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1.2从作用的领域来划分。从作用的领域看,可以划分为政治职能、经济职能、文化职能、社会职能等。这些职能集中体现了国家在全部社会生活中所起的整体作用,因此,有人格这些职能称为行政管理的总体职能,也可以称为基本职能。1.3从管理过程和方式来划分。从行政管理的过程和方式看,可以划分为计划职能、组织职能、协调职能、控制职能等。这些行政职能不仅为不同类型的国家所必需,而且为不同领域的行政管理所必需。这是行政管理作为一个周而复始的循环过程,为维护自身良性运转所必须具有的共同的职能。与行政管理的总体职能相对应,有的人将这些行政职能称为分部职能或者运作职能。
1.4从作用性质来划分。从作用的性质看,可以划分为统治性职能、保卫性职能、管理性职能、服务性职能等。随着社会经济、教育、文化、科技等的发展,相应地,有些职能逐渐强化,有些职能逐渐弱化。
1.5从所控制的幅度来划分。从所控制的幅度来看,可以划分为高层次行政职能、中层次行政职能、低层次行政职能。
2基本职能
2.1政治职能。这是行政管理员主要的职能,从世界范围来说,任何一种类型的国家,都无不以政治职能作为行政管理的基本职能。它最鲜明地反映国家的本质以及一定时期政府活动的基本方向、方式和作用。政治职能也称阶级统治职能,它是指通过行政强制力机构(加公安机关、国家安全机关、军事机关、情报机关等等),行使约束性、控制性、防御性、保卫性以及镇压性的功能。以维护有利于统治阶级的社会秩序及内外环境,这是任何国家的行政管理都不可缺少的职能。
2.2经济职能。这是行政管理员重要的一项基本职能。从国家产生开始,就以不同方式并在不同程度上实际存在着这一经济职能。它鲜明地体现着上层建筑决定于并服务于经济基础的特性。国家的经济职能是通过国家的经济管理部门(如经济计划部门,农业、工业、商贸部门,交通部门等)对社会经济的领导、组织和管理来实现的。
2.3文化职能。这也是行政管理最古老、最主要的职能之一,只是在不同的时代、不同的国家有着不同的内容和管理方式。文化职能一般是通过文化督理机构(如教育部、文化部门、科技卫生部门、体育部门等)实施领导、指导以及管理实现的。
2.4社会职能。这是行政管理内容员为广泛、丰富的一项基本职能。一般地说,凡致力于改善、保障人民物质文化生活的事业和措施,均可以包含在此概念之中。按照的观点,凡是国家行政机关对“公共事务”的管理功能,即与阶级统治职能或政治职能相对应的管理职能都称为社会职能。行政管理的社会职能一般是通过建立专门机构(如民政部门、环境保护部门、社会保障部门等)对社会福利、社会救济、社会保险等事业实施管理来实现的。
1服务型政府的概念及特征
所谓服务型政府,是相对于管理型、权力型、命令型政府而言,它是在公民本位、社会本位理念指导下,在整个社会民主秩序的框架内,通过法定程序,按照公民意志组建起来的以为公民服务为宗旨并承担着服务责任的政府。
服务型政府有两个重要特征:一是政府只提供市场、企业和个人不能或不愿提供的公共物品和公共服务。众所周知,现代经济学普遍把产品分为公共物品和私人物品。公共物品(除政策、法规外)往往是投资规模大、投资周期长,对于企业而言,投资于公共物品无利可图;对个人而言,则往往无力承担。而公共物品所具有的非排他性特征,又使得人们容易产生搭便车的心理,即某人参与了公共物品的消费,却不愿意支付或充分支付生产成本而依赖他人支付。这种搭便车的心理(以及避免被搭便车的心理)导致了集体的不理性:大家都不愿提供公共物品。这就决定了公共物品不可能由市场提供。经济学上私人物品和公共物品的划分方法很好地界定了服务行政的范围:政府只应该向公众提供公共物品,而不需要也不应该涉足私人物品的生产。私人物品完全可以由市场机制实现有效率的供给,政府没有必要介入私人物品的生产。二是政府应当鼓励公共服务市场化。虽然政府应当提供公共物品,但是政府决不可以垄断公共物品的生产。即使事实上只有政府有能力提供的服务,也没有理由因此而禁止私人企业去尝试和寻求其他方法,也就是在不使用强制性权力的情况下提供这些商品和劳务的方法。人们完全有可能找到一些新的方法,使一种在过去不可能由那些愿意为之支付费用的人排他性独享的服务成为一种可供交易的服务,进而使市场方法能够在它此前无法适用的领域中得到适用。政府不得垄断公共物品的供给意味着私人和私人企业可以进入这些领域,这些公共服务行业是面向市场开放的。因此,公共物品的供给应该向私人开放,与私人不愿意提供公共物品并不存在矛盾。作为服务型政府,不仅不可以垄断公共物品的供给,而且应当鼓励公共服务市场化,因为在存在竞争的情况下,服务行政的弊端会降至最低程度,并能和市场经济体制的基本要求相兼容。
2创建服务型政府的必要性
2.1建设服务型政府是建立和完善社会主义市场经济体制的客观需要
服务型政府的根本任务就是按照社会主义市场经济体制和法治社会的要求,提供良好的市场经济发展环境。经过20多年的改革开放,中国社会主义市场经济体制初步建立,但是传统计划经济的影响仍然较为严重,旧体制下最困难的问题被积淀下来,转型时期的特殊问题也已凸现。政府直接管理经济、地方保护主义、部门与行业垄断、假冒伪劣等问题仍然存在,这些既不符合WTO规则,也严重影响了整个市场经济体系的规范发展。服务型政府,正是改变过去政府管理中不规范、不完善的地方,进一步转变政府职能,将政府主要精力放在加强与改善宏观经济调控,规范市场、创造良好市场环境,提高公共服务水平和能力等方面;使政府管理符合市场经济体制要求,推进我国社会主义市场经济体制的完善。
2.2建设服务型政府是由我们党的宗旨和政府性质决定的
我们党的宗旨是为最大多数人谋利益,这也是的一个基本观点。贯彻“三个代表”的要求,本质在坚持执政为民。党的一切工作,都以实现最广大人民的根本利益为最高标准。我们党致力于发展先进生产力和先进文化,正是为了不断满足人民群众日益增长的物质文化生活的需要,实现和维护最广大人民的根本利益是坚持“三个代表”的最终落脚点。我们的政府是人民的政府,这就决定了政府所做的一切,必须是也只能是为人民服务、为人民谋利。
2.3建设服务型政府是各国政府改革的重要趋向
在席卷西方世界的政府再造之风中,特别是自20世纪90年代以来,西方各国的政府均以重塑服务型政府为其主要目标。1994年,英国政府进行了“政府信息服务”的实验,1996年11月公布“GovernmentDirect”计划,提出新形态的公共服务以符合未来社会的需求。美国政府于1994年9月20日颁布了“顾客至上:服务美国公众的标准”,主张建立顾客至上的政府。同年12月,美国政府信息技术服务小组提出的政府信息技术服务的远景报告认为,改革政府不只是人事精简、减少政府赤字的问题,更需要善于运用信息技术的力量彻底重塑政府对民众的服务工作。还有新西兰的“公共服务部门之改造”以及日本的“实现对国民提供高品质服务的行政”,都体现了政府改革的目标———构建服务型政府。改革开放以来,我国也在创建服务型政府方面做出了不懈努力,先后多次进行以转变职能为重点的机构改革。
3创建服务型政府的路径选择
3.1建设高素质的公务员队伍是建设服务型政府的关键
建设服务型政府,首先要建设一支高素质的公务员队伍。所谓高素质的公务员队伍,不仅是指公务员具有较高的业务素质,更是指公务员具有较高的政治素质和强烈的服务意识。培养公务员的服务意识,必须强化公务员的职业道德、责任意识、敬业精神,提高公务员的业务能力、服务本领。具体而言,要着重强调以下三点:一是主动性。国家公务员要有主动为公众利益服务的热情,善于发现问题、了解问题,会做调查研究,能够以敏捷的反应能力去体察、了解社会客观事物,并积极预防和解决问题。同时也意味着国家公务员能够积极回应民众的需求,为其提供高品质的服务。二是高效性。行政效率是达到行政目标的最重要手段。人民需要高效率的政府,希望政府简化办事程序,提高办事效率,寻找完成行政工作最迅捷、最经济的途径和方法。三是公正性。行政机关的活动以及相关的制度对任何人都不偏不倚,一视同仁。因而国家公务员在理念上,要承认社会公民具有平等的权利。政府所提供的机会和福利尽可能地在社会成员之间公平分配。在具体的施政行为中,要有一种“非人格化”的依法精神。即不因亲而优特,也不因疏而冷漠,既不因位高而特殊,也不因位低而歧视。消除个人的、非理性和感情的因素,维护社会公正与正义。
3.2深化行政审批制度改革是建设服务型政府的重要举措
根据行政审批制度改革的总体要求,在行政审批制度改革工作中要遵循五个原则。①合法原则。即设立和实施行政审批必须符合依法行政的要求,符合法定权限和法定程序,依据的有关法律、法规、规章必须公开。没有规范性文件依据,而依部门内文件设立的审批事项一律取消。②合理原则。指设立和实施行政审批必须有利于社会主义市场经济发展和社会全面进步,有利于政府实施有效管理。③效能原则。要求简化程序,减少环节,方便群众,强化服务,缩短时限,避免多头、重复审批,提高效率,以较小的行政资源的投入,实现最佳的政府工作目标。④责任原则。按照“谁审批,谁负责”的原则,有行政审批权,就要对审批的事项负相应责任。行政审批机关不履行、不正确履行对许可对象的管理职责或者违法审批要追究责任,依照有关规定,给予有关责任人相应的纪律处分。⑤监督原则。即对行政审批机关行使审批权进行监督制约,保证合法、合理、公正地行使行政审批权,维护相对人的合法权益。相对人对审批提出异议,要做出书面答复,并告知有申请复议和提起行政诉讼的权利;审批机关要及时处理举报、投诉,将处理结果通过适当方式回复举报人、投诉人。“合法、合理、效能、责任、监督”五项原则是相互补充的有机整体,在实际运用中,不能割裂,片面强调其中一项或几项。特别是要把握合法原则和合理原则的有机统一,即使是符合合法原则的审批事项,如果不符合合理原则,该项审批也应通过立法程序予以取消;虽然符合合理原则,但不符合合法原则,则应通过相应的立法程序,制定规范性的法律文件予以确定。
3.3建立行政服务中心是实现服务型政府目标的重要方式
行政服务中心就是将原政府职能部门的各项职能集中到一个大厅,面向服务对象统一提供对口服务。建立行政服务中心可以使公民不再需要分别找各部门科室,就在大厅内一次性解决问题,由跑多门变为进一门。与行政服务中心相配套的制度还有首问责任制和公开承诺制。首问责任制要求第一个受到咨询的公务人员负首要责任。如所询问事务属于本窗口职责范围则必须负责接待并为之办理所有事务,若不属于本窗口服务内容,则负责指点或帮助联系相关部门人员接待,不得推诿搪塞。公开承诺制度坚持“公开、公正、公平”的原则,实行政务公开。行政服务中心的一切服务项目、办事程序、服务时限及管理规章一律公布于众,对服务质量和提供速度进行公开承诺并接受群众监督。“一站式服务”、首问责任制与公开承诺制构成了行政服务中心的核心运转机制,是行政服务中心这一新生事物的新意所在。建立行政服务中心是对传统行政管理体制的变革和扬弃,是政府管理理念的一次改革和创新。行政服务中心通过将审批、审核事项集中办理,实行“一个窗口对外”、“一站式办公”、“一条龙服务”,通过“阳光下作业、规范化管理”的形式,公开所有办事过程,使行政活动过程和行政权力的运用公开化、透明化,提高权力运行的透明度,为建立办事高效、运转协调、行为规范的服务型政府打下良好基础。
3.4发展电子政务是实现服务型政府的重要手段。
电子政务的主要目标就是建立起以为公众服务为导向的政府。发展电子政务属于政治体制改革范畴,电子政务的实施过程,就是政府打破公共服务领域的垄断,提高服务效率,更快捷、更直接和更广泛地为社会服务、为公众服务的过程。公众由此可以获得更多的公共信息资源,可以享受政府更具体、更个性化的服务。电子政务的公开性决定了上网的政府必须实行政务公开。首先是要求政府行为公开,无论是政府决策还是政府审批都不能实行暗箱操作,必须按照法定的程序进行,接受人民的监督。再就是要求政务信息公开,凡是法律规定需要向公众公布的政务信息都必须上网,向公众公开。
3.5推进公共服务社会化是实现服务型政府目标的有效途径。
公共服务社会化主要是指将原来由政府承担的一些公共服务职能,大量地转移给非政府组织和私人部门,即从公共服务和公共产品完全由政府部门或国有企业提供转变为政府利用社会的力量由社会自治或半自治组织以及私营企业向公众提供公共服务和产品,一些私营部门、独立机构,社会自治、半自治组织等社会组织都将成为公共物品及服务的提供者,为提供相同的公共物品和服务展开竞争。政府通过对社会力量的组织、利用和管理,实现公共管理和服务的社会化,以便在不增加政府规模和开支的情况下改善公共服务,提高行政效率。公共服务社会化可以使许多非政府机构加入到公共服务和产品的提供队伍中来,这样原先由政府承担的很大一部分公共管理职能转移出去,政府可以部分地甚至完全地从日常事务中解脱出来,专心于政策的制定和执行、市场经济秩序的维护、基础设施的建设,真正做到“掌舵,而不是划桨”,为公众提供更多,更优质的服务。这也是实现“小政府、大社会”的前提。
