第一篇：3D打印技術及其應用發展分析

3D打印技術及其應用發展分析

摘 要：3D打印技術在近幾年得到了巨大發展，備受社會各界的關注。雖然目前該技術還未能得到全面的普及推廣，但其發展前景無可限量。文章對3D打印技術的現狀進行探討，分析目前3D打印技術發展所存在的問題。并對我國3D打印技術產業的技術發展提出一些建議。

關鍵詞：3D打印技術；應用；發展分析3D打印技術簡介

3D打印技術是一種快速成型技術，它以數字模型文件作為基礎，運用可粘合材料，通過逐層打印的方式構造物體[1]。當前3D打印技術主要應用于藝術創作、珠寶制作等領域。然而隨著技術的發展，生物工程、醫學、建筑等領域也越來越多的使用3D打印技術，為科技創新添加了新的活力。

與傳統的工業制造業相比，3D打印技術有著無可替代的優勢，這使得在當前高科技產業日新月異的今天，3D打印技術能在信息化社會中占有一席之地。3D打印技術有著以下特點：（1）生產效率極高。3D打印技術通過材料的層層推擠與疊加，在電腦數據的操控下堆砌成需要生產的物品，這與傳統工業對原材料的剪裁制造完全不同。不僅省去了繁重的修整零部件工序，該大大增加了原材料的利用率，大幅降低生產成本，提高生產效率；（2）復雜零件可一次成型。傳統工業在生產的過程中，需要經過模具設計、生產、修整等階段，并在制作過程中對原材料進行鍛造、打磨等加工，最終制作成復雜的產品。其生產周期長，生產工序繁瑣，人力資源消耗大。而3D打印技術縮短了所有中間過程，它的模具通過電腦制作，產品根據電腦生成的設計圖紙直接一次性打印完成，能夠更加便捷、準確的制作出復雜產品，極大縮短了生產和設計周期。（3）可以滿足不同消費者需要。傳統工業注重批量化生產，3D打印技術則更能激發人的想象力，滿足產品設計者和消費者的個性化需求。3D打印技術生產的產品不再千篇一律，而是獨一無二。這將開創傳統工業從批量制造到批量定制的華麗轉變。3D打印技術的發展現狀

盡管3D打印技術將對傳統制造業產生翻天覆地的影響，但我們還是應當注意，目前3D打印技術的發展仍受到許多因素的制約。具體問題有：（1）3D打印技術對打印材料的要求較高。3D打印技術特殊的產品制造手段，成為了其發展的雙刃劍[2]。一方面高效的生產方式促進了效率的提高，另一方面則對生產材料有著很高的要求。3D打印所使用的材料不僅要能夠被“打印”，而且“打印”出的產品必須滿足技術要求。因此在現階段，3D打印技術可供選擇的材料較少，這成為了制約3D打印技術發展的主要原因。以目前的材料科學發展情況，可成為3D打印技術的材料主要為工程塑料、部分金屬材料等，然而這些材料都是專門為3D打印技術所研發，與傳統工業的生產材料還有著較大差距。（2）3D打印技術受支撐技術限制。3D打印缺乏支撐性技術，是制約自身進一步發展的另一個重要原因。舉例來說，包括打印產品速度過慢，打印出的產品精度不高等。這都從側面反映出當前3D打印技術的發展仍處于較低的水平。（3）3D打印技術缺乏嚴格的技術規范。由于3D打印技術才剛剛起步，行業內部缺乏明確的、可執行的、有效地條款，造成了目前3D打印技術在打印材料的選擇上缺乏統一規范，這也阻礙了3D打印技術的進一步發展。（4）3D打印技術在短時間內仍難以取代傳統制造業。雖然相較于傳統制造業，3D打印技術有著無可比擬的優勢，然而在大規模批量制造及成本控制方面，目前3D打印技術由于各方面的限制，難以匹敵傳統制造業；（5）國內3D打印材料不足。我國目前3D打印技術還遠未形成完善的產業鏈，因此僅有少數企業能提供高質量的3D打印材料，難以滿足當前國內3D打印技術發展的需要。大量的原料需要依靠進口，導致我國3D打印技術在推廣和應用領域受到諸多限制。促進我國3D打印技術發展的對策

與歐美等發達國家相比，我國的3D打印技術仍有著一定的差距，而要在全球的科技發展浪潮中縮短與國外的差距，這絕非易事。除了政府要在政策面鼓勵3D打印技術的發展之外，還要做到各行業的通力協作。

3.1 加強政府對3D打印技術發展的支持力度

政府是高新技術發展的統籌與規劃者。3D打印技術有著廣闊的市場前景，因此政府應當從政策完善、資金支持、人才培養、法律保護等多個方面[3]。主要包括：強化宏觀調控，制定3D打印行業規范；加大財政撥款，為3D打印企業提供稅收等財政優惠；鼓勵高校設立3D打印技術專業，培養3D打印技術方面的人才；完善相關法律法規，保護3D打印技術的只是產權；強化社會監督，重視對3D打印技術可能引發的社會問題，嚴格控制3D打印材料的購買渠道。通過以上政策面的手段，加大對3D打印技術發展的投入，促進我國3D打印技術發展邁上新臺階。

3.2 增強創新能力

創新是企業乃至國家不斷向前發展的動力源泉。只有強大的創新能力，才能保證企業、社會在日益激烈的競爭漩渦中生存下來。首先，要促進3D打印技術的理論創新。及時掌握全球3D打印技術的發展動向，加強3D打印技術同電子、醫學、物理等學科的交流，為拓展3D打印的材料制造帶來新的活力。其次，建立3D打印技術信息交流平臺，以高校、科研所、企業研究成果作為基礎，加強高新科研機構之間的交流，實現完美的科學研究機制。

3.3 完善3D打印技術產業鏈

促進我國3D打印產業技術聯盟的形成，定期開展3D打印技術產業相關研討會，鼓勵高校、科研單位、相關企業的參與，早日實現3D打印產業鏈上下流資源的整合。各方針對3D打印技術材料研究，加大資金、人力的投入，鼓勵企業將非金屬材料應用于3D打印技術之中。同時，各高校與研究機構充分發揮自身技術資源優勢，通過與企業資金資源全面整合，形成3D打印產業的產品設計，軟件開發，材料創新、產品宣傳等完整的產業鏈。

3.4 普及3D打印產品的應用

通過開展3D打印產品博覽會作品等方式，將3D打印技術推廣到中小學校，對少年兒童開展3D打印的教育宣傳，普及3D打印技術的知識，激發他們對3D打印技術的興趣。選取生物醫療、工業設計等領域，有目的、有計劃地將3D打印技術進行推廣應用，積極促進3D打印技術理論與應用的同步發展[4]。

