设计理论论文大全11篇

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篇（1）

随着社会主义市场经济体制的逐步完善，我国经济进入了持续高速发展的阶段。经济的繁荣带动了社会各个行业的发展，也使得人才的需求日益增加。为了适应社会需求，高等教育规模不断扩大，呈现出由精英教育向大众教育迈进的发展趋势。而艺术设计作为热门学科，全国艺术设计类考生逐年攀升，全国兴起了艺术设计的热潮。然而，艺术设计教育在我国，只有短短的二十几年的历史。由于现代设计教育在我国的历史比较短，发展还不够完善，与国际先进水平相比还有一定的差距，加上这几年的扩招，实际教学过程中存在着一些问题。诸如：培养目标不够明确，教育思想和方法比较陈旧，课程体系和教学内容不够完善，教学质量有待提高等。所以，我们一定要静下心来重新审视艺术设计理论，研究艺术设计教育。

笔者从事艺术设计教育十多年，目睹了社会主义市场经济体制对艺术设计教育的巨大影响，以及艺术设计教育对市场经济的反作用，以自己切身体验谈谈对艺术设计教育的一些思考。

一、顺应市场需求，转变教学思路

社会主义市场经济体制是要让市场在资源的优化配置中起主导作用。随着我国社会主义市场经济体制的逐步完善，学校也被逐步推向市场，并逐步向产业化方向转化，这也是在市场经济体制运作下完成教育资源优化配置的必然要求。由原来的国家包培养、包分配，逐步转向交费上学，毕业后自主择业。这就必然要求我们改革培养模式，改革教学内容和课程体系，制订新的教学管理制度以适应社会和学生的多样化选择。我国的艺术设计，是随着市场经济在中国的兴起而兴起的，是为了适应市场经济的需要而产生的。应该说，艺术设计在中国从诞生的那天起，就与市场经济发生了割不断的联系。

因此，面向市场需求，随时调整专业设置和课程设置是高校艺术设计教育改革的首要任务。再以理念的突破和更新为先导，在教育实践上引起巨大的变革，在当前实施素质教育的实践过程中，构造并树立系统的现代教育观念。高校要扎扎实实地办学，不懈地努力，应努力培养高素质、复合型、一专多能、紧贴市场需求的人才。要基础知识与技能培训并重，全方位提升学生素质，从而造就适应市场需要的职业英才。同时，在硬件设施基本完善后，逐步控制学校的规模把工作重心转移到强化内部管理机制、增强凝聚力和竞争力上面来，努力为学生创造良好的学习环境和生活环境，为将来的生活和就业打下坚实的基础。

二、打破文理界限，培养宽口径人才

我国艺术设计教育脱胎于纯美术教育，原来只在艺术院校和轻工院校里设置，现在综合大学、工科院校和师范院校中也纷纷开设设计专业。在现行的教育体系中，艺术设计教育基本上按照两种模式进行。一种是在综合性大学、专业美术院校和师范院校；另一种是在各种工科院校，如建筑、机械、轻工、纺织等。前者偏重美术理论和美术基础训练，后者偏重不同专业的工艺与专业技术训练。这一点可以从开设的不同的课程上明显看出来。这两种教育模式本来可以互相借鉴，互相补充，但因为现存的教育管理体制，如一些综合性大学隶属教育部门，一些专业美术院校隶属文化部门，一些工科院校隶属各产业主管部门。我国的高校招生，历来分文理两大类，演变到今天，这种体制已经波及到基础教育的中学分科问题。而艺术设计学科，也因为这个招生体制，被人为地割裂开来。所以，以文科考试进入美术院校的学生，得不到良好的工艺与技术训练，以理工科考试进入工科院校的学生，得不到良好的美术理论和美术基础训练。这个问题早已经在我们的社会上，即学生就业的工作岗位上反映出来。

在这个问题上，笔者认为我们可否转变一下思维方式，打破文理科界限，把艺术设计教育统一起来，不论其设在什么学校，工科也好，文科也好，都用一个标准确定教育对象和教学方法。这样既能避免学生接受知识上的偏差，也能衡定各类学校的师资和教学水平。同时，也使学生来源得到合理配置。现在，由于实行“三加X”考试，这一点在招生上基本上没有障碍，主要是思想再解放一点，把这种选择学生的方式再向前推进一步，就可以达到这一目的。在市场经济的作用下，社会分工越来越细，对人才的要求也越来越高，同一个专业同一个班毕业的同学找工作的差异性越来越大。高校已经成为一个提高个人综合素质和修养的平台，具有较高综合素质的人才日益受到社会的青睐。这一现象逐渐受到高校教育工作者的重视，提倡学科合并交叉，培养适应多项工作的宽口径人才成为艺术设计教育新的发展方向

三、广泛吸纳社会力量，积极整合教育资源

随着社会主义市场经济的不断发展，社会对艺术设计专业人才的需求越来越大，艺术设计专业办学规模也随之不断扩大。然而，有限的教育资源和师资力量始终是制约我国艺术设计教育深入发展的瓶颈。一方面，高校要有计划地引进或培养既有系统的理论修养，又有丰富艺术设计实践经验的“双师型”教师；另一方面，要广泛吸纳社会力量，充实艺术设计的师资力量，可以采取长期或短期聘用的方式，邀请国内外室内设计行业的精英或专家来校讲学、授课，力争将最新的行业知识和信息传达给学生。

经过近二十年的发展，艺术设计教育在软硬件方面已经取得了长足的发展，但是，仍然无法满足经济高速发展和办学规模不断扩大的需要。高等院校为了要办出质量和特色，以培养大批适应市场需求的的高级人才，使出了浑身解数，以致有些高校因为基础建设的不断扩大，而债台高筑。短时间内，仅仅依靠高校自身力量已经无法满足社会对人才的需求。根据艺术设计应用性极强的特点，我们要把设计教育从大学的课堂里解放出来，交给企业家，作为企业发展的武器，交给民众，成为生活的必需。积极整合教育资源，坚持多样化办学，拓展以学养学，滚动发展之路，最终变“学校办社会”为“社会办学校”，主动适应社会经济发展的全面需要。令人欣慰的是，许多高校已经先行一步，积极与企业取得联系，将企业变成了高校实验室和实习基地。学校解决了实验场地的问题，降低了教学成本，企业也取得了很好的经济效益，达到了双赢的目的。

四、校企联手，促进就业

高校毕业生就业历来都是学生和家长十分关注的问题，尤其是随着高等教育的普及以及高校连年的大规模扩招，高校毕业生的就业形势日益严峻，并呈现出“两高一低”的现象，据有关资料统计：一高是指毕业生总人数高：2003年212万，2004年280万，2005年338万；二高是指待就业毕业生总人数高：2003年52万，2004年69万，2005年已经达到了79万。一低是指毕业生签约率低：据教育部的统计，2005年应届毕业的338万普通高校学生中，在毕业时的签约率仅为33%，即使到了2005年末，仍有近1/4的毕业生还没有找到工作。

篇（2）

关于科学方法问题

人在实践检验真理的过程中想走实践的独木桥是走不通的，总是离不开人类所掌握的大量理论知识来共同对真理的检验：人和动物的根本区别。所谓“真理是检验真理的唯一标准’是所有科学工作者不容忽视的偏见。我国有位哲学家在中央台访谈中只敢承认“实践是检验真理的唯一性”而不敢承认“实践是检验真理的绝对性”（《光明日报》1978.5.11曾经在特约评论员署名的“实践是检验真理的唯一标准”文章内容中报刊编辑又加上了“绝对的”用词）其实绝对与唯一两词并无很大距离，我国哲学界已经把“实践是检验真理的唯一标准”而成为一个铁的真理。诚然《光明日报》的该文章使我国快速进入改革的大道，功不可没（回避了与教条主义的纠结）。实践失去与理论的统一（实践的表面性也需要经得起理论的判别）就可能形成经验主义；理论失去实践的经验就可能形成教条主义。人类认识客观真理的过程总是实践与理论紧紧相结合的过程。“实践是检验真理的唯一标准”的偏见也将影响我国改革的可持续发展。实践过程中的局限性与表面性是每个科学工作者所不容忽视的问题。特约评论员文章中所说“理论”不能证明“理论”的论点也是不成立的：科学家在理论的进程中从来没有用同一理论互相证明的例子。特约评论员把彼此不同内涵的彼此“理论”混为一谈，是有逻辑上偷换概念之嫌。可惜本文不可能与哲学家、特约评论员来很详细讨论这一问题，我有兴趣以后有机会再专题深入讨论。我们现在还是就有关模板支架的具体技术问题来讨论。从一开始国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001对模板支架的构造采取水平与垂直剪刀撑不均匀间隔加固方法，这一举措迫使规范走试验的道路来决定计算系数方法，而难以以基础理论来左右形势。为此建筑科学院的研究人员与哈工大教授因试验理论方法不同而导致试验数据不同（其实两种方法并无本质的差别），双方各执一词而规范“难产”———上世纪八十年代初规范立项，直至21世纪初才迟迟统一意见。但还是犹抱琵琶半遮面，许多问题并没有充分揭示。结果从规范出版后每年安全事故层出不穷仅次于我国煤矿安全事故的发生。由于理论基础不牢许多影响模板支架的安全因素也难以显露。通过10年来各学术团体不断探索试验了解更多的影响脚手架承载力的因素（n）：扣件拧紧力度（扭矩）、架子宽度、高度、高宽比、步距、纵向杆距、横向杆距、水平剪刀撑、垂直剪刀撑、立杆上端悬挑高度、水平约束等因素，在《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001中仅介入了个别的因素去影响脚手的试验计算程序。如水平约束、剪刀撑、支撑悬挑高度。而漏掉许多当时还未察觉的影响脚手架承载力的因素，而这些漏洞正是安全事故的陷阱。新规范JGJ130-2011的编者仅选取了剪刀撑（不加型、普通型、加强型三个工况）、立杆间距（纵横杆距相同六个不同工况）、步距（五个工况）、高宽比（仅一或两个工况介入，不大于2或2.5）、最少跨数（仅两个或三个工况介入4、5或8）、上端悬挑高度（两个工况a=0.5m与a==0.2m）等六个影响因素（n=6,扣件扭矩和中间约束等未纳入，杆距纵横选取相同值）进入试验程序。而工况介入试验的选择就更少。在附表录C‘满堂脚手架与满堂支撑架立杆计算长度系数μ中：表C-1至表C-5列出μ值126个，按照有限的工况和不完整的影响因素应做196次试验，而表中空格数却有76个。我能了解编者的苦衷，仅能使用有限的工况数（X）和有限的影响因素（n）来介入试验计算程序:如果填满空格的数据可能还要多花费几百万试验费，因而可做可不做的试验只能减免；委屈读者空格处不做选项。但假如读者遇到高宽比为2以下时没有意见（仅有点浪费）；高宽比为3时读者又何去何从呢：人们在规范上就找不到答案，计算就无法继续进行。新规范还是没有把已知的影响因素全部纳入试验研究的对象。那么我们要进行多少次有效的试验才能满足施工的要求？这也是我们不能回避和重视的研究的关键问题。在新规范JGJ130-2011版本中正如规范附录C表编者把影响因素压缩到五个n=5(立杆间距、高宽比、步距、最少跨数、上端悬挑高度a);工况（X）也进行压缩:立杆间距为x=4或6、高宽比X=1或2、步距X=4或5、最少跨数X=2或3、悬挑高度X=0或2。就这样根据不完整的影响因素与极少的变化的几个工况的组合按编者的意图附录C表应做196次试验求出196项系数（μ）而在C表中仅做121次试验：缺项77次。要填补这些空项还须数百万元，编写组已难以承受经济压力。但读者就苦了，无所适从。我们如果设想把影响因素和工况变化的数字再提高以适应更广泛的使用实际价值以消除事故的陷阱，我们们必须研究要做多少试验。如果把工况变化次数X=5并不算高；我们再把已知的影响因素定为n=10或8。要做多少次试验（Y）？这不得不以数学逻辑方法求得这一计算式：Y=Xn。我们仅设X=5,n=10则Y=97655625次。也就是说我们要做近100万次试验。如果降低标准：设n=8、X＝5时：Y=Xn=78125次，这不仅花费数万亿或数十亿元经费，而一个人的一生也不可能完成这一实践（一个人的一生有效工作日还不足1.5万天），当然这经济费用也是我国任何企业不可能承受的。单纯以实践来检验真理是行不通的：实践在检验真理时必需与理论统一并紧紧相结合才能事半功倍。科学发展观才是可持续发展之路。新规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2011在前我也从编者网上发给我的文件里看到，并与主要编写人刘群同志讲过我的意见还是尽快争取。我之所以这样想是因为扣件脚手架新规范时间与经费上不可能再以其它理论体系来转向。新规范虽然有不尽如人意之处（包涵许多问题与漏洞），但通过新规范编写组现有的大量试验也揭示了前规范所没有能发现的重大问题，故新规范再迟迟不发表全国读者也等不及，但读者使用新规范时未列入试验承载力影响因素的几个方面（如水平约束、纵横杆距不同、扣件拧紧力矩、乃至剪刀撑上用多少扣件都应认真对待）和表上未列项或空白处要特别注意。又讯中国建筑工程总公司已着手在按铰接几何不变体系模板支架的安全技术标准规范的编制已进入试验过程中；新规范JGJ130-2011对模板支架的指导作用仅是过渡时期的事。

