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時間：2023-11-26 15:28:39
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇光導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
中圖分類號：TE6 文獻標識碼：A 文章編號：
1、傳統(tǒng)的光纜維護方式存在的主要問題：
(1)檢修時間遵照日常維護規(guī)程，隨著光纜數(shù)量的增多，按期完成對光纜的測試成為非常繁重的任務(wù)，耗費人力和物力，且效率低。
(2)由于測試周期不能保證，無法對光纜劣化情況進行分析，因而在此基礎(chǔ)上進行的光纜運行分析缺乏科學(xué)依據(jù)。
(3)光纜發(fā)生故障時，傳輸網(wǎng)管的相關(guān)網(wǎng)元發(fā)生告警，經(jīng)機務(wù)人員對路由進行分析判斷后，通知線路人員某條光纜發(fā)生阻斷。由于故障相關(guān)信息太少，因此線務(wù)人員不能判明故障點的具體地理位置，從而增加了處理難度，延長了處理時間。
(4)歷史測試數(shù)據(jù)依靠手工保留和歸檔，查詢檢索比較困難。
2、光纜監(jiān)測系統(tǒng)簡述：
所謂光纜監(jiān)測系統(tǒng)，就是通過對光纜進行監(jiān)測，進而做出光纜運行是否正常的判斷；當出現(xiàn)不正常情況時，就會進行報警，并進行相應(yīng)的測試，以準確定位故障發(fā)生點。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和通信事業(yè)的發(fā)展，光纜監(jiān)測技術(shù)的水平和手段得到提高和完善，已經(jīng)由最初的肉眼監(jiān)測發(fā)展到現(xiàn)今的監(jiān)測結(jié)果更精確的電子化自動監(jiān)測。所謂電子自動化監(jiān)測是指運用自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實施對光纜線路傳輸質(zhì)量的監(jiān)測。
光纜監(jiān)測系統(tǒng)實施的流程分為三個部分：信息采集、匯總與分析信息數(shù)據(jù)、評價與診斷設(shè)備的運行情況。（1）如果沒有信息采集，就不能進行光纜信息監(jiān)測。信息采集是指獲取信息，讓檢測員了解監(jiān)測對象處于什么樣的狀態(tài)。（2）如果對收集起來的數(shù)據(jù)不進行匯總和分析，就失去了收集數(shù)據(jù)的作用，無法揭示數(shù)據(jù)反映的現(xiàn)象，無法揭示內(nèi)在的規(guī)律，監(jiān)測很難實施。（3）評價與診斷設(shè)備運行的情況。因為監(jiān)測是最基本的維護行為，維護的最終目標是能夠進行評價和診斷。
3、集中式光纜監(jiān)測技術(shù)的比較：
集中式遠程光纜監(jiān)測系統(tǒng)RFTS(RemoteFiber Testing System)是通信管理網(wǎng)(TMN)中傳輸網(wǎng)管理域的一個子網(wǎng),是有效壓縮障礙歷時、及時發(fā)現(xiàn)光纜線路隱患的重要技術(shù)手段。目前的代表技術(shù)有“OTDR(光時域反射儀) ＋光開關(guān)＋控制軟件”方式、機架式RTU(遠端測試單元) 方式、在線OTDR監(jiān)測方式以及“光源－光功率監(jiān)測”方式。表1中我們對這幾種代表技術(shù)進行了詳細的比較。相對來說,“OTDR儀表＋光開關(guān)＋控制軟件”方式在測試精度、測試靈活性和性價比方面均有一定優(yōu)勢。
表1
4、光纜監(jiān)測系統(tǒng)在石油管道通信傳輸中的設(shè)計
4.1 設(shè)計遵循的原則
( 1) 嚴格執(zhí)行通信網(wǎng)相關(guān)標準的規(guī)定，必須在通信網(wǎng)管系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)光纜監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測實施方案以光纖骨干網(wǎng)光纜路由圖為依據(jù), 首先滿足監(jiān)測各段骨干網(wǎng)光纜的要求, 同時兼顧監(jiān)測各端支線光纜。
( 2) 可靠與安全性。系統(tǒng)的可靠性和安全性是系統(tǒng)設(shè)計的重要指標，設(shè)計的系統(tǒng)要具有較強的容錯，容災(zāi)能力。在設(shè)計時，我們充分考慮關(guān)鍵部件的冗余備份。設(shè)備的電氣性能指標要符合電信標準。系統(tǒng)具備安全認證能力，系統(tǒng)能夠識別和控制非法用戶。設(shè)備要準確，即使的反應(yīng)光纜網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，不至于發(fā)生漏，誤告警的情況。
( 3) 標準化與實用性。設(shè)計的光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)要符合開放的國際標準和規(guī)范，符合信息產(chǎn)業(yè)部“YDN 010-1998光纜線路自動檢測系統(tǒng)技術(shù)條件”和“本地網(wǎng)光纜線路監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求”的有關(guān)規(guī)定，具有統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺，統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)一資源編碼，統(tǒng)一接口標準。機房施工要符合2004年信息產(chǎn)業(yè)部頒發(fā)的“光纜線路自動檢測人系統(tǒng)工程驗收規(guī)范”，設(shè)計的系統(tǒng)要緊密結(jié)合實際工作需求，充分考慮值勤一線的需要。盡量減少系統(tǒng)的復(fù)雜度，通過圖形化的管理界面，減少專業(yè)人員培訓(xùn)的難度和網(wǎng)絡(luò)管理的壓力。
( 4)系統(tǒng)智能化與可擴展性。系統(tǒng)要具有智能化，能夠自動完成光功率實時監(jiān)測、故障判斷定位、消息自動上報等功能，以減少值勤人員的工作量，要預(yù)留擴容和升級改造空間，要具有能夠面對未來網(wǎng)絡(luò)的膨脹和業(yè)務(wù)的不可預(yù)測性發(fā)展的能力。系統(tǒng)的性能指標應(yīng)能夠滿足現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)管理的各項功能，整個光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)可以劃分為很多模塊，且分別具備不同功能，
( 5)監(jiān)測實施方式: 為了保證監(jiān)測不影響原光纖通信系統(tǒng), 同時盡量減少監(jiān)測路由上的衰減, 增大測試距離; 建議采用在線監(jiān)測、離線測試的方式, 即利用各段光纜的備用纖芯進行離線測試。充分利用已有的綜合通信網(wǎng)管對現(xiàn)有光端機的實時監(jiān)控告警,一旦光端機發(fā)生光信號丟失告警, 即啟動光纜監(jiān)測OTDR, 進行在線監(jiān)測。
( 6) 監(jiān)測中心配置原則: 監(jiān)測中心, 配置光纜服務(wù)器, 操作系統(tǒng)Window s2003 Server版, 工作站, 監(jiān)測中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，光開關(guān)( OSW ) 配置原則: 每臺監(jiān)測設(shè)備RTU 光開關(guān)做相應(yīng)的冗余通道配置。
( 7) RTU 配置原則: 根據(jù)路由的實際情況, 各RTU 監(jiān)測設(shè)備原則設(shè)置于各區(qū)地網(wǎng)管中心或地區(qū)網(wǎng)管中心附近的節(jié)點站。
( 8) 通信設(shè)備配置原則: 由于監(jiān)測中心需要管理多臺遠端終端, 為滿足故障告警與監(jiān)測的實時性, 建議主通信采用IP通信網(wǎng)絡(luò)平臺。系統(tǒng)通信架構(gòu)建立在TCP / IP的基礎(chǔ)之上
系統(tǒng)的組網(wǎng)方案
4.2經(jīng)過多種方案的綜合比較, 光纜監(jiān)測系統(tǒng)在石油管道通信傳輸中的設(shè)計為“ OTDR儀表＋ 光開關(guān)＋控制軟件”方式來組建集中式光纜監(jiān)測系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為三層。最底層是OTDR和光開關(guān),完成光纜的測試功能,測試硬件采用高性能OTDR以及48或12端口的光開關(guān)。中間層是后臺服務(wù)器層,包括電子地圖(GIS)、ORACLE數(shù)據(jù)庫、后臺控制程序。后臺服務(wù)器完成OTDR的管理、測試控制、告警分析、數(shù)據(jù)管理、消息分發(fā)、資源和告警的同步。光纜監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式最上層是客戶端,每個基站通過客戶端連接到光纜監(jiān)測服務(wù)器, 完成界面表現(xiàn)和實現(xiàn)系統(tǒng)的各項操作功能。整個系統(tǒng)采用備纖監(jiān)測方式, 石油管道的通信傳輸?shù)母删€路由, 采用40dB動態(tài)范圍的OTDR, 可單向監(jiān)測超過100公里的光纖。
4.3 系統(tǒng)的測試模式
(1)周期測試:對被監(jiān)測的備纖每天輪流打光幾次, 通過與參考曲線的分析比較進行預(yù)防性測試, 當性能劣化超過告警門限時系統(tǒng)發(fā)出告警通知。(2)點名測試:根據(jù)需要遠程啟動OTDR測試,主要應(yīng)用在需要隨時測試的場合。(3)告警測試:在出現(xiàn)光纜中斷等重大告警時, 系統(tǒng)會自動再進行一次參考測試,確認該告警是否存在,消除系統(tǒng)可能出現(xiàn)的誤告。經(jīng)告警測試確認無誤后, 系統(tǒng)會短信通知故障點位置以方便維護人員處理。
5、光纜監(jiān)測系統(tǒng)在石油管道通信傳輸中的優(yōu)勢
集中式光纜監(jiān)測系統(tǒng)在石油管道通信傳輸中使用,一方面能夠預(yù)防性地發(fā)現(xiàn)光纖的劣化趨勢,及時排除隱患；另一方面在斷纖時能夠結(jié)合資源信息, 準確定位、自動派單,縮短了障礙歷時。光纜線路自動監(jiān)測系統(tǒng)以其自身優(yōu)勢以及新的實現(xiàn)方案, 必將成為光纜線路維護中不可或缺的一環(huán), 為石油管道的通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮重要作用。
( 1) 光纜監(jiān)測系統(tǒng)將G IS、監(jiān)控、資源管理三大領(lǐng)域有效, 有機得結(jié)合, 使得該系統(tǒng)成為第一個真正意義上的光纖管理系統(tǒng), 實現(xiàn)了管理和監(jiān)測, 控制的聯(lián)動處理。
( 2) 光纜監(jiān)測系統(tǒng)中, 海量數(shù)據(jù)庫設(shè)計優(yōu)化技術(shù)(地圖數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)分析存儲, 光纖端口等應(yīng)用數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)分析存儲等) , 快速樹查詢算法的采用(快速路由查找, 網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)生成等) , 大大提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
( 3) 領(lǐng)先的高靈敏度, 低噪聲光功率采集技術(shù),使得OCSS 光纜監(jiān)控系統(tǒng)的光采集靈敏度達到0.1DB。
( 4) 獨有的遠程智能光開關(guān), 光功率采集技術(shù)。
( 5) 獨有的針對配線/熔接面板的可視化管理。
( 6) 現(xiàn)代數(shù)字濾波算法大大提高系統(tǒng)的量測精度, 提高系統(tǒng)對事件的判別過濾處理的精度。
( 7) 基于TCP / IP的計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用, 實現(xiàn)了點對點, 一點對多點的實時響應(yīng)。
( 8) 真正的路由搜索技術(shù), 實現(xiàn)對光纜網(wǎng)絡(luò)中光路由的從光發(fā)射到光接收整個路由的全程搜索。
( 9) 智能化的網(wǎng)絡(luò)拓撲分析技術(shù), 使得系統(tǒng)能夠根據(jù)光纜網(wǎng)絡(luò)的變化實時生成光纜網(wǎng)絡(luò)拓撲圖形, 極大的方便了使用者的決策。
( 10) 對底層光纜/端口/設(shè)備之間的數(shù)學(xué)模型分析技術(shù), 深入到端口/纖芯。
