一 : ASON关键技术及发展趋势

【摘 要】ASON（AutomaticallySwitchedOpticalNetwork）自21世纪初诞生以来，由于其强大的保护恢复能力、端到端业务快速提供、智能化的网络管理等给网络运营带来诸多价值，在市场和网络建设的驱动下，自动交换光网络ASON作为一种新型的智能光传送网，得到了迅速的发展。本文从技术产生背景入手，着重介绍ASON涉及到的关键技术，包含传送平面、控制平面和管理平面，最后介绍其网络生存性技术及未来的发展趋势。

【关键词】ASON 控制平面；传送平面；管理平面；网络生存
1.ASON技术产生背景
随着骨干网络容量的日益增大以及城域接入能力的多样化，对传输网络具备良好自适应能力的需求逐步提上日程，对网络带宽进行动态分配并具有高性价比的解决方案已是人们追求的目标。ASON是能够智能化地自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网。在ASON网络中，业务可实现动态连接，时隙资源也可进行动态分配，其原理是在现有的光网络上增加一层控制平面，并利用这层控制平面来为用户建立连接，提供服务和对底层网络进行控制，同时支持不同的技术方案和不同的业务需求，具备高可靠性、可扩展性和高有效性等特点。
2.ASON关键技术
ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。此前，光传送网只有传送平面和管理平面，没有分布式智能化的控制平面，因此，ASON概念的提出，使传输、交换和数据网络结合在一起，实现了真正意义的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，它是光传送网的一次具有里程碑的重大突破。
传送平面由作为交换实体的传送网网元（NE）组成，主要完成连接建立/删除、交换（选路）和传送等功能，传送平面作为业务传送的通道，为用户信息提供端到端的单向或者双向传输。同时，可以选择带内或带外方式完成少量管理和控制信息的传送。ASON的传送平面具备信号质量检测功能，当发生故障时，直接在光层进行信号质最监测，这不仅保证了从传送层面进行业务恢复的能力，而且极大地提高了光网络的恢复效率与恢复速率；另一方面，ASON具有多粒度交叉、多业务接入的能力，必须能够灵活地为用户提供业务服务，因此ASON的传送平面的核心交换结构有全光和光电两种方式，全光的优点是对业务透明，不需要进行大量的光电、电光转换。而光电光方式具有交叉颗粒度小，电性能监测完备以及强大的业务汇聚能力等特点。
管理平面对控制平面和传送平面进行管理，在提供对光传送网及网元设备的管理的同时，实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。ASON的控制平面在智能光网络的管理中需要对初始网络资源，控制模块的路由，接口，信令等初始参数进行配置，同时对三种连接的过程进行控制管理，同时对性能和故障进行管理和上报。
控制平面可以说是整个自动交换光网络的核心部分，由一组通信实体和控制单元（OCC）组成，实现对连接的建立、释放进行控制、监控以及维护等功能，从而完成路由控制、信令协议、资源管理以及其他的策略控制等任务。控制平面的控制节点由多个功能模块组成，它们通过信令相互协调，形成一个统一的整体，完成呼叫和连接的建立与释放，实现连接的自动化，并且能在连接出现故障时，进行快速而有效的恢复。ASON通过引入控制平面，使用接口、协议以及信令系统，可以动态地交换光网络的拓扑信息、路由信息以及其他控制信息，实现光通路的动态建立和拆除，以及网络资源的动态分配。
3.ASON网络生存技术
ASON的网络结构由传送平面、控制平面和管理平面构成，其中控制平面的引入是ASON与传统光网络的最大不同之处，通过控制平面可以提供快速有效的配置连接来支持交换连接和软永久连接，能够对已经建立的呼叫重新配置修改连接，还可以执行自动恢复等功能。目前，ASON采用的生存技术可分为保护、集中恢复和分布恢复，其中，保护和集中恢复是传统的光传送网的功能，而分布式恢复则是ASON所特有的功能，一般情况下，保护动作完成的时间一般为几十微秒左右，而恢复完成的时间，通常需要几百微秒甚至到几秒。
ASON中的恢复是动态建立的，在灵活性上有了较大的提高，特别是增强了网状网恢复的实用性，使其优势得到体现。在减少冗余资源的同时获得理想的恢复速度，而且根据ASON中提供的众多保护恢复类型，运营商可以划分更多的业务等级提供给不同的用户，从而增加运营收入。
4.ASON发展现状和趋势
随着电信业务的发展，特别是数据业务对网络带宽越来越大的占用量，我们在使网络变得智能化的同时，也要考虑网络宽带化的问题。对于应用于骨干层网络ASON节点设备来说，能够提供40Gbit/s的更大速率光接口就显得非常有必要了。烽火通信作为国内主要的光通信设备供应商之一，已经在40G商用传输系统方面取得了重大突破，通过采用精确色散补偿、拉曼化掺饵光纤放大器等技术，成功地实现了40Gbit/s光传输系统在G。652和G。655光纤上的560km无电再生无误码传输，解决了该系统在色散、非线性等方面的关键难题。
另一方面，交叉矩阵是ASON节点设备传送平面的核心部分，在传送平面硬件方面进行部分改进，例如交叉容量的提升和交叉矩阵的多播严格无阻塞特性。目前烽火通信FonsWeaver系列ASON产品已经全面支持40Gbit/s高速率光接口及基于BitSlice技术的多播严格无阻塞交叉矩阵，其最大交叉能力达到1280G。
随着ASON技术的逐步成熟，未来几年将进入实用化阶段。ASON利用单一的控制平面，可以实现跨厂商、跨运营商管理域OTN/SDH传送平面的统一控制，完成端到端的电路建立、保护和恢复，解决了端到端配置、保护和恢复、电路SLA等问题。可以相信，ASON网络体系将为网络运营商和服务商带来新的业务增长点，创造巨大的市场机遇与经济效益。
【参考文献】
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二 : 堡垒主机：堡垒主机-技术功能，堡垒主机-趋势内控

