時間：2022-02-11 22:49:50
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2系統(tǒng)的構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵
研制流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要目的是，以水利信息化促進水利現(xiàn)代化，以水利現(xiàn)代化保障水資源的可持續(xù)利用，并以水資源的可持續(xù)利用來支撐社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)是以水資源實時監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代通信和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為手段，以水資源優(yōu)化調(diào)度和地表水、地下水、污水處理回用、海水（微咸水）及外調(diào)水的聯(lián)合高效利用為核心，追求節(jié)水、防污、提高水資源利用效率和最終實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)，通過水資源信息的實時采集、傳輸、模型分析，及時提供水資源決策方案，并快速給出方案實施情況的后評估結(jié)果等，以確保實現(xiàn)水資源的統(tǒng)一、動態(tài)和科學(xué)管理，做到防洪與興利、地表水與地下水、當(dāng)?shù)厮c外調(diào)水、水質(zhì)與水量、優(yōu)質(zhì)水與劣質(zhì)水之間聯(lián)合調(diào)度與管理，確保水資源與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，以支撐社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)是一種動態(tài)的交互式計算機輔助決策系統(tǒng)，由水資源實時監(jiān)測、實時評價、實時預(yù)報、實時管理、實時調(diào)度、決策會商、控制和后評估子系統(tǒng)所組成，是基于可持續(xù)發(fā)展的思想，根據(jù)現(xiàn)代水文水資源科學(xué)的有關(guān)理論，利用當(dāng)代先進的系統(tǒng)分析、人工智能、計算機、多媒體及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過有關(guān)專業(yè)模型計算、分析和知識推理、判斷等，為決策者提供流域水資源實時管理、調(diào)度方案，并允許決策者或?qū)＜腋鶕?jù)自己的智慧、知識、經(jīng)驗、偏好和決策風(fēng)格等進行定性分析與判斷，直接干預(yù)方案生成及評價整個決策過程。
根據(jù)流域水文水資源特點和供用水特征，基于目前流域所面臨的水資源短缺和水環(huán)境惡化問題，研究和開發(fā)流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵主要包括：
（1）水資源監(jiān)測網(wǎng)的調(diào)整和完善，河流納污能力及其環(huán)境容量，水庫或水庫群運行規(guī)則、技術(shù)參數(shù)的校核與調(diào)整，洪水資源調(diào)控、污水處理回用與地下水人工回灌，污水總量控制與生態(tài)環(huán)境需水量，防洪與興利統(tǒng)一調(diào)度，地表水與地下水資源聯(lián)合運用管理等研究，以及水資源實時調(diào)度管理方案付諸實施后效益與風(fēng)險分析、系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化等。
（2）該系統(tǒng)由龐大而復(fù)雜的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫、結(jié)果數(shù)據(jù)庫、專業(yè)模型庫和知識庫等組成。其特點是系統(tǒng)規(guī)模龐大、處理的數(shù)據(jù)信息量大，模型運算復(fù)雜以及數(shù)據(jù)傳輸接口多，如何實現(xiàn)信息存儲、加工、傳輸?shù)膶I(yè)化管理，是一個技術(shù)難點。流域的水價政策及水權(quán)分配問題，也是影響流域水資源合理開發(fā)和高效利用以及實時、統(tǒng)一管理的關(guān)鍵。
（3）如何建立和完善與現(xiàn)代水資源管理要求相適應(yīng)的組織機構(gòu)和高效、精干的執(zhí)法隊伍，以及如何制定科學(xué)的流域水資源管理規(guī)章制度、有關(guān)政策和法規(guī)條例等，以保障流域水資源實時管理、調(diào)度方案的付諸實施，指導(dǎo)流域水資源開發(fā)利用和保護。
3系統(tǒng)的主要功能
流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能包括：水資源（及水質(zhì)）的實時監(jiān)測、評價、預(yù)報和決策支持（實時預(yù)報、管理及調(diào)度）以及控制、后評估等（如圖1）。
圖1流域水資源實時監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能框圖
3.1水資源實時監(jiān)測
水資源實時監(jiān)測內(nèi)容主要包括水情、水質(zhì)、旱情以及其他信息等。在現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立和完善統(tǒng)一的水資源（包括大氣降水、地表水、土壤水與地下水）動態(tài)監(jiān)測（站點）網(wǎng)或監(jiān)測系統(tǒng)（包括雨量、蒸發(fā)、徑流、水位、水質(zhì)、水溫、墑情等監(jiān)測站點），以及各取水口取水量、開采機井抽水量等監(jiān)測網(wǎng)，各監(jiān)測網(wǎng)或系統(tǒng)之間互通有無、資料共享，為水資源的合理開發(fā)、高效利用和有效保護及時快速、準(zhǔn)確地提供完備的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)資料。
（1）雨量觀測。目前采用的雨量觀測手段主要是普通自記和人工觀測，為了達到實時監(jiān)測的目的，需要適時更新現(xiàn)有的觀測設(shè)備，裝配翻斗式雨量計并配備固態(tài)存儲器等，使雨量觀測工作方式更新為無人值守，有人看護的觀測方式，實現(xiàn)雨量信息的自動采集及傳遞。
（2）水位觀測。水位觀測分為地表水和地下水兩種，地表水多指河流水位和水庫水位等，而地下水就單指地下水位。
①對于基本水尺在橋梁上（或附近有公路橋）的水位觀測，特別是含沙量較大的站，建議采用氣介質(zhì)超聲波水位計，再采用有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
②對于山區(qū)性河流，或斷面穩(wěn)定，含沙量較小的水位觀測，采用測井式水位觀測，裝配浮子式或壓力式水位計，通過有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
③水庫站一般有自記井，只對其重新裝配浮子式或壓力式水位計，通過有線或無線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉?/p>
④地下水位監(jiān)測目前主要分為手工測繩和自動監(jiān)測儀兩種。自動監(jiān)測儀主要通過固態(tài)存儲、電話網(wǎng)傳輸、手機網(wǎng)傳輸和電臺傳輸?shù)确绞綄崟r監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>
總之，水位監(jiān)測，建議均裝配與雨量結(jié)合的水位雨量固態(tài)存儲器，裝配具有記錄、傳輸、存儲、分析等功能的自動監(jiān)測系統(tǒng)，最終實現(xiàn)水位遙測自記，自動測報等功能。
（3）流量測驗：在各中心站配備不同形式的橋測車及先進的儀器設(shè)備，開展橋測及周圍地區(qū)的巡測；纜道及船測站，對現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備進行更新改造，實現(xiàn)水文纜道程控自動化，配備機船，配備先進的測驗儀器設(shè)備，全面提高流量測驗的精度，充分滿足防汛、抗旱和水資源統(tǒng)一調(diào)配的需要。對水庫站現(xiàn)有的水文纜道進行維修、改造，實現(xiàn)水文纜道的程控自動化，保證流量測驗的精度要求。
（4）取水口及灌區(qū)流量觀測：對水庫各取水口分明渠和管道兩種，水位主要采用超聲波自記水位計，流量測驗分不同情況，選擇適用的測流設(shè)備。而灌區(qū)的水位觀測主要采用超聲波自記水位計等，流量采取不定期電波流速儀率定方式，用水位～流量關(guān)系線推求徑流量。
（5）機井開采量實時觀測：地下水開采機井抽水量的觀測，目前一般只有一些機井安裝了水表，大部分機井均未安裝水表。為了能準(zhǔn)確取得地下水實際開采量的數(shù)據(jù)，掌握準(zhǔn)確的地下水開采量，需要逐步或有重點地在地下水開采機井上安裝水表。
（6）水質(zhì)實時監(jiān)測：水質(zhì)污染具有理化成分復(fù)雜、多樣和點多面廣的特點，不僅受污染源的大小和數(shù)量影響，而且還受汛期洪水、降雨的影響。由于多種因素導(dǎo)致的綜合結(jié)果，水質(zhì)參數(shù)在成分和時空上的變化非常復(fù)雜。傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場水樣采集、化驗方式周期太長，難以及時、準(zhǔn)確地反映水質(zhì)變化的性質(zhì)和過程，所以水資源的開發(fā)利用和保護等工作得不到有效監(jiān)控與科學(xué)的管理。水質(zhì)實時監(jiān)測就是采用水質(zhì)自動監(jiān)測儀器、遠程傳輸設(shè)備、在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)對水質(zhì)參數(shù)的連續(xù)采集、分析、存儲，并在監(jiān)測指標(biāo)超過污染標(biāo)準(zhǔn)時，發(fā)出警報，做出污染類型分析等。
（7）墑情實時監(jiān)測：主要針對大中型灌區(qū)的土壤墑情進行實時監(jiān)測，為適時、適量的節(jié)水高效灌溉提供信息支持。并在條件許可的情況下，探討利用遙感技術(shù)實時預(yù)報土壤墑情（中小尺度上）的可能性，即利用實時遙感信息，根據(jù)大中型灌區(qū)土壤墑情的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過與遙感解譯模型進行聯(lián)接和耦合計算，實時提供整個流域不同灌區(qū)的土壤墑情，為流域節(jié)水高效農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展提供可靠的依據(jù)。
3.2水資源實時評價