宏观管理问题

篇（3）

我国目前面临确定最优备用容量克服风电机组出力的间歇性和波动性影响，支持消纳大规模风电并网的问题。合理确定快速响应火电机组规模，过多火电机组备用容量会增加运行成本，因此需要考虑到系统的经济性。本文的研究基础是新建快速响应火电机组来解决面临的风电并网及消纳问题，不考虑对现有火电机组升级改造的情形。大规模风电并网背景下快速响应火电机组的规划面临2种不确定性：1）快速响应火电机组参数的不确定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折现率、投资成本等；2）系统调度水平的不确定性，包括随机停运(机组、输电线路等)、负荷和风速预测误差等。本文假定发电商向调度机构提出快速响应火电机组建设申请，调度机构结合规划模型最终确定快速响应机组规划方案，因此，快速响应机组参数的不确定性可以不用考虑。同时，假定电力系统的随机性与系统元件停运相关，负荷和风速预测误差与发电备用容量最优水平相关。同时，本文采用蒙特卡罗模拟方法来仿真电力系统的随机特性。假定风速服从威布尔分布[17]，由于风速预测误差的存在，蒙特卡罗仿真将设定大量情景，并得到每个情景下每小时的风力发电量。考虑到发电机组和输电线路的随机性停运，在蒙特卡罗仿真中引入2个向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m个发电机组在第t年时段h时运行，Xmht=0则表示停运；Ynht=1表示第n条输电线路在第t年时间段h时可用，Ynht=0则表示不可用。本文将年尖峰负荷预测表示为基本负荷与年增长率的乘积[18]。年增长率包括年平均增长率和随机增长率2部分，随机部分反映了不确定的经济增长或天气变化对负荷预测的影响。每个节点的每小时负荷是基于年系统尖峰负荷在使用既定负荷分布因素的情况下得出的。每个情景都有一定的发生概率，由生成的情景数目分布得到。情景总数对基于情景的优化模型的计算工作量影响很大。因此，对于大型计算系统，采用有效的情景精简方法对提高计算效率是十分重要的。精简技术要求在尽量与原始系统接近的情况下得到最少的情景。因此，本文设定情景子集采用基于该子集的概率测度方法，该方法在概率度量方面与初始概率分布最为接近。另外，本文利用通用代数建模系统(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精简代数式设定情景子集，并对情景进行最优概率分配。

1.2基于Benders分解算法的规划模型

大规模风电并网时，系统调度机构的目标是在满足规划和运行约束条件的前提下实现规划总成本最小，如式(1)所示。式中：t为规划年，t=1,2,…,T；h为时段，h=1,2,…,H；m为发电机组序号，m=1,2,…,M；k为情景，k=1,2,…,K；Cmt()为第t年机组m的投资成本；Gmts为k情境下第t年机组m的安装状态，1为已完成安装，否则为0；d为贴现率；pk为情景k发生的概率；Omht为第t年的h时段发电机组m的运行成本；Sht为相应的运行小时数；Pmhtk为k情境下第t年h时段机组m的调度电量。根据大规模并网背景下系统的不确定性及目标函数的特点，本文利用Benders分解法将快速响应火电机组规划问题分解成1个主问题和2个子问题：主问题是不考虑可靠性的最优投资规划问题，2个子问题是可靠性和最优运行问题。其中，可靠性子问题的可行域受主问题影响，而最优运行子问题受可靠性子问题可行域的影响，也就是说可靠性子问题的约束中除含有自身决策变量还包括主问题的决策变量，同样，最优运行子问题约束中除含有自身决策变量还包括可靠性子问题决策变量。在图1中，发电商向系统调度机构提供快速响应机组的候选集，考虑规划限制情况下，调度机构以新机组投资总成本最小为目标，确定新机组的最优投资方案。其中，规划限制因素包括机组最大数量和候选机组的建设时间等。其中主问题同样确定了目标函数的下界，并用该下界检验规划的最优性。除了规划限制因素，子问题中产生的Benders割也作为主问题附加约束条件。主问题中包含所有的变量，而且所有的限制条件是线性的。主问题是一个混合整数线性规划问题。通过子问题提供的可靠性和最优运行对主问题的组合优化状态进行修正。可靠性检查子问题对主问题提出的规划中涉及到的系统可靠性限制因素的可行性进行检测。该子问题不仅保证每个节点是电力平衡的，而且满足输电安全和发电机组物理限制因素的要求。在可行性不允许的情况下，会形成可靠性割，用以分析主问题中规划问题的派生情况。直到确定可靠的规划后该派生过程才会停止。一旦满足了系统可靠性，最优运行的子问题将考虑规划方案的最优性，直到满足给定的收敛标准，该问题的派生过程才会停止。具体计算步骤如下：

1）系统调度机构

最初获得的信息包括投资候选快速响应火电机组的经济性和技术性数据、机组断电数据、输电线路数据以及负荷和风速预测误差数据。然后利用蒙特卡罗模拟法设定一系列情景。随机长期规划问题本质上很复杂。本文用代数建模系统(GAMS)对情景进行精简。

2）本文模型

包括1个混合整数线性规划主问题和2个线性规划子问题。主问题研究最优投资规划，子问题进行可靠性检查并确定最优市场运行状态。主问题确定最优投资规划，其目标是新确立的快速响应发电机组的投资成本最小，如式(2)所示。式中：Bm为快速响应机组m的建设时间；Mmht为第t年发电机组m启停状态，1为开机，0为停机。其中，式(3)—(5)分别为建设时间约束条件、装机情况约束条件、快速响应机组的组合优化状态约束条件。主问题的解包括最优投资规划、新机组的组合优化状态和规划目标函数的下界。在第1派生阶段，对机组的组合优化状态没有系统限制约束，因此变量赋有随机值。但是，在接下来的派生过程中，来自于可靠性检查和优化运行子问题中的Benders割为机组状态设定了限制因素。如果出现意外情况(如图1所示主问题求解环节出现无解的情况)，则调度机构需要采取一系列预防措施，如切负荷、激励市场参与者提供额外的容量作为快速响应备用等。

3）主问题确定

第t年发电机组m的最优安装状态mtG及其在h时段的启停状态mhtM后，可靠性检查子问题基于主问题的解将系统偏差降到最小。在电力平衡变量中引入松弛变量，目标函数(6)即是将松弛变量最小化。式中：Vitk为k情境下第t年的松弛变量；,1ijhtkL为第i次迭代k情境下第t年h时段j母线上的预期发电缺口；,2ijhtkL为第i次迭代k情境下第t年h时段j母线上的发电剩余；Phjtk为k情境下第t年h时段j母线上的调度电量；Dnjtk为k情境下第t年输电线路n上来自母线j的有功潮流；Qjhtk为k情境下第t年h时段母线j上的负荷；Mmhtk为k情境下第t年发电机组m在h时段的开停机状态；Pmhtk为k情境下第t年h时段机组m的调度电量；Pmin,m为机组m的最小出力限制；Mmht为第t年h时段机组m的启停状态；Xmthk为k情境下第t年h时段机组m的发电机可用状态，0为处于停机状态，否则为1；Pmax,m为机组m的最小出力限制；Dnhtk为k情境下第t年h时段输电线路n上的有功潮流；Ynhtk为k情境下第t年h时段输电线路n的输电可用状态；I为从线路n上某点注入的注入功率；θnchtkθndhtk为k情境下第t年h时段输电线路n两端电压的相角差；xn为输电线路n的电抗；Rm、Rm为机组m爬坡加速/减速极值。其中，式(7)为目标函数的节点电力平衡约束条件，式(8)为发电机组安装状态，式(9)为主问题确定的组合优化状态，式(10)为发电限制，式(11)为直流电力潮流，式(12)为输电线路限制，式(13)(14)为爬坡加速/减速限制。随机规划解将满足长期可靠性指数，如电量不足停电损失率η。当第t年第h小时的η值比其目标值大时，第r次迭代时产生Benders割，相应的可靠性信号会反馈给主问题。将η作为约束条件限制未供给的每小时负荷数。年度负荷总数满足年度η要求。但是，使用基于小时指标的优点在于能够阻止某些时段发生大规模甩负荷的情况。第t年h时段的η由式(6)中的预期发电缺口Lijhtk,1除以第t年第h小时的预测负荷所得。式(15)所示的可靠性限制会使发电剩余Lijhtk,2为0。如果式(15)中有任何一个式子不能满足，则会产生Benders割。式中：αits和βihts分别为优化过程中对应于各约束的拉格朗日乘子最优值，均为常量；Fhtk为k情景下第t年h时段的负荷；ηht为第t年h时段电量不足的概率。式(16)的Benders割表示现有机组组合优化状态和候选机组安装状态的耦合信息。割表示在t年通过调整投资规划无法减轻电网受到的扰乱程度。

