第一篇：公安應急通信技術現狀與展望

公安應急通信技術現狀與展望

改革開放30多年來，我國經濟突飛猛進、高速發展，步入世界經濟大國行列。而社會治安形勢卻日趨嚴峻，因此，快速及時地處置重大突發事件是各級政府職能部門面臨的重大課題。公安部門在預防、監測和應急處置突發事件以及事后救援工作過程中擔負著重大的責任和義務，因此有效地解決公安部門在全面應對突發事件活動中所遇到的技術保障難題，顯得更加突出和迫切。

公安應急通信作為警務保障工作的重要內容，一直得到公安部通信主管部門的高度重視和支持。各級公安部門已經充分認識到信息化改造的重要性，不斷提高行業自身的信息化水平，以加快警務保障和處置突發事件的響應速度，提高工作效率，這必然對公安應急通信提出更高的要求，也預示著發展公安應急數字集群通信系統將面臨新的業務需求的挑戰。

一、公安應急通信發展歷史和現狀

公安應急通信的發展歷史可追溯到上世紀八十年代初。當時，公安部門開始使用150兆常規移動通信。公安部及各地公安部門先后使用過南斯拉夫5音調選呼系統、日本常規終端。進入九十年代初期，公安部開始用350兆頻段，最初是具有警用功能的常規系統。1992年北京市公安局引進了第一套具有警用功能800兆摩托羅拉模擬集群系統。1995年公安部頒布了CPS-X模擬集群系統標準，同年，第一套350兆MPT1327系統在武漢建成；2004年頒布了公安TETRA數字集群系統標準；2005年開始采用IP聯網技術的模擬集群系統。2006年公安部制訂了模擬集群系統間的互聯標準。2007年第一套350兆TETRA集群系統在北京建成；2008年8月4號，公安部開始制定自己新的數字集群標準。截止到2009年底，全國共有無線通

信系統350兆及其它頻段的基站6000余個、移動終端約100萬余部。

公安專用350兆系統雖然經過多年的建設，但發展卻很不平衡，有些地區還在用常規系統，有些地方建立了全省聯網模擬系統。在一些比較發達的地區已經開始建設數字集群系統。目前，公安專用無線通信系統，已經由傳統的語音為主的對講系統逐步發展到語音、圖象、數據三大應用齊頭并進。

公安應急通信裝備歷經警用基本級、功能級、自動級三個階段，發展到如今的集群通信系統，MPT-1327警用模擬集群系統仍是當前的主流裝備，已經自上至下覆蓋到大多數的縣級城市，而作為數字集群代表的TETRA系統也在多個直轄市、省會城市及沿海發達城市建成使用或正在規劃建設中。從整個公安應急通信技術的發展來看，從模擬到數字的轉移是必然趨勢。

TETRA系統本身是成功的，它達到了數字移動通信專網對話音指揮調度通信的要求。但TETRA網相對小區制的電波覆蓋特性和高技術復雜度、高昂的設備制造成本，使它并不適合在全國公安系統內大范圍鋪設。TETRA系統的核心技術（如安全加密技術等等）僅掌握在少數國外廠商手中，不會向中國開放，也是影響TETRA系統在公安行業推廣的重要因素。

總之，現有的公安應急通信系統在承擔應急通信指揮保障工作時，尚存在多個方面的問題，如跨行業間及公安系統內部門之間互聯互通沒能很好實現，不利于部門聯動和協調統一指揮；通信指揮業務分布在多個承載平臺上，應急處置時需要調動的資源很多，往往不能快速建立，部分業務使用公共網絡，容易受到損壞和破壞；現有的應急通信技術體制并未統一，沒有明確的設備和承載業務規范，缺少快速建立和自主組網的能力；語音、數據業務不具備加密功能，信息安全受限于現有技術體制，不能完全解決，制約了公安應急通信指揮系統的發展。

二、公安應急通信系統與其它系統的區別

公安應急通信系統是指在應對突發事件時的通信指揮系統，它和日常通信系統是有區別的。突發事件具有時間不確定、地點不確定、范圍不確定、環境不確定、通信要求容量也不確定等一些特點，要求應急通信網要支持語音調度及寬帶多媒體接入一體化、要有高度的機動性和靈活性，能適合惡劣環境、抗水能力強。這就形成了應急通信系統與日常通信系統之間的4個主要的不同：

一是組網能力不同。應急系統：自組網、自動路由選擇、系統參數無線下載等。日常系統：固定網絡拓撲。

二是頻率的使用不同。應急通信：很難確定，應具有頻率感知能力。日常系統：提前規劃，不經常更換。

三是基站鏈路不同。應急通信：無線為主。日常系統：有線為主，無線備份。

四是供電方式不同：應急通信：移動電源為主。日常系統：市電為主、電池備份。

應急通信網的主要業務包括：現場圖象采集、數據采集查詢、GPS定位、保密通訊、多媒體的數據轉播。人們通

常把應急通信系統比作一塊云，稱作應急云系統。云的特點是形狀、大小不固定，另外可以隨時地飄動。托起云的有

兩個能力：一個是快速組網能力，一個是強大的互聯能力。云要承載的業務，就是寬窄帶應急無線多媒體的通信系統。

應急通信快速組網能力表現在它要使用全機動的平臺，快速建立覆蓋整個突發事件區域的無線網絡；另外自己寬帶自組網、自動路由選擇及快速系統參數配置；采用頻譜感知技術，自己頻譜捕捉。

應急通信系統要做到互聯互通，包括不同體制的無線系統、模擬數字常規和與無線公網的互聯；應急通信和有線電話網、IP電話網以及衛星系統的互聯（包括VSAT專網、海事電話、北斗系統）；應急通信和公安專網之間的互聯；應急通信與互聯網之間的互聯；不同加密體制系統的關聯；寬帶系統與窄帶系統之間的互聯等。

此外，對應急通信系統還有一些特殊的要求。比如在屏蔽干擾，甚至屏蔽干擾的通信。為什么做屏蔽干擾呢？在一些突發事件，特別是跟炸彈有關的事件處理，首先就要把屏蔽干擾儀放在現場。在現場還要跟警員之間通信，這些通信都是要在應急通信系統考慮的。

三、公安應急集群通信系統面臨的挑戰

歸納應急集群通信系統面對的挑戰主要有以下3個方面：一是沒有一個網絡能覆蓋公安應急通信的所有業務需求；二是應急通信需要解決系統的數字化升級、跨部門應急聯動及互聯互通、多媒體一體化通信能力、快速靈活的組網能力、無線通信安全保障能力等5個問題。三是數字集群標準也存在數據速率低、頻譜利用率提高的有限、加密和知識產權等問題。因此，需要從以下5個方面提升。

首先，數字化通信能力需要全面提升。集群系統在以指揮調度為主的公安應急通信中有著不可替代的地位。模擬集群在公安系統得到廣泛使用，其優點是技術復雜度低、成本相對低廉、易于普及，但也存在業務種類受限、數據業務能力低、頻率利用率低、保密性差和抗干擾能力弱等諸多問題。數字集群通信系統帶來的好處顯而易見，話音質量改善、頻譜利用率顯著提升、安全保密性增強及有一定的數據通信能力等。全面提升集群系統的數字化通信能力更顯著的特點在于：可與先進的寬帶無線接入網異構連接，便于接入計算機通信網絡，從而整合不同技術構建統一的綜合指揮調度平臺。

其次，多媒體通信能力需要全面提升。現行的集群系統以語音調度功能為主，數據傳輸能力有限，但是在處置突發事件的過程中，不僅要“聽得到”，更要“看得見”、“看得清”。雖然數據及圖像傳輸業務可以通過其他網絡實現，但是通過應急通信系統實現數據及圖像功能無疑是最機動靈活、安全可靠的方式，在統一的調度平臺上實現多媒體一體化的通信指揮能力。新一代公安應急通信系統需要提供語音調度、數據調度、高速數據查詢、圖像實時采集、現場視頻監控等多種業務協同的融合調度能力。通過數據業務和視頻業務彌補語音業務在準確性、可記錄性方面的缺陷，從而實現全數字化的、多媒體一體化的、可記錄及可追溯的、事件驅動的指揮調度和協同作業流程。

