数字经济的优缺点范文

导语：如何才能写好一篇数字经济的优缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】天津市文化中心交通枢纽；视频监控系统；模拟；数字

一、工程概述

天津市文化中心交通枢纽工程西临友谊路，北临乐园道，包括地面公交枢纽场站、轨道交通地铁5号线、6号线、10号线、Z1线车站、区间及其相邻的地下商业及停车库等。建成后的文化中心交通枢纽将长期的服务于天津文化中心区域，极大的缓解了文化中心区域的交通压力，为市民参加各文化场馆活动和休闲娱乐提供了便利。

二、系统简介

视频监控系统是文化中心交通枢纽弱电系统中一个重要子系统，地下空间商业街中设置全覆盖的视频监控系统，是实时监视地下空间通行状况和强化管理的有力手段，并且在地下空间的安全、防灾、救援指挥中发挥重要作用。目前，视频监控系统的分为两种方式：1.模拟设备为主模拟监控系统。2.数字化的视频监控。由于文化中心交通枢纽项目是天津市的重点项目，在满足功能需要的同时，经济、实效、先进的构建视频监控系统就成为了重中之重。

三、方式对比

1.模拟设备为主模拟监控系统

以模拟设备为主的视频监控系统，图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。

传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感；有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大；有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带），查询取证时十分烦琐。

2.数字化视频监控系统

目前，市场上的数字化视频监控系统大体分为两种：

（1）半模拟半数字视频监控系统

以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统。

它是基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的计算机，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，这类系统可以直接连入以太网，省掉了各种复杂的电缆，具有方便灵活、即插即看等特点，使得监控范围达到前所未有的广度。

除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连。

这种方式是目前比较主流的监控系统，性能优于模拟监控系统，比全数字化视频监控有价格优势，技术也相对成熟，虽然某些时候施工布线会比较复杂，但总体来说瑕不掩瑜。

（2）全数字化的视频监控

该系统优势是摄像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口，摄像机内集成了各种协议，支持热插拔和直接访问。这些摄像机生成JPEG或MPEG-4数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。更具高科技含量的是可以通过移动的3G网络实现无线传输，你可以通过笔记本、手机、PDA等无线终端随处查看视频。

下面我们从构建成本进行比较：

从表1中看出，使用模拟监控方案，每一个监控点必须都有专门的线缆铺设至中心，包括音频线、视频线、控制线，如果有100个监控点，都要报警上传、开关量下传、语音对讲（双向）、视频监看、云台控制，那么将会有6*100条线缆拉入中心，不论施使用网络监控方案，每一个监控点只需在现场使用很短的线缆连接（以2米计算），所有数据传输给网络视频服务器，网络视频服务器接入主干网络，进入中心后实际只是一根网线。

假设有100个监控点，假设每个监控点到中心的距离为200米，那么传统方案将使用6*100*200=120000米的线缆；而视频服务器接入主干网络将使用5*2（前端设备与视频服务器的连接线）*100+10（视频服务器与主干网络的连接线）*100=2000米的线缆。假设主干网络不存在，可以给他做个局域网网。网络与监控是两个系统。如果重新布线也就增加20000米。由此得出结论，传统方案与网络方案线材的成本比约为5：1。

四、方式确定

通过分析模拟视频监视和数字视频监视的优缺点后，结合枢纽的实际情况进行分析如下：

1.定点摄像机需同时向运营监控和公安技防网系统提供图像信号，采用视频信号经视频分配器分配的方式，如定点摄像机采用高清数字产品，则无法给公安技防网提供模拟信号。如果像动点摄像机一样，采用运营监控和公安技防网分设，势必带来大量重复投资。

2.定点摄像机主要对固定目标进行监视，如扶梯、通道、大门，即使在大厅内也是以密集分布设备设置，最远目标也不超过30米，目前采用模拟的540-600线摄像机已经能满足需要，换用高清720P 130万像素高清摄像机对图像观感质量改善不大，但成本增大很多。

3.按D1格式存储，每路摄像机1.5Mb/秒*3600秒/小时=5400Mb/小时；5400Mb/8/ 1024=0.6592GB/小时；即每路图像每小时占用硬盘空间约为0.66GB。按存储30天计算每路图像占用硬盘空间约为0.66*24*30=475.2GB。枢纽现有设计约456路，总共需要475.2G* 456/1000=217TB。如全部改为全数字高清130万像素存储，每路摄像机8Mb/秒，容量需增大到5.3333倍，共计需要1157T。此容量无论从设备安放、系统管理、能耗上都是不经济的

4.如采用全数字系统实际传输码流为8Mb*456路*2=7296Mb，对核心交换机要求交换能力为7296Mb/0.4=18240mb=18Gb，对网络架构压力很大，目前尚无成功先例。

5.全数字高清信号传输在数字端需要网络接口，目前没有通用协议，各家产品不兼容，甚至自家各产品也不兼容，选用哪家高清摄像机即需要配同厂家的解码和管理设备。在解码后也不能使用普通BNC视频接口，只能用DVI、HDMI等高清接口，在系统扩展、子系统接口互联时都存在麻烦。

以上还只是考虑本次实施的约456路信号情况，将来整个枢纽联网后对容量接口更有很大压力。

综上所述，根据文化中心枢纽实际工程使用要求和目前技术可行性，最终决定采用数字监控系统，以半模拟半数字方式构建。

篇2

关键词：纯人工目测法；光学测波仪法；海浪浮标观测仪法；地波雷达波浪观测仪法

海浪是发生在海洋中的一种波动，是海水运动的主要形式之一。海浪形成的主要原因是由于海洋水体受外力作用时，水质点离开平衡位置而往复运动，并向一定的方向传播，此种运动称为波动。海浪是主要包括风浪、涌浪和近岸浪，其周期一般界于1～20秒之间。

根据现行的《海滨观测规范》（GB/T14914-2006）规定，海浪的主要的观测要素是波高、周期、波型、波向和海况。规范对海浪观测点的选择，海浪的观测与记录都作出了详细的规定，既是对过去几十年我国传统近海海浪观测的继承和延续，也是为适应了目前海洋观测技术和形势的发展。

海浪观测已经有悠久的历史，目前我国的波浪观测数据主要应用于海洋预报、海洋工程。目前我国从事海浪观测工作的主要单位是国家海洋局所属的海洋站点和一些海洋工程建设单位。

海浪观测方法的分类，按照安装位置，可以分为水面上测波仪器（航空测波、地波雷达测波）、水面附近测波仪（测波杆、光学测波、重力测波）、水面下测波仪（水压式测波、声学式测波）。文章只挑选目前比较常用的海浪观测方法，谈谈其观测过程中的优缺点。

1 纯人工目测法

我国沿海海洋系统的最早的观测方法，采用秒表、望远镜等辅助器材，几乎用全人工的方法观测海浪要素，在我国海洋观测史上沿用了几十年。这种方法的优点是不用过于依赖于外界环境因素（电力、仪器），数据的持续性非常好。缺点是虽然观测人员上岗之前都经过了严格的培训考核，但是，由于是纯人工观测，不同人之间的观测误差比较大，数据的可比性比较差，可信度也不够高。

2 光学测波仪法

光学测波仪主要由望远镜瞄准机构、俯仰微调机构、方位指示机构、调平机构和浮筒等组成。光学测波仪是纯人工目测法的一个发展，在我国海洋波浪观测上沿用至20世90年代末，此种仪器严格地说仍属于目测的范围，其观测的结果要受到观测者主观作用的影响。但是，由于它里面分设了刻度，尤其是望远镜内靠目镜的一端装有透视网格的分划板，其刻度值等于在海面上布设一个直角坐标系统，将望远镜瞄准海上布放的浮筒就能观测波浪的高度和周期。在增加了许多辅助的观测刻度后，其观测的精确度有了很大的提高，是人工观测法向仪器自动观测法发展的一个重要阶段。其优点是比纯目测法精准度有了很大的提高，而且不需要依赖外界环境；缺点跟纯人工观测法一样，就是人为误差不可避免。

3 海浪浮标观测仪法

海浪浮标观测仪由海上浮标、锚链、陆上接收器组成，此方法是我国海浪观测从人工观测向仪器自动化观测的一种里程碑式，也是目前在全国海洋站使用最多的观测方法。它是通过测量浮标自身的垂直加速度，经过积分后计算出波高；再通过计算两个水平方向的斜角和速度变量，测量出浪向。它的优点是纯自动化观测计算，把人为的误差消除，观测数据可靠性高，可比性强。但是，在使用的过程当中，仍然发现诸多问题。第一是抗风浪能力不足，每当出现强台风强风浪时，经常会出现浮标锚链断裂导致浮标丢失的状况，导致数据缺失。第二是其测出的海浪方向是单一的（混合浪向），具体的风浪向或涌浪向和海况，还是需要人工观测来弥补。第三是由于国内技术方面的原因，浮标的电池持续力、耐碰撞性、耐腐蚀性都需要提高。

4 地波雷达波浪观测仪法

雷达技术应用与海浪观测，这是近年来海浪观测的一个里程牌式发展。让雷达向海面发射电波，接收回来的回波通过波浪雷达回波视频处理系统，通过数字图像模拟计算出所需要的海浪的参数。这种波浪观测技术比波浪浮标技术的优势是它不需要在海里安装仪器（在调试好相关系数后），可靠性进一步增强。但是，它也有自己的短板，就是波浪分析雷达图像数据模拟技术还不够完善，还不要不断地改进才能更加准确地测出海浪的数据。

随着经济的发展，海洋工程项目越来越多，海浪对于岸滩、港口码头、水下建筑的作用力，都需要通过波浪要素的观测然后测算出来，所以，海浪的观测越来越重要。科技的发展，海浪观测的技术也日新月异，近年来，一些航空测波技术甚至是太空卫星遥感测波技术都取得了很大的进展，我们有理由相信，海浪观测技术将迈向一个新的台阶，以更好地满足预报和海洋工程需要。

参考文献

[1]左其华.现场波浪观测技术发展和应用[J].海洋工程，2008，26（2）：124-139.

