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中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：
1、传统的光缆维护方式存在的主要问题：
(1)检修时间遵照日常维护规程，随着光缆数量的增多，按期完成对光缆的测试成为非常繁重的任务，耗费人力和物力，且效率低。
(2)由于测试周期不能保证，无法对光缆劣化情况进行分析，因而在此基础上进行的光缆运行分析缺乏科学依据。
(3)光缆发生故障时，传输网管的相关网元发生告警，经机务人员对路由进行分析判断后，通知线路人员某条光缆发生阻断。由于故障相关信息太少，因此线务人员不能判明故障点的具体地理位置，从而增加了处理难度，延长了处理时间。
(4)历史测试数据依靠手工保留和归档，查询检索比较困难。
2、光缆监测系统简述：
所谓光缆监测系统，就是通过对光缆进行监测，进而做出光缆运行是否正常的判断；当出现不正常情况时，就会进行报警，并进行相应的测试，以准确定位故障发生点。随着现代信息技术和通信事业的发展，光缆监测技术的水平和手段得到提高和完善，已经由最初的肉眼监测发展到现今的监测结果更精确的电子化自动监测。所谓电子自动化监测是指运用自动化监测系统，实施对光缆线路传输质量的监测。
光缆监测系统实施的流程分为三个部分：信息采集、汇总与分析信息数据、评价与诊断设备的运行情况。（1）如果没有信息采集，就不能进行光缆信息监测。信息采集是指获取信息，让检测员了解监测对象处于什么样的状态。（2）如果对收集起来的数据不进行汇总和分析，就失去了收集数据的作用，无法揭示数据反映的现象，无法揭示内在的规律，监测很难实施。（3）评价与诊断设备运行的情况。因为监测是最基本的维护行为，维护的最终目标是能够进行评价和诊断。
3、集中式光缆监测技术的比较：
集中式远程光缆监测系统RFTS(RemoteFiber Testing System)是通信管理网(TMN)中传输网管理域的一个子网,是有效压缩障碍历时、及时发现光缆线路隐患的重要技术手段。目前的代表技术有“OTDR(光时域反射仪) ＋光开关＋控制软件”方式、机架式RTU(远端测试单元) 方式、在线OTDR监测方式以及“光源－光功率监测”方式。表1中我们对这几种代表技术进行了详细的比较。相对来说,“OTDR仪表＋光开关＋控制软件”方式在测试精度、测试灵活性和性价比方面均有一定优势。
表1
4、光缆监测系统在石油管道通信传输中的设计
4.1 设计遵循的原则
( 1) 严格执行通信网相关标准的规定，必须在通信网管系统的基础上开发光缆监测系统，监测实施方案以光纤骨干网光缆路由图为依据, 首先满足监测各段骨干网光缆的要求, 同时兼顾监测各端支线光缆。
( 2) 可靠与安全性。系统的可靠性和安全性是系统设计的重要指标，设计的系统要具有较强的容错，容灾能力。在设计时，我们充分考虑关键部件的冗余备份。设备的电气性能指标要符合电信标准。系统具备安全认证能力，系统能够识别和控制非法用户。设备要准确，即使的反应光缆网络的运行状况，不至于发生漏，误告警的情况。
( 3) 标准化与实用性。设计的光缆在线监测系统要符合开放的国际标准和规范，符合信息产业部“YDN 010-1998光缆线路自动检测系统技术条件”和“本地网光缆线路监测系统技术要求”的有关规定，具有统一数据库平台，统一应用系统，统一资源编码，统一接口标准。机房施工要符合2004年信息产业部颁发的“光缆线路自动检测人系统工程验收规范”，设计的系统要紧密结合实际工作需求，充分考虑值勤一线的需要。尽量减少系统的复杂度，通过图形化的管理界面，减少专业人员培训的难度和网络管理的压力。
( 4)系统智能化与可扩展性。系统要具有智能化，能够自动完成光功率实时监测、故障判断定位、消息自动上报等功能，以减少值勤人员的工作量，要预留扩容和升级改造空间，要具有能够面对未来网络的膨胀和业务的不可预测性发展的能力。系统的性能指标应能够满足现代光网络管理的各项功能，整个光缆在线监测系统可以划分为很多模块，且分别具备不同功能，
( 5)监测实施方式: 为了保证监测不影响原光纤通信系统, 同时尽量减少监测路由上的衰减, 增大测试距离; 建议采用在线监测、离线测试的方式, 即利用各段光缆的备用纤芯进行离线测试。充分利用已有的综合通信网管对现有光端机的实时监控告警,一旦光端机发生光信号丢失告警, 即启动光缆监测OTDR, 进行在线监测。
( 6) 监测中心配置原则: 监测中心, 配置光缆服务器, 操作系统Window s2003 Server版, 工作站, 监测中心网络设备等，光开关( OSW ) 配置原则: 每台监测设备RTU 光开关做相应的冗余通道配置。
( 7) RTU 配置原则: 根据路由的实际情况, 各RTU 监测设备原则设置于各区地网管中心或地区网管中心附近的节点站。
( 8) 通信设备配置原则: 由于监测中心需要管理多台远端终端, 为满足故障告警与监测的实时性, 建议主通信采用IP通信网络平台。系统通信架构建立在TCP / IP的基础之上
系统的组网方案
4.2经过多种方案的综合比较, 光缆监测系统在石油管道通信传输中的设计为“ OTDR仪表＋ 光开关＋控制软件”方式来组建集中式光缆监测系统。整个系统的总体架构分为三层。最底层是OTDR和光开关,完成光缆的测试功能,测试硬件采用高性能OTDR以及48或12端口的光开关。中间层是后台服务器层,包括电子地图(GIS)、ORACLE数据库、后台控制程序。后台服务器完成OTDR的管理、测试控制、告警分析、数据管理、消息分发、资源和告警的同步。光缆监控系统的工作方式最上层是客户端,每个基站通过客户端连接到光缆监测服务器, 完成界面表现和实现系统的各项操作功能。整个系统采用备纤监测方式, 石油管道的通信传输的干线路由, 采用40dB动态范围的OTDR, 可单向监测超过100公里的光纤。
4.3 系统的测试模式
(1)周期测试:对被监测的备纤每天轮流打光几次, 通过与参考曲线的分析比较进行预防性测试, 当性能劣化超过告警门限时系统发出告警通知。(2)点名测试:根据需要远程启动OTDR测试,主要应用在需要随时测试的场合。(3)告警测试:在出现光缆中断等重大告警时, 系统会自动再进行一次参考测试,确认该告警是否存在,消除系统可能出现的误告。经告警测试确认无误后, 系统会短信通知故障点位置以方便维护人员处理。
5、光缆监测系统在石油管道通信传输中的优势
集中式光缆监测系统在石油管道通信传输中使用,一方面能够预防性地发现光纤的劣化趋势,及时排除隐患；另一方面在断纤时能够结合资源信息, 准确定位、自动派单,缩短了障碍历时。光缆线路自动监测系统以其自身优势以及新的实现方案, 必将成为光缆线路维护中不可或缺的一环, 为石油管道的通信网络的安全稳定运行发挥重要作用。
( 1) 光缆监测系统将G IS、监控、资源管理三大领域有效, 有机得结合, 使得该系统成为第一个真正意义上的光纤管理系统, 实现了管理和监测, 控制的联动处理。
( 2) 光缆监测系统中, 海量数据库设计优化技术(地图数据的结构分析存储, 光纤端口等应用数据的结构分析存储等) , 快速树查询算法的采用(快速路由查找, 网络拓扑动态生成等) , 大大提高了系统的响应速度。
( 3) 领先的高灵敏度, 低噪声光功率采集技术,使得OCSS 光缆监控系统的光采集灵敏度达到0.1DB。
( 4) 独有的远程智能光开关, 光功率采集技术。
( 5) 独有的针对配线/熔接面板的可视化管理。
( 6) 现代数字滤波算法大大提高系统的量测精度, 提高系统对事件的判别过滤处理的精度。
( 7) 基于TCP / IP的计算机网络通讯技术在系统中的应用, 实现了点对点, 一点对多点的实时响应。
( 8) 真正的路由搜索技术, 实现对光缆网络中光路由的从光发射到光接收整个路由的全程搜索。
( 9) 智能化的网络拓扑分析技术, 使得系统能够根据光缆网络的变化实时生成光缆网络拓扑图形, 极大的方便了使用者的决策。
( 10) 对底层光缆/端口/设备之间的数学模型分析技术, 深入到端口/纤芯。
