云计算的研究方向范文

导语：如何才能写好一篇云计算的研究方向，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：复方硫酸亚铁叶酸片 孕妇 贫血 妊娠结局

贫血是临床常见的代谢失衡类疾病，多发于妊娠妇女，常见于妊娠3个月后[1]，报道显示，发展中国家孕妇贫血率高达30%～40%，发达国家为10%～20%，主要因其该阶段血容量增加，但体内铁含量降低，满足不了生成红细胞的需求而导致贫血症状出现[2]。铁含量降低与铁含量降低、铁元素摄入量过低、铁元素流失过多等有密切关系，主要表现为心悸、疲乏无力、头晕、气急等，若病情较为严重，还能出现神经系统疾病、消化道疾病、心力衰竭等，给胎儿的生长造成严重影响，甚至导致胎死宫内、胎儿早产、出生体质量等不良妊娠结局出现[3]。因此积极纠正孕妇贫血状态，对促进妊娠结局改善具有重要意义，常规的营养措施补铁量较低，因此临床主要通过维生素B12、叶酸、铁剂等进行补铁，但因肠道不良反应导致效果大大降低[4]。本研究选取我院（2017年6月至2020年1月）收治的90例贫血孕妇，就探讨复方硫酸亚铁叶酸片治疗孕妇贫血的效果。

表1 两组孕妇临床疗效对比[n(%)]     下载原表

表1 两组孕妇临床疗效对比[n(%)]

表2 治疗前后两组孕妇贫血指标对比     下载原表

表2 治疗前后两组孕妇贫血指标对比

表3 两组孕妇不良反应对比[n(%)]     下载原表

表3 两组孕妇不良反应对比[n(%)]

1 资料与方法

1.1 一般资料：

选取我院（2017年6月至2020年1月）收治的90例贫血孕妇，根据不同治疗分为2组，对照组（n=45）接受一般铁剂治疗，年龄25～39岁，平均（28.57±2.68）岁；体质量指数（BMI)22～28 kg/m2，平均（25.17±3.18)kg/m2；孕周14～29周，平均（21.53±3.18）周；产次1～4次，平均（1.34±0.75）次；贫血程度：19例轻度，21例中度，5例重度；观察组（n=45）接受复方硫酸亚铁叶酸片治疗，年龄25～40岁，平均（28.63±2.55）岁；体质量指数（BMI)22～29 kg/m2，平均（25.20±3.15)kg/m2；孕周14～29周，平均（21.62±3.12）周；产次1～4次，平均（1.25±0.87）次；贫血程度：20例轻度，21例中度，4例重度；两组孕妇一般资料对比无差异（P>0.05）。纳入标准：(1)单胎妊娠；(2)孕妇及家属均知情研究；(3)近期未服用铁剂药物；排除标准：(1)合并其他血液系统疾病；(2)恶性肿瘤者；(3)非极重度贫血者。

1.2 方法：

两组患者均接受营养饮食治疗，对照组再口服生血宁片（武汉联合药业有限责任公司，国药准字：Z20030088，规格：0.25 g/24片），根据孕妇贫血程度调整用药剂量：中、重度贫血者0.5 g/次，3次/d；轻度贫血者0.5 g/次，2次/d。观察组则口服复方硫酸亚铁叶酸片（吉林省西点药业科技发展股份有限公司，国药准字：H20030165，规格：0.5 g/12片），2.0 g/次，3次/d。均连续治疗3个月。

1.3 观察指标：

对比两组患者临床疗效和贫血指标[血红蛋白（Hb）、血清铁蛋白（SF）、红细胞计数（RBC）]、不良反应（便秘、上腹痛、恶心呕吐等）、不良妊娠结局（神经管畸形、新生儿窒息、低体质量儿、产后出血、娠期高血压（HDCP）、早产）以及新生儿体格生长（出生体质量、头围、身长）情况。临床疗效：无效：临床症状无明显改善或加重，Hb提高<15 g/L；一般：临床症状有所缓解，Hb提高15～20 g/L；有效：临床症状明显缓解，Hb提高>20 g/L；显效：临床症状消失，Hb>100 g/L,RBC>3.5×1012/L[5]。

1.4 统计学处理：

选用spss20.0统计学软件，计数、计量资料以n（%）、表示，χ2、t检验，设P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组孕妇临床疗效对比：

观察组总有效率93.33%(42/45），对照组总有效率71.11%(32/45），两组孕妇临床疗效对比差异明显（χ2=16.8869,P<0.05）。见表1。

2.2 治疗前后两组孕妇贫血指标对比：

治疗后观察组Hb、SF、RBC水平分别为（126.98±13.56)g/L、（55.40±19.25）μg/L、（3.85±1.12）×1012/L，对照组分别为（88.85±11.32)g/L、（39.35±12.62）μg/L、（2.76±0.68）×1012/L，治疗后两组孕妇Hb、SF、RBC水平对比差异明显（t=14.4805、4.6775、5.5805,P<0.05）。见表2。

2.3 两组孕妇不良反应对比：

观察组总发生率4.44%(2/45），对照组总发生率8.89%(4/45），两组孕妇不良反应对比差异明显（χ2=1.5916,P<0.05）。见表3。

2.4 两组孕妇不良妊娠结局对比：

观察组神经管畸形、新生儿窒息、低体质量儿、产后出血、HDCP、早产发生率分别为0(0.00）、1例（2.22%）、1例（2.22%）、2例（4.44%）、7例（15.56%）、0(0.00），对照组分别为2例（4.44%）、5例（11.11%）、5例（11.11%）、6例（13.33%）、15例（33.33%）、3例（6.67%），两组神经管畸形、新生儿窒息、低体质量儿、产后出血、HDCP、早产发生率对比差异明显（χ2=4.5408、6.3523、6.3523、4.8812、8.5485、6.9001,P<0.05）。见表4。

2.5 两组新生儿体格生长情况对比：

观察组出生体质量（3347.94±441.01)g、头围（34.32±0.83)cm、身长（51.05±1.65)cm，对照组出生体质量（3183.62±427.35)g、头围（33.49±0.46)cm、身长（49.24±1.66)cm，两组新生儿体格生长情况对比差异明显（t=1.7950、5.8674、5.1876,P<0.05）。见表5。

表4 两组孕妇不良妊娠结局对比[n(%)]     下载原表

表4 两组孕妇不良妊娠结局对比[n(%)]

表5 两组新生儿体格生长情况对比     下载原表

表5 两组新生儿体格生长情况对比

3 讨论

缺铁性贫血在全球均常见，孕妇贫血不仅会给自身健康造成影响，引起多种产科并发症，还可能危及胎儿的生命安全[6]。研究显示，随着孕周的增加，孕妇发生贫血概率也就越高，而贫血程度的增加则会加重妊娠异常或分娩异常的危险程度[7]，即便胎儿在竞争摄取母体血清铁时具有一定优势，但若母体的贫血程度过重，也会导致胎盘难以供给充分的营养物质和氧气，限制胎儿的正常生长，因此易发不良妊娠结局[8]。

我国中医将妊娠贫血纳为“气血虚弱”的范畴，是由久病不愈、营血消耗过多，脾胃虚弱、生血不足，失血过多、新血未生等导致，治疗应以补血为主，血与气相互资生，气虚无以生化，血可因之而虚少，所以应并用益气和补血[9]。复方硫酸亚铁叶酸片是临床常用的抗贫血药，其中硫酸亚铁具有补铁作用，白术、黄芪、当归具有补血生血和补脾益气作用，干酵母具有缓解铁剂导致的胃肠道不良反应作用，研究显示，其在孕妇贫血治疗中效果显着[10]。本研究结果也显示，两组临床疗效、贫血指标和不良妊娠结局发生率对比差异明显（P<0.05），提示复方硫酸亚铁叶酸片可有效补血，改善妊娠结局。

3.1孕妇贫血对妊娠并发症的影响：

贫血和缺铁可刺激合成并释放促皮质激素，提高HDCP的危害程度，若不及时给予纠正，除子宫蜕膜或胎盘缺氧会增加妊娠高血压综合征的发生率外，还会导致子宫收缩不良，增加产后出血的概率。结果显示，观察组HDCP和产后出血发生率明显低于对照组（P<0.05），提示孕妇贫血可增加围生期死亡的风险。

3.2 孕妇贫血对新生儿的影响：

大量研究均显示，母体Hb浓度与早产和低出生体质量（LBW）有密切关系，Hb浓度越低，出现以上情况的概率也就越高，分析是贫血影响到胎儿血液循环导致。本研究结果也显示，观察组新生儿体格生长情况优于对照组（P<0.05），分析是胎儿发育所需的营养由母体提供，若母体缺乏铁元素，则会引起铁元素含量紊乱，影响新生儿各发育指标。

综上所述，复方硫酸亚铁叶酸片不仅能有效治疗贫血，改善妊娠结局，还具有极高安全性，值得临床推广。

参考文献

[1]龚婷,王娟,吴丽娟.评价复方硫酸亚铁叶酸片治疗妊娠期贫血的疗效[J].中外女性健康研究,2018(16):60.

