車載倒車雷達裝置的設計（桂林）
車載倒車雷達裝置的設計（桂林）,車載,倒車,雷達,裝置,設計,桂林
編號：
畢業(yè)設計外文翻譯
（譯文）
學 院： 機電工程學院
專 業(yè)： 電氣工程及其自動化
學生姓名： 阮明黃
學 號： 1270120301
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 王 斌
職 稱： 講 師
2016 年 06 月 03 日
汽車防撞雷達系統(tǒng)
倪國慶 劉長滿 管永軍 王滿生
桂林空軍學院消防系
摘 要
近幾年，汽車碰撞事故率越來越高，特別是在高速公路上。還好，最近，這個不好解決的問題才得出解決方案。本文中，車載測距雷達作為解決上述問題的方案已經(jīng)被提出來你。它能自動控制行車速度使車與車之間保持一個安全的距離。
關鍵字：汽車；防撞；雷達
1 引言
汽車從1886誕生于德國到現(xiàn)在已經(jīng)100多年了，自那時起，汽車工業(yè)的發(fā)展帶徹底改變?nèi)澜缛藗兊纳睢＝陙?，隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通發(fā)展迅速，尤其是高速公路的建設，為我國經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了重要作用。但是，由于某些原因，如車多路少，公路等級比較低，混合的行人、汽車交通和管理不善。因此，在我國交通事故發(fā)生率很高。例如，從上海到南京的高速公路上，每年都有超過一起車輛連環(huán)相撞事故。這些事故造成了生命和財產(chǎn)的巨大損失，那么有什么方法可以阻止這一切呢？本文作者認為，除了重視交通安全，執(zhí)行嚴格的交通法規(guī)以及進行更好的管理之外。我們應該建立一個先進的車載防撞雷達系統(tǒng)來自動限制車速，以減少交通事故。
2 總體方案和基本原則
2.1 總體結構框圖
總體方案是根據(jù)上面的原則設計的，如下圖所示：
圖1：汽車防撞雷達系統(tǒng)的總體結構
我們采用的是傳統(tǒng)的火控雷達設計，它的原理是采用單脈沖系統(tǒng)，只用一根天線進行傳輸和接收。這種設計一方面降低了成本，另一方面也簡化了信號的處理。該類型的雷達測距精度小于5米。其中用于發(fā)送和接收的天線被設置在汽車的前面發(fā)射電磁波了。而電磁反射板則被安裝在前面車的車尾，以此反映來自后面車的波信號。處在后面的車通過將從前面車接受來的信號進行放大、檢測和整理，從而計算出兩車之間的距離。該計劃的另一個優(yōu)點是它的成本也比較低。由于只有一個測距雷達所需的檢測范圍是固定的（1200），因此它的作用距離不長（約1km）。而且源功率不高，幾乎沒有天線，所以它的成本很低。
2.2 發(fā)射機
2.2.1頻率選擇
影響頻率選擇的主要因素是雷達的功能方面，雷達需要有良好的搜索功能，高測距精度，所以我們采用毫米波。采用毫米波的優(yōu)點：(1)由于其具有較短的波長度，因此該系統(tǒng)將比較緊湊，且具有高測距精度；(2)其帶寬很寬。在毫米波段，有四個窗口作為大氣傳輸，它們分別在8.6mm,3.2mm，2.1mm和1.4mm附近。每個窗口的帶寬很寬，他們分別為16 GHz，23GHz，26GHz和70GHz；(3)傳輸窗口的大氣衰減和損耗很低。在懸浮顆粒和粉塵，煙霧和空氣污染的情況下衰減也很低。原因是其低地面散射，地雜波和多徑干擾低。有兩個叫柳條和韋伯的美國人比較了微波雷達、毫米波雷達、光學雷達優(yōu)缺點。他們的特點如下表所示:
表1：不同波段雷達系統(tǒng)之間的性能比較
特點
微波雷達
光雷達
毫米雷達
跟蹤精確度
低
高
中
分類識別度
弱
強
中
隱蔽性
差
好
中
空中搜索能力
強
弱
中
在惡劣環(huán)境下
好
差
中
在霧或灰塵的環(huán)境下
好
中
差
2.2.2震蕩源
雷達發(fā)射機主要由高頻電源、調制器和電源組成。有兩種方法產(chǎn)生的高頻電源：功率振蕩器和主振放大。本系統(tǒng)主要采用功率放大器作為振蕩源，用于信號處理。其優(yōu)點為重量輕，體積小，比較方便。主振蕩器可應用于本系統(tǒng)的交叉場放大器和速調管及行波管和晶體管放大器等，通常它是應用在需要這種穩(wěn)定場合的低功率器件。例如：它們可以被用來作為相干運動目標指示系統(tǒng)的終端功率放大器，脈沖壓縮雷達和脈沖多普勒系統(tǒng)。
2.2.3發(fā)射天線