3.5 加強國際間3D打印技術的交流

根據我國對3D打印市場的實際需要，通過高校、研究所等平臺，積極開展通歐美發達國家的3D打印技術的國際交流，形成高校與高校之間、研究機構與研究機構之間的合作關系，互相吸取發展經驗，深化合作，共同促進3D打印技術的進一步發展。結束語

隨著各個學科研究的不斷深入，3D打印技術的發展勢必將進入新的層面。作為最具創新力的技術之一，3D打印技術正在以自身獨特的優勢，受到全世界的關注。3D打印技術當前還處于較低水平，其內在的經濟、社會等方面的價值亟待人們進一步挖掘。文章對我國3D打印技術的未來發展趨勢提出了一些建議，希望能對未來3D打印技術的推廣和應用做出貢獻。

參考文獻

[1]張曼.3D打印技術及其應用發展研究[J].電子世界，2013，13：7-8.[2]江洪，康學萍.3D打印技術的發展分析[J].新材料產業，2013，10：30-35.[3]王博.淺談3D打印技術的發展與應用[J].機電技術，2014，5：158-160.[4]孫建明，童澤平，殷志平.3D打印技術的市場應用及發展前景分析[J].現代商貿工業，2014，18：81-82.作者簡介：趙家立（1986-），男，吉林省吉林市人，工作單位：吉林市創擇科技有限公司，職務：項目主管，研究方向：3D打印技術。

第二篇：流媒體技術應用發展思索

一、概述:

進入90年代以來，Internet網絡通訊技術的飛速發展，已對人類日常生活和工作方式產生了深刻的影響，同時也對傳統的教育教學模式產生了極大的挑戰。網上教學、網絡課程的開發已成為教育技術界同仁討論的中心論題和21世紀教育改革發展的新趨勢。而當今世界，科學技術的迅猛發展，使得知識經濟已見端倪，知識經濟呼吁創新教育，要求我們變革傳統的教育教學模式，發展學生的創新意識和創造性思維的能力，培養創新性人才。

二、流媒體技術促進現代遠程教育

1、什么是流媒體:

流媒體(StreamingMedia)，指的是在網絡中使用流式傳輸技術的連續時基媒體，即在因特網上以數據流的方式實時發布音、視頻多媒體內容的媒體，音頻、視頻、動畫或者其他形式的多媒體文件都屬于流媒體之列。流媒體是在流媒體技術支持下，把連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放到網絡服務器上，讓瀏覽者一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等到整個多媒體文件下載完成就可以即時觀看的多媒體文件。

2、流媒體技術在現代遠程教育中扮演了什么角色

我國遠程教育的目標和任務是，到2010年，基本形成多規格、多層次、多形式、多功能，具有中國特色的終身教育體系。隨著社會發展，科學技數的引用，采用流媒體技術為主要實現方式的網絡教育，作為遠程教育的一種形式，被寄予厚望。

3、流媒體技術實現了網絡教育的方式

目前，流媒體技術應用予網絡教育上，表現為視頻點播和視頻直播兩種主要方式。視頻直播和點播的傳播方式，使得傳統意義上的課本式的教學方式轉變為生動形象的影音模式，廣播教學、語音教學、教學示范、消息發送、網絡影院、遠程管理、教學點播等模式通過互聯網傳播開來。

三、流媒體平臺應用于網絡教育的思考

網絡教育在教育形式和傳播方式上都是一個革命性的開始。但是新型的教育模式在技術應用上總是有其不可避免的應用弊端和欠缺。在網絡教育過程中，往往凸現出來的是網絡應用時的一些細節問題。

1、新時代情況下，網絡教育規模化、產業化逐漸成為一種趨勢，這使得網絡教育的概念，不僅僅是在局域網內的網絡化，而更多地是指通過internet網進行教育傳播，而網絡帶寬成為制約網絡教育的一個重要瓶頸。同時，昂貴的硬件設備對于絕大部分學校，學院來說都是非常重的負擔。

2、通過互聯網傳播使得網絡教育的學員更為廣泛，然而同樣帶來了一些問題，也是互聯網長期以來一直在考慮的問題——網絡安全。針對網絡教育來說，網絡安全主要分為網絡教育過程中發布信息的安全和網絡教育平臺自身的安全。與互聯網上所有的信息傳輸一樣，網絡教育的完成也是通過流媒體平臺與客戶端機交互完成，在交互過程中，往往造成信息的外泄等等，也就出現了經常提到的盜鏈等，同時，也可以通過各種方式對流媒體平臺進行攻擊，造成流媒體平臺癱瘓等。

3、教育的產業化，使得其在管理等方面更偏向于商業性，因此，網絡教育流媒體平臺在各個方面都需要運營性的規范化。

學員管理;教師管理;教學、影視內容管理;教學公告等等，而這些主要集中體現在流媒體平臺的后臺中，流媒體平臺的后臺管理直接關系到網絡教育的運營效果。

以上問題綜合了中國網絡教育過程中，遇到的部分硬件和軟件上的問題。發現問題就要解決問題。如何解決以上問題，是中國網絡教育發展的一個重要的課題，四、網絡教育流媒體平臺經典案例分析:

湖南大學網絡教學流媒體平臺:

湖南大學是國內擁有千年歷史的知名學府之一。2002年1月由湖南大學原現代教育技術中心與原成人教育學院合并組建成立的，在全國28個省、市、自治區設有校外學習中心(點)，共有遠程教育學生八萬多人。為了適應教育市場的發展，湖南大學對現有網絡教育平臺進行了改革，新的平臺采用的是VIEWGOOD流媒體平臺。

VIEWGOOD流媒體平臺單機并發量達到了1000以上，這樣使得湖南大學的教學平臺在硬件投入上減少到了最低，平臺采用VIWGOOD自主開發的Vconnect、KeyBuffer獨創技術，廣域網時延最短只有100ms。系統的穩定性和負載均衡性在行業產品中都遙遙領先。

(一)流媒體平臺架構:

1、采集端:

課程的直播系統主要是進行教學現場的直播和現場活動的直播，直播信號通過WebLIVE視頻直播模塊采集系統編碼壓縮，通過局域網上傳到中心機房，實時發布。采集同時，將直播的數字信號存儲為AVI文件，上傳到放置在視頻點播服務器內，供客戶端的學員進行事后的點播。

2、發布端:

各院系內部發部是通過組播實現，同一網段進行一路信號的組播。并上傳一路至總部的總中心機房，不同院系的用戶可以局域內觀看。每個院系中心機房有自己內部的視頻點播服務器，利用該系統各院系將所有的資料放置在網上，供客戶端的學員進行點播。

(二)流媒體平臺合理貼切的后臺管理

湖南大學使用的VIEWGOOD流媒體服務平臺支持Np、Sp/Cp、超級管理員、終端用戶五種角色。每種角色均可提供多用戶遠程管理。

系統支持對會議、業務培訓、活動、影視等內容劃分級別，以及用戶分級功能，系統限制只有當用戶級別大于對應節目級別的時候，該用戶才可以訪問該級別的影片。如中層管理人員可以訪問的權限和高級管理人員的訪問權限，在系統中可以設定相應的區別。

