国内外农机自动化现状与发展趋势

第一篇：国内外农机自动化现状与发展趋势

本文简要回顾了国内外农业机械自动化现状，分析了我国自动控制技术在农业机械自动化中的现状及存在的主要问题，探讨了我国农业机械自动化发展趋势，对以后农业机械自动化产品改进、完善以及自动化的开发提出了新思路。

随着现代科学技术的进步和现代高效农业的不断发展，自动化控制技术，在农业现代化进程中不可替代的地位和作用越来越被人们所认识。农业自动化能够大大提高劳动生产率和增加劳动舒适性，而且随着经济的全球化，面临农产品开放进口和市场竞争的压力，现代农业只有通过进一步提高生产率、降低生产成本和提高产品品质才能生存。从这些新的需求出发，农业生产向着高效率和高精度的机械化、自动化方向发展是必然的选择。

一、现状

1、国外

近年来，国外农业自动化飞速发展，农业机械设计正向高速、宽幅、大功率和舒适的方向发展。自动化控制技术在农业机械上的应用已相当普及，一些著名广商已把自动控制、信息处理、全球定位系统、激光和遥感等现代尖端技术与装备应用于农业机械。如一种农用激光平地机就是利用激光调平传感微机处理技术，经一次地面平整作业即可成形，且能达到“寸水不露泥”的精度。美国约翰·迪尔公司所生产的水稻联合收割机，就安装有一套精密的作业系统。该系统能提供产量或收获量、湿度及待收获作物总质量等信息，能精确测量粮食升运器顶部的谷物流量及实时的产量数据，能分别对分离、滚筒转速、割台升降、割台倾斜和停车制动安全等装置进行实时快捷地监测与控制。该机还装备了全球卫星定位系统和示差定位信号装置，可快速确定出机器所处位置。

随着现代化科学技术的飞速发展，机器人技术正越来越被世界各国所重视。1994年美国机器人的年产量为16480台，日本有机器人生产厂家300多个，生产的机器人占世界总拥有量的60%。农业机器人己被广泛应用到各个领域。

(l)1994年，日本生物系特定产业技术研究所推进 机构开发的蔬菜、果树用无人驾驶少量农药喷洒机，利用地磁方位传感器来检测喷洒机的行走方位。

(2)日本研究出棒状传感器检测秧株，靠离合器接 通和断开实现转向自动控制的联合收割机。

(3)日本京都大学研究出利用机械式传感器检测犁耕地的壁面，控制拖拉机的行走方位。

2、国内

由于历史、观念和技术等方面原因，我国传统农业机械与发达国家相比有很大差距，已远远不能适应农业的科技进步。近些年来，自动化研究逐渐被人们所认识，自动控制在农业上的应用越来越受到重视。如把计算机、微处理和传感技术与检测、信息处理技术结合起来，应用于传统农业机械，极大地促进了产品性能的提高。我国农业部门，总结了一些地区的农业自动化先进经验(如台湾地区的农业生产自动化、渔业生产自动化、畜牧业生产自动化及农产品贸易自动化)开发与应用情况，同时也汲取了国外的先进经验、技术。如日本的4行半喂入联合收割机，就是计算机控制的自动化装置在半喂入联合收割机上的应用。又如，英国通过对施肥机撒播肥料的动力测量，来控制肥料的精确使用量等。这些技术和方法使我国农业机械的自动化装置得到了补充和新的发展，从而形成了一系列适合我国农业特点的自动化控制技术。

(1)已有的农业机械及装置部分自动化控制。自动化技术提高了已有农业机械及装置的作业和操作性能，浙江省把自动化技术应用于茶叶机械上，成功研制出6CRK-55型可编程控制加压茶叶揉捻机，它利用计算机控制电功加压机构，能根据茶叶的具体情况编制最佳揉捻程序，实现揉捻过程的自动控制，是机电一体化技术在茶叶机械上的首次成功应用。①拖拉机。在农用拖拉机上，已广泛使用了机械液压式3点联结的位调节和力调节系统装置，现又在开发和采用性能更完善的电子液压式3点联结装置。②施肥播种机。根据行驶速度和检测种子粒数，来确定播种量是否符合要求的装置以及将马铃薯种子切割成种块后的播种装置等。③谷物干燥机。是不受外界条件干扰、能自动维持热风温度的装置，停电或干燥机过热引起火灾时，自动切断燃料供给的装置。

(2)微灌自动控制技术。我国从20世纪50年代就开始进行节水灌溉研究与推广,1992年,全国共有节水灌溉工程面积1330 hm2，其中喷灌面积80h时，农业节水工程取得了巨大进展。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段,高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用。采用遥感遥测等新技术监测土壤埔情和作物生长情况,对灌溉用水进行动态监测预报,实现灌溉用水管理的自动化和动态管理。在微灌技术领域，我国先后研制和改进了等流量滴灌设备、微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、压力补偿式滴头、折射式和旋转式微喷

头、过滤器和进排气阀等，总结出了一套基本适合我国国情的微灌设计参数和计算方法，建立了一批新的试验示范基地。在一些地区实现了自动化灌溉系统，可长时间地自动启闭水泵和按一定轮灌顺序进行灌溉。这种系统，应用了灌水器、土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器、雨量传感器以及电线等。

