设备间隔（精选七篇）
设备间隔 篇1
关键词：嵌入式系统,操作系统,VxWorks,数字化变电站,IEC61850,变电站,通信
0 引言
智能电网是世界电网发展的新趋势,国内外相关组织及学者均给予了极大的关注[1,2,3,4,5]。智能电网的相关技术涉及诸多领域,其中数字化变电站是基础和关键。IEC61850标准将数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层。间隔层设备指保护装置、测控装置等二次设备,它实现对该间隔一次设备的保护与控制,完成与过程层及站控层的网络通信,直接关系到变电站的安全稳定运行[6]。
间隔层中的保护与测控一体化装置是典型的嵌入式运用,随着数字化变电站试点建设在国内的迅速推进[7,8,9,10,11],对装置性能提出了更高的要求。嵌入式平台中的操作系统起到了承上启下的关键作用,但μCLinux、μC/OS-Ⅱ等操作系统存在可扩展性和易维护性差,对突发事件的响应速度在重负荷时不可控,对复杂应用的可靠性难以保证等缺陷,而嵌入式实时操作系统VxWorks的引入可以很好地解决上述诸多问题。
VxWorks具有中断延迟短、任务切换快、组件可裁减、任务调度方式为优先级抢占加时间片轮转等优点,相比其他操作系统具有更好的实时性和可靠性,本文就VxWorks在基于IEC61850标准的保护测控一体化装置上的应用进行了研究。
1 VxWorks运行硬件系统
1.1 Intel IXP420功能结构
装置采用高级精简指令集机器(ARM)+数字信号处理器(DSP)的双CPU结构,ARM是VxWorks的运行环境,主要完成装置液晶显示、键盘按键处理、打印及与变电站级的通信等功能,而保护算法的实现、故障录波等功能则由DSP完成。ARM采用Intel公司生产的32位Intel IXP420嵌入式处理器,其集成高性能的Intel XScale内核,内置2个带有媒体独立接口(MII)的以太网控制器,实现10/100 Mbit/s自适应以太网;33/66 MHz PCI支持主从模式;包含1个USB接口;2个高速通用异步接收/发送装置(UART)通道,既可用于程序开发时与PC通信,又可充当初始整定的人机接口;集成内存控制器支持8~256 MByte同步动态随机存储器(SDRAM)。
1.2 Intel IXP420启动/中断过程
Intel IXP420复位后PC指针指向Flash存储器基地址处,首先在Flash存储器中完成启动过程(Boot Loader),主要包括中断矢量表配置、频率设定、存储器初始化、堆栈和工作模式设定以及向SDRAM中拷贝代码;启动完成后,将PC指针指向SDRAM基地址处。
Intel IXP420采用矢量中断技术。以中断请求(IRQ)为例,当Intel IXP420侦测到IRQ后,PC指针跳到固定位置处,处理器进入中断模式,PC指针指向预先写入中断矢量寄存器的中断函数的句柄,在完成保存现场等工作后直接进入中断服务程序。矢量中断一方面可提高处理器中断响应的速度,另一方面,中断服务程序的定位只要通过向中断矢量表中添加该函数句柄就可以实现,简单方便。
2 基于VxWorks的多任务软件设计
2.1 VxWorks操作系统特点[12,13,14]
VxWorks具备一个高效的微内核,微内核支持实时系统的一系列特征,包括多任务、中断支持、任务抢占式调度和时间片轮转调度,这种设计使VxWorks缩减了系统开销,加快了对外部事件的响应速度。Wind内核利用任务级别的不同分配CPU机时而获得多任务的并发性,基于抢占调度、灵活的任务间通信与同步、任务与中断间通信等确保了VxWorks可满足数字化保护测控装置强实时性和高可靠性要求。
VxWorks的基本架构如图1所示,其中,MUX接口为数据选择器接口,SCSI为小型计算机系统接口。VxWorks以板级支持包(BSP)的形式将底层与硬件相关程序和高层应用程序分离开,用户可根据所使用的硬件平台修改底层驱动程序得到相应的BSP。而与硬件无关的软件,大部分是以组件和库函数的形式提供,开发者只需关注高层应用程序,VxWorks提供了非常丰富的应用程序编程接口(API),使应用程序编写简单而直观。
2.2 实时多任务软件设计
装置多任务软件设计主要步骤为:数据流分析,任务划分,定义任务间接口,任务级的设计,模块构筑,任务与系统的集成。对实时多任务软件而言,任务的合理划分以及任务间通信机制的合理确定是系统实时性和可靠性的保证。
2.2.1 任务划分
VxWorks的动态线程分为处理器产生的中断服务程序(ISR)和RTOS内核调度执行的任务2类。任务是能够完成一个或一组相关功能的程序的集合,它可能会调用若干系统的标准函数或系统资源。VxWorks中有就绪态、阻塞态、延迟态、挂起态4种任务状态,任务创建完成后任务处于其中的一种状态或几种状态的变换组合。任务的划分是建立在装置实际数据流程基础上的,为了提高系统的实时性和减少系统调用的时间消耗,任务的划分遵循H.Gomma原则,装置VxWorks中断及任务划分如图2所示。
VxWorks的任务调度是基于优先级抢占式的,它支持多达256个不同优先级的任务,优先级编号为0~255,0为最高优先级。调用函数taskSpawn创建任务,任务在创建时就必须指定优先级,任务优先级的确定主要取决于任务本身的紧急程度,但在系统运行过程中,任务可以调用taskPrioritySet函数改变自己的优先级。
