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數學思想是教材體系的靈魂,它支配著整個教材,使數學概念、命題、問題的解決相互緊靠,相互支持,從而組成一個完整的聯合體系.化歸思想方法融入數學教材的基礎知識之中,并不像定義、定理、公式、法則那樣具體.由于教材邏輯體系的限制,不能完整地表達數學知識中的化歸思想方法,教師要把隱含于具體知識中的化歸思想方法明朗化、清晰化,這樣既有利于教師的教,也有利于學生學習掌握.化歸方法在中學數學教材中出現的頻數相當大,滲透在中學階段的代數、幾何的教學中.
一、 化歸思想方法在代數教學中的運用
回顧我們處理代數問題的過程和經驗會發現,我們常常是將待解決的陌生問題通過轉化歸結為一個比較熟悉的問題來解決.因為這樣就可以充分調動和運用我們已有的知識、經驗和方法于問題的解決,也常將一個復雜的問題轉化歸結為一個或幾個簡單的問題來解決,等等.它們的科學概括就是數學上解決問題的一般思想方法――化歸.下面就化歸思想在中學代數教學解題中的應用談幾點自己的體會:
1.數形之間的轉化
注意數形的相互轉化,使數形達到和諧的統一,以增強直觀性和形象性及深刻了解數學的內涵,便于發現和解決實質問題.某些代數問題、三角問題,往往潛在著幾何背景,而借助其背景圖形的性質,可使那些抽象的概念、復雜的數量關系幾何直觀,以便于探求解題思路或找到問題的結論.
總之,從廣義上說,中學數學問題的求解都是運用已知條件對問題進行一連串恰當轉化歸結,進而達到解題目的的一個探索過程,熟練、恰當地轉化可以迅速、準確地解決問題.靈活地轉化可以出方法、出速度.而數學問題中運用化歸思想解題的例子比比皆是,絕不是幾種類型可以加以概括的,平時教學中,經常地進行化歸思想教學,針對不同的問題,縝密思考,及時總結各種“轉化歸結”方法,學生解題能力及靈活性就會逐步地得到提高.
【參考文獻】
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引言
在社會發展的過程中,環境建設逐漸受到了各方面的重視。林業技術推廣與規劃設計屬于環境建設的重要內容,需要明確其主要作用,并了解當前工作存在的問題,為后續的應用策略提供理論引導基礎,實現良好的改進目標,確保林業能夠快速、科學發展。
1林業技術推廣與規劃設計的作用
1.1技術推廣作用
林業技術項目能夠有效促進行業的發展規模化程度,使樹林生態環境能夠得到有效改善,降低生態損害級別。如果沒有注重林業技術推廣,便會導致整體行業發展受限,無法有效改善自然狀態,不僅會降低經濟效益,還會導致未來樹木種植活動受到負面影響[1]。因此,林業技術推廣具有關鍵性意義,需要將其作為行業首要任務進行推進。當前,我國林業技術推廣水平普遍較差,整體認知不健全,導致相關技術的應用效果不理想。未來應當重視技術推廣與應用,確保林業能夠在良好的環境條件中發展,避免技術不到位導致的限制問題,實現良好的生態環境建設與經濟效益提升目標。
1.2規劃設計作用
林業發展與自然環境的規劃設計存在密切的聯系,如果不做好相關計劃或環境建設方案的制定,則可能導致林業發展受到限制,不利于自然環境的改善。通常情況下,林業建設需要按照科學、可靠的設計方案進行操作,通過保障方案本身的可靠性,能夠有效提高林業規劃的質量與相關建設工作的效率。同時,林業保護也需要按照規劃設計內容進行活動,規劃設計對林業的發展具有至關重要的意義。因此,需要重視相關工作的展開,確保規劃設計能夠按照科學、可靠性原則進行處理,有效提高整體活動質量,避免出現負面問題。
2當前林業技術推廣與規劃設計存在的主要問題
2.1林業技術推廣問題
2.1.1工作方式不合理當前,林業技術推廣存在工作方式不合理的關鍵問題。這種不合理因素導致推廣流程無法按照預定計劃進行,容易產生負面影響。常規林業建設過程中,需要結合國家推廣的相關技術進行研究,并按照產出的成果制定基礎實行政策。然而,這種流程容易造成技術推廣過分依賴國家的指導,嚴重削弱工作的自主性,導致實施效果流于表面。同時,基層林業人員往往注重經濟效益,因此如果技術推廣沒有注重相關內容,僅僅依靠政策進行處理,便容易導致基層人員執行積極性不佳,進而降低技術推廣的有效性[2]。
2.1.2技術推廣受限在林業技術推廣過程中,農民本身的認知與建設意識也屬于較為關鍵的影響因素。當前,大部分農民的知識體系與認知觀念均存在一定程度的偏差,導致先進林業技術推廣往往受到限制,無法真正落實到基層區域。同時,由于勞動力結構存在著一定程度的問題,林業生產人員往往老齡化較為嚴重,因此新技術的推廣無法有效進行,導致相關工作停滯,降低了林業發展效果。
2.2規劃設計問題
在規劃設計過程中,存在相關認知不到位的問題。部分規劃設計人員混淆了規劃與設計的基礎概念,造成相關工作存在并行處理的問題,嚴重削弱了活動效率,導致人為錯誤出現的概率大幅上升。同時,雖然規劃設計屬于國家強制規定,但由于實際生產活動無需相關流程也能開展,因此經常出現生產先于規劃設計的情況,不利于相關策略的有效落實[3]。此外,部分工作人員對林業規劃設計的重視程度不足,沒有意識到相關流程的重要性,導致應用成果的可操作性較差,無法對生產活動進行有效指導,進一步削弱了規劃設計工作的開展質量。在規劃設計過程中,工作人員需要進行深入調查,確保相關資料能夠得到有效收集,避免出現了解不完整的問題。在這種情況下,規劃設計流程的工作量較為龐大,容易導致相關人員的壓力大幅上升。當前,林業建設項目的投資普遍較少,大部分均以補助方案的形式進行資金注入。在這種情況下,林業建設的投資無法達到預計標準,嚴重降低了規劃設計工作的可靠性,不利于相關人員的進一步處理。然而,當前由于多方面的原因,林業應用技術仍然存在重視傳統技術、輕視新型應用的問題。在這種情況下,林業規劃設計技術無法得到有效革新,不利于未來的進一步發展。
3解決林業技術推廣與規劃設計問題的主要措施
3.1林業推廣措施
3.1.1建立多元社會服務體系在林業技術推廣的過程中,應當重視相關問題的解決措施,確保其能夠按照計劃進行活動,避免出現工作方式不合理的問題。通過建立多元社會服務體系,能夠有效提高林業技術推廣的可靠性,使整體流程融入活動細節,避免過度依賴行政處理手段。同時,多元社會服務體系還可以強化林業內部組織的整合程度,使相關機構能夠代替部分行政功能,進一步推進新技術的應用,使相關部門能夠擺脫繁重的工作量,達到個性化、深入化技術推廣效果。此外,多元社會服務體系能夠與林業技術推廣協助體系相互結合,充分提高推廣的可靠性與工作質量,避免出現行政內容占比過高、工作效率較低的問題,有利于林業未來的進一步發展。
3.1.2加強推廣人才引進工作人員的林業知識與職業道德會對技術推廣的效果產生重大影響,良好的素養可以有效提高新穎技術的推廣效果,有利于林業的進一步建設與發展。因此,需要重視對人才引進環節的規劃,確保隊伍建設能夠與實踐需求相互融合,提高林業服務體系的可靠性。同時還應當重視基層推廣隊伍的延伸功能,通過挑選具有推廣經驗的人員,讓其前往各個林業服務站進行工作指導,提高知識共享與技術經驗傳播的效率,為后續的進一步建設創設良好的環境條件[5]。通過采取可靠的人才引進方式,能夠大幅降低林業技術推廣的難度,實現良好的工作目標,有利于相關活動的進一步開展。
3.1.3重視對農民的意識引導農民個體的認知與專業經驗會影響到新技術應用的實際效果,因此需要重視對農民群體的意識引導,讓其能夠充分認識到新技術的重要性,避免出現抵制技術推廣工作的問題。林業建設群體可以通過開展農民培訓的方式,讓林農在工作、學習過程中了解新技術的優越性,提高應用新技術的主觀積極性,使技術推廣相關工作能夠在良好的環境條件中展開,避免受到意外阻礙,從而實現提高林業工作建設質量的目標。
3.1.4注重與實踐工作結合在技術推廣工作中,理論知識的講解與傳播占據活動的大部分內容。但是,技術的應用離不開實踐,因此同樣需要重視林業實踐活動,確保新技術能夠得到正確應用,避免出現違規操作行為,影響林業的正常發展。為了提高林業技術推廣效果,相關團隊需要綜合實際情況,制定可靠的應用措施,并結合考察信息與林農意見,進行新技術的推廣,為后續的工作展開打下堅實基礎。
3.2規劃設計措施
3.2.1落實規劃設計應用策略在林業進行規劃設計的過程中,應當重視相關應用策略的落實效果,確保其能夠充分發揮基礎作用,避免出現負面影響。常規情況下,應當基于林業建設項目的實際情況,選擇恰當的規劃設計方式,確保相關技術能夠得到有效應用,并平均分配生產資源。同時,還應當注重浪費問題的管控,使林業生產能夠在科學化原則指導下進行,實現良好的建設目標。通過采取有效措施管控規劃設計策略,能夠避免相關活動執行效果出現偏差,提高林業發展的科學性,有利于經濟效益的提升。采用參與式的林業規劃辦法,要求林業發展的設計主體能夠在學習相應的技術后,積極參與到合理性規劃項目的制定中,適當擴展公益林的建設,并讓更多的民眾認識到此工程的現實作用,從緊迫性和義務的層面出發,為規劃設計工作提供意識層面的支持。造林作業的設計程序要從選擇作業區著手,進行外業調查,量測作業區的總面積,細化設計的文件組成,并將其匯總。