水資源實時評價主要是指在時段初對上一時段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時空分布特征，以及水資源開發(fā)利用狀況等進行實時分析和評價，確定水資源及其開發(fā)利用形勢和存在的問題等。
（1）水資源數(shù)量實時評價：根據(jù)雨量、河川徑流、地下水位等實時監(jiān)測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定和評價水資源數(shù)量及豐枯形勢等。
（2）水資源質(zhì)量實時評價：根據(jù)實測的河流、水庫、引水渠的水質(zhì)實時觀測和地下水質(zhì)實時監(jiān)測資料等，通過與歷史同期的對比分析，確定地表水和地下水的水質(zhì)狀況及污染態(tài)勢。其主要評價內(nèi)容包括：污染程度、范圍及主要污染物，水資源質(zhì)量，重要河流污染負荷及削減量等。
（3）水資源開發(fā)利用實時評價：通過對各取水口取水量、開采機井抽水量和地下水位等實時監(jiān)測資料，對供用水量進行實時評價，通過與歷史同期的對比分析，實時分析和評價各種水利工程的供水量、不同行業(yè)的實際用水量，供用水結(jié)構(gòu)、節(jié)水水平，水資源開發(fā)利用程度以及當(dāng)?shù)厮Y源進一步開發(fā)潛力，并實時圈定地下水的開采潛力區(qū)、采補平衡區(qū)和超采區(qū)等。
3.3水資源實時預(yù)報
水資源實時預(yù)報主要包括來水預(yù)報和需水預(yù)報兩部分，來水預(yù)報又分為水量預(yù)報和水質(zhì)預(yù)報。水量預(yù)報包括地表水資源量預(yù)報和地下水資源量預(yù)報，地表水資源量預(yù)報既可細分為當(dāng)?shù)厮屯鈦硭òㄒ{(diào)水）預(yù)報，又可分為汛期徑流預(yù)報和枯季（非汛期）徑流預(yù)報。需水預(yù)報分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)報。
（1）河川徑流量實時預(yù)報。根據(jù)河川徑流的形成機理和產(chǎn)流規(guī)律，將河川徑流量實時預(yù)報分為汛期徑流實時預(yù)報和枯季徑流實時預(yù)報兩種。汛期產(chǎn)匯流機制主要是超滲產(chǎn)流和蓄滿產(chǎn)流、超滲與蓄滿綜合產(chǎn)流模式：而枯季徑流主要是遵循流域的退水規(guī)律。因此，汛期徑流實時預(yù)報模型與枯季徑流實時預(yù)報模型是不同的，需要分別建立預(yù)報模型對汛期徑流量和枯季徑流量進行實時預(yù)報。
（2）地下水資源量實時預(yù)報。首先分析地下水的形成規(guī)律和補給、徑流、排泄條件，以及地下水的賦存規(guī)律；然后根據(jù)抽水試驗等確定含水層的參數(shù)分區(qū)，并利用試驗資料和長觀資料確定有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)；最后利用均衡法或數(shù)學(xué)模擬模型法，分析和預(yù)報地下水資源量、可開采量及地下水動態(tài)分布。
（3）水質(zhì)實時預(yù)報。利用獲得的實時水質(zhì)監(jiān)測和污染物排放量等信息，通過所建立的水質(zhì)實時預(yù)報模型，實時預(yù)報地下水與地表水水質(zhì)狀況、污染物類型、污染范圍及污染程度，及時提供水資源污染態(tài)勢等信息。
（4）需水量實時預(yù)報。根據(jù)需水量預(yù)報要求，本次將需水門類分為生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等四個一級類，每個一級類可以再分成若干個二級類和三級類。根據(jù)具體情況和需要，還可以再細分為四級類。根據(jù)上述分類方法，可比較容易地合并有關(guān)各需水項，獲得需水量過程。
3.4水資源實時決策支持
水資源實時決策包括水資源實時預(yù)報、水資源實時管理和調(diào)度，以及決策會商等。
（1）水資源實時預(yù)報。對于水資源實時預(yù)報，尤其是汛期徑流預(yù)報和需水預(yù)報，由于受到諸多非確定性因素的影響比較大，很難準(zhǔn)確預(yù)報，因此需要專家的會商支持、吸收和借鑒領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，以便較準(zhǔn)確地預(yù)報和確定未來的來水與需水過程等。
（2）水資源實時管理。利用水資源實時評價和實時預(yù)報結(jié)果等，通過水資源實時管理模型計算，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜一驔Q策者等積累的知識、經(jīng)驗和偏好，分水協(xié)議、水價政策的經(jīng)濟調(diào)節(jié)作用等進行綜合分析，最后提出水資源的實時管理方案，為水資源的合理開發(fā)利用和保護等提供決策依據(jù)，為水行政主管部門科學(xué)地行使其監(jiān)督和管理職能提供支持，以確保水資源的可持續(xù)利用。
（3）水資源實時優(yōu)化調(diào)度。通過前面制定的年度內(nèi)水資源管理方案，確定水資源優(yōu)化調(diào)度的規(guī)則和依據(jù)；根據(jù)各時段水資源的豐枯情況和污染態(tài)勢，通過建立水資源優(yōu)化調(diào)度模型，確定水資源實時調(diào)度方案。
（4）水資源決策會商。決策會商是指通過對實時、歷史和預(yù)報、管理與調(diào)度的各類信息進行重組和加工處理，為討論和分析水資源的豐枯形勢和污染態(tài)勢，以及最終確定水資源實時管理和調(diào)度方案提供全面的支持。根據(jù)利用水資源實時管理模型和調(diào)度模型確定的若干管理、調(diào)度方案，以及提供的每一種方案的綜合效益分析結(jié)果，領(lǐng)導(dǎo)決策層和領(lǐng)域?qū)＜?，通過全面分析對比和協(xié)商、討論，如認為其中一個方案合適則選擇之，并付諸實施。如認為必須進一步做新的方案，則通過水資源實時管理、調(diào)度系統(tǒng)，計算和提出新的管理、調(diào)度預(yù)案，供決策者對新老方案進行對比和選擇。
總之，在面臨重大的水資源決策時，決策會商機制顯得非常重要，有關(guān)利益沖突的各方，可以根據(jù)所提供的各種預(yù)案，包括水資源實時預(yù)報方案、實時管理預(yù)案和實時調(diào)度預(yù)案，分析其優(yōu)劣，進行協(xié)商，確定能為有關(guān)各方所接受的方案。
3.5遠程自動控制
控制可分為手工控制和自動控制、半自動控制等，主要是對重要的取水口和開采機井、引水閘門等的控制。根據(jù)需要和可能，有重點和有選擇地建立一些遠程自動控制系統(tǒng)是必要的，也是將來的一種發(fā)展方向。
3.6監(jiān)控管理后評估
為了不斷改進和完善系統(tǒng)的各項功能，需要對系統(tǒng)的重點功能進行后評估。主要內(nèi)容包括：針對水資源實時調(diào)度、管理方案的合理性、實施效果以及預(yù)報方案的準(zhǔn)確性、控制情況等進行評估，重點分析導(dǎo)致調(diào)度、管理方案不合理和效益不好、預(yù)報不準(zhǔn)確的原因等。
1.概述
GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)是利用GPS接收機、無線通信、地理信息技術(shù)對移動用戶進行監(jiān)控、調(diào)度、指揮的新型車輛管理系統(tǒng)。按照子功能劃分，車輛監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：定位部分、通信部分、顯示部分。其中，比較常用的通信方式為常規(guī)通信、集群通信、GSM的短信息業(yè)務(wù)三種。
基于常規(guī)通信的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)計、組網(wǎng)及使用相對簡單，但其作用范圍較?。籊SM的短信息業(yè)務(wù)用于定位數(shù)據(jù)傳輸目前較為流行，其覆蓋范圍大，可以全國漫游，但是其時延問題是制約其發(fā)展的瓶頸，且其呼叫功能無法與集群系統(tǒng)相比；集群系統(tǒng)是專用的調(diào)度指揮系統(tǒng)，對某些特殊單位而言具有不可比擬的優(yōu)勢。本文就集群方式下GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及信道利用等方面進行介紹。
2．集群系統(tǒng)
無線集群實際上就是多信道中繼（轉(zhuǎn)發(fā)）系統(tǒng)中自動共享若干個信道，并在此基礎(chǔ)上集小群（組）為大群（組），加上諸多呼叫、故障處理等功能而形成的無線通信系統(tǒng)。
和常規(guī)通信方式相比，集群通信系統(tǒng)具有信道利用率高、服務(wù)質(zhì)量好、通話阻塞率低、通話具有私密性、系統(tǒng)智能化程度高、具有交換功能、可與PABX或PSTN互連等優(yōu)點。
集群通信系統(tǒng)的分類方法有多種，按照信令類型分有模擬信令、數(shù)字信令及混合信令系統(tǒng)；按照信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式；按照話音分有數(shù)字集群、模擬集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前較為廣泛使用的為集中控制方式的模擬集群系統(tǒng)，信令有MPT1327標(biāo)準(zhǔn)的，也有非公開標(biāo)準(zhǔn)的。基于MPT1327標(biāo)準(zhǔn)信令的系統(tǒng)，傳輸車輛定位數(shù)據(jù)可以在信令信道中進行；而非公開信令標(biāo)準(zhǔn)，車輛定位數(shù)據(jù)只能在話音信道中進行。相應(yīng)地，對車輛的數(shù)字信息必須進行調(diào)制才能在話音信道中傳輸。
3．基于集群通信方式的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)
3．1系統(tǒng)組成
基于集群的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。其中，集群網(wǎng)為系統(tǒng)提供無線通信鏈路以進行話音和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可以利用話音的多種呼叫方法實現(xiàn)。
圖1GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控中心以矢量化電子地圖為背景，監(jiān)控軟件具有實時顯示移動用戶的所有信息以及信息查詢功能。同時，監(jiān)控中心兼有差分基準(zhǔn)站的功能，為整個監(jiān)控范圍內(nèi)的移動用戶提供差分GPS修正信息，使車輛定位精度提高到10米以內(nèi)。各移動用戶設(shè)備由集群電臺和GPS接收機及控制邏輯電路組成，控制電路不僅形成系統(tǒng)需要的邏輯時序，還具有數(shù)據(jù)處理功能，包括調(diào)制解調(diào)器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系統(tǒng)中，各個信道的管理在一個控制信道上實現(xiàn)。移動用戶守候在控制信道上，發(fā)起呼叫或接收呼叫均在該信道上進行。一旦申請到信道，則主呼方和被呼方在申請到的信道上完成話音聯(lián)絡(luò)，之后轉(zhuǎn)換到控制信道上守候。