4）最优运行

子问题的目标是基于提交的竞标发电量和用电需求使社会福利最大化。社会福利定义为基于竞标值的电力消费支付额和生产成本之间的差额。该子问题的构建基于安全约束的经济调度模型，并检查所求解的最优性。当电力需求没有弹性时，目标函数是基于给定的投资规划和机组组合优化状态使系统成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，发电机组和输电线路断电会导致无可行解。为了计算此种情况下的价格，假设原发电机组由虚拟发电机组以更高的价格提供所需电量。利用电量不足期望值来表示虚拟发电机组提供的电能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk为系统运行成本；jhtkP为k情境下第t年h时段母线j上虚拟机组的可调度容量；jhtC为第t年h时段母线j上虚拟机组的成本；U为母线机组关联矩阵；E为母线负荷关联矩阵；P为虚拟机组可调度容量向量；A为母线支路关联矩阵；D为有功潮流矩阵；P为有功功率向量；Q为负荷向量。类似于可靠性检查子问题，最优运行的目标函数受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。该子问题的解为主问题目标函数提供了上界，用于检查解的最优性。如果提出的投资规划方案不是最优的，会产生如式(21)所示的Benders割现象，并会添加到下一迭代过程中的主问题中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特点是可以在每一迭代阶段为最优解提供上下界，从而提供了收敛标准。收敛标准如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正数，表示接受最优解的临界值。

2、算例分析

本文通过一个6节点系统的算例来分析集中式和分布式风电扩张情形，如图2所示。本文研究给定风电并网水平情况下快速响应火电机组的规划问题。基于风速预测数据，该系统分为3个区域，其风电容量参数分别为31%、38%和49%。风电容量参数是1a内实际风力发电量与装机容量全部投入使用时的发电量的比值。本文研究的快速响应火电机组安全经济规划期和年峰负荷预测期均为10a。表1列出了系统数据，图3给出了基准案例情况下年尖峰负荷预测情况。节点2、4和5的负荷比例分别为50%、30%和20%。假设负荷在该段时期内拥有相同的分布参数。年尖峰负荷预测值是基准负荷(如307MW)与年增长率(如2.5%)的乘积。假定尖峰负荷随机部分增长率和风速预测误差服从正态分布[19]，中值为0，标准差为0.01，每小时负荷参数和每小时风力发电系数借鉴伊利诺伊理工大学提供的6节点系统小时数据。表2所示为候选发电机组数据。风电每小时成本忽略不计。风电容量为150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5种情形如下：1）情形I，风电机组集中在节点3的规划问题。2）情形II，风电机组分布在节点2、3和6的规划问题。3）情形III，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年线路4-5部分停运的规划问题。4）情形IV，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年机组2停运的规划问题。5）情形V，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年线路4-5部分和机组2同时停运的规划问题。情形I：在该情形下，风电机组全部安置在区域C的节点3处，因为此处风速预测最为理想。第1年该节点接入装机容量为150W、容量参数为49%的风电机组。但是，这样的规划导致无法用其他机组降低节点3较大风速误差带来的影响。表3列出了各机组投入使用的年份。机组3一直投入使用，机组1在尖峰投入时使用以满足负荷需求，将运行成本降到最小。总的投资和运行成本为1336元/MW，其中运行成本为553元/MW。起初，机组3在节点3，机组2在节点2(系统最大的负荷中心)。表3中的其他机组在以后年份风电容量和负荷增加时逐步投入使用。风电集中安装情况下没有足够多的输电通道。情形II：图2显示了风电机组在3个区域分布式安装的结果。风电机组装机容量50MW，区域A和B的容量参数小于区域C的容量参数。表4给出了候选机组的安装年份。与情形I类似，机组1在第5年安装，机组2在第1年安装。但是，在第7年机组3才在节点1安装。节点3处的风电机组WG3年发电容量为12.5MW(容量参数为25%)，线路2和3没有阻塞。低成本的WG3在某些时候低于其容量参数运行是因为系统慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速响应机组后，WG3平均发电量上升到22.5MW，容量参数为45%，仍然低于WG3的容量参数49%，这是由于输电和运行条件限制(如火电机组最低发电量限制、系统慢加速限制、开关限制等)。与情形1相比，总投资和运行成本降低至1072元/MW，其中运行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于区域A和B较低的容量参数，总风电机组利用率与情形I相比降低了28%，这将导致更多的昂贵的火电机组的使用，并增加运行成本。如果区域A和B的容量参数与区域C相同(49%)，则运行成本将降低至540元/MW。图4把运行和总成本描述为风电容量参数的函数。初始值是现有的风电并网水平。图4显示随着快速响应机组投资额的增加，运行成本降低。由社会成本可以看出，容量参数的最优增长为20%，此时社会成本最低。尽管区域A和B的风电容量参数较低，但是风电在3个区域的分布降低了总成本，提高了机组使用率。这是因为一个区域的风力间歇可以由其他区域来补充，同时，快速响应机组投入减少。情形III：该情形考虑在第8年尖峰时段4-5线路停运的情况。与情形II类似，机组2在第1年投入使用，机组1在第5年投入使用，机组3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作为预防措施，机组4在第8年投入使用，机组6在第10年投入使用。线路4-5的停运减少了区域A和区域B的输电通道，因此有必要在区域B接入机组4和6。与情形2相比，总成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰时段机组1的停运将改变情形II中的规划方案。机组2在第1年投入使用，机组1在第5年投入使用，机组3在第7年投入使用，如表6所示。另外，机组6在第8年投入使用，作为机组2停运的补充。该预防措施使规划成本上升至1162元/MW，运行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，线路4-5和机组2同时停运，如表7所示。此处考虑尖峰和非尖峰时段2种情况。同之前情形类似，机组3在第1年投入使用，机组4和6在第8年投入使用作为停运的补充。总成本升至1232元/MW，是所有情形中最高的，但是运行成本和情形4和5相比变化不大。

篇（4）

以目前青藏公路二级公路(路基宽度为10．0m)为研究对象，进行数值模拟计算(见表1)，结果表明:路基基底吸热/放热比为3．71［20］，当路面宽度增加1倍后，路基基底热流量将增加60%;而这部分“有害”能量的过多导入，导致下伏多年冻土地基退化过程加快0．6倍［21］，引起冻土地基承载力下降，变形过大，严重影响上部结构的稳定性．除此之外，公路工程的建设还会引发公路基底热流分布的不均匀，使得下伏多年冻土退化差异较大．例如，公路路基下形成的融化盘;由于路基阴阳坡效应引发的融化盘偏移;由于桥涵通风作用使小桥涵中部多年冻土上限上升，而桥梁后台及涵洞进出口端部上限下移等．反映到公路工程的稳定性，都将会诱发公路不均匀变形、差异沉降、路基边坡滑塌、桥梁两端和涵洞洞口产生开裂下沉等病害．图2为青藏公路波浪病害和涵洞地基退化差异引发冻胀病害．因此，阐述公路工程引发的外界能量导入和分布，及与工程稳定性的相互关系是该设计理念的首要问题．

1．2工程措施对于冻土地基能量状态的调节程度

这部分内容主要是从冻土地基能量收支角度，研究工程措施对于打破平衡后的冻土地基能量状态的调节修复程度．为了保证公路工程的稳定性，必须改善工程活动影响下冻土地基的能量状态，使其维持相对稳定的状态，延缓或弱化多年冻土的退化过程．在工程中，常采用各种被动或主动冷却措施(图3，4)保障冻土地基的稳定性［22］．青藏公路整治改建工程中在纵向裂缝较为发育的楚玛尔河平原设计了热棒路基，用以确保路基工程的稳定性．2004－2011年的监测资料表明，热棒路基年度传输能量在1400～1900MJ［23］，有效的导出冻土地基内的“有害”能量，路基下人为上限在运营期内保持在天然上限水平，保证了路基工程的稳定性．片块石路基、通风管路基等多年冻土区广泛应用的特殊结构措施的作用本质都是对冻土地基中“有害”能量的导出．除此之外，工程措施对冻土地基能量的调节还包括对公路基底不均匀热流的调整．如针对阴阳坡效应路基设置的阳坡侧遮阳板、碎石护坡、单侧热棒路基等，在涵洞基础洞口设置的热棒等，见图5．此类调整可以有效改善基底多年冻土发育的不均匀性，改善公路工程的局部稳定性．

