設計理論論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇設計理論論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

隨著社會主義市場經濟體制的逐步完善，我國經濟進入了持續高速發展的階段。經濟的繁榮帶動了社會各個行業的發展，也使得人才的需求日益增加。為了適應社會需求，高等教育規模不斷擴大，呈現出由精英教育向大眾教育邁進的發展趨勢。而藝術設計作為熱門學科，全國藝術設計類考生逐年攀升，全國興起了藝術設計的熱潮。然而，藝術設計教育在我國，只有短短的二十幾年的歷史。由于現代設計教育在我國的歷史比較短，發展還不夠完善，與國際先進水平相比還有一定的差距，加上這幾年的擴招，實際教學過程中存在著一些問題。諸如：培養目標不夠明確，教育思想和方法比較陳舊，課程體系和教學內容不夠完善，教學質量有待提高等。所以，我們一定要靜下心來重新審視藝術設計理論，研究藝術設計教育。

筆者從事藝術設計教育十多年，目睹了社會主義市場經濟體制對藝術設計教育的巨大影響，以及藝術設計教育對市場經濟的反作用，以自己切身體驗談談對藝術設計教育的一些思考。

一、順應市場需求，轉變教學思路

社會主義市場經濟體制是要讓市場在資源的優化配置中起主導作用。隨著我國社會主義市場經濟體制的逐步完善，學校也被逐步推向市場，并逐步向產業化方向轉化，這也是在市場經濟體制運作下完成教育資源優化配置的必然要求。由原來的國家包培養、包分配，逐步轉向交費上學，畢業后自主擇業。這就必然要求我們改革培養模式，改革教學內容和課程體系，制訂新的教學管理制度以適應社會和學生的多樣化選擇。我國的藝術設計，是隨著市場經濟在中國的興起而興起的，是為了適應市場經濟的需要而產生的。應該說，藝術設計在中國從誕生的那天起，就與市場經濟發生了割不斷的聯系。

因此，面向市場需求，隨時調整專業設置和課程設置是高校藝術設計教育改革的首要任務。再以理念的突破和更新為先導，在教育實踐上引起巨大的變革，在當前實施素質教育的實踐過程中，構造并樹立系統的現代教育觀念。高校要扎扎實實地辦學，不懈地努力，應努力培養高素質、復合型、一專多能、緊貼市場需求的人才。要基礎知識與技能培訓并重，全方位提升學生素質，從而造就適應市場需要的職業英才。同時，在硬件設施基本完善后，逐步控制學校的規模把工作重心轉移到強化內部管理機制、增強凝聚力和競爭力上面來，努力為學生創造良好的學習環境和生活環境，為將來的生活和就業打下堅實的基礎。

二、打破文理界限，培養寬口徑人才

我國藝術設計教育脫胎于純美術教育，原來只在藝術院校和輕工院校里設置，現在綜合大學、工科院校和師范院校中也紛紛開設設計專業。在現行的教育體系中，藝術設計教育基本上按照兩種模式進行。一種是在綜合性大學、專業美術院校和師范院校；另一種是在各種工科院校，如建筑、機械、輕工、紡織等。前者偏重美術理論和美術基礎訓練，后者偏重不同專業的工藝與專業技術訓練。這一點可以從開設的不同的課程上明顯看出來。這兩種教育模式本來可以互相借鑒，互相補充，但因為現存的教育管理體制，如一些綜合性大學隸屬教育部門，一些專業美術院校隸屬文化部門，一些工科院校隸屬各產業主管部門。我國的高校招生，歷來分文理兩大類，演變到今天，這種體制已經波及到基礎教育的中學分科問題。而藝術設計學科，也因為這個招生體制，被人為地割裂開來。所以，以文科考試進入美術院校的學生，得不到良好的工藝與技術訓練，以理工科考試進入工科院校的學生，得不到良好的美術理論和美術基礎訓練。這個問題早已經在我們的社會上，即學生就業的工作崗位上反映出來。

在這個問題上，筆者認為我們可否轉變一下思維方式，打破文理科界限，把藝術設計教育統一起來，不論其設在什么學校，工科也好，文科也好，都用一個標準確定教育對象和教學方法。這樣既能避免學生接受知識上的偏差，也能衡定各類學校的師資和教學水平。同時，也使學生來源得到合理配置。現在，由于實行“三加X”考試，這一點在招生上基本上沒有障礙，主要是思想再解放一點，把這種選擇學生的方式再向前推進一步，就可以達到這一目的。在市場經濟的作用下，社會分工越來越細，對人才的要求也越來越高，同一個專業同一個班畢業的同學找工作的差異性越來越大。高校已經成為一個提高個人綜合素質和修養的平臺，具有較高綜合素質的人才日益受到社會的青睞。這一現象逐漸受到高校教育工作者的重視，提倡學科合并交叉，培養適應多項工作的寬口徑人才成為藝術設計教育新的發展方向

三、廣泛吸納社會力量，積極整合教育資源

隨著社會主義市場經濟的不斷發展，社會對藝術設計專業人才的需求越來越大，藝術設計專業辦學規模也隨之不斷擴大。然而，有限的教育資源和師資力量始終是制約我國藝術設計教育深入發展的瓶頸。一方面，高校要有計劃地引進或培養既有系統的理論修養，又有豐富藝術設計實踐經驗的“雙師型”教師；另一方面，要廣泛吸納社會力量，充實藝術設計的師資力量，可以采取長期或短期聘用的方式，邀請國內外室內設計行業的精英或專家來校講學、授課，力爭將最新的行業知識和信息傳達給學生。

經過近二十年的發展，藝術設計教育在軟硬件方面已經取得了長足的發展，但是，仍然無法滿足經濟高速發展和辦學規模不斷擴大的需要。高等院校為了要辦出質量和特色，以培養大批適應市場需求的的高級人才，使出了渾身解數，以致有些高校因為基礎建設的不斷擴大，而債臺高筑。短時間內，僅僅依靠高校自身力量已經無法滿足社會對人才的需求。根據藝術設計應用性極強的特點，我們要把設計教育從大學的課堂里解放出來，交給企業家，作為企業發展的武器，交給民眾，成為生活的必需。積極整合教育資源，堅持多樣化辦學，拓展以學養學，滾動發展之路，最終變“學校辦社會”為“社會辦學校”，主動適應社會經濟發展的全面需要。令人欣慰的是，許多高校已經先行一步，積極與企業取得聯系，將企業變成了高校實驗室和實習基地。學校解決了實驗場地的問題，降低了教學成本，企業也取得了很好的經濟效益，達到了雙贏的目的。

四、校企聯手，促進就業

高校畢業生就業歷來都是學生和家長十分關注的問題，尤其是隨著高等教育的普及以及高校連年的大規模擴招，高校畢業生的就業形勢日益嚴峻，并呈現出“兩高一低”的現象，據有關資料統計：一高是指畢業生總人數高：2003年212萬，2004年280萬，2005年338萬；二高是指待就業畢業生總人數高：2003年52萬，2004年69萬，2005年已經達到了79萬。一低是指畢業生簽約率低：據教育部的統計，2005年應屆畢業的338萬普通高校學生中，在畢業時的簽約率僅為33%，即使到了2005年末，仍有近1/4的畢業生還沒有找到工作。

篇（2）

關于科學方法問題

人在實踐檢驗真理的過程中想走實踐的獨木橋是走不通的，總是離不開人類所掌握的大量理論知識來共同對真理的檢驗：人和動物的根本區別。所謂“真理是檢驗真理的唯一標準’是所有科學工作者不容忽視的偏見。我國有位哲學家在中央臺訪談中只敢承認“實踐是檢驗真理的唯一性”而不敢承認“實踐是檢驗真理的絕對性”（《光明日報》1978.5.11曾經在特約評論員署名的“實踐是檢驗真理的唯一標準”文章內容中報刊編輯又加上了“絕對的”用詞）其實絕對與唯一兩詞并無很大距離，我國哲學界已經把“實踐是檢驗真理的唯一標準”而成為一個鐵的真理。誠然《光明日報》的該文章使我國快速進入改革的大道，功不可沒（回避了與教條主義的糾結）。實踐失去與理論的統一（實踐的表面性也需要經得起理論的判別）就可能形成經驗主義；理論失去實踐的經驗就可能形成教條主義。人類認識客觀真理的過程總是實踐與理論緊緊相結合的過程。“實踐是檢驗真理的唯一標準”的偏見也將影響我國改革的可持續發展。實踐過程中的局限性與表面性是每個科學工作者所不容忽視的問題。特約評論員文章中所說“理論”不能證明“理論”的論點也是不成立的：科學家在理論的進程中從來沒有用同一理論互相證明的例子。特約評論員把彼此不同內涵的彼此“理論”混為一談，是有邏輯上偷換概念之嫌。可惜本文不可能與哲學家、特約評論員來很詳細討論這一問題，我有興趣以后有機會再專題深入討論。我們現在還是就有關模板支架的具體技術問題來討論。從一開始國家行業標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2001對模板支架的構造采取水平與垂直剪刀撐不均勻間隔加固方法，這一舉措迫使規范走試驗的道路來決定計算系數方法，而難以以基礎理論來左右形勢。為此建筑科學院的研究人員與哈工大教授因試驗理論方法不同而導致試驗數據不同（其實兩種方法并無本質的差別），雙方各執一詞而規范“難產”———上世紀八十年代初規范立項，直至21世紀初才遲遲統一意見。但還是猶抱琵琶半遮面，許多問題并沒有充分揭示。結果從規范出版后每年安全事故層出不窮僅次于我國煤礦安全事故的發生。由于理論基礎不牢許多影響模板支架的安全因素也難以顯露。通過10年來各學術團體不斷探索試驗了解更多的影響腳手架承載力的因素（n）：扣件擰緊力度（扭矩）、架子寬度、高度、高寬比、步距、縱向桿距、橫向桿距、水平剪刀撐、垂直剪刀撐、立桿上端懸挑高度、水平約束等因素，在《建筑施工扣件鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2001中僅介入了個別的因素去影響腳手的試驗計算程序。如水平約束、剪刀撐、支撐懸挑高度。而漏掉許多當時還未察覺的影響腳手架承載力的因素，而這些漏洞正是安全事故的陷阱。新規范JGJ130-2011的編者僅選取了剪刀撐（不加型、普通型、加強型三個工況）、立桿間距（縱橫桿距相同六個不同工況）、步距（五個工況）、高寬比（僅一或兩個工況介入，不大于2或2.5）、最少跨數（僅兩個或三個工況介入4、5或8）、上端懸挑高度（兩個工況a=0.5m與a==0.2m）等六個影響因素（n=6,扣件扭矩和中間約束等未納入，桿距縱橫選取相同值）進入試驗程序。而工況介入試驗的選擇就更少。在附表錄C‘滿堂腳手架與滿堂支撐架立桿計算長度系數μ中：表C-1至表C-5列出μ值126個，按照有限的工況和不完整的影響因素應做196次試驗，而表中空格數卻有76個。我能了解編者的苦衷，僅能使用有限的工況數（X）和有限的影響因素（n）來介入試驗計算程序:如果填滿空格的數據可能還要多花費幾百萬試驗費，因而可做可不做的試驗只能減免；委屈讀者空格處不做選項。但假如讀者遇到高寬比為2以下時沒有意見（僅有點浪費）；高寬比為3時讀者又何去何從呢：人們在規范上就找不到答案，計算就無法繼續進行。新規范還是沒有把已知的影響因素全部納入試驗研究的對象。那么我們要進行多少次有效的試驗才能滿足施工的要求？這也是我們不能回避和重視的研究的關鍵問題。在新規范JGJ130-2011版本中正如規范附錄C表編者把影響因素壓縮到五個n=5(立桿間距、高寬比、步距、最少跨數、上端懸挑高度a);工況（X）也進行壓縮:立桿間距為x=4或6、高寬比X=1或2、步距X=4或5、最少跨數X=2或3、懸挑高度X=0或2。就這樣根據不完整的影響因素與極少的變化的幾個工況的組合按編者的意圖附錄C表應做196次試驗求出196項系數（μ）而在C表中僅做121次試驗：缺項77次。要填補這些空項還須數百萬元，編寫組已難以承受經濟壓力。但讀者就苦了，無所適從。我們如果設想把影響因素和工況變化的數字再提高以適應更廣泛的使用實際價值以消除事故的陷阱，我們們必須研究要做多少試驗。如果把工況變化次數X=5并不算高；我們再把已知的影響因素定為n=10或8。要做多少次試驗（Y）？這不得不以數學邏輯方法求得這一計算式：Y=Xn。我們僅設X=5,n=10則Y=97655625次。也就是說我們要做近100萬次試驗。如果降低標準：設n=8、X＝5時：Y=Xn=78125次，這不僅花費數萬億或數十億元經費，而一個人的一生也不可能完成這一實踐（一個人的一生有效工作日還不足1.5萬天），當然這經濟費用也是我國任何企業不可能承受的。單純以實踐來檢驗真理是行不通的：實踐在檢驗真理時必需與理論統一并緊緊相結合才能事半功倍。科學發展觀才是可持續發展之路。新規范《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130－2011在前我也從編者網上發給我的文件里看到，并與主要編寫人劉群同志講過我的意見還是盡快爭取。我之所以這樣想是因為扣件腳手架新規范時間與經費上不可能再以其它理論體系來轉向。新規范雖然有不盡如人意之處（包涵許多問題與漏洞），但通過新規范編寫組現有的大量試驗也揭示了前規范所沒有能發現的重大問題，故新規范再遲遲不發表全國讀者也等不及，但讀者使用新規范時未列入試驗承載力影響因素的幾個方面（如水平約束、縱橫桿距不同、扣件擰緊力矩、乃至剪刀撐上用多少扣件都應認真對待）和表上未列項或空白處要特別注意。又訊中國建筑工程總公司已著手在按鉸接幾何不變體系模板支架的安全技術標準規范的編制已進入試驗過程中；新規范JGJ130-2011對模板支架的指導作用僅是過渡時期的事。

