电路与系统范文

导语：如何才能写好一篇电路与系统，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。

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关键词：汽车电路；电气系统；检测；维修

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.159

1 汽车电路与电气系统的基本组成

汽车整车电器设备包括满足车辆运行的基本设备和为了提高车辆安全性、舒适性而增加的一些电子控制系统组成。其主要的电气设备包含有：电源系统、起动系统、点火系统、照明信号与警告系统、仪表系统以及其他辅助电器。电子控制系统包含有：电子控制燃油喷射系统（EFI-Electronic Fuel Injection）、电控自动变速器（AT-Automatic Transmission/ Transaxle）、电控悬架系统（Electronic suspension system）、电动转向系统（EPS- Electronic Power Steering）、制动防抱死系统（ABS-Anti-lock Brake System）、辅助乘员保护系统（SRS-Supplemental Restraint System（安全气囊）、自动空调（A/C-Air Condition）。

汽车的种类很多，但其电器电路的设计一般都遵循一定的规律。汽车电路结构，工作过程和故障性质等方面具有共同特点，汽车电气系统的电路特点如下：

其一是所有的汽车电路结构都采用低压供电的单线制接入方式，目前汽车所用的蓄电池电源一般是直流电源，其通用的电压通常为12福特，汽车上所有用电设备是并联的，汽车发动机、底盘等金属机体，作为各种电器的公用电路，由用电器到电源只需一条导线。

其二是用电设备的并联状态，汽车上所有的电气设备都各自串联在支路中，与电源并联，并且各支路由单独的开关控制，互相独立，互不干扰。

其三体现在汽车电路的保护装置上，根据相关规定，汽车电气设备都必须负极接铁，并安装了保护装置，一般串接在元器件回路中。

2 汽车电路与电气系统的常见故障检测方法

2.1 直观诊断法

直观诊断法实际上是汽车电路与电气检测的第一步，也是其他诊断方法的基础步骤，许多有经验的维修人员，能够凭借自身的直觉以及经验来做到准确的诊断出电路故障所在的地方。直观诊断法的主要通过利用人体的感觉器官来对汽车电器进行外观检查，例如当汽车电路中出现短路故障，较为常见的现象为冒烟、焦臭、异响等现象，都可以通过直观感觉看见或者触摸、闻到气味，对于经验丰富的汽车维修人员，往往能够直观诊断确定故障所在的大致范围，继而缩小了对电路的故障的排除范围。

2.2 搭铁试火诊断法

搭铁试火诊断法是一种最为简便、常见的汽车电路诊断方法，它的主要原理是利用用电设备与金属部分链结构产生的火花强弱来判断故障。搭铁试火的诊断方法分为直接搭铁和间接搭铁两种。直接搭铁是一种根据未经过负载而直接搭铁所产生的火花来判断线路状况的方法。例如怀疑照明总开关至制动开关一段线路有故障时，可拆下制动开关上的线头直接搭铁碰试，若出现强烈火花，说明这段线路正常；如火花较弱，说明这段线路中某一线头接触不良或脏污；若无火花出现，说明这段线路断路。间接搭铁则是根据通过汽车电器的某一负载而搭铁所产生的火花来判断线路或负载故障的方法。

2.3 仪器仪表诊断法

仪器仪表诊断法是对汽车电路系统最为科学、结果最为可靠的诊断技术，它主要利用了精密度仪器例如示波器、万用表来对电子控制系统进行精密的检测，通过对比相关的电路参数来确定故障发生的电路，一般来说，仪器仪表诊断法的精度最高，但这种测试方法必须要求使用者能够熟练操作仪器仪表，并且能够熟悉各种汽车的主要电路参数，必须具备有一定的判断能力。

2.4 换件排除法

换件排除法主要用来检测大范围的故障问题，这种方法与电脑维修中的检测卡诊断方法类似，指用规格相同、性能良好的电器去代替怀疑有故障的电器设备以进行比较和判断故障的方法。

3 汽车电路与电气系统的维修注意事项

汽车电路与电气系统的线路结构较为复杂，在维修过程中需要注意以下几个方面的事情：

首先，要详细了解汽车电路与电气系统各组成体系的主要工作原理，了解各种电子元件的特点，并具有良好的电路基本功，做好详细的准备工作。

其次，在汽车维修工作中，应该做到对所有电气元件的轻拿轻放，并注意对温度敏感的电路元件进行优先考虑，避免在焊接过程中造成对温敏元件的损坏，产生新的故障。

第三，拆卸蓄电池时，应先拆下负极接线；装上蓄电池时，则应最后连接负极接线。拆下或装上蓄电池时，应确保点火开关和其他开关都已断开，否则会导致半导体元器件的损坏。同样，拆卸和安装元器件时，应切断电源。

第四，对于不可拆卸的电子电路元件，特别是涉及到电子元件内部的故障出现时，检测和维修的原则主要为由外到内的逐一排查方法，大胆假设，小心作业，在保证不产生维修导致的人工破损的前提下找到故障发生的地方。特别是在对进口车的维修中，有许多维修工人为了省时省事，在没有原装电子元件的条件下采用国产件代替，而实际上，国产件与进口件往往存在一定的参数差异，贸然替换实际上也是一种故障隐患。

第五，在焊接维修过程中，应该严格控制电烙铁的功率和温度，避免电烙铁对汽车电路元件产生破损情况。一般情况下，应该选用恒温的电烙铁，其功率应该小于75W，在焊接过程中应该保证焊点与元件引脚之间保持合适的距离。

第六，在采用仪器与仪表来进行诊断监测过程中，要确保检测人员熟练操作相关的仪器仪表，避免随意的进行检测，特别是在检测小功率晶体管过程中，不能使用欧姆表，利用万用表检测也不能够使用低阻欧姆档，避免过载。

第七，要巧妙的利用汽车自己搭载的智能诊断系统的自我诊断结果，一般来说，现代汽车的自我诊断精度较高，在维修过程中应该讲实际诊断与自我诊断相互结合起来，以节约诊断工作时间，提升维修效率。

参考文献：

[1]王勤，房友田.汽车电控系统基本检修方法及应注意的问题[J].汽车维修，2012（02）.

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关键词：计算机仿真技术；电力电子电路；电力电子系统

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-01

就现阶段而言，计算机技术已经渗入到各行业及领域当中。计算机仿真技术在电路与系统分析中的应用对电力电子技术领域相关产品的生产及技术的开发有着十分关键的作用，这是因为该技术的应用能提高电力电子领域技术人员的专业知识、提高电路设计的完善性以及改进相关产品的性能等。因此，文章将对计算机仿真技术的概念和应用进行介绍，并对该技术相关优化提出建议。

一、计算机仿真技术的简介

计算机仿真技术是在现代信息技术的基础上发展起来的一类综合性技术，该技术综合了原理相近的不同专业领域的多项技术，包括了信息技术、网络技术、图形及图像处理技术、多媒体技术、软件技术、数据分析处理技术、自动化技术以及系统工程技术等，其目的是对系统的设计方案和运行进行了解。计算机仿真技术具有涵盖量广、应用范围大、自动集成化高等特点，目前常用的计算机仿真软件有matlab、pspice、saber等[1]。