堡垒主机是一种被强化的可以防御进攻的计算机，作为进入内部网络的一个检查点，以达到把整个网络的安全问题集中在某个主机上解决，从而省时省力，不用考虑其它主机的安全的目的。堡垒主机是网络中最容易受到侵害的主机，所以堡垒主机也必须是自身保护最完善的主机。一个堡垒主机使用两块网卡，每个网卡连接不同的网络。一块网卡连接你公司的内部网络用来管理、控制和保护，而另一块连接另一个网络，通常是公网也就是Internet。堡垒主机经常配置网关服务。网关服务是一个进程来提供对从公网到私有网络的特殊协议路由，反之亦然。

堡垒主机_堡垒主机 -技术功能

堡垒主机

内部网络行为管理、命令控制技术、细粒度策略控制功能、准确日志查询检索功能、菜单类操作回放审计功、帐号密码的安全管理、FTP/SFTP文件安全传输、支持标准SYSLOG日志、即时操作“现场直播”的监控功能、程序重用与控制技术、逻辑命令自动识别技术、分布式处理技术、实时监控技术 、日志二次备份技术、多进程/线程与同步技术、自动报表生成技术、连续跳转登录技术、多信道登录技术、数据加密功能、审计查询检索功能、操作还原技术、审计双向备份技术等。堡垒主机目前一般有以下3种类型：无路由双宿主主机、牺牲主机和内部堡垒主机

1.无路由双重宿主主机

无路由双重宿主主机有多个网络接口，但这些接口间没有信息流，这种主机本身即可作为1个防火墙，也可以作为1个更复杂的防火墙的一部分。无路由双重宿主主机的大部分配置类同于其它堡垒主机，但是用户必须确保它没有路由。如果某台无路由双重宿主主机就是1个防火墙，那么它可以运行堡垒主机的例行程序。

2.牺牲品主机

有些用户可能想用一些无论使用代理服务还是包过滤都难以保障安全的网络服务或者一些对其安全性没有把握的服务。针对这种情况，使用牺牲品主机就是非常有用的（也称替罪羊主机）。牺牲品主机是1种上面没有任何需要保护信息的主机，同时它又不与任何入侵者想要利用的主机相连。用户只有在使用某种特殊服务时才需要用到它。

牺牲品主机除了可让用户随意登录外，其配置基本上与其它堡垒主机一样。用户总是希望在堡垒主机上存有尽可能多的服务与程序。但是牺牲品主机出于安全性的考虑，不可随意满足用户的要求，否则会使用户越来越信任牺牲品主机而违反设置牺牲品主机的初衷。牺牲品主机的主要特点是它易于被管理，即使被侵袭也无碍内部网的安全。

3.内部堡垒主机

在大多数配置中，堡垒主机可与某些内部主机有特殊的交互。例如，堡垒主机可传送电子邮件给内部主机的邮件服务器、传送Usenet新闻给新闻服务器、与内部域名服务器协同工作等。这些内部主机其实是有效的次级堡垒主机，对它们就应象保护堡垒主机一样加以保护。我们可以在它的上面多放一些服务，但对它们的配置必须遵循与堡垒主机一样的过程。

堡垒主机_堡垒主机 -趋势内控

趋势内控堡垒主机具备强大的输入输出审计功能，不仅能够详细记录用户操作的每一条指令，而且能够将所有的输出信息全部记录下来，并且趋势内控堡垒主机具备审计回放的功能，能够模拟用户的在线操作过程，大大丰富了内控审计的功能。趋势内控堡垒主机能够在自身记录审计信息的同时在外部某台计算机上做存储备份，可以在一定程度上增强审计信息的安全性，保证审计人员有据可查。

产品特色

执行单元功能：执行单元负责完成命令的采集、策略动作执行等功能。执行单元安装在服务器上，适应用户的使用环境和使用习惯，完成对用户行为的监视与控制功能。

日志服务功能：强执行单元日志服务负责记录服务器上发生过的命令，输出屏幕和原始硬拷贝流，以供事后分析和调查取证。内控堡垒主机日志服务将日志记录为文本文件，同时可以向其他日志服务器发送SYSLOG日志。执行单元日志服务记录每个用户登录系统的用户名，登陆IP地址，登陆时间以及在服务器上操作的所有命令。执行单元日志服务和管理单元配合，完成对日志的记录、分析和查询等工作。

