光纤传感技术论文范文

前言：我们精心挑选了数篇优质光纤传感技术论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：光纤传感；军队人才培养；课程建设与改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0065-04

一、引言

光纤传感技术是一门基础理论与工程应用紧密结合、理论与实践能力并重的系统学科，既要求学员有扎实的光学、电学基础，又要求学员能够摆脱课本的束缚、根据实际工程应用灵活运用已学到的知识。为适应这一形势，2006年以来，我们针对技术类本科生、军事指挥类本科生、硕士研究生和博士研究生的不同特点和未来适应部队工作的不同要求，建立了光纤传感技术系列课程。

作为一门应用学科，“学以致用”是光纤传感技术系列课程的特色之一。为此，课程建设非常注重学员对课程知识的实践应用能力培养，在教学实践中，结合课程特点和授课对象的学习特点，大力推进教学方法与手段的研究改革，在多层次一体化课程体系建设、教学方法与手段改革、创新人才培养、教师队伍建设等方面取得了较大成绩，下面分别进行介绍。

二、光纤传感技术多层次一体化课程建设

我校早在上世纪90年代就开设了《光纤传感技术》课程，并作为光纤传感专业研究生的必修专业基础课，为培养光纤传感技术人才起到了不可替代的作用。然而随着光纤传感技术在现代化信息战争中的应用越来越广泛，部队对光纤传感专业的人才数量和质量要求越来越高。我校原有的只针对研究生展开的《光纤传感技术》课程已经远远不能适应培养部队所需人才的紧迫要求。从2004年开始我院开始酝酿对光纤传感技术课程进行深入改革，将授课对象拓展到全校本科生和本院研究生，并从2006年开始实行。经过6年多的系统建设，最终建立起了完备的多层次光纤传感系列课程。

由于本科生和研究生、本专业和非本专业学员、技术类和军事指挥类学员的知识基础和应用方向差异太大，如何科学划分课程层次、清晰明确课程内容、准确定位课程目标是光纤传感系列课程建设的重点和难点。

在广泛调研军队需求、不同类别学员的知识积累和兴趣及国内外学校同专业的课程设置基础上，我们建立起了分别面向本科生和研究生、技术类和军事指挥类、本院专业和全校学员的光纤传感系列课程。新增了技术类《光纤传感技术》、军事指挥类《光纤传感技术》，面向全校本科生专题研讨课《基于虚拟仪器的光纤传感技术》三门课程，原有针对研究生的《光纤传感技术》则改为《光纤传感系统》[1，2]。

（一）建立起针对本院技术类本科生的《光纤传感技术》课程内容体系，以“扎实广泛的技术基础为核心，典型的系统应用为亮点”

考虑到授课学员在学习本课程之前已经在《光纤通信》、《光电检测技术》等课程中对光纤和光纤器件等有初步了解，在本课程中首先介绍光纤传感技术的概念和内涵，然后针对光纤传感系统的特点，介绍光纤、光纤器件、光纤传感原理和光纤传感信号解调原理。这四部分内容涵盖了强度型、偏振型、波长型、相位型和分布式光纤传感的系统构成、传感原理和关键技术，为光纤传感基础知识，具有信息量大、知识点多、覆盖范围广泛的特点；最后以2-3种典型的光纤传感系统为例，向学员示范在系统中如何对基础知识进行灵活应用，启发学员根据学到的基础知识来分析理解新型光纤传感系统。

（二）研究生的《光纤传感系统》课程以“系统应用技术为核心，系统设计为亮点”

与原有的研究生《光纤传感技术》相比，新的课程内容和标准进行了大幅度的改革，突出“系统应用”，大幅度削减了光纤传感基础知识，而是以四大类典型光纤传感系统为授课重点。课程中的四大类典型光纤传感系统选取了目前应用最为广泛或技术难度较高的光纤水听器系统、光纤陀螺系统、分布式光纤传感系统和光纤光栅传感系统，针对每一类对其应用背景、系统组成、系统指标和关键技术进行详细分析，构建课本知识到实际工程应用的技术桥梁。在讲解完每一类典型光纤传感系统后，特别设计了光纤传感系统设计环节，要求学员以分组的形式，根据特定应用背景设计出光纤传感系统，阐明系统特色和关键技术。

课程调整所面临的最大难题在于：学习本课程的研究生既包括本校本专业的学员，也包括来自于外院和外校的本科非光信息专业的学员。对于前者，通过本科生阶段的《光纤传感技术》学习已经具备了良好的基础，在新课程学习中应尽量避免内容重复；对于后者，直接学习典型光纤传感系统中的关键技术存在一定难度，需要对光纤传感基础知识进行介绍。为此，在研究生的《光纤传感系统》课程中，首先设定了3个课时对光纤传感基础知识进行回顾和总结，并点明各部分基础知识所涉及的参考书。同时由于使用了与本科生《光纤传感技术》课程同一系列的教材，为解决学员基础参差不齐的难题提供了有效的解决办法，而面向全校的《基于虚拟仪器的光纤传感技术》则为毕业于本校其他专业的研究生学员提供了学习本课程的基础。

（三）军事指挥类本科生的《光纤传感技术》课程以“完善学员知识结构为重点，突出军事应用特色为亮点”，为学员提供装备相关知识基础

课程针对军事指挥类本科学员培训的主要目标，将军事指挥类本科生《光纤传感技术》课程的主要任务确定为拓展军事指挥类学员的知识面，完善知识结构，了解最新军用传感器技术，一方面可以充分发挥我军现有装备的作战效能，另一方面可以掌握外军作战手段，有效克敌制胜。课程简化了基础知识部分内容，扩充了典型光纤传感部分，特别是注重光纤水听器、光纤陀螺和分布式光纤传感器在军事中的应用，并拓展光纤水听器在声纳系统应用中的相关知识，让学员在进行工作岗位后可以更快的掌握相关装备的使用和维护。

（四）面向研究生的《虚拟光纤传感技术》以“引导学员自主学习为核心，激发学员独立思考为亮点”

课程以光纤传感技术中相干检测技术为背景，以虚拟仪器技术为手段，通过一个具体实例为研讨对象，让学员一边学习新知识，一边动手做实验，一边学会自主学习。课程首先在学员高中已经具备的光学知识基础上讲解干涉型光纤传感的基本内容，然后引导学员自习LabVIEW虚拟仪器语言，通过研讨学习心得让学员掌握LabVIEW基本知识，最后要求学员利用所学知识和工具完成光纤传感中一个典型信号处理问题。整个课程以学员自己动手动脑为主，精选了一门易学好用的虚拟仪器语言LabVIEW，使学员可以在四到五次课的时间内学会，并结合光纤传感技术系列课程的建设成果，让学员可以在课程上针对典型的干涉型光纤传感系统进行信号处理实验，一方面提升了学员的学习的积极性，另一方面加强了学员的自信心，并为学员以后的创新实践奠定了基础。

三、教学方法与手段改革

在教学过程中，在教学方法和教学手段上也进行了一系列的改革，使用了大量的新技术、新手段、和新的教学方式。主要体现在以下几个方面：

（一）充分运用科研成果和虚拟仪器技术的特点，增加了大量的课堂演示实验环节

在光纤传感技术系列课程中引入堂演示实验，对于加深学员对知识的理解效果最为明显。在课程建设中，充分利用所在实验室在光纤传感技术研究上的优势，在每门课程讲授中都加入了1～2个课堂演示实验。

与专门的实验课不同，课堂演示实验的侧重点在实验效果上，通常都是完整的光纤系统，包括光源、光传输链路、光接收模块、显示模块等等，并注重演示效果。以往的光纤系统虽然功能性明显，但结构复杂。近年来，课题组所在的实验室在光纤传感系统的工程可靠性研究上投入了大量精力，一些便携式高可靠性的光纤传感集成模块在科研项目中得到广泛应用；这些科研成果的突破使得在课堂上演示一些复杂的光纤传感系统实验成为可能[5]。另一方面，由于虚拟仪器技术在光纤传感技术中的广泛应用，复杂的信号解调可以通过电脑直观的显示在课堂多媒体系统中，“所见即所得”的方式使得课堂演示实验的效果非常直观和可信。以研究生的《光纤传感系统》课程为例，我们选取了光纤光栅应变系统作为课堂演示实验内容。在硬件上，这套系统的光收发模块为集成化的便携式光纤光栅解调仪，采用法兰盘对接可串接起多个光纤传感阵列；而复杂的信号解调系统则全部通过虚拟仪器技术在电脑上软件实现，解调结果直接显示在电脑程序界面中。通过这套系统，我们完整地演示了光纤传感器设计、光纤传输链路构成、复用光纤传感网络、和光纤传感信号解调等多项知识内容，学员普遍反映通过这一演示实验对光纤传感系统有了清晰深刻的了解。

（二）借鉴国外大学相关专业的教学模式，在考核中引入小型综合设计环节，充分考察学员的综合素质

课题组的两位教员具有国外留学的经历，在课程建设中充分参考国外大学在光纤传感技术课程的教学方法，在作业环节引入小型光纤传感综合设计内容，并将其作为课程考核评价标准的一部分，实现对学员综合素质的培养和考核评价。

光纤传感综合设计参考了香港理工大学和英国南安普顿大学的教学经验，以对知识的综合运用为主要考察目标。本科生光纤传感技术采用适当的综合设计题目难度，重视对知识融会贯通和综合应用能力的考察，一般在授课过程中只进行1次；研究生除了要求基础知识综合应用能力，更注重对实际工程应用系统的完整性和前沿问题的拓展性考察[6]，一般则开设2～3次。综合设计作业由学员分组完成，小组内成员根据资料调研、方案设计、报告撰写等工作内容的不同进行明确分工，并推选一位组员参加课堂专门设置答辩环节。

（三）针对授课内容的层次划分和授课对象的学习特点，科学合理设置研讨专题

研讨式教学我校近年来大力推广的教学方式之一。由于光纤传感技术具有经典与前沿相结合、理论与工程应用相结合的特点，在系列课程建设中，课题组在原有研究生《光纤传感技术》的研讨式专题内容基础上，进行了深入的思考和大胆的拓展，将课程中的研讨专题划分为三大类：经典理论知识的研讨、前沿研究的研讨和学位论文研究方法的研讨。

经典理论知识的研讨要求学员在授课之前对相关内容进行预习，并在课堂上对全体学员讲解自己对该问题的理解。如在进行“光纤干涉仪传感系统”的授课时，要求学员预习时弄明白两个问题：什么是随机相位衰落？什么是偏振诱导信号衰落？进行研讨时不要求学员对这两个问题进行深入剖析，但要求学员用精炼的语言阐明问题的物理含义。学员普遍认为这种研讨专题不是特别复杂，通过预习教材即可，但大部分学员会准备PPT课件，且自愿上讲台讲述的学员一般在以往的学习过程中接触过与该专题相关的研究工作，因此在其课件上还会加入自己以往的工作、自己对该问题的扩展认知及自己尚未弄明白的问题等。这种教学效果是在深入了解学员的知识积累基础上，通过巧妙设置研讨专题取得的。

前沿研究的研讨要求学员进行大量的资料查阅，特别是光纤传感前沿研究课题的查阅。对于某一个问题，由于课堂讲授的时间受限或者教材中没有系统的描述，对该问题的课堂讲授可能不够全面，在这种情况下，教师会提供相关信息，要求学员查阅该文献并进行精读，然后在课堂上进行研讨。这种研讨专题分为两种：一种是教师提供明确的检索信息，由学员查阅到该文献后精度文献，分析文献的精华及不足；另一种则是教师提供所要解决的问题，由学员对该问题进行解读，提炼关键检索信息，进行检索后，对检索文献进行初步分析，总结该问题的研究现状。学员反映这种研讨专题的难度稍大于第一种，但一般稍花时间都能解决。

学位论文研究方法的研讨目的在于：无论是本科生还是研究生，在学习完相应的光纤传感技术课程后马上就要投入到学位论文工作中。通过对这类问题的研讨，学员逐渐掌握了在未来从事学位论文研究中必须具备的研究方法，这类的研讨主要培养学员的仿真计算能力和光纤传感系统的设计能力。例如在讲授完光纤光栅的基本理论之后，学员反映耦合模理论的公式很繁琐，难以一眼看出其中的物理特性，为此，我们安排了相关理论的仿真计算研讨，要求学员根据课堂讲授的公式进行理论仿真，计算光纤光栅反射光谱，并绘制带宽、反射率等关键参数随着光栅参数的变化曲线。学员在课堂研讨时要讲述自己的关键参数设置和仿真结果。通过这种研讨方式，学员对光纤光栅的反射谱特性建立了深入的了解，效果远远好于课堂直接讲授相关结论。

