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1新贸易理论对技术的探讨
传统的国际贸易理论基本上都属于静态分析,即假定一国的要素禀赋、技术水平与消费偏好等变量固定不变。20世纪70年代后期,随着国际贸易的迅速发展和结构变化,经济学家开始用新的方法分析国际贸易产生的原因、过程、结果和贸易结构,形成了新贸易理论。
新贸易理论代表者之一克鲁格曼,首先脱离李嘉图、赫克歇尔、俄林模型,用高度抽象但近似弗龙和赫崎的模型,假定只有劳动和资本两种要素,生产新产品的国家获得福利,利润率提高,资本向获利高的地方(发达国家)流动。发达国家与发展中国家之间差距加大。一旦技术向发展中国家转让,一部分得到技术的国家用低成本劳动创造较高的收益,资本因此开始向发展中国家流动,改善了发展中国家的贸易条件,缩小了差距。但是,模型所说的资本向创新技术国家还是向转移技术国家流动是不确定的。这个模型只能说明技术创新可能给双方都带来收益,但如何确定趋势,没有进一步研究或说明,不足以说明后发展国家一定能够或在什么约束下能够受益或赶上产品创新的国家。其次,克鲁格曼从李嘉图模型开始,假定每个国家之间的要素不同———技术含量不同,各自在市场中有自己的地位。技术领先国家开放贸易,后发展国家“赶超”上来,消除了“技术优先”者保持其技术领先的程度。新贸易理论中的动态比较优势理论,虽然给发展中国家的后来居上提供了一些理论依据,但是,除了少数新兴工业化国家外,许多国家在技术、教育、管理方面进行了大规模投资(如印度),却没有对改变产品和产业结构产生明显影响。
那么发展中国家对发达国际的技术进行学习和消化以求形成自己的比较优势的过程中出现了什么问题?为什么并不是所有的发展中国家在当今世界经济日趋一体化的过程中享受到技术规模经济带来的好处呢?
也许产品周期贸易理论能给我们做出一定的解释。这种理论指出,发达国家开发创新产品首先出口到发展中国家,后者在进口这些产品并逐渐占有这些产品的生产,而发达国家继续开发并生产更新的产品,周而复始。在这个过程中,尽管发展中国家技术的模仿对自身比较优势的形成和产业结构的提升上的作用是明显的,但是发展中国家的企业更容易注意到技术过时的速度较快,从而减少对学习活动的投资。技术模仿在短期内的经济增长反而会强化技术模仿的惰性。更进一步,发达国家促进创新的政策反过来将阻碍发展中国家的赶超过程。
此时,制度作为一个国家经济增长和比较优势形成的重要因素引起了广泛的关注。
2制度因素的重要性
2.1发展中国家的制度特征
虽然影响发展中国家经济增长的因素有许多,如各种生产要素的禀赋和积累,但历史经验表明,没有一种有效率的制度安排,有再多的生产要素及其积累的国家都有可能是低产出与低经济福利的国家,从而使其在国际贸易往来中始终处于被动的局面。
G·阿尔蒙特、P·鲍尔在研究20世纪的政治制度发展中发现社会经济的发展与政治力量的强弱之间存在负相关关系,即:社会经济越是发达的国家,政治力量的作用越是弱小;而社会经济越不发达的国家,其政治力量的作用越是强大。因此,发展中国家想要发展经济,在国际贸易中提升自己的比较优势,必须进行制度上的改革,以避免制度性的贫困。
2.2技术与制度之争
关于技术和制度哪一个因素能更好的促进发展中国家的经济增长和贸易获益,经济学界历来有争论。在中国,杨小凯、林毅夫关于技术模仿与制度模仿的争论引起了广泛的关注。实质上,他们双方观点的交锋点是发展中国家要取得贸易上的比较优势,应该走技术模仿道路还是制度模仿道路。
杨小凯制度模仿论的主要观点是,以技术模仿代替制度模仿是发展中国家的“后发劣势”,且认为在进行较为容易的技术模仿之前,要先完成较难的制度模仿。林毅夫技术模仿论的主要观点是,作为后发优势的主要内容和形式的技术模仿,是后发国后来居上的主要依据,后发国通过技术模仿,促进生产要素的积累(特别是资本积累)和产业结构的升级,最终达成经济发展,上层建筑必然随着经济基础的变动而发展。
我们认识到,所有的观点都直接或者是间接的指出了制度在经济增长和国际贸易发展中的重要地位。这里我们并不关注技术还是制度谁更重要,我们需要讨论的是制度在发展中国家尤其是中国发展国际贸易中地位如何,即制度到底怎样影响着技术的形成,又如何促成后发优势及比较优势的生成。
2.3制度外生及其优势
现代化研究的理论表明,就整体而言,先发国家由于没有先例和经验可循,其制度变迁方式以制度创新为主,多为内生的,而对于后发国家来说,大可以结合切身实际情况,大量借鉴先发国在制度变迁中的经验教训,其制度的生成多为外生的。但是这种制度生成方式并不是全盘的复制先发国的制度,也不排斥必要的制度创新。
我们将发展中国家,即后发国在制度上模仿发达国家的这种行为可以看作是一种合法的“搭便车”现象。这种制度上的搭便车由于制度本身的非排他性和非竞争性而存在着巨大的有益的能动作用,体现在这种制度模仿不仅能成为发展中国家制度变迁的巨大推动力量,同时又不会阻碍发达国家的制度创新。不同于技术模仿的是,发达国家往往愿意帮助和鼓励这种制度模仿的生成,以形成制度上的规模效应,从而有效的减少不同制度国家在国际贸易中的摩擦,从而减少交易的成本,提高贸易利润。
2.4发展中国家的制度模仿
加入WTO正是中国对WTO规则制度的模仿过程。WTO首先属于一种多变贸易体制。而所谓贸易体制,就是国与国之间彼此发展经贸联系的某种制度性安排。而WTO这个贸易体制完全是由各成员之间达成的一系列多变协议,既赋予各成员参与全球贸易及贸易规则制订的权利,又赋予各成员国政府相应的义务。中国加入WTO,就是要履行其成员国义务,争取其成员国权利,前提就是承认并接受它的制度安排,在统一的制度框架内与其他国家发生贸易往来。这么做无疑是有好处的。
3制度模仿的方式问题
无疑,发展中国家要发展经济、推进国际贸易,必然要对制度进行改革。因为是后发国,因而可以借鉴制度的规模效应考虑制度改革的方向。事实上,这种制度上的改革更多的是一种制度上的模仿。而我们需要探讨的是,这样的模仿究竟是以何种方式进行呢?其进行的方式对一国的贸易水平和经济增长的影响又是如何呢?
制度不是一朝一夕就能形成的,它的变迁是受众多因素共同影响和制约的过程。因而成功的制度变迁往往是渐进的、摸索的,那种激进的、认为制度可以决定一切而盲目的陷入主观主义和制度决定论的观点往往最终被事实证明是错误的,“休克疗法”在俄罗斯的失败正是很好的例证。
发展中国家的政府为了实现对于发达国家的赶超,人为地扶持众多违背本国比较优势的产业。而为了支撑这些不具备自身能力的产业,政府就必须制订各种管制措施对经济体系进行强有力地干预:政府对管制措施的设计服从于一定的发展战略目标。可以想象,这种制度上的不合理安排只会继续在长期内导致资源的不合理配置,产业结构不易优化,缩小经济发展的空间,恶化发展中国家的贸易条件。
中国渐进式的制度改革初期,只知道以往计划经济的道路不能再走了,但仍然不知道改革究竟往何处去,走的是与先发国相似的制度创新的路子,改革的代价是巨大的。如今,在全球化的开放条件下,制度的变迁不再是一个缓慢的、自发演进的过程,中国加入WTO等强制性的制度模仿过程正好说明制度模仿也可以是渐进和激进交织的过程。甚至还有学者提出,入世意味着中国渐进式改革的终结。
应该说,不论是激进式的制度模仿还是渐进式的制度模仿,终究还是一种方式,并不是目的。采取什么样的方式要根据具体情况而定,一旦条件成熟,采取快速的制度模仿也是可能的。正如中国的改革开放的道路,不仅仅有技术后发优势的发挥,也包括制度后发优势的发挥,当然还包括资本、劳动、经济结构等多方面的后发优势的积累和发展。但在这个过程中,制度模仿发挥了基础性的不可替代的作用。体现在贸易上,不仅仅形成了市场交易规则和市场价格机制,对外贸易战略也从极端的内向型经济逐渐发展成为开放的贸易自由化战略;不仅仅在企业内部逐渐形成了现代企业制度,人们的效率意识、竞争意识、公平意识及民主和法治意识都有了长足的进步,这些都为改革开放、贸易发展打下了良好的基础。只有制度上的不断完善,才能促使对外贸易的氛围不断完善,我国的产业结构的升级才能有强有力的保障。
4综述
总之,我们认为,由于后发优势的存在,发展中国家必须充分借鉴发达国家的成功经验,不仅仅在技术上不断地学习创新,更要在制度的借鉴改革和产业结构的调整升级上取长补短,这样的“追赶”才能后来居上。但我们必须注意到这和全盘的西化是决然不同的。
入世使我国的经济与世界经济紧密结合,受国际通行惯例的制约更加明显,这既是我国技术学习、制度改革的压力,也是动力。在开放的经济条件下,技术和制度的学习和借鉴是全方位的、大规模的,但是它们对发展中国家来说只是手段和过程。
技术和制度的学习模仿并不排斥创新,它们的发展有利于贸易的进步,反之,贸易的发展促进技术的交流和制度的完善。这就要求发展中国家在整体的宏观上做出有利于技术和制度从模仿到创新的战略安排。例如完善促进知识积累与技术进步的制度基础,构建不同层面的促进知识积累、技术进步与创新的运行机制。合理的制度安排有利于将私人成本、社会成本和私人利益、社会利益相一致,最大化社会的共同利益,进而使创新活动成为内在的持续的过程。
参考文献
各类下肢动脉疾病是血管外科常见病,发病率高。其诊断及治疗均要借助于数字减影血管造影来完成[1,2],而步进血管造影技术是目前较为先进的造影方法[3,4]。我院使用这一方法诊断治疗32例病人,均取得良好效果。
1资料与方法
1.1一般资料全组32例患者中,男21例(占65.6%),女11例(占34.4%);年龄17~86岁,平均61.5岁。其中18例患者有间歇性跛行,7例有静息痛,3例有下肢溃疡及坏疽,5例有局部肿胀压痛,10例有高血压史,3例有糖尿病史。
1.2仪器采用SIEMENSmultistar心血管造影机,C臂床及40cm影像增强器,SIEMENSFluorospotH影像处理系统,MarkVProVis高压注射器,KODAK2180激光相机。
1.3方法病人仰卧于床上,双腿下中间放置标尺,以便造影后校正测量血管病变部位的大小。保持双腿并拢,用固定带固定膝盖。双下肢动脉造影选一侧股动脉穿刺,单侧造影选健侧股动脉穿刺,采用5~6F导管,在透视下将导管送至髂总动脉上或目的位,近端作为步进造影起始位。调整影像增强器与球管距离为最大,患者肢体靠近影像增强器,确保双下肢动脉全在显示范围内。将C臂移至起始位后准备高压注射器,双侧造影以6~10ml/sec速度注射40~60ml造影剂,压力300~500PSI;单侧造影以3~5ml/sec速度注射20~40ml造影剂,压力150~300PSI,造影剂选用76%泛影葡胺或欧乃派克,均用生理盐水稀释。在采集菜单中选PERI模式,起始位透视2s以上以便测试曝光条件,调整遮光器及半透遮光片,按下操纵杆按钮使C臂前进一步,重复上述操作使C臂分次步进定位,适时插入分腿遮光片,直到肢体造影结束位,再按下曝光手闸或脚闸,C臂向反方向步进并自动在不同部位采集蒙片,待C臂返回起始位后高压注射器自动开始注射,持续按住曝光手闸或脚闸,观察监视器上血管造影剂充盈图像,适时按动手闸步进按钮,C臂前进一步,重复上述操作直至步进采集减影图像结束。
图像后处理选PERISCROLL显示自动拼接方式,AUTOSEW自动拼接,PERISCENE图像分别回放;选PERISEW进行手动拼接,操纵杆上下移动,改变重叠部分的大小,按下按钮,移动操纵杆改变接缝的位置,使图像拼接最佳。
2结果
步进下肢动脉造影32例显示,下肢动脉硬化闭塞症27例,其中完全闭塞11例(图1),不完全闭塞16例(图2),动静脉瘘3例(图3),血管畸形2例(图4),(每图均取自步进全程图像中的病变部分图像)。32例中24例(占75.0%)图像质量较佳,病变部位清晰,达到诊断目的。3例(占9.4%)病人下肢移动而使图像产生移动模糊。2例(占6.3%)遮光片调整不合理使图像曝光不足。3例(占9.4%)步进启动时机不精确使图像拼接不佳。图1双侧步进造影显示股动脉下段完全闭塞,经侧支循环灌注使闭塞远端动脉显影图2单侧步进造影显示股动脉及其分支多发狭窄,管壁毛糙,不规则图3单侧步进造影显示大量含造影剂血液经动静脉瘘充盈于迂曲股深、浅静脉图4单侧步进造影显示股动脉、股深动脉、旋股外侧动脉细小分支迂回增多,造影剂集聚3讨论
步进数字减影技术目前装置有两类:一类是在注射造影剂的同时通过控制C臂的运动时间,使其与被检部位的血流速度同步来获得要检查血管的全程减影图像。另一类是通过控制导管床运动速度追踪血管造影剂充盈而获得全程减影图像[5,6],但后者由于是在床运动中采集图像,因此血管减影图像略逊于前者。该两种方式均能一次注射造影而获得血管造影全貌,从而解决了下肢动脉血管行程长,增强器视野小,需要多次曝光系列和多次造影的矛盾。从X线受照辐射剂量和造影剂用量上有很重要的意义。
通过本组32例下肢动脉步进血管造影,笔者体会造影成功的关键在于造影前的准备,包括病人下肢的固定,蒙片的采集,减影采集方式,造影剂注射参数,减影采集方式,以及造影中C臂的移动与下肢动脉血流同步。
病人准备:造影剂的刺激常产生下肢剧痛及血管痉挛,引起下肢移动。本组3例由于此种原因引起减影图像模糊,因此必须用固定带固定下肢,造影剂浓度控制在40%左右或用非离子造影剂以及血管活性药物的应用等,以便消除或减轻这一不良反应。
蒙片采集:蒙片采集好坏将直接关系到减影后图像的质量,因此要求双侧下肢尽量靠近增强器,球管与增强器的距离为最大,以便使双侧下肢都在显影范围内,合理调整遮光及半透遮光片,并适时插入分腿遮光片,使每一蒙片曝光准确,确保与造影时曝光一致,另外蒙片采集常规可分5段,分别为盆腔、大腿、膝部、小腿、踝部,必要时可延长1~2段。本组2例由于蒙片采集时曝光不足,噪声增加,使膝部以下动脉显影不清。
造影剂注射参数:双侧造影时,造影剂总量、每秒流速及压力均要增加到单侧造影时的1倍左右。另外,根据动脉病变的类型,选择合适的高压注射器参数,以使血管充盈良好,图像清晰,如血管伴动-静脉分流时注射速率10ml/s,血管无明显改变时注射速率8ml/s,轻度阻塞性病变注射速率6ml/s,严重阻塞性病变注射速率4ml/s。
减影方式:使用脉冲方式采集图像,以获取较强的射线剂量及较高的图像信噪比。另外,由于每段流速不同,因此合理选择采集帧率从上至下依次为3F/S,3F/S,2F/2,2F/S,1F/S较佳。
C臂移动:由手控按钮完成C臂的移动,主要保证其移动与血流速度同步。下肢动脉显影图像拼接是否良好与其密切相关,一般当造影剂充盈至每步图像的2/3时,启动手控按钮,血管拼接成功率较高。另外,由于不同类型的血管病变对动脉血流影响很大,如有动静脉分流疾病时血流速度明显加快,则每步启动加快;而动脉阻塞性疾病血流速度明显减慢,则每步启动减慢。因此,合理控制C臂每步移动时机,实际操作经验尤其重要。本组3例由于步进的时机没有完全掌握好而使下肢动脉拼接不完全。
实际造影中,往往在步进数字减影的基础上为更明确病变性质,可做局部血管造影。对一些下肢动脉急性栓塞,步进数字减影可减少造影的盲目性,步进数字减影路径图对下肢动脉疾病的介入治疗有很重要的参考作用。
【参考文献】
1裴玉昆.周围血管学.北京:北京科学技术出版社,1993,45-68.
