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任课教师签字：___________
华北电力大学研究生结课作业
学 年 学 期：2013-2014第二学期
课 程 名 称：电气工程新技术专题学 生 姓 名：汪安明
学号：213221408
2提 交 时 间：2014-6-27
电气工程新技术专题
作为现代社会最重要和最复杂的巨型工程能源系统，电力系统在21世纪面临来自可靠性、安全性、经济性和环保等多方面的严峻挑战。多方位地研究和应用先进技术是电力系统应对这些挑战的不二选择。本人通过选修电气工程新技术专题这门课程,了解了关于电气工程的热点课题，使自己受益匪浅。
一.电力系统实时安全监测新技术
1.1 电力系统实时安全监测研究意义
2003年8月14日，美国东北部、中西部和加拿大的安大略省发生了一次大停电事故。它造成的巨大损失和影响在世界电力史上是空前的，因此，引起了世界各国的高度重视。联合调查组经过历时半年多的现场调研和模拟计算，于2004年4月6日公布了有关美加大停电的最终调查报告。由于这次事故所揭示的电网安全运行中的问题，特别是在电网结构日益复杂、电网互联日益紧密、市场交易电量巨大、输电裕度逐渐变小的情况下，如何从技术上确保电网的安全、稳定运行，对世界各国电网安全运行具有重大借鉴作用，因此，很多学者从电网建设、电网调度、自动装置配置、电网监控和负荷模型研究等角度对这一重大事故进行了反思。在这一背景下，电力系统实时安全监测技术的研究具有相当重要的意义。
1.2 WAMS系统
广域测量系统（Wide Area Measurement System,WAMS)是以同步向量测量技术为基础，以电力系统动态过程检测、分析和控制为目标的实时监控系统。WAMS具有异地高精度同步向量测量、高速通信和快速反映等技术特点，非常适合大跨度电网，尤其是我国互联电网的动态过程实时监控。采用PMU技术能方便地实现相量测量、扰动监测，可直接反映系统的各种扰动，检测和记录电力系统的非常运行状态，将现有的监测由静态提高到动态水平。可实现动态电网安全稳定预警，最早时间内实现预先调整，最大程度地减小事故范围，是加强电网监测、提高安全预警能力和趋势分析的重要手段，同时也可为能量管理系统(EMS)、计算分析软件等提供实时数据，从而提高系统监测的实时性，为电网的安全稳定运行和电力市场服务。实时监测是广域测量系统应用到调度台上的重要功能。根据WAMS直接测量母线电压角度的优势，实现与角度相关的静态和动态过程监视、发电机功角监视;根据WAMS数据密度大，实时性强的优势，应重点实现功率、频率、电压等调度常规监测物理量的动态过程监视。
图一 WAMS系统组成已开发或正在研究、开发的WAMS系统可预期实现的功能主要有两类：其一是基本功能，包括集成相量数据平台（收集与同步各PMU的数据，提供标准数据接口等）； 广域动态监视与分析；同步扰动数据记录与反演；其二是先进功能，包括发电机运行状态监视；在线低频振荡检测与分析；模型及其参数辨识；仿真校验； 混合状态估计；在线扰动辨识；功角稳定预测与告警；动态电压稳定监视；紧急控制框架中的在线预决策；广域保护；广域HVDC阻尼控制等。
二.超、特高压输电技术
2.1 我国研究高压输电技术的意义
我国经济持续快速增长，电网建设随之快速发展。根据我国能源丰富地区远离经济发达地区的基本国情，必须加快建设坚强的特高压电网以满足持续增长的电力需求，实现大规模的电力输送。在国外已有成熟经验和国内近20年研究的基础上，我们继续对特高压关键技术进行了深入研究，在外绝缘配合、过电压控制、电磁环境影响、无功平衡及潜供电流等方面取得了大量研究成果。通过建设交流特高压试验示范工程和直流特高压输电工程，推进特高压电网建设进程，建设坚强国家电网，实现资源的优化配置。
2.2 我国高压输电技术现状
我国自1986年开始便立项研究特高压交流输电技术,并取得一些重要成果,并培养了一批有较高理论水平和实践经验的工程技术人员。1994年,武汉高压研究所建成了我国第一条百万伏级特高压输电研究线段;750kV超高压电网从2005年9月26日投产以来,安全稳定运行至今,这些为实现更高一级电压等级的技术装备和工程建设莫定了基础。2005年,国家电网公司和南方电网公司分别提出建设I000kV级交流和士80OkV级直流系统,推进了特高压输电技术进入试验阶段。目前,我国己完成了特高压输电中过电压与绝缘配合、电磁环境等重大关键技术研究,特高压设备研制工作全面展开。一些特高压主设备(如主变压器、绝缘子和隔离开关等)己初步试制出来,有些并已通过鉴定;另一些正在研制中(如断路器、串联电抗器等)。同时,我国已开工建设了特高压交直流试验基地和国家电网仿真
中心,两条特高压试验示范工程(晋东南-南阳-荆门1O00kv交流和云南-广东士800kv直流)已经完成工程设计并进入建设实施阶段.2.3 高压输电的交直流特性
特高压交流电网的突出优点是:①特高压交流输电应用于大功率、近距离输电场合,在经济上有竞争力。②可以预见,建设特高压交流输电骨千网替代超高压交流电网,具有优化资源配置、节约线路走廊用地和有效降低输电损耗等优点。而特高压直流输电的突出优点是:①输电电压高、输送容量大、线路走廊窄,适合大功率、远距离输电场合。②利用特高压直流输电实现大区互联具有优势,它可以减少或避免大量过网潮流,按照送受两端运行方式变化而改变潮流,能方便地控制潮流方向和大小。
三.电机状态监测
3.1状态监测和故障诊断技术
