承载范文10篇

时间:2023-04-06 13:16:42

承载范文篇1

1.对生态景区环境的影响旅游活动是一种消费活动,必然会产生各种废弃物。这些废弃物留在环境中,会造成不同程度的环境污染,使旅游环境不断恶化。过多的旅游车辆造成了大气污染和噪音污染,旅游景点的宾

饭店的大量污水排放,造成了水污染;旅游者乱抛垃圾,会造成固体废弃物的污染。环境污染使自然环境城市化,旅游景区美感退化。以“九寨沟”为例,它是世界上旅游环境最佳的景区之一,也是当今最热门的生态旅游区。在20多年的时间里,政府以及景区的经营者增加了必要的服务设施,但是这些服务设施严重影响了景区内的生态系统,景区不堪重负。

2.对生态景区当地居民的影响

生态旅游景区过多的接待游客最大受益者是开发商和游客,而旅游活动对旅游资源和当地环境所造成的负面影响(如当地水资源和食物的消耗、旅游基础设施和交通设施的建设往往在一定程度上破坏景观和生态环境、旅游活动产生的各种各样污染等)则主要由当地居民承担,旅游者作为景区的外来侵入因素,可能会影响原居民的正常生活甚至为其带来侵扰而产生消极影响,特别是旅游旺季,大量游客涌入会激发他们与当地居民之间的某些矛盾,特别是在生态旅游景区的综合接待能力有限的情况下,外来游客的大量增加和游客密度的提高,将使当地居民的在正常生活受到干扰和妨碍。

3.对生态景区服务设施的影响

由于我国旅游业特别是生态旅游也是最近几年才发展起来的,因此,在许多设施方面不是很完善,有些设备还是非常陈旧的,不能适应生态旅游的发展,特别是在游客高峰期,景区内的各项设施都人满为患,而这些设备的高频率和超饱和的使用,必然会对设施产生负面的影响。比如说在“五一”黄金周期间许多景区往往是连上厕所都要排队。

二、景区过饱和接待游客的因素

1.经费不足

目前,我国几个著名的也是在生态旅游景区接待游客占很大一部分比例的景区都是我国自然保护区。在我国,大多自然保护区缺乏应有的投入,存在有名无实,全国自然保护区每年得到各级政府的总投入不足2亿元。而发达国家用于自然保护区的投入每平方公里每年平均约为2058美元,发展中国家也达到157美元,而中国仅为52.7美元,即使在发展中国家中我们也几乎是最低的。我们国家自然保护区的投入还严重不足。因此许多自然保护区走上了“自养”的路子,结合自身优势发展成生态旅游景区。并为获得更多资金而超饱和的接待游客。

2.科研、宣教力量薄弱

不少生态景区的管理机构不够健全,管理人员不足,业务素质不高,管护手段和基础设施普遍薄弱。由于多数生态景区经济来源不稳、地域偏僻、工作生活条件差、社会地位不高,从事生态保护工作的领导面临的工作难度大而缺乏信心。有能力的人大多设法离开保护区,新的“血液”又无法输入,据报道,44.2%的生态景区无专门的管理机构,34.6%的生态景区无专门的管理人员,管理人员中科技人员仅占22.3%,管理队伍整体素质普遍较低。这种状况不利于自然保护区的发展。也不利于科学的开发生态旅游景区了。

三、采取合理措施控制景区游客

1.提高当地居民的整体意识

为实现生态旅游环境可持续发展的这一目标,公众是否认识、愿意接受并且积极参与,是实现生态旅游环境可持续发展的必要条件之一。旅游地的可持续发展需要居民的参与,旅游者选择旅游目的地,一是考虑此地的自然景观、人文景观对他的吸引,另一方面是旅游地居民及所形成的社会资源,即旅游地居民的风俗、习惯、生活方式及其好客程度等。如果当地居民的参与意识不强就会造成对游客的不友好态度、对旅游设施的破坏、对旅游法规的漠视等,这些将对旅游环境承载力造成直接影响,不利于旅游业的可持续发展。为了增强公众可持续旅游意识,应做好宣传工作。使公众认识到保护旅游资源对发展旅游业的重要作用,使人们了解旅游资源的价值和意义。

2.提高旅游者的环保意识

承载范文篇2

显然,随着生产技术的改进,新疆水资源开发利用水平在提高,资源的人口承载能力也在提高。按照现在的技术条件,在水资源得到可持续开发的条件下,在生态环境得到良性循环的条件下,新疆的社会经济能发展到一个怎样的程度?人口的承载量是多少?其生活水平又如何?

1生活水平的期望值分析

衡量水资源的承载能力大小的主要依据是承载的人口数量和人口的生活水平,而人民群众的生活水平主要决定于人民群众对工农业产品的占有量。因此未来人口对工农业产品的占有量则必然影响水资源的承载能力的计算。

为了更客观的分析新疆水资源的承载能力,有必要对全国乃至全世界的消费水平的变化趋势进行详细分析。农业产品可以分为粮食、棉花、蔬菜、油料、肉、蛋、奶等消费品,相对来说,简单而一致;工业产品产品种类繁多,且与历史年代有关,相对复杂,为简单起见,用人均GDP描述工业产品的消费水平。

1.1主要农产品生产状况

1.1.1我国(或世界)的农产品生产

(1)粮食:我国是一个农业大国,粮食生产是国家的头等大事。从总体上说,目前我国的粮食供求基本平衡,但一直处于紧张运行状态。1978年粮食总产量30477万t,人均生产量316.6kg。从1990年到1996年,人均年粮食占有量在370kg以上,可以满足基本需求。与世界人均水平420kg相比,还差20~50kg。1990~1996年间七年间四年净进口,三年净出口,年均净进368万t。从进口的品种来看,进口的主要是小麦,出口的有大米、玉米、大豆等。目前粮食的进出口主要起着品种调剂和丰歉调剂作用,粮食的供求平衡并未对国际市场形成依赖关系。

(2)棉花:虽然我国或者全世界棉花生产在不同时期有所波动,但总体趋势仍是在发展。1978年我国棉花总产量216.67万t,人均生产量2.25kg,1980~1989年的10年间我国棉花平均年产量为400.4万t,1990~1996年的七年间棉花平均年产量为453.4万t。全世界棉花平均年产量的变动情况是:1934~1938年为580万t,1948~1952年为670万t,1955~1956年为765万t,1985~1989年为1702万t,1992~1996年为1861万t。

(3)畜产品:自1985~1996年12年间,我国肉类生产量增长了3倍多,年平均递增10.7%。其中,猪肉生产量增长2.4倍,年均递增8.4%;牛肉生产量递增10.5倍,年均递增23.9%:羊肉生产量增长4倍,年均递增13.6%。猪肉产量在肉类的总产量中所占比重逐年下降,由1985年86%降至1996年的68.3%;牛羊肉产量在肉类总量中所占比值逐年上升,由1985年的5.5%,升至1996年12.3%。1996年人均占有量达到48.3kg,其中:猪肉33kg,牛肉4kg,羊肉2kg。可见,在找国未来的肉类消费中,牛羊肉所占比例将会明显增大。

从1987到1992年,世界牛肉消费在各国之间是不平衡的,发达国家人均消费量大,年际变化小,而发展中国家人均消费量低(仅为发达国家的15%),但逐年增长趋势明显。据有关资料,1990年世界发达国家肉类人均消费量已达76.7kg,其中:牛肉26.8kg,占34.9%;羊肉2.8kg,占3.6%;猪肉29.8kg,占38.8%;禽肉17.3kg占22.6%。

目前我国人均肉类占有量虽然超过世界人均占有水平,但远低于发达国家水平。我国人均奶类占有量只有6kg,大大低于世界人均占有量。

1.1.2新疆的农产品生产

新疆是我国的一个农业大省,1995年农业产值占全国农业总产值的3.65%,从八十年代到九十年代,新疆的农业发展较快,在全国中的比例呈上升趋势。1978年粮食总产量为370万t,人均生产量300kg,低于全国平均水平的317kg,1985年粮食总产量为497万t,人均生产量365kg,1990年粮食总产量为677万t,人均生产量443kg,九十年代以后虽然粮食总产量还在继续保持增长,但人均生产量基本上保持440kg的水平。自1985年之后人均生产水平一直高于全国平均水平。新疆的棉花生产量从1978年到1995年间持续保持增长势头,1978年棉花总产量为5.5万t,人均生产量4.5kg,而1995年棉花总产量达到93.5万t,占全国的20%,人均生产量56.3kg,高于全国平均水平4kg。

新疆肉类生产水平居于全国中下游,1996年新疆肉类产量为60.3万t,人均占有量为36kg,仅及全国人均肉类占有量的74.5%。随着国家向西北倾斜的经济政策的实施,新疆的经济建设、必将迅速发展,人民群众的生活水平将随之改善,对肉类的需求将不断增长,尤其是对牛、羊肉的需求量将会增长的更快。

但是,新疆的农业生产还是处于一种粗放式的经营状态中,增产靠开荒,靠增加播种面积,灌溉基本上采用古老的大水漫灌方式。随着农业生产技术的改进,这种耕作方式必然要被淘汰,而提高现有耕地面积的单产和灌溉用水的利用效率将是农业生产的发展方向。

1.2国内生产总值

随着改革开放,我国经济已经走上健康发展的道路。在1978~1995年期间,我国国内生产总值(GDP)平均年增长率达9.8%,明显高于全球的2.7%(1980~1994)和东亚地区的8.3%。尤其是“八五”时期,年均增长达11.6%(“七五”为7.9%、“六五”为10.8%)。从人均国内生产总值来看,1978年仅为379元,1995年已经达到4754元(折合美元620)。国民经济的高速、持续增长的主要动力之一为工业的快速发展。1978~1995年间,工业总产值和工业GDP年均增长率分别为14.9%和12.0%。由此驱动了用水的增长,对供水提出更高的要求。

进入九十年代我国政策开始向西倾斜,新疆的国民经济发展也开始超过了全国平均水平,1980年新疆人均国内生产总值为410元,而1990年为1799元,1995年为4819元(折合美元628)。

1.3期望值分析

本次研究拟用两类指标表示人民群众的生活水平:农产品和国内生产总值GDP,人均农产品的占有量说明了人民群众的温饱程度,而人均GDP则代表富足程度。农产品分粮食、棉花、油料、蔬菜、甜菜、水果、肉、奶等指标,这些指标基本上涵盖了人民群众日常生活所必须的农业消费品。通过上述分析,综合考虑世界、全国以及新疆的社会经济发展历程,我们给出了2020年和2050年的农产品和GDP的人均期望值,作为分析水资源承载能力的主要依据(见表1)。

生活水平标准划分原则。人均农产品占有量达到上述指标,则承载人口的生活水平只是温饱:在温饱的基础上,202O年人均GDP超过1万元或2050年人均GDP超过4万元,则承载的人口进入中等富裕水平;在温饱的基础上,2020年人均GDP超过2万元或2050年人均GDP超过6万元,则承载的人口进入富裕水平。

表1主要农产品期望值

2新疆水资源可利用量

新疆水资源承载能力研究拟按2020和2050年分别代表中远期和远景两个水平年。前者利用水资源开发利用规划和水资源合理配置方案分析的研究成果进行较详细的分析计算;后者使用供需平衡原理,即水资源可利用量与耗水量相平衡的原理粗略估算承载能力。

新疆的多年平均自产地表水总径流量为794亿m3,按典型年法计算的75%来水保证率为734亿m3,远期可以被开发利用的水量还必须考虑以下几部分:

(1)国外入境水量多年平均值为88亿m3,75%来水保证率为77亿m3,这些水量的一半可以被利用。

(2)昆仑山脉高山盆地羌塘区无法利用的水量20.81亿m3,流入青海柴达木盆地的水量多年平均为4.03亿m3,75%保证率为3.1亿m3,这些水量均不能被利用。

(3)高山区出境河流奇普卡甫河、小阿克苏河和巴尔鲁克山西坡诸小河年径流量全部流出境外,不能被利用,其多年平均值合计为17.8亿m3,75%保证率为16.2亿m3。

现状流入哈萨克斯坦境内的伊犁河、额尔齐斯河、额敏河的年径流量多年平均值分别为129.1亿m3、89.6亿m3、3.18亿m3,合计为221.88亿m3,75%来水保证率(由于观测资料系列短,伊犁河和额尔齐斯河选用1992年作为典型年,额敏河选用1963年作为典型年)分别为100.8亿m3、86.23亿m3、2.86亿m3,合计为189.9亿m3。随着新疆社会经济的发展,远期对这部分水资源的开发将势在必行,初步设想到2050年三河的出境水量按50%计算。

(4)远景平原区下游天然生态环境耗水量正常年份为121亿m3,75%保证率的来水年份可以只维持天然植被的生态耗水92亿m3,而放弃河湖生态补水29亿m3。

新疆平原地下水补给量为402亿m3,地下水资源量为383亿m3,其中地表水转化补给量为320亿m3,无然补给量为63亿m3,井灌回归补给量为19亿m3。这说明新疆地表水与地下水转换频繁,有利于重复开发利用。由于可利用量不包括重复利用量,故新疆地下水资源可利用量为63亿m3。

综上所述,新疆水资源可利用量多年平均值为628亿m3,75%来水保证率为610亿m3。

32020年新疆水资源承载能力分析

3.1边界条件分析

为了有效地分析水资源承载能力,本研究拟将新疆分成南疆、北疆和东疆三大计算单元,以水稻、小麦、玉米(包括玉米、高粱、大麦、豆类)、棉花、油料、蔬菜、甜菜、其它(麻类、烟叶、啤酒花、药材、打瓜籽、果用瓜等)八种作物描述种植业的种植结构,水果代表果林,肉和奶代表畜牧业,以三大产业刻画经济结构。

