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[关键词] 计算机 软件安全 检测方法
1.前言
安全性是软件质量的一个重要属性。对软件安全的测试就是采用各种方法来验证或发现系统安全方面的问题。从计算机软件的应用来说,计算机软件安全检测的目的是避免由于软件应用所带来的潜在风险。计算机软件安全检测方法的研究对软件安全检测工作来说有着不可低估的作用,是保障计算机软件安全必不可少的手段之一。
2. 软件的安全性分类
软件的安全性,可以划分为失效安全性和保密安全性。
所谓失效安全性,即软件运行不引起系统事故的能力,强调的是一类安全关键软件的安全性失效可能造成重大人员伤亡、财产损失、环境污染等危险事故。对失效安全性的度量主要有建立在可靠性理论基础上的安全度、失效度、平均事故间隔时间、软件事故率等。对于失效安全性测试,常用的测试方法目前有基于故障树的测试和基于最小割集的测试。[1]
所谓保密安全性,即与防止对程序和数据进行非法存取的预防能力有关的质量属性。软件安全性是软件在受到恶意攻击时仍提供所需功能的能力。对于保密安全性测试,目前主要有代码走读与审查、静态分析、形式化方法、故障注入、基于模型的测试、基于属性的测试、语法测试、模糊测试等测试方法。
3. 计算机软件安全检测是应注意的问题
从计算机软件安全检测来看,其是一个动态的检测过程。在进行软件安全检测是需要关注到的问题有:
① 针对所检测的计算机软件所特有特点与涉及要求,在综合分析的基础上通过选择适合软件的检测技术手段,并从实际出发的角度制定合理的安全检测方案。同时,在进行计算机软件安全检测时要关注检测人员的多元化,在计算机软件安全检测过程中不仅仅要配备软件安全分析员,还要需要配备对该软件系统熟悉同时是还是该系统的总体设计人员参加,只有多领域的配合才能更好的对软件安全进行检测。
② 在进行计算软件安全检测时,系统级、需求级与代码级的分析是必须的。如果该软件的规模比较大,还应对其进行软件结构设计方面的分析。在具体的分析过程中从实际工作需要选择合理的分析技术,必要时可以进行仿真环境与分析工具来协助检测工作。从计算机安全检测的角度来看,其过程是一个系统化的过程,无法通过简单的方法来解决一个系统的所有安全检测问题,因而在具体的家算计安全检测过程中,需要选择合理的安全检测方法。
4 计算机软件安全检测的主要方法
4.1静态分析安全测试
静态分析安全测试主要通过对源代码进行安全扫描,根据程序中数据流、控制流、语义等信息与其特有软件安全规则库进行匹对,从中找出代码中潜在的安全漏洞。它可以在编码阶段找出所有可能存在安全风险的代码,开发人员可以在早期解决潜在的安全问题。[2]
4.2形式化安全测试。
该安全检测方法是确立软件的数学模型,通过形式规格说明语言的支持提供形式化的规格说明。比较常用的形式规格语言有基于模型的语言、基于有限状态的语言及基于行为的语言。有定理证明与模型检测两种形式化安全检测的方法。
4.3基于模型的安全功能测试。该方法是对计算机软件的行为与结构通过建模的方式生成测试模型,以测试模型为基础生成检测用例,进而驱动软件安全检测。比较常用的模型安全功能测试方法有有限状态机与马尔可夫链等等。
4.4语法测试。
该测试方法是以被检测软件的功能接口的语法生成软件的测试输入,通过这种方式检测软件对不同种类输入的反映情况。用该方法进行测试的通常程序是对软件接口的语言进行识别,定义语言的语法,在以语法为基础生产测试用例同时执行安全检测。
4.5基于故障注入的安全性测试。
该安全检测方法是应用故障分析树与故障数的最小割集来生产检测用命。故障树分析法用系统最不该发生的时间作为顶事件,在寻找导致事故发生可能的中间事件与底事件,通过合理的逻辑门符号将顶事件、中间事件与底事件进行连接,形成故障树。该方法可以显著提高检测的自动化程度,是比较充分的安全检测方法。
4.6模糊测试。
目前所用的是基于白盒的模糊测试,是对传统模糊测试技术的进步。该检测方法有效的结合传统的模糊测试技术与动态测试用例。
5. 计算机软件安全检测的主要技术
5.1功能验证
功能验证就是对软件需求中确定的有关安全模块的功能进行测试验证。作为网络信息系统自身安全建设的需要,设计者会在软件设计和开发过程中增加一些必要的安全防护措施:如权限管理模块,数据加密模块,传输加密模块, 数据备份和恢复模块等, 对安全的功能验证可以采用与一般的程序功能测试相似的方法,如黑盒测试方法, 白盒测试方法或灰盒测试方法等用例来进行测试。
5.2 漏洞扫描
漏洞是指硬件、软件或策略上的缺陷,这种缺陷导致非法用户未经授权而获得访问系统的权限或者扩大访问权限。在计算机软硬件系统中,没有绝对安全的组件,各种操作系统存在安全漏洞, 各种数据库管理系统也存在安全漏洞,漏洞扫描软件可以有针对性地对信息系统和应用软件的有关漏洞进行扫描,再对发现漏洞进行有效的防范或补救措施,也可以对采取保护措施防止非法者利用已知的漏洞进行攻击。常见的漏洞有拒绝服务漏洞,本地用户扩权漏洞和远程用户扩权漏洞等。
5.3 模拟攻击
模拟攻击,就是假设自己是一个非法入侵的攻击者(如黑客),利用目前存在的系统漏洞和常用的攻击手段,对提交评测的系统的开发环境或使用环境里进行攻击,以发现安全问题。主要的攻击技术分为以下三类:服务拒绝型攻击,漏洞木马型攻击,伪装欺骗型攻击。
5.4 侦听技术
侦听技术,也称网络监听,可以获取网络上传输的信息,而这些信息并不是发给自己的,网络侦听技术是一个常用的手段,可以有效地管理网络,诊断网络问题,检查网络的安全威胁。目前网络侦听工具有多种, 有硬件,也有软件的。测评人员为了评测信息系统的安全环境,熟悉网络侦听技术,使用侦听技术是一种有效地安全测试方法。[3]
6.结束语
近年来基于Web 服务的分布式软件快速发展,如何对Web 服务开展安全性测试是分布式软件安全性测试面临的崭新课题[4]。而软件安全检测方法的存在其主要作用就是检测、分析软件或软件设计中存在的这些安全问题,从而指导软件进行安全性能改善[5]。另外,我们还要将软件安全测试贯穿于整个软件开发过程中,并采用国内外先进的技术和方法,定能保证软件质量的提高。
参考文献:
[1] 陈璇.浅谈关于软件安全性测试方法研究[J].电脑知识与技术,2009(3).
