化工工藝手性催化劑技術研究

陳科 曾琦斐 唐瓊

摘要：我國化工工藝手性催化劑在眾多的領域中都會涉及到，并且發展極為迅速，主要的利用范圍遍布在化工類企業。化工工藝手性催化相關的手性配體以及催化劑的種類繁多，化工工藝手性催化反應工程以高催化效率、高選擇為基礎，投入工業生產應用當中。文章對化工工藝手性催化劑技術進行了研究。

關鍵詞：化工工藝；手性催化劑；催化技術；手性配體；工業生產 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ073 文章編號：1009-2374（2016）15-0019-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.009

1 概述

森林火災是世界性的自然災害之一，每年在世界各地都有發生，造成重大的森林資源損失和全球性的環境污染。森林火災具有突發性、隨機性、危害性大等特點，因此一旦發生森林火災就必須采取快速補救措施。能否及時決策、能否及時補救的很大取決因素就是森林火情能否被及時準確地發現，因此我們利用無人航模飛機能在低空快速巡航的特點來設計該森林火情監控預警系統。森立防火系統主要由地面站和無人巡航飛機組成。由于森林區監控點分散，山區自然條件影響，森林防火監控系統的方案制定，設備選型需要更加嚴格。林區監控管理指揮中心系統還具有向上級林業局和省林業廳接口的功能。

2 中國森林防火技術發展趨勢

我國目前主要監控、預防森林火災的方法就是人工地面巡護和瞭望臺監測，但這些方法存在嚴重的缺陷：

地面巡護的方法主要就是向當地群眾宣傳森林防火的重要性，對外來車輛與人員，野外生產和生活用火進行監督，防止人為火災的發生。地面巡護法存在如下缺點：（1）可以巡護的范圍小、視野不開闊；（2）常會因為地形地勢復雜、森林茂密導致著火位置的確定性存在較大誤差；（3）在一些偏遠山區交通不便、人煙稀少，很難進行地面巡護。

瞭望臺監測是通過在林區高處建設人工瞭望塔，在防火期，通過人工完成森林火災的發現，確定森林火災發生的地點，向上級報告火情。瞭望臺監測法存在如下缺點：（1）在地形地勢復雜的地方不能設瞭望臺；（2）效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到；（3）在雷電天氣時瞭望員無法上塔觀察；（4）瞭望要依靠瞭望員的視力和經驗來觀測，準確率低，誤差大；（5）森林情況復雜，瞭望員的人身安全難以得到保證；（6）在非防火期由于無人值守，森林處于無監控狀態；（7）需要人力24小時不間斷輪值，人力成本非常高。

3 系統設計內容

3.1 系統設計原則

在設計方案時應從本地區的實際情況出發，以森林防火監控指揮系統結構配置的合理性、科學性和經濟性為原則。

3.2 系統設計規范性

本系統是一個嚴謹的綜合性系統，在系統的設計與施工過程中應嚴格執行各方面的標準與規范，并遵從各項技術規定，做好系統的標準化設計與施工。各配套設備的性能和技術要求穩定可靠，所有的器材應符合國家標準和行業規范。

3.3 易用性原則

系統在設計時能充分考慮林業系統的行業特點和管理人員的操作習慣，運行過程簡單易行，人工操作易學易用，監控管理快捷高效，應急指揮科學可行，災后評估快速準確，能做到開機即可工作、通電即可運行的程度。

4 系統主要構成

4.1 APM飛行控制系統

主要功能：使航模能夠自主飛行，對森林進行無人巡航。

4.2 地面站

主要功能：設置航點航線，控制航模的飛行航線對整個森林進行巡航，獲取航模在地圖上的飛行位置以及飛行的高度，由此得到火情的具體位置，對于可疑點或區域通過遙控指令可改變航模飛機飛行航跡及飛行高度進行詳查，詳查圖像通過無線鏈路實時傳回地面。

