物联网工程设计的约束条件有哪几种?物联网工程设计的约束条件有哪几种?

1、核心技术能力不足

我国物联网产业在专利、产品、解决方案等层面对国外存在较大依赖，如果核心技术没有重大的突破，我国物联网产业就有可能沦为发达国家的加工制造环节，所获取的利润非常微薄。

2、行业融合难度较大

目前，我国物联网产业的发展还不成熟，没有打破不同行业、地区、部门之间的壁垒，缺乏相关的协同；没有形成一定的规模效应，导致物联网成本居高不下，难以形成大规模应用 ，阻碍了物联网的推广和产业链的成熟。

3、存在较大网络安全隐患

物联网作为一个新型共享网络平台，其发展建设涉及到海量的信息安全、隐私和数据保护的问题，而目前还是缺乏技术上统一认可的手段以及监管上基于安全隐私保护的法规，导致一些人和事对物联网的应用 缺乏信心和安全感。

4、缺乏成熟的商业模式

物联网产业起步阶段的用户很少，难以达到规模经济，无法形成供给和需求相互促进的良性发展的机制，从而制约了物联网市场化盈利模式的形成。

5、缺乏统一的标准体系

我国在物联网标准制定方面启动得比较早，也取得了明显的效果，但我国现在的标准还比较零散、缺乏、缺失，而且不统一。

梁婉娟 李景朝 王翔

(中国地质调查局发展研究中心)

摘要 随着我国城市化进程的不断加快，人类对现存自然环境的利用和改造的力度也在不断加大，城市地质环境正在承受前所未有的压力。本文以重要经济区的地质资料信息、数据库信息、用户调研为主要依据，建立承载力指标体系，在新技术的基础上，通过对区域承载力的分析，模拟研究区在未来一定时期内的城镇发展空间格局，开发重要经济区地质资料产品，以期为研究区提出区域可持续发展建议，为中国东部重要经济区带经济发展规划、资源环境保护、城市及城市群布局和社会经济可持续发展提供基础数据和决策依据。

关键词 重要经济区 承载力 产品开发

在过去的几十年中，我国在经济建设上取得了巨大成就，但在以往的一些大型工程建设中，主要是集中力量进行工程的建设，有轻视全局性地质条件的倾向，以致出现了一些因地质环境开发利用不合理而造成的不良环境后果。例如东部重要经济区面临的资源环境约束持续加剧，迫切需要不断提高资源环境综合承载力。

从地质工作的角度来讲，地质资源承载力的大小对区域经济发展规划、资源环境保护、城市及城市群布局和社会经济可持续发展有着举足轻重的作用。历年来，我国对重要经济区开展了大量的基础地质调查、矿产勘查和环境科学研究工作，取得了相当数量的研究成果和各类地质资料信息。为了提高地质工作服务国民经济和社会发展的能力，同时也为加快地质资料信息的产品化进程。本项研究探索以重要经济区为基本单元，进行承载力评价，模拟研究区在未来一定时期内的城镇发展空间格局，以期为经济区所在地方及区域的经济发展规划、资源环境保护、城市及城市群布局和社会经济可持续发展提供服务。

1 地质环境承载力的概念及影响因素

11 概念

在我国，较成熟的“环境承载力”的概念最早是在湄洲湾规划(1991)报告中正式提出的，被定义为某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下对所能承受的人类社会作用在规模、强度和速度上的限制，是环境的基本属性和有限的自我调节能力的量度。其后，经过多次演变，定义为在一定时期内，一个地区(或国家)自然资源、地理地质、生态环境等综合条件所能承载的社会经济发展总体水平，最终往往以其所能承载的人口数量来表征。这里所指的承载能力，是在维持区域内资源结构符合持续发展需要、区域内环境功能仍维持其稳态效应的前提条件下达到的水平。定义从本质上反映了地质环境与人类活动之间的辩证关系，为地质环境与人类活动之间的协调发展提供了理论依据。

