第一篇:干线网络规划设计系统研究论文
1引言
随着数据量及业务量的大幅增加,这种传统设计方法已经力不从心。借助以资源数据库系统为基础的规划设计新工具解决干线网络规划设计困境,已经成为运营商面临的一项迫切需求。本文设计实现了一种以资源数据库为基础,以路由安排、资源分配、局站设计、资源呈现为核心功能的干线网络规划设计系统。首先,该系统打破传统数据管理模式,建立省际骨干网设计资源数据库,解决数据零散、不规范、难关联、取用困难、移植难、审校难的问题。其次,该系统设计实现了路由安排、资源分配、局站设备连接、资源统计呈现等网络规划设计核心功能,可有效提升干线网络规划设计效率。
2系统总体设计
2.1功能结构
该系统依据中国移动省际骨干传送网规划设计需求研制开发,系统功能结构如图1所示。该系统由四大体系、八大核心功能构成。四大体系包括:数据管理体系、工程设计体系、资源呈现体系和系统管理体系。数据管理体系主要完成数据库的常规操作,如资源数据导入导出、查询统计和数据维护等,系统通过POI技术实现Excel的读入和写出,以达到批量处理数据的目的。工程设计体系基于资源数据,实现路由安排、资源分配和局站设计。其中,路由安排功能可基于规划期、设计期、维护期等不同设计阶段的需求,采用不同约束策略及算法,为电路批量安排最优路径;资源分配功能可为已排好路由的电路分配合理的波道资源,同时为复用段配置冗余保护波道;局站设计功能可在网络设计结束后,自动计算设备连接方式,例如交叉、跨机架交叉、支路、预交叉等;实现支路端口自动分配和物料线缆统计,并最终生成系统连接表,指导采购与施工。拓扑操作体系可实现设计资源分层拓扑展示与操作,并输出设备组架图。系统管理体系实现项目管理、用户权限审批等辅助功能。
2.2系统架构
考虑到该系统的用户相对固定,且工程设计人员有户外工作、离线使用的需求,该系统设计为C/S架构(即客户机/服务器模式)。在户外无网络情景下工作时,用户可通过离线登录操作使用。系统架构如图2所示,客户端基于JavaSwing开发用户界面;使用RMI远程方法调用,在客户端与服务器之间利用远程对象互相调用,实现双方通信;使用Spring框架分层管理JavaBean、逻辑Service层以及数据交互DAO层,使用了Spring内置JDBC与数据库进行通信,实现数据资源交互。
3核心功能设计
3.1数据管理
干线网络规划设计系统数据模型分为3个层级结构:局站设备层、网络连接层、光通路层,库内各表相互关联且有层级关系,如图3所示。我们通过ID字段在数据库中建立主、外键关联,修改上级的数据使得下级的关联数据同时得到修改。局站设备层从上而下包含省份表、城市表、局站表、机架表、机框表、机槽表和端口表,其中每一个对象都向上关联;网络连接层从上而下包含省份段、城市段、局站段、复用段、波道和时隙6张表,其中每一个对象都向上关联,并与局站设备层进行双端关联;光通路层从上到下包含电路表、主备路由表和路由通路表。移动省际干线传送网前期工程积累了大量不规范的设计资源数据。为完成资源数据标准化入库,定义了14张网络层、局站层输入输出Excel表格模版,系统使用Drools规则引擎对上传Excel表格进行校验,校验内容包括模版匹配、数据取值、数据冲突等,如有错误数据,系统给予提示,并提供错误数据模版下载;与此同时,系统可根据资源类型与传统习惯,在数据入库时为全部网络层及设备层资源定义唯一的、规范的、具有全局性及可读性的物理标识,为后续设计、施工、资源管理提供便利。此外,为了实现数据快捷、标准化入库,系统开发了数据字典功能,自动将不规范数据转化为标准数据。截至目前,系统已完成移动省际骨干网100Gbit/sOTN网络网络层及设备层数据规范入库工作。
3.2路由安排
在干线网络规划设计工作中,基于已有资源数据集,依据不同建设策略及约束条件,安排一条合理的电路通路是一项重要且繁琐的工作。在一期工程建设中,需要安排的路由数量通常多达数千条,而且业务需求频繁变换,人工安排电路工作量巨大。本文针对移动省际骨干传送网实际情况,面向规划、设计、维护等不同设计阶段,综合考虑路径长度、路由跳数、资源均衡、速率选择、保护规则等多种约束条件,基于Dijkstra算法、KSP算法,提出一种多因素约束分层路由算法,为不同设计阶段的大批量排路需求提供最优路由设计,提升排路效率及设计方案合理性。算法流程如图4所示,主要过程如下:(1)导入排路需求表或系统自动保存的临时数据。排路需求表中包含预排电路的基本信息、全网约束条件、单电路约束条件;系统也可读取系统自动保留的前期路由安排中间过程数据,继续上次工作。(2)校验排路需求表数据合理性,如通过校验则继续下一步,否则返回错误数据模版。(3)根据全网约束条件从数据库中读取符合要求的资源数据,如站点、复用段、波道等。(4)根据规划、设计、维护不同阶段约束策略筛选数据,规划阶段不做资源筛选,设计阶段筛选空闲及冗余资源,维护极端筛选冗余资源;同时,提供规则设置交互界面,给出不同阶段的不同约束因素的默认权值分配,用户也可自行修改,目前考虑的约束因素包括:路径长度、路由跳次、波道使用率、建设期、转接方式等。(5)为批量电路逐一设计路由。首先判断该电路是否存在符合要求的历史路由,如存在则基于历史路由分配复用段,还原筛选数据,本条路由计算完成;如不存在历史路由,且用户明确了参考路由,则基于参考路由完成路由设计;否则,根据综合代价值,采用分层D算法,首先计算最优城市段,然后计算最优局站段,最后根据速率需求选择复用段,完成路由设计。(6)对于1+1电路,可能存在主路由选择最优路径后,备路由无法排通的情况,此时采用KSP算法,重新为主备路由排路。(7)完成全部电路路由设计后,自动给出排路结果统计与评估,并显示排路结果,系统可提供路由拓扑图。(8)提供人工审核与调整界面,自动记录手动修改情况,并基于手动修改重新计算剩余路由。(9)导出路由表,完成自动路由安排工作。
3.3资源分配
路由安排功能为批量电路配置了最优路由并生成路由表,路由表中描述了每条电路所用复用段及其连接。资源分配功能主要任务是自动为电路路由分配可用的波道资源。资源分配主要流程如下所述:第一步,导入路由安排功能生成的“路由表”,如用户需要为某段路由预置时隙,可在路由表中直接增添;第二步,系统校验读取路由表信息,从数据库获取初始化资源,并组织数据封装对象;第三步,如路由表中填写了预置时隙,直接分配给相应路由段;第四步,整理波道资源,按电路速率及需求数对可用波道资源进行整理及拆分;第五步,根据电路速率及波道分配规则,为路由的每一跳分配具体的波道资源,并完成冗余保护波道配置。第六步,生成单端波道表及双端波道表并估算波道连接方式。
3.4局站层设计
干线网络规划设计系统局站设计模块主要任务是基于网络层设计结果,设计相关局站内设备端口连接,最终生成并导出系统连接表,用于指导施工。基于上述目标,本系统设计并实现了连接关系计算、全网设备编码、支路端口分配、ODF端子分配、线缆数量统计、系统连接表生成等功能。局站设计主要流程如下所述。(1)根据网络设计结果,自动估算统计本期工程所需支路端口量,为设备采购提供参考。(2)采购合同签署后,将设备表、子架表、组架表等资源数据入库,在局站各级资源之间、局站资源与网络资源之间建立关联;自动生成全部设备资源统一编码,包括机架编码、机框编码、机槽编码、端口编码等,为所有资源建立唯一的、具有全局性及可读性的物理标识。(3)根据业务和链路关系,遵循均衡原则,自动分配支路端口。(4)生成设备勘察需求表、支路端口ODF表,辅助设计人员勘察、反馈。(5)导入勘察反馈表更新资源数据。(6)生成布线计划表,统计各类线缆数量,并自动生成系统连接表及设备组架图,用于指导施工。现阶段移动干线传送网局站设计工作主要基于Execl表格计算,需要耗费大量人工,且设计质量优劣取决于设计人员经验。局站设计功能总结工程设计经验、工具化设计流程,可有效提升设计质量及设计生产效率。
4系统应用情况
目前,干线设备网络工程设计系统已完成中国移动省际骨干传送网100Gbit/sOTN网络资源数据的入库和标准化工作;V1.0版本已形成了干线设备网络工程设计能力,并在中国移动省际骨干十二期设计工作中投入应用,共完成规划阶段、设计阶段7个批次12887条电路路由安排工作,有效提升了网络规划设计效率。TPADS投入生产应用,将设计人员从频繁重复的路由安排、资源统计工作中彻底解放,并有效缓解了集团省际骨干大规模网路建设引发的资源数据管理难题和设计效率提升压力。
5总结展望
干线设备网络工程设计子系统(TPADS)突破了传统设计方式在数据管理模式和设计效率上的瓶颈,是大数据时代对传统CAD和Excel设计工具的重大变革,是应对网络资源全生命周期管理的必然选择。未来,TPADS工具软件的应用将对移动省际骨干传送网的设计组织形式、设计服务内容、设计的内涵和外延产生深远的影响,进而引领省际骨干传送网设计、施工和资源管理一体化的变革。
第二篇:ABS系统研究论文
摘要:
利用机械动力学仿真软件ADAMS 建立汽车ABS的机械动力学模型,在MATLAB/SIMULINK 环境下建立Jetta GTX 轿车的ABS 控制模型,构成了ABS 机电液一体化联合仿真的动力学控制模型。利用MATLAB确定了ABS 的控制参数的门限值,进行了仿真结果数据处理和分析,与大量的ABS 实车道路试验数据对比,改进模型准确度,获得了正确和可行的ABS 仿真控制模型,为加速开发ABS 的控制算法奠定了基础。
关键词:ABS 动力学控制模型 联合仿真 ADAMS MATLAB/SIMULINK
第一章 概述
“ABS”(Anti-lockedBrakingSystem)中文译为“防抱死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。
现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面上制动,或在紧急制动的时候,车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。
近年来由于汽车消费者对安全的日益重视,大部分的车都已将ABS列为标准配备。如果没有ABS,紧急制动通常会造成轮胎抱死,这时,滚动摩擦变成滑动摩擦,制动力大大下降。而且如果前轮抱死,车辆就失去了转向能力;如果后轮先抱死,车辆容易产生侧滑,使车行方向变得无法控制。所以,ABS系统通过电子机械的控制,以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放,来达到防止车轮抱死,确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力,使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。
随着世界汽车工业的迅猛发展,安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的防抱制动系统(ABS)使人们对安全性要求得以充分的满足。
汽车制动防抱系统,简称为ABS,是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。随着世界汽车工业的迅猛发展,汽车的安全性越来越为人们重视。汽车制动防抱系统,是提高汽车制动安全性的又一重大进步。
ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制,当车辆制动时,它能使车轮保持转动,从而帮助驾驶员控制车辆达到安全的停车。这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度,然后把车轮速度信号传送到微电脑里,微电脑根据输入车轮速度,通过重复地减少或增加在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率,保持车轮转动。在制动过程中保持车轮转动,不但可保证控制行驶方向的能力,而且,在大部分路面情况下,与抱死〔锁死〕车轮相比,能提供更高的制动力量。
第二章 发展历程
ABS系统的发展可以追溯到本世纪初期,早在1928年制动防抱理论就被提出,在30年代机械式制动防抱系统就开始在火车和飞机上获得应用,博世(BOSCH)公司在1936年第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权。
进入50年代,汽车制动防抱系统开始受到较为广泛的关注。福特(FORD)公司曾于1954年将飞机的制动防抱系统移置在林肯(LINCOIN)轿车上,凯尔塞·海伊斯(KELSEHAYES)公司在1957年对称为“AUTOMATIC”的制动防抱系统进行了试验研究,研究结果表明制动防抱系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制,并且能够缩短制动距离;克莱斯(CHRYSLER)公司在这一时期也对称为“SKIDCONTROL”的制动防抱系统进行了试验研究。由于这一时期的各种制动防抱系统采用的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调节装置,因此,获取的车轮转速信号不够精确,制动压力调节的适时性和精确性也难于保证,控制效果并不理想。