[2]栾琳.复方硫酸亚铁叶酸片治疗孕妇贫血的效果及对妊娠结局的影响[J].临床合理用药杂志,2020,13(8):88-89.

[3]时佳.不同剂量复方硫酸亚铁叶酸片治疗妊娠期缺铁性贫血的效果评价[J].中国医药指南,2019,17(14):163-164.

[4]吴丽霞,张蕊.正常剂量复方硫酸亚铁叶酸片治疗妊娠期缺铁性贫血的临床效果[J].临床医学研究与实践,2019,4(14):143-144.

[5]张同华.不同剂量复方硫酸亚铁叶酸片治疗妊娠期缺铁性贫血的疗效研究[J].临床医药文献电子杂志,2019,6(7):161.

[6]钟燕玲,梁采平,刘俏敏.复方硫酸亚铁叶酸片治疗妊娠期缺铁性贫血的临床效果[J].中国当代医药,2019,26(1):58-60.

[7]姚静.妊娠期贫血治疗中复方硫酸亚铁叶酸片的应用与效果评析[J].中国社区医师,2019,35(1):83+85.

[8]饶艳辉,王迎春,梁悦,胡虹.多糖铁复合物胶囊联合复方硫酸亚铁叶酸片治疗妊娠缺铁性贫血的效果分析[J].中国医药,2018,13(10):1563-1566.

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关键词：云计算 分布存储 技术探析

中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00

网络的大规模使用是目前的大时代环境。与时俱进是政府不断强调的技术进步的核心，计算机相关技术广泛应用在社会各个领域中，各种电子数据的数据量和数据类型均出现迅速增长。数据的存储及传输在数据应用中是一个颇为重要的分类，云计算与分布存储的结合应用是目前计算机技术的一个新的开拓方向。

1 云计算的定义及其特点

云计算是以互联网为基础发展的关于互联网络服务的交付与使用模式，通常是指一种虚拟化的资源。目前，对于云计算的基本定义仍然存在多种不同说法。对于云计算的定义，能够找到高达约100种解释。[1] 在现在这个阶段多为社会各界所接受的一般概念是美国国家标准与技术研究院（NIST）共同进行定义的，云计算是指按照其总使用量为计费标准来付费的模式，它能够有效快速地为用户提供可用性较高、可靠性更高、针对性更强的网络引擎访问，能够直接进入配备相关配置的资源共享池，使用户所需的资源能够更加快速、更加具有针对性的被搜索到，且由于是网络控制，因此只需要投入较少成本的管理工作，或者与服务的供应商进行少量的交互即可。云计算具有以下几个明显特征，也是其优势所在。

（1）规模大。“云”并不是指某一个具体的东西，而是一个概念。而云最明显的特征之一就是其超大的规模。Amazon、Yahoo等知名公司均拥有几十万台服务器，Google云计算已拥有100多万台服务器。而一般企业的私有云基本拥有成百上千台云计算服务器。成倍的扩大了用户的计算机处理能力。（2）可靠性高。“云”采用了数据同时拥有多副本制，计算机节点同为可进行互换等措施，有效的防止了数据的丢失和错漏，增加了其可靠性，也为用户带来更好的数据体验。（3）通用性和可扩展性。“云”是一个虚拟的存在，不特指某一个硬件或软件，具体来讲，“云”是一种将私人数据上传网络但不一定共享的一个模式或者一种状态。不同的“云”可以帮助缔造万千种数据应用，同一种“云”也可以同时支撑数种应用及多个数据的运行和应用。由于“云”的虚拟性，它的存在是动态可拉伸的，而不是固定不变的，因此具有较强的可扩展性与适应性。（4）成本低廉且针对性强。“云”计算采用的是特殊的容错结构，由成本极其低廉的节点构成，且“云”采用的是自动化集中式管理模式，企业只需投入少量的人力资本和资金投入。由于“云”是根据用户的实际需求来进行计费，因此其具有较强的针对性，同时也提高了资源利用效率，并有效地节约了企业在云计算方面的投资。[2]

2 分布式存储

目前，社会活动中仍以集中式存储技术为主要存储方式，集中存储，是指在建立一个大数据库的基础上，将各种信息存储于数据库，功能模块围绕其周围对数据信息进行录入、搜索等。区别于集中存储的分布式存储，则是利用网络便于沟通交流的特点，使用分散存储在企业个体计算机的磁盘空间的数据信息构成一个虚拟的存储中心。这种结构使数据分散存储在个体中，减少了成本投入，便于管理，同时可以帮助用户可以按照其实际需求来进行数据的录入、查询及输出下载。分布式存储是以网络为基础存在以实现资源的存储与共享。云计算技术背景下的分布式存储最大的优势之一是强调了用户能够按需对数据资源进行购买或租赁，这样可以使用户最大可能的在节约成本投入的前提下满足其对数据资源的需求。同时，由于分布式存储的存储是以各个单体计算机的硬盘存储为基础的，有效的减少了系统崩溃导致数据丢失的情况。

3 云计算环境下的分布式存储

（1）产生背景。随着社会各方面的深入发展，单独的数据库已不能满足社会生产的要求。云计算就是在这种困境下为适应现代计算机的技术进步及各行业对数据资源需求而产生发展的。云计算背景下的分不存储，强调的是用户按需购买，以实现在满足用户数据资源需求的前提下尽量节约成本投入。（2）以交换机为结构核心。云计算背景下的分布存储技术发展起来之前，多数用户均采用交换机作为其数据中心。其采用的架构是树形结构，包括核心层、聚合层、边缘层三个层面。其主要优势体现在具有可操作性，连接简单，扩展弹性大等特征，但其存储空间有限，并不能满足大数据环境下的今天人们对数据资源的要求。因此，云计算技术的发展可以很好地弥补这个缺陷。由于“云”是一个虚拟的存在，并没有固定的容量及存储空间，因此在存储容量上，它具有无限的可能。以交换机为结构基础的存储技术的可操作性结合云计算在存储空间上的优势，能够更好地满足用户的数据资源需求。（3）扩展弹性大。在云计算技术支持下的分布存储发展之前，用户采用的数据存储方式多以计算机服务器为主，这种方式的存储方式主要通过不断提高其扩展性增加存储容量以满足数据录入及输出功能。而云计算技术背景下的分布存储拥有天然的存储空间庞大的优势，在存储模式选择中具有相当大的竞争优势。现今，数据存储中心的数据资料一般以BP及EB为计量单位来进行简单运算。[3]云计算背景下的数据规模正在随着社会的发展呈指数型函数出现爆发性增长。云计算背景下的分布存储具有相当大的扩展弹性，能够根据数据资源及用户需求的实际情况对数据库进行调节。

4 结语

云计算技术的不断深入研究，带来更多在计算机领域上的拓展思路。发散的思维帮助云计算实现更多的可能。基于云计算技术基础的分布式存储的核心技术是计算机的兼容问题及数据存储的冗余问题，在探究这些问题的过程中，提高数据的筛选水平更是一个基础问题。准确有效地为用户提供数据服务是云计算环境下分布式存储的发展目标。

参考文献

[1]程宏兵.容淳铭.杨庚.曾庆凯.基于路径映射加密的云租户数据安全存储方案[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2015.06.02.

[2]刘月.云计算环境下分布存储关键技术研究[J].江苏科技信息，2015.03.30.

[3]郭苹.基础设施云关键算法研究与实现[J].信息与电脑（理论版），2015.01.08.

