铁道移动互联网毕业论文

简报就是简要的调查报告，简要的情况报告，简要的工作报告，简要的消息报道等。它具有简、精、快、新、实、活和连续性等特点。以下是我为大家整理的有关于移动通信技术的内容，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。 无线通信发展经历了一百多年的历史，在这过程中，产生了不少新的技术的同时，又在不断地与其他技术进行综合，从而不断地涌现出一系列的通信方式，在适应不断提高的社会需求同时，自身也得到完善和发展。 从无线电通信发展全过程来看，不难看出，无线通信大致可分为3个重要发展阶段：20年代~30年代的短波通信，50年代~70年代的微波接力通信(含卫星通信)，80年代~现在的移动通信。 现仅就当今发展最为迅速，系统最为复杂，而又是热门话题的移动通信技术的发展趋势进行叙述。 截止20xx年7月，全世界的移动用户数量已经突破50亿户，预计今年该数字将突破60亿。 移动通信之所以得到快速发展主要是其不受任何时间、地点限制地实现了对象之间的通信。 从设备组网的角度看，移动通信网络可以看成是有线通信网的延伸，它由无线和有线两部分组成。 无线部分提供移动用户终端的接入，其包括数据交换、用户管理、漫游、鉴权等大部分网络功能的实现还是通过固定网络来实现的。 1.移动通信发展史 70年代中期至80年代中期。 这是移动通信蓬勃发展时期。 1978年底，美国贝尔试验室研制成功移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网。 根据移动通信的发展史，其发展历程和发展方向，可以划分为3个阶段： 1)第一代——模拟蜂窝通信系统 70年代末至80年代中期是移动通信技术得到了较快发展。 1978年底，美国贝尔试验室研制成功高级移动电话系统(AMPS)并建成了蜂窝状移动通信网，也即是第一代移动电话网，采用的是蜂窝组网技术。 美国第一个蜂窝系统AMPS(高级移动电话业务)在1979年成为现实。 因为传输技术条件的等的限制，第一代可移动电话用户不能实现长途漫游，也就是说移动电话用户只能在一定区域范围内实现移动通信，除此之外，该系统还存在着诸如系统容量不足、系统间互不兼容、通信质量不好、保密性不强、不能提供数据传送业务等致命的弱点，因此，第一代模拟蜂窝移动通信最终被第二代的数字蜂窝移动通信所替代。 但在该组网技术仍在下一代系统中得以应用。 2)第二代——数字蜂窝移动通信系统 为了克服第一代模拟蜂窝通信系统的各种缺点，20世纪80年代中期到21世纪初，数字蜂窝移动通信系统得到了大规模的应用，其代表技术是欧洲的GSM和美国的CDMA，也就是通常所说的2G(即第二代数字蜂窝移动通信系统)。 第二代数字蜂窝移动通信系统主要采用的是时分多址技术TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)或者是窄带码分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)技术。 TDMA系列最有代表的是泛欧GSM、美国D-AMPS和日本PDC;窄带码分多址(N-CDMA)系列主要是以高通公司为首研制的基于IS-95的N-CDMA(窄带CDMA)，是目前广泛应用的技术，它的应用技术标准叫做IS-95，是美国在1993年发布的N-CDMA标准，现在已成为常用的国际标准。 2.移动通信的特点 移动通信是基于终端用户处于移动状态的通信方式。 它具有如下有别于有线通信的特点： 1)由于用户位置的不确定性，它跟通信中的基站必须使用无线电波来传输信息。 由于电波是沿直线传播的，受移动台不断移动、障碍物遮挡、地形和地物的影响会使电波多径传播而造成多径衰落和阴影效应等影响，严重干扰了移动通信的质量。 2)移动通信是在强干扰的环境下工作的，主要干扰包括互调干扰，邻道干扰和同频干扰等; 3)通信容量有限。 频率作为一种资源必须合理安排和分配，为缓和用户数量大和资源有限的矛盾，除开发新频段之外，还采取了有效利用频率的各种措施，加压缩频带、缩小波道间隔、多波道共享等，即采用频谱和无线频道有效利用技术; 4)通信系统比固定网复杂得多。 因为用户随时移动位置等原因，通信系统需要具备根据信号的强弱来进行通信信道的切换、频率和功率控制、地址登记、越区切换及漫游存取等跟踪技术。 这就使得移动通信系统的信令的设计要比固定网要复杂得多。 在入网和计费方式上也有特殊的要求; 5)对移动台的要求高。 移动台长期处于不固定位置，外界的影响很难预料，这要求移动台具有很强的适应能力。 此外，还要求性能稳定可靠、携带方便、小型、低功耗及能耐高、低温等。 同时，要尽量使用户操作方便，适应新业务、新技术的发展，以满足不同人群的使用。 这给移动台的设计和制造带来很大的困难。 3移动通信的发展趋势 技术的创新从本质上来说就是为了不断满足人们日益增长的需求。 在过去的几十年中，移动通信无论是技术上还是业务上都得到了长足的'发展，这些变化也正极大地改变着人们的生活和工作方式。 随着全球一体化进程的加速和人们生活水平的不断提高，如物联网等新技术的发展等等，人们对未来移动通信技术将提出更多更高的需求。 尽管数字蜂窝移动通信技术也在不断的得到完善，但随着用户数量和网络规模的不断扩大，可以预见的是，在这快速增长的市场需求下，频率资源已经成为瓶颈，通话质量不尽人意，传输速率不高，达不到真正意义上满足移动多媒体和物联网的需求。 综上所述，我们大致可以预见未来的移动通信技术将沿着以下几个大的方向改善：1)随着网络业务数据化、分组化程度的提高，移动互联网逐步形成; 2)为了解决频率枯竭的问题，移动通信将应用于更高的频段，频率利用率也将得到很大程度的提高; 3)随着人们个性化需求的不断提高，提供个性化服务将成为业务发展的一个趋势，为此，网络设备的智能化和小型化也将成为必然; 4)在目前信息通信技术大融合的背景下，移动网和固定网、移动网和互联网的融合已成必然，网络和业务的融合将成为趋势，移动互联网的普及也将成必然; 5)随着全球化进程的进一步提高，视频移动业务将越来越普及，高速率、高质量和低费用是下一步市场对移动业务提出的更高要求。 目前世界上大多还在沿用着第二代数字蜂窝移动通信技术，第三代移动通信技术(3G)也在逐步推广当中，但源于更多的需求，人们早已提出了第四代移动通信技术(4G)的设想。 4G标准比要比上一代具有更强的功能。 第三代数字移动通信系统 第三代移动数字通信系统(3G)是在第二代的基础上进一步演变的以宽带CDMA技术为主移动通信技术，能同时提供语音数据综合服务和移动多媒体服务的移动通信系统，是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的先进的移动通信系统。 为了在移动通信领域适应高速数据和图像电信业务的发展，并企望在第三代系统中统一标准，国际电联(ITU)进行了多方面努力。 于2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大3G标准，并写入3G技术指导性文件《2000年国际移动电信计划》(简称IMT-2000)，2007年10月19日，在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准[2]。 与前两代移动通信相比，第三代数字移动通信是一种能够覆盖全球的多媒体移动通信。 它具有别于上两代移动通信的两个主要特点是： 1)可实现全球漫游，使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能。 也就是说，每个用户都有一个个人通信号码，无论该用户走到世界任何一个国家，人们都可以找到你，而反过来，你走到世界任何一个地方，都可以很方便地与国内用户或他国用户通信，与在国内通信时毫无分别; 2)能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务。 也就是说，用第三代手机除了可以进行普通的寻呼和通话外，还可以上网读报纸，查信息、下载文件和图片;由于带宽的提高，第三代移动通信系统还可以传输图像，提供可视电话业务。 从这两年的情况来看，随着终端手机设备的智能化发展，使得3G业务越来越多的在人们的生活中体现，如WAP业务，多媒体消息业务，定位服务业务，OTA下载业务等新兴业务得到了长足的发展。 中国3G牌照已经花落三家，分别是：TD—SCDMA中国移动(中国技术)、WCDMA中国联通(欧洲技术)、CDMA2000中国电信(美国技术)。 随着运营商竞争压力的加剧，可以预见的是我们消费者将享受到更好的新兴3G业务服务和更多的资费优惠。 第四代移动通信技术 尽管历经多年的研究开发，第三代移动通信在实际应用中还是碰到了很多问题，因此人们又开始把希望寄托到了提前出现的第四代的研究。 到目前为止，第四代移动通信技术(4G)技术还只是较多地停留于概念性的设想上，人们可以称之为广带(Broadband)接入和分布网络，也可无线互联网技术或后3G技术，在4G的定义上，人们还无法就其技术参数、国际标准、网络结构、乃至业务内容给出一个标准。 但其大致的轮廓已经得到了业界的共识。 展望未来，我们可以大致看到4G通信将具有如下的特征： 1)信息传输速率更快 人们研究4G的初衷是为了解决移动终端快速访问互联网的问题，变为现实的4G在应用上应具备更快的无线通信速度。 从目前已经公布的数据来看，4G最大的数据传输速率超过100Mbps，而3G网络只有2Mbps。 2)网络频谱更宽 要想提高信息的传输速度，4G网络中所需要带宽要比3G网络高出许多，估计达每个信道的带宽会达100MHz，是3G20倍。 3)容量更大 据估计，10年后，人们每天所获取的信息量要比今天至少高3-4个数量级，而3G的容量将远无法满足这种增长的业务量需求，所以，在4G里将采用新的网络技术来极大地提高系统的容量，如SDMA(空分多址)技术等，来满足未来大信息量的需求。 4)兼容性强 要使4G通信尽快地被人们接受，4G应考虑在投资最少的情况下轻易地过渡到。 因此4G将采用大区域覆盖、多种网络相互兼容、终端及网络升级过渡容易等特点。 实现真正意义的全球漫游。 5)智能性更高 4G系统的智能化程度更高。 在网络系统功能方面，能够做到自适应地进行资源分配、处理变化的业务流和适应不同的信道环境;在其用户终端的设计和操作也将更具智能化，它已经不是传统意义上的手机，它可以被当成手提电视，能够综合各方面因素来提醒它的主人此刻该做什么或者不该做什么。 它将能够实现许多现在人们无法想象的功能。 6)能实现更高质量的多媒体通信 4G通信将能在很大程度上改善现有3G多媒体通信存在的品质不良，数据传输速率不高的不足，为各种多媒体流的高速高质量传送提供可行的解决方案。 7)通信资费更加便宜 由于兼容性问题的解决和平滑性过渡的实现，4G的通信部署相比其他技术将显得容易和迅速得多。 这样就能够有效地降低运营成本，竞争的白日化将让人们享受到更加便宜通信资费。 对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，但技术的发展将使4G通信变成现实。 实现3G未能实现的功能，实现真正意义上的个人通信。 4结论 随着信息时代的到来，人们越来越依靠移动通信带来的便利。 可以设想不需要多少年,我们将会迎来一个真正的综合性的、宽带域、多功能、可以随时随地满足人们多角度、全方位需求的通信方式。 参考文献 [1]王文博.移动通信原理与应用[M].北京邮电大学出版社，2004. [2]常永宏.第三代移动通信系统与技术[M].北京：人民邮电出版社，2004. [3]谢显忠，等.基于TDD的第四代移动通信技术[M].电子工业出版社，2005.