利用話音信道傳輸車輛定位數(shù)據(jù)，每傳輸一次定位信息，電臺都需要申請一次信道，而申請時間不傳輸任何數(shù)據(jù)，時間利用率較低；且申請不到空閑信道時，該車輛的信息就會丟失。所以傳輸數(shù)據(jù)的用戶應(yīng)該設(shè)置優(yōu)先級，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
3．3呼叫方式
在集群通信系統(tǒng)中，用戶的呼叫方式有：單呼、組呼、群呼、私密呼叫等。基于GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，為提高系統(tǒng)定位精度采用差分方式，差分信息由監(jiān)控中心以組呼的方式下發(fā)，分配在同一組內(nèi)的用戶均可接收。
為使各移動用戶的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r采集，采用時分多址（TDMA）的方法，即各車輛按照圖2所示的時序依次發(fā)起呼叫。其中兩相鄰用戶之間的時間間隔包括數(shù)據(jù)發(fā)送時間和保護時間（防止數(shù)據(jù)相互影響）。一個采樣周期內(nèi)可容納的用戶數(shù)為，其中，為采樣周期。
為了避免監(jiān)控中心對某用戶的話音調(diào)度影響其它用戶的數(shù)據(jù)傳輸，話音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別在不同的組進行。移動用戶傳輸數(shù)據(jù)時工作在數(shù)據(jù)組，利用專用信道完成。當(dāng)監(jiān)控中心需要對某用戶進行話音呼叫時，首先發(fā)送一個切換命令將該用戶的組號設(shè)置為話音組，而后再進行話音呼叫。在規(guī)定的時限內(nèi)完成通話，由用戶自動切換到數(shù)據(jù)組再傳輸數(shù)據(jù)。
在監(jiān)控中心，話音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別利用不同的無線集群電成。
3．4同步方式
在GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用異步的數(shù)據(jù)傳輸，接收端和發(fā)送端不需要同步。但是，各移動用戶的數(shù)據(jù)采集為時分多址方式，相互之間的時序關(guān)系不能混疊，也就是說，移動用戶之間必須同步。
各移動用戶的同步方式有兩種：①利用GPS接收機的秒脈沖進行同步；②利用監(jiān)控中心發(fā)送廣播同步碼進行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動用戶統(tǒng)一的時間起點，不同車輛的發(fā)送時隙由不同的延遲來產(chǎn)生。利用監(jiān)控中心發(fā)送同步碼，可以在一個采樣周期內(nèi)發(fā)送1個同步碼，也可以周期性地發(fā)送多個同步碼。
3．5數(shù)據(jù)傳輸格式
監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸分上行和下行兩部分。上行數(shù)據(jù)主要為被監(jiān)控車輛的實時位置、速度、時間、狀態(tài)（包括報警、故障等）；下行數(shù)據(jù)主要為GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用電文，如果是監(jiān)控中心同步的方式，還包括廣播同步碼。
A．上行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報頭用戶地址緯度經(jīng)度速度時間車輛狀態(tài)
B．下行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報頭廣播同步碼RTCM電文調(diào)度命令用戶地址
上行和下行的數(shù)據(jù)報頭不同，用于對上、下行數(shù)據(jù)的解碼。用戶地址指是各監(jiān)控車輛的識別號碼，調(diào)度命令為監(jiān)控中心對相應(yīng)地址車輛的操作，如緊急救援、去某地運輸、關(guān)閉汽車引擎等，廣播同步碼在利用秒脈沖同步的系統(tǒng)中不用。車輛狀態(tài)由駕駛員根據(jù)實際情況輸入，如遇劫報警、車輛故障等。
二、充分利用計算機繪圖多功能的優(yōu)越性，從多方位、多角度、多側(cè)面描繪立體圖形，解決平面立體圖形與真實立體圖形在視覺上的差異
楊德昌是臺灣新電影運動的代表人物之一，他憑借影片《一一》曾得到法國戛納電影節(jié)的最佳導(dǎo)演獎。如果說臺灣新電影導(dǎo)演們存在著某種共性的話，那就是他們都立志成為“電影作者”。以法國“作者論”的立場而言，只有擁有一貫的特定風(fēng)格的導(dǎo)演，才能躋身“電影作者”的行列。楊德昌電影便存在著清晰可辨的作者印記，這在其影片的空間處理方面表現(xiàn)得極為突出。從早期的《青梅竹馬》、《》開始，楊德昌已經(jīng)確立了其表達空間的基本手法。在其后的影片中，這些手法更加純熟、精巧。本文主要以《牯嶺街少年殺人事件》、《獨立時代》、《麻將》、《一一》等作品為例，試從鏡頭、攝影以及構(gòu)圖三個方面解析楊德昌電影中空間的構(gòu)筑方式。
一
意大利理論家卡紐德視電影為獨立于舞蹈、詩、音樂、建筑、雕刻、繪畫之外的“第七藝術(shù)”，并指出電影的特性在于“把既有的各種藝術(shù)統(tǒng)合歸一”[1](P.791)。卡紐德認為藝術(shù)向來循著時間的或空間的、韻律的或造型的、動的或不動的幾種途徑獨立發(fā)展，唯獨電影能將各種藝術(shù)的特點集于一身。也就是說，電影是時間藝術(shù)與空間藝術(shù)的統(tǒng)一。這種“統(tǒng)合論”旨在強調(diào)時間與空間的不可分割性，無關(guān)二者的主次之分。對于電影敘事是時間還是空間占據(jù)支配地位的問題，理論界一直存在著爭論。法國理論家馬賽爾•馬爾丹篤信空間依附于時間，理由是電影本身有一定的時間長度，卻不占據(jù)實際的空間。但隨著電影藝術(shù)自身的發(fā)展，特別是藝術(shù)電影在敘事上大膽顛覆常規(guī)電影之后，這個觀點引起越來越多的質(zhì)疑。藝術(shù)電影便經(jīng)常刻意模糊時間的觀念，也不求展現(xiàn)合邏輯的時間關(guān)系，而即便是一部常規(guī)電影，其時間的變化和延續(xù)最終仍依賴于空間表現(xiàn)出來。究其所以，這與電影首先是一種視覺藝術(shù)有很大的關(guān)系?；诖?，喬治·布魯斯東在比較小說與電影的異同時明確指出：“電影的結(jié)構(gòu)原則是空間……電影采取假定的時間，通過空間的安排來形成它的敘述”；[2](P.216)并得出“在電影中空間是首要的”[2](P.217)這一結(jié)論。
在《西方的沒落》一書中，斯奔格勒指出在希臘語言中沒有空間一詞，希臘人心目中的空間實際上就是事物的位置、距離、范圍和體積。在電影中，空間可以具體為故事得以發(fā)生發(fā)展的場所。馬爾丹認為電影在處理空間時有兩種方式：再現(xiàn)空間和構(gòu)成空間。[3]（P.170）這兩種方式實際上對應(yīng)著長鏡頭與蒙太奇兩種不同的創(chuàng)作方法。在影片中，蒙太奇與長鏡頭往往是并存的，因為它們都是電影必不可少的技術(shù)手段。但從美學(xué)意義上講，兩者的對峙是顯而易見的。蒙太奇重主觀表現(xiàn)，長鏡頭重客觀再現(xiàn)。按照蘇聯(lián)蒙太奇學(xué)派的觀點，蒙太奇是指把被攝對象分割成一個個鏡頭，再依照創(chuàng)作者的觀念重新組合以產(chǎn)生新的意義，借此表達創(chuàng)作者對該對象的態(tài)度和看法。長鏡頭美學(xué)的倡導(dǎo)者——安德烈•巴贊則認為電影是完整的寫實主義的神話，是再現(xiàn)世界原貌的神話。[4]（P.21）巴贊反對以創(chuàng)作者主觀意志為轉(zhuǎn)移的蒙太奇，提出以長鏡頭代替蒙太奇：“只要把被蒙太奇分散處理的各元素集中表現(xiàn)在一個選擇恰當(dāng)?shù)溺R頭中就足夠了”。[4]（P.61）這個“選擇恰當(dāng)?shù)溺R頭”，不動聲色地隱藏藝術(shù)家的觀點，讓影像成為“十足的現(xiàn)實”。同時，它還能實現(xiàn)蒙太奇用若干個鏡頭完成的景別、節(jié)奏等各種轉(zhuǎn)換。這正是巴贊從德•西卡、奧森•威爾斯等人的影片中所看到的景象?？梢?，有一定長度的長鏡頭是一個可以涵蓋所有鏡頭類型的完整的鏡頭語言系統(tǒng)，其核心正是備受巴贊推崇的段落鏡頭和景深鏡頭。
“電影之重新發(fā)現(xiàn)空間是同有意識地運用景深和放棄最后造成空間時間化和觀念化的蒙太奇美學(xué)有關(guān)的”。[3]（P.183）蒙太奇締造空間的辦法是許多片斷的并列和聯(lián)接，而這些片斷彼此之間可以毫無聯(lián)系。比如庫里肖夫名為“創(chuàng)造的地理”的實驗，他將五個在不同地點拍攝的鏡頭組接成一場戲，人們卻無法看出其中的破綻，認為空間在這里是統(tǒng)一的。這種統(tǒng)一感實際上是基于空間感的失去才獲得的。因為在蒙太奇的統(tǒng)攝下，“藝術(shù)家的工作就是將素材加以安排……使觀眾不去探求時間與空間的聯(lián)系?！盵5]（P.74）如此一來，空間自始至終只是觀念上的。馬爾丹在分析愛森斯坦的《戰(zhàn)艦波將金號》時說：“我們是絕對不可能對敖德薩全城、它的港口和海灣的地理位置具有明確概念的，影片從未表現(xiàn)過任何全景，以使我們能看到戰(zhàn)艦距碼頭臺階有多遠”。[3]（P.171）如果采用強調(diào)寫實的長鏡頭方法來拍攝，無疑能避免這種缺憾。長鏡頭關(guān)注的焦點是每個鏡頭內(nèi)部的表現(xiàn)力，在現(xiàn)場場面調(diào)度下，攝影機忠實地記錄下各事物的位置、大小以及彼此之間的關(guān)系，并且保持一種連續(xù)性。因而，長鏡頭所表現(xiàn)的空間是完整而統(tǒng)一的。這種統(tǒng)一不同于上述純想象性的統(tǒng)一，它作用于觀眾的現(xiàn)實經(jīng)驗而被感知。正是通過長鏡頭，電影影像得以將現(xiàn)實的空間關(guān)系呈現(xiàn)在觀眾的眼前。
在一次訪談中，楊德昌說：“電影一開始就是在記錄人類生活片段，并且可以重復(fù)呈現(xiàn)，讓更多人認識不同的生活經(jīng)驗。我們喜歡看電影，其實是在看別人的生活經(jīng)驗，并從中得到一些訊息，這是生物的本能特性?！痹谡劦矫商鏁r，他說：“我們到電影學(xué)校學(xué)的蒙太奇，其實是因為技術(shù)的限制才產(chǎn)生的一種剪接方法。早期機器要上發(fā)條，只能拍20秒，影片要用很多20秒連接起來，其實這就是剪接，是被逼出來的?！盵6]楊德昌強調(diào)電影的紀(jì)錄功能，并且把電影與生活以及人關(guān)注現(xiàn)實的本性聯(lián)系在一起，這與巴贊對電影本質(zhì)的看法相當(dāng)契合。蒙太奇在楊德昌的心中也恢復(fù)了最初的面目，是一種將鏡頭連接起來的技術(shù)。由此可見，楊德昌是個不折不扣的長鏡頭理論的擁護者，而他的影片可以說都是以長鏡頭為中心拍攝而成的。
