第一篇：鐵路信號(hào)智能化電源屏的現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展方向

鐵路信號(hào)智能化電源屏的現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展方向

20世紀(jì)80年代后期開始，隨著我國鐵路裝備技術(shù)的迅速發(fā)展，重載、提速、擴(kuò)能工程的實(shí)施，鐵路信號(hào)設(shè)備相繼引進(jìn)和開發(fā)了許多先進(jìn)技術(shù)，裝備在運(yùn)輸繁忙的干線上。為適應(yīng)鐵道部電務(wù)維修體制改革、信號(hào)技術(shù)發(fā)展的需要，針對(duì)當(dāng)時(shí)鐵路信號(hào)電源設(shè)備制式單

一、元器件可靠性差、整體技術(shù)落后的局面，多家企業(yè)和研究院所相繼于90年代后期開始論證、研制和開發(fā)了鐵路信號(hào)智能化電源屏，自2000年第一套智能化電源屏通過了鐵道部技術(shù)鑒定至今，已有6家單位的智能化電源屏通過了鐵道部技術(shù)鑒定或技術(shù)審查，大約有5～6家通過了路局級(jí)的技術(shù)審查或鑒定，目前還有一些單位正在繼續(xù)研制開發(fā)中，形成了激烈競爭的局面，促進(jìn)了智能化電源技術(shù)的發(fā)展。

一、鐵路信號(hào)智能化電源屏的現(xiàn)狀

從2000年第一套鐵路信號(hào)智能化電源屏在現(xiàn)場正式運(yùn)行至今，已有近10家單位的智能化電源屏上道運(yùn)行。2002年鐵道部組織對(duì)原大、中、小站電源屏部頒標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，編制并頒布了新的鐵路信號(hào)電源屏的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但限于當(dāng)時(shí)智能化電源屏的發(fā)展條件，沒有單獨(dú)針對(duì)鐵路信號(hào)智能化電源屏制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此，目前智能化電源屏還沒有一個(gè)統(tǒng)一的、確切的定義和可按照?qǐng)?zhí)行的、有針對(duì)性的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)、建設(shè)單位對(duì)產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量不好把握，在基本建設(shè)的招投標(biāo)文件中往往根據(jù)某家產(chǎn)品的指標(biāo)、性能特點(diǎn)來確定標(biāo)準(zhǔn)，造成投標(biāo)企業(yè)為了滿足招標(biāo)文件的要求，盲目改變自己經(jīng)過技術(shù)鑒定的產(chǎn)品的原理、功能、指標(biāo)，致使各種參差不齊的技術(shù)和質(zhì)量的信號(hào)電源產(chǎn)品上道使用。

因此，目前的局面是智能化電源屏制式種類繁多，工作原理各異，外形結(jié)構(gòu)五花八門，高度尺寸不一，顏色眼花繚亂，故障事故頻發(fā)，嚴(yán)重的造成延時(shí)、停車，甚至出現(xiàn)火災(zāi)險(xiǎn)情，年事故率呈現(xiàn)逐年增長勢(shì)頭，為行車安全帶來重大事故隱患。以重慶電務(wù)段2004年12月的統(tǒng)計(jì)的為例，自2000年開始，電務(wù)段先后安裝智能化電源屏13站，分別由三個(gè)廠家提供，四年間各站電源屏均不同程度地發(fā)生故障，尤其是后2年，故障發(fā)生較頻繁，僅2004年1月至12月一年間，智能化電源屏共發(fā)生故障13次，故障原因?yàn)椋很壍滥K壞3次；信號(hào)模塊壞3次；24伏電源模塊壞3次；微機(jī)模塊壞2次；道岔表示壞1次；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)切換板壞1次。2005年1-9月全路電源屏的事故統(tǒng)計(jì)中，大多為各家的智能化電源屏，共發(fā)生48件事故，延時(shí)69.25小時(shí)，影響行車116列，嚴(yán)重影響了鐵路正常運(yùn)行。

目前智能化電源屏的組裝、制造，主要集中在這10家左右的單位，特別是近幾年，主要集

中在幾家中小型的民營企業(yè)，應(yīng)該肯定的是這幾家民營企業(yè)引進(jìn)了其它行業(yè)的先進(jìn)理念、先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，在推進(jìn)鐵路信號(hào)智能化電源系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步方面起到了重要作用，新產(chǎn)品不斷推陳出新，使鐵路信號(hào)電源技術(shù)發(fā)展較快。但是，不可否認(rèn)的是，各自獨(dú)立、互不交流、市場無序競爭、產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量良莠不齊，其中有些企業(yè)確實(shí)具有一定的研制能力，但是在制造方面都不具備規(guī)范的生產(chǎn)實(shí)體，幾乎全部關(guān)鍵模塊都是搞委托加工，其產(chǎn)品質(zhì)量完全取決于生產(chǎn)方的生產(chǎn)質(zhì)量，特別是高頻電力電子模塊，多是委托其它行業(yè)的生產(chǎn)體，這些企業(yè)在其自己的行業(yè)可能實(shí)力較大，但信號(hào)電源模塊多為特殊要求，小批量多品種，供貨周期短，同時(shí)由于目前的鐵路信號(hào)智能化電源處在技術(shù)更新比較大、更新速度比較快，信號(hào)電源種類繁多，涉及多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)需要專業(yè)人員等特點(diǎn)，一般的路外大型專業(yè)電源企業(yè)難以適應(yīng)，在這種條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品并不像人們所想象的高可靠，同時(shí)，5～6年后的售后服務(wù)也很難保障。

由于有近10家單位的智能化電源屏上道運(yùn)行，有的實(shí)際運(yùn)用已有五年，同時(shí)各家又在不斷的完善、改進(jìn)、提高，產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量都有了很大的進(jìn)步，但仍存在著制式種類繁多，外形、結(jié)構(gòu)、高度、尺寸不一，標(biāo)準(zhǔn)化、互換性差，在一個(gè)電務(wù)段里有多家產(chǎn)品在運(yùn)行，日常維護(hù)和維修極為不便。由于故障率高、設(shè)備電路復(fù)雜、采用的技術(shù)大多不為現(xiàn)場使用的電務(wù)維護(hù)人員所熟悉等問題，有些用戶流露出對(duì)原有電源屏的懷戀。

鐵路信號(hào)智能化電源市場規(guī)模有限，一年的產(chǎn)值大約在2.5億左右，分?jǐn)偟?0多家單位，平均每家也就在2500萬元左右，由于市場競爭激烈，各家贏利能力都有限，影響產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新的投入和生產(chǎn)規(guī)?；b備的投入，造成產(chǎn)品發(fā)展后勁不足。

二、鐵路信號(hào)智能化電源屏的技術(shù)概況及發(fā)展方向

鐵路信號(hào)智能化電源屏是為鐵路信號(hào)設(shè)備供電的重要設(shè)備，是車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞等系統(tǒng)可靠運(yùn)行的心臟，電源系統(tǒng)發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，其重要性非同一般。

我國從70年代后期開始實(shí)現(xiàn)車站電氣集中聯(lián)鎖以來，信號(hào)電源屏一直作為重要信號(hào)設(shè)備，由鐵道部指定專業(yè)廠家生產(chǎn)。電源屏的技術(shù)領(lǐng)域也僅涉及信號(hào)、電力兩個(gè)專業(yè)，而隨著智能化電源屏研制開發(fā)技術(shù)的需要，所涉及的專業(yè)技術(shù)涵蓋了信號(hào)、電力、電子、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、通信、電磁兼容等，從而智能化電源屏成為集成綜合技術(shù)比較復(fù)雜的產(chǎn)品。開發(fā)研制這樣的智能化信號(hào)電源系統(tǒng)，需要具備以上多方面的專業(yè)知識(shí)、技術(shù)能力和規(guī)范的生產(chǎn)裝備。

鐵路信號(hào)智能化電源屏是向鐵路信號(hào)設(shè)備供電的重要設(shè)備，具有兩個(gè)基礎(chǔ)功能：

1）、基本供電功能：根據(jù)不同規(guī)模的鐵路電氣集中聯(lián)鎖站場、不同聯(lián)鎖方式、不同軌道電路制式、不同的區(qū)間自動(dòng)閉塞方式等信號(hào)設(shè)備的供電要求，選配不同頻率、不同容量、不同電壓種類的交、直流電源單元，組合成各種車站電氣集中聯(lián)鎖信號(hào)電源屏、駝峰編組場電源屏、區(qū)間閉塞電源屏、25周軌道電源屏等，或綜合型信號(hào)電源屏，完成向各種信號(hào)設(shè)備供電的基本功能。

2）智能輔助管理功能：應(yīng)用計(jì)算機(jī)和通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)供電系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)、關(guān)鍵器件的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、管理、記錄、通信、報(bào)警、分析等。

目前使用的鐵路信號(hào)智能化電源屏基本都具備以上兩種基礎(chǔ)功能，由于采用了不同的技術(shù)、性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在滿足不同信號(hào)設(shè)備供電要求方面，其技術(shù)、質(zhì)量、可靠性等方面存在著很大差異，都有存在著改進(jìn)和提高的地方。

在對(duì)智能化電源屏沒有一個(gè)統(tǒng)一的確切的定義和可按照?qǐng)?zhí)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的情況下，從智能化電源屏生產(chǎn)廠家現(xiàn)有技術(shù)水平、能力以及鐵路大多數(shù)用戶的要求，智能化電源屏結(jié)構(gòu)上電源單元模塊化，滿足現(xiàn)場要求電源屏占用面積小，備用方式靈活，故障時(shí)方便維修、快速更換器件等需要；監(jiān)測(cè)方面，采用現(xiàn)代數(shù)字信息處理及通信技術(shù)，可向微機(jī)監(jiān)測(cè)提供輸入、輸出電源的各種參數(shù)，同時(shí)滿足自身在工作狀態(tài)顯示、非正常工作記錄、統(tǒng)計(jì)，故障判斷、分析、儲(chǔ)存等方面的需要。在監(jiān)測(cè)性能和功能方面，各個(gè)廠家對(duì)智能化理解的程度不同，采用的技術(shù)不同，有的采用單板計(jì)算機(jī)、有的采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，功能、性能差異較大。目前對(duì)智能化電源屏的理解可用“模塊化+監(jiān)測(cè)”來概括，這也為大多數(shù)人所認(rèn)同。在電源模塊技術(shù)的采用上，有些廠家的產(chǎn)品全部或部分采用了高頻電力電子技術(shù)，如PFC功率因數(shù)校正、大容量直流并聯(lián)均流、交流并聯(lián)均流（尚不完全成熟）、采用UPS電源等，滿足信號(hào)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展對(duì)供電新的技術(shù)指標(biāo)的要求。

鐵路信號(hào)智能化電源屏的配電系統(tǒng)功能單元可分為輸入單元、模塊單元、輸出單元和智能監(jiān)測(cè)單元：

（1）輸入單元：兩路輸入電源的引入、轉(zhuǎn)換，交流集中穩(wěn)壓、整流，輸入電源的浪涌抑制、雷電防護(hù)等。

（2）模塊單元：實(shí)現(xiàn)輸出不同電壓、容量、頻率的交、直流電源，此部分是各家采用不同技術(shù)區(qū)別最大的地方，有的采用工頻穩(wěn)壓（參數(shù)式穩(wěn)壓器或工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型（微電腦補(bǔ)償型）交流穩(wěn)壓器、工頻隔離變壓器）；有的采用高頻電力電子技術(shù)的模塊，同時(shí)也是模塊化程度最高、最容易實(shí)現(xiàn)的部分。

（3）輸出單元：實(shí)現(xiàn)將各種經(jīng)過穩(wěn)定的輸出電壓進(jìn)行分配、保護(hù)、監(jiān)督，輸出電源的浪涌抑制、雷電防護(hù)等。

（4）智能監(jiān)測(cè)單元：包括系統(tǒng)運(yùn)行中的各種參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、變換、處理、通信等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各種參數(shù)的監(jiān)測(cè)、故障定位、報(bào)警、故障信息統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)存等，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)向微機(jī)監(jiān)測(cè)提供電源運(yùn)行參數(shù)的接口。

目前的智能化電源屏采用的系統(tǒng)技術(shù)可分為以下幾種類型：

第一種、采用工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型（微電腦補(bǔ)償型）交流穩(wěn)壓電源或參數(shù)式穩(wěn)壓變壓器、工頻硅整流直流電源、工頻50Hz鐵磁分頻器25Hz電源和電力電子高頻直流開關(guān)電源、高頻電子25Hz電源，根據(jù)生產(chǎn)單位技術(shù)能力、用戶技術(shù)要求而組合電源系統(tǒng)，配備各種形式的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或單板計(jì)算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測(cè)輔助功能。目前有2-3家采用的是這種系統(tǒng)集成技術(shù)。

第二種、采用電力電子高頻交流穩(wěn)壓電源（高頻隔離）、高頻直流開關(guān)電源、高頻電子25Hz電源，獨(dú)立模塊進(jìn)行組合成電源系統(tǒng)，配備單板計(jì)算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測(cè)輔助功能。目前有2-3家采用的是這種系統(tǒng)集成技術(shù)。

第三種、采用工頻交流穩(wěn)壓（參數(shù)式或恒壓變壓器、微電腦補(bǔ)償交流穩(wěn)壓器或工頻變壓器）、整流后，構(gòu)成直流母線；分回路經(jīng)DC/DC變換成直流電源，為各種直流信號(hào)設(shè)備供電；分回路經(jīng)DC/AC逆變成各種交流電源，為各種交流信號(hào)設(shè)備供電，配備各種形式的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或單板計(jì)算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測(cè)輔助功能。目前有2-3家采用的是這種系統(tǒng)集成技術(shù)。