節目級別可任意定制，級別數量不限，例如。可將節目設為“十個級別”進行管理。VIp用戶可以看到所有級別的節目，而普通用戶只能看到開放的級別的節目。

(三)方案硬件配置

點播服務器

◎硬件配置:HpTC2110:p42.4G、SCSIM18、100/1000網卡

發布服務器

◎硬件配置:HpTC2110:p42.4G、SCSIM18、100/1000網卡

采集工作站

◎硬件配置:p41.8GCpU、512M內存、聲卡、10/100網卡、視頻捕捉設備

Web服務器(自備)

(四)效果反饋:

湖南大學網絡學院網絡教學負責人表示，教育市場的競爭，在于教學機制和教學環境的競爭，學院擁有合理成熟的教學機制，也需要在教學環境上做好文章。通過良好的教學平臺，逐步建立靈活開放、規范管理、注重質量的網絡教育新模式，為實現高等教育大眾化，構建終身教育體系做出貢獻。

五、流媒體技術在教育行業應用的未來趨勢

全球信息化是多媒體網絡教學發展的必然趨勢，如何構建網絡環境下的教學模式與課程模式，對于我們來說是一個新的課題。知識經濟的到來，對于21世紀的人才培養模式、教育模式提出新的挑戰，發展創新教育，培養創新性人才是我們面臨的又一個新的課題。置身于教育轉型時期的我們該如何同時兼顧現代教育技術的變革和人才培養模式的改革呢?又該如何在網絡課程設計中體現學生創造性思維能力的培養呢?這將是擺在我們面前的重要課題。

第三篇：數控車工技術應用分析

數控車工技術應用分析

【摘要】本文對數控車工技術的關健技術，應用優勢和不足進行了闡述，并探究了數控車工技術在數控機床中的具體應用，對于推動數控車工技術的發展，對于實現其有效應用具有積極的意義。

【關鍵詞】數控車工技術；關鍵技術；優勢不足；數控機床

在現代工業生產中，數控車工技術是不可或缺的關鍵技術手段之一，數控車工技術集自動化、數字化、柔性化合和敏捷化為一體，應用優勢明顯，采用這種技術能夠保障生產加工產品零件有效實現，即使是復雜的零件也能夠實現有效的加工處理。

一、數控車工技術概述

數控車工技術指的是借助于數字化控制系統在數控機床上完成零件整體加工的技術手段，數控車工技術能夠有效地完善大量加工難度較大的零件加工，能夠保障零件加工的精確度和準確性。數控車工技術主要分為數控機床加工工藝和數控編程技術兩種類型。

二、數控車工的關鍵技術

數控車工的關鍵技術包括三種，第一，自適應控制技術，這種技術能夠實現自動化設備檢測，能夠根據設備情況自動調整相關系統參數，從而有效改善數控系統的運行狀態。第二，專家技術。這種技術是采用數字化手段將專家經驗與車床切削加工的一般規律和特殊情況輸入到相關數據系統中，構建完善的加工工藝參數系統，智能化專家系統，為數控系統開展工作提供相關參數。專家技術能夠有效提升數控機械設備的編程效率和質量，能夠有效提升加工工作效率。第三，故障自診斷技術。這種技術能夠為數控機械設備的維修工作提供相關信息指導。故障自診斷技術主要包括維護決策信息集成系統和智能診斷系統，這種技術能夠實現對相關設備進行故障檢測，故障診斷，安全保障等多種應用。

三、數控車工的技術應用優勢及不足

數控車工技術應用優勢是明顯的，第一，這種技術用的效率很高。借助于數控車工技術開展工作，能夠實現數字化的加工控制，能夠有效提升零件互換的速度，并能夠實現對復雜曲面零件的快速加工處理，能夠顯著提升加工工作的效率和質量。第二，這種技術應用的勞動強度小。借助于數控車工技術開展零件加工工作，在整個過程中都是通過數控自動系統開展工作的。這項工作的自動化控制水平高，作為操作人員不需要做強度大的工作，只需要密切監視數控設備的運行狀況，適時做好相關參數的調整，就能有效完成加工任務，工作強度小是數控車工技術的重要應用優勢。第三，這種技術應用的適應能力強。數控車工技術主要是通過數控加工系統進行操作，完成加工任務的。在整個過程中，數控加工系統都能實現自動化操作，并能能夠根據需要調整系統的部分參數，從而有效改善機械設備的運行狀態，這種技術應用的適應能力是非常強的。第四，這種技術應用的準確度很高。數控車工技術通過數控系統開展工作，能夠根據需要優化傳動設備裝置，這樣，可以有效減少加工過程中的人為誤差問題，能夠有效提升系統設備加工工作的準確度。

數控車工技術有諸多應用優勢，這種技術能夠有效提升加工工作的任務量，能夠有效提升生產加工工作的質量和效率。但借助于這種手段進行零件加工，企業在購置設備中，需要拖人大量的資金，這對于一些小型企業而言是難以承受的。另外，借助于數控車工技術加工形狀較為復雜的零件時，需要做大量的手工編程工作，這項工作對操作人員及維修人員的編程能力水平要求很高。但目前，相關高素養的技術人員較為缺乏，這就制約了數控車工技術的有效應用。

四、數控車工技術在數控機床中的應用

（一）數控機床

數控機床是建立在數控系統的基礎上的，是以數控車工技術應用為本的，發展到今天，其數控系統控制功能已經相當強大。數控機床已經可以借助于數控系統開展多種工作，能夠實現多種功能，其中主要功能是切削和特種加工。數控機床在發展中，能夠實現與多種現代化技術的的不斷融合，其功能正在不斷拓展，目前，已經能夠滿足多樣化，復雜化加工工作的需要，并能夠實現對相關零件短周期，高精度的生產加工。

（二）數控機床的選擇

在加工工作中，進行數控機床的優化選擇是提升加工工作質量和效率的保障。在選擇數控機床的時候，企業要能夠基于加工工作的需要選擇簡易型、超精密性的數控機床，有條件的企業也可以選擇全功能型的機床。企業要能夠根據加工工作的精度要求進行機床的合理化選擇。一般而言，簡易型的數控機床能夠滿足簡單車工和銑工的操作要求，簡易型機床的分別率能夠達到0.01mm，而超精密型機床的分別率更高，能夠滿足更為精密加工工作的需要。在具體的選擇中，企業要根據自己工作的需要進行數控機床的合理購置。

