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【關(guān)鍵詞】 計算機技術(shù) 環(huán)境監(jiān)測 應(yīng)用 問題 措施
環(huán)境監(jiān)測工作能夠起到確保當(dāng)?shù)夭块T的環(huán)境污染現(xiàn)象與提高當(dāng)?shù)丨h(huán)境的質(zhì)量,由于,我國信息技術(shù)在進(jìn)一步發(fā)展過程中,在環(huán)境檢測中計算機技術(shù)得到各地普及的應(yīng)用。現(xiàn)階段,環(huán)境問題在逐漸的嚴(yán)重,造成環(huán)境部門身上的壓力是日益加重,因此,環(huán)境部門在進(jìn)行工作的過程中,需要利用計算機技術(shù),以此來提高環(huán)境部門監(jiān)測工作的效率,及時的改善環(huán)境中存在的問題,提升環(huán)境的質(zhì)量。
一、處理環(huán)境監(jiān)測程序
1、分析環(huán)境監(jiān)測與計算機技術(shù)在實驗室的應(yīng)用。計算機技術(shù)的主要應(yīng)用就是對環(huán)境監(jiān)測在人員工作之前完成的監(jiān)測數(shù)據(jù),并且接受給分析儀器的監(jiān)測為相關(guān)的人員提供數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以這樣的方式進(jìn)行控制環(huán)境監(jiān)測中的各個程序。專業(yè)人士通過對計算機專用氣象的色譜作為例,在環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)部設(shè)置上計算機技術(shù),與分析儀器進(jìn)行連接,相關(guān)的監(jiān)測人員在工作過程中,只需在人機的頁面上按下控制的按鈕,通過計算機的技術(shù)方式就能完成處理環(huán)境監(jiān)測的步驟程度。
2、環(huán)境監(jiān)測過程需要采用專家的計算機系統(tǒng)。專家計算機系統(tǒng)能夠產(chǎn)生實施多個環(huán)境監(jiān)測的方法,選取最優(yōu)化效益的目標(biāo)進(jìn)行具體的處理與實施,在計算機技術(shù)的前階段對收集環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理后,充分的運用系統(tǒng)使得監(jiān)測信號與化學(xué)之間實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化,將轉(zhuǎn)化的化學(xué)信息納入環(huán)境監(jiān)測的步驟中。以這樣的計算機技術(shù)能夠使環(huán)境監(jiān)測達(dá)到穩(wěn)定的程度,環(huán)境監(jiān)測的工作人員在一定程度上提升工作效率。
3、進(jìn)行處理環(huán)境檢測的數(shù)據(jù)。計算機技術(shù)在處理環(huán)境監(jiān)測的規(guī)模方面需要根據(jù)要求在進(jìn)行擴大,在處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的過程中,計算機的高端技術(shù)需要與人造衛(wèi)星、光導(dǎo)通訊等進(jìn)行整合,計算機技術(shù)能在短時間內(nèi)全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,還能夠在一定的基礎(chǔ)上實現(xiàn)全面的統(tǒng)計環(huán)境檢測的實際狀態(tài)?,F(xiàn)階段,專業(yè)人士通過對環(huán)境的檢測獲取到原始的數(shù)據(jù)充分利用先進(jìn)的計算機系統(tǒng)處理數(shù)據(jù),處理之后數(shù)據(jù)可以提供給全國共享,通過應(yīng)用專家計算機技術(shù)可以處理環(huán)境污染的程度、蔓延應(yīng)用具備科學(xué)進(jìn)行監(jiān)測的數(shù)據(jù)。業(yè)內(nèi)人士還可以通過計算機技術(shù)進(jìn)行自動化的處理環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),確保環(huán)境中存在的問題通過檢測工作處理后可持續(xù)性的發(fā)展。
二、環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用計算機技術(shù)存在的問題與有效的解決措施
1、計算計技術(shù)需要關(guān)注環(huán)境監(jiān)測中存在的問題。由于檢測環(huán)境中存在的特殊性質(zhì),在檢測的過程中,處理h境監(jiān)測的中心需要與自動檢測設(shè)備進(jìn)行直接接入,在這樣的基礎(chǔ)中,必須在應(yīng)用計算機技術(shù)控制環(huán)境監(jiān)測之下,確保自動檢測設(shè)備輸出雙向衍生的信號,這樣不僅能確??刂骗h(huán)境監(jiān)測中心,還能傳遞到污染源的控制中心。
