时间：2023-03-29 09:24:45
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关键词：光传送网；关键技术；组网；应用
随着传送网络承载的主要客户类型由语音转向数据的变化，基于光同步数字体系(SDH)以VC-12/VC-4为带宽调度颗粒结合点到点波分复用(WDM)多波长传输的网络结构面临着严峻挑战。首先是数据业务量大导致传送带宽颗粒产生的低效适配问题，如对于路由器的千兆比以太网(GE)或10GE接口，若采用目前典型结构来传送，则需要多个VC-12/VC-4通过连续级联或虚级联的方式来映射，适配和传送效率显著降低。其次是WDM网络的维护管理问题。目前的WDM网络主要检测SDH帧结构的B1字节和J0字节等开销[1]，对于信号在WDM网络传输中的性能和告警等功能检测较弱。最后是WDM网络的组网能力问题。WDM网络目前仅仅支持点到点或者环网拓扑，在光域基本没有或支持有限的组网能力。因此，针对这些需求，国际电联(ITU-T)基于光域数字处理尚不成熟的技术现状，从1998年左右开始提出了基于大颗粒带宽进行组网、调度和传送的新型技术——光传送网(OTN)的概念，同时持续对于相关标准进行了规范，截至到目前已经规范了网络结构[2]、网络接口[3]、设备功能接口[4]、管理模型[5]和抖动[6]等。OTN技术是综合了SDH和WDM优势并考虑了大颗粒传送和端到端维护等新需求而提出并实现的技术，相关规范同时涵盖了未来全光网的范畴，是光网络极有发展潜力的新型技术，将在后续的网络中逐渐引入与应用。
1光传送网的技术特征
OTN技术继承了SDH和WDM技术的诸多优势功能，同时也增加了新的技术特征。
(1)多种客户信号封装和透明传输
基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射，如SDH、异步转发模式(ATM)、以太网等。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于以太网则支持有所差异。例如对于GE客户，OTN尚未规范具体的映射方式，各设备厂家采用不同的方式实现GE客户透传，导致客户业务无法互通，同时由于10GE接口的规范完成晚于OTN标准框架规范，OTN对于10GE的透明传送程度有所差异，目前ITU-T提出了2种标准方式和3种非标准方式[7]，解决了点到点透明传送10GE的问题。
(2)大颗粒带宽复用、交叉和配置
OTN目前定义的电域的带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk,k=1,2,3)，即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)以及ODU3(40Gb/s)，光域的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的处理颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽客户业务的适配和传送效率显著提升。
(3)强大的开销和维护管理能力
OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了OCh层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得OTN组网时，端到端和多个分段同时进行性能监视成为可能。
(4)增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器(ROADM)[8]的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了目前WDM主要点到点提供传送带宽的现状。而采用前向纠错(FEC)技术，显著增加了光层传输的距离(如采用标准G.709的FEC编码，光信噪比(OSNR)容限可降低5dB左右，采用其他增强型FEC，光信噪比(OSNR)容限降低等多[9])。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。
(5)OTN支持多种设备类型
鉴于OTN技术的特点，目前OTN支持4种基本的设备类型[10]，即OTN终端型设备、基于电交叉功能的OTN设备、基于光交叉功能的OTN设备和基于光电混合交叉功能的OTN设备。目前大多数厂家支持的OTN产品主要以OTN终端设备和基于光交叉功能的OTN设备为主，基于电交叉功能和光电混合交叉功能的OTN设备也有部分提供，在具体应用时可根据实际需求综合考虑选择哪种或哪几种OTN设备。
(6)OTN目前不支持小带宽粒度
由于OTN技术最初的目的主要是考虑处理2.5Gb/s以及以上带宽粒度的客户信号，因此并没有考虑低于2.5Gb/s的客户信号。随着OTN客户需求的发展变化，基于更低带宽颗粒(如1.25Gb/s量级及以下)的需求出现，ITU-T也加大研究力度，目前正在根据各成员提案讨论如何规范具体的带宽粒度规格和参数，同时研究基于多种较小带宽颗粒的通用映射规程(GMP)。
2OTN关键技术及实现
OTN技术包括很多关键技术，主要有接口技术、组网技术、保护技术、传输技术、智能控制技术和管理功能等等。
2.1接口技术
OTN的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分，其中逻辑接口是最关键的部分。对于物理接口而言，ITU-TG.959.1已规范了相应接口参数，而对于逻辑接口，ITU-TG.709规范了相应的不同电域子层面的开销字节，如光通路传送单元(OTUk)、ODUk(含光通路净荷单元(OPUk))等，以及光域的管理维护信号。其中OTUk相当于段层，ODUk相当于通道层，而ODUk又包含了可独立设置的6个串联连接监视开销。
在目前的OTN设备实现中，基于G.709的帧，电层的开销支持程度较好，一般均可实现大部分告警和性能等开销的查询与特定开销(含映射方式)的设置，而光域的维护信号由于具体实现方式未规范，目前支持程度较低。
2.2组网技术
OTN技术提供了OTN接口、ODUk交叉和波长交叉等功能，具备了在电域、光域或电域光域联合进行组网的能力，网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。目前OTN设备典型的实现是在电域采用ODU1交叉或者光域采用波长交叉来实现，其中不同厂家当中采用电域或电域光域联合方式实现的较少，而采用光域方式实现的较多。目前电域的交叉容量较低，典型为320Gb/s量级，光域的线路方向(维度)可支持到2～8个，单方向一般支持40×10Gb/s的传送容量，后续可能出现更大容量的OTN设备。
2.3保护恢复技术
OTN在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于ODUk的子网连接保护(SNCP)、环网共享保护等；光域支持光通道1＋1保护(含基于子波长的1＋1保护)、光通道共享保护和光复用段1＋1保护等。另外基于控制平面的保护与恢复也同样适用于OTN网络。目前OTN设备的实现是电域支持SNCP和私有的环网共享保护，而光域主要支持光通道1＋1保护(含基于子波长的1＋1保护)、光通道共享保护等。另外，部分厂家的OTN设备在光域支持基于光通道的控制平面，也支持一定程度的保护与恢复功能。随着OTN技术的发展与逐步规模应用，以光通道和ODUk为调度颗粒基于控制平面的保护恢复技术将会逐渐完善实现和应用。2.4传输技术
大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征，任何新型的光传送网络都必然不断采用革新的传输技术提升相应的传输能力，OTN技术也不例外。OTN除了采用带外的FEC技术显著地提升了传输距离之外，而目前已采用的新型调制编码(含强度调制、相位调制、强度和相位结合调制、调制结合偏振复用等)结合色散(含色度色散和偏振模色散)光域可调补偿、电域均衡等技术显著增加了OTN网络在高速(如40Gb/s及以上)大容量配置下的组网距离。
2.5智能控制技术
OTN基于控制平面的智能控制技术包含和基于SDH的自动交换光网络(ASON)类似的要求，包括自动发现、路由要求、信令要求、链路管理要求和保护恢复技术等。基于SDH的ASON相关的协议规范一般可应用到OTN网络。与基于SDH的ASON网络的关键差异是，智能功能调度和处理的带宽可以不同，前者为VC-4，后者为ODUk和波长。
目前的OTN设备部分厂家已实现了基于波长的部分智能控制功能，相关的功能正在进一步的发展完善当中。后续更多的OTN设备将会进一步支持更多的智能控制功能，如基于ODUk颗粒等。