3.2.2形成多種類型的林區一般在主干道的位置上增加具有引導作用的視線廊道,其主要種植的樹木是大喬木,應用自然式點綴的辦法,加入紫薇等花灌木,銜接地被和片區植被,從而使得整體林區變為景觀帶。作為小徑或者游步道區域,可依據其功能性的不同設計不同的種植品種,采取常綠樹和花灌木兼并栽種的方式,將其打造成旅游區,靈活配置。建設道路防護林,踐行因地制宜的原則,將落葉喬木與灌木層混搭,進行修剪,種植冬青等抗蟲害性能優良的灌木,進而達到防護道路的效果。營造水源涵養林的環節需要將林草措施與工程防護措施相聯系,在水庫周圍建設水源涵養林項目,水庫坡堤部位種植蜂巢式的網格草皮,選用低矮的植株,并兼顧葉綠期長的特點,如草木犀等,在濕地環境下,栽種符合鄉土特征的樹種。為落實適地種樹的理念,要求在水土保持林的設計中,要結合林草的生長特征,恢復施工建設區域和坡地,盡可能保證所種植的樹木種植廣泛、根系發達,采用營造混交林的模式,將比例管控在25%~50%。對于防風固沙林的設計過程,其要保證所種植樹林的位置具備半固定沙灘或者流動沙灘的特征,作用于受到風沙侵害的周圍。依據生態林、經濟林、用材林、薪炭林、特殊用途林的具體需求加以確定,收集土壤、植被、地形地貌等信息,形成栽植、整地配置模型圖,從而依照土層厚度、坡位、坡度、肥力等級等設計對應的初植密度和整地方式。
3.2.3應用先進技術林業規劃設計與技術的關聯較小,但仍然會受到該因素的影響。因此,陳舊的應用技術會對林業規劃設計造成阻礙,不利于未來的進一步建設。為了解決這一問題,需要重視對相關技術的引進,提高林業規劃設計的信息化程度與智能化程度,使其處理流程能夠充分貼合現代社會的發展趨勢,達到理想的開展目標。同時,還需要重視新技術與規劃設計的貼合效果,確保其能夠得到有效應用,如3S技術、信息化軟件制圖平臺、調查工具等。在規劃設計階段要遵從因地制宜和可持續發展的原則,依據生態各要素的運行規律,建設生態園、合理搭配喬灌草。立足于目前林地的基本特點,確定其所屬的氣候帶,有些園區內多為次生林,呈現出資源景觀層次不夠豐富的缺點,因此要組合選用多種景觀風景,優化組合綠化植物,形成田園水鄉等景觀,保持整體的和諧性。依據時間軸完成季相的設計,按照季節確定栽種的植物,如在春季選擇月季、桃花等,夏季選擇睡蓮、荷花等,秋季選擇橘樹、蘋果樹等,展現果實累累的豐收之美,冬季選擇松、梅等極具孤傲之美的植物。依據垂直和水平2個方向設計林相,目前部分林區的景觀存在種群組合單一的問題,因此要在原有植被的基礎上,采取鑲嵌的辦法,組合多種種群格局,使得植被群落具有多樣性的特點。垂直方向上要細化次林層和主林層的景觀種類,一般在以上2層選擇陽性樹種,下層接受陽光的幾率低于上層,應種植具備耐陰特性的花灌木和小喬木,構建垂直斷面上的參差交錯的茂盛景觀。
危險物品是一類具有物理、化學或生物特性的物品,容易在生產、貯存和運輸中引起泄漏、燃燒、爆炸和中毒等災害事故,往往對影響范圍內的人口、財產和環境造成嚴重傷害。為了盡量減小危險物品的運輸風險,實踐中常采取強化駕駛員培訓、規定危險物品容器規格、規范危險物品的運輸車輛標志和安全技術條件等措施。
在已有的研究中,考慮了運輸管理者和運輸者的相互作用和不同決策目標。但是,尚未考慮路段風險和費用參數的隨機性,尚未評價參數隨機性對運輸管理者和運輸者決策行為的可能影響,也未研究其對危險物品運輸網絡設計的影響,難以保證危險物品運輸網絡的穩健性。鑒于此,筆者在已有研究的基礎上,構建了在隨機性風險和費用參數條件下,運輸管理者和運輸者相互作用的隨機雙層規劃模型,上層模型描述運輸管理者規劃危險物品運輸網絡使風險最小,下層模型描述運輸者在運輸管理者規定的危險物品運輸網絡中選擇路徑使運輸費用最小。設計了基于隨機模擬的遺傳算法求解該隨機雙層規劃模型。
為便于研究,本文作如下假設:假設在危險物品運輸網絡的設計中,運輸管理者僅考慮使運輸風險最小,運輸者選擇運輸路徑僅考慮使運輸費用最小。采用事故率風險模型測度危險物品的運輸風險,以事故率表示路段的單位運輸風險值,即每十億車·公里發生的事故次數。假設運輸網絡中路段運輸費用和風險具有隨機性,服從對數正態分布,忽略動態性。因此本文模型屬于靜態模型,適用于中長期危險物品交通規劃和政策評價。忽略路段上危險物品交通量對路段行程費用和風險的影響,危險物品的交通分配服從最短路分配原則。
模型求解
雙層規劃問題是一個NP-hard問題。其求解算法主要有極點搜索方法、罰函數方法、分枝定界法、進化逼近方法等。隨機雙層規劃問題由于參數具有隨機性,增加了問題的復雜性。對隨機變量為連續型隨機變量的情形,可以采用以抽樣為基礎的分解和近似策略,用一系列抽樣點的積分值表達期望值,從而將其轉化為確定型規劃。其中,蒙特卡洛積分策略可以描述為:設機模擬的遺傳算法求解隨機雙層規劃的思想可以表達為,在上層規劃可行集中隨機產生初始種群,種群中的各個個體對應不同的危險物品運輸網絡設計方案;根據上層規劃的隨機種群,求解下層規劃對應的隨機規劃問題,并將計算結果反饋給上層規劃。上層規劃根據反饋結果計算上層規劃種群中個體的適應度,并對種群進行選擇、交叉和變異等操作。循環迭代上述過程,直至滿足中止條件。
基于隨機模擬的遺傳算法的具體步驟如下:
Step1:隨機抽樣。隨機產生服從相應概率密度函數的個樣本。
Step2:輸入參數。輸入種群規模,交叉概率,變異概率和迭代次數。
Step3:產生初始種群。在可行集中隨機產生規模為pop_size的初始種群。
Step4:適應度計算。根據蒙特卡洛積分策略,計算個體的目標函數值和適應度。
Step5:遺傳操作。對種群進行選擇、交叉、變異和重插入等遺傳操作。
Step6:中止條件判斷。如果群體中的最優適應度在規定的進化代數內沒有改善,或者迭代達到規定代數,停止迭代。此時具有最優適應度的個體作為最優解。否則轉Step4。
算例分析
設有如圖1所示的運輸網絡,共有8個節點和15條路段。路段事故率和費用值均服從對數正態分布,概率密度函數的均值和均方差見表1所示。為簡化計算且不失一般性,設路網中危險物品有2個OD對交通量,第1類危險物品從節點1到節點8的交通量為1,第2類危險物品從節點2到節點8為的交通量為1,其中路段6-7、6-8和7-8上兩類危險物品的事故率和費用概率密度函數不相同。
為了研究危險物品運輸網絡規劃問題,分析三種情景。第一種情景是忽略運輸管理者的管理行為,假設管理者不規定危險物品運輸網絡,運輸者可以選擇任意路徑通行危險物品運輸車輛。此時,危險物品運輸網絡規劃問題,本質是運輸者選擇運輸路徑使運輸費用最小,對應的規劃模型是模型式(1)~(6)忽略上層規劃的情形。第二種情景是忽略運輸者的路徑選擇行為,認為運輸者必須選擇運輸管理者指定的風險最小路徑。此時,危險物品運輸路徑規劃問題,本質是運輸管理者規劃運輸路徑使運輸風險最小,對應的規劃模型是模型式(1)~(6)忽略下層規劃的情形。第三種情景是同時考慮運輸管理者和運輸者的決策行為,認為運輸管理者和運輸者相互作用。運輸管理者的決策影響運輸者的決策,運輸者是在運輸管理者規定的危險物品運輸網絡中選擇運輸模式和路徑,作出出行決策,從而使運輸費用最小;同時,運輸者的決策又反過來可以影響運輸管理者的決策行為。此時,危險物品運輸路徑規劃問題,本質是運輸管理者和運輸者相互作用的雙層規劃模型,對應的規劃模型是模型式(1)~(6)的情形。根據雙層規劃模型式(1)~(6),不同情景下的求解結果見表1。
表1中的數據表明,三種情景的求解結果和目標值并不一致。在事故率和費用值忽略隨機性(取點估計值)情形下,最小費用路徑是1-3-8和2-5-6-8,最小風險路徑是1-3-8和2-5-7-8,考慮管理者和運輸者相互作用時的最有路徑是1-3-8-7-5-2,此路徑具有最小的風險值92.1801,但是費用值87.5093遠大于最小費用值22.9930。在考慮參數隨機性條件下,具有類似的結論。結果表明,危險物品運輸網絡規劃中,采用不同的規劃主體和規劃目標,會產生不同的規劃方案,為保證網絡規劃的科學性,應該考慮運輸管理者和運輸者決策行為的相互作用。
關鍵詞:石墨資源;開發規劃;影響因素;優化策略
Key words: graphite resources;development planning;influence factor;optimization strategy
中圖分類號:F205 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)01-0198-04
0 引言
石墨是非常珍貴的非金屬礦產資源,也是機械材料、軍工國防、科學技術中不可缺少的戰略資源[1],在經濟發展中處于非常重要的地位。我國石墨資源豐富,儲量及產銷量都居世界第一,在國際石墨市場上具有重要地位。但石墨產業發展的過程中卻出現了很多嚴重問題,導致了石墨資源的過度損耗和嚴重浪費。為了更好地運用石墨資源優勢,針對石墨資源開發規劃過程中存在的一些問題,本文探討合理開發和有效保護石墨資源的方法以促進經濟的可持續發展。
1 黑龍江省石墨資源開發規劃現狀
黑龍江省石墨資源豐富,儲量居全國第一,已開發石墨儲量2 200萬t,主要分布在雞西市麻山、雙鴨山市嶺西、蘿北縣都魯河[2]。“中國石墨之都”雞西市是黑龍江省石墨的主要集中地,石墨產業發展從20世紀30年代開始,目前已形成了較為堅實的產業基礎。目前,正在開采的露天石墨采場,受開采水平和上部含水流沙層限制,開采條件越來越惡劣,已有的生產規模也很難繼續維持,有效開采年限越來越短[3]。石墨行業面臨著前所未有的發展機遇,當然也存在著重大挑戰,石墨礦區所擁有資源質量方面存在地質條件復雜、采選成本較高等問題。在這種情況下,對礦區進行長遠規劃,研究可持續發展途徑是十分必要的。
2 石墨資源開發規劃內容
石墨資源開發規劃的主要內容是分析石墨資源開發引起的經濟、社會和生態環境等各方面問題,本文研究分析開發規劃的布局、結構和規模的合理性[4]。
2.1 開發規劃布局
石墨資源的開發首先要分析礦區石墨資源的儲量、品位、開采條件等各個方面,這是資源開發的先決條件,繼而分析與石墨資源開發、生產、加工等配套的其他資源的分布和供應情況,如水資源、土地資源、其他礦產資源等,分析這些是否滿足礦區石墨資源開發建設的需要。
2.2 開發規劃結構