空間在楊德昌電影中具有一種直觀性。以《牯嶺街少年殺人事件》為例，觀眾可以像主人公小四一樣對他家的結(jié)構(gòu)和方位了然于胸，一樣熟悉從建國中學(xué)回家的路。不需要對比蒙太奇，小四家的簡陋、小馬家的富麗、眷村的破敗，同樣產(chǎn)生了強烈的視覺沖擊效果。楊德昌電影最常見的是用長鏡頭來表現(xiàn)全景、中遠景以及景深。通過冷靜客觀的長鏡頭，這些鏡頭的內(nèi)涵得到充分展示。《牯嶺街少年殺人事件》中小四得知小明的背叛，雙手抓著門框有如受難基督的全景鏡頭就給人以深刻的印象。小四殺死小明后，人物被置于毫無阻擋的大全景中，小明兀自躺在地上，小四低頭叫她，然后蹲下身一邊哭喊一邊想將她拉起來，在他身后，書攤前的人自顧自看書，幾個女學(xué)生有所察覺，遠遠地、驚愕地看著這一切，一個過路人也駐足觀望，人物的絕望無助和恐懼不安靜靜地彌漫整個畫面空間。再如景深，巴贊認為景深鏡頭是實現(xiàn)空間統(tǒng)一的最好方法，因為它大大拓展了銀幕的縱深感和寬度，彌補了立體感不足的短處。景深鏡頭還可以使同時出現(xiàn)在一個畫面中的前后景產(chǎn)生一種關(guān)系，將人物的內(nèi)在情緒和外在環(huán)境的氣氛表現(xiàn)得淋漓盡致。比如《牯嶺街少年殺人事件》的第二個鏡頭，小四身后看不到盡頭的走廊就構(gòu)成了一定的景深，暗示了主人公不可預(yù)知的未來。
楊德昌的影片中也有蒙太奇段落。巴贊說：“若一個事件的主要內(nèi)容要求兩個或多個動作元素同時存在，蒙太奇應(yīng)被禁用。”[4]（P.60）有時，楊德昌放棄了單個長鏡頭，而采用了長鏡頭的蒙太奇段落。比如《麻將》中紅魚和父親會面這場戲，楊德昌用了四個長鏡頭的蒙太奇段落來表現(xiàn)。鏡頭在父子兩人之間切換，在每個長鏡頭內(nèi)部都有變化，攝影機有時固定，有時運動，畫面上有時父子同時出現(xiàn)，有時只有一個人。這使得鏡頭語言在保持客觀的同時，顯得更加豐富而不單調(diào)。
二
“一場戲劇或一場舞蹈的空間，是通過在舞臺上展示出的活動力顯示出來的；當(dāng)演員們穿過舞臺時，力的擴展就變成了真實的物理力的擴展。它們之間的空間深度距離也就由演員們的相互離去而展現(xiàn)出來?！盵7](P.522)電影與戲劇一樣，其空間關(guān)系也依賴于人的活動來展現(xiàn)。電影中的空間不是靜態(tài)的背景，而是與人物相結(jié)合的動態(tài)的元素。這也是許多電影導(dǎo)演青睞于表現(xiàn)封閉環(huán)境的原因。楊德昌就是其中之一。詹明信指出楊德昌的《》“像是提供了一個封閉公寓和個別的房間的故事選集”。[8](P.182)這種封閉式的空間在《獨立時代》中可謂登峰造極。這部影片中幾乎沒有真正意義上的外景，主要場景是寫字樓、咖啡廳、電梯間、演播室等室內(nèi)空間。僅有的幾個室外場景，人也被置于汽車內(nèi)或者兩堵墻之間。有這樣一場戲，后景中沒有任何街景和建筑，小明和立人處在人潮包圍之中，前景中川流不息的車輛和行人遮住兩人的身影，給人極不開闊的感覺。置身這種環(huán)境，人的活動就顯得尤為重要。人的活動是與外部世界聯(lián)系的唯一的紐帶，人的活動也使整個封閉空間具有了一種活的流動性。
在以長鏡頭為主導(dǎo)的影片中，段落鏡頭，即一場戲一個鏡頭拍到底，是最核心的表達方式。段落鏡頭可能是一個固定鏡頭，也可能是一次長時間的運動鏡頭。在這里，攝影取代了剪輯成為影片成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。攝影機也真正代替了人的眼睛，它的固定與運動，就像是人的眼睛時而凝視，時而顧盼環(huán)視。而人在看電影時，視線也會不自覺地跟隨攝影機的運動方向。電影中的運動大致有兩種，一是單向的，只有人的運動，攝影機不動；一是雙向的，即人物與攝影機同時運動。要表現(xiàn)空間的大小、遠近不同就要變化攝影機的位置、拍攝角度以及焦距等等。這些都與攝影機的運動息息相關(guān)。移動鏡頭可以說是區(qū)分楊德昌與侯孝賢在運鏡方式上的一個顯見標(biāo)志。侯孝賢執(zhí)著于固定機位，楊德昌同樣倚重攝影機的運動。影片《麻將》中，紅魚槍殺邱董的一場戲中的三個長鏡頭，通過攝影機的運動，在客廳到大門這個活動范圍內(nèi)從近景到中遠景，最后定位在全景將紅魚與邱董的所有動作一氣呵成地表現(xiàn)出來。用攝影機拍攝影片同照相一樣，都有一個焦點，或者說一個中心，在攝影機的運動下，這個中心自然左右上下變動，而攝影機的主要表現(xiàn)對象也會因之不停變化，造成中心的分散?！蛾魩X街少年殺人事件》中有一個備受贊譽的長鏡頭：起初，攝影機對準(zhǔn)在街口拐角處一個在書攤前看書的一個學(xué)生，當(dāng)“小四”的畫外音響起時，他從書攤溜走，由畫面左下方出畫。小四與小明先后在后景出現(xiàn)，攝影機搖向右邊迎上他們，當(dāng)兩人走到畫面正中時，騎著自行車的小馬出現(xiàn)，攝影機隨即緊跟小馬搖拍，將小四和小明拋在鏡頭外。攝影機搖了近180度后固定下來，對面的街景顯現(xiàn)出來，景深處小馬的身影已隱去，小四和小明又從畫的底端走進畫面，先前的那個學(xué)生也從右上角重新入畫，面對面向他們走來，再出畫，攝影機又以小四和小明為中心，看著他們漸漸走遠。隨著攝影機拍攝對象的三度變化，同時完成了空間上的變換，在觀眾腦海里，對于三叉路口向兩邊延伸的牯嶺街也有了一個大致上的輪廓。
攝影機的運動在楊德昌電影中是比較緩慢的。他的影片中完全看不到特呂弗、戈達爾等人影片中那種依靠攝影機在人物之間的快速橫移，或者是攝影機突然迅速轉(zhuǎn)動來完成的空間轉(zhuǎn)換。比如說《獨立時代》里Birdy在Molly的辦公室洽談授權(quán)書事宜這場戲，攝影機起先固定不動拍攝坐在桌子上的Molly，Birdy站在她的身旁喋喋不休，接著后退出畫，攝影機也并不著急，到Molly說話時，攝影機反而動起來，慢慢轉(zhuǎn)向拍攝Birdy。而在場面調(diào)度上，楊德昌顯然借鑒了安東尼奧尼的做法：當(dāng)一個人進入另一個人所在的空間時，另一個人迅速出畫，或者一個人進入了另一個人的空間后迅疾再度出畫。上面提到《獨立時代》的那場戲也就是這種調(diào)度方法。在此調(diào)度下，導(dǎo)演為用畫外音表現(xiàn)畫外空間埋下了伏筆。
三
由于攝影機的“畫框”與銀幕邊框的存在，觀眾看到的影像必定是受一定框架限制的。電影構(gòu)圖應(yīng)當(dāng)考慮到在畫面中如何在“框”的范圍內(nèi)盡可能完整地表現(xiàn)被攝對象。楊德昌對此倒是不以為意甚至反其道行之，他的鏡頭下總是會出現(xiàn)不完整的人和物。除此之外，他經(jīng)常借助墻、門、窗、帷幕等實物人為制造出空間的割裂，讓觀眾只能看到被遮擋的人和物，使有限的空間越發(fā)顯得不完整。研究者多稱此法為“框架構(gòu)圖”。楊德昌的影片大多描寫現(xiàn)代都市中人與人交流的困難，人際關(guān)系的冷漠與疏離。通過這種構(gòu)圖法，導(dǎo)演試圖將物理空間同人物的心理空間對應(yīng)起來，表現(xiàn)人的分裂、隔膜與空間對人的擠壓，以此烘托影片的主題。在《一一》中，楊德昌對“框架構(gòu)圖”的運用可謂得心應(yīng)手。置身于狹長的走廊和過道上的人，從狹窄的門縫看房間里人的活動等等畫面屢見不鮮。巨大的墻面玻璃，時髦的觀景窗戶時時擋在人物的前面，玻璃窗映射出的若隱若現(xiàn)的其它景觀也阻擋著人的視線。觀眾必須透過層層屏障去看，由于看得不真切，無形之中就拉大了與影片中人物之間的距離，現(xiàn)代文明社會中個體的孤獨與他者的拒斥得以凸現(xiàn)出來。
楊德昌曾說過，在現(xiàn)代社會中，人是需要有自己私人的空間的。所以，在他的影片中有許多“框架”將人與人分隔開來。但這些分割后的空間仍然承載交流和溝通的功能。《一一》中有這樣一個鏡頭：婷婷與麗麗在樓道中無言的對峙，門框和墻上斑駁的陰影將兩人隔開，好似在不同的空間中，雖近在咫尺，卻無法接近。另一場戲中，男主人公NJ隔著玻璃門看到日本人大田與鴿子嬉戲。此時的兩人還相當(dāng)陌生，正是這扇門外的景象使NJ開始拉近與大田的距離。影片《獨立時代》的最后一場戲通過電梯門的一開一關(guān)與其連接的門內(nèi)、門外兩個空間，將琪琪和小明兩人的關(guān)系由結(jié)束到新開始的轉(zhuǎn)換完滿地襯托出來。從這一點來看，楊德昌影片的畫面構(gòu)圖雖然不完整，但畫面空間卻是具有開放性的。
就現(xiàn)代電影的發(fā)展而論，“電影的藝術(shù)與思想已經(jīng)深入到要檢討框外事物的階段，換句話說，電影本身是框內(nèi)與框外之間的微妙的牽涉與依存關(guān)系上的創(chuàng)作?！盵9]（P.93）巴贊認為銀幕應(yīng)該是窗而不是框。窗只是一種臨時性的遮擋，而窗外的空間是無盡的。這種看法可以追溯到文藝復(fù)興時期的繪畫理論。當(dāng)時，“為了使繪畫空間從墻壁上獨立出來并創(chuàng)造景深，人們就要求在房間的物理空間和繪畫空間之間確定一條明顯的邊界線。由于這種繪畫空間被想象成是無限的（不僅在深度上，而且在橫的方向上），所以這種繪畫的邊界線就僅僅象征著構(gòu)圖的邊界線，而不象征著所要表現(xiàn)空間的邊界線。正是在這個意義上，一幅畫的框架才被稱之為一個窗口。透過這個窗口，觀賞者就看到了另一個世界。雖然觀看受到了這個瞭望孔的限制，但實際看到的并不局限于從這個瞭望孔中看到的那一片世界?！盵7]（P.319）電影影像為觀眾制造的是一種真實環(huán)境中真實的生活的幻覺?？臻g也是幻覺的一部分。追根究底，它是一種心理空間，因為觀眾對空間的想象是無法被隔斷的。電影銀幕的邊框與畫的框架非常相似，雖然阻擋著觀眾的視線，但同時也給觀眾預(yù)留下巨大的想象空間。通過電影銀幕展現(xiàn)的景象可以無限延伸到外部世界。
楊德昌電影的畫面構(gòu)圖正是利用框架的這種特性，在表現(xiàn)空間時超越了其限制。在他的電影中，空間可以說既是有限的，又是無限的。這個無限的空間是在有限的空間內(nèi)呈現(xiàn)出來的。這就要求影片營造出畫面內(nèi)空間與畫外空間的聯(lián)系。《一一》中有這樣一個鏡頭，酒店房間墻上的鏡框?qū)嬅嬉环譃槎?，原本看不到的NJ接電話的場景通過鏡子反射出來?，F(xiàn)實的和鏡中的影像就這樣奇妙地并存在一個畫面之中，讓人不禁驚嘆導(dǎo)演的匠心獨運。絕大多數(shù)情況下，楊德昌電影對空間的拓展是依靠聲音與畫面的關(guān)系來達成的。其一，聲畫結(jié)合。《牯嶺街少年殺人事件》中小貓王給獄中的小四送錄音帶一場戲，小貓王那熟悉的歌聲和他給小四的留言同時響起，配合畫面上小貓王漸漸離去的背影，讓人忘記了眼前的此情此景，回想起種種往事和美好的青春歲月。隨著看守人員的一句“那什么玩意兒”，歌聲和話語聲突然停止，畫面馬上切換到錄音帶被扔進垃圾筐的鏡頭，觀眾也立即被拉回到無情的現(xiàn)實中。其二，聲畫錯位。《一一》中NJ與初戀情人約會以及婷婷第一次與胖子約會的兩場戲，楊德昌運用蒙太奇的手法交叉剪輯在一起，父親NJ所在的日本場景中的聲音總是后延到女兒婷婷所在的臺北場景里，強化了兩個場景的前后承繼性。其三，畫外音。這也是最常見的一種手法。特別是在表現(xiàn)幾個人談話的場景時，畫外音的使用非常頻繁，憑借著聲音的不間斷，畫面空間與畫外空間緊密地連接在一起。
