第一篇：繩系系統的應用與軌道選擇

空間繩系系統的應用及其軌道選擇

摘要

空間繩系技術是一種全新的航天技術，是當代空間技術的一個新的領域。自七十年代中期以來，繩系理論經過幾十年的發展，顯示出其具有巨大的應用前景。繩系技術可應用于航天器的交會對接與空間發射與釋放。與原有技術相比，這些基于繩系技術而提出并正在實現的新型空間技術都具備一些突出的優點。隨著各項相關技術的發展，繩系系統技術將會在更大的領域范圍發揮更大作用。引言

空間繩系系統指兩個或者多個航天器用柔性繩連接在一起構成的空間系統。最典型的空間繩系系統是由母衛星、子衛星和連接系繩組成，這兩個航天器在系繩的約束下一起做軌道運動，其質心的運動同傳統的航天器類似（如圖1-1）。系繩這種特殊的柔性材料使得能夠用相對較少的材料在空間構成非常大的結構，較短的系繩有30m，更長的系繩可能達到幾十公里[1]。

圖1-1 空間繩系的出現最早起因于宇航救生、微重力試驗以及外空輻射測量等方面的需要。隨著研究的展開與深入，空間繩系技術更多獨特的應用價值逐漸被發現。按照不同的空間應用，空間繩系可分為三類空間繩系系統，其名稱及特點： ① 靜止繩系系統：在其使用過程中系繩的長度和數量、航天器的數量和質量以及它們的相 互位置和指向是不變的。

② 空間電動繩系系統：繩索一端置有電子收集采集器用于收集等離子層中的電子，另一端置有等離子發射器，系統高速運動切割地磁力線的同時便有電流在導電繩纜中產生。

③ 空間動量交換繩系系統：系繩數量和長度、航天器的數量和質量以及它們的相互位置和指向是經常改變的。該系統由高強度繩索、系繩展開／回收機構及控制平臺組成[2]。靜止繩系系統的應用

根據靜止繩系系統特點，其在空間資源開發和空間環境探測方面具有獨特的優點和廣泛的應用前景。

★應用繩系衛星系統從位于200--400公里高度的母星(航天飛機、空間站或其它空間飛行器)上向下伸展空間探測平臺，可以進入100--150公里區域并進行較長時間的測量。彌補目前對100一150公里高度層的地球大氣進行直接的較長時間的測量的技術空缺。

★應用于加長的測量系統(例如用帶有與系繩長度相等的大基極的干涉儀)，地球物理場傳感器，以及沿系繩配置或用系繩降至低空的大氣探測器進行相關研究。

★利用建筑原理組成繩系系統，可以在空間建成復雜的大型建筑(空間電站、住宅、工廠、溫室等)。未來空間大型建筑的建造，是人類向太空、外星移居的必由之路，而繩系系統也將在此發揮重要的作用。空間電動繩系系統的應用

系統高速運動切割地磁力線的同時繩索一端電子收集器收集等離子層中電子，沿繩索流動到另一端，通過電子發射器將電子送回等離子層，形成閉環電路，從而產生電磁力。利用該系統在軌道上運動的部分動能，可以產生功率為兆瓦量級的電能。利用機載發電機獲得的電能，可以保持，提升／降低飛行器軌道高度而不必消耗燃料。還可以把系繩作為一個發射天線，實現低頻波段無線電波的有效輻射（如圖1-2）。

圖1-2 4 空間動量交換繩系系統的應用：

在空間繩系系統中的各種應用系統中，動量交換是空間系繩最有應用前景的技術之一。其應用有：

★繩系交會對接。包括航天器與空間站的交會對接，碎片回收及航天器的軌道機動。

★空間升降機。用沿著系繩運動的升降機可以運送貨物和人員。

★航天器空間指向調整。利用一端連有系繩的傳動桿，可以變換吊在系繩上的航天器在空間的指向。

航天工程中的成本通常是巨大的，在航天工程中若能較大的減少成本花費，空間的探索應用的利益空間將會更加促使人們勇敢邁出前進的腳步。又隨著全球能源和資源的緊張，尋求一種節省能源消耗同時減少成本的方法顯得越加重要。

與傳統航天器的交會對接相比，利用繩系系統進行交會對接可節省大量燃料降低成本，在一定程度上可提高安全性和可靠性甚至可重復使用，因此有較高的應用價值。下面對空間動量交換繩系系統中的交會對接進行介紹，交匯對接包括繩系捕獲技術和空間發射與釋放技術。4.1 繩系捕獲技術

利用繩系進行航天器交會對接，這是一種全新的對接方案。繩系衛星系統包括一顆子星和一顆母星，它們之間用一條細長的軟繩相互連接。如圖4-1，把子星換成具有不同連接功能的末端效應器，就可以在較遠的距離上實現對目標航天器實施捕獲或者對接。