(3)自动控制技术在精准农业中的应用。精准农业是在传统农业与农业装备技术上，运用高新技术进行农业生产的管理。精准农业较传统农业其先进之处主要是应用了全球定位系统(CPS)、地理信息技术、计算机控制技术和专家与决策知识系统，实现农业生产的定位、定量和定时，做到精耕细作。把电子技术、微电子技术和通信技术紧密结合起来，采用现代方法进行自动化监控和管理非常必要，如在渠系、灌水和泵站等方面实现自动化监控与管理等。目前，农业自动化正向智能化方向发展，进一步发展精准农业重点要发展节水、节肥精准农业技术体系的自动化控制，实施精准灌溉、精准施肥提高水资源和化肥资源的利用率。精细设施农业，主要发展以温室为主的自动控制系统智能化，从而降低成本、提高作物产量、提高农产品品质，这有助于我国农业资源的高效利用和农业环境保护，是发展可持续农业的重要途径。计算机视觉技术是一个相当新且发展十分迅速的研究领域，日本、美国等发达国家已在农业计算机视觉技术方面进行了广泛而深入的研究，如农业种子资源管理、获取作物生长状态信息、农产品自动收获以及农产品品质鉴定等。英国开发研制的采摘蘑菇机器人，在定位蘑菇采摘点和测量时，已经利用了计算机视觉和图像处理技术。计算机视觉技术在我国农业生产和农业现代化方面已开始应用，但在设施农业、虚拟农业中的应用尚处于起步阶段，应进一步加强、加快该领域的研究与应用。

2、结论

我国农业自动化已在设施农业中的温室自动化控制、排灌机械自动化和部分农业机械装置自动化等方面得到一定的发展，尤其精准农业的发展越来越得到重视。电子技术和计算机技术的迅速发展，推动了农业机械向自动化方向发展。随着智能化技术的发展，人工智能将是21世纪农业工程发展的重点，各种农业机器人或智能化系统将在农业自动化控制中不断涌现，继续推动和实现农业自动化，是农业机械化工程技术工作者所面临的长远课题和挑战，并进一步促进农业自动化控制技术向智能化技术发展。

编后语：2009年初，中央财政下达昆明市农机购置补贴资金1570万元，其中包括400万元的钢架大棚及喷滴灌等设施农业的补助，在我市的安宁、晋宁两县（市）进行试点示范。

第二篇：国内外水表现状与发展趋势

国内外水表现状与发展趋势

摘要:叙述了国内水表应用状况。对国内新型水表的发展以及国外水表发展情况进行了介绍，同时还对影响水表发展方向的因素进行了分析。关键词：水表应用情况新型水表国外水表发展现状

流量计量是科学计量的一个重要组成部分，而水流量计量又是其中最重要的内容之一，在贸易结算、能源计量、过程控制、环境保护等方面起到重要的作用。近年来随着能源和水资源的全球性匮乏，随着南水北调等国家重点工程的启动，随着法制计量的不断完善，全社会对水计量的要求越来越高。因此，研究和探索满足新形势下适合我国各种使用条件的水表或流量计，并扩大其流量测量范围、延长水表的工作寿命、提高仪表智能化程度等已成为水表行业研究人员不懈的追求。

水表在各种流量计中属于结构简单、应用最广泛的流量仪表，也是最重要的法制计量仪表。按最新的国际标准和国际建议，水表是按其使用用途来定义和划分的，即任何用于测量封闭管道中可饮用冷水的具有累积流量显示的流量仪表都为水表，这当中既包括了我们通常概念中的旋翼式水表、螺翼式水表、活塞式水表等基于机械原理工作的流量计，也有基于电子或电磁原理工作的流量计，如电磁流量计、超声流量计等。另外带电子装置水表是一种在机械式水表上添加了各种辅助装置的水表，以满足管理和控制的需要，如各类预付费水表和电子远传水表。总体而言，水表的内涵比以前大大丰富了。在实际工作中，随着电子技术的发展和成熟，电子类水表和带电子装置水表正发挥越来越大的作用。水资源的商品化、“一户一表”工程的发展、阶梯式水价等节水政策的实施需求更促进了这类水表的发展。

水表测量的对象是水，水在各种流体介质中是变化相对稳定的介质，其粘度、密度、清洁程度、压力、温度等在额定工作条件范围内是比较理想的和稳定的。但因为流量计量的动态特性、供水过程中水压脉动和含气量变化以及各种安装条件，仍会对水表的工作产生很大的影响。虽然近年来流量测量技术及仪表比以往的选择面宽了许多，但还有许多不尽人意之处。我们所选用的水表除要适应所使用的条件并符合法制计量要求之外，还要考虑很多其它因素，如流量范围、灵敏度、压力损失、安装防护要求、价格等，电子水表和带电子装置水表还要考虑抗干扰等电磁环境因素。因此，为了适应不同的介质条件、不同的环境条件，不同的使用要求，各种水表应运而生。可以说只要有一个新的技术发展起来，就会有人尝试着将它应用到流量计量当中去，也就可能应用到水表中去。

每一种水表都会有其最适用的场所，在市场经济浪潮中显示出顽强生命力。但由于这些水表在性能上的差别细微或需要认真地分析其特点，实际上在很多情况下都没有将它们使用到它们最适合的场所或调整最佳的使用状态，导致计量不准确、容易损坏等等。因此，客观公正地描述各种水表（或相同用途的流量计）的特点，正确地选用水表是水表制造商和水司用户所要关注的。

从1999年以来，水表的国际标准ISO4064和国际建议OIML R49频繁改动，反映了国际上对水表发展有着比以前更多的关心和重视，我国的水表国家标准和水表国家检定规程也同步在进行修订，预计年内可以出台、明年可批准实施。国内新制订的行业标准（如CJ/T224-2006《电子远传水表》）已批准实施，原CJ/T133《IC卡冷水水表》等也已修订完成。结合各类技术标准修订过程中了解到的情况，根据政府管理部门、行业协会、水表制造行业的朋友提供的信息和近年来申请新产品型式评价的产品类型，以及水表市场反映出的现象，我们大致可以看出国内外水表的现状和发展趋势。1.国内普通民用水表情况