新疆气候干旱,农业需要灌溉。为了能在作物生长期内充分发挥水的利用效率,必须拟订科学合理的灌溉制度。综合新疆17个灌溉实验站的实验资料以及当地群众总结的丰产灌溉经验,并考虑节水技术措施(如喷灌或微喷灌等)逐步实施,确定了主要农作物的净灌溉定额。

现状新疆生活用水水平与全国其它地区比较,属于偏低水平。北疆的城市生活用水水平虽然高于南疆和北疆,但也只有170升/人日,而东疆最低只有97升/人日;农村生活用水水平更低,不足50升/人日。随着社会经济的发展,新疆的生活用水水平必然要接近我国其它地区。

现状新疆工业用水量占总用水量的比例不足3%,但浪费现象比较严重,重复利用率不高,虽然北疆的乌鲁木齐市和克拉玛依市的工业比较发达,节水水平较高,但全疆平均万元产值取水量高了全国其它地区。预计未来的形势依然如此。

1995年新疆全区综合渠系有效利用系数平均为0.47,其中南疆为0.45,北疆和东疆为0.50。根据国内外许多灌区的实践表明,只要进行渠道防渗和灌区建筑物的配套及加强管理,可使渠系有效利用系数显著提高,但在新疆地区由于自然地理条件恶劣,灌区改造工程投入大,因此渠系有效利用系数的提高将取决于水利事业费的投入。综合考虑这些因素,本研究认为2020年全疆渠系利用系数可达0.6左右。

为了使新疆水资源承载能力的分析更符合实际,根据有关工程规划设想,拟订下述水利工程作为多目标模型的备选方案(见表2)。

3.2方案设置

水资源是限制新疆社会经济发展的主要因素。提高水资源的承载能力,须采取提高节水水平、优化产业结构、提高污水处理能力、充分挖掘当地水资源的潜力、跨流域调水等、加强水资源管理等措施。根据新疆的实际情况,本次研究定义了5个基本的优化方案,方案的基本设置参见表3,然后利用多目标模型对新疆的社会经济发展规模、各种模式下的水资源配置方案及各种配置方案对经济、环境、粮食的影响程度作优化分析,并在此基础上分析了2020年的水资源承载能力。

表2水利工程规划方案

表32020年新疆水资源承载能力分析方案基本设置

注:“有节水措施”表示按3.1节的定额,“上规划水利工程”表示按表2的设置。

3.3承载能力分析

在进行具体的承载能力分析计算时,允许某些指标低于期望值,但必须建立农产品的市场交换机制,即可以用超出期望值的农产品在国际市场或国内市场上去等价交换低于指标期望值的农产品,使总的农产品的人均占有量与指标期望值达到总体平衡。农产品交换平衡公式为:

(1)

式中

R——总体平衡指标

P——农产品的人均占有量

D——农产品的人均期望值

α——农产品的交换比

i——农产品指标分类

农产品交换比价受市场、政策、国际国内政治形势等多种因素的影响与干扰,本研究参考1995年的农产品的市场销售价格预测分析了未来主要农产品之间的交换比价(参见表4)。表中价格以粮食价格为基本单位,其它都是相对价格。

表4农产品相对交换比价

按照所给定的期望值和交换价格比,对上述五个方案进行了人口承载能力的分析。在农产品按照期望值达到平衡的情况下,也就是保证温饱的程度时,方案A、B、C、D、E的全疆人口承载量分别是2640、2798、3198、3606、4264万人,但是方案A、B、C的经济发展水平太低,人均GDP不足1万元;方案D和E无论是在经济发展方面还是在农产品方面都好于前三个方案,特别是方案E,它在GDP总值和农产品生产总量上是五个方案中最高的,按照农产品平衡关系,方案E的人口承载量达到了4260万人,比方案D多了655万人,但是方案E的人均GDP仅为1.5580万元,低于方案D,故方案D可以作为2020年新疆水资源承载能力分析的基本方案。

按照方案D的忧化指标,并根据温饱生活标准,2020年新疆水资源的人口承载量为3606万人,其中南疆为1638万人,比预测人口1230万人多408万人,北疆为1863万人,比预测人口1169万人多694万人,东疆为105万人,比预测人口150万人少45万人。从生活水平来看,新疆人均GDP为1.77万元,其地区分布为南疆最低,1.33万元,北疆居中,为1.96万元(接近富裕水平的下限2万元),东疆最高为5.46万元。虽然南疆和北疆能承载这么多的人口,但从人均GDP来看,被承载人口的生活水平只能达到一个中等富裕程度。要使被承载的人口既能温饱又能有富裕的生活,则须降低承载人口的数量。在人均GDP达到2万元的条件下,南疆承载的人口要下降到1087万人,北疆为1822万人。而东疆按照富裕水平的人口承载量显然不只105万人,它可以用工业产品换取农产品,从而承载比105万人更多的人口。由于难以预测未来工业产品与农产品的价格交换比,故仍以105万人作为东疆在富裕生活水平条件下的承载能力。因此,2020年新疆富裕生活水平下的人口承载能力为3014万人。具体承载指标见表5。

表52020年方案D富裕条件下的水资源承载能力指标

42050年新疆水资源承载能力分析

2050年的新疆水资源承载能力以2020年的水资源承载能力研究为基础,利用水资源供需平衡理论探索远景的新疆社会经济及生态环境的最大发展程度。

4.1需求预测与供需平衡

新疆是一个少数民族聚居区,下一世纪的城市化率将有加快趋势,预计从2020年到2050年期间,30年的年平均增长率不应低于10‰,按10‰预测得2050年的总人口为3450万人,其中城市人口为1890万人,农村人口为1560万人。预计2050年牲畜数量达到8500个基本绵羊单位。城市生活用水分居民生活和公共生活两项,分别按160升/人日和120升/人日计算,农村生活用水90升/人日,一个绵羊单位用水12升/头日。预计到2050年城市生活需水将达到19.3亿m3,农村生活用水8.8亿m3,新疆生活需水量合计为28.1亿m3。

根据2020年水资源承载能力分析的成果,从1995~2020年25年期间GDP的年平均增长率为8.47%,预计2020~2050年的GDP增长速度将放慢,以每年增长5%计算,2050年新疆的GDP将达到27500亿元。工业总产值30年的增长率比GDP的增长高一个百分点,按6%计算,到2050年将达到56700亿元。工业的综合万元产值取用水定额将从2020年的45m3下降到25m3,因此2050年工业的总需水量将达到142亿m3。

新疆的农业灌溉面积到2050年将比2020年多发展1000万亩,达到7000万亩,其中粮食为3490万亩,考虑复种指数后,播种面积为4160万亩,棉花面积达2225万亩,油料面积760万亩,蔬菜面积200万亩,甜菜面积140万亩,农田灌溉的综合定额取310m3/亩,净需水量为217亿m3。饲草饲料基地和灌溉草场是提高载畜能力的主要措施之一,预计2050年其灌溉面积将在2020年的基础上增加500万亩,达到1880万亩,综合灌溉定额取280m3/亩,需水量为52.6亿m3。林业面积由于农田防护林和果林的需要,2050年比2020年增加250万亩,达到1350万亩,综合灌溉定额取280m3/亩,需水量为37.8亿m3。2020年的新疆渔业需水量已经达到4.2亿m3,2050年按10亿m3净需水量计算。因此,2050年新疆农林牧渔业的灌溉净总需水量为317亿m3。

新疆2050年的灌区改造将进入完善阶段,综合渠系有效利用系数也将有较大提高,达到0.7是完全有可能的。农村生活及农林牧业的毛总需水量为466亿m3。加上城市生活和工业的需水量,2050年新疆总需水量为627亿m3。现状1995年国民经济耗水率为0.74,考虑到2050年由于生产技术的提高,农业灌溉定额和工业万元产值取用水定额将下降,而耗水率将会升高,预计2050年国民经济耗水率为0.85,因此,2050年的新疆国民经济耗水量为533亿m3。

新疆水资源可利用量多年平均和75%保证率分别为628、610亿m3,大于2050年新疆国民经济耗水量533亿m3,考虑到2050年水利工程还不能控制全部的可利用量,按可利用量的90%计算,为540~550亿m3,与国民经济耗水量基本保持平衡。

4.2承载能力指标

现状农业用水是新疆的用水大户,占总用水的97%,2020年农业用水所占比例下降到91.5%,这说明从1995年到2020年农业将逐步由粗放型耕作方式缓慢地转向集约型耕作方式,2020年以后转型速度将加快,农作物单产将有新的飞跃。预计2050年新疆粮食作物的综合单产将达到380kg,粮食总产量将达到1580万t;棉花单产将上升到110kg,总产量将达到245万t;油料单产将上升到170kg,总产量将达到129万t;蔬菜单产将上升到3000kg,总产量将达到600万t;甜菜单产将上升到4000kg,总产量将达到560万t。

畜牧业2050年按8500万头个基本绵羊单位计算,肉产总量为136万t,奶产总量为130万t。水果总产量243万t。

承载范文篇3

城域网多业务承载也可以采用和骨干网多业务承载类似的策略,即单独建网业务或者单一的多业务网。但是相比骨干网,城域网建设有其独特的特点:城域网的投入大,变化快、技术多,设备杂,而且城域网的运维能力受限,基于以上考虑,城域网单独组网进行多业务的承载不会成为主流的城域网建设方式。

当前尸城域网按照组网的设备可分为以高速路由器为主的路由型城域网和以高速3层交换机为主的交换型城域网两类。现网中普遍存在问题有以下三点:

(1)二层交换网络大,网络结构复杂,层次过多,QOS支持能力较弱,网络故障恢复慢,不能满足将来的业务在QoS和可靠性方面的要求。

(2)城域网核心没有设置QoS策略,无法提供差异化服务,目前的城域网还是一个不可控制、不可管理、不能保障服务质量的网络。带宽的增长永远无法满足用户需求和业务的要求,而且由于不具备对用户和业务的智能,往往不能提高用户和业务的服务质量差分,和精细化的控制,造成网络价值难以体现,带宽和收入不成比例。

(3)旁挂式BRAs带来的网络可靠性低、效率低、端口浪费、制约带宽等种种问题。

为了解决现在JP城域网的问题,必须对现有城域网络进行合理的规划和优化,制定合适多业务承载能力的下一代IP城域网。

城域网优化思路

总体思路

城域网优化改造应以业务为导向,充分满足未来语音、视频、数据和企业互联业务的发展需要,做好网络长远规划。在实施中,应结合网络实际情况,分布实施,平滑演进,做好远期和近期的结合,充分保护现有投资,提高投资效益。

城域网的优化可以从一下几个关键点入手:

1、城域网核心优化

2、城域网宽带优化

3、城域网安全优化

4、用户管理优化

5、认证/计费优化

优化目标

优化后的目标城域网,在功能上应达到:具备差异化服务能力,能够提供不同的服务等级;具备承载下一代语音网络(IMs或者软交换)的能力,具备商用规模的组播能力,支持组播类IPTV业务的开展;具备多种接入方式的二、三层VPN业务能力,能够实现物理或虚拟企业互联;具备网络层防攻击能力,实现城域网安全防护;具备业务的智能,实现对城域网业务的精细控制。

多业务城域网改造思路

城域网二三层网络分离后,网络层次划分为城域骨干网与宽带接入网两个层面。

城域骨干网是多业务网关及以上的城域网核心路由器组成的三层路由网络,划分为核心层和业务层两层。核心层由核心路由器组成,负责进行多业务网关汇接和城域网出口汇聚。业务层主要由BF~AS与多业务路由器(MSR)两种多业务网关组成。

宽带接入网是城域骨干网多业务网关以下、用户CPE以上的二层接入网络,结构上划分为汇聚层和接入层。汇聚层网络由以太汇聚交换机和MSTP/BPB设备组成,并可级联组网。接入层包含xDSL接入点(DSLAM)和LAN接入点(园区交换机),以及接入点到用户CPE之间的设备和线缆,包括楼道交换机、五类线等。

城域核心优化

城域骨干网核心层由核心路由器组成。大型以上城域网允许存在两级核心:出口核心和普通核心,并在两级核心重合处,由出口核心路由器兼做普通核心路由器,实现多业务网关的汇接功能。中、小型城域网可仅设单级核心,出口核心路由器同时兼做普通核心路由器。

多业务网关的布放应以综合成本最低为原则,综合考虑光纤、传输资源条件和宽带用户数量,相对集中布放BPAS和MSR,覆盖至有足够业务需求的端局。

城域宽带接入优化

宽带接入网建设应综合考虑业务需求、所采用技术的成熟度和设备价格等方面的因素,采用以太网和MSTP/RPR作为宽带接入网汇聚层基本组网技术。

以太汇聚网由汇聚交换机或多级汇聚交换机级联组成,随着业务发展,交换机级联数应尽量减少。网络拓扑采用树形物理结构,原则上不启用生成树协议(sTP),可采用多链路绑定技术实现链路保护和容量扩容。

MSTP/RPR主要用于提供2M及2M以上大客户接入、高安全等级和独占带宽的VPN业务,以及在光纤资源缺乏,带宽需求不大的区域和节点,用于实现DSLAM或以太交换机FE链路的透传和汇聚。MSTP的建设应充分利用现有资源,优先考虑在现有SDH设备上增加MSTP板卡实现。新建MSTP网络建议优先采用数据功能较强的设备。如有需要,可采用环形保护技术为重要的大客户提供保护。待技术成熟后,RPR可由MSTP设备内置实现,也可采用纯RPR设备组网。

