時間:2022-08-13 01:28:04
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇網絡傳輸技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
摘
要
隨著Internet的迅猛發展,人們已經不滿足于在網絡上傳輸簡單的文本圖像信息,更加豐富的多媒體信息,特別是連續的媒體內容(視頻和音頻)已經開始在互聯網上普及。通過網絡傳輸連續媒體數據為人們呈現出一個極具吸引力的信息交流場景。為了適應這種新的需求,視頻編碼的目標逐漸由傳統的面向存儲變為現在的面向傳輸。
本文首先分析了Internet環境下多媒體數據傳輸的各種解決方法,討論適合網絡傳輸的視頻編解碼方案。在目前的Internet環境下,由于網絡的異構性和傳輸速率的不穩定性,媒體流數據在傳輸的過程中會出現延時、丟失等意外狀況,影響了傳輸的質量。針對這個問題,國內外的學者提出了各種解決方案,主要從網絡體系結構和視頻編解碼框架兩個方面進行考慮。然而網絡體系結構的改變不是一朝一夕的事情,因此,設計新的適合網絡傳輸的視頻編碼算法成為本文研究的重點。
在目前實際應用的網絡多媒體技術中,流媒體技術是主要的應用成果。本文以最新的流媒體解決方案為基礎設計了一個網絡多媒體教學系統,通過該系統的設計與實現,本文分析了現有網絡多媒體技術在Internet環境下所存在的不足。針對這些缺陷,本文提出了一個改進型FGS編碼框架。該框架以基本的FGS編碼方案為基礎,引入了改進的預測算法和碼率的自適應策略等新技術。通過實驗結果證明,該框架在一定的條件下提高了FGS算法的性能。
最后,本文對分析結果進行了總結,提出了相應的觀點和對未來網絡多媒體數據傳輸發展方向的展望。
關鍵詞:面向傳輸,流媒體,精細可擴展性
:34000多字的工學碩士學位論文
有中英文摘要、目錄、參考文獻、大量圖片
400元
關鍵詞:PTN;OTN;傳輸網絡
前言:
當代網絡最為關鍵的部分就是網絡傳輸,而網絡傳輸的重點就是快速的數據流量的流通。而在近些年的網絡技術發展狀況來看,有關網絡傳輸的各大公司,特別是通信公司它們的網絡傳輸要求更為嚴格。因為由于互聯網全民化得發展,導致數據流量的急劇增大,而通信服務和網絡服務的全IP化、高帶寬化已經發展成為時代的基調。而在面臨技術發展的小瓶頸狀況下,為適應時代大數據的沖激,必須在現有網絡技術的基礎上進行創新發展,將現有技術逐步磨合為高質量、高水平、高承載的傳輸網絡基礎。在研究中我們發現,所嘗試的眾多技術組網中,目前的只有PTN和OTN技術可以綜合其自身特色和優勢,并且能夠穩定信道,進行高質量,高速度的網絡傳輸。特別適應如今對數據業務傳輸速度、質量、安全性的嚴格要求。
1 關于傳輸網絡的技術概述
1.1 PTN概述
傳統的PTN技術在網絡連接時統一運用的都是直連鏈路式的組網模式,這樣連接網絡的主要優點就是能夠將數據傳輸的成本控制的很低,節約資源和成本。并且在以往低節點利用率上讓其得以極大速率上的提升。PTN網絡連接的好處還體現在路由的管理效率得到提升以及讓我們的帶寬擴容業務得到順利的發展,這樣做就有效的減少了業務調度的層次。 PTN運用了直接面向連接的技術,其中的內嵌二層設備組播功能和統計復用功能能夠極大的方便進行故障查找和網絡數據記錄,并且在數據傳送和安全性保障方面也有極大的優勢。PTN內核IP化是PTN最早出現的原因,這是為了解決大量小顆粒數據業務的收斂和傳輸,這個技術能夠讓接入層IP化和適應高強度的突發性狀況。PTN傳輸技術明顯的把網絡傳輸和數據優勢結合在一起,使各大通信商的在基礎網絡數據傳送方面獲得眾多的高度贊揚。然而PTN技術雖然好處很多,但是有一個較為明顯的問題便是無法在大量大顆粒業務的傳輸上大顯身手,這也就是PTN后OTN的出現原因。
1.2 OTN概述
作為在PTN后出現的技術,其出現的主要原因便是為了彌補PTN在一些地方的缺陷,當然,OTN的技術優勢僅僅表現在這些方面。作為新興的技術,OTN相較于傳統的WDM和SDH技術,其在大顆粒帶寬的調度和傳輸上的能力是前兩者無法媲美的。所以OTN發展在短短時間內,就成為了帶寬大顆粒和數據業務傳輸網絡的技術考慮對象。尤其是城域網級別的傳輸網,其一般的傳輸要求就達到了大于等于2.SGb/s。所以,OTN技術才有大展身手的機會。OTN的另一大優點就是將波分復用技術十分合理的運用于網絡傳輸的物理層當中,并且在其優秀交叉連接和開銷管理能力,讓傳輸網絡的配置更加高端,數據傳輸質量更優秀,數據傳輸速度更加快速。
1.3 傳輸網絡現狀
在強調互聯網IP化發展的今天,新型技術不斷出現,而這些技術所面臨的現狀就是寬帶業務在大數據時代的業務激增從而帶來的數據流量激增問題。除此之外,有寬帶業務中用戶帶寬需求逐步下沉到接入層,帶來的接入層纖芯資源需求的進一步增加到資源不足的問題以及接入層OTN建設時OTN設備性價比居高不下問題。諸如此類許多涉及小但影響大的問題還有很多,何況還有今天的運營商激烈競爭,用戶對網絡質量的期待,以及網絡安全。這一切都需要在今后的技術更新中得以解決和完善。PTN與OTN將會是目前最適合的一個網絡傳輸技術。
2 PTN與OTN聯合在傳輸網絡中的應用
2.1 PTN與OTN聯合組網的模式
在現今的網絡模式中,PTN和OTN基本達到了基礎覆蓋,在具體的優勢領域,兩者的作用區分比較明顯,就如PTN來說,它對于各大通信運營商的作用體現在了環形和鏈狀系統的應用上。但是為了傳輸網絡的高質量、高速度、高安全考慮,PTN與OTN的聯合組網模式分為兩種。其一為承載互通,在PTN為基礎的網絡通路中,加入OTN系統,可以讓PTN網絡的鏈路資源的利用率和數據傳輸速度得到極大的提高,并且還可以科學的運用OTN網絡的保護和調度優勢,增強PTN網絡的生存性。而這樣的組網模式也可以讓OTN的智能控制系統更加全面、準確、靈活。而且可以通過兩者的智能協調,讓網絡的容錯率大大提升。其二便是相互獨立的組網模式,此種模式無須贅述,這就是充分利用其各自的優勢,在不同的特殊環境中讓網絡數據傳輸達到最好的效果。
2.2 PTN與OTN聯合組網的優缺
對于組合聯網來說,優缺的存在是不可詭辯的事實,何況本身網絡組合模式就會帶來一系列的通病。對OTN+PTN聯合組網來說,其優勢在于它有利于地區之間采用適合小顆粒傳輸的PTN設備對數據的跨界流通進行匯聚,并且PTN讓上行落地層設備的鏈路利用達到極高的利用率。從而可以在主鏈路運用OTN方式承載,以恰到好處的波分復用解決主干道壓力。其劣勢就在于技術的組合會導致部分特殊領域中PTN端到端組網的資源控制管理難度變大。而OTN則是在穿越PTN鏈路時,會無法及時的同步信號。
2.3 PTN與OTN聯合組網的注意事項
PTN與OTN聯合組網技術以新技術的形態出現,必然有許多的注意事項,其一就是在設備互通性問題上,由于PTN與OTN聯合組網需要的就是大容量數據傳輸,所以一定運用全開放式的系統架構,讓數據在客戶層和服務層兩端能夠以最大速度流通。其二就是在時間同步問題上,一定要在各大通信廠商中制定一張通用的,精確的時間同步網,在搭建OTN和PTN組合網絡時,運用同一時間節點,讓數據傳輸的及時性和安全性得以保障。并且這也有利于網絡的跨界推廣和各大廠商的管理協調。其三就是在安全性問題上,網絡安全自從互聯網之初就一直存在,不管是哪種互聯網技術的出現都將是以網絡安全為第一位。通俗的而說就是網絡安全高于一切,所以對于PTN和OTN組網來說,必須要對網絡的安全問題加以保障。在PTN和OTN部署的關鍵層擁有大量的數據流通和業務調度,所以必須針對其進行端到端或分段保護。
結語
從互聯網發展來看,在大型網絡技術發展和大數據要求的背景下,我們運用PTN+OTN聯合組網的方式進行網絡傳輸能夠良好的完成網絡IP化的發展。并且通過技術組合和網絡的磨合,能夠在將來的互聯網發展中更好的提升數據傳輸的高質量化、高速度化,高安全化。然而,對于PTN+OTN聯合組網模式來說,其發展時間的確太短,無法確保在今后的網絡升級和新型網絡要求中有如今這樣的良好表現,所以在以后的工作和應用中需要更加注重對未知的問題深入地研究和探討。以讓PTN+OTN聯合組網能夠越來越成熟,走的越來越遠。
參考文獻:
[1]謝寶帥,張永軍.基于PTN與OTN聯合組網的帶寬調整機制研究[J].中國科技論文,2012: 1-2.