再次，安全防護能力需要全面提升。目前的應急通信系統，尤其是無線語音調度系統，基本沒有采用通信加密，在警務保障和處置突發事件時，公安部門的指揮調度通信很容易被人竊聽。TETRA數字集群系統由于外國不開放加密接口，到現在為止也無法使用國產加密算法，所有的公安應急通信對國外的專業機構完全是透明的，這給國家安全帶來了很大的隱患。新一代公安應急通信系統需要設計具有多個安全等級的分級服務機制，提供包括機密性、鑒權、身份認證、審計、過濾等安全功能。使用安全認證、密鑰協商及管理、空中接口加密及數據完整性保護、端到端信息內容加密、無線鏈路數據加密等安全機制，全面提升應急通信系統的安全防護能力。

此外，快速組網能力需要全面提升。處置突發事件的應急保障具有時間的不確定、地點的不確定、范圍的不確定、容量的不確定和環境的不確定的特點，因此對應急通信系統的要求也非常高，必須具備全機動運輸方式所要求的條件（自行或者便于裝卸、運輸、部署和開通）；系統具有自主組網和快速配置功能，系統的節點應能靈活設置，覆蓋范圍可大可小；針對不同類型的突發事件可以配置不同的業務功能。目前公安系統使用的通信車、指揮車及應急通信系統都缺乏組網能力，通常只能解決小范圍的覆蓋。

最后，互聯互通能力需要全面提升。在重大突發事件發生時，往往需要政府多個部門以及包括公安、武警、消防等多警種的協同作戰。很多部門都有專用通信系統，使用的頻段也各不相同，在緊急情況下如何保證各系統之間的互聯互通以及有效協調和統一指揮調度，是應急通信系統亟需解決的問題。因此，新一代應急通信系統在數字化、一體化的發展趨勢下還需要整合連接各種通信系統資源，架構統一的運行應用平臺，實現不同系統間的互聯互通。

四、公安應急通信技術標準

長期以來，公安無線集群通信系統都采用模擬制式，存在著頻率資源緊張、系統容量不足、安全性能較差等諸多問題，難以滿足信息化條件下公安機關日益增長的實戰需要。

為了加快推動應急通信從模擬向數字的轉移，公安部從行業標準開始做起，早在2008年就著手制訂適合中國國情的警用數字集群（PDT）通信系統系列標準。在公安部科技信息化局的主持下，部分在公安移動通信市場有影響力的廠家和技術專家，成立了“中國公安無線通信數字化改造咨詢委員會”和“PDT產業技術創新戰略聯盟”，積極推動警用移動通信的新技術體制警用數字集群（PDT）通信系統的技術研究和標準編制工作，PDT系統標準的制定一方面參考相關的國際標準，另一方面根據我國公安業務的實際需求設計，成為行業通用標準。

工信部[2009]666號文件規定：2015年年底模擬對講機的型號核準不再進行延期辦理。這意味著2016年公安機關實現無線通信系統數字化勢在必行。2011年10月，公安部正式制定下發了《警用數字集群(PDT)通信系統總體技術范》，該技術規范的數字集群通信標準，具有大區制、廣覆蓋、可從模擬向數字平滑過渡、采用國產密碼算法加密、擁有自主知識產權等特點和優勢，而且具有較高的性價比，符合公安機關的工作特點和實際。PDT系統在實現全部MPT-1327模擬集群功能的基礎上，吸收了TETRA、P25數字集群系統的長處，并根據公安集群通信多年的應用經驗加入自己的特色功能和應用模式，有充分的創新空間。PDT標準滿足建設全國性網絡的要求，聯網標準針對公安的實際需求量身定制，可以適應公安行政管理的要求，也可以使不同廠家的系統能夠無縫互聯。PDT系統支持國家范圍內各省間的多基站、多交換節點網絡互聯；支持多基站自動漫游（支持移動臺通話過程中自動漫游），完全兼容MPT-1327模擬集群系統，支持模擬集群系統向PDT系統的平滑過渡和升級。

PDT系統制定了完善的安全加密解決方案，完成了相關安全設備的研制。使用國產加密算法支持用戶鑒權和端到端語音加密功能。使警用數字集群（PDT）系統具有如下鮮明的行業特點：數字語音，指揮調度功能為主；大區覆蓋，全網自動漫游；中心設備采用IP數字交換技術；向下兼容模擬集群，確保平滑過渡到數字集群；使用國產加密算法，自主安全加密技術。

具體而言，警用數字集群（PDT）系統標準由如下幾部分組成：空中接口物理層及數據鏈路層；空中接口呼叫控制層；移動終端；安全條款；互聯技術規范；兼容性測試等。

當然，PDT系統每載波的最大數據傳輸速率僅為9.6kbps，對數據業務的支持能力有限，尤其是系統不能滿足用戶對高速數據查詢、高清圖片傳輸和實時視頻監控等多媒體業務的需求。

但是，與傳統模擬集群相比，數字集群的優勢就在于通過軟件應用，提高實戰效能。在創造性地建設開發了語音邊界平臺、解決安全接入的基礎上，著力實現數字集群系統與指揮調度系統、PGIS警務指揮系統、勤務管理系統的互通互聯與無縫融合，打造出以350兆數字集群系統為核心，集實戰指揮、勤務管理、警情研判為一體的勤務模式，提升了指揮和管理效能。

五、公安應急通信技術展望

近幾年來，各地公安機關加大了投資，部署啟動350兆PDT數字集群系統建設，打造基于融合技術寬窄帶兼容的系統，提升日常警務勤務，應急通信及大型安保無線通訊信息化水平。

從對國外的技術跟蹤分析，高速分組數據、高清圖片和實時視頻的傳輸同樣是國外警察部門迫切需要在警察通信系統中解決的問題，面對相同的業務需求，寬帶無線接入技術成為提供技術解決方案的首選。美國警察通信語音調度業務通過多模式終端，在應用層整合多媒體業務，以提供良好的用戶體驗；我國則提出融合數字集群技術和寬帶無線接入技術，打造全新的專業移動通信網技術標準——寬帶無線多媒體集群系統技術標準。

國家對新一代專業移動通信網的發展給予了大力支持。“十二五”期間國家科技重大專項“新一代寬帶無線移動通信網”中設立了多個與“寬帶無線多媒體集群系統”相關的課題，從技術驗證到標準化研究，涵蓋了對新一代專業移動通信在系統架構、寬帶無線接入、音視頻編解碼、安全、終端及芯片等方面的深入研究。今后，國家將對新一代專業移動通信網的應用示范和產業化給予進一步支持。寬帶多媒體集群系統是基于寬帶無線通信技術，采用多媒體業務形式，以指揮調度功能為主的專用無線通信系統。寬帶多媒體集群系統著重解決以下幾個方面的能力需求：高效的指揮控制能力；實時的系統響應能力；高度的安全防護能力；靈活的機動重組能力；按需的資源共享能力；多種業務應用能力；多場景的適應能力；模塊化的配置能力；架構的可擴展能力等。這個系統由四個部分組成，包括：終端、接入子系統、交換控制平臺、調度應用平臺。

寬帶多媒體集群系統在同一個系統平臺上面向最終用戶提供廣泛的無線語音調度和多媒體（數據、圖像傳輸和互聯網接入）業務，特別針對警用移動通信指揮平臺，合理配置系統資源，統一規范業務內容，規范接口協議，提供語音終端（單模終端）和多媒體業務終端（多模終端）。

寬帶多媒體集群系統通過異構網絡技術將具有不同網絡結構特點（如工作頻率，傳輸速率，覆蓋范圍，系統容量和服務質量等）的移動網絡（接入子系統）連接在一起，充分利用這些網絡的特點，向用戶提供一個完整的業務能力和服務水平。

寬帶多媒體集群系統為用戶提供高質量的多媒體業務，通過中低速接入子系統（如PDT基站），兼容公安部門仍然大量使用的窄帶無線通信設備，在同一個系統平臺上既滿足用戶對于高標準多媒體業務的需求，又平滑地實現寬窄帶無線通信技術的融合。

寬帶多媒體集群系統提供自組網能力。自組網相對常規通信網絡而言，最大的區別就是在任何時刻，任何地點不需要現有信息基礎網絡設施（包括有線和無線網絡）的支持，快速構建起一個移動通信網絡。自組網能力特點滿足應急通信指揮系統組網方式的要求。

寬帶多媒體集群系統交換控制平臺（SCC）采用基于IP軟交換的全能力交換控制技術。一方面，系統本身既包括窄帶移動通信系統設備，又包括寬帶無線通信系統設備，可同時支持多任務的數字語音和高性能的多媒體業務；另一方面，系統和現有的模擬或數字移動通信系統、公安信息網、衛星通信網，甚至是國家公眾移動通信網互連互通，采用基于IP軟交換的網絡協議控制技術成為技術實現的關鍵所在。