參考文獻：
隨著物流領(lǐng)域的自動化程度越來越高，各種信息技術(shù)如光電技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等得到廣泛的應(yīng)用，其中激光檢測技術(shù)憑借其在測距、定位等方面的優(yōu)勢，在激光堆垛機和自動導(dǎo)向機等設(shè)備中起到了關(guān)鍵作用，并積極推動了物流系統(tǒng)整體性能的提升。尤其是在有軌巷道堆垛機自動控制系統(tǒng)中，激光測距與定位、P-C控制、分布式現(xiàn)場總線、矢量變頻調(diào)速等技術(shù)的應(yīng)用，使有軌巷道堆垛機控制系統(tǒng)超越了原有的設(shè)計思路，實現(xiàn)堆垛機的絕對認址，不僅有效解決了計數(shù)與定位的精度與可靠性問題，而且方便地實現(xiàn)平滑調(diào)速，優(yōu)化調(diào)速曲線、優(yōu)化起動與制動性能。從而提升了堆垛機的整機性能，確保整機性能可靠、平穩(wěn)、高效。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械、食品、煙草、電子、汽車、配送中心、藥品、電器和倉儲等領(lǐng)域。
系統(tǒng)構(gòu)成與硬件配置
自動化立體倉庫(AS／RS)是土建、機械、電氣、通訊、信息等多專業(yè)的綜合工程，主要由土建設(shè)備、機械設(shè)備、電氣設(shè)備和計算機系統(tǒng)設(shè)備等四類設(shè)備組成。其中，機械設(shè)備包括立體貨架、搬運機械、輸送設(shè)備、分配小車。出入庫臺、貨箱及托盤等設(shè)備；電氣設(shè)備包括電控裝置、驅(qū)動裝置、變頻裝置、操作面板、PLC控制模塊、檢測裝置、通訊設(shè)備、監(jiān)控調(diào)度設(shè)備、計算機管理設(shè)備，以及屏幕顯示圖像監(jiān)視等設(shè)備；計算機系統(tǒng)主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制等組成部分。
1 AS／RS系統(tǒng)構(gòu)成
AS／RS自動化立體倉庫由立體庫貨架、堆垛機、貨箱、地軌、出入庫臺、輸送機、激光測距、通訊設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等組成，如圖1所示。其主要工作流程如下：
入庫作業(yè)流程：接收入庫作業(yè)命令－出入庫臺－取貨箱－堆垛機－立體庫貨架－存貨箱－返回出入庫臺－入庫作業(yè)完成待機；
出庫作業(yè)流程：接收出庫作業(yè)命令－去目的地址－立體庫貨架－取貨箱－堆垛機－出入庫臺－存貨箱－輸送機－出入庫臺－完成出庫到入庫臺待機。
圖1所示為一個巷道的自動化立體倉庫，通常情況下，立體庫由多個巷道組成。巷道有軌堆垛機是自動化立體倉庫的核心裝備及主要搬運設(shè)備，其主要用途是在高層立體貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物自動存取，并放入指定的貨位即入庫作業(yè)，或者取出貨位內(nèi)的貨物運送到巷道口即出庫作業(yè)，或者將貨物從一個貨位移位放入到另一個貨位中即盤庫移貨作業(yè)，廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈物流、精確倉儲、快速配送中。
堆垛機總體結(jié)構(gòu)及主要電氣元件布置如圖2所示。
2 堆垛機電控系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個自動化立體倉庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊采用Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)進行，將PLC可編程控制器、激光測距器、水平運行變頻器、升降運行變頻器、貨叉運行變頻器、控制面板觸摸屏、上位監(jiān)控機等連接到Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中，組成一個Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)，并為連接在DP網(wǎng)絡(luò)上的每個部件都分配不同的DP總線地址，通過訪問不同的DP總線地址實現(xiàn)對其相應(yīng)部件的數(shù)據(jù)通訊；實現(xiàn)PLC可編程控制器與激光測距器、觸摸屏及各驅(qū)動變頻器之間的數(shù)據(jù)通訊；并通過紅外通訊通道，實現(xiàn)PLC可編程控制器與上位監(jiān)控機之間的數(shù)據(jù)通訊。
激光測距與定位技術(shù)的應(yīng)用與控制方案
隨著堆垛機在巷道內(nèi)來回穿梭運行，裝設(shè)在堆垛機上的激光測距器與固定反射板問的距離也隨之不斷改變。從而實現(xiàn)了高速運行過程中的動態(tài)測距。通過PLC控制器讀取激光測距器的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)堆垛機的定位測距與調(diào)速自動控制。
1 激光測距與定位的實現(xiàn)
(1)貨位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的初始化與自學(xué)習(xí)
在PLC上電初始化自檢測時，通過激光測距器將出入庫臺和每一個貨格的絕對地址數(shù)據(jù)讀出，并自動保存到PLC內(nèi)部的貨位地址數(shù)據(jù)表DB0中，進行貨位地址數(shù)據(jù)表的修改設(shè)置與保存固化，形成貨位地址數(shù)據(jù)表DB0供堆垛機運行定位使用，完成原始數(shù)據(jù)的初始化和固化校準。
(2)堆垛機的作業(yè)數(shù)據(jù)處理
當堆垛機接收到上位監(jiān)控機或操作面板觸摸屏下達的作業(yè)指令時，PLC可編程控制器接受作業(yè)指令，并根據(jù)作業(yè)指令裝入目標指針，修改目標指針并指向貨位地址數(shù)據(jù)表DB0相應(yīng)的位置，將目標指針對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出作為當前作業(yè)目的地址LN；同時，通過激光測距器讀取堆垛機當前地址IDO，并存儲在PLC內(nèi)供程序計算用。
(3)激光測距與定位的實現(xiàn)
通過PLC程序?qū)σ陨蠑?shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)堆垛機的認址與定位。由于激光測距實現(xiàn)了絕對認址，實現(xiàn)了貨位設(shè)定的數(shù)字化。從而方便了貨位數(shù)據(jù)、出入庫臺位置、運行速度值等的設(shè)置，易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)比較、計數(shù)、自動換速及精準定位等功能。
1.工程概況
廣州地鐵一號線小半徑曲線眾多，軌道側(cè)面之前采用夜間收車后人工涂油方式，考慮到目前一號線行車間隔3分鐘一趟，人工涂油經(jīng)一天頭幾趟列車駛過，鋼軌側(cè)面涂油所剩無幾，鋼軌側(cè)磨較大，目前建立一號線鋼軌磨耗定期監(jiān)測項目。廣州地鐵一號線陳家祠長壽路下行區(qū)間，該地段均采用鋼筋混凝土短軌枕整體道床，其中曲線半徑313m，起終里程K6+657～K7+235，曲線長578m，屬典型的小半徑曲線地段，軌距為1435mm。我們在圓曲線選原先5個固定點作為試驗驗證點。根據(jù)廣州地鐵公司相關(guān)部門的前期論證，決定在此區(qū)間試用安裝林肯軌道側(cè)面系統(tǒng)。
2.林肯軌道側(cè)面系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
此次采用的林肯軌道側(cè)面系統(tǒng)是美國林肯公司專利產(chǎn)品，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成可分為：a.外接電源/太陽能電池板（圖1中示2）b. 泵站（圖1中示1）c.車輪傳感器（圖1中示4）d.劑分配器及附件（圖1中示5）e.涂油裝置（圖1中示6）f.安裝卡具（圖1中示11）。林肯軌道側(cè)面系統(tǒng)采用車輪軸承感應(yīng)帶動泵站出油，再由列車車輪通過涂油條時，均勻涂在車輪所走過的鋼軌側(cè)面原理。
圖1 系統(tǒng)簡圖 圖2 泵
圖3 分配器 圖4 涂油裝置
其中泵（圖2）的性能參數(shù)如下表：
型號 適用油桶 電源 最大壓力
85587 5加侖 24伏直流 350公斤
速度范圍 運行溫度條件 出口尺寸 馬達功率
9-93轉(zhuǎn)/分 -40 攝氏度到 +60攝氏度 美制1/4”NPTF 峰值 0.25千瓦
分配器（圖3）油脂分配器是林肯側(cè)面系統(tǒng)主要部件之一，通過分配器可以將油脂均勻的分配到各個點。
涂油條（圖4）每套系統(tǒng)配置兩條600mm的涂油條，每條涂油條各有6個出口均勻分布在橡膠條頂端。
傳感器：傳感器用于計算經(jīng)過的車軸數(shù)量。
其中圖1示1、示2、示3，安裝于線路旁，圖1示4安裝于線路中間靠近鋼軌頭，圖1示6、示5、示11安裝位置離感應(yīng)器大概有15m的距離，緊貼軌頭（見圖4）。
3.林肯側(cè)面系統(tǒng)優(yōu)勢：
相對于其它系統(tǒng)，它的優(yōu)勢體現(xiàn)在：
1）泵高達350巴的工作壓力，大大降低了堵塞的可能性
2）分配器起到精確定量作用，均勻的分配劑到軌道側(cè)面上，避免不足或過量
3）系統(tǒng)的啟動是依靠傳感器累計通過的車軸數(shù)量，預(yù)設(shè)車軸數(shù)量根據(jù)量可調(diào)
4）合理的設(shè)計提高了效率，減少污染和浪費
尼龍刷支撐著從橡膠條頂端小孔出來的劑使得車輪經(jīng)過時更容易帶起, 凹槽收集過量的劑, 避免污染
4.軌道側(cè)面系統(tǒng)安裝和安全:
1）經(jīng)現(xiàn)場勘查，距離安裝位置約30M有電源（直流電源）接口。為確保信號不受影響，我們將選用非信號線一側(cè)電源，電源線用鋼管套保護并固定。
2）泵的工作電壓為24V直流電，較小的電壓不易發(fā)熱；同時箱體背面留有通風網(wǎng)便于排熱?？刂破? 變壓器, 油桶都會以螺絲鎖緊的方式固定在箱體內(nèi)。
3）為防止箱體門其中一個合頁出現(xiàn)偶然性損壞帶來的隱患, 我們安裝三個合頁確保安全。箱體用4個螺絲固定在安裝支架上, 整個箱體的尺寸大?。?78mm*450mm*755mm）是根據(jù)隧道限界和高度的要求而所預(yù)留空間的大小來設(shè)計,即受限制方向設(shè)計的寬度為450mm,高度為755mm,箱體的迎風面采用圓弧形設(shè)計（圖5）降低因列車帶來的強風沖擊。
圖5 箱體
4）連接油管將按350-500mm的間距用管夾固定在道床上，并套上保護套加以保護。
5）涂油條（圖6）使用軌卡固定在軌道側(cè)面，涂油條凹槽到軌道頂部保持45mm的距離，另加1個反鎖螺帽確保軌卡不會因長期的軌道震動而出現(xiàn)松動。
6）分配器和感應(yīng)器（圖7及圖8）安裝方式類似涂油條，也是用軌卡鎖緊，只是分配器安裝在軌道外側(cè)，并處于兩個涂油條之間。分配器最高處離軌道頂端距離大于45mm, 不會接觸到車輪；而感應(yīng)器為了提高靈敏性，同時也考慮安全性，維持在離軌道頂部大約38-41mm之間。
圖7分配器安裝
圖8感應(yīng)器及其安裝
5.維護保養(yǎng)及應(yīng)急措施：
結(jié)合我們?nèi)粘＞S保，林肯軌道側(cè)面系統(tǒng)可能會出現(xiàn)以下的異常：
1）泵站及箱體日常維保：在日常設(shè)備整體點檢的時候需要檢查柜子的鎖緊螺絲是否有松動， 如有松動請用工具將松動的螺絲擰緊到正確的位置。檢查焊接件是否有裂痕，如有裂痕及時通知設(shè)備供應(yīng)方處理。
泵的日常保養(yǎng)：
曲軸箱油機油需要每個月檢查一次，如果油位低于中間點則需要補加機油，使用SAE 10W30機油。每年更換一次曲軸箱機油。泵只能在油脂桶有油脂的情況下運行，不能空運行以免損壞油泵。
泵的異常診斷：
癥 狀 可能的問題原因 解決辦法
泵不運行 接線錯誤或者泵被卡住或者泵已經(jīng)損壞 檢查泵的接線，紅色線應(yīng)該接電源正極拆開泵檢查泵是否有損壞，如有損壞則更換
泵運行速度加快或者運行速度不穩(wěn)定 油桶里的油脂太少.油脂桶內(nèi)的刮油盤被卡住 給油桶補油.檢查刮油盤和油箱，讓刮油盤緊貼油脂面
泵在運行，但是出油量很少 泵的速度設(shè)定偏小出口單向閥有問題 調(diào)高馬達的速度更換損壞的出口單向閥
泵的運行噪音大 曲軸箱機油偏少滑環(huán)磨損 給曲軸箱加油檢查滑環(huán)，如果有必要更換新的滑環(huán)
泵建立不起壓力 有異物進入到泵管的下端單向閥 拆開并清洗泵管
馬達在運行但是沒有油出來 齒輪組或者過渡軸損壞。 拆開相應(yīng)的部件更換損壞的零件
沒有油從涂油條上出來， 油從安全閥回卸 SSV分配器堵塞 清理或者更換新的分配器
系統(tǒng)沒有運行 車輪感應(yīng)器的高度偏低，或者損壞. 控制器損壞 調(diào)整感應(yīng)器的高度，如有損壞更換新的感應(yīng)器.維修或者更換控制器