[2]王福友.X波段导航雷达浪高实时测量研究[J].海洋工程，2007，25（4）：84-87.

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关键词：缴费方式；学生收费管理

中图分类号：G475 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）11-0-01

一、传统模式下的学生学费缴纳方式的优缺点分析

一直以来我们许多高校的学生学费收缴工作多半采用现场现金缴费和现场POS刷卡缴费两种方式进行。

1.现场现金缴费。学生持现金到集中报到缴费点缴费。其优点是：收费工作前期投入成本低，不受设备因素制约，学生可以直接缴纳，学费可以直接入库做账，简洁方便。缺点是：在现金携带到校缴纳的过程中学生个人安全问题；学校在收费过程容易遇到假钞，缴费高峰时需要排队等候。

2.现场POS刷卡（支持银联卡）缴费。学生在开学时在集中报到收费点使用银行卡进行学费缴纳。其优点是：不使用现金缴费，身上不必带过多的现金，安全系数高；缺点是：缴费高峰时需要排队等候；由于集中缴费时同时拨号刷卡的POS机较多，容易出现POS机运行迟缓网路链接异常拨号不成功等现象。

二、网络环境下的学生学费缴纳方式的优缺点分析

随着网络的日益普及，出现了更多更便捷的学生缴费方式，目前已运用于各高校间的缴费方式主要有：银行批量代扣缴费、多媒体自助终端缴费、支付宝平台缴费等等。

1.银行批量代扣缴费。学校通过给录取新生批量开办银行卡，由学生自行向银行卡中存入学费，学校在指定时间统一发起代扣指令，通过银行系统对学费进行批量代扣。

优点：学生不需要排队等候缴费；不使用现金缴费，身上不必带过多的现金，安全系数高；

缺点：目前大多银行必须持有客户身份证复印件方可办理银行卡，新生报到前学校难以收取学生的身份证复印件为其办理统一的银行卡；由于学校办理的银行卡属于学校所在地银行开办，许多异地的学生在向该张银行卡存钱时都会产生或多或少的手续费。

2.多媒体自助终端缴费。学生在校园内特定位置放置的自助缴费终端进行学费缴纳。

优点：缴费时间短，不需要排队等候；不使用现金缴费，身上不必带过多的现金，安全系数高；全年365天每天24小时无间断缴费，没有时间限制；

缺点：部分缴纳学费的人群对自助设备有使用方面的障碍。缴费工作对设备的要求很高，前期需要投入大量的资金购置相关设备。

3.支付宝平台缴费。学生在家里或者寝室连接了网络的地方通过支付宝推出的网格缴费页面，使用支付宝账户或与支付宝公司联网合作银行的网上银行进行学费缴纳。

优点：不使用现金缴费，安全系数高，学生缴费没有时间限制，可随时随地在有网络的地方进行学费缴纳工作，不需要排队等候。

缺点：网络支付个人相关银行卡中资金的安全问题，学生学费发票取得时间滞后。

三、结论

可以看出各种缴费方式都各自存在其优缺点，我们要取其精华、去其糟粕，将多种缴费服务方式更好的结合起来，运用到日常的工作中，简化我们的工作，以便更经济，更有效地、合理地利用人力资源、物资资源来从事我们的高校学生收费收缴工作，提高工作效率。

做好了这一点可以使学校方面：更好的提高学校的自动化程度，降低人力成本。一般银行批量代扣可达50%左右，学生另外还可通过支付宝平台缴费、多媒体自助终端进行缴费。学校只负责缴费咨询工作。收费不再受时间限制，可实现全年365天每天24小时无间断收费。可及时对学生欠费进行收取。信息完全共享，学校可以实时掌握收费进度，及时采取措施，更好地完成收费工作。同时可配合数字化校园其他模块，如学生注册、宿舍管理、图书馆注册、奖贷学金发放等，在交费后联动办理其它相关业务，时效性强。

学生方面：缴费渠道多，缴费更加方便。现场现金、POS刷卡、批量代扣、多媒体自助缴费终端、支付宝平台等5种缴费方式并存。可在家里、银行、学校缴费。缴费不再受时间限制，可实现全年365天每天24小时无间断缴费。不用携带大量现金。解决了新生入学报到或老生返校时，携带学费乘车、转车时的安全隐患。缴费高峰期不用排队等候。解决了集中收费现场排队拥挤等问题。

可以说在今后还将会陆陆续续的产生一些新的学生学费缴纳方式，如：手机支付、学生勤工助学金抵扣学费等等，也会不断淘汰一些陈旧的、跟不上形势的学费缴纳方式。并且这种多种缴费方式相结合的高校学生收费管理工作还将继续并长期的存在和发展。

参考文献：

[1]蔡卉翎.对如何缓解高校学生收费工作压力的几点建议.消费导刊，2009（5）.

[2]沈莹.多种缴费方式的恰当选用.大众用电，2011（4）.

[3]陈刚.网络环境下高校学生收费管理系统的创新，信息与电脑，2013（2）.

[4]尹雯.促进西部基层建行个人网银校园营销，金融经济，2012（16）.

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关键词：接入网 铜线 光纤

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0027-01

引言

随着现代建筑技术、自动控制技术、计算机技术、现代通信技术以及网络技术的迅猛发展，小区宽带化也经历了很大的发展。为了满足人们对工作生活方式所提出的更高层次的需求，许多城市正在建设宽带城域网，为用户提供视频点播、远程教育、居家购物等宽带业务。由于传统的用户接入方式采用铜线接入，因此只能支持普通语音业务和低速数据业务。为了满足用户对以IP为主流的宽带业务的应用需求，对用户住宅区进行光纤宽带接入建设成为惟一的解决途径[1]。

1 接入网的概念

接入网位于交换局和用户终端之间，可以支持各种交换性和非交换性业务，并将这些业务组合后沿着公共传输通道送往业务节点，其中包括将UNI信令转换为SNI信令，但接入网本身并不解释和处理信令的内容。其中，馈线段对应于综合布线系统中的端局到设备间主配线架，配线段对应于布线系统中主配线架到楼层配线架，而引线段对应于水平布线系统，即楼层配线架到用户工作区的信息插座上。

作为传送电信业务提.供所需传送承载能力的实施系统，接入网是电信网络的重要组成部分，其目标是建立一种标准化的接口方式，以一个可监控的接入网络，使用户获得话音、数据多媒体、有线电视等综合业务，接入网技术的先进性直接影响整个通信系统的性能。

2 接入网的特点

接入网与核心网相比具有以下几方面的显著特点：

（1）线路利用率低。核心网高度互连的网络，可以满足很高密度的业务量需求[2]。通常一条高密度业务量的中继电路每天可能传送数百次到上千次的呼叫，电路占用率达90%以上。而一条处于住宅用户和本地交换机之间的用户接入电路可能每天只需要传送几次呼叫而已，绝大部分时间是闲置不用的，线路利用率极低。统计结果显示核心网中继电路的占用率通常达50%以上，而住宅用户电路的占用率仅1%以下，形成强烈的对比。接入网络的这一部分经济回报率很低，致使长期以来人们不愿意向该领域投资[2]。

（2）成本高，缺乏规模经济。核心网的投资成本由成千上万的用户共同分担，即使采用复杂昂贵的技术设备也能达到规模经济。例如核心网采用大型数字程控交换机和大容量光缆系统也只需要几年就可以收回投资。而接入网的情况相反。用户接入线往往由个别用户占用，对成本十分敏感，难以由很多用户共享。即便是目前正在蓬勃发展的光纤用户环路（FITL）也只能做到有限程度的共享，经济上难以于与核心网相比。成本趋势上看，核心网不断采用新的共享复用技术和智能技术（程控数字交换机、数字交叉连接设备和分插复用期），单用户的经济性在不断提高。而传统接入网的分散性、专用性和重复性使得经济性难以驾驭，提高缓慢。

