主动防护范文

2024-09-17

主动防护范文（精选7篇）

主动防护第1篇

当主动防护系统发现有目标威胁时,需要对目标未来的航迹数据进行预测外推,将目标的相关信息传送到火控系统,火控系统根据来袭目标的信息计算出拦截参数,指挥反击弹药进行拦截[2]。对来袭目标的成功拦截不仅需要准确的目标位置、速度信息,还需要目标跟踪滤波算法的支持[3]。文献[4]根据主动防护中目标跟踪的特殊性,提出用斜距和径向速度的滤波值估计目标到达时间并通过直线拟合法进行反击弹药选取的方法来进行目标跟踪。

在主动防护系统的有效探测范围内,由于高速目标的飞行时间较短,获得的数据点较少,利用传统的目标跟踪滤波算法误差较大。本文首先介绍了主动防护系统的火控反击流程,接着根据系统的特点,仿真对比了卡尔曼滤波、α-β 滤波及最小二乘法等几种常用的跟踪滤波算法在近程防护中的应用情况,并在文献[4]的基础上分析了其提出的方法在高速目标跟踪中的误差。

1 主动防护系统火控反击流程

主动防护系统火控反击流程的示意图,如图1 所示。系统进入作战状态后,近程防护探测装置开机,对对作用距离内的区域进行目标搜索,当探测到有弹药攻击时,获取来袭弹药的角度、速度、距离以及运动特征等信息,同时控制反击弹药准备发射。随后探测装置对目标的运动参数进行精确测量,并根据测量数据进行火控解算,推算目标达到拦截点的空间位置和到达时刻,适时发射反击弹药[5]。反击弹药预定飞行几米后被引信引爆,爆破距离一定,可形成一个椭圆锥型的有效杀伤区。文中认为只要来袭目标打在杀伤区内,就能成功实现拦截。为精确进行火控解算,取杀伤区中点为拦截点,拦截点所形成的弧面为防御面,防御面如图2 所示。

从图1 看出,假设反击弹药从发射到爆破所用时间为tf,来袭目标的速度为v,则发射反击弹药的最近有效点时间应该为来袭目标距离防御面vtf时,在实际情况还需考虑探测装置精确跟踪目标的处理与火控解算的时间。因此,需要在来袭目标距离最近有效点之前,对其进行精确跟踪和火控解算[6]。

火控解算中目标到达防御面时的距离误差决定主动防护系统能否有效拦截来袭目标,当误差大于反击弹药杀伤区半径时无法有效拦截,这时主动防护系统形同虚设。当来袭目标速度确定时,反击弹药飞行时间越长,外推点离拦截点的距离就越大,对于滤波算法而言,需要外推的步数就越多,不利于保证外推的精度。因此,反击弹药反应时间越快越好,但常规反击弹药均是通过化学爆炸发射的,需要一定的发射时间,弹药飞行速度不可能过快,到达拦截点又需要一定的飞行时间,这两者共同决定了反击弹药反应时间的下限。另一方面,当反击弹药飞行时间确定时,来袭目标速度越高,最近有效点离防御面的距离就越远,离发现目标的距离越近。因此,主动防护系统有效拦截高速目标需要快速收敛且外推精度高的跟踪滤波算法。

2 传统方法的误差分析

Kalman Filter( 卡尔曼滤波) 广泛应用于数据的分析与处理,并在目标跟踪的工程实践中具有重要作用[7,8]。此外,Alpha - beta Filter ( αβ 滤波) 和Least Square Filter( 最小二乘滤波) 在目标跟踪中的应用也较为广泛。为观测3 种算法在超近程探测情况下外推拦截点误差的大小,文中根据主动防护系统中来袭目标的特殊性,对目标的运动模型做以下假设:

( 1) 来袭目标的速度远大于主动防护系统的装载平台,而且来袭目标持续时间较短,因此可认为在受到攻击时系统是静止的;

( 2) 来袭目标做直线运动。由于目标飞行时间短,不管对于动力飞行目标,还是惯性目标,竖直方向上重力加速度的影响均较小。所以,假定来袭目标的飞行轨迹为直线;

( 3) 来袭目标不发生机动。由于目标飞行时间短,因此目标在系统观测时间内不会发生较大机动,因此可将目标机动当作测量噪声,认定目标不会发生机动;

( 4) 主动防护系统的探测距离为200 m,每1 ms更新一次目标数据。

针对速度为50 ~ 1 500 m/s的来袭目标,每隔50 m / s做100 次Montecarlo仿真实验,取均方根误差,得到目标速度与外推拦截点误差的关系如图3 所示。

主动防护系统的探测距离决定着观测点数的个数,观测点数越多跟踪滤波效果越好,图3 可看出随着目标速度增加,外推点误差变大。在高速目标情况下,由于拦截点误差过大,外推的拦截点将有可能不处于反击弹药的杀伤区内,这会导致主动防护系统无法有效拦截高速目标。3 种常用的滤波算法在主动防护系统高速目标跟踪中效果相当。

由于在滤波过程中要实时估计目标到达拦截面所需的时间,因此滤波器必须输出目标的距离和速度两个信息,加速情况下还需给出加速度信息。在利用上述滤波算法时,如果有效点较多,则进行外推时的误差较小。而当目标速度较高时,有效点数随之减少,由观测矩阵输出的速度、加速度的滤波值和真实值偏差较大,只有位置滤波值相对较为准确。因此用距离和速度、加速度滤波值估计出的拦截点位置偏差较大,难以满足拦截要求。且在利用上述算法时,若假设目标的运动模型与实际目标模型不匹配,将导致较大的误差。而在近程防护中,目标速度、加速度的动态范围大,单一模型的滤波算法显然无法满足目标多样化的需求。