二、计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中的应用

（一）电力电子电路及系统的简介

电力电子电路系统主要由电力电子主线路、控制电路以及异步电动机等几部分组成。其中，主线路包括了理想供电电源、受控供电电源、电力电子部件、电阻、互感电感器以及电容，控制电路包括了信号源、代数运算、快递函数以及输出等几大模块，异步电动机主要包括直流电动机及交流电动机。

（二）计算机仿真技术软件的应用

单相boost功率因数矫正电路是电力电子领域的典型电路工作原理图，现就pspice及Power System Blocksets两种计算机仿真软件在该电路中的应用做出阐述。

1.Pspice仿真软件的应用

根据电路原理图在Pspice软件中建立仿真电路图，并采用开放电压环控制，对仿真电路波形进行绘制并分析，并根据分析结果对电流与电压的跟踪输入情况进行判断，最后对电路的功率因数进行校对。

2.Power System Blocksets仿真软件的应用

在仿真软件中建立电路系统模型，包括功率电路以及控制电路的模拟图，使用双闭环电路控制系统、内外环电压环对电路进行调节与控制，得出仿真电路波形图并绘制出来。根据所得出的仿真结果，对输入电流量、输入电压量进行跟踪分析，从而对功率因数进行矫正。

（三）几种计算机仿真技术软件的对比

就现阶段而言，在电力电子相关领域中应用频率较高、应用范围较广的计算机仿真软件之一是Pspice，该仿真软件实现了仿真电路与原电路理论设计图紧密连接，基本上实现了电力电子电路的动态仿真和系统分析。由于该仿真软件中的电路原件的建模特点与实际电路原件的特点相似程度较高，且该软件的仿真电路波形与实际电路测量所得的结果误差率较低，因此该仿真软件在电力电子电路及系统分析中的应用对于电路的设计起到了指导性的作用。另一方面，由于该软件的数据处理规模大并复杂，因此在实际应用过程中，该软件的运行速度不高，对系统分析的效率造成了影响，从而阻碍了该软件的进一步推广。

除了Pspice之外，Power System Blocksets是一款在Matlab的Simulink图形图像处理基础上建立起来的大规模计算机仿真软件，该软件使用方便，且基本上满足了目前电力电子电路仿真的要求[2]。该软件具有操作方便、数据分析效率高、处理精准、兼容性高等特点，现已经在电子电力领域得到广泛应用，并逐渐代替Pspice软件。

三、计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中应用的优化建议

在使用计算机仿真软件建立电力电子电路及系统模型时，由于各类仿真软件的智能性和自动化程度高，因此在建模时只需要在建模窗口中加入所需要的板块、调整好相关参数并接好线路即可。然而，在操作过程中应当注意以下几方面问题，以提高仿真的准确程度。

首先，在电力电子线路连接过程中要注意线路连接的完整性。在线路连接完成后要注意各个连接部位箭头的变化情况，当单箭头转变为加粗加黑的箭头时，即为连接完成。

第二，避免供电电源以及变压器短路。在供电电源与变压器之间设置隔离装置，注意各个部分的公共连接部位，防止短路，必要时可以采用接地模块或总线模块。

第三，关闭后台窗口。在建立电子电力系统模型的过程中，要注意仿真软件中是否有暂不使用的后台窗口，包括输入端子以及输出端子，此时需要采用接地模块及终止模块分别对其进行关闭，以免仿真软件发出警告提示或故障。

第四，对相关参数进行调节。由于电力电子系统的模型建立与实际电路存在的差距，因此在应用仿真软件进行建模时要调节好相关参数，包括仿真的初始时间、仿真结束时间、仿真计算方式、仿真过程中误差范围、步长参数等。在对这些参数进行设定与调节时，要根据所需创建的电力电子系统模型而改变，以提高仿真结果的准确性。

四、结束语

综上所述，计算机仿真技术是新时代科学技术发展的产物，将其应用于电力电子技术领域中能显著提高电力电子电路的运行效率，并简化电力电子系统的分析过程。

参考文献：

[1]裴云庆，段雅莉，王兆安.电力电子系统的计算机仿真及参数优化算法[J].西安交通大学学报，2009，11（20）：221-223.

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“电路分析”与“信号与系统”课程是两门独立的传统课程，但是这两门课程有着相同的地方，它们都是方法的研究，电路分析从电路的角度研究其中的规律，信号与系统进一步从电路的系统研究其中的分析方法，所以信号与系统是电路分析的继续与深化。正因如此，两门课程在具体内容上有很多重合之处。因此将两门课程进行有机的整合，从分析方法的角度学习电路与电路的系统，从电路系统的角度学习电路的分析方法，把“电路”的内容作为“信号与系统”的基础，把“信号与系统”的内容作为“电路”的继续与延伸，在内容上两者不再重复，而是基础与深化。特别是针对计算机专业的特点，电路课程的学时少，比起电子专业要求略弱，因此更有必要将这两门课程整合在一起，最大限度地提高课堂教学的效率。

2.当前课程改革的状态

根据调研，西安电子科技大学教授张永瑞率先面向计算机科学与技术专业在西安电子科技大学建设了电路、信号与系统课程，并于2010年在机械工业出版社出版了《电路、信号与系统》教材。北京邮电大学“电路、信号与系统”教研室面向通信与信息管理专业出版了《电路与信号》北京市精品课程教材及其相关实验教材，这些有益的尝试为我院面向计算机专业整合电路、信号与系统课程，建设院平台课“电路、信号与系统”提供了学习研究的好材料，我们将予以认真的研读与借鉴。

3.电路、信号与系统课程大纲建设总结

电路信号与系统大纲按照电路三分之二，信号与系统三分之一分配学时，即总学时48，其中电路分析32，信号与系统16。

电路分析包含直流电路、动态电路和交流电路三部分，涵盖了电路分析的最主要的内容。电路分析还有一块属于运算电路，这部分内容这次安排在“信号与系统”的连续时间信号与系统的复频域分析之中，如此这门课程将包括电路分析的全部基本内容。电路分析部分章节还设计了电路仿真的内容及实际或工程应用的内容，教师可以指导学生作为课外了解内容完成。电路分析各章节基本均安排了实验内容，部分章节还设计了电路仿真实验。

信号与系统部分包括了连续系统的主要内容，即连续时间信号与系统的时域、频域和复频域分析。这三部分内容作为电路分析内容的延伸，与电路分析内容相辅相成，能够较好地完成针对计算机专业的电路、信号与系统的主要内容的讲解。由于学时较少，没有安排离散时间信号与系统的分析内容，但对于计算机专业重点掌握连续时间信号与系统的分析也够用了。

实验部分共16学时，全部安排在电路分析部分之中，以保证学生较全面地掌握电路分析的主要内容。信号与系统部分由于学时较少，征求了一下其他教师的意见，大纲这次暂时没有安排。实验以硬件实验为主，安排6次，重要内容均有实验，要求学生全面掌握；软件部分准备2次实验，安排在直流电路和动态电路之中。交流部分由于学时较少，软、硬件均未安排实验，教师可以让学生作为课外实践来完成。另外，信号与系统部分的MATLAB仿真应用作为了解内容，教师可以灵活掌握。

考核：按照校教务处的要求卷面成绩占总成绩的50%或以上。平时成绩占总成绩的50%或以下。平时成绩主要培养和考核学生的自主学习能力和实验动手能力，因此自主学习考核内容包含自主学习报告、自主实验报告、发现性学习论文等，占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的20%，其他出勤、课外作业等占总成绩的10%。