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗 摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数 量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。 关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗 众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生 的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮 轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源 很多,耗资也很大。 随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损 所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各 种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损 后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这 方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出 过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂 而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡, 84人重伤,直接经济损失约2亿马克。 与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我 国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路 运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车 辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当 采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失 降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。 1 铁路钢轨的磨耗 据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30% 的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有 60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨 损带来的损失很大。 钢轨损伤的形态 铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态 主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢 轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重 载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢 轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见 图1)。 钢轨的年消耗量 据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材 每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其 中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~ 80万t/年。 据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更 换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因 钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤 量的80%以上,即40亿元左右。 2 机车车辆车轮的磨损 车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列 车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨 耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。 车轮损伤的形态 据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主 要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏 面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车 轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动 热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、 内部缺陷应力集中等。 车轮的消耗 目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万 个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指 磨损后车轮的维修和更换 以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消 耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费 用约为31·55亿元。 在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程 应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京 铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部 件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解 到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换, 该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别 为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换 时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮 与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车 保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近 5·8亿元。 制动闸瓦的消耗 在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏 面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速 客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其 他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗 是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得 较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成 本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1 个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次, DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的 换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现 有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些 机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万 3 降低轮轨磨耗的技术措施 我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应 注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的 能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有 关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~ 1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或 间接地节约能源。” 针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费 用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面 打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装 置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦 磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降 低消耗,取得显著的经济效益。 