DSLAM的布放应考虑到未来业务发展需求,综合考虑地理结构、线缆情况等因素,尽量靠近用户设置,原则上不允许级联。新增DSLAM优先选择支持GE端口的设备;802,1p和组播IGMPsnoopmg功能。ATM内核DSLAM原则上不再扩容。同时,加快ADSL2-t-等能提供更高带宽的xDSL接入技术的应用。

新增园区交换机必须实现基于VLAN的QoS控制功能。在园区交换机采用双链路上行的条件下,优先采用多链路绑定技术实现链路保护和容量扩容。

在具备光纤资源的地区,允许重要的大客户通过光纤直接接入MSR。网络安全优化

在多业务网关上采用uRPF、ACL、SESSION数量控制等技术构筑网络安全边界,抵御各种攻击进入城域骨干网。

在多业务网关和接入点上针对用户的双向流量做上下行限速;多业务网关应具备支持基于标准五元组,接入点应具备支持MAC地址(包括目的和源地址)的访问控制策略手段。

用户管理优化

城域网的用户管理由多业务网关(BBAS和MSR)配合Radius完成。管理系统应具备:

(1)用户名、地址等属性的绑定;

(2)限制用户恶意申请,P地址;

(3)通过限制一个用户拨号的次数和拨号速度,防止用户恶意发起PPP扫描方式的拨号攻击;

(4)通过限制TCP连接Sessions数,防止用户作非法等功能。

认证/计费优化

多业务网关结合RadiusServer、PortalServer、各种后台数据库共同实现拨号用户的集中认证。

两种认证方式并存—PPPoE、DHCP+WEB

(1)具备根据时长、流量(区分QoS等级)计费能力。

(2)具备通过用户预付费方式或与用户宽带上网账号绑定方式进行互联网应用计费。

(3)具备针对业务网计费能力一业务网是指用户在互联网连接之外的业务,如NGN、视频会议。

(4)具备与用户签订SLA能力。

QOS基本QoS

城域网应通过合理规划网络结构、配置网络带宽,保持网络稳定性,提供基本的QoS保证。

城域骨干网以基于Diffserv为主的QoS技术(业务分类、标记、流量控制等机制)提供突发拥塞时qoS保证。由城域网多业务网关根据物理端口、逻辑子端口(VLANID等)或CoS位完成对城域网接入用户的分类和三层QoS标记(DSCP或EX?),及上行流量的速率限制和下行流量的限速、整形。BRAS、MSR多业务路由器和路由器采用带有优先队列的加权轮循,配合WRED丢弃机制实现基于QoS等级的JP包转发。

宽带接入网以基于802.1P为主的QoS技术提供突发拥塞时的Q。s保证,提供至少两个等级的服务。由DSLAM与园区交换机根据VLAN完成不同用户与业务的CoS分类和标记;汇聚交换机和MSTP接入设备再根据内层VLAN的CoS标记直接映射成外层VLAN的CoS。由DSLAM和汇聚交换机分别对xDSL和LAN接入用户的上行流量进行速率限制。

网络智能

除了基本的QoS保证外,城域网也应该具备一定的业务智能,这种业务智能通过深层分组检测,结合基于特征的分析,可以感知网络中的各种应用(BT,skype等),并具备对这些业务进行总量或者每用户带宽精细控制的能力。初期,这种网络智能可以在城域网出口实现,随着流量规模的增加,这种控制功能也可以分散到城域网的各业务控制点实现。

技术成熟后,可采用基于COPS协议的Portal业务管理和QoS策略管理,实现和基本QoS机制以及网络智能的联动,保证业务的快速开展和精细有效的控制。

多业务承载实现

互联网接入业务实现

互联网接入业务分为公众用户互联网接入业务和大客户互联网专线接入业务。

公众用户互联网接入业务包括拨号接入和中小企业客户专线接入两种类型。其中,拨号接入业务采用动态JP地址分配方式,专线接入业务采用固定尸地址分配方式。

大客户互联网专线接入业务只有专线接入一种接入形式,用户接入采用直接接入MSTP/BPR、以太汇聚网或光纤直接接入MSR实现。

企业互联业务实现

城域网提供MPLSVPN与MSTP专线/专网两种技术实现企业互联业务。

由城域骨干网承载的基于MPLS技术的企业互联业务,为普通企业提供二三层虚拟连接。MPLSVPN可采用LAN、XDSL、MSTP等多种方式接入PE,FE由多业务网关实现。

IPTV业务实现

城域网应具备承载IPTV业务的能力,包括为IPTV业务提供组播支持、网络带宽和Qos保证的能力。IPTV业务的实现分为两阶段:

第一阶段为少量用户阶段。优先为IPTV独立终端分配公有地址,通过划分专用逻辑通道,在接入点进行QoS标记,通过802.1P等技术提供接入层QoS保证。通过静态组加入配置将所有组播流量推送到BRAS,BRAS通过PPPoE对用户进行组播复制,BRAS必须支持IGMP快速离开机制(]GMPfastleave)和组播组访问控制功能。由于PPP是一个点对点的协议,组播流量会复制到每一个组播接收用户的PPP会话,因此对BRAS的下行端口以及用户PPP流量途径的汇接层交换机和DSLAM对会产生巨大的带宽压力。

第二阶段为密集用户阶段。IPTV可与其它业务共用一个逻辑通道,由用户CPE设备进行QoS标记,802.1P技术提供接入层QoS保证;也可继续采用专用逻辑逻辑通道方式。用户采用DHCP进行认证,由MSR作为多业务网关,负责对IPTV接入进行控制。MSR需要具备DHCPServer、PIM、]GMP。BRAS/MSR和DSLAM/园区交换机之间的二层汇聚网络为组播业务提供专用VLAN,组播包由BRAS向接入点逐级复制,并最终由接入点实现面向用户的组播复制。沿途的交换机和DSLAM设备上需要开启IGMPSnooping功能。

软交换业务实现

城域网应具备承载软交换业务的能力,包括为各种软交换设备(包括33、AG等)提供接入,以及为软交换网络提供QoS保证和安全防护的能力。

3S、AG、TG和大客户lAD通过专线直接接入城域网接入设备,组成封闭的MPLSVPN专网/或者其它形式的封闭网络,并根据物理或逻辑接入端口实现QoS的分类和标记。

承载范文篇4

对彝族历史文化的记忆

一个民族如果想让其文化基因得以延续,就离不开民族记忆的传承,民族记忆的历史性延续[论坛]Forum23是民族文化之根基。民族文化的品格特征依赖于民族记忆,民族记忆也在建构民族文化中有着不可替代的作用。彝族神话传说和创世史诗是彝族族源的历史溯源和民族文化追忆,诗人的汉语诗歌写作中,不乏对此类文化基因的注入,如他在《记忆》中写的:“那是女人跟动物私奔的世界/那是男人被任意放逐/成为兽中之兽的世界/那是生子不见父的世界”。凉山彝族先民对于生命的起源有着独特的想象与认知,在彝族创世史诗《勒俄特依》中“猴世的家谱”部分就记载了有关推翻人类是由猴子演变而成的说法。在该创世史诗中天地始于混沌,水是万物的本源,人类是由雪水幻化而成,诗人在《雪史》中讲述了彝族先民雪变的神话,如“多么奇特的雪人啊/头上有喜鹊做窝/腰间有蜜蜂筑巢/鼻中有丝丝虫鸣唱/腋下有觉别鼠奔突/脐里有吉紫鸟建巢/腿间有阿尔鸟穿梭/脚背上蚁穴如野果”。这种水是万物本源的自然观是彝族先民生活实践的产物,蕴含了人与自然和谐共生的精神内核。诗人在发现世界之美和体验生命之美的基础上,把彝族先民的生活实践和生存智慧作为其诗歌的审美取向,希望能再现彝族古老的历史文化记忆。彝族宗教文化是彝族文化的重要组成部分,是彝族先民对客观世界的虚幻反映,集中展示了彝族的文化内涵,对调节彝族社会矛盾具有强有力的作用,在彝族社会生活中宗教文化是不可忽视的。在扬·阿斯曼看来:“文化记忆的保持有两种方式:仪式关联和文本关联。”宗教文化浸染着彝族悠久的历史,卷帙浩繁的毕摩经书与代代相传的圣洁仪式见证着这个民族的传统。如诗人在《行咒》中写的:“巫师把玩着语言的魔方/在日月的鼓沿上/在女人的头帕上/在扫帚的哀鸣里/在断蒿的伤痕里/面对时流面对浩宇/用低沉而悲怆的节奏/独自行咒”。诗歌运用排比的修辞手法和起兴的表现手法,吟唱出了一曲神巫的祝咒,表达了诗人对彝族宗教文化的崇敬和热爱。宗教文化是一种包容性较强的文化,总是以祭祀仪式的形态呈现在日常生活中,祭祀仪式又是文化记忆的活态表现形式。诗人对彝族宗教文化的书写实际上是对彝族文化记忆的书写,再如《巫唱》写的“双目微闭造就一面土墙的罅漏/生与死的毡叶从此处切开/流出鬼怪与神灵的混血/全被眼前瘫软的禽兽吸食/只有一根柔韧的青柳/成为长在禽兽身上的绿竹”。“绿竹”代表彝族的一种图腾崇拜,他们认为竹子有着强大的生命力,而祖先就是从竹子里长出来的,人逝世后灵魂也将化为竹子。诗歌通过“绿竹”体现了诗人对彝族宗教文化的重视和对彝族同胞的关怀,饱含着细腻的个人情感和强烈的民族情怀,同时也对宗教文化的际遇做出冷静和客观的思考。彝族最早的文化印记、最早的文化象征与宗教意义的建构来源于其始祖文化记忆、这种记忆从根源上来说,是一种集体记忆,是由于民众共同唤醒的历史。它以符号的形式表达,是对神圣化仪式的模拟。它的文化内涵与审美价值都达到了相当的高度,值得少数民族学者注意。诗人把彝族民间文学的艺术样式作为诗歌创作的主题,期冀激活彝族深层记忆里的集体无意识原型。

对彝族精神的礼赞

凉山彝族诗人擅长通过诗歌唤起彝族的自信,进而重塑民族精神形象与现代民族精神。作为彝人之子,阿库乌雾在诗歌写作中自然不缺关于彝族的民族精神歌颂,他在诗歌写作中多次对神人支格阿龙射日的英勇事迹进行重现,以彰显彝族勤劳、果敢的精神样态。彝族是一个崇尚和平、果敢坚毅的民族,在历史的漫漫征途中,不仅要与恶劣的自然环境做斗争,还要与统治阶级的压迫和摧残搏斗,造就了大量民族英雄,因此从古至今都持有英雄崇拜情节。民族英雄和民族精神是一个民族历史记忆和价值传承的核心源泉,民族英雄反映了一个民族的人格尊严、骄傲和自豪,是一个民族的共同记忆和精神财富。支格阿龙是彝族历史上的一位重要英雄人物,云、贵、川、桂等省区的广大彝族地区皆流传着与他有关的英雄史诗、神话、传说、故事及典故等民间文学作品。诗人在诗歌《图尔博里》中就写下了彝族英雄支格阿龙的英雄事迹,旨在对民族精神的彰显,如“泪证求生的肝胆/莫非你只是神人支格阿龙的神箭/射出去的一把土一块石一粒沙/由此/生命之河早已渊远而流长”。民族的文化基因总是孕育于民族的原始文化。原始时期,先民们对大自然认识能力浅薄,生产力低下,生活物质匮乏,由此对民族英雄产生渴慕以及崇拜。支格阿龙射日、定疆界,或者是斩杀恶龙,无不凝结着现实生活中彝族先民战胜恶劣自然环境的美好愿景,人们将这种愿望寄托于某一种超自然的力量或人物,支格阿龙正好承载了这种愿望。民族节操、民族气度、民族风范等都是民族精神的表征,民族在面对困境时表现出的勇往直前、坚韧不拔、英勇顽强、至死不屈等气节和情操则是民族精神内核的体现。且看《神人之弓》。“神人/你将那把罕见的木弓/随意压在你渊深的脚印上/这个民族的洪荒历史/未能再挪动半步”。支格阿龙不仅仅是彝族中有射日本领的神人,更是民族精神的表征,他的英勇形象在彝族人心中永存不朽,对于建构民族精神和民族价值观具有着重要作用。支格阿龙承载着彝族的生存精神和文化精神,具体表现为敢于斗争、勇于进取、不畏强暴、同情弱者。民族英雄符号是一个民族历史文化记忆书写的重要元素,对于民族认同的建构过程起着举足轻重的作用,已成为神话传说和英雄史诗是彝族文化中弥足珍贵的成分、是彝族的根脉、是彝族的血液、是彝族的精神。诗歌中对神人支格阿龙射日的回顾,是对彝族历史文化记忆的还原,折射出彝族刚毅、果敢、顽强的民族精神,是对英雄崇拜时代的彝族文化进行歌颂和传承,有利于弘扬民族精神。