[2]施寅生,邓世伟,古天阳.软件安全性测试方法研究[J].微计算机信息.2008, 24 (1-3):56-58.
[3]王晓华.软件安全测试方法研究.农业网络信息.2010(3).
[4]晁永胜,郑秋梅.软件安全建模与检测[J].计算机仿真,2007(10).
关键词 安全等级划分;安全体系结构;安全策略;安全服务
中图分类号TP309 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)35-0185-02
0 引言
在一个信息安全体系结构中,对关注点(比如安全策略、安全服务、信息资产、业务依赖等)进行分级,不管从技术上还是从管理上都是非常必要的。信息爆炸使得安全问题变得越来越来复杂,因此安全等级的划分就成了安全体系结构设计中的核心环节。好的安全等级划分策略能够清晰地定义边界,能够对安全威胁进行精确的评估,这会给用户和信息资产的管理带来极大的方便。从安全工程师的角度看,他们通常精通各种安全技术和攻防策略,因此希望在安全服务上(比如认证、保密、访问控制、防抵赖、信息流的安全路由等)实施等级保护。而用户则更愿意从应用环境、信息资产等方面来关注安全威胁造成的后果。不同的视角造就了多种安全等级划分的策略。
从目前的研究看,主要的安全等级划分方法有基于安全策略的安全等级划分(TCSEC)、基于安全强健性的安全等级划分(IATF)和基于安全服务的安全等级划分(CDSA)。
1 基于安全策略的安全等级划分
安全策略是指用于所有与安全活动相关的一组规则,它的显著特点就是用一般术语对安全需求和安全属性进行描述,而不涉及具体的实现过程。美国国防部1985年12月通过的可信计算机安全评价标准(TCSEC,又称橙皮书)就是基于安全策略来分级的。TCSEC的安全等级划分指标包括安全策略(Security Policy)、责任(Accountability)、保证(Assurance)和文档(Documentation)4个方面,每个方面又细分为若干项,其中的核心就是安全策略。
根据对上述各项指标的支持情况,TCSEC将系统划分为4类(division)7个等级,依次是D;C(C1,C2);B(B1,B2 ,B3);A(A1),按系统可靠或可信程度逐渐增高。D类为最小化保护,C类为自主保护,B类为强制保护,A类为可验证的保护。在TCSEC中建立的安全级别之间具有一种偏序向下兼容的关系,即较高安全性级别提供的安全保护要包含较低级别的所有保护要求,同时提供更多或更完善的保护能力。
基于安全策略的安全等级划分核心是访问控制。有DAC和MAC。DAC说明主体具有自,能够向其他主体转让访问权限,这通常会导致系统中一个或多个特权用户可以改变主体的访问权限。主体的权限过大很容易导致机密信息的泄露。DAC一般是通过访问控制表(ACL)来实现的,几乎就是一种静态表格形式,一旦用户数量增多、用户数据增加,ACL就会变得非常庞大。ACL本身的维护也不是一件容易的事,因为用户的需要访问的资源各种各样,而且用户的职责有时也会经常发生变化。MAC意味着如果用户没有按相应安全等级行事,系统就不会让用户访问对象。这是一种被动的安全模型。系统使用灵敏度标记作为所有强制访问控制的基础,灵敏度标记必须准确地表示其所联系的对象的安全级别。当系统管理员创建系统或者增加新的通信通道或I/O设备时,管理员必须指定每个通信通道和I/O设备是单级还是多级,并且管理员只能手工完成这些操作。单级设备并不保持传输信息的灵敏度级别,所有直接面向用户位置的输出(无论是虚拟的还是物理的)都必须产生标记来指示关于输出对象的灵敏度。显然这种管理不方便,也容易出错。
DAC和MAC都没有考虑实际的应用环境,授权访问基本上都是静态的,一旦主体有某种权限,它就永远拥有该权限。这种安全等级划分不具有动态性,也不够精确,很能适应企业规模越来越庞大,需要更加清晰和精确的安全等级划分的现实。另外,TCSEC的分级具有纵向性,即一级比一级强,但级与级之间的边界却不是十分的清晰,没有融入横向分级的策略。通常我们也需要横向的分级,每个级别关注不同的安全问题,这样就能各尽其责,边界清晰。
2 基于安全强健性的安全等级划分
2.1 IATF的等级划分思想
美国国家安全局(NSA)制定的信息保障技术框架IATF,提出信息保障的核心思想是纵深防御战略。所谓纵深防御战略就是采用一个多层次的、纵深的安全措施来保障用户信息及信息系统的安全。在纵深防御战略中,人、技术和操作是三个主要核心因素,要保障信息及信息系统的安全,三者缺一不可。在IATF中,安全等级划分用强健性来衡量。强健性级别被定义为推荐的安全机制强度和保证测试级别,它由信息价值和威胁环境来决定。IATF根据信息保护策略的违犯造成的危害程度将信息价值划分为V1-V5共5个级别。根据对手占有的资源和愿意冒的风险程度将环境威胁划分为T1-T7共7个级别。