现阶段，在国内的各种民用水表中，旋翼式湿式水表以其结构简单、计量稳定、价格低廉在国内得到广泛的应用。液封式计数器的广泛采用克服了较早湿式水表产品的度盘容易因管道水质积垢而污损缺点，解决了水表清晰抄读的问题，得到了广泛的应用。行业里普遍认为液封式水表是目前较适合国内管材和水质的水表。

尽管八位指针式的C型表从指示方式上比其它型式显得不方便和落伍，甚至行业人士呼吁淘汰C型表，但目前似乎还有不少市场。全国经济发展、生活水平不平衡自然是一个重要原因。

与国外水表外壳采用的铜材料不同，国内民用水表大部分为铁壳水表，行业人士也曾提议逐步淘汰，但在现有国情下还难以实施，这也是卫生技术要求暂时不能写入行业标准《居民饮用水计量仪表安全规则》的主要原因。

高灵敏度小口径旋翼式水表这几年在纷纷扬扬的议论中出台了，并挤占着原来普通表的市场。这类水表在商业名称上颇有吸引人的地方，但也混淆了一些概念。首先计量的概念是需要符合规定最大允许误差的测量，而不仅仅是对被测量有响应。目前这类水表的大多数只是结构的设计改变来提高水表对微动流量的响应，从计量的意义来说还没有真正提高水表的测量范围。在型式评价（样机试验）中，还没有形成一个对灵敏性能的长期可靠性进行评价的方法，在水表的国家标准和国际建议中也没有专门的规定，现行的85年版的水表检定规程要求对检定项目虽然有始动流量检定但要求并不高。由于客观上国内一些水暖器具的质量导致微渗漏现象和少部分家庭的不道德的滴水存积方式，使得供水部门对这类水表产生兴趣和需要。但在法制计量管理上对水表的灵敏度性能并无特别高的要求。实际使用中这类水表对水压脉动的抗扰能力，即不用水自转的可能性增大，这些也会带来另类的麻烦。在水表新的国际标准和国际建议中，都明确一点在零流量下水表不应累积。有一些企业在开发出了计量等级达到C级的旋翼式水表，高灵敏度也高，这才是真正提高了水表的质量档次。

一户一表政策实施以来，水表出户较为普遍，由于铜材价格飞涨，使水表材料成本增加，社会上偷水表铜部件时有发生，成为城市偷窨井盖后又一新的社会问题。十多年前研究过的全塑水表现在又提到桌面上来研究了，这种水表现在仍存在方方面面的质疑，主要集中在材料的长期卫生安全性和塑料材料的检验手段的局限性。未来全塑水表是否能够在供水系统中采用，完善的标准、简捷的检验手段和行业政策的批准允许是关键的。国外在一些气候环境变化不是太严酷的国家和地区（如南非和南美一些国家）也有用塑壳水表的。可能这种产品需要经过若干年的试用后才能进行较全面的评估。

2、国内直饮水水表和智能水表的情况

国内目前用于直饮水的场合一般采用计量等级C级或D级的活塞式结构的水表，外壳有铜，也有特制不锈钢的。

电子远传水表、预付费水表，包括IC卡（插卡式和射频式）水表、TM卡水表等这些智能型水表都是因水费收取制度、方式的改革而出现的水表产品，同时支持了一户一表、阶梯式水价的政策的实施，这些产品发展很快，在世界上也算是领先的，但实际使用中出现了的问题也不少，特别是带阀门的预付费类水表，这可能与采用了阀门、电池和恶劣的使用环境以及人为的恶意攻击有关。

总体而言，平时不用电、抗攻击能力强的即时直读式的电子远传水表更具有优势和发展前景。

3、国内大口径水表的情况

大口径水表中，传统的水平螺翼式水表及可拆卸式水平螺翼式水表仍有较大的市场。可拆卸式水平螺翼式水表具有结构简单、通用性好、可不停水检修等特点受到欢迎。但水平其流量范围不宽，一般B级表的流量比只有1：67，在许多场合满足不了要求。部分地区还用大口径旋翼式水表，与水平螺翼式水表相比，虽然这种水表的工作抗扰性相对较好，但其流通能力小、压力损失大以及庞大的重量体积都成为了缺点。这几年垂直螺翼式水表、涡轮式水表及复式水表逐渐兴起，为用户提供了新的选择。

与行业中部分企业热衷于高灵敏度的小口径民用水表的研发和制造相比，另一些企业关注着大口径水表的微小流量计量能力的提高问题。因为从每种管径的用水量分析，大口径水表在低流量下的漏计率占的比率更多。研究用水量的组成特点，选用合适的水表，会给供水企业带来更大的效率。

在目前国内大口径水表的流量测量范围普遍不够的情况下，WPD型涡轮式水表、复式水表等或许是解决这一问题的选择。

4、电磁水表、超声水表等新型水表

随着大管道流量计量的发展，超声流量计、电磁流量计以其无可动部件、无压损的特点得到越来越多的应用。特别是当超声波流量计从单声路发展到多声路，直至16声路的研制成功，使对流量计上游直管段长度的要求大大降低。同时，流量计自诊断和报警技术的成熟，使得流量计的使用具有更好的可靠性。由于超声流量计具有优异的测量重复性，也常作为核查标准使用。电磁流量计在电路方面更为成熟，比如对导电率要求降低，高低频率的交替使用提高了零点稳定性和大流量时的灵敏度，开发了能方便清洗探头的外插式探头，在现场核查方面也有所发展等等。电磁流量计、超声波流量计等基于电或电子原理的流量计逐渐取代了原来的一些插入式流量仪表和机械式水表，这在国内外都是正在形成的趋势。这些流量计新的国际标准和国际建议已将其归类到水表的范围中，并制定了相应的试验要求。国内不少生产厂已建立了1m口径以上的试验装置，最大的测试管道口径已达到4m。