参考文献：
随着物流领域的自动化程度越来越高，各种信息技术如光电技术、计算机技术、控制技术等得到广泛的应用，其中激光检测技术凭借其在测距、定位等方面的优势，在激光堆垛机和自动导向机等设备中起到了关键作用，并积极推动了物流系统整体性能的提升。尤其是在有轨巷道堆垛机自动控制系统中，激光测距与定位、P-C控制、分布式现场总线、矢量变频调速等技术的应用，使有轨巷道堆垛机控制系统超越了原有的设计思路，实现堆垛机的绝对认址，不仅有效解决了计数与定位的精度与可靠性问题，而且方便地实现平滑调速，优化调速曲线、优化起动与制动性能。从而提升了堆垛机的整机性能，确保整机性能可靠、平稳、高效。目前，该技术已广泛应用于机械、食品、烟草、电子、汽车、配送中心、药品、电器和仓储等领域。
系统构成与硬件配置
自动化立体仓库(AS／RS)是土建、机械、电气、通讯、信息等多专业的综合工程，主要由土建设备、机械设备、电气设备和计算机系统设备等四类设备组成。其中，机械设备包括立体货架、搬运机械、输送设备、分配小车。出入库台、货箱及托盘等设备；电气设备包括电控装置、驱动装置、变频装置、操作面板、PLC控制模块、检测装置、通讯设备、监控调度设备、计算机管理设备，以及屏幕显示图像监视等设备；计算机系统主要包括监控系统、管理系统、数据库服务器、通讯系统、计算机网络控制等组成部分。
1 AS／RS系统构成
AS／RS自动化立体仓库由立体库货架、堆垛机、货箱、地轨、出入库台、输送机、激光测距、通讯设备、监控设备等组成，如图1所示。其主要工作流程如下：
入库作业流程：接收入库作业命令－出入库台－取货箱－堆垛机－立体库货架－存货箱－返回出入库台－入库作业完成待机；
出库作业流程：接收出库作业命令－去目的地址－立体库货架－取货箱－堆垛机－出入库台－存货箱－输送机－出入库台－完成出库到入库台待机。
图1所示为一个巷道的自动化立体仓库，通常情况下，立体库由多个巷道组成。巷道有轨堆垛机是自动化立体仓库的核心装备及主要搬运设备，其主要用途是在高层立体货架的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物自动存取，并放入指定的货位即入库作业，或者取出货位内的货物运送到巷道口即出库作业，或者将货物从一个货位移位放入到另一个货位中即盘库移货作业，广泛应用于供应链物流、精确仓储、快速配送中。
堆垛机总体结构及主要电气元件布置如图2所示。
2 堆垛机电控系统总线网络结构
整个自动化立体仓库系统的数据通讯采用Profibus-DP网络进行，将PLC可编程控制器、激光测距器、水平运行变频器、升降运行变频器、货叉运行变频器、控制面板触摸屏、上位监控机等连接到Profibus-DP网络中，组成一个Profibus-DP网络，并为连接在DP网络上的每个部件都分配不同的DP总线地址，通过访问不同的DP总线地址实现对其相应部件的数据通讯；实现PLC可编程控制器与激光测距器、触摸屏及各驱动变频器之间的数据通讯；并通过红外通讯通道，实现PLC可编程控制器与上位监控机之间的数据通讯。
激光测距与定位技术的应用与控制方案
随着堆垛机在巷道内来回穿梭运行，装设在堆垛机上的激光测距器与固定反射板问的距离也随之不断改变。从而实现了高速运行过程中的动态测距。通过PLC控制器读取激光测距器的数据，并对数据进行处理，实现堆垛机的定位测距与调速自动控制。
1 激光测距与定位的实现
(1)货位基础数据的初始化与自学习
在PLC上电初始化自检测时，通过激光测距器将出入库台和每一个货格的绝对地址数据读出，并自动保存到PLC内部的货位地址数据表DB0中，进行货位地址数据表的修改设置与保存固化，形成货位地址数据表DB0供堆垛机运行定位使用，完成原始数据的初始化和固化校准。
(2)堆垛机的作业数据处理
当堆垛机接收到上位监控机或操作面板触摸屏下达的作业指令时，PLC可编程控制器接受作业指令，并根据作业指令装入目标指针，修改目标指针并指向货位地址数据表DB0相应的位置，将目标指针对应的数据读出作为当前作业目的地址LN；同时，通过激光测距器读取堆垛机当前地址IDO，并存储在PLC内供程序计算用。
(3)激光测距与定位的实现
通过PLC程序对以上数据的处理，实现堆垛机的认址与定位。由于激光测距实现了绝对认址，实现了货位设定的数字化。从而方便了货位数据、出入库台位置、运行速度值等的设置，易于实现数据比较、计数、自动换速及精准定位等功能。
1.工程概况
广州地铁一号线小半径曲线众多，轨道侧面之前采用夜间收车后人工涂油方式，考虑到目前一号线行车间隔3分钟一趟，人工涂油经一天头几趟列车驶过，钢轨侧面涂油所剩无几，钢轨侧磨较大，目前建立一号线钢轨磨耗定期监测项目。广州地铁一号线陈家祠长寿路下行区间，该地段均采用钢筋混凝土短轨枕整体道床，其中曲线半径313m，起终里程K6+657～K7+235，曲线长578m，属典型的小半径曲线地段，轨距为1435mm。我们在圆曲线选原先5个固定点作为试验验证点。根据广州地铁公司相关部门的前期论证，决定在此区间试用安装林肯轨道侧面系统。
2.林肯轨道侧面系统技术参数
此次采用的林肯轨道侧面系统是美国林肯公司专利产品，该系统结构组成可分为：a.外接电源/太阳能电池板（图1中示2）b. 泵站（图1中示1）c.车轮传感器（图1中示4）d.剂分配器及附件（图1中示5）e.涂油装置（图1中示6）f.安装卡具（图1中示11）。林肯轨道侧面系统采用车轮轴承感应带动泵站出油，再由列车车轮通过涂油条时，均匀涂在车轮所走过的钢轨侧面原理。
图1 系统简图 图2 泵
图3 分配器 图4 涂油装置
其中泵（图2）的性能参数如下表：
型号 适用油桶 电源 最大压力
85587 5加仑 24伏直流 350公斤
速度范围 运行温度条件 出口尺寸 马达功率
9-93转/分 -40 摄氏度到 +60摄氏度 美制1/4”NPTF 峰值 0.25千瓦
分配器（图3）油脂分配器是林肯侧面系统主要部件之一，通过分配器可以将油脂均匀的分配到各个点。
涂油条（图4）每套系统配置两条600mm的涂油条，每条涂油条各有6个出口均匀分布在橡胶条顶端。
传感器：传感器用于计算经过的车轴数量。
其中图1示1、示2、示3，安装于线路旁，图1示4安装于线路中间靠近钢轨头，图1示6、示5、示11安装位置离感应器大概有15m的距离，紧贴轨头（见图4）。
3.林肯侧面系统优势：
相对于其它系统，它的优势体现在：
1）泵高达350巴的工作压力，大大降低了堵塞的可能性
2）分配器起到精确定量作用，均匀的分配剂到轨道侧面上，避免不足或过量
3）系统的启动是依靠传感器累计通过的车轴数量，预设车轴数量根据量可调
4）合理的设计提高了效率，减少污染和浪费
尼龙刷支撑着从橡胶条顶端小孔出来的剂使得车轮经过时更容易带起, 凹槽收集过量的剂, 避免污染
4.轨道侧面系统安装和安全:
1）经现场勘查，距离安装位置约30M有电源（直流电源）接口。为确保信号不受影响，我们将选用非信号线一侧电源，电源线用钢管套保护并固定。
2）泵的工作电压为24V直流电，较小的电压不易发热；同时箱体背面留有通风网便于排热。控制器, 变压器, 油桶都会以螺丝锁紧的方式固定在箱体内。
3）为防止箱体门其中一个合页出现偶然性损坏带来的隐患, 我们安装三个合页确保安全。箱体用4个螺丝固定在安装支架上, 整个箱体的尺寸大小（678mm*450mm*755mm）是根据隧道限界和高度的要求而所预留空间的大小来设计,即受限制方向设计的宽度为450mm,高度为755mm,箱体的迎风面采用圆弧形设计（图5）降低因列车带来的强风冲击。
图5 箱体
4）连接油管将按350-500mm的间距用管夹固定在道床上，并套上保护套加以保护。
5）涂油条（图6）使用轨卡固定在轨道侧面，涂油条凹槽到轨道顶部保持45mm的距离，另加1个反锁螺帽确保轨卡不会因长期的轨道震动而出现松动。
6）分配器和感应器（图7及图8）安装方式类似涂油条，也是用轨卡锁紧，只是分配器安装在轨道外侧，并处于两个涂油条之间。分配器最高处离轨道顶端距离大于45mm, 不会接触到车轮；而感应器为了提高灵敏性，同时也考虑安全性，维持在离轨道顶部大约38-41mm之间。