第四種、高頻化整流，構(gòu)成直流母線；分回路經(jīng)DC/DC變換成直流電源，為各種直流信號(hào)設(shè)備供電；分回路經(jīng)DC/AC逆變成各種交流電源，為各種交流信號(hào)設(shè)備供電，配備各種形式的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或單板計(jì)算機(jī)的智能數(shù)字型監(jiān)測(cè)輔助功能。目前有的廠家正在論證或研制中，尚沒有經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際驗(yàn)證。

前三種是目前的主流智能化電源屏，在現(xiàn)場運(yùn)行的數(shù)量比較大，其它運(yùn)行數(shù)量比較少或在研制中的其它智能化電源限于公開程度和掌握資料上，不十分了解，在此不做詳細(xì)敘述。

下面對(duì)以上四種類型的鐵路信號(hào)智能化電源屏的配電系統(tǒng)組成方式及其技術(shù)、性能、結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要分析：

第一種類型，可根據(jù)用戶要求和現(xiàn)有信號(hào)設(shè)備對(duì)電源技術(shù)指標(biāo)的要求，可組成如下幾種電源系統(tǒng)組成方式：

1）交流集中穩(wěn)壓+工頻交流隔離+工頻直流整流（全工頻方式）電源系統(tǒng)組成方案見圖1。

圖1 該電源系統(tǒng)的工作方式是：兩路電源一主一備輸入，經(jīng)交流接觸器自動(dòng)切換后，由一套交流集中穩(wěn)壓器（無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器或參數(shù)式穩(wěn)壓器）穩(wěn)壓后，經(jīng)過工頻交流變壓器進(jìn)行變壓、隔離變換后向信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號(hào)設(shè)備供電；經(jīng)過工頻交流變壓器進(jìn)行變壓、隔離，在采用單相或三相橋式整流后變換為直流電源向繼電器、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號(hào)設(shè)備供電。交流集中穩(wěn)壓器故障后自動(dòng)轉(zhuǎn)為旁路，由電網(wǎng)直接供電。模塊單元的備用方式可采用1+

1、N+1等備用方式，備用模塊可手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)換，此種備用方式可減少備用容量和數(shù)量。另外，還可采用將模塊單元、輸出單元做成主、備屏的備用方式，就像傳統(tǒng)的電氣集中電源屏的整屏備用方式一樣，優(yōu)點(diǎn)是一旦主屏發(fā)生嚴(yán)重的、短時(shí)難以恢復(fù)的事故，可以盡快轉(zhuǎn)到備用屏，恢復(fù)向信號(hào)系統(tǒng)供電。

此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上，輸入單元中的兩路電源轉(zhuǎn)換、交流穩(wěn)壓器和模塊單元的大部分可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。

該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：（a）電氣原理基本采用傳統(tǒng)的工頻電磁型電氣集中電源屏技術(shù)。電路簡單，器件直觀，現(xiàn)場電務(wù)維修人員對(duì)電氣系統(tǒng)比較熟悉，維修方便。

（b）工頻電磁器件，抗輸入電源浪涌和抗輸出負(fù)載的沖擊性能比較好，負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，可耐受較大感性、容性負(fù)載的沖擊。

（c）（d）工頻電磁器件，不會(huì)產(chǎn)生高頻電磁干擾，電磁兼容性好。工頻器件可靠性高，壽命長。

該電源系統(tǒng)存在的問題是：

（e）采用一套集中穩(wěn)壓設(shè)備，故障后沒有備用設(shè)備，直供后，失去了穩(wěn)壓功能，降低了供電質(zhì)量。

（f）集中穩(wěn)壓設(shè)備采用工頻穩(wěn)壓，對(duì)輸入電源的干擾，例如高頻閃變、尖峰等，防護(hù)性能差。

（g）交流電源模塊不能并聯(lián)輸出，因此，兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時(shí)造成輸出交流電源供電中斷。

（h）鐵磁分頻器25Hz電源效率低，輸入功率因數(shù)低，25Hz波形差，失真度大。變頻器體積、重量大，不易模塊化。

（i）直流電源采用工頻變壓器變壓、隔離、單相或三相橋式整流，輸出直流電壓紋波系數(shù)大，交流輸入側(cè)諧波電流大，輸入功率因數(shù)低，特別是大容量整流時(shí)，輸入端諧波電流對(duì)電網(wǎng)的干擾大。

（j）備用模塊或備用屏若采用冷備用方式，主用模塊或主用屏故障報(bào)警后，操作人員需到現(xiàn)場手動(dòng)操作切換至備用。

2）交流集中穩(wěn)壓+工頻交流隔離+高頻開關(guān)直流電源（工頻+高頻相結(jié)合）電源系統(tǒng)組成方案見圖2。

圖2 該電源系統(tǒng)的工作方式是：兩路電源一主一備輸入，經(jīng)交流接觸器自動(dòng)切換后，由一套交流集中穩(wěn)壓器（無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器或參數(shù)式穩(wěn)壓器）穩(wěn)壓后，在分回路經(jīng)過工頻交流變壓器進(jìn)行變壓、隔離后向信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號(hào)設(shè)備供電；向區(qū)間自動(dòng)閉塞、繼電器、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號(hào)設(shè)備供電的直流電源是從兩路電源切換

后，經(jīng)高頻開關(guān)型直流電源并聯(lián)均流輸出。交流集中穩(wěn)壓器故障后自動(dòng)轉(zhuǎn)為旁路，由電網(wǎng)直接供電。模塊單元的備用方式可采用1+

1、N+1等備用方式，備用模塊可手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上，輸入單元中的兩路電源轉(zhuǎn)換、交流穩(wěn)壓器和模塊單元的大部分可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。

該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：

（a）交流電源基本采用傳統(tǒng)的工頻電磁型電源技術(shù)。工頻電磁器件，抗輸入電源浪涌和抗輸出負(fù)載的沖擊性能比較好，工頻器件可靠性高，壽命長。

（b）交流部分電路簡單，器件直觀，現(xiàn)場電務(wù)維修人員對(duì)電氣系統(tǒng)比較熟悉，維修方便。（c）高頻開關(guān)型直流電源模塊具有完善的輸入、輸出保護(hù)功能，輸入設(shè)置過壓保護(hù)；輸出設(shè)置過壓、欠壓保護(hù)；輸出電流被限制在一規(guī)定的限值，當(dāng)過載甚至短路時(shí)，其輸出電流都能被可靠限制，能可靠地抵抗輸出短路故障。保護(hù)反映速度快、功能可靠，既保護(hù)電源本身不被損壞，又保護(hù)了負(fù)載設(shè)備不受過電壓、過電流的沖擊。（d）由于高頻開關(guān)型直流電源采用儲(chǔ)能續(xù)流技術(shù)，在兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時(shí)，可保證直流輸出不間斷供電，同時(shí)，輸出穩(wěn)壓精度高（可達(dá)1%），紋波成分低（峰值電壓小于200mV），滿足新型信號(hào)設(shè)備，如ZPW-2000型自動(dòng)閉塞系統(tǒng)對(duì)直流供電要求不間斷、交流紋波成分低等新的技術(shù)指標(biāo)要求。高頻開關(guān)型直流電源，可設(shè)置PFC功率因數(shù)校正，功率因數(shù)在0.95以上，大大減少了輸入諧波電流對(duì)電網(wǎng)的干擾。

（e）直流電源模塊采用并聯(lián)均流輸出，N+1或N+M備用方式，模塊故障后可自動(dòng)退出，不影響系統(tǒng)正常工作。該電源系統(tǒng)存在的問題是：

（f）交流部分采用一套集中穩(wěn)壓設(shè)備，故障后沒有備用設(shè)備，直供后，失去了穩(wěn)壓功能，降低了供電質(zhì)量。

（k）交流電源模塊不能并聯(lián)輸出，因此，兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時(shí)造成輸出交流電源供電中斷。

（l）25周電源可采用鐵磁分頻器，也可采用高頻開關(guān)電子25Hz電源模塊。但鐵磁分頻器效率低，輸入功率因數(shù)低，25Hz波形差，失真度大。變頻器體積、重量大，不易模塊化。

（g）交流備用模塊若采用冷備用方式，主用模塊故障報(bào)警后，操作人員需到現(xiàn)場手動(dòng)操作切換至備用。

3）交流分散穩(wěn)壓+高頻開關(guān)直流電源（工頻+高頻相結(jié)合）電源系統(tǒng)組成方案見圖3。

圖3 該電源系統(tǒng)的工作方式是：兩路電源一主一備輸入，經(jīng)交流接觸器自動(dòng)切換后，經(jīng)過分散的工頻交流穩(wěn)壓器（無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器或參數(shù)式穩(wěn)壓器）進(jìn)行穩(wěn)壓、隔離變換后向信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號(hào)設(shè)備供電；向區(qū)間自動(dòng)閉塞、繼電器、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號(hào)設(shè)備供電的直流電源是從兩路電源切換后，經(jīng)高頻開關(guān)型直流電源輸出。模塊單元的備用方式可采用1+

1、N+1等備用方式，交流備用模塊可手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上，輸入單元中的兩路電源轉(zhuǎn)換和模塊單元的大部分可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。

該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：

(a)分散式交流穩(wěn)壓電源采用工頻電磁型電源，如參數(shù)式穩(wěn)壓器或無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。工頻電磁器件，抗輸入電源浪涌和抗輸出負(fù)載的沖擊性能比較好。

(b)直流電源采用高頻開關(guān)型直流電源模塊，并聯(lián)均流輸出。N+1或N+M備用方式，模塊故障后可自動(dòng)退出，不影響系統(tǒng)正常工作。

該電源系統(tǒng)存在的問題是：

(c)采用分散式交流穩(wěn)壓電源，數(shù)量多，同時(shí)故障點(diǎn)多。參數(shù)式穩(wěn)壓器由于存在著溫升高，諧振電容壽命短，易爆等缺點(diǎn)，現(xiàn)已很少使用。目前大多采用無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。

(d)交流電源模塊不能并聯(lián)輸出，因此，兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時(shí)造成輸出交流電源供電

中斷。

(e)25周電源可采用鐵磁分頻器，也可采用高頻開關(guān)電子25Hz電源模塊。但鐵磁分頻器效率低，輸入功率因數(shù)低，25Hz波形差，失真度大。變頻器體積、重量大，不易模塊化。(f)交流備用模塊若采用冷備用方式，主用模塊故障報(bào)警后，操作人員需到現(xiàn)場手動(dòng)操作切換至備用。

第二種類型，電源系統(tǒng)組成方式：

4）高頻交流穩(wěn)壓電源模塊+高頻直流開關(guān)電源+高頻電子25Hz電源（高頻化）電源系統(tǒng)組成方案見圖4。

圖4 該電源系統(tǒng)的工作方式是：兩路電源一主一備輸入，經(jīng)交流接觸器自動(dòng)切換后，采用分散的高頻開關(guān)交流穩(wěn)壓模塊向信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號(hào)設(shè)備供電；采用高頻開關(guān)型直流電源向區(qū)間自動(dòng)閉塞、繼電器、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號(hào)設(shè)備供電。模塊單元的備用方式可采用1+

1、N+1等備用方式，交流備用模塊自動(dòng)切換。

此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上，模塊單元可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：

(a)中小容量的交流電源采用高頻開關(guān)型交流穩(wěn)壓模塊，同高頻開關(guān)直流電源模塊一樣，具有完善的輸入、輸出保護(hù)功能。

(b)高頻交流開關(guān)電源，由于采用了功率因數(shù)校正、高壓儲(chǔ)能、高頻脈寬調(diào)制和交流逆變等技術(shù)，所以具有輸出電源電壓穩(wěn)壓精度高，波形失真度小，頻率穩(wěn)定的高指標(biāo)的輸出電源質(zhì)量，由于采用的是交-直-交的工作方式，因此對(duì)質(zhì)量差的電網(wǎng)電源具有一定的凈化作用；同時(shí)，由于采用功率因數(shù)校正，功率因數(shù)在0.95以上，大大減少了輸入諧波電流對(duì)電網(wǎng)的干擾；采用儲(chǔ)能續(xù)流技術(shù)，在兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時(shí)，可保證交流輸出不間斷供電；單位功率體積比大，所以做成同等容量的模塊體積要小，模塊化程度高。

(c)25周電源采用高頻開關(guān)電子25Hz模塊，同樣具有以上優(yōu)點(diǎn)，可保證兩路輸入電源轉(zhuǎn)換時(shí)，軌道電路不會(huì)出現(xiàn)紅光帶。

(d)直流電源采用高頻開關(guān)型直流電源模塊，并聯(lián)均流輸出。N+1或N+M備用方式，模塊故障后可自動(dòng)退出，不影響系統(tǒng)正常工作。

該電源系統(tǒng)存在的問題是：

(e)高頻開關(guān)型交流穩(wěn)壓模塊，目前國內(nèi)以中小容量的單相電源模塊為主，技術(shù)相對(duì)成熟，質(zhì)量基本能滿足使用要求。但大容量交流電源，如三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源，技術(shù)復(fù)雜，應(yīng)用范圍小，可靠性差，特別是成本很高。所以，目前幾家的智能化電源屏，大容量交流電源，仍采用工頻交流穩(wěn)壓電源，如采用無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器。

