時(shí)間:2022-05-24 08:00:48
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇分離技術(shù)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
膜就是在一個(gè)或兩個(gè)流體相之內(nèi)一層吧流體相分離開來的凝聚相物質(zhì)。膜的凝聚性的形式可以是液態(tài)、固態(tài)甚至是氣態(tài);膜可以是均一相也可以是復(fù)合相,但復(fù)合相的膜相與相之間擁有不同的相表面,因?yàn)椴徽撃さ暮穸缺〉胶纬潭榷夹枰獌蓚€(gè)或兩個(gè)以上的界面,而膜也正因?yàn)檫@兩個(gè)甚至多個(gè)界面達(dá)到分割流體物質(zhì)的功效。此外膜的面積可大可?。荒ぴ诹黧w相中既可以獨(dú)立存在也可以依附在載體或支持體的微孔之中。膜分離的過程是由濃度差、壓力差、分壓差、電位差等梯度差異推動(dòng)的??煞譃檫^濾式膜分離、液膜分離以及滲析式膜分離三種形式。
1過濾式膜分離
以溶液為例,待處理的溶液置于分離器(固體膜)的一側(cè),在自身形成的壓力差或額外增加壓力的作用下,透過膜的部分物質(zhì)成為滲濾液,而留下的部分溶液則為濾余液。若為混合氣體則為滲濾氣和濾余氣。由于待處理混合物質(zhì)組分的物質(zhì)有區(qū)別和分子大小不同,它們?cè)谕高^膜時(shí)速率存在差異,因而透過的部分與的組分不同于留下的部分,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)組分的分離。目前過濾式膜分離主要有滲透、氣體滲透、超濾和微濾等方式。
2液膜分離
液膜分離的操作過程可視為萃取與反萃取的結(jié)合:溶質(zhì)從料液進(jìn)入液膜相當(dāng)于萃取。
膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
膜分離中的超濾技術(shù)、微濾技術(shù)、反滲透技術(shù)和電滲析技術(shù)的應(yīng)用研究較成熟,工業(yè)應(yīng)用廣泛,市場(chǎng)效益明顯。特別是由于人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),膜微濾技術(shù)以及膜超濾技術(shù)被廣泛運(yùn)用于化工生產(chǎn)和環(huán)境污染治理當(dāng)中,尤其是廣泛用于水中金屬沉淀物、細(xì)微顆粒甚至水中細(xì)菌、病毒、的過濾。
1膜分離技術(shù)在去除含氟化合物中應(yīng)用
當(dāng)前一些磷肥生產(chǎn)企業(yè)采用膜微濾技術(shù),通過膜分離技術(shù)可以截留0.05~10μm的微?;虼蠓肿尤苜|(zhì)的原理來除去磷石膏廢水中含氟的化合物。研究表明:用膜微濾技術(shù)處理過的廢水氟量低比用石灰乳處理的氟量低要低很多。傳統(tǒng)的石灰乳中和、沉淀廢水中的氟成效不大:一是較難達(dá)到10mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn);二是處理流程長。首先需要用兩級(jí)石灰乳對(duì)廢水進(jìn)行中和反應(yīng);接著在養(yǎng)晶槽內(nèi)加入鐵鹽與石灰乳和廢水中和反應(yīng)的產(chǎn)物CaF2微細(xì)顆粒進(jìn)行絮凝沉淀反應(yīng);再接著于沉降槽中對(duì)絮凝沉淀物進(jìn)行固液分離;最后用泵將沉淀槽槽底的污泥送至帶式過濾機(jī)進(jìn)行脫水處理。同樣是處理廢水中的氟化物,若是采用膜微濾技術(shù)只需一個(gè)步驟:即將石灰乳和廢水中和反應(yīng)后的產(chǎn)物送至膜分離器。這樣處理后的廢水含氟量僅為5~6mg/L,符合10mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn),可以循環(huán)使用。
2膜分離技術(shù)在廢氣粉塵回收中的應(yīng)用
1.1操作工藝流程施工準(zhǔn)備清除素砼墊層區(qū)域雜物C15素砼墊層澆筑第一層水穩(wěn)施工清除基座基礎(chǔ)范圍內(nèi)的水穩(wěn)料第二層水穩(wěn)施工清除基座范圍內(nèi)的水穩(wěn)料鋼筋網(wǎng)片制作安裝基座砼澆筑第一(二)層瀝青攤鋪井蓋及支座加固安裝面層瀝青攤鋪。
1.2施工方法
1.2.1水穩(wěn)料攤鋪水穩(wěn)料攤鋪過程應(yīng)充分考慮檢查井基座墊層、基礎(chǔ)及基座尺寸范圍,根據(jù)分離式基座井剖面圖尺寸四周多攤鋪20~30cm,攤鋪時(shí)注意壓實(shí)機(jī)械設(shè)備的功率及碾壓遍數(shù)、速度應(yīng)滿足壓實(shí)度要求,同時(shí)加蓋鋼板注意對(duì)井口的保護(hù)及遮蓋,避免攤鋪料掉入井內(nèi)。
1.2.2井周基層開挖在素砼墊層及基座基礎(chǔ)位置的碎石、水穩(wěn)料清除時(shí)采用風(fēng)鎬破除反開挖施工,基座范圍采用切割機(jī)切割瀝青砼清理;所施工范圍內(nèi)需清理干凈并保證槽壁直順,嚴(yán)禁采用機(jī)械開挖。
1.2.3素砼澆筑砼澆筑前應(yīng)用高壓空氣吹出底層四周浮渣后用水沖洗、濕潤,不能積水,砼應(yīng)振搗密實(shí)。
1.2.4鋼筋制作安裝基座基礎(chǔ)及基礎(chǔ)均設(shè)置鋼筋網(wǎng),鋼筋加工及骨架尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求?;A(chǔ)鋼筋骨架應(yīng)采用φ12@150雙向雙層布置,井口位置采用16根φ14鋼筋上下兩層斜向布置;基座鋼筋采用φ16@150單層布置,井口位置采用4根φ18沿井口環(huán)向布置,上下骨架安裝應(yīng)與井口位置吻合,保證保護(hù)層厚度;骨架應(yīng)牢固,砼澆筑時(shí)避免踩踏。
1.2.5檢查井基座及基礎(chǔ)砼澆筑基座基礎(chǔ)砼澆筑時(shí)先將水穩(wěn)料清理干凈,并濕潤砼基礎(chǔ)面,于井筒位置放低發(fā)泡填縫板隔斷,避免瞬間沖擊荷載對(duì)井筒的影響;基座砼澆筑前安裝好基座模板框,在基座與井筒間預(yù)留間隙確保形成分離式結(jié)構(gòu);砼完成面應(yīng)考慮路面的高程、縱橫坡,可在砼澆筑前在井框上做好標(biāo)識(shí)。砼終凝前進(jìn)行人工拉毛,以便砼與瀝青結(jié)合良好。砼應(yīng)養(yǎng)護(hù)7d以上,養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁碾壓破壞。
1.2.6井蓋及支座加固安裝井蓋及支座安裝前必須確保砼已養(yǎng)護(hù)7d以上,瀝青攤鋪面層時(shí)將鑄鐵井蓋安裝上去,用螺栓固定在基座上,高度調(diào)節(jié)通過橡膠墊塊來完成,橡膠墊塊也可增強(qiáng)支座的穩(wěn)定性。
1.2.7瀝青攤鋪井蓋及支座安裝后即進(jìn)行瀝青面層攤鋪,在井孔位作出標(biāo)志,井筒上覆蓋鋼板,避免攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)料渣掉入井內(nèi)。
1.3其他建議(1)檢查井砼墊層標(biāo)號(hào)可以適當(dāng)提高,把目前普遍的C15標(biāo)號(hào)提高到C25或者C30鋼筋砼底板基礎(chǔ),不落底的檢查井基礎(chǔ)與管道基礎(chǔ)同時(shí)澆筑確保一次成形。有落底的檢查井先澆筑檢查井基礎(chǔ),然后砌筑井筒到管道基礎(chǔ)底標(biāo)高再澆筑管道基礎(chǔ)。砼澆筑完后要有一定的養(yǎng)護(hù)期,使砼基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)1.2MPa以上;(2)提高管理及施工人員的質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心,要從思想上充分認(rèn)識(shí)到檢查井周邊下沉給整體工程質(zhì)量帶來的不良影響,完善過程考核獎(jiǎng)罰措施,加強(qiáng)對(duì)作業(yè)工人的技術(shù)交底和過程監(jiān)控,作業(yè)工人必須考核合格后再上崗;(3)檢查井周邊回填料首選碎石土、砂類土、石灰土、水穩(wěn)料或C15素砼,要杜絕回填垃圾、樹枝及淤泥質(zhì)土等不合格填料;(4)受壓實(shí)機(jī)械設(shè)備作業(yè)范圍影響,檢查井砌筑時(shí)井筒周邊50cm范圍內(nèi)應(yīng)配以小型機(jī)具,如蛙式打夯機(jī)、小型振動(dòng)碾等保證死角及薄弱區(qū)域的壓實(shí),碾壓厚度控制在15cm左右一道。雖采用分離式基座井已能大幅度地避免因井筒周邊回填壓實(shí)不達(dá)標(biāo)而下沉的影響因素,但井筒周邊必須按規(guī)范要求分層碾壓;(5)井蓋標(biāo)高的調(diào)整在粗粒式瀝青攤鋪后進(jìn)行,檢查井井蓋標(biāo)高調(diào)整時(shí)應(yīng)順道路縱橫向四個(gè)方向測(cè)定,以免形成單側(cè)高出路面;(6)支座安裝時(shí),將檢查井蓋的鉸接端平行安裝在與車輛前進(jìn)相反的方向,使車輪碾過鉸接端到達(dá)開啟端時(shí)不因鉸接端翹起引起震動(dòng)響聲;(7)瀝青面層攤鋪時(shí)應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行指揮以免機(jī)械設(shè)備損壞檢查井座及井蓋,基座砼必須養(yǎng)生達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能上機(jī)械進(jìn)行碾壓,對(duì)壓路機(jī)碾壓不到的地方采用人工打夯機(jī)夯實(shí)。
常用的膜分離方法主要有微濾、超濾、反滲透、納濾、電滲析、氣體分離和滲透蒸發(fā)等。表1是幾種主要的膜分離過程及其傳遞機(jī)理、推動(dòng)力、透過物、膜類型的比較。
2膜分離技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì)以后,我國食品工業(yè)飛速發(fā)展,伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國家提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,建立環(huán)境友好型社會(huì)。由于其能耗低、無污染以及具有防止雜菌污染和熱敏性物質(zhì)失活等優(yōu)點(diǎn),膜分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,并已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,具有良好的發(fā)展前景。
2.1膜分離技術(shù)在飲料工業(yè)中的應(yīng)用
2.1.1在果蔬汁生產(chǎn)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的果蔬汁加工工藝,不僅損害風(fēng)味和營養(yǎng),而且能耗與生產(chǎn)成本較高。超濾和反滲透等膜分離技術(shù)的日益發(fā)展增加了果蔬汁等飲料的生產(chǎn)中保持其原有風(fēng)味以及營養(yǎng)物質(zhì)的可行性。
2.1.2超濾在果蔬汁生產(chǎn)中的應(yīng)用
①果蔬汁脫苦。E.Hernandez等研究了利用超濾和二乙烯基聚苯乙烯樹脂吸附的聯(lián)合過程,對(duì)葡萄柚汁進(jìn)行脫苦,結(jié)果發(fā)現(xiàn),由于超濾過程除去了一些苦味前體物質(zhì)和易被樹脂吸附的大分子物質(zhì)及懸浮小顆粒,樹脂的使用壽命和脫苦效率明顯改善,柚皮苷和檸檬堿可被完全除去,明顯提高了果汁的風(fēng)味。②果汁澄清。運(yùn)用超濾技術(shù)能夠制出穩(wěn)定的蘋果澄清汁,除去易引起蘋果汁發(fā)生渾濁沉淀的大分子物質(zhì),解決連續(xù)化作業(yè)的難題,確保了色值、透光率等技術(shù)指標(biāo)的持久穩(wěn)定,對(duì)濃縮青蘋果汁出口非常有利。
2.2膜分離技術(shù)在濃縮果汁中的應(yīng)用
濃縮是果汁加工中的最主要工序,傳統(tǒng)的果汁濃縮多采用蒸發(fā)技術(shù),在高溫下果汁中的熱敏性物質(zhì)以及營養(yǎng)物質(zhì)容易受到高溫?fù)p害,因此采用膜分離技術(shù)進(jìn)行果汁的濃縮,最常用的就是反滲透技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成功地用于蘋果、梨、柑橘、菠蘿、葡萄、番茄、西番蓮等果蔬汁的濃縮。分滲透技術(shù)在濃縮果汁時(shí)適用于相對(duì)分子質(zhì)量小于500的低分子無機(jī)物或有機(jī)物水溶液的分離。操作壓力為0.1~10MPa,較易控制。
2.3膜分離技術(shù)在飲料業(yè)中的水處理中的應(yīng)用
飲料的主要成分是水,水質(zhì)量的好壞決定著飲料質(zhì)量的好壞。而通過使用膜分離技術(shù),能夠有效分離水中的其他雜質(zhì),大大提高水的質(zhì)量,進(jìn)而保證飲料的質(zhì)量。
2.4膜分離技術(shù)在油脂加工中的應(yīng)用