基于优先级的抢占式调度具有很多优点,这种调度方法为每个任务指定不同的优先级,没有处于阻塞态或挂起态的最高优先级任务将一直运行下去,当更高优先级的任务由就绪态进入运行时,系统内核立即保存当前任务的上下文,然后切换到更高优先级的任务。中断服务程序高于一切优先级的任务,中断可以打断任何任务,并驱动新的任务。为防止在一段时间内低优先级的任务始终无法获得处理器资源,将组态调试和自检任务等实时性要求不高的任务设定为同等优先级,并采用同级时间片轮转方式进行调度。
2.2.2 任务间通信机制确定
VxWorks提供丰富灵活的任务间通信机制,用于协调任务间及任务和中断间的行为,包括共享内存、信号量、消息队列、管道、套接字、远程过程调用等。共享内存方式虽然效率高,但与多任务的概念是冲突的,会使任务间的耦合过紧而增加系统的复杂程度,使用较少;管道、套接字、远程过程调用3种通信机制类似于消息队列,但包含了更高层的抽象,造成操作系统内核扩大,开销增大,较少使用。装置采用信号量和消息队列通信机制。
VxWorks信号量提供快速的任务间通信机制,它主要用于解决任务间的互斥和同步问题。首先调用semBCreate函数分配并初始化一个二进制信号量,函数返回一个semID作为其他后续任务使用该信号量时的句柄。当信号量被创建后,其队列类型就被确定,SEM_Q_PRIORITY指明处于等待状态的任务在队列中以优先级的顺序排列,SEM_Q_FIFO则指明任务以先进先出的方式排列。与中断相联系的任务处于高优先级,调用semTake(semID)使该任务等待信号量而处于阻塞状态,只有当相应的中断到来时,中断服务程序执行semGive(semID)给出信号量,任务得到相应的信号量得以执行。
装置由一系列相互独立又协同工作的任务组成,信号量为任务间互斥和同步提供了高效机制,而消息队列可以缓冲多个消息单元,实现大容量任务间信息交换。调用函数msgQCreate创建消息队列,任务或中断服务程序调用函数msgQSend发送消息到消息队列,如果没有任务等待消息,该消息就被添加到该消息队列;如果已有任务在等待消息,消息则立刻被传递给第一个等待消息的任务。任务调用函数msgQReceive从消息队列得到消息,如果消息队列中有消息存在,第一个消息立刻出列到调用处;反之,该任务就被添加到等待消息的任务队列中。
3 IEC61850通信体系在VxWorks中的实现
3.1 VxWorks网络协议栈
VxWorks网络协议栈框架如图3所示,其中,UDP为用户数据报协议。VxWorks网络协议栈基于开放系统互联(OSI)模型,但在数据链路层上增加了一个MUX接口。MUX本身并不处理报文,只进行报文转发,即:向上为各高层协议提供统一的数据接口,屏蔽底层的具体实现;向下与数据链路层上的多个增强型网络驱动(END)连接,使底层驱动与高层协议保持独立,这样就可以方便地实现不同硬件平台下网络协议栈的移植。在VxWorks中,应用默认通过套接字(Socket)和TCP/IP协议栈访问MUX。
3.2 IEC61850映射到以太网的通信体系
IEC61850标准的基本目的是提高不同产品之间的互操作性和兼容性,建立无缝的通信体系[15,16,17,18]。为了使其成为一种面向未来的、开放的体系结构,IEC61850标准没有规定通信的具体实现形式,只是规定了与具体网络无关的抽象通信服务接口(ACSI),使其能针对不同的通信网络和协议,采取不同的通信映射方法。目前以太网已成为实现IEC61850标准的主干网络。
图4为IEC61850标准映射到以太网的通信框架。如图4所示,IEC61850标准中的服务被映射到5种不同的A-框架组合,这5种不同的组合分别为:核心ACSI服务;通用面向对象变电站事件(GOOSE)服务;通用变电站状态事件(GSSE)服务;采样值(SV)服务;简单网络时间协议(SNTP)服务。其中,核心ACSI服务采用客户/服务器模式,在网络层与传输层使用TCP/IP协议;GOOSE服务、GSSE服务和SV服务的实现因其要求较高实时性及一对多的模式,没有通过网络层和传输层,而是直接从链路层映射到应用层协议,采用多播或广播形式;时间同步通过UDP方式多播实现。类型1为快速报文;类型1A为跳闸报文;类型2为中速报文;类型3为低速报文;类型4为原始数据报文;类型5为文件传输功能;类型6为时间同步报文。装置采用制造报文规范(MMS)+TCP/IP+以太网,实现站控层与间隔层设备之间的网络通信协议。
3.3 通信功能的实现
装置与站控层之间采用100 Mbit/s自适应以太网,以太网采用载波侦听多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)机制,保证了信息交换的实时性。IEC61850实现了语法与语义的分离,语法即是ACSI,语义即是各种信息模型,IEC61850-7-3和IEC61850-7-4对数据类型和逻辑节点模型做了详细的规定[19,20]。
ACSI是IEC61850对智能电子设备(IED)通信服务的方式、过程、内容和参数给出的抽象定义,为了实现IED之间信息的交互,IEC61850标准制定了将设备模型映射到MMS的方法,使得每个基于IEC61850标准的数据对象都能够被唯一而清晰地标识出来。MMS命名变量的一般格式为:逻辑设备(LD)/逻辑节点(LN)S功能约束(FC)S数据对象(DO)S数据属性(DA)。每个LD、LN、FC、DO、DA都有特定的意义,因此每个MMS命名变量的含义都是唯一的。