1．3多年冻土公路工程设计的目标和影响因素

多年冻土公路工程的设计目标是根据公路工程的稳定性与能量变化过程的相互关系，通过工程措施对冻土路基能量的调节作用，阻止“有害”能量的导入或者将其导出，维持冻土地基能量的相对稳定状态，从而确保公路工程的稳定性．其设计目标主要通过时间和空间两个维度实现．1．3．1时间维度主要有短期、中期和长期目标，时间维度的不同，对稳定性的要求也有所差异．短期目标主要通过合理选择(换)填筑材料、控制路基开挖断面、规范路基施工工艺以及选择轻便快速施工的桥梁结构和涵洞形式等技术手段，确保公路工程施工期的稳定性，对冻土地基能量的平衡状态要求相对较低．中期目标为确保采用常规维护即可达到公路工程设计年限内的使用要求，一般为20a，对于冻土地基能量平衡即依此选择有针对性的强化路基、主动降温或被动保温的工程措施．长期目标即是通过冻土病害的预警预报，加强道路的预防性养护，保证公路在50a以上全球升温背景下的全寿命周期的使用要求．冻土地基的能量状态调整也应充分考虑气候变化的影响，综合选择合适的工程措施或规避多年冻土的影响．1．3．2空间维度主要通过路基高度、宽度等路基尺度的变化，全幅和分幅等修建方式的异同，以及路基与桥涵、隧道等构造物等建设形式的不同调节冻土地基的能量状态，使其维持相对稳定．需要指出的是，时间维度和空间维度的需求通常不是孤立的，二者是互相联系的，也经常与受到其他因素的影响(工程的投资、工程等级、冻土地质条件等)．如对于埋藏较浅、厚度较薄的多年冻土，若在短期和中期对公路的通行要求不高，则可以主要在时间维度进行处理，如铺设简易路面通行，待3～5a后多年冻土融化，再进行处理建设．若在时间纬度上要求较高，则主要在空间纬度上处理，如设置架空桥梁或挖除换填等．因此，在具体的设计中，需要综合考虑当地的实际情况，分析各种因素，在时间和空间两个维度中寻找一个平衡点，以最优的设计方案确保冻土-公路工程体系的能量平衡，满足设计要求．

2空间维度能量平衡过程

作为线性工程，构筑于冻土层之上的道路工程必然改变一定面积原天然地表的性状，有时甚至深入到一定深度的地基．这些地表和地基在空间上的人为变化都会引起下部冻土吸热特征的变化．以路基工程为例阐述路基尺度对冻土能量平衡特征的影响，模型见图6．影响冻土能量平衡特征的路基尺度因素包括路基高度、路基宽度、路基坡度以及保温护道等，选取路基高度和路基宽度作为代表，采用数值分析的方法分析路基尺度对冻土能量平衡特征的调节作用［24］．路基高度的变化直接影响着路基顶面所吸收热量的传递过程．数值计算结果，下部冻土吸热量随填土路基高度的变化曲线如图7所示．图7显示，路基越高，热阻越大，通过其进入地基的“有害”能量就越少．可见，加高路基能够延缓地基冻土吸热，延缓和阻止地基冻土吸收的“有害”能量．冻土工程中常用的保温板路基就是以导热系数远小于路基填料的保温材料来等效一定厚度的填料．以XPS保温板为例，其导热系数为0．0258W·m－2，按照热阻等效原则，取路基填料导热系数为1．8W·m－2，则10cm厚的XPS保温板大约相当于6．9m高的路基填料［7］．XPS保温板对下部地基平衡能量的调整能力与6．9m厚的路基填土相当，其原理就是增加路基高度，阻止外界“有害”能量的进入．因此，加高路基和采用保温板都是有效的在空间维度上减少“有害”能量吸入的方式．路基宽度对冻土能量平衡特征的影响主要体现在路基加宽后，沥青路面吸热面增大，通过路基基底进入地基的“有害”能量增大，路基中心区域的聚热效应加剧，基底能量分布不均匀，造成冻土地基形成融化盘等不均匀退化现象．图8所示下部冻土吸热量随填土路基宽度的变化曲线说明，路基宽度对冻土吸热量的影响小于路基高度的影响．基于这一规律，对于工程应用中的宽幅路基，可以将全幅修建转化为分幅修建方式．在多年冻土区分幅建设高速公路现已应用于共和至玉树高等级公路，见图9，相对于全幅修建形式，分幅修建形式的本质是减小了路基宽度，削弱了路基中心区域的聚热效应，不仅减小了“有害”能量总量，而且减小了融化盘的深度．数值模拟结果发现，将23m宽的全幅路基改为间距为2m，幅宽均为10m的分幅路基形式后，下部冻土吸热量减少了15．8%．在极不稳定的高温高含冰量冻土地区，冻土地基对吸热量极为敏感，工程活动极易破坏冻土地基的能量平衡状态，而增高路基、减小幅宽和特殊处置措施等路基措施难以维持冻土地基的稳定性．在这种情况下可以考虑“以桥代路”的旱桥方案，图10为青藏铁路通过高温多年冻土区的旱桥．以桥梁工程通过多年冻土区，桩基对冻土地基的扰动明显减小，且无黑色路面的吸热作用，冻土地基回冻过程明显缩短，这也是典型的在空间维度上实现冻土地基的能量平衡过程［25－27］．

3时间维度能量平衡过程

在时间维度上，依据工程建设的需求目标，主要有短期目标、中期目标和长期目标．时间维度的不同，对稳定性的要求也有所差异．短期内的外界热量来源主要是施工扰动，能量平衡目标主要为确保施工期的稳定性，只要确保施工期内公路工程建设顺利完成即可，对冻土地基能量的平衡状态要求相对较小．因此，对该阶段消除“有害”能量的特殊处置措施的要求是适应性强、降温迅速，能够在较短的冻融循环周期内有效平衡“有害”能量．例如，在隧道施工中，洞口开挖后，冻土直接暴露于空气中，极易受热融化而造成边坡热融滑塌，为了维持短期的施工安全、稳定性，就需要利用热棒的快速制冷作用在短期内解决能量平衡问题［16，22－23，28］．中期的吸热来源为工程构筑物上边界的吸热以及气候变暖的影响，能量平衡目标为确保公路运营期内的稳定性，保证在公路运营期内，日常维护即可满足使用要求，对于冻土地基能量的平衡也以此确定．该阶段吸热过程一般较为缓慢和稳定，且对冻土环境、水文环境和地质环境等依赖性较强．因此，该阶段的能量平衡目标是尽量减少“有害”能量的进入．该阶段的特殊处置措施应该易于养护、具有较好的长效降温能力、适应性强、能够一定程度适应气候变暖和可靠性高等特点．工程中常用到的通风管、块石层等路基形式由于其结构简单、对气温条件的适应性强、长期降温效能良好等特点，适用于中期阶段的能量平衡［29－32］．对于块碎石层路基，基于实测数据的推算表明，高度为3m，宽度为10m的路基在采用厚度为1．5m的块碎石层后，考虑外界气温升高的影响，其结构损坏程度低，降温效能较为稳定，每年消除路基吸入的“有害”能量约为200MJ，运营20a后的片块石路基下冻土上限基本维持在天然上限附近，中长期降温效果明显，块石层路基以其在气温升高的条件仍能有效消除“有害”能量而适用于中期阶段．长期的吸热来源则主要考虑气候变暖的影响，能量平衡目标为保证在公路远景设计年限外，通过正常的升级改造，就可以满足新的运营要求，冻土地基的能量状态调整也以远景升级改造需求确定．对该阶段平衡能量的特殊处置措施的要求是可靠性高、易于维修和升级改造、能够抵抗气候变暖．

篇（5）

1．1站在高起点进行规划设计

在宜居城市进行园林规划设计，一定要是坚持“高起点”理论，站在起点较高的位置进行来整体布局，将发展宜居城市当作一项艰巨的任务放置在全国这样的大环境中，让宜居城市的整体发展空间能够更为广阔、更具思想、更有韵味。

1．2品味极高的编制与规划

除了上述理论之外，在宜居城市进行园林规划与设计还需要提高自身的品味，在高品味、高水准的基础上进行设计。如此一来，城市可以向社会广泛征集建议，如果有更好的条件，相关的设计决策机构还可以向国家园林设计院或者是一些极富经验的设计专家请教，提高设计水平，更新设计理念。除此之外，还可以组建一支高水平的设计团队，为城市的园林规划设计提供方案。

1．3高标准、严要求的园林规划

在园林的规划设计中，应当坚持“树木为主、花草为辅、自然融合、美中取胜”的原则，将“绿色”与“美丽”贯穿到园林设计当中。同时，园林规划设计必须要因地制宜，保证整体的规划具有实践性以及可操作性。另外，在层次规划上，应当保证错落有致，提倡敞开化、景观化、艺术化的园林设计理念。如果是选择树种，一般可以考虑采用速生树种配合长寿树种、常绿树种配合落叶树种等方式，要坚持本地树种为主，外来引进的树种为辅，进行树木种植。在布局与搭配方面，必须要保证乔、灌、花、草之间的科学性与合理性，重点突出自然景色，彰显出宜居城市中的独特韵味与特殊风格。

1．4复合型规划，坚持宏微观结合

宜居城市在建设中的重点应当是为普通居民提供生活、休息、工作的优质空间，这就需要从宏观、中观以及微观，三个层面进行研究与设计。宏观的规划设计主要表现出区域演变的真实规律，以及人类、城市、园林本身、自然环境之间的影响方式，宏观的设计应是对宜居城市建设的整体认知;中观的规划设计重点表现出的应该是依照系统逐渐演变，呈现出来的规律性，以及不同结构、不同层次、不同布局的特殊的规划方式，中观设计应是园林规划设计的指导所在;微观的规划设计重点表现出来的是园林设计的主要方式，微观设计就是建设宜居城市的基础所在。

2在宜居城市中进行园林规划的具体方法

2．1依靠城市自身的条件，架构绿色体系

建设宜居城市最重要的一点就是要坚持因地制宜的方式，充分地依靠城市本身的自然条件，通过科学的整合与规划，架构绿地的实际分布。主要的自然要素应该是河流、湖泊、丘陵等，这些都要同城市的生态景观相连，如公园、林荫道等，从而形成一个布局合理且层次分明的绿色框架。例如:早期的巴黎城市，以罗马古道穿过塞纳河的位置最为中心，以罗马古道、塞纳河作为两条主线，逐渐发展，形成巴黎城的主要框架。

2．2加强城郊建设，提高城市内部绿地规划水平

宜居城市的建设不能够仅仅围绕某一单一领域，要依靠城市所有的绿地，无论是市内还是郊区，都要容纳进来。在城市内部的绿地应当作为整体进行统一规划，决不能单独进行设计，而割裂了整体的环境建设。除此之外，在规划的过程中，应当整合相应的管理职能，形成一个统筹全局的管理体制，让城郊建设以市内建设能够真正的融为一体，保证园林规划设计能够在统一的环境下完成。

2．3保证区域联系，建设绿色系统

在城市的发展过程中，面积会不断增加，从生态环境保护的角度出发，我国绝大部分的城市都要依赖与城市周围的大面积自然区域，只有这样才能够从根本上提高城市生活的质量，保证城市环境的良好。但是，值得注意的是，城市扩张已经破坏了周围的生态环境，这一定会给宜居城市建设带来负面影响。因此，在进行园林规划设计时，要保护城郊区域的自然景观，尽可能的保证景观的原始结构，在此基础上将城郊景观同城市内部景观相融合相连接。同时，城郊区域被誉为是城市周边的原始型绿色空间，将其当作是城市绿地发展的延伸区域，这样可以最大限度的将其引入到城市内部，从而真正实现城市绿地与城市周围环境的高度统一。