这些感应式水表在智能化方面相对于传统机械水表有着无可比拟的优势，且几乎无压力损失。但也有其局限性，如量程较小、易受管振、电磁环境干扰，还有就是大口径流量计的周期检定和现场测试始终是个难题，尚未得到有效解决。另外，这类水表的法制计量管理还有待加强。

从长远看，感应式水表与传统机械式水表会是互存的，而不会取而代之。

5、国外水表的发展情况

我国水表生产厂众多，但规模大多偏小，与国外水表生产厂家相比在规模和技术方面存在着较大的差距。英国肯特公司、德国迈内克公司和瑞纳公司、法国爱拓利公司、意大利迈特姆里那等都是国际上较有名的水表公司，在世界各地拥有大量分支机构,他们控制着世界水表市场。

在发达国家，由于管道直饮水较普遍，容积活塞式水表成为主要采用的产品，计量等级普遍为C级。旋翼液封式水表和单流式水表也不少，单流束水表还具有材料节省、结构小巧的优点。总体来说，国外的民用水表产品注重高计量等级和使用寿命。

国外水表产品的优势更多体现在大口径水表产品上，其制造工艺精致，并在一些产品上采用叶轮平衡技术，使得产品测量范围大（可达到计量等级C级）、安装方式适应性好（可以水平、垂直或倾斜），并可选配远传装置满足检定或抄读的需求，产品执行EEC标准，在流量测量能力方面优于以前版本的国际标准ISO4064。

由于美国的水表产品标准并不执行国际标准而是国内ANSI/AWWAC700系列行业标准，其设计和特点是不一样的。除了外形尺寸独特并采用英制单位外，产品设计更强调长期功能稳定性、使用的安全性，叶轮和计数齿轮的转速设计较慢，相对来说对计量性能的要求不苛刻。

在其它发展中国家如东南亚、南美、非洲，大多还是与我国相同的水表产品，有些国家也在尝试采用预付费IC卡水表和塑壳水表。还有部分国家对水表的法制管理要求并不高，因此对水表各部件的材质的要求很低，类似国内的一些劣质水表产品。

6、影响水表的发展方向的几个因素

政策法规、技术标准和市场需求是引导水表产品发展的最重要的三个方面。

水表基本上用于贸易结算，用户面大量广，无疑是最重要的法制计量器具之一。水表必须符合所使用的国家法规的要求。在我国水表列为重点管理计量器具，属强制性检定计量仪表并有具体的实施方法；国内很多地区开展实施的不入户抄表、一户一表、阶梯水价政策需要适用可靠的水表产品支持，电子远传水表、智能型水表有着广阔的前景。生活品质的提升会有更多的城市实现管道直饮水，高计量等级、流量测量范围宽的水表将会有更多的市场，水资源的紧张导致的水价提高是不争的趋势，也会使优质水表价有所值。在节能方面，国家在十一五期间非常重视量化的、可操作的节能考核，在GB 17167-2006《用能单位能源计量器具配备与管理通则》对相应的计量器具都提出了要求，其中对作为载热介质的水的计量按大小口径（以250mm划分）分别提出了1.5%和2.5%的准确度要求。水表有多个规程支撑着其检定工作，但许多人又疑惑，法规中的检定周期能否保证在用水表的准确性，这样的怀疑不是没有道理的。由于使用场合和介质的复杂性，很多水表还没有到检定周期就已经超差了。近年来采用现场核查的方式来越来越普遍，这对保证水表（乃至流量计和其它计量器具）的正确可靠性，尤其是在涉及贸易结算而又无法按计划拆卸或送检的流量计是可行的方法。国际法制计量组织也开始起草这方面的国际文件，以科学合理、经济可行的态度来对在用中的水表、电表、燃气表和热能表的性能进行评判。

我国的水表国家标准等同采用国际标准，国家计量检定规程也等效采用国际建议，按目前计划，这二个重要的水表技术法规会从明年开始批准实施。新的标准和规程在水表的技术参数表达方面与现行的方法有很大的不同：

1）现行的计量等级名称将被代表流量范围的一组可选的比值来代替，工作温度和压力也详细等级化：

2）一般水表的准确度等级为2级，而大口径水表的准确度等级可以选为1级； 3）水表除了原来的试验外，增加了水温影响试验、水压影响试验和流动干扰试验；

4）电子水表和带电子装置水表需做环境试验和电磁兼容试验等。这些规定一方面是考虑了新标准规程吸收了电磁水表等产品的技术特性，也是鼓励水表产品提高测量范围能力，适应更严酷的环境要求和运行寿命要求。

市场的需求是多方面的。一个参数的理想测量结果的获得依赖产品本身的性能和正确的选用、安装和使用。水表的发展趋势除了其本身产品的改进外，更重要的是针对不同的情况场合选用对应合适的水表，同时可能还要借助其它仪表和软件技术进行辅助，如无线远传、总线制方式远程抄读、管道漏损判断报警。制造商不能为产品而做产品，而应考虑用户的使用目的而选型、策划、设计和改进。真正优秀的水表产品性能特点是计量准确稳定、流量测量范围宽、压损小、对水质要求不是太高、使用寿命长、附加的装置功能可靠、材料省。尽管某些产品的商业宣传会有一些误导，但市场最后接受的肯定会使支持国家用水节水政策、真正做到公平计量、为企业带来经济效益的水表产品。

我国的水表行业面临良好的机遇也面临着严峻的考验．一方面要捍卫国内庞大的市场，另一方面还要借鉴外国强势企业的管理、技术、营销等先进经验，提高自己，增强国际竞争力，这需要水表制造商、水司用户、相关行业协会、政府管理部门和技术检测机构共同努力，多参与国际交流，参加到国际产品标准的制订修订，将水表大国做成水表强国，向全球用户提供我们先进的、精工制造、性能一流、价格优惠的计量产品。