随着电子技术的发展,电子控制制动防抱系统的发展成为可能。在60年代后期和70年代初期,一些电子控制的制动防抱系统开始进入产品化阶段。凯尔塞·海伊斯公司在1968年研制生产了称为“SURETRACK”两轮制动防抱系统,该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号,对制动过程中后轮的运动状态进行判定,通过控制由真空驱动的制动压力调节装置对后制动轮缸的制动压力进行调节,并在1969年被福特公司装备在雷鸟(THUNDERBIRD)和大陆·马克III(CONTINENTALMKIII)轿车上。
克莱斯勒公司与本迪克斯(BENDIX)公司合作研制的称“SURE-TRACK”的能防止4个车轮被制动抱死的系统,在1971年开始装备帝国(IMPERIAL)轿车,其结构原理与凯尔塞·海伊斯的“SURE-TRACK”基本相同,两者不同之处,只是在于两个还是四个车轮有防抱制动。博世公司和泰威(TEVES)公司在这一时期也都研制了各自第一代电子控制制动防抱系统,这两种制动防抱系统都是由电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制,直接对各制动轮以电子控制压力进行调节。
别克(BUICK)公司在1971年研制了由电子控制装置自动中断发动机点火,以减小发动机输出转矩,防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱转系统.瓦布科(WABCO)公司与奔驰(BENZ)公司合作,在1975年首次将制动防抱系统装备在气压制动的载贷汽车上。
第一台防抱死制动系统ABS(Ant-ilockBrakeSystem),在1950年问世,首先被应用在航空领域的飞机上,1968年开始研究在汽车上应用。70年代,由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器,促使了ABS在汽车上的应用。1980年后,电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。到目前为止,一些中高级豪华轿车,如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列,英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列,意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列,法国的波尔舍系列,美国福特的TX3、30X、红彗星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列,日本的思域,凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女300Z等系列,均采用了先进的ABS。到1993年,美国在轿车上安装ABS已达46%,现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用ABS。
现今全世界已有本迪克斯、波许、摩根.戴维斯、海斯.凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产ABS,它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展,将会有更多的厂家生产。
这一时期的各种ABS系统都是采用模拟式电子控制装置,由于模拟式电子控制装置存在着反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷,致使各种ABS系统均末达到预期的控制效果,所以,这些防抱控制系统很快就不再被采用了。
进入70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展,为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础。博世公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的制动防泡系统--博世ABS2,并且装置在奔驰轿车上,由此揭开了现代ABS系统发展的序幕。尽管博世ABS2的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置,但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,因此,博世ABS2的控制效果己相当理想。从此之后,欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的ABS系统。
“自动防抱死刹车”的原理并不难懂,在遭遇紧急情况时,未安装ABS系统的车辆来不及分段缓刹只能立刻踩死。由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况!而装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。
从微观上分析,在轮胎从滚动变为滑动的临界点时轮胎与地面的摩擦力达到最大。在汽车起步时可充分发挥引擎动力输出(缩短加速时间),如果在刹车时则减速效果最大(刹车距离最短)。ABS系统内控制器利用液压装置控制刹车压力在轮胎发生滑动的临界点反复摆动,使在刹车盘不断重复接触、离开的过程而保持轮胎抓地力最接近最大理论值,达到最佳刹车效果。
ABS的运作原理看来简单,但从无到有的过程却经历过不少挫折(中间缺乏关键技术)!1908年英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论,但却无法将它实用化。接下来的30年中,包括Karl Wessel的“刹车力控制器”、Werner Möhl的“液压刹车安全装置”与Richard Trappe的“车轮抱死防止器”等尝试都宣告失败。在1941年出版的《汽车科技手册》中写到:“到现在为止,任何通过机械装置防止车轮抱死危险的尝试皆尚未成功,当这项装置成功的那一天,即是交通安全史上的一个重要里程碑”,可惜该书的作者恐怕没想到这一天竟还要再等30年之久。
当时开发刹车防抱死装置的技术瓶颈是什么?首先该装置需要一套系统实时监测轮胎速度变化量并立即通过液压系统调整刹车压力大小,在那个没有集成电路与计算机的年代,没有任何机械装置能够达成如此敏捷的反应!等到ABS系统的诞生露出一线曙光时,已经是半导体技术有了初步规模的1960年代早期。
精于汽车电子系统的德国公司Bosch(博世)研发ABS系统的起源要追溯到1936年,当年Bosch申请“机动车辆防止刹车抱死装置”的专利。1964年(也是集成电路诞生的一年)Bosch公司再度开始ABS的研发计划,最后有了“通过电子装置控制来防止车轮抱死是可行的”结论,这是ABS(Antilock Braking System)名词在历史上第一次出现!世界上第一具ABS原型机于1966年出现,向世人证明“缩短刹车距离”并非不可能完成的任务。因为投入的资金过于庞大,ABS初期的应用仅限于铁路车辆或航空器。Teldix GmbH公司从1970年和奔驰车厂合作开发出第一具用于道路车辆的原型机——ABS 1,该系统已具备量产基础,但可靠性不足,而且控制单元内的组件超过1000个,不但成本过高也很容易发生故障。
1973年Bosch公司购得50%的Teldix GmbH公司股权及ABS领域的研发成果,1975年AEG、Teldix与Bosch达成协议,将ABS系统的开发计划完全委托Bosch公司整合执行。“ABS 2”在3年的努力后诞生!有别于ABS 1采用模拟式电子组件,ABS 2系统完全以数字式组件进行设计,不但控制单元内组件数目从1000个锐减到140个,而且有造价降低、可靠性大幅提升与运算速度明显加快的三大优势。两家德国车厂奔驰与宝马于1978年底决定将ABS 2这项高科技系统装置在S级及7系列车款上。
在诞生的前3年中,ABS系统都苦于成本过于高昂而无法开拓市场。从1978到1980年底,Bosch公司总共才售出24000套ABS系统。所幸第二年即成长到76000套。受到市场上的正面响应,Bosch开始TCS循迹控制系统的研发计划。1983年推出的ABS 2S系统重量由5.5公斤减轻到4.3公斤,控制组件也减少到70个。到了1985年代中期,全球新出厂车辆安装ABS系统的比例首次超过1%,通用车厂也决定把ABS列为旗下主力雪佛兰车系的标准配备。
1986年是另一个值得纪念的年份,除了Bosch公司庆祝售出第100万套ABS系统外,更重要的是Bosch推出史上第一具供民用车使用的TCS/ ASR循迹控制系统。TCS/ ASR的作用是防止汽车起步与加速过程中发生驱动轮打滑,特别是防止车辆过弯时的驱动轮空转,并将打滑控制在10%到20%范围内。由于ASR是通过调整驱动轮的扭矩来控制,因而又叫驱动力控制系统,在日本又称之为TRC或TRAC。
ASR和ABS的工作原理方面有许多共同之处,两者合并使用可形成更佳效果,构成具有防车轮抱死和驱动轮防打滑控制(ABS /ASR)系统。这套系统主要由轮速传感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驱动器、ASR驱动器、副节气门控制器和主、副节气门位置传感器等组成。在汽车起步、加速及行进过程中,引擎ECU根据轮速传感器输入的信号,当判定驱动轮的打滑现象超过上限值时,就进入防空转程序。首先由引擎ECU降低副节气门以减少进油量,使引擎动力输出扭矩减小。当ECU判定需要对驱动轮进行介入时,会将信号传送到ASR驱动器对驱动轮(一般是前轮)进行控制,以防止驱动轮打滑或使驱动轮的打滑保持在安全范围内。第一款搭载ASR系统的新车型在1987年出现,奔驰S 级再度成为历史的创造者。
随着ABS系统的单价逐渐降低,搭载ABS系统的新车数目于1988年突破了爆炸性成长的临界点,开始飞快成长,当年Bosch的ABS系统销售量首次突破300万套。技术上的突破让Bosch在1989年推出的ABS 2E系统首次将原先分离于引擎室(液压驱动组件)与中控台(电子控制组件)内,必须依赖复杂线路连接的设计更改为“两组件整合为一”设计!ABS 2E系统也是历史上第一个舍弃集成电路,改以一个8 k字节运算速度的微处理器(CPU)负责所有控制工作的ABS系统,再度写下了新的里程碑。该年保时捷车厂正式宣布全车系都已安装了ABS,3年后(1992年)奔驰车厂也决定紧跟保时捷的脚步。
1990年代前半期ABS系统逐渐开始普及于量产车款。Bosch在1993年推出ABS 2E的改良版:ABS 5.0系统,除了体积更小、重量更轻外,ABS 5.0装置了运算速度加倍(16 k字节)的处理器,该公司也在同年年中庆祝售出第1000万套ABS系统。
ABS与ASR/ TCS系统已受到全世界车主的认同,但Bosch的工程团队却并不满足,反而向下一个更具挑战性的目标:ESP(Electronic Stabilty Program,行车动态稳定系统)前进!有别于ABS与TCS仅能增加刹车与加速时的稳定性,ESP在行车过程中任何时刻都能维持车辆在最佳的动态平衡与行车路线上。ESP系统包括转向传感器(监测方向盘转动角度以确定汽车行驶方向是否正确)、车轮传感器(监测每个车轮的速度以确定车轮是否打滑)、摇摆速度传感器(记录汽车绕垂直轴线的运动以确定汽车是否失去控制)与横向加速度传感器(测量过弯时的离心加速度以确定汽车是否在过弯时失去抓地力),在此同时、控制单元通过这些传感器的数据对车辆运行状态进行判断,进而指示一个或多个车轮刹车压力的建立或释放,同时对引擎扭矩作最精准的调节,某些情况下甚至以每秒150次的频率进行反应。整合ABS、EBD、EDL、ASR等系统的ESP让车主只要专注于行车,让计算机轻松应付各种突发状况。
延续过去ABS与ASR诞生时的惯例,奔驰S 级还是首先使用ESP系统的车型(1995年)。4年后奔驰公司就正式宣布全车系都将ESP列为标准配备。在此同时,Bosch于1998及2001年推出的ABS 5.7、ABS 8.0系统仍精益求精,整套系统总重由2.5公斤降至1.6公斤,处理器的运算速度从48 k字节升级到128 k字节,奔驰车厂主要竞争对手宝马与奥迪也于2001年也宣布全车系都将ESP列为标准配备。Bosch车厂于2003年庆祝售出超过一亿套ABS系统及1000万套ESP系统,根据ACEA(欧洲车辆制造协会)的调查,今天每一辆欧洲大陆境内所生产的新车都搭载了ABS系统,全世界也有超过60%的新车拥有此项装置。
“ABS系统大幅度提升刹车稳定性同时缩短刹车所需距离”Robert Bosch GmbH(Bosch公司的全名)董事会成员Wolfgang Drees说。不像安全气囊与安全带(可以透过死亡数目除以车祸数目的比例来分析),属于“防患于未然”的ABS系统较难以真实数据佐证它将多少人从鬼门关前抢回?但据德国保险业协会、汽车安全学会分析了导致严重伤亡交通事故的原因后的研究显示,60%的死亡交通事故是由于侧面撞车引起的,30%到40%是由于超速行驶、突然转向或操作不当引发的。我们有理由相信ABS及其衍生的ASR与ESP系统大幅度降低紧急状况发生车辆失去控制的机率。NHTSA(北美高速公路安全局)曾估计ABS系统拯救了14563名北美驾驶人的性命!
