安全设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇安全设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

1.1机电设备的安全设计水平不高我国煤矿机电设备安全设计水平与国外相比有较大的差距，主要体现在：①国内的安全设计技术落后，先进的安全设计方法尚需推广；②国外引进技术的消化吸收水平不高；③安全设计标准尚待完善；④安全设计体系尚需建立。目前，煤矿安全设计方案还没有得到广泛的重视，安全设计方法的使用还没得到重视和推广。

1.2机电设备故障诊断技术水平不高整体而言，煤矿机电设备的故障诊断技术水平还有待提高。下面就煤矿的一些主要的机电设备进行分析：①提升机的故障具有复杂性和不确定性，而安全可靠性的要求又高，对故障诊断和检测技术的要求也高。随着故障诊断和检测技术的发展，一些智能故障诊断技术已开始在提升机中应用，且应用效果较好。②对通风机的故障诊断和检测技术的研究开展不够，其故障诊断和检测产品也比较少。③矿用高压异步电动机常用的故障诊断和检测技术，只有局部放电检测效果较好，磁通检测和电流高次谐波检测两项技术均有缺点。④国产采煤机与国外先进采煤机相比，检测范围不全面、检测参数少和无故障诊断功能。有关部门已将“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的研制列入了“九五”重点科技攻关技术。

1.3机电设备维修技术相对落后在煤矿机电设备中，对运用可靠性维修理论和故障监测及诊断技术的主动维修技术的引进和研究工作，从上世纪80年代后期才开始起步，其中对于机电设备的研究深度不够、缺乏基础性数据的积累，并且我国的故障监测和诊断技术的发展较发达国家还有很大差距。煤矿机电设备维修技术水平相对落后。

1.4机电设备管理水平有待提高在煤矿的生产管理工作中，机电技术管理起着重要的作用。但煤矿机电设备管理水平虽有很大的提高，但还存在很多问题：①对煤矿机电设备标准化的重要性认识不够。根据新的煤矿质量标准化标准规定，每个矿井应建立17种基本机电管理制度，而有些煤炭企业没有去建立相应的管理制度，或虽建立了但没有真正落实；②机电管理部门的职能作用没有充分发挥，他们中多数重视煤炭生产，忽视煤矿机电设备管理，造成管理不到位，致使安全隐患得不到及时排查；③机电监察力度和深度不够。煤矿机电安全监察专业性强、知识面广，对监察人员素质要求较高，现场的监察人员往往达不到这个要求。同时又由于机电工作点多、面广、线长、量大，安全监察的随机性大。这就造成监察不到位，监察的力度和深度不够，一些安全隐患得不到有效排查。

1.5机电设备陈旧老化现象严重我国煤矿在用的机电设备陈旧老化现象较为严重。国有煤矿中老绞车、老的防爆高压开关、未更换的非阻燃胶带、老主扇等数量很多。这些设备中，主提升机单线制动，高压开关保护不全，主扇满足不了矿井风量负压的要求，存在隐患很多，加之这些年对设备的技术测定不及时，测试手段落后，对存在的问题难以发现，事故隐患不少［2］。这些设备由于缺少必要的维护和保养，有的是在不安全的状态下运行，各种安全问题层出不穷。

1.6从业人员素质殛待提高从业人员的素质在一定程度上决定着煤矿安全生产能否正常进行。由于煤炭行业环境差、风险大和收入低，致使煤炭企业机电专业高素质人才缺失。另外大量专业技术人员和熟练工人的流失，也使得在岗职工素质普遍下降。近年来随着先进技术的引进、煤矿装备水平和安全技术水平的不断提升，对机电职工队伍素质的要求也愈来愈高。这就给先进设备的使用和维修管理带来了难度，造成先进设备的功能不能充分发挥。

2对策

2.1提高机电设备安全设计技术水平提高矿山机械设备安全设计水平主要措施如下：对矿山机械安全设计的共性、基础性问题进行研究，特别是针对井下可燃性气体的矿山机械本质安全性设计方面加大研究力度，建立矿山机械安全行业数据库；建立低成本、适用性强的矿山机械安全设计体系，通过设计消除已判定的危害或减少有关的风险，提高本质安全水平［3］。

2.2推广先进的故障诊断技术，提高故障诊断水平以往的煤矿机电设备的故障诊断很多都是由修理人员凭维修经验来进行的，随着煤炭企业的发展，在一些大型和特大型矿井中引进了一些先进的煤矿机电设备，设备的结构和性能日趋高智能和复杂化，其故障具有复杂性和隐蔽性，传统的诊断方法难以奏效，因此需在煤矿主要的机电设备中推广先进的故障诊断和检测技术。煤矿机电设备的诊断技术主要有仪器诊断、主观诊断和智能诊断3种。其中智能诊断主要是模拟人脑获取、传递、处理、利用信息的能力特征，对故障信息进行分析［4］。随着科技的进步，智能技术已经开始在煤矿机电设备诊断和检测领域中应用和推广，其中的神经网络系统诊断法以及故障诊断专家系统的研究比较活跃，并运用广泛。这些先进技术的应用和推广可大大提高煤矿机电设备的故障诊断和检测的水平。

2.3推广先进维修技术，提高维修技术水平煤矿机电设备维修技术种类主要有4种：事后维修、计划维修、预防维修和运用可靠性维修理论和故障监测及诊断技术的主动维修。其中预防维修方式是我国煤矿所采取的主要维修方式，但存在开机率低和维修时间长等问题；运用可靠性理论和故障检测及诊断技术的主动维修方式是一种在通过对设备运行状况跟踪记录并加以分析的基础上来制定维修计划的维修方式，是预防维修方式的进一步完善和发展。推广应用这项技术可大大提高我国煤矿的维修技术水平，减少安全隐患和事故的发生率。具体措施如下：加大我国在该领域的研发力度，争取在较短的时间内研发出具有自主知识产权的科研成果并加以推广应用；投入资金引进国外的先进的维修技术，在有条件的煤矿加以推广应用，运用国外的先进维修技术提升我国煤矿安全生产水平。

2.4加强机电设备管理，提高机电设备管理水平提高机电管理水平可从以下几个方面着手：①重视机电质量标准化建设。设置专门的机构来抓机电质量标准化建设。制定中长期目标，做到有规划、有措施、有落实。②完善机电技术管理。切实做好基础管理，做到基础管理的规范化和精细化；加强对设备的现场管理，提高设备的安装、运行和检修质量。③通过培训提高机电技术管理队伍整体素质。加大投入资金力度，采用现代教育技术和远程教育技术，对技术人员和监察人员进行培训，使培训形式多样化，调动学员的学习积极性，提高学员的理论水平和实践能力，并且促进两者的有机结合。④加强机电安全监察力度，促进整改排除隐患。对煤矿使用的机电设备实行划片包干，落实责任制。加大对机电监察人员的考核力度，提高其责任心。