在OSI模型中,传输系统的每一层都要建立相应的协议数据单元(PDU),PDU包含来自上层的信息以及当前层附加的信息,然后PDU被传送到下一较低层次的层,最后将报文类型、应用协议数据单元(APDU)、目的地址、源地址、优先级标志组成以太网帧,经END将报文压入网络设备的发送缓冲。接收系统自下而上传送PDU通过协议栈,并在协议栈的每一层分离出PDU中的相关信息,将网络设备名称、设备号、协议类型、协议名称插入MUX维护的协议链表中,MUX从END获得报文后会向该链表中的各协议依次转发。
装置提供2路以太网接口,通过MUX可以分别注册到网络协议栈,上层应用程序可以通过VxWorks提供的标准Socket接口实现对网络功能的调用。
3.4 基于IEC61850的装置建模
IEC61850采用了面向对象的建模方法,分层结构的数据对象包括服务器(Server)、LD、LN、DO和DA。IEC61850将应用功能分解为与其交换信息的最小实体,这些实体就是逻辑节点,不同逻辑节点之间可以实现信息交换,完成特定功能的逻辑节点组合在一起就是一个逻辑设备,服务器可以包含多个逻辑设备。
装置按功能分类可以分解为5个逻辑设备:LD1(保护功能)、LD2(测量功能)、LD3(控制功能)、LD4(告警信息)、LD5(故障录波)。以装置的保护功能为例,该功能由一个单独的逻辑设备来建立模型,其逻辑节点包括:TCTR(电流互感器)、TVTR(电压互感器)、PTRC(跳闸输出)、GGIO(通用输入/输出)、XCBR(断路器)和PTOC(电流保护)等。此外,任何一个逻辑设备还应包含LLN0和LPHD这2个逻辑节点,LLN0用来描述逻辑设备的公共数据,LPHD用来描述物理装置的公用信息。
不同厂家的设备能实现互操作的关键在于逻辑节点语义的定义,下面以保护功能中的PTOC逻辑节点为例说明逻辑节点所包含的数据对象及其属性定义。PTOC的数据名中,Mod、Beh、Health、NamPl是有关PTOC本身描述的公用逻辑节点信息,分别指明工作模式、性能、健康状况、铭牌;Str、Op描述状态信息,说明保护是处于启动还是动作状态;保护定值包括动作定值StrVal、动作时间OpDlTmms、保护投入控制字Enable等。
通过变电站配置描述语言(SCL)配置工具对模型进行实体构建,生成SCL实例文档,实现了遥测、遥信、遥控、保护定值整定等各项功能。
4 结语
设备间隔 篇2
关键词：ADS-B,军民合用,冲突,低空开放
0前言
泉州晋江机场是一个军民合用机场, 地处厦门机场北侧, 晋江机场跑道方向为03/21, 厦门机场跑道方向为05/23, 两场跑道基本平行, 距离为55 km。目前厦门机场的日流量为500 h高峰流量32架次, 晋江机场的日流量约为100架次, 小时高峰流量达到12架次, 而且两场的架次处于继续增加的趋势。在华东地区, 民用或军民两用相邻较近的机场较多, 晋江和厦门的冲突日益加大。
目前厦门机场使用的设备是雷达, 间隔标准为雷达间隔。晋江有引接厦门的雷达信号, 尽管晋江机场配备ADS-B设备, 却只能使用程序管制间隔。目前国内的军航没有配备ADS-B设备, 所以军民航同场飞行时只能使用程序管制间隔。基于上述情况, 晋江机场常年使用低效率的管制指挥手段, 实施低效率的航班运行, 经常需要为了一个航班多次协调有关各方。如果能配备类似雷达间隔的ADS-B间隔就能极大地提高管制指挥效率。另外, 随着低空空域的开放, 不可监控飞行带来的潜在冲突增多。因此以泉州晋江机场为例, 进行ADS-B设备配备与间隔标准建立分析, 具有重大的经济和安全意义。
1 ADS-B管制与雷达管制的差异
1.1 设备差异
雷达设备是通过地面雷达站发出雷达信号给航空器, 航空器将相应的信息反馈给地面雷达站, 地面雷达站通过解析吸收到的雷达信号, 得出航空器的高度、速度等相关信息。雷达设备又分为一次雷达和二次雷达。其中一次雷达只能显示航空器位置, 不能显示航空器的高度和速度。相比二次雷达而言, 航空器使用一次雷达不需要配备二次雷达应答机。二次雷达能显示航空器的位置速度和高度, 但是二次雷达需要航空器具有完好的二次雷达应答机发射设备。目前民用航空主要使用的是二次雷达。二次雷达信号容易受地形和天气影响, 造成低高度、远距离不能覆盖。在一些中小机场接收大机场的雷达信号后产生的延迟时间比较缓慢, 这样的雷达信号就会产生一定的安全隐患。雷达设备容易受地形和雷达盲区影响而产生假信号、低高度航空器无法识别的问题, 这对航空安全就会存在安全隐患。军民合用的开放机场AIP与NAIP航图差异容易造成实际飞行航迹与雷达不一致。雷达设备根据局方规章至少需要两个不间断信号源才能为航空器配备雷达间隔, 国内目前在执行两个不间断雷达信号源的处理上主要是通过建立多套雷达设备来满足局方要求, 而雷达设备高昂的建设和维护成本造成多数中小机场无法配备雷达设备, 如果中小机场处于受干线枢纽机场或军方飞行影响较大的地方就会产生飞行安全问题。