当信息价值和威胁环境的级别确定后,ISSE(信息系统安全工程)可以在确定安全机制的强度和需要进行什么样的保险活动方面提供指导,以获得推荐的机制强度级别SML(Strength Mechanism Level)和保证测试级别EAL(Evaluation Assurance Level)。对于某一威胁级别(T1~T7)和某一信息或系统的价值(V1~V5),IATF列出了推荐的最小SML级别和EAL级别。这里SML为机制强度级别,表现为一系列技术性的安全服务机制,IATF列出了8大类安全机制,每一类中都包含若干种安全服务。根据对各种安全服务的支持程度SML被划分为基本强度、中等强度和高强度3个级别。EAL为保证测试级别,即为了使系统达到一定的安全性而需要进行的测试。根据测试的严格程度EAL被划分为功能测试、结构测试、顺序测试检查、顺序的设计测试和检查、半正式设计和测试、半正式认证设计和测试、正式认证设计和测试共7个等级。
2.2 IATF的主要问题
IATF的安全等级划分真正地把人(即管理)、技术、操作结合起来,贯彻了纵深防御的战略。与TCSEC相比较,这无疑是一个巨大的进步。IATF把安全等级划分因素归结为内部因素(信息资产的价值)和外部因素(环境的威胁程度),根据这两个因素的强弱组合(V,T)来划分系统的安全等级(SEL,EAL)。这使得IATF的安全等级划分成为一个全面的多维的构造。与TCSEC相比,IATF中对V和T的分级提高了等级划分的精确性。
IATF的主要缺点是它的划分方法仍然是定性的,并没有达到量化级别的精确度,其强健性策略并没有提供更为详细的分析方法。它给出都是一些定性的指标,其V、T、SEL和EAL分级的定义都是定性的,策略自身并没有提供在特定的情况下选择安全机制的足够信息。IATF中的强健性策略也不见得就是完善的,可能还有很多其他的因素需要考虑(比如部门对信息系统的依赖程度),也可能还有新的安全机制在表中没有列出。IATF的等级划分能够给信息系统工程师提供一个指导性的框架,但它并没有提供一种精确的分析方法来确定信息资产的价值和环境的威胁程度。工程师在对V1-V5,T1-T7进行划分时,并没有一个严格的标准,可能一个工程认为是V3,而另一个工程师则认为是V4。他们只能基于自己的经验和听取专家的意见去获得一些感性的认识。
3 基于安全服务的安全等级划分
公共数据安全体系结构CDSA由Intel体系结构实验室提出,并得到了多家组织和厂商的支持。CDSA定义为一个开放的、可扩展的体系结构,它包含一组层次化的安全服务和相关编程接口,应用程序可以有选择地、动态地访问这些安全服务。
整个CDSA划分为4层,即应用程序层、系统安全服务层、通用安全服务管理器(CSSM)层、安全插件模块层。这里安全插件模块层提供了5种核心的安全服务模块,即密码服务CSP、信任策略服务TP、数字证书库服务CL、数据存储库服务DL、授权计算服务AC。这些安全服务由CSSM层来进行统一地集成和管理。CDSA将攻击分为3类,其中I类外部攻击(如黑客);II类为运行程序的攻击(如病毒和木马);III类完全控制系统并利用分析工具进行的攻击。CDSA被设计成防范II类和III类攻击。
CDSA的优点就是通用,这既包括技术上的通用,也包括商业上的通用。技术上的通用包括跨平台、能够兼容各种现有技术协议、允许支持多种开发语言、灵活可扩展的接口、丰富的管理工具、开放的API标准等等;商业上的通用,CDSA则希望能应用到包括电子商务、教育、娱乐、信息、原材料等相关软件和服务中。但CDSA并不是一个全面的安全等级划分系统。CDSA认为I类攻击应该通过优秀的访问控制和系统管理机制来防范,而不是使用安全软件。可见与IATF相比,CDSA并不是一个纵深的多层次的安全保护方案。CDSA与TCSEC一样,都没有考虑人的因素,没有引入系统的安全管理机制。CDSA还具有不可伸缩、接口复杂、系统资源消耗大等缺点。
4 结论
随着信息网络的快速发展和信息系统工程变得越来越复杂的现实,安全等级划分成为信息系统研究、开发和管理中的一个重要课题。本文对当前3种主流的安全等级划分方法作了详细的分析和比较。事实上每一种安全等级模型都有很多变体,这都有待进一步的研究。从宏观上看,人和管理的因素,与应用相结合的信息资产、工作流等都被纳入到安全等级划分的范畴。从微观上看,划分粒度越来越精细,对某一个技术性的安全范畴(信息价值)都会形成多层次的等级划分。总的来说,安全等级划分研究的趋势是方法越来越精确、考虑的因素越来越全面、站的层次越来越高(从系统工程的角度出发)、划分越来越精细、由单维的构造向多维方向发展。
参考文献
[1]US DoD 5200.28-STD. Trusted Computer System Evaluation Criteria[S].