根据光纤传感课程层次划分，不同的光纤传感技术课程对三种研讨专题的应用程度也不相同，本科生的光纤传感技术课程以经典理论知识的研讨为主，并设置1～2次前沿研究的研讨；研究生的光纤传感技术课程则以前沿研究的研讨专题和学位论文研究方法的研讨专题为主，对特别重要的概念设置少量经典理论知识的研讨专题。

四、以光纤传感技术课程为支撑的创新型人才培养

光纤传感技术的应用范围极广，一套实用的光纤传感系统可以很庞大很复杂，也可以很小巧灵活。针对这一特点，课题组教师在学院本科生和研究生的各项教学活动中，积极开展与光纤传感技术相关的各项活动。

针对本科生的光纤传感技术系列课程，在授课结束后，在光电设计大赛、毕业设计等教学活动中开设了大量关于光纤传感技术应用的课题，引起学员浓厚的兴趣和广泛的参与热情。一方面，参与光纤传感技术相关的本科毕业设计学员数量大幅度提高。以技术类本科毕业设计为例，2013、2014年参与光纤传感技术相关课题的学生均达到光信息专业学员总数的50%以上。另一方面，学员完成课题的质量也得到大幅度提升，近年来有8名本科生获得学校创新资助，从侧面反映出光纤传感技术课程教学效果的日渐提高。这些竞赛成果也作为评价授课效果的标准之一，并将学员在课外延拓活动中的效果和意见及时反馈到教学过程中[3，4]。

针对研究生的光纤传感技术系列课程，一方面鼓励学员在课程学习的基础上努力拓展研究深度，在光纤传感研究领域不断创新。在课题组所在实验室所培养的研究生中，有3名研究生获得学校创新资助，1名研究生获得湖南省创新资助，其课题都是光纤传感领域的研究重点和难点。此外还有5项研究生参与申请的光纤传感技术相关专利；另一方面，鼓励学员积极参与到与光纤传感技术相关的科研项目中，在实际工程环境中对课程知识进行融会贯通。目前在光纤信息专业的毕业研究生中，参加过光纤传感相关的湖上或海上试验的学员达到95%以上，为其真正走向工作岗位后充分适应部队对光纤传感技术人才的需要积累了宝贵的经验。

五、高素质教师队伍建设

作为教育的重要媒介，教师是活动中的主要因素。教员整体素质的高低，直接影响着教学质量的高低。因此，建立一支教学水平高、结构合理的高素质师资队伍显得尤为重要。

（一）从教学和科研两个方面锤炼教师队伍，使教师的教学水平和科研能力相互促进共同提高

科学研究是教师工作的重要组成部分，是提高教学水平的重要手段，也是提高自身素质的重要途径。对于光纤传感技术系列课程而言，学即能致用是其重要特点之一，教学和科研的相互促进作用尤为明显。课题组全部教员均参加了多个重大科研项目。通过重大科研项目的历练，教员的学术水平得到很大的提高，一方面教员接触了学术前沿，开拓了学术视野，经历了科研实践，在课堂教学中自然会将科研最新成果、专业发展动向带进课堂，另一方面，教员在参与重大科研项目时对光纤传感的技术内容有了更加深刻的认知，对于在课堂上清楚明白的讲好各个知识点至关重要。同时，通过教学活动中对课程内容的反复推敲及与学员之间展开的研讨交流，可以加深教员对技术环节的领悟，甚至激发教员的灵感。通过在科研和教学两个方面同时锤炼，促进教师知识更新和自身进步，提高教师的创新能力和教学质量，将真正做到科研教学一体化。

（二）鼓励教员进行对外交流，充分借鉴国内外同类专业课程的教学经验

课题组有两名教员具有国（境）外留学经历，其他教员也多次参加国内外的学术活动和教学活动交流，在课程建设过程中充分利用了这一优势。在教员已经带回的国外大学教学经验的基础上，鼓励教员在回到学校后仍然定期与留学单位交流，及时获取留学单位最新的课程设置和教学安排信息，并通过交流，不断补充自身的不足，更新课程内容，丰富教学手段，提高自身教学水平。在对外学术活动交流中，有意识的了解其他院校同类专业课程的教学情况，对于感兴趣的单位积极主动与对方联系进行实际考察。活跃的对外交流活动极大地激发了教师的教学热情，并不断提高其教学水平。

（三）加强青年教师的教学技能培训

目前，课题组教员是一支相对年轻化的队伍，很多才刚刚博士毕业，青年教师充满热情，思想活跃，比较了解学员的思想，与学员进行交流方面具有优势。但是，他们大多没有经过系统的教学技能训练，普遍缺乏教学经验。为了使青年教师尽快掌握教学技能，提高业务能力与水平，课题组指定认真负责、教学经验丰富的老教师担当青年教师的导师，对青年教师实行“一对一”的“传、帮、带”指导，指导青年教师备课、编写教案；采取措施督促教员投入足够的精力。教员上岗前，必须经过教研室、系所、学院三级试讲，每次授课必须重新编写教案、编写课件、编制教学日历；在教学过程中，教学指导委员会、督导组、院系领导经常性听查课，督促教学水平的提高。

通过从科研和教学两方面锤炼教学队伍，课题组教员自身水平得到了大大提高，多次在全军和全校获得教学优秀奖，其中获军队院校育才奖1人次，优秀研究生导师奖3次，校本科“研究型”教学比赛三等奖1人次，校研究生教学优秀三等奖1人次，教员在国内教学期刊上发表高水平教学论文10篇，课题组已经成为了一支能独立承担授课任务的高水平教师队伍。

参考文献：

[1]孟洲，胡永明，姚琼，宋章启.《光纤传感技术》研究生课程改革探讨[J].中北大学学报（社会科学版），2007，23（2）：98-100.

[2]孟洲，姚琼，曹春燕，梁迅，张学亮.光纤信息技术本硕博系列课程体系研究与实践探索[J].高等教育研究学报，2012，35（1）：50-53.

[3]周建华，邱琪，周晓军，光纤通信实验教学改革探讨[J].电子科技大学学报社科版，2003，5（2）：89-91.

[4]胡昌奎，杨应平，黎敏，刘辛，易迎彦，光电信息类专业光纤系列课程教学内容与课程体系的改革[J].高等理科教育，2008，（2）：16-18.

第2篇

关键词：BOTDA，布里渊散射， 工程监测， 标定，光纤

1. 引言

分布式光纤传感技术适用于桥梁工程的检测以及施工过程监控。其原理基于在光纤中传播的激光会发生布里渊散射，而散射光的频率，会随所在的点的温度和应变发生变化，这两种效应都是线性的。一般使用通讯光纤布置于工程构件，进行测量，因此，必须对光纤进行标定。标定后的光纤，其频移与相应的温度或应变有一个明确的换算系数，单位是Hz/℃，以及Hz/?ε.

为了标定光纤，我们制作了专用标定台。由钢质简支梁组成，采用砝码做四点弯曲加载，因此中段是纯弯曲段。梁的弹性模量、尺寸已知，因此可以在理论上确定弯曲应变、应力。在纯弯曲段贴应变片，测试应变值作为校验。由于本次试验目的在于检验标定方法和标定方案的合理性，采用一段已经标定过的光纤做实验，其标定值为0.051MHz/?ε，本文不做应变片以及砝码载荷下理论应变的校验分析。

2. 试验材料和仪器

此次试验同时标定的光纤有：（1）裸光纤；（2）普通紧套光纤；（3）铠装紧套光纤。

三组光纤稍微预张拉后分别粘贴在钢梁的下侧即受拉一侧，三条光纤线路分别连接好（激光笔测试光路通畅），各自编号，各自线路上对应的待测纯弯段距离范围量测准确后，即开始测试。

测试仪器为日本 NBX6050分布式光纤监测仪。图1是实验装置。

图1 实验装置

3. 测试结果及数据分析

本文仅分析裸光纤的标定结果，另两组光纤的标定，数据处理较复杂，将另文发表。

实验过程包括加载砝码、运用光纤监测仪发出激光、读取散射光、分析频移得出数据。数字化的数据以电脑文件形式保存。图2是由数据画出的裸光纤的测量曲线。其中中段是纯弯曲段的响应，两侧有非纯弯曲段以及光纤引线的响应。

图2 裸光纤应变曲线

根据数字化的数据文件，数据导入excel绘制散点图并拟合线性直线

得出结果见表1. 拟合的直线见图3。根据直线方程，可以知道其标定系数。

表1 拟合直线的数据

图3 拟合的线性度及其斜率

拟合线性方程式表明裸光纤的标定值在0.0508-0.0514MHZ/?ε之间。与名义标定值符合较好，也符合一般光纤的平均特性。

4. 结论

通过使用标定台，对光纤进行试验性标定，确认名义应变系数为0.051的光纤，其标定系数在0.0508-0.0514MHZ/?ε之间。标定的最大相对误差为0.78%. 研究表明，这种标定台性能较好，标定方法合理。

本次试验还有很多其他数据待分析，将另外撰文发表。

参考文献

[1] 史彦新. 分布式光纤应变监测系统研究[D].中国地质大学（北京）硕士学位论文，2010.

[2] 王 静.光纤光栅多参数传感理论技术研究及在地下工程灾害监测中的应用[D].山东大学博士学位论文，2010.

[3] Tarun Kumar Gangopadhyay， Mousumi Majumder， Ashim Kumar Chakraborty， Asok Kumar Dikshit， and DiPak Kumar Bhattacharya. Fiber Bragg Grating Strain Sensor and Study of Its Packaging Material for Use in Critical Analysis on Steel Structure. Sensors and Actuators A， 2009，150：78～86.

[4] Jun hong Ng， Xiaoqun Zhou， Xiufeng Yang and Jian zhong Hao. A Simple Temperatue-Insensitive Fiber Bragg Grating Displacement Sensor， Optics Communications， 2007， 273：398～401.

[5] 陈朋超. 长输管道安全预警系统若干关键技术研究[D].天津大学硕士学位论文，2009.

[6] 何建平. 全尺度光纤布里渊分布式监测技术及其在土木工程的应用[D].哈尔滨工业大学博士学位论文，2010.

[7] 聂 俊， 李端有，梁 俊. 基于BOTDA的温度和应变测试[J].长江科学院院报，2011，28（4）：67～70.

第3篇

【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。

光纤传感器随着光纤通信技术的实用化有了迅速发展，且以体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优于传统传感器的特点，其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等。现如今光纤传感器已经能够对温度、压力、温度、振动、电流、电压、磁场等物理量进行测定，发展空间相当广阔。

1. 光纤传感器的基本构成和组成原理

光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。

2. 光纤传感器的类型及特点

光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。

传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分 为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。

传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。

3. 光纤传感器的应用

光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:

(1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。

(2) 在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。

(3) 在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。

(4) 在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。

(5) 医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。

光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。

4. 光纤传感器的技术发展方向

光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。

(1) 传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。

(2) 提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。

(3) 传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。

(4) 在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。

(5) 新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。

参考文献

[1] 肖军， 王颖. 光纤传感技术的研究现状与展望[J]. 机械管理开发， 2006，6.

[2] 吴洁， 薛玲玲. 光纤传感器的研究进展[J]. 激光杂志， 2007，5.

[3] 吴琼， 吴善波， 刘勇， 袁长迎. 新型光纤传感器的设计及其特性研究[J]. 仪表技术与传感器， 2007，11.