2）油脂過濾器的日常維保：過濾器用于過濾加油過程中進入到油脂里的雜質(zhì)，需要一年時間拆開清理一次。直接拆開尾部的外六角螺絲即可將濾網(wǎng)夾出用清洗劑清理干凈即可重復(fù)利用。注意不要遺忘墊圈。
3）控制器： 控制器是林肯的鐵道系統(tǒng)專利產(chǎn)品?？刂品绞胶侠?、簡單和可靠。
在地鐵的試用當中我們的運行時間設(shè)置為2秒，輪軸計數(shù)為32個。在意外發(fā)生短路時熔斷器會斷開，此時需要檢查泵及線路的情況，并更換新的熔斷器。
4）SSV油脂分配器：此部件不需要維護，在出現(xiàn)雜質(zhì)進入到分配器內(nèi)并出現(xiàn)卡死現(xiàn)象時不能自行拆開此部件，應(yīng)送廠家專業(yè)的人員處理。在拆開高壓膠管時需要將快插接頭的卡環(huán)往里推，這時可以輕松拔出高壓管，不能強行拔管以免損壞接頭。
5）涂油條：在運行在過程中,油刷有可能被輪轅稍微壓下,屬于正?，F(xiàn)象。
在日常維護保養(yǎng)中要注意每個月檢查涂油裝置的鎖緊螺絲和卡具螺絲,如果有松動則需要將相應(yīng)的螺絲鎖緊并對齊原來的劃線，也可以用小錘輕輕敲卡具看有沒有松動的情況。
6）車輪感應(yīng)器：在日常的保養(yǎng)當中需要檢查感應(yīng)器的安裝卡具的狀況，檢查鎖緊螺絲是否有松動，如有松動則需要把松動的螺絲擰緊到原來的位置。如果系統(tǒng)沒有正常給油時檢查感應(yīng)器的高度是否在正常的感應(yīng)距離38-41mm之間。
正常情況下，在系統(tǒng)接通電源時并處于開啟狀態(tài)下用鐵質(zhì)的東西接近感應(yīng)器觀察控制器面板上的黃色指示燈有沒有閃，如有閃說明正常，否則為不正常。
6.使用效果及結(jié)論：
本次試用歷時3個月，經(jīng)實地測量，5個標定點鋼軌平均側(cè)磨由試驗前5.43mm發(fā)展至5.67mm，側(cè)磨發(fā)展速率0.08mm/月，且整個曲線側(cè)磨均勻，列車行駛噪音震動得到了極大的改善；我們查閱相關(guān)以往記錄資料，5個標定點鋼軌平均側(cè)磨0.5mm/月,且列車行駛噪音震動大，對周邊居民造成不良影響，試用期內(nèi)，此區(qū)間未接到任何居民關(guān)于擾民的投訴。至此，我們認為此系統(tǒng)在廣州地鐵一號線試用是達到預(yù)期的，值得行業(yè)推廣！
中圖分類號TN93 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）72-0232-02
0 引言
解決無線多徑傳播帶來的問題是本文的研究重點內(nèi)容，為了滿足同一平臺上實現(xiàn)DAB/DRM的編碼調(diào)制實現(xiàn)，這里采用編碼正交頻分復(fù)用（COFDM）的傳輸方式。本文則是基于高速數(shù)字處理芯片DSP，還包括相關(guān)的DAB/DRM傳輸端系統(tǒng)的信道調(diào)制編碼器等等，其中的信道調(diào)制編碼器都是基于現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA構(gòu)建的，這些系統(tǒng)都是符合DAB以及DRM標準的。
1 數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)信道編碼模塊結(jié)構(gòu)與功能
DAB系統(tǒng)包含兩個邏輯信道，分別為：主業(yè)務(wù)信道（MSC），快速信息信道（FIC），兩個信道分別對應(yīng)于不同的編碼。其映射方案相同[1]。DRM系統(tǒng)包舍三個邏輯信道，分別為主業(yè)務(wù)信道（MSC），快速存取信道（FAC以及業(yè)務(wù)描述信遭（SDC）。三個信道分別采用不同的編碼和符號映射方案。信道編碼模塊由多路信輸分配和能量擴敝、編碼和比特交織以及比特映射等模塊構(gòu)成。
1.1 能量擴散塊
在各個邏輯信道中，根據(jù)不同的保護要求來說，多路傳輸分配為DRM系統(tǒng)專有，然后按照相關(guān)的比特流進行劃分，但是值得注意的是，DAB系統(tǒng)中沒有此模塊。
頻譜擴散是通過二進制序列的隨機化處理，這樣就能夠使得能量擴散實現(xiàn)，從而有效對于連“0”和“1”的減少出現(xiàn)現(xiàn)象，這樣比特定時恢復(fù)功能往往就得以保證。對于原始序列進行相關(guān)的多項式表示。另外，對于初始狀態(tài)全為“1”的偽隨機比特序列（PRBS）來說，進行相關(guān)的模相加操作。這樣，能量擴散的輸出信號可以得到，另外，生成多項式可以完成復(fù)用也對于DAB以及DRM來說成為可能。
1.2 卷積編碼模塊
考慮糾錯能力和實現(xiàn)復(fù)雜度的基礎(chǔ)上，基于存儲深度為6、相應(yīng)的約束長度為7和26=64狀態(tài)的卷積碼可以實現(xiàn)DAB和DRM系統(tǒng)的信道編碼。這樣來說，編碼器的信道編碼率為l/4。這種編碼率只有在極為惡劣的情況下才進行使用，而高的編碼率則是適用于要求較低的差錯保護，此時，應(yīng)該進行對于基本碼(母碼)的某些編碼比特的刪除操作。對于采用刪除方法來說，8/9、7/8、…、1/2共13種不同的編碼率可以在此編碼器的編碼率中采用，從而使得不等差錯保護根據(jù)數(shù)據(jù)的不同的重要程度而進行實現(xiàn)。這樣的編碼方式往往稱為碼率兼容刪除型卷積碼RCPC。
1.3 符號映射模塊
在符號映射模塊中，DAB系統(tǒng)和DRM系統(tǒng)采用不同的映射模式。DAB系統(tǒng)中采用的是四相相對移相鍵控即4DQPSK；DRM系統(tǒng)由于其頻譜特性和帶寬限制，為了兼顧可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率和抗干擾能力，每個邏輯信道應(yīng)用正交幅度（QAM）調(diào)制，對于主業(yè)務(wù)信道（MSC）主要采用64-QAM，為提供更高的抗干擾能力，也可以選擇使用16-QAM，這可由發(fā)射臺根據(jù)信道傳播條件、希望達到的音頻質(zhì)量來選擇：對于快速訪問信道（FAC），采用4-QAM方案；而業(yè)務(wù)描進信道（SDC）則采用16-QAM或者4-QAM方案。
2 數(shù)字聲音廣播系統(tǒng)信道調(diào)制模塊結(jié)構(gòu)與功能
對于目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線廣播與通信領(lǐng)域的正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制來說，其具有很好的抗多徑干擾能力[2]。同步信道符號生成器、頻率交織以及OFDM符號映射器和OFDM符號生成器組成了DAB系統(tǒng)的信道調(diào)制模塊。其中，對于頻率交織來說，按照一定的規(guī)則而進行相關(guān)的傳輸幀的數(shù)據(jù)傳輸操作，同時對于相應(yīng)的載波上傳送分配，這樣可以對于頻率選擇性造成的突發(fā)性差錯進行一定的有效的修正工作。對于各載波調(diào)制前的情況下，DAB在主業(yè)務(wù)信道和快速信息信道里都應(yīng)該進行相關(guān)的頻率交織工作。
3 數(shù)字聲音廣播編碼調(diào)制器實現(xiàn)方案
3.1 主要芯片選擇
對于DAB/DRM發(fā)端系統(tǒng)信道編碼調(diào)制器來說，其主要的運算處理功能為可刪除卷積編碼、能量擴散、以及相關(guān)的符號映射、交織、單元到載波分配和IFFT等運算處理；對于應(yīng)用模塊來說，往往則需要進行快速運算處理，要求設(shè)備可靠性高、體積小、成本低，所以往往選取具有較大運算復(fù)雜度和較高實行性要求等特點的FPGA芯片和DSP芯片。
通過調(diào)研分析，選擇I公司的高端DSP芯片TMS320C6000、Altera公司的高端FPGA，還有系統(tǒng)信道編碼調(diào)制模塊的核心芯片則為stratix。考慮到具有超高運算速度的，32位DSP的TMS320C6000，能夠使得信道編碼調(diào)制的全部運算任務(wù)利用單片機完成。另外，由于采用先進工藝的stratix系列，其具有多選114，140個邏輯單元，10Mbits的嵌入存儲器，優(yōu)化的數(shù)字信號處理（DSP）模塊和高性能I/O功能。
3.2 電路模塊結(jié)構(gòu)與組成
本文設(shè)計的DAB/DEM系統(tǒng)信道編碼與調(diào)制模塊硬件，考慮到系統(tǒng)處理的實時性要求和輸入、輸出的接口。DSP配置了非易失存儲器FLASH和SDRAM，以及El接口部分和直接頻率合成芯片（DDS）。FLASH用于固化程序和各種查找表，SDRAM用于存放系統(tǒng)正常工作時加載程序和需要的查找表，以便DSP全速運行，同時也用于存放輸入數(shù)據(jù)、DSP運行的部分中間數(shù)據(jù)以及輸出數(shù)據(jù)；E1接口部分則用于接收復(fù)用器端傳輸?shù)拇幚淼臄?shù)據(jù)流，整個模塊處理完后的數(shù)據(jù)通過直接頻率合成芯片輸出中期信號給發(fā)射機。
3.3 數(shù)字聲音廣播犏碼調(diào)制器功艙實現(xiàn)
編碼調(diào)制器上電后，F(xiàn)PGA接收從El線路上傳來的復(fù)用罌數(shù)據(jù)流。完成幀同步、時間交織和可刪除卷積編碼工作，井將編碼后的數(shù)據(jù)傳送拾DSP，DSP加載固化在FLASH里的程序，將編碼后數(shù)據(jù)成幀，將控制單元和信息單元分配培OFDM子載波，對完成OFDM載波映射的單元序列進行IFFT運算，并進行保護間隔數(shù)據(jù)插入，結(jié)果傳送到FPOA中；通過FPGA將基帶調(diào)制信號傳輸?shù)街苯宇l率合成芯片進行中頻載波調(diào)制，最終輸出中頻信號。
4 結(jié)論
本文考慮到結(jié)合各模塊的具體設(shè)計，針對自行設(shè)計開發(fā)的DAB/DRM系統(tǒng)信道編碼調(diào)制設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)進行分析。其中，TI公司的32位高速處理器以及A1tera公司的高性能FPGA作為核心部件，并考慮設(shè)計El接口和直接頻率合成芯片，上述的硬件平臺能夠滿足開發(fā)DAB/DRM系統(tǒng)信道編碼調(diào)制設(shè)備要求，對于今后DAB/DRM系統(tǒng)信道編碼器發(fā)展具有很大幫助。
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0049-01
1 FTTH接入技術(shù)和可選擇方案
1.1 點到點同步數(shù)字系統(tǒng)/多業(yè)務(wù)傳送平臺系統(tǒng)
點到點同步數(shù)字的技術(shù)優(yōu)勢主要在于：網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性更加優(yōu)化。對以太網(wǎng)的支持是SDH的最新發(fā)展趨勢，業(yè)務(wù)傳送平臺是SDH發(fā)展的最終歸宿。從物理原理上說，把不同的業(yè)務(wù)映射到不同的SDH時隙，可以把SDH設(shè)備與多層分組設(shè)備集成為若干的實體，再于網(wǎng)絡(luò)的邊緣定位業(yè)務(wù)層和傳送層，就構(gòu)成了一個集中的SDH多業(yè)務(wù)節(jié)點。從而進行統(tǒng)一控制和管理。
1.2 點對點（PZP或MC）
電信號轉(zhuǎn)換為光信號靠的是MC+，且作為點到點技術(shù)的過渡技術(shù)，實踐表明，MC+傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機可以實現(xiàn)遠距離傳輸。另外， MC的應(yīng)用成本比較低，其中的主要原因是MC對數(shù)據(jù)包并不進行加工處理。這項技術(shù)的優(yōu)點是可以減少升級成本， 無需更換光纖傳輸?shù)木W(wǎng)卡，只要加上MC就可以實現(xiàn)運行目的。
1.3 有源以太網(wǎng)系統(tǒng)中的點到點
嚴謹?shù)卣f，接入網(wǎng)其實并不包括傳統(tǒng)的以太網(wǎng)。一直以來，以太網(wǎng)技術(shù)，是企事業(yè)用戶最常用的接入網(wǎng)方法，它偏重于辦公室公用設(shè)施的接口應(yīng)用。根據(jù)專業(yè)人士的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以及我們的經(jīng)驗來看，以及以太網(wǎng)的兼容性特別好，它的可靠性高， 安裝簡便，擴展性強，維護簡單，性價比很高。
1.4 無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
從目前的發(fā)展狀況看，F(xiàn)TTH的實現(xiàn)技術(shù)最重要的是無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其中，EPON技術(shù)是重中之重。OLT、ONU/ONT及其ODN是PON系統(tǒng)中三個重要的組成部分。這里所說的"無源”，其實是就光纖等光器件和ODN的分路器都沒有源光而言的，原理是OLT射出的下行光信號傳到各ONU/ONT完全是通過光纖的無源光分路器分路的。
2 FTTH建設(shè)原則、關(guān)鍵環(huán)節(jié)和入戶光纜施工統(tǒng)籌