以下是某跟蹤雷達的設計原理：采用定向天線來集中精力，使光束為針狀波束。其中，技術比較成熟的是一種較為理想的卡氏天線。
天線的選擇取決于系統(tǒng)的要求：可隨時檢測的最大數(shù)量的目標；要跟蹤的目標數(shù)目；速度和方位角和俯仰角的目標的目標和可能的范圍的機動。這些掃描儀包括最簡單的和最便宜的機械掃描儀，復雜和昂貴的電子掃描儀。其中，前者可以在不要求的情況下使用，后者可以是一個非?？量痰臈l件下使用。在兩者之間的是混合掃描儀和機電掃描器。最簡單的是掃描式固定梁系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)，如喚醒測距雷達，不需要天線波束掃描。我們就采用這種掃描。
2.3 信號處理系統(tǒng)
2.3.1接收器
通過收發(fā)轉換開關，反射電磁波信號進入接收機的信道得到混頻后的中頻信號，然后將中頻信號送入整流探測器進過放大后輸出視頻信號。本系統(tǒng)采用超外差接收機，由于其具有較高的靈敏度和較低的成本，因此工作比較順利。
在這個系統(tǒng)中，我們采用無冷卻毫米波外差接收機，它采用的是梁式引線的砷化鎵半導體器件。非常適合用于頻率范圍是30到100兆赫之間的接收機。目前導波分量頻率超過100兆赫，而且該技術已經(jīng)得到了廣泛的應用。因此，許多不同的傳播媒介和技術也已發(fā)現(xiàn)毫米波集成電路的發(fā)展及其應用?，F(xiàn)在，許多多功能的組件已經(jīng)被運用于懸浮帶狀線、微型帶狀線、鰭線缺口線和波導。他們的頻率在35到100兆赫之間。毫米波接收機與普通微波接收機的結構是相同的。總的來說，毫米波接收機使用高中頻，但毫米波接收機在低頻段（30000兆赫）采用和微波接收機相同的技術。如集成電路接收器，氣體放電管收發(fā)開關保護裝置，接收機，濾波器，隔離器和幅度有限的環(huán)行器，PIN開關等。
2.3.2數(shù)字信號處理
現(xiàn)在，雷達數(shù)字信號處理變得非常流行。這使得我們生成數(shù)字信號并進行過濾成為現(xiàn)實，隨著模擬/數(shù)字轉換器和集成電路技術的發(fā)展以及快速傅立葉計算的出現(xiàn)。數(shù)字信號處理已在其穩(wěn)定性、重復性和靈活性上，顯示出其優(yōu)勢。理論上，數(shù)字信號處理在波形和濾波器功能上沒有任何限制。
隨著數(shù)字計算機的出現(xiàn)，我們可以有效地根據(jù)采樣定理處理連續(xù)雷達信號。頻譜是基于采樣的信號計算組。
2.3.3數(shù)字脈沖壓縮
在脈沖壓縮技術中，數(shù)字系統(tǒng)能力十分強大，它可以在有效的時間內(nèi)去做各種各樣的處理。在做完模擬信號到數(shù)字信號的轉換處理之后，處理的數(shù)據(jù)可以存儲在內(nèi)存中，繼續(xù)以一個較快或較慢的速度進行非實時處理。
為什么采用脈沖壓縮技術？這主要是因為它具有強大的改進測試能力和更強的抗干擾性。在一個非常密集活躍的電磁環(huán)境中，雷達之間彼此干擾將成為該課題一個非常嚴重的問題。為此，我們不斷研究，查找了大量的資料。最終找到了使用不同的調制碼和不同的匹配濾波器，從而達到了在脈沖壓縮雷達設計中可以減少的雷達之間的相互干擾的目的。
2.3.4數(shù)字匹配濾波
理想的數(shù)字匹配濾波方法是采用加權法計算抽頭延遲線。但是，最近快速傅立葉變換其周邊卷積取代了這種方法。隨著裝配線快速傅立葉變換技術的發(fā)展和浮點設備的發(fā)展，寬動態(tài)范圍和高速度的匹配濾波處理裝置已經(jīng)出現(xiàn)。這個新的匹配濾波的處理方法稱為步進變換，它使用子孔徑處理，不僅降低了快速傅立葉變換的規(guī)模，并且其硬件不超過快速傅立葉卷積處理的一半。
2.4顯示器
在這個系統(tǒng)中，雷達顯示器屬于輔助設備類。它主要提供司機兩車的車距，顯示速度。我們采用比較流行的等離子體顯示器，它可以通過微處理器完成經(jīng)典程序和預編譯的程序。該等離子體顯示器可以生成點、線和特殊符號，如小圓圈和塊等。
等離子體顯示器具有很多優(yōu)點：與陰極射線管相比，它具有較高的穩(wěn)定性，具有更長的使用壽命和更高的亮度比。
考慮到成本，我們將顯示數(shù)據(jù)的部分采用發(fā)光二極管陣列。
2.5控制和調整速度
