第一篇：公安应急通信技术现状与展望
公安应急通信技术现状与展望
改革开放30多年来，我国经济突飞猛进、高速发展，步入世界经济大国行列。而社会治安形势却日趋严峻，因此，快速及时地处置重大突发事件是各级政府职能部门面临的重大课题。公安部门在预防、监测和应急处置突发事件以及事后救援工作过程中担负着重大的责任和义务，因此有效地解决公安部门在全面应对突发事件活动中所遇到的技术保障难题，显得更加突出和迫切。
公安应急通信作为警务保障工作的重要内容，一直得到公安部通信主管部门的高度重视和支持。各级公安部门已经充分认识到信息化改造的重要性，不断提高行业自身的信息化水平，以加快警务保障和处置突发事件的响应速度，提高工作效率，这必然对公安应急通信提出更高的要求，也预示着发展公安应急数字集群通信系统将面临新的业务需求的挑战。
一、公安应急通信发展历史和现状
公安应急通信的发展历史可追溯到上世纪八十年代初。当时，公安部门开始使用150兆常规移动通信。公安部及各地公安部门先后使用过南斯拉夫5音调选呼系统、日本常规终端。进入九十年代初期，公安部开始用350兆频段，最初是具有警用功能的常规系统。1992年北京市公安局引进了第一套具有警用功能800兆摩托罗拉模拟集群系统。1995年公安部颁布了CPS-X模拟集群系统标准，同年，第一套350兆MPT1327系统在武汉建成；2004年颁布了公安TETRA数字集群系统标准；2005年开始采用IP联网技术的模拟集群系统。2006年公安部制订了模拟集群系统间的互联标准。2007年第一套350兆TETRA集群系统在北京建成；2008年8月4号，公安部开始制定自己新的数字集群标准。截止到2009年底，全国共有无线通
信系统350兆及其它频段的基站6000余个、移动终端约100万余部。
公安专用350兆系统虽然经过多年的建设，但发展却很不平衡，有些地区还在用常规系统，有些地方建立了全省联网模拟系统。在一些比较发达的地区已经开始建设数字集群系统。目前，公安专用无线通信系统，已经由传统的语音为主的对讲系统逐步发展到语音、图象、数据三大应用齐头并进。
公安应急通信装备历经警用基本级、功能级、自动级三个阶段，发展到如今的集群通信系统，MPT-1327警用模拟集群系统仍是当前的主流装备，已经自上至下覆盖到大多数的县级城市，而作为数字集群代表的TETRA系统也在多个直辖市、省会城市及沿海发达城市建成使用或正在规划建设中。从整个公安应急通信技术的发展来看，从模拟到数字的转移是必然趋势。
TETRA系统本身是成功的，它达到了数字移动通信专网对话音指挥调度通信的要求。但TETRA网相对小区制的电波覆盖特性和高技术复杂度、高昂的设备制造成本，使它并不适合在全国公安系统内大范围铺设。TETRA系统的核心技术（如安全加密技术等等）仅掌握在少数国外厂商手中，不会向中国开放，也是影响TETRA系统在公安行业推广的重要因素。
总之，现有的公安应急通信系统在承担应急通信指挥保障工作时，尚存在多个方面的问题，如跨行业间及公安系统内部门之间互联互通没能很好实现，不利于部门联动和协调统一指挥；通信指挥业务分布在多个承载平台上，应急处置时需要调动的资源很多，往往不能快速建立，部分业务使用公共网络，容易受到损坏和破坏；现有的应急通信技术体制并未统一，没有明确的设备和承载业务规范，缺少快速建立和自主组网的能力；语音、数据业务不具备加密功能，信息安全受限于现有技术体制，不能完全解决，制约了公安应急通信指挥系统的发展。
二、公安应急通信系统与其它系统的区别
公安应急通信系统是指在应对突发事件时的通信指挥系统，它和日常通信系统是有区别的。突发事件具有时间不确定、地点不确定、范围不确定、环境不确定、通信要求容量也不确定等一些特点，要求应急通信网要支持语音调度及宽带多媒体接入一体化、要有高度的机动性和灵活性，能适合恶劣环境、抗水能力强。这就形成了应急通信系统与日常通信系统之间的4个主要的不同：
一是组网能力不同。应急系统：自组网、自动路由选择、系统参数无线下载等。日常系统：固定网络拓扑。
二是频率的使用不同。应急通信：很难确定，应具有频率感知能力。日常系统：提前规划，不经常更换。
三是基站链路不同。应急通信：无线为主。日常系统：有线为主，无线备份。
四是供电方式不同：应急通信：移动电源为主。日常系统：市电为主、电池备份。
应急通信网的主要业务包括：现场图象采集、数据采集查询、GPS定位、保密通讯、多媒体的数据转播。人们通
常把应急通信系统比作一块云，称作应急云系统。云的特点是形状、大小不固定，另外可以随时地飘动。托起云的有
两个能力：一个是快速组网能力，一个是强大的互联能力。云要承载的业务，就是宽窄带应急无线多媒体的通信系统。
应急通信快速组网能力表现在它要使用全机动的平台，快速建立覆盖整个突发事件区域的无线网络；另外自己宽带自组网、自动路由选择及快速系统参数配置；采用频谱感知技术，自己频谱捕捉。
应急通信系统要做到互联互通，包括不同体制的无线系统、模拟数字常规和与无线公网的互联；应急通信和有线电话网、IP电话网以及卫星系统的互联（包括VSAT专网、海事电话、北斗系统）；应急通信和公安专网之间的互联；应急通信与互联网之间的互联；不同加密体制系统的关联；宽带系统与窄带系统之间的互联等。
此外，对应急通信系统还有一些特殊的要求。比如在屏蔽干扰，甚至屏蔽干扰的通信。为什么做屏蔽干扰呢？在一些突发事件，特别是跟炸弹有关的事件处理，首先就要把屏蔽干扰仪放在现场。在现场还要跟警员之间通信，这些通信都是要在应急通信系统考虑的。
三、公安应急集群通信系统面临的挑战
归纳应急集群通信系统面对的挑战主要有以下3个方面：一是没有一个网络能覆盖公安应急通信的所有业务需求；二是应急通信需要解决系统的数字化升级、跨部门应急联动及互联互通、多媒体一体化通信能力、快速灵活的组网能力、无线通信安全保障能力等5个问题。三是数字集群标准也存在数据速率低、频谱利用率提高的有限、加密和知识产权等问题。因此，需要从以下5个方面提升。
首先，数字化通信能力需要全面提升。集群系统在以指挥调度为主的公安应急通信中有着不可替代的地位。模拟集群在公安系统得到广泛使用，其优点是技术复杂度低、成本相对低廉、易于普及，但也存在业务种类受限、数据业务能力低、频率利用率低、保密性差和抗干扰能力弱等诸多问题。数字集群通信系统带来的好处显而易见，话音质量改善、频谱利用率显著提升、安全保密性增强及有一定的数据通信能力等。全面提升集群系统的数字化通信能力更显著的特点在于：可与先进的宽带无线接入网异构连接，便于接入计算机通信网络，从而整合不同技术构建统一的综合指挥调度平台。
其次，多媒体通信能力需要全面提升。现行的集群系统以语音调度功能为主，数据传输能力有限，但是在处置突发事件的过程中，不仅要“听得到”，更要“看得见”、“看得清”。虽然数据及图像传输业务可以通过其他网络实现，但是通过应急通信系统实现数据及图像功能无疑是最机动灵活、安全可靠的方式，在统一的调度平台上实现多媒体一体化的通信指挥能力。新一代公安应急通信系统需要提供语音调度、数据调度、高速数据查询、图像实时采集、现场视频监控等多种业务协同的融合调度能力。通过数据业务和视频业务弥补语音业务在准确性、可记录性方面的缺陷，从而实现全数字化的、多媒体一体化的、可记录及可追溯的、事件驱动的指挥调度和协同作业流程。