从ABS到ESP,汽车工程师在提升行车稳定性的努力似乎到了极限(民用型ESP系统诞生至今已近10年),不过就算计算机再先进仍须要驾驶人的适当操作才能发挥最大功效。
多数车主都没有遭遇过紧急状况(也希望永远不要),却不能不知道面临关键时刻要如何应对?在紧急情况下踩下刹车时,ABS系统制动分泵会迅速作动,刹车踏板立刻产生异常震动与显著噪音(ABS系统运作中的正常现象),这时你应毫不犹豫地用力将刹车踩死(除非车上拥有EBD刹车力辅助装置,否则大多数驾驶者的刹车力量都不足),另外ABS能防止紧急刹车时的车轮抱死现象、所以前轮仍可控制车身方向。驾驶者应边刹车边打方向进行紧急避险,以向左侧避让路中障碍物为例,应大力踏下刹车踏板、迅速向左转动方向盘90度,向右回轮180度,最后再向左回90度。最后要提的是ABS系统依赖精密的车轮速度传感器判断是否发生抱死情况?平时要经常保持在各个车轮上的传感器的清洁,防止有泥污、油污特别是磁铁性物质粘附在其表面,这些都可能导致传感器失效或输入错误信号而影响ABS系统正常运作。行车前应经常注意仪表板上的ABS故障指示灯,如发现闪烁或长亮,ABS系统可能已经故障(尤其是早期系统),应该尽快到维修厂排除故障。
要提醒的是,ABS/ ASR/ ESP系统虽然是高科技的结晶,但并不是万能的,也别因为有了这些行车主动安全系统就开快车。
第三章 工作原理
控制装置和ABS警示灯等组成,在不同的ABS系统中,制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同,电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。
在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成,电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体,通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制,对各制动轮缸的制动压力进行调节。
ABS的工作过程可以分为常规制动,制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化,此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同
在制动过程中,(如下图所示)电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时,ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如,电子控制装置判定右前轮趋于抱死时,电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电,使右前进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸,此时,右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中的制动液也不会流出,右前制动轮缸的刮动压力就保持一定,而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大;如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死,电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除,随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速;当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时,电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵输送制动液,由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的制动压力迅速增大,右前轮又开抬减速转动。(参见:汽车电子控制基础,曹家喆 主编,机械工业出版社,2007年10月)
ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制,在峰值附着系数滑动率的附近范围内,直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀,可由电子控制装置分别进行控制,因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同,但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生制动抱死。
第四章 汽车ABS 机械动力学模型
1.汽车ABS 仿真模型建立的要求:
(1)在仿真建模过程中要考虑到模型的准确性和可信度,在不失真的前提下尽量简化仿真模型,减少自由度数,提高求解效率。
(2)能够正确的根据路面条件、道路状况、制动强度和法向载荷实时计算出车速和轮速,使模型尽可能反映实车的运动状况。
(3)具有仿真建模改进的能力,能方便地修改子模型的参数,不需要花费很大精力或者重新建模,就可以在设计阶段,插入或改变仿真模型。
ADAMS 软件计算功能强大,求解器效率高,具有多种专业模块和工具包,以及与其它CAD 软件的接口,可方便快捷地建立机械动力学模型,支持Fortran 和C 语言,便于用户进行二次开发[1]。基于ADAMS软件的上述优点,利用ADAMS 软件建立汽车制动防抱死系统(ABS)的机械动力学模型。2.模型建立:
汽车是一个复杂的动力学系统,对汽车的ABS 制动性能进行模拟仿真,输入的参数包括制动初速,路面条件如干铺设路面、湿铺设路面、雪路面、冰路面、对开路面、对接路面等,道路状况如直道、弯道、上坡、下坡等和整车参数。输出的参数包括汽车制动过程中整车和车轮的运动状态,如制动时间、制动距离、制动减速度、车轮滑移率、车轮角减速度、制动器制动力、地面制动力、地面侧向力、横摆力矩等。
根据以上研究目的,对整车进行适当简化。汽车悬架系统结构型式和转向系结构型式对汽车制动性能的影响不大,仿真模型中的惯性参数由Pro/ENGINEER 软件三维实体建模计算得到,对悬架系和转向系简化如下:
悬架系统只考虑悬架的垂直变形;转向系忽略车轮定位角和转向传动装置。把汽车简化为具有十个刚体的模型,共14 个自由度。十个刚体分别为车身、一个后非独立悬挂组质量、两个前独立悬挂组质量(两个前轮横摆臂和两个前轮转向节)、四个车轮。两前轮共有3 个自由度,车身具有3 个转动和3 个平动自由度,两后轮各有1 个自由度,前悬架各有一个自由度,后悬架1 个自由度,如图1 所示。
图1 整车仿真模型
1—车身 2—后轮 3—后悬架 4—前轮
5—前悬架 6—横摆臂 7—转向节
仿真模型包括以下几个子模型:
转向系模型:以转向角约束直接作用于左转向节。
前悬架模型:前悬架是独立悬架,一侧的简化模型如图2 所示。转向节简化如图2 中3 所示,用转动副与前轮连接。横摆臂与减振器以球铰分别与转向节和车身连接。
图2 悬架的简化模型
1—车身 2—横摆臂 3—转向节 4—轮胎 5—前悬架 6—弹簧
A—转动副 B—球铰 C—转动副 D—滑柱铰 E—球铰
后悬架是非独立悬架,只考虑垂直方向的自由度,悬架与车身之间用平移副表示它们之间的相对运动,悬架与车身用弹簧阻尼连接,与后轮用转动副连接。
轮胎模型:车辆的各种运动状态主要是通过轮胎与路面的作用力引起的。采用力约束方法,不考虑轮胎拖距、回正力矩以及滚动阻力的影响。采用ADAMS 提供的非线性Pacejka 轮胎模型[2]。
制动器模型:采用美国高速公路车辆仿真模型中的制动器模型。
液压模型:采用ADAMS 中液压模块(ADAMS/Hydraulics)建立制动系统的液压仿真模块。
路面模型:设计出路面模型可进行对开路面和对接路面制动过程的仿真计算。利用ADAMS 中提供的平面(Plane)作为路面模型的基础,定义了平面(Plane)的长、宽等参数,使得汽车制动过程有足够的空间,利用平面-圆(Plane-Circle)接触力(Contact)表示车轮与地面之间的法向作用力。ADAMS轮胎模型中没有附着系数变化的路面模块,为此在ADAMS 提供的路面模块基础上,对对接路面采用在路面模型上加入标记点(Marker)的方法,分别求出前轮和后轮质心到标记点X 方向上的距离。当距离为正时说明轮胎已经跨过了标记点,此时根据所规定的路面情况对轮胎附着系数进行改变,使得模型可以计算路面附着系数变化。对开路面也采取了相同的加入标记点的方法,进行计算左右侧轮胎相对于标记点Y 方向上的距离。(参见:汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月)
第五章 制动防抱死系统ABS 的控制模型
在ADAMS 中定义了与MATLAB/SIMULINK 的接口,把ADAMS 中建立的非线性机械模型转化为SIMULINK 的S-FUNCTION 函数,再把S-FUNCTION 函数加入到控制模型里,这样就可以方便的利用SIMULINK 提供的各种强大的工具进行控制模型开发,在MATLAB 软件下进行联合仿真计算[3]。图3 所示为MATLAB/SIMULINK中表示的ADAMS 机械模型,在ADAMS 中定义四个车轮的制动力矩为输入变量,定义四个车轮的速度和滑移率为输出变量,保存在.m 文件中由MATLAB 调用。
图3 ADAMS子模块
图4 所示
为在MATLAB/SIMULINK 下开发的ABS 控制模块,图中深色的部分为ADAMS 生成的子模块,输入参数为制动力矩,输出参数为车轮速度和车轮滑移率,以车轮的加速度/减速度和车轮滑移率为控制参数。(参见:汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月)
图4 ABS 仿真控制模型
第六章 ABS 联合仿真控制规律结果与分析
1.确定车轮加速度和参考滑移率的门限值
根据ADAMS 仿真制动过程计算出的车轮加速度曲线,分析出加速度门限值为w&
1、减速度门限值为w&2。车轮滑移率下门限值λ1,上门限值λ2。
车轮的加、减速度和滑移率的门限值的确定是一个反复交替验证过程。方法为:计算车轮的加、减速度和参考滑移率,以参考滑移率为控制参数初步确定车轮的加、减速度的门限值,再以车轮加、减速度门限值控制车轮的滑移率,确定滑移率的门限值。图4 中深色的部分为ADAMS 生成的机械模型,在MATLAB作为一个S-FUNCTION 函数参与运算。通过上述交替验证的方法,车轮滑移率和加速度的仿真变化曲线如图5 所示,实车测试数据如图6 所示。比较图5 和图6,可以看出仿真数据与实车测试数据相吻合,验证了车轮加速度门限值和滑移率门限值的确定是合理的。