宏觀管理問題

篇（3）

我國目前面臨確定最優備用容量克服風電機組出力的間歇性和波動性影響，支持消納大規模風電并網的問題。合理確定快速響應火電機組規模，過多火電機組備用容量會增加運行成本，因此需要考慮到系統的經濟性。本文的研究基礎是新建快速響應火電機組來解決面臨的風電并網及消納問題，不考慮對現有火電機組升級改造的情形。大規模風電并網背景下快速響應火電機組的規劃面臨2種不確定性：1）快速響應火電機組參數的不確定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折現率、投資成本等；2）系統調度水平的不確定性，包括隨機停運(機組、輸電線路等)、負荷和風速預測誤差等。本文假定發電商向調度機構提出快速響應火電機組建設申請，調度機構結合規劃模型最終確定快速響應機組規劃方案，因此，快速響應機組參數的不確定性可以不用考慮。同時，假定電力系統的隨機性與系統元件停運相關，負荷和風速預測誤差與發電備用容量最優水平相關。同時，本文采用蒙特卡羅模擬方法來仿真電力系統的隨機特性。假定風速服從威布爾分布[17]，由于風速預測誤差的存在，蒙特卡羅仿真將設定大量情景，并得到每個情景下每小時的風力發電量。考慮到發電機組和輸電線路的隨機性停運，在蒙特卡羅仿真中引入2個向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m個發電機組在第t年時段h時運行，Xmht=0則表示停運；Ynht=1表示第n條輸電線路在第t年時間段h時可用，Ynht=0則表示不可用。本文將年尖峰負荷預測表示為基本負荷與年增長率的乘積[18]。年增長率包括年平均增長率和隨機增長率2部分，隨機部分反映了不確定的經濟增長或天氣變化對負荷預測的影響。每個節點的每小時負荷是基于年系統尖峰負荷在使用既定負荷分布因素的情況下得出的。每個情景都有一定的發生概率，由生成的情景數目分布得到。情景總數對基于情景的優化模型的計算工作量影響很大。因此，對于大型計算系統，采用有效的情景精簡方法對提高計算效率是十分重要的。精簡技術要求在盡量與原始系統接近的情況下得到最少的情景。因此，本文設定情景子集采用基于該子集的概率測度方法，該方法在概率度量方面與初始概率分布最為接近。另外，本文利用通用代數建模系統(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精簡代數式設定情景子集，并對情景進行最優概率分配。

1.2基于Benders分解算法的規劃模型

大規模風電并網時，系統調度機構的目標是在滿足規劃和運行約束條件的前提下實現規劃總成本最小，如式(1)所示。式中：t為規劃年，t=1,2,…,T；h為時段，h=1,2,…,H；m為發電機組序號，m=1,2,…,M；k為情景，k=1,2,…,K；Cmt()為第t年機組m的投資成本；Gmts為k情境下第t年機組m的安裝狀態，1為已完成安裝，否則為0；d為貼現率；pk為情景k發生的概率；Omht為第t年的h時段發電機組m的運行成本；Sht為相應的運行小時數；Pmhtk為k情境下第t年h時段機組m的調度電量。根據大規模并網背景下系統的不確定性及目標函數的特點，本文利用Benders分解法將快速響應火電機組規劃問題分解成1個主問題和2個子問題：主問題是不考慮可靠性的最優投資規劃問題，2個子問題是可靠性和最優運行問題。其中，可靠性子問題的可行域受主問題影響，而最優運行子問題受可靠性子問題可行域的影響，也就是說可靠性子問題的約束中除含有自身決策變量還包括主問題的決策變量，同樣，最優運行子問題約束中除含有自身決策變量還包括可靠性子問題決策變量。在圖1中，發電商向系統調度機構提供快速響應機組的候選集，考慮規劃限制情況下，調度機構以新機組投資總成本最小為目標，確定新機組的最優投資方案。其中，規劃限制因素包括機組最大數量和候選機組的建設時間等。其中主問題同樣確定了目標函數的下界，并用該下界檢驗規劃的最優性。除了規劃限制因素，子問題中產生的Benders割也作為主問題附加約束條件。主問題中包含所有的變量，而且所有的限制條件是線性的。主問題是一個混合整數線性規劃問題。通過子問題提供的可靠性和最優運行對主問題的組合優化狀態進行修正。可靠性檢查子問題對主問題提出的規劃中涉及到的系統可靠性限制因素的可行性進行檢測。該子問題不僅保證每個節點是電力平衡的，而且滿足輸電安全和發電機組物理限制因素的要求。在可行性不允許的情況下，會形成可靠性割，用以分析主問題中規劃問題的派生情況。直到確定可靠的規劃后該派生過程才會停止。一旦滿足了系統可靠性，最優運行的子問題將考慮規劃方案的最優性，直到滿足給定的收斂標準，該問題的派生過程才會停止。具體計算步驟如下：

1）系統調度機構

最初獲得的信息包括投資候選快速響應火電機組的經濟性和技術性數據、機組斷電數據、輸電線路數據以及負荷和風速預測誤差數據。然后利用蒙特卡羅模擬法設定一系列情景。隨機長期規劃問題本質上很復雜。本文用代數建模系統(GAMS)對情景進行精簡。

2）本文模型

包括1個混合整數線性規劃主問題和2個線性規劃子問題。主問題研究最優投資規劃，子問題進行可靠性檢查并確定最優市場運行狀態。主問題確定最優投資規劃，其目標是新確立的快速響應發電機組的投資成本最小，如式(2)所示。式中：Bm為快速響應機組m的建設時間；Mmht為第t年發電機組m啟停狀態，1為開機，0為停機。其中，式(3)—(5)分別為建設時間約束條件、裝機情況約束條件、快速響應機組的組合優化狀態約束條件。主問題的解包括最優投資規劃、新機組的組合優化狀態和規劃目標函數的下界。在第1派生階段，對機組的組合優化狀態沒有系統限制約束，因此變量賦有隨機值。但是，在接下來的派生過程中，來自于可靠性檢查和優化運行子問題中的Benders割為機組狀態設定了限制因素。如果出現意外情況(如圖1所示主問題求解環節出現無解的情況)，則調度機構需要采取一系列預防措施，如切負荷、激勵市場參與者提供額外的容量作為快速響應備用等。

3）主問題確定

第t年發電機組m的最優安裝狀態mtG及其在h時段的啟停狀態mhtM后，可靠性檢查子問題基于主問題的解將系統偏差降到最小。在電力平衡變量中引入松弛變量，目標函數(6)即是將松弛變量最小化。式中：Vitk為k情境下第t年的松弛變量；,1ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時段j母線上的預期發電缺口；,2ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時段j母線上的發電剩余；Phjtk為k情境下第t年h時段j母線上的調度電量；Dnjtk為k情境下第t年輸電線路n上來自母線j的有功潮流；Qjhtk為k情境下第t年h時段母線j上的負荷；Mmhtk為k情境下第t年發電機組m在h時段的開停機狀態；Pmhtk為k情境下第t年h時段機組m的調度電量；Pmin,m為機組m的最小出力限制；Mmht為第t年h時段機組m的啟停狀態；Xmthk為k情境下第t年h時段機組m的發電機可用狀態，0為處于停機狀態，否則為1；Pmax,m為機組m的最小出力限制；Dnhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n上的有功潮流；Ynhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n的輸電可用狀態；I為從線路n上某點注入的注入功率；θnchtkθndhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n兩端電壓的相角差；xn為輸電線路n的電抗；Rm、Rm為機組m爬坡加速/減速極值。其中，式(7)為目標函數的節點電力平衡約束條件，式(8)為發電機組安裝狀態，式(9)為主問題確定的組合優化狀態，式(10)為發電限制，式(11)為直流電力潮流，式(12)為輸電線路限制，式(13)(14)為爬坡加速/減速限制。隨機規劃解將滿足長期可靠性指數，如電量不足停電損失率η。當第t年第h小時的η值比其目標值大時，第r次迭代時產生Benders割，相應的可靠性信號會反饋給主問題。將η作為約束條件限制未供給的每小時負荷數。年度負荷總數滿足年度η要求。但是，使用基于小時指標的優點在于能夠阻止某些時段發生大規模甩負荷的情況。第t年h時段的η由式(6)中的預期發電缺口Lijhtk,1除以第t年第h小時的預測負荷所得。式(15)所示的可靠性限制會使發電剩余Lijhtk,2為0。如果式(15)中有任何一個式子不能滿足，則會產生Benders割。式中：αits和βihts分別為優化過程中對應于各約束的拉格朗日乘子最優值，均為常量；Fhtk為k情景下第t年h時段的負荷；ηht為第t年h時段電量不足的概率。式(16)的Benders割表示現有機組組合優化狀態和候選機組安裝狀態的耦合信息。割表示在t年通過調整投資規劃無法減輕電網受到的擾亂程度。