管理单元日志查询：内控堡垒主机日志支持多种方式查询，例如：服务器,用户名,登录地址,登录时间等。支持对日志备份和删除的操作。

执行单元实时监控功能：执行单元实时监视服务器上正在发生的行为，可以实时察看用户执行的命令、执行结果等。

系统功能

逻辑命令自动识别技术：内控堡垒主机自动识别当前操作终端，对当前终端的输入输出进行控制，组合输入输出流，自动识别逻辑语义命令。系统会根据输入输出上下文，确定逻辑命令编辑过程，进而自动捕获出用户使用的逻辑命令。该项技术解决了逻辑命令自动捕获功能，在传统键盘捕获与控制领域取得新的突破，可以更加准确的控制用户意图。该技术能自动识别命令状态和编辑状态以及私有工作状态，准确捕获逻辑命令。

分布式处理技术：趋势内控堡垒主机采用分布式处理架构进行处理，启用命令捕获引擎机制，通过策略服务器完成策略审计，通过日志服务器存储操作审计日志，并通过实时监视中心，实时察看用户在服务器上行为。这种分体式设计有利于策略的正确执行和操作记录日志的安全。同时，各组件之间采用安全连接进行通信，防止策略和日志被篡改。各组件可以独立工作，可以分布于不同的服务器上，亦可所有组件安装于一台服务器。

正则表达式匹配技术：趋势内控堡垒主机采用正则表达式匹配技术，将正则表达式组合入树型可遗传策略结构，实现控制命令的自动匹配与控制。树型可遗传策略适合现代企业事业架构，对于服务器的分层分级管理与控制，相当有用。

实时监控技术：趋势内控堡垒主机实现远程值班中心和实时监控中心，对服务器运行状态进行监控。实时监控中心直接和命令捕获引擎通信，避免日志服务器和策略服务器的运行负载，有利于系统实时性的提高。

多进程/线程与同步技术：趋势内控堡垒主机主体采用多进程/线程技术实现，利用独特的通信和数据同步技术，准确控制程序行为。多进程/线程方式逻辑处理准确，事务处理不会发生干扰，这有利于保证系统的稳定性、健壮性。

数据加密功能：趋势内控堡垒主机在处理用户数据时都采用相应的数据加密技术来保护用户通信的安全性和数据的完整性。防止恶意用户截获和篡改数据。充分保护用户在操作过程中不被恶意破坏。

审计查询检索功能：自从<<萨班斯法案>>的推出，企业内控得到了严格的审查，企业的内部审计显得非常重要。内控堡垒主机能够为企业内部网络提供完全的审计信息，这些审计信息能够为企业追踪用户行为，判定用户行为等，能够还原出用户的一些操作性为。传统审计关联到IP，这本身是1个不确定的和不负责任的审计结果，因为IP信息不能够真实反应出真实的操作者是谁，从而企业内部网络出现问题不能追踪用户。内控堡垒主机能够对这些用户关联审计行为，就是说真正能够把每一次审计出的用户操作性为绑定到自然人身上，便于企业内部网络管理追踪到个人。

操作还原技术：操作还原技术是指将用户在系统中的操作行为以真实的环境模拟显现出来，审计管理员可以根据操作还原技术还原出真实的操作，以判定问题出在哪里。趋势内控堡垒主机采用操作还原技术能够将用户的操作流程自动地展现出来，能够监控用户的每一次行为，判定用户的行为是否对企业内部网络安全性造成危害。

堡垒主机_堡垒主机 -内控

内控堡垒主机是1种被加固的可以防御进攻的计算机，具备很强的安全防护能力。内控堡垒主机扮演着看门者的职责，所有对网络设备和服务器的请求都要从这扇大门经过。因此内控堡垒主机能够拦截非法访问和恶意攻击，对不合法命令进行阻断、过滤掉所有对目标设备的非法访问行为。

内控堡垒主机具体有强大的输入输出审计功能，不仅能详细记录用户操作的每一条指令，而且能够通过回放的功能，将其动态的展现出来，大大丰富了内控审计的功能。内控堡垒主机自身审计日志，可以极大增强审计信息的安全性，保证审计人员有据可查。

内控堡垒主机还具备图形终端审计功能，能够对多平台的多种终端操作审计，例如windows 平台的RDP 形式图形终端操作。

为了给系统管理员查看审计信息提供方便性，内控堡垒主机提供了审计查看检索功能。系统管理员可以通过多种查询条件查看审计信息。

总之，内控堡垒主机能够极大的保护企业内部网络设备及服务器资源的安全性，使得企业内部网络管理合理化和专业化。

堡垒主机_堡垒主机 -应用

1 政府行业的信息化现状

政务电子化是信息社会政府管理发展的1种新趋势，已成为世界各国政府关注的焦点。

随着政务信息化的不断推进，业务应用、办公系统、商务平台的推出和投入运行，信息系统在企业的运营中全面渗透。使用数量较多的服务器主机来运行关键业务，提供电子政务、数据库应用、运维管理、ERP和协同工作群件等服务。由于服务器众多，系统管理员压力太大等因素，人为误操作的可能性时有发生，这会对部门或者企业声誉造成重大影响，并严重影响其经济运行效能。黑客和恶意访问也有可能获取系统权限，闯入部门或企业内部网络，造成不可估量的损失。如何提高系统运维管理水平，满足相关标准要求，防止黑客的入侵和恶意访问，跟踪服务器上用户行为，降低运维成本，提供控制和审计依据，成为企业越来越关心的问题。

