绳系系统的应用与轨道选择

第一篇：绳系系统的应用与轨道选择

空间绳系系统的应用及其轨道选择

摘要

空间绳系技术是一种全新的航天技术，是当代空间技术的一个新的领域。自七十年代中期以来，绳系理论经过几十年的发展，显示出其具有巨大的应用前景。绳系技术可应用于航天器的交会对接与空间发射与释放。与原有技术相比，这些基于绳系技术而提出并正在实现的新型空间技术都具备一些突出的优点。随着各项相关技术的发展，绳系系统技术将会在更大的领域范围发挥更大作用。引言

空间绳系系统指两个或者多个航天器用柔性绳连接在一起构成的空间系统。最典型的空间绳系系统是由母卫星、子卫星和连接系绳组成，这两个航天器在系绳的约束下一起做轨道运动，其质心的运动同传统的航天器类似（如图1-1）。系绳这种特殊的柔性材料使得能够用相对较少的材料在空间构成非常大的结构，较短的系绳有30m，更长的系绳可能达到几十公里[1]。

图1-1 空间绳系的出现最早起因于宇航救生、微重力试验以及外空辐射测量等方面的需要。随着研究的展开与深入，空间绳系技术更多独特的应用价值逐渐被发现。按照不同的空间应用，空间绳系可分为三类空间绳系系统，其名称及特点： ① 静止绳系系统：在其使用过程中系绳的长度和数量、航天器的数量和质量以及它们的相 互位置和指向是不变的。

② 空间电动绳系系统：绳索一端置有电子收集采集器用于收集等离子层中的电子，另一端置有等离子发射器，系统高速运动切割地磁力线的同时便有电流在导电绳缆中产生。

③ 空间动量交换绳系系统：系绳数量和长度、航天器的数量和质量以及它们的相互位置和指向是经常改变的。该系统由高强度绳索、系绳展开／回收机构及控制平台组成[2]。静止绳系系统的应用

根据静止绳系系统特点，其在空间资源开发和空间环境探测方面具有独特的优点和广泛的应用前景。

★应用绳系卫星系统从位于200--400公里高度的母星(航天飞机、空间站或其它空间飞行器)上向下伸展空间探测平台，可以进入100--150公里区域并进行较长时间的测量。弥补目前对100一150公里高度层的地球大气进行直接的较长时间的测量的技术空缺。

★应用于加长的测量系统(例如用带有与系绳长度相等的大基极的干涉仪)，地球物理场传感器，以及沿系绳配置或用系绳降至低空的大气探测器进行相关研究。

★利用建筑原理组成绳系系统，可以在空间建成复杂的大型建筑(空间电站、住宅、工厂、温室等)。未来空间大型建筑的建造，是人类向太空、外星移居的必由之路，而绳系系统也将在此发挥重要的作用。空间电动绳系系统的应用

系统高速运动切割地磁力线的同时绳索一端电子收集器收集等离子层中电子，沿绳索流动到另一端，通过电子发射器将电子送回等离子层，形成闭环电路，从而产生电磁力。利用该系统在轨道上运动的部分动能，可以产生功率为兆瓦量级的电能。利用机载发电机获得的电能，可以保持，提升／降低飞行器轨道高度而不必消耗燃料。还可以把系绳作为一个发射天线，实现低频波段无线电波的有效辐射（如图1-2）。

图1-2 4 空间动量交换绳系系统的应用：

在空间绳系系统中的各种应用系统中，动量交换是空间系绳最有应用前景的技术之一。其应用有：

★绳系交会对接。包括航天器与空间站的交会对接，碎片回收及航天器的轨道机动。

★空间升降机。用沿着系绳运动的升降机可以运送货物和人员。

★航天器空间指向调整。利用一端连有系绳的传动杆，可以变换吊在系绳上的航天器在空间的指向。

航天工程中的成本通常是巨大的，在航天工程中若能较大的减少成本花费，空间的探索应用的利益空间将会更加促使人们勇敢迈出前进的脚步。又随着全球能源和资源的紧张，寻求一种节省能源消耗同时减少成本的方法显得越加重要。

与传统航天器的交会对接相比，利用绳系系统进行交会对接可节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复使用，因此有较高的应用价值。下面对空间动量交换绳系系统中的交会对接进行介绍，交汇对接包括绳系捕获技术和空间发射与释放技术。4.1 绳系捕获技术

利用绳系进行航天器交会对接，这是一种全新的对接方案。绳系卫星系统包括一颗子星和一颗母星，它们之间用一条细长的软绳相互连接。如图4-1，把子星换成具有不同连接功能的末端效应器，就可以在较远的距离上实现对目标航天器实施捕获或者对接。