第三篇：国内外工业激光现状与发展趋势

国内外工业激光现状与发展趋势

1．国外工业激光现状与趋势

国外以美、德、日为代表的几个发达国家在激光加工产业领域的发展速度惊人，它们在主要的大型制造产业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入“光制造”时代。激光在工业制造中所显示出的低成本、高效率以及应用的巨大潜力，成为世界主要工业国家间互相竞争的动力，纷纷将激光技术作为本国重要的尖端技术给予积极支持，加紧制定国家级激光产业发展计划。美国通过其“精密激光机械加工(PLM)协会”来激励其新工艺技术的发展，力求使美国工业激光器技术在世界上处于领先的地位，并在世界市场中获得较大的份额。德国在1994-2002年制订了国家激光发展计划，促使德国激光器和激光工业应用后来居上，位于世界领先地位。激光设备在德国汽车和机械制造中的广泛应用，使其在这些领域内的竞争能力近年来得到显著提高。并制订了德国“2002-2006光学促进计划”，将激光技术作为重中之重，认为未来所有制造加工业中有12%以上的加工工艺需要用激光技术来替代。除此之外，英国“阿维尔计划”、日本“激光研究五年计划”，甚至俄罗斯、韩国、新加坡、印度也制订有专门的激光技术发展计划。

根据国际激光行业权威刊物《LASER FOCUS WORLD》每年发布的统计资料表明，全球激光器产业市场发展迅猛，激光产品销售每年平均以高于10%的速度增长，并呈现出加速增长的趋势。2008年世界激光产业仅激光器（不包括广泛用于通信和家电的半导体激光器）年产值就超过了70亿美元，激光加工装备年产值超过了130亿美元。

激光工业装备制造企业由研究型的单台特种设备制造企业，发展到标准化、规模化生产的跨国公司。国外许多知名激光企业均通过兼并重组快速发展壮大。德国通快公司(Trumpf)通过兼并、重组，成为拥有7家从事激光产品生产的企业，成为当今世界上激光装备制造产业的霸主。美国相干公司(Coherent)在2001年初将医疗激光集团出售给以色列ESC／Sharplan公司后，购买了几家从事工业激光产品制造的公司，专著于工业激光领域的技术研究和产品开发。这些大型企业的形成，一方面推动了激光应用技术与产业走向新的发展阶段，另一方面也表明这些厂商正在谋求规模化发展，提升激光设备的性能价格比，以便垄断市场。国外工业激光的发展趋势体现在以下几个方面：

（1）鲜明的产品差异化特色，核心竞争力明显

鲜明的差异化产品特色也成为国外著名激光企业的核心竞争力。典型代表有：德国Trumpf公司生产的高功率轴快流CO2激光器和碟片激光器及其加工系统、德国Rofin公司生产的板

条激光器、Synrad公司的射频激励连续中小功率激光器、Coherent公司的射频激励脉冲中小功率激光、美国PRC公司的轴流CO2激光器、IPG公司的光纤激光器。

（2）新的应用领域不断拓展延伸

发达国家激光技术新应用开发速度惊人，它们在主要的大型制造业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入“光制造”时代。由于激光具有高的时间及空间分辨率，在需要高度精密加工的场合得到进一步推广和应用，如电子、半导体、微纳机械制造、生物、环保等行业。

（3）产业链专业分工越来越细

国外激光产业发展的一个显著特点是产业链专业化分工越来越明细，相关器件达到了同行业最高水平，打造了一个完善的激光产业链。

美国的II-VI公司和德国的Kugler公司成为激光器光学镜片的著名专业供应商，产品覆盖全球。

德国Fraunhofer、Nutech研究所、汉诺威激光研究所、慕尼黑技术大学的IWB研究所是国际上进行激光技术应用开拓研究的专业机构，其研究开发的激光切割、焊接、熔覆、激光再制造等方面的工艺成果已广泛应用在奔驰、宝马、奥迪、大众等汽车公司和空客飞机公司。德国Trumpf公司的系列轴快流CO2激光器产品中的射频电源和Rofin公司系列板条CO2激光器中射频电源、美国PNA公司CP系列激光器中的高压开关电源均由专门的电源公司为其提供。随着半导体激光器的普及，也诞生了Lumonics等几家著名的电源专业配套公司。德国Precitec、HighYAG、Laser Mech、Laserline、Fraunhofer和Scansonic专等专业公司开发的激光切割头、焊接头和专用熔覆头成为各激光加工装备制造商的首选核心器件。

德国Siemens、日本Fanuc和西班牙Fagor等专业公司开发的激光加工数控系统成为激光加工装备制造行业的垄断产品。

（4）传统激光器向高功率发展，新型激光器不断涌现

随着技术的进步和对高效率和高利润的不断追求，传统的气体和固体激光器逐渐向更高的功率和更高的性价比方向发展。如德国Trumpf推出的万瓦级轴快流CO2激光五轴切割、焊接和表面处理系统是这一发展趋势的典型代表。

美国、德国和日本成为新型激光器研发的主力军，新型激光器也成为推动激光产业发展壮大的核心。光纤激光器、半导体激光器、紫外激光器等新型激光器产品相继出现并日趋成熟。主要发展方向是高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化、固态化和低成本。高亮度大功率半导体泵浦固态激光器、紫外激光器、超短脉宽固体激光器(皮秒和飞秒)成为未来新型

激光器发展的重点。

（二）国内工业激光现状与发展趋势

我国激光技术研究与国外同时起步，是当时与国外技术差距最小的高科技领域。在国家“六五”至“十一五”科技项目的支持下，逐步形成了以华中科技大学和中科院四大光机为典型代表的研究机构，在激光器的一些核心技术研发上已形成较全面的技术成果，形成了5个国家级的激光技术研究中心。其中，激光技术国家重点实验室、激光加工国家工程研究中心、武汉光电国家实验室（筹）和最早开设激光学科的华中科技大学均坐落在武汉，成为我国激光技术的发源地。