再次，安全防护能力需要全面提升。目前的应急通信系统，尤其是无线语音调度系统，基本没有采用通信加密，在警务保障和处置突发事件时，公安部门的指挥调度通信很容易被人窃听。TETRA数字集群系统由于外国不开放加密接口，到现在为止也无法使用国产加密算法，所有的公安应急通信对国外的专业机构完全是透明的，这给国家安全带来了很大的隐患。新一代公安应急通信系统需要设计具有多个安全等级的分级服务机制，提供包括机密性、鉴权、身份认证、审计、过滤等安全功能。使用安全认证、密钥协商及管理、空中接口加密及数据完整性保护、端到端信息内容加密、无线链路数据加密等安全机制，全面提升应急通信系统的安全防护能力。
此外，快速组网能力需要全面提升。处置突发事件的应急保障具有时间的不确定、地点的不确定、范围的不确定、容量的不确定和环境的不确定的特点，因此对应急通信系统的要求也非常高，必须具备全机动运输方式所要求的条件（自行或者便于装卸、运输、部署和开通）；系统具有自主组网和快速配置功能，系统的节点应能灵活设置，覆盖范围可大可小；针对不同类型的突发事件可以配置不同的业务功能。目前公安系统使用的通信车、指挥车及应急通信系统都缺乏组网能力，通常只能解决小范围的覆盖。
最后，互联互通能力需要全面提升。在重大突发事件发生时，往往需要政府多个部门以及包括公安、武警、消防等多警种的协同作战。很多部门都有专用通信系统，使用的频段也各不相同，在紧急情况下如何保证各系统之间的互联互通以及有效协调和统一指挥调度，是应急通信系统亟需解决的问题。因此，新一代应急通信系统在数字化、一体化的发展趋势下还需要整合连接各种通信系统资源，架构统一的运行应用平台，实现不同系统间的互联互通。
四、公安应急通信技术标准
长期以来，公安无线集群通信系统都采用模拟制式，存在着频率资源紧张、系统容量不足、安全性能较差等诸多问题，难以满足信息化条件下公安机关日益增长的实战需要。
为了加快推动应急通信从模拟向数字的转移，公安部从行业标准开始做起，早在2008年就着手制订适合中国国情的警用数字集群（PDT）通信系统系列标准。在公安部科技信息化局的主持下，部分在公安移动通信市场有影响力的厂家和技术专家，成立了“中国公安无线通信数字化改造咨询委员会”和“PDT产业技术创新战略联盟”，积极推动警用移动通信的新技术体制警用数字集群（PDT）通信系统的技术研究和标准编制工作，PDT系统标准的制定一方面参考相关的国际标准，另一方面根据我国公安业务的实际需求设计，成为行业通用标准。
工信部[2009]666号文件规定：2015年年底模拟对讲机的型号核准不再进行延期办理。这意味着2016年公安机关实现无线通信系统数字化势在必行。2011年10月，公安部正式制定下发了《警用数字集群(PDT)通信系统总体技术范》，该技术规范的数字集群通信标准，具有大区制、广覆盖、可从模拟向数字平滑过渡、采用国产密码算法加密、拥有自主知识产权等特点和优势，而且具有较高的性价比，符合公安机关的工作特点和实际。PDT系统在实现全部MPT-1327模拟集群功能的基础上，吸收了TETRA、P25数字集群系统的长处，并根据公安集群通信多年的应用经验加入自己的特色功能和应用模式，有充分的创新空间。PDT标准满足建设全国性网络的要求，联网标准针对公安的实际需求量身定制，可以适应公安行政管理的要求，也可以使不同厂家的系统能够无缝互联。PDT系统支持国家范围内各省间的多基站、多交换节点网络互联；支持多基站自动漫游（支持移动台通话过程中自动漫游），完全兼容MPT-1327模拟集群系统，支持模拟集群系统向PDT系统的平滑过渡和升级。
PDT系统制定了完善的安全加密解决方案，完成了相关安全设备的研制。使用国产加密算法支持用户鉴权和端到端语音加密功能。使警用数字集群（PDT）系统具有如下鲜明的行业特点：数字语音，指挥调度功能为主；大区覆盖，全网自动漫游；中心设备采用IP数字交换技术；向下兼容模拟集群，确保平滑过渡到数字集群；使用国产加密算法，自主安全加密技术。
具体而言，警用数字集群（PDT）系统标准由如下几部分组成：空中接口物理层及数据链路层；空中接口呼叫控制层；移动终端；安全条款；互联技术规范；兼容性测试等。
当然，PDT系统每载波的最大数据传输速率仅为9.6kbps，对数据业务的支持能力有限，尤其是系统不能满足用户对高速数据查询、高清图片传输和实时视频监控等多媒体业务的需求。
但是，与传统模拟集群相比，数字集群的优势就在于通过软件应用，提高实战效能。在创造性地建设开发了语音边界平台、解决安全接入的基础上，着力实现数字集群系统与指挥调度系统、PGIS警务指挥系统、勤务管理系统的互通互联与无缝融合，打造出以350兆数字集群系统为核心，集实战指挥、勤务管理、警情研判为一体的勤务模式，提升了指挥和管理效能。
五、公安应急通信技术展望
近几年来，各地公安机关加大了投资，部署启动350兆PDT数字集群系统建设，打造基于融合技术宽窄带兼容的系统，提升日常警务勤务，应急通信及大型安保无线通讯信息化水平。
从对国外的技术跟踪分析，高速分组数据、高清图片和实时视频的传输同样是国外警察部门迫切需要在警察通信系统中解决的问题，面对相同的业务需求，宽带无线接入技术成为提供技术解决方案的首选。美国警察通信语音调度业务通过多模式终端，在应用层整合多媒体业务，以提供良好的用户体验；我国则提出融合数字集群技术和宽带无线接入技术，打造全新的专业移动通信网技术标准——宽带无线多媒体集群系统技术标准。
国家对新一代专业移动通信网的发展给予了大力支持。“十二五”期间国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中设立了多个与“宽带无线多媒体集群系统”相关的课题，从技术验证到标准化研究，涵盖了对新一代专业移动通信在系统架构、宽带无线接入、音视频编解码、安全、终端及芯片等方面的深入研究。今后，国家将对新一代专业移动通信网的应用示范和产业化给予进一步支持。宽带多媒体集群系统是基于宽带无线通信技术，采用多媒体业务形式，以指挥调度功能为主的专用无线通信系统。宽带多媒体集群系统着重解决以下几个方面的能力需求：高效的指挥控制能力；实时的系统响应能力；高度的安全防护能力；灵活的机动重组能力；按需的资源共享能力；多种业务应用能力；多场景的适应能力；模块化的配置能力；架构的可扩展能力等。这个系统由四个部分组成，包括：终端、接入子系统、交换控制平台、调度应用平台。
宽带多媒体集群系统在同一个系统平台上面向最终用户提供广泛的无线语音调度和多媒体（数据、图像传输和互联网接入）业务，特别针对警用移动通信指挥平台，合理配置系统资源，统一规范业务内容，规范接口协议，提供语音终端（单模终端）和多媒体业务终端（多模终端）。
宽带多媒体集群系统通过异构网络技术将具有不同网络结构特点（如工作频率，传输速率，覆盖范围，系统容量和服务质量等）的移动网络（接入子系统）连接在一起，充分利用这些网络的特点，向用户提供一个完整的业务能力和服务水平。
宽带多媒体集群系统为用户提供高质量的多媒体业务，通过中低速接入子系统（如PDT基站），兼容公安部门仍然大量使用的窄带无线通信设备，在同一个系统平台上既满足用户对于高标准多媒体业务的需求，又平滑地实现宽窄带无线通信技术的融合。
宽带多媒体集群系统提供自组网能力。自组网相对常规通信网络而言，最大的区别就是在任何时刻，任何地点不需要现有信息基础网络设施（包括有线和无线网络）的支持，快速构建起一个移动通信网络。自组网能力特点满足应急通信指挥系统组网方式的要求。