2、計算機技術(shù)需要關(guān)注控制中心數(shù)據(jù)接收存在的問題。環(huán)境監(jiān)測信息只有具備延伸性與擴展性才能進(jìn)入穩(wěn)定的運行狀態(tài),環(huán)境監(jiān)測在接受數(shù)據(jù)的過程中,只有在IP靜態(tài)的情況下接受數(shù)據(jù),才能促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)合理的傳送至接受數(shù)據(jù)中心。
三、提升環(huán)境監(jiān)測部門工作質(zhì)量的建議
1、環(huán)境監(jiān)測工作人員的素質(zhì)進(jìn)行提升。環(huán)境監(jiān)測要想確保準(zhǔn)確性與可靠性,需要在后續(xù)的監(jiān)測工作中,加強提高環(huán)境監(jiān)測相關(guān)工作人員的專業(yè)素質(zhì)。需要對我國相關(guān)環(huán)境監(jiān)測部門的從業(yè)人員進(jìn)行不定期的培訓(xùn),提升整體工作人員的業(yè)務(wù)水平,對于工作人員的所具備的工作經(jīng)驗及時的給予更新,促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測的工作人員都能量獲得掌握專業(yè)知識,整合環(huán)境監(jiān)測技術(shù)與先進(jìn)的計算機技術(shù),確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實可靠性,還能提高環(huán)境監(jiān)測整體水平與工作效率。
2、環(huán)境監(jiān)測部門的資金方面進(jìn)行合理的使用。環(huán)境監(jiān)測部門想要提升環(huán)境監(jiān)測的范圍,符合實際的提升工作方面的準(zhǔn)確程度,需要政府部門在資金方面提升投入,環(huán)境監(jiān)測部門需要將檢測中運用的設(shè)備及時的更新或換代,還可以運用國外的先進(jìn)技術(shù)或者讓從事檢測工作的相關(guān)人員進(jìn)入國外學(xué)習(xí)合理的環(huán)境監(jiān)測方法,促進(jìn)我國環(huán)境監(jiān)測的整體水平與綜合方面的能力進(jìn)一步的提升。
關(guān)鍵詞:云計算Web 應(yīng)用 前景
云計算是一種基于 Web 的服務(wù),目的是讓用戶只為自己需要的功能付錢,同時消除傳統(tǒng)軟件在硬件,軟件,專業(yè)技能方面的投資。云計算讓用戶脫離技術(shù)與部署上的復(fù)雜性而獲得應(yīng)用。
首先,云計算提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心,用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩。
很多人覺得數(shù)據(jù)只有保存在自己看得見、摸得著的電腦里才最安全,其實不然。你的電腦可能會因為自己不小心而被損壞,或者被病毒攻擊,導(dǎo)致硬盤上的數(shù)據(jù)無法恢復(fù),而有機會接觸你的電腦的不法之徒則可能利用各種機會竊取你的數(shù)據(jù)。此前轟動一時的“艷照門”事件據(jù)報道不也是因為電腦送修而造成個人數(shù)據(jù)外泄的嗎?
反之,當(dāng)你的文檔保存在類似 Google Docs 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上,當(dāng)你把自己的照片上傳到類似 Google Picasa Web 的網(wǎng)絡(luò)相冊里,你就再也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失或損壞。因為在“云”的另一端,有全世界最專業(yè)的團隊來幫你管理信息,有全世界最先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心來幫你保存數(shù)據(jù)。同時,嚴(yán)格的權(quán)限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數(shù)據(jù)。這樣,你不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務(wù),甚至比在銀行里存錢還方便。
其次,云計算對用戶端的設(shè)備要求最低,使用起來也最方便。
大家都有過維護(hù)個人電腦上種類繁多的應(yīng)用軟件的經(jīng)歷。為了使用某個最新的操作系統(tǒng),或使用某個軟件的最新版本,我們必須不斷升級自己的電腦硬件。為了打開朋友發(fā)來的某種格式的文檔,我們不得不瘋狂尋找并下載某個應(yīng)用軟件。為了防止在下載時引入病毒,我們不得不反復(fù)安裝殺毒和防火墻軟件。所有這些麻煩事加在一起,對于一個剛剛接觸計算機,剛剛接觸網(wǎng)絡(luò)的新手來說不啻一場噩夢!如果你再也無法忍受這樣的電腦使用體驗,云計算也許是你的最好選擇。你只要有一臺可以上網(wǎng)的電腦,有一個你喜歡的瀏覽器,然后就可以盡情享受云計算帶給你的無限樂趣。