2.6管理功能
OTN的管理除了满足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之外，还需满足OTN技术的特定要求，如基于OTN的开销管理、基于ODUk/波长的调度与管理、基于波长的功率均衡与控制管理、波长的冲突管理、基于OTN的控制平面管理等等。目前的OTN网络管理系统一般都基于原有传统WDM网管系统升级，除了常规的管理功能之外，可支持OTN相应的基本管理功能。
3光传送网应用分析
随着传送网客户信号带宽需求的进一步驱动、OTN技术的逐渐发展和OTN设备功能实现程度的显著推进，OTN技术如何应用日益成为业界探讨的焦点，也即何时(什么时候)、何地(什么网络层面)、以什么方式(选择什么功能)引入OTN进行组网以及实际应用时存在哪些障碍或缺陷。因此，文章主要从OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等角度进行分析。3.1应用时机探讨
OTN是否可以很好地引入应用主要应从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度以及网络运维人员的OTN技术认知程度等多个角度考虑。
首先，目前传送网客户信号主要为IP/以太网，而IP/以太网的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速，基于VC-12/VC-4的带宽颗粒的适配与调度方式显然满足不了传送网客户信号对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次，从OTN技术的完善程度来看，虽然目前OTN标准系列还在进一步修订和讨论(如规范ODU0和ODU4颗粒，统一基于超频方式工作的ODU1e、ODU2e容器等等)，而OTN的主要标准框架和功能要求已由ITU-T几年前定稿，即使后续部分内容有所更新，但目前的规范内容至少必须要继承和兼容，因此，对于OTN技术目前可以说是基本完善。第三，对于OTN设备的实现程度来看，目前的OTN设备已经基本支持了OTN技术的主要特征，如多速率映射与透明传送、大颗粒带宽的调度与处理、OTN帧结构的开销实现与处理、OTN的组网与保护等，同时实现了对于这些OTN技术特征的管理。因此，从设备实现上而言，OTN设备已经具备了初步应用的功能特征，但具体应用时要根据多种需求综合选择OTN设备相应功能。最后，网络运维人员对于OTN技术认知过程和其他任何新技术一样，都需要一个逐渐了解、深入和掌握的过程。因此，网络运维人员初期对于OTN技术的不熟悉并不是OTN引入与应用的障碍，而应该是OTN应用时所必须要准备的前提条件之一。
因此，从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等方面来看，OTN技术的引入与应用目前应该具备了基本的条件，可在综合考虑其他非技术因素的基础上逐步引入与应用OTN技术，以增强传送网络的传送能力与效率，适应客户信号的高速、动态发展。
3.2应用层面分析
由于光传送网络的范畴较大，包括城域光传送网(含核心层、汇聚层和接入层)、干线传送网(省内干线和省级干线)等多个层面。不同网络层面的特点不同，因而是否可以引入OTN技术的结论对于不同网络层面并不完全一致。
对于城域光传送网而言，汇聚与接入层主要是承载的是汇聚型客户业务，客户信号的带宽粒度较小，基于ODUk调度的业务可能性较小，而且OTN目前暂未标准化ODU1(2.5Gb/s)以下的带宽粒度，因此，目前的OTN技术在城域汇聚与接入层引入与应用的优势并不明显。
对于城域传送核心层和干线传送网络而言，客户业务的特点主要为分布型，客户信号的带宽粒度较大，基于ODUk和波长调度的需求和优势明显，OTN技术特点应用的优势比较适宜发挥。
因此，目前OTN技术的引入与应用主要应侧重于城域核心层和干线网络。
3.3应用功能选择
OTN技术的典型应用功能目前可分为3种：OTN接口、ODUk交叉和波长交叉3种。综合考虑客户业务需求、OTN技术完善程度、OTN设备实现程度等多种因素，应在不同的网络层面应选择不同的OTN功能。
首先，在城域传送网核心层层面，由于节点调度与处理要求中等，网络规模较小但调度需求较大，目前一般可根据实际网络的典型需求选择ODUk交叉和波长交叉或者ODUk和波长混合交叉功能，同时提供对于OTN接口功能的支持；后续可根据OTN设备的实现程度选择新型功能。第二，在省内干线层面，由于节点调度与处理要求较大，网络规模较大，调度需求较大，目前一般可根据实际网络的典型需求选择波长交叉或者仅选择OTN接口功能；后续可根据OTN设备的能力的提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉，或者ODUk和波长混合交叉功能。第三，在省级干线层面，由于节点调度与处理要求很大，网络规模大，调度需求一般，目前一般可根据实际网络的典型需求选择OTN接口功能，特殊需求可局部选择波长交叉功能；后续可根据OTN设备的能力提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉，或者ODUk和波长混合交叉功能。
3.4应用关联问题
实际引入OTN技术组网时，最典型的关联问题是现有网络如何升级、现有网络与OTN怎么互通以及后续的OTN如何演进等问题。
由于现有WDM网络的彩色接口一般都提供了基于G.709的OTN接口功能，原则上可考虑直接升级或启动OTN接口功能。由于现有WDM设备的OTN接口的支持程度差异较大，而且涉及到现网运营、维护、技术的更新和成本等因素，如何升级为完全支持G.709接口的OTN设备，是个综合多种因素需要深入分析的问题，不同的场景应选择不同的解决方案。
对于互通问题，由于目前的WDM网络支持的G.709接口并不一定完善，因此，新建的OTN网络与已有WDM或者SDH网络互通时，应优先选择客户侧接口(如SDH/以太网等)进行互通，待OTN网络规模逐渐扩大以后，OTN不同子网之间可采用基于OTUk的域间接口互通，逐渐实现端到端的维护与管理。
关于OTN引入和应用后的后续技术演进，应在积累前期运维经验的基础上扩大OTN网络规模的同时，从客户业务需求、OTN技术发展和OTN设备实现程度等多方面紧密跟踪相关进展，以便适时适度地引入更多的OTN新功能，最终实现光传送网络范围内真正意义上端到端灵活的调度、维护与管理，使OTN的应用网络层面覆盖到城域传送网核心、接入与汇聚层以及干线网络。
4结束语
OTN作为新型的光传送网络技术，继承了SDH和WDM技术的诸多优势，同时拓展了新型的大颗粒调度和传送、多级的TCM等新型功能，是下一代光传送网的主流技术。从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等多个角度考虑，OTN已具备了引入与应用的基本条件，而具体的应用应着重考虑OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等方面。
5参考文献
[1]YD/T1383—2005.波分复用(WDM)网元管理系统技术要求[S].2005.
[2]ITU-TG.872.Architectureofopticaltransportnetworks[S].2001.
[3]ITU-TG.709.Interfacesfortheopticaltransportnetwork(OTN)[S].2003.
[4]ITU-TG.798.Characteristicsofopticaltransportnetworkhierarchyequipmentfunctionalblocks[S].2004.
[5]ITU-TG.874.Managementaspectsoftheopticaltransportnetworkelement[S].2004.
[6]ITU-TG.8251.Thecontrolofjitterandwanderwithinthe?opticaltransportnetwork(OTN)[S].2008.
[7]ITU-TG.sup43.TransportofIEEE10Gbase-Rinopticaltransportnetworks(OTN)[S].2008.
[8]ROADMarchitecturesandtechnologiesforagileopticalnetworks[EB/OL].[2008-05-10]./downloads/ROADM_Overview.pdf.