宽带多媒体集群系统交换控制平台（SCC）采用基于IP软交换的全能力交换控制技术。一方面，系统本身既包括窄带移动通信系统设备，又包括宽带无线通信系统设备，可同时支持多任务的数字语音和高性能的多媒体业务；另一方面，系统和现有的模拟或数字移动通信系统、公安信息网、卫星通信网，甚至是国家公众移动通信网互连互通，采用基于IP软交换的网络协议控制技术成为技术实现的关键所在。
宽带多媒体集群系统调度应用平台是宽带多媒体集群系统的调度控制中心，负责整个集群系统的协调调度和呼叫控制，并提供用户操作界面。调度应用平台的主要网元包括多媒体调度控制器、调度台、用户数据服务器、安全服务器和各种应用服务器等。宽带多媒体集群系统支持符合公安系统行业规范的信息安全加密技术，采用国产加密算法。宽带多媒体集群技术标准描绘了在“一个统一平台、多种接入融合”的体系架构下，实现包括语音、图像、视频以及分组数据在内的一体化多媒体业务的系统蓝图，在“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项的支持下，通过实施公安行业应用示范项目，必将更加贴近和符合公安一线业务需求，成为发展公安应急通信技术的基石，为新一代公安应急通信技术标准的制定导航。
总之，公安应急通信未来终端应采用多模模式。包括窄带技术，甚至4G技术，能够做到同一个终端上，以便于
宽窄兼容、远近结合、专公互补、天地一体，扩大应急通信的覆盖。
第二篇：网络安全技术现状与展望
计算机前沿讲座论文
《网络安全技术现状与展望》
班级： 计算机民本（12-1）
姓名：吐尔逊阿依.达吾提 学号： 5011107127 讲师： 李鹏 日期： 2011-12-02
塔里木大学教务处制
网络安全技术现状与展望
1、引言
安全问题是伴随人类社会进步和发展而日显其重要性的。信息技术革命不仅给人们带来工作和生活上的方便，同时也使人们处于一个更易受到侵犯和攻击的境地。例如，个人隐私的保密性就是在信息技术中使人们面对的最困难的问题之一。在“全球一村”的网络化时代，传统的物理安全技术和措施不再足以充分保证信息和系统的安全了。
近年来，世界各国相继提出自己的信息高速公路计划──国家信息基础设施NII(National Information Infrastructure)，同时，建立全球的信息基础设施GII(Global Information Infrastructure)也已被提上了议事日程。问题在于，仅从物理通信基础的角度来看，这种基础设施因主要涉及技术问题而相对容易解决得多。然而，这是远远不够的。以将影响人类未来生活方式的电子商务应用来说，它不仅涉及技术问题，而且更多地与社会、生活、道德、法律等相关，更有甚者，有些问题可能是道德和法律都无能为力的，这个时侯，人们又想到了技术，寄期望于技术能解决一切问题。不幸的是，当前的技术离我们的目标还有一定的距离。
在信息技术领域，信息安全和计算机系统安全是两个相互依赖而又很难分开的问题。保证信息安全的一个必要条件是实现计算机系统的安全，而保证计算机系统安全的一个必要条件也是实现信息安全。这或许就是此问题是如此之难的原因。如果说两者有什么基本的共同之处的话，那就是在于两者的实现都是通过“存取控制”或“访问控制”来作为最后一道安全防线(如果不考虑基于审计或其它信息的攻击检测方法的话)。在这道防线之前，自然就是“身份鉴别”或“身份认证”。为此，各种“授权”或“分配”技术就应运而生了。从根本上说，操作系统安全、数据库安全和计算机网络安全的基本理论是相通的。由于此问题的复杂性，以及在当前的计算机网络环境下，在某种意义上说计算机网络的安全为操作系统安全和数据库安全提供了一个基础，在本文中我们主要讨论计算机网络安全的问题。
2、计算机网络安全研究的现状
人类社会发展历程中，必须与各种困难作顽强的斗争。这些困难对他们生存的威胁不仅来自自然灾害如风、雨、雷、电等，还来自野兽或异族的攻击。在石器时代，虽然人类可以有了简单的生产工具甚至武器，但人们对山洞的依赖性可能怎么强调都不会过分。这个时期的身份“鉴别”或“认证”技术可能只需要山洞的看门人认识其每一个成员即可。到了中世纪，人们不仅可以有金属制的更为强有力的装备，同时也有了更为坚固的城堡。这个时期的身份“鉴别”或“认证”技术可能需要每一个成员佩带一个特殊的标志。在当代，人类有了诸如原子弹这种大规模杀伤性武器的同时，人们也试图实现诸如“太空防御”计划这种“反武器”，与此相应的是，用于身份“鉴别”或“认证”的技术也从传统的物理身份发展到了 1
基于计算、生物统计学特征的数字身份。
纵观整个人类社会发展史，可以清楚地看到，安全技术是“矛”和“盾”的对立统一，两者相辅相承，相互促进。所谓“道高一尺，魔高一丈”，紧接其后的“魔高一尺，道高一丈”，就是当前这种相互刺激的写照。
2.1基于密码术的网络安全
密码术在历史上对军事、国防和外交的重要性是不言而喻的，尤其是在第二次世界大战中，盟军成功破译德国和日本密码系统为早日结束这埸战争起了相当大的作用。然而，到那时为止的密码术在很大程度上是一门艺术而非科学，它过分依赖于密码设计人员的创造性甚至“小聪明”。
在本世纪30年代，Shannon成功地建立了通信保密系统的数学原理，从此，密码术的研究开始进入一个科学领域的时代。尽管不实用，毕竞人们看到了存在完美保密的密码系统。但真正使密码术为广大民间人士作嘱目的里程碑是70年代由IBM最先发表而由美国国家标准局和商业部采用的DES(Data Encryption Standard)──这是传统的对称密钥体制的里程碑，以及几年之后由Diffie和Hellman发表的基于离散对数求解困难性的公钥密码系统，Rivest、Shamir和Adleman发表了基于大合数因子分解困难性的公钥密码系统RSA──开创了密码学研究的新纪元。
应该注意到，实用的密码系统的建立是基于当前计算机的计算能力，同时也是基于计算机科学理论中的计算复杂性和结构复杂性研究成果的。由于众所周知的原因，当前的计算密码学成果都是基于尚未证明的假设即P和NP不是同一个集合的。而且，由于复杂性理论研究本身的复杂性，当前的复杂性成果是基于最坏情形复杂性而不是平均情形复杂性的，这又使我们感到了问题的严重性。然而，无论如何可以自慰的是，越来越有理由使我们相信我们所基于的复杂性假设是正确的。而且，最近的有关研究成果表明，人们在基于平均复杂性的密码系统研究和设计方面有期望会取得突破。当前已取得的成果主要是基于传统的“数的几何”这门学科中的与格有关的计算难题而构造出来的，基于一个自然问题的密码系统还有待进一步的工作。
自从计算机网络技术和系统被人们使用一开始，密码术就被应用到计算机网络和系统中实现信息的机密性、完整性，并用于用户身份的鉴别或认证。在计算机网络体系结构的各个层次，都成功的应用过密码术。但是，一个明显的趋势是，安全机制已从传统的通信子网(如链路层或物理层)上升到资源子网(如应用层或会话层)。一个重要的原因是，由于当前条件下存在多种异构的计算机通信网络。在这方面，国际标准化组织发表的一系列网络安全框架起了指导作用。由于计算机网络领域的一个典型特征是，先有应用或平台后有标准，这种市场驱动带来的一个直接结果是，各层都有相应的安全机制。下面我们将从协议栈的低层到高层分别介绍已有的安全机制。由于TCP/IP已成为事实上的工业标准，在以下的讨论中，我们基于TCP/IP协议栈而不是ISO/OSI的标准的七层模式。
2.1.1网络层安全机制