[2]IATF Release 3.1.Information Assurance Technical Framework [S].
[3]赵战生.美国信息保障技术框架――IATF简介[J].信息网络安全,2003(4):13-16.
[4]The Open Group. Common Security: CDSA and CSSM, Version 2.3 [EB/OL]. 省略/publications/catalog/c914.htm, 2000,5.
关键词:视频编码技术;应用手段;发展前景;设想
前言
随着社会经济的繁荣发展,各种现代化的科学信息技术应用手段,逐渐被人民群众发现。在各种新型技术应用手段的帮助和影响下,我国广大人民群众自身的生活方式和生活理念,也发生了显著的变化。视频编码技术在安防领域生产生活过程之中的应用,就是在这一实际的社会发展背景下产生的。在我国未来社会的发展进程之中,有关视频编码技术应用的具体发展趋势,就成为了相关人员的重点研究课题。
1 简析视频编码技术的发展历程
在国际领域世界范围内,视频编码技术从产生发展到今天,已经经历了近四十年的时间。上个世纪九十年代中期,在国际CCITT组织内部制定并通过的H120视频编码技术应用准则,是该技术应用手段在工业生产生活领域当中应用的雏形。发展到上世纪的八十年代后期,视频编码技术的应用,产生了第一个基本造作准则,相关领域之中的技术人员普遍称之为是H.261应用准则。在这一基本操作准则的规定内容当中重点叙述的,视频编码技术当中涉及到的混合剪辑、画面侦测预设以及编码信息转换等技术手段,在当今社会的安防领域仍被广泛应用。进入到二十一世纪知识经济的新型社会发展时期,世界联合国信息技术研发组织,结合视频编码技术的应用现状,对其实际操作标准的设定进行了规范和完善,并联合多个经济大国,提出了H265的技术操作标准,并一直沿用至今[1]。
2 安防领域视频编码技术应用内容的介绍
在我国安防领域当中,有关视频编码技术的结合应用,发展到今天也经历了近二十年时间的历程。在这二十年的时间里,无论视频编码技术应用模式发生怎样的变化,其实际上采用的基本操作方法,皆为通过构建混合型的编码信息框架,在结合应用补偿安防信息内容预测的方式,最终实现相编码书写形式的转换。技术工作人员首先将安全防范监控信息制作成不同条状的像素内容分布框架,将其作为编码技术应用和分析的主要对象。通过混合不同编码当中的监控信息,尽可能消除因时间的流动间隔对编码信息的高效结合带来的困难。在一般情况下,技术工作人员可以通过适当转换安防信息图像当中的视频帧,调整整个安防视频画面的先后播放顺序,以凸显视频编码技术的应用效果。
在此基础之上,技术工作人员如果将安防监控视频当中,某个单独存在的视频画面像素作为运动计算预估的核心对象,能够在短时间内最大限度的削减,不同单位视频编码信息之间时间间隔的矛盾。但需要相关技术人员深刻认识到的是,无论是哪一种视频编码技术的应用类型,其对工作人员自身技术应用水平的要求都较为严格。两种应用方式需要技术人员结合实际安防信息内容的监控现状,进行适当的选取。在实际应用的过程之中。两种技术应用内容之间是相互矛盾的对立关系,具有极其复杂的计算难度。在选取技术内容的应用类型时,工作人员可以将条状像素的分布模块作为编码信息调整核算的基本运算单位。通过平衡不同视频编码信息之间的核算效率以及核算的复杂程度,更好的缓和两种不同应用内容之间的矛盾现象[2]。
3 安防领域视频编码技术的发展趋势
随着社会发展进程的不断深入,在安防领域之中视频编码技术的应用,也将呈现出与现在截然不同的发展模式。在未来社会的发展进程之中,有关视频编码技术的应用前景主要可以概括为以下三个方面。
3.1 视频编码框架的转换
为更好的满足工作人员对安防视频信息灵活应用的基本需求,视频编码技术的基本信息框架将发生一定的转换。在保持先进高压缩性信息编码框架的基础之上,构建更加灵活的编解码信息组织框架,使视频信息编码框架的构建,能够在可伸缩编辑视频帧信息的同时,更好的适应互联网络技术的信息传播环境。可伸缩灵活性的视频信息编码框架的构建,能够同时满足视频监控资料的储存、查询、内容分解等不同工作内容的工作需求,是对传统编码框架的完善和优化。在安防监控管理工作的实践监管过程之中,工作人员经常需要将视频监控信息进行分流处理,将一份视频编码信息分别制作成两份不同分辨率质量标准的视频影像,以保障相应编码内容的实时查看和本地备份。编码信息框架的灵活转换,能够减少实际信息分流过程的工作步骤,对提升技术人员的工作有效有显著的推动作用。
3.2 多视点视频信息编码技术的应用