ADS-B在一般情况下, 只需机载电子设备 (GPS接收机、数据链收发机及其天线、驾驶舱冲突信息显示器CD-TI) , 不需要任何地面辅助设备即可完成相关功能, 装备了ADS-B的飞机可通过数据链广播其自身的精确位置和其他数据 (如速度、高度及飞机是否转弯、爬升或下降等) 。ADS-B是基于卫星的监视设备, 只要在需要监视的地表面上空有足够的监视卫星就能提供足够可靠的地雷达信号, ADS-B信号是当地收集当地处理, 信号的可信度比较高, 每秒有两次更新。ADS-B只需要地面卫星信号接收、处理设备, 需要的建站成本和维护成本均比较低, 对于国内大多数中小机场是可以接受的。而且ADS-B信号也是可以相互共享的, 这样一个进近中心可以对多家机场的航空器从地面到空中不中断地监控。只要覆盖信号足够, 完全能实施我国全空域的无缝隙全范围覆盖。
1.2 ADS-B和雷达间隔标准
DOC4444 ATM/501文件8.7.3.1中规定:除非根据8.7.3.2 (关于雷达) 、8.7.3.3或8.7.3.4, 或第六章关于独立和相关平行进近的有关内容另有规定者外, 基于雷达或ADS-B的最低水平间隔为9.3 km (5.0 nm) 。包括性能数值在内的比较载于311号通告《对ADS-B评估以支持空中交通服务及实施指南》。如果有相关的ATS机构授权, 可以降低雷达的最低间隔, 但是不得小于: (1) 在指定地点的雷达性能允许时, 间隔不得小于5.6 km (3.0 nm) 。 (2) 在跑道末端18.5 km (10 nm) 内的同向最后进近航迹的后续航空器之间, 两架航空器的间隔小于4.6 km (2.5 nm) 。在下列条件下, 可以使用4.6 km (2.5 nm) 的最低间隔标准:通过数据收集和统计分析和理论模型证明了落地航空器的平均占用跑道时间不超过50 s, 报告的刹车效应最好, 且没有跑道污染物而严重影响跑道占用时间;具有适当的方位和范围分析和修正率为5 s或小于5 s的雷达系统与适当的雷达显示器结合使用;地面管制可以通过机场场面雷达 (SMR) 或地面活动引导和管制系统 (SMGCS) 观察跑道使用情况和滑行道出入口;没有应用基于距离的尾流最小间隔或有关ATS机构规定 (例如为特殊航空器类型) ;管制员密切监视航空器的进近速度, 在必要时调整速度以确保间隔不低于最低标准;无论何时在最后进近中实施缩小的最低间隔标准, 航空器运营者或飞行员都完全了解快速脱离跑道的方法;在AIPS中发布了关于使用缩小的最小间隔标准的程序。 (3) 应用最小间隔或基于雷达或ADS-B的最小间隔应由有关ATS机构根据特定ADS-B或雷达系统能力或依照位置符号、一次监视雷达回波或二次监视雷达应答信号中心正确判定航空器位置的感应器, 并考虑可能影响ADS-B或雷达测定情报精确度的因素, 对需使用的最低间隔或雷达或ADS-B为基准的最低标准做出规定。
中国民用航空飞行学院在实际应用中采用的ADS-B间隔最低标准为:终端6 km, 航路10 km。该间隔仅适用与中国民航飞行学院管制区范围内已经识别的航空器之间, 而不能作为放飞间隔。
2 泉州机场对ADS-B的需求性和适用性分析
泉州晋江机场从2014年升级为泉州晋江国际机场, 航班量在逐步增加, 从2012~2014年晋江机场的起降架次年均增长都在8%以上, 在正是对外开放以后, 2015年夏秋航班季航班量明显增加, 同比去年增长比原来几年更快。从2012~2014年开始, 厦门机场的起降架次也在逐年增长, 两场距离很近, 这就造成两场之间的航班冲突加大, 而目前两场实施不同的管制手段, 也变相地增加了调配难度, 流量降低, 增加了航班延误的可能, 降低航班正常率。如此例:晋江使用21号起飞时, 厦门进港航空器在长五边时, 晋江的飞机时常要等待厦门飞机进入短五边方可起飞, 而且起飞后必须拉侧向上低高度, 一般只能先飞到900 m并保持, 在晋江五边有飞机进近的情况下, 进离场航班经常会有潜在的冲突, 那么为什么厦门不给高高度呢?厦门在雷达看不到的情况下, 无法进行雷达监控, 实施雷达管制, 所以只能先给低高度, 在雷达识别后再给新的高度。因为设备原因已经极大地影响了晋江厦门两机场的航班流量, 而且随着厦门大嶝机场的开建, 在晋江机场没有搬迁的情况下可以预见两场之间的矛盾会越来越突出, 如果晋江和厦门均能实施ADS-B设备进行监控并配备类似雷达的间隔, 那么两场之间因为设备不足、配备不同间隔造成的冲突就能减少, 减少了航班不安全因素, 提高航班的运行可靠性, 这样一线管制员就更好地依此来调配航班, 减少航班地面和空中等待时间, 提高航班正常率, 减少公司运行成本。因此, 在像晋江厦门这样航班冲突比较大的民用机场之间实施ADS-B同样的监视手段, 并配备类似雷达的间隔是很有必要的。
晋江国际机场是一个军民合用机场, 近几年均免不了有同场飞行的情况发生, 而在全国的中小机场中有很多是军民合用机场, 那么军民航之间的冲突也是很多的, 军民合用机场中自有雷达的机场并不多, 民航一般是从周边的大机场引接雷达信号来察看航班动态, 军方走军方的线路来察看航班动态, 在晋江就出现军民两家之间信号不一致情况的出现, 多数情况下信号差异在5 nm以上, 双方看到飞机位置的不一致就容易造成调配的被动。而且在国内还有很多军民航不同场但是军民用机场之间距离很近, 甚至比同场飞行还不好调配。目前国内的军民合用机场因为安全系数和设备限制使用的基本上都是程序管制间隔, 无法使用更小的间隔, 这就极大限制中小机场的发展, 也影响了广大旅客的出行, 目前国内飞行员最怕的就是听到某一机场活动了, 因为这就意味着今天的航班要延误了。因此, 如果能在国内的军方航空器上配备ADS-B设备, 并普及建立ADS-B接收站, 能使用更小的间隔, 极大地缓解军民航之间的冲突, 提高防相撞的安全余度, 还能极大地为旅客出行提供便利, 给航空公司带来收益, 为国家的环境作出贡献。