学时分配：下表为各部分教学内容学时分配表

4.教材建设的设想

电路分析、信号与系统两门课整合后的课程名为“电路、信号与系统”，教材内容包含正文、实际应用或工程应用、仿真应用和实验几部分。

正文部分的内容主要为：第1章电路、信号与系统概论；第2章电路模型与电路定律；第3章电阻电路的等效变换；第4章电阻电路的一般分析，第5章电路定理；第6章一阶动态电路的分析；第7章正弦稳态电路的分析；第8章基本交流稳态电路的分析；第9章信号与系统的基本概念；第10章连续时间信号与系统的时域分析；第11章连续时间信号与系统的频域分析；第12章连续时间信号与系统的复频域分析。

实际应用或工程应用部分是在重点章节中加入电路分析的应用范例。

仿真应用部分是在重点章节中加入电路仿真应用的范例。主要使用作为美国国家准工业标准的集成电路仿真软件PSPICE,以及系统仿真软件MATLAB,等等。

实验部分穿插在各章之中，包括函数发生器与示波器的使用等。

5.精品课程建设的设想

电路、信号与系统这门课要想建设成为精品课程，需要在以下几个环节上下工夫：（1）特色教材；（2）互动网站；（3）教学理念；（4）教学团队。

课程网站作为学生课外的补充学习平台，要起到辅助学生学习的作用，能让学生通过浏览网站获得课堂上学不到的东西，进行自主学习，从而激发学生学习兴趣，提高学生的能力。除传统的教学内容和题库外，还应有疑难点解惑、学生自测与自动评分系统、学生在线答疑、习题解答与提示、与其他同类课程网站的链接，等等。

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关键词：电力线载波 通讯技术 线路监测系统

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-070-02

社会经济技术的大力支持使得我国城乡电网改造得以大规模的完善，不断强化了我国配电网网络架构以及硬件设施等，有效保障了电网运行的安全可靠、经济高效。但电是攸关人们生活与生产的重要资源，人们对供电服务以及电能质量的要求也越来越高，这就要求在现有配电网不断改善的基础上，通过建立相关电压检测管理系统或是配变监测分析系统等以实现科学化、集中化、精细化以及数字化的配电管理，以使电能质量及供电服务能得到有效提高，不断加强电网建设。

1电力线载波通讯技术

电力线载波通讯技术包括软件结构与硬件结构两个方面的支持。

1.1硬件结构

硬件结构主要包括：数字信号接口、单片机控制、电力线信号调制解调、信号接收线路、信号发射线路、电力耦合、低压电力线。其中，将50Hz低频电网通过电力载波扩频芯片构建成隔离的高频通信网，有效降低随机干扰与电网负载变化的影响，为电力线载波通信创造良好的条件。电力线载波通信硬件结构如上图所示，为使频率较高的载波传输信号时畅通无阻，并且能有效将高压与低压隔离开来，考虑采用信号耦合变压器，通过载波信号输入/输出通路即耦合电路来实现220V/50Hz工频的隔离，这就是电力线耦合部分的作用。信号接收部分主要有可滤除带外杂波且能保证前后级阻抗匹配以顺利传递信号的前级带通滤波器与可将滤波信号在不失真的基础上放大至少80倍并能满足本级增益30dB以上的增益放大器。信号发射部分则为转换高压开漏输出为功率输出的功率放大电路，由于功率放大器正常发射时间较短，因此要根据其功率参数来选择三极管参数。电力线信号调制解调部分主要针对低压电力线的低速率通信市场，是通过调制解调技术以及扩频通信技术并利用基于CMOS技术的数模混合专用电路的专用扩频调制解调器芯片。单片机控制部分采用的是高集成MCS.5l系列单片机，具有高性能、高集成度以及功能丰富等特点的微控制器，为开发智能控制系统提供基础保障。数字信号接口部分包括数据的发射与接收两部分，其中单片机与调制解调器芯片发挥主要作用。

1.2软件结构

单片机控制器通过电力载波调制解调器芯片的设置片选输入端、同步设置时钟输入端以及设置数据与状态输入/输出端来进行对该芯片的设置。

2电力线路监测系统工作原理

通过作为通信载体的被监测线缆，安装于被监控电缆首端的电力线路监测集中器可以将查询数据包定时发送至安装于被监控电缆末端的电力线防盗终端，而监测集中器可通过已确认接收数据包的防盗终端返回的应答数据包来确定该线缆运行的正常稳定。若有线缆出现故障而使通信载体断路，并中断了监测集中器与防盗终端的通信，则在通信终端确认后，会由监测集中器通过RS485实现与路灯监控管理装置的通信，再由路灯监控管理装置根据实际情况选择数据传输方式以将电缆警情信息发送至监控中心。

为了保证长时间停电情况下，系统能够正常而稳定的运行，电力线路集中器会自动在供电电缆停电时切换至本地供电方式，提供+24V的电源至防盗终端，这样不仅提高了系统运行的可靠性，还有效降低了电池维护费用及运行成本。

正常情况下，监测集中器距防盗终端的工作距离应为500m，若是出现电力线路情况恶劣的现象，或是供电电缆过长等，可根据具体情况决定信号中继的配置。

3电力线路监测系统设计方案

电力线载波通讯技术的线路监测系统，主要是由电力线路报警终端、电力线路报警集中器、路灯监控装置、远程GPRS/CDMAlx无线网络、监控中心以及低压电力线路等共同组成。其中电力线路报警终端是在骨干线路某些节点以及台区线路负荷末梢上进行安装，而电力线路报警集中器则是在路灯配电变压器的出线侧进行安装。利用电力线载波，电力线路报警集中器可进行对线路报警终端状态的通信查询，同时还能读取报警终端所监测的数据。通过低压电力线载波通信以及移动GPRS无线数据传输通道，电力线载波线路监测系统可以有更广泛的网络覆盖面，并且不需要网络建设费用投资，而且数据传输安全高效且移动灵活。

通过低压线路三相四线回路与电力线路报警终端的直接接通，可利用微处理器对各相线路的电源状态进行判断，并且还能与低压电力载波通信技术相结合以准确判定监测点的故障状态。通过路灯监控管理终端，不仅可以实现对电流电压、功率频率以及电能量等参数的实时监测，还能有效计算负荷率，同时可以在产生告警信息、定时数据以及故障信息时，通过统计时间间隔的设定而将数据信息主动发送给电力线路报警集中器。而电力线路报警集中器功能较多，可以进行参数设置、数据存储、故障判定与告警以及数据信息传输等，报警集中器是基于GPRS通信技术以及电力线载波通信技术等先进技术，并通过报警终端通信状态、监测信息以及报警终端监测到的数据等对故障的具体情况进行判断和分析。

电力局通过APN专线获取移动公司提供的相关信息，而电力线路报警集中器又通过APN通道以及GPRS网络实现与电力局的数据交互，再由防盗报警系统客户端软件对故障线路实行准确定位告警并将告警信息发送给监控中心，方便管理维护人员对故障进行维修。

