基于IPv6的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在武夷山茶區(qū)的應(yīng)用研究

馮燕茹,馮燕杰,張 濤

(防災(zāi)科技學(xué)院,河北三河 065201)

IPv4技術(shù)是IPv6技術(shù)的前身,在網(wǎng)絡(luò)時代日益發(fā)達的今天,其暴露出來的不穩(wěn)定性和漏洞也越來越多。尤其是在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)地址短缺、數(shù)據(jù)采集不及時、傳輸滯后等弊端一直為業(yè)內(nèi)所詬病。它的升級版IPv6技術(shù)的出現(xiàn),在很大程度上改變了IPv4在技術(shù)方面存在的難題和一些漏洞,在設(shè)計中也解決了IPv4網(wǎng)絡(luò)地址短缺的問題,IPv6還最大保證了網(wǎng)絡(luò)地址層面的安全,其高效的傳輸效率,和穩(wěn)定的性能,為地震數(shù)據(jù)的準確及時收集,提供了強大的技術(shù)支持。

武夷山是我國最著名的產(chǎn)茶區(qū)之一,風(fēng)光秀麗,景色怡人,有著眾多的歷史文化遺存。武夷山茶文化歷史源遠流長,秀美的自然風(fēng)光和悠久的茶文化相結(jié)合,成為我國不可多得,也不可復(fù)制再生的旅游資源。當下,綠色發(fā)展的觀念深入人心,除了如何減少人為因素對環(huán)境的破壞外,如何在重大災(zāi)難將至或降臨后,將環(huán)境的破壞程度降至最低,成為當代科學(xué)界所關(guān)注的問題。眾所周知,在眾多不可抗力的因素中,地震對環(huán)境的破壞程度最大,引發(fā)的次生災(zāi)害也更具破壞力。本文將淺顯介紹基于IPv6的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的概念和技術(shù)特點,并對該系統(tǒng)在武夷山茶區(qū)的應(yīng)用進行淺顯的探討,希望能對武夷山茶區(qū)的環(huán)境保護起到一定的理論支持。

1 IPv6技術(shù)的簡單介紹

Internet Protocol version 6,簡稱IPv6,翻譯成中文,是“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版”。IPv6有效解決了IPv4地址空間不足的問題,網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量得以提高,系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有了更好的保證,支持兼容即插即用和移動性設(shè)備的使用使多播功能得到了更好的實現(xiàn)。

我們最早接觸的互聯(lián)網(wǎng),是在IPv4協(xié)議基礎(chǔ)上運行的。在上個世紀90年代初,世界范圍內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以快速發(fā)展,國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)也逐漸認識到IPv4的局限性,IPv4的地址長度是32位,其中最明顯的一個問題就是,IPv4協(xié)議基礎(chǔ)上的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)址數(shù)量有限,如果不進行新的技術(shù)更新,互聯(lián)網(wǎng)地址在2005年到2010年之間就會被分配完畢。很顯然,這樣的的局限性是無法滿足互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展的。

1994年,國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組著手開發(fā)下一代IP協(xié)議,也就是對IPv6的開發(fā)。IPv6采用的是128位的地址長度,龐大的數(shù)據(jù)組合可以產(chǎn)生海量的IP地址,按照保守方式估計,地球是每平方米的面積,可以分配的IP地址多達1000多個。IPVv6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的出現(xiàn),從根本上解決了IP地址匱乏的問題。眾所周知,互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到當今社會,尤其是人工智能的出現(xiàn),使得萬物互聯(lián)成為了現(xiàn)實,我們生活的大環(huán)境內(nèi),一切電子產(chǎn)品都可以跟互聯(lián)網(wǎng)掛上鉤。而IPv6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的使用,正是萬物互聯(lián)成為現(xiàn)實的根本技術(shù)基礎(chǔ)。