石墨資源開發規劃的結構分析,主要是側重礦區利用石墨資源的發展方向。國家社會經濟的發展與石墨資源開發利用是否銜接,石墨資源的開發規劃結構與當地的經濟發展規劃是否密切聯系,能否保證石墨資源充分合理有效地利用。開發規劃結構以循環經濟和可持續發展為理論指導[4],實現資源循環利用最大化,廢棄物排放最小化,做到資源節約、環境保護和經濟進步的多元化發展,構建資源節約型生態礦區。
2.3 開發規劃規模
石墨資源是國民經濟和社會發展的主要驅動力。礦區石墨資源開發利用的程度與經濟社會發展的水平成正比。開發規劃過程中要詳細分析當地經濟發展水平、企業結構類型、產業發展情況[4],對石墨資源的需求量以及資源開發對當地生態環境的影響程度。
2.4 生態環境影響
石墨資源開發規劃過程中應注重生態環境影響評價。礦區開發規劃的過程中涉及的生態環境問題很多,主要從以下幾個方面進行分析。一是石墨資源開發對當地土地的影響,土地表面下沉引起的土壤和植被破壞,造成周圍地面建筑物的破壞。二是石墨資源開發對礦區水資源的影響,造成地表水體的破壞和周圍水資源的污染。三是石墨資源開發對礦區周圍動植物資源的影響,周圍動植物資源的生活環境遭到破壞。
2.5 開發規劃內容流程
石墨資源開發規劃分為以下幾個基本步驟:場址選擇、建設條件、建設方案、環境影響初步評價、投資預算、確定開發順序。具體流程如圖1所示。
3 石墨資源開發規劃的影響因素分析與評價
3.1 石墨資源開發規劃的影響因素
石墨資源開發規劃過程中需要綜合考慮資源評估、地質條件、運輸條件和技術創新四種因素。
3.1.1 資源評估
資源評估是開發規劃的前提,是進行資源選址、開采量估算和經濟概算的基礎。然而,由于資源詳查工作比較薄弱,缺乏高效準確的勘探技術,資源的評估工作相對困難。可以采用數據推算和模型模擬的方法,但由于地表粗糙度、環境狀況及模型可靠性等因素帶來的影響,計算結果一定存在著不確定性,不利于準確分析資源的情況。
3.1.2 地質條件
在規劃階段進行地質條件勘察,可以為資源開發設計和環境影響評價提供基礎資料,有助于詳細分析資源開發技術和經濟的可行性,將由不可預測的自然條件引起的潛在風險降至最低。地質條件與支撐結構和地基設計之間存在著一定的關系,對安裝技術和資金花費有著重要影響。因此,在資源開發規劃中,對地質條件進行勘察非常重要。
3.1.3 運輸條件
設備的運輸和安裝是開發規劃建設過程中重要的部分。資源開發的設備都要選用大型的運輸工具來進行運輸傳送,運輸條件的好壞直接影響資源開發的進度。所以,在資源開發規劃中要充分考慮到運輸的成本,為設備安裝創造良好的運輸條件。
3.1.4 技術創新
技術創新是指用現在已有的知識和物質,改進和創造新的事物,運用各種方法、路徑、技術等,獲得一定收益的行為。重大的技術創新將導致社會經濟的根本變化。科學是技術的源泉,技術是行業的源泉,技術創新基于科學理性,可以促進成本降低、效率提高,能源消耗減少,為石墨資源的開發利用帶來質的改變。
3.2 影響因素評價分析
層次分析法是一種定量與定性分析相結合的系統評估方法,該方法擅于解決多層次、多目標系統的評估和策略等問題。文中采用層次分析法對石墨資源開發規劃的各種影響因素進行分析,圖2所示。
3.2.1 指標體系的構建
根據石墨資源開發規劃的影響因素,建立評價指標體系,如圖2所示。一級指標為資源評估、地質條件、運輸條件和技術創新。
①資源評估。資源評估包括選址、開采量估算和經濟概算三個部分。選址表示石墨資源開發規劃之前對所選地址進行論證和計劃的過程。選址與其他因素相比是長期固定、不變的。開采量估算是對石墨資源進行整體的估算,以準確開采和管理石墨資源。經濟概算是對石墨資源的經濟價值及其各種費用進行可行性研究投資估算,用以大致了解石墨資源的經濟價值。
②地質條件。地質條件包括地質構造和礦區特征。地質構造是地殼或巖石圈所有組成部分的形態與其相互連接方式和形貌特征的總稱,是構造運動在巖層和巖體中遺留下來的各種構造形跡。礦區特征是石墨資源所處礦區的特征及特點。
③運輸條件。運輸條件包括運輸設備和運輸成本。運輸設備是貨物從一個地區運往其他地區的載體,是一種運輸工具。石墨資源的開發利用要使用一定的運輸設備。運輸成本是運輸活動的綜合指標,它可以全面地反映生產、技術和經營管理水平。運輸量,勞動生產的效率,運輸工具和設備的利用率,材料、燃料、電力消耗的水平,貨幣資金的運用情況和經營管理水平等,最終都通過運輸成本反映出來。因此,不斷降低運輸成本是石墨資源開發利用的重要任務。
④技術創新。技術創新包括方法路徑和科學技術。方法路徑指為了讓石墨資源得到合理開發利用而采取的手段和行為方式。好的方法路徑能夠使資源得到充分的開發利用,減少或避免發生的不必要浪費。科學技術是研究和利用客觀事物存在的相關規律,獲得有效、簡便、低消耗、高產出等目標的方法和途徑。
3.2.2 確定各層次因素的判斷矩陣并計算權重
邀請石墨資源方面的專家共10人,對各個影響因素重要性進行評價,構造兩兩比較的判斷矩陣。設評價目標層的權重為1.0,判斷矩陣的元素使用Santy的1-9的標度方法。表1為判斷矩陣元素aij的標度方法。
其中:Wi′為各個指標的權重系數,Wi為矩陣中每一行各標度數據的幾何平均數。
根據10位專家的分析判斷,利用數學方法和Expert Choice軟件,對各個因素進行比較排序,對評價指標值進行處理,權重計算結果為(0.205;0.186;0.147;0.124;0.093;0.078;0.062;0.058;0.047)T。由此石墨資源開發規劃的影響程度重要性排序為選址、開采量估算、經濟概算、運輸成本、地質構造、運輸設備、方法路徑、科學技術、礦區特征。
3.2.3 評價結果分析
上述影響因素中,將權重超過0.1的因素看作是對石墨資源開發規劃影響較大的因素,即選址、開采量估算、經濟概算和運輸成本。對石墨資源進行開發規劃,首先要先確定石墨資源的位置,對石墨資源進行選址,選址的好壞直接影響石墨資源接下來的各項工作。石墨資源的選址工作結束后,要對資源進行開采量估算和經濟概算,對石墨資源的經濟價值和各項費用進行估算,以準確地對石墨資源進行開采和管理。各項工作的進行都離不開成本,成本的多少直接影響著資源開發的程度,控制成本有助于石墨資源的發展。
影響權重小于0.1的因素包括地質構造、運輸設備、方法路徑、科學技術和礦區特征。石墨資源的地質構造和礦區特征是其開發規劃發展的內因,具有根本性的決定作用,石墨資源的構造使其具有被開發規劃的特點。運輸設備使石墨資源具有被開發規劃的條件,方法路徑和科學技術使石墨資源能夠得到合理高效的開發利用。
4 石墨資源開發規劃策略
分析石墨資源開發規劃各個影響因素,采取相應的補償措施,提出必要的開發規劃策略。
①石墨資源在進行開發規劃之前,要對石墨資源進行評估,對其地質條件、結構特征、開采量和經濟價值進行了解和概算,估算運輸設備和各項成本,掌握一定的方法路徑和科學技術,對石墨資源進行合理高效地開采利用。
②石墨資源開發規劃能夠全面反映可持續發展的科學內涵,符合經濟發展的客觀規律。以科學系統和可持續發展觀念為指導,全面分析石墨資源條件和開發新技術,從整體上把握發展方向和產業規模,科學開發規劃石墨資源。
③保護和改善環境、建設生態礦區,是可持續發展的重要內容。生態建設是新型產業模式的重要組成部分。規劃區域生態性原則就是對石墨資源開發過程中污染源治理規劃,對土地和水資源的生態利用規劃,對自然環境的保護和石墨資源開發利用規劃。
④石墨資源開發規劃首先是供決策管理者使用,為政策制定和生產經營活動的科學管理服務,同時也是資源開發利用和生產經營活動的指導性文件,要有充分的實用性和可行性,要做到簡明規范。石墨資源在開發規劃指導下,通過資源的合理開發利用帶動區域經濟的健康發展,以獲得最大的經濟效益、社會效益和生態效益。
⑤石墨資源開發規劃是在對市場需求預測和采用現有技術的前提下形成的,其本身就是對未來的一種估計。由于發展過程中存在著許多不確定性,石墨資源開發規劃要有前瞻性,能夠把握未來發展變化的大趨勢,為制定具體的發展計劃提供依據,以適應未來各種條件變化的發展要求。無論是石墨資源狀況,還是資源開發技術,總是處于動態變化之中,因此,每一個規劃都應有一定的靈活性,能夠隨情況的變化做出必要準確的調整和變更。
⑥針對石墨資源加工產業,采取相應的發展策略,以資源綜合利用和生態環境保護為核心的循環經濟產業集群發展促進石墨產業的優化,建立地理和規模集聚的循環經濟工業園,以石墨產業結構升級和優化競爭環境為核心,形成技術層次分明和體系完整的戰略結構。加大資金投入,完善科技投入機制,促進自主創新,通過推進產學研合作,加快建立以石墨資源為主體的技術創新體系,提升技術實力,增強發展后勁。
⑦優化生產要素資源配置,解決發展資金和人才不足的問題。既要加大資金投入力度,又要加強對人才的培育及引進。優化組織形式,增強產業集中度,制定優惠政策鼓勵資源發展。加強技術指導,構建科技平臺,促進技術創新能力并鼓勵科技成果的經濟化。提升區域發展的生態環境承載力,解決資源開發過程中生態環境破壞的嚴重問題。加強環境宏觀調控,限制對生態環境有較大影響的資源開發,建立多元化的資源環境保護投資機制。
5 結束語
石墨資源開發比其他資源的開發利用特殊和復雜許多,特別是對環境造成的破壞和污染難以估計,對經濟的發展和社會的進步都存在著嚴重的影響。由于石墨資源是不可再生的資源,如何合理有效地對石墨資源進行開發利用是一項艱巨的任務,因此做好規劃工作就顯得特別重要。石墨資源開發利用應當先編制開發規劃,以規劃為引導,以可持續發展為原則,做好石墨資源合理有效地開發利用。通過合理規劃,積極促進石墨資源的開發利用,運用技術創新,降低開發成本,為大規模石墨資源開發提供良好的技術和經濟基礎。
參考文獻:
[1]段惠彬.對我國石墨資源開發與利用的探討[J].中國礦業,2001(6):24-26.
