浅谈固定消防设施在灭火作战行动中的应用[小编推荐]

第一篇：浅谈固定消防设施在灭火作战行动中的应用[小编推荐]

浅谈固定消防设施在灭火作战行动中的应用

内容题要：本文从固定消防设施的定义和种类入手，结合实战，对固定消防设施在灭火救援现场应用现状进行了四个方面的分析，列举了六种不同类型固定消防设施在灭火救援现场的不同用处，充分肯定了固定消防设施在灭火救援中的重要作用，并以此提出了如何有效发挥固定消防设施实战效能的思考。

关键词：固定消防设施 灭火救援 应用

随着目前我国经济实力、科技实力、综合国力的上升，城市现代化建设步伐不断加快，各类高层建筑、石油化工装置、地下建筑、大跨度大空间、城市综合体及人员密集场所也在日渐增多，建筑的层数越来越高，功能分区也越来越复杂，消防部队在灭火救援中，如何利用好固定消防设施是一个迫切需要解决的问题。通过对近年来的火灾案例分析发现，因固定消防设施施工和管理维保不善、操作使用不熟练等种种原因，导致固定消防设施的作用没有得到充分发挥，影响整个灭火救援行动，造成了重大损失。基层消防部队作为灭火救援的主要力量，如何在今后处置火灾事故中充分发挥固定消防设施的作用，提升部队战斗力，成为新时期消防部队亟待解决的重要问题。为此，本文以浅谈固定消防设施在灭火作战行动中的作用为题，针对固定消防设施实际运用进行浅析。

一、固定消防设施的定义和种类

1、固定消防设施的定义

固定消防设施，就是设置在建筑物或者构筑物内外，在建筑发生火灾，用于火灾报警、灭火、疏散、堵截、排烟等功能的消防设施的总称。具有预警早、灭火快速、防火分割、诱导疏散和辅助灭火五大功能。对快速有效扑救火灾，最大限度减少人员伤亡和财产损失具有极其重要的作用。

2、固定消防设施的种类

常见的固定消防设施有七大类，包括火灾自动报警灭火系统、安全疏散系统、应急照明和应急广播系统、自动灭火系统、消火栓系统、防火分割系统和防排烟系统。

二、固定消防设施使用现状

1、固定消防设施不够健全

一是历史遗留问题。如建筑物在当初修建的时候，国家尚未出台相应的消防技术规范，而现在消防技术标准不断修改，很多原来不做要求的，现在需要按照现有规范整改；二是部分厂房固定消防设施不完备。中队辖区内存在很多村民自建厂房，其固定消防设施仅有几个墙式消火栓，并且其效用不能保证。同时小厂房的防火分隔、疏散逃生通道也不能完全满足现在灭火救援的需要；三是存在整改难度相当大的问题。有些土建存在问题，没有适当的位置来增设系统；有些营业性单位、人员密集场所，如宾馆、医院等要增加系统不能影响正常营业，不能整体停下来，只能一步步来整改，整改时间较长。

2、固定消防设施维护保养不到位

很多单位消防安全责任不落实，对固定消防设施的日常维护保养不到位，单位消防专业技术力量薄弱，使技术含量较高的消防设施形同虚设，影响了其预防和扑救火灾作用的充分发挥。当前企事业单位兼职从事消防

工作的维保人员主要来源于转业退伍军人、社会招聘或公安机关委派的保安队员等，这些人员总体上文化程度低，消防业务知识及相关技能缺乏，消防专业培训跟不上；加之单位重视不够，工资待遇低，人员变动大，工作积极性受挫伤，知识结构、管理水平与新形势消防工作要求不适应。一旦发生火灾后，不能有效保证固定消防设施发挥作用，不能第一时间向到场的消防指战员提供现场情况，影响灭火救援效率。

3、消防官兵不重视固定消防设施的使用

在传统的灭火训练中，没有对固定消防设施给予足够的重视。一方面，受长期形成的部队训练模式制约，习惯性地考虑铺设移动的供水线路，忽视了固定消防设施在火灾扑救中的重要作用，从而未能使固定消防设施在灭火救援现场发挥其最大的效能。另一方面，部分指挥员对首先利用固定消防设施实施侦察询情，再结合部队现有装备开展救人和灭火的作战原则存在模糊认识，对固定消防设施不信任，导致在实际灭火救援行动中固定消防设施的利用率低。

4、固定消防设施专业性强，消防指战员操作不熟练

固定消防设施的技术含量较高，而目前基层的消防指战员普遍都没有进行过系统的学习培训，对固定消防设施所能起到的实际作用、相关原理、具体的操作流程等不熟悉，致使在灭火救援现场对固定消防设施的使用意识不强。

三、固定消防设施在灭火救援中的作用

固定消防设施具有自动探测火灾、自动灭火、引导人员疏散、阻隔烟火等多项功能，对限制火灾蔓延的途径和范围，及时发现和扑救初起火灾具有十分重要的作用，为有效开展灭火和疏散救人工作创造了有力的条件，从而起到了减少火灾造成的财产损失，降低人员伤亡的作用。

1、利用消防控制室进行火情侦察

消防部队指战员到达现场后，侦察小组要第一时间进入消防控制室进行火情的侦察，及时了解建筑内火灾报警的位置、燃烧物的种类、数量，燃烧的范围、火势蔓延的方向、人员疏散及被困情况，查看火灾自动灭火系统、防排烟系统、应急照明和应急广播系统运行情况，并根据灭火救援的需要，要求消防控制室值班人员启动相应的消防设施，如：消防泵、喷淋泵、应急广播、防火卷帘、防烟排烟系统、消防电梯等。

2、利用应急广播系统组织人员疏散

对于人员较多的建筑发生火灾，要第一时间开启应急广播系统，向楼内人员通报起火的位置，指挥着火层、着火上层和着火下层的人员进行疏散，同时要稳定人们的情绪，防止因整个建筑内的人员同时疏散，造成拥挤，发生踩踏事件。若有人员被困，应稳定其情绪，防止因惊慌而四处乱跑或跳楼，并视建筑内火灾的发展蔓延情况，利用应急广播告知其安全的疏散逃生通道。

3、利用固定消防设施进行灭火

在建筑发生火灾时，侦察小组应第一时间到消防控制室了解建筑内固定消防设施的运行情况，同时启动消防泵和喷淋泵，优先使用火灾自动灭火系统进行灭火。消防指战员携带器材，快速到达着火楼层或着火层下层，利用室内消火栓建立水枪阵地进行灭火。利用固定消防设施建立水枪阵地相比铺设移动供水线路建立分水阵地，既省时又省力，出水快又安全，更不会影响灭火时机。

4、利用水泵接合器供水

当消防指战员利用建筑内固定消防设施进行灭火时，因火场客观情况的变化，建设消防设计用水量往往不够，这就需要消防指战员要利用水泵接合器向建筑管网供水。在向水泵接合器供水时要分清是消火栓管网的水泵接合器还是喷淋系统的水泵接合器，防止接错；对于高层建筑还要明确水泵接合器的分区，在供水时，还要合理确定消防车供水压力和流量。若水泵接合器出现故障无法供水时，可以选择向底层的室内消火栓补充消防用水。