2.5采用新产品、新技术和新工艺，迅速淘汰老旧设备推广使用新设备、新技术、新工艺，特别是创造条件使用综合机械化采煤设备，避免采用低设备投入、大量投入人员、点多面广、效率低下的人海战术，应走出恶性循环圈，采用先进工艺流程，合理控制作业点和作业面个数，减少事故发生源的个数，真正实现矿井的安全、高产、高效［2］。积极采用新技术和新装备改造传统的设备，如提升机和主要通风机采用变频调速，水泵和压缩机采用集中控制，变电所采用监测监控系统，采煤机采用交流电牵引等先进技术。要通过各种渠道筹集资金，确保煤矿的生产装备和安全监控设备的正常运转和更新换代，对性能不合格的老旧设备，必须坚决给予更换。

2.6加强教育和培训工作，提高从业人员素质机电设备不断向自动化、精密化和智能化的方向发展，对从业人员的技术水平也提出新的要求。为了保证在生产工作中做到安全、高产和高效，促进我国煤矿机电设备安全技术水平的提高，应加强对从事科研和设计工作的煤矿机电安全技术人才的培养和培训，全面提升其技术水平和安全意识。重点要做好三个方面的工作：一要加强煤炭院校机电安全技术人才的培养，提高培养质量，为科研单位和设计部门输送优秀人才；二要采用请进来和走出去的办法来提高科研人员的科研能力和设计人员的设计水平;三要加大对煤矿机电技术人员的培训力度，提高其管理水平和业务素质。

3结语

篇(2)

摘要：概述了建筑安全与结构安全的关系，论述了建筑结构设计安全度的相关知识，并从建筑设计必须与结构设计相结合、合理确定设计安全度、进行防火防爆设计、考虑建筑结构的耐久性等方面提出了取保建筑安全的设计措施，最后提出了结论。

关键词：建筑设计；结构设计；安全设计

1建筑安全与结构安全的关系

建筑结构安全直接影响建筑物的安全，结构不安全会导致墙体开裂、构件破坏、建筑物倾斜等，严重时甚至发生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到严重的破坏。从结构角度而言，平面形状是三角形的结构迎风面较大，在水平风力作用下，它受力的效果，即抗弯曲变形和抗侧移的能力比圆形、椭圆形、正方形，正多边形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高层建筑要弱很多，而使得建筑物安全性较差。

2结构设计安全度

2.1结构设计安全度的概念

从事建筑结构设计的基本目的是在一定的经济条件下，赋予结构以适当的安全度，使结构在预定的使用期限内，能满足所预期的各种功能要求，一般来说，建筑结构必须满足的功能要求是：能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用，且在偶发事件中，仍能保持必须的整体稳定性，即建筑结构需具有的安全性；在正常使用时具有良好的工作性能，即建筑结构需具有的适用性；在正常维护下具有足够的耐久性。因此可知安全性、适用性和耐久性是评价一个建筑结构可靠(或安全)与否的标志，总称为结构的可靠性，对这些性能的度量，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的可靠度(或称安全度)。

2.2安全度与工程事故

关于工程事故与设计安全度的关系，有人认为国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系，规范的安全度是够的。资料显示，上世纪50年代的结构设计方法与现在近似，当时所用的混凝土强度很低，只有110#-140#，比现在的C15还低，其施工手段也很落后，混凝土用体积配合比，人工搅拌，没有振捣器。而施工发生安全事故的却很少，如北京饭店、王府井百货大楼等一些建筑物，使用至今已逾45年，而且都经过了唐山地震影响的考验，因此可以说，现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。不过也有专家指出，一些工程事故往往由多种因素综合造成，施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低，加在一起终于酿成大祸，这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败，较高的安全度总是与较低的失效概率相联系，这是客观规律。

3确保建筑安全的设计措施

3.1建筑设计必须与结构设计相结合

建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定方面起着至关重要的作用。但也有一种不好的倾向，少数建筑设计帅把结构设计摆在从属地位，并要求结构必须服从建筑，应以建筑为主。许多建筑设计师强调创作的美观、新颖、标新立异，强调创作的最大自由度，然而有些创新的建筑方案却在结构上很不合理甚至无法实现，这无疑给建筑结构的安全带来隐患。

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3.2合理确定设计安全度

结构设计安全度的高低，是国家经济和资源状况、社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础，但更多的须依靠经验、工程判断及综合考虑。

与国际上一些通用标准相比，我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低，有的偏低较多。这体现在涉及结构安全度的各个环节中，如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低，材料强度值比国外高，估计结构承载力所用计算公式的安全裕度低于国外甚至在个别情况下偏于不安全，对结构的构造规定又远比国外要求低。

3.3进行防火防爆设计

建筑消防设计市建筑设计中一个重要组成部分，关系到人民生命财产安全，应该引起大家的足够重视。现从防火分区和安全疏散两方面来讨论：

3.3.1建筑的防火分区问题

《建规》3、2、1条规定了厂房的防火分区，其中有一点需要注意，即厂房的防火分区是和该厂房的耐火等级、最多允许层数及占地面积有关。虽然《建规》中规定封闭楼梯间的门为双向弹簧门就可以了，但作为划分防火分区用的封闭楼梯间门至少应设乙级防火门。因为开敞的楼梯间也是开口部位，是火灾纵向蔓延的途径之一，也应按上下连通层作为一个防火分区计算面积。

3.3.2安全疏散设计问题

很多大型商业建筑在消防安全疏散设计中存在的问题，诸如首层中部疏散楼梯无法直通室外、中庭回廊容易滞留人员、首层疏散距离超过规范要求等。商业建筑卖场的疏散距离应执行《建规》中5、3、8第三款(不论采用任何形式的楼梯间，房间内最远一点到房门的距离不应超过袋形走道两侧或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大距离)的规定，即22m，如再设有自动喷水灭火系统其疏散距离再增加25％，为27.5m。但如果在商业建筑的卖场每家店铺均设有到顶的隔断墙，并设有安全疏散通道，疏散通道两侧的隔墙耐火极限≥lh（非燃材料），房间隔墙耐火极限t>0.5h（非燃材料），则房间门通过安全疏散通道到疏散出口的距离适用40m和22m的规定等等。