对彝族传统文化的审视和反思

阿库乌雾、吉狄马加、阿苏越尔等彝族诗人在汉语诗歌写作中,时常带着强烈的“生命意识”,他们在对个体生命进行细致描摹时,营构的意象往往具有某种深沉的象征意味。此类极具民族特色的诗歌意象,不仅潜藏着诗人古朴、浓厚的民族情怀,更是对古老神圣的民族精神进行了破译和升华,从而深刻审视和反思本民族传统文化的生存与发展状态。彝族人民在繁衍生息和生存发展的历史过程中,深受生活的自然环境、社会因素和文化形态的影响,形成了较为强烈的生死观,因此彝族的一生,从出生到死亡都离不开大大小小的祭祀仪式。祭祀仪式表现的是社会的无意识象征,荣格将其称为“原始意象”,他指出:“每一种原始意象都是关于人类精神和人类命运的一块碎片,都包含着我们祖先历史中重复了无数次的欢乐和悲哀的残余。”人类不断思索自我生命的源起,当未能寻求到理想答案时,总是将生命与宗教仪式相联系,这也是民族传统文化的呈现形式。彝族亦是如此,通过原始宗教的诸多仪式对生命的起源进行探索,从而达到对本民族文化传统的认知和传承。以神话原型理论透视阿库乌雾的汉语诗歌写作,不难发现他汉语诗歌写作的意象源于自然界中与彝族生活有关的万事万物,皆是对彝族古老文化记忆的沉淀,此类意象皆体现出他对民族传统文化的重视。诗人以《朵啵嘟》《命名》《换童裙》《老人之死》4首诗歌演述了彝人生命历程中的4个重要节点,通过个体生命的存亡来透析民族文化命脉的存亡。“朵啵嘟”是彝族民间一种习俗,指新生婴儿择吉日出门见天的一种仪式,“一杯美酒/祭天神/祭日神/祭生育神……父亲动手剔下与生俱来的发丝/为你开辟/重新生长的路途”。母体分娩意味着新生婴儿生理意义上的诞生,参加彝族传统的见天仪式之后,则完成了一种文化意义上的诞生,成为日后共同文化经验的参与者与习得者。彝族婴儿出生要挑选好日子剃头发和取名,这是对彝族传统文化的一贯传承,体现出彝族人民对生命的渴慕以及对传统文化的崇敬。在彝族人眼里,生命是天地间圣洁的存在,因此命名也显得尤为神圣,如诗人在《命名》中写的:“你的命名/带有天空的声音……你的命名/不能不用前人的弓箭/朝着属于你个人的方位/有的放矢”。诗人将“前人的弓箭”隐喻为彝族传统文化,在诗性话语中期冀彝族新生命对彝族先民智慧结晶的习得与传承。“换童裙”是凉山地区13岁到17岁之间彝族少女的成人礼仪式,如诗人在诗中这样写的:“你换下的童裙/多么纯美的春天呵/一个季节在你的秀发间/像獐子的蹄声一样/遗落/周遭依然日照充足”。“换童裙”仪式赓续了彝族社会的传统文化,具有传授生理知识、历史知识、风俗习惯、伦理道德和价值观念的功效,不仅传承了彝族文化,还对后辈进行了教导与培育。出生、取名、换下童裙的过程就是对彝族生命成长历程的描摹,如同一年当中的四季更迭,来了世间,留下存在的痕迹,又悄然离逝,如“你白色的内衣早已织好……你黑色的外毡早已擀好……子孙的热泪/春播的荞种/同时洒向大地/彩蝶/幸福如歌舞/祭献的牺牲涌涌而来/团团围困你生前的山寨……崭新的冠冕/贫瘠的松涛走向肥沃……这年秋天/活着的子孙/再度丰收”。死亡喻示新生命的重新开始,更多表现出的是幸福和乐观。面对生命逝世,彝族人民是如此平静和坦然。这种豁达的生死观正是彝族历史文化记忆中长存的“符号”。诗人的汉语诗歌中不仅包含对个体生命的感喟,更是流露出对民族文化命脉生死的担忧,诗歌字里行间无不流露着强烈的生命意识。如《口弦》中描写的“口弦/彝族人将你制作得/如此精美/你却/偷偷嬗变铜匙/彝人的每一滴眼泪/不都是一座紧锁的木屋么”。弦是彝族人社会生活的重要器物、是彝族传统文化的结晶,传统文化中的竹制口弦嬗变成了铜制口弦,暗示着曾经熠熠生辉的传统文化正悄无声息地发生着质变,表现出诗人对传统文化命脉的忧思与焦虑。再如《狩猎》中的“随着那只大红公鸡的心血/裹挟着朝花似的咒词……山神/饮下你祭献的大碗玉米酒……一场生命与生命的游戏结束”。《行咒》中的“行咒/远离语言的藩后/不再伤害他人/于是/不再伤害自身”。行咒是彝族仪式生活中的一个重要组成部分。以上两首诗歌都提到了彝族传统文化中的行咒,暗示出随着时代的发展变化,彝族传统仪式逐渐消逝,这也是民族文化命脉日趋薄弱的体现。诗人注重对生命现象的思考,尤其是对个体生命“存在”的关怀,由此也影射出彝族在历史长河中经历的苦难与沧桑以及在困境中磨砺出的超脱生死的旷达生命意识。此外,他的汉语诗歌写作中富有个性地体现出由个体生命上升到整个民族传统文化的沉思,流露出诗人对民族文化命脉的关切。彝族有着独具民族特色的民族文化,彝族作家进行写作时总是受自身民族文化的影响。阿库乌雾热爱自己民族的传统文化,并将自己对彝族原生态的历史文化记忆带到汉语诗歌创作中,通过诗歌呈现彝族古老的历史文化记忆,对彝族勇敢、智慧的精神进行礼赞,并对彝族传统文化的走向做出审视和反思。纵观古今中外文学史,文学实践一再表明,文学想要发展与创新,就需在继承本民族优秀传统文化的基础之上,对现代文明进行一定的融会贯通,因此诗人在汉语诗歌书写中尤其注重多元文化的借鉴和吸收。

参考文献:

[1]古大勇.文化传统与多元书写[M].北京:中国社会科学出版社,2017.

[2]高昆.文学重构与文化记忆[J].青年文学家,2020(27).

[3]苏建宁,汪中海.地域中的意象文化研究[J].新西部,2007(09).

[4]毛燕.论彝族先锋诗人阿库乌雾诗歌的宗教意蕴[J].康定民族师范高等专科学校学报,2007(01).

承载范文篇5

人教版必修2第12页第2节:“环境对人口的容量是有限度的,这种限度可以用环境承载力来表示。一般地说,环境承载力是指环境能持续供养的人口数量,所以人口数量是衡量环境承载力的重要指标”。显然这里所说的环境承载力是环境对人类活动的一种承受能力,它可以用环境人口容量来表示。而中图版教材必修2第18页第一节第4行:“环境承载力主要指从生态学、资源或环境的角度看,一定时期内,某一地域能够维持抚养的最大人口数量”。这里将环境承载力等同于环境人口容量。人教版必修2第12页第3节:“联合国教科文组织给环境人口容量所下的定义是:一个国家或地区的环境人口容量,是在可预见到的时期内,利用本地资源及其他资源、智力和技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,该国家或地区所能持续供养的人口数量”。而中图版教材地理必修第2册第20页倒数第4行:“按照联合国教科文组织的定义,合理人口容量是指一个国家或地区在可预见到的时期内,利用该地的能源和其他自然资源及智力、技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,所能持续供养的人口数量”。这两段文字的意思显然是一样的,只是表述略有不同罢了,但一个是给“环境人口容量”所下的定义,一个是给“合理人口容量”所下的定义。显然这两个版本的教材对环境承载力、环境人口容量和合理人口容量这几个概念的处理存在一些问题,要想把这个问题搞清楚,有必要对有关概念的来龙去脉作一个细致地分析。

分析

一、环境承载力的由来

环境承载力是环境科学的一个重要概念,它反映了环境与人类的相互作用关系,在环境科学的许多分支学科得到了广泛应用。

关于环境承载力的由来有两种说法。一种说法认为,承载力是从工程地质领域转借过来的概念,其本意是指地基的强度对建筑物负重的能力。生态学最早将此概念转引到该学科领域内,即“某一特定环境条件下,某种个体存在数量的最高极限”。

承载力概念引入生态学后发生了演化与发展,体现了人类社会对自然界的认识不断深化,在不同的发展阶段和不同的资源条件下,产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。生态承载力是生态系统的自我维持、自我调节能力,资源与环境的供应与容纳能力及其可维持的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。对于某一区域,生态承载力强调的是系统的承载功能,而突出的是对人类活动的承载能力,其内容包括资源子系统、环境子系统和社会子系统。所以,某一区域的生态承载力概念,是某一时期某一地域某一特定的生态系统,在确保资源的合理开发利用和生态环境良性循环发展的条件下,可持续承载的人口数量、经济强度及社会总量的能力。

生态承载力大体可以分为土地资源承载力、水资源承载力等类型。在人类面临粮食危机、土地日趋紧张的情况下,科学家提出了土地承载力的概念。在环境污染蔓延全球、资源短缺和生态环境不断恶化的情况下,科学家相继提出了资源承载力、环境承载力、生态承载力等概念。

另一种说法认为,承载力的起源可以追溯到马尔萨斯时代。马尔萨斯是第一个看到环境限制因子对人类社会物质增长过程有重要影响的科学家,他的资源有限并影响人口增长的理论不仅反映了当时的社会存在,而且对后来的科学研究产生了广泛的影响。达尔文在其进化论观点中采用了人口几何增长和资源有限约束的观点。同样马尔萨斯的资源环境对人口增长的限制的观点对人口统计学也存在巨大的影响。将马尔萨斯的理论用逻辑斯缔方程的形式表示出来,用容纳能力指标反映环境约束对人口增长的限制作用可以说是现今研究承载力的起源。生态学家将容纳能力定义为:对某一具体的研究区域,在不削弱其未来支持给定种群的条件下,当前的资源和环境状况所能支持的最大种群数量。在20世纪60年代晚期至70年代早期,容纳能力的概念被广泛用于讨论环境对人类活动的限制,用来说明生态系统和经济系统之间的相互影响。在人类活动与生态环境之间的矛盾关系日益突出的今天,人们意识到人类社会系统只是生态系统的一个子系统,人类社会系统结构和功能的好坏取决于生态系统的结构和功能的状态,生态系统提供的资源和环境支撑起整个人类社会系统。因此在讨论生态系统所提供的资源和环境与人类社会系统之间的关系时,突破了以前的环境容纳能力的概念,提出了承载力的概念。环境承载力是指生态系统所提供的资源和环境对人类社会系统良性发展的一种支持能力。由于人类社会系统和生态系统都是一种自组织的结构系统,二者之间存在紧密的相互联系,相互影响和相互作用。因此承载力的研究面对的是生态经济系统,研究生态经济系统中所有组分的和谐共存关系,研究对象不是生态经济系统中某一子系统,更不是子系统中的某一组分(人口或种群)。因此,承载力的概念相比容纳能力,其内容范围和含义都要广泛的多,涉及到人类社会系统,承载力受许多其他因素的影响。环境承载力与环境容量有所不同。环境承载力强调的是环境系统资源对其中生物和人文系统活动的支撑能力,突出的是其量化测度;而环境容量则强调的是环境系统要素对其中生物和人文系统排污的容纳能力,突出的是其质地衡量。环境容量侧重体现和反映环境系统的纯自然属性;而环境承载力则突出显示和说明环境系统的综合功能(生物、人文与环境的复合)。

二、环境人口容量的含义

环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下,一定的环境系统所能承受的生物和人文系统正常运行的能力,即最大支持阈值,而最大支持阈值通常用环境人口容量来表示。影响环境人口容量的要素有自然环境要素、技术水平、人类的消费水平和区域的开放程度等。影响环境人口容量的自然环境要素有太阳、空气、淡水、土地、生物等,它们都是人类生存不可缺少的条件,但不同的资源对决定环境人口容量的意义不同。像太阳、空气目前对环境人口容量没有限定,而淡水过去只对个别干旱地区的人口数量起限制作用,现已成为决定越来越多的地区环境人口容量的重要因素。因此在估算环境人口容量时通常以土地、淡水等限制性因素来估算,并要考虑地区的开放程度和人类的消费水平。主要用土地资源指标来估算环境承载力称为土地资源承载力。中国科学院综考会为土地资源承载力所下的定义是“在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活水平下所承载的人口限度”。它指明了土地承载力的4个要素是:生产条件、土地生产力、被承载人口的生活水平和土地承载人口的限度。它们的关系是:土地承载人口的限度与土地生产力成正比,与人口生活水平成反比,而土地生产力又是由生产条件决定的。以水资源来估算环境承载力称为水资源承载力,它由我国学者在80年代末提出来的,一般认为:水资源承载力是在特定的历史发展阶段,以可持续发展为原则,以维护生态良性发展为条件,以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据,在水资源得到适度开发并经优化配置的前提下,区域(或流域)水资源系统对当地人口和社会经济发展的最大支持能力。

由于考虑的范围、时期、条件和目标不同,环境人口容量也就具有了不同的含义,所以在对环境人口容量进行研究时关键是要明确环境人口容量的具体规定性。在不同的假定条件下,环境人口容量的值就会有很大差别。影响环境人口容量的因素主要有以下几个方面:(1)地域的开放程度。一个封闭系统和开放系统的环境人口容量是有很大区别的。在一个开放系统中,资源的互补可以大大提高一个地区的环境人口容量。而在一个封闭系统中,由于某一种资源的匮乏会使得其环境人口容量大为降低。(2)时间规定性。一个地区短期内的环境人口容量会高于保证其长期发展的人口容量,但短期内对资源环境的过度开发和利用,会造成未来环境人口容量的降低。因此,环境人口容量应建立在可持续发展的概念上,不能只考虑短期效应。(3)生产力水平的高低。不同的生产力水平下,对资源的利用程度和产出水平会有很大差别,因此,环境人口容量会随着生产力水平的提高而提高。在确定未来环境人口容量时必须考虑到技术进步的作用。(4)生活水平的高低。在同样的产出水平下,不同的生活水平需求会有完全不同的环境人口容量。很显然,环境人口容量会随着生活水平的提高而降低。(5)分配方式与社会制度。不同的分配方式将导致环境人口容量的差别,一个平均分配资源和财富的社会,其环境人口容量无疑大于一个贫富差距很大的社会。