（三）數控機床的結構

數控機床是有程序介質、數控系統、伺服驅動、機床主體四部分組織的。程序介質在運行過程中，首先會接收到工作指令，然后根據指令記錄加工要求，并能夠將相關要求信息自動傳送到數控裝置信息系統中，根據相關指令要求開展加工控制。數控系統是機床的核心組織，數控系統接收到由程序介質傳到的相關指令要求后，會通過相關軟件對相關信息進行進一步處理，然后把相關信息發送出去。伺服驅動，這個系統主要是接受數控系統的相關信息，然后根據相關信息進行系統驅動，設置相應的加工速度和加工方向。機床主體主要是機床的構造，機床是有滾珠絲杠構成的，這種構造結構簡單，性能良好，能夠滿足不同加工工作的需要。

總之，數控車工技術的技術含量高，在工業生產中發揮著重要的價值，數控車工技術目前在我國制作業中已經得到了廣泛的應用，這種應用有效的提升力我國制作業的生產效率和水平，提升了行業競爭力。我國要大力發展數控車工技術，作為政府要加大技術研發和創新的支持力度，以不斷提升我國制作業的技術水平。作為相關企業，也要能夠認識到數控車工技術應用的重要作用，要能夠積極借助于這種技術實現生產創新，工作創新，能夠借助于數控車工技術不斷推動企業向更高端發展。目前，數控車工技術在應用發展中還存一些不足和問題，我們要重視這些問題，能夠加大人力物力方面的投入，積極進行技術創新，真正推動數控車工技術向高速、高精、高效化化方向發展，以有效的技術創新，促進我國經濟的快速發展。

參考文獻：

[1]于娟.數控車工技術的應用實踐探析[J].企業技術開發，2016（17）

[2]楊永利.分析數控車工技術的應用實踐探析[J].黑龍江科技信息，2015（33）

第四篇：GSM-R技術及應用發展（范文）

GSM-R技術及應用發展

摘 要

鐵路是我國國民經濟的大動脈，鐵路的運輸能力直接影響著我國國民經濟的發展。進入21世紀，隨著鐵路跨越式的發展，鐵路通信系統也迎來了劃時代的轉變，近年來隨著運輸量的日益增長，使得列車重量加大，列車編組加長。

GSM-R技術是基于成熟、通用的公共移動無線通信系統GSM平臺之上，專門為滿足鐵路應用而開發的數字式移動無線通信技術。在鐵路通信中，它能夠提供定制的附加功能，如優先級和強插功能、話音組呼及廣播功能、位置尋址及功能尋址和安全數據通信等，是一種經濟高效的綜合數字移動通信系統。鐵路無線全球通信系統GSM-R的建設和使用，表明中國鐵路正不斷吸取國外鐵路的先進經驗和成果，努力提升自身的經濟技術結構和規模水平，加快發展步伐，爭取在較短時間內運輸能力滿足國民經濟和社會發展的需要，主要技術裝備達到或接

近國際先進水平。

Abstract Railway is the main artery of China's national economy, the railway transport capacity of a direct impact on the development of our national economy.In the 21st century, with the railway by leaps and bounds in the development of railway communication systems have also ushered in an epoch-making changes in recent years with the growing traffic, making the train to increase the weight of the train

formation length.GSM-R is based on mature technology, the general public mobile radio communication system GSM platform, specifically for the railway to meet the application and development of the digital mobile wireless communication technology.In the railway communication, it can be customized to provide additional features such as priority functions Interpolation and strong, the group calls and voice broadcasting capabilities, addressing the location and function of addressing security and data communications, is a cost-effective integrated digital System for Mobile Communications.Railway global wireless communication system GSM-R and use of the building, indicating China Railway is abroad, and continuing to draw on the advanced experience of the railway and the results of efforts to upgrade its economic structure and technological level of the scale, speed up the pace of development in the relatively short period of time for transport capacity National Economic and Social Development to meet the needs of major technical equipment to reach or approach advanced international standards.? 目錄 1 緒論...1 2 GSM-R系統的介紹...2 2.1 GSM－R系統組成...3 2.2 GSM-R工作頻率...3 2.3 GSM-R系統結構與覆蓋...4 2.4 GSM-R功能特點...4 2.5 GSM-R網絡優化策略...5 3 GSM-R技術在我國鐵路通信中的應用...5 GSM-R技術的發展方向...6 總結...8 參考文獻...10

? 1 緒論

新中國成立初期，鐵路長途通信一直采用的是以架空明線和電纜為傳輸媒質的載波通信設備，電話交換大量發展步進制自動交換機及人工長途臺，在專用通信方面，全路調度、各站、養路等通信系統改造為鐵路支流脈沖選叫方式。進入70年代，隨著國外鐵路開始應用光纖技術，我國鐵路光纜、數字通信也隨之進入研究階段，進入 80年代中后期，數字光纖通信已經在多條線上試用成功；90年代數字光纖通信已經在鐵路通信中被廣泛使用，這一時期除光纜建設迅速發展以外，其他數字通信建設也得到了相應的發展。在交換方面大量采用程控交換設備，90年代末全路長途交換網基本形成，在數據交換方面根據鐵路運輸管理信息系統（TMIS）、客票預定和發售信息系統及鐵路其他信息業務的需要，建設了鐵路第一個分組交換數據網，在專用通信方面由于光數字分插設備的應用，區段通信電纜數大幅度增加，鐵路無線通信系統使用的單信道模擬制式無線通信設備主要是為滿足話音通信設計的，主要使用 450M頻段，共 58對頻點，固定分配給了無線列調、站調、公安等無線系統使用，各個部門間不能相互共享，造成頻率資源的極大浪費，無線通信系統采用頻點（信道）固定分配的方式，信道長期指配給某一系統（通常按專業劃分）用戶使用，當一個信道遇忙時，其它用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭搶或者出現阻塞，通信質量得不到保證。而信道空閑時，別的系統用戶也并不能利用該信道進行通信。這無疑是對頻率資源的一種浪費，也制約了用戶數量的進一步發展。鐵路無線通信系統樞紐地區干擾嚴重不具備網絡能力，移動終端對講距離受限，鄰站交界區易發生業務中斷，各個無線通信系統分散，不能聯合組網，使得各系統之間用戶無法進行聯絡，無線、有線調度網基本獨立，無法形成有機融合的整體。無線列調系統是開放系統，并未做任何鑒權加密處理，對用戶無需進行身份識別，只要無線終端用戶頻點和調制方式與無線列調相同，便可以加入到無線列調系統內的通信。因此話音業務可以被接收或竊聽，給行車安全帶來極大的隱患。

隨著我國鐵路信息化建設的不斷發展，鐵路數據信息業務量的多樣化和高速率，使得GSM-R系統在國內有著廣闊的發展空間，GSM-R技術也正是順應時代的發展，利用其固有的GSM-R網絡特性，為鐵路信息化和自動化發展奠定良好的基礎，利用通信的手段實現鐵路移動設施和固定設施的無縫連接，確保列車平穩高速、安全地運行。GSM-R系統的介紹