图4-1 对于母星与目标卫星的交会对接，介绍R-bar对接/捕捉方案和V-bar对接／捕捉方案。

4.1.1 R-bar对接/捕捉方案

方案如图4-2所示。对接过程中：母星亦采用飞越轨道，以直线运动轨迹掠过目标卫星；在母星到达目标卫星正上方之前终端器被弹射释放，弹射方向为垂直向下(相对母体)；在随后的时间内，控制绳拉力使终端器接近X轴(如图4-2中位置2)；在位置3，终端器与z轴相交；此后，终端器在拉力控制下沿z轴向下接近目标卫星，最终完成对接。

图4-2 4.1.2 V-bar对接／捕捉方案

对接方案如图4-3所示。对接过程中：追踪飞行器先稳定于Y轴上的保持点，并始终保持该位置；水平弹射终端器，因绳系拉力不能抵消哥氏力（质点作圆周运动，也做径向运动所产生的力），须由终端器上的发动机进行纵向稳定控制，施加控制力F，绳索可控制终端器的横向接近速度[3]。

图4-3

4.2 空间发射与释放技术

4.2.1 绳系稳态释放方案

绳系稳态释放方案的示意图如下：

图4-4

这个方案中，首先是平台与待发射卫星分离，接着绳系被稳定在平衡位置；绳系系统随后在轨道上稳定运行，直到接到分离命令。

4.2.2 绳系旋转快速释放方案

如图4-6所示，例如美国的MXER项目中主航天器在轨道上就是通过系绳捕获载荷，然后旋转投放载荷至较高轨道，在投放分离的时候，完成系统的动量交换。

图4-5 释放过程如下：首先是将子星向上(下)释放；然后快速展开。绳系展开到一定距离后，加大绳索拉力，使得绳系向平衡位置恢复，同时产生一定的旋转角速度；随后在平衡位置附近释放子星，完成发射任务。

此方案中绳系在释放时处于旋转状态，因此“绳系旋转快速释放方案”的释放速度较快；由于其释放时角速度大于0，因此与“绳系稳态释放方案”相比，子星在释放时具有更大的速度，可以覆盖更大范围的目标。4.3 绳系卫星系统交会对接的应用

4.3.1捕获技术在航天器与空间站对接中的应用

航天器与空间站直接进行交会对接会对空间站产生严重的摄动，所以考虑利用空间系绳辅助航天器与空间站进行交会对接。其交会对接过程如图4-6所示。空间站在圆轨道上运行，航天器进入椭圆转移轨道。在该轨道的远地点，航天器的速度与空间系绳末端的速度匹配，航天器被空间系绳末端的对接装置捕获，捕获后收回系绳并把航天器带到空间站。转移到航天器的动量降低了空间站的轨道高度，空间站损失的动量可通过系绳端航天器的制动电动推进或备份推力器得到恢复，空间站可以回到它原来的高度[4]。

图4-6

4.3.2绳系交会对接在碎片回收中的应用

空间碎片对系绳和其他大型的轨道结构如空间站的安全运行造成威胁，利用系绳技术回收处理空间碎片可以节省大量推进剂从而降低成本对于低轨道的空间碎片。图4-7为用于移除碎片的系统图。

图4-7 4.3.3绳系交会对接在轨道转移中的应用

旋转系绳通过转动在轨储存大量动能，并且能给系在系绳末端的有效载荷提供很大的速度增量。使它不需要推进剂就能转移有效载荷。从低轨道转移有效载荷到地球同步轨道的单级旋转绳系系统；也可以把这种系统的分析扩展到二级或者多级旋转绳系系统，可以实现航天器的不耗能变轨，甚至可以实现航天器的地月飞行或者地球火星间的接力飞行。图4-8为低轨至地球同步轨道的二级旋转绳系系统系统图。

图4-8 5 展望

空间绳系系统可以几乎不消耗燃料的进行目标航天器的变轨，的巨大优点使得绳系系统将在未来的地球-月球，地球-火星，月球-火星间的空间旅行发挥巨大的作用。

如提出的一种基于绳系系统的新型地月运输平台（图5-1）的概念，可以被看成是一种静止绳系系统与空间动量交换绳系系统的结合品。系统由在地球中低轨道和月球轨道运行的飞行器“投射拦截”平台（图5-2）与中间往返的可重复使用飞船组成。当飞行器从月球以返回时，通过平台拦截并存储飞行器的巨大动能，将飞行器由第二宇宙速度减速为第一宇宙速度，一方面可以省去飞行器用来制动所用的燃料，另一方面，储存的动能一部分还可以被转换成飞行器飞回月球的能量。同样的，在月球轨道上也建立同样的“投射拦截”平台，飞船就可以很便捷地在地月之间来回穿梭了[5]。

图5-1

图5-2 6 总结

主要作为对大气或者地球物理场进行测量的静止绳系系统一般位于低轨道（200-400公里）。而空间动量交换绳系系统的轨道高轨道倾角度等参数则与交会对接的对象的相关参数相关。