(f)高頻開關(guān)型電源模塊，由于采用大量的電力電子器件，對(duì)系統(tǒng)集成綜合技術(shù)要求高，若綜合防護(hù)技術(shù)差，就存在著諸如輸入抗電網(wǎng)干擾能力差、抗負(fù)載沖擊能力差、防雷性能低等，同時(shí)對(duì)電磁兼容要求高。

(g)目前的高頻開關(guān)型交流電源模塊不能并聯(lián)輸出，因此，在主、備模塊轉(zhuǎn)換時(shí)，輸出交流電源仍不能做到不間斷。

(h)高頻開關(guān)型交、直流電源模塊的使用壽命還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證、考驗(yàn)。

(i)高頻開關(guān)型電源模塊，電路復(fù)雜，維修需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行，并需具備維修、測(cè)試、檢驗(yàn)用的設(shè)備和儀器儀表。

第三種類型，電源系統(tǒng)組成方式：

5）工頻整流構(gòu)成DC400V母線+高頻50、25Hz交流開關(guān)電源+高頻直流開關(guān)電源（工頻+高頻）

電源系統(tǒng)組成方案見圖5。

圖5 該電源系統(tǒng)的工作方式是：兩路電源一主一備輸入，經(jīng)交流接觸器自動(dòng)切換后，經(jīng)過工頻穩(wěn)壓器（如恒壓變壓器無觸點(diǎn)工頻數(shù)字電壓補(bǔ)償型交流穩(wěn)壓器）或工頻整流變壓器升壓、整流構(gòu)成DC400V直流母線，或兩路電源同時(shí)各自升壓、整流后，并聯(lián)構(gòu)成直流母線。直流母線可并接電容或電池儲(chǔ)存電能。然后，經(jīng)過高頻DC/AC逆變?yōu)榻涣麟娫摧敵?，DC/AC逆變模塊可并聯(lián)均流輸出，向信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等交流信號(hào)設(shè)備供電；經(jīng)過高頻DC/DC變換為各種直流電源輸出，DC/DC電源模塊可并聯(lián)均流輸出，向區(qū)間自動(dòng)閉塞、繼電器、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號(hào)設(shè)備供電。模塊單元采用熱備N+1或N+M冗余備用方式。

此種電源系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上，模塊單元可做成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：(a)采用直流母線儲(chǔ)能，或兩路電源同時(shí)整流并聯(lián)工作，因此，在兩路電源切換時(shí)，輸出交、直流電源不間斷；同時(shí)，所有輸出交、直電源模塊全部采用并聯(lián)均流方式，不存在有接點(diǎn)的切換，因此，真正做到了在任何轉(zhuǎn)換條件下的“零秒”切換。

(b)DC/AC逆變模塊采用并聯(lián)均流輸出，可構(gòu)成大容量交流電源輸出，單、三相電源均能實(shí)現(xiàn)。

該電源系統(tǒng)存在的問題是：(c)由于輸入端采用大容量工頻穩(wěn)壓器或變壓器升壓、隔離、單相或三相橋式整流，濾波和高壓儲(chǔ)能，因此交流輸入側(cè)諧波電流大，輸入功率因數(shù)低，輸入端諧波電流對(duì)電網(wǎng)的干擾大，對(duì)電網(wǎng)造成較大污染。

(d)集中的直流母線出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

(e)若采用兩路電源同時(shí)供電的輸入方式，當(dāng)其中一路停電，由另外一路承擔(dān)全部負(fù)荷，存在著質(zhì)量較差的一路電源平時(shí)也參與工作，可能會(huì)干擾電源系統(tǒng)正常運(yùn)行。另外，存在著每路輸入電源過流防護(hù)值的設(shè)定問題，若按全部額定負(fù)荷設(shè)置，在兩路電源同時(shí)工作時(shí)，設(shè)定值明顯不合理。

(f)輸出交、直流電源模塊大量采用均流并聯(lián)的高頻電力電子模塊，電磁兼容問題體現(xiàn)的比較突出，相互干擾造成技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定，性能下降。

(g)目前交流逆變模塊并聯(lián)技術(shù)尚不成熟，據(jù)說在西方國家也是處于測(cè)試階段，未到大規(guī)模應(yīng)用的程度，國際上大型UPS并聯(lián)先進(jìn)技術(shù)也少見幾例。目前，有些單位的智能化電源屏使用的交流逆變模塊大多是國內(nèi)小型企業(yè)自己開發(fā)的產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)性、產(chǎn)品可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性都不十分理想，在使用過程中出現(xiàn)過重大質(zhì)量事故，嚴(yán)重影響行車安全。

第四種類型，電源系統(tǒng)組成方式：

6）高頻整流構(gòu)成DC400V母線+高頻50、25Hz交流開關(guān)電源+高頻直流開關(guān)電源（完全高頻化）

電源系統(tǒng)組成方案見圖6。

圖6 該電源系統(tǒng)的工作方式是：兩路電源一主一備輸入，經(jīng)交流接觸器自動(dòng)切換后，經(jīng)過并聯(lián)均流的高頻整流器升壓、整流構(gòu)成DC400V直流母線。直流母線可并接電容或電池儲(chǔ)存電能。然后，經(jīng)過高頻DC/AC逆變模塊并聯(lián)均流輸出交流電源，向信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等

交流信號(hào)設(shè)備供電；經(jīng)過高頻DC/DC變換為各種直流電源輸出，模塊并聯(lián)均流輸出，向區(qū)間自動(dòng)閉塞、繼電器、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等直流信號(hào)設(shè)備供電。模塊單元采用熱備N+1或N+M冗余備用方式。

此種電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的全高頻化，全模塊化。該電源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：（a）此電源系統(tǒng)綜合了第二種類型和第三種類型高頻電源部分的特點(diǎn)，系統(tǒng)輸入整流采用高頻電力電子整流單元，并聯(lián)均流輸出，構(gòu)成直流母線。高頻整流單元由于采用了功率因數(shù)校正，功率因數(shù)在0.95以上，大大減少了輸入諧波電流對(duì)電網(wǎng)的干擾，電源系統(tǒng)輸入阻抗幾乎接近純阻性，減少了對(duì)電網(wǎng)的干擾；另外，整流后的直流母線電源電壓穩(wěn)定，諧波成分少，為后面的DC/AC、DC/DC變換模塊提供純凈的直流電源，保證交、直流電源模塊輸出純凈、穩(wěn)定、可靠的電源。因此，此電源系統(tǒng)可以稱的上是真正的“綠色”電源。

（b）在兩路電源切換時(shí)，輸出交、直流電源不間斷；同時(shí)，所有輸出交、直電源模塊全部采用并聯(lián)均流方式，因此，真正做到了在任何轉(zhuǎn)換條件下的“零秒”切換。

（c）由于交、直電源模塊全部采用并聯(lián)均流方式，因此，可組成任意容量的單、三相輸入、輸出電源。同時(shí)，模塊可設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)尺寸、標(biāo)準(zhǔn)容量系列的電源模塊，便于規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)也方便備件的儲(chǔ)備、更換。

（d）交流供電全面采用逆變技術(shù)，輸入電源不受單相/三相的限制，同時(shí)，即可輸出單相交流電源，也可輸出三相交流電源。

（e）模塊功能齊全，具有完善的輸入、輸出保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)“在線”設(shè)定、修改各項(xiàng)指標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)“綜合管理”、“智能供電”。

（f）（g）由于結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了全模塊化，系統(tǒng)的滿足“狀態(tài)修”的要求。

按照綜合UPS的方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)，增加后備電池，可實(shí)現(xiàn)三路電源供電，為高速鐵路或重要樞紐站提供更加先進(jìn)、可靠的供電系統(tǒng)。

該電源系統(tǒng)存在的問題是：（h）由于全部采用高頻電力電子技術(shù)，在目前的技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模等條件制約下，存在著交流并聯(lián)技術(shù)不成熟、輸入輸出抗干擾能力差、防雷性能低等，同時(shí)對(duì)電磁兼容要求高。

（i）目前此系統(tǒng)尚處于論證、研制階段，沒有經(jīng)過現(xiàn)場運(yùn)行驗(yàn)證。

以上是對(duì)目前四種類型的鐵路信號(hào)智能化電源屏的配電系統(tǒng)組成方式及其技術(shù)、性能、結(jié)構(gòu)做的簡要分析，可以看出，智能化電源屏在不斷地從工頻器件向高頻電力電子器件發(fā)展，以

滿足不斷發(fā)展的信號(hào)系統(tǒng)對(duì)供電技術(shù)指標(biāo)新的要求。第四種類型即全高頻完全模塊化結(jié)構(gòu)的鐵路信號(hào)智能化電源屏代表了這一發(fā)展趨勢(shì)的系統(tǒng)組合方式，與前三種類型的智能化電源屏相比，在技術(shù)、性能、結(jié)構(gòu)、綠色環(huán)保方面都有本質(zhì)的提高，具備綜合管理化、供電智能化、模塊組合化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化四項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在各個(gè)方面具有明顯的先進(jìn)性，是符合鐵路運(yùn)輸管理向智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸指揮系統(tǒng)發(fā)展方向的，滿足高速、擴(kuò)能、安全的發(fā)展目標(biāo)。

三、鐵路信號(hào)智能化電源屏技術(shù)發(fā)展與可靠性的兼顧

隨著鐵路運(yùn)輸指揮系統(tǒng)智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，鐵路信號(hào)電源系統(tǒng)的應(yīng)用范圍逐漸向智能化鐵路運(yùn)輸指揮系統(tǒng)中通信、信號(hào)、信息管理的綜合集中供電系統(tǒng)方向發(fā)展。鐵路信號(hào)電源的含義已不是傳統(tǒng)概念的信號(hào)供電設(shè)備，因此，應(yīng)給鐵路信號(hào)智能化電源屏的功能和性質(zhì)重新進(jìn)行定義。

目前，鐵路信號(hào)電源屏輸出電源按照供電對(duì)象性質(zhì)應(yīng)分為三種：

● 信號(hào)表示設(shè)備供電

-----主要包括信號(hào)點(diǎn)燈、軌道電路、道岔表示等供電 ● 動(dòng)力設(shè)備供電

----主要是道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)

● 信息設(shè)備供電

----主要包括信息的產(chǎn)生和傳輸設(shè)備，如計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)及執(zhí)行設(shè)備，自動(dòng)閉塞移頻信息設(shè)備，以及DMIS、CTC、微機(jī)監(jiān)測(cè)等。

信號(hào)表示供電的特點(diǎn)：受傳輸距離的限制，一般情況下是從室內(nèi)高電壓輸出到現(xiàn)場設(shè)備終端再變換為低電壓使用，因此，要求輸出電壓穩(wěn)定、可調(diào)。信號(hào)點(diǎn)燈電源要求隔離、分束輸出，軌道電路電源要求相位一致等。

任何經(jīng)過變換的電源模塊可靠性均遠(yuǎn)不及電網(wǎng)的可靠性，因此，對(duì)于動(dòng)力供電，在有可靠和供電質(zhì)量高的站場，轉(zhuǎn)轍機(jī)電源可采用工頻隔離輸出方式，特別是三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)，對(duì)電源電壓的波動(dòng)范圍要求比較寬。

信息設(shè)備，由于大量采用CPU、大規(guī)模集成電路等電子器件，因此，供電電源應(yīng)具有浪涌和尖峰抑制、可靠的雷電防護(hù)、穩(wěn)定純凈等高質(zhì)量的特點(diǎn)。

鐵路信號(hào)智能化電源屏的研制應(yīng)按照信號(hào)設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量不同的要求，遵守先進(jìn)、成熟、適用、可靠的設(shè)計(jì)理念，相應(yīng)的選擇既具有一定的技術(shù)先進(jìn)性又具有高可靠性、適用性和可維護(hù)性好的電源系統(tǒng)，即考慮到產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性，更要考慮產(chǎn)品的安全可靠性，不要千篇一律地采用工頻制式或者高頻制式，更不可單純追求技術(shù)先進(jìn)性，忽略產(chǎn)品的可靠性，否則將會(huì)給鐵路運(yùn)營造成重大安全隱患，同時(shí)也會(huì)給生產(chǎn)單位帶來重大的損失。

第二篇：消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

摘要：隨著我國社會(huì)水平和經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人們對(duì)安全問題逐漸重視。而消防機(jī)構(gòu)是幫助人們消除火災(zāi)隱患和其他安全隱患的單位組織，對(duì)人們的人生、財(cái)產(chǎn)安全有極大的幫助。對(duì)于我國消防機(jī)構(gòu)來說，國家頒布了諸如《消防法》等法律法規(guī)，規(guī)定了消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的性質(zhì)、工作人員的資格、資質(zhì)和法律責(zé)任等因素，這是我國消防技術(shù)服務(wù)工作的主要法律依據(jù)。但是，由于政府的干預(yù)，在公共安全體系中，社會(huì)消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的作用逐漸弱化，取而代之的是政府部門組織的公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)，這種情況嚴(yán)重阻礙了消防社會(huì)化進(jìn)程發(fā)展。本文將就消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀展開分析，探討存在的問題，并展望未來發(fā)展方向和趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)；現(xiàn)狀和發(fā)展