4.3 航模飛機

主要功能：搭載APM飛控系統、圖像傳輸系統、數字傳輸系統、攝像機并通過地面站的遙控按照預定航線對森林進行巡航。

4.4 數字傳輸系統

主要功能：將地面站和航模無線聯接并將航模所在位置的GPS坐標、飛行高度以及有關火情的位置信息傳輸到地面站，監測人員以此來判斷火情的位置，為及時撲滅火勢提供保證。

4.5 圖像傳輸系統

主要功能：將獲取的圖像數據實時傳回地面。通過圖像傳輸系統第一時間將林火的地理坐標（經、緯度）、林火面積、林火邊界、林火蔓延趨勢等林火態勢情報傳輸給地面消防部門，使消防部隊迅速調配人員進行重點區域滅火工作，及時通知消防人員撤離危險地區，并根據火場圖像資料為消防人員提供撤離路徑。航模飛機獲取的空中觀察林火圖像通過圖像傳輸系統向地面發送，一線消防部隊指揮員可通過林火態勢情報調動消防人員，可有效分配消防力量，提高滅火效力。對已消滅的明火依舊可能復燃，可再次進行航模巡航，對該地區進行實時監控直到林火徹底撲滅。

4.6 攝像機

主要功能：對森林進行攝像并通過圖像傳輸系統將所拍攝的畫面傳輸到地面站，監視人員通過觀察畫面來判斷有沒有火情。

4.7 GPS

主要功能：APM飛行控制系統通過獲取GPS坐標來控制航模的飛行航線并通過數字傳輸系統將航模的坐標傳輸給地面站，監視人員以此來確定火情位置。

5 系統工作原理

地面站為航模搭載的APM自主飛行系統提供航點、航線，讓航模能夠按預定的航線進行對森林的巡航，同時航模也通過搭載的GPS、數字傳輸系統將航模的GPS坐標傳輸到地面站，并通過攝像機和圖像傳輸系統將航模巡航所拍攝的森林狀況畫面實時傳輸到地面站，監視人員通過觀察畫面來判斷是否有火情的發生，如果有則記下此時航模的GPS坐標并與地圖匹配，從而確定森林火情的具體位置，盡快組織人員進行撲救。

6 系統功能分析

6.1 林火智能識別

當監控攝像機捕捉到林火時，系統具有的火情識別功能，可及時告警并聯動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發現火情及火點位置。

6.2 火點定位

航模飛機在森林上空航巡，在航模上的攝像頭對森林進行監視并實時通過圖像傳輸系統將監視到的畫面傳送到地面站，監視人員通過觀察畫面來判斷是否有火情的發生，如果有則記下此時航模的GPS坐標并與地圖匹配，從而確定森林火情的具體位置，盡快組織人員進行撲救。

6.3 撲火預案

消防指揮員可以通過圖像傳輸系統傳送來的林場畫面來決定消防部隊人員分組和選擇進入林火的最短路線方案。

6.4 災后評估

林火發生后，系統能對受災面積災害損失做出相對準確的評估，甚至能對災后重建提供輔助決策的數據。

7 系統優點

此監控系統提供的航模飛機，機載的攝像機監測森林火災，經圖像傳輸系統和數字傳輸系統實時傳輸到地面站，將火點顯示在地面站的數字地圖上，經過識別系統確定是否有火點，并進行精確的火點定位。森林火情監測航模飛機具有如下優點：（1）達到與有人飛機監測相同的功能；（2）低成本的使用和維護；（3）不挑氣象條件和起降場地；（4）設備簡單易操作；（5）快速轉移，可大范圍在森林區域進行防火偵察。

8 系統創新之處

本系統是在普通航模飛機上加載了APM飛行控制系統并對APM飛控中的程序進行修改來實現本系統的功能要求。在此基礎上，我們將攝像頭、GPS、數字傳輸系統、圖像傳輸系統等加載到了系統上并不斷優化，這使得原本這些子系統不能實現的功能實現了，多次的實驗數據表明本系統基本實現了對森林火情的監控與預警。

9 結語

本系統雖然能基本實現對森林火情的監視和預警，但仍存在諸多不足之處，例如數字傳輸系統的不穩定、圖像傳輸系統傳輸的畫面不清晰等，這些問題都需要進一步完善。

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作者簡介：趙珠顏（1993-），男，云南曲靖人，解放軍信息工程大學學生，研究方向：系統科學。

（責任編輯：黃銀芳）