我国激光加工产业一直呈指数增长，目前我国已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带，有21个省市、地区生产和销售激光设备，常年有定型产品生产和销售，并形成一定规模的企业有200家左右，以激光产品为主业的上市公司有两家。2008年全国激光产业销售总额达到了80亿元。

中国工业激光的发展也正在紧跟国际发展的趋势，主要体现在：

（1）通过上市融资，龙头企业正在形成中国第一个以工业激光为主打产品的上市公司是华工科技股份责任公司，2005年深圳大族激光公司紧跟着成为第二家工业激光上市企业。华工科技以生产高端的激光工业设备为主，大族激光以生产量大面广的低端激光工业设备为主。但大族激光通过2008年再次融资9亿元，目前正在向高端激光工业设备进军。2009年华工科技股份责任公司也实现了再次融资4.58亿元，将主要投向5个项目：高档数控等离子切割机生产线建设项目、先进固体激光器产业化项目、激光特种制造装备、半导体材料激光精密制造装备以及激光加工工艺研发中心建设项目。

（2）走国际合作道路和引进高层次人才，核心竞争力正在形成为应对市场竞争，中国工业激光企业必须形成自己的核心竞争力，以抗衡国外激光工业设备大量进入中国的现状。深圳大族激光公司正在建设激光研究院，聘请国内外知名激光专家进行研究工作，并聘用了曾在德国Rofin公司长期工作的吕启涛博士为公司的技术老总。华工科技公司也引进了阎大鹏博士，开发生产出了光纤激光器。武汉法利莱激光公司收购了澳大利亚激光企业，提升了激光切割机的技术水平。武汉华俄激光公司引进了俄罗斯的固体激光切割机技术，在国内首次成立了中俄合资的激光公司。

（3）国民经济支柱行业正在加大使用激光制造设备的力度

武汉钢铁公司正在建设“激光加工工艺研究中心”，并与激光企业联合开发激光冷轧板拼焊设

备、东风汽车公司越来越重视轿车车身的激光焊接、南车集团也开始将激光设备用于火车制造、武昌造船厂已购买多台激光切割机。

（4）中国激光产业链正在形成随着市场的不断扩大，中国激光企业正在寻求自身的定位，逐步在形成产业链。如北京卓立汉光专门生产激光调节支架、广东许多中小企业专门生产激光设备的机箱、河南南阳生产气体激光器的风机、湖北老河口生产大型激光工作台、成都东骏激光公司专门生产固体激光晶体。

（5）新一代工业激光器正在受到激光企业的重视

为在竞争中立于不败之地，国内龙头企业正在开发新一代工业激光器及其应用装备：光纤激光器、紫外激光器及其精密加工设备、大功率半导体激光器及其焊接、热处理设备、高功率碟片激光器及其焊接设备、高功率气体激光器及其切焊组合设备等。

总之，随着中国由制造业大国向制造业强国转变，激光加工技术越来越受到制造业的重视，国内大型、重型企业也越来越关注激光加工设备的进展，中国激光加工行业的明天一定非常光明。

第四篇：抽油机国内外研究现状与发展趋势

抽油机国内外研究现状与发展趋势

一．国内抽油机研发现状

油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽 油机和无游梁式抽油机。经过一百多年的实践和不断的改进创新，抽油机不管是结构形式还是在使用功能上，都产生了很大的变化。特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，对油田深度开采的能力有了更进一步的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。目前, 国内抽油机制造厂有数十家, 产品类型已多样化, 但游梁式抽油机仍处于主导地位。根据公开发表的资料统计, 我国现有6 大类共45 种新型抽油机[ 1] , 并且每年约有30 种新型抽油机专利, 十多种新试制抽油机[2] , 已形成了系列, 基本满足了陆地油田开采的需要。各种新型节能游梁式抽油机如双驴头式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、下偏杠铃系列节能抽油机[ 3]和用窄V 形带传动的常规抽油机等均已在全国各个油田推广应用, 并取得了显著的经济效益。长冲程、低冲次的无游梁式抽油机的研制也取得了一些进展, 如由胜利油田研制的无游梁链条抽油机, 经过国内十几个油田稠油及丛式井的推广使用[4], 在低冲次抽油和抽稠油方面已初见成效。此外, 桁架结构的滑轮组增距式抽油机、滚筒式长冲程抽油机已在某些油田进行了工业试验[5];齿轮增距式长冲程抽油机的研制工作也取得了新的进展;质量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机经过几年的研制和工业性试采油, 也积累了一定的经验[6]。其他型式新颖的抽油机如数控抽油机、连续抽油杆抽油机、车载抽油机、磨擦式抽油机、六连杆游梁式抽油机和斜直井抽油机等也正处于不断改造和试生产过程中[7]。然而，游梁式抽油机的缺点是不容易实现长冲程低冲次的要求，因而不能满足稠油井、深抽井和吉气井采油作业的需要。同时，长冲程低冲次的无游梁式抽油机的性能尚有待完善(如油田正在使用的链条式抽油机还存在链条寿命短、换向冲击载荷大和钢丝绳易断、导轨刚．度不足容易变形等问题)，而且品种规格还很少，不能适应当前石油工业的发展[8]。液压抽油机至今仍处在研制阶段[9]