多视点视频信息编码技术的应用,能够提升安防视频编码信息传输的立体感。能够帮助相关技术工作人员,在编码的过程之中实现信息编制的双向操作。在种种固有应用优势的影响下,多视点视频信息编码技术的应用,也将成为安防信息编码在未来社会的主流发展趋势之一。在此基础之上,在多视点视频编码技术的帮助下,安防监控人员可以在同一时间内,对同一监控对象实施两个或两个以上,不同视角的思维立体化监控。但需要技术人员尤其注意的是,在应用多视点视频信息编码方式开展监控工作时,摄录设备与监控对象之间的拍摄距离以及不同摄录设备之间的角度设定和间距距离等,都能影响到多视点视频信息监控的拍摄效果,进而影响到视频信息编码结果的精准度。
3.3 编码技术应用的智能化水平得到提升
编码技术应用的智能化,是安防领域未来监控工作的必然发展趋势。在监控实践活动开展的过程之中,如何提升摄录监控内容的智能化发展模式,与监控影响压缩编码之间的协调度,也将成为安防管理人员的主要研究课题之一。在智能化视频编码技术应用的发展时代当中,影视画面的分析处理、摄录设备的视觉特效、摄录模式的认定识别以及人工智能化科技手段的应用等,都将成为安防视频编码技术的囊括内容。其具体的智能化主要体现在,当安防监控过程出现信息入侵或者突发监控故障时,智能化的信息处理手段可以在短时间内,自动检测到编码信息核算处理故障的运行点。将计算机自动化检测技术代替人工检测,更好的环节工作人员的实际负担以及监控压力,为最终实现安防监控管理工作的高效开展,提供强有力的前提保障,实现安防监控事业的繁荣稳定发展。
4 结束语
总而言之,视频编码技术是监控领域之中基础性的技术应用手段。将视频编码技术更好的结合应用到安全防范监控管理工作开展的^程之中,是社会监控领域技术应用水平不断提升的象征。技术人员要在了解视频编码技术实际发展历程的基础之上,对能够应用于安防领域的技术种类,全面灵活的掌握其实际的应用技巧,才能在符合实际安防现状的基础之上,实现视频编码技术在未来社会当中的又好又快发展。
参考文献
关键词:液压传动;计算机辅助;匹配算法;案例检索;CAD软件
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.105
1 引言
液压传动系统在许多机械领域都得到了广泛的应用,成为机械系统设计的主要方面,一个优秀的液压传动系统方案的设计要求具备良好的理论知识基础,并且要有丰富实践经验。随着计算机技术的发展,在企业中工程设计的软件应用非常广泛,液压CAD计算机技术在液压传动系统设计研究中的应用,以及人们利用计算机辅助技术结合人们的初步决策想法,利用计算机技术对大量的资料进行检索,进行计算从而完成液压传动系统方案的设计和研究。
在系统的设计与实现中主要介绍液压传动方案计算机辅助优选系统的关键技术,对液压传动方案计算机辅助优选系统实现的基本原理进行了介绍,在液压传动方案的基础上对液压系统和典型液压回路案例库进行开发。最后使用AUTOCAD软件对液压系统原理图进行绘制的。
2 液压传动系统设计与实现
2.1 液压传动方案的设计
在液压传动系统方案设计中,我们首先要知道主机对液压传动系统的性能、调速范围、负载条件、工作环境的温度湿度和工作周期等多方面的需求,在对液压传动系统方案进行设计时候,我们还要考虑到系统结构简单、工作运行可靠安全和对系统使用维护方便等需求方面。在一套完整的液压传动系统的方案设计中,所有的环节都是相互关联的。 液压传动系统方案的设计,液压系统原理图绘制是方案进行优选的表现形式,系统设计过程都是结合研究人员的工作经验完成的,所以研究人员专业知识掌握能力和实际的工作经验在很大程度上决定液压传动方案设计的好坏,在液压传动系统的设计中要把专家设计人员的专业知识和能力充分的发挥出来。液压系统的组成,液压传动系统的结构设计一般包括能源b置、执行元件、控制元件和辅助元件。能源装置中最常见的就是液压泵,液压泵负责给系统提供压力油的,能源装置的工作原理主要是把机械能量转化为流体的压力能。执行元件装置包括液压缸和液压马达,液压缸是做直线运动,液压马达是做旋转运动的,执行元件的工作原理是把流体的压力转换成机械能量然后进行输出。控制元件装置常见的有溢流阀和相应的控制回路等,控制元件的工作原理是控制和调节系统中的流体的压力、流体的流量以及流体的流动方向,并且完成对信号的转换和放大等控制功能。辅助元件装置有油箱和过滤器等设备,辅助元件的工作原理主要是为系统的正常工作运行提供辅助帮助的,为能源装置、执行元件和控制元件提供辅助服务。典型液压回路设计特点,典型的液压回路是液压传动系统的基本组成,液压回路是实现特定功能的液压元件,液压传动系统方案设计中液压回路的设计包括压力控制回路、速度控制回路、方向控制回路和多个执行元件控制回路。压力控制回路设计是实现控制整个系统回路或者系统局部回路的工作压力,从而实现调压、减压和保压的目的。速度控制回路设计主要是对系统中执行元件的速度进行控制的。方向控制回路的设计主要是控制执行元件运动方向,并且可以实现对执行元件的运行方向进行锁定。多个执行元件控制回路设计是控制多个执行元件相互之间的工作循环。合理的典型液压基本回路定义模型的建立是液压传动方案实现液压基本回路的优选方案,在液压传动系统方案的整个设计方案中,合理的典型液压基本回路定义模型可以帮助设计人员完成液压回路的优化选择。