5、利用防火分割物堵截火势

防火分隔的本单元是防火分区，主要是通过防火墙、防火卷帘、防火门等防火分隔物将建筑分隔成相对安全的区域，以实现限制起火区域、防止火势蔓延的作用。消防指战员在火灾扑救的过程中，必须争分夺秒，掌握主动权，将火势控制在一个防火分区内，防止向别的防火分区蔓延。

6、利用防排烟设施进行火场排烟

火灾中致人死亡的主要因素不是火，而是燃烧产生的高温浓烟和有毒、有害气体。这些有毒、有害气体在火灾中不仅会影响人的视线、更直接威胁到人的生命。因此，在火灾发生后，指战员要及时启动建筑内部的防烟排烟设施，对楼梯间和电梯井进行送风，以阻止火灾烟气向其他部位蔓延。

四、如何有效发挥固定消防设施实战效能的思考

1、熟练掌握固定消防设施的性能

充分发挥消防部队资源优势，培养消防专业人才，利用总队培训基地的先进资源，增加固定消防设施操作人员的培训人次，提高基层官兵对固定消防设施性能、原理和使用方法的掌握程度，积累固定消防设施的相关

知识。

2、强化固定消防设施应用性训练

一是要提高固定消防设施在应用性训练中所占的比重，扩展固定消防设施训练的深度和广度。二是要突出固定消防设施和移动消防装备的结合应用，进一步创新固定消防设施实战操法，在演练中强化实战训练和应用改进，切实提高实战效能。

3、健全防消联勤机制

防火监督部门在进行建筑消防验收、检查时，应向基层中队告知建筑内固定消防设施的基本情况。战训部门和基层中队在进行“六熟悉”过程中发现的固定消防设施损坏、不能正常运转等问题，及时向防火监督部门通报。火灾发生后，防火监督部门要及时派员赶到火灾现场，督促和协助起火单位或到场中队启动相关的固定消防设施。

4、完善灭火应急预案

建筑火灾救援应急预案是做好灭火救援准备工作的重要环节。火灾救援应急预案应充分运用现代信息技术，把灭火救援应急预案做实、做细，确保战时实用、管用。制定预案时，要将固定消防设施的情况写入预案，并注明相应的性能、原理和使用方法。

总而言之，固定消防设施在火灾扑救中的作用是无可替代的，在灭火救援中起到事半功倍的效果，是我们基层消防部队在今后的灭火救援中应该不断强化使用的。因此，作为基层指战员要切实了解和掌握固定消防设施的性能和操作流程方法，进一步探索提高固定消防设施应用的新方法、新措施、新策略，在火灾发生时能够正确应用，使火势控制在最小范围内，将损失降低到最低限度，确保灭火救援行动科学高效。

参考资料：

[1] 张益民，李来保．高层建筑火灾固定消防设施应用分析[J].消防科学与技术,2012.4 [2] 李宁．浅析如何第一时间利用优先利用建筑消防设施开展灭火作战行动.中国科技纵横.2O13.2

第二篇：建筑消防设施在灭火作战力量部署中的应用（推荐）

建筑消防设施在灭火作战力量部署中的应用

(2009-07-02 10:21:38)转载标签： 消防电梯

消防控制室

灭火系统

建筑消防设施

水泵结合器

防护区 杂谈 ▼

分类： 消防学术研究

文/丁显孔 原载《消防技术与产品信息》

摘 要 从灭火指挥场所、利用建筑消防设施灭火与救援这三个方面阐述了建筑消防设施在灭火过程中的作用，结合建筑工程消防技术标准，指出建筑消防设施在灭火救援中的重要作用，并对消防人员如何正确利用这些设施、设备，使之成为灭火救援战斗力作了说明。

关键词 建筑消防设施 灭火救援 消防工程 灭火指挥

一、引言

建筑消防设施的设计基于建筑物的重要性，特别是建筑物的火灾危害性、建筑高度和使用人员的数量和特点，这些设施经过科学施工和验收被安装在建筑物中，再由使用单位进行及时、有效的维护保养，构成了消防安全管理的物质基础。建筑物发生火灾以后，建筑消防设施将发挥重要的作用，为减少火灾损失提供保障。事实证明，建筑消防设施同时也是消防队员进行灭火救援的有利条件。

2000年4月6日凌晨1时，某大酒店主楼客房部10楼因旅客酒后吸烟引起特大火灾。该建筑一、二期工程内设火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统和室内消火栓灭火系统。该建筑所在地消防队到达火场后，充分利用室内消火栓进攻灭火。在水枪的掩护下，战斗员佩戴空气呼吸器和隔热服，实施近战强攻，深入房间搜寻被困旅客，既保证了战斗员自身安全，也最大限度地减少了被困人员的伤亡，建筑消防设施发挥很大作用。

2002年3月1 日，某演艺中心发生特大火灾，该建筑物一、二层包厢和过道内安装有离子型烟感报警探测器108个、自动喷水灭火系统喷头95个、室内消火栓8个，并配备了干粉灭火器138具、过滤式逃生呼吸器200具以及事故应急照明、安全疏散指示标志等消防设施。该建筑物所在地消防队在扑救火灾过程中，始终没有利用室内消火栓出水灭火，内部消防设施利用不够，造成火场上兵力浪费，建筑消防设施没有发挥应有的作用。消防队员扑救建筑火灾主要有三个方面的工作，一是设立一个能够观察建筑火灾发展、变化，同时又相对安全的火场指挥部，以协调、指挥各种灭火力量；二是利用各种有利条件展开灭火作业；三是尽快疏散建筑物内人员，抢救物资和财产。简单来说，就是指挥、灭火、救援三项工作。那么，建筑消防设施在这三项工作中发挥什么样的作用，如何发挥作用，进而使建筑消防设施的应用成为灭火救援工作的有机组成部分，使之真正成为灭火救援战斗力的一部分，这是新时期建筑火灾防治工作中值得探讨的问题，本文就这些问题进行了讨论。

二、建筑防火设计中适合设置火场指挥部的场所 2.1 消防控制室

GB50016-2006《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）要求，单独建造的消防控制室，其耐火等级不应低于二级；附设在建筑物内的消防控制室，宜设置在建筑物内首层的靠外墙部位，亦可设置在建筑物的地下一层，并应采用耐火极限不低于2.00h 的隔墙和1.50h 的楼板与其它部位隔开；隔墙上的门应采用乙级防火门；应设置直通室外的安全出口；严禁与消防控制室无关的电气线路和管路穿过；不应设置在电磁场干扰较强及其它可能影响消防控制设备工作的设备用房附近；火灾发生后消防控制室的消防应急照明，仍应保证正常照明的照度。GB50045-95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》[2]（以下简称《高规》）也要求，高层建筑的消防控制室应设在首层或地下一层，并采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.50 h的楼板与其他部位隔开，且设直通室外的安全出口。GB50098-98《人民防空工程设计防火规范》也有类似规定。

GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》[4]（以下简称《气规》）要求，设有消防控制室的场所，各防护区灭火控制系统的有关信息，应传送给消防控制室；应向消防控制室传送的信息包括火灾信息、灭火动作、手动与自动转换和系统设备故障信息等。

