核安全技术的应用分析

核安全技术的应用分析（共7篇）

核安全技术的应用分析 篇1

1 概率安全评价(PSA)的技术背景

概率安全评价(PSA)是以概率论为基础的风险量化评价技术,是评价风险、认识风险并帮助人们管理风险、降低风险的有效工具。我国概率安全分析技术经过二十多年的发展已经日近成熟并已具备了较好的技术基础,在核设施的工具开发、设计改进、优化设计方案、确定顶层设计方案和设计可靠性保证大纲的研究等方面发挥了重要的作用。2010年2月,国家核安全局正式发布了《概率安全分析技术在核安全领域中的应用》[1]。该技术政策阐述了国家核安全局将在核安全领域中积极应用概率安全分析技术的政策,为我国的PSA 技术应用注入了活力并指明了方向。

但需要清楚的认识到,国内概率安全分析技术的应用经验相对国外发达水平还不够,核设施类型较多,采用的设计和建造标准也比较复杂,同时,对国际上的法规标准有一个接受、适应和掌握的过程,所以国内核行业多还是将PSA技术用于堆类核设施的运行、设计、技术改造等方面。在肩负着后处理工程、放射性三废处理、退役工程等重担的核化工厂中, PSA分析技术并没有发挥出应有的作用。所以,为了优化资源配置、提高核安全监督活动效率和提高核安全水平,也为未来相关法规的制定和修订提供良好的基础,应加大PSA技术在核化工厂中的各类非堆核设施中的应用研究,积累经验、积累技术、逐步提高。

2 PSA在非堆核设施安全评估中的应用现状

不仅仅是在核电行业,在核化工厂运行中,国外也将PSA的方法用于其中。其中IAEA颁布IAEA-TECDOC-1267《Procedures for conducting probabilistic safety assessment for non-reactor nuclear facilities》[2](非反应堆核设施的概率安全评估方法),对非堆核设施的PSA分析流程给出了详细的说明和解释。在美国、日本等核大国,以风险概率作为指引,对非堆核设施进行全面的安全评价已经成为基本的安评手段,并且其整个PSA数据系统相当完整成熟。如日本所研究的《Current studies on utilization of risk information for Fuel Cycle Facilities in Japan》[3],使风险指引更好的为后处理设备与燃料原件生产设备服务,尤其是对前者更加重要。

燃料循环设施在几个重要方面不同于反应堆:(1)它们使用的技术和工艺有较大差异。(2)在核设施中操作、加工、处理和储存易裂变材料和废物。这些处理工艺使用大量的有害化学物品,它们可能是有毒的、腐蚀性的或者是易燃的。因此,对核安全有意义的物质较广泛地分布在核设施中,与此相反,在反应堆中大量的核材料位于反应堆堆芯里或者燃料储存区域里。例如,燃料循环设施中的核材料常常呈溶液状态,这些溶液在各种工艺的不同阶段中使用的容器之间转移,而在反应堆中,核材料通常是集中在固体燃料中。(3)设施常常具有如下特点,处理或生产过程所必需的操作、设备和工艺的频繁改变、新产品的培育、研究和开发以及不断的改进。第四,对于燃料循环设施,通常更加显著地依赖于营运者,他们不仅在正常运行时运营该设施,而且还要对失效和事故工况作出响应。第五,在某些非反应堆核设施中,危害可能包括意外的临界事件,这些事件可能发生在不同的位置,而且可能与不同的操作相关联。最后,在非反应堆核设施中的主要步骤包括易裂变材料的化学工序,如果处理不当,这化学工序可能导致意外释放有害的化学物质或放射性物质。

对应于非反应堆核设施国外详细的PSA分析主要程序步骤有六个,见图1。

2.1 管理和组织

此步骤包括研究的组织和管理部门所必需的行动和活动。包括确定PSA的目标、范围和项目管理计划;选择方法和建立PSA程序,PSA用户核实目标、范围和方法学;选配进行PSA的人员并组成团队;队伍培训;制定PSA项目日程安排;必要经费的估算与保证;以及建立质量保证(QA)和同行评议程序。

2.2放射性释放/辐射照射来源和事故初始事件的识别

在此步骤中,分析组熟悉被分析的设施,收集很多需要的信息,依据这些信息进行随后的分析。识别潜在的放射性释放源,或者辐射照射的资料,确定可能引起此释放或照射的初始事件。同样的方法也可以应用于非放射性危害,只要这些危害是包括在评价的范围内。鉴别可能受到这些初始事件或在事件序列中受到影响的设施中包含的安全措施1和特性。这些信息的收集使得安全分析人员能够定量地描述潜在的事故序列,建立初步的危险模型。

2.3 情景建模[4]

第三个程序步骤建立数学模式的结构,包括:

(1) 由步骤2的结果对事故序列进行逻辑推理(例如,初始事件结合可能引起不希望后果的有关安全措施的失败)。

(2) 计算事故序列可能引起后果,通常是计算公众成员和工作人员的剂量,或者计算对环境的影响。由于计算与确定工作人员或公众的剂量相关联,因此通常将需要建立(或获取)一组模式,以达到:①依据向环境和/或向工作场所释放的放射性物质的数量、类型和化学形态评估事故的影响(个别的事故序列可能需要专门的模式,所需模式的复杂性可能差别很大)。②评估向环境释放的任何物质的影响,通常是依据对公众成员的剂量(典型地说,需要一小组包括所有可能释放途径的标准模式;一经建立,这些模式可以用于各个事故序列。因其复杂性,可能将现有的后果分析计算机程序用于这类模拟)。③评估向工作场所释放的任何物质的影响,通常是依据对工作人员的剂量(可能建立可对各个事故序列重复使用的标准模式);④评估事故导致的放射源直接照射的影响,通常是依据所遭受的剂量,典型地是工作人员遭受的(普遍认为已有很好的方法可用于此工作)。

在某些情况下,后果计算可用于预测有害的健康效应或事故的货币价值,这在很大程度上取决于PSA的目标,特别是所应用危险指标的性质。

2.4 数据评价和参数估算

此程序步骤包括为使在第3步骤中建立的频度和后果模式定量化所需要的所有信息的获取和/或产生。特别是,要识别设施模式的重要单元和需要估算的参数。收集并适当处理得到这些估计值及其相关不确定度所需要的数据。

对于频度估算,需估算的参数可以分为三大类:初始事件的频度、部分和系统的缺失以及人为错误的概率。还要估算模拟各个事件(初始事件、硬件失效或人为错误)之间潜在依赖关系所需要的参数。

后果评价模式需要多种数据。包括放射性物质的数量、形式和传输相关的现象学参数和事故序列特有数据,正如为了预测设施损坏的程度和随后的放射性物质向工作场所和环境的释放所需要的那样。还需要更多关于对受放射性物质照射的工作人员成员影响的通用数据,以及关于放射性物质场外迁移及被公众成员吸收或进入环境受体的数据[6]。

2.5 情景定量

在此步骤中,使用在第4步骤中获得的数据定量在第3步骤中建立的模式。此步骤的结果是事故序列频度的评估,以及潜在后果的估计,通常表示为对工作人员和/或公众成员的剂量。在某些情况下,此项工作同时评价相关的不确定度。在合适时,要对重要的假设和对所计算结果各贡献者的相对重要性进行敏感性研究。

2.6 分析的文件化:结果的显示和解释

在每一个步骤中都要将分析的结果完全写成文件。在此步骤中,结果显示的方式应当最好地满足PSA用户的需要。这包括与PSA目标一致的结果解释。

在我国,经过多年努力, 确定论分析方法已有了一套完整的程序, 国内非堆核设施多数均采用此种方法进行安全分析。在国家对核行业大力提倡以风险指引安全分析为发展方向的大环境下,我国后处理厂与燃料循环系统中PSA方法推行缓慢。其中的主要原因:(1)我国核燃料循环系统与放射性废物处理设施安全分析多用确定论,由于时间较长,相关专业研究人员不多。(2)国家对于非堆核设施没有一套完整的PSA标准化法规体系,只能参考核电站的标准与经验,而两种设施之间有一定差别,不能直接套用。(3)在进行故障概率分析时,没有一套可以参考的PSA数据库,使得到的系统可靠性分析出来的量化结果并不准确。