寬帶多媒體集群系統調度應用平臺是寬帶多媒體集群系統的調度控制中心，負責整個集群系統的協調調度和呼叫控制，并提供用戶操作界面。調度應用平臺的主要網元包括多媒體調度控制器、調度臺、用戶數據服務器、安全服務器和各種應用服務器等。寬帶多媒體集群系統支持符合公安系統行業規范的信息安全加密技術，采用國產加密算法。寬帶多媒體集群技術標準描繪了在“一個統一平臺、多種接入融合”的體系架構下，實現包括語音、圖像、視頻以及分組數據在內的一體化多媒體業務的系統藍圖，在“新一代寬帶無線移動通信網”國家科技重大專項的支持下，通過實施公安行業應用示范項目，必將更加貼近和符合公安一線業務需求，成為發展公安應急通信技術的基石，為新一代公安應急通信技術標準的制定導航。

總之，公安應急通信未來終端應采用多模模式。包括窄帶技術，甚至4G技術，能夠做到同一個終端上，以便于

寬窄兼容、遠近結合、專公互補、天地一體，擴大應急通信的覆蓋。

第二篇：網絡安全技術現狀與展望

計算機前沿講座論文

《網絡安全技術現狀與展望》

班級： 計算機民本（12-1）

姓名：吐爾遜阿依.達吾提 學號： 5011107127 講師： 李鵬 日期： 2011-12-02

塔里木大學教務處制

網絡安全技術現狀與展望

1、引言

安全問題是伴隨人類社會進步和發展而日顯其重要性的。信息技術革命不僅給人們帶來工作和生活上的方便，同時也使人們處于一個更易受到侵犯和攻擊的境地。例如，個人隱私的保密性就是在信息技術中使人們面對的最困難的問題之一。在“全球一村”的網絡化時代，傳統的物理安全技術和措施不再足以充分保證信息和系統的安全了。

近年來，世界各國相繼提出自己的信息高速公路計劃──國家信息基礎設施NII(National Information Infrastructure)，同時，建立全球的信息基礎設施GII(Global Information Infrastructure)也已被提上了議事日程。問題在于，僅從物理通信基礎的角度來看，這種基礎設施因主要涉及技術問題而相對容易解決得多。然而，這是遠遠不夠的。以將影響人類未來生活方式的電子商務應用來說，它不僅涉及技術問題，而且更多地與社會、生活、道德、法律等相關，更有甚者，有些問題可能是道德和法律都無能為力的，這個時侯，人們又想到了技術，寄期望于技術能解決一切問題。不幸的是，當前的技術離我們的目標還有一定的距離。

在信息技術領域，信息安全和計算機系統安全是兩個相互依賴而又很難分開的問題。保證信息安全的一個必要條件是實現計算機系統的安全，而保證計算機系統安全的一個必要條件也是實現信息安全。這或許就是此問題是如此之難的原因。如果說兩者有什么基本的共同之處的話，那就是在于兩者的實現都是通過“存取控制”或“訪問控制”來作為最后一道安全防線(如果不考慮基于審計或其它信息的攻擊檢測方法的話)。在這道防線之前，自然就是“身份鑒別”或“身份認證”。為此，各種“授權”或“分配”技術就應運而生了。從根本上說，操作系統安全、數據庫安全和計算機網絡安全的基本理論是相通的。由于此問題的復雜性，以及在當前的計算機網絡環境下，在某種意義上說計算機網絡的安全為操作系統安全和數據庫安全提供了一個基礎，在本文中我們主要討論計算機網絡安全的問題。

2、計算機網絡安全研究的現狀

人類社會發展歷程中，必須與各種困難作頑強的斗爭。這些困難對他們生存的威脅不僅來自自然災害如風、雨、雷、電等，還來自野獸或異族的攻擊。在石器時代，雖然人類可以有了簡單的生產工具甚至武器，但人們對山洞的依賴性可能怎么強調都不會過分。這個時期的身份“鑒別”或“認證”技術可能只需要山洞的看門人認識其每一個成員即可。到了中世紀，人們不僅可以有金屬制的更為強有力的裝備，同時也有了更為堅固的城堡。這個時期的身份“鑒別”或“認證”技術可能需要每一個成員佩帶一個特殊的標志。在當代，人類有了諸如原子彈這種大規模殺傷性武器的同時，人們也試圖實現諸如“太空防御”計劃這種“反武器”，與此相應的是，用于身份“鑒別”或“認證”的技術也從傳統的物理身份發展到了 1

基于計算、生物統計學特征的數字身份。

縱觀整個人類社會發展史，可以清楚地看到，安全技術是“矛”和“盾”的對立統一，兩者相輔相承，相互促進。所謂“道高一尺，魔高一丈”，緊接其后的“魔高一尺，道高一丈”，就是當前這種相互刺激的寫照。

2.1基于密碼術的網絡安全

密碼術在歷史上對軍事、國防和外交的重要性是不言而喻的，尤其是在第二次世界大戰中，盟軍成功破譯德國和日本密碼系統為早日結束這埸戰爭起了相當大的作用。然而，到那時為止的密碼術在很大程度上是一門藝術而非科學，它過分依賴于密碼設計人員的創造性甚至“小聰明”。

在本世紀30年代，Shannon成功地建立了通信保密系統的數學原理，從此，密碼術的研究開始進入一個科學領域的時代。盡管不實用，畢競人們看到了存在完美保密的密碼系統。但真正使密碼術為廣大民間人士作囑目的里程碑是70年代由IBM最先發表而由美國國家標準局和商業部采用的DES(Data Encryption Standard)──這是傳統的對稱密鑰體制的里程碑，以及幾年之后由Diffie和Hellman發表的基于離散對數求解困難性的公鑰密碼系統，Rivest、Shamir和Adleman發表了基于大合數因子分解困難性的公鑰密碼系統RSA──開創了密碼學研究的新紀元。

應該注意到，實用的密碼系統的建立是基于當前計算機的計算能力，同時也是基于計算機科學理論中的計算復雜性和結構復雜性研究成果的。由于眾所周知的原因，當前的計算密碼學成果都是基于尚未證明的假設即P和NP不是同一個集合的。而且，由于復雜性理論研究本身的復雜性，當前的復雜性成果是基于最壞情形復雜性而不是平均情形復雜性的，這又使我們感到了問題的嚴重性。然而，無論如何可以自慰的是，越來越有理由使我們相信我們所基于的復雜性假設是正確的。而且，最近的有關研究成果表明，人們在基于平均復雜性的密碼系統研究和設計方面有期望會取得突破。當前已取得的成果主要是基于傳統的“數的幾何”這門學科中的與格有關的計算難題而構造出來的，基于一個自然問題的密碼系統還有待進一步的工作。

自從計算機網絡技術和系統被人們使用一開始，密碼術就被應用到計算機網絡和系統中實現信息的機密性、完整性，并用于用戶身份的鑒別或認證。在計算機網絡體系結構的各個層次，都成功的應用過密碼術。但是，一個明顯的趨勢是，安全機制已從傳統的通信子網(如鏈路層或物理層)上升到資源子網(如應用層或會話層)。一個重要的原因是，由于當前條件下存在多種異構的計算機通信網絡。在這方面，國際標準化組織發表的一系列網絡安全框架起了指導作用。由于計算機網絡領域的一個典型特征是，先有應用或平臺后有標準，這種市場驅動帶來的一個直接結果是，各層都有相應的安全機制。下面我們將從協議棧的低層到高層分別介紹已有的安全機制。由于TCP/IP已成為事實上的工業標準，在以下的討論中，我們基于TCP/IP協議棧而不是ISO/OSI的標準的七層模式。

2.1.1網絡層安全機制

安全的IP層已成為網絡安全研究中的重點之一。安全的IP層應該提供報文鑒別機制以實現信息完整性，提供數據加密機制以實現信息的機密性，還要提供路由加密機制來對付通信量分析的攻擊。關于IP層的數據完整性(通過MD5報文摘要算法實現)機制和數據機密性(通過對稱的或非對稱的密碼算法實現)機制實現已在RFC 1826和RFC 1825中討論，該兩份文檔基本上給出了一個可行的方案。在RFC 1826中定義了鑒別頭AH(Authentication Header)來實現報文完整性，在RFC 1825中定義了封裝安全載荷頭ESP(Encapsulation Security Payload)來實現報文機密性。