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【关键词】云计算 电力系统 智能调度

1 引言

云计算作为一项技术，世界多个机构都对其进行深刻研究和广泛应用[1]。普遍认为，云计算是一种基于Internet的大规模分布式的计算模式，它和传统的计算模式相比，它的主要特点有：可以整合大规模异构的计算资源；虚拟化与服务；易于动态扩展；这些决定了它有很好的经济效益故而在电力系统中有广阔的应用前景。

2 体系架构

2.1 电力系统仿真云计算中心体系架构

依据云计算自身特点和新的理论研究，我们将电力系统中云计算的仿真架构分为基础设施云层、数据管理层、仿真服务云层，各个层为其上一层提供服务。

基础设施云层包括基础软件和硬件。基础软件包括操作系统、分布式管理软件、虚拟化管理软件和云计算开发与测试工具等。硬件包括海量存储系统、大规模计算机群和高速通信网络。基础设施云层是实现其他云层的基础和必要条件。数据管理云层管理点网民模型数据，其功能有数据维护、日志和版本的管理。数据的核对、编辑、拼接等都属于数据维护；日志管理记录下来用户的数据变化与执行的操作，用于追责和查询历史；版本管理保存原始版本，在特定时候恢复原有版本从而保证数据的准确性。仿真服务云层凭借大规模的计算机群，为电力系统需要提供服务。通过协同软件实现对不同地方多个用户大规模电网的协同数据管理和联合计算操作，合作完成付咱的工作任务，还可以通过线上方式为用户解决问题提供服务。

2.2 电力系统云计算平台的系统架构

电力系统云计算平台的系统架构如图1所示。从系统架构的角度看，云计算平台主要由物理计算设备层、物理存储设备层、计算逻辑层、数据管理层、负荷分配层和Web层组成。其中，物理计算设备层和物理存储设备层构成了云平台的硬件部分，后面4层组成了云计算平台的软件部分。云计算平台的核心部件是负荷分配层。它有4项主要功能：a.将需存储的数据分为多个部分，并分配相应的存储设备；b将用户的任务分成多个部分确定各分任务的执行设备；c.依据数据读取请求，调用数据管理层读取数据，然后整合反馈给用户；d.将计算逻辑层得出的计算结果整合后，再输出。

3 云计算在电力系统中的服务模式

调度系统是智能电网的核心部分，面向多区域协通计算成为其主流的运算方式，这就要求不断改进技术设备并且探索更加优化的技术思路[2-4]。对于如何在调度系统中应用的云计算模式目前还处于探究阶段[5]。虽说如此，但是从智能电网调度技术上的投入和发展，可以看出云计算的研究应用将深入且广泛[6]。

在2节叙述的体系架构之上，根据其特点设计了业务云架构，图2所示。包含模型云、数据云、计算云、搜索云、计划云、调度云。其中模型云是涵盖调度各业务电网模型信息的一体化云服务；数据云结合不同类型的数据库提供数据服务；协同各种计算服务构成了计算云；基于模型云和数据云及搜索引擎构成搜索云服务；调度所需的参数准备、数据准备、状态通知及安全校核等服务由计划云提供；上述所有云构成了调度云，将各类资源统一整合成一个可以按需管理的资源池，提供存储计算等各项服务。

4 结语

本文通过两个侧面展现了云计算在电力系统中体系架构，分析了各种其功能。云计算以其本身显著的优越性应用于电力系统调度中有效地规避了原有技术存在的风险，并且高效的分配系统资源使电力生产经济安全。今后云计算技术必将有更深层次的研究和更广领域的应用。

参考文献

[1]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化，2009.

[3]姚建国，严胜，杨胜春.中国特色智能调度的实践与展望[J].电力系统自动化，2009（17）.

[4]唐涛，诸伟楠，杨仪松.发电厂与变电站自动化技术及其应用[M].北京：中国电力出版社，2005.

[5]王德文，宋亚奇，朱永利.基于云计算的智能电网信息平台[J].电力系统自动化，2010（22）.

[6]陈小潮.云计算在智能电网调度技术支持系统中的应用研究[J].华东电力，2010（06）.

作者简介

郭云龙（1988-），男，河北省保定人，硕士研究生，主要研究方向为计算机技术、网络信息安全。

程晓荣（1963-），女，河北省邯郸人，教授，博士，主要研究方向为计算机网络应用、网络信息安全。

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基于国内外云计算发展情况，《指南》明确了云计算综合标准化工作的指导思想，即按照《关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见》（国发z2015{5号）提出建设云计算标准规范体系的要求，广泛借鉴国际云计算技术和标准研究成果，紧扣云计算服务和应用发展需求，充分发挥企业主体作用，加强标准战略研究和标准体系构建，明确云计算标准化研究方向，加快推进重要领域标准制定与贯彻实施，夯实云计算发展的技术基础，为促进我国云计算持续快速健康发展做好支撑。

《指南》提出了由“云基础”、“云资源”、“云服务”和“云安全”4个部分组成的云计算综合标准化体系框架。

云基础标准，用于统一云计算及相关概念，为其他各部分标准的制定提供支撑。主要包括云计算术语、参考架构、指南等方面的标准；云资源标准，用于规范和引导建设云计算系统的关键软硬件产品研发，以及计算、存储等云计算资源的管理和使用，实现云计算的快速弹性和可扩展性。主要包括关键技术、资源管理和资源运维等方面的标准；云服务标准，用于规范云服务设计、部署、交付、运营和采购，以及云平台间的数据迁移。主要包括服务采购、服务质量、服务计量和计费、服务能力评价等方面的标准；.云安全标准，用于指导实现云计算环境下的网络安全、系统安全、服务安全和信息安全，主要包括云计算环境下的安全管理、服务安全、安全技术和产品、安全基础等方面的标准。

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1.教学目标本科阶段的课程教学一般偏重于了解和掌握理论与技术基础，其教授方法为“授之以鱼”，即重点是给学生讲述已有的经典解决方案和技术原理。而研究生阶段的教学则侧重于对学生研究与开发能力的进一步培养，其教学更注重“授之以渔”，即培养学生如何解决问题的思路和方法。因此针对研究生开设的“高级计算机网络”课程的教学必须以培养学生的研究和创新能力为目标来讲述计算机网络的相关原理，并使学生了解计算机网络领域研究的前沿问题、方法、进展和趋势，便于学生选择今后的研究方向，并为进一步的研究提供方法论的参考。

2.教学内容的组织归纳国内各高校研究生阶段的“高级计算机网络”课程的教学内容，发现通常分为两类。一类是沿袭“计算机网络”课程的内容以计算机网络的软件体系结构的分层架构为脉络，对其原理的讲述在深度和广度上进行提升，另一类是开设一系列的前沿技术专题讲座，以便学生了解计算机网络领域研究的前沿问题、方法、进展和趋势。上述两种授课模式各有优缺点，第一类讲授模式能够帮助研究生更加深入地理解计算机网络的体系结构及核心问题，但该课程课时较少（我校为27学时），无法完整和透彻地讲授该教学内容。第二类讲授模式能够帮助研究生迅速把握本专业的热门研究方向和研究问题，但课程内容的组织缺乏系统性，难以帮助学生把握课程的核心知识点。因此本课程的教学模式无法单纯遵从以上两种授课模式。本课程的教学目标是帮助研究生选择今后的研究方向，并为进一步的研究提供方法论的参考。因此教学内容既要反映计算机网络领域研究的主流和前沿问题，又要分析如何选择解决问题的方法和具体算法，以便既开阔学生的专业视野又培养学生的研究创新能力。经过研究确定了本课程的授课方式，拟定了计算机网络体系结构剖析、无线网络，P2P网络，云计算这四大模块为教学内容。