相关资料：

★1980～1985年间美国和日本合作，向328公里高空进行了4次探空火箭的发射。有效载荷在飞行过程中沿导电系绳离开箭体400米。完成了绳系系统电力研究工作。

★1992年美国NASA和意大利空间局ASI合作研制的绳系卫星系统TSS-1。利用航天飞机携带绳系卫星在296公里高度轨道上用导电绳索将卫星向上展开20公里。

★1996年2月，美国航天飞机在飞行过程中试图重复实验TSS。TSS绳系卫星系绳断开后，栓在系绳另一头的卫星的轨道从296公里的圆轨道变成了425×275公里的椭圆轨道。

★1996年进行了由美国国家侦测机构(NR0)资助，海军研究实验室(NI也)研究制造的系绳物理与生存能力试验系统(Tips)空间飞行试验。Tips系统于运行轨道为圆轨道，高度为1023km，轨道倾角63．40度[2]。

参考文献

[1] 王维,宝音贺西,李俊峰.绳系卫星的动态释放变轨[J].清华大学学报(自然科学版)2008,48(8):1351-1354 [2] 崔本廷.空间绳系的控制与应用.2006.9 [3] 黄奕勇，杨乐平.新型绳系交会对接方案[J].上海航天.2008,2:47-51 [4] 由磊磊.绳系卫星系统交会对接的应用与设计[J].航天器环境工程.2007,24(1):37-42 [5] 李惠峰，林振海，薛松柏.新型月地空间运输平台概念设计[J].空间控制技术与应用.2009,35(5):43-47

第二篇：轨道无极绳绞车安装安全技术

轨道无极绳绞车安装安全技术

为了确保903综采工作面的安全、顺利安装，保证该工作面设备、材料的提升运输安全，需在903轨道顺槽安装无极绳绞车，依照《煤矿安全规程》和《煤矿安全技术操作规程》编制以下安全技术措施。

一、施工项目

903轨道顺槽1150米处，安装无极绳绞车。

二、职责与施工要求

（一）机电科：负责机电设备补充到位、设备安装质量的监督监管及安装安全措施编写。

（二）机电队：负责地面下放无极绳绞车、钢丝绳等设备至井底车场。

（三）安全指挥中心：负责本次工程施工过程中的安全监督、监管，对主要项目要跟班监督。

（四）调度室：负责对本次施工过程中各单位的组织协调并统筹安排。

三、设备型号、数量

1、绞车型号：型号：JWB110BJ；2、电机型号：YBK2-315L1-6；制动装置：YW型电液制动器。

四、施工方案：

五、运输准备及注意事项

1、井下运输路线：副井井底车场903轨道顺槽。

2、对设备的装车要按照井下安装要求进行装车，同时避免超高、超宽、超长、超重物件运输。

3、运输的注意事项

(1)、无极绳绞车的辅助设施，必须按施工安装要求，提前安装好；其基础必须牢固可靠，固定螺丝齐全、紧固；绞车用的开关、按钮、闸、绳、护绳板必须达到完好标准，一坡三挡安全设施齐全可靠。

(2)、运输工作是协作性较强的工作，需要讯信完善，声光齐全，灵敏可靠、清晰，以利于统一指挥，安全、快速地完成组装工作，不得使用口哨联系拉放设备。

(4)沿途内一切影响安全运输的，必须提前进行排查处理，确保运输畅通。

(5)、将施工所用的工具、器材、备品、备件运到沿途各施工点。

(6)、对液压系统及配管部分要采取防尘措施，电气部分要用塑料薄膜盖好。

(7、小零件（销子、垫圈、螺母、螺栓、U形卡等）应与相应的分解部分一起运送。

(8)、下井前，应在地面仔细检查各部件，发现问题及时处理。

(9)、应充分考虑到用平板车运送时，平板车的承重能力，运送中货物的串动以及用钢丝绳固定时防止设备损坏及划伤。

(10)、机器各部件下井的运输顺序尽量与井下安装顺序相一致，避免频繁搬运。

六、无极绳绞车安装技术要求

1、安装地点的要求：

要求：该场地根据机器的最大尺寸和部件的最大重量而准备，该场地平整、坚实，巷道中铺轨、供电、照明、通风、支护良好。

2、安装程序、方法及注意事项：

卡轨车设备的安装可分部件依次安装，也可几个部件同时安装，主要是根据安装时投入的人力的多少而定。

（1）绞车、张紧器、开始轨的安装

如绞车、张紧器为解体下井，应先在安装地点进行组装，然后利用手拉葫芦等工具将设备移动到基础上。当底座与基础间有间隙时，应用垫铁垫实，再固定地脚螺栓，地脚螺栓采用二次灌浆；并把阻车器、导向滑轮安装在开始轨上。绞车组装时要特别注意：电机和减速器要靠近定位块，保证电机和减速机安装同轴度，以免运行过程中发生断轴事故。张紧器组装时要特别注意，动滑轮的滑道要上下对齐，连接动滑轮的绳卡子每端至少两个，并且紧固好。初次安装时钢丝绳的长度要保证动滑轮在最上面时，重砣不落地，使张紧器达到最大吸绳效果。张紧器的底座要水平，地脚螺栓要固定牢固。滑轮固定梁安装时要平直，以防止系统运行时钢丝绳与滑轮固定梁安装板摩擦。绞车、张紧器和滑轮固定梁的两导向轮中心线尽量一致。