图5 仿真试验数据
图6 试车实验数据 图6 实车试验数据
选取适当滑移率门限值λ1,λ2是控制的关键问题之一。如果车轮的滑移率大于路面峰值附着系数相应的滑移率λOPT,车轮的侧向附着力很低。在有侧向风、道路倾斜或转向制动等对车辆产生横向力情况下,或左右车轮的地面制动力不相等时,路面不能提供足够的侧向力使车辆保持行驶方向,车辆容易发生危险的甩尾情况,因此滑移率门限值的上限应小于λOPT。
理想的ABS 系统应能把制动压力调节到一个合适的范围内,使得车轮的滑移率保持在λOPT附近。如果(λ2 - λ1)取值较小,则控制过程的保压时间较短,需进行频繁的压力调节,压力调节器需进行频繁的动作,而压力调节器和制动器需要一定的响应时间,过于频繁的压力调节会使压力调节器和制动器来不及响应,达不到控制效果。如果(λ2 - λ1)取值较大,车轮的运动状态不能及时的控制,车轮的速度波动范围很大,还会造成制动效能降低。2.ABS 的控制周期
控制周期取决于车速信号采集频率,制动压力调节器的响应时间和控制逻辑运算时间之和。在仿真模型里进行了控制周期对ABS 控制影响的分析。
模型中采用了改变控制模型与车辆模型之间的通讯时间来实现控制周期的模拟。以通讯时间为0.1s 和0.15s 为例,得到结果如图7和图8所示。从两图中可以看到控制周期增大,滑移率变化范围增大,说明车轮的线速度变化范围增大,车轮的抱死趋势强烈。在开发ABS 的时候,应尽力缩短控制周期。的联合仿真 图9 为左前轮3~5s 的ABS 仿真试验数据,按照逻辑门限值的方式进行控制。从图9 中可以看出,在加速度为-20m/s2 附近,进行了快速减压,车轮的加速度增大,但车轮速度仍在减小。然后在加速度为-22m/s2 时出现了保压过程,此时滑移率为0.17 左右。紧接着是一个压力逐渐增加的过程,在这个过程中车轮的加速度逐步减小,但车轮速度继续增加,此时车轮滑移率控制在0.1 附近,接着又是一个短暂的保压过程,车轮的加速度增大,此后又开始了新的一轮的制动压力的调节。车轮的加速度在(-20~20)m/s2之间,管路压力在(1.5~4.5)MPa 之间。图10 为道路试验数据,比较两图,仿真数据与试验数据基本吻合。(参见:张跃今,宋健.多体动力学仿真软件-ADAMS 理论及应用研讨.机械科学与技术,1997.9)
图9 左前轮3~5s 的仿真试验数据
图10 左前轮3~5s 的道路试验数据
第七章 结论
(1)用两个软件
ADAMS 和MATLAB/SIMULINK分别建立机械模型和控制模型,发挥各自的优点进行联合仿真计算,精度较高。
(2)采用交替验证的方法,确定车轮滑移率和加速度的门限值效果较好。(3)仿真数据与道路试验数据基本吻合,证明仿真方法和仿真模型可行。(4)此模型较准确地反映ABS 制动过程各参数的变化情况,可以此为基础进行实车的ABS 控 制算法的开发,缩短开发时间,减少开发经费。
(5)此模型还易于扩展,进一步开发和研究ABS 以及与ASR(Acceleration Slip Regulation)、ACC(Adaptive Cruise Control)的集成化系统。
致 谢
在这短短几个月的时间里毕业论文能够得以顺利完成,并非一人之功。感谢所有指导过我的老师,帮助过我的同学和一直关心、支持着我的家人。感谢你们对我的教诲、帮助和鼓励。在这里,我要对你们表示深深的谢意!
感谢我的指导老师——田文超老师,没有您认真、细致的指导就没有这篇论文的顺利完成。和您的交流并不是很多,但只要是您提醒过该注意的地方,我都会记下来。事实证明,这些指导对我帮助很大。
感谢我的父母,没有他们,就没有我的今天。你们的鼓励与支持,是我前进的强大动力和坚实后盾。
最后,感谢身边所有的老师、朋友和同学,感谢你们三年来的关照与宽容,与你们一起走过的缤纷时代,将会是我一生最珍贵的回忆。
参考文献:
1.汽车电子技术,迟瑞娟,李世雄 主编,国防工业出版社,2008年08月 2.汽车电子控制基础,曹家喆 主编,机械工业出版社,2007年10月 3.汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月
4.张跃今,宋健.多体动力学仿真软件-ADAMS 理论及应用研讨.机械科学与技 术,1997.9 5.ADAMS Reference Manual Version 12, Mechanical Dynamics, Inc.6.Matlab Referen ce Manual Version 6.1.Mathworks Inc.
第三篇:Linux操作系统研究论文
随着IT产业巨头纷纷宣布对Linux的支持,Linux正在迅速扩展其应用市场,特别是服务器市场。在标准上,Linux与pOSIX1003.1兼容,但它具有比以住的UNIX系统更合理的内核结构。由于它的开放性,各种被人们广泛应用的网络协议都在该系统中得到了实现。目前人们所使用的Linux系统一般是指由Linux核心、外壳(SHELL)及外围应用软件构成的发行版本。Linux发行版本是不同的公司或组织将Linux核心、外壳、安装工具、应用软件有效捆绑起来的结果,所以种类繁多,各有各的优缺点。但就其总体而言,这些发行版本具有对尽可能多的网卡的支持。本文仅就RedHat5.1这个特定发行版本下的网卡的选择、安装、配置进行讨论,希望对于其他发行版本的同样问题有点借鉴作用。
就象UNIX,Linux支持的网卡主要是以太网卡。如3COM、ACCTON、AT&T、IBM、CRYSTAL、D-LINK等众多品牌的以太网卡只要安装配置正确,都可以得到你所期望的效果。
一、Linux中网卡的工作原理
为了将这个问题说明的更清楚一些,不妨先简要地剖析一下Linux是如何让网卡工作的。一般来说,Linux核心已经实现了OSI参考模型的网络层及更上层部分。网络层的实现依赖于数据链路层的有效工作。网卡的驱动程序就是数据链路层与物理层的接口。通过调用驱动程序的发送例程向物理端口发送数据,调用驱动程序的接收例程从物理端口接收数据。
1.网卡驱动程序
简单地说,要将你手中的网卡利用起来,你唯一要做的是得到这块网卡的驱动程序。驱动程序提供了面向操作系统核心的接口和面向物理层的接口。
驱动程序的操作系统接口是一些用于发现网卡、检测网卡参数以及发送接收数据的例程。当驱动程序开始运作时,操作系统首先调用检测例程以发现系统中安装的网卡。如果该网卡支持即插即用,那么检测例程应该可以自动发现网卡的各种参数;否则你就要在驱动程序运作前,设置好网卡的参数供驱动程序使用。当核心要发送数据时,它调用驱动程序的发送例程。发送例程将数据写入正确的空间,然后激活物理发送过程。
驱动程序面向物理层的接口是中断处理例程。当网卡接收到数据、发送过程结束,或者发现错误时,网卡产生一个中断,然后核心调用该中断的处理例程。中断处理例程判断中断发生的原因,并进行响应的处理。比如当网卡接收到数据而发生中断时,中断处理例程调用接收例程进行接收。
2.驱动程序工作参数
驱动程序的工作参数因网卡性质的不同而不同,大致包括I/O端口号、中断号、DMA通道、共享存储区等。输入输出端口号又被称为输入输出基地址,当网卡工作于端口输入输出模式时被使用。端口输入输出模式需要CpU的全程干预,但所需硬件及存储空间要求较低。CpU通过端口号指定的空间与网卡交换数据。中断号是网卡的中断序号,只要不与其它设备冲突即可。当网卡使用DMA方式时,它要使用DMA通道批量传输数据而不需要CpU的干预。
对于一块具体的网卡,如果网卡支持完全自动检测,那么一个参数也不用指定,驱动程序的检测例程会自动设定所需参数。一般情况,你需要人工设定这些参数的一部分。如果你的网卡使用端口输入输出模式,你要设定端口号和中断号。如果你的网卡使用DMA模式,你要设定DMA通道和中断号。如果你的网卡使用共享存储区的模式,那你就得设定共享存储区的地址范围。
3.驱动程序的使用方式
有了网卡的驱动程序后,你可以选择是把驱动程序加入到Linux核心之中还是把驱动程序加工成独立模块。Linux系统一个引人入胜的长处就是可以定制系统的核心。把需要频繁调用的功能加入系统核心,可以大大提高系统的效率。在这种情况下系统启动时,系统核心自动加载网卡的驱动程序。驱动程序的参数可以通过LILO命令参数加以指
定。系统启动后驱动程序永久驻留核心,不能用常规的方法将其卸载。至于定制的系统核心,是通过重新编译得到的;如何编译核心将在后文叙及。
如果把驱动程序编译成可装载模块,就可以用系统提供的命令在系统启动后随时加载。随时加载的好处是减少内存开销,易于管理,但同时也牺牲了一点网络传输的效率。驱动程序的参数是在命令行中直接输入或通过配置文件指定。
二、网卡安装前的准备在安装网卡前,务必检查是否具备下列条件:
1.硬件方面
以太网卡
网络连接线及连接头,如10base-T一般为8芯双绞线配RJ-45接口
2.软件方面
Linux操作系统
网卡驱动程序(目标码或源代码)
*网卡配置程序
*软件开发工具,如GNU工具包(包括编译器gcc、make等)
3.系统配置信息
可用的端口地址
可用的中断号
以上不带星号标记的是必要条件,带星号的是视情况不同而要求的条件。具体情况在下面进一步说明。
三、网卡的安装及配置
第一步:配置以太网卡的工作参数
配置网卡就是配置网卡的工作参数,如端口地址、中断号等。网卡的缺省参数一般存储于网卡内部的EEpROM,这是网卡出厂前设置好的。缺省参数在大多数情况下是可行的,但如果这些参数与你的系统有冲突并且网卡又不支持软件动态设置,那么你就要使用网卡的设置程序。并不是所有的网卡都要经过这一步,因为有些网卡支持通过驱动软件及其输入参数来确定网卡的工作参数。可以通过查阅网卡使用说明书来确定这一点。
网卡的设置程序与驱动程序不同,设置程序仅仅用来对网卡EEpROM中的设置进行修改。网卡程序本身可能运行在其它操作系统下,如WINDOWS95/98、OS/
2、DOS等。如果是非Linux平台,那你就先在适合设置程序运行的系统中安装网卡,按设置程序说明设置网卡参数。然后再在Linux系统下安装该网卡。
第二步:安装Linux系统
假如你将要安装以太网卡的Linux系统本身还未安装,那么可以先试着在安装Linux的同时安装网卡。这一步成功的前提是你的Linux发行版本包含将要安装的网卡的驱动程序。
运行Linux的安装程序,按提示进行操作,别忘了安装核心的网络部分。当进行到LAN配置时,安装程序会列出它支持的所有网卡的类型。看看你的网卡是否榜上有名。随着Linux发行版本的不断升级,目前RedHat 6.0已经覆盖了常用的网卡类型。如果很幸运地你的网卡恰好在其中,那么下文讨论的很多步骤都可以不必考虑了,安装程序会自动完成网卡的安装与驱动。但如果没找到适用于你的网卡类型,也不必担心,继续下一步。