楊德昌是崇尚真實美學(xué)的，真實是其電影中的一個命題。他的電影總是力圖還原人類的生存環(huán)境。很多情況下，楊德昌電影中的空間具有和人同等的地位。他的影片中，環(huán)境往往先于人而出現(xiàn)。當(dāng)人離開鏡頭后，鏡頭也不會立即切換。譬如《麻將》中紅魚和牙膏到安琪兒家看風(fēng)水這場戲的第一個鏡頭。開始是客廳遠景，門鈴聲響起后，安琪兒從畫面左上方入畫穿過客廳出畫去開門并同紅魚打招呼，攝影機始終保持不動，停了一會兒后才切換。緊接著的鏡頭里安琪兒在大門口請紅魚和小牙膏進屋，攝影機跟拍牙膏的活動，先搖到小偏廳，再至客廳，旋轉(zhuǎn)了大概半周，最后停留在這場戲第一個鏡頭的位置。這場戲著重描畫大門口到客廳這一范圍，在符合劇情需要的同時，也強調(diào)了這個空間的重要性。影片后段香港被玩弄以至精神崩潰，紅魚槍殺邱董兩場重頭戲都發(fā)生在這里。另外，楊德昌電影中有許多“人物不在場”的空鏡頭?？臻g在這里已經(jīng)不單是背景，它也是影片中的一個“角色”，成為讀解的對象。正如讓•米特里所說，這些鏡頭為創(chuàng)造各種聯(lián)系和確定某種含義做出了貢獻，讓觀眾去深入思考人物與存在的環(huán)境乃至整個世界的關(guān)系。
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[6]楊德昌訪談:電影與科技.
1我國宏觀經(jīng)濟和城市民用建筑的發(fā)展情景設(shè)定
黨的十六大明確提出了我國第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的具體部署，即要在2020年“全面建設(shè)小康社會，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)和提高效益的基礎(chǔ)上，國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻兩番，基本實現(xiàn)工業(yè)化”。
這個宏偉的發(fā)展目標(biāo)必然對我國經(jīng)濟的各個層面產(chǎn)生深遠影響。
1.1經(jīng)濟結(jié)構(gòu)
在今后15年中，預(yù)計第一產(chǎn)業(yè)增加值在GDP中所占比重不斷降低；第三產(chǎn)業(yè)增長迅速，第二產(chǎn)業(yè)增加值在GDP中所占比重將出現(xiàn)先增長，后降低的趨勢。預(yù)計第一產(chǎn)業(yè)增加值在GDP中所占比重2020年為13.6%；第二產(chǎn)業(yè)增加值在GDP中所占比重2020年為42.9～46%；第三產(chǎn)業(yè)增加值在GDP中所占比重2020年為41%～43%，2050年51%～56%。
1.2按名義匯率計算的GDP
按照我國總體經(jīng)濟戰(zhàn)略規(guī)劃，到2010年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值達到17.88萬億元RMB，2020年達到26.82萬億元RMB。兩個階段的年均增長速度分別為7.1%和4.14%。需要指出，近年以過度投資拉動的超常規(guī)增長使得資本形成所積累的一系列低效率問題逐漸暴露出來，重復(fù)建設(shè)形成的無效資本、大量庫存積壓、國際反傾銷對我國企業(yè)的打壓、企業(yè)利潤率的下降，以及高速發(fā)展對資源環(huán)境的破壞等都是導(dǎo)致經(jīng)濟增長速度將呈下降趨勢的重要因素。
1.3人口
預(yù)計我國人口總規(guī)模為：2010年14億左右；2020年15億左右。
1.4人均GDP
人民幣的匯率政策正在調(diào)整，人民幣不再緊盯美元。因此，今后我國的GDP統(tǒng)計必然按照國際上通行的購買力平價（PPP）標(biāo)準(zhǔn)。如果按世界銀行的統(tǒng)計，我國2003年人均GDP（按PPP計算）已經(jīng)達到4990美元，已經(jīng)超過當(dāng)年低中等收入國家水平（4320美元），這顯然是高估了。而如果參照中等收入國家購買力平價計算所得人均GDP比名義匯率計算所得高出1.9倍的比例計算，2010年和2020年我國人均GDP將分別達到2932和4104美元，2020年我國將進入中等發(fā)達國家行列。
1.5城市化
我國城市化水平從由1985年的22%上升到2004年的41.8%，城市化速度是世界同期的兩倍。但2000年世界的平均城市化水平已經(jīng)達到47%，其中中等發(fā)達國家為50%，高收入國家為79%。從世界城市化進程來看，城市化率從36%提高到60%屬于加速期，因此，中國的城市化率還將不斷提高。如果按1985～2004年間城市化率的平均增長速度計算，2020年我國城市化率在50％以上。而根據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心的預(yù)測，2020年我國城市化率當(dāng)在60%左右（58.7%）。
1.6房屋建設(shè)
截至2003年底，全國城鎮(zhèn)房屋建筑總面積達140.91億m2，其中住宅建筑面積89.11億m2，占房屋建筑面積的比重為63.24%。
圖1我國城鎮(zhèn)房屋建筑面積的增長（10億平方米）
根據(jù)建設(shè)部小康社會居住目標(biāo)，可以分析得到2010年和2020年的建筑面積。
表1我國城市住宅和公共建筑的發(fā)展預(yù)測
2010年
2020年(情景1)
2020年(情景2)
城市化水平%
45%
50%
60%
城鎮(zhèn)人口總數(shù)億
6.3
7.5
9.0
城鎮(zhèn)人均住房建筑面積m2
26.5
30
35
城鎮(zhèn)住宅建筑總面積億m2
166.95
225
315
城鎮(zhèn)人均公共建筑面積m2
8.06
10.75
12.5
城鎮(zhèn)公共建筑總面積億m2
50.80
80.6
112.5
城鎮(zhèn)民用建筑總面積億m2
217.75
305.6
427.5
表1中2020年的預(yù)測之一是按城市化率的低限設(shè)置的情景；而預(yù)測之二是按城市化率的高限和小康居住目標(biāo)設(shè)置的情景。
2我國空調(diào)的市場需求和發(fā)展前景
2.1住宅空調(diào)發(fā)展現(xiàn)狀
我國房間空調(diào)器生產(chǎn)開始于1978年。1991～1993年進入了起步階段，1994～1996年步入加速發(fā)展期，1997～2003年進入高速發(fā)展階段，生產(chǎn)量平均每年遞增24～59%。經(jīng)過十多年的發(fā)展，中國房間空調(diào)器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)擁有了占世界產(chǎn)量一半以上的生產(chǎn)規(guī)模，成為名副其實的房間空調(diào)器世界第一生產(chǎn)大國。
根據(jù)日本空調(diào)采暖和制冷新聞（JARN）預(yù)測，2004年全世界對房間空調(diào)器（RAC）和單元式空調(diào)機（PAC）的總需求量為5600萬臺，其中中國為2000萬臺，占36%。從圖2可以看出，中國一國的產(chǎn)量實際已經(jīng)超過全世界的需求，我國家用空調(diào)器的產(chǎn)能已經(jīng)過剩。
圖2我國房間空調(diào)器產(chǎn)量的增長
圖2中顯示，我國房間空調(diào)器的生產(chǎn)年均增長率為40.5%。而圖3中則反映了我國城市每百戶家庭房間空調(diào)器擁有量的增長情況。2002年，我國僅有10個省市百戶家庭空調(diào)器擁有量在50臺以上，而到了2003年，便增加到16個省市。增長勢頭很猛（見圖3），但年均增長率為27.04%，還是趕不上生產(chǎn)量的增長。
圖3我國每百戶家庭房間空調(diào)器的擁有量（臺）
研究發(fā)現(xiàn)，家庭房間空調(diào)器的擁有量與人均GDP的增長有很好的線性相關(guān)性。圖4是筆者以上海的情況分析得到的相關(guān)關(guān)系。當(dāng)人均GDP達到4000～4500美元時，住宅空調(diào)得到普及（達到戶均1臺）。
圖4每百戶家庭空調(diào)器擁有量與人均GDP之間的相關(guān)關(guān)系
我國是世界上熱量帶最多的國家，東部地區(qū)與世界上同緯度地區(qū)相比，夏季偏熱，冬季更冷。在我國人口稠密的城市，室內(nèi)既需要冬季采暖，也需要夏季供冷。我國小康社會的住宅，將從滿足生存需要實現(xiàn)向舒適型的轉(zhuǎn)變。良好的室內(nèi)熱環(huán)境是提高生活質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。因此，住宅空調(diào)的普及是必然的趨勢。
2.2集中空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)中國制冷與空調(diào)行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2000年到2003年全國制冷空調(diào)行業(yè)經(jīng)濟年均增長速度高于我國GDP增長速度。
表22000-2003全國集中空調(diào)主機生產(chǎn)量（臺/套）
2000（銷量）
2001
2002
2003
活塞式冷水機組
4,000
2,517
2,493
4,645
螺桿式冷水機組
3,056
3,910
5,663
8,977
離心式冷水機組
481
698
947
1,240
蒸汽/溫水型溴化鋰?yán)錈崴畽C組
1,194
1,460
1,268
1,053
直燃式溴化鋰?yán)錈崴畽C組
2,091
2,385
3,052
2,785
風(fēng)冷式冷熱水機組
15,000
20,800
26,000
——
戶式集中空調(diào)用冷熱水機組
——
——
——
36,372
總計
25,822
31,770
39,423
55,072
年平均增長速度
28.9%
注：2003年風(fēng)冷式冷熱水機組的統(tǒng)計歸并在了螺桿式、活塞式冷熱水機組和戶式集中空調(diào)的冷熱水機組三項統(tǒng)計中。
2000（銷量）
2001
2002
2003
組合式空調(diào)機組
10,495
25,853
29,492
36,505
新風(fēng)機組
33,066
77,281
47,880
50,602
風(fēng)機盤管機組
684,684
1,281,517
1,387,072
1,719,557
總計
728,245
1,384,651
1,464,444
1,806,664
年平均增長速度
39.8%
表32000-2003全國集中空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備生產(chǎn)量（臺/套）