你可以在瀏覽器中直接編輯存儲在“云”的另一端的文檔,你可以隨時與朋友分享信息,再也不用擔(dān)心你的軟件是否是最新版本,再也不用為軟件或文檔染上病毒而發(fā)愁。因為在“云”的另一端,有專業(yè)的 IT 人員幫你維護(hù)硬件,幫你安裝和升級軟件,幫你防范病毒和各類網(wǎng)絡(luò)攻擊,幫你做你以前在個人電腦上所做的一切。
此外,云計算可以輕松實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。云的用戶終端:個人電腦,手機,電視,汽車,PDA等
大家不妨回想一下,你自己的聯(lián)系人信息是如何保存的。一個最常見的情形是,你的手機里存儲了幾百個聯(lián)系人的電話號碼,你的個人電腦或筆記本電腦里則存儲了幾百個電子郵件地址。為了方便在出差時發(fā)郵件,你不得不在個人電腦和筆記本電腦之間定期同步聯(lián)系人信息。買了新的手機后,你不得不在舊手機和新手機之間同步電話號碼。 還有你的 PDA 以及你辦公室里的電腦??紤]到不同設(shè)備的數(shù)據(jù)同步方法種類繁多,操作復(fù)雜,要在這許多不同的設(shè)備之間保存和維護(hù)最新的一份聯(lián)系人信息,你必須為此付出難以計數(shù)的時間和精力。這時,你需要用云計算來讓一切都變得更簡單。在云計算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中,數(shù)據(jù)只有一份,保存在“云”的另一端,你的所有電子設(shè)備只需要連接互聯(lián)網(wǎng),就可以同時訪問和使用同一份數(shù)據(jù)。
仍然以聯(lián)系人信息的管理為例,當(dāng)你使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來管理所有聯(lián)系人的信息后,你可以在任何地方用任何一臺電腦找到某個朋友的電子郵件地址,可以在任何一部手機上直接撥通朋友的電話號碼,也可以把某個聯(lián)系人的電子名片快速分享給好幾個朋友。當(dāng)然,這一切都是在嚴(yán)格的安全管理機制下進(jìn)行的,只有對數(shù)據(jù)擁有訪問權(quán)限的人,才可以使用或與他人分享這份數(shù)據(jù)。
最后,云計算為我們使用網(wǎng)絡(luò)提供了幾乎無限多的可能
為存儲和管理數(shù)據(jù)提供了幾乎無限多的空間,也為我們完成各類應(yīng)用提供了幾乎無限強大的計算能力。想像一下,當(dāng)你駕車出游的時候,只要用手機連入網(wǎng)絡(luò),就可以直接看到自己所在地區(qū)的衛(wèi)星地圖和實時的交通狀況,可以快速查詢自己預(yù)設(shè)的行車路線,可以請網(wǎng)絡(luò)上的好友推薦附近最好的景區(qū)和餐館,可以快速預(yù)訂目的地的賓館,還可以把自己剛剛拍攝的照片或視頻剪輯分享給遠(yuǎn)方的親友……
離開了云計算,單單使用個人電腦或手機上的客戶端應(yīng)用,我們是無法享受這些便捷的。個人電腦或其他電子設(shè)備不可能提供無限量的存儲空間和計算能力,但在“云”的另一端,由數(shù)千臺、數(shù)萬臺甚至更多服務(wù)器組成的龐大的集群卻可以輕易地做到這一點。個人和單個設(shè)備的能力是有限的,但云計算的潛力卻幾乎是無限的。當(dāng)你把最常用的數(shù)據(jù)和最重要的功能都放在“云”上時,我們相信,你對電腦、應(yīng)用軟件乃至網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識會有翻天覆地的變化,你的生活也會因此而改變。
互聯(lián)網(wǎng)的精神實質(zhì)是自由、平等和分享。作為一種最能體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)精神的計算模型,云計算必將在不遠(yuǎn)的將來展示出強大的生命力,并將從多個方面改變我們的工作和生活。無論是普通網(wǎng)絡(luò)用戶,還是企業(yè)員工,無論是IT管理者,還是軟件開發(fā)人員,他們都能親身體驗到這種改變。
參考資料
[1] 張為民,唐劍峰,羅治國,錢嶺.《云計算:深刻改變未來》科學(xué)出版社2009年12月.
摘要:礦井火災(zāi)具有突發(fā)性和災(zāi)難性的特點,救災(zāi)指揮人員在重大事故的沖擊下容易造成指揮失常;加之煤礦井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)環(huán)境十分復(fù)雜,即使具有豐富實際經(jīng)驗和良好心理素質(zhì)的領(lǐng)導(dǎo)者,也很難迅速作出全面的正確指揮決策,以致貽誤時機造成災(zāi)害的擴大并帶來不應(yīng)有的損失。因此充分運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),研制、開發(fā)和使用礦井火災(zāi)救災(zāi)輔助決策系統(tǒng)是礦井現(xiàn)代化建設(shè)的需要,也是救災(zāi)工作走向科學(xué)化的必由之路。