美国等发达国家从20世纪80年代起就在电力系统各领域开展了各种关于设备状态监测的研究和应用,十几年来有了较大的发展,与我国相比,有两个主要特征:①已经能生产多种传感器产品,传感器质量好,性能稳定;②状态监测应用比较普遍,有经济效益。国外传感器产品的性能和可靠性都达到了较高的水平,产品监测范围逐渐覆盖包括温度、压力、振动和绝缘状态等各种物理量,以及变压器、断路器和发电机机组等各种主要设备。国外传感器技术的全面发展可以从近几年国内一些发电厂和变电站引进的进口传感器产品情况看出。例如,美国齐成公司的变电站状态监测系统包括了对变压器的油中气体和水分分析、顶层油温和有载调压开关的运行监测,以及对套管绝缘、SF6密度、断路器电流、避雷器泄漏电流等物理量的监测。状态监测应用较普遍的地区主要是北美和欧洲。美国电力科学院(EPRI)非常重视对现场技术人员有关状态监测和状态检修方面的技术培训和技术服务。在美国,实现了变电站无人值班和状态检修的管理。
状态监测和故障诊断的应用取得了良好的经济效益。据日本一些工厂统计,事故率可减少75%,维修费用可降低25%～50%。英国经过对2 000个大型工厂的调查表明,采用状态监测技术后,每年节约维修费用3亿英镑,而监测系统的成本为0.5亿英镑,收益为投入的6倍。尽管一些进口的传感器装置或系统功能全面,但是,数据分析处理技术也还未达到较高水平,一般装置仅仅对数据进行简单的统计分析或频谱分析。一些仅能够对个别故障进行诊断的软件,其售价也高得惊人。因此,还需要用人工处理数据,并得出最后结论。国内电力系统设备状态监测科研工作也开始于20世纪80年代,起步并不晚。近10年来,已经研制成功很多传感器装置,并安装在现场。很多发电厂和变电站已经采用了在线监测技术,加强了对设备运行进行实时监测和管理的手段。近几年,国内一些大型发电厂较全面地安装了成套进口的先进传感器装置,通过计算机网络形成一定规模的状态监测系统,并达到了先进水平,而这些成套软件系统全部由我国技术人员开发。例如,一台300MW发电机组的锅炉、汽机和发电机的模拟量和开关量的测点多达5 000个～6 000个(其中发电机的测点有300个～400个),从测点得到的数据通过数据库管理起来,在控制室的终端可以任意调用各点实时的和历史的数据,并显示出来。这充分说明我国技术人员已经掌握了状态监测系统的网络和数据库技术。
3.2 电机故障诊断
随着电机的应用领域越来越广泛,对于电机故障诊断技术的要求也越来越高,因此,电机故障诊断技术的发展速度也很快。同时,由于科学技术的不断发展和工业生产对于经济效益要求的不断提高,电机故障诊断技术已经开始由事后诊断向预防维修方向发展。因此,电机故障诊断系统目前已经被广泛地应用于电机设备的预防维修和维护阶段中。电机故障诊断系统是电机在正常的工作条件下[2],维护人员凭借先进的传感器技术和检测技术,通过收集电机零件的动态信息,将这些信息进行分析、处理、分类、识别,确定是否有不正常的地方。与此同时,维护人员可以根据这些信息预测电机的发展趋势,从而找到造成电机故障的位置和故障的严重程度,从而提出相应的维护措施和处理方法。
目前的一些大型的复杂设备都是连续进行工作的,在工作的过程中能够综合处理一些信息,并且对人的依赖性正在逐渐减小,各个设备乃至各个设备中的零部件之间的关系都是十分紧密的,所以,在这些大型设备工作的时候,任何一个环节出现故障问题,都有可能造成设备的损坏和生产工作的停止,同时,由于停产所造成的损失也是相当巨大的。所以,如何能够将现代的大型复杂设备在日常维护中就发现一些潜在的、可能造成巨大影响的问题找出来已经成为了大型设备故障诊断技术发展的一个热点问题。在电机故障诊断中,由于设备零部件与内部存在复杂和相互的耦合关系,因此,必然有不确定性的信息存在。这些不确定性信息的存在会对电机故障诊断的准确率造成很大的影响,同时也会出现一些潜在问题不被发现和故障部位诊断错误等问题,这对于保证安全和提高经济效益都造成了很大的影响,因此,电机故障诊断技术面临的主要问是如何处理不确定性信息,从而得到正确的诊断结果。
常见的故障诊断技术有传统的诊断方法，例如基于输入输出及信号处理的方法，以及基于状态估计或过程参数估计的方法；还有基于智能算法的诊断方法，包括基于人工神经网络的方法，基于模糊逻辑的方法，基于模糊神经网络的方法，以及基于遗传算法的方法等。
四．柔性直流输电
4.1 电压源换流器型直流输电技术
随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻,国家将大力开发和利用可再生清洁能源,优化能源结构。随着风能、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大,其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点,使得采用交流输电技术或传统的电流源换流器型直流输电技术联网显得很不经济。同时海上钻探平台、孤立小岛等无源负荷,目前采用昂贵的本地发电装置,既不经济,又污染环境。另外,城市用电负荷的快速增加,需要不断扩充电网容量,但城市人口膨胀和城区合理规划,一方面要求利用有限的线路走廊输送更多的电能,另一方面要求大量的配电网转入地下。因此,迫切需要采用更加灵活、经济、环保的输电方式解决以上问题。随着电力电子器件和控制技术的发展,换流站采用IGBT、IGCT等元件构成电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)来进行直流输电成为可能。自上世纪90年代后期,以ABB公司为代表的国外公司发展了轻型直流输电(HVDC Light)技术,并成功应用于多个领域。它采用基于可关断器件的电压源换流器和PWM技术
进行直流输电。从其技术特点和实际工程的运行来看,很适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等领域。
与基于电网换相技术的电流源换流器型直流输电不同,电压源换流器型直流输电(VSC HVDC)是一种以可控关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型直流输电技术。这种输电技术能够瞬时实现有功和无功的独立解耦控制、能向无源网络供电、换流站间无需通讯、且易于构成多端直流系统。另外,该输电技术能同时向系统提供有功功率和无功功率的紧急支援,在提高系统的稳定性和输电能力等方面具有优势。