2 IPv6在地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

地震給環(huán)境帶來的破壞程度,除了地震直接造成的環(huán)境地質(zhì)破壞外,還有很大一部分來自次生災(zāi)害。在地震災(zāi)害發(fā)生前后,及時掌握地震數(shù)據(jù)、減少次生災(zāi)害的發(fā)生是抗震減災(zāi)的有效手段。IPv6地震傳感器的開發(fā)和應(yīng)用,事關(guān)著人們的生命與財產(chǎn),事關(guān)著我國經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。要想探討IPv6的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在武夷山茶區(qū)的應(yīng)用,必須先要了解IPv6技術(shù)的特點和優(yōu)勢所在,之后才能考慮該系統(tǒng)在茶區(qū)是否具備可行性。

2.1 為地震數(shù)據(jù)的收集提供可靠的途徑

IPv6技術(shù)在地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用,首先解決了地震傳輸動態(tài)數(shù)據(jù)及時準確的傳輸問題。

目前,我國的地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)取得了一系列重大突破,但和發(fā)達國家相比,還存在一定差距。從總體來看,監(jiān)測網(wǎng)點密度較小,且分布不均是直接影響我國地震數(shù)據(jù)收集的主要原因。特別是在我國西部和西南地區(qū),受特殊地理環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展狀態(tài)等多種原因的影響,地震監(jiān)測網(wǎng)點還嚴重不足,甚至存在盲區(qū)。這直接影響到了我國的地震數(shù)據(jù)采集,以及對地震信息的評估和判斷。

目前,全世界的地震監(jiān)測機構(gòu),都無法實現(xiàn)對地震的準確預(yù)報。追其根本原因就是,對地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的集納和分析不及時。地震數(shù)據(jù)是地震預(yù)報的基礎(chǔ),只有及時掌握大量的動態(tài)地質(zhì)變化數(shù)據(jù),獲取地球的綜合科學(xué)信息,才能在地震預(yù)報上有所突破。傳感器是測量地震數(shù)據(jù)儀器中的關(guān)鍵元部件,也是得到高精度、連續(xù)性、準確性的地震數(shù)據(jù)的保證。傳輸系統(tǒng)是保證數(shù)據(jù)可靠傳遞的途徑,沒有穩(wěn)定可靠的傳輸系統(tǒng),再靈敏的傳感器在地震監(jiān)測系統(tǒng)中也是形同虛設(shè)。基于IPv6技術(shù)構(gòu)建的地震監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò),憑借這優(yōu)越的性能和高效的傳輸效率,為地震數(shù)據(jù)的采集和傳輸,提供了可靠的技術(shù)支持。大幅提高了我國地震監(jiān)測能力和預(yù)告水平,為我國科學(xué)防震提供了全新的技術(shù)環(huán)境。

2.2 為地震數(shù)據(jù)采集提供了便捷的方式

基于IPv6技術(shù)的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng),為地震數(shù)據(jù)的采集提供了便捷簡單的操作模式。實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸和實時監(jiān)測。

與之前基于IPv4技術(shù)的地震傳感器相比,基于IPv6的地震傳感器在通訊機制上實現(xiàn)了更大的突破,同時也實現(xiàn)了通訊的部位不同。前者的地震傳感器和前端監(jiān)測設(shè)備是分開工作的,傳感器無法作為單獨的儀器使用,也就無法及時的將數(shù)據(jù)準確傳輸?shù)奖O(jiān)測端。而后者最大優(yōu)勢是本身具備網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,無論何時何地,只要將地震數(shù)據(jù)傳感器接入互聯(lián)網(wǎng),就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和觀測。

憑借IPv6的諸多優(yōu)勢,地震無線應(yīng)急安全網(wǎng)絡(luò)還實現(xiàn)了許多在IPv4協(xié)議框架下無法實現(xiàn)的功能,如：傳感器可以通過無線路由器自動匹配IP地址；實現(xiàn)了設(shè)備的即插即用功能,方便了傳感器的安裝和使用。最值得一提的是,IPv4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下,地震監(jiān)測是依靠人機之間的互動來實現(xiàn)。而基于IPv6的地震無線應(yīng)急安全網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)傳感器與傳感器之間的互動和聯(lián)動。當一個傳感器收到異常地質(zhì)信號之后,會將捕捉到的信號數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)告知未能監(jiān)測到的傳感器,并引發(fā)其他傳感器啟動加密監(jiān)測機制,從而獲得了更多有效的實用數(shù)據(jù)和有效信息。