引言：現(xiàn)今，我國的社會(huì)消防安全公共服務(wù)體系仍然存在一定缺陷，消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)作為彌補(bǔ)這些缺陷的組織應(yīng)運(yùn)而生，成為構(gòu)建、完善公共安全服務(wù)體系不可或缺的一部分，要保障社會(huì)消防安全，加快消防工作的社會(huì)化，設(shè)計(jì)消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)是必需的措施，同時(shí)還能夠填補(bǔ)消防警力孔雀，有效加強(qiáng)消防管理工作的質(zhì)量。我國進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，對(duì)消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)提出了更高的發(fā)展要求。

1、消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀

隨著市場化經(jīng)濟(jì)體制替代計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制，自改革開放以來，我國的消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，主要可以分為三種，第一是如建筑消防檢測(cè)機(jī)構(gòu)等的消防檢測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)，第二是如火災(zāi)物證鑒定、消防產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證機(jī)構(gòu)等的監(jiān)督、公證機(jī)構(gòu)，第三是如消防協(xié)會(huì)等的具有協(xié)調(diào)、溝通和管理作用的機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)是成員性的。

上述機(jī)構(gòu)對(duì)我國的消防工作社會(huì)化有重要作用，但是仍然存在一定缺陷，例如服務(wù)不標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)項(xiàng)目單一或者機(jī)構(gòu)規(guī)模不大等問題，舉例來說，大多數(shù)省市只有幾所甚至一所建筑消防設(shè)施檢測(cè)機(jī)構(gòu)，而我國只有一家機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行消防產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)工作。這形成了一種行業(yè)壟斷現(xiàn)象，缺乏市場競爭，沒有競爭，這些服務(wù)機(jī)構(gòu)就缺乏自我提高的意識(shí)，造成服務(wù)效率不高、收費(fèi)制度不夠規(guī)范等問題。

2、消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的管理模式分析

2.1資質(zhì)認(rèn)定的條件和權(quán)限

對(duì)我國諸如電氣防火安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)、消防設(shè)施檢測(cè)機(jī)構(gòu)等消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行規(guī)定的是我國頒布的相關(guān)法律法規(guī)。例如《消防設(shè)施、電氣防火檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定基本條件》等；2007年，我國頒布了關(guān)于行政審批項(xiàng)目的文件，其中指出電氣防火安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)等消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)認(rèn)定，不再受到省級(jí)消防部門的干預(yù)，電氣檢測(cè)和消防設(shè)施檢測(cè)方面的工作人員培訓(xùn)，則由省級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局負(fù)責(zé)。

2.2消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)管理模式

國家質(zhì)檢總局頒布了機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定管理辦法，消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)每年都要接受專項(xiàng)檢查，檢查內(nèi)容包括管理和內(nèi)部審核、人員控制、質(zhì)量控制、質(zhì)量體系運(yùn)行等方面。

3、消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)存在的一些問題

3.1法律地位等不明確

雖然近年來，我國的消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)飛速發(fā)展，但是仍然沒有明確的作用、責(zé)任和法律地位，早證這個(gè)問題的主要原因是法律方面的空缺，時(shí)至今日，我國仍然沒有明文規(guī)定消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的作用和法律地位，造成其在消防工作中的作用也不夠明確，消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的工作“無法可依”，由于沒有法律條件的限制，消防中介技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域中的主體太過單一，對(duì)消防機(jī)構(gòu)的發(fā)展帶來了一定阻礙?？v觀發(fā)達(dá)國家的消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀，可以看到，這些機(jī)構(gòu)正逐漸變成國際化和集團(tuán)化的大型機(jī)構(gòu)，例如美國的RJA(羅爾福·杰森有限公司)，此公司在世界消防咨詢領(lǐng)域都處于領(lǐng)先地位，公司能夠提供全方位、個(gè)性化的消防技術(shù)服務(wù)，發(fā)展前景廣闊。

3.2缺乏準(zhǔn)入制度

由于消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)缺乏一個(gè)嚴(yán)格的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，造成消防機(jī)構(gòu)市場魚目混雜，機(jī)構(gòu)質(zhì)量參差不齊，一些消防機(jī)構(gòu)沒有足夠的資金支持，只是為了獲取短期效益，提供的服務(wù)質(zhì)量低下，當(dāng)然也不乏一些實(shí)力較強(qiáng)、資金雄厚的大型消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，能夠?yàn)槲覀兲峁└哔|(zhì)量的服務(wù)。但是，這些質(zhì)量低下的機(jī)構(gòu)嚴(yán)重破壞了市場平衡，降低了市場的整體質(zhì)量水平。

有些消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)成立初期，只是招聘幾個(gè)沒有專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員，注冊(cè)一下然后就開張，顯然，這種機(jī)構(gòu)很難滿足社會(huì)需求。但是我國也缺乏完善的質(zhì)量評(píng)價(jià)制度，消防機(jī)構(gòu)也不愿對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，也沒有定期檢查儀器、設(shè)備的意識(shí)，造成機(jī)構(gòu)質(zhì)量低下。

3.3缺乏從業(yè)準(zhǔn)則和技術(shù)指導(dǎo)

我國的消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)有很多種，例如消防安全監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、建筑消防設(shè)施檢測(cè)機(jī)構(gòu)、消防技術(shù)咨詢機(jī)構(gòu)等，但是這些消防機(jī)構(gòu)缺乏統(tǒng)一的從業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是沒有標(biāo)準(zhǔn)來限制機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目實(shí)施、程序以及質(zhì)量評(píng)定等，以至于機(jī)構(gòu)質(zhì)量良莠不齊；而且我國也沒有針對(duì)消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)制定相關(guān)的法律法規(guī)，造成消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)處在一個(gè)尷尬的位置，沒有吸引力，很少有專業(yè)人才愿意從事消防中介技術(shù)工作，這也是整體質(zhì)量低下的因素之一，即使在發(fā)展中出現(xiàn)問題，由于缺乏專業(yè)指導(dǎo)，很難有效解決問題，阻礙了消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的發(fā)展。

3.4缺乏有效的監(jiān)管

大部分消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作都是市場化的，除了少數(shù)機(jī)構(gòu)運(yùn)作受到政府干預(yù)，由此可以看出，獲取經(jīng)濟(jì)效益仍然是消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的最終目的。部分消防機(jī)構(gòu)為了達(dá)到目的不擇手段，機(jī)構(gòu)運(yùn)作過程中出現(xiàn)了很多違規(guī)現(xiàn)象，例如不規(guī)范的認(rèn)證標(biāo)志、實(shí)際工作場所不符合注冊(cè)場所、負(fù)責(zé)人不具有法人條件等，這些問題并不罕見，但是消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)卻是“明知故犯”，所以，缺乏有效的監(jiān)管也是消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)管理中存在的問題之一。

3.5缺乏專業(yè)人才和培訓(xùn)

對(duì)于建筑消防設(shè)施檢測(cè)機(jī)構(gòu)、消防安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)等，如果沒有專業(yè)的技術(shù)人員，則檢測(cè)會(huì)缺乏科學(xué)性，例如檢測(cè)報(bào)告不符合原始記錄、檢測(cè)結(jié)果缺乏專業(yè)性等。但是大多數(shù)消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)不愿花費(fèi)精力和資金對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，所以，這些技術(shù)人員的技術(shù)水平和綜合素質(zhì)都不高，導(dǎo)致檢測(cè)存在很多問題。

4、消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的發(fā)展策略

4.1完善機(jī)構(gòu)的作用和地位

一個(gè)組織、機(jī)構(gòu)要順利發(fā)展，就需要法律為其提供生存空間，現(xiàn)在會(huì)計(jì)、律師事務(wù)所發(fā)展如火如荼，人們的需求是一方面，更重要的是其有明確的法律地位。但是雖然我國制定了《消防法》，但是仍然沒有明確消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的地位和作用。完善相關(guān)法律是重中之重，要保證消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的高質(zhì)量管理，必須

保證“有法可依，有法必依”，只有有了強(qiáng)有力的法律保障，才能讓機(jī)構(gòu)更加順利、有序的發(fā)展，而這樣才能有效吸引人才，為消防技術(shù)服務(wù)行業(yè)貢獻(xiàn)力量。

再者，除了完善法律法規(guī)，消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)日常工作的每個(gè)環(huán)節(jié)，都要有具體的措施來驗(yàn)證其法律的有效性，將消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的發(fā)展最優(yōu)化。在機(jī)構(gòu)發(fā)展過程中，要根據(jù)機(jī)構(gòu)的實(shí)際情況，結(jié)合最新法律規(guī)定和社會(huì)形勢(shì)，完善和補(bǔ)充機(jī)構(gòu)發(fā)展體系，吸收國內(nèi)外其他消防機(jī)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)，成為自己機(jī)構(gòu)的發(fā)展動(dòng)力。

4.2完善準(zhǔn)入制度

社會(huì)穩(wěn)定和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，都受到消防安全的極大影響，消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)必須履行職責(zé)，才能保證消防安全。完善準(zhǔn)入制度是非常必要的，定期審核、評(píng)估機(jī)構(gòu)人員素質(zhì)、設(shè)備、質(zhì)量體系等，可以利用新聞媒體或者資質(zhì)年檢等方式，做到有效的監(jiān)管。

對(duì)于技術(shù)水平不同、條件不同的消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，要分別限定其服務(wù)范圍，保證其服務(wù)在能力范圍內(nèi)，完善消防行業(yè)的自律機(jī)制，讓機(jī)構(gòu)管理趨向標(biāo)準(zhǔn)化和制度化。

4.3建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系

不論是消防安全評(píng)估，還是建筑消防設(shè)施檢測(cè)，都應(yīng)有同一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，檢測(cè)工作也要有統(tǒng)一的流程和標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)報(bào)告要有統(tǒng)一的格式和內(nèi)容規(guī)范，不僅有利于機(jī)構(gòu)規(guī)范其行為，也能夠讓監(jiān)管更加方便有效。

政府監(jiān)管和自律監(jiān)管是消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)監(jiān)管的兩個(gè)方面，政府可以適當(dāng)?shù)母深A(yù)機(jī)構(gòu)運(yùn)作，充分起到監(jiān)管作用，保證機(jī)構(gòu)服務(wù)行為更加規(guī)范；行業(yè)內(nèi)部也要建立完善的自律制度，成立行業(yè)監(jiān)管組織，加大監(jiān)管力度，提高服務(wù)水平。

4.4加強(qiáng)消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)工作人員培養(yǎng)力度

服務(wù)性、專業(yè)性是消防技術(shù)服務(wù)的特點(diǎn)，這對(duì)相關(guān)工作人員也提出了要求，必須擁有專業(yè)知識(shí)和高水平的綜合素養(yǎng)，加強(qiáng)培訓(xùn)力度是重中之重。首先要建立嚴(yán)格、完善的考核機(jī)制，對(duì)申請(qǐng)從事消防技術(shù)服務(wù)行業(yè)的人員嚴(yán)加審核，必須符合條件才能從業(yè)；其次，消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)力度，可以采用講座、知識(shí)問答等多種方式，調(diào)動(dòng)他們的工作、學(xué)習(xí)積極性，并能夠在工作中，潛移默化的提高自己的知識(shí)水平。機(jī)構(gòu)也可以定期選派工作人員進(jìn)入當(dāng)?shù)卮髮Ｔ盒；蛘叱扇私逃盒W(xué)習(xí)，加大人力資源的強(qiáng)化力度。

結(jié)束語

綜上，對(duì)我國消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并分析了其管理中存在的若干問題，最后總結(jié)了消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)的發(fā)展策略，為保證社會(huì)穩(wěn)定和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：大慶油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

大慶油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

云海濤1 , 郭光奇

2（1．大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院 ； 2．大慶石油管理局鉆井二公司）

摘要大慶油田經(jīng)過四十多年的勘探開發(fā)，鉆井技術(shù)得到了長足的發(fā)展，特別是進(jìn)入90年代后，圍繞“兩提高、兩降低、一保護(hù)”的指導(dǎo)思想，從鉆井工具、鉆井設(shè)備、鉆井工藝到設(shè)計(jì)軟件等都有了較大的進(jìn)步，基本形成了大慶油田的鉆井核心技術(shù)。國際大石油公司為了提高整體經(jīng)濟(jì)效益，也在大力發(fā)展水平井、大位移井、欠平衡鉆井等高、精、尖鉆井技術(shù)。隨著大慶油田日趨復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和勘探開發(fā)的進(jìn)一步深入，鉆井技術(shù)仍然存在某些不適應(yīng)之處。本文根據(jù)油田勘探開發(fā)的要求提出了大慶油田鉆井技術(shù)發(fā)展方向。

主題詞鉆井技術(shù) ；現(xiàn)狀 ；發(fā)展方向

1大慶油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

“九五”期間，鉆井系統(tǒng)廣大科技人員，堅(jiān)持以提高經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，以科技進(jìn)步和人才培養(yǎng)為先導(dǎo)，加大改革力度，瞄準(zhǔn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，開拓國內(nèi)外市場，進(jìn)一步完善和發(fā)展了鉆井技術(shù)，基本形成了以八項(xiàng)配套技術(shù)為核心的“九五”鉆井核心技術(shù)，即:

（1）以開發(fā)剩余油為目的的中曲率半徑5／2″套管內(nèi)側(cè)鉆水平井鉆井完井配套校術(shù)；

（2）以提高固井質(zhì)量為主的調(diào)整井鉆井完井配套技術(shù)；

（3）以降低成本為主的開發(fā)葡萄花油層小井眼鉆井完井配套技術(shù)；

（4）以外圍油氣層保護(hù)技術(shù)為主的低滲油氣田鉆井完井配套技術(shù)；

（5）以提高鉆井速度和勘探效益為主的深井鉆井完井配套技術(shù)；

（6）初步形成了以開發(fā)裂縫泥巖油藏為主的裂縫性泥巖水平井鉆井完井配套技術(shù)；

（7）初步形成了以保護(hù)深部氣層為主的探井欠平衡鉆井完井配套技術(shù)；

（8）初步形成了地?zé)峋@井完井配套技術(shù)；

與“八五”末相比，鉆井系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)力和市場競爭能力都有了很大程度的提高，鉆井整體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)，接近90年代中期國際先進(jìn)水平，部分技術(shù)已達(dá)到90年代末國際先進(jìn)水平。12國外鉆井技術(shù)主要發(fā)展現(xiàn)狀

研究和發(fā)展先進(jìn)適用的鉆井技術(shù)是國外大石油公司降低勘探開發(fā)成本的重要切入點(diǎn)，其鉆井技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)有兩個(gè)：一是降低鉆井的直接成本；二是提高勘探開發(fā)的整體效益。

2.1水平井技術(shù)

水平井鉆井技術(shù)從80年代初開始研究與發(fā)展，90年代開始大規(guī)模應(yīng)用，目前已作為常規(guī)鉆井技術(shù)應(yīng)用于幾乎所有類型的油藏。水平井鉆井成本已降至為直井的1.2～1.5倍。水平井產(chǎn)量是直井的4～8倍。多分支井效率比（產(chǎn)量增加指數(shù)與成本增加指數(shù)之比）更高。

2.2大位移井技術(shù)

20年代美國開始發(fā)展大位移井，90年代該技術(shù)得到迅速發(fā)展。大位移井技術(shù)主要用于以較少的平臺(tái)開

作者簡介： 云海濤（1968-），男，工程師，現(xiàn)從事鉆井工程設(shè)計(jì)及研究工作。

發(fā)海上油氣田和從陸上開發(fā)近海油氣田，目前主要用在北海、英國Watchfarm油田和美國加州近海。1997年6月在中國南海東部鉆成的西江24一3—A14井水平位移是8 060.7 m。

2.3小井眼鉆井技術(shù)

80年代中期，國外許多公司迫于成本壓力又開始研究和發(fā)展小井眼鉆井技術(shù)，研究和開發(fā)了適用于小井眼鉆井的鉆機(jī)、取心工具、鉆頭、鉆井液及固控、井涌監(jiān)測(cè)與控制、測(cè)井和完井等技術(shù)。小井眼鉆井技術(shù)已比較成熟，工具設(shè)備配套齊全，目前已有可用于76.2 mm井眼的鉆井工具，以及多種連續(xù)取心鉆機(jī)和混合型鉆機(jī)。

2.4欠平衡鉆井技術(shù)

近些年來，隨著鉆井新裝備的不斷涌現(xiàn)，已應(yīng)用近四十年的欠平衡鉆井技術(shù)再次受到人們的高度重視，而且正逐步走向成熟。連續(xù)油管欠平衡鉆井技術(shù)是欠平衡鉆井發(fā)展的一個(gè)重要方向。目前普遍采用的欠平衡鉆井還不能說成是完全欠平衡鉆井，因?yàn)樵谄鹣裸@和完井等作業(yè)中都需要有短時(shí)間的壓井過程，未來的發(fā)展方向必須是不壓井起下鉆和完井施工，美國和加拿大已用連續(xù)油管鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)了不壓井起下鉆和裸眼完井。

2.5自動(dòng)化（閉環(huán)）鉆井技術(shù)

自動(dòng)化（閉環(huán)）鉆井技術(shù)是指在全部鉆井過程中，依靠傳感器測(cè)量參數(shù)，依靠計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行解釋和發(fā)出指令，最后由自動(dòng)設(shè)備去執(zhí)行，變成一種無人操作的自動(dòng)控制系統(tǒng)。這種技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能節(jié)約時(shí)間、減少體力勞動(dòng)，既可嚴(yán)格按預(yù)定軌道鉆進(jìn)，也可完全根據(jù)地下情況調(diào)整鉆井方案。

2.6套管鉆井工藝技術(shù)

套管鉆井工藝的基本特點(diǎn)是取消了常規(guī)鉆桿，以套管代替鉆桿。套管由頂部驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，由套管傳遞扭矩，帶動(dòng)安裝在套管端部工具組上的鉆頭旋轉(zhuǎn)并鉆進(jìn)。該技術(shù)已應(yīng)用20多口井，降低成本20％～ 30％，套管鉆井技術(shù)已顯示出強(qiáng)大的發(fā)展勢(shì)頭。

2.7鉆井工具和測(cè)量技術(shù)

國外鉆頭設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已很成熟，有適合于各類井下條件和地層的鉆頭，包括PDC鉆頭、熱穩(wěn)定PDC鉆頭、超硬激光鍍層牙輪鉆頭、聚晶金剛石軸承牙輪鉆頭等。而且鉆頭的適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，能根據(jù)具體的作業(yè)（如水平井、小井眼）和地層進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)。

隨鉆測(cè)量／隨鉆測(cè)井（MWD／LWD）技術(shù)發(fā)展迅速，已成為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的核心。已研制了適用于各種井眼尺寸的MWD／LWD工具。其測(cè)量參數(shù)已逐步增加到近20種鉆井和地層參數(shù)，傳感器從原來離鉆頭12～20m的距離移到離鉆頭只l～2 m的距離。1992年底，Anadrill和Schlumberger公司推出了IDEAL綜合鉆井評(píng)價(jià)和測(cè)井系統(tǒng)，其它各大石油技術(shù)服務(wù)公司也紛紛推出了新的隨鉆測(cè)井系統(tǒng)用于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。3大慶油田鉆井技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)

盡管近年來在鉆井技術(shù)發(fā)展上取得很大的成績和進(jìn)步，但面對(duì)油田日趨復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和滿足勘探開發(fā)的要求，鉆井技術(shù)仍然存在某些薄弱環(huán)節(jié)和不適應(yīng)之處。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1在固井質(zhì)量方面

（1）調(diào)整井高壓層（壓力系數(shù)1.70以上）特別是層間矛盾較大的井筒固井質(zhì)量難以保證，真正影響二次聲變檢測(cè)膠結(jié)質(zhì)量差的原因和對(duì)策還不明確，致使二聲界檢測(cè)的膠結(jié)質(zhì)量始終不高。

（2）探井特別是外圍探井（如海拉爾油田）的固井質(zhì)量還不高，仍有不合格井存在，而深井固井質(zhì)量在配套水平上和針對(duì)性強(qiáng)化技術(shù)措施上尚需加強(qiáng)。

3.2在提高鉆井速度方面

由于深部地層硬，溫度高，機(jī)械鉆速慢，因工具的不適應(yīng)造成鉆井井下事故較多，調(diào)整井和開發(fā)井在PDC或刮刀PDC鉆頭的研制與應(yīng)用方面仍需加強(qiáng)。

3.3在特殊工藝井方面

雖然已經(jīng)開展了水平井、側(cè)鉆水平井、欠平衡鉆井技術(shù)研究，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平，形成了配套技術(shù)，但這些指標(biāo)和配套技術(shù)都是在研究階段形成的，還沒有形成規(guī)模。有些特殊井如老井重鉆、小井眼探井、分支井尚未開展。

3.4在深層儲(chǔ)層保護(hù)方面

只開展了砂巖儲(chǔ)層的研究與試驗(yàn)，其它類型的儲(chǔ)層損害機(jī)理尚未研究，保護(hù)鉆井液體系有待于進(jìn)一步完善。

4“十五”后三年應(yīng)開展的鉆井技術(shù)研究

4.1鉆井技術(shù)發(fā)展的原則

（1）緊密結(jié)合油田實(shí)際，解決不適應(yīng)油田勘探開發(fā)要求的鉆井技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)。

（2）堅(jiān)持以效益為中心，研究和發(fā)展有利于提高鉆井系統(tǒng)國內(nèi)外市場競爭能力的核心技術(shù)。

（3）了解國外鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)性地跟蹤或研究起主導(dǎo)作用的核心技術(shù)，為鉆井系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)儲(chǔ)備。

4.2應(yīng)開展的高新鉆井技術(shù)研究

（1）地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井與井眼軌跡控制是鉆井技術(shù)發(fā)展的前沿課題，國內(nèi)外已經(jīng)研究并產(chǎn)業(yè)化，它包括用特殊的儀器和設(shè)備對(duì)直井和特殊工藝井的井眼軌跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，根據(jù)隨鉆測(cè)得的地層參數(shù)調(diào)整鉆具特性使井眼軌跡按設(shè)計(jì)的方向延伸。

（2）連續(xù)管鉆井技術(shù)

連續(xù)管鉆井作業(yè)具有節(jié)約成本簡單省時(shí)安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于油田修井、鉆井、完井作業(yè)等。鉆井作業(yè)主要用于小井眼鉆井、老井側(cè)鉆、老井加深?？晒?jié)省費(fèi)用50～70％。

（3）套管鉆井技術(shù)

套管鉆井系統(tǒng)可節(jié)約鉆井成本15～30％。

（4）針對(duì)俄羅斯油田開發(fā)特點(diǎn)的鉆井技術(shù)研究

4.3為滿足油田勘探開發(fā)需要應(yīng)攻關(guān)與完善的鉆井技術(shù)

（1）分支井水平井鉆井完井技術(shù)

研究形成具有2～4個(gè)分支井筒的鉆井技術(shù)，包括：井眼軌跡整體設(shè)計(jì)；完井系統(tǒng)研制和施工工藝技術(shù)；強(qiáng)攜屑能力鉆井液研究；固井完井技術(shù)。

（2）欠平衡鉆井技術(shù)研究

欠平衡鉆井技術(shù)將是今后一個(gè)時(shí)期鉆井技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，2000年實(shí)施的宋深101井已見到初步效果，但欠平衡鉆井技術(shù)不是適應(yīng)于所有地層，必須針對(duì)不同的地層進(jìn)行研究，而且欠平衡鉆井技術(shù)的本身也處于發(fā)展完善階段。

（3）老井加深鉆井完井技術(shù)

主要在老井眼基礎(chǔ)上用小井眼鉆井加深鉆井，降低勘探成本?，F(xiàn)在大慶油田存在很多已探明的扶楊油田，而未鉆穿侏羅系的探井，有的已轉(zhuǎn)為開發(fā)井。在這些井上加深，進(jìn)一步探明深部儲(chǔ)層情況將降低勘探開發(fā)成本。

4.4應(yīng)進(jìn)一步推廣和完善已形成的鉆井完井核心技術(shù)

（1）水平井、側(cè)鉆水平井鉆井完井配套技術(shù)

主要內(nèi)容：井眼軌跡預(yù)測(cè)和控制技術(shù)；小環(huán)隙固井技術(shù)；鉆具防卡技術(shù)；鉆井液技術(shù)。

（2）調(diào)整井固井完井配套技術(shù)

主要內(nèi)容：降壓泄壓技術(shù)；地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)；配套技術(shù)措施（DSK、封隔器等）；固井施工技術(shù)。

（3）深井鉆井完井配套技術(shù)

主要內(nèi)容：鉆頭選型；水泥漿外加劑系列；固井施工技術(shù)；優(yōu)選參數(shù)鉆井技術(shù)；鉆井液技術(shù)。

隨著油田勘探開發(fā)工作的深入，對(duì)鉆井技術(shù)提出了更高的要求，鉆井技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以提高整體經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，努力滿足勘探開發(fā)需要，解決油田勘探開發(fā)中急需解決的技術(shù)難題，加快技術(shù)創(chuàng)新，為油田可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

編輯: 汪玉華張顯忠(兼)

第四篇：橋梁工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向總結(jié)

橋梁工程測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向總結(jié)

橋梁工程測(cè)量是指在工程規(guī)劃、勘測(cè)設(shè)計(jì)、建設(shè)施工及運(yùn)營管理各階段所進(jìn)行的測(cè)量?，F(xiàn)代科技和橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，共同促進(jìn)和推動(dòng)了橋梁工程測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。一方面，自20世紀(jì)50年代建設(shè)萬里長江第一橋——武漢長江大橋起，新中國的橋梁建設(shè)事業(yè)進(jìn)入新的歷史發(fā)展階段。改革開放以后，一大批新型、大跨徑、高技術(shù)含量的各類橋梁如雨后春筍般涌現(xiàn)在全國的大江大河上。近10多年來，長距離跨海橋梁(如杭州灣大橋、港珠澳大橋的跨海距離均超過30 km)、高速鐵路的建設(shè)蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)代橋梁呈現(xiàn)出規(guī)模大、跨距長、橋型新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工精度要求高和施工工期長等特點(diǎn)，對(duì)橋梁工程測(cè)量提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。無疑，現(xiàn)代橋梁建設(shè)的發(fā)展促進(jìn)了橋梁工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。另一方面，現(xiàn)代測(cè)繪科技及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展又給橋梁工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展提供了新的工具和手段。20世紀(jì)80年代開始，光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀的出現(xiàn)和發(fā)展，開啟了橋梁工程測(cè)量的第一次技術(shù)變革；90年代以來得到廣泛應(yīng)用的GPS技術(shù)的發(fā)展和不斷完善，使得橋梁工程測(cè)量從理論、方法和技術(shù)上發(fā)生著更加深刻的變革。隨著智能全站儀、超站儀、電子水準(zhǔn)儀、GNSS技術(shù)(包括靜態(tài)相對(duì)定位、RTK和CORS等)、激光掃描儀、攝影測(cè)量等測(cè)繪技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)、電子、通信、網(wǎng)絡(luò)等其他相關(guān)科技的進(jìn)一步發(fā)展，橋梁工程測(cè)量技術(shù)正邁入一個(gè)新的、更高的快速發(fā)展階段。本文從橋梁工程控制測(cè)量、地形測(cè)繪、水文測(cè)量、施工測(cè)量及變形監(jiān)測(cè)等幾方面分析橋梁工程測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。