第4篇

【关键词】 布里渊 分布式 光纤传感

随着社会发展，安防已经变得越来越重要，及时发现入侵对我国安防建设有种重要的意义，别的安防系统监测距离短且容易受到电磁的扰动，而本文中叙述的安防系统不仅监测距离长而且不容易受到电磁的干扰，对安防领域具有重要意义。光纤传感入侵定位监测系统可以通过监测光纤应变或震动等确定事件发生的位置，已有传感定位系统多采用Sagnac干涉环结构或者马赫-增得干涉结构实现定位，但无法同时满足高精度和长距离探测。这样的话就必须采用BOTDR原理，利用自制的光纤纵模分布反馈激光器，结合边缘滤波调解技术，建立一套分布式光纤传感入侵定位系统监测，实现了对入侵事件的实施快速定位监测，空间分辨率也相应高了起来。

一、布里渊散射传感原理

布里渊散射原理是基于光纤中光波与声波在传播过程的相互作用，这两者的相互作用会使光产生频移，该频移的产生相当于入射波被一个声光栅散射产生了反射光子，我们利用这个频移，通过测得其频移方向和大小，来实现传感物理量的转换。光纤所处温度、所受应变皆可通过布里渊频移间接计算得出。在实际工程使用中，由于入侵事件都是不确定的，所以需要一套具有实时监控能力且无盲点的监测系统才能完全监测到入侵、避免出现遗漏，而光纤作为传感原件是沿线路连续分布的，这就避免了线路中产生盲点。通过对光纤中布里渊散射频移量大小的监控，可以分析得出被入侵点的准确位置，以及被入侵程度，这就是目前布里渊散射在光纤传感入侵定位监测系统中最有效的应用方式，达到了兼备高精度、无盲点、长距离、实时性等诸多优异性能。

二、实验与分析

由于本项研究处于早期阶段，所以此次试验都是采用自制的激光器、自制传感光缆以及其他自制光信号解调器。并参考了各类中外文献，以及前辈所写的论文，保证本次试验和分析能够得出更为准确的结论，更好的为国家安防事业做出贡献。我们将激光输出进行一定的比例分束，然后小比例的一束作为本振光，另外一个大比例的经偏振控制器调整偏振态，通过电光调制器进行脉冲的调制，经过掺铒光纤放大器1放大之后，波分复用器滤过自发辐射噪声通过扰偏器和环形器，输入到单模传感光纤里面去。散射回的信号此时变得非常非常弱，必须得通过掺铒放大器2来放大，然后再经过一个环形器，通过自己制造的窄带可调谐光纤光栅滤波器之后的布里渊反射光和本振光相干，通过高速光电探测器的监测，然后得到了实验的最终结果---后向布里渊散射信号。

在实验中，波分复用器滤波的通道为1550nm，带宽30nm，隔离度大于20dB，损耗小于0.15dB，和本振光相比，相对有一定的偏移量，能满足实验的要求并且监测到相干信号。放大之后的布里渊信号只有um量级，采用高速光电探测器前置放大滤波电路对信号再次放大滤波，然后通过边缘滤波，将布里渊信号的平移变化转换成强度变化，并通过累加平均处理，平均2的12次方次后，得到最K监测结果。其中前置放大滤波电路实现对微弱电信号的放大并抑制信号频带以外的噪声，其滤波中心频率为11GHz，3dB快带为1Hz，插入损耗小于0.1dB。实验系统采用50ns脉宽的光脉冲，重复频率为10KHz，传感光纤长度为10km。因此，完成2的12次方次累计平均处理所需时间小于1s，即系统的监测周期小于1s，可满足快速监测入侵事件的要求。

经过实验分析表明。实验系统在室温25度环境下且光纤不受外力时，布里渊信号的中心频率在10.9GHz左右。因此当应变和温度引起的频移总和超过初始中心频率100MHz时，信号将越过带通滤波器的单边上升沿的边界，导致信号幅值减小，从而引起错误判断，限制了系统的监测范围。采用更大带宽的带通滤波器并合理的选择其中心频率，可以扩大系统监测的动态范围。

至于如何消除缓变温度的影响，适应野外环境下的应用，以及进一步提高系统的应变分辨率，将在后续的工作中研究。

结论：在BOTDER原理中用单纵模光纤光栅到带通滤波器理论结合实际的实验中表明，系统可以在1s对10km范围的传感器进行测量，并达到5m的空间分辨率和200uε的应变分辨率。这项实验表明本系统在监测入侵领域的能力，即便现在所处阶段并不成熟，也能对国家安防领域起到很重要的积极意义，而且经分析判断和实验结论，基于布里渊散射的分布式光纤传感入侵定位监测系统在长距离入侵定位方面有着良好的前景。

参 考 文 献

第5篇

关键词：光纤光栅 桥梁监测应变

中图分类号： TU997 文献标识码： A 文章编号：

一般在桥梁施工监测中常用传感器为振弦传感器、金属应变片等，随着科技的技术光纤传感器越来越受到人们的关注，与传统的传感器相比其具有测量精度高、动态范围大、频带宽并可实现绝对测量以及抗电磁干扰、耐腐蚀的特点。

本文基于城市高架桥盖梁的施工过程，在其典型受力位置埋入光纤光栅应力和温度传感器，对其各典型施工阶段进行理论应力和实测应力的对比分析。

光纤光栅传感技术

光纤是光导纤维的简称，一般由纤芯、包层、涂覆层构成，是一种多层介质结构的圆柱体光学纤维。纤芯和包层为光纤结构的主体，其主要材料是二氧化硅，对光波的传播起着决定性作用，纤芯的折射率比包层的折射率稍大，但满足一定的入射条件时，光波就沿着纤芯向前传播。

光栅传感器满足Bragg条件（光波的耦合模理论），也即光纤光栅的中心波长与有效折射率和光栅周期满足下式：

可见，光纤光栅的反射波长主要和光栅周期和有效折射率有关，当光纤光栅感受到外界环境温度变化或应变变化时，不仅会引起光栅周期的变化，而且还会引起有效折射率的变化，从而引起反射光波长的偏移，这就是光纤光栅传感的基本原理。

对于光纤光栅而言，有效折射率的变化主要由弹光效应和热光效应引起，光栅周期的变化主要由热膨胀效应和外界的应变引起。但对于成品的传感器中，弹光效应和热光效应为光纤光栅的特性，可以通过实验进行标定，最后转换成成品中给出了传感器的应变灵敏系数和温度灵敏系数。

光纤光栅埋入与盖梁施工

直立式大悬臂盖梁结构，墩柱尺寸为1.8m*2.0m；盖梁整体形式为T型，悬臂长度为6.6m，根部高度为2.2m，端部高度1.2m。在盖梁理论计算中采用大型有限元软件Midas FEA，为实体有限元模型，在结构建模计算中严格按照结构的实际施工过程进行。施工过程为：

盖梁钢筋的绑扎—盖梁混凝土浇筑—4根N2钢绞线的张拉（浇筑9天后）—一侧右边架设4片小箱梁（N2张拉10天后）—钢绞线N4和N6张拉—全部小箱梁架设—剩余钢绞线张拉（架梁16天后）。

在桥墩盖梁建模中，为提高分析精度，采用四面体单元进行墩柱盖梁的网格划分。采用钢筋单元模拟预应力钢束，根据空间位置关系与混凝土实体单元耦合，同时考虑施工阶段混凝土材料时间依存关系的影响。

图1光纤光栅传感器的埋入

传感器的埋入如图2所示，在预应力张拉及上部结构主梁安装过程中，盖梁上缘结构应力的变化相对较大，集中张拉预应力或大批量安装主梁却未及时张拉预应力，均极有可能造成盖梁根部截面受拉而开裂。为了排除混凝土水化热和其收缩、徐变产生的影响，在盖梁中预埋了光纤光栅温度传感器。

传感器安装在盖梁钢筋绑扎完毕后，混凝土浇筑之前进行。光纤光栅传感器的埋置一般遵循以下顺序：串联传感器、预埋位置的确定、传感器线路的布置、传感器绑扎、引线保护等。

传感器绑扎过程中，扎丝应距离传感器端部约5cm，不应太靠近传感器中部，防止传感器在绑扎过程中受拉或受扭；两端引出线应采用软质细管（如注浆管）进行保护。串联传感器线路布置时，宜沿钢筋走向布置，避免过多的弯曲、缠绕等，其弯曲越小，对传感器波长测量影响越大。

3．测量结果分析

桥梁监控的一个重要目的便是荷载施加前、后盖梁典型截面处应力的变化，以此来推断盖梁的施工质量、钢绞线张拉情况、盖梁的实际受力情形等。此处施工荷载引起的应力变化，指各施工阶段前、后，该盖梁监控测点处应力改变的大小；盖梁根部上缘应力分别为四个测点的平均值。

实测值与FEA值结果对比

4．结语

由上述数据对比分析可知，一次架梁和二次架梁过程中，实测应力值和计算结果相差较大，原因可能为上部小箱梁架设和钢绞线张拉顺序的改变，对悬臂盖梁根部截面产生较大的应力起伏，施工过程中应引起足够的重视。应力变化趋势均与理论计算值有较好的吻合，说明光纤光栅传感器在测量由于荷载引起的盖梁典型截面应力变化时，其数据结果准确，误差较小，光纤光栅传感器在该盖梁施监控中发挥了良好的作用。

参考文献：

1周建华. 光纤光栅传感器应变传递特性研究[D].武汉理工大学硕士学位论文

第6篇

光学之芒,灿烂辉煌。在光学的领域里,他头顶着太多的“光环”,却没有丝毫松懈,肩负着无限重任,但始终沉着、坚毅。他渊博宽厚,抱定赤子之心,十余载春秋献身中国光学领域,他就是首都师范大学物理系研究员、系科研副主任张岩。

九天揽月鸿鹄志 步步为营创辉煌

在通往科学高峰的路上,张教授一路前行,品尝着希望与困难,交融着荣耀与汗水,深造期间,他用不懈的努力换来了中国光学科技前沿领域的重大突破。读研期间,他同导师刘树田教授一起在国内率先开展光学分数傅立叶变换的研究。为利用光学分数傅立叶变换进行信息处理铺平了道路。在中科院物理所攻读博士学位期间,开拓了分数傅立叶变换在光学信息处理领域中的应用,被评价是国内在现代光学技术科学领域研究工作中的优秀成果具有国际先进水平。

1999-2001年,他获得日本学术振兴会博士后基金资助,在日本山形大学工学部从事生物成像研究,被应用在实际的仪器上。2001-2002年,他在香港理工大学电子工程系从事光纤气体传感器研究。其研究内容被收录在《光纤传感技术新进展》一书中,已出版发行。2002-2003年,他在德国洪堡基金的资助下在德国斯图加特大学应用光学研究所任洪堡研究员,从事数字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢复算法来进行数字全息重建的新方案,引起了同行的重视和肯定。这部分内容作为美国Nova Science出版社的新书《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已经出版发行。

2003年,他进入首都师范大学物理系工作,先后获得了北京市科技新星计划,北京市留学人员择优资助等人才项目的资助。作为北京市“太赫兹波谱与成像”创新团队的核心成员,主要从事太赫兹波谱与成像,太赫兹波段表面等离子光学和微纳光电子器件设计研究。他提出的多波长成像方法得到了美国Rice大学太赫兹研究者Mittleman的认可,被评价为不仅可以有效地增加成像范围,还可以提高信噪比。多篇论文被太赫兹领域的虚拟期刊收录。并于2007年和2009年分别到美国伦斯特理工大学和德国康斯坦茨大学进行访问研究。

欢声震地 惊退万人赢战绩

第7篇

[关键词]分布式光纤振动传感器；马赫-曾德（M-Z）干涉仪；相位

中图分类号：TN818 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0122-02

0 引言

厂区安全，逐渐变成人们关注的焦点。为了保证一个厂区的周边安全，往往需要安排大量的安防人员进行定时定期的巡检，此种方法不但复杂而且消耗大量的人力物力，无法实时监测厂区安全状态和及时发现厂区的入侵破坏行为。而随着科技的发展，人们开始将光纤传感技术应用于厂区周界的安全防护上，由此一些公司开始研发周界安防产品，与其它周界防护方法来说该系统有着无法比拟的优势。

振动光缆周界防护系统是新一代信息化安全预警系统，采用光缆作为传感器件，无论是通过对光纤的直接接触，还是通过承载物间接接触，都将引起光缆的扰动。当光缆产生振动后，系统从光缆中采集扰动数据，进行分析处理，处理后交给后端服务程序进行智能识别（智能识别可以判断出不同的外部干扰类型，报警程序可根据智能识别结果实现系统预警或实时告警功能，从而达到对设防区域进行入侵监测的目的。该系统以光纤作为传感单元，可实现高灵敏、长距离，大范围的周界防护，非常适合于厂区周边的入侵防范应用。

本文采用M-Z干涉技术，结合实际应用条件，实现了一种振动光缆周界防护系统。系统结合厂区周界防护环境和综合信息平台，实现对厂区的实时监控，实现厂区安全的监测预警，避免恶意入侵行为的发生。

1 系统原理

系统采用在监测区域铺设光缆作为振动光缆的探测设备，对监测区域环境的振动信息进行连续的分布式的监测，并根据振动信息的异常点处激光信息正反向传输达到振动设备主机的时间差值，进行振动异常点定位。

振动光缆周界防护系统是基于M-Z干涉技术为基础进行设计。由激光器发出连续激光，经过耦合器1分为两束，分别进行顺时针方向传输和逆时针方向传输。顺时针方向直接进入到耦合器2和耦合器4搭建的M-Z干涉仪中感受外界振动信息，经耦合器3输出被探测器2探测到；逆时针方向经过耦合器3，进入到耦合器4和耦合器2搭建的M-Z干涉仪中感受外界振动信息，耦合器2直接输出被探测器1探测到。

M-Z干涉仪分为信号臂和参考臂，信号臂主要用于感受外界振动信息，参考臂提供相位参考值作为相位变换对比。由干涉原理可知同频率同振动方向的两束光波发生干涉时，该点干涉的光强为：