關鍵詞:多媒體通信;IP;視頻會議
1前言
隨著多媒體計算機技術和通信技術的發展,產生了一種新的技術——多媒體通信技術,它是多媒體、通信、計算機和網絡等相互滲透和發展的產物,兼收了計算機的交互性、多媒體的復合性、通信的分布性以及電視的真實性等特點,具有明顯的優越性。目前,如何在IP網絡中更好、更快地實現視頻、音頻的傳送已成為當今的研究熱點之一。
2基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求
隨著IP網絡的速率越來越高,從窄帶走向寬帶,承載業務從非實時走向實時,IP技術已成為實現視頻、音頻、數據等綜合業務的最佳選擇。在IP網絡上建立視頻會議系統需要多種技術支持,是比較復雜、完整的多媒體應用系統。
2.1要有足夠高的帶寬
要傳送視頻,必須要有足夠的網絡帶寬,就像大車要有足夠寬的馬路才能通行一樣,否則,視頻數據無法通過網絡。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內需要傳輸的數據量就是235Mb。在現有的網絡條件下,傳輸這么大的數據是無法接受的。
2.2要有好的壓縮技術
只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數據量,才能使視頻、音頻數據在IP網上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV壓縮比更高的標準,節約了50%的編碼率,而且對網絡傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質量。
2.3要有基于IP網絡的多播技術
多播是一種多地址廣播,發送與接收是一對多的關系。在傳輸過程中,發送端只需發送一次數據包,位于多播組內的各個用戶就可以共享這一數據包。在視頻會議系統應用中,將一個節點信號傳送到各個節點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網絡帶寬,而多播技術將數據傳送分布到網絡節點中,減少了網絡中的數據總量。
2.4要有相適應的傳輸協議
TCP、UDP協議均不能很好地支持視頻會議系統,這就需要與之相適應的協議,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP運行在UDP之上,音頻、視頻等數據被封裝在RTP數據包中,每個RTP數據包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進行傳輸。在底層網絡支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個目的端點發送數據。RTCP是RTP的控制協議,負責反饋控制、檢測QoS和傳遞相關信息,對RTP的數據收發做相應調整,使之最大限度地利用網絡資源。2.5要提供服務質量保證
網絡服務質量是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質量約定。第一,在任何網絡中,時延總是存在的。視頻會議系統具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內。
3基于IP網絡構建視頻會議系統的協議
基于IP網絡構建視頻會議系統的標準主要有:H.323和SIP。
H.323沿用了傳統的電話信令模式,比較成熟,已經出現了很多產品,形成了比較成熟的應用體系和市場體系。SIP協議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個應用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標準和協議的設計思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴展等原則,比較簡單,但其推出時間不長,協議并不是很成熟,應用也不是很多。
4結束語
隨著網絡、多媒體、通信技術的飛速發展和性能的提升,基于IP網絡構建視頻會議系統技術會不斷被發展和完善,必將以其獨特的優勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關、商業集團、科研院所、醫療機構及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。
參考文獻
[1]張智江,張云勇,劉韻潔.SIP協議及其應用[M].北京:電子工業出版社,2006.
[2]沈鑫剡,等.多媒體傳輸網絡與VoIP系統設計[M].北京:人民郵電出版社,2005.
[3]er.InternetworkingWithTCP/IPVolI:Principles,Protocols,andArchitecturesFourthEdition[M].北京:電子工業出版社,2004.02.
關鍵詞:智能視頻監控;智能視頻分析;數字視頻壓縮;數字視頻傳輸;存儲;檢索
1.前言
在社會信息化日益發展的今天,信息技術、網絡技術、通信技術以及多媒體技術已經滲透到人類生活的各個領域中,視頻監控以其直觀、方便和內容豐富等特點,日益受到人們的青睞。視頻監控是多媒體、計算機網絡、工業控制和人工智能等多種技術的綜合運用,目前正從傳統的安防監控朝著音視頻的數字化、系統的網絡化和管理的智能化方向發展。近年來,視頻監控系統得到了廣泛的應用。從功能上講,視頻監控系統可用于安全防范、信息獲取和指揮調度等方面,可以提供生產流程控制、大型公共設施的安防、醫療監護、遠程教育等多種服務。從應用領域上看,視頻監控系統在各行各業都得到了應用,例如軍事領域的基地安防、公安偵破、監獄法庭監管等,檔案室、文件室、博物館、金融等機要部門的監視、控制和報警;交通領域的高速公路收費管理、交通違章和流量監控、車輛牌照管理和公路橋梁鐵路機場等場所的遠程圖像監控;電信領域的交換機房、無線機房、動力機房等的遠程監控;電力的領域變電站、電廠等的遠程無人值守監控;社區物業管理中的住宅小區、辦公室安全防范、智能大廈、停車場的無人監控等。
經過十多年得發展,智能視頻監控技術在組網結構,視頻信息壓縮與存儲、視頻流的傳輸以及人機界面上都已經比較成熟,但總體而言,智能視頻監控技術還遠遠達不到完美。今后,在以下幾個方面值得探索和研究:
采用新的視頻圖像編碼標準提高視頻圖像的質量以利于視頻觀看以及圖像檢測。
提高視頻流的壓縮與傳輸的速度,以增強視頻監控的實時性。
視頻檢測技術,包括從監控攝像機所捕捉的序列圖像中檢測。
2.智能視頻監控系統的關鍵技術研究
在智能視頻監控系統中,包含著以下五種關鍵技術:數字視頻壓縮技術、數字視頻網絡傳輸技術、高效大容量的視頻數據存儲和檢索技術、監控場景中運動檢測與告警信息處理技術以及監控場景中物體識別與跟蹤技術,下面分別介紹。
2.1數字視頻壓縮技術
眾所周知,未經壓縮數字視頻信號其數據量相當的大,長久以來,關于視頻壓縮有ISO/IEC制定的MPEG—X(活動圖像編碼專家組)和ITU—T(視頻編碼專家組)制定的H.26X兩大系列標準。TU—T已頒發的視頻壓縮標準有H.261、H.262、H.263、H.264。目前使用較多的是H.263,值的一提的是,H.264標準是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC的MPEG(活動圖像編碼專家組)的聯合視頻組(3VT:JointVideoTeam)開發的標準。具有比其它的H系列視頻壓縮標準節省碼流,比MPEG一4算法簡單的特點,因而在網絡視頻監控領域具有明顯的優勢。但是MPEG一4可以利用很窄的帶寬,通過幀重建技術來壓縮和傳輸數據,以求利用最少的數據獲得最佳的圖像質量。
2.2數字視頻網絡傳輸技術
網絡傳輸技術需要解決在局域網和廣域網環境下的視頻編碼數據包的可靠性傳輸、數據包定序、低延遲傳輸、音視頻同步、低碼率傳輸、實時解碼等問題;此外,在多用戶環境下,為了緩解傳輸網絡的壓力,還需要考慮應用IP組播技術和QOS控制技術,保證網絡傳輸的高效率。視頻數據的傳輸質量直接影響系統的監控質量,因此,網絡傳輸技術顯的尤為重要。由于壓縮后的視頻數據的信息量仍然十分巨大以及傳輸的帶寬有限,使得網絡編程技術、IP組播技術、流媒體傳輸協議RTP/RTCP等成為視頻數據在網絡傳輸中的關鍵技術。在數據傳輸中,網絡傳輸協議的選擇也很重要,它將直接影響到數字視頻傳輸的實時性和通過網絡傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質量。
2.3視頻存儲和檢索技術
視頻監控系統的重要功能之一就是可以保存大量的視頻記錄,供日后查詢瀏覽使用,這就需要有一套完整的視頻數據存儲方案來對監控場景的視頻數據進行電子科技大學碩士學位論文高效快速的保存;此外,對于存儲的視頻數據,通過手動檢索查詢是不現實的,還需要相關的檢索查詢策略由計算機自動完成視頻數據的查詢并呈現給用戶。高效快速的保存;此外,對于存儲的視頻數據,通過手動檢索查詢是不現實的,還需要相關的檢索查詢策略由計算機自動完成視頻數據的查詢并呈現給用戶。
傳統在線存儲通常采用小的數據塊交互來達到較塊的數據交易量,主要考慮的性能是IOPS(即每秒輸入/輸出的數據個數),然而對于視頻數據傳輸來說這種方式會影響視頻文件的高效傳輸,同時對于視頻存儲服務器來說我們主要考慮的性能是傳輸流量(MB/s)、設備壽命、訪問速度、成本等因素。目前有兩種方法可以存儲大量視頻數據,一種是文件存儲系統,另一種是數據庫技術。一般是通過文件存儲系統來存儲的。
2.4監控場景運動檢測技術
由于視頻監控的監控場景基本已經知道,于是其關注的焦點集中在場景本身的各種異常行為的發生上,這些異常行為多以運動的形式表現出來。運動檢測技術即是利用計算機自動檢測場景中活動的人和物體,并實時產生可靠的報警信息,從而提高監控系統的工作效率。對監控場景的運動檢測的研究是當前視頻監控系統中非常熱門的方向。
目前常用的方法有以下幾類:背景減除法:背景減除是前景檢測中最常用的一種方法,它將當前幀圖像與背景圖像相減,得到的差值絕對值若大于某個閾值,則認為該像素是前景像素。目前,較多研究人員都致力于建立對光照和動態場景具有較強魯棒性的背景模型。幀差法:時間差分是在連續的圖像序列中將兩個或三個相鄰幀進行基于像素的差分,得到的結果閾值化,從而提取出運動區域。光流法:光流法基于相鄰圖像亮度不變性假設,認為前后兩幀圖像像素點在微小運動后仍保持相同強度,根據該假設計算各像素點的運動。
2.5監控場景物體識別與跟蹤技術
智能視頻監控系統最主要的發展方向是在傳統的視頻監控系統中加入帶有人工智能的自動影像捕捉識別及跟蹤功能,也即能夠自動識別出監控場景的物體尤其是人,并加以跟蹤鎖定。近年來這方面的各種技術得到了廣泛的研究和深入的探索,在這其中,高效、準確等特點成為最有發展潛力的技術。
主要的跟蹤方法有:點跟蹤:這種方法將對象用點表示,常用的數學模型有卡爾曼濾波和粒子濾;核跟蹤:對象使用一個幾何區域表示,跟蹤常通過計算對象的運動進行。輪廓跟蹤:輪廓跟蹤為跟蹤對象提供了精確的形狀描述。這種方法可分為形狀匹配和輪廓進化。
3.結語
綜上所述,雖然,目前仍存在許多問題,但是智能化已成為視頻監控發展的必然趨勢,并且正受到越來越多的關注。近年來國家基礎設施的高速建設,也對監控提出了更高的要求,相信隨著智能視頻分析技術的不斷發展,各種硬件成本的下降以及通信商的投資助力等,智能視頻監控系統將會更好的發展和普及。
參考文獻:
[1]范亞男,葛衛麗.智能視頻監控系統發展及應用[J].價值工程,2010(17).
[2]楊.智能視頻監控系統的設計研究[J].科技情報開發與經濟,2010(4).