要使得PSA分析方法真正的能运用到我国非堆核设施去,必须要解决以上几点问题。

3将PSA技术在我国非堆核设施中运用的建议

基于我国非堆核设施PSA技术应用与发展的现状,为了使此项技术更好的为我国核行业服务,做出以下几点建议:

(1)开展好国内外相关单位之间的技术合作和交流。由于我国非堆核设施类型繁多,所采用的技术标准各异,如果需要找出一套适用于各类型非堆核设施的PSA分析方法,需要总结各家特点,整合资源,集中研发力量,建立合作、协作和交流机制,开展技术交流相互支持。同时,需要学习国外和IAEA等机构先进的PSA分析技术,必须加大与国外核强国开展广泛的交流与合作的力度。

(2)基于我国非堆核设施现阶段PSA发展的最大困难,即没有一套针对于我国典型非堆核设施的PSA数据库。建议收集我国各非堆核设施的数据并进行分析比较,提高我国PSA 的水平和质量。在这个过程中,国内任何一个单位或集团收集的数据样本都不具有权威性,应该将国内的所有数据汇成一个数据库,这样才使得建立起来的数据库不仅有足够多的样本,还具有有很强的代表性和权威性。

(3)在国内现阶段,后处理设施与燃料循环设施中,急需一套完整的PSA标准法规体系,使得PSA 工作规范化、标准化以便于应用和审评。技术标准应该由相关主管部门牵头编制,集国内广泛的经验和理解,编出来的标准要有代表性也要有实质性的使用价值。建议各核单位组织力量,将国外先进的非堆核设施 PSA 分析技术应用的法规标准翻译成中文并作为参考学习所用,以帮助PSA 分析技术应用的迅速开展。为尽快出台我国的相关法规和标准做好前期调研工作。

4 结 语

在5·12地震后,党中央、国务院领导明确提出了要加快军工核设施放射性废物的处理处置的进度,非堆核设施新建项目如雨后春笋,新型设计后浪推前浪。并且由于核化工厂所牵涉领域的十分广泛,所以PSA技术在后处理工程、三废处理工程、退役工程以及环境评价中应该会有更加广阔的运用空间。尽快建立我国核化工行业PSA 数据库、同行评价机制、法规标准体系。各个相关单位之间相互帮助和支持,为提高我国的PSA 技术水平和能力作出贡献。

摘要：PSA方法为明确说明复杂系统的功能因果联系提供一个规范的结构程序,用来评估失效的后果并推定工厂运行危险的数字估计。从原则上说,核动力厂PSA研究所使用的方法学与化工厂所使用的是相同的。但是,核化工厂的非反应堆核设施PSA存在着一些特点,使得相关研究非常必要。

关键词：PSA,非反应堆核设施,核化工厂,研究

参考文献

[1]国家核安全局.概率安全分析技术在核安全领域中的应用(试行).国核安发[2010]12号.

[2]国际原子能机构.IAEA-TECDOC-1267 Procedures for conductingprobabilistic safety assessment for non-reactor nuclear facilities.IAEA,2002.

[3]Yoshinori UEDA.Current studies on utilization of risk information forFuel Cycle Facilities in Japan.Workshop on Utilization of Risk Informa-tion for Nuclear Safety Regulation,Tokyo,10-11 May 2005.

[4]Code of Federal Regulations.Section 50.69 Draft Rule Language[S].10CFR50.69.

[5]Nuclear Energy Institute.10 CFR 50.69 SSC Categorization Guideline[S].NEI-00-04(DRAFT-Final Draft R2),April 2004.

核安全技术的应用分析 篇2

核电是一种技术成熟安全可靠稳定的清洁能源, 核电已成为可持续发展的重要能源之一。核电具有不同常规火电厂的安全风险———核安全。半个多世纪来, 全世界核电出现了3次大事故, 它们是美国的三里岛、前苏联的切尔诺贝利和日本的福岛。然而, 事故之后, 这3个核电站道路却不尽相同。三里岛事故之后, 三里岛电站认识到安全文化对电厂安全运行的重要性。在积极倡导以可靠性为中心的电站设备维修 (Reliability Centered Maintenance) 和建立安全文化;第一个在美国电厂中全面运用RCM核电站示范项目, 该RCM项目是建立在设备和人员事故或故障对整个系统可靠性影响评估的基础上的一种安全维修策略。经过持续25年的努力, 保证了电站的安全稳定运行, 取得了辉煌的运行业绩, 成为世界优秀的核电站之一。

核安全文化就是在核电企业的生产及经营活动过程中, 保护人的健康、尊重人的生命、实现人的价值的文化。它的功能可以概括为一句话, 就是将人们塑造成具有现代安全观念的文化人, 将企业的决策层、管理层及全体员工塑造成具有现代安全观的安全生产力。

安全文化建设对核电厂建设、调试、营运、维护和退役全过程的安全生产具有重要作用。从安全事故产生的分析来看, 安全事故是人与社会空间环境之间的正常关系失控而产生的后果, 即是人 (员工) 、机 (设备) 、料 (材料) 、法 (工艺、制度) 、环 (环境) 五大因素不协调而失控造成的。安全文化是用法规和人的道德观念来规范人的安全思想和行为, 加强安全文化建设就抓住了安全生产中的主要矛盾, “安全”与“事故”是矛盾的对立统一两个方面, 我们控制了事故发生, 就可以得到一个“安全”的环境。实施“安全第一、纵深防御”的方针是技术和管理持续改进的过程, 也是人的认识不断提高的过程, 归根结底是人的责任心和道德、综合素质提高的过程问题, 是人的安全文化素质问题。因此, 加强安全文化建设是搞好核电厂安全生产的关键。

2 核电与燃煤火电安全文化的区别

核能发电简单说来就是用核反应堆来代替燃煤发电厂的锅炉。安全在核电厂管理活动中占十分重要的地位。因为重大核事故一旦发生, 其影响范围广、持续时间长、可能造成的人员安全和经济损失远大于常规火电厂事故。

除了核安全以外, 核电厂在建设营运和维护过程中还有诸如防火、交通、辐射防护、坠落等一系列安全问题。所有这些安全问题都与人员生命、国家财产密切相关。核安全文化的建立标志了一个电厂组织安全意识所能达到的水平。世界各国的核电厂运行实践证明:只有在安全管理具有较高素养的核电厂, 才有良好的核安全素养, 才有核安全的可靠保证。高水准的核电安全不可能建立在其他安全薄弱的基础之上。

核电站采用的安全性准则是:“安全第一、多道屏障与纵深防御。”纵深防御策略贯彻于安全有关的活动, 包括与组织、人员行为或设备有关的方面, 以保证这些活动均置于重叠措施的防御之下, 即使有一个故障发生, 它将得到补偿或纠正而不至于对个人或公众造成伤害。纵深防御的两个推论原则, 即事故预防和事故缓解就成了必然结果。[1]常规火电贯彻执行我国安全方针是:“安全第一, 预防为主”。而核电企业是在国家安全总方针的指导下, 根据行业特点制定了更严密的方针、目标和严格的标准、法规。目前我国核电建设和营运管理是实行国际上最严格的核安全标准, 我国核电才会在安全的基础上稳步发展。

电力安全文化源自电力工业的发展, 安全文化的发展同时又促进了电力工业安全技术的发展。人类生存和发展的核心问题是生命与安全, 它的功能就是将人们塑造成具有现代安全观念的文化人, 将企业的决策层、管理层及全体员工塑造成具有现代安全观的安全生产力。安全文化是预防人因失误的有效途径之一。