關(guān)鍵詞:礦井火災(zāi)、救災(zāi)指揮
根據(jù)輔助救災(zāi)決策的需要,中國礦業(yè)大學(xué)在過去開發(fā)的火災(zāi)救災(zāi)決策軟件的基礎(chǔ)上,使用VisualC+6.0作為開發(fā)環(huán)境,全面采用面向?qū)ο筌浖幊碳夹g(shù),新開發(fā)了礦井火災(zāi)輔助救災(zāi)決策軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括礦井火災(zāi)計算機模擬,選擇最佳救災(zāi)與避災(zāi)路線,控風(fēng)專家系統(tǒng),基于監(jiān)測系統(tǒng)的火源點早期判定,礦井火災(zāi)救災(zāi)決策培訓(xùn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)等內(nèi)容。
一、 礦井火災(zāi)計算機模擬
(一)國內(nèi)外研究簡況
礦井火災(zāi)是在一個受限的空間內(nèi),并在一個十分復(fù)雜的風(fēng)流網(wǎng)絡(luò)中的非控制燃燒現(xiàn)象。它的產(chǎn)生、發(fā)展及救災(zāi)與一般地面火災(zāi)不同,其特點為可燃物的分布呈固定點或連續(xù)線性分布;煙氣的熱力作用會產(chǎn)生熱動力(火風(fēng)壓);過量的高溫?zé)熈髟讵M窄井巷中的流動會產(chǎn)生熱阻塞(節(jié)流作用)。這兩種火災(zāi)過程的伴生現(xiàn)象會改變井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的風(fēng)量和風(fēng)壓的分布,使通風(fēng)系統(tǒng)紊亂,火災(zāi)產(chǎn)生的高溫有毒有害氣體可侵襲井下的眾多工作區(qū)域,從而對礦井生命形成重大威脅和傷害。因此應(yīng)事先對火災(zāi)事故對策加強研究,以便能對災(zāi)變中出現(xiàn)的各種可能情況有充分估計,制定相應(yīng)對策,處理災(zāi)變時就能做到臨場不亂和做出正確決策,從而能最大限度地減少災(zāi)變帶來的損失。計算機火災(zāi)模擬是進(jìn)行火災(zāi)災(zāi)情分析的有效手段,因此國內(nèi)外廣泛開展了礦井火災(zāi)計算機模擬技術(shù)的研究。
20世紀(jì)70年代,美國密歇根理工大學(xué)首先編制出了在礦井火災(zāi)時期風(fēng)流狀態(tài)計算機模擬及風(fēng)流控制的計算機程序(MFIRE程序,1973、1982,1989, 1995)。在20世紀(jì)80年代中期,波蘭國家科學(xué)院地層力學(xué)研究所也研制出了模擬火災(zāi)災(zāi)變發(fā)展過程及為救護(hù)隊員選擇最佳救護(hù)通道的計算機軟件(POZAR程序,1985,1992)。之后,包括中國、日本、法國、俄羅斯在內(nèi)的許多國家也都開展了礦井通風(fēng)研究的特點,但國內(nèi)外已開發(fā)出的各種火災(zāi)模擬及救災(zāi)軟件,在實際使用方面仍存在較大的問題。美國的MFIRE程序在礦井火災(zāi)計算機模擬方面提出了一套較為簡便實用的方法,但該程序沒有圖形顯示功能。波蘭開發(fā)的POZAR軟件沒有提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及圖形的交互式編輯功能,軟件的功能也比較單一。國內(nèi)同類的一些軟件在數(shù)據(jù)管理、圖形顯示及救災(zāi)決策功能上都存在明顯的不足 。針對這些不足,中國礦業(yè)大學(xué)火災(zāi)課題組開展了礦井火災(zāi)計算機模擬理論與技術(shù)的研究。
(一) 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)特性
1、火源特性
礦井火災(zāi)的主要可燃物有抗木、煤炭、膠帶、電纜、油料等。根據(jù)礦井可燃物分布狀況及火災(zāi)燃燒的規(guī)模,燃燒的火源基本可分為點火源和線火源兩種類型。點火源指可燃物燃燒的面積較小燃燒地點較固定的火源。例如井下機電硐室、或可燃物(如木垛等)堆積較集中地點產(chǎn)生的火源。線火源是指沿巷道方向連續(xù)分布的可燃物(木支架、輸送機膠帶、電纜等)發(fā)生燃燒的火源。由于礦井巷道的寬度較巷道的長度比較起來較小,可視可燃物的分布為線性分布,故稱線火源。線火源具有可移動,易蔓延和擴大等特性,因此也就具有更大的危害性。
對于點火源,因燃料較集中,火災(zāi)燃燒面積較小,故一般是富氧燃燒;而對于線火源則通常是富燃料燃燒。因受供氧量的限制,燃燒帶的長度有一定的限制;在燃燒過程中,這個燃燒帶在向前蔓延。
2.火災(zāi)過程的通風(fēng)動力特性
