DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 鸟撞数据统计分析 从FAA每年发布的鸟撞报告来看，鸟撞事件起从1990年的1851起到2014年的13，668起增长了7.4倍。其中2014年撞击事故的总数是13，668起，比2013年的11，401起增加了2267起。虽然报告的鸟撞事件的数量在稳步增加，但是自2000年以来，报告的危害性鸟撞事件的总数实际上在下降。鸟撞报告的数量从2000年的6009到2014年的13，668增加了127% ，而危害性鸟撞的数量却从764到581，下降了24% (见图1)。 中国的鸟撞事件数量从2005年的180起增长到了2014年的3375起，同时鸟撞事故症候从39起增长到了187起(见图2)。虽然中国鸟撞事件和鸟撞事故症候的数量都在迅速增加，但是鸟撞事故症候占鸟撞事件总数的百分比却在下降。 在鸟撞发生的高度和飞行阶段方面，中国和美国的鸟撞事件体现出了相同的特征(见图3，图4)，绝大多数的鸟撞事件发生在起飞、爬升、进近和着陆阶段，这些飞行阶段离地面较近，飞机速度较低， 图1. 1990~2014美国鸟撞事件数量 图2. 2004~2013年中国鸟撞事件数量 图3. 美国鸟撞飞行阶段 图4. 中国鸟撞飞行阶段 鸟撞对飞机带来的危害较小。事实上，根据美国和中国的鸟撞统计数据，90%以上的鸟撞属于能量较小的低速撞击，没有对飞机造成损伤。而在巡航阶段，飞机速度较快，鸟撞事件的能量值较大，此时鸟撞容易对飞机造成严重损伤并导致事故发生。 在鸟撞部位方面，中国和美国的鸟撞事件规律相近(见图5)，主要都集中在发动机、机翼/旋翼、雷达罩、风挡等部位。以2013年中国鸟撞的数据为例，接近80%的鸟撞事件发生在上述部位。而鸟撞事故征候主要发生在发动机、机翼/旋翼、雷达罩和机尾等部位(见图6)。发动机发生鸟撞的比例最高是因为发动机的结构、部件和运转特点导致飞鸟不仅可能飞进发动机，还有可能被吸入发动机，而且飞鸟一旦击中发动机，很容易造成发动机受损，因此鸟撞事故征候的比例也较高。另外，鸟撞机尾、机翼/旋翼等部位时造成的事故征候率较高，尤其机尾发生鸟撞比例较低但鸟撞造成的事故征候率最高，可见这些部位一旦发生鸟撞，往往对飞机造成严重的损伤。 图5. 2013年中国鸟撞撞击部位 图6. 2013年中国鸟撞事故症候撞击部位 在鸟撞物种方面，2014年美国有330种鸟类被鉴定出涉及民用飞机鸟撞事件，其中鸽子(14%)，海鸥(13%)，猛禽(13%)，水鸟(8%)，和水禽(6%)是发生鸟撞最频繁的鸟类，海鸥和猛禽发生的鸟撞数量是水禽的2倍以上，但是水禽造成的损伤性鸟撞数量却是最多的(13%)，这是因为加拿大雁等大型鸟类占了其中很大部分。中国目前的鸟撞残留物提交率较低，2014年中国民航鸟撞残留物鉴定重点实验室共接收到机场提交的357份鸟撞残留物，仅占全年鸟撞总数的10.58%，其中只有49起确定了鸟撞物种，涉及的鸟类主要包括麻雀、燕子、鸽子等小型鸟类。
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user: 5. 适宜性分析 美国和中国的鸟撞数据表明虽然鸟撞事故的数量在不断增加，但是造成实质损伤的鸟撞事件数量并没有上升，反而有所下降，这表示目前的鸟撞适航规章和机场驱鸟等防范措施等取得了一定成效。此外，研究表明鸟撞能量是鸟撞危险性是很好的衡量指标，目前能量超过适航审定标准的鸟撞事件大约占鸟撞总数的0.3%，所有导致飞机鸟撞事故发生的鸟的质量都超过了0.78千克，其中大多数都涉及到了很高的动能值，远超过当前的审定标准，但这些高能量的鸟撞事件是很少见的。根据统计数据，目前运输类飞机鸟撞事故发生率约为3 × 10 −9 每飞行小时，远低于那些缺乏适航规章保护的飞机类型，也符合民航业对于安全性的要求。上述情况都表明在现行环境下目前运输类飞机的适航规章提供的安全水平是充足的，有效地降低了鸟撞对民航飞机带来的威胁。 中国民用航空局(Civil Aviation Administration of China， CAAC)目前使用的是FAA的适航规章，规章的改变也是随着FAA的修订而进行的，CAAC目前还缺乏自己制定适航规章的能力。但是我国的鸟类特点与美国存在差异，我国鸟种类较少，同种群鸟规模较小，且大部分鸟种体型较小。美国的鸟类以加拿大雁等大中型鸟类为主，同种群鸟规模大，且大型鸟类的数量仍在不断增加。因此，就鸟类环境而言，美国的鸟撞适航规章在我国也能提供较高的安全水平。 另外值得注意的是，目前FAA对飞机尾翼采用的是8磅的鸟撞标准，而EASA采用的是4磅的标准，两者存在差异，虽然FAA和EASA为了统一标准做了多年努力，但是始终无法达成一致。而飞机服役经验表明从美国子爵号事故之后，世界范围内没有因为鸟撞尾翼导致运输类飞机重大损伤的例子。因此，有必要从经济性和安全性的角度来评估在我国的飞机运行环境下尾翼8磅的要求是否合理。 飞机的安全性评估可以通过试验和仿真来进行验证。鸟撞冲击能量可以由公式 得到，按照 如果重4磅的鸟在飞机飞行速度为Vc (147.63 m/s)时撞上飞机，撞击时的鸟撞冲击能量约为19，724焦耳；如果重8磅的鸟在飞机飞行速度为Vc (147.63 m/s)时撞上飞机，撞击时的鸟撞冲击能量约为39，557焦耳。试验和仿真的结果可以给出不同部位及结构在遭受一定能量的鸟撞后，产生不同程度地损伤，计算出结构的剩余强度，再结合试验或仿真时的鸟撞冲击能量区间，就可以得出剩余强度对应的概率区间。根据剩余强度与安全性的关系，从而可以计算出特定的抗鸟撞设计条件下对应的安全风险。 鸟撞条款的经济性评估需要综合考虑飞机的维修成本和设计成本，不同的设计要求不同下的设计制造方案不同，对应的设计制造成本也不同。同时不同的设计制造方案使得飞机结构在经历鸟撞后会产生不同的损伤情况，显然对应的修理成本不同。因此，可以计算得到不同的设计制造方案的总成本，并从经济学角度可以选出最优的设计制造方案。
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user: 6. 总结和展望 根据鸟撞事件的统计数据，现行的鸟撞适航标准为运输类飞机提供了较高的安全水平，但是鸟撞适航标准应根据鸟类数量和质量的变化而改变。 北美(FAA和加拿大运输部)和欧洲(EASA)已经开始讨论为了质量更大的鸟和多鸟撞击修改现行4磅和8磅的测试标准，我国应该学习国外先进的规章制度流程，在结合具体鸟环境的条件下考虑是否需要修订鸟撞标准以提高航空安全水平。