2 政府行业的运维管理需求

2.1 满足国家等级保护的政策性审核

1、用户账号权限需要得到严格管理控制，用户账号口令安全与登录安全需要得到加强监管；

2、信息系统的各种访问操作日志需要全面审计，包括网络、系统、数据、应用等几个方面；

3、进行远程信息系统操作时，能够保障通信链路可信、及通讯数据加密。

2.2 符合企业内部控制基本规范的要求

2010年，财政部、证监会、审计署、银监会、保监会印发的《企业内部控制应用指引第18号――信息系统》中第十二条明确要求“企业应当建立用户管理制度，加强对重要业务系统的访问权限管理，定期审阅系统账号，避免授权不当或存在非授权账号，禁止不相容职务用户账号的交叉操作”。

2.3 管理复杂，工作效率不高

1、支撑企业业务运行的IT系统主要由大量的网络设备、主机系统和应用系统组成，这些设备和系统从应用角度来分又分别属于不同的业务系统和部门，网络设备、主机系统等分别具备独立的用户管理、认证授权和审计系统。

2、各种系统由不同的系统管理员负责维护和管理，维护人员面对这些系统时，工作复杂程度成倍增加，并且需要频繁的登录注销，影响了工作效率。

2.4 账号共享、密码简单等网络安全隐患不可避免

1、 为了降低管理复杂度和难度，有些帐号被多人共用，这些帐号的扩散不容易控制，账号和密码信息容易外泄，安全事故也多由于这种帐号共用发生；

2、 对于维护人员来讲，频繁的切换系统，需要输入不同系统的用户名和口令进行登录，为了便于记忆，常有维护人员会采用比较简单的口令或多个系统使用同样的口令，紧急情况下还可能将自己的用户名和口令共享给他人使用，这些都对整个系统的安全性产生极大威胁。

2.5 对系统和网络设备的审计不集中、不全面

1、由于各个系统独立运行，对于系统运行日志、维护人员操作审计也只能分系统独立进行，系统发生故障时，必须逐个系统去排查问题，无法进行统一集中的问题排查，极大的降低工作效率，也造成了损失扩大的可能性；

2、并且不能做到实名审计，只能审计到账号，不能关联到自然人。

3 政府行业堡垒主机产品技术解决方案

基于天融信堡垒主机（TA-SAG）政府行业技术解决方案是出于4A统一网络安全管理平台的理念，通过账号的集中管理、认证机制、授权机制、以及用户的操作行为审计等策略来对企业中的服务器、数据库、交换机、路由器(防火墙)等网络设备进行有效的控制和统一的管理以及全程的操作审计。

根据政府行业的现状和需求，天融信公司使用TA-SAG平台提出针对性的解决方案。该方案主要从以下六点着重考虑。

3.1 遵循与参考的标准和规范

1、国家保密标准BMZ2-2001《涉及国家秘密的计算机信息系统安全保密方案设计指南》

2、国家保密标准BMZ1-2000，《涉及国家秘密的计算机信息系统保密技术要求

3、国家保密标准《计算机信息系统保密管理暂行规定》（国保发{1998}1号）

4、国家标准GB17859-1999，《计算机信息系统安全保护等级划分准则》

5、国家标准GB/T18336.2-2001，《信息技术 安全技术 信息技术安全性 评估准则 第2部分: 安全功能要求》

6、ISO27001/ISO17799:2005/BS7799,《信息安全管理技术规范》。

3.2 统一的帐号管理

1、管理员通过主帐号信息管理界面维护主帐号的整个生命周期，对主帐号进行增加、修改、删除及锁定、解锁等操作，同时设置主帐号的密码使用策略及用户的级别定义。

2、主帐号用户可以通过自服务功能管理自身帐号信息，对手机、邮件及密码等个人信息进行修改。

3、通过主账号与资源账号进行关联，同时也满足了实名审计的需要。

3.3 多种认证方式进行统一部署

1、用户通过用户名密码方式登录到天融信TA-SAG（堡垒主机）管理平台，选择资产从帐号，直接登录目标资产。

2、用户通过数字证书、动态令牌等方式登录到管理单元，由管理单元向执行单元发放一次性口令登录目标资产。

3.4 SSO单点登录

1、用户登录到天融信TA-SAG（堡垒主机）管理平台后，能够看到已授权的资源列表，直接选择目标资产及从帐号，由堡垒主机完成帐号及密码的代填，实现自动登录。

2、 同时减少了对服务器频繁登录注销的繁琐性，提高了工作效率。

3.5 更全面、更集中的日志审计

1、堡垒主机将每个自然人账号对其资源的操作进行全面的日志审计。

2、 日志审计支持通过服务器查询、自然人查询、登录地址等自定义条件的查询。

3.6 支持双机热备、可安全稳定的运行

堡垒主机支持双机热备，拥有完善的高可用性，可以保证系统长期、可靠的运行。

三 : 非开挖技术发展趋势

对中国非开挖技术发展趋势的若干见解

非开挖作为一种新型的地下管线建设方法，最近十年来在中国得到迅猛发展随着我国城市化进程加快，人民生活水平的提高，环境保护力度的加大，传统的开挖方式越来越不适应现代化建设形式的需求，而非开挖铺管，修管和换管技术以其不影响后交通，铺管速度快，效率高，无环境破坏，不影响人们的正常工作，生活等一系列的优点越来越受到底下管道建设部门的青睐。在国内，非开挖工程的开展带动了非开挖技术的发展，部分非开挖设备已实现国产化。但与国外相比，国内非开挖工法少，服务领域窄，管线修复与更换技术刚起步，关键的测控仪器研制还处于原理机阶段，配料的材料较落后，复杂地质条件下铺管技术不成熟，等等。因此，抓紧时机大力发展非开挖技术，赶超国外先进水平已成为国内非开挖界义不容辞的责任。笔者从以下几方面浅谈对中国非开挖技术发镇趋势的见解。