GB50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》[5]（2005年版）（以下简称《喷规》）要求，消防控制室应能显示水流指示器、压力开关、信号阀、水泵、消防水池及水箱水位、有压气体管道气压，以及电源和备用动力等是否处于正常状态的反馈信号，并应能控制水泵、电磁阀、电动阀等的操作。

由此可见，消防控制室有组织灭火指挥的有利条件，在火灾发生时相对安全，适合设置火场指挥部。火场指挥部设立在消防控制室以后，指挥员可以利用设置在消防控制室的火灾自动报警系统显示的火灾探测器报警地址侦察、判断火灾蔓延的范围，也可以通过自动喷水灭火系统中水流指示器动作及信号反馈情况确定火灾发生的楼层或部位。这些信息比消防员进入火场要安全、可靠。

2.2 高层建筑内的自动灭火系统设备室，通风、空调机房、消防水泵房

《高规》规定，自动灭火系统设备室、通风、空调机房均采用耐火极限不低于2.00h的隔墙，1.50 h的楼板和甲级防火门与其他部位隔开。《建规》则规定：附设在建筑物内的固定灭火系统的设备室、消防水泵房和通风空气调节机房等，应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.50h的楼板与其它部位隔开。设置在丁、戊类厂房中的通风机房应采用耐火极限不低于1.00h 的隔墙和0.50h 的楼板与其它部位隔开。隔墙上的门应采用乙级防火门。因此，这些部位在建筑火灾中具有一定的防火能力，也可以设置火场指挥部或临时火场指挥部。

2.3 消防电梯前室

《高规》要求消防电梯设在不同的防火分区内。消防员可在电梯前室放置消防器材，也可由电梯首层直接进入电梯前室，消防电梯也可搭载消防员上升至起火楼层实施灭火。因[3]

[1]此，电梯前室是消防队员进入着火层进行扑救工作的起始点和安全区。《建规》则指出，消防电梯前室是消防人员进入室内扑救火灾的进攻桥头堡，为方便消防人员向火场发起进攻或开辟道路，在消防电梯间前室设有室内消火栓。

消防电梯前室具有一定的活动空间（如《高规》要求居住建筑消防电梯前室面积≥4.5m2；公共建筑≥6m2；当与防烟楼梯间合用前室时，居住建筑消防电梯前室面积≥6m2；公共建筑消防电梯前室面积≥10m），能够灵活进行通讯指挥、观察火情，因此设置临时火场指挥部也较可行。

2.4高层建筑内设置的避难层（间）

《高规》规定，避难层设有消防专用电话、消火栓、消防卷盘、独立的防烟设施、应急广播应急照明以及消防电梯出口，这些条件对灭火救援指挥均较为有利，因此除用作疏散人员外，亦可作为消防灭火指挥阵地或临时火场指挥部。

三、利用建筑消防设施展开灭火战斗

3.1 利用消防给水设施做好火场供水

火场供水非常重要，建筑消防给水设施比较健全、完善，为火场供水提供了有利条件。利用建筑消防给水设施供水的方法[6]主要有：

（1）利用建筑内部消防水泵向管网供水。高层建筑的室内消火栓均设有启动消防水泵的按钮，消防水泵可手动也可自动，也可与火灾自动报警系统联动。

（2）利用好水泵结合器。水泵结合器是当室内消防水泵发生故障或火势增大导致室内消防用水不足时，供消防车从室外消火栓取水，通过水泵结合器将水送到室内消防给水管网，供灭火使用的一种消防设施。水泵结合器的流量为10-15L/s，与室外消火栓或消防水池的距离为15-40m，一辆消防车通过水泵结合器向竖管供水高度达50-80m。因此，利用好水泵结合器意义重大。在使用过程中，要注意供水系统标志；要注意水泵结合器的供给范围，防止误接；并使消防车水泵出水压力与固定消防泵出口压力基本匹配；水泵结合器发生故障时，可由底层消火栓向竖管供水。

（3）消防车直接供水。通过消防车或消防水泵直接耦合串联，经沿楼层垂直铺设的水带供水。当建筑高度≤24m时，消防车可采用沿楼梯铺设水带但干线或从窗户竖直铺设水带双干线直接供水扑灭火灾；当建筑高度≥24m时，则立足于室内消防设备扑救火灾。

3.2 利用建筑灭火设施进行室内灭火

安装在建筑物内部的各种自动灭火系统，是扑灭火灾的重要力量和基础设施。自动灭火系统主要包括自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统等。其他建筑灭火设施包括室内消火栓灭火系统等。

（1）室内消火栓灭火系统。消防人员进入着火的建筑内部以后，应迅速利用室内消火栓灭火系统出水枪灭火，当水压不足时应击碎室内消火栓手动报警按钮，远程启动消防泵向火场供水。

（2）自动消防炮灭火系统。在大型会场等大空间建筑物中，可利用自动消防炮灭火系统控制火灾。单只喷头的最大洒水强度一般为20L/(min·m2)，消防炮单位面积喷水强度可达到133 L/(min·m2)，是喷头的6.7倍。2（3）气体灭火系统。《气规》要求，管网灭火系统应设自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式，预制灭火系统应设自动控制和手动控制两种启动方式。手动控制装置和手动与自动转换装置应设在防护区疏散出口的门外便于操作的地方，安装高度为中心点距地面1.5m。机械应急操作装置应设在储瓶间内或防护区疏散出口门外便于操作的地方。当火场出现异常，危及到气体灭火系统的防护区时，如果气体灭火系统未能自动启动，则需要消防队员手动控制、机械应急操作装置操作灭火。

（4）泡沫灭火系统。GB50196-93《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》（2002版）（以下简称《泡规》）要求，自动控制的高倍数泡沫灭火系统应设有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。手动控制的高倍数泡沫灭火系统应设有手动控制和应急操作两种控制方式。其手动控制是指人为远距离操作高倍数泡沫灭火系统中泡沫混合液供应装置、控制阀等组件的控制方式。应急操作是指人为现场操作高倍数泡沫灭火系统中泡沫混合液供应装置、控制阀等组件的控制方式。由于高倍数泡沫冷态发泡或灭火后在保护对象上面的泡沫覆盖层经一段时间后逐步消泡变成水溶液，因此消防队员在利用泡沫灭火系统灭火时，须在扑灭火灾后的一段时间，连续或间断地向防护区域手动或自动地喷放高倍数泡沫，以保持封闭状态。

（5）充分利用消防控制室。消防控制室内能够反映消火栓给水灭火系统中消防水泵的启、停；显示启动按钮的工作状态；显示消防水泵的工作和故障状态，这些信号有助于火场指挥部了解灭火工作的具体情况。消防控制室内能够控制自动喷水灭火系统的启、停；显示报警阀、闸阀及水流指示器的工作状态；显示消防水泵的工作和故障状态，这些功能能够帮助火场指挥部远程控制灭火进程。消防控制室内能够控制管网气体灭火系统的紧急启动与切断装置；显示系统的手动、自动工作状态；在报警、喷射各阶段，控制室有相应的声、光报警信号，并能手动切除声响信号；在管网气体灭火系统延时阶段，能自动关闭防火门，停止通风、空气调节系统；能关闭防火卷帘，这些功能能够帮助火场指挥部了解火灾蔓延的新动向，及时启动有关部件协助前线消防人员灭火。