（1）计算机网络体系结构剖析。本科阶段不同专业学生的“计算机网络”课程的教学侧重点不同，特别是对工科类学生只是较浅显地介绍了计算机网络的体系结构的基本内容，并未涉及较核心的原理。而且在讲述和原理时，往往直接平铺直叙，即“是什么？”。为了培养研究生的解决问题的能力，该部分内容应侧重分析“怎么找解决方案？”。所以，仍然将计算机体系结构模块纳入“高级计算机网络”课程的教学范畴，但赋予新的教学思路。该模块的主要内容包括：计算机网络概述、物理层、数据链路层、介质访问子层、网络层、传输层、应用层等。（2）无线网络。随着有线网络技术的成熟，人们除了科技和商务需要外，日常生活也越来越依赖各种网络应用。无线网络安装方便，性价比高，成为当今网络发展的趋势。因此无线网络的相关技术已成为了计算机网络中的一个重要组成部分，作为研究生必须了解其技术的基本原理，以便为今后的研究方向的选择奠定研究基础。此模块的教学内容重点包括两部分。一是各无线网络类型的最常用和经典的实现协议介绍，二是各种典型的无线网络技术的基本原理。该模块的主要内容包括：无线局域网：IEEE802.11的协议；无线个域网：IEEE802.15和蓝牙技术；无线城域网：IEEE802.16d的技术；无线广域网：IEEE802.20的技术；移动AdHoc网络的技术；无线传感器网络的技术；无线Mesh网络的技术。（3）P2P网络。P2P网络的中文全称为对等网络（PeertoPeer，简称P2P），主要指前些年为了解决若干用户同时到服务器上下载音乐文件而造成的网络和服务器的重负荷而提出并设计实施的一种逻辑对等网，该网络目前已广泛应用于即时通信软件、下载文件软件、网络游戏软件、数据搜索及查询软件、协同计算软件中。鉴于该网络的广泛应用性，学生有必要了解P2P网络的基本原理。其次，P2P网络的实现原理中有不少巧妙、经典的解决方案，深入学习该网络的相关核心原理有助于学生开拓思路、启发学生的解决思路。该模块的主要内容包括P2P网络概述；第一代P2P网络：混合式P2P体系及代表产品BitTorrent的特点和原理；第二代P2P网络：无结构P2P体系及代表产品电驴的特点和原理；第三代P2P网络：结构化P2P体系及代表产品的特点和原理；P2P的核心机制等。（4）云计算。云计算是近年来研究的一种热点计算模式，它是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被看作是第三次IT浪潮，它将带来生活、生产方式和商业模式的根本性改变。云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等技术发展融合的产物。了解云计算的相关原理有利于把握未来计算机网络发展的趋势。该模块的主要内容是：云计算的概念、发展现状、实现机制、网格计算与云计算技术介绍；云计算理论的研究热点和体系结构研究、关键技术研究、编程模型研究、支撑平台研究等内容。

二、教学方法

本课程的教学采取教师课堂讲授、学生自主学习、课堂讲解与讨论相结合的方式。

1.课堂教学（1）类比启发式教学法。为了培养研究生的分析问题和解决问题的能力，课堂教学的重点不是直接陈述现成的原理和算法，而是重点分析如何寻找解决方案的思路，因此在教学中采用类比启发式教学法来完成该教学目标的实现。笔者将日常生活中的类比问题引入教学，让学生先思考生活中问题的解决方法，再启发学生自己提出计算机网络中相关问题的解决方案，既方便学生理解原理，又调用学生的积极性，训练了学生分析问题和解决问题的能力。具体类比启发式教学案例如下所述：提问：实现计算机网络通信的软件体系结构的理想5层结构是否可减少一些功能层次，比如有了数据链路层可否省略传输层？类比案例：处于甲地的A写信给处于乙地的B的整个通信实现过程。分析：通信步骤可分解为：1）A写信，具体内容、语言以及书写格式由A或AB协商确定。2）为保证信件一定被收到，A与B事先约定收到对方信件后立刻回信。3）A将信放入信封交给邮局。邮局按照收件人地址安排运送路线。4）为保证信件能正确到达目的地，邮局要求每个转接点均与前一个转接点签字确认。5）信件按照每一段选定路线由交通工具运送至下一转接点，一直传送到目的地为止。其中1）2）由用户完成。3）4）5）由邮局完成。2）4）分别是用户和邮局保证信息正确传输采取的手段，4）不能取代2）。与计算机网络通信软件需完成的功能对应可得出相应层次的主要功能。1）应用层。用户按照收发双方的约定对信息进行处理。2）传输层。用户采用相应手段保证收发双方信息的正确传输和接收。3）网络层。保证通信子网提供源点到目的点的数据传送（Packet）。实现路由选择、拥塞控制与网络互连。4）数据链路层。保证相邻两个连接点间（数据链路）无差错的数据传输。5）物理层。在物理线路上传输原始的二进制数据位。其中1）2）由用户计算机终端用户完成。3）4）5）由通信子网完成。传输层不能省略。（2）课堂讨论、自主学习。本课程的无线网络模块、P2P模块和云计算模块对于学生来说是新内容，为了培养学生的自主学习能力，先将模块中的教学要点公布，提供参考教材，然后指定部分要点或难点要求学生上讲台讲述，其他学生提问，教师最后再提问和讲评。

2.网络辅助教学平台和多媒体动态演示课件教学（1）网络辅助教学平台。为了弥补传统教学的不足，推进学生个性化自主学习，利用教学网站来辅助教学，可以打破传统教学时空的限制，让学生体验到自由获取知识的乐趣。笔者利用学校提供的课程中心网上教学平台，实现了协同的教学环境。模块有：课程简介、教学大纲、电子教案、教学进度、动态演示、课后思考、视频资料、课程互动。（2）多媒体动态演示课件。在前述网站中的动态演示栏目中的内容既可以是直接内嵌在网页上的动态演示构件，也可以是能下载至本地机的动态演示构件。动态演示构件是指通过编程方法制作完成的课件，演示内容并不是事先预备好的固定算法执行过程图片，而是参数由用户自己任意填入，演示内容能根据用户给予的参数自动变换绘出。该演示构件是一种较复杂和有效的原理或算法演示工具，让难弄懂难理解的概念或算法形象化、具体化，能更好地表达讲课内容，因此便于学生理解教学原理，达到事半功倍的效果。例如笔者专门为本课程的计算机网络原理部分编写了几个动态演示构件，以路由选择算法RIP和OSPF为例。在该演示构件中最上面的图形区，用户可以自己建立网络拓扑图。当点击鼠标左键，将自动在点击位置画出圆点（代表路由器）并命名，连续用右键点击两个圆点，则在两点间画出连线，开销值可由构件右侧的文本框的输入值来改动。指定源端路由器后，点击“开始”按钮，在图形区下端的文本区1中则按照用户选择的RIP或OSPF算法一边计算，一边显示计算的中间结果，同时在图形区把正在计算的路线变为红色来给用户提示。算法计算完毕，在文本区2继续计算各路由器的路由表，并将结果显示出来。

三、结束语

篇6

关键词：软岩隧道；ADINA分析；隧道支护；数值模拟

中图分类号：TU470文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）08-0171-02

一、工程概况

遵小铁路张杖子隧道段位于承德市宽城县内，全长2571m。该地区处于低山丘陵区，绝对标高430～547m，自然横坡20°～30°。隧道最大埋深约为100m，隧道进口里程为DK41+336；出口里程为DK43+907。出口山坡植被发育。隧道洞身围岩Ⅳ～Ⅴ级，详见表1：

张杖子隧道位于片麻岩地层中，片麻岩节理裂隙发育，部分地段岩体中裂隙水较发育，工程地质条件一般。在隧道出口处DK43+883左侧约46m处有一正开采的矿井，矿道弯曲大致向隧道方向，现矿底标高与隧道标高大约相当。

二、软岩条件开挖建模

隧道模型几何尺寸为隧道净高6.25m，净宽为5.7m。在模型中其岩体的尺寸为长80m，宽50m。模型采用双层支护加锚杆，第一层支护的厚度为0.45m，第二层支护的厚度为0.20m，锚杆的长度为3.5m。

在ADINA界面中首先建立各个节点，并把四个相邻的节点建立成为面，从而建立了主断面上的平面应变模型。这里模型的建立要以隧道实际情况为根据，将各岩层及其支护、锚杆基本准确地描绘出来，如图1所示。

图1 断面几何模型图

在原有数据基础上，利用试验测试结果和从工程项目中获得的地质资料，进行了一定程度的简化，具体结果见表2：

根据所建立的计算模型的特点，采用标准的四节点矩形单元对计算区域离散化。根据以上分析，在隧道开挖区域内，单元应划分的细一些，而对于受采动影响较小的其它区域，网格可划分的大一点，网格划分后的几何模型图如图2所示：