從油脂加工技術(shù)的發(fā)展來看,上世紀(jì)八九十年代,一些大型的先進(jìn)油脂企業(yè)才開始運(yùn)用膜分離技術(shù),現(xiàn)在已在大豆蛋白提取、菜籽蛋白提取和脫毒、油脂精煉等方面取得了一些可喜的研究成果。應(yīng)用于混合油預(yù)分離、尾氣回收、油脂副產(chǎn)品的深加工等方面也引起了研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家的重視。①在脫酸、脫色中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的脫酸工藝是物理精煉和化學(xué)精煉,即通過向油脂中加堿中和其中的游離脂肪酸,或者通過蒸餾將游離脂肪酸脫除的方法進(jìn)行油脂的脫酸工藝。脫色為利用活性白土的吸附作用將油脂中的色素脫除以達(dá)到脫色的目的。使用超濾技術(shù)可以將油脂的脫酸和脫色工藝合二為一,省去了傳統(tǒng)工藝中的許多工序,使得油率大為提高,還可降低脫色的白土用量和處理廢白土費(fèi)用,及減少脫色白土所吸收中性油脂的損失。②在油脂副產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。磷脂的制備:膜分離技術(shù)從植物油中直接制備磷脂不僅可省去精煉工藝中脫膠工序,而且可以省去投資較大的旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器。
2.5膜分離技術(shù)在葡萄酒釀造中的應(yīng)用
膜過濾在葡萄酒生產(chǎn)行業(yè)中應(yīng)用廣泛,是必不可少的操作單元。通過超濾法分離葡萄的沉降物,不僅能夠起到除菌抑菌的效果,還可以提升葡萄酒的品質(zhì),使其變得更加清澈,增加良好的口感。使用超濾膜除酒石與死端過濾,其中用硅藻土作為介質(zhì),通過對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)除酒石對(duì)葡萄酒中單寧色度的分離功效,要比硅藻土過濾更好,對(duì)于微生物的過濾來說,除酒石也具有非常優(yōu)秀的效果。從總體上來說,通過使用超濾膜處理技術(shù),能夠有效提升葡萄酒的質(zhì)量,對(duì)于其香氣的保留有著非常好的效果,在減少葡萄酒在處理過程中損失程度的同時(shí),提高了成品酒產(chǎn)量。
2.6膜分離技術(shù)在酶制劑濃縮中的應(yīng)用
傳統(tǒng)蒸發(fā)濃縮能耗高,熱相變過程生物酶易褐變活,超濾則能很好地解決這些問題,目前已在淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等酶制劑的生產(chǎn)中得到應(yīng)用。如使用板框式膜組件進(jìn)行發(fā)酵液中真菌蛋白酶濃縮,經(jīng)20h循環(huán)操作,可使300L料液濃縮至10L,酶的回收率為96%。
課程代碼318.009.1編寫時(shí)間
課程名稱數(shù)理統(tǒng)計(jì)
英文名稱Statistics
學(xué)分?jǐn)?shù)3周學(xué)時(shí)3+1
任課教師*徐先進(jìn)開課院系**數(shù)學(xué)學(xué)院
預(yù)修課程
課程性質(zhì):
本課程為數(shù)學(xué)學(xué)院本科生開設(shè),是概率論基礎(chǔ)的繼續(xù),介紹數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。
基本要求和教學(xué)目的:
課程基本內(nèi)容簡介:
數(shù)理統(tǒng)計(jì)是一門理論研究與數(shù)學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科,它區(qū)別于概率論基礎(chǔ)部分,不從概率空間出發(fā),而是考慮如何給隨機(jī)現(xiàn)象裝配一個(gè)概率空間。
數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)研究數(shù)據(jù)資料的收集、整理、分析和推斷,廣泛地應(yīng)用于社會(huì)科學(xué)、工程技術(shù)和自然科學(xué)中。
教學(xué)方式:
教材和教學(xué)參考資料:
作者教材名稱出版社出版年月
教材概率論,第二冊(cè),數(shù)理統(tǒng)計(jì)(兩分冊(cè))人民教育出版社1979
參考資料陳希孺數(shù)理統(tǒng)計(jì)引論科學(xué)出版社1981
峁詩松,王靜龍,濮曉龍高等數(shù)理統(tǒng)計(jì)高等教育出版社,施普林格出版社1998,2003
J.O.BergerStatisticaldecisiontheoryandBayesionanalysis,2ndedition
中譯本:賈乃光譯,統(tǒng)計(jì)決策理論和貝葉斯分析Springer-Verlag,NewYork
中國統(tǒng)計(jì)出版社1985
1988
教學(xué)內(nèi)容安排:
第一章引論
本章的教學(xué)目的是闡述數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本問題,介紹數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本概念。指出了現(xiàn)階段的教學(xué)內(nèi)容是研究如何利用一定的資料對(duì)所關(guān)心的問題作出盡可能精確可靠的結(jié)論,而不是考慮如何設(shè)計(jì)獲得數(shù)據(jù)的試驗(yàn)。
統(tǒng)計(jì)量是從數(shù)據(jù)中提取信息的工具。本章介紹了兩種常用求估計(jì)量的方法,介紹了刻畫統(tǒng)計(jì)量性能的一致最小方差的概念。
§1統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本問題
§2數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本概念
§3求估計(jì)量的兩種常用方法
§4一致最小方差無偏估計(jì)
第二章抽樣分布
本章假定待研究的母體服從最常見的正態(tài)分布,導(dǎo)出了常用統(tǒng)計(jì)量,,的分布。本章的結(jié)論是對(duì)小樣本討論的,由于正態(tài)分布的特殊性,它們也可作為大樣本情形的極限分布。
本章還介紹了與正態(tài)母體相聯(lián)系的柯赫倫定理與費(fèi)歇定理。
§1正態(tài)母體子樣的線性函數(shù)的分布
§2分布
§3分布和分布
§4正態(tài)母體子樣均值和方差的分布
第三章假設(shè)檢驗(yàn)(I)
本章的教學(xué)目的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)和區(qū)間估計(jì)是針對(duì)問題的不同性質(zhì)而作的三種統(tǒng)計(jì)推斷,掌握并正確理解顯著性檢驗(yàn)問題的處理步驟。在本章的執(zhí)行過程中,給出了一些典型的假設(shè)檢驗(yàn)問題的分析和理解,以幫助學(xué)生掌握和運(yùn)用這一統(tǒng)計(jì)思想。
本章介紹了具有一般意義的廣義似然比檢驗(yàn)。
§1引言
§2正態(tài)母體參數(shù)的檢驗(yàn)
§3正態(tài)母體參數(shù)的置信區(qū)間
§4多項(xiàng)分布的檢驗(yàn)
§5廣義似然比檢驗(yàn)
第四章線性統(tǒng)計(jì)推斷
本章主要討論數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中兩類重要的問題,線性模型和回歸分析,介紹了處理另一類問題的方差分析。在數(shù)學(xué)過程中,解釋了在復(fù)雜問題中使用線性模型的合理性,也分析了統(tǒng)計(jì)假設(shè)在實(shí)際問題中的意義。
在本章的執(zhí)行過程中,比較了回歸分析與線性模型的異同點(diǎn)。
§1最小二乘法
§2回歸分析
§3方差分析
第五章點(diǎn)估計(jì)
本章從理論的角度討論了一致最小方差無偏估計(jì)的性質(zhì)。介紹了一些尋找一致最小方差無偏估計(jì)的方法。
通常,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)由許多不同廠家的產(chǎn)品構(gòu)成,要有效地管理這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),就要求各個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品提供統(tǒng)一的管理接口,即遵循標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。這樣,一個(gè)廠家的網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品就能方便地管理其他廠家的產(chǎn)品,不同廠家的網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品之間還能交換管理信息。
在簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol)設(shè)計(jì)時(shí),就定位在是一種易于實(shí)施的基本網(wǎng)絡(luò)管理工具。在網(wǎng)管領(lǐng)域中,它扮演了先鋒的角色,因OSI的CMIP發(fā)展緩慢同時(shí)在Internet的迅猛發(fā)展和多廠商環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)管理解決方案的驅(qū)動(dòng)下,而很快成為了事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。
SNMP的管理結(jié)構(gòu)如圖1所示。它的核心思想是在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上存放一個(gè)管理信息庫MIB(ManagementInformationBase),由節(jié)點(diǎn)上60(agent)負(fù)責(zé)維護(hù),管理者通過應(yīng)用層協(xié)議對(duì)這些進(jìn)行輪詢進(jìn)而對(duì)管理信息庫進(jìn)行管理。SNMP最大的特點(diǎn)就是其簡單性。它的設(shè)計(jì)原則是盡量減少網(wǎng)絡(luò)管理所帶來的對(duì)系統(tǒng)資源的需求,盡量減少agent的復(fù)雜性。它的整個(gè)管理策略和體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都體現(xiàn)了這一原則。
SNMP的主要優(yōu)點(diǎn)是:
·易于實(shí)施;
·成熟的標(biāo)準(zhǔn);
·C/S模式對(duì)資源要求較低;
·廣泛適用,代價(jià)低廉。
簡單性是SNMP標(biāo)準(zhǔn)取得成功的主要原因。因?yàn)樵诖笮偷?、多廠商產(chǎn)品構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,管理協(xié)議的明晰是至關(guān)重要的;但同時(shí)這又是SNMP的缺陷所在——為了使協(xié)議簡單易行,SNMP簡化了不少功能,如:
·沒有提供成批存取機(jī)制,對(duì)大塊數(shù)據(jù)進(jìn)行存取效率很低;
·沒有提供足夠的安全機(jī)制,安全性很差;
·只在TCP/IP協(xié)議上運(yùn)行,不支持別的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;
·沒有提供管理者與管理者之間通信的機(jī)制,只適合集中式管理,而不利于進(jìn)行分布式管理;
·只適于監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,不適于監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)本身。
針對(duì)這些問題,對(duì)它的改進(jìn)工作一直在進(jìn)行。如1991年11月,推出了RMON(RernoteNetworkMonitor)MIB,加強(qiáng)SNMP對(duì)網(wǎng)絡(luò)本身的管理能力。它使得SNMP不僅可管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,還能監(jiān)測(cè)局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量等信息,1992年7月,針對(duì)SNMP缺乏安全性的弱點(diǎn),又公布了S-SNMP(SecureSNMP)草案。到1993年初,又推出了SNMPVersion2即SNMPv2(推出了SNMPv2以后,SNMP就被稱為SNMPv1)。SNM-Pv2包容了以前對(duì)SNMP的各項(xiàng)改進(jìn)工作,并在保持了SNMP清晰性和易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)以外,吸取了CMIP的部分優(yōu)點(diǎn),功能更強(qiáng),安全性更好,具體表現(xiàn)為:
·提供了驗(yàn)證機(jī)制,加密機(jī)制,時(shí)間同步機(jī)制等,安全性大大提高;
·提供了一次取回大量數(shù)據(jù)的能力,效率大大提高;
·增加了管理者和管理者之間的信息交換機(jī)制,從而支持分布式管理結(jié)構(gòu),由位于中間層次(intermediate)的管理者來分擔(dān)主管理者的任務(wù),增加了遠(yuǎn)地站點(diǎn)的局部自主性。
·可在多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上運(yùn)行,如OSI、AppleTalk和IPX等,適用多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(但它的缺省網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仍是UDP)。
·擴(kuò)展了管理信息結(jié)構(gòu)的很多方面。特別是對(duì)象類型的定義引入了幾種新的類型。另外還規(guī)范了一種新的約定用來創(chuàng)建和刪除管理表(managementtables)中的“行”(rows)。
·定義了兩種新的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU(ProtocolDataUnit)。Get-Bulk-Request協(xié)議數(shù)據(jù)單元允許檢索大數(shù)據(jù)塊(largedatablocks),不必象SNMP那樣逐項(xiàng)(itembyitem)檢索;Inform-Request協(xié)議數(shù)據(jù)單元允許在管理者之間交換陷阱(tran)信息。
CMIP協(xié)議是在OSI制訂的網(wǎng)絡(luò)管理框架中提出的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。CMIP與SNMP一樣,也是由管理者、、管理協(xié)議與管理信息庫組成。
CMIP是基于面向?qū)ο蟮墓芾砟P偷摹_@個(gè)管理模型表示了封裝的資源并標(biāo)準(zhǔn)化了它們所提供的接口。如圖2所示了四個(gè)主要的元素:
·系統(tǒng)管理應(yīng)用進(jìn)程是在擔(dān)負(fù)管理功能的設(shè)備(服務(wù)器或路由器等〕中運(yùn)行的軟件:
·管理信息庫MIB是一組從各個(gè)接點(diǎn)收集來的與網(wǎng)絡(luò)管理有關(guān)的數(shù)據(jù);
·系統(tǒng)管理應(yīng)用實(shí)體(systemmanagementapplicationentities)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理工作站間的管理信息的交換,以及與網(wǎng)絡(luò)中其它接點(diǎn)之間的信息交換;
·層管理實(shí)體(layermanagemententities)表示在OSI體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必要的邏輯。
CMIP模型也是基于C/S結(jié)構(gòu)的。客戶端是管理系統(tǒng),也稱管理者,發(fā)起操作并接收通知;服務(wù)器是被管系統(tǒng),也稱,接收管理指令,執(zhí)行命令并上報(bào)事件通知。一個(gè)CMIP操作臺(tái)(console)可以和一個(gè)設(shè)備建立一個(gè)會(huì)話,并用一個(gè)命令就可以下載許多不同的信息。例如,可以得到一個(gè)設(shè)備在一段特定時(shí)間內(nèi)所有差錯(cuò)統(tǒng)計(jì)信息。
CMIP采用基于事件而不是基于輪詢的方法來獲得網(wǎng)絡(luò)組件的相關(guān)數(shù)據(jù)。
CMIP已經(jīng)得到主要廠商,包括IBM、HP及AT&T的支持。用戶和廠商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到CMIP在企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域是一個(gè)比較好的選擇。它能夠滿足企業(yè)級(jí)網(wǎng)管對(duì)橫跨多個(gè)管理域的對(duì)等相互作用(peertopeerinteractions)的要求。CMIP特別適合對(duì)要求提供集中式管理的樹狀系統(tǒng),尤其是對(duì)電信網(wǎng)(telecommunicationsnetwork)的管理。這就是下面提到的電信管理網(wǎng)。
二、電信管理網(wǎng)TMN
電信管理網(wǎng)TMN是國際電聯(lián)ITU-T借鑒0SI中有關(guān)系統(tǒng)管理的思想及技術(shù),為管理電信業(yè)務(wù)而定義的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),TMN基于OSI系統(tǒng)管理(ITU-UX.700/ISO7498-4)的概念,并在電信領(lǐng)域的應(yīng)用中有所發(fā)展.它使得網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與電信網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)下,按照標(biāo)準(zhǔn)的接口和標(biāo)準(zhǔn)的信息格式交換管理信息,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理功能。TMN的基本原理之一就是使管理功能與電信功能分離。網(wǎng)絡(luò)管理者可以從有限的幾個(gè)管理節(jié)點(diǎn)管理電信網(wǎng)絡(luò)中分布的電信設(shè)備。
國際電信聯(lián)盟(ITU)在M.3010建議中指出,電信管理網(wǎng)的基本概念是提供一個(gè)有組織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以取得各種類型的操作系統(tǒng)(OSs)之間、操作系統(tǒng)與電信設(shè)備之間的互連。它采用商定的具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和信息的接口進(jìn)行管理信息交換的體系結(jié)構(gòu)。提出TMN體系結(jié)構(gòu)的目的是支撐電信網(wǎng)和電信業(yè)務(wù)的規(guī)劃、配置、安裝、操作及組織。
電信管理網(wǎng)TMN的目的是提供一組標(biāo)準(zhǔn)接口,使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)的操作、管理和維護(hù)及對(duì)網(wǎng)絡(luò)單元的管理變得容易實(shí)現(xiàn),所以,TMN的提出很大程度上是為了滿足網(wǎng)管各部分之間的互連性的要求。集中式的管理和分布式的處理是TMN的突出特點(diǎn)。
ITU-T從三個(gè)方面定義了TMN的體系結(jié)構(gòu)(Architecture),即功能體系結(jié)構(gòu)(FunctionalArchitecture),信息體系結(jié)構(gòu)(InformationArchitecture)和物理體系結(jié)構(gòu)(PhysicalArchitecture)。它們分別體現(xiàn)在管理功能塊的劃分、信息交互的方式和網(wǎng)管的物理實(shí)現(xiàn)。我們按TMN的標(biāo)準(zhǔn)從這三個(gè)方面出發(fā),對(duì)TMN系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
功能體系結(jié)構(gòu)是從邏輯上描述TMN內(nèi)部的功能分布。引入了一組標(biāo)準(zhǔn)的功能塊(Functionalblock)和可能發(fā)生信息交換的參考點(diǎn)(referencepoints)。整個(gè)TMN系統(tǒng)即是各種功能塊的組合。
信息體系結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)方面:管理信息模型和管理信息交換。管理信息模型是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源及其所支持的管理活動(dòng)的抽象表示,網(wǎng)絡(luò)管理功能即是在信息模型的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。管理信息交換主要涉及到TMN的數(shù)據(jù)通信功能和消息傳遞功能,即各物理實(shí)體和功能實(shí)體之間的通信。
物理體系結(jié)構(gòu)是為實(shí)現(xiàn)TMN的功能所需的各種物理實(shí)體的組織結(jié)構(gòu)。TMN功能的實(shí)現(xiàn)依賴于具體的物理體系結(jié)構(gòu),從功能體系結(jié)構(gòu)到物理體系結(jié)構(gòu)存在著映射關(guān)系。物理體系結(jié)構(gòu)隨具體情況的不同而千差萬別。在物理體系結(jié)構(gòu)和功能體系結(jié)構(gòu)之間有一定的映射關(guān)系。物理體系結(jié)構(gòu)中的一個(gè)物理塊實(shí)現(xiàn)了功能體系結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)功能塊,一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)了功能體系結(jié)構(gòu)中的一組參考點(diǎn)。
仿照OSI網(wǎng)絡(luò)分層模型,ITU-T進(jìn)一步在TMN中引入了邏輯分層。如圖3所示:
TMN的邏輯分層是將管理功能針對(duì)不同的管理對(duì)象映射到事務(wù)管理層BML(BusinessManagementLayer),業(yè)務(wù)管理層SML(ServiceManagementLayer),網(wǎng)絡(luò)管理層NML(NetworkManagementLayer)和網(wǎng)元管理層EML(ElementManagementLayer)。再加上物理存在的網(wǎng)元層NEL(NetworkElementLayer),就構(gòu)成了TMN的邏輯分層體系結(jié)構(gòu)。從圖2-6可以看到,TMN定義的五大管理功能在每一層上都存在,但各層的側(cè)重點(diǎn)不同。這與各層定義的管理范圍和對(duì)象有關(guān)。
三、TMN開發(fā)平臺(tái)和開發(fā)工具
1.利用TMN的開發(fā)工具開發(fā)TMN的必要性
TMN的信息體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用OSI系統(tǒng)管理的原則,引入了管理者和的概念,強(qiáng)調(diào)在面向事物處理的信息交換中采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。如前所述,TMN是高度強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò),故基于TMN標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā),其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求嚴(yán)格復(fù)雜,使得TMN的實(shí)施成為一項(xiàng)具有難度和挑戰(zhàn)性的工作;再加上OSI系統(tǒng)管理專業(yè)人員的相對(duì)缺乏,因此,工具的引入有助于簡化TMN的開發(fā),提高開發(fā)效率。目前比較流行的基于TMN標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺(tái)有HPOVDM、SUNSEM、IBMTMN平臺(tái)和DSET的DSG及其系列工具。這些平臺(tái)可以用于開發(fā)全方位的TMN管理者和應(yīng)用,大大降低TMN/Q3應(yīng)用系統(tǒng)的編程復(fù)雜性,并且使之符合開放系統(tǒng)互連(OSI)網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)包括高級(jí)信息模型定義語言GDM0,OSI標(biāo)準(zhǔn)信息傳輸協(xié)議CMIP,以及抽象數(shù)據(jù)類型定義語言ASN.1。其中DSET的DSG及工具系列除了具備以上功能外,還具有獨(dú)立于硬件平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)。下面將比較詳細(xì)論述DSET的TMN開發(fā)工具及其在TMN開發(fā)中的作用。
2.DSET的TMN開發(fā)工具的基本組成
DSET的TMN開發(fā)工具從功能上來講可以構(gòu)成一個(gè)平臺(tái)和兩大工具箱。一個(gè)平臺(tái):分布式系統(tǒng)生成器DSG(DistributedSystemGenerator);兩個(gè)工具箱:管理者工具箱和工具箱。
分布式系統(tǒng)生成器DSG