3、水平弯护轨的安装

安装水平弯护轨前应先把以前的轨道起掉，先安好水平弯护轨（不需要枕木），把水平弯护轨下用道渣捣实，再把钢轨固定在水平弯护轨的横梁上，然后根据钢丝绳的走向安装弯道导绳轮组。在水平弯护轨处，应打底锚固定，防止系统紧绳后拉翻弯护轨。

4、道岔的铺设

道岔的铺设位置以便于调车为宜，铺设方式与一般单开道岔类似，只是道岔铺设时要注意其高度，最好前后普轨抬高50～80mm，以便于活动钢轨的摆动。

5、回绳站的安装

使用时间较长时，可打基础固定回绳站，一般把回绳站直接就位后，打地锚或打点柱固定都可以。

6、轮系的安装

轮系包括压绳轮组、托绳轮组和外绳导轮。压绳轮用压板固定在钢轨的下缘上，在下列地点考虑安装压绳轮：

（1）、在水平弯道的前后各安装一组，防止钢丝绳从弯道跑出，安装时压绳轮的两轮侧安装在弯道内侧：

（2）、在巷道的下凹变坡点，当变坡角度较大时，应保证安装数量，否则易发生跳绳现象；

（3）、当钢丝绳偏离轨道中心较多，而纠偏轮达不到较好效果的；

托绳轮、外绳导轮安装前，先安装边接梁，在平道或坡道上一般每隔15m左右安装托绳轮和外绳导轮各一组，在轨道的上凸处间距要缩小，在下凹处安装压绳轮的轨道外侧安装外绳导轮。另外为了防止在大的变坡点钢丝绳拉起轨道，应在连接梁上打地锚固定。

7、信号线的吊挂及电控接线

从绞车开始沿轨道走向至回绳站吊挂信号感应线（或泄漏电缆），信号线应吊挂在人行道侧的巷帮上，吊挂高度1.5～2.0m。各开关和电机按电气接线连线，接线要由电工完成8、钢丝绳的布置与插接

先把钢丝绳放置在储绳车附近（储绳车尽可能靠近绞车），钢丝绳筒应放在特制的平板车上或吊挂起来，以便拉绳时易转动，然后拉钢丝绳（轨道中间绳）至回绳站，穿过回绳轮轨道一侧再拉到绞车处，钢丝绳头穿过张紧器绞车后，经储绳车牵引臂到储绳筒，另一个绳头经储绳车牵引臂至绳固定装置固定牢固。

如运输距离不太长时，尽可能选用一根钢丝绳，当一根钢丝绳不能满足要求时，钢丝绳之间要进行插接，插接要由熟练工人完成，插接长度不得小于钢丝绳直径的1000倍。

七、卡轨车系统的调试

1、钢丝绳的预紧：钢丝绳的预紧力一般为20～30KN左右，钢丝绳的预紧力以运输最大重物时张紧器重砣不落地为宜。张紧钢丝绳前先检查钢丝绳是否偏离轮子。

钢丝绳的预紧方法：

（1）、提起张紧器的重砣；（2）、储绳车在绞车附近并固定在钢轨上；（3）、拉紧钢丝绳

用小绞车（或工人）拉无极绳绞车松边侧的钢丝绳，同时慢慢开动无极绳绞车；当拉力达到要求的预紧力时，所有钢丝绳在储绳车上固定牢固。

2、轮系的调整

涨紧钢丝绳后，根据钢丝绳的具体走向调整轮系的位置或方向，使轮系起较好的导向作用，但受力又不要太大（钢丝绳不要与轮架、枕木、钢轨等发生摩擦）。在弯道时，压绳轮的数量要保证，防止压绳轮跳绳后引起弯道跑绳。对于大的变坡点尽可能争取达到良好的压绳效果，但如果压绳轮仍发生跳绳时，要把有关的压绳轮拆除。

3、试运行前的准备，试运行启动，试运行

（1）、试运行前的准备：

①、检查信号是否正常；

②、检查电器连线是否正常；

③、轨道上是否有影响车辆运行的杂物。

④、车辆之间的连接是否牢固。

（2）、试运行启动，试运行

开始先试验空车运行，然后再试验有载运行，在试运行时发现异常情况要及时停车处理。试运行期间逐渐加大载重量，直到达到最大载荷为止，如张紧器的吸收量不够，可适当增加钢丝绳的预紧力。