2GuthanerDF,etal.EvaluationofperiphevalvascularDiseaseUsingDigitalSubtractionAngiography.Radiology,1983,147:393.
从抗剪参数的变化过程可以看出,粘聚力随着掺入比的增加而提高,随抗压强度的增加而增加,当fcu=1.45~5.12Mpa时,其粘聚力c=0.4~1.11,内摩擦角变化幅度为17o~400。与原状淤泥质粘土相比,粘聚力和内摩擦角都有不同程度的提高,说明水泥土的抗剪强度远大于原状土。这是因为水泥混入土体后的硬凝作用产生的水泥水化硬凝物质增加了加固土的糙度,从而加大了剪切面的摩擦系数,提高了抗剪强度。根本原因在于抗压破坏与抗剪破坏的方式不同,抗压、抗拉依靠的是土颗粒间的联结力和结构支撑力起主导作用,而抗剪时土颗粒间粘聚力和土颗粒间的摩擦力起主导作用。另外,拉、压破坏面不是一个规则平面。如果土体中土颗粒不是完全被水泥石颗粒包围,破坏可以沿颗粒间的软弱面发生,当剪切破坏则是沿一相对平整的面,剪切对土体的破坏面不能绕过水泥土颗粒,这些颗粒起着抗剪切作用,从而提高了水泥石的抗剪强度。
根据试验的数据进行的回归结果来看,水泥土的粘聚力c与其无侧限抗压强度fcu大致呈线性关系,回归方程式如下:
c=0.18849+0.17043fcu(R=0.93761,S=0.07862,N=12,P<0.001)
拟合结果如下图所示:
图2—10粘聚力—抗压强度曲线图
第五节BP神经网络模型对水泥土抗压强度影响因素的分析
室内配比试验目的是希望通过对试验资料的分析,了解各种影响因素与抗压强度之间的内在规律性,来指导粉喷桩的设计及施工。以往的做法是对样本值进行多元线性回归建立经验公式,然而,这一过程存在诸多问题。掺入比、含水量等因素与抗压强度的关系无疑是非线性的,用线性模型来拟合非线性关系,效果是不能令人满意的,这一点可以通过模型的适合性检验和残差分析得到反映;就线性模型本身而言,其应用范围的狭小和局限性,是显而易见的。鉴于水泥土自身结构的复杂性和对其加固机理的研究尚待进一步深入,用传统的数学工具模拟上述非线性过程,建模相当困难。由于影响粉喷桩的因素如掺入比、含水量、饱和度、加固土密度、龄期等较多,且诸因素相互作用,交叉影响,使的室内配比试验成果表象复杂,数据离乱,无明显的关系存在,给成果分析带来困难。再又因为试验成本的缘故,很难达到满足常规分析计算需要的样本量,亦不能保证试验样本有较好的分布规律,往往使量化结果与定性分析产生矛盾。如何明确系统的非线性关系,通常有两种办法来解决:第一种是采取“分段线性”的处理方法,如采取多元线性回归等手段;另一种方法是利用混沌论、奇异吸引子、吸引凹陷和分形等数学工具来分析非线性系统。然而这些数学工具大多只能给出严格边界条件下类似解的存在性这样的证明而不能给出明确可行的求解方法,对回归模型而言,它主要适用于大容量样本情况下,对因变量来说,自变量的离散程度在一定范围内,进行回归分析才能得到较好的结果。有没有一种方法,使得我们离开深奥的数学工具也能了解复杂的非线性系统?神经网络理论提供了另外一种解决此类问题的可能性。
一.神经网络及BP模型简介
一般而言,神经网络是一个并行和分布式的信息处理网络结构,它由许多个神经元组成,每个神经元有一个输出,它可以连接到很多其它神经元,每个神经元输入有多个连接通路,每个连接通路对应于一个连接权系数,一个简单的人工神经元结构如图2—11所示,该神经元是一个多输入、单输出的非线性系统,其输入输出关系可描述为
式中,为节点的输出;是从
其他节点传来的输入信号;为节点
j到节点i的连接权值,反映了输入
的影响大小;为阀值,表示当前节点对输入产生的影响总和进行判断,若大于,系统认为此次影响作用明显,并将其反映在输出,否则,此次影响作用将不被考虑;为传递函数,可为线性函数,或型函数(如=,=),或具有任意阶导数的非线性函数,它描述了多输入值对输出的综合影响。
神经网络是一个非线性动力系统,特点在于信息的分布式存储(配比试验的规律性信息表示为权值和阀值的大小)和并行协同处理,它具有集体运算的能力和自适应的学习能力,很强的容错性和鲁棒性,善于联想,综合和推广。
神经网络模型有各种各样,代表性的模型有感知器、多层映射BP网络、RBF网络、双向联想记忆网络、Hopfield模型等。利用这些网络模型可实现函数逼近、数据聚类、模型分类、优化计算等功能。
BP网络是一单向传播的多层前向神经网络,结构如图2—12所示,其主要功能是函数逼近。网络通常有一个或n个隐层,同层节点间无任何连接和耦合,故每层节点的输出只影响下一层节点的输出。隐层中神经元均采用SIGMOID型变换函数,这种函数变换可实现从输入到输出的任意非线性映射;输出层的神经元采用纯线性变换函数,这可以避免使网络输出限制在一个较小范围内,达到可以输出任意值的目的。信息在模型中的传递和加工是逐层进行的,随着层数的深入,信息中所蕴涵的规律逐渐被了解、存储、综合,最后经输出结果统一表现出来。对本次配比试验而言,层的具体含义可理解如下:第一层的神经元接受各种影响因素的输入,对同一配比方案,第一层的神经元同时进行运算,利用传递函数计算结果的过程就是神经元存储信息的过程;第二层神经元接受上层神经元各自独立、并行计算处理的结果后,对获得的信息判断、整理、综合后输出,从而形成反映整个系统规律的映射。
图2—12
Hecht-Nielsen的论文中指出:1.给定任一连续函数f:[0,1]nRm,f可以精确地用一个至多三层的前向神经网络实现。它表述了映射网络的存在性,保证任一连续函数可由一个至多三层BP网络来实现。2.给定任意ε>0,对于任意的L2型连续函数f:[0,1]nRm,存在一个至多三层神经网络,它可在任意ε平方误差精度内逼近f。这就告诉我们,对任意连续函数一定可以构造出这样的BP网络模型。
二.BP模型应用分析
BP网络模型应用于配比试验分析,就是通过对简单的非线性函数进行数次复合,近似任一复杂函数,从而确定掺入比等影响因素和强度之间的函数关系。而且,实现这一功能的过程仅仅是利用试验样本值对模型进行训练和学习的过程(即通过推理和逼近的方法对网络的权值和阀值调整),其间并不要求对此结构和过程有较深认识,使分析的复杂性得到极大的简化,易于理解并提高了实用性。在配比试验中应用BP神经网络模型,具有以下几点优点:
并行处理性。网络各神经元可以同时进行类似的处理过程,整个网络的信息处理是大规模并行的。虽然每个神经元的功能简单,但大量简单的处理神经元进行集体的、并行的活动能减少神经网络完成识别任务所需步数,从而提高网络模式识别能力。与传统数学(如回归分析)串行处理相比,并行计算的效率更高。
规律的分布性描述和样本的容错性。抗压强度和各影响因素之间因果关系的信息,在网络的存储是按内容分布于许多神经元之间的权中,每个权存储多种信息的部分内容,从单个权中看不出存储信息的内容。这种映射关系的产生,部分来自于非线性是神经网络中固有性质这一事实,部分是因为许多独立单元的激励,决定系统的总体响应。这类似于全息图的信息存储性质,局部带有遗失或错误信息的数据使得网络重新调用自己存储的模式,同时有误信息被填充或修改。网络模式的完善和容错功能,在配比试验中的实际意义在于,对试验结果中离群点的处理上,比传统方法采取摒弃的手段有所改进,它容忍这些点的存在并吸取其合理内容,通过泛化(Generalization)功能对于不是样本集合的输入也能给出合适的输出。
可塑性、自适应性和自组织性。神经元之间连接的多样性和可塑性,使得网络可以通过学习与训练进行自组织,以适应不同处理信息的要求。这种学习功能在配比试验中的实现,主要是根据不同配比方案产生不同强度的样本模式,逐渐调整权值和阀值,使网络输出和希望输出之差的函数(如差的平方和)最小,权值和阀值的调整过程就是系统规律性信息的存储过程,样本量的增加可以加强信息的存储,从而更好的反映系统的非线性映射关系。
BP神经网络模型自身结构的特性也说明了其应用于室内配比试验的合理性。在这种网络中,输入是正向传播,逐层处理,每一层神经元的状态只影响下一层神经元的输出,其突出特点是无反馈性,即输入值不影响系统初始状态。对室内配比试验而言,试验过程本身是不可逆的,抗压强度由掺入比等因素决定,但同样的强度也可能是不同配比方案的结果,仅仅由抗压强度不能反演出影响参数,这一特征决定了用反馈型神经网络建模是不合适的。
BP神经网络的传递函数对隐层采用S型函数描述单个神经元对刺激的响应,一方面,它将神经元的输入范围(-∞,+∞)映射到某一确定区间,如(-1,+1),使各影响因素对目标变量抗压强度的变异性处于同一水平;另一方面,S型函数的曲线变化趋势与单因素对抗压强度的影响趋势雷同,经过对配比试验中各影响因素与水泥土的抗压强度关系分析可知,波速,掺入比,龄期等诸因素与抗压强度的相关关系大致呈指数曲线走向,以波速—抗压强度曲线为例,具体影响规律见图2—13,S型函数的曲线变化见图2—14。
图2—13抗压强度—波速曲线图图2—14S型函数曲线图
这说明S函数可以比较合理的模拟试验过程,从而更好的反映系统的映射关系。输出层节点的传递函数采用线性函数,它可将上一层神经元的输出经权值和阀值调整并累加后输出,其过程的物理意义被理解为对前一层神经元受掺入比等影响因素的激励后作出的响应的合理性进行判断,并通过将响应的合理部分迭加来模拟各种影响因素对抗压强度的综合贡献。
BP神经网络的训练和学习过程,就是通过逐步调整模型的权值和阀值来存储系统内在规律性信息的过程,从而达到正确反映抗压强度和影响因素之间映射的目的。其学习过程的基本思路是:把网络学习时输出层出现的与试验结果不符的误差,归结为连接层中各节点间连接权及阀值(有时将阀值作为特殊的连接权并入连接权)的“过错”,把误差逐层向输入层逆向传播“分摊”给各连接节点,从而可算出各连接节点的参考误差,并据此对各连接权进行相应的调整,使网络适应要求的映射。
三.工程实例
结合宁高公路二期工程粉喷桩软基处理,本次试验用土取自宁高公路(洪蓝至双牌石段)工地现场,并在室内使土样完全扰动,利用现有的土工试验仪器,土样试块为70mm×70mm×70mm的立方体,空气养护,搅拌方式为干搅,按照土工试验规程进行试验,本次配比方案掺入比为8%、12%、15%,含水量为30%、40%,龄期为30天、90天。为了验证BP模型拟合数据时样本需求量少,分析能力强的特点,本文选择了包含所有因素变化情况的最少组数(3×2×2)的试验结果进行分析,各组加固土的物理力学性能见表2—9:
表2—9.室内配比试验成果表组数
掺入比(%)
龄期(月)
含水量
孔隙度
饱和度
波速(km/s)
干密度(kg/m3)
抗压强度(Mpa)
1
15
1
0.211
0.575
0.893
1.783
1.66
3.47
2
15
3
0.153
0.535
0.62
1.813
1.63
5.12
3
12
1
0.222
0.588
0.945
1.645
1.69
2.36
4
12
3
0.192
0.555
0.816
1.626
1.66
3.58
续表2—95
8
1
0.234
0.62
0.926
1.414
1.61
1.49
6
8
3
0.204
0.594
0.797
1.278
1.66
2.42
7
15
1
0.289
0.796
0.861
1.611
1.43
1.97
8
15
3
0.264
0.775
0.771
1.620
1.42
4.58
9
12
1
0.298
0.78
0.931
1.566
1.44
1.74
10
12
3
0.248
0.726
0.78
1.565
1.47
3.30
11
8
1
0.325
0.866
0.91
1.478
1.38
1.51
12
8
3
0.289
0.801
0.842
1.365
1.40
2.48
根据试验结果建立BP网络模型,仿真各种因素对抗压强度的影响过程,网络模型结构见图2—12。利用高性能的可视化软件MATLAB中神经网络工具箱进行分析计算。由于采用并行计算的方法,模型本身可以通过增加节点数、隐层数或训练步数等方法将系统误差控制在指定范围内,而不需要再进行额外的试验,因此,在本次室内配比试验的组数比常规试验组数大大减少的情况下,采用两层BP网络模型来完成函数逼近任务。由于试验过程中对抗压强度而言,影响因素的个数有7个,因此初次确定隐层的神经元个数选7个,根据结果知最大训练步数不够或隐层中神经元个数太少。因此将神经元数目增加的14个,最大训练步数为100000次,此次训练到92885步时,仿真精度达到要求。
计算结果如表2—10:
表2—10.抗压强度计算结果与试验结果对比试验结果
1.49
1.51
1.63
1.97
2.36
2.42
2.48
3.3
3.47
3.58
3.58
5.12
多元回归
1.659
1.203
1.672
2.481
2.381
2.486
2.368
3.516
3.032
3.335
3.726
5.048
相对误差回归
0.113
0.203
0.026
0.259
0.009
0.027
0.044
0.065
0.126
0.068
0.040
0.014
BP模型
1.512
1.485
1.623
2.001
2.357
2.407
2.456
3.410
3.452
3.545
4.522
5.129
相对误差BP
0.015
0.016
0.004
0.015
0.001
0.005
0.009
0.033
0.005
0.010
0.263
0.001
由表2—10可以看出,回归模型的计算结果与样本值的偏差较大,最大时达到了20%以上。而且,对同样的样本群而言,回归模型一旦确定,其系统误差(计算值与试验结果之差)的大小也随之被确定,改善系统误差的有效办法只能是增加样本数量,这将直接带来试验成本或工程投入的加大。对BP神经网络而言,其输出不仅能较好的代表试验结果,与此同时,模型本身可以通过增加节点数、隐层数或训练步数等方法将系统误差控制在指定范围内,而不需要再进行额外的试验,这一点对工程实际而言具有十分重要的经济价值。根据本次试验的网络误差平方和随训练步数的变化趋势可知,BP神经网络系统误差平方和随步数的增加而逐渐趋于一极小值,只要模型结构合理,隐层中神经元个数足够多,保证必要的训练步数,系统误差可以控制在任一指定的误差指标范围内。
图2—15以方框表示权值矩阵和阀值矢量中元素,其面积正比于元素幅值。阀值和权值之间用垂线划开,形象表示权值和阀值对神经元输出的影响强弱。对权值和阀值而言,亮色代表正值,暗色反之。
图2—15.权值W1和阀值B1方框图