4）最優運行

子問題的目標是基于提交的競標發電量和用電需求使社會福利最大化。社會福利定義為基于競標值的電力消費支付額和生產成本之間的差額。該子問題的構建基于安全約束的經濟調度模型，并檢查所求解的最優性。當電力需求沒有彈性時，目標函數是基于給定的投資規劃和機組組合優化狀態使系統成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，發電機組和輸電線路斷電會導致無可行解。為了計算此種情況下的價格，假設原發電機組由虛擬發電機組以更高的價格提供所需電量。利用電量不足期望值來表示虛擬發電機組提供的電能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk為系統運行成本；jhtkP為k情境下第t年h時段母線j上虛擬機組的可調度容量；jhtC為第t年h時段母線j上虛擬機組的成本；U為母線機組關聯矩陣；E為母線負荷關聯矩陣；P為虛擬機組可調度容量向量；A為母線支路關聯矩陣；D為有功潮流矩陣；P為有功功率向量；Q為負荷向量。類似于可靠性檢查子問題，最優運行的目標函數受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。該子問題的解為主問題目標函數提供了上界，用于檢查解的最優性。如果提出的投資規劃方案不是最優的，會產生如式(21)所示的Benders割現象，并會添加到下一迭代過程中的主問題中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特點是可以在每一迭代階段為最優解提供上下界，從而提供了收斂標準。收斂標準如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正數，表示接受最優解的臨界值。

2、算例分析

本文通過一個6節點系統的算例來分析集中式和分布式風電擴張情形，如圖2所示。本文研究給定風電并網水平情況下快速響應火電機組的規劃問題。基于風速預測數據，該系統分為3個區域，其風電容量參數分別為31%、38%和49%。風電容量參數是1a內實際風力發電量與裝機容量全部投入使用時的發電量的比值。本文研究的快速響應火電機組安全經濟規劃期和年峰負荷預測期均為10a。表1列出了系統數據，圖3給出了基準案例情況下年尖峰負荷預測情況。節點2、4和5的負荷比例分別為50%、30%和20%。假設負荷在該段時期內擁有相同的分布參數。年尖峰負荷預測值是基準負荷(如307MW)與年增長率(如2.5%)的乘積。假定尖峰負荷隨機部分增長率和風速預測誤差服從正態分布[19]，中值為0，標準差為0.01，每小時負荷參數和每小時風力發電系數借鑒伊利諾伊理工大學提供的6節點系統小時數據。表2所示為候選發電機組數據。風電每小時成本忽略不計。風電容量為150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5種情形如下：1）情形I，風電機組集中在節點3的規劃問題。2）情形II，風電機組分布在節點2、3和6的規劃問題。3）情形III，風電機組分布在節點2、3和6，但是在第8年線路4-5部分停運的規劃問題。4）情形IV，風電機組分布在節點2、3和6，但是在第8年機組2停運的規劃問題。5）情形V，風電機組分布在節點2、3和6，但是在第8年線路4-5部分和機組2同時停運的規劃問題。情形I：在該情形下，風電機組全部安置在區域C的節點3處，因為此處風速預測最為理想。第1年該節點接入裝機容量為150W、容量參數為49%的風電機組。但是，這樣的規劃導致無法用其他機組降低節點3較大風速誤差帶來的影響。表3列出了各機組投入使用的年份。機組3一直投入使用，機組1在尖峰投入時使用以滿足負荷需求，將運行成本降到最小。總的投資和運行成本為1336元/MW，其中運行成本為553元/MW。起初，機組3在節點3，機組2在節點2(系統最大的負荷中心)。表3中的其他機組在以后年份風電容量和負荷增加時逐步投入使用。風電集中安裝情況下沒有足夠多的輸電通道。情形II：圖2顯示了風電機組在3個區域分布式安裝的結果。風電機組裝機容量50MW，區域A和B的容量參數小于區域C的容量參數。表4給出了候選機組的安裝年份。與情形I類似，機組1在第5年安裝，機組2在第1年安裝。但是，在第7年機組3才在節點1安裝。節點3處的風電機組WG3年發電容量為12.5MW(容量參數為25%)，線路2和3沒有阻塞。低成本的WG3在某些時候低于其容量參數運行是因為系統慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速響應機組后，WG3平均發電量上升到22.5MW，容量參數為45%，仍然低于WG3的容量參數49%，這是由于輸電和運行條件限制(如火電機組最低發電量限制、系統慢加速限制、開關限制等)。與情形1相比，總投資和運行成本降低至1072元/MW，其中運行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于區域A和B較低的容量參數，總風電機組利用率與情形I相比降低了28%，這將導致更多的昂貴的火電機組的使用，并增加運行成本。如果區域A和B的容量參數與區域C相同(49%)，則運行成本將降低至540元/MW。圖4把運行和總成本描述為風電容量參數的函數。初始值是現有的風電并網水平。圖4顯示隨著快速響應機組投資額的增加，運行成本降低。由社會成本可以看出，容量參數的最優增長為20%，此時社會成本最低。盡管區域A和B的風電容量參數較低，但是風電在3個區域的分布降低了總成本，提高了機組使用率。這是因為一個區域的風力間歇可以由其他區域來補充，同時，快速響應機組投入減少。情形III：該情形考慮在第8年尖峰時段4-5線路停運的情況。與情形II類似，機組2在第1年投入使用，機組1在第5年投入使用，機組3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作為預防措施，機組4在第8年投入使用，機組6在第10年投入使用。線路4-5的停運減少了區域A和區域B的輸電通道，因此有必要在區域B接入機組4和6。與情形2相比，總成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰時段機組1的停運將改變情形II中的規劃方案。機組2在第1年投入使用，機組1在第5年投入使用，機組3在第7年投入使用，如表6所示。另外，機組6在第8年投入使用，作為機組2停運的補充。該預防措施使規劃成本上升至1162元/MW，運行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，線路4-5和機組2同時停運，如表7所示。此處考慮尖峰和非尖峰時段2種情況。同之前情形類似，機組3在第1年投入使用，機組4和6在第8年投入使用作為停運的補充。總成本升至1232元/MW，是所有情形中最高的，但是運行成本和情形4和5相比變化不大。

篇（4）

以目前青藏公路二級公路(路基寬度為10．0m)為研究對象，進行數值模擬計算(見表1)，結果表明:路基基底吸熱/放熱比為3．71［20］，當路面寬度增加1倍后，路基基底熱流量將增加60%;而這部分“有害”能量的過多導入，導致下伏多年凍土地基退化過程加快0．6倍［21］，引起凍土地基承載力下降，變形過大，嚴重影響上部結構的穩定性．除此之外，公路工程的建設還會引發公路基底熱流分布的不均勻，使得下伏多年凍土退化差異較大．例如，公路路基下形成的融化盤;由于路基陰陽坡效應引發的融化盤偏移;由于橋涵通風作用使小橋涵中部多年凍土上限上升，而橋梁后臺及涵洞進出口端部上限下移等．反映到公路工程的穩定性，都將會誘發公路不均勻變形、差異沉降、路基邊坡滑塌、橋梁兩端和涵洞洞口產生開裂下沉等病害．圖2為青藏公路波浪病害和涵洞地基退化差異引發凍脹病害．因此，闡述公路工程引發的外界能量導入和分布，及與工程穩定性的相互關系是該設計理念的首要問題．

1．2工程措施對于凍土地基能量狀態的調節程度

這部分內容主要是從凍土地基能量收支角度，研究工程措施對于打破平衡后的凍土地基能量狀態的調節修復程度．為了保證公路工程的穩定性，必須改善工程活動影響下凍土地基的能量狀態，使其維持相對穩定的狀態，延緩或弱化多年凍土的退化過程．在工程中，常采用各種被動或主動冷卻措施(圖3，4)保障凍土地基的穩定性［22］．青藏公路整治改建工程中在縱向裂縫較為發育的楚瑪爾河平原設計了熱棒路基，用以確保路基工程的穩定性．2004－2011年的監測資料表明，熱棒路基年度傳輸能量在1400～1900MJ［23］，有效的導出凍土地基內的“有害”能量，路基下人為上限在運營期內保持在天然上限水平，保證了路基工程的穩定性．片塊石路基、通風管路基等多年凍土區廣泛應用的特殊結構措施的作用本質都是對凍土地基中“有害”能量的導出．除此之外，工程措施對凍土地基能量的調節還包括對公路基底不均勻熱流的調整．如針對陰陽坡效應路基設置的陽坡側遮陽板、碎石護坡、單側熱棒路基等，在涵洞基礎洞口設置的熱棒等，見圖5．此類調整可以有效改善基底多年凍土發育的不均勻性，改善公路工程的局部穩定性．

1．3多年凍土公路工程設計的目標和影響因素

多年凍土公路工程的設計目標是根據公路工程的穩定性與能量變化過程的相互關系，通過工程措施對凍土路基能量的調節作用，阻止“有害”能量的導入或者將其導出，維持凍土地基能量的相對穩定狀態，從而確保公路工程的穩定性．其設計目標主要通過時間和空間兩個維度實現．1．3．1時間維度主要有短期、中期和長期目標，時間維度的不同，對穩定性的要求也有所差異．短期目標主要通過合理選擇(換)填筑材料、控制路基開挖斷面、規范路基施工工藝以及選擇輕便快速施工的橋梁結構和涵洞形式等技術手段，確保公路工程施工期的穩定性，對凍土地基能量的平衡狀態要求相對較低．中期目標為確保采用常規維護即可達到公路工程設計年限內的使用要求，一般為20a，對于凍土地基能量平衡即依此選擇有針對性的強化路基、主動降溫或被動保溫的工程措施．長期目標即是通過凍土病害的預警預報，加強道路的預防性養護，保證公路在50a以上全球升溫背景下的全壽命周期的使用要求．凍土地基的能量狀態調整也應充分考慮氣候變化的影響，綜合選擇合適的工程措施或規避多年凍土的影響．1．3．2空間維度主要通過路基高度、寬度等路基尺度的變化，全幅和分幅等修建方式的異同，以及路基與橋涵、隧道等構造物等建設形式的不同調節凍土地基的能量狀態，使其維持相對穩定．需要指出的是，時間維度和空間維度的需求通常不是孤立的，二者是互相聯系的，也經常與受到其他因素的影響(工程的投資、工程等級、凍土地質條件等)．如對于埋藏較淺、厚度較薄的多年凍土，若在短期和中期對公路的通行要求不高，則可以主要在時間維度進行處理，如鋪設簡易路面通行，待3～5a后多年凍土融化，再進行處理建設．若在時間緯度上要求較高，則主要在空間緯度上處理，如設置架空橋梁或挖除換填等．因此，在具體的設計中，需要綜合考慮當地的實際情況，分析各種因素，在時間和空間兩個維度中尋找一個平衡點，以最優的設計方案確保凍土-公路工程體系的能量平衡，滿足設計要求．