图7分配器安装
图8感应器及其安装
5.维护保养及应急措施：
结合我们日常维保，林肯轨道侧面系统可能会出现以下的异常：
1）泵站及箱体日常维保：在日常设备整体点检的时候需要检查柜子的锁紧螺丝是否有松动， 如有松动请用工具将松动的螺丝拧紧到正确的位置。检查焊接件是否有裂痕，如有裂痕及时通知设备供应方处理。
泵的日常保养：
曲轴箱油机油需要每个月检查一次，如果油位低于中间点则需要补加机油，使用SAE 10W30机油。每年更换一次曲轴箱机油。泵只能在油脂桶有油脂的情况下运行，不能空运行以免损坏油泵。
泵的异常诊断：
症 状 可能的问题原因 解决办法
泵不运行 接线错误或者泵被卡住或者泵已经损坏 检查泵的接线，红色线应该接电源正极拆开泵检查泵是否有损坏，如有损坏则更换
泵运行速度加快或者运行速度不稳定 油桶里的油脂太少.油脂桶内的刮油盘被卡住 给油桶补油.检查刮油盘和油箱，让刮油盘紧贴油脂面
泵在运行，但是出油量很少 泵的速度设定偏小出口单向阀有问题 调高马达的速度更换损坏的出口单向阀
泵的运行噪音大 曲轴箱机油偏少滑环磨损 给曲轴箱加油检查滑环，如果有必要更换新的滑环
泵建立不起压力 有异物进入到泵管的下端单向阀 拆开并清洗泵管
马达在运行但是没有油出来 齿轮组或者过渡轴损坏。 拆开相应的部件更换损坏的零件
没有油从涂油条上出来， 油从安全阀回卸 SSV分配器堵塞 清理或者更换新的分配器
系统没有运行 车轮感应器的高度偏低，或者损坏. 控制器损坏 调整感应器的高度，如有损坏更换新的感应器.维修或者更换控制器
2）油脂过滤器的日常维保：过滤器用于过滤加油过程中进入到油脂里的杂质，需要一年时间拆开清理一次。直接拆开尾部的外六角螺丝即可将滤网夹出用清洗剂清理干净即可重复利用。注意不要遗忘垫圈。
3）控制器： 控制器是林肯的铁道系统专利产品。控制方式合理、简单和可靠。
在地铁的试用当中我们的运行时间设置为2秒，轮轴计数为32个。在意外发生短路时熔断器会断开，此时需要检查泵及线路的情况，并更换新的熔断器。
4）SSV油脂分配器：此部件不需要维护，在出现杂质进入到分配器内并出现卡死现象时不能自行拆开此部件，应送厂家专业的人员处理。在拆开高压胶管时需要将快插接头的卡环往里推，这时可以轻松拔出高压管，不能强行拔管以免损坏接头。
5）涂油条：在运行在过程中,油刷有可能被轮辕稍微压下,属于正常现象。
在日常维护保养中要注意每个月检查涂油装置的锁紧螺丝和卡具螺丝,如果有松动则需要将相应的螺丝锁紧并对齐原来的划线，也可以用小锤轻轻敲卡具看有没有松动的情况。
6）车轮感应器：在日常的保养当中需要检查感应器的安装卡具的状况，检查锁紧螺丝是否有松动，如有松动则需要把松动的螺丝拧紧到原来的位置。如果系统没有正常给油时检查感应器的高度是否在正常的感应距离38-41mm之间。
正常情况下，在系统接通电源时并处于开启状态下用铁质的东西接近感应器观察控制器面板上的黄色指示灯有没有闪，如有闪说明正常，否则为不正常。
6.使用效果及结论：
本次试用历时3个月，经实地测量，5个标定点钢轨平均侧磨由试验前5.43mm发展至5.67mm，侧磨发展速率0.08mm/月，且整个曲线侧磨均匀，列车行驶噪音震动得到了极大的改善；我们查阅相关以往记录资料，5个标定点钢轨平均侧磨0.5mm/月,且列车行驶噪音震动大，对周边居民造成不良影响，试用期内，此区间未接到任何居民关于扰民的投诉。至此，我们认为此系统在广州地铁一号线试用是达到预期的，值得行业推广！
中图分类号TN93 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0232-02
0 引言
解决无线多径传播带来的问题是本文的研究重点内容，为了满足同一平台上实现DAB/DRM的编码调制实现，这里采用编码正交频分复用（COFDM）的传输方式。本文则是基于高速数字处理芯片DSP，还包括相关的DAB/DRM传输端系统的信道调制编码器等等，其中的信道调制编码器都是基于现场可编程逻辑器件FPGA构建的，这些系统都是符合DAB以及DRM标准的。
1 数字声音广播系统信道编码模块结构与功能
DAB系统包含两个逻辑信道，分别为：主业务信道（MSC），快速信息信道（FIC），两个信道分别对应于不同的编码。其映射方案相同[1]。DRM系统包舍三个逻辑信道，分别为主业务信道（MSC），快速存取信道（FAC以及业务描述信遭（SDC）。三个信道分别采用不同的编码和符号映射方案。信道编码模块由多路信输分配和能量扩敝、编码和比特交织以及比特映射等模块构成。
1.1 能量扩散块
在各个逻辑信道中，根据不同的保护要求来说，多路传输分配为DRM系统专有，然后按照相关的比特流进行划分，但是值得注意的是，DAB系统中没有此模块。
频谱扩散是通过二进制序列的随机化处理，这样就能够使得能量扩散实现，从而有效对于连“0”和“1”的减少出现现象，这样比特定时恢复功能往往就得以保证。对于原始序列进行相关的多项式表示。另外，对于初始状态全为“1”的伪随机比特序列（PRBS）来说，进行相关的模相加操作。这样，能量扩散的输出信号可以得到，另外，生成多项式可以完成复用也对于DAB以及DRM来说成为可能。
1.2 卷积编码模块
考虑纠错能力和实现复杂度的基础上，基于存储深度为6、相应的约束长度为7和26=64状态的卷积码可以实现DAB和DRM系统的信道编码。这样来说，编码器的信道编码率为l/4。这种编码率只有在极为恶劣的情况下才进行使用，而高的编码率则是适用于要求较低的差错保护，此时，应该进行对于基本码(母码)的某些编码比特的删除操作。对于采用删除方法来说，8/9、7/8、…、1/2共13种不同的编码率可以在此编码器的编码率中采用，从而使得不等差错保护根据数据的不同的重要程度而进行实现。这样的编码方式往往称为码率兼容删除型卷积码RCPC。
1.3 符号映射模块
在符号映射模块中，DAB系统和DRM系统采用不同的映射模式。DAB系统中采用的是四相相对移相键控即4DQPSK；DRM系统由于其频谱特性和带宽限制，为了兼顾可传输的数据率和抗干扰能力，每个逻辑信道应用正交幅度（QAM）调制，对于主业务信道（MSC）主要采用64-QAM，为提供更高的抗干扰能力，也可以选择使用16-QAM，这可由发射台根据信道传播条件、希望达到的音频质量来选择：对于快速访问信道（FAC），采用4-QAM方案；而业务描进信道（SDC）则采用16-QAM或者4-QAM方案。
2 数字声音广播系统信道调制模块结构与功能
对于目前已经广泛应用于无线广播与通信领域的正交频分复用（OFDM）调制来说，其具有很好的抗多径干扰能力[2]。同步信道符号生成器、频率交织以及OFDM符号映射器和OFDM符号生成器组成了DAB系统的信道调制模块。其中，对于频率交织来说，按照一定的规则而进行相关的传输帧的数据传输操作，同时对于相应的载波上传送分配，这样可以对于频率选择性造成的突发性差错进行一定的有效的修正工作。对于各载波调制前的情况下，DAB在主业务信道和快速信息信道里都应该进行相关的频率交织工作。
3 数字声音广播编码调制器实现方案
3.1 主要芯片选择
对于DAB/DRM发端系统信道编码调制器来说，其主要的运算处理功能为可删除卷积编码、能量扩散、以及相关的符号映射、交织、单元到载波分配和IFFT等运算处理；对于应用模块来说，往往则需要进行快速运算处理，要求设备可靠性高、体积小、成本低，所以往往选取具有较大运算复杂度和较高实行性要求等特点的FPGA芯片和DSP芯片。
通过调研分析，选择I公司的高端DSP芯片TMS320C6000、Altera公司的高端FPGA，还有系统信道编码调制模块的核心芯片则为stratix。考虑到具有超高运算速度的，32位DSP的TMS320C6000，能够使得信道编码调制的全部运算任务利用单片机完成。另外，由于采用先进工艺的stratix系列，其具有多选114，140个逻辑单元，10Mbits的嵌入存储器，优化的数字信号处理（DSP）模块和高性能I/O功能。