式中，、分别为发生干涉的两束光的初始光强，为两束光之间的初始相位差。光通过耦合器进入干涉仪两臂传输后再发生干涉。此时发生干涉的两束光的相位差可以看作是由于两条光纤臂本身光程不对称等原因造成的初始相位差，压力作用造成的相位差，以及应变导致光纤长度变化产生的相位差三者的迭加。即：

由于通过光电探测器可以探测到光强，而初始相位差是一个定值，因此光强的变化只与后面两项所表示的相位差和的变化有关，所以在测得光强的变化后可以得出两束光的相位差的变化。通过对相位差的分析，就能得到作用在干涉臂上的振动压力的情况。

系统的定位算法，是通过检测两路携带相同振动信息的干涉信号分别被两个探测器探测的时延差而进行定位的，其计算公式如下：

其中X为振动信号到达监测主机的光缆长度；L为3芯传感光缆的长度；ν为光在光纤中传输的速度；Δt为两个探测器探测到信号的时延差。

时延的计算可通过正反两个光路的光信号的互相关函数求取。假设两端信号为：

其中，分别为两个探测器检测到的信号，为管道的振动信号，为噪声，为比例系数，为两个信号之间的时延。

通常是互不相关的平稳随即过程，则两探测器信号的互相关函数为：

互相关函数中，时，会出现峰值。确定获得最大值所对应的值，可确定两个测试信号之间的时间差。

2 系统架构和功能

振动光缆周界防护系统根据设备安装和使用环境分为中央控制室和工业园区两部分。整个系统架构如图2所示。

中央控制室主要包含主机、报警器、中心数据库和监控显示端；工业园区主要包括传感光缆和光模块。

系统主要通过传感光缆感受到外部振动信息，并将信息传送给主机进行分析判断，主机针对探测信息进行相位信息变化判断。当有非法入侵产生时，相位信息会产生特殊变化，结合智能识别算法进行相位信息变化判断，排除环境干扰信号影响因素，确定出非法入侵的特性并确定出准确位置。

系统探测到非法入侵的报警信息，通过局域网传输给综合信息平台进行报警界面显示和报警器、摄像头等设备联动；同时也将报警信息存储到中心数据库，用于报警信息查询、分析和处理。

振动光缆周界防护系统根据组网可包含如下软件平台，分别为监控平台、控制平台和数据处理平台，三个平台相互连接形成三级管理体系。

信号处理平台主要实现对探测区域的振动信号进行实时检测，并实现光信号到微弱电流信号、微弱电流信号到电压信号的转换，完成信号的提取，并对转换后的信号进行预处理；对采集的不同振动信号滤除环境干扰信号，进行特征向量提取，根据信号持续的时间长度、振动强度、光学相位变化趋势和信号的频谱等特征进行分类学习；对非法入侵事件根据时延差进行定位计算。

控制平台起到连接信号处理平台和监控平台的桥梁，将信号处理平台的报警信息数据上传给监控平台；同时能够对数据处理参数和区域进行调整，保证报警信息真实有效。

监控平台根据现场情况自主定制图形化操作界面，便于用户操作和报警查看，以生动的图像形式向用户展现报警信息；支持报警历史记录管理、记录、查询，提供短信、邮件报警通知，提供胁迫密码报警功能；可提供联动视频、声光报警器等外部报警器等功能。

3 应用研究

在某工业园进行应用，工业园总长度约为7050米，为保证人为入侵能够准确被测量到，采用振幅为1米的正弦波光缆铺设方式，该方式铺设，光缆使用长度约为工业园总长度的2倍，同时为了维修方便，在部分位置留有预留光缆，铺设光缆总长度为20000米。采用光缆为4芯直埋光缆，留有1芯作为备用芯。

振动光缆铺设一共分为4层，自底层往上依次为底层土工布、格栅（光缆固定于格栅上）、上层土工布、草坪。其铺设示意图如图3所示。

图3 铺设示意图

底层土工布为可渗水土工布，位于最底层，深度约为5厘米，土工布上摆放格栅，选用尼龙扎带将光缆绑扎在格栅上，每30厘米作为一共绑扎点，正弦铺设宽度约为1米，放置好格栅和光缆后，铺设上层可渗水土工布，并覆盖上约为3厘米土壤，最后将绿化草坪铺设于上部，进行隐蔽布置。

在该种铺设条件下，进行不同体重的人为走动、翻墙跳跃等不同方式的模拟入侵，系统能够及时探测到，并联动声光报警器进行报警提示，同时监控端构图界面对应位置颜色发生变化，且显示报警信息；经过几百次模拟入侵，系统能够准确报警定位，定位平均误差小于15米；系统误报率极低，完全可以满足需求，可有效实现周界安全的防护和监控。

4 结论

振动光缆周界防护系统可以有效的监测厂区周围的各种入侵行为，并且可以联动视频对现场的情况进行拍照取证。警务人员接到报警后立即出警，避免的复杂的巡检工作，节省了人力物力。

目前该系统已经应用于安全防护项目中，根据现场使用情况来看，该系统具有较高的灵敏度和定位精度，系统通过与人防的紧密结合，实现了人防联动，防护厂区安全等方面发挥了举足轻重的作用，有效地保护了厂区的安全，保证了生产工作的顺利进行，为厂区的发展做出了贡献。

参考文献

[1] 张治国；张民；叶培大 基于线型腔拉曼光纤激光器的长距离光纤布拉格光栅传感[期刊论文]-中国激光2006（08）

[2] Jianzhong Gao；Zhuangde Jiang；Yulong Zhao Full distributed fiber optical sensor for intrusion detection in application to buried pipelines[外文期刊] 2005（11）

[3] 潘岳.王健 双马赫―曾德尔型干涉仪定位技术研究[期刊论文]-光学仪器2012（3）

第8篇

【关键词】配电网；智能开关；管理

一、引言

国内智能化配电网试点工程建设已在不断扩大，取得很好示范效应，但在实际运用中出现重科技创新轻应用管理的问题，不能发挥应有的作用。配电网管理的基础设备是智能开关，事关配电网科技创新的实际效果。

二、配网中的智能开关

（1）智能开关的定义与发展。智能开关是指一次设备是由非常规互感器、隔离开关、接地开关、断路器组成，二次设备是由电力电子技术、数字化控制装置和通讯接口组成执行单元，一二次集成的开关设备。实现保护、控制、通讯功能，能独立执行当地功能，自动检测设备缺陷和故障，具有远程管理模式。初级智能开关是户外型可视化微机保护装置的一体化带通讯功能的集成柱上开关或开关箱。发展趋势是插接式开关系统（PASS）：PASS采用智能化传感器技术和微处理技术，通过数字通信实现对设备的在线监测、诊断、过程监视和站内计算机监控；通过智能软件分析可确定出设备的运行状况；PASS中安装了电子式互感器；通过高速现场总线传送数字化的电流电压信号。（2）配网中智能开关的选择、规划设计与安装调试。配网开关的选择需满足常规断路器所要求的分闸时间、绝缘耐压、动热稳定性需要。控制装置要实现不间断供电电源。要通过全密封防水型航空接插件和户外密封电缆进行电气连接。开关的智能化与传感技术是分不开的，要提高智能化开关的可靠性、检测精度，需采用光电传感器、在线位移传感器、角度传感器、新型光纤温度传感器、SF6压力传感器及检测真空度的传感技术。配网开关规划设计方面将技术先进和经济效益相结合，线路开关数量适当：线路长、故障多的增加开关数量要适当。辐射型多分支线路中主分支线均要加装开关，次分支可不加。环网的在主分支两侧都加装开关，减少停电范围以及发挥环网作用。智能开关在中压配电网的安装采取柱上断路器和杆下控制箱或者采用电缆开关箱，都要采用防撞、防误碰（控制箱）、防通讯连接线损伤甚至防盗的措施。编制《10kV柱上智能分段负荷开关成套设备（含控制单元、PT）测试规范》。主要项目有两类。设备检测过程中，如出现检测项目A类任一小项不通过，则认定该设备不能通过检测。检测项目B类按实际检测结果评分。A类是相间短路故障隔离、单相接地故障隔离、联络开关转供电、后备电源及工程配置能力；B类是通信协议一致性测试、电磁兼容及耐压、就地操作、结构及配置检查、成套设备运维安全防护。（3）配网中智能开关保护定值管理。第一，开关保护定值预期效果。故障区域自动隔离。当支线发生单相接地、相间短路故障时，根据电流保护阶梯式保护时限和过流三段反时限特性，以及零序电流的变化，智能开关先于变电站出线保护开关跳闸，自动隔离故障线路，变电站出线、干线分段开关及其它分支线路开关不因故障发生而跳闸引起停电。干线故障时，也不会引起变电站跳闸和上一级干线分段开关跳闸。环网线路根据环网方法不同，进行调整。快速恢复非故障区域供电。在辐射型配电网络中，若分支线路保护越级引起干线跳闸，或干线越级导致前一级干线跳闸，则可通过检压重合闸方式，延时和次数的不同进行自愈。达到主干线先重合，合闸闭锁，成功后分支开关检有压而合闸，若故障则分闸闭锁的效果。第二，开关保护定值的设定原则。一是主干分段开关采用阶梯式电流保护。从时间上、电流值上配合。主干断路器3～5个较宜，开关时间值调整一致（多分段开关时局部几个开关合一设定）或级差调整为大于等于150ms。二是分支线路配合前一级分段开关的定值，电流值的设定可根据负荷情况按照躲过负荷启动电流和两相末端短路值来设定，过流时间上等于或小于分段开关值，速断要小于分段开关值。三是计算出来的定值要保证低于变电站出线开关的定值。四是要根据配网管理系统的潮流以及负荷分布进行实时调整。（4）配网中智能开关通讯管理。目前逐步推广应用的通讯通道的最佳方式是主站（子站）采用标准的以太网通信设备，主站（子站）与站端（FTU/DTU）的通信使用较多的是光纤自愈环网和光纤以太网方式。由于架空线路覆盖范围广阔，目前多采用GPRS/CDMA通讯。FTU/DTU通过GPRS通信模块和配网管理系统主站系统构成虚拟专用网。

三、结语

衡量智能开关管理与应用水平，主要看经济效益、安全生产、客户服务、管理水平等方面。智能开关将全面代替其它配网开关，成为配电网管理的重要基础。

参 考 文 献

第9篇

关键词：大型桥梁结构健康检测检测技术传感器

中图分类号： TU997 文献标识码： A

一、现代大型桥梁健康监测技术的概念

大型桥梁结构健康监测实际上是一个多参数(包括温度、应力、位移、动力特性等)的监测。所谓大型桥梁结构健康监测技术就是指利用一些设置在大型桥梁关键部位的测试元件、测试系统、测试仪器，实时、在线地量测大型桥梁结构在运营过程中的各种反应，并通过对这些大型桥梁结构关键部位的测试数据的现场采集、数据与指令的远程传输、数据储存与处理、结构安全状态的评估与预警等一系列程序，分析大型桥梁结构的安全状况、评价其承受静、动态荷载的能力和结构的安全可靠性，为运营及管理决策提供依据.

大型桥梁结构健康监测技术涉及多个学科交叉领域，随着现代检测技术、计算机技术、通讯技术、网络技术、信号分析技术以及人工智能等技术的迅速发展，大型桥梁结构健康监测技术正向实时化、自动化、网络化的趋势发展。目前，包含多项检测内容、能对大型桥梁状态进行实时监测，并集成了远程通信与评判控制的健康监测系统，已经成为大型桥梁健康监测技术发展的前沿.