要实现公共服务社会化,政府必须广泛采用授权或分权的方式,将社会服务与管理的权限通过参与或民主的方式下放给社会中的一些组织,授权并运用政策鼓励社会中介组织、社区或私营机构承担一些公共服务事业和产品。随着社会结构的变迁,社会多元利益格局的形成,市民社会的成长,大力培育、发展和规范社会中介组织,推进公共服务社会化,建立社会自我管理机制,将成为政府社会管理模式改革的实践取向之一,亦是建设服务型政府的重要环节。
二、公共管理视角下的城市规划职能存在的问题及对策
1.城市规划职能存在的问题。目前,城市规划职能存在的主要问题就是城市功能分区不清晰,造成这种问题的主要原因主要有,第一,由于我国城市在发展过程中过于快速,导致城市在进行功能分区时会出现不同功能区相互参杂的情况,这在一定长度上来说,也不应该出现太大的问题,但是,这方面主要体现的问题就是在城市建设过程中,城市功能的定位于规划没有做到位,导致现代城市不同更能分区相互影响,这不仅制约了城市规划功能的进一步完善,也导致城市规划职能不能进行有力的展开,从而造成城市规划功能的下降。第二,由于我国城市在发展过程中城市规划不具体,或者说是城市发展速度超过了当初城市规划的目标,导致在发挥城市规划职能时,始终伴随着新老城区问题、新旧功能分区问题以及功能分区不合理等问题,这必然会导致城市规划职能在进行湘桂规划时,不容易解决,也成为了城市规划的老大难问题。第三,由于我国城市在规划中所注重的问题,在不同历史发展的阶段所呈现出来的特点不同,因此,在进行城市功能规划时,伴随着的问题就是城市规划不统一、政策法令贯彻不到底等问题,这就使得城市在发挥规划职能时,会产生相互矛盾的局面。可见,我国城市规划职能存在的问题,是随着市场经济的发展而逐渐暴露出来的问题,也是在城市实际发展中所出现的主要问题。
2.优化城市规划职能的对策。优化城市规划职能的对策,注重点应该立足于完善和优化城市规划职能,也就是说立足于现在城市发展的水平,通过现有的城市分区,对城市规划职能进行完善,加强城市规划只能发挥作用的能力。具体包括下面两个方面,第一,统筹城市功能分区的发展,立足于现有城市功能分区的作用,加强该功能分区的影响力。城市规划职能,究其本质来说,是服务职能,而就目前不少城市的发展水平而言,由于不同发展阶段所规划的目标不同,因此,在接受历史发展现状的同时,综合加强城市功能分析的发展,加强功能分区的基础设施建设,包括道路、交通、园区等,甚至应该建立直接管辖的部门,通过专门专管来实现功能分析的更好发展,第二,加强城市规划职能发挥作用的能力。这一方面是出于城市居民的考虑,目前,城市规划职能发挥的主要方向是以城市经济发展为首要目标,而以城市居民生活质量为目标的城市规划职能建设少之又少,因此,必须加强城市规划职能发挥作用的其他能力。另一方面主要是以城市整体发展为首要目标,这是因为,城市规划职能的最终目标是通过把城市建设的更好来满足城市居民、城市经济的发展,不应该只以一种目标为城市规划功能发展的目标,必须立足于整体,从整体上来保证城市规划职能的实现。
实施素质教育的重点是培养学生具有创新精神和实践能力,造就合格的社会主义事业接班人。为此,广大教育工作者就如何向学生传授知识的同时,全面提高学生的综合素质进行着不断地探索与研究,并提出了许多解决问题的方法和思路。笔者结合多年的教学实践,认为数学建模是实施素质教育的一种有效途径。
一、数学建模的内涵及其发展过程
数学建模是通过对现实问题的抽象、简化,确定变量和参数,并应用某些“规律”建立起变量、参数间的确定的数学问题;然后求解该数学问题,最后在现实问题中解释、验证所得到的解的创造过程。数学建模过程可用下图来表明:
因此,数学建模活动是一个多次循环反复验证的过程,是应用数学的语言和方法解决实际问题的过程,是一个创造性工作和培养创新能力的过程。而数学建模竞赛就是这样的一个设计数学模型的竞赛活动。
1989年我国大学生首次组队参加美国的数学建模竞赛(AMCM),1992年开始由中国工业与应用数学学会(CSTAM)举办我国自己的全国大学生数学建模竞赛(CMCM)。到1994年改由国家教委高教司和中国工业与应用数学学会共同举办,每年一次,数学建模教育实践相继开展。现已成为落实素质教育、数学教育改革的热点之一。1996年“全国大学生数学建模竞赛”工作会议后,全国高校掀起了数学建模热潮,参加院校逐年递增。到目前为止,数学建模竞赛己经成为全国大学生的四大竞赛之一。
数学建模教育及实践对密切教学与社会生活的联系、促进大学数学课程的更新具有十分重要的意义,特别是对大学生综合素质的提高有着不可低估的作用。本文拟就数学建模对学生素质能力的培养、以及对数学教学改革的启示谈一些拙见,供同行参考。
二、数学建模对大学生素质能力的培养作用
1.数学建模有利于培养学生的创造能力和创新意识
数学建模通常针对的是从生产、管理、社会、经济等领域中提出的原始实际问题,这类问题一般都未作加工处理,也未作任何假设简化,有些甚至看起来与数学毫无关系。因此,建模时首先要确定出哪些是问题的主要因素,哪些是次要因素,做出适当的、合理的假设,使问题得到简化;然后再利用适当的数学方法和知识来提炼和形成数学模型。一般地讲,由于所作假设不同,所使用的数学方法不同,可能会做出不同的数学模型,这些模型甚至可能都是正确的、合理的。例如,1996年全国大学生数学建模竞赛A题(可再生资源的持续开发和利用),就这一题而言,可以在合理、科学的假设前提下,利用微分方程建立鱼群演变规律模型;也可以建立可持续捕捞条件下的总产量最大的优化模型;还可以建立制约各种年龄的鱼的数量的微分方程和连结条件,然后采用迭代搜索法处理,它给学生留下了极大的发挥空间,任凭学生去创造和创新。评阅答卷时教师对具有创造性和创新意义的在评定等级上还可给予倾斜。因此,数学建模是一种培养学生创造能力和创新精神的极好方式,其作用是其他任何课堂教学无法替代的。
2.数学建模有利于培养学生的组织协调能力
在学校里学生通常是自己一个人念书、做题,几个人在一起活动的机会不多,特别是不同专业的学生在一起研究讨论问题的机会就更不多了,而建模比赛是以3人组成一队一起参加的,这样设置的初衷就是为了建立队员之间的相互信任,从而培养队员的协作能力。比赛要求参赛队在3天之内对所给的问题提出一个较为完整的解决方案,这么短的时间内仅仅依靠一两个人的“聪明才智”是很难完成的,只有合3人之力,才能顺利给出一个较好的结果来,而且要给出一份优秀的解决方案,创新与特色是必不可少的。因此3人在竞赛中既要合理分工,充分发挥个人的潜力,又要集思广益,密切协作,形成合力,也就是要做个“人力资源”的最优组合,使个人智慧与团队精神有机地结合在一起。因此数学建模可以培养同学的合作意识,相互协调、、取长补短。认识到团队精神和协调能力的重要性对于即将面临就业选择的莘莘学子来说无疑是有益的,以至对他们一生的发展都是非常重要的。
3.数学建模有利于培养和提高学生的自学能力和使用文献资料的能力
数学建模所需要的知识,除了与问题相关的专业知识外,还必须掌握诸如微分方程、数学规划、计算方法、计算机语言、应用软件及其它学科知识等,它是多学科知识、技能和能力的高度综合。宽泛的学科领域和广博的技能技巧是学生原来没有学过的,也不可能有过多的时间由老师来补课,所以只能通过学生自学和讨论来进一步掌握。教师只是启发式地介绍一些相关的数学知识和方法,然后学生围绕需要解决的实际问题广泛查阅相关的资料,从中吸取自己所需要的东西,这又大大锻炼和提高了学生自觉使用资料的能力。而这两种能力恰恰是学生今后在工作和科研中所永远需要的,他们可以靠这两种能力不断地扩充和提高自己。
4.数学建模有利于培养和提高培学生的计算机应用能力
应用计算机解决建模问题,是数学建模非常重要的环节。其一,可以应用计算机对复杂的实际问题和繁琐的数据进行技术处理,若用手工计算来完成其难度是可想而知的;同时也可用计算机来考察将要建立的模型的优劣。其二,一旦模型建立,还要利用计算机进行编程或利用现成的软件包来完成大量复杂的计算和图形处理。没有计算机的应用,想完成数学建模任务是不可能的。例如1999年全国大学生数学建模竞赛题B(矿井选址问题),它需要借助计算机进行全方位的搜索,以确定最佳钻井地址,从而节约钻井费用,提高经济效益。因此,数学建模活动对提高学生使用计算机及编程能力是不言而喻的。
5.可以增强大学生的适应能力
在知识经济时代,知识更新速度不断加快,如果思维模型和行为方式不能与信息革命的要求相适应,就会失掉与社会同步前进的机会。如今市场对人才的要求越来越高,人才流动、职业变化更加频繁,一个人在一生中可能有多次选择与被选择的经历。通过数学建模的学习及竞赛训练,他们不仅受到了现代数学思维及方法的熏陶,更重要的是对不同的实际问题,如何进行分析、推理、概括以及如何利用数学方法与计算机知识,还有各方面的知识综合起来解决它。因此,他们具有较高的素质,无论以后到哪个行业工作,都能很快适应需要。
如上所述,开展数学建模教学与实践这项活动,将有助于大学生创新能力、实践能力等能力的培养,从而有助于大学生综合素质能力的提高。此外,数学建模还可以帮助学生提高论文的写作能力、增加学生的集体荣誉感、以及提高大学生的分析、综合、解决实际问题的能力,在此我们不再一一论及。
三、数学建模对数学教学改革的一些启示
数学建模从教育观念、内容、形式和手段都有一定的创新,对数学教学改革有积极的启示意义。
1.突出了教与学的双主体性关系
数学建模竞赛以师生互动为基本特点,教师的主体性与学生的主体性同时存在、互相协同,最后形成一种最优的互动关系。教师的主体性表现在:①教师是组织者。整个竞赛训练过程中的人员选拔、教学安排、分析模拟等都离不开教师的策划和严密安排。②教师是教学过程中的主导者。教师要根据学生的学习兴趣、能力及特点,不断修正自己的教育内容和方法,在发挥自身主体性同时又要开发被教育者的主体性。学生的主体性表现在:①始终明确自身是竞赛的主体。学生必须在全过程集中自己的心向系统去接受教师发出的教学信息,与原有知识体系融合、内化为新的体系。②学习过程中的创造与超越。学生要对教师所给予的信息有批判性地、创造性地、发展性地能动反映,要在相互讨论、相互启发下寻求更多更好的解答方案。
因此,这种双主体的关系是对以往教师为中心、为主体的教学方式的根本突破,这种突破的条件首先是竞赛机制和教育观念的创新和变革,这对我们数学教学改革提供了积极的启示。
2.促进了课程体系和教学内容的改革
长期以来,我们的课程设置和教学内容都具有强烈的理科特点:重基础理论、轻实践应用;重传统的经典数学内容、轻离散的数值计算。然而,数学建模所要用到的主要数学方法和数学知识恰好正是被我们长期所忽视的那些内容。因此,这迫使我们调整课程体系和教学内容。比如可增加一些应用型、实践类课程:像“运筹学”、“数学模型”、“数学实验”、“数学软件介绍及应用”、“计算方法”这些课程等等;在其余各门课程的教学中,也要尽量注意到使数学理论与应用相结合,增加实际应用方面的内容和例题,从而使教学内容也得到了更新。
3.增加新兴科技知识的传授,拓宽知识面
数学建模所使用的材料涉及范围十分广泛,要求教学双方具有较广的知识面,同时并不要求掌握各个专业领域中比较艰深的部分。这些特点对于目前数学教材中存在的内容陈旧、知识面狭窄及形式呆板等问题,具有借鉴作用。数学建模的试题通常联系新兴的学科,在科学技术迅猛发展的今天,各种新兴学科、边缘学科、交叉学科不断涌现,广博的知识面和对新兴科学技术的追踪能力是获得成功的关键因素之一,也是当代大学生适应市场经济,毕业以后走向社会的必备条件。
全国大学生数学建模竞赛组委会主任李大潜院士曾经说过:“数学教育本质上就是一种素质教育,数学建模的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径”。因此,如果我们能逐步地将数学建模活动和数学教学有机地结合起来,就能够在教学实践中更好地体现和完成素质教育。
参考文献:
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传达党的方针政策是我国大众传媒的重要职责,是影响和控制舆论的重要方式。随着社会主义市场经济的发展和日趋成熟,大众传媒对舆论的影响力更大了,“现在,新闻媒介(报刊、广播、电视)已成为政策传递中‘一竿子插到底’、信息衰减或失真最小的主渠道”。⑴对大众传媒来说,能否引导公众正确理解党的政策和策略,始终是问题的关键。而议程设置论对大众传媒进行政策宣传,搞好“舆论导向”则是很有意义的。本文将就议程设置论的涵义,议程设置发挥积极作用的条件与限制以及正确运用议程设置论进行政策宣传作些出粗浅的探讨。
一、正确认识议程设置论
议程设置论是美国传播学者麦康于己于人1972年首先提出的一种直接探讨媒介如何引导公共形成舆论或转变已有舆论的理论假设。其中心思想是:公众通过媒介知晓事件或问题,依媒介提示的角度思考,按照媒介对各种问题的重视程度来调整自己对这些问题重要性的看法,或者说媒介对某一事物的强调程度同公众对同一事物的重视程度构成正比关系。大约在议程设置论提出的同一时期,英国和美国和传播学者分别依据自己的实证研究提出了“社会现实建构理论”,事实上这一观点可追溯到1922年李普曼的《舆论学》。这两种从不同角度略有不同的假设具有“神似之处”。⑵