3.2 电路模块结构与组成
本文设计的DAB/DEM系统信道编码与调制模块硬件，考虑到系统处理的实时性要求和输入、输出的接口。DSP配置了非易失存储器FLASH和SDRAM，以及El接口部分和直接频率合成芯片（DDS）。FLASH用于固化程序和各种查找表，SDRAM用于存放系统正常工作时加载程序和需要的查找表，以便DSP全速运行，同时也用于存放输入数据、DSP运行的部分中间数据以及输出数据；E1接口部分则用于接收复用器端传输的待处理的数据流，整个模块处理完后的数据通过直接频率合成芯片输出中期信号给发射机。
3.3 数字声音广播犏码调制器功舱实现
编码调制器上电后，FPGA接收从El线路上传来的复用罂数据流。完成帧同步、时间交织和可删除卷积编码工作，井将编码后的数据传送拾DSP，DSP加载固化在FLASH里的程序，将编码后数据成帧，将控制单元和信息单元分配培OFDM子载波，对完成OFDM载波映射的单元序列进行IFFT运算，并进行保护间隔数据插入，结果传送到FPOA中；通过FPGA将基带调制信号传输到直接频率合成芯片进行中频载波调制，最终输出中频信号。
4 结论
本文考虑到结合各模块的具体设计，针对自行设计开发的DAB/DRM系统信道编码调制设备关键技术进行分析。其中，TI公司的32位高速处理器以及A1tera公司的高性能FPGA作为核心部件，并考虑设计El接口和直接频率合成芯片，上述的硬件平台能够满足开发DAB/DRM系统信道编码调制设备要求，对于今后DAB/DRM系统信道编码器发展具有很大帮助。
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0049-01
1 FTTH接入技术和可选择方案
1.1 点到点同步数字系统/多业务传送平台系统
点到点同步数字的技术优势主要在于：网络性能和业务可靠性更加优化。对以太网的支持是SDH的最新发展趋势，业务传送平台是SDH发展的最终归宿。从物理原理上说，把不同的业务映射到不同的SDH时隙，可以把SDH设备与多层分组设备集成为若干的实体，再于网络的边缘定位业务层和传送层，就构成了一个集中的SDH多业务节点。从而进行统一控制和管理。
1.2 点对点（PZP或MC）
电信号转换为光信号靠的是MC+，且作为点到点技术的过渡技术，实践表明，MC+传统以太网交换机可以实现远距离传输。另外， MC的应用成本比较低，其中的主要原因是MC对数据包并不进行加工处理。这项技术的优点是可以减少升级成本， 无需更换光纤传输的网卡，只要加上MC就可以实现运行目的。
1.3 有源以太网系统中的点到点
严谨地说，接入网其实并不包括传统的以太网。一直以来，以太网技术，是企事业用户最常用的接入网方法，它偏重于办公室公用设施的接口应用。根据专业人士的调查发现，以及我们的经验来看，以及以太网的兼容性特别好，它的可靠性高， 安装简便，扩展性强，维护简单，性价比很高。
1.4 无源光网络系统
从目前的发展状况看，FTTH的实现技术最重要的是无源光网络技术，其中，EPON技术是重中之重。OLT、ONU/ONT及其ODN是PON系统中三个重要的组成部分。这里所说的"无源”，其实是就光纤等光器件和ODN的分路器都没有源光而言的，原理是OLT射出的下行光信号传到各ONU/ONT完全是通过光纤的无源光分路器分路的。
2 FTTH建设原则、关键环节和入户光缆施工统筹
（1）光分配网ODN的建设要兼顾好现实与长远的需求：例如，近期和远期用户的需求问题，在实际应用中，要根据不同建筑类型，采取不同的施工方案，从节约成本考虑，可把光分路器和OLT的PON口分为多次配置完成，但是，光缆容量须终期需求准备，争取一次性配置到位。（2）FTTH建设中关键点有五个：一是施工标准和产品标准掌控环节；二是基础设施不完善的老住宅区的光缆人户环节；三是住户家中布线以及终端的选择环节：四是综合资源匹配环节。五是ODN网络故障的定位环节。（3）一般FTTH光缆的入户段，施工单位都会采用蝶形引入。室内环境一般采用明管、暗管、垂直竖井或线槽等方式，；而室外环境，考虑到日后紫外线的长时期照射，要增加光缆的强度，采用黑色护套的自承式蝶形引入光缆为宜。（4）蝶形引入的光缆，最大好处是质量比较轻，施工起来比较方便，但与其它材质相比，光缆光纤的直径更小、韧性也差很多，对作业者使用的工具和本身的施工技术要求要高很多，增加了难度。从降低施工成本和质量考虑， 要根据状况，合理的组织、安排施工作业，以满足工程要求，以确保FTTH人户敷设安全，提高施工效率。（5）施工小组必备工具如下：螺丝起子、尖嘴钳、美工刀、电工刀、穿管器、开孔器、手持光源等工具。这些工具可缩短作业时间，为确保施工质量创造条件；从安全角度考虑，还必须佩带梯子、活动链接器、保安带。
3 光缆敷设的六个基础要求
一、通讯光缆线路常见问题
光缆较易产生氢损；发生这种现象有两个主要因素：一个就是光缆几乎都是埋在地下，因此经常会发生进水或光线和其他一些材料发生反应所致；另一个就是对光缆施工过程必然会受到许多外力作用而引发氢损。氢损一旦发生，定会造成光纤在1310-1550nm之间发生递减趋势进行衰减。若衰减的幅度较大，就只能更换光缆，但光缆的价格之昂贵必然带来巨大的经济损失。第二，光缆对其周围的温度非常敏感，若处于正常环境中，在零下40度到零下60度之间光缆不会发生明显衰减现象。但是如果不能正常使用光缆光纤的余长，因光纤对温度变化非常敏感，当环境温度发生变化时，就会出现信号强度较差或者中断等各种问题，就会影响光缆的正确使用。
二、光缆接续质量问题及其应对措施
光缆接续是光缆线路施工中的重要组成部分，施工质量、光通讯质量受光缆接续质量好坏的直接影响。因此在线路施工中提高光缆接续质量非常重要。
2.1光纤链路出现台阶或短纤
通信光缆线路施工中光纤线路的问题主要指在施工过程及使用过程中出现光缆的变形、扭曲、表面皮层划伤等问题。究其原因，一是通信光缆自身结构存在缺陷和施工管理上的限制，二是施工人员自身的职业素质不够高，责任心不强。有些工人责任心不够，在施工过程中出现问题未引起重视，有些人则直接忽略了。这些都是通信光缆线路施工中的常见问题，严重时可能造成巨大的社会经济损失。
2.2光纤外皮受到损坏
光纤外皮受到损坏会影响到光纤的性能。施工过程中拉拽不当、动物啃食都有可能导致光纤外皮受到磨损或破坏，好在多数情况下，磨损或损坏的情况都不算严重，但通信光缆部门就会纠结是否进行更换，若对全部损坏的光缆进行更换就会增加施工成本，若不进行更换就会存在安全隐患。这就要求我们尽量权衡好经济性和安全性，从这两方面考虑是否对其进行更换。
三、通信光缆施工工程中常见问题的应对策略
3.1环境因素方面
首先，确定光缆是否发生了氢损，发生氢损的程度，如果光纤中信号的衰减程度超出了规定范围，就必须立即更换此光纤；其次，如果光纤对于周围环境温度变化非常敏感，就必须依据窗口开通情况获得线路衰减的设计余量，之后看实际衰减程度是否满足设计要求，如不能就应立即进行更换。
3.2光缆线路的铺设方面
在铺设光缆之前，必须对铺设沟渠进行全面清理，确保沟渠中没有石头等各种尖锐杂物。若有地方需要防护，必须按要求铺设必要防护材料。还有就是施工过程中要确保施工人员及时进行通信沟通，务必保持操作动作一致，掌握好力度，一些重点、难点区域必须安排特定人员看护作业。
四、通信管道光缆工程质量检查的关键技术
4.1加强人手井砌筑工艺的质量检查
通信传输的重要基础就是人手井砌筑，但是施工工序隐蔽，人手井主要分单页井、双页井和三页井三种。墙体设计厚度为24cm，外壁抹面必须到底。坑底的长与宽一般比人孔基础四周各大出40-50cm，有利于墙体外壁抹面到底和做井的基础。人孔基础浇筑中，浇之前应清理孔内杂物，挖好积水罐安装坑。基础表面应从四方向积水罐泛水；人孔上覆安装中，采用巡检和旁站相结合的方式。
4.2提高光缆敷设质量
城市通信管道光缆线路施工中最为关键的施工步骤就是光缆的敷设，它决定了通信过程中信号的稳定性。主要涉及光缆敷设、光缆接续等施工程序。质量检查方式主要有两种：巡检和旁站。敷设光缆时，应按设计要求的A、B端敷设光缆；严禁弯折、扭曲光缆，一次牵引长度不得超过1000m。子管内径为光缆外径的1.5倍，多根子管的等效总外径应小于塑料管孔内径的85%。塑料子管在手孔内应在PVC管外露10cm。