第三步:手工安装网卡
安装网卡也就是安装网卡的驱动程序。网卡要工作必须要有驱动程序,并且驱动程序越成熟越好。驱动程序一般由网卡的生产或供应商提供。由于Linux是一个起步不久的新兴操作系统,网卡的生产商并不一定提供Linux环境下的驱动程序。这时候你就得从其它途径想办法了,比如到INTERNET上专门提供硬件驱动程序的网站查找一下,也可以在新闻组上贴个求助信息。总之,只有得到网卡的驱动程序后,方可进行下一步。
网卡的驱动程序有两种类型。一是可直接使用的二进制代码;另一种是驱动程序的源代码。二进制代码一般是预先编译好的可装载模块。源代码可以编译成可装载模块,也可以编译成系统核心的一部分。如何把源代码编译成可装载模块不在本文讨论之列,具体可以查阅驱动程序的说明书。
1.可装载模块的使用
系统提供了一组命令用于将驱动程序模块载入内存执行。这些命令包括modprobe、insmod、Ismod、rmmod。modprobe 与insmod命令功能相似,但是方式各异。
modprobe 命令使用配置文
件/erc/config.modules来加载可执行模块。要用 modprobe命令加载以太网卡的驱动程序,可以在 config.modules文件中加入:
alias eth0 drivermodule(drivermodule是驱动程序模块的名称)
这行配置信息把以太网卡的设备名与驱动程序模块联系起来。modprobe命令依据这条信息,自动加载存放于 /lib/library/xxxx/net目录下名为 drivermodule.o的模块。因此要使 modprobe命令找到驱动程序模块,必须将该模块放在 /lib/library/xxxx/net目录下。
那么驱动程序的参数如何指定呢?还是使用conf.modules文件。方法是在接着上述配置信息的后面加入下行信息:
options drivermodule parml=valuel,parm2=value2,……
这里parm1 是驱动程序可以接受的参数名,valuel是该参数值;依次类推。
比如options cs89x0 io=0x200 irq=0xA media=aui
insmod命令直接通过命令行参数将驱动程序模块载入内存,并可以在命令中指定驱动程序参数。例如:
insmod drivermodule.o parml=valuel,parm2=value2,……
以上两个命令中可以使用驱动程序参数要依据具体的网卡及其驱动程序而定,要仔细阅读网卡及驱动程序的说明书。有的网卡驱动程序可以用这些参数覆盖网卡本身EEpROM中存储的参数。有的则必须使用EEpROM中的参数。有的因为驱动程序不自动检测网卡使用的参数,所以还得把网卡使用的EEpROM中的参数传给驱动程序。
卸载驱动程序模块使用rmmod命令:
rmmod drivermodule.o
2.把驱动程序编译入系统核心
除了以可装载模块的形式使用驱动程序,还可以把驱动程序编译进Linux核心,以获取更高的效率。这种方式需要驱动程序的源代码、Linux核心源代码及其编译工具。Linux核心的编译过程包括配置核心、重建依赖关系、生成核心代码等步骤。配置核心的过程是用系统提供的配置工具(make config 或make menuconfig)重新生成用来编译核心的众多make文件的过程。为了让核心的配置工具了解你的网卡驱动程序,你需要修改一些核心的配置文件。
(1)修改配置文件:主要修改核心源代码目录下的四个文件,即drivers/net/CONFIG文件、drivers/net/Config.in文件、drivers/net/Makefile 文件和drivers/net/Space.c文件。CONFIG和Config.in文件用于控制核心配置工具(make config 或make menuconfig)的运行,主要是加入关于是否包括该网卡的支持提示。Makefile 和Space.c文件用于编译核心代码并说明面向核心的接口。详细语句参见下面例子。
(2)运行核心配置工具:在核心源代码目录下执行make config或 make menuconfig命令。make config是面向命令行的,通过逐句回答提问来配置核心。由于其在配置过程中不可改变或撤消以前的回答,故多有不便。make menuconfig 则是通过窗口菜单方式,使用起来很方便。就本文而言,你只要在上一步中正确修改了配置文件,那么在config中会出现是否需要该网卡支持的提问,你选择‘y’。或者在menuconfig中的 network菜单中出现表示该网卡的菜单项,把它选上即可。
(3)重建依赖关系:很简单,执行make dep和make clean命令。
(4)生成核心代码:执行make zImage 命令。这个命令开始真正编译核心代码,并把核心代码存放为arch/i386/boot 目录下的zImage。
(5)为了使用新的核心代码,你需要用新的核心代码替换原有的。原有的核心代码一般存放在/boot 目录下,文件名称类似于vmlinuz-v.s.r-m(v.s.r-m)表示核心的版本号)。如vmlinuz-2.0.34-1。执行下列命令:
cp arch/i386/boot/zImage /boot/vmlinuz-v.s.r-m
为了安全起见,可以先把原有的核心代码做个备份,以便发生错
误时恢复。
至此,你可以重新引导系统以使用新的带有正确网卡驱动支持的Linux核心。唯一剩下未解决的是驱动程序的参数问题。有些网卡驱动程序如果不输入参数,那它工作就会不正常,甚至根本不工作。由于现在网卡的驱动程序是系统启动时由核心载入运行的,系统启动之后用户就很难改变这些参数了,所以你必须在系统启动时告诉Linux核心网卡驱动程序使用的参数。具体方法有两种:
(1)在系统引导程序LILO中输入。
在LILO开始引导系统时,用ether子命令设定以太网卡驱动程序的参数。ether命令的使用方式为:
LILO:linu xether=IRO.BASE_ADDR,NAME
这里带下划线的是要输入的部分,IRQ表示中断号,BASE_ADDR表示端口号,NAME表示网卡的设备名。例如:linux ether=15,0x320,eth0
(2)在LILO配置文件中设定。
每次在系统启动时再输入驱动程序参数似乎有点过于麻烦。幸好系统提供了LILO的配置文件可以用来永久性的设置Linux系统启动时的子命令。方法是在/etc/lilo.conf文件中的适当位置加入以下一行:
append=“ether=IRQ, BASE_ADDR,NAME”
这里带下划线部分的意义同上。加入这一行后,还需要用/sbin/lilo命令把这个配置写入引导程序。
第四步:网络配置及测试
安装完网卡就可以配置网络通信了。配置网络简单地就是使用ifconfig命令,例如:
ifconfig eth0 1.2.3.4 netmask 255.0.0.0 up
最后ping一下网上其它机器的ip地址,检查网络是否连通。
五、一个以太网卡安装实例
下面以Cirrus公司生产的Crystal CS8920以太网卡为例,详细说明上述安装配置过程。本例中,有些命令参数,如核心源代码目录等,是以我使用的系统环境为出发点。具体应用中还要加以本地化。为了更接近实际,例子中也包括了对安装中碰到的问题的描述。
1.此网卡是IBM pC机的内置式网卡,机器只提供了Windows95/98环境下的驱动程序。由于RedHat 5.0发行版本尚未提供对此网卡的直接支持,所以从Cirrus的站点上找到并下载了该网卡驱动程序的Linux版本,是一个名为Linux102_tar.gz的压缩文件。
2.文件Linux102_tar.gz解压后包括五个文件。包括源代码,仅适用于Linux 2.0版本的目标模块以及readme文件。
3.查阅readme文件后,了解到这个驱动程序只能使用网卡EEpROM中设定的端口号(I/O基地址)、中断号。为了知道网卡EEpROM的设置,又从Cirrus站点下载了该网卡DOS版本的设置程序setup.exe
4.在DOS中运行setup.exe,发现网卡的起始端口号为0x360,中断号为10,与别的设备有冲突。选择setup.exe程序的相应菜单,把中断号改成5。另外,此驱动程序不支持plug and play,故也在setup.exe中将网卡的pnp功能屏蔽掉。
5.我所使用的RedHat 5.0的Linux核心版本为2.0.34,所以不能用现成的驱动程序目标模块,需要自己动手编译。如上文所述,有两种方式使用此驱动程序。
6.如果要编译成独立模块,执行下列命令:
gcc -D_KERNEL_-I/usr/src/linux/include -I/usr/src/linux/net/inet-Wall -Wstrictprototypes -02 -fomit-frame-pointer -DMODULE -DCONFIG_MODVERSIONS -ccs89x0.c
编译结果是名为cs89x0.o的驱动程序目标模块。要装载此驱动程序,输入下列命令: insmod cs89x0.o io=0x360 irq=10
要卸载此驱动程序,用rmmod命令:
rmmod cs89x0.o
7.如果要将驱动程序编进系统核心,修改/usr/src/linux/drivers/net/CONFIG,加入:
CS89x0_OpTS=
修改/usr/src/linux/drivers/net/Config.in,加入:
tristate‘CS8920 Support’CONFIG_CS8920
以上两行是为了让make config在配置过程中询问是否增加CS8920网卡的支持。修改/usr/src/linux/drivers/net/Makefile加入:
ifeq((CONFIG_CS8920),y)
L_OBJS+=cs89x0.o
endif
修改/usr/src/linux/drivers/net/Space.c,加入:
extern int cs89x0_probe(struct device *dev);
……
#ifdef CONFIG_CS8920
&& cs89x0_probe(dev);
#endif
以上两段是为了编译并输出网卡驱动程序及其例程。
把驱动程序源代码拷到/usr/src/linux/drivers/net目录下。
在/usr/src/linux目录下执行 make config或 make menuconfig,选择核心CS8920网卡支持。