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user: 摘 要 随着篮球运动的不断发展，篮球比赛也日益增多，小到城市联赛大到全国及世界各种比赛。运动员的技术水平越来越高，对抗越来越激烈。与此同时，对于篮球临场裁判的执裁能力提出了更高的要求。一场篮球比赛，临场裁判的每一个判罚，都将会直接或间接的影响到最终比赛的成绩。本文将从影响篮球裁判员临场执裁因素的身体、技术、外界等几个方面来阐述这个问题。为提高篮球裁判员临场执裁能力提供参考依据。 关键词 :篮球裁判员，临场制裁能力，影响因素，对策 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在篮球比赛日益增多的背景下，对篮球裁判员的需求越来越大，篮球裁判员的制裁水平也越来越引起人们的重视。而目前很多篮球裁判员专业水平层次不齐，对其影响临场制裁能力的因素认识还不够清楚，不能很好地处理影响临场裁判的内部和外部因素，影响着临场裁判员对比赛的掌控和对判罚尺度的不统一，自乱阵脚，无法专注于比赛，以至于影响临场裁判的执裁水平，最终影响篮球比赛的结果。在比赛中，如何合理的控制好自己的内心活动和外界的影响，是篮球裁判员必须掌握的。
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user: 2. 分析与结果 2.1. 身体因素 2.1.1. 体能因素的影响 在正规篮球比赛中，三名篮球临场裁判员如无遇到特殊情况是不能随意更换的，也就说三名篮球临场裁判员要跑满整场比赛48分钟，如果遇到加时赛那么比赛时间会更长，这就对三名临场裁判员的体能提出了更高的要求。根据统计，一场篮球比赛结束，每一名篮球临场裁判员需要跑动的距离是3000~5000米，其中还要包括慢跑、加速跑、变向跑等跑动方式，篮球临场裁判员必须在快速移动中准确地进行判罚。在比赛中我们时常会看到由于临场裁判员移动速度慢，没有选择合适的角度进行判罚而导致的错判，漏判等一系列的事情发生。在篮球裁判员晋级考试中，体能测试被放在了首位，如果体能测试不通过，将无法进行接下来的考试。可见，体能对于篮球裁判员的重要性。 2.1.2. 自信心因素 在篮球比赛当中，目前我国的篮球临场制裁安排是以老带新的模式，这在无形中会对新裁判员增加一定的心理压力。新裁判员会对自己的判罚缺乏一定的信心，每次判罚会思前恐后，希望得到大家的认可，想尽量接近统一的制裁水平。如果判错或者漏判会产生内疚心理，在接下来的比赛过程中，总是思考之前犯下的错误，无法集中注意力，这样将进一步影响自身能力的发挥，进而影响整场比赛的进行 [ 1 ] 。 2.2. 技术因素 在比赛中，大部分篮球裁判员对篮球规则和裁判法学习不透彻，不能合理的运用到比赛当中。大部分人认为，篮球技术水平的高低，直接影响着篮球裁判水平，这个观点是错误的。篮球裁判也是一种专业的课程，需要专业老师进行讲解和自身学习。理论知识的学习是我们在篮球场上合理制裁的基础。而大部分人并没有系统的学习篮球规则和裁判法，所以无法有效的，合理的运用到比赛当中。当一个动作出现时，这个动作是否合法，裁判员需要快速的进行判断，对理论知识学习不透彻的裁判员，会犹豫该动作的处理，最终导致错判，漏判等结果，影响比赛的正常进行 [ 2 ] 。在持续几十分钟的篮球比赛过程中，裁判员需要精神高度集中和适当的兴奋状态。裁判员要做好提前预判，才能做出准确的判罚。三个裁判员在比赛中前要开好做好准备会，判罚尺度要统一，相互配合默契协调，这样才能顺利的完成一场比赛。 2.3. 外界因素 在比赛中篮球临场裁判员的判罚不可避免的受到外界因素的影响。其中影响最大的就是教练员和场上运动员。在正规比赛中，各队教练员可以在自己的区域内活动指挥自己的球员，当教练员和队员进行活动时，会干扰到临场裁判员，这时临场裁判员要时刻保持清醒的大脑。其次，在遇到激烈或者决定胜负的比赛时，观众的呐喊声震耳欲聋，有时甚至会覆盖临场裁判员的哨声，这在一定程度上给临场裁判员增加了不少心理压力。球迷喜欢自己的球队，想让自己的球队获得胜利，但是他们对篮球规则理解比较肤浅，往往会质疑临场裁判员的判罚，所以会经常对临场裁判员的判罚产生质疑，会对临场裁判员进行不理智的指责和谩骂等。临场裁判员要坚定自己的判罚，不能受到其他人的干扰。最后，记录台的工作人员和自己搭档。记录台人员可能由于紧张等一些原因出现一些失误，临场裁判员要保持头脑清醒，不能受其影响 [ 3 ] 。自己的搭档在进行某个判罚时，可能由于角度不同而出现不同的判罚，或者是出现配合失误等一些原因，我们要客观理性地处理这些问题，绝不能因为这些而影响接下比赛的正常进行。 2.4. 职业道德因素 2.4.1. 思想重视程度 裁判员应该积极地做好每一场比赛的工作，不管双方实力如何，准备好每一场比赛是裁判员应有的职业道德。如果临场裁判员对比赛没有进行赛前准备，不清楚比赛的实际情况，对比赛不够重视，没有充分掌握双方球队的战术区别，对于不同的进攻方式提前预判出犯规地点，犯规手段。没有积极的采取应对措施和准备，依然采用同一种判罚方式，这样会影响比赛的顺利进行。 2.4.2. 公平，公正，无私 篮球运动已进入职业化的时代，中国是人情社会，裁判员会受到各种物质和经济利益的影响，使一些篮球裁判员的价值观发生了深刻变化，无法抵挡住各种诱惑的存在。裁判员既要遵守职业道德，又要实现自我价值 [ 4 ] 。在场上要严格按照篮球裁判法和篮球规则进行执裁。特别是在一些小级别比赛中，很多裁判会为了所谓的人情而去吹“偏哨”，这不但严重影响临场裁判员自身价值和临场的心理稳定，也影响到他人对比赛的看法和公平性。 2.5. 突发不可控因素 在篮球比赛中，临场裁判员在进行裁定执法时，会根据场上相关行为作出相应的判罚。然而在篮球赛场上，比赛情况风云变化，即使在比赛前临场裁判员开好了赛前准备会议，但仍然会有一些突发情况发生。而这些突发情况的出现对于临场裁判员来说是一个巨大的挑战，需要临场裁判员及时作出调整进行应对，同时也会对其执法裁定造成一定的影响。其中最常见的就是在一些关键赛事中，由于场上队员对抗过于激烈，球员的动作过大造成的队员之间的无意冲撞，就会引起对方球员们的情绪，继而产生口角，场边的队员会因此情绪不稳定，出现打架斗殴的情况，甚至上升为群体事件。裁判员临场的反应与公正裁决会对该场比赛产生较大的影响。一旦出现这种情况下，裁判员决不能参杂自己的情绪在判决里面，要绝对的公平公正，如果出现偏袒一方，或者判罚尺度有所改变，将会影响整场比赛的顺利进行，和影响临场裁判员的声誉 [ 5 ] 。一般在这种情况下，临场裁判员的情绪会出现较大的波动，自身的判断力也会下降，这时应该积极需求同伴的帮助，共同完成比赛，否则将会失去对整场比赛的控制，丧失临场裁判员应有的作用。
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user: 3. 建议 1) 篮球临场裁判员需要具备充足的体能，才能更好的应对场上出现的复杂情况，选择正确移动位置，做出准确的判断。临场裁判员要具备过硬的心理素质，遇事不慌张，遇到突发情况冷静思考，需求同伴帮助。 2) 扎实系统学习理论基础知识，请教相关老师、专家。做出的判罚有理有据，才能更好的完成比赛任务。多参加各种篮球比赛，遇到问题积极求教老师，认真反思自身问题。 3) 谨慎处理临场裁判员，教练员，队员，观众等的关系，每次判罚都应有理有据，不与他人过多解释，做好自己的本职工作。不畏外界的压力，全身心的投入到比赛当中。 4) 树立正确的思想价值观，时刻提醒自己是一名合格的篮球裁判员，不能因个人感情而违背体育道德，不能因小失大，失去自身声誉 [ 6 ] 。要树立正确的价值观，为篮球裁判事业贡献出自己的微薄力量。