我国传播学者郭镇之在回顾了议程设置论这一理论假设将近30年来的研究进程后认为:“议程设置作为一种间接的媒介效果,获得了大量的验证,说明它是一种普遍现象。虽然这种效果具有潜在的歪曲‘图像’的危险,但它并不是一个贬义词。……议程设置是一种客观的功能,”⑶既然媒介的议程设置及其效果是一种客观的媒介功能,那么就非常有必要探讨一下这种客观功能的作用、条件及可能出现的问题,从而充分、适当地运用它达到既定的宣传党的政策进而正确引导舆论的目的。
媒介议程与公众议程的相关性是传媒宣传政策和引导舆论的前提与基础。媒介议程设置的功能建立在公众与自身经验以外事物直接体验的基础上。于是大众媒体得以每日每时提供人们身外许多刚刚发生或正在发生的事实的报道,从而满足公众认识世界的精神需要。因而,公众关于外部世界的图像——舆论,除了人际传播的影响外,基本受大众传媒议程设置的控制。该理论假设第一提出者麦康通过研究和分析认为:大众传媒经过连续的新闻选择与,影响着公众对什么是当前最重要问题或事件的感觉;在媒介的议程和公众的议程之间,存在着一种因果关系,即经过一段时间,媒介的优先议题将成为公众的优先议题。⑷这一理论假设在以后许多规模更大、相关问题更多的条件下,屡次被证实。
议程设置的效果不仅存在与媒介公众之间,而且也存在于不同媒介之间。较大的通讯社和威望较高的报纸、电台、电视台往往为众多较小的媒介设置了议题,记者或编辑个人作为把关人的作用实际上也无形中受到消息来源的影响。这在我国表现也很突出,《人民日报》、中央电视台等中央及媒体和新华社这一国家通讯社对议题设置作用是非常明显的。它们往往又在一些重大问题上联合行动,就从整体上覆盖了人们感知环境的范围,从根本上影响了舆论的发展方向和强度。
如果将媒介报道和其他内容总体上作为一种传播形式和氛围,那么在一个较长的时期内,它们会无形中给公众议程带来某种新的观念或设置某些新的议题。这种宏观的媒介议程设置功能,对公众议程的影响是潜移默化的,却又是强大的。
这就为媒介正确宣传党的政策,有效引导社会舆论提供了有益的思路和方法,提供了可靠的提供和依据。
二、议程设置产生效果的条件及其限制
媒介议程与公众议程间的因果关系,仅为媒介宣传政策和引导舆论提供了前提和依据,要使政策得到有效宣传,有使议程设置能够对舆论发生作用尚需要一定条件。麦康和肖在研究中曾指出,媒介的议程设置效果还要看公众与媒介的接触频率、公众对媒介的需要程度、当时人际交流的情况、不同公众的兴趣等因素影响的状况;并非媒介报道的所有议题都会紧接着在公众议程上显示出来。也就是说,很多具体情况会减弱或增大媒介议程设置的效果。另两位传播学者帕姆格林和克拉克在一次媒介调查中又发现,地方一级的媒介与全国性媒介相比,其议程设置对舆论影响力要逊色得多。他们认为,地方的人际交流和亲身观察,以及许多偶发原因,都会减弱地方媒介议程设置的影响力。⑸另一位学者金的调查也表明,媒介议程设置的效果在涉及较为宏观的社会整体方面的问题时最为显著。这主要因为,人们认为经过切身体验认识到的东西是可靠的,外界的灌输一旦受到自身体验的质疑,其影响就会大打折扣。对于超出自身接触范围的远距离的或宏观的问题,不易受到外界的影响。
时间在媒介的议程设置中也是一个重要的因素。萨尔文在一项研究中发现,媒介议程设置的效果开始呈现对公众议程的影响是在新闻报道以后的5-7周,对公众议题冲击最大的时刻是在出现这类报道之后的8-10周。伊顿的研究也发现,当公众对某一问题看得很重要时,媒介的近期报道较之早期报道与此的相关度要高得多。如此看来,对报道时机的把握也是不容忽视的。⑹
另外,公众对于外界信息的接受是有限度的,因而媒介的议程不论设置的多么巧妙,一旦过量,只能有部分的议程可能被接受。肖和麦康的一项研究表明,任何特定时刻,公众的议事日程中不能超过5-7个议题。我国传播学研究者祝建华研究发现,媒介议程转移到公众议程中的前三个最重要的议题,其在公众议程中的显著度也是有差别的,每一个议题的显著度会受到两个因素的影响,即其他两个议题的报道的显著度。对议程设置容量、主次、轻重的研究尚有待进一步深入。⑺
媒介的议程设置功能表现出现出一种很大的描绘社会实际情况的权力,使得客观现实反映到媒介上,变成了“媒介实现”,媒介有意无意地建构了一种与现实差距很大的“社会现实”。⑻尹特曼1993年归纳了媒介“构造”世界的两种方法:突出法和选择法。他说,“构造作用引起人们注意现实的某些方面,而掩盖可能引导受众作出不同反应的其他实质”。这就可能提供了片面的事实从而产生错误影响舆论的机会。因为,通过选择,社会现实的一些方面被摈弃于媒介现实之外;通过突出,改变了现实的各个方面在人们眼中重要性的比例关系。
因而媒介总体上的传播形式和氛围,在长久的时间之流中可能对公众议程产生有害影响,因而使舆论导向出现偏差。也就是说,媒介议程可能掩盖或歪曲社会现实,使得社会矛盾大量积压,最终导致消极的后果。因此,在发挥媒介的议程设置功能,引导社会舆论时,也要防止消极的一面,至少要将其限制在一定的范围内。
三,应用议程设置理论开展政策宣传
科学合理地应用议程设置理论开展正确的政策宣传,引导舆论沿着正确方向发展,在世纪之初的社会转型发展时期,具有重大的现实意义。针对现实中存在的某些不当之处,本人提出以下几点正确做法,以期对媒介宣传工作有所裨益。
(1)正确评估政策宣传的效果而避免效果推定。媒介的议程确实对公众的议程有很大的影响,但根据传播学理论对议程设置的综合研究,并非只要上了媒介,安排在显著位置和黄金时间,就会对公众议程产生决定性影响。公众本身的兴趣、接受水平、接受引导的需求以及人际交流的状况,都会影响议程设置的效果。我们的媒介习惯于通过统计公众的媒介接触率,即阅读率、收视率和收听率来判断传播和宣传效果。而根据这种统计,很难弄清楚是否由于具体的议程设置而造成的变化。特别是地方媒介和涉及公众生活的议题,对其议程设置的效果量化更要留有余地,因为公众通过直接的体验与媒体的议程进行比较,差距若过大,传播效果也许会相反。这一点真实早已被我们的传播实践所反复证实,只不过许多人不留心而已。比如,我们惯常的典型报道,对典型人物或单位描述得天花乱坠,十全十美,但是,这个典型周围的人们看过报道后就不会相信,甚至还对更大范围内的此类报道持怀疑态度。
(2)对政策的解释要及时,以便能够把握议程设置的最佳时间。如前文所述,时间也是媒介的议程设置中的发挥重要影响的一个因素,与议程设置的效果有重大的关系,因此,对议程设置最佳时机的把握也是政策宣传收到良好效果的必然要求。市场经济条件下的各种政策出台,与公众的实际利益相关,这时舆论通常回活跃起来,人们会议论纷纷,各种猜测则四处蔓延,特别需要具有权威性的媒介及时提供关于政策的解释。在公众对政策细节知之不多又产生歪曲理解的时候,解释性信息传播的时效和力度就显得更加重要。1993年12月底发生的抢购风潮很大程度上就是由于在解释政策的时效掌握方面考虑不周,解释力度不够而产生的行为舆论。“在一些重要的改革措施将陆续出台的时候,群众的思想非常活跃,有各种各样的猜测和议论,迫切需要各部门、各地方的领导同志随时掌握群众的思想政治工作。”⑼人民日报副总编于宁同志的这一经验之谈值得我们的媒介记取和思考。
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另一方面大众媒介对舆论的引导是一个较为客观的社会性工作,即使对具体观念的引导,由于是“点”对“面”的传播关系,效果也不会像人际交流那样容易立竿见影,那样深入到舆论的情感层次、信念层次,因此,对于舆论的某种倾向,媒介的引导需要同类信息传播的不断积累,效果表现在一个持续的过程中。细雨润物式的传播应当长期坚持,而不可浅尝辄止。
不过,公众的议程往往受最近时间内接受的媒介信息的影响较大,因为媒介信息的流动性决定了公众对这类信息的选择和记忆的特点,即暂时性和不断的对未来信息的期盼。很长一个时期中,我国媒介对舆论的引导,时常在时效上处于较为被动的地位。媒介的近期影响效果利用不够。当舆论出现明显偏差以后,通常以集中的说服这种形式进行引导,表现出较多的形式主义,并不大注重媒介的议程设置产生最佳成效的时间。这种状况目前虽有较大改变,但仍须认真对待,继续改进。
该理论对舆论导向研究至少有两点启示:一是应注重利用媒介对舆论的长期和近期两方面的影响力,二是要启动对议程设置产生最佳效果的时间的研究。
(3)在媒介议程设置中,对政策的表达要准确,要强调贯彻政策的条件,以免形成对舆论的误导。党的政策的提出通常都经过反复的调查研究,在具体表述是严谨的,同时也附加了实施政策的相关条件。媒介在将这些政策通过议程设置转变为公众的观念舆论和行为舆论时,对政策进行某种形式的概括、提炼、阐释是必要的,但对政策的理解与把握必须正确,表达则必须准确,否则,无形中造成社会秩序不应有的混乱,影响政策宣传的效果。
例如关于物质文明和精神文明的关系,党的政策本来是十分明确的,即两手抓,两手都要硬,也就是两个轮子必须一起转,还要转的协调一致。而几年前不少媒介将这个基本政策概括为“文化搭台,经济唱戏”之类的口号。但人们却发现,在这些媒介报道的内容中,与真正的文化有关的并不多,以“文化”的名义赚大钱到成为主题了。各地的文化节,除少些有些文化气氛外,多数则表现出强烈的功利目的,在“文化的幌子下,演出的只是拙劣的赚钱甚至是骗钱的鬼把戏。与此同时,几乎所有产业行为都在与文化攀亲,以北至于不管什么领域行当,都可以冠之以“文化”之名;不论什么人,张口闭口皆高谈阔论“文化”。媒介对党的政策理解的肤浅,造就了一种关于“文化”的极为肤浅的舆论。除了对“文化”的理解上误差外,上述口号的表述本身亦不准确,在这里经济与文化是主从关系,而不是并列关系,这是对党的政策的曲解。这类报道的传播效果可想而知。
后来,媒介通过对这类口号的再引导,总结以往的经验教训,表现出一种实事求是的态度,不失为一种较为恰当和深刻的舆论引导方法。其冷静、理智的语言,与几年前关于同一话题的一面倒的报道形成一种对照,反而具有相当的说服力,使人们认识到:“对文化研究而举文化之旗帜,便难免露了少文化的嘴脸,以文化当布来遮盖,为某些名不正言不顺的行为托词,又终将会有脸红的一天。归根到底,文化是一种严肃,一种神圣,而不是任人驱使的婢女。”⑽宣传的效果显然好得多了。
(4)要注意主观的政策宣传和舆论导向与客观的媒介议程设置功能的统一问题。在媒介与对舆论的引导中,由于追求一时效果而忽视长远效果的问题较为严重,又由于主要媒介通常代表着权力组织的意图,具有更大的权威性,所以往往造成某种舆论的流行现象,直接影响公众的思想动向、态度选择和行为方向。政策的话语表达,可以通过媒介的议程设置而成为公众的议程,一旦其表达片面,公众的行为方面便出现连锁偏差;若侵犯公众的利益,则引发相反的议论。议程社置理论强调媒界议程整体上对公众议程的影响,注重考察一个时期内媒介议程设置的总体效果,并且发展到研究大众媒介传播的形式和氛围这种无形的设置在很长一个时期内对公众议程的影响,这对于“舆论导向”的研究来说,提供了一种新的思路和视角。主观的舆论导向要放置到媒介议程设置的总体效果中去进行综合考察,从而避免引导的片面性。
1992年在全国媒介上持续数月的关于“砸三铁”的集中报道,本是一场出于宣传党的方针政策的善意的宣传战,却在无形中造成了舆论的惶惑、浮躁、震荡。从长远看,“三铁”的消失这一长远的政策,本身没什么错误,但是在没有各种配套办法的条件下过分集中而持续的宣传,造成一部跨入市场经济的逼人态势,对于舆论的冲击力过大,超出了公众的心理曾受能力,也让社会各方不知所措。不仅如此,改革开放以来的许多重要政策的宣传中其实都出现过不同程度的片面宣传,造成过局部舆论震荡的事情。比如,在先后出现的关于万元户、亿元村、百亿元县、富豪竞富、开发区、形象工程等方面的报道中,媒介引导的偏差,造成群众对正确的政策的误解,反感的流言和民谣也随之四处流传。长远性战略性的政策,宜用浸润、渐进的方式谨慎地宣传和引导。⑾
在社会结构日趋复杂,社会利益日趋多元化的转型时期,耐心的说服引导才是社会所需要的,狂风暴雨式的狂热煽动和剧烈轰击应当抛弃。我们的媒介一定要加强社会责任感和使命感,明确自己作为党、政府和人民耳目喉舌的身份定位,深入研究传播规律,逐步提高宣传技巧,在信息时挥日益重要的作用。
注释:
⑴喻国明刘夏阳:《中国民意研究》,中国人民大学出版社,1993年,第53页
⑵张锦华:《传播批判理论》,黎明文化事业公司,1993年,第55页
⑶郭镇之:《大众传播的议程设置功能》,1997
⑷慎之:《议程设置研究第一人》,载《新闻与传播研究》第3期,1996
⑸陈力丹:《舆论学——舆论导向研究》,中国广播电视出版社,第206页
⑹同上,第207页
⑺Zhu,J.(1992).Issuecompetitionandattention:Azero—suntheoryofagendasettingJournalismQuarterly,69:pp.825-835.