裝載機的雷達測量出兩車之間的距離，將其轉換成數(shù)字信號并與他的安全距離比較(1.5m)。如果測量的距離小于安全距離。該雷達將輸出一個正誤差信號來控制調節(jié)系統(tǒng)來降低汽車的速度，直到兩車達到設置距離。否則，該雷達將輸出一個負誤差信號來控制和調整汽車的移動速度。汽車的速度不能超過速度限制。此外，如果司機不想有這么高的速度，他可以進行手動控制。當有一個負誤差信號時，司機進行手動控制時將出字幕。速度會自動減慢。
最適合的調速系統(tǒng)為無級變速系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)如圖2所示：
圖2：速度控制系統(tǒng)框圖
3 小結
這是一個二十一世紀非常關鍵的項目，它的出現(xiàn)可以減少一些不必要的經(jīng)濟損失，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有重大的意義。其原型也已經(jīng)產(chǎn)生，不過到目前為止它還只是個實驗。因此，大家如果有任何意見和建議，十分歡迎。
參考文獻
[1] Xu Hongguo etc, Analysis and Redisplay on the Traffic Accident, (policeman education publishing house Beijing, 1996), p.112
[2] [USA] Eli Brookner, Radar Technology,( artech house, 1977),p.302
[3] Diao Yucai ect, Technology of Millimeter Wave and Application of Millimeter on Military, (weapon industry publishing house Beijing, 1991), p.221
[4] [USA] Jerry L. Eaves ect, Principles of Modern Radar, (Van Nostrand Reinhold Company New York, 1987), p.307
[5] Cheng Boahui ect, the Reflection of the Radar Target, (national defense industry publishing house Beijing,1993), p.190
外部審計評估和加強電氣安全及維護
C. Satish Daryld Ray Crow.
摘 要
去除其他外部因素影響外，電氣系統(tǒng)的性能取決于設備的類型、質量、安全性操作與維護。在安全工作程序中對設備質量進行評價，這是維護安全的必要程序。本文認為對電氣系統(tǒng)和維修計劃進行外部審計是對公司有好處的。它由第三方強制性認證并探討了“符合安全標準”的概念。
在本文中列出了各種在不同國家電氣的做法和標準。本文嚴格審查這些出版物 可能存在的缺點。本文結合了全球范圍內(nèi)各項電氣安全的有效規(guī)范標準并建議將各項電氣標準組合成一個全球性的電氣安全標準用于電力的維護和安全工作。
關鍵詞：電氣安全審計；全球安全標準；標準認證；進行鎖定和關閉操作程序；電氣檢查清單
一 引言
任何工業(yè)電力系統(tǒng)的目的都是以最低的成本提供一個安全、可靠的系統(tǒng)。實 現(xiàn)這一目標取決于：
1）設計、安裝、初始撿查和調試。
2）更新操作及維護程序再加上一個正規(guī)的電氣安全程序。 一個正規(guī)電氣安全程序的真正價值很少被認識到。電氣的安全及維修程序對設備持續(xù)可靠性發(fā)展是有必要。
有必要仔細評估這些性質，現(xiàn)在的問題似乎是：
l 一個好使用的好標準/建議是什么？
l 誰應評估實施？
l 是否應進行安全審核？
l 完成審核工作是應由一個中立的第三方還是由內(nèi)部審核呢？
l 是否制定一個公認的安全認證？
l 是否是對安全認證是強制性的？
筆者在本文介紹的工程師和管理人員，負責電力設施和系統(tǒng)的重型工業(yè)設施的目的是為考慮他們是否有問題和解決方案，并評估電氣安全工作和維護質量的評價。
二 目前情況
一個良好的電氣安全和維修方案是采用各種標準，建議，法規(guī)和其他出版物凝合成一個全面的文件。此外對于跨國公司，文檔要符合每個國家的法律使其更加復雜。不同的國家在電力系統(tǒng)中采用不同的標準。
北美的標準是：
? NFPA 70E-2012, National Fire Protection Association, Standard for Electrical Safety in the Workplace.