GSM-R（GSM for Railway）中文全稱為鐵路移動通信系統標準，和我國現在覆蓋最大的GSM網絡標準相仿，是中國首次從歐洲引進的移動通信鐵路專用系統。隨著GSM的技術日趨成熟，使用范圍迅速擴大，造價逐漸下降，并且又由于在用戶迅速擴展的情況下，集群移動通信解決方案所存在的問題日趨突出，歐洲的鐵路移動通信系統最后定位于GSM的方式，也就是在GSM標準上加入了一些適合高速移動環境使用的要素，該項技術在GSM的發起地區歐洲得到了推崇，德國和法國、荷蘭、瑞士等國家已在鐵路沿線進行了GSM-R的放號。GSM-R是一種專門為鐵路設計的專業無線數字通信系統，基于GSM系統技術平臺，針對鐵路通信列車調度、列車控制、支持高速列車等特點，為鐵路運營提供定制的附加功能的一種經濟高效的綜合無線通信系統，并將鐵路移動通信所具有的特色（群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能）加進去，構成GSMR用于鐵路的全球移動通信系統的解決方案。從集群通信的角度來看，GSM-R是一種數字式的集群系統，能提供無線列調、編組調車通信、應急通信、養護維修組通信等語音通信功能。GSM-R能滿足列車運行速度為0-500km／小時的無線通信要求，安全性好。GSM-R可作為信號及列控系統的良好傳輸平臺，正在試驗中的ETCS歐洲列車控制系統（也稱FZB）和另一種用于160公里以下的低成本的列車控制系統（FFB），都是將GSM-R作為傳輸平臺。

2002年以來鐵道部經過幾年的論證、研究，決定借鑒歐洲先進國家鐵路通信在GSM-R系統上成功經驗，決定在國內選擇GSM-R作為鐵路專用移動通信系統，替代原有的模擬通信系統，支持鐵路跨越式發展，首批試點線路為青藏線、大秦線和膠濟線，并在實驗成功的基礎上逐步在全國各條鐵路干線和新建城際客運專線上推廣使用。

既有的GSM-R通信系統主要由BSS（基站子系統）、NSS（交換子系統）、OSS（管理子系統）三大部分組成，根據業務的需要，增加了智能業務和GPRS分組數據業務功能單元，我國目前在青藏、大秦、膠濟線試用的GSM-R系統基本上可以滿足鐵路運輸信息業務十大功能：機車同步操作控制系統的信息傳輸、列車控制系統的信息傳輸、調度通信、無線車次號信息、CTC調度命令的傳送、列車尾部風壓信息傳送、機車綜合監測信息傳送（弓況、工況、軸溫等）、客車運行安全監測系統（TCDS）信息傳送、旅客移動信息服務系統的信息傳送、大型編組場/車站綜合移動信息服務系統的信息傳送、區間移動通信與公務移動通信。中間站通信條件大為提高。調度等共線電話也推廣采用了程控共線設備。

2.1 GSM－R系統組成GSM-R 系統由六個子系統組成：交換子系統（SSS）、基站子系統（BSS）、運行與維護子系統（OMC）、通用分組無線業務子系統（GPRS）、終端子系統及移動智能網子系統（IN），并通過交換子系統（SSS）中的網關移動交換中心（GMSC）實現與其他通信網絡的電路域業務的互聯互通，通過通用分組無線業務系統（GPRS）中的網關GPRS業務支持節點（GGSN）實現與其他數據信息網絡的分組域業務的互聯互通。

GSM－R系統框圖如下圖，A接口往右是NSS系統，它包括有移動業務交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權中心（AUC）和移動設備識別寄存器（EIR），組呼寄存器（GCR），操作維護中心（OMC），A接口往左Um接口是BSS系統，它包括有基站控制器（BSC）和基站收發信臺（BTS）。Um接口往左是移動臺部分（MS），其中包括移動終端（MS）和客戶識別卡（SIM）。? 圖2-1 GSM－R系統框圖

2.2 GSM-R工作頻率GSM-R系統可以在876～960MHz整個頻率范圍內工作，但CEPT（歐洲郵政與電信會議）為歐洲國家的鐵路通信系統指定了一個專用頻帶，也即UIC（國際鐵路聯盟）的GSM-R頻帶：移動站到基站（上行鏈路）為876～880MHz，基站到移動站（下行鏈路）為921～925MHz。GSM-R選擇工作在900MHz頻帶有如下的理由：適合500km/h高速移動體的通信（最大多普勒頻移為415Hz）；抗電氣化鐵道電火花干擾（電火花的頻率多集中在400～800MHz）；典型覆蓋距離約為5～10公里，對高速列車來說這是保證系統容量和服務質量的最小范圍；更適于隧道內通信（相對450MHz和1800MHz頻帶）。

2.3 GSM-R系統結構與覆蓋GSM-R可以構成既含有面狀覆蓋又含有鏈狀覆蓋的網絡，既可用于地區性的覆蓋也可用于全國性的覆蓋。例如，沿鐵路線采用鏈狀覆蓋，車站及樞紐地區采用面狀覆蓋。為了滿足鐵路對傳輸的高可靠性，鏈狀覆蓋一般采用雙重冗余的重疊小區結構，每2個基站（BTS）重疊覆蓋一個小區（cell）；面狀覆蓋采用多小區（或多扇區）蜂窩結構，每個基站（BTS）覆蓋一個小區（cell），當然也可以采用重疊覆蓋小區結構。

2.4 GSM-R功能特點GSM-R以GSM平臺為基礎，因此除了GSM所具有的越區切換、漫游等特性外，GSM-R還具有如下專有的特性： 功能尋址（Functional Addressing，FA）：便于固定（移動）用戶撥號呼叫列車上移動用戶的一種方式。

基于位置的尋址（Location Dependent Addressing，LDA）：便于列車上移動用戶（如火車司機）呼叫固定用戶（調度員）的一種方式。例如當火車司機呼叫固定用戶（調度員）時，系統依據移動用戶（火車司機）的當前位置（所在控制區/小區）對固定用戶（調度員）進行尋址，自動地將呼叫轉接到列車當前所在控制區的調度員。語音廣播服務（Voice Broadcast Service，VBS）：VBS可用來在指定區域（可跨多個小區）內廣播消息或發布緊急呼叫（一點對多點的呼叫，主呼者講話而眾多的被呼方只能收聽）。區域的定義和選擇可動態設定，從而具有極大的靈活性。語音組呼服務（Voice Group Call Service，VGCS）：移動或固定用戶撥打組呼ID號，可與指定區域內的小組成員建立呼叫。該組內所有成員均可通過同一業務信道進行接聽；該小組的成員也可通過按鍵講話（PTT）方式發出通話請求，系統依據“先請求先服務”的原則建立一個上行鏈路來提供通話服務。