大型桥梁结构健康监测技术主要包括监测系统总体设计技术、传感器及其优化布设技术、数据自动采集与传输技术、结构仿真分析技术、健康诊断与结构安全评估技术等。

二、大型桥梁结构健康监测系统总体设计技技术

大型桥梁结构健康监测系统是集结构监测、系统辨识和结构评估于一体的综合监测系统。通常采用各种先进的测试仪器设备对大型桥梁在外界各种激励(包括交通荷载、环境荷载等)下的各种响应进行监测;然后对监测到的各种信息进行处理，结合结构模型等知识对结构进行诊断，分析结构的损伤状况;最后对大型桥梁结构的健康状态进行评价，并确定科学的大桥维修、养护策略。其监测内容一般包括

1)大型桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学性能响应，包括各种荷载下的内力(应力)、变形、固有频率、模态、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等。

2)大型桥梁重要非结构构件(如支座)和附属设施的工作状态;

3)大桥所处环境条件等。

大型桥梁结构健康监测是运用现代的传感与通讯技术，实时监测大型桥梁运营阶段在各种环境荷载条件下的结构响应与行为，对于具体的一座大型桥梁的监测系统设计，由于其本身的结构特点和监测重点的不同，其相应的监测方法、内容、规模、监测效果也各不相同，但总体上应遵循以下设计准则:

1、系统功能要求

不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同。绝大多数大跨度大型桥梁结构监测系统的监测项目都是从结构监控与评估出发的。如果监测系统考虑具有结构设计验证的功能，那就要获得较多结构系统识别所需要的信息。一般来说，对于大跨度索支承大型桥梁，需要较多的传感器布置于桥塔以及加劲梁以及缆索、拉索各部位，以获得较为详细的结构动力行为并验证结构设计时的动力分析模型和响应预测。

另外，在支座、挡块以及某些联结部位需安设传感器获取反映其传力、约束状况等的信息。因此大型桥梁结构健康监测系统的功能应考虑以下几个主要方面:

1）结构整体行为方面:包括研究结构在车桥共同作用、强风、强地面运动下的非线性特性以及桥址处环境条件变化对结构动力特性、静力状态(内力分布、变形)的影响等。

2)结构局部问题:例如边界、联接条件，钢梁焊缝疲劳及其它疲劳问题;结合梁结合面的破坏机制;索支承大型桥梁缆(拉)索和吊杆的振动局部损伤机制。

3)抗震方面:包括各种场地地面运动的空间与时间变化、结构相互作用、多点激励对结构响应的影响等，通过对墩顶与墩底应变、变形及加速度的监测进行大型桥梁抗震分析等。

4)抗风方面:包括风场特性观测、结构在自然风场中的行为以及抗风稳定性。

此外，也应重视结构耐久性问题、基础变形规律、桩基的承载力等问题。

2、效益/成本分析

监测系统的设计首先应该考虑建立该系统的目的和功能，对于特定的大型桥梁，建立结构健康监测系统的目的可以是大型桥梁监控与评估，或是设计验证，甚至以研究发展为目的。一旦建立系统的目的确定，系统的监测项目就可以基本上确定，也就可以确定其功能的设计要求。但由于监测系统设计过程中各监测项目的规模以及所采用的传感仪器和通信设备等的确定需要考虑投资的限度，因此在设计监测系统时必须对监测系统方案进行成本/效益分析。根据功能要求和成本/效益分析将监测项目和测点数量设计到所需的范围内，以便最优化地选择安装系统硬件设施。

三、传感器及其优化布置技术

传感器的选择主要考虑以下几个方面的因素:传感器类型的选择以及传感器的精度、分辨率、频响及动态范围;传感器布设位置以及其周围动态环境的影响程度、测量噪声的影响程度等。

大型大型桥梁健康检测、监测过程中应用的传感器主要用来测量加速度、速度、位移及应变等参数，由于大型桥梁结构尺寸庞大，同时自振频率往往非常低，结构的响应水平通常也非常小，因此，要求传感器必须具有频响范围广、低频响应好、测量范围大的特点。传统的传感器有压电式力传感器、加速度传感器、阻抗传感器、应变片等，它们己广泛应用于各类工程结构的实测中，这里不再赘述.

目前新兴的传感器主要有:疲劳寿命丝、压电材料传感器、碳纤维、半导体材料和光纤传感器等。

光纤传感器是随着光纤通讯技术的蓬勃发展而涌现出来的一种先进的传感器，是用于长期监测的最理想材料。其主要性能特点包括:

1)具有感测和传输双重功能;抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀，本质安全可靠，耐久性好;灵敏度高;重量轻、体积小、可挠曲，对被测介质影响小;

2)便于复用、成网，有利于与现有光通信技术组成遥测网和光纤传感网络;

3)测量范围广。可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、液位、液体浓度、成分等。

四、大型桥梁结构健康监测系统总体设计

现代大型桥梁结构健康监测技术不只是传统的大型桥梁检测技术的简单改进，而是运用现代传感与通信技术，实时监测大型桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，并由此分析结构的健康状况、评估结构的可靠性，为大型桥梁的管理与维修决策提供科学依据.

1 监测系统的组建，见图1：

图 1典型大型桥梁结构健康监测系统框图

2 监测系统的设计原则

1)目的与功能的主辅原则

监测系统的设计应该以建立该系统的目的和功能为主导性原则，建立健康监测系统的目的确定后，则系统的监测项目和仪器系统就可基本确定。一般而言，建立大型桥梁健康监测系统的主要目的是掌握结构的运营安全状况，因此健康监测系统的设计应首先考虑以结构安全性为主的监测原则，是能够关乎结构安全与否的重点监测内容，而其它目的则为辅的。

2)功能与成本最优原则

健康监测系统的成本通常比较大，其成本一般由三大部分组成:结构仿真分析费用、仪器系统费用及处理软件费用。结构仿真分析部分费用一般较小，但其意义重大。仪器系统是健康监测系统成本的主要部分，监测项目及传感器数量越多，监测信息就越全面，从而系统成本就越高;反之则降低系统成本，但同时可能会因为监测信息不足而使监测数据有效性减小。所以为使系统成本更合理，有必要对功能与成本进行优化，使用最小的投资，获得最大的有效监测信息。信息处理软件费用，其主要功能是对巨量信息进行解释、存储、传输及初步评价等，

该部分费用相对也比较小。

3)系统性和可靠性原则

监测分析、仿真计算、工程经验有机结合，也只有用系统分析原理，使测点之间、监测项目之间能相互结合，从而提高整个系统的监测功效;监测系统最基本的要求是可靠性，而整个系统的可靠性取决于所组成的各种仪器的可靠性、监测网络的布置及设计的统筹安排和施工上的配合等因素。

4)关键部件优先与兼顾全面性原则

关键部件是指各种原因导致的可能破坏区、变形敏感区及结构的关键部位，这些关键部件都必须重点监测。但也应考虑全面性，考虑对结构整体性进行监测，例如基础的总体安全性监控等。

5)实时与定期监测结合原则

根据监测目的、功能与成本优化确定监测项目后，应该考虑的是实时监测与定期监测分别设置的原则。由于监测项目的不同，有些项目不必长期实时监测，但其监测频率又远高于人工监测，这时可考虑采用定期监测，以减少后期维护成本和数据处理压力。

结束语：

交通运输是一个国家的经济命脉，而大型桥梁是交通的咽喉，大型桥梁的建造和维护是一个国家基础设施建设的重要组成部分，同时也是经济发展与技术进步的象征。本文简要分析了大型桥梁的健康系统的设计，希望对同行以帮助。

参考文献：

[1]孙全胜.智能大型桥梁结构健康监测的研究，东北林业大学博士学位论文.2005.

[2]廖延彪‘光纤传感发展近况[J].光电子技术与信息，2000, 13 (3): 27-29.

第10篇

关键词：交通，智能交通，ITS，GIS，GPS

中图分类号：C913文献标识码： A

交通工程学科是研究交通发生、发展、分布运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、营运、管理、安全的理论方法以及有关设施、装备、法律和法规，协调道路交通中人、车、路与环境之间的相互关系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术学科。

交通学科中的道路运输系统是有人、车、路、环境等几个要素组成的一个系统的、动态的、复杂的系统。

一、交通工程学科面临的问题

城市交通的拥堵问题是目前以及今后相当长的一段时间内交通工程学科必须应对的问题。探讨城市的交通拥堵问题，至少需要涉及的学科有系统工程、城市规划、土地利用规划、经济学、行为心理学、社会学、公共政策学、管理学等。跨学科的研究方法有移植、渗透与融合等，关键是如何将其应用于城市交通问题。

随着计算机技术、信息传感技术的飞速发展，智能交通系统应运而生。智能交通系统于90年代至21世纪初被引入交通工程领域，重点研究交通系统的智能化，并逐渐成为解决交通工程关键问题的主要方法。

二、智能交通系统的定义和组成

智能交通系统（Intelligent Transportation System， ITS）定义为：在比较完善的基础设施之上，将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术和系统综合技术有效的集成，并应用于地面运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的、实时、准确、高效的地面运输系统。

智能交通系统按照组成部分来划分，主要包括如下几方面：

（1）交通检测技术：通过感应圈、红外、微波、闭路电视摄像、卫星定位技术，对交通车辆、道路进行检测，收集交通数据和图像信息；

（2）交通控制技术：包括先进的交通信号系统，匝道信号控制、信号灯控制等技术；

（3）通讯技术：包括高密度波分复用技术，光纤传输及接入技术，无线传输技术等；

（4）数据处理：车流数据、收费数据、监控信息数据等数据的处理；

（5）信息提供：提供出行信息，如交通状况、最佳行车路线等；

三、智能交通系统体系的主要功能

（1）信息采集：综合交通信息平台提供与各应用系统之间的通信联接和数据接口，从各应用系统中提取各类相关信息，用于后续的信息处理和信息服务。所提取的信息通常不是各应用系统的原始信息，而是经过各系统处理后的二次信息。这样一方面能减少平台信息处理的工作量，另外也能节省信息存储空间。

目前在交通工程领域采集数据主要利用传感技术，具体如下：

利用红外线，超声波，微波雷达，感应圈等传感器，对通过道路某一点的车辆，其数量、大小、重量、速度等进行统计分析。

利用浮动车系统，可以通过安装有GPS（全球定位系统）的公交车或计程车了解到该车辆通过某路段的时间速度，从而在一定程度上间接地推测出当前路面的交通状况。但是由于所获取的交通数据，其采样精度及密度均受制于有限的GPS设备，且无法获得浮动车以外其他车辆、行人等的交通数据，该技术对于微观交通行为的分析、管理优化，存在一定的局限性。

利用可见光摄像机，红外线摄像机等视频传感器，不仅能够对路段上车辆的通行状况，比如通过数量、大小、速度、颜色、车牌号等进行定量地统计，同时能够对某些特定行为，比如闯红灯、倒车、转弯， 交通事故等在一定程度上进行自动检测。特别是利用视频数据可以对这些特定行为的前因后果进行分析。

激光扫描仪是一种新兴的传感器。与视频等技术相比，激光测距扫描仪及其应用技术还大多处于研发阶段。

（2）信息处理：采用分类、统计、关联、序列分析等方法，将从各应用系统提取的信息进行处理和标准化，生成满足应用系统需要的特定格式的信息。

（3）信息存储：对各类交通信息按照一定的规则和组织方式进行保存，便于数据的查询、更新和维护。信息存储的形式可采用传统的关系型数据库方式，也可以采用数据仓库方式。另外，由于交通信息大多与地理属性有关，因此，利用GIS技术对部分数据进行组织、存储和显示，可以提高数据管理的效率。

（4）信息服务：综合交通信息平台的最终目的是为各应用系统提供其所需要的信息。由于不同的用户和应用系统可以获取或访问的信息各不相同，因此，需要建立完善的数据分层管理和权限管理，对无权获取特定信息的用户进行信息屏蔽，使不同用户既能获得各自所需要的数据，同时确保各应用系统数据交换和共享过程的安全性。

四、智能交通系统的主要构成

1．智能化交通管理系统

智能化交通信号控制系统和智能化交通监控系统，集成起来就构成了先进的交通管理系统的主要部分。

智能化的信号控制系统可以通过设在路上的传感器，检测路段和路口的交通状态，根据路口各个方向以及周围相邻路口的交通状态，改变路口各方向红绿灯信号的持续时间，使得路口的使用效率得以提高。智能化交通监控系统就是为此开发。它包括安装在主要交通干线上的摄像机和传感器(如电磁感应检测器、微波检测器、红外检测器、激光检测器等)、通信和传输系统、交通监控中心(包括数据存储、信息处理与显示、指挥控制等子系统)、信息系统和执行系统等。其功能主要包括：（1）对道路上的交通信息以及与交通相关信息的采集应该是尽量完整和实时的；（2）交通参与者(包括驾驶员、乘客、行人等)、交通管理者、交通工具、道路管理设施之间的信息交换可以做到实时和高效；（3）控制中心对执行系统的控制是强制和高效的（4）交通监控中心计算机系统(包括城市、高速公路的监控中心、运输管理中心等)配备有功能强大的软件和数据库，具备自学习、自适应的能力。

2．电子不停车收费技术

电子不停车收费系统(简称ETC)是智能交通系统中最先投入应用的系统之一，主要应用技术是自动车辆识别技术(英文简称AVI)。使用该种收费方式的用户必须在事前购买专用的电子标签并安装在前挡风玻璃上，当车辆驶入收费区域时，该系统安装在门架上或路侧的微波天线查询车载电子标签中存储的识别信息，如电子标签ID号码、车型、车主等信息，以辨别车辆是否可以通过不停车收费车道。在采用封闭式收费制式的高速公路上，在进入高速公路时，车道天线要向电子标签写入入口车站信息，在离开高速公路时，再读出入口信息以便系统计算通行费。

自动车型分类系统利用装在车道内和车道周围的各种传感器装置来测定通过车辆的类型，并与车载电子标签存储的车型数据进行核对，防止故意换卡违章使用，保障电脑系统按照正确的车型实现收费。