DSG是用于頂層TCP/IP、OSI和其它協(xié)議上構(gòu)筑分布式并發(fā)系統(tǒng)的高級(jí)對(duì)象請(qǐng)求0RB。DSG將復(fù)雜的通信基礎(chǔ)設(shè)施和面向?qū)ο蠹夹g(shù)相結(jié)合,提供構(gòu)筑分布式計(jì)算的軟件平臺(tái)。通信基礎(chǔ)設(shè)施支持分布式計(jì)算中通信域的通信要求。如圖4所示,它提供了四種主要的服務(wù):透明遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程過程調(diào)用和消息傳遞、抽象數(shù)據(jù)服務(wù)及命名服務(wù)。借助于并發(fā)的面向?qū)ο罂蚣?,一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用可以分解成一組相互通信的并發(fā)對(duì)象worker,除了支持例如類和多重繼承等重要的傳統(tǒng)面向?qū)ο筇卣魍?,為了?gòu)筑新的worker類,DSG也支持分布式對(duì)象。在一個(gè)開放系統(tǒng)中,一個(gè)worker可以和其它worker進(jìn)行通信,而不必去關(guān)心它們所處的物理位置。
DSG提供給用戶用以開發(fā)應(yīng)用的構(gòu)造塊(buildingblock)稱為worker。一個(gè)worker可以有自己的控制線程,也可以和別的線程共享一個(gè)控制線程,每個(gè)Worker都有自己的服務(wù)訪問點(diǎn)SAP(ServiceAccessPoint),通過SAP與其它worker通信。Worker是事件驅(qū)動(dòng)的。在Worker內(nèi)部,由有限狀態(tài)機(jī)FSM(FiniteStateMachine〕定義各種動(dòng)作及處理例程,DSG接受外部事件并分發(fā)到相應(yīng)的動(dòng)作處理例程進(jìn)行處理。如圖5所示,獨(dú)占線程的此worker有三個(gè)狀態(tài),兩個(gè)SAPs,并且每個(gè)SAP的消息隊(duì)列中都有兩個(gè)事件。DSG環(huán)境通過將這些事件送到相應(yīng)的事件處理程序中來驅(qū)動(dòng)worker的有限狀態(tài)機(jī)。
Worker是分布式的并發(fā)對(duì)象,DSG用它來支持面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn),如:類,繼承等等。Worker由workerclass定義。Worker可以根據(jù)需要由應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。在一個(gè)UNIX進(jìn)程中可以創(chuàng)建的Worker個(gè)數(shù)僅受內(nèi)存的限制。
管理者工具箱由ASN.C/C++編譯器、CMIP/ROSE協(xié)議和管理者代碼生成器MCG構(gòu)成,如圖6所示。
其中的CMIP/ROSE協(xié)議提供全套符合Q3接口選用的OSI七層協(xié)議棧實(shí)施。由于TMN在典型的電信環(huán)境中以面向?qū)ο蟮男畔⒛P涂刂坪凸芾砦锢碣Y源,所有被管理的資源均被抽象為被管對(duì)象(M0),被管理系統(tǒng)中的幫助管理者通過MO訪問被管理資源,又根據(jù)ITU-TM.3010建議:管理者與之間通過Q3接口通信。為此管理者必須產(chǎn)生與通信的CMIP請(qǐng)求。管理者代碼生成器讀取信息模型(GDMO文件和ASN.1文件),創(chuàng)立代碼模板來為每個(gè)被定義的MO類產(chǎn)生CMIP請(qǐng)求和CMIP響應(yīng)。由于所有CMIP數(shù)據(jù)均由ASN.1符號(hào)定義,而上層管理應(yīng)用可能采用C/C++,故管理者應(yīng)用需要包含ASN.1數(shù)據(jù)處理代碼,管理者工具箱中的ASNC/C++編譯器提供ASN.1數(shù)據(jù)到C/C++語言的映射,并采用“預(yù)處理技術(shù)“生成ASN.1數(shù)據(jù)的低級(jí)代碼,可見利用DSET工具用戶只需編寫網(wǎng)管系統(tǒng)的信息模型和相關(guān)的抽象數(shù)據(jù)類型定義文件,然后利用DSET的ASNC/C++編譯器,管理者代碼生成器即可生成管理者部分代碼框架。
工具箱包括可硯化生成器VAB、CMIP翻譯器、ASN.C/C++Toolkit,其結(jié)構(gòu)見圖7。用來開發(fā)符合管理目標(biāo)定義指南GDMO和通用管理信息協(xié)議CMIP規(guī)定的應(yīng)用.使用DSET獨(dú)具特色的工具箱的最大的好處就是更快、更容易地進(jìn)行應(yīng)用的開發(fā)。DSET在應(yīng)用的開發(fā)上為用戶做了大量的工作。
一個(gè)典型的GDMO/CM1P應(yīng)用包括三個(gè)代碼模塊:
·、MIT、MIB的實(shí)施
·被管理資源的接口代碼
·后端被管理資源代碼
第一個(gè)模塊用于處理與MO實(shí)施。工具箱通過對(duì)過濾、特性處理、MO實(shí)例的通用支持,自動(dòng)構(gòu)作這一個(gè)模塊。DSET的這一部分做得相當(dāng)完善,用戶只需作少量工作即可完成本模塊的創(chuàng)建。對(duì)于mcreate、m-delete、m-get、m-cancel-get、m-set、m-set-confirmed、m-action、m-action-confirmed這些CMIP請(qǐng)求,第一個(gè)模塊中包含有缺省的處理代碼框架。這些缺省代碼都假定管理者的CMIP請(qǐng)求只與MO打交道。為了適應(yīng)不同用戶的需求,DSET工具箱又提供在缺省處理前后調(diào)用用戶程序的接入點(diǎn)(稱為Userhooks)。當(dāng)某CMIP請(qǐng)求需與實(shí)際被管資源或數(shù)據(jù)庫打交道時(shí),用戶可在相應(yīng)的PRE-或POST-函數(shù)中加入自己的處理代碼。例如,當(dāng)你需要在二層管理應(yīng)用中發(fā)CMIP請(qǐng)求,需望獲取實(shí)際被管資源的某屬性,而該屬性又不在相應(yīng)MO中時(shí)你只需在GDMO預(yù)定義模板中為此屬性定義一PRE-GET函數(shù),并在你自己的定制文件中為此函數(shù)編寫從實(shí)際被管設(shè)備取到該屬性值的代碼即可。DSET的Agent代碼在執(zhí)行每個(gè)CMIP請(qǐng)求前都要先檢查用戶是否在GDMO預(yù)定義文件中為此清求定義了PRE-函數(shù),若是,則光執(zhí)行PRE-函數(shù),并根據(jù)返回值決定是否執(zhí)行缺省處理(PRE-函數(shù)返回D-OK則需執(zhí)行缺省處理,否則Agent向管理者返回正確或錯(cuò)誤響應(yīng))。同樣當(dāng)Agent執(zhí)行完缺省處理函數(shù)時(shí),也會(huì)檢查用戶是否為該請(qǐng)求定義了POST-函數(shù),若是則繼續(xù)執(zhí)行POST-函數(shù)。至于Agent與MO之間具體是如何實(shí)現(xiàn)通信的,用戶不必關(guān)心,因?yàn)镈SET已為我們實(shí)現(xiàn)了。用戶只需關(guān)心需要與設(shè)備交互的那一部分CMIP請(qǐng)求,為其定制PRE-/POST函數(shù)即可。
第二個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)MO與實(shí)際被管資源的通信。它的實(shí)現(xiàn)依賴于分布式系統(tǒng)生成器DSG所提供“網(wǎng)關(guān)處理單元”(gateway)、遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)與消息傳遞機(jī)制及MSL語言編譯器。通信雙方的接口定義由用戶在簡化的ROSE應(yīng)用中定義,在DSG中也叫環(huán)境,該環(huán)境定義了雙方的所有操作和相關(guān)參數(shù)。DSG的CTX編譯器編譯CTX格式的接口定義并生成接口表。DSG的MSL語言編譯器用以編譯分布式對(duì)象類的定義并生成事件調(diào)度表。采用DSG的網(wǎng)關(guān)作為MO與實(shí)際被管資源間的通信橋梁,網(wǎng)關(guān)與MO之間通過定義接口定義文件及各自的MSL文件即可實(shí)現(xiàn)通信,網(wǎng)關(guān)與被管設(shè)備之間采用設(shè)備所支持的通信協(xié)議來進(jìn)行通信,例如采用TCP/IP協(xié)議及Socket機(jī)制實(shí)現(xiàn)通信。
第三個(gè)模塊對(duì)被管理資源進(jìn)行實(shí)際處理。這一模塊根據(jù)第二個(gè)模塊中定義的網(wǎng)關(guān)與被管設(shè)備間的通信機(jī)制來實(shí)現(xiàn),與工具沒有多大聯(lián)系。
四、TMN開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
電信管理網(wǎng)技術(shù)蘊(yùn)含了當(dāng)今電信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和軟件開發(fā)的最新技術(shù),如OSI開放系統(tǒng)互連技術(shù)、OSI系統(tǒng)管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及分布式處理、面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒ㄒ约案咚贁?shù)據(jù)通信技術(shù)等。電信管理網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)具有巨大的挑戰(zhàn)性。
工具的引入很大程度上減輕了TMN的開發(fā)難度。留給開發(fā)人員的最艱巨工作就是接口(interface)的信息建模。尤其是Q3接日的信息建模問題。
Q3接口是TMN接口的“旗艦”,Q3接口包括通信模型和信息模型兩個(gè)部分,通信模型(0SI系統(tǒng)管理)的規(guī)范制定的十分完善,并且工具在這方面所作的工作較多,因此,當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)和開發(fā)各種不同管理業(yè)務(wù)的TMN系統(tǒng)時(shí),主要是采用一定的方法學(xué),遵循一定的指導(dǎo)原則,針對(duì)不同電信領(lǐng)域的信息建模問題。
為什么說建模是TMN開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)呢?從管理的角度而言,在那些先有國際標(biāo)準(zhǔn)(或事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)),后有設(shè)備的情況下,是有可能存在一致性的信息模型的,例如目前SDH和七號(hào)信令網(wǎng)的TMN系統(tǒng)存在這樣的信息模型標(biāo)準(zhǔn)。但即使這樣,在這些TMN系統(tǒng)的實(shí)施過程,有可能由于管理需求的不同而對(duì)這些模型進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化。在那些先有設(shè)備而后才有國際標(biāo)準(zhǔn)(或事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn))的設(shè)備,而且有的電信設(shè)備就無標(biāo)準(zhǔn)而言,由于不同廠家的設(shè)備千差萬別,這種一致性的信息模型的制定是非常困難的。
例如,近年來標(biāo)準(zhǔn)化組織國際電信聯(lián)盟(ITU-T)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織(ETSI)、網(wǎng)絡(luò)管理論壇(NMF)和ATM論壇等相繼頒布了一些Q3信息模型。但至今沒有一個(gè)完整的穩(wěn)定的交換機(jī)網(wǎng)元層的Q3信息模型。交換機(jī)的Q3信息模型提供了交換機(jī)網(wǎng)元的一個(gè)抽象的、一般的視圖,它應(yīng)當(dāng)包含交換機(jī)的管理的各個(gè)方面。但這是不可能的。因?yàn)殡S著電信技術(shù)的不斷發(fā)展,交換機(jī)技術(shù)也在不斷的發(fā)展,交換機(jī)的類型不斷增加,電信業(yè)務(wù)不斷的引入。我們很難設(shè)計(jì)一個(gè)能夠兼容未來交換機(jī)的信息模型。如今的交換機(jī)已不再是僅僅提供電話的窄帶業(yè)務(wù),而且也提供象ISDN這樣的寬帶業(yè)務(wù)。交換機(jī)趨向?qū)拵д瓗б惑w化發(fā)展,因此交換機(jī)的Q3信息模型是很復(fù)雜的,交換機(jī)Q3信息建模任務(wù)是很艱巨的。
五、TMN管理者和的開發(fā)
下面結(jié)合我們的開發(fā)工作,探討一下TMN管理者和的開發(fā)。
1.管理者的開發(fā)