4.2 电压源换流器型直流输电技术国内研究现状
国内关于VSC HVDC技术的研究开始比较晚,目前还属于起步阶段。浙江大学、华北电力大学、中国电力科学研究院、华中科技大学等单位已经开展了这方面的基础理论研究,研究工作主要集中在VSC HVDC的建模仿真,VSC HVDC的控制和保护策略等。国内,由于受ABB公司宣传的影响较多,常常将VSC HVDC叫做轻型直流输电。为了促进并形成自有知识产权,2006年5月,由中国电力科学研究院组织国内权威专家在北京召开柔性(轻型)直流输电系统关键技术研究框架研讨会”,会上,与会专家一致建议国内将该技术统一命名为“柔性直流输电”,对应英文为HVDC Flexible
五 总结
经过整个课程的学习，我了解了电气系统的研究热点，对整个电力系统有了整体的认识，也让我能结合自己所学对整个电力系统有了大体的了解，对我以后的课题助益匪浅，再次感谢四位老师的辛勤指导。
盐城工学院
2013秋学期《网络新技术》课程
论文
浅谈主动网络技术
批改教师:
课程名称网络新技术
班级
学号
学生姓名
完成日期2013.11.16
浅谈主动网络技术
班级:学号:姓名:
【摘要】：主动网络(Active Network,AN)是一种新颖的网络体系结构,这种新的网络体系加速了底层网络的革命,为网络新型应用的产生创造了条件.本文主要介绍了主动网络技术的基本思想、体系结构、关键技术、特点优势和安全问题及其防护措施。
【关键词】：主动网络；主动节点；执行环境；节点操作系统；主动应用
1引言
网络技术的飞速发展正强烈影响并深刻改变着人们生活的方方面面，然而传统网络的功能单一而封闭，对网络内部节点的功能开发很少，服务只能在端系统实现，使得现有服务的优化和扩展，以及新服务的开发和部署都受到了很大的限制。1994年至1995年，DARPA在讨论网络系统的未来发展方向时首次提出了主动网络的概念，其主要目的是解决现有体系结构在集成新技术、扩展新应用时存在的诸多不便。可以说，主动网络是下一代网络体系结构的理想解决方案。2 主动网络的基本思想
主动网络(AN)也称可编程网络(Programmable Network)，是一种区别于传统网络的被动运输的全新网络计算模型平台。传统网络可视为被动网络(Passive Network,PN)，它只是将信息被动的从一个端系统传送到另一个端系统，网络一般不对传输中的用户数据进行修改。主动网络提出了一种允许配置更为灵活的网络服务体系，它使用一种可编程的分组交换网络，通过各种主动技术和移动计算机技术使传统网络从被动的字节传送模式向更一般化的网络计算模式转换，提高了网络数据传输、动态定制及提供新服务的能力。主动网络的基本思想是将程序嵌入数据包中，使程序随数据包一起在网络上传输；网络的中间节点运行数据包中的程序，利用其计算能力对数据包中的数据进行一定的处理；根据用户定制的要求，决定数据包的转发方式、返回的数据包类型及数据，从而将传统网络中的“存储-转发”处理模式改变为“存储-计算-转发”的处理模式。
主动网络的主要特征是“主动性”，即用户可以直接向网络节点插入定制程序来动态配置或扩展网络功能，快速升级网络服务和部署原来不可能的服务，并可自主对其有关资源、机制和策略等进行优化。
3主动网络体系结构
DARPA主动网络结构可以分为三部分：节点操作系统(Node OS)、执行环境(Execution Environment,EE)和主动应用(Active Application,AA)。节点操作系统类似一般操作系统的内核，通过固定的接口为执行环境提供服务。执行环境实际上是一个与平台无关的透明的可编程空间，它运行在网络中各个主动节点上和用户终端节点上。多个执行环境可以同时运行在同一个主动节点上。执行环境为上层应用提供了各种各样的网络应用接口。主动应用是一系列用户定义的程序，它透过执行环境提供的网络应用接口(Network API)获取运行程序所需的相关资源，实现特定的功能。
主动网络由多个主动节点通过数据传输信道互连构成。它还可以包括传统的IP路由器。网络中的主动节点既具有IP路由器的基本功能，还能够解析主动包，为主动包中携带的程序提供执行环境，当主动包到达主动节点时执行其中携带的程序，改变主动包自身的内容或主动节点的环境状态，从而实现报文处理或网络服务的配置。
3.1 主动节点的结构
主动网络由互连在一起的众多主动节点(Active Node)组成，每个主动节点可以是路由器或交换器等网络设备，这些主动节点共同构成了主动网络的执行环境。主动节点是主动报文的执行环境，主动节点的结构是主动网络体系结构的重要组成部分，它要用来定义节点应该具有的能力，如处理包的方法和本地资源的分配策略等。
EE负责用户-网络接口的所有方面，包括用户发送的主动报文的语法、语义，提供的编程模型和抽象地址和命名机制。每个EE向用户提供一些API，例如：一个扩展的Java虚拟机。多个EE可以运行在一个主动节点上，Node OS管理可用的资源和控制资源竞争，EE访问节点资源都必须通过Node OS，Node OS还实现一个安全策略数据库和一个执行引擎(enforcement engine)来控制安全使用资源。另外，Node OS支持对EE有用的抽象，如路由表。用户通过与EE的交互来获取服务。一方面，用户可动态获取并组合EE提供的服务；另一方面，用户可通过EE提供的API来编写自定义的服务，并将新服务加载在EE上。
所有主动节点操作模型都是相同的。包到达物理链路后(如Ethernet，ATM)，Node OS根据包头将包送到合适的逻辑通道，每一个逻辑通道做相应的协议处理(如TCP，UDP，IP)，然后将包递交给EE解释和处理或者递交给逻辑输出通道。
3.2 主动包的处理方法