图2 网格划分后的几何模型图

三、模型数据处理分析

求解之后，通过后处理，可以获得岩层稳定后的隧道周边变形位移和拱顶下沉位移云图及应力云图如下所示：

图3 围岩稳定后下沉云图

图4 围岩稳定后变形云图

图5 围岩稳定后第一主应力云图

图6 围岩稳定后第二主应力云图

四、结语

经过对张杖子山隧道软弱围岩的ADINA分析，得出其拱顶下沉曲线的实际值与模拟值对比图，如图7所示，可见模拟可以体现其总体变形趋势。对于洞口浅埋段Ⅴ类软岩，围岩收敛变形达到基本稳定时间较长，初始围岩净空变形速率较大，因此应把初期的重点放在前期阶段。在Ⅳ类围岩则应在开挖初期施作一薄层柔性支护，并视围岩变形的增长情况给予适时支护。

图7 拱顶下沉时间―位移曲线对比图

参考文献

[1]张庆贺，等．地下工程[M]．同济大学出版社，2005，（2）．

[2]张彬，郝凤山．地下建筑施工[M]．人民教育出版社，2003．

[3]张新培．建筑结构可靠度分析与设计[M]．北京科学出版社，2001．

[4]谷兆棋，等．地下洞室工程[M]．清华大学出版社，1994．

[5]张向东，张树光．隧道力学[M]．香港天马图书有限公司，2000．

篇7

【 关键词 】 云环境；计算机；信息安全

Research on Information Security Policy Based on Cloud Environmenty

Jian Cheng-gang 1 Liu Fu-qiang 2

（1.Information Division of the Naval Command Beijing 100036；2. Naval Equipment Research Institute Beijing 100036）

【 Abstract 】 In the rapid development of information technology background， cloud computing technology has extensive development， in this environment how to strengthen the computer information security is becoming a hot spot of people attention. This article is how to also discussing this problem.

【 Keywords 】 cloud environment； computer； information security

1 引言

近年来，由于网络技术的飞速发展，很多网络隐患浮出水面。其中是基于云系统呈现出来的信息安全问题，则主要集中在信息的交流上，或者通过计算体系来完成的计算机服务的储存中，信息安全隐患仍旧成为人们关注的焦点。

2 云计算环境下的信息安全问题

2.1 数据的储存安全隐患

在云计算的模式下，客户信息的安全问题取决于云计算模型数据的储存安全。因为云系统的最终安全问题存在于其终端的IT设备上，对于资源的整合，也会体现出其中的各种便利，这对于越来越多的数据来说，其依懒性也越发明显。而一旦云端的数据出现了损坏或者丢失，那么给用户带来的损失将是沉重的。所以在云计算环境的终端，其在储存系统的要求上也更严格。

2.2 数据传输过程中的安全隐患

通常情况下，在企业的IDC中，都保存有大量的企业数据，而其中一些私密数据代表了这个企业的核心竞争力，比如客户的信息以及财务方面的信息等，一旦流失，对于企业的生存将会造成沉重的打击。现在企业数据存在的问题，主要集中在几点：第一，在进行数据网络传输时进行加密，确保其数据不被黑客窃取；第二，加强云计算服务商方面的数据保障，确保企业在进行数据传输和保存中，能够更好地确保其数据的安全；第三，通过云计算的服务进行存储的过程中，则需要严格地进行全方位的合法数据访问，保证其企业在任何状态下，都能够确保自身数据的安全、有效。

2.3 数据的审计安全隐患

在云系统环境下，云计算往往在提供商业服务时，不受企业管理方面数据计算的影响，进行数据安全性和精确性的审计，在实现企业的信息规范上，能够做到相应的数据支持。与此同时，在针对企业提供的相关数据上，进行可持续发展的持续认证，以确保计算服务的数据安全。在整体损害程度上，应该针对客户的利益结构进行企业的长期有效性发展，不仅要在技术上确保其商务交付，同时还要对潜在的安全风险做最后的审计。

2.4 计算机病毒的威胁

一些计算机程序中经常会带有病毒，计算机操作者在操作时一般也不容易被发现，因为病毒会隐藏在计算机程序或者执行数据文件中。如果计算机中带有病毒，就可以肆意地操控电脑程序，获取计算机中的信息。计算机病毒的破坏性极大，并且具有一定的传染性，同时还具有一定的潜伏期，在病毒刚出现时，如果能及时加以控制，还能够继续维护计算机信息安全。计算机病毒能够复制文件、进而随意传播文件，在传播时主要是通过网络、光盘、硬盘等渠道传播，进而破坏系统文件，以至数据信息被损坏或删除。

3 云计算环境下的信息安全防御策略

3.1 完善云计算信息安全标准体系

不管是公有云用户，还是私有云用户，均对信息安全有着较高的期望，因此必须以完善的安全标准体系为指导和依据。如针对云计算自身特点和信息安全监管差异催生的法律监管问题，要求各国不仅要在辖区内制定科学合理且针对性强的法律法规，也要加强国际合作共同完善云计算信息安全防护事项。同时，针对信息安全标准，应就云计算的运营流程、设施配置、安全要求、控制策略及其评估体系，予以逐步的规范化和标准化。

2.2 切实加强云计算基础设施安全管理

基础设施作为云计算的运行平台，若自身配置存在安全风险和漏洞，那么信息安全必然得不到全面保障，可见加强云计算设施安全管理，不失为一种防护策略。重点应做到：最好就基础网络IP 加以统一规划，并对关键节点中断与服务器的IP和MAC采取绑定操作，以防地址欺骗；针对网络核心设备，必须使其能够对集合链路冗余进行备份，并基于异常流量监控及时发现并阻断互联网对DDOS 的攻击，同时分别将防火墙设置在DMZ内网和互联网接入点与DMZ 之间，以此确保云计算服务连续、安全而稳定；对于应用系统主机设备，既要予以安全加固，也要关闭不使用的服务端口和组件，并对虚拟机、数据库、操作系统等加以补丁控制，同时安装实时监测、恶意代码、病毒查杀等软件产品，在信息中心部署IDS/IPS设备，以此保护系统安全。

对于云计算体系而言，laaS 虚拟化、PaaS分布式、SaaS在线软件等是关键技术，其中虚拟技术是实现IT资源灵活性和利用率最大化的重要手段，一般负责将IT内的硬件资源转化成资源池，然后经网络传输至客户，在此可通过键盘锁定、设备冗余、并行访问、对数据存储加以冗余保护、完善容灾和容错机制等策略确保虚拟化安全。

2.4 强化云计算信息风险防范能力

一是数据加密。此时要求既要对数据的访问权限进行加密，也要加密元数据，故可在传输文件数据时对其进行AES 加密处理，并对密钥予以RSA 加密，然后绑定密钥密文和文件密文，经系统分块将其存储于HDFS 的存储节点中，最后依次经抽取密钥密文、私钥解密、文件密文解密获取文件，一来提高了存储效率，二来改善了加密效果。

二是数据删除技术。有时用户需要对有价值或敏感的云端数据进行删除，但若遇到磁盘停运，数据可能因被恢复而引发泄露风险，此时可借助替换实际值和键值等数据屏蔽技术减少敏感信息的外泄风险，可在云端部署SSL VPN网关接入的方法，确保用户端到云端数据能够安全访问及接入。

三是数据灾备技术。因数据中心涉及了所有相关的业务信息，故其灾难备份和恢复尤为关键，除了合理运用虚拟技术外，还可发挥SAN 自身优势在最大程度上实现数据共享和管理优化，以此提高信息容灾备份效果。

3 结束语

在信息发展如此迅速的时代背景下，对于即将面临的数据威胁方面，如何做到云计算的安全实施，已经成为各开发商的主要发展方向。在应对现在日益复杂的网络系统时，其安全防御策略以及相应的手段，已成为整体信息安全发展中的主要应用措施，对于整体的交换技术发展来看，人们对防护墙、防入侵系统乃至病毒检测系统等，都能够提供有效的安全保障。

参考文献

[1] 宋焱宏.云计算环境下的信息安全技术[J].信息安全技术与应用，2014，（8）：178-179.

[2] 高银屏.浅析云计算中的计算机信息安全[J].中国电子商务，2013，（7）：143-143.

[3] 彭a，高a.计算机网络信息安全及防护策略研究[J].计算机与数字工程，2011，39（1）：121-124，178.