圖4-1 對于母星與目標衛星的交會對接，介紹R-bar對接/捕捉方案和V-bar對接／捕捉方案。

4.1.1 R-bar對接/捕捉方案

方案如圖4-2所示。對接過程中：母星亦采用飛越軌道，以直線運動軌跡掠過目標衛星；在母星到達目標衛星正上方之前終端器被彈射釋放，彈射方向為垂直向下(相對母體)；在隨后的時間內，控制繩拉力使終端器接近X軸(如圖4-2中位置2)；在位置3，終端器與z軸相交；此后，終端器在拉力控制下沿z軸向下接近目標衛星，最終完成對接。

圖4-2 4.1.2 V-bar對接／捕捉方案

對接方案如圖4-3所示。對接過程中：追蹤飛行器先穩定于Y軸上的保持點，并始終保持該位置；水平彈射終端器，因繩系拉力不能抵消哥氏力（質點作圓周運動，也做徑向運動所產生的力），須由終端器上的發動機進行縱向穩定控制，施加控制力F，繩索可控制終端器的橫向接近速度[3]。

圖4-3

4.2 空間發射與釋放技術

4.2.1 繩系穩態釋放方案

繩系穩態釋放方案的示意圖如下：

圖4-4

這個方案中，首先是平臺與待發射衛星分離，接著繩系被穩定在平衡位置；繩系系統隨后在軌道上穩定運行，直到接到分離命令。

4.2.2 繩系旋轉快速釋放方案

如圖4-6所示，例如美國的MXER項目中主航天器在軌道上就是通過系繩捕獲載荷，然后旋轉投放載荷至較高軌道，在投放分離的時候，完成系統的動量交換。

圖4-5 釋放過程如下：首先是將子星向上(下)釋放；然后快速展開。繩系展開到一定距離后，加大繩索拉力，使得繩系向平衡位置恢復，同時產生一定的旋轉角速度；隨后在平衡位置附近釋放子星，完成發射任務。

此方案中繩系在釋放時處于旋轉狀態，因此“繩系旋轉快速釋放方案”的釋放速度較快；由于其釋放時角速度大于0，因此與“繩系穩態釋放方案”相比，子星在釋放時具有更大的速度，可以覆蓋更大范圍的目標。4.3 繩系衛星系統交會對接的應用

4.3.1捕獲技術在航天器與空間站對接中的應用

航天器與空間站直接進行交會對接會對空間站產生嚴重的攝動，所以考慮利用空間系繩輔助航天器與空間站進行交會對接。其交會對接過程如圖4-6所示?？臻g站在圓軌道上運行，航天器進入橢圓轉移軌道。在該軌道的遠地點，航天器的速度與空間系繩末端的速度匹配，航天器被空間系繩末端的對接裝置捕獲，捕獲后收回系繩并把航天器帶到空間站。轉移到航天器的動量降低了空間站的軌道高度，空間站損失的動量可通過系繩端航天器的制動電動推進或備份推力器得到恢復，空間站可以回到它原來的高度[4]。

圖4-6

4.3.2繩系交會對接在碎片回收中的應用

空間碎片對系繩和其他大型的軌道結構如空間站的安全運行造成威脅，利用系繩技術回收處理空間碎片可以節省大量推進劑從而降低成本對于低軌道的空間碎片。圖4-7為用于移除碎片的系統圖。

圖4-7 4.3.3繩系交會對接在軌道轉移中的應用

旋轉系繩通過轉動在軌儲存大量動能，并且能給系在系繩末端的有效載荷提供很大的速度增量。使它不需要推進劑就能轉移有效載荷。從低軌道轉移有效載荷到地球同步軌道的單級旋轉繩系系統；也可以把這種系統的分析擴展到二級或者多級旋轉繩系系統，可以實現航天器的不耗能變軌，甚至可以實現航天器的地月飛行或者地球火星間的接力飛行。圖4-8為低軌至地球同步軌道的二級旋轉繩系系統系統圖。

圖4-8 5 展望

空間繩系系統可以幾乎不消耗燃料的進行目標航天器的變軌，的巨大優點使得繩系系統將在未來的地球-月球，地球-火星，月球-火星間的空間旅行發揮巨大的作用。

如提出的一種基于繩系系統的新型地月運輸平臺（圖5-1）的概念，可以被看成是一種靜止繩系系統與空間動量交換繩系系統的結合品。系統由在地球中低軌道和月球軌道運行的飛行器“投射攔截”平臺（圖5-2）與中間往返的可重復使用飛船組成。當飛行器從月球以返回時，通過平臺攔截并存儲飛行器的巨大動能，將飛行器由第二宇宙速度減速為第一宇宙速度，一方面可以省去飛行器用來制動所用的燃料，另一方面，儲存的動能一部分還可以被轉換成飛行器飛回月球的能量。同樣的，在月球軌道上也建立同樣的“投射攔截”平臺，飛船就可以很便捷地在地月之間來回穿梭了[5]。

圖5-1

圖5-2 6 總結

主要作為對大氣或者地球物理場進行測量的靜止繩系系統一般位于低軌道（200-400公里）。而空間動量交換繩系系統的軌道高軌道傾角度等參數則與交會對接的對象的相關參數相關。