3.3 利用防排烟设施做好排烟

在排烟前，先关闭通风、空调系统；在烟雾流经的部位和出口依靠可靠的水枪阵地，做好射水准备；对密闭的房间进行排烟时，应逐渐开启排烟口，并用喷雾或开花水枪掩护，以防止爆燃。地下建筑采用防排烟设施仍不能满足排烟需要时，可强行凿洞排烟。

3.4 在选择内攻路线时应首选消防电梯

高层建筑发生火灾时，消防队员若靠攀登楼梯进入高层部分扑救，一是体力消耗大，队员会因体力不及而造成运送器材和抢救伤员的困难，影响战斗力。二是耗费时间长，影响火灾的早期扑救。

《建规》要求，消防电梯井、机房与相邻电梯井、机房之间，应采用耐火极限不低于2.00h 的不燃烧体隔墙隔开；当在隔墙上开门时，应设置甲级防火门；在首层的消防电梯井外壁上应设置供消防队员专用的操作按钮。消防电梯轿厢的内装修应采用不燃烧材料且其内部应设置专用消防对讲电话；消防电梯的井底应设置排水设施，排水井的容量不应小于2m，排水泵的排水量不应小于10L/s。消防电梯间前室门口宜设置挡水设施；消防电梯的载重量不应小于800kg；消防电梯的行驶速度，应按从首层到顶层的运行时间不超过60s计算确定；消防电梯的动力与控制电缆、电线应采取防水措施。《高规》则规定，一类公共建筑、塔式住宅、12层及12层以上的单元式住宅和通廊式住宅、高度超过32m的其它二类公共建筑均应设置消防电梯。

3[7]可见，选择消防电梯应成为内攻路线的首选。此外，当利用消防电梯有困难时，消防人员还可以选择从室外楼梯进入建筑物到达起火层扑救火灾。

四、利用建筑消防设施展开救援行动

试验和火灾实例证明，一般用途的建筑物发生火灾时，人员应在10min以内疏散完毕，否则，将会因火灾和烟气的蔓延、高温烟气以及火灾的有毒热分解物而增加人员窒息死亡的可能性。

4.1 充分利用火灾应急广播疏散受困人员

GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》（以下简称《警规》）要求，控制中心报警系统应设置火灾应急广播，集中报警系统宜设置火灾应急广播；民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场所，每个扬声器的额定功率不应小于3W，其数量应能保证从一个防火分区的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。在环境噪声大于60dB的场所设置的扬声器，在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dB。客房设置专用扬声器时，其功率不宜小于1W。

火场指挥部在消防控制室内通知起火楼层的受困人员时，应注意通知的先后秩序，避免恐慌。

4.2 登高和疏散、抢救人员时应首先使用消防电梯、防烟楼梯或室外楼梯

《建规》和《高规》第6章“安全疏散和消防电梯”对建筑物如何设置消防电梯和防烟楼梯作出了严格的规定，防烟楼梯间比封闭楼梯间更好的防烟、防火功能，具有更高的可靠性。防烟楼梯间前室不仅起到防烟作用，而且作为人群进入楼梯间的缓冲地带。所以，登高和疏散、抢救人员时应首先使用消防电梯和防烟楼梯，选择好疏散出口，做好人员分流。在使用防烟楼梯时，要注意关闭防火门、启动正压送风系统和排烟系统，没有安装正压送风系统和排烟系统的建筑物，消防队员可以通过打开建筑物的窗户实现自然排烟，使防烟楼梯内没有烟气聚集和存留，保证疏散安全。室外楼梯也可供辅助人员应急疏散。

4.3 利用应急照明和疏散指示标志疏散

疏散指示标志的合理设置，对人员安全疏散具有重要作用，国内外实际应用表明，在疏散走道和主要疏散路线的地面上或靠近地面的墙上设置发光疏散指示标志，对安全疏散起到很好的作用，可以更有效地帮助人们在浓烟弥漫的情况下，及时识别疏散位置和方向，迅速沿发光疏散指示标志顺利疏散，避免造成伤亡事故。

4.4 利用建筑物内配备的逃生器具

有些建筑物内配备了辅助疏散设施。如《建规》、《高规》要求建筑物内与走道相连的外墙上设的阳台、凹廊应设置辅助疏散的设施。包括逃生袋、救生绳、滑梯、折叠式人孔梯箱、缓降器等，有些建筑物内还配有防烟面具，这些设施、设备都对火场逃生具有辅助作用。

4.5 利用好消防控制室

火场指挥部在消防控制室内可以操作实现：停止有关部位的通风机，关闭防火阀，并接收反馈信号；启动有关部位防火阀、排烟风机和排烟阀，并接收其反馈信号；关闭有关部位的防火门、防火卷帘，接收其反馈信号；发出控制信号，强制电梯停在首层，并接收其反

[8]馈信号；接通应急照明和疏散指示灯；切断有关部位的非应急电源等，火场指挥员及时操作、控制，会为灭火救援的成功创造更为有利的条件。

参考文献

[1]GB50016-2006建筑设计防火规范[S].[2]GB50045-95高层民用建筑没计防火规范（2005年版）[S].[3]GB50098-98人民防空工程设计防火规范（2001年版）[S].[4]GB50370-2005气体灭火系统设计规范[S].[5]GB50084-2001自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）[S]

[6]公安部消防局.消防灭火救援[M].北京：中国人民公安大学出版社，2003 [7]GB50196-93高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范（2002年版）[8]GB50116-98火灾自动报警系统设计规范[S].

第三篇：固定化酶在现代工业中的应用

固定化酶在现代工业中的应用

姓名：胡艳芬 学号：2008132106 指导教师：张孟

摘要

酶是一类有催化功能的蛋白质,具有反应条件温和, 底物专一性强, 可在水溶液和中性pH 下操作等优点。与游离酶相比，固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时，又克服了游离酶的不足之处。本文简要介绍了固定化酶的概念、制备方法及其在生物、医药、环境保护等方面的广泛应用。重点介绍一些固定化酶在现代工业中的应用，并对其应用前景进行了展望。

关键词

固定化酶 制备 工业 应用 前景

酶是一类由活细胞产生的具有生物催化功能的分子量适中的蛋白质,具有极高的催化效率、高度的特异性及控制的灵敏性。大多数酶是水溶性的。由于酶催化反应具有底物专一性、催化高效性、反应条件温和等优点,符合绿色化学的要求,从而被大家高度重视,已在许多领域得到广泛的应用。酶的最大缺点是其不稳定性,在酸、碱、热及有机溶剂中易发生变性,活性降低或丧失;而且酶反应后,会在溶液中残留,造成酶反应难以连续化、自动化,同时也不利于终产品的分离提纯,这些都大大阻碍了酶工业的发展,所以有必要采取酶工程技术改善这些缺点。酶工程技术措施较多,其中酶的固定化技术是重要举措之一。酶的固定化是用人工方法把从生物体内提取出来的酶固定在特定的载体上或使酶与酶相交联,酶被限定在一定区域内,但仍保持原有高效、专