⑻(台)王石番:《民意理论与实务》,黎明文化事业公司,第202页
根据生态工程学原理,充分利用生物适应性原理,发展耐盐植物就可以直接利用海洋空间获取生物资源。20世纪90年代,美国国家研究委员会国际事务办国际科技开发部(BOSTID)曾组织多国专家小组正式提出盐土农业发展计划,就是根据这一原理。盐土农业以获取食物为目标,目前的研究证明并不太理想,因为盐土作物含盐量和毒素,很难直接用于食品。但是,作为生物质资源开发就不存在这一问题。因此,我们提出发展海洋种植业提供生物质能源和材料。在短期内利用海涂资源发展高产盐生植物,应当是生物质资源获取的非常可行途径。在更远的未来,建设海平面漂浮平台,开拓海洋水面空间,发展高产盐土植物应当是最有潜力的生物质资源获取途径。该途径非常符合国家关于生物质资源开发,不与粮争地,不与林争山的战略原则,确保了生物质资源开发与粮食安全和生态安全相协调。本文拟通过互花米草利用及其产业链构建论述该途径的可行性。
2.材料和方法
2.1互花米草
互花米草(Spartinaalterniflora)属禾本科、虎尾草族、米草属(Spartina)的多年生海岸盐沼植物。互花米草原产美国东海岸,于20世纪80年代初引入中国,最初在江苏射阳和浙江温岭等沿海地区试种,是为防止海岸受侵蚀和加速陆地形成而引种的,促进了其在沿海地区的大面积引种。目前,北起辽宁盘山、南至广东电白的淤泥质海岸,都有互花米草间断分布,面积约80~100万亩(1亩=1/15hm2)。互花米草耐盐、耐淹,是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。本课题组的研究表明:互花米草不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性,甚至可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获得高产。
互花米草属于C4植物,具有高效的光合作用,因此具有高效的生产力。根据课题组在苏北和上海两地的多年研究,互花米草单位面积地上部分收获产量在苏北可以达到2.5~3.0kg/m2,即1600~2000kg/亩;上海地区可以达到3~5kg/m2,即2000~3333kg/亩。目前在良好田间管理的条件下,三大传统粮食作物及其单产(含秸秆产量)分别为:小麦500~600kg/亩,水稻600~1000kg/亩,玉米800~1200kg/亩。在没有任何人为管理投入的条件下,互花米草几乎达到传统作物良好田间管理产量的2~3倍。如果辅以人工肥水管理,互花米草可以获得更高的单位产量。
基于此,我们提出通过现代科学技术进行互花米草生物质资源的转化,使互花米草如此高效的生产力服务和造福于人民,促进沿海居民的经济、生活水平的提升。
2.2利用方法及其产业链构建
本文介绍一套互花米草利用方法及其产业链构建途径。其核心技术是利用现种互花米草为原料,进行沼气发酵预处理转化后,制造纸浆,并获取副产品:高纯度木质素和高效有机肥。该工艺体系涵盖了从原料收割、储存、预处理产能、纸浆制造到纸浆黑液资源化等纸浆制造的全部工艺环节。具体工艺系统见图1。
3.结果
3.1原料成分
互花米草生物质是一类成分非常复杂的有机质。根据课题组多年的研究,互花米草的化学构成指标大致为:灰分10%~13%,盐量(按NaCl计)3%~5%,纤维素30%~35%,木质素18%~20%,半纤维素35%~40%,蛋白质5%~8%,粗脂肪2%~3%。但是,互花米草热水直接提出物仅为原料的15%~20%,含40%灰分和60%有机质。
3.2直接造纸和产沼气效果
实验室小试研究表明:(1)互花米草直接造纸只能获取35%~40%的纤维素,60%~65%的其他成分都进入造纸黑液。由于黑液中杂质大,黑液的碱回收或木质素的提取效益都比较差,同时互花米草生物质内在的N、P元素也溶进黑液,污染负荷非常大,处理费用高。(2)互花米草单独用于沼气发酵,由于厌氧微生物的自身特性,仅能够利用互花米草中的热抽提有机质、半纤维素的70%~80%,纤维素的10%,木质素基本不被利用。
3.3沼气发酵和造纸梯级转化
实验室小试表明:(1)沼气发酵过程中,灰分的70%~80%,N、P的80%~90%基本溶解,残渣中纤维素含量提高到50%以上,木质素含量提高到30%以上,材料的结构也得到改善。(2)用这种材料造纸,NaOH用量由原来的16%降到12%,化学试剂消耗大幅降低。同时,按原料计算得浆率仍能够达到35%~38%,与原料直接造纸得浆率相近,但是纸浆透水性、白度和撕裂指数等特性明显得到改善。此外,由于灰分、半纤维素等在沼气发酵中被消耗,造纸黑液的木质素比例和纯度显著提高,商品特性得到显现。
4.讨论
4.1海涂资源直接利用潜力巨大
我国有丰富的海岸带盐土资源,总面积约217.04万公倾。目前海岸带盐土开发存在两个非常普遍的问题:一是只有围垦才能开发利用,这带来非常大的生态风险。另一方面,由于淡水资源短缺,已经围垦的土地不能及时开发利用,综合效益低下。以上海为例,2001~2004年上海市滩涂造地公司在南汇海滩通过三期工程总计围垦滩涂11万亩,但是由于盐度过高,目前基本处于抛荒状态。这些土地未来除部分规划为建设用地使用外,大部分将会因为自然脱盐较慢短期内不能直接农耕,继续处于抛荒状态。
直接进行海水灌溉种植互花米草,不仅能够利用现有80~100万亩的互花米草自然植被生物资源,同时也可以加速滩涂盐土资源的开发,获取生物质资源。如果通过海水直接浇灌开发利用目前滩涂资源的50%种植互花米草,每年可以新增纸浆原料资源3255.60万吨,可以年生产纸浆1500~1600万吨。
此外,利用互花米草作为造纸原料进行纸浆生产,还具有原料供给稳定,成本易于控制的优势。通过农作物秸秆和速生林的种植获取造纸原料需要与农民打交道,而中国目前的农业是联产承包,土地都在农民手中,与千千万万个农民谈判原料的价格,风险非常大,而且稳定性差。而目前海涂资源基本由国家土地管理部门管理,完全可以通过国家立项实现海涂资源的连片开发,资源量稳定,只存在生产成本,不存在原料购买的议价。
4.2技术创新使该工艺途径成为可能
本工艺所运用的生物酸化湿式储存和转化、厌氧发酵联合化学蒸煮纸浆制造工艺、造纸黑液木质素生物酸化提取等技术,同济大学生物质能源研究中心自2004年开始进行研究目前以上研究都已经完成了实验研究,工艺技术路线完全成熟,并申报了相关专利。小规模试验的参数可能与生产过程之间存在差异,仅需进一步扩大中试生产、校正工艺生产参数即可进行规模化生产。
生物酸化湿式储存既不同于传统的干燥保存,也不同于青贮湿式储存。其无火灾风险,且基本不耗能;储存设施简单,容易控制,可以在海滩进行简单施工,就地储存。因此,生物酸化湿式储存既安全,又经济。
生物酸化转化不同于传统的固体有机物沼气转化,也不同于固体有机物两相沼气发酵。传统固体有机质沼气发酵是把生物质在一个反应器中直接生成沼气,进出料难,效率低,管理不便;固体有机物两相沼气发酵把原料管理和微生物管理分置于两个反应器欲达到产酸与产气的分离,但是目前的研究表明产酸与产气的两相分离是很难实现的。因此,这种技术只是提高发酵效率,并没有降低管理难度,相反可能增加管理成本。
生物酸化转化技术通过发酵环境的调控,控制微生物群系,实现开放式产酸,不仅提高效率,而且降低基础设施投入和管理费用。此外,生物酸化转化的抽出物不仅可以用于沼气发酵,同时也可以用于其他生物发酵工程,拓展了生物质转化的途径。
利用厌氧生物酸化转化后的生物质进行纸浆制造,我们提出了厌氧生物转化与化学蒸煮联合纸浆制造新工艺,这一工艺特点是生物处理与化学物理处理相结合,利用生物方法消耗了原料中非纤维有机质,提高造纸原料的纤维含量,改善了原料的结构,不仅可以降低生产单位纸浆的污染负荷,而且可以降低生产单位纸浆的能源和化学试剂消耗量。
5.结论
互花米草是一种优良的耐盐植物,其生物量大,纤维质量高。互花米草的耐盐、耐淹,是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性,而且可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获取高产。因此,在短期内利用海涂,在长远的未来,建设海平面漂浮平台,开拓海洋水面空间,直接种植互花米草。收获后的互花米草通过梯级转化,获取能源和纤维质生物材料,是最有潜力的生物质资源获取途径。该思想符合国家关于生物质资源开发,“不与粮争地,不与林争山”的战略原则;确保造纸原料开发与粮食安全和生态安全的相互协调。
一.华东地区智能建筑的发展概况
华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场,是中国经济最发达地区之一,智能建筑市场(包括大厦及小区)启动早,市场大,今后将有更大的发展,是WTO以后国外企业必争之地,也是国内企业必争之地。由于华东地区资金雄厚,据不完全统计,迄今为止,上海已新建智能大厦四百多幢,智能小区二百多个。其中已建成的优质工程有上海博物馆、金贸大厦、上海期货大厦、久事复兴大厦等号称上海智能建筑“四大天王”,新建浦东国际机场,上海大剧院,上海科技城也都闻名天下。江苏省迄今为止已建成智能建筑二百余幢,小区一百五十多个;南京中信大厦,总医院新病房大厦及江苏省政协大厦都为优质工程。聚福园、天地小区是建设部小区示范工程。
浙江人杰地灵,是我国东南沿海技术和经济发达地区,也是一个建设大省。1997年建成使用的浙江日报社大楼,在浙江省首次开通了楼宇自控系统,堪称是浙江省第一座达到3A配置的智能化大楼,从而揭开了浙江省智能建筑建设的序幕;1998年建成的浙江省外经贸联建大厦和华浙广场都是代表当时浙江省先进水平的智能建筑,其中华浙广场还代表浙江省参加了建设部组织的优秀智能建筑评选活动。目前浙江省已建成的智能化大楼主要有浙江世界贸易中心、杭州电力调度大楼、浙江省建行大楼、杭州铁路新客站、浙金广场、杭州五洲大酒店、浙江省商检大楼等约90余座,主要集中在杭、宁、温地区。
二、入世对中国智能建筑业的要求
我国已加入WTO,进入WTO意味着我国经济完全融入国际化市场,必须遵守WTO的原则和规定。根据WTO协议市场准入原则和国民待遇原则,将使我国智能建筑技术面临更加广阔的发展空间、更加剧烈的市场竞争。而我国现行的建设事业政策法规和行业管理体制与WTO的规则和国际通行模式存在较大差异,调整改革完善现行体系和体制的任务相当艰巨,形势紧迫。
我国加入WTO后经济发展的国际化,必将对各种建筑,尤其是办公建筑的智能化水平提出新的更高要求,不仅对新建的办公楼,而且对量大面广的已有的办公建筑的改造也带来了智能化需求。
WTO对我国智能建筑要求具体表现在:
1.根据《建筑领域加入WTO后的对外承诺》,我国加入WTO后五年,允许外商成立独资企业,取代外商在我国现有的办事处机构,他们可以直接在我国签定内贸合同,从而使产品和工程质量有了进一步的保障。
2.按WTO取消数量限制和关税减让原则,我国将降低对外市场准入程度,届时会有更多智能建筑产品和系统进入中国市场参与竞争,为我们提供更大的选择余地,并得到更多的实惠。
3.随着国外企业参与我国智能建筑行业的竞争,他们会把国外成熟的管理体制、规范的运行程序和操作技巧带入中国,有助于提高中国智能建筑行业的整体水平。
三.华东地区优势
1.学会健全,学术活动活跃。
以上海华东建筑设计研究院温伯银总工为首的上海专家,在全国率先于1994年成立上海智能建筑工程研究会。这是全国第一个智能建筑学会组织,成员有高校、设计院及企业技术人员几百人,它集中了上海智能建筑界科技精英。在组织报告会、展览会(上海历届智能建筑大型展览会)、验收评估上海甲级智能化大厦(如上海久事复兴大厦等)起了巨大作用。温总和上海同济大学程大章教授(正副会长)的贡献已载入中国智能建筑历史,功不可没。以陈众励、瞿二澜、赵济安、王东伟高工及上海大学赵哲身教授等为代表的中青年骨干专家已经成长,在国内也有较大影响。
1996年,以南京建筑工程学院(现改为南京工业大学)建筑智能研究所、江苏省建筑设计院及东南大学建筑设计院为主体成立的江苏省土木建筑学会智能建筑学术委员会,在国内也是较早成立的智能建筑学术组织,成员有二百多人,每年举办学术年会,奉行“技术开放,市场开放”方针。常年举办学术报告会及国内外厂商新产品报告会。自办了省内杂志《智能建筑信息》。
2001年以浙江省建筑设计院为主体成立的浙江省土木建筑学会智能建筑学术委员会。虽成立时间不长,但青年一代学会领导骨干力量成长很快,成员已发展到几百人。在组织浙江省智能建筑报告会、展览会方面,做了大量的工作。
2.编写出台智能建筑标准。
1995年上海市出台智能建筑设计标准(DBJ08—47—95),它是以上海华东建筑设计院内部标准修改而成,是中国历史上第一个智能建筑标准,为全国规范智能建筑设计市场起了示范与指导作用。2000年在建设部领导下,以温伯银总工为首的编制组率领团结全国专家编制出台了我国(乃至世界上)第一个智能建筑设计标准(GB/T50314—2000)开创了中国智能建筑新纪元,填补了空白。评审专家认为该标准已达到国内领先、国际一流的水平。