相關資料：

★1980～1985年間美國和日本合作，向328公里高空進行了4次探空火箭的發射。有效載荷在飛行過程中沿導電系繩離開箭體400米。完成了繩系系統電力研究工作。

★1992年美國NASA和意大利空間局ASI合作研制的繩系衛星系統TSS-1。利用航天飛機攜帶繩系衛星在296公里高度軌道上用導電繩索將衛星向上展開20公里。

★1996年2月，美國航天飛機在飛行過程中試圖重復實驗TSS。TSS繩系衛星系繩斷開后，栓在系繩另一頭的衛星的軌道從296公里的圓軌道變成了425×275公里的橢圓軌道。

★1996年進行了由美國國家偵測機構(NR0)資助，海軍研究實驗室(NI也)研究制造的系繩物理與生存能力試驗系統(Tips)空間飛行試驗。Tips系統于運行軌道為圓軌道，高度為1023km，軌道傾角63．40度[2]。

參考文獻

[1] 王維,寶音賀西,李俊峰.繩系衛星的動態釋放變軌[J].清華大學學報(自然科學版)2008,48(8):1351-1354 [2] 崔本廷.空間繩系的控制與應用.2006.9 [3] 黃奕勇，楊樂平.新型繩系交會對接方案[J].上海航天.2008,2:47-51 [4] 由磊磊.繩系衛星系統交會對接的應用與設計[J].航天器環境工程.2007,24(1):37-42 [5] 李惠峰，林振海，薛松柏.新型月地空間運輸平臺概念設計[J].空間控制技術與應用.2009,35(5):43-47

第二篇：軌道無極繩絞車安裝安全技術

軌道無極繩絞車安裝安全技術

為了確保903綜采工作面的安全、順利安裝，保證該工作面設備、材料的提升運輸安全，需在903軌道順槽安裝無極繩絞車，依照《煤礦安全規程》和《煤礦安全技術操作規程》編制以下安全技術措施。

一、施工項目

903軌道順槽1150米處，安裝無極繩絞車。

二、職責與施工要求

（一）機電科：負責機電設備補充到位、設備安裝質量的監督監管及安裝安全措施編寫。

（二）機電隊：負責地面下放無極繩絞車、鋼絲繩等設備至井底車場。

（三）安全指揮中心：負責本次工程施工過程中的安全監督、監管，對主要項目要跟班監督。

（四）調度室：負責對本次施工過程中各單位的組織協調并統籌安排。

三、設備型號、數量

1、絞車型號：型號：JWB110BJ；2、電機型號：YBK2-315L1-6；制動裝置：YW型電液制動器。

四、施工方案：

五、運輸準備及注意事項

1、井下運輸路線：副井井底車場903軌道順槽。

2、對設備的裝車要按照井下安裝要求進行裝車，同時避免超高、超寬、超長、超重物件運輸。

3、運輸的注意事項

(1)、無極繩絞車的輔助設施，必須按施工安裝要求，提前安裝好；其基礎必須牢固可靠，固定螺絲齊全、緊固；絞車用的開關、按鈕、閘、繩、護繩板必須達到完好標準，一坡三擋安全設施齊全可靠。

(2)、運輸工作是協作性較強的工作，需要訊信完善，聲光齊全，靈敏可靠、清晰，以利于統一指揮，安全、快速地完成組裝工作，不得使用口哨聯系拉放設備。

(4)沿途內一切影響安全運輸的，必須提前進行排查處理，確保運輸暢通。

(5)、將施工所用的工具、器材、備品、備件運到沿途各施工點。

(6)、對液壓系統及配管部分要采取防塵措施，電氣部分要用塑料薄膜蓋好。

(7、小零件（銷子、墊圈、螺母、螺栓、U形卡等）應與相應的分解部分一起運送。

(8)、下井前，應在地面仔細檢查各部件，發現問題及時處理。

(9)、應充分考慮到用平板車運送時，平板車的承重能力，運送中貨物的串動以及用鋼絲繩固定時防止設備損壞及劃傷。

(10)、機器各部件下井的運輸順序盡量與井下安裝順序相一致，避免頻繁搬運。

六、無極繩絞車安裝技術要求

1、安裝地點的要求：

要求：該場地根據機器的最大尺寸和部件的最大重量而準備，該場地平整、堅實，巷道中鋪軌、供電、照明、通風、支護良好。

2、安裝程序、方法及注意事項：

卡軌車設備的安裝可分部件依次安裝，也可幾個部件同時安裝，主要是根據安裝時投入的人力的多少而定。

（1）絞車、張緊器、開始軌的安裝

如絞車、張緊器為解體下井，應先在安裝地點進行組裝，然后利用手拉葫蘆等工具將設備移動到基礎上。當底座與基礎間有間隙時，應用墊鐵墊實，再固定地腳螺栓，地腳螺栓采用二次灌漿；并把阻車器、導向滑輪安裝在開始軌上。絞車組裝時要特別注意：電機和減速器要靠近定位塊，保證電機和減速機安裝同軸度，以免運行過程中發生斷軸事故。張緊器組裝時要特別注意，動滑輪的滑道要上下對齊，連接動滑輪的繩卡子每端至少兩個，并且緊固好。初次安裝時鋼絲繩的長度要保證動滑輪在最上面時，重砣不落地，使張緊器達到最大吸繩效果。張緊器的底座要水平，地腳螺栓要固定牢固?；喒潭喊惭b時要平直，以防止系統運行時鋼絲繩與滑輪固定梁安裝板摩擦。絞車、張緊器和滑輪固定梁的兩導向輪中心線盡量一致。