增強的多優級與強占權（Enhanced M ulti-Level Precedence and Pre-emption，eMLPP）：鐵路緊急呼叫或列車自動控制等許多通信應用，都要求網絡無論處于何種負載狀況下均能迅速建立呼叫。如果在一個無線電小區發生擁塞（所有無線電頻率和業務信道均被占用），eMLPP可立即切斷低優先權的呼叫而優先建立高優先權的呼叫。列車控制系統（Train Control System，TCS）：是以GSM-R作為傳輸手段的列車自動防護/列車自動控制系統，甚至可以實現列車自動操作（駕駛）。

鐵路維護通信：利用GSM-R建立鐵路沿線維護人員的業務聯絡通信（新的路邊電話和隧道電話）并能夠根據維護人員的職能和所在的場所很快地確定他們的位置。

列車診斷：如果列車發生故障，診斷數據將通過GSM-R傳輸到下一個維修中心。使維修站能夠及時為維修做好相關準備，因而大大縮短維修時間。

旅客服務：包括列車時刻信息、在線售票（訂座）服務。基于列車自動控制和GSM-R的列車時刻信息服務，能夠隨時為旅客和乘客提供列車的動態位置和時刻信息；基于GSM-R連接的售票機可提供在線售票（訂座）服務。

貨運跟蹤服務：利用一個帶有GPS接收器的簡單GSM模塊，可指示該貨車（集裝箱）的精確位置，可實時掌握所運貨物的確切位置，并可將這一數據發送給其客戶。

我國GSM-R除了具備GSM-R現有的功能特性，還應有無線列調功能、按近連續式機車信號傳輸、區間移動人員通信，以及根據我國的鐵路的地理位置進行合理的GSM-R系統區間的場強覆蓋。

2.5 GSM-R網絡優化策略GSM網絡優化解決的主要問題有：信道擁塞率高、呼叫成功率低；越區切換失敗率高，掉話嚴重；通話質量低、有串音；移動臺占用話音信道后呼叫釋放、出現振鈴后無通話、移動臺接通后單邊通話；設備完好率較低；中繼電路的配置與實際話務不相符、電路群的每線話務量差別較大等。

目前，鐵路GSM-R網絡建設基本還處于方案設計階段，如何在GSM-R網絡規劃建設時就能減少這些問題出現的概率，為今后運營和服務打下良好的基礎，這對于提高投資效率是很有意義的事情。GSM-R技術在我國鐵路通信中的應用

（1）青藏鐵路：我國在青藏鐵路通信中采用了專用的GSM-R系統，解決了凍土地帶信號傳輸問題，減少了維護工作量；創造性的采用雙交換機、同站址雙基站無線覆蓋方式，使GSM-R網絡達到了可靠性、有效性、可維護性、安全性等技術指標要求。

（2）大秦重載鐵路：大秦線是重載運輸專線，山區多、隧道多、曲線多。鐵道部針對大秦線的技術難點，組織多方力量集中攻關，在GSM-R網絡電路交換業務的基礎上，自主研發了機車同步操控地面應用節點、車載通信單元和管理維護設備，為實現多種編程方式2萬噸重載組合列車同步操控提供了可靠的網絡條件；同時采用同站址雙基站和基站交織兩種無線覆蓋方式混合組網，滿足了不同地理環境的網絡可靠性需求；在機車同步操控系統通信平臺的基礎上進行系統功能升級，自主研發了可控列尾主機和控制盒，從而節省了機車使用數量，提高了經濟效益。

（3）膠濟線提速工程：膠濟線地處我國經濟發達地區，是客貨混運線路，運輸非常繁忙，電磁環境復雜。圍繞200KM/H干線鐵路建設和發展的需要，鐵道部組織多家單位積極開展GSM-R應用創新，協調移動運營商進行GSM電磁環境清理，克服了外界干擾，優化了GSM-R無線基站分布，創造了在繁忙干線運營GSM-R的新經驗。（4）合寧客運專線：進入2008年，我國鐵路GSM-R通信系統進入全面建設和使用階段，安徽省內合寧高速客運專線鐵路建設完工并投入運營，合寧客運專線全長166公里，其中客車運行期間為合肥站至南京站，同時組織部分跨線客車，貨車運行期間為合肥東站至南京東站，因此合寧線GSM-R網絡覆蓋合肥、合肥東至南京、南京東站。合寧GSM-R系統設置基站子系統的基站控制器、編碼器和速率適配單元、PCU設備，根據場強覆蓋的需要在鐵路沿線設置基站設備和弱區覆蓋設備，動車組和機車配備機車綜合通信設備，相關移動，工作人員配置手持終端。4 GSM-R技術的發展方向

我國GSM-R系統發展的現狀與歐洲差異：

（1）歐洲國家網絡規模小，歐洲國家網絡規模小，而我國網絡規模大，應采取全網統一規劃、分布實施建網策略，因此，在建網前期，需要規定框架性的要求，指導全網的建設、發展與規劃。

（2）歐洲各國 GSM-R核心網大多采用一家設備，智能網采用廠家內部私有協議。而我國 GSM-R核心網為多廠家組網環境，對于智能業務，需要統一規范業務的實現流程。

（3）歐洲應用范圍小，移動通信業務簡單，主要承載列車調度通信和列控信息傳輸業務。在我國，GSM-R網除了上述兩項主要業務外，還需引入 GPRS系統，承載調度命令、車次號、調車監控信號等信息傳送，此外，由于運輸指揮作業方式不同，列車調度通信具體要求也有所不同。

（4）歐洲 GSM-R系統設備供貨廠家有北電、西門子，在我國，除了上述兩個廠家外，還有華為公司，需要解決3家設備之間互聯互通問題，因此，需要制定接口技術要求和測試規范。

基于此上，我國鐵路通信GSM-R技術發展有以下幾個重點。（1）加強GSM-R理論研究

我國對GSM-R技術的研究始于上個世紀末，雖然我國GSM-R發展到今天，突破了很多難關，但仍有不少理論難點還未攻克。近年來，GSM-R網絡中GPRS應用中取得了很多理論和實踐突破。比如根據我國鐵路實際情況，運輸對通信業務需求量大，但頻率資源緊張的實際情況，采用GPRS這種分組數據傳輸方式作為一些非安全數據信息的傳輸平臺，以更好的利用頻率資源，為鐵路信息化建設提供傳輸平臺。我國鐵路已先于歐洲發展基于GSM-R的GPRS業務是一項開拓性的工作。（2）推動互聯互通現場測試工作

我們在進行鐵路通信GSM網絡大規模建設時，為保護工程投資，應考慮解決GSM-R系統的開放性和不同廠家設備之間的互聯互通問題。進行互聯互通工作有利于GSM-R更好地服務于中國鐵路，有利于設備供貨市場形成良好競爭局面，保護工程投資，降低風險;有利于形成全程全網的解決方案，按照目標網進行網絡規劃和建設，最大限度發揮總體效益；有利于網絡長遠發展，對GSM-R技術在中國推廣起到積極的推動作用。我國互聯互通工作于2006年3月開始提上議事日程，測試工作分兩個階段，第一個階段是在實驗室環境下的測試，第二個階段是現場測試。第一階段的主要任務是進行電信業務的互聯互通測試以及接口的一致性測試，保證各個廠家的主要網元之間能夠實現互換。（3）改進信息傳輸安全平臺的設計