[9]MizuochiT.Recentprogressinforwarderrorcorrectionanditsinterplaywithtransmissionimpairments[J].IEEEJournalofSelectedTopicsQuantum
论文摘要介绍了脱毒甘薯栽培的关键技术，包括选好品种、选地深耕、培育壮苗、适时扦插、合理密植、田间管理、平衡施肥、防病除虫等方面的内容，以期指导脱毒甘薯的推广种植。
1选好品种
根据气候、土壤条件以及用途等选择相应的脱毒甘薯品种。对灌溉条件较好、肥力较高的土地，可选用徐薯18等品种；对肥力较差的旱薄地，选用鲁薯7号等品种。高产淀粉型品种有徐薯18、皖薯1号、皖薯7号、鲁薯7号、豫薯7号、苏薯7号等；优质食用型品种有北京553、苏薯8号、皖薯8号、徐薯43-14等。
2选地深耕
甘薯具有抗旱特性，应选择疏松透气、上层深厚、蓄水保肥、排灌良好、耕作层深30cm左右的沙质壤上，pH值以5.2～6.7为宜。深耕30cm左右，起垄规格为垄高20cm，垄宽50～60cm，垄距80～100cm，做垄要求土壤宁干勿湿。起垄目的是加大昼夜温差，促进薯地膨大和养分积累，土层松软，减少气生根，一般可增产10%以上。
3培育壮苗
壮苗一般比弱苗增产10%以上，是高产的基础。壮苗的标准是：茎粗壮节间短，叶片肥厚、大小适中，项叶平齐，苗高20～25cm，苗龄25～30d，组织充实、老嫩适度，苗重5g以上，无病虫无白根，断口白浆多，栽后缓苗快。
甘薯育苗方法有塑料薄膜育苗、火炕育苗、酿热温床育苗、电热温床育苗等。苗床管理主要是“以催为主、以炼为辅，先催后炼、催炼结合”来达到早出苗、多出苗、育壮苗。
苗床管理分为三个阶段。一是从排种到出苗阶段，即前期高温催芽期，排好种薯后浇透水，用甲基托布津500倍液或多菌灵1000倍液喷洒种薯进行消毒，种苗上床3～4d内温度保持35～38℃，而后降至29～31℃进行催芽；二是平温长苗期，当苗高10cm后，将温度稳定在25～28℃，苗出齐时浇1次透水；三是低温炼苗期，当苗高15～18cm时可采苗移栽，采苗前3～4d温度降低至18～20℃进行炼苗处理，采苗后第1天浇1次透水，再次转入以催为主，追施适量的肥料。
4适时扦插
春甘薯在气温稳定在15℃以上时，每早栽ld，产量可提高1.0%～1.2%；夏薯每早栽1d，产量可提高2.5%～3.0%。扦插时应选用苗龄在30d左右，苗长20cm,茎粗节短的壮苗进行栽插。在水肥条件较好的地区采用留3叶方法进行水平扦较好，栽插深度以5cm为好；在干旱和丘陵地区则以留3叶方法进行斜插为好，深度为10cm左右。
5合理密植
插足基本苗，以较好地发挥群体增产潜力。春薯4月下旬至5月中旬栽植密度为4.50～5.25万株/hm2，丘陵地一般为7.50万株/hm2。土层深厚，肥水条件较好，可适当稀植；耕作层浅，肥水条件较差，则适当密些，以协调个体和群体间结构，充分利用地力和空间，有效提高甘薯产量。
6田间管理
6.1中耕培垄
春薯栽后30～35d开始封垄，应及时中耕松土培垄，用地膜覆盖的只锄垄沟。夏薯栽后20～25d培垄。
6.2及时化控
对茎叶徒长田块，应在7月中旬至8月中旬（营养生长叶盛期）化控2～3次，喷施多效唑、膨大素或助壮素，也可提蔓1～2次，以控制茎叶徒长，促进块根膨大，提高产量。
6.3浇水排涝
甘薯抗旱性较强，适宜土壤相对湿度为50%～70%，封垄前中耕除草2～3遍，栽后20～30d遇旱浇1次缓苗水。中后期遇旱顺垄轻浇小水。甘薯怕涝，雨水大要排水。
7平衡施肥
甘薯是地下结果的块根作物，对肥料的吸收以钾素最多，其次是氮，而磷最少，吸钾数量为氮的2～3倍。据测定，高产甘薯每生产1000kg鲜薯需吸收纯氮4.9kg、纯磷1.34kg、纯钾11.5kg，其比例为1∶0.3∶2.3。
根据甘薯的需肥特点，总的施肥原则就是控氮，稳磷，增施钾，补施锌硼肥。中等肥力地块，施肥用量为纯氮105～150kg/hm2、纯磷75～120kg/hm2、纯钾225～300kg/hm2。在缺锌硼的田块，需施硫酸锌和硼砂各15.0～22.5kg/hm2。
提倡深施、分层施。70%的有机肥结合深耕施入，化肥和30%的有机肥在做垄时集中施于垄下。栽后30d看长势追施5～10kg/hm2尿素，9月中下旬可叶面喷施0.3%的磷酸二氢钾水溶液75kg/hm2。
8防病除虫
本文通过对直埋蒸汽管道设计、生产、施工等方面调查、研究，针对几个关键技术问题进行了分析、探讨，供广大供热科技人员参考。
关键词：直埋蒸汽管道、保温结构、内固定支架、微量变形
一、直埋蒸汽管道技术发展概况
目前，我国直埋蒸汽管道市场需求愈来愈大，而且有迅猛发展之势。这种局面的出现，订由以下原因促成：
A、我国推广"集中供热"、"热电联产"、"三联代"等节能、环保政策的需要；
B、现代文明城镇建设的加速和对节能、环保的高要求；
C、国家为了提高人民生活质量水平，供热范围由严寒的"三北"地区（即华北、东北、西北）向广阔的冬寒夏热的"过渡地区"扩展的需求。
1．1、研究、开发、应用等方面取得了长足进步
为适应直埋蒸汽管道迅速发展的市场需求，近几年来我国广大科技人员、生产厂家在直埋蒸汽管道技术的研究、开发、应用等方面，付出了大量心血，取得了长足进步。保温结构型式和选用材料之多样化，工程实践规模之大，世界上没有一个国家可以和我们相比。笔者曾多次和德国布鲁格、意大利索克萨姆以及美国等多家公司交流，他们一般最大管径Φ500mm，用量也不大，而目前我国山东济南、河北石家庄、陕西西安、辽宁大连、河南、江浙等地区所采用的直埋蒸汽管道已超过Φ500mm，有的已达900mm。保温结构形式有内滑动、外滑动，选取用的耐高温保温材料有微孔硅酸钙、玻璃棉管壳、热压珍珠岩、硅珠保温材料、复合硅酸盐等。保温结构型式、选用保温材料种类很多。因此在直埋蒸汽管道开发和应用领域，我国并不比发达国家落后。
1．2、一方面肯定研究、开发方面的宝贵经验，另一方面也应清醒地认识到目前我国蒸汽管道直埋敷设技术在研究、设计、生产、材料、检测等方面，尚存在着理论、技术、管理等方面诸多问题，距这项技术的完善还有很大距离。笔者通过对南、北方一些工程事故调研发现，由于基础理论研究滞后于开发，设计计算不准确，产品粗制滥造，施工马虎从事，运行违规操作等，造成部分蒸汽管道直埋不久便出现"跑、冒、漏、伤"，"带病运行"问题，遗患于后，危及安全生产。在此种情况下，应冷静、客观地对以往的实践进行实事求是的科学分析、研究、总结，继而加强科研力度，以促进蒸汽管道直埋技术的进一步提高和完善。
二、对直埋蒸汽管道几个关键技术的思考与探讨
蒸汽管道直埋技术是一项涉及热力学、材料力学、岩土力学、流体力学以及有机材料、无机材料、防腐、电化学等多学科的系统工程，而且投入生产是动态运行，所以蒸汽管道直埋敷设与热水管道直埋敷设相比较，技术复杂的多。据有关专家总结，蒸汽管道直埋敷设通常有三大系统，十三个结点处理，每一项处理不当，就会立即或即将造成工程事故，隐患性很大。篇幅所限，不能展开讨论，下面仅对几个关键技术提几点参考意见，以期"抛砖引玉"。
2．1关于保温结构计算
2．1．1蒸汽管道直埋敷设与架空、地沟敷设传热状态不同，架空敷设是向无限空间传热，地沟敷设是热介质通过保温材料、流动空气层、沟壁等以不同传热状态向周围土壤传热，而直埋敷设，简化讲热介质是向周围土壤按一维稳定传热，土壤可视为保温结构一部分。以目前国内常用的内滑动式复合结构蒸汽管道为例，计算过程中首先应划定三个界面温度（见图1）。
无机保温材料与有机保温材料接触处可视为第一界面，外保护层与土壤接触处视为第二界面，地表与空气接触面视为第三界面。计算时应先控制三个界面温度，第一界面温度控制在有机材料耐温能力以下；第二界面温度应控制保护层的防腐、防水及机械性能不遭受大幅度衰减或破坏；第三界面温度则控制不会因界面温度升高而使得管道周围土壤热阻值提高，从而造成第一、二界面温度升高破坏保温结构。所以在保温结构计算过程中，应校核当地极高、构低环境温度的影响，必要时应适当调整保温结构各层保温材料的厚度，以确保保温结构安全。同时，计算过程中不能简单地按架空管道保温结构或按<通则>中公式进行计算，而应结合节能50%，管网输送效率提高到大于90%的要求（"直埋蒸汽管道保温结构研究与计算"，《区域供热》2001年第1期）。