? NFPA 70B-2013, Recommended Practice for Electrical Equipment Maintenance, Workplace Electrical Safety Standard.
? CSA Z462 - Canadian Standards Association, Workplace Electrical safety.
? OSHA 29 Occupational Health and Safety Administration - Code of Federal Regulations(CFR) Subpart R 1910.269 Subparts S 1910.331-335.
? ANSI Z10-2005, Occupational Health and Safety Management Systems.
? NETA MTS-2007 International Electrical Testing Association – Maintenance，Testing, Specifications for Electrical Power Distribution Equipment and Systems.
? IEEE Std 3007.2 -2010, Recommended Practice for Electrical Maintenance of Industrial and Commercial Power Systems.
? IEEE Std 3007.3-2012, Recommended Practice for the electrical safety of Industrial and Commercial Power Systems.
? IEEE Std 625-2001, Recommended Practice to Improve Electrical Maintenance and Safety in the Cement Industry.
歐洲的標準是：
? OHSAS 18001-2007 Occupational Safety and Health Management System Requirements.
? EN 50110-1-2005-Operation of Electrical Installations.
? IEC 60079-17, 2007, Electrical Installations, Inspection and Maintenance of Electrical Installations in Hazardous Areas.
? IEC Standard 504-2009, IECEx Scheme for Certification of Personal Competencies for Explosive Atmospheres.
? UK's Electricity at Work Regulations,1989.
印度的標準是;
? India’s Central Electricity Authority (CEA) Electrical Safety Regulations 2010.
? India’s Oil Industry Safety Directorate (OISD) Standards.
? Indian Standard IS 5216, Guide for Safety Procedures and Practices in Electrical Work.
澳大利亞的標準是：
? Safe Work Australia-Code of Practice-Managing Electrical Risks in the Workplace.
當公司更新電氣安全和維護程序時可以參考以上文獻標準。
極好的審查NFPA 70E與由 G.Parise, P E Sutherland和W J Moylan 制定 的，與 EN50110-1相比可以來理解兩個國家在電氣標準上的不同。在美國，ANSI 美國開發(fā)公司參與制定了絕大多數(shù)的電氣測試標準。
1910年 OSHA29號聯(lián)邦法規(guī)（CFR）的R和S部分在美國是強制遵守的。為了確保該法規(guī)被遵守，需要提及NFPA70E和IEEE標準3007.3的建議、指導和執(zhí)行。EN 50110-1 是歐洲標準，適用于涉及電氣裝置工作而IEC 60079-17是適用于特定危險區(qū)域的電氣設備。IEC標準 504-2009 僅限于在危險的地方工作的人。
1989年的英國電力工作條例和2010年印度的CEA電氣安全法規(guī)都是法定并強制遵守的。然而雙方都需要參考對許多其他的英國和印度的標準。印度的 CEA 電氣安全條例規(guī)定每個工廠管理者應有一名合格有經(jīng)驗的電氣工程師。指定的工程師將確保遵守CEA法規(guī)、檢查、測試和維護和試驗記錄供其政府檢查。