图中第一列表示本次二层的BP网络模型中隐层的阀值大小,第二列到第八列分别表示与掺入比、龄期、含水量、孔隙度、饱和度、波速和干密度有关的权值大小。图2—15中行的含义可以理解为,对同一次配比试验结果,14个神经元相互独立的进行分析,每个神经元都不同程度反应了此次配比试验中影响因素与水泥土抗压强度的关系,换句话说,模型获得的影响因素和强度相关性信息相当于进行了14次配比试验所得到的结果,神经元并行计算的特点,用在室内配比试验结果分析中,可以达到明显减小样本量的效果。
权值和阀值方框图存储的是此次室内配比试验中各影响因素和抗压强度之间因果规律信息。根据权值分布特点可得到如下认识:在各种影响因素中,波速的显著性水平明显高于其他因素,因为波速对应的权值幅值(图2—15第七列框图)明显高于其他影响因素的权值幅值,其倍数分别为十几倍到几十倍不等,这说明波速和抗压强度之间的联系非常紧密,对工程应用而言,通过测定波速的大小了解水泥土抗压强度是可行的,根据图2—13描述的函数关系,测得水泥土的声速就可以推知其抗压强度,这就为利用应力波(声波)的传播特性来测定粉喷桩质量提供了理论依据。
与其他因素相比,水泥掺入比与含水量对抗压强度的贡献较强,它们的权值幅值也相对较大,其权值幅度明显超过除波速外的其它所有影响因素。就水泥土加固机理来说,加固土的水解水化反应,硬凝反应和碳酸化作用,都离不开水泥和水的参与,因此在确定水泥土配比方案时,掺入比和含水量的作用是应当重点考虑的。除去以上两种因素外,干密度对抗压强度的影响也占有相当大的比重,其作用仅次于波速、掺入比和含水量。
Abstract:AlthoughChinesee-commerceandnetworktransactionhavegreatdevelopmentinrecentyears,onlinepaymentisbecomingoneofthebottlenecks.Therefore,solvingtheproblemsisanimportantstepindevelopingelectronicbusiness.
Thispapersummarieselectronicbusinesstechnologyanditsrelatedsecurityissuesfromseveralaspects.Firstitbrieflydiscussessecurityrequirementsandrelatedkeytechniqueswhicharenecessarytoprotectanelectronicbusinesssystem.IntheE2commercearea,securitywasagreatconcerntomanyorganizationswhenaconsiderablevolumeofdocumentsandtransactionsweredigitizedandexchangedonline.AnonlinepaymentsystembasedontheSSLprotocolincivilaviatonE2commerceisproposedinthispaper,accordingtotherealityandneedofthecivilaviatonE2commerceinChina.ThesecurityoftheE2paymentsystemwasimprovedtosomedegreebyaddingthetechnology.
Keywords:EC;onlinepaymentsystem;technicalcountermeasures
第一章:引言
2009年1月13日,中国互联网络信息中心(CNNIC)在京了《第23次中国互联网络发展状况统计报告》。报告显示,截至2008年底,我国互联网普及率以22.6%的比例首次超过21.9%的全球平均水平。同时,我国网民数达到2.98亿,宽带网民数达到2.7亿,国家CN域名数达1357.2万,三项指标继续稳居世界排名第一。
我国网民和国家CNCN域名的增加,势必为电子商务的发展带来更大的机会。随着Internet技术和应用的不断发展,越来越多的企业加入到电子商务的队伍中来。电子商务已成为贸易发展的必然趋势,随着电子商务环境的规范和完善,中国电子商务企业必然迅猛发展。使用网上支付的方式进行交易,大大降低了传统贸易的费用和开销,提高了工作效率和企业竞争优势。越来越多的企业选择在Internet上建立自己的Web站点以便利、经济的手段在网上展示自己的企业形象,推销本企业的产品。
一、电子商务与支付系统的定义
1、电子商务的定义
电子商务源于英文ElectronicCommerce,简写为EC。顾名思义,其内容包含两个方而,一是电子方式,二是商贸活动。电子商务指的是利用简单、快捷、低成木的电子通讯方式,买卖双方小谋而地进行各种商贸活动。国际商会于1997年11月,在巴黎举行了世界电子商务会议(TheWorldBusinessAgendaforElectronicCommerce)会上专家和代表对电子商务的概念进行了最权威的阐述:电子商务,是指实现整个贸易过程中各个阶段的贸易活动的电子化[1]。从涵盖范围可以定义为:交易各方以电子交易方式而不是通过当面交换或直接面谈方式进行的任何形式的商业贸易;从技术方面可以定义为:电子商务是一种多技术的集合体,包括交换数据(如电子数据交换、电子邮件)、获得数据(共享数据库、电子公告牌)、以及自动捕获数据(条形码)等[2]。
2、网上支付系统的构成
支付系统是由一系列支付工具、程序、有关交易主体、法律规则组成的用于实现货币金额所有权转移的完整体系。[3]
网上支付是指以金融电子化网络为基础,以商用电子化工具和各类交易卡为媒介,采用现代计算机技术和通信技术作为手段,通过计算机网络系统,特别是因特网进行传输。以电子信息传递的形式来实现资金的流通和支付。网上支付系统的构成则主要包括两部分。一是网上支付主体。涉及网上商家、持卡人、银行和第三方认证机构。二是网上支付技术。如基于因特网的TCP/IP协议标准、WWW技术规范和以安全网络数据交换为宗旨的电子数据交换协议SSL和SET。[4]
二、电子商务与网络支付系统的发展现状
1、电子商务的发展现状
根据2009年1月13日,中国互联网络信息中心(CNNIC)在京的《第23次中国互联网络发展状况统计报告》显示,在主要互联网应用使用率调查中,网络求职、更新博客和网络购物位列增长最快的应用前三甲。而网络音乐、网络视频等娱乐性应用的使用率则明显呈现下降的趋势。
由此可见,越来越多的企业和顾客加入到电子商务的队伍中来,网络支付系统得到越来越广泛的应用。电子商务发展迅速,通过网上进行交易已成为潮流。在我国,电子商务虽然刚起步,但是人们对电子商务的巨大潜力深信不疑;我国政府积极支持电子商务活动的开展,这些都对我国电子商务的发展产生了重要的影响。
但是应当看到,我国还存在一些“瓶颈”问题,严重地阻碍着电子商务的发展。从技术角度上看也存在两项解决的难题一是缺乏统一的电子商务技术服务标准,没有规矩不成方圆,没有标准的电子商务势必造成国内乃至国际电子交易混乱和麻烦。技术是电子商务发展的基础,而技术的发展必须建立在标准统一的基础之上。因此加快电子商务技术标准的制定是我国电子商务发展中迫在眉睫的、十分重要的事,是我国电子商务发展重中之重。二是还没有真正成熟的电子商务解决方案。在现阶段电子商务软件服务市场上,国外成熟的电子商务解决方案占据主导地位仍是不争的事实,而国内真正有能力的开发厂家更是屈指可数,仔细算来也只有实华开、四通寥寥几家,但没有一家能够提供一套完整的电子商务交易标准。而网上支付作为新兴的电子支付手段,越来越普及越来越重要。无论是对电子商务技术服务标准的制定还是对真正成熟的电子商务的解决方案的出现,网上支付系统的关键技术都是至关重要的。
但是现在制约电子商务发展的最关键的技术,是解决安全问题的技术。电子商务中的安全问题是重中之重的问题。在电子商务系统中,不仅需要交换使用者的信用卡号码、客户密码和个人身份等隐私信息,而且还涉及到个人财产的安全问题。在电子支付过程中,必须保证信息的机密性、完整性和真实性。一旦这些方面得不到切实的保证,那么将造成重大的损失和严重的法律问题,甚至会断送电子商务企业的命运。因此必须发展能够保障支付系统安全的关键技术,确保交易过程是安全、可靠的。
2、网上支付系统的发展现状
随着电子商务的迅猛发展,支付问题就成了制约电子商务发展的瓶颈,尤其是支付的安全性问题就像一直萦绕在头上的达摩克利斯之剑。电子支付构成了电子商务的核心环节,如果没有支付,整个电子商务过程无法完成。只有通过安全、快捷的实现电子支付才能实现电子商务涉及的物流、资金流、信息流的有机结合,才能确保电子商务交易顺利进行。
而作为真正的网络支付手段出现的支付方式,则是在Internet的迅速走向普及化之后的事情。但是自2005年以来,中国网上支付成长十分迅速,这标志着中国电子商务迈入了以全面实现网上支付系统为特征的崭新发展阶段。著名的网络市场调研机构艾瑞咨询公司的研究报告预测2010年我国的我网上支付市场规模将达到2800亿元。网上支付已成为国内网民从事网上交易时的第一选择,网上支付市场似乎已经成为继网络游戏、sp之后的又一座金山。
在Internet上出现的支付系统模式已有十几种,这些系统模式大致上可以划分为如下3类:第一类是数字化的电子货币或者电子现金;第二类是使用他们已有的安全清算程序,对Internet的网上支付提供信息中介服务;第三类是针对银行卡主攻加密算法,使传统的银行卡支付信息通过Internet向商家传递,利用金融专用网络提供独立的支付授信,更先进的是采用智能卡技术,提供联机的银行卡支付。但是不管是哪一类的系统,都是包含着信息加密措施的系统,每一个系统都是有很多保障安全性的系统。
第二章:网上支付系统的安全技术问题
一、网上支付系统的安全问题
随着网上支付手段使用人数的增加,网上支付系统所存在的问题也暴露无遗,而且随着使用范围的推广和黑客等技术的发展,也对网上支付系统的关键技术提出了更高的要求。其中最重要最核心的关键技术问题,就是安全问题。
电子商务的支付问题是随着电子商务本身的快速发展而衍生的。单纯就它们的关系而言,电子商务需要电子支付,支付体系是开展电子商务的必备条件。随着网上支付手段使用人数的增加,网上支付系统所存在的问题也暴露无遗,而且随着使用范围的推广和黑客等技术的发展,也对网上支付系统的关键技术提出了更高的要求。其中最重要最核心的关键技术问题,就是安全问题。据AC尼尔森公司在2003年3月~4月做的一个调查表明,安全性是网上购物者用信用卡支付的主要顾虑。安全问题已成为电子支付发展面临的重要挑战,目前制约我国电子商务发展的瓶颈就是支付问题。
二、信用卡安全的恐慌——网上支付系统的安全问题案例分析
众所周知道银行业步入了网络时代,网络也融入了银行业,这迎合了电子商务发展的趋势。网上银行因不受时间、地域限制,成本低、快捷方便等优点得到了银行业的积极响应。近几年更是呈现出迅猛发展的势头。但是由于网上银行所有内容都是以数据的形式流转于网络之上,不可避免地会带来信息安全隐患。作为庞大资金流动的载体,网上银行极易受到非法入侵和恶意攻击。如果银行的网络遭到攻击,私人信息就可能会泄漏,若补救不及时,很可能给消费者造成巨大损失。2005年4月,多名“支付宝”用户工商银行帐户里的钱不翼而飞。6月,花旗集团丢失了一批记录着390万客户帐户及个人信息的电脑记录数据带。同月,包括Master、Visa在内的多家信用卡公司4000多万用户信息被盗,涉及了近9000张国内信用卡,一时间风声鹤唳,引发了信用卡安全的恐慌。黑客窃取用户资料、网络诈骗、虚假银行、网络钓鱼等支付安全问题已经严重影响了电子商务的发展。
从银行业的这一案例中我们可以清晰看到安全技术的重要地位和意义。因此必须对这一关键技术进行深入的研究,形成一个优秀的解决方案,确保网上支付系统的安全,保障我国电子商务事业的稳定快速发展。
第三章:解决网上支付系统的安全问题的技术解决途径
安全的目的是:保护一个系统不会受到未经授权的访问,使系统的正常工作不会被非法干预。同所有计算机系统一样。电子商务系统安全必须具有保密性、完整性及可用性三个特征[5]。网上支付系统的安全是电子商务发展的核心。任何在Internet上开展业务的机构必须采取积极的步骤,确保系统有足够的安全措施,防止机密信息泄露和非法侵入造成损失。因此网上支付系统不但要具有保密性、完整性及可用性三个特点好要具有认证性、不可否认性和可审查性。
一、网上支付系统的安全要求
1、保密性
要确保网上支付系统的安全,首要的一点要求就是应防止未授权的数据暴露并确保数据源的可靠性,交易中的商务信息都需要遵循一定的保密规则。交易中的商务信息可能直接关联着个人、企业或国家的商业秘密,特别是涉及到商业机密和金融方面的敏感信息时,信息的保密性更为重要。因为其信息往往代表着国家、企业和个人的商业机密,而电子商务是建立在一个较为开放的互联网络环境上的。它所依托的网络本身也就是由于开放式互联形成的市场,才赢得了电子商务。因此在这一新的支撑环境下,势必要用相应的技术和手段来延续和改进信息的保密性。,因此,要采取措施预防信息的非法存取和信息在传输过程中被非法窃取。维护商业机密是电子商务全面推广应用的重要保障。
对于网上支付系统来说,他的保密性意味着系统必须满足两点:(1)私有交易不会被其它人截获及读取,既没有人能够通过拦截会话数据获得订货单中的帐户信息;(2)如果可能,应确保交易的匿名性,使交易不会被追踪,任何人无法利用“发生交易”这样的事实本身来达到别的目的。
2、信息的完整性
不可否认电子商务的出现以计算机代替了人们以大多数复杂的劳动,信息系统的形式整合化简了企业贸易中的各个环节,但网络的开放和信息的处理自动化也使如何维护贸易各方商业信息的完整统一出现了问题。而贸易各方各类信息的完整性势必影响到贸易过程中交易和经营策略,因此保持贸易各方信息的完整性是网上支付系统应用必备的基础。
要确保网上支付能够安全顺利的进行,还要防止未经授权的数据修改。交易双方的合同签订后就不能随意删改,以保证交易的公正性,与可行性。电子商务简化了贸易过程,减少了人为的干预,但对信息的随意生成、修改和删除会造,成差错甚至可能导致欺诈行为。数据传输过程中信息丢失、信息重复或信息传送的次序差异也会导致贸易各方信息的不同。这会影响贸易各方商业信息的完整性和统一性。因此保持贸易各方信息的完整性是电子商务应用的基础。完整性指资源只能由授权实体修改。网上支付系统的完整性要求他提供的服务应在通信过程中接收到的消息确实是实际发送的消息,不可能在传输过程中被篡改,也不可能是一条伪造的消息。
3、可用性
可用性是指一旦用户得到访问某一资源的权限,该资源就应该能够随时为他使用,而不应该将其保护起来使拥护的合法权益受到损害。在电子商务系统中,提高系统可用性有时还意味着用户仅需经一次登陆就可以访问任何其他有权访问的资源,避免对访问不同的服务使用不同的登录过程。
