实验室方案设计范文

导语：如何才能写好一篇实验室方案设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：视频公开课；录播系统；技术标准

中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673—8454（2012）17—0020—03

《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010—2020年）》提出“加快教育信息化进程”的要求，并制定了“到2020年基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列”的战略目标。[1]为了更好地利用现代信息技术手段，加强优质教育资源开发和普及共享，进一步提高高等教育质量，服务学习型社会建设，教育部启动了国家精品开放课程建设工作（教高[2011]8号），并纳入“十二五”期间实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。国家精品开放课程包括精品视频公开课与精品资源共享课，是以普及共享优质课程资源为目的、体现现代教育思想和教育教学规律、展示教师先进教学理念和方法、服务学习者自主学习、通过网络传播的开放课程。[2]

针对视频公开课建设项目，教育部还特别制定了视频公开课拍摄制作技术标准（教高司函[2011]105号文件），包括录制场地、录制方式及设备等前期录制要求，视频信号源、音频信号源的数据采集技术指标，后期制作、网络传输基本技术规范等。[3]根据要求，在视频制作过程中，要求视频制作者应根据课程内容，尽量采用多机位拍摄，机位设置应满足完整记录课堂全部教学活动的要求。摄像机要求不低于专业级数字设备，推荐使用高清数字设备，录音设备采用若干个专业级话筒，以保证教师和学生发言的录音质量。

一、现有录播手段存在的问题

目前，我校采用奥维亚（AVA）科技公司开发的PROPRE 9移动式录播系统进行视频课程的录制与网络直播，其结构如图1所示，包括系统前端、管理端和播放端，主要由录播主机、音视频信号采集系统（包括教师摄像机、学生摄像机、VGA信号采集）、管理电脑、远程客户端（视频直播/点播）等几部分组成，具有同步录制、实时直播、在线点播、远程导播和后期编辑等功能。

学校现有的录播系统主要用于精品课程录像、视频会议、网络培训、专家讲座等视频的录制与网络直播，并在全校范围内推广应用，拍摄的视频资源经后期处理后上传至学校专用的资源服务器，并提供师生在线点播观看。现有录播系统基本能够满足教学需要，但与精品视频公开课技术标准尚有一定差距，无法满足视频上网的更高层次要求。

与教育部视频公开课所要求的技术标准相比较，如表1所示，现有录播系统在录制场地、视频录制模式、音视频采集方式等方面存在以下不足：

1.录制场地不固定，难以保证设备安装的安全和信号的稳定

拍摄场地不固定，容易造成设备不必要的意外损伤，不能很好地保护录播主机。如地面视频线、音频线、网线布局错综复杂，容易造成线缆移动接触不良；接口频繁拆装造成接触不良，频繁地移动容易降低设备的使用寿命。

2.现有的拍摄场地不能充分保证视频的质量

普通的教室采光和隔音效果较差，录制的视频画面质量不高。

3.现有的单机位—手动导播模式无法满足现场的交流和互动

在教学过程中，教师需要写板书、操作电脑、与学生交流等，视频拍摄时则通过控制摄像头的移动控制画面，但是频繁地移动画面，容易使观看者产生视觉疲劳，影响视频美观。此外，操作人员在进行手动导播时，由于单机位操作，使得工作强度加大，容易手忙脚乱，出现切换不及时、视频定位不准确、教师走出摄像范围等情况。

4.现有的设备不能满足高质量的视频录制需求

视频拍摄的质量不单单取决于操作人员水平的高低，更受到硬件设备的影响，高质量的拍摄设备在画面清晰度、移动定位的平顺性、光线变化反应速度、对焦速度等方面都有很大的优势，这些正是我校现有设备所不足的。

5.现有的设备难以满足高质量的音频录制需求

优质的录音对于视频来说是不可缺少的，我校现有的录音设备只能满足普通音频录制需求，存在音域不广、降噪不强、音质还原不够等问题。

6.现有设备无法满足未来的视频文件存储需求

根据我校网络课程建设目标规定，通过5年左右时间的建设，使大部分本科主干课程建有网络课程。我校现有网络课程200余门，按现有网络课程视频录制安排和现有设备拍摄的画面质量来计算，共需要约1500G的磁盘空间。随着网络课程数量的增加，按照教育部要求采用高清技术标准拍摄，磁盘空间需求必定翻倍甚至更多，将使得原本紧张的服务器资源更加匮乏。

随着学校教育信息化的不断推进，优秀的教学视频上网已提到议事日程，参照教育部视频公开课技术标准建设专用录播实验室已迫在眉睫。

二、智能型录播实验室建设方案设计

1.录播实验室的场地与环境要求

依据教育部精品视频公开课拍摄技术标准，录播实验室场地、环境参数按照以下标准设计：

（1）面积约为50平方米的专用录播教室，6平米左右导播室，预留双层玻璃视察窗。

（2）房间内装饰尽量简朴，墙壁颜色应尽量选用中性、非白色的色调，如浅灰、浅蓝等。避免在室内陈设镜子、悬挂艺术品、放置植物花卉等。否则这些与教学内容无关的背景信息会在摄像头转动或变焦时产生干扰，造成图像编码质量的下降。

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关键词：云计算;大数据;遥感;GIS;集群

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）44-0227-02

一、前言

社交网络、视频监控、智慧地球等应用的逐步普及，预示着真正进入一个大数据的时代，而云计算无疑是解决大数据的好方式。云计算提供可用、便捷、按需的网络访问，是传统分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化等计算机和网络技术发展融合的产物。

为了适应发展各大高校计算机专业也逐步开设了云计算的课程，但其教学的方式大多还处于基础的理论探讨和现有国外成熟系统的比较分析，使学生很难对云计算有一个直观、透彻的认识。急需要一个云计算的实验教学平台，从理论教学向实践教学转变，才能使学生拨开云计算的“神秘面纱”，走进内部剖析的关键技术。

二、选用遥感云GIS平台作为云计算的实验教学平台的优势

1.遥感云GIS是利用计算机技术对地球表面空间相关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示的技术。其天然的海量数据的管理、计算，是云计算的良好的应用背景。

2.经过几十年的发展，已经有较为成功的遥感云计算平台，如google earth为代表的平台，将全球海量的遥感影像数据放在一个平台上，通过一个轻量级的客户端访问所有数据，能让学生更容易理解。

针对以上情况，本文设计一种开放性的云计算实验教学方案，采用以学生开发为主、教师启发指导为辅的实验教学模式，拓展学生的理论和实践能力。

三、遥感云计算平台系统架构

遥感云计算平台为了应对遥感海量数据存储和高吞吐量的计算的需求，采用“存储―计算”一体化的集群架构，整个集群采用星形拓扑结构，主服务器连接多个节点服务器。主服务器响应外部请求，管理元信息;节点服务器，存储数据和计算工具，避免计算过程中的大量数据迁移、方便性能和存储的扩展。

从逻辑结构上，采用自底向上、层层虚拟化的方式，分别构架资源引擎、数据引擎、计算引擎，最上层采用服务总线统一协调引擎工作并对外提供集群服务。

资源引擎：负责底层所有硬件资源的管理和通讯技术，提供集群文件并行读写的技术支持，使得硬件环境向上透明，上层引擎模块只需要关心逻辑节点，而不再关心硬件服务器。

数据引擎：管理集群内部的所有的遥感、GIS数据的元数据信息，并提供集群数据存储、读取、查询的各种接口，负责数据的迁移、备份、导入、导出等功能。

计算引擎：管理所有的计算工具，进行分布式计算任务的分配、管理等功能。

服务总线：响应来自外部的服务请求，将请求分解到资源、数据和计算，并协调运算，最后响应请求。

在这样的服务体系结构下提供多种遥感云GIS数据服务接口，同时提供二维、三维客户端、智能终端等多种类型的基础功能的客户端。行业应用的开发，只需要根据实际的业务需求在基本客户端的基础上调用数据服务接口进行二次开发，从而大大降低了实验过程中用于基础平台和客户端开发所用的时间。

四、遥感云GIS实验教学方案设计

遥感云GIS实验教学内容主要突出对云计算知识的综合运用能力的培养，通过基于该模拟的云计算平台的实验了解云计算的应用模式，并逐步掌握云计算的内部技术架构。实验包括自主服务搭建、平台服务接口二次开发、计算工具研发等三个方面的内容，从难度上具有一定的层次性，适合不同程度的学生实验。

（一）自主搭建服务

可在虚拟机环境下安装服务器程序，如图2从下到上逐层实现虚拟化，底层服务器节点是单个服务器主要用于存储数据及计算工具之上运行节点守护进程;往上通过四大引擎（资源、数据、计算、可视化）对底层节点实现虚拟化;最上层由主服务和可视化服务对四大引擎实现二次虚拟化，实现对外服务的统一接口;各种客户端通过主服务提供的http接口实现和服务端程序的交互。

学生通过自己动手安装全套遥感服务程序，了解轻量级遥感云服务工作模式，对云计算入门非常有帮助。

（二）平台服务二次开发

该平台的主要功能在于通过网络服务的方式提供基于遥感GIS的二次开发接口，在具体的应用中利用这些接口快速实现遥感服务应用，同时平台提供多种类型的客户端基础模型。

为学生设计多种遥感应用的案例，通过该云服务平台快速完成行业应用的解决方案。

1.林业应用。要求实现对林地区域的管理，以遥感影像作为底图，用矢量数据绘制出林木种类、林区所属等信息，并且在这个基础上实现林区属性数据的查询等功能。利用平台的开放遥感GIS服务接口能够较快速的实现遥感影像及矢量数据的叠加显示，并进行简单的矢量交互查询操作。

2.土地执法应用。通过对某一个区域的不同时间的影像对比，系统自动对变化区域进行提醒报警，方便执法人员主动到现场进行执法调查。该应用利用了调用平台的影像对比工具对指定的影像进行匹配比较，这就是应用了平台的计算服务接口。

3.数字校园应用。主要功能是展示校园的三维场景，在实验中学生自行用3dmax等工具设计学校的建筑物，并导入平台，设定模型的具置。利用平台提供的三维客户端展现在影像地图上的三维场景。该部分的实验主要通过云平台的应用，进一步了解云服务的应用模式，并且在实验开展过程中设计出更多的应用案例，此实验适合具有一定开发能力的学生。

（三）计算工具研发

平台本身除了提供丰富的遥感GIS计算工具之外，也对外开放工具开发接口。设计实验让学生在符合平台工具开发标准的基础上开发自己的处理工具，设计个性化、专业化的数据处理工具，这要求学生具有一定的专业知识，并具有较高的开发能力，对研究生的科研具有帮助。

五、结语

本文提出一种开放性的基于GIS的云计算实验教学方案，涵盖了集群硬件、网络分布计算、遥感GIS大数据存储等关键技术，是对云计算实验教学的一种探索与尝试。通过该实验方案能让学生直接感受到云计算的实际应用，同时激发学生对云计算的学习兴趣。

在近两年的教学过程中，学生基于该实验方案进行设计开发，师生普遍反映对学生云计算的入门和提高有很大的帮助。

参考文献：

[1]任伏虎，王晋年.遥感云服务平台技术研究与实验[J].遥感学报，2012，16（6）.