3 核电安全文化在我厂设备维护中的应用

随着我国电力工业向市场化改革推进, 发电企业生产发展要靠本企业承担, 企业的安全管理更加独立。因此, 作为常规火电的大唐耒阳发电厂在改革和发展过程中, 积极创建企业安全文化。坚持以我为主, 博采众长, 融合提炼、自成一体的企业安全文化创建的基本方针。实施国家质量、环境、职业安全卫生管理体系标准, 完善企业安全生产机制, 因而积极引进核电安全文化并创建本企业安全文化是非常必要的。大唐耒阳发电厂地处交通便捷的湖南古城耒阳, 属中国大唐集团公司独资企业, 现装机容量为1020MW, 是湖南第一个百万级火电厂。

耒阳电厂积极践行中国大唐集团公司的同心文化, 优化员工的行为规范, 推进企业的优化发展、安全发展、环境和节约发展以及企业与社会、员工的共同发展, 各项工作取得很大成绩, 一步步走向壮大和成熟。

耒阳电厂在传承中国大唐集团公司同心文化理念的基础上, 融合中国核电安全文化独有的特征和湖湘文化的特色, 立足本厂卓有成效的实践经验, 形成了企业员工共同的文化取向与价值主张。贯彻“以人为本”的理念和科学发展观, 既立足现实, 又着眼未来;既遵循文化建设的规律, 又努力开拓创新;体现了同心文化的共性和大唐湘军文化个性的和谐统一。企业制定的《质量、安全、环境手册》和《企业文化手册》是企业员工的行为纲领, 是指导各项工作的基本准则, 是统领制度、经营、管理者基础的法则, 是引导企业走向美好未来的思想指针, 将成为企业安全文化建设的一个里程碑。

大唐耒阳发电厂经过历届领导班子的不懈探索和全厂职工的共同努力, 安全生产保证体系、安全监督体系和技术保障体系建设逐步完善。安全生产保证体系负责安全生产责任制的落实;安全监督体系则形成了三级安全监督网;技术保障体系通过实行全过程管理, 落实各部门安全技术人员对事故、障碍、设备缺陷的所有现场环节的分析、处置和改进, 建立了各级技术人员对事故预防分析的责任制。这三大体系的建立是耒阳发电厂建厂以来历届领导以及广大职工通过生产实践逐步建立完善的, 是耒电的安全基础。

在引进消化应用核电安全文化过程中, 同时也学习核电设备维护和管理的先进经验。近年来我厂在发电设备以可靠性为中心维修管理上进行了诸多创新和实践, 建立和完善了适用燃煤电厂的设备管理运作模式, 逐步形成了以设备可靠性分析和设备维护策略优化为核心, 以设备状态监测和设备缺陷管理为手段, 覆盖日常生产活动和大修活动的电厂各职能部门全范围、全过程和全员参与的设备可靠性管理的安全文化体系。我厂实施以可靠性为中心的设备维修 (Reliability Centered maintenance) 提高设备的可利用率和可靠性, 保证设备安全、经济、高效运行, 同时使维修工作量和维修经费大幅度减少。[2]

管道设备是火电厂生产工艺流程系统的纽带。管道作为物料输送的特种设备在电厂建设中占据着十分重要的位置。火力发电厂管道系统是气压、液压或机械传动作为载体来达到输送物料的目的。在火力发电生产系统, 由于人的失误导致的事故占很大的比重, 国际核电界的共同经验表明60~75%的安全生产事故因人的行为失效。[3]近年来我国火电厂锅炉设备事故造成的非计划停运次数事机组全部非计划停运次数的48.9%, 而其中由于锅炉“四管” (水冷壁、过热器、再过热器、省煤器) 爆漏事故造成的非计划停运又占锅炉总的非停运。事故次数的60%。这些事故直接影响了电厂安全、经济运行。[4]因而应用核电安全文化, 提出以人为本的安全第一, 预防为主的方针, 改进和纵深防御的决断措施, 将事故降到最低程度, 是保障火电厂安全、经济运行的有力措施。

耐磨管道主要是指输送原煤、煤粉、灰渣、烟气脱硫 (FGD) 系统中的石灰石粉粒及石膏浆液等, 由于输送的介质流速快, 温度高, 烟气脱硫管道输送介质腐蚀强, 工况十分恶劣, 导致管道磨损腐蚀失效严重影响电厂安全经济运行。管道磨损机制主要是冲蚀磨损和化学腐蚀。

逻辑决断分析是RCM的核心内容, 它是应用逻辑决断图来确定各个子系统和设备需要做的预防性维修工作或其他处置措施。对火电厂压力管道维修具有实际指导意义, 选择维修任务时, 在满足可靠性再制造工程的同时, 也考虑了任务实施成本的最优化。

选取维修任务时, 要满足可靠性的同时也考虑了任务实施成本的最低化, 最后选择的维修策略是定期对外管壁进行高速电弧喷涂保护, 涂层结构:底层Ni Al合金+中间层SAM耐合金+特制耐高温陶瓷封孔层。组成耐高温腐蚀耐磨损抗高温氧化的复合涂层。对局部严重磨损管道进行更换。

锅炉煤粉、灰渣输送系统的管道磨损机制是以冲蚀磨损为主, 通常的单金属管道, 尤其是弯管、变径管和三通管在十分恶劣的工况运行条件下, 出现早期失效, 不仅消耗了大量金属材料, 而且影响了设备的安全运行, 我们应用RCM系统分类、寿命评估, 维护方案决断和再制造工艺技术方案选择等方案。对不同复合耐磨材料铸造修复、堆耐磨复合焊接材料、碳化物铁基复合材料等再制造工艺技术取得了明显社会经济效益。

脱硫系统的关键管道如循环浆液泵变径管、弯头因磨蚀磨损失效后, 我们采用金属/陶瓷/聚合物再制造工艺技术修复后提高使用寿命。同时采用多元混杂复合, 功能复合的材料在再制造工程技术应用中有着广阔的市场前景和经济效益, 从而保障了电厂的安全、经济、高效运行。

RCM的最终目的是:通过预防性维修工作, 以最少的资源消耗来保持设备可靠性的固有水平。由于火电厂组成管道和系统的大量零部件及子系统不是相互独立而是相互关联的, 而且设计信息总是处于不完整状态, 不可能掌握所有相关数据信息。因此, 应用集合的知识将系统划分成为功能相关的部件/子系统集, 并建立相应的模型进行分析的有效的工程数学方法。

安全文化是安全管理的灵魂。安全管理主要是管人, 用安全文化潜移默化地影响并教育员工, 为员工提供安全生产的思维框架、价值观念和行为准则, 使员工能自觉的按规章制度办事。耒阳电厂领导班子从提升人员综合素质、夯实安全生产基础的高度进行深入思考和多次研讨, 把安全作为耒电文化体系的重要组成部分, 认真打造安全文化, 创建本质安全型企业, 借助多种载体, 通过多种途径, 引导员工把安全文化渗透到员工的思想观念上, 落实到员工的具体行动中。

4 结论

(1) 世界各国核电建设和营运实践证明:核电安全文化的建立标志着企业安全意识所能达到的水平, 良好的核电安全素养, 才可能有核电安全的可靠性保证。高水准的核安全文化和安全管理不可能建立在其他安全薄弱的基础之上。

(2) 安全文化是一种不断追求卓越成效并实现持续改进的文化, 它提供了一种系统框架能够将不同的先进技术融合在一起包括新的决策支持技术, 如RCM和计算机管理的有效信息和经验反馈体系。建立电厂安全文化实施设备以可靠性为中心的管理是维系电厂安全生产的关键因素之一。我厂实践证明安全文化和设备的可靠性管理 (RCM) 是提升企业核心竞争力的重要手段。

(3) 大唐耒阳发电厂在引进、消化、应用核电安全文化过程中, 提高了全体员工的安全意识, 营造了浓厚的安全氛围, 促进了安全局面的进一步巩固, 打造了企业的本质安全, 实现了企业的持续稳定安全生产目标。实践证明:核电安全文化在耒阳发电厂的应用使企业取得了明显的社会经济效益, 从而确保了燃煤火电厂设备安全、经济、高效、可靠地运行。

摘要：本文论述了核电安全文化在核电发展的作用, 并将核安全文化的理念和管理体系应用于大唐耒阳发电厂的设备维护管理工作中, 引入核电“安全第一、纵深防御”理念, 并实施以可靠性为中心的设备维护 (RCM) 达到提高企业核心竞争力, 促进火电企业战略目标实现的目的。

关键词：核电安全文化,RCM,火电应用

参考文献

[1]叶奇蓁, 等.中国电气工程大典[M].北京:中国电力出版社, 2009, 6.