3 新方法的误差分析

理想的拦截是反击弹药瞄准外推的拦截点进行发射,对目标进行点对点毁伤,这种拦截方式效率最高。但反击弹药的瞄准式一个机械的过程,反应速度较慢,难以满足快速反击的要求。因此,通用的做法是采用固定安装,每枚反击弹药防护特定的区域。通过安装多枚拦截面相互交叠的反击弹药就可以提供严密的防护。反击时,只要预先判断目标会出现在哪一防护区,选择对应的反击弹药进行拦截即可。

由此便可将目标的跟踪外推分解成两部分: ( 1) 准确估算来袭目标飞到防御面所需要的时间; ( 2) 判断来袭目标会飞到哪枚反击弹药的防护区域。将极近程探测雷达的目标跟踪滤波算法分解成上述两个部分后,便可分别单独求解,选取高效、灵活的算法。

文献[4]已详细说明了利用目标斜距和径向速度可以比较准确地估计目标的到达时间。且在实际中通过滑窗均值滤波方法便可得出较准确的径向速度和距离。

为验证高速目标情况下这种新方法的可行性,针对第2 节的仿真条件,对速度为50 ~ 1 500 m/s的目标,每隔50 m/s做100 次Montecarlo仿真实验,得到速度与外推拦截点误差的关系如图4 所示。

由图4 可看出,这种针对主动防护系统的目标跟踪方法,其外推的拦截点误差对目标速度不敏感,整体误差较小。对比图3 可看出,该种方法得到的拦截点误差在目标速度在500 m/s以上时,明显小于3 种传统的目标跟踪滤波算法。能满足主动防护系统对于高速目标的拦截需求。

4 结束语

本文首先介绍了主动防护系统火控反击流程。随后仿真分析了卡尔曼滤波、α-β 滤波和最小二乘法等3 种常用的目标跟踪滤波算法在主动防护系统中的应用,并对3 种算法进行了对比。结果3 种算法在近程防护目标跟踪中效果相当,对于低速目标都具有较好滤波效果,拦截点误差较小; 而对于高速目标其拦截点误差都相对较大,会导致主动防护系统不能有效拦截高速目标。且由于算法精度对目标模型的准确性、依赖性较强,因此传统方法无法满足主动防护系统中目标多样性的要求,特别是高速目标的拦截需求。在文献[4]提出的新目标跟踪方法的基础上,仿真分析了这种方法在不同目标速度情况下的拦截点误差。结果表明,这种方法在高速目标情况下的拦截点误差小于传统方法。

参考文献

[1]周义.坦克的盾牌—主动防护系统[J].国防科技,2002(4):45-47.

[2]李德世,李涛.某型超近程主动防护雷达跟踪滤波算法研究[J].微电子学与计算机,2010,27(11):86-90.

[3]畅言,严超,罗利强,等.一种改进的机动目标跟踪算法[J].电子科技,2014,27(1):34-37.

[4]李慧敏,李斌,马可,等.主动防护系统探测雷达的目标跟踪[J].现代防御技术,2014,42(2):116-121.

[5]陈风.超近程主动防护系统主控制器的设计与实现[D].南京:南京理工大学,2010.

[6]陈理凯.轻型装甲车辆主动防护系统拦截效率研究[D].南京:南京理工大学,2008.

[7]王建华,张琳.基于改进卡尔曼滤波方法的机动目标跟踪研究[J].现代防御技术,2006,34(2):16-19.

主动防护网安装施工方法第2篇

一、主动防护网安装施工顺序及工法边坡清理

清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石，对不利于主动防护网安装施工和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形（局部堆积体和凸起体等）进行适当修整； 2 测量放孔样

放线测量确定锚杆孔位（根据地形条件，孔间距可有0.3m的调整量），在孔间距允许的调整量范围内，尽可能在低凹处选定锚杆孔位；对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔（一般连续悬空面积不得大于5m，否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆，该锚杆可采用直径不小于Φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于2Φ12的双股钢绳锚杆），应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径20cm，深20cm；（边坡整修→测量放孔样→钻孔→清孔→锚杆制做安装→灌浆）3 锚杆打孔

按设计深度钻凿锚杆孔并清孔，孔深应大于设计锚杆长度5cm～10cm，孔径不小于Φ42；当受凿岩设备限制时，构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于Φ35的锚孔内，形成人字形锚杆，两股钢绳间夹角为15°～30°，以达到同样的锚固效果；当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时，可以采

用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段； 4 灌浆

注浆并插入锚杆，采用标号不低于M20的水泥砂浆，宜用灰砂比1:1～1.2、水灰比0.45～0.50的水泥砂浆或水灰比0.45～0.50的纯水泥浆，水泥宜用42.5普通硅酸盐水泥，优先选用粒径不大于 3mm的中细砂，确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天；

锚孔灌浆前，采取临时堵孔或遮盖措施，防止杂物落入孔内。灌浆材料的水泥砂浆，在施工过程中，严格按配合比进行配制。

灌浆方法：压浆由孔底开始返浆式灌注，直至灌注到孔口浓浆外溢。注浆过程中若漏浆现象严重，则采用封堵措施及间歇多次注浆法，每次注浆管口均需置于前次注浆砂浆所达顶面，以保证注浆饱满，砂浆初凝收缩后，尚应进行补浆。

灌浆完成28小时内，不得敲击和碰撞锚杆 5 安装支撑绳

安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端各用2～4个（支撑绳长度小于15m时为2个，大于30m时为4个，其间为3 个）绳卡与锚杆外露环套固定连接； 6 铺挂格栅网

从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不小于5cm，两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用 Φ1.5铁丝进行扎结，当坡度小于45°时，扎结点间距一般不得大于2m，当坡度大于45°时，扎结点间

距一般不得大于1m（有条件时本工序可在前一工序前完成即将格栅网置于支撑绳之下）； 7 钢绳网并缝合

以色列“闪烁”直升机主动防护系统第3篇

以色列提出直升机主动防护概念的背景

长期以来，对作战平台实施主动防护、以火力拦截方式对来袭武器予以“硬摧毁”的概念通常用在水面舰艇和坦克装甲车辆的防护上，以色列之所以将其引入航空器、尤其是直升机防护领域，率先发展专用的直升机主动防护系统，主要是基于以下三方面原因：