一、非开挖工程区域的扩大

就世界范围来看，有待应用非开挖技术的国家为数甚多；就中国来看，除一些省会城市，绝大多数中、小城市和乡镇还未问津非开挖工程，而现代化、城市化的进程势必使更广袤的地区很快接受这一新技术．据统计１９９８年我国自来水和下水道的人均占有量仅分别为０.１８m/人0.1m/人，而欧洲地区人均拥有的上、下水道则为１２m/人，分别是我国人均值的６６.６倍和１２０倍。据国家统计局的资料，截止到１９９５年６月，我国共有６４０个城市，２０００年，我国的城市化人口已达４.５亿，城市人口的增加，将使市政基础设施的工程量大幅增加，每年新增管线４万公里，２０００年管线已达２０万公里，且有更快速增长之势。近几年来、陕北、西南、新疆等地的油气管道、成品油输送管道，天然气输送管道，西气东输工程，南水北调工程及其分支工程，各类管道的铺设均需要穿越公路、河流、铁路。另外我国还有大量的电信管道，光缆线、燃气管道，城市集中供热管道，电力、有线电视网等管线。无论从环境保护还是今后的市场需求来看，我国非开挖铺管的工程量需大幅增加。还

二、非开挖技术服务目标的拓展

事实上，非开挖已经把“含管线因素的浅地层水平钻地”纳入为自己服务的范围。这样，不仅目前非开挖工程的一些主要服务目标，而且更多的地质工程或岩土工程项目也是非开挖技术的服务对象。与国外发达国家相比，我国还会在环境治理井、排渗井、管棚工程、锚固与注浆、浅层可溶性矿产开发等更广泛的领域展开非开挖技术的应用。

２００３年夏季，中铁１２局第７工程处在中国地质大学的技术协作下，在湖南酩阳火电厂灰坝采用带无线导向探测的“钻顶结合”的非开挖施工工艺，成功实现了四口集水辐射井间的水平导流管对穿，铺管最深达３２m。该工程的技术研究成果获得国内领先水平。此实例说明，非开挖技术工艺方法不仅可用于目前大家比较熟悉的“穿越路、河”铺管类型，而且其服务对象正在不断拓展。

三、非开挖管道修复与更换技术的应用

由于受设备和技术水平的限制，在我国非开挖管道修复与更换技术刚刚起步，用于管线修复的设备基本依靠进口，诸如爆管法、吃管法、内衬法、缠绕法等管线修复和更换的方法还不成熟，部分工法甚至处于空白状态，亟待填补。但这些劣势并没有阻挡国内非开挖管道修复与更换技术的发展，北京燃气集团公司，深圳市水集团有限公司等企业已成功采用PE管内衬技术修复燃气和给水管道，逐步缩小与世界的差距。据统计，2003年全国的管线修复工程量达180km,比2002年的35km增加了4倍。呈迅猛上升势头。据近期美国权威杂志报道，美国2004年在旧管线修复中用非开挖修复的战了64%（污水管）和20%（自来水管）。与之相比，我国在旧管线修复中的非开挖技术的使用比例要低得多。从我国已有地下管线庞大的数量和非开挖管线修复与更换的技术经济效果分析，预计大量的旧管线的非开挖修复和更换工程将很快开展起来。

四、不同种类非开挖设备的研制生产

在少数发达国家非开挖设备已经进入系列化，如美国的定/导向钻机和日本的卫星隧道机等。我国近10年来非开挖设备的国产化速度显著加快，尤其在水平定/导向钻机的研发上十分突出（如深圳钻通、北京土行孙等公司生产的设备），微型隧道顶管机也呈现上升趋势。这对提高非开挖设备性价比，促进我国非开挖事业的蓬勃发展意义重大。但目前国产设备的系列化程度不高，表现为“中间大，两头小”。集中国内优势企业力量，研发过江河与长距离穿越工程的大型设备是一个尖端方向。而微小型和可拆卸性好的轻型非开挖设备更是国内市场看好的研发趋势，因为许多工程的场地受到严格限制，例如城市拥挤的街巷、陡峭边坡和隐蔽的竖井等。另外除定/导向钻机和微型隧道机以外，其他非开挖工法设备（如气动矛、夯管锤、控向螺旋机、管道修复机、管道更换机等）的国产化进程需要加快，数量需要增多。

五、非开挖导向仪器的研发

现代非开挖工程的核心技术是导向测试与控制。由国外少数公司研制生产的一系列专用于非开挖工程的测控仪器（如无线导向钻进仪、有线导向钻进仪、螺旋钻控向仪、微型隧道可控向装置等）是最近十几年来非开挖技术水平提高、非开挖工程量显著增加的关键所在。导向仪器的研制和开发在我国初露端倪。继河北地矿局之后，杭州海博地基公司与中地大（武汉）联合，以成功研制出新型的导向钻进无线导航仪原理机，部分测试参数如深度、钻具面角、俯仰角的测试精度已满足实用要求。与国外同类产品相比，从趋势上看导航仪研发方向主要体现于以下几个方面：（1）对于地下发射无线技术，需增大仪器的稳定性，尤其是抗外界环境干扰的能力；（2）对于有线技术，将更侧重于便利施工操作的信号传输系统的研发；（3）地下器具参数的测试与随钻控制的智能化联系需提高到新的水平；（4）一些更新更全面、更有效的非开挖测控方法有望问世。