[4] 王红梅，宗慧娟，王爱民等.计算机网络信息安全及防护策略研究[J].价值工程，2015，（1）：209-209，210.

作者简介：

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【 关键词 】 地理信息科学；数字地球；云计算；空间计算；时空；高性能计算；地理信息网络基础设施

1 引言

“唯一不变的是变化本身”——肯尼迪。在全球化和人类活动地域扩张的21世纪，理解变化变得越来越重要（Brenner 1999； NRC 2009b）。这些变化在一定的空间范围内发生，这个范围可以小到个人或周围的小空间，也可以大到整个地球（Brenner 1999）。我们用时空维度来更好地记录空间的相关变化（Goodchild 1992）。为了理解、保护和改善我们的生活环境，人类已经积累了约十万年或更长时间发生的变化的宝贵记录。这些记录通过各种传感技术获得，这些传感技术包括我们人类的视觉、触觉和感觉，以及最近发展的卫星、天文望远镜、原位传感器和传感器网（Montgomery and Mundt， 2010）。传感技术的进步极大地提高了记录的精度和时空范围。总的来说，我们已经积累了EB级的记录数据，而且这些数据集每天以PB级的速度在增加（Hey， Tansley and Tolle 2009）。

云计算的出现为解决地理科学的挑战，即能够灵活访问广泛集中的、实体化的以及负担得起的计算机资源，带来了可能的解决方案（Cui et al.， 2010； Huang et al.， 2010）。21世纪的地理空间科学与所描述的密集问题可以受益于最新的云计算框架，并充分利用时空原理以优化云计算。要抓住云计算和地理空间科学之间的内在关系，我们引入了空间云计算：a）解决地理空间科学中的4个密集问题；b）促进实施和优化云计算汇集、弹性、按需以及其他特点。

2 空间云计算（Spatial Cloud Computing （SCC））

云计算正在成为下一代的计算平台，政府机构正在促进它的使用以降低启动、维护和能源消耗成本（Buyya et al.， 2009； Marston et al. 2011）。结合地理空间科学，几个试验性的云计算项目正在诸如FGDC、 NOAA和 NASA等联邦机构内实施。商业机构，如微软、亚马逊和ESRI正在调研如何在云计算环境中操作地理空间应用，了解如何最好地适应这个新的计算模式。早期的调研发现云计算不仅能够帮助地理空间科学，而且能够采用时空原理进行优化以最好地使用分布式计算资源（Yang et al.， 2011）。地理空间科学问题具有强时空约束和原则，能够通过系统地考虑通用时空规则来获得最好的答案（De Smith 2007； Goodchild 1990； Goodchild et al.， 2007； Yang et al.， 2011b）：1）物理现象是连续的，数据表示在时空上是离散的；2）物理现象在空间、时间和时空关系上是异构的；3）物理现象在局部地理域上是半自治的，并且能够被分割和合并；4）地理空间科学和应用问题包括数据存储、计算/处理资源、物理现象和用户的时空位置；上述四种位置的相互作用随空间分布强度愈发复杂；5）时空现象越接近越相关（Tobler' first law of geography）。

一个支持地理空间科学的云计算平台应该利用上述时空原则和限制，以便以一种时空形式更好地优化与使用云计算，而不是设置限制条件和重新设计应用架构（Calstroka and Waston 2010）。

时空云计算涉及地理空间科学驱动的计算规范，通过将分布式计算环境应用于地理空间和其他科学发现，其能够被时空原则所优化。

空间云计算框架包括物理计算基础设施、分布在多个区域的计算资源，和用来管理为终端用户提供服务的资源的空间云计算虚拟服务器。

空间云计算可以用一个架构来表示，这个架构包含物理计算基础设施、分布在多个区域的计算资源，以及一个管理为终端用户提供服务的资源的空间云计算虚拟服务器。

空间云计算环境的核心组件主要通过结合时空原则的SCCM来支持地理空间科学，以寻求计算资源的优化。基于传统空间云计算平台和核心GIS功能是能够实现的，例如动态重投影和空间分析。本地用户和系统管理员通过SCCM管理接口，能够直接访问私有云服务器，云用户能够通过空间云门户访问云服务。还需要进一步研究IaaS、PaaS、SaaS和DaaS环境在云计算与地理信息科学两方面可用的一致性。在下一节中，我们使用四种有代表性的应用来说明四种密集的问题。

3 空间云计算应用

为说明云计算如何能潜在解决四个密集问题，我们选择了四个科学和应用场景来分析这些问题、时空原则和潜在空间云计算解决方案间的内在联系。

3.1 数据密集型

地理空间科学中的数据密集型问题至少可以总结为三个方面：1）利用专门的投影和地理坐标系统，多维地理空间数据在二维以上空间表示；2）诸如卫星观测、照相获取、或者模型模拟，会收集或产生海量多维数据；3）数据的全球分布。许多数据密集型的应用访问和数据整合，因此，大数据可能在快速计算机网络中传输，或者通过组合技术实现最小传输。

为解决这些数据密集型问题，我们开发了一种DaaS——分布式的目录和基于空间云计算的门户，来发现、访问、使用地理空间数据。这个DaaS基于Microsoft Azure， Amazon EC2和 NASA 的地理空间社区的云服务上正在进行开发与测试。

空间云计算可考虑拥有和使用数据、服务、计算和终端用户的位置、能力、容量和质量等信息并予以优化，当然是在计算、地理空间科学和应用使用时空原则的情况下。

3.2 计算密集型

计算机密集型是地理空间科学需要解决的另外一个问题。在地理科学元素中，在信息/知识的数据挖掘、参数提取和现象模拟应用中计算密集型问题愈发突出。这些问题包括：1）地理空间科学在建模和分析方面天然是耗费计算资源的；2）参数提出需要运行复杂的地球物理算法，以从海量观测数据中获取现象值（Phenomena Values），这个复杂的算法运算使得参数提取更具有计算密集型特征；3）当考虑到地球系统的所有动态参数时，模拟地理空间现象是非常复杂的。周期性的现象模拟密集计算的不断循环，高性能计算机常用来提升此类计算速度。更重要的是，现象处理的时空原则可用来优化分布式计算单元的组织，以实现时空科学模拟和预测（Govett et al.， 2010； Yang et al.， 2011）。这些原则对于实现数据挖掘、参数提取、现象模拟的云计算来优化计算资源也是很关键的（Ramakrishnan et al. 2011； Zhang et al. 2011），主要通过：1）利用动态需求和能力，为计算工作选择最匹配的计算单元；2）并行化操作单元以降低这个处理时间或提高整个系统的可操作性，3）利用更加匹配的工作、计算应用以及存储与网络状态，优化整个云操作性。由于科学算法的多样性和动态性，最好的实现平台是PaaS和IaaS。

3.3 并发访问密集

互联网的发展和“在任何地点、任何时间将正确信息提供给任何人”的理念，使得基于位置的地理空间服务流行开来（Jensen 2009），并允许数以千万计的用户并发访问系统（Blower 2010）。例如，Google Earth通过其SaaS支持数百万互联网用户并发访问。这些并发密集型访问在某一时间（例如2011年3月日本海啸和地震期间）非常密集，而在另外时间则很少。为更好地满足这些并发访问，空间云计算需要弹性调用更多的来自不同区域的服务进程来应对访问峰值。

实验证明计算进程越多，性能越高。弹性自动提供和释放计算资源允许我们共享其他无并发访问峰值的应用的计算资源，以应对当前的并发访问峰值。

3.4 时空密集型

为更好地理解过去和预测未来，一些被收集的地理空间数据是基于时间序列的，将已有的观测数据进行时间序列的重建工作也已实施。时空密集型的重要性体现在时空索引（Theodoridis and Nascimento， 2000； Wang et al.， 2009）、时空数据建模方法（Monmonier， 1990， Stroud et al.， 2001）、地球科学现象关联分析（Kumar 2007）、飓风模拟（Theodoridis et al.， 1999）以及计算机网络技术（在传输负载与拓扑复杂性上飞速发展）（Donner et al.， 2009）之上，面临着的挑战也来自于这些。