以军直升机今后面临的战场威胁将日趋严重

以色列自建国以来一直面临着复杂严峻的安全形势，其境内目标长期遭到包括“哈马斯”组织、黎巴嫩真主党游击队在内的各类武装分子的袭击。而直升机（目前以色列拥有约200架运输直升机和超过80架攻击直升机）作为以色列军队日常空中巡逻和对重要目标实施“定点清除”的主力，在执行任务过程中更是频频遭受地面武器的攻击。近年来，媒体关于以军直升机被袭的事件时有报道。例如在2006年7～8月以色列—黎巴嫩冲突的最后一天，以军1架CH—53“海上种马”重型运输直升机在黎以边境附近被真主党游击队发射的便携式防空导弹击落，造成5名机组成员丧生，这也是以色列在此次冲突中损失的唯一一架航空器。而最近的一次以军直升机遇袭事件发生在以色列南部城市埃拉特附近的边境地区，当时武装分子向1架飞行中的以军武装直升机发射了RPG火箭弹，所幸没击中目标。

而按照以色列军事专家的评估，随着便携式防空导弹在全球范围内的日益扩散，以及RPG在各种武装组织中的普遍使用，包括直升机在内的以色列军用航空器今后面临的战场环境将更加恶化。尤其是作为长期冲突热点的加沙地区，“哈马斯”武装在那里囤积了大量防空武器，其中包括部分利比亚战争后流失的俄制“针”—S（即Igla—S，编号9K—338，北约代号“萨姆”—24）便携式防空导弹，这种导弹性能先进，抗干扰能力强，在2011年3月利比亚战争初期首次公开露面后，曾一度引起西方国家军队的不安。因此不难想象，在未来的武装冲突中，“哈马斯”武装手中的这些武器将会对低空飞行的以色列直升机构成严重威胁。

实施主动防护有助于弥补当前直升机自防护能力缺陷

近期几场局部战争的经验教训表明，直升机的战斗损失主要是由中低空防空导弹（其中主要是MANPADS）和无制导直射武器（其中主要是RPG）两类武器造成的，而当前直升机所采用的自防护措施并不能有效对付这两种威胁。例如：2002年8月，俄罗斯陆军1架米—26重型运输直升机在车臣被武装分子发射的MANPADS击落，造成俄军在车臣战争中最惨重的一次损失（共118名官兵死亡）；2011年8月5日，美军1架“支奴干”运输直升机在阿富汗被塔利班武装使用RPG火箭弹击落，造成包括17名“海豹”特种部队成员在内的38名官兵死亡，这也是阿富汗战争开始近10年来美军一次性阵亡最多的事件。因此可以说，至少在近期内，如何防御敌方发起的MANPADS和RPG攻击，是提高直升机战场生存力的关键所在。

对MANPADS来说，目前直升机采取的对抗措施是配备电子干扰机、金属箔条、红外诱饵弹以至定向红外对抗系统等各种有源/无源干扰设备（即“软杀伤”手段），用于干扰、诱骗来袭对空导弹使之偏离目标。但随着技术的进步，现代对空导弹的抗干扰能力越来越强，要对其实施干扰不仅成本高昂，技术复杂，还往往力不从心，若另辟蹊径，采用“硬杀伤”手段对来袭导弹实施火力拦截则是一种釜底抽薪的有效办法。

而对于RPG之类的无制导武器来说，这类武器由于无制导装置，因此再先进的干扰设备均对其无效（尽管其命中精度也由此偏低），同时这类武器通常在很近距离上发射，在很多情况下还是多枚齐射，并且战斗部威力巨大，一旦命中将会对直升机造成致命毁伤。要应对这类武器的攻击，直升机除了进行机动规避外，用硬杀伤武器对其进行拦截可以说是唯一可行的办法。

以色列拥有研发坦克主动防护系统的多年成熟经验

主动防护系统配备坦克装甲车辆时所担负的任务与直升机机载使用时相似，然而其面临的作战环境往往更加恶劣：地面战场背景更加杂乱（战场上敌我双方各种车辆、人员混杂，烟雾、弹片、碎石纷飞）、目标信号特征更加微弱（需对付敌方炮射脱壳穿甲弹击中目标前的细长弹芯）、目标速度更快（部分动能穿甲弹初速可高达1800—2000米/秒，远远超过现役的MANPADS和RPG），因此对防护系统反应速度和拦截精度的要求也更高。从技术角度来讲，目前各国研发的坦克主动防护系统在理论上大都具备直升机机载使用的潜力，其相关技术完全可供发展专用的直升机主动防护系统时借鉴、移植甚至沿用。

以色列作为世界上最早开展坦克主动防护系统研发的国家之一，经过多年的努力，目前在相关领域内的技术已基本成熟并达到实用化，其近期推出的“铁拳”（Iron Fist）、“战利品”（Trophy）等坦克装甲车辆主动防护系统在国际上也居于领先地位，这无疑为研制专门的直升机主动防护系统奠定了坚实的技术基础。对以色列来说，以“战利品”等产品为基础开发专用的直升机主动防护系统，不仅技术上可行，还有助于降低技术风险、减少成本费用、缩短研制周期。

“闪烁”系统发展概况及性能特点

在开发“闪烁”系统之前，拉法尔公司已经推出了被以色列国防部誉为“世界上最先进的主动防护系统”的“战利品”坦克装甲车辆主动防护系统，该系统配备有小型相控阵雷达和高速火控计算机，能够发现、跟踪并摧毁包括反坦克导弹和火箭弹在内的各种反装甲武器，从而为现役坦克装甲车辆提供全方位的防护。经以色列技术专家的评估，“战利品”尽管是为坦克装甲车辆开发，但是该系统的性能特点也使其具备了在直升机、甚至固定翼运输机上安装使用的潜力，这表现在：