六、复杂地层非开挖施工工艺的研究

非开挖工程中常见的复杂地层主要包括流沙、卵、砾石等松散层，强水粘土和淤泥层、硬岩层。如何从工法、设备、钻具、材料等方面提高复杂地层和硬岩非开挖施工水平，已成为国内非开挖界一项共同奋斗目标。

在松散和强水敏地层中，时常发生坍塌、缩径、垮孔，以致于无法形成钻孔，还有可能毁坏地面及地下构物，而且在铺管时阻力特别大，严重影响非开挖工程的施工效率、成功性和安全性。对此，首先应该建立水平孔孔壁力学计算模型，对不同复杂地层孔壁的稳定性状作出预测判断；在采取技术措施时，应配制专用成孔液、研制特殊钻具及工艺规程、采取必要的辅助工序等。

在硬岩层中进行非开挖施工，提高碎岩效率和改变孔的方向是难度颇大的课题，近期国内已有所突破。2005年1月，国土资源部勘探技术研究所聚力岩土工程公司在江苏省宜兴市，使用潜孔重锤钻进工艺在硬岩中成功铺设一条直径377毫米的钢质燃气管道，穿越长度210米，实现了我国非开挖岩石钻进的新突破。

七、非开挖成孔液的科学使用

非开挖成孔液不仅在复杂地层保护孔壁中起到重要作用，而且在排渣、润滑、水力导向等诸多方面有重要影响。然而，目前国内非开挖施工中对成孔液的合理应用重视不够，往往造成施工速度慢、垮孔及地面塌陷、铺管遇阻等严重后果。因此对症下药地研发、设计、调配和应用相应的成孔液，可以形象地比喻为“磨刀不误砍柴工”，是中国非开挖工艺技术今后发展的趋向之一。

从性价比等多方面综合考虑，适于非开挖施工的成孔液类型主要有优质膨润土体系、天然植物胶体系、化工合成材料体系三大类，配方时所用的基本浆材和处理剂的可选品种较多。研发应用时，应特别注意结合非开挖地层和工艺条件。从要求的性能上看：非开挖成孔液应有较强的静态粘结力、宽范围可调的流动粘度、优良的降失水性和控制性、显著的润滑性和剪切稀释作用。

八、非开挖的理论建模与工程计算

与非开挖施工和设备开发相比，非开挖的理论分析与科学计算相对滞后，一些相关的力学数学模型、量化计算公式以及辅助设计软件的研究开发和应用急需跟上，例如导向动力学分析方法、钻孔轨迹设计与三维控制模型、水平孔孔壁稳定计算分析、辅助阻力计算算法等等。一旦形成密切联系实际的理论并开发相应软件，必将对非开挖施工的优化、提高效率和质量、保证安全等产生共性的指导意义。

欣慰的是国内已成功开发了部分非开挖专用设计软件，例如江苏十方工程设备有限公司自主开发的地下水平定向钻进规划软件Drillsmat，以其界面友好，使用简单，运算速度快等优点受到用户好评；中国地质大学则在非开挖导向力学分析、导向轨迹三维模拟、铺管阻力计算、水平孔孔壁稳定性分析等方面展开了探索、研究工作，形成了一些对现场施工有一定指导意义的模型、公式和程序软件。在我国，非开挖的理论建模与工程计算仍有大量工作要做。

九、非开挖信息与管理软件平台

利用现代网络信息技术，建立非开挖网络信息平台，不仅可以资源共享，交流工程实践中的经验得失，还可以整合优势力量，为国内非开挖技术的快速发展储备强大的信息库。同时依托网络特有的功能，实现非开挖产业的商业运作高效化、合理化，大大降低人力、物力、财力的支出。中国非开挖计术信息网为我们提供了一个很好获取相关非开挖信息的平台，但国内此方面的门户网站也存在质量不高，内容单一，功能或缺等问题，因此如何加强网站之间的联合推陈出新，也值得关注。

非开挖管理软件的开发对非开挖工程的规划设计、成本核算、风险评估、科学管理具有重要意义。国内在此领域起步较晚，水平有限，某些单位已经开发具有自主知识产权的非开挖商用软件，但软件的通用性、适用性不强。因此，如何研发功能强大，数据库丰富，界面人性化，运算速度快，便于科学管理的非开挖专用管理软件迫在眉睫。

总之，随着经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，道路交通设施的不断完善，国内非开挖市场将会越来越广 ，在市场的带动及同行们的共同努力下，我国的非开挖技术水平也必然会大幅提高。