八、安全技术措施

1、凡参加本次施工人员，必须认真本措施，做到人人熟悉措施，人人掌握措施，考试合格后，方可上岗作业，确保措施在现场实施。严禁违章作业，违章指挥；严禁超载提运。

2、安装必须严格按标准进行施工，加强支护质量和顶板动态观测。

3、所有运输区域声光、信号齐全灵敏，阻车设施、防跑车装置须牢固可靠。

4、特殊工种必须持证上岗，否则严禁作业。司机、电工、把钩工、班长等须执行好现场交接班签字制度，所有设备、设施都安全可靠后方可组织施工。

5、工区值班人员安排工作时同时交待安全，跟班人员和班长对当班安全生产负责，做好现场指挥和监督。

6、上下山行走时严格执行行车不行人制度，不准在车场内休息逗留，做到绳动人不动。

7、所有井下安装使用的设备、工具、起吊所用的各种锁具材料必须在地面经过验收合格后方可下井使用，把所需要的零部件准备齐全，小件、易损件要存放在容器中运输。

8、提升、起吊、连车、拖拉用的设备、工具，每次使用前必须检查完好，保证在完好状态下使用，不超负荷使用。

9、重物起吊前用的葫芦、链子、绳套子，使用前要仔细检查，不合格的不准使用，不得超负荷使用。

10、设备起吊拖运时，身体任何部位禁止进入设备下方或链道三角区域，起吊点必须牢固，否则必须进行加固。

11、起吊设备时，首先确认设备的重量，然后选择合理的手拉葫芦，要求安全系数不小于3，葫芦是单链的按葫芦额定承载能力的1/2计算。

12、起吊作业不得中途停止，人员不得擅自脱岗，擅自行动，需要停止时，必须将物件落下放稳。

13、了解并掌握起吊物的重量重心、起吊点的可靠性，选择符合要求的起吊工具及装置。

14、吊装时，严禁一人吊装，重物下严禁站人，操作人员必须站在安全地点，防止重物下落砸伤人员，负责指挥、检查人员必须密切注视吊装过程中的安全情况，及时提醒指挥、操作人员一旦发现情况，立即停止作业，排除险情后再进行吊装。

15、在运输起吊过程中钢丝绳与设备接触，必须加以保护，防止设备表面划伤或割断起吊绳，发生意外。

16、设备运输前，必须组织有关人员对运输线的巷道、轨道、沿线的管道、电缆进行检查，保证要求的高度和宽度，对斜巷提升绞车的完好及斜巷的安全设施进行检查，保证齐全，完好可靠。

17、连接车盘时，平插销子，必须带口锁，防止销子窜出。用联接环接链子及其物料时，必须利用专用销子，严禁用铁丝或其它代替。

18、斜巷运输，把钩工上岗后要检查斜巷的安全设施，轨道钩头和信号，检查提升车辆的装、封车，装封车不牢固，不准行车，封车后提升，确保提升过程的安全。

19、载车的运输每次只准一车，空车的运输每次不得超过两车。

20、每件设备的配件必须同时装车，以免影响安装，封车与车轮不得相磨。

21、安装期间，绞车信号多，并且集中，要求各部绞车信号必须上标志牌，在100m范围内，有多部绞车信号时，在听清信号及接本组指挥人员的开车指令后，方可开车，在没有弄清是否本部绞车信号或本组指挥人员发出停止指令，必须立即停车。

22、拉电缆时要有专人指挥，拾放拉移行动要一致，拐弯处严禁人的任何部位在电缆内侧，以防伤人。

23、顺槽有排水水沟及排水仓和排水管路。

24、在平巷及斜巷运输过程中，工作人员须密切配合，加强自主保安和相互保安。

除遵守上述规定外，必须遵守《煤矿安全规程》、《煤矿安全技术操作规程》中的有关规定。

第三篇：GSM_R系统与应用

摘要：介绍了铁路专用通信网的现状及将在铁路专用通信网中采用的铁路移动通信全球系统（GSMR）的组成、网络结构及特点、主要功能和延伸功能，探讨了铁路对GSM-R网络建设的特殊要求，以及在GSM-R 网络建设中需要做的一些工作。

关键词：铁路移动通信全球系统；专用通信网；铁路通信

随着铁路跨越式发展和提速工作的顺利进行，传统独立的专用通信网技术及信号技术正在相互融合和向数字化、智能化、综合化的方向发展；移动通信技术与专用通信网技术也在有机地结合，逐步形成铁路专用移动通信网络。1 现有的铁路专用无线通信网络

专用无线通信网是指在有关部门和单位内部使用的移动通信网络，主要用于调度通信，也称为无线调度通信网。专用无线通信网的特征是网络拓扑为星状结构，便于实现调度中心对各个移动终端的指令传输。网络功能包括：动态重组、划分优先级及组呼、选呼等。通信方式以单工通信为主。目前铁路的专用无线通信网主要由无线列车调度系统和站场无线通信系统两大部分组成：