2.2 系统方案优选的原理
从液压传动方案优化选择设计的角度出发,目前基于规则推理和CBR都是比较典型的优化算法,其中基于规则推理是基于研究专家的专业知识和和实践经验的推理,把专家的专业知识和实践经验进行抽象化的一种规则推理方式,但是在知识的获取和系统的维护等方面存在困难。典型的优化算法的选择主要是考虑对结果的检索以及对信息的检索速度,CBR可以解决传统的基于规则推理在知识获取和系统维护等方面存在的问题。CBR是把原有的工程案例作为知识源,在对液压传动方案计算机辅助优选时可以借助CBR推理技术进行实现,CBR推理根据液压传动方案的基本设计形式,以原有的液压传动方案和典型液压回路为依据,通过案例推理技术,实现对液压传动方案计算机辅助优选方案的设计。对优选的原理和实现方式我们可以从液压传动方案优化和典型液压回路推荐进行研究。液压传动方案优化过程中,提取出来相关的特征形式和优化要求的案例,并且把案例按照一定的形式组织起来,然后专家可以把提取出来的案例和以往的案例库中的案例进行检索匹配。
系统中的各个模块功能都是有相应算法完成的,这样减少了对专家知识的需求,对优化方案可以准确的确定,保证液压传动优化方案的设计。液化传动方案优化实现的原理如图1所示。
案例库开发模块设计,案例库包括任务设计部分和结果设计部分,其中任务设计是液压传动方案设计的目的,包括执行元件运动形式等特性和液压传动系统的的基本要求等信息。结果设计是液压传动方案设计的案例信息,包括液压传动系统的类型和补充说明等。在液压传动系统中实现案例的表示,首先对液压系统特征进行抽象分析,然后研究在计算机中知识的表示和处理过程。
特征提取模块设计,特征提取就是根据系统方案设计任务中的内容,对液压传动系统方案设计的要求进行总结概括,并且把总结概括的内容作为液压传动方案设计的依据对液压传动方案进行优化。执行元件特性分析和系统要求分析是提取液压传动方案的设计任务中的两个部分,执行元件特性分析包括执行元件运动方式和运行形式,系统要求分析包括对液压系统工作状况要求的分析和执行元件工作要求的分析。
案例匹配和检索模块设计,传动方案的基本要求在一定程度上的相近是液压传动方案的相似性,液压传动方案存储着大量的信息,对传动方案案例进行检索我们采用分阶段的形式。第一阶段我们采用关键字属性对案例库进行检索,从宏观上保证案例库相应资源的提取,然后采用邻近检索方法,从提取出来的相应资源中把与设计要求最相近的案例选择出来,保证液压传动方案设计的可重复使用性。
典型液压回路案例库开发,以液压基本回路特征为依据,把基本回路数据表及其作用特点数据表进行相关联的管理,用于实现液压基本回路的推荐,根据各个液压基本回路作用特点出现的概率,对出现回路类型进行判定。
2.3 液压传动方案图形绘制
液压传动方案图形绘制有两种方式,一是通过CAD机械绘图软件进行实现,二是通过专业的建模和仿真分析系y中的原理图设计模块和VISIO软件实现。液压CAD软件最基本的功能是完成液压系统原理图的绘制,在计算机辅助液压系统开发前,人们对液压传动方案图形的绘制都是通过人工手动在图纸上进行完成的,随着计算机技术的发展,开始使用计算机来完成液压系统的开发和设计工作。液压传动系统和系统内的各个模块以液压气动元件为标准开发了元件库,研究设计人员按照元件库标准进行液压传动原理图的绘制。
3 系统开发与功能实现
3.1 系统需求和功能分析
在系统开发和功能实现中对系统的开发环境、系统功能模块能和系统的框架结构进行了设计,建立了液压传动系统方案的数据库实体模型,对软件流程进行了设计,构建了液压传动方案原理图绘制的接口,系统开发平台主要有VB、Access和AutoCAD等.实现液压传动系统方案优选,需要有液压系统设计辅助工具系统,设计人员要充分利用行业内现有的设计案例和经验,来完成系统设计方案选择,系统设计需求要满足液压系统设计周期缩短,减少设计人员的工作强度,提高系统优化设计方案制作效率等。系统满足的功能,辅助决策和咨询功能、数据库维护功能和学习功能。辅助决策和咨询功能是系统辅助用户进行系统方案决策的设计,在液压系统设计过程中如果用户有问题,系统可以帮助用户进行问题的解答。数据库维护功能是用户可以完成对开发的案例库进行基本操作,包括添加、修改和删除。