NFPA70B，NETA 維修測試規(guī)格和IEC 60079-17、IEEE Std 3007.2 和IEEE Std 625 處理維護規(guī)格和各項維護測試都給予詳細的技術指導。
OHSAS18001標準和ANSIZ10是安全管理體系標準，不包括電氣安全的具體細節(jié)。正如 Landis Floyd 說的：這些標準涵蓋三項控制措施的安全管理，即消除危害，嚴重危險物資和工程的管理，減少電氣設備的暴露或替代電氣大的設備。這3項措施沒有列入NFPA70E或EN50110-1 內(nèi)。
上述標準存在一些潛在的缺點是每套標準作為安全和維護程序制定的唯一來源。但通過利用各個標準的優(yōu)勢增加電氣安全范圍和維護方案的可靠性成為更通用的方法。
三 電氣安全與維護計劃
實現(xiàn)安全運行和維護要求建立和實施一個全面的電氣安全和維護程序。IEEE標準 3007.3 給出了安全的結構和維護程序。NFPA70E和其他標準也給出了電氣的安全及維修程序的重要條件。這些可能包括：
? 危險意識
? 安全工作條例，程序和控制
? 危害識別和風險評估
? 人事訓練的資格
? 電氣安全審計
? 測試儀器和設備
? 檢查和測試
? 鎖定/停止程序
? 限制接近帶電設備
? 個人防護裝備
? 臨時設備使用的安全考慮
如上文所述的標準與法規(guī)規(guī)定只有"合格人員"允許做50伏特以上的電氣系統(tǒng)和電氣設備維修工作。他們還必須定期培訓各種系統(tǒng)和設備知識、工藝技術、危害意識和個人防護、必要的工作規(guī)劃和簡報、識別帶電導體與電路部分以確保 他們對各種電壓的電壓數(shù)丶安全距離和間隙等知識的了解。
印度 CEA 電氣安全規(guī)例指定了操作和維護100兆歐電站和132千伏以上變電站的人員培訓大綱。同時授權行業(yè)內(nèi)人員添加訓練大綱也是很重要的。IECEx是爆炸性環(huán)境個人防爆能力的認證標準，它描述了工作人員必備的能力但這僅限于危險工作區(qū)域。
NFPA 70B、 IEEE Std 3007.2、India's OISD Std 137和NETA Maintenance Testing Specifications 給出了檢查和測試絕緣、接地系統(tǒng)的完整性、電弧閃光的危 害、過載危害和接地故障保護的充分描述。
英國的電力工作規(guī)程強調絕緣、接地、剩余電流裝置的使用、等電位聯(lián)結沖 擊和電弧閃光預防的重要性。許多標準都詳細描述了免受沖擊保護和剩余電流裝 置接在電弧閃光電路和接地斷路器的使用方法。NFPA70E 是用于界定可能產(chǎn)生 沖擊距離表。
例如 NFPA 70E、OSHA 29 CFR 和 OISD Standard 137 都給出了允許進程和 鎖定/禁止鎖閉程序流程的許多詳細標準信息。執(zhí)行停用/標明離開方法是非常重 要的,因為大多數(shù)的電擊和灼傷是由于不完全斷電和意外管道、電纜、機器通電 引起的。 正如 Mark Scott 和 Andrew Segers 指出的：人員主要受傷的原因是:“工 作和故障測試未鎖定之前就觸摸”[4]。
EN 50110-1 列出了工作前要采取的五個基本和必要的步驟：
1.完全斷開；
2.采取措施防止重新連接；
3.驗證所有安裝的設備都是斷電的；
4.檢查所有部件都是接地的；
5.對相鄰的裸露帶電的導電體和電路部分提供保護。
注：在上面的列表中印度CEA電氣安全條例第19條只提到了其中的四點。美國和歐洲的標準描述額定電弧服裝的選擇、個人防護裝備和絕緣工具的選擇，這些標準也給出了額定電弧服裝、橡膠絕緣設備、絕緣工具和其它PPE的測試及選擇規(guī)格的標準。
NFPA 70E 和 EN 50110-1 提供了詳細信息界定裸露帶電導線和電路部分的 安全距離。OSHA 29 CFR 1910.269 和 1910年-331-335給出了培訓、鎖定\標記、工作或接近帶電部件和架空線路的安全準則。美國對1992年到2009年的調查中發(fā)現(xiàn) 43%的電氣事故涉及電力架空線的接觸，第二大原因是接觸線路和電氣設備[5]檢查清單尤其是自我評估和審計是對安全及維修非常有幫助的方法。IEC60079-17 給出了一些清單例子，印度的CEA電氣安全法規(guī)（表四）和印度石油工業(yè)安全局 OISD 標準145準則是關于內(nèi)部安全審計、程序和清單指南，這些都是不夠全面的。有必要制定一個更全面的檢查以支付不斷的增加的安全檢修 和維護。NFPA 清單被列入美國國家防火協(xié)會的“電氣檢驗手冊與核對清單”[6]，這僅局限于美國國家電氣法規(guī)的初步核查。定期的安全及維護審核包括一些工廠在運行時間執(zhí)行檢驗調試的情況。清單中所列的 NFPA電氣檢查手冊的使用方法也是對工廠運行期間定期審計的內(nèi)容。另外一個基于設備隔離和開關的詳細標準是由 Shahid Jamil and John D Aeiker 開發(fā)的。