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user: 4. 小结 通过本文对影响篮球裁判员临场判罚因素的分析，我们可以清楚的了解到在一场赛事中，能够对临场裁判员做出正确判罚的影响因素有许多，除了自身内部原因外，还有外部原因。身为一名合格的篮球裁判员，不但要有最基本的身体素质和过硬的心理，也要有能够合理的应对外界的社会因素及场上突发情况等的影响，那么要切实做好公平公正的赛事制裁，克服这些因素对自身判罚造成的影响，这样才是判断一名优秀裁判员不可或缺的重要标准。
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user: 摘 要 本文介绍的机械臂是一种介于第二代与第三代机械臂之间的机械臂，采用模糊控制器 [ 1 ] ，利用模糊控制不依赖于对象模型、响应速度快和鲁棒性 [ 2 ] 强的优点实现机械臂控制更准确、稳定，实现自动取物，放物等功能。通过具体建立一个主动机器视觉定位系统，适用于工业机器人对零件工位的精确定位。采用基于区域的匹配和形状特征识别相结合的图像处理方法，能够快速准确地得到物体的边界和质心，进行数据识别和计算，再结合机器人运动学原理控制机器人实时运动以消除此误差，满足工业机器人自定位的要求。 关键词 :模糊控制器 [ 3 ] ，视觉定位系统，实时运动 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 绪论 机器人是典型的机电一体化设备，不仅在制造业、农业、医疗、海洋开发、航天工程等方面得到了越来越广泛的应用，而且已经渗透到人们生活的各个方面，随着工业机器人向更深更层次的发展以及机器人智能化水平的逐渐提高，机器人的应用范围还在不断地扩大。国内外专家预测机器人产业将是继汽车、计算机之后出现的新型高技术产业。在这样的背景下，机器人技术与相关方面的人才的需求也在迅速增加，各高校也相应加大了对机器人技术人才的培养力度。 为了促进我国在该领域相关行业的发展需求，培养机器人的设计、研发、生产等方面的人才，很多高等院校已经开设机器人学课程。但关于该课程的实践教学手段并不是很成熟，有些院校购买国内外较成熟的工业产品用于实践教学，但是并不具备开放性，学生无法更深入地了解其内部构造以及信息流的控制过程。 本课题的主要研究目的是将多自由度开放式机械手臂、模糊控制器及主动视觉系统有机结合，尝试设计出一种智能化、自动化程度较高且具有一定环境适应能力的智能化机械手臂，研究相关模糊控制算法，实现机械手臂在不同环境下的自动识物、取物及运移，并可与智能小车结合实现更广泛的应用。与此同时，该系统也构成一套开放式运动控制实验平台，与单片机原理、嵌入式技术、运动控制、模糊控制等紧密衔接，有利于深入地了解其内部构造以及信息流的控制过程，因此具有较好的推广应用价值。
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user: 2. 视觉系统模型研究 本题目建立了一个主动机器视觉定位系统，用于工业机器人对零件工位的精确定位。采用基于区域的匹配和形状特征识别相结合的图像处理方法，该方法经过阈值和形状判据，识别出物体特征，能够快速准确地得到物体的边界和质心，进行数据识别和计算，再结合机器人运动学原理控制机器人实时运动以消除此误差，满足工业机器人自定位的要求。 2.1. 基于位置的视觉伺服系统 采用基于位置的视觉伺服控制结构。使用CCD摄像机和USB连接线，将视频信号输入计算机，并对其快速处理。首先从图像中提取图像特征，然后利用图像特征与目标的几何模型、摄像机模型来确定所求目标并估计目标与摄像机的相对位置；目标与摄像机相对位置的估计量与其期望值相比较后，产生的位置误差量送入笛卡尔坐标控制模块 [ 4 ] 。基于位置的视觉伺服系统控制结构见图1。 摄像头与目标的相对位置是通过机械手末端坐标与固定坐标系的关系矩阵T (T已知)间接获得。基于位置的视觉伺服系统在实际应用中较为便利。 本设计中机器人视觉定位系统功能模块图如图2所示，在关节型机器人末端安装单个摄像机，使工件能完全出现在摄像机的图像中。系统包括摄像机系统和控制系统： 1) 摄像机系统：由单个摄像机和计算机(包括图像采集卡)组成，负责视觉图像的采集和机器视觉算法； 2) 控制系统：由计算机和控制箱组成，用来控制机器人末端的实际位置；经CCD摄像机对工作区进行拍摄，计算机通过本文使用的图像识别方法，提取跟踪特征，进行数据识别和计算，通过逆运动学求解得到机器人各关节位置误差值，最后控制高精度的末端执行机构，调整机器人的位姿。 2.2. 基于位置的视觉伺服系统硬件设计 2.2.1. 工业摄像头 本次课题选用的工业摄像机是USB2.0接口的MindVision CMOS相机，支持二次开发。工业摄相机提供了提供丰富的图像处理接口，算法关键部分采用了硬件加速功能，在有效的提升图像质量的同时降低CPU占用率，具体参数及实物图如图3、表1。 图1. 基于位置的视觉伺服控制结构框图 图2. 机器人视觉定位系统功能模块图 图3. 工业摄像机实物图 Table 1 Industrial camera paramete 焦距 6~12 mm 通光口径 F1.6 靶面尺寸 1/2‘’ 接口 CS 水平视场角 53˚~28˚ 变焦 手动 聚焦 手动 光圈 手动 最小物距 0.2 m 最远物距 20 m 尺寸 ψ32 × 45 净重 78 g 有效操作温度 负20˚C ~正60˚C 表1. 工业摄像机参数 2.2.2. 摄像机支架 摄像机支架主要实现支撑、稳定工业摄像机，协助工业摄像机完成实时采集的作用，以便摄像机在实时采集时更加稳定，考虑到所需支架对强度的要求不是很高，并且资金也并不是很宽裕，所以便采用实验室木板自己简单设计加工了两个木质支架，分别协助工业摄像机完成俯拍和侧拍任务 [ 5 ] ，实物图4、图5。 2.2.3. 机械手臂 本次研究采用基于成型的多自由度机械臂平台设计模糊控制器，并结合PC机实现对机械臂的控制，如图6、图7所示。 机械臂一种是模拟手臂功能的机械结构。多关节机械臂是最接近人类手臂的结构。它由许多接头组成，一系列刚性机构通过一系列柔性接头连接成的开链结构，具有接受指令，精准地定位到三维(或二维)空间上的具体某一点进行作业的功能。每个关节通过舵机驱动。各种较为复杂的操作可由不同的关节驱动组合而成。这些连杆就好比人的骨架，分别类似于胸、腹和颈，而关节相当于人体的各种如肘关节、 图4. 俯视图支架 图5. 侧视图支架 图6. 机械臂实物图 图7. 51主控板 膝关节和腕关节 [ 6 ] 。机械臂的最前端装有手爪型的末端执行器，手爪类似一个夹子可以进行“开”与“合”，实现抓取动作和细微操作。手臂的动作幅度一般较大，通常进行宏操作，机械臂模型如图8所示。 每一个关节的运动由舵机控制，旋转的角度有电平脉冲宽度控制，从而实现每一个具体转动角度，如图9。 图8. 机械臂结构设计图 图9. 脉冲宽度与舵机旋转角度关系图 2.3. 基于位置的视觉伺服系统软件设计 使用HALCON [ 5 ] 软件进行机器人手眼标定目的是为了得到机器人基准坐标系相对于摄像头坐标系的位姿。该位姿参数的精确性也会直接影响到机械手对目标点的定位精度。 