4电力线路监测系统的功能与特点

电力线路的运行状态主要是由电力线路监测系统的报警终端通过对电压信号的采样分析来进行识别，以便系统在电力线路或变压器在发生断路、断电、缺相或人为破坏等故障时，对故障做出实时的判断与分析，并对故障的具体情况包括时间、线路位置、配变名称、编号以及发生原因等进行报警处理，电力线路监测系统有信息反应快、报警信息准且自动识别和分析故障的特点，可以有效识别故障的具体原因并在很短时间内对故障相关的信息做出准确报警。该系统还可以识别较高水平的盗窃手段，例如是盗窃台区内的某一段主干线路还是某一支线的任一回路，是全台区断电后的窃线还是用电低谷时对某一段线路三相相线的盗窃等。电力线路监测系统还采用分层、分布式的管理思想，有分布式以及可扩展性等优点，无论是主站通信前置设备，还是硬件或软件模块设备等，都为方便系统扩展创造了了良好的基础保障。同时，该系统集中了路灯监控管理装置与电力设备防盗，只需要一个通信通道就可实现运行，使得系统建设成本大大降低。并且远程监控技术采用低成本、高效率且无运行维护等的GPRS/CDMAlx通道，使得系统建设有着较高的投入产出比。而通过电缆传输监控信号，避免了线路铺设安装，有效降低了维护及运行成本。

5结束语

综上所述，基于电力线载波通信技术兵综合应用了其他先进现代化技术而设计的电力线路监测系统，可以利用监测线控实现对配电网运行状态的监测，并通过实时准确的报警信息等让管理维护人员能及时掌握电力线路故障并采取有效措施解决问题，该线路监测系统不仅大大降低了维护管理人员的工作强度与负担，更重要的是有效提高了配电网运行的安全性、可靠性以及经济性，同时也满足了人们对电能质量及供电服务的更高要求。

参考文献：

[1] 于柏，李永峰.基于电力线载波通讯技术的线路监测系统[J].制造业自动化，2008（12）.

[2] 吕岗，薛元生.电力线载波通信技术在楼宇智能监控中的应用[J].苏州大学学报（工科版），2006（06）.

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对于高速铁路来说，电力系统的安全性涉及到整个铁路的运行平稳与否，在铁路运营繁荣发展的背后支持下，电力系统起到了很大的作用，目前，铁路运行速度非常快，工程规模的不断变化也对供电系统的安全性有了更高的需求，高速铁路电力系统成了决定铁路事业发展最直接的因素，一直以来，铁路都被认为是相对比较安全的运输方式，因此，铁路运输一旦出现安全事故，势必会给人们的身体与心理造成双重的打击，所以，加强电力系统的安全性，真正做到防患于，保证铁路运输的安全性势在必行。

二、电力系统可靠性分析

高速铁路电力系统的组成比较复杂，按照功能与作用主要可以分为牵引和电力两部分前者是为高速铁路行车提供电源系统，后者是承担牵引供电以外所有铁路负荷的供电任务，包括信号系统、生产、车站、供水系统以及生活等铁路用电负荷的高速铁路电力供电系统，其供电可靠性不仅直接影响铁路运输系统的正常安全运行，还关系到很多铁路职能部门的正常工作，铁路电力供电系统由于应用的特殊性，在系统构成和功能上都有一些有别于电力系统的特点，主要体现电压等级低、系统接线形式简单以及供电可靠性要求高这三方面：

第一，从电力系统的角度看，铁路负荷属于终端负荷，直接面对最终用户，所以，铁路供电系统中绝大多数为10kV和35kV变配电所，这取决于地方供电系统电源的情况和铁路就地负荷的要求；第二，铁路供电系统的接线就像铁路一样，是一个沿铁路敷设的单一辐射网，各变电所沿线基本均匀分布，并且互相连接，构成手拉手供电方式；连接线自闭线和贯通线两种，连接线除了实现相邻所之间的电气连接外，还为铁路供电最重要的负荷提供电源；第三，铁路供电系统虽然电压等级低，接线方式简单，但对供电可靠性的要求却很高，其负荷的供电中断时间不能超过150ms，否则，将会导致所有供电区间的自动闭塞信号灯变为红灯，影响铁路的正常运输。

三、提高电力系统可靠性的措施

铁路沿线分布着车站和通信基站，这些地面设施是保证铁路运输畅通和安全的基础设施，上述设施需要电力可靠供应，高速铁路对电力供电提出了更高的可靠性要求，全线供电安全、可靠性取决电力贯通线的运行水平，供电可靠性依赖于铁路供电设备配置水平，采用的可靠性措施主要有三方面：

第一，保证系统可靠备用，各配电所自国家电网接引两路电源；各配电所采用单母线分断接线型式；10kV配电网络采用双路环网电力电缆；变配电所、箱式变电站内配电变压器按双台配置；第二，提高设备可靠性，配电所选用SF6气体绝缘开关柜；箱式变电站选用SF6气体绝缘环网开关柜；变压器选用干式变压器；低压开关柜采用高可靠性、模数化、组合式柜型；第三，提高系统抵抗自然灾害能力，电线入地；设备进屋；备用发电机；从高压到低压全部采用远动。

四、高速铁路电力供电系统新技术的分析与研究

高速铁路全线设置了两回 10kV 电力贯通线，贯通线采用不锈钢铠装的单芯铜芯电缆沿路基、隧道、桥梁预留的电力电缆槽敷设， 由于高速铁路线路较长，如此长距离的电力贯通电缆线路是我国铁路建设史上从未有过的，必须进行技术创新；关于长距离10kV 电力贯通电缆线路电容电流的补偿，由于贯通线电缆线路对地存在电容，故在正常运行或单相接地时都有电容电流流过线路，又因为电缆线路相间及对地电容远大于架空线路，电缆线路的电容电流亦远大于架空线路的电容电流，可能造成相关危害，如：引起主变压器或调压器过载；单相接地时易造成电弧重燃，引起三倍以上的过电压，易损坏供电设备或发展成多相短路事故；贯通线电缆的分布电容产生的容性无功，会导致系统容性无功过剩，线路末端电压上升；因此，必须对线路电容电流进行补偿，补偿电缆电容电流较好的办法是设置专用的并联补偿电抗器，主要有如下两种方式：在配电所集中设置动态补偿电抗器 ；在区间贯通线上分散并联补偿电抗器；高铁中一般采用了方式二，在全线两回10kV 电力贯通电缆线路上每隔 10km左右分别分散设置了箱式电抗器，起到了补偿接地电容电流、补偿容性无功功率、降低线路容性电流、限制线路末端电压上升的综合作用，是一大技术创新。

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挡风玻璃洗涤器：当车身控制模块检测到挡风玻璃洗涤控制开关启动时，车身控制模块会启动洗涤器泵继电器，将蓄电池电源提供给洗涤器泵。车身控制模块将同时启动挡风玻璃刮水器保持连续低速运转。挡风玻璃洗涤控制开关停用后，刮水器控制模块(BCM)将停用洗涤泵继电器，同时将停止刮水器电机工作。除非一些装备水滴刮水功能的车辆。将启动水滴刮水功能，提供挡风玻璃的追加刮水。挡风玻璃洗涤功能可检测洗涤控制开关是否卡滞。前照灯洗涤器：当装备有前照灯洗涤器时，由于长时间启动挡风玻璃洗涤开关，前照灯上才会喷淋洗涤液。为了节约洗涤液，仅当启动近光或远光前照灯时，该功能才能启用。此外，在首次执行前照灯洗涤操作后，在接下来4次挡风玻璃洗涤启动或48h(以先到者为准)内将不再执行前照灯洗涤的操作。一旦系统检测到前窗清洗开关卡滞，前照灯清洗功能将被停用。