3 ADS-B技术在实施中的难点及解决措施
3.1 目前实施ADS-B的难点
1) 国内有一部分老旧民用运输机、绝大多数通用航空航空器、军方航空器没有配备相关设备。
2) 伴随国家逐步推进低空开放, 低空航空器的暴增会出现一些不按规定执行的不安全飞行。多数通用航空飞行无法实现雷达监控, 民航指挥一般只能采取执行高度和大间隔避让措施来保证安全, 更不用说目前可能进入低空开放的航空器。而低空开放主要涉及的是低高度飞行, 低高度飞行经常会出现雷达设备无法探测的情况, 变成空管无法进行监视的情况, 那么民航航班的指挥就会存在潜在冲突。
3.2 解决措施及建议
在低空运行的航空器上配备ADS-B设备, 并在相关机场建立ADS-B接收设备可以很好地避免这种潜在冲突。例一:在首都机场曾经发生军航直升机穿越五边造成与五边飞行的航空器产生严重冲突的情况, 如果该军航直升机配备ADS-B且设备良好, 首都机场也配备ADS-B接收设备并实施监控, 那么就能发现该冲突并指挥避让, 参考目前晋江的ADS-B设备是可以探测地面以上的航空器的。依靠ADS-B晋江机场可以看到地面航空器滑行的。因此, 只要设备良好并具有足够的覆盖面就能很好地避免很多雷达无法覆盖和探测盲区的潜在冲突。例二:2010年7月7日晚, 杭州萧山国际机场附近发现“不明飞行物”, 导致大批航班备降周边其他城市。事后调查人员表示, 可能与私人飞机活动有关。美国《时代》周刊就此评论说, 中国长期对空域管制严格, 但现在随着富人对私人飞机的渴望, “黑飞”现象日益严重, 对航空安全构成巨大威胁。
4 结束语
随着我国航班量的逐步增加, 相邻机场之间的冲突会进一步加大, 军民航之间的飞行冲突也会逐步增加;为了航空安全, 更多的时候只能执行低效率的等待、流控来解决这方面的冲突。在低空空域开放后, 低空飞行与航班飞行之间的冲突也会逐日显现, 而且低空飞行与民航之间的冲突不像军民航之间冲突或者民航之间的冲突, 低空飞行的冲突很多是不可预见的, 这种冲突的危害是巨大的。因此, 加快这两方面的建设, 是进一步维护航空安全的需要, 也能够进一步促进航空业的发展, 保障航班的有序运行。
参考文献
[1]国际民航组织DOC4444文件[Z].2007.
[2]ADS-B实施和运行指导文件[Z].4版, 2011.
[3]311号通告《对ADS-B评估以支持空中交通服务及实施指南》[Z].
[4]高扬, 刘单单.低空开放后终端区航空器碰撞风险模型研究[J].中国安全科学学报, 2014, 24 (6) :141-145.
[5]陈伟.低空空域小飞行目标动态监视方法与实验平台研究[D].济南:山东大学, 2010.
[6]万光洁.ADS-B采用雷达管制间隔标准的分析研究[J].中国西部科技, 2011, 10 (31) :32-33.
[7]张雄旗.基于ADS-B下的平行航路飞行间隔研究[D].广汉:中国民用航空飞行学院, 2011.
[8]支旭东.ADS-B与SSR监视系统对比分析与研究[D].广汉:中国民用航空飞行学院, 2012.
[9]FAA.Automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) out performance requirements to support air Traffic control (ATC) service Final rule[G].FAA, 2010.
[10]ADS-B for small Unmanned Aerial Systems:Case study and regulatory practices Stark, B.;Stevenson, B.;Yang Quan Chen Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) , 2013 International Conference Pages:152-159, DOI:10.1109/ICUAS.2013.6564684.
[11]Duffield, Matthew, and Timothy Mc Lain.“Automatic Dependent Surveillance-Broadcast for Sense and Avoid on Small Unmanned Aircraft.” (2015) .
设备间隔 篇3
1 使用条件及优势
露天矿山石灰石的开采, 设计台阶高度一般为15m, 采用潜孔钻进行钻孔作业, 孔深可达17m左右。放炮员进入爆破现场后, 首先清理炮孔和测量深度, 在各项环境指标合格的情况下, 即可进行装药作业。根据我们长期的生产工作经验, 超过16m的炮孔, 一般都采用间隔器进行二次间隔装药, 2个间隔层间隔长度为4m。这种装法的优点:
1) 所使用的膨化硝铵炸药 (NH4NO3) 严格要求水分含量≤0.3%, 严禁使用含水量>0.5%或结块后用手也不能揉软的非抗水性岩石硝铵炸药。露天开采爆破, 炸药难免受到雨 (露) 水的影响而失效。采用间隔器装药的方法, 可有效地避免这种影响;
2) 可降低孔内爆炸压力, 减少甚至避免因耦合装药而形成的矿岩冲击粉碎, 可扩大破裂区范围, 提高炸药爆破能量的有效利用率。另外, 由于装药位置的提高, 使孔内爆炸压力沿炮孔轴向的分布更加均匀, 能有效地克服根底和降低爆破大块率, 为铲装等后续工序创造有利条件;