基于OSI管理框架的管理者的實(shí)施通常被認(rèn)為是很困難的事,通常,管理者可以劃分為三個(gè)部分。第一部分是位于人機(jī)之間的圖形用戶接口GUI(GraphicalUserInterfaces),接收操作人員的命令和輸入并按照一種統(tǒng)一的格式傳送到第二部分——管理功能。管理功能提供管理功能服務(wù),例如故障管理,性能管理、配置管理、記費(fèi)管理,安全管理及其它特定的管理功能。接收到來GUI的操作命令,管理功能必須調(diào)用第三部分——CMSIAPI來發(fā)送CMIP請(qǐng)求到。CMISAPI為管理者提供公共管理信息服務(wù)支持。
大多數(shù)的網(wǎng)管應(yīng)用是基于UNIX平臺(tái)的,如Solaris,AIXandHP-UX。若GUI是用X-Window來開發(fā)的,那么GUI和管理功能之間的接口就不存在了,從實(shí)際編程的的角度看,GUI和管理功能都在同一個(gè)進(jìn)程中。
上面的管理者實(shí)施方案盡管有許多優(yōu)點(diǎn),但也存在著不足。首先是費(fèi)用昂貴。所有的管理工作站都必須是X終端,服務(wù)器必須是小型機(jī)或大型機(jī)。這種方案比采用PC機(jī)作客戶端加上UNIX服務(wù)器的方案要昂貴得多。其次,擴(kuò)展性不是很好,不同的管理系統(tǒng)的范圍是不同的,用戶的要求也是不一樣的,不是所有的用戶都希望在X終端上來行使管理職責(zé)。因此,PC機(jī)和調(diào)終端都應(yīng)該向用戶提供。最后由于X-Window的開發(fā)工具比在PC機(jī)上的開發(fā)工具要少得多。因此最終在我們的開發(fā)中,選擇了PC機(jī)作為管理工作站,SUNUltral作為服務(wù)器。
在實(shí)際工作中我們將管理者劃分為兩個(gè)部分——管理應(yīng)用(managementapplication)和管理者網(wǎng)關(guān)(managergateway)。如圖8所示。
管理應(yīng)用向用戶提供圖形用戶接口GUI并接受用戶的命令和輸入,按照定義好的消息格式送往管理者網(wǎng)關(guān),由其封裝成CMIP請(qǐng)求,調(diào)用CMISAPI發(fā)往。同時(shí),管理者網(wǎng)關(guān)還要接收來自的響應(yīng)消息和事件報(bào)告并按照一定的消息格式送往管理應(yīng)用模塊。
但是這種方案也有缺點(diǎn)。由于管理應(yīng)用和管理者網(wǎng)關(guān)的分離,前者位于PC機(jī)上,后者位于Ultral工作站上。它們之間的相互作用須通過網(wǎng)絡(luò)通信來完成。它們之間的接口不再是一個(gè)參考點(diǎn)(ReferencePoint),而是一個(gè)物理上的接口,在電信管理網(wǎng)TMN中稱為F接口。迄今為止ITU-T一直沒能制定出有關(guān)F接口的標(biāo)準(zhǔn),這一部分工作留給了TMN的開發(fā)者。鑒于此,我們制定了管理應(yīng)用和管理者網(wǎng)關(guān)之間通信的協(xié)議。
在開發(fā)中,我們選擇了PC機(jī)作為管理工作站,SUNUltral作為我們的管理者網(wǎng)關(guān)。所有的管理應(yīng)用都在PC機(jī)上。開發(fā)人員可以根據(jù)各自的喜好來選擇不同開發(fā)工具,如Java,VC++,VB,PB等。管理者網(wǎng)關(guān)執(zhí)行部分的管理功能并調(diào)用CMISAPI來發(fā)送CMIP請(qǐng)求,接收來自的響應(yīng)消息和事件報(bào)告并送往相應(yīng)的管理應(yīng)用。
管理者網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過編譯信息模型(GDMO文件和ASN.1文件)獲得的。它基于DSG環(huán)境的。管理者網(wǎng)關(guān)必須完成下列轉(zhuǎn)換:
數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換:GUI中的數(shù)據(jù)類型與ASN.1描述的數(shù)據(jù)類型之間的相互轉(zhuǎn)換;
消息格式轉(zhuǎn)換:GUI和管理者網(wǎng)關(guān)之間的消息格式與CMIP格式之間的相互轉(zhuǎn)換;
協(xié)議轉(zhuǎn)換:TCP/IP協(xié)議與OSI協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換。
這意味著管理者網(wǎng)關(guān)接收來自管理應(yīng)用的消息。將其轉(zhuǎn)換為ASN.1的數(shù)據(jù)格式,并構(gòu)造出CMIS的參數(shù),調(diào)用CMISAPI發(fā)送CMIP請(qǐng)求。反過來,管理者收到來自的消息,解讀CMIS參數(shù),構(gòu)造消息格式,然后送往GUI。GUI和管理者網(wǎng)關(guān)之間的消息格式是由我們自己定義的。由于管理應(yīng)用的復(fù)雜性,消息格式的制定參考了CMIS的參數(shù)定義和ASN.1的數(shù)據(jù)類型。
管理者網(wǎng)關(guān)是采用多線程(multi-thread)編程來實(shí)現(xiàn)的。
2.的開發(fā)
的結(jié)構(gòu)如圖9所示。
為了使部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)模塊化、系統(tǒng)化和簡單化,將agent分成兩大模塊——通用模塊和MO模塊——進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。如圖所示,通用agent向下只與MO部分直接通信,而不能與被管資源MR直接進(jìn)行通信及操作,即通用agent將manager發(fā)來的CMIP請(qǐng)求解析后投遞給相應(yīng)的M0,并從MO接收相應(yīng)的應(yīng)答信息及其它的事件報(bào)告消息。
的作用是代表管理者管理MO。利用工具的支持,采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù),分為八個(gè)步驟進(jìn)行agent的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),這八個(gè)步驟是:
第一步:對(duì)信息模型既GDMO文件和ASN.1文件的理解,信息模型是TMN系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。特別是對(duì)信息模型中對(duì)象類和其中各種屬性清晰的認(rèn)識(shí)和理解,對(duì)于實(shí)際的TMN系統(tǒng)來說,其信息模型可能很復(fù)雜,其中對(duì)象類在數(shù)量上可能很多。也就是說,在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)agent之前,必須作到對(duì)MO心中有數(shù)。
第二步:被管對(duì)象MO的定制。這一部分是agent設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵部分,工具對(duì)這方面的支持也不是很多,特別是涉及到MO與MR之間的通信,更為復(fù)雜,故將MO專門作為一個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)MO和MR之間的通信以及數(shù)據(jù)和消息格式的轉(zhuǎn)換問題,利用網(wǎng)關(guān)原理設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)關(guān)來解決。
第三步:創(chuàng)建內(nèi)置的M0。所謂內(nèi)置MO就是指在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),已經(jīng)存在的物理實(shí)體的抽象。為了保證能對(duì)這些物理實(shí)體進(jìn)行管理,必須將這些被管對(duì)象的各種固有的屬性值和操作預(yù)先加以定義。
第四步:創(chuàng)建外部服務(wù)訪問點(diǎn)SAP。如前所述,TMN系統(tǒng)中各個(gè)基于分布式處理的worker之間通過SAP進(jìn)行通信,所以要為agent與管理者manager之間、agent與網(wǎng)關(guān)之間創(chuàng)建SAP。
第五步:SAP同內(nèi)置MO的捆綁注冊(cè)。由于在TMN系統(tǒng)中,agent的所有操作是針對(duì)MO的,即所有的CMIP請(qǐng)求經(jīng)解析后必須送到相應(yīng)的M0,而基于DSG平臺(tái)的worker之間的通信是通過SAP來實(shí)現(xiàn)的。因而,在系統(tǒng)處理過程中,當(dāng)進(jìn)行信息的傳輸時(shí),必須知道相應(yīng)MO的SAP,所以,在agent的設(shè)計(jì)過程中,必須為內(nèi)置MO注冊(cè)某一個(gè)SAP。
第六步:agent配置。對(duì)agent中有些參數(shù)必須加以配置和說明。如隊(duì)列長度、流量控制門限值、agent處理單元組中worker的最大/最小數(shù)目。報(bào)告的處理方式、同步通信方式中超時(shí)門限等。
第七步:agent用戶函數(shù)的編寫,如agentworker初始化函數(shù)、子函數(shù)等的編寫。
第八步:將所有函數(shù)編譯,連接生成可運(yùn)行的agent。
MO模塊是agent設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要而又復(fù)雜的部分。這是由于,一方面工具對(duì)該部分的支持不是很多:另一方面,用戶的大部分處理函數(shù)位于這一部分;最主要的還在于它與被管資源要跨平臺(tái),在不同的環(huán)境下進(jìn)行通信。MO模塊的設(shè)計(jì)思想是在MO和MR之間設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)關(guān)(gateway),來實(shí)現(xiàn)兩者之間的消息、數(shù)據(jù)、協(xié)議等轉(zhuǎn)換。
MO部分的主要功能是解析,執(zhí)行來自管理者的CMIP請(qǐng)求,維持各MO的屬性值同被管資源的一致性,生成CMIP請(qǐng)求結(jié)果,并上報(bào)通用agent模塊,同時(shí)與MR通信,接收和處理來自MR的事件報(bào)告信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給通用agent。
MO部分有大量的用戶定制工作。工具只能完成其中一半的工作,而另一半工作都需要用戶自己去定制。用戶定制分為兩大類;
第一類是PRE-/POST-函數(shù)。PRE-/POST-函數(shù)的主要功能是在agent正式處理CMIP請(qǐng)求之前/之后與被管資源打交道,傳送數(shù)據(jù)到MR或從MR獲取數(shù)據(jù)并做一些簡單的處理。通過對(duì)這些PRE-/POST-函數(shù)的執(zhí)行,可以確保能夠真實(shí)地反映出被管資源的運(yùn)行狀態(tài)。PRE-/POST-函數(shù)分為兩個(gè)層次:MO級(jí)別和屬性級(jí)別。MO級(jí)別層次較高,所有對(duì)該對(duì)象類的CMIP操作都會(huì)調(diào)用MO級(jí)別的PRE-/POST-函數(shù)。屬性級(jí)別層次低,只有對(duì)該屬性的CMIP操作才會(huì)調(diào)用這些函數(shù)。DSET工具只提供了PRE-/POST-函數(shù)的人口參數(shù)和返回值,具體的代碼需要完全由用戶自己編寫。由于agent與被管資源有兩種不同的通信方式,不同的方式會(huì)導(dǎo)致不同的編程結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效率,如果是同步方式,編程較為簡單,但會(huì)阻塞被管資源,適合于由大量數(shù)據(jù)返回的情況。異步方式不會(huì)阻塞被管資源,但編程需要作特殊處理,根據(jù)不同的返回值做不同的處理,適合于數(shù)據(jù)不多的情況,在選擇通信方式時(shí)還要根據(jù)MO的實(shí)現(xiàn)方式來確定。比如,MO若采用Doer來實(shí)現(xiàn),則只能用同步方式。
第二類是動(dòng)作、事件報(bào)告和通知的處理,動(dòng)作的處理相對(duì)比較容易,只需考慮其通信方式采用同步還是異步方式。對(duì)事件報(bào)告和通知的處理比較復(fù)雜。首先,需要對(duì)事件進(jìn)行分類,對(duì)不同類別的事件采用不同的處理方法,由哪一個(gè)事件前向鑒別器EFD(EventForwardingDiscriminator)來處理等等。比如,告警事件的處理就可以單獨(dú)成為一類。其次,對(duì)每一類事件需要確定相應(yīng)的EFD的條件是什么,哪些需要上報(bào)管理應(yīng)用,哪些不需要。是否需要記入日志,這些日志記錄的維護(hù)策略等等。