（3）技术变化慢。核心网的技术变化周期很短，在过去几十年里，无论是交换设备还是传输设备都经历了几代的更新。然而传统的接入网技术已经稳定地用了约一个世纪，现在才刚刚开始变化[2]。

3 常见的几种接入网的技术

当前的接入网技术包括采用铜双绞线、同轴电缆、光纤和无线等各种接入手段：PDH、SDH以及二者的衍生等多种传输体制：话音、数据和图像等各种业务类型。从而使接入网技术呈现出前所未有的多样性。从市场的角度可以将这些技术分为若干类：基于纯的铜双绞线媒质的 xDSL技术：混合光纤/双绞线技术；混合光纤/同轴电缆（HFC）技术：无线用户环路技术（WLL）和全光纤网络技术。

3.1 xDSL技术

数字用户环路技术（xDSL）是利用近年来数字信号处理（DSP）技术的成果。可分为高速数字用户环路（HDSL）、非对称数字用户环路（ADSL）和甚高速数字用户环路（VDSL）等几种。HDSL系统分别在局端和用户端增加一个本地单元和一个远端单元，以对绞铜线连接。传输的信息是经过时分复用组成E1结构的信息流，借助回声消除技术使用2BIQ码，实现在对绞线上双向传输2.048Mbit/s信息的能力。目前HDSL的传输距离大约3-5km.ADSL系统结构类似于 HDSL系统，不同之处在于它是在一对双绞铜线上利用数字技术传送话音和视频信息。上行的传输速率一般为384kbit/s，而下行的传输速率6.144Mbit/s或更高。由于这类系统上行与下行的信息速率是不对称的，故称其为不对称数字用户环路。其传送距离约为2～5km。在ADSL基础上开发VDSL技术可以将速率提高到25～52Mbit/s，开拓了更广阔的应用前景。总之，ADSL和VDSL是电话公司迅速进入图像业务领域的早期手段，其市场主要是分散的住宅居民用户和部分企业用户[3]。

3.2 混合光纤取绞线技术和全光纤网络

这种混合技术方案应用铜线和光纤，发挥各自的特长，是目前非常有活力的接入网技术。在提供新的用户线方面的经济性已经可以和纯的铜双绞线相比。按光网络单元位置的不同，可划分为光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）和光纤到用户（FTTH），从而发展成全光接入网。大多数人认为这种混合方案是铜线网向未来的全光纤接入网过渡的一种理想方案。特别是FTTC和VDSL相结合提供了一种经济的宽带接入手段。

3.3 混合光纤/同轴电缆技术（HFC）

HFC方案是由CATV网络演变而来，是一种新型的接入网技术。HFC采用副载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。其主干部分 （交换机与光电节点间）采用光纤，光电节点到用户端的网路接口单元 （如配线盒）使用同轴。

结论

通过以上对接入网技术的研究与分析，各种接入技术优缺点共存，但基于光纤的接入网技术优势明显，所以光纤接入将成为未来接入网的发展趋势。

参考文献

[1]宽带光纤接入网的发展与技术选择.天津：中国有线电视出版社，2004，2（1）98-105.

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关键词：高速公路 全程视频 监控方案

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

高速公路全程视频监控系统是指对设在高速公路沿线的外场设备（摄像机、各类检测器、可变信息标志等）的信息及时、准确、完整采集和处理，实现对高速公路全程范围内无盲点监控，实时了解路况信息，如交通量、雨、雾、拥堵、超速、低速、事故等，直观的显示在监控中心的监视器上和电视墙上，并及时采取相应的处理措施，如救援、事故处理、交通疏导、信息、广播等手段，确保高速公路安全畅通，提高高速公路高速、安全、经济的运营管理水平。1高速公路视频监控系统构成

1.1前端设备

前端设备是指安装在高速公路沿线的摄像机、检测器、信息标志等，完成信息的采集和。摄像机可分为固定变焦摄像机、遥控变焦摄像机，也可分为枪式摄像机、球形摄像机，目前国内外摄像机品种繁多，型号、参数、功能齐全，可以满足各种环境条件下的监控需要，目前高速公路视频监控常用的有一体化枪式云台摄像机和一体化高速球形摄像机两种。一体化枪式云台由枪式摄像机、镜头、防护罩、云台、解码器、加热器、除霜器等构成，其特点是：性能稳定可靠，造价较低，维修成本也低，但响应速度较慢，垂直监控角度小于90°（以地平线为基准），体积和重量较大。一体化高速球形摄像机特点是：响应速度快，监控角度水平360°，垂直90°（以地平线为基准），可实现无盲点监控，体积小巧，安装方便，但是由于其内部构造精密，线路板集成度很高，相应的价格较高，维修成本也较高。所以在设备选型上，是选择固定式或遥控式或枪式还是球形摄像机，可根据具体的实际需求如监控距离、监控范围、监控环境等来选择相应参数的摄像机，选择品牌、型号适宜的摄像机，达到即经济实用又稳定可靠的目的。

1.2传输系统

由传输介质和传输设备构成，完成对信号的处理和传输。传输介质有：双绞线、电缆、同轴电缆、光纤、无线传输等。光纤传输具有传输距离远、带宽大、损耗小等特点，已经得到广泛的应用，由于高速公路全程视频监控距离较远，一般都采用光纤传输。传输设备是完成信息处理的接入设备，实现对信号的编解码、调制解调、放大等功能。光纤传输设备主要有各种类型和功能的光端机，光端机近年来发展相当迅猛，种类繁多，功能越来越齐全，越来越成熟稳定。借助这些功能强大的接入设备，视频图像的传输变得越来越容易。视频图像传输方案又分为模拟方式、数字方式两大类。

1）模拟视频传输：是传统的传输方案，是将模拟信号经过调制器转换成可传输信号，再在目的地经过解调器还原成模拟信号的传输方式。在光纤传输方案中又可分为点对点方式和多节点方式。多节点方式是近些年来出现的新技术，它利用光纤的连接带宽资源，采用VDM或FDM技术可在单芯光纤上传输32路、64路或更多路的视频信号。

2）数字视频传输：随着信息化的发展，电子技术数字化是时展的必然，视频传输技术也走上了数字化时代。根据对视频信号的采样方式可分为非压缩方式和压缩方式。非压缩数字视频传输方式也是以光纤的带宽资源为保证，将模拟信号通过模数转换设备变成数字视频信号，由光纤进行传输，到达目的地后，经过模数转换设备还原成模拟视频信号，在此过程中，信号损耗小，图像质量得到保障。压缩数字视频传输方案则是将模拟视频信号按照视频压缩标准（M-JPEG、H.261、H.263、H.264、MPEG1、MPEG2、MPEG4等）进行压缩编码后在以太网、光纤以及E1信道上实现图像传输。这种方案可实现在一芯光纤上传输更多路图像，但是由于压缩过程中视频信号损失较大，图像质量较差，目前压缩效果较好的是H.264压缩方式。目前，利用高速公路本身具有SDH的网络优势，把图像压缩通过网络传输也是个不错的选择。

1.3控制存储系统

控制存储系统由控制设备和存储设备构成，完成信号的处理、调用、指令、存储等功能，目前高速公路视频监控系统常用的存储设备主要有硬盘录象机和磁盘阵列两种。视频联网控制部分，一般分为以微处理器为核心的矩阵控制方式和以PC机为主的多媒体控制方式两类。

1）矩阵控制方式：矩阵控制方式是目前非常成熟的传统的CCTV控制方式，实现从系统配置、用户编程、遥控摄像机控制、视频切换、报警联动等强大的管理功能，矩阵还配有网络接口或串行接口以便实现与PC机的连接，由PC机及配套的图形管理软件等完成部分控制和图像管理功能。

2）PC机控制方式：主要通过软件设计实现视频切换、矩阵控制和报警联动等一系列的控制管理功能。另外，随着电子技术的发展和互联网的进步，为实现网上视频浏览、控制功能的视频Web服务器也得到了长足的发展，目前，服务器的功能越来越完善和强大，设备越来越成熟稳定，扩展性和兼容性进一步提高，为实现监控系统网络化管理提供了技术保障，相应的软件开发也变得越来越简单。

2图像传输方案比较

随着电子技术、自动化控制技术、光纤通信技术和多媒体技术的发展，高速公路视频监控系统的技术结构也随之发生变化，由单一的计算机集中处理方式代之为多计算功能分散的计算机网络多媒体处理方式，从而使系统可靠性进一步提高，程序编制简单，易于维护和功能扩展。随着半导体微电子技术的发展，使得应用于监控系统中的各种硬件设备向集成化、一体化、智能化方向发展，设备的功能更加强大，可满足更多信息处理的需要，使今后高速公路监控系统具有更强的功能。下面列举了3个方案（见表1）加以比较。