不可否认电子商务的出现以计算机代替了人们以大多数复杂的劳动,信息系统的形式整合化简了企业贸易中的各个环节,但网络的开放和信息的处理自动化也使如何维护贸易各方商业信息的完整统一出现了问题。而贸易各方各类信息的完整性势必影响到贸易过程中交易和经营策略,因此保持贸易各方信息的完整性是电子商务应用必备的基础。
4、不可否认性
在交易中会出现交易抵赖的现象,如信息发送方在发送操作完成后否认曾经发送过该信息或与之相反接受方收到信息后并不承认曾经收到过该条消息。因此如何确定交易中的任何一方在交易过程中所收到的交易信息,正是自己的合作对象发出的。而对方本身也没有被假冒是电子商务活动和谐顺利进行的保证。
要确保网上支付系统的安全,交易一旦签订就不能被否认。因此交易的各个环节,都必须设法防止参与交易的任何一方的抵赖。不可否认性主要包含数据原始记录和发送记录的不可否认,确认数据已经完全发送和接收,防止接收用户更改原始记录,防止用户在收到数据以后否认收到数据,并拖延自己的下一步工作。为了保证交易过程的可操作性,必须采取可靠的方法确保交易过程的真实性,保证参加电子交易的各方承认交易过程的合法性,在交易数据发送完成以后,双方都不得否认自己曾经发出或接收过信息。要对网络故障、操作错误、应用程序错误、硬件故障、系统软件错误及计算机病毒所产生的潜在威胁加以控制和预防,以保证贸易数据在确定的时刻,确定的地点是有效的。一旦事务结束,有关各方都不能否认自己参与过这次事务。
5、可审查性。
根据机密性和完整性的要求,应对数据审查的结果进行记录,在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识。当贸易一方发现交易行为对自己不利,否认电子交易行为时,系统应具备审查能力,使交易的任何一方都不能抵赖已经发生的交易行为。在传统的纸面贸易中,贸易双方通过在交易合同、契约或贸易单据等书面文件上手写签名或印章来鉴别贸易伙伴,确定合同、契约、单据的可靠性并预防抵赖行为的发生。而在无纸化的电子商务方式下,则应通过数字摘要、PKI、数字签名、数字凭证、CA认证等手段,在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识。
6、认证性
要确保网上支付系统的安全,在电子商务中必须建立严格的身份认证机制,以确保参加交易各方的身份真实有效。首先,要确认当前的通讯、交易和存取要求是合法的。即接收方可以确认信息来自发信者,而不是第三者冒名发送。发送方可以确认接收方的身份是真实的,而不至于发往与交易无关的第三方。要在交易信息的传输过程中为参与交易的个人、企业或国家提供可靠的标识。网上支付系统中通信的双方应能确定对方的身份,知道对方确实是他所称的那一位。在这里,确定意思并不完全意味着知道对方的准确身份,但应能做到知道自己是在与一个可靠的对象通信。
二、网上支付系统可能受到的攻击
针对网上支付系统所进行的攻击就是试图破坏上面的六大安全特征。近一步细分又可以划分为两大类。
(1)假冒和恶意破坏。由于掌握了数据的格式并可以篡改通过的信息,攻击者可以冒充合法用户发送假冒的信息或者主动获取信息而远端用户通常很难分辨。由于攻击者可以接入网络则可能对网络中的信息进行修改,掌握网上的机要信息,甚至可以潜入网络内部,其后果是非常严重的。
(2)窃取和篡改信息由于未采用加密措施或加密措施不利,数据信息在网络上以明文形式传送,或者是被不法者用设置网络窃听器等手段监视网上数据流、从数据包中获取敏感信息。入侵者在数据包经过的网关或路由器上可以截获传送的信息通过多次窃取和分析,可以找到信息的规律和格式,进而得到传输信息的内容,造成网上传输信息泄密,当入侵者掌握了信息的格式和规律后,通过各种技术手段和方法,将网络上传送的信息数据在中途修改,然后再发向目的。这种方法并不新鲜,在路由器或网关上都可以做此类工作。
三、网上支付系统安全的技术解决方案
1、加密技术
1.1、利用加密技术保证电子商务支付的机密性[6]
密码技术在发展过程中逐渐分离出加密技术和验证技术两个分支。就加密技术而言,1976年以前主要采用对称加密技术,这种加密技术存在着很多问题,如密钥分发的安全性,密钥规模过大、不能保证消息的真实性和完整性等。1976年以后,迪飞和海尔曼创造性地提出了非对称加密算法,彻底解决了上述问题,使加密技术有了革命性的发展。
1.2对称加密技术
对称加密技术有许多著名的算法,其中具有代表性的是DES算法。DES(DataEncryptionStandard)算法是1977年美国国际标准局(NBS)制定的标准加密算法。它把64位的明文输入块变成64位的密文输出块,所使用的密钥也是64位,其中第8位奇偶校验位另作它用。DES利用56位的密钥,对64位的输入数据块进行16次的排列置换,最后生成输出块密码。其生成步骤如[7]
下:
(1)为了产生64位明文的置换输入,对二进位进行初始排列(InitialPermutation),然后将结果分成32位的左右两个数据块。
(2)执行16次的迭代函数f,而每迭代一次所使用的密钥就不同,f函数将此密钥和右侧数据块作为自己的输入参数。
(3)在每个迭代阶段,左右两个数据块的置换值由下式确定:
Li=Ri-1
1茶园全程机剪、机采技术
(1)机采茶园宜选择平地、15°以下缓坡或等高梯地、土层深厚、树势健壮、无缺株断行的常规茶园和密植茶园。新种茶园应选用发芽整齐、持嫩性较好的迎霜等无性系良种。种植规格为:大行距180cm、小行距33cm、株距33cm、行长30~40m、阶梯茶园梯面宽应不少于200cm、树高应维持在60~80cm,并在行间保留15~20cm的操作道。
(2)机采茶园要有较高的肥培管理水平,应重施有机肥,增施氮肥,配施叶面肥。施肥标准可根据上年鲜叶产量确定,每100kg鲜叶年施纯氮4~6kg,氮、磷、钾比例按4∶1∶1配施。机采茶园在除草时应特别注意要除尽丛内杂草,清除异物,以免机采时影响鲜叶净度,危及人、机安全。在深翻、开沟等作业时应注意平整地面,以利于行走。
(3)一般长期手工采摘的茶树过渡到机械采摘,必须视树势状况,利用深修剪、重修剪、台刈等树冠修剪技术,结合改土、改园,以复壮树势和改造树冠,待树冠形成平整的采摘面后,才能实行机采;没有进行良好修剪的茶园,不适宜机采。
(4)机采适期应根据品种、茶类、茶季、采摘批次等多种因子综合考虑确定:如以一芽二、三叶及其对夹叶为标准新梢,即标准新梢达到60%~80%时为机采适期。机采批次也要根据品种、茶类、等级、新梢生育情况灵活掌握,一般春茶采摘2次,夏茶采摘1次,秋茶采摘2次。
(5)机采、机剪操作手应全面了解机械性能,熟练掌握使用方法。机采、机剪操作时配合要密切,深度要适宜,运行要平稳,速度要均衡,以确保机采、机剪质量。
2测土配方施肥技术
有的茶农肥料没少用,但产量却不高,或产量较高、收入却没增加多少。这是因为茶树不同生长期需要养分不同,不同类型土壤的施肥量也不一样。测土配方施肥可以因土、因时施用肥料,降低成本,可以提高肥料利用率5%~10%,增产率一般为10%~15%。实行测土配方施肥不但能提高肥料利用率,获得稳产高产,还能改善茶品质量,是一项增产节肥、节支增收的技术措施。
2.1采集土样
土样采集地点选择以及采集的土壤都要有代表性。为了了解茶树生长期内土壤耕层中养分供应状况,取样深度一般在20~30cm。样点数量依经营面积大小而定。如果地块面积大、肥力相近,样点数可少些;反之,样点数适当多些。
2.2土壤化验
土壤化验就是土壤诊断,主要是碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和pH值(酸碱值)。这5项之中,碱解氮、速效磷、速效钾是体现土壤肥力的三大标志性营养元素;有机质和pH值2项可作参考项目。根据需要,可针对性化验中、微量营养元素。
2.3确定配方
配方选定由专家和专业科技人员来完成。
2.4配方的选用
配方完成后,即可扩大生产推广使用。随着测土配方施肥技术发展,已有专门的配方肥料生产厂家,同时实施系列化服务。各地针对实际情况,可在市场上进行购买。
3微蓄微灌技术
生产茶园应用微蓄微灌技术后,主要表现在:一是夏秋茶产量明显增加;二是表现在夏秋茶叶质变软,易加工成形、不易破碎,干茶外形、香气均有一定程度改善,干茶商品性明显变好。
3.1田间设置
灌水器最好采用管上式滴灌管,滴头流量和滴头间距的选择与土质有关。对于沙壤土,滴头间距应在0.5~1.0m之间,土壤越黏,滴头间距应越大,田间一般采用的单畦单管铺设法,即将滴灌管置于每畦2行植株中间,管长与畦长相同。滴灌管上的滴孔应尽量朝上,可使水中的少量杂质沉淀在管子的底部。微灌设备应采用专用配件连接,互通性才会好,才能满足不同情况的安装需要,而且专用配件结构简单、安装方便、能自装自拆。3.2微蓄微灌系统使用要求
要定期检查和清洗过滤器中积聚的杂质,防止过滤器堵塞;检查过滤器是否完好无损,发现滤网损坏时要及时更换。还要定期冲洗滴灌管,新安装的滴灌管要充分放水冲洗,把安装过程中积聚的杂质冲洗干净,再开始使用微灌系统。滴灌系统使用过程中,一要定期冲洗,把使用过程中积聚在管内的杂质冲洗出滴灌管;二要防止滴灌管破损,在进行锄地等农事操作时,要避免损坏滴灌管。
4杂草防治技术
茶园(特别是幼龄茶园)管理最为繁重、投入劳动力最多的就是杂草防治,对此,主要措施是:
(1)在茶园中推广使用精禾草克、盖草能防治占茶园杂草近70%的单子叶杂草。
(2)在幼龄茶园行间套种2行大荚剑舌豌豆、蚕豆等豆科作物,在开花结果前拔除,覆盖在茶行上,既抑制了杂草生长,又提高了土壤肥力和抗旱能力。
5茶园有害生物综合防治技术
(1)严格执行国家规定的植物检疫制度,防止检疫性疾病如茶饼病等的传播、蔓延。
(2)农业防治。通过选用抗性较强的品种、合理修剪、及时分批采摘、中耕除草、深耕等措施,以减少病虫源,创造有利于茶树生产、不利于病虫发生的环境条件。
农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的,也是我国农业资源,尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全,推动农业和农村经济可持续发展,具有重要的战略地位和作用。我国农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决,加强对我国节水农业技术的研究,以科技创新促进生产力发展,建立与完善适合我国国情的现代节水农业技术体系,将成为促进我国节水农业可持续发展的重大战略举措之一
1现代节水农业技术研究进展
随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧,世界各国,特别是发达国家都把发展节水高效农业作为现代农业可持续发展的重要措施。发达国家在农业生产实践中,把提高灌溉(降)水的利用率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点和主要目标。在研究节水农业基础理论基础上,将生物、信息、计算机、高分子材料等高新技术与传统的农业节水技术相结合,提升节水农业技术的高科技含量,建立适合国情的节水农业技术体系,加快由传统的粗放农业向现代化的精准农业转型的进程。
世界各国采用的节水农业技术通常可归纳为工程节水技术、农艺节水技术、生物(生理)节水技术和水管理节水技术等四类。节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中:
一是减少灌溉渠系(管道)输水过程中的水量蒸发与渗漏损失,提高农田灌溉水的利用率;
二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失,在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量;
三是减少农田土壤的水分蒸发损失,有效地利用天然降水和灌溉水资源;
四是提高作物水分生产效率,减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗,获得较高的作物产量和用水效益。节水农业发达的国家始终把提高上述环节中的灌溉(降)水利用率和作物水分生产效率作为重点,在建立了以高标准的衬砌渠道和压力管道输水为主的完善的灌溉输水工程系统和采用了以喷(微)灌技术和改进的地面灌技术为主的先进的田间灌水技术后,节水农业技术的研究重点正从工程节水向农艺节水、生物(生理)节水、水管理节水等方向倾斜,尤其重视农业节水技术与生态环境保护技术的密切结合。
1.1农艺节水技术
利用耕作覆盖措施和化学制剂调控农田水分状况、蓄水保墒是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。国内外已提出许多行之有效的技术和方法,如保护性耕作技术、田间覆盖技术、节水生化制剂(保水剂、吸水剂、种衣剂)和旱地专用肥等技术和产品正得到广泛的应用。如美国中西部大平原由传统耕作到少耕或免耕,由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖,由机械耕作除草到化学制剂除草,都显著提高了农田的保土、保肥、保水的效果和农业产量。法国、美国、日本、英国等开发出抗旱节水制剂(保水剂、吸水剂)的系列产品,在经济作物上广泛使用,取得了良好的节水增产效果。法国、美国等将聚丙烯酰胺(PAM)喷施在土壤表面,起到了抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的明显效果。美国利用沙漠植物和淀粉类物质成功地合成了生物类的高吸水物质,取得了显著的保水效果。
节水农作制度主要是研究适宜当地自然条件的节水高效型作物种植结构,提出相应的节水高效间作套种与轮作种植模式。例如,在澳大利亚采用的粮草轮作制度中,实施豆科牧草与作物轮作会避免土壤有机质下降,保持土壤基础肥力,提高土壤蓄水保墒能力。
在抗旱节水作物品种的选育方面,发达国家已选育出一系列的抗旱、节水、优质的作物品种。如澳大利亚和以色列的小麦品种、以色列和美国的棉花品种、加拿大的牧草品种、以色列和西班牙的水果品种等。这些品种不仅具备节水抗旱性能,还具有稳定的产量性状和优良的品质特性。特别是近年来,在植物抗旱基因的挖掘和分离、水分高效利用相关的基因定位以及分子辅助标记技术、转基因技术、基因聚合技术等在抗旱节水作物品种的选育上取得了一些极富开发潜力的成果。