安全的IP层已成为网络安全研究中的重点之一。安全的IP层应该提供报文鉴别机制以实现信息完整性，提供数据加密机制以实现信息的机密性，还要提供路由加密机制来对付通信量分析的攻击。关于IP层的数据完整性(通过MD5报文摘要算法实现)机制和数据机密性(通过对称的或非对称的密码算法实现)机制实现已在RFC 1826和RFC 1825中讨论，该两份文档基本上给出了一个可行的方案。在RFC 1826中定义了鉴别头AH(Authentication Header)来实现报文完整性，在RFC 1825中定义了封装安全载荷头ESP(Encapsulation Security Payload)来实现报文机密性。
IP的功能和实现决定了通信量分析攻击是IP网络中一个固有的脆弱点，因为IP数据分组中的路由信息对攻击方是可读的。通信量分析指攻击方通过分析协议实体间报文频率、长度等信息，并据此推断出有用信息。为了对付通信量分析的攻击，一种最简单的方法即所谓的通信量填充机制，但这种方法显然会浪费网络带宽，更进一步，这种方法仅能用于当某两个节点之间的通信量突然减少时这种情况。如果与此相反，通信量填充就无能为力了。
我们已有工作成果表明，不仅在链路层或物理层实现抗通信量分析攻击,而且可在IP层本身解决此问题。有关技术细节就不在这里介绍了。有趣的是，网络层防火墙的有效性也依赖于IP层的安全性。
2.1.2 会话层安全机制
到目前为止最引人注目的会话层安全机制是Netscape公司提出的安全套接字层SSL(Secure Socket Layer)。SSL提供位于TCP层之上的安全服务。它使用的安全机制包括通过对称密码算法和非对称密码算法来实现机密性、完整性、身份鉴别或认证。SSL已用于浏览器和www.xiexiebang.communication Technology)。
2.1.3 应用层安全机制
在人们注重于会话层安全机制的同时，应用层安全机制也受到了同样的重视。从类似于电子商务这种应用的角度出发，已提出了两种实用的应用。就安全电子邮件而言，因特网工程任务组IETF(Internet Engineering Task Force)在1993年提出了加强保密的电子邮件方案PEM(Privacy-Enhanced Mail)。但是，由于多种原因，该方案并未得到广泛支持。后来，由于RSA数据安全公司的介入，在1995年提出了S/MIME协议(Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions)。从World-Wide Web角度来看，人们提出了三种安全的HTTP协议或协议簇。第一个是HTTPS，它事实上就是基于SSL来实现安全的HTTP。第二个是SHTTP(Secure HTTP)，是CommerceNet在1994年提出的，其最初的目的是用于电子商务。该协议后来也提交给了因特网工程任务组IETF的WEB事务安全工作组讨论。象SSL一样，SHTTP提供了数据机密性、数据完整性和身份鉴别或认证服务。二者的不同之处在于，SHTTP是HTTP的一个扩展，它把安全机制嵌入到HTTP中。显然，由于SHTTP较之SSL更面向应用，3
因此实现起来要复杂一些。在早期，各厂商一般只选择支持上述两个协议之一，但现在许多厂商对两者都支持。第三个是安全电子交易(Secure Electronic Transaction)SET。这是一个庞大的协议，它主要涉及电子商务中的支付处理。它不仅定义了电子支付协议，还定义了证书管理过程。SET是由Visa和MasterCard共同提出的。
2.1.4基于密码术的网络安全体系结构
综合本节的讨论，我们可以从下图中看出当前已提出和实现的在网络体系结构各层实现的安全机制。
2.2 基于网络技术本身的网络安全
我们认为，基于密码术的安全机制不能完全解决网络中的安全问题的一个主要原因在于，尽管密码算法的安全强度是很强的，但当前的软件技术不足以证明任一个软件恰好实现的是该软件的规格说明所需要的功能。由于象操作系统这种核心的系统软件的正确性也不能形式地证明，因此不能保证任何重要的软件中没有安全漏洞。事实告诉我们，那些被黑客们发现的系统软件中的安全漏洞恰好成了他们使用的攻击点。在本节中我们不讨论这种原因导致的安全问题。这种安全漏洞或许只有等到形式的软件开发和正确性证明技术取得突破后，才能得到很好地解决。
基于网络技术本身的网络安全机制方面，主要是防火墙技术。常用的主要有网络层防火墙和应用层防火墙两种。
目前常用的网络层防火墙主要工作在IP层，通过分析IP包头来决定允许或禁止某个信息包通过该防火墙，如路由器过滤就是一种最常见的类型。
应用层防火墙是主要是通过应用层网关或服务代理来实现的。即当来自内部网络的请求到达应用层网关时，它代理内部主机与外部公共网上的服务器建立连接，进而转发来自外部服务器的请求响应。这种代理对内部主机来说可以是透明的，对外部服务器来说也可以是透明的。
由于目前已有许多介绍防火墙的文章，本文不拟介绍有关的技术实现细节。
2.3 问题
尽管到目前为止人们已实现了许多安全机制，但安全问题仍然倍受怀疑和关注。事实上，象电子商务这种应用是否会得到充分的推广，将在很大程度上取决于人们对网络安全机制的信心。虽然目前有关计算机犯罪中，非技术因素导致的损失大于技术因素(如黑客或密码分析)的损失，但对于安全技术和机制的要求将越来越高。这种需求将不仅驱动理论研究的进展，还必将促进实际安全产品的进一步发展。
3.展望
对网络安全本质的认识却还处于一个相当原始的阶段，其表现形式是基于密码术的网络安全和基于防火墙的网络安全尚不能完美地结合成一种更加有效的安全机制。我们期望，如果能够提出一个合理的数学模型，将会对网络安全的研究和可实际应用网络安全系统的开发 4
起非常大的促进作用。
从实用的角度出发，目前人们已提出了一些基于人工智能的网络安全检测专家系统。这方面，SRI(Stanford Research Institute)和Purdue大学已做了许多工作。同时，基于主动网络安全检测的安全系统的研究也已起步，在这方面，Internet Security Systems也已有一些产品问世。
参考文献
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第三篇：辅助生殖技术现状与展望
辅助生殖技术现状与展望
1978年7月25日，随着世界首例试管婴儿Louise Brown的诞生，揭开了人类辅助生殖技术(ART)研究的序幕，此后，体外受精(IVF)技术不断成功用于多种不孕症的治疗。目前，世界上已有超过400万的婴儿通过该技术出生，IVF技术发明人Robert Edwards博士也因此获得了2010诺贝尔生理学或医学奖。ART对于人类的重要意义得到了充分的肯定。在中国生殖医学工作者的共同努力下，中国ART在近30年里也飞速发展。
一、中国ART的发展现状
中国内地首例试管婴儿于1988年3月在北京大学(原北京医科大学)第三医院诞生。随后首例赠胚试管婴儿于1988年6月在中南大学湘雅医学院(原湖南医科大学)诞生。1995年2月，中国首例冻融胚胎试管婴儿诞生。目前，中国内地已经有百余个生殖医学中心能够开展常规体外受精一胚胎移植(IVF．ET)技术，且能保持稳定的成功率。中国ART衍生技术的应用范围和技术水平已接近国际先进水平。