执行make dep、make clean命令。最后用 make zImage 编译Linux核心。
如何设置核心驱动程序参数,上节已有说明,不再赘述。
六、结束语
与其它外设一样,以太网卡种类繁多,对于新兴的操作系统Linux来说,是否能够有效地支持这些设备,直接关系着Linux的发展前途。
第四篇:九江市十二五干线公路建设规划
九江“十二五”干线公路建设规划
今年是十一五规划收官之年,盘点“十一五”我市干线
公路建设成就,共投资15.87亿元,改造(改善)干线公路418公里。大机线、316国道、双黄线、柯垅线修水至龙门段、九瑞一级公路等一批干线公路改造(改善)后,大大提升了九江干线公路路况。
但据九江干线公路现状,改造(改善)的任务还很艰巨,做好九江“十二五”干线公路建设规划,对策应鄱阳湖生态经济区建设,完善我省干线路网,促进九江奋起赶超意义重大。
九江市“十二五”干线公路建设规划的出台,是九江经济发展的需要,是未来五年九江公路建设的主要依据。市公路局高度重视,组织有关力量在充分调研的基础上制订出九江市“十二五”干线公路建设规划,现综述如下:
一、指导思想
坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻落实科学发展观,策应鄱阳湖生态经济区建设,完善“十纵十横”路网,配合九江争先进位奋起赶超战略,改造提升干线公路等级,改善提高干线公路路况,为促进九江经济发展创造良好的公路交通环境。
二、规划原则
“十二五”干线公路改造遵循先国道,再省道、重要县乡 1
道;先省际出口路,再地市出口和县域之间连接线;先改造升级,再改善路面的顺序。经济开发区、旅游公路列入重点改造范畴。
三、规划依据
1、提升干线公路发展自身要求
九江现有市养公路总里程1656.843公里(养护里程1633.03公里)。
———按公路等级划分:一级公路118.765公里,二级公路664.115公里,三级公路691.426公里,四级公路182.537公里。
——按建设年限划分:新油路240公里,中期油路190公里,老油路595公里,水泥路477公里,施工路段120公里。
老油路占养护里程36.4%,三级及以下公路占养护里程52.7%,老油路较多,且等级偏低,亟待改造(改善)。
2、鄱阳湖生态经济区建设要求
建设“鄱阳湖生态经济区”,必须依靠四大体系支撑,其中,高效便捷的综合交通运输体系是重要一环。根据九江在鄱阳湖生态经济区中的位置,涵盖了鄱阳湖湖体核心保护区、滨湖控制开发带和高效集约发展区。而高效集约发展区内共青创业产业园、沿江工业产业带、昌九工业走廓又是发展重点。为此,改造105国道、景湖线、九湖线,改善都中
线等一批干线公路势在必行。
3、全省“十纵十横”干线路网规划要求
省交通运输厅经过几年努力,已编制完成了《江西省干线公路网规划》并由省发改委发布。规划建成通道能力充分、布局合理、密度适合、覆盖全省各县(市、区)、畅通周边省(市)的国省干线“十纵十横”公路网。
结合《省网规划》,我市在“十纵十横”公路网中的一横(婺桃线)需要改造的里程还有163.06公里,需要改善(含支线)的还有188.72公里;五纵、六纵、七纵、九纵需改造的里程有159公里,需要改善的有110公里[见:“十二五”干线公路改造(改善)计划表(按十纵十横划分)]。
4、九江奋起赶超战略要求
为争得九江应有地位,新一届市委、市政府提出的“奋起赶超战略”,深得全市人民的支持与积极参与。目前,已取得了明显的效果。
为构建大九江格局,将以九江城区为中心,联动发展瑞昌、沙河、星子、湖口等卫星城市。为策应九江奋起赶超战略,完善构建“大九江”路网,已是势在必行。
目前,已建成环庐山公路、沙阎疏港通道,九瑞快速通道。
景湖路(湖口段)正在建设。还将改造105国道,现已启动改造星子(隘口段)、永修(共青燕坊段)13.366公里,十里至隘口段建成后,环庐山公路就能形成整体环线。九湖线是九江城东港区开发的主要干线,前期工作正在紧张进行。
四、规划目标
县县通高速公路,各县县城半小时内上高速,市区三小时内可达修水;全市所有(国、省)出口通道与市区至各县(县城)公路全部达到二级以上公路标准(未达标的改造升级,已达标的老路进行路面改善)。
通过调研,我们拟定规划:一是完善高速公路网。九
江现有高速公路257公里(福银高速95km、杭瑞高速(九景段)73km、大广高速89km);在建的有228公里(杭瑞高速(九瑞段)48km、庐山西海高速103km、彭湖高速52km、长江公路大桥及连接线25km);规划建设的还有135公里(九江绕城高速55km、码头至武穴长江通道20km、跨鄱阳湖高速公路加密线(都昌蔡岭-星子-庐山隧道-马回岭)60 km)。届时,九江将是除南昌市外全省第一个县县通高速公路的地市。二是改造提升干线公路网。①优先改造(改善)“十纵十横”国省道,计划投资25.2亿元,改造国省道322公里,改善国省道路面299公里。②力争改造(改善)国省县道980公里,计划投资32.5亿元。(改造国道84公里、省道259公里、县道67公里;改善国道40公里、省道377公里、县道153公里)使全市形成“高速、干线”公路快捷通畅的交通大格局,为鄱阳湖集约经济发展区提供交通支撑(“十二五”
干线公路改造(改善)计划表(按等级划分))。
五、主要措施
(一)加强领导,明确责任,共同推进
为保障干线公路建设目标实现,强化干线公路建设领导,加强有关部门的协调非常重要。各有关部门要密切配合,大力协同,围绕加快干线公路建设的大局,主动为加快干线公路建设服务。强化落实九府发(2008)7号文件精神,加速推进干线公路建设,持续保持政府重视、部门协同、群众支持干线公路建设的良好局面。
(二)应用科技,优化设计,降低造价
干线公路建设应本着实事求是的原则,坚持因地制宜,充分比选路线走向、路面结构、平纵线型、桥涵形式和工程造价;充分应用先进设计软件,优化各阶段路线设计;充分应用新工艺、新材料方便施工,降低造价。充分利用地形地貌,避免深挖高填,保护自然生态环境。
(三)多措并举,积极筹资,加强监管
建立市、县两级政府对干线公路建设按责任划分的投资机制,逐步形成公共财政框架下,政府为主、争取上级补助为辅、社会各界公共参与的多渠道干线公路融资新机制。在落实好建设资金的同时加强资金监管,确保资金合理安全使用。对中央专项资金、上级补助资金和燃油税返还资金,必须按规定实行专户存储、专款专用。
(四)长效督查,保障质量,加快进度
坚持“六个一”管理长效推进机制(一个项目、一名领导、一个责任人、一套工作班子、一个实施方案、一支好的施工队伍),坚持发改委审批制、财政审核制、阳光操作制、全面监理制、长效督查制,对质量、进度、资金实行全面监管。
坚持“争分夺秒抢进度,一丝不苟抓质量,万无一失保安全,精打细算省投资”的要求,发扬“5+
2、白加黑”的工作作风,用心做事,努力成事,保障“十二五”规划按期实现。
届时,干线公路全部达到二级以上标准。国省干线公路与高速公路、农村公路协调发展,实现全市系统完善、层次分明、干支相连、快速安全的公路网络。九江的干线公路通畅能力将明显增强,等级结构明显改善,服务水平明显提高。高速、干线、农村公路衔接顺畅,网络完整。为改善和提升我市投资环境,推进工业、旅游、经济发展,加速九江赶超进位,改善人民群众出行条件提供有力交通支撑。
二0一0年六月二十二日
第五篇:江苏省干线航道网规划
江苏省干线航道网规划
发布日期: 2010-02-03
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目 录
一、必要性和紧迫性...........................................................1
(一)基本情况.............................................................1
(二)总体评价.............................................................2
(三)必要性和紧迫性.......................................................4
二、指导思想及原则...........................................................7
(一)指导思想.............................................................7
(二)规划原则.............................................................7
三、布局规划.................................................................8
(一)功能定位.............................................................8
(二)规划目标............................................................10
(三)规划标准............................................................11
(四)布局方案............................................................12
四、实施安排及效果展望......................................................13
(一)分期实施安排........................................................13
(二)投资及土地占用规模..................................................13
(三)实施效果展望........................................................14
五、政策措施................................................................14
附 表 江苏省干线航道网布局规划方案表
附图一 江苏省干线航道网布局规划方案图
附图二 江苏省干线航道网近期建设重点示意图
一、必要性和紧迫性
(一)基本情况
江苏省水网密布,河流众多,水运资源丰富,经济发达,具备发展内河航运的优越条件,是我国内河
航运最为发达的省份之一。