近年来,水肥耦合高效利用技术的研究已将提高水分养分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根区湿润方式和范围等与水分养分的有效性、根系的吸收功能调节等有机地结合起来。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的,从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。美国、以色列等国家将作物水分养分的需求规律和农田水分养分的实时状况相结合,利用自控的滴灌系统向作物同步精确供给水分和养分,既提高了水分和养分的利用率,最大限度地降低了水分养分的流失和污染的危险,也优化了水肥耦合关系,从而提高了农作物的产量和品质。
1.2生物(生理)节水技术
将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合开发出诸如调亏灌溉(RDI)、分根区交替灌溉(ARDI)和部分根干燥(PRD)等作物生理节水技术,可明显地提高作物和果树的水分利用效率。与传统灌水方法追求田间作物根系活动层的充分和均匀湿润的想法不同,ARDI和PRD技术强调在土壤垂直剖面或水平面的某个区域保持土壤干燥,仅让一部分土壤区域灌水湿润,交替控制部分根系区域干燥、部分根系区域湿润,以利于使不同区域的根系交替经受一定程度的水分胁迫锻炼,刺激根系的吸收补偿功能,使根源信号ABA向上传输至叶片,调节气孔保持在适宜的开度,达到不牺牲作物光合物质积累而又大量减少其奢侈的蒸腾耗水的目的,与此同时,还可减少作物棵间的土壤湿润面积,降低棵间蒸发损失和因水分从湿润区向干燥区侧向运动带来的深层渗漏损失。RDI是基于作物生理生化过程受遗传特性或生长激素的影响,在作物生长发育的某些阶段主动施加一定的水分胁迫(即人为地让作物经受适度的缺水锻炼)来影响其光合产物向不同组织器官的分配,进而提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合成物的总量。因营养生长减少还可提高作物的种植密度,提高总产量,减少棉花、果树等作物的剪枝工作量,改善产品品质。国际上有关调亏灌溉的研究主要是针对果树和西红柿等蔬菜作物,对大田作物的研究较少。
近年来,国内外相继开展了对作物需水量计算方法的大量研究,但这些研究大多以单点的和单一作物的耗水估算为主,在此基础上采用插值法和面积加权平均法确定的区域作物耗水量的精度会受到气象等因素的空间变异性的影响。目前的重点是将单点的单一作物耗水估算模型的研究扩展到区域尺度多种作物组合下的耗水估算方法与模型研究上,根据作物及其不同生育期的需水估算,使有限的水最优分配到作物的不同生育期内,为研究适合不同地区的非充分灌溉制度提供基础数据和支撑。随着遥感技术的应用使得采用能量平衡法估算区域作物耗水量成为可能,通过遥感获得的作物冠层温度来估算区域耗水量分布的研究变得十分活跃,并在一些发达国家得到了一定的应用。
1.3水管理节水技术
为实现灌溉用水管理手段的现代化与自动化,满足对灌溉系统管理的灵活、准确和快捷的要求,发达国家的灌溉水管理技术正趋朝着信息化、自动化、智能化的方向发展。在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的同时,既满足用户的需求,又有效地减少弃水,提高灌溉系统的运行性能与效率。
建立灌区用水决策支持系统来模拟作物产量和作物需水过程,预测农田土壤盐份及水分胁迫对产量的影响,基于Internet技术和RS、GIS、GPS等技术完成信息的采集交换与传输,根据实时灌溉预报模型,为用户提供不同类型灌区的动态配水计划,达到优化配置灌溉用水的目标。为适应灌区用水灵活多变的特点,做到适时、适量地供水,需对灌溉输配水系统的运行模式和相应的自控技术开展研究。目前,国外多采用基于下游控制模式的自控运行方式,利用中央自动监控(即遥测、遥讯、遥调)系统对大型供水渠道进行自动化管理,开展灌区输配水系统的自控技术研究。在明渠自控系统运行软件方面,着重开展对供水系统的优化调度计划的研究,采用明渠非恒定流计算机模拟方法结合闸门运行规律编制系统运行的实时控制软件。
美国、澳大利亚等国已大量使用热脉冲技术测定作物茎杆的液流和蒸腾,用于监测作物水分状态,并提出土壤墒情监测与预报的理论和方法,将空间信息技术和计算机模拟技术用于监测土壤墒情。根据土壤和作物水分状态开展的实时灌溉预报的研究进展也很快,一些国家已提出几种具有代表性的节水灌溉预报模型。在此基础开展的适合不同地区的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水条件下灌溉用水管理的基础,随着水资源短缺的不断加剧,其研究在国内外得到普遍重视。
多采用系统分析理论和随机优化技术,开展灌区多种水源联合利用的研究,以网络技术支持的智能化配水决策支持系统为基础,建立起多水源优化配置的专家系统,提出不同水源组合条件下的优化灌溉与管理模式,合理利用和配置灌区的地表水、地下水和土壤水,对其进行统一规划和管理。在最大限度地满足作物对水分需求的同时,改善灌区的农田生态环境条件。
1.4工程节水技术
随着现代化规模经营农业的发展,由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上,采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦(沟)灌溉系统的性能,具有节水、增产的显著效益。激光控制土地精细平整技术是目前世界上最先进的土地平整技术,国内外的应用结果表明,高精度的土地平整可使灌溉均匀度达到80%以上,田间灌水效率达到70%-80%,是改进地面灌溉质量的有效措施。随着计算机技术的发展,在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上,利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性,获得最佳的灌水控制参数,有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。
除地面灌溉技术外,发达国家十分重视对喷、微灌技术的研究和应用。微灌技术是所有田间灌水技术中能够做到对作物进行精量灌溉的高效方法之一。美国、以色列、澳大利亚等国家特别重视微灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究,将计算机模拟技术、自控技术、先进的制造成模工艺技术相结合开发高水力性能的微灌系列新产品、微灌系统施肥装置和过滤器。喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备,世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发,其发展趋势是向多功能、节能、低压等综合方向发展。如美国先后开发出不同摇臂形式、不同仰角及适用于不同目的的多功能喷头,具有防风、多功能利用、低压工作的显著特点。
为减少来自农田输水系统的水量损失,许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来,国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面,开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料,研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。如已在德国、美国应用的新型土工复合材料GCLS就具有防渗性能好、抗穿刺能力强的明显特点。此外,管道输水技术因成本低、节水明显、管理方便等特点,已作为许多国家开展灌区节水改造的必要措施,开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制是渠灌区发展输水灌溉中亟待解决的关键问题。
2现代节水农业技术研究发展趋势
现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术,具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题,也不是简单的农艺节水和生物节水问题。从支撑现代节水农业技术的基础理论而言,需将水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等学科有机地结合在一起,以降水(灌溉)-土壤水-作物水-光合作用-干物质量-经济产量的转化循环过程作为研究主线,从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良等方面出发,探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。另一方面,现代节水农业技术又需要生物、水利、农艺、材料、信息、计算机、化工等多方面的技术支持,来建立适合国情的技术体系。
随着20世纪中叶以来科学技术出现的重大突破,节水农业领域中大量借助于土壤水动力学、植物生理学的理论和现代数学方法及计算模拟手段,试图从整体上来考虑水-土-作物-大气间的互动作用与关系,定量描述土壤-植物-大气连续体中水分和养分运移的转化过程,据此制定科学的水、肥调控方案,这使得对节水农业的研究已由以往单纯的统计或实验性质变为一门有着较为严谨的理论基础与定量方法的科学。计算机技术、电于信息技术、红外遥感技术以及其它技术的应用,使得在土壤水分动态、土壤水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况等方面的数据监测、采集和处理手段得到长足发展,促进了农业用水管理水平的提高,而高分子复合材料和纳米材料的研制创新正在促使渠道防渗、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育着技术上的重大突破。
在提高农业用水的利用率和水的生产效率的节水农业技术研究中,不仅涉及到与土壤-植物-大气系统中的界面过程,水分传输和系统反馈的机制,水分调控的途径以及大气水、地表水、地下水、土壤水转化关系等相关领域内的前沿技术,还与利用现代高新技术对水资源、土壤水分和作物水分进行监测调控,根据作物需水规律进行精量灌溉等关键技术有关。为此,必须以具有学科交叉性的重大前沿性技术研究为基础,研发与农业节水相关的重要关键技术,探索建立适合国情的现代节水农业技术体系。
3我国现代节水农业技术研究重点与内容
3.1现代节水农业前沿技术
围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域,对现代节水农业前沿技术开展原创性研究。通过对水-土-植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究,带来农业节水原理与技术的创新,促进节水农业新思路的问世和源头高技术的产生,为我国现代节水农业的发展提供基础理论和技术储备。
作物高效用水与生理调控技术:
(1)研究主要作物节水条件下产量形成及可视化的生产模型,获得维持农作物较高水分生产效率的生理和生态学过程参数,提出农作物根系微生态系统水分吸收功能调控模型和水分利用整体超补偿功能环境反应模型;
(2)研究不同生态区域内主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉条件下的需水量季节分布和计算模式和不同节水灌溉技术条件下的作物需水和耗水模型,提出作物水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉制度,得到不同节水灌溉方式下实施非充分灌溉制度的技术;
(3)研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻、果树)调亏灌溉的指标体系(最佳凋亏阶段和调亏程度),提出不同养分水平或施肥条件下调亏灌溉的模式及相应的指标,获得作物调亏灌溉的田间实施技术;
(4)研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指标体系,提出不同养分水平或施肥条件下控制性分根交替灌溉的模式及相应参数,获得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技术要素最优组合设计方法及的田间实施技术;
作物需水信息采集与精量控制灌溉技术:
(1)研究作物对水分亏缺信息的感受、传递与信号转导的过程,建立作物水分信号诊断指标体系,获得利用作物茎杆变形测量诊断作物缺水状况的新技术与新产品;
(2)研究作物水分区域分布监测技术和作物蒸腾过程快速监测技术,提出区域土壤水分空间变异性与最佳动态监测布点方式和区域土壤墒情监测预报技术,获得土壤水分动态快速测定与预报技术及新产品;
(3)以土壤墒情监测预报、作物水分动态监测信息与作物生长信息的结合为基础,研究运用模糊人工神经网络技术、数据通讯技术和网络技术建立具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制灌溉系统,研制开发智能化的灌溉信息采集装置和智能化的灌溉预报与决策支持软件。
农田水肥调控利用与节水高效作物栽培技术:
(1)以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象,研究不同区域、种植制度、地力基础和水资源状况下主要作物农田养分供应与利用模式,提出不同水分条件下获得最高水分利用效率的水分与养分最佳参数组合;
(2)研究不同灌溉方式下作物根区水分养分迁移、转化和吸收的动力学过程,提出相应的作物根际水肥耦合循环与调控模型,获得以提高水肥耦合利用效率为目标的田间节水灌溉技术参数的最优组合;
(3)以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象,研究农田高效用水的作物群体时空分布特征,影响农田整体抗旱特性和水分利用效率的群体因素和调控技术;构建主要农作物高效用水群体优化结构的综合栽培技术体系。
3.2现代节水农业关键技术
以田间节水灌溉、灌溉用水管理、农艺与化控节水等为重点,适当考虑干旱缺水地区特殊水源的开发与高效利用,研究现代节水农业关键技术,创制一批新型的农业节水新产品与新材料,促进节水农业技术水平的提升,为我国农业节水提供适合国情的实用性应用技术。
田间节水灌溉技术:
(1)研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器,开发新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备;