篇（6）

在建筑设计中，要求设计者将自然环境因素充分考虑到其中。只有人和自然能够和谐相处，人类社会才能在和谐中发展。随着自然环境的不断恶化，可持续发展战略收到了人们的普遍重视。任何一项工作都要考虑到自然环境的重要性，要尊重自然，善待自然。生态建筑设计需要遵守的基本原则就是要和自然和谐相处，作为大自然的朋友，建筑工程不能对自然产生破坏。

2、充分利用自然资源，实现自然同建筑的完美结合

设计师在进行建筑设计的过程中，要对有限的自然资源进行充分的利用。这种充分的利用并不是说去对自然资源进行一味的索取。指的是在具体的建筑工程的设计中，要对建筑场地内的空间资源等因素进行有效利用，可以将其作为建筑的一个部分。在建筑工程施工之前，要进行一定的规划和设计，在此过程中就要对地上资源和地下资源都有所考虑，将自然合理地融入到建筑设计中。同时设计师要对建筑的节能减排功能做到一定的认识，以便在施工中有所注意，这样才能有效地做到建筑和自然地完美结合。

3、认真考虑相应生态环境地域特点

建筑工程必将对一定的土地资源进行一定的利用，同时也要充分考虑到施工现场以及周围的自然景观和人为景观。要对当地的气候条件和资源等因素进行有效的掌握，对其能源分布和文化特点进行调查。在具体的工程施工的过程中，不能对这些因素产生破坏，才能在总体上实现建筑和环境的完美统一。

二、生态建筑设计理论应用于建筑设计

1、通过科技手段解决生态问题

在建筑的施工过程中要通过一定的手段，找出影响生态平衡发展的主要因素，并且采取一定的措施加以解决。在通常情况下，一些先进的技术会被广泛的应用。一般来说，对于建筑材料技术和物理技术方面来说，可以将自然界的风能和太阳能等无污染的能源资源进行有效地转化，成为人们常用的资源。同时还要将新能源和施工技术和施工手段等方面进行有机的结合。这样才能有效地提高资源的利用率，达到生态建筑理论的要求目标。

2、进行因地制宜的建筑设计

篇（7）

一．信息经济学的基本要点

1.信息与激励。信息经济学是近年来最重要和充满活力的经济研究领域,它研究决策者拥有不同信息的状况。信息的非对称性在很多领域存在,所谓非对称信息是指某些参与人拥有而另一些参与人不拥有的信息。例如:银行不可能了解借贷者未来收入的全部信息,拍卖人并不知道潜在客户所愿支付的全部信息,政府在不太了解个人和企业纳税能力时必须制定税收政策等,这类现象称为外生信息不对称。公司的所有者并不全部了解经营者资产营运信息,行政管理者也不了解下属是否在认真扎实地履行职责等,这类现象称为内生信息不对称。不完全、非对称分布的信息会带来很严重的后果,尤其当信息优势经常被有策略的利用起来,因此,信息经济学研究集中在如何才能制定出能处理非对称信息下不同激励和控制问题的契约和制度。在外生信息不对称的情况下,决策者通过设计一个激励合同或契约,以获得真实、有用的信息,诱导他人“讲真话”;在内生信息不对称的情况下,决策者通过设计一个激励机制,以诱使另一方当事人采取正确的行为,形成“不偷懒”。这使我们能更好的理解保险市场、信用市场、拍卖、公司内部组织、工资结构、税收系统、社会保障、竞争条件、政治制度等等问题。信息经济学研究信息与激励的一个基本结论是,任何一种制度安排或政策,只有满足个人的“激励相容约束”才是可行的。威廉·维克里(WillianVickrey)的研究关注不同类型的拍卖者的特性以及他们如何被最优设计以创造经济效率。他的努力为一个充满活力的研究领域奠定了基础,并且这一领域已经扩展到实用范畴,如:财政部发售公债等。20世纪40年代后期,维克里设计了一个模型表明能通过设计所得税获取效率与公平的平衡。25年后,詹姆斯·米尔利斯(JamesMirrlees)找到了能更彻底地解决最优所得税问题的办法。米尔利斯很快认识到他的方法能被应用到很多其它的类似问题。这已经成为现代关于复杂信息和激励问题分析的一个重要组成部分。米尔利斯的方法在不能观测到其他人行为的情况下尤为有价值,即所谓的道德风险。要回避由于非对称信息所产生的道德风险,关键是要设计一些最优的契约或机制。

2.所得税。很久以来,哲学家、经济学家和政治学家一直在研究所得税原理,不同的公平原理决定了税收结构。在20世纪40年代中期,维克里分析中强调累进税率安排将会影响个人努力工作的积极性,因此他重新定义这个问题时注意到了以下两个方面:激励问题——每个个人在选择工作努力程度时会考虑税收安排,非对称信息——实际上个人的生产力对政府来说是未知的,他定义了解决的总原则,但并未成功地掌握其精确因素。直到25年后,这个问题才被米尔利斯重新考虑,他通过建立一个范例(样本),来分析具有广效性的以非对称信息为主要组成部分的经济纠纷,解决了这一问题。米尔利斯定义了一个严格的条件(单一交叉点),大大简化了问题,使问题有可能解决。他的分析中含有揭示原则——一个普遍原则的萌芽思想。根据这一原理,在非对称信息条件下的激励问题能从相对有限的分配机制集合中找到解决方法,这种分配机制能导致个人在不与自身利益冲突的情况下暴露出真实的私人信息。通过这一机制,制定最佳条约以及对激励问题的其它解决办法变得容易多了。

3.道德风险。在经济活动中,往往存在着这样的现象,即某些人在最大限度地增进自身利益时,往往作出不利于他人的行动。这就是所谓的道德风险。如保险业存在显著的问题是被保物品的损坏不仅仅依赖于天气、偷盗这些外部因素,而且依赖于投保人对被保物品的管理,这一点使保险公司付出了昂贵代价。健康和残疾保险等社会保障体系中也出现类似问题。保险项目会加大风险承担并影响到个人管理被保物品的办法。在分析这些所谓的道德风险问题时面临的主要困难与维克里强调,米尔利斯解决的所得税问题很类似。20世纪70年代中期,通过简化问题定义,米尔利斯为日益有力的分析铺平了道路。他注意到人的行为间接暗示了对可能发生的各种结果可能性的选择。因此,最佳补偿协议的条件提供了人选择可能性信息及保险保护必须被限制在一定范围以提供商合适的激励因素。在设计激励方案时,委托人必须考虑激励人的成本与委托人利益的一致性。人对处罚的敏感度越高,人对结果选择的信息量越大,成本越低。合约中规定,人承担不受欢迎结果的部分成本或者获取令人满意结果中的部分利润。投保人像保管未保险物品一样保管被保险物品,执行者像管理自己的公司一样管理公司。

4.拍卖。拍卖的基本功能有两个:一是提示信息,一是减少成本。非对称性也是拍卖的一个重要组成部分。拍卖时,潜在的购买者对出售的财产或权力了解不多。1961年、1962年维克里在两篇论文中分析了不同类型拍卖的特点。维克里根据治理交易的制度规则,把拍卖分成四种类型:英式拍卖、荷兰式拍卖、第一价格拍卖和第二价格拍卖(即次高价拍卖)。他着重研究了现在被称为维克里拍卖的次高价拍卖。在这种拍卖中,物品根据封闭价被拍卖。出价最高者以次高价购买拍卖品。这是一种能引出个人真实意愿的机制实例。如果出价比自己所愿支付的更高价格,一个人需冒其他人也同样行为的风险,则不得不亏本购买拍卖品。相反,如果一个人出比自己愿意支付的低的价格,他冒着也许其他人能比他自己所愿意支付的更低价格购得拍卖品。因此,在此类型拍卖中,真实报价对个人最为有利。这种拍卖具有更高的社会效率。维克里的分析不仅仅对拍卖理论有着重要意义,并且为设计能提供社会激励的资源分配机制带来了深入的洞察力。詹姆斯·米尔利斯和威廉·维克里共同荣获了1996年诺贝尔经济学奖,奖励他们在非对称信息条件下的激励理论领域作出的重要贡献。下面分别介绍他们的主要理论贡献。二．经济中的非对称信息以及相关问题

在劳动力市场中,雇主和雇员的信息是非对称的。雇主无法了解雇员能力的信息,只能根据雇员的社会平均能力制订工资标准,导致雇员的“逆向选择”,直接造成高能力的雇员离职,公司多为低素质雇员,给公司造成一定损失,不能实现资源配置的帕累托效率,甚至会造成“低素质员工驱逐高素质员工”的现象。为了改变这种状况,公司必须选择某些易于辨别的信息。目前,教育水平作为显示能力的主要信息之一,即不同能力的个人接受教育的成本不同,高素质人才通过选择接受教育把自己与低素质人才区分开,但教育成本与能力具有非相关性,低素质的人才可以模仿高素质人才选择相同的教育水平,从而使教育水平信息失真,导致“逆向选择”。信息甄别成为解决“逆向选择”的关键。这方面的研究和理论在模型上虽有重大进展,但它的实证性有待继续测定。非对称信息在产品市场中的表现与劳动力市场有相似之处,只不过是卖方更清楚成本、质量、价格等内在属性,但不清楚买方愿意支付的价格、需求、市场的定位等;而买主正好与之相反。存在的隐患也主要是“逆向选择”,问题的关键是信息传递。改善这种状况的途径,彭斯认为,如果较高质量的卖主能够寻找到某种途径向买主传递自身产品质量的信息,而为此付出的成本要比低质量产品的卖主低,使劣质产品卖主的模仿成本太大而不具有模仿的动机。总之,无论信息质量的优劣,只要高质量产品卖主的信息边际成本小于低质量产品卖主的信息边际成本,就可实现资源配置的帕累托改进。目前产品的广告宣传、商品的退赔、维修等保证,都是信息传递的简单运用。