（1）光分配網(wǎng)ODN的建設(shè)要兼顧好現(xiàn)實與長遠的需求：例如，近期和遠期用戶的需求問題，在實際應(yīng)用中，要根據(jù)不同建筑類型，采取不同的施工方案，從節(jié)約成本考慮，可把光分路器和OLT的PON口分為多次配置完成，但是，光纜容量須終期需求準備，爭取一次性配置到位。（2）FTTH建設(shè)中關(guān)鍵點有五個：一是施工標準和產(chǎn)品標準掌控環(huán)節(jié)；二是基礎(chǔ)設(shè)施不完善的老住宅區(qū)的光纜人戶環(huán)節(jié)；三是住戶家中布線以及終端的選擇環(huán)節(jié)：四是綜合資源匹配環(huán)節(jié)。五是ODN網(wǎng)絡(luò)故障的定位環(huán)節(jié)。（3）一般FTTH光纜的入戶段，施工單位都會采用蝶形引入。室內(nèi)環(huán)境一般采用明管、暗管、垂直豎井或線槽等方式，；而室外環(huán)境，考慮到日后紫外線的長時期照射，要增加光纜的強度，采用黑色護套的自承式蝶形引入光纜為宜。（4）蝶形引入的光纜，最大好處是質(zhì)量比較輕，施工起來比較方便，但與其它材質(zhì)相比，光纜光纖的直徑更小、韌性也差很多，對作業(yè)者使用的工具和本身的施工技術(shù)要求要高很多，增加了難度。從降低施工成本和質(zhì)量考慮， 要根據(jù)狀況，合理的組織、安排施工作業(yè)，以滿足工程要求，以確保FTTH人戶敷設(shè)安全，提高施工效率。（5）施工小組必備工具如下：螺絲起子、尖嘴鉗、美工刀、電工刀、穿管器、開孔器、手持光源等工具。這些工具可縮短作業(yè)時間，為確保施工質(zhì)量創(chuàng)造條件；從安全角度考慮，還必須佩帶梯子、活動鏈接器、保安帶。
3 光纜敷設(shè)的六個基礎(chǔ)要求
前言
近年來，大型盾構(gòu)過江隧道已經(jīng)在上海、南京、廣州、深圳、武漢等地得到了廣泛應(yīng)用，其具有建設(shè)周期長、投資大、隱蔽工程、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜等特點，運營安全關(guān)系著人們生命安全和社會經(jīng)濟活動的正常進行。因此，如何保障隧道結(jié)構(gòu)的健康運營是地下交通安全運營研究中的關(guān)鍵問題之一。
在土木工程領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者較早地針對橋梁結(jié)構(gòu)提出了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（Structural Health Monitoring）的概念[1-2]，近年來在理論和實踐兩方面均已取得了長足的發(fā)展。然而，隧道與橋梁的結(jié)構(gòu)形式、外部環(huán)境等都存在顯著差異，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)并不能簡單地移植到盾構(gòu)隧道。為此，隧道領(lǐng)域的學(xué)者雖已開展了大量相關(guān)研究。
如：蘇潔等[3]結(jié)合在建的廈門翔安海底隧道工程，提出了隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的原則；
劉勝春等[4]結(jié)合南京盾構(gòu)隧道工程，提出了盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測技術(shù)、結(jié)構(gòu)評估等系統(tǒng)設(shè)計方
前言
近年來，大型盾構(gòu)過江隧道已經(jīng)在上海、南京、廣州、深圳、武漢等地得到了廣泛應(yīng)用，其具有建設(shè)周期長、投資大、隱蔽工程、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜等特點，運營安全關(guān)系著人們生命安全和社會經(jīng)濟活動的正常進行。因此，如何保障隧道結(jié)構(gòu)的健康運營是地下交通安全運營研究中的關(guān)鍵問題之一。
在土木工程領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者較早地針對橋梁結(jié)構(gòu)提出了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（Structural Health Monitoring）的概念[1-2]，近年來在理論和實踐兩方面均已取得了長足的發(fā)展。然而，隧道與橋梁的結(jié)構(gòu)形式、外部環(huán)境等都存在顯著差異，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)并不能簡單地移植到盾構(gòu)隧道。為此，隧道領(lǐng)域的學(xué)者雖已開展了大量相關(guān)研究。
如：蘇潔等[3]結(jié)合在建的廈門翔安海底隧道工程，提出了隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計的原則；
劉勝春等結(jié)合南京盾構(gòu)隧道工程，提出了盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測技術(shù)、結(jié)構(gòu)評估等系統(tǒng)設(shè)計方法；
汪波等[5]研究了山嶺隧道（新奧法隧道）的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計；
張國柱等[6]將無線傳感技術(shù)引入隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，建立了新型的隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測設(shè)計方法。
但是，相比橋梁結(jié)構(gòu)，隧道結(jié)構(gòu)尤其是盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)，其薄弱環(huán)節(jié)不顯著，換言之，每個截面都有可能是薄弱環(huán)節(jié)。而上述的研究均是基于傳統(tǒng)的點式傳感，重點監(jiān)測若干個斷面的若干個位置的結(jié)構(gòu)指標，如應(yīng)變、壓力等，難以解決隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測難的問題。
分布式光纖傳感技術(shù)具有傳感距離大（一般可達到幾十公里）、分布式傳感、光傳感穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，是適用于隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測的優(yōu)良技術(shù)。丁勇等[7]在國內(nèi)較早地探討了分布式光纖傳感技術(shù)在構(gòu)建隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)方面的可能性。但是，該研究成果還遠未達到應(yīng)用于構(gòu)建實際隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的要求。近些年來，隨著分布式光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用研究的發(fā)展[8]，為利用該技術(shù)實現(xiàn)盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)提供了充足的理論和技術(shù)支持。
一、分布式光纖傳感技術(shù)
與傳統(tǒng)的電、磁傳感技術(shù)相比，光纖傳感技術(shù)具有以下幾方面的特點：光波傳感，不受電磁和射頻干擾，穩(wěn)定性好；靈敏度高、頻帶寬、動態(tài)范圍大；無電源驅(qū)動，不影響被測結(jié)構(gòu)的性能；輕巧纖細，與結(jié)構(gòu)匹配度高；主材石英材質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕，零點飄移小。因此，近年來，光纖傳感技術(shù)作為一種先進的傳感技術(shù)，越來越受到學(xué)術(shù)界和工程界的重視。
按不同的傳感原理，光纖傳感有很多種類，目前在交通土木工程上常用的有兩類。一類是基于波長變化的光纖布拉格光柵（FBG：Fiber Bragg Grating）技術(shù)，另一類是基于頻率漂移的布里淵時域散射技術(shù)的光纖傳感技術(shù)（BOTDR：Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）。
FBG傳感技術(shù)因其具有高精度、可串聯(lián)形成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、與結(jié)構(gòu)體兼容性較好等特點，在交通土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測和災(zāi)變預(yù)警中已有較多應(yīng)用。但傳統(tǒng)意義上的光纖布拉格光柵（FBG）傳感技術(shù)是一種點式傳感技術(shù)，而非分布式傳感，由于隧道薄弱環(huán)節(jié)不顯著，損傷出現(xiàn)位置的不確定性較大，故其難以以可接受代價實現(xiàn)對可能出現(xiàn)損傷部位的覆蓋式監(jiān)測。
BOTDR技術(shù)具有傳感距離大（一般可達到幾十公里）、分布式傳感、光傳感穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，但對于普通BOTDR光纖傳感技術(shù)，空間分辨率和測量精度是制約其廣泛應(yīng)用的因素。其空間分辨率為1m，應(yīng)變的測量精度為±50με，因而應(yīng)用該技術(shù)很難對結(jié)構(gòu)的損傷進行精確的定位而且應(yīng)變的測量精度也不夠。如：丁勇等[7]在國內(nèi)較早地探討了分布式光纖傳感技術(shù)在構(gòu)建隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)方面的可能性，但該研究成果還遠未達到應(yīng)用于構(gòu)建實際隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的要求。
不過，近年來，無論是FBG技術(shù)還是BOTDR技g均取得了一系列突破性進展。如：東南大學(xué)吳智深教授及其課題組針對目前FBG傳感技術(shù)所存在的缺陷，開發(fā)了FBG的長標距化和分布傳感技術(shù)，從而使FBG技術(shù)具備了一定意義上的分布式特性。日本光納株式會社（Neubrex Co. Ltd.）開發(fā)了PPP-BOTDA光纖測量和應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)不僅可以進行長距離分布式監(jiān)測，同時將空間分辨率和應(yīng)變測量精度分別提高到10cm和±25με，從而大大提高了基于布里淵時域散射光纖技術(shù)的傳感性能。這就使采用分布式光纖傳感技術(shù)對大型過江盾構(gòu)隧道進行健康監(jiān)測成為了可能。
1.1 光纖傳感原理
布里淵散射可以看作是入射光在移動的光柵上的散射，多普勒效應(yīng)使得散射光頻率不同于入射光。在不同條件下布里淵散射又分為自里淵散射和受激布里淵散射兩種。在探測光功率不高的情況下，光纖材料分子的布朗運動將產(chǎn)生聲學(xué)噪聲，其在光纖中傳播時會引起光纖折射率變化，從而對入射光產(chǎn)生自發(fā)散射作用，這種散射稱為自里淵散射。目前基于自里淵散射的測量系統(tǒng)是BOTDR（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）。電致伸縮效應(yīng)會產(chǎn)生一個聲波，聲波的產(chǎn)生激發(fā)出更多布里淵散射光，散射光又進一步加強聲波，如此反復(fù)作用就會產(chǎn)生很強的散射，當泵浦光和探測光的頻率差恰好等于光纖的布里淵頻率時，散射功率將達到最大值，這種散射稱為受激布里淵散射，BOTDA（Brillouin Optical Time Domain Analysis）測試系統(tǒng)正是基于此原理。在BOTDA或BOTDR技術(shù)中，通過測量散射光到達探測器的時刻距離脈沖光開始向光纖傳播時刻的時間差t，可以知道該時刻所探測到的散射光的散射空間位置。在這個時間差內(nèi)，光波完成了從光源-散射點-探測器的一次往返，因此，散射點的空間位置等于t/2時間內(nèi)光在光纖中所傳播的距離。這樣通過對散射光的定時，實現(xiàn)了對散射點的空間定位，從而實現(xiàn)了布里淵頻率的空間分布測量?；谄胀˙OTDA技術(shù)，日本光納株式會社（Neubrex Co.， Ltd.）開發(fā)了PPP-BOTDA（Pre-Pump Pulse Brillouin Optical Time Domain Analysis）技g，基本原理如圖1.1所示。該技術(shù)通過改變泵浦光的形態(tài)，在測量的脈沖光發(fā)出前增加一段預(yù)泵浦脈沖波來激發(fā)聲子，可以同時獲得較高的空間分辨率和測試精度。