(2)研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头,开发适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置,改进扇形转动的摇臂式喷头,研制新型移动式轻小型喷灌机组和智能控制低压变量自走式喷洒机组;
(3)研究土地精平标准与激光控制平地技术,开发国产激光控制平地铲运设备和相应的液压升降控制系统,提出与激光控制平地技术实施相配套的田间灌排工程系统模式,研究地面灌溉技术控制参数,开发田间波涌灌溉控制设备、田间多孔闸管灌溉系统和田间灌溉自动控制设备;
(4)研发适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播种技水与设备,创制集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。
灌溉系统输配水监控与调配技术:
(1)研发水分损失小、价廉、精度高、抗干扰性强的渠系量水设备,研制具有量水和控制双重功能的取水口量水设施、新型管道量水仪表、适合高含沙渠道采用的量水装置等,开发经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备、井灌区计量与控制用水装置等;
(2)开发基于局域网络、Internet网络与RS和GPS技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术,研究灌溉系统的计算机识别技术和动态配水系统下非恒定流模拟仿真技术和水量与流量的实时调控技术;
(3)研究灌区中央控制系统自动控制技术和水力自动控制技术,开发灌溉配水系统的闸门控制模式及基于模糊控制方法的灵活方便的控制器。
农艺节水技术:
(1)以小麦、玉米等大田作物及林草为重点,应用分子标记辅助选择、转基因、基因聚合技术结合常规育种的方法,创制抗旱节水型、水分高效利用型的优异育种新材料,选育抗旱节水与高产优质相结合型的新品种(组合);
(2)研究主要生态区域节水高效型的作物种植结构和适合区域特点的节水高效间作套种与轮作等种植模式,提出主要种植制度周期内农田水分高效利用技术控制要素和集成化参数,得到节水型农作制度优化技术及其量化指标;
(3)以旱地土壤水库增容为核心,研究等高种植集雨蓄水保墒技术和田间集雨栽培技术、少耕免耕保水保肥技术、地力培肥有机旱作技术、降低田间蒸发的覆盖保墒技术等雨水就地高效利用技术,提出旱地农田节水抗旱能力的粮草轮作技术、粮经饲作物立体种植高效用水技术等。
新型农业节水材料与产品:
(1)研究利用纳米技术改进防渗材料的性能,研制新型土壤固化剂、新型复合土工膜料和填缝材料,盐渍土和膨胀土等特殊土类渠道的专用防渗材料,开发新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料,创制用于管道输水的高分子复合材料大口径管材和管件;
(2)研发适合旱区应用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿色环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料和田间集雨材料等;
(3)筛选具有控制蒸腾功能的外源物质,研究植物蒸腾抑制剂,研制具有抗旱节水、防病杀虫、高效环保等多种功能的种衣剂,开发以生物材料(藻类、纤维、沙漠植物等)或化学材料为基质的新型保水剂,创制低成本的高效多功能水土保持剂与土壤结构改良剂;
(4)研发由天然材料和改性天然材料(重点是植物纤维和淀粉类)制成的可被微生物完全分解为对环境无害物质的新型覆盖材料,开发具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料,改性和创制新型液膜等。
水源开发与高效利用技术:
(1)建立区域雨水资源高效利用技术体系和最优开发模式及智能决策系统软件,研发适合旱区应用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式,提出新型集雨设施结构形式和现场成型技术,获得雨水集蓄与高效利用工程系统设计软件;
(2)研究低成本、节能型的微咸水开发利用技术,建立微咸水灌溉下的控制指标体系和作物灌溉制度,提出微咸水灌溉下土壤水盐运动规律与调控技术,得到咸水与淡水混灌和轮灌的应用模式;
(3)研究再生水灌溉对土壤、地下水及作物品质的影响,提出再生水作物安全高效利用指标量化体系,开发利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水与洁净水混灌或轮灌的应用技术以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。
4现代节水农业技术研究带来的贡献
纵观1997年物证技术学的研究,主要集中在以下几个方面:
1.拓宽物证技术研究领域。随着我国法制建设的发展和完善,对为法律服务的物证技术的要求也越来越高。不仅“刑事犯罪案件逐年增多,暴力化、技巧化、智能化趋势明显,有组织的犯罪增多,犯罪手段的现代化程度提高”,〔1〕对物证技术提出了严峻的挑战,
而且民事诉讼案件中,要保证准确地执法,也越来越多的要求对案件中的各种物证进行科学鉴定。鉴于“常规的手印、足迹等痕迹物证在现场上的提取率越来越低。”〔2〕因此,广泛发现、提取、
鉴定其他微量物证就显得格外重要。如爆炸残留物、纤维、毛发、油脂、泥土、涂料以及塑料、金属屑等。
2.物证技术鉴定制度的完善。随着法制建设的飞速发展,在诉讼中占重要地位的物证技术鉴定,其制度的进一步完善越来越紧迫。有的学者对我国现行鉴定制度中存在问题及鉴定活动不规范的现象,作了调研,写出有关论文数篇。公安部物证鉴定中心还组织力量对以往物证鉴定有关条例进行研讨,业已着手制定物证鉴定工作条例。为了确保物证鉴定的准确性,有的学者对某些鉴定技术的标准化和质量控制提出了措施。有的学者从法理角度和我国司法实践相结合,对立法的理论依据和现实条件进行了细致的研究。还有的学者就我国现实中物证鉴定主体、鉴定资格与涉围鉴定证人、鉴定权的划分等问题进行了比较全面地分析和论述。
3.物证摄影技术。本年度该领域的研究主要集中在新技术、新方法的研究。如对玻璃横断面痕迹的拍照;变压器矽钢片油渍指印的拍照;蜡表面指印的拍摄方法;利用定向反射镜进行暗视场照相的方法;利用偏振光灯拍照灰尘印痕;以及对相对平行区颅面、颜面上对应特征水平摄影位置关系的研究;刑事录像与计算机图像处理等方面的研究。
4.痕迹技术。痕迹物证技术方面学者们完成了“八·五”国家科技攻关项目:“DFO合成及其显现潜在指纹技术研究”;
“定向反射显理潜在指印技术系统研究”;“加湿502胶重显方法及器材研究”;
“微粒悬浮液显现潜在手印方法”等,使我国痕迹物证在上述技术中有的达到国际先进水平,有的处于国际领先地位。在此基础上,97年痕迹物证技术研究又取得丰硕成果,各类学刊上发表了近百篇文章,涉及手印、足迹、工具痕迹、枪弹痕迹及动物咬痕等的显现、提取、鉴定的各个方面。如有的学者探讨了足迹边缘特征的检验;足迹检验中影响特征形成的几种因素;同一人异体鞋鞋底磨损形态变异规律;手压的装足迹的检验等问题。有的学者对非原配钥匙痕迹、锯路波形成机理等方面进行了研究。有的学者对枪弹阳膛线痕迹变宽机理、枪弹痕迹防护技术、弹头擦点痕迹及改造手枪的鉴定等进行了深入的研究。有的学者还就耳廊印痕鉴定技术、烟头上牙印痕迹、录像资料与器材的带机同一认定进行了探讨。
5.文书物证技术。实践中近年来涉及文书物证的案件逐渐增多,文书物证技术研究也有了相当的发展。97年国内学者在这一方面的研究主要有:多种方法伪装字迹案件的检验;血书的字迹检验;反转交叉套摹笔迹的检验;编造规律性特征的伪装笔迹检验;书写相对时间的检验及文件制作时间的鉴定;电脑打印文件的打字人识别等。
6.毒物及其他微量化学特证技术。世界范围内的禁毒活动对毒物、物证技术研究提出了更高要求。97年10月份召开了首届全国检验技术交流会,会议汇集论文134篇,
广泛研究了应用现代分析仪器对进行检验的新技术。在毒物分析方面,学者研究了因相等取技术在毒物分析中的应用;毒性元素砷、汞、铅试样处理方法及等离子体光谱测试技术等。在分析方面,学者们对GC/FID
测定在人体内残留时间,生物体内海洛因及其代谢物的REMEDI的快速检验进行了研究。国内外学者还对违禁药品的测定方法、可卡因对人体毒性作用、可卡因原子光谱、的快速检出法等进行了深入研究。在其他微量化学物证技术方面,学者们应用现代分析技术,拓宽检验领域。一年来,学刊上发表的论文主要有:从污染的纵火残留物中鉴别石油蒸馏物的气相色谱;微量金属物证的扫描电镜/x—射线能谱;植物粑粉证据研究;土壤科学在空难事件调查中的作用;x
—射线荧光法分析人体组织和衣服上射击残留物;胶带捉取射击残留物;微纤维;同位素标定在物证中的作用等。
7.生物物证技术。生物物证技术方面,97年10月份召开了首届全国法医物证新技术、新进展研讨会。与会专家对“八·五”期间的科研成就进行了回顾。这一领域内的DNA分析技术仍是研究的重点。
“八·五”期间在“非同位素标记探针的DNA指纹图技术、复合扩冲STR位点的DNA分型技术、人类线粒体DNA测序技术、DNA
扩冲片段长度多态性和DNA探针研制等多项国家重点科技攻关项目均达到国际先进水平或跃居国际领先地位,其中有四项获得国家科技进步二等奖。1997年学者们继续开拓前进,研究的热点是:“多聚酶链反应(PCR
)技术”和“短串联重复序列(STR)的扩冲技术”。
有的学者提出“这两项技术将取代“DNA”指纹图技术”,〔3〕发挥其对微量、陈旧、污染人体检材进行个人识别的优越性。
(二)物证技术学研究的展望
在新的一年里,研究的主要内容除继续深化物证技术的基础理论研究和物证鉴定制度的改革外,还将对以下课题进行深入研究:物证技术中计算机的应用方面,在原来指纹档案计算机管理的基础上,已发展到在鉴定中应用指纹印的计算机自动识别系统;在法医物证的DNA
分析中,有的已将分析结果用计算机扫描保存,克服了不同检材必须同步分析的缺点;学者们更着眼于物证技术鉴定中自动识别系统的应用;物证技术鉴定中信息、数据为的建立以及物证技术与国际互联网络等的研究。在痕迹物证、文书物证、微量化学物证等其他各领域中,将进一步研究新技术、新方法。对国外物证技术研究新成果的引进和国内外其他自然科学先进技术的借鉴,使物证技术鉴定水平再上一个台阶。另外,目前学者们对物证鉴定技术的标准化和鉴定擀量控制的必要性已达成共识。将在这方面加深研究,进一步提高物证鉴定的整体水平,更好地为法律服务。
二、1997年侦查学研究的回顾与展望
(一)1997年的回顾
1997年是我国侦查学研究深入开拓和稳步前进的一年。年初,在杭州召开了“现代刑侦工作方针专家座谈会”,对侦查工作方针进行了研讨。此外,专家学者们还就侦查体制改革、侦查措施、方法等有关问题展开了全方位研究,取得了丰硕成果。1997年我国侦查学研究的主要问题集中在以下几个方面:
1.侦查工作方针。现行的侦查工作方针是公安部于1978年制定的《刑事侦察工作细则》中确定的。有的学者在分析该方针不足与过时的基础上,从制订侦查方针的依据、内容方面进行了探索,提出了“专群结合、破防并举、科学办案、狠抓战机”的新方针建议。在杭州会议上,更多学者则围绕《公安学刊》1996年第三期发表的斯大孝、蔡杨蒙的《论争取把更多的案件处置在始发阶段》一文,展开了热烈讨论。学者们从不同角度充分肯定了“争取把更多的案件处置在始发阶段”的必要性、可行性和优越性,认为它应作为新时期侦查工作的一个重要指导方针。有的学者还由此提出了对传统侦查工作的反思,主张将侦查工作置于大治安之中,强调公安机关要把预防犯罪和打击犯罪作为侦查工作的出发点和落脚点。有的学者认为,争取把更多案件处置在始发阶段是侦查工作走出低效益的关键环节,强调以此为突破口转变思想深化公安侦查改革。还有学者进行了配套论证,认为贯彻落实“争取把更多案件处置在始发阶段”应树立服务观、效率观、全局观、群众观、科学观五大新观念。围绕侦查工作方针的讨论,其参与人员之众多,研究态度之务实,影响之深远广泛,无疑构成了该年度侦查学研究中的一道亮丽风景。
2.侦查体制改革。我国现行侦查体制仍是计划经济的产物。学者们总结认为,其存在着管辖分工不科学、机构设置重叠和不合理、职责不明、缺乏竞争机制、协作不力、效率低下、程序不顺等诸多问题。有的学者建议,继续完善和推广侦查人员责任制,改革侦查工作考核标准,大胆实行竞争机制。还有学者对市局刑警队和分局刑警队建制提出了改良意见,认为应将市局刑警队与分局刑警队重复的一线侦查力量进行合并,把这些侦查力量放置在基层,以充分发挥他们的工作效率。有的学者对派出所侦查职能改革进行评析,认为派出所虽然不再承担侦查破案的主要任务,但也不能完全不管案件侦查,而要积极配合协助侦查部门调查取证,抓好侦查基础工作。有的学者进而提出了派遣刑警人员入驻派出所的设想与方案。有的学者还剖析了我国公安机关内部现行的侦查部门与预审部门分别专门设置及其工作互相交叉的现象与不良后果,主张实行侦查预审合一的制度,以减少不必要的环节。还有学者从条块关系出发,提出建立自上而下大刑侦机制的改革设想,主张加强不同地区、不同部门、不同警种之间的协作。
3.侦查措施和方法。这一方面的研究主要集中在各种措施和方法的运用上,且多结合实际案例或实践中的具体问题加以论述。有的从缉捕对象、缉捕人员、缉捕行动的主客观因素、缉捕保障方面探讨了缉捕行动的决策依据;有的探讨了侦查中推断犯罪分子职业的方法;有的分析了串并案侦查的前提、基础及成功保障;有的学者对新时期如何开展布控、协查进行了研究;还有学者对开设侦查TV(或警察TV)、利用电视通缉令等方式的必要性和实行办法进行了初步探讨。此外,还有学者研究了侦查措施现代化与合法化的问题。
4.侦查协作与侦查信息。加强侦查协作一直是近几年研究的热点问题。有的学者探讨了各部门、各警种协同作战体制建立的可能性。有的学者对现行三级破案制度进行了剖析,主张建立与各地犯罪形势相适应的侦查机构层次。在具体协作方式上,交流侦查信息是学者们议论的重点。有的学者认为,派出所应将重心放在搞好基础情报工作上。一些学者则提出要实行情报信息的计算机化管理。还有学者提出应扩大情报信息库的种类等。
5.侦查谋略。关于侦查谋略的研究相对有所降温。少数学者从兵法谋略的宏观角度探讨了“孙子兵法”与现代侦查相结合的问题,提出了一些新见解。
6.具体类案的侦查。随着我国改革开放和科技发展,团伙犯罪和计算机犯罪日益猖獗,因此这些案件的侦查已引起人们的高度重视。不过,大多数文章对此研究还停留在对于具体个案的分析评论、对犯罪的情况、特点、手法的介绍以及一般性对策上。
7.