2空間維度能量平衡過程

作為線性工程，構筑于凍土層之上的道路工程必然改變一定面積原天然地表的性狀，有時甚至深入到一定深度的地基．這些地表和地基在空間上的人為變化都會引起下部凍土吸熱特征的變化．以路基工程為例闡述路基尺度對凍土能量平衡特征的影響，模型見圖6．影響凍土能量平衡特征的路基尺度因素包括路基高度、路基寬度、路基坡度以及保溫護道等，選取路基高度和路基寬度作為代表，采用數值分析的方法分析路基尺度對凍土能量平衡特征的調節作用［24］．路基高度的變化直接影響著路基頂面所吸收熱量的傳遞過程．數值計算結果，下部凍土吸熱量隨填土路基高度的變化曲線如圖7所示．圖7顯示，路基越高，熱阻越大，通過其進入地基的“有害”能量就越少．可見，加高路基能夠延緩地基凍土吸熱，延緩和阻止地基凍土吸收的“有害”能量．凍土工程中常用的保溫板路基就是以導熱系數遠小于路基填料的保溫材料來等效一定厚度的填料．以XPS保溫板為例，其導熱系數為0．0258W·m－2，按照熱阻等效原則，取路基填料導熱系數為1．8W·m－2，則10cm厚的XPS保溫板大約相當于6．9m高的路基填料［7］．XPS保溫板對下部地基平衡能量的調整能力與6．9m厚的路基填土相當，其原理就是增加路基高度，阻止外界“有害”能量的進入．因此，加高路基和采用保溫板都是有效的在空間維度上減少“有害”能量吸入的方式．路基寬度對凍土能量平衡特征的影響主要體現在路基加寬后，瀝青路面吸熱面增大，通過路基基底進入地基的“有害”能量增大，路基中心區域的聚熱效應加劇，基底能量分布不均勻，造成凍土地基形成融化盤等不均勻退化現象．圖8所示下部凍土吸熱量隨填土路基寬度的變化曲線說明，路基寬度對凍土吸熱量的影響小于路基高度的影響．基于這一規律，對于工程應用中的寬幅路基，可以將全幅修建轉化為分幅修建方式．在多年凍土區分幅建設高速公路現已應用于共和至玉樹高等級公路，見圖9，相對于全幅修建形式，分幅修建形式的本質是減小了路基寬度，削弱了路基中心區域的聚熱效應，不僅減小了“有害”能量總量，而且減小了融化盤的深度．數值模擬結果發現，將23m寬的全幅路基改為間距為2m，幅寬均為10m的分幅路基形式后，下部凍土吸熱量減少了15．8%．在極不穩定的高溫高含冰量凍土地區，凍土地基對吸熱量極為敏感，工程活動極易破壞凍土地基的能量平衡狀態，而增高路基、減小幅寬和特殊處置措施等路基措施難以維持凍土地基的穩定性．在這種情況下可以考慮“以橋代路”的旱橋方案，圖10為青藏鐵路通過高溫多年凍土區的旱橋．以橋梁工程通過多年凍土區，樁基對凍土地基的擾動明顯減小，且無黑色路面的吸熱作用，凍土地基回凍過程明顯縮短，這也是典型的在空間維度上實現凍土地基的能量平衡過程［25－27］．

3時間維度能量平衡過程

在時間維度上，依據工程建設的需求目標，主要有短期目標、中期目標和長期目標．時間維度的不同，對穩定性的要求也有所差異．短期內的外界熱量來源主要是施工擾動，能量平衡目標主要為確保施工期的穩定性，只要確保施工期內公路工程建設順利完成即可，對凍土地基能量的平衡狀態要求相對較小．因此，對該階段消除“有害”能量的特殊處置措施的要求是適應性強、降溫迅速，能夠在較短的凍融循環周期內有效平衡“有害”能量．例如，在隧道施工中，洞口開挖后，凍土直接暴露于空氣中，極易受熱融化而造成邊坡熱融滑塌，為了維持短期的施工安全、穩定性，就需要利用熱棒的快速制冷作用在短期內解決能量平衡問題［16，22－23，28］．中期的吸熱來源為工程構筑物上邊界的吸熱以及氣候變暖的影響，能量平衡目標為確保公路運營期內的穩定性，保證在公路運營期內，日常維護即可滿足使用要求，對于凍土地基能量的平衡也以此確定．該階段吸熱過程一般較為緩慢和穩定，且對凍土環境、水文環境和地質環境等依賴性較強．因此，該階段的能量平衡目標是盡量減少“有害”能量的進入．該階段的特殊處置措施應該易于養護、具有較好的長效降溫能力、適應性強、能夠一定程度適應氣候變暖和可靠性高等特點．工程中常用到的通風管、塊石層等路基形式由于其結構簡單、對氣溫條件的適應性強、長期降溫效能良好等特點，適用于中期階段的能量平衡［29－32］．對于塊碎石層路基，基于實測數據的推算表明，高度為3m，寬度為10m的路基在采用厚度為1．5m的塊碎石層后，考慮外界氣溫升高的影響，其結構損壞程度低，降溫效能較為穩定，每年消除路基吸入的“有害”能量約為200MJ，運營20a后的片塊石路基下凍土上限基本維持在天然上限附近，中長期降溫效果明顯，塊石層路基以其在氣溫升高的條件仍能有效消除“有害”能量而適用于中期階段．長期的吸熱來源則主要考慮氣候變暖的影響，能量平衡目標為保證在公路遠景設計年限外，通過正常的升級改造，就可以滿足新的運營要求，凍土地基的能量狀態調整也以遠景升級改造需求確定．對該階段平衡能量的特殊處置措施的要求是可靠性高、易于維修和升級改造、能夠抵抗氣候變暖．

篇（5）

2.通用設計的基本原則原則一：公平地使用。原則二：可以靈活地使用。原則三：簡單而直觀。原則四：能感覺到的信息。原則五：容錯能力。原則六：盡可能的減少體力上的付出。原則七：提供足夠的空間和尺寸。通用設計的理念并不等同于無障礙設計。無障礙設計是專為身障者考量的設計，而通用設計所考量的對象不僅僅是身障者，而是更廣闊的使用族群，并且關注使用時的心理訴求。

3.非物質化社會的需要美國市場營銷專家菲利普•科特勒認為人們的消費行為變化可分為三個階段：一是量的消費階段，二是質的消費階段，三是情感消費階段。而非物質化社會對自我實現需求更為強烈。在馬斯洛需求層次論中，人類的需求層次從生理需求、到安全需要、到歸屬與愛的需要、尊重需要、自我實現的需要，這幾種需要總是相互連結相互影響。而我們所處于的非物質化社會中，消費者尤其對情感層次的消費需求更為強烈。人們在選擇商品時，產品的功能已經日趨飽和，所以商品的造型、包裝、色彩、附加功能、所包含品牌精神價值，就成為了消費者們選擇產品的依據。通用設計的理念可以更好的滿足這些需求。

二、通用設計理論下的視覺傳達設計

1.視覺傳達設計通用化需求在信息傳播方式渠道多樣化，信息內容互聯爆炸式傳播的時代，視覺傳達設計的通用化需求是適應時代的必須。以傳統的印刷品為例，用通用設計的理論考量的話，絕不僅僅是調整字符的尺寸，使之可以更清晰的閱讀就可以的。在面臨多文化背景的閱讀者時，怎樣的版式、色彩、符號的使用，可以盡量小的避免歧義的產生。特別是隨著國際溝通交流的日益緊密，怎樣進行內涵豐富、信息傳達準確，并且可以得到更多人喜愛的視覺傳達設計，才是視覺傳達設計通用化的需求。在傳播方式上，也需要在通用設計的理念下進行更有效的傳播。如怎樣既能有效生動的傳達企業的訊息，引發興趣，又不會使受眾在接受信息時產生厭煩、緊張、恐懼等負面情緒。廣告文案的用詞也應多注意對老年人、弱勢或特殊群體的尊重。在進行視覺傳達設計時，要將所傳遞的內容進行歸納梳理，采用更豐富鮮明的視覺語言，易懂易用的圖形符號設計。要基于受眾的文化背景，思維方式，視覺邏輯習慣進行設計，才能便于信息傳達與識別。并非越簡單概括就越易認知。這一設計的過程，需要洗練生動的反應客體的基本特征以及符號含義，才能做到視覺信息有效的傳播。

2.多感官通道的傳播方式視覺傳達設計有時也被稱作溝通設計，正是設計師需要使相對復雜的信息變得更易被受眾理解。視覺符號的傳播不僅僅是單方向的，更是互動的，多方位的。基于通用設計理論下的視覺傳達設計，不僅是從視覺上傳遞信息，更是從視、聽、觸、味、嗅多感官渠道進行信息的通感傳遞。多通道的媒介傳播，可以讓大腦捕獲等多維度的信息，讓信息接受者對事物獲得更多方位的認知，使信息更有效的傳播。

3.適應各類使用者的視覺傳達設計對于視障弱勢等在視覺識別上有一定障礙或缺少視覺傳達接受渠道的人群，在進行視覺傳達設計時，可以進行多維度的刺激，輔助更多的傳播方式。如為避免視障人群的誤食，通過突起的盲文，可以使視障人群感知飲料或食物中可能會導致過敏的成分。進行公共導視系統的設計，如救災、避難的導視設計時，通用設計就尤為重要了。這類視覺設計可以通過立體的視覺符號、鮮明的顏色、夜光材料、聲音的配合使用去適應各種突發狀況。隨著老齡化社會的趨勢，如老年人使用的手機、閱讀的報紙、電子界面等等，都是視覺傳達設計通用化的方向。在進行地鐵導視系統設計時，設計師在選擇色彩時主要是選擇對比強烈，鮮艷舒適的色彩進行線路的區分。有一類特殊人群——色盲患者卻被忽略。色盲患者眼中，色彩的區分度很低，盡管選擇色相區分度高的色彩，但色彩的明度區域一致，這就造成了讀圖的障礙。設計師在進行視覺設計時，選擇的顏色在色相及明度上都有所區分，就可以適應更多的人群，從而達成視覺通用設計的目標。