3.2 系统架构及实现流程
液压系统架构设计中,液压传动系统方案的定义模型的建立是实现液压传动方案计算机辅助选优系统的关键问题,保证液压传动系统方案在整个过程中可以有效的传递液压系统的特征信息,各个阶段对传动方案的设计要求进行反馈。液压传动系统方案的定义模型是对液压传动系统的各个阶段的信息进行集成化的一个模型。液压传动系统的总体信息包括主机对液压传动系统的运动方式、运行稳定性等系统性能和工作环境等方面的要求,液压传动系统的的设计组成形式可以划分为动力元件+执行元件+控制回路+辅助元件的组织形式,液压传动系统的基本特征是元件的具体形式和控制回路的特点。
系统基本架构如图2所示,在系统架构图中,技术要求获取及知识表示模块是根据用户获取到的技术要求信息,信息按照一定的表示方法对一个案例进行表述,并存放于动态数据库中,案例的属性就是技术要求的信息。案例库管理模块中的案例库是由以前专家设计过的历史案例构成的,每个案例都包含技术要求的描述,新案例被录入案例库的时候,要建立新案例的特征索引,案例库管理模块的功能是为用户提供案例库管理和维护功能的。诊断推理机制模块是整个系统的核心,从动态数据库中找出相似的案例进行匹配操作,如果完全相同那么就调出历史案例,历史案例的解决方案作为当前的解决方案。学习模块中经过推理机得出的方案被实践验证是正确的,并且在案例库中相似值低,那么就会被自动加入到案例库中。人机界面是面向用户的,为用户提供使用和维护的界面。帮助模块是为液压传动方案优选系统功能提供帮助的。
系统工作流程如下,把系统选优要求以特征的形式进行提取,与案例库中的案例进行匹配检索,这样可以完成基本液压传动方案的选取,我们也可以更改匹配检索的结果,对案例库中的案例进行修正。如果系统提示案例库案例不足,那么系统会自动启动学习模块进行案例维护。系统中各个模块功能都是由算法进行完成的,并且从已经开发的传动方案案例库学习解决问题的方法,减少了对专家领域知识的需求,对优选方案可以准确的确定,从而保证液压传动方案设计的顺利进行。
4 总结
在机械系统设计方面,液压传动系统的设计是主要的研究领域。液压传动系统的设计改变了传统设计方法周期长效率低的缺点,液压传动系统设计方案是具有实际意义的一个课题。
基于计算机辅助的液压传动方案优选技术研究与开发具有一定的研究意义。
参考文献:
[1]李丽杰.液压传动技术在机械驱动中应用的探讨[J].黑龙江科技信息,2013(25).
[2]丁贤林,吴百海,龙建军,邢志鹏,黄志坚.案例推理在大型轧钢活套液压系统故障诊断中的应用[J].机床与液压,2003(05).
关键词:电气安装工程施工方法技术
中图分类号: F407.6文献标识码:A
引言
随着建筑新材料的不断涌现,电气安装工程施工方法也随之日新月异。在建筑工程施工过程中,电气安装工程是其中的一个关键部分,这一工程施工质量的优劣往往会对建筑工程的整体质量水平产生重要影响。因此,为了保证整个建筑工程的施工质量和整体功能的实现,必须要不断地提高电气安装工程的施工技术和施工工艺,不断学习和积累经验,更好地完成电气安装工程。
1.建筑电气安装工程概述
随着城市化进程的不断加快,城市建设事业日新月异。现代建筑的内部专业设施齐全、自动化程度较高,为了保证电气系统整体运行的可靠性、安全性,以及智能化电气设备的先进性,建筑电气工程安装方法和技术至关重要。
总的来说,建筑电气安装工程主要包括以下几个方面的内容:线管及线盒的预埋;管内穿线;电缆敷设;照明器具安装;配电箱(柜)的安装;设备接线;系统调试等,这些部分共同构成了建筑电气安装工程。
2.电气安装施工工序及准备工作
建筑电气安装是一项系统性的工程,必须详细了解安装施工工序,并做好前期的准备工作,保证建筑电气安装的质量。建筑电气安装的施工工序主要有以下几个方面:①做好安装准备工作;②管路预制加工;③箱盒定位;④管路接连;⑤穿带引线;⑥扫管穿线;⑦电缆敷设;⑧安装配电箱和照明灯具;⑨安装防雷接地设施;⑩调试电气系统。在建筑电气安装工程正式实施之前,准备工作是必不可少的,充足的前期准备工作能够有效保证安装施工进度和施工质量。首先,在对建筑电气安装工程进行设计的时候,电气设计人员应当对建筑项目有详细的了解并针对设计工作提出要求。例如电气设备和线路固定件的预埋设计,需要在建筑电气安装施工图设计中有明确的标识。其次,在建筑电气安装施工开展之前,应该详细掌握规划的安装施工方法和安装施工进度,对一些关键地方的连接,如梁柱和屋面,电气设计人员要仔细核对自己的设计能否与建筑施工适合,并与施工人员共同审核设计图纸,避免发生错误。最后,建筑电气安装施工中所使用的预埋件也需要在工程开始之前加工制作完成,保证电气安装工程的顺利实施。