2．1．2保温计算中，对土壤、保温材料的导热系数选取不能草率，这两个系数的选取正确与否，往往影响保温效果和管道运行安全性。
土壤的导热系数在0.5～2.5w/m·k之间，跨度很大，其大小与土壤种类、含水量大小、化学成分、埋设条件等多种因素有关。在工程设计时应坚持实测当地土壤导热系数或求助当地地质部门提供资料，认真确定土壤导热系数值。如果只根据"无资料可查时取1.5w/m·k"确定土壤导热系数不是科学的，因为不能确切反映管道所处的土壤实际情况，造成计算结果误差很大。例如南方高水位地区和西部干燥地区的土壤导热系数数值相差成倍，那么保温结构计算结果也会差异很大，如果草率计算，会造成管道表面温度过高或过低，破坏管道保护层或不经济。所以，应使用当地实测土壤导热系数值来计算。石家庄供热指挥部等单位坚持实测导热系数的做法是科学态度。
对各种保温材料的导热系数，不能简单以厂家提供的单体数值为准，而应搞清楚该数值是在何种温度，何种条件，哪一级检测部门测定的，有否导热系数方程式。然后尽量参照行业标准确定的导热方程式来选取、确定导热系数。例如微孔硅酸钙，笔者见过几个厂家标出的导热系数都不同，这时应凭据标准GB/T10699-1998<硅酸钙绝热制品>相关条文选取，送样检测后确定导热系数。
2．2保温结构型式选择应因地制宜
由于蒸汽管道介质温度高，保温结构不可能做成像直埋热水管道那样"三位一体"，需要做成"脱开式"，即工作钢管与保温层或外护层脱开。
2．2．1国外基本是要用钢外护层
德国、美国采用外滑动式，即绑缚着保温材料的工作钢管在钢外护层内滑动。只有意大利萨克索姆公司是采用工作钢管在保温层内滑动，即内滑动式（但他们没有设内滑动层）。实事求是讲，国外对于蒸汽直埋技术基础理论研究及实验并不深入，只是由于他们国家的经济条件、技术条件等优越，制造工艺精细，外防腐技术指标高，施工要求严格，所以价格也很高。
2．2．2我国对于蒸汽管道直埋技术的研究与开发，是摸索前进的，在摸索保温结构形式过程中，大致分为三个阶段。
外护层：
第一阶段：采用"塑套钢"型式，即外护层采用高密度聚乙烯，工程实践发现，聚乙烯耐温能力太差，当局部热流外泄，很容易造成外护层蠕变、鼓胀破坏，聚乙燃做外护层不适用于蒸汽管道，目前已成为共识。
第二阶段：采用玻璃钢做为外护层，而温能力大大强于聚乙烯，加工工艺由于是采用缠挠式，与采用聚乙烯管做保护层需要空管比较，可以克服偏心，质量有保证。但由于对玻璃钢制造工艺机理了解不透，采用了简陋方式，同时，玻璃钢外护层标准发时还没有颁布，制造的玻璃钢外护层质量低下，运输、安装过程中再违规操作，出现局部开裂破坏，动摇了采用玻璃外护层的信心。
第三阶段：依照国外采用钢外护层，即钢地沟型式。由于国情所限，完全依照国外，使用单位经济难以承受，制造企业只能简易从事，但它的"优势"是前二年、三年不易发现问题，于制造商保一个运行循环有利，所以近期这种形式较为"走火"。不过建立开发、使用单位应冷静考虑遗患未来问题，如防腐、电化学、检修等问题。关于此问题还要详细探讨。
保温层：
第一阶段：主要采用岩棉、复合硅酸盐毡与聚氨酯泡沫复合。工程事故教训说明上述两种材料存在两大问题，一是遇潮板结变形，二是支撑力不够，特别较大管径保温管，很容易被子埋土压扁破坏，现在已基本不再用。
第二阶段：采用微孔硅酸钙瓦与聚氨酯泡沫复合。由于硅酸钙瓦之间有缝隙，当管道运行后容易裂缝，造成局部热流外泄，破坏有机保温层和保护层，虽然采取了一些措施，但仍未能保证热流不外泄问题。
第三阶段：多极化，"百花争艳"，硅酸钙、高密度玻璃棉管壳、硅珠复合材料等，现在正在通过实践检验。
2．2．3通过上面叙述，说明蒸汽管道结构型式在摸索过程中，广大供热科技人员和开发商，确实注入了大量心血，但是，究竟哪一种结构型式最为优呢？笔者认为，目前还不是肯定哪一种结构型工业最优的时候。应当根据我国具体国情，继续深入研究、实践、总结。现在标准所正组织部分科技人员编写。文件中蒸汽管道技术条件，只提出要求，并没肯定结构型式。这很好，给今后深入研究、开发留有空间，是实事求是的科学态度。
我国地域广阔，气候、水文、地质条件差异很大，不能简单地像国外一些国家采且种模式，笔者通过近二年对南方、沿海、西部等地区调研认为，我国发展蒸汽管道直埋敷设技术，在考虑我国经济条件情况下，就因地制宜。例如南方主要矛盾是防水问题，沿海地区不仅有防水问题，更关键是防止氯、硫氧化物腐蚀问题，而西部地区空出土壤热阻问题。
沿海地区采用钢套钢型式，外护层防腐解决困难，而采用按"标准"制造的玻璃钢外护层既能防水更能防腐，而城市主要街道地区敷设的管道和由电厂通过野外向城区输送蒸汽的管道又不宜同等对待。前者要求严格些，后者则可简易些。西部地区干旱，地下不位低，解决的主要矛盾是土壤阻值等问题，因些，保温层采用廉价的材料，例如硅珠复合材料（硅珠与粉煤灰复合）。而外护层也不一定采用价高的钢外护层，所以，不同地区当选用蒸汽保温结构时，一定要根据当地的气候、水文、地质、经济以及介质温度高低、管径大小等，全面、认真地进行经济、技术比较，论证后确定方案，不能盲目草率仿照其它地区。
2．3对"外滑动钢套钢"结构型式的探讨
目前，国内采用的"外滑动钢套钢"结构型式（钢地沟）基本上是仿照国外直埋蒸汽管道型式，供热行业为了实现"跨路式发展"，需要引进国外先进技术。但应该认真学习、吸收、消化后再"为我所用"，而不能简单地根据国外产品商业广告说明书，"看图识字"、"照猫画虎"。笔者通过与国外公司交流和国内采用外滑动式钢套钢直埋蒸汽管道工程调研发现，下列几个问题共同探讨。
2．3．1外套钢管的防腐问题：国外对外套钢管防腐极为重视，要求严格，他们对钢套管内外侧防腐都有措施。欧洲如德国，套钢管外侧是采用涂刷防腐材料后缠HDPE，耐电击空强度要求达到20000V以上（UBLUC公司21000V），内侧面则要用抽成真空（设真空泵房保持），衰减腐蚀条件；美国则是在套钢管外侧面喷涂20～30mm厚聚氨脂绝缘层后再喷涂2mm左右玻璃纤维树脂（玻璃钢），类似我国采有玻璃钢做外护层的热水预制保温管，内侧面是采用抽真空或喷涂刷陶瓷防腐材料，外侧防腐层电击空强度也要求达到20000V以上。国内目前钢套管外侧面只采用涂刷富锌、环氧煤沥青防腐涂料，据测试耐电击空能力只有5000V左右，钢套管内侧面防腐一般就不考虑了，而套钢管内侧面由于处于高湿热条件下，又有空气，会加速套钢管内侧面的腐蚀速度。国内目前有个别厂家已经注意到上述问题。对套钢管外侧面已开始采用类似美国的方法，但套钢管内侧面尚未加强套钢管防腐措施。因此，目前国内对套钢管的防腐，特别是在高水位地区，能否保证套钢管达到标准界定的蒸汽管道寿命大于20年，尚需我们拿出有利的科学依据。应提醒：埋入下的气蒸汽管道三年五载不出问题，并不等于20年没问题！因此，建议国内同行应进一步加强研究，拿出既适合国情，又保证外套钢管寿命的科研成果。
2．3．2钢套管椭圆化变形带来的麻烦和解决方法，根据材料力学理论，常规壁厚的钢管当直径超700mm，会因椭圆效应产生椭圆变形，使得力学计算复杂化。当介质温度超过300℃，一般DN>400mm的工作管，钢套管直径就有可能超过700mm，钢套管椭圆变形就会产生。埋地钢套管椭圆化变形主要与两个因素有关：A、钢套管上面作用的垂直荷载，包括随埋深增加而加大的土壤荷载和随埋深增大而减小的车辆等活荷载；B、钢管的截面参数，在相同的垂直荷载作用下，钢管半径越大，随圆化变形越大，管壁越厚，椭圆化变形越小。
钢套管椭圆化变形，如超过一定限值，会造成局部失稳破坏，即使没有达到失稳破坏程度，如果预留缝隙与计算变形不符，滑动支架变形、卡腿、断腿必定会发生，造成管道系统破坏。
为了控制因椭圆化变形造成管道破坏，在进行外滑动钢套结构型式设计、生产时，应按有关规范，认真计算，将随圆化变形率控制在3%以内，同时，滑动支架与钢管内壁间隙应与之适应。关于计算方法及公式，将另文介绍。