3、水平彎護軌的安裝

安裝水平彎護軌前應先把以前的軌道起掉，先安好水平彎護軌（不需要枕木），把水平彎護軌下用道渣搗實，再把鋼軌固定在水平彎護軌的橫梁上，然后根據鋼絲繩的走向安裝彎道導繩輪組。在水平彎護軌處，應打底錨固定，防止系統緊繩后拉翻彎護軌。

4、道岔的鋪設

道岔的鋪設位置以便于調車為宜，鋪設方式與一般單開道岔類似，只是道岔鋪設時要注意其高度，最好前后普軌抬高50～80mm，以便于活動鋼軌的擺動。

5、回繩站的安裝

使用時間較長時，可打基礎固定回繩站，一般把回繩站直接就位后，打地錨或打點柱固定都可以。

6、輪系的安裝

輪系包括壓繩輪組、托繩輪組和外繩導輪。壓繩輪用壓板固定在鋼軌的下緣上，在下列地點考慮安裝壓繩輪：

（1）、在水平彎道的前后各安裝一組，防止鋼絲繩從彎道跑出，安裝時壓繩輪的兩輪側安裝在彎道內側：

（2）、在巷道的下凹變坡點，當變坡角度較大時，應保證安裝數量，否則易發生跳繩現象；

（3）、當鋼絲繩偏離軌道中心較多，而糾偏輪達不到較好效果的；

托繩輪、外繩導輪安裝前，先安裝邊接梁，在平道或坡道上一般每隔15m左右安裝托繩輪和外繩導輪各一組，在軌道的上凸處間距要縮小，在下凹處安裝壓繩輪的軌道外側安裝外繩導輪。另外為了防止在大的變坡點鋼絲繩拉起軌道，應在連接梁上打地錨固定。

7、信號線的吊掛及電控接線

從絞車開始沿軌道走向至回繩站吊掛信號感應線（或泄漏電纜），信號線應吊掛在人行道側的巷幫上，吊掛高度1.5～2.0m。各開關和電機按電氣接線連線，接線要由電工完成8、鋼絲繩的布置與插接

先把鋼絲繩放置在儲繩車附近（儲繩車盡可能靠近絞車），鋼絲繩筒應放在特制的平板車上或吊掛起來，以便拉繩時易轉動，然后拉鋼絲繩（軌道中間繩）至回繩站，穿過回繩輪軌道一側再拉到絞車處，鋼絲繩頭穿過張緊器絞車后，經儲繩車牽引臂到儲繩筒，另一個繩頭經儲繩車牽引臂至繩固定裝置固定牢固。

如運輸距離不太長時，盡可能選用一根鋼絲繩，當一根鋼絲繩不能滿足要求時，鋼絲繩之間要進行插接，插接要由熟練工人完成，插接長度不得小于鋼絲繩直徑的1000倍。

七、卡軌車系統的調試

1、鋼絲繩的預緊：鋼絲繩的預緊力一般為20～30KN左右，鋼絲繩的預緊力以運輸最大重物時張緊器重砣不落地為宜。張緊鋼絲繩前先檢查鋼絲繩是否偏離輪子。

鋼絲繩的預緊方法：

（1）、提起張緊器的重砣；（2）、儲繩車在絞車附近并固定在鋼軌上；（3）、拉緊鋼絲繩

用小絞車（或工人）拉無極繩絞車松邊側的鋼絲繩，同時慢慢開動無極繩絞車；當拉力達到要求的預緊力時，所有鋼絲繩在儲繩車上固定牢固。

2、輪系的調整

漲緊鋼絲繩后，根據鋼絲繩的具體走向調整輪系的位置或方向，使輪系起較好的導向作用，但受力又不要太大（鋼絲繩不要與輪架、枕木、鋼軌等發生摩擦）。在彎道時，壓繩輪的數量要保證，防止壓繩輪跳繩后引起彎道跑繩。對于大的變坡點盡可能爭取達到良好的壓繩效果，但如果壓繩輪仍發生跳繩時，要把有關的壓繩輪拆除。

3、試運行前的準備，試運行啟動，試運行

（1）、試運行前的準備：

①、檢查信號是否正常；

②、檢查電器連線是否正常；

③、軌道上是否有影響車輛運行的雜物。

④、車輛之間的連接是否牢固。

（2）、試運行啟動，試運行

開始先試驗空車運行，然后再試驗有載運行，在試運行時發現異常情況要及時停車處理。試運行期間逐漸加大載重量，直到達到最大載荷為止，如張緊器的吸收量不夠，可適當增加鋼絲繩的預緊力。