GSM-R在鐵路通信的應用中，從實用、安全、可靠的角度出發，今后需要不斷改進鐵路移動信息傳輸安全平臺的設計方案，設計公用網與鐵路專用網安全互聯、移動設備與地面網絡可靠互通的鐵路移動信息傳輸安全平臺。鐵路移動信息傳輸安全平臺應有完善的硬件系統和軟件系統組成。平臺硬件系統應該由內外網通信服務器、行車監控及業務系統設備為主的時實監控和傳輸設施組成，平臺軟件系統主要由外網傳輸處理子系統、內網傳輸處理子系統、管理監視子系統構成。將GPRS數據接人點部署在鐵路局，每個鐵路局設立統一的外網通信服務器，作為各個業務系統地面數據處理中心，承擔所有應用系統車、地間和內、外網間的數據交換任務，使各應用系統中所有從GPRS下載的實時信息統一由鐵路局外網通信服務器接收，再經網絡安全傳輸平臺進人鐵路運輸生產系統。（4）處理好GSM-R與3G的關系

GSM-R的基礎GSM系統已經在全世界130多個國家和地區得到部署和應用，無論是網絡設備、終端還是業務應用等等都已經非常成熟。GSM-R能夠滿足鐵路應用對可靠性、可用性、可維護性和安全性的苛刻要求。目前3G規范中還未考慮鐵路特色業務，其應用在我國也尚未開展。但是，GSM-R與固定通信網的發展是緊密關聯的，與先進的網絡技術是同步發展的，與3G移動通信有著良好的后向兼容性。如同GSM可以向WCDMA平滑演進一樣，GSM-R也可以向WCDMA-R平滑演進。因此，我們在大力建設我國GSM-R網絡的同時，應該積極探討GSM-R網絡向3G的演進方案，包括網絡自身的演進、應用業務的演進以及各個應用接口的演進等等。（5）注意GSM-R的電磁環境

GSM-R干擾源主要分為系統內部干擾和系統外部干擾。系統內部干擾主要是由頻率規劃和小區規劃不當等自身原因造成的同頻、鄰頻干擾等。外部干擾又分為來自中國移動GSM網的干擾，CDMA基站下行鏈路對GSM-R上行鏈路的干擾，全頻段或部分頻段人為故意大信號堵塞干擾等。排除自身因素和人為因素，GSM-R的干擾主要來源于與其共享頻率資源的中國移動GSM-R網絡。在如此復雜的電磁環境中，應對GSM-R網絡進行“無線空中管制”，為列車控制系統創造無“污染”的通信天空。采用何種方案來與中國移動等單位進行協調，從而保證GSM-R正常的無線通信環境，將是鐵路面臨的一個緊迫而重要的問題。

（6）盡快完善適合我國鐵路應用的GSM-R技術規范體系

通過制定標準與規范，一方面為網絡規劃、建設和運維管理提供技術依據，確保網絡完整、統一和安全可靠，提高服務質量、合理地利用頻譜、碼號等資源；另一方面，也為各廠家平等接入提供可循的技術依據，為網絡設備質量認證和監督的提供依據。此外，通過參與標準研究工作，還可以有效地提高人才的業務素質，為我國 GSM-R健康發展打下堅實的技術基礎。鐵道部從2003年開始組織路內外科研院校及相關單位組織制定了一系列技術規范，對于大秦、青藏、膠濟3條線GSM-R系統工程建設起到了很好的指導作用。但既有規范尚需進一步完善。此外，還需組織制定其他相關技術規范，建立健全適合我國鐵路應用的 GSM-R技術規范體系，滿足我國鐵路發展的需要。總結鐵路通信網是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具。介于GSM-R技術在鐵路通信網中的應用現狀及其未來的發展趨勢，鐵路通信網應該抓住當今通信技術的發展潮流和市場的需要，在保證鐵路通信要求的前提下，既要符合中國鐵路技術政策和有關行業的技術政策要求，也要密切結合我國實際需求，合理利用資源，做到技術先進、經濟合理、安全適用、現實可行，從而參與同其他電信部門的競爭，為出行的旅客以及網絡覆蓋區域的用戶提供高質量、方便、快捷、多元化的電信服務，進一步推動全國既有鐵路通信系統的改造，全面加快鐵路跨越式發展，實現運輸生產力的大幅度提升，到 2020年基本實現中國鐵路現代化，為國民經濟的穩步增長打下堅實的基礎。? 參考文獻

[1] 鐘章隊，李旭，蔣文怡，鐵路綜合數字通信系統，中國鐵道出版社，2003年 [2] 張友生，遠程控制編程技術，電子工業出版社，2002年 [3] 廖敏，鐘章隊，高速鐵路無線傳輸系統有效性分析，中國鐵路，2000年 [4] 張宇威，TETRA與GSM-R技術應用分析，移動通信，2002（4）

[5] 蔣文怡，王虹英，GSM傳輸時延及其對GPS定位數據傳輸影響，移動通信，2001（1）

第五篇：膜分離技術的發展和應用

膜分離技術的發展和應用

膜分離技術受到世界各技術先進國家的高度重視,近30年來,美國、加拿大、日本和歐洲技術先進國家,一直把膜技術定位為高新技術,投入大量資金和人力,促進膜技術迅速發展,使用范圍日益擴大。

膜分離技術的發展和應用,為許多行業,如純水生產、海水淡化、苦咸水淡化,電子工業、制藥和生物工程、環境保護、食品、化工、紡織等工業,高質量地解決了分離、濃縮和純化的問題,為循環經濟、清潔生產提供依托技術。

膜分離技術簡介

1.1 膜的定義

膜是一種起分子級分離過濾作用的介質,當溶液或混和氣體與膜接觸時,在壓力下,或電場作用下,或溫差作用下,某些物質可以透過膜,而另些物質則被選擇性的攔截,從而使溶液中不同組分,或混和氣體的不同組分被分離,這種分離是分子級的分離。

1.2 膜的種類

分離膜包括:反滲透膜(0.0001～0.005μm),納濾膜(0.001～0.005μm)超濾膜(0.001～0.1μm)微濾膜(0.1～1μm)、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對應不同的分離機理,不同的設備,有不同的應用對象。膜本身可以由聚合物,或無機材料,或液體制成,其結構可以是均質或非均質的,多孔或無孔的,固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm ,厚至幾毫米。

不同的膜具有不同的微觀結構和功能,需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領域的核心研究課題,也是各公司嚴格保密的核心技術。