一、条件温和的催化功能。

已固定化的酶像化学反应所用的固体催化剂那样, 既能发挥它们的催化特性, 又能回收, 并能多次反复使用, 使整个生产工艺可以连续化、自动化。近年来, 国内外科技工作者在固定化酶在工业生产中的应用做了大量研究，并得到了广泛的发展，本文将对这些成就做具体介绍。固定化酶的概念

1916 年Nelson 和Griffin 最先发现了酶的固定化现象后, 科学家就开始了固定化酶的研究工作。1969 年日本一家制药公司第1 次将固定化的酰化氨基酸水解酶用来从混合氨基酸中生产L-氨基酸, 开辟了固定化酶工业化应用的新纪元。酶的固定化是用人工方法把从生物体内提取出来的酶固定在特定的载体上或使酶与酶相交联,酶被限定在一定区域内,但仍保持原有高效、专

一、条件温和的催化功能。通常酶是游离的,而经过固定化以后,酶被束缚在一定区域内,因而这样的酶被称为固定化酶

[ 3, 4 ]

[2][1]

。与游离酶相比, 固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时, 又克服了游离酶的不足, 呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续可控、工艺简便等一系列优点。固定化酶的制备

酶的固定化(enzyme immob ilization)是指采用有机或无机固体材料作为载体(carrier or support),将酶包埋起来或束缚、限制于载体的表面和微孔中, 使其仍具有催化活性, 并可回收及重复使用的酶化学方法与技术。固定化酶的制备方法有物理法和化学法两大类。物理方法包括物理吸附法、包埋法等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。化学法是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上,使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。

2.1 传统的酶固定化方法

传统的酶固定化方法大致可分为4 类: 吸附法、交联法、包埋法、共价结合法。吸附法是最早出现的酶固定化方法, 包括物理吸附和离子交换吸附。该法条件温和, 酶的构象变化较小或基本不变, 因此对酶的催化活性影响小, 但酶和载体之间结合力弱, 在不适pH、高盐浓度、高温等条件下, 酶易从载体脱落并污染催化反应产物等。交联法是利用双功能或多功能交联试剂, 在酶分子和交联试剂之间形成共价键, 采用不同的交联条件和在交联体系中添加不同的材料, 可以产生物理性质各异的固定化酶。交联法一般作为其它固定化方法的辅助手段。包埋法的基本原理是载体与酶溶液混合后, 借助引发剂进行聚合反应, 通过物理作用将酶限定在载体的网格中, 从而实现酶固定化的方法。该法不涉及酶的构象及酶分子的化学变化, 反应条件温和, 因而酶活力回收率较高。包埋法固定化酶易漏失, 常存在扩散限制等问题, 催化反应受传质阻力的影响, 不宜催化大分子底物的反应。载体偶联法是指酶分子的非必须基团与载体表面的活性功能基团通过形成化学共价健实现不可逆结合的酶固定方法, 又称共价结合法。载体偶联法所得的固定化酶与载体连接牢固, 有良好的稳定性及重复使用性,成为目前研究最为活跃的一类酶固定化方法。但该法较其它固定方法反应剧烈, 固定化酶活性损失更加严重。2.2 传统固定化技术的改进

保持各种传统固定化方法的优点并改进其不足一直是固定化酶方面研究的重要内容。改善酶固定化效果的途径有: 改善表面积以及孔径等物理结构,如采用分子筛或纳米纤维微孔膜;改善化学交联的反应及方式, 如辐照, 引发剂引发等;改善结合的方向选择性, 如采用定向固定化的方法;其他手段, 如利用长臂使酶远离载体表面, 使载体-酶体系的溶解度随温度、pH 值等条件的改变而改变, 以便于产物的分离及酶的回收。针对不同的酶有不[5]同的策略, 对于某些酶可能取向很重要, 而对于其他酶可能载体造成的环境重要一些, 因此, 每种酶固定的最佳条件目前还是特异的, 没有统一的理论, 其原因可能是相互间的影响因素太多, 而酶又多由具有复杂组成和空间构型的蛋白质构成, 不存在明显的因果联系。今后可望建立起适用的模型, 使用计算机得到最优的固定策略。2.3 新型酶固定化方法

开发新型酶固定化方法的原则是: 实现在较为温和的条件下进行酶的固定化, 尽量减少或避免酶活力的损失。通过辐射、光、等离子体、电子等新方法均可制备高活性固定化酶。Mohy 等[ 6] 以137 Cs 为辐射源,通过C2射线引发将甲基丙烯酸甲酯接枝共聚于尼龙膜表面, 经进一步活化, 用于青霉素酰化酶的固定。光偶联法是以光敏性单体聚合物包埋固定化酶或带光敏性基团的载体共价固定化酶, 由于条件温和, 可获得酶活力较高的固定化酶。Li等 利用含芳香叠氮基的光活性酯, 在远紫外光辐照下, 叠氮基光解生成氮烯与PES 膜表面的C-H 键间发生插入反应形成仲胺, 将脲酶共价键合到PES 膜的表面。等离子体是高度激发的原子、分子、离子以及自由基的聚集体, 大量的等离子体常在室温下存在。载体材料表面可以由等离子体进行有用修饰

[ 8, 9]

[ 7]

, 从而引入活性基团。Puleo 等将钛合金T i26Al24V 表面用丙烯酸胺等离子体处理引入氨基, 然后将含碳硝化甘油接枝于钛合金表面, 或者将等离子体处理的钛合金先由琥珀酸酐处理, 再用含碳硝化甘油接枝, 进而将溶菌酶和骨形态蛋白进行固定, 实现了生物分子在生物惰性金属上的固定化。固定化酶在现代工业中的应用

3.1 酶蛋白工程在工业酶中的应用

目前酶蛋白质工程主要集中在工业用酶的改造, 因为工业用酶有较好的酶学和晶体学研究基础, 酶的发酵技术(包括诱变技术和筛选方法)也比较成熟, 而且其微生物的遗传工程发展较好, 其次工业酶无须进行医学鉴定, 能很快地投入使用.如用作洗衣粉添加酶的枯草杆菌蛋白酶, 是一种天然的丝氨酸蛋白酶, 它能够分解蛋白质, 使衣服上的血迹和汗渍等很容易洗掉.但这种酶一般比较脆弱, 在漂白剂的作用下容易被破坏而失去活性, 原因是222位的甲硫氨酸容易被氧化成砜或亚砜.现在利用蛋白质工程技术, 用丝氨酸或丙氨酸替代后, 酶的抗氧化能力大大提高, 可在0.5mol/L 的过氧化氢溶液中停留1小时而活性丝毫未损, 这样便可与漂白剂混合使用.可以预见生物工程技术的发展和酶固定化技术可以相互补充, 共同发展对酶在工业领域的应用必将起到更大的推动作用。3.2 固定化酶在食品工业中的应用