篇（6）

在建筑設計中，要求設計者將自然環境因素充分考慮到其中。只有人和自然能夠和諧相處，人類社會才能在和諧中發展。隨著自然環境的不斷惡化，可持續發展戰略收到了人們的普遍重視。任何一項工作都要考慮到自然環境的重要性，要尊重自然，善待自然。生態建筑設計需要遵守的基本原則就是要和自然和諧相處，作為大自然的朋友，建筑工程不能對自然產生破壞。

2、充分利用自然資源，實現自然同建筑的完美結合

設計師在進行建筑設計的過程中，要對有限的自然資源進行充分的利用。這種充分的利用并不是說去對自然資源進行一味的索取。指的是在具體的建筑工程的設計中，要對建筑場地內的空間資源等因素進行有效利用，可以將其作為建筑的一個部分。在建筑工程施工之前，要進行一定的規劃和設計，在此過程中就要對地上資源和地下資源都有所考慮，將自然合理地融入到建筑設計中。同時設計師要對建筑的節能減排功能做到一定的認識，以便在施工中有所注意，這樣才能有效地做到建筑和自然地完美結合。

3、認真考慮相應生態環境地域特點

建筑工程必將對一定的土地資源進行一定的利用，同時也要充分考慮到施工現場以及周圍的自然景觀和人為景觀。要對當地的氣候條件和資源等因素進行有效的掌握，對其能源分布和文化特點進行調查。在具體的工程施工的過程中，不能對這些因素產生破壞，才能在總體上實現建筑和環境的完美統一。

二、生態建筑設計理論應用于建筑設計

1、通過科技手段解決生態問題

在建筑的施工過程中要通過一定的手段，找出影響生態平衡發展的主要因素，并且采取一定的措施加以解決。在通常情況下，一些先進的技術會被廣泛的應用。一般來說，對于建筑材料技術和物理技術方面來說，可以將自然界的風能和太陽能等無污染的能源資源進行有效地轉化，成為人們常用的資源。同時還要將新能源和施工技術和施工手段等方面進行有機的結合。這樣才能有效地提高資源的利用率，達到生態建筑理論的要求目標。

2、進行因地制宜的建筑設計

篇（7）

一．信息經濟學的基本要點

1.信息與激勵。信息經濟學是近年來最重要和充滿活力的經濟研究領域,它研究決策者擁有不同信息的狀況。信息的非對稱性在很多領域存在,所謂非對稱信息是指某些參與人擁有而另一些參與人不擁有的信息。例如:銀行不可能了解借貸者未來收入的全部信息,拍賣人并不知道潛在客戶所愿支付的全部信息,政府在不太了解個人和企業納稅能力時必須制定稅收政策等,這類現象稱為外生信息不對稱。公司的所有者并不全部了解經營者資產營運信息,行政管理者也不了解下屬是否在認真扎實地履行職責等,這類現象稱為內生信息不對稱。不完全、非對稱分布的信息會帶來很嚴重的后果,尤其當信息優勢經常被有策略的利用起來,因此,信息經濟學研究集中在如何才能制定出能處理非對稱信息下不同激勵和控制問題的契約和制度。在外生信息不對稱的情況下,決策者通過設計一個激勵合同或契約,以獲得真實、有用的信息,誘導他人“講真話”;在內生信息不對稱的情況下,決策者通過設計一個激勵機制,以誘使另一方當事人采取正確的行為,形成“不偷懶”。這使我們能更好的理解保險市場、信用市場、拍賣、公司內部組織、工資結構、稅收系統、社會保障、競爭條件、政治制度等等問題。信息經濟學研究信息與激勵的一個基本結論是,任何一種制度安排或政策,只有滿足個人的“激勵相容約束”才是可行的。威廉·維克里(WillianVickrey)的研究關注不同類型的拍賣者的特性以及他們如何被最優設計以創造經濟效率。他的努力為一個充滿活力的研究領域奠定了基礎,并且這一領域已經擴展到實用范疇,如:財政部發售公債等。20世紀40年代后期,維克里設計了一個模型表明能通過設計所得稅獲取效率與公平的平衡。25年后,詹姆斯·米爾利斯(JamesMirrlees)找到了能更徹底地解決最優所得稅問題的辦法。米爾利斯很快認識到他的方法能被應用到很多其它的類似問題。這已經成為現代關于復雜信息和激勵問題分析的一個重要組成部分。米爾利斯的方法在不能觀測到其他人行為的情況下尤為有價值,即所謂的道德風險。要回避由于非對稱信息所產生的道德風險,關鍵是要設計一些最優的契約或機制。

2.所得稅。很久以來,哲學家、經濟學家和政治學家一直在研究所得稅原理,不同的公平原理決定了稅收結構。在20世紀40年代中期,維克里分析中強調累進稅率安排將會影響個人努力工作的積極性,因此他重新定義這個問題時注意到了以下兩個方面:激勵問題——每個個人在選擇工作努力程度時會考慮稅收安排,非對稱信息——實際上個人的生產力對政府來說是未知的,他定義了解決的總原則,但并未成功地掌握其精確因素。直到25年后,這個問題才被米爾利斯重新考慮,他通過建立一個范例(樣本),來分析具有廣效性的以非對稱信息為主要組成部分的經濟糾紛,解決了這一問題。米爾利斯定義了一個嚴格的條件(單一交叉點),大大簡化了問題,使問題有可能解決。他的分析中含有揭示原則——一個普遍原則的萌芽思想。根據這一原理,在非對稱信息條件下的激勵問題能從相對有限的分配機制集合中找到解決方法,這種分配機制能導致個人在不與自身利益沖突的情況下暴露出真實的私人信息。通過這一機制,制定最佳條約以及對激勵問題的其它解決辦法變得容易多了。

3.道德風險。在經濟活動中,往往存在著這樣的現象,即某些人在最大限度地增進自身利益時,往往作出不利于他人的行動。這就是所謂的道德風險。如保險業存在顯著的問題是被保物品的損壞不僅僅依賴于天氣、偷盜這些外部因素,而且依賴于投保人對被保物品的管理,這一點使保險公司付出了昂貴代價。健康和殘疾保險等社會保障體系中也出現類似問題。保險項目會加大風險承擔并影響到個人管理被保物品的辦法。在分析這些所謂的道德風險問題時面臨的主要困難與維克里強調,米爾利斯解決的所得稅問題很類似。20世紀70年代中期,通過簡化問題定義,米爾利斯為日益有力的分析鋪平了道路。他注意到人的行為間接暗示了對可能發生的各種結果可能性的選擇。因此,最佳補償協議的條件提供了人選擇可能性信息及保險保護必須被限制在一定范圍以提供商合適的激勵因素。在設計激勵方案時,委托人必須考慮激勵人的成本與委托人利益的一致性。人對處罰的敏感度越高,人對結果選擇的信息量越大,成本越低。合約中規定,人承擔不受歡迎結果的部分成本或者獲取令人滿意結果中的部分利潤。投保人像保管未保險物品一樣保管被保險物品,執行者像管理自己的公司一樣管理公司。

4.拍賣。拍賣的基本功能有兩個:一是提示信息,一是減少成本。非對稱性也是拍賣的一個重要組成部分。拍賣時,潛在的購買者對出售的財產或權力了解不多。1961年、1962年維克里在兩篇論文中分析了不同類型拍賣的特點。維克里根據治理交易的制度規則,把拍賣分成四種類型:英式拍賣、荷蘭式拍賣、第一價格拍賣和第二價格拍賣(即次高價拍賣)。他著重研究了現在被稱為維克里拍賣的次高價拍賣。在這種拍賣中,物品根據封閉價被拍賣。出價最高者以次高價購買拍賣品。這是一種能引出個人真實意愿的機制實例。如果出價比自己所愿支付的更高價格,一個人需冒其他人也同樣行為的風險,則不得不虧本購買拍賣品。相反,如果一個人出比自己愿意支付的低的價格,他冒著也許其他人能比他自己所愿意支付的更低價格購得拍賣品。因此,在此類型拍賣中,真實報價對個人最為有利。這種拍賣具有更高的社會效率。維克里的分析不僅僅對拍賣理論有著重要意義,并且為設計能提供社會激勵的資源分配機制帶來了深入的洞察力。詹姆斯·米爾利斯和威廉·維克里共同榮獲了1996年諾貝爾經濟學獎,獎勵他們在非對稱信息條件下的激勵理論領域作出的重要貢獻。下面分別介紹他們的主要理論貢獻。二．經濟中的非對稱信息以及相關問題

在勞動力市場中,雇主和雇員的信息是非對稱的。雇主無法了解雇員能力的信息,只能根據雇員的社會平均能力制訂工資標準,導致雇員的“逆向選擇”,直接造成高能力的雇員離職,公司多為低素質雇員,給公司造成一定損失,不能實現資源配置的帕累托效率,甚至會造成“低素質員工驅逐高素質員工”的現象。為了改變這種狀況,公司必須選擇某些易于辨別的信息。目前,教育水平作為顯示能力的主要信息之一,即不同能力的個人接受教育的成本不同,高素質人才通過選擇接受教育把自己與低素質人才區分開,但教育成本與能力具有非相關性,低素質的人才可以模仿高素質人才選擇相同的教育水平,從而使教育水平信息失真,導致“逆向選擇”。信息甄別成為解決“逆向選擇”的關鍵。這方面的研究和理論在模型上雖有重大進展,但它的實證性有待繼續測定。非對稱信息在產品市場中的表現與勞動力市場有相似之處,只不過是賣方更清楚成本、質量、價格等內在屬性,但不清楚買方愿意支付的價格、需求、市場的定位等;而買主正好與之相反。存在的隱患也主要是“逆向選擇”,問題的關鍵是信息傳遞。改善這種狀況的途徑,彭斯認為,如果較高質量的賣主能夠尋找到某種途徑向買主傳遞自身產品質量的信息,而為此付出的成本要比低質量產品的賣主低,使劣質產品賣主的模仿成本太大而不具有模仿的動機。總之,無論信息質量的優劣,只要高質量產品賣主的信息邊際成本小于低質量產品賣主的信息邊際成本,就可實現資源配置的帕累托改進。目前產品的廣告宣傳、商品的退賠、維修等保證,都是信息傳遞的簡單運用。