1998年,在江苏省建委领导下,在温总关心指导下,江苏出台了江苏省建筑智能化设计标准(DB32/181—1998),1999年获得建设部科技进步奖三等奖。1999年又出台了三个标准:
(1)江苏省建筑智能化系统工程检测规程DB32/365—1999
(2)江苏省建筑智能化系统工程实施及验收标准DB32/366—1999
(3)江苏省建筑智能化系统工程评估标准DB32/T367—1999
构成了整套标准,促进了省内IB的发展;2001年中信实业银行南京分行大楼(28层4.2万平方米)通过检测验收与评估获得江苏省首幢甲级智能化办公大楼称号。
3.撰写论文、编写著作,成果丰厚。
1995年上海华东建筑设计院首先汇编出智能化建筑论文选,其中温总、瞿二澜、赵济安高工等论文在国内影响很大,开创了全国建筑建筑论文的先河。1996年上海华东设计院温总为首的编写组又出版了大型经典著作—《智能建筑设计技术》。目前正在修订将出第二版。上海举办了历届高水平智能建筑报告会,如中国超高层建筑技术研讨会具有国际影响。
上海同济大学程大章教授等编写出版了《住宅小区智能化系统设计与工程施工》(同济大学出版社2001.6)以及《智能化大楼的建筑设备》(中国建工出版社1997.11)。
上海九海金狮物业公司诸建华总经理在总结上海久事复兴大厦兴建及物管经验与陆伟良教授合作于2002年8月编写出《智能建筑物业管理》一书(电子工业出版社出版)。
浙江省建筑设计院杨绍胤教授级高工先后编写出二本著作:《智能建筑—原理、规划和设计》(1999.2)以及《智能建筑实用技术》(2001年)。
4.华东地区具有广阔的巨大的智能建筑市场
目前上海正申办2010年上海国际世博会。预计2008年上海高层建筑将达2000幢,据国外某公司称,世界最先进的智能建筑新技术可去中国上海参观。江苏目前正兴建南京地铁工程(8个站,投入72亿),南京玄武湖隧道工程(3公里),由于江苏省申办成功2005年全国第十届运动会,日前正在南京新建奥体中心。相应的体育场馆新建22个,将在江苏省无锡、苏州、常州等地新建。南京市在河西新城开工投入120亿,打造十大标志性建筑。南京国际经贸广场,维多利亚国际商务中心,夏华国际广场、南京中大科技大厦、联强大厦、紫鑫中华广场、欧洲城、东成大厦、浙江国际贸易中心、东渡大厦等。南京市将兴建十大体育工程:全民健身中心、皮划艇激流回旋场地、马术赛场、中山门竞技中心、击剑比赛训练馆、龙江体育中心二期网球工程、南京中山国际公园、环湖体育带及南京足球训练基地。
目前浙江在建的智能化大楼约有上百座,市场红火,其中有杭州凯悦大酒店、杭州国际金融大厦、杭州国税局大楼、浙江省高级人民法院、杭州日报大楼、杭州海关大楼、杭州第二长途电信枢纽大楼、浙江省人民大会堂、杭州滨江区行政中心、元华广场、湖州市中心医院、义乌中心医院、湖州市能源调度中心、湖州市行政中心、嘉兴市行政中心、东阳市行政中心、安吉县行政中心、永康市行政中心、温州晚报社大楼等。杭州地铁工程也已启动。浙江省智能建筑近两年后来居上,已兴建上百栋智能大厦,数百个智能小区,近期还在杭州兴建杭州大剧院、杭州市民中心、浙江电力大厦等均以大量巨额资金投入,近期新建智能工程发展之快、数量之多已名列全国前茅。
5.华东地区拥有大量外资企业生产基地及实力雄厚的智能建筑工程承包商
在建设部已获得系统集成和单项资质的有近百家,其中上海市27家,杭州地区20家,南京地区28家。他们都承担过上海金茂大厦、上海浦东机场等上百项智能工程,取得了营建大中型智能工程的经验,有着较好的声誉。大量外资企业生产基地及办事处均落户上海。
四.做好工作、迎接WTO挑战
1.认清国际智能建筑发展趋势,推动智能建筑健康发展。
2l世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。从总的方向,国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术,探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。
当前智能化建筑直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术。在21世纪的智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术(含Bluetooth技术)、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。特别是开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。
但是,智能化技术只是手段,智能建筑作为一个整体建筑物业产品的技术发展来说,“可持续发展技术”才是2l世纪智能建筑技术发展的长远大方向。因而,除继续利用上述现有智能化高技术实现可持续发展目标外,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。目前,欧洲、美国、日本等发达国家也正在开发利用这些高新技术去处理垃圾、污水、废气、公害,节能、节水,消除电磁污染,资源可持续利用,建筑人工生态环境等等:也正在尝试运用高新技术有规模建设智能型绿色建筑、智能型生态建筑,“既满足当代人的需要不损害后代人满足需求的能力”。
2.认清与国际先进技术的差距,努力向国际标准靠拢。
2l世纪的可持续发展智能建筑技术必须将工作、居住、休息、交通、通讯、管理、公共服务、文化等各种复杂的要求,在时间空间中结合起来。
由于智能化建筑系统是多学科、多技术的系统集成整体,因而开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化,就成为实现智能化建筑及其产品设备与系统的产业化技术水平的核心关键。目前国际楼宇业界公认认同较先进的开放式系统行业协议标准技术有两个:一个是美国Echelon公司的LonWorks技术的LonTa1k标准协议;另一个是美国采暖、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)制定的《楼宇自动控制网络数据通信协议(BACnet)》BACnet同时还成为美国国家标准及欧共体标准草案。两者都是基于国际标准化组织(ISO)的“开放系统互连模型”(OSI)的。因此两者在开放系统技术上是可以互相补充互为依存的,前者着重现场控制域,后者着眼于信息应用域。而且BACnet的协议层次里数据链路层和物理层的五种选择中就包含有LonTalk协议。况且两者技术都正在不断地完善发展,至于我国智能化建筑在开放式互操作性系统技术发展研究上严格讲尚未真正起步,差距颇大,亟待投入。南京工业大学智能建筑研究所正在开发国产化楼宇自控新系统。
3.努力搞好学(协)会工作
按照WTO的原则和规定,加快行业协会自身适应市场经济体制规则,调整优化行业的组织机构,成为增强行业自律的自治组织,协助政府建立一个有序和公平的竞争市场。建设部已批准即将成立中国勘察设计协会工程智能分会。这是我国加强管理智能建筑业的大事,华东地区作为地方学(协)会要在上级学(协)会的领导下努力做好贯彻执行工作,加强市场管理,防止低价恶性竞争,保证工程健康实施。有条件时争取成立地方行业协会。
5.华东地区拥有大量外资企业生产基地及实力雄厚的智能建筑工程承包商
在建设部已获得系统集成和单项资质的有近百家,其中上海市27家,杭州地区20家,南京地区28家。他们都承担过上海金茂大厦、上海浦东机场等上百项智能工程,取得了营建大中型智能工程的经验,有着较好的声誉。大量外资企业生产基地及办事处均落户上海。
四.做好工作、迎接WTO挑战
1.认清国际智能建筑发展趋势,推动智能建筑健康发展。
2l世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。从总的方向,国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术,探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。
当前智能化建筑直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术。在21世纪的智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术(含Bluetooth技术)、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。特别是开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。
但是,智能化技术只是手段,智能建筑作为一个整体建筑物业产品的技术发展来说,“可持续发展技术”才是2l世纪智能建筑技术发展的长远大方向。因而,除继续利用上述现有智能化高技术实现可持续发展目标外,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。目前,欧洲、美国、日本等发达国家也正在开发利用这些高新技术去处理垃圾、污水、废气、公害,节能、节水,消除电磁污染,资源可持续利用,建筑人工生态环境等等:也正在尝试运用高新技术有规模建设智能型绿色建筑、智能型生态建筑,“既满足当代人的需要不损害后代人满足需求的能力”。
2.认清与国际先进技术的差距,努力向国际标准靠拢。
2l世纪的可持续发展智能建筑技术必须将工作、居住、休息、交通、通讯、管理、公共服务、文化等各种复杂的要求,在时间空间中结合起来。
2智能管理系统。
智能管理系统分为库位管理、物资划分、货物入库管理、货物出库管理、货物移动管理、货物盘点管理、数据预测分析等部分。物资划分即采取对物资逐一标识或对仓储货位标识的方式进行智能化管理,实现物资入库准确定位、仓储物资可视化管理、自动选择出库物资所在货位。货物入库管理即ERP生成入库单后由仓储管理系统自动接收。使用手持终端显示ERP入库单数据,用于核对到货物资信息,在ERP系统中获取详细所到物资编码,对到货物资所存货位进行准确定位,完成到货登记。对需要逐一粘贴标签进行管理的物资则由仓储管理人员在完成到货登记后对电子标签进行数据写入并进行粘贴。通过RFID阅读器对货物上RFID标签信息读取,对货物进行自动识别,由系统自动分配货物的货位。货物出库管理即常规用料出库时,由ERP系统生成领料单后,仓储管理系统自动获取物料编码、单位、数量、领料人等信息。无采购订单物资出库时,由专业公司业务员在智能物资管理系统中录入电子出库单,同样包含物料编码、单位、数量、领料人等信息。货物移动管理即货物移入、移出货位跟踪校验。在系统中即时反映物资移库状态。启动移库流程后通过物资编码确定需移出物资的货位,至指定货位后对货位标签进行扫描,核实所移物资的型号、单位、数量等信息后进行装载。到目标货位后对目标货位标签进行扫描确认货位,卸货完毕后确认新增物资、型号、单位、数量等信息。智能仓储系统自动生成物资调整单据,并对相应货位所存物资信息进行更改。货物盘点管理有即时盘点与详细盘点两种方式。数据预测分析即智能仓储管理系统需要对物资入库、仓储、出库的数量进行集中管理。同时建立接口与集团公司ERP、系统无缝连接,实现物流、信息流、资金流,三流融合。
3防入侵系统。
防入侵系统分多种形式,例如:红外对射报警系统、激光对射报警系统、振动光缆报警系统等。本工程采用电子脉冲围栏系统,在库区的四周围墙上安装电子围栏:其具有阻挡,报警功能;安全性好、误报率低、威慑性强、可靠性高、适应范围广;无盲区、无死角、无漏洞。
4门禁管理系统。
门禁管理分为人员管理和车辆出入库管理。库区工作人员配发有RFID标签的入门证,同时对其二代身份证射频信息进行采集并在门禁管理系统中保存。出入库区时通过获取员工的入门证或身份证中的射频信号,与门禁管理系统内信息进行核对,核对通过后自动放行。并对其出入库时间、频率等信息进行统计。本单位配送、倒料、公务车辆均使用RFID标签进行标识,同时对经常进入库区的领料、送料等外来车辆经行标签粘贴。标签标识信息包括车辆牌照、型号、吨位、所属单位等;同时门岗设置摄像头进行拍照,服务器中保存车辆照片与驾驶员照片用于出库和再次入库时核对。
5自动计量管理系统。
场区内设置地秤,车辆在地秤上的显示信息可随时传送到运行中心。
6车辆监控管理系统。
结合油田公司现有的车辆监控系统,在每辆运输车辆上安装1台GPS视频车辆行驶记录仪,对车辆运输过程中进行全程监控及定位管理。使用GPRS定位系统与GIS技术,结合智能仓储管理系统出库单信息对配送车辆所装载物资进行全程跟踪,显示配送车辆装载物资的详细信息与目标单位信息。待物资到达指定用户后由用户在智能仓储管理系统中确认货物到达,完成物资配送流程。
前言