1.3 膜分離技術的定義把上述的膜制成適合工業使用的構型,與驅動設備(壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵)、閥門、儀表和管道聯成設備。在一定的工藝條件下操作,就可以來分離水溶液或混和氣體。透過膜的組分被稱為透過流分。這種分離技術被稱為膜分離技術。膜技術的應用領域

2.1 供水

2.1.1 高質量飲用水供給

隨著水體的污染和人民生活水平提高,人們越來越希望得到高質量的飲用水供給。采用活性炭吸附過濾和超濾結合制取高質量飲用水,設備投資少,制水成本低,是優質飲用水制備的經濟有效方法,具有廣闊的市場前景。

2.1.2 工業供水

自來水和地下水的水質不能滿足許多化學工業、電子工業和紡織工業的要求,需要經過凈化處理方可以使用,超濾膜技術是凈化工業用水的重要技術之一。

2.1.3 醫藥用水

醫藥針劑用水是采用多級蒸餾制備的,其工藝繁瑣、能耗高、而且質量常常得不到保證。用超濾膜技術除針劑熱源和終端水熱源,取得很好效果。

2.2 工藝水的處理(分離、濃縮、分級和純化)在各工業生產過程中,往往有分離、濃縮、分級和純化某種水溶液的需求。傳統用的方法是沉淀、過濾、加熱、冷凍、蒸餾、萃取和結晶等過程。這些方法表現出流程長、耗能多、物料損失多、設備龐大、效率低、操作繁瑣等缺點,以超濾膜技術取代某種傳統技術可以獲得顯著的經濟效益。

2.2.1 膜技術在制藥工業的應用

膜技術廣泛應用于生物制備和醫藥生產中的分離、濃縮和純化。如血液制備的分離、抗菌素和干擾素的純化、蛋白質的分級和純化、中草藥劑的除菌和澄清等。發酵是生物制藥的主流技術,從發酵液中提取藥物,傳統工藝是溶劑萃取或加熱濃縮,反復使用有機溶劑和酸堿溶液,耗量大,流程長,廢水處理任務重。特別是許多藥物熱敏性強,使傳統工藝的實用性多受限制。國際先進的制藥生產線,大量采用膜分離技術代替傳統的分離、濃縮和純化工藝。如以膜設備濃縮純化抗生素、中藥湯及中藥針劑澄清等。

2.2.2 膜技術在食品領域工業的應用

利用超濾膜技術把發酵液中產品和菌體分離,再采用其它方法精制流程。其優點是:生產效率和產品質量提高;簡化了工藝流程;菌體蛋白不含外加雜質,利用價值高,達到資源綜合利用。醬油、醋的澄清、果汁澄清和濃縮、乳制品生產、制糖工業都采用了膜技術。

2.2.3 膜技術在各種工業生產中的應用

凡是涉及分子級的濃縮和分離的過程,都有膜技術應用的機會。汽車電泳漆的在線純化采用超濾膜除去雜質,持續保證涂漆質量;燃料工業泳超濾膜技術分離和濃縮中間體。

2.3 在環境保護和水資源化的應用膜技術在廢水處理、污染防治和水資源綜合利用方面得到廣泛應用。在許多情況下,不僅處理了廢水,還能回收有用物質和能量。

2.3.1 各種含油廢水及廢油的處理

①采油回注水的處理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,提高注入水的質量。②含油廢水的處理:許多工業生產和運輸業都產生大量的含油廢水,膜濾技術是達標排放最有效的方法。③廢潤滑油的純化:用常規技術加膜分離,可得到很純的潤滑油,適用于汽車等廢機油的處理。④機床切削油的純化回收:膜法可除去廢切削油中的細菌和雜質,處理后回用。⑤廢食用油的純化處理技術:食用油在連續高溫下產生致癌物質,用膜法可將這部分除去。⑥食用菜籽油的純化:菜籽油中含有15 %～48 %高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,達到標準(芥子酸<5 %)。

2.3.2 廢水的處理及回用

①膜生物反應器處理生活污水回用中水,其占地面積小,設備投資低,處理水質好。②印刷顯影廢水的處理及回用,采用膜技術處理可以達標排放,也可回收。③電鍍廢水可采用膜技術處理,水回用,污染物回槽利用。④印染廢水采用膜分離可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染廢水可回收靛藍燃料。⑤造紙廢水用膜可將廢水中的木質素、色素等分離出來,凈化水可排放或回用。

2.3.3 水的淡化技術

①海水淡化技術:應用最新的膜蒸餾技術,最適合和船用發動機熱交換器連用,利用廢熱生產淡水,適合于中、小型漁船遠航捕撈使用。②咸水淡化技術:將天然咸水用膜淡化到應用水質標準。

2.4 氣體分離、濃縮技術及其應用①氧化濃縮:可用膜裝置制成安全、簡便的醫療和理療設備,也可用于煉鋼吹氧或助燃等工業生產,富氧濃度35 %～80 %。②氮氣濃縮:氮氣可用于食品保存、汽車存儲、飛機加油、防爆及化學工業,膜設備的氮可濃縮至90 %～98 %。

③二氧化碳、二氧化硫、氫氣的分離:當二氧化碳、二氧化硫、氫氣分別和其它氣體混和在一起時,可用膜將它們分離出來,滿足工業的需要。④氫氣的分離和濃縮:在化工產品制造時,往往排出大量氫氣,可用膜法將氫氣分離出來。

2.5 其它

①膜法保鮮劑:在水果、蛋類外部侵涂一層膜可達保鮮目的。保鮮后,存放期長,外觀色澤好。②制造維生素E的膜法分離技術:用膜可以

從黃豆油中提取VE的混合物,其抽提劑可循環使用。

膜分離技術的國內發展動態

中國的膜技術從60年代中期起步研究,長時間在實驗室內和中試規模徘徊。從“七五”計劃開始,國家科委把膜技術列為國家重大科研項目加以支持,膜技術取得較大進展,特別是改革開放的國策促進了廣泛的國際交流,膜技術在國民經濟發展中的重要性日益增大,國內膜工業產值也逐漸增加。

近10年來,中國的膜技術的總體水平有了很大的進展,但與國際技術先進國家的差距仍然很大。問題主要表現在:生產現代化、產業化程度低,原料不規范,工藝參數未嚴格控制,產品質量不穩定;膜的品種少,應用范圍小。尤其應用的工藝設計、系統成套能力、膜組件水平、相關機電產品等方面,尚未達到國際先進水平,遠不能滿足國內市場需求,膜技術存在著很大的發展空間。

首先,我們要加強研發能力,推動膜技術產業的發展,依靠科技進步,提高產品質量,降低成本,增加品種,擴大應用面。

再者,通過招商引資,引進技術,消化吸收,提高膜技術應用的工藝設計、系統成套能力,膜制備和膜組件水平,膜品種及相關機電產品等方面達到國際先進水平。