[2]《火力发电厂设备以可靠性为中心的维修 (RCM) 分析技术导则》 (DL/T-2004) [S].

[3]王为民, 李银凤, 等.核能发电与核电厂水电热联产技术[M].北京:化学工业出版社, 2009.

核安全技术的应用分析 篇3

片上系统(System on Chip,So C)芯片在性能、功耗以及成本等方面具有优势,成为当今集成电路设计技术及产品创新的主流,可以有效满足军事装备电子系统多功能、小型化的发展需求[1]。知识产权(Intellectual Property,IP)核及其复用技术是So C设计的基础,使用IP核能够降低So C产品的设计风险,缩短开发周期。

标准作为引领和支撑先进技术应用的重要手段,是技术发展水平的集中体现,对技术产业的发展具有十分重要的影响和作用。在军用产品研发过程中,可以将高技术指标、成熟工艺及过程控制等先进技术固化成标准,使标准充分体现军事需求,并指导后续产品的研制生产[2]。针对军事应用的需求和特点,充分利用现有的民用科技成果和成熟技术,结合国内外行业标准对于军用IP核的适用性,总结和分析军用IP核的关键共性技术,构建统一完备、科学合理的军用IP核标准体系,可以为IP核的开发提供技术规范和标准指导,保障IP核的质量与可靠性,形成军用IP核准入机制,促进军用IP核的自主可控和推广应用。

1 IP核标准体系现状

目前IP核产业发展非常迅速,IP核的来源较为丰富,许多企业、机构在大力开发相关的技术和产品。例如,企业自主研发积累IP核,这些IP核往往是由内部开发的IC芯片改进而成,具备了IP核的基本特征;设计服务公司专门提供不同形式、功能、层次的IP核;EDA工具公司利用技术和工具优势开展IP核业务;Foundry厂商也在推广IP核,这些IP核通常与生产工艺紧密相关。此外,还有专业的IP核交易平台构建了IP核库,为IP核检索、转让提供渠道和途径。不同来源的IP核在文档结构、数据格式以及信息描述的详细程度等方面存在着差异,影响着IP核的转让交易与集成应用,因此IP核的标准化显得尤为重要。

在IP核的标准化进程中,虚拟插座接口联盟(Virtual Socket Interface Alliance,VSIA)起到了很大的推动作用。VSIA成立于1996年,是最早开展IP核标准制定的国际组织,其成果形式分为规范(Specifications)、标准(Standards)、技术文档(Technical Documents)。VSIA在2008年停止运作,把一些尚在运行的工作移交给其他产业组织。VSIA标准为IP核的开发、集成和复用提供了技术方案,对于IP核的复用设计和交付使用具有指导意义。

除了VSIA,国际上还有其他一些组织,如SPIRIT、OCP-IP等,也在IP核标准领域做了大量有益的工作。2006年,中国集成电路IP核标准工作组(IP Core Group,IPCG)在参考VSIA相关标准的基础上,编制了11项电子行业标准化指导性技术文件,内容与VSIA基本一致。

虽然IP核标准化取得了一定进展,但是标准被认可接受的程度有待提升,推广应用还存在诸多问题。例如,VSIA标准对设计方法学的描述较多,制定的标准“过于抽象化,缺乏具体性”,没有一个可以供IP核设计者参考的设计流程[3]。一些具有技术优势和行业影响力的企业采用的IP核开发流程以及配套的交付模式,几乎形成了一种事实标准,行业组织推出的标准很难在这些企业内部推广。

目前,IP核在军事领域的应用越来越多,但是相关的军用标准非常匮乏,在一定程度上影响了IP核技术在军用方面的应用和推广。行业组织推出的标准主要面向民用领域,虽然对于军用IP核的开发和使用具有一定的参考价值,但是由于军用IP核的特殊应用场景,对可靠性、安全性、环境适应性等方面的要求非常高,所以对这些标准只能合理借鉴而不能简单照搬[4]。

军用IP核标准对于研发自主可控的IP核具有重要意义,构建军用IP核标准体系势在必行。根据军用IP核开发的实际需求和交易机制的特点,建议将军用IP核标准体系分为两大类,一类是以关键技术为核心的基础标准,一类是以具体IP核产品为核心的产品规范[5],如图1所示。

目前,已经发布实施的《军用集成电路IP核通用要求》(标准号GJB 7715-2012)是基础标准,规定了军用集成电路IP核的设计、验证、实现、检验、交付等要求,适用于军用集成电路IP核的开发、转让和集成过程。

2 关键共性技术分析

2.1 交付项要求

IP核的交付项承载了IP核不同层次的描述信息和特征化的属性规定,在表现形式上可分为文档交付项、数据交付项。确定IP核的交付项要求时,应以应用为导向,为IP核用户提供使用IP核的必要信息。

2.1.1 强制类型

根据IP核交付项的重要程度,其强制类型可分为强制、条件强制、推荐、条件推荐等4类。由于IP核种类繁杂、功能多样、规模各异,制定IP核交付项要求时,应保持交付项内容统一连贯,避免交叉重复,遵循“最小子集”原则,即:对于IP核应具备的充分而必要信息,如果缺失就会影响IP核的正常应用,则要求强制交付;而对于IP核的某些信息,若缺失,不会影响IP核的正常应用,但是若具备,有利于对IP核的了解和使用,则建议推荐交付。

强制交付项是IP核集成应用的基本要求,也是IP核交付项的核心所在。强制交付项是一个相对固定的集合,比较容易界定,而推荐交付项的范围难以收敛,即使对于同一类IP核,由于可能的应用方向和领域不同,IP核用户期望的推荐交付项内容必定会有所差异,所以很难列出所有的推荐交付项。是否提供推荐交付项,可以认为是IP核开发者的一种自发行为,能够提供多少推荐交付项,则是IP核开发者研发能力的一种体现。推荐交付项是IP核质量评测的加分项,该项内容越丰富,越有助于IP核的集成应用,能有效提升IP核的用户体验效果。

2.1.2 文档交付项

由于不同种类IP核之间的差异很大,文档交付项应具备的内容千差万别。在IP核标准制定过程中,应重点对文档的强制类型和必要的基本内容进行约束。对于文档的编制方式、撰写风格以及内容的丰富程度,很难精确量化和细化,因此不做具体要求。文档交付项虽然不直接用于IP核的集成应用流程中,但是对于深入理解和顺利应用IP核具有重要的指导意义。结构合理、层次明晰、详细规范的文档交付项是成熟IP核的必要条件,文档交付项的完备程度直接影响到IP核的应用效果。目前国内的技术人员往往“重设计、轻文档”,反复的设计迭代和修改往往容易忽略文档工作的完善。为降低技术风险、统一设计状态、避免无效的资源和时间开销、降低人为因素在项目开发过程中的差异性影响、保障研发各环节的可追溯性,在研发的各个阶段必须提供各种文档输出,并进行统一的管理和归档[6]。

IP核文档交付项一般包括功能手册、验证手册、应用手册、交付项清单以及目录结构文件等,必要时还需要提供测试手册。需要说明的是,设计手册涉及IP核开发的内部细节,考虑到知识产权保护以及IP核交易的实际需求,对IP核设计手册不做交付要求,由交易双方另行约定。

以硬IP核为例,GJB 7715给出的文档交付项列表如表1所示。

2.1.3 数据交付项

数据交付项是IP核特征化的重要载体,其中的应用信息与EDA工具有很大的关联性,数据格式很多是由主流EDA工具厂商定义的,在IP核在开发以及集成过程中,需要借助不同的EDA工具完成各种数据格式的生成与使用。