以上3种方案各有优缺点，方案2由于每路图像占用一根光纤，占用资源多，这种方案已经逐渐被其它两种方案所代替。方案1技术成熟，设备成熟稳定，组网简单，造价较低，目前在我国高速公路视频监控系统中有大量应用，但是其灵活性不如方案3。方案3是未来的发展趋势，视频监控网络化、高清化、多媒体化是发展的必然，方案3具有良好的网络管理功能，实现统一网管的同时，可满足不同层次的需求，易于多级权限管理和功能扩展，具有很好的兼容性和扩展性，能够很好的解决当前高速公路视频监控联网面临的一些问题，如外场设备密度的逐渐增加，隧道、桥梁等特殊环境下的监控，各级管理部门实时调看及管理的需要，社会的需要，信息共享的需要等。高速公路视频监控系统网络化能够提供一个综合的管理平台，为高速公路安全畅通提供技术保证。方案3的最大缺点是需要SDH的支持，SDH的一个节点是比较昂贵的，所以成本较高。

3外场设备供电方案

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关键词：宽带IP网络ADSLHFCFTTX+LAN无线宽带接入

1 宽带IP网络的概念

所谓宽带IP网络是指Internet的交换设备、中继通信线路、用户接入设备和用户终端设备都是宽带的，通常中继线带宽为每秒数吉比特至几十吉比特，接入带宽为1～100Mbit/s。在这样一个宽带IP网络上能传送各种音视频和多媒体等宽带业务，同时支持当前的窄带业务，它集成与发展了当前的网络技术、IP技术。

2 宽带IP网络的特点

宽带IP网络具有以下几个特点：

2.1 TCP/IP是宽带IP网络的基础与核心。

2.2 通过量大程度的资源共享，可以满足不同用户的需要，IP网络的每个参与者既是信息资源的创建者，也是使用者。

2.3 “开放”是IP网络建立和发展中执行的一惯策略，对于开发者和用户极少限制，使它不仅拥有极其庞大的用户队伍，也拥有众多的开发者。

2.4 网络用户透明使用IP网络，不需要了解网络底层的物理结构。

2.5 IP网络宽带化，具有宽带传输技术、宽带接入技术和高速路由器技术。

2.6 IP网络将当今计算机领域的网络技术、多媒体技术和超文本技术融为一体，为用户提供极为丰富的信息资源和十分友好的用户操作界面。

3 宽带IP网络的接入技术

宽带IP网络常用的宽带接入技术主要有：ADSL，HFC，FTTX+LAN和无线宽带接入等。

3.1 ADSL接入技术

3.1.1 ADSL的定义

不对称数字用户线（ADSL）是一种利用现有的传统电话线路高速传输数字信息的技术，以上行和下行的传输速率不相等的DSL技术而得名。ADSL下行传输速率接近8Mbit/s，上行传输速率理论上可达1Mbit/s，并且在同一对双绞线上可以同时传输上行和下行数据信号和传统的模拟话音信号等。

ADSL技术将大部分带宽用来传输下行信号（即用户从网上下载信息），而只使用一小部分带宽来传输上行信号（即接收用户上传的信息），这样就出现了所谓不对称的传输模式。

3.1.2 ADSL的技术特点

3.1.2.1 ADSL的技术特点

①使用高于4kHz的频带来传输数据信号。②使用高性能的离散多音频DMT调制编码技术。③使用FDM频分复用和回波抵消（EC）技术。④使用Splitter信号分离技术。

3.1.2.2 ADSL技术的主要优点

①可以充分利用现在铜线网络，只要在用户线路两端加装ADSL设备即可为用户提供服务。②ADSL设备随用随装，施工简单，节省时间，系统初期投资小。且ADSL设备拆装容易，方便用户转移。非常灵活。③ADSL设备采用先时宜的调制技术和数字处理技术，提供高速远程接收或发送信息，充分利用双绞线上的带宽。④在一对双绞线上可同时传输高速数据和普通电话业务。

3.1.2.3 ADSL技术的主要缺点

①对线路质量要求较高。②抵抗天气干扰的能力较差。③宽带可扩展的潜力不大。

3.2 HFC接入技术

3.2.1 HFC网的概念

混合光纤/同轴电缆（HFC）网是一种以模拟频分复用技术为基础，综合应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术、射频技术等的宽带接入网络，是CATV网和电话网结合的产物，也是将光纤逐渐推向用户的一种新的经济的演进策略。

HFC网可以提供除CATV业务以外的语声、数据和其他交互型业务，称之为全业务网（FSN）。当然，HFC网也可以只用于传送CATV业务，即所谓单向HFC网，但通常指双向HFC。

3.2.2 HFC的网络结构

HFC由信号源、前端（可能还有分前端）、馈线网（光纤主干网）、配线网（同轴电缆分配网）和用户引入线等组成（HFC线路网的组成包括馈线网、配线网和用户引入线）。

这种HFC网干线部分采用光纤以传输高质量的信号，而配线网部分仍基本保留原有的树形――分支型模拟同轴电缆网，这部分同轴电缆网还负责收集来自用户的回传信号经若干双向放大器到光纤节点再经光纤传送给前端。

3.2.3HFC的优缺点

3.2.3.1 HFC的优点

①成本较低。与FTTC相比，仅线路设备的成本就低20%～30%。②HFC频带较宽，能适应未来一段时间内的业务需求，并能向光纤接入网发展。③HFC适合当前模拟制式为主体的视像业务及设备市场，用户使用方便。④与现有铜线接入网相比，运营、维护、管理费用较低。

3.2.3.2 HFC的不足之处

①成本虽然低于光纤接入网，但要取代现存的铜线环境投入将很大，需要对CATV网进行双向改造。

②建设周期长。

③拓扑结构需进一步改进，以提高网络可靠性，一个光电节点为500个用户服务，出问题影响面大。

④漏斗噪声难以避免。

⑤当用户数多时，每户可用的带宽下降。

3.3 FTTX+LAN

3.3.1 FTTX+LAN的概念

FTTX+LAN接入网是指光纤加交换式以太网的方式（也称为以太网接入）实现用户高速接入互联网，可实现的方式是光纤到路边（FTTR）、光纤到户（FTTH），泛称为FTTX。目前一般实现的是光缆到路边或光纤到大楼。

3.3.2 FTTX+LAN的网络结构

FTTX+LAN（以太网接入）的网络结构采用星形结构，以接入宽带IP城域网的汇聚层为例，如下图：

3.3.3 FTTX+LAN接入网络业务种类

3.3.3.1 高速上网业务

FTTX+LAN接入网可为小区居民用户和企业用户提供高速上网业务，可分为拨号和专线两种业务形式。

3.3.3.2 宽带租用业务

FTTX+LAN接入网可为企业集团等用户提供2～100Mbit/s甚至更高速率的宽带租用业务，通过宽带IP城域网将用户局域网络接入IP网。

3.3.3.3 网络互连

网络互连是指简单地为用户提供两个或多个节点之间的宽带IP数据传送通道，其适用对象是包括政府、大中小学校、医院、企业、商业及各分支结构等集团用户。

3.3.3.4 视频业务

宽带IP网可以承载基于IP的视频流，开展视频点播、远程监控和远程教学等交互视频服务，FTTX+LAN接入网可视频业务提供高带宽的传输通道，将视频业务接入宽带IP网。

3.3.3.5 IP电话业务

为了适应基于IP上承载语音这一Internet发展的趋势，FTTX+LAN接入网可以提供IP电话接入业务。

3.3.4 FTTX+LAN的优缺点

3.3.4.1 FTTX+LAN的优点

①高速传输――用户上网速率目前为10Mbit/s或100Mbit/s，以后还可根据用户需要升级。

②网络可靠、稳定――楼道交换机和小区中心交换机、小区中心交换机和局端交换机之间通过光纤相连，网络稳定性高、可靠性强。

③用户投资少、价格便宜――用户只需一台带有网络接口卡（NIC）的PC即可上网。

④安装方便――小区、大厦、写字楼内采用综合布线，用户端采用5类线方式接入，即插即用。

⑤应用广泛――通过FTTX+LAN方式即可实现高速上网，远程办公、VOD点播、VPN等多种业务。

3.3.4.2 FTTX+LAN的缺点

①5类线布线问题――5类线本身只限于室内使用，限制了设备的摆设位置，致使工程建设难度已成为阻碍以太网接入的重要问题。

②故障定位困难――以太网接入网络层次复杂，而网络层次多导致故障点增加且难以快速判断排除，使得线路维护难度大。

③用户隔离方法较为烦琐，且广播包较多。

3.4 无线接入

3.4.1 无线接入网的概念

无线接入网是指从业务节点接口到用户终端部分全部或部分采用无线方式，即利用卫星、微波及超短波等传输手段向用户提供各种电信业务的接入系统。

3.4.2 无线接入网的分类

3.4.2.1 固定无线接入网

固定无线接入网主要为固定位置的用户或仅在小区内移动的用户提供服务，其用户终端主要包括电话机、传真机或数据终端（如计算机）等。

固定无线接入网的实现方式主要包括无线本地环路一点多址系统、甚小型天线地球站（VSAT）系统、本地多点分配业务（LMDS）系统、无线局域网（WLAN）等。

3.4.2.2 移动无线接入网

移动无线接入网是为移动用户提供各种电信业务。由于移动接入网服务的用户是移动的，因而其网络组成要比固定网复杂，需要增加相应的设备和软件等。

移动接入网使用的频段范围很宽，其中可有高频、甚高频、特高频和微波等。

实现移动通信的方式有多种，如蜂窝移动通信系统、卫星移动通信系统等。

3.4.2.3 固定无线接入或移动无线接入

微波存取全球互通（WiMax）系统，它既可以提供固定无线接入，也可以提供移动无线接入。

篇7

论文摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1]，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。

1无线电通信技术的发展历程

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。

随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。

2无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：

不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。

.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。

结束语

回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.