几年来,我们在承接的智能大厦系统的过程中,往往会听到业主说:我要建的智能大厦五年(或十年)内先进,二十年不落后等,我要建一流的智能大厦等等。究竟在什么方面先进?什么方面不落后?就全靠去想象了;另外,在投标过程中,又经常遇到这种情况:往往一些招标书没有把系统目标要求写清楚,而很粗的具体地给出了控制的点数,布线点数等等,又感到这些要求和大楼的具体作用不相符;有的招标书又非常粗,要靠投标单位去发挥,有的标书只是独立地提出几个子系统,如布线、计算机网络、楼宇自控、保安、消防等,没有任何关系,只是一个个子系统的孤岛等等,这样招标往往会受投标商的误导和上级主管领导的干予,就不能真正发挥招标的作用,例如南京有座大楼,弱电系统投资两千多万元,其中花了一千多万元设计了一个电视监控报警系统(也不是一级风险单位),其它系统只是一个点缀,根本就不是一个智能大厦系统,如果业主能很好地进行系统规划和分析,完全可以设计成一个具有一定规模智能大厦系统,为了避免上述种种现象的发生,在整个智能大厦系统工程的建设过程中,根据客观需求,为了作好一个个智能大厦系统工程,系统规划就显得非常必要了。
1、概述(系统规划在系统工程中所处的位置)
智能大厦是一项系统工程,而且是一个复杂的大系统,因此,它的建设就应该遵循系统工程的基本程序。钱学森同志提出:“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法”。根据智能大厦技术目前发展的状况,我们利用系统工程的方法,用图1表示智能大厦系统工程系统建立的过程。本图概括了智能大厦系统工程建立的五大步骤,它包括:系统规划、系统设计、详细设计和产品选型、工程施工和运行维护管理。它把智能大厦这个研究的对象看作一个系统整体,智能大厦系统由若干分系统组成,对每个分系统都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑,对研究过程中分系统与分系统之间的矛盾或者分系统与子系统之间的矛盾都要从总体协调的需要来解决。同时,把系统作为它从属的更大系统(如,把智能大厦看作是“信息高速公路”这个更大系统的一个网络节点)的组成部分来研究,对它的所有技术要求都尽可能从实现这个更大系统技术协调的观点来考虑。这种实践体现了一种科学方法,它是组织管理“系统”的规划、设计、产品制造、工程施工和系统运行维护管理一种科学方法,也体现了系统工程研究过程的方法论。总之,由于智能大厦技术的复杂性,发展性和外部条件的可变性,用直观的传统方法和单凭个人的经验来组织管理一个大规模复杂的智能大厦系统工程已经不行了,为了保证系统的整体性就需要用现代信息系统和系统工程的方法来统盘地考虑这一问题,从而编制出系统研制全过程的模型,把智能大厦建设的全过程,严密地联结成一个整体全面地考虑和改善整个过程,以便实现综合最优化。现在已经有不少的文章和论著对智能大厦系统工程的设计,产品、工程、管理、过程有了许多论述,我这篇文章主要就智能大厦系统工程的系统规划有关问题谈一下自己的看法。
2、智能大厦系统工程系统规划的作用和意义
我们研究的对象是复杂的智能大厦系统,智能大厦系统工程特征之一是:在系统中存在着目标与技术、技术与产品、产品与价格、价格与系统规模等许多矛盾的因素和不确定的因素。因此,对於这样的大系统,如果不采取相应的措施就对其有关重大问题进行决策,其后果是很难想像的。实践证明,要最优的进行系统设计,对系统有关的重大问题进行正确的决策,其关键的一步首先要作好系统规划,很难设想,如果没有可行的系统规划要想作出切合实践的系统优化设计是不可想象的,所以说,系统规划在整个智能大厦建设过程中起着极其重要的作用。
2.1系统规划的概念和内容
智能大厦的系统规划不同於一般工程的系统规划,它必需从智能大厦的需求目标出发,研究分析:技术设计、产品、信息、环境、政策等方面的可行性,制定出一个智能大厦智能化系统总体构想。
所谓系统规划就是这样一个有目标的有步骤的探索分析和制定智能化系统总体构想的整个过程和结果。
为了给决策者提供直接判断和决定系统方案所需的信息和资料,系统规划人员使用科学的工具和方法,对系统的目的、功能、环境、费用效益等进行充分的调查研究,分析和处理有关的资料和数据,作出几个规划模型,并对他们作出定性、定量比较,最后整理成完整、正确与可行的综合资料,作为决策者选择可行规划的主要依据。
在系统规划阶段,主要的任务是定义系统的概念,明确建立系统的必要性,在此基础上,明确系统的目的和确定系统的目标。同时提出智能大厦系统工程应具备的环境条件及估计系统所有的各种制约条件,最后制定出系统建设计划书,计划书除包含上述内容外,还有系统建成的期限,系统投资限额等内容。
2.2系统规划的基本特性
综观上述系统规划的概念,系统规划有四个基本特性:整体性、相关性、目的性、环境适应性。
2.2.1整体性:智能大厦是由四个基本要素,即建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素,以及通过它们之间的内在关联进行最优组合(系统集成)来提供一个投资合理的、具有高效、舒适、方便环境的建筑物。构成系统的各要素显然都具有不同的要求,但它们是根据逻辑统一性的要求而构成的整体,智能大厦不是各要素简单地集合,否则它就不会具有整体的特定功能。因此,即使每个要素亦不都很完善,但它们也可以综合、统一为具有良好功能的系统。反之,即使每个要素都是很完善的,但作为整体不能集成为某种良好的功能,也就不能称之为完善的系统。
2.2.2相关性:系统内各要素之间是有机联系的,相互作用的,在四个要素之间具有相互依赖的特定关系。它们之间通过特定的系统集成关系,有机的结合在一起,就形成一个具有智能化特定功能的智能大厦系统工程。
2.2.3目的性:为了达到投资合理,具有高效、舒适、方便环境的建筑物,这样总的目的,系统应具有一定的目标。
2.2.4环境适应性:某一座智能大厦都是存在于社会某一时期的一定物质环境中,它必须能适应外部的环境变化,在研究智能大厦时,环境往往起着重要作用,必须予以重视。
2.3系统规划的作用和意义
系统规划是整个智能大厦系统工程建设的兰图,它定义了系统的概念,系统包括的分系统、子系统以及这些系统的规模,系统集成的要求等,在此基础上它明确了系统设定的目的和确定了系统、分系统,子系统的目标,同时提出了制约条件,也提出了系统与分系统建设计划、时间进度和投资规模,在技术、经济、政策、环境上的可行性,以及投资回收的期限和建议等等。所以系统规划计划书是今后智能大厦系统工程设计、产品选型、招标的依据;是工程施工和系统验收的重要文件;是防止系统盲目建设随意扩展的约束性文件,因为有了系统规划书就能抵制产品推销商的误导。它指导也约束了整个智能大厦建设的全过程。它是系统优化设计的根据,合理使用资金的依据。所以系统规划书是建设智能大厦的关键文件之一。
房地产的开发商、业主要十分重视系统规划书的制定。智能大厦设计者、产品供应商、系统集成商、工程施工单位和物业管理公司都在不同阶段受规划书的约束和使用条件制约,这样才能把智能大厦系统工程的建设纳入计划范畴进行。
2.4系统规划书制定的流程
3.系统规划的核心是系统目标的确定和分析
3.1系统目标的重要性
智能大厦是一项系统工程,智能大厦的建设目标是智能大厦系统工程建设的依据,它是系统工程活动的出发点,又是系统活动所指向的终点,因而智能大厦的目标也就贯穿于整个工程管理的活动之中,决定着智能大厦系统工程活动的方向和性质。
系统目标也是考核智能大厦系统的效率和成果的标准。由于目标是人们行动预期达到的结果,因而目标本身就含着效果的因素,系统目标制定的正确与否,以及是否能达到目标,意味着智能大厦智能化系统工程的成败与效率高低。智能大厦系统工程目标的确定和实现是智能化建设的重大决策。在观察任何智能大厦系统工程问题时,必须经常以系统目标为标准,不允许任何管理活动脱离智能大厦系统目标的现象出现。智能大厦的建设目标,它不仅是智能大厦的业主。也是智能大厦的设计者、承包商和施工单位都十分关心的问题。也就是说,围绕着智能大厦系统工程的目标,把他们紧紧的结合在一起,只有几方共同努力,团结协作,才能把智能大厦系统工程推向前进。下边试图从宏观结构谈智能大厦的目标树,业主可以根据目标树结合自己的智能大厦的用途和予期的投资强度,设计出自己建筑的智能化系统工程的具体目标来规划智能化建设,统一建设项目设计、施工的步骤,作到目标定性定量管理建设好智能大厦系统工程。
3.2智能大厦的基本需求
智能大厦是将楼宇自动化管理系统(BMS)、通信网络系统(CNS)和办公自动化系统(OAS)三者通过总体规划的方法和策略。进行综合和分解。运用系统工程的观点,集成在建筑环境这个支持平台上,将建筑物的结构(建筑环境结构)、系统(智能化系统)、服务(住、用户需求服务)和管理(物业运行管理)四个基本要素进行优化组合。提供一个投资合理、具有高效、舒适、安全、方便环境的建筑物,它主要满足两项基本要求,六个目标,四项服务功能。
3.2.1两项基本要求
*对管理者来说,智能大厦应当有一套便于管理、控制、运行、维护的通信设施,能以较低的费用及时与外界取得联系(例如消防队、医院、安全保卫机关、新闻单位以及各种信息库等)。
*对使用者来说,智能大厦应当有一个有利于提高工作效率、激发人的创造性的环境。
3.2.2六个目标
*能够提供高度共享的信息资源
*确保提高工作效率和舒适的工作环境。
(1)高效节能,节约管理费用,减少物业管理人员
(2)适应管理工作的发展需要,具有可扩展性、可变性、能适应环境的变化的工作性质的多样化。
(3)各种系统设备使用管理方便、安全可靠。
(4)投资合理,达到短期投资长期受益的目的。
3.2.3四项服务功能
(1)安全性:包括防盗报警系统、出入口控制系统、闭路电视监视系统、保安巡视管理系统、电梯安全与运行控制系统、周边防卫系统、火灾报警系统、消防系统、应急照明系统、应急广播系统、应急呼叫系统等。
(2)舒适性:包括空调通风系统、供热系统、给排水系统、电力供应系统、闭路电视系统、多媒体音响系统、智能卡系统、停车场管理与娱乐管理系统等。
(3)便捷性:包括办公自动化系统、通信自动化系统、计算机网络系统、结构化综合布线系统、商业服务系统、饮食服务系统、酒店管理系统等。
(4)可用性:包括共享设备、信息、系统和服务设施方便用户的使用。
原则上,上述四项服务功能可根据建筑物拥有者的需求,投资力度因素进行适当裁剪,构成一个实用、高效、先进的智能大厦。
3.3智能大厦基本目标树和目标树说明
智能大厦系统工程的目标是一个层次型的树状结构,因为系统工程每个阶段都有它的具体目标,因为系统规划是系统工程的开始阶段,它的目标应该是系统的总目标,也就是树根和主干,其它阶段目标都源於它。
智能大厦系统工程目标树如图3示:
3.4系统目标分析和确定
系统目标分析和确定作用在于为今后的分析工作打下良好的基础,为了系统模型的建立取得必要的信息,分析和确定智能大厦智能化系统的目的和目标,分析和定义系统需要的功能,进而以这些数据作出智能化系统概略模型,进行系统可行性分析,借以得到概要设计技术条件。
系统目标分析和确定详细步骤和内容如下:
3.4.1系统需求定义,了解和掌握智能大厦智能化系统的需求定义,分析这些需求定义是否确切、完整、合理。
3.4.2系统目的和目标的分析和确定
(1)分析和明确建立系统的目的,进而确定系统的目标
在确定系统目标时,必须要有总体观点和长远观点,也就是说不仅要求系统在技术上是先进的,在经济上是合理的,而且要考虑到智能化系统与建筑兼容性,以及随着客观环境条件变更时的适应性。智能大厦智能化系统是多目标系统,要把目标分为主要目标和次要目标,并用目标树形式来表示之。
(2)在达到目标的前题下,分析围绕系统的环境等约束条件。如环境、资金、材料、信息、期限等对系统的制约,据此,提出相应的要求和措施。
(3)技术条件的分析与定义,分析和讨论为了达到目的与目标时,系统所必须具备的技术条件,在分析讨论的基础上对它们进行整理,归纳成文件并作出明确定义。
(4)系统功能的分析与定义,首先分析为满足系统技术条件所应具备的条件的各种功能建立系统功能结构图,定义系统的功能技术条件,其次,分析和简明规定这些功能的约束条件;最后,对在一定环境条件下所能达到的功能,必须用定量指标来表明其达到的程度。
(5)根据概要设计分析成功的可能性,首先建立系统概要模型,在此基础上分析目的和目标成功的可能性。
(6)若不能取得可以成功的技术条件时,则采取下述措施之一进行调整。
1)修改概要模型
2)对功能要求进行分析
3)对技术条件进行分析
4)对目的,目标进行分析
以上简要地概括了我们在作智能大厦系统规划一般常规的目标分析与确定的步骤和内容,在具体实施时可以根据所建智能大厦的规模,所包括项目的内容和等级进行扩充或删节。
4.智能大厦系统规划方法论
智能大厦智能化系统规划方法论基本特点归纳分述如下:
4.1制定系统规划方法上整体化
智能大厦智能化系统包括了许多分系统和子系统,在进行系统规划时应把它们看作为一个有机整体,因此,在研究规划方法上要整体化。