酶固定化在食品工业中的应用是早期发展起来的一个传统领域.其中最有名的, 也是规模最大的过程, 就是采用固定化葡萄糖异构酶, 从葡萄糖生产高果糖浆.其它还包括采用固定化乳糖酶去除牛乳中的乳糖、采用固定化脂肪酶通过转酶反应生产可可油替代品、采用固定化耐热蛋白酶制造甜味剂2天冬甜精, 以及应用固定化L2天冬酶从富马酸铵生产天冬氨酸等[ 7]。1973 年,日本用聚丙烯酸酰胺为载体,用包埋法制成固定化天冬氨酸酶,用于工业化生产。固定化乳糖酶和固定化天门冬氨酸-β-脱羧酶分别于1977 年和1982 年用于工业化生产。

3.2.1 固定化酶在乳制品生产中的应用

牛奶中含有一定量的乳糖,有些人体内缺乏乳糖酶,在饮用牛奶后常出现腹泻、腹胀等症状;另外,由于乳糖难溶于水,常在炼乳、冰淇淋中呈沙样结晶析出,影响风味。乳糖酶可将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖,如将牛奶用乳糖酶处理则可解决上述问题。Fernandes等[ 6 ]研究用琼脂糖作载体,固定来源于南极的冷适应菌Pseudoalterom onas sp的β-半乳糖苷酶,并应用于牛奶中乳糖的降解,生产低乳糖牛奶;Caterina等[ 7 ]运用固定化技术,研究牛奶中碱性磷酸酶的耐热性;Mona等[ 8 ]研究用离子吸附法固定来源于B acillus licheniform is 5A1的牛奶凝结酶,并用于干酪生产。

3.2.2 固定化酶在啤酒生产中应用

在啤酒生产中,需添加外源性的淀粉酶来补充天然酶的不足。此外,长期放置的啤酒会由于多肽和多酚物质发生聚合反应而变得混浊,为防止出现混浊,目前主要采用添加蛋白酶来水解啤酒中的蛋白质和多肽。温燕梅等以化学共沉淀法制得的磁性聚乙二醇胶体粒子为载体,固定胰蛋白酶,该磁性酶对啤酒澄清、防止冷浑浊有明显效果;Stepanova等研究用DEAE-纤维素固定β-葡萄糖苷酶和多聚半乳糖醛酸酶,用于樱桃、李子的果酒生产。3.2.3 固定化酶在茶饮料生产中的应用

将固定化酶法应用于茶饮料生产中,可去除异味,提高适口性,提高营养价值。李平等

[ 9 ]

研究从黑曲霉(Aspergillus niger)发酵液中提取β-葡萄糖苷酶酶液,用丝素蛋白将其固定,此固定化酶可应用于茶汁的风味改良;苏二正

[10 ]

等以海藻酸钠为载体,采用交联-包埋-交联的方法共固定化了单宁酶和β-葡萄糖苷酶,可应用于茶饮料的除浑和增香处理。3.3 固定化酶在化工领域中的应用。

水解蛋白酶固定化后可用于肽及有机化合物的酶促合成,如硅藻土固定化木瓜蛋白酶可在乙酸乙酯介质中催化合成LeuPhe-LeuLL231 [ 3 ] 彭志英1 食品酶学导论[M ] 1 北京: 中国轻工业出版社, 20021 [ 4 ] 罗贵民,曹淑桂,张今1酶工程[M ] 1北京:化学工业出版社, 2002 [ 5 ] 杨昌英, 潘家荣, 钟珩等.醋酸纤维素固定化脂肪酶催化猪油合成单甘酯[ J ].湖北化工, 2002,(6): 20 21.[ 6 ] Mohy M Y, Ben civenga U, Rossi S, et al.Charact erizat ion theact ivity of pen icillin G acyl as e immobilized on to nylon membranesgraft ed with different acrylic monomers by means of C2radiation[ J].J ou rnal of Molecular Cat alysis B: E nzymat ic, 2000: 2332 244.[ 7 ]吴国琪,凌达仁,王忱,等.固定化谷氨酸脱羧酶性能的研究[J ].离子交换与吸 附,1999 ,15(1):71.[ 8 ] Mona A E, Yannick C B1 Immobilization of Bacilluslicheniformis 5A1 milk-clotting enzyme and characterization of itsenzyme p roperties [ J ] 1 World Journal of Microbiology andBiotechnology, 2006, 22(3): 197～2001 [ 9 ] Kalia V , Goyal L , Pundir C S.烷基胺玻璃固定化葡萄糖氧化酶测定血糖[J ].生物工程学报, 1998 , 14(3): 336.[ 10 ] 徐晖,王燕,魏密苏.环境工程中固定化酶与固定化微生物的应用[J ].沧州师范专科学校学报,2002 ,18(3):42.[ 11 ] Dinelli D.Process Biochem [ J ].Process Bio chem, 1972, 7(8): 9 14.[ 12 ] 岳振峰, 彭志英, 徐建祥等.壳聚糖固定化葡萄糖苷酶的研究[ J ].食品与发酵工业, 2001, 27(4): 20 24.[ 13 ] 陈雄.固定化糖化酶的研究[ J ].中国酿造, 2001,(2):19 20.[ 14 ] 唐芳琼, 孟宪伟, 陈东, 冉均国, 苟立, 郑昌琼.纳米颗粒增强的葡萄糖生物传感器[ J ] , 中国科学B 辑, 2000,30(2): 119 124.[ 15 ] 马秀玲,陈盛,黄丽梅,等.磁性固定化酶处理含酚废水的研究[J ].广州化学，2003,28(1):17

Immobilized in the modern industrial application

Name: Hu Yanfen

Instructor: ZhangMeng

Abstract Enzymes are a class of proteins with catalytic function, with mild reaction conditions, substrate specificity, and can be in aqueous solution and neutral pH operation, etc..Compared with free enzyme, immobilized enzyme while maintaining its high specificity and moderate catalytic properties of enzymes, they also overcome the inadequacies of the free enzyme.This paper introduces the concept of the immobilized enzyme, preparation methods and in biology, medicine, environmental protection and other aspects of the wide range of applications.Highlights some of the immobilized enzyme applications in modern industry, and its application prospect.Key words

Immobilized Preparation Industry Application foreground

第四篇：IPsec在IMS固定接入网中的应用部署探讨

IPsec在IMS固定接入网中的应用部署探讨

蔡晟

中国电信股份有限公司上海研究院

【摘要】随着IMS的商用部署，传统运营商需要考虑固定接入用户的信息加密保护需求。本文简要介绍IPsec的工作原理，分析ESP和AH协议的封装机制；研究在BAC设备上实现IPsec的功能要求；最后提出IPsec在IMS固定接入网的应用部署建议。

【关键词】IMS；固定接入；安全；IPsec；BAC 引言

固定与移动通信的融合（FMC）已成为通信行业的未来发展趋势之一，IMS（IP Multimedia Subsystem）为在网络和业务层面提供了融合技术的可能性，越来越多的电信运营商正在或者准备IMS网络的部署。3GPP R7 版本又加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求 IMS 支持 xDSL、cable、FTTx等固定接入方式。

固网运营商部署IMS时，需要考虑IMS固定接入的安全问题。一方面，IMS终端和互联网直接互联，而互联网是不安全的网络，使得接入设备和 IMS 终端很容易地受到黑客的攻击；另一方面，IMS 是以IP 为承载的网络，只要基于 IP 技术，SIP 信令就可以很容易的传送到核心控制层，这样IMS 核心控制层就会很容易的受到来自互联网安全威胁。IMS的安全架构