1.規劃總體框架
在研究國外物流規劃理論最新發展的基礎上,根據我國物流發展的現狀,將區域物流系統規劃分為兩大部分:區域物流網絡規劃和物流園規劃。如下圖1所示為物流規劃理論研究的內容和方法構成。
圖1物流規劃理論與關鍵技術描述體系圖
從圖1可以看出區域物流系統規劃分為網絡規劃和節點規劃兩部分,其中網絡規劃沿用傳統的運輸規劃程序(即“四階段法”)的思想,節點規劃則根據節點功能的不同劃分為:生產型配送、消費型配送和運輸轉運三類中心進行選址和規模的研究和規劃。物流園規劃主要包括物流園功能預測、物流園用地規劃、物流園交通影響分析和物流園微觀仿真評價四個部分。圖1中橢圓表示將區域物流系統及物流園規劃的理論方法用軟件工程理論進行設計,用計算機語言實現,形成實用的物流規劃設計軟件。
所以物流規劃理論應該囊括區域物流網絡、物流節點和物流園內部規劃設計的方法的研究,從宏觀層面到微觀層面對構成區域物流系統要素及其之間的關系進行深入、細致地論述和研究,才能使物流規劃理論的研究朝著正確的方向發展,并為物流建設提供科學的理論依據。以下將分節對物流規劃理論的主要部分進行闡述,和介紹國外在該領域的研究進展和應用,同時指出我國物流規劃理論研究存在的問題,并指出今后研究主要方向。
2.區域物流系統設計
區域
物流系統設計分為網絡規劃和網絡節點規劃兩部分。
2.1網絡規劃
所謂物流網絡是指實現物流系統各項功能的要素之間所形成的網絡,包括物理層面上的網絡和信息網絡。本課題研究的范圍為物理層面上的物流網絡。
規劃是指在一個確定的目標下選擇的解決手段,廣義的規劃還包括目標的選定,即政策的擬定等。物流網絡規劃就是為了更加有效地進行物流活動,充分、合理地實現物流系統的各項功能,使物流網絡在一定外部和內部條件下達到最優化,而對影響物流系統內部、外部各要素及其之間關系進行分析、權衡,確定物流網絡的設施數量、容量和用地等。
物流網絡長期規劃主要是解決物流基礎設施和大型物流設備的建設問題,按照物流需求制定建設方案、分析方案優劣,并對規劃方案的實施進行指導,從而使物流網絡的建設滿足規劃年的需求的過程。
和客運規劃一樣,在貨運規劃的發展中也曾引入了很多方法和模型。但是至今為止,學者和專家還是認為交通四階段法是有效的,當然其中采用的模型有異于客運中采用的模型。貨運規劃和客運規劃最大的區別在于貨物運輸決策者的多樣化(貨主、托運人、運輸者等)、貨物量度的多樣化(有用噸、車、件等等度量單位描述的)和數據采集的困難(特別是非集計數據的采集),所以貨運規劃較之客運規劃更復雜。交通四階段法在貨運規劃中的應用和含義如下:
產生、吸引:對研究區域中各小區產生和吸引的貨運量進行預測,單位一般為噸(t),也可能以貨幣作為單位。
分布:預測各小區之間的貨物往來量,得到區域的貨運OD量。
貨運模式分擔:預測不同運輸方式所承擔的貨運量,得出不同運輸方式(公路、鐵路、航空、水路、管道和聯運方式等)所承擔的不同種類貨物的數量,即分貨種分模式的貨運OD量。
分配:在將貨運量(噸)轉換為運載工具輛之后,按照費用最小的原則將車輛分配到運輸網絡(道路、鐵路等等)之上。
如圖2所示為區域物流網絡戰略規劃的流程圖,其中右邊是模型,左邊是由模型輸出的數據及數據流向。基本思想是:首先預測區域產生、吸引的貨運量(包括進出貨運量、區域內部的貨運量),再對不同運輸模型所承擔貨運量經常預測,得到分貨種分模式的貨運量OD,進而轉換為不同種類貨車的OD,最后分配到不同的運輸網絡上,以到達優化區域物流網絡的目的。從圖中可以看出,其基本思想沿用了傳統的運輸規劃程序,但是由于物流概念的引入和貨運本身的復雜性,所以除了傳統的“四階段法”采用的模型之外,規劃框架中引入了一些客運規劃所沒有的轉換模型,比如價值-重量模型、時間分布模型和貨物-車輛模型。
圖2網絡規劃流程圖
以下將對網絡規劃各步驟中所采用的模型、方法進行簡單地介紹,包括國外的發展和應用現狀。
(1)宏觀經濟模型
主要用于預測規劃期區域的經濟指標和區域內各小區與研究區域外進行的不同貨物的貿易量(單位一般為貨幣),其中預測的經濟指標一般包括GDP、人口、行業就業人口等。預測小區的進出口貿易量的模型(以下稱為貨運貿易模型)是傳統的“四階段法”中很少采用的,模型所采用的形式一般為重力模型,變量為GDP、人口和小區對外交易的阻抗等,有時也采用Input/Output模型,輸出為各小區對外貿易OD量(單位為貨幣),最終通過價值-重量模型轉換為小區對外貨運OD量(單位為噸)。
(2)
區域貨運模型
區域貨運模型用于預測區域內各小區發生、吸引的貨運量及在各小區之間的分布,即包括“四階段法”中的產生、吸引和分布兩個步驟的模型。貨運需求取決于區域的經濟活動,而經濟活動受很多因素的影響,所以區域貨運模型的主要目的是預測在經濟正常發展水平的前提下,經濟和政策的變化在中長期對該區域貨運需求的影響。因此區域貨運模型關注的不是短期的需求,也不僅僅是對貨運發生、吸引增長率的預測,而是在于描述未來產業結構的變化與貨運需求的關系。
區域貨運發生、吸引量的預測方法一般有趨勢法、系統動態模型、Input/Output模型和增長率模型等。趨勢法有簡單的增長率法和復雜的自回歸法兩種,經常選取的外部變量有GDP等,該方法由于需要的數據少、簡單易行,所以得到了廣泛的應用,但是趨勢法無法考慮政策因素對貨運量的影響,所以一般只用于短期的預測。系統動態模型主要對在一定時期內經濟、土地利用、環境與貨運量之間的關系進行模擬,同時可以對貨運量的分布、貨運模式分擔進行預測,該方法不需要大量的數據,而且模型中可以考慮諸如土地利用和政策因素等,但是該方法很難對參數進行統計檢驗。Input/Output模型(同時可以預測貨物的分布)是各國貨運規劃最常用的模型之一,可以考慮區域經濟、政策因素等,但是需要Input-Output表(投入產出表)和嚴格的假設。從國外的理論研究和實際應用來看,對區域貨運發生、吸引量預測方法的研究并沒有多大的進展,主要集中在對Input/Output模型的改造上和對原有模型標定方法的改進上。而國內這方面的研究很少,在發表的刊物上常見的研究多集中在增長率法、回歸模型和神經網絡模型之上。
分布模型就是用于預測各小區之間的貨運量。使用得最廣泛的是重力模型,即兩小區之間的貨運量與小區的產生、吸引貨運量成正比,與小區間的阻抗(比如小區間的運輸費用等)成反比,關于重力模型應用的關鍵在于阻抗的確定,這點我們將在本文的其余部分進行介紹。
(3)價值-重量模型
建立不同種類貨物的重量和貨物價格之間的關系,將貿易量(貨幣)轉換為貨運量(噸)。預測貨物的價值是一件相當棘手的工作,到現在為止除了時間序列法之外還沒有研究出更合理的模型或者方法。國外在貨運規劃中對貨物價值-重量模型的研究始于上世紀80年代,如1983年的TPR模型、1994年的VTI模型等,而至今國內還沒有關于這方面研究的報導。
(4)時間分布模型
預測不同貨種不同時段的產生、吸引量,輸出分貨種分時段的貨運OD量(單位為t)。應用該模型的主要目的是求出區域在規劃年間的貨運高峰量,根據規劃的需求可以是區域貨運的季度高峰、月高峰、日高峰和小時高峰貨運量等。隨著劃分的細化,模型也趨于復雜,所以至今無論是國外還是國內還沒有研究人員就這一問題提出完備適用的研究成果。
(5)模式分擔模型
模式分擔模型是運輸規劃中的關鍵模型之一,用于預測貨運模式分擔率,包括公路、鐵路、航空、海運、管道和由不同運輸方式組合而成的聯運方式的分擔率,輸出分貨種分模式的貨運OD量,如果輸入的是分貨種分時段的貨運OD量,則輸出的是分貨種分時段分模式的貨運OD量。在貨運規劃中常用的模型有:彈性模型、集計分擔模型、非集計模型、微觀仿真模型和多模式網絡模型等。彈性模型反應單一變量(比如運輸費用)對模式分擔的影響,主要用于粗略的預測或者在缺少數據的時候采用。集計分擔模型主要有兩項式和多項式logit模型,使用以小區為單位的集計數據,在實際的貨運規劃中使用最廣泛。非集計模型一般有多項式logit和樹狀logit模型,它與集計模型的區別在于所使用的數據的不同,上個世紀90年代以來,非集計分擔模型成為國外貨運分擔模型研究和應用主流。多模式網絡模型同時進行模式分擔預測和貨運分配,典型的有美國的STAN軟件包,其核心部分是運輸成本函數。表1為常用的模式分擔模型及特點。
表1.常用貨運模式分擔模型
模型名稱
優點
缺點
彈性模型
快速簡便、所需數據少
只考慮單一因素、不全面
集計分擔模型
所需數據少
理論依據薄弱、難以考慮政策因素的影響
非集計模型
理論依據強、可以考慮不同的影響因素