当主动包通过主动节点时，主动节点不仅完成被动的传输功能，还应该对包的内容进行一定的处理。当主动节点从输入链路上收到一个包后，首先根据包头的信息对包进行分类，然后将包放入相应的通道。在创建通道之前，节点操作系统将调用全局变量模块来检查申请者的要求是否合法。当输入包不能和任何通道的模式匹配时，由本地节点决定是丢弃该包，还是进行其他默认处理。然后由监
护进程标识主动包界限，并将主动包中的内容指派到一个临时执行环境中去执行。在程序执行过程中，可以调用外部方法，以访问临时工作环境以外的资源。主动包的执行结果既可能是从输出链路输出零个或多个主动包，也可能是改变主动节点的某些非临时性的状态数据。当主动包的执行结束时，需要回收相应的临时工作环境。主动网络安全问题及防护措施 4.1 主动节点面临的安全威胁
主动节点希望保护自己的资源，不希望未经过授权的主动分组使用自己的节点资源，确保自己所提供的服 务具有可获得性，保护自己节点状态的完整性和保护自己状态反对未授权暴露。主动节点可能感觉受到的威胁来自执行环境，因为执行环境会消耗主动节点资源或更 改节点状态参数等。作为主动节点必须能够安全有效地管理自己资源，以便分配给经过授权的主动代码使用，为主动应用提供服务此外主动节点必须能够识别邻居节 点，这样能够确保将主动报文传送到可信任的相邻主动节点上。为了满足以上这些安全要求，主动网络应当采用下面方式来保障主动节点安全：（1）主动网络应当 采用有效的安全机制保证主动节点安全；（2）主动节点执行主动代码时候必须能够对其发行者进行身份认证，并执行一种存取控制来实现其资源操作和安全控制；（3）由于主动节点中的执行环境需要安装主动代码、执行主动代码等操作，因此主动节点应当有安全审计功能来实时监视主动节点系统以及主动应用程序的运行状 态，发现威胁时，能够及时终止主动代码的执行并且保留不可抵赖和不可磨灭的记录。
4.2 执行环境面临的安全威胁
执行环境感觉其受到的威胁可能来自其它的执行环境、来自主动分组或者来自主动代码。因为在一个主动节点中可能存在着多个执行环境，如果其中一个执行环境过多的消耗主动节点资源，那么必然对其它执行环境的运行造成损害。同样一个恶意的主动代码在执行环境中运行的时候，该恶意主动代码可能更改执行环境参数、超额消耗执行环境所授权使用的资源、进行执行环境所未授权的存取控制操作，导致执行环境不能有效的或正确的为其它主动代码提供服务。
4.3 主动分组面临的安全威胁
主动代码可能向主动节点发出存取控制操作请求，其目的是为了处理和传送；主动代码可能向主动节点发 出存取请求，其目的是为了取得服务；主动代码也可能请求存取一个主动分组，其目的是为了处理或删除和更改这个分组，这些意味着主动代码应当能够识别它所想 处理的主动分组。一个主动节点可能对主动代码进行存取、检索更改或终止；主动分组需要保护自己数据没有经过未授权而被窃取或更改，保护自己的服务防止未授 权使用，保护自己的资源防止未授权使用。主动代码感觉受到的威胁主要来自其它主动分组、其它主动代码、来自执行环境和节点，它能保护自己防止其它主动代码 对其造成的安全危害，但是它
不能保护自己防止受到执行环境和主动节点的安全威胁，因为主动代码不得不在执行环境和主动节点中运行。主动代码所能做的是保护 自己确保它没有被传送到不信任的节点和执行环境上。主动分组应当不相互干涉，一些分组将基于下面几个标准安装新的代码和进行存取控制：（1）授权分组创始 人允许安装新的代码；（2）代码被证明非干涉；（3）代码仅允许执行通过认证的创始动作；（4）代码被证明有边际影响，但仅影响信任使用者的代码。
4.4 用户面临的安全威胁
用户或源节点希望保护自己主动分组中的传输数据和代码，确保主动分组中数据和代码的完整性和机密性。因为其它非法或恶意的用户主动代码可能通过在主动节点上运行来查看其主动分组的数据、代码和运行状态等，所以主动应用用户会感觉威胁来自其它用户的主动代码或主动分组：主动应用用户还把执行环境和节点看作威胁源，因为防止未授权的主动节点查看和修改其主动分组的数据、代码和运行的状态。
5主动网络的特点和优势
与传统被动网络相比，主动网络具有如下特点和优势。
（1）可移动性：主动网络能够传递具有可执行程序代码的主动分组，主动分组可以在主动节点之间移动，并且主动节点可以执行主动分组中的代码。（2）动态配置性：用户开发新业务可以通过主动分组动态地安装到相关网络设备上，从而减少新网络业务的开发和加载时间，以及网络维护的开销。（3）很好的灵活性：任何授权用户都可以把自己的程序发送到节点上并要求执行，任何用户的程序都可视为对节点功能的扩充。（4）提供功能强大的网络平台（5）提供智能化的网络管理：主动网络可用于实现网络监视和事件的智能过滤，主动路由器可以注入自定义的监视和分析程序来对网络事件进行分析和过滤。（6）提高了网络互操作行的抽象层次。结束语
主动网络有很多优点，对于网络提供商，可缩短运用新协议/服务的时间；对于端用户或第三方，可动态引入、定制、配置服务及协同端应用计算；对于研究者，可在现有的Internet上实验新协议/服务二不影响Internet原有的服务。但主动网络方面的研究还不纯熟，还有很多问题需要解决。涉及到的方向有：EE中的可编程计算模型；如何保证主动路由器在为用户提供自定义服务时并能快速路由转发IP包；能提供QoS的Node OS；EE和Node OS的安全性；主动网络在可编程的网络基础设施、网络管理、无线移动计算、分布式端到端应用者4个领域的应用等。
参考文献
[1] 王海涛，张学平，陈晖等.网络新技术---原理与应用[M]，电子工业出版社，2012，11.[2] 邱航.主动网络技术研究[M]，计算机应用，2003.[3] 杜旭，黄家庆，杨宗凯，程文青.主动网络技术及应用研究[J],计算机应用,2002(7):21-24.[4] 邹显春，张伟群.一种主动网络管理系统结构的分析与研究[M]，计算机科学，2006.