（1）作为保障铁路行车安全的重要通信手段，无线列车调度系统分为A、B、C 三种制式。A 制式是按调度员直接指挥机车行车的方式设计的，以调度员—司机间的通信为主；B 制式是按照以车站指挥行车为主，允许调度员加入行车指挥的方式设计的，以车站值班员—司机—车长三者间的通信为主；C 制式是按照车站值班员直接指挥行车设计的，可以提供车站台对调度台的通信转接等。另外无线列调还具有列车尾部风压信息的传送及车机联控录音等功能。

（2）站场无线通信系统主要用于铁路区段站、编组站间的无线通信，包括平面调车、车号、列检等，属于站场单工无线通信系统，由相应的单位自行投资和建设，已被广泛应用。2 GSM-R 系统 2.1 概述

GSM-R 网络是基于目前最成熟、最通用的G S M 公共移动通信系统平台之上，针对铁路运输通信调度、列车控制和支持高速列车运行等特点，为铁路运营提供特定的附加功能开发的一种数字移动通信系统和经济高效的综合无线通信系统，其终端的外形与普通的手机差不多，可以通话、也可以传递短消息。由于GSM-R 是一种数字式的集群系统，从集群通信的角度看，GSM-R 能提供无线列调、编组调车通信、应急通信及养护维修组通信等语音通信功能；能满足列车在0～500 km/h 运行速度下无线通信的要求和作为信号及控制系统良好的传输平台。随着列车的提速，磁悬浮式的速度信号灯将被逐步淘汰，取而代之的是GSM-R 直接传递控制信息的方式，逐步实现列车自动驾驶。同时，GSM-R 也将被服务和安全检查人员用来随时传递信令，实现便、快捷的工作。所以，GSM-R 不久即会与铁路现有的专用无线通信资源相结合而被应用于专用无线通信网络中。2.2 系统组成、网络结构及特点

GSM-R 系统是在G S M 蜂窝移动通信系统的基础上增加调度通信功能构成的一个综合性的专用移动通信系统，共分交换系统（SSS）、基站系统（BSS）和操作维护系统（OMS）三大部分。与GSM 相比较，只是在系统中增加了为调度通信建立呼叫用的组呼寄存器（GCR），并将接口UM 和ABIS 分别修改为U、R 和ABIS-R，其它接口，如A、B、C、D、E 的标准和定义均与GSM 相同。GSM-R 的网络结构也与GSM 相同，可构成链状覆盖或面状覆盖的蜂窝网络。GSM-R 基于GSM PHASE Ⅱ + ,在GSM PHASE 基础上，引入了智能网的应用部分（INAP），可应用移动网高级客户化应用程序（CAMFL）将业务交换和业务生成逻辑分开；引入了高速数据通信和更多的补充业务，如先进的语音呼叫业务（ASCL：Advanced Speech Call），包括优先级（EMLPP）、语音广播业务（VBS）和语音组呼业务（VGCS）等。在软件方面，GSM-R 采用了用于优化呼叫建立时间的业务信道分配算法、越区算法，及用于增强高速移动体（如高速铁路）通信服务质量的高速抗失真算法等。利用GSM/GSM-R 双模手机可进行G S M 网的公众移动通信，也可以进行GSM-R 网的专用移动通信。2.3 主要功能及延伸功能

（1）G S MR 的延伸功能

G S MR 网络与普通的G S M 网络无太大的区别，包括在网元标准接口和网络扩展上，都无太大的区别。目前，在公网中引入的一系列新技术，如优化利用频率，在高话务量区域（如车站）使用微蜂窝，以及多层覆盖和根据速度进行越区切换技术等等，经过略加改动后都可以用于铁路G S M-R 网络上。其区别仅在于因铁路网的特殊需求而引起的网络结构和规划上的不同而已。中国铁路发展G S MR 网络的特殊要求主要有：