3) 能有效地降低单孔装药量, 减少爆破的震动效应, 提高爆破效果。
2 使用方法
气体间隔器材料由玻璃纤维与复合塑料薄膜制作, 成本低廉, 使用简单, 只需按产品说明要求打开其阀门并及时入孔即可。
具体装药工艺布置如图1所示。
3 使用效果
在没有间隔器的情况下, 采用孔内连续装药, 单孔装药量达300kg。在充分了解岩石的力学特性基础上, 采用间隔器二次间隔装药后, 单孔装药量为120kg, 并且爆破地震安全距离由百米之外控制在百米之内, 大大降低了爆破的震动效应。
高效养鸡“间隔喂料法” 篇4
1. 肉种鸡间隔喂料法。
对于肉种鸡来说, 早期体重达标除了公鸡有些困难外, 母鸡比较容易。在管理到位的情况下, 第一周就可以使母鸡体重达标。但鸡具有较强的择食性, 如果一次性加料过多, 鸡吃饱后就开始挑食, 会造成浪费。所以在种公鸡的育雏中期至限饲阶段可采用间隔喂料法, 将采食时间相对集中, 以减少撒料浪费。方法是将全天的喂料量分次投喂, 第一次可以适当的多一些, 供鸡采食1小时以上, 采食完后暂时停料, 让鸡饮水或自由活动, 使其有一个短暂饥饿的过程, 等待下次加料。这样每次喂料后鸡都会积极采食, 并相对加快采食速度, 减少因择食造成的撒料浪费。
2. 商品肉鸡间隔喂料法。
饲养商品肉鸡更强调采食量和料肉比。一些肉鸡养殖户为了快速育肥, 往往不限量供食, 一味地让鸡自由采食, 导致因择食造成的撒料浪费现象更严重。建议除了第一周自由采食外, 第二周开始就有意识地通过人为管理干涉其采食习惯。在自然光照的情况下, 可在天黑时关灯2~3小时让鸡休息, 而后开灯让其采食, 天亮前再次关灯2~3小时, 天亮时开灯, 中午也要关灯2~3小时。这样形成规律后, 鸡将会形成良好的“作息”习惯, 每次关灯前和开灯后都会有一个采食高峰, 既加快了采食速度, 提高了采食量, 又减少了浪费。
3. 蛋鸡间隔喂料法。
蛋鸡前期的体重达标是让管理者很头疼的工作, 间隔喂料法将会很好地解决这一问题。在育雏中期减光阶段的操作方法和商品肉仔鸡基本相同, 到育成期光照时间固定后, 可以在中午停光2~3小时, 使鸡有一个休息、饥饿的过程。对于产蛋期, 中间时段不能停光, 但鸡在天亮后、下午2~3点、天黑前2~3小时会有3次采食高峰。为此, 养鸡户可以遵循其规律, 采用3次饲喂。这样不但可加快采食速度, 提高采食量, 而且料槽会有空槽时间。因为鸡都喜欢采食较大颗粒的饲料, 不间断供料会使底部的粉料采食少, 而粉料中沉淀有更多的维生素和矿物质等, 长期如此易造成营养缺乏症。
3. 采用间隔喂料法应注意的问题。
(1) 因为此法会加剧鸡的抢食现象, 所以要求提供充足的采食位置, 保证鸡有同等的采食机会。
(2) 提供充足的饮水, 并按要求在喂料前先供水半小时 (特别是当天第一次喂料时) , 避免鸡因饥饿而加快采食速度导致暴食发生。
(3) 鸡体重不达标或采食速度较慢时, 须放慢减光的速度, 多提供采食时间。
(4) 鸡在较大应激 (如断喙、免疫等) 和疾病情况下不能用此法, 需自由采食。
(5) 对于肉种鸡, 当鸡群的吃料速度快于3~4小时时, 不能再采用此法, 应采取限饲程序将全天的料量1次性投喂。
降耗高效养鸡间隔喂料法 篇5
一、降耗高效养鸡间隔喂料法的应用
1. 肉种鸡间隔喂料法
对于肉种鸡来说, 早期体重达标除了公鸡有些困难外, 母鸡比较容易, 一般在管理到位的情况下, 第1周就可以使体重达标。但鸡具有较强的择食性, 如果一次性加料过多, 鸡一吃饱后就开始挑食, 造成严重的撒料现象, 导致体重达标往往是付出“更多代价”换来的。所以育雏中期至限饲阶段采用间隔喂料法, 将采食时间相对集中, 目的就是为了减少撒料浪费。方法是将全天的喂料量分次投给, 第一次可以适当的多一些, 供鸡采食1个小时以上, 采食完后暂时停料, 让鸡饮水或自由活动, 使其有一个短暂饥饿的过程, 等待下次加料。这样每次喂料后鸡都会积极采食, 并相对加快采食速度, 减少因择食造成的撒料浪费, 具体上料时间和停料间隔可根据现场实际情况而定。
2. 商品肉鸡间隔喂料法
商品肉鸡更强调采食量和料肉比, 如果一味地让鸡自由采食, 会让他们没有“紧迫感”, 饿了就吃, 饱了就休息, 因择食造成的撒料浪费现象更严重, 完全不在人为控制中。建议除了第1周自由采食外, 第2周开始就有意识地通过人为管理其采食习惯。在自然光照的情况下, 天黑时关灯2~3小时让鸡“尽情”休息, 而后开灯让其采食, 天亮前再次关灯2~3小时, 天亮时开灯, 中午也要关灯2~3小时。这样一旦形成规律, 鸡将会形成良好的“作息”习惯, 每次关灯前和开灯后都会有一个采食高峰, 既加快采食速度, 提高采食量, 又很好地减少撒料, 更有利于鸡形成“劳逸结合”的习惯, 更好地生长、发育。
3. 蛋鸡间隔喂料法
蛋鸡前期的体重达标是让管理者很头疼的工作, 间隔喂料法将会很好地解决这一问题, 在育雏中期减光阶段的操作方法和商品肉仔鸡基本相同, 到育成期光照时间固定后, 可以在中午时间停光2~3小时, 这样大型养鸡场员工一来有吃饭、休息的空闲;二来鸡只也有一个休息、饥饿的过程。应安排好值班人员, 保证设定的总光照时间不减产。对于产蛋期, 中间时间段不能停光, 但鸡在天亮后, 下午2~3点, 天黑前2~3小时会有3次采食高峰。为此, 养鸡户可以遵循其自然规律, 采用3次饲喂的“餐”喂法。这样不但可加快采食速度, 提高采食量, 而且料槽会有空槽时间。因为鸡都喜欢采食较大颗粒的饲料, 不间断供料会使底部的粉料采食少, 而粉料中沉淀有更多的维生素和矿物质等, 间隔喂料可避免营养缺乏症。