電氣的安全及維修程序最好是全球通用而不是每個國家使用不同的標準。應考慮創(chuàng)建一個全局有效的審計和一致性的認證并考慮各個國家的安全和維修質量的評價。電擊傷害在美國、印度或其他任何國家都是由一樣的原因造成的。電擊并不取決于國籍。在各個國家電氣安全和維修的基本方面都是有許多共同點的。因此建立全球電氣安全及維修程序在邏輯上是可行和可取的。該方案應 清晰、易于實施和維護。
四 審計
安全和維護性能與規(guī)格、標準的一致性，可以通過安全審計系統(tǒng)定期進行評估。審計是對電氣安全和維修方案與標準一致性的驗證。評估應該是客觀的，而不是想責備別人。目的是為了提高系統(tǒng)的安全性和維護性能，而不是懲罰雇員。它相比法定的這些審計檢查應更加詳細和嚴格。其中執(zhí)行定期審計的公司比那些不進行審計的公司相比發(fā)生的安全事故有所減少。有效的安全審計將提高您的設備安全，通過：
? 記錄目前的條件；
? 幫助找出管理優(yōu)點和弱點；
? 檢查遵守強制性條例和守則的情況；
? 監(jiān)控設備的完整性；
? 促進改善電氣安全工作的做法；
? 記錄設備性能的改進 在美國規(guī)定不超過三年進行一次安全審核。在一些印度標準審計中要求審計；
? 不能超過5年。在印度的石油和天然氣部門行業(yè)都需要做每年的內(nèi)部安全審計和由第三方不超過2年進行一次安全審計，成員由石油部任命外部團隊和化學石油工業(yè)安全局組成。
除了像OSHA這樣被政府督察機構授權的法定檢查外還有有兩種類型的審計。一是通過自我評估，另一種是由外部審計員審計。大多數(shù)公司并沒有采取外部審計師對安全和維護的審計。內(nèi)部審計的局限性是顯而易見的，一個人不應審核自己的工作。R.L. Hudleston 和 Ray Crow 指出了第三方審核的好處，外聘審計員不害怕公司人員的報復。由第三方審計可以發(fā)現(xiàn)自我評估者可能忽略的東西。一些使用外部審計員較明顯的原因是：
1.他們對審計的行業(yè)通常有良好的工作知識和經(jīng)驗，并可以提供相關和及時 的改進建議，使公司具有良好的商業(yè)意識。
2.不論他們是否指出錯誤，他們都對公司都沒有偏見。他們不必要取悅老板 來撈取成績，他們只是愉快的工作并保持客觀。
3.最佳做法是共享審計，因為他們具有相同的設備雖然設置不一樣但可以幫 助其它企業(yè)發(fā)現(xiàn)有效解決同類型問題的信息。
若使審計有效必須由專家進行審計。審計人員應該是知識淵博、可信、客觀的和受過訓練的人員。此外，審計師必須知道工作場所、被審計單位的系統(tǒng)、以前事故發(fā)生歷史和公司的政策和操作、維護的程序。審計師應該能識別出隱藏或潛在的危險。有效的審計應包括審計標準和對于被審計單位的每個問題的分析。它是需要對外部審核人員有一個嚴格的認證程序。在印度這種認證是強制性的，他們強制能源審計和財產(chǎn)審計分開。事實上通過第三方進行安全審計需要硬性規(guī)定。
幾年前該論文的作者之一收到來自印度水泥廠的請求，幫助獲得 IEEE 625-2001電氣系統(tǒng)的認證。這個請求包括幫助該公司獲IEEE的認可/認證來符合 IEEE 625。該水泥公司擁有ISO 9001和ISO“OHSAS 18001認證。筆者討論了 IEEE的認證方式和難題涉及到的一些參與制定 PCIC 和 IEEE標準的專家。雖然同意這個想法的有趣和可取之處，但它也說明了IEEE目前沒有符合IEEE標準認證的公司。
以下幾點是對認證 IEEE 標準的討論:IEEE 是有一致性評估方案 ICAP,似乎主 要針對產(chǎn)品和技術的，到目前為止并不包括安全工作實踐和維護問題。在安全/維護相關的標準和建議的做法與指南是暗示性的。對于使用“應當”和“必須”符合標準的程序是比較容易開發(fā)的。但是 ISO oshas18001、IEC excop 504 標準和國際安全評級系統(tǒng)都關心認證/符合的“慣例”。實施 OHSAS18001 的ISO標準和 IEC excop 504 標準涉及嚴格的認證過程不像 ANSI Z10 和 NFPA70E。對于評估工廠符合標準的做法和建議做法與指導，IEEE已經(jīng)足夠標準。下一個問題要解決的是對這些美國、歐洲等安全和維護標準的辦法指南進行一體化,使其應用程序和 標準具有普遍性。這是一份提出的建議文件并其修正方案在發(fā)布會上引起了參會 者的熱烈討論。在印度石油工業(yè)中重點是獲得國際安全評級系統(tǒng)(ISR)的認證，而不是ISO oshas18001。ISRS 措施被獨立審計安全管理組織總評分為 10（滿分為10分）。
五 結論
還有必要對電氣安全和維護的完整性進行評價。它最好由主營/認證的第三方審計員并可能使其強制性審計。有許多標準和建議在世界范圍內(nèi)并不是強制的，這就要求在這一過程中使用安全指南。應該將它們盡可能少的出現(xiàn)在標準中，將來才有可能更多的人采納這些意見。