[2]刘展鑫.基于云计算的GIS架构模式研究[J].黑龙江科技信息，2012，（11）.

[3]范协裕，任应超，杨崇俊，等.基于集群技术的可伸缩云GIS服务平台研究[J].计算机应用研究，2012，29（10）.

[4]丁浩格.云计算环境下虚拟现实实验教学网站的设计与实现[D].漳州：闽南师范大学，2014.

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关键词：实践教学；创意；创新；创业；综合训练；机电

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0110-03

一、概述

在大工程的背景下，为了提高学生的工程实践能力和综合工程素质，加强“厚基础、宽口径、创新性、复合型”高素质的人才培养，同时，为适应新形势下学生创新、创业精神和综合能力的培养，提高实践教学和综合能力训练力度，必须坚持复合型和创新应用型人才培养的实验教学指导思想，注重多学科融合，强调机电设计、制造、控制与管理相结合以及人文艺术素养兼顾的综合培养模式。在完善理论教学的同时，大力加强实验与实践教学改革，着力推进实践教学内容、方法、手段、管理以及实验教学模式的改革与创新。立足浙江、面向全国的经济发展大环境、迎合企业对人才的要求，改变新形势下学生就业尴尬的局面，把工程素质教育与文化艺术素质教育有机地联系起来，并加以综合运用。培养学生工程技术基础扎实、人文艺术素养优良的综合能力，促进学生知识、能力和素质协调发展。在实践教学内容安排上，我们将综合训练项目贯穿整个大学的培养过程，利用综合创新训练平台，通过各种综合创新及创业设计和各类学科竞赛，培养学生设计制造、成本分析、工业工程管理、创业策划和团队合作等综合能力。“认知―综合”两端式实践教学方案及综合训练项目的实施，对建立多学科融合和交叉的综合实践能力训练，探索新时期高校新型人才培养模式，具有重要的意义。

二、实践教学方案

在教学理念上打破传统的实践教学培养模式，突出“认知―综合”两端式实践教学环节。认知训练，使学生提前介入综合训练项目的学习和研究；综合训练项目培养学生的综合创新能力，进一步强化认知的效果。“认知―综合”两端式实践教学环节，贯穿整个大学的培养过程，从而激发学生学习的积极性和主动性，为又好又快地培养多学科融合和交叉实践能力的高素质人才创造了优越的条件。

在学生入学初期，通过工程训练中心的认知训练，为刚入校的学生展示现代制造全过程，使他们了解现代制造所涉及的机、电、管、控等多学科融合的全貌。在认知训练阶段结束时，要求学生确定综合实践训练项目，使学生提前介入综合训练项目的学习和研究，工程训练中心起到了现代制造的“入学教育”和专业引导作用。此后，学生带着综合实践训练的任务进入各专业知识的强化训练和学习阶段，无形中增加了学习的主动性和针对性，分别由各专业实验室完成实践教学的中间阶段―基础训练与专业训练，同时鼓励学生通过辅修第二专业的形式跨学科强化专业知识学习。最后，学生进入高年级后又回到工程训练中心，利用综合创新训练平台，通过各种综合创新设计以及综合竞赛，对不同学科的知识加以综合运用，并完成综合训练项目。

图1 “认知―综合”两端式实践教学环节

以现代制造业的“大工程”为主线，结合“机电一体化”系统和“管控一体化”过程进行多学科融合，重点突出“认知―综合”两端式的实践教学，最终培养学生的“三创”（创意、创新和创业）能力和综合实践能力。综合创新训练平台如图2所示。学生在完成基础课实验与专业课实验后，进入综合训练阶段。首先学生根据兴趣和意向选择综合训练项目，以满足学生个性化学习的需要。通过综合训练方案制订、开题报告、具体实施、答辩评分等环节，培养学生系统地、科学地应用现代工程知识的能力、创新能力和工程实践能力。综合训练项目包括定制项目、课外科技活动、竞赛、教师课题、新苗计划、开放实验室项目等，围绕机电一体化工业系统及管控一体化制造过程，要求体现跨学科、跨专业、以及创意设计、创新理念、创业计划等内容。通过综合训练阶段，完成所学知识与社会需求之间的对接，全面提高学生的综合实践和“三创”能力，使学生基本具备走向社会的就业、工作和创业能力。实验室全天开放，创新教学团队提供指导。同时，面向全校学有余力的学生，提供模块式的培养方案，制订个性化综合训练项目，由专门老师跟踪指导，最后在工程训练中心完成训练项目和答辩。针对有发展潜力的项目，直接进入学校大学生科技创业园进行创业孵化。最终达到“自行设计、自主研学、自由创造”的教学目标。

图2 综合创新训练平台

实践教学体系从认知到基础和专业训练，再到综合训练，符合人才培养的科学规律。各阶段的训练内容配置，以“现代制造业”的理念为指导，以提高学生工程能力、创新能力和综合素质为目标，具有渐进、互动、模块、开放等特点。

三、综合训练项目

针对综合性工程训练的教学特点和复合型工程应用人才的培养要求，综合训练特色项目设置坚持“机电、经管、控制”多学科融合的原则，通过特色项目的实践教学，培养学生在机电产品设计制造、工艺和成本分析以及工程管理等方面的综合能力和“创意、创新、创业”能力。综合训练特色项目设置如表1所示，设置了7个规定的项目、学生自拟题目、各类学科竞赛以及工程训练中心项目。其中7个规定的项目来自教师的科研项目，结合学院的学科方向，符合“机电、经管、控制”多学科融合的原则，曾作为“挑战杯”的作品参加过比赛。学生自拟题目可以结合教师的科研项目、学生的各类科技创新项目而确定，通过学院教学工作委员会审定。各类学科竞赛的题目，应满足学科竞赛的要求，要有设计制造、成本分析、工业工程管理、创业策划等内容。工程训练中心项目是指根据学院实验室发展的需求而提出的实验设备自制计划，除设计制造外，补充成本分析、工业工程管理、创业策划等内容。综合训练按以下步骤实施。

1.第一步完成选题与组队。根据学生的兴趣与意向，以4~5个同学为小组，选择综合训练项目。在充分调研和分析的基础上，进行概念和创意设计。

2.第二步完成方案设计。综合运用所学的知识，在概念和创意设计基础上，对训练项目进行方案设计。在方案设计中，增加对项目市场营销、成本分析、工程管理、财务预测等方面的考虑，做出全面、系统、合理的方案，以培养学生的“三创”能力以及团队协作精神。

3.第三步加工与装配。根据设计的技术要求，制订合理加工工艺，以使在给定批量条件下加工成本最低。在学院实验示范中心中，进行零件加工、装配。在这一阶段，主要培养学生基本工程素质和操作能力。同时，结合项目进行制造成本分析，通过对制造过程的组织和管理，提高学生成本分析及控制和工业工程管理的能力。

4.第四步质量检验与误差分析。对制作完成的作品进行质量检验与性能测试，检验产品是否符合设计任务书规定的要求，分析误差、不足及产生的原因，提出改进的措施。通过质量分析、管理与控制环节，培养学生分析问题与解决问题能力，提高工程管理素质。

5.第五步制订创业计划。对制作完成的作品，根据生产批量，制订创业计划。结合所学的企业管理、市场营销、财务管理等方面的知识，对创业计划进行可行性分析，从而培养学生的创业精神和创业能力。

6.第六步答辩与考核。按照各阶段的方案报告、生产报告、市场报告和创业计划书打分，结合现场答辩和辩论情况评分，最后得出综合分。

四、结束语

坚持复合型和创新应用型人才培养的实验教学指导思想，注重多学科融合，强调机电设计、制造、控制与管理相结合以及人文艺术素养兼顾的综合培养模式。在完善理论教学的同时，大力加强实验与实践教学改革，着力推进实践教学内容、方法、手段、管理以及实验教学模式的改革与创新。以人为本，加强和发挥学生的自主性和能动性。以能力培养为核心，注重培养学生的实践能力和“创意、创新、创业”三创能力。促进学生知识、能力和素质协调发展。夯实基础、拓宽知识、学科交叉、突出综合、体现特色、培养“三创”和提升素质。本文提出的“认知―综合”两端式实践教学方案以及综合训练项目，经过三年多的实践证明，学生的兴趣、积极性、自主性得到了极大的发挥，促进了“三创”能力和综合素质的提高。从我校机械工程学院学生来看，近年来各类学科竞赛成绩优异。学科竞赛既能提高学生的工程与“三创”能力，又能培养团队合作精神。学生能力和素质的提高，使毕业生就业率一直在全省高校中名列前茅，赢得了用人单位的好评。同时，学生自主创业的数量逐年上升，为建立创新型国家奠定了未来的基础。

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南昌航空大学无人机工程实验室秉承学校以民族振兴和中国航空航天事业不断进步为己任，坚持“立足江西、面向全国，服务地方、服务国防”的服务面向，积极服务江西地方经济社会发展，将主要致力于低成本中小型无人机研发和设计技术的产业化，逐步形成无人机系统总体设计、飞行器设计、飞行控制系统设计、发射与回收系统设计的设计体系和从超低空、低空至中、高空，金属机体或非金属机体的，固定翼或旋翼的军用靶机或民用多功能无人机的生产体系，推动中、低端无人机制造企业和相关产业的发展，为无人机相关产品的产业化、标准化提供行业性的技术服务平台和合作交流的沟通平台。