IP的功能和實現決定了通信量分析攻擊是IP網絡中一個固有的脆弱點，因為IP數據分組中的路由信息對攻擊方是可讀的。通信量分析指攻擊方通過分析協議實體間報文頻率、長度等信息，并據此推斷出有用信息。為了對付通信量分析的攻擊，一種最簡單的方法即所謂的通信量填充機制，但這種方法顯然會浪費網絡帶寬，更進一步，這種方法僅能用于當某兩個節點之間的通信量突然減少時這種情況。如果與此相反，通信量填充就無能為力了。

我們已有工作成果表明，不僅在鏈路層或物理層實現抗通信量分析攻擊,而且可在IP層本身解決此問題。有關技術細節就不在這里介紹了。有趣的是，網絡層防火墻的有效性也依賴于IP層的安全性。

2.1.2 會話層安全機制

到目前為止最引人注目的會話層安全機制是Netscape公司提出的安全套接字層SSL(Secure Socket Layer)。SSL提供位于TCP層之上的安全服務。它使用的安全機制包括通過對稱密碼算法和非對稱密碼算法來實現機密性、完整性、身份鑒別或認證。SSL已用于瀏覽器和www.tmdps.cnmunication Technology)。

2.1.3 應用層安全機制

在人們注重于會話層安全機制的同時，應用層安全機制也受到了同樣的重視。從類似于電子商務這種應用的角度出發，已提出了兩種實用的應用。就安全電子郵件而言，因特網工程任務組IETF(Internet Engineering Task Force)在1993年提出了加強保密的電子郵件方案PEM(Privacy-Enhanced Mail)。但是，由于多種原因，該方案并未得到廣泛支持。后來，由于RSA數據安全公司的介入，在1995年提出了S/MIME協議(Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions)。從World-Wide Web角度來看，人們提出了三種安全的HTTP協議或協議簇。第一個是HTTPS，它事實上就是基于SSL來實現安全的HTTP。第二個是SHTTP(Secure HTTP)，是CommerceNet在1994年提出的，其最初的目的是用于電子商務。該協議后來也提交給了因特網工程任務組IETF的WEB事務安全工作組討論。象SSL一樣，SHTTP提供了數據機密性、數據完整性和身份鑒別或認證服務。二者的不同之處在于，SHTTP是HTTP的一個擴展，它把安全機制嵌入到HTTP中。顯然，由于SHTTP較之SSL更面向應用，3

因此實現起來要復雜一些。在早期，各廠商一般只選擇支持上述兩個協議之一，但現在許多廠商對兩者都支持。第三個是安全電子交易(Secure Electronic Transaction)SET。這是一個龐大的協議，它主要涉及電子商務中的支付處理。它不僅定義了電子支付協議，還定義了證書管理過程。SET是由Visa和MasterCard共同提出的。

2.1.4基于密碼術的網絡安全體系結構

綜合本節的討論，我們可以從下圖中看出當前已提出和實現的在網絡體系結構各層實現的安全機制。

2.2 基于網絡技術本身的網絡安全

我們認為，基于密碼術的安全機制不能完全解決網絡中的安全問題的一個主要原因在于，盡管密碼算法的安全強度是很強的，但當前的軟件技術不足以證明任一個軟件恰好實現的是該軟件的規格說明所需要的功能。由于象操作系統這種核心的系統軟件的正確性也不能形式地證明，因此不能保證任何重要的軟件中沒有安全漏洞。事實告訴我們，那些被黑客們發現的系統軟件中的安全漏洞恰好成了他們使用的攻擊點。在本節中我們不討論這種原因導致的安全問題。這種安全漏洞或許只有等到形式的軟件開發和正確性證明技術取得突破后，才能得到很好地解決。

基于網絡技術本身的網絡安全機制方面，主要是防火墻技術。常用的主要有網絡層防火墻和應用層防火墻兩種。

目前常用的網絡層防火墻主要工作在IP層，通過分析IP包頭來決定允許或禁止某個信息包通過該防火墻，如路由器過濾就是一種最常見的類型。

應用層防火墻是主要是通過應用層網關或服務代理來實現的。即當來自內部網絡的請求到達應用層網關時，它代理內部主機與外部公共網上的服務器建立連接，進而轉發來自外部服務器的請求響應。這種代理對內部主機來說可以是透明的，對外部服務器來說也可以是透明的。

由于目前已有許多介紹防火墻的文章，本文不擬介紹有關的技術實現細節。

2.3 問題

盡管到目前為止人們已實現了許多安全機制，但安全問題仍然倍受懷疑和關注。事實上，象電子商務這種應用是否會得到充分的推廣，將在很大程度上取決于人們對網絡安全機制的信心。雖然目前有關計算機犯罪中，非技術因素導致的損失大于技術因素(如黑客或密碼分析)的損失，但對于安全技術和機制的要求將越來越高。這種需求將不僅驅動理論研究的進展，還必將促進實際安全產品的進一步發展。

3.展望

對網絡安全本質的認識卻還處于一個相當原始的階段，其表現形式是基于密碼術的網絡安全和基于防火墻的網絡安全尚不能完美地結合成一種更加有效的安全機制。我們期望，如果能夠提出一個合理的數學模型，將會對網絡安全的研究和可實際應用網絡安全系統的開發 4

起非常大的促進作用。

從實用的角度出發，目前人們已提出了一些基于人工智能的網絡安全檢測專家系統。這方面，SRI(Stanford Research Institute)和Purdue大學已做了許多工作。同時，基于主動網絡安全檢測的安全系統的研究也已起步，在這方面，Internet Security Systems也已有一些產品問世。

參考文獻

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第三篇：輔助生殖技術現狀與展望

輔助生殖技術現狀與展望

1978年7月25日，隨著世界首例試管嬰兒Louise Brown的誕生，揭開了人類輔助生殖技術(ART)研究的序幕，此后，體外受精(IVF)技術不斷成功用于多種不孕癥的治療。目前，世界上已有超過400萬的嬰兒通過該技術出生，IVF技術發明人Robert Edwards博士也因此獲得了2010諾貝爾生理學或醫學獎。ART對于人類的重要意義得到了充分的肯定。在中國生殖醫學工作者的共同努力下，中國ART在近30年里也飛速發展。

一、中國ART的發展現狀

中國內地首例試管嬰兒于1988年3月在北京大學(原北京醫科大學)第三醫院誕生。隨后首例贈胚試管嬰兒于1988年6月在中南大學湘雅醫學院(原湖南醫科大學)誕生。1995年2月，中國首例凍融胚胎試管嬰兒誕生。目前，中國內地已經有百余個生殖醫學中心能夠開展常規體外受精一胚胎移植(IVF．ET)技術，且能保持穩定的成功率。中國ART衍生技術的應用范圍和技術水平已接近國際先進水平。

1992年，在比利時誕生了人類首例卵母細胞胞質內單精子注射(ICSI)的試管嬰兒。1996年4月，中國首例ICSI試管嬰兒在中山大學附屬第一醫院誕生。目前，無論是來自自然射精的精液，還是取自附睪、睪丸、逆行射精膀胱內的精子行ICSI，甚至是精細胞ICSI，都獲得了成功。然而，ICSI技術避開了人類生殖的自然選擇過程，有可能會增加后代出生缺陷的發生率。已有研究表明，Y染色體長臂基因或基因簇微缺失與無精或嚴重少弱精有關。此外，嚴重少精子癥、弱精子癥患者染色體異常包括嵌合體比例較正常人群高。因此，ICSI手術應嚴格掌握適應證，并重視術前的遺傳學咨詢及檢查。1989年，英國學者Handyside成功地采用PCR技術分析卵裂球的性別構成，完成了世界首例植人前遺傳學診斷(PGD)，開創了產前診斷的新紀元。中國首例PGD于1999年在中山大學附屬第一醫院完成。隨著熒光原位雜交(FISH)技術在植入前診斷染色體非整倍體及胚胎性別獲得成功后，多重PER、熒光PCR和多色FISH等技術，特別是1999年以來開展的間期核轉換、全基因組擴增和比較基因組雜交技術相繼用于PGD，促進了PGD技術的應用。目前中國有2O余家PGD中心能夠進行相應的研究和臨床應用，技術水平達到國際先進水平。冷凍技術在中國生殖醫學領域的應用發展始于20世紀80年代。1981年，中國首個人類精子庫在中南大學湘雅醫學院(原湖南醫科大學)創立，并于2004年向社會開放自存精子服務。隨著女性生育年齡的推遲、癌癥患者的增加，女性生育能力保留的需求也日益增加。卵母細胞及卵巢組織冷凍技術逐步應用于臨床。2006年1月，我國首例、國際上第2例“三凍(凍卵、凍精、凍胚胎，再解凍移植入母體子宮內)”試管嬰兒在北京大學第三醫院誕生。目前，國內開展卵母細胞冷凍的中心有30余家，盡管2011年應用卵母細胞冷凍技術治療的患者僅有300余例，但臨床妊娠率也達到了30％ 的較高水平。