1958年~1961年,实施了苏北运河航道整治一期工程,形成了十座梯级船闸;1982年~1988年,对苏北运河进行了续建整治,建成了404公里二、三级航道和八座复线船闸,形成我国“北煤南运”的水上运输大通道;“八五”、“九五”期间,对苏南运河208公里航道进行了系统整治,基本达到了四级航道标准,成为我国内河航道建设的样板;淮河干线初步按照三级航道标准建成,为“两淮”煤炭、矿建材料运输提供了便捷的对外运输通道;1999年开始实施京杭运河船闸扩容工程,长湖申线、苏申内港线、苏申外港线、芜申线、申张线等干线航道也已开始建设。内河航道建设显着改善了通航条件,提高了通过能力,初步缓解
了我省内河运输紧张的状况。
2003年,江苏省拥有内河航道24793公里,占全国内河航道总里程的18.4%,居全国第一位,七级以上等级航道7546公里,其中四级及以上航道里程1781公里,占全省内河航道里程的7.2%,占全国四级及以上内河航道里程的11.8%;共有内河运输船舶5.36万艘,847万净载重吨,内河货运运力占全国的28%,处于全国第一位,货运船舶平均吨位158吨/艘;完成内河货运量和货物周转量分别为4.4亿吨和811.1亿吨公里,分别占全省综合运输量的38.0%和44.0%,占全国内河货运总量的48%和33%。
(二)总体评价
江苏省内河航运为促进经济社会发展发挥了重要作用,已成为综合运输体系中不可替代的重要组成部
分,内河航运的地位十分突出。
1.内河航运已成为推进江苏省乃至长江三角洲地区经济社会发展的重要支撑,并促进了沿江河产业带的形成。
江苏省经济发展原材料和产成品“两头在外”,能源缺乏、矿产资源分布不均,大批适合于水运的煤炭、建筑材料及原材料等大宗物资需跨区域运输。2003年,内河煤炭运量达7000万吨,占全省煤炭调入量的1/2,是我省能源运输的生命线;内河矿建材料运量达1.9亿吨,约占建设所需矿建材料的80%,是我省城市建设的有力保障。与此同时,京杭运河、长湖申线、苏申外港线等跨省市航道还为长江三角洲地区的经济交流和外贸物资运输提供了便利的运输条件。内河航运以其独特的优势,不仅孕育了灿烂的运河文化,还形成了沿河城镇和产业带,为促进经济社会发展和生产力合理布局发挥了重要作用,沿河经济和内河航运已进入互为依存、相互促进的良性循环,“运河效应”全面显现。内河航运已成为推进江苏省乃至长江三角洲地区经济社会发展、发挥整体优势并率先实现现代化的重要支撑。
2.内河航运已成为江苏省以及长江三角洲综合运输体系中不可替代的重要组成部分。
江苏省经济的特点决定了其发展对内河航运的依存度较大,在公路、铁路等其它运输方式迅速发展的同时,能源、原材料等大宗物资在水路运输中的地位继续得到巩固和加强。2003年江苏省内河运输量占全省综合运输量的1/3强,货物周转量则占近1/2;其中过境运量44007吨,交流量1.4亿吨,占内河货运总量的42%,内河航运在江苏省与周边省市的物资交流中发挥着重要的作用。在“寸土寸金”的江苏省乃至长江三角洲地区,内河运输以其特有的技术经济优势和竞争力有效沟通资源地和消耗地,分流了货运量,降低了综合运输成本,极大地缓解了陆路运输压力,同时为港口提供了便捷的集疏运条件,完善了综合运
输体系,发挥着不可替代的重要作用。
3.内河航运建设促进了经济社会的可持续性发展。
内河航运具有占地少、能耗低、运能大、运输更环保的优势,是综合运输中最符合可持续发展战略要求的运输方式,也是水资源综合利用的重要组成部分。整治航道,增强了行洪排涝能力、提高了防洪标准、防止水土流失、净化水质,大大改善了沿河两岸的生态环境,促进了城市的可持续发展。
4.航道基础设施建设投入远不能满足经济社会和综合运输协调发展的要求。
目前,内河航道建设缺乏稳定的投资渠道,投入严重不足,与内河航运发挥的重要作用形成鲜明的反差。“九五”期和“十五”前三年,江苏省完成内河航道基本建设投资分别为26亿元和18亿元,分别占公路水路总投资的3.6%和2.5%,资金投入严重不足,导致内河航道建设严重滞后于经济社会发展要求,也
影响了综合运输体系的协调发展。
5.航道基础设施落后,等级普遍较低,通过能力严重不足,堵档碍航现象时有发生。
江苏内河航道等级结构性矛盾突出,能通航500吨级船舶的四级及以上高等级航道仅占7.2%,目前,除长江干线、京杭运河、苏申外港线等航道能组织500吨级以上船舶运输外,大多只能开展100吨级船舶运输,高等级航道少且沟通度差,导致全省内河航运总体技术水平不高,服务质量较低,较为严重的堵档碍航现象时有发生,2003年仅京杭运河江苏段累计堵航达50次、800小时,最长一次达15天,不仅危及航行安全,经济损失巨大,社会反应强烈,对社会稳定也造成了不良影响。
6.水资源综合利用中缺乏统筹考虑。
由于部门之间在开发目标上的差异,导致在实际开发中水资源综合利用不充分,应进一步加强沟通和协调,联合治水,充分发挥投资效益,促进水资源综合利用。
(三)必要性和紧迫性
面临新的发展形势,迫切要求规划建设干线航道网,进一步发挥内河航运的优势,为江苏省乃至长江三角洲地区经济社会的可持续发展提供基础支撑。
1.实现“两个率先”,迫切要求规划建设干线航道网,为重点物资运输和城市发展提供有力保障。
实现“两个率先”,是江苏省本世纪头二十年的发展目标,全省经济总量将持续快速增长、城市化建设不断推进,能源和矿建材料运输需求将大幅增长。内河航运是江苏省煤炭、矿建材料等物资的主要运输方式,发挥着十分重要的作用。预计2010年、2020年全省内河煤炭运量将分别达到9000万吨和1亿吨,矿建材料运量将分别达到2.4亿吨和2.9亿吨,迫切要求规划建设干线航道网,为能源供应和城市化建设
提供有力的运输保障。
2.建设和谐社会,迫切要求规划建设干线航道网,促进地区经济协调发展。
建设和谐社会,是江苏省经济社会发展面临的重要任务。经济发展必须逐步改变“南强北弱”的局面,苏南地区要率先发展?着力提升国际竞争力;苏中地区要利用沿江开发契机,快速崛起,尽快融入苏南经济板块;苏北地区要进一步改善基础设施条件和发展环境,增强自身发展能力,积极承接苏南地区产业转移,这都迫切要求规划建设干线航道网,强化苏南、苏中、苏北地区相互之间,以及与上海、浙江等周边省市之间的经济联系,加快沿江、沿运河产业带的形成和发展,促进地区经济协调发展。
3.构筑现代综合运输体系,迫切要求规划建设干线航道网,改变内河航运发展的落后局面。
构筑现代综合运输体系,是江苏省交通运输发展的重要方向,要充分发挥各种运输方式优势,形成分工合作、协调发展的格局。目前内河航运在江苏省综合运输中占有十分重要的地位,但总体发展水平较低,航运基础设施最为薄弱,优势和潜力没有充分发挥。预计2010年、2020年江苏省内河货运量将分别达到5.3亿吨和6.4亿吨,在全社会中承担的份额将继续巩固并适当提高,运输压力很大,迫切要求规划建设干线航道网,同时促进内河港口发展集约化、运输船舶标准化和大型化进程,逐步实现内河航运现代化,与其它运输方式分工协作、优势互补、相互衔接,促进现代综合运输体系的形成。
4、形成长江三角洲通畅衔接的高等级航道网,迫切要求规划建设干线航道网,服务于上海国际航运中
心,适应区域内主要港口的集疏运要求。
2004年1月,黄菊副总理明确作出了要大力发展航运事业的指示。加快形成长江三角洲高等级航道网,是贯彻落实国务院领导指示精神和推进长江三角洲地区交通运输和区域经济一体化的客观要求。规划建设干线航道网,为上海国际航运中心和区域内主要港口提供便捷的集疏运通道,是沿海港口快速发展的需要,也是形成内河航运与沿海港口联动发展的重要举措。随着江苏省以及长江三角洲地区经济的快速发展,港口吞吐量将继续攀升,尤其是集装箱吞吐量仍将快速增长,预计2010年、2020年江苏省内河集装箱运量将分别达到50万TEU和150万TEU,迫切要求干线航道网提供强大的集疏运能力。目前,在交通部关于长江三角洲高等级航道网规划的指导下,上海市和浙江省已编制完成了高等级航道网规划、共同促进长江三角
洲地区形成通畅衔接的高等级航道网。
5.树立和落实科学发展观,迫切要求规划建设干线航道网,促进经济社会的可持续发展。
土地资源紧张、能源匮乏、环境压力日趋增大是江苏省经济社会发展面临的严峻形势。以科学发展观统领全局,走可持续发展道路,迫切要求开发利用好丰富的水运资源,规划建设干线航道网,发挥内河航运能耗低、污染小、节约土地、改善生态、促进水资源综合利用的优势。
二、指导思想及原则
(一)指导思想
树立和落实科学发展观,以适应经济社会发展要求为出发点,完善综合运输体系,加快发展内河航运,构筑以干线航道网为核心的高等级航道体系,充分发挥内河航运优势并逐步实现现代化,为江苏省率先全面建成小康社会、率先实现现代化,建设和谐社会提供支撑。
(二)规划原则
江苏省干线航道网规划服从全国内河航运发展的总体部署和长江三角洲高等级航道网规划,并遵循以
下原则:
1.战略性原则
将内河航运作为江苏省经济社会发展的战略性资源,统筹规划布局干线航道网,合理开发水运资源,充分挖掘其发展潜力,实现跨区域的资源配置和资源共享,促进江苏省经济社会平稳、健康发展,满足产
业经济带发展和生产力合理布局的要求。
2.协调性原则
与城市建设和发展、完善综合运输体系、水资源开发利用相协调。干线航道网规划布局要适应城镇化发展和基础设施建设需求,提供矿建材料运输;进一步加强内河航运的地位和作用,与其它运输方式协调发展,完善综合运输体系;同时,在水利部门治理主干河道、扩大泄洪和灌溉能力的基础上,相互配合,团结治水,形成标准统一的高等级航道网,促进水资源综合利用。
3.通畅性原则
提高干线航道网的覆盖密度,延伸高等级航道的服务范围,与区域内主要港口相联接。尽量考虑与主要工矿基地、经济中心城市(主要是地级市)之间的连接和沟通,通过干线航道连接资源产出地和消耗地,促进各区域经济协调发展;充分考虑区域内主要港口依托内河航道的集疏运要求,适应港口吞吐量增长的需要。
4.合理性原则
充分考虑河道的自然条件,正确处理运输发展需要和航运开发可能的关系,因地制宜、突出重点、注
重效益、有所为有所不为。
三、布局规划
(一)功能定位
干线航道网在江苏省内河航运体系中起着核心和骨干作用提供运转高效、安全可靠的航运服务的重要前提,是长江三角洲高等级航道网的重要组成部分,是综合运输体系的重要组成部分,为经济社会的可持续发展和沿江河产业合理布局提供有力支撑。
1.有效促进矿产资源与国土开发和沿江河产业带的发展。
内河航道建设不仅提高了通过能力,提供了便利的水运条件,更是促进矿产资源与国土开发、沿江河产业带形成与发展的重要条件。江苏省对外开放程度高、经济相对发达、工业基础好,今后生产力布局将划分为沿江和淮海两大区域,建立五大产业经济带,沿江河产业带将进一步发展壮大,生产力布局将更趋合理,同时矿产资源与国土开发对运输的规模化、集约化和服务质量将提出更高要求,内河航运尤其是干线航道网将在能源、原材料、集装箱运输等方面发挥更大的作用,有效促进矿产资源与国土开发和沿江洞