80年代西方学者把信息非对称理论运用到金融市场,极大地丰富了金融中介理论和货币政策的传递机制,但同时也带来了严重的“逆向选择”和“道德风险”。由于信息的非对称状态,就鼓励了信贷资金向低信用企业流动,抑制信贷资金向高信用企业的流动,即信用质量越差的企业,越可能取得信贷资金。这种不合理的资金分配机制对金融市场的资源配置效率具有极不利的影响。在完成交易之后,又引来了严重的“道德风险”,即放款人的利益受到侵害或损失,具体表现形式为:违背借款协议,改变资金用途,私自用于投机易或高风险项目;隐瞒投资收益,逃避偿付义务;对资金的使用效益漠不关心,不负责任,致使借入资金发生损失。为什么金融市场中信息非对称的表现与普通商品、劳动力市场有重大差别呢?因为金融市场具有不同于其他市场的重要特征。一般市场的交易是钱物交易,钱物两清后,交易双方基本上没有后续权利和义务;而金融市场的交易大都是放款人放出资金后并不能马上从借款人手中得到任何等价物质,他所得到的只是在未来某个日期偿还本息的承诺。由于信息的非对称,不同的借款人,甚至同一借款人在不同条件下作出承诺的可靠性,都不可能一样,致使出现了严重的“道德风险”。如何解决这个问题,西方著名学者罗斯进行了大量开创性研究,他直切问题的核心,即企业的金融结构与市场价值的关系,这就是响誉世界的MM定理。他主张只根据企业负债比来测定企业的市场价值,他的分析方法虽没有全新的结论,但他的方法是崭新的,给人一种全新的境界。为了进一步规范金融市场,笔者主张在罗斯分析的基础上,应完善以下机制:加强对证券持有人的约束;健全防止管理人员向外输出错误信息的内在机制;严惩证券持有人贿赂管理人员,输出错误信息,使自己谋利的非法行为;加快防止故意制造“道德风险”的立法工作。上述机制的完善和规范,都需要不断地探索和实践。

信息非对称理论在证券市场运用中所引发的“逆向选择”和“道德风险”的表现则更为严重。从某种意义上讲,在证券市场上没有办法解决“逆向选择”和“道德风险”。因为要减少“逆向选择”和“道德风险”,基本条件是改善信息的非对称状态,要改善信息的非对称状态,必须花费一定的信息成本进行调查、分析和监督,然而证券市场的高度分散性,“搭便车”行为普遍存在,抑制了信息投资。目前,我国证券市场机构大户操纵市场,银行违规资金入市,证券机构违规透支,新闻媒介推波助澜,误导误信股民跟风等,都是信息传递机制不畅,功能存在障碍的具体表现。西方学者普遍认为,在证券市场的信息传递模型中,除非有严格的约束条件,否则不存在唯一均衡。只有提高企业自己的信息成本,才能实现有效的分离均衡,才能使信用差的企业放弃模仿信誉好的企业的动机,但均衡的唯一性仍是一个有待继续解决的问题。结合我国的证券市场,其核心是保证信息传递畅通、充分、准确,从而逐步趋于完全对称。具体措施是:实现国有股和法人股的上市流通,以利健全信息传递机制,改善市场结构,减少信息扭曲,提高信息质量,发挥信息显示器的正常功能。信息是一种特殊的商品,需求者实际上无权选择,一旦信息质量存在问题,信息使用者的利益将无法挽回。因此规范和完善上市公司信息传递机制,降低信息成本,规范会计职业是十分必要的。一方面要加强对注册会计师的管理,提高其风险度;另一方面加强行业自律,提高其约束自己的行为的能力。信息成本的存在使非对称信息的产生成溪必然。

另外一个热点问题是：中国国有企业由于经营不善,面临倒闭,在新的政策下,国企拍卖成为社会关注的焦点,如何使国有企业的拍卖更为有效是一个很值得研究的问题。拍卖前必须先清楚两点:一是被拍卖企业的经营现状;二是评估该企业的资产。拍卖理论的核心内容是弄清投标者对被拍卖企业的真实评价。这就需要投标者花一定的时间与精力去调查该企业的资产状况,同时,拍卖者也要尽力弄清投标者对企业的真实评价。在欧洲,许多拍卖者得到的价格都低于投标者对企业的真实评价,因为,常常有这样的集团,由于他们比别人更了解该企业,掌握了有关该企业的更充分的信息,从而压低了该企业的价格。为了解决这一问题,可以进行二级密封价格拍卖法,即通过投标者之间的竞争,由出价最高者以次高价格购买,从而激励投标者说真话。不过,拍卖者有时也会与投标者合谋,从而使拍卖失效,尤其是在拍卖公益企业时。故而,应采取一种更为公开的拍卖方式,让更多的投标者竞争。比如,英国就把一些公共事业企业卖给法国(如水利系统)和美国(如电信系统)。中国不一定要采取这样的方式,但一定要使信息更为公开,拍卖更为公正,这样,才能使拍卖成功。在经济转轨时期,国有企业的所有者是由政府代表的全体人民,但在实际操作中,不同的企业隶属于不同的政府部门。因此在企业兼并时会常伴随有“一定的道德风险”问题。这一问题很有意义，其核心是产权问题。两个归属不同政府部门的企业兼并时,兼并合同会偏向哪一方或保持中立是很难给出清楚明确的解释的,因为两个政府部门有不同的利益目标。这与委托—理论略不同。委托—理论告诉我们,对于一个委托人、一个人的情形,委托人应该为人设计一种有效的激励机制,比如高工资,与工作绩效挂钩的奖金等使人更有效地工作。一般来说,为了控制风险,一个人不允许同时有两个委托人。在这种情况下,“兼并”是一种有效的激励机制。由于受到“兼并”的威胁,人即经理会更努力地经营企业,使企业的资产不断增殖。通常情况下,经理并不希望“兼并”发生,除非其经营状况相当糟。事实上,通过对兼并制度的分析及对兼并实例的考察,我们认为,“兼并”的作用与效果并不像我们想象的那么好。如前所言,分属两个政府部门的企业之间的“兼并”则有所不同。在这种情况下,至少存在两个委托人,其中一个委托人会控制兼并合同的签订,从而弱化另一个委托人的权力。三．国有企业的激励问题分析

国有资产是通过层层的关系才到达企业的,而中国国企的委托关系具有无限循环的特性。在委托—链条上的当事人既是委托人又是人。从理论上讲,国有资产属于全民,工人阶级是全民的优秀代表,是初始委托人,委托政府作为国有资产的人,而政府又作为委托人委托经理来管理国有企业;经理是国企的人同时他又作为委托人,委托车间主任管理生产经营;车间主任是人同时又是委托人,委托工人进行生产。工人这时成为最低层次的人与最高层次委托人扣成一个环。因此,解决这种委托问题的关键就在于规避道德风险与逆向选择,即使委托人和人的利益趋于一致。也就是委托人要在全社会设计一套对人的激励相容约束机制的方案,使人在追求自身利益最大化的过程中必须维护委托人的长远利益。变“损人利己”为“双赢”是这套机制的核心所在。当对人付出的努力不能进行完全的检验,从而人有可能试图只付出少于他能够付出的努力时;当一个只根据行动而不兼顾结果支付报偿的契约建立时,潜在的道德风险立即产生。对委托人来说,人行动是不可预测的,委托人的问题是如何根据可观测到的信息(资产增值率、利润率、市场占有率、同行业企业家正常利润等)来奖惩人,以激励其选择对委托人最有利的行动。我们用A表示人所有可能选择的行动的集合,a∈A表示人的一个行动,可以是任何维度的决策变量如a=(a1、a2……),a1、a2表示人在数量和质量上的工作时间或代表固定资产投资和开发研究等。θ是外生变量称“自然状态”,a、θ决定一个可观测的结果π(a、θ),如产出。委托人的问题是设计一个激励合同S(π),根据观测的产出π对人进行奖惩。设人努力的负效用为C(a),委托人的期望效用函数为V=π(aθ)-S(π),人的期望效用函数为U=S(π)-C(a)。前面已经提到委托人和人的利益是冲突的,因此除非委托人能对人提供足够的激励,否则,人不会如委托人希望的那样努力工作。委托人的问题就是选择a和S(π)最大化,即上述自己期望效用函数。但这样做的时候面临着来自人的两个约束。第一个约束是参与约束即人接受合同得到的期望效用不能小于不接受合同得到的最大期望效用U(由其他市场机会决定),可以表示为S(π)-C(a)≥U。第二个约束是激励相容约束,在任何激励合同S(π)下,人总是选择使自己期望效用最大化的a,因此任何委托人期望的a都只能通过人的效用最大化行为实现。如果a是委托人希望的行动,a′∈A是人可以选择的任何行动,那么只有当人从选择a中得到的期望效用大于从选择a′中得到的期望效用,人才会选择a,激励相容约束的数学表述如下:s〔π(aθ)-C(a)〕≥S〔π(a′θ)-C(a′)〕a′∈A,这就是解决道德风险的基本简化模型。当然要得出最优解需经过一系列的数学变换,还要考虑a、θ的分布密度,这里从略。

下面讨论逆向选择模型。根据显示原理,我们只需要考虑能使人出于自身利益真实显示他所属类型的契约,并根据声称自己具有的属性来决定按契约支付报偿。a为人的内在属性(不是道德风险模型中委托人希望选择的行动),a′是人声称的属性,W为委托人为人设计的契约,U为人的效用,则防范逆向选择的模型为:U〔W(a),a〕≥〔W(a′)a〕aa′∈A上述激励相容约束机制模型从表面看,在企业利润的蛋糕上政府似乎分得了较少的份额,其实在这种机制的运作下的委托关系会创造循环的创新支力,会使企业利润的蛋糕越做越大,国家、政府会得到长期的不断增长的利润“蛋糕”。在以上的模型下需要对企业的分配制度进行改革。人的收入一定与企业的业绩挂钩与职工分配基金脱钩,体现出按劳分配与按要素分配的结合。尤其是智力要素价值要得到实现,得到蛋糕的份额与其努力程度成正比。同时,企业的激励相容约束机制也需要一个规范化的市场环境。环境对人的约束是刚性的、使他别无选择。市场的评价约束着人,公司的经营状况基本取决于经理的能力,公司一旦破产,经理的人力资本价值在市场上就一贬到零,甚至可能从此断送经理生涯。这种来自人力资本市场的约束是最硬的行为约束。而资本市场对人的约束是来自股东(委托人)的间接控制,使人不得不考虑委托人的利益和要求。企业激励相容约束机制的运作需要法律的保障,企业经理的任用要通过法律程序,另外上级主管部门对企业的督查要法制化。还要建立企业内部职工举报奖励制度,这样才能使国企委托——关系处于良性的循环之中,使这个环紧紧地围住国有资产,使国有资产保值增值。

四．结语

客观上讲,非对称信息的研究目的在于如何设计一种有效的经济机制,选择满足委托人、人参与约束和激励相容的约束激励合同以期最大化自己的期望效用函数,促使资源的帕累托最优。这方面研究理论和现实还有差距,但就约束、激励的某一方面研究和实践都取得了重大突破,可二者的相容仅表现为模型。特别是在我国改革开放以来,激励理论和实践呈现出日新月异,而约束的理论和实践则相对滞后,使激励机制发生扭曲,甚至有人认为监控就是惩罚。必须改变这种传统的思维定式,实现激励约束相容,二者不可偏颇。这方面我们有丰富的经验,又有深刻的教训。今天,我们正在构筑社会主义市场经济体制的框架,许多问题有待信息经济学去参与研究,如保险业、拍卖业、旧货市场、棘轮效应、国企改革、税收、财政、制度变迁以至产权等等。信息经济学是一门新型的经济学科,它适应信息社会的需要,体现知识经济的发展,最能实现帕累托最优。参考文献:

1、乌家培.信息经济学.经济学动态,1997(8)

2、张维迎.博奕论与信息经济学.上海人民出版社,上海三联书店,1996.1.