一、橋梁控制測(cè)量

橋梁控制測(cè)量是橋梁工程測(cè)量的基礎(chǔ)和基準(zhǔn)。橋梁控制網(wǎng)可按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能劃分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)和運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)。為保證控制網(wǎng)的測(cè)量成果滿足鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)3個(gè)階段的要求，適應(yīng)鐵路工程建設(shè)和運(yùn)營管理的需要，3個(gè)階段的平面、高程控制測(cè)量必須采用統(tǒng)一的尺度和起算基準(zhǔn)，即“三網(wǎng)合一”?？睖y(cè)控制網(wǎng)又稱為橋址控制網(wǎng)，一般在工程初測(cè)階段建立，定測(cè)階段根據(jù)需要進(jìn)行改造和復(fù)測(cè)。勘測(cè)控制網(wǎng)適用于橋梁設(shè)計(jì)階段的勘測(cè)，滿足初測(cè)、定測(cè)階段橋址定線、縱橫斷面、水文、地形等測(cè)量工作的控制需要。橋梁施工控制網(wǎng)一般在工程定測(cè)階段測(cè)設(shè)，也可在工程開工前單獨(dú)施測(cè)，其主要用途是為橋梁工程施工測(cè)量建立精確、可靠和穩(wěn)定的測(cè)量基準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)兼顧橋梁維護(hù)運(yùn)營階段的特殊需要。運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)可在施工控制網(wǎng)基礎(chǔ)上改造而成，以滿足橋梁健康監(jiān)測(cè)及運(yùn)營維護(hù)的測(cè)量控制需要。各階段的橋梁控制網(wǎng)，其精度、用途及技術(shù)要求存在差異，但所采用的技術(shù)方法和手段基本相同。

GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)是目前橋梁工程平面控制測(cè)量中最常用的測(cè)量技術(shù)。自20世紀(jì)90年代以來，經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比、實(shí)踐、總結(jié)和完善，目前已形成體系完整、技術(shù)成熟的GPS橋梁平面控制測(cè)量技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的地面控制測(cè)量技術(shù)而言，GPS橋梁平面控制測(cè)量具有精度高、速度快、成本低，選點(diǎn)布網(wǎng)靈活，無須點(diǎn)間通視，無須建造覘標(biāo)，對(duì)控制網(wǎng)圖形要求低，可同時(shí)提供二維平面及三維空間定位基準(zhǔn)等突出優(yōu)勢(shì)，因而在現(xiàn)代橋梁平面控制測(cè)量中占據(jù)統(tǒng)治地位。但當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)受遮擋或干擾而無法實(shí)施GPS觀測(cè)時(shí)，則需采用全站儀導(dǎo)線、全站儀邊角網(wǎng)測(cè)量技術(shù)予以補(bǔ)充，尤其在施工加密網(wǎng)、局部高精度施工專用網(wǎng)測(cè)量中比較常見。目前世界上全站儀的最高測(cè)角精度達(dá)到0.5″，測(cè)距精度達(dá)到0.5 mm+1×10-6D，全站儀的可靠性和穩(wěn)定性也已非常高，因此，在今后比較長時(shí)間內(nèi)，全站儀地面控制測(cè)量將在橋梁控制測(cè)量中繼續(xù)發(fā)揮作用。近年來出現(xiàn)的超站儀將GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的三維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合起來，可取代低等級(jí)控制測(cè)量，實(shí)現(xiàn)無控制網(wǎng)的一般精度的橋梁工程測(cè)量。綜上所述，以GPS技術(shù)為主、全站儀技術(shù)為輔的組合技術(shù)或技術(shù)集成，是目前乃至今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)橋梁平面控制測(cè)量的主要技術(shù)。

橋梁高程控制測(cè)量分為陸地高程控制測(cè)量和跨河水準(zhǔn)測(cè)量兩大部分。幾何水準(zhǔn)測(cè)量一直是橋梁高程控制網(wǎng)陸地測(cè)量的經(jīng)典方法，盡管這種方法存在耗時(shí)費(fèi)力、作業(yè)效率較低的缺點(diǎn)，但其高精度、高可靠性及高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)也十分突出，因此，在地形起伏不大的橋址小區(qū)域內(nèi)，幾何水準(zhǔn)測(cè)量仍然是首選。隨著電子水準(zhǔn)儀的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，經(jīng)典的幾何水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)入了內(nèi)外業(yè)一體化、自動(dòng)化和數(shù)字化的新時(shí)代，水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)效率得到大幅度提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。同時(shí)電子水準(zhǔn)儀的精度及其可靠性也逐步提高，目前世界上電子水準(zhǔn)儀的最高精度達(dá)到0.2mm/km，可滿足最高精度等級(jí)橋梁高程控制測(cè)量的需要。因此，基于電子水準(zhǔn)儀的幾何水準(zhǔn)測(cè)量是當(dāng)今橋梁高程控制測(cè)量中陸地測(cè)量的主流技術(shù)。此外，隨著全站儀電子測(cè)距精度和垂直角測(cè)量精度的不斷提高，全站儀三角高程測(cè)量在起伏較大的地區(qū)可替代三、四等幾何水準(zhǔn)測(cè)量，并已在工程中得到實(shí)際應(yīng)用。在特定的技術(shù)條件和技術(shù)措施下，全站儀三角高程測(cè)量還可達(dá)到二等水準(zhǔn)測(cè)量精度。因此，全站儀三角高程測(cè)量也是橋梁高程控制測(cè)量的一種重要技術(shù)手段，尤其在地形起伏較大的山區(qū)更具應(yīng)用價(jià)值。

跨河水準(zhǔn)測(cè)量是橋梁高程控制測(cè)量中的核心技術(shù)，也是橋梁高程控制測(cè)量的難點(diǎn)所在。傳統(tǒng)的跨河水準(zhǔn)測(cè)量方法有光學(xué)測(cè)微法、傾斜螺旋法、經(jīng)緯儀傾角法和測(cè)距三角高程法。其中，光學(xué)測(cè)微法、傾斜螺旋法和經(jīng)緯儀傾角法是最經(jīng)典的方法，應(yīng)用歷史最長，理論和技術(shù)都十分成熟，但對(duì)跨河場地及觀測(cè)條件要求較高，如要求兩岸測(cè)站及立尺點(diǎn)間高程近似相等、觀測(cè)期間儀器和標(biāo)尺需頻繁調(diào)岸等。而測(cè)距三角高程法則具有場地布設(shè)比較靈活、儀尺無須頻繁調(diào)岸、作業(yè)效率較高等優(yōu)點(diǎn)，適用范圍較廣，應(yīng)用前景較好。隨著近20多年來電子水準(zhǔn)儀、電子全站儀在測(cè)量精度、自動(dòng)跟蹤測(cè)量、自動(dòng)記錄和自動(dòng)存儲(chǔ)等方面技術(shù)的快速發(fā)展和提高，光學(xué)水準(zhǔn)儀、光學(xué)經(jīng)緯儀已經(jīng)被淘汰，因此，全站儀三角高程跨河水準(zhǔn)測(cè)量方法得到了不斷完善和發(fā)展，目前已經(jīng)成為橋梁工程跨河水準(zhǔn)測(cè)量的主要方法，也是港珠澳大橋等特大型跨海橋梁工程中長距離跨海高程傳遞的重要方法。

GPS橋梁高程控制測(cè)量已逐步成為研究的熱點(diǎn)，從試驗(yàn)和工程實(shí)踐的情況看，利用高精度的GPS三維坐標(biāo)測(cè)量成果，結(jié)合精化局部大地水準(zhǔn)面成果，橋梁工程局部區(qū)域內(nèi)GPS高程擬合可達(dá)厘米級(jí)精度，可代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量[11]。自2006年版《國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》增加GPS跨河水準(zhǔn)測(cè)量方法以來，相關(guān)試驗(yàn)研究和應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)入一個(gè)新的階段。試驗(yàn)結(jié)果表明，在地形平坦、河流兩岸大地水準(zhǔn)面具有相同的變化趨勢(shì)且變化相對(duì)平緩的橋址地區(qū)，GPS跨河水準(zhǔn)測(cè)量可達(dá)到二等精度。但GPS跨河水準(zhǔn)測(cè)量的精度及其可靠性受地形起伏大小及似大地水準(zhǔn)面變化平緩性等因素影響極大，而這些影響的大小及其規(guī)律尚無法事先預(yù)知，影響成果精度的不確定性因素很多，因此，目前GPS跨河水準(zhǔn)測(cè)量在工程中獨(dú)立應(yīng)用的實(shí)例尚不多見。相關(guān)試驗(yàn)還表明，即使在十分平坦的場地條件下也不宜使用GPS水準(zhǔn)法來進(jìn)行一等跨河水準(zhǔn)測(cè)量?？偠灾?，GPS水準(zhǔn)測(cè)量在橋梁跨河水準(zhǔn)測(cè)量及長距離跨海高程傳遞中具有重要的發(fā)展空間和應(yīng)用前景，但相關(guān)理論與技術(shù)方法仍不成熟，需要進(jìn)一步深入研究。

近年來，全天候連續(xù)不間斷運(yùn)行的GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(簡稱CORS)被引入長距離跨海橋梁工程建設(shè)中。2011年11月，我國首個(gè)獨(dú)立的基于VRS的工程CORS在港珠澳大橋工程建成并投入正式運(yùn)行，該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位精度為：平面優(yōu)于2 cm，高程優(yōu)于3 cm。橋梁工程CORS提供兼具實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)和事后靜態(tài)定位功能的空間三維和平面二維定位基準(zhǔn)，可滿足長距離跨海橋梁勘察設(shè)計(jì)和施工建設(shè)中海上測(cè)量定位的需要。

二、橋址地形測(cè)繪

橋梁工程規(guī)劃、勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工及工程竣工階段均需測(cè)繪橋址地形圖，一般為：1:500~1:10 000大比例尺地形圖，特殊情況下也需測(cè)繪1:200比例尺的局部地形圖，但最常用的還是1:500~1:5000地形圖。按測(cè)繪區(qū)域劃分，橋址地形圖可分為陸地地形圖和水下地形圖兩大類，目前均采用數(shù)字測(cè)圖技術(shù)測(cè)繪，傳統(tǒng)的模擬測(cè)圖技術(shù)已被淘汰。

陸地區(qū)域的橋址地形測(cè)繪主要采用地面數(shù)字測(cè)圖技術(shù)，包括全站儀數(shù)字測(cè)圖技術(shù)和GPS RTK數(shù)字測(cè)圖技術(shù)。全站儀數(shù)字測(cè)圖分為兩種作業(yè)模式：一種是全站儀采集數(shù)據(jù)，利用電子手簿或全站儀自身內(nèi)存記錄數(shù)據(jù)并手工繪制地形草圖，內(nèi)業(yè)時(shí)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行地形編碼和編輯生成數(shù)字地圖；另一種是全站儀與便攜機(jī)或PDA連接，利用屏幕顯示點(diǎn)位，現(xiàn)場編輯生成數(shù)字地圖[3]。GPS RTK數(shù)字測(cè)圖基本上采用第一種作業(yè)模式。地面數(shù)字測(cè)圖的成果主要為數(shù)字線劃圖(DLG)和數(shù)字高程模型(DEM)。近年來，隨著全數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，適用于小區(qū)域大比例尺地形測(cè)繪的低空平臺(tái)(輕型飛機(jī)、低空無人小飛機(jī)、熱氣飛艇、熱氣球等)攝影測(cè)量已從試驗(yàn)研究逐步轉(zhuǎn)入工程應(yīng)用。有關(guān)單位正在開展無人機(jī)測(cè)圖技術(shù)在橋隧工程勘測(cè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究，在不久的將來有望用于大比例尺橋址地形圖測(cè)繪中。此外，機(jī)載激光掃描測(cè)繪系統(tǒng)(LiDAR)也為橋梁工程地形測(cè)繪提供了一種新的技術(shù)手段，目前也是研究的熱點(diǎn)之一。

水下地形測(cè)量方法與陸地地形測(cè)量方法有較大差異，它由水深測(cè)量與平面定位測(cè)量兩大技術(shù)組成。水深測(cè)量經(jīng)歷了由測(cè)深桿、測(cè)深錘、單波束回聲測(cè)深儀到多波束測(cè)深系統(tǒng)的發(fā)展過程，測(cè)深定位方法則由斷面法、前方交會(huì)法、DGPS定位法發(fā)展到RTK定位法。目前，橋址水下地形測(cè)繪主要采用“回聲測(cè)深+RTK+數(shù)據(jù)處理軟件”的組合測(cè)量系統(tǒng)?；?網(wǎng)絡(luò))RTK的無驗(yàn)潮多波束水下地形測(cè)繪技術(shù)是未來水下地形測(cè)量研究和發(fā)展的方向之一，該技術(shù)已在瓊州海峽通道和港珠澳大橋等跨海工程大范圍海域地形測(cè)繪中得到應(yīng)用[15]，并已在跨江跨河橋梁工程水下地形測(cè)繪中得到普及。相對(duì)于傳統(tǒng)的驗(yàn)潮模式而言，基于RTK的無驗(yàn)潮水下地形測(cè)繪方法直接利用厘米級(jí)定位精度的RTK技術(shù)測(cè)定水下地形點(diǎn)的高程，能顯著提高測(cè)量精度和作業(yè)效率、降低成本，還有利于實(shí)現(xiàn)水下地形測(cè)繪內(nèi)外業(yè)一體化。但目前這種技術(shù)尚缺乏規(guī)范依據(jù)，仍需進(jìn)一步研究、完善并制定相關(guān)技術(shù)規(guī)范。