需要非集計數據,貨運調查實施復雜
1.規劃總體框架
在研究國外物流規劃理論最新發展的基礎上,根據我國物流發展的現狀,將區域物流系統規劃分為兩大部分:區域物流網絡規劃和物流園規劃。如下圖1所示為物流規劃理論研究的內容和方法構成。
圖1物流規劃理論與關鍵技術描述體系圖
從圖1可以看出區域物流系統規劃分為網絡規劃和節點規劃兩部分,其中網絡規劃沿用傳統的運輸規劃程序(即“四階段法”)的思想,節點規劃則根據節點功能的不同劃分為:生產型配送、消費型配送和運輸轉運三類中心進行選址和規模的研究和規劃。物流園規劃主要包括物流園功能預測、物流園用地規劃、物流園交通影響分析和物流園微觀仿真評價四個部分。圖1中橢圓表示將區域物流系統及物流園規劃的理論方法用軟件工程理論進行設計,用計算機語言實現,形成實用的物流規劃設計軟件。
所以物流規劃理論應該囊括區域物流網絡、物流節點和物流園內部規劃設計的方法的研究,從宏觀層面到微觀層面對構成區域物流系統要素及其之間的關系進行深入、細致地論述和研究,才能使物流規劃理論的研究朝著正確的方向發展,并為物流建設提供科學的理論依據。以下將分節對物流規劃理論的主要部分進行闡述,和介紹國外在該領域的研究進展和應用,同時指出我國物流規劃理論研究存在的問題,并指出今后研究主要方向。
2.區域物流系統設計
區域物流系統設計分為網絡規劃和網絡節點規劃兩部分。
2.1網絡規劃
所謂物流網絡是指實現物流系統各項功能的要素之間所形成的網絡,包括物理層面上的網絡和信息網絡。本課題研究的范圍為物理層面上的物流網絡。
規劃是指在一個確定的目標下選擇的解決手段,廣義的規劃還包括目標的選定,即政策的擬定等。物流網絡規劃就是為了更加有效地進行物流活動,充分、合理地實現物流系統的各項功能,使物流網絡在一定外部和內部條件下達到最優化,而對影響物流系統內部、外部各要素及其之間關系進行分析、權衡,確定物流網絡的設施數量、容量和用地等。
物流網絡長期規劃主要是解決物流基礎設施和大型物流設備的建設問題,按照物流需求制定建設方案、分析方案優劣,并對規劃方案的實施進行指導,從而使物流網絡的建設滿足規劃年的需求的過程。
和客運規劃一樣,在貨運規劃的發展中也曾引入了很多方法和模型。但是至今為止,學者和專家還是認為交通四階段法是有效的,當然其中采用的模型有異于客運中采用的模型。貨運規劃和客運規劃最大的區別在于貨物運輸決策者的多樣化(貨主、托運人、運輸者等)、貨物量度的多樣化(有用噸、車、件等等度量單位描述的)和數據采集的困難(特別是非集計數據的采集),所以貨運規劃較之客運規劃更復雜。交通四階段法在貨運規劃中的應用和含義如下:
產生、吸引:對研究區域中各小區產生和吸引的貨運量進行預測,單位一般為噸(t),也可能以貨幣作為單位。
分布:預測各小區之間的貨物往來量,得到區域的貨運OD量。
貨運模式分擔:預測不同運輸方式所承擔的貨運量,得出不同運輸方式(公路、鐵路、航空、水路、管道和聯運方式等)所承擔的不同種類貨物的數量,即分貨種分模式的貨運OD量。
分配:在將貨運量(噸)轉換為運載工具輛之后,按照費用最小的原則將車輛分配到運輸網絡(道路、鐵路等等)之上。
如圖2所示為區域物流網絡戰略規劃的流程圖,其中右邊是模型,左邊是由模型輸出的數據及數據流向。基本思想是:首先預測區域產生、吸引的貨運量(包括進出貨運量、區域內部的貨運量),再對不同運輸模型所承擔貨運量經常預測,得到分貨種分模式的貨運量OD,進而轉換為不同種類貨車的OD,最后分配到不同的運輸網絡上,以到達優化區域物流網絡的目的。從圖中可以看出,其基本思想沿用了傳統的運輸規劃程序,但是由于物流概念的引入和貨運本身的復雜性,所以除了傳統的“四階段法”采用的模型之外,規劃框架中引入了一些客運規劃所沒有的轉換模型,比如價值-重量模型、時間分布模型和貨物-車輛模型。
圖2網絡規劃流程圖
以下將對網絡規劃各步驟中所采用的模型、方法進行簡單地介紹,包括國外的發展和應用現狀。
(1)宏觀經濟模型
主要用于預測規劃期區域的經濟指標和區域內各小區與研究區域外進行的不同貨物的貿易量(單位一般為貨幣),其中預測的經濟指標一般包括GDP、人口、行業就業人口等。預測小區的進出口貿易量的模型(以下稱為貨運貿易模型)是傳統的“四階段法”中很少采用的,模型所采用的形式一般為重力模型,變量為GDP、人口和小區對外交易的阻抗等,有時也采用Input/Output模型,輸出為各小區對外貿易OD量(單位為貨幣),最終通過價值-重量模型轉換為小區對外貨運OD量(單位為噸)。
(2)區域貨運模型用于預測區域內各小區發生、吸引的貨運量及在各小區之間的分布,即包括“四階段法”中的產生、吸引和分布兩個步驟的模型。貨運需求取決于區域的經濟活動,而經濟活動受很多因素的影響,所以區域貨運模型的主要目的是預測在經濟正常發展水平的前提下,經濟和政策的變化在中長期對該區域貨運需求的影響。因此區域貨運模型關注的不是短期的需求,也不僅僅是對貨運發生、吸引增長率的預測,而是在于描述未來產業結構的變化與貨運需求的關系。
區域貨運發生、吸引量的預測方法一般有趨勢法、系統動態模型、Input/Output模型和增長率模型等。趨勢法有簡單的增長率法和復雜的自回歸法兩種,經常選取的外部變量有GDP等,該方法由于需要的數據少、簡單易行,所以得到了廣泛的應用,但是趨勢法無法考慮政策因素對貨運量的影響,所以一般只用于短期的預測。系統動態模型主要對在一定時期內經濟、土地利用、環境與貨運量之間的關系進行模擬,同時可以對貨運量的分布、貨運模式分擔進行預測,該方法不需要大量的數據,而且模型中可以考慮諸如土地利用和政策因素等,但是該方法很難對參數進行統計檢驗。Input/Output模型(同時可以預測貨物的分布)是各國貨運規劃最常用的模型之一,可以考慮區域經濟、政策因素等,但是需要Input-Output表(投入產出表)和嚴格的假設。從國外的理論研究和實際應用來看,對區域貨運發生、吸引量預測方法的研究并沒有多大的進展,主要集中在對Input/Output模型的改造上和對原有模型標定方法的改進上。而國內這方面的研究很少,在發表的刊物上常見的研究多集中在增長率法、回歸模型和神經網絡模型之上。
分布模型就是用于預測各小區之間的貨運量。使用得最廣泛的是重力模型,即兩小區之間的貨運量與小區的產生、吸引貨運量成正比,與小區間的阻抗(比如小區間的運輸費用等)成反比,關于重力模型應用的關鍵在于阻抗的確定,這點我們將在本文的其余部分進行介紹。
(3)價值-重量模型
建立不同種類貨物的重量和貨物價格之間的關系,將貿易量(貨幣)轉換為貨運量(噸)。預測貨物的價值是一件相當棘手的工作,到現在為止除了時間序列法之外還沒有研究出更合理的模型或者方法。國外在貨運規劃中對貨物價值-重量模型的研究始于上世紀80年代,如1983年的TPR模型、1994年的VTI模型等,而至今國內還沒有關于這方面研究的報導。
(4)時間分布模型
預測不同貨種不同時段的產生、吸引量,輸出分貨種分時段的貨運OD量(單位為t)。應用該模型的主要目的是求出區域在規劃年間的貨運高峰量,根據規劃的需求可以是區域貨運的季度高峰、月高峰、日高峰和小時高峰貨運量等。隨著劃分的細化,模型也趨于復雜,所以至今無論是國外還是國內還沒有研究人員就這一問題提出完備適用的研究成果。
(5)模式分擔模型
模式分擔模型是運輸規劃中的關鍵模型之一,用于預測貨運模式分擔率,包括公路、鐵路、航空、海運、管道和由不同運輸方式組合而成的聯運方式的分擔率,輸出分貨種分模式的貨運OD量,如果輸入的是分貨種分時段的貨運OD量,則輸出的是分貨種分時段分模式的貨運OD量。在貨運規劃中常用的模型有:彈性模型、集計分擔模型、非集計模型、微觀仿真模型和多模式網絡模型等。彈性模型反應單一變量(比如運輸費用)對模式分擔的影響,主要用于粗略的預測或者在缺少數據的時候采用。集計分擔模型主要有兩項式和多項式logit模型,使用以小區為單位的集計數據,在實際的貨運規劃中使用最廣泛。非集計模型一般有多項式logit和樹狀logit模型,它與集計模型的區別在于所使用的數據的不同,上個世紀90年代以來,非集計分擔模型成為國外貨運分擔模型研究和應用主流。多模式網絡模型同時進行模式分擔預測和貨運分配,典型的有美國的STAN軟件包,其核心部分是運輸成本函數。表1為常用的模式分擔模型及特點。
常用貨運模式分擔模型
模型名稱
優點
缺點
彈性模型
快速簡便、所需數據少
只考慮單一因素、不全面
集計分擔模型
所需數據少
理論依據薄弱、難以考慮政策因素的影響
非集計模型
理論依據強、可以考慮不同的影響因素