除了這兩類定制外,MO也存在著優(yōu)化問題。比如MO用worker還是Doer來實(shí)現(xiàn),通信方式采用同步還是異步,面向連接還是無連接等等,都會(huì)影響整個(gè)的性能。
如果MO要永久存儲(chǔ),我們采用文件方式。因?yàn)槟壳癉SET的工具只支持Versant、ODI這兩種面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)OODBMS,對(duì)于0racle,Sybase等數(shù)據(jù)庫的接口還需要用戶自己實(shí)現(xiàn)。MO定制的工作量完全由信息模型的規(guī)模和復(fù)雜程度決定,一個(gè)信息模型的對(duì)象類越多,對(duì)象之間的關(guān)系越復(fù)雜(比如一個(gè)對(duì)象類中的屬性改變會(huì)影響別的類),會(huì)導(dǎo)致定制工作的工作量和復(fù)雜程度大大增加。
者agent在執(zhí)行管理者發(fā)來的CMIP請(qǐng)求時(shí)必須保持與被管資源MR進(jìn)行通信,將manager傳送來的消息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給MR,并要從MR獲取必要的數(shù)據(jù)來完成其操作,同時(shí),它還要接收來自MR的事件報(bào)告,并將這些事件上報(bào)給manager。
由上述可知,與被管資源MR之間的通信接口實(shí)際上是指MO與MR之間的通信接口。大部分MO是對(duì)實(shí)際被管資源的模擬,這些MO要與被管資源通信。若讓這些MO直接與被管資源通信,則存在以下幾個(gè)方面的弊端:
·由于MO模塊本身不具備錯(cuò)誤信息檢測(cè)功能(當(dāng)然也可在此設(shè)計(jì)該項(xiàng)功能,但增加了MO模塊的復(fù)雜性),如果將上向發(fā)來的所有信息(包括某些不恰當(dāng)?shù)男畔ⅲ┤哭D(zhuǎn)發(fā)給MR,不僅無此必要,而且增加了數(shù)據(jù)通信量;同理MR上發(fā)的信息也無必要全部發(fā)送給MO。
·當(dāng)被管資源向MO發(fā)消息時(shí),由于MIT對(duì)于被管資源來說是不可知的,被管資源不能確定其相應(yīng)MO在MIT中所處的具置,從而也就無法將其信息直接送到相應(yīng)的MO,因而只能采用廣播方式發(fā)送信息。這樣一來,每當(dāng)有消息進(jìn)入MO模塊時(shí),每個(gè)MO都要先接收它,然后對(duì)此消息加以判斷,看是否是發(fā)給自己的。這樣一方面使編程復(fù)雜化,使軟件系統(tǒng)繁雜化,不易控制,調(diào)試?yán)щy;另一方面也使通信開銷增大。
·MO直接與被管資源通信,使得系統(tǒng)在安全性方面得不到保障,在性能方面也有所下降,為此,采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中中網(wǎng)關(guān)(gateway)的思想,在MO與被管資源建立一個(gè)網(wǎng)關(guān),即用一個(gè)gatewayworker作為MO與被管資源通信的媒介。網(wǎng)關(guān)在的進(jìn)程處理中起到聯(lián)系被管資源與MO之間的“橋梁”作用。
六、總結(jié)與展望
(一)地上部分保濕:
1、包干:用草繩、蒲包、苔蘚等材料嚴(yán)密包裹樹干和比較粗壯的分枝。上述包扎物具有一定的保濕性和保溫性。經(jīng)包干處理后,一可避免強(qiáng)光直射和干風(fēng)吹襲,減少樹干、樹枝的水分蒸發(fā);二可貯存一定量的水分,使枝干經(jīng)常保持濕潤;三可調(diào)節(jié)枝干溫度,減少高溫和低溫對(duì)枝干的傷害,效果較好。目前,有些地方采用塑料薄膜包干,此法在樹體休眠階段效果是好的,但在樹體萌芽前應(yīng)及時(shí)撤換。因?yàn)?,塑料薄膜透氣性能差,不利于被包裹枝干的呼吸作用,尤其是高溫季?jié),內(nèi)部熱量難以及時(shí)散發(fā)會(huì)引起高溫,灼傷枝干、嫩芽或隱芽,對(duì)樹體造成傷害。
2、噴水:樹體地上部分(特別是葉面)因蒸騰作用而易失水,必須及時(shí)噴水保濕。噴水要求細(xì)而均勻,噴及地上各個(gè)部位和周圍空間,為樹體提供濕潤的小氣候環(huán)境??刹捎酶邏核畼寚婌F,或?qū)⒐┧馨惭b在樹冠上方,根據(jù)樹冠大小安裝一個(gè)或若干個(gè)細(xì)孔噴頭進(jìn)行噴霧,效果較好,但較費(fèi)工費(fèi)料。有人采取"吊鹽水"的方法,即在樹枝上掛上若干個(gè)裝滿清水的鹽水瓶,運(yùn)用吊鹽水的原理,讓瓶內(nèi)的水慢慢滴在樹體上,并定期加水,既省工又節(jié)省投資。但噴水不夠均勻,水量較難控制。一般用于去冠移植的樹體,在抽枝發(fā)葉后,仍需噴水保濕。
3、遮蔭:大樹移植初期或高溫干燥季節(jié),要搭制蔭棚遮蔭,以降低棚內(nèi)溫度,減少樹體的水分蒸發(fā)。在成行、成片種植,密度較大的區(qū)域,宜搭制大棚,省材又方便管理,孤植樹宜按株搭制。要求全冠遮蔭,蔭棚上方及四周與樹冠保持50厘米左右距離,以保證棚內(nèi)有一定的空氣流動(dòng)空間,防止樹冠日灼危害。遮蔭度為70%左右,讓樹體接受一定的散射光,以保證樹體光合作用的進(jìn)行。以后視樹木生長情況和季節(jié)變化,逐步去掉遮蔭物。(二)促發(fā)新根:
1、控水:新移植大樹,根系吸水功能減弱,對(duì)土壤水分需求量較小。因此,只要保持土壤適當(dāng)濕潤即可。土壤含水量過大,反而會(huì)影響土壤的透氣性能,抑制根系的呼吸,對(duì)發(fā)根不利,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致爛根死亡。為此,一方面,我們要嚴(yán)格控制土壤澆水量。移植時(shí)第一次澆透水,以后應(yīng)視天氣情況、土壤質(zhì)地,檢查分析,謹(jǐn)慎澆水。同時(shí)要慎防噴水時(shí)過多水滴進(jìn)入根系區(qū)域。第二方面,要防止樹池積水。種植時(shí)留下的澆水穴,在第一次澆透水后即應(yīng)填平或略高于周圍地面,以防下雨或澆水時(shí)積水。同時(shí),在地勢(shì)低洼易積水處,要開排水溝,保證雨天能及時(shí)排水。第三方面,要保持適宜的地下水位高度(一般要求-1.5米以下)。在地下水位較高處,要做網(wǎng)溝排水,汛期水位上漲時(shí),可在根系挖深井,用水泵將地下水排至場(chǎng)外,嚴(yán)防淹根。
2、保護(hù)新芽:新芽萌發(fā),是新植大樹進(jìn)行生理活動(dòng)的標(biāo)志,是大樹成活的希望。更重要的是,樹體地上部分的萌發(fā),對(duì)根系具有自然而有效的刺激作用,能促進(jìn)根系的萌發(fā)。因此,在移植初期,特別是移植時(shí)進(jìn)行重修剪的樹體所萌發(fā)的芽要加以保護(hù),讓其抽枝發(fā)葉,待樹體成活后再行修剪整形。同時(shí),在樹體萌芽后,要特別加強(qiáng)噴水、遮蔭、防病治蟲等養(yǎng)護(hù)工作,保證嫩芽與嫩梢的正常生長。
3、土壤通氣:保持土壤良好的透氣性能有利于根系萌發(fā)。為此,一方面,我們要做好中耕松土工作,以防土壤板結(jié)。另一方面,要經(jīng)常檢查土壤通氣設(shè)施(通氣管或竹籠)。發(fā)現(xiàn)通氣設(shè)施堵塞或積水的,要及時(shí)清除,以經(jīng)常保持良好的通氣性能。
二、樹體保護(hù)
新移植大樹,抗性減弱,易受自然災(zāi)害、病蟲害、人為的和禽畜危害,必須嚴(yán)加防范。
1、支撐:樹大招風(fēng)。大樹種植后應(yīng)即支撐固定,慎防傾倒。正三角樁最利于樹體穩(wěn)定,支撐點(diǎn)以樹體高2/3處左右為好,并加墊保護(hù)層,以防傷皮。
2、防病治蟲:堅(jiān)持以防為主,根據(jù)樹種特性和病蟲害發(fā)生發(fā)展規(guī)律,勤檢查,做好防范工作。一旦發(fā)生病情,要對(duì)癥下藥,及時(shí)防治。
3、施肥:施肥有利于恢復(fù)樹勢(shì)。大樹移植初期,根系吸肥力低,宜采用根外追肥,一般半個(gè)月左右一次。用尿素、硫酸銨、磷酸二氫鉀等速效性肥料配制成濃度為0.5%至1%的肥液,選早晚或陰天進(jìn)行葉面噴灑,遇降雨應(yīng)重噴一次。根系萌發(fā)后,可進(jìn)行土壤施肥,要求薄肥勤施,慎防傷根。
4、防凍:新植大樹的枝梢、根系萌發(fā)遲,年生長周期短,積累的養(yǎng)分少,因而組織不充實(shí),易受低溫危害,應(yīng)做好防凍保溫工作。一方面,入秋后,要控制氮肥,增施磷、鉀肥,并逐步延長光照時(shí)間,提高光照強(qiáng)度,以提高樹體的木質(zhì)化程度,提高自身抗寒能力。第二,在入冬寒潮來臨之前,做好樹體保溫工作。可采取覆土、地面覆蓋、設(shè)立風(fēng)障、搭制塑料大棚等方法加以保護(hù)。
此外,在人流比較集中或其他易受人為、禽畜破壞的區(qū)域,要做好宣傳、教育工作。同時(shí),可設(shè)置竹籬等加以保護(hù)。
選取在2011年1月~2011年12月和2012年1月~2012年12月間手術(shù)室工作的28位護(hù)士,其中包括女性26人,男性2人;年齡為23~50歲;主管護(hù)師6人,護(hù)師12人,護(hù)士10人;大學(xué)本科11人,大專13人,中專4人。
1.2方法
對(duì)彈性排班聯(lián)合量化計(jì)分績效考核制度與傳統(tǒng)排班加平均分配績效制度在年手術(shù)例數(shù)、年加班時(shí)數(shù)、年欠班時(shí)數(shù)、年補(bǔ)休時(shí)數(shù)、人均日工作時(shí)間、薪酬滿意度等方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和比較。①排班方式:根據(jù)手術(shù)時(shí)間的長短決定下班時(shí)間,超時(shí)補(bǔ)休,欠時(shí)加班。即在完成常規(guī)手術(shù)后,除留下2名護(hù)士負(fù)責(zé)完成急診手術(shù)外,其他人員按規(guī)定填寫時(shí)間后即可下班。但必須保持手機(jī)聯(lián)系通暢,如有第2臺(tái)急診手術(shù),將隨時(shí)呼叫最早下班人員,該人員必須在30分鐘內(nèi)趕到。同時(shí),除工作人員有特殊情況需要主夜班接替外,常規(guī)手術(shù)均由本組人員完成。排班的原則是滿足手術(shù)病人及手術(shù)醫(yī)生的需要,合理有效地安排人力、物力,保持公平原則。同時(shí),盡量照顧護(hù)理人員的特殊需求,使大家在工作緊張及工作量大時(shí)能圓滿地完成任務(wù),在工作結(jié)束時(shí)能盡可能地身心放松,好好休息。②量化計(jì)分績效考核方法:按班次、加班時(shí)間、手術(shù)時(shí)間及加分項(xiàng)目分別給予計(jì)分。主班值班時(shí)間為8:00~18:00記1分,并且每臺(tái)手術(shù)加0.1分;夜班值班時(shí)間為18:00~8:00記3分;聽班每班記1.5分;加班時(shí)間每小時(shí)記1分。手術(shù)時(shí)間按麻醉記錄單切皮至關(guān)皮時(shí)間計(jì)算(全麻手術(shù)以切皮至麻醉清醒時(shí)間計(jì)算),手術(shù)時(shí)間小于2h,記1分,2~4h記2分、大于4h記3分。加分項(xiàng)目為特殊擺放每臺(tái)手術(shù)記0.5分,特殊感染處理每臺(tái)手術(shù)加0.3分。然后根據(jù)所得分值計(jì)算業(yè)績工資。③設(shè)計(jì)問卷:采用問卷調(diào)查法了解護(hù)理人員對(duì)現(xiàn)行彈性排班聯(lián)合績效考核制度的滿意度情況。本問卷自行設(shè)計(jì),共7項(xiàng),用3分制尺度對(duì)各項(xiàng)的滿意程度評(píng)分,滿意為3分,一般滿意為2分,不滿意為1分,用得分的均數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
2結(jié)果
2.1兩種排班方法比較
在沒有增加人員編制的情況下,實(shí)行彈性排班聯(lián)合績效考核制度的1年中手術(shù)增加432臺(tái),年加班時(shí)數(shù)增加170h,年補(bǔ)休時(shí)數(shù)減少172h,平均日工作時(shí)數(shù)由8.68h降至7.82h,護(hù)士滿意度由45%升至98.5%,具體需要說明以下幾點(diǎn):①加班時(shí)間:按規(guī)定8:00~12:00,12:00~18:00,8小時(shí)以外的工作時(shí)數(shù),按小時(shí)累計(jì)。②欠班時(shí)間:指實(shí)際在班工作時(shí)數(shù)未及8小時(shí)的數(shù)值,按小時(shí)累計(jì)。③補(bǔ)休時(shí)間:指實(shí)際工作時(shí)數(shù)超過8小時(shí)的數(shù)值,按小時(shí)累計(jì)。
2.2護(hù)士評(píng)價(jià)
本次調(diào)查問卷共發(fā)出28份,收回28份,共調(diào)查196項(xiàng),其中“一般滿意”3項(xiàng),“不滿意”1項(xiàng),護(hù)士的滿意度為98.5%。
2.3醫(yī)生評(píng)價(jià)