12 影响因素

从区域承载力的角度来看，区域可持续发展是指区域发展所消耗的资源和排放的污染物，必须限定在区域资源储量(可再生资源的循环再生周期和不可再生资源的替代资源获取周期)以及环境容纳的阈值以内。从这个意义上讲，区域承载力是区域为实现可持续发展的物质资源以及容纳环境污染的能力。换一个角度来看，影响承载力的因素应当既涵盖生态地质环境系统的本底性能，又包括科技发展水平、人类自身活动影响以及区域外因素。其可以概括为三个系统：地质环境系统、生态环境系统和社会环境系统。其中根据城市的特点和要求，城市地质环境系统可以从地质环境条件和地质资源两个方面考虑。地质环境条件方面涉及地理位置、气象水文、地形地貌、地质构造与地壳稳定性、工程地质、水文地质、地质灾害等方面；地质资源方面则涉及与地质环境有紧密联系的自然资源、如土地资源、淡水资源、森林资源、矿产资源和地下的能源等方面。生态环境系统的影响因素主要从植被、土壤水体、大气等方面分析。社会环境系统主要包括人口因素、经济因素、科学技术因素和管理与建设水平等因素。

2 产品内容

本次产品开发内容主要为经济区环境承载力研究，其包含了承载力各项指标的现状分析。承载力指标是指反映系统总体现象的特定概念和具体数值的综合。任何指标都是从数量方面来标定系统的某种属性或特征的。进行区域承载力及承载状况的评估，构建一套内容丰富、层次清晰、针对性强的指标体系是必不可少的。指标可以用简练的语言来对区域进行高度概括，指标的可测度性是系统定量研究的基础。

根据区域承载力研究的特点，通过分析建立评价模型体系，综合国内外各种已有可持续发展及承载力评价指标体系，如联合国可持续发展委员会(United Nations Committee of Sustainable Development，UNCSD)制定的指标体系、世界银行可持续发展指标体系、中国可持续发展战略采用的评价指标体系、《1999中国区域发展报告》提出的区域可持续发展评价指标体系等，同时根据已有的数据情况，建立的承载力评价指标体系如表1所示。值得一提的是，将经济指标取为单位面积值，实质是一种对指标进行加权标准化的过程，使各指标数据更具空间可比性。

表1 区域承载力评价指标体系

注：荒漠化强度指标为负向指标，即其指标值越高，所体现的同化能力就越低。除荒漠化强度值外，其他指标均为正向指标，即指标值越高，所体现上层指标水平越高。

3 产品开发方法

产品的开发必然需要遵循一定的方法。以下论述产品的开发方法，同时也是产品开发的流程。

31 现有地质资料产品分析

1)在针对某一类别进行地质资料产品开发之前，必须做出翔实的已有类别产品的汇总工作，形成汇总报告。

2)对开发产品所在研究区的所有资料进行成果集成表述，建立已有该类型资料产品体系，以图件、数据库、软件、设备、文献进行汇总。

32 产品需求对象分析

1)对开发产品所在区域进行调研，充分了解在该区域内各行业对该产品的需求(包含政府，专业地质机构，电力、水利、交通、农业等使用地质资料的机构及公众)。

2)充分分析待开发产品的使用对象，了解产品未来服务的目标，明确产品开发目的。

33 产品使用说明书

1)要对产品的适用对象和服务范围进行描述。

2)产品载体形式描述，包含图件、数据库、软件、文献报告以及格式(Arcgis、MapGIS、Jpeg、Word)等。

3)产品开发使用原有资料及数据情况说明。

4)产品内容主题及说明文档。

5)产品涉密问题阐述。

4 经济区产品示范

41 环渤海经济区承载力现状

环渤海地区是指环绕着渤海全部的沿岸地区所组成的广大经济区域。党的十四大报告中提出要加快环渤海地区的开发、开放，将这一地区列为全国开放开发的重点区域之一。环渤海经济区包括辽宁、河北、北京、天津、山东三省二市及渤海海域，环渤海地区土地总面积为5145万km2，占全国陆地面积的54%，是中国最主要的城市和工业集聚区之一。为了对区域承载力及承载状态进行更细致的分析，这里针对各评价指标现状值(21世纪初的值)对环渤海地区的各市进行了分类统计，即分别对各市级行政区范围内的各指标进行统计，这些统计中最有意义的是各指标在各市级行政区域内的算术平均值，算术平均值表现了该地区内该项指标的平均状态。用来进行统计的指标包括：风速等级、降水量等级、河流密度等级、森林面积百分比、草地面积比例、荒漠化强度、荒漠化变化趋势、湿地面积比例、湿地变化趋势、铁路线密度等级、公路线密度等级。此外，为了将承载力(同化能力及支撑能力)与承载状况及各指标进行综合对比分析，对承载力的评价结果指标(生态资源供给能力、支撑能力、同化能力及承载力)也进行了同样的统计。各指标分布程度综述如下：