3.4考虑建筑结构的耐久性

结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题。现在有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态。重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行，以及保证结构有修复的可能，即所谓的“强度”、“功能”和“可修复”三原则。

我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用(如干渴、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。所以这个问题必须引起格外重视。

篇(3)

结构设计的安全问题是所有从事结构设计与研究的人们一生都要面对的问题，本文作者结合自己的工程设计实践，简述了当代建筑师的设计思维对结构设计安全所提出来的挑战，并且，通过一个结构设计师对当今建筑设计潮流的感悟与认识，提出了保障结构设计安全所必须坚持的基本原则。文章最后，对参与当代中国结构设计实践的结构设计工作者们提出了一些期望。

关键词建筑表达结构设计安全建筑情感争议结构设计实践

■前言

一段时间以来，由法国巴黎戴高乐机场2E侯机厅通道部分倒塌事故引起的对结构安全问题的讨论成为业界甚至各种传媒的热门话题，由之引起的对国家大剧院以及各奥运在建项目进行结构安全再认识的声音也不时传起。特别是对正在设计施工中的奥运项目，按照政府决策部门的意见，建设单位组织结构有关专家逐个项目地进行了更为严格的结构设计安全评估。

结构设计安全是我们所有从事结构设计与研究工作者必须面对和回答的问题，巴黎戴高乐机场事故是结构在其设计使用寿命初期（投入运营一年），在常规荷载作用（没有恐怖袭击、没有恶劣的区域突发自然灾害）的情况下发生的，就是说，一定是在结构设计或施工的某个环节给结构留下了致命的内部缺陷才造成的，这一缺陷既可能是结构设计理论方面的，也可能是结构设计构造方面的，既可能是结构材料使用方面的，还可能是建造过程中的施工质量控制方面的，等等。无论什么原因，这种结构破坏形态都是结构设计原则所不允许的，引起我们的警觉也是应该的。

另一方面，我们也还是应该理性地、科学地、全面地分析和把握结构设计的安全问题。其实，追溯人类改造自然、改造世界的历史足迹，我们还是有理由对当代结构设计理论和建造技术的发展水平感到自豪的。虽然我们现在感觉是越来越累，越来越难，但是在力学和材料科学发展的有力支撑下，我们所从事的结构设计与建造技术的发展还是基本上满足了那些满脑子求新求奇，求高求广的所谓当代建筑师的表达欲望与需求的。

■世界上没有自由的结构设计师，但假如没有我们，也就没有建筑表达的自由

建筑师设计东西，无非表达两种需求，一种是传统意义上的功能需求，另外一种就是表达建筑情感，或者说是通过建筑表达情感。这种情感表达方面的需求可能是来自公众的，也可能是来自政府或领导意志的，还可能就是直接来自建筑师的美学修为的。建筑师可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材质、装饰材料的色彩等进行其建筑情感的表达，但是这种表达的效果和能力是有限的，建筑师更重要的手段则是借助结构的能力完成这一表达需求，从这个意义上说，建筑师丰富的想象力既给结构设计提出了课题、带来了挑战，同时也就给结构工程师带来了风险。

国家大剧院超大超深的地下结构体量，椭球抛物面壳体屋顶和围绕壳体的环形水池都是安得鲁实现其剧院功能需求与其情感表达需求的手法和元素。为了在不超越人民大会堂的限定高度内，完成剧场功能对竖向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也许是无奈的）选择；椭球抛物面壳体屋顶罩住其下的三个功能剧场是建筑师进行区域空间整和的一种手段，在这块区域上的建筑物进行这样的整和处理我认为是必要的；建筑师设置环形水池的目的在于其制造区域宁静气氛的需要，这种建筑情感表达上的需求也是必要的。

国家大剧院总平面图

同样的，在建的国家体育场（简称“鸟巢”）以及国家游泳中心（简称“水立方”）等标志性建筑，她们不单单是承载着满足举办奥运会各单项体育功能方面的需求，也还要承载着通过其“别样”的建筑形象来表达全国人民百年奥运梦想成真的情感需求，承载着要为最出色的一届奥运会留下最出色的“建筑遗产”的使命。

自然的，建筑师是无法单独承担这样的使命的，必须依靠结构工程师的支持来实现其“特别”的表达需求。或者说，结构工程师在这个时侯是没有选择的自由的，只有绞尽脑汁为建筑师的这种需求寻找“解决方案”，于是，百年之前的理论物理学命题“泡沫理论”被结构师拿来经过有趣的数学变换，最终成了表达建筑师“看似无序的水分子结构”的最好载体。

国家游泳中心总平面图

■建筑结构形式的争议多半不是“好与不好”的问题，而是“值与不值”的问题

为了满足建筑师们的“浪漫”需求，在传统的结构构成方式无能为力的时候，结构设计师就必须探索新的、非传统的结构构成方式。结构系统的基本形式，可以说已经被我们认识的差不多了，但是，这种说法只是限于基本体系，并不意味着创造新的结构形态可能性的减少，在拥有无限多样的物种的丰富多彩的世界里，限定结构形态的类型显然是不恰当的。

结构工程师的任务就是在既要保证结构安全同时又要满足建筑美学需求的杠杆上寻找一个平衡点。只是，世界上终究没有免费的午餐，当各种或是张扬的、或是陌生的结构形态出现的时候，在结构材料科学还没有长足的发展的时候，在我们还不得不用传统的结构材料去实现这样一个个“浪漫”的需求的时候，对结构安全的关注也就从来没有象现在这样引起一端又一端的“争议”。

从一个结构设计与研究工作者的角度看待这些“争议”，我认为很多时候我们是可以在力学或规范的原则内寻找到这个“平衡点”的，随后的问题是，这会要我们付出多大的“代价”，或者说要我们支付多大的“结构成本”？我认为对这个我们要支付的成本“值与不值”的不同看法是对建筑结构形式“争议”的焦点问题。

其实，作为一个结构工程师，常常是不能判断建筑的形象与情感“效益”与结构实现的“成本”之间到底谁高谁底的，因为前者是很难量化的。我们所能做的就是在保证建筑功能与美学需求的诸种可选择的结构实现方式中找到成本较低的解决方案。

国家游泳中心南北剖面图

国家大剧院南北剖面图

例如，在国家大剧院工程结构的第一轮初步设计时，法国ADP公司确定的结构底板的顶面标高为-26.0米，这个标高受到了中国建筑与结构工程师的质疑，如此深的基槽，且不说开挖与降水的成本会很高，结构寿命期内的抗浮设计成本更是一项很大的投入，为此，我们建议在保证其建筑功能需要的前提下，尽可能提高建筑底面标高，法方在修改后的初步设计中将这一标高提高到了-22.0米。