手術(shù)室實(shí)行彈性排班聯(lián)合量化計(jì)分績效考核制度用于護(hù)士人力資源管理后廢除了過去的傳統(tǒng)排班加績效平均分配制度,既合理有效地利用了人力資源,提高了護(hù)士的工作效率,同時(shí),又體現(xiàn)了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)與績效薪酬成正比、多勞多得、優(yōu)勞優(yōu)酬的公平原則,調(diào)動(dòng)了護(hù)士工作的主動(dòng)性和積極性,提高了護(hù)士的工作質(zhì)量。從問卷調(diào)查中可獲得手術(shù)醫(yī)生對(duì)護(hù)士服務(wù)態(tài)度、工作質(zhì)量的結(jié)果分析。
3討論
3.1科學(xué)有效利用人力資源,提高工作效率和工作質(zhì)量
傳統(tǒng)排班制度由于管理者難以合理、公平的安排加班人員,所以只能讓全體護(hù)士坐等下班,極大地浪費(fèi)了人力資源。如果遇上8小時(shí)工作時(shí)間以外的急診手術(shù)需叫護(hù)士回崗工作時(shí),由于護(hù)士一直處于工作或坐班狀態(tài)而未等到充分的放松和休息,會(huì)導(dǎo)致身心疲憊,影響工作效率和工作質(zhì)量。彈性排班則靈活的將原來等待下班的時(shí)間用于安排護(hù)士休息,既將欠班時(shí)間變?yōu)榧影鄷r(shí)間,使加班由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),同時(shí)輔以量化計(jì)分的績效考核制度,充分體現(xiàn)了多勞多得,優(yōu)勞優(yōu)酬的原則,調(diào)動(dòng)了護(hù)士工作的主動(dòng)性和積極性。
3.2工作安排更加合理,確保了手術(shù)安全
彈性排班讓手術(shù)室的護(hù)士長能充分發(fā)揮行政職能管理作用,合理調(diào)配排班。根據(jù)每天的手術(shù)量、手術(shù)大小和難度、上班實(shí)際人數(shù)實(shí)行彈性排班,由于取消了接替班制度,從而減少了差錯(cuò)事故的發(fā)生率,確保了手術(shù)安全。
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可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施,增加了我國各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的熟悉和治理力度。城市污水處理,作為一個(gè)城市發(fā)展程度的重要標(biāo)志,其實(shí)施效果已經(jīng)成為了評(píng)價(jià)城市發(fā)展程度的重要指標(biāo)。城市污水處理的效果不僅僅關(guān)系到城市所在地周邊的環(huán)境保護(hù),更關(guān)系到下游城市人們的身體健康以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快城市污水處理建設(shè),加快城市污水處理新技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)城市和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施,是目前我國城市污水處理相關(guān)部門的首要任務(wù)。
1.我國城市污水處理目前狀況分析
目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗(yàn),現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日益增加的城市污水量。而工業(yè)廢水、日常生活排放污水在城市內(nèi)部的流向?qū)α鹘?jīng)城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數(shù)城市水源受到污染,加大了城市生活用水處理的費(fèi)用,加劇了我國城市廢水污染程度。近年來為了加快我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施、促進(jìn)我國水資源優(yōu)化、保護(hù)環(huán)境,我國很多城市已經(jīng)開始了對(duì)城市內(nèi)污水流向的治理,減少污水在城市內(nèi)流向?qū)\層地下水的污染。同時(shí)大力應(yīng)用新的廢水處理技術(shù),加快污水處理建設(shè),為我國可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.城市污水處理新技術(shù)分析
2.1曝氣生物濾池技術(shù)分析
曝氣生物濾池是一種經(jīng)過改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級(jí)處理,也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理,并且能夠達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于曝氣生物濾池工藝將濾池和生化反應(yīng)器結(jié)合起來,因此不再需要沉淀池;占地面積小,是常規(guī)工藝的1/4~1/5,節(jié)省大量征地和地基處理費(fèi)用;池容小,土建工程量比其它工藝少20%~40%;全部模塊化結(jié)構(gòu),改擴(kuò)建輕易,工期短;上部出水為清水,濾頭不易堵塞,檢修和更換輕易。無需放空濾池中濾料;可對(duì)廠區(qū)進(jìn)行全封閉,無臭味污染,視覺和景觀效果好;不需要單獨(dú)的反沖冼水和反沖洗水泵,降低了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用;穿孔管曝氣,節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi),效率高。而膜式曝氣頭通常在運(yùn)行兩年后開始喪失其效率;自動(dòng)化程度高,操作人員少;低溫運(yùn)行穩(wěn)定,受溫度影響很??;由于其具有連續(xù)的物理過濾能力,一旦生物反應(yīng)發(fā)生新問題,濾池仍可去除絕大部分的懸浮物;而且僅需要幾天即可恢復(fù)生物處理能力,而活性污泥法需要幾個(gè)星期才能恢復(fù);由于其具有的眾多有點(diǎn),我國已經(jīng)在2002年在廣東南海新建了一座設(shè)計(jì)流量為50000m3/d的新型曝氣生物濾池污水處理廠,從近6年的處理運(yùn)行情況來看,運(yùn)行穩(wěn)定,處理效果好,是投資較少的一種新技術(shù)應(yīng)用典型。
2.2天然有機(jī)化學(xué)污水處理技術(shù)的分析
天然有機(jī)化學(xué)在污水處理方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被人們認(rèn)可,也使得其在污水處理中的發(fā)展前景越來越好?;瘜W(xué)混凝和生物法共同功能污水處理法已經(jīng)成為了天然有機(jī)化學(xué)污水處理發(fā)展的新方向。該工藝能有效去除水中的顆粒物、磷和氮,使出水水質(zhì)達(dá)到一定的水平。有些國家把化學(xué)混凝法加生物處理作為主要的處理方法對(duì)城市生活污水進(jìn)行處理,如挪威、瑞典、丹麥,其70%的污水都用混凝法+生物處理。其它一些國家如美國和香港用一種叫做化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理法,該法比化學(xué)混凝法需要的混凝劑量更少,但足以去除大部分磷同時(shí)大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽,也有一定數(shù)量的有機(jī)聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過已知的機(jī)械原理即破壞膠體的穩(wěn)定性而混凝,或者是化學(xué)藥劑和固體水解產(chǎn)物共同沉降來完成?;炷ǖ男适鞘芑炷齽┑奈锢砑盎瘜W(xué)特性、進(jìn)水及工藝條件等因素的影響。
污水處理無疑是要花錢的。新問題是要找到一種不僅投資少而且長期運(yùn)行費(fèi)用低的最經(jīng)濟(jì)最有效的方法。根據(jù)歐洲污水處理經(jīng)驗(yàn),要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮,則化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理+生物處理是最經(jīng)濟(jì)有效的。化學(xué)處理法非凡是在工業(yè)污水比例大、污水水質(zhì)日/年變化大時(shí)更顯其最經(jīng)濟(jì)有效。在快速發(fā)展的工業(yè)化城市,企業(yè)排放的污染物會(huì)影響甚至破壞傳統(tǒng)的生物處理過程,而化學(xué)處理法在這方面具有許多的先進(jìn)性,能處理很多不同的污水,能承受很大的沖擊負(fù)荷。對(duì)實(shí)際污水處理工程而言,首先用化學(xué)法進(jìn)行污水處理探究,不僅能承受沖擊負(fù)荷,將污水處理到一定的程度,還可以了解污水的組成和變化情況,為較易受污水沖擊負(fù)荷、毒性物質(zhì)影響的生物處理提供保護(hù)。種種優(yōu)勢(shì)預(yù)示了天然有機(jī)化學(xué)污水處理的良好發(fā)展前景。
2.3污水生物處理方法分析
生物污水處理是用生物學(xué)的方法處理污水的總稱,是現(xiàn)代污水處理應(yīng)用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解功能把污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物,使污水得到凈化。按對(duì)氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸,甲烷菌再把有機(jī)酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等,如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應(yīng)器等。好氧生物處理系采用機(jī)械曝氣或自然曝氣(如藻類光合功能產(chǎn)氧等)為污水中好氧微生物提供活動(dòng)能源,促進(jìn)好氧微生物的分解活動(dòng),使污水得到凈化,如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、污水澆灌、氧化塘的功能。污水生物處理效果好,費(fèi)用低,技術(shù)較簡單,應(yīng)用比較簡單。當(dāng)簡單的沉淀和化學(xué)處理不能保證達(dá)到足夠的凈化程度時(shí),就要用生物的方法作進(jìn)一步處理。生物處理中要非凡注重把握凈化污水的微生物的基本特征,滿足其要求條件;污水中BOD和COD比值要大于0.3。溫度影響較大,冬季一般效果較差。
3.加快分流制排水管網(wǎng)的推進(jìn),促進(jìn)污水處理的實(shí)施
我國原有城市排水管網(wǎng)多位合流制排水管網(wǎng),其是通過在城市中鋪設(shè)一套排水管網(wǎng)用來排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網(wǎng)導(dǎo)致后期在進(jìn)行污水處理時(shí)加大了處理量,增加了污水處理費(fèi)用。而目前較為先進(jìn)的分流制排水管網(wǎng),是在城市中設(shè)兩套獨(dú)立的排水管網(wǎng),分別排泄污水和徑流雨水。這就使得在后期進(jìn)行污水處理過程中,可以不對(duì)徑流雨水進(jìn)行處理,只針對(duì)污水進(jìn)行處理,大大降低了污水處理費(fèi)用。鋪設(shè)分流制排水管網(wǎng)的費(fèi)用和合流制排水管網(wǎng)污水處理費(fèi)用相比,分流制雖然一次性投入較大,但是綜合比較可以發(fā)現(xiàn),其在管網(wǎng)運(yùn)行多年后,總體費(fèi)用只占合流制管網(wǎng)污水處理的42.7%。因此,加快我國老城區(qū)合流制管網(wǎng)改革,在建設(shè)新城區(qū)時(shí)積極采用分流制排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)是污水處理發(fā)展的必然方向。
結(jié)論
城市污水處理新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時(shí)也使得我國污水處理技術(shù)正在向著國際化的標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。通過新技術(shù)的應(yīng)用及人們對(duì)日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用,減少有害污水的產(chǎn)生,為我國環(huán)境保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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固體分散體(soliddispersion,SD)是指固體或液體藥物以微粒、微晶或分子狀態(tài)高度分散于固態(tài)載體中所構(gòu)成的分散體系[1]。固體分散技術(shù)應(yīng)用于藥物研究的歷史可追溯至1933年,當(dāng)時(shí)丹麥Ferrossam制藥公司首次應(yīng)用氫化植物油為分散載體,以乙醇為溶劑制備了維生素AD滴丸[2]。固體分散技術(shù)的出現(xiàn)為改變藥物的溶出行為提供了一種很好的方法,已成為改進(jìn)制劑、發(fā)展現(xiàn)代劑型的一個(gè)基本手段。該技術(shù)不僅為解決難溶性藥物的溶解性差和生物利用度低提供了解決途徑,而且有利于制備高效和速效的制劑;也可將水溶性藥物以水不溶性載體、腸溶性材料或脂質(zhì)材料等為載體制成長效緩釋和控釋制劑[3~7]。