（1)高达200～500 km/h 的无缝通信。（2)对有限频点数（例如20 个）的有效利用。（3)载干比（C/I）至少12 dB。

（4)在一个制定区域内应有95% 的时段及95% 的覆盖率，信号强度应大于-90 dBm。

（5)在GSM-R 之间切换，成功率应高于99.5%。（6)传输通道和网络设备必须有很高的可用性。

（7)在车站和编组站内覆盖要好，在隧道处应能覆盖到隧道内。（8)通信建立时间要短，95% 的通信建立时间应在标准要求之内，其余的5% 不高于标准的1.5 倍。

第四篇：浅论钻探新技术的选择与应用

浅论钻探新技术的选择与应用

[摘 要]浅析超深孔钻探的钻孔结构及特殊性、钻探设备的合理选择、煤田超深孔钻探工艺特点，以及多项新工艺技术的可选择应用。

[关键词]钻探；新技术；特点；可选性

中图分类号：TV53+8.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0379-01

引言：钻探新技术近几年已在许多领域得到应用，并取得了显著的社会和经济效益。过去钻探技术方法单

一、技术水平落后。新技术的应用，从而加速了地下水、固体矿产等资源的勘查与开发利用。其中先进的取心取样钻探新技术就是个例证。以前常规的钻探技术，勘探速度慢、效率低、成本高；孔内卡、埋钻事故频繁；易堵塞生产层裂隙、泥皮粘糊孔壁等；缺水地区的生产用水难以解决，影响了对水资源的勘查与评价。如今选择先进的钻探新技术，既提高了钻探效率、降低了成本，又能保质保量的完成任务。

l 超深孔钻探的钻孔结构及特殊性

1）钻孔结构。钻孔结构是根据当地岩石成分、水文条件、地质构造等确定的，其遵守的原则是根据孔底直径，理想化的岩层剖面应是从下向上分段确定钻孔的孔径，这必须建立在安全、保质的基础上。一般都尽量减少变换孔径（下小上大顺序），最大限度地简化钻孔结构。

2）钻孔特殊性。①孔位选在地壳尽可能裸露的结晶岩地区；②尽可能采集到包括岩心、岩屑、侧壁岩样、液态和气态等所有可能影响分析结果的实物资料； ③尽可能减少非钻孔时间，提高工作效率；④坚硬结晶岩需采用金刚石钻头，以延长钻头寿命；⑤超深钻探处于高温高压状态，选用的器材必须耐高温、高压。钻探设备的合理选择

钻探设备选择得当，能达到事半功倍的效果，既节约费用，又缩短钻井时间。①钻塔。超深孔钻探，不论是四角塔还是A字塔或者K字塔，都必须具有足够的承载能力、高度、强度、刚性，整体稳定性好，有足够空间安装、使用设备。②钻机及钻头。选择钻机依据提升能力和扭矩大小。选择条件：转速范围大可满足多种钻头的要求，灵活性更强；具有良好的孔底压力和准确调控能力，并可测量液压，实现调控压力钻进；要适应空气反循环钻进要求。钻头的选择主要根据地质条件。现有碎石作用的硬质合金钻头和削铁如泥的金刚石钻头。在钻进速度达到中硬度岩层时，可选用较高转速；到达坚硬和强研磨性岩石时，可选用中速。在用深孔或大口径钻进时，应选择低转速钻进。③动力。一是用柴油发电机作动力，二是用电力拖动。④泥浆泵。它是将泥浆、水、聚合物输送到钻头底端的机械设备，主要是冷却钻头、清洗钻具，并将钻进产生的岩屑带回地面，再加入适当的物质后，还有润滑的作用。煤田超深孔钻探工艺特点

煤田超深孔钻探工艺施工包括钻进工艺、钻具组合工艺和泥浆工艺，各有独立的流程和特点，也有相互关联关系。钻进工艺有不取心段采用金刚石钻头钻进工艺和取心段采用金刚石钻头绳索取心钻进工艺，其特点是可两种工艺并行钻进，更换钻头和绳索取心器可以实现两?N工艺的互换，提高了工作效率，并减少劳动强度。该工艺要求钻探设备有充足扭矩、充足的提升力和泵量值。钻杆、钻头选择和组合也是有一定的方法、要求的。取心钻进与不取心钻进，所用钻杆、钻头、附具组合则不同，需要根据现场地质构造、岩石物理性能确定。忌讳的是将孔钻斜，必要时要选用控制钻孔斜的钻具。钻具本身之间的连接强度要够，避免断裂和脱落，减少事故和非钻进时间。对泥浆工艺，它是施工过程中的另一道重要工序，其直接影响超深孔钻探工程质量。有时也用效果会更好的化学泥浆，其要根据具体的地段分析决定，并要采用相应的护壁剂和各个成分的用量配比，以达到较好的效果。多项新工艺技术可应用于钻探施工

1）空气钻进技术。空气钻进是指用压缩空气或含有压缩空气的气液混合物作为钻进时的循环冲洗介质，或既用其作为破岩机具的动力，还兼作冲洗介质的钻进工艺方法。其发展逐渐形成了包括循环介质、循环方式、碎岩方法和应用领域的多工艺空气钻进技术体系。其主要特点：低密度介质有利于提高碎岩速度；有效冷却钻头、清除岩屑和快速判层；不稳定地层中保护孔壁和少污染；有利于保护含水层和低压油气层并提高产出率；有利于干旱缺水地区和严寒、冻结层施工；有利于忌用液体循环的抗滑锚固孔和露天矿爆破孔施工；空气潜孔锤钻进可大幅度提高硬岩钻孔速度；气举反循环钻进可实现2-3m以上大直径井孔和超过2000m深井施工。