未超载区主要分布在环渤海地区的张家口市、承德市、抚顺市、本溪市、丹东市、阜新市、铁岭市、朝阳市及葫芦岛市等地区。未超载区内的各指标分布特征综述如下：①风速等级：丹东、承德、本溪及抚顺地区平均风速最低(＜2)，其他地区的风速均处于中等(2～3)。②降水量等级：丹东，本溪，抚顺等地区平均降水量处于最高等级(＞4)，葫芦岛和铁岭区内平均降水量处于中等水平(2～3)，张家口，承德，朝阳及阜新等地区区内平均降水量最低(1～2)。③河流密度等级：葫芦岛市最低(平均15 左右)，本溪市最高(＞4)，其他地区中等(2～35)。④公路密度等级：未超载地区内公路系统均不是非常发达，除本溪市较高外(＞35)，其他各市平均公路等密度仅为中等水平(2～35)。⑤铁路密度等级：张家口市的铁路系统最不发达，处于最低水平(平均＜2)，其他地区也仅为中等水平(2～3)。⑥森林面积：张家口，阜新及朝阳市是未超载区中较低的，但也到达了15%以上，其他未超载地区更高，最高达到本溪市的78%，这说明未超载区森林覆盖面积均较高。⑦草地面积：张家口、朝阳及承德等地区最高，为近30%，这也是环渤海区域内草地覆盖率最高的，阜新为12%左右，其他未超载地区相对较低，均在5%以下。⑧荒漠化强度：张家口，阜新及朝阳最高约为20%左右，远超过了区域均值(912%)，铁岭接近平均值为846%，其他地区相对较低。⑨荒漠化变化趋势：只有张家口和朝阳市是正值，说明荒漠化在这两个市有减弱的趋势，其他未超载地区荒漠化变化趋势指标均为负值，表示荒漠化有恶化迹象。⑩湿地面积比例：除丹东及葫芦岛市湿地面积接近区域平均值(965%)，其他地区均低于区域平均值。 湿地变化趋势：张家口、抚顺、本溪及丹东地区的湿地面积有所减少，其中本溪市减少了2%，其他地区湿地面积又说增加。 生态资源承载能力：除阜新和铁岭外，其他地区均低于区域平均值，未超载区生态资源供给能力总体较低。3 同化能力：除铁岭和丹东外，其他地区均为均远低于区域平均值，说明未超载区域总体的污染物自处理能力相对较低。

严重超载区主要分布在研究区内的北京、天津、唐山、济南、淄博及青岛地区。这些地区的发展已严重超出了地区的承载力范围，是可持续发展规划改造的重点地区，其中各指标平均值特征综述如下：①风速等级：北京、唐山及淄博市年平均风速最低(1～2)，不利于空气中污染物的扩散；位于沿海的青岛市风速最大(＞4)；天津、济南的年平均风速属于中等(3～4)。②降水量等级：严重超载区内的降水量等级均处于2～3之间的中等水平。③河流密度等级：除青岛市的平均水系密度处于中等水平外，其他地区均较高(＞4)。④公路密度等级：除唐山外均有非常发达的公路交通系统(＞4)，唐山平均公路系统密度处于中等水平(3～4)。⑤铁路密度等级：北京，天津均拥有高度密集的铁路网(＞4)，其他地区中等，铁路线密度等级处于3～4 之间，严重超载区整体交通体系均较完善。⑥森林面积：除北京以外，其他地区森林覆盖面积均不高(淄博18%)，北京为严重超载区最高，达到45%。⑦草地面积：严重超载区草地覆盖面积均不高，除淄博为近15%外，其他地区均在全区平均水平(846%)以下，天津甚至只有2%的草地覆盖率。⑧荒漠化强度：除天津和唐山接近环渤海区平均值(912%)，其他严重超载区均远低于区域平均值，严重超载区整体荒漠化情况较好。⑨荒漠化变化趋势：北京，天津，淄博及青岛地区荒漠化有所恶化(指标为负值)，其他两市唐山、济南荒漠化有所减弱。⑩湿地面积比例：天津，唐山及青岛等沿海城市湿地面积较大，超过了区域平均值，北京、济南及较低，均不到平均值的一半。 湿地变化趋势：北京、唐山及济南湿地面积减少，天津、唐山及淄博增加，但变化幅度均不大。 生态资源供给能力：所有均高于区域平均值，严重超载区域的生态资源供给能力相对较高。 同化能力：北京、淄博的同化能力远低于区域平均值，其他地区均大大超过了区域均值。