三、橋址水文測(cè)量

橋址水文測(cè)量一般在工程初測(cè)階段進(jìn)行，必要時(shí)在定測(cè)階段進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)測(cè)，其目的是為橋位選擇、河床沖刷計(jì)算、墩跨布置、通航設(shè)計(jì)等提供橋址區(qū)域的基礎(chǔ)水文資料，主要測(cè)量項(xiàng)目有橋址水位觀測(cè)、橋址流向流速觀測(cè)、橋址航跡線觀測(cè)、橋址地形測(cè)繪等。對(duì)水文條件復(fù)雜的橋梁，還需對(duì)橋位所處河段(一般為數(shù)十千米)進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)專題觀測(cè)，或稱河道原型觀測(cè)，觀測(cè)內(nèi)容包括水位觀測(cè)、水文斷面測(cè)量、流速流向及流量觀測(cè)、懸移質(zhì)水樣采集、1:10 000河道地形測(cè)繪等，其目的是為河床演變分析、河工模型試驗(yàn)等水文專題研究、水文計(jì)算和橋梁設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)測(cè)繪資料。

水位觀測(cè)可設(shè)立水尺進(jìn)行人工觀測(cè)，適用于觀測(cè)時(shí)間較短、觀測(cè)頻率不高的情形。當(dāng)觀測(cè)周期較長、觀測(cè)頻率較高時(shí)，一般自記水位計(jì)甚至建造水文站進(jìn)行長期觀測(cè)，這也是目前常用的水位觀測(cè)方法。地形斷面測(cè)量、河道地形測(cè)繪的方法與橋址地形測(cè)繪方法相同，陸地部分采用GPS RTK或全站儀采集數(shù)據(jù)，水域部分采用RTK定位+超聲波測(cè)深儀組合測(cè)量系統(tǒng)。橋址流速流向(表面流速流向)及航跡線測(cè)量一般采用RTK跟蹤浮標(biāo)或船舶觀測(cè)法，早期的前方交會(huì)定位法已被淘汰。橋渡水文測(cè)驗(yàn)專題中的水文斷面流速、流向及流量一般采用專業(yè)的流速流向儀按定點(diǎn)法測(cè)定，通過不同水深的流速流向計(jì)算出平均流速及斷面流量。懸移質(zhì)水樣采用專業(yè)設(shè)備采集。

四、橋梁施工測(cè)量

橋梁施工測(cè)量是橋梁工程測(cè)量的重要內(nèi)容之一，是橋梁施工不可或缺的重要基礎(chǔ)性工作，它貫穿于橋梁施工建設(shè)的全過程。施工測(cè)量的任務(wù)就是要按照工程設(shè)計(jì)圖紙的要求，將橋梁建筑物(包括橋梁基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu))的位置、形狀、大小等測(cè)放到實(shí)地，并對(duì)工程施工質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量檢查，配合及引導(dǎo)工程施工。這里所指的橋梁施工測(cè)量包括施工放樣測(cè)量和竣工驗(yàn)收測(cè)量?，F(xiàn)代橋梁向大跨、高墩高塔、大型構(gòu)件工廠化預(yù)制、施工工藝復(fù)雜、施工精度要求高的方向發(fā)展，超大規(guī)?？绾蛄旱慕ㄔO(shè)使得施工建設(shè)環(huán)境趨于惡劣，這些無疑都對(duì)橋梁施工測(cè)量提出了越來越高的要求。

橋梁施工測(cè)量方法大體上可以劃分為3類。第1類是常規(guī)大地測(cè)量技術(shù)?，F(xiàn)階段主要使用全站儀和電子水準(zhǔn)儀，包括自動(dòng)跟蹤測(cè)量技術(shù)、免棱鏡精密測(cè)距技術(shù)。隨著全站儀精度及自動(dòng)化程度的不斷提高，經(jīng)典的光學(xué)經(jīng)緯儀和光學(xué)水準(zhǔn)儀測(cè)量方法已被淘汰，過去在高塔施工中使用的激光鉛直儀也已被高精度的全站儀三維坐標(biāo)測(cè)量方法所替代。但鋼尺量距仍然在一些特定場合被使用。此外，20世紀(jì)90年代中期開始出現(xiàn)的三維激光掃描儀在墩(塔)垂直度觀測(cè)及竣工檢測(cè)中偶有應(yīng)用。第2類是衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)。首先，GPS RTK(包括單基站RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK)、GPS相對(duì)靜態(tài)定位技術(shù)在橋梁施工測(cè)量，尤其是特大型長距離跨海橋梁工程中被廣泛使用。RTK主要用于海上橋梁樁基施工定位，相對(duì)靜態(tài)定位技術(shù)用于施工加密網(wǎng)測(cè)量及橋墩平面位置精確測(cè)量。其次，GPS高程擬合方法也在杭州灣大橋、港珠澳大橋等跨海橋梁工程海中高程定位中得到應(yīng)用，實(shí)踐對(duì)比結(jié)果顯示：高程擬合精度可達(dá)1 cm左右。第3類是其他專用測(cè)量技術(shù)，如在橋墩垂直度測(cè)量中使用電子傾斜儀等專用設(shè)備。綜上所述，全站儀、電子水準(zhǔn)儀技術(shù)仍然是橋梁施工精確放樣的主要技術(shù)手段，GPS相對(duì)靜態(tài)測(cè)量、RTK測(cè)量技術(shù)已在大型跨江、跨海橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用。可以預(yù)見，基于智能型全站儀、GNSS、激光、遙測(cè)、遙控和通信等技術(shù)的集成式精密空間放樣測(cè)設(shè)技術(shù)將是未來橋梁施工測(cè)量的主流技術(shù)，新型的超站儀、三維激光掃描儀、激光掃平儀及全站掃描儀(如Leica MS50)具有較好的應(yīng)用前景。

五、橋梁變形監(jiān)測(cè)

橋梁變形監(jiān)測(cè)是橋梁工程測(cè)量的核心內(nèi)容之一。隨著我國橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的柔性橋梁、大跨徑橋梁、長距離跨海橋梁等新型結(jié)構(gòu)大型橋梁工程的建設(shè)和運(yùn)營，給橋梁工程的安全監(jiān)測(cè)提出了新的要求。20世紀(jì)90年代以來，我國橋梁健康安全監(jiān)測(cè)理論和方法的研究逐步成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，橋梁安全監(jiān)測(cè)得到了橋梁管理等部門的高度重視。在我國香港青馬大橋、廣東虎門大橋、江蘇蘇通大橋、上海東海大橋和京滬高鐵南京長江大橋等一大批大型橋梁上，相繼建立了橋梁健康安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或進(jìn)行了定期的變形監(jiān)測(cè)維護(hù)。橋梁工程變形監(jiān)測(cè)的理論、方法和相關(guān)技術(shù)得到了較大發(fā)展和提高。

橋梁變形監(jiān)測(cè)包括橋梁工程施工階段的變形監(jiān)測(cè)和運(yùn)營維護(hù)階段的變形監(jiān)測(cè)。橋梁變形觀測(cè)的內(nèi)容包括橋墩(塔柱)沉降及水平位移觀測(cè)、梁體撓度變形觀測(cè)、墩臺(tái)及梁體裂縫觀測(cè)、水中橋墩周圍河床沖刷演變觀測(cè)，以及橋面沉降、撓度及水平位移觀測(cè)等。沉降觀測(cè)方法有幾何水準(zhǔn)測(cè)量、靜力水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量和GPS高程測(cè)量等。水平位移觀測(cè)方法有基準(zhǔn)線法、測(cè)小角法、三角測(cè)量、前方交會(huì)、導(dǎo)線測(cè)量和GPS測(cè)量等。撓度觀測(cè)有全站儀觀測(cè)、水準(zhǔn)測(cè)量、攝影測(cè)量、懸錘法、GPS測(cè)量及專用撓度儀器觀測(cè)法等。河床沖刷觀測(cè)有超聲波測(cè)深法及水下攝影測(cè)量等多傳感器組合觀測(cè)法。目前在實(shí)際工程中應(yīng)用較多的變形測(cè)量方法是電子水準(zhǔn)儀幾何水準(zhǔn)測(cè)量、智能全站儀(測(cè)量機(jī)器人)三維坐標(biāo)測(cè)量、GPS靜態(tài)及RTK動(dòng)態(tài)三維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、近景攝影測(cè)量、三維激光掃描系統(tǒng)等。在變形分析和預(yù)報(bào)方面，小波變換理論、卡爾曼濾波理論及線性平滑理論等方法被廣泛應(yīng)用。

未來橋梁變形監(jiān)測(cè)研究和應(yīng)用的發(fā)展方向是：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與靜態(tài)監(jiān)測(cè)相結(jié)合、實(shí)時(shí)連續(xù)三維監(jiān)測(cè)技術(shù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、智能化分析與可視化表現(xiàn)等技術(shù)、多傳感器監(jiān)測(cè)集成技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)、幾何變形監(jiān)測(cè)與應(yīng)力應(yīng)變等其他監(jiān)測(cè)綜合分析和預(yù)報(bào)方法等?？梢灶A(yù)見，新型高精度智能全站儀、電子水準(zhǔn)儀、GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)、三維激光掃描系統(tǒng)、近景攝影測(cè)量及各種監(jiān)測(cè)技術(shù)的集成將成為橋梁工程變形監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)手段。

六、結(jié)束語

橋梁工程測(cè)量的發(fā)展是測(cè)繪科技與橋梁建設(shè)應(yīng)用需求共同推動(dòng)和作用的結(jié)果。得益于現(xiàn)代測(cè)繪學(xué)及其他相關(guān)學(xué)科技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代橋梁工程測(cè)量正朝內(nèi)外業(yè)作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化、測(cè)量過程控制和系統(tǒng)行為智能化、測(cè)量成果數(shù)字化、測(cè)量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化、測(cè)量服務(wù)社會(huì)化方向邁進(jìn)。GPS測(cè)量、全站儀及電子水準(zhǔn)儀技術(shù)是現(xiàn)階段橋梁工程測(cè)量中被廣泛使用的三大核心技術(shù)。筆者認(rèn)為，GPS橋梁高程控制測(cè)量、低空平臺(tái)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、基于RTK的無驗(yàn)潮水下地形測(cè)繪、激光掃描系統(tǒng)、三維測(cè)繪和多傳感器集成的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)將是未來橋梁工程測(cè)量的研究重點(diǎn)和應(yīng)用發(fā)展方向。

第五篇：中國防火門技術(shù)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

中國防火門技術(shù)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

hc360慧聰網(wǎng)消防行業(yè)頻道 2004-07-02 09:52:09

中國防火門市場起步較晚，但發(fā)展迅速。多年來，防火門產(chǎn)品的研制、開發(fā)和生產(chǎn)對(duì)保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全起到了積極的作用。但是近幾年，市場的飽和以及企業(yè)間不正當(dāng)競爭等出現(xiàn)在防火門市場的不和諧音，極大地制約了防火門生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。面對(duì)入世，我們不得不正視現(xiàn)狀，著手解決問題。我國的防火門生產(chǎn)企業(yè)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，但挑戰(zhàn)中也同樣孕育著發(fā)展的機(jī)遇。

防火門是用防火阻燃材料制成的具有耐火穩(wěn)定性、完整性和隔熱性的門，主要用于建筑防火分區(qū)的防火墻開口、樓梯間出入口、疏散走道、管道井口等處，平常用于人員通行，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可起到阻止火焰蔓延和防止燃燒煙氣流動(dòng)，并在正送風(fēng)系統(tǒng)工作時(shí)起密封的作用。在消防技術(shù)日益成熟的今天，基本上有防火要求的建筑都有防火門的身影，目前國內(nèi)的絕大多數(shù)防火設(shè)計(jì)規(guī)范均對(duì)建筑采用防火門有明確要求。

為什么防火門在消防設(shè)計(jì)中占有如此重要的地位?主要是由于，當(dāng)建筑物沒有合理的防火門配置時(shí)可能會(huì)使小火蔓延從而引發(fā)大的事故。如美國的米高梅飯店，它是一座有26層高的大型賓館，其內(nèi)部裝修豪華，而裝修用的可燃物量多，防火分區(qū)設(shè)置不合理，甚至在防火墻上也存在一些大的孔洞。1980年11月21日，當(dāng)在一樓餐廳發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火焰很快四處蔓延并通過那些沒安裝防火門的孔洞將火災(zāi)擴(kuò)大到相鄰的賭場，造成了84人死亡679人受傷的參劇。

防火門在阻止火災(zāi)蔓延中起到了極其重要的作用，因此，防火門在生產(chǎn)、工程應(yīng)用、監(jiān)督上就必須有一套完善的管理手段，使防火門在工程中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