IMS网络基于数据网上, 但是它的安全机制却和数据网不相关的，为此IMS提供了完整的安全机制，包括鉴权认证、信令一致性保护以及加密。具体结构可以参见下图：

图1.IMS安全结构

可以看出IMS的安全结构一共包括5个层面: 1.提供用户和IMS网络之间的双向认证.认证是基于存在于IMS用户和HSS的秘密数据和函数.HSS[3]向S-CSCF[2]分发认证向量.S-CSCF代表网络对用户进行认证.2.提供UE和P-CSCF[2]之间的空中接口之间的安全链接.其中包括加密和完整化保护.3.提供网络域内CSCF和HSS之间的安全.4.提供不同网络之间的CSCF网络实体之间的网络域安全.5.提供相同网络内的CSCF之间的安全.这当中, 1、2被称为IMS接入网的安全, 而3、4、5则是网络域内范围的安全。

虽然IMS安全架构定义了UE与P-CSCF之间通过IPsec实现信令/媒体的完整性和安全性保护机制，但是当引如BAC后，原有的端到端的机制无法直接在UE与P-CSCF之间实现，转而需要在UE与BAC之间实现IPsec。为此，需要研究BAC的工作机制和IPsec的特性，探讨IPsec在BAC上应用部署问题。BAC的工作机制

在软交换时代，为解决业务部署中遇到的NAT/FW穿越、安全、互通、QoS等问题，运营商大多在固定接入终端和软交换之间部署BAC（边界控制器）。在IMS架构中，也同样定义了BAC：BAC位于P-CSCF和UE之间，BAC与P-CSCF接口为Gm，与UE之间的接口为Gm’。BAC也可以与P-CSCF合设，此时，Gm成为内部接口。

图2.BAC 在IMS架构中的位置

当SIP终端向IMS注册时，BAC会给终端分配一个信令代理端口，所有消息都会经过这个端口转发给IMS，同时BAC会用自身地址和这个端口来替换消息体中终端的地址信息。因此，BAC对SIP终端来说可看作是IMS系统，BAC相对IMS又可看作是用户，IMS系统首先将呼叫被叫的请求发给BAC，经过信令处理后再转发给真正的被叫用户。IPsec协议分析

IPsec是IP网络的主要安全机制，可以直接在IP层引入安全。通常IPsec根据网络节点标识来提供安全服务，而且这可以由SIP体系独立完成。正因如此，IPsec主要用于SIP实体之间，这些SIP实体可以拥有预先配置而且相当静态的安全联系，如同一个IP电话提供商的服务器。TLS通过TCP来提供传输层的安全，它适于在有动态联系的主机间需要逐段转接安全的体系。

AH和ESP是IPsec的两个主要协议。Authentication Header(AH)协议为IP通信提供数据源认证、数据完整性和反重播保证，它能保护通信免收篡改，但不能防止窃听，适合用于传输非机密数据。Encapsulating Security Payliad(ESP)为IP数据包提供完整性检查、认证和加密。AH认证强于ESP，AH可以对报头和有效载荷进行认证，ESP只对有效载荷进行认证。AH和ESP在完整性校验的主要区别在于覆盖的长度上，ESP不对IP头进行认证，除非IP头被封装在ESP内部（例如，隧道模式）。

传输模式和隧道模式是将AH和ESP应用到IP数据包中的两种不同的方法。在隧道模式下，原始IP分组被封装成一个新的IP数据包，并在内部报文和外部报文之间插入一个IPsec

报头（AH或ESP），原IP地址被当作有效载荷的一部分受到IPsec的安全保护，另外，通过对数据加密，还可以将数据包目的地址隐藏起来，有助于保护端隧道通信中的数据安全。

在传输模式下，在IP报头和高层协议报头之间插入一个IPsec报文（AH或ESP）。在该模式下，IP报头与原始IP分组中的IP报头相同，只是IP协议字段被改为AH（51）或ESP（50），并重新计算IP报头校验和。

传输模式保护数据包的有效载荷、高层协议，IPsec源端点不会修改IP报头中的目标IP地址，原来的IP地址保持明文。传输模式只是为高层协议提供安全。该模式常应用在需要保护的两台主机之间的端到端的连接，而不是有多台主机的两个网关之间的数据流。

4.1隧道模式中的AH 在隧道模式中，AH插入到原始IP头部之前，然后在AH之前再增加一个新的IP头部。AH验证的范围也是整个IP包，因此也存在AH和NAT、BAC的冲突。

新IP头部（含可选字段）AH头部IP头部（含可选字段）TCP头部（含可选字段）数据应用AH之前IP头部（含可选字段）TCP头部（含可选字段）数据应用AH之后图3.隧道模式中的AH

验证区域（可变字段除外）

4.2隧道模式的ESP ESP隧道模式对整个IP包进行加密保护，ESP插入到原始IP头部之前，然后在ESP之前再增加一个新的IP头部。

新IP头部（含可选字段）ESP头部IP头部（含可选字段）IP头部（含可选字段）TCP头部（含可选字段）数据加密区域TCP头部（含可选字段）验证区域数据ESP尾部ESP验证数据应用ESP之前应用ESP之后图4.隧道模式中的ESP

4.3传输模式中的AH AH插入到IP头部（包括IP选项字段）之后，传输层协议（如TCP、UDP）或者其他IPsec协议之前。

IP头部（含可选字段）ESP头部IP头部（含可选字段）TCP头部（含可选字段）数据加密区域TCP头部（含可选字段）验证区域数据ESP尾部ESP验证数据应用ESP之前应用ESP之后图5.传输模式中的AH

4.3传输模式中的ESP ESP插入到IP头部（包括IP可选字段）之后，任何被IP协议所封装的协议（如传输层协议TCP、UDP等）之前，保护IP包的载荷。传输模式的ESP不对SPI、序号字段和验证数据进行加密。不对IP头部进行验证，所以不存在NAT和BAC冲突的问题。ESP传输模式的验证服务比AH传输模式弱一些。

IP头部（含可选字段）IP头部（含可选字段）TCP头部（含可选字段）数据应用AH之前AH头部TCP头部（含可选字段）数据应用AH之后图6.传输模式中的ESP

验证区域（可变字段除外）IPsec在BAC上的应用

在隧道模式下，无论是AH还是ESP，如果该包经过BAC，其源/目的地址将被改变，将造成到达目的地址后的完整性验证失败。在传输模式下的AH，被验证的区域是整个IP包（可变字段除外），包括IP包头部，因此源IP地址、目的IP地址是不能修改的，否则会被检测出来。

由于BAC重新指定内网/外网用户信令/媒体流的接收地址和端口，因此IMS只能采用IPSec ESP为UE和BAC间所有SIP信令提供完整性保护，保护IP层的所有SIP信令，以传输模式提供完整性保护机制。