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关键词：嵌入式 机器视觉 液气表盘 数字识别

由于我们国家对于早期的建筑中水表和天然气表等实施的是分户计量，水表气表分布于各个家庭内部，而不能像电力表那样集中一个表箱实施网络化集抄，这样带来了诸多的不便，加之有些家庭的水表气表家装后在橱柜内部，有时人难以进入而实现视觉的判读，因此，研发基于嵌入式计算机视觉技术的液气表盘数字识别的手持设备，便于从业人员快速抄表，经过手持设备图像采集，自动识别后，将识别的数字值直接通过移动网络传输至数据中心，这样大大提高了计量和集抄的效率。

1 关键技术

之所以以嵌入式机器视觉来实现表盘数字的识别，就是要借助于嵌入式系统灵巧、低功耗、易部署等特点。实现嵌入式机器视觉可以选择基于达芬奇DSP芯片的DM6446系统来实现，也可以选择基于ARM或Android的OpenCV的方式，或基于高性能的TI的Panda Board+Halcon Embeded来实现。

1.1 硬件实现

基于TI DSP DM6446：DM6446是TI公司推出的一款高性能的具有ARM内核的DSP芯片，其带有编程应用的API程序接口，很适合作为机器视觉的硬件平台来使用，而且其运算速度快，在一些高速的视觉处理里面得到了大量的推广和使用，但是其硬件成本高，而且其编程环境复杂，应用编程具有一定的难度和深度，不易实现视觉处理的实现。基于ARM+OpenCV：在普通ARM嵌入开发板中预装Linux内核，然后预装基于Linux内核的OpenCV平台软件。OpenCV是一个开源的视觉处理软件，无需购买，对于我们的表盘识别无需识别速度要求的情况下，是一个非常经济的选择，但是OpenCV正因为其开源的特性，对人脸识别的应用的实现比较有特色，而对其他视觉应用虽然能够实现，但是编程工作量大，而且实现需要一定的周期，具有一定的难度。基于高性能ARM+Halcon：我们在实践工作过程中选择了基于TI 的Panda Board开发板的基础上，预装Halcon的Linux的嵌入式版本，来实现嵌入式机器视觉的开发。Panda Board基于OMAP4664的双核ARM，其运行速度快、效率高。Halcon是德国MVtec公司的视觉软件平台，其提供了大量的视觉处理的算子，在PC平台上编程实现后可以生成C/C#等多语言平台的程序，因此我们借助于其强大的视觉处理功能，在PC上实现我们所需要的Halcon程序，然后在生成Linux平台上C++应用程序，然后移植后，将视觉处理的OCR识别应用部署到硬件平台上，实现其对仪器表盘的数字识别[1]。

我们正是以高性能的TI的OMAP4660为基础的嵌入式开发板，配备基于OV7670摄像头，其板载运行Ubutu操作系统，加装各种驱动后构成我们的硬件环境。网络通过其串行口挂接SIM900的GPRS Modem来实现数据的传输。

1.2 软件实现

欲对燃气和水表的表盘实现数字图像识别如图1的燃气表盘图像中的表盘数字进行识别，我们采用德国MVtec的Halcon软件来实现，Halcon是当前世界上最为优秀的机器视觉处理软件，其内置了诸多的视觉处理算子，能够很好地与硬件接口相适配，处理过程可以采取实验的方法，一步步用各种视觉处理算子处理后，生成所需要的结果后，我们可以借助Halcon强大的代码生成功能生成Linux下的C或C++程序。

Halcon对图像中数字的识别比较简单，其内置了诸多的OCR特征库，如Document_0-9.omc（文档数字）、DotPrint_0-9A-Z.omc（点阵打印数字字符）、HandWritten_0-9.omc（手写数字）、Industrial_0-9A-Z.omc（工业数字字符）等特征库，我们分帧后取得图像，然后对图像经过下列处理后与特征库相比对，以识别图像中的表盘数字。

采用Halcon处理仪表数字识别，首先读入图像；由于Halcon提供了视频或图像读取函数，因此，直接读入视频，镜像分帧获取图像即可。下一步，通过运算获取和设定感兴趣区域ROI。依式（1），使得=0和，按照阈值g 将图像R 选定后输出至S即得到阈值处理后的ROI。

≤≤ （1）

然后从图像域中获取ROI区域，再将图像分解为3个通道，然后转换RGB为H、S、V颜色空间。Halcon提供了HSV算子，传输图像区域即可实现图像颜色空间变换。

连通选定像素互联通区域，然后依据特征区域计算区域交叉c，并依式（2）实施高斯卷积去噪。

g× （2）

去噪后读取特征库，与数字匹配以实现数字的识别。

经Halcon处理后，在Halcon菜单中选择导出程序，Halcon可以生成VB、C# C/C++等源程序，我们选择基于Linux内核的C++程序，生成的C++程序，需部署到OMAP4660嵌入开发板中去运行。我们下载Halcon的嵌入版本的文件halcon-10.0.2-omap4-runtime.tar.gz，然后将其解压缩，部署于Linux下，该文件中提供了Halcon运行的库文件Halcon.so等文件。然后我们将创建的CPP文件中使其头上包含HalconCPP.h的头文件，然后包含下列路径后编译我们的应用并连接，即可生成嵌入平台的运行程序。

2 系统优缺点及改进

采用halcon机器视觉软件处理数字或字符的识别异常简单，我们的仪表表盘上仅有数字而没有字符，其识别应该更为简单，但是我们在软件实现过程中体会到，越是简单，其难度越大。其困难的程度远超过了视觉中对车辆牌照的识别，数字仪表盘中，如图1中有“2.5”仪表型号，还有“MC批文号粤制0000175”，及底下的仪表量程等干扰区域，给我们的识别带来了异常困难。

利用Halcon对数字字符的识别，我们只应用了特征库匹配的方法，除此，系统还提供了基于神经网络的训练和学习等算子，我们将对其实施改造，进一步提高其识别效率，以改进产品的环境适应能力，进一步提高准确度。

参考文献

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近年来，日本物流中心现场作业面临的最大课题是对多品种少批量的订单商品进行拣选。从数百、数千种商品中，一样拣取几件以配齐几万份订单――如何提高物流中心最繁杂的作业的效率。对物流中心的现场生产能力与经济效益起着决定性的作用。日本物流界曾经对如何提高拣选作业效率大有山穷水尽之感。甚至有“进一步提高生产能力已很难”的悲观论调。但是，值得庆幸的是“新一代拣选系统”技术正在崭露头角。

本文在对提高拣选能力的现场需求进行分析后。对CX－CARGO公司关东物流中心引入的新系统进行了全面解读。

摘果式拣选与播种式拣选

与以托盘、货箱为单位的出货不同，多品种少批量的单件商品拣选作业，仅仅依靠人手与作业单的方法无法在数量上有突破。因此，迄今为止，用户与系统开发商对各种拣选辅助设备、自动分拣机等的技术研发，倾注了大量心血，进行了各种各样的摸索探讨。

“从多品种中出货少量订货”的系统结构大致分为两种方式：拣选式(摘果式)分拣和分货式(播种式)分拣。我们先分析其优、缺点，并探索需要作进一步改善的地方。

1．摘果式拣选

(1)作业方式类似“摘果”

所谓拣选，就是将库存商品放在货架上，再从货架上仅将订单上列出的货物拣取后集中放在拣选箱内的一种作业方式。其基本形式如图表-1所示，就是商品搁置在货架上不动，通过移动拣选箱将货物集中起来(如果是回转货架，则货架移动，而拣选箱不动)。

拣选箱的移动，通常是由输送带自动搬送或使用手推车，由人工拣选(这和通过叉车边移动边以箱为单位拣选后装在托盘上搬送是一样的)。此外，也有使用机器拣选后投入拣选箱的自动摘果作业方式。典型的高效率的拣选系统，通常是在货架间口设置灯和数量显示器，将订单所列商品的位置和数量向作业人员提示的数字显示式拣选系统(照片-1)。通过这种无纸化作业，拣选差错率可降低到万分之一(0．01％)，只有以前按照作业单拣选方式差错率的十分之一。