3．基于GPS和GIS的车辆定位与导航技术

GPS(Global positioning System)技术，即全球卫星定位系统技术，是利用分布在高空的多颗人造卫星对地面上的目标进行测定并进行定位和导航，它用于对船舶和飞机及其它飞行物的导航、对地面目标的精确定时和定位、地面和空中的交通管制以及空间和地面的灾害监测等。

GPS可以用于车辆导航，实现的主要功能有：车辆跟踪、航线设计、按计划航线进行导航、查询功能等。车辆导航系统主要由GPS接收机、微处理器、显示器、车辆导航软件和地理信息系统组成。GPS用于车辆运营管理，实现的主要功能有，查询功能、多屏幕，多车辆跟踪功能、指挥与车辆跟踪相结合、报警与意外处理等。

GIS(Geography Transportation System)技术，即地理信息系统，综合了数据库、计算机图形学、地理学、几何学等技术，以地理空间数据为基础，采用地理模型和分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，从而为存放和管理定位导航信息提供信息服务。GIS用于车辆导航与监控，实现的功能包括，电子地图显示功能、标注当前车位、地物信息分类索引、最佳路径选择、行车路线导航等。

GIS用于道路实网数据和属性数据以分路段的方式和地理坐标联系起来，可以对路面质量、路况和路面维护进行管理，另外也可以对桥梁、隧道及其他各种道路管理设施如信号装置、可变情报板等进行测量和管理，从而保证各项设施正常运转，交通管理和控制措施得以顺利实施。

在基于GPS+GIS的车辆定位与导航技术及应用方面，比较有市场前景的有两个方面。一是终端设备提供；二是增值运营服务。这两者相辅相成，终端设备市场的规模形成，离不开增值运营网络的建成与内容服务的增加，而增值运营服务的提供，最终又需要通过终端设备传递给用户。

目前，在国内增值运营服务这个市场正在逐渐为产业界所关注，但是，从发展的角度来说，目前缺少的是内容提供，而内容提供的瓶颈在于数据收集的手段有限。

五、结论

智能交通系统是随着人类科学技术的进步而不断发展的。同时实践也证明，智能交通系统是缓解现代交通问题的有效手段。随着人类社会进入信息时代，智能交通系统将是现代化交通运输体系的发展方向。

可以预见，智能交通系统的服务功能将更加完善，信息服务将呈现出多元化、个性化和细化发展；技术水平也将越来越高，系统处理、处置水平智能化程度将更高；系统的运营方式也将日趋多样化，系统运营将更加高效经济。

总之，随着智能交通系统的整合速度逐渐加快，多出行方式相关的ITS整合速度也将加快；智能化交通设施将得到逐步的发展；交通信息提供将更倾向于智能化发展水平。

参考文献：

[1]赵晓春. 现代科学跨学科研究的模式探析[J ].中国科技论坛，2008（11）.

[2]鲁兴启，王琴. 跨学科研究方法的形成机制研究[J ].系统辩证学学报，2004（4）.

[3]文洪朝. 跨学科研究―当今科学发展的显著特征[J ].西北工业大学学报(社会科学版)，2007（6）.

第11篇

一、以团队培养模式推动校企人才协同培养

学校以校企联合培养基地为依托，探索建立了全日制专业学位硕士研究生“团队培养模式”：通过组建不同学科领域导师组成的导师团队，建立了团队培养的课程体系，构架了“平台+模块”的可趁体系；形成了学位论文撰写和答辩制度，进入团队培养的研究生在基地实践的时间不得少于12个月，学位论文选题必须来自于企业的项目，由导师团队组织论文答辩。经过在河北沙河市等相关行业企业的试点，这种培养模式的成效已初步显现，企业还将获得优秀的高层次专业人才；深入企业直接参与实践，专业学位研究生将专业理论与专业实践紧密结合，专业素养水平不断提升，学生及其开展的研究对企业也具有一定吸引力。“团队培养模式”促进了校企资源的有效对接，创新了校企人才培养的协同机制，形成了校企双赢的格局。

二、以产学研一体化模式推动校企协同研究与成果转化

学校与中国建筑材料集团有限公司和中国中材集团有限公司签署了共建“‘985工程’绿色建筑材料与新材料科技创新平台”协议，通过建设学校现有的材料复合新技术国家重点实验室、硅酸盐建筑材料国家重点实验室和材料研究与测试中心，支持学校材料科学开展原创性基础研究，提升学校材料学科基础研究创新能力；通过建设学校现有的光纤传感技术国家工程实验室、特种功能材料技术教育部国防科技重点实验室和绿色建筑材料及其制作教育部工程研究中心等国家和省部级重点实验室，支持学校材料科学应用关键技术研究，提升学校材料学科应用研究创新能力；通过建设中国建筑材料集团有限公司、中国中材集团有限公司与学校的联合研究中心，校企合作开展材料学科的产业化关键技术研究，提升材料学科的科技成果转化和产业化能力。这种以学校的三个国家及科研基地为依托开展原创研究、以学校的有关工程技术中心为基础开展应用技术研发、以企业的研发中心为骨干进行产品工程化研究并将三者结合的思路，得到了国家相关部门的认可和支持，得以获批建设“985”优势学科创新平台。

三、以行业协同创新中心建设推动校研企协同创新。

第12篇

    1.汶川地震中道路边坡工程震害分析       

    2.边坡工程风险分析理论与应用研究      

    3.边坡工程分布式光纤监测技术研究      

    4.基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法     

    5.边坡工程灾害防治技术研究    

    6.复杂岩质高边坡工程安全监测三维可视化分析      

    7.锦屏一级水电站左岸高边坡工程整体稳定性的模型试验研究    

    8.边坡工程中监测数据场三维云图实时动态可视化方法       

    9.突变理论在边坡工程应用的研究进展      

    10.边坡工程监测技术分析     

    11.地震作用下边坡工程动力响应与永久位移分析      

    12.基于强度折减法和容重增加法的边坡稳定分析及工程研究     

    13.深埋混凝土抗剪结构加固设计方法及其在大型边坡工程治理中的应用    

    14.光纤光栅测试技术在边坡工程中的应用      

    15.三维不连续变形分析理论及其在岩质边坡工程中的应用     

    16.工程边坡绿色防护机制研究      

    17.边坡工程可靠性的支持向量机估计      

    18.对边坡工程安全系数的思考     

    19.边坡工程风险评估与风险因子比率分析    

    20.边坡工程可靠性分析的最大熵方法     

    21.西南水电高陡岩石边坡工程关键技术研究     

    22.边坡工程失稳灾害预警系统的研究       

    23.边坡工程建设安全评估方法研究     

    24.边坡工程耐久性研究分析    

    25.边坡工程辅助决策系统及其在万梁高速公路中的应用研究     

    26.公路边坡工程地质灾害危险性评估方法研究    

    27.边坡工程稳定性分析及处治技术研究      

    28.中国典型重大边坡工程稳定性与安全评价现状研究    

    29.边坡工程风险指标体系的建立与应用      

    30.边坡工程研究中的新理论和新方法评述       

    31.边坡工程地质信息的三维可视化及其在三峡船闸边坡工程中的应用    

    32.GIS和数值模拟技术在边坡工程中的应用评述    

    33.岩体边坡工程中的位移监测及分析    

    34.公路边坡工程监测技术评价与分析     

    35.可用于边坡工程的三种反演方法     

    36.泥化夹层对边坡工程稳定性影响及控制方法研究      

    37.风险评估方法在边坡工程中的应用     

    38.预应力锚索格构在边坡工程中的设计研究     

    39.锚杆加固机理研究及其在边坡工程中的应用    

    40.分布式光纤传感技术在边坡工程监测中的应用研究    

    41.高等级公路中的边坡工程问题     

    42.复杂边坡工程稳定性监测及信息施工    

    43.区间分析理论及其在边坡工程中的应用      

    44.边坡工程中的PSA-ANFIS反演设计方法      

    45.边坡工程监测资料的稳定性判断和利用     

    46.岩石边坡工程块体系统稳定性预测、监测与控制     

    47.植被混凝土在水利边坡工程中的研究进展和应用现状      

    48.强降雨下元磨公路典型工程边坡稳定性研究     

    49.既有软质岩边坡工程检测鉴定技术研究     

    50.边坡工程变形监测系统的研究      

    51.边坡工程常用稳定性分析方法    

    52.第七届全国岩土工程实录交流会特邀报告——基坑与边坡工程综述     

    53.人工智能在矿山岩体边坡工程中应用      

    54.边坡工程稳定性耦合分析理论与方法研究     

    55.边坡工程的爆破效应分析      

    56.福州武警学院新校区边坡工程设计研究    

    57.边坡工程计算机辅助设计    

    58.露天矿边坡工程系统演化过程    

    59.电磁波层析成像技术在复杂地质边坡工程勘察中的应用研究     

    60.水电建设中的高边坡工程    

    61.高速公路边坡工程工后稳定性评估    

    62.抗滑桩在边坡工程中的研究进展及应用    

    63.改进粒子群优化算法在边坡工程力学参数反演中的应用     

    64.基于光纤传感的边坡工程监测技术    

    65.三维环境下边坡工程地质编录关键技术研究及系统开发       

    66.边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计      

    67.边坡柔性防护技术在岩质边坡工程中的应用研究    

    68.露采边坡工程特点与有关问题的探讨      

    69.边坡工程监测信息可视化分析系统研发及应用    

    70.港渝两地边坡工程中土钉技术的对比研究     

    71.边坡工程集成式智能决策支持系统研究       

    72.竖向加筋技术在边坡工程中的应用研究       

    73.边坡工程模糊随机可靠度分析       

    74.基于逆可靠度的边坡工程反演分析       

    75.基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演       

    76.论环境边坡工程的设计与防治措施      

    77.福建山区高速公路边坡工程与锚固技术     

    78.大连某档案中心基坑边坡工程支护型式研究     

    79.极端冰雪灾害对边坡工程稳定性影响分析研究    

    80.有限元强度折减法在元磨高速公路高边坡工程中的应用     

    81.边坡工程模糊可靠度研究    

    82.边坡工程中的岩石力学参数研究方法探讨      

    83.云南红层分布及其边坡工程病害分析      

    84.广义塑性理论上限法及其在边坡工程中的应用    

    85.锚杆抗滑桩加固边坡工程动力稳定性分析      

    86.边坡工程中破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用若干问题探讨    

    87.边坡工程评价与设计计算机辅助系统     

    88.边坡工程反馈设计研究的人工神经网络方法        

    89.露天煤矿边坡工程的发展趋势      

    90.露天矿边坡工程技术的发展与展望       

    91.区间分析在边坡工程中的应用     

    92.边坡工程处治技术分析研究及工程应用    

    93.绿春县登天门景区边坡工程治理方案研究 优先出版    

    94.花岗岩类土质边坡工程特性及加固方法研究      

    95.边坡工程失稳灾害预警的研究     

    96.基于能量方法的岩体破坏机理及其在边坡工程中的应用      

    97.边坡工程加固需求度评价及其应用      

    98.基于DEA的地震作用下岩石边坡工程整体安全风险分析    .