篇（8）

行人二次过街设计理论与方法

二次过街设置的条件尽管采取行人二次过街方式能够使得行人更方便的穿越道路，但并不是所有的道路都适合设置行人二次过街设施。二次过街方式适合于有较宽中央分隔带的新建城市道路及在有较宽两侧辅道的高架桥下设置，具体的设置条件如下：（1）空间条件：设置行人二次过街的路段路面要足够宽敞，机动车道宽度大于25m，无条件修建行人天桥或地道，且有足够设置安全岛的空间，中央驻足区的大小应该满足行人等待较好服务水平的所需空间。（2）信号配时条件：设置行人二次过街后必须满足某段人行横道允许行人通行的连续相位时间总和不小于行人通过该段横道的最短时间。（3）行人条件：在平面交叉口处，当一个进口道横过马路的人流量超过5000P/h，且同时在交叉口上双向当量小汽车交通量超过1200pcu/h，应考虑设置天桥或地道设施[10]。反之，设置行人二次过街。基于安全和效率的行人二次过街设计理论与方法平面交叉口的交通冲突类型按使用者划分，可分为机动车与机动车冲突、机动车与非机动车冲突、机动车与行人冲突三大类。由于三种冲突形式行驶方向各不相同，交叉口处存在着大量干扰和冲突。在没有非机动车和行人的情况下，仅机动车在无信号交叉口冲突数：交叉点为16个，合流点和分流点均为8个。若计入行人、非机动车，则冲突点总数目要提高几倍，本节重点无信号灯控制交叉口冲突数、传统两相位信号配时交叉口冲突数和结合行人二次过街配时交叉口冲突数，结合行人二次过街配时方案与无信号灯控制交叉口和原来二相位配时方案交叉口冲突数比较，冲突数明显减少，使交叉口的交通运行更加安全。基于相位嵌套的行人二次过街设计理论与方法行人二次过街设计理念是通过充分利用信号相位资源，合理划分机动车与行人的使用空间和时间，提高行人过街的安全性、便利性和通过能力。仅仅设置行人二次过街设施并不能很好的解决行人过街问题，在大型信号控制交叉口应结合优化信号相位使得交叉口发挥最大的交通效率。本节提出基于相位嵌套的行人二次过街设计方法，将行人二次过街镶嵌在机动车相位中。基于相位嵌套的行人二次过街信号配时实现方法表述如下：在一个信号周期内，第一相位为南北方向机动车左转和右转，同时将非机动车和行人相位嵌套在该相位中，基于安全，使行人流在安全岛上驻足等待；第二相位为南北方向机动车直行和右转，同时将非机动车和行人相位嵌套在该相位中，基于效率，行人流在此相位中可以安全到达对面，完成二次过街；第三相位和第四相位为南北方向，同第一相位和第二相位的设计。根据我国学者[6-7]对行人过街速度的研究，适合大多数普通人的过街速度为1.19m/s，适合大多数老人过街的速度为1.07m/s。由此则可以根据路口宽度和信号相位各个方向的绿灯时间，考虑行人是否可以在一个绿灯相位内通过人行道，确定是否需要二次过街安全岛，并设置相应的专用信号灯。行人二次过街信号相位的设置与各个方向的车流密切相关，主要涉及道路情况、左转车流量的大小和该相位绿灯时间的长度。基于相位嵌套的二次过街配时方案将行人二次过街相位嵌套在机动车相位中，总的周期时长不改变的条件下，基于嵌套在机动车相位的信号配时方案优于单独给行人专用相位的信号配时方案，行人过街更加安全，总延误减少。

实例验证

篇（9）

深基坑工程是随着城市建设事业的发展而出现的一种较类型的岩土工程，基坑支护设计是一个综合性的岩土工程问题既涉及土力学中典型强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用以及结构力学等问题。随着对这些问题的认识及其对策研究的深入，越来越多的新技术在深基坑工程中也得到应用。

1深基坑支护类型

1)土钉墙支护。2)搅拌桩支护。3)柱列式灌注桩、排桩支护。4)内支撑和锚杆支护。5)钢板桩支护。6)地下连续墙。

2深基坑支护的土压力

2．1土强度指标的选择

土的抗剪强度指标C，与土的固结度有密切的关系，土的固结过程就是土中孔隙水压力的消散过程，对于同一种土，在不同排水条件下进行试验，可以得出不同的抗剪指标C和，故试验条件的选取应尽可能反映地基土的实际工作状态。在基坑支护设计中应采用三轴试验的指标，才能保证选取参数值的客观性和准确性。对于黏性土，计算围护结构背后由自重应力而产生的主动土压力采用三轴试验的固结不排水剪的指标与实际工作状态较致，但由地面临时荷载而产生的土压力，通常采用三轴不排水剪指标较合理。特别对于软黏性土，最好采用现场十字板的原位测试方法确定c和妒，因为室内试验的扰动影响太明显，强度指标偏低，使设计过于保守。计算基坑内被动土压力时，一般宜采用三轴固结不排水剪。对于砂土，由于排水固结迅速，对于任何情况，均可采用排水剪指标，或采用固结不排水剪经孔隙水压力修正后的c，值来计算土压力。

2．2土压力计算理论及方法

1)试验结果证实了太沙基理论的定性结论，土压力大小取决于位移的大小和位移方向；2)实测结果表明，当变形小于5％H(H为开挖深度)时，被动土压力仍然能得到充分发挥，所以说，对于深基坑工程的实际变形情况而言，套用一些经验的位移指标来判断墙前土体是否达到被动极限状态，是有局限性的；3)在黏性土上的许多基坑支护工程，护坡桩钢筋强度未完全发挥，实际钢筋应力还低于钢筋的设计强度，造成很大浪费，而造成钢筋应力低的原因主要是计算土压力大于实际土压力。实验还表明，把基坑支护结构视为平面不合理，因为基坑工程的“角效应”即土压力的空间效应，对墙移有明显的抑制作用。利用这种空间效应可以在两边折减桩数或减少配筋量。

2．3水土压力的合算与分算

按照有效应力原理，可知“土、水压力分算”比“土、水压力合算”概念要清楚。但由于要测得有效应力强度指标，一般试验难以做好，而且水、土压力合算法在一些软黏土地区的临时性开挖工程中土压力计算值与实测值较为符合。

土在有水作用时，墙后土压力主要是水、土压力共同作用的结果，在未搞清水、土耦合效应的前提下，水、土压力合算是一个包含一定的实践经验的综合方法，对工程实践来说是有利的。

为搞清墙后土体在水、同作用下的破坏机理，进行水、土压力分算，是符合系统科学原理的方法。

3支护结构计算方法

3．1静力平衡法

静力平衡法亦称自由端支承法，该法假定围护结构是刚性的，并可绕支撑点转动。围护结构的前侧产生被动土压力，后侧产生主动土压力。静力平衡法适用于围护结构的入土深度不太深即底端非嵌固的情况，此时围护结构由于土压力的作用而达到极限平衡状态。利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。

3．2等值梁法

单支撑(锚拉)埋深板桩计算，将其视为上端简支、下端固定支承，变形曲线有一反弯点，一般认为该点弯矩值为零，于是可把挡土结构划分为两段假想梁，上部为简支，下部为一次超静定结构，其弯矩图不变，该法称为等值梁法。实践表明，等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际设计计算常将最大弯矩予以折减，折减经验系数为0．6～0．8，一般取0．74。等值梁法基于极限平衡状态理论，假定支挡结构前后受极限状态的主被动土压力作用，不能反映支挡结构的变形情况，亦即无法预先估计开挖对周围建筑物的影响，故一般仅作支护体系内力计算的校核方法之一。

3．3弹性地基梁的m法

基坑工程弹性地基梁法取单位宽度的挡墙作为竖直放置的弹性地基梁，支撑简化为与截面面积、弹性模量和计算长度等有关的二力杆弹簧。弹性地基梁法中土对支挡结构的抗力(地基反力)用土弹簧模拟，地基反力的大小与挡墙的变形有关，即地基反力由水平地基反力系数同该深度挡墙变形的乘积确定。即f=mzy，其中，．f为土对支挡结构的水平地基反力，kN／m2；为比例系数，kN／m4；为计算深度，m；为计算点处挡墙的水平位移m。弹性地基梁的m法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。工程实践表明，在软土中的悬臂桩支护计算采用m法，计算位移与实测位移有很大差异，实测位移是计算值的好几倍。这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外，m法无法直接确定支护结构的插入深度，通常假定试算有很大的随意性，有时桩底落在软弱土层中，还需经验来修正。

3．4弹塑有限元法

有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向，它的优点是考虑了土体与结构的变形协调，而且可以得出塑性区的分布，从而判断支护结构的总体稳定性。但选取合理的本构模型与计算参数，以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。目前，随着计算机技术及系统科学的发展，为有限单元法的完善提供了更有利的工具。在结构计算方面，建立了能考虑基坑围护结构和土压力的空间非线性共同作用理论及其计算方法，并编成程序，方便高效地完成基坑围护工程的计算。

4地下水治理

4．1明排水治理法

在填土、浅层黏性土中开挖基坑，经计算和现场试验判断不可能发生坑底突涌或侧壁渗漏、流土，可采用明沟盲沟排水方法。

4．2井点降水治理法

降水治理方法适用以下条件：1)地下水位较浅的砂石类或粉土类土层；2)周围环境容许地面有一定的沉降；3)止水帷幕密闭，坑内降水时坑外水位下降不大；4)基坑开挖深度与抽水量均不大，或基坑施工期较短；5)有有效措施足以使邻近地面沉降控制在容许值以内；6)具有地区性成熟经验，验证降水对周围环境不产生大的不良影响。填土、粉土及含薄层粉砂的粉质黏土含水层涌水量不大时，适用轻型井点降水。黏性土、淤泥质土和粉土，适用电渗井点降水。砂土、粉土地层适用喷射井点降水。砂土、碎石土和岩石地层适用管井井点降水。管井降水可根据水文地质条件，水位降幅要求和环境保护要求采用完整井或非完整井。

4．3隔渗治理法

采取隔渗措施治理方法适用以下条件：1)开挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂，有可能产生流土时；2)邻近基坑有地表水体(湖塘、渠道、河流)，与基坑之间没有可靠隔水层时；3)有承压水突涌可能，且无降水措施时。

4．4减小降水不良影响的措施

1)充分估计降水可能引起的不良影响；2)设置有效的止水帷幕，尽量不在坑外降水；3)采用地下连续墙；4)坑底以下设置水平向止水帷幕；5)设置回灌系统，形成人为常水头边界。回灌系统适用于粉土粉砂土层。

5动态设计和施工

篇（10）

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

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［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.