2.新君威雨刷系统控制电路(图3、4)

控制原理：根据控制开关选择不同功能(高、低、间歇1～5、除雾、关闭)，控制开关将不同的电阻器组连接至电路。从而在车身控制模块的数模(转换)输入上产生不同的电压。通过监测此电压，车身控制模块可以确定如何控制刮水器电机接通，断开继电器。应注意的是高速、低速和除雾功能在此信号电路上的值相同。车身控制模块通过对两个输出信号和一个输入信号的监测来控制挡风玻璃刮水器电机操作。这两个输出信号(一个高压侧驱动，一个低压侧驱动)用来控制两个外部刮水器电机继电器：挡风玻璃刮水器电机接通／断开继电器和刮水器高／低速继电器。车身控制模块使用的输入信号来自刮水器电机总成内的停止开关。

速度控制：为了启动低速操作，车身控制模块只对挡风玻璃刮水器电机接通／断开继电器通电。为了启动高速操作，车身控制模块使挡风玻璃刮水器电机接通／断开继电器和刮水器高速／低速继电器同时通电。刮水停止：刮水器仅在低速刮水器模式下停止。如果在刮水器处于高速操作模式时需要停止，车身控制模块将通过停用刮水器高速／低速继电器将刮水器切换至低速。

除雾操作：除雾开关是按下松开型，当刮水器开关移至除雾位置并松开时，低速刮水器电机操作启动并持续工作到一个循环结束。如果刮水器开关移至并保持在除雾位置时。刮水器电机将在低速模式下工作，直到开关松开。

间歇操作：挡风玻璃刮水器间歇性操作是低速刮水器电机的一个功能。延迟时间可设置为1～5挡。间歇刮水器操作对车速较为敏感。如果提速时操作，经速度补偿的间歇功能，将使间歇刮水器的延迟间隔变短。随着车速降低，延迟间隔将更接近于预先设定时间。

3.英朗雨刷系统控制电路(图5、6、7、8)

篇7

随着信息化系统的大量应用，单位内部都出现了多个系统同时在用的现状，员工迫切需要只登录一次就可进入各个系统，单点登录系统应运而生，从信息系统的实质来讨论单点登录及实现方式。

【关键词】信息系统；单点登录

单点登录（Single Sign On），简称为SSO，是目前比较流行的企业业务整合的解决方案之一。SSO的定义是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。

市场上有众多的单点登录系统，从收费上分有收费和开源二类，从技术上分CS、BS系统，从编程语言上分有Java、.NET、ASP、Delphi、PD、Flex、HTML、CSS、JavaScript、VBScript、JSP等。

单点登录基础功能包括二方面，一个是登录，一个是选择子系统。单点登录示例如图所示：

单点登录示例系统功能说明：

（1）单点登录系统主要功能是将用户的登录信息和用户信息库相比较，对用户进行登录认证；认证成功后，单点登录系统应该生成统一的认证标志（ticket），返还给用户。

（2）用户选择某个子系统后，由系统自动将认证标志（ticket）和用户选择的子系统信息提交到认证系统，由单点登录系统负责验证，验证通过后，并根据维护的用户对照信息生成子系统登录接口，然后通过接口自动转入子系统。

1 单点登录技术基础

单点登录实质就是维护本系统用户与各个独立系统内用户的映射关系表，系统根据映射关系表和各个独立系统的登录接口API生成相应的登录命令，然后用登录命令完成登录，并向用户返回登录后的独立系统界面及数据。

各类单点登录系统在此基础上，引入安全管理和各种接口API。保证本系统的用户安全，通过各种接口API模版满足不同类型独立系统的接口要求，方便终端用户使用。

单点登录系统的安全管理包括自身用户信息的安全管理和各独立系统登录接口的安全二方面，通过对登录数据进行加密传输和加密存储可以达到安全要求。在用户方面可以通过采用USBKEY进一步提升用户的安全性要求，避免知道用户名通过技术手段破解密码的风险。

单点登录系统与各种独立系统的接口方案有二大类：一个是由单点登录系统完成各种独立系统的模拟登录，不用对各种独立系统进行登录部分重编程，方便宜用；另一类就是需要对独立系统进行重新编写程序，以达到可以使用单点登录系统的统一的认证标志（ticket），当发现没有统一的认证标志（ticket）时，就转入登录过程，否则直接进入系统。

2 系统功能设计

最近给某设计院做了一套简单的单点登录系统，用于实现他们院5个BS系统的统一身份认证，系统实现登录一次后，进入其它的系统就不用输入用户名密码了，设计院用户采用USBKEY方式登录。

由于5个不同的应用系统由不同的软件公司开发，因而不可能将所有系统的用户账号都统一成一个，设计院单点登录机制针对这种情况，设计了用户的身份对应关系表。用户只需要把自己在不同系统中的名字和密码保存到单点登录的身份对应表中，系统就可以把这些名字统一在一起。单点登录系统同时要维护5个系统的登录接口表，可以动态维护5个系统的登录接口。系统在登录某个系统时，只要将对应系统的用户信息和接口信息组合成登录命令，实现自动登录。

情景举例说明：

例如：姓名为“张红”的用户是“zhanghong”，密码为“zhe$rt”，在协同办公OA的帐号是“zhangh”，密码是“z1972”，在门

窗设计系统的帐号是“bg_zhh”，密码是“z1895”……。张红可以在“单点登录系统”配置页面中把自己在各应用系统中的用户名和密码与登录系统的用户名捆绑在一起。

然后，张红可以用USBKEY登录单点登录系统，然后通过登录系统就可以直接访问其它系统，他甚至不必再记其它系统的帐号。

3 结论

设计院单点登录系统运行半年来，用户反馈情况表明，系统达到设计目的，运行稳定，安全可靠，大幅提高了用户使用方便性，降低了系统管理员的操作复杂度。

参考文献：

篇8

关键词：供热；节煤；节电

中图分类号： TU833 文献标识码： A

引言

拿东基热源厂来说，现有63MW热水锅炉两台，13座换热站，131万m2的热用户。按照一般的运行管理水平，每个采暖期需耗煤39000吨（4500Kcal/kg），耗电近380万度。经过我们的不懈努力，2012―2013年采暖期实际耗煤36000吨（4500Kcal/kg）,耗电280万度，分别节约了3000吨煤和100万度电。实践中我们是如何做到的呢？

一、节煤

首先，从煤炭上说，根本的节约途径是提高锅炉热效率。如图所示：锅炉负荷与效率的关系。当锅炉在70%―100%负荷区间运行时，效率最高且稳定，我们的实际做法是确保锅炉出力在70%―100%之间运行。

严寒期一定要连续运行。多数情况下，我们是运行一台63mW热水锅炉，只有再加温时再运行一台，从而有效的避免了因锅炉负荷低，间断运行造成的煤炭损失。

其次，提高锅炉的燃烧效率，由于每批次煤炭含碳量、热量、挥发分差异很大，这就要求有针对性的对锅炉参数进行调整，对挥发分高，灰量较少的煤，要适当增加煤层厚度，降低炉排转速，反之则相反。要根据煤种给出合适的风量，保证燃烬又不至于过多的剩余空气量。

