化工工艺手性催化剂技术研究

2016-05-16陈科曾琦斐唐琼

中国高新技术企业 2016年15期

陈科曾琦斐唐琼

摘要：我国化工工艺手性催化剂在众多的领域中都会涉及到，并且发展极为迅速，主要的利用范围遍布在化工类企业。化工工艺手性催化相关的手性配体以及催化剂的种类繁多，化工工艺手性催化反应工程以高催化效率、高选择为基础，投入工业生产应用当中。文章对化工工艺手性催化剂技术进行了研究。

关键词：化工工艺；手性催化剂；催化技术；手性配体；工业生产文献标识码：A

中图分类号：TQ073 文章编号：1009-2374（2016）15-0019-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.009

1 概述

森林火灾是世界性的自然灾害之一，每年在世界各地都有发生，造成重大的森林资源损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性、随机性、危害性大等特点，因此一旦发生森林火灾就必须采取快速补救措施。能否及时决策、能否及时补救的很大取决因素就是森林火情能否被及时准确地发现，因此我们利用无人航模飞机能在低空快速巡航的特点来设计该森林火情监控预警系统。森立防火系统主要由地面站和无人巡航飞机组成。由于森林区监控点分散，山区自然条件影响，森林防火监控系统的方案制定，设备选型需要更加严格。林区监控管理指挥中心系统还具有向上级林业局和省林业厅接口的功能。

2 中国森林防火技术发展趋势

我国目前主要监控、预防森林火灾的方法就是人工地面巡护和瞭望台监测，但这些方法存在严重的缺陷：

地面巡护的方法主要就是向当地群众宣传森林防火的重要性，对外来车辆与人员，野外生产和生活用火进行监督，防止人为火灾的发生。地面巡护法存在如下缺点：（1）可以巡护的范围小、视野不开阔；（2）常会因为地形地势复杂、森林茂密导致着火位置的确定性存在较大误差；（3）在一些偏远山区交通不便、人烟稀少，很难进行地面巡护。

瞭望台监测是通过在林区高处建设人工瞭望塔，在防火期，通过人工完成森林火灾的发现，确定森林火灾发生的地点，向上级报告火情。瞭望台监测法存在如下缺点：（1）在地形地势复杂的地方不能设瞭望台；（2）效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到；（3）在雷电天气时瞭望员无法上塔观察；（4）瞭望要依靠瞭望员的视力和经验来观测，准确率低，误差大；（5）森林情况复杂，瞭望员的人身安全难以得到保证；（6）在非防火期由于无人值守，森林处于无监控状态；（7）需要人力24小时不间断轮值，人力成本非常高。

3 系统设计内容

3.1 系统设计原则

在设计方案时应从本地区的实际情况出发，以森林防火监控指挥系统结构配置的合理性、科学性和经济性为原则。

3.2 系统设计规范性

本系统是一个严谨的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应严格执行各方面的标准与规范，并遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。各配套设备的性能和技术要求稳定可靠，所有的器材应符合国家标准和行业规范。

3.3 易用性原则

系统在设计时能充分考虑林业系统的行业特点和管理人员的操作习惯，运行过程简单易行，人工操作易学易用，监控管理快捷高效，应急指挥科学可行，灾后评估快速准确，能做到开机即可工作、通电即可运行的程度。

4 系统主要构成

4.1 APM飞行控制系统

主要功能：使航模能够自主飞行，对森林进行无人巡航。

4.2 地面站

主要功能：设置航点航线，控制航模的飞行航线对整个森林进行巡航，获取航模在地图上的飞行位置以及飞行的高度，由此得到火情的具体位置，对于可疑点或区域通过遥控指令可改变航模飞机飞行航迹及飞行高度进行详查，详查图像通过无线链路实时传回地面。

4.3 航模飞机

主要功能：搭载APM飞控系统、图像传输系统、数字传输系统、摄像机并通过地面站的遥控按照预定航线对森林进行巡航。

4.4 数字传输系统

主要功能：将地面站和航模无线联接并将航模所在位置的GPS坐标、飞行高度以及有关火情的位置信息传输到地面站，监测人员以此来判断火情的位置，为及时扑灭火势提供保证。

4.5 图像传输系统

主要功能：将获取的图像数据实时传回地面。通过图像传输系统第一时间将林火的地理坐标（经、纬度）、林火面积、林火边界、林火蔓延趋势等林火态势情报传输给地面消防部门，使消防部队迅速调配人员进行重点区域灭火工作，及时通知消防人员撤离危险地区，并根据火场图像资料为消防人员提供撤离路径。航模飞机获取的空中观察林火图像通过图像传输系统向地面发送，一线消防部队指挥员可通过林火态势情报调动消防人员，可有效分配消防力量，提高灭火效力。对已消灭的明火依旧可能复燃，可再次进行航模巡航，对该地区进行实时监控直到林火彻底扑灭。

4.6 摄像机

主要功能：对森林进行摄像并通过图像传输系统将所拍摄的画面传输到地面站，监视人员通过观察画面来判断有没有火情。

4.7 GPS

主要功能：APM飞行控制系统通过获取GPS坐标来控制航模的飞行航线并通过数字传输系统将航模的坐标传输给地面站，监视人员以此来确定火情位置。

5 系统工作原理

地面站为航模搭载的APM自主飞行系统提供航点、航线，让航模能够按预定的航线进行对森林的巡航，同时航模也通过搭载的GPS、数字传输系统将航模的GPS坐标传输到地面站，并通过摄像机和图像传输系统将航模巡航所拍摄的森林状况画面实时传输到地面站，监视人员通过观察画面来判断是否有火情的发生，如果有则记下此时航模的GPS坐标并与地图匹配，从而确定森林火情的具体位置，尽快组织人员进行扑救。

6 系统功能分析

6.1 林火智能识别

当监控摄像机捕捉到林火时，系统具有的火情识别功能，可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火情及火点位置。

6.2 火点定位

航模飞机在森林上空航巡，在航模上的摄像头对森林进行监视并实时通过图像传输系统将监视到的画面传送到地面站，监视人员通过观察画面来判断是否有火情的发生，如果有则记下此时航模的GPS坐标并与地图匹配，从而确定森林火情的具体位置，尽快组织人员进行扑救。

6.3 扑火预案

消防指挥员可以通过图像传输系统传送来的林场画面来决定消防部队人员分组和选择进入林火的最短路线方案。

6.4 灾后评估

林火发生后，系统能对受灾面积灾害损失做出相对准确的评估，甚至能对灾后重建提供辅助决策的数据。

7 系统优点

此监控系统提供的航模飞机，机载的摄像机监测森林火灾，经图像传输系统和数字传输系统实时传输到地面站，将火点显示在地面站的数字地图上，经过识别系统确定是否有火点，并进行精确的火点定位。森林火情监测航模飞机具有如下优点：（1）达到与有人飞机监测相同的功能；（2）低成本的使用和维护；（3）不挑气象条件和起降场地；（4）设备简单易操作；（5）快速转移，可大范围在森林区域进行防火侦察。

8 系统创新之处

本系统是在普通航模飞机上加载了APM飞行控制系统并对APM飞控中的程序进行修改来实现本系统的功能要求。在此基础上，我们将摄像头、GPS、数字传输系统、图像传输系统等加载到了系统上并不断优化，这使得原本这些子系统不能实现的功能实现了，多次的实验数据表明本系统基本实现了对森林火情的监控与预警。

9 结语

本系统虽然能基本实现对森林火情的监视和预警，但仍存在诸多不足之处，例如数字传输系统的不稳定、图像传输系统传输的画面不清晰等，这些问题都需要进一步完善。

参考文献

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