關鍵詞:智能風冷控制 變壓器 IEC61850 控制IED設計 智能變電站
中圖分類號:TM401.2 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)11-0032-02
隨著智能電網的快速發展與推進,變壓器智能化的研究與設計將是變壓器技術發展的方向,風冷控制系統作為變壓器不可或缺的重要組成部分[1-2],必需滿足變壓器智能化發展的要求。目前我國的220kV及以上電壓等級的變壓器大多采用強油風冷冷卻方式[3-5],控制部分大多采用PLC或單片機完成,系統構成比較復雜,控制功能簡單且控制模式基本固定,整個控制系統比較獨立和封閉,基本不與其他設備信息交互[6-7],在智能電網通訊及信息共享的要求下,傳統風冷控制系統已不能適應智能變壓器發展的要求。
本文詳細介紹了變壓器智能風冷控制系統的設計,包括系統構成及配置情況、控制原理、功能實現以及控制IED軟硬件設計等。
1、系統構成及配置
1.1 系統構成
智能變電站自動化系統基于IEC61850通訊及信息共享要求,變壓器風冷控制作為過程層設備應接入過程層網絡,信息通過過程層網絡傳輸,包括控制所需的測量數據、控制指令以及監測結果等,系統構成如圖1所示。
1.2 系統配置
變壓器智能風冷控制器包括冷卻控制IED以及就地控制柜組成,根據目前運行的情況,控制器配置分為如下三種情況:(1)對于無特需要求情況,冷卻控制IED作為控制主體安裝在就地控制柜上,配置必要的輔助執行單元和電路,完成所有控制及信息傳輸功能;(2)對于就地控制柜已有簡單智能控制器的情況,如PLC、單片機等控制執行單元,冷卻控制系統由冷卻控制IED與智能控制設備及輔助電路組成,完成控制及信息傳輸功能;(3)對于就地控制柜采用了特殊控制方式的情況,如風機控制采用變頻器控制方式,冷卻控制系統由冷卻控制IED與變頻器及輔助電路組成,完成控制及信息傳輸功能。
2、工作原理
2.1 基于IEC61850網絡通信的數據傳輸
冷卻控制IED所需測量數據主要來自測量IED,包括主變本體相關的油溫、繞組溫度、主變負荷等,來自其他監測IED數據包括鐵芯監測電流、主變油中氣體分析數據等,來自智能終端數據包括主變運行信息等,通過過程層網絡GOOSE傳輸方式接收。
控制指令包括來自后臺的遠方控制指令經測控裝置的控制信息、冷卻控制IED發給智能終端跳閘信息等,均通過GOOSE傳輸機制,高效、快速的通過過程層網絡傳輸。
2.2 控制IED運行方式
傳統風冷控制系統由于數據采集的局限性,一般采用固定的“運行”、“輔助”、“備用”模式對風機組的控制,或采用奇偶數組控制模式控制風機組的啟停,控制模式固定單一,不利于節能和設備的有效利用。變壓器智能風冷控制設計運行方式分為手動和自動,其中手動方式又分為就地手動和遠方手動控制方式。自動運行方式下,控制IED根據油溫、繞組溫度、變壓器運行負荷情況以及變化趨勢或者異常情況如主變鐵芯電流的增大、油中氣體反映出的熱故障等,綜合判斷出需要運行的風機組數,發出控制指令啟停風機組,完成主變的冷卻控制要求。當處于手動就地控制方式時,與傳統就地控制手動方式基本一致,運行人員在控制柜就地通過把手或按鈕控制風機組的啟停;當處于手動遠方控制時,通過后臺或調度等將控制風機組啟停命令下發給測控單元,由測控轉發控制指令到冷卻控制IED,完成風機組的控制。
2.3 控制IED控制執行
根據1.2節介紹的配置情況,風冷控制IED的控制執行分為:(1)冷卻控制IED直接控制輔助電路,如接觸器和繼電器等,完成風機組和油泵的啟停,冷卻控制IED需要有開出回路設計要求;(2)采用冷卻控制IED與智能控制設備及輔助電路組成的配置系統,冷卻控制IED采用通訊的方式與智能控制器信息交互,完成控制及信息傳輸功能;(3)采用冷卻控制IED與變頻器及輔助電路組成的配置系統,冷卻控制IED采用通訊或模擬量輸入輸出方式,完成控制及信息傳輸功能。
3、功能實現
3.1 控制電源熱備用
電源控制設置自動手動切換,在自動模式下,控制電源自動完成雙電源的互為備用,且具備自鎖功能,即當一路電源工作時,另一路電源可靠斷開。在手動模式下,支持遠方手動切換。
3.2 數據采集
支持GOOSE方式從過程層網絡接收與風冷控制相關的測量量,完成控制所需的數據采集功能。
3.3 控制
控制策略根據綜合數據分析,合理配置風機運行組數,滿足變壓器運行要求的同時兼顧節能、循環啟停風機組以及風機組先啟先停運行等原則。
3.4 切換
切換功能完成遠方、就地以及手動、自動等控制方式的切換,滿足不同運行方式要求。
3.5 通信
風冷控制IED具有過程層網絡IEC61850通信功能,支持GOOSE方式數據接收和發送,完成網絡數據的采集以及控制命令、控制結果和監測等數據的發送。
3.6 自檢及告警
風冷控制系統的控制IED以及其他智能設備具有自檢以及異常告警功能,實現自身狀態檢修。
3.7 對時
控制IED滿足智能變電站所要求的對時精度和對時方式。
4、控制IED軟硬件設計
4.1 硬件構成
硬件組成包括CPU、FPGA控制器、通信模塊、開出控制器、開入采集單元等組成。硬件設計結構框圖如圖2 所示:
系統所需數據均通過過程層網絡獲取,設置開入插件滿足就地信號的便捷接入,當就地控制柜配置有智能控制設備時,開出插件可不配置。
4.2 軟件設計
根據變壓器智能風冷控制功能要求以及控制策略設計,其主程序設計流程如圖3。
5、結語
變壓器智能風冷控制系統設計對變壓器的安全穩定運行至關重要,該風冷控制系統的設計符合智能變電站通訊要求,滿足變壓器安全穩定運行要求,智能化程度高,節能且風機組運行效率及使用壽命等方面都得到了很大提高,運行方式靈活,適應性強,符合風冷控制系統的技術發展。
參考文獻
[1]鄧世杰.大型變壓器風冷卻系統的自動控制[J].變壓器,2003年第10期.DENG Shi-jie. Automatic Control of Forced Air Cooling System in Large Transformers [J].Transformer,2003,10.
[2]李化波.一種新型變壓器冷卻控制裝置的研制[J].電氣應用,2007年第6期.LI Hua-bo. Development of a new device of Automatic Control of Forced Air Cooling control System [J].Electrical Application,2007,6.
[3]李化波.基于PLC的大型電力變壓器冷卻控制裝置的研究[M].碩士論文.華北電力大學(北京).LI Hua-bo. Research of Large Capacity Transformer Cooling Control Device Based on PLC[M]. Master's thesis, North China Electric Power University(beijing).
[4]王澤峰,等.新型變壓器風冷控制系統在電網中的應用[J].變壓器,2005年第8期.WANG Ze-feng. Application of New Air Cooler Control System of Transformer to Electric Network [J].Transformer, 2005 08.
[5]楊凱,等.新型智能變壓器風冷控制系統[J].電工技術,2003年第9期.YANG Kai. The Transformer Air Cooling System Based On MCU Control[J]. Electric Engineering,, 2003 09.
[6]冷志國.大型變壓器風冷控制系統的研究[M].碩士論文.哈爾濱理工大學.LENG Zhi-guo. Design on the Wind Cooling Control System of Transformer[M]. Master's thesis, Harbin Institute of Technology.
關鍵詞:智能家居;Zigbee;3G網絡;安全監控
引言
隨著現代科技的發展及人們生活水品的提高,越來越多的人不再滿足于傳統的家居生活方式,開始期望出現一種依托現代科技的全新的家居體驗,智能家居技術應運而生[1],無論在傳統家居還是智能家居中,安全問題一直是人們關注的焦點問題之一。而一般的家居控制僅擁有家庭局域網絡,只能在家庭內部進行監控[2]。本文在此基礎之上研究并設計了一種基于Zigbee及3G網絡的智能家居監控系統,實現了對家居系統的遠程監控,并且能夠通過移動終端實時的了解家庭內的環境數據,提高家居生活的安全系數。
1系統架構
本文研究設計的智能家居監控系統采用Zigbee無線傳感網絡加3G網絡架構,家居內部的各種環境數據例如溫度,濕度等以及各家用電器的節點數據通過Zigbee無線傳感網絡傳送至嵌入式主控芯片,由嵌入式系統進行綜合分析處理,在此基礎之上,添加視頻監控系統,通過在大門,陽臺等存在安全隱患的地方安裝攝像頭,進行視頻監控,進一步提高家居安全系數。視頻數據也一并送至嵌入式主控系統,進行壓縮、編碼等處理。為了方便人們在外出的時候可以實時的了解家庭情況,本文將嵌入式系統收集并處理之后的各家居數據通過3G網絡接入Internet,用戶可以通過聯網的手機、平板電腦等隨身攜帶的移動終端實時的了解家庭內部環境,實現對家居系統的遠程控制。系統框圖如圖1所示。
圖1 智能家居監控系統
2硬件設計
2.1 Zigbee無線局域網設計