2）多介质反循环钻探技术。反循环钻进就是指钻探过程中循环介质同常规钻探方法的循环方向相反。反循环钻进一般采用双壁钻具，循环介质主要分为压缩空气和液体。钻进过时循环介质经过双壁气水龙头、双壁主动钻杆、双壁钻杆内外管环隙到达孔底，驱动孔底破岩器具破碎岩石，并携带岩心及岩屑经钻杆的中心通道到达地表的岩心或岩样的收集装置。其独特的双壁钻具结构，无需提出孔内钻具就能获取所需的地质样品。优点：时间利用率高，钻进效率高，劳动强度低，洗井效果好；孔底清洁，钻头寿命长。实现钻进、取样同时进行，达到了优质、高效。鉴于介质不同，它主要分空气反循环和水力反循环。①空气反循环连续取样钻探技术：它能适应多种地层岩心钻机，动力头钻机进行取心或取样连续钻进，满足地质上对岩心的要求；尤其适应干旱缺水地区水文地质勘查孔钻探施工。②水力反循环连续取心钻探技术：它以液体作为循环介质，利用双壁钻具实现岩心的连续上返。其以硬质合金和金刚石钻头为碎岩工具，以回转磨削取心的方式钻进。主要适用2-4级覆盖地层、煤系地层及较完整的中硬岩层中钻进。应用于水文地质勘查等施工，更具较好效果。

3）绳索取心钻探技术。它是一种应用较广泛的地质取心钻探技术，对地层适应性广。其钻具后又开发出多种系列产品：如水文水井绳索取心钻具系列，坚硬“打滑”地层用绳索取心钻具系列，深孔重型绳索取心钻具等。破碎地层及煤系地层的绳索取心半合管钻具系列、绳索取心塑料三层管和超前管钻具等，应用与煤田地质勘探较好。与其配套使用的钻头、扩孔器等，大大提高了金刚石钻探的技术水平。绳索取心钻探技术可减少升降钻具次数，增加纯钻进时间，减少岩心磨蚀和中途脱落机会，岩心采取率达90～l00%；效率高、工程质量高、事故率低、钻头寿命长等；设备材料消耗低，经济效益好。此后将空气反循环连续取样、水力反循环连续取心及绳索取心钻探技术有机结合，采用一套钻杆和辅助器具就能完成，满足地质要求，提高了钻探效率，降低了钻探成本。

4）液动冲击回转钻探技术。它是在回转钻进的基础上增加一个利用洗井液驱动的液动潜孔锤，能产生具有一定冲击能量和频率的载荷。这可大幅度提高5级以上地层钻探效率，克服金刚石钻进“打滑”问题。在岩心易堵塞的破碎岩层中延长回次进尺。后开发的六个系列30多个规格的液动潜孔锤，如正作用系列、双作用系列、绳索取心系列、水文水井钻系列、液气两用系列，开发深井用液动锤及喷反系列液动锤等。这些钻探技术能完成2000m以上的钻进，像YZXl27液动锤已成为CCSD主孔不可缺少的钻探器具，能在3000多米的主孔中施工。

5）受控定向分枝孔钻探技术。它是采用孔底马达和必要的弯接头或弯外壳控制方向沿设计的轨迹进行钻进的，达到预定的靶区内。可在一个主孔的不同深度、不同方向钻出多个分枝孔，可大大提高钻探效率，节约成本，提高钻孔的综合利用率。其受控定向分枝孔钻探技术已应用在固体矿产勘探中，可在一个主孔内钻出6-9条分枝孔，可在两井相距500m的钻孔地下3000m初对接。该技术可将地下干热岩转换成地热，充分利用地下热资源。

结束语：

钻探新技术的应用，为提高企业社会效益和经济效益发挥了巨大的作用。运用这些新技术，应根据当地的地质环境条件，优选合适的方式方法。

参考文献

[1] 翁克胜.钻探工程施工技术探讨[J].民营科技，2011（8）：79-80.[2] 杨跃明，等.钻探工程施工技术工艺分析[J].大科技，2012（9）：46.[3] 陈家庆.浅析煤田地质超深孔钻探技术及其应用[J].中国高新技术企业，2014，14：118-119.

第五篇：综合应用系统与通信系统接口

综合应用系统与通信系统接口

应充分利用通信平台提供的CTI和其它形式的接口，在应急值守与指挥调度系统中，用户在应用系统的前台界面进行的操作，应用系统直接调用通信平台提供的接口，使用通讯系统的通讯能力完成诸如电话呼入业务响应、电话呼出、电话会议以及短信、传真、邮件等功能，为用户提供一体化的“一点通”应用解决方案。相应的接口主要包括：

 电话呼入（应答、转接、会议）

 电话呼出（单呼、会议）

 短信（发送、接收）

 传真（发送、接收）

 邮件（发送、接收）