1992年，在比利时诞生了人类首例卵母细胞胞质内单精子注射(ICSI)的试管婴儿。1996年4月，中国首例ICSI试管婴儿在中山大学附属第一医院诞生。目前，无论是来自自然射精的精液，还是取自附睾、睾丸、逆行射精膀胱内的精子行ICSI，甚至是精细胞ICSI，都获得了成功。然而，ICSI技术避开了人类生殖的自然选择过程，有可能会增加后代出生缺陷的发生率。已有研究表明，Y染色体长臂基因或基因簇微缺失与无精或严重少弱精有关。此外，严重少精子症、弱精子症患者染色体异常包括嵌合体比例较正常人群高。因此，ICSI手术应严格掌握适应证，并重视术前的遗传学咨询及检查。1989年，英国学者Handyside成功地采用PCR技术分析卵裂球的性别构成，完成了世界首例植人前遗传学诊断(PGD)，开创了产前诊断的新纪元。中国首例PGD于1999年在中山大学附属第一医院完成。随着荧光原位杂交(FISH)技术在植入前诊断染色体非整倍体及胚胎性别获得成功后，多重PER、荧光PCR和多色FISH等技术，特别是1999年以来开展的间期核转换、全基因组扩增和比较基因组杂交技术相继用于PGD，促进了PGD技术的应用。目前中国有2O余家PGD中心能够进行相应的研究和临床应用，技术水平达到国际先进水平。冷冻技术在中国生殖医学领域的应用发展始于20世纪80年代。1981年，中国首个人类精子库在中南大学湘雅医学院(原湖南医科大学)创立，并于2004年向社会开放自存精子服务。随着女性生育年龄的推迟、癌症患者的增加，女性生育能力保留的需求也日益增加。卵母细胞及卵巢组织冷冻技术逐步应用于临床。2006年1月，我国首例、国际上第2例“三冻(冻卵、冻精、冻胚胎，再解冻移植入母体子宫内)”试管婴儿在北京大学第三医院诞生。目前，国内开展卵母细胞冷冻的中心有30余家，尽管2011年应用卵母细胞冷冻技术治疗的患者仅有300余例，但临床妊娠率也达到了30％ 的较高水平。
但是，在取得这些成绩的同时，也存在着多胎妊娠率高，促排卵药物的过度使用，配子捐赠在临床应用时伦理规范和法律制度不够健全等相关问题。
二、中国ART的管理现状
自2001年，卫生部制定和颁布了一系列法规，如2001年卫生部第l4号部长令发布《人类辅助生殖技术管理办法》，2003年颁布《卫生部人类辅助生殖技术与人类精子库技术规范、基本标准和伦理原则》、《卫生部人类辅助生殖技术与人类精子库评审、审核和审批管理程序》，2007年颁布《卫生部关于加强人类辅助生殖技术和人类精子库设置规划和监督管理的通知》，并公布北京大学第三医院等12家医疗机构成为人类ART及人类精子库培训基地。截至2011年，中华医学会生殖医学分会调查的数据显示，中国内地31个省、自治区和直辖市共有178家ART治疗中心，覆盖除西藏外的3O个省级行政区域，年开展ART治疗超过18万个周期，临床妊娠率近5年来稳定在40％左右。这些法规的颁布和实施，对严防ART商业化，引导中国ART沿着健康、实用的轨道发展起了重要作用。特别是《人类辅助生殖技术规范》中，明确规定每周期移植胚胎总数不得超过3个，其中35岁以下妇女第1次助孕周期移植胚胎数不得超过2个，在一定程度上有效控制了多胎妊娠的发生。但是，进一步减少ART的合并症，还有待于技术水平的提高和法律法规的完善。
近年来，虽然国家行政管理部门加大管理和执法力度，但是仍有一些未经批准的单位违规开展人类ART和人类精子库技术工作。已被批准的单位，有的未严格执行技术规范、技术标准和伦理原则的规定，违反《人类辅助生殖技术规范》中“对于多胎妊娠必须实施减胎术，避免双胎，严禁三胎和三胎以上妊娠分娩”的规定；有的超出批准范围开展业务。这些导致ART在一定层面的滥用，多胎妊娠等并发症的增加，给家庭和社会增加了经济负担。2013年2月5日，卫生部、总后勤部卫生部联合启动了人类ART管理专项整治行动，重点查处医疗机构未经批准擅自开展ART和运行人类精子库的行为；医疗机构超出批准范围开展ART的行为；非法买卖配子、合子、胚胎的行为；实施代孕技术的行为；违规采供精、使用不具有“人类精子库批准证书”机构提供的精子的行为；在开展人类ART过程中擅自进行性别选择的行为；医疗机构工作人员参与非法ART的行为；非法销售、滥用促排卵药物的行为；其他违反《人类辅助生殖技术管理办法》、《人类精子库管理办法》、《军队医疗机构开展人类辅助生殖技术管理办法》及相关规定的行为。并针对薄弱环节和突出问题进行重点治理，加快修订和完善相关法律法规、技术规范。随着活动的开展和深入将有效地促进我国ART管理水平，促进ART质量控制与评估标准的制定、ART管理信息系统的建立、国家级质量控制中心的设立、ART质控与评估的开展。
三、中国ART的科学研究现状
2010年，经教育部批准北京大学第三医院、山东大学省立医院和浙江大学医学院附属妇产科医院分别筹建了辅助生殖、生殖内分泌、生殖遗传3个教育部重点实验室，这是我国生殖医学研究发展史上一件尤为重要的事情。围绕当前国际及国内重大的生殖医学问题，这些重点实验室组织全国各地生殖中心与科研院所承担了“雌性生育力维持调节机制研究及生殖资源库建立”、“排卵障碍相关疾病发生机制研究”、“辅助生殖诱发胚胎源性疾病的风险评估和机制研究”等重大研究项目，紧密追踪辅助生殖相关研究的前沿方向，以创新ART、提高辅助生殖的效率、明确辅助生殖的风险与安全性为主攻研究方向，采用临床与基础相结合的研究手段，推动我国生殖医学研究快速、稳定、健康的发展。通过这些全国性大型的合作研究项目的开展，有利于解决女性生殖健康相关疾病的发生机制、提出女性生育能力保护的策略、进一步完善ART风险评估及各项临床标准的建立、促进分子与细胞遗传学诊断方法的改善与相关评价体系的建立。
四、中国ART的展望
回顾过去的30年，控制性超促排卵、冷冻保存、ICSI、改良的胚胎培养技术、经阴道取卵技术、配子捐赠等技术的发展成就了生殖医学的今天。展望未来，我们必须进一步加深对ART的安全性研究，ART的改进及人文关怀研究，重视生育能力保留问题，发展PGD技术，开展干细胞在ART及再生医学中的应用研究，体外培养的研究，加强对辅助生殖机构的监管，推进ART规范化培训，建立我国健康、安全、高效的ART平台。
1．ART的安全性研究：辅助生殖本身非生理性的特征，引发了相应的“生殖安全性问题”。其可能与高流产率、早产、先天性畸形、低出生体质量、遗传性疾病、染色体异常、表观遗传学修饰异常、神经系统发育异常等成年期疾病发生有联系。为解决此问题有必要建立长期随访和报告制度。同时，提高胚胎培养水平、胚胎筛选能力、囊胚培养能力，提倡单胚胎移植，减少多胎妊娠也将是未来几年内ART管理的重要环节。
2．ART的改进及人文关怀问题：常规IVF治疗过程需要一定的刺激时间，多次的注射，频繁就诊及监测，造成患者压力和焦虑情绪增加，迫使一些患者退出治疗。有必要开发性价比更适合我国目前发展中国家国情的ART。郎景和院士多次强调，医师要加强人文修养，给予患者的首先是关爱、帮助、慰藉，要充分考虑心理因素和社会因素对患者健康和疾病的影响。对于接受ART治疗的患者更应该给予更多的人文关怀。
3．生育能力保留问题：随着生育年龄后延及妇科恶性肿瘤的治疗，女性保留生育能力受到越来越多的重视，人卵母细胞冷冻、卵巢组织冷冻为她们带来了希望，也成为生殖医学重要的研究方向。加强生育能力保留相关基础机制的研究，才能使我国的生殖医学研究处于国际领先行列。