Zigbee又被稱為紫峰技術,是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。一般這個協議規定的通信技術是一種傳輸距離較短且功耗較低的無線通信技術。其主要特點是低復雜度、低功耗、近距離、低成本、自組織、低數據傳輸速率。主要適合應用于各類自動控制和遠程控制系統,可以嵌入到各種設備中。簡而言之,ZigBee技術就是一種便宜的,低功耗的近距離無線組網通訊技術。
本文采用的Zigbee技術為CC2530片上系統解決方案,CC2530是由德州儀器開發的一種典型的Zigbee技術解決方案,眾所周知,Zigbee無線網絡傳輸技術需要一系列的網絡節點作為支撐,本文采用的CC2530能夠建立起一個強大的網絡節點,但是所需要的成本相對于其他解決方案來說有很大優勢,同時CC2530具有一些不同的運行模式,切換不同的運行模式可以有效地降低系統功耗,對整個系統工作的穩定性有著重要意義。
2.1.1Zigbee網絡拓撲
采用何種網絡拓撲結構將決定局域網內各節點之間消息的傳遞方式。常見的Zigbee網絡拓撲結構有三種:星型網絡拓撲、樹型網絡拓撲、網狀網絡拓撲。星型網絡拓撲選定一個中心節點作為協調器,其周圍的相鄰終端節點均只與中心節點相互通信,中心節點作為整個網絡的核心,需要分析處理所有的數據,必須連續不間斷供電。樹型網絡拓撲是利用路由器對星型網絡拓撲做的一些補充即底層的若干個終端節點連接至路由器,各路由器再連接至協調器。通信時各終端的數據首先匯集到路由器,再由路由器傳送至協調器。網狀拓撲即樹型拓撲中的路由節點可以與其附近的其他路由節點相互通信,信息傳輸方式更加復雜多變。三種網絡拓撲結構如圖2所示。
圖2 三種網絡拓撲結構
通過對上述各拓撲結構的分析,結合本文設計需求可知本文更加適合采用星型網絡拓撲結構。
2.1.2無線傳感網絡終端節點設計
終端節點是整個智能家居系統最基礎的部分,由傳感器采集模塊和Zigbee精簡功能設備集成而成。終端節點接收到協調器節點發送來的數據采集命令之后,將傳感器采集到的家居環境數據經無線傳感網絡發送至協調器節點,再由具有全設備功能的協調器節點傳送至嵌入式系統。
常規的家居環境數據采集傳感器如溫度傳感器,濕度傳感器,煤氣濃度檢測傳感器等都有成熟的電路,本文設計中只需將傳感器模塊與Zigbee模塊結合即可組成無線傳感器。無線傳感器結構如圖2所示。在本文的星型Zigbee網絡拓撲中,無線傳感器作為終端節點只需與協調器節點之間相互通信,接收協調器節點發送的命令,并將傳感器采集的數據傳送至協調器節點。無線傳感器結構如圖3所示。
圖3無線傳感器結構
2.2 監控視頻采集處理
在大門、陽臺、客廳等室內一些必要的地方安裝基于USB接口的數字攝像頭,將采集到的視頻數據通過USB接口直接送到嵌入式系統中進行壓縮及編碼處理。數字攝像頭可以直接將采集的模擬視頻信息轉化成數字信號。數字視頻信號與模擬視頻信號相比具有抗干擾能力強,頻譜效率高,圖像失真少等優點。目前市場上的攝像頭基本以數字攝像頭為主,購買及安裝使用非常方便。嵌入式主控系統在接收到攝像頭發送的數字信號并進行壓縮處理之后將視頻數據通過3G網絡發送至用戶的移動終端,方便用戶隨時通過視頻圖像了解家居內的安全狀況。
3監控系統功能實現
本文系統平臺采用ARM-Linux系統,其內核功能與Linux操作系統非常相似,并沒有本質區別,驅動程序需要實現的功能也一樣。只是在內核編譯時,需要移植到ARM上的Linux系統所采用的編譯器以及一些頭文件和部分庫文件會依賴于具體的ARM處理器結構。解決這一問題只需在Makefile文件中制定即可。
3.1視頻采集壓縮功能實現
本文視頻采集功能的實現依靠USB攝像頭,其正常工作需要在ARM-Linux中配置相關的驅動程序。Linux中關于視頻設備的驅動程序常用的是Video4Linux。它提供了一系列的接口函數供視頻設備編程時調用。
首先將驅動程序模塊編譯成.O目標文件,放在內核的/lib/modules/目錄下,使用depmod a命令將此模塊變成可加載模塊。在調用攝像頭功能時,使用insmod命令調用驅動程序中int init-module(void),設備驅動程序開始初始化,初始化結束,攝像頭便能正常工作。攝像頭被正常驅動之后,便是對視頻數據的采集工作。圖4為視頻采集工作流程圖。
圖4 視頻采集流程
完成對視頻的采集之后,為了便于視頻數據在3G網絡中傳輸,還需要對視頻數據進行壓縮,以適應3G無線網絡帶寬。H.264視頻壓縮標準是JVT(Joint Video Team 視頻聯合工作組)提出來的一種新的視頻壓縮標準,在圖像質量相同的前提下,H.264數據壓縮比與MPEG-2相比高出2-3倍,比MPEG-4相比高出1.5倍到2倍。因此,經過H.264標準壓縮后的視頻數據對網絡帶寬的要求更低,更適于帶寬非常緊張的無線網絡。
3.2 3G網絡傳輸功能實現
本文設計的3G網絡部分的主要功能是將嵌入式主控系統收集并處理之后的監控視頻數據及各類家居安全數據以無線的方式接入互聯網,并發送至用戶的手機等移動終端。3G模塊接入方式采用WCDMA制式,選用能夠滿足監控視頻傳輸帶寬需求的華為E1750無線上網卡它支持上行最高速率HSUPA 5.76Mbps;支持下行最高速率HSDPA 7.2Mbps,數據傳輸非常快。
為使3G網卡在ARM-Linux下能夠正常工作,必須配置驅動信息。
首先在/driver/usb/serial/p12303.c
中加入3G無線網卡的ID信息:
{USB-DEVICE(HUAWEI_VENDORID),HUAWEI_PRODUCT_ID))
在/driver/usb/serial/p12303.h中加入:
#define HUAWEI_VENDOR_ID 0xl2dl
#define HUAWEI_PRODUCT_ID 0xl001
然后,將Linux內核重新編譯。
在內核/dev目錄下建立新的字符節點
Mknod/dev/ttyUSB0 c 188 0
Mknod/dev/ttyUSB1 c 188 1
Mknod/dev/ttyUSB2 c 1 88 2
接下來交叉編譯3G虛線網卡驅動的移植工具usb-modeswich,它是一種轉換USB設備工作模式的工具。usb-modeswich.setup文件中加入以下程序:
#Huawei E1750
#Contributor:Anders Blomdell,Ahmed Soliman
DefaultVendor=0x12dl
DefaultProduct=0x1446
TargetVendor=0xl2dl
TargetProduct=0x1001
#only for reference and0.x versions
MessageEndpoint=0x0l
MessageContent=”55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000”
HuaweiMode=0
運./usb_modeswitch即可切換3G網卡的工作模式,進行3G撥號上網。
實驗室條件下,在基于Linux操作系統的嵌入式平臺基礎之上連接USB攝像頭,網絡環境為實驗室的WCDMA3G網絡,終端為一個普通的安卓系統智能手機。測試了包括燈光控制、溫濕度采集等10個節點,最遠距離協調器13米,結果表明,在Zigbee無線傳感網絡內系統能夠穩定運行,沒有出現掉線的情況,能夠有效的采集并傳輸測試的數據。3G通信網中也能夠高效的傳輸視頻等信息數據。圖5為實驗室條件下手機終端接收到的監控畫面。
圖5 移動終端監控畫面
4 總結
本文研究設計了一個基于Zigbee及3G無線網絡的智能家居監控系統,實現了Zigbee網絡采集的各種室內安全數據和攝像頭采集的視頻監控畫面一并通過3G無線網絡傳輸至用戶移動終端。為用戶提供了一個家居安全監控平臺。3G網絡的應用也契合了當下高速發展的移動互聯網時代,具有很高的實際應用價值。
參考文獻
[1] 肖海濤. 基于ZigBee技術的智能家居系統設計[D],中國優秀碩士學位論文全文數據庫,2008.
[2] 宋冬,廖結,陳星,江灝. 基于Zigbee和GPRS的智能家居系統設計 [J].計算機工程,2012,33:243-246.
[3] 李戰明,李泉,殷培峰. 基于ZigBee的環境監測無線傳感器網絡節點設計 [J].電子測量技術,2010,33(6):118~122.
[4] 丁誠誠. 基于ZigBee的人體傳感網的設計與實現[D],中國優秀碩士學位論文全文數據庫,2010.
[5] Halit Eren, Emran Fadizl. Technical challenges for Wireless Instrument Networks―A Case Study with Zigbee[C]. IEEE Sensors Applications Symposium San Diego, California USA, 2007 IEEE.
[6] 周毅.基于Android系統的視頻監控客戶端軟件的設計與實現[D].浙江工業大學,2012
[7] 南忠良,孫國新.基于ZigBee技術的智能家居系統設計[J]電子設計工程,2010,18(7):117-119.
【 關鍵詞 】 VPN;仿真;Chariot;性能
1 引言
VPN(Virtual Private Network,虛擬私有網)是指通過公共網絡建立的一個臨時、安全的連接,它能夠穿過不安全的公用網絡。通過對網絡數據進行加密傳輸,實現在公網上傳遞私密數據。VPN能夠很好地保護數據的完整性和準確性,避免收發數據不一致。VPN主要采用隧道、加密解密、身份認證、密鑰管理,在公共網絡中為客戶端虛擬出類似于局域網的專有線路。