联合国教科文组织对环境人口容量的定义是:在可预见的期间内,利用本地资源及其他资源和智力、技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,该国家或地区能持续供养的人口数量。国际人口生态学界对环境人口容量的定义是:在不损害生物圈或不耗尽可合理利用的非再生资源的条件下,世界资源在长期稳定状态基础上能供养的人口数量。

三、合理人口容量的含义

如果仅仅考虑维持人们的最基本生活需要,那么得出的就是一个地区所能抚养的最大人口数量。如果要达到一个理想的或最优的目标,则实际上得出的是适度人口数量,即合理人口容量。合理人口容量不仅反映了人口与生态系统的协调发展,而且体现了人口数量与一定的经济、社会发展的相适应性,是自然、经济、社会等因素共同作用的结果。仅从自然资源角度估算的环境承载力是生物生理性的人口容量,即把人均消费水平压缩到最低情况的下的最大人口容量。但确定环境人口容量时,如果把消费水平定在一个期望的数值上,则此时的人口容量也就等同于合理适度人口。因此,环境人口容量与合理人口容量在概念上是有区别的,但在一定条件下,两者也可以互相转换,合理人口容量也可以说是某一定意义上的环境人口容量。

主要参考文献:

1.承载力的演变及西北水资源承载力的应用框架。程中栋,冰川冻土,2002年8月。

2.环境承载力初探。崔凤军,中国人口资源与环境,1995年3月。

3.环境承载力及其应用。陈祥彬,福建环境,1995年10月。

承载范文篇6

一、影响水资源承载力大小的因素

1.水资源总量及水质水资源总量是指流域水循环过程中可更新恢复的地表水与地下水资源总量。水资源总量的确定是水资源承载力研究的基础资料,是决定流域水资源承载力的关键因素之一。在水资源承载力研究中,水量与水质密不可分,两者必须同时考虑。水资源总量的确定包括:变化环境下的水资源总量;跨流域调水所引起的水资源总量的增减;各水利工程建筑物所增加的水资源总量及其控制地域范围与时间范围;丰水期与枯水期水资源总量与水质。

2.生态环境需水生态环境需水是为了维系生态系统生物群落基本生存和一定生态环境质量(或生态建设要求)的最小水资源需求量和基本水质要求。生态环境需水量包括天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。生态环境需水不但要满足最小水资源量的需要,同时还应满足基本的水质要求。而水体流速与流量,流量与水质又有相互的联系,在生态需水总量计算中需综合考虑。

3.可供使用的水资源量可供使用的水资源量是指可以直接提取用于工业、农业及生活的水资源量。从水资源可持续发展的角度来说,可供使用的水资源量是指在一定的用水结构和开发利用深度下可被开发利用的最大水资源阈值,是水资源承载力计算的基线。可供使用的水资源量在数值上不易给定,因为该量一方面要保证不挤占生态环境用水,要从水资源总量中扣除地下水总量、地表水对地下水的补给量及蒸发量,另一方面该量与水资源的需求关系及相应的水资源配置、地区生产力水平、生产力发展水平、节水潜力、节水技术、社会消费水平及消费结构等因素相关,因为这些因素的变化影响了回水量及回水水质,从而对流域河道内水体产生了不同的影响,使可供使用的水资源量发生变化。

4.水体自净能力污染物进入水体后,其浓度在流动过程中经过水中物理、化学与生物作用,使污染物浓度降低的现象,称为水体的自净作用。自净能力的大小是各种综合因素的结果,如流域生物群落、水体酸碱性、河床岩性与植被、水体污染程度等因素有关。对应不同的污染物,水体的自净能力是不同的,在研究时可针对不同的污染物用某一污染物的综合削减系数这一指标来刻画。

二、流域水资源承载力指标体系依据其影响因素及所涉及的领域,流域水资源承载力指标体系划分如图1。

水资源承载力指标体系的建立有两个目的:其一是用来衡量水资源承载力的大小,其二是给定承载力评价的一般性指标,这些指标的作用是使水资源承载力评价方法与评价手段规范化、标准化。对于特定地区需要根据具体情况增加特定指标。所以笔者认为水资源承载力还需根据计算要求建立一套计算性指标体系:度量性指标:

可供使用的水资源量、人口数、人均工业GDP产值、耕地灌溉率和有效灌溉面积

评价性指标

诊断指标(用于课承载的判断):包括生态环境、农业指标

计算指标(用于承载力大小的计算):包括工业、农业、生活、城市发展指标

三、水资源承载力的计算水资源承载力研究的核心问题:

在目前以及未来可预见的水资源开发利用阶段,流域(或某一区域)可供使用的水资源量是多少(属于可再生利用的水资源量)?这些水资源究竟能够支撑多大规模的社会经济系统发展?对于目前水资源已经不能承载的地区如何补救?如何合理管理有限的水资源,维持和改善水资源承载力?为此,笔者提出水资源承载力计算的流程(略),所需要的计算指标,见表1、表2。

图1流域水资源承载力指标体系划分

水资源承载力计算中可承载性判断的理论依据是生态环境指标体系中的各指标是否低于环境指标数值,即:若环境的实际指标均优于或等于指标体系中的标准时是可承载的,否则不可承载。水资源承载力计算的总体思路分为五步:

①确定水资源总量,将其分为两部分,即“保留水资源量”与“可供使用的水资源量”,给定一个初始值;

②对可供使用的水资源量进行水资源配置(按目前用水结构或计划结构),计算出各行业的回水量及水对各行业的支撑能力(包括目前用水水平与深度开发水平);

③计算出将回水与河道(或湖泊等水体)内水混合后的区域水量与水质情况,并计算经水体自净后的水质;

④将计算结果与生态环境指标体系中各指标进行对比,若计算水质与水量标准高于或等于(部分等于)指标体系要求时是可承载的,否则不可承载;

⑤若不可承载,返回第一步。重复以上五步直到计算水量及水质均符合要求,且有一个或若干个指标与环境要求指标相等时停止计算,此时计算出的可供使用的水资源量为最大可供使用的水资源量,计算出水的支撑能力为最大支撑能力,计算出的回水量为最大允许回水量(按达标排放)。

在此只对模型构造中关键性的两步(第二步、第三步)进行说明。

1.分配水量对工业、农业、生活的支撑能力计算在工业、农业及生活方面,水资源承载能力计算包括两个方面,即目前技术条件以及深度开发水平下的水资源支撑能力。对于目前技术条件下的计算只需将分配水量与目前用水情况进行简单对比运算即可,由于文章篇幅限制,在此不加以论述。采用先进技术条件下水资源的承载能力计算如下(未标明的变量见表1及表2):

(1)工业目的为计算出在分配水量(QI)下可支撑的工业产值(CI)及排污量(QPI)。定义产品水利用率为:k=

Q产品用水

Q1用水

Q产品用水=QI-QPI-ΨQI

式中,ψ为在生产过程中的跑、漏等浪费的水量占供水量的百分比系数;QPI为排污量。

再根据工业用水重复利用率的定义,以及工业耗水率的定义:ζI=

Q耗水

QI

则k=(ζI-Ψ)(1-α)

(1)

式中,α为工业用水重复利用率。在工业结构不变,而只是提高重复利用率时k值改变。若采用新的工艺需对k值重新进行计算。所以在k值没有改变的情况下其污水排放量为(设其工业重复利用率为α2):

QPI=QI[(1-Ψ)-k/(1-α2)]

(2)

(2)农业目的为计算出在所分配水量(QA)下有效灌溉面积的灌溉率(μ)及回水量(QPA)。

不计算农业产值,因为农业经济效益相对很低,将农业作为主要因素是考虑到保护粮食安全和社会稳定的社会效益。此外,一般来说随着工业化、城市化进程和乡镇企业的发展,不可能依靠增加耕地面积来增加粮食产量(从多年来看有效灌溉面积是相对比较稳定的),而通过提高复种指数来增加粮食产量的潜力也不大,在这种情况下,增加农作物产量主要依靠提高单位面积产量来实现,所以选用灌溉率这一指标也可以反映出农业的发展情况。

设有效灌溉面积为S、灌溉率为μ,则实际灌溉面积为:

SP=S·μ(3)

农业灌溉用水,又可分为净灌溉用水量和毛灌溉用水量。分别用符号M净及M毛表示。则综合渠系有效利用系数为:

η水=M净/M毛(4)

文中农业用水包括水田用水、水浇地用水、菜田用水。不包括林特渔业用水。某种作物的净灌溉用水量为

M净i=miAi(i=1,2,3)(5)

式中分别对应水田、水浇地、菜田。mi为净灌溉定额,Ai为灌水面积。设βi=Ai/(A1+A2+A3)=Ai/SP,为各种耕地所占比重。则

M净=∑miβiSP,即QA=∑miβiSP/η水

所以SP=QAη水/∑miβi,μ=QAη水/S∑miβi(i=1,2,3)(6)

设农业耗水率为:ζA=Q耗水/QA,

则QPA=(1-ζA)QA(7)

(3)生活用水方面:目的为计算出在所分配水量(QL)下能够支撑的城镇人口数(NP)和排污量(QPA)。

主要考虑城镇生活用水,城市生活用水按用途可分为居民住宅用水和市政用水两大类。这两部分的用水比例随城市发展规模和人们生活水平的提高而发生变化,但短期内也是相对稳定的。

设v=Q居民用水/QL(8)

则Np=vQL/L(9)

L为居民用水定额。生活耗水率的定义有:QPL=(1-ζL)QL(10)

2.区域水量、水质计算工业、农业及生活用水污水排入地表水体(江河及湖泊)后使地表水体水质恶化,但是排入的污水与地表水不是简单的混合,由于水体自身有净化能力,会使污染程度有一定的缓解。在此以“黑箱模型”对其进行求解。

设污染物i的综合削减系数为Ki,则

Ki=1-QCF,i/(QENCEN+QPICPI,i+CPACPA,i+QPLCPL,i+QPOCPO,i),

Q=QEN+QPI+CPA+QPL+QPO(11)

式中Q为混合后的总水量;CFi为污染物i混合后的浓度(mg/L)QEN、QPI、QPA、QPL、QPO及CEN、CPI,i、CPA,i、CPL,i、CPO,i分别为混合前的环境、工业、农业、生活及其他方面的水量及污染物的浓度。在地表水体中,QEN、CEN和Q、CF,i对于江河来说分别是其上游断面的水量,污染物浓度和下游断面的水量和污染物浓度;对于湖泊来说分别是在t0时刻的水量及污染物浓度和t时刻的水量及污染物浓度。所以有:

CF,i=(1-Ki)(QENCEN+QPICPI,i+CPLCPL,i+QPACPA,i+QPOCPO,i)/Q(12)

3.模型设判断指标为:Clim,i为计算区域地表水对污染物质i的阀值,Qlim为水量阈值,μlim为耕地灌溉率阈值。

则有:Clim,i≤CF,i,Q>Qlim,μ≥μlim(13)

设:QI=ρ1QEO、QA=ρ2QEO、QL=ρ3QEO、QO=ρ4QEO(14)

ρ1、ρ2、ρ3、ρ4为水资源配置系数,即各行业用水比重。

ρ1+ρ2+ρ3+ρ4=1(15)

则数学模型如下:

MaxCF,i=(1-Ki)(QENCEN+QPICPI,i+CPLCPL,i+QPACPA,j+QPOCPO,j)/Qi=1,2,3,...,n

MinQ=QEN+QPI+CPL+QPA+QPO

CI=ρ1QE0(1-αi)/(q1(1-α2))

QPI=ρ1QE0[(1-Ψ)-k/(1-α2)]

μ=ρ2QE0η水/S∑miβi(i=1,2,3)(16)

QPA=(1-ζA)ρ2QE0

NP=νρ3QE0/L

QPL=(1-ζL)ρ3QE0

Q≥Qlim

μ≥μlim

CF,iClim,ii=1,2,3,...,n

以上数学模型实际上是求最优解的数学问题:当MaxClim,i=CF,i,MinQ=Qlim时,求得特定水资源配置条件下的水资源最大承载力,即求解出CI(能够支撑的工业产值)、NP(能够支撑的城镇人口数)以及μ(有效灌溉面积的灌溉率)的值。模型的求解是一个反复计算寻求最优解的过程,在计算机中可以使用迭代法,或对半差分法来进行最优解的搜索。

四、应用

以重庆市的用水条件为例对计算进行说明,以长江干流重庆朱沱处的水量为基准,计算该断面水资源的承载能力。因为该处在不同月份水质差别较大(大都在Ⅱ类到Ⅳ类之间),本文引用2002年4月份的统计数据对模型的计算进行说明,因为该时段水量相对较小而污染最严重,是水资源承载能力最弱的时段。本文对该段水资源承载力的计算准则为:为保证下游长江干流的水质,要求经开发利用后长江干流水质不得超过Ⅳ类水标准,否则认为是超载的。因为长江干流水量充沛,所以本例中不对水量做限制。

根据该段主要污染物,选取诊断指标为总大肠菌群、总磷、石油类,即:C1<10000个/L,C2<0.2mg/L,C3<1.0mg/L。

用水所占比重关系为:工业(ρ1)42.5%,农业(ρ2)35.3%,生活(ρ3)22.2%。工业耗水率(ζI)20.4%,工业万元产值用水量(q)为155m3/万元,工业用水重复利用率(α)40%,ψ=12.5。有效灌溉面积(S)166.52万hm2,其中水田所占比重β1=52.2%,灌溉定额3000m3/hm2;旱地所占比重β2=47.8%,灌溉定额1200m3/hm2;灌区渠系水利用系数0.65(η=0.65)。城镇人口用水定额为0.150m3/日·人,居民住宅用水占城镇生活用水量的60%(ν1=60%),生活耗水率(ζL)为20.7%。计算段上断面流量为3200m3/s。目前的总取水量为QEO=182.5m3/s。上断面水质情况为:CEN,1=1500个/L,CEN,2=0.18mg/L,CEN,3=0.48mg/L。污水排放浓度为:CPI,1=30000个/L、CPI,2=0.5mg/L、CPI,3=30mg/L;CPL,1=50000个/L、CPL,2=0.60mg/L、CPL,3=1mg/L。综合削减系数为选取两典型断面测量,以此替代整个计算段的综合削减系数:K1=0.001,K2=0.0002,K3=0.002。