与上述情形相反，国家游泳中心工程的建筑设计由于采用了ETFE双层充气膜，这种膜材的造价很高，所以，在相对深挖（增加基础开挖与结构抗浮成本）和抬升建筑总高度（增加围护膜材的用量）的比较选择中建筑师完全依赖的就是综合成本最小化的原则。

■结构工程师要给浪漫的建筑师和建筑师的浪漫设定一条底线

作为一名结构工程师，我们还应该清醒地认识到，结构科学和材料科学的发展远没有达到可以令建筑师们的“浪漫思维”无约无束的境地。在实际结构的建造过程中影响结构安全的因素众多，一方面，建筑结构理论归根结底是一门实验科学，理论与实际的偏差不可避免，另一方面，建造技术的发展水平和区域差异以及施工质量控制等等方面的诸多因素，都会给实际建造完成的建筑结构安全性能带来某种程度的不确定性。

所以，建筑师们在通过建筑表达其美学或情感需求的时候，结构工程师们还是要给他们设定一条底线。这条底线不仅依赖于当代人类对自然界的认识水平，而且还依赖于现代结构技术与材料科学的发展水平，依赖于结构分析技术的发展水平。在某种程度上，我们可以允许他们突破某些“规范”条文的底线，但是不能允许他们突破“基本力学准则”的底线。尤其是当我们面对国外建筑师的时候，这一点做起来很难，譬如在和安德鲁的法国ADP团队合作设计国家大剧院的过程中，我们就经历了多次的“争执与说服”的过程。

国家游泳中心的设计过程也给了我们很多启示，在建筑师浪漫的创意和结构的可实现之间还是有较长的一段路要走的，因此，我们投入很多精力进行了这种新型多面体空间钢框架结构的试验研究，最终才可以保证这种结构的安全、可靠。

钢骨架结构效果

ETFE充气枕结构

■不能认为结构设计安全与结构设计的创造性是永远的矛盾

实际上，对结构设计安全性的忧虑往往会束缚住我们结构设计创造性探索的步伐，虽然这种忧虑不是多余的。发生巴黎机场结构倒塌事故后，我们听到的几乎都是对安德鲁主持设计的建筑的一片怀疑之声，结构设计工程师们，尤其是从事重要公共建筑结构设计的工程师们更是增添了更多的谨慎与小心。

我认为，结构设计的任务始终是：按照建筑的功能与美学需求确定安全、合理的结构体系；进而依据建筑结构可靠度设计有关标准所确定的原则对结构作用效应与结构抗力进行符合结构实际工作条件（性能）的分析；最终应做到在规定的结构设计使用年限内，在现行规范规定的各种荷载作用下，所设计的结构是安全可靠、经济合理、技术先进的。

为了实现这样的使命，对结构设计安全的自始至终的关切无疑是必要的，另一方面，结构设计的创造性不但是当今建筑设计发展的必然要求，同时也是结构设计技术自身发展的要求。国家大剧院、国家体育场、国家游泳中心以及新中央电视台等建筑在结构设计方面的创造性探索可以为我们跟踪当今世界先进的结构设计理念提供一些线索，也可以让我们检视一下很多经验的、传统的结构设计思维是否还适应现代结构设计发展的要求。

“水立方”内外效果图

篇(4)

1实践教学内容总体教学设计

网络安全协议这门课程涉及的重要知识点包括：网络安全协议的基本概念、TCP/IP协议簇的安全隐患、在不同协议层次上的安全协议的原理和实现、不同层次安全协议之间的比较、无线网络安全协议的原理和实现、安全协议的形式化分析基本方法等。网络安全协议无论从教学设计、验证，还是如何有效地应用来看都非常复杂。即使所采用的密码算法很强大，协议依然有可能受到攻击。网络上的重放攻击、中间人攻击能够绕过对密码算法的攻击，非常难以防范，此外，攻击者还有可能利用安全协议的消息格式进行“类型缺陷（typeflaw）”攻击。由于网络安全协议的复杂性，在实际教学过程中，若只是由老师空洞的进行讲解，大多数学生往往很难跟上讲课的进度，进而失去对此门课程的兴趣。目前常用的网络安全协议包括PPTP/L2TP、IPSec、SSL/TSL、HTTPS、SSH、SNMPv3、S/MIME、、PGP、Kerberos、PKI、无线网安全协议（IEEE802.11i,WTLS）等。让学生通过实践教学活动，理解并掌握安全协议的理论及应用，并在实践中增强自身的动手能力、创新能力是本课程的主要教学目标。本课程的实践教学将教学内容划分为4个阶段，认知阶段、体验阶段、应用阶段及总结提高阶段。通过这4个阶段，使学生由表及里、由浅入深、由学到用、由用到创，全面掌握各主要协议的原理、应用及教学设计；同时，通过对4个阶段的划分，更好地满足不同层次学生的需求，使学生学得更深、更透，用的更顺、更广，其创新思路也更易被激发和实现。

2SSL协议的实践教学实施

2.1认知阶段

本阶段的实践教学内容是通过利用Wireshark抓包分析工具软件，获取SSL/TSL协议通信流量，直观地观看SSL/TSL协议的结构、分析SSL/TSL协议的建立过程。在访问222.249.130.131时，采用Wireshark抓取的部分通信流量，如图1所示。第7~9条消息，完成TCP的连接。客户端首先在某端口向服务器端的443端口发出连接请求，完成三次握手。第10~12条消息，客户端首先发送Client-Hello等消息，请求建立SSL/TSL会话连接；然后，服务器端发送Server-Hello、证书等消息；接着客户端发送ClientKeyExchange、ChangeCipherSpec等消息。第13~15条消息，服务器端发出的响应和ChangeCipherSpec消息，以及客户端发出应答响应消息。至此表明连接已准备好，可以进行应用数据的传输。第16条消息是由客户端发出的与另外一个服务器端的连接请求消息，与所讨论内容无关。这种情形，在抓包分析时，经常会遇到，不必受此干扰。第17~18条消息，客户端和服务器端分别关闭连接。以后再进行SSL/TSL连接时，不必产生新的会话ID，也不必交换证书、预主密钥、密码规格（cipher-spec）等会话参数。每一条消息都可以进一步打开，观看更细节的内容。ClientHello消息的内容是对相应的二进制的内容的一个分析解释，如图2所示。其他消息的格式和内容也都可以清晰地呈现，在此不一一列举。通过对SSL/TSL流量的抓取分析，可以很直观地让学生掌握如下知识点：（1）SSL/TLS协议是建立在TCP连接之上的安全协议。（2）SSL/TSL连接和会话的概念，以及连接和会话的建立过程。（3）握手协议的执行过程，各消息的先后次序，及消息的格式和内容。（4）重要的消息参数及其作用，如sessionID、数字证书、加密组件（Ciphersuite）、加密预主密钥（Premaster）等。需要说明的是，上述内容没有涉及客户端发送的证书消息，只能通过证书完成客户端对服务器的认证，没有服务器对客户端的认证。事实上，SSL/TSL是可以通过数字证书进行双向认证的。