通信网新技术
班级：电子0802姓名：宋贵学号：08401140246
通信已经成为一个热门的话题。那么在21世纪，通信网新技术有哪些呢？下面将介绍几种应用非常广泛的新技术。
1.光纤通信
光纤通信就是利用光波作为载波，以光纤作为媒介传播信息的通信方式，其特点是传输量大、速度快、损耗低、体积小、重量轻、抗干扰、抗辐射性强。“信息高速公路”实际上就是建设高速传播的光纤网络，即光纤通信技术的运用和发展。数字通信在微波时代早已有之，但过去长期流行的是PDH系统即准同步系列。自 20世纪70年代末光纤数字通信技术进入电话网以后，1985年美国贝尔实验室首先提出同步光纤的构想即SONET，光缆被引入电信网络的各条中继线，光纤迅速取代了铜钱。从20世纪70年代末到21世纪初，光纤通信的通信容量已提高了数百倍，最高比特率500 Mb/s提高到了10 Gb/s。
2.数据通信
从20世纪50年代开始，随着计算机远程信息处理应用的发展，数据通信应运而声。所谓数据通信，是按照一定通信协议利用通信传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。数据通信与电话通信的最大区别在于数据通信是实现计算机和计算机之间的通信。早期的数据通信是在模拟网环境中进行的，所以它只能以直达线路方式向用户提供异步低速永久性连接电路的数据通信业务。20世纪70年代末，随着大规模集成电路技术、计算机软件技术的迅速发展，数据通信设备的智能化程度大大提高，同时光纤传输技术的应用普及也为提供高速率、高质量的传输环境提供了可靠的保证。电视、视频点播、电子数据交换、可视图文、智能用户电话等业务日见普及，而这些业务都与数据通信有密切的联系。
3.移动通信
移动通信泛指移动用户与固定用户之间或移动用户相互间的通信，如寻呼机和移动电话，广义上则包括一切无线电通信、个人通信及卫星移动通信。移动通信业务是全球通信发展最快的一个门类。20世纪90年代初，欧、美、日等国指定了数字蜂窝标准，着手实行移动通信由模拟向数字过渡，世界上出现了研究个人通信网(PCN)的浪潮，“无线革命”已经展开。个人通信或者说通信个人化是人们早就梦想实现的一种理想通信方式，最终实现3个W，即任何人(Whoever)、在任何地方(Wherever)、在任何时间(Whenever)都能进行通信。
4.智能网(IN)技术
智能网是计算机与通信相结合的产物。它是将网络的业务功能、网络管理功能和信令转换功能独立出来，与交换部分和传输部分分离。智能网技术是各国通信业致力发展的热点技术之一，智能网成为20世纪90年代以来世界电信网的发展趋势。近年来，全球的智能网业务得到异常迅速的发展。推动智能网发展的因素主要有：第一，电信市场的竞争日益激烈，网络运营者需要更快地推出新业务和提高性能，减少提供新业务对交换设备生产厂家的依赖，更加经济有效地利用网络;第二，新型技术的飞速发展，特别是计算机技术在通信中的应用使智能网的结构得以实现。智能网的最大优势就是新业务能力，依靠计算机和数据库中的应用软件，就可以开发新业务，增加新功能，而不必大量更换硬件设备。这正顺应了当前技术变化快，通信企业难以随时更换设备的需要。
通信新技术的发展堪称突飞猛进，但还存在很大发展的空间，还需要我们继续努力。
淮安信息职业技术学院
选修课论文
汽车被动安全新技术
班 级 ****** 学 生 姓 名 ****
学 号 ******** 指 导 教 师 *****
二 ○ 一 二 年 六 月
摘要
汽车被动安全技术是指一旦事故发生时，保护车辆内部乘员及外部人员，使直接损失降到最小的技术。被动安全技术主要包括碰撞安全技术、碰撞后伤害减轻与防护技术等，尽管随着科学技术的发展，汽车主动安全技术在交通安全中起着越来越大的作用，但仍然不可避免发生意外情况。此时，汽车被动安全技术将是避免乘员伤亡的唯一保障。因此，汽车被动安全技术的开发研究仍将是汽车安全技术研究的热点之一。我国也应有计划、有步骤地发展现代汽车被动安全技术。
一．主动安全配置
主动安全配置主要是指发生撞击之前所做动的辅助装置，这些装置在车辆接近失控时便会开始启动，以各种方式介入驾驶的动作，希望能利用机械及电子装置，保持车辆的操控状态，全力让驾驶人能够恢复对于车辆的控制，避免车祸意外的发生。
防碰撞控制系统、ABS、VSC(车身稳定控制系统)、DSC（动态稳定控制）、ESP（车身电子稳定系统）等驾驶上的辅助装置等属于主动安全配置。被动安全系统是指在交通事故发生后尽量减小损伤的安全系统，包括对乘客和行人的保护。
被动安全装置是指在意外发生不可避免，车辆已经失控的状况之下，对于乘坐人员进行被动的保护作用，希望通过固定装置，让车内的乘员固定在安全的位置，并利用结构上的引导与溃缩，尽量吸收撞击的力量，最大限度确保车内乘员的安全。
主动头部保护系统、安全带、气囊、笼型车体结构等属于被动安全配置与设计。
二．欧洲新车安全评价体系NCAP 包括两个方面，正面和侧面碰撞。正面碰撞速度为64公里/小时，侧面碰 撞速度为50公里/小时。碰撞测试成绩则由星级（★）表示，共有五个星级，星级越高表示该车的碰撞安全性能越好。
近年来，增加了车辆对被撞行人的安全保护程度的测试，并将结果划分 为4个等级级：★★★★分数为28-36分，★★★分数为19-27分，★★分数 为10-18分，★分数为1-9分。
三．主动安全装置
1.防碰撞控制系统
1).系统组成
防碰撞控制系统主要由行车环境监测、防碰撞预测和车辆控制三部分组成。2).控制原理
该系统采用激光雷达在水平面上呈扇形快速扫描，提高激光束的能量密度，可延长激光扫描雷达的监测距离，消除因车辆颠簸引起的误差，并能监测弯道上的障碍物。
最小的激光扫描雷达监测范围（一般在120m以上）是由实际车距确定。该车间距是指在潮湿路面状况下，保证在后面车辆减速制动后，不致于碰撞到前面的暂停车辆的距离。
据路面状况（湿/干）、后面车速及相对车速，计算出“临界车间距离”，该值是根据路径估算方法确定的车间距离。判断安全/危险的方法，就是将实际测量的车间距离等于或小于临界车间距离时，自动制动控制系统启动。