1.2 光纖傳感特征
光纖的布里淵頻率由折射率、材料彈性模量、泊松比和密度決定，而這些參量會因光纖的溫度和應(yīng)變改變而產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致布里淵頻率發(fā)生變化。理論研究表明，布里淵中心頻率的變化（簡稱布里淵頻移）與溫度變化與應(yīng)變變化分別成線性關(guān)系，可表達成 （1.1）式中ε、T分別為光纖受到外界作用后的應(yīng)變和溫度，、分別為光纖的初始應(yīng)變和初始溫度，Cε、分別為光纖應(yīng)變系數(shù)和溫度系數(shù)，為某一溫度和應(yīng)變條件下的布里淵中心頻率，為初始狀態(tài)下的布里淵中心頻率。對于普通光纖，應(yīng)變系數(shù)和溫度系數(shù)的理論值一般是49.7MHz/0.1%和1.07MHz /°C，但是針對不同類型的光纖需要檢測實際系數(shù)。
1.3 傳感解調(diào)系統(tǒng)
目前，分布式光纖傳感技術(shù)是指基于布里淵散射機理的光時域解析技術(shù)，其基本原理是：入射光在光纖中傳播時會不斷發(fā)生布里淵散射，而布里淵散射光的中心頻率與光纖的應(yīng)變和溫度變化成線性關(guān)系，因此，通過捕捉每個位置反射回來的布里淵散射光并解析其頻率變化，就能實現(xiàn)光纖每個位置的應(yīng)變和溫度的分布式測量。依據(jù)解調(diào)技術(shù)的不同，主要有BOTDR（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）和BOTDA（Brillouin Optical Time Domain Analysis）兩大類傳感系統(tǒng)。由于各自采用的原理不完全相同，性能指標也有差異，其中基于BOTDR的AQ8603性能相對較差，而基于的PPPBOTDA的NBX-6050A的測試精度和速度均大幅提高，甚至可實現(xiàn)小范圍的動態(tài)測試，逐漸顯示出技術(shù)的優(yōu)勢。
二、工程背景
南京長江隧道位于南京長江大橋和長江三橋之間，北起浦口區(qū)的寧合高速公路入口，南至南京市主城區(qū)的濱江快速路與緯七路互通立交，是江蘇省南京市城市總體規(guī)劃確定的“五橋一隧”過江通道中的隧道工程。隧道為雙向6車道城市快速路、設(shè)計速度80km/h，起止里程K3+599～K6+621，長度3022m，采用直徑14.93m的泥水平衡盾構(gòu)施工，襯砌管片外徑14.5m，厚度0.6m。其結(jié)構(gòu)與所處環(huán)境具有以下特點：
直徑超大，外徑達14.5m，是當今世界上直徑最大的盾構(gòu)機之一
水壓最高，隧道最低點位于江底60多米深處，水土壓力高達6.5kg/cm2
地質(zhì)復(fù)雜，隧道在江底穿越淤泥、粉細砂、砂礫、卵石和風化巖等
透水性強，透水層占隧道總掘進長度的85%以上
覆土超薄，淺埋段覆土厚度僅為5.5m、江中局部段覆土厚度僅為11.5m。
三、基于分布式光纖傳感技術(shù)的盾構(gòu)隧道健康監(jiān)測系統(tǒng)
南京長江隧道在建設(shè)初期建設(shè)方即委托國內(nèi)某單位以FBG技術(shù)構(gòu)建了健康監(jiān)測系統(tǒng)。
3.1 健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計框架
南京長江隧道構(gòu)建隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的基本理念是：以分布式光纖傳感為核心傳感技術(shù)，監(jiān)測隧道橫向和縱向應(yīng)變分布，并反演縫寬、收斂和沉降，再結(jié)合檢測數(shù)據(jù)和有限元模型，對結(jié)構(gòu)多層次的安全評估。
針對BOTDA和長標距FBG技術(shù)的比較分析表明（如表1所示），BOTDA適合大規(guī)模應(yīng)用，但是其測量精度、采樣頻率及解調(diào)系統(tǒng)成本方面的劣勢明顯；長標距FBG具有高精度的測試性能，且儀器成本低，但傳感器成本、安裝等方面具有劣勢。從比較結(jié)果看，將BOTDA和FBG兩類技術(shù)合理搭配使用，將會收到更好的效果。
基于上述分析，監(jiān)測系統(tǒng)實施單位采用了以分布性更好的BOTDA技術(shù)監(jiān)測環(huán)向收斂和縱向沉降，以精度更高的長標距FBG監(jiān)測接縫應(yīng)變和變形的總體思路。并在此基礎(chǔ)上提出了盾構(gòu)隧道健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計框架，如圖1所示。健康監(jiān)測系統(tǒng)主要由光纖傳感硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、存儲與預(yù)處理系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)評估系統(tǒng)和評估報告系統(tǒng)。
3.2 光纖傳感器的設(shè)計與布設(shè)
選擇江心段（LK5+199）作為監(jiān)測斷面，同時，左右合計約90m的范圍進行縱向傳感布設(shè)，即從LK5+177～ LK5+267如圖2所示。
光纖傳感器在隧道中的布設(shè)方案如圖3所示。橫向沿隧道內(nèi)壁約過80%的周長布設(shè)光纖傳感器，下部由于行車道板結(jié)構(gòu)等設(shè)施無法布設(shè)；縱向光纖布設(shè)在距隧道底部約2.5m的位置，長度為90m。光纖在管片接縫處采用長標距布設(shè)的方式，標距長度為0.3m，管片表面全面粘貼，并且通過預(yù)留自由光纖設(shè)置溫度監(jiān)測區(qū)段，詳細如圖4所示。
傳感器在現(xiàn)場布設(shè)采用以下主要工序：
（1） 混凝土表面處理，用鋼刷和打磨機將表面灰塵、凸起砂漿塊去處，并用酒精清洗、晾干；
（2） 光纖布線，按照設(shè)計位置將光纖布置到指定位置，并適當張拉，然后用快速固化膠水臨時固定光纖；
（3） 浸膠成型，在傳感器表面浸漬環(huán)氧樹脂，在自然環(huán)境下固化成型；
（4） 連線成網(wǎng)，將各橫向和縱向光纖連接成一條光路，并與采集儀器連接、調(diào)試。
3.4 結(jié)構(gòu)評估系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)評估系統(tǒng)包括一級評估系統(tǒng)和二級評估系統(tǒng)。將評估系統(tǒng)分為兩級，主要是考慮到評估的經(jīng)濟性問題。在一級評估系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)構(gòu)一般處于完好或輕微損傷，不影響其正常運營和安全；一旦結(jié)構(gòu)損傷嚴重，需要對其進行深入、細化分析，實施全面健康評估。
一級評估系統(tǒng)：
依據(jù)常用、規(guī)范規(guī)定的指標及其相應(yīng)的閥值，判斷結(jié)構(gòu)的健康、安全狀況；采用的評估方法是比較法，將收斂、沉降、縫寬與相應(yīng)的閥值比較，判斷出病害等級。
二級評估系統(tǒng)：如果一級系統(tǒng)評估后，發(fā)現(xiàn)某些指標接近或超過規(guī)定的健康等級（如超過二級，表明存在顯著損傷），需要進一步深入實施結(jié)構(gòu)健康評估，為此，需要借助常規(guī)檢測手段，獲得砼劣化、鋼筋/螺栓銹蝕、滲水情況，并和監(jiān)測的應(yīng)變、縫寬、收斂、沉降一起輸入隧道結(jié)構(gòu)的有限元模型，計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，判斷結(jié)構(gòu)健康狀況。
以南京長江隧道為例，建立結(jié)構(gòu)健康等級表，如表2所示。
其中，1級的上限是結(jié)構(gòu)健康運營極限（滲漏、防滲等）；2級的上限是結(jié)構(gòu)正常使用極限；3級的上限是80%的設(shè)計承載力；4級的上限是設(shè)計承載力。
四、測試結(jié)果分析
4.1接縫縫寬測試
橫向接縫縫寬監(jiān)測結(jié)果如圖5所示，縱向接縫的編號為從小里程號至大里程號，依次從小到大編號。將接縫處長標距光纖傳感器的應(yīng)變代入接縫縫寬計算模型，可獲得各接縫縫寬的變化。
橫向和縱向各接縫的計算結(jié)果分別如圖6所示。
結(jié)果表明，縱向管片接縫的縫寬變化要大于橫向管片的接縫，前者最大值達到了0.088mm，而后者最大值為0.028mm；同時，縫寬變化基本在正常變化范圍內(nèi)。
4.2 沉降測試
將縱向應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果輸入應(yīng)變-沉降模型計算沉降分布，結(jié)果如圖7所示。
其中，兩端處的沉降為零，是參考點。實際中，可設(shè)置高精度坐標觀測點，用以提高沉降計算精度。在圖中，正值表示位移向下，負號表示位移向上。結(jié)果表明，最大正沉降為0.119mm，最大負沉降為0.04mm。
通^對隧道既有檢測數(shù)據(jù)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測區(qū)間附近檢測點LK5+158.54、LK5+187、LK5+342的沉降變形累計分別達到了12.4mm、11.4mm和3.7mm，以線性插值的方法，獲得監(jiān)測區(qū)間兩端點（即LK5+177和LK5+267）的沉降累計值分別為11.7mm和7.4mm，則10m的相對沉降約為0.478mm。光纖監(jiān)測的最大沉降發(fā)生在監(jiān)測段80m左右，其值為0.119mm，該點處每10m的附加沉降是0.015mm，合計為0.493mm。
人工檢測與光纖傳感器結(jié)果相差為0.015mm，可以認為光纖傳感器監(jiān)測結(jié)果與人工檢測結(jié)果基本一致。
4.3 隧道結(jié)構(gòu)健康評估
參 考 文 獻
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[中圖分類號] R693.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2013）06（c）-0030-03
隨著泌尿外科腔內(nèi)治療技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，輸尿管鏡下碎石術(shù)成為大部分輸尿管上段結(jié)石患者的首選治療方法。腔內(nèi)碎石的設(shè)備多種多樣，包括超聲碎石、液電碎石、氣壓彈道碎石和激光碎石等[1]，各種腔內(nèi)碎石設(shè)備具有各自的特點及優(yōu)勢，其中，鈥激光碎石與氣壓彈道碎石是目前臨床上應(yīng)用較廣泛的治療輸尿管上段結(jié)石的手術(shù)方法。本研究全面搜集了對輸尿管上段結(jié)石患者進行鈥激光碎石術(shù)與氣壓彈道碎石術(shù)的隨機臨床對照試驗，通過Meta分析，進一步求證不同手術(shù)方式治療輸尿管上段結(jié)石的效果，為臨床醫(yī)生提供可靠的循證依據(jù)。
1 資料與方法
1.1 納入和排除標準
納入所有比較鈥激光碎石術(shù)與氣壓彈道碎石術(shù)治療輸尿管上段結(jié)石的隨機對照試驗，要求試驗數(shù)據(jù)詳細，基線情況基本一致，無論是否采用分配隱藏或盲法。排除重復(fù)發(fā)表、只有文題和摘要者及組間基線均衡性差者、重要資料報道不全且索取無果者。
1.2 文獻檢索與篩選
以“鈥激光碎石”、“氣壓彈道碎石”和“輸尿管上段結(jié)石”為中文檢索詞，以“Holmium laser ureterlithotripsy”、“Pneumatic lithotripsy”和“Upper ureteral calculi”為英文檢索詞，檢索萬方、維普、中國知網(wǎng)、Cochrane、PubMed和EMbase數(shù)據(jù)庫，檢索時間為2000年1月1日～2012年12月31日。同時，手工檢索國內(nèi)相關(guān)泌尿外科雜志，截至2012年12月31日。根據(jù)上述的納入和排除標準篩選文獻，由兩名評價員分別獨立評估納入的臨床對照試驗，有分歧的地方通過第3名評價員介入并討論解決。
1.3 質(zhì)量評價
根據(jù)Cochrane系統(tǒng)推薦的質(zhì)量評價標準中關(guān)于評價文獻的隨機方法、分配隱藏、盲法和失訪評價納入研究的質(zhì)量，將研究質(zhì)量從高到低分為A（低度偏倚）、B（中度偏倚）、C（高度偏倚）3級。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法
采用軟件Rev Man 5.1對數(shù)據(jù)進行分析，試驗間異質(zhì)性檢驗采用χ2檢驗，當試驗間不存在異質(zhì)性時，可采用固定效應(yīng)模型分析；存在異質(zhì)性時，分析其產(chǎn)生的原因，采用隨機效應(yīng)模型分析。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 檢索結(jié)果和質(zhì)量評價
初檢出原始文獻58篇，其中，英文6篇，中文52篇，經(jīng)閱讀摘要后剔除明顯不符合標準的47篇。進一步閱讀全文后，剔除2篇非臨床隨機對照試驗，最終納入9篇中文文獻[2-10]，共1663例患者，氣壓彈道碎石術(shù)組856例，鈥激光碎石術(shù)組807例。發(fā)表時間為2009～2012年。