八、安全技術措施

1、凡參加本次施工人員，必須認真本措施，做到人人熟悉措施，人人掌握措施，考試合格后，方可上崗作業，確保措施在現場實施。嚴禁違章作業，違章指揮；嚴禁超載提運。

2、安裝必須嚴格按標準進行施工，加強支護質量和頂板動態觀測。

3、所有運輸區域聲光、信號齊全靈敏，阻車設施、防跑車裝置須牢固可靠。

4、特殊工種必須持證上崗，否則嚴禁作業。司機、電工、把鉤工、班長等須執行好現場交接班簽字制度，所有設備、設施都安全可靠后方可組織施工。

5、工區值班人員安排工作時同時交待安全，跟班人員和班長對當班安全生產負責，做好現場指揮和監督。

6、上下山行走時嚴格執行行車不行人制度，不準在車場內休息逗留，做到繩動人不動。

7、所有井下安裝使用的設備、工具、起吊所用的各種鎖具材料必須在地面經過驗收合格后方可下井使用，把所需要的零部件準備齊全，小件、易損件要存放在容器中運輸。

8、提升、起吊、連車、拖拉用的設備、工具，每次使用前必須檢查完好，保證在完好狀態下使用，不超負荷使用。

9、重物起吊前用的葫蘆、鏈子、繩套子，使用前要仔細檢查，不合格的不準使用，不得超負荷使用。

10、設備起吊拖運時，身體任何部位禁止進入設備下方或鏈道三角區域，起吊點必須牢固，否則必須進行加固。

11、起吊設備時，首先確認設備的重量，然后選擇合理的手拉葫蘆，要求安全系數不小于3，葫蘆是單鏈的按葫蘆額定承載能力的1/2計算。

12、起吊作業不得中途停止，人員不得擅自脫崗，擅自行動，需要停止時，必須將物件落下放穩。

13、了解并掌握起吊物的重量重心、起吊點的可靠性，選擇符合要求的起吊工具及裝置。

14、吊裝時，嚴禁一人吊裝，重物下嚴禁站人，操作人員必須站在安全地點，防止重物下落砸傷人員，負責指揮、檢查人員必須密切注視吊裝過程中的安全情況，及時提醒指揮、操作人員一旦發現情況，立即停止作業，排除險情后再進行吊裝。

15、在運輸起吊過程中鋼絲繩與設備接觸，必須加以保護，防止設備表面劃傷或割斷起吊繩，發生意外。

16、設備運輸前，必須組織有關人員對運輸線的巷道、軌道、沿線的管道、電纜進行檢查，保證要求的高度和寬度，對斜巷提升絞車的完好及斜巷的安全設施進行檢查，保證齊全，完好可靠。

17、連接車盤時，平插銷子，必須帶口鎖，防止銷子竄出。用聯接環接鏈子及其物料時，必須利用專用銷子，嚴禁用鐵絲或其它代替。

18、斜巷運輸，把鉤工上崗后要檢查斜巷的安全設施，軌道鉤頭和信號，檢查提升車輛的裝、封車，裝封車不牢固，不準行車，封車后提升，確保提升過程的安全。

19、載車的運輸每次只準一車，空車的運輸每次不得超過兩車。

20、每件設備的配件必須同時裝車，以免影響安裝，封車與車輪不得相磨。

21、安裝期間，絞車信號多，并且集中，要求各部絞車信號必須上標志牌，在100m范圍內，有多部絞車信號時，在聽清信號及接本組指揮人員的開車指令后，方可開車，在沒有弄清是否本部絞車信號或本組指揮人員發出停止指令，必須立即停車。

22、拉電纜時要有專人指揮，拾放拉移行動要一致，拐彎處嚴禁人的任何部位在電纜內側，以防傷人。

23、順槽有排水水溝及排水倉和排水管路。

24、在平巷及斜巷運輸過程中，工作人員須密切配合，加強自主保安和相互保安。

除遵守上述規定外，必須遵守《煤礦安全規程》、《煤礦安全技術操作規程》中的有關規定。

第三篇：GSM_R系統與應用

摘要：介紹了鐵路專用通信網的現狀及將在鐵路專用通信網中采用的鐵路移動通信全球系統（GSMR）的組成、網絡結構及特點、主要功能和延伸功能，探討了鐵路對GSM-R網絡建設的特殊要求，以及在GSM-R 網絡建設中需要做的一些工作。

關鍵詞：鐵路移動通信全球系統；專用通信網；鐵路通信

隨著鐵路跨越式發展和提速工作的順利進行，傳統獨立的專用通信網技術及信號技術正在相互融合和向數字化、智能化、綜合化的方向發展；移動通信技術與專用通信網技術也在有機地結合，逐步形成鐵路專用移動通信網絡。1 現有的鐵路專用無線通信網絡

專用無線通信網是指在有關部門和單位內部使用的移動通信網絡，主要用于調度通信，也稱為無線調度通信網。專用無線通信網的特征是網絡拓撲為星狀結構，便于實現調度中心對各個移動終端的指令傳輸。網絡功能包括：動態重組、劃分優先級及組呼、選呼等。通信方式以單工通信為主。目前鐵路的專用無線通信網主要由無線列車調度系統和站場無線通信系統兩大部分組成：