2.防碰撞控制系统—预警系统
3.皇冠Majesta防碰撞系统
(1).毫米波雷达除根据到达障碍物的距离和方向，还通过处理摄像头拍摄到的图像来判断前方障碍物的大小。
(2).与凭借毫米波进行判断相比，在遭遇无法避开冲撞的情况时，可在比以前快0.2秒左右的时间内检测出这一情况。通过在较早时间内检测出存在冲撞危险，可在提前在接下来的安全操作方面尽早做出反应。
(3).如判断无法避开冲撞时，便会象以前一样，自动加大收紧安全带的力量以及对制动踏板的踏力
(4).皇冠Majesta在防冲撞系统方面，配备了配套使用毫米波雷达和CMOS摄像头的新式预防碰撞安全系统。
4.英菲尼迪防碰撞辅助概念系统
该系统利用毫米波雷达检测前方的障碍物：
(1).在能够通过方向盘操作等躲避障碍物的速度时，会进行警告制动；(2).在操作方向盘也无法回避碰撞时，则会自动进行紧急制动。
(3).当系统检测到前方障碍物并判断出需要驾驶员减速时，会通过显示信号与声音提醒驾驶员，促使驾驶员进行减速操作。此时，驾驶员可松开油门踏板，平稳减速制动。
(4).在驾驶员未利用方向盘及制动踏板进行躲避操作的情况下，当系统判断出存在发生追尾的可能性时，会自动实施制动。同时还会通过拉紧安全带来减少安全带的松弛余量，增强对乘员的束缚力。
员
四.被动安全装置
1.主动头部保护系统
当受到后方来车撞击时，最容易发生伤害的部位是颈椎。
乘员头颈保护系统，属于汽车被动安全装置，一般设置于前排座椅。当轿车受到后部的撞击时，头颈保护系统会迅速充气膨胀起来，其整个靠背都会随乘坐者一起后倾，乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起，靠背则会后倾以最大限度地降低头部向前甩的力量，座椅的椅背和头枕会向后水平移动，使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护，以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力，并防止头部向后甩所带来的伤害。(1)预紧式安全带
预紧式安全带的特点是当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。
预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同，除了普通卷收器的收放织带功能外，还具有当车速发生急剧变化时，能够在0.1s左右加强对乘员的约束力，因此它还有控制装置和预拉紧装置。
(2)预紧式安全带 控制装置分有两种：
电子式控制装置、机械式控制装置。
预拉紧装置则有多种形式，常见的预拉紧装置是一种爆燃式的，由气体引发剂、气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮组成。
当汽车受到碰撞时预拉紧装置受到激发后，密封导管内底部的气体引发剂立即自燃，引爆同一密封导管内的气体发生剂，气体发生剂立即产生大量气体膨胀，迫使活塞向上移动拉动绳索，绳索带动驱动轮旋转号驱动轮使卷收器卷筒转动，织带被卷在卷筒上，使织带被回拉。最后，卷收器会紧急锁止织带，固定乘员身体，防止身体前倾避免与方向盘、仪表板和玻璃窗相碰撞（3）安全气囊
安全气囊主要由传感器、气体发生器、气囊系统等三部分组成，传感器的功能是检测、判断车体所经受的撞击信号，决定是否启动安全气囊；气体发生器的功能是在传感器的控制下根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀展开保护乘员；气囊一般装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约50～90升，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤。安全气囊所用的气体多是氮气或一氧化碳。
传统安全气囊的设计是在发生正面撞车事故时避免车内乘员的头部、颈部和胸部强烈撞击在仪表盘、方向盘或挡风玻璃上。在后面碰撞、翻车或大多数侧面碰撞的情况下，它不会被引发。随着技术的发展，安全气囊的保护范围将进一步扩大，从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人。开发出了侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气囊等。同时，安全气囊已出现智能化，能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅、乘员身材大小、重量，坐姿、是否佩带安全带等，并根据上述信息调整动作，以求最大限度地减少失误和保护乘员。
汽车的行人安全车采用了两种可以碰撞中对行人进行保护的新颖安全气囊。这两种气囊一是发动机罩气囊，一是前围安全气囊，两者配合使用可减少最常见的行人伤亡事故
2.高强度车身
强度车身HSB（High Strength Body）充分考虑了车辆安全性、轻量化以
及人性化保护等方面的要求。
在车辆发生侧面碰撞时，三层结构的侧围对整个车身结构起到了强大的支撑作用，为车内生存空间提供了保障
正面碰撞时，撞击力通过热成型钢板材质的保险杠支架向碰撞影响区结构分散，被纵梁吸收削弱后的碰撞能量继而被传递给同样由超高强度热成型钢板制成的脚部横梁、中央通道及门槛，这样就可以避免前排脚部区域在碰撞过程中的凸入危险。
五.轮胎气压自动监测系统（TPMS）
(1).轮胎气压对汽车行驶安全性的影响：
轮胎气压对汽车承载能力、制动性能、侧偏特性、高速性能均有影响。TPMS是汽车轮胎气压监测系统（Tire Pressure Monitoring System），主要用于汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时监测，对轮胎漏气和低压进行报警，以保障汽车行驶安全性。