2．3．3国外对保温材料如何长期包缚在工作钢管上，是有着严格技术措施的，他们采用特殊的防腐蚀钢材带包缚保温材料，间距也有具体要求。如果简单地用细铅丝或塑料带包缚保温材料。在高湿热条件下，经过一段时间的铅丝锈断，塑料带老化，造成保温材料脱落，保温结构破坏。
2．3．4内工作钢管保温层外表面与钢套管内壁的间距尺寸并不随意，而是将这个空间作为辐射传热的保温层，空间不能产生流动气流。国外是抽真空达到防止产生气流，国内由于条件所限，采用抽真空措施，暂时还难以实现。但预留的空气层厚度不能随意，一般不大于20mm，以防止空气对流产生，提高隔热效果。
2．3．5某些节点处理也存在不安全性和检修难。如将波纹补偿器安装在外钢套管内，一旦破坏，如何确定位置、如何检修均尚没有明确、成熟的方法，其它像国内固定支架、疏水装置等同样存在上述问题。
还有其它诸多因素不一一列举。通过以上几点只是想说明在引进国外技术时，应该真正"吃透"后，再"为我所用"。同时，目前对"钢套钢"结构型式，尚不应简单肯定，需进一步深入研究、实验，拿出经济、技术符合我国国情，又不会造成遗患于后的钢套钢结构型式方案。
2．4关于内固定支架
由于蒸汽管道热伸长量大，为了保证管道有效地实现热胀冷缩，需要设置固定支架。（见图二）如果还是按外固定设置方法，由于蒸汽管道温度高，补偿段短，固定墩设置多，尺寸大，这样一是增大工程量，二是造成施工难度。为解决这项技术难点，通过对国内外充分调研、交流，我校于1995年立题研究，题目是：《蒸汽管道内固定支架试验方法研究》，并上了一名研究生专题研究了三年。在研究过程中普得到蔡启林教授、姚约翰总工、杨明学研究员等专家热诚指导，课题完成了，但为什么至今没有向社会发表，原因是有些问题尚需要深入探讨，鉴于目前已有单位使用，为了安全，现将两个技术问题予以简要说明，供参考。
1.外环2.高强隔热材料3.内环4.外套管5.工作钢管6.焊缝7.保温材料
2．4．1计算理论依据：根据弹性力学理论，内固定支架是采用薄壁小圆环理论进行计算，这种计算方法的边界条件要求内外钢环必须紧密结合，受力均匀，但施工过程中很难达到要求，如果采取沿管道周边分几片组成不连续圆环，更不可能达到边界条件要求。所以需要进一步研究、探讨可以满足计算边界要求的施工技术措施，否则运行后会产生不安全因素。
2．4．2为了防止冷桥作用，热流外泄，内固定支架的内外环采用石棉橡胶垫隔热。采用石棉橡胶垫，有两个问题需要考虑。
A石棉橡胶热老化问题，一般蒸汽管道寿命介定大于20年，石棉橡胶垫肯定达不到（由于橡胶原因），一旦石棉橡胶老化粉化，不仅隔热目的达不到，而且造成结构破坏，影响管道安全运行。
B根据石棉橡胶垫导热系数计算，每10mm只能隔热26℃左右，如果介质温度高，又要控制外套钢管的表面温度，则石棉橡胶垫需要很厚，难以实现。
为此，我校正研究采用新型隔热材料取代橡胶垫。
2．5固定墩微量变形与力衰减
即使采用了固定支架方法，一个管网总是有的地方还要采用外固定支架，例如操心弯处、出土墙等。由于蒸汽管道产生的热应力高，特别是大管径管道产生的推力数以百吨计，如果按固定墩没有微量位移进行结构计算。大管径固定墩的尺寸会非常大，甚至无法实施。土壤不是刚性体，埋在土内的固定墩，在推力作用下，事实上是会产生微量变形的，如果主观不承认这个客观事实，不是科学态度。建议采用允许固定墩微量位移的方法设计固定墩，以达到推力大幅度衰减的目的，这一观点已逐步被国内外接受。我校也已经对这一课题进行了专题研究。通过理论计算、工程实践研究表明：允许固定墩微量位移（一般控制在30mm内），可以将固定墩承受的推力衰减50～70%。我们不仅在实验室进行了模拟实验，而且在内蒙伊敏河煤电集团、河南永城煤电集团等大管径管道工程进行了实践，取得了预期成果，前不久某市大管径管道工程，计算固定墩承受的推力600多吨，按一般结构确定的固定墩尺寸之大，在城市根本无法实施，经过建议采用微量位称法，推力衰减到200多吨。（详细计算参阅《区域供热》2000年第6期拙文）。
三结束语
通过以上对直埋蒸汽管道设计、开发中几个主要关键技术的思考与探讨。说明直埋蒸汽管道技术比较复杂，有诸多问题尚水解决，需要深入研究和实践。因此，生产和科技、院校应协同全作，继续加强科研力度，共同促进直埋蒸汽管道进一步完善和发展。
参考文献
1穆树方："对开发蒸汽管道直埋技术的几点意见"，《全国供热情报网文》1997；
2穆树方："蒸汽管道直埋技术应加强科技力度：，《区域供热》1998（4）"
3白成生："内固定支架计算研究"《硕士研究生毕业论文》1999；
4娄馥红："固定墩微量位移与力衰减关系研究"《硕士研究生毕业论文》1994
5王松涛："直埋蒸汽管道保温结构型式及计算方法研究"《研究生论文课题》2000；
6冯永申、穆树方："直埋供热管道固定墩用于保护弯头的优化设计方法"《区域供热》2000年（6）
摘要：感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，是软件无线电技术的扩展，它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点，但技术并不成熟，本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨，希望能够对相关工作的开展提供一些参考。
一、感知无线电的概念
感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。论文百事通采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。
感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。
感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。
二、感知无线电关键技术分析
作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。
2.1感知无线电技术与动态频谱分配
未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。
提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。
目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。
为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。
2.2信道状态估计及其容量预测
信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。
2.3功率控制和频谱管理
2.3.1功率控制
在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。
2.3.2动态频谱管理
动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述：基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。
2.4无线电知识描述语言
传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。
参考文献：
[1]何丽华，谢显中，董雪涛，周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术，2007，(05)
[2]王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)
[3]谭学治，姜靖，孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密，2007，(03).