在进行手眼系统的标定时，必须提供标定板中所有黑色圆点的三维坐标值及其对应的图像像素值。在每幅标定图像中，还必须提供黑色圆点的三维坐标值，对应的像素值以及三维点的个数。 由于本设计只使用了单个相机，在未知目标工件三维模型的情况下，无法获取目标物体在相机光轴方向上的深度信息。这就需要在此引入参考坐标系，且让该参考坐标系与目标物体的坐标系是处在同一个平面上。这样就能通过标准的标定板信息引入所需的深度信息。 对含有目标物体的图像，首先将其进行灰度 [ 7 ] 化处理，然后选取可抓取的区域范围，再进行阈值化处理，最后进行区域填充与形状选择，从而得到目标物体。得到目标物体后进行简单的blob分析，其边界就被转化为XLD轮廓。在提取出边界轮廓之后，寻找其中长直的平行边从而就可以得到四个端点，那么，抓取点就在各端点的中央位置。 2.3.1. 目标物形状识别模块 目标物形状识别模块主要完成的功能是实现机器人对简单几何形状目标物的识别，例如，在二维图像中辨别正方形，三角形或者圆形等，在采集三维空间立体几何模型图片后识别正方体，圆柱体或球等。程序流程图如图10。 2.3.2. 目标物颜色识别模块 目标物颜色识别模块主要完成的功能是实现机器人对目标物基本颜色的识别，程序流程图见图11。 2.3.3. 目标物大小识别模块 目标物大小识别模块主要完成的功能是实现机器人对目标物尺寸的识别，程序很容易实现求得目标物的面积大小，在识别图形的基础之上便很容易求出几何目标物的基本参数，程序流程图如图12。 2.3.4. 机器视觉控制机械手臂的抓取目标物 在后期机器视觉系统与机械臂相结合时，机械手臂的控制是采用的模糊控制，需要视觉系统实时发送机械臂末端坐标以便控制器下达下一步的指令，程序流程图见图13。
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user: 3. 机械手臂模糊控制系统研究 3.1. 系统组成 整个机械臂模糊控制研究系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括多自由度机械臂和上位机。本文提出的机械臂控制方案是以视觉定位与模糊控制相结合的一种机械手臂控制方案。在机械臂控制过程中，通过视频采集装置获得机械手的精确位置，并将获取的机械手的坐标信息与由机械手计算的初始坐标信息进行比较，获得机械手的角度差。模糊控制器以角度差和差值变化率作为输入信号运算得出输出控制信号，实现对机械手臂运动的微调。机械臂的整个控制系统构成闭环系统，以实现调节运动过程的不断反馈。根据实践需要，系统内部包括通信模块、界面显示模块、模糊控制模块、数据读取模块和运算模块等部分组成，如图14所示。 从图中可以看出，系统是通过在固定位置安装摄像机，通过摄像头实时获取机械臂运动过程的视频图像信息，对视频图像的进行分析处理，实现机械臂手爪运动位置的精确定位。运动过程中产生的与理论的运动轨迹之间的差值被发送到模糊控制器，模糊控制器根据预设的模糊控制规则对机械臂轨迹进行模糊控制输出，将控制结果发送到机械手的运动驱动装置中，调整机械手的运动角度，改变机械臂的轨迹路径，使得机械手到达预定目标位置。因此基于视频图像的采集，分析和处理是设计模糊控制系统实现机器人运动的精确控制的先决条件。系统的具体运行步骤如下： 第一步：正确摆放目标物、机械臂和摄像机，将机械臂位置进行初始化，启动摄像机对机械臂爪子与目标物实时定位。 第二步：利用机械臂控制系统内部编写的运算模块，计算从起始位置坐标到运动目标位置坐标之间 图10. 形状识别流程图 图11. 颜色识别流程图 图12. 大小识别流程图 图13. 机器视觉结合机械手臂流程图 图14. 机械手控制系统总体组成结构图 的关节角度及角度差，给出机械臂在运动过程中各运动关节的实时控制信号，以及关节到达指定目标位置时，其各个关节节点的最终状态值，如各个关节的运动角度等信息。 第三步：机械臂运动控制系统计算机械臂各个关节节点在不同时刻的角度及角度变化率信息，输入到机械臂模糊控制器，通过模糊控制器输出机械臂的运动控制信息，控制机械臂运动。 第四步：机械臂运动控制信号驱动机械臂持续运动，根据摄像机不断反馈的位置信息对机械手的运动过程进行监控并对机械臂的发出调整信号。当机械手运动达到指定的目标位置时，由摄像机获取机械臂爪子坐标，根据此坐标计算出各主要关节点角度信息与预先计算的角度信息进行比对，如果二者之间的差值小于预先设定的范围，则机械臂停止运动，完成机械手运动过程的控制任务。 3.2. 模糊控制模块 本文中的模糊控制模块主要实现对输入的变量进行模糊运算得到输出结果的功能。模糊控制模块的内容主要有建立输入和输出的模糊集，定义输入输出变量和制定模糊控制规则。功能是对输入的变量进行模糊化和模糊运算，最终得到输出变量控制机械臂。 本文研究分别运用了一个云台模糊控制器和三个关节模糊控制器，总体设计思路如下： 1) 模糊化接口 模糊化 [ 8 ] 是通过在控制器的输入和输出量上定义语言变量将精确的输入和输出值转换为模糊语言值。模糊化的设计过程实际上是定义语言变量的过程。本文中，机械臂云台模糊控制器中将云台角度与目标角度的角度差及角度差值变化率作为输入量，机械臂的关节模糊控制器将关节现在角度与预设角度的角度差和差值变化率分别作为输入量，进行模糊化。 ① 确定语言变量。针对模糊控制器的每个输入、输出量，各自定义一个语言变量。因为对机械臂控制输出的判断，往往不仅根据角度的变化，而且还根据角度的变化率来进行综合评判。所以，在机械臂的模糊控制器设计中，取机械臂角度与目标角度的角度差Ɵ及角度差值变化率ΔƟ为模糊控制器的两个输入，则在Ɵ的论域上定义语言变量“角度Ɵ”，在ΔƟ的论域上定义语言变量“角度变化率ΔƟ”；在输出控制量angle的论域上定义语言变量“角度angle”。 ② 设计语言变量论域。在定义了语言变量的个数和名称之后，接下来要定义的是各语言变量的论域。模糊控制系统进行在线运行时，为了提高运算速度，模糊控制器常常以模糊控制查询表的形式出现。该表反映了通过模糊控制算法获得的在给定离散点处的模糊控制器输入和输出值的对应的关系。为了方便生成控制查询表，在模糊控制器的设计中，语言变量的域通常定义为有限的离散整数。本文中机械臂云台控制器的论域分别为Ɵ[−180，180]，ΔƟ[−180，180]，angle[−180，180]。机械臂的关节控制器的论域分别为Ɵ1[−90，90]，ΔƟ1[−90，90]，angle1[−90，90]。 ③ 定义各语言变量的语言值。在语言变量的论域上，可将Ɵ、ΔƟ和angle划分为{“正大(PB)”，“正中(PM)”，“正小(PS)”，“零(ZO)”，“负小(NS)”，“负中(NM)”，“负大(NB)”}七档。选择更多的“档”，“级别”，即对于每个变量进行更多状态的描述，制定规则时回更加灵活详细，但相应的规则也将变得越来越复杂。选择较少“档”，“级别”，规则相应较少，实现方便，但会使控制效果无法达到预期效果，因此在选择模糊级别时要同事兼顾规则简单和控制效果。 ④ 定义各语言值的隶属函数 [ 9 ] 。隶属函数的类型通常有：正态分布型(例如高斯基函数)、三角型和梯型。