納入本研究的9個輸尿管上段結(jié)石隨機對照試驗的一般情況和質(zhì)量評價見表1。上述研究均未描述隨機方法、分配隱藏和盲法處理，且均無失訪，患者的依從性良好，兩組的基線相似性較好，所納入文獻都沒有采用意向治療分析。
2.2 手術(shù)時間比較
共有4篇[3，6，7，9]比較了兩種術(shù)式在手術(shù)時間方面的差異，各研究間異質(zhì)性檢驗差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.01），采用隨機效應(yīng)模型分析。分析結(jié)果表明：兩種治療方法在手術(shù)時間上差異有統(tǒng)計學(xué)意義[WMD = 7.36，95%CI（1.32，13.41），P < 0.05]，氣壓彈道碎石術(shù)的手術(shù)時間長于鈥激光碎石術(shù)。見圖1。
2.3 住院時間比較
共有3篇[3，6-7]文獻比較了兩種術(shù)式在住院時間方面的差異，各研究間異質(zhì)性檢驗差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P = 0.18），采用固定效應(yīng)模型分析。分析結(jié)果表明：兩種治療方法在住院時間方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義[WMD = 0.07，95%CI（-0.12， 0.26），P = 0.48]。見圖2。
2.4 碎石成功率比較
共有5篇[3-4，6-7，9]文獻比較了兩種手術(shù)方法在碎石成功率方面的差異，各研究間異質(zhì)性檢驗差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P = 0.72），采用固定效應(yīng)模型分析。分析結(jié)果表明：兩種手術(shù)方法在碎石成功率方面比較，差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義[OR = 0.33，95%CI（0.21，0.52），P < 0.01]，氣壓彈道碎石術(shù)的碎石成功率低于鈥激光碎石術(shù)。見圖3。
2.5 結(jié)石清除率的比較
共有8篇[2-8，10]文獻比較了兩種手術(shù)方法在結(jié)石清除率方面的差異，各研究間異質(zhì)性檢驗差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P = 0.34），采用固定效應(yīng)模型分析。分析結(jié)果表明：兩種手術(shù)方法在結(jié)石清除率方面的比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義[OR = 0.38， 95%CI（0.27，0.54），P < 0.01]，氣壓彈道碎石術(shù)的結(jié)石清除率低于鈥激光碎石術(shù)。見圖4。
2.6 并發(fā)癥發(fā)生率的比較
共有6篇[2-4，6，8，10]文獻比較了兩種手術(shù)方法在并發(fā)癥發(fā)生率方面的差異，各研究間異質(zhì)性檢驗差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P = 0.07），采用隨機效應(yīng)模型分析。分析結(jié)果表明：兩種手術(shù)方法在并發(fā)癥發(fā)生率方面比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義[OR = 2.23，95%CI（1.14，4.37），P < 0.05]，氣壓彈道碎石術(shù)的并發(fā)癥發(fā)生率高于鈥激光碎石術(shù)。見圖5。
3 討論
隨著泌尿外科腔內(nèi)微創(chuàng)技術(shù)與碎石設(shè)備的不斷發(fā)展，開放手術(shù)治療輸尿管上段結(jié)石已被逐步替代，目前常用的治療方法有體外沖擊波碎石術(shù)、經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)、輸尿管鏡碎石術(shù)和腹腔鏡下切開取石術(shù)等[11-12]。輸尿管鏡碎石術(shù)是目前微創(chuàng)治療輸尿管上段結(jié)石應(yīng)用最多的方法，常用的碎石設(shè)備有鈥激光和氣壓彈道[13]。鈥激光依靠脈沖式近紅外線激光碎石，能夠精確切割組織，具有粉碎結(jié)石和凝固止血的功能，而氣壓彈道依靠機械力量撞擊結(jié)石，兩者在臨床上的應(yīng)用均較廣泛[14-15]。
本研究納入的4個隨機對照試驗中，氣壓彈道碎石術(shù)與鈥激光碎石術(shù)在手術(shù)時間上比較，氣壓彈道碎石術(shù)的手術(shù)時間更長（WMD = 7.36，P < 0.05）[3，6，7，9]。納入的3個隨機對照試驗中，氣壓彈道碎石術(shù)與鈥激光碎石術(shù)在住院時間上比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，住院時間相似（WMD = 0.07，P = 0.48）[3，6，7]。納入的5個隨機對照試驗中，氣壓彈道碎石術(shù)與鈥激光碎石術(shù)在碎石成功率上比較，氣壓彈道碎石術(shù)的碎石成功率低于鈥激光碎石術(shù)（OR = 0.33，P < 0.01）[3-4，6-7，9]。納入的8個隨機對照試驗中，氣壓彈道碎石術(shù)與鈥激光碎石術(shù)在結(jié)石清除率上比較，氣壓彈道碎石術(shù)的結(jié)石清除率低于鈥激光碎石術(shù)（OR=0.38，P < 0.01）[2-8，10]。納入的6個隨機對照試驗中氣壓彈道碎石術(shù)與鈥激光碎石術(shù)在并發(fā)癥發(fā)生率上比較，氣壓彈道碎石術(shù)的并發(fā)癥發(fā)生率高于鈥激光碎石術(shù)（OR = 2.23，P < 0.05）[2-4，6，8，10]。通過以上比較可知，雖然氣壓彈道碎石術(shù)與鈥激光碎石術(shù)在住院時間上相似，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），但在手術(shù)時間、碎石成功率、結(jié)石清除率和并發(fā)癥發(fā)生率上鈥激光碎石術(shù)均優(yōu)于氣壓彈道碎石術(shù)。同時，鈥激光碎石術(shù)可以切除或汽化結(jié)石下方炎肉，從而充分暴露結(jié)石再達到碎石的目的。這樣不僅提高了結(jié)石清除率，也減少了并發(fā)癥的發(fā)生[16]?？傊?，輸尿管鈥激光碎石術(shù)具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、凈石率高等優(yōu)點，是微創(chuàng)治療輸尿管上段結(jié)石的安全有效的方法。
雖然本研究所納入的文獻質(zhì)量均為B級，但經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)文獻質(zhì)量較高，基線相似性較好且均沒有失訪。但本研究也存在不足，包括部分灰色文獻無法獲取和研究信息限制導(dǎo)致的發(fā)表偏倚，這些都需要在以后的臨床研究中進一步完善。
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[中圖分類號] R737.14 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2013）24-0144-02
近年來膀胱癌的發(fā)病率逐年上升，約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暢、尿潴留等，延長了尿中的化學(xué)致癌物與膀胱壁接觸的時間，進一步增加了膀胱癌的發(fā)生率[2]。目前膀胱癌合并前列腺增生多采取經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)，療效確切。2009年1月～2013年1月，本研究應(yīng)用經(jīng)尿道電切（TUR）手術(shù)治療合并BPH的非肌層浸潤性膀胱癌患者32例，現(xiàn)報道如下。
1資料與方法
1.1一般資料
研究對象為選自2009年1月～2013年1月期間來我院就診的32例合并BPH的非肌層浸潤性膀胱癌患者，均經(jīng)病理證實為非肌層浸潤性膀胱癌，年齡最大80 歲，最小60歲，平均年齡（66.1±8.2）歲，其中19例同期行經(jīng)尿道膀胱腫瘤加前列腺電切術(shù)（研究組）；其余13例單純行經(jīng)尿道膀胱腫瘤電切術(shù)（對照組），兩組患者的年齡、臨床表現(xiàn)、合并內(nèi)科疾病等一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。
1.2 手術(shù)方法
1.2.1 研究組 對于較小的腫瘤，用Cuttinglop直接從腫瘤基底部切割，如腫瘤較大或基底部較寬，則從腫瘤的一側(cè)做蠶食樣逐刀逐層地切至基底部，切除深度達深肌層，最后用汽化電極對創(chuàng)面電凝止血，并對基底部周圍2 cm的膀胱黏膜進行汽化，沖洗出腫瘤組織，然后再行經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)（TURP）。先切0（12）點，從頸部起切至精阜前，然后再切0-6點、12-6點，達前列腺包膜，切平底面，切除尖部組織，沖吸出前列腺碎片，最后用汽化電極對創(chuàng)面電凝止血。
1.2.2 對照組 膀胱腫瘤電切方法同上。
1.3觀察指標
①比較兩組手術(shù)時間及術(shù)后復(fù)況；②比較兩組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax。
1.4統(tǒng)計學(xué)分析
采用統(tǒng)計分析軟件SPSS12.0對試驗所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，應(yīng)用均數(shù)±標準差（x±s）表示計量資料，組間比較應(yīng)用t檢驗，應(yīng)用χ2檢驗對計數(shù)資料進行分析，P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1兩組手術(shù)時間及術(shù)后復(fù)況比較
研究組的手術(shù)時間明顯長于對照組，但術(shù)后隨訪顯示，術(shù)后研究組復(fù)發(fā)率明顯低于對照組，且術(shù)后出現(xiàn)復(fù)發(fā)時間明顯長于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）。見表1。
2.2兩組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax比較
研究組與對照組術(shù)前IPSS評分、Qmax比較，差異不顯著（P > 0.05）。術(shù)后研究組的IPSS評分較術(shù)前明顯下降，Qmax 較術(shù)前明顯提高（P < 0.05）。但對照組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax均未見明顯差異，且術(shù)后研究組IPSS評分、Qmax較對照組改善較明顯（P < 0.05）。見表2。
3討論
BPH患者合并膀胱腫瘤較常見，其原因與BPH導(dǎo)致下尿路梗阻，患者排尿不暢，膀胱殘余尿增加，甚至尿潴留，尿液不能及時排除干凈，停留在膀胱內(nèi)時間過長密切相關(guān)[3]。TURBT對單發(fā)有蒂、基底局限、腫瘤較小的淺表性腫瘤應(yīng)作為首選，對有蒂且基底浸潤不深的較大的腫瘤及腫瘤多發(fā)且較小、分布區(qū)域廣泛的淺表性移行細胞腫瘤可作為次選[5]。本研究結(jié)果顯示，研究組的手術(shù)時間雖然較長，但術(shù)后復(fù)發(fā)率5.26%，明顯低于對照組，且術(shù)后出現(xiàn)復(fù)發(fā)病例時間較長，術(shù)后研究組的IPSS評分較術(shù)前明顯下降，Qmax 較術(shù)前明顯提高，而對照組術(shù)前術(shù)后IPSS評分、Qmax均未見明顯差異，與肖維荃[6]報道的觀點是相符的，進一步證明TURBT具有創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復(fù)快、不會造成腫瘤腹壁種植、反復(fù)手術(shù)也不增加手術(shù)難度、療效確切等優(yōu)點。且也有研究報道，該手術(shù)具有打擊小、可重復(fù)的優(yōu)點，但同時技術(shù)要求高，特別是術(shù)中電切深度不易掌握，易造成膀胱穿孔，甚至損傷盆腔大血管或腸管[7]。
綜上，經(jīng)尿道膀胱腫瘤加前列腺電切術(shù)治療膀胱癌并前列腺增生療效滿意，能明顯改善患者的癥狀，術(shù)后恢復(fù)快，并發(fā)癥少，可以保留良好的膀胱功能，值得推廣和應(yīng)用。
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綠色建筑是在建筑的全壽命期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。綠色建筑將是建筑可持續(xù)發(fā)展的大趨勢。這其中因地制宜地推廣自然采光降低采光照明能耗是綠色建筑相關(guān)技術(shù)研發(fā)推廣的一個重要方向。