二、间隔喂料法应注意的问题
1. 因为此法会加剧鸡抢食现象, 所以要求提供充足的采食位置, 保证鸡有同等的采食机会并得到同等的料量。
2. 提供充足的饮水, 并按要求在喂
料前先供水半小时 (特别是在当天的第1次喂料) , 避免鸡因饥饿而加快采食速度导致暴食发生。
3. 鸡体重不达标或采食速度较慢时, 须放慢减光的速度, 多提供采食时间。
4. 鸡在较大应激 (如断喙、免疫等) 和疾病情况下不能用此法, 须自由采食。
5. 对于肉种鸡, 当鸡群的吃料速度
快于3~4小时, 不能再采用此法, 应采取限饲程序, 使用料线将全天的料量1次性投给, 以促进鸡采食均匀, 提高均匀度。
6. 采用间隔喂料法时要掌握好鸡的
采食量, 不要1次性加料过多, 既可避免营养缺乏症, 又可避免饲料污染及因吸湿导致的霉变现象。
蔬菜农药安全间隔期简介 篇6
一、杀菌剂
75%百菌清可湿性粉剂在上市前7天使用;77%可杀得可湿性粉剂在上市前3～5天使用;50%扑海因可湿性粉剂在上市前4～7天使用;70%甲基托布津可湿性粉剂在上市前5～7天使用;50%农利灵可湿性粉剂在上市前4～5天使用;50%加瑞农;58%瑞毒雷锰锌可湿性粉剂在上市前2～3天使用;64%杀毒矾可湿性粉剂在上市前3～4天使用。
二、杀虫剂
10%抵氰菊酯乳油在上市前2～5天使用;2.5%溴氯菊酯在上市前2天使用;2.5%功夫乳油在上市前7天使用;5%来福灵乳油在上市前3天使用;5%抗蚜威可湿性粉剂在上市前6天使用;10%快杀敌乳油在上市前3天使用;40.7%乐斯本乳油在上市前7天使用;20%灭扫利乳油在上市前3天使用;20%氰戊菊酯乳油在上市前5天使用;35%优杀硫磷在上市前7天使用;20%甲氰菊酯乳油在上市前3天使用;10%马扑立克乳油在上市前7天使用;喹硫磷25%乳油在上市前9天使用;50%抗蚜威可湿性粉剂在上市前6天使用;5%多来宝可湿性粉剂在上市前7天使用。
三、杀螨剂
浅论RVSM——缩小最小垂直间隔 篇7
关键词：航空运输,空域,RVSM
为了充分利用我国空域资源, 保证飞行安全, 适应航空运输快速发展的需要, 进一步改革我国飞行高度层配备标准, 通过民航总局的申请, 国际民用航空组织 (ICAO) 正式批准我国于2007年11月22日零时开始实施RVSM。
一、RVSM的定义
RVSM即缩小最小垂直间隔 (RVSM Reduced Vertical Separation Minimum) 是指在实行RVSM运行的空域内, 在FL290即29000英尺至41000英尺即FL410 (包含这两个高度层) 之间的垂直间隔标准由2000英尺 (609.6米) 缩小到1000英尺 (304.8米) 。按照这样的标准从事的飞行活动称之为最小垂直间隔飞行.从非RVSM空域到RVSM空域之间的转换空域, 即从2000英尺垂直间隔的标准垂直间隔空域过渡到1000英尺垂直间隔的RVSM空域, 或者离开1000英尺垂直间隔的RVSM空域, 进入到2000英尺垂直间隔的区域, 称作RVSM转换区域。
有时由于天气条件和交通情况的综合原因, 在当地区域空中交通管制 (ATC) 宣布暂时停止RVSM运行那一时刻, 保持飞机的垂直间隔由原来的1000英尺扩大到2000英尺;或者区域航空管制宣布取消暂时停止RVSM运行的禁令那一时刻, 飞机从2000英尺垂直间隔变为1000英尺的垂直间隔, 同一区域的垂直间隔的转换也称作RVSM转换区域。RVSM空域是特殊资格空域, 运营人及其运营的航空器应当得到局方的批准方可进入。空中交通管制机构通过提供航线计划信息告知RVSM的运营人。
二、RVSM运行背景
20世纪60年代, 由于当时民用客机所使用的压力感应式气压高度表在高度超过FL300后灵敏度会大幅降低, 而飞机的最佳巡航高度已经显著增加, 因此, 在FL290高度层飞行的民用飞机之间的标准垂直间隔改为2000英尺, 同时, 国际民航组织也于1966年作出飞机的转换高度为FL290的相关规定。随着科学技术的发展, 越来越多高精度的高度测量设备相继出现, 加之全球空管水平不断提高, 缩小航空器垂直飞行间隔成为当务之急。
80年代初, 国际民用航空组织成立专门小组, 开始探讨有关修改航空器垂直飞行间隔标准问题。经过各种风险评估后认为:在FL290以上空域飞行的最小垂直间隔从600米 (2000英尺) 缩减到300米 (1000英尺) 在技术上是可行的, 可以满足预定的安全标准, 使空域容量大大增加, 并且能够带来显著的经济效益。
在90年, 首先在大西洋实施了缩小垂直间隔 (RVSM) 的运行, 并根据运行的经验制定了相应的运行规范和有关规章。
1997年首先在北大西洋航路或空域从FL330—FL370 (含这两个高度层) 之间实施了300米 (1000英尺) 的垂直间隔试运行, 一年以后, 试运行高度层扩展到FL310-FL390。随后在太平洋区域也进行了相关试运行。
实行RVSM的意义
缩小垂直间隔有众多优点:一是, 增加飞行高度层和空域容量, 航路得到优化, 提升了飞机的运营效率, 提高了航空公司的运行效益;二是, 降低了航班延误率;三是, 有利于管制员调配飞行冲突, 减轻空中交通管制指挥的工作负荷;四是提高了航油利用效率, 节约了航油成本;五是和国际航线网络对接, 降低了由非RVSM区域向RVSM区域的转换难度, 减少了事故和事故征候发生概率。