涉外联合侦查制度和外国侦查制度。涉外联合侦查制度和外国侦查制度是我国侦查学的薄弱地带。有些学者从涉外联合侦查的形式与范围、原则、基本程序等方面进行了初步研究;有的学者则继续深入研究了西方主要国家犯罪侦查制度,取得了一些可喜成果。
(二)今后的展望
1998年我国侦查学领域内主要研究的课题应当包括:侦查学基础理论及其框架;大刑侦体制改革的深入发展;新刑事诉讼法生效后侦查程序及方法的科学化与合法化;侦查基本观念与功能转换;外国犯罪侦查制度;反侦查理论;暴力犯罪案件侦查对策;犯罪案件侦查对策;计算机犯罪案件侦查对策;新刑法确定的新型犯罪案件的特点及侦查对策。
注释:
在知识经济时代,知识管理是最新型的管理思想和管理方法。作为社会文化力核心的图书馆,运用最新的管理成果,推进当代公共图书馆的管理创新,不仅是时代的需要。社会的需要,更是人的全面发展的需要。
1新经济时代的知识管理
关于知识管理,目前还没有一个权威的定义。知识管理专业网站的创始人认为:“知识管理是当前企业面对日益增长的非连续性的环境变化时,针对组织的适应性、组织的生存和竞争能力等重要的一种迎合性措施。本质上,它包含了组织的发展进程。并寻求将信息技术所提供的对数据和信息的处理能力。以及人的发明能力这两方面进行有机的结合。”武汉大学图书馆学情报学研究所所长邱均平教授等认为:“狭义的知识管理主要是对知识本身的管理,包括对知识的创造、获取、加工、存储、传播和应用的管理。而广义的知识管理不仅包括对知识进行管理,还包括对知识有关的各种资源和无形资产的管理,涉及知识组织、知识设施、知识资产、知识活动、知识人员的全方位和全过程的管理。”虽然学术界对知识管理众说纷纭,但是知识管理以人为中心、以信息为基础、以创新为目标的基本观点却是不容置疑的。
知识经济是以人的知识为基础,以人的智力为资源的经济。知识经济时代对人力资源也有了不同以往的要求。它要求人力资源拥有高科技知识,有扎实的知识基础和广博的知识结构;要求人们有与之相适应的良好的心理素质;要求人们加快学习、不断学习、学会学习;要求人们有创新精神和创造能力;要求人们具有应变观念和应变能力。所以.在知识经济时代,人们必然把渴求知识、智慧、信息的目光,更加集中地投向图书馆。同工业经济时代相比,图书馆的社会地位将明显提高,其社会作用更为社会所公认。
2公共图书馆是知识管理的重要载体
知识经济时代的图书馆。其服务职能已不仅局限于文献借阅.而是利用现代技术方便地提供各种资源。如网上多媒体的在线服务、全国或区域性的文献采编交换中心、全球性的数字化信息网络等等。这些将把图书馆转换成为一个全新概念的、多功能的现代信息中心。要面向全社会提供联合化的信息服务。世界首富比尔·盖茨经营的微软集团在信息产业界以其强大的实力、新颖的产品、众多的精英人才而称雄于世,其显赫的业绩背后,微软集团图书馆提供的信息服务为其决策、产品开发和推广发挥了强大的支持与后盾作用。比尔·盖茨在1997年接受美国专业图书馆协会记者采访时说:“微软图书馆是一个我们职员的加油站和充电站。虽然人们可以自己上网来获取大量信息,但是图书馆所做的大量不可替代的工作更有助于人们提高工作效率。”
图书馆肩负着传播科学文化知识,进行社会教育的职能。一方面,它以潜移默化的方式塑造社会成员的道德观念和行为规范;另一方面,进入知识经济时代,知识更新越来越快,终身教育成为世界趋势。图书馆公益性、公共性和开放性的特点。能贴近群众、服务社会。社会上每一位公民都可以在这里根据自己的需要自由平等地、随心所欲的进行终身学习。图书馆通过自己的工作.给千千万万普通群众以实际帮助。它可以为失业者做就业前的指导,为失学者提供自学辅导,为受损者提供法律帮助,为患病者提供医疗咨询,为创业者提供宝贵的致富信息,为涉世不深的青年提供必需的人生知识。随着知识经济的到来,图书馆不仅被誉为“大学的心脏”,而且得到全社会的重视,成为“社会的心脏”。
知识经济时代图书馆的地位更加重要.对图书馆员也提出了新的要求,美国的图书馆学专家迈克尔-戈曼就提出“图书馆拥有三大资源.一支由训练有素和知识渊博的图书馆员和其他图书馆工作者组成的队伍;馆藏;供检索馆藏使用的书目控制系统。”在美国,还有这样一种说法:图书馆服务所发挥的作用,5%来自图书馆的建筑物。20%来自信息资料,75%来自图书馆员的素质。就是说。在图书馆的服务中,图书馆员作为知识和智力的载体在图书馆生存和发展中成为首要因素,优秀的图书馆员成为图书馆最重要的资源。图书馆事业要发展。要在知识经济中发挥作用,搞好图书馆人力资源管理.势在必行。
随着网络的快速发展和知识经济的到来,知识的收集、获取、利用和创新将成为贯穿于图书馆各项业务工作的主线。图书馆知识管理的根本目的就是最大限度地获取、挖掘、利用和传播知识。为读者提供获取知识的窗口.提供有效的知识共享平台。因而,如何运用知识管理的理念和决策,开展创新服务,已经成为图书馆能否持续发展的关键。
图书馆知识管理就是对显性知识和隐性知识的搜集、整理、存储和应用。并使其充分发挥作用的过程。主要体现在3个方面:一是对显性知识的序化。即对显性知识加以序化组织,以便建立知识库,供读者使用;二是对隐性知识的发掘。即强调人是知识管理的核心,图书馆要建立一种创新、交流、学习和应用知识的环境与激励机制,培养知识型馆员,建立人才库;三是用知识管理的理念指导图书馆服务,充分发挥服务的价值和知识的价值,走知识服务之路。
3知识管理是公共图书馆实现管理创新的有效途径
图书馆引进知识管理的目的是实现知识的价值和服务的价值,不论是对显性知识的管理还是对隐性知识的管理,落到图书馆的实处,都是为了以知识为内涵,以服务为中心,走知识服务之路。
不管是传统图书馆还是数字图书馆,服务是图书馆不变的宗旨。也是图书馆永恒的主题。而搞好服务的根本是创新。新技术的应用是创新。管理的改革是创新,服务方式的改变是创新。图书馆实施知识管理的最终目的.也在于以创新的服务满足读者的需求。
创新是人类活动中的一种普遍行为,存在于人类生活的每一个领域中.因而在管理活动的每个环节和每项职能中都普遍地存在着创新的问题。著名管理学家彼得·杜拉克指出.管理学及其在实践中的一个重要进步是他们现在都包含人们的精神和创新。随着知识经济时代的来临.将不可避免地从根本上动摇各类组织的管理思想、管理制度和管理方式,现代图书馆的管理也概莫能外。
管理创新是图书馆发展的原动力。美籍奥地利经济学家熊彼特在其名著<经济发展论》一书中,提出了组织创新的概念。并将其纳入社会发展中,论述了创新在社会发展过程中的重大作用。面对科技日新月异,知识量、信息量剧增和市场剧变的新世纪,谁能感觉敏捷,抓住时机,当机立断,快速作出反应,力争处处先行一步,谁就会在竞争中获得胜利。管理上的创新能使图书馆打破常规,改革管理工作流程,大大提高管理效率;能使图书馆以敏锐的观察力,密切关注未来变化的新趋势、新动向、新问题,从而能以超前的意识果敢决策,适应未来发展的要求。
1前言
数据库存放着大量的应用系统信息,其安全性、数据的完整性是整个信息统统得以稳定运行的关键。应用系统用户通过用户名和密码访问数据库,数据库通过接收请求返回信息给使用者。一旦数据库存在安全漏洞,且发生了安全事故,影响将无法预计。因此应高度重视数据库的安全与维护工作,只有数据库稳定运行,整个信息系统才能变得稳定、可靠。
2安全现状
目前几乎所有的数据库都需要依托网络进行访问,因此又被称为网络数据库,而网络中存在大量各种类型的安全隐患,如网络漏洞,通信中断,*客攻击等,同时数据库本身运行过程中也会出现如数据丢失,数据损坏等种种问题,因此数据库在运行过程中时刻面临着各类风险。根据上面的描述,可以将数据库安全现状划分为以下两类:
(1)外部风险,即网络中的各类安全隐患。*客的攻击,网络的中断往往会导致数据库信息被篡改,或者数据不完整,从而无法保证数据的可靠性和真实性;
(2)内部风险,即数据库故障或操作系统故障。此类风险会导致数据库系统不可用,同时数据的完整性会遭到破坏,在没用数据备份的情况下,经常会出现数据不可用的情况。目前数据库的使用已经非常普遍,各个行业对数据库的依赖程度也日益增加,对于诸如金融、保险等行业,对数据库的安全已相当重视,但是在其他行业中,对数据库安全防范的重视程度仍然不够,常常导致了一些不可挽回的损失。针对数据库安全的现状,需要我们在信息系统管理中,采取相应措施,建立相对安全的运行环境,保障数据库的稳定运行,从而使信息系统更好地发挥其应有的作用。
3安全技术
目前主要的数据库安全技术主要有以下几类:
1)防火墙防火墙的是防止外部网络攻击非常有效的手段,大多数*客对数据库的攻击轻易地被防火墙所阻隔,从而实现了重要数据与非法访问之间的隔离。防火墙技术被广泛应用于网络边界安全,它采用的是访问控制的安全技术,用于保护内网信息安全。防火墙部署在数据库与外网之间,可以扫描经过它的网络通信,从而实现对某些攻击的过滤,防止恶意操作在数据库上被执行,另外防火墙还可以关闭不必要的端口,减少不必要的访问,防止了木马程序的执行。防火墙还可以禁止来自其他站点的访问,从而杜绝了不安全的通信。目前的防火墙类型主要分为硬件防火墙和软件防火墙。信息系统应根据数据库系统的特点,选择合适的防火墙类型。
2)数据库审计数据库审计是指记录和监控用户对数据库系统的操作,包括访问、增加、删除、修改等动作,并将这些操作记录在数据库升级系统的日志或自身数据库中,通过访问数据库审计记录,可以找到数据库发生状态变化的原因,并可定位到具体用户、具体操作,从而实现责任追查。另外,数据库管理者通过检视审计日志,可以发现数据库中存在的漏洞,及时补漏。因此,部署一套有效的数据库安全审计系统,加强对数据库操作过程的监管力度,挺高数据库的安全性,降低可能发生的风险,是非常有必要的。
3)数据备份从计算机诞生起,人们就意识到了备份的重要性,计算机有着人脑所不能及的处理能力,但有时候它有非常脆弱,任一部件的损坏,就容易导致计算机的宕机,而伴随着可修复的硬件故障的,确实无法修复的数据丢失,这时就需要用备份数据来恢复系统。数据备份,就是把数据复制到其他存储设备上的过程。在信息系统的不断更新的过程中,也产生了多种备份类型,有磁带、光盘、磁盘等等。作为数据库管理者,同时还需要制定切实有效的备份策略,定期对数据进行备份。
在备份系统的设计中,以下三个因素应当被重点考虑:
1)日常使用中,应尽可能保证数据库的可用性;
2)如果数据库失效,尽可能缩短数据恢复时间;
3)如果数据库失效,尽可能减少数据的丢失。如果能很好地做到以上三点,将大大提高数据的可用性和完整性。
4)用户认证用户认证是访问数据库大门的钥匙,要想与数据库进行通行获取数据,首先要得到数据库用户认证系统的认可,这是一种简单有效的数据库安全管理技术,任一位数据库使用者必须使用特定的用户名和密码,并通过数据库认可的验证方式的验证,才能使用数据库。而用户对数据库的操作权限,访问范围需要在认证系统的控制下安全进行。用户认证系统不仅定义了用户的读写权限,同时也定义了用户可访问的数据范围,通过全面的安全管理,使得多用户模式下的数据库使用变的更加安全、可靠。
5)数据库加密数据库如不仅过加密,*客可直接读取被窃取的文件,同时管理人员也可以访问库中的任意数据,而无法受限于用户权限的控制,从而形成极大的安全隐患。因此,数据库的数据在传输和存储过程中需要进行加密处理,加密后的数据即使被且须窃取,*客也无法获得有用的信息。由于数据库大都是结构化设计,因此它的加密方式必定与传统的文件加密不一样。数据库的传输过程中需要不断的加密,解密,而这两个操作组成了加密系统。从加密的层次上看,可分别在操作系统层、数据库内层和外层上实现。另外,加密算法的选择主要包括:对称加密、非对称加密和混合加密。通过对数据库的加密,极大地提升了数据的安全性、可靠性,奠定了数据库系统的安全基础。
4结束语
数据库在信息系统中处于核心地位,随着信息化技术的不断发展,针对数据库的攻击手段也在不断地进行着更新,层出不穷的数据库安全事件告诉我们,针对数据库安全的研究仍然任重而道远,这不仅需要管理者采用各种新技术来保护数据库的安全运行,也需要管理者在日常管理和维护中,制定完善的数据库使用规范,提高自身的安全意识,才能最大程度保证数据库系统持续、稳定地运行。
TECHNICALPROPERTIESAND
APPLICATIONSTATUSOFFW-FRPPIPESINCHINA
Abstract:InthispaperthetechnicalpropertiersofFW-FRPpipesaredescribedandtheapplicationsofFRPpipesinChinaaresummerized.