一、防火門構(gòu)造

目前國內(nèi)防火門主要分為兩大類：木質(zhì)防火門和鋼質(zhì)防火門。最具代表性的木質(zhì)防火門就是帶玻璃或帶亮窗木質(zhì)防火門，它的基本構(gòu)造是：門框用經(jīng)阻燃處理的木材制作，門扇兩

面面板為阻燃膠合板，兩面板內(nèi)側(cè)通常會(huì)內(nèi)襯無機(jī)不燃防火板，門扇內(nèi)的木質(zhì)骨架為經(jīng)阻燃處理的木材，門扇內(nèi)填充隔熱材料(硅酸鋁纖維棉、巖棉、礦棉等)。門扇鑲玻璃及亮窗玻璃均采用與門的耐火性能等級(jí)相同的防火玻璃，門框槽口及門扇中縫處安裝密封材料(防火膨脹密封條、石棉繩、硅酸鋁纖維繩等)。另外還會(huì)安裝不同功能的防火鎖、防火鉸鏈、防火閉門器、順序器等。帶玻璃、帶亮窗鋼質(zhì)防火門的主要構(gòu)造是：門框用冷軋鋼板制作，門扇兩面面板為冷軋鋼板，部分鋼質(zhì)防火門兩面板內(nèi)側(cè)會(huì)內(nèi)襯無機(jī)不燃防火板，門扇內(nèi)的加強(qiáng)筋為冷軋鋼板，加強(qiáng)筋與面板之間用點(diǎn)焊連接，至于其他結(jié)構(gòu)與木質(zhì)防火門基本相同。

二、性能要求

1、產(chǎn)品質(zhì)量要求

木質(zhì)防火門和鋼質(zhì)防火門的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)分別符合GB14101-1993《木質(zhì)防火門通用技術(shù)條件》及GBl2955-1991《鋼質(zhì)防火門通用技術(shù)條件》的規(guī)定要求。產(chǎn)品質(zhì)量要求分為兩大類：通用門的要求和功能要求，在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中要求對(duì)防火門的產(chǎn)品質(zhì)量主要是：外觀質(zhì)量、制作精度、裝配精度、整體強(qiáng)度等。其目的是能滿足作為門的使用要求。功能要求主要是：材料性能和耐火性能，其目的是一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)起到防火、隔煙的作用，這是安裝防火，門的最重要的意義。在材料性能方面：門扇和門框內(nèi)填充的隔熱材料應(yīng)達(dá)到GB8624-1995《建筑材料燃燒性能分級(jí)》中規(guī)定的不燃性A級(jí)的要求；鎖、合頁、插銷等五金件其熔點(diǎn)不低于950℃；門框與門扇之間、門扇中縫設(shè)的密封條應(yīng)為不燃性材料；防火玻璃應(yīng)不會(huì)影響防火門的耐火性能。耐火性能按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定分為甲、乙、丙三個(gè)級(jí)別，其耐火時(shí)間分別為72min、54min、36min。其試驗(yàn)方法是按GB7633-1987《門和卷簾的耐火試驗(yàn)方法》，耐火極限的判定條件是：

1)完整性，a)試件背火面出現(xiàn)10s以上火焰；

b)點(diǎn)著棉墊；

c)試件垮塌。

2)隔熱性

a)試件背火面平均溫升達(dá)到140％；

b)試件背火面最高溫升達(dá)到180％；

c)門框最高溫升達(dá)到180℃。

2、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)防火門的要求

在大多數(shù)防火設(shè)計(jì)規(guī)范中都對(duì)防火門有明確要求，根據(jù)使用部位的不同而要求不一樣，總的原則是：防火分隔開口處防火門為甲級(jí)；房間與中庭、消防電梯間前室、疏散走道中等處的防火門為乙級(jí)；井壁上的防火門為丙級(jí)。如：GB 50045-1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的5．1．5．1中要求：“房間與中庭回廊相通的門窗，應(yīng)用自行關(guān)閉的乙級(jí)防火門窗”；5．3．2中要求：“井壁上的檢查門應(yīng)采用丙級(jí)防火門”。GBJl6-1987《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的3．5．6中要求：消防電梯間前室，應(yīng)采用乙級(jí)防火門或防火卷簾“等。

三、新型防火門的發(fā)展趨勢(shì)

由于社會(huì)的需求，各種新型的防火門不斷出現(xiàn)，具代表性的有：水冷式防火門，它的防火原理是防火門門扇為空腹式，內(nèi)裝循環(huán)水，在特定的水流量下達(dá)到隔熱、防火的目的。它的特點(diǎn)有兩點(diǎn)，一是耐火性能好，時(shí)間可達(dá)3小時(shí)以上，二是注水系統(tǒng)和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

另外還有鋼木防火門，它的防火原理是門扇為內(nèi)填實(shí)心阻燃木材，外包薄鋼板，利用木材良好的隔熱性，以及由于鋼板將空氣與木材隔絕而使其無法燃燒。它的特點(diǎn)是：耐火性能穩(wěn)定，并且可達(dá)到一定的防盜性能，可考慮作為進(jìn)戶安全門。

四、防火門質(zhì)量問題及現(xiàn)場檢查

在我們科研所對(duì)防火門的日常質(zhì)量檢驗(yàn)和現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)，我國目前的防火門主要存在以下一些問題。

1、木材的阻燃處理達(dá)不到要求。目前在木質(zhì)防火門產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，木質(zhì)防火門上所用木材均需經(jīng)阻燃處理才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，但當(dāng)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)量猛然增加時(shí)，多數(shù)企業(yè)由于場地有限，在短時(shí)間內(nèi)是無法對(duì)如此多的木材進(jìn)行阻燃處理的，為了滿足交貨進(jìn)度要求，從客觀上迫使部分企業(yè)沒有對(duì)木材按規(guī)定工序進(jìn)行阻燃處理。也有部分企業(yè)為了降低成本而沒有對(duì)木材進(jìn)行阻燃處理或處理達(dá)不到要求。

2、實(shí)際用的防火隔熱材料與設(shè)計(jì)或檢測(cè)時(shí)的材料不相符。如用巖棉代替硅酸鋁纖維棉或填塞不滿，以次充好，降低其生產(chǎn)成本。

3、取消或減薄防火板。

4、鋼質(zhì)防火門，為了美觀在門的表面做壓花處理，實(shí)際上減少了隔熱層的厚度。

上述第1條質(zhì)量問題帶來的后果是一旦發(fā)生火災(zāi)，火焰很容易從門與門框中竄出并引燃背火面的木質(zhì)面板與門框。故此在工程驗(yàn)收時(shí)可取門上少量木材用打火機(jī)點(diǎn)燃，如果能夠自熄則說明其有一定的阻燃性，是經(jīng)過阻燃處理過的，基本能達(dá)到標(biāo)；準(zhǔn)要求，不然應(yīng)予整改。

上述第2、3、4質(zhì)量問題帶來的后果是隔熱性達(dá)不到規(guī)定要求。這幾個(gè)方面可通過兩種方法來確認(rèn)：第一是稱量，看其質(zhì)量與檢驗(yàn)報(bào)告上的質(zhì)量是否相符，第二是解剖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢查填充材料是否與設(shè)計(jì)相符、填塞是否密實(shí)，檢查防火板厚度是否與設(shè)計(jì)相符。如果在現(xiàn)場的檢查過程發(fā)現(xiàn)以上問題或其他有疑惑的地方，可對(duì)防火門進(jìn)行封樣送國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)(四川都江堰市)。

五、工程應(yīng)用：中存在的問題

1、防火門啟閉的問題。

GB 50045-1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的5．4．2中規(guī)定：”防火門應(yīng)為向疏散方向開啟的平開門，并在關(guān)閉后應(yīng)能從任何一側(cè)手動(dòng)開啟。用于疏散走道、樓梯門和前室的防火門，應(yīng)具有自行關(guān)閉的功能。雙扇和多扇防火門還應(yīng)具有按順序關(guān)閉的功能。常開的防火門，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)具有自行關(guān)閉和信號(hào)反饋的功能。“而目前，在工程應(yīng)用中通常是在防火門上安裝防火閉門器和順序器，其目的是當(dāng)防火門被打開后能自動(dòng)關(guān)閉。從理論上看這樣做應(yīng)該是沒什么問題，但當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)是什么樣的情景呢?一旦發(fā)生火災(zāi)后人在逃生時(shí)總是比較驚慌，造成在經(jīng)過防火門時(shí)使用的開啟力度不定，一旦用力過大使門的開啟角度大于90°時(shí)防火閉門器便不能復(fù)位；還有就是雙扇防火門上所用的順序器如果推開的門

扇次序不對(duì)會(huì)使防火門門扇不按順序關(guān)閉。這樣防火門就起不到其應(yīng)有的作用。

還有一種常見的做法就是只安裝防火閉門器和順序器，它們沒有規(guī)范要求的信號(hào)反饋功能，此時(shí)的防火門也是不完善的。其實(shí)在國內(nèi)早已有許多企業(yè)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的安承生產(chǎn)了防火門的釋放開關(guān)，原理有好幾種，這里不作詳細(xì)說明，最終的功能就是防火門平?？烧㈤]，一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)可通過溫感、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)使釋放開關(guān)動(dòng)作，使防火門處于常閉狀態(tài)，當(dāng)有人開啟后通過機(jī)構(gòu)又將防火門自動(dòng)關(guān)閉。

2、進(jìn)戶安全門的問題

GBJ 16-1987《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第5．3．3條規(guī)定：”超過六層的組合式單元住宅和宿舍，各單元的樓梯門均應(yīng)通至平頂屋，如采用乙級(jí)防火門時(shí)，可不通至屋頂?！霸撘?guī)范是1987年頒布實(shí)施的，當(dāng)時(shí)作為民用住宅很少有超過六層的，故在工程管理中并不存在什么問題。但是通過近二十年的發(fā)展，民用商品住宅極大多數(shù)都是十層以上的小高層甚至高層住宅。既然超過六層了就應(yīng)裝防火門，而作為部分居民卻并沒有認(rèn)識(shí)到防火門的重要性，作為住戶他們最關(guān)心的是防盜安全問題，這樣就造成了矛盾：消防管理部門要求防火，住戶關(guān)心防盜，按現(xiàn)在對(duì)防火、防盜的定義又是絕對(duì)不相容的(防火門要易于打開、防盜門要求不能被打開)。怎么辦?于是市場上便出現(xiàn)了防火防盜門。對(duì)此類產(chǎn)品社會(huì)上爭議很大，特別是消防管理部門基本上持否定態(tài)度。筆者以為此事不可輕易否定，因?yàn)槿魏我粋€(gè)新產(chǎn)品都是從無到有、都是社會(huì)需要的產(chǎn)物。當(dāng)然在有關(guān)的規(guī)范未作修訂之前，防火防盜門的提法是不準(zhǔn)確的，至于說只作一個(gè)耐火性能的檢測(cè)就號(hào)稱其生產(chǎn)的”門“是既防火又防盜更是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

反過來，一個(gè)新產(chǎn)品的出現(xiàn)如何應(yīng)用又是擺在我們面前的一個(gè)課題，目前作為防火防盜門的應(yīng)用有兩個(gè)方面的難點(diǎn)需要解決：

1、使用范圍，這可通過規(guī)范的修訂讓其有使用的地方。因?yàn)镚BJ 16-1987的5．3．3條規(guī)定在目前看來是有修訂的必要了，一來事實(shí)上很多用戶只裝了防盜門而未用防火門，要不就是外面是防盜門里面是防火門，住戶非常不便利。二宋只針對(duì)住戶來講，真的發(fā)生火災(zāi)時(shí)如果有時(shí)間他們會(huì)從房間逃向樓梯間，一旦不能逃生時(shí)，他們唯一的方案是呆在家里等待救援，此時(shí)的門其實(shí)只需要能夠隔熱隔煙就行了，至于易于打開其實(shí)也就沒有什么意義，所以可在規(guī)范里將此款規(guī)定為”如采用防火隔熱性、完整性、防煙性達(dá)到54min的門時(shí)，可不通至屋頂?！?/p>

2、針對(duì)此類門應(yīng)制定相應(yīng)的國家或行業(yè)標(biāo)；隹，規(guī)范產(chǎn)品要求，至于產(chǎn)品名稱，為了不被大家誤會(huì)可考慮將此類門定義為”進(jìn)戶安全門"，技

術(shù)要求可將防火和防盜的有關(guān)性能相結(jié)合，主要讓其既能滿足規(guī)范的要求，也能滿足用戶的要求。

總之，防火門必須嚴(yán)格按照符合要求的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，按照規(guī)范的要求合理運(yùn)用，監(jiān)督管理部門也應(yīng)從生產(chǎn)環(huán)節(jié)把關(guān)直至在工程中的科學(xué)使用，通過多方配合才能真正讓防火門起到應(yīng)有的作用。還有一種常見的做法就是只安裝防火閉門器和順序器，它們沒有規(guī)范要求的信號(hào)反饋功能，此時(shí)的防火門也是不完善的。其實(shí)在國內(nèi)早已有許多企業(yè)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的安承生產(chǎn)了防火門的釋放開關(guān)，原理有好幾種，這里不作詳細(xì)說明，最終的功能就是防火門平常可正常啟閉，一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)可通過溫感、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)使釋放開關(guān)動(dòng)作，使防火門處于常閉狀態(tài)，當(dāng)有人開啟后通過機(jī)構(gòu)又將防火門自動(dòng)關(guān)閉。