2.2体验阶段

经过认知阶段的理论与实践学习后，需要让学生了解和掌握SSL协议应用在哪里？如何应用？可以有效防范哪些安全威胁？本阶段的实践教学内容通过配置IIS服务器中的SSL/TSL，为Web服务器和浏览器之间建立一个安全的通信通道，使学生学习和掌握SSL在Web的应用中的配置和作用，从而对SSL协议的应用有一个直接的感受和体验。学生完成IIS服务器中的SSL/TLS配置，首先需要完成CA的安装与配置[3]，用于数字证书的生成、发放和管理；然后，分别为IISWeb服务器和客户端申请、安装证书；最后在服务器上配置SSL，使客户端与服务器建立SSL/TSL连接，如图3所示。该阶段的实践教学，除加深学生对SSL/TSL的理解，还使他们学会了如何进行CA服务器的图3建立https协议的访问配置、Web服务器和客户端的证书的申请，以及CA服务器对证书的颁发、安装管理等。

2.3应用阶段

通过前2个阶段的实验教学，很好地配合了SSL的理论教学，使学生对SSL/TSL协议有了更深的认识和体验。本阶段的实验教学内容，将通过利用OpenSSL，实现一个简单的SSL服务器端和客户端[4]，使学生具备利用SSL/TLS协议进行通信的编程能力。OpenSSL是一个开放源代码的SSL协议实现，具有一个强大的支撑函数库，主要包括三大部分，密码算法库、SSL协议库和OpenSSL应用程序。OpenSSL提供了一系列的封装函数，可以方便实现服务器和客户端的SSL通信。该阶段的工作量较大，通常在教师指导下，由学生分组自行完成。（1）OpenSSL的编译安装。这一步骤涉及下载和安装多个软件，版本也各不相同。包括不同版本的Openssl、Perl、VC++等。一般建议学生采用自己熟悉的系统和开发平台，安装新版的OpenSSL。（2）VC++编译环境的设置。目前的参考资料大都基于VC++6.0，我们采用的是VisualC++2010开发环境。网上有许多现成的源代码，但一般很难编译、调试或执行通过。我们建议学生可以参考已有的源代码，但一定要通过自己的编译、调试、改正，得到满意的运行结果。（3）生成服务器和客户端数字证书。SSL可以通过数字证书实现服务器和客户端之间的双向或单向认证。我们建议学生利用OpenSSL的证书生成命令行工具，自行完成一遍。这一步骤若出现问题，将直接影响以后程序的顺利执行。（4）SSL/TLS编程。首先建议学生采用OpenSSL的BIO连接库，建立一个简单的服务器和客户端，仅能完成简单的TCP握手连接和通讯；然后，再加入SSL握手功能，实现一个真正意义上的简单的SSL服务器和客户端。SSL/TLS客户端和服务器端程序运行结果，分别如图4和图5所示。通过该阶段的实验教学，一方面使学生熟悉如何利用OpenSSL工具编程，实现基于SSL的安全通信；另一方面使学生了解和掌握OpenSSL在安全方面的广泛应用，最终使学生在毕业设计和未来工作中，有足够的能力提出和实现应用安全方面的解决方案。

2.4总结

提高阶段通过前3个阶段的实践教学内容，再结合课堂上的理论教学，学生对SSL/TSL协议的原理、实现和应用都有了较深的认识。由于有许多研究和实践活动受各种条件所限，不可能全部列入教学实践的内容，这个阶段的主要任务是让学生通过他人对SSL/TSL协议的研究和应用，了解SSL/TSL协议在实际应用中还存在哪些问题、如何进一步完善，其目的是训练学生具备通过别人的研究和实践活动进行高效学习的能力，同时也让学生了解一个看似成熟的协议，还存在一系列的问题，这些问题有的是协议本身存在的，有些是在实际应用中产生的。我们通过提出3方面问题，让学生去通过查阅相关资料，自己进行总结。①SSL/TSL协议的存在哪些不足？②将SSL/TSL协议与应用层和网络层的安会协议进行比较，有哪些优劣？③通过一个实际的SSL/TSL协议的应用案例，说明SSL/TSL在实际应用中还存在哪些局限，应如何进行解决？教师可向学生推荐几篇参考文献[5-6]同时鼓励学生自己查询更多有价值的文献。在此阶段，教师和学生不断进行交流和讨论，对学生提出的问题以及业内新出现的热点问题，教师要通过不断的学习和提高给学生一个满意的答案。例如2014曝出的Heartbleed漏洞，涉及OpenSSL的开源软件包，而该软件包被网银、在线支付、电商网站、门户网站、电子邮件等重要网站广泛使用，所以漏洞影响范围广大。学生们对此漏洞非常有兴趣，作为教师要尽快查阅有关资料，了解此漏洞的产生的原因、有何危害、如何补救等。此漏洞虽然是OpenSSL的开源软件包程度存在的问题所导致的，与SSL/TSL协议本身无关，但是该漏洞的出现，提醒我们即使协议本身是安全的，在实现协议的过程中仍可能出现不安全的因素，导致安全漏洞的产生。

3实践教学效果评价

实践教学方案的教学设计是否可行和有效，需要在实际教学过程中进行检验。该实践教学方案是在多年教学基础上不断总结而教学设计的，并已在2013和2014年度的网络安全协议课程的教学中进行了实施。我们根据学生的反馈、表现以及实际教学效果，对方案的内容、难度以及方法也做了相应的调整。在方案实施过程中，教师要多与学生沟通，对所布置的作业认真检查，关注并统计学生是否有兴趣、是否努力，学生的技能是否得以改善，学生完成的情况、学生的满意度等各项指标。从对各项指标的统计来看，大部分学生对该实践教学方案比较认同，也取得了很好的效果，其中有几位学生还在毕业设计中选择了相关的毕测试。上述文档将整个测试过程显性化，实现了对缺陷解决过程的监控，有助于学生明确缺陷状态，评估所报缺陷的准确性，完善现有图式，促成自我反思与实践反馈。测试所涉及的文档和源码都将编号归档，统一存放于配置管理服务器，归档的文档被冻结，不允许修改。这些文件记录了缺陷的整个解决过程，为后期分析问题、完善解决方案、改进工作流程、反思教学设计提供了重要依据。