因此從節(jié)約能源、保護環(huán)境的角度提出了綠色建筑綠色照明的概念。在能源日益緊張的今天，充分利用自然光照明，必然是未來太陽能在建筑中綜合利用的一種好方式。
自然采光就是把戶外的自然光進入室內(nèi)進行照明的過程。太陽光是取之不盡,用之不竭的天然能源,但是通過門窗等進入室內(nèi)的僅僅是很小一部分，而對于地下空間來說，由于深埋于地下（居住小區(qū)地下室一般埋深在1.5m以上），即使是這樣的采光方法也很難被利用。因此，為了把自然光傳輸?shù)浇ㄖ?nèi)部，特別是一些地下空間，光導(dǎo)管技術(shù)越來越受到人們的重視。據(jù)對特定項目的測算，用光導(dǎo)管技術(shù)代替人工照明,能夠節(jié)約20%～30%的建筑用電,對建筑節(jié)能具有重要的意義。
1、光導(dǎo)管照明系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與類型光導(dǎo)管系統(tǒng)通過采光裝置聚集室外的自然光線并導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，再經(jīng)過特殊制作的導(dǎo)光裝置強化與高效傳輸后，由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光線均勻?qū)氲绞覂?nèi)任何需要光線的地方，通常將其分成采光罩、導(dǎo)光管、漫射器三大部分。采光罩通常是一個透明的玻璃罩，放置于室外樓頂、地坪或室外墻體的側(cè)面。用于導(dǎo)光的導(dǎo)光管管壁是反射率一般在95%以上的反射材料，導(dǎo)光管可以旋轉(zhuǎn)彎曲來改變導(dǎo)光角度和長度。漫射器安裝在系統(tǒng)底部，是將通過導(dǎo)光管傳輸?shù)墓饩€散射到室內(nèi)使光線均勻照明的裝置，同時具有避免眩光的作用。
按照采光方式，光導(dǎo)管可分為主動式和被動式。主動式光導(dǎo)管通過一個聚光器采集太陽光，再將太陽光傳輸?shù)绞覂?nèi)，因為聚光器上裝置了傳感器和反饋裝置，可以使聚光器的采光方向總是向著太陽。這種光導(dǎo)管采集太陽光的效果非常好，但是由于聚光器的較高工藝要求造成了其成本過高，因此主動式光導(dǎo)管很少見。此外，光導(dǎo)管按傳輸光的方式還可以分為有縫光導(dǎo)管和棱光鏡光導(dǎo)管。有縫光導(dǎo)管是在管壁上留一條很長的出光縫，以使光線能夠照射到工作面上，這種光導(dǎo)管光在傳輸過程中容易造成泄露，因此效率不高，實際中很少用到。
2、光導(dǎo)管照明技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
利用光導(dǎo)管技術(shù)改善室內(nèi)照明的研究和實踐，國外起步較早。早在1977年，美國的D.Micheal發(fā)表了題為“有太陽跟蹤器的陽光照明”一文，一些學(xué)者認為這篇文章標志著地下與無窗建筑天然采光方法的形成。美國、前蘇聯(lián)、日本、英國等國的學(xué)者在天然導(dǎo)光技術(shù)方面做了大量的研究工作。目前光導(dǎo)管系統(tǒng)在世界很多地方已實現(xiàn)商品化和設(shè)計標準化，在許多項目中得到了應(yīng)用。國際照明委員會CIETC3－38、加拿大國家研究會、英國利物浦大學(xué)等都對這種光導(dǎo)管系統(tǒng)進行了深入的研究，并提出了較為完整的設(shè)計和計算方法，與天然采光中的采光系數(shù)相對應(yīng)，在光導(dǎo)管照明系統(tǒng)管理論中提出了晝光穿透系數(shù)DPF (Daylight Penetration Factor)以表征導(dǎo)光管系統(tǒng)的采光效果。
在國內(nèi)，最早由中國建筑科學(xué)研究院肖輝乾教授等人在90年代對光導(dǎo)管系統(tǒng)利用自然光進行了研究，利用主動式集光器（定日鏡技術(shù)）收集陽光，通過導(dǎo)光筒、漫射器將光線引入至無窗空間，并且在一些項目上進行了應(yīng)用。近年來，通過光導(dǎo)管利用自然光的技術(shù)已趨成熟，但其實際應(yīng)用還處于發(fā)展階段。目前我國的光導(dǎo)管系統(tǒng)主要在大型體育場館、廠房或公建中試用，而在普通的民用建筑，特別是商品房居住小區(qū)中應(yīng)用較少。
國內(nèi)外對光導(dǎo)管照明技術(shù)在地下空間的應(yīng)用也進行了一些嘗試。這些光導(dǎo)管照明系統(tǒng)基本上都是垂直安裝。垂直方向的光導(dǎo)管可穿過結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地面，把天然光引入地下。國外如德國柏林波茨坦廣場上使用的光導(dǎo)管照明系統(tǒng)，管體采用傳輸效率極高的光導(dǎo)材料制作，可將天然光高效地傳輸?shù)降叵驴臻g，同時該裝置也成為廣場景觀的一部分。類似的，國內(nèi)北京奧林匹克森林公園的地下室也嘗試使用了光導(dǎo)管照明系統(tǒng)。盡管光導(dǎo)管照明系統(tǒng)具有諸多的優(yōu)點，但由于這項技術(shù)在國內(nèi)還不大為人所熟知與接受，很多人簡單地認為初始投資較大不劃算且影響其它的建筑功能布局，這項技術(shù)很少被用于居住小區(qū)地下空間的照明。而恰恰是居住小區(qū)的地下空間，即使在白天利用率極低的情況下也仍然跟其它地下空間一樣需要持續(xù)地人工采光，能源浪費較大。因此，通過光導(dǎo)管技術(shù)來降低住宅小區(qū)地下空間的采光能耗具有現(xiàn)實意義。
3、工程案例分析 下面結(jié)合工程實例，探討光導(dǎo)管照明技術(shù)在住宅小區(qū)地下空間應(yīng)用的可行性。試驗項目是杭州市余杭區(qū)一住宅小區(qū)的單層地下停車庫，地下室頂板上覆土厚度平均為1.5米，筆者選取了其中的5000的純地下室空間作為優(yōu)化試驗區(qū)。根據(jù)《建筑采光設(shè)計標準》可知，杭州地區(qū)屬于光氣候分區(qū)第IV區(qū)，該地區(qū)全年平均照度22klx≤eq24klx。以全年平均照度23klx進行照度計算，得出標準照度值。當室外臨界照度大于23klx時，其室內(nèi)照度就越大，照明范圍就越大，室內(nèi)也就越亮。當然，達到以上室內(nèi)照度是按晴天的狀態(tài)下而得出，陰雨天等特殊天氣除外。3.1 照明布置建議按照度要求分布，使用46套某品牌330DS型光導(dǎo)照明系統(tǒng)。如下圖1為設(shè)計的平面布置圖：
圖1：地下車庫光導(dǎo)管照明系統(tǒng)平面布置圖
3.2投資回收經(jīng)濟分析3.2.1原電力照明系統(tǒng)運行維護費
a、直接節(jié)電耗電分析（1）根據(jù)CECS45:92《地下建筑照明設(shè)計標準》，地下車庫車位和車道地面照度統(tǒng)一取值75lx。當車庫內(nèi)照度為75lx時，單位面積用電量為7.5w/（熒光燈）。
（2）光導(dǎo)照明系統(tǒng)平均每天采光照明10小時左右。
（3）由圖紙可知，車庫光導(dǎo)照明系統(tǒng)照明面積約為5000。
（4）綜合（1）、（2）、（3），一天日間照明用電費用為（電費以商業(yè)用電0.6元/kwh計算）：
5000×0.0075kw/×10h=375kwh即一天日間的總用電費量為375kwh。
b、間接節(jié)約的鎮(zhèn)流器耗電熒光燈鎮(zhèn)流器耗電量約占照明用電的20%～30%，以20%計算，其鎮(zhèn)流器年耗電費用為：375kwh×20%=75kwh。c、一天日間照明總耗電量約為：375kwh+75kwh =450kwh。d、一年日間照明總用電約為：450kwh×365=164250kwh×0.6元/kwh=98550元（約9.9萬元）。e、節(jié)省耗材分析根據(jù)照明燈具常規(guī)壽命，照明燈具平均3年需要更換一次，該項目還需支付定期維修與更新燈具的費用。電力照明設(shè)備維護費及燈具更換費1.5萬元/年。而光導(dǎo)管系統(tǒng)從安裝使用開始便屬于一次性投資，不需要更換僅需常規(guī)清潔保養(yǎng)，使用壽命很長，正常情況下大于30年，利用效率比較高，可以有效地彌補人工照明的不足。f、綜上所述，電力照明系統(tǒng)一年的運行費用約為：9.9萬元+1.5萬元=11.4萬元。
3.2.2相對投資回收期計算根據(jù)以上計算，合計年度總節(jié)省費用約為：11.4萬元；
該項目光導(dǎo)照明系統(tǒng)總投入費用約為：36.8萬元；項目相對投資回收期：36.8萬元÷11.4萬元=3.2年， 即相對投資回收期約為3年。
3.2.3 壽命期節(jié)約成本計算
光導(dǎo)管照明系統(tǒng)按30年使用壽命考慮，設(shè)備常規(guī)清潔保養(yǎng)費用按每年1萬元計算，即30萬元。
節(jié)約的燈具維護和電力費用約為：11.4萬元/年×30年=342萬元； 光導(dǎo)照明系統(tǒng)投入約為：36.8萬元+30萬元＝66.8萬元 節(jié)能成本：342萬元-66.8萬元=275.2萬元。
以上數(shù)據(jù)分析可見，應(yīng)用光導(dǎo)照明系統(tǒng)主要是首期投資。即使在不考慮電力照明后期各項費用上漲的靜態(tài)狀況下，僅以上5000地下車庫區(qū)域為例，采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)每年就能為小區(qū)業(yè)主節(jié)省約10萬元左右的開支?？梢娝膽?yīng)用范圍越大，長期經(jīng)濟效益就越明顯。
4、光導(dǎo)管推廣應(yīng)用的優(yōu)劣分析光導(dǎo)管照明技術(shù)直接利用太陽光，相比于人工光源射，自然光的光譜范圍廣，光線均勻柔和，可以起到殺菌和防治多種皮膚病的功效，因此更多的人還是偏愛享受自然光。而且經(jīng)過光導(dǎo)管系統(tǒng)處理的太陽光沒有頻譜和眩光，在采光罩上加設(shè)防輻射涂層還能有效地濾除有害輻射，這些都是人工照明辦不到的?？梢?，光導(dǎo)管照明在光線舒適性上具有很大的優(yōu)勢。
從以上案例分析可以看出，光導(dǎo)管照明系統(tǒng)能給使用者帶來實實在在的經(jīng)濟效益。推而廣之，如果光導(dǎo)管照明系統(tǒng)能夠大范圍被使用，將會帶來更大的經(jīng)濟效益。同時由于它能節(jié)省大量的電力，間接減輕了環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計，我國采光照明用電約占到總發(fā)電量的10%～12%。為了滿足不斷增長的用電需求,就需要國家加大電力設(shè)施的投入,這不但增加了用電成本還會增加環(huán)境污染的壓力,因為國內(nèi)仍以火力發(fā)電為主,使用燃煤不僅加快了非可再生能源的消耗,在燃燒過程中產(chǎn)生的大量有害氣體也會對環(huán)境產(chǎn)生較大影響。因此，光導(dǎo)管照明技術(shù)的推廣應(yīng)用還具有巨大的環(huán)境意義。
但現(xiàn)有光導(dǎo)管照明技術(shù)作為一種新型的自然采光照明方式，仍存在一些缺陷與問題，影響了其大范圍的推廣應(yīng)用。比如：
（1）光導(dǎo)管照明技術(shù)使用太陽光作為光源，因此其采集的光能量直接受氣候與地理位置的影響。在不同的光氣候分區(qū)，光資源是存在較大差異的，在常年光照比較少的地區(qū)，光導(dǎo)管照明技術(shù)的優(yōu)勢不明顯。
（2）光導(dǎo)管采光對建筑外部光環(huán)境的要求較高。隨著建筑用地的日漸緊張，普通工業(yè)與民用建筑項目的建筑密度和容積率指標都在逐漸提高，因此采用光導(dǎo)管照明的建筑常常受周邊建筑、景觀和構(gòu)筑物的遮擋，特別是對于住宅項目的地下室很難做到白天全時段采光。因此，需要根據(jù)每個建筑的光環(huán)境設(shè)計光導(dǎo)管系統(tǒng)。
（3）光導(dǎo)管與建筑存在適用性問題。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，后期增加的光導(dǎo)管往往會因為與建筑的布局和結(jié)構(gòu)存在沖突而影響其設(shè)計與使用效果。另一方面，另一方面，如果由于單體建筑體量大、采光面受限等因素導(dǎo)致光導(dǎo)管的采光罩與漫射器之間的導(dǎo)光管管路過長，則光通量的衰減也會很大，這也限制了光導(dǎo)管的推廣應(yīng)用。
5、結(jié)束語綜上所述，在居住小區(qū)地下空間采用光導(dǎo)管照明技術(shù)，能夠使小區(qū)業(yè)主享受到自然光帶來的舒適照明效果,同時減少了日間照明及其維護更新帶來的成本支出。光導(dǎo)管照明技術(shù)如果能夠大范圍推廣應(yīng)用，將帶來可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。盡管目前仍存在一些問題限制了光導(dǎo)管照明技術(shù)的推廣應(yīng)用，但未來光導(dǎo)管照明技術(shù)是我們實現(xiàn)建筑節(jié)能減排，環(huán)保健康，促進可持續(xù)發(fā)展的一項非常值得關(guān)注并值得發(fā)展的新興應(yīng)用技術(shù)，這需要業(yè)內(nèi)人士在綜合應(yīng)用上做更多的研究。