Chariot是由NetIQ公司推出的一款網絡測試軟件,是目前世界上唯一認可的應用層IP網絡及網絡設備的測試軟件,可提供端到端、多操作系統、多協議、多應用模擬測試,還可以進行網絡故障定位、網絡優化等。它可以從用戶角度測試網絡或網絡參數(吞吐量、反應時間、延時、抖動、丟包等),能夠模擬眾多的商業應用進行測試,例如HTTP、FTP、AD、Exchange、SQL、Oracle和SAP等。
Chariot通過模仿各種應用程序所發出的網絡數據交換,幫助網絡設計者或網絡管理人員對網絡進行評沽。通過Chariot附帶的各種測試腳本用戶可以測試網絡的數據流量、響應時間以及數據吞吐量,也可以根據網絡中所采用的應用程序的需要,選擇相應的測試腳本或根據實際需要編制符合自己要求的腳本。
Chariot采用主動式監視及定量的測量,通過產生模擬真實的流量,采用端到端的方法測試網絡設備或網絡系統在真實環境中的性能。
2 測試方案設計
本方案分別測試VPN系統和由同一硬件和軟件搭建的路由器傳輸性能,由于只是對比測試VPN及路由器的性能,這里將測試模型進行了簡化。
由于測試條件有限,為了不影響校園網的整體運行,本測試采用非獨立控制臺測試方式,測試VPN系統的傳輸特性并與傳統路由方式傳輸進行對比。測試中服務器運行VPN軟件時為VPN方式連接,關閉VPN軟件則整個鏈路改為傳統的路由連接,其拓撲環境如圖1所示。
在A機器上安裝Chariot,打開運行界面,在主界面中點NEW按鈕,彈出的界面中點上方一排按鈕的ADD PAIR,在ADD AN ENDPOINT PAIR窗口中輸入PAIR名稱,在Endpoint1和Endpoint2處分別輸入客戶端B和控制臺A的IP地址,再點擊“select script”按鈕并選擇一個腳本,由于我們的測量是以百兆帶寬為主,所以選擇軟件內置的腳本High Performance Throughput。可采用復制方式,建立多個收發線程。確定后點擊主菜單的“RUN”按鈕啟動測量工作,軟件會同時每對連接測試100個數據包從B發送到A。
3 測試對象模擬
本測試得到了VPN準入系統的吞吐量、反應時間、時延等指標的數據。同時,我們還在相同硬件、軟件及網絡設備基礎上,測試了僅啟用轉發功能的路由器模式下的相關數據,進行對比。
為了仿真多用戶同時通過VPN服務器進行訪問,我們在Chariot控制臺上建立了8對通信線程(線對數對測試時間影響較大),使Endpoint1向Endpoint2同時發送測試報文,并在控制界面上顯示測試情況。Group/Pair是所建立的通信連接的名字,用Pair1~Pair8表示,Endpoint1和Endpoint2分別表示連接雙方的IP地址。在VPN模式下,Endpoint1的地址設置為Chariot控制臺A的VPN虛擬地址10.10.0.6,EndPoint2的地址設置為客戶端B的IP地址172.16.7.133。Network Protocol是連接選選擇的通信協議,為了表示廣泛性,我們選擇了使用最多的TCP協議。最后一欄是本測試為連接選擇的腳本文件,為了更好的觀察,我們選擇了文件內容較大的腳本。
同時為了進行對比,本測試在同樣的網絡環境下,將VPN服務器換為僅啟用路由轉發的服務器,并利用Chariot軟件同樣建立了8對連接進行測試對比,Endpoint1的地址設置為Chariot控制臺A的實際網卡地址210.45.50.123,EndPoint2地址不變。
4 測試結果
在網絡通信中,用戶通常對網絡的速率和傳輸質量較為看重,針對這兩點要求,我們分別對VPN模式和普通路由模式的吞吐量、傳輸率記憶響應時間進行了對比測試,得到如下測試結果。
4.1 吞吐量測試
作者首先對VPN模式下的數據吞吐量進行測試,兩臺測試機器分別通過100M網絡接口于VPN服務器相連,在11分鐘的測試時間內,8對連接的瞬時吞吐量起伏較大,最大值近乎最小值的兩倍。但從8對連接的平均值來看,相差很小,整個VPN模式下的吞吐量分配較為公平。同時,8對連接的平均吞吐量總和為93.079Mbps,接近100M的帶寬上限,作者認為通過VPN模式下對物理線路有著很高的利用率。
同樣,作者對路由模式下的數據傳輸吞吐量也進行了對比測試,發現在同環境下采用路由模式得到的測試數據,最大值和最小值差異比VPN模式下的更大,并且8對連接的平均吞吐率差別也更為明顯。同時,8對連接的平均吞吐量之和僅為86.038Mbps,也小于VPN模式下的93.078Mbps。由此,可以判斷在吞吐量方面,VPN模式比傳統路由模式具有更好的性能。
4.2 傳輸率測試
對于一個網絡來說,除了吞吐量以外,其數據的傳輸效率也是一個很重要的評價因素。VPN模式下的網絡傳輸率測試結果表明,在數據傳輸率方面,VPN模式下8對連接的平均值非常接近,各連接具有極好的公平性,進一步反映了VPN通道是公平可靠的。
在對路由模式下網絡數據傳輸率的對比測試中,8對連接的最大值和最小值差別很大,且其平均傳輸率變化也更為明顯。從總的傳輸效率來說,路由模式下的平均傳輸效率之和也比VPN模式下得到的數據小了很多。因此,VPN模式下的傳輸率也優與傳統路由模式。
4.3 響應時間測試
對于一個可靠的網絡,用戶的連接請求應當在很短時間內給出回應,對用戶作出回答。最后,為全面評估VPN方案的可行度,本文還進行了響應時間的測試,其結果可以看到在VPN模式下,8對連接的響應時間非常接近,一方的連接請求平均可以在7秒內得到另一方的回應,最小為4.552秒,最大為8.412秒,在日常使用中基本能夠滿足大多數網絡應用的要求。
我們還對路由模式下的網絡相應時間進行了測試,測試結果表明,相比VPN模式下來說,傳統路由模式下的連接響應時間更長,且最小值為4.188秒,最大值為20.858秒,更不穩定。由此可以得知,VPN模式下的響應時間也更為穩定和可靠。
5 對比分析
我們對VPN模式下的測試數據和傳統路由轉發模式下的測試數據進行了對比,結果見表1。
由測試結果對比可見,本設計實現的VPN準入系統在吞吐量、傳輸率、響應時間等指標的平均性能明顯優于基于同平臺上的路由轉發模式。但是從理論上來說,VPN傳輸過程是采用SSL協議對報文進行加密、解密,而路由模式中的IP包轉發僅為尋址和分組的操作,VPN傳輸過程中的開銷應遠大于路由模式。
這里出現的現象,我們認為是在通信線路質量較高的情況下,VPN系統采用的UDP傳輸協議較路由模式采用的TCP協議簡便,沒有三次握手的確認開銷,所以在大量數據傳輸時能體現高效特點。
6 結束語
本文介紹了網絡傳輸性能測試軟件Chariot,并利用該軟件對自建的VPN系統模型進行了仿真測試。雖然我們的測試條件有限,在與同平臺、同網絡環境的路由轉發模式的測試對比中,發現在通信線路質量較高的情況下,VPN系統采用的UDP傳輸協議較路由模式采用的TCP協議要簡化,沒有三次握手的確認開銷,在大量數據傳輸時能體現高效特點。在某些特定的應用中,可以取代路由器和NAT設備,保證網絡傳輸的安全性。
參考文獻
[1] 黃華鍵. SSL VPN中安全身份人證的研究[D]. 西安電子科技大學碩士學位論文,2008.
[2] 武鴻浩.CUDA并行計算技術在情報信息研判中的應用[J].信息網絡安全,2012,(02):58-59.
[3] 田愛軍,張勇進. 安全模型的研究和實現[J]. 信息安全與通信保密,2001, (8): 34-36.
[4] 張震. VPN技術分析及安全模型研究[J]. 微型機與應用, 2002, 21(2): 28-30.
[5] Aboba B,Calhoun P. RADIUS(Remote Authentication Dial In User Service) Support For Extensible Authentication Protocol(EAP)[EB].
[6] 于曉. 高安全機制VPN組網關鍵技術研究[R]. 北京:中國科學院, 2008.
[7] 吳軒亮.三網融合下城域網DDoS攻擊的監測及防范技術研究[J].信息網絡安全,2012.(03):45-48.
[8] 王俊峰,周明天. 高速網絡性能測量研究[J]. 計算機科學, 2004, 31(9): 66-71.
[9] 孫志崗,李扎,王宇穎. 網絡應用軟件健壯性測試方法研究[J]. 計算機工程與科學,2005, (4): 63-65.
基金項目:
本課題為安徽省教育廳自然基金課題項目延深(2003KJ161),基于Linux通過公網IP加密隧道實現Cernet遠程互連的研究。
關鍵詞:網絡信息安全 密碼學 安全威脅 漏洞 解決措施
中圖分類號:TP393.08 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2013)02-0019-02
目前,由于計算機網絡為社會帶來極大的便利,在各行業中得到極其廣泛的應用,依賴性極大,正因為如此,也使得社會各個領域變得脆弱。若網絡受到嚴重的攻擊,使得信息系統無法運作,則極易引起整個社會混亂[1]。本文深入分析計算機網絡漏洞的組成,詳細探討其安全威脅,并論述了采用密碼學來解決信息安全問題的具體應用。
一、網絡安全漏洞
1.操作系統
操作系統的漏洞主要針對的是在設計系統軟件時出現的邏輯缺陷以及錯誤[2]。以Windows操作系統為例,攻擊Unicode目錄的轉換過程,每一個待轉換的字符都有唯一的序號,則攻擊方借助于向IIS的服務器發送出包含有非標準的Unicode字符序列的URL,然而IIS服務器并不對超出的Unicode字符序列實施檢測,于是URL中一部分Unicode字符序列就可以避免安全檢測,若對EXE可執行文件發送這樣的請求,則攻擊方就可以將該EXE可執行文件運行于IIS服務器[3]。此外,一些非標準的系統配置也容易將系統文件泄露。例如RPC漏洞,就可以提供可遠程調用的、對所有人開放的通信規約。