［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.

篇（11）

随着科学技术和制造业的发展，许多机器和设备所需的动力速度愈来愈大，因而对齿轮的精度要求也将越来越高。一些老式的齿轮测量仪已经跟不上时代的步伐，但在其基础上，通过某些方面的改进，可使之重新焕发青春，以免过早淘汰。

本次设计的目的是对一台单盘式渐开线检查仪进行改装，以改善其功能。

原来的单盘式渐开线检查仪，存在着诸多不足，在设计过程中，我着重考虑了以下三个方面的不足：

一、定位装置采用圆锥定位，限制了仪器只能测量带孔齿轮，而对带轴齿无能为力。

二、每次测量均要以繁琐的中调零过程来保证测量的准确性。

三、采用百分表读数，精度太低。

针对这几个不足，我作如下进：

一、定位装置采用顶尖定位，使仪器可测带轴齿轮，扩大了仪器使用范围。

二、在仪器中增设了对中调零装置，使这一过程得到简化。

三、用传感器代替百分表读数，效率和精度大大提高。

由此可见，通过定位装置，对中装置，记录装置三方面的改进，仪器在通用性，高效性准确性等到方面有了很大改善，达到了设计任务的要求。

关键词：定位装置，对中装置，记录装置，通用性，准确性

1设计任务

要求：一、改进定位装置；

二、改进对中调零装置；

三、改进记录装置；

四、进行精度分析，须能够测量分度圆直径100左右，6-9级精度的齿轮法向模数目3.5~6.3。

目的：对实验室的单盘式渐开线检查仪进行改装，以改善其功能。

齿轮传动的基本要求

瞬时传动比基本不变，否则传动将不平稳，不准确。齿轮传动中反映瞬时传动比变化的因素很多，如周节、基节、公法线变动，齿形等。齿轮传动装置由齿轮副、轴、轴承及机座组成，其运动质量与互换性主要取决于齿轮的加工和安装精度。同于齿轮广泛地用于传递运动和动力。因此，各种机器和仪器的工作性能，与齿轮传动的质量密切相关，对于齿轮传动，主要由以下四个方面的要求：

一、传递运动的准确性

在齿轮副中，从动轮齿数Z2和主动轮齿数Z1的比值叫传动比，即。传动比是根据传动的需要设计的，对于精密机械传动应保持瞬时传动比基本不变，否则传动将不平稳，不准确。齿轮传动中反映瞬时传动比变化的因素很多，如周节、基节、公法线变动，齿形等。

二、传动的平稳性

用于准确传递运动和分度的齿轮，如传动不平稳，也无法保证准确和传递运动和分度。对于高速旋转的动力齿轮，它对工作平稳性无更高的要求，希望噪音小，冲击和振动小，这样不仅可保证工作精度，而且还可以延长寿命。由于加工误差使得齿轮转动不可避免地产生瞬时传动比的变化。转速时快时慢，从而产生噪音，冲击

和振动，因此要对它加以限制，即要求齿轮在每一转中多次重复出现的转角误差（高频误差）要小。

三、载荷分布的均匀性

对于低速动力齿轮，要求其在啮合时其齿面的实际接触面积要

大，而且接触要密合，这样齿面载荷分布得均匀，不易磨损，可延长使用寿命，但是由于加工和安装中有误差，实际上不可能在全齿宽上接触，因此要对接触精度提出要求。

四、齿侧间隙

为了齿面和防止齿轮传动时因热膨胀变形引起尺寸的变化甚至卡死，故要求齿轮不接触的非工作齿面之间有一定的齿侧间隙，间隙过大，对需要正反转的齿轮会引起换向冲击，对分度用的齿轮则会有较大的空程误差。

2.2齿轮传动的公差标准

为了保证齿轮的传动质量和互换性，要用齿轮传动公差标准来对齿轮的加工精度提各种不同的要求。

GB10095-88《渐开线圆柱齿轮精度》对圆柱齿轮规定了几个精度等级，其中一级最高，以后名级依次降低。对于3~12级精度大致分为三类：

3~5级为高精度级

6~8级为中等精度级

9~12级为低精度级

按齿轮各项误差的特性和对使用性能的主要影响，将其各项公差或使用偏差分为三个公差组，以满足各方面精度要求的选择。

表2.1齿轮公差组

公差组公差与极限偏差项目误差特性对传动性能主要影响

Ⅰ

一转周期误差传递运动的准确性

Ⅱ

一齿误差、传动的平稳性

Ⅲ

齿向误差载荷分布均匀性

一般情况下，一个齿轮的三个公差组应选用相同的精度等级，当使用时对齿轮有某个方面的特殊要求时，也可选用不同的精度等级。

2.2.1渐开线圆柱齿轮误差分析

（一）传递运动准确性的误差

（二）影响传动平稳性的误差

齿轮传动是通过齿轮副的啮合来进行的，所以要使齿轮传动平稳，必须保证齿轮正确连续啮合的条件，所谓连续啮合是指前一对齿脱离接触前，后面一对齿进入啮合，否则如不正确啮合，传动将不平稳而产生误差。

1、传动平稳性的误差因素

影响传动平稳性和引起噪音振动的误差因素主要是齿轮在一转过程多

次反复出现的短周期误差。对高速齿轮副，长周期误码差也影响平稳性。

由前面渐开线齿轮啮合原理和条件可知，保证齿轮副瞬间传动比不变

和正确啮合的主要条件，是两齿轮渐开线齿形一致过程中多次反复的转角误差，是影响平稳性的基本参数。从每个轮齿的啮合过程也可看出，基节偏差

将产生撞击或顶刃啮合，而轮齿正常进入啮合到脱离啮合之前传动是否平稳，则主要取决于齿形误差。

周节偏差是反映传动平稳性的另一指标，周节与基节有如下几何关系：

式中分度周压力角α为20°

上式微分后的近似有：

由上式可以看出，如果周节存在误差则必将影响基节偏差，从而影响齿轮的传动平稳性，但当齿形角的误码差存在时，控制周节偏差并不等同于控制基节偏差

2.2.2误差来源

齿形误差主要来源于齿轮加工机床的周期误差，刀具误差以及加工中的振动。机床周期误差主要是分度蜗杆本身的制造和安装误差引起的。有误差的蜗杆在分度蜗轮的啮合传动中，将使蜗轮的转动呈现以蜗杆每转一转为周期的周期性不均匀，其不均匀性取决于蜗杆的头数。一般机床分度蜗杆多采用单头所以这种误码差在被加工齿轮每转中的频率就是分度蜗轮的齿数，它使渐开线齿形上产生波度误差。

刀具的制造和安装误差（径向跳动和轴向窜动）经常是齿形差的主要来源。就滚齿来说，几乎滚刀上所有误差参数都有影响被加工齿轮的齿形误差。生产实践表明，齿数少的小齿轮，刀具误差对齿形误差的影响尤为突出。但对齿数较多的大齿轮，则机床误差的影响往往占主导地位。

加工的振动也将引起齿形误差。特别是对高精度齿轮的加工不可忽视。

由于以上三者的影响。会使切出的轮齿形状发生误差即实际得到的渐

开线齿形如图2.1中的黑线所示（而其中的Δ是齿顶倒角部分）所谓渐形开线齿形误差是指在齿轮的端截面上，齿形的工作部分（h）范围内（齿顶倒

棱部分除外），包容实际齿形距离为最小的两条设计齿形（B、C）间的法向距离。设计齿形可以是修正的理论渐开线包括修缘齿形，突齿形等。工作齿形不是正确的渐开线时，则其啮合点的运动理论上已不符合齿轮基本定律，即这时的瞬时传动比将发生变化，所以齿形误差会影响传动的工作平稳性。

目录

1设计任务…………………………………….....……………1

2绪论……………………………………………….………….1

2．1齿轮传动的基本要求………….……………………….…....1

2．2齿轮传动的公差标准……….…………………….…………2

2．2．1渐开线圆柱齿轮误差分析……………………...3

2．2．2误差来源…………………………………………4

3渐开线及其特点.………………………………...…………..5

3．1渐开线定义及特点……………………………………..……..5

3．2渐开线理论在齿检仪上的应用………………………..….….8

4原单盘式渐开线检查仪简介……………………….…….....9

5齿形测量仪器参考…………………………………..………12

5．1渐开线齿形的测量…………………………………………..12

5．2渐开线仪器及其测量原理…………………………………..12

5．2．1渐开线比较测量仪…………………………..……12

5．2．2渐开线绝对测量仪……………………………..…25

5．2．3电子范成式渐开线检查仪………………..………27

6方案选择………………….………….………..…..….……..30

6．1方案选择1：关于定位装置………………………………30

6．2方案选择2：关于对中调零装置…………………………32

6．2．1原单盘式渐开线检查仪存在的不足…………..…32

6．2．2改进思路………………………………….……..…33

6．2．3采用什么样的限位装置………………………..…33

6．3方案选择3：关于记录装置………………………………34

6．3．1单盘式渐开线检查仪存在的不足……………..…34

6．3．2改进思路………………………………………..…35

6．3．3采用什么类型的传感器…………………….……35

7单盘式渐开线检查仪精度分析……………..……………....37

7．1误差分析概述……………………..………….……………37

7．2精度分析…………………………..…………………….…38

7．2．1上下顶尖同轴度误差……………………………38

7．2．2主轴回转跳动误差………………………………40

7．2．3仪器总误差…………………..…………..………45

7．2．4判断精度达以要求否………………..…..………45