①为了最大程度地减少对附近其它车辆和伴随步兵的附带杀伤，“战利品”采用的是弹丸与目标碰撞使其毁伤或偏离目标的拦截方式，可避免来袭弹药被引爆后形成金属射流或大量碎片，这点对机载使用同样非常重要。

②目前“战利品”主要用来对付速度较低的反坦克导弹、RPG和炮射破甲弹等速度较低（一般低于1000米/秒）的目标。但拉法尔公司已有改进计划，今后该系统将有能力对付最大速度达1800米/秒的炮射高速动能穿甲弹，这样的性能将足以对付来袭的防空导弹等高速目标。

③“战利品”自动化程度高，转入作战状态时可完全自主运行，无需乘员干预。2011年3月，以色列“梅卡瓦”（Merkava）主战坦克配备的“战利品”成功拦截来袭的反坦克导弹后，车上乘员甚至没有察觉。因此将“战利品”安装在直升机上不会额外增加空勤人员的工作负担。

④“战利品”具备同时对付多个来袭目标的能力，这对直升机来说也非常有实用价值，因为实战中敌方往往会对同一空中目标发射多枚武器以提高命中概率。

有鉴于此，以色列军方曾一度考虑直接将“战利品”系统加装到现役直升机上，以期在短时间内迅速增强其自防护能力。但以色列专家在随后的技术评估中发现，要将目前技术状态下的“战利品”直接移植到直升机上仍存在一定困难，其中最主要的有两方面：

①目前的“战利品”系统包括探测设备和拦截弹药在内，其全套系统重约545千克，这对于坦克装甲车辆尚可承受，但对于直升机来说明显过重；

②目前“战利品”是通过向目标抛射一组金属弹丸来摧毁目标，若安装在直升机上使用，其中部分弹丸很可能会打中直升机旋翼，从而导致严重后果，因为旋翼是直升机上的一个主要防护薄弱之处。

为此，拉法尔公司下属的MANOR技术分部在以色列国防部防务研究发展局（DRDD）的支持下，以“战利品”技术为基础，开始了新型“闪烁”直升机主动防护系统的开发。

“闪烁”沿袭了“战利品”等坦克主动防护系统的基本思想和作战流程，也是通过高性能的探测和火控设备，对来袭的MANPADS和RPG等武器进行快速探测跟踪、评估其威胁程度、计算最佳拦截点，并在其战斗部起爆前发射拦截弹将其摧毁或使之偏离目标。按照设计，全套“闪烁”系统将由专门设计的转塔、拦截武器及控制软件组成。整个系统采用模块化设计，可以方便地在现役军用直升机上加装，并与机上原有的威胁告警/对抗设备配合使用。战时，当对来袭武器的各种“软杀伤”措施均告失败后，“闪烁”将作为最后一层防御手段使用（在对付RPG等无制导武器时，则是唯一的拦截手段）。通过相关的探测设备和控制软件，系统可以准确识别已经实施的“软杀伤”手段对来袭武器是否奏效，从而决定是否启动“闪烁”系统对目标进行后续的“硬摧毁”。

为了克服“战利品”的性能缺陷，“闪烁”除了适当缩小外形尺寸并大幅减轻系统重量外（今后将争取使系统全重不超过200千克），其最主要的改进措施是采用了一种全新研制的微型导弹替代“战利品”上的集束金属弹丸作为拦截弹。这种拦截弹同时采用烟火装药和高速电机作为动力，具备极高的转向速度，在最大程度地缩短反应时间的同时，还可以使拦截弹以极高的精度瞄准来袭武器的特定部位，从而保证在有效毁伤目标的同时而不触发其战斗部，由此可避免来袭弹药被引爆后形成金属射流或大量碎片。同时，“闪烁”拦截弹还采用了一种由先进光学距离传感器（optical proximitysensor）引爆、并采用独特杀伤机制的新型战斗部，可使拦截命中点距离被保护平台尽可能远。通过以上这些措施，可以最大程度地减少对直升机带来的附带毁伤。

2011年9月，拉法尔公司成功地对“闪烁”系统进行一次具有里程碑式意义的可行性测试，初步验证了该系统保护直升机免遭RPG之类武器袭击的能力。据参加此次测试的工程师透露，“闪烁”在测试中顺利完成了拦截弹发射、目标识别、精确瞄准、引信触发等一系列动作，在被保护平台的安全距离上准确命中RPG靶弹的中央部位（与预定命中部分完全吻合）并使之完全失效，其表现非常令人满意。

拉法尔公司表示，在“闪烁”系统最终投入实战部署之前，还将对其进行更多的后续实弹射击测试，以进一步完善其性能。但由于以色列方面的严格保密，目前外界对“闪烁”的具体系统组成和性能参数仍知之甚少，近期仅有以色列《防务更新》（Defence Update）网站等媒体对该系统近况做了简单披露，因此“闪烁”系统的技术详情还有待今后进一步关注和了解。

直升机主动防护技术的未来发展前景

主动防护第4篇

加强网络信息安全既要防范外部人员非法介入或窃取信息, 更要防范内部人员的主动泄密。根据美国联邦调查局 (FBI) 和计算机安全机构 (CSI) 的调查结果显示, 80%以上的安全威胁来自内部[1];中国国家信息安全测评认证中心的调查结果也表明, 信息安全问题主要来自泄密和内部人员犯罪[2]。

因此要从根本上提高网络信息安全防护能力和水平, 杜绝各类失泄密事件发生, 必须在系统设计规划中, 主动应对各种失泄密途径, 建立一个主动的信息安全保护机制[3]。