但是，在取得這些成績的同時，也存在著多胎妊娠率高，促排卵藥物的過度使用，配子捐贈在臨床應用時倫理規范和法律制度不夠健全等相關問題。

二、中國ART的管理現狀

自2001年，衛生部制定和頒布了一系列法規，如2001年衛生部第l4號部長令發布《人類輔助生殖技術管理辦法》，2003年頒布《衛生部人類輔助生殖技術與人類精子庫技術規范、基本標準和倫理原則》、《衛生部人類輔助生殖技術與人類精子庫評審、審核和審批管理程序》，2007年頒布《衛生部關于加強人類輔助生殖技術和人類精子庫設置規劃和監督管理的通知》，并公布北京大學第三醫院等12家醫療機構成為人類ART及人類精子庫培訓基地。截至2011年，中華醫學會生殖醫學分會調查的數據顯示，中國內地31個省、自治區和直轄市共有178家ART治療中心，覆蓋除西藏外的3O個省級行政區域，年開展ART治療超過18萬個周期，臨床妊娠率近5年來穩定在40％左右。這些法規的頒布和實施，對嚴防ART商業化，引導中國ART沿著健康、實用的軌道發展起了重要作用。特別是《人類輔助生殖技術規范》中，明確規定每周期移植胚胎總數不得超過3個，其中35歲以下婦女第1次助孕周期移植胚胎數不得超過2個，在一定程度上有效控制了多胎妊娠的發生。但是，進一步減少ART的合并癥，還有待于技術水平的提高和法律法規的完善。

近年來，雖然國家行政管理部門加大管理和執法力度，但是仍有一些未經批準的單位違規開展人類ART和人類精子庫技術工作。已被批準的單位，有的未嚴格執行技術規范、技術標準和倫理原則的規定，違反《人類輔助生殖技術規范》中“對于多胎妊娠必須實施減胎術，避免雙胎，嚴禁三胎和三胎以上妊娠分娩”的規定；有的超出批準范圍開展業務。這些導致ART在一定層面的濫用，多胎妊娠等并發癥的增加，給家庭和社會增加了經濟負擔。2013年2月5日，衛生部、總后勤部衛生部聯合啟動了人類ART管理專項整治行動，重點查處醫療機構未經批準擅自開展ART和運行人類精子庫的行為；醫療機構超出批準范圍開展ART的行為；非法買賣配子、合子、胚胎的行為；實施代孕技術的行為；違規采供精、使用不具有“人類精子庫批準證書”機構提供的精子的行為；在開展人類ART過程中擅自進行性別選擇的行為；醫療機構工作人員參與非法ART的行為；非法銷售、濫用促排卵藥物的行為；其他違反《人類輔助生殖技術管理辦法》、《人類精子庫管理辦法》、《軍隊醫療機構開展人類輔助生殖技術管理辦法》及相關規定的行為。并針對薄弱環節和突出問題進行重點治理，加快修訂和完善相關法律法規、技術規范。隨著活動的開展和深入將有效地促進我國ART管理水平，促進ART質量控制與評估標準的制定、ART管理信息系統的建立、國家級質量控制中心的設立、ART質控與評估的開展。

三、中國ART的科學研究現狀

2010年，經教育部批準北京大學第三醫院、山東大學省立醫院和浙江大學醫學院附屬婦產科醫院分別籌建了輔助生殖、生殖內分泌、生殖遺傳3個教育部重點實驗室，這是我國生殖醫學研究發展史上一件尤為重要的事情。圍繞當前國際及國內重大的生殖醫學問題，這些重點實驗室組織全國各地生殖中心與科研院所承擔了“雌性生育力維持調節機制研究及生殖資源庫建立”、“排卵障礙相關疾病發生機制研究”、“輔助生殖誘發胚胎源性疾病的風險評估和機制研究”等重大研究項目，緊密追蹤輔助生殖相關研究的前沿方向，以創新ART、提高輔助生殖的效率、明確輔助生殖的風險與安全性為主攻研究方向，采用臨床與基礎相結合的研究手段，推動我國生殖醫學研究快速、穩定、健康的發展。通過這些全國性大型的合作研究項目的開展，有利于解決女性生殖健康相關疾病的發生機制、提出女性生育能力保護的策略、進一步完善ART風險評估及各項臨床標準的建立、促進分子與細胞遺傳學診斷方法的改善與相關評價體系的建立。

四、中國ART的展望

回顧過去的30年，控制性超促排卵、冷凍保存、ICSI、改良的胚胎培養技術、經陰道取卵技術、配子捐贈等技術的發展成就了生殖醫學的今天。展望未來，我們必須進一步加深對ART的安全性研究，ART的改進及人文關懷研究，重視生育能力保留問題，發展PGD技術，開展干細胞在ART及再生醫學中的應用研究，體外培養的研究，加強對輔助生殖機構的監管，推進ART規范化培訓，建立我國健康、安全、高效的ART平臺。

1．ART的安全性研究：輔助生殖本身非生理性的特征，引發了相應的“生殖安全性問題”。其可能與高流產率、早產、先天性畸形、低出生體質量、遺傳性疾病、染色體異常、表觀遺傳學修飾異常、神經系統發育異常等成年期疾病發生有聯系。為解決此問題有必要建立長期隨訪和報告制度。同時，提高胚胎培養水平、胚胎篩選能力、囊胚培養能力，提倡單胚胎移植，減少多胎妊娠也將是未來幾年內ART管理的重要環節。

2．ART的改進及人文關懷問題：常規IVF治療過程需要一定的刺激時間，多次的注射，頻繁就診及監測，造成患者壓力和焦慮情緒增加，迫使一些患者退出治療。有必要開發性價比更適合我國目前發展中國家國情的ART。郎景和院士多次強調，醫師要加強人文修養，給予患者的首先是關愛、幫助、慰藉，要充分考慮心理因素和社會因素對患者健康和疾病的影響。對于接受ART治療的患者更應該給予更多的人文關懷。

3．生育能力保留問題：隨著生育年齡后延及婦科惡性腫瘤的治療，女性保留生育能力受到越來越多的重視，人卵母細胞冷凍、卵巢組織冷凍為她們帶來了希望，也成為生殖醫學重要的研究方向。加強生育能力保留相關基礎機制的研究，才能使我國的生殖醫學研究處于國際領先行列。

4．遺傳性疾病PGD的研究和應用：隨著高齡、反復自然流產、反復IVF失敗女性的增多，使需要應用PGD的患者也在增加。同時，隨著與疾病有關基因的研究的深入及數據的積累使得植入前基因診斷成為現實。如BRCA1、2基因與乳腺癌和(或)卵巢上皮性癌的發生相關，對于有乳腺癌和(或)卵巢上皮性癌家族史的個體，上述兩種基因的植入前篩查將有助于排除攜帶這兩種基因的后代。目前對于某些隱性遺傳病，我們通常采用產前診斷。現在的技術完全可以做到在一張芯片上同時檢測500個基因，如果某一隱性基因純合子與一種嚴重的疾病有關聯，我們可以用該方法在胚胎植入前進行篩選、排除。多基因診斷芯片的開發與應用有望成為PGD研究的一個重要方向。但是我們同時也要明確，PGD是一把雙刃劍，目前雖然對PGD兒童進行的流行病學調查未提示胚胎活檢影響生長發育，但模型動物的結果給我們敲響了警鐘。隨著囊胚玻璃化冷凍技術的成熟，囊胚期活檢可能取代卵裂期胚胎活檢成為今后的發展方向。