根據(jù)歷年中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)及重點生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查匯總，在1993～2003年間我國電力驅(qū)動冷水機組產(chǎn)量的年均增長幅度13.4%，吸收式冷水機組產(chǎn)量年均增長幅度16.2%，其中直燃機產(chǎn)量平均增長幅度高達18.7%，高于電力驅(qū)動冷水機組產(chǎn)量的增長幅度。總體來講，1993～2003年間我國制冷機組總產(chǎn)量的增長速度高于經(jīng)濟增長速度。
2.3住宅空調(diào)的發(fā)展前景預(yù)測
根據(jù)筆者的分析，每百戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)器擁有量與城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和人均生活用電量這兩個因素都呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別達到0.9928和0.9681。因此，將每百戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)器擁有量作為因變量，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和人均生活用電量作為兩個自變量，可以建立多元線性回歸模型。從而可以得到2010年我國城鎮(zhèn)每百戶居民空調(diào)器擁有量為125.8臺/百戶，屆時房間空調(diào)器的保有總量將達到2.33億臺。
房間空調(diào)器的使用壽命一般不會超過10年，2000年前居民購買的房間空調(diào)器到2010年將不得不更換，若考慮這部分的設(shè)備報廢和更換數(shù)量，則2004～2010年間我國國內(nèi)房間空調(diào)器的銷售總量將達到17826萬臺，平均每年銷售量為2500萬臺左右。
當(dāng)平均每戶居民房間空調(diào)器的擁有量達到一臺以上時，其購買的欲望將逐漸降低，而空調(diào)器的使用時間將延長。此時，每百戶城鎮(zhèn)居民房間空調(diào)器擁有量將不再與城鎮(zhèn)居民可支配收入和人均生活用電量呈線性相關(guān)關(guān)系，筆者認為2010年后每百戶居民空調(diào)器擁有量的飽和趨勢將與總?cè)丝跀?shù)量的飽和趨勢相符。因此可以預(yù)測2020年每百戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)器擁有量為190臺，屆時房間空調(diào)器的保有總量將達到4.2億臺。
2.4集中空調(diào)的發(fā)展前景預(yù)測
對集中空調(diào)的預(yù)測采取未來能源可供量倒推的預(yù)測方法，可得到如表3的結(jié)果。
表3我國公共建筑集中式空調(diào)制冷機組的發(fā)展預(yù)測
2010
2020
一次能耗可供總量（三種情景平均值）/億噸標(biāo)準(zhǔn)煤
21
29
建筑能耗所占比例
20%[1]
28%
空調(diào)能耗占建筑能耗的比例
40%[2]
40%
公共建筑空調(diào)系統(tǒng)一次能耗/億噸標(biāo)準(zhǔn)煤
1.01
1.81
空調(diào)冷熱源一次能耗/億噸標(biāo)準(zhǔn)煤
0.29
0.521
空調(diào)冷熱源耗電量/億kWh
782.5
1404.8
空調(diào)制冷機組裝機冷量/億kW
5.26
10.71
公共建筑總面積/億m2
50.8
80.6
單位面積裝機冷量/W/m2
103.6
132.9
燃氣空調(diào)裝機冷量所占比重
10.0%
15.0%
燃氣空調(diào)裝機冷量/萬kW
5263
16063
電制冷機組裝機冷量/萬kW
47371
91026
直燃機保有量/臺
29241
89241
電制冷機組保有量/臺
394754
758548
全國公共建筑集中式空調(diào)裝機冷量總計/萬kW
52634
107089
綜合以上預(yù)測結(jié)果，到2010年，我國公共建筑集中式空調(diào)總裝機冷量將達到1.5億冷噸左右，2020年總裝機冷量將增加到3.05億冷噸左右。
3民用建筑空調(diào)的發(fā)展對能源供應(yīng)的影響
3.1建筑能耗在總能耗中的比例是經(jīng)濟發(fā)展的晴雨表
所謂建筑能耗，是指建筑使用能耗，即維持建筑功能和建筑物在運行過程中所消耗的能量，包括照明、采暖、空調(diào)、電梯、熱水供應(yīng)、烹調(diào)、家用電器以及辦公設(shè)備等的能耗。除非特別指明，現(xiàn)在一般提及的“建筑能耗”都是指使用能耗。
根據(jù)某些文章和媒體的報導(dǎo)，2001年我國建筑能耗在總能耗中的比例即已達到27.5%，與當(dāng)年日本的此項比例（29.2%）相差無幾。并據(jù)此得出我國建筑節(jié)能的緊迫性。
一個國家或地區(qū)建筑能耗在總能耗中的比例，反映了這個國家或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平、氣候條件、生活質(zhì)量，以及建筑技術(shù)水準(zhǔn)。發(fā)達國家在進行能源統(tǒng)計時，一般按照四個部門分別統(tǒng)計：即工業(yè)（或產(chǎn)業(yè)，因為在發(fā)達國家農(nóng)業(yè)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化）、交通（在發(fā)達國家航空、城市軌道交通和私人汽車都十分發(fā)達）、商用（辦公樓、旅館、商場、醫(yī)院、學(xué)校）和居民（住宅）。一般可以把商用和居民兩項作為建筑耗能看待。比如金融、貿(mào)易、商業(yè)和咨詢等第三產(chǎn)業(yè)，幾乎沒有什么工藝能耗，但對于室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的要求卻越來越高，第三產(chǎn)業(yè)的主要能耗形式就是建筑能耗。商用部分的能耗實際就是第三產(chǎn)業(yè)的能耗，即建筑能耗。因此，發(fā)達國家的耗能部門實際上就是產(chǎn)業(yè)、交通和建筑三大家。
我國的能耗統(tǒng)計方式，并不是按照國際上通行的做法，而是按照行業(yè)統(tǒng)計。如果我們把批發(fā)和零售貿(mào)易餐飲業(yè)、生活消費和其他行業(yè)的能耗算作建筑能耗的話，那么根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒，2001年的建筑能耗比例只有18.2%。如果再加上交通運輸、倉儲及郵電通訊業(yè)和建筑業(yè)的能耗，也只有26.9%，還是到不了27.5%。但很明顯，交通運輸?shù)哪芎膸o論如何也是算不到建筑使用能耗的頭上的。
另一方面，歐、美和日本都是第三產(chǎn)業(yè)（服務(wù)業(yè)）高度發(fā)達的國家，因此，它們的建筑能耗在總能耗中的比例除日本外都在30%以上。而我國則是一個處于工業(yè)化前期的發(fā)展中國家，城市化水平很低。2004年，我國城鎮(zhèn)化率達到41.8%，而1998年世界平均城市化水平即已達到47%。我國第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重僅略高于30%，低于國際上同收入組別國家近20個百分點。因此，建筑能耗在總能耗中占較高比例的外在條件并不存在。
值得注意的是，最近幾年我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)是在向重型方面轉(zhuǎn)化。第三產(chǎn)業(yè)在GDP中的比例在2002年達到頂點之后，一路下滑。而第二產(chǎn)業(yè)比重在經(jīng)歷多年平穩(wěn)發(fā)展之后，從2002年開始反彈。我國已成為名副其實的制造業(yè)大國，鋼鐵、有色金屬、焦炭、水泥、彩電、冰箱、房間空調(diào)器等數(shù)十種產(chǎn)品年產(chǎn)量居世界第一位。2004年鋼產(chǎn)量達到空前的27279.79萬噸。但與此同時，我國生產(chǎn)噸鋼能耗比世界先進水平高出20～30%，中國超過10%的能源被鋼鐵業(yè)“吃”掉。在這種大背景下，我國建筑能耗不可能在總能耗中占有很高比例。
根據(jù)以上分析，筆者認為，我國建筑能耗在總能耗中的比例大致應(yīng)在20%左右，其中10～13%是采暖能耗，7～10%是其他能耗。大致相當(dāng)于日本在20世紀(jì)70年代的水平。
建筑能耗在總能耗中的比例，是經(jīng)濟發(fā)展的晴雨表。從宏觀經(jīng)濟角度看，建筑能耗的比例越大，經(jīng)濟發(fā)展就越是合理和健康。
我國建筑用能還處在很低的水平，但有很大的增長潛力。以上海為例，2003年上海人均耗電量為5245kWh，是2002年經(jīng)合組織（OECD）國家人均水平的65.2%，是世界人均水平的2.21倍。但上海人均生活耗電量只有617.62kWh，占總耗電量的11.8%，約為同年香港人均生活(住宅)耗電量的44%。上海家庭平均人口數(shù)為2.8人，2003年上海家庭平均年用電量應(yīng)為1730kWh，而1997年美國家庭平均空調(diào)用電量就達到1555kWh。因此，住宅能耗的增長是一種必然的趨勢。另外，我國現(xiàn)在的依靠低勞動力成本、高資源消耗、高資本投入、沒有附加價值的傳統(tǒng)制造業(yè)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)是不可持續(xù)的。我國不可能一直停留在目前這種工業(yè)化初期落后的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中。中國要和平崛起，必須向新型工業(yè)化社會過渡，必然會像當(dāng)今的發(fā)達國家一樣，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重心將從工業(yè)轉(zhuǎn)到服務(wù)業(yè)和現(xiàn)代制造業(yè)；能源消費結(jié)構(gòu)也將從工藝過程能耗轉(zhuǎn)到保持環(huán)境的建筑能耗中來。因此，隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和人民生活質(zhì)量的提高，建筑使用能耗在全國總能耗中比例的增加是必然的趨勢，也是我國經(jīng)濟健康發(fā)展的重要標(biāo)志。建筑節(jié)能的目標(biāo)是提高建筑物對能源直接使用的效率，用少許增加的能耗滿足大量增加的需求；同時盡量減少間接能耗和無謂的浪費，將有限的資源用到建筑使用過程中，創(chuàng)造更好的人居環(huán)境。
3.2民用建筑空調(diào)是形成電力尖峰負荷的主要因素
2003年以來，在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的拉動下，能源和電力的需求快速增長，大部分地區(qū)出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張，26個省區(qū)存在不同程度的拉閘限電。盡管從2000年開始，我國僅用5年時間，發(fā)電裝機容量便從3億kW增加到4.4億kW，但能耗（電耗）增長的速度更快。從2002年到2003年，我國GDP增長9.1%，而電力消費卻增長了16.5%。