4结语

篇(5)

为了全面提高煤矿企业安全生产水平,国务院《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》,强制推行先进适用的技术装备。目前,国内的各煤矿基本安装了煤矿安全监控系统,煤矿安全监控系统主要功能是保证安全监管部门能及时了解煤矿井下的实时信息,发现各种异常情况及报警信息,督促煤矿能及时处理,以减少事故的发生。而现有的煤矿安全监控网络这门课程的实训平台必须依赖于真实的安全监控分站和传感器,而一套最简单的安全监控系统至少需要5,6万元,若单独为每位实训的学生配置一套安全监控系统不切实际,因此迫切需要一套虚拟实训平台能真是模拟整个安全监控系统的安装及配置过程,并且具备验证系统参数设置正确性的功能,能让每位学生都能独立的完成所有参数设置。

2需求分析

按照网络化教育系统的任务、特点,将该门课程的虚拟实训平台各功能模块设计下:(1)配置文件正确性验证。具备系统安装正确性验证功能,如果配置文件参数设置错误,会根据错误情况提示用户进行相关参数的修改。(2)产生测点信息。虚拟平台能随机产生需要定义的测点以及该测点的各种虚拟参数,由于在系统配置完毕后需要验证整套系统是否能有效的实现风电瓦斯闭锁,因此该虚拟数据还应支持用户自行修改。(3)测点定义。结合系统给出的各类测点,用户能对测点的详细参数进行设置。包含模拟量传感器的报警值、断电值、浮点值、预警值的设置以及控制口的关联;开关量传感器的断线、正常状态、非正常状态的设置以及控制口关联;控制量的常开与常闭状态的设置;交叉断电等。(4)报警信息提示及查询。对于虚拟平台产生的报警、断电等异常信息,系统能通过语音等方式及时提醒用户,并具备对于历史信息提供查询的功能。(5)统计报表管理。虚拟平台能够对模拟量及开关量的数据,分站的运行状态统计形成报表,并提供打印、导出功能。

3总体设计

煤矿安全监控虚拟实训平台采用B/S结构,应用Web服务器、JSP动态网页设计及网络模拟器等技术,构建虚拟实训环境。网络模拟器包可以安装在网络互联实训室的服务器上,也可以安装在校园网的服务器上。学生只要在浏览器页面中输入服务器的IP地址,即可登录到虚拟实训平台对各项参数进行配置和调试。整个虚拟实训平台的核心是测点定义以及正确性验证这部分功能,而用户的测点定义必须遵循《煤矿安全规程》、《AQ1029-2007》以及其他相关规程规范的要求,并结合平台提供的虚拟数据详细设置传感器的报警值、断电值、复电值等参数。

4详细设计

(1)传感器的设置。在采煤工作面上隅角设置瓦斯传感器1个;在工作面回风巷距工作面10米处设置瓦斯传感器1个;在工作面回风巷末端10-15米的范围内设置瓦斯传感器1个、风速传感器1个,若是自然矿井还应增加一氧化碳传感器1个、温度传感器1个;在工作面进风顺槽工作面移变处设置馈电传感器、开停传感器若干,用于检测工作面主要设备的开停和馈电状态;工作面回风巷长度若超过1000米,则还应在中部增设瓦斯传感器1个;煤与瓦斯突出矿井,在工作面进风顺槽处设置瓦斯传感器1个;采用串联通风的采煤工作面,被串工作面的进风巷10-15米处设置瓦斯传感器1个;有专用排瓦斯巷道的工作面,必须在专用排瓦斯靠近回风巷10-15米处设置瓦斯传感器。以上为虚拟实训平台自带的已定义好的虚拟测点,考虑到系统扩展性,支持自定义各类模拟量和开关量传感器的定义。修改数据库中的表t_point即可实现。其中tpointNo为定义测点编号,fzID为定义分站号,lxID为定义传感器测点类型,dwID为定义传感器量产单位,Val为虚拟数据初始值,Wave为虚拟数据波动比例。(2)测点定义正确性验证。当用户对已有的测点定义完毕,需要虚拟实训平台对其正确性进行验证,而验证其正确性的依据是《AQ1029-2007》。如:工作面及上隅角瓦斯传感器报警值应≥1%,断电值应≥1.5%,复电值应<1%;回风巷的瓦斯传感器报警值应≥1%,断电值应≥1%,复电值应<1%等。

5结语

篇(6)

综合安全防范系统由视频监控系统、周界报警系统、门禁控制系统、电子巡更系统等子系统组成。以安保中心、生产区为分界面，建立相对独立的综合安全防范系统，并最终把综合安全防范系统的相关信息传输到安保中心区统一的智能化弱电集成管理系统，实现各个建筑的综合安全防范系统既独立运行和本体集成、又实现各个建筑的综合安全防范系统在中心区统一集成和数据共享。

一、视频监控系统设计

视频监控系统采用前端模拟摄像+矩阵+数字硬盘录像机+远程网络访问的结构，主要包括图形工作站、矩阵主机、硬盘录像机及安全防范服务器、计算机网络交换设备、彩色监视器等设备；总中心设在安保中心的智能化控制中心；单体安全防范系统中心设置在生产区的监控室，可以完成对现场图像信号的采集、保存、切换、控制记录等功能。系统应具有开放的通信协议。产品支持标准的数据交换协议，具有很好的开放性和兼容性。

1．1前端设计

前端设备是安装在现场的摄像装置，包括各类摄像机、镜头、防护罩、支架等，它的任务是对现场的图像信号及报警信号转换成电信号传到保安监控中心。

摄像机选用：

室内固定位置拟采用彩色高分辨率半球摄像机，外观美观，适宜高档装修风格；

室外周界使用彩转黑一体化枪式摄像机+室外防护罩(配合遮阳罩、风扇、加热器等)。

摄像机基本采用交流220V供电后就近降压供电，部分采用交流220V降压整流后集中供电。系统采用独立的稳压电源集中供电，并采用UPS全系统集中供电。所有摄像机的电源，均由控制室统一供电。统一提供UPS电源，工作时间≥30分钟，以保证设备的安全运行和设备良好的同步性能。从稳压电源设备输出的电源，由系统配电箱向现场设备和中央监控设备统一供电。