3 武夷山茶區(qū)的情況

提到武夷山,大家首先想到的就是以大紅袍為代表的武夷巖茶了。武夷山是我國最著名的產(chǎn)茶區(qū)之一,有著歷史悠久的茶文化。武夷山茶樹品種繁多,有著“品種王國”的美譽,像我們經(jīng)常接觸到的大紅袍、水仙、肉桂、名叢等等,都是出自武夷山茶區(qū)。在眾多的茶樹中,不乏歷史上就很出名的茶樹。其中最為著名的就是那國寶級的5棵大紅袍,每年都吸引著數(shù)以萬計的游客來一睹芳容。

武夷山的巖茶歷史可追溯到宋朝時期,范仲淹、蘇軾、歐陽修等文豪,都曾到訪過武夷山,并為武夷巖茶的推廣起到了至關(guān)重要的作用。悠久的歷史當然也留下了豐富的歷史遺存：如“茶洞”、“不見天”、“大紅袍”、“茶灶”、“龐公吃茶處”等等,內(nèi)涵豐富,是不可多得的歷史文化遺產(chǎn)。

武夷山特色的茶藝和茶技、具有傳奇色彩的古茶樹、內(nèi)涵豐富的歷史遺存,并存的儒釋道三教文化,共同形成了我國不可多得的茶文化旅游資源。近些年來,武夷山先后獲得了“非物質(zhì)文化遺產(chǎn)”、“中國茶文化藝術(shù)之鄉(xiāng)”、“地理標志保護產(chǎn)品”等殊榮,再加上茶文化旅游熱的興起,武夷山茶區(qū)在傳統(tǒng)茶葉生產(chǎn)外,又迎來了茶文化旅游開發(fā)的熱潮。

4 武夷山地理區(qū)位和防震的必要性

武夷山位于在閩贛和閩浙邊界,山體總長度長達到550公里,平均海拔高度超過1000米,武夷山的主峰是黃崗山,海拔2 158米,巍峨聳立在福建省的西北角,是我國東南沿海的第一高峰。地質(zhì)學(xué)家考證,武夷山的形成和中新元古代古裂谷期的火山運動有著直接關(guān)系。其主峰黃崗山在第四紀之前的數(shù)百萬年間,經(jīng)歷了至少三次斷塊抬升運動,每次抬升幅度300到40左右,總的上升量達到千米之多,最終形成了現(xiàn)在的黃崗山。

武夷山所在的福建省,最早的地震記錄可以追溯到晉太康8年,也就是公元287年,至今有著近1800年的歷史。在1900年之前,因為沒有相關(guān)儀器對于地震進行檢測和記錄,所以對于福建省的地震次數(shù)和大小,只能依靠專家在歷史資料中進行查詢和相互佐證。中國地震學(xué)會的專家,曾對對福建省歷史上發(fā)生的地震,進行過仔細的復(fù)核和研究,最后審定,在公元963至2005年間,福建省曾發(fā)生過51次震級大于4.7級的強震。在1600年9月、1604年12月、1918年2月和1994年9月,福建省內(nèi)發(fā)生過7級以上的強震。其中1994年主要發(fā)生在臺灣海峽的地震,導(dǎo)致福建境內(nèi)傷亡達120人,其中重傷17人,死亡1人,經(jīng)濟損失1.2億多元。