1主动防泄密安全机制

基于上述考虑, 本文提出一种主动防泄密安全机制, 由用户绑定机制、网络绑定机制、处理监控机制、数据加密机制和身份认证机制五部分组成。用户绑定机制实现涉密文件与用户的绑定, 防止非法用户接触涉密文件或合法用户对涉密文件进行非授权操作;网络绑定机制实现涉密文件与网络环境的绑定, 使涉密文件只能在特定网络环境中存在, 离开特定网络环境就成为无效数据;处理监控机制实现涉密文件在处理过程中的安全防护, 主要包括对用户打印、复制、读写文件等操作的实时监控;数据加密机制实现涉密文件基于特定网络和用户信息的数据加密, 使涉密文件统一加密存储在用户计算机中;身份认证机制实现用户与网络系统的绑定。

上述五种安全机制相互配合, 实现了涉密文件基于特定网络环境和用户信息的加密存储, 并且只有合法用户在特定网络下才能解密文件并进行处理, 而处理过程则受到系统实时监控, 这样文件本身就具备了较强的防范内部主动泄密和外部技术窃取的安全防护能力[4]。

2主动防泄密安全机制技术方案

主动防泄密安全机制涉及到身份论证与访问控制、数据加密、文件处理监控等关键技术, 这里根据单位内部局域网信息安全防护的实际需要, 提出以下技术实现方案。

(1) 基于eKey的网络身份认证与安全登录:

用户只有插入合法的eKey, 并通过服务器认证后才可登录计算机系统。

(2) 基于双层监控机制的文件操作实时监控:

通过用户层监控实现对涉密文件剪贴板操作、非法打印和拷贝的实时阻断;通过内核层监控实现涉密文件读写权限控制、透明加解密及安全审计等功能。

(3) 基于网络的文件加密:

利用基于网络的系统密钥加密机制, 并选用具备高强度安全性能的AES算法, 实现涉密文件数据的加密。

以上技术方案通过eKey及其存储的数字证书实现了涉密文件与用户的绑定以及用户与网络系统的绑定;通过系统密钥实现了涉密文件与网络环境的绑定;通过双层监控机制的文件操作实时监控实现了涉密文件在处理过程中的安全防护;通过高强度加密算法加密实现了涉密文件的数据加密存储。综合运用以上技术方案, 可实现基于主动防泄密安全机制的信息防护[4]。

3主动防泄密信息安全防护系统的实现

根据上述技术方案, 本文设计并实现一种主动防泄密信息安全防护系统, 主要由服务器管理端与用户终端构成, 如图1所示。

服务器中设有密钥中心, 随机产生密钥来加密涉密文件。控制服务器负责用户的注册, 监控规则命令的下发以及文件操作记录的接收和存储;数据库服务器完成监控规则、密钥信息、用户注册信息等数据的存储。其三大模块功能如下:

3.1 基于eKey的网络身份认证与安全登录

Windows 2000/XP操作系统允许用户自己定制特殊的登录方式, 因为GINA是Winlogon调用的一个可替换的DLL模块, 认证策略在GINA中实现, 通过替换GINA.dll可以实现用其他认证方式代替Windows所默认的登录方式, 比如:eKey、指纹识别等[5]。本文通过开发定制的GINA (Mygina.dll) 替换操作系统默认的Msgina.dll, 实现基于eKey的双因素身份认证[6,7]。用户必须输入正确的用户名、密码, 插入合法的eKey并通过网络身份认证后才有权登录到操作系统[8]。

3.2 基于双层监控机制的文件操作实时监控

为了实现对文件操作的全面实时监控, 结合API HOOK (API函数截获) 技术和文件系统过滤驱动技术, 提出基于用户层和内核层的双层文件监控机制, 其结构设计如图2所示。主要由启动加载模块、API HOOK模块 (FileHook.dll) 、文件访问监视程序 (FileMon.exe) 、涉密文件设置接口 (FileSet.dll) 和文件系统过滤驱动 (FileFilter.sys) 组成。

启动加载模块启动后读取配置信息, 调用API函数LoadLibrary () 加载涉密文件设置接口和文件系统过滤驱动, 调用API函数CreateProcess () 创建文件访问监视程序的进程[9]。

API HOOK模块通过截获相关文件操作API函数, 实现对保密区涉密文件移动操作、打印操作和剪贴板操作的实时阻断, 并通过文件访问监视程序将操作记录发送给数据库服务器。

文件访问监视程序负责从API HOOK模块与文件系统过滤驱动的日志暂存队列中取出日志, 并发送日志到数据库服务器。

涉密文件设置接口通过调用API函数DeviceIoControl () 向文件系统过滤驱动发送设置涉密文件的命令。

文件系统过滤驱动根据截获到的IRP (I/O request package, 输入/输出请求包) 类型调用相应的处理例程[10], 负责维护涉密文件表、控制涉密文件读/写访问、记录涉密文件读/写访问到日志暂存队列、阻断对保密区内文件重命名的IRP请求, 在例程中根据监控规则实现保密区内涉密文件的实时监控和透明加解密。

3.3 基于网络的文件加密

系统的密钥中心为用户的每个涉密文件产生一个系统密钥SK, 并利用此系统密钥加密涉密文件, 加密算法采用AES算法。

系统设计了密钥安全获取通信协议, 保证只有通过合法身份认证的用户才能得到系统密钥SK。该协议首先通过检测用户eKey的序列号, 并与用户注册的eKey序列号相比较来实现用户合法性判断, 然后通过系统密钥SK的ID号, 来正确获取每个涉密文件对应的系统密钥SK。

文件加密时首先以系统密钥SK为加密密钥, 通过AES算法加密原文件, 得到文件加密数据, 再将系统密钥SK的ID号写入文件头, 与文件加密数据组成加密后的涉密文件。

文件解密时, 首先读出文件头, 获得系统密钥SK的ID号, 并通过ID号在密钥数据库中查找对应的EK{SK}。然后检测用户eKey的序列号, 并与用户注册信息相比较, 若相同则通过认证, 服务器将{EK{SK}}发送到用户端。用户端以其eKey的序列号为初始值生成EK, 使用EK解密EK{SK}获得系统密钥SK (文件解密密钥) , 最后使用系统密钥SK通过AES算法解密涉密文件。涉密文件基于网络的加密与解密流程如图3所示。

4结语

提出主动防泄密安全机制, 设计了相应的信息安全防护技术方案, 研制了一种主动防泄密信息安全防护系统, 实现了基于eKey的网络身份认证与安全登录、基于双层监控机制的文件操作实时监控和基于网络的文件加密, 系统有效提高了防范内部主动泄密和外部技术窃取的安全防护能力。

参考文献

[1]LAWRENCE A.2007 CSI/FBI computer crime and securitysurvey[R].USA:Computer Security Institute, 2007-12-30.