对于不同类型的IP核,由于实现方式和应用环境的不同,数据交付项的内容不尽相同,可以根据IP核的开发、应用流程对交付项进行细分归类。例如,在GJB7715中,硬IP核的数据交付项分为功能验证交付项、时序分析交付项、物理设计交付项、物理验证交付项、硅验证交付项、系统应用交付项等。以物理设计交付项为例,其要求如表2所示。

数据交付项与文档交付项的区别在于两者的目的和作用不同。文档交付项的目的是说明和指导,从文字形态上对IP核的功能、验证、应用等信息进行详细的描述,用于指导IP核的集成应用。数据交付项的作用是证明与应用,通过一些过程文件或者结果报告,证明IP核的具体实现和实际性能,而逻辑设计或者数据模型可以应用于IP核的集成流程中。

军用IP核的交付项要求可以参照和借鉴VSIA和中国集成电路IP核标准化工作组发布的标准,在合理引用的基础上进行适当修改,广泛征求IP核研制单位和用户单位的意见,使之形式上符合国家军用标准编写规定,内容上体现军用IP核自主可控的特殊要求。

2.2 质量评测

军用IP核质量评测对于保证IP核开发质量具有重要意义。GJB 7715规定,IP核开发者在交付IP核之前,应向评测机构提出质量评测申请。为了保证IP核质量评测的客观性、公正性和可靠性,可以借鉴民用领域的研究成果,引入第三方质量评测机制,构建专业独立的第三方质量评测平台。

国际上影响较大的IP核质量评测方法是VSIA发布的QIP(Quality IP)度量工具。QIP由交互式的电子数据表组成,从IP核集成评估、IP核开发评估、IP核供应商评估3个方面对IP核打分。2007年,QIP移交给IEEE DASC(Design Automation Standards Committee),后来形成IEEE 1734-2011标准。QIP对于IP核质量评测研究具有启发意义,很多相关的研究借鉴了QIP的方法和思路。但是,QIP存在着一些不足,例如问题设置过于抽象,主观评测所占比重较大,实用性不强[7]。

目前国内IP核质量评测研究主要集中在民用领域,在评测方法和流程方面取得了一定进展,但是实际应用还存在着局限。例如,生成的质量评测报告比较粗略,不同IP核之间的质量区分度不明显,难以真正反映IP核质量的特征和差异。评测案例不具有普适性,不能适应规模化、规范化的IP核质量评测需求。

在IP核质量评测的具体操作流程中,可以采取主客观结合的质量评测方式。主观质量评测根据IP核“是否”具备特征属性或者符合期望要求,结合相应的权重分配,给出评分或等级。客观质量评测一般是在EDA工具环境下验证IP核数据的真实性和有效性,对IP核开发过程中形成的设计数据和支持文件进行确认。为了在实际条件和集成环境下考察IP的质量,可以考虑将硅验证、应用验证等内容纳入客观质量评测的范畴[8]。

对于不同种类、不同形态的IP核,质量评测具体的实现方法和操作流程差异较大,需要不断积累经验和技术,提高质量评测的应用能力和实际效果,对IP核的质量评测结果进行客观定性、准确定量,为IP核用户评估、选用IP核提供参考,同时为IP核开发者提供反馈意见和改进建议,引导IP核开发者有意识实现开发过程中的质量控制与保证。

2.3 测试方法学

测试是确定或评估电路功能和性能的重要方式,对于验证设计、保证质量、分析失效以及指导应用具有重要意义[9]。

传统的板上系统(System-on-Board)和So C设计具有很强的功能相似性,但是两者之间的测试方法非常不同。对于板上系统,IC提供者对系统中IC元件的设计、制造和测试负责,而系统集成者一般只需关心IC元件之间的互连。在So C设计流程中,交付使用的IP核仅仅是一个模型,不可能在此阶段进行制造测试。因此,系统集成者不仅需要负责IP核之间的互连逻辑测试,还要关注IP核自身的独立测试[10]。

IP核独立测试是IP核流片制造后进行的测试,用于表征IP核本身的性能。在GJB 7715编制过程中,征求IP核研制单位和用户单位意见时,对于IP核独立测试与传统IC芯片测试之间的区别和联系讨论较多。基于现有的技术能力和条件,IP核的独立测试一般采用传统IC芯片的测试方法和流程。然而,由于IP核的交付形态、属性特征以及应用方式均有别于IC芯片,IC芯片测试方法在反映和呈现IP核真实性能方面存在着一定的局限。例如,封装测试时的封装引脚、寄生参数以及测试板等,裸片测试过程中测试仪器的去嵌入、校准等,这些因素会影响IP核的测试性能。如何去除这些影响因素,或者对其进行建模分析,拟合测试结果与模型参数,从而得到真实的性能,目前还没有很好的解决方案。另外,IP核的集成环境与测试环境之间的差异也影响测试结果的适用性。

除了IP核自身的独立测试外,由于IP核嵌入So C后失去了可观测性和可控制性,IP核测试还需要考虑IP核与用户自定义逻辑或其他IP核的测试连接方法,即IP核/So C协同测试,以实现测试复用和测试资源共享。IP核/So C协同测试中,与So C相关的问题,如测试访问机制、测试调度策略等,由So C设计者解决。为了支持IP核/So C协同测试,IEEE 1500是一个可行的技术备选方案,其定义了一种可扩展的通用测试结构,允许IP核的模块化测试开发、测试复用以及外围逻辑测试。IEEE 1500测试外壳(Wrapper)可以配合IEEE 1450.6芯核测试语言(Core Test Language,CTL)使用,为测试隔离、访问和控制等机制提供基础。IEEE 1500现在只适用于数字IP核,暂不支持模拟IP核测试。

目前国内与IP核测试有关的标准主要是IPCG编制的《集成电路IP核测试数据交换格式和准则规范》(SJ/Z11352-2006)。SJ/Z 11352包括了IP核测试交付项规范、IP的隔离和DFT指导原则等内容,侧重于IP核测试方法学描述,不能直接满足IP核测试的实际需求。SJ/Z11352面向的是民用领域IP核,缺乏对测试环境、测试约束的详细规定,难以适应军用领域对于测试安全性、可靠性等方面的要求[4]。

在军用领域中,现在还没有专门针对IP核测试的标准或者规范,只是在军用IP核基础标准中对IP核的测试方案、测试环境等提出了总体要求,IP核测试信息主要体现在硅验证交付项中。例如,GJB 7715要求硬IP核必须进行硅验证,强制交付测试手册、测试报告等;推荐对软IP核进行硅验证,测试结果可以作为软IP核应用成熟度、质量评测的参考信息和证明材料。此外,军用IP核宜支持可测试性设计(如扫描测试、内建自测试等),保证IP核集成后的可测试性,建议考虑IP核与So C之间的协同测试性。

军用IP核基础标准没有明确规定IP核测试的具体方法和流程,需要制定IP核测试的详细规范,明确不同种类、功能IP核的测试方法,用于指导IP核测试。

2.4 可靠性试验和检验

可靠性试验和检验是为了确保提交的产品符合规范要求。在目前的国军标体系中,与集成电路可靠性试验和检验有关的主要标准见表3。

军用集成电路与民用产品的重要区别在于,军用集成电路按照GJB 597A规定进行质量等级划分,并根据相应的质量等级要求进行可靠性试验和检验。质量等级是军用集成电路质量特性的量化指标,也是军用集成电路在生产、试验及检验过程中执行不同质量控制要求的体现和重要依据。GJB 597A规定的有关试验和检验主要包括筛选、鉴定和质量一致性检验。通过100%筛选尽可能地剔除早期失效芯片,筛选合格后的产品需要按照质量等级要求抽样进行鉴定和质量一致性检验[11]。

GJB 597A、GJB 548B主要针对微电子器件和小规模集成电路,GJB 2438A面向混合集成电路、多芯片组件,这些标准的适用范围难以涵盖日新月异的技术发展要求。IP核在规模、种类以及功能等方面已经与传统微电子器件、IC芯片产生了很大差异,军用IP核的可靠性技术面临着挑战:电性能的不可测性、环境与机械试验的不可模拟性、传统试验方法的不适应性等[12]。