4．遗传性疾病PGD的研究和应用：随着高龄、反复自然流产、反复IVF失败女性的增多，使需要应用PGD的患者也在增加。同时，随着与疾病有关基因的研究的深入及数据的积累使得植入前基因诊断成为现实。如BRCA1、2基因与乳腺癌和(或)卵巢上皮性癌的发生相关，对于有乳腺癌和(或)卵巢上皮性癌家族史的个体，上述两种基因的植入前筛查将有助于排除携带这两种基因的后代。目前对于某些隐性遗传病，我们通常采用产前诊断。现在的技术完全可以做到在一张芯片上同时检测500个基因，如果某一隐性基因纯合子与一种严重的疾病有关联，我们可以用该方法在胚胎植入前进行筛选、排除。多基因诊断芯片的开发与应用有望成为PGD研究的一个重要方向。但是我们同时也要明确，PGD是一把双刃剑，目前虽然对PGD儿童进行的流行病学调查未提示胚胎活检影响生长发育，但模型动物的结果给我们敲响了警钟。随着囊胚玻璃化冷冻技术的成熟，囊胚期活检可能取代卵裂期胚胎活检成为今后的发展方向。
5．干细胞在ART及再生医学中的应用：克隆羊多利的诞生开创了体细胞生殖的先河。多利羊只具有单亲的遗传物质，它的出现是生殖医学发展史上的一大飞跃，克服了诱导基因组融合并保证胚胎的正常发育等一系列科学难题。如今这种研究思路已被用于各种哺乳动物模型中。如果我们能实现体细胞生殖，那么我们就不会像现在这样依赖于精卵捐赠，与之伴随的社会和法律争议也可迎刃而解。2012年10月，13本京都大学研究团队在Science发表论文，成功从小鼠的人工诱导性多能干细胞(iPS细胞)中培育出卵母细胞，并使其体外受精后产下健康后代。该研究团队2012年成功从小鼠的iPS细胞中制造出具有生殖功能的精子。这两项研究成果如果能用于人类，则可通过人体的皮肤细胞制造出iPS细胞，再用iPS细胞制造出的精子和卵母细胞进行体外受精，使无法产生精子或卵母细胞的夫妻获得继承自身遗传基因的后代。
人类胚胎干细胞是目前再生医学研究中的关键问题之一，优化多种成体干细胞分离纯化和体外培养技术，改进干细胞定向诱导分化的条件，建立骨髓等来源的成体干细胞定向诱导分化技术，并对诱导细胞的免疫表型、分化调控、生物学特征、体内外功能、临床应用安全性评估等进行了系统研究，已为干细胞治疗的临床应用奠定了基础。积极推动干细胞临床标准的制定和干细胞研究相关人员的培训应成为干细胞技术研究良性发展的必要元素之一。6．在体外受精并培养胚胎至成熟技术的研究：英国作家Aldous Huxley在其1932年出版的《美丽新世界》小说中将体外受精视为科幻，如今体外受精技术已成为现实。他当时还描述了另外一个概念—— 体外培养，即在体外受精并培养胚胎至成熟。自从该书出版后，世界各地学者开展了一系列体外培养的尝试，20世纪50年代13本的研究者曾成功地在体外培育出一只发展至妊娠中期的羊胚；二战后，Johns Hopkins大学也有学者在体外尝试培养啮齿目动物胚胎并取得了一定成就，但随着主要研究人员的退休，该项目也中断了。根据目前一些国家法律的规定，在实验室中培育人类胚胎的时限是两个星期，也导致该技术进展缓慢。一旦这种技术实现，对代孕的需求以及与代孕技术有关的争议会逐渐退出历史舞台。但也应该认识到这项技术的伦理争议，比如参与克隆技术研究的科学家可以不用代孕母亲而完成他们的实验；还将对劳动女性的劳动保障及健康保险产生冲击，意味着女性不再需要产假；父母的职责也会因此发生变化；父母与子女的联系可能因此削弱。
7．规范、完善ART的管理及培训：我们还要积极借鉴国外ART监督管理的经验和做法，研究中国ART发展状况及监督管理过程中存在的问题，规范和整顿ART与人类精子库技术的市场行为，保证其安全有效、规范有序、合理合法地开展，使其逐步走人规范化和法制化的轨道。另外，生殖医学是近年来发展迅速的独立学科，又是一门跨学科的学科，包括胚胎学、生物学、妇产科学、男科学、心理学、伦理学和法律学等，许多从业人员没有得到相关的专业训练，目前还缺乏相应的教材。将生殖医学纳入规范的2～3年的专业培训体系将能更好地推动生殖医学的持续健康发展。
第四篇：烤烟GAP技术现状与展望
烤烟GAP技术现状与展望
中国是世界烟叶大国，也是优质烟叶生产潜力最大的地方，但实际情况却并非如此，与津巴布韦、巴西、美国、加拿大等发达国家的烟叶生产情况、烟叶品质、烟叶出口、烟叶生产管理等各方面相比，中国还有一定的差距。一方面，中国是烤烟生产大国，但烟叶出口形势却不容乐观，主要原因是烟叶品质较差；另一方面，中国每年进口烟叶成上升趋势，导致大批品质较差的烟叶积压。中国加入WTO后，取消了烟叶进口配额，进口烟叶的关税降低，烟叶价格大幅度下降，给中国烟叶市场带来了巨大冲击与压力。作者综合分析了国内外烟叶生产现状得出：(1)中国分散种植烟叶的组织形式严重制约了优质烟生产前进的步伐；(2)发达国家的烟叶GAP技术极大推进了其优质烟叶的生产；(3)科学技术在烤烟生产中的应用含量还不高。而烤烟GAP可在根本上解决这些问题。所以，为了加快中国烟叶生产与国际接轨的步伐，在中国主要烟区推广烟叶生产烤烟GAP是十分必要的，经云南省陆良县烟草公司近一年的实践，效果是明显的。
烤烟GAP即优质农业生产管理在烤烟生产上的应用，是当今世界烤烟生产倍受推崇的管理模式。结合烤烟生产的特点，烤烟GAP涉及到生产基地的规划、种子的选育与推广、工厂化育苗的管理、烟叶生产技术推广体系的建立、烟农户籍化管理、烤烟信息网络系统的建立、烤烟全自动化收购系统的建立、烤烟标准的制定、烤烟质量追综系统的完善、烤烟分级模式的完善、以及烤烟生产相关设备的自动化管理系统的建立等方面。烤烟GAP在中国的发展还只是刚刚起步，许多地方还很不完善，但目前为止GAP技术在中草药、蔬菜、花卉等多种作物中应用比较广泛，这为烤烟GAP技术的推广和应用打下了坚定的基础。1 对烟叶生产实行GAP的理解以及相关技术在其中的应用
烤烟GAP可以理解为完善的或称之为优质烟叶的生产与管理方式。他要求在烤烟生产与环境保护之间寻找一种平衡，在生产优质烟叶的同时，致力于土壤、水分、空气、动植物环境保护方面的可持续发展。这种方式将为中国烟草未来的发展提供强大动力，是中国烟草涌入国际市场的契机。实行烤烟GAP：(1)要积极培训广大烟农，提高烟农素质，保护烟农利益为从事烤烟生产的所有人员提供安全的工作环境；(2)在整个烟叶生产过程中充分应用科学技术，实行目标责任制；(3)建立质量追踪系统，保证烤烟质量。1.1 严格选择烟草生长的生态环境
烤烟种植对土壤、气候、水源等的要求是较严格的，因此，在种植烤烟前必须对这些因素作充分的调查。对种植烟土壤的pH值及其中的12中矿质元素作分析，坚持轮作，保持土壤肥力。对大面积区域适合烤烟种植的可尝试和发展烟叶农场这种新的生产组织形式。首先是国家的农村政策，允许农民承包的土地在平等协商，自愿的基础上转让、入股、互换、抵押等，使土地向大户转移，向规模种植发展；其次，改革开放以来农村有大量的闲散劳动力，为创办农场创造了条件。烟叶农场的经营模式有：(1)技术人员＋农户式；(2)烟站、乡、村联合式；(3)烟站职工入股式。且投资烤烟农场风险小、效益稳定、回报率高，有利于科学技术的推广与普及，有利于烟叶种植布局的调整，有利于生产机械化的实现，有利于发挥科学示范带头作用。
1.2 全过程监控烟叶生产使用物质
必须对每年使用的各种农用物质进行严格管理，并做到有据可查，具体做到：(1)使用地方优势品种；(2)结合烤烟农场生产组织形式实行工厂化育苗，并保证育苗所用水源，基质及育苗专用肥的质量；(3)对使用农药安全性，基因安全性作检测，控制施药次数；(4)结合滴灌技术施用各种所需肥料，并对烤烟专用基肥及追肥的品种和质量进行监控；(5)合理处理烟叶残体；(6)应用MES(生产执行系统)对使用仪器和设备作全方位控制；(7)收购的烟叶每个部位都必须留取样品，并进行检测分析。其主要目的是减少污染，降低成本，提高仪器使用率。1.3 对烟农实行编码管理 利用IC卡对烟农实行户籍化管理，IC卡作为一种电子凭证，一户一卡，将烟农的档案(包括姓名、年龄、文化程度、家庭成员及劳动力组成状况、可耕土地面积、烤房结构与种烟面积是否匹配以及三年来烟叶交售等级和质量、合同信息等)写入IC卡，烟农必须持卡接受烟草公司技术指导和服务，领取物质，交售烟叶并进行结算。为方便交售，可将2030名烟农IC卡编为一个系统，只是每位烟农的序号不同而己，生产上一个系统就是一个组。这个组生产的烟叶在规定时间和收购地点进行集中交售，入库后将该组的同一个等级的烟叶打包，不够一包的另行包装，标明等级、数量、日期，贴上统一条形码及烟农IC卡编号，以便建立质量追踪系统。