第13篇

［关键词］网络拓扑;路由交换;光纤通信;汇聚层

0引言

因为“互联网+”时代的发展，人们基于互联网提出了许多新型应用，比如“互联网+医疗”、“互联网+制造”、“互联网+旅游”、“互联网+金融”等，扩大了互联网的应用领域，并且产生了车联网、物联网等新型网络模式，互联网的拓扑架构也在不断的发展和改进，从传统的星型网络、总线网络、树型网络发展到了有线、无线混合模式的网络［1］．智能终端的使用，使得接入的设备开始向移动终端发展，比如智能手机、传感器、平板电脑、无线AP等，因此构建一个强大的互联网拓扑结构，确保网络管理简单、运行维护方便，具有重要的作用［2］．

1网络通信需求

随着互联网的广泛使用，人们对网络通信的要求也会比较多，比如用户已经对IPTV、WLAN业务、视频通信等高带宽业务的需要渐渐增加，用户对带宽要求已经越来越明显;工业生产对网络通信有很高的实时性与专用性，需要保证互联网的通道是安全的、独占的［3］．具体需求描述如下:(1)高速的宽带上网业务需求．现在ADSL方式接入的下行最高可以达到512Kbps速率已经不能满足宽带用户高速上网业务的需要，必须使用更高的速率才能够满足高清晰数字电视、交互性网络游戏等需求，比如需要采用4M的带宽满足4K画质的电影，甚至玩大型的网络游戏需要10M的带宽资源，并且个性化点对点的通信业务也迅速增加，对于宽带的通信要求大幅度提升．(2)面向IPTV的高清晰数字化视频业务．随着中国通信的三大运营商推出IPTV，该业务已经深入到人们的家庭娱乐生活中．许多用户选择IPTV业务作为电视业务进行观看，是因为该业务不仅能够实现数字电视的许多相关功能，同时可以实现回访、点播等一系列的强大的视频交互功能，各类型业务需求的主要是直播与点播功能，使用的是下行流量，可以采用不同的格式的编码设置不同的码流，需要达到2M－4Mbps．(3)WLAN上网业务需求．目前，许多家庭、饭店、酒店、企业在部署了光纤网络之后，为了提高设备接入的便捷性，利用无线路由器构建了多个WLAN，可以接入多个智能手机、Ipad、笔记本等无线终端，可以通过智能手机看电视、看视频、玩游戏、看新闻等等，同时需要消耗大量的数据流量，普通的带宽资源不能够满足，带宽需要达到2M－4Mbps．(4)VoIP视频电话业务．视频电话业务与IPTV业务有许多的相似之处，用户端都需要用到互联网网关，利用网关的以太网端口根据不同的业务种类进行VLAN划分，这样OLT就可以VLAN业务进行有效的透传，目前视频电话业务发送的多为多媒体语音资源，为了保证通话质量和流畅性，需要采用光纤改造提高带宽资源，传输语音信息．(5)物联网业务．物联网是一种新型网络，物联网是信息技术发展的一个新的阶段，其可以使用多种通信传感技术，实现人与物、物与物之间的信息交换，帮助人们构建新型的工业生产控制、军民通信传输等网络．物联网包含的节点类型很多，这些节点集成在一块需要利用先进的路由传送技术，从而可以完成数据采集、数据传输及数据处理．因为物联网接入数量大，为了更便于管理，希望通过动态方式获取IP地址，但是对于传统的服务器，比如Web、DNS、认证计费服务器等等，为了用户能更好的访问需要设为固定的IP．

2网络拓扑组建模式设计

2．1网络拓扑组建设计原则

网络拓扑组建需要遵循以下几条原则:

(1)可扩展性．网络拓扑结构需要保留较多的接口，以便未来根据通信需求增加终端设备和服务器，增加之后不影响原先网络的配置就能实现通信．

(2)安全性．网络拓扑结构组建最为关键的目的就是实现数据通信和传输，数据传输会由于组网介质、接入设备的不同产生冲突，也可能收到外来黑客、病毒或木马的攻击，因此网络拓扑组件需要保证网络的安全性［4］．

(3)数据传输速度高．新型网络为了满足高清晰度、数字化多媒体通信需求，需要保证很高的带宽，采用光纤网络、三层交换机或阵列路由器提高数据传输速度，满足大容量数据通信需求．

2．2网络拓扑组建模式

网络拓扑组建模式采用三层架构模式，分别是核心层、汇聚层和接入层［5］．核心层可以完成较高速度的数据转发，可用构造的光纤资源建一个快速的通道，还可以不负责任何的设备的管理，只完成数据转发，也不需要为网络管理分配负载．汇聚层可以完成数据信息的路由聚合、流量收敛功能，其可以使用当前最为先进的光纤路由器或三层交换机，采集网络拓扑结构的物理设备信息，构建一个完整的路由转发表，并且利用先进的路由聚合协议、流量收敛规则等网络管理模式构建一个冗余的、快速的管理系统，实现网络路由更新和维护．接入层面对用户终端，其可以有效的完成网络访问控制功能，并且限制VLAN工作网站和终端的接入功能，这种设计模式可以有效的避免网络产生拥塞，并且可以更好的保证快速定位、解决网络故障．网络拓扑架构是组件模式的物理实现，拓扑架构设计的目的就是确定每一层物理设备的类型和种类．为了能够更加突出的展现网络拓扑设计情况，本文针对产业园区网络进行设计．具体的，产业园区需要架设的服务器包括Web服务器、DNS域名服务器、FTP服务器、计费认证服务器;产业园区网络关键业务为高清晰视频业务、在线网络游戏业务，因此需要满足公网用户对产业园区网站服务器访问的速率保证，实现服务器数据库高速率并发访问．由于访问产业园区网络的PC数量非常多，为了更便于管理，通过动态方式获取IP地址，对于Web、DNS、FTPsystem、认证计费服务器为了方便用户访问需要设定为固定的IP．不能由于产业园区用户P2P下载流量而影响其他用户的正常使用;实现基于用户的计费和认证;网络运行不能由于产业园区内的某条线路故障而影响整个园区的网络稳定．园区网络拓扑结构设计最为关键的工作就是确定每一层的物理设备硬件，这些设备硬件可以使用核心交换机进行相关的流量冲击测试，并且能够汇聚每一个单元和楼层的设备．三层是系统的核心层，为了便于提高系统数据转发的能力，采用相关的SW00N交换机，该交换机是一个三层交换机，同时具备转发和路由功能．

产业园区网络的主干网络组建时，其可以采用千兆以太网，这样就可以支持更高的数据传输带宽，连接多种物理传输介质，并且可以提供服务质量保证．主干网使用的数据帧格式为IEEE802．3帧，同时可以满足用户全双工、半双工模式的通信服务，并且能够在共享模式下使用CDMA/CD协议，便于网络的向后扩展和兼容功能，传输速度比传统的以太网高出数百倍．产业园区网络覆盖的范围较大，比如一栋写字楼包含多个政企单位，一个政企单位又可以划分为多个部门，因此为了能够保证互联网的正常运行，产业园区网络路由交换部分设计是需要保持高带宽、高吞吐、高稳定的特征，同时可以提高各个园区网络之间的路由交换能力．另外，产业园区为了为了提高各个政企单位灵活部署、便于管理的需求，可以使用VLAN划分为多个子网络，比如按照Mac地址、IP地址、政企单位或内部部门等进行划分，确保产业园区网络的访问控制规则发挥作用．VLAN划分之后，路由交换协议可以采用VLAN链路聚集协议和VLAN间路由协议［6］．VLAN链路聚集协议是指将汇聚交换机设置为一个强大的VTP服务器模式，就可以将其配置入交换机内部，实现一个VTP客户端模式，因此配置汇聚交换机时需要详细的配置整个网络的VLAN路由协议，并且将所有的交换机都接入到这个VANL中．园区的许多写字楼都需要按照企业部门的划分，归属于不同的VLAN，但是VLAN能够将相关的流量隔离到一个相关的广播域或子网中，如果各个VALN部门之间需要进行相关的数据传输和通信，为了能够实现相关的VLAN通信顺畅，论文针对产业园区三个层次的汇聚交换机实现路由通信传输功能，并且可以将VLAN的网关指向相关的汇聚交换机，同时可以终止本地VLAN通信的传输内容，保障网络隔离情况，防止广播风暴扩散到局域网．

3结束语

随着光纤通信、移动通信的发展，互联网组网时需要融入更多的智能设备，比如智能手机、传感器等，这些设备通常采用无线接入模式，因此网络拓扑结构设计时还需要充分的考虑这些设备的移动性、无线性，采用更加先进的网络拓扑结构和聚合协议，这样就可以在提供高速度、高安全数据传输的同时，更好的满足设备的灵活接入，以提升网络吞吐率和并发处理性能，进一步改进网络拓扑结构能力．

参考文献

［1］雷霆，余镇危．基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究［J］．计算机工程与应用，2007，43(6):132－135．

［2］李婧．面向流数据处理的数据中心网络拓扑研究［J］．计算机应用与软件，2014(9):142－146．

［3］汤新鸿．高校计算机校园网络拓扑结构模式研究［J］．贵阳学院学报，2010，5(1):90－92．

［4］李丹程．马东琳．韩春燕，等．面向Trunk技术的网络拓扑发现算法研究［J］．小型微型计算机系统，2012，33(11):2435－2441．

［5］杨明英．雷斐．董德尊，等．一种新型混合互连网络拓扑结构的分析与优化［J］．计算机工程与科学，2014，36(12):2400－2409．

第14篇

关键词：土木工程；结构检测技术；发展状况

Abstract: this paper, based on the working practice, this paper analyzes the current civil engineering the main structure of testing technology, and introduces mainly in civil engineering structure detection technology in the process of the development of the perfect discriminate the damage index, improve the detection correctness, optimizing the sensor's arrangement, enhance inspection reliability and nonlinear diagnosis technology of the application, meet the practical situation and so on the concrete application development trend. We hope that relevant personnel to reference and thinking, civil engineering structure detection technology research, thus discusses the optimal structure more determination technology development plan, to safeguard the quality of civil engineering.

Keywords: civil engineering; Structure detection technology; Development status

中图分类号： V448.15+1文献标识码：A文章编号：

土木工程结构检测在工程建设中具有很重要的经济效益和社会效益。结构检测技术在土木工程中的应用不仅涵盖了工程地质学、结构力学和建筑材料学等理论，还和工程的施工工艺、评估标准以及质量要求等有着密切的联系。土木工程结构检测技术随着科技的不断进步，逐步实现了现代化，在土木工程的混凝土结构、砌体结构和钢结构的检测上得到了广泛的应用。下面，就主要从三种结构的检测技术进行分析，并简要探讨整个结构检测技术的发展趋势：

一、 土木工程结构的主要检测技术

1、 混凝土结构检测技术

混凝土结构检测技术通常是采用钻芯法、超声法和回弹法。钻芯法比较可靠直接，但是对整个土木工程的建筑结构存在一定的损伤，通常没有得到业主认可和容易产生严重后果的前提下，都不会采用这种检测方法。而超声法则是一种比较先进的检测技术，它是利用超声波在混凝土结构中的传播参数来对整个混凝土的结构进行检测，由于混凝土中的材料成分复杂，对超生波的衰减和吸收的差异性较大，当整个混凝土结构对整个超声波传播中产生的具体参数变化情况一定时，就可以根据具体的监测数据进行内部结构是否出现裂缝或空洞的情况进行确定，检测出内部结构的缺陷状态。钻芯法则是目前土木工程中最常用的检测方法，它是通过回弹仪来测定整个混凝土的强度。一般都是采用专门的水冷式钻机，在整个混凝土结构构建上进行采样，然后在开始混凝土结构的抗压强度的实验，进而推断出整个混凝土内部的结构缺陷情况。

2、 砌体结构检测

国内很多的土木工程都是采用的砌体结构，由于它本身的自重较大，加上强度和粘结度较低的缺点，当收到强大的外力作用时很容易出现损坏的情况，因此对砌体结构进行检测对整个砌体建筑的质量保证有着积极的意义。砌体结构的检测技术主要分为动态检测和静态检测。同时材料的不同也决定了砌体结构检测技术的不同，当砌体是石块，通常采用钻芯法进行检测，当砌体是砖体是通常采用回弹法以及回弹发和钻芯法结合的方法。自重砂浆轻度是整个砌体结构检测中的重要参数，一般都是采用的筒压法和推出法。筒压法通常是将样本砂浆进行碾碎、烘干，然后分成具有级配的砂浆颗粒，然后装到承筒中进行筒压法，然后再断定砂浆的强度是否达到质量的要求。推出法则是利用推出仪在砌体结构的墙体上面推出砖块，然后结合水平推力和推出砖块西表面砂浆的饱满度来进行检测，进而达到检测砌体结构的目的。

3、 钢结构检测

钢结构的检测通常都是指钢构件的性能会质量的检测。另外，钢结构的检测可以细分至构件的变形损伤。尺寸偏差以及构造和涂装还有构建材料的连接和性能测定等项目，在检测过程中必要时可以对钢构件的性能进行实载检测和动力测试。和混凝土结构。砌体结构相比，钢结构具有自重轻、强度高、材质均匀且韧性和塑性良好的优点，这样在土木工程中的应用就更加具有优势。随着钢结构在土木工程中的应用越来越广泛，钢结构的检测技术也在不断进步。目前，钢结构的主要检测技术有超声波检测、射线检测、渗透检测、磁粉检测以及涡流检测等，结合这些先进的检测技术，整个钢结构内部的缺陷情况能够比较精准地检测出来。但是钢结构检测技术在国内的发展还在不断前进中，不具备成熟的检测技术，今后还有待进一步的完善和改进。

二、 土木工程结构检测技术的发展趋势

1、 完善损伤判别的指标，提高检测正确性

现有的土木工程结构检测技术在损伤指标的判别上已经形成了科学系统的体系，在主要检测参数的设置和分类上也取得了很大的进步。但是，国内土木工程结构检测技术和国外的相比还存在一定的问题，需要对损伤判别的指标进行不断的完善，以提高整个结构检测的全面性和正确性。在选择特征量方面，通常都利用一些在损伤情况时结构中的一些变化参数来来进行诊断的，这些特征量能够反映出整个土木工程结构中的抗压、抗剪以及材料的结合力等变化情况，进而通过这些指标的综合分析来诊断结构内部是否出现了裂缝或者空洞情况。随着我国土木工程建设的技术不断进步，在质量方面的要求也逐步提高，整个检测技术应该围绕着工程建设的质量要求来进行改进，在损伤判别的指标选定和完善上面，要进行不断的完善，最终满足整个土木工程的建设要求，提高检测技术的科学性、准确性。

