工程机械技术在铁路工程中的应用

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RTK技术在铁路工程测量中的应用

作者：冯振科

来源：《科技资讯》2014年第19期

摘 要：RTK技术是铁路测量中的一种全新的，高效的测量模式，能够进行全天候的测量，同时能够大大减少测量的工作量和人员数量，因此在铁路测量工程测量工程中广泛应用。本文笔者将对RTK测量技术进行介绍，并结合具体的铁路工程实例，简要探讨RTK测量技术的应用。

关键词：RTK技术 铁路工程 工程测量

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0044-01

在铁路工程的测量施工中，传统的地面测绘技术主要是利用电子全站仪、水准仪等地面测量仪器，同时采用其他测量工具进行辅助。这种地面测绘技术需要投入较多的测量人员和仪器设备，同时大多需要进行野外的施工，并且工作效率较低，在测量中往往会出现误差累计的问题，现场测量效果不够理想，无法进行全自动化的作业。随着科学技术的发展，近年来出现了一种全新、高效的测量模式—GPS-RTK定位技术，这种测量技术具有实时、快速、精度高、控制点少、野外工作量少以及自动化程度高等优点，克服了传统地面测绘技术在通行和通视方面的局限性。显然，RTK定位技术在铁路工程中的应用开辟出了一种全新的，高效的测量模式。

1 RTK定位方法以及作业流程

1.1 GPS-RTK定位的作业流程

（1）基准站的设置。为了能准确地进行铁路工程的测量，首先应根据工程的实际情况，收集工程场地附近的高等级已知控制点，并对这些已知控制点进行校核，以确保控制点的精确性能够符合工程使用的要求。但是在大多数情况下，仅仅采用收集得到的控制点是不便于直接在工程中进行使用的，因此应当结合工程实际情况而需要在测量区域内加设控制点、联测坐标和高程。在进行RTK测量之前应根据工程情况，选择合适的基准站设置地点，并在其上安置接收机，同时对参数进行设置。（2）坐标系统转换。通常情况下，对于工程项目的建设，往往都是在地方独立坐标系中进行的，因此在进行RTK测量时应对坐标转换参数进行计算。利用至少三个控制点对RTK参数进行修正，其中必须求得七参数，求解得到坐标转换参数之后，通过可以利用参数，即可根据参数利用测量控制器实现定位点工程独立坐标的实时解算。（3）流动站测量定位。当坐标转换参数确认无误之后，即可根据工程的实际情况进行相关的测量定位放样和测绘工作。

虚拟技术在机械工程中的应用

摘要 随着科学技术的发展和电子计算机的普及与应用，新材料、新工艺、新技术、新的设计与理论方法不断出现，机械设备更新换代的周期日益缩短。其中，虚拟技术具有缩短开发周期、有效地控制和降低产品成本、提高产品竞争力和生产企业经济效益的特点。为此，论述了虚拟技术的基本组成及其建模过程，分析了虚拟技术在机械工程中的应用和发展前景。

关键词 计算机应用；虚拟技术；应用；机械工程

1 虚拟技术的内涵及其特点

1.1 概念。虚拟现实技术汇集了计算机图形学、多媒体技术、图像处理与模式识别、智能接口接术、传感器技术、高度并行的实时计算技术、人工智能、人机工程学、语音处理与音响技术、网络技术、人的行为研究及心理学等多项关键技术，是这些技术更高层次的集成和渗透。虚拟技术通常是指以仿真的方式给用户创造一个反映实体对象变化及相互作用的三维世界，并通过头盔显示器、数据手套等辅助传感器设备，提供了一个观察并与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可以直接参与和探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，获得相应看似真实的体验。身临其境和交互作用是其主要特点。它的具体含义：一是虚拟现实是一种基于计算机图形学的多观点、实时动态的三维环境，这个环境可以是现实世界的真实再现，也可以是超越现实的虚构世界；二是操作者可以通过人的视、听、触等多种感官，直接以人的自然技能和思维方式与所投入的环境交互；三是在操作过程中，人是以一种实时数据源的形式沉浸在虚拟环境中的行为主体。而不仅仅是窗口外部的观察者。

1.2 主要特点。

1.2.1 动态环境建模技术。虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，应用动态环境建模技术能获取实际环境的三维数据，并根据需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。

1.2.2 实时三维图形生成技术。目前，三维图形的生成技术已经比较成熟，关键是如何满足实时性的要求。为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新频率不低于15帧／s，最好高于30帧／s。在不降低图形质量和复杂程度的前提下提高刷新频率。图形生成的硬件体系结构以及在虚拟现实的真实感图形生成中，用于加速的各种有效技术是关键。