针对数据采集，不同的路径传感器、照相机以及公众探测技术用来获取实时的交通状态信息（Goodchild 2007）。已存在的路径连接和节点也被添加进来作为基础数据。模型模拟在高性能计算环境中进行。不像静态路径规划可利用Dijkstra算法实现，近实时的路径规划则不能如此（Cao 2007），我们不得不针对每一个路径规划请求进行准实时的计算。此复杂性给计算和地理科学带来很大的挑战。由于路径规划请求的动态特点，我们不能为应对最大量的用户而去维持最大的计算能力，通常我们不需要全部的计算能力。云计算提供的弹性与按需特征能够用来解决这个问题，PaaS最适合这种应用。

4 机遇与挑战

这篇论文罗列了21世纪地理空间科学面临的诸多巨大挑战：数据、计算、并发和时空分析密集特征。我们论证采用空间特征的云计算的最新进展能够为解决这些巨大挑战提供潜在的解决方案。

时空云计算的成功依赖许多因素，例如时空云计算在能够采纳云解决方案的地理空间科学家中的推广，在能够采纳时空原则进行设计、建设和部署云平台的计算科学家与工程师中推广。我们列举了几个方面，包括：

4.1 时空原则挖掘和提取

地理空间现象在时间和空间上不断变化，利用四维或更多维去表示或描述其演变是可能的。我们已建立了欧几里德和其他空间去描述这些现象。由于现象的复杂性和多维的庞大，我们力图简化维度，引入现象的特征或模板去帮助更好地在理论和计算环境中表示，使得其具有可计算性。

在地理空间科学中，由于人类活动的扩展和全球化，一些表示方法需要重新定义。例如，我们需要整合陆地区域、海洋和大气进程以更好地理解气候变化。另一方面，我们需要更好地描述地理空间现象如何影响我们的生活。这些时空关系帮助我们形成更好的时空原则，开发多维状态下的时空案例。横向应用需要多领域的不同背景的科学家进行合作。社会上，跨领域和地域的处于分散状态的科学家合作是一个巨大挑战。

4.2 重要的数字地球与复杂的时空科学及应用

Digital Earth要求将我们星球的数字信息进行整合，并开发出地理空间问题的解决方案。理解可预知的模式并提供特定环境下的解决方案，这是非常必要的。解决这些问题不仅为人们提供需求便利，而且从长远看能够改善人们的生活质量。

为此，需要研究：a）辨明具有较大影响的基础性的应用，以及需要的计算支持；b）结合可获取的分布式计算能力，分析应用中的四个密集型问题；c）通过考虑云计算能力和时空需求，扩展或指定数学和概念模型到计算机模型，以实现应用的可计算性；d）为决策者和其他最终用户解决或提出问题；e）通过改进传感器技术、数据处理算法、数据结构和模型模拟以改善应用；f）总结经验教训，优化通用云计算技术。

4.3 支持空间云计算（SCC）特征

空间云计算严重依赖计算基础设施的状态，除了工程研究和计算基础设施特征的可用外，网络、CPU、RAM、硬盘、软件许可和其他资源的使用/状态，对于优化使用时空原则的云计算环境也是重要的。

在调研面向解决四种密集型地理空间问题的云计算特征工作中，需要进行扩展研究以更好地理解计算基础设施和应用的时空特性，应用和计算资源的优化调度也是关键的（Mustafa Rafique et al. 2011）。

4.4 安全

云计算公司通常会使用授权和认证技术来保护用户隐私，云服务提供商确保其基础设施安全并拥有可行的保护用户数据与应用的解决方案是必须的。美国联邦首席信息官（The US Federal CIO）正努力合并安全访问与授权成为统一功能，这计划为三个步骤（FEDRAMP 2011）：a）安全需求底线；b）持续监控；c）潜在访问与授权。

（注：本文译自《国际数字地球学报》International Journal on Digital Earth）

译者简介：

翟永（1969-），男，硕士，高级工程师；研究方向：计算机网络、服务器和空间数据库系统集成以及安全保密技术。

刘津（1989-），女，学士，助理工程师；研究方向：空间数据库管理和地理信息管理系统集成。

篇9

关键词：医院信息化；健康管理；区域卫生；虚拟化

中图分类号：R197.324

医院信息化管理系统就是利用现代化的网络通讯设备及相关的配套软件为医院各部门提供对患者诊断、治疗信息与行政管理信息的收集、存储、处理、提取、交换等能力，同时实现用户管理保障医院各项工作的全面展开，促进医院可持续发展的综合信息处理系统。

伴随着国家十二五规划中新的医改规划将医疗卫生信息化作为医疗改革的有效方式之一，国务院、卫生计生委、发改委等部委相继出台了《加快推进人口健康信息化建设的指导意见》、《基于电子病历的医院信息平台建设技术解决方案》、《电子病历系统应用水平分级评价方法及标准》、《卫生行业信息安全等级保护工作的指导意见》等一系列的政策、标准来推动医院信息化的发展，最终目标是实现与区域卫生平台、居民健康档案的融合。

1 当前国内三级医院信息化的几个特点

1.1 信息化应用差异大

我国医疗卫生信息化发展正在处于一个加速发展的时期。根据卫生部统计信息中心2013年对全国3765所医院信息化现状调查资料，以费用和管理为中心的全院网络化系统应用已经超过了87%。目前存在的主要问题有三个：发展程度地域化差异较大；缺乏统一的HIS建设规范和技术标准；HIS系统模型构建和整合存在技术障碍，应用系统彼此独立和封闭。

1.2 在应用系统上，重疾病管理，轻视其他方面

在中国医院协会信息管理专业委员会2012～2013年度对全国29个行政区划的三级医院调查中显示，最受医院重视的是电子病历系统（EMR），比例为85.71%；临床信息系统（CIS）、数字化影像存储交换系统（PACS）、计算机化的医嘱录入（CPOE）、医院业务管理系统（HMIS）分列被选择项的第二到五位，比例分别为76.28%、61.19%、51.48%、50.94%。详细数据见图1，由图表可见，当前三级医院的信息化基本上处于只重视当前最急需的疾病管理应用方面，其他的像资源管理、知识管理等方面信息化程度不高的现状。

图1 2012-2013年度中国三级医院应用系统受重视程度对比

1.3 围绕应用构建的IT系统

目前大多数医院IT系统都是围绕应用构建的，一个业务系统通常要配置一套独立的硬件、软件，因此形成了大量信息孤岛，为PACS、RIS和HIS等业务系统提供支撑是医院信息化工作的核心。

2 当前的医院信息化存在的问题

当前医院信息化基本上都是以医院为单位进行的，不利于区域卫生平台、居民健康档案的建立；医院缺乏跨专业的计算机和医疗人才；医院应用众多，需求复杂，医院信息化正处于高速发展中，不合理的规划容易引起各种问题。

3 医院信息化发展趋势及实现

基于以上的当前医院的信息化现状及存在的问题，结合当前最新的国家政策指导文件，现对我国医院信息化的发展趋势作出如下分析：

3.1 利用网络、微平台发展的健康管理

目前的医院信息化系统中主要是基于传统的C/S、B/S模式，医院信息化系统是以医院内部人员作为主要使用对象以疾病管理为主的医院内部信息处理系统。以后的医院信息化发展方向应该向着全民参与的，以健康管理为主的综合化、通用化信息处理平台。普通民众可以通过传统浏览器、微信，易信等多种途径参与自己的疾病诊治、健康状况监控，同时也可以通过这些途径完成预约诊疗、一卡通、跨区域结算等。

未来医院的发展方向应该是以健康管理为中心。健康管理的概念是指一种对个人或人群的健康危险因素进行全面管理，建立以个人健康档案为核心的全生命周期的健康管理的过程。患者个人健康档案不仅仅在某一医院使用，还能通过网络在其他任何地方查看，如可以利用现在发展的微平台达到个人健康档案远程查看的目的。

3.2 从医院信息化走向区域卫生信息化

公立医院改革试点工作的重要任务之一，就是要完善以电子病历为核心的医院信息化系统的建设，突破以往的医院信息化过程中各个医院各自为政形成信息孤岛的弊端，使其与在社区建立的以居民电子健康档案为核心的社区居民电子健康档案系统实行有效对接。同时不同机构的诊断和治疗也可以通过统一的平台查看，这样可以提高疾病医治的效率和准确度，并节省费用。着力与各级医疗机构建立远程数据通道，将不同医疗机构，不同医疗机构的所有医生，为一个患者提供全生命周期健康与疾病的所有相关服务。从而实现医疗卫生信息化从医院信息化走向区域卫生信息化的过度。