5．干細胞在ART及再生醫學中的應用：克隆羊多利的誕生開創了體細胞生殖的先河。多利羊只具有單親的遺傳物質，它的出現是生殖醫學發展史上的一大飛躍，克服了誘導基因組融合并保證胚胎的正常發育等一系列科學難題。如今這種研究思路已被用于各種哺乳動物模型中。如果我們能實現體細胞生殖，那么我們就不會像現在這樣依賴于精卵捐贈，與之伴隨的社會和法律爭議也可迎刃而解。2012年10月，13本京都大學研究團隊在Science發表論文，成功從小鼠的人工誘導性多能干細胞(iPS細胞)中培育出卵母細胞，并使其體外受精后產下健康后代。該研究團隊2012年成功從小鼠的iPS細胞中制造出具有生殖功能的精子。這兩項研究成果如果能用于人類，則可通過人體的皮膚細胞制造出iPS細胞，再用iPS細胞制造出的精子和卵母細胞進行體外受精，使無法產生精子或卵母細胞的夫妻獲得繼承自身遺傳基因的后代。

人類胚胎干細胞是目前再生醫學研究中的關鍵問題之一，優化多種成體干細胞分離純化和體外培養技術，改進干細胞定向誘導分化的條件，建立骨髓等來源的成體干細胞定向誘導分化技術，并對誘導細胞的免疫表型、分化調控、生物學特征、體內外功能、臨床應用安全性評估等進行了系統研究，已為干細胞治療的臨床應用奠定了基礎。積極推動干細胞臨床標準的制定和干細胞研究相關人員的培訓應成為干細胞技術研究良性發展的必要元素之一。6．在體外受精并培養胚胎至成熟技術的研究：英國作家Aldous Huxley在其1932年出版的《美麗新世界》小說中將體外受精視為科幻，如今體外受精技術已成為現實。他當時還描述了另外一個概念—— 體外培養，即在體外受精并培養胚胎至成熟。自從該書出版后，世界各地學者開展了一系列體外培養的嘗試，20世紀50年代13本的研究者曾成功地在體外培育出一只發展至妊娠中期的羊胚；二戰后，Johns Hopkins大學也有學者在體外嘗試培養嚙齒目動物胚胎并取得了一定成就，但隨著主要研究人員的退休，該項目也中斷了。根據目前一些國家法律的規定，在實驗室中培育人類胚胎的時限是兩個星期，也導致該技術進展緩慢。一旦這種技術實現，對代孕的需求以及與代孕技術有關的爭議會逐漸退出歷史舞臺。但也應該認識到這項技術的倫理爭議，比如參與克隆技術研究的科學家可以不用代孕母親而完成他們的實驗；還將對勞動女性的勞動保障及健康保險產生沖擊，意味著女性不再需要產假；父母的職責也會因此發生變化；父母與子女的聯系可能因此削弱。

7．規范、完善ART的管理及培訓：我們還要積極借鑒國外ART監督管理的經驗和做法，研究中國ART發展狀況及監督管理過程中存在的問題，規范和整頓ART與人類精子庫技術的市場行為，保證其安全有效、規范有序、合理合法地開展，使其逐步走人規范化和法制化的軌道。另外，生殖醫學是近年來發展迅速的獨立學科，又是一門跨學科的學科，包括胚胎學、生物學、婦產科學、男科學、心理學、倫理學和法律學等，許多從業人員沒有得到相關的專業訓練，目前還缺乏相應的教材。將生殖醫學納入規范的2～3年的專業培訓體系將能更好地推動生殖醫學的持續健康發展。

第四篇：烤煙GAP技術現狀與展望

烤煙GAP技術現狀與展望

中國是世界煙葉大國，也是優質煙葉生產潛力最大的地方，但實際情況卻并非如此，與津巴布韋、巴西、美國、加拿大等發達國家的煙葉生產情況、煙葉品質、煙葉出口、煙葉生產管理等各方面相比，中國還有一定的差距。一方面，中國是烤煙生產大國，但煙葉出口形勢卻不容樂觀，主要原因是煙葉品質較差；另一方面，中國每年進口煙葉成上升趨勢，導致大批品質較差的煙葉積壓。中國加入WTO后，取消了煙葉進口配額，進口煙葉的關稅降低，煙葉價格大幅度下降，給中國煙葉市場帶來了巨大沖擊與壓力。作者綜合分析了國內外煙葉生產現狀得出：(1)中國分散種植煙葉的組織形式嚴重制約了優質煙生產前進的步伐；(2)發達國家的煙葉GAP技術極大推進了其優質煙葉的生產；(3)科學技術在烤煙生產中的應用含量還不高。而烤煙GAP可在根本上解決這些問題。所以，為了加快中國煙葉生產與國際接軌的步伐，在中國主要煙區推廣煙葉生產烤煙GAP是十分必要的，經云南省陸良縣煙草公司近一年的實踐，效果是明顯的。

烤煙GAP即優質農業生產管理在烤煙生產上的應用，是當今世界烤煙生產倍受推崇的管理模式。結合烤煙生產的特點，烤煙GAP涉及到生產基地的規劃、種子的選育與推廣、工廠化育苗的管理、煙葉生產技術推廣體系的建立、煙農戶籍化管理、烤煙信息網絡系統的建立、烤煙全自動化收購系統的建立、烤煙標準的制定、烤煙質量追綜系統的完善、烤煙分級模式的完善、以及烤煙生產相關設備的自動化管理系統的建立等方面。烤煙GAP在中國的發展還只是剛剛起步，許多地方還很不完善，但目前為止GAP技術在中草藥、蔬菜、花卉等多種作物中應用比較廣泛，這為烤煙GAP技術的推廣和應用打下了堅定的基礎。1 對煙葉生產實行GAP的理解以及相關技術在其中的應用

烤煙GAP可以理解為完善的或稱之為優質煙葉的生產與管理方式。他要求在烤煙生產與環境保護之間尋找一種平衡，在生產優質煙葉的同時，致力于土壤、水分、空氣、動植物環境保護方面的可持續發展。這種方式將為中國煙草未來的發展提供強大動力，是中國煙草涌入國際市場的契機。實行烤煙GAP：(1)要積極培訓廣大煙農，提高煙農素質，保護煙農利益為從事烤煙生產的所有人員提供安全的工作環境；(2)在整個煙葉生產過程中充分應用科學技術，實行目標責任制；(3)建立質量追蹤系統，保證烤煙質量。1.1 嚴格選擇煙草生長的生態環境

烤煙種植對土壤、氣候、水源等的要求是較嚴格的，因此，在種植烤煙前必須對這些因素作充分的調查。對種植煙土壤的pH值及其中的12中礦質元素作分析，堅持輪作，保持土壤肥力。對大面積區域適合烤煙種植的可嘗試和發展煙葉農場這種新的生產組織形式。首先是國家的農村政策，允許農民承包的土地在平等協商，自愿的基礎上轉讓、入股、互換、抵押等，使土地向大戶轉移，向規模種植發展；其次，改革開放以來農村有大量的閑散勞動力，為創辦農場創造了條件。煙葉農場的經營模式有：(1)技術人員＋農戶式；(2)煙站、鄉、村聯合式；(3)煙站職工入股式。且投資烤煙農場風險小、效益穩定、回報率高，有利于科學技術的推廣與普及，有利于煙葉種植布局的調整，有利于生產機械化的實現，有利于發揮科學示范帶頭作用。

1.2 全過程監控煙葉生產使用物質

必須對每年使用的各種農用物質進行嚴格管理，并做到有據可查，具體做到：(1)使用地方優勢品種；(2)結合烤煙農場生產組織形式實行工廠化育苗，并保證育苗所用水源，基質及育苗專用肥的質量；(3)對使用農藥安全性，基因安全性作檢測，控制施藥次數；(4)結合滴灌技術施用各種所需肥料，并對烤煙專用基肥及追肥的品種和質量進行監控；(5)合理處理煙葉殘體；(6)應用MES(生產執行系統)對使用儀器和設備作全方位控制；(7)收購的煙葉每個部位都必須留取樣品，并進行檢測分析。其主要目的是減少污染，降低成本，提高儀器使用率。1.3 對煙農實行編碼管理 利用IC卡對煙農實行戶籍化管理，IC卡作為一種電子憑證，一戶一卡，將煙農的檔案(包括姓名、年齡、文化程度、家庭成員及勞動力組成狀況、可耕土地面積、烤房結構與種煙面積是否匹配以及三年來煙葉交售等級和質量、合同信息等)寫入IC卡，煙農必須持卡接受煙草公司技術指導和服務，領取物質，交售煙葉并進行結算。為方便交售，可將2030名煙農IC卡編為一個系統，只是每位煙農的序號不同而己，生產上一個系統就是一個組。這個組生產的煙葉在規定時間和收購地點進行集中交售，入庫后將該組的同一個等級的煙葉打包，不夠一包的另行包裝，標明等級、數量、日期，貼上統一條形碼及煙農IC卡編號，以便建立質量追蹤系統。