42 可持续发展建议

通过以上分析可以发现，相对而言，未超载区各项同化能力评价指标不太高造成整体同化能力较低；而严重超载区相对良好。由于生态足迹法(生态足迹需求主要是计算在一定的人口和经济规模条件下维持资源消费和废弃物吸收所必需的生物生产性土地面积)将建筑用地作为调配因子最高的耕地来计算生态资源供给能力，所有城镇化程度高的严重超载区的生态资源供给能力相对较高，而城镇化程度相对较低的未超载地区总体较低，这种计算结果有一定的片面性，这是在今后的研究中需要改进的方面。

未超载区还有如下特征：①有极好的绿地覆盖率(森林及草地面积比例)为今后的发展及区域生态平衡提供良好的自然条件。②未超载区的荒漠化均比较严重，必须加强对荒漠化地区的改造和防止荒漠化的扩散。③未超载区的交通(铁路及公路)系统整体上不太发达，这在一定程度上限制了区域资源的调配，发展交通是未超载区今后发展的重要一环并且需要最先建设。

同样，严重超载区有如下需要注意的地方：①应尽量少进行污染量排放大的经济社会活动，尤其对于北京、上海及广州等超大型城市而言要限制城市的发展规模，限制空气污染物主要的来源的车辆数。②总体湿地在退化，滩涂在减少，因此现有湿地面积需要得到保持，以防对区域生态系统造成破坏。③严重超载地区的植被(森林，草地)覆盖率均不高，必须加强这些地区的植树造林工作，同时保护现有植被区。在区域规划中应该根据各地区的不足和优点分别提出合适的改造和维持方案，这对可持续发展规划是非常重要的。

本文的预测模型实质是在现有发展状况的趋势下确定其发展规律来进行模拟的。从预测成果可以看出，环渤海的这种发展趋势并不是可持续的，对可再生资源和其他资源的过度使用及对环境的污染给区域生态系统带来了巨大的压力，这种压力是高于区域生态系统的承载力范围的。持续且是逐渐增大的承载量会造成生态系统的迅速恶化，使区域系统进入全面的危机。因此根据上述分析，提出如下建议：优先发展未超载区，环渤海区北部的未超载区主要有河北省的张家口、承德和辽宁省的朝阳、阜新、铁岭、本溪、丹东等地市。这些地区具有极为丰富的矿产等自然资源，更重要的是这些地区属于东北老工业基地，有良好的工业基础设施，为进一步发展提供了良好的基础。着重改良超载“重灾区”：北京、天津及石家庄、济南等大型城市，通过对排污量大的经济社会活动进行大力整治，可利用周边或者国外未超载地区的天然优势，实施战略性转移，同时积极培育高新科技产业，使地区发展从资源型向科技型转变，提高资源的利用率。限制开发一般超载区，必须做到未雨绸缪，具体方法可以借鉴严重超载区，在实现保持经济高速增长的同时，又能使发展强度与区域承载力相适应。

参考文献

[1]任光远，薛忠歧基于GIS技术的生态地质环境承载力研究：以宁夏沿黄经济区为例[J]分析评价，2014，9(2)：39～40

[2]姚治华，王红旗，郝旭光基于集对分析的地质环境承载力研究以大庆市为例[J]环境科学与技术，2010，33(10)：183

[3]余志山，马传明，宁立波可持续发展理念下的地质环境承载力初步研究[J]甘肃地质，2008，17(2)：81～84

其实可以将它理解成智能家居跨品牌、跨生态产品之间的“桥梁”，或是不同产品间用于顺畅交流的“普通话”。他可以让智能家居的“可能性”将大大增加。举例来说，用户可以用苹果手机去控制海尔空调、海尔冰箱，或是打开A品牌智能门锁后，B品牌的灯随之点亮、C品牌电动窗帘缓缓关合。如此一来，用户也可以尽自己所好选择最适合的产品，集百家之长组建起专属的“智能家”。不忘初心。