四 : 非开挖技术发展趋势

对中国非开挖技术发展趋势的若干见解

非开挖作为一种新型的地下管线建设方法，最近十年来在中国得到迅猛发展随着我国城市化进程加快，人民生活水平的提高，环境保护力度的加大，传统的开挖方式越来越不适应现代化建设形式的需求，而非开挖铺管，修管和换管技术以其不影响后交通，铺管速度快，效率高，无环境破坏，不影响人们的正常工作，生活等一系列的优点越来越受到底下管道建设部门的青睐。(www.61k.com］在国内，非开挖工程的开展带动了非开挖技术的发展，部分非开挖设备已实现国产化。但与国外相比，国内非开挖工法少，服务领域窄，管线修复与更换技术刚起步，关键的测控仪器研制还处于原理机阶段，配料的材料较落后，复杂地质条件下铺管技术不成熟，等等。因此，抓紧时机大力发展非开挖技术，赶超国外先进水平已成为国内非开挖界义不容辞的责任。笔者从以下几方面浅谈对中国非开挖技术发镇趋势的见解。

一、非开挖工程区域的扩大

就世界范围来看，有待应用非开挖技术的国家为数甚多；就中国来看，除一些省会城市，绝大多数中、小城市和乡镇还未问津非开挖工程，而现代化、城市化的进程势必使更广袤的地区很快接受这一新技术．据统计１９９８年我国自来水和下水道的人均占有量仅分别为０.１８m/人0.1m/人，而欧洲地区人均拥有的上、下水道则为１２m/人，分别是我国人均值的６６.６倍和１２０倍。据国家统计局的资料，截止到１９９５年６月，我国共有６４０个城市，２０００年，我国的城市化人口已达４.５亿，城市人口的增加，将使市政基础设施的工程量大幅增加，每年新增管线４万公里，２０００年管线已达２０万公里，且有更快速增长之势。近几年来、陕北、西南、新疆等地的油气管道、成品油输送管道，天然气输送管道，西气东输工程，南水北调工程及其分支工程，各类管道的铺设均需要穿越公路、河流、铁路。另外我国还有大量的电信管道，光缆线、燃气管道，城市集中供热管道，电力、有线电视网等管线。无论从环境保护还是今后的市场需求来看，我国非开挖铺管的工程量需大幅增加。还

二、非开挖技术服务目标的拓展

事实上，非开挖已经把“含管线因素的浅地层水平钻地”纳入为自己服务的范围。这样，不仅目前非开挖工程的一些主要服务目标，而且更多的地质工程或岩土工程项目也是非开挖技术的服务对象。与国外发达国家相比，我国还会在环境治理井、排渗井、管棚工程、锚固与注浆、浅层可溶性矿产开发等更广泛的领域展开非开挖技术的应用。

２００３年夏季，中铁１２局第７工程处在中国地质大学的技术协作下，在湖南酩阳火电厂灰坝采用带无线导向探测的“钻顶结合”的非开挖施工工艺，成功实现了四口集水辐射井间的水平导流管对穿，铺管最深达３２m。该工程的技术研究成果获得国内领先水平。此实例说明，非开挖技术工艺方法不仅可用于目前大家比较熟悉的“穿越路、河”铺管类型，而且其服务对象正在不断拓展。

非开挖 非开挖技术发展趋势

三、非开挖管道修复与更换技术的应用

由于受设备和技术水平的限制，在我国非开挖管道修复与更换技术刚刚起步，用于管线修复的设备基本依靠进口，诸如爆管法、吃管法、内衬法、缠绕法等管线修复和更换的方法还不成熟，部分工法甚至处于空白状态，亟待填补。［www.61k.com]但这些劣势并没有阻挡国内非开挖管道修复与更换技术的发展，北京燃气集团公司，深圳市水集团有限公司等企业已成功采用PE管内衬技术修复燃气和给水管道，逐步缩小与世界的差距。据统计，2003年全国的管线修复工程量达180km,比2002年的35km增加了4倍。呈迅猛上升势头。据近期美国权威杂志报道，美国2004年在旧管线修复中用非开挖修复的战了64%（污水管）和20%（自来水管）。与之相比，我国在旧管线修复中的非开挖技术的使用比例要低得多。从我国已有地下管线庞大的数量和非开挖管线修复与更换的技术经济效果分析，预计大量的旧管线的非开挖修复和更换工程将很快开展起来。

四、不同种类非开挖设备的研制生产

在少数发达国家非开挖设备已经进入系列化，如美国的定/导向钻机和日本的卫星隧道机等。我国近10年来非开挖设备的国产化速度显著加快，尤其在水平定/导向钻机的研发上十分突出（如深圳钻通、北京土行孙等公司生产的设备），微型隧道顶管机也呈现上升趋势。这对提高非开挖设备性价比，促进我国非开挖事业的蓬勃发展意义重大。但目前国产设备的系列化程度不高，表现为“中间大，两头小”。集中国内优势企业力量，研发过江河与长距离穿越工程的大型设备是一个尖端方向。而微小型和可拆卸性好的轻型非开挖设备更是国内市场看好的研发趋势，因为许多工程的场地受到严格限制，例如城市拥挤的街巷、陡峭边坡和隐蔽的竖井等。另外除定/导向钻机和微型隧道机以外，其他非开挖工法设备（如气动矛、夯管锤、控向螺旋机、管道修复机、管道更换机等）的国产化进程需要加快，数量需要增多。