(2).汽车轮胎气压自动监测系统的类型
间接式TPMS，它通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，其缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超
过100 km/h的情况进行判断。
直接式TPMS，它利用安装在每一个轮胎里的锂离子电池为电源的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并通过无线调制发射到安装在驾驶台的监视器上；监视器随时显示轮胎气压，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统就会自动报警。
两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100 km/h的情况进行判断。
六.红外夜视系统
在夜间行驶的时间虽少但出事故的几率却很大，因为在黑暗中人们的视野受到了一定影响。车灯的照射距离和范围有限，无法保证使驾驶者对车灯照射范围以外的潜在危险获得足够的预警。随着汽车技术的飞速发展，让黑夜变成白昼，让夜间驾驶变得更轻松安全。
当在黑夜中驾驶时夜视系统提供了一种新的视觉方式。在司机借助灯光系统看不清前方路况之前，热感成像相机在黑夜中可以探测到车辆前方的人、动物和一些物体。热感相机另一项功能是将发生的图象增加亮度，然后将增亮的图象传送到控制中心显示，人和动物等目标都会变得更清晰。奥迪A8L的夜视辅助系统
奥迪A8L的夜视辅助系统，除了可以让驾驶者看清近光灯照不到的黑暗中的交通标牌、弯道、车辆、障碍物等会造成危险的事物，正确判断出前方道路的情况，还可以通过远红外热成像摄像头捕捉到车辆前方24度范围300米内的热源（包括人和动物），让驾驶者提前作出反应。
热成像摄像头装在全新奥迪A8L车头的进气格栅内，扑捉前方信息非常直接。当热源（人或者动物）出现在捕捉范围内时，系统会将拍摄到的热信号送交电脑处理，处理后的图像就会在仪表盘的显示器中显示出来，当行人有横穿车辆前方的意图时，系统会迅速做出判断并以红色突出显示，同时发出声音警告。
七．安全玻璃
汽车发生碰撞事故时风窗玻璃的性能如何，对高速行驶的汽车安全性影响较大。汽车安全玻璃一般具有足够大的变形余量和柔性，一方面可保证正常状况下良好的视觉效果；另一方面既能防止碰撞时乘员从窗中飞出，又不致对其头、颈部位造成较严重伤害。安全玻璃可分为强化玻璃和夹层玻璃
论汽车新技术
汽车作为人类最为重要的代步工具之一，已伴随着我们人类走过了近两个半世纪。而随着社会的进步，人们生活水平也日益提高。汽车也随着人类对物质的更高追求发生了翻天覆地的变化，各种新能源新技术尤其是计算机技术在汽车上的应用也应运而生。究竟这些新技术是什么，又能给汽车带来什么？下面就汽车新技术做一个综述，这些新技术从汽车本身的结构、发动机、刹车系统、车载电子系统、安全应用等诸多方面进行综述。
1.纯电动车
纯电动车有良好发展前景。作为一个对于中国市场和客户有长期承诺的公司，宝马密切关注市场的需求 和发展，我们认为纯电动车是一个很有前途的朝阳产业。近年来，宝马在纯电动车方面做出 了很多尝试和努力：2008 年 11 月开始，宝马集团从美国开始在全球范围内投放 600 多辆 MINI E 汽车进行实路测试，收集电动汽车日常使用的数据和经验。2011 年，宝马集团将交 付更多电动车辆供客户试验驾驶，这些电动车将基于 2010 年 1 月发布的 BMW Concept ActiveE 概念车进行小批量生产。2010 年底前，我们将在中国引入 50 辆 MINI E 电动车进行实路测试项目。作为该项目 的主要合作伙伴，中国汽车技术研究中心（CATARC）将在项目准备，实施和测试评估阶段 与宝马紧密合作并进行相关课题研究;国家电网公司也将在充电设施建设以及相关的基础 设施研究课题中提供全面支持。2013 年，到 我们将把在电动汽车领域获得的经验应用到 “超 大城市汽车”项目的研发和推广中。这将是宝马集团的第一款量产纯电动汽车。最受人关注的当之无愧的是以电能作为动力的汽车，但是也不可忽略其他能源的研究开发。
2.电子点火装置（ESA）
由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，这样可以节约燃料，减少空气污染。此外，新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。一般认为，发动机电子控制装置的节能效果在15%以上，而效果更明显的则是在环境保护方面。除此之外，在发动机部分利用电子技术的内容还有：废气再循环（EGR）、怠速控制（ISC）、电动油泵、发电机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都或多或少地被应用。
3.燃油缸内直喷技术（FSI）
FSI是“燃油缸内直喷技术”的缩写。普通引擎是将燃油喷射到进气歧管和空气混合后再进入燃烧室燃烧，而FSI是将燃油直接喷射到燃烧室中燃烧，更容易达到空气和燃油的合理配比，增强动力性和燃油经济性。FSI对燃油辛烷值和纯度的要求很高，需要的压缩比也很高。但它在经济性，动力性，环保性上都比其他类型的发动机好，所以在各个工况下都能保证经济性和动力性最佳。
4.无级变速器（CVT）
无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。因此，其比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换挡时那种“顿”的感觉。智能怠速停止系统（SISS：Smart Idling Stop System）。这种怠速停止系统用来代替起动机，对处于停止工作状态的发动机气缸进行喷油。使其燃烧，从而重新起动发动机。也可以称为像直喷式发动机那样的再起动装置。智能怠速停止系统（SISS）的优点是，不仅显著降低了发动机与蓄电池的重量负担，而且发动机的重新起动时间只有0.3s的极短时间。这套世界首创的系统可在发动机停止运转时向汽缸内进行燃料直喷并点火，利用其产生的能量推动活塞向下，从而实现发动机安静而迅捷地再次启动，这一系统有望将油耗降低7-8%，可谓环保至极。