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中圖分類號：TK512；TM923；TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）01-00-02
0 引 言
據(jù)國外研究報告，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、工作者的工作效率、藝術(shù)者的藝術(shù)創(chuàng)作等都和室內(nèi)的光源有關(guān)，實驗證明自然光有利于學(xué)生成績、工作效率以及藝術(shù)創(chuàng)作的提高。若采用一種新型光照技術(shù)把自然光引入室內(nèi)加以應(yīng)用，就會創(chuàng)造低能耗，具有高舒適度的良好辦公環(huán)境，更有利于工作的開展與創(chuàng)新。柔和的自然光會使室內(nèi)照明更加自然、舒適，本文主要研究了基于自然光的光導(dǎo)管照明自動穩(wěn)光系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)工作原理
光導(dǎo)管照明體系使用采光罩對從室外采集的自然光進行濾光，之后導(dǎo)入光導(dǎo)管，再經(jīng)光導(dǎo)管反射傳輸，最后由尾部的漫反射器把光導(dǎo)管引進室內(nèi)的自然光均勻發(fā)散，從而使人們得到如同身處大自然般的享受。
據(jù)調(diào)查，目前室內(nèi)照明系統(tǒng)大都使用人工控制，不具備自動調(diào)節(jié)和平衡室內(nèi)外光照強度的能力，在室外陽光不充足的陰雨天或早晨傍晚時分，傳到室內(nèi)的光強較弱，普通的室內(nèi)照明系統(tǒng)無法保證室內(nèi)光強度達到讓使用者感到舒適的程度。本文設(shè)計了帶有自動穩(wěn)光系統(tǒng)的新型光導(dǎo)管照明系統(tǒng)，此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用目前市場應(yīng)用較為廣泛的紋機技術(shù)將人工光源LED燈與自然光巧妙結(jié)合，使LED的照度隨著室內(nèi)引進自然光的減弱而改變，從而保持室內(nèi)光強度在一定范圍內(nèi)恒定，達到使用者的使用要求。此方法具有高精度、反應(yīng)靈敏等特點，能有效提高室內(nèi)照明效率，使室內(nèi)照度保持在一定范圍內(nèi)，為消費者提供了具有低能耗，高舒適度特點的照明環(huán)境。
2 硬件系統(tǒng)的實現(xiàn)
2.1 光導(dǎo)管照明系統(tǒng)構(gòu)成
光導(dǎo)管照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，大致可分為采光、導(dǎo)光、散光三部分。導(dǎo)光部分通常由三級光導(dǎo)管組成，光導(dǎo)管內(nèi)部由引進國內(nèi)外先進技術(shù)制作成的高反光材料組成，根據(jù)記錄，其反射率在95%以上。此外，這幾段光導(dǎo)管采用無縫連接技術(shù)，可以通過旋轉(zhuǎn)、彎曲、重疊來實現(xiàn)無縫連接，使導(dǎo)光管的導(dǎo)光角更加靈活。散光部分能夠使導(dǎo)入的自然光在室內(nèi)自由發(fā)散，均勻分布，避免眩光現(xiàn)象的產(chǎn)生。
目前市場上選擇更多的方式是被動照明導(dǎo)光管，一個用銜接光管固定濃縮制成的有機玻璃或PC（聚碳酸酯）和表面覆蓋的三角形全反射棱鏡。其主要組成部分為聚光罩、延伸光導(dǎo)管、防雨板、密封環(huán)、可調(diào)光導(dǎo)管、支撐環(huán)和散光板等。
市場上還有主動采光光管技術(shù)，即利用聚光器對太陽光進行跟蹤，以提高采光效率。采用這種方式收集太陽光的效果非常好，但受到技術(shù)水平的限制且成本較高，故很少使用。
2.2 硬件設(shè)計
硬件部分可分為以下四個部分：
（1）單片機的控制部分；
（2）光照信號的輸入部分；
（3）人工光源控制量輸出部分；
（4）顯示部分。
先用光照傳感器采集光照數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)輸入單片機進行采樣對比，將實際光照值與單片機中的設(shè)定值進行比較，計算出補償光照量。通過單片機控制數(shù)碼管內(nèi)部程序的操作，然后通過電路實現(xiàn)來驅(qū)動LED光源，使控制區(qū)域的照度達到設(shè)定值。自動穩(wěn)光系統(tǒng)框圖如圖2所示。電路原理圖如圖3所示。
自動穩(wěn)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。圖中1為自動穩(wěn)光系統(tǒng)中的液晶1602顯示屏，用于實時顯示、檢測室內(nèi)的光照強度；2為自動穩(wěn)光系統(tǒng)中控制區(qū)的STC89C51系列單片機，用于處理檢測區(qū)檢測的光強并對它做出判斷，發(fā)出指令；3、4、7為傳統(tǒng)的光導(dǎo)照明系統(tǒng)；5為補光區(qū)的多個LED燈，當室內(nèi)光強達不到所需光強時用其進行補光，直到滿足所需光強；6為用于實驗的房屋；8為連接單片機和液晶1602顯示屏的導(dǎo)線；9為連接單片機和多級控制的LED燈。
3 軟件設(shè)計
自動穩(wěn)光系統(tǒng)軟件主要包括光強數(shù)據(jù)讀取部分、數(shù)據(jù)處理及控制部分、顯示部分、延時和初始化部分。
程序開始執(zhí)行時，先對LCD和GY-30模塊內(nèi)的處理芯片BH1750進行初始化，然后給GY-30模塊上電并進行模式設(shè)置，延時一段時間后讀取GY-30模塊的數(shù)據(jù)，對讀出的數(shù)據(jù)處理并合成光照數(shù)據(jù)，與設(shè)定的閾值進行比較，輸出控制信號控制LED光照系統(tǒng)，同時把光照數(shù)據(jù)送至LCD屏顯示。程序流程如圖5所示。
GY-30模塊與單片機接口采用通用I2C協(xié)議，連續(xù)讀出BH1750內(nèi)部數(shù)據(jù)，將模塊處理的數(shù)據(jù)儲存到緩存中。讀取數(shù)據(jù)部分代碼如下：
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 自動穩(wěn)光系統(tǒng)優(yōu)勢
本文中設(shè)計了導(dǎo)光管照明自動調(diào)光系統(tǒng)，將自然光和LED燈巧妙結(jié)合，在室內(nèi)自然光引入不足時，根據(jù)適宜人們正常生活的光強度，通過自動穩(wěn)光系統(tǒng)設(shè)定與調(diào)節(jié)室內(nèi)光強，從而實現(xiàn)照明的連續(xù)可調(diào)性。相對于傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)而言，在控制形式和照明模式方面都有較大改善。
從控制方式上來說，自動穩(wěn)光系y打破了傳統(tǒng)光導(dǎo)管照明系統(tǒng)單一的直接引入室外自然光的方式，自動穩(wěn)光系統(tǒng)可以自動控制光強度，當傳統(tǒng)光導(dǎo)管照明系統(tǒng)進入的自然光不足以供室內(nèi)正常使用時，單片機執(zhí)行命令，打開裝配好的LED燈，
（下轉(zhuǎn)第頁）
（上接第頁）
進行多級調(diào)控，保證室內(nèi)光照強度能夠達到供人們正常使用的光強范圍。
從照明方式上來說，傳統(tǒng)光導(dǎo)管照明系統(tǒng)僅僅把室外自然光引進室內(nèi)，室內(nèi)光源較為單一，給推廣使用帶來了較大局限性。在自動穩(wěn)光系統(tǒng)中，光源多種多樣，有利于日常使用的推廣。此外，自動穩(wěn)光系統(tǒng)中還有實時顯示裝置，能夠更加清晰地為使用者展現(xiàn)每時每刻的室內(nèi)光強度，讓照明更加人性化、智能化。
5 結(jié) 語
本文設(shè)計的光導(dǎo)管照明自動穩(wěn)光系統(tǒng)通過GY-30檢測光強，使用STC89C51單片機對光強進行處理并通過液晶1602顯示，在陰雨天、黃昏傍晚時，光導(dǎo)管照明系統(tǒng)傳到室內(nèi)的光強達不到人們的要求時，會通過補光裝置把室內(nèi)光強穩(wěn)定在一個最適合人們生活照明的范圍。系統(tǒng)通過運用單片機技術(shù)將自然光與LED光巧妙、自然的融合在一起，實現(xiàn)了照度的連續(xù)、可調(diào)，具有精度高、反應(yīng)靈敏等特點，在滿足照明需求的前提下，還具有節(jié)源、環(huán)保、健康等好處，其應(yīng)用前景十分可觀。
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光導(dǎo)照明系統(tǒng)可以完全取代天窗、采光罩、采光帶等傳統(tǒng)的采光方式及解決以前無法做到的建筑采光要求，廣泛用于地下停車庫，城市下沉隧道，別墅會所及工業(yè)廠房，體育場館，展覽中心等大跨度的白天需要照明的場所。
光導(dǎo)照明就是一種通過采光器將光集中起來，通過光導(dǎo)管的反射，最終由漫射器將光均勻的導(dǎo)入室內(nèi)的照明方式。這是一種最節(jié)能，最健康的照明方式。無污染，不釋放有害物質(zhì)，能夠讓人們回歸大自然，在大自然下的工作和娛樂，更多的享受陽光，利用陽光。
光導(dǎo)照明系統(tǒng)又被稱為管道式照明，日光照明，無電照明，自然光照明等等。那么，他都可以用到什么場所呢，以下是詳細的說明。
首先，只要是白天需要照明的場所都可以利用光導(dǎo)照明系統(tǒng)，以下的運用中是比較成熟的項目。
1 地下車庫的運用：
我們都知道，地下的建筑都需要照明，一般用電的照明方式不僅浪費了可以利用的能源，同事有消耗了大量來之不易的電量。那么通過光導(dǎo)照明的方式，就可以完全解決這個問題。在安裝了光導(dǎo)照明系統(tǒng)以后，白天8-10小時的照明是完全沒有問題的，不管是陰雨天還是霧天，采光效果都非常的好。如果光電系統(tǒng)合為一體的情況下，就更為美妙了。當?shù)叵萝噹斓牡孛鏋榫G化帶是，當晚上啟用電力照明時，整個綠化帶都會亮起來，同時，光導(dǎo)照明系統(tǒng)有起到了美化的作用。
2 廠房的運用：
廠房結(jié)構(gòu)一般分為彩鋼建筑和混凝土結(jié)構(gòu)。這個都不影響光導(dǎo)照明系統(tǒng)的安裝。我們都知道看，像大一些的廠房，車間，在白天只通過四周的窗戶采光是遠遠不夠的。所以利用光導(dǎo)照明系統(tǒng)就完全解決了這個問題。相對于天窗和采光罩、采光帶而言，它具有打孔面積小，保溫性能好，導(dǎo)光充分，無需清潔，無需后期維護，使用壽命超長的優(yōu)點。所以，采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)，不僅解決了照明問題。更重要的是，它為企業(yè)節(jié)約了大量的能源，在日光下工作的員工也會提高5%-10%的工作效率。另外，站在經(jīng)濟的角度考慮，一般2~3年就能收回成本，也就是說，白天照明的電費在2~3年后就可以完全節(jié)省掉。節(jié)能，健康，經(jīng)濟是最大的優(yōu)點。
3 體育場館的運用：
燈光，頻閃，刺眼，光照不均，這些都會使各項體育運動受到不同的影響。那么自然光的導(dǎo)入就解決了這個問題，光線均勻，無頻閃，無偏色。真正做到在陽光下的做運動。同時，節(jié)約了大量能源。像高層建筑的頂層，地面無建筑物的地下空間，別墅，景觀照明等各種白天需要照明的場合都可以采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)。
從黎明到黃昏，甚至是雨天或陰天，光導(dǎo)照明系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍然十分充足，可以提供八小時以上的白天室內(nèi)照明，從而可以減少白天室內(nèi)電耗，有效緩解電力照明用電的緊張局面；另外，自然光光導(dǎo)照明出射光為全色光，光線柔和，照度分布均勻，顯色性好且屬于低頻率的頻閃光，光譜連續(xù)分布在人眼可見范圍內(nèi)，所以不僅視覺效果好，而且長時間觀察不易疲勞；大量的實驗證明：自然光照明條件下的視覺對比靈敏度高于電力照明的5%--20%以上。
經(jīng)過大量的實驗檢測和數(shù)據(jù)分析，光導(dǎo)照明系統(tǒng)應(yīng)用于建筑采光中可以取得良好的視覺照明效果和經(jīng)濟效益。應(yīng)用此照明技術(shù)可以有效地減少白天的照明電耗，充分利用太陽光能；引進光導(dǎo)照明技術(shù)，使其在照明節(jié)電中發(fā)揮作用，對建筑采光有積極意義，是一種綠色健康、節(jié)能環(huán)保的照明產(chǎn)品。光導(dǎo)照明技術(shù)是太陽光能利用的一種方式，屬于綠色照明技術(shù)，該技術(shù)為光能的高效傳輸提供了可能的途徑。光導(dǎo)照明技術(shù)作為一項可持續(xù)能源技術(shù)，是一種很有效的綠色照明技術(shù)。隨著人們生活水平的提高和節(jié)約建筑能耗的緊迫性，光導(dǎo)照明技術(shù)必將在建筑采光中得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻:
[1]GB 50033-2001《建筑采光設(shè)計標準》中國建筑科學(xué)研究院主編