IP核进行可靠性试验和检验时,需要流片制造得到实物样本。所有用于检验的样本在适当封装后,应进行封装检查,剔除由于封装引起的失效样本。所有IP核样本都应进行筛选,通过计算相应的允许不合格品率(PDA),判断检验批的质量水平,决定接收与拒收。IP核样本完成规定的筛选要求之后,应从组合好的检验批或检验子批中随机抽取样本进行后续的鉴定和质量一致性检验。

IP核鉴定是对样品进行的一系列完整的检验,根据不同需要对样品质量进行全面考核,目的在于确定IP核是否符合规范要求。质量一致性检验是以逐批检查为基础,对IP核主要质量指标进行考核,用于确定IP核在生产制造中能否保证质量持续稳定[13]。GJB 548B规定了鉴定和质量一致性检验程序,以保证器件和批的质量符合有关订购文件的要求。A、B、C、D和E组试验和检验的全部要求,用于器件的初始鉴定、产品和工艺发生变化时的重新鉴定以及保持合格资格的周期试验。在GJB548B基础上,可根据实际情况适当选择使用各组试验,保留与IP核设计相关的试验(如电测试、稳态寿命),删去环境试验和机械试验中不适用的内容。需要注意的是,在军用IP核基础标准和产品规范中,规定的试验是必要但不充分的,不排除应用于特殊环境下的IP核所要求的或为使检验结果更好而进行的附加检验。

目前国内军用IP核还没有专门的可靠性试验和检验标准,可以参考借鉴国军标体系要求,结合IP核产品的小批量和需求不连续等特点,提取适用于IP核的方法和程序,制定相应的详细规范,完善军用IP核标准体系。

3 结论

核安全技术的应用分析 篇4

可预测元分析( Forecastable Component Anal- ysis,Fore CA) 方法以全新的模型从大量数据中挖掘潜在的可预测特征,从而反映系统的动态特性, 不需要假设数据服从高斯分布,更符合实际工业过程。但是,Fore CA方法是一种线性变换方法, 对于大型工业过程中的非线性数据无法较好地提取动态时序特性( 即可预测特征) ,影响故障检测准确率[6]。因此,引进核可预测元分析( KFore- CA) 方法,该非线性方法不仅能提取数据中的动态时序特性,而且弥补了Fore CA方法在非线性领域的不足,因此提取的特征更能反映实际工业过程状况。

在此,笔者提出用KFore CA方法进行故障检测,通过将输入样本映射到高维特征空间,对数据进行可预测元分析,选取合适的可预测元,并基于贝叶斯定理构造一个统计量来监控系统的运行状况。

1 KFore CA方法1

KFore CA方法的基本思想是将低维非线性空间中的输入数据映射到高维线性特征空间,并使用核方法避免“维数灾难”,然后在特征空间中对数据进行Fore CA,提取可预测元特征,即寻找一个负载矩阵W,使S = WTU,其中,S为提取的可预测元特征,U为映射到特征空间后的数据。

首先将低维非线性空间的输入数据映射到高维特征空间。假设输入数据Xi∈Rm(i=1,2,…,N),其中,N为采样样本数,m为变量的维数,通过非线性映射函数,将Xi∈Rm映射到特征空间后的数据为Φ(Xi)∈F,其均值为0,方差为1。令Θ=[Φ(X1),Φ(X2),…,Φ(XN)],则特征空间F的协方差矩阵,定义核函数k为:N

其中〈·,·〉表示内积。核矩阵可定义为K = ΘTΘ,由此计算核矩阵K。标准化后的特征空间核矩阵为:

其中,为的迹;IN为N×N的矩阵(每个元素都是1/N)。根据协方差矩阵与核矩阵的关系,核矩阵的前d个特征值和特征向量为:

由此可求出特征空间中的数据白化后为:

式中P ———白化矩阵;

Θs———标准化后的数据。

最后对白化后的数据U进行可预测元分析。 其基本思想是寻找一个线性变换矩阵WT∈Rd × m, 使得S = WTU,其中,W为负荷矩阵,其列向量为负载向量,且彼此之间两两正交,S为得分矩阵。 文献[6]给出了Fore CA的最优化问题:

式中SU( ω) ———多变量平稳过程的谱密度;

ΨU( k) ———自协方差函数;

ΣU———协方差矩阵。

当时,有。求解式(5)的最优化问题时,首先使用加权交叠平均来估计U的谱,然后使用EM-Like算法求出可预测元[6,7],按照可预测度的高度排序,选择可预测元个数,最终得到线性变换矩阵WT。

2基于KFore CA的故障检测

选取正常工况下的观测数据X∈Rn × N,其中, n为变量个数,N为采样点个数。首先将观测数据映射到高维特征空间,对数据进行标准化和白化后为U,然后对其运用Fore CA算法,得负荷矩阵为:

笔者基于贝叶斯定理构造一个新的统计量, 将传统的统计量转换为概率测度。根据贝叶斯定理有:

其中,PLi2( F | x) 为观测样本数据x对于每个可预测元的信息; Li2为故障样本的后验概率; PLi2( F) 、PLi2( N) 为先验概率; PLi2( x | F) 、PLi2( x | N) 为似然函数,分别如下:

其中,( Li2)lim是Li2的控制限,由于其并不一定严格服从正态分布,因此可采用核密度估计法通过选取合适的置信水平来确定每个Li2的控制限[8,9]。则通过集成学习可求出观测数据x为故障数据的概率为:

根据概率值设置加权值,对反映故障信息的可预测元特征增加权重值,这样更能反映出系统的实际情况,提高故障检测的灵敏度。为减少监控结果的剧烈波动,提出移动时间窗策略,可以提高EL2统计量的监控性能,对EL2统计量可以描述为:

式中CL———EL2的控制限;

n———移动窗的点数;

Δs———加权矩阵函数。

这里将Δsi定义如下:

n其中,加权值需满足。如此同时考虑i=1到当前时刻信息与历史数据信息,减少了监控结果中的波动性,提高了监控性能。

综上所述,使用KFore CA方法提取系统的可预测元特征,基于贝叶斯定理构造计量,建立核可预测元模型用于在线数据对系统的监控。如果监控结果在统计量的控制限以下,则系统处于正常工作范围内; 相反,则认为系统此时不在系统预测的变化范围内,进而检测出系统出现故障。

3 TE实验平台仿真分析

TE( Tennessee Eastman) 过程是基于实际化工生产过程提出的一个仿真系统,由连续搅拌式反应釜、冷凝器、气液分离塔、汽提塔、再沸器及离心式压缩机等多个单元组成[10],其流程如图1所示。

TE模型有21个预设故障,训练集包含500个样本数据,测试集由前160个正常数据和后800个故障数据构成。 将KFore CA方法与传统PCA方法、KPCA方法、Fore CA方法进行比较,7个故障的检测准确率见表1,其中IDV( 4) 为反应器冷却水的入口温度变化,IDV( 5) 为冷凝器冷却水的入口温度变化,IDV( 10) 为C的进料温度变化( 流2) ,IDV( 11) 为反应器冷却水的入口温度变化,IDV( 16) 、IDV( 19) 和IDV( 20) 为未知类型故障。

由表1可知,KFore CA方法和KPCA方法明显优于PCA方法和Fore CA方法; KFore CA方法基于贝叶斯定理构造的EL2统计量的故障检测准确率要高于其他方法,说明基于贝叶斯定理的统计量对提高故障检测准确率具有有效性。

图2所示为故障10在4种方法下的故障检测监控图,可以看出KFore CA方法基于贝叶斯定理构造的统计量在故障检测中具有可行性和有效性。

4结束语

笔者介绍了一种基于KFore CA方法的非线性故障检测方法。该方法不仅继承了Fore CA方法的优点,而且克服了Fore CA方法无法处理非线性数据的不足,同时针对传统的PCA、KPCA方法更能有效地反映系统的动态特性。在可预测空间中构造基于贝叶斯定理的EL2统计量,用于反映故障信息的可预测元特征,增加权重值,并利用时间移动窗策略减少波动,提高了故障检测准确率。 在TE模型上的仿真表明,KFore CA方法比传统的PCA方法、KPCA方法和Fore CA方法的检测精度更高、效果更好。