2.應用軟件
設計系統應用軟件過程中,因軟件開發工程的疏忽、考慮不全面,軟件編程語言環境的約束等諸多原因,就有可能引起一些系統應用軟件可以被其他攻擊方改寫[4]。此外,一些系統軟件與另外一些應用軟件采用某種方式捆綁起來,設計了連接等,這些都是屬于系統應用軟件方面的漏洞,極易成為一些網絡黑客所攻擊的目標。
3.IE配置與安全
目前,網絡黑客或者網絡病毒攻擊的主要對象仍然是IE瀏覽器,由于IE瀏覽器中通常會或多或少都有一些缺陷[5]。網絡病毒篡改并劫持瀏覽器,然后將一些計算機病毒程序自發的運行,從而使緩沖區發生溢出現象,一些惡意的計算機代碼執行等一系列問題發生。在Windows操作系統中,黑客攻擊最易攻擊的就是具有明顯漏洞的IE瀏覽器,與此同時,防火墻等一些系統安全配置中存在的漏洞同樣容易受到攻擊。
4.截取網絡傳輸信息
通常在計算機網絡中所傳輸的信息數據,易被網絡黑客所截取或者監聽。于是在計算機網絡中的每一個節點以及網絡傳輸線路均是網絡安全考慮的范圍,網絡信息數據由于是借助于網絡線路以及各個節點在進行傳輸的,對每一個環節都進行安全監控不現實,同時,網絡傳輸線路中的漏洞也十分普遍。
二、網絡信息安全威脅
1.惡意程序和病毒的威脅
這里所提出的計算機病毒是指以破壞或者感染計算機系統為主要目標的計算機病毒[6]。而惡意程序則是指以實現惡意目標而進入計算機應用系統、操作系統的應用程序。而這里的病毒以成為網絡信息安全的最為狠心的威脅,這類計算機病毒有5大特征:a.寄生性;b.傳染性;c.潛伏性;d.隱蔽性;e.觸發性,從而計算機病毒在網絡的各個環節均有可能出現,計算機病毒可放置于EXE執行文件的任何地方,一旦執行EXE文件,則計算機病毒會首先觸發。而惡意程序的威脅會相對復雜許多,惡意程序有兩種方式[7]:a.依賴于宿主應用程序;b. 獨立于宿主應用程序,嚴格來講,惡意程序也屬于計算機病毒的一種,但其也擁有自己的獨特特征。木馬程序通常在表面上是具有一定功用的應用程序,但在程序的內部,一般會潛伏著一些惡性代碼。從表面上看去,木馬程序跟一般的正常應用程序沒什么區別,但一定用戶運行這類程序時,其里面潛伏的病毒程序通常會在后臺運行,嚴重時,會對用戶造成極其嚴重的威脅。
2.黑客攻擊
目前,黑客的攻擊十分的普遍,頻繁。雖然一些攻擊還相對比較友善,然而在存在利益的情況下,這時黑客的攻擊必然是惡意的,通常會比計算機病毒的危機更為巨大。計算機黑客會借助于計算機系統中的漏洞來實施攻擊,進行有目的的竊密、破壞,對計算機信息數據的安全造成極其嚴重的威脅。計算機黑客的攻擊冬季通常是為了獲得計算機系統的某種訪問權限,以及拓寬計算機系統中的某種權限的使用范圍,從而獲得計算機系統中處于保護狀態的數據信息。黑客可得到一些網路傳輸鏈路的控制權限,從而實施偵聽,尋求良好的攻擊對象以及時機。例如:可借助于計算機端口的掃描來對計算機網絡進行監控,確定目標對象是否接通;利用-SP指令來實施ping掃描,若發現目標對象接通;接下來實施計算機端口的掃描,接著采用-ST指令來獲得已經打開的端口,并判斷計算機端口的開放性,從而使用相應的攻擊措施來實施攻擊。
三、密碼學解決措施
在論文前面探討了關于網絡安全方面的漏洞及其相應的威脅[8]。然而無論什么樣的漏洞以及其對應的威脅,均可利用相關的措施來進行解決。對網絡中傳輸的信息數據進行加密處理,是一種有效的防止數據泄露的解決措施,即便是存在一定的數據泄露,攻擊方也需要花很多的時間與精力方可解密。密碼編碼學已成為保障網絡信息安全的有效技術,確保了信息數據的保密性與完整性。其常見的解決措施見圖1。
【關鍵詞】地鐵通信傳輸系統;OTN;SDH
隨著現代信息技術的迅速發展,地鐵通信傳輸系統的設計方案逐漸優化,突破傳統的通信傳輸系統局限性,具有更加突出的便捷性和高速型。地鐵的通信傳輸系統直接關系到整個地鐵是否能夠正常運行,隨著地鐵在全國范圍內大中型城市的普及,對于通信傳輸系統的要求也逐漸提高,作為一種便捷高速的城市通信工具,地鐵的通信傳輸系統需要更加符合其運行特征的設計方案,充分發揮優勢,帶來更為廣泛的社會效益和經濟效益。
一、地鐵通信傳輸系統的現狀分析
地鐵作為一種新型的城市交通運輸工具,在我國的運行時間并不長。隨著城市
生活的質量提高,對交通運輸的要求也提高,在先進的信息通信技術和科學技術的支持下,地鐵具有非常廣闊的發展和運用空間,因而對于地鐵通信技術方案的研究也越來越重要。傳統的地鐵通信技術是在光纖傳輸子系統、泄露電纜傳輸子系統和無線集群通信子系統的綜合運行下,結合中繼器、程控電話子系統及路站監控子系統等結構而形成的具有高度的指揮和管理性能的運營結構。
地鐵的通信傳輸系統是通過調度員統一信息,然后經過控制中心及無線移動交換機將發出的信號傳送到集群基站,隨后,集群基站將受到的信息指令通過光纜的形式傳送到車站的中繼器,并將其信號擴大,通過全線泄露電纜輻射到各個信息管理處,將信息有效的傳送之后,列車值班人員和司機將能在有效的時間內受到調度員發出的信息,并按照其要求進行操作。而地鐵通信中的信息回饋,則是通過相反的路徑實現,通過值班人員或者手持臺持有者將信息發出,通過泄露電纜進行接收,并及時將信息傳送到中繼器,信號放大之后,通過光合路器和光電轉換設備進行信息接收,最后信息通過光纜傳送回基站,再由控制中心將其傳送給調度員。通過這種通信傳輸系統的建立,調度員和值班人員能夠有效的互通信息,但是,隨著現代技術的不斷發展,公眾對地鐵通信傳輸技術的要求越來越高,在安全意識逐漸提高的前提下,強化公眾無線和移動通信系統的認知是現代地鐵通信技術需要加強的技術研究。現代地鐵運營對于通信傳輸系統的建設有了更高的要求,對于信息的傳遞速度和穩定性提出了新的要求。
二、地鐵通信傳輸系統的方案設計與分析
隨著現代通信技術的不斷發展,對于地鐵的運營狀況的深入了解,促進了通信傳輸技術的進一步升級,針對不同情況的地鐵運營狀況,采取不同的通信傳輸系統方案。總的來說,現代地鐵通信傳輸系統方案根據其傳輸特點分為綜合型、開放式、彈性式和異步式等幾種設計方案。
第一,綜合式地鐵通信傳輸系統
綜合式傳輸系統是一種綜合業務式的信息傳輸形式,即SDH傳輸技術,是從二十世紀九十年代開始進行商用的同步數字傳輸。SDH傳輸技術具有比較穩定的可靠性和通用性,屬于比較基礎的現代電信網絡傳輸形式,也是地鐵通信傳輸的基礎,比較廣泛的運用于鐵路、公路、電信網、石油和電力等領域。作為一種比較標準化和智能化的現代網絡體系,SDH選用了統一的數據傳輸接口,通過多種兼容設備的鏈接,可以事先全網范圍內的高度統一協調和管理操作,保障了信息通信業務的有效調度,且具有較高的網絡自愈能力,能夠提高對于網絡資源的利用程度。綜合業務傳輸通信系統根據電時分復用的方式來實現光纖通訊,不斷的提高了傳輸速度,當前40Gbit/s的傳輸速度已經廣泛的運用在商業中,在地鐵的信息傳輸中得到了更高的速率實現,因而在地鐵運營當中,可以有效的促進綜合業務的實現,提高了地鐵中媒體業務及寬帶業務的廣泛運用。
第二,開放式的通信傳輸系統方案
開放式的通信傳輸系統,即OTN傳輸系統,是在西門子研究的分復用技術基礎上實現的,利用雙光纖和雙向的通道環路實現通信系統的網絡拓撲結構,并以光纖鏈路為網絡節點實現互聯,形成反向循環的環路光纖結構。通過開放式的通信傳輸系統,將同一個環網上的信息實現數據幀的不斷傳遞,實現結構中各節點的通信數據得到有效的傳送。在開放式的通信結構中,以順時針傳輸數據環為主環,而逆時針的數據傳輸環則是次環。一般情況下,地鐵的信息數據都是通過主環傳送,次環為備用,并對主環數據傳輸進行監督和控制,根據信息傳輸的實際情況,在必要的時候代替主環傳輸,從而保障信息不中斷。因而主環和次環共同形成的雙環網結構,保障了地鐵在數據傳輸過程中信息的有效傳輸,保障每個節點都能正常的收集信息和發送信息。
第三,彈性式的通信傳輸方案
彈性式分組環通信傳輸技術,即RPR傳輸技術,是在IP為業務核心的基礎上設計的適應網絡需要的地鐵通信傳輸系統方案,支持傳統業務的同時,有利于互聯和管理。彈性分組環技術是在環狀的拓撲結構基礎上,在每個分組環中配備同一邏輯的節點,實現節點的二層轉換,通過發送時鐘分組信和和晶振時鐘信號,實現最高優先級別的通信傳輸方式,并對多余部分進行及時的悲憤,保障通信網絡的統一同步。并且彈性式的系統方案的另一個優勢是在分組環路中,保障了多個節點在系統中的同時傳輸,且相互之間沒有影響。
第四,異步式通信傳輸系統方案
異步通信傳輸系統,即ATM技術系統,在以寬帶綜合業務的數字網實現為核心技術的現代通信傳輸系統,通過多種電路仿真和數據承載,有效的將圖像和聲音進行數據傳送,在寬帶傳輸技術的基礎上,實現各種信息的接入和交換。這種傳輸系統的突出優勢表現在能夠實現異步分復數據傳輸,在標準化的鏈接方式基礎上,保障其它通信傳輸系統的連接,并有效的實現統計復用,靈活的進行用戶寬帶分配,實現虛擬電路的網絡連接。同樣,異步通信傳輸系統方案也支持多媒體的應用,具有較高的網絡可靠性。
結語:綜上所述,地鐵通信傳輸技術隨著信息技術的不斷改革而有了多樣化的發展,在不同的城市交通運輸需求下,利用不同特征的信息通信傳輸方案可以有效的加強地鐵運營效率。隨著研究的不斷深入,運用于地鐵交通的通信傳輸系統也不斷完善,提高了數據業務,加強了網絡傳輸的可靠性和穩定性。今后,在現代技術的不斷發展下,地鐵的通信傳輸系統將有更大的發展,地鐵運營商根據其運營特點,結合自身發展實際,可以選擇最優方案。
參考文獻
[1]崔茂迪.北京地鐵8號線通信傳輸系統銜接方案探討[J].《鐵路通信信號工程技術》.2011年03期 ,2011.