1.4 建立煙葉生產技術推廣系統

為加大煙葉生產過程中的技術含量提高煙葉品質，建立合理的技術體系，采取如下措施：(1)實行技術人員分戶包干制；

(2)每名技術員分管一個系統，并從種煙土地選擇、簽訂合同、起壟移栽、田間管理、成熟采收、質量預檢、分級交售全過程對管轄的種煙農戶實行個性化指導和分類管理，并將所有信息存入IC卡，以便監督考核；

(3)開設技術培訓班，由每名技術員負責收集廣，大煙農的疑難問題，集中講解和個別輔導相結合，缺什么講什么，提高培訓效率，增加培訓質量；

(4)1020名技術員由一名技術主管負責，對所在轄區負主要責任；

(5)結合煙葉農場新的生產組織形式，有條件的地方可將5～10個組組成一個規模農場，有利于科學實踐和技術創新(如滴灌技術的應用)。1.5 建立質量追蹤系統

按照GAP在煙葉生產和收購過程中所做的一切工作，都是為獲得優質的商品煙葉，而最終建立起質量追蹤系統。其目的在于明確煙葉產品的特定身份，保證其在煙葉貿易中被持續使用和確定煙葉產品質量問題的來源，一旦問題出現可追蹤來源采取有利措施進行補救。具體要求如下：

(1)從煙農到煙站：每戶煙農有唯一的IC卡編碼；由技術員統一帶領交售；每組煙農交的同等級煙葉分別打包，煙包編號，通過編碼可查出相應的煙農群體；(2)原煙庫存：從煙站到原煙倉庫，所有煙包都要詳細記錄；

(3)混料加工：收集裝筐煙包的標識，并在料筐的稱重單上記錄所有煙包信息，以及料筐投料時間和出料時間；

(4)成品煙存儲：倉庫要詳細記錄成品煙堆放區域和相關信息；(5)發貨：詳細記錄貨的來源與出處。

1.6 制定優質烤煙生產標準

制定項目主要有：烤煙生產基地的規劃；制定種子標準；制定漂浮育苗相關農用物質如化肥、基質、水源等標準；制定烤房標準；制定新的分級標準；制定大田農藥、化肥使用標準；制定農藥殘留標準等。2 烤煙GAP管理現狀

目前，陸良縣在烤煙GAP技術上的應用處于國內領先地位。1999年在非莫公司專家指導下，陸良縣開始研究和開發國際型優質煙生產；2000年被國家煙草專賣局列為國際型優質煙生產基地；2002年提出打造陸良烤煙品牌戰略，在全縣創造性地推廣集約式煙葉收購模式，建設了漂浮育苗基地、煙葉烘烤培訓中心和煙草科技園；2003年，當德孟國際煙草有限公司經云南煙草公司批準選擇優質煙葉出口基地時，陸良縣位列榜首。按照德孟公司的要求，陸良縣煙草公司在167hm2優質煙葉出口基地和400hm2輻射優質煙葉產區，采取多種有效措施推行GAP管理。至此，拉開了中國烤煙GAP管理戰略的序幕。經過一年多的摸索，陸良縣推行烤煙GAP管理是成功的，為在中國推行烤煙GAP奠定了基礎。為方便廣大煙區了解和認識烤煙GAP管理實際應用情況現將陸良縣烤煙GAP管理理念簡要總結如下：(1)成立領導小組和技術執行組；

(2)制定生產技術方案全面監控煙用物質；(3)建立技術推廣體系；

(4)對煙農實行個性化服務和分類管理；(5)全面推行集約式煙葉收購辦法；(6)建立煙葉質量追蹤系統。

當然，各煙區由于各方面因素差距很大，可以以對烤煙GAP管理的理解為基礎結合地方特點來推行烤煙GAP。

第五篇：烤煙GAP技術現狀與展望

烤煙GAP技術現狀與展望

云南農業大學 劉 芳

目前，我國煙葉生產與津巴布韋、巴西、美國、加拿大等發達國家相比還有一定的差距。分析原因，筆者認為：（1）我國分散種植煙葉的組織形式嚴重制約了優質煙生產前進的步伐；（2）發達國家的煙葉GAP技術極大推進了其優質煙葉的生產；（3）科學技術在烤煙生產中的應用含量還不高。所以，為了加快我國煙葉生產與國際接軌的步伐，在全國主要煙區推廣煙葉生產烤煙GAP是十分必要的。經云南，陸良縣煙草公司近一年的實踐證明，效果是明顯的。

烤煙GAP即優質農業生產管理在烤煙生產上的應用，是當今世界烤煙生產倍受推崇的管理模式。結合烤煙生產的特點，烤煙GAP涉及到生產基地的規劃、種子的選育與推廣、工廠化育苗的管理、煙葉生產技術推廣體系的建立、煙農戶籍化管理、烤煙信息網絡系統的建立、烤煙全自動化收購系統的建立、烤煙標準的制定、烤煙質量追綜系統的完善、烤煙分級模式的完善、以及烤煙生產相關設備的自動化管理系統的建立等方面。烤煙GAP在中國的發展還只是剛剛起步，許多地方還很不完善，但目前為止GAP技術在中草藥、蔬菜、花卉等多種作物中應用比較廣泛，這為烤煙GAP技術的推廣和應用打下了堅定的基礎。

對煙葉生產實行GAP的理解以及相關技術在其中的應用

煙草GAP可以理解為完善的或稱之為優質煙葉的生產與管理方式。它要求我們在煙草生產與環境保護之間尋找一種平衡，在生產優質煙葉的同時，致力于土壤、水分、空氣、動植物環境保護方面的可持續發展。這種方式將為我國煙草未來的發展提供強大動力，是我國煙草挑戰國際市場的契機。實行烤煙GAP，（1）要積極培訓廣大煙農，提高煙農素質，保護煙農利益，為從事煙草生產的所有人員提供安全的工作環境；（2）在整個煙葉生產過程中充分應用科學技術，實行目標責任制；（3）建立質量追蹤系統，保證烤煙質量。

1.1嚴格選擇煙草生長的生態環境

烤煙種植對土壤、氣候、水源等的要求是較嚴格的。因此，在種植烤煙前必須對這些因素作充分的調查。對種植煙草土壤的PH值及其數種礦質元素要作分析，堅持輪作，保持土壤肥力。要嘗試對大面積區域適合烤煙種植的實驗和發展煙葉農場這種新的生產組織形式。首先是國家的農村政策，允許農民承包的土地在平等協商、自愿的基礎上轉讓、入股、互換、抵押等，使土地向大戶轉移，向規模種植發展。其次，改革開放以來農村有大量的閑散勞動力，為創辦農場創造了勞動力條件。煙葉農場的經營模式有：（1）技術人員+農戶式；（2）煙站、鄉、村聯合式；（3）煙站職工入股式。投資烤煙農場風險小、效益穩定、回報率高，有利于科學技術的推廣與普及，有利于煙葉種植布局的調整，有利于生產機械化的實現，有利于發揮科學示范帶頭作用。1.2全過程監控煙葉生產使用物質

必須對每年使用的各種農用物質進行嚴格管理，并做到有據可查。具體做到：（1）使用地方優勢品種；（2）結合烤煙農場生產組織形式實行工廠化育苗，并保證育苗所用水源、基質及育苗專用肥的質量；（3）對使用農藥安全性，基因安全性作檢測，控制施藥次數；（4）結合滴灌技術施用各種所需肥料，并對烤煙專用基肥及追肥的品種和質量進行監控；（5）合理處理煙葉殘體；（6）應用MES（生產執行系統）對使用儀器和設備作全方位控制；（7）收購的煙葉每個部位都必須留取樣品，并進行檢測分析。其主要目的是減少污染，降低成本，提高儀器使用率。1.3對煙農實行編碼管理

利用IC卡對煙農實行戶籍化管理。IC卡作為一種電子憑證，一戶一卡，將煙農的黨案（包括姓名、年齡、文化程度、家庭成員及勞動力組成狀況、可耕土地面積、烤房結構與種煙面積是否匹配以及三年來煙葉交售等級和質量、合同信息等）寫入IC卡，煙農必須持卡接受煙草公司技術指導和服務，領取物質，交售煙葉并進行結算。為方便交售，可將20-30名煙農IC卡編為一個系統，只是每位煙農的序號不同而已，生產上一個系統就是一個組。這個組生產的煙葉在規定時間和收購地點進行集中交售，入庫后將該組的同一個等級的煙葉打包，不夠一包的另行包裝，標明等級、數量、日期，貼上統一條形碼及煙農IC卡編號，以便建立質量追蹤系統。