将以上各量代入计算模型,水资源配置关系保持不变,经计算:最大可供使用的水资源量为448m3/s,占总水量的14%,可承载人口总数为3437.2万人,人均GDP产值为1.1270万元,灌溉率为91%。

若水资源配置关系不变,工业用水重复利用率提高至50%,工业耗水率提高至23%。则最大可供使用的水资源量为480m3/s,占总水量的15%,可承载人口总数为3560万人,人均GDP产值为1.3524万元,灌溉率为93%。

若水资源配置关系变为工业45%,农业28%,生活27%,其他各项不变,则最大可供使用的水资源量为432m3/s,占总水量的13.5%,可承载人口总数为4031万人,人均GDP产值为0.9812万元,灌溉率69.3%。

表1诊断性指标表

诊断指标名称说明

水质pH值

溶解氧(mg/L)

CODCr

BOD5

水温(℃)

总磷(以N计mg/L)

总汞(mg/L)用于有工业污染的地区

总镉(mg/L)

总铅(mg/L)

总胛(mg/L)

硒(四价)(mg/L)

总氯化物(mg/L)

总大肠菌群(个/L)

悬浮物

生物生存最小蓄水量选取4个量中的最大者。其中包括地表水对地下水的补给量,人工生态所需供给水量。

防止河流泥沙淤积量

防止海水入侵所需两

水体自净能力Ki对污染物i的综合削减量

耕地灌溉率μ为保证粮食安全和社会稳定μ必须大于一定值(推荐60%)

表2计算性指标表

计算指标计算指标参数说明

名称表达式

工业工业万元产值用水量q=Q供/C工业产值衡量节水水平的指标

工业用水重复利用率α=[1-Q取/Q用]100%衡量节水水平的指标,用于排污量的计算

产品水利用率k=(ζ-Ψ)(1-α)评价水的利用率指标

工业耗水率ζl=Q耗水/Q取

生产过程中跑、漏的水量占水量的百分比Ψ其值的变化与节水有很大关系

农业灌溉定额mim1,m2,m3分别为水田、水浇地、菜田的灌溉定额

综合渠系有效利用系数η水=M净/M毛衡量渠系沿城水量损失的量

有效灌溉面积S

灌溉率μ

耕地所占比重βi

农业耗水率ζA=Q耗水/QA

生活用水定额L

用水比重v1居民住宅用水占城镇生活用水的百分比

生活耗水率ζL=Q耗水/QL

环境水体自净能力ki对污染物i的综合消减系数

五、结语在流域水资源承载力计算中,要从水量及水质两方面对流域上各地区的用水量和排污量进行控制(两者的控制程度据流域水资源量而定),以保证下游的水量及水质。在实际应用时,当某一地区的回水量超标时则认为其已经超载。

水资源承载力的研究在我国已有较多研究课题和论述,但在水资源承载能力的计算上一直以来没有统一的认识,笔者在此提出的计算模型虽然还有许多不足之处,但希望能为大家提供一个参考。

参考文献:

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8鲁学仁.华北暨胶东地区水资源研究[M].北京:中国科学技术出版社,1992.10.

承载范文篇7

关键词:风吸力;冷弯薄壁檩条;稳定承载力;简支檩条;嵌套搭接

由冷弯薄壁檩条、压型钢板及拉条组成的轻钢屋面,如图1所示,近年来广泛地应用于门式刚架、钢屋架等作为承重结构的屋面围护体系中。在风吸力作用下,檩条的下翼缘受压,由于屋面不能有效地阻止下翼缘受压受压时的侧向变形趋势,就会出现檩条在风吸力作用下的弯扭失稳。尤其在风压较大的地区,风吸力很可能成为檩条设计的控制因素。现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)[1]与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)[2]

均对檩条的稳定承载力计算有明确规定,但两者存在较大差异,计算结果也相差很大。而且对实际工程中广泛应用的嵌套搭接Z型连续檩条在风吸力作用下如何计算,国内各规范、规程均未做详细可行的规定。针对以上问题,本文将做详细分析并得出实用的设计公式。

1有限元分析模型

1.1材料属性

钢材为Q235,屈服强度为fy=235N/mm2,弹性模量为E=2.06×105N/mm2,设材料的应力-应变关系为理想弹塑性模型,屈服准则采用等向强化Von-Mises屈服准则。

1.2单元选取

为获得较好的计算精度,对简支檩条采用四节点Shell181单元,该单元适用于薄到中等厚度的壳结构,每个单元有四个节点,每个节点有六个自由度,而且该单元有强大的非线性功能;对套叠搭接的连续檩条采用八节点实体单元Solid45,该单元具有大变形和大应变能力。

为准确地模拟该构造,对有限元模型在简支支座处截面节点施加如下约束:对上下翼缘各节点施加约束uy,腹板各节点施加约束ux,翼缘与腹板相交节点施加约束ux、uy,另外为约束檩条刚体纵向位移,在檩条跨中截面腹板中间节点施加纵向约束uz。上翼缘中点(间隔250mm)通过自攻钉与屋面压型钢板连接处,考虑到屋面板在其平面内剪切刚度较大,对上翼缘中线每间隔250mm的节点施加约束ux。根据文献[3]分析:当拉条截面能满足强度要求时,拉条的刚度对檩条承载力的影响可以忽略不计。

因此能满足强度的条可视为腹板的平面外约束,对拉条处腹板截面节点施加约束ux。

工程中典型的嵌套搭接连续檩条的支座处构造如图3所示,对有限元模型在连续支座处截面节点施加

1屋面梁;2檩条;3檩托;4螺栓

如下约束:对搭接檩条上下翼缘各节点施加约束uy,腹板各节点施加约束ux,翼缘与腹板相交节点施加约束ux、uy,另外为约束檩条刚体纵向位移,在檩条支座截面腹板中间节点施加纵向约束uz。对上翼缘中线每间隔250mm的节点施加约束ux;对拉条处腹板截面节点施加约束ux。对搭接檩条在螺栓处的节点采用耦合位移的方法来简化模拟螺栓的作用,未考虑搭接檩条间的相互接触作用。

1.4荷载作用

作用在屋面板上的风吸力通过均匀固定(一般间隔200~300mm)在檩条上翼缘中点的自攻钉传给檩条,因此可认为檩条在上翼缘中点连线上受到均匀分布的风吸力作用。为精确模拟檩条所受的横向均布线荷载,在有限元模型上翼缘所有中间节点上(间隔25mm)施加向上的节点力。

1.5稳定承载力分析

本文使用ANSYS10.0进行稳定承载力分析,qcr为特征值屈曲分析所得到的理想弹性结构的理论屈曲强度,qu为极值点失稳型结构的稳定极限承载力。需要说明的是:本文中横向线荷载qcr、qu应视为风吸力与垂直于屋面的自重荷载分量的差值。

2分析模型检验

2.1简支檩条分析模型检验

2.1.1理论解检验

两端简支的梁在横向均布荷载作用下的弹性临界弯矩理论解[4]:

(1)以文献[2]附录E檩条计算例题中的简支檩条规格Z180×2.5为例,不考虑拉条及屋面板的影响,将式(1)理论解与采用特征值屈曲分析得到的数值进行对比:理论解Mcr=3.35KN•m,qcr=0.48KN/m;采用Shell181单元进行屈曲分析得到qcr=0.50KN/m,Mcr=3.52KN•m。两者仅相差4.2%;采用Solid45单元进行屈曲分析得到qcr=0.51KN/m,Mcr=3.59KN•m。两者仅相差6.3%,因此对檩条采用特征值屈曲分析的精度是可靠的。

2.1.2试验检验

与文献[5]中的实验数据对比验证稳定承载力分析所得极限承载力的精度。文献[5]中试验所用檩条为Z20024,截面尺寸为202×73(79)×21.5×2.4,屈服强度为fy=450N/mm2,跨度l=4800mm,檩条跨中设一排撑杆,ly=2400mm,檩距s=2500mm,屋面板为来实高强KL板,厚度0.65mm,惯性矩I1=2×105mm4,试件破坏形式为弯扭整体失稳的脆性破坏,破坏位置在跨中附近,破坏时檩条的极限荷载为qu=8.44KN/m。采用Shell181单元进行稳定承载力分析所得极限承载力为qu=8.04KN/m,与试验结果对比,两者相差4.97%;采用Solid45单元进行稳定承载力分析所得极限承载力为qu=8.46KN/m,与试验结果对比,两者仅相差0.24%,而且破坏位置均在跨中下翼缘与卷边翼缘相接处。因此对檩条采用稳定承载力分析所得极限承载力的精度是可靠的。

2.2套叠搭接连续檩条分析模型检验

与文献[6]中的套叠搭接檩条试件的试验数据对比验证稳定承载力分析所得极限承载力的精度。文献[6]中试件ZA024R,截面尺寸为150×67.5(63.5)×16.5×1.7,屈服强度为fy=450N/mm2,弹性模量为E=1.99×105N/mm2,试验测得跨中施加的最大集中荷载Pmax=30.12KN,稳定承载力分析所得极限承载力为Pu=28.16KN。与试验结果对比,两者相差6.96%,因此对套叠搭接檩条采用非线性屈曲分析所得极限承载力的精度是可靠的。

3简支檩条在风吸力作用下的稳定承载力分析

本节对文献[2]附录B、C中所有规格的冷弯型钢檩条在各种常用跨度下做了稳定承载力分析,分析结果如表1、表2所示。其中:qu1为按文献[2]附录E公式所计算结果,为便于比较公式(E.0.1-1)右边设计强度f改用屈服强度fy;q''''u1为本文后面所提出新设计公式(2)所计算结果;qua为ANSYS10.0稳定承载力分析并考虑初始缺陷所得的横向均布荷载极值。跨度l=4m时,檩条跨中不设拉条;跨度l=6m时,檩条跨中设一道拉条;跨度l=7.5m及l=9m时,檩条跨中三分点处设两道拉条。拉条均设在檩条腹板靠近下翼缘的三分点处。

可以看出,文献[2]风吸力作用下的计算公式结果比较保守,与稳定承载力分析结果比较:C型檩条相差最大为73.32%,平均为38.15%;Z型檩条相差最大为50.18%,平均为33.90%。檩条稳定计算的关键在于如何模拟屋面板和拉条的侧向支承作用,现行轻钢规程在计算风吸力下檩条稳定计算时,着重考虑了屋面板对檩条的侧向弯扭约束刚度,但在计算稳定承载力降低系数χ时未考虑拉条的侧向支承作用,仅在计算下翼缘侧向弯矩M''''y时,将拉条作为侧向支承点。而拉条(尤其是靠近下翼缘设置的拉条)与压型屋面板共同作用将形成对下翼缘较强的弯扭约束,从而在很大程度上提高了风吸力作用时下翼缘受压的稳定承载力。因而轻钢规程中风吸力作用下的计算公式结果是比较保守的。另外,轻钢规程中对能为檩条提供约束扭转刚度的压型屋面板有非常具体的要求:单波翼缘宽度不得大于120mm;基板厚度不得小于0.66mm。这在实际工程中不一定能满足,因此在缺乏试验资料的情况下,采用规程提供的参数所计算出的结果必定与实际情况有偏差。

4嵌套搭接连续檩条在风吸力作用下的稳定

承载力分析

4.1不同跨数单截面连续檩条稳定承载力分析

本节对文献[2]附录B中冷弯Z型檩条在单截面连续时,不同跨数下进行稳定承载力分析,以考察不同跨数对连续檩条稳定承载力的影响,分析结果如表3所示。qcr为ANSYS10.0特征值屈曲分析所得横向均布荷载值,qu为稳定承载力分析并考虑初始缺陷所得的横向均布荷载极值。跨度l=6m时,檩条跨中设一道拉条;跨度l=7.5m及l=9m时,檩条跨中三分点处设两道拉条。拉条均设在檩条腹板靠近下翼缘的三分点处。

可以看出,随着跨数的增加,内力分布趋于均匀,横向均布荷载极值qu相应增大,这与连续梁在横向均布荷载作用下的弯矩分布图是相符的。屈曲破坏时的位置,除三跨檩条外,都是在边跨的内支座处,因此支座套叠搭接对连续檩条的稳定承载力至关重要。三跨檩条由于边跨的跨中弯矩较大,与支座的弯矩比为0.8(而其余跨数檩条边跨跨中与支座的弯矩比为0.56~0.72),而且檩条在支座的约束要强于跨中,因此三跨檩条会在边跨跨中拉条处局部屈曲破坏。即使是横向均布荷载极值qu最低的两跨连续檩条,与相同规格、跨度的简支檩条相比,qu增大也达50%,因此下面针对两跨连续檩条支座处的套叠搭接进行分析。

4.2套叠搭接两跨连续檩条的稳定承载力分析

套叠搭接两跨连续檩条承载力分析的简图如图4所示,本节对文献[2]附录B中冷弯Z型檩条在套叠搭接两跨连续时进行稳定承载力分析,以考察不同搭接长度对连续檩条稳定承载力的影响,分析结果如表4所示。qcr为ANSYS10.0特征值屈曲分析所得横向均布荷载值,qu为稳定承载力分析并考虑初始缺陷所得的横向均布荷载值。拉条设置位置同前文所述。需要说明的是,分析时考虑搭接部分檩条上翼缘与屋面板采用自攻钉连接,将自攻钉处翼缘节点位移进行耦合来模拟该构造。