3.3 一体化和集成化

以后医院信息化的建设重点逐渐转移到电子病例的建立和普及上，而构建电子病例系统的前提是实现RIS、PACS及HIS等系统的无缝连接和信息共享，同时实现一体化的访问和控制，IT基础架构的整合是关键，同时也是实现数据管理和利用的基础。可以采用先建立一个整合的基础架构平台，然后在其上建立一个统一的医院信息集成平台，实现各应用系统的互联互通，最终实现统一、集成的资源管理的发展路径。

3.4 业务平台虚拟化

虚拟化、云是未来的趋势。如果医院所有设备（包括核心交换机、服务器、存储等）都进行虚拟化，医院机房耗电量、机房空间、维护成本等均会大幅度降低，而系统整体稳定性却会大幅提升。同时区域卫生信息化的实现在很大程度上还要依赖云计算技术，医院信息系统大数据的深入挖掘和分析可以对医学科研产生重大影响。

4 结束语

以上是我们从事医院信息化工作中获得的一些经验及设想，我们一直关注我国医院信息化的进程和发展，并研究和分析了国内医院信息化的现状，希望我们的文章能抛砖引玉，启发人们进一步做好医院的信息化工作。

参考文献：

[1]沈韬，计虹.2012-2013年度中国医院信息化状况调查报告[R]，2013.

[2]饶克勤.医院信息化管理的重要性及发展方向探讨[R].

[3]佚名.医疗行业大数据应用三点建议[J].中国计算机报，2013.

篇10

关键词：ANSYS平台；方向机弯梁；结构断裂；强度分析；改进方案 文献标识码：A

中图分类号：TH248 文章编号：1009-2374（2015）03-0022-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0204

随着社会的发展和科学技术的进步，世界汽车工业已取得了令人瞩目的成就，正朝着安全、舒适、环保、节能的方向前进，其中汽车乘坐的舒适性更是人们追求高品质生活的重要体现。汽车行驶平顺性的好坏直接影响着汽车乘坐的舒适性，研究轿车、重型汽车的行驶平顺性也成为国家863高技术研究发展计划重点项目：轿车集成开发先进技术（2006AA110102）的子课题“轿车底盘匹配与性能优化”的一部分和重型商用车集成开发先进项目（2006AA110104）的子课题“底盘集成匹配与性能优化”的一部分。在这一研究背景下，本文以新的理论与方法对汽车行驶平顺性仿真的关键技术进行了探讨与研究，并将其应用到轿车和重型汽车的行驶平顺性分析中。有限元法是工程领域应用最广泛的一种数值计算方法，它不但可以解决工程设计中的结构分析问题，同时更够很好地解决热力学、电磁学、流体力学已及声学等学科问题。经过多年发展，以有限元法为基础，开发出了众多优秀的有限元仿真分析软件，ANSYS便是其中之一。

ANSYS软件是由ANSYS公司开发，集结构、流体、电场、磁场、声场分析与一体的大型通用有限元分析软件，该软件可以广泛应用于航空航天、土木工程、机械制造、车辆工程、电子、造船等众多领域。

客车作为一种以运载人为目的的交通工具，其安全性一直是首要目标。传统的设计流程是先设计，接着制作样机，然后检验样机性能，发现不足后再次调整设计结构，直到使样机满足使用性能要求。现在，随着CAD、CAE软件的逐步完善，利用软件便可以完成结构的分析，从而找出薄弱环节，进行早期更改，直到满足要求。方向机是车量的转向系统，方向机支架则是整个方向机的支撑结构，方向机支架结构是否符合强度要求，直接关系着方向机能够正常工作，而方向机弯梁则是方向机支架底端与车架相连的结构，因此方向机弯梁的安全性直接关系到客车的安全性。

针对某型号客车方向机弯梁焊接位置出现断裂的现象，对弯梁整体结构的强度进行分析。采用有限元仿真分析软件ANSYS对该结构进行建模并且仿真，获得断裂位置处的应力值，与材料许用应力值进行比较，得出分析结果，在确定结构有待改进之后，给出调整方案。

方向机弯梁处使用的型材为160×60×4.5mm的矩形管，材质为WL510，屈服强度为355MPa，许用应力的计算公式为：

[σ]=δs/n

其中安全系数n的取值范围为1.5～2.5，此处分别对安全系数的两个边界值进行计算，用[σ]WLmax表示WL510能够承受的最大许用应力，用[σ]WLmin表示WL510能够承受的最小许用应力，计算后得到结果为：

[σ]WLmax=237MPa

[σ]WLmin=102MPa

之后对方向机弯梁处的几个重要部件进行建模，几何模型如图1所示：

完成几何模型之后，定义模型的单元类型及相关参数，划分网格，施加约束与载荷，最后获得完整的有限元模型。本文模型均采用shell63单元，实常数分别设定为0.003m、0.0045m和0.012m，弹性模量为2.1e11Pa，泊松比为0.3，密度为7.8e3kg/m3，根据底盘项目组给定的载荷，扭矩为3219N・m，方向机总成重量为48kg，设计人员要求，为扭矩乘以1.2的安全系数，圆整数据后最终得到扭矩值为3900N・m，由于在运动的过程中存在动载荷，因此乘以动载系数2，圆整后获得的重力为1000N；又因为方向机总成与腹板是以三枚螺栓螺母连接，因此本文中将产生的扭矩均匀分布到三点处，即每点处产生1300N・m，转换切向力，方法为用扭矩除以距离中心点处的距离（力臂），分别得到三点处的作用力，分别为8450N、13265N和13000N，另外将方向机的重量加载到扭转中心点处。

对以上的模型进行求解，求解完成进入后处理查看，节点的von Mises stress云图如图2所示：

图上得到的应力最大值处为腹板与弯梁连接位置，该位置不是重点考虑位置，所以在文中不做过多分析。文中重点分析的部位为弯梁焊接位置，即折弯部位，据图3的应力云图可知，弯梁焊接位置处应力的最大值出现在拐点处，也就是说，只要找出该位置处的应力值，即能够知道焊接位置处承受的最大应力值，拐点处的最大应力值如图4所示：

从图4中能够清楚地看到，拐点处的最大应力值为235MPa，该值与开始得到的最大许用应力相比，基本持平，也就是说，此处结构比较薄弱，如果再将焊接等工艺因素考虑进去，这里是很容易产生断裂的。

完成仿真计算之后，对于该结构进行分析，找出改进方案，是本文的另一重点。通过对整体结构的应力云图进行分析发现，力是通过腹板传到弯梁的，也就是说，越靠近弯梁的位置，结构的应力值也就越大，因此，就能够得到以下三种改进方案：（1）在腹板上增加连接杆，从而达到分担传递到弯梁上力和扭矩的目的；（2）将焊接位置尽可能地远离弯梁与腹板的连接位置；（3）在弯折位置处增加扒角，分散作用在该位置处的变形力。

以上三种方法分别从力的源头到力具体的作用位置进行了相应的加强，但是，考虑到整体结构的最大应力值出现在腹板与弯梁的连接位置，且已经超过了材料本身的屈服强度，建议优先采用第一种方案，这样做的好处是均摊了整个结构所承受的力；其次选用第二种方案，该方案在一定程度上减缓焊接位置处的受力；如果前面两种方案由于空间限制等因素均无法实施，最后再采用第三种方案，第三种方案是在断裂位置进行加强，这样做可以在一定程度上分散断裂位置的受力情况。

本文通过有限元仿真分析软件ANSYS对方向机弯梁处的结构进行了强度分析，通过分析结果与材料屈服进行对比，找出弯梁结构处的薄弱环节，针对出现的断裂问题给出具体改进方案。文章给出了一种结构类产品开发的有益思路，可以提升开发速度，降低开发投入，为企业增产降耗做出贡献。

参考文献

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[2] 曾祥蓉，江世永，陈进，王薇，蔡永君.基于ANSYS的预应力CFRP布加固混凝土梁有限元分析[J].后勤工程学院学报，2004，（3）.

[3] 秦嵩，尹志新，张伟.基于ANSYS的某半高箱有限元分析和结构改进设计[J].装备制造技术，2010，（4）.