五、非开挖导向仪器的研发

现代非开挖工程的核心技术是导向测试与控制。由国外少数公司研制生产的一系列专用于非开挖工程的测控仪器（如无线导向钻进仪、有线导向钻进仪、螺旋钻控向仪、微型隧道可控向装置等）是最近十几年来非开挖技术水平提高、非开挖工程量显著增加的关键所在。导向仪器的研制和开发在我国初露端倪。继河北地矿局之后，杭州海博地基公司与中地大（武汉）联合，以成功研制出新型的导向钻进无线导航仪原理机，部分测试参数如深度、钻具面角、俯仰角的测试精度已满足实用要求。与国外同类产品相比，从趋势上看导航仪研发方向主要体现于以下几个方面：（1）对于地下发射无线技术，需增大仪器的稳定性，尤其是抗外界环境干扰的能力；（2）对于有线技术，将更侧重于便利施工操作的信号传输系统的研发；（3）地下器具参数的测试与随钻控制的智能化联系需提高到新的水平；（4）一些更新更全面、更有效的非开挖测控方法有望问世。

六、复杂地层非开挖施工工艺的研究

非开挖 非开挖技术发展趋势

非开挖工程中常见的复杂地层主要包括流沙、卵、砾石等松散层，强水粘土和淤泥层、硬岩层。(www.61k.com)如何从工法、设备、钻具、材料等方面提高复杂地层和硬岩非开挖施工水平，已成为国内非开挖界一项共同奋斗目标。

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在松散和强水敏地层中，时常发生坍塌、缩径、垮孔，以致于无法形成钻孔，还有可能毁坏地面及地下构物，而且在铺管时阻力特别大，严重影响非开挖工程的施工效率、成功性和安全性。对此，首先应该建立水平孔孔壁力学计算模型，对不同复杂地层孔壁的稳定性状作出预测判断；在采取技术措施时，应配制专用成孔液、研制特殊钻具及工艺规程、采取必要的辅助工序等。

在硬岩层中进行非开挖施工，提高碎岩效率和改变孔的方向是难度颇大的课题，近期国内已有所突破。2005年1月，国土资源部勘探技术研究所聚力岩土工程公司在江苏省宜兴市，使用潜孔重锤钻进工艺在硬岩中成功铺设一条直径377毫米的钢质燃气管道，穿越长度210米，实现了我国非开挖岩石钻进的新突破。

七、非开挖成孔液的科学使用

非开挖成孔液不仅在复杂地层保护孔壁中起到重要作用，而且在排渣、润滑、水力导向等诸多方面有重要影响。然而，目前国内非开挖施工中对成孔液的合理应用重视不够，往往造成施工速度慢、垮孔及地面塌陷、铺管遇阻等严重后果。因此对症下药地研发、设计、调配和应用相应的成孔液，可以形象地比喻为“磨刀不误砍柴工”，是中国非开挖工艺技术今后发展的趋向之一。

从性价比等多方面综合考虑，适于非开挖施工的成孔液类型主要有优质膨润土体系、天然植物胶体系、化工合成材料体系三大类，配方时所用的基本浆材和处理剂的可选品种较多。研发应用时，应特别注意结合非开挖地层和工艺条件。从要求的性能上看：非开挖成孔液应有较强的静态粘结力、宽范围可调的流动粘度、优良的降失水性和控制性、显著的润滑性和剪切稀释作用。

八、非开挖的理论建模与工程计算

与非开挖施工和设备开发相比，非开挖的理论分析与科学计算相对滞后，一些相关的力学数学模型、量化计算公式以及辅助设计软件的研究开发和应用急需跟上，例如导向动力学分析方法、钻孔轨迹设计与三维控制模型、水平孔孔壁稳定计算分析、辅助阻力计算算法等等。一旦形成密切联系实际的理论并开发相应软件，必将对非开挖施工的优化、提高效率和质量、保证安全等产生共性的指导意义。

欣慰的是国内已成功开发了部分非开挖专用设计软件，例如江苏十方工程设备有限公司自主开发的地下水平定向钻进规划软件Drillsmat，以其界面友好，使用简单，运算速度快等优点受到用户好评；中国地质大学则在非开挖导向力学分析、导向轨迹三维模拟、铺管阻力计算、水平孔孔壁稳定性分析等方面展开了探索、研究工作，形成了一些对现场施工有一定指导意义的模型、公式和程序软件。在我国，非开挖的理论建模与工程计算仍有大量工作要做。

非开挖 非开挖技术发展趋势

九、非开挖信息与管理软件平台

利用现代网络信息技术，建立非开挖网络信息平台，不仅可以资源共享，交流工程实践中的经验得失，还可以整合优势力量，为国内非开挖技术的快速发展储备强大的信息库。［www.61k.com］同时依托网络特有的功能，实现非开挖产业的商业运作高效化、合理化，大大降低人力、物力、财力的支出。中国非开挖计术信息网为我们提供了一个很好获取相关非开挖信息的平台，但国内此方面的门户网站也存在质量不高，内容单一，功能或缺等问题，因此如何加强网站之间的联合推陈出新，也值得关注。

非开挖管理软件的开发对非开挖工程的规划设计、成本核算、风险评估、科学管理具有重要意义。国内在此领域起步较晚，水平有限，某些单位已经开发具有自主知识产权的非开挖商用软件，但软件的通用性、适用性不强。因此，如何研发功能强大，数据库丰富，界面人性化，运算速度快，便于科学管理的非开挖专用管理软件迫在眉睫。

总之，随着经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，道路交通设施的不断完善，国内非开挖市场将会越来越广 ，在市场的带动及同行们的共同努力下，我国的非开挖技术水平也必然会大幅提高。

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