根據(jù)井巷網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)的位置及影響區(qū)域,可將火災(zāi)分為三個區(qū)域:正常風(fēng)流區(qū)(進(jìn)風(fēng)側(cè))、燃燒區(qū)和放熱區(qū)(回風(fēng)側(cè))。在燃燒區(qū)內(nèi),可燃物燃燒釋放的熱量將空氣加熱而使氣體膨脹,同時在該區(qū)域內(nèi)因燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于空氣氣流的質(zhì)量,加熱及過量煙氣的作用使該區(qū)域內(nèi)煙氣的流動產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng),造成節(jié)流效應(yīng)的原因是熱阻力。在煙流放熱區(qū)域,高溫?zé)熈飨驀鷰r放熱,煙流沿途受到冷卻,溫度降低,密度發(fā)生變化,產(chǎn)生局部火風(fēng)壓。熱阻力和局部火風(fēng)壓是礦井火災(zāi)時期表現(xiàn)出的主要通風(fēng)動力特性,正是這兩種新增加的通風(fēng)動力(或阻力)改變了礦井風(fēng)網(wǎng)原有的壓力平衡關(guān)系,從而造成了風(fēng)流的紊亂。
3. 礦井火災(zāi)計算機模擬方法與技術(shù)
現(xiàn)有的礦井火災(zāi)模擬方法主要可分為穩(wěn)態(tài)模擬和非穩(wěn)態(tài)模擬兩種類型。穩(wěn)態(tài)模擬方法的實質(zhì)是將礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的風(fēng)流狀態(tài)在給定的模擬時間內(nèi)看作是穩(wěn)態(tài)狀態(tài),不隨時間變化。非穩(wěn)態(tài)模擬是用來跟蹤和描述火災(zāi)條件下風(fēng)流狀態(tài)參數(shù)隨時間變化全過程的技術(shù)和方法。由于災(zāi)情是動態(tài)發(fā)展的,礦井火災(zāi)時期井下風(fēng)流流動的狀態(tài)是非穩(wěn)定的,故只有采用非穩(wěn)態(tài)模擬方法才能模擬出礦井火災(zāi)時期的風(fēng)流流動狀態(tài)。因此,非穩(wěn)態(tài)模擬方法是礦井火災(zāi)計算機模擬的主要研究對象。
非穩(wěn)態(tài)模擬方法主要有兩種類型:一種采用通用的模擬方法——時間步長法,以穩(wěn)態(tài)方法模擬非穩(wěn)定過程;另一種則為有限差分方法,直接求解描述非穩(wěn)態(tài)火災(zāi)災(zāi)變煙流及風(fēng)流流動過程的偏微分方程。
因求解偏微分方程的困難性,時間步長法是礦井火災(zāi)模擬采用的主要方法。該方法是將模擬時間分成若干等份,模擬從初始狀態(tài)開始,然后每段模擬時間等份步進(jìn)一次,系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)流狀態(tài)、溫度分布、產(chǎn)生的火風(fēng)壓、風(fēng)流逆轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行一次全面的掃描考察,將每一時間等份內(nèi)風(fēng)流的流動狀態(tài)當(dāng)成穩(wěn)態(tài)流動來計算各種風(fēng)流參數(shù),根據(jù)考察結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理,使礦井火災(zāi)災(zāi)變狀態(tài)在計算機內(nèi)由前一個時刻的映像變換為當(dāng)前時刻的映像。
結(jié)語:因此,只有充分運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),研制、開發(fā)和使用礦井火災(zāi)救災(zāi)輔助決策系統(tǒng)是礦井現(xiàn)代化建設(shè)的需要,才是救災(zāi)工作走向科學(xué)化的必由之路。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:虛擬化技術(shù);云計算環(huán)境;安全機制;應(yīng)用
虛擬化既是云計算的特點又是云計算使用的關(guān)鍵技術(shù),也是云計算安全性的壁壘。虛擬化使得用戶不用關(guān)心特定應(yīng)用軟件的服務(wù)方式、不用關(guān)心計算平臺的操作系統(tǒng)以及軟件環(huán)境等底層資源的物理配置與管理、不用關(guān)心計算中心的地理位置,實現(xiàn)真正意義上的軟件作為服務(wù)(SaaS)、平臺作為服務(wù)(PaaS) 、基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)(IaaS)。云計算主要從三個層次實現(xiàn)虛擬化:服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化。