[2]韩君.基于USBKey的Windows身份认证与访问控制研究[D].武汉:武汉大学, 2004.

[3]姜宁.建设主动防御的信息安全体系[J].计算机安全, 2005, 7 (11) :35-36.

[4]葛春, 杨百龙.涉密微机信息安全防护系统研究[J].现代电子技术, 2007, 30 (12) :98-100.

[5]YUE L.Design of an Alternative credentials authenticationfor Windows[D].Albany:Computer Science Department ofAlbany State University.2004.

[6]Microsoft Corporration.Winlogon and GINA[EB/OL].[2008-07-22].http://msdn.Microsoft.com, 2008.

[7]Microsoft Corporation.Microsoft Platform SDK[EB/OL].[2008-09-11].http://msdn.Microsoft.com, 2008.

[8]深圳明华公司.eKey用户手册[EB/OL].[2008-06-05].http://www.mwcard.com, 2008/2009.

[9]冉林仓.Windows API编程[M].北京:清华大学出版社, 2005.

主动防护第5篇

关键词：SNS主动防护网,崩塌治理,施工工艺

一、工程概况

党坝镇大石湖村位于河北省承德市平泉县最南端, 南与宽城县老亮子村接壤, 崩塌点距离大石湖村西北约0.3km。山体陡峭, 岩体发育有多组节理、裂隙, 导致岩体崩塌、滑落。尤其在雨季, 经常有直径10-30cm石块掉落, 不仅威胁过往行人的安全, 还造成道路断交, 严重影响附近村民安全和正常生活, 影响了当地经济发展

二、水文地质和工程地质条件

本区地下水类型主要为第四系孔隙潜水。地下水补给来源主要靠大气降水渗入, 降水因受地形影响, 且地下水受气候条件制约, 因此动态变化显著。雨季地下水位迅速上升, 旱季水位下降, 水文地质条件较简单。本区基岩主要岩性为灰岩、白云质灰岩。岩体呈灰白色, 隐晶-微晶结构, 块状构造, 主要成分为方解石, 局部含燧石条带。治理区岩体受构造影响极为破碎, 节理裂隙发育, 经常出现崩塌掉快现象, 工程地质条件为中等

三、施工原理及工艺方法

(一) SNS主动防护网防护原理

以金属网为主要特征构件, 采用钢筋锚杆和支撑绳链接, 而后将金属网铺设在具有潜在地质灾害的坡面上, 来防护危岩、落石、崩塌、塌落等坡面地质灾害, 起到了坡面加固或限制落石运行范围的作用。金属网柔性特征能使系统将局部的集中荷载力向四周均匀散开, 充分发挥整个系统的防护能力, 即局部网片受力, 整体系统作用。从而整个防护系统能承受较大荷载并且降低单根锚杆的锚固力要求。

(二) 设计方案

对危岩体进行清危, 清危主要是针对与母岩完全或基本分离的岩体或危险性较高、零星悬岩等。清危以施工简便且危岩清除后不产生新的危岩为原则, 而后进行SNS主动防护系统的安装。系统主要构成如下:锚杆采用钢绳锚杆 (2×Φ16×4m) , 山体外铺设一层SO/2.2/50型钢丝网, 横向支撑采用16镀锌钢丝绳, 纵向采用Φ12镀锌钢丝绳, 纵横向支撑钢绳形成3m×3m正方形, 纵横钢丝绳与锚杆相连接并进行张拉, 支撑绳构成3m×3m方形内铺设DO/08/300型钢绳网。钢绳网和支撑钢绳用Φ8钢丝绳缝合连接, 缝合绳进行张拉并将其绷紧固定, 以保证坡面土体不能产生过大的变形现象。设计方案如图1:

(三) 施工工艺流程

测量定位→边坡危岩清理→定位锚杆孔→钻凿锚孔并清孔→安装锚杆并注浆→铺搭格栅网并缝合→安装纵、横支撑钢绳并张拉、锚固→铺设钢绳菱形网→固定联接缝合绳与网绳。

(四) 施工方法

1. 施工准备

(1) 清除坡面防护区域内的植被、浮土及浮石, 对不利于施工安装或影响系统安装后正常功能发挥的局部地形进行适当修整。

(2) 确定锚杆孔位, 可有0.2m的调整量, 在孔距允许调整范围内, 尽可能在低凹处选定锚杆孔位;对不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔 (连续悬空面积不大于5m2) , 应在每一个孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑。

2. 锚杆施工

锚杆的间排距为3×3m, 钻孔倾角为15°, 孔深为4m, 钻孔孔径为Φ80㎜。按设计深度钻凿锚杆孔并清孔, 孔深应大于设计锚杆长度5㎝-10㎝;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时, 可以考虑改变孔位。锚杆的原材料及水泥净浆配合比, 应遵守下列规定:

(1) 锚杆杆体使用钢绳锚杆 (型号2×Φ16×4m) 。

(2) 水泥净浆配合比:水泥净浆标号不应低于M30, 水泥:水宜为1:0.45-1:0.40 (重量比) 。

(3) 水泥净浆应拌和均匀, 随拌随用, 一次拌和的水泥净浆应在初凝前用完, 并严防石块、杂物混入。安装锚杆后, 不得随意敲击, 待终凝24h后方可进行下道工序施工。