[4]刘元，彭端，陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术，2007，(07)
关键词虚拟数据仓库；数据中心；联邦；信息门户；元数据
1引言
随着信息技术的飞速发展，国内外各大石油公司的竞争已经表现在信息技术应用的竞争，都在设法借助信息技术的力量，寻找新的增长点，从石油天然气行业的上、中、下游陆续建立了各类信息系统，历经数十年，投资数十亿美金不等。
另一方面，国内大多数油气田，现有的信息系统多为自主开发和部分引进系统。已经完成的各类专业应用软件、专业数据库系统和数据仓库等分别建立在不同的平台上，数据源各异，信息标准不一、相互独立，信息来源渠道分散并分别集中在不同的层次，相互间难以实现不同层次信息交换；这些系统不仅各自独立，分散，甚至存在某些数据重复建设的情况，数据冗余严重，同一份数据重复出现在多个应用系统中，存在数据不一致的风险。
数据中心（数据融合平台）通过将油田各应用系统有机集成和业务重组，最终构建一个统一的、标准的、集成的、能够包容各业务流程的数据中心体系架构和数据交换和共享平台，支持分散的、松藕合的分布式应用集成。大大地避免油田在信息系统方面重复建设，重复投资，为油田节省大量的资金。
然而，各大油田对数据融合平台建设目标和建设内容的理解各不相同。所采用的技术也是五花八门，这样实现的数据中心往往运行效率不高、对原有系统改动大（有的甚至直接放弃原系统）、难于推广，这势必会严重影响数据中心的全局应用。
在本文中我们试图通过分析影响数据中心建设的若干关键技术因素及解决方案，得到一个具有普遍意义的、先进、高效的数据融合平台架构。
2关键技术因素分析
2.1如何有效整合大量异构、异平台数据源
随着油田信息化建设的深入进行，大量的信息系统被开发并投入运行，由此而产生出了大量的同构异数据库、异构异平台的不同数据源，在这些数据源中有些是结构化的、有些则是文档、曲线数据等非结构化数据，还包括OA、ERP、纸制文档等一大批数据源。如不能有效整合和管理这些数据，将很容易造成数据遗失和管理混乱。
然而，如何有效整合如此庞大、复杂的数据源呢？是将所有数据集中到一个大库中统一管理？还是采用分布式技术建立统一访问平台？如何在各数据源的基础上实现综合、分析、挖掘？这些问题都将成为油田数据中心建设所面临的难题。
2.2如何为用户提供统一的登录及安全可靠的数据访问平台
油田数据中心建设用户提供统一的登录及安全访问的目的是为了解决以下几大问题：
（1）各系统之间互不兼容，数据信息不能共享。
（2）用户使用不同系统时，需要在不同系统中不停登录切换，效率低下。
（3）管理人员需要记忆一大堆的用户名和密码。
（4）不同系统需要很多不同专业的人员更新维护，维护成本很高。
针对上述问题，目前行业内提出了很多解决方案，但是在实施中如何选择最优的方案以解决面临的诸多难点问题：
（1）如何解决灵活性适应性差，花费大量时间建立的信息系统不能适应需求的变化，一旦需求改变，就将不断修改程序甚至全部重建，增加时间和资金投入的问题。
（2）如何建立起全局的安全访问目录，为用户提供灵活、方便、安全的数据服务。
（3）如何有效集成大量图形、图表工具，为不同角色、管理级别的用户提供直观、灵活的查询界面。
（4）个性化服务问题，即为用户定制访问首页及访问内容。
2.3如何有效管理元数据
元数据的定义一般泛称为：Dataaboutdata（管理数据的数据）。元数据的具体定义和应用随学科不同和应用领域不同而异。在石油领域，元数据是描述一个具体的油田数据库数据资源对象（数据集或数据），并能对这个对象进行定位管理，且有助于它的发现与获取的数据。
从元数据的定义可以看出，所谓元数据就是要定义一种管理数据的格式或数据字典，与此同时数据之间的关联也应定义在元数据中。然而在具体实施中却存在着一系列难点问题需要解决，例如：
（1）在石油领域里需要定义怎样的数据格式？
（2）元数据的规模有多大？
（3）如何将元数据的定义与数据源进行抽取、过滤、转换、映射关联在一起，从而实现元数据定义的自动化？
（4）如何为元数据管理提供完整易用的操作界面（甚至是图形化的界面）？
2.4如何充分利用企业现有硬、软件资源及网络资源
企业现有服务器、网络资源往往得不到充分的利用，如何高效的组织企业现有硬、软件环境为生产应用服务，这也是数据中心建设中急需解决的一大问题。
实施中可能遇到的难点问题包括：
（1）如何评估企业现有硬件、网络资源的使用效率？
（2）如何根据数据中心运行需求来优化配置企业现有资源？
（3）网络及硬件设备管理规范。
2.5如何从海量数据中整理、挖掘出有价值的数据仓库模型
建设面向主题的数据仓库首先面临的问题就是如何区分决策关键数据。其次是主题分类的问题，不同的专业需要不同的决策数据，需要建立不同的数据仓库模型，这一点不同于研究院现有的数模和建模，需要在庞杂的业务数据中不断挖掘出新的、不同规模的主题和仓库模型，并为这些主题建立起专业分类以方便管理，随着应用的深入能够被发掘出来的主题会越来越多、越来越细。最后，怎样把这样大量的数据转换成可靠的、商用的信息以便于决策支持的问题也是数据仓库建设中必须要解决。
3数据整合平台的总体技术架构设计
3.1数据融合平台系统设计思想
通过上述关键技术因素分析，我们明确了所要解决的主要目标问题，在此基础上我们进一步提出数据融合平台系统设计思想和关键技术路线。
1）数据融合平台建设是一个庞大的系统工程，需要分阶段、分步骤实施。从上述关键技术因素分析中我们可以提炼出系统建设的三个主要层次，即：首先要完成数据中心所需数据的分析、整理工作，从而制度出统一的数据标准和元数据规范；其次是已数据标准为基础建立数据交换与共享平台；最后建立项目数据库和数据挖掘、知识管理环境。
2）数据融合平台需要建立在一个高效率、高稳定、高可扩展性以及高安全的运行环境中，因此作为目前技术主流的J2EE符合此类大型系统的设计需要，它具有可靠、稳定、跨平台的诸多优势。另一方面，数据融合平台需要一套完整的而有机结合的技术解决方案，要解决包括异构、异平台乃至非结构化数据的有机融合、符合个性化和安全要求的信息门户与数据交换平台的有机整合、知识管理、数据挖掘环境与数据交换平台的有机整合。在众多J2EE平台中，只有IBM方案能够有效满足上述三大结合的需要，其主流产品WebSphereII、WebspherePortal、DW9已被广泛运用于电力、银行等大型企业数据整合系统中并具有较高的性价比。
3）针对数据集中还是分布的问题，我们提出的虚拟数据仓库体系架构有效结合了集中式和分布式优点，既能够保证原有系统不会因为数据集中而影响使用，又能够通过ETL从虚拟数据仓库中导出项目数据到项目数据库中。有效满足了用户对数据的各类需求。
4）需要建立一个可扩展的集成数据挖掘、知识管理、OLAP等多种分析工具在内的项目环境为知识发现提供基础运行平台。
5）需要建立以数据中心为核心的服务器群集环形网络架构体系及数据存储NAS和SAN混合架构。服务器群集环形网络架构体系包含群集件和负载平衡管理，可以定义规则使之在正常工作时和应对故障时自动为每个服务分配处理资源。