2、 优化传感器的布置，提高检测的可靠度

传感器的数量、位置和类型对整个土木工程的检测技术起到了决定性的作用。随着土木工程的建设复杂性与日俱增，在结构检测的诊断过程中对传感器的优化工作也提出了新的要求。在今后的土木工程结构检测技术的发展过程中，传感器的布置应该得到有效的优化，进而提高整个检测技术的可靠性。传感器的优化应该在结构总体分析的模型基础之上，利用广义的遗传算法来进行，从而确定传感器的优化布置工作。另外，在传感器的数量布置上，也应该进行科学的优化，利用噪声信号系统的正确运作来实现信息的最有采集工作，将优先的传感器数量设置进行最佳的合理安排，进而实现传感器优化布置。在今后的发展过程中，土木工程结构检测技术在传感器的优化布置上应该投入更多的精力，实现检测技术的精良应用。

3、 非线性诊断技术的应用，满足实际情况

土木工程的结构大体上都是非线性的结构，在检测技术的应用上应该结合整个结构的非线性特点进行非线性诊断技术的应用，从而体现整个结构检测技术的科学性。虽然目前在土木工程结构检测技术中非线性诊断技术的应用存在一定的困难，相较于线性诊断而言，这种技术更加需要复杂的计算算法和技术操作，但是非线性诊断技术更加贴近实际。在今后的结构检测技术发展中，非线性技术的研究和应用应该成为一个重点，考虑到遗传算法、小波分析和神经网络在非线性分析和数据处理上所具有的优势，在结构损伤的辨识上面非线性结构诊断技术有着很大发展空间和前景。非线性结构检测技术在发展中应该不断针对土木工程的建筑结构作出调整和优化，改进和完善整个非线性结构诊断技术的应用。

三、 结语

综上所述，目前我国的土木工程结构检测技术还处于一个不断发展的阶段，在混凝土结构、砌体结构和钢结构的检测技术上还有很大提升空间。针对这些结构检测技术进行研究，能够拓展整个土木工程检测技术的发展空间。土木工程检测技术的不断改进和优化，能够为整个土木工程建设领域带来很大的影响，能够更好地保障整个工程的建设质量，符合社会的发展要求。

参考文献：

[1] 叶文亚;李国平;;钢筋混凝土和预应力混凝土结构服役期性能退化相关性定性的分析[A];结构混凝土创新与可持续发展——第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术交流会论文集[C];2005年

[2] 李兆霞,李爱群,陈鸿天,郭力,周太全;大跨桥梁结构以健康监测和状态评估为目标的有限元模拟[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期

[3] 赵顺波;曲福来;程远兵;李晓克;;论课程组建设在实现教学团队科学发展中的作用[J];华北水利水电学院学报(社科版);2010年01期

[4] 唐天国;鲍华;朱以文;蔡德所;刘浩吾;;光纤传感技术在工程健康监测中的应用分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

作者简介：

第15篇

术产业现状和风险投资的基础上，寻求风险投资公司和高校高新技术产业的结合点，以促进二者的快速成长

和发展。

关键词 产学研 风险投资 高新技术产业 风险投资公司

1 高等学校高新技术产业与风险投资的内涵及外延

高校是培养和造就高素质的创造性人才的摇篮，是认识未知世界、探索客观真理、为人类解决面临的重大课题提供科学依据的前沿，是知识创新、推动科学技术成果向现实生产力转化的重要力量。产学研合作是指高等学校把科研成果迅速投向企业，并积极促进其转化为生产力，在短时期内通过市场形式实现为人类服务的目的；同时，科技成果与企业、市场结合形成的资本，又部分反过来投入高校科研，从而增强高校实力。通过这种结合，促进教学、科研的资本转化。

高校高新技术产业化就是要使高校高新技术成果实现工业化，把新技术变为可供广泛应用的新产品、新资源。它具有高投入、高风险，高收益的特征。

风险投资是指投资主体将资本投入到高新技术产业，特别是尚处于创业阶段的新兴高科技产业，并与之合作经营，完成高新技术的开发及其成果的产业化，待高新技术产业成长为规模产业后，以出让其股权获得收益的一种投资方式，它涉足的大多是高新技术产业。风险投资具有如下一些特征：它以那些比较长期的、有创意的、具有较高潜在市场收益和商业前景的高新技术产业或项目作为投资对象，风险投资主体以资本人股，实行长期投资，注重长远利益；通过扶植高新技术产业的股权置换或企业上市，以及股票升值的办法来回收资本和高额利润，再投资另一新创企业，周而复始；具有较大的风险性和高收益性。从事风险投资的企业被称为风险投资公司。

风险投资作为20世纪金融领域最成功的创新成就之一，在美国“硅谷”取得了极大地成功，特别是在IT行业中，演绎了一个又一个传奇的神话故事，在短短的几十年里，发展成为一个重要的投资方式，并得到国内外经济界和教育界的普遍关注。

2 风险投资在高校高新技术产业中的作用

一位美国投资专家曾这样评价过风险投资：美国硅谷的神奇故事，不仅归功于科学技术的发展，更得益于一种特殊资本运营模式一风险投资。据统计，美国90％以上的高新技术产业是按照风险投资模式来运行的，接受风险投资的企业中有80％以上的是高新技术企业，闻名世界的微软公司、英特尔公司、苹果电脑公司无一不是借助风险资本起家发展起来的。由此可见，风险投资对科学技术和社会经济的巨大影响，不仅如此，它对高校高新技术产业同样具有强大的支撑作用。具体表现在：风险投资公司介入，可以使高校高新技术产业按照现代企业制度进行规范操作和科学管理，做到产权清晰，权责明确，事企分开；有助于解决高校高新技术产业资金投入不足的难题；可以更好地促进高校科技成果的转化，有助于高校高新技术产业通过收取技术使用费、转让费以及技术人股来获得较好的经济收益，大幅提高科研人员的经济收入，更好的留住人才！

3 高校高新技术产业为引进风险投资创造了应有的条件

随着风险投资的深人人心，高校高新技术产业与风险投资公司的合作亦具备了一定的条件。一是高校是培养高级专业人才的主要基地，拥有大学所固有的创新能力，能够利用学校的技术、人才、信息等资源的综合优势创造良好的投资环境；二是高校已逐步形成了一整套校内科技成果产业化的创新机制，通过技术创新把高新技术成果产业化，形成了一定的规模和效益。

我国的风险投资活动自开始以来，经过十几年的孕育，有了较大的发展，已出现了一批知名的风险投资公司，为高校科技产业的发展奠定了一定的资金基础。同时，风险投资作为一种特殊的投资行为，其外部环境建设又不可能一蹴而就，我国的风险投资还处于摸索和哺育阶段，在这个阶段，我们也应该看到高校科技产业面临着许多急需解决的问题，迫使高校高新技术产业要努力挖掘潜力，从以下几个方面把握机遇：

(1)从我国高校目前的情况分析，开发出的科技成果转化率较低，目前，我国科技成果成功转化比例不足20％，远远低于发达国家的70％的平均水平。这与高校的教师、科研人员重理论轻实际，重论文轻应用，缺乏风险意识有关。所以，要提高高校高新技术产业对国民经济的贡献率，就要注重科学研究的高水平，努力使课题的研究与开发处于学科的前沿，按照市场经济的特点，从能够商品化生产的角度出发，进行选题、立项、技术设计、开发，优化技术开发项目的投入要素，把有限的资源配置到市场需求、有应用前景、有较强的国际竞争力、有较好的经济效益和社会效益的项目中去，更好的情况是这些研究成果的应用能具有促进某个产业跨越式发展的潜力。

(2)我国有丰富的项目源，其中的基础研究成果往往并不是直接的生产力，高校高新技术产业对于这些丰富的科技成果应保持高度的关注，充分发挥自身的潜力和人才优势，及时对基础研究成果进行进一步的研究、开发并使之成为具体的技术成果。在无法转化的科技成果中，风险投资仅占很少一点点，这说明

我国的风险投资远没有担负起它应担负的责任，换言之，风险投资在高校高新技术产业还有巨大的发展空间。

(3)寻求政府的扶持和资助。高校高新技术产业的发展存在一些市场力所不及的地方，需要借助于国家的政策优势。我国已将发展高科技产业化作为我国经济持续、健康、快速发展的一项基本国策，以信息化推动工业化。高校高新技术产业应把握好这个政治制度上的保证，力争政府的支持与帮助。通过政府的有效调控，建立既能减少风险又能促进高校高新技术产业研制高新技术产品的机制，为高校高新技术产业的发展营造良好的政策环境和市场环境。

(4)高校高新技术产业最终要依靠自身的实力在激烈的市场竞争中立足，高校高新技术产业必须积聚创新的能力、创新的机制和创新的动力以求得生存和发展。下大力建设好大学科技园是有效途径之一，大学科技园是高校的教学科研和生产实践结合的基地，是产学研结合的基地，是创新创业人才培养的基地，是高新技术企业创新的基地，应积极鼓励院(系)到科技园创办科技型公司，充分享受其中的优惠政策。科研基地建设直接关系到高等教育和科技发展的水平，重点学科、重点实验室、工程技术研究中心是高等学校教学、科研、高新技术产业发展的基础，是高校知识创新、人才培养、技术开发、成果转化的依托，是为经济建设服务的重要基地，也是高校自身建设发展的生长点和创新体系的核心。

4 风险投资公司介入高校高科技产业要具有战略眼光

发展高校高新技术产业需要社会力量的支持，需要风险投资公司及风险投资家的参与和推动。另一方面，风险投资公司也获得了盘活资金，提高经济效益的渠道。高校高新技术产业是具有很大发展潜力的产业，具有长期、稳定的回报。从国外的经验可知，推动经济长期增长的动力不仅来自于高科技的发展，也

来自于发达的教育对高科技人才的培育，而风险投资公司介入高校高新技术产业，为高校高新技术产业提供资本运作，更显示出风险投资公司的战略眼光和对高校高新技术产业的投资价值，高校高新技术产业的短缺，给风险投资公司投资高校高新技术产业提供了广阔的天地，带来了巨大的发展机会。风险投资公司与高校高新技术产业的合作也具有良好的有利条件。一是有政府政策上的优惠。比如税收优惠、财政补贴、证券市场、投资政策等鼓励性措施；二是高校科技产业无三角债的困扰，在某种程度上减少了投资风险；三是风险投资公司可以从高校科技产业得到知识、技术、信息、人才的便利条件，在与之的交往的过程中，无形中会提高公司的知名度，也会使公司和员工受到高校人文环境的影响，增强公司的文化氛围，对风险投资公司的长远发展是有好处的。

5 学校高新技术产业的发展大大提高了其综合实力

以武汉理工大学为例，学校合并组建后不久，为了推进重大科技成果的产业化，组建了武汉理工大学产业集团。4年来，产业集团依托学校的科技人才和科技成果优势，按照现代企业制度，先后发起和组建了光纤传感技术科技股份公司、南华高速船舶工程股份公司、华海物流技术科技有限公司、武汉理工光学科技有限公司等高科技企业。学校的科技产业销售收入从3年前的2 700余万元增长到2003年的2．65亿元(三年增长了近10倍)，上交利税从3年前的264万元增长到2003年的2 670余万元。学校通过技术投资，吸引社会对学校的高科技产业的现金投资达到1．31亿元，有力的支持了学校的高新技术产业化。

武汉理工大学创办的大学科技园，从开始就按照现代企业制度发起并组建了武汉理工大科技园股份公司，依托学校的科技优势吸引社会资金6000万元。科技园的建设，一方面为学校的科技企业发展提供了支撑平台，4家学校的科技企业已人驻科技园，其中武汉理工光纤传感技术科技股份公司已投资近6000万元，在科技园建成了年产值达5亿元规模的光纤系列传感器生产线，并已于2003年10月建成并投产。另一方面，科技园同时利用其融资、投资和孵化器的功能，投资孵化学校的高新技术企业。我校通过加强产学研工作，还出台了一系列鼓励广大教师从事科学研究的政策和措施，在全校范围内大力营造科技创新环境，通过政策引导，极大地调动了广大教师从事科技工作的积极性，承担了一大批国家科技计划重大(点)项目和重大工程项目，使学校的科技经费到款，从2000年的5000万元，2001年8700万元，2002年1．54亿元，2003年大幅增长到2．46亿元，年度到校科技经费3年增长了4倍。学校的科技工作逐步进入良性循环，呈现出健康、快速发展的局面。

参考文献