（1）作為保障鐵路行車安全的重要通信手段，無線列車調度系統分為A、B、C 三種制式。A 制式是按調度員直接指揮機車行車的方式設計的，以調度員—司機間的通信為主；B 制式是按照以車站指揮行車為主，允許調度員加入行車指揮的方式設計的，以車站值班員—司機—車長三者間的通信為主；C 制式是按照車站值班員直接指揮行車設計的，可以提供車站臺對調度臺的通信轉接等。另外無線列調還具有列車尾部風壓信息的傳送及車機聯控錄音等功能。

（2）站場無線通信系統主要用于鐵路區段站、編組站間的無線通信，包括平面調車、車號、列檢等，屬于站場單工無線通信系統，由相應的單位自行投資和建設，已被廣泛應用。2 GSM-R 系統 2.1 概述

GSM-R 網絡是基于目前最成熟、最通用的G S M 公共移動通信系統平臺之上，針對鐵路運輸通信調度、列車控制和支持高速列車運行等特點，為鐵路運營提供特定的附加功能開發的一種數字移動通信系統和經濟高效的綜合無線通信系統，其終端的外形與普通的手機差不多，可以通話、也可以傳遞短消息。由于GSM-R 是一種數字式的集群系統，從集群通信的角度看，GSM-R 能提供無線列調、編組調車通信、應急通信及養護維修組通信等語音通信功能；能滿足列車在0～500 km/h 運行速度下無線通信的要求和作為信號及控制系統良好的傳輸平臺。隨著列車的提速，磁懸浮式的速度信號燈將被逐步淘汰，取而代之的是GSM-R 直接傳遞控制信息的方式，逐步實現列車自動駕駛。同時，GSM-R 也將被服務和安全檢查人員用來隨時傳遞信令，實現便、快捷的工作。所以，GSM-R 不久即會與鐵路現有的專用無線通信資源相結合而被應用于專用無線通信網絡中。2.2 系統組成、網絡結構及特點

GSM-R 系統是在G S M 蜂窩移動通信系統的基礎上增加調度通信功能構成的一個綜合性的專用移動通信系統，共分交換系統（SSS）、基站系統（BSS）和操作維護系統（OMS）三大部分。與GSM 相比較，只是在系統中增加了為調度通信建立呼叫用的組呼寄存器（GCR），并將接口UM 和ABIS 分別修改為U、R 和ABIS-R，其它接口，如A、B、C、D、E 的標準和定義均與GSM 相同。GSM-R 的網絡結構也與GSM 相同，可構成鏈狀覆蓋或面狀覆蓋的蜂窩網絡。GSM-R 基于GSM PHASE Ⅱ + ,在GSM PHASE 基礎上，引入了智能網的應用部分（INAP），可應用移動網高級客戶化應用程序（CAMFL）將業務交換和業務生成邏輯分開；引入了高速數據通信和更多的補充業務，如先進的語音呼叫業務（ASCL：Advanced Speech Call），包括優先級（EMLPP）、語音廣播業務（VBS）和語音組呼業務（VGCS）等。在軟件方面，GSM-R 采用了用于優化呼叫建立時間的業務信道分配算法、越區算法，及用于增強高速移動體（如高速鐵路）通信服務質量的高速抗失真算法等。利用GSM/GSM-R 雙模手機可進行G S M 網的公眾移動通信，也可以進行GSM-R 網的專用移動通信。2.3 主要功能及延伸功能

（1）G S MR 的延伸功能

G S MR 網絡與普通的G S M 網絡無太大的區別，包括在網元標準接口和網絡擴展上，都無太大的區別。目前，在公網中引入的一系列新技術，如優化利用頻率，在高話務量區域（如車站）使用微蜂窩，以及多層覆蓋和根據速度進行越區切換技術等等，經過略加改動后都可以用于鐵路G S M-R 網絡上。其區別僅在于因鐵路網的特殊需求而引起的網絡結構和規劃上的不同而已。中國鐵路發展G S MR 網絡的特殊要求主要有：