需要非集計數據,貨運調查實施復雜
中圖分類號:G622.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0132-02
一、引言
中南大學物流工程專業是自2002年起,在交通運輸工程學院的交通運輸本科專業中開設物流工程專業方向的基礎上,于2008年經教育部批準單獨設立的,同年開始招收物流工程專業本科學生。
物流系統規劃與設計課程是物流工程專業的一門專業核心課程,同時也是對物流專業的畢業設計在方法上與實踐上具有重要指導意義的課程。通過該課程的學習,使學生對物流系統的規劃與設計有一個全面深入的認識,并能運用物流系統規劃與設計的原理、方法、技巧對企業的物流系統進行合理的規劃與設計。物流系統規劃與設計是現代物流管理專業的核心課,是一門理論與實務相結合的課程[1,2]。
學生通過該課程的學習理解和掌握有關物流系統規劃與設計的主要內容,對物流系統規劃與設計的基本原理與基礎知識有較全面的認識和理解,掌握其在物流實踐中的運用,具有解決物流系統規劃與設計領域實際問題的基本能力,為學生將來能夠快速適應物流工作和開展有關物流方面的工作打下良好的基礎[2]。
因此課程不僅僅要講規劃理論,還要注意務實,應選取具有代表性的案例加以解說、分析,以提高學生學習的積極性和興趣。
二、案例選擇
在物流規劃教學中,生產物流系統、倉儲與配送系統、運輸系統、信息系統設計與規劃是學習過程中不可或缺的子部分,而且這些部分的規劃內容既牽涉到較難理解的數學模型和規劃理論,又包含了規劃的實際實施方法和新行的科技技術[3-5]。因此,各部分的案例選擇應該能同時體現以上兩方面的內容,以便學生學到規劃理論方法的同時掌握規劃實行的技術,有利于學生在將來工作中的實際應用。我們分理論方法案例和實際技術對幾個部分的案例進行選擇和分析。
1.生產物流系統規劃與設計。①洗衣機生產區域布局規劃。理論方法學習采用洗衣機生產系統規劃為案例,分析其廠區物流系統。應用SLP方法,確定各作業單位之間的物流和非物流強度關系,從而確定各作業單位的綜合相互關系,繪制作業單位位置相關圖和面積相關圖,根據物流合理化原理對廠區重新布置,為廠區的設施規劃提供了科學的分析,并最終確定廠區的規劃方案。②上海通用生產系統標準化。實踐技術學習采用上海通用生產系統標準化的案例,說明精益生產方法的實際應用。上海通用汽車公司對生產裝配工作場地采用精確的物流量和非物流量分析,標準化場地布置方法,并采用可視化的生產作業流程,采用不同的顏色和標識進行視覺化管理,使生產工人可以迅速、快捷地確定生產裝配工具、物料的位置、生產線邊物料量的多少、是否缺貨,并對工人拿取工具、零配件的時間、裝配機器的動作時間進行統計和分析,以明確生產過程的瓶頸在何處。同時,公司對生產現場采用5S管理,消除浪費,改善作業環境,減少線邊的庫存。
2.倉儲與配送系統規劃與設計。①超市配送中心選址。選址理論學習以超市配送中心選址為例。某公司在某新地區經過一段時間的廣告宣傳后,得到了8個超市的訂單,由于該新地區離總部較遠,公司擬在該地區新建2個配送中心,用最低的配送成本來滿足該地區的需求。經過一段時間的實地考察之后,已有4個候選地址。從候選地址到各個超市運輸成本、每個超市的需求量都已知,選擇其中兩個候選地作為倉庫地址,使總運輸成本最小,應用P中值法建模求解。②電子設備生產企業的中心倉庫規劃。以湖南某家電子設備生產企業實際運作情況為案例,以“高效、低成本精益物流快速響應精益生產”為基礎,以“產能規劃、生產工藝流程、工位布局、生產節拍”等為依據,通過對倉庫內物流節點(入庫暫存區、高位立體貨架、揀貨配送集結區、工位暫存區等)布局優化,對入庫口裝卸作業能力、庫房倉儲能力、物流流動路線流量分配、分揀配送能力的定量測算,對“物料入庫裝卸、物流流動路線、揀貨方式、配送節拍”等各環節進行綜合整體優化,提出涵蓋“庫內物流量測算、物料節點布局、各種可行分揀、配送方案效率測算分析和選優,入庫卸貨能力優化進行庫內點位和面積的規劃設計。要求實現物料的收發、存儲、分揀配送以及成品的存儲、過程搬運等職能,中心倉庫系統要與生產工藝流程及訂單執行結合起來,處理物流作業與生產、配送之間的無縫連接,重點涉及物流系統與生產系統銜接的系統化搬運分析(System Handing Analysis,簡寫為SHA)和物流中心規劃(Distribution Center System Planning,簡寫DCSP)。
3.運輸系統規劃與設計。①運輸航線航班設計。理論方法學習采用運輸航線航班設計案例,某公司承擔4條航線的運輸任務,公司如何配備船只以滿足所有航線運輸的需要。將船由多余船只的港口調往需用船只的港口為空船行駛,應采用合理的調度方案,以使“調運量”最小建立運輸問題。用表上作業法求解這一運輸問題。②湖南省衡陽祁東縣凱迪生物質電廠燃料運輸方案。以湖南省衡陽祁東縣凱迪生物質電廠為對象,計算生物質燃料從收購站到電廠即次級運輸的最小碳排路徑。祁東凱迪生物質發電廠項目座落在湖南省祁東縣經濟開發區工業園,由武漢凱迪控股投資有限公司投資建設,占地面積250畝,總建設規模為2X12MW機組,配2臺48t/h生物質鍋爐。該項目2007年12月經湖南省發改委評審核準,它利用稻殼、秸桿等可再生資源為燃料進行發電,年運行300天,年運行時間7200小時,燃料來源是祁東縣所管轄的鄉鎮,燃料為稻殼、稻稈。祁東縣轄19個鎮、4個鄉,包括:洪橋鎮、白鶴鋪鎮、金橋鎮、鳥江鎮、糧市鎮、河洲鎮、歸陽鎮、過水坪鎮、雙橋鎮、靈官鎮、風石堰鎮、白地市鎮、黃土鋪鎮、石亭子鎮、官家嘴鎮、步云橋鎮、磚塘鎮、蔣家橋鎮、太和堂鎮、馬杜橋鄉、鳳歧坪鄉、城連圩鄉、四明山鄉。采用物流運籌學的車輛路徑問題原型建立生物質燃料的運輸調度方案,使運輸的總距離最小。③快遞企業運輸調度規劃。伴隨著件量的增長及產品驅動,快遞的陸運網絡扮演越來越重要的角色。對于運輸中出現的空駛問題,通過運籌學建立最優化工具,實現“短途單邊集合+長途對開”模式,降低空駛距離。從物流規劃的角度來說,即找一組環路(route),每個route可以是從任何一個節點為起點(也就是多depot的問題),并且滿足物流運輸時間銜接的約束,從而使車的空載率達到最低,車的空載率用空載的總行駛距離為衡量指標。規劃內容為各個節點發出哪些車,每輛車何時發出,并且走哪些邊。單程干線到車時間與下一環節的銜接原則形成對開或循環的多條單程干線,需在對開或循環所關聯干線的發車時間前,提前4個小時以上到達(特殊情況除外),便于車輛及時裝卸貨后繼續行駛。
4.信息系統規劃。由于物流信息系統理論學習開設有專門的課程,這里只選取物流信息系統規劃使用新興技術案例。
大數據在物流行業擁有廣闊的機會,物流信息系統的規劃也應隨之升級。大數據技術目前還可以廣泛應用在快遞路線的規劃、貨物的跟蹤、跨境電商平臺等領域,甚至連物流行業其實最關心的配送司機健康狀況問題,也能通過大數據進行監測和管理,相關實踐案例是RateLinx企業研發的大數據分析軟件。RateLinx的大數據分析軟件可以幫助實現物流管理的深度化和精確化。其大數據的全部潛力顯著降低運費支出通過基于數據分析的物流軟件來實現,利用收集的發貨數據建立預測引擎。其大數據功能有:(1)數據收集。RateLinx創建了功能強大的數據集,具有了標準化的實時性,這是運用大數據力量的關鍵。ShipLinx運輸管理系統(TMS)軟件工具集成與企業ERP/WMS外的數據收集,結合企業的運費發票與TMS數據,通過RateLinx運費支付和審計,以提供一致和全面企業供應鏈評估。(2)診斷。通過包含在ShipLinx TMS,可定制的儀表板測量和監控企業的策略的實際利率,數據從儀表盤提取并帶入物流優化建模環境,形成綜合智能運輸方案。(3)綜合貨運信息。在建模環境中,強大的數據引擎從儀表板的數據分析開始,并考慮現實世界的約束,充分利用企業的歷史貨運數據進行預測。通過評估和測試,預測分析揭示如何優化貨運方案。這種綜合航運智能反饋到ShipLinx和載波數據,因此可以在儀表板視圖它作用于優化的機會,因為他們來了,在現實的時間。這些分析可以提高效率,降低運營商的定價風險。
三、結語
利用案例法教學可以讓課程中的許多抽象概念形象化,對復雜原理理解更加直接靈活。通過對物流規劃課程中關于生產物流系統、倉儲與配送系統、運輸系統、信息系統規劃的理論和實踐案例的選擇和編排,有利于系統的學習物流規劃原理和復雜理論,培養學生系統設計和分析能力,有利于專業教學效果的提高。
參考文獻:
[1]姜燕寧.物流系統規劃課程內容探討[D].廣州大學,2005.