基于智能大厦整体化的概念建立起一系列衡量系统效果的综合指标,如成本、寿命、效能/成本比、系统成本/效益费用比等。在实践中,某些技术措施从局部来看效果是好的,但从全局来看就不一定好,另外有些技术措施从局部来看不太理想,但从全局来看却有应用价值。因此,只有根据整个系统的总体目标来分析,才能作出科学的判断。
在设计智能大厦智能化系统时,诚然要尽量采用一些新技术、新产品,以提高系统的效能,但同时还必须考虑到,为此付出的代价(成本)。因而必须在满足所要求的技术性能范围内,通过效能/成本比这一指标来全面衡量。
另外在设计、规划智能大厦系统时,不但要考虑智能大厦建造的费用,而且还要考虑今后长期运行维护费用。以保证它的整体经济性。一般采用造价/维护费用比这个指标来衡量。
随着科学技术日益发达,技术更新淘汰快,如果一项智能大厦智能化系统工程周期长,当它进入鉴定时,某些技术已经陈旧落后,失去了它的使用价值,这时所化费的人力、物力和资金就失去了原有的意义。于是应该用时间价值这一综合性指标来衡量系统的效果。
总之,为了保证系统的整体性,就需要运用现代信息系统和系统工程的方法来统盘地考虑这个问题,把全部过程严密地联结成一个整体,全面地考虑和调整整个规划过程,以便实现综合最优化。
4.2技术应用的综合化
一般大规模的复杂系统几乎都是一个技术的综合体。智能大厦系统工程也不例外,它是4C技术与建筑技术巧妙的结合。所谓技术的综合运用,并不是将各种技术进行简单的堆砌,而是从系统的总目标出发,将各有关技术协调配合,综合运用。
人们常常可以看到,具有同样效能,同样规模智能大厦所采用的技术方案迥然不同,所花费的代价相差很大,这表明,研究各种技术的综合应用是一门很重要的学问。
综合运用各项技术的另一个重要方面是创造新型的技术综合体。例如,智能大厦集成系统是计算机控制和管理的当代先进的技术综合体,但这里并没有什么重大基础理论的突破,而只是综合运用,计算机技术、通信技术、自动控制技术、多媒体技术和管理科学的成果所获得的成就。对智能大厦的各组成部分之间的关系,越是揭示的清晰、深刻、准确就越能最佳的综合应用。
一个大规模的智能大厦系统往往不是单纯的技术系统,而是涉及到许多社会的、经济的因素,构成一个复杂的社会经济-技术系统,促使自然科学和社会科学建筑科学日益紧密地结合在一起,这是智能大厦发展的一个特点,所以在作规划时必须重视技术应用上的综合化。
4.3管理科学化
一个复杂的大规模的智能大厦系统工程,往往有两个并行的过程,一个是工程技术过程,一个是工程技术的控制过程。工程技术的控制过程包括:系统规划、组织、控制工程进度,对各种方案进行分析,比较和决策,评价技术方案的技术经济效果等,统称之管理。管理工作对促进科学技术的发展,提高效率和合理利用资源等有着十分重要意义。只有科学管理,才能充分发挥技术的效能。由于一大规模的智能大厦系统工程,往往需要很多单位和各行各业人员参加,并使用多种技术,投入巨额资金,材料和设备,这就使得仅凭经验、直观的、生产方式的管理方法是根本不适应的,管理不善将会大大拖延工程周期,使工程质量得不到保证,甚至由于管理失误,而使工程任务受到重大损失。因此,管理科学化成为智能大厦系统工程极为重要的问题之一。
管理工作涉及到组织机构,物业管理体制到人员,设备和工作效率的分析,工作环境布局,工作步骤的组织,以及工作进程的计划、检查与控制等问题的研究。所以在作规划时,对智能大厦工程建设管理,使用运行管理都要有所考虑。
5.加强智能大厦系统规划设计提高智能大厦建设的整体水平。
近几年我国一些单位投入了大量资金,修建了许多智能大厦,这些智能大厦工程对于我国智能大厦建设的发展起到积极推进的作用。但是在智能大厦建设中没有系统规划,不知道他建的大厦智能化作到什么程度,怎么样的建筑才能算是智能大厦等等,所以这是经常遇到的问题。往往会受一些产品推销商的误导,有的说有综合布线系统就是智能大厦,就作综合布线系统,有的说有设备控制系统就是智能大厦,就上设备控制系统等等。造成了资金的浪费和功能的低下。我们有体会,我们给一个单位作了系统规划工作、利用有限的资金,保证智能大厦主要功能的实现。而另一些单位没有规划,一个一个系统独立的建设资金投入大,效果却不好。因此,在我国智能大厦系统工程建设过程中,迫切需要从智能大厦整体出发,全面规划,统筹安排,力争用有限的资金和先进技术,实现我国智能大厦产业形成和发展的历史任务。这方面国家建设部及工程勘察司、智能大厦推广中心作了许多指导性工作,推动了我国智能大厦的发展,还应该对建设业主的某项具体智能大厦系统规划,作指导性的要求,我认为这对开展智能大厦系统工程的研究和推广应用具有十分重要的现实意义。
结束语
几年来,由于工作需要,作了几个大厦的智能化系统的规划、设计工作,我们感到:业主有系统规划,或要我们首先给他们作规划的单位智能大厦系统功能实现都比较合理,并且可以进行系统优化设计为业主节约了一定的资金投入。另外,在承担没有规划的智能大厦建设中,感到有些分系统或子系统不是配置不合理,就是与整体不协调,资金投入也大,总感到只是为作工程而工程,而不是在建造“智能大厦”这个人们想象中的艺术品。所以本文从智能大厦系统工程过程完整性出发,简要叙述了系统规划的必要性,如有不对的地方请建筑业主、有关专家批评指正。
参考文献
一、智能小区的现状与发展前途
1.智能小区的概念
智能建筑是计算机、通讯、建筑艺术以及图象信息等多种技术集成后经先进设计和严格施工而得到的具有安全、高级、舒适、健康、温馨等特征的建筑。它涵盖智能自动化、信息化、生态化等多方面的内容。
把智能建筑技术扩展到一个区域的几座智能建筑进行综合管理,再分层次地连接起来进行统一管理,这样的区域被称为智能小区。即采取集中控制、模块化结构的设计方式,所有子系统的管理都集中在综合控制中心。综合控制中心的管理人员可以查询和确认小区内住户家庭中的安全状况及三表状况等。智能小区是继智能建筑之后的又一个热点趋势。
2.智能小区的现状
当前智能住宅小区应用系统的基本配置主要包括以下几个方面:
信息通讯系统:提供用户话音通信,视频广播,宽带信息服务。
安全防范系统:
a)小区周界报警,设置红外、微波等装置,中心能够显示各报警路段和报警时间。
b)摄像监视,小区重点部位设置相应的探测器或摄像机,监视有关信息和传输图象并进行记录和存储。可视对讲。
c)小区居民室内具有燃气泄露报警、门磁、红外、玻璃破碎、漏水检测、紧急求助等功能。
d)小区室外公共场所设置有线广播系统。
e)通过智能卡或其他形式对进出车辆进行管理和计费。
建筑设备监控系统:
a)通过给排水监控系统的监视,显示有关的运行状态。
b)电梯工作状态的故障状态及所在楼层位置受到监视。
c)照明设备的监控。
物业管理系统:
a)配置实用的计算机物业管理软件,实现小区物业管理计算机化,建立小区管理信息系统。
b)实现远程抄表功能。
c)各系统实现信息连通,统一管理。
当然,在实际建设过程中,还可根据市场需要,进行其他功能的添配。
但是,目前智能小区建设中也还存在着不少问题。一般小区为了实现集中监控的目的,在中央控制室设置以计算机为核心的中央站,分站则以微处理机为核心,形成集散型的分布式计算机系统。而其分站的微处理机有以单片机为主的486、586等,有进口的DCS模块。要么产品先进性不强,要么成本较高。使得智能小区管理系统的稳定可靠性和先进性不高。同时由于智能小区工程建设是分期进行的,这也使得系统增容的可扩充性也不强。
也有一些智能小区控制系统按功能划分,各子系统之间垂直分割,不能共享信息,设备重复投资。
这些问题的解决可以从以下几个角度来考虑:
考虑到设备和技术的先进性,智能小区系统采用LonWorks总线技术,使整个小区的网络达到先进性。
LonWorks控制网络包括由一个或多个通信通道连接起来的智能模块即智能节点,节点间通过LonTalk协议进行通信。智能模块可以编程实现信息的发送和对外来指令的响应。因为智能模块具有成本低,兼容性好的特点,考虑到智能小区工程建设分期进行的实际情况,非常有利于系统增容的可扩充性。
目前推出的LNS构架的智能小区控制系统,完全是因为LNS多客户多服务器技术可以给网络使用者带来很多好处:大大减少开发时间和费用;简单的系统集成;访问数据不受限制等等。这也是本文所述演示系统采用LNS构架的原因。
3.智能小区的发展前途
智能小区在未来的发展主要有两个方面:
一是“以人为本”的思想。小区建设在未来将逐渐深入到建设智能化家庭的建设。比如使小区居民可以在家实现“电子货币”交易或网上购物、网上医疗诊断、参观虚拟博物馆和图书馆、点播VOD家庭影院;甚至在外的小区居民或者智能小区管理控制中心都可以对小区居民家里的空调设备和家庭电器进行遥控,能够随时随地查询和确认家庭中的安全状况等。总之,未来智能小区的设计将坚持人性化的系统设计思想,最大限度地向居民提供温馨舒适、方便周到和经济的服务,处处为居民着想。
其次,“节能”的思想。环保是21世纪的重要主题,所以未来的小区建设将更多的考虑到环保问题。主要体现在小区住宅能源的供应上,要本着节能的原则,让小区设施在成为服务环节中的一员的同时,使小区居民、小区设施、小区环境高度统一、和谐,融为一体。二、LNS技术
LNS(LonWorksNetworkService)是Echelon公司最新开发出来的LON总线的开发工具,它提供用户一个强大的客户/服务器网络构架,是未来LON总线的可互操作性基础。使用LNS提供的网络服务,可以保证从不同网络服务器上提供的网络管理工具可以一起执行网络安装、网络维护、网络监测;而众多的客户则可以同时申请这些服务器所提供的网络功能。
LNS提供压缩的、面向对象的编程模式,大大减少了用户开发时间和对系统的要求。它将网络变成一个层次化的对象,通过对象的属性、事件和方法对网络进行访问。且访问数据不受限制,允许用户同时使用多台人机接口(HMI)、SCADA站、数据站,同时访问网络上的数据。且为使用户的系统设计简单,LNS尽可能的提供了自动化的功能。
LNS构架和主机是无关的,它支持任何平台的用户,这些平台可以是嵌入式的微处理器,也可以是WindowsPC机、UNIX工作站。主机是通过LNS的API(ApplicationProgrammIterface)来操作LNS的。LNS主机API是一个代码层,对不同的开发平台提供各种不同的编程工具,从而大大简化了系统集成。
LNS构架主要包括四个主要的组件:网络服务服务器(NSS)、网络服务器接口(NSI)、LCA对象服务器和LCA数据服务器。
三、LNS构架的智能小区安防及关键技术应用研究
LNS构架的智能小区演示系统具有多种功能,如三表的远程抄表、安防技术、联动控制、家电控制等,现就远程抄表和安防技术对其管理进行较详细说明。
1.下位机硬件结构
下位机硬件主要包括智能节点、路由器、时钟模块和接口卡。
现场信号有三表读数、各报警传感器和执行器的状态等,将这些信号与神经元芯片相连,加上一个收发器即可构成一个现场智能节点。由于神经元芯片有11个I/O口和2K的RAM,加少量调理电路即可直接与三表信号量相连,而报警信号则可直接与神经元芯片相连。最后将所有的节点都挂接在LON总线上,网络拓扑可为总线型或星型或自由拓扑型。节点间可通过LonTalk协议相互通讯。
由于智能小区建筑的分散性和各栋楼施工要求可能不同,使用路由器将大大突破传统总线的局限——不受通信距离、通信介质和通信速率的限制。使得在一个小区内可兼顾技术与经济的不同要求,采用不同的通信介质,在不同的段内兼容不同的通信速率。
2.上位机监控与管理
上位机可以采用多种技术和LON总线进行通讯,LonmanagerDDE、LNSDDE和LNSAPI,已自主完成了多种驱动软件的开发。实现了与FIX、INTOUCH、KingView等多种工业组态软件与LON网络的连接,方便了用户界面的迅速开发。同时也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等语言的开发。
基于智能小区控制对大量的控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要,上位机一般采用具有“监控和数据采集”功能的组态软件,如FIX、INTOUCH、组态王(KingView)等,以便能以高性能和高可靠性对众多的控制器和其他现场部件进行控制和监视,且能随时对各种事件作出反应,并且不丢失任何重要数据和报警信息。
我们在演示系统的上位机采用组态王(KingView)来监控和采集数据。
组态王有着易于使用的图形界面,方便智能小区管理员的操作。组态王的网络功能使小区监控现场与各个部门建立起联系,在任何需要的时候把现场的信息实时的传送到控制室,保证信息的畅通。
组态王能连接PLC、智能仪表、板卡、远程数据采集装置(RTU)等数百种外部设备,组态王通过驱动程序和这些工控设备相通讯。组态王软件系统与最终用户使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施,只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。