参 考 文 献
[1]张守华.通信光缆线路施工常见问题探讨[J].中国科技信息.2005.（7）
[中图分类号] R693.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）06（c）-0030-03
随着泌尿外科腔内治疗技术的不断发展和提高，输尿管镜下碎石术成为大部分输尿管上段结石患者的首选治疗方法。腔内碎石的设备多种多样，包括超声碎石、液电碎石、气压弹道碎石和激光碎石等[1]，各种腔内碎石设备具有各自的特点及优势，其中，钬激光碎石与气压弹道碎石是目前临床上应用较广泛的治疗输尿管上段结石的手术方法。本研究全面搜集了对输尿管上段结石患者进行钬激光碎石术与气压弹道碎石术的随机临床对照试验，通过Meta分析，进一步求证不同手术方式治疗输尿管上段结石的效果，为临床医生提供可靠的循证依据。
1 资料与方法
1.1 纳入和排除标准
纳入所有比较钬激光碎石术与气压弹道碎石术治疗输尿管上段结石的随机对照试验，要求试验数据详细，基线情况基本一致，无论是否采用分配隐藏或盲法。排除重复发表、只有文题和摘要者及组间基线均衡性差者、重要资料报道不全且索取无果者。
1.2 文献检索与筛选
以“钬激光碎石”、“气压弹道碎石”和“输尿管上段结石”为中文检索词，以“Holmium laser ureterlithotripsy”、“Pneumatic lithotripsy”和“Upper ureteral calculi”为英文检索词，检索万方、维普、中国知网、Cochrane、PubMed和EMbase数据库，检索时间为2000年1月1日～2012年12月31日。同时，手工检索国内相关泌尿外科杂志，截至2012年12月31日。根据上述的纳入和排除标准筛选文献，由两名评价员分别独立评估纳入的临床对照试验，有分歧的地方通过第3名评价员介入并讨论解决。
1.3 质量评价
根据Cochrane系统推荐的质量评价标准中关于评价文献的随机方法、分配隐藏、盲法和失访评价纳入研究的质量，将研究质量从高到低分为A（低度偏倚）、B（中度偏倚）、C（高度偏倚）3级。
1.4 统计学方法
采用软件Rev Man 5.1对数据进行分析，试验间异质性检验采用χ2检验，当试验间不存在异质性时，可采用固定效应模型分析；存在异质性时，分析其产生的原因，采用随机效应模型分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 检索结果和质量评价
初检出原始文献58篇，其中，英文6篇，中文52篇，经阅读摘要后剔除明显不符合标准的47篇。进一步阅读全文后，剔除2篇非临床随机对照试验，最终纳入9篇中文文献[2-10]，共1663例患者，气压弹道碎石术组856例，钬激光碎石术组807例。发表时间为2009～2012年。
纳入本研究的9个输尿管上段结石随机对照试验的一般情况和质量评价见表1。上述研究均未描述随机方法、分配隐藏和盲法处理，且均无失访，患者的依从性良好，两组的基线相似性较好，所纳入文献都没有采用意向治疗分析。
2.2 手术时间比较
共有4篇[3，6，7，9]比较了两种术式在手术时间方面的差异，各研究间异质性检验差异有高度统计学意义（P < 0.01），采用随机效应模型分析。分析结果表明：两种治疗方法在手术时间上差异有统计学意义[WMD = 7.36，95%CI（1.32，13.41），P < 0.05]，气压弹道碎石术的手术时间长于钬激光碎石术。见图1。
2.3 住院时间比较
共有3篇[3，6-7]文献比较了两种术式在住院时间方面的差异，各研究间异质性检验差异无统计学意义（P = 0.18），采用固定效应模型分析。分析结果表明：两种治疗方法在住院时间方面差异无统计学意义[WMD = 0.07，95%CI（-0.12， 0.26），P = 0.48]。见图2。
2.4 碎石成功率比较
共有5篇[3-4，6-7，9]文献比较了两种手术方法在碎石成功率方面的差异，各研究间异质性检验差异无统计学意义（P = 0.72），采用固定效应模型分析。分析结果表明：两种手术方法在碎石成功率方面比较，差异有高度统计学意义[OR = 0.33，95%CI（0.21，0.52），P < 0.01]，气压弹道碎石术的碎石成功率低于钬激光碎石术。见图3。
2.5 结石清除率的比较
共有8篇[2-8，10]文献比较了两种手术方法在结石清除率方面的差异，各研究间异质性检验差异无统计学意义（P = 0.34），采用固定效应模型分析。分析结果表明：两种手术方法在结石清除率方面的比较，差异有统计学意义[OR = 0.38， 95%CI（0.27，0.54），P < 0.01]，气压弹道碎石术的结石清除率低于钬激光碎石术。见图4。
2.6 并发症发生率的比较
共有6篇[2-4，6，8，10]文献比较了两种手术方法在并发症发生率方面的差异，各研究间异质性检验差异有统计学意义（P = 0.07），采用随机效应模型分析。分析结果表明：两种手术方法在并发症发生率方面比较，差异有统计学意义[OR = 2.23，95%CI（1.14，4.37），P < 0.05]，气压弹道碎石术的并发症发生率高于钬激光碎石术。见图5。
3 讨论
随着泌尿外科腔内微创技术与碎石设备的不断发展，开放手术治疗输尿管上段结石已被逐步替代，目前常用的治疗方法有体外冲击波碎石术、经皮肾镜取石术、输尿管镜碎石术和腹腔镜下切开取石术等[11-12]。输尿管镜碎石术是目前微创治疗输尿管上段结石应用最多的方法，常用的碎石设备有钬激光和气压弹道[13]。钬激光依靠脉冲式近红外线激光碎石，能够精确切割组织，具有粉碎结石和凝固止血的功能，而气压弹道依靠机械力量撞击结石，两者在临床上的应用均较广泛[14-15]。
本研究纳入的4个随机对照试验中，气压弹道碎石术与钬激光碎石术在手术时间上比较，气压弹道碎石术的手术时间更长（WMD = 7.36，P < 0.05）[3，6，7，9]。纳入的3个随机对照试验中，气压弹道碎石术与钬激光碎石术在住院时间上比较，差异无统计学意义，住院时间相似（WMD = 0.07，P = 0.48）[3，6，7]。纳入的5个随机对照试验中，气压弹道碎石术与钬激光碎石术在碎石成功率上比较，气压弹道碎石术的碎石成功率低于钬激光碎石术（OR = 0.33，P < 0.01）[3-4，6-7，9]。纳入的8个随机对照试验中，气压弹道碎石术与钬激光碎石术在结石清除率上比较，气压弹道碎石术的结石清除率低于钬激光碎石术（OR=0.38，P < 0.01）[2-8，10]。纳入的6个随机对照试验中气压弹道碎石术与钬激光碎石术在并发症发生率上比较，气压弹道碎石术的并发症发生率高于钬激光碎石术（OR = 2.23，P < 0.05）[2-4，6，8，10]。通过以上比较可知，虽然气压弹道碎石术与钬激光碎石术在住院时间上相似，差异无统计学意义（P > 0.05），但在手术时间、碎石成功率、结石清除率和并发症发生率上钬激光碎石术均优于气压弹道碎石术。同时，钬激光碎石术可以切除或汽化结石下方炎肉，从而充分暴露结石再达到碎石的目的。这样不仅提高了结石清除率，也减少了并发症的发生[16]。总之，输尿管钬激光碎石术具有创伤小、恢复快、净石率高等优点，是微创治疗输尿管上段结石的安全有效的方法。
虽然本研究所纳入的文献质量均为B级，但经分析后发现文献质量较高，基线相似性较好且均没有失访。但本研究也存在不足，包括部分灰色文献无法获取和研究信息限制导致的发表偏倚，这些都需要在以后的临床研究中进一步完善。
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[中图分类号] R737.14 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2013）24-0144-02