1 引言
Garfinkel和Rosenblum對虛擬化做了一個寬泛和簡短的概述。作者關(guān)注的關(guān)鍵問題包括可擴展性、多樣性、瞬態(tài)、軟件生命周期、數(shù)據(jù)生命周期、流動性和所有權(quán)??蓴U展性和多樣性是有問題的,因為當(dāng)一個機構(gòu)或組織中有許多不同的虛擬機時,虛擬化允許創(chuàng)建新的虛擬機可以導(dǎo)致爆炸性增長。這個問題非常復(fù)雜,因為虛擬機可以有規(guī)律地在一個組織的網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)和消失,或者成為休眠狀態(tài)持續(xù)一段時間。作者指出,這造成了兩個問題:一是在這樣一個環(huán)境中補丁管理會變得困難,這是由由于需要很長的時間去修補大量的虛擬機和長時間不用的機器。二是許多休眠的虛擬機使得很難完全從一個虛擬云環(huán)境中消除的蠕蟲或病毒,因為如果休眠的受感染的虛擬機再次出現(xiàn),可以導(dǎo)致新的疫情爆發(fā)。
此外,能夠重新運行以前版本的虛擬機的能力會帶來風(fēng)險,比如并沒有修補之前運行時已經(jīng)修補過的安全漏洞(軟件生命周期)和刪除像個人信息或加密密鑰這樣的敏感數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)生命周期)。VM的流動性是有問題的,因為如果一個物理機器被破壞,那么這臺機器上的任何VM都有可能會被破壞。這意味著VM的用戶必須考慮以前運行過他們的虛擬機的每臺物理機器的安全。最后,作者提出當(dāng)像MAC地址這樣的常見的標(biāo)識是由VMMs任意選擇時難以識別VM的所有權(quán)。
雖然作者正確指出了虛擬化環(huán)境中的安全問題,但他們似乎忽略了一個事實,這些問題已經(jīng)在非虛擬環(huán)境中存在了幾十年。此外,在云環(huán)境中一些虛擬化問題也可以相對容易地得到解決。比如亞馬遜的EC2提供虛擬機的鏡像,并且這些鏡像是直接綁定到用戶帳戶。這有效地消除了VM多樣性的問題并清晰顯示了VM的所有權(quán)。如果一個云提供商在沒有VMM的情況下允許任何客戶的VM執(zhí)行,就會帶來了安全問題。因此更為有效的VM隔離能是必要的。也許通過使用虛擬局域網(wǎng)提供者可以實現(xiàn)共存的虛擬機之間的網(wǎng)絡(luò)隔離。新運行VM和數(shù)據(jù)生命周期的問題更微妙。云提供商可能會提供一個VMM和相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施,它們在邏輯上與云環(huán)境的其余部分分開。被重新啟動或者沒有打足夠補丁的VM將被要求在這種環(huán)境中運行。只有打過足夠補丁的客戶端VM能夠在隔離環(huán)境以外運行。這種策略可以提高云服務(wù)提供商確定客戶端虛擬機上運行的軟件版本的能力,并且能將這些版本信息和已知的漏洞數(shù)據(jù)庫相比對。通過這種方式,服務(wù)提供商就可以量化與運行客戶端VM相關(guān)的風(fēng)險。這樣的版本信息可以通過虛擬機自我檢查或安裝在由服務(wù)提供者提供的所有的虛擬機鏡像上的系統(tǒng)服務(wù)收集。
2 基于Mirage的VM映像管理體系的設(shè)計方案
Weietal提供了一個VM鏡像管理的策略。在這里,作者重申了很多由加芬克爾和羅森布拉姆首先指出的風(fēng)險。他們還指出,分享個體之間的VM的能力對于云環(huán)境是至關(guān)重要的,這種共享需要被準(zhǔn)確地說明和記錄。為了達(dá)到這個目的,他們概述了一種名為Mirage的VM映像管理體系的設(shè)計方案。Mirage的核心思想在于鏡像應(yīng)該像文件在文檔管理系統(tǒng)中那樣的去處理。鏡像可以由用戶鍵入或刪除,任何來自與同一個鏡像的新的鏡像會被鏈接在一起。這樣當(dāng)一個鏡像被改變或被其他用戶運行時,可以追蹤它的歷史。第二個關(guān)鍵的特性是過濾器的概念,過濾器在應(yīng)用到一個鏡像時將用隨機數(shù)據(jù)取代任何敏感的原文數(shù)據(jù)。為了安全的目的,該特性只局限于簡單的原文查找和替換。最后, Mirage將負(fù)責(zé)維護(hù)鏡像的修補,并在鏡像存儲庫上執(zhí)行惡意軟件的掃描。為了克服性能上的損失(不管是在空間還是時間上), Mirage僅存儲虛擬機鏡像間的差異。因此一個給定VM鏡像是由原始鏡像再加上所有應(yīng)用到該鏡像上的更改組成。這減少了維護(hù)鏡像的開銷。