产业带的发展。
2.沟通地级以上城市、重要工矿基地和主要港口,拓展内河航运的服务范围和空间。
江苏省经济正处于新一轮快速发展时期,切实整合水运资源,不断拓展和延伸服务范围,减少中转环节,提供高效运输,是经济社会发展的客观要求,也是内河航运开展长距离、高标准、成网直达运输,充分发挥优势的前提。江苏省各区域经济的协调发展,需要运输提供经济交流和辐射条件,主要港口的规划建设以及吞吐量的不断增长,需要内河航道提供便捷的集疏运条件,促进港口发展。在现有基础上,干线航道网将沟通地级以上城市、重要工矿基地和主要港口,拓展内河航运的服务范围和空间。
3.主要为跨省市、涉及国计民生的能源、原材料等大宗物资运输服务。
江苏省原材料、产成品“两头在外”,与外省市运输交流量大,京杭运河、长湖申线、芜申线、苏申内港线、苏中外港线等跨省市航道,是建立与外省市之间畅通的运输通道,满足原材料供应、产成品输出,保障经济发展的水运资源。因此,干线航道网将主要承担跨省市、涉及国计民生的能源、原材料等大宗物资运输,包括煤炭、原油、金属矿石、非金属矿石和矿建材料等。
4.提供集装箱快速运输通道,适应运输市场发展需求。
江苏省是我国经济发达、外贸量较高的区域,以三资企业为基础、以开发区建设为特色的外向型经济发展十分迅速。以上海为中心,太仓、宁波为两翼的国际航运中心建设顺利推进,港口集装箱吞吐量迅猛增长,迫切需要内河航道提供便捷的集疏运通道,缓解陆路运输压力,发展集装箱运输也是内河航运上台阶和实现现代化的重要举措,代表内河航运的发展方向。江苏省内河集装箱运输具有较好的发展前景,干线航道网将提供集装箱快速运输通道,适应运输市场发展需求。
(二)规划目标
江苏省位于经济发达的长江三角洲地区,并要在全国率先全面建成小康社会,率先实现现代化。根据经济社会发展要求,干线航道网的规划目标是:
2010年前,以提高效益为中心、加快高等级航道建设,基本建成以京杭运河和苏南干线航道网为主体的高等级航道体系,基本消除堵档碍航现象,内河航运的优势和规模效益得以体现并步入良性发展阶段,总体上基本适应经济社会的发展要求。
到2020年,基本形成标准统一、网络畅通、运转高效的干线航道网,为实现船舶标准化、拓展港口功能提供基础支撑,促进内河航运与经济社会发展相适应、与其它运输方式相协调并基本实现现代化,提供
优质的运输服务。
(三)规划标准
江苏省干线航道网航道规划标准主要为可通航千吨级船舶的三级及以上航道,少数航道规划标准为可
通航500吨级船舶的四级航道。
三级航道尺度的最低标准为水深3.2米,底宽45米;四级航道尺度的最低标准为水深2.5米,底宽
40米。
江苏省干线航道网航道(长江干线除外)跨河桥梁及建筑物通航净高标准为7米。
(四)布局方案
以长江干线、京杭运河为核心,三级及以上航道为主体、四级航道为补充,形成“两纵四横”约3500公
里高等级航道组成的干线航道网。
两纵:
--京杭运河:主干691.2公里,其中二级474.5公里,三级216.7公里
(次干231.9公里,其中三级216.7公里,四级15.2公里,包括芒稻河、丹金溧漕河、德胜河、锡
澄运河、锡溧漕河、乍嘉苏线)
--连申线:主干558.1公里,三级
(次干472.9公里,其中三级255.7公里,四级217.2公里,包括盐宝线、盐邵线、刘大线、兴东
线、泰东线、锡十一圩线、杨林塘)
四横:
--淮河出海航道:主干278公里,三级
(次干95公里,三级,包括盐河)
--通扬线:主干299公里,三级
(次干78公里,四级,包括姜十线)
--长江干线:一级365公里
--芜申线:主干254.7公里,三级
(次干207.7公里,其中三级114.7公里,四级93公里,包括秦淮河、苏申内港线、苏中外港线、长湖申线)
干线航道网规划航道里程3455公里(扣除重复里程),约占江苏省内河航道总里程的14%,占江苏省现状等级航道里程的46%。其中规划三级及以上航道3052公里,四级航道403公里,分别占干线航道网规
划航道里程的88%和12%。
四、实施安排及效果展望
(一)分期实施安排
2010年前,集中力量重点建设集装箱运输通道和运输需求旺盛的干线航道,逐步消除堵档碍航现象,基本形成以京杭运河和苏南干线航道网为主体的航道体系。重点建设京杭运河、连申线苏南段(申张线)部分航段以及苏北段的部分船闸、芜申线的宜兴溧阳段、锡溧漕河、丹金溧漕河、苏申外港线、杨林塘、锡
澄运河、长湖申线、苏申内港线等航道。
2011年开始,围绕实现江苏省干线航道网规划目标干线航道建设工程,到2020年基本建成干线航道网。
(二)投资及土地占用规模
初步匡算,实现该规划方案投资总规模约540亿元,其中航道工程投资285亿元、船闸工程投资95亿元、桥梁工程投资160亿元;共需占用土地24万亩,其中耕地10万亩。2010年前需投资约130亿元,占
用土地6万亩,其中耕地3万亩。
(三)实施效果展望
1.规划实施后,将在很大程度上降低内河航运成本,大幅度提高运输效益,全面提升内河航运的竞争力。到2010年,航道综合通过能力可提高40%以上,船舶航行速度将由目前的4~6公里/小时提高到8~10公里/小时。经测算,规划目标实施后,每年可节约运费约25亿元,基本消除船舶堵档碍航现象,干线航道网完成的货物周转量占全省内河周转量的70%以上。
2.干线航道网规划目标的实现将为内河航运实现现代化奠定坚实基础,并将促进内河航运实现跨越式
发展,最终实现现代化。
3.全面实现规划目标可为江苏省经济社会提供高效、可靠、有竞争力的内河航运服务,规划的干线航道网基本覆盖了省内所有地级城市和80%以上的县级市,且沟通了重点港口、资源产出地和消耗地,将为
区域经济进一步发展提供有力保障。
五、政策措施
1.资金筹措
干线航道网规划目标宏大,实施任务艰巨,筹措建设资金是保证江苏省干线航道网规划实现的关键,也关系内河航运能否适应经济社会发展要求和综合运输体系的完善。内河航道是公益性基础设施,应以政府投入为主,并充分发挥中央和地方两个积极性,干线航道网建设资金筹措主要考虑以下几个方面:
--积极争取国家加大对内河航道建设的支持力度。
江苏省干线航道网是全国内河航运的组成部分,它的建设直接关系到长江三角洲高等级航道网规划能否顺利实现。因此,在国家宏观规划的总体框架下,应积极争取国家加大对我省内河航道建设的支持力度,加大中央政府的资金投入。争取在现有基础上,适当提高建设项目的补助标准。经初步估算,可提供约160亿元建设资金,约占江苏省干线航道网总投资的30%。其中,2010年前拟安排39亿元,每年投资6.5亿元;2011~2020年投资120亿元,每年投资12亿元。
--建立省级航道建设专项基金。
为使我省干线航道建设有长期、稳定的资金保证,需建立江苏省内河航道建设专项基金,对于实施干线航道网规划乃至于今后更长远的内河航道建设十分关键。同时,这也是有利于充分发挥中央和地方两个积极性的重要举措。江苏省航道建设专项基金拟按占干线航道网总投资的40%考虑,建议由省政府财政安排(因为每年交通基础设施建设、经营养护企业上交的税收达20多亿元)。经初步估算,可为干线航道网建设提供资金220亿元。其中2010年前拟安排55亿元,每年投资9亿元;2011~2020年投资165亿元,每年
投资16.5亿元。
--统筹使用交通建设资金。
统筹考虑公路水路交通建设资金使用,并适当向水路倾斜,确保公路水路协调发展。此建设资金按占干线航道网总投资的20%考虑,可为干线航道网建设提供资金108亿元。其中2010年前拟安排26亿元,每年投资4.5亿元;2011~2020年投资82亿元,每年投资8.2亿元。
--充分调动并发挥市县地方政府及水利、城建等部门联合建设内河航道的积极性。
内河航道建设促进了市县交通运输的发展,改善了沿河两岸的生态环境,促进了城市的可持续发展,增强了行洪排涝能力,提高了防洪标准,因此市县政府及水利、城建等部门给予干线航道建设一定的支持是必要的,投资拟按占干线航道网总投资10%考虑,可筹资约52亿元。其中2010年前拟安排10亿元,每年投资1.7亿元;2011~2020年投资42亿元,每年投资4.2亿元。
--建议省国有交通控股公司参与投资建设。
2.加强水资源综合利用。
贯彻水资源综合利用方针,逐步完善相关的协调机制,联合治水,对规划实施过程中涉及的土地使用、水利和铁路等方面的问题及时进行协调,形成合力,共同发展。
3.强化行业管理。
充分利用信息技术,提高管理水平,进一步挖掘现有航道的潜力,适应运输发展需求; 同时,依法建立严格的市场准入制度,保证航运安全,提高服务质量,保障内河航运市场健康、有序发展。
附表 江苏省干线航道网布局规划方案表
航道名称
航段及通航起迄点
里程(km)
规划 等级
两 纵
1.京杭运河
691.2
苏北:湖西航道~苏北运河~中运河
474.5
二级
一、京杭运河
苏南:谏壁~鸭子坝
216.7
三级
(含芒稻河、丹金溧
2.芒稻河:江都邵伯~三江营
36.8
三级
漕河、德胜河、锡澄运河、锡溧漕河、3.丹金溧漕河:丹阳七里桥~溧阳
66.5
三级
乍嘉苏线)
4.德胜河:魏村江口~连江桥
21.4
三级
5.锡澄运河:黄田港~无锡皋桥
37.O
三级
6.锡溧漕河:宜城~洛社
55.0
三级
7.乍嘉苏线:平望~王江泾
15.2
四级
1.连申线
558.1
三级
苏北段:盐河(含新墟运河)~灌河~通榆河~射阳河~通榆河~通扬运河~如泰运河~焦港河
426.5
三级
二、连申线
苏南段:申张线~苏中内港线
131.6
三级
(含盐宝线、盐邵线、2.盐宝线:宝应运河口~盐城龙岗
73.5
四级
刘大线、兴东线、泰东线、锡十一圩线、3.盐邵线:邵伯运河口~盐城
131.5
三级
杨林塘)
4.刘大线:串场河刘庄~王港闸
39.1
四级
5.兴东线:兴化轮船站~丁溪
42.5
四级
6.泰东线:泰州港(高港港区)~东台
83.4
三级
7.锡十一圩线:亮坝桥口~长江
62.1
四级
8.杨林塘:申张线巴城~杨林口
40.8
三级
四 横
一、淮河出海航道
(含盐河)
1.淮河出海航道:洪泽湖南线~灌溉总渠~淮河入海水道~通榆河~灌河
278.0
三级
2.盐河:杨庄~武障河闸
95.O
三级
二、通扬线
(含姜十线)
1.通扬线:高东线~建口线~通扬运河~通吕运河
299.0
三级
2.姜十线:新通扬运河口~十圩港口
78.0
四级
三、长江干线
江苏段
365.0
一级
四、芜申线
(含秦淮河、苏申内
港线、苏申外港线、长湖申线)
1.芜申线:芜太运河~太湖航线~太浦河
254.7
三级
2.秦淮河:入江口~杨家湾闸
93.0
四级
3.苏申内港线:瓜泾口~三江口
63.3
三级
4.苏中外港线:宝带桥~周庄
29.7
三级
5.长湖申线:南浔~平望
21.7
三级
附图一 江苏省干线航道网布局规划图
附图二 江苏省干线航道近期重点建设项目图