二、建设内容和规划

无人机工程实验室拟在现有的无人机装配车间、桌面联调车间，发动机试车车间（台）的基础上，进一步建设和完善无人机发动机综合实验室、桌面联试实验室和全机机静态联试实验室。

1、发动机综合实验室

主要进行发动机的功率、耗油率、螺旋桨推力、冷却系统、试验，发动机定期检修与测试；可实现发动机起动、熄火控制、风门控制、点火控制、状态监测、螺旋桨扭矩及推力测量，进行无人机全机动态联试试验。

2、飞机静态联试实验室

主要进行无人机总装调试，无人机全机静态联试，无人机重量、重心测量，全机静力试验等。

3、桌面联试实验室

桌面联试实验室主要进行以下系统试验：

电气系统试验：包括用于内场维修的二次检测设备含发电机校验台一套，电气控制器检测箱，火工品控制设备检测箱，三相静止变流器检测箱，电缆自动检测设备，蓄电池组检测设备，舵机性能综合测试系统；用于外场测试的一次检测设备，采用一套通用地面供电测试设备，对无人飞行平台供电，外场电源车用于提供外场电源，包括柴（汽）油发电机、直流稳压电源、车载蓄电池，能提供交流三相四线制380V/50Hz电源，直流28.5V电源。

无线电测控系统试验：无线电测控系统采用数据电台作为上、下行数据链路、担负地面与飞行器之间的联络。完成地面控制指令上行发送、机载数据的实时下行传递以及飞行参数的实时显示等试验。

飞控系统试验：无人机飞控技术实验室由系统集成/综合检测与调试系统、外场检测与调试系统和动态物理仿真系统等。系统集成/综合检测与调试系统是飞控综合设计以后转向工程实现的关键阶段。系统集成的各个部件和传感器，需要分别进行动静态性能测试与标定，系统集成以后全系统需要进行综合测试、故障检测和定位等。这就需要相应的先进的部件测试和综合测试设备。

三、建设方案与投资估算

无人机工程实验室项目建设方案及经费需求见表1。

表1 建设项目及经费需求表

序号 建设项目名称 投资估算（万元） 计划建设期

1 发动机综合实验室 100～120 3年

2 桌面联试实验室 80～100 5年

3 全机静态联试实验室 60～80 3年

4 配套建设 50 3年

合计 290～350 3～5年

其中：

发动机综合实验室主要设备包括发动机试验台架、发动机冷却系统、发动机燃油系统、发动机参数采集监测系统等；

飞机静态联试实验室主要设备包括无人机称重系统、静力试验系统及压气机、台钻、平台、水平仪、工具等；

桌面联试实验室主要设备包括无线电测控系统检测设备、电气系统二次检测设备、电气系统一次检测设备、数字逻辑混合信号示波器、信号分析仪、通用函数发生器、数字采集装置、高度/速度传感器和磁航向传感器测试、标定系统、导航系统仿真设备、多目标任务处理、航路规划设计验证系统、三维数据生成器、速率陀螺测试转台、陀螺平台综合参数测试转台、集成电路与分立器件测试系统、无人机外场综合自检测系统、检测设备标定系统、惯导卫星实时仿真器、景象目标模拟器等。

四、经济与社会效益分析

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1 两个改进实验

扩束原理 激光是点光源，但它垂直经过圆柱形细玻璃棒之后，由于折射就变成了线性方向垂直玻璃棒的线光源。让激光平行于底板且使线性方向垂直底板入射，就能显示光的路径。如图1所示，光垂直全反射棱镜的斜边入射的情景；如图2所示，光垂直全反射棱镜的直角边入射的情景。

丁达尔原理 在“弯曲的有机玻璃棒能导光”实验中，由于横截面是圆，上述扩束原理无效。笔者利用胶体的丁达尔现象，在弯曲的有机玻璃管中注入折射率较大的胶体封装，用高亮绿激光入射，让学生看到了清晰的全反射光路，如图3所示。

2 原创实验

全反射的产生条件是本课的重点。但国内过去各种版本的教材以及现行新课程各种版本的教材都没有设计专门的实验进行研究，都是借用引入全反射概念的半圆形玻璃砖实验进行分析。为了突出本课的重点，笔者设计了一个专门的实验进行产生条件的演示，强化了学生对全反射产生条件的认识，收到了很好的教学效果。

制作的材料 玻璃棒（摩擦起电用的玻棒）、激光笔（带支座）、甘油、胶头滴管、大泡沫板、铁架台（附铁夹）、一头有螺丝的短铁棒。

制作与使用 用铁架台上的铁夹将玻璃棒倾斜向下固定；用万向夹将一端有螺纹的短铁棒固定在铁架台上端，在短铁棒的另一端通过螺母使大泡沫板与玻璃棒成45°竖直固定；利用万向支座将激光笔倾斜向上固定。打开激光笔电源开关，将一束激光从玻璃棒的横截面倾斜入射，如图4所示，观察到泡沫板上只是玻璃棒的一端有明亮的光斑，其他地方无光，说明光在玻璃与空气的界面发生全反射。用胶头滴管吸少许甘油，滴在玻璃棒侧面的入射点上，立即观察到原亮斑的上方有大面积的光出现，并且原亮斑的亮度有所降低，如图5所示，说明光泄漏了，让学生思考是全反射的什么条件不满足。

原理与解释 如图6所示，光射到玻璃棒侧面时，同时满足全反射的两个条件：①光密介质进入光疏介质；②入射角大于临界角，所以发生全反射。当一滴甘油滴上时，我们知道，甘油的折射率和石英玻璃是一样的，光由玻璃进入甘油时方向不变，但甘油粘滞性使它形成暂时凸起，从而使光由甘油进入空气的入射角小于临界角，而折射进入空气中，不满足全反射的第二个条件，如图7所示。

3 “变脸魔术”实验

关于全反射棱镜，新课程各版本教材以及历届教材中在这块设计的实验不多，这使得学生对全反射棱镜及其应用的认识不够，印象不深。为此，笔者在本课中设计了一个“变脸魔术”实验，创新了实验教学模式。学生兴致盎然地观看魔术，动脑动手地揭秘魔术，不知不觉地加深对全反射棱镜的认识。

原理 如图8所示，透明有机玻璃制成的立方体容器，被两块有机玻璃沿对角线隔成两等腰直角三角形截面的容器，平面镜平行隔板放置。当两容器盛水而隔层不盛水时形成两等腰直角形截面的棱镜，即全反射棱镜。如图8所示，在观看位置的对面贴上蓝脸，侧面贴上红脸时，红脸经左棱镜全反射出现在观看位置的左侧，蓝脸经右棱镜全反射又经平面镜反射出现在观看位置的右侧。当隔层间也盛水时，就不形成全反射棱镜，蓝脸经水、有机玻璃折射后直接被看到而出现在左侧，红脸经水、有机玻璃折射、经平面镜反射被看到而出现在右侧，如图9所示。这样，观看位置的左侧由红脸变成蓝脸，右侧由蓝脸变成红脸。当隔层间的水通过下方的注射器缓慢注入时，以上变脸是个渐变过程，非常生动有趣，具有魔术般的效果。

制作 选取3 mm厚的透明有机玻璃（太薄隔板易变形，太厚没有必要）按如图10、图11所示的尺寸切割、粘合。粘合时一定要保证45°和90°角的精准，否则影响实验效果。如图11所示，容器底部安装两50 ml的一次性注射器；如图10所示，隔层底部打两小孔；通过软管连接小孔与注射器。选取两合适大小的胸牌，刚好能插入或拔出蓝、红脸为宜，把胸牌用双面胶粘贴在观看位置的对面和侧面，制作完成。

使用 第一步：注水，在两等腰直角形截面的容器内注满水；第二步：上蓝脸，在观看位置的对面胸牌中插入蓝脸；第三步：上红脸，在观看位置的侧面胸牌中插入红脸；第四步：插卡，将一不透光的塑料卡片插入隔层之间，发现卡的插入，并不挡住任何图片脸，随后拔出卡；第五步：变脸，见证奇迹的时候，通过下方注射器向隔层注水，随着隔层水位升高，变脸逐渐进行，当水位相平时，变脸完成。如图12变脸前，如图13变脸中，如图14变脸后。

4 系列趣味实验

全反射是一种光的自然现象，我们周围有许许多多的全反射现象，就看能否发现它。于是在课堂上开展发现全反射的竞赛活动，创新了实验教学的组织方式和教学模式。在各小组桌面均提供了6个教材上没有的自制教具实验。它们是：豆子神秘消失；水中气泡更明亮；神秘汤勺；自行车尾灯明亮；水流导光；塑料光纤。通过课堂竞赛活动的开展，学生的积极性充分地调动起来，一些同学的成功发现，启发着更多同学的积极思考，越来越多的发现方案设计出来，同学们的发现潜能得到了充分的释放。

5 “海市蜃楼”实验

海市蜃楼是自然奇观，可遇而不可求，在教室做海市蜃楼模拟实验，学生的积极性被充分调动。笔者用水和饱和食盐水的折射率不同而形成扩散层模拟了自然界中的海市蜃楼。学生兴致盎然地观看蜃景，笔者适时引入：为了揭秘海市蜃楼，我们今天来学光的全反射。

制作 将8 mm厚的玻璃做成长60 cm、宽30 cm、高50 cm的玻璃缸；将饱和食盐水倒入缸内至1/3深度，再加少许食盐搅拌，呈略过饱和状态；将长60 cm、宽30 cm烙满小孔的泡沫板放入缸内，浮在食盐水上；将略浸湿的白纸与泡沫板密贴，且与缸内壁密贴，形成“纸缸”；利用虹吸将清水注入“纸缸”中，清水的量为1/3深度，由于泡沫板密度小于水，泡沫板逐渐上升，清水慢慢渗入；静置、等待2～3小时（放置期间不可振动、晃动装置），可看到“分层”的液面即扩散层的形成，待达一定厚度即可进行实验；侧面用灯光照射被观察物体，如图15所示。在物体正对的一方观察即可看到蜃景，如图16所示。