1.4 建立烟叶生产技术推广系统
为加大烟叶生产过程中的技术含量提高烟叶品质，建立合理的技术体系，采取如下措施：(1)实行技术人员分户包干制；
(2)每名技术员分管一个系统，并从种烟土地选择、签订合同、起垄移栽、田间管理、成熟采收、质量预检、分级交售全过程对管辖的种烟农户实行个性化指导和分类管理，并将所有信息存入IC卡，以便监督考核；
(3)开设技术培训班，由每名技术员负责收集广，大烟农的疑难问题，集中讲解和个别辅导相结合，缺什么讲什么，提高培训效率，增加培训质量；
(4)1020名技术员由一名技术主管负责，对所在辖区负主要责任；
(5)结合烟叶农场新的生产组织形式，有条件的地方可将5～10个组组成一个规模农场，有利于科学实践和技术创新(如滴灌技术的应用)。1.5 建立质量追踪系统
按照GAP在烟叶生产和收购过程中所做的一切工作，都是为获得优质的商品烟叶，而最终建立起质量追踪系统。其目的在于明确烟叶产品的特定身份，保证其在烟叶贸易中被持续使用和确定烟叶产品质量问题的来源，一旦问题出现可追踪来源采取有利措施进行补救。具体要求如下：
(1)从烟农到烟站：每户烟农有唯一的IC卡编码；由技术员统一带领交售；每组烟农交的同等级烟叶分别打包，烟包编号，通过编码可查出相应的烟农群体；(2)原烟库存：从烟站到原烟仓库，所有烟包都要详细记录；
(3)混料加工：收集装筐烟包的标识，并在料筐的称重单上记录所有烟包信息，以及料筐投料时间和出料时间；
(4)成品烟存储：仓库要详细记录成品烟堆放区域和相关信息；(5)发货：详细记录货的来源与出处。
1.6 制定优质烤烟生产标准
制定项目主要有：烤烟生产基地的规划；制定种子标准；制定漂浮育苗相关农用物质如化肥、基质、水源等标准；制定烤房标准；制定新的分级标准；制定大田农药、化肥使用标准；制定农药残留标准等。2 烤烟GAP管理现状
目前，陆良县在烤烟GAP技术上的应用处于国内领先地位。1999年在非莫公司专家指导下，陆良县开始研究和开发国际型优质烟生产；2000年被国家烟草专卖局列为国际型优质烟生产基地；2002年提出打造陆良烤烟品牌战略，在全县创造性地推广集约式烟叶收购模式，建设了漂浮育苗基地、烟叶烘烤培训中心和烟草科技园；2003年，当德孟国际烟草有限公司经云南烟草公司批准选择优质烟叶出口基地时，陆良县位列榜首。按照德孟公司的要求，陆良县烟草公司在167hm2优质烟叶出口基地和400hm2辐射优质烟叶产区，采取多种有效措施推行GAP管理。至此，拉开了中国烤烟GAP管理战略的序幕。经过一年多的摸索，陆良县推行烤烟GAP管理是成功的，为在中国推行烤烟GAP奠定了基础。为方便广大烟区了解和认识烤烟GAP管理实际应用情况现将陆良县烤烟GAP管理理念简要总结如下：(1)成立领导小组和技术执行组；
(2)制定生产技术方案全面监控烟用物质；(3)建立技术推广体系；
(4)对烟农实行个性化服务和分类管理；(5)全面推行集约式烟叶收购办法；(6)建立烟叶质量追踪系统。
当然，各烟区由于各方面因素差距很大，可以以对烤烟GAP管理的理解为基础结合地方特点来推行烤烟GAP。
第五篇：烤烟GAP技术现状与展望
烤烟GAP技术现状与展望
云南农业大学 刘 芳
目前，我国烟叶生产与津巴布韦、巴西、美国、加拿大等发达国家相比还有一定的差距。分析原因，笔者认为：（1）我国分散种植烟叶的组织形式严重制约了优质烟生产前进的步伐；（2）发达国家的烟叶GAP技术极大推进了其优质烟叶的生产；（3）科学技术在烤烟生产中的应用含量还不高。所以，为了加快我国烟叶生产与国际接轨的步伐，在全国主要烟区推广烟叶生产烤烟GAP是十分必要的。经云南，陆良县烟草公司近一年的实践证明，效果是明显的。
烤烟GAP即优质农业生产管理在烤烟生产上的应用，是当今世界烤烟生产倍受推崇的管理模式。结合烤烟生产的特点，烤烟GAP涉及到生产基地的规划、种子的选育与推广、工厂化育苗的管理、烟叶生产技术推广体系的建立、烟农户籍化管理、烤烟信息网络系统的建立、烤烟全自动化收购系统的建立、烤烟标准的制定、烤烟质量追综系统的完善、烤烟分级模式的完善、以及烤烟生产相关设备的自动化管理系统的建立等方面。烤烟GAP在中国的发展还只是刚刚起步，许多地方还很不完善，但目前为止GAP技术在中草药、蔬菜、花卉等多种作物中应用比较广泛，这为烤烟GAP技术的推广和应用打下了坚定的基础。
对烟叶生产实行GAP的理解以及相关技术在其中的应用
烟草GAP可以理解为完善的或称之为优质烟叶的生产与管理方式。它要求我们在烟草生产与环境保护之间寻找一种平衡，在生产优质烟叶的同时，致力于土壤、水分、空气、动植物环境保护方面的可持续发展。这种方式将为我国烟草未来的发展提供强大动力，是我国烟草挑战国际市场的契机。实行烤烟GAP，（1）要积极培训广大烟农，提高烟农素质，保护烟农利益，为从事烟草生产的所有人员提供安全的工作环境；（2）在整个烟叶生产过程中充分应用科学技术，实行目标责任制；（3）建立质量追踪系统，保证烤烟质量。
1.1严格选择烟草生长的生态环境
烤烟种植对土壤、气候、水源等的要求是较严格的。因此，在种植烤烟前必须对这些因素作充分的调查。对种植烟草土壤的PH值及其数种矿质元素要作分析，坚持轮作，保持土壤肥力。要尝试对大面积区域适合烤烟种植的实验和发展烟叶农场这种新的生产组织形式。首先是国家的农村政策，允许农民承包的土地在平等协商、自愿的基础上转让、入股、互换、抵押等，使土地向大户转移，向规模种植发展。其次，改革开放以来农村有大量的闲散劳动力，为创办农场创造了劳动力条件。烟叶农场的经营模式有：（1）技术人员+农户式；（2）烟站、乡、村联合式；（3）烟站职工入股式。投资烤烟农场风险小、效益稳定、回报率高，有利于科学技术的推广与普及，有利于烟叶种植布局的调整，有利于生产机械化的实现，有利于发挥科学示范带头作用。1.2全过程监控烟叶生产使用物质
必须对每年使用的各种农用物质进行严格管理，并做到有据可查。具体做到：（1）使用地方优势品种；（2）结合烤烟农场生产组织形式实行工厂化育苗，并保证育苗所用水源、基质及育苗专用肥的质量；（3）对使用农药安全性，基因安全性作检测，控制施药次数；（4）结合滴灌技术施用各种所需肥料，并对烤烟专用基肥及追肥的品种和质量进行监控；（5）合理处理烟叶残体；（6）应用MES（生产执行系统）对使用仪器和设备作全方位控制；（7）收购的烟叶每个部位都必须留取样品，并进行检测分析。其主要目的是减少污染，降低成本，提高仪器使用率。1.3对烟农实行编码管理
利用IC卡对烟农实行户籍化管理。IC卡作为一种电子凭证，一户一卡，将烟农的党案（包括姓名、年龄、文化程度、家庭成员及劳动力组成状况、可耕土地面积、烤房结构与种烟面积是否匹配以及三年来烟叶交售等级和质量、合同信息等）写入IC卡，烟农必须持卡接受烟草公司技术指导和服务，领取物质，交售烟叶并进行结算。为方便交售，可将20-30名烟农IC卡编为一个系统，只是每位烟农的序号不同而已，生产上一个系统就是一个组。这个组生产的烟叶在规定时间和收购地点进行集中交售，入库后将该组的同一个等级的烟叶打包，不够一包的另行包装，标明等级、数量、日期，贴上统一条形码及烟农IC卡编号，以便建立质量追踪系统。