[2]孫宇博.基于應用型的《物流系統規劃與設計》課程改革探討[J].物流科技,2014,37(7):20-22.
【關鍵詞】綜合運輸;網絡優化;車輛路徑問題;雙層規劃;遺傳算法
隨著物流行業的不斷飛速發展,多種運輸方式被集成在一起共同發揮作用,綜合運輸體系不斷完善,多式聯合運輸已經成為我國乃至國際物流及運輸業發展的趨勢。在整個物流環節中,從貨品出發的源頭開始,干線運輸方式的選擇、運輸線路的優化以及末端配送的方案都是聯合運輸中的主要內容。在干線運輸環節,公路、鐵路、水運等運輸方式都已發揮了重要作用,綜合交通體系在國內和國際多個層次已經逐漸形成。
在干線運輸環節的優化問題,包括兩個方面,運輸方式的選擇和運輸路徑的優化,而兩個問題又是相互影響的,因此本文合并為多種運輸方式的聯合運輸優化問題。在這一方面已經有所研究。已有的文獻大多是以運輸時間長度、運輸成本費用或者服務水平中的一個或多個作為研究目標進行最小化求解,建立聯合運輸路徑的選擇與優化的模型。魏際剛等對多式聯運中系統協調問題進行了研究,提出了布局、結構、信息等5個方面的問題。劉艦等建立了基于綜合運輸成本最小和運輸風險最小的多目標綜合優化模型,孫華燦等建立了一個含路徑合理性約束的聯合運輸路徑優化模型。
在配送環節,一般定義為車輛問題(Vehicle Routing Problem,簡稱VRP)。蔣忠中等并采用模糊數表示車輛行駛時間和顧客服務時間的不確定性,建立了VRP的模糊規劃模型;賀國先在滿足車輛滿載約束的同時充分考慮貨物的運到期限,繼而建立配送方案模型。求解配送路徑優化問題的方法很多,常用的有旅行商法、動態規劃法、節約法、掃描法以及蟻群算法、遺傳算法和禁忌搜索等人工智能方法。
作為一個整體的物流過程,運輸和配送都是不可缺少的,而且兩者之間也是相互影響和作用的,上述文獻中大多數只考慮了其中某個環節,問題設定有一定的缺陷性。基于此本文將干線運輸的綜合運輸方式優化選擇和車輛路徑問題綜合考慮,建立一個統一的模型研究該問題,將運輸費用、中轉費用、運輸時間、配送費用等作為總成本聯合優化。同時考慮到問題的復雜性,本文引入雙層規劃問題求解該模型,在優化物流成本的同時也充分考慮了用戶配送選擇問題。
1.綜合運輸問題
物流過程中綜合運輸方式完成一次運輸任務的過程中,可包括任何兩種方式之間的轉換,即公-鐵、公-水、水-鐵、水-公、鐵-水、鐵-公。由于不同運輸方式之間相對獨立,運輸方式的轉換僅發生在樞紐點,不是任意位置。
一般來講,物流過程都是以公路運輸開始,以公路運輸結束。但根據物流業務的不同,兩頭的公路運輸過程可能有所差異,可能是直送,也可能是配送。為不失一般性,本文假定開頭的一段公路運輸過程,是直送,結尾的一段公路運輸,是配送過程。配送過程的優化,就是VRP問題,直送過程,會涉及到運輸方式和路徑的選擇,同中間環節的鐵路運輸、水路運輸一起,構成聯合運輸的優化問題。
2.綜合運輸網絡優化模型
綜合運輸雖然理論上從起點到終點中途可以多次變換運輸方式,但在實際中,這樣處理不但會大大加大運輸成本,降低經濟效益,而且考慮到物理設施建設的有限性,實際運作也不具有可行性,因此,根據當前運輸領域運作實際,我們假定直接連接起點和終點都是公路運輸方式,后續可根據需要變換方式和路徑,并且整個物流過程中,變換運輸方式最多2次,否則視為不合理路徑。根據上述描述,可構建聯合運輸網絡圖如圖1所示。但需要注意的是,終點位置并不是唯一的,終點位置會直接影響到配送總費用,終點位置的確定也就是設施選址問題。配送過程從圖1終點出發,配送到附近的多個網點,完成整個物流過程。
2.1 綜合運輸優化模型
圖3構建了一個無向圖G=(V,E),V表示網絡中的所有物流中轉或起止節點;E表示邊集,包括不同方式的運輸線路和運輸方式之間的轉換連接。起點出發都統一用公路運輸。模型假設在兩個節點之間貨物不可分割,即2個節點間只能選擇一種運輸方式,每個節點有資格和能力進行轉變運輸方式的操作,會花費時間和經濟成本,但不考慮倉儲費用。
聯合運輸環節建立模型如下:
目標函數由運輸費用、變換運輸方式費用(簡稱換裝費用)構成。式(1)中表示從節點i到i+1之間,運輸方式為k時的運輸費用;,1表示選擇該k種運輸方式,0表示不選k種運輸方式;表示在節點i由k到l的換裝費用,,1表示節點i選擇由k到l,0表示節點i不選擇由k到l。式(2)表示2個節點之間只能選擇一種運輸方式,式(3)表示在某一個節點處,至多發生一次轉換,式(4)表示如果在節點i運輸方式由k轉換為l,則從節點i-1到城市i,運輸方式為k,從節點i到節點i+1,運輸方式采用l。
2.2 車輛路徑問題
車輛路徑問題是指在客戶需求位置已知的情況下,確定車輛在各個客戶間的行程路線,使得運輸路線最短或運輸成本最低。配送中心配送的車輛調度及路線安排問題可描述為:在配送中心位置、客戶點位置和道路等已知的情況下,對m輛車,n個客戶點,確定車輛分配(每輛車負責的客戶點)及每輛車的行車路線,使成本最小。
其中J為服務網點的集合,K為配送車輛的集合,QK是車輛的最大容量,Cij是從i到j的配送費用,dj網點j的需求量,Ujk是顧客被訪問的順序號,N是網點總數量,,若車輛k從顧客i行駛到j則為1,否則為0。式(6)為目標函數,以總的配送費用最小為目的。式(7)為每個顧客只能被服務一次的約束條件。式(8)為防止同一個地點之間巡回的約束條件。式(9)是車輛容量限制約束條件。式(10)是保證巡回路為封閉回路的約束條件,即車輛從物流中心出發,最后一定要再回到物流中心。
3.雙層規劃模型
目前,低碳交通運輸規劃,雖然成為了客觀上的硬性要求,但在執行相關工作的時候,因為沒有確定的理論和方法,各個地區的低碳工作表現出參差不齊的特點。結合以往的工作經驗和當下的工作標準,缺乏完善的規劃理論與方法支撐,是比較重要的一項問題。[1]該問題集中表現在以下三個方面:第一,低碳交通運輸規劃理論、方法、模型等基礎性研究并不多見。在各種理論框架缺乏的基礎上,獲得的大量數據和信息,根本不知道該如何運用,解決措施的制定也比較雜亂,在實施的過程中,還可能會造成一些沖突現象,這對低碳交通運輸規劃而言,是非常不合理的。第二,現實當中的很多企業在低碳工作中,并沒有將其納入到總體規劃之中,僅僅是在國家嚴查嚴打階段,或者是國家出臺優惠政策階段,通過一些表象措施來獲得經濟上的支持,實際上沒有對低碳交通產生太大的積極意義。第三,已經編制規劃的地方或者是企業,無法通過實際行動來保證階段性的工作成果。從開始到現在,低碳交通運輸規劃,始終保持在原地,未有太大的轉變,導致在規劃工作中,遇到了很多的難點和阻礙。
(二)缺少國家低碳交通運輸發展的頂層設計和總體規劃
面對社會的碳排放量日益增大,低碳交通運輸已經迫在眉睫。但是,由于在客觀上和主觀上缺少國家低碳交通運輸發展的頂層設計和總體規劃,因此在很多工作中,都沒有取得太大的積極成果,由此導致工作效率和工作質量大打折扣。該方面的問題主要表現在以下幾個方面:第一,單一部門的低碳工作相對集中,客觀上造成了忽視全局的問題。[2]我國交通運輸方式多種多樣,公路、水路、鐵路、航空,都會造成較大的碳排放量,如果僅僅在單一部門開展低碳工作,那么就會影響總體上的低碳交通運輸規劃。同時,在頂層設計和總體規劃時,由于單一部門已經取得成果,不能與這些低碳工作成果相互沖突,客觀上為總體工作提供了較大的難題。第二,各種運輸方式低碳發展、協調發展的目標和重點任務并不明確,發展路線不清晰。從主觀上來講,現階段比較重要的問題在于,低碳交通是人人都能夠意識到的事情,但如何去規劃,每一年獲得怎樣的目標,具體的發展路線,都沒有確立,導致很多工作都未取得突破性的成效。因此,現階段的碳排放量依然嚴重,各地區的自然環境和空氣環境,都沒有得到十足的改善。