确定模糊语言变量的隶属函数时需要考虑隶属函数曲线形状对控制性能的影响和隶属函数曲线的分布对控制性能的影响。本文采用三角形隶属函数，如图15所示。 经过以上四步的定义后，精确的模糊控制器输入、输出论域值就可以用模糊的语言值来描述了。 2) 规则库 规则库由一系列基于专家经验得出的控制规则组成，按照“IF…is…AND…is…THEN…is…”的 图15. 三角形隶属度函数 形式表达。规则库也可以用矩阵表的形式进行描述。 3) 模糊推理 模糊推理是一种近似推理，模糊推理是模糊决策的基础，是形成模糊控制的前提。模糊控制器将实际输入的模糊取值根据控制规则中的输入输出模糊关系，通过模糊推理，得到输出的模糊状态。 4) 清晰化接口 模糊控制系统输出给执行机构的信号是精确值，所以要将模糊推理得到的模糊输出值转化为精确控制量，才能施加于被控对象。本文中采用加权平均法进行模糊输出值的清晰化。 经过模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口的设计，一个完整的模糊控制器就构建成功了。本文模糊控制规则以模糊控制表的形式表示，如表2所示。 3.3. 通信模块 通信模块包括上位机与摄像设备间的通信以及上位机与机械臂之间的通信。上位机与摄像设备间的通信：将摄像机获取的机械臂与目标物位置信息存入TEXT文档，再由上位机程序读取此文档，得到机械臂控制程序的输入量。上位机与机械臂通信：用C#编写串口程序，包括端口选择，波特率选择，数据接收，机械臂初始化，复位和发送控制指令等功能。 3.4. 界面显示模块 界面显示模块包括端口设置、接收数据窗口、测试窗口以及各种功能按钮，如图16。
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user: 4. 模糊控制与视觉结合运行调试 将摄像机固定地安装在机器人工作空间的某个位置，如正上方或斜侧方等，可获得固定的图像分辨率，并可同时获取有关机器人及其周围环境的图像信息，便于将视觉系统集成到控制中。机器人通过摄像机拍摄目标小球的图像，并提取其特征(目标小球在图像2D坐标中的横坐标x，纵坐标y和小球半径r)来构成位置闭环。模糊视觉控制器根据图像特征的误差根据模糊控制规则得到机器人三个关节位置的期望变化率。机械臂位置伺服控制器再根据这些变化率来控制机械臂各关节运动，使机械臂末端手爪朝着目标运动。 4.1. 测试方法 本次研究的调试分为两个大的步骤，一是与视觉结合之前，通过手动输入坐标值进行系统调试。二是与视觉结合后通过自动获取坐标值进行调试。 Table 2 Fuzzy control table [10 NB NM NS ZO PS PM PB NB NB NB NB NM NM NS NS NM NM NM NM NM NS NM ZO NS NM NM NS NS ZO ZO ZO ZO NM NS NS NS PM ZO PS PS NS NS ZO ZO PM PS PM PM NS ZO ZO ZO PS PS PM PB ZO ZO PS PS PS PM PB 表2. 模糊控制表 [ 10 ] 图16. 界面显示模块 1) 手动输入坐标值 放置机械臂与目标物，确定坐标系，通过C#的文本框分别输入机械臂爪子和目标物的坐标值，机械臂运动停止后再次输入当前位置坐标，直到机械臂完成指定任务，以此测试模糊控制器的设计、程序运算过程的编写是否合理。具体测试如图17所示。 在测试过程中发现，机械臂运动偏差很大，通过不断调整模糊集依然无法解决，最终发现是由于没有正确编写闭环控制程序，导致系统并没有构成闭环系统，经过不断修改程序该问题得到解决。 2) 自动获取坐标值 放置正确机械臂、目标物以及摄像机位置，打开机械臂复位，打开机械臂和摄像机的上位机控制软件，连接蓝牙，打开串口，点击“图像初始化”和“实时采集”按钮，通过测试与调试确保机械臂与摄像机的坐标系重合。摄像机实时获取目标物与机械臂爪子的坐标，存放在TEXT中，通过机械臂上位机软件实时读取坐标，输入程序进行运算进而控制机械臂运动。在这个过程中，需要不断调整摄像机与机械臂的位置使坐标重合，如图18、图19。 4.2. 机器视觉结合机械臂的调试 在自动获取坐标值调试的过程中，出现了机械臂单步调试正常，连续调试无法实现控制的情况，经过检查发现，摄像机实时获取坐标的频率过低，无法跟上机械臂的运动速度，导致无法准确控制机械臂。在一开始的运算控制程序中，直接根据模糊控制器输出的角度值换算成代码 [ 6 ] 控制机械臂关节运动，由于每个代码代表机械臂关节的一个固定位置，导致运行时机械臂大幅度摆动 [ 11 ] ，没有得到有效控制。后来将大的角度分解成数个小角度后依次输出，使机械臂实现平稳运动，如图20、图21。 图17. 手动输入坐标值测试 图18. 机械臂控制界面 图19. 机器视觉结合机械臂视觉窗口 [ 12 ] 图20. 目标物和机械手臂末端坐标示例图 [ 13 ] 图21. 目标物和机械手臂末端坐标示例图 [ 14 ]
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user: 5. 总结 本文进行了结合视觉伺服的机械手臂模糊控制研究，应用模糊控制理论 [ 15 ] ，利用C#编写上位机控制程序，包括模糊控制器、人机界面和运算程序等，实现了机械臂的自动取物放物的功能。 在本次研究中，首先遇到的一个问题就是C#语言的学习使用，由于以前没有接触过，所以在最初的学习中走了很多弯路。经过多种途径的学习，对Visual Studio [ 16 ] 的使用有了一定了解，后续的编程过程才得以进行。接下来的软件设计过程，首先将模糊控制理论与C#结合，了解C#中的每条语句所代表的有关模糊理论的含义，设计模糊控制器。由于没有准确找到问题所在，在调试过程中模糊控制器参数的设定上花费了大量时间。 在编写机械臂运算控制程序时，由于编写错误导致系统并没有构成反馈。导致调试结果始终不尽如人意。后续与视觉伺服结合时，存在摄像机与机械臂坐标系不一致，摄像机获取坐标速度跟不上机械臂运动速度等问题，使机械臂运动无法达到预期效果。经过不断修正，最终解决了上述问题。 在本文的研究中仍旧存在很多不足，例如控制算法不够准确，使机械臂的控制不够精准平稳；由于缺少工程实践经验，导致模糊规则 [ 17 ] 制定不够完备，并且在工程中遇到很多问题无法有效解决。在后续的研究中，可以尝试加入更多新技术，例如自适应、PID控制 [ 18 ] 以及神经网络等，与模糊理论相结合，使控制更精准，可靠性更好。还可以将机械臂的控制规则等进一步完善，使机械臂实现更多功能，控制更加平稳准确。