3.2虚拟数据仓库总体技术架构
下面我们给出虚拟数据仓库总体技术架构，本架构全面覆盖了五大技术因素，并有机融合了目前国际领先、成熟的技术、产品包括联邦技术、门户技术、元数据管理、数据评分及多维数据分析技术，服务器群集环形网络架构体系及数据存储NAS和SAN混合架构等。
图1虚拟数据仓库总体技术架构
技术架构分析：
本技术架构由两大资源管理平台构成：
石油数据资产化管理与应用系统平台
专业应用和综合应用数据资源平台
（上图中两大平台所涉及领域用白色虚线区分）
石油数据资产化管理与应用系统平台主要内容介绍：
1）目前分散在各部门的数据库系统（包括勘探、开发、生产调度等）在物理位置上保持现状，但在逻辑上和管理上统一纳入分布式数据库系统管理范畴。它们的数据源采集流程及数据质量保障则纳入标准化体系，对录入数据进行数据整理、质量审核、数据加载。
2）虚拟数据仓库体系建立在分布式数据管理系统基础之上，提供索引编目、安全管理、元数据管理、权限管理、空间数据集成、数据抽取等服务。
3）数据中心数据管理门户为虚拟数据仓库管理人员提供统一的登陆和管理操作界面。
4）企业应用门户提供数据资源需求用户统一的登陆、检索界面。
专业应用和综合应用数据资源平台主要内容介绍：
1）数据需求者根据需求，通过虚拟数据仓库抽取出所需要的数据建立数据集市。
2）根据以建立的数据集市提供用户数据挖掘、高级检索、OLAP所需的相关工具支持。
3）数据集市还包含地震、测井等大体数据。
4油田数据整合关键技术
4.1联邦技术
联邦是指对跨越多个数据资源的数据关联查询的技术。通过实现该技术从而支持不同数据库表之间（甚至文本文件间）数据的关联查询。整合不同数据（分布式和大型机，结构化和非结构化，公共和私有），在处理使其如同是在单个数据源中。联邦技术能够统一地访问以任何格式（结构化的和非结构化的）存储的任何数字信息。通过采用数据联邦，可在不影响现有应用的前提下，将各类系统的数据源通过联邦的方式映射到一个逻辑的数据库中。联邦的特性：透明性。所有信息源看起来就像是一个信息源。
异构性。从不同数据源整合数据。
可扩展性和工具化。可以访问任何数据源。
可以通过标准的分析、报告和开发工具来无缝利用的高级功能。查询接口提供了基于标准的完整功能——包括对后端数据源中缺少能力的补偿。
避免需要对现有数据源和应用程序进行更改的自主性。
其性能可以满足实际应用程序和可能应用程序的需要，包括高级查询优化技术、本地数据访问以及透明缓存支持。
联邦的技术组织结构：
图2联邦技术组织结构
图2中：联邦服务器（FederatedDatabaseServer）通过称为包装器（Wrapper）的软件模块与数据源进行通信。对于上述各类数据源，WebSphereII提供专用的wrapper，每个wrapper实现异构数据源的SQL处理，支持异构数据库间数据类型的转换和函数的转换。对关系型数据库数据源而言，包装器通过安装在信息整合平台的该数据库的客户端与其进行交互。对非关系型数据源，包装器直接进行数据访问。包装器从信息整合服务器接受数据访问指令，进行转换为数据源所支持的SQL，通过数据源的客户端提交执行。然后将结果返回给信息整合服务器处理。
4.2Portlet技术
基于IBMWebspherePortal技术实现的油田信息门户平台能够高效地把各种应用系统、数据资源和互联网资源统一集成到通用门户之下，根据每个用户使用特点和角色的不同，形成个性化的应用界面，并通过对事件和消息的处理传输把用户有机地联系在一起。简单而言，门户平台是能够充分满足用户个性化需求，使得用户能够以自己的方式交互访问相关信息、应用软件以及业务流程的集成平台。该平台主要技术特点包括：
多平台系统的单点登录集成框架
在统一的浏览器环境下，通过一次身份认证，即可按照各自的权限存取不同的应用系统，动态浏览企业内部管理信息、外部经营管理信息。
多平台系统内容集成框架
在统一的浏览器环境下，通过与原有应用系统(如OA系统、ERP系统、勘探信息系统，开发信息系统等)进行集成，在保留现有系统的前提下，使得通过统一的门户能够进入这些应用系统，并可以portlet形式集成原有应用系统的内容。
强大的文档搜索功能
石油行业的各种文档形式多样，格式可能是文本、XML、Word文档、PDF及PPT文件，存储在文件系统、内容资料库、数据库及邮件系统中，并且安全级别各不相同。因此，该系统提供区别于其他搜索引擎的专有引擎来搜索各种文档。
与ERP工作流、原始报表和水晶报表系统无缝集成
在统一的浏览器环境下，在各自的使用权限下通过portlet集成展现ERP工作流的审批过程及各种报表，统计图表。
用于协同工作的信息即时交流平台
在该门户系统上工作的同时，用户可看到其他在线的人员，然后通过内部邮件系统、在线聊天等手段与之交流，提高工作效率。
用户的个性化定制
在该门户系统上工作时，可自定义页面，在自己的页面上添加经常关注的信息，或经常要使用的集成的各种应用系统。
强大的安全管理平台
在基于LDAP的技术上，提供基于角色的用户安全管理功能，使得各级用户只能浏览权限范围内的信息，确保系统安全运行。整个系统，只需要一次登录，即可访问所有具有权限的信息和功能。用户口令实现集中管理。
4.3元数据管理
首先，油田各类数据库可以利用元数据技术规范化其现有的数据资源。每个专业领域建立自己的元数据标准，各专业子库按照这种标准的格式向外数据。这样，用户可以通过元数据标准提高数据查询和使用的效率和准确性。其次，这些元数据将记录有关于数据的所有上下文资料，数据管理者可以通过这些元数据对数据资源进行有效的管理，数据的使用者可以根据这些元数据了解数据资源的背景资料等信息。最后，元数据的使用能够进一步的消除各个数据资源之间的语义的独立性和异构性，能够达到一定限度的数据整合和交换。
图3油田元数据管理
油田元数据网格服务包括三个主要过程：用户通过元数据网格服务到元数据库中检索元数据；用户根据元数据到网格应用数据库中查询获取数据；网格应用数据库中新增数据库、表、字段、某些特殊记录时，向元数据网格数据库与之相关的信息、资料。
4.4数据挖掘与知识发现技术
总体框架中描述的专业应用及综合应用平台需要包括从后台数据整理、分析到前端图形图表展现的全面技术支撑。
IBMDB2DWE（DataWarehouseEdition）是面向商业智能应用的软件产品包，它包含十多个工具，给商业智能提供了全面、坚实的支持。其中，DB2Alphablox是新版DWE的亮点，它是一套基于Java开发的分析组件。
图4IBMDB2DWE产品分布
DB2Alphablox支持标准的J2EE应用程序开发模型，从而提供了可实现应用程序交付的全面开发范例，这为应用程序开发人员提供了定制用户界面和添加自己商业及应用程序逻辑的灵活性。通过DB2Alphablox，用户将获取功能强大的报表生成、图形化分析、无限制的信息“钻取”等多种体验。DB2CubeViews是DB2通用数据库的附加功能部件，它增强了DB2，使DB2作为开发和部署商业智能产品和应用程序的平台，特别值得一提的是，DB2CubeViews有助于加速位于DB2上的OLAP解决方案和应用程序的开发和管理。