二·国外抽油机的研发现状

目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马

尼亚等[10]。为了减少能耗, 提高采油经济效益,近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%~ 35%;前置式抽油机节电368% 前置式气平衡抽油机节电35% 轮式抽油机节电50%~ 80% 大圈式抽油机节电30%;自动平衡抽油机节电30% ~ 50%;低矮型抽油机节电5% ~20%;ROTAFLEX 抽油机节电25% 智能抽油机节电174%;螺杆泵采油系统节电40%~ 50% [11]。近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果, 使抽油机得到更精确平衡。近年来, 为了节约能耗、提高采油经济效益, 国外研制与应用了许多节能型抽油机, 在采油实践中, 取得较好的使用效果。如变平衡力矩抽油机, 可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机, 由于可在动态下调节气平衡,平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90% 以上载荷得到平衡[12]。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[13]。近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机, 其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[14]。1 前置式气平衡抽油机 美国工J uf kin 公司生产的A 系列前置式气平衡抽油机具有较好的技术经济指标, 抽油机重量减轻40 %, 尺寸缩小3 5 % , 动载荷较小, 受力均匀, 运转平稳, 节约电耗35 %。2 无游梁长冲程抽油机 美国R O T A F L E x 宽带传动抽油机实践表明: 抽油机系统效率为5 % , 而常规抽油机只有40 %。提升液体能耗比常规抽油机减少25 % , 可使用29.4 kw 电 动机, 而同级常规抽油机须用只kw 电动机。美国W es t er n G e a : 有限公司研制的液压驱动无游梁长冲程抽油机占地面积较小, 可节约电耗10 % 一1 5 %。美国N a ti o n al Su p p ly 有限公司研制的无游梁长冲程抽油机节约电耗10 %一20 % 3 智能抽油机 美国N a t io n al S u p p ly 有限公司研制的智能抽油机减速器峰值扭矩减少34.7 %, 电动机功率减少1 7.4 % , 产量增加19 % , 抽油机系统效率平均提高47.8 % , 投资费用减少20 % , 成本利用率提高2 0.7 %。天然气发动机驱动抽油机 美国生产的天然气发动机驱动抽油机可比电动机功率减少30 % , 动力费用与采油成本均较低。4 变平衡力矩抽油机 美国Pi on ne r 公司研制了变平衡力矩抽油机, 利用抽油机连杆运动以及新增加的连杆摆动机构作用原理, 使得上冲程时平衡力矩大于下冲程时的平衡力矩, 实现更精确地平衡抽油机载荷、减少抽油机电力消耗的目的三·国内抽油机的发展趋势

20世纪9O年代以来，我国东部各主要油田相继进入中高含水开发期[17]。为确保高效生产，对抽油机的要求呈现两个特点：一是急需采用长冲程抽油机，以增加油井的产液量；二是为了降低油井的单位生产成本，对抽油机的节能性提出了更高的要求[18]。其次就目前抽油机耗电量大，工作效率、能量利用率低这一现状仍是我国抽油机研究的重点之一，在抽油机效率和节能方面，还有很大的提升空间，具有非常诱人的前景[19]。长冲程抽油机的研制应用能力不足一直是我国抽油机发展的瓶颈，长冲程抽油机具有减小冲程损失、提高系统效率、延长机杆泵的使用寿命、减少故障及提高整机运行质量等优点[20]。因此, 发展长冲程抽油机对当前我国老油田高含水井后期开采, 减缓产量递减速度, 开采稠油、低渗透油田以及沙漠油田深井及超深井的机械开采, 都具有重要的现实意义[21]。游梁式抽油机的局限性十分突出，多方面事实说明，长冲程、低冲次、低功耗的无游梁式抽油机是今后抽油机发展的主要方向[22]。为适应油田采油需要, 在适当发展游梁式长冲程抽油机的同时, 应加速开发各类无游梁式长冲程抽油机[23]。开发无游梁曲柄摇杆轮式斜井抽油机和大型斜直井抽油机将对我国油气资源开采有重要意义[24]。根据我国实际情况, 发展无游梁大冲程、低能耗、具有高适应性的直井抽油机和斜井抽油机, 将是我国今后抽油机发展的主要方向[25]。近年来，变频技术在抽油机上得到了广泛应用。利用变频控制系统实时调整工作参数，提高电机功率因数，减小供电电流，还可以实现电机的软起动，减小冲击，并可根据油井供液能力实时调整冲次频率，实现增产节能效果[26]；另外，研究开发机电一体化抽油装置，根据抽油机井特性实时控制和改变抽油状态，实现高效智能化采油[27]。如美国NSCO公司智能抽油机，采用微处理器和自适应电子控制器进行控制与监测，具有功能多、抽油效率高、自动化程度高、经济性好、安全可靠、适应性强等优点[28]。研发大型、高适应性的丛式井抽油机，随着世界油气资源的不断开发，油层开采深度逐年加大，油田含水量的增多，大泵提液采油工艺和稠油开采等都要求采用大型抽油机[29]。现代大型抽油机应具备有高适应性，以适应多种恶劣环境和地层油层的变化，如开发一种机型能适应不同自然气候与地貌环境的差异、地层油层的迁移改变、冲程冲次的改变、油气层性状的改变、连续与间歇抽油的调整等[30]。另外，由于现代大型抽油机的结构和控制的复杂性，体积的庞大，其工作面积也相应增大，同一抽油机可以对多口相邻油井同时抽油作业，采用综合平衡方式和节能方式，达到最好的作业效果[31

四·国外抽油机的发展趋势

如前所述, 世界范围内抽油机技术发展的总趋势是向着多样化、超大载荷、长冲程、节能型、无游梁式和自动化、智能化方向发展[32]。1.朝着大型化方向发展

随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也在不断增多，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等，都要求采用大型抽油机，所以近年来，国外出现了许多大载荷抽油机，如前置式气平衡抽油机最大载荷213kN，气囊平衡抽油机最大载荷227kN等[33]。还会出现更大载荷新型抽油机[34]。采 用长冲程抽油方式，抽油效率高，抽油机寿命长，动载荷小，排量稳定，具有较好的采油经济效益，所以近年来国外出现了许多长冲程抽油机，如法国Mape公司抽油机，最大冲程10m[35]；美国WGCO公司抽油机最大冲程24.38m，NSCO公司抽油机最大冲程27.48m；原苏联钢带式超长冲程抽油机最大冲程1500m。长冲程抽油机全部采用低冲次抽油方式，Mape公司抽油机最大冲次5min，GDCO公司抽油机最大冲次为3min[36]。2.朝着低能耗方向发展