(2)摘果式拣选系统的优缺点

随着客户以零散单位购物的订单数量的进一步增加，数字拣选系统可以通过增加在输送带上的拣选箱而灵活应对，这使得其在扩展性上有其优越之处。也就是说，该系统在一定程度上很适宜把一定数量的品种拣选给多个不同客户的业务模式。图表一1就是采用数字拣选系统对十几种商品进行拣选的一个作业场面的特写。然而该系统仍有需要探讨的地方。

第一，消除作业窝工。

采用数字拣选系统，就是沿拣选箱的输送线以每隔数米的距离将商品货架断开，作为一个人的作业区段，并按需求配置作业人员。当拣选箱到达自己负责的区段时，系统将按订单显示是否需要作业人员进行拣选。

但现在的问题是，由于输送线是上下游相连的，各区段的作业量或个人的作业速度一旦有偏差，中途就会发生堵塞。所以，在一连串的流水作业中，一旦拣选箱堵塞，下游便发生作业人员窝工，使整体作业效率大大降低。为解决这一问题，采取了许多措施，例如，在需要拣选的区段采用拣选箱顺便可通过的分路流水线以避免堵塞；作业人员腾出手时可以将后边的拣选箱中可先行拣选的商品先拣选等方式等。此外，还可以适当分散频繁出货商品的存放位置或品种数，使各区段间的拣选作业量维持均衡。这其中需要从最新的销售数据来管理商品的存放位置，从而对系统进行联动补充。目前，这一系统已经有较成熟的案例。

第二，难以应对品种增加。

数字拣选系统中的商品货架的问口数(频繁出货的商品则使用流动货架，参加照片)需要根据商品品种的数量来设置。由于仅间口处需要显示器，所以对商品品种增减的处理就显得不很灵活。

最近，通过网上购物的商品数量正在逐渐增加，由于网络营销摆脱了以往通过纸媒显示商品目录时形成的制约，交易商品数可达万种。而当商品超过1000种时，拣选与及时补货就显得非常重要。当以数字显示为主要手段时，仅在品种变化位置设置显示器能否对数以万计的商品按订单拣选并及时响应成为一个主要问题。这就需要人们寻求新的解决办法。

2．播种式分货

(1)作业方式类似“播种”

播种式分货与拣选正好相反。这是一种将拣选箱放置在固定的货架上，商品在其间移动时，仅按订购数将商品分拣并投入符合订单的箱子里的方法，就像将装在篮子里的作物种子播撒在田地里那样(见图-表2)。仅需重复对所需求商品按需求数量播种，直至商品备齐结束。

商品的移动，有各种情形。既有通过自动分拣输送带将商品一个一个地搬运分拣，也有通过普通的输送带将商品以箱为单位依次传运而后由人来分拣，还有就是一开始就由人用手推车一边搬运一边分拣。

人进行分拣的情况下，如前所述通过灯泡闪亮及数字显示实现作业无纸化，以提高准确率和速度，即所谓的数字显示式分拣也得到普及。

此外，在台车上或便携工具上安装拣选指示终端，边扫描商品条形码边分拣，可进一步提高准确率。

(2)播种式分货的优缺点

播种式分货，与摘果式拣选正好相反，即使商品品种增加，只要重复所增加部分的分拣作业即可，其优点是，有较好的扩展性，可以灵活应对品种增加的需要。

但是，播种式分货面对订货方数量的扩大则有些不利。确保拣选箱放置的位置，将成为硬件方面制约的主要因素，若使用自动分拣输送带，则确保分拣间口滑槽的数量成为主要制约因素。以往国内最大规模的单件自动分拣输送带也就是400个滑槽，在这种情况下，间口间隔假设为70cm的话，则需要280m的输送带，这将是一个很庞大的数字(自动分拣的滑槽数会因为货物的批次不同而分流到不同的去向，从而滑槽数可得到削减)。

3．超越两者优缺点的第三种方式

从各自基本的构造来看，摘果式拣选方式有利于出货单位多的商品，而播种式分货方式则有利于分拣商品数量大的商品，所以说，两者各有利弊。

那么，按照目前商业的需求(图表3)，既增加-出货单位数又增加商品数的多品种少批量单件拣选系统的理想形式应该是怎样的呢?

图表－1的摘果式拣选是固定商品，移动拣选箱；图表2的播种拣选方式是固定拣选箱、移动分拣商品。而若将商品和拣选箱都移动的话，情况会怎样呢?如图表4所示。比如，该系统将1000种商品分发至1万个出货单位，虽然理论上可行，但具体操作上会面临许多问题。

下面再来探讨一下CX―CARGO公司在TOYOKANETSUSOLUTIONS公司协助下新开发并正式运作的“新一代拣选系统”。该系统拓展了图表4的构想，向实用性迈出了可喜的一步。

CX―CARGO公司关东流通中心对新系统的迫切需求

CX-CARGO公司以全国的生活协同组合(简称

生协)事业为主要对象，提供库存管理、拣选、进出货、运输配送等物流服务。该公司是以生协的物流子公司COOPEXPRESS为母体，在泡沫经济崩溃后的1995年作为独立的物流企业而设立的。2004年度，公司年销售额超过182亿日元，处于快速发展期。

该公司于2005年9月将新开发的“新一代拣选系统”引进到新设立的九州鸟栖物流中心，同年10月又将其引进到玉县桶川市的关东物流中心，相继正式运作。

第2、3部分内容是在现场参观关东物流中心，并对亲自提出系统开发设想并领导开发的公司伊藤隆志社长进行采访后做出的报道。

1．关东物流中心的机能及作用

(1)DC、TC、SC的不同功能

CX-CARGQ公司关东物流中心(照片-2)是以日本生协联合会(简称生协联)的库存型中心(DC)机能为中心，同时兼顾面向COOPNET店铺的通过型中心(TC)及该COOPNET的联合采购干货商品成套中心(SC)，是同时具备3种机能的该公司的核心。

①库存型中心(DC)

DC配备了手持终端对接收货物进行验收，并使-用拣选系统(照片3)。同时，该DC是一座拥有约5600个托盘货位、12台堆垛机的自动立体仓库(照-片4)。以COOPPB(自有品牌)商品为中心，具备1万个托盘的保管能力，由此向TC、SC供给面向店铺的以及联合购买的商品。此外，还兼有保管一般商品，如国际品牌NB，采用卖方负责的VMI库存管理方式，与PB商品同时供给。

②通过型中心(TC)

TC除了直供COOPNET的203家直营店铺外，还向各会员生协店铺及各事业所分拣配送。

通过2台处理能力为8000箱／小时的箱装商品自动分拣机(照片5)，将可以形成16000箱／小时的处理能力；共配置69个滑槽，一个滑槽负责3个门店，则一次分拣最多可以满足207个门店。2003年引进了单件分拣系统，在一次分拣后，进行二次分拣出货。

在参观单件分拣系统时，伊藤社长说：“其实‘新一代配送体系’的开发就是从这儿得到启发的。”

这一系统是在16处一次分拣站从补充流水线上取出所需要数量的商品，并经条形码确定数量后(照片6)，再通过有14条流水线、420个间口的二次分拣设备。完成这两步动作后，再将不同门店、不同种类的货物装进折叠周转箱(照片7、8；该系统由AT&C公司开发)。

这种具备二次分拣能力的构想经进一步磨练，将对新一代系统的拓展起到很大的作用。

③联合采购干货商品成套中心(SC)

在作为无店铺销售送货上门服务的配送中心SC。数字拣选系统一直发挥着很大的作用(见照片－1)。

引进“新一代配送体系”的正是此配送中心。与新设立的鸟栖物流中心不同，已经运作的关东物流中心由于不能停止作业，2005年秋，公司将原来系统的一半拆移，同时安装并运转新系统的一半。二期工程则在2006年6月之前启动。

2．新系统引进的背景及目标

(1)由集约、整合引来的物流改革

近几年，生协的物流改革是伴随着采购联盟的进程而进行的。由于法律规定，各地区生协不可能到其他区域采购，因此，寻求规模优势的采购联盟在全国范围内展开，商流、物流也在由单一生协向地区联合的方向扩大、整合，机构改革在向前推进。

日生协作为最大的批发商，在和各生协事业联合并进行商品捆绑的同时，也将自己的配送中心提供给其他区域的生协，以及整合据点和联合采购成套中心，从而使提高物流效率及降低成本成为可能。上文描述的关东物流中心就是将这三种机能集约在一起，鸟栖的新物流中心已构筑成三位一体的配送中心。

关东物流中心所覆盖的区域为茨城县以西的关东6县及新泻、长野、山梨、静冈等4县。其中，COOPNET采购额约为4000亿日元，东京PALSYSTEM采购额约为1000亿日元，东京生协约8000亿日元，总计配送门店约220家。同时，将琦玉县内的大宫及川本原有的配送中心分别于3月、6月关闭，全部归总到关东物流中心，使其机能一元化。