参考文献

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网络安全技术的应用与分析 篇5

保密用户提供的信息, 同时, 让保护机制的保密更加完整, 是网络安全技术的目的。这样做能够保护网络中的服务、数据和系统的安全性。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、加密技术、入侵检测技术, 以下就此几项技术分别进行分析。

1 防火墙技术

所谓的防火墙技术就是说, 网络之间通过之前设定的安全技术的相关策略, 对内外网通信强制实施访问控制的安全应用措施。它对两个或多个网络之间传输的数据包按照一定的安全策略来实施检查, 以决定是否允许网络之间的通信, 并使得网络运行状态受到监视。

目前, 就防火墙的类型来看, 主要有过滤防火墙, 所谓的过滤防火墙就是对过滤原理和技术的应用, 检查网络外部向网络内部的数据包进行的流动, 与此同时, 对网关防火墙进行限定。除此之外, 过滤防火墙还有电路网关和应用网关, 其中电路网关处于内外网络之间, 满足网络安全策略的需求。然而, 防火墙都是依据网络地址的连接开通和关闭的。同包过滤一样的网关的物理位置的应用, 防火墙的逻辑是在应用层的协议之上的位置上的, 实施安全策略在技术上主要采用的是应用协议代理服务, 在应用层上, 控制酬理服务防火墙就被提供访问。一个中间结点由于防火墙在网络的应用层上就形成了。防火墙在某方面网络隔离开内外两部分, 与此同时, 对外屏蔽起内部网络的结构和状态等, 使得网络的安全性得到增强。

从现在的情况看来, 日益完善的防火墙信息记录, 是建立在日志系统防火墙基础上的, 这样做使过去网络中发生的事件能够快速方便的追踪到, 还能促进系统的联动完成并成功审计, 完善验证能力, 这可以使在调查取证过程中采集的证据符合法律要求。在未来的网络安全发展中, 这一方面的功能会在某种程度上大大地增强幅度, 同时这也是众多安全系统中一个需要共同面对的问题。

2 加密技术

作为最基本的网络安全技术的加密技术, 同时也是信息安全的核心部分。最初的数据在存储和传输过程中的保密性得到了足够的保证。加密技术使得密文代替了保护信息, 想要实现这种技术, 就必须变换和置换等各种方法, 然后再通过存储或传输信息, 这样做, 就有效地使得保护信息的目的得以实现。

对称加密技术和非对称加密技术是根据密钥类型不同将密码技术分为的两种类型。数据加密和解密在对称加密技术中采用的都是同一个密钥, 所持有密钥的安全性影响着它的安全性。加密和解密速度快是对称加密技术主要的优点, 除此之外, 它还具有轻度高的加密, 且公开的算法。但是, 它也有缺点, 密钥的秘密分发很难达到想要的程度, 在用户太多的情况下, 由于密钥管理太过复杂, 身份认证等功能就无法完成。在开放的网络环境中, 加密技术不方便运用。

已经超过了64位计算机的预算能力的大整数是利用目前已经掌握的知识和理论分解得来的, 也是因为这样, 因此它在目前和预见的将来是足够安全的, 加密有严格的程序和数学算法, 丰富的经验、广泛的联想和恰当的技巧才能够使得加密技术得到破译。密码都是可以被破译的, 只是因为受到物力和财力以及时间和条件的约束。

3 入侵检测技术

为了使得计算机系统的安全得到保证, 应需要设计出了入侵检测的技术。入侵检测技术就是检测一些不正常现象时运用的技术, 这种技术可以在发现不正常现象的时候, 发出相应的警报来提醒, 计算机网络中, 一些不安全的行为以及措施, 就是通过这个技术检测出来的。

从想要检测的数据或者文件中, 检测出具有在入侵检测技术定性的特征时的有关数据, 这就是入侵检测技术运用的原理。任何破坏以及攻击都会留下痕迹, 留下的痕迹就会混淆系统正常运行时产生的数据。

煤矿通风与安全技术的应用分析 篇6

一、矿井通风的作用

1、清除气体。

地下自然资源均是多种物质的综合体, 现场开采生产会产生多种复杂成分的气体, 其中不乏含有有害元素的气体。如:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等, 均会对人体造成巨大的危害。矿井通风能够及时清除采掘过程带来的有害气体, 降低井下空气的有害指数, 创造了安全可靠的作业环境。

2、防范事故。

安全问题是制约煤矿经济发展的一大因素, 解决井下采矿生产潜在的安全隐患, 是降低安全事故发生的重要措施。矿井通风对井内气体有效地疏通更新, 保持井内空气的新鲜指数, 提高了日常生产的安全系数[1]。如:掘进通风可快速地带出易燃气体, 严格防范了瓦斯爆炸等意外事故的发生。

3、指导生产。

设置通风系统是保持井下气体疏通的常用方法, 新型通风系统取代了人工操作模式, 建立了自动化操作平台, 从排气、换气等方面均实现了自动控制。煤矿通风除了营造安全的采矿环境外, 对井下日常生产活动也有较好地指导作用, 技术人员根据通风系统运行状态可制定针对性的作业方案。

二、矿井通风设施的安装要点

矿井通风设施安装涉及引导风流和隔断风流两部分, 企业对现场采用的通风设备进行质量检查, 符合性能要求后才能用于实际组装。

1、引导风流的设施。

该部分是为了及时引导矿井气体的流通, 使井内通风运行更加顺利。需要安装的结构包括:①风硐。风硐是连接扇风机装置和风井的一段巷道。风硐多用混凝土、砖石等建材构筑成圆形式矩形巷道, 这是由风筒的特点所决定的。②风桥。风桥是将两股平面交汇的新、污风流隔成立体交汇的新、污风分开的一种通风设施。③风窗。风窗是在巷道内设在墙或门上, 在墙或门上留一个可调空间窗口, 通过调节空间窗口面积从而达到调节风量的目的。④风障。在巷道内利用木板、苇席、风筒布做布障起到引导风流的作用。常用此方法处理高冒处、落山角等处积聚瓦斯[2]。⑤风筒。在巷道中利用正压或负压通风动力通过管道把指定的风量送到目的地, 这个管道就叫风筒。

2、隔断风流设施。

如果矿井在正常开采期间发生意外, 便可利用隔断风流设施进行防御, 防止意外事故造成的有害有毒气体。需要安装的结构包括:①防爆门。防爆门是装在扇风机筒, 为防止井下发生煤尘瓦斯爆炸时产生的冲击波毁坏扇风机的安全设施。当井下发生煤尘、瓦斯爆炸时, 防爆门即能被气浪冲开, 爆炸波直接冲入大气, 从而起到保护扇风机的作用。②挡风墙。在不允许风流通过, 也不允许行车行人的井巷如采空区、旧巷、火区以及进风与回风大巷之间的联络小眼都必须设置挡风墙, 将风流截断[3]。这样可以有效防止漏风问题的出现, 避免风流错乱造成通风系统运行受阻, 由此引起了各种意外性安全事故。③风门。在不允许风流通过, 但需行人或行车的巷道内, 根据采矿生产的实际需要设置风门, 如:普通风门、自运风门。

三、井下通风监控系统的设置

监控系统能够实时监测矿井内气体的流通状态, 尽早发现气体超标等异常情况。未来矿井通风监控系统组须注意软件和硬件两个部分的改造。

1、硬件。

硬件设施是通风监控系统的核心构成, 一般情况下, 所配备的硬件设施主要是针对“瓦斯爆炸”进行防控, 通过感应地下采矿生产信息, 捕捉矿井内异常的安全信号。先安装电子检测仪, 时刻监测井内空气中有毒有害气体的含量;再设置自动报警器, 由传感器发出危险警报。