1．2传输系统设计

本系统传输链路由光纤和同轴电缆组成；包括光纤电缆、视频电缆传输线路、信号传输线路、电源线路等部分。

视频传输线路按传输距离和衰减系数选用性能稳定、衰减小、抗干扰能力强的SYV一75—5射频铜轴电缆。网络线采用6类非屏蔽双绞线，摄像机电源线缆采用RVV3*1．5。其中各监控子系统通过光端机将视频信号接入到中心区智能监控机房。

室外布线管道预埋七孔梅花管到各前端点位，室内楼道布线直接利用已经安装好的弱电桥架。

1．3中心区智能监控中心系统设计安保中心智能化监控中心需通过视频矩阵级联方式与生产区监控系统实现视频资源共享。

在安保中心智能化监控中心设立一套视频矩阵系统，中心区的视频矩阵系统通过接口单元与生产区监控系统的矩阵之间实现数据通讯。通过视频矩阵级联，中心区操作人员可通过本中心视频矩阵系统的操作键盘切换控制调看生产区的任一视频信号到中心区的显示设备上。

中央控制室设置在中心区智能监控机房内，在中心监控机房设置机房设备，包括安保系统专用的核心交换机，多工位监控台、视频管理工作站和视频管理服务器(安装专业视频管理软件)、视频存储服务器、视频信息存储设备(磁盘阵列)以及监控墙等，中间部分为一个系统操作台，由工作人员对系统进行控制，系统内所有的摄像机的图像信号均通过视频电缆或光纤电缆引入安保监控室进行图像控制与记录，从而构成监控管理网络系统。

二、周界报警系统

本子系统主要用于防范院区周界的入侵报警，在院区周界安装主动式红外对射探测器，通过防盗报警主机的集中管理和操作控制，如布、撤防等，构成立体的安全防护体系当系统确认报警信号后，自动发出报警信号，提示相关管理人员及时处理报警信息，并通过与视频监控子系统的联动等功能的实现，达到很高的安全防范水平。

2．1系统相关设计

(1)报警联动

接警主机带有报警联动输出端，中心在接收到报警信号后联动报警提示发生器将提示出发生报警的位置，同时在监视中心周界电子地图上将显示出发生报警的防区。通过联动控制器，进行系统间集成，对应联动闭路电视监控系统设置在周界现场的摄像机将自动在中心弹出报警现场的画面，并自动进行存储、上传等。

(2)报警信号的处理

中心接收到报警信号，中心管理人员通知巡逻中的保安人员或临近报警区域的保安立刻赶往现场处理。中心保安人员在现场处理完毕后，对模拟显示屏及现场声光报警器、探测器的报警状态进行恢复中心管理人员通过系统管理软件对每次发生的报警事件的相关情况进行记录，以便核实检查。

(3)系统供电设计

报警主机供电与红外对射探测器供电分开，报警主机供电通过其自身配置的供电装置以及备用电源，前端设备采用中心集中供电方式，中心配置UPS电源，从UPS电源出来的交流电源经周界报警系统供电设备降压、整流、滤波后提供给前端探测器，系统采用总线制方式，因此，从中心只需引几路电源即可为前端探头提供所需电源。

2．2系统功能

①有效防护周界区域，对翻越行为提供及时报警。

②适用性强，抗误报性能较好，防范效果佳。

③系统划区域管理便于报警区域的准确定位。

④中心警情提示直观，警号、模拟地图等多种报警提示。

⑤与闭路电视监控系统联动，报警时，警情发生区域图像自动在监控中心显示器上提示并自动录像。

⑥对报警事件、时间、位置进行记录并可打印出信息。

⑦通过中心实现对前端设备的状态控制。

⑧扩展性好，通过系统间的联动进一步提高周界防范效果。

三、门禁控制系统

对建筑物及内外的出入通道进行智能管理。各门禁控制单元一般由各门禁控制器连接读卡器、电控锁、出门按钮、门磁等组件构成。并可以与CCTV和其他报警系统联动。系统设计与设备配置遵循结构化、模块化、标准化的原则，保证系统的先进性、实用性和合理的性能价格比。系统可对各个区域进行必要的优化集成，实现统一管理，满足整体防御的功能要求。系统具有较好的兼容性，能进行系统之间的良好通信。

3．1方案设计

本系统是一套高度智能化、既可实时控制又可脱机使用的出入口控制管理系统。授权的用户每人将持有一张非接触智能卡，在卡上存有统一编制的特定编码，持卡人将根据所获得的授权，通过出示智能卡进入相应的各门或相应的楼层。系统可以通过对特定管理区域的设防(报警状态)实现报警功能。系统自动记录每次读卡的时间、开门信息、相关的卡编号、报警信息等资料，供查询和统计处理，并生成各种报表。

3．2监控中心设计

门禁系统管理主机是整个出入口控制系统的核心设备。在中心区智能监控中心安装高端服务器，包括门禁系统通信服务器、数据库服务器等软件。

在通信服务器上安装门禁综合管理软件。在门禁软件中对系统进行初始化设置，门禁事件及报警的监控，同时对门禁点进行实时控制，对所有数据形成报表。

3．3一卡通系统集成

所谓“一卡通”系统，是综合自动控制、电脑通讯及网络运用、智能卡等技术，使用者只需随身一张智能卡，就可以享受诸如出入口控制、消费、停车场等各种快捷、安全、舒适的服务。

篇(7)

关键词:公路设计；灵活性；创造性

公路设计是决定公路建设项目工程价值和使用价值的重要阶段，设计质量对工程的总体质量和安全有着决定性的影响。由于公路是带状构造物，对于每一个公路项目而言，项目所在地的地理位置、地形地貌、气候气象、社会环境、文化传统、风俗习惯、公路使用者的审美特点等都是设计者必须考虑的重要因素。无论是公路的新建还是改造，都没有固定的模式。因此，对于每一个公路建设项目，设计者均面临着在保证公路行车安全与将所设计公路充分融入周围环境之间寻求一种协调和统一的任务，这就要求设计者必须灵活、创造性地进行公路设计。笔者结合多年来从事公路设计的实践经验，对一般公路中路基路面工程的设计理念和安全评价进行了认真探索。

一、路基路面的安全评价

（一）路基的安全评价。路基的安全评价包含：路基强度评价、边坡稳定评价、排水结构物评价与支档结构评价。路基强度影响路基的稳定性、承载力、路面使用功能，进而影响行车安全。路基的原始地面承载力强度小于150kPa要进行处理，存在软基、岩溶等不良地质要采用换填、袋装砂井、碎石桩、灌浆等方法进行治理。路基填料要通过试验后选用，不能土石混填以保证路基的压实度。对于膨胀土作为路基填料应进行掺石灰、固化材料处理，同时进行防水处治。