采用淬火钢轨与维护 钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复 杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选 择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨 就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因 此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢 轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨 可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的 磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。 从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的 钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费 用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很 大的。 采用磨耗型车轮踏面 车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和 轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使 用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段 修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大 于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面 时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过 这些标准,就会危及行车安全。 早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使 用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率 开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试 验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车 轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降 低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。 四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路 局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半 径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运 用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车 轮相比,轮缘减磨可达30%~70%. 一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分 别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研 发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效 果(参见表5)。 表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比 由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公 里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低 了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。 据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮 踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。 采用径向转向架 传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线 上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平 行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨 之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重 的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、 轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研 究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲 线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘 的磨耗情况。 戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转 向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的 线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向 架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮 缘磨耗仅为16%。【下转第8页】 【上接第4页】 资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统 转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。 测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而 言,轮缘磨耗至少降低了45%。 大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转 向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据 表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨 耗下降了74%。 据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每 台机车每年可节约费用5·8万元。 安装轮轨润滑装置 润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路 节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电 力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和 阻力,降低机车能耗。” 以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取 得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁 道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使 每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万 km,车轮寿命由30万km延长至80万km。 除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益 和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换 轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年 可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路 17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮) 费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说 明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑 后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分 可观。 4 结语 综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩 擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车 轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本 而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此 提出以下建议。 (1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关 的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当 高度重视,并采取相应的对策。 (2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措 施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进 行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗 型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应 用等。 (3)在今后的技术引进或产品自主创新的研 发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的 研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副 的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件 的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。