（1)高達200～500 km/h 的無縫通信。（2)對有限頻點數（例如20 個）的有效利用。（3)載干比（C/I）至少12 dB。

（4)在一個制定區域內應有95% 的時段及95% 的覆蓋率，信號強度應大于-90 dBm。

（5)在GSM-R 之間切換，成功率應高于99.5%。（6)傳輸通道和網絡設備必須有很高的可用性。

（7)在車站和編組站內覆蓋要好，在隧道處應能覆蓋到隧道內。（8)通信建立時間要短，95% 的通信建立時間應在標準要求之內，其余的5% 不高于標準的1.5 倍。

第四篇：淺論鉆探新技術的選擇與應用

淺論鉆探新技術的選擇與應用

[摘 要]淺析超深孔鉆探的鉆孔結構及特殊性、鉆探設備的合理選擇、煤田超深孔鉆探工藝特點，以及多項新工藝技術的可選擇應用。

[關鍵詞]鉆探；新技術；特點；可選性

中圖分類號：TV53+8.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）15-0379-01

引言：鉆探新技術近幾年已在許多領域得到應用，并取得了顯著的社會和經濟效益。過去鉆探技術方法單

一、技術水平落后。新技術的應用，從而加速了地下水、固體礦產等資源的勘查與開發利用。其中先進的取心取樣鉆探新技術就是個例證。以前常規的鉆探技術，勘探速度慢、效率低、成本高；孔內卡、埋鉆事故頻繁；易堵塞生產層裂隙、泥皮粘糊孔壁等；缺水地區的生產用水難以解決，影響了對水資源的勘查與評價。如今選擇先進的鉆探新技術，既提高了鉆探效率、降低了成本，又能保質保量的完成任務。

l 超深孔鉆探的鉆孔結構及特殊性

1）鉆孔結構。鉆孔結構是根據當地巖石成分、水文條件、地質構造等確定的，其遵守的原則是根據孔底直徑，理想化的巖層剖面應是從下向上分段確定鉆孔的孔徑，這必須建立在安全、保質的基礎上。一般都盡量減少變換孔徑（下小上大順序），最大限度地簡化鉆孔結構。

2）鉆孔特殊性。①孔位選在地殼盡可能裸露的結晶巖地區；②盡可能采集到包括巖心、巖屑、側壁巖樣、液態和氣態等所有可能影響分析結果的實物資料； ③盡可能減少非鉆孔時間，提高工作效率；④堅硬結晶巖需采用金剛石鉆頭，以延長鉆頭壽命；⑤超深鉆探處于高溫高壓狀態，選用的器材必須耐高溫、高壓。鉆探設備的合理選擇

鉆探設備選擇得當，能達到事半功倍的效果，既節約費用，又縮短鉆井時間。①鉆塔。超深孔鉆探，不論是四角塔還是A字塔或者K字塔，都必須具有足夠的承載能力、高度、強度、剛性，整體穩定性好，有足夠空間安裝、使用設備。②鉆機及鉆頭。選擇鉆機依據提升能力和扭矩大小。選擇條件：轉速范圍大可滿足多種鉆頭的要求，靈活性更強；具有良好的孔底壓力和準確調控能力，并可測量液壓，實現調控壓力鉆進；要適應空氣反循環鉆進要求。鉆頭的選擇主要根據地質條件。現有碎石作用的硬質合金鉆頭和削鐵如泥的金剛石鉆頭。在鉆進速度達到中硬度巖層時，可選用較高轉速；到達堅硬和強研磨性巖石時，可選用中速。在用深孔或大口徑鉆進時，應選擇低轉速鉆進。③動力。一是用柴油發電機作動力，二是用電力拖動。④泥漿泵。它是將泥漿、水、聚合物輸送到鉆頭底端的機械設備，主要是冷卻鉆頭、清洗鉆具，并將鉆進產生的巖屑帶回地面，再加入適當的物質后，還有潤滑的作用。煤田超深孔鉆探工藝特點

煤田超深孔鉆探工藝施工包括鉆進工藝、鉆具組合工藝和泥漿工藝，各有獨立的流程和特點，也有相互關聯關系。鉆進工藝有不取心段采用金剛石鉆頭鉆進工藝和取心段采用金剛石鉆頭繩索取心鉆進工藝，其特點是可兩種工藝并行鉆進，更換鉆頭和繩索取心器可以實現兩?N工藝的互換，提高了工作效率，并減少勞動強度。該工藝要求鉆探設備有充足扭矩、充足的提升力和泵量值。鉆桿、鉆頭選擇和組合也是有一定的方法、要求的。取心鉆進與不取心鉆進，所用鉆桿、鉆頭、附具組合則不同，需要根據現場地質構造、巖石物理性能確定。忌諱的是將孔鉆斜，必要時要選用控制鉆孔斜的鉆具。鉆具本身之間的連接強度要夠，避免斷裂和脫落，減少事故和非鉆進時間。對泥漿工藝，它是施工過程中的另一道重要工序，其直接影響超深孔鉆探工程質量。有時也用效果會更好的化學泥漿，其要根據具體的地段分析決定，并要采用相應的護壁劑和各個成分的用量配比，以達到較好的效果。多項新工藝技術可應用于鉆探施工

1）空氣鉆進技術?？諝忏@進是指用壓縮空氣或含有壓縮空氣的氣液混合物作為鉆進時的循環沖洗介質，或既用其作為破巖機具的動力，還兼作沖洗介質的鉆進工藝方法。其發展逐漸形成了包括循環介質、循環方式、碎巖方法和應用領域的多工藝空氣鉆進技術體系。其主要特點：低密度介質有利于提高碎巖速度；有效冷卻鉆頭、清除巖屑和快速判層；不穩定地層中保護孔壁和少污染；有利于保護含水層和低壓油氣層并提高產出率；有利于干旱缺水地區和嚴寒、凍結層施工；有利于忌用液體循環的抗滑錨固孔和露天礦爆破孔施工；空氣潛孔錘鉆進可大幅度提高硬巖鉆孔速度；氣舉反循環鉆進可實現2-3m以上大直徑井孔和超過2000m深井施工。