一般原理 饱和食盐水的密度和折射率均比水大，当水和饱和食盐水“安静”地“碰”在一起时会引起扩散，扩散层的密度和折射率形成梯度化，模拟了海面上空气因温度的梯度变化而形成空气层的密度与折射率的梯度变化。如图17所示，物体发出的光线在扩散层不断折射，入射角越来越大，以致发生全反射，并返回扩散层又不断折射，最后进入眼睛，眼睛认为光是直线传播，逆着入眼光线“找”物而看到蜃景。用激光斜向上射入食盐水，如图18所示，弯曲的光路印证了以上的分析。

蜃景倒正

1）问题的提出。“海市蜃楼”实验的新发现：有的位置观察居然看到了倒立蜃景。因为现行教材和历届教材，凡是涉及海面上海市蜃景的描述都是正立的，原因都说是全反射。将这个问题融入这堂课，一则科学探究得到了深入，二则学生的科学态度得到了培养——敢于质疑。

2）倒立蜃景成因。根据前面的观察经验，又有利全班同学看到倒立蜃景的产生过程，笔者使用了投影仪的摄像头代替眼睛，降低摄像头位置，拖退物置，学生惊奇地发现，屏幕上出现了倒立蜃景，如图19所示。倒立蜃景如何形成？用激光笔检验，调整倾角，使这条激光射入摄像头，如图20所示。再看扩散层光路，问：有没有全反射？答：有。然后光路分析，如图21所示。结论：因为有全反射，所以蜃景倒立。

3）正立蜃景成因。那最初看到的正立蜃景是如何形成的？摄像头回到最初位置并使物体前进一些，屏幕出现最初的正立蜃景。依然用激光笔检验，增大倾角，使激光射入摄像头，如图22所示。再看扩散层光路，问：有没有全反射？答：没有。然后光路分析如图23所示。结论：只有折射，所以蜃景正立。

篇6

 

（XXX市政投资开发有限公司）

 2018年11月

 

第一章   项目概况

 

一、项目名称：XXX新区紫金路延长线配套用房及市政道路建设项目

二、建设性质：新建              

三、建设单位：XXX市政投资开发有限公司

（一）法人代表：XXX

（二）联系电话：XXX

（三）联系地址：XXX新区审计局五楼 

（四）邮    编：XXX

四、建设地点：XXX紫金路延长线（园丁小区农贸市场商住楼旁）。 

五、建设时间：开工时间：2019年1月；竣工时间：2019年4月                

六、建设规模及内容：1.XXX新区紫金路延长线空地范围内建盖小区配套设施：项目规划用地1351平方米，总建筑面积732.34平方米。项目建成后预计有20间商铺。本项目为临时性房屋建筑。2.地块周围市政道路等基础设施建设：拟建8米宽市政道路56.2米，9米宽市政道路70.4米。项目的实施旨在提高周边小区居民生活质量及小区配套设施建设，为周边生活小区居民提供便利；

七、项目投资概算及资金筹措方案

1．投资概算：项目概算总投资230万元，其中：    。

2．资金筹措方案：由公司自筹。            

 

第二章   项目概况

 

由于XXX园丁小区农贸市场商住楼已建成投入使用，因此为进一步提高和完善小区功能，方便广大住户生活，根据新城区总体建设规划，结合小区实际情况，经公司研究，拟在XXX新区紫金路延长线空地范围内建盖小区配套设施以及地块周围市政道路等基础设施的建设。地块为XXX地块，由我公司负责建设。公司为有限责任公司。经营范围为：承担县城老城区及新区市政建设等项目的开发、投资及管理，包括道路交通、供排水、电力、学校、医院、菜市场等基础配套设施项目的融资、投资和经营管理；扶贫项目开发投资。

 

第三章  建设规模、技术标准、建设方案及进度计划

一、项目建设内容

1.XXX新区紫金路延长线空地范围内建盖小区配套设施：项目规划用地1351平方米，总建筑面积732.34平方米。项目建成后预计有20间商铺。本项目为临时性房屋建筑。2.地块周围市政道路等基础设施建设：拟建8米宽市政道路56.2米，9米宽市政道路70.4米。项目的实施旨在提高周边小区居民生活质量及小区配套设施建设，为周边生活小区居民提供便利。

二、技术标准及工程建设方案

《钢结构设计规范》

《工程结构可靠性设计统一标准》

《建筑结构荷载规范》

《钢结构工程施工及验收规范》

《城镇道路工程与质量验收规范》

《城镇道路路面设计规范》

三、进度计划

为确保本项目有计划有步骤地组织实施，按期完成建设任务，作项目实施进度安排如下：

（一）第一阶段： 2018年11月–2018年12月完成实施方案编制审批等前期工作。

（二）第二阶段：即项目实施阶段，2019年1月–2019年4月，完成项目建设任务。

（三）第三阶段：2019年5月完成项目的验收工作。

 

第四章  投资概算及资金筹措

一、投资概算

本项目概算总投资为230万元，分项投资如下：

1、紫金路延长线配套用房建设预计投资200万元；

2、地块周围市政道路等基础设施建设预计投资30万元。

二、资金筹措

本项目概算总投资230万元；

资金筹措方案为：公司自筹。 

第五章  环境保护及安全生产方案

 

一、环境保护目标及措施

 贯彻环保“三同时”方针，即环境治理设施应与项目的主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用，遵循“预防为主、防治结合、综合治理”的环保原则，做到技术可行、经济合理、效益显著，尽可能使建设对周边环境降低到最小影响。

排除噪音及粉尘污染。项目在施工过程中，可能因施工机械的运转产生一定的噪音及粉尘，从而造成对周边环境的低度污染。因此，要求施工队伍依据对周围环境的影响程度加以防范，变更附近的生活环境的作业时间，对于噪音大的机械设备增加隔音装置，对粉尘多的部位要采取喷水除尘处理，采取振动较小的施工方法，确保施工现场环境不受污染。

二、安全生产

（一）安全要求

项目单位要严格执行国家安全生产法规，并与施工单位签订安全、环保相关合同，切实做到“安全第一”。使用搬运等机构设备，在开工前应加强安全生产培训，操作时严格按照操作规程，杜绝责任事故发生。要注意降尘降噪，以保护工人的身心健康。认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，确保项目经营符合职业安全卫生的要求，保障职工在劳动中的安全健康，严格执行劳动部《建设项目劳动安全卫生监察规定》。在所有用电设备和设施处落实完善安全措施，以确保操作员安全生产。岗位操作人员应熟悉设备技术性能，定期检查，安全操作。

（二）防范措施

根据国家有关劳动安全卫生政策规定，本项目拟采用的劳动安全防范措施有：

1．粉尘的防范措施

工作过程中，会产生少量的粉尘，长期接触会影响身体健康，造成不良影响，为了防止产生的粉尘累积，在施工作业中可采取洒水降尘和通风措施。

2．坠落意外伤害防范措施

在施工过程中，应加强对施工地段基础开挖的观察，防止滑坡、高空坠落物对人体的伤害，对危险地段和部位要切实采取防护措施加强安全防范工作。

3．人身防护措施

严格管理生产劳动过程中易燃、易爆物品的使用，根据工作环境特点配备各种必要的防护用具和劳保用品。

4．安全教育

对所有工人要进行安全教育，施工过程中，安全标识、标志设置要严格按设计安放设置，并有专人负责，保证其运行、使用的可靠性。

 

第六章  节能措施

 

节约资源，保护环境是我国的基本国策之一。为了使建设项目得到有效节约并合理利用资源，应始终贯彻节约资源、保护资源的原则。根据国家发改委、国家建设部等有关部门的规定，在项目选址、设备、设施选型、建筑设计、施工、材料、能源等必须考虑节能高效问题。

 

第七章  招投标方案

 

一、招投标依据

（一）《中华人民共和国招标投标法》；

（二）《工程建设项目招标范围和规模标准规定》（中华人民共和国国家发展计划委员会第3号令）；

（三）《工程项目自行招标试行办法》；

（四）《云南省建设工程招标投标管理条例》；

（五）《玉溪市房屋建筑和市政基础设施建设项目招标投标管理规定》

（十）XXX建设工程招投标管理制度。

二、招标组织原则

（一）严格执行国家及云南省招标制度；

（二）遵循公开、公平、公正和诚实信用的原则，保证招标人平等、便捷地获取招标信息，严格评标规定，保证评标活动的公正性。

 

第八章  效益分析

 

一、经济效益

项目建成后预计有20间商铺，实现经济效益25万。

二、社会效益

提高周边小区居民生活质量及小区配套设施建设，为周边生活小区居民提供便利；地块周围市政道路建成后，方便车辆行驶，有效的避免堵车，降低了交通事故发生的概率。

 

第九章  组织管理措施

 

一、项目资金管理

加强资金管理，建立会计制度，项目资金实行专户管理、专款使用，并加强审计和监督，严格经费的使用支出。

二、项目建设管理

严格工程建设程序，实行项目行政首长负责制，加强工程质量管理，严把技术质量关。

三、项目后续管理

加强后续工程管护。项目建成后，建立相应的后续工程管理办法，对项目进行跟踪问效，并接受监督部门和上级的监督检查。

四、项目档案管理

篇7

Abstract: In order to resolve the problems in network design of real-time distribution system for logistics, the article analyzed systematically its each link and its features, aiming at logistics corporate put forward resolution, which used integer programming to design network plan to achieve the goal of improving efficiency and saving costs. At last, it provided a new way for network design of real-time distribution systems for logistics.