近年来膀胱癌的发病率逐年上升，约8%的患者常合并前列腺增生[1]。前列腺增生患者由于尿路不畅、尿潴留等，延长了尿中的化学致癌物与膀胱壁接触的时间，进一步增加了膀胱癌的发生率[2]。目前膀胱癌合并前列腺增生多采取经尿道前列腺电切术，疗效确切。2009年1月～2013年1月，本研究应用经尿道电切（TUR）手术治疗合并BPH的非肌层浸润性膀胱癌患者32例，现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
研究对象为选自2009年1月～2013年1月期间来我院就诊的32例合并BPH的非肌层浸润性膀胱癌患者，均经病理证实为非肌层浸润性膀胱癌，年龄最大80 岁，最小60岁，平均年龄（66.1±8.2）岁，其中19例同期行经尿道膀胱肿瘤加前列腺电切术（研究组）；其余13例单纯行经尿道膀胱肿瘤电切术（对照组），两组患者的年龄、临床表现、合并内科疾病等一般资料差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。
1.2 手术方法
1.2.1 研究组 对于较小的肿瘤，用Cuttinglop直接从肿瘤基底部切割，如肿瘤较大或基底部较宽，则从肿瘤的一侧做蚕食样逐刀逐层地切至基底部，切除深度达深肌层，最后用汽化电极对创面电凝止血，并对基底部周围2 cm的膀胱黏膜进行汽化，冲洗出肿瘤组织，然后再行经尿道前列腺电切术（TURP）。先切0（12）点，从颈部起切至精阜前，然后再切0-6点、12-6点，达前列腺包膜，切平底面，切除尖部组织，冲吸出前列腺碎片，最后用汽化电极对创面电凝止血。
1.2.2 对照组 膀胱肿瘤电切方法同上。
1.3观察指标
①比较两组手术时间及术后复况；②比较两组术前术后IPSS评分、Qmax。
1.4统计学分析
采用统计分析软件SPSS12.0对试验所得数据进行统计学分析，应用均数±标准差（x±s）表示计量资料，组间比较应用t检验，应用χ2检验对计数资料进行分析，P < 0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1两组手术时间及术后复况比较
研究组的手术时间明显长于对照组，但术后随访显示，术后研究组复发率明显低于对照组，且术后出现复发时间明显长于对照组，差异有统计学意义（P < 0.05）。见表1。
2.2两组术前术后IPSS评分、Qmax比较
研究组与对照组术前IPSS评分、Qmax比较，差异不显著（P > 0.05）。术后研究组的IPSS评分较术前明显下降，Qmax 较术前明显提高（P < 0.05）。但对照组术前术后IPSS评分、Qmax均未见明显差异，且术后研究组IPSS评分、Qmax较对照组改善较明显（P < 0.05）。见表2。
3讨论
BPH患者合并膀胱肿瘤较常见，其原因与BPH导致下尿路梗阻，患者排尿不畅，膀胱残余尿增加，甚至尿潴留，尿液不能及时排除干净，停留在膀胱内时间过长密切相关[3]。TURBT对单发有蒂、基底局限、肿瘤较小的浅表性肿瘤应作为首选，对有蒂且基底浸润不深的较大的肿瘤及肿瘤多发且较小、分布区域广泛的浅表性移行细胞肿瘤可作为次选[5]。本研究结果显示，研究组的手术时间虽然较长，但术后复发率5.26%，明显低于对照组，且术后出现复发病例时间较长，术后研究组的IPSS评分较术前明显下降，Qmax 较术前明显提高，而对照组术前术后IPSS评分、Qmax均未见明显差异，与肖维荃[6]报道的观点是相符的，进一步证明TURBT具有创伤小、术后恢复快、不会造成肿瘤腹壁种植、反复手术也不增加手术难度、疗效确切等优点。且也有研究报道，该手术具有打击小、可重复的优点，但同时技术要求高，特别是术中电切深度不易掌握，易造成膀胱穿孔，甚至损伤盆腔大血管或肠管[7]。
综上，经尿道膀胱肿瘤加前列腺电切术治疗膀胱癌并前列腺增生疗效满意，能明显改善患者的症状，术后恢复快，并发症少，可以保留良好的膀胱功能，值得推广和应用。
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绿色建筑是在建筑的全寿命期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑将是建筑可持续发展的大趋势。这其中因地制宜地推广自然采光降低采光照明能耗是绿色建筑相关技术研发推广的一个重要方向。
因此从节约能源、保护环境的角度提出了绿色建筑绿色照明的概念。在能源日益紧张的今天，充分利用自然光照明，必然是未来太阳能在建筑中综合利用的一种好方式。
自然采光就是把户外的自然光进入室内进行照明的过程。太阳光是取之不尽,用之不竭的天然能源,但是通过门窗等进入室内的仅仅是很小一部分，而对于地下空间来说，由于深埋于地下（居住小区地下室一般埋深在1.5m以上），即使是这样的采光方法也很难被利用。因此，为了把自然光传输到建筑内部，特别是一些地下空间，光导管技术越来越受到人们的重视。据对特定项目的测算，用光导管技术代替人工照明,能够节约20%～30%的建筑用电,对建筑节能具有重要的意义。
1、光导管照明系统的基本结构与类型光导管系统通过采光装置聚集室外的自然光线并导入系统内部，再经过特殊制作的导光装置强化与高效传输后，由系统底部的漫射装置把自然光线均匀导入到室内任何需要光线的地方，通常将其分成采光罩、导光管、漫射器三大部分。采光罩通常是一个透明的玻璃罩，放置于室外楼顶、地坪或室外墙体的侧面。用于导光的导光管管壁是反射率一般在95%以上的反射材料，导光管可以旋转弯曲来改变导光角度和长度。漫射器安装在系统底部，是将通过导光管传输的光线散射到室内使光线均匀照明的装置，同时具有避免眩光的作用。
按照采光方式，光导管可分为主动式和被动式。主动式光导管通过一个聚光器采集太阳光，再将太阳光传输到室内，因为聚光器上装置了传感器和反馈装置，可以使聚光器的采光方向总是向着太阳。这种光导管采集太阳光的效果非常好，但是由于聚光器的较高工艺要求造成了其成本过高，因此主动式光导管很少见。此外，光导管按传输光的方式还可以分为有缝光导管和棱光镜光导管。有缝光导管是在管壁上留一条很长的出光缝，以使光线能够照射到工作面上，这种光导管光在传输过程中容易造成泄露，因此效率不高，实际中很少用到。
2、光导管照明技术的发展与应用
利用光导管技术改善室内照明的研究和实践，国外起步较早。早在1977年，美国的D.Micheal发表了题为“有太阳跟踪器的阳光照明”一文，一些学者认为这篇文章标志着地下与无窗建筑天然采光方法的形成。美国、前苏联、日本、英国等国的学者在天然导光技术方面做了大量的研究工作。目前光导管系统在世界很多地方已实现商品化和设计标准化，在许多项目中得到了应用。国际照明委员会CIETC3－38、加拿大国家研究会、英国利物浦大学等都对这种光导管系统进行了深入的研究，并提出了较为完整的设计和计算方法，与天然采光中的采光系数相对应，在光导管照明系统管理论中提出了昼光穿透系数DPF (Daylight Penetration Factor)以表征导光管系统的采光效果。
在国内，最早由中国建筑科学研究院肖辉乾教授等人在90年代对光导管系统利用自然光进行了研究，利用主动式集光器（定日镜技术）收集阳光，通过导光筒、漫射器将光线引入至无窗空间，并且在一些项目上进行了应用。近年来，通过光导管利用自然光的技术已趋成熟，但其实际应用还处于发展阶段。目前我国的光导管系统主要在大型体育场馆、厂房或公建中试用，而在普通的民用建筑，特别是商品房居住小区中应用较少。
国内外对光导管照明技术在地下空间的应用也进行了一些尝试。这些光导管照明系统基本上都是垂直安装。垂直方向的光导管可穿过结构复杂的地面，把天然光引入地下。国外如德国柏林波茨坦广场上使用的光导管照明系统，管体采用传输效率极高的光导材料制作，可将天然光高效地传输到地下空间，同时该装置也成为广场景观的一部分。类似的，国内北京奥林匹克森林公园的地下室也尝试使用了光导管照明系统。尽管光导管照明系统具有诸多的优点，但由于这项技术在国内还不大为人所熟知与接受，很多人简单地认为初始投资较大不划算且影响其它的建筑功能布局，这项技术很少被用于居住小区地下空间的照明。而恰恰是居住小区的地下空间，即使在白天利用率极低的情况下也仍然跟其它地下空间一样需要持续地人工采光，能源浪费较大。因此，通过光导管技术来降低住宅小区地下空间的采光能耗具有现实意义。