路基边坡安全评价主要考虑边坡的稳定性。近几年因路基边坡失稳造成的安全事故越来越多，因此路基的高填深切边坡均应经过稳定性验算，不满足稳定性要求的需采用防护及加固措施；边坡存在崩塌、滑坡的可能要采用卸载、挡墙、抗滑桩、综合排水等措施一次处理到位，不留隐患。对于山区山体横坡较陡地段的高填深切应与桥隧构造物进行比较，填方大于20m宜改填为桥梁，切方大于30m宜改切为隧道。对于高大边坡要加强施工观测，确保安全。

排水结构物评价：路基的排水不畅影响路基的稳定性。边沟、排水沟、渗沟、暗沟的设置位置、断面尺寸、防冲刷能力影响排水的使用功能，每条路都应进行计算，不能照搬照抄。渗沟、暗沟本身应有足够的强度，不能影响路基的整体稳定性。

支档结构物评价：挡墙本身强度、抗滑移能力、抗倾覆能力、抗剪能力、地基承载力都是安全评价的重要指标，应满足规范要求。从安全、经济的角度考虑重力式挡墙的高度宜控制在12m以内，超过12m，则可采用板桩墙、锚杆式挡墙、加筋挡墙等形式。挡墙的基底埋置深度应经计算确定，一般在可能的滑动面或冲刷以下至少1m，板桩墙桩的埋置深度对于岩石地基宜嵌岩1／3桩长，对于土质地基应嵌岩1／2桩长。

（二）公路路面的安全评价。路面强度的安全评价：因路面承受的轴载吨位以及轴载通行次数高，行车速度快，故对路面的强度要求就高；而路面强度低，产生安全隐患的机率就高。影响沥青路面强度的主要因素有沥青质量、石料的性质、粒料的级配等。造成水泥混凝土路面破坏的主要原因是路基的不均匀沉降和汽车超载，设计时应充分考虑。路面的抗滑安全评价：抗滑性能是保证雨天高速行车安全的重要技术指标，摩擦系数是直接影响抗滑安全的控制指标，摩擦系数越高，抗滑性能就越好。石料磨光值是保证路面防滑的基本指标，磨光值高才能获得高的摩擦系数。路面的排水安全评价：高速公路因其路幅宽，降到路面上的雨水量较多，排水不畅，形成积水，高速行车会使积水雾化，迷雾遮挡驾驶员视线，增加行车事故。同时积水会降低路面的抗滑性能，使车轮产生液面滑移，增加行车的危险性。在我省某段二级公路发生16起交通事故中，因路面积水造成事故11起，占总事故的68．7%。因此公路路面要采用系统排水的方法进行设计，确保路面水的流畅。路面的平整度评价：路面不平整易使汽车产生颠簸，容易造成事故。平整度的影响除了路基不均匀沉降的原因外，摊铺机的性能及操作对摊铺平整度影响很大，另外面层摊铺材料的质量、碾压质量对平整度有影响，接缝处理不好容易产生缺陷以及由于接缝压实度不够和结合强度不足而产生裂纹。

二、挡土墙的灵活运用

公路挡土墙的形式，可借鉴国内一些先进的设计理念和范例，积极探索坡面防护新技术，配合路段自然环境，灵活进行设计。如目前湖南省部分高速公路采用的花池墙、阶梯栅栏挡土墙等新型防护结构形式，既起到了防护作用，又丰富了路容景观。鉴于目前多数公路沿线的挡土墙人工痕迹较重，严重影响了公路景观。因此在一般公路设计中应灵活性设计，根据沿线地质条件和边坡高度，尽量减小防护工程体积，如挡土墙的高度和长度，并结合地形起伏特点，适当变化挡土墙高度，提高结构物自身景观效果。

在材料上，挡土墙可根据公路所在地区条件，灵活就地取材，如采用当地的块石、碎石干砌挡土墙，尽量避免采用光面混凝土挡土墙，以使挡土墙构造物表面贴近自然。另外，还可结合路域特有的文化和建筑风格，通过设置文化符号以赋予公路文化内涵，对挡土墙进行特殊设计，使司乘人员在行驶过程中感受到特有的公路民俗文化。

三、安全护栏设计

按照我国设计标准，要求护栏在中央分隔带连续设置，在路侧的最小段落为70m，不必要路段可以不设，它与主体工程的关系与其所处的路段有关。

石方区护栏：石方区护栏基础应与路基同步施工，路基开挖时，预留护栏混凝土基础的槽孔，或者直接在槽孔内现浇护栏基础，以避免2次开挖石方。

路肩挡墙区路侧护栏：护栏基础落在连续路肩挡墙区时，当挡墙施工至护栏基础底标高时，应预留护栏基础槽孔，也可现浇护栏基础，以避免后期护栏安装时开拆挡墙，对于连续护面墙区段，当护面墙施工至护栏基础底标高时，应预留护栏基础槽孔，也可现浇护栏基础，以避免后期护栏无法生根。

构造物护栏：对于特大、大、中桥护栏一般由主体工程设计单位设计。通常为砼刚性护栏，并由交通工程设计单位负责护栏过渡段设计。

四、路基边坡处理与环保

路基边坡形式是影响公路景观的主要因素。路基边坡坡率及形式的选择不仅影响边坡的稳定，同时也影响环境保护和景观效果。边坡坡率应灵活自然、因地制宜，尽量使边坡外形与周围环境融为一体，看不出明显的人工痕迹。在设计中应根据地形地质条件、边坡高度及周围环境特点对每个边坡逐个研究确定适宜的边坡形式和坡率。对于挖方边坡坡脚、坡顶取消人工痕迹过重的折角，而采用贴近自然的圆弧过渡，以达到与路线所经自然地带的地形地貌相适应。对于部分低填或隧道进出口填方路段，放缓边坡或直接填平进行植草绿化处理。这既有利于路堤与原地貌融为一体，使填筑痕迹得以遮掩；同时也增加路侧净区，形成一定的行车缓冲带，使过往车辆驶离路面后有一个安全的感觉。

公路设计灵活性和创造性的理念并不是试图去创建一个新的标准，而是建立在灵活应用现有的规范、标准、规章制度的基础之上，公路设计人员应在严格遵循项目规划的前提下，充分发挥想象力、独创性及灵活性，以规范为依据，在标准范围内灵活应用设计指标，切实设计出既能满足使用功能，又能确保安全运营，同时还能很好地融于自然及人文环境的公路。

参考文献：

[1]龙宁、李建忠、何峻岭、刘国强，《关于城市交通规划编制体系的思考》[J].城市交通，2007，(02)