3. 格栅网安装

自上向下铺挂格栅网, 格栅网间重叠宽度不得小于5㎝, 两张格栅网间的缝合用Φ2.2mm铁丝进行扎结, 扎节点间距不得大于0.5m。

4. 纵横支撑绳安装

钢丝绳材质强度不宜低于1770MPa;热镀锌防腐处理等级不低于AB级。钢丝绳公称直径选用12mm、16mm;必须采用镀锌量大于90g/㎡的热镀锌钢丝绳网。

安装纵横向支撑绳, 拉紧后两端各用2-4个绳卡 (支撑绳长度小于15m时为2个, 大于30m时为4个, 其间为3个) 与锚杆的外露环套连接固定。

5. 钢绳网的安装

钢绳网材质强度不应低于1770MPa;钢丝绳的公称直径8mm;必须采用镀锌量大于90g/㎡热镀锌钢丝绳;钢绳网采用菱形网孔编制方式, 网孔尺寸采用300mm×300mm规格, 单张网块尺寸设计为采用2.5×2.5m规格。

钢丝绳的缝合:缝合绳为Φ8mm钢绳, 每张钢绳网均用一根长约25m的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉, 缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定。

四、边坡加固效果

目前本工程已经施工完成, 对锚杆进行了抗拉拔试验, 抽检锚杆的抗拉强度均能达到设计值, 现已通过相关部门及专家的验收。主动防护网在钢绳锚杆和支撑绳的共同张拉作用下, 对坡面施以一定的预压力, 大大的提高了危岩体的稳定性。证明主动防护网是较有效的防护措施, 同时又较大的降低了工程造价, 值得推广和应用。

五、结语

通过主动防护网的治理施工, 消除了灾害隐患, 消除了人们多年来对此危岩体安全的担忧和恐慌, 会产生较好的减灾效益, 保护附近车辆及行人的安全免受地质灾害的威胁, 维护了当地社会环境的发展。

参考文献

[1]郑颖人, 陈祖煜等.边坡与滑坡工程治理[M].北京:人民交通出版社, 2010.

主动防护第6篇

1 工程简介

包头至茂名国家高速公路湖南省吉首至怀化高速公路项目是构成湖南省五纵七横高速公路网络主骨架组成部分, 贯穿了湖南省西部, 并与杭瑞高速、上昆高速以及湖南省新化至怀化高速公路连接;主线采用四车道高速公路标准, 路线全长104.836km。第X合同段位于湖南省湘西土家族苗族自治州, 线路穿越湘西山区, 桥隧相连, 生态环境优美, 对高速公路施工环保要求高。标段内深路堑较多, 且岩质以弱风化砂岩为主。设计中采用了贴近周边环境的生态混凝土、植草及SNS主动防护网等防护形式。

DKX+XXX~DKX+XXX段路堑边坡高度约19m, 分两级边坡开挖, 边坡坡度1∶0.75, 设计采用SNS主动防护网进行边坡防护。

2 SNS主动防护网原理

SNS主动防护系统作用原理上类似于喷锚和土钉墙等面层护坡体系, 但因其柔性特征能使系统将局部集中荷载向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力, 即局部受载, 整体作用, 从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求。

3 施工工艺及方法

3.1 设计概况

SNS主动防护系统系统主要构成如下:纵横交错的φ16横向支撑绳和φ12纵向支撑绳与4.5m×4.5m正方形模式 (边沿局部根据需要有时为4.5m×2.5m) 布置的钢丝绳锚杆相连接并进行预张拉, 支撑绳构成的每个4.5m×4.5m (或4.5m×2.5m) 挂网单元内铺设一张DO/08/300/4×4m (或4×2m) 型钢丝绳网, 每张钢丝绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合连接并拉紧, 该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力, 从而提高表层岩土体的稳定性, 尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动。同时, 在钢绳网下铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网, 以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。

3.2 施工工艺流程

清理危岩→钻孔→灌注→安装纵横向支撑绳→张拉→挂网→缝合。防护效果示意见下图。

3.3 施工方法

(1) 清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石, 对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形 (局部堆积体和凸起体等) 进行适当修整。

(2) 放线测量确定锚杆孔位 (根据地形条件, 孔间距可有0.3m的调整量) , 在孔间距允许的调整量范围内, 尽可能在天然低凹处选定锚杆孔位;当设计目的是为了加固具有区域性潜在滑动失稳的土质或似土质边坡时, 对非低凹处或不能满足系统安装后较好紧贴坡面的锚杆孔 (一般连续悬空面积不得大于5m2, 否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆, 该锚杆可采用直径不小于φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于φ12的钢丝绳锚杆) , 应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度并能将其容纳在内的凹坑或凹槽。

(3) 按设计深度钻凿锚杆孔并清孔, 孔深应大于设计锚杆长度5cm~10cm, 孔径不应小于φ42, 锚杆应尽可能垂直于坡面, 且与水平面的夹角不应小于15°;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时, 可以采用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段。

(4) 注浆并插入锚杆。采用水灰比0.45~0.50的纯水泥浆, 水泥用强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥, 在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。

(5) 安装纵横向支撑绳, 张拉紧后两端各用4个绳卡与锚杆外露环套紧固连接, 绳卡间距宜为钢丝绳直径的6~7倍, 其U形螺栓应位于尾绳段一侧。

(6) 从上向下铺挂格栅网, 格栅网间重叠宽度不宜小于5cm, 两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用φ1.5扎丝进行扎结, 当坡角小于45°时, 扎结点间距一般不宜大于2m, 当坡角大于45°时, 扎结点间距一般不宜大于1m (有条件时本工序可在前一工序前完成即将格栅网置于支撑绳之下) 。

(7) 从上向下铺设钢丝绳网并缝合, 缝合绳为φ8钢绳, 每张钢丝绳网均用一根长约33m (4×2m网时约为27m) 的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉, 缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行紧固连接 (需要注意的是缝合绳不得直接连接到锚杆上) 。