2）多介質反循環鉆探技術。反循環鉆進就是指鉆探過程中循環介質同常規鉆探方法的循環方向相反。反循環鉆進一般采用雙壁鉆具，循環介質主要分為壓縮空氣和液體。鉆進過時循環介質經過雙壁氣水龍頭、雙壁主動鉆桿、雙壁鉆桿內外管環隙到達孔底，驅動孔底破巖器具破碎巖石，并攜帶巖心及巖屑經鉆桿的中心通道到達地表的巖心或巖樣的收集裝置。其獨特的雙壁鉆具結構，無需提出孔內鉆具就能獲取所需的地質樣品。優點：時間利用率高，鉆進效率高，勞動強度低，洗井效果好；孔底清潔，鉆頭壽命長。實現鉆進、取樣同時進行，達到了優質、高效。鑒于介質不同，它主要分空氣反循環和水力反循環。①空氣反循環連續取樣鉆探技術：它能適應多種地層巖心鉆機，動力頭鉆機進行取心或取樣連續鉆進，滿足地質上對巖心的要求；尤其適應干旱缺水地區水文地質勘查孔鉆探施工。②水力反循環連續取心鉆探技術：它以液體作為循環介質，利用雙壁鉆具實現巖心的連續上返。其以硬質合金和金剛石鉆頭為碎巖工具，以回轉磨削取心的方式鉆進。主要適用2-4級覆蓋地層、煤系地層及較完整的中硬巖層中鉆進。應用于水文地質勘查等施工，更具較好效果。

3）繩索取心鉆探技術。它是一種應用較廣泛的地質取心鉆探技術，對地層適應性廣。其鉆具后又開發出多種系列產品：如水文水井繩索取心鉆具系列，堅硬“打滑”地層用繩索取心鉆具系列，深孔重型繩索取心鉆具等。破碎地層及煤系地層的繩索取心半合管鉆具系列、繩索取心塑料三層管和超前管鉆具等，應用與煤田地質勘探較好。與其配套使用的鉆頭、擴孔器等，大大提高了金剛石鉆探的技術水平。繩索取心鉆探技術可減少升降鉆具次數，增加純鉆進時間，減少巖心磨蝕和中途脫落機會，巖心采取率達90～l00%；效率高、工程質量高、事故率低、鉆頭壽命長等；設備材料消耗低，經濟效益好。此后將空氣反循環連續取樣、水力反循環連續取心及繩索取心鉆探技術有機結合，采用一套鉆桿和輔助器具就能完成，滿足地質要求，提高了鉆探效率，降低了鉆探成本。

4）液動沖擊回轉鉆探技術。它是在回轉鉆進的基礎上增加一個利用洗井液驅動的液動潛孔錘，能產生具有一定沖擊能量和頻率的載荷。這可大幅度提高5級以上地層鉆探效率，克服金剛石鉆進“打滑”問題。在巖心易堵塞的破碎巖層中延長回次進尺。后開發的六個系列30多個規格的液動潛孔錘，如正作用系列、雙作用系列、繩索取心系列、水文水井鉆系列、液氣兩用系列，開發深井用液動錘及噴反系列液動錘等。這些鉆探技術能完成2000m以上的鉆進，像YZXl27液動錘已成為CCSD主孔不可缺少的鉆探器具，能在3000多米的主孔中施工。

5）受控定向分枝孔鉆探技術。它是采用孔底馬達和必要的彎接頭或彎外殼控制方向沿設計的軌跡進行鉆進的，達到預定的靶區內?？稍谝粋€主孔的不同深度、不同方向鉆出多個分枝孔，可大大提高鉆探效率，節約成本，提高鉆孔的綜合利用率。其受控定向分枝孔鉆探技術已應用在固體礦產勘探中，可在一個主孔內鉆出6-9條分枝孔，可在兩井相距500m的鉆孔地下3000m初對接。該技術可將地下干熱巖轉換成地熱，充分利用地下熱資源。

結束語：

鉆探新技術的應用，為提高企業社會效益和經濟效益發揮了巨大的作用。運用這些新技術，應根據當地的地質環境條件，優選合適的方式方法。

參考文獻

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第五篇：綜合應用系統與通信系統接口

綜合應用系統與通信系統接口

應充分利用通信平臺提供的CTI和其它形式的接口，在應急值守與指揮調度系統中，用戶在應用系統的前臺界面進行的操作，應用系統直接調用通信平臺提供的接口，使用通訊系統的通訊能力完成諸如電話呼入業務響應、電話呼出、電話會議以及短信、傳真、郵件等功能，為用戶提供一體化的“一點通”應用解決方案。相應的接口主要包括：

? 電話呼入（應答、轉接、會議）

? 電話呼出（單呼、會議）

? 短信（發送、接收）

? 傳真（發送、接收）

? 郵件（發送、接收）