論文摘要:闡釋了數字化建設應遵循的原則,詳述了數字化建設的基本內容、實施步驟、采取的方法及要達到的目標,勾勒出雞西大學圖書館數字化建設的可行性方案。
一數字圖書館建設的意義
數字圖書館是進入20世紀90年代以后產生的一個全新的概念。隨著計算機技術的迅猛發展,特別是網絡技術、數碼存儲與傳輸技術等的全面普及,人們對文獻信息的加工、存儲、查詢、利用等有了新的要求,數字圖書館也就應運而生。數字圖書館就足以數字形式存貯和處理信息,即對有價值的文本、圖像、語言、影像和科學數據等多媒體進行收集和規范加工,再進行高質量的保存和管理,并提供在廣域網上高速跨庫連接的電子存取服務信息系統。它的特點是:收藏數字化、操作電腦化、傳遞網絡化、信息存儲自由化、資源利用共享化。
數字圖書館的建立不僅使圖書館發生了革命性變化,而且也為文化傳播提供了全新的渠道。數字圖書館作為高科技經濟的基礎設施和必要條件,是建立在知識和信息的生產、存貯、使用和消費之上的,它憑借高新技術。可以既經濟又迅速地傳播,十分方便人們利用。
數字圖書館的建設,極大地加強了圖書館的服務功能,彌補了圖書館收藏不足與用戶需求旺盛的矛盾。隨著傳統圖書館的數字化和因特網功能的完善與普及,數字圖書館將成為不受時空限制的知識獲取大通道一二雞西大學圖書館數字化建設原則
1.需求性原則。
滿足讀者需求是高校圖書館工作的基本宗旨:因此在我校圖書館數字化建沒規劃中.首先確立的原則虛是以滿足讀者需求為目標的需求性原則;此原則的另一含義是在讀者眾多需求中選擇最主要的需求。
2.特色性原則。
沒有特色就沒有發展潛力特色性原則是圖書館館藏資源數字化建設的生命。我校圖書館在長期的發展建設中,根據學校的辦學性質、學科設置、科研方向以及自身的發展目標,確立了自己的館藏資源建設方針、建設重點和建設原則,從而形成了具有我校圖書館特色的核心學科藏書結構體系。我校圖書館必須圍繞這一藏書特色進行數字化建設。
3.可行性原則。
我校圖書館在進行數字化建設時,無論是傳統文獻資源的數字化,還是新建數字化資源.必須根據學校的投入力度和圖書館自身的能力水平量力而行。在可行性方面注重以下幾個方面:第一,擬開發數據庫已經擁有和預期擁有資源的豐富程度、數據規模、數據采集難易程度、開發周期長短等;第二,擬引進數據庫的內容與我校學科設置的相關程度;第三,數字化加工隊伍的技術水平與能力;第四,數字化加工設備的技術水平與能力;第五,經費保障力度。
4.通用性原則
數字化資源開發建設中必須注意通用性原則問題。即在開發建設中必須遵守網絡傳輸協議、數據通訊格式、文獻標引著錄規則等標準化原則,確保數字化產品的通用性和標準化,符合網上傳輸與資源共享要求。
三雞西大學圖書館數字化建設內容
1.引進數字化信息資源。
我校圖書館目前已擁有一定數量的數字化信息資源,主要包括部分期刊全文數據庫、學位論文全文數據庫和科學技術成果數據庫。但這遠遠不能滿足數字圖書館建設的需求,還要繼續擴大期刊全文數據庫和學位論文全文數據庫的容量,增添圖書全文數據庫,引進學校重點學科——采礦工程、機械設計、計算機應用、漢語言文學、
英語、俄語、市場營銷、旅游管理、會計學等方面的專題數據庫
2.自建特色數據庫
對我校圖書館所收藏的有特色的傳統文獻資源進行加工,并將其轉化成可為計算機識別、存取并進行網絡傳輸利用的特色數據庫。自建特色數據庫包括本校畢業生學位論文數據庫、古籍善本數據庫、工具書數據庫、學科專題數據庫等。
3.文獻的初始數字化加工。
主要指印刷型文獻的掃描、縮微,音視頻的壓縮等。需要相關的軟件及硬件,本建設項目要根據需要和加工成本核算決定引進數字化加工設備的形式和規模。
4.建立導航系統。
鏈接互聯網上的專業網站、搜索引擎、數據庫服務中心、數字圖書館等,建立網上虛擬資源系統,進行網絡資源利用導航。
5.參加CALIS建設。
中國高等教育文獻保障系統(CALLS)是“211工程”的公共服務體系項目,是一個廣域網環境下的文獻信息共享服務系統,其目標是依托中國教育和科研計算機網(CERNET),本著“整體規劃、合理布局、相對集中、聯合保障”的建設方針,建立一個整體化、自動化、網絡化、數字化的中國高校文獻信息的共知、共建、共享體系,推進中國高等教育資源的優化配置,深化資源的有效開發和利用,為高等教育和科學研究提供有力的文獻信息保障。
積極參加CALIS建設,實現數字資源的共建共享。
四雞西大學圖書館數字化建設目標
1.能提供網絡信息服務。
建立方便快捷的網絡化信息服務平臺,整合各種電子資源,實現信息的網絡化和多樣化及實現跨媒體跨數據庫資源的利用;建立數字化管理平臺,實現數據庫的集中管理;建立完整的網絡數據庫檢索指南和學科信息資源導航系統。
2.能提供信息檢索服務。
主要提供文獻代查代檢服務,包括文獻檢索服務、文獻查詢服務(文獻收錄及被引用檢索服務)
3.能提供網絡閱讀服務。
首先,讀者通過書目檢索、關鍵詞檢索以及基于內容的全文檢索等,實現在線閱讀各種文獻;其次,讀者可以進行任意翻頁、放大、縮小、查找等操作,獲得最新的圖書方面的信息;第三,讀者可在線發表自己的作品與評論。
4.能提供多媒體視頻音頻點播服務。
建立一套支持多人點播節目的視聽系統。內容包括多媒體外語教學影片、教學課件實習演示系統、古典音樂欣賞、歷史文化、經典影片等。
5.能提供網上學科導航服務。
建立重點學科信息網站,根據圖書館支持的重點學科發展的需要,收集網絡信息資源,重新組織整合為有序整體,方便讀者使用。
6.能提供電子閱覽服務。
建立完備的電子閱覽管理系統,提供館藏目錄系統查詢、鏡像服務器檢索、館內多媒體資源檢索、網絡信息檢索、網上讀書等服務。
7.實現信息資源共享。
這是圖書館界的一項共同事業。可將其作為長遠目標去努力。
五雞西大學圖書館數字化建設過程中應關注的幾個問題
1.處理好數字化信息資源建設與傳統文獻資源建設的關系。
信息資源數字化是上個世紀90年代以來圖書館的最大發展變化。各國數字圖書館建設的著重點都是館藏資源的數字化。而目前數字化發展主要表現在以數據庫為主的新型電子出版物的迅速發展和現有館藏資源數字化的迅速增長兩個方面。有些人認為圖書館已進人網絡化、數字化時代,沒有必要再加強館藏印刷型出版物即傳統文獻資源的建設發展更沒有必要擴建館舍。事實上,印刷型出版物在數字化出版物迅猛崛起的同時,也在呈幾何級數增長。因此,我校圖書館在進行數字化建設時,同樣不能否定印刷型文獻資源的收藏補充,而應將兩種出版物合理配置,使其協調發展,確保我校圖書館的文獻資源結構體系科學、合理、實用。
2.正確認識圖書館數字化、網絡化、自動化與人、財、物的支撐。
在圖書館數字化建設中,人們往往認為,既然實現了數字化、網絡化、自動化,必然要節省大量的人力、財力、物力,其實這是個誤解。先進的技術帶來的是先進的優質的服務,而非人、財、物的節省。信息資源的數字化建設必須投入大量的財力,數字化信息資源的運作必須有現代化的設備以及高精尖的技術人員做支撐,因此我們必須清醒地認識到圖書館數字化建沒的高技術、高消耗、高投入的實際,糾正并防止數字化可以大大節省人、財、物的錯誤認識。
3.合理解決自主開發數字資源與人員能力不足的問題。
數字圖書館是為滿足人們更有效地管理、利用信息資源的要求應運而生的。在這樣一個具有典型知識經濟時代特征的新興領域,人才無疑是最重要的建設資源,是整個事業成敗的關鍵。數字圖書館對人才的要求是全方位、多層次、高標準的目前能掌握圖書館學、情報學、計算機科學、外語的綜合人才在整個圖書館界都非常短缺,何況我們這樣的小型圖書館。硬件的投入可以快速實現,人才的引進與培養卻非一日之功。因此,研究建立符合數字圖書館發展要求的人才培養機制是我校圖書館數字化建設的當務之急。
論文關鍵詞:MROII系統支持工業化持續發展
上個世紀中葉發明的計算機技術給制造業帶來巨大的沖擊。一方面計算機輔助技術極大地提高產品設計與制造的技術,使得勞動生產率持續地成倍增長。另一方面計算機智能技術廣泛融入到產品結構之中,使得產品的性能和質量得到空前的提升。在此基礎上,人們有可能為了獲得更高質量的生活,大幅度地增加各式各樣的產品需求,于是造就工業化以歷史上前所未有的速度向前發展。
信息化帶動工業化高速發展的同時也帶來負面的影響。《易經》中“澤中有火”記載了中國發現石油的時間距今已有三千多年。美國托萊多大學地質學教授克雷格?哈特菲爾德在1998年指出:“自1979年以來,全世界已燒掉的石油比到那一年為止人類整個燒油史中燒掉的石油還多。”按照近20年相當歷史上3000年的消耗速度來看,有人估計地球上的全部石油大約在今后幾十年至一百多年內就會消耗光。其它地球資源同樣也會面臨枯竭的危險。因此,信息化需要為工業化持續發展提供節約資源的制造模式。
1 信息化有責任為工業化持續發展提供新型的維修管理體系
現代化產品一方面給人類帶來高效、便捷、友好的服務,同時也給產品的維修服務帶來新的挑戰。像城市軌道交通車輛、飛機、高速客車等大型復雜產品一旦發生故障通常就會造成重大損失。現有的定期檢查有可能維護過度,精密的零部件拆裝次數太多引起額外的質量下降,也可能由于產品運行環境的不同造成維護不足工商管理畢業論文,引發重大事故。因此,信息化應該為工業化持續發展提供科學合理維修的技術支持。
產品的智能化大大降低使用人員的操作難度,改善用戶的工作條件,同時對維修人員卻提出苛刻的要求。通常智能化產品包含大量的知識專利技術,尤其是嵌入式軟件已經成為智能產品的核心部件,占據產品價值的主體部分。傳統的師傅帶徒弟培養的維修人員不可能勝任智能化產品的維修服務期刊網。因此,信息化有責任為工業化持續發展提供新型的維修管理體系。
解決經濟發展與環境保護的矛盾是實現可持續發展的關鍵。制造業除了要解決生產過程中的污染以外,最大限度減少浪費、節省資源是保護環境最有效的手段。為此,制造業通常采取以下手段來保護環境:
⑴面向節約型的設計
產品設計時采用一切可以節約能源、材料的技術,使得產品在制造和使用過程中有效地減少資源消耗和碳排放。
⑵面向精益化的運維
節約型產品在使用過程中還要講究精益化。一方面要保證產品發揮正常的功能,同時要把產品可能發生的意外和故障降到最低限度。
⑶面向再制造的回收
一旦產品常規維修成本超過使用價值時,將報廢產品中還有利用價值的零部件通過再制造的方法重復使用,從而最大限度地節約地球上有限的資源。
⑷面向全生命周期成本的控制
面對節約型設計、精益化運維和再制造回收等三方面需求,傳統的產品開發和使用模式遇到新的挑戰。
從大型復雜產品全壽命周期成本控制(LCC, Lifecycle Cost Control)的角度分析,LCC總成本的60~70%是產品運行維修費用,超過產品采購費用。隨著產品的復雜程度不斷提高,產品知識資產受到制造商的保護,用戶自己的維修人員不可能完全掌握核心的維修技術。特別是大量的維修采用替換的方法,產品用戶要儲備足夠的備件越來越困難,換下來的零部件又無法修復重用,導致產品自行維修的難度和成本不斷增加。為了破解產品維修難題,用戶對使用產品的維修策略必須從自行維修為主轉變為委外專業維修為主的模式。