从分析可以看出,对于套叠搭接两跨连续檩条,破坏位置绝大多数出现于套叠搭接开始处截面,所示,少数出现于跨中拉条处附近截面,没有出现于搭接段的破坏情况。而单截面两跨连续檩条破坏位置就在内支座截面处,这表明套叠搭接段增大了檩条的稳定承载力,使破坏截面外移至搭接开始处截面。通过静力计算可知,套叠搭接段的抗弯承载力可以达到单截面檩条的1.5~1.8倍。需要说明的是,对于套叠搭接多跨(五跨及以上)连续檩条,内力分布会更趋于均匀,破坏位置会更多出现于跨中拉条处附近截面。即使套叠搭接两跨连续檩条,当截面相对跨度较小且搭接长度较大,比如Z140×2.0,跨度6m,搭接长度LP=15%L时,破坏位置就出现在跨中拉条附近的受压翼缘处。因此,套叠搭接开始处截面和跨中弯矩最大处截面都有可能是控制截面。

可以看出,随着搭接长度的增加,连续檩条的极限承载力相应提高。当搭接长度LP=5%L时,已基本能达到单截面连续檩条的效果,但考虑到实际工程中为方便连接,檩条腹板上的螺栓孔一般为椭圆孔,受弯时会出现不同程度的嵌套松动[7][8],可能会造成支座处承载力不足,因此建议在工程中宜取搭接长度LP=10%L。

当搭接长度与檩条截面高度之比LP/h=1.25~7.03范围内时,搭接长度对檩条稳定极限承载力的影响不太显著,因此搭接长度满足LP=10%L后再增加搭接长度对承载力没有显著提高,因为此时檩条跨中截面成为了控制截面。

5设计建议

通过分析可以看出,由于在风吸力作用下屋面板与拉条能有效的阻止檩条的侧移和扭转,Z型檩条的受力变形符合绕垂直于腹板的形心轴x1-x1轴弯曲变形的规律,如图6所示。因此,无论是Z型还是C型檩条,在风吸力作用下稳定承载力计算时可统一采用腹板平面内弯矩Mx1。以下公式中凡涉及Z型檩条的下标x均表示与形心轴x1-x1轴对应。

参照在腹板平面内受弯构件的稳定承载力计算公式,并考虑到在风吸力作用下屋面板能有效的阻止檩条的侧移和扭转,可忽略My作用。即使考虑My作用,仍以文献[2]附录E例题为例,由My所产生的应力也只占到钢材设计强度f的0.75%,因此可忽略My作用。

考虑到利用冷弯薄壁型钢屈曲后强度,以有效截面模量Wex代替上式中截面模量Wx,为方便设计计算,可近似取有效截面模量Wex=0.9Wx,则得到简化公式为:

其中檩条在腹板平面外屈曲的稳定系数φbx的计算同文献[1]附录A.2,如果公式所计算的φbx>0.7,则应以φ''''bx代替φbx,应按下式计算:

以上式中各符号的意义参见文献[1]附录A.2。

新设计公式(2)的计算结果与文献[2]中风吸力下檩条稳定承载力公式及有限元分析结果比较详见表1、表2。可以看出,新设计公式结果比较理想,有限元稳定承载力分析结果比较:C型檩条相差平均为17.22%;Z型檩条相差平均为14.45%。而文献[2]公式计算结果与有限元稳定承载力分析结果比较:C型檩条相差最大为73.32%,平均为38.15%;Z型檩条相差最大为50.18%,平均为33.90%。可见,公式(2)比文献[2]中风吸力下檩条稳定承载力公式应用更简便、更经济,可用于实际工程设计中。公务员之家

对于简支檩条,控制截面就是跨中弯矩最大处截面。而对于套叠搭接连续檩条,由于搭接长度不同,支座搭接开始处截面和跨中弯矩最大处截面都有可能是控制截面。以五跨套叠搭接连续檩条为例,在风吸力q作用下,当搭接长度LP=10%L时,支座套叠搭接开始处截面弯矩为0.077qL2,跨中弯矩0.078qL2,这时弯矩分布比较均匀,支座搭接开始处截面和跨中弯矩最大处截面几乎同时达到极限承载力,而支座搭接开始处截面约束一般强于跨中截面,因此破坏位置会更多出现于跨中,尤其是拉条处附近截面。

设计时可通过静力计算得到控制截面的弯矩,再利用公式(2)计算稳定承载力。

6结论

文献[2]中风吸力作用下的计算公式在计算稳定承载力降低系数χ时,未考虑拉条的侧向支承作用,结果比较保守。在文献[1]公式的基础上简化后,提出了新的檩条在风荷载作用下稳定性公式(2),应用更简便、更经济,可用于实际工程设计中。

采用Z型搭接连续檩条比简支檩条内力分布更均匀合理,极限承载力qu增大可达50%以上。

在套叠搭接连续檩条设计时,可通过静力计算得到控制截面的弯矩,再利用公式(2)计算连续檩条的稳定承载力。

搭接长度LP=10%L时,能实现单截面连续檩条的效果。但搭接长度满足LP=10%L后再增加搭接长度对檩条稳定承载力没有显著提高。

值得说明的是:本文分析的屋面板与檩条之间连接均为自攻钉连接,在这种连接构造情况下屋面板与拉条共同作用能有效的阻止檩条的侧移和扭转。但对于目前设计、施工中屋面板与檩条之间采用其他形式的连接构造,如扣合式连接、立缝式连接等,屋面板与拉条共同作用能否有效的阻止檩条的侧移和扭转,公式(2)是否仍适用,尚有待进一步研究分析。

参考文献

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[2]中国工程建设标准化协会标准.CECS102:2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S]:北京,中国计划出版社,2002(StandardofChinaAssociationforEngineeringConstructionStandardization.CECS102:2002Technicalspecificationforsteelstructureoflight-weightbuildingswithgabledframes[S].Beijing:ChinaPlanningPress,2003(inChinese))

[3]秦云,张耀春,王春刚.风吸力作用薄壁卷边C型檩条承载力分析和设计建议[J].建筑结构,2003,33(6):6-8(QINYun,ZHANGYao-chun,WANGChun-gang.Load-carryingcapacityanalysisanddesignsuggestionsofC-shapedcold-formedpurlinsunderwindupliftload[J].BuildingStructure,2003,33(6):6-8(inChinese))

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[5]曾常阳.高强檩条在风吸力作用下稳定承载力的理论和试验研究[D].长沙:湖南大学2002:45-75.(ZENGChang-yang.Theoreticalandexperimentalinvestigationsonstabilitybearingcapacityofhigh-strengthpurlinsunderwindupliftloading[D].Changsha,HunanUniversity2002:45-75.(inChinese))

[6]H.C.Ho,K.F.Chung.Experimentalinvestigationintothestructuralbehavioroflappedconnectionbetweencold-formedsteelZsections[J].Thin-WalledStructures,2004,42(7):1013-1033.

承载范文篇8

关键词:物联网;LoRa;承载具;海洋石油;出海物资;定位跟踪

物联网(IoT)是新一代信息技术的重要组成部分,使信息化时代进入重要发展阶段[1],近几年在各行各业发展迅速。随着低功耗广域网技术的成熟与发展,LoRa、NB-IoT等有源通信技术在工业级物流行业的应用场景不断拓展。LoRa技术聚焦于低功耗覆盖广的应用场景,具有覆盖广、连接多、成本相对低、功耗少、架构优等特点。低功耗、低成本的特点使得其终端侧的5Wh电池寿命能够达到10年,低带宽、低功耗和低速率的特点为LoRa网络带来低成本优势[2]。LoRa工作在1GHz以下的频段(中国主要使用470~518MHz),无须申请即可进行网络的建设,故在应用时不需要额外支付通信费用[3]。本文结合物联网LoRa技术的特点,将其部署应用在出海物资承载具、海上平台及基地码头等物流运输节点,实现LoRa网络下出海物资承载具的平台区域定位。

1业务现状及问题的提出

在海洋石油勘探开发生产过程中,海上物资的保障是为生产服务的关键,大量不同种类的生产、生活物资需要出海,物资承载具的调配和管理是油气服务供应商需要面临和解决的问题之一[4]。物资承载具主要有托盘、吊笼、料箱及绑扎吊锁具等。由于行业的特殊性,海上油气生产由多家服务商共同服务,承载具没有统一的标准,分别属于不同服务商进行管理,存在滞留、周转效率低、无效运转等问题,造成了作业船舶及基地作业资源的浪费。由于海上区域广,平台在海上相对分散,对于承载具的跟踪管理的需求主要是跟踪到某海上平台或某作业区域即可,无须精确定位在海上平台的具体位置[5];通过对当前管理需求的系统性分析,结合行业业务痛点,利用低功耗广域网技术LoRa实现承载具的跟踪管理与目前业务相吻合,可以有效实现承载具供应链的管理。

2系统的应用设计

通过架设低功耗窄带物联网网关,集中部署核心网,网络覆盖主要海上石油平台区域和基地,在承载工具上安装基于物联网技术的定位终端,建设一套基于物联网技术的定位管理系统。由于带宽较窄、多径的影响较大,且信号强度低,在深度覆盖的场景下信号的测量精度必然不佳,限制了定位精度的提升[6]。系统应用解决方案的构架如图1所示

2.1终端监控环节

承载具经常需要进行周转和重复利用,装卸船、吊装至平台的操作频率较高,这对监控设备的大小、防潮湿和防爆性能要求较高。在设计时需要考虑设备及电池的寿命,以及影响信号的天线等因素,外观设计同样需要考虑防碰撞、防潮、防盐雾以及防爆的要求;在安装时需要考虑安装的位置及对信号屏蔽的影响等因素。由于承载具的出海周期较长,对于维护的便利性受到影响,本次设计的终端设备体积小,但电池容量可连续供电12个月,减少了维护成本;在设备传输和定位机制方面,采用“唤醒握手”机制来确定终端的位置[7],即网关收到本终端的ID后就认为此设备在网关区域内,由此来判断设备的区域位置信息,这样既节省了耗电,也能满足区域定位的要求。

2.2网关基站部署环节

由于海上区域广阔,海上平台分布又比较分散,本系统设计在海上平台部署网关基站用以收集附近终端数据,实际测得网关覆盖的范围是在海上空旷条件下覆盖约8km[8]。根据这一数据,对海上平台的点位进行规划设计和部署,满足每个区域均有所覆盖、无盲区;同时,在陆地码头出海及仓储范围内同样部署网关设备,可以监控设备在陆地上的分布情况。设备识别原理示意图如图2所示。图2设备识别原理示意图

3系统的应用功能

基于物联网技术的承载具定位管理系统,实现了承载具跟踪管理,主要包括工具统计、实时监测、历史追溯、报表分析等功能模块。工具统计:在系统中录入周转工具信息,如工具类型、工具名称、工具编码、检验检测信息等。实现可按照工具类型、工具编码进行查询,如查询编码以01、02、L开头的工具;实现可按照工具资产所属查询,如查询某基地资产的所有工具。实时监测:通过物联网核心服务平台提供终端设备位置信息数据、监测设备位置,设备可在GIS地图上显示;可查询各个码头、厂区、平台等地各类工具数量。在GIS地图上框选范围,如平台或码头,可显示框选范围内相关工具的位置。用户可设置丢失时长,为超出丢失时长的设备发出丢失预警提示,为承载具追踪提供便利。在平台区域,某一设备滞留时间超过15天,会发出滞留预警提示,其中滞留时间可由用户自行选择。历史追溯:车辆当天或一周内的历史运动轨迹可查询,可查询90天的历史轨迹。报表分析:以报表、图形等形式展现数据信息,可按时间对码头、平台分别进行货物工具往来数据统计分析,还可统计设备滞留时间、丢失位置。

4实际应用效果

系统建设完成后,在海上建设了100多个网关基站,应用于某公司全部承载具的跟踪定位,实现了渤海区域的全程跟踪。系统可对某型号承载具进行详细的数据统计分析以及有效管理;同时,通过系统获取的位置数据与实际设备位置数据的准确率达到90%以上,通过每20个终端的测试共测得准确率数据20组,实验周期为3个月,见表1所列。 为满足更精确的定位需求,可以通过蓝牙信标[9]的方案实现在小范围区域的准确定位的计算和位置信息获取,实验数据采集了20个信标、20个定位终端的数据,统计了30万次定位记录,与真正的GPS定位结果进行比较,结果见表2所列,其中A10、A20分别代表实际距离与北斗定位的误差小于10m、20m的比例。

5结语

本文主要以LoRa物联网在承载具区域定位技术的应用研究为基础,结合实际现有管理模式,在此基础上开发相应的终端设备、软件应用框架,通过构建系统,解决实际供应链上物联网应用的相关痛点问题。根据测试数据和实际应用情况,发现利用LoRa网络实现的低维护成本、低功耗的终端定位设备解决了长期需要供电或频繁维护的定位终端问题,一定程度上提高了对承载具的管理和统计。对于定位精度高的需求,通过设计蓝牙信标方式提供了较好的解决方案,具有很高的应用价值[10]。

参考文献

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[9]葛敏婕,赵子涵.基于蓝牙技术的物联网室内定位系统[J].物联网技术,2021,11(11):51-57.