再有，经过我们的实际运行观察，发现排烟热损失占整个锅炉热损失的20%以上。

造成排烟热损失的主要原因：一是积灰、隔烟墙短路，从而是传热能力下降，排烟温度升高。二是空气过剩系统过大，多数时候锅炉的排烟温度并不是很高，但热损失很大，实则与空气过剩系数是理论值的4―8倍，甚至更高，产生的原因是鼓风量过大，炉门不严，炉排侧密封间隙大，炉体漏风等等。

发现了问题，我们就有针对性的解决。利用停炉的间歇时间，对尾部受热面积灰进行清理，夏季三修对炉排、炉墙等关键部位重点维修，对鼓风量，全方面调整。所有这些努力最终体现在耗能的数据上，几个采暖期下来，我们节省的煤达10000吨，合计人民币700万元。

二、节电

供热公司往往不注重节电，认为电耗从属于煤耗和供热需求，其实这是认识误区。在现有的耗电水平上，采取必要的措施，就可以实现每平方米节约0.5―0.8KWh的目标。东基热源厂把用电量每平方米3.05KWh降低到2.19KWh，一个采暖期下来就节约110万度，节约人民币100多万元。

锅炉房供热系统的主要耗电设备是风机和水泵，从风机和水泵的特性曲线上看(如图)

上中下依次为Q2H、Q2N、Q2η

选对合适的风机和水泵至关重要，尤其要让风机和水泵在工作范围内工作，依照公式

n1、H1、Q1、N1―改变转速前的转速、扬程、流量、轴功率

n2、H2、Q2、N2―改变转速后的转速、扬程、流量、轴功率

由此可知流量降低一半，转速降低一半，功率仅为原来的12.5%，扬程降低一半，功率仅为原来的35.3%，有了变频调速技术，使得转速的调节成为可能，而转速的调节达到了流量、扬程调节的目的。

我们知道水是热的载体，管道中输送的热量是流量与温差的乘积。显然，输送同样的热量，温差越大，流量越小，因而保证一、二级网循环水的温差，对节电至关重要。他不仅通过降低流量而降低了转速，还因为流量的降低，降低了流速，而流速的降低减少了阻力损失，从而降低了扬程。在实际运行中，一定要根据锅炉的产热量，及时通过变频来调整流量。东基热源厂的做法是，当锅炉运行的热负荷高，需要热量大时，调节变频器使之在39Hz―40Hz之间运行，当热负荷降低时，将变频降至35Hz―37.5Hz之间运行。

循环水泵的电机频率与电流的对照表如下：

注：东基热源厂有循环水泵3台，额定功率P=355KW 额定电流I=623A

流量Q=1260m3/h扬程H=77mH2O

运行参数如下：东基热源厂从供暖开始至结束只运行一台水泵，频率在35―40Hz，当频率在35Hz―37.5Hz时，电仅为208―245A之间，仅占额定电流的33%―40%，当频率在39Hz―40Hz时，电流为272―297A，占额定电流的44%―48%，正是运行时的灵活调节使循环泵的耗电量大大降低。

降低了循环泵，我们对锅炉房供暖系统的其他节电环节也做了大量工作。比如鼓引风机的配比及风量调节。一二级网的平衡，查失水减少局部损失，取下节流环节，除污器堵塞及时清理等等。

篇9

（1.渤海大学工学院，辽宁锦州121000；2.中国民航大学航空自动化学院，天津300300）

摘要：针对凸极同步发电机发生匝间短路故障时谐波电流检测问题，提出一种新的基于Duffing混沌系统的检测方法。该方法首先通过多回路分析理论建立凸极同步发电机数学仿真模型，给出故障谐波电流仿真信号，然后利用Duffing系统灵敏的弱信号检测特性，通过识别Duffing系统由混沌状态到大尺度周期状态的转换过程来确定故障谐波电流的存在。仿真计算结果表明Duffing混沌系统可以检测出谐波电流，检测方法是有效的。

关键词 ：Duffing系统；凸极同步发电机；匝间短路；谐波电流；故障检测

中图分类号：TN707?34；TM622 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）18?0158?05

收稿日期：2015?02?29

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51277011）

0 引言

定子绕组内部故障是同步发电机常见的破坏性故障之一。内部故障的短路电流既会产生附加电磁力，对电机绕组具有机械破坏性，也会烧毁绕组和铁心。定子绕组短路电流可以产生极大的非同步磁场，对转子造成损伤。当同步发电机定子绕组内部故障时，电机会产生大量谐波电流和谐波磁场，谐波的存在使得研究电机电气参数时常用的对称分量法不能使用，理想电机模型也不再适用。而将相绕组作为一个整体来计算参数的相坐标法也因为内部故障时的相绕组不再是一个整体而不能使用。目前关于同步发电机内部故障时电气参数的研究，普遍采用多回路分析法[1?3]。

通过检测故障电机相电流中的正弦谐波信号可以估计电机中故障的存在，在众多的正弦信号检测方法中，新的Duffing 混沌系统检测方法具有探索意义，文献[4?7]表明，Duffing系统对正弦信号检测具有较高的检测灵敏度和较低的检测信噪比。本文运用Duffing系统对同步发电机匝间短路故障时的故障电流参数进行了有效检测。

1 多回路分析法建立同步电机数学模型

在文献[8?9]研究的基础上，本文采用多回路分析法对凸极同步发电机定子绕组内部故障建立数学模型。多回路分析法实际上就是采用回路电流法建立回路电压方程，在电机回路方程列写中参数主要包括相支路自感和互感、相支路电阻；励磁支路自感和互感，励磁支路电阻；负载支路自感和电阻等。

（1）定子支路方程。支路电压列写原则是对每个未发生内部短路的绕组分支列写一个支路电压方程。对发生绕组内部短路分支，从短路点开始把该分支分成2 个支路。设凸极同步发电机定子每相并联支路数为a ，相数为m ，无故障时，定子内部支路总数为N = ma ；当发生同分支匝间短路时N = ma + 1 ；当发生不同分支间短路时N = ma + 2 。以支路电流为未知量，电机任一支路Q 的微分方程为：

式中：iS ,iQ ,ifd 分别为定子S 支路，Q 支路电流，励磁回路电流；MQ,S 为定子S 支路和Q 支路的互感系数；rQ 为Q 支路电阻。

定子负载侧电压方程为：

式中：rT ，LT 分别为折算电阻和电感，uA′ ，uB′ ，uC′ 为电网相电压。

（2）转子回路方程。励磁回路电压方程为:

式中：MS,fd 为定子S 回路与励磁回路的互感系数；Lfd为励磁回路的自感系数；rfd 为励磁回路电阻。

定、转子电压方程写成矩阵形式为:

将式（4）简记为：

式中：U 、I 为支路电压和电流；R 为支路电阻；矩阵L 是时变的，定子与转子各电压方程都是时变系数的微分方程。

（3）回路状态方程的建立。以上定子电压方程是支路电压，可以采用回路电压方程求解支路电流，无故障时定子回路如图1所示。按无故障定子回路图可得回路变换阵：

将式（6）左乘式（5）得：

式中：

式中：I′ 是定、转子回路电流。

将式（8）代入式（7）得：

对式（9）进行变换，得同步发电机多回路数学模型为：

当发电机发生同一支路内的匝间短路时，回路的选取如图2所示，这时回路的转换矩阵为：

2 定子绕组回路参数

回路电感系数的计算是分析同步电机定子绕组内部故障的关键，其确定公式如下：

（1）定子回路电感

凸极同步电机定子绕组自感为：

（2）转子回路电感

转子回路的电感系数是与转子位置无关的常数。励磁绕组的电感系数由2部分组成，即：

式中：Lfdδ 为励磁绕组的自感系数；Lfdl 为励磁绕组端部漏磁系数；wfd 为每极上励磁绕组的匝数。

（3）定子不同相并联支路间的互感系数

如果参考轴取为定子第0号线圈轴线，设该轴线与转子轴线的电角度为θ ，那么A相第m 极下第i 号线圈轴线的电角度可以取为(m - 1)π + iθ ，B相第n 极下第j号线圈轴线的电角度可以取为(n - 1)π + jθ ，则Q1 ，Q2两条支路间的互感系数为：

3 凸极同步电机内部故障仿真及检测研究

（1）凸极同步电机内部故障仿真

由本文第三部分确定了多回路参数后，可以采用龙格库塔法对式（10）进行求解，并确定定、转子各电流的暂态和稳态值。本文对12 kW 凸极同步发电机定子绕组内部故障通过Matlab数学仿真软件进行了仿真计算与检测，主要研究了同一支路内的匝间短路，采用图2中C 相某一支路匝间进行短路实验。按照多回路模型编制的分析计算程序对凸极同步发电机正常运行和同一支路内的匝间短路故障情况分别进行了仿真计算。无故障时，A相电路如图3所示，A相电流信号频谱如图4所示，可见A相电流信号中只包含基波频率信号；短路时A相电流iA 的暂态仿真波形如图5所示，其信号频谱如图6所示，其频谱包含基波、3次谐波和5次谐波。

（2）Duffing系统检测电机故障电流

由于凸极同步发电机定子绕组内部故障时，定子电流除基波外，还有3，5奇次谐波，可以作为凸极同步发电机产生内部故障的特征，这样如果能检测到相应的谐波出现就能判断电机故障的存在。由于可以灵敏地检测单频正弦信号，所以本文采用Duffing 系统作为检测器检测故障谐波信号。

Duffing系统[10?11]是在外部周期驱动力作用下产生混沌，当检测较高频率谐波信号时，其动力方程式如下：

状区域就是系统的混沌带，通常通过Duffing系统由混沌状态到大周期状态的转换来判断谐波信号的存在与否。

本文仿真对凸极同步发电机的基波频率取为10 Hz，则当出现匝间故障时，相电流出现3，5 次谐波频率为300 Hz和500 Hz。采用动力方程式（17）构造Duffing检测系统检测3，5 次谐波故障信号。图7，图8 是无故障时，Duffing 系统对3，5 次电流谐波检测结果。图9，图10 是有故障时，Duffing 系统对3，5 次电流谐波检测结果。从检测结果看，当无故障时，相电流中不包含3，5 次谐波，Duffing 系统状态保持混沌不变；当有匝间故障时，想电流中包含3，5次谐波，Duffing系统状态是大尺度周期的，说明故障电流中含有3，5次电流。

4 结语

本文首先阐述了运用“多回路分析法”列写凸极同步发电机电压方程和确定电路参数的过程，并通过数值求解的方法得到了电机的暂态和稳态运行行为，然后采用Duffing系统检测方法检测出了凸极同步发电机出现故障时的谐波相电流，该方法是Duffing 系统弱信号检测方法的在电机故障检测方面的新运用。

参考文献

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篇10

设计水平

自2002年初机电系统开始招投标以来，许多具有设计资质，但设计力量薄弱的单位都加入隧道机电设计行列中来，在针对隧道的设计中，忽视隧道的特点，仅靠模仿、照搬其他隧道的布置、功能需求等．甚至分包给个人设计。此外．设计能力较强的设计单位，虽能较好地抓住各隧道的运营特点和管理需求．并灵活掌握标准进行设计．但在隧道机电方面仍缺乏深入研究．创新意识不强，缺少与国外在隧道方面具有成功经验和成熟技术的国家进行交流合作．只能在原有水平上灵活应用，起不到带动整个国内隧道机电设计水平的作用，也很难适应我国高速公路飞速发展而急需短时间内提高设计水平的需求。

设计界面

隧道设计一般涉及到主体、监控、安全 通风、消防、照明、供电、房建等部分，各部分一般由不同的设计单位、不同的设计部门、不同的设计人员来设计．这就需要合理划分设计界面，避免重复设计或设计遗漏。但现在隧道设计中经常出现一些不合理的界面划分，如隧道电力监控一般由供配电设计单位负责．而交通监控一般由机电设计单位负责．经常出现电力监控与交通监控分威两个系统设计，甚至出现因供配电设计单位人员不熟悉信号采集、控制、传输和处理等而遗漏电力监控设计。

设备选型

隧道机电系统实施好坏与采用的设备质量关系很大，这就要求设计中应细划设备性能标。明确设备应达到的功能，最大限度防止一些质量不好、未被正规检测单位检测的设备应用到工程中。但现在很多承包人为降低投标价或在工程实施中为提高工程利润，选用的设备参差不齐，有很多甚至是刚出厂的实验品，给隧道后期运营带来很多问题，尤其是一些关键设备在异常事故情况下影响检测或救援．造成不必要的损失。

隧道机电研究问题

近年来．已制定了一些隧道机电系统方面的标准规范，如高速公路隧道监控系统模式、公路隧道交通工程设计规范、隧道通风照明设计规范等．一些省份也在隧道机电方面开展了一些研究．如某特长公路隧道关键技术研究、隧道机电控制工程关键技术研究、广东省某长大公路隧道建设与运营管理成套技术研究等，但总的来说．隧道机电系统研究仍然存在许多问题。

缺乏制定完善的应急预案

隧道事故固然可怕，但在事故发生后，如果没有相应合理的应急预案实施，那后果更可怕。众所周知的原因，国内正在积极投入高速公路的建设当中，各科研设计单位对设计 施工当中的课题投入的精力有限．而对于隧道的后期运营关心就更少了，对于隧道事故应急预案很少有机构进行研究，即使一些隧道管理单位在实际运营管理中形成了一些事故处理方案，但是否合理、是否可推广使用却没有机构对此做调查、分析的工作。

软硬件设备大部分依靠进口

纵观国内已经通车的隧道，隧道或隧道管理站的绝大部分设备都是国外品牌，如一氧化碳／能见度检测器、风速风向检测器、光强检测器、火灾检测器、监视摄像机、服务器、交换机、路由器、计算机、光端机、本地控制器、监视器等，仅仅情报板、信号灯、车道控制设备、标志灯、车辆检测器等一些科技含量低的设备为国产品牌。国外设备价格非常高．如果在国内没有维修点．还需将设备寄回到国外维修，成本高、周期长。

隧道软件开发方面虽然有一定的发展．但仍停留在实现简单的信息采集、处理、存储，要完全满足隧道管理的需要仍需时日。

隧道运营管理问题

隧道运营管理对于确保隧道安全运营以及较好的社会效益和经济效益十分重要。随着越来越多的隧道投八运营之中，国内隧道在运营管理方面取得了一定的成绩．但仍然普遍存在问题．特别是隧道事故数量有所增长。由于隧道特殊的环境．一旦发生交通、火灾事故将导致人员伤亡、设施毁坏、交通中断、甚至环境破坏．造成无法估计的经济损失。