3、工程案例分析 下面结合工程实例，探讨光导管照明技术在住宅小区地下空间应用的可行性。试验项目是杭州市余杭区一住宅小区的单层地下停车库，地下室顶板上覆土厚度平均为1.5米，笔者选取了其中的5000的纯地下室空间作为优化试验区。根据《建筑采光设计标准》可知，杭州地区属于光气候分区第IV区，该地区全年平均照度22klx≤eq24klx。以全年平均照度23klx进行照度计算，得出标准照度值。当室外临界照度大于23klx时，其室内照度就越大，照明范围就越大，室内也就越亮。当然，达到以上室内照度是按晴天的状态下而得出，阴雨天等特殊天气除外。3.1 照明布置建议按照度要求分布，使用46套某品牌330DS型光导照明系统。如下图1为设计的平面布置图：
图1：地下车库光导管照明系统平面布置图
3.2投资回收经济分析3.2.1原电力照明系统运行维护费
a、直接节电耗电分析（1）根据CECS45:92《地下建筑照明设计标准》，地下车库车位和车道地面照度统一取值75lx。当车库内照度为75lx时，单位面积用电量为7.5w/（荧光灯）。
（2）光导照明系统平均每天采光照明10小时左右。
（3）由图纸可知，车库光导照明系统照明面积约为5000。
（4）综合（1）、（2）、（3），一天日间照明用电费用为（电费以商业用电0.6元/kwh计算）：
5000×0.0075kw/×10h=375kwh即一天日间的总用电费量为375kwh。
b、间接节约的镇流器耗电荧光灯镇流器耗电量约占照明用电的20%～30%，以20%计算，其镇流器年耗电费用为：375kwh×20%=75kwh。c、一天日间照明总耗电量约为：375kwh+75kwh =450kwh。d、一年日间照明总用电约为：450kwh×365=164250kwh×0.6元/kwh=98550元（约9.9万元）。e、节省耗材分析根据照明灯具常规寿命，照明灯具平均3年需要更换一次，该项目还需支付定期维修与更新灯具的费用。电力照明设备维护费及灯具更换费1.5万元/年。而光导管系统从安装使用开始便属于一次性投资，不需要更换仅需常规清洁保养，使用寿命很长，正常情况下大于30年，利用效率比较高，可以有效地弥补人工照明的不足。f、综上所述，电力照明系统一年的运行费用约为：9.9万元+1.5万元=11.4万元。
3.2.2相对投资回收期计算根据以上计算，合计年度总节省费用约为：11.4万元；
该项目光导照明系统总投入费用约为：36.8万元；项目相对投资回收期：36.8万元÷11.4万元=3.2年， 即相对投资回收期约为3年。
3.2.3 寿命期节约成本计算
光导管照明系统按30年使用寿命考虑，设备常规清洁保养费用按每年1万元计算，即30万元。
节约的灯具维护和电力费用约为：11.4万元/年×30年=342万元； 光导照明系统投入约为：36.8万元+30万元＝66.8万元 节能成本：342万元-66.8万元=275.2万元。
以上数据分析可见，应用光导照明系统主要是首期投资。即使在不考虑电力照明后期各项费用上涨的静态状况下，仅以上5000地下车库区域为例，采用光导照明系统每年就能为小区业主节省约10万元左右的开支。可见它的应用范围越大，长期经济效益就越明显。
4、光导管推广应用的优劣分析光导管照明技术直接利用太阳光，相比于人工光源射，自然光的光谱范围广，光线均匀柔和，可以起到杀菌和防治多种皮肤病的功效，因此更多的人还是偏爱享受自然光。而且经过光导管系统处理的太阳光没有频谱和眩光，在采光罩上加设防辐射涂层还能有效地滤除有害辐射，这些都是人工照明办不到的。可见，光导管照明在光线舒适性上具有很大的优势。
从以上案例分析可以看出，光导管照明系统能给使用者带来实实在在的经济效益。推而广之，如果光导管照明系统能够大范围被使用，将会带来更大的经济效益。同时由于它能节省大量的电力，间接减轻了环境污染。据统计，我国采光照明用电约占到总发电量的10%～12%。为了满足不断增长的用电需求,就需要国家加大电力设施的投入,这不但增加了用电成本还会增加环境污染的压力,因为国内仍以火力发电为主,使用燃煤不仅加快了非可再生能源的消耗,在燃烧过程中产生的大量有害气体也会对环境产生较大影响。因此，光导管照明技术的推广应用还具有巨大的环境意义。
但现有光导管照明技术作为一种新型的自然采光照明方式，仍存在一些缺陷与问题，影响了其大范围的推广应用。比如：
（1）光导管照明技术使用太阳光作为光源，因此其采集的光能量直接受气候与地理位置的影响。在不同的光气候分区，光资源是存在较大差异的，在常年光照比较少的地区，光导管照明技术的优势不明显。
（2）光导管采光对建筑外部光环境的要求较高。随着建筑用地的日渐紧张，普通工业与民用建筑项目的建筑密度和容积率指标都在逐渐提高，因此采用光导管照明的建筑常常受周边建筑、景观和构筑物的遮挡，特别是对于住宅项目的地下室很难做到白天全时段采光。因此，需要根据每个建筑的光环境设计光导管系统。
（3）光导管与建筑存在适用性问题。在实际应用中发现，后期增加的光导管往往会因为与建筑的布局和结构存在冲突而影响其设计与使用效果。另一方面，另一方面，如果由于单体建筑体量大、采光面受限等因素导致光导管的采光罩与漫射器之间的导光管管路过长，则光通量的衰减也会很大，这也限制了光导管的推广应用。
5、结束语综上所述，在居住小区地下空间采用光导管照明技术，能够使小区业主享受到自然光带来的舒适照明效果,同时减少了日间照明及其维护更新带来的成本支出。光导管照明技术如果能够大范围推广应用，将带来可观的经济效益和环境效益。尽管目前仍存在一些问题限制了光导管照明技术的推广应用，但未来光导管照明技术是我们实现建筑节能减排，环保健康，促进可持续发展的一项非常值得关注并值得发展的新兴应用技术，这需要业内人士在综合应用上做更多的研究。
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中图分类号：TK512；TM923；TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）01-00-02
0 引 言
据国外研究报告，学生的学习成绩、工作者的工作效率、艺术者的艺术创作等都和室内的光源有关，实验证明自然光有利于学生成绩、工作效率以及艺术创作的提高。若采用一种新型光照技术把自然光引入室内加以应用，就会创造低能耗，具有高舒适度的良好办公环境，更有利于工作的开展与创新。柔和的自然光会使室内照明更加自然、舒适，本文主要研究了基于自然光的光导管照明自动稳光系统。
1 系统工作原理
光导管照明体系使用采光罩对从室外采集的自然光进行滤光，之后导入光导管，再经光导管反射传输，最后由尾部的漫反射器把光导管引进室内的自然光均匀发散，从而使人们得到如同身处大自然般的享受。
据调查，目前室内照明系统大都使用人工控制，不具备自动调节和平衡室内外光照强度的能力，在室外阳光不充足的阴雨天或早晨傍晚时分，传到室内的光强较弱，普通的室内照明系统无法保证室内光强度达到让使用者感到舒适的程度。本文设计了带有自动稳光系统的新型光导管照明系统，此系统结构简单，采用目前市场应用较为广泛的纹机技术将人工光源LED灯与自然光巧妙结合，使LED的照度随着室内引进自然光的减弱而改变，从而保持室内光强度在一定范围内恒定，达到使用者的使用要求。此方法具有高精度、反应灵敏等特点，能有效提高室内照明效率，使室内照度保持在一定范围内，为消费者提供了具有低能耗，高舒适度特点的照明环境。
2 硬件系统的实现
2.1 光导管照明系统构成
光导管照明系统结构图如图1所示，大致可分为采光、导光、散光三部分。导光部分通常由三级光导管组成，光导管内部由引进国内外先进技术制作成的高反光材料组成，根据记录，其反射率在95%以上。此外，这几段光导管采用无缝连接技术，可以通过旋转、弯曲、重叠来实现无缝连接，使导光管的导光角更加灵活。散光部分能够使导入的自然光在室内自由发散，均匀分布，避免眩光现象的产生。