80年代西方學者把信息非對稱理論運用到金融市場,極大地豐富了金融中介理論和貨幣政策的傳遞機制,但同時也帶來了嚴重的“逆向選擇”和“道德風險”。由于信息的非對稱狀態,就鼓勵了信貸資金向低信用企業流動,抑制信貸資金向高信用企業的流動,即信用質量越差的企業,越可能取得信貸資金。這種不合理的資金分配機制對金融市場的資源配置效率具有極不利的影響。在完成交易之后,又引來了嚴重的“道德風險”,即放款人的利益受到侵害或損失,具體表現形式為:違背借款協議,改變資金用途,私自用于投機易或高風險項目;隱瞞投資收益,逃避償付義務;對資金的使用效益漠不關心,不負責任,致使借入資金發生損失。為什么金融市場中信息非對稱的表現與普通商品、勞動力市場有重大差別呢?因為金融市場具有不同于其他市場的重要特征。一般市場的交易是錢物交易,錢物兩清后,交易雙方基本上沒有后續權利和義務;而金融市場的交易大都是放款人放出資金后并不能馬上從借款人手中得到任何等價物質,他所得到的只是在未來某個日期償還本息的承諾。由于信息的非對稱,不同的借款人,甚至同一借款人在不同條件下作出承諾的可靠性,都不可能一樣,致使出現了嚴重的“道德風險”。如何解決這個問題,西方著名學者羅斯進行了大量開創性研究,他直切問題的核心,即企業的金融結構與市場價值的關系,這就是響譽世界的MM定理。他主張只根據企業負債比來測定企業的市場價值,他的分析方法雖沒有全新的結論,但他的方法是嶄新的,給人一種全新的境界。為了進一步規范金融市場,筆者主張在羅斯分析的基礎上,應完善以下機制:加強對證券持有人的約束;健全防止管理人員向外輸出錯誤信息的內在機制;嚴懲證券持有人賄賂管理人員,輸出錯誤信息,使自己謀利的非法行為;加快防止故意制造“道德風險”的立法工作。上述機制的完善和規范,都需要不斷地探索和實踐。

信息非對稱理論在證券市場運用中所引發的“逆向選擇”和“道德風險”的表現則更為嚴重。從某種意義上講,在證券市場上沒有辦法解決“逆向選擇”和“道德風險”。因為要減少“逆向選擇”和“道德風險”,基本條件是改善信息的非對稱狀態,要改善信息的非對稱狀態,必須花費一定的信息成本進行調查、分析和監督,然而證券市場的高度分散性,“搭便車”行為普遍存在,抑制了信息投資。目前,我國證券市場機構大戶操縱市場,銀行違規資金入市,證券機構違規透支,新聞媒介推波助瀾,誤導誤信股民跟風等,都是信息傳遞機制不暢,功能存在障礙的具體表現。西方學者普遍認為,在證券市場的信息傳遞模型中,除非有嚴格的約束條件,否則不存在唯一均衡。只有提高企業自己的信息成本,才能實現有效的分離均衡,才能使信用差的企業放棄模仿信譽好的企業的動機,但均衡的唯一性仍是一個有待繼續解決的問題。結合我國的證券市場,其核心是保證信息傳遞暢通、充分、準確,從而逐步趨于完全對稱。具體措施是:實現國有股和法人股的上市流通,以利健全信息傳遞機制,改善市場結構,減少信息扭曲,提高信息質量,發揮信息顯示器的正常功能。信息是一種特殊的商品,需求者實際上無權選擇,一旦信息質量存在問題,信息使用者的利益將無法挽回。因此規范和完善上市公司信息傳遞機制,降低信息成本,規范會計職業是十分必要的。一方面要加強對注冊會計師的管理,提高其風險度;另一方面加強行業自律,提高其約束自己的行為的能力。信息成本的存在使非對稱信息的產生成溪必然。

另外一個熱點問題是：中國國有企業由于經營不善,面臨倒閉,在新的政策下,國企拍賣成為社會關注的焦點,如何使國有企業的拍賣更為有效是一個很值得研究的問題。拍賣前必須先清楚兩點:一是被拍賣企業的經營現狀;二是評估該企業的資產。拍賣理論的核心內容是弄清投標者對被拍賣企業的真實評價。這就需要投標者花一定的時間與精力去調查該企業的資產狀況,同時,拍賣者也要盡力弄清投標者對企業的真實評價。在歐洲,許多拍賣者得到的價格都低于投標者對企業的真實評價,因為,常常有這樣的集團,由于他們比別人更了解該企業,掌握了有關該企業的更充分的信息,從而壓低了該企業的價格。為了解決這一問題,可以進行二級密封價格拍賣法,即通過投標者之間的競爭,由出價最高者以次高價格購買,從而激勵投標者說真話。不過,拍賣者有時也會與投標者合謀,從而使拍賣失效,尤其是在拍賣公益企業時。故而,應采取一種更為公開的拍賣方式,讓更多的投標者競爭。比如,英國就把一些公共事業企業賣給法國(如水利系統)和美國(如電信系統)。中國不一定要采取這樣的方式,但一定要使信息更為公開,拍賣更為公正,這樣,才能使拍賣成功。在經濟轉軌時期,國有企業的所有者是由政府代表的全體人民,但在實際操作中,不同的企業隸屬于不同的政府部門。因此在企業兼并時會常伴隨有“一定的道德風險”問題。這一問題很有意義，其核心是產權問題。兩個歸屬不同政府部門的企業兼并時,兼并合同會偏向哪一方或保持中立是很難給出清楚明確的解釋的,因為兩個政府部門有不同的利益目標。這與委托—理論略不同。委托—理論告訴我們,對于一個委托人、一個人的情形,委托人應該為人設計一種有效的激勵機制,比如高工資,與工作績效掛鉤的獎金等使人更有效地工作。一般來說,為了控制風險,一個人不允許同時有兩個委托人。在這種情況下,“兼并”是一種有效的激勵機制。由于受到“兼并”的威脅,人即經理會更努力地經營企業,使企業的資產不斷增殖。通常情況下,經理并不希望“兼并”發生,除非其經營狀況相當糟。事實上,通過對兼并制度的分析及對兼并實例的考察,我們認為,“兼并”的作用與效果并不像我們想象的那么好。如前所言,分屬兩個政府部門的企業之間的“兼并”則有所不同。在這種情況下,至少存在兩個委托人,其中一個委托人會控制兼并合同的簽訂,從而弱化另一個委托人的權力。三．國有企業的激勵問題分析

國有資產是通過層層的關系才到達企業的,而中國國企的委托關系具有無限循環的特性。在委托—鏈條上的當事人既是委托人又是人。從理論上講,國有資產屬于全民,工人階級是全民的優秀代表,是初始委托人,委托政府作為國有資產的人,而政府又作為委托人委托經理來管理國有企業;經理是國企的人同時他又作為委托人,委托車間主任管理生產經營;車間主任是人同時又是委托人,委托工人進行生產。工人這時成為最低層次的人與最高層次委托人扣成一個環。因此,解決這種委托問題的關鍵就在于規避道德風險與逆向選擇,即使委托人和人的利益趨于一致。也就是委托人要在全社會設計一套對人的激勵相容約束機制的方案,使人在追求自身利益最大化的過程中必須維護委托人的長遠利益。變“損人利己”為“雙贏”是這套機制的核心所在。當對人付出的努力不能進行完全的檢驗,從而人有可能試圖只付出少于他能夠付出的努力時;當一個只根據行動而不兼顧結果支付報償的契約建立時,潛在的道德風險立即產生。對委托人來說,人行動是不可預測的,委托人的問題是如何根據可觀測到的信息(資產增值率、利潤率、市場占有率、同行業企業家正常利潤等)來獎懲人,以激勵其選擇對委托人最有利的行動。我們用A表示人所有可能選擇的行動的集合,a∈A表示人的一個行動,可以是任何維度的決策變量如a=(a1、a2……),a1、a2表示人在數量和質量上的工作時間或代表固定資產投資和開發研究等。θ是外生變量稱“自然狀態”,a、θ決定一個可觀測的結果π(a、θ),如產出。委托人的問題是設計一個激勵合同S(π),根據觀測的產出π對人進行獎懲。設人努力的負效用為C(a),委托人的期望效用函數為V=π(aθ)-S(π),人的期望效用函數為U=S(π)-C(a)。前面已經提到委托人和人的利益是沖突的,因此除非委托人能對人提供足夠的激勵,否則,人不會如委托人希望的那樣努力工作。委托人的問題就是選擇a和S(π)最大化,即上述自己期望效用函數。但這樣做的時候面臨著來自人的兩個約束。第一個約束是參與約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(由其他市場機會決定),可以表示為S(π)-C(a)≥U。第二個約束是激勵相容約束,在任何激勵合同S(π)下,人總是選擇使自己期望效用最大化的a,因此任何委托人期望的a都只能通過人的效用最大化行為實現。如果a是委托人希望的行動,a′∈A是人可以選擇的任何行動,那么只有當人從選擇a中得到的期望效用大于從選擇a′中得到的期望效用,人才會選擇a,激勵相容約束的數學表述如下:s〔π(aθ)-C(a)〕≥S〔π(a′θ)-C(a′)〕a′∈A,這就是解決道德風險的基本簡化模型。當然要得出最優解需經過一系列的數學變換,還要考慮a、θ的分布密度,這里從略。

下面討論逆向選擇模型。根據顯示原理,我們只需要考慮能使人出于自身利益真實顯示他所屬類型的契約,并根據聲稱自己具有的屬性來決定按契約支付報償。a為人的內在屬性(不是道德風險模型中委托人希望選擇的行動),a′是人聲稱的屬性,W為委托人為人設計的契約,U為人的效用,則防范逆向選擇的模型為:U〔W(a),a〕≥〔W(a′)a〕aa′∈A上述激勵相容約束機制模型從表面看,在企業利潤的蛋糕上政府似乎分得了較少的份額,其實在這種機制的運作下的委托關系會創造循環的創新支力,會使企業利潤的蛋糕越做越大,國家、政府會得到長期的不斷增長的利潤“蛋糕”。在以上的模型下需要對企業的分配制度進行改革。人的收入一定與企業的業績掛鉤與職工分配基金脫鉤,體現出按勞分配與按要素分配的結合。尤其是智力要素價值要得到實現,得到蛋糕的份額與其努力程度成正比。同時,企業的激勵相容約束機制也需要一個規范化的市場環境。環境對人的約束是剛性的、使他別無選擇。市場的評價約束著人,公司的經營狀況基本取決于經理的能力,公司一旦破產,經理的人力資本價值在市場上就一貶到零,甚至可能從此斷送經理生涯。這種來自人力資本市場的約束是最硬的行為約束。而資本市場對人的約束是來自股東(委托人)的間接控制,使人不得不考慮委托人的利益和要求。企業激勵相容約束機制的運作需要法律的保障,企業經理的任用要通過法律程序,另外上級主管部門對企業的督查要法制化。還要建立企業內部職工舉報獎勵制度,這樣才能使國企委托——關系處于良性的循環之中,使這個環緊緊地圍住國有資產,使國有資產保值增值。

四．結語

客觀上講,非對稱信息的研究目的在于如何設計一種有效的經濟機制,選擇滿足委托人、人參與約束和激勵相容的約束激勵合同以期最大化自己的期望效用函數,促使資源的帕累托最優。這方面研究理論和現實還有差距,但就約束、激勵的某一方面研究和實踐都取得了重大突破,可二者的相容僅表現為模型。特別是在我國改革開放以來,激勵理論和實踐呈現出日新月異,而約束的理論和實踐則相對滯后,使激勵機制發生扭曲,甚至有人認為監控就是懲罰。必須改變這種傳統的思維定式,實現激勵約束相容,二者不可偏頗。這方面我們有豐富的經驗,又有深刻的教訓。今天,我們正在構筑社會主義市場經濟體制的框架,許多問題有待信息經濟學去參與研究,如保險業、拍賣業、舊貨市場、棘輪效應、國企改革、稅收、財政、制度變遷以至產權等等。信息經濟學是一門新型的經濟學科,它適應信息社會的需要,體現知識經濟的發展,最能實現帕累托最優。參考文獻:

1、烏家培.信息經濟學.經濟學動態,1997(8)

2、張維迎.博奕論與信息經濟學.上海人民出版社,上海三聯書店,1996.1.