该技术主要特性包括：
DB2UDBV9.1中的DataWarehouse特性包括：
用于大量可伸缩性的DatabasePartitioningFeature。
用于提高DBA效率和所有规模的数据库的自动管理。
多维数据集群--在OLAP和其他查询中使用的数据的优化存储选项。
为仓库查询提供Cube似的性能的具体化查询表。
帮助维护实时仓库的OnlineUtilities。
DesignAdvisor，使得易于为高性能的分析工作负荷设计优化的一组仓库对象（包括MQT、索引、分区和MDC）。
用于高级分析的内置功能，包括回归、协方差、柱状图和移动窗口。
5总结
本文针对五大关键技术因素提出的油田异构数据源整合虚拟数据仓库系统，使得企业能够多种业务应用系统、多种异构数据源并存，实现异构数据源的动态及时互访，以及信息的挖掘与综合利用，既保护了企业的原有信息化投资，又提供了应用系统由旧向新、系统平台由低向高平滑过渡，能够满足企业低成本、阶段性、可扩展性信息系统建设的需要。
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由于对供应链管理的研究重点和研究方法有所不同，供应链管理的关键技术也是有所区别的，笔者将供应链管理的关键技术分成两类：一类是供应链管理系统的实现技术；另一类是供应链管理的决策优化技术。其中供应链管理系统的实现技术不仅包括管理系统的研究与开发，更包括对整个供应链管理体系的研究，而供应链管理的决策优化技术则主要通过数学建模的方式来解决供应链管理中的决策问题，从而实现对供应链管理的更换应用。具体如下：
1.1供应链管理系统的实现技术供应链管理系统的实现技术主要包括两个方面的内容：一是管理系统的设计与开发技术。即根据供应链管理体系结构结合现代信息技术手段来设计相应的管理系统。在供应链管理诞生的初期通常使用ElectronicDataInterchange技术来实现，这种技术很好地满足了当时供应链管理的需求。但是随着科学技术的发展尤其是互联网技术的发展，供应链管理系统的设计与开发已经逐渐地开始以互联网技术为基础来进行构建，比较有名的管理系统如SAP公司的等都是通过互联网技术来实现信息的与传输，从而实现各个企业的信息共享，完成协作。目前，专家学者们将目光瞄向人工智能技术，希望通过人工智能技术来实现供应链管理系统的自主决策，但从实际情况来看，这种技术不够成熟，无法大范围的推广使用；二是供应链管理的体系结构研究。严格的来说，供应链管理的体系结构并不属于供应链管理的关键技术，只是一种理论上的研究，但是由于其是供应链管理系统设计与开发的重要前提，因此笔者才将其视为供应链管理的关键技术。
1.2供应链管理的决策优化技术在供应链管理的过程中会涉及到一系列的管理问题，如生产决策、产地决策、运输决策、合作伙伴的选择决策等，决策的好坏与否决定了供应链的效率高低，因此一直以来都备受各个企业的重视。而供应链管理决策优化技术是通过数学建模的方式来为企业管理者提供更好的数据服务的一种技术。例如产地决策主要包括生产位置、仓库和货源三个内容，其对供应链的效率、企业的效益有着最直接的影响。如果仅仅依靠管理者的主观经验来进行决策往往会出现重大的失误，对企业造成很大的影响，这种情况下可以通过线性规划、启发式算法或者仿真等方法来进行求解，从而保证决策的正确性。此外，合作伙伴的选择决策可以通过招标法、直观法、数学规划与统计概率法来解决，生产决策可以通过排队论模型、网络流模型或者流体近似法来求解等。
2供应链管理的应用趋势
随着科学技术的发展，现代社会已经逐步的开始进入知识经济与电子经济并存的时代，电子商务已经逐步成为了主流商务模式。所谓的电子商务指的是通过网络来进行生产、营销、销售等经济活动，其并不仅仅指依靠互联网技术来进行的商务活动，还包括利用其他电子信息技术来解决问题、降低成本、增加效益的商务活动。从供应链管理的发展趋势来看，笔者认为，供应链管理在未来将更多地应用于电子商务领域，如通过网络来实现对原材料的查询和采购，对产品信息的展示等。
2.1企业内部供应链管理在企业内部，供应链管理将逐步通过互联网技术来实现自动处理商务操作和工作流，同时增加对重要系统的数据的存取，以便于企业内部之间能够共享信息，共同解决客户问题。同时企业内部的供应链管理还能够更好地提高企业开展商务活动的灵活性，对市场的变化做出最及时的反应，为客户提供更好的服务。
2.2企业与合作伙伴之间的供应链管理在以往，企业与合作伙伴之间的联系往往是通过工作人员来进行联系，而这也导致了信息的延后性。而将供应链管理应用于电子商务时代的企业和合作伙伴之间，一方面能够保证信息的真实性和时效性，另一方面能够实现企业和合作伙伴之间在商务处理上连接起来，形成一个虚拟企业，共同为整体供应链提高增值服务。
电脑横机的类型很多，但是其控制系统大同小异，控制流程大体为：输入设备、打版系统、存储介质、控制系统和执行单元。其中打版系统的作用主要是生成花型文件，花型文件借助存储介质输入控制系统，控制系统通过解析花型文件，从而产生控制信号，最后将这些控制信号发送给执行单元来协调完成纺织工作。
2嵌入式系统
嵌入式系统以整个硬件设计为基础来实现自身功能，而一些应用程序的管理以及硬件的分配需要软件的帮助，这样便于开发程序。嵌入式操作系统经历了四个发展阶段，首先是嵌入式算法阶段，该阶段没有操作系统，主要是通过汇编语言来直接控制系统，因此整个系统相对较为单一，工作效率也相当低，用户对接较为困难。在嵌入式算法的基础上又发展了一种简单的操作系统，该系统主要以嵌入式CPU为核心，其特点是功能简单，成本较低，工作效率高，所用操作软件较为专业化，兼容性和扩展性较好，但是在处理用户界面时还不是特别容易。因此嵌入式操作系统阶段又发展成为一种嵌入式的通用操作系统，此阶段的嵌入式操作系统兼容性较好、工作效率较高、体积小、扩展性较好，而且用户界面友好。目前正在飞速发展的一个阶段是以Internet为基础，Internet的接入为嵌入式系统提供了强大的网络运作功能，这是嵌入式操作系统的需求，也是其飞速发展的一个标志。开发嵌入式系统主要是选择操作系统，选择原则包括：
（1）兼容性，操作系统是否具有兼容性在各异的平台或者各异的系统上显得尤为重要，良好的软件兼容性可以使系统在不同的平台上方便地运行，或者通过简单的微调就可以运行。
（2）实时性，嵌入式操作系统的应用广泛，因此需要其对各种异常或者各种命令随时随地做出回应。
（3）丰富的资源信息，这对提高系统开发的效率起着至关重要的作用。
（4）定制能力，硬件系统各不相同，因此要求系统的定制能力也相当的高。
（5）成本，这是任何一个开发商对产品都必须要考虑的问题。
（6）中文支持度。基于上述的因素，在选择操作系统时要慎重，而Linux操作系统是最符合上诉原则的操作系统。Linux操作系统稳定性较高，性能较好，支持各种不同的任务，可以调试结构，资源丰富，成本较低，结构多变，应用广泛。
3软件流程软件的基本框架