地震給環(huán)境帶來的破壞程度,是無法用金錢來衡量的。如2017年8月8日,我國著名的風(fēng)景旅游區(qū)九寨溝發(fā)生7.0級地震,除了造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失外,也給九寨溝的自然帶來巨大的破壞,很多風(fēng)景如畫的景點,因為地震的發(fā)生永遠的消失在人們的視野之中。九寨溝強震的警示發(fā)人深省,盡管在近些年中,盡管武夷山茶區(qū)沒有大的地震災(zāi)害發(fā)生,但正因為福建省歷史上有多次強震發(fā)生,因此在茶區(qū)建設(shè)地震防范和預(yù)警機制十分必要。

5 地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在武夷山茶區(qū)的應(yīng)用建議

重視地震安全、加強地震監(jiān)測和預(yù)警,有效提高震害防御能力,最大程度減少震害損失是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然需求。通過前面的論述不難看出,基于IPv6的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng),保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?使地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能夠大范圍、大動態(tài)、高速率地連續(xù)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù),并完成相關(guān)資源的整合與科學(xué)管理。所以,基于IPv6的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng),在武夷山茶區(qū)內(nèi)應(yīng)用具備理論上可行性,實施后肯定能為武夷山茶區(qū)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。下面,本文針對系統(tǒng)應(yīng)用的具體操作,提出自己的建議來。

5.1 增加政府財政投入

武夷山茶區(qū)是我國最著名的產(chǎn)茶區(qū)和茶文化旅游區(qū),對環(huán)境保護的重要性不言而喻。盡管對地震災(zāi)害的防御和預(yù)警是一項“未雨綢繆”的工程,短時間內(nèi)或很長時間內(nèi)看不到經(jīng)濟上回報,但從長遠意義上來看,這是一項功在千秋的大事。地方政府和相關(guān)部門應(yīng)該拋去狹隘的發(fā)展目光,加大對地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的政府財政投入力度,積極建設(shè)完善科學(xué)的地震預(yù)警和監(jiān)測體系。

5.2 鼓勵茶商茶企參與

在綿延500公里的武夷山山脈,分布大大小小的茶企多達數(shù)百家,至于茶商更是遍地都是。前面提到,我國地震數(shù)據(jù)收集的一個現(xiàn)存解決的問題就是監(jiān)測密度不夠,而遍地皆是的茶商茶企,恰好為地震數(shù)據(jù)監(jiān)測點的密度問題打開了思路?；贗Pv6的地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng),一個最大優(yōu)點就是可以實現(xiàn)傳感器設(shè)備的即插即用,操作簡單易學(xué)。如果把每一個茶商茶企參與的積極性調(diào)動起來,把每一個茶商茶企的所在地,都變成一個有效的地震數(shù)據(jù)監(jiān)測點,那對整個武夷山茶區(qū)的地震數(shù)據(jù)采集結(jié)果將會更精準、更及時。所以相關(guān)部門不妨根據(jù)地方實際情況,制定合理的補貼鼓勵政策,最大程度的吸引茶商茶企,參與到地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的建設(shè)中來。

5.3 普及相關(guān)專業(yè)知識

對每一個監(jiān)測點,尤其是與茶商茶企合作的監(jiān)測點,相關(guān)專業(yè)知識的培訓(xùn)是否到位,是保障地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)。這就要求我們的地震研究技術(shù)人員,首先要加大對監(jiān)測點群眾防震、抗震知識的培訓(xùn),增強群眾的安全防患意識和責(zé)任心；其次要定期巡查,加強對監(jiān)測點群眾專業(yè)知識的培訓(xùn),保證地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的正常運行和維護。

6 結(jié)語

地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用,對武夷山茶區(qū)是一項功在千秋的大事?；贗Pv6的應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng),在技術(shù)上實現(xiàn)了對地震數(shù)據(jù)的及時、連續(xù)、準確的獲取,為我國的抗震減災(zāi)事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。我們應(yīng)該抓住契機,通過大力宣傳、政策補貼等一系列手段,鼓勵武夷山茶區(qū)人民參與,盡最大可能完善地震應(yīng)急無線網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在武夷山茶區(qū)的應(yīng)用,未雨綢繆,為武夷山的可持續(xù)發(fā)展和防震減災(zāi)事業(yè)做出貢獻來。

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