2、软件。

软件是安装于监控系统操作平台的功能性软件, 在自动化处理采矿数据过程中发挥了重要的作用。

地下矿井监控先选用计算机操作系统作为控制中心, 对接收到的采矿数据自动化处理, 分析地下空气含量的危险系数, 为生产人员提供科学的操作指导[4]。另外, 软件可事先模拟井下采矿的作业状况, 预测有害气体存在的风险系数, 为采矿生产给予客观地指导。

四、安全采矿技术的综合应用

自动开采技术是安全生产的有力保障, 要求企业引入先进的采煤科技、机械设备、控制系统等, 设计自动化采煤生产方案。具体措施:矿床开拓前进行自动勘测, 锁定矿床所处的地理位置, 建立数据模型进一步分析出矿床开拓的方式;掘进巷道中采掘机应用自动进给的方式, 防止人员操作破坏了巷道结构;小型矿块切割由机械设备完成, 中大型矿块必须由切割机处理, 自动化作业可降低意外事故的发生率[5]。积极推广安全采矿技术, 建立了安全有序的采矿环境, 提高了煤矿开采生产的效率, 为企业创造了理想的经济收益。

结论

由于煤矿资源的利用范围不断扩大, 地下资源开采活动也越来越频繁, 配备自动化采煤技术既降低了生产人员的作业难度, 也提高了矿井采掘的生产效率。设置井下通风系统是保证煤矿安全开采的有效措施, 能够防止有毒有害气体造成的意外事故。

摘要：长期从事采掘生产发现, 地下矿井在实际生产期间面临着各种意外风险, 通风不畅阻碍了矿井内空气的流通, 给参与采矿生产活动的人员造成了巨大的危害。倡导煤矿通风与安全技术是保证生产流水线顺利进行的根本, 本文分析了地下采矿通风的相关问题。

关键词：煤矿,地下开采,安全技术,应用

参考文献

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核安全技术的应用分析 篇7

1.1 临床资料

选择在2004年3月至2009年3月期间到我院的口腔科就诊的165例后牙牙体缺损的患者作为研究的对象, 进行研究。在这165例后牙牙体缺损的患者中有120例磨牙损伤的患者, 45例中前磨牙损伤的患者, 而且所有的患者的牙冠都发生了大面积的龋齿损坏, 根面位于牙龈之上或者是根面略微低于牙龈下2mm内, 患者的根管比较粗大而且在经过了彻底的根管治疗后没有明显的症状。

1.2 方法

患者经过了彻底的根管治疗之后没有任何的临床症状, 所以需要先给患者拍X线牙片了解患者的具体的情况。通过X线牙片了解患者的牙周的情况, 牙尖的情况, 以及根管的数目, 粗细, 方向和根管的弯曲度, 了解根充的情况。首先用圆钻磨去患者牙髓室的封填物, 再进行根管制备术, 用专业的p钻去除患者的患牙的根管的牙胶2～3cm的深度, 再在每个预备好的根管里面, 牙髓室和牙冠的部分填充好制备好的银汞合金, 使其在整体上形成一个银汞桩核, 然后再使用临时的牙冠进行24h的保护, 之后再进行永久的牙冠修复治疗。根据患者牙齿的不同情况选择具体的修复方法。如果患者后牙牙体的缺损程度非常的严重, 导致残余的牙体组织很少, 而且患牙还有粗根管存在, 其他的根管由于弯曲或者其他的原因不能去除掉足够深度的充填物, 限制了桩放置的位置, 则可以采取将银汞合金和成品桩混合使用的方法;如果患者牙髓室的宽度和深度不足以用来固定桩的位置, 则需要在缺损一侧的釉牙骨质界或者是釉牙本质界打入螺纹钉加以辅助;如果患者的患牙牙体断裂到达牙龈以下或者是患牙有龋齿病, 需要采用牙髓牙体联合治疗的方法;如果患者的牙髓室底过于单薄, 应该首先用玻璃离子垫底进行保护, 防止在银汞合金充填时因为压力太大而发生穿壁, 给患者造成痛苦。患牙在进行修复以后延长了临床牙冠, 要注意应该重建患者的牙周生物宽度, 以防止发生牙周组织的病变, 利用患者牙髓腔与根管形态的不规则性和倒凹固位的银汞合金桩钉来修复患者牙体的形态, , 在残冠的基底面上尽量增加鸠尾和倒凹, 在进行消毒、冲洗、和吹干之后, 用磷酸锌水门汀垫底, 银汞合金+冠修复。值得注意的是, 露出根管外的螺纹钉和桩钉不能高出牙齿的咬合面, 必要时需进行调整磨合。

2 结果

结果见表1、2。修复后经1～3年的观察, 165个银汞合金+冠修复的患牙中3个因患牙牙髓牙周治疗不彻底引起严重的龈炎而被拆除, 5个因患牙周炎而连同患牙一起拔除, 11颗因牙体残冠部分薄弱折裂拔除外, 余下的146个均获成功, 银汞合金+冠修复的患牙保存率高达88.5%。治疗成功的146患牙中, 其中有58个用作完全固定桥的基牙, 占39.7%;余下的个为单冠, 占60.3%。

3 讨论

临床上如果患者的牙冠严重缺损, 通常情况下需要将残冠拔除, 但是如果能够通过治疗将患者的残冠保存下来, 并尽最大可能来发挥残冠的功能, 那样是非常有临床意义的。对于有些患者的患牙, 其牙冠的硬组织出现了很大面积的缺损, 导致残留的牙体组织的抗力形能力很差, 使得修复时无法充填充或者填充物容易脱落, 针对于这种情况, 临床上大多采用铸造金属桩核冠来进行修复, 同时使用桩钉嵌体也能取得非常好的固定位置作用和很好的功能效果[3]。桩钉嵌体修复对于以下的情况是非常适合的如:有牙龈炎或者是牙周炎的患者;残留的牙冠硬组织较少, 患牙的倾斜度过大或者是倒凹过大;牙龈距离较短的牙[4,5]。使用的嵌体的外形较易恢复, 尤其是在接触点, 可以进行高度的磨光, 菌斑不容易发生聚积, 对软组织的刺激很少, 伤害很小。刘朝明等学者曾经[6]报道过, 使用高嵌体方法来修复后牙, 能够较好地恢复患者患牙原有的外形及患牙与临牙的关系, 能够有效的减少牙周和牙龈的损伤。在严格选择高嵌体适应证的前提下, 注意操作中的要点, 以及临床上要点, 则能够保证该方法可以达到一定的成功率, 在临床上具有很大应用价值。临床上使用银汞合金桩核修复残冠残根的技术, 可以保留患牙的残根留在牙槽窝内, 而不需要将残根拔掉, 同时在经过了根管治疗后, 银汞合金桩核+全冠修复的方法, 能够很好的恢复患牙的生理状态和咀嚼功能, 与此同时, 还保护了牙槽的重理[7,8]。然而大多数后牙根管方向分布不同, 数目多, 有的牙根既短又弯曲。而实际上铸造桩核制作的工艺非常的复杂, 费用相对来说比较的高, 鉴于后牙的多数牙根管的方向并不相同, 所以在进行制作铸造桩核时需要分不同的次数来进行, 这样就增加了患者就诊次数, 给患者带来了很大的麻烦;与此不同的是, 银汞合金桩核的制作非常简单, 费用低廉, 操作很方便, 患者需要到医院进行就诊的次数大大减少。几年以来, 经过临床上的疗效观察, 笔者认为:银汞桩核非常值得在临床上进行推广和应用, 它是后牙桩核系统中一种效果肯定、简便易行、而且价格低廉, 易为病患所接受的方法。

摘要：目的 探讨银汞合金桩核在修复后牙牙体大面积缺损的应用疗效。方法 对165颗使用银汞合金制作的桩核修复牙体严重缺损的后牙进行13年随访, 观察其疗效。结果 146颗牙的修复令患者满意。结论 银汞桩核作为后牙核系统中的一种方法, 具有多种优势, 它操作简单, 容易完成, 而且效果很好, 还有一个吸引消费者的优点是和其他昂贵的补牙方法相比较, 价格低廉, 所以很值得在实践中被推广使用。

关键词：银汞合金,桩核,修复,缺损

参考文献

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