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user: 摘 要 目的：介绍蒙医抗衰老研究成果，为临床提供疗效可靠、无副作用的抗衰老手段。方法：从蒙医经典著作、基础理论、抗衰老实验研究及配伍规律实验研究等角度进行文献综述。结果：1) 蒙医抗衰老理论经过实验研究得到了验证，发现稳定抗衰老作用的顶会穴、赫依穴、胃穴、火衰穴、肾穴、萨木秀穴等6个穴位。2) 基于实验基础成果，建立了赫依亢盛、胃火减弱、赫依血运行异常、翁格吉勒衰弱等假说。3) 用蒙医理论初步揭示了蒙医灸疗法抗衰老多穴组穴配伍规律。结论：研究证明，蒙医灸疗法是有效安全简单便捷的抗衰老方法，广泛推广该疗法对蒙医灸疗法抗衰老临床研究起到促进作用。 关键词 :蒙医灸疗法，抗衰老，组穴配伍规律，假说 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 蒙医灸疗法是用灸草柱或灸草条在体表的一定穴位上烧灼、熏熨、借灸火的热力以及药物作用，达到治病、防病的一种峻疗法 [ 1 ] 。它具有助胃火，调和气血，调理体素，强壮身体的功效 [ 2 ] 。从蒙医经典著作、基础理论实验研究方面传统理论综述如下：
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user: 2. 蒙医抗衰老理论 蒙医学认为衰老最根本原因是赫依、希拉、巴达干失去平衡而造成 [ 3 ] 。人体是依赖赫依、希拉、巴达干动态平衡而维持生命运动，在正常情况下，三根(赫依、希拉、巴达干)之间相互依互相制约，处于相对平衡状态，故人体功能得以正常运转 [ 4 ] 。人的生命过程中始终遵循这个规律。近年来有的学者 [ 5 ] 对蒙医经典理论一步分析研究，提出衰老是由于机体三体素失去平衡、胃火减弱、精化与糟粕分解功能减退、肾虚、身心疲劳过度疲劳所致的新观点。 2.1. 赫依亢盛 人到老年，机体逐步变成赫依偏盛体质，赫依亢盛而使三根失衡，赫依的偏盛引起多虑、多梦、健忘、甚至痴呆等思维判断能力减弱等症状，赫依的偏盛也可能导致肾气虚，出现容易疲劳、萎靡不振、皮肤松弛、毛发脱落、老年斑、骨质疏松等症状。赫依为希拉、巴达干二者能以保持相对平衡状态的调节者，同时也是一切疾病的前导者和播撒者 [ 6 ] ，然而“蒙医灸疗是赫依之邪，抑制赫依病扩散 [ 1 ] 。”对此《甘露四部》中记载“施灸顶会穴、脊柱第一、第六、第七间隙和黑白际穴可去除赫依疾病 [ 7 ] ”。斯钦图、阿古拉等 [ 8 ] 通过实验研究得出施灸赫依穴可提高衰老模型大鼠的体重、记忆力及学习力。 2.2. 胃火减弱 胃火是人体进行精化与糟粕分解的主要动力，胃火平且充足时，改善食物消化和精化与糟粕分解，七素、三根得以补充，使人容光焕发、精力充沛，机体处于健康状态 [ 9 ] 。胃火减弱时临床上常出现食欲不振、消化不良、胃胀、恶心呕吐等症状。灸胃穴、剑突穴、痞穴、火衰穴等穴可以对胃火衰败、消化不良有明显效果 [ 6 ] 。阿日嘎太 [ 10 ] 等对蒙医经典进行分析研究认为灸疗法是通过施灸胃穴、火败穴、心窝穴助胃火而其抗衰老作用。乌云格日乐 [ 11 ] 用实验证明了蒙医灸“胃穴”对FD模型大鼠GAS有提高作用。 2.3. 赫依血运异常 赫依血是人体生命活动的动力，也是根源。赫依血运行正常则人精神焕发，有旺盛的抵抗力而保持健康。相反，赫依血运行异常或发生紊乱则人体健康受损并影响各脏腑器官功能而生病 [ 12 ] 。调节赫依血运行是蒙医学基本治疗原则之一，从现代医学方面来看跟增强免疫力和抵抗力有着紧密的关联。包哈申、包伍叶 [ 13 ] 通过实验研究得出蒙医灸疗具有提高衰老大鼠脾脏指数和胸腺指数作用。 2.4. 翁格吉勒衰弱 蒙医学认为肾脏是调节人体体液，补养翁格吉勒(生殖之精华)的脏器，只有翁格吉勒处于旺盛状态时人们思路清晰、精神焕发、各种生理功能顺利进行 [ 14 ] 。人体受到风寒之邪等外因影响时体素失去平衡，赫依偏盛，出现容易疲劳、萎靡不振、皮肤松弛、老年斑、骨质疏松等症状。因老年人属于赫依型体质，遇到上述外因时，出现乏力、视力模糊、记忆力减退、萎靡不振等赫依偏盛症状，临床上多以固精补肾，补养翁格吉勒功效之等药物及灸脊柱第十四穴，能够得到满意效果。近年，斯钦图、娜仁格日勒 [ 15 ] 等通过实验研究证明了蒙医灸疗“肾穴”具有固精补肾，补养翁格吉勒功效。
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user: 3. 现代研究方面 3.1. 抗自由基抗氧化及对脂质代谢的影响 自由基是在体内氧化代谢过程中产生的，它是与核蛋白和脂肪等物质反应生成的相应氧化物和过氧化物。随着年龄的增长，自由基水平也逐渐升高，在体内发挥强氧化剂作用，产生MDA、CAT等过氧化脂质产物，造成细胞损害，最终导致衰老。如今有很多研究表明，灸疗具有较强的抗自由基、抗氧化功能。斯钦图、阿古拉 [ 16 ] 等研究证明蒙医灸疗通过清除体内自由基及代谢产物、抗氧化而达到抗衰老目的。包伍叶 [ 17 ] 研究发现蒙医灸疗通过抗氧化作用延缓衰老，具有调整机体功能和保健抗衰老功效，该团队前后发现顶会穴、赫依穴、胃穴、火衰穴、肾穴、萨木秀穴等6个穴位具有稳定的抗氧化等抗衰老作用。 3.2. 对血液循环的影响 随着年龄的增长人体出现血液循环和微循环障碍，血液粘度、稠度异常、纤维蛋白原增高等，呈现出一种嗜血栓状态，使人体在衰老过程中出现多脏器和组织的功能减退。张周良 [ 18 ] 等艾灸健康人后，发现红细胞聚集程度改善，血液粘度降低，血流速度加快，外周血管阻力降低。李丽娜 [ 19 ] 等研究发现艾灸可减低血液粘度，提高红细胞的变形能力，改善红细胞聚集性。 3.3. 对免疫系统的影响 免疫功能反映机体抗病能力，随着年龄的增长，机体免疫系统T细胞与B细胞的数量和功能逐渐降低，抗感染能力降低，并发生体液免疫性改变，机体免疫功能降低，从而免疫性疾病和癌症的发病率增高，可以说提高机体免疫功能可以延缓衰老。高希言 [ 20 ] 等采用D-半乳糖造成衰老小鼠模型，艾灸督脉要穴发现可明显改善衰老小鼠的免疫功能。说明艾灸能通过提高免疫功能而起到抗衰老作用。赵策力木格 [ 21 ] 研究得出蒙医开窍补肾灸疗法，增加衰老模型大鼠胸腺指数、脾脏指数，从而提高集体免疫能力和抗氧化能力，达到抗衰老目的。 3.4. 对基因表达的影响 近年来我们承担的国家自然基金课题——“蒙医灸疗法抗衰老组穴配伍规律实验研究”(批准号30760323)等研究中验证了顶会穴、胃穴、肾穴、火衰穴等穴位具有稳定的抗衰老作用，探讨蒙医灸疗法对胃、肝、肾、脑等器官相关蛋白表达以及细胞周期调控信息影响等方面做了有意义的尝试。这对从基因层面上多器官多途径阐明灸疗法抗衰老机理打下了良好的基础。杜艳军 [ 22 ] 等通过研究发现艾灸疗法能有效阻止促凋亡蛋白的增多，促进抗凋亡蛋白的功能，抑制细胞凋亡的发生，进而延缓神经元的老化。宫菲 [ 23 ] 研究发现保健灸可以一直起始因子caspase-3引发的细胞凋亡，并通过上调bcl-2蛋白的表达而起到延缓衰老的作用，上述研究成果对我们将来研究提供思路，我们承担的国家自然基金项目——蒙医开窍补肾灸法抗衰老配穴原理实验研究(81341118)中得到了验证。