Mirage系統(tǒng)最明顯的問題是作者聲稱過濾器應(yīng)該基于簡單的替換文本,而不是代碼執(zhí)行的結(jié)果,因為這樣有利于安全。然而,在一個鏡像中自動替換文本仍然存在一個嚴(yán)重的安全問題――代碼注入攻擊。一個VM開發(fā)者故意在VM中使用一個惡意的過濾器看起來可能很可笑。然而,許多人(甚至那些擁有相當(dāng)電腦經(jīng)驗的人)經(jīng)常在自己的計算機上無意中安裝軟件(比如惡意軟件,膨脹軟件等等),因此不難想象一個VM所有者不知不覺地應(yīng)用了一個惡意的過濾器到他們的VM鏡像。特別是在云計算提供者維護(hù)一個過濾器編寫的公共存儲庫的情況下。這時的攻擊可能會更加微妙:如果代碼注入是分布在眾多的過濾器,此時,沒有單獨的過濾器有明顯的惡意,但幾個過濾器應(yīng)用于單個VM鏡像就可能導(dǎo)致代碼注入。有一個明顯的方法來阻止這種利用,就是只允許云服務(wù)提供商或VM擁有者開發(fā)應(yīng)用于擁有者的VM鏡像上的過濾器。然而這樣一個公開的軟件系統(tǒng)越來越普遍的時代,這種限制性的著作權(quán)計劃似乎是在限制云的客戶。最后,作者并沒有解決存儲在一個基于鏡像的差異庫中的VM鏡像的補丁的問題。漏洞可能分布在單個VM鏡像的眾多增量中,找出來改變的增量,在不擾亂正常的VM操作的情況下修改它們不是一個簡單的問題。
3 基于虛擬化的安全機制
對虛擬化的安全機制,Christodorescu等人采取一個更為冷靜的看法。它們描述了一個相比那些先前的作者提供的更具挑戰(zhàn)性的威脅模型。具體地說,他們認(rèn)為,客戶可以在云VMM上運行任何VM,并且云服務(wù)提供商沒有在guest VM上運行的軟件(包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、惡意軟件等)的priori(先驗、優(yōu)先)信息。為了應(yīng)對這種模式作者針對虛擬機的自檢提供了一種新的方法。通過檢查VM中斷描述符表(IDT)的地址,他們可以識別這些版本所使用的操作系統(tǒng)。然后,為該操作系統(tǒng)使用大量已知的安全代碼(white-list列入可信任名單),他們的工作只研究與white-list不同的IDT和驗證鏈接的代碼(系統(tǒng)調(diào)用,內(nèi)核模塊等)。經(jīng)過驗證的代碼變得可信并提供了一個新的擴大搜索惡意代碼的起點。
上述作者的VMI方法的一個實際問題是,它只允許那些操作系統(tǒng)在white-list code組里的VM進(jìn)行自檢。提供可以獲得操作系統(tǒng)的數(shù)量和根據(jù)它們品種、版本變化的頻率(尤其是Linux的品種和版本)去維護(hù)最新版并將它們?nèi)娴牧腥雡hite-list將是一項艱巨的任務(wù)。更重要的是,一個明明存在,卻被人刻意回避的問題是,這種方法之所以適用于云中的VM安全問題是建立在假設(shè)VMM基本上是安全的基礎(chǔ)上。
作者的威脅模型明確假定VMM是“正確的,可信的,不能違反”,模型則更進(jìn)一步假設(shè)云環(huán)境包含VMs,這也“不能被違背”。這些都是相當(dāng)危險的假設(shè)。如果一個VMM被盜,實際上,這種偽裝的安全將失效的,因為每一個客戶端VM都運行在沒有抵抗力的VMM上。鑒于幾乎所有的操作系統(tǒng)都容易受到惡意利用,像VMM這樣復(fù)雜的軟件沒有漏洞(vulnerability-free)的假設(shè)是天真的。如果VMM運行在一個傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)的上層,這只會加劇安全風(fēng)險,因為它意味著操作系統(tǒng)和VMM可能被利用。如果VMM是最低級別的軟件,這意味著VMM本身必須承擔(dān)自我監(jiān)控的角色。這最好也只是一個不確定的前景,因為任何形式的自我監(jiān)控機制(比如殺毒軟件、anti-rootkit等等)可能以一種和更為致命品種的惡意軟件攻擊傳統(tǒng)操作系統(tǒng)差不多的方式被破壞。
[參考文獻(xiàn)]
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[關(guān)鍵詞]低滲油藏 前置酸 暫堵壓裂
中圖分類號:TE357 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)12-0375-02
1、地層堵塞特征分析
近年來在長慶低產(chǎn)低效的油水井生產(chǎn)過程中地層堵塞頻次較高, 具體表現(xiàn)在:
油井在開采過程中,極易產(chǎn)生堵塞:(1)是地層不配伍性影響,主要原因注入水水質(zhì)不達(dá)標(biāo),注入水與地層水的配伍性較差,容易產(chǎn)生硫酸鋇和碳酸鈣沉淀,引起地層堵塞。(2)長慶西峰油田三疊系屬于低滲透油藏,儲層物性較差。(3)是在生產(chǎn)過程中油層脫氣造成油層堵塞現(xiàn)象。(4)井下作業(yè)過程中,如:維修檢泵、水井檢串等原因起下管柱帶入泥砂而引起近井地帶堵塞。
2、前置酸+暫堵壓裂技術(shù)應(yīng)用特點和適用條件
2.1 常規(guī)壓裂技術(shù)改造存在的主要問題
常規(guī)壓裂改造存在以下問題1、因為產(chǎn)業(yè)剖面不均勻,普通重復(fù)壓裂不能有效溝通裂縫壁面的微裂縫,擴大滲濾面積,對于需啟動的小層沒有有效辦法。2、由于油層溫度低,壓裂液破膠不徹底,壓裂液殘渣對儲層造成二次堵塞傷害,是的措施后油井產(chǎn)量增幅較小。
2.2 前置酸+暫堵壓裂技術(shù)特點