三、RVSM运行的要求
根据ICAO的安全标准, 参照国际上多年分析和研究的结果, 借鉴其他国家和地区实施RVSM运行的经验和有关规章, 结合我国民航的实际情况和管理体系, 中国民航总局制定了实施RVSM运行的我国民用航空运营人和航空器的有关规章, 主要对以下几个方面提出了要求:
1、RVSM的运行对飞机设备的要求
在我国, 实施RVSM运行的机型主要有B737-300/400/800以及B767。RVSM运行对飞机上与高度相关的测量系统包括全压探头、静压孔、备用静压孔、迎角传感器等提出了更高的精度要求。
RVSM运行时安装的最低设备应包括下列内容:
(1) 两个独立的高度测量系统, 且每个系统应具有以下功能:
(1) 交叉耦合的静压源系统, 如果静压管在易结冰的区域, 应具有防冰能力。
(2) 测量由静压系统感知的静压, 将之转换为气压高度, 并向机组显示此气压高度。
(3) 自动高度报告目的提供与显示的压力高度相对应的数字化编码信号的设备。
(4) 能进行静压源误差修正 (SSEC)
(5) 能从高度测量系统中提供高度自动控制和警告基准信号。
(2) 一部具有高度报告能力的二次监视雷达应答机 (SSR) , 如果只安装一部, 必须具有转换到任意一个高度测量系统的能力;
(3) 高度警告系统;
(4) 自动高度控制系统;
(5) 其他需要的适航 (MEL) 设备。
2、RvSM的运行对飞行机组的要求
实施RVSM运行飞机的机组人员除了按正常飞行程序准备外, 还要执行RVSM飞行操作程序。
⑴在飞行之前要重点了解以下内容
(1) 确信飞机是批准实施RVSM的飞机。
(2) 在ICAO飞行计划的第10栏注上“W”以表明已经得到了RVSM的批准。
(3) 确认航路气象条件的报告和天气预报, 分析可能影响RVSM运行的天气报告和天气预报 (如颠簸、结冰) 。
(4) 检查与高度保持性能有关的设备符合MEL的要求。
(5) 如果对于特定航空器组存在与RVSM适航批准有关的航空器运行限制, 应考虑这种限制。
(6) 与飞行签派人员一起作出是否放行的决定。
⑵在飞行中要严格按照规章进行操作:
(1) 认真做到三不准
没有得到ATC指令, 不准预调MCP高度窗;
没有实施对MCP高度窗高度调整的交叉检查、没有操作驾驶员的指令, 不准执行MCP高度窗改变方式;
没有截获并到达指定飞行高度层保持平飞, 不准放松对高度变化的监控。
(2) 严格做到三执行
驾驶舱全体机组成员都要听清楚ATC指令, 执行飞行监督和提醒;
在座操作驾驶员和不操作驾驶员要执行标准喊话和交叉检查;
上升、下降进程中, 除非ATC有特别指令, 否则在通过过渡高度或过渡高度层时, 要严格执行高度表拨正程序。
⑶飞行结束后认真填写飞行记录, 主要包括:
(1) 在记录影响高度保持的故障时, 要求填写具体内容:
主高度表和备用高度表的读数。
高度选择器的设定。
高度表拨正值刻度窗的设定。
用于控制飞机的自动驾驶仪和当选择备用系统时出现的差异。
如果选择了备用静压孔, 高度表的读数差异。
进行失效分析程序时对大气数据计算机选择器的使用。
选择用来向ATC提供高度信息的应答机, 人工选择备用应答机或高度数据源时出现的差异。
⑷当在RVSM空域发生与指定高度的偏差超过90米 (300英尺, 含300英尺) , 飞行员在24小时内填写《高度偏差报告表》, 向公司运行控制部签派控制中心值班员报告。
3、RvSM的运行对机务维修人员的要求
机务人员在对实施RVSM运行的飞机在检修时要掌握RVSM对一线维修放行工作的限制要求, 严谨认真的做好每一次维护工作。应特别注意静压源和每一静压源附近蒙皮的情况, 以及任何可能影响高度测量系统精度的其他部件 (这种检查由机务地面维护人员进行并将检查结果在飞行维护记录本上进行记录并直接向机长报告) 。
如果机务地面维护人员未进行此项工作, 机长应向机务值班人员查实, 以明确与RVSM运行有关的设备情况和已采取的维修措施修正错误。
在我国的南方或者昆虫多的季节尤其应该检查静压源的工作情况防止昆虫或其分泌物将动静压系统堵塞造成系统不能正常工作。
4、安全运行监察
航空公司还应该设置与RVSM相关的安全运行监察部, 对公司的RVSM运行过程进行监督, 当发生RVSM运行严重事件时, 要严格执行报告程序, 并和有关运行部门分析事件原因, 修订整改措施, 防止事件再次发生。
四、结论
RVSM即缩小最小垂直间隔是在现代航空运输业飞速发展的背景下产生的, 是日益发展的民用航空业对扩大飞行空间和空域容量、提高飞机制造技术、改进航空公司运营环境的要求。我国于2007年开始实施RVSM, 对于提高空域资源利用率, 促进国家航空运输的发展具有重要意义, 但是也对国内航空公司提出了更高的要求。我们要加强飞行机组、机务维修人员以及安监人员队伍建设, 提高运营质量, 在与国际接轨的同时提高自身竞争力。
参考文献
[1]马志刚:《缩小垂直间隔运行程序》, 《中国民航飞行学院学报》, 2002年。
[2]《中国RVSM航空器高度保持性能最低监视要求》, 2007年。
[3]张晓燕、潘卫军:《RVSM空域内垂直间隔的安全评估》, 《中国高新技术企业》, 2010年。
[4]陆彬:《RVSM运行培训》, 深圳航空有限责任公司, 2012年。