篇（8）

行人二次過街設計理論與方法

二次過街設置的條件盡管采取行人二次過街方式能夠使得行人更方便的穿越道路，但并不是所有的道路都適合設置行人二次過街設施。二次過街方式適合于有較寬中央分隔帶的新建城市道路及在有較寬兩側輔道的高架橋下設置，具體的設置條件如下：（1）空間條件：設置行人二次過街的路段路面要足夠寬敞，機動車道寬度大于25m，無條件修建行人天橋或地道，且有足夠設置安全島的空間，中央駐足區的大小應該滿足行人等待較好服務水平的所需空間。（2）信號配時條件：設置行人二次過街后必須滿足某段人行橫道允許行人通行的連續相位時間總和不小于行人通過該段橫道的最短時間。（3）行人條件：在平面交叉口處，當一個進口道橫過馬路的人流量超過5000P/h，且同時在交叉口上雙向當量小汽車交通量超過1200pcu/h，應考慮設置天橋或地道設施[10]。反之，設置行人二次過街。基于安全和效率的行人二次過街設計理論與方法平面交叉口的交通沖突類型按使用者劃分，可分為機動車與機動車沖突、機動車與非機動車沖突、機動車與行人沖突三大類。由于三種沖突形式行駛方向各不相同，交叉口處存在著大量干擾和沖突。在沒有非機動車和行人的情況下，僅機動車在無信號交叉口沖突數：交叉點為16個，合流點和分流點均為8個。若計入行人、非機動車，則沖突點總數目要提高幾倍，本節重點無信號燈控制交叉口沖突數、傳統兩相位信號配時交叉口沖突數和結合行人二次過街配時交叉口沖突數，結合行人二次過街配時方案與無信號燈控制交叉口和原來二相位配時方案交叉口沖突數比較，沖突數明顯減少，使交叉口的交通運行更加安全。基于相位嵌套的行人二次過街設計理論與方法行人二次過街設計理念是通過充分利用信號相位資源，合理劃分機動車與行人的使用空間和時間，提高行人過街的安全性、便利性和通過能力。僅僅設置行人二次過街設施并不能很好的解決行人過街問題，在大型信號控制交叉口應結合優化信號相位使得交叉口發揮最大的交通效率。本節提出基于相位嵌套的行人二次過街設計方法，將行人二次過街鑲嵌在機動車相位中。基于相位嵌套的行人二次過街信號配時實現方法表述如下：在一個信號周期內，第一相位為南北方向機動車左轉和右轉，同時將非機動車和行人相位嵌套在該相位中，基于安全，使行人流在安全島上駐足等待；第二相位為南北方向機動車直行和右轉，同時將非機動車和行人相位嵌套在該相位中，基于效率，行人流在此相位中可以安全到達對面，完成二次過街；第三相位和第四相位為南北方向，同第一相位和第二相位的設計。根據我國學者[6-7]對行人過街速度的研究，適合大多數普通人的過街速度為1.19m/s，適合大多數老人過街的速度為1.07m/s。由此則可以根據路口寬度和信號相位各個方向的綠燈時間，考慮行人是否可以在一個綠燈相位內通過人行道，確定是否需要二次過街安全島，并設置相應的專用信號燈。行人二次過街信號相位的設置與各個方向的車流密切相關，主要涉及道路情況、左轉車流量的大小和該相位綠燈時間的長度。基于相位嵌套的二次過街配時方案將行人二次過街相位嵌套在機動車相位中，總的周期時長不改變的條件下，基于嵌套在機動車相位的信號配時方案優于單獨給行人專用相位的信號配時方案，行人過街更加安全，總延誤減少。

實例驗證

篇（9）

深基坑工程是隨著城市建設事業的發展而出現的一種較類型的巖土工程，基坑支護設計是一個綜合性的巖土工程問題既涉及土力學中典型強度與穩定問題，又包含了變形問題，同時還涉及到土與支護結構的共同作用以及結構力學等問題。隨著對這些問題的認識及其對策研究的深入，越來越多的新技術在深基坑工程中也得到應用。

1深基坑支護類型

1)土釘墻支護。2)攪拌樁支護。3)柱列式灌注樁、排樁支護。4)內支撐和錨桿支護。5)鋼板樁支護。6)地下連續墻。

2深基坑支護的土壓力

2．1土強度指標的選擇

土的抗剪強度指標C，與土的固結度有密切的關系，土的固結過程就是土中孔隙水壓力的消散過程，對于同一種土，在不同排水條件下進行試驗，可以得出不同的抗剪指標C和，故試驗條件的選取應盡可能反映地基土的實際工作狀態。在基坑支護設計中應采用三軸試驗的指標，才能保證選取參數值的客觀性和準確性。對于黏性土，計算圍護結構背后由自重應力而產生的主動土壓力采用三軸試驗的固結不排水剪的指標與實際工作狀態較致，但由地面臨時荷載而產生的土壓力，通常采用三軸不排水剪指標較合理。特別對于軟黏性土，最好采用現場十字板的原位測試方法確定c和妒，因為室內試驗的擾動影響太明顯，強度指標偏低，使設計過于保守。計算基坑內被動土壓力時，一般宜采用三軸固結不排水剪。對于砂土，由于排水固結迅速，對于任何情況，均可采用排水剪指標，或采用固結不排水剪經孔隙水壓力修正后的c，值來計算土壓力。

2．2土壓力計算理論及方法

1)試驗結果證實了太沙基理論的定性結論，土壓力大小取決于位移的大小和位移方向；2)實測結果表明，當變形小于5％H(H為開挖深度)時，被動土壓力仍然能得到充分發揮，所以說，對于深基坑工程的實際變形情況而言，套用一些經驗的位移指標來判斷墻前土體是否達到被動極限狀態，是有局限性的；3)在黏性土上的許多基坑支護工程，護坡樁鋼筋強度未完全發揮，實際鋼筋應力還低于鋼筋的設計強度，造成很大浪費，而造成鋼筋應力低的原因主要是計算土壓力大于實際土壓力。實驗還表明，把基坑支護結構視為平面不合理，因為基坑工程的“角效應”即土壓力的空間效應，對墻移有明顯的抑制作用。利用這種空間效應可以在兩邊折減樁數或減少配筋量。

2．3水土壓力的合算與分算

按照有效應力原理，可知“土、水壓力分算”比“土、水壓力合算”概念要清楚。但由于要測得有效應力強度指標，一般試驗難以做好，而且水、土壓力合算法在一些軟黏土地區的臨時性開挖工程中土壓力計算值與實測值較為符合。

土在有水作用時，墻后土壓力主要是水、土壓力共同作用的結果，在未搞清水、土耦合效應的前提下，水、土壓力合算是一個包含一定的實踐經驗的綜合方法，對工程實踐來說是有利的。

為搞清墻后土體在水、同作用下的破壞機理，進行水、土壓力分算，是符合系統科學原理的方法。

3支護結構計算方法

3．1靜力平衡法

靜力平衡法亦稱自由端支承法，該法假定圍護結構是剛性的，并可繞支撐點轉動。圍護結構的前側產生被動土壓力，后側產生主動土壓力。靜力平衡法適用于圍護結構的入土深度不太深即底端非嵌固的情況，此時圍護結構由于土壓力的作用而達到極限平衡狀態。利用墻前后土壓力的極限平衡條件來求插入深度、結構內力等。

3．2等值梁法

單支撐(錨拉)埋深板樁計算，將其視為上端簡支、下端固定支承，變形曲線有一反彎點，一般認為該點彎矩值為零，于是可把擋土結構劃分為兩段假想梁，上部為簡支，下部為一次超靜定結構，其彎矩圖不變，該法稱為等值梁法。實踐表明，等值梁法計算板樁是偏于安全的，實際設計計算常將最大彎矩予以折減，折減經驗系數為0．6～0．8，一般取0．74。等值梁法基于極限平衡狀態理論，假定支擋結構前后受極限狀態的主被動土壓力作用，不能反映支擋結構的變形情況，亦即無法預先估計開挖對周圍建筑物的影響，故一般僅作支護體系內力計算的校核方法之一。

3．3彈性地基梁的m法

基坑工程彈性地基梁法取單位寬度的擋墻作為豎直放置的彈性地基梁，支撐簡化為與截面面積、彈性模量和計算長度等有關的二力桿彈簧。彈性地基梁法中土對支擋結構的抗力(地基反力)用土彈簧模擬，地基反力的大小與擋墻的變形有關，即地基反力由水平地基反力系數同該深度擋墻變形的乘積確定。即f=mzy，其中，．f為土對支擋結構的水平地基反力，kN／m2；為比例系數，kN／m4；為計算深度，m；為計算點處擋墻的水平位移m。彈性地基梁的m法優點是考慮了支護結構與土體的變形協調。工程實踐表明，在軟土中的懸臂樁支護計算采用m法，計算位移與實測位移有很大差異，實測位移是計算值的好幾倍。這說明樁后土體變形已不再屬于彈性范圍。另外，m法無法直接確定支護結構的插入深度，通常假定試算有很大的隨意性，有時樁底落在軟弱土層中，還需經驗來修正。

3．4彈塑有限元法

有限單元法作為今后基坑支護設計計算的發展方向，它的優點是考慮了土體與結構的變形協調，而且可以得出塑性區的分布，從而判斷支護結構的總體穩定性。但選取合理的本構模型與計算參數，以及塑性區范圍與穩定性之間的定量關系均缺乏經驗。目前，隨著計算機技術及系統科學的發展，為有限單元法的完善提供了更有利的工具。在結構計算方面，建立了能考慮基坑圍護結構和土壓力的空間非線性共同作用理論及其計算方法，并編成程序，方便高效地完成基坑圍護工程的計算。

4地下水治理

4．1明排水治理法

在填土、淺層黏性土中開挖基坑，經計算和現場試驗判斷不可能發生坑底突涌或側壁滲漏、流土，可采用明溝盲溝排水方法。

4．2井點降水治理法

降水治理方法適用以下條件：1)地下水位較淺的砂石類或粉土類土層；2)周圍環境容許地面有一定的沉降；3)止水帷幕密閉，坑內降水時坑外水位下降不大；4)基坑開挖深度與抽水量均不大，或基坑施工期較短；5)有有效措施足以使鄰近地面沉降控制在容許值以內；6)具有地區性成熟經驗，驗證降水對周圍環境不產生大的不良影響。填土、粉土及含薄層粉砂的粉質黏土含水層涌水量不大時，適用輕型井點降水。黏性土、淤泥質土和粉土，適用電滲井點降水。砂土、粉土地層適用噴射井點降水。砂土、碎石土和巖石地層適用管井井點降水。管井降水可根據水文地質條件，水位降幅要求和環境保護要求采用完整井或非完整井。

