火山观测站，就是一个非常古老的火山观测站，至今仍在使用。
你一定很好奇，现在这些观测站究竟观测些什么呢？
随着科学技术的发展，“监视”火山，已经不只是目测岩浆那么简单。
首先，科学家每天都在观测火山下的次声波，以此评估火山的活跃程度。
其次，科学家还会对岩浆的磁性展开研究。凭借这项研究，科学家同样可以分析出火山的活跃程度。
意大利科学家路易吉·帕尔米耶里正是根据岩浆的磁性，发明了电磁地震仪，这个机器预测地震引起的火山喷发，非常有效。
除此以外，科学家还要观测地表的位移程度，当地表发生一定位移时，火山爆发的几率就会变大。
你一定会说，天啦！观测地表位移，这得需要多少年啊！
说得一点都没错。正是通过日复一日的记录，长年累月的研究，才能对比出点滴变化。短时间，还真不行呢。
这，就是“慢科学”。
电光火石来啦
但要总是这么“慢”，科学家们可不干。他们不想重蹈“普里尼”的悲剧。
普里尼是古意大利的火山学家。公元79年，意大利维苏威火山猛烈喷发，为了收集到可贵的数据，普里尼拼命往火山上跑。
不幸的是，他在出“山”时跑得太慢了，中毒身亡，为科学捐躯。
如今，当火山进入活跃期，绝大多数科学家已经不需要奔赴“战场”，和危险的岩浆、可怕的毒气打交道。
这就需要高科技来辅助，让那些“慢”观测变得“快”起来。
地面传感器给科学家帮了大忙。科学家在火山上布置了很多地面传感器，这样，火山一有变化，数据就会被传回观测站，甚至会传到远在“山”外的科研总部。
科学家预测，以后传感器也将被逐渐淘汰，更多是通过测地卫星来研究火山的变化。
测地卫星是为了弄清地球全貌而发展起来的一种卫星。
人类虽然祖祖辈辈生活在地球上，但是，由于各种条件的限制，并不能宏观地认识地球的面貌。170年，也无法了解一座火山的全貌呢！
测地卫星可以弥补这样的缺憾。
利用先进的激光测距技术，测地卫星可以瞬间测量地壳漂移几厘米的微小变化。
那些需要科学家记录上百年的数据，测地卫星，只要“嗖”的一下就能完成。
这，就是“快科学”。
登上科学列车
快科学、慢科学，火山科学其实是一门很有趣的科学。
说点简单的吧，科学家发现，地壳之下100至150千米处，有一个“液态区”。
这个区域内存在着高温、高压，还有高挥发性的硅酸盐物质，也就是我们俗称的“岩浆”。
一般情况下，岩浆会被死死地封在地面以下。
但是，地球这位老人家，经过数亿年的风霜雪雨、板块位移，有些地方已经变得非常“脆弱”。
亿万年来，岩浆一直在寻找这些脆弱的地方，寻找着“出头”的机会。
形象点说，岩浆就好比地球的血液，脆弱的血管好比地球上的薄弱地带。岩浆通过这些薄弱地带，冲出地表，最终形成火山。
从某种意义上说，火山爆发就像是地球的“血管”爆裂。
这种爆裂还可以分为“点”爆和“线”爆两种。
“点”爆就是我们常见的火山锥喷射，科学家称之为中心式喷射；“线”爆则是岩浆顺着地表裂缝喷射，看起来像只“火龙”，被科学家称为裂缝式喷射。
科学家发现，选择怎样喷射，可不是随机的，那得看岩浆的成份。
科学家还发现，有些岩浆还有一种神奇的功能——召唤闪电。当火山的喷发到达一定强度时，天空就会出现电闪雷鸣。
关于火山，还有很多有趣的知识，等你一起来探索！
主提升绞车动态监视系统研发 第10篇
主提升绞车是矿山关键的机电设备之一, 肩负着升降人员、煤炭、物料和矸石的重要运输责任, 是煤矿的“咽喉”, 其安全性与可靠性至关重要。在大力实施科技兴矿的战略背景下, 努力保障矿井生命线的安全畅通, 结合现场已有的条件, 因地制宜研发了绞车动态监视系统。
2 原理及工作流程
副井绞车动态监视系统主要设备包括:西门子PLC、三菱PLC、上位机、液晶电视显示屏和通讯数据线。PLC负责采集上传现场数据, 组态软件负责接受数据和构建画面, 并把接收到的数据进行整理, 设定上限或下限报警值, 把数据添加到相应画面的链接, 使画面动起来, 来反映运行参数的实时变化。
3 主要功能
(1) 绞车制动闸瓦间隙在线监测, 间隙超过2mm时, 自动弹出对话框并语音报警;
(2) 安全回路动作时自动弹出安全回路原理图, 标明故障点;
(3) 绞车速度、提升容器行程、制动油压、润滑油压等等通过曲线显现出来, 并将数据保存 (图2) ;
(4) 制动闸间隙超过《煤矿安全规程》规定的2mm时, 能够自动弹出报警画面, 指定超限的闸座号, 并伴有语音提示, 提醒维修工及时调整闸间隙。
(5) 显示主站PLC的内部安全回路原理图, 当发生故障时, 能自动弹出安全回路界面, 显示故障发生部位, 下图是试验松绳保护的画面:松绳保护动作时, 自动弹出指导司机及时缠绳的操作画面, 防止司机误操作, 避免次生事故的发生。
4 使用效果
监视系统自投运以来, 性能稳定, 工作可靠, 用视觉化的方式展现给操作司机, 帮助司机了解绞车运行状态, 对设备运行状态一目了然, 减轻了操作人员的劳动强度;投入少成本低, 减少了设备升级费用, 该系统只是在现有设备的基础上, 只增加了个显示器, 通过该系统提升了设备自动化水平, 也提高了设备的安全性和可靠性。
摘要：保障矿井提升的安全畅通, 结合现场条件, 因地制宜研发了绞车动态监视系统, 提高了设备的安全性和可靠性。
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