1.4建立烟叶生产技术推广系统
为提高烟叶生产技术含量和烟叶品质，建立合理的技术体系，采取如下措施：
（1）实行技术人员分户包干制；
（2）每名技术员分管一个系统，并从种烟土地选择、签订合同、起垄移栽、田间管理、成熟采收、质量预检、分级交售全过程对管辖的农户实行个性化指导和分类管理，并将所有信息存入IC卡，以便监督考核；
（3）开设技术培训班，由每名技术员负责收集广大烟农的疑难问题，集中讲解和个别辅导相结合，提高培训效率，增加培训质量；
（4）10-20名技术员由一名技术主管负责，对所在辖区负主要责任；
（5）结合烟叶农场新的生产组织形式，有条件的地方可将5-10个组组成一个规模农场，有利于科学实践和技术创新。1.5 建立质量追踪系统。
按照GAP在烟叶生产和收购过程中所做的一切工作，都是为获得优质的商品烟叶，而最终建立起质量追踪系统。其目的在于明确烟叶产品的特定身份，保证其在烟叶贸易中被持续使用和确定烟叶产品质量问题的来源，一旦问题出现可追踪来源采取有效措施进行补救。具体要求如下：
（1）从烟农到烟站：每户烟农有唯一的IC卡编码；由技术员统一带领交售；每组烟农交的同等级烟叶分别打包，烟包编号，通过编码可查出相应的烟农群体；
（2）原烟库存：从烟站到原烟仓库，所有烟包都要详细记录；
（3）混料加工：收集装筐烟包的标识，并在料筐的称重单上记录所有烟包信息，以及料筐投料时间和出料时间；
（4）成品烟存储：仓库要详细记录成品烟堆放区域和相关信息；
（5）发货：详细记录货的来源与流向。1.6 制定优质烤烟生产标准
制定项目主要有：烤烟生产基地的规划;制定种子标准；制定漂浮育苗、相关农用物质如化肥、基质、水源等标准；制定烤房标准；制定分级标准；制定农药残留标准;2.国内烤烟GAP管理技术应用现状
以陆良县烟草公司在167公顷优质烟叶出口基地和400公顷辐射优质烟叶产区，采取多种有效措施推行GAP管理为例，现简要总结如下：
（1)成立领导小组和技术执行组；
（2）制定生产技术方案 全面监控烟用物质；（3）建立技术推广体系；
（4）对烟农实行个性化服务和分类管理；
（5）全面推行集约式烟叶收购办法；
（6）建立烟叶质量追踪系统；
当然，因各烟区条件不同，也可理解式推行烤烟GAP。3.几种高新技术与烤烟GAP结合模式初探 3.1 农业信息技术与烤烟GAP的结合
3.1.1 人工智能技术在烟叶检测与分级中的应用
计算机视觉是集自动化、光学、视觉学、心理学、脑科学等众多领域的一门交叉学科，用来模拟生物视觉的某些功能，其研究范围包含了图像处理的绝大部分内容，并着重于对事物的理解。国外利用计算机视觉等技术在烟叶的质检与分级的研究始于1984年。1988年，美国的THOMAS发表了一篇题为“图像分析技术在表征烟草和相关产品质量方面的应用”的论文，提出将图像处理应用于烟草及其相关产品。这表明研究人员已开始将视觉的理论和技术应用于烟叶的品质检测与分级。1993年，津巴布韦大学的MACCORMAC设计了一个可用于实时分级的图像处理单元原形。
人工神经网络技术是人工智能技术的重要内容之一，人工神经网络是模仿生理神经网络的结构和功能的一种信息处理系统，它由排列成层次的许多单元组成，可以用过去的经验进行学习，特别适用于难以用常规数学方法表达过程的信息处理，这一技术在分级中得到广泛的应用。由于涉及烟叶分级的指标，如形状、颜色等都是非结构化的，因此，适于采用神经网络技术建立分级模型。
3.1.2 在烟叶质量追踪中的应用
对烟农编号、烟包编号、烤烟等级、收购日期、投料时间、出料时间、成品烟加工日期、成品烟堆放区、出烟区、购烟地点、集装箱号码、肥料、农用物质等相关信息作详细记录，以便质量监督管理。
3.2 IC卡在烤烟GAP中的应用
IC卡系统主要实现4个功能，分别是：发卡、送货销售、自提销售和专卖检查。台式读写器用于此卡的发卡和自提方式的销售，手持采集器用于送货销售和专卖检查。3.2.1 发卡 县级公司下属销售网点，每个销售网点都有自己的经销商。县级公司统一为经销商发放IC卡，IC卡系统通过对台式读写器的控制把零售商户的信息写入此卡中，完成发卡。3.2.2 送货销售
销售网点向自己的经销户进行送货销售步骤：初始化、销售、数据采集。(1)初始化：此系统把基本信息库写人手持采集器中，如：卷烟信息库、客户信息；(2)送货销售：送货人使手持采集器给经销户送货，将销售流水写入IC卡；(3)数据采集：经过一天的销售之后，要把手持采集器中的销售流水导人销售系统中，把采集器中存储的销售流水直接转化为网点销售流水。2.2.3自提方式
自提方式是由经销户用此卡到网点提货的一种方式。把经销户的卡插入台式读写器中，即可取得卡中客户信息。3.2.4 专卖检查
(1)初始化：通过销售系统将卷烟信息、经销户信息和专卖检查员信息录入专卖检查器的相应的内置数据库中。
(2)专卖稽查人员使用专用的专卖检查器对各个零售商客户进行专卖检查，可将专卖检查情况登记到专卖检查器中。此卡读写器读取IC卡上的销售情况，进行专卖检查。(3)通过专卖检查器可以查询以下信息：基本情况包括经销户姓名、编号、专卖限量、专卖证号、税号、经营地址等。业务信息包括：逐条显示销售流水、每月省内外累计销售数量、卷烟销售总量、省内、省外烟所占百分比。专卖检查包括详细信息和简要信息，其中详细信息包括时间、专卖证编号、是否违规；简要信息包括检查次数、检查户数等。
3.3 生产执行系统（MES）与烤烟GAP的结合应用
3.3.1 烟草MES介绍 MES系统使用全面实时精确的数据，优化从定单到产品完成的整个生产活动，对工厂全部生产活动进行指导、反应和报告；MES通过对变化情况的快速反应，减少无用行为，提高企业运行和管理的有效性。MES的特点及功能主要有：（1）MES处于计划层和控制层之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行；（2）MES执行由ERP制定的计划，根据实时生产信息进行生产调度，并将有关信息实时地提供给ERP系统；（3）MES能将生产目标及生产规范自动化转为过程设定值；（4）MES将从DCS采集来的生产数据与质量指标进行对比和分析，可以提供闭环的质量控制。
3.3.2 烟草MES的组成 根据烟草行业的特点,MES主要包括数据采集、实时监控与报警、生产计划调度、设备维护管理、过程质量监控、基础数据和文档管理、车间管理、物料追踪及统计分析等九大模块。烤烟MES的应用对促进质量标准的优化,对生产管理由被动型向预防为主的在线控制主动型转化起到了很关键的作用。4 小结
烤烟GAP管理在我国还处于初步发展阶段，需要在实践中不断完善。要大胆采用一些利于烤烟GAP管理的相关技术，如本文提及的烤烟农场生产模式，IC卡在烤烟GAP管理中的户籍化管理的应用，农业信息技术在烤烟GAP管理中的具体应用，生产执行系统（MES）在烤烟GAP仪器管理及烟叶质量追踪系统中的应用等。烤烟GAP管理在我国主要烟区的推广是我国烤烟生产的必由之路，是提高我国烟叶质量的基础，是增强我国烟草国际竞争力的有力保障，因此，我们应积极推行烤烟GAP管理模式，加快我国烟草前进的步伐。
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