(2)提高质量降低成本两兼顾

CX-CARGO公司把新系统引进到关东物流中心的第一个目的是，伴随着配送中心的集约化，逐渐启用新系统，同时实现“提高物流质量和降低成本”的目标。

“两个配送中心的整合，在2003年开始建SC时就已经着手计划了，”伊藤社长说，“联合采购还应具备提前一星期就要从联盟成员那里接受订单，再送货上门的能力，这与单个店铺的缺货又不尽相同，这时，物流质量就显得非常重要。比如，成员单位订购鸡素烧吃，而送到的周转箱里却没有把烧豆腐装进去，后果可想而知。”

如果是面对一个门店，可以找借口搪塞过去，但对于采购联盟，这就直接构成投诉。应对不特定多数顾客的店铺，与顾客和生协构成一对一关系的联合购买的不同就在于此，缺货本身就意味着失信。

尽管把提高物流质量、防止差错提升到一个很高的高度，但这并不意味着允许增加运营成本。此次新系统投入运营，可以使提高物流质量与降低成本兼得。

“投诉的发生与第二天须将货送到所浪费的时间以及由此而产生的加班费等将直接影响处理成本。而新系统可以使差错率由一万分之一削减到十万分之一，这也是我们引进新系统的初衷。”伊藤社长指出。

针对运营成本，伊藤社长认为“至少还可将作业人员减少一半”。作为厂家的TOYOKANETSUSOLUTIONS公司(以下简称为TKSL)经过对该系统的测算后认为，生产能力可提高3倍。果真如此，这一系统堪称是划时代的新技术。

(3)品种数量的扩大成为现实

新系统开发的另一目的就是伊藤社长所强调的实现“品种数量的扩大不受限制的系统”。正如第1部所看到的那样，以往使用的数字拣选设备，商品品种的数量受到货架间口的限制。

伊藤社长说：“以组合会员1000万人为顾客的生协的联合采购事业，现在依然可以说其规模在日本无店铺销售事业中独占鳖头，但在商品备货、价格等方面尚存在一些问题。在当今日本总人口减少、家庭少子女、人口高龄化明显的社会环境中，商店过多，竞争过度，人们对商品的需求将更加分散”。

比如，现在各生协联合采购的商品种类达1500至2000种。

“这时，能够满足多品种、及时补货的物流系统也就应运而生了。”伊藤社长如是说。在第3部，将对系统进行详细描述。

走近“新一代配送体系”

图表5显示的是设置在关东物流中心SC的该系统整体结构。

流水线的起点在二层，将商品及折叠周转箱投放到输送线上，在三层进行一次分拣后降至二层存入存储货架。将此分批出库，运送至三层，整理好顺序后，同一订单部分汇

总装在一个折叠周转箱内(集货)。结束后，搬运到一层，自动堆垛在台车上，然后向各门店出货。以上是基本的流程。

二层、三层的分拣、存储、集货流程相当于系统的“肝脏”，图右侧的一半工程(存储货架2套)自2005年10月开始运作，准备于2006年6月投入使用。关东物流中心已引进4套，鸟栖物流中心则引进了6套。

下面让我们一边跟随上述作业流程，一边了解各系统的功能吧。

1．新系统运作现状

(1)商品及周转箱的投放

照片9是二层的商品供给站。

由DC供给的商品种类及数量用手持终端确认，检查有无脏污破损后，投放到流水线上，图右侧是非定型商品、大米的出货区及向集货台提供空周转箱(周转箱的组装、投入是自动的)

(2)非定型商品、大米等的一次分拣

首先让我们看一下在同一层进行的非定型商品的处理。一次分拣后经过存储的自动化流水线使用的是比周转箱小两圈的专用树脂分拣箱，所以，分拣箱装不下的大型商品或出货频繁的商品另行处理。

照片10是这些非定型商品用的小规模数字拣选设备。主要处理卫生纸、聚乙烯食品包装纸等，在其旁边是大米(照片－11)、出货频繁的商品及面包等需要特殊处理的商品同样在本区作业，将不同订单的商品进行一次分拣后装入折叠周转箱，不经过存储，直接转入后边的集货流水线。

(3)定型商品的一次分拣

下面看一下自动化系统的作业。照片一12、13是一次分拣的情景，从由二层供给的商品箱中取出单品，扫描条形码。原则上是向专用分拣箱中逐个投入，1份订单多次订购时显示数量，只对其数量汇总装箱。因此，没有品种差错，数量差错也几乎被排除。该一次分拣站全部使用时为8×2=16处。

本工序订单的内容被商品品种所分解，就形成了订购品种数×订单数的这样大量的分拣箱，然后被暂时存储。由于1天需要平均有效处理约5万个订单，所以将作业通路分开，使得一次分拣、存储、集货达到平衡。这一办法虽然肉眼看不到，但却是运行上的关键。

(4)流向存储货架

完成一次分拣的分拣箱，经输送线存入存储货架(照片－14、15)。货架间口为1套12层×(7×12)=1008。成为流动货架的各间口可存纳1排7个分拣箱，所以存纳能力为1008×7=7056个分拣箱货位，全部运行时，存纳量则变成7056×4套=28224个分拣箱货位。

首先由位于存储货架左右两端的分选塔将分拣箱垂直搬运至指定的层上，接下来水平搬运至电动搬运装置(照片－16)，一次可送2个分拣箱入间口。

本系统是按照伊藤社长提出的“将可靠性已被证实的旧技术进行组合，定能研制出新系统”这一方针而开发出来的。虽然是从几个厂家的方案中挑选后采用了TKSL提案，但其实各厂家的技术都不相上下。不过将其作为整体来看，却形成了一套全新系统。

这种电动搬运装置上惟一可称得上是新技术的是引进了激光探头测量距离系统。自动仓库的堆垛机通过高速行驶以及成功的位置控制，1台可达到每小时380分拣箱的高处理能力。

(5)存储货架的存纳状况

完成一次分拣的分拣箱，在向存储货架入库时，以7个分拣箱作为1列，按顺序不同排列，不会出现订单堆成堆的现象。比如一列为①(A／C／A／B／B／C／C)，其相邻一列②为(B／A／B／C／B／C／D)。

为什么将1列作为7个分拣箱的单位呢?“这是因为组合会员每人平均订单数约为5．3，将其稍微留有余地，所以设定为7。”伊藤社长说。

假如把1列1间口固定成1个订单分拣存入的话，控制倒是方便，但能存储的订单数受到间口数的限制，而且实际的需求商品数既有1个订单1个，也有10个的，于是就产生很多空箱。因此，除了离货架顺序近的优先排列以外，混合的订单原样连续存入，由分路分开，出库后再重新排列。

(6)从存储货架出库及重新排列

出库是货架对面的集货台移动到指定间口，如照片－17所示，收到1列7个分拣箱后，再自下层传送到输送带。7个分拣箱不是逐个送到，而是如左图片那样一整列像吸吮似地收到，进入下一层。

还是以前面的排列为例，这时出库输送带上的分拣箱按(A／C／A／B／B／C／C)(B／A／B／C／B／C／D)…接连向前输送。

这一输送线上到三层，在进入集货区前，分拣箱的排列通过照片－18的输送带整序，重新排列成(A／A／A／B／B／B／B／C／C／C／D…)。即使同一订单，重的货物在先，连向折叠周转箱投入的顺序也被列明。

(7)订单整合

这样以每份订单汇总结束的形式，分拣箱到达订单集货台。将非定型商品一次分拣后的折叠周转箱也是从二层输送，在同一站同一订单间同时会合。

按每份订单汇总后商品数量符合订购品种数的分拣箱内的商品全部集中放入折叠周转箱(照片一19)。此时，为使商品不受损伤，经整理后再装箱，对提高质量帮助很大。

(8)装台车、出货

装箱捆包结束的折叠周转箱在输送线上被依次送到一层。出货台上的流水线末端有3台折叠周转箱自动堆码机，将折叠周转箱以每2列×5层的形式自动装入台车或从台车上搬出(照片21)。

这些商品和面包等其他商品合在一起，按不同去向汇总后(照片22)，装上卡车出货。

2．系统引进的效果及今后的课题

(1)节省人力的同时提高作业质量

以上讲的新系统在实际操作中运行了半年，那么，对关东物流中心产生了怎样的实际效果呢?