作為正規(guī)的安全和維護標準認證，優(yōu)勢的IEEE和檢察員將驅動用戶帶來商業(yè)價值。即使認證可能是最終目標，第一步是 ：
1)找出認可的、有價值的各個群體 ；
2）開發(fā)程序概述指南文檔。
該文件提取參考了現(xiàn)有的標準和建議并補充了一些有必要的信息。介紹本文的目的是尋求那些對本文或行業(yè)工作問題的意見和反饋。
六 參考文獻
[1] G. Parise, P E Sutherland and W J Moylan, “Electrical Safety for employee workplace in Europe and in USA”, IEEE Trans on Industry Applications, pp 1091-1098, July / August 2005
[2] H Landis Floyd, “Safety Management Systems”, IEEE Industry Applications Magazine, pp 19-24, May/June 2011
[3] M. Cole and K.McManama, “ IECEX Certification of Personnel Competencies “,IEEE Industry Applications Magazine pp 27-48 Jan/ Feb 2013
[4] Mark A Scott and Andrew Segers, “ A Global Safety Program “, IEEE Applications Magazine, pp 27-33, May/June 2013
[5] James C Cawly and Brett C Brenner, Analyzing On- the-job Electrical Injuries”,IEEE Industry Applications Magazine, pp 16-20, May/ June 2013
[6] Jeffery S Sargeant and Noel Williams, “ Electrical Inspection Manual with Checklists”, NFPA 1999
[7] Shahid Jamil and John Aeiker, “Electrical Equipment Isolation”, IEEE Industry Applications Magazine, pp 44-50, May/ June 2011
[8] R L Huddleston and D R Crow, “A Second Set of Eyes-The benefits of a Third Party Audit”, PCIC Annual Conference 2002
七 簡歷
Satish Chaparala 畢業(yè)于印度Osmania大學，于1965年取得電氣工程學士學位，隨后在印度JNT大學取得碩士學位，成名于1997年的工業(yè)工程。他在2002年以電氣經(jīng)理的身份退休后，隨后的30年他投身工作在印度藥品和制藥公司。他是坐落于印度海得拉巴城的IEEE IAS／PES聯(lián)合章的常創(chuàng)始人和董事長。他組織4次電氣安全的國際研討會在印度。他的合著在2000年的PCIC國際會計準則的年度會議中獲獎。Satish獲得2000年PCIC電器安全卓越獎，IEEE EAB功勛獎。
在導盲應用中的超聲波動態(tài)距離修正系統(tǒng)
Robert X. Gao, Member, IEEE and Chuan Li
Institute for micromanufacturing
Louisiana Tech University
P.O.Box 10348
Ruston,LA 71272 USA
摘 要
一個基于以微處理器為基礎的超聲波距離修正系統(tǒng)已被設計出來，它的兩個管腳之間用類似PVC管來封裝。此系統(tǒng)，作為盲人導盲應用，它管腳里面包含四個超聲波傳感器做為一個整體，外加一個微處理器從而構成了這個系統(tǒng)。它可以實時提供使用者前進的道路上最大大約5米的距離內(nèi)所遇到的障礙物的距離和高度信息。在實驗室進行各種移動模式的測試中，在5米的范圍內(nèi)最大的相關測量誤差低于14%。當測量范圍為3米時，這個誤差還會降低到5%。把此系統(tǒng)整體小型化后，可以做為盲人的日常導盲的應用。
關鍵詞：盲人導盲；導盲棒；傳感器集成；設備小型化
1 緒論