组态王同时保留了DDE(动态数据交换)通讯方式。组态王通过DDE(动态数据交换)和其他的应用程序之间交换数据。通过DDE,开发者可利用PC机丰富的软件资源来扩充“组态王”的功能,比如用Excel从“组态王”的数据库中读取数据,对生产作业进行优化计算,然后组态王再从Excel中读出结果来控制各个生产参数;可以利用VISUALBASIC开发服务程序,完成数据采集、报表打印、多媒体声光报警等功能,从而很容易的组成一个完备的上位机管理系统;还可以和数据库程序、人工智能程序、专家系统等进行通讯。
在智能小区的控制中,驱动软件我们选用LNSDDEServer。
LNSDDEServer能完成LonWorks智能模块和Windows应用程序间的数据交换,使得Windows应用程序可以作为一个DDE客户程序来监控LonWorks网络,即采集Lonworks网络数据并发送一定的指令来改变LonWorks网络的某些操作。在智能小区的控制中,下位机设备就是由基于LonWorks网络的智能模块构成,因此在上位机组态王就可以通过LNSDDEServer与下位机智能节点和其他Windows应用程序进行通讯。其具体配置步骤如下:
先在组态王的设备库中选择DDE,然后按“设备配置向导”的提示一步步完成即可。第一步选择“DDE”;第二,“给安装的DDE设备指定连接对象名”对话框中,输入连接设备的逻辑名;第三步,“服务程序名”则是与“组态王50”交换数据的程序名,一般是I/O服务程序,或者是Windows应用程序:“话题名”则是指本程序和服务程序进行DDE连接的话题名(Topic)。“数据交换方式”一般选择“标准的Windows数据交换”;最后单击“完成”即可。组态王50将自动完成驱动程序的启动和通信,不再需要用户人工进行。
然后,在定义I/O变量时,在变量属性的“连接设备”项中选择使用上面定义的逻辑连接设备名,在“项目名”中输入DDE会话的项目名即可。注意,只有I/O类型的变量才有这两项。
这样,定义好的变量就可以自动启动LNSDDE与下位机的智能节点进行通讯。
上位机还可以利用VISUALBASIC开发服务程序,完成数据采集、报表打印、多媒体声光报警等功能。在VISUALBASIC可视化编程工具中,DDE连接是通过控件的属性和方法来实现的。对于作为“顾客”的文本框、标签或图片框,要设置LinkTopic、LinkItem、LinkMode三个属性。如果组态王作为“顾客”想VB请求数据,需要定义变量时说明服务器程序的三个标识名,即:应用程序名设为VB可执行程序的名字,把话题名设为VB中窗体的LinkTopic属性值,项目名设为VB控件的名字。
总之,两种方式的数据采集都是通过驱动程序和下位机交换数据的。从而很容易的组成一个完备的上位机管理系统。
3.网络功能
组态王5.0可运行在基于EtherNET网络结构和TCP/IP网络协议的网上,使用户能够实现上、下位机以及更高层次的厂级连网。
TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构和操作系统的计算机组成的网络上进行通信的能力。一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机(即远程节点)进行通讯。在“组态王”的网络结构中,直接参与现场控制的PC机作为网络服务器,其他站点作为网络客户机共享服务器中的数据。
用户要实现“组态王”的网络功能,必须满足以下条件:(1)将“组态王”50安装在网络版Windows3x、Windows95或WindowsNT上,并启动TCP/IP网络协议,即利用“组态王”网络功能的PC机必须首先是某个局域网上的站点并启动该网。(2)客户机和服务器必须安装并同时运行“组态王”。
四、总结
利用LNS构架的智能小区演示系统,在上位机通过组态软件如组态王以实现数据的实时采集与监控,便于智能小区的集中管理,且界面友好简单,控制快捷可靠。下位机采用LON控制网络,成本低,可扩充性。整个系统开发时间和费用小,集成简单,且安全可靠,是智能小区控制可选的最佳控制方案之一。
参考文献
2系统设计内容及技术构架
2.1系统设计内容
2.1.1理论基础对比研究与技术可行性分析结合宁夏典型旅游景区及资源的实地调查,宁夏智能化旅游信息管理平台(以下简称旅游平台)的构建是对传统的旅游行业的管理与发展进行深入研究和探讨,分析了存在的行业短板,提出了行业解决方案,对旅游平台所采用的方法、技术进行探索与可行性论证。2.1.2基础旅游资源普查、分类与评价模型构建对宁夏各县市典型景区旅游资源及周边旅游支撑系统调研的基础上,采用基于景观生态学的景观评估模型的综合评价法和基于时间序列分析方法的三次指数平滑法建立旅游信息系统的评价及预测模型。经宏观分析、计算、提炼、研究,完成空间数据库设计和属性数据库设计及关联关系创建,并进行数据的优化分析和统计,实现对景区的评价和预测,将结果以图形、图表等直观可视化形式表现出来。2.1.3空间数据库及属性数据库的设计与关联构建空间数据主要由基础地理信息数据和专题地理信息数据组成,各空间数据按其特征以图层的方式分层存储。其中基础地理信息数据划分为一些最基本的地图图层,如省界、市界、区界、道路、水系等,专题地理信息数据则由景区、景点、周边娱乐、购物、交通等组成。按照数据分类编码体系规范化分类编码,采用分层存储,并且赋予各层地理数据属性,每个图层包括整个地图的一个方面,图上所有要素均按点、线、面要素分层。专题地理信息数据库由旅游资源数据库和旅游服务设施数据库组成。主要包括景区、景点、娱乐、购物、宾馆、饭店、医院等的配套服务及设施的分布数据。本系统利用电子地图工具里的分层技术,将专题地理信息数据库中涉及到的景区景点及相关信息按照一定的标准分类,分别组织到不同的图层,每一个属性图层里的内容都使用特定的图符表示并对应不同的数据源,即每一个图层都是空间地图与属性地图的相互配合的分层数据。属性数据库的数据通过两种图形对照法和预先建立属性表格法输入宁夏典型景区旅游资源、旅游设施等方面的主要属性,然后根据标示关键词和图形之间的链接,建立数据库与关系数据库的关联。
2.2系统构架
通过对宁夏旅游业现状的分析该平台以分单元的形式(即:管理系统单元、全景虚拟体验系统单元、客流统计系统单元和电子导游系统单元等四个单元)(见图1),将各单元功能有效的组合,通过管理系统单元统一各单元的数据标准和接口,以实现有效数据的采集和分析实现建设目标。第一单元:管理系统单元主要分为内网和外网部分,内网以数据统计分析及各项报表功能为主,外网以信息、景点展示、旅游产品、纪念品等电子商务的功能为主,旨在智能便捷的为游客提服务,在使用GIS技术的同时,引入了景观评估模型。使得原本抽象的模型变得更加直观,方便了管理部门决策;同时也为游客提供了更好的出行参考。第二单元:全景虚拟体验系统单元主要是景点展示、说明、虚拟体验为主与管理系统单元的外网部分相结合,利用现今流行的全景拍摄技术与Web技术相结合,对景区的景点实现街景地图的效果,使用户如身临其境的感官体验,并能更多的了解自己感兴趣的景区景点。第三单元:客流统计系统单元主要以客流数据的采集、统计、分析为主,通过客流统计与预警系统,可以做到人流预警,解决人员密集时段的预知,并为场所经营者提供准确的客流信息,及时发现重大的客流安全隐患,帮助场所管理人员在客流高峰时期采取适当的措施,正确引导客流,避免事故的发生。该单元与管理系统单元的内网系统相结合。第四单元:电子导游系统单元是通过多媒体技术开发适用于手机操作系统和专用数据终端的应用软件,即能自动通过语音导览终端机进行讲解;同时,同步显示讲解点图片信息,实现走到哪,对应讲解到哪。该单元与管理系统单元的内网相结合。
3系统设计与开发
3.1系统设计程序
根据宁夏旅游行业需求分析和实际应用分析,宁夏智能化旅游信息平台(以下简称旅游平台)通过四个单元的内容组成结构,基于B/S架构以WebGIS技术为支撑,借助Ajax异步交互及GIS空间分析功能等技术,使用JAVA、、C#.net、等开发语言和SQLServer数据库进行混合编程,分为以下几个子系统。3.1.1景区评估规划建立评估模型,通过专家评测,游客评价,对景区的合理规划提供技术参考和建议意见,保证景区的最佳景观效果和管理模式,通过旅游区热度统计,区域吸引力评价,规划热门景区线路和主题线路。3.1.2旅游门户网站以电子地图、三维模拟和实景体验等形式,基于手机、PAD、浏览器多个终端,为游客提供信息浏览、查询、导航等人性化的服务,并对景区所在地的各项基础地理信息、旅游资源及周边设施进行统一管理。如以吃为主的饭馆、酒店、特色农家乐等,以住为主的宾馆、旅馆等,以行为主的旅游社团等,以及涉外机关、交通、邮电、银行、医疗等配套服务设施的相关信息、天气实时信息的查询等相关旅游服务的管理。3.1.3客流统计分析采用视频式客流统计,对客流数据进行统计分析和挖掘,通过采集到的流量数据,用跟踪层的方式,动态的显示在地图上,可做到每天24小时的流量动态显示,这种基于模型的机器视觉技术,能准确地统计通道口出入人数和提供人群流动方向等信息,为科学决策提供数据支持。3.1.4移动智能导览基于手机终端APP,在景区内建立布局合理的wifi热点,游客可用手机扫描二维码,安装手机导览系统,为游客提供景区导游和位置服务;同时,可接入景区的人流统计疏导系统,为游客提供导游、查询和实时客流疏导提醒等服务。
3.2关键技术突破
3.2.1景区评估和游客评价模型的建立通过引入基于景观生态学的景观评估模型和基于景区地图应用服务的游客评价系统,实现景区管理部门对旅游资源的开发应用和保护,更具科学性和可持续发展性。3.2.2客流采集分析采用基于模型的机器视觉技术,将统计的人数和人群流动方向等信息,与电子地图的跟踪层方式相结合,实现动态实时的流量数据。3.2.3无线定位算法基于WiFi射频信号强度的权重值选择的定位算法。该算法是基于WiFi射频指纹的空间定位法,移动终端通过获得WiFi有效范围内的射频指纹特征,为每个扫描到的WiFi射频指纹设定了选择区间,指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值,最后选取权重值最大的WiFi射频信号为待定位点,如有相同权重值的WiFi射频信号,则比较信号强度距离取最小值,通过这种算法在一定程度上克服了WiFi射频指纹信号随机抖动对定位的影响,提高了定位的稳定性和精度。定位算法运行于服务端,客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统,解决了当卫星信号受到各种障碍物遮挡或干扰时,无法定位或误差较大的问题。
3.3主要模块与特色功能
3.3.1主要模块地图操作:平移、拉框放大、拉框缩小、全副显示、距离量算、面积量算、清除高亮、鹰眼图、比例尺、指北针等辅助操作工具。空间查询:提供中心点查询、多边形查询、拉框查询等空间查询操作。属性查询:用户以感兴趣的分类别(历史景观、自然景观、人文景观、其他)景点为中心,可进行属性查询和简单空间查询。路径分析:通过一个站点列表,将在地图上拾取的若干路径站点包含进来,对他们按照自己的需求进行增删、调序之后,进行路径分析。景观评估:相关专家通过登录景观评估平台,根据评估模型进行判断评分。平台通过统计分析算法将评分结果自动生成图表和地图。管理员可以登录平台进行评分模型的权重进行增加、删除或修改。地图自助服务:游客可以在景区地图上自助标注、发表意见、并查看,管理员通过后台管理系统可回复和删除游客自助的标签和发表的意见。游客评价:游客在前台根据管理员设置的评价说明选项进行评价。管理员后台登录编辑评价选项。流量变化查看:打开流量查看,出现流量图例页面,选择时间,通过点击控制轴上两边的箭头来査看24小时内的流量变化情况,并且在控制轴的右侧会显示当前査看的时间点。出租计价:选择起始点和终止点下拉列表框中的选择项,进行简单的出租线路总长度和费用的计算。移动导览:将手机APP应用安装在手机终端上,根据景点位置信息找到地图上的景点,并标记出来,当靠近该景点或点击景点,便可以转到景点的介绍界面,可看到景点的图片、文字说明,同时还有语音讲解。在游览的同时,还可见自己的见闻分享到微信中,并有方便的景区周边资源的查找功能和语言设置。3.3.2特色功能第一,使用目前流行的JAVA与.NET混合编程的技术,界面设计新颖独特,集视频、动画、交互和街景于一体,操作使用便捷,接口灵活,具有多平台兼容等优势。第二,系统借鉴经典三层架构结合WCF进行开发,代码结构合理,易于维护。第三,路径分析更具人性化,用户既可点选地图任意点进行多点路径分析,又可将地物查询果加入分析列表进行分析,同时可对列表中的站点进行位置调整、删除等操作。第四,基于模型的机器视觉技术,对行人进行精确定位、跟踪,统计准确率达95%以上。第五,无线定位技术的应用,是对GPS的有力补充。在移动智能导览系统中,集成了基于权值选择的无线信号强度获取目标位置信息的位置算法,在一定程度上减少了GPS信号由于干扰或漂移引起的定位误差,提高了游客位置信息的精确度。