为了减少能耗，提高采油经济效益，近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%～35%；前置式抽油机节电36.8%；前置式气平衡抽油机节电35%；轮式抽油机节电50%～80%；大圈式抽油机节电30%；自动平衡抽油机节电30%～50%；低矮型抽油机节电5%～20%；ROTAFLEX抽油机节电25%；智能抽油机节电17.4%；螺杆泵采油系统节电40%～50%[37]。3.朝着精确平衡方向发展

近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果，使抽油机得到更精确平衡。例如变平衡力矩抽油机，可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机，由于可在动态下调节气平衡，平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90%以上载荷得到平衡。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[38]。4.朝着高适应性方向发展

现代抽油机应具有较高的适应性，以便拓宽使用范围[39]。例如适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要；适应各种成分石油抽汲的需要；适应各种类型油井抽汲的需要；适应深井抽油需要；适应长冲程抽油的需要；适应节电的需 要；适应精确平衡的需要；适应无电源和间歇抽油的需要；适应优化抽油的需要等[40]。5.朝着长冲程无游梁方向发展

近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[41]；实践与理论分析表明，增大冲程游梁抽油机是常规游梁抽油机的发展方向；增大冲程无游梁抽油机是增大冲程抽油机的发展方向；长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机的发展方向[42]。6.朝着自动化和智能化方向发展

近年来抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。美国Baker提升系统公司、Delta-X公司、APS公司等均研制了自动化抽油机，具有保护和报警功能，实时测得油井运行参数，及时显示与记录并通过计算机进行综合计算分析，推出最优工况参数，进一步指导抽油机以最优工况抽油。美国NSCO公司智能抽油机，采用微处理机和自适应电子控制器进行控制与监测，具有抽油效率高、节电、功能多、安全可靠、自动化程度高、经济性好、适应性强等优点[43]。

参考文献 [1] 张建军．游梁式抽油机设计计算[M]．北京：石油工业 出版社，2005． [2] 张晓东，贾国超．关于我国抽油机发展的几点思考[J]． 石油矿场机械，2008，37(1)：24—37

第五篇：国内外公路研究现状与发展趋势

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第1章 绪论

1.1我国公路现状

交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。

新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。

“十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。

在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较“十五”末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。

“十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到“十五”末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出

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通车里程超过2 3万千米，共有15个国家高速公路通车里程超过2000km，这些国家是美国(8.98万千米)、中国(6.03万千米)、澳大利亚(1.86万千米)、加拿大(1.69万千米)、德国(1.21万千米)、西班牙(1.2万千米)、法国(1.04万千米)、亚美尼亚(7500km)、墨西哥（6980km)、日本(6500km)、意大利(6620km)、英国(3480km)、韩国(2778km)、荷兰(2235km)、南非(2032km)，其中美国、德国、日本等发达国家已经构筑起与本国经济社会发展相适应的高速公路网。与我国相邻的俄罗斯、印度等国家的真正意义上的高速公路很少，其多数是相当于半封闭的一级公路。德国1932年就开始修建高速公路，是最早修建高速公路的国家； 美国的高速公路通车里程最多，1957年开始修建，现在已近9万千米；日本是同时代高速公路发展较快的国家，从1957年开始修建，目前已修建6500km车道最多的高速公路是加拿大多伦多的401高速公路，有16个甚至22个车道。由世界高速公路发展史可知，高速公路如同汽车一样，从诞生的那一刻起，就深刻影响着其所服务的每一个人和触及的每一寸土地，对促进国家经济增长、提高人民生活质量、维护国家安全等都具有十分重要的价值。发达的高速公路网不仅是交通现代化的主要标志、公路先进生产力的集中代表，也是一个国家或地区现代化的重要标志。根据经济发展与高速公路增长的相互关系，国外发达国家高速公路的发展一般经历了以下四个阶段。

a)第一阶段，发展起步期，其特点是： 经济总量较小，高速公路认知度低，规模不大且里程增长缓慢。

b)第二阶段，快速发展期，其特点是： 经济加速增长，高速公路需求旺盛，通车里程迅速增长。

c)第三阶段，接近饱和期，其特点是： 经济稳定增长，资源紧俏，高速公路通车里程增长趋缓，以提高路网质量为主。

d)第四阶段，相对稳定期，其特点是： 经济持续增长，资源紧缺，高速公路网规模趋于稳定，路网运行质量的提高主要依靠提高交通管理水平实现，智能运输系统目趋完善是其主要标志。

目前，我国正处于工业化、城镇化进程加快的关键阶段，汽车普及率迅速提高，这与发达国家2 0 世纪6 0 年代～7 0 年代的情况较为类似。我国高速公路正处于最具成长性的第二阶段。

1.3我国公路发展趋势

我国公路建设正处于快速发展的阶段。2004年12月17日，《国家高速公路网规划》经国务院审议通过，标志着我国高速公路建设进入了一个新的历史时期。

国家高速公路网规划采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射及横连东西、纵贯南北的大通道，由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称“7918网”，总规模8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其他线路约1.7万公里。建成后可以在全国范围内形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要城市、覆盖重要县市”的高速公路网络，具体如下：

首都放射线7条：北京－上海、北京－台北、北京－港澳、北京－昆明、北京－拉萨、北京－乌鲁木齐、北京－哈尔滨。

南北纵向线9条：鹤岗－大连、沈阳－海口、长春－深圳、济南－广州、大庆－广州、二连浩特－广州、包头－茂名、兰州－海口、重庆－昆明。