過去的十年表明，醫(yī)學工程已經(jīng)取得了巨大的進步。醫(yī)療設備的商業(yè)化有著寬廣的前景，它能為殘疾人充分的提供一個更為舒適的生活環(huán)境。然后，科技的進步，似乎還沒對電子導盲（ETAs）領域產(chǎn)生太多的影響。雖然一個ETAs產(chǎn)品可以造就一個行業(yè)，但是，盲人群體可以接受的費用是低的令人吃驚。即使是現(xiàn)在，大部分的盲人還是在選用傳統(tǒng)的拐杖來作為自己首選的出行輔助工具，它可以提供給使用者一個半徑約為1米的弧形的延伸空間來感覺是否有障礙物。但是，使用拐杖來作為盲人的輔助工具，它有有不可克服的局限性，它不能為使用者提供腰至頭部的保護。因此，使用拐杖作為盲人的出行輔助工具，它潛在的危險非常的高。
近年來，微電子電路的高速發(fā)展，這為拐杖植入嵌入式微傳感器提供了機會，它可以在傳統(tǒng)的外觀和功能上，再增加額外的功能，使基于傳統(tǒng)的拐杖上，功能變的更為完善，它可以為使用者提供更為寬廣的障礙物提示報警功能。在這篇論文中，將呈現(xiàn)出上述盲人導盲棒的設計和測試。實驗室的測試實驗包含有不同的典型的障礙物和導盲棒不同的移動方式測試，用于提高傳感器整體化導盲棒的適用性，以求能為盲人的日常出行提供方便。盲人行走中所產(chǎn)生的不足之處仍然很多。目前并沒廣泛接受ETA可能是因為沒有在心理上接受TEA設計者組織和制造商，缺乏吸引潛在用戶，或者是因為目前發(fā)展的現(xiàn)有技術還不能實現(xiàn)一個復雜并且有成本效益，可依賴的人類環(huán)境改造學產(chǎn)品。
2 原理
障礙物的測量是基于超聲波的回聲測量。如下圖1是障礙物與四個（Tr1~Tr4）一體化超聲波變換器的的方位模型。傳感器Trl，工作頻率40KHz，是配置一個發(fā)射器和一個接收器，Trl僅作為一個接收器。障礙物與手杖持有人的水平距離（D），以及手杖的垂直高度（H）可以由下面式子得到：
信號傳輸路徑L1和L2都取決于測量周期的開始到接收到Tr1和Tr2的回聲的傳播時間，參數(shù)δ1-δ4通過變換器設置決定。手杖與地之間的角度α和手杖頂端到地面的距離L4，考慮由于手杖在實際中運動情況造成的測量誤差，由輔助傳感器Tr3和Tr4決定。
圖1 障礙物的識別
3 試驗
為了證明傳感器集成技術，實驗室用三個典型的對象來引證：1）直徑為20cm的無形花盆，2）截面為10mm×10mm桿長為1.7m的木桿和3）一個40毫米的鋼球。這些對象被掛在一個離地面高度約1.7米，到手杖的距離為5米內(nèi)。兩個超聲波測距模塊用作Tr1和Tr2。
對于Tr3和Tr4，兩個模塊在馬薩產(chǎn)品中得到應用。這些與1.5長PVC管和5厘米的二步格成為一體。數(shù)據(jù)的采集和處理協(xié)調由摩托羅拉的微處理器M68HC711E9控制（圖2）。高度和距離信息是通過從5米每遠漸漸移動手杖到掛著的對象獲得的，每25厘米采集一次數(shù)據(jù)。為了模擬手杖的實際使用，手杖作為接近的對象，它經(jīng)歷了三種類型的議案：手杖末端放到地面時，離末端15厘米左右的電弧，離末端5厘米的助聽器，兩個成為一個組合。所獲得的數(shù)據(jù)再與用工業(yè)尺進行比較。如圖3所示，高度測量的最大的相對誤差小于14%；對于遠距離的測量，測量誤差在12%以內(nèi)。測量精度隨著用戶接近障礙而迅速提高：在3米以內(nèi)的距離，誤差迅速下降到小于5%，這意味著一個更好的保護。
圖2 系統(tǒng)構造
圖3遠距測量和高度測量的誤差
4結論
手杖用戶面前，超聲波傳感器陣列在局部移動的路徑障礙里是有效的。測量精度的提高可以通過系統(tǒng)的修改和應用誤差補償技術。今后的工作包括硬件和軟件的優(yōu)化，包括其他對象的領域測試和使用微制造技術的最小化系統(tǒng)。
鳴謝
這項研究是由美國國家科學基金會的資助下，bes-9402818支持。作者感謝M和J庫克rasbury制造測試設備。
參考文獻：
[1] L. Kay, "Electronic Aids for Blind Persons: An InterdisciplinarySubject", IEE Proceedings, Vol. 131, No. 7, pp. 559-576,, 1984.
[2] A. Dodds, J. Armstrong, and C. Shingledecker, "The Nottingham Obstacle Detector: Development and Eevaluation", J. of Visual and Blindness, Vol. 75, pp.203-206, May, 1981.
[3] A. Heyes, "The Sonic Pathfinder A New Electronic Travel Aid", J; of Visual Impairment and Blindness, Vol. 78,No. 5, pp. 200-202, May, 1984.
[4] M. Sanders and E. McComick, "Human Factors in Engineering and Design", 7th edition, McGraw-Hill, Inc.,1993.
16
收藏