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user: 4. 组穴配伍规律及配穴原理 4.1. 配伍规律 蒙医灸疗法抗衰老组穴配伍规律实验研究得知，具有抗衰老作用的有效穴位之间存在着协同性和对抗性特点。孟克布和 [ 24 ] 研究发现蒙医三穴配伍灸疗法中“赫依穴”“肾穴”“精府穴”配伍灸法对衰老模型大鼠SOD、MDA、CAT有调节作用，对学习记忆力及免疫力有提高作用。而“赫依穴”“胃穴”“肾穴”配伍灸法对衰老模型大鼠胸腺指数及免疫力的作用不明显，我们现在承担的内蒙古自然基金项目—蒙医镇赫依开窍补肾灸法抗衰老配穴原理实验研究(2016MS08123)中对组穴配穴规律进行进一步的探讨。 4.2. 经典灸疗法配穴原理 蒙医经典灸疗法以蒙医学整体观为指导思想，调和气血，加强精化与糟粕分解，强肾固精，辩证施治为治疗原则，形成了独特的抗衰老理论。赵策力木格 [ 25 ] 等通过蒙医开窍补肾灸法抗衰老配穴原理实验研究发现，蒙医开窍补肾灸疗法灸疗“顶会、萨木秀穴”配伍组外其余各组穴配伍法均有抗衰老作用，其中“顶会、萨木秀、胃穴”组穴配伍的抗衰老作用最为稳定。提示了抗衰老穴位间具有协同性和对抗性特点。
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user: 5. 总结 衰老是一种发生于机体多系统、多器官的结构破坏和功能紊乱的缓慢变化过程。近年来我们在挖掘蒙医经典文献理论依据的基础上运用现代实验方法验证了具有抗衰老作用的有效穴位、从而探索蒙医灸疗法抗衰老作用机理和组穴配伍规律取得了可喜的成果，如：基于实验基础成果，建立了赫依亢盛、胃火减弱、赫依血运行异常、翁格吉勒衰弱等假说。用蒙医理论初步揭示了蒙医灸疗法抗衰老多穴组穴配伍规律。研究证明，蒙医灸疗法是有效安全简单便捷的抗衰老方法，广泛推广该疗法对蒙医灸疗法抗衰老临床研究起到促进作用。
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user: 摘 要 根据碳气化反应(CO 2 +C=2CO)能够吸收大量热量和消耗许多二氧化碳的性质， 文中阐述了利用捕捉的CO 2 和碳作为生产CO的原材料， 把电能转变为化学能， 并加以贮藏和减排的理论依据、生产流程、主要生产设备、贮能减排和节能减排效果， 经济效益、能耗等. 结果认为这个方法贮能减排显著、能耗低、经济效益明显、生产技术可行。但是这是一个特大的工程项目，要多方面协作，要由国家统一安排实施。 关键词 :捕碳，碳气化，贮能，减排 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 地球气候变暖，极端气候频发，给人类的生存带来严重威胁。2015年，联合国巴黎气候变化会议以后，减排捕碳成为全球各国统一行动。保护地球，保护人类的生存环境，迫在眉睫，刻不容缓。 从网上看，有关捕碳，人们的注意力似乎全集中在捕碳掩埋技术路线，即CCS (Carbon Capture and Storage)技术路线。目前，全世界有近200个捕碳项目，有许多捕碳公司，投入的资金也很大。有关CCS技术路线，也有许多议论，如费用高，掩埋地方有限以及存在安全隐患等问题，因此，捕捉封存技术路线是否是久长之计，值得人们深思。 依靠捕捉的CO 2 贮能减排也许是一个实现有效减排的好方法。
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user: 2. 利用捕捉CO 2 贮能减排的理论依据 利用捕捉的CO 2 贮能减排或生产煤气是基于碳的气化反应， 即： [ 1 ] (1) 或 [ 2 ] (2) (3) 式(1)又称布氏反应(Boudouard)，是一个非常重要的工业反应。煤气发生炉生产煤气、高炉炼铁、鼓风炉炼铜、隧道窑生产海绵铁、钢铁零件表面固体渗碳等工业生产，全是依靠这个反应。工业生产中应用已有百余年历史。 这个反应是吸热反应，由式(1)的热效应计算得到1公斤碳气化后生成CO吸收的热量是13，525 kJ，可折合为3.76度电的发热量。与此同时，消耗了3.67公斤CO 2 ，也就是说，贮存1度电，同时减少了约1公斤CO 2 的排出。 这就是利用捕捉的CO 2 把电能转变为化学能，实现贮能减排的理论依据。 从图1看出，当反应温度在950℃时，气相中CO的浓度几乎达到100%。 图2 [ 3 ] 为CO 2 与焦碳反应气相成分与温度和时间的关系。从图2看出，在1000℃以下，反应速度很慢，当温度达到1200℃，反应速度就很快，只需几秒就达到平衡。由此，气化贮能生产的工作温度应该在1200℃左右。 图1. 碳气化反应达到平衡时气相成分与温度的关系 [ 4 ] 图2. 二氧化碳与焦炭反应，气相成分与温度和时间关系
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user: 3. 气化贮能发电生产工艺流程 捕碳气化贮能发电生产流程示意图如图3所示。 捕捉的CO 2 + 煤碳粉在电热煤气发生炉内发生反应生成CO (CO 2 + C = 2CO)。生成的CO进入CO贮气罐贮存。CO从贮气罐输送至发电厂发电。发电厂产生的废气(CO 2 + N 2 )经分离后，CO 2 和N 2 分别进入CO 2 和N 2 贮气罐。分离出来的CO 2 进入高压贮气罐，然后进入涡轮机带动发电机发电，由涡轮机排出的二氧化碳进入低压二氧化碳贮气罐，再进入气化炉。在气化炉和发电厂之间有2根输气管和多个贮气罐相连。一根为CO管。另一根为CO 2 气管。输气管、气化炉、发电厂构成了一个封闭的循环系统。CO 2 是气化炉的原材料，CO是发电厂的燃料。发电厂由原来的煤直接燃烧变为CO燃烧，即间接燃烧。
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user: 4. 气化贮能关键设备 气化贮能的关键设备有二；即电热煤气发生炉和大型的N 2 -CO 2 分离机。 电热煤气发生炉也可称气化炉或换能炉，是一个用电热生产煤气的新型的大型加热炉。电炉的最高工作温度应该是1200℃。电炉的功率大小视设计贮能大小或应用CO 2 多少而定。如果想把发电机组的谷电能量全部贮存，一个300 MW发电机组必须配备约35万kw电热气化炉。 图3. 气化蓄能发电示意图 燃煤煤气发生炉使用已有100年历史。电热煤气发生炉与燃煤煤气发生炉不同的是前者用电供热，后者是燃煤供热，除供热不同外，其他的技术应该可完全借鉴。至于电热气化炉采用那一种结构、大小等问题，都应由炉子专家和试验后决定。我们现在能建6000多立米的特大型高炉，预料建一个大型电热气化炉，应该不存在问题。 N 2 -CO 2 分离机或大型的CO 2 捕捉机是主要设备。目前，全球已有15台大型捕捉CO 2 机组投入运行，年捕捉量为2800万吨，据此计算，一个机组的年捕捉量是187万吨。一个300 Mw机组，每小时耗煤量大约是100吨标煤，产生的CO 2 量大约是320吨，年排出CO 2 量约为280万吨。据此，配备2个捕捉CO 2 机组即能满足生产要求。 采用富氧燃烧发电，可以免去N 2 -CO 2 分离机组。考虑到O 2 -N 2 分离的能耗可能远比N 2 -CO 2 分离的大，所以认为采用N 2 -CO 2 分离较为合理。如果仅为捕捉CO 2 ，目前国际上更倾向于采用“燃烧后捕碳”，即采用N 2 -CO 2 分离技术路线。