針對長慶油田酸溶性礦物含量高的低滲透儲層,將砂巖酸化與暫堵壓裂集成,形成了前置酸+暫堵壓裂技術(shù),在改造未動用的小層,通過低排量注酸,提高近井地帶裂縫酸液處理深度,在經(jīng)過暫堵部分的高滲老縫和部分射孔孔眼,提高排量,增加壓力破裂低滲層段,裂縫延伸壓力的變化使液體發(fā)生轉(zhuǎn)向,從而造出新縫,使油井得以增產(chǎn),進(jìn)一步提高了致密儲層改造效果。
2.3 適用條件
(1)適應(yīng)于喉道半徑小、酸溶性礦物含量高的低滲透儲層。
(2)微裂縫發(fā)育、剩余油較多的三疊系油藏,無機垢或粘土膨脹導(dǎo)致地層堵塞的油井。
(3)油井地層壓力較高、對應(yīng)水井注水正常,地層能量充足。
(4)有較好的水驅(qū)條件,區(qū)域井網(wǎng)完善,水驅(qū)雙向或多向受效。
(5)油井在中高含水期,剩余油顯示所開采層位附近還有油氣富集的井。
3 前置酸+暫堵壓裂技術(shù)原理和應(yīng)用效果評價
3.1 前置酸+暫堵壓裂技術(shù)原理
將酸液(12%鹽酸+2.0%HF,)在高于破裂壓力下泵入地層,當(dāng)前置酸液沿著裂縫進(jìn)入地層后,一部分酸液濾失到裂縫壁面兩側(cè),并在裂縫附近區(qū)域形成濾失帶,發(fā)生酸巖溶蝕反應(yīng),溶解儲層中無機垢、泥質(zhì)及酸溶成分,提高裂縫附近地層的滲透性;一部分起到前置液的作用,位于裂縫最前緣;通過暫堵壓裂向地層加入暫堵劑,該劑為粘彈性固體小顆粒,遵循流體向最小阻力方向流動原則,轉(zhuǎn)向機顆粒進(jìn)入井筒的炮眼,部分進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層,使裂縫或高滲透層產(chǎn)生濾餅橋堵,后續(xù)工作液不能進(jìn)入;從而一定程度上封堵原來的老縫,是平面裂縫轉(zhuǎn)向,制造新縫或使壓裂砂在裂縫中均勻分布縱向新層開啟,掃油面積增大,達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。
3.2 工藝技術(shù)要求和工序
3.2.1 前置酸+暫堵壓裂工藝技術(shù)要求:1、綜合考慮儲層孔喉結(jié)構(gòu)、巖礦成份、油層溫度和壓裂液類型,優(yōu)選酸液配方(12%鹽酸+2.0%HF,14.0m3)。2、低排量注酸,降低施工壓力,提高近井地帶裂縫酸液處理深度。3、由于工藝特殊,暫堵劑(G519-ZDJ)加入時砂比必須提高到泵注程序要求,嚴(yán)禁施工隊伍要求降低砂比或者停砂加入暫堵劑;暫堵劑加入后會有壓力波動,實際加入量由技術(shù)人員以現(xiàn)場施工中壓力變化負(fù)責(zé)加入。
3.2.2 施工工序為
低替座封前置酸(12%鹽酸+2.0%HF,14.0m3)預(yù)替關(guān)井前置液攜砂液(加暫堵劑)頂替液
3.3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果分析
2014年在長慶西峰油田共實施前置酸+暫堵壓裂7口,措施后全部有效,措施前日產(chǎn)液14.61m3/d,日產(chǎn)油7.28t/d,綜合含水40.6%;措施后日產(chǎn)液33.40m3/d,日產(chǎn)油16.24t/d,綜合含水41.4%。與措施前后相比:日產(chǎn)液18.7m3/d,日增油8.96t/d。含水0.8%
3.3.1 30-26井典型井應(yīng)用效果分析
3.3.2 40-24井典型井應(yīng)用效果分析
該井在現(xiàn)場施工中用壓裂轉(zhuǎn)向暫堵劑500kg,將酸液(12%鹽酸+2%HF 14m3)在高于破裂壓力下泵入地層,前置酸液沿著裂縫提高裂縫附近地層的滲透性;再通過暫堵壓裂技術(shù)實施裂縫轉(zhuǎn)向,啟動新層,促使新縫產(chǎn)生,溝通新的未動用油區(qū);措施后日產(chǎn)液量4.10m3(與措施前對比平均日增液量2.16m3),日產(chǎn)油量2.42t(與措施前對比平均日增油1.50t),含水下降(48.1%30.1%)增產(chǎn)效果顯著,是老井增產(chǎn)的有效方法。
4、認(rèn)識和建議
(1)前置酸改善裂縫附近地層的滲透性,溶解支撐裂縫中壓裂液殘膠及酸溶性雜質(zhì),提高支撐裂縫導(dǎo)流能力,改善了壓裂效果。
(2)前置酸+暫堵壓裂在長慶低產(chǎn)低效油井動用新層、啟用剩余油富集區(qū),在工藝上總體是成功的,從區(qū)塊效果來看,好于常規(guī)壓裂,下步可在特低滲儲層推廣應(yīng)用。
(3)通過對前置酸+暫堵壓裂效果分析,研究油層堵塞機理,優(yōu)化工藝解堵方案,積極探索超低滲儲層提高單井產(chǎn)量新途徑。
(4)地質(zhì)選井選層直接關(guān)系到壓裂的成敗,要確保選井井史數(shù)據(jù)的真實可靠性,同時開展好油藏地質(zhì)動態(tài)的研究。
(5)將壓裂與井網(wǎng)優(yōu)化相結(jié)合,運用油藏地質(zhì)動態(tài),對工藝進(jìn)行深化研究 達(dá)到改善區(qū)塊開發(fā)效果。
參考文獻(xiàn)