Keywords:FW-FRPpipespropertiesapplication
1前言
国际上,纤维缠绕技术始于本世纪40年代,1946年在美国申请专利。50年代初期,开始制作玻璃钢管道,距今已有40余年的历史。目前,国际上玻璃钢管道工业发展很快,年产量日趋增加,以美国为例,年玻璃钢管道使用量10000km,且每年以5%~10%的速度递增。
我国纤维缠绕工艺始于1958年,当时主要是为“两弹一机”国防建设服务的。最早应用于民用的玻璃钢管道以手糊及布带卷绕为主,这样生产的管道防渗性能差,质量不稳定,虽经多次试验,也未能在大范围内推广使用。80年代末,我国首次引进玻璃钢管道缠绕设备,从此,我国玻璃钢管道工业真正开始了大发展。截至1997年,玻璃钢管道纤维缠绕生产线已有133条。其中43条为引进生产线〔1〕,国际上一些著名公司也相继在中国成立合资或独资公司,国内部分厂家生产的玻璃钢管道质量已经可以和国际上的产品相媲美,产品已多次出口。玻璃钢管道工业在中国正处于大的发展期。
尽管如此,与我国巨大的管道市场相比.玻璃钢管道所占份额仍很低,其原因关键在于尚有许多用户对缠绕玻璃钢管道的优良性能还不十分了解,对玻璃钢管道在我国的应用现状还缺乏足够的认识,对选用玻璃钢管道仍抱迟疑、观望的态度。为此,本文对缠绕玻璃钢管道的性能进行详细分析,对其在我国的应用现状进行总结,以期进一步推动我国玻璃钢管道工业向前发展。
2特点
2.1耐腐蚀性能好
纤维缠绕玻璃钢管道结构上分内衬层、结构层及外保护层三部分。其中,内衬层树脂含量高,一般在70%以上,其内表面富树脂层树脂含量高达95%左右。通过对内衬所用树脂的选择,可使玻璃钢管道在输送液体时具有不同的耐腐蚀性能,从而满足不同的工作需要;对需外防腐的场合,只需对外保护层树脂进行认真选择,便也可达到不同外防腐的使用目的。
根据不同的腐蚀环境,可选用不同的防腐树脂,主要包括:间苯型不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、双酚A树脂、环氧树脂及呋喃树脂等,根据具体情况分别选用:对酸性环境,选用双酚A树脂、呋喃树脂等;对碱性环境,选用乙烯基树脂、环氧树脂或呋喃树脂等;对溶剂型使用环境,选用呋喃等树脂;当酸、盐、溶剂等腐蚀不是十分严重时,则可选用价格较为低廉的间苯型树脂〔2〕。通过对内衬层不同树脂的选择,便可使玻璃钢管道广泛用于酸、碱、盐、溶剂等工作环境中,表现出良好的耐腐蚀性能。
2.2水力学性能优良
缠绕玻璃钢管道内表面光滑,内壁绝对粗糙度仅为0.01mm,远小于钢管及铸铁管的内壁粗糙度见表1〔3〕,属水力学光滑管。
表1不同管材内壁绝对粗糙度
管道类型新钢管半新钢管旧钢管铸铁管玻璃钢管
粗糙度/mm0.1~0.20.2~0.30.5~0.80.6~1.00.01
根据Hazen-Williams公式:
Hf=〔42.7Q/(C×D2.63〕1.852(1)
对缠绕玻璃钢管道和新碳素钢管道进行计算比较:管内液体流量相同时,缠绕玻璃钢管道输送介质时所引起的压头损失仅为同管径新碳素钢管的0.856倍〔4〕。
另根据范宁公式
(2)
对缠绕玻璃钢管道和铸铁管进行计算比较:当管内流体流速为1.0~2.0m/s时,管径DN300~600mm的缠绕玻璃钢管道输送流体时引起的压头损失约为同口径铸铁管的2/3~1/2〔5〕。
计算结果说明:纤维缠绕玻璃钢管道的水力学性能优于钢管或铸铁管。
2.3重量轻,安装、运输方便
玻璃钢管道比重约为1.6左右,仅是钢管或铸铁管的1/4~1/5,实际应用表明,在承受同样内压的前提下,同口径、同长度的玻璃钢管道,其重量约为钢管的30%左右。正因如此,玻璃钢管道在运输时可套装运输,节省油耗及其它费用;安装时,对中小口径的玻璃钢管道一般不需用重型机械,有的甚至可通过人工搬运,提高了安装速度。
2.4比强度高、力学性能合理
缠绕玻璃钢管道轴向拉伸强度为160~320MPa,接近于钢管,比强度更高,在结构设计时,管材自重可大幅度减轻,安装十分容易。对比情况见表2。
表中,热应变及热应力之比均为假设玻璃钢管道与钢管管长相同、管道两端介质温差相同情况下所推得的结果。从表中数据可以看出,玻璃钢管道的导热系数低,仅为钢管的0.4%,因而具有较好的保温性能,输送介质时可以降低热能损耗;另外,从表3还可以看出,当玻璃钢管道与钢管两端有相同的热温差时,线胀系数略大于钢管的玻璃钢管道将产生较大的热应变,但由于玻璃钢管道的轴向拉伸模量约11.2GPa,钢管的模量为210GPa,所以,温差在玻璃钢管道上产生的热应力仅约为钢管的1/11。也就是说,在实际使用中,钢管需增加膨胀接头以消除管线上的热应力集中,玻璃钢管一般却可以不予考虑〔4〕。玻璃钢管道的热线胀系数使得它具有良好的抗热耐寒特性,可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰冻、潮湿等各种恶劣环境中使用。
2.6接头少、连接方式多样灵活
缠绕玻璃钢管道单管长度6~12m,甚至更长,在长距离管线安装时,所需接头少,既能使流动水阻降低,也减少了施工费用,同时,管线因接头多而发生渗漏的可能性也较钢管大为降低。另外,缠绕玻璃钢管道的接头方式有多种,主要包括:承插胶接、平端对接、(活套)法兰连接、(带锁紧装置)O形圈连接、螺纹连接等,可根据具体施工条件,灵活选择接头方式,从而提高了工程的可靠性。
2.7电绝缘性能好
钢管、铸铁管均为电的良导体。玻璃钢管道却是绝缘体,击穿电压:12~16kV/mm,体积电阻率:~1014Ω.cm,表面电阻率:~1011Ω,绝缘性能优良,可安全地应用于输电、电信线路密集区和多雷区。
2.8不生锈
钢管、铸铁管在储存、使用过程中,会因化学、电化学的作用产生局部电池反应,表面极易生锈,对输送介质往往会产生污染,因而,常需对其表面进行特殊防锈、除锈处理;纤维缠绕玻璃钢管道由于是由非金属材料制成,电极电位高,表面不会发生氧化锈蚀,无需处理,不会污染水质。
2.9防污抗蛀
玻璃钢管内壁洁净光滑,难以被海水或污水中的甲贝、菌类等微生物玷污蛀附。而钢管、铸铁管或钢筋混凝土管内表面却很容易被甲贝、牡蛎等附蛀寄生,且极难清除,增大粗糙率,使有效管径缩小,同时增大流动阻力,减少过水断面积。
2.10可设计性强
根据具体使用情况,可对管道的具体性能及形状进行设计:①可对缠绕时的缠绕角进行设计,以使管道具有不同的纵/环向强度分配;②可对管道壁厚进行设计,以使管道可以承受不同的内外压;③可对材料进行设计,以达到不同的耐腐蚀目的、阻燃目的、介电目的等;④可对接头方式进行设计,适用不同的安装条件,以提高工程安装速度;⑤可对产品形状进行设计,以满足具体的形状需要。
3应用
3.1油田
(1)高压管道
油田所用的高压管道主要包括注水管和油井管等,管径较小,大多在DN50~200mm范围内,压力高,一般介于5~30MPa之间,对玻璃钢而言,条件较为苛刻,国产的玻纤制品性能上很难满足要求,生产此类管道所需玻纤需从国外进口。目前,仅有中外合资哈尔滨史密斯玻璃钢制品有限公司在国内生产此类管道,并自1994年起应用于油田,己先后为大庆油田、吉林油田、胜利油田、长庆油田、辽河油田等提供了几十公里的高压玻璃钢管道。
(2)中、低压玻璃钢管道
油田生产过程中使用的大量管道中,80%的管道是用来输送高含水油、油气混输及油田采出水。由于油田污水介质条件苛刻,如胜利油田采出的污水,其矿化度可达5.7×104mg/L,含氯量可达3×104mg/L且还有溶解氧、CO2、硫化物等腐蚀性物质和硫酸盐还原菌,因而,对金属管道的腐蚀相当严重。选用钢质管道最快在投产后3个月就开始穿孔〔6〕,一年报废是常有的事。所以,1983年胜利油田开始尝试使用具有良好耐腐蚀性能的玻璃钢管道作为钢管替代品,80年代未、90年代初,纤维缠绕玻璃钢管道在我国大批量生产,很快便受到了油田的普遍欢迎,国内几个大的油田,如胜利油田、辽河油田、中原油田、大庆油田、克拉玛依油田、江汉油田等均大量采用了中低压缠绕玻璃钢管道,青海的孕斯油田、江苏的江都油田、河北的华北油田,青海的格尔木油田等也不同程度地使用了中低压缠绕玻璃钢管道。青海的孕斯油田仅在1990年就使用了20km,胜利油田在1991~1992年期间,仅地面应用工程中就使用了近30km〔7〕,从而,在过去的几年里,油田成了玻璃钢管道的一个非常重要的应用市场。油田目前使用的中低压玻璃钢管道已近千公里,其选用的管径大多介于DN50~700mm之间,输送的介质温度最高达78℃左右,压力一般为0.1~1.6MPa。
为了确保缠绕玻璃钢管道能更好地为油田服务,油田系统会同玻璃钢厂家及有关设计、科研院所,每两年举行一次“玻璃钢管道在油田应用技术推广会”,中国石油天然气总公司从油田实际出发,参照美国石油工业协会的玻璃钢管道标准APISpec15LR“SpecificationforLowPressureFiberglassLinePipe”编制“低压玻璃纤维管线管”技术规范,以进一步规范和推动缠绕玻璃钢管道在我国油田的应用。
3.2化工
在我国,玻璃钢管道于60年代率先在化工领域应用,但当时的玻璃钢管道主要以布带缠绕和手糊成型为主,防渗性能差,所以,在化工领域并未被大量推广使用,1988年,哈尔滨玻璃钢研究所等单位为青海格尔木盐湖成功地加工制作了DN800mm输送盐卤的玻璃钢管道,为玻璃钢管道在化工领域的大范围应用起了开路先锋及示范作用。自进入90年代以来,玻璃钢管道在化工领域应用面越来越广,虽然在少量场合玻璃钢管道使用时也曾出现过问题,但总的状况良好。迄今,已得到了化工领域的普遍认可,国内众多化工企业或工程均大量选用了玻璃钢管道,如:中国五环化工公司、岳阳化工总厂、上海石化涤纶厂、锦化化工集团、苏州化工集团、湖北化工厂、青岛山青化工有限公司、青海格尔木钾肥厂等单位及湖北黄麦岭磷肥工程、大峪口矿肥工程、重庆钛白粉工程、铜陵金隆工程等大的工程。化工领域选用玻璃钢管道呈上升趋势。根据预测,至2000年,化工领域约需用3万t/a玻璃钢,其中,很大一部分为管道,到2010年,用于化工防腐领域的玻璃钢将以每年百分之十几的速度递增,增长速度高于其它领域,应用前景广阔。
目前,我国应用于化工领域的玻璃钢管道大多用作工艺管线及长距离输送管线。化工领域使用的玻璃钢管管径一般较小,大多在DN800mm以下,压力从常压至4.0MPa不等,温度:-40~l00℃。由于化工厂家众多,所以,涉及的介质条件包括了酸、碱、盐、溶剂、酸碱交替等各个方面。
3.3给排水
1985年,在深圳与香港之间铺设输水管线,其中香港一侧用的是从英国购进的玻璃钢管,直径分别为DN2200mm、DN1700mm,总长50km,这是我国在给排水领域首次使用玻璃钢管道,近几年来,由于食品级树脂在我国已批量生产,且质量稳定,解决了玻璃钢管道用于供水时的卫生要求,再加上玻璃钢加砂管道的出现,降低了管道制作成本,所以,玻璃钢管道用于给排水领域呈上升趋势,市场竞争激烈。据报导:1994年,长9km的大庆西水源至宏伟化工区所用DN800mm输水管线、1995年,长5km的自贡供水工程及北京市政工程约70km的DN900mm、DN700mm、DN600mm管线、1996年,吉林永吉长17kmDN300mm、DN400mm、DN600mm供水管线、尚志长14kmDN500mm、吉林农安长5.1kmDN500mm的供水管线,盘锦乙烯公司长30km加工用水管道,以及其它如杭州市区DN600mm主输水管线等均为玻璃钢制造。另外,湖北崇阳长约10kmDN700mm的饮用水输水管线正在安装中,江苏太仓市区长约15kmDN1200mm的玻璃钢排水管线也正在规划与建设中。
用于给水领域的玻璃钢管道大多为中、小口径,用于排水领域的大多为大、中口径,给排水时压力一般均很低,所以,耐腐蚀性能好、重量轻、安装方便、水力性能优异、但一般不能承受高压力的(加砂)玻璃钢管道尤其适用于此领域。随着我国经济的发展,市政建设的发展,玻璃钢管道在此领域的应用将会越来越多。
3.4电站
玻璃钢管道应用于电站始于80年代中、末期,当时,羊八井地热电站选用了日本生产的玻璃钢管道用于循环地热水;海口发电厂选用了长24m、DN1600mm的玻璃钢管道循环发电机冷却用水。之后,1990年、1992年,羊八井地热电站在二、三期扩建中再次选用了近500万元的玻璃钢管道,管径从DN500至DN900mm不等,这些管道使用至今,状况良好。1996年,秦山核电站在二期建设中,选用了DN1800mm、DN2800mm玻璃钢管道,合同总价约1000万元;1997年,深圳西水电厂选用了近200万元DN100~1200mm计七种规格的玻璃钢管道,另外,湛江市发电厂、宝鸡第二电厂等单位也选用了玻璃钢管道。
电站(厂)选用玻璃钢管道一般用作循环水管、化水管、补给水管、雨水管及海水脱硫管,它的使用目前正处于方兴未艾阶段,但由于在我国现阶段,电站(厂)建设数量有限,再加上玻璃钢管道的诸多优点尚未被电力行业所认识和接受,所以,在玻璃钢管道的整个应用中,此部分市场尚未占据很大份额,但有很大市场潜力可挖。
3.5抽拔腐蚀性气体烟囱
玻璃钢管道由于是整体成型,所以,在用作烟囱抽拔腐蚀性气体时可承受抽拨所产生的负压,不会产生分层;另外,玻璃钢管道重量轻,吊装方便,且通过设计可抵抗不同的风压与震载,抗老化性能也十分优异,所以,玻璃钢管道是一种较为理想的烟囱用管材。1991年,甘肃404钛白粉工程使用的47m高、DN2800mm、DN3200mm烟囱;1994年,黄麦岭磷铵工程使用的100m高DN2200mm烟囱;1995年,河北深州磷铵厂以及秦山核电站即将使用的DN3000mm烟囱均为玻璃钢管道制成。玻璃钢管道用作烟囱、用于抽拔腐蚀性气体是一个具有很大潜力的市场之一。
3.6其它
玻璃钢管道在我国除用于上述五大应用领域外,在造纸、制革、食品、通风等领域也有不同程度的使用,使用的范围正变得越来越广。但所有这些领域选用玻璃钢管道的数量尚十分有限,因而,玻璃钢管道在这些领域的应用仍有待进一步开拓。
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