目前市场上选择更多的方式是被动照明导光管，一个用衔接光管固定浓缩制成的有机玻璃或PC（聚碳酸酯）和表面覆盖的三角形全反射棱镜。其主要组成部分为聚光罩、延伸光导管、防雨板、密封环、可调光导管、支撑环和散光板等。
市场上还有主动采光光管技术，即利用聚光器对太阳光进行跟踪，以提高采光效率。采用这种方式收集太阳光的效果非常好，但受到技术水平的限制且成本较高，故很少使用。
2.2 硬件设计
硬件部分可分为以下四个部分：
（1）单片机的控制部分；
（2）光照信号的输入部分；
（3）人工光源控制量输出部分；
（4）显示部分。
先用光照传感器采集光照数据，将得到的数据输入单片机进行采样对比，将实际光照值与单片机中的设定值进行比较，计算出补偿光照量。通过单片机控制数码管内部程序的操作，然后通过电路实现来驱动LED光源，使控制区域的照度达到设定值。自动稳光系统框图如图2所示。电路原理图如图3所示。
自动稳光系统的结构图如图4所示。图中1为自动稳光系统中的液晶1602显示屏，用于实时显示、检测室内的光照强度；2为自动稳光系统中控制区的STC89C51系列单片机，用于处理检测区检测的光强并对它做出判断，发出指令；3、4、7为传统的光导照明系统；5为补光区的多个LED灯，当室内光强达不到所需光强时用其进行补光，直到满足所需光强；6为用于实验的房屋；8为连接单片机和液晶1602显示屏的导线；9为连接单片机和多级控制的LED灯。
3 软件设计
自动稳光系统软件主要包括光强数据读取部分、数据处理及控制部分、显示部分、延时和初始化部分。
程序开始执行时，先对LCD和GY-30模块内的处理芯片BH1750进行初始化，然后给GY-30模块上电并进行模式设置，延时一段时间后读取GY-30模块的数据，对读出的数据处理并合成光照数据，与设定的阈值进行比较，输出控制信号控制LED光照系统，同时把光照数据送至LCD屏显示。程序流程如图5所示。
GY-30模块与单片机接口采用通用I2C协议，连续读出BH1750内部数据，将模块处理的数据储存到缓存中。读取数据部分代码如下：
void Multiple_read_BH1750（void）
{ char i；
BH1750_Start（）；
BH1750_SendByte（SlaveAddress+1）；
for （i=0； i
{
BUF[i] = BH1750_RecvByte（）；
if （i == 3）
{
BH1750_SendACK（1）；
}
else
{
BH1750_SendACK（0）；
}
}
BH1750_Stop（）；
Delay5ms（）；
}
4 自动稳光系统优势
本文中设计了导光管照明自动调光系统，将自然光和LED灯巧妙结合，在室内自然光引入不足时，根据适宜人们正常生活的光强度，通过自动稳光系统设定与调节室内光强，从而实现照明的连续可调性。相对于传统的照明系统而言，在控制形式和照明模式方面都有较大改善。
从控制方式上来说，自动稳光系y打破了传统光导管照明系统单一的直接引入室外自然光的方式，自动稳光系统可以自动控制光强度，当传统光导管照明系统进入的自然光不足以供室内正常使用时，单片机执行命令，打开装配好的LED灯，
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进行多级调控，保证室内光照强度能够达到供人们正常使用的光强范围。
从照明方式上来说，传统光导管照明系统仅仅把室外自然光引进室内，室内光源较为单一，给推广使用带来了较大局限性。在自动稳光系统中，光源多种多样，有利于日常使用的推广。此外，自动稳光系统中还有实时显示装置，能够更加清晰地为使用者展现每时每刻的室内光强度，让照明更加人性化、智能化。
5 结 语
本文设计的光导管照明自动稳光系统通过GY-30检测光强，使用STC89C51单片机对光强进行处理并通过液晶1602显示，在阴雨天、黄昏傍晚时，光导管照明系统传到室内的光强达不到人们的要求时，会通过补光装置把室内光强稳定在一个最适合人们生活照明的范围。系统通过运用单片机技术将自然光与LED光巧妙、自然的融合在一起，实现了照度的连续、可调，具有精度高、反应灵敏等特点，在满足照明需求的前提下，还具有节源、环保、健康等好处，其应用前景十分可观。
参考文献
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光导照明系统可以完全取代天窗、采光罩、采光带等传统的采光方式及解决以前无法做到的建筑采光要求，广泛用于地下停车库，城市下沉隧道，别墅会所及工业厂房，体育场馆，展览中心等大跨度的白天需要照明的场所。
光导照明就是一种通过采光器将光集中起来，通过光导管的反射，最终由漫射器将光均匀的导入室内的照明方式。这是一种最节能，最健康的照明方式。无污染，不释放有害物质，能够让人们回归大自然，在大自然下的工作和娱乐，更多的享受阳光，利用阳光。
光导照明系统又被称为管道式照明，日光照明，无电照明，自然光照明等等。那么，他都可以用到什么场所呢，以下是详细的说明。
首先，只要是白天需要照明的场所都可以利用光导照明系统，以下的运用中是比较成熟的项目。
1 地下车库的运用：
我们都知道，地下的建筑都需要照明，一般用电的照明方式不仅浪费了可以利用的能源，同事有消耗了大量来之不易的电量。那么通过光导照明的方式，就可以完全解决这个问题。在安装了光导照明系统以后，白天8-10小时的照明是完全没有问题的，不管是阴雨天还是雾天，采光效果都非常的好。如果光电系统合为一体的情况下，就更为美妙了。当地下车库的地面为绿化带是，当晚上启用电力照明时，整个绿化带都会亮起来，同时，光导照明系统有起到了美化的作用。
2 厂房的运用：
厂房结构一般分为彩钢建筑和混凝土结构。这个都不影响光导照明系统的安装。我们都知道看，像大一些的厂房，车间，在白天只通过四周的窗户采光是远远不够的。所以利用光导照明系统就完全解决了这个问题。相对于天窗和采光罩、采光带而言，它具有打孔面积小，保温性能好，导光充分，无需清洁，无需后期维护，使用寿命超长的优点。所以，采用光导照明系统，不仅解决了照明问题。更重要的是，它为企业节约了大量的能源，在日光下工作的员工也会提高5%-10%的工作效率。另外，站在经济的角度考虑，一般2~3年就能收回成本，也就是说，白天照明的电费在2~3年后就可以完全节省掉。节能，健康，经济是最大的优点。
3 体育场馆的运用：
灯光，频闪，刺眼，光照不均，这些都会使各项体育运动受到不同的影响。那么自然光的导入就解决了这个问题，光线均匀，无频闪，无偏色。真正做到在阳光下的做运动。同时，节约了大量能源。像高层建筑的顶层，地面无建筑物的地下空间，别墅，景观照明等各种白天需要照明的场合都可以采用光导照明系统。
从黎明到黄昏，甚至是雨天或阴天，光导照明系统导入室内的光线仍然十分充足，可以提供八小时以上的白天室内照明，从而可以减少白天室内电耗，有效缓解电力照明用电的紧张局面；另外，自然光光导照明出射光为全色光，光线柔和，照度分布均匀，显色性好且属于低频率的频闪光，光谱连续分布在人眼可见范围内，所以不仅视觉效果好，而且长时间观察不易疲劳；大量的实验证明：自然光照明条件下的视觉对比灵敏度高于电力照明的5%--20%以上。
经过大量的实验检测和数据分析，光导照明系统应用于建筑采光中可以取得良好的视觉照明效果和经济效益。应用此照明技术可以有效地减少白天的照明电耗，充分利用太阳光能；引进光导照明技术，使其在照明节电中发挥作用，对建筑采光有积极意义，是一种绿色健康、节能环保的照明产品。光导照明技术是太阳光能利用的一种方式，属于绿色照明技术，该技术为光能的高效传输提供了可能的途径。光导照明技术作为一项可持续能源技术，是一种很有效的绿色照明技术。随着人们生活水平的提高和节约建筑能耗的紧迫性，光导照明技术必将在建筑采光中得到广泛应用。
参考文献:
[1]GB 50033-2001《建筑采光设计标准》中国建筑科学研究院主编