近20年來,固體分散技術(shù)在制藥領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,對(duì)我國傳統(tǒng)中藥的開發(fā)與進(jìn)步也起到了重要的促進(jìn)作用,目前已經(jīng)成功用于中藥劑型改革,其中尤以中藥滴丸的研制和產(chǎn)業(yè)化成果顯著。本課題組通過對(duì)水飛薊素滴丸和五仁醇固體分散體等的系統(tǒng)研究,對(duì)固體分散技術(shù)應(yīng)用于中藥給藥系統(tǒng)進(jìn)行了研究。
1固體分散技術(shù)在中藥給藥系統(tǒng)中的應(yīng)用
中藥有效成分多為難溶性,存在一定的溶出吸收障礙,為達(dá)到理想療效往往需要增加服用劑量。通過選擇適宜載體,使藥物以微晶等形式分散在載體中,促進(jìn)有效成分溶出,對(duì)提高藥物的生物利用度、降低服用劑量具有重要意義。
1.1改善難溶性藥物的溶出水飛薊素(Silymarin)為傳統(tǒng)的保肝護(hù)肝藥,系從菊科植物水飛薊果實(shí)中提取得到的黃酮類化合物。目前臨床上使用的水飛薊素制劑主要有片劑、膠囊等固體制劑和注射劑等,均不同程度存在溶出差、生物利用度低的問題[8]。以水飛薊素為例,系統(tǒng)研究了固體分散體對(duì)中藥難溶性成分溶出行為的影響。
采用水溶性載體材料制備固體分散體是近年來研究較多的增加藥物水溶性的方法。在實(shí)驗(yàn)中,選擇水溶性基質(zhì)聚乙二醇類作為主要載體,以溶出度為指標(biāo),對(duì)滴丸的處方和制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果,簡單工藝過程如下:將處方量原料過100目篩,加入80℃熔融的以PEG6000為主的基質(zhì)中;攪拌均勻,保溫滴制。
按上述方法制得的滴丸丸形均勻,溶出試驗(yàn)表明,水飛薊素滴丸溶出快于其他市售產(chǎn)品(圖1)。將溶出數(shù)據(jù)按Weibull分布模型進(jìn)行處理,得到水飛薊素滴丸、益肝靈片及利加隆膠囊的溶出度參數(shù)(表1),結(jié)果表明,以熔融法制得的水飛薊素滴丸的溶出速度和程度均高于市售劑型。圖1滴丸與對(duì)照制劑的溶出情況(n=3)表1不同劑型的溶出度參數(shù)
1.2提高藥物的生物利用度藥物的生物利用度與分散狀態(tài)密切相關(guān)。筆者以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,研究了水飛薊素滴丸和益肝靈片大鼠體內(nèi)藥物動(dòng)力學(xué)行為。由血藥濃度-時(shí)間曲線可看出,水飛薊素滴丸的生物利用度為益肝靈片的2.074倍。同時(shí),峰濃度和達(dá)峰時(shí)間也有一定提高,實(shí)現(xiàn)了速效、高效的目的(圖2)。
圖2水飛薊素滴丸和益肝靈片的藥時(shí)曲線1.3改善物料性質(zhì)中藥提取物粘稠不易制成其他劑型,可采用適宜方法制成固體分散體,改善物料的性質(zhì),從而可順利制成其他劑型。五仁醇為五味子核仁的醇提取物,是臨床常用的肝膽疾病輔助治療藥物。由于五仁醇中含五味子甲素、五味子乙素、五味子醇甲等木脂素類成分,均為脂溶性、極難溶性化合物,提取分離困難,臨床給藥體積大,生物利用度低[9]。筆者考察了不同分散介質(zhì)和載體用量對(duì)固體分散體的影響,選擇了PVPK30為載體,以溶劑法和冷凍干燥法結(jié)合,制備五仁醇固體分散體,極大改善了五仁醇提取物的性質(zhì)(圖3)。相對(duì)生物利用度計(jì)算結(jié)果也表明,大鼠灌胃五仁醇固體分散體后五味子乙素的生物利用度較普通膠囊約提高了1倍,提示五仁醇固體分散體不但改善性狀,同時(shí)引起劑量-效應(yīng)關(guān)系的改變,為降低五仁醇用藥劑量提供了可能。
1.4增加藥物的穩(wěn)定性中藥揮發(fā)性成分的逸失一直是中藥制劑過程中的難點(diǎn)。初步的研究結(jié)果表明,將揮發(fā)油制成脂溶性載體為主的固體分散體,可減少該類成分的揮發(fā)逸散,增加制劑的穩(wěn)定性。
2中藥固體分散體研究方法與質(zhì)量評(píng)價(jià)
藥物在固體分散體中的分散狀態(tài)是質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要項(xiàng)目。物相評(píng)價(jià)常用熱分析法、X-射線衍射法、紅外光譜測(cè)定法、顯微鏡法以及平衡相圖法等,常結(jié)合體外溶出度及體內(nèi)生物利用度來評(píng)價(jià)。中藥固體分散體的評(píng)價(jià)與西藥固體分散體的評(píng)價(jià)方法基本相同。但由于中藥成分的復(fù)雜性,對(duì)其全面評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)尚需進(jìn)一步研究。筆者選擇上述常用方法對(duì)制備的水飛薊素滴丸的物相系統(tǒng)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。
2.1熱分析法熱分析法有差示熱分析法(DTA)和差示量熱掃描法(DSC)。固體分散體中如有藥物晶體存在,則有吸熱峰存在,藥物晶體存在越多,吸熱峰面積越大。本實(shí)驗(yàn)用DSC法檢測(cè)了水飛薊素原料,聚乙二醇類載體,按照滴丸的比例混合的水飛薊素和聚乙二醇的物理混合物和水飛薊素固體分散體滴丸(圖4)。由圖可以看出,滴丸中的藥物擴(kuò)散要比在玻璃態(tài)時(shí)快的多。至于這個(gè)現(xiàn)象的出現(xiàn)對(duì)藥物的釋放速度和釋放量有多大的影響還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。
2.2X-射線衍射法X-射線衍射技術(shù)可以用來了解固體分散體的分散性質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)用X-射線衍射法檢測(cè)了水飛薊素原料,聚乙二醇,按照滴丸的比例混合的水飛薊素和聚乙二醇的物理混合物和水飛薊素固體分散體滴丸。結(jié)果表明,固體分散技術(shù)可以使藥物的結(jié)晶度大大降低,顯著改善藥物的分散狀態(tài)(表2)。表2實(shí)驗(yàn)各樣品的出峰情況
2.3紅外光譜測(cè)定法紅外光譜法主要用于確定固體分散體中是否有復(fù)合物形成或其他相互作用。本實(shí)驗(yàn)用紅外光譜法檢測(cè)了水飛薊素原料,聚乙二醇,按照滴丸的比例混合的水飛薊素和聚乙二醇的物理混合物和水飛薊素固體分散體滴丸(圖5)。由圖5可以看出,固體分散體的峰強(qiáng)度較水飛薊素相同位置的峰強(qiáng)度小,表明在滴丸中水飛薊素的分散狀態(tài)較好。圖5聚乙二醇、物理混合物、水飛薊素滴丸和水飛薊素的紅外圖譜
3中藥固體分散體研究難點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
3.1完善理論基礎(chǔ)目前對(duì)中藥固體分散體的研究大多限于表面,載體與藥物的關(guān)系、制備方法、成形、溶出機(jī)制及物質(zhì)狀態(tài)方面的理論研究不夠深入。在處方和制備工藝研究中多憑經(jīng)驗(yàn),缺乏理論支持。由于中藥成分復(fù)雜,在借鑒化學(xué)藥物固體分散體理論的同時(shí),應(yīng)考慮中藥成分的特殊性,深入研究固體分散體成型理論穩(wěn)定化方法,尋找可行的參數(shù)計(jì)算方法為中藥固體分散體的研究提供理論指導(dǎo),如Greenhalgh等采用Hildebrard溶解參數(shù)法,通過考察藥物與載體的相容性,選擇適宜的載體,增加穩(wěn)定性[10]。通過基礎(chǔ)理論的完善,減少工作中的盲目性和重復(fù)性,提高開發(fā)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
3.2開發(fā)新型載體固體分散體的制備所用的載體量較大,藥物所占的百分比不高(小于1:1.5),因而應(yīng)用于較大劑量的藥物尚有一定困難。中藥處方往往劑量較大,使得固體分散技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用受到了很大的限制,亟待有載藥量大、能夠促進(jìn)固體分散體的穩(wěn)定性提高的新型載體的出現(xiàn)。界面活性劑與自我乳化劑可作為基質(zhì)的新來源,也可加入一般基質(zhì)中以改進(jìn)其質(zhì)量。諸多研究也對(duì)新型載體應(yīng)用于固體分散體的制備和改進(jìn)作了嘗試。如黃華等將表面活性劑吐溫-80應(yīng)用于葛根素PVP3800固體分散體的制備[11]。翟光喜等以磷脂、PVP或PEG4000制成的槲皮素固體,提高了主藥的溶解度與穩(wěn)定性[12]。隨著新的載體材料的不斷出現(xiàn)及固體分散技術(shù)的不斷發(fā)展,這一新型制劑技術(shù)必將會(huì)更加廣泛地應(yīng)用于中藥制劑的開發(fā)和生產(chǎn)。
3.3新型生產(chǎn)設(shè)備的研究固體分散體的制備方法有熔融法、溶劑法、溶劑-熔融法、研磨法、噴霧干燥法(冷凍干燥法)等。目前這些方法的研究探索多為實(shí)驗(yàn)室規(guī)模,與大規(guī)模生產(chǎn)尚有一定距離。要使實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品能夠順利產(chǎn)業(yè)化,需要結(jié)合機(jī)械、車間設(shè)計(jì)等因素,加大產(chǎn)業(yè)化力度,切實(shí)為我國中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。目前中藥固體分散體中,滴丸制劑產(chǎn)業(yè)化較為成功,成果顯著。在全國已經(jīng)有近百條生產(chǎn)線,生產(chǎn)工藝成熟,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。不足之處是存在丸重限制(<70mg),因而大處方中藥的應(yīng)用尚有一定限制。大滴丸(>100mg)設(shè)備的開發(fā)研制,將擴(kuò)大滴丸劑的適用范圍,促進(jìn)中藥固體分散體的發(fā)展,使其更能遵循“君臣佐使”的平衡機(jī)制,全面兼顧疾患病因、病機(jī)的對(duì)癥,充分發(fā)揮中醫(yī)藥的特點(diǎn)。
3.4增加固體分散體的穩(wěn)定性固體分散體在貯存中的老化現(xiàn)象也是限制其廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要因素。一般認(rèn)為用熔融法制備的固體分散體中,一部分藥物以分子狀態(tài)分散形成固態(tài)溶液,過剩的藥物以何種形式存在很大程度上依賴于制備方法。藥物可能全部或部分形成過飽和溶液、無定形或微細(xì)晶形,過飽和溶液和無定形物慢慢老化,析出結(jié)晶。同樣,一些載體在固體分散體中呈現(xiàn)熱力學(xué)不穩(wěn)定性,隨時(shí)間而變化。用溶劑法制備的固體分散體也存在老化現(xiàn)象。
人們對(duì)固體分散體的穩(wěn)定化方法進(jìn)行了廣泛深入研究,一般認(rèn)為可通過降低藥物濃度、選用較低的溫度時(shí)溶解度也較大的載體以及嚴(yán)格防潮等方式來增加固體分散體的穩(wěn)定性[13~15]。
3.5開發(fā)功能性固體分散體隨著新型載體和新型設(shè)備的開發(fā),選用新型載體、混合載體,探索制備定向性、靶向性的緩釋和控釋固體分散制劑,將更大程度上促進(jìn)中藥制劑的發(fā)展。
4結(jié)語
中藥制劑是中藥產(chǎn)品的最終表現(xiàn)形式,制備符合現(xiàn)代藥品“三小三效三方便”原則的現(xiàn)代中藥制劑,是現(xiàn)代中藥研究的主要內(nèi)容之一。固體分散技術(shù)作為一種新型給藥系統(tǒng)的優(yōu)越性顯而易見。通過固體分散技術(shù),改善物料性質(zhì),增加難溶性中藥有效成分或有效部位的溶解度,提高中藥制劑的生物利用度,對(duì)促進(jìn)中藥劑型進(jìn)步和中藥資源的合理充分利用具有重要意義。研究固體分散體新的制備方法,解決固體分散體老化和穩(wěn)定問題等將是今后固體分散體研究的新課題。隨著固體分散技術(shù)的發(fā)展和我國中藥現(xiàn)代化的巨大進(jìn)步,固體分散技術(shù)將成為設(shè)計(jì)現(xiàn)代中藥劑型、改進(jìn)藥物有效性、安全性和穩(wěn)定性的重要有效手段。
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