1.4建立煙葉生產技術推廣系統

為提高煙葉生產技術含量和煙葉品質，建立合理的技術體系，采取如下措施：

（1）實行技術人員分戶包干制；

（2）每名技術員分管一個系統，并從種煙土地選擇、簽訂合同、起壟移栽、田間管理、成熟采收、質量預檢、分級交售全過程對管轄的農戶實行個性化指導和分類管理，并將所有信息存入IC卡，以便監督考核；

（3）開設技術培訓班，由每名技術員負責收集廣大煙農的疑難問題，集中講解和個別輔導相結合，提高培訓效率，增加培訓質量；

（4）10-20名技術員由一名技術主管負責，對所在轄區負主要責任；

（5）結合煙葉農場新的生產組織形式，有條件的地方可將5-10個組組成一個規模農場，有利于科學實踐和技術創新。1.5 建立質量追蹤系統。

按照GAP在煙葉生產和收購過程中所做的一切工作，都是為獲得優質的商品煙葉，而最終建立起質量追蹤系統。其目的在于明確煙葉產品的特定身份，保證其在煙葉貿易中被持續使用和確定煙葉產品質量問題的來源，一旦問題出現可追蹤來源采取有效措施進行補救。具體要求如下：

（1）從煙農到煙站：每戶煙農有唯一的IC卡編碼；由技術員統一帶領交售；每組煙農交的同等級煙葉分別打包，煙包編號，通過編碼可查出相應的煙農群體；

（2）原煙庫存：從煙站到原煙倉庫，所有煙包都要詳細記錄；

（3）混料加工：收集裝筐煙包的標識，并在料筐的稱重單上記錄所有煙包信息，以及料筐投料時間和出料時間；

（4）成品煙存儲：倉庫要詳細記錄成品煙堆放區域和相關信息；

（5）發貨：詳細記錄貨的來源與流向。1.6 制定優質烤煙生產標準

制定項目主要有：烤煙生產基地的規劃;制定種子標準；制定漂浮育苗、相關農用物質如化肥、基質、水源等標準；制定烤房標準；制定分級標準；制定農藥殘留標準;2.國內烤煙GAP管理技術應用現狀

以陸良縣煙草公司在167公頃優質煙葉出口基地和400公頃輻射優質煙葉產區，采取多種有效措施推行GAP管理為例，現簡要總結如下：

（1)成立領導小組和技術執行組；

（2）制定生產技術方案 全面監控煙用物質；（3）建立技術推廣體系；

（4）對煙農實行個性化服務和分類管理；

（5）全面推行集約式煙葉收購辦法；

（6）建立煙葉質量追蹤系統；

當然，因各煙區條件不同，也可理解式推行烤煙GAP。3.幾種高新技術與烤煙GAP結合模式初探 3.1 農業信息技術與烤煙GAP的結合

3.1.1 人工智能技術在煙葉檢測與分級中的應用

計算機視覺是集自動化、光學、視覺學、心理學、腦科學等眾多領域的一門交叉學科，用來模擬生物視覺的某些功能，其研究范圍包含了圖像處理的絕大部分內容，并著重于對事物的理解。國外利用計算機視覺等技術在煙葉的質檢與分級的研究始于1984年。1988年，美國的THOMAS發表了一篇題為“圖像分析技術在表征煙草和相關產品質量方面的應用”的論文，提出將圖像處理應用于煙草及其相關產品。這表明研究人員已開始將視覺的理論和技術應用于煙葉的品質檢測與分級。1993年，津巴布韋大學的MACCORMAC設計了一個可用于實時分級的圖像處理單元原形。

人工神經網絡技術是人工智能技術的重要內容之一，人工神經網絡是模仿生理神經網絡的結構和功能的一種信息處理系統，它由排列成層次的許多單元組成，可以用過去的經驗進行學習，特別適用于難以用常規數學方法表達過程的信息處理，這一技術在分級中得到廣泛的應用。由于涉及煙葉分級的指標，如形狀、顏色等都是非結構化的，因此，適于采用神經網絡技術建立分級模型。

3.1.2 在煙葉質量追蹤中的應用

對煙農編號、煙包編號、烤煙等級、收購日期、投料時間、出料時間、成品煙加工日期、成品煙堆放區、出煙區、購煙地點、集裝箱號碼、肥料、農用物質等相關信息作詳細記錄，以便質量監督管理。

3.2 IC卡在烤煙GAP中的應用

IC卡系統主要實現4個功能，分別是：發卡、送貨銷售、自提銷售和專賣檢查。臺式讀寫器用于此卡的發卡和自提方式的銷售，手持采集器用于送貨銷售和專賣檢查。3.2.1 發卡 縣級公司下屬銷售網點，每個銷售網點都有自己的經銷商。縣級公司統一為經銷商發放IC卡，IC卡系統通過對臺式讀寫器的控制把零售商戶的信息寫入此卡中，完成發卡。3.2.2 送貨銷售

銷售網點向自己的經銷戶進行送貨銷售步驟：初始化、銷售、數據采集。(1)初始化：此系統把基本信息庫寫人手持采集器中，如：卷煙信息庫、客戶信息；(2)送貨銷售：送貨人使手持采集器給經銷戶送貨，將銷售流水寫入IC卡；(3)數據采集：經過一天的銷售之后，要把手持采集器中的銷售流水導人銷售系統中，把采集器中存儲的銷售流水直接轉化為網點銷售流水。2.2.3自提方式

自提方式是由經銷戶用此卡到網點提貨的一種方式。把經銷戶的卡插入臺式讀寫器中，即可取得卡中客戶信息。3.2.4 專賣檢查

(1)初始化：通過銷售系統將卷煙信息、經銷戶信息和專賣檢查員信息錄入專賣檢查器的相應的內置數據庫中。

(2)專賣稽查人員使用專用的專賣檢查器對各個零售商客戶進行專賣檢查，可將專賣檢查情況登記到專賣檢查器中。此卡讀寫器讀取IC卡上的銷售情況，進行專賣檢查。(3)通過專賣檢查器可以查詢以下信息：基本情況包括經銷戶姓名、編號、專賣限量、專賣證號、稅號、經營地址等。業務信息包括：逐條顯示銷售流水、每月省內外累計銷售數量、卷煙銷售總量、省內、省外煙所占百分比。專賣檢查包括詳細信息和簡要信息，其中詳細信息包括時間、專賣證編號、是否違規；簡要信息包括檢查次數、檢查戶數等。

3.3 生產執行系統（MES）與烤煙GAP的結合應用

3.3.1 煙草MES介紹 MES系統使用全面實時精確的數據，優化從定單到產品完成的整個生產活動，對工廠全部生產活動進行指導、反應和報告；MES通過對變化情況的快速反應，減少無用行為，提高企業運行和管理的有效性。MES的特點及功能主要有：（1）MES處于計劃層和控制層之間的執行層，主要負責生產管理和調度執行；（2）MES執行由ERP制定的計劃，根據實時生產信息進行生產調度，并將有關信息實時地提供給ERP系統；（3）MES能將生產目標及生產規范自動化轉為過程設定值；（4）MES將從DCS采集來的生產數據與質量指標進行對比和分析，可以提供閉環的質量控制。

3.3.2 煙草MES的組成 根據煙草行業的特點,MES主要包括數據采集、實時監控與報警、生產計劃調度、設備維護管理、過程質量監控、基礎數據和文檔管理、車間管理、物料追蹤及統計分析等九大模塊。烤煙MES的應用對促進質量標準的優化,對生產管理由被動型向預防為主的在線控制主動型轉化起到了很關鍵的作用。4 小結

烤煙GAP管理在我國還處于初步發展階段，需要在實踐中不斷完善。要大膽采用一些利于烤煙GAP管理的相關技術，如本文提及的烤煙農場生產模式，IC卡在烤煙GAP管理中的戶籍化管理的應用，農業信息技術在烤煙GAP管理中的具體應用，生產執行系統（MES）在烤煙GAP儀器管理及煙葉質量追蹤系統中的應用等。烤煙GAP管理在我國主要煙區的推廣是我國烤煙生產的必由之路，是提高我國煙葉質量的基礎，是增強我國煙草國際競爭力的有力保障，因此，我們應積極推行烤煙GAP管理模式，加快我國煙草前進的步伐。