有人把電力緊缺歸咎于我國民用建筑空調(diào)的超常規(guī)發(fā)展。這是混淆了電力和電量的概念。根據(jù)筆者在上海的調(diào)查，盡管上海住宅空調(diào)的普及率（96.8%）已經(jīng)超過了美國（72%,1997），但居民使用空調(diào)的時間全年平均僅為800～900小時，也就是說，盡管空調(diào)用電開支在家庭能源開支中占了最大比例，但總體消耗的電量并不很大。這種低水平消費主要是由于我國居民經(jīng)濟水平還不高。因此，在城市或地區(qū)全年電力消費的尺度上，民用建筑空調(diào)并不是“耗電大戶”，但卻是造成夏季（冬季）電力負荷高峰的主要因素之一。由于民用建筑空調(diào)使用的季節(jié)性、間歇性和不穩(wěn)定性特點，造成夏季供電峰谷差的進一步拉大，形成對電網(wǎng)安全的潛在威脅。圖4的尖峰負荷與最高氣溫的關(guān)系曲線很清楚地說明了這一點。在上海，當(dāng)氣溫在33℃以上時，每升高1℃，電力負荷將增加12.7萬kW（工作日）。同樣，在北京市也有非常相似的情況，當(dāng)氣溫在32℃以上，每升高1℃，電力負荷增加12.9萬kW。
日益增長的空調(diào)用電負荷已經(jīng)造成了城市電網(wǎng)難以承受的高峰用電負荷及巨大的電力缺口（2005年估計為2500萬kW）。這種電力供需之間結(jié)構(gòu)性的矛盾成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，制約了國家的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高。
2000-2003年，國內(nèi)空調(diào)器銷售量的年平均增長率高達47.65%，而同期我國發(fā)電機組裝機容量的增長率只有6%左右，遠遠低于房間空調(diào)器銷售量的增長速度。我國的住宅空調(diào)產(chǎn)品形式單一，無論是窗式、分體壁掛式還是集中式，幾乎全部是電力驅(qū)動。致使房間空調(diào)器（國內(nèi)銷售）的裝機電力占發(fā)電機組裝機容量的比例已經(jīng)高達10%。
圖5北京市近年來夏季最高電力負荷和空調(diào)電力需求的增長
從圖5可知，北京市的空調(diào)電力需求的比例逐年提高。2001年至2003年，北京市居民生活用電量增長了29%，占全社會用電總量的比重也持續(xù)攀升至17.32%。2001年，北京市居民生活用電量為542739萬kWh，2003年則增至700726萬kWh，增幅高達29%。同時人均年生活用電量也大幅增長，2001年人均年生活用電483.57kWh，2003年則達到609.96kWh，增幅為26%。
3.3民用建筑空調(diào)的能源需求預(yù)測
根據(jù)我國電力發(fā)展規(guī)劃，可以預(yù)測，2010年全國每百戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)器擁有量為125.8臺，所形成的裝機電力占全國發(fā)電裝機容量的28.7%。到2020年，每百戶居民空調(diào)器擁有量將達到190臺，占全國發(fā)電裝機量的比例為37.4%。
2004-2020年間，電驅(qū)動制冷機組的產(chǎn)量年均增長速度保持在41%，2010年我國電制冷機組保有量約為39.5萬臺左右，2020年將達到76萬臺?？芍?，從2010到2020年，我國公共建筑集中式空調(diào)的電制冷機組的裝機電力將由1.01億kW上升到1.78億kW，在全國發(fā)電機組裝機電力中的比重將從2010年的16.2%上升到2020年的19.8%。空調(diào)電力制冷機組的耗電在電力消費總量中的比重將從2.66%上升到2.89%，由此造成公共建筑集中式空調(diào)系統(tǒng)用電量在電力消費總量中的比重將由9.3%增加到10.1%。
如果國家繼續(xù)推進當(dāng)前鼓勵發(fā)展燃氣空調(diào)的政策，并假定2010年和2020年直燃機的裝機冷量分別達到當(dāng)年空調(diào)機組裝機總冷量的10％和15％，則2010年，我國直燃機總保有量約為2.9萬臺，全國直燃機總的天然氣用量將達到29.6億m3，占全國天然氣總用量的2.4%；而到2020年，直燃機總保有量將達到8.9萬多臺，直燃機總的燃氣用量將進一步增加到90.3億m3，占全國天然氣總用量的3.4%（見表4）。
表4發(fā)展燃氣空調(diào)對我國能源供應(yīng)的影響預(yù)測20102020
直燃機裝機冷量所占比重10.0%12.5%15.0%15.0%17.5%20.0%
直燃機裝機冷量/萬kW526365797895160631874121418
直燃機保有量/萬臺2.93.64.48.910.411.9
電制冷機組裝機冷量/萬kW473714605544739910268834885671
電制冷機組保有量/萬臺39.538.437.375.873.671.4
公共建筑空調(diào)電制冷機組裝機電力/億kW1.051.020.991.781.731.68
發(fā)電機組裝機容量/億kW6.56.56.5999
占發(fā)電機組裝機容量比重16.2%15.7%15.3%19.8%19.2%18.7%
公共建筑空調(diào)電制冷機組耗電量/億kWh704.2684.7665.11194.01158.91123.8
全國總用電量/億kWh264352643526435413034130341303
電制冷機組耗電量占全國用電總量比重2.66%2.59%2.52%2.89%2.81%2.72%
節(jié)省的空調(diào)裝機電力/萬kW117014621754357041654760
節(jié)省的電力投資/億元130116271952397146335295
直燃機燃氣用量/億m3/年29.637.044.490.3105.4120.4
全國總天然氣需求量/億m3125412541254265326532653
直燃機天然氣用量占總用量比重2.4%2.9%3.5%3.4%4.0%4.5%
4應(yīng)對措施和政策建議
隨著我國經(jīng)濟、城市建設(shè)和人民生活水平的提高，建筑空調(diào)將有更大的發(fā)展。我國是世界上熱量帶最多的國家，東部地區(qū)與世界上同緯度地區(qū)相比，夏季偏熱，冬季更冷。在我國人口稠密的城市，室內(nèi)既需要冬季采暖，也需要夏季供冷。當(dāng)一個城市或一個地區(qū)的人均GDP在4000～4500美元時，住宅空調(diào)將普及。住宅空調(diào)將從奢侈型消費品變成普及型必需品，完全脫離“家電”屬性，成為建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施之一。我國以重化工業(yè)為主的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)是不可持續(xù)的，第三產(chǎn)業(yè)在城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重一定會逐步增加。為提高生產(chǎn)率，第三產(chǎn)業(yè)必須為建筑環(huán)境消耗能量，使用空調(diào)，夏季供冷、冬季供暖。總之，民用建筑空調(diào)是經(jīng)濟發(fā)展到一定階段人們必然的需求。從現(xiàn)代能源管理的思想出發(fā)，不應(yīng)該也不可能去抑制這種需求，而只能因勢利導(dǎo)，用經(jīng)濟與技術(shù)手段引導(dǎo)人們合理消費，開源節(jié)流，盡力滿足這種需求。
所謂“開源”，就是在提倡適度消費與節(jié)約能源的前提下，提倡民用建筑空調(diào)能源的多元化，充分利用低谷電、淡季氣和可再生能源，從時間上與空間上去挖掘“能源供應(yīng)”的潛力。例如發(fā)展蓄冷技術(shù)、利用天然氣的燃氣空調(diào)、熱電冷聯(lián)供技術(shù)和分布式能源技術(shù)；同時積極研究開發(fā)利用可再生能源和“未利用能源”的制冷空調(diào)技術(shù)。所謂“節(jié)流”，就是改進制冷空調(diào)產(chǎn)品，提高能源效率，實現(xiàn)環(huán)境友好。
4.1蓄冷空調(diào)
對蓄冷空調(diào)的電費價格體系是推進蓄冷空調(diào)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前大多數(shù)電力公司(或供電局)推行了分割式三段制分時電價，其中的高峰時段集中在上午8:00～11:00，以及傍晚到夜間的18:00～21:00，使辦公樓與大型商場這兩類商業(yè)建筑的空調(diào)冷負荷高峰時段（下午）被劃入了電費的平段時間。導(dǎo)致大部分蓄冷量在非高峰用電時段的下午釋放掉，對轉(zhuǎn)移夏季高峰用電負荷并沒有起到有效作用，而且也不能使用戶從分時電價政策中獲取最大利益。上海市從2005年夏季開始將空調(diào)負荷高峰時段13:00～15:00劃入高峰電價時段，同時對用戶的電力最大需求MD提高收費標(biāo)準(zhǔn)（30元/kW·月），這些政策都有利于蓄冷空調(diào)的推廣。
除了峰谷電價的比值之外，低谷電價的絕對值也有很大影響。如果低谷電價能夠跌破購電成本的底線（比如降到0.20元/kWh以下），相信會極大地推動蓄冷空調(diào)的發(fā)展。而這一底線恰是某些電力公司前幾年在電力富余時推銷電鍋爐和電采暖的促銷價。
2004年，我國已經(jīng)批準(zhǔn)開工的電站項目達6110萬千瓦。以每kW電站投資6000～7000元計算，需要投資4000億元。如果少建10%，就可以節(jié)省400億元，再將其中的10%即40億元投入對蓄冷空調(diào)的補貼（200元/kW），可以轉(zhuǎn)移2000萬kW空調(diào)高峰冷負荷。理想情況下可以轉(zhuǎn)移電力負荷600萬kW，恰好相當(dāng)于少建10%的電廠。這樣，電力部門實際節(jié)約了投資360億元。而用戶除了這部分補貼，還要投入160億元去建設(shè)2000萬kW的蓄冷裝置。但因為有了補貼，用戶可以較快地在3～4年時間里從分時電價的差價中回收這部分投資。實現(xiàn)電力公司和用戶的雙贏。
4.2燃氣空調(diào)
影響燃氣空調(diào)發(fā)展的瓶頸是天然氣價格。制訂燃氣空調(diào)用氣價格的依據(jù)，應(yīng)該是使燃氣空調(diào)的壽命周期成本能與電力空調(diào)持平或略低，從而使用戶能實實在在地受益，也才能鼓勵用戶使用燃氣空調(diào)。定義電力與天然氣的比價：
這一比價越大，表明燃氣空調(diào)的年度等額壽命周期成本與電力空調(diào)相比，經(jīng)濟性越好。國際上電力與天然氣比價一般約為4:1左右，但我國長期以來該比價偏低，因而制約了燃氣空調(diào)市場的開發(fā)。