3.电气安装工程的主要的施工的方法和技术措施
3.1土建装修的具体要求:在配合土建装修施工的过程中,对于预留预埋时,首先应该弄清楚建筑物的标准高度,装饰的材料和墙面抹灰装饰的厚度,以此为根据来调整预留预埋的深度和高度,在混凝土内暗敷线管应该按照最近的线路铺设,尽量减少弯曲,埋入建筑物中的线管应该与建筑物表面的距离适当,暗配盒、箱应该在其对应的模板处,用防锈漆或者其他有区别的油漆做好标志,引出混凝土墙,地面管子的铺设要顺直,两个或两个以上管子在铺设时应该排列整齐,所有管子的管口应该平齐,光滑无毛刺,并且要封堵严密,对于不同专业的配管应该用不同的标记和图纸相符的编号,严格防止漏配现象的产生。
3.2钢管暗配的一般要求:敷设于多尘和潮湿场所的电线管路,管口管子连接处均应该做密封处理,埋入地下的电线管路不宜穿过基础设备,如果实在要穿过建筑物,必须加上保护管,在管与盒的焊接连接处,应该一管一孔顺直插入与管相吻合的孔内,伸进的长度不宜过长,也不宜过短,最好在管与盒的外壁相接触处焊接,盒、箱开孔整齐,管孔不得开长孔,应采用手电钻或液压开孔器进行开孔,孔径与管径相吻合,严禁使用电气焊进行开孔。
3.3pvc电线管的暗配:
Pvc的电线管耐腐蚀,但是它也有自己的弱点,它易变性易老化,它的机械性的强度不如钢管好,所以它经常被应用在室内有酸、碱等有腐蚀介质的场所,不得用在高温的和容易受到机械损伤的场所的敷设。在做线管暗敷的时候,要以最近的线路进行敷设,要使线头的数量尽量的少,这样可以使管内穿线时阻力减少,暗敷线管的弯曲半径不应该小于管外径的6倍,在做弯管的过程中,弯管应该使用专用的弯管弹簧,用力要均匀,弯头上严禁有褶皱和裂纹,线管的弯曲必须符合要求,当线管埋于地下或埋入混凝土中时,不应该小于管外径的10倍,暗敷于砌墙力的pvc电线管时,补槽时使用的水泥和沙石浆的强度的等级一定要符合要求,不应该小于M10作抹面保护,其厚度不小于15mm;所有进盒的电线管,必须采用锁扣连接,要尽量做到一管一孔,应该保证没有线管进入的盒面上的敲落孔完好无损。
3.4管内穿线安装的要求:
首先在管内穿入导线之前,必须进行一次彻底的扫管,清除管内存积的积水或者是杂物,我们可以使用多种方法进行扫管,比如我们经常使用的在钢丝上绑上破布,来回的擦拭,直至把管内的积水和杂物清除干净为止,对于弯头较多或者比较长的钢管,我们擦拭完毕之后要往管内吹入一些滑石粉,以便穿线的时候比较容易。其次,穿引线的过程是为了检查管道是否通畅,管路的走向和盒、箱的设计是否符合要求,在管路较长和弯路较多的时候,可以在敷设管路的同时一并把引线穿好,如果在穿引线的过程中受阻,我们可以用两根铁丝同时搅动,使得两根铁丝的端头互相钩在一起,然后把引线拉出来。导线在管内不允许有接头和扭结之处,严禁将导线的接头埋入箱底板后的墙体之中,如果有接头必须在箱、盒内,导线在箱、盒内必须要预留一定的长度,在接线盒、开关、插座及灯头的时候,盒内的导线必须要有预留的长度,一般为155毫米,在配电箱的预留长度应该是配电箱预留长度的一半为好,出户导线的预留长度为1.5米为好,对于共用的导线在分支处,我们可以不用剪断导线,我们可以让它直接导入。对于穿入管内的导线应该分色分相管理,穿线时应该根据各相用电负荷情况进行适当的调配,确保各相之间负荷的平衡。
3.5配电箱和照明器具的安装
一般情况下,配电箱、柜的安装应在土建地面施工完之后进行,墙柱上的明装箱也应在土建施工完后进行,暗装配电箱、接线箱通常应该在土建抹灰装饰之前,根据抹灰的厚度进行安装。
在配电箱、柜安装的过程中,应保证安装位置准确,部件齐全,箱体开孔合适、切口整齐。暗式配电箱盖应紧贴墙面,零线经汇流排接,无绞接现象,油漆完整,盘内外保持清洁,箱盖、开关的灵活性较好,回路编号清晰易懂,接线整齐,如果过多则需绑扎成束。另外,如果配电箱、接线箱和分线箱有引出管而需开孔时,严禁使用电气焊进行开孔,而应该采用开孔器。
4.结束语
综上所述,电气工程施工技术复杂、质量要求严格,如果稍不注意就会对建筑物整体施工质量及其使用性能的发挥造成不良影响,甚至会造成严重的后果。因此,安装施工人员必须要增强责任感,在施工前做好充分的技术准备,施工中严格按照相关规范要求进行安装施工,保证电气工程安装质量。
参考文献
[1]勾三利.民用建筑常见电气工程质量通病与防治对策[J].河北建筑工程学院学报,2010,(4).