关键词：物流工程；实时配送；网络设计；整数规划

Key words: logistics engineering；real-time distribution；network design；integer programming

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）25-0031-02

0 引言

所谓实时物流（Real Time Logistics，RTL）就是指通过应用现代物流技术与信息技术来主动消除企业物流系统中的管理与执行的延迟，从而提高企业整个物流系统的反应速度与竞争力，提升物流服务水平的物流理念，与物流企业通常所提的“JUST IN TIME”不同。 实时物流不仅关注物流各个环节的成本最低，而且更关注整个物流系统乃至企业的反应速度与能力，最终目标是要通过实时物流系统的实时采购、实时制造、在线仓储管理、实时配送、实时追踪、实时反馈等，使“四流”(商流、信息流、物流、资金流)同步合一,真正实现企业追求“实时”的理想目标。

物流实时配送系统走向计划化、规模化，任何企业要想保持持久的竞争力，就必须对市场环境变化做出实时反应，以便在激烈的竞争中抢占先机，实时企业 （Real Time Enterprise，RTE）理念，提出了成就RTE的6项原则，即标准、集成、协同、集中、敏捷、平台。物流企业如果由有经验的专人进行制定配送计划，则工作量比较大，且效率低下，同时不能适应企业今后发展的需要。在配送中心每天的业务量很大时，几乎平均每分钟一个订单，计划员要依据客户的编号来查找客户的实际地址，又要制定配送计划，因此工作量会相当大;同时企业不会只配送一种货物，而是应该利用自己的网络优势，进行其它业务的扩展。因此，建立物流实时配送信息网络系统是企业成功的关键。

1 物流实时配送系统的典型流程分析

物流管理中，物流实时配送系统起到商品集散的作用，它通过商品的集中采购、集中储备和统一配送，成为一个有力的保障系统。在整个物流系统中，配送中心是一个关键的节点。配送中心的功能包括：商品进销功能，仓储保管功能，商品配送功能，商品流通功能，信息提供功能。配送中心主要业务流程有：①接受订货的业务②入库系统的业务③配货系统的业务④在库系统的业务⑤出库系统的业务⑥配送系统的业务等。

在此基础上，物流实时配送的网络信息系统建设是配送中必不可少的重要内容。为了实现多品种少量、多频度的实时配送要求，减少缺货率、降低配货的差错，提高劳动效率、使配送中心作业简单化、省力化并达到降低成本的目的，就必须依靠信息系统的完善管理。

2 KJS企业概况

KJS是家国内一流的快运企业，企业总资产超过3亿元，分支机构超过300家，员工超过8000人，车辆超过1500台，年货物周转量超过3000万件。KJS于1994年1月18日成立KJS商标源于董事长的构想。猴子使人想到灵敏快捷一个跟头十万八千里的孙悟空；拎着的包裹代表从事的小件快运；圆圈寓意门到门服务；绿色象征生命，象征宅急送永远充满活力。

截止2010年，KJS全国拥有480家全资分支机构，10000个代收点及1000多家特许加盟经营合作网络，业务覆盖全国2000多个城市和地区，年货物周转量达7000万件，年业务量保持45%的增长率。多次被中国物流与采购联合会、中国交通运输协会评为“中国最具成长性物流企业”、“中国最具竞争物流企业”、“中国百强物流企业23名”。

KJS的网络优势体现在以点带面、班车连线，通过两次“绿色割据”，KJS建立起一张覆盖率仅次于EMS的快递网络。KJS网络优势不仅体现在满足自身的业务需求上，还体现在向同行业开放，满足国际、国内其他货运公司的需求上。

信息系统的优势主要表现在宅急送的ERP（综合管理）系统由17个子系统构成，分运营、客服、综合管理三大类。从最前端的COMMERCR使用，到仓库管理系统（WMS）、条码技术（BAR CODE）、全球定位系统（GPS）、客户资源定位（CRM）、路由管理系统（RRM）和客户网上查询系统。全国所有分公司及其下级营业网点均已联网，运营信息实时共享；各分公司与总公司服务器间采用硬件加密设备，保障信息的安全；通过各种技术手段已经实现与部分客户、合作网络公司的信息系统对接。

信息技术方面，公司率先搭建了“物流信息网络平台”，开单，查询，结帐等业务可轻松在网上完成；货物条码跟踪系统（Bar Code）和车辆全球卫星定位系统（GPS）的采用，使客户能够快速，准确的跟踪货物信息；KJS公司CALL+CENTER的投入使用，使客户与公司联系更加便捷。KJS正从一个以卡车为主的传统快运公司向着以信息技术为牵引的现代快运企业飞速发展。

KJS有一只270人的信息研发队伍，企业有很强的自主开发改造能力，目前使用比较高端的工业级PDA，通过GPRS网络实现远程任务指派、工作单基础信息实时录入与传递、签收信息反馈、签单影像扫描等应用，彻底实现信息前置，大大提高运营能力。

KJS在华北基地建立自动分拣线，在四个主要城市建立呼叫中心，在特一级分公司建立使用高架立体仓储中心，同时，KJS还大量使用叉车、尾板车，这使KJS从传统的运输模式中走出来，成为现代化的物流企业。信息技术优势的确立使其服务优势、成本价格优势、产品优势等有了坚实的基础。

3 KJS陕西配送系统网络设计方案

西安分公司成立于2003年1月，网络覆盖全省内9个地级城市，在西安市内设有5个取派送网点，拥有各种类型的汽车28辆，员工200人。

KJS陕西配送网络是由上行总公司负责的开发建设的。公司在陕西的分支机构12个如表1所示。

网络内所有营业所均已投入使用，要充分利用现有的营业所，在满足企业快速货运要求的同时，降低投资成本。根据网络的综合情况分析，将网络划分为13个区域，即增加西安KJS快运有限公司安康分公司。在整个综合营运网络内将设5个节点，每个节点专设相应的配送中心，我们称其为站点。每一个站点都将根据所服务区域的实际需求配置相应的设备，所有设备均为能按照设计的技术指标完成相应区域各营业所要求的各项综合快速货运业务。如图1所示。服务站点与相应服务区域的位置，其中①，②，③，④，⑤表示服务站点，1，2，…，13表示服务区域，由于地理位置的差异，随各站点到相应区域距离的不同，因而在考虑缩短站点与相应服务区域距离的同时，合理布置站点位置，分配相应服务区域。图1中虚线表示各区域由哪个站点负责，无虚线联系的，表示为不负责。

根据现有的设计规划，上行总公司提出，在满足各服务区营业所的需求，及时准确地提供相应快速货运服务的前提下，能否减少站点的数目。表2给出了各站点到各服务区总投资量，上行总公司希望在保证各区域营业所的需求下减少站点的数目，并根据表中提供的投资量的分布情况，适当地调整各站点相应的服务区域，使得站点到相应服务区域的支路网络投资总量最小。

根据当时所处的条件和公司的目标，我们可以建立如下的数学模型：

MIN（18X11+60X12+26X21+25X22+6X31+29X41+6X42+22X51+22X52+25X62+20X63+17X72+11X73+30X82+23X83+19X84+40X93+6X94+45X95+31X104+36X105+40X114+10X115+31X125+21X135）

S.T.

（1）X11+X12=1；（2）X21+X22=1；（3）X31=1；（4）X41+X42=1；（5）X51+X52=1；（6）X62+X63=1；（7）X72+X73=1；（8）X82+X83+X84=1；（9）X93+X94+X95=1；（10）X104+X105=1；（11）X114+X115=1；（12）X125=1；（13）X135=1；（14）Xi，j=0或1。

注：X135=1表示第13个区域由第5个站点提供服务，其他类似。由管理运筹学软件计算可得。

将上述数据输入管理运筹学软件，可得到如下的求解结果。

最优函数值=3226.000

由计算结果分析：第1个区域由第1个站点提供服务，第2个区域由第2个站点提供服务，第3个区域由第1个站点提供服务，第4个区域由第2个站点提供服务，第5个区域由第1个站点提供服务，第6个区域由第3个站点提供服务，第7个区域由第3个站点提供服务，第8个区域由第4个站点提供服务，第9个区域由第4个站点提供服务，第10个区域由第4个站点提供服务，第11个区域由第5个站点提供服务，第12个区域由第5个站点提供服务，第13个区域由第5个站点提供服务。只有这样才可以保证各区域企业的需求下减少站点的数目，并根据实际投资量的分布情况，使支路网络投资总量最少为218万元。比机械按顺序投资节约336-218=118万元。

4 主要研究结论

为了适应我国经济快速发展及物流产业信息化的基本要求，以提高我国物流企业管理效率为目标，利用现代信息网络与3G（GPS/GSM/GIS）技术，建立一个集科学化、可视化、智能化于一体的物流管理系统，为物流企业科学、高效管理物流物资配送过程，提供方便快捷的管理决策工具。本文通过对物流实时配送系统各环节的深入系统研究，分析了物流实时配送系统网络的特征，针对具体物流企业提出了具体的解决物流实时配送系统网络设计的解决方案，即采用运筹学中整数规划的方法设计配送网络方案，使企业达到提高效率，节约成本的目的。

实际物流系统集成的程度越来越高，物流决策者面临的问题也就越来越复杂。但是针对不同业务类型企业，其中所包含的内容是不同的，企业包含的内容才是系统的灵魂，这个灵魂就是算法结构。可以根据企业业务种类的大小，选择不同的算法结构和建立不同的运筹学模型。通过对算法结构的深入研究和改进，比如对于网络线路可以运用图论的算法，对于仓储问题用库存论，对于班次管理用线性规划、车辆配载优化采用动态规划等，结合计算机系统升级，进一步提高物流实时配送系统的效率。随经济的发展和货运的少批量多品种，采用多样化的运输工具，则配送方案也需要不断改进。

参考文献：

[1]毛光烈.第四方物流平台流程与制度一体化的创新性设计[J].管理世界，2008（4）：6-12.

[2]Added－value logistics service to be offered In developing countries[R].Report of United Nation Conference on Trade and Development Secretariat，2000.

[3]CHENG J X，CHENG J S，et al.Algorithm on optimal driving strategies for train control problem [C]//Proceedings of the 3 rd Word Congress on Intelligence Control and Automation.June 28-July2，Hefei，China，2000.

篇8

关键词：深基坑；支护；方案优化

Abstract: deep foundation pit supporting engineering which involves many factors, support type is various, also the whole supporting system is a multi-factor, there is the necessity of optimizing design. Deep foundation pit supporting was introduced in this paper the basic principles of optimization and scheme optimization was studied with practical example.

Key words: deep foundation pit; Support; Scheme optimization.

中图分类号：TQ639.2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

基坑支护方法众多,诸如人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、内支撑、各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。深基坑开挖与支护工程方案种类繁多，各方案的相互匹配可演变出多种整体支护方案和细部结构设计方案。基坑支护方案选择应当以工程要求、地质水文条件和现场环境为依据，选出最合理和经济的方案。

一、深基坑工程及其特点

深基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。基坑支护体系是临时结构，在地下工程施工完成后就不再需要。

1、基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。 在开挖深基坑时候注意加强排水防灌措施，风险较大应该提前做好应急预案。

2、基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建（构）筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建（构）筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。

3、基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低，土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。

4、基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。

二、基坑支护的类型及其特点和适用范围

1、放坡开挖

适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。

2、深层搅拌水泥土围护墙

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。

3、高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围 建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。

4、槽钢钢板桩

这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6～8m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。

5、钢筋混凝土板桩

钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。

6、钻孔灌注桩

钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7～15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8～9m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当 工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重

7、地下连续墙

通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。

8、土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

9、SMW工法

SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

支护工程系统设计中的问题

（一）支护工程系统设计中的原则问题

(1) 根据各种条件计算基坑边坡土体作用力。计算理论应用库仑理论和朗金理论(2)对围护结构、支撑体系的设计是以能否平衡土体作用力为依据。(3)仅以用料的多少或所用材料的造价作为选优的依据。各种施工方案仅仅作为定性选优的参考。(4)选择工程资料库中列出的施工方案(5)开挖方式、降水效果均包含在土体作用力的计算结果之中。(6)定性规则与量化计算选优相结合。(7)支护方式的筛选：任意给定一个支护方式，筛选去不能平衡土体作用力的支护方式，逐步筛直至找到能平衡土体作用力的各种支护方式(8)按三级选优的方式进行优化设计。

（二）地下水控制设计问题

地下水控制是基坑工程中的一个难点，因土质与地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法大不相同。有时在没有地下水的条件下，可轻易开挖到6m或更深；但在地下水位较高，又是砂土或粉土时，开挖3m也可能产生塌方。所以，对于沿海、沿江等高水位地区或表层滞水丰富的地区来说，深基坑工程的地下水控制的成败是基坑工程成败的关键问题之一。

在基坑开挖中，降水排水及止水对工程的安全与经济有重大的影响，多数基坑工程事故与水都有直接或间接的关系。一般情况下软土地区地下水位较高，深基坑工程开挖时， 为改善挖土操作条件，提高土体的抗剪强度，增加土体抗管涌、抗承压水、抗流砂的能力， 减少对围护体的侧压力，从而提高基坑施工的安全度，往往对坑内、坑外采取降水。目前，降水主要有轻型井点及多层轻型井点、喷射井点、深井井点、电渗井点等。但降水过程中，由于含水层内的地下水位降低，土层内液压降低，使土体粒间应力，即有效应力增加，从而导致地面沉降，严重时地面沉降会造成相邻建筑物的倾斜与破坏，地下管线的破坏。另外，在坑内降水时，如果降水深度过深，由于水位差增加, 易出现管涌造成工程事故。为此，施工决策前，需要了解施工中可能发生的各种情况及其危害程度，以便提出最佳决策方案，获得最佳经济效益及保障施工安全。为了防止由于降水引起的各类意外事故，可采取以下措施：

1) 基坑四周设置的如果是不渗水挡土墙，可取消坑外降水；

2) 在坑外降水同时，在其外侧(受保护对象之间)同时进行回灌；

3) 尽量减少初期的抽水速度，使降水漏斗线的坡度放缓；

4) 控制坑内降水深度，一般降水深度在基坑开挖面以下0.5m～1.0m；

5) 合理确定挡土墙的入土深度，防止管涌。

（三）建筑用地影响设计问题

由于高层建筑多处于市中心，建筑场地周围建筑物秘籍，地下管线多，限制了基坑的放坡，往往需要垂直开挖，而在开挖中应注意到辩驳侧移和地面沉降对周围建筑物的影响。在城市，环保要求高，选择支护方案时，应考虑到支护工程施工产生的噪音、泥浆、化学泥浆等对城市功能的影响。

四、支护结构方案的优化与确定

（一）支护结构方案的优化

支护结构的方案优化是根据某一深基坑工程所要达到的目标，从众多可行方案中选出一个最佳方案。由于深基坑工程是一个相当复杂的系统工程，其支护结构的优选受许多确定和不确定因素，亦即模糊因素的制约，很难用费用最低的单目标优化准则做出最佳决策。深基坑支护结构设计方案包括可靠性、造价、施工难度、工期、环境影响等诸多属性，这些属性中有些是模糊的。运用多目标决策模糊集理论，能够较好地用于这样一个具有多种属J性和模糊特性的深基坑支护方案的优选。

支护结构细部优化。在支护方案优选后，需更进一步对所选方案的细部结构进行优化，在满足支护功能前提下使支护结构工程造价最低。完成一个实际问题的优化设计，大致包括4部分内容：决策（设计）变量、目标函数、约束条件和优化算法。

在依据基坑安全等级和变形控制等级初步选择方案基础上，利用优化设计综合评判法进行方案的进一步优选，在深基坑支护工程中是一个比较科学的方法。根据深基坑支护设计的基本参数，进行一级优化设计：根据深基坑支护体系设计应满足强度、变形和稳定性验算等基本原则，以及深基坑支护体系施工费用、土方开挖费用、施工监测及检测费用、环保费用等基本原则确定影响经济性的因素，进行二级优化设计；根据施工对周围居民生活的影响、施工对周围建筑物和地下管线的影响、施工产生的次生灾害影响等基本原则确定影响环境保护的因素，进行三级优化设计：按“安全可行、经济合理、环境保护、施工便捷”的原则对基坑支护方案进行确定。

（二）基坑支护方案的确定

1、弄懂图纸：弄清楚基础埋深、长宽、地基持力层、地耐力要求，确定持力层为勘察报告中的哪一层，是否会加深，确定出自然地坪至基底的深度。 2、根据勘察报告取得各土层厚度、重度、粘聚力、内摩擦角、地下水等计算数据。 3、现场放线，丈量周围建（构）筑物、地下管线等距基础外边沿的距离，基坑开挖对周围环境影响程度，确定开挖坡度、基坑支护安全级别（安全系数）。 4、确定基坑支护结构顶面荷载大小及作用形式为静载还是活载。5、根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件，初步确定支护类型。

五、深基坑支护设计与施工方案优化实例

工程实例一

（一）工程概况

某地铁车站是1号线与5号线的换乘站，同时又是中心公园停车场的接轨站。车站中心里程CK10+368.000，全长635.27m，有效站台长度118m，标准段宽32.7m、高14.2m；换乘节点段最宽34.3 m、高23.2 m，采用明挖顺筑法、交通疏解道路下方采用铺盖法施工。本站与5号线换乘关系为一岛一侧站台对岛式站台的十字节点换乘。除换乘节点段采用多跨现浇钢筋混凝土矩形框架结构外，车站其余地段采用双层三跨、双层四跨及双层双跨现浇钢筋混凝土矩形框架结构。3号线车站基坑开挖深度约17.9m～23.5m，换乘段基坑开挖深度26.8m，支护工程安全等级为一级。

（1）工程地质

素填土：由砾质、砂质粘土组成，另夹漂石及块碎石，局部含砂。

中粗砂：级配良好，呈透镜状分布。

砾（砂）质粘性土：可塑状，成份以粘粒为主，含少量角砾土质不均。

砾（砂）质粘性土：硬塑状，局部可塑状，土质较均匀，含少量石英质粗砂砾。

全风化花岗岩：岩石风化强烈，遇水软化。分布于残积土及冲洪积砂层之下。

强风化花岗岩：岩石风化强烈，遇水软化崩解。

中等风化花岗岩：粗粒结构，块状构造，硅质胶结。岩石节理裂隙发育。天然极限抗压强度为25.9～60.1Mpa。

微风化花岗岩：粗粒结构，块状构造，硅质胶结。节理裂隙不发育。岩石致密、坚硬，属极硬岩。天然极限抗压强度为46.7～145.1Mpa。

（2）水文地质

区间范围地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层及沿线砂（砾）质粘土层中。地下水埋深0.7～8.8m,以孔隙潜水为主，局部地段微承压。主要由大气降水补给。水量较丰富。

（3）工程地质及水文地质评价

未发现对本工程有影响的不良地质，特殊岩土主要表现为人工素填土和花岗岩残积土、风化层。其中华强北站二层结构的基底主要位于；本车站三层结构的基底深入。、和层具遇水软化、崩解，强度急剧降低特点，基坑开挖应及时封底、支护；

水文地质方面反映本工程地下水位较高，以孔隙潜水为主，水量丰富。本车站基坑挖深17.8m，换乘节点挖深26.8m，故基坑内采取明沟排水结合管井降水措施。

（4）工程范围内的管线较多，交通疏解次数多，依据各自与工程结构的关系，在施工过程中分别涉及到管线的迁改、支吊和保护共三个方面的管线处理问题。需悬吊的管线主要有电力2根、雨水管1根、污水管2根、给水管3根、通讯管线3根等。主要有外径1500mm的污水管、外径800mm的雨水管和一条外径600mm的给水管。

（二）基坑支护方案比较分析

（1）土钉墙方案

本工程场地比较小，不具备放坡条件和卸土条件，基坑开挖深度范围内全部为淤泥土层，土钉抗拔力低，效果很差。且本场地周边环境比较复杂，周边道路管线及建筑对地面沉降非常敏感。本方案可靠性差。

(2)地下连续墙方案

该方案施工技术要求较高，造价也高，为确保地下室外墙不渗水，常设衬墙，这样即增加了费用，同时也减小了地下室的空间。本方案经济性差。

（3）边挖边被复方案

由于工程环境复杂，边墙距周围建筑物距离小，开挖深度大，开挖时放坡，势必对周围建筑物产生较大影响。另外，边挖边对地下水位以下施工有一定困难，故不宜采用边挖边被复方案。

（三）方案优化

基坑支护设计方案该工程的支护设计，考虑了造价、适用性、对道路管线的影响及后续施工影响等诸多因素，分析比较了采用钢板桩、预制桩、双排沉管桩和钻孔灌注桩等方案的利弊，最终选取了钻孔灌注桩加单道钢筋混凝土联合支撑的形式，围护桩采用φ700@850钻孔灌注桩，桩顶为600mm×1200mm截面的环梁，钢筋混凝土支撑为600mm×600mm。

基坑支护结构的设计计算

该工程支护设计计算参照国家有关规范进行，由于坑外部荷载影响较多，故按30kN/m2考虑地面荷载。土压力按郎肯土压力理论分层计算，并采用水土合算，即土压力计算中不考虑水的浮重，此计算中亦不考虑工程桩对被动土压力的影响。支护结构则按单锚深埋桩模式进行计算。桩顶环梁按连续梁计算，经天汉软件计算的各项结果如下所示：桩身最大弯矩：608.45kN/m2・m；水平支撑力：170.7kN；桩长19.5m，实际取桩长19m；桩身配筋不均匀，依靠主要受力的两个方面，配16Φ25，箍筋φ8@200，另加设φ14@2000加强箍。桩顶环梁按连续梁计算，各项计算结果如下所示：环梁最大弯矩：1019.7kN・m；环梁截面为：600m×1200mm，每边配6Φ25+2Φ22，箍筋为φ8@200。基坑中间对撑采用φ609×11钢管，四周角采用600mm×600mm截面的钢筋混凝土；钢管对撑承受的压力为1638.72kN，钢筋混凝土角撑承受力为1738.13kN，弯矩值为370.47kN・m。角撑的中部设支承桩，以便增强角撑和支承桩的稳定性，角撑中点之间设连梁，连梁与环梁转角处相连。

工程实例二

（一）工程概况

山东某跨河大桥工程主墩基坑深度约9米，基坑侧壁安全等级较高。建设场地原始地貌为淤泥河滩，基坑支护主要土层有建筑垃圾回填土、淤泥、砾砂、残积土及风化岩石等，其中回填土主要由建筑垃圾、碎石块组成，细骨料为砂粘土，均匀性差；淤泥层厚度大，承载性能很差，地质构造较为复杂，基坑支护条件十分困难。拟建场地地下水主要附存于垃圾填填 土、河砂的孔隙中以及下部风化岩石 的裂隙中，地下水位最浅为0.5米，该项目为跨河桥梁，基坑周围为营业码头，施工空间非常狭小有限。无法进行放坡开挖，施工要求必须进行深基坑支护。本场地基坑支护主要土层为杂填土和淤泥，地下水位较高，淤泥量大，塑状严重，透水性差，固结时间不长，所以抗剪强度采用天然快剪指标进行计算 。

（二）设计优化方案

1、该基坑因场地限制，无法放坡大面积开挖，加上场地地质条件差，所以宜采用排桩加预应力锚杆的支护方式。根据以往同地区的锚杆抗拉经验值 ，在该种淤泥土层，采用普通的锚杆设计抗拉力不足9 K N ／ m， 无法达到本基坑设计的要求，且在淤泥层中制作长锚杆，施工难度大。根据本工程方型基坑四边近似相等的特点。内部锚杆支撑设置成一个圆形钢筋砼圈梁外加小支撑的支撑系统，充分 发挥圆形钢筋砼结构受力均匀等特性，减少结构集中受力受弯，达到圈梁砼均布卸荷的极佳效果。圆形圈梁支护结构截面设定为1200x 8 800mm2，后经力学计算，最大的弯距与剪力只要求圈梁构造配筋即能满足受力要求，达到较为理想的经济和受力效果。

2、围护桩结构通过几种成桩方案的探讨和比较，确定该排桩采用人工挖孔桩，同时配合集水井进行场地降水，降水井在基坑四周均

布，打设深度为人中风化岩石1.5米，防止地,下水位过高给人工成孔增加难度。该种成桩方法虽然成孔难度大，但施工工期短，造价低， 桩身质量能有较大保证，故易采用。

3、排桩结构内支撑受力设计：在基坑底板相同高程处，对应每根围护桩设置一根 3 0 0 * 3 0 0mm 的临时支撑，支撑在基坑底板上，待临时支撑砼强度达到设计强度后，拆除圆形内撑圈梁，围护体系形成以临时支撑为结点的悬臂结构。

4、围护结构最终设计：围护桩选用Φ800间距1500 ～1800的人工挖孔桩,为减小基坑土方开挖时淤泥层产生侧向位移增加面沉降量,我们选择在围护桩间设置一道200 mm厚的砖砌反拱.以确保结构体系的稳定性。

结束语

近年来深基坑工程得到了极大地发展应用，但国内对其支护方案的选择仍具有片面性和主观性。因此，遵循安全可行、经济合理、施工便捷、环境保护等原则，找出一套科学合理且可操作性解决方法十分必要。

参考文献

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[9]何家趾，董建忠.深基坑支护结构设计及存在的问题研究[J].四川建材，2007，(3).

篇9

关键词：实验经济学 经济学实验 实验设计 货币报酬 变量

上世纪50年代经济学家张伯伦在课堂上进行供给和需求的试验标志着实验经济学的诞生，1962年费农•史密斯的经典论文《竞争市场行为的实验研究》确立了经济学实验方法在主流经济学中的地位，为此后实验经济学的发展奠定了基础。实验经济学是研究如何在可控制的实验环境下对某一经济现象，通过控制实验条件、观察实验者行为和分析实验结果，是检验、比较和完善经济理论或提供决策依据的一门学科。

实验经济学的发展现状

当今，实验经济学已经逐渐科学化和规范化，成为经济研究的一种成熟工具，并且取得了丰富的成果。成功的经济学实验需要具备很多条件，而其中最重要的就是科学合理的实验设计。目前，我国开展经济学实验的尝试还不是很多，如何把经济学实验科学方法与我国的具体实验环境相结合，探讨适合我国实验条件的经济学实验的一般设计步骤以及需要注意的问题，已经成为实验经济学领域迫切需要研究的课题。本文把这个课题作为研究目标，力争在前人研究的基础上有所突破和创新。

为便于表述，本文需定义如下术语：被试，指实验经济学中所进行的实验的实验对象；主试，指实验经济学中实验的主持者。

史密斯倡导实验经济学应该建立一个与主流经济学研究相衔接的体系，并将该体系总结为：环境、制度和行为。环境，即促使当事人行动或交易的初始禀赋、偏好及行动成本。制度，即对市场交流(买方出价、卖方出价)进行的定义，明确信息交流规则和行动规则，确立从信息或行动而导致某一结果的内部控制机制。行为，指在既定环境和制度条件下，参与人的决策或行动。史密斯认为，实验经济学主要检验和研究的是：在不同的环境和制度下，参与人的行为。为实现上述目标，笔者将以上三方面相融合提出一般的实验设计步骤（见图1）。

实验设计步骤

实验总体要求

首先，应该澄清一个认识误区，不是所有的经济问题都是可以做实验的。在经济学实验方法可以实现的研究问题和研究目标范围内，可以根据研究问题，在整体上给出实验的目的、要求和预期目标。这是实验设计的总依据。

制定相应的实验室交易制度

在经济实验中，被试按怎样的规定进行交易是很重要的，因为实验室交易规则看起来很小的改变可能对博弈论的预测和观测的行为产生重大影响。为解决自己的问题，应作出尽量单纯的经济环境。经济环境越单纯，被试越易理解自身行动与报酬的关系，实验更易受控制，实验结果的解释就越清晰。而复杂的经济环境则可能造成实验结果解释的困难。

常用的实验室交易制度大体有14种，如：明码标价拍卖、双项式拍卖、分散谈判、清算拍卖、折扣制度等。根据所要研究的目标，可以对这些制度在某一方面或者某几方面加以改变或者改变实验室制度中的某一或某些参数，形成适合该研究目标的新的实验室制度，也可以把两种或两种以上的拍卖制度加以结合，形成一种新的实验室制度。例如：“列举/折扣制度”就是明码标价制度的变形。

被试的选择及报酬支付

被试对象的选择 与物理、化学实验等自然科学实验不同的是，实验经济学把社会中的人作为实验对象。实验对象的差异，即人的差异会对实验结果产生巨大影响。

因此，在选择被试时，就要尽量注意减少被试的差异或选择被试差异对实验目的无关或者影响极小的被试。对于我国来说，选择在校本科生或者硕士研究生比较合适。由于我国高校学生所处环境比较单纯，相互差异较少，学习领会能力较强，因此用于对实践经验没有要求或者要求较小的经济学实验效果更好，更易接近现实。

被试数量的选择 被试的数量与实验的质量有很大关系。由于预算经费、实验设备等限制，被试人数不宜过多，应视实验所要描述的实际经济系统而定。一般来说，实验只要接近最小数的被试即可。例如，讨论竞争市场中合理预期模型的适用性、可能性时，若利用3类交易者和两种信息上的约束。为保证任何一个组合均有最小限的竞争，把全部的交易者分为6组，每组至少有2个人，这个市场实验计划至少要用12人的被试。实际上刚好用12个人就可以了。

在绝大多数的实验中，同一状况下配置2～3个被试，实验室市场中达成竞争均衡是足够的。如果被试数目过多，则需重复的实验次数越多，且过多的被试使实验不易控制，结果实验效率并未提高太多反而耗时耗资；被试数目过少，虽然省时省资，但是实验质量较差，不易达到实验目的。

被试的报酬支付 为在实验中做出受控的经济环境，必须给被试支付现金，因为真实的货币更易给被试提供激励，减少被试行为的变异性，降低甚至排除随机行为带来的干扰。这是实验设计的一个关键环节。

对于我国的实验环境和条件，支付大笔的现金显然难以做到。因此探求合适的现金支付数量是经济学实验的重要课题，也许寻找现金的替代品作为实验的支付手段更为实际。本文设想：如果被试是在校学生的话，用学分代替真实货币可能也是可行的。实验经济学研究表明，采用报酬手段作为诱发经济主体（即人）的特征需要满足三个条件：

其一，单调性（Monotonieity）。即被试认为报酬越多越好而且不存在饱和状态。最满足这个条件的就是货币报酬。因此，经济学实验中被试的报酬通常是真实的货币报酬。其二，突显性（Saliency）。被试所得的报酬，必须与被试（以及其他被试）的行动有关，它必须由被试所理解的制度所决定。即被试的行动与报酬的关系，应该能突出显示实验主持者所希望的制度，被试应理解这种关系。其三，优超性（Dominance）。在实验中被试的效用变化来自实验报酬，除此之外的其他原因可以忽略不计。显然，现金可以基本满足以上三个条件，因此通常情况下，实验报酬多数使用的是现金。

学分虽然不完全能够满足上述三个条件，但至少相当接近这三个条件，作为现金的替代品也是一个较好的选择。尤其是在价格层次不多的经济学实验中，学分的这种替代性可能更好。本文可以通过一个简单的实验来考察用学分替代货币报酬的可行性。这时，需要重复同一个实验，第一个方案采用真实货币作为报酬支付；第二个方案采用学分作为报酬支付，然后比较分析实验结果，看其是否存在显著差异，若无显著差异，则说明学分代替真实货币是可行的；反之亦然。

处理好主试与被试间的关系 最重要的就是不可以欺骗被试。因为被试一旦被欺骗就会对实验中已说明的行动和报酬之间的关系产生怀疑，那么实验的积极性就会降低，甚至可能采取一些防御措施，这样就损害了实验的突显性和优超性。即使这种欺骗行为在该次实验中未被发现，那么在以后的实验中也会被发现，这样被试的后续招募就很难，即使能招募到，也可能因被试的抵触和防范使实验结果难接近真实。

但是，不欺骗被试并不等于一切信息公开。在某些特殊的情况下，对被试隐瞒一些信息也是必要的。比如，被试的报酬属于私人信息，应该直至实验结束也不公开，同时规定不可互相询问，这是模拟经济现实的需要，也是经济学实验的需要。如果被试对其他人的货币报酬都了如指掌，那么可能由此产生妒忌或利他主义心理，从而无法使被试自身的利益实现最大化，而无法控制激励的效果，实验结果就会产生偏差。

实验指导语的正确编写与宣读

实验指导语的正确编写 实验指导语是具体指导被试如何参加实验的文件，应包括实验的重要信息。如实验的目的、实验室交易制度、各被试可能采取的行动等，特别重要的是要明确说明被试的行动与报酬之间的关系。还应包括主试为使被试理解实验的若干问题，必须注意主试不要在问题中有意无意地把自己的意图告诉被试。要避免指导语中关于实验目的的叙述成为某种期望效果的暗示，而应叙述的简明具体，容易被试理解。指导语的编写可参考前人已做过的类似的实验说明书，在此基础上根据实验需要加以修改而成。编写出的指导语关键要做到正确、明确及易于理解。

实验指导语的宣读 在实验时，主试或助手应大声朗读实验指导语或播放录音。即使应用计算机在被试的终端屏幕上已有实验指导语文字，主试也应朗读以提高被试的注意力，以期让被试完全理解实验指导语中的内容。

尚需研究和探索的问题

一般来说，经济学实验的报酬远远小于现实的经济报酬。因此，从某种意义上而言，经济学实验的报酬与被试的切身利益并无太大关系。因此，被试可能抱着一种好奇的心态来参加实验，从而影响实验结果。尤其在我国开展经济学实验，报酬可能较少，如何设计更能激发被试积极性的实验方案，是一个亟待解决的问题。

实验经济学主要研究和检验的是参与人的行为，而参与人的行为同参与人的心理有极大关联。社会和经济系统的规则，能影响参与人所受到的激励和参与人的决策。不同国家有不同的政策法规、经济制度、传统风俗，不同国家的被试经济行为的差异不可避免。因此，研究同一经济现象或理论问题，在选择不同国家，或不同人种参与实验所得结果会不同。笔者认为，这一问题也是在我国开展经济学实验所必须面对的一个复杂且具有挑战性的问题。

参考文献：

1.高鸿祯.实验经济学导论[M].中国统计出版社，2003

2.李增刚.行为经济学和实验经济学的基础[J].经济评论，2002 (11)

篇10

关键词 台架 工作平台 检修平台 登高梯

中图分类号：V215.2 文献标识码：A

0引言

辅助平台作为铁鸟台架的一部分，主要作用是使工作人员在不借助专用工具或设备的条件下能够方便地到达铁鸟台架的各个部位，以利于人员通行、检查维护、试验测试设备安装，并保证人员和设备安全。

1辅助平台设计要求

铁鸟主体台架主要由机头段、前机身段、中机身段、机翼段、主起落架安装台架、后机身段、尾翼段组成。辅助平台的尺寸设计主要是从铁鸟试验台在不同位置处的功用需求和结构尺寸等方面考虑，并根据使用要求能够承受相应的静力载荷和动力载荷。辅助平台的要求包括：在机头、机翼、后机身布置登高梯；前机身、中机身及后机身段，通道按飞机通舱地板走向布置；机翼和尾翼段，保证舵面大致处于人体胸部位置（1.3m左右）；后机身段，在台架上表面布置通道；从后机身段到尾翼段，在背鳍两侧布置登高梯；起落架段台架上表面布置通道，保证两侧机翼通畅；各段通道连接处布置连接梯，保证通畅。

2辅助平台简介

辅助平台主要由护栏、登高梯、工作平台、检修平台、通道等组成。根据设计要求在机头段布置能移动的登高梯，帮助工作人员能进入驾驶舱操作，在后机身段两侧也布置移动的登高梯，利于工作人员进入铁鸟尾翼段和机翼段进行检修。在机翼前梁两侧对称布置了检修平台，利于工作人员对机械泵进行检修维护工作。机翼后梁的工作平台主要是为了检修维护飞机的操纵加载系统（襟翼和副翼）和液压源系统。尾翼段的平台主要是为方便人员进入铁鸟尾翼段检修操纵系统、液压系统（升降舵、方向舵）。

2.1登高梯设计

根据设计要求，登高梯需布置在机头段、机翼段、后机身段三个位置处，以利于人员登上铁鸟主体台架进行相关技术操作。登高梯主要由梯梁、踏板和扶手三部分组成。

结构要求：

（1）梯高。由所处的工作平台高度决定。

（2）倾角。根据国标GB 4053.3-2009的文件，安装在建筑物或设备上的固定式钢斜梯与水平面的倾角应为30啊？5啊S捎诳悸堑匠Х康纫蛩兀私谑≌嫉乜占洌ㄖ教ㄋ玫母中碧萸憬亲钪昭裎？0啊5歉咛萏ぐ逖窳庑畏阑ㄎ聘职澹职搴穸任？mm。

（3）内径宽度。根据设计要求经常性单向通行及偶尔双向通行净宽度宜为800mm，考虑到维护人员可能会携带维修操作工具等实际因素，最终敲定斜梯净宽度为900mm。

（4）扶手。采取在两侧均安装扶手。

2.2工作平台概述（机翼段）

工作平台是根据操作需要，安装在设备附近按照生产作业要求高度和所需面积而设置的工作台。工作平台高度的确定主要是取决于当人站在工作平台操作设备时，使其保证操纵舵面处于与人体胸部位置平齐即可。工作平台结构主要包括梁、柱、斜撑、铺板、梯子和栏杆等组成，从而使整个平台结构成为一个稳定的整体。

D600铁鸟的工作平台对称布置安装在机翼左右两侧和尾翼段，是一个独立的简支梁平台。根据设计要求，平台尺寸确定为高3.5米，宽4米，长14米。

由于工作平台高度高于2米，根据设计要求，护栏的高度应为1.1米。

2.2.1平台铺板计算

（1）铺板设计。次梁间距约为1.7m，加强肋间距为0.6m，长短边之比为2.83≥2，可按三跨连续的简支板计算其强度和挠度。

（2）载荷计算。根据设计标准，钢平台设计均布活荷载一般不小于3kN/m2，考虑到本工作平台作为普通操作平台使用，均布活荷载的标准值取为3 kN/m2。5mm厚的花纹钢板的自重均布荷载值为0.5 kN/m2。则均布载荷标准值为3.5 kN/m2；均布载荷设计值为4.8 kN/m2。

（3）强度计算。根据长短边之比为2.83，则简支板系数 取为0.1， 取为0.11。

最大弯矩值为 0.3072kN.m；强度为 61.5N/mm2；铺板的设计要求满足强度和刚度的要求。

2.2.2铺板加强肋计算

加强肋选用160？60？2的角钢。

载荷计算：加强肋自重为0.28kN/m2；均布载荷标准值为3.78kN/ m2；均布载荷设计值为5.136kN/m2；最大弯矩值为1.6kN.m；强度为20.4N/mm2

2.2.3平台梁计算

在本平台结构设计中，主梁和次梁均选择用宽150mm、厚度为6mm的方钢型材。

（1）次梁计算最大弯矩值为9.8 kN.m；强度为61.1 N/mm2

（2）主梁计算。主梁截面积A=152-13.82=34.56cm2；主梁单位长度自重为0.256kN/m；主梁自重载荷设计值为0.3kN/m；次梁传来的集中载荷为32.64kN；最大弯矩值为7.3kN.m；主梁截面特性为Inx=1/12？154-13.84）=1196.47cm4；Wnx=1196.47？.5 =159.5 cm3。强度计算为171 N/mm2

2.3工作平台（尾翼段）

为减小占用厂房的空间及台架整体结构重量，综合利用空间，因此尾翼段的人员通道及登高梯等辅助平台均布置在台架内部。

通过移动登高梯进入后机身段，在台架内部后机身位置处放置登高梯，使工作人员能到达尾翼的第二层，再设置休息平台，通过登高梯到达尾翼第四层和第五层的工作平台。由于尾翼总高为12m，出于安全考虑平台的防护护栏选择为1.2m高。

3结论

根据计算和验证，证明了本辅助平台的强度和刚度均满足设计要求，满足了人员能在不借助专用工具或设备能够方便地到达所有铁鸟飞机系统、部件、测试设备与传感器的安装位置进行维护检查的要求。

参考文献