5.EGR系统
EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。由于废气再循环量的改变会对不同的污染成份可能产生截然相反的影响，因此所谓的最佳状况往往是一种折衷的，使相关污染物总的排放达到最佳的方案。
6.防抱死制动系统（ABS）
它与传统的制动系统协同工作，是一种安全、有效的制动辅助系统。它的主要作用是防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，在某些情况下，如在湿滑路面上还能减小制动距离。对于未装备ABS的车辆，驾驶员可以通过点刹制动踏板人为地防止车轮抱死，但这对驾驶员的操作技能要求太高，一般人很难做到。ABS系统通过电脑自动控制制动系统的油压，驾驶员只需踩住制动踏板不动，系统就能自动地快速地调节制动力，在获得最大制动效能的同时，防止车轮抱死。
7.汽车安全气囊系统（SRS）
安全气囊是由传感器、气体发生器、气囊和电控单元组成，传感器感受汽车的碰撞程度并将信号送到控制器，控制器对信号进行处理，当判断有必要打开气囊时发出信号触发气体发生器，气体发生器迅速点火并产生大量气体给气囊充气，整个过程所需要的时间约需10毫秒。由于装备安全气囊的汽车在世界上急速增加，安全气囊对于乘员的保护起到了积极的作用，它可以降低车辆在正面冲撞时乘员的死亡率约30%，但对于儿童的保护并不理想。
8.ASS-全功能座椅系统
这个系统是在座椅中设计十组气囊藏於座椅里面, 分别位於座垫的下方、前方、两侧、腰部、腰际等, 当车辆起动后, 每个气囊就会因应每个驾驶人身材与姿势而作不同的充气, 达到最佳的人体支撑, 这一套系统每四分钟还会解读一次, 可依驾驶人的乘坐姿式再进行充气调整, 可使驾驶人随时都保持着最舒适的驾BAS-煞车辅助系统。
9.4WD-四轮驱动系统
4WD系统是将引擎的驱动力从 2WD系统的二轮传动变为四轮传动, 而 4WD系统之所以列入主动安全系统, 主要是 4WD系统有比 2WD 更优异的引擎驱动力应用效率, 达到更好的轮胎牵引力与转向力的有效发挥, 因此就安全性来说, 4WD系统对轮胎牵引力与转向力的更佳应用, 造成好的行车稳定性以及循迹性, 除此之外 4WD系统更有 2WD所没有的越野性。4WD目前大致可分短时(PART TIME 4WD)及全时(FULL TIME 4WD)四轮传动系统, 短时四轮传动系统可依驾驶者的需求, 选择二轮传动或四轮传动, 这种传动系统是属於比较传统的 4WD系统, 从越野性的观点来看, 此种传动系统当选择四轮驱动模式时前后轮系直接连结, 可确保前后轮的驱动力输出, 因此此种系统系属於适合越野的 4WD系统。另一种为全时 4WD系统, 此种系统不需驾驶人操作, 车辆总是处於四轮驱动系统, 此种系统可经由前后驱动力的分配, 可达到更完美的胎驱动力及转向力的最佳化配置, 系属於高性能传动系统, 除了配置於一般的越野吉普车外, 亦常用於一些高性能的轿跑车上。
10.ADS-可调避震系统
此套系统可依据各人的喜好, 路面的状况及使用的条件, 由驾驶人来调整避震器的软硬度, 以适合不同的需求, 例如驾驶者想享受驾驭的乐趣时, 可选择较硬的模式享受跑车式的驾驶乐趣, 当然您也可以选择较软的模式, 享受舒适的乘坐感觉。ADS系藉由变化避震器的阻尼减震力, 来达到较硬模式有较大的阻尼减震力, 加强激烈操驾的减震力, 较软的模式则提供较低的阻尼减震力, 提供较柔合的乘坐感。先进的可调避震系统采用电子式无段可调避震系统, 更可根据不同的路况以及操作条件主动自动的调整最适合避震阻尼力, 唯此套系统由於价格较昂贵, 通常只在高级豪华房车才会配备, 可调避震系统除可提高舒适性外, 亦有助於行车操控安全。
11.ALS-自动车身水平系统
该系统会於当车尾高度因载重量的变化 而使车尾高度降低或升高时, 调整至原来高度的一项系统。大致可区分为两种, 一种是完全独立的套件, 只负责车尾高度的调整工作, 另一种即是整合於悬吊控制系统中, 此系统的大致作用方式如下, 当车辆载重时, 如后座因坐人或行李箱有放重物而使车尾下沉, 位於后悬吊下控制臂上的高度或位置感知器, 便会告知电脑此一状况, 在电脑确认此一状况一段时间后, 认为此车尾高度的改变确实来自车重的增加, 而非路面状况的暂态影响, 便会起动一空压机将空气灌入后避震器中, 使后避震器重新将车尾顶起, 至车高恢复至原车有车身正常的车姿, 相反的, 若车尾车重降低至使车尾高度升高, 则 ALS系统会将避震器内的部分高压气排出, 使车身保持标准, 此种调整除可以保持车身一定的舒适乘坐姿势外, 又可以维持一定的操安性能。
12.ASL-排档锁定装置
ASL亦是配置於自动排档的装置, 所不同的是加装位置不同, ASL系设置於整个排档系统里面, 而自排档锁是外加於排档上, 另外当然功能也不相同, 排档锁是当车辆被偷时, 窃贼无法排档防止车辆被偷。而 ASL是防止车辆暴冲的防范措施, 此套系统可以在驾驶人在起动后, 必须在踩煞车的情形下, 才能将档位由 P档或 N档排到 R档或 D档时, 以防止车辆在未踩煞车的情形下, 直接排入前进或后退档位时, 有可能造成车辆突然行进而引起驾驶人慌张, 造成车毁甚至人亡的灾害。虽然没有 ASL的车辆, 会发生暴冲的机会仍然很低, 但是如能养成起动后排档前先踩煞车的安全习惯, 那是再好不过了。
其实，除了上面所说的之外，还有智能记录仪、雷达式距离报警器、中央控制门琐、自动空调、汽车防盗系统以及汽车音响等等。随着科技的日益进步，相信会有更多的新技术应用于汽车，这样汽车也会变得更加安全、舒适、可靠！
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