產品制造商為了面對市場快速變化和需求多樣化的特點必須不斷改進產品,使得產品的復雜程度、可靠性和易用性成倍增加,開發成本居高不下。與此同時各種CAx輔助手段不斷增強產品仿制能力,產品開發商新研制的產品不久就會遇到山寨版的挑戰工商管理畢業論文,不得不陷入價格戰的泥潭。為了突破成本惡性競爭的魔咒,制造業必須從單純的生產型制造轉移到價值鏈高端的服務型制造。
產品全生命周期分為前期(BOL, Beginning of Lifecycle)、中期(MOL,Meddle of Lifecycle)和末期(EOL, End ofLifecycle)等三個階段。圖1描述傳統制造的產品價值主要體現在初期和中期交接時,把產品交付給用戶而獲得的銷售收入,在中期和后期該產品幾乎沒有帶來明顯的收益。為了贏得市場,在價格戰中制造商不得不壓縮銷售利潤。這種傳統制造模式的價值鏈曲線好比苦笑曲線。長此以往,制造業無法保持持續發展的能力。如果在前期通過咨詢設計、分析仿真等技術服務,提高產品的知識含量,大幅度提升產品的核心價值,加大仿制的技術難度。在中期通過跟蹤產品運行的狀態,及時給用戶提供使用支持、維修保養、備品備件,提高產品運行的完好率,降低用戶的維修成本,從而獲得產品運行周期內穩定長期的維修服務價值。在末期制造商利用所掌握的產品實際運行知識,提醒用戶繼續通過維修保養的成本將會超出產品的剩余價值。產品停止使用后按照實際情況合理地進行大修翻新或整體拆解,留下可以重復利用的零部件投入再制造,用比較低廉的成本創造更高的經濟效益。據統計資料分析,前期知識服務的利潤率可以達到30%左右,單純生產制造的利潤率通常不超過7%,中期和后期的成本遠低于生產制造階段,知識含量不超過前期管理的范圍,但利潤率卻超過20%以上。由此可見,產品價值主要體現在前期的知識資產和中后期的服務,這種以服務為主要獲利模式的制造稱之為服務型制造,它的價值鏈曲線稱之為微笑曲線。
2 MROⅡ有責任為工業化持續發展提供新型的信息化管理手段
從傳統制造業向現代制造業轉變的過程中工商管理畢業論文,現代信息化技術為中國制造向中國創造、生產型制造向服務型制造的二大轉型提供了有力的支持。
⑴計算機仿真技術
數字化方法可以將產品的設計、制造、運行、維修、拆卸等過程在虛擬環境中進行仿真。通過調整各種參數模擬不同的設計方案、制造工藝、運行環境、維修策略、拆卸流程等過程,不斷優化產品的設計和制造水平,實現節約型產品的開發。
⑵數字化制造技術
經過數字化仿真驗證的工藝可以大幅度提高產品的制造質量,數字化制造還詳細記錄每一臺或批次產品的實際質量和裝配過程,為產品投入使用提供準確的原始信息和相關的設計標準。
⑶智能傳感技術
信息化技術使得大量智能的硬件和軟件嵌入到產品的各個角落。它們承擔檢測和控制產品各個部位的健康狀態和完成各自功能的責任,完成人工無法執行的各項復雜任務。
⑷網絡傳輸技術
在全球網絡環境中,產品的設計、制造、運行、維修等信息傳遞都變得如此便捷,以至于空間和距離的差別幾乎可以忽略不計。尤其是嵌入式系統通過網絡可以實時傳遞產品運行的各種參數。這樣信息對于設計制造人員及時了解產品的真實性能,對于運行人員準確調度產品運行計劃,對于維修人員及時發現產品狀態的變化和采取合理的應對策略,對于回收利用人員掌握報廢產品各部件真實狀態等方面都創造了前所未有的條件期刊網。
⑸人工智能技術
計算機能夠把設計、制造、運行、維修、回收等階段各式各樣的知識相互關聯起來,并且按照一定檢索的規律保存起來。通過各種數據挖掘的方法,從大量的數據中找出規律性的知識,從而幫助人類不斷積累和使用前人留下的大量寶貴經驗,在保護環境的前提下加速工業化的進程。
上述計算機仿真、數字化制造、智能傳感、網絡傳輸和人工智能等五項技術為制造業持續發展創造了一個全新的局面。產品全生命周期管理(PLM)技術就是利用上述五項技術建立如圖2以BOM為核心的產品數據結構:
圖 2 PLM系統各階段的數據結構
在前期設計制造階段,產品的功能說明,使用操作流程等概念性設計數據分別關聯到功能BOM中對應的節點對象上。產品的結構模型和圖紙、電氣/電子的原理圖和仿真結果、軟件的設計流程和源代碼等分別關聯到設計BOM的對應節點上。在重要的節點上還關聯各種故障判別標準和相應的處理方法。產品制造的工藝關聯到制造BOM上。針對每一個或每一批次的產品實際制造BOM關聯上實際制造的質量數據。
在中期首先根據實際制造BOM構建統一批次產品的中性BOM,每個需要進行維修管理的對象上關聯各類故障相關的預測、預防和排除的知識,建立和功能BOM、設計BOM、制造BOM等前期所有BOM的關聯關系。然后依據每一個產品的實際配置情況,從中性BOM上派生出實例BOM。每一個產品的運行數據、故障記錄、維修過程和變更歷史均關聯到實例BOM對應的節點對象上,形成單個零部件或整個產品的全壽命履歷表。在對運行數據和故障處理進行分析時,通過中性BOM的關聯關系,迅速找到前期相關設計、制造的有關資料,保證數據的一致性。中性BOM通過與全部實例BOM的關聯關系,隨時可以統計同一型號、同一批次每一個零部件或整個產品的運行狀態和質量工商管理畢業論文,發現規律性的事故和維修經驗,反饋到前期改進產品設計或制造,或總結成新的維修知識固化到中性BOM的對應節點上。
產品生命周期中期的中性BOM和實例BOM是由MROII(維護、維修、大修和運行管理)系統進行管理。該系統承接產品中期設計與制造的信息;利用智能傳感和網絡傳輸技術采集和管理產品運行過程中的實時信息;利用人工智能技術,結合計算機仿真和數字化制造技術,按照設計和制造時指定的標準,分析產品各部分實際運行的狀況,開展精益化的維護和維修,保證產品以最低的故障代價達到最高的使用價值,同時大幅度提高備品備件的利用率和總體維修成本。更重要的是通過PLM系統將MROII子系統中產品實際運行和維修的信息反饋到前期,加速產品的更新換代。MROII子系統在末期根據產品各個零部件實際履歷表來衡量可回收再利用的可能性,通過拆解和翻新,制造出性能不亞于全新零部件組成的產品,實現有限資源重復利用的綠色制造。
綜上所述,MROII技術是圍繞制造業減少浪費和節省資源,支持工業化持續發展的有利武器。
論文關鍵詞:電子商務; 信息安全;運行環境;黑客;防火墻
電子商務在網絡經濟發展日益迅猛的當下,應用越來越廣泛,這種基于Internet進行的各種商務活動模式以其特有的開放性讓商務活動相比較以往更加高效快捷。In-ternet 是一個開放的、全球性的、無控制機構的網絡,計算機網絡自身的特點決定了網絡不安全,網絡服務一般都是通過各種各樣的協議完成的,因此網絡協議的安全性是網絡安全的重要方面,Internet 的數據傳輸是基于 TCP/IP操作系統來支持的,TCP/IP 協議本身存在著一定的缺陷。
1電子商務所面臨的信息安全威脅
1.1 安全環境惡化
由于在計算機及網絡技術方面發展較為遲緩,我國在很多硬件核心設備方面依然以進口采購為主要渠道,不能自主生產也意味著不能自主控制,除了生產技術、維護技術也相應依靠國外引進,這也就讓國內的電子商務無法看到眼前的威脅以及自身軟件的應付能力。
1.2平臺的自然物理威脅
由于電子商務通過網絡傳輸進行,因此諸如電磁輻射干擾以及網絡設備老化帶來的傳輸緩慢甚至中斷等自然威脅難以預測,而這些威脅將直接影響信息安全。此外,人為破壞商務系統硬件,篡改刪除信息內容等行為,也會給企業造成損失。
1.3黑客入侵
在諸多威脅中,病毒是最不可控制的,其主要作用是損壞計算機文件,且具有繁殖功能。配合越來越便捷的網絡環境,計算機病毒的破壞力與日俱增。而目前黑客所慣用的木馬程序則更有目的性,本地計算機所記錄的登錄信息都會被木馬程序篡改,從而造成信息之外的文件和資金遭竊。
2電子商務信息安全的防范處理方法 1針對病毒的技術
作為電子商務安全的最大威脅,對于計算機病毒的防范是重中之重。對于病毒,處理態度應該以預防為主,查殺為輔。因為病毒的預防工作在技術層面上比查殺要更為簡單。多種預防措施的并行應用很重要,比如對全新計算機硬件、軟件進行全面的檢測;利用病毒查殺軟件對文件進行實時的掃描;定期進行相關數據備份;服務器啟動采取硬盤啟動;相應網絡目錄和文件設置相應的訪問權限等等。同時在病毒感染時保證文件的及時隔離。在計算機系統感染病毒的情況下,第一時間清除病毒文件并及時恢復系統。 2防火墻應用
防火墻主要是用來隔離內部網和外部網,對內部網的應用系統加以保護。目前的防火墻分為兩大類:一類是簡單的包過濾技術,它是在網絡層對數據包實施有選擇的通過。依據系統內事先設定的過濾邏輯,檢查數據流中每個數據包后,根據數據包的源地址、目的地址、所用的 TCP 端口和 TCP 鏈路狀態等因素來確定是否允許數據包通過。另一類是應用網管和服務器,可針對特別的網絡應用服務協議及數據過濾協議,并且能夠對數據包分析并形成相關的報告。
2.3數據加密技術的引入
加密技術是保證電子商務安全采用的主要安全措施。加密過程就是根據一定的算法,將可理解的數據(明文)與一串數字(密鑰)相結合,從而產生不可理解的密文的過程,主要加密技術是:對稱加密技術和非對稱加密技術。 4認證系統
網上安全交易的基礎是數字證書。數字證書類似于現實生活中的身份證,用于在網絡上鑒別個人或組織的真實身份。傳統的對稱密鑰算法具有加密強度高、運算速度快的優點,但密鑰的傳遞與管理問題限制了它的應用。為解決此問題,20 世紀 70 年代密碼界出現了公開密鑰算法,該算法使用一對密鑰即一個私鑰和一個公鑰,其對應關系是唯一的,公鑰對外公開,私鑰個人秘密保存。一般用公鑰來進行加密,用私鑰來進行簽名;同時私鑰用來解密,公鑰用來驗證簽名。 5其他注意事項
(1)機密性是指信息在存儲或傳輸過程中不被他人竊取或泄漏,滿足電子商務交易中信息保密性的安全需求,避免敏感信息泄漏的威脅。傳統的紙面貿易都是通過郵寄封裝的信件或通過可靠的通信渠道發送商業報文來達到保守機密的目的。電子商務是建立在一個較為開放的網絡環境上的,維護商業機密是電子商務全面推廣應用的重要保障。因此,要預防非法的信息存取和信息在傳輸過程中被非法竊取。
(2)商務信息的完整性,只讀特性以及修改授權問題是電子商務信息需要攻克的一大難關。信息在傳輸過程中必須保持原內容,不能因技術、環境以及刻意原因而輕易被更改。
(3)交易誠信問題也存在于隔空交易當中,電子商務信息在傳輸當中,保證傳輸速度和內容真實的情況下,交易方不能對已完成的交易操作產生反悔,一旦因商務平臺外的問題而取消或質疑交易操作,對方的利益將蒙受損失。