对于IMS固定接入网用户，由于UE与P-CSCF之间存在BAC，特别是在BAC的信令处理模块与P-CSCF未合设的情况下，无法实现从UE到P-CSCF的IPsec加密通道，因此为保证IMS的安全传输，可以部署从终端到BAC的IPsec安全隧道，为终端接入提供安全链接.包括加密和完整性保护。

下图以固定接入的UE初始注册为例，介绍UE与BAC之间建立SA的流程。

UE1Unprotectedport2REG4018UnprotectedportBACP-CSCFS-CSCF345910protectedClient port15protectedServer port11REG672001320014protectedServer portprotectedClient port

TCP/UDP12图7.UE与BAC之间建立SA

1、UE发送注册请求；

2、向BAC的服务端口（未受保护）发送该SIP注册消息；

3、该SIP注册消息传送至归属S-CSCF，进行用户身份验证；

4、S-CSCF从HSS取得用户安全信息；

5、S-CSCF返回401应答消息，该消息中包含了BAC侧用于IPsec的加密密钥和UE的验证信息；

6、BAC更改401消息，去除加密密钥，增加包含IPsec信息的Security-Server报头；

7、BAC为接收认证过的SIP注册消息准备IPsec通道；

8、由BAC修改的401消息发送至UE的服务端口（未受保护）；

9、UE对S-CSCF进行验证，计算用于IPsec通道的加密密钥。UE建立IPsec通道，配置SA；

10、UE构建验证后的注册请求消息；

11、UE向BAC的端口（受保护）发送注册消息；

12、BAC转发SIP注册消息，S-CSCF对UE进行验证；HSS更新记录；S-CSCF返回200 OK；

13、若使用TCP协议，BAC向UE的端口（受保护）发送200 OK；

14、若使用UDP协议，BAC向UE的端口（受保护）发送200 OK；

15、会话建立。

根据上述流程可以看出，当BAC与P-CSCF功能实体分开设置的情况下，IPsec的建立需要由BAC代替P-CSCF完成。为了进一步提高BAC与P-CSCF之间SIP信令的完整性和机密性，可以在两者之间另外建立安全隧道，但是这样将加重BAC的处理负荷，并且BAC与P-CSCF之间已属于运营商内部核心网而不属于接入网，在安全防护上已有一定的保证。当BAC与P-CSCF功能实体合并设置的情况下，对BAC没有支持IPsec需求，接入网部分的信令加密仍可以由UE与P-CSCF之间建立安全隧道来完成。

6结束语

总之，为解决IMS终端与核心网络之间的安全问题，可以通过IPsec对信令、媒体流进行完整性保护和加密。而固定接入终端与移动终端的IPsec应用存在区别，主要是对于固定接入终端，需要在BAC上部署IPsec。因此，虽然目前IPsec的实际应用较少，但是运营商在建设IMS网络时，仍需要关注BAC对IPsec的功能支持，以便将来满足固定接入用户的安全需求。

参考文献

[1] IETF RFC2401 Security Architecture for the Internet Protocol.[2] IETF RFC2406 IP Encapsulating Security Payload(ESP).[3] 潘平，会话边界控制设备SBC应用的相关研究，广东通信技术，2010, 30(5).[4] 杨涛，面向用户的IMS媒体层统一安全框架，计算机工程，2009.[5] 宋建标，马跃，刘昶，IMS固定接入网安全问题分析，计算机科学技术，2010，10.作者简介

蔡晟 北京邮电大学，学士，中国电信股份有限公司上海研究院，助理工程师，交换研发工程师，主要研究方向为软交换、IMS核心网。

第五篇：作战评估：也在发展变化中（精选）

作战评估，是指挥员对部队达成既定目标或完成既定作战任务程度的评价和估量，是指挥员进行作战决策时的重要依据之一。随着信息技术的发展，作战评估的内容、方法、手段等也在发生着一系列新的变化和位移。评估内容由“单个要素”静态评估向“整个系统”动态评估转变

以往的作战评估，指挥员和指挥机关往往只重视对武器或武器系统等单个要素的数量，或在作战中所能发挥作用的有效程度进行评估。例如，通过作战双方拥有多少坦克、大炮、军舰以及这些武器的速度、射程、杀伤半径等指数对比，进行一种以静态为主的评估。

信息化条件下的作战系统，是一个多因素有机组合的复杂系统，信息成为影响作战胜负的主导因素；信息技术与武器装备的融合，使作战更直接表现为系统与系统之间的对抗，传统意义上通过对“单个要素”的静态评估，已不能准确反应出整个部队的作战能力和作战效果。于是，作战评估开始向在信息主导下的作战实体运用武器系统所能达到预期目标的程度做出评价转变。它属于一种动态的作战评估，与作战实体对武器使用效果和作战实体自身的训练保障程度有关，同时也与在作战过程中作战实体能否与武器、人员之间进行高效的信息交互、控制与参与有关。它要求各级指挥员和指挥机关在评估作战效果时，既要考虑到以物质和能量消耗为主的火力战，更要从整个作战系统的角度出发，去考虑信息系统在作战中可能发挥的作用和影响。

评估效果由“概略粗放型”向“科学精确型”转变

在以平台为中心的传统作战中，指挥员和指挥机关只能根据观察到的作战结果和下级的情况报告，概略评估作战效果，对指挥决策系统循环的指导性不强。随着信息技术的发展及在决策、模拟、仿真、感知领域中的应用，作战评估的精细度和科学性进一步提高。一方面，遍布于战场各个角落的各种侦察探测设备，探测方式多、精度高，可从不同的范围和角度对目标实施昼夜监视，从不同侧面反映目标的特征，并将获取的信息相互印证和补充，使指挥员更全面准确地掌握目标的被毁伤情况等，为实施作战评估提供更为准确的依据。另一方面，利用信息评估理论、方法和仿真模拟技术，指挥员和指挥机关可对打击目标、决策方案、打击效果等做出定性和定量双重评价，并通过综合衡量、选优淘劣等方法，挑选出更为科学合理、贴近作战实际的评估方案，为下一步作战行动提供相关依据。

评估方法由“群体定性分析”向“人—机”定性与定量分析结合转变

受技术手段的限制，传统作战评估主要是采取基于作战效果的概略群体定性分析的方法进行。比如，指挥员和智囊机构通过对敌我双方的武器装备性能、作战条件等因素进行综合权衡对比，然后利用定性分析为主的方法，对交战双方的作战效果作出相较粗略的评估。这种方法无法克服人的主观因素可能造成的误差，容易出现权威效应、随众效应等。

随着计算机智能技术的发展及系统分析理论、模糊工程、灰色系统理论等现代理论和技术的广泛运用，以计算机为基础的作战评估系统逐渐成为指挥员进行作战评估时重要的辅助手段。依托这一评估系统，指挥员和指挥机关能够反复核实并将不易量化的变量，采用科学的方法加以量化，并进行多目标的综合比较，合理地给出评估对象的优化序列，进而给指挥员和指挥机关提供更加科学的评估方案，使之能做出更加准确的战场评估。可以预见，随着战场仿真、数据库、安全保密等技术手段的进一步发展，评估系统将具备更强的开放性、可扩展性和互通性，并能与作战部队指挥自动化系统互联互通，使指挥员或指挥机关对部队进行多功能、全时域的评估成为可能。

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