值得注意的是，2005年初，北京、上海等城市均出現(xiàn)天然氣供不應(yīng)求的局面。據(jù)統(tǒng)計，2004年北京市共消耗天然氣25.4億m3，2005年預(yù)計將消耗33億m3，超過市政府30億m3的預(yù)算，也超過了陜京管線28億m3的供給量。上海市預(yù)計2005年的天然氣使用量將達到20億m3，但目前落實的氣源僅16億m3（其中包括西氣10億m3和東海氣田6億m3）。在這種嚴(yán)峻形勢下，北京和上海均開始限制冬季天然氣鍋爐的發(fā)展。但是，對任何一個燃氣空調(diào)用戶，不可能只在夏季用天然氣供冷而不在冬季用天然氣采暖。從總量來說，發(fā)展燃氣空調(diào)用戶可以起到填平夏季天然氣低谷的作用，但同時還會增加冬季天然氣的高峰。因此，需要研究天然氣冬季的削峰措施。燃氣供應(yīng)部門，要研究夏季儲氣措施和冬季可中斷用戶的政策。而暖通空調(diào)行業(yè)，也要研究季節(jié)蓄能的燃氣熱泵技術(shù)以及能燃用水煤漿和煤層氣的直燃機技術(shù)。
4.3熱電冷聯(lián)供
在阻礙建筑熱電冷聯(lián)供技術(shù)在我國發(fā)展的諸多政策問題中，最突出的是多余電力上網(wǎng)的問題。因為用戶所需要的熱量/冷量與用電量是隨著季節(jié)、氣候甚至白天與夜晚等因素隨時在變化，而建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)設(shè)備一經(jīng)確定之后，其正常運行時的供熱/供冷量與發(fā)電量的比例（即熱電比）是大致不變的，所以總是會有富余的電能或者熱能產(chǎn)生。為了解決多余電力的問題，最簡單、最直接的解決方案就是允許分布發(fā)電的多余電力上網(wǎng)。
根據(jù)我國目前實行的《供電營業(yè)規(guī)則》，如果電力用戶自行發(fā)電需要并網(wǎng)，其并網(wǎng)的發(fā)電機組必須接受電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度，而且熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的上網(wǎng)電價要采用競價上網(wǎng)方式，沒有任何優(yōu)惠。建議將分布式能源電力上網(wǎng)按“綠電”看待。參照對風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)惠政策，電網(wǎng)收購價應(yīng)在0.40元/kWh以上。
阻礙建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的另一個政策問題是天然氣的價格。與上節(jié)“發(fā)展燃氣空調(diào)的政策建議”相仿，各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉妰r，將電力/天然氣比價調(diào)整到4.9:1左右。
目前，各種建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)的原動機設(shè)備國內(nèi)基本上都不能夠生產(chǎn)，完全依賴進口，因此實現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)的一次投資很大。建議對建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的投資者做政策性投資補貼，該補貼相當(dāng)于設(shè)備投資的10%左右，使得熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的等額年度壽命周期成本能夠與常規(guī)空調(diào)冷熱源相比。
從中期發(fā)展來看，應(yīng)積極發(fā)展利用燃料電池的建筑或區(qū)域熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。燃料電池的應(yīng)用主要有兩種方式：①移動式（作為汽車動力）；②固定式（又稱“站式”，用于樓宇熱電冷聯(lián)供）。我國目前把主要的研發(fā)力量投入到前者。但燃料電池汽車由于一些技術(shù)瓶頸，難以在短時間內(nèi)普及。而建筑熱電冷聯(lián)供所使用的燃料電池是將天然氣改質(zhì)制氫，不需要直接利用氫氣；由于是固定式（站式）使用，省去了許多移動式應(yīng)用中的麻煩（例如對體積、重量的限制）。所以，燃料電池作為分布式能源應(yīng)用，相對更容易形成商業(yè)化。建議優(yōu)先發(fā)展利用燃料電池的建筑熱電冷聯(lián)供技術(shù)，盡快建成一批示范性工程，應(yīng)用在2008年北京奧運會項目和2010年上海世博會項目中。
4.4選擇較高能效等級的空調(diào)設(shè)備
作為重要的“節(jié)流”措施，我國經(jīng)濟發(fā)達、資源缺乏的城市，可在2005年開始實施的《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能源效率等級（GB12021.3-2004）》、《單元式空氣調(diào)節(jié)機能效限定值及能源效率等級（GB19576-2004）》和《冷水機組能效限定值及能源效率等級（GB19577-2004）》等三個標(biāo)準(zhǔn)中，選擇較高的能效等級作為市場準(zhǔn)入條件。
根據(jù)測算，上海市如果對冷水機組采用比我國《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）》中的強制性標(biāo)準(zhǔn)提高一個等級，可以產(chǎn)生很好的節(jié)電降峰的效益。僅每年新增的冷水機組便可以降低電力峰荷需求6～8萬kW，用戶也可因此減少電費14％左右。以平均電價按0.75元/kWh計算，每年可以節(jié)約電費2800～3600萬元。
5結(jié)論
我國是世界上最大的房間空調(diào)器生產(chǎn)國，同時也是世界上最大的冷水機組市場。我國又是世界上房屋建筑建設(shè)規(guī)模最大的國家。根據(jù)世界銀行的預(yù)測，到2015年，全世界新建筑的一半將出現(xiàn)在中國；中國城市商用和居住建筑中的一半將是在2000年后建造的。因此，我國民用建筑空調(diào)還會有很大的發(fā)展。當(dāng)前我國的能源緊缺，確實是對制冷空調(diào)業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但同時也是推進制冷空調(diào)行業(yè)科學(xué)、健康、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展，使中國從制冷空調(diào)大國發(fā)展成為制冷空調(diào)強國的最好機遇。
1前言
眾所周知，能源問題是當(dāng)前世界各國普遍重視的問題。在全世界總的能源消耗中，建筑能耗約占25%~40%。近年來，我國的建筑節(jié)能工作已進入全面實施階段，隨著一系列關(guān)于建筑節(jié)能的國家法規(guī)及地方標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實施，整個建筑行業(yè)從業(yè)人員不僅從觀念上對建筑節(jié)能有了一定的重視，而且在具體工作中取得了一定成果。使建筑節(jié)能在理論研究和實踐操作上均獲得了一定效果。但是，與世界發(fā)達國家相比，還有相當(dāng)大的差距。關(guān)于建筑節(jié)能，我們尚有許多工作要做。
同時，隨著我國的社會和城市建設(shè)到了一個飛速發(fā)展的時期，人們開始對影響我們工作、生活的一個重要問題——噪聲問題投入更大的關(guān)注，噪聲問題已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的一個重要環(huán)節(jié)。從我國目前的整體狀況來看，我國的建筑聲環(huán)境長期以來未能得到應(yīng)有的重視。而建筑噪聲控制工作在整個建筑行業(yè)中也處于起步階段，往往是建筑噪聲出現(xiàn)后，進行噪聲治理，而對于建筑噪聲的防護和控制，雖有一定的理論研究成果和方法。但在實踐操作上并不普及。
本文試淺談在夏熱冬冷地區(qū)（以湖南地區(qū)為例）建筑設(shè)計中綜合考慮建筑節(jié)能與建筑噪聲的一些技術(shù)手段，借此對建筑節(jié)能與建筑噪聲控制的實踐操作產(chǎn)生積極的現(xiàn)實意義和實用價值。
2從理論上談?wù)劷ㄖ?jié)能與建筑噪聲控制的原理和措施
節(jié)能方面，湖南省屬于夏熱冬冷地區(qū)，不論從冬季保溫還是夏季隔熱方面，建筑能耗構(gòu)成主要是通過圍
護結(jié)構(gòu)（墻、屋頂、樓板、門和窗）的傳熱及空氣滲透。關(guān)于圍護結(jié)構(gòu)的傳熱，與圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（K[W/m2·K]）緊密相關(guān)，而解決空氣滲透在于增強建筑的密閉性，密閉主要是在門窗這一塊，門窗要有很好的氣密性。噪聲控制方面，主要考慮建筑圍護結(jié)構(gòu)的隔聲，為使所設(shè)計建筑達到允許的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，必須使圍護結(jié)構(gòu)具有足夠的隔聲性能，以防止來自外界的噪聲干擾。同時，建筑的密閉性對建筑隔聲也有明顯的影響，墻體等圍護結(jié)構(gòu)上的孔洞（例如門窗縫隙等）會使其隔聲性能明顯下降。
因此，在建筑圍護結(jié)構(gòu)中采用傳熱系數(shù)較低而又可提高圍護結(jié)構(gòu)隔聲量的材料（例如離心玻璃棉等）或構(gòu)造，可取得節(jié)能和隔聲兩方面的效果。另一方面，雖然增強窗的氣密性與減少圍護結(jié)構(gòu)的孔洞、縫隙面積是不同的概念，但是，對建筑密閉性的要求使其在構(gòu)造上具有某些相近的措施。
其他某些建筑設(shè)計相關(guān)方面，例如建筑綠化也同樣在節(jié)能和隔聲兩方面有著積極的含義和作用。建筑綠化可起改善局部熱氣候；調(diào)節(jié)空氣濕度；降低城市噪聲污染；防止灰塵侵襲等作用。
由此可見，在建筑設(shè)計中采取某些綜合考慮建筑節(jié)能與建筑噪聲控制的技術(shù)手段從理論上說具有可行性及現(xiàn)實意義。本文綜合考慮的途徑主要從圍護結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造方式上著手，并思考建筑綠化的作用。下面從具體細節(jié)上討論。
3可綜合考慮節(jié)能和隔聲的圍護結(jié)構(gòu)
可綜合考慮節(jié)能和隔聲的圍護結(jié)構(gòu)主要有外墻，外門、窗等，下面談?wù)勗谶@些圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和材料的選取上具體如何兼顧節(jié)能和隔聲。
3.1外墻?，F(xiàn)階段湖南地區(qū)建筑外墻以240厚粘土空心磚為主，分層增加約20~60厚膨脹聚苯板或聚苯顆粒保溫砂漿等材料形成外墻保溫構(gòu)造以滿足整個建筑節(jié)能設(shè)計要求。而磚墻本身面密度大，隔聲較好，240厚磚墻雙面抹灰的計權(quán)隔聲量達到54.5dB，完全能滿足建筑隔聲要求。但建筑外墻有提倡使用加氣混凝土砌塊的趨勢，這種材料雖導(dǎo)熱系數(shù)較低，約0.2~0.3，可很大程度上降低墻體傳熱系數(shù)。但其隔聲性能不如磚墻，200厚加氣混凝土墻雙面抹灰的計權(quán)隔聲量為44.5dB