4．3隔滲治理法

采取隔滲措施治理方法適用以下條件：1)開挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂，有可能產生流土時；2)鄰近基坑有地表水體(湖塘、渠道、河流)，與基坑之間沒有可靠隔水層時；3)有承壓水突涌可能，且無降水措施時。

4．4減小降水不良影響的措施

1)充分估計降水可能引起的不良影響；2)設置有效的止水帷幕，盡量不在坑外降水；3)采用地下連續墻；4)坑底以下設置水平向止水帷幕；5)設置回灌系統，形成人為常水頭邊界。回灌系統適用于粉土粉砂土層。

5動態設計和施工

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1水利工程對河流生態系統的影響

在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。

2生態水利工程

從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。

3生態水利工程的規劃設計原則

3.1工程安全性和經濟性原則

生態水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。

對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。

3.2提高河流形態的空間異質性原則

一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。

在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。

將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。

傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。

3.4景觀尺度及整體性原則

河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。

3.5反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。

意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。

在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

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隨著科學技術和制造業的發展，許多機器和設備所需的動力速度愈來愈大，因而對齒輪的精度要求也將越來越高。一些老式的齒輪測量儀已經跟不上時代的步伐，但在其基礎上，通過某些方面的改進，可使之重新煥發青春，以免過早淘汰。

本次設計的目的是對一臺單盤式漸開線檢查儀進行改裝，以改善其功能。

原來的單盤式漸開線檢查儀，存在著諸多不足，在設計過程中，我著重考慮了以下三個方面的不足：

一、定位裝置采用圓錐定位，限制了儀器只能測量帶孔齒輪，而對帶軸齒無能為力。

二、每次測量均要以繁瑣的中調零過程來保證測量的準確性。

三、采用百分表讀數，精度太低。

針對這幾個不足，我作如下進：

一、定位裝置采用頂尖定位，使儀器可測帶軸齒輪，擴大了儀器使用范圍。

二、在儀器中增設了對中調零裝置，使這一過程得到簡化。

三、用傳感器代替百分表讀數，效率和精度大大提高。

由此可見，通過定位裝置，對中裝置，記錄裝置三方面的改進，儀器在通用性，高效性準確性等到方面有了很大改善，達到了設計任務的要求。

關鍵詞：定位裝置，對中裝置，記錄裝置，通用性，準確性

1設計任務

要求：一、改進定位裝置；

二、改進對中調零裝置；

三、改進記錄裝置；

四、進行精度分析，須能夠測量分度圓直徑100左右，6-9級精度的齒輪法向模數目3.5~6.3。

目的：對實驗室的單盤式漸開線檢查儀進行改裝，以改善其功能。

齒輪傳動的基本要求

瞬時傳動比基本不變，否則傳動將不平穩，不準確。齒輪傳動中反映瞬時傳動比變化的因素很多，如周節、基節、公法線變動，齒形等。齒輪傳動裝置由齒輪副、軸、軸承及機座組成，其運動質量與互換性主要取決于齒輪的加工和安裝精度。同于齒輪廣泛地用于傳遞運動和動力。因此，各種機器和儀器的工作性能，與齒輪傳動的質量密切相關，對于齒輪傳動，主要由以下四個方面的要求：

一、傳遞運動的準確性

在齒輪副中，從動輪齒數Z2和主動輪齒數Z1的比值叫傳動比，即。傳動比是根據傳動的需要設計的，對于精密機械傳動應保持瞬時傳動比基本不變，否則傳動將不平穩，不準確。齒輪傳動中反映瞬時傳動比變化的因素很多，如周節、基節、公法線變動，齒形等。

二、傳動的平穩性

用于準確傳遞運動和分度的齒輪，如傳動不平穩，也無法保證準確和傳遞運動和分度。對于高速旋轉的動力齒輪，它對工作平穩性無更高的要求，希望噪音小，沖擊和振動小，這樣不僅可保證工作精度，而且還可以延長壽命。由于加工誤差使得齒輪轉動不可避免地產生瞬時傳動比的變化。轉速時快時慢，從而產生噪音，沖擊

和振動，因此要對它加以限制，即要求齒輪在每一轉中多次重復出現的轉角誤差（高頻誤差）要小。

三、載荷分布的均勻性

對于低速動力齒輪，要求其在嚙合時其齒面的實際接觸面積要

大，而且接觸要密合，這樣齒面載荷分布得均勻，不易磨損，可延長使用壽命，但是由于加工和安裝中有誤差，實際上不可能在全齒寬上接觸，因此要對接觸精度提出要求。

四、齒側間隙

為了齒面和防止齒輪傳動時因熱膨脹變形引起尺寸的變化甚至卡死，故要求齒輪不接觸的非工作齒面之間有一定的齒側間隙，間隙過大，對需要正反轉的齒輪會引起換向沖擊，對分度用的齒輪則會有較大的空程誤差。

2.2齒輪傳動的公差標準

為了保證齒輪的傳動質量和互換性，要用齒輪傳動公差標準來對齒輪的加工精度提各種不同的要求。

GB10095-88《漸開線圓柱齒輪精度》對圓柱齒輪規定了幾個精度等級，其中一級最高，以后名級依次降低。對于3~12級精度大致分為三類：

3~5級為高精度級

6~8級為中等精度級

9~12級為低精度級

按齒輪各項誤差的特性和對使用性能的主要影響，將其各項公差或使用偏差分為三個公差組，以滿足各方面精度要求的選擇。

表2.1齒輪公差組

公差組公差與極限偏差項目誤差特性對傳動性能主要影響

Ⅰ

一轉周期誤差傳遞運動的準確性

Ⅱ

一齒誤差、傳動的平穩性

Ⅲ

齒向誤差載荷分布均勻性

一般情況下，一個齒輪的三個公差組應選用相同的精度等級，當使用時對齒輪有某個方面的特殊要求時，也可選用不同的精度等級。

2.2.1漸開線圓柱齒輪誤差分析

（一）傳遞運動準確性的誤差

（二）影響傳動平穩性的誤差

齒輪傳動是通過齒輪副的嚙合來進行的，所以要使齒輪傳動平穩，必須保證齒輪正確連續嚙合的條件，所謂連續嚙合是指前一對齒脫離接觸前，后面一對齒進入嚙合，否則如不正確嚙合，傳動將不平穩而產生誤差。

1、傳動平穩性的誤差因素

影響傳動平穩性和引起噪音振動的誤差因素主要是齒輪在一轉過程多

次反復出現的短周期誤差。對高速齒輪副，長周期誤碼差也影響平穩性。

由前面漸開線齒輪嚙合原理和條件可知，保證齒輪副瞬間傳動比不變

和正確嚙合的主要條件，是兩齒輪漸開線齒形一致過程中多次反復的轉角誤差，是影響平穩性的基本參數。從每個輪齒的嚙合過程也可看出，基節偏差

將產生撞擊或頂刃嚙合，而輪齒正常進入嚙合到脫離嚙合之前傳動是否平穩，則主要取決于齒形誤差。

周節偏差是反映傳動平穩性的另一指標，周節與基節有如下幾何關系：

式中分度周壓力角α為20°

上式微分后的近似有：

由上式可以看出，如果周節存在誤差則必將影響基節偏差，從而影響齒輪的傳動平穩性，但當齒形角的誤碼差存在時，控制周節偏差并不等同于控制基節偏差

2.2.2誤差來源

齒形誤差主要來源于齒輪加工機床的周期誤差，刀具誤差以及加工中的振動。機床周期誤差主要是分度蝸桿本身的制造和安裝誤差引起的。有誤差的蝸桿在分度蝸輪的嚙合傳動中，將使蝸輪的轉動呈現以蝸桿每轉一轉為周期的周期性不均勻，其不均勻性取決于蝸桿的頭數。一般機床分度蝸桿多采用單頭所以這種誤碼差在被加工齒輪每轉中的頻率就是分度蝸輪的齒數，它使漸開線齒形上產生波度誤差。

刀具的制造和安裝誤差（徑向跳動和軸向竄動）經常是齒形差的主要來源。就滾齒來說，幾乎滾刀上所有誤差參數都有影響被加工齒輪的齒形誤差。生產實踐表明，齒數少的小齒輪，刀具誤差對齒形誤差的影響尤為突出。但對齒數較多的大齒輪，則機床誤差的影響往往占主導地位。

加工的振動也將引起齒形誤差。特別是對高精度齒輪的加工不可忽視。

由于以上三者的影響。會使切出的輪齒形狀發生誤差即實際得到的漸

開線齒形如圖2.1中的黑線所示（而其中的Δ是齒頂倒角部分）所謂漸形開線齒形誤差是指在齒輪的端截面上，齒形的工作部分（h）范圍內（齒頂倒

棱部分除外），包容實際齒形距離為最小的兩條設計齒形（B、C）間的法向距離。設計齒形可以是修正的理論漸開線包括修緣齒形，突齒形等。工作齒形不是正確的漸開線時，則其嚙合點的運動理論上已不符合齒輪基本定律，即這時的瞬時傳動比將發生變化，所以齒形誤差會影響傳動的工作平穩性。

目錄

1設計任務…………………………………….....……………1

2緒論……………………………………………….………….1

2．1齒輪傳動的基本要求………….……………………….…....1

2．2齒輪傳動的公差標準……….…………………….…………2

2．2．1漸開線圓柱齒輪誤差分析……………………...3

2．2．2誤差來源…………………………………………4

3漸開線及其特點.………………………………...…………..5

3．1漸開線定義及特點……………………………………..……..5

3．2漸開線理論在齒檢儀上的應用………………………..….….8

4原單盤式漸開線檢查儀簡介……………………….…….....9

5齒形測量儀器參考…………………………………..………12

5．1漸開線齒形的測量…………………………………………..12

5．2漸開線儀器及其測量原理…………………………………..12

5．2．1漸開線比較測量儀…………………………..……12

5．2．2漸開線絕對測量儀……………………………..…25

5．2．3電子范成式漸開線檢查儀………………..………27

6方案選擇………………….………….………..…..….……..30

6．1方案選擇1：關于定位裝置………………………………30

6．2方案選擇2：關于對中調零裝置…………………………32

6．2．1原單盤式漸開線檢查儀存在的不足…………..…32

6．2．2改進思路………………………………….……..…33

6．2．3采用什么樣的限位裝置………………………..…33

6．3方案選擇3：關于記錄裝置………………………………34

6．3．1單盤式漸開線檢查儀存在的不足……………..…34

6．3．2改進思路………………………………………..…35

6．3．3采用什么類型的傳感器…………………….……35

7單盤式漸開線檢查儀精度分析……………..……………....37

7．1誤差分析概述……………………..………….……………37

7．2精度分析…………………………..…………………….…38

7．2．1上下頂尖同軸度誤差……………………………38

7．2．2主軸回轉跳動誤差………………………………40

7．2．3儀器總誤差…………………..…………..………45

7．2．4判斷精度達以要求否………………..…..………45