(三)缺乏適應低碳技術與管理創新的配套政策體系設計
在經濟迅速發展的今天,自然環境和社會環境,已經被商人視為第二地位,第一地位是經濟收入。在低碳交通運輸規劃過程中,由于缺乏適應低碳技術與管理創新的配套政策體系設計,導致具體工作的落腳點無法確定,各個地區只能根據總體目標,設計一些具有試探性的措施,以每一個階段的工作成果為標準,倘若成功則繼續實施,倘若失敗則停止落實。這種工作不僅耗時費力,同時還會影響國家的總體發展。缺乏適應低碳技術與管理創新的配套政策體系設計的問題,主要表現在:第一,行政監管、法律法規等方面,都是剛剛起步的工作,未能夠在客觀上形成工作體系,工作效果不突出。第二,國內在節能減排等方面的工作內容較多,但是在國際上的話語權并不充足,無法較好地引領國際合作,大環境上沒有為國內的低碳工作提供幫助。
二、低碳交通運輸規劃的發展趨勢
我國作為一個發展中國家,低碳交通運輸規劃已經成為了十分重要的工作,且應在未來的幾年內獲得成就,否則將會遇到更多的難題。但由于碳排放量過大,一些簡單的措施無法完成總體的進步。日后應在細節和大環境兩個方面著手工作,以此鞏固我國的交通運輸規劃,將低碳落實到實處,而不是僅僅作為一句口號。[4]
(一)綠色低碳綜合運輸體系建設
低碳交通運輸規劃發展趨勢,應朝著多元化的方向發展,應促使我國全面低碳。同時,在具體的工作中,應落實階段性保障工作,防止碳排放量因某些問題再一次提升,造成更為嚴重的損失。綠色低碳綜合運輸體系建設,是今后的重點工作。目前在交通運輸方面的投入比較大,技術性的措施將作為日后綠色低碳的主要內容。筆者認為,在該體系的建設當中,日后可嘗試從以下幾個方面出發:要強化對低碳交通技術創新、低碳政策制度設計、低碳管理提升等方面關注,同時更加注重各種運輸方式比較優勢的充分發揮,特別是加大對水運、鐵路等低碳運輸方式的政策扶持力度,[5]優先發展公共交通,通過運輸結構優化升級、構建綠色低碳現代綜合運輸體系建設,從源頭上降低對能源資源的占用與生態環境的影響,以最小的資源環境代價滿足最大的交通運輸服務需求,為實現綠色低碳經濟的愿景目標提供有力支撐。[6]由此可見,綠色低碳綜合運輸體系建設,對我國的經濟發展和交通發展而言,都具有較大的積極意義,能夠在未來持續減少碳排放量,促進社會環境和自然環境的改善。
(二)注重加強低碳交通運輸戰略規劃的理論基礎與頂層設計
低碳交通運輸規劃過程中,應進一步開展規劃的理論基礎與頂層設計,促使具體的工作都朝著同一個目標努力,還要充分利用已經獲得的低碳工作成果。目前的經濟發展非常迅速,低碳將會成為交通運輸的重要衡量標準,加強理論基礎與頂層設計,能夠促使我國盡早步入低碳時代。不斷深化對低碳交通運輸發展規律的認識和把握,并適時調整戰略規劃,以適應不斷變化的內外部環境。在不斷優化交通運輸服務供給的同時,更加注重對交通運輸需求的合理引導與管理。為提高規劃的科學性與可操作性,應注重規劃理論體系的構建與完善、規劃方法手段的創新、定量模型與軟件的運用、規劃的規范化管理與民主參與等,這些動向需要在低碳交通運輸規劃研究與實踐中予以格外關注。
中圖分類號:V355.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0010-01
隨著經濟的不斷增長,民航運輸行業也取得快速的發展,相關部門應該引起高度重視,做好空中交通的管制工作,保證控制運輸的安全性和可靠性,以滿足日益增長的空中交通運輸需求。民航空管中的終端區主要是指以大型機場為中心的中低空域,也是空中交通最為繁華的區域,在這里有密集和復雜的飛機航班線路分布著,在給這個區域帶來機遇的同時也帶來了很多矛盾和沖突。因此,做好民航空管中的空域扇區規劃是顯得非常有必要的,通過對民航空管中的空域扇區規劃的特點及規劃方法進行研究和討論,不斷提升空管工作的質量和水平,改善空域運行狀況,推動我國空中交通運輸事業的穩步發展。
一、終端區空域扇區規劃的特點
終端區其實是飛機的航路飛行與起飛著陸之間飛行的過渡區域,由于空中交通的流量在不斷增加,就會導致終端區域內對飛機進行管制的數量超過限制,因此,就需要對終端區域進行扇區的規劃來減輕管制員的工作負荷。扇區指的是在實際中由監控席、協調席以及對空席的管制員組成的,并且對指定的某余個空域內航空器來一共相應的空中管制活動。在實際的操作中,通常會將管制區內的空域劃分為兩個或者兩個以上的扇區,且扇區的面積和容量是不固定的,需要根據實際的情況來進行設定。而扇區容量是指在一個特定的時間內,一個扇區里可以管制的航空器的最大數量,同時確保管制員的工作量不能超過管制員的實際能力,從而確保管制工作的正常運行。對空域扇區進行劃分時,會受到多方面的因素影響,其中包括有區域內的空域結構、管制人員的工作能力、空中交通的流量以及航線的數量等,而對于終端區空域扇區的劃分來講,還需要考慮到機場與跑道的狀態、不同扇區之間的移交條件等因素。
二、民航空管中的空域扇區的規劃
對民航空管中的空域扇區的規劃主要有兩方面的內容,分別是空域扇區規劃的基本原則和空域扇區的規劃方法。
1、空域扇區規劃的基本原則
在民航空管中對空域扇區的規劃主要堅持以下的基本原則,主要有:信號的覆蓋、航空器的基本情況、空管的需求、管制人員的工作負擔,才有有效的保障劃分的結果的合理性和有效性。首先,要考慮到信號的覆蓋情況,確保在劃分好的管制扇區內,能夠保障地空通信信號的全面覆蓋,根據信號的覆蓋范圍的強弱情況,明確好最低航路的通信覆蓋的高度。其次,要考慮航空器的基本情況,主要是考慮管制扇區內航空器的運行類型和飛行性能,根據航空器的實際情況來調整扇區的范圍。再次,劃分扇區需要考慮到空中交通管制的需求,避免出現協調和管制通報的情況,對于劃分的扇區還要具有一定的邏輯性,以便于管制員能夠快速的掌握。在進行相鄰區域管制區的協調移交時,要進行避免同時涉及多個空域管制區。最后是要充分考慮到管制人員的工作負擔,在對空域扇區規劃時,為了避免出現管制的流量超出管制員的實際工作能力,需要對同一時間內管制員需要控制的航空器的流量進行限制,確保管制員的注意力能夠得到合理的分配,防止出現注意力分散而造成事故的情況出現;同時還要減少雷達屏幕上各種視頻信息對管制員的干擾,確保管制員可以更好的關注雷達屏幕,減少管制員的工作負擔。
2、空域扇區的規劃方法
在對空域扇區進行規劃前,還要注意對交通流的評估和飛越交通流的識別。一般的規劃方法有以下幾種:
(1)象限劃分法
這種方法主要是利用平面幾何的相關概念,將終端區內比較重要的導航設施作為整個扇區的中心,結合空域的實際情況,在考慮空中交通流量分別特點的前提下,采用幾何象限劃分法來對整個空域扇區進行合理的劃分以及管制工作的分配,從而保證空中交通管制工作的順利進行。
(2)高度劃分法
高度劃分法是依據航空器上升、下降以及飛越的高度來對空域的管制扇區進行劃分的一種方法。在實際的操作中,首先需要確定區域內的高度界定值,在這個界定值的范圍內來對管制扇區進行規劃,以滿足空中交通管制工作的實際需求,高度劃分法也成為三維層面的空域扇區劃分法。
(3)航線劃分法
顧名思義,這種方法主要是結合不同的航線以及航路的繁忙程度,以及航線內的飛行器的飛行特點來對空域扇區進行劃分。在實際的操作中,需要結合空域內離場航線的單向進出特點,以及航路飛行交叉沖突中矛盾點的分布,對這些進行綜合有效的分析,選出相對繁忙的航線,將其分配到各個扇區中,平衡各扇區的管制工作。
三、小結
綜上所述,在民航空管中,要做好空中交通的管制工作,保證控制運輸的安全性和可靠性,以滿足日益增長的空中交通運輸需求,就必須要對空域扇區進行科學合理的規劃,合理的分配好管制任務,提升空中管制工作的質量和水平,不斷推動我國空中交通運輸的發展。
參考文獻