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user: 5. 气化贮能原材料 碳气化贮能原材料为煤炭和CO 2 二种。 为加快气化反应速度，煤炭粉的粒度应越小越好，但究竟大小如何，须看炉子结构和经济而定。煤炭中也可加入加快反应速度的觸媒。 当矿碳耗尽时，柴禾作为碳气化贮能用原材料预料是必然的。比较合理的是目前被丢弃的数量极大的柴禾应当与煤炭混合使用，既可废物利用，提高经济效益，保护矿产资源，保护环境，又可提高煤气的发热值。如果植物碳作为碳气化原材料能满足人类活动所需能量的要求，达到植物和生物之间的生态平衡，则困扰人类的气候变暖和能源枯竭也许永远得到解决。 CO 2 是主要原材料，美国麻省理工大学公布的资料 1 ，捕捉CO 2 并将其压缩到超临界液体，每一吨费用只需25美元，一吨CO 2 可生产1020立方CO，生产1立米CO，CO 2 的原料成本只有0.025美元。其实，目前的世界水平是捕捉一吨CO 2 的费用是60~90美元。我国宣布在50美元以下。CCS技术中主要费用是装罐掩埋费用很高，而仅仅捕捉CO 2 费用通常在捕捉掩埋费用的1/10，约5美元左右一吨。远低于煤的价格。碳气化贮能生产对CO 2 气纯度没有高的要求。如果气化厂后面设有除硫装置，则电厂后面就可免去脱硫和脱硝装置。
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user: 6. 利用捕捉的CO 2 贮能减排是一个好方法 ① 贮能减排 由化学反应式，贮能和减排同时发生。1公斤碳气化生成CO吸收的热量是13，525 kj，1公斤标煤是11，632 kj。换算成功率分别是3.76 kwh。和3.23 kwh。1公斤碳气化时消耗的CO 2 量是3.67公斤，也就是说贮存1度电就可以减少1公斤CO 2 排放。1吨标煤可以贮存3230度电，与贮能同时，消耗了3.1吨CO 2 ，即减少了3.1吨CO 2 排放。一个300 MW发电厂，8小时谷电时间段中，如果50%的电能被贮存，就有120万度电被贮存，一年可减少47万吨CO 2 的排放。 气化贮能和水电站蓄水贮能相比，前者是把电能转变为化学能，后者是把电能转变为势能，由于水轮机和下水库之间不可避免的存在一定的落差，当提升的水量和水轮机落水量相等时，提升水的能耗必定大于水轮发电机发出的能量，因此，必须要外电补充。碳气化贮能不同于抽水蓄能，气化后贮蓄的能量远远大于吸收的能量，气化后得到的CO燃烧后放出的热量为吸收的3.5倍。因此可否认为；建设碳气化贮能电站比建设抽水蓄能电站更经济更合理。 ② 节能减排 节能减排来自四个方面； 1) 从表1，当发电的能耗相同时，或者说同样的技术水平或热效率，碳气化后CO燃烧发电量总是大于直接燃烧的发电量的39%。增加发电量，实际就是减排，其量很大。 2) 另一方面，直接燃烧改为间接燃烧，预计热效率能进一步提高，一旦技术水平提高到212克/kw.h水平，1公斤标煤可以发出6.6度电，为320克/kw∙h发电量的2.112倍。也就是说输出相同的电，煤的耗量还不到1/2，CO 2 的减排量自然的达到1/2以上。 3) 据报道，中美两国科学家合作研究利用压缩后二氧化碳释放推动涡轮机发电，这个方法应该说是可行的，至于前后压力差究竟多少合适，有待试验后确定。气化炉不需要高的压力。这个方法一旦成功，达到了节能减排目的，氮二氧化碳分离费用也许能降低1/2以上。 4) 当碳气化厂建在产煤矿区，就可以减少煤运输，减少CO 2 排放。 总的来说，当我们把贮能减排和节能减排二个相加，减排的量完全有可能超过1/2原来的排放量。如果原来直接燃烧二氧化碳的年排放量是200亿吨，那么改为间接燃烧后二氧化碳的排放量可能还不到i00亿吨。其减排量相当可观，捕捉掩埋技术恐怕很难达到这个数值，即使有，其费用可能很高。
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user: 7. 碳气化贮能能耗与经济效益 碳气化贮能能耗，主要在二个方面；一就是CO 2 捕捉机或N 2 -CO 2 分离机的能耗。另一个就是气化炉 Table 1 A comparison between the direct and indirect combustion power generatio 耗煤量(g/kw∙h) 320 (国际平均水平) 277 (上海某发电厂技术水平) 212 (网上查得的日本技术水平) 1公斤标煤直接燃烧后的发电量，kw∙h 3.125 3.61 4.72 1公斤标煤气化后间接燃烧后的发电量，kw∙h 4.36 5.16 6.6 增加量 1.23 1.55 1.88 % 39 39 39 表1. 直接燃烧和间接燃烧发电量比较 的能耗。如果是仅仅为捕捉或分离CO 2 ，其费用约为捕捉掩埋费用的1/10，每吨约为5美元左右。至于碳气化炉的能耗，考虑到碳气化时吸收的热量，在尔后CO燃烧时不折不扣的全部放出，如果不计贮能的能耗，则气化炉的能耗仅仅是炉壁散热，对于大型炉，炉壁散热的热损失在3%以下。另外，煤炭和柴禾等原材料粉碎也要能耗，煤渣，炉气热损耗，总的来说，碳气化贮能的能耗不大。 关于经济效益，只需说一点人们就可明白。就是用低价的谷电贮能，高价的峰电卖出，谷电峰电价格相差一倍。一本万利。因此说从经济效益方面考虑，项目是完全可行的。
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user: 8. 结束语 上面的讨论表明，利用捕捉的CO 2 实行碳气化贮能减排，技术、经济可行，贮能、减排显著。因此建议在一个地区或国家建设一个如图3所示的管道网，在发电厂和气化厂之间铺设两根管道，一根是CO 2 管道，另一根是CO管道，另外还需多个贮气罐。在管道附近可以建设多个气化厂、冶金厂、水泥厂、发电厂等。气化厂应当建在煤矿附近。气化厂生产的煤气向远方发电厂，冶金厂等输送。 这是一个改变能源生产面貌的特大型工程，也是创新项目，必须由国家统筹，多方协作，由小到大，逐步完善。 凭有限的知识，反复考虑，笔者还没有发现有不可逾越的门槛。认为，利用捕捉CO 2 贮能减排发电比CPS技术经济合理。
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user: 摘 要 糖尿病是世界上发病率最高的疾病之一。目前，检测糖化血红蛋白已经成为糖尿病监控的标准诊断方法。血红蛋白在人体中承担着重要作用，是主要担负着运载氧的功能的大分子蛋白质，糖尿病患者过高的血糖会诱使葡萄糖和血红蛋白结合，生成没有功能的糖化血红蛋白，影响血液的输氧能力，因此血液中的糖化血红蛋白的检测意义重大。临床实验室常用的测定糖化血红蛋白的方法有30多种，根据反应原理的不同可分为两大类：第一类基于GHb与非GHb的电荷不同，包括离子交换色谱法、电泳法、等电聚焦法等；第二类基于GHb的结构特点，包括亲和色谱法、离子捕获法、免疫法等。本文主要对临床常用的糖化血红蛋白检测方法进行了综述。 关键词 :糖尿病，标准诊断，血红蛋白，糖化血红蛋白，检测 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/