隧道普遍存在安全隐患

在隧道事故中，有许多事故是由于隧道设施配置不合理、不完善引起的。一般有如下原因：

隧道内路面材料不合理．没有考虑到各种环境下的使用情况，如：水泥路面在雨天或路面灰尘多时，路面摩擦系数减小容易引起交通事故：

隧道内避难设置与路线衔接处的棱角易引发撞击交通事故，如：路面滑、刹车失灵等车辆易撞到棱角处，引起严重的车毁人亡事故：

隧道内主体工程的材料使用不当，如：易燃、抗温不高、有毒、抗暴烈不强的材料：

隧道内坡度过大，对于长隧道或特长隧道而言坡度不易过大、过长。对于上坡段行使的车辆尤其是大货车将释放大量的烟和有毒气体，对于下坡路段的车辆尤其是大货车易造成超速或刹车失灵：

横洞、避难通道的配套设施不完善．如：横洞无防火卷帘门、避难逃生通道无指引设备等：

隧道内设备位置不合理，如：紧急电话应考虑在紧急停车带增设摄像机应考虑在横洞、避难逃生通道等处增设：

隧道内设施不完善，如：横洞指示标志、避难逃生指示标志、设备

指示标志等不完善：

隧道内通风、照明设备不完善，如：风力不够、照明亮度不够等。

运营管理不完善

隧道运营管理是一个比较复杂的系统工程，涉及到部门协作、各种型号的设备、先进的技术等多方面的因素。隧道运营管理的好坏对于减少隧道事故发生、防止隧道事故扩大、减少事故损失具有非常重要的作用。目前，国内隧道的运营主要由监控(分)中心或隧道管理站进行实时监控．由公路管养机构负责救援及维修养护。对超速行使等违规行为的执法由交警部门负责．与消防、医疗部门的联系依靠报警电话。各部门之间相互关系松散．界面不清晰，如果洞内出现事故，公路、交警部门均可拖走损坏车辆，有时还发生纠纷．不利于迅速清理现场、恢复正常交通运营。

应惫救援 逃生预案不完善

目前．我国现已开通运营的隧道除个别省份开通较早的隧道已有一定的运营管理经验外。多数隧道部处于摸索阶段，没有形成完善、成熟、有效的运营管理办法，更谈不上成熟、可行的应急救援和逃生预案。有些隧道管理部门制定了复杂、烦琐的救援预案不利于紧急情况下使用于，毫无经验的过路司乘人员，救援人员也会因现场混乱不能很好地实施预

案，鉴于国外和国内经验，预案应简单可行。

自救宣传教育不够

隧道事故、火灾时应贯彻以防为主、消防结合、自救为主的原则，但对于如何自救的宣传工作与国外隧道管理单位相差很多。由于对过路司乘人员没有宣传手段，大多数人员在事故时没有隧道遇险的自救知识，因而延误或失去了脱险的机会，造成的损失本可以避免或减轻。

常规维护不到位

目前国内普遍存在日常维护不能坚持按照规章执行，由于缺乏定期维护、维修，很多设备不能正常发挥作用。尤其在交通事故、火灾发生前和发生时不能及时报警或执行控制功能等，造成本不应有的损失。

高速公路隧道机电系统急需解决的问题

隧道设计和运营管理的综合研究

隧道(特别是特长隧道)的交通防灾、通风、照明、消防、安全等综合性研究是目前急需开展的课题，具有现实意义，研究成果发挥的效益将非常显著。在研究开展之初可以结合部分已开始或完成的课题．也可以对已通车运营的隧道进行广泛调查，吸取运营单位的成功经验．缩短研究时间。

制定、修订标准规范

我国隧道已建成很大规模，隧道标准体系急需建立。根据现有设计、施工、运营的经验并结合国外最新的动态，对已实施的标准规范进行修订，避免在工程设计、实施和运营当中出现已被证实错误的条款再度使用。随着我国道路工程技术标准的修订，一些已制定的标准规范也应做进一步的调整和修改。此外，在如下方面应加紧标准规范的制定：在设计方面，应解决设计方法、设计规模、设计深度的问题，既避免功能不足，又避免功能过剩在产品选型方面(目前已对部分设备制定了标准)，制定公路隧道机电设备技术要求或产品指南，既满足工程招标的需要．又可使产品逐步标准化、通用化在施工方面，制定施工规程与规范，工

程严禁无资质的单位施工，减少分包层次：在运营管理方面，制定隧道机电养护和救援规范，制定隧道使用手册(包括隧道构成、设备配置、设备功能及使用、异常情况司机、乘客的正确行动方式等 制定隧道通行车辆管理规范等。

研究并制定紧急预案体系

根据目前已通车隧道的运营情况并结合国外成功经验研究并制定适合我国的隧道防灾、救灾紧急预案体系，预案体系应详细规定灾害应急救援标准作业程序、健全救援组织机构和设备、健全灾害应急救援演习计划、制定隧道管理人员训练计划、制定隧道使用者应急手册、建立隧道设施机电系统备用材料程序、制定隧道机电设施养护手册等。充分利用现代科学技术手段、科学方法，建立合理的灾害事故救援预案，提高高速公路隧道管理水平，避免由于事故处理不及时或不正确导致的二次事故发生．达到简单易行的目的。

建立监测和研究中心

目前国内隧道科研课题并不少，但非常分散、研究力量不足。为避免国内目前科研课题重复、科研成果分散、科研力量薄弱、隧道事故运营管理经验缺乏交流等问题，建议在隧道较多的省份(直辖市)设置省内隧道监测中心。在力量雄厚、条件卓越、便于交流的科研单位成立全国性隧道交通工程监测和研究中心，监测包括隧道的设计、施工、运营各个环节的技术应用、问题解决、成功经验等，并建立数据库，以便行业内部人员查询，实现研究成果共享。

建立研究中心有利于固定研究队伍、综合研究成果、长期观察研究效益，避免在研究道路上花冤枉钱、走冤枉路，便于技术交流，很多发达国家都采取该方式。

规范设计市场

随着我国交通行业设计市场开放，吸引了大量企事业单位从事交通设计。为在激烈的市场竞争中争取一席之地，很多设计单位由于自身技术力量薄弱采取不合理、恶意竞争方式，甚至行贿受贿，导致设计质量下降，有的设计项目出现设计过程中变更单位的现象。相关部门应出面规范设计市场。

加强人员培训和技术交流

近年来，国内许多企事业单位组织了隧道设计、运营单位的人员进行培训和技术交流，取得了一定的效果，但仍然有部分人员在技术水平有限的情况下进行着隧道的设计和运营管理。相关部门应加强人员培训和技术交流的力度。

另外，由于我国高速公路发展的时间短、科研力量薄弱，很多设计还处在不断地照抄、照搬中，很多问题还处在探讨、摸索中，很多国外成熟的新技术、新方案仍然没有得到有效应用。因此，我们应在国内选择经验丰富、实力强的科研单位长期和发达国家相关部门建立合作关系，派出技术较好、接受能力强的技术人员去学习，交流经验，并规范学习检查验收制度，避免一些打着学习交流的口号出国游玩的现象出现。