纳米技术在机械工程中的应用

摘 要：随着科学技术的不断进步，纳米材料逐渐出现，并广泛应用到机械工程中，同时纳米材料的应用彻底改变了传统机械工程模式的运转，为机械工程的发展起到了推动作用。

关键词：纳米技术；机械工程；微型

目前纳米材料科学已经一步步进入到人们的日常生活中，作为材料学的一个分支，纳米材料是研究尺寸在0.1nm至100nm之间的物质的组成体系和运动规律，以及技术在人们现实生活中的应用的相关问题进行的探讨。如果将材料划分为不同的层次，那么纳米材料所研究的范畴应该是原子和分子领域。纳米材料的出现对于各个行业领域都有影响，尤其是机械工程领域影响最大，改变了传统机械工程模式，逐渐出现了微型机械技术，利用特殊的纳米材料实现人们的机械需求，这也是目前各国都在大力研究的课题。

1.微型纳米轴承

轴承是机械工程中必不可少的配件，传统机械中的轴承体积都较大，轴承在运行过程中主要是靠润滑油来减少摩擦力，而且轴承的使用寿命也较短。在纳米材料出现后，人们开始制作微型纳米轴承，这种微型纳米轴承最大的好处就是几乎没有摩擦力，而且自身体积较小，直径只有一根头发的万分之一，在机械设备上安装的纳米轴承直径有的只有1nm。跟以往的机械轴承相比较，纳米轴承的体积占据了很大优势，而且纳米材料制作的轴承在摩擦力方面也只是传统机械轴承摩擦力最小值的千分之一而已。

2.纳米技术马达

在中国深圳展销会上亮相了一款由纳米材料制作的马达，这是由美国Mano

Muscle公司生产的纳米技术马达，这款纳米技术马达无论在体积和性能上都比传统马达更为优越。纳米技术马达只有传统电磁马达体积的二十分之一，能够承载大概四千克的重量，而且纳米技术马达的使用寿命也延长到了100万次，但是纳米技术马达的总长度却只有一根火柴杆的长度，同时纳米技术马达改变了传统电磁马达在材料上的限制，将铜、铁、磁等材料用纳米材料进行代替，纳米技术马达在使用噪音上几乎为零，体积小，重量较轻，在制造费用上也远远低于传统电磁马达，目前市场上对于纳米技术马达应用还不是很广泛，主要是针对一些电动玩具和汽车的车窗进行应用。

自动化技术在机械工程中的应用

随着我国工业机械化程度的不断加深，以及现代人工智能的快速发展，自动化技术在机械制造中得到大幅应用。传统意义的自动化技术通常局限于局部、小规模技术的整合，但现在随着人工智能技术的突飞猛进，自动化技术不但意味着技术集成，同时也包括了智能控制终端，一体化操作等技术，因此工业制造精度、效率、质量都得到了大幅提高。本文将对自动化技术在机械工程中的应用现状进行分析，并对其进一步应用及未来发展趋势进行讨论。

一、我国自动化技术在机械工程中的应用现状分析

根据调研发现，目前国内自动化技术在机械制造行业的应用尚处于起步状态，多为局部、小规模技术整合等传统自动化形式，与欧美等发达国家的一体化、集成化的智能操行尚存在一定差距。

自动化技术并不仅仅意味着生产制造的自动操作，自动化的管理模式更是技术的核心。在欧美等发达国家，信息一体化、智能化管理早已推广应用，而且由最初单一的信息管理逐渐发展应用到包括工业、组织、生产等方面。而对于我国而言，自动化管理模式还有很长的路要走。以人才智能管理为例，我国尚无一个国家层面的管理体制，人才信息的统计、管理还比较混乱。针对机械制造来说，设计能力方面一不能做到自主设计，另一方面及时更新也有欠缺。制造工艺上，自动化技术仍处于一定精度的单一制造，无法进行高精度的复合加工。

通过对机械制造行业自动化技术应用现状的调研分析发现，我国机械制造业的自动化水平还有很大的发展潜力。目前急需解决的问题包括，新型高技术高水平的自动化技术应用、开发人员、新型自动化技术的引进推广等。尤其是高技术高水平人才的培养更是一切发展的前提，目前我国在此类人才培养方面存在误区，现有的培养模式更注重学员的理论知识水平，却忽略了技术人员动手能力的培养，造成技术人才学成后直接上岗困难，需要二次培训等。

二、机械工程中自动化技术的应用分析

（一）柔性自动化技术在机械工程中的应用分析

柔性自动化技术是现代计算机技术高速发展之下的衍生产品，是以数控技术为核心，结合计算机、信息、生产技术的新兴技术。此技术的出现完美结合了人工智能及自动技术操作，可以在明确保证加工目标的同时减少人工参与程度，极大的提高了生产效率，其高精度、高质量的生产水平大大促进了机械制造业工业化程度的提高。现在，柔性自动化技术已经成为当今机械制造业适应快速变化的市场需求、形式多变的产品需求的主要手段，极大推进了机械制造工业的进步，是目前世界各国机械制造业发展的重要趋势。由上述分析可知，柔性自动化因其效率高、降低劳动强度、产品质量高、成本低而对整个机械制造业的发展具有举足轻重的意义，未来柔性自动化技术在机械制造行业的发展、应用仍将是全球研究热门。