4 效果分析及结束语

DKX+XXX~DKX+XXX段边坡主动防护网, 在最大限度维持原始地貌和植被的情况下, 对两级边坡进行了有效的防护。通过主动柔性防护系统, 降低了浆砌圬工的覆盖面积, 预防了岩质边坡在运营过程中岩石在风化作用下发生的小规模崩解掉块现象, 保证了高速公路运营安全。主动防护网覆盖后, 坡面与周边环境形成和谐的整体, 符合“绿色高速”大环境的要求, 具有显著的经济、环保综合效益, 值得推广和应用。

参考文献

主动防护第7篇

主动柔性防护系统具有高柔性，高防护强度，易铺展性，可适应任何坡面地形，安装程序标准化、系统化。SNS(Safety Netting System)系统是以钢丝绳网作为主要构成部分，并以主动防护(覆盖)和被动防护(拦截)两大基本类型来覆盖和拦截风化剥落、崩塌落石、爆破飞石、泥石流及岸坡冲刷等斜坡坡面地质灾害的柔性安全防护系统技术和产品。

2 SPIDER主动防护网系统

SPIDER主动防护网系统是一种以高强度钢绞线螺旋网片为主体的，全新的主动柔性防护网[4]。

主动柔性防护系统覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上，以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用)，或将落石控制于一定范围内运动(围护作用)，充分利用了高强度钢丝和钢丝绳材料的柔性来发挥其“以柔克刚”的优势。

该SNS系统主要由SPIDER高强度钢绞线螺旋网片、预应力钢筋锚杆、专用锚垫板等部分构成。采用预应力钢筋锚杆和专用锚垫板进行紧固，其承载能力优于目前所有的柔性边坡稳定系统。适用于土质边坡和岩质边坡整体稳定加固、各类孤石危岩加固，也可结合深层锚固措施进行滑移治理。所用的高强度钢绞线螺旋网片主要参数见表1。

该SPIDER主动防护网系统构件简单，安装更高效;所采用的特殊的网片及锚固形式，带来更大的坡面预压力，更优化的系统内应力传递;并且具有更长的使用寿命。

3 边坡现状介绍

3.1 边坡概况

该边坡位于某省道K77+500～K78+130段，路段长0.63 km，规模较大，边坡全貌见图1。主要灾害为危岩体(块)和崩塌，边坡高度很高，最高处约47 m。边坡陡峭、悬石多，发育多处危岩体(块)、裂隙，很不稳定，经常出现落石和塌方，存在严重的安全隐患，直接影响公路的畅通，严重威胁过往车辆和行人的安全，当地政府安全生产委员会已将该段路列入“重大隐患整治”路段，故急需对该边坡进行治理。

3.2 边坡工程地质特征

1)地质构造。该边坡位于沁水构造盆地—复式大向斜向的南段近核部位，次级褶皱极为发育，往往成群或成列呈现，拥有褶皱曲幅度不太强烈的构造特征。沿线出露地层比较简单，以古生界二叠系和中生界三叠系为主。主要出露有:古生界二叠系石千峰组二段砖红色砂质泥岩、紫红色长石砂岩。中生界三叠系二马营群管上组的肉红、黄绿长石砂岩与暗紫色、红色砂质泥岩。

2)气象、水文。项目所属区域属亚温带大陆性季风气候，四季分明，日照较充足，昼夜温差大。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥，气候差异很大，西、南温和，东、北寒冷。年均气温9.4℃，一月-6.7℃，七月24.8℃。年降雨量约600 mm，霜冻期为十月上旬至次年四月中旬，无霜期180 d。区内水系属沁河流域，河流以沁河最大，由北向南纵贯全境，其支流有王村河、李元河、蒲河、泗河、兰河、石槽河等。

3)地质条件。该段边坡坡度约80°，边坡坡面为砂岩和泥岩互层，泥岩和砂岩反倾，倾角为10°，泥岩厚度1.0 m～1.5 m，砂岩厚度3.0 m～5.0 m，边坡坡面危岩体(块)较多，边坡坡面泥岩层不断风化脱落，从而上部砂岩悬空，最终形成危岩体(块)，危及道路及行车安全。

4 边坡治理工程设计

4.1 边坡崩塌的治理工程方案确定

根据现场勘察，边坡坡面为砂岩和泥岩互层，泥岩和砂岩反倾，故该段边坡整体稳定，没有沿岩层结构面滑动的可能。但在雨水入渗、重力、震动及其他地质应力的作用下，边坡岩体裂隙发育，出现表部岩块崩塌，尤其是岩层表层中的泥岩部分掉块后，砂岩部分悬空，将出现拉应力区，导致边坡岩体张裂、松动，造成崩塌。

该段边坡较陡，没有设置被动防护网的地形条件，因此对边坡坡面采用SNS主动防护网进行覆盖防护。

根据边坡的现状，先对边坡的危岩体进行清理，再采用SPI-DER型主动防护网进行坡面防护。边坡工程典型断面见图2。

4.2 施工顺序

该边坡治理工程的总体施工顺序如下:坡面危岩清除→锚杆孔定位→钻孔→注浆→防护网安装。

5 SPIDER主动防护网系统使用效果

SPIDER主动防护网属于轻型结构，结构形式和构件的生产都实现了标准化，同时具有柔性和整体性，施工快速简便，钢绳网不受风雨侵蚀，使用寿命可以达到50年。该系统可与周边环境协调性强，能保持坡面原生植被的自然生长发育，有利于环境保护。

6 结语

SPIDER柔性防护网作为一种新的标准化、定型化的防护系统，从在以上边坡崩塌治理工程中运用实际情况看，有较强的适应性能，且结构简单、施工周期短。同时采用较高的防护能级以及特殊的材料工艺具有安全、耐久性能，可确保生命以及财产安全，实用价值显著。