承担联合采购商品的拣选出货作业的该成套中心(SC)的处理量，按单品统计，一天平均22到25万件，所涉及的商品品种约3000种，按成员单位平均订购点数5．3份计算，相当于一天处理45000到50000件的订单。

首先看一下差错率，据伊藤社长讲“现在为十万分之一点五左右”。不过这是由投诉数字计算出来的，如果去掉客户的误会，该公司认为基本达到了“十万分之一”的目标，已经达到了数字显示拣选系统差错率十万分一的水平。

在生产能力、作业效率方面，当时公司把目标定为数字式的大约两倍即每人每小时1500件，现在的实际能力为1300件，已达到目标的87％。

“个人作业速度的快慢，操作人员作业能力和机械能力的失衡，也可能造成一些窝工。”伊藤社长说，“另外，本系统刚开发出来，还未成型，正在进行实验、摸索，需要继续改进。”

SC的作业人员除了入库以外有40多人，工作时间为8点到21点，实行三班倒。新拣选系统包括4套软硬件设施的投资额总计约20亿日元。作为和各生协联合的协同事业，这是由日生协出资建设的。

(2)挑战可重写标签(REWRITABLE TAG)及RFID

伊藤社长已经开始着手探讨下一步的工作。首先是冷冻、冷藏品用的“新一代拣选系统”的开发。现在的系统在冷冻环境下还不能运作，因此，目前正在研发新的数字拣选系统。

其次是新技术“可重写标签”与RFID的应用。目前折叠周转箱自动标识使用的条形码都是揭下来重复使用的，但如果把新标签贴在旧标签上，较容易剥离，很容易误读到旧的数据。为此，该公司验证了“没有必要贴上去再揭下来，是否可以使用‘可重写标签’?”其结果是，通过现在的技术生成的标签在室外一旦被日光照射，一星期后就会变色。这个问题只能留待以后解决。

再就是RFID。是否可以将刻录到RF标签里肉眼看不到的信息作为可视信息打印到可改写标签里呢?现在还在探讨中。

出于对日本泡沫经济的反思、以及对激烈的环境变化适应性差的问题，很多人对工厂、物流企业的自动化系统投入产生了疑问。但是，一直“谋求自动化”的伊藤社长却断言，“现场作业的自动化直接关系到提高质量及准确性”。

篇10

【关键词】 数字超声波 声波扫描 锅炉检测

锅炉容器在石油工业、能源工业、科研和军事工业等国民经济的各个部门都起着重要作用。由于其密封、承压及介质等特殊原因，很容易导致爆炸、燃烧发生火灾从而危及人员、设备和财产的安全以及造成污染环境。当前，各国都将锅炉压力容器列为重要的监检产品。数字超声波检测技术是工业上五大常规无损检测技术之一，一直以来都被人们广泛地应用。数字超声波探伤扫描技术能得到断面上的二维信息及被检测物体缺陷三维空间结构，因此断层图像的三维重建在工业无损探伤的领域有着极其重要的实用价值和研究意义。随着电子技术和软件的进一步发展。数字化超声探伤仪在锅炉检测中有着广阔的发展前景。

1 数字超声波探伤的原理

数字超声波探伤扫描技术是同X射线技术并列的两大检测技术，数字超声波探伤扫描技术由于其自身特殊特点在锅炉检测中起着重要作用。首先数字超声波探伤扫描技术由于自高科技性受到了以徽电脑为代表的新技术的影响。计算机应用的主要形式是以传统的模拟超声泣探伤仪通过某种接口与小型或微型计算机联机。完成某种特定工件的自动化探伤或探伤波形进行一些简单处理（信号处理）。通常超声技探伤需去掉信号中的杂音。然后是将已经去掉杂音的信号进行再处理。包括增益控制、数据分析及图像显示等。超声波信号经过接收后，被放大后由AD模数转换器变为数字信号传给电脑，按能器的位置可受编码电机控制或由人工操作。由转换器将位置变为数字传给电脑。电脑会随时间和位置变化的超声波形进行复杂的处理。这样就得到了探伤扫描后的各种数据，最后进行处理得到有关结果。

1.1 A型超声渡探伤扫描技术

A型超声波探伤的回声显示采用幅度调制在阴极射线管荧光屏上，以横坐标代表被探洲物体的探度。纵坐标代表回波脉冲的幅度，故由换能器定点发射获得的回波所在的位置可测得工件的厚度、缺陷在工件中的谦度以及缺陷的大小。根据回波的其它一些特征。如波幅和渡密度等。还可在一定程度上对其缺陷进行定性分析。这种波形只能反映局部的回波信息。不能获得在工件上需要的解剖图形，且缺酷的准确性与操作者的试图认图关系很大。

1.2 B型数字超声波探伤扫描技术

B型超声波探伤的成像方式采用辉度调制。它的图像所显示的是工件的二维超声断层面。B型超声渡探伤采用辉度调制方式显示深度方向所有界面反射回波。但探头发射的超声声束在水平方向上却是以快速电子扫描的方法然后慢慢依次获得不同位置的深度方向的反射波。当一帧扫描完成，便可得到一幅由超声声柬扫描方向央定的垂直平面二维超声断层图像。

1.3 D型数字超声波探伤扫描拄术

D型超声波探伤扫描与B型超声波探伤方式相同。不同点就是D型超声波探伤得到的是是侧面图。而B型超声波探伤却是主视图。D型超声波探伤深度方向所有界面反射回波。与探头发射的超声束在垂直方用电子扫描的方法。逐次取得不同位置的方向所有界面的反射回度，当N帧扫描完成后。便可得到一幅由超声声柬扫描方向决定的垂直平面二维超声断层图像

1.4 C型数字超声波探伤扫描技术

C型超声波探伤采用多元线阵探头实现水平面上的纵横方向的全面扫描。也就是在水平方向采用和B型一样的电子扫描方式。而在相对方向上用机械的方法让探头移动。如想得到某一探测深度的C型声像图。就要在接收回路设计一个距离选择开关，并通过控制该开关的开通时间，来控制同一深度的回波信号被接收显示（图1）。

1.5 ToFD数字超声波探伪扫描技术

衍射时差法主要依靠翘声脉冲正向散射的衍射和反射信号，从工件内部结构中的端角检测到缺陷。若工件比较干净，那么缺陷信号就会相对明显一些，这是因为干净内壁反射作用很强。扫描之后得到的图像可以清楚地看到直通波。如图2所示。

1.6 相控阵数字超声波探伤扫描技术

应用相控阵技术。对施加于线阵探头的所有振元的激励脉冲进行相位控制。也能实现合成波束的图像扫描。如果对线阵排列的各振元不同时给于电激励。而是使施加到各振元的激励脉冲有一个等值的时间，那么合成波束与振元排列平面之间就会有一个位差。

2 数字超声波在锅炉检测中的应用

目前锅炉超声检测执行JB/T4730―2005《承压设备无损检测》标准。锅炉检测中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。超声波探伤用于锅炉制造（现场组装）以及在用锅炉的原材料、焊缝的检测，其探伤比例、合格级别、扩探要求等都有相应的规定。对于探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24h以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头形式及坡口形式[3]。在每次探伤操作前，都必须利用标准试块（C SK―IA、C SK―llIA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。具体步骤为：其一，探测面的修整，应清除工件表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于4。对接焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2K T+50Iilli1，（K为探头值，丁为工件厚度）；其二，耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗。而且经济：其三，根据母材厚度选择探测方向；其四，根据板材厚度调节仪器的扫描速度；其五，在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了确定缺陷的有无和分布状态，定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质；其六，对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定并找出补救或解决的措施。

3 超声波探伤的主要特性

3.1 数字超声波探伤扫描的主要特点

（1）超声波在介质中传播时，在各种各样的质界面都具有上具有很好的反射 特性。利用这一点，如果有缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，那么超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如果缺陷的尺寸小于波长时。声波就会绕过缺陷反射回来。（2）超声波对方向比较敏感，方向感极强。一般来说，超声波的频率越高，那么它的方向性就相应的越好，因为它能够以很窄的波束向介质进行集中辐射，这样就很容易确定缺陷的位置。（3）超声波的传播能量大。如频率为1MHz（1兆赫兹）的超声波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000Hz（赫兹）的声波的100万倍。

3.2 数字超声波探伤扫描的优缺点

（1）优点：数字超声波探伤扫描灵敏度比较好、周期比较短、成本也相对较低、而且灵活方便、检测效率也很高、对人体伤害小；（2）缺点：超声波对待检测物件要求很高，表面必须平滑，而且还需要那些特别有经验懂技术的检验人员才能具体辨别缺陷类别，这样对缺陷就没有了直观性。除此之外，适合数字超声波进行探伤的零件都要求厚度比较大。

4 结语

数字超声波探伤扫描是锅炉检测的重要技术手段，目前数字超声波探伤扫描在锅炉检测中有有优势也有一定缺陷，随着数字及超声波扫描技术的发展完善，数字超声波探伤扫描中发挥着日益重要的作用。

参考文献：

[1]姜斌，王方，萧艳彤.电站锅炉无损检测新技术[J].无损检测，2011（03）.

[2]买买提艾力・肉孜.宏观检查在锅炉定检中的作用[J].中国质量技术监督，2011（09）.

[3]邵天佑，蔡晖，侯召堂.超超临界机组锅炉小径厚壁管自动焊缺陷无损检测[J].热力发电，2008（02）.