随着网络基础设施规划与建设的推进，教育信息化应用正在走向全面深化，尤其是校园网的建设也进一步向公众网扩展，其中远程教育、视频点播等已成为极富发展潜力的校园网业务。其中，作为哈尔滨市普教行业校园网建设重点项目之一，由铁岭小学和锐捷网络（原实达网络）携手共建的校园网在规划、设计、建设等方面具有很好的示范意义。下面就让我们一去了解一下项目的建设情况。
项目建设背景
校园网是一个为教学活动、科研活动和教育管理活动服务的网络环境，是“校校通”的基础工程；特别是在国家教育部提出的：用5－10年的时间在全国范围内的中小学实现“校校通”的建设目标指导下，哈尔滨市教育局决定在全市范围内大力进行普教校园网的建设。
铁岭小学校园网建设的目标是建设一个为全校提供利用网络资源进行教学、科研和管理工作的基础设施，建立一个全市各个学校建设校园网的典范。
具体项目实施
关于此项目的具体组网方案的制定，铁岭小学主要提出了两个方面的要求：
第一， 铁岭小学网络中心老师希望网络规划好之后，不会出现IP地址冲突等问题，希望非法用户无法访问校园网。
第二， 要求网络设备安全可靠，性能稳定，轻松实现网络的管理。
第三， 铁岭小学希望建成一个可以满足校内老师和学生访问Internet，同时还要保证足够的带宽实现多媒体的应用。
通过细致的规划和多次论证，铁岭小学的建设方案最终确定了采用锐捷网络提供的全网解决方案及网络设备。具体组网如下图示：
如图所示，在铁岭小学校园网的网络核心选用的是锐捷网络骨干路由交换机STAR-S4909，接入层选用的是STAR-S2150G，另外网络中选用了锐捷网络全中文的网络管理平台StarView。
首先， STAR-S4909提供最多64个高密度端口的10/100M的端口或者16个1000M端口，并且具有强大的三层处理功能力。在STAR-S4909上可以实现基于交换机端口、MAC地址、IP地址、协议、应用组合进行带宽限速，限速粒度：1M粒度/百兆端口、8M粒度/千兆端口。这样可以实现网络中高等级服务获得高的网络带宽，真正让铁岭小学网络资源得到充分的利用。另外， STAR-S4909支持IP、MAC和端口的绑定，硬件可实现严格控制对该端口的用户输入，有效防止非法用户的接入。
其次，在网络的接入层采用锐捷网络STAR-S2150G。S2150G是一款全线速千兆智能交换机，提供智能的流分类和完善的QoS特征。S2150G以极高的性价比为各类型网络提供完善的端到端的服务质量、丰富的安全设置和基于策略的网管，最大化满足高速、融合、安全的企业网新需求。另外 S2150G支持堆叠技术，可以灵活满足不同端口密度的需求，在管理上一个堆叠可以作为一个设备进行管理维护。STAR-S2150G支持IP、MAC和端口的硬件绑定，这样在接入就有效地防止非法用户接入网络，有效地解决IP地址冲突的问题。
项目设计特点
1极灵活的带宽限制能力。方案采用了锐捷网络STAR-S4909三层智能交换机，可以基于交换机端口、MAC地址、IP地址、协议、应用组合进行带宽限速。
2硬件实现端口与MAC地址和用户IP地址的绑定。通过设定访问交换机上某个端口的用户MAC地址和IP(可选)，硬件可实现严格控制对该端口的用户输入，有效防止非法用户的接入。
3QoS功能。提供完善的QoS，通过流分类、标记、带宽限制、转发等可真正实现端到端的OoS
4通过PVLAN即可隔离用户信息互通。通过PVLAN（Protected VLAN保护端口）即可隔离用户之间信息互通，对于需要保证用户信息安全的环境，比如宽带接入时对用户的安全性要求较高，若端口之间可以互相通信，则用户的安全性将会受到影响，可以采用保护端口（即将该端口设为保护端口）实现端口之间相互隔离，不必占用VLAN资源。各保护端口不可以互通，仅可通过扩展模块上联端口或其他上联端口访问互联网或社区服务器。采用保护端口即保证用户信息安全，又节约VLAN资源，同时不必再修改VLAN配置，大大提高维护效率。
5高的安全接入控制。包括8021x，端口安全等，特别是可在用户账号、VLAN号、MAC地址、IP地址、交换机端口、交换机IP之间需要任意绑定的场合，可有效控制用户的接入，确定用户的唯一性。
6网络管理简单。在网络核心布置锐捷网络管理平台，通过中文网管软件STAR-VIEW实现对全网IP设备和网络设备的监控和管理。STAR-VIEW提供实时的流量监控图，并通过组合式的曲线统计方式，为网络性能分析和故障分析提供直观的分析试图集。通过网络拓扑中网络设备的不同颜色直观地标识网络设备的运行状态，为管理员提供了快速准确的设备运行状态定位。
项目实施效果
铁岭小学校园网建成以来，成功的帮助校方实现教学信息化：首先是实现了校园网络资源的共享和合理利用；其次，解决了老师关心的IP地址冲突的问题；另外，铁岭小学校园网统一的硬件与软件平台，实现了全网的集中监控和管理，保证了网络平台的最佳兼容性。

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