承载范文篇9

一,所谓的“承载”之门,校长是承载

一所学校发展内涵的全部,包括个人行为、学校校风和教学质量,是实现管理的财富。第一,勤于学习:学习是获得教育方针管理法规和其他知识的有效途径,除了个人每天早起一小时独立学习外,学校组织教师每周一集中学习,丰富知识,提高认识I第二,勤于思考:思考是学习后的融会贯通,是能够明晰事理的经过,也是对杂乱事情的整理和总结,学校要求教师每件事一思,每阶段一思和每学年一思I首先实现独立思考、其次科研小组思考、最后会议共同思考,第三,勤于了解:对于学校由财务财产、教师质量、班级状况都进行看记录、听意见、作调查,了解是实事求是的先决条件、具体步骤和有效方法,第四,勤于总结:任何事情都会在总结之后得出结论,获得经验,教育教学管理显得尤为重要。

二,尽到“责任”之行,尽责任归根结底是“为了一切孩子”和“为了孩子的一切”,即全面提高学生的文化和素质。首先是精细计划。想大事做小事,,把每件事做细、做深、做透、做精l把学校的管理融入到每个学生成长中、融入到教师El常生活中、融入到学校持续发展中:(一)清晰的管理阶层:即校长——班主任——科任教师——班干部——每个学生,(二)精细的管理制度:即对每个管理阶层制定规章制度,没有规矩不成方圆,只有建立一整套科学、严格、务实、合理的规章制度,才能保证正常教学,才能提高教学管理,(三)校长不集权但是一面旗帜:上级规定的政策必须执行、大家商议的方案共同遵守、独立提出的意见尽量参考,但在民主之下一定具有集中,(四)学校不是校长的,管理依靠大家:一所学校只靠校长一人或几个管理人员的力量是远远不够的,要靠组织、靠大家、靠制度,更重要的是要靠全体教师群策群力同心同德。其次是合理要求学校教育教学管理,其实是让各个阶层领导都有热情、主动、积极、踏实的工作态度,都有责任可担,都有义务可敬•按职责、按能力、按时序合理要求,使得管理者能以高度的责任心尽心竭力,使用好自己的职权,使学校工作正常运转。再次是追求完美。新的教育理论指出:学校的发展重在管理,管理的原理是对教职工和学生的管理范围之内,注重凝聚人心,实施以人为本,追求完美,最大限度的调动每一个人内在的生命激情,把学校办成社会认可的校园、教师敬业的乐园、学生成长的家园;在精神感情和生活上给教师以关怀、给学生以厚爱、给学校以发展。最后是实现卓越。校长要“亲其师信其道”,学生要“亲其师倍其道”,教师要在起到表率作用,这是实现卓越的关键所在,是实现学校凝聚力的战斗力和发展力的标志。

三,寻求探索之路的亘古之言具有:

(一)人文管理的时代性新教改理论指导下的人文管理理念是实现以人为本,实行全员管理,使每位教师和学生产生自信心,自主性和自觉性,充分肯定每一位教师和学生的成绩,着力培养优秀教师,骨干领导和特长学生,实现人文管理的独特性和成就感。

(二)环境营造的文化性学校环境营造的文化性是学校环境文化的物质基础和组成部分,它包括外在的物质环境和内在的人文环境:物质环境包括学校建筑布局,教室装饰色调,园林景观及校旗校徽和校服•人文环境包括干群之间,教师之间,学生之间的相互尊重、友爱和关心。1.用先进理念对学校规划、设计和布局,使人感到高雅、优越和精神;2.讲究标志的制作、佩戴和管理,实现合理化、整齐化与明朗化,3.利用广播之声、树木彩幅与装饰之色和太阳灯泡与着装之光,丰富听、感和看的精神环境,消除紧张情绪,减轻疲劳状态I4.通过书法书画竞赛、歌咏体操比赛、篮球跑步联赛活跃学校气氛,使学校里欢天喜地精神焕发、使师生共同发展留下音容笑貌、使生生团结协作感受成长品味。

(三)教学成果的有效性为了达到有效教学采取:1.老中轻互相学习,联系带动,共同促进;2.同科目教研组集体备课中每人每年最少一次主讲演示;3.每个科任教师每学期至少一堂示范观摩课•4.校长随时推门听课。5.每次考试后举行教学管理质量研讨会,6.每位教师每学期至少撰写一篇教学经验,教学心得或教学论文。除此之外在整体提高上要求综合性地做到。

第一,备课之前吃透教册:首先确定教什么,其次思考怎么教,最后决定教多少,给学生留下多少思维时间和空间,还有因势利导的关键性。

承载范文篇10

关键词:LTE;CBTC;智能视信;综合承载网;组网方案

1WLAN系统的不足

1.1抗干扰能力差无线局域网(WLAN)方案采用2.4GHz的ISM频段,与城市轨道交通乘客信息系统(PIS)、公众Wi-Fi设备、公众蓝牙(Bluetooth)设备等在同一频段,容易产生干扰[1],影响列车的安全运营[2]目前各信号厂商采取的抗干扰技术只能保证内部互不干扰,而对于外部干扰,由于带宽的开放性还没有更好的解决方法标准2.4G的频道带宽只有3个完全不重叠的频点,即1、6、13信道目前采取的抗干扰方式是采用正交频分复用等技术的窄带通信技术,将原本20MHz带宽分为312.5kHz的子载波针对外部干扰因素,往往只能和运营商等单位采用频率协商、错频使用的手段来避免,但协商结果往往差强人意[3-4]1.2频繁切换WLAN方案下,由于轨旁无线访问节点(AP)的发射功率较低,AP的间距一般为220~240m目前WLAN方案下列车运行的最高速度为120km/h,此速度下轨旁AP每隔10s要切换1次,切换时间在100ms以内,导致列车在运行中无线切换次数较频繁[5]并且WLAN方案下轨旁设备较多,维护成本较高,维护工作较繁琐1.3互联互通不易实现CBTC系统在我国城市轨道交通中得到了普遍应用,目前因各系统供货商都按照各自的产品特点来设置解决方案,采用WLAN私有协议,造成CBTC信号系统架构、子系统之间接口设计、车地通信方式等方面存在不统一,制约了CBTC系统在线路间的互联互通

2LTE系统的优势

贵阳地铁1号线是贵阳市首个城市轨道交通项目,通信、信号等专业均采用WLAN技术进行车地无线传输,WLAN技术抗干扰能力差、维护成本高等问题逐渐显现结合贵阳城市轨道交通远期建设规划,考虑线路互联互通需求,LTE系统相对于WLAN系统具有多方面的优势2.1抗干扰能力强LTE方案采用1.8GHz经工业和信息化部批准可用于城市轨道交通的专有频段,从使用频率上根本解决了外系统的干扰问题LTE技术采用小区间干扰协调(ICIC)技术,可有效降低小区边缘频率干扰,提高小区吞吐率采用干扰抑制消除(IRC)技术,能够抑制信道相关性干扰,提升上行速率[6]2.2支持高速切换运行LTE方案下,轨旁射频拉远单元(RRU)设备间距可达1.2km,大幅减少轨旁设备,降低维护成本,同时也减少了列车终端切换次数且采用基于频偏的切换技术,可保证高速切换场景下的带宽稳定,能够支持列车200km/h的高速运行LTE系统的设备采用电信运营商级别进行设计和生产,设备的可靠性提升,平均故障间隔时间(MTBF)大于100000h[7]2.3支持综合承载LTE系统支持多种带宽分配,包括1.4、3、5、10、15MHz[8]各城市可根据综合承载的业务不同,灵活申请带宽、灵活组网系统会根据组网方式的不同提供不同的传输速率,最大性能地满足业务需求不同组网方式下的峰值传输速率见表1采用LTE方案能够满足城市轨道交通综合承载的特色,实现智能视信等大数据业务的综合承载,创建更加安全、友好的轨道交通出行体验LTE可提供9级服务质量(QoS)算法[9],带宽基于业务需求按需分配,优先保证高等级业务(如CBTC业务)的带宽需求,确保列车安全运行2.4支持互联互通LTE技术采用成熟完善的第3代合作伙伴计划(3GPP)标准,其中接口、信令流程及网元职责均标准化,具备良好的互联互通能力,为城市轨道交通线路间互联互通提供可靠保证同时,LTE无线网络的底层设计较为先进,可扩展性较好,为后期网络发展预留充足的接口,可满足后期新的业务需求

3贵阳地铁综合业务承载需求

3.1业务说明根据LTE综合承载业务的不同,可将承载业务的车地通信网络划分为信息安全网和非信息安全网基于运营场景考虑,贵阳城轨车地无线通信各类业务的具体传输信息有:列车运行控制业务和智能视信业务3.1.1列车运行控制业务列车运行控制业务用以传输CBTC实时数据,具体可分为上行和下行业务,此业务属于安全信息网业务城轨CBTC系统主要包含上下行CBTC业务信息(1)列车上行CBTC业务主要包括:车载控制器(VOBC)给区域控制器(ZC)发送的列车位置、移动授权申请、停车保证等信息,VOBC给计算机联锁(CI)的控制命令、列车停稳等信息,VOBC给维护管理子系统(MMS)发送的列车状态及报警信息(2)列车下行CBTC业务主要包括:列车自动监控(ATS)给VOBC发送的列车运行控制信息,ZC给VOBC发送的移动授权、临时限速等信息,CI给VOBC发送的状态等信息3.1.2智能视信业务智能视信系统业务主要包括LTE语音业务、LTE短信息业务、LTE实时视频业务等(1)LTE语音业务仅包含以下几类:车站内客服人员间的组呼、单呼;车站内安防人员间的组呼、单呼;车站值班员与车站内移动人员间的组呼、单呼;车站值班员对车站内移动人员的广播;车站/段场/OCC维修人员间的组呼、单呼上述LTE语音业务在满足原400MHz专用对讲通信需求的同时,增加了通信可靠性及私密性LTE语音不涉及行车调度语音业务,原有专用通信系统的800MTETRA调度功能保留不变(2)LTE短信息业务:为保证CBTC业务的安全性,LTE短信息业务仅包含无线智能视信系统手持终端(简称手持终端)之间,以及手持终端与无线智能视信管理工作站/服务器之间文本业务的接收及发送(3)LTE实时视频业务:仅提供通过手持终端实时采集并传输的视频流3.2带宽需求和性能要求3.2.1带宽需求贵州省无线电管理局已暂时批复1.8GHz(1795~1805MHz)频段中的10MHz带宽用于城市轨道交通专网,组网方式暂定为:10MHz频宽分A、B双网(5MHz+5MHz),A网承载CBTC+智能视信业务,B网承载CBTC业务根据轨道交通运行情况,每个RRU满足至少关联6列列车的运营要求,结合实验室测试以及现场测试,得出综合承载业务的带宽需求(见表2)短信息业务由控制信道进行传输,不占用业务带宽3.2.2性能要求按照LTE-M系统承载CBTC业务和智能视信业务,其性能需求如下:(1)信息传输延迟时间:在单网情况下,信息传输的端到端延迟时间不大于150ms的概率不小于98%(2)信息传输速率:LTE-M系统为列车运行控制业务每路提供的传输速率上下行分别不小于256kb/s(3)信息传输丢包率:在单网情况下,LTE-M系统信息传输丢包率不大于1%(4)通信中断时间:LTE-M系统单网通信中断时间不超过2s的概率不小于99.92%

4实现方案

4.1LTE无线网络架构方案为保证网络的可靠性,贵阳LTE测试平台的网络整体方案采用A/B双网冗余覆盖设计,A/B网络均包括无线网和核心网核心网冗余组网采用2个独立的核心网EPCA/B,A无线网络仅与A核心网通过S1接口相连,B无线网络仅与B核心网通过S1接口相连不同无线网络的基站A/B分别属于不同的核心网EPCA/B,不同无线网络的基站A/B上配置不同的列车接入单元(TAU)LTE多业务车地无线通信架构见图14.2LTE基站站址方案LTE冗余组网采用同站址双网冗余设计的方式同站址双网的2层网络覆盖区域基本重叠,每一层网络的覆盖方式、覆盖电平等与普通单网类似同站址基站的2个小区分配不同频率,相邻的同层小区分配相同频带,即A无线网络使用同一频带,B无线网络使用另一频带A/B双层网络采用双网冗余承载方式工作,即A/B双层网络业务不存在主备之分,同时承载业务数据基站同站址布置可以节省无线信号合路器;无线传输媒介若采用漏泄电缆,打断位置少,对于传输性能有所提升;实施与维护便捷LTE共站址同频双网频率规划见图24.3LTE传输网络方案为确保CBTC传输的安全性和数据的隔离度,一般LTE车地无线系统的传输网络独立建设,采用3层网络方案设计,LTE系统的核心网和基带处理单元(BBU)都连接在这个传输网络上,同时通过IP层协议安全结构(IPsec)的方式与CBTC网络以及PIS网络连接,保证网络的隔离性,确保CBTC传输安全LTE传输网络连接示意见图34.4LTE传输QoS保证方案LTE网络可以根据包括源/目的IP地址、源/目的IP端口号、协议(如FTP或HTTP)等内容,将用户数据映射到不同的承载上相同承载上的所有数据流量将获得相同的QoS保障,不同类型的承载提供不同的QoS保障LTE系统可实现9个调度优先级,并且按照预定义的可能承载业务类型,对应不同的服务质量(延时、丢包等)要求,定义了9个QoS类别标识(QCI),系统根据QCI对应的优先级进行资源分配和调度,优先级数值越小者越可优先保障资源分配和调度LTE业务服务质量分类需求见表3基于LTE技术的轨道交通车地综合无线传输平台承载了CBTC和视信业务,各业务的地址解析协议(ARP)分配由高到低同时,根据各业务对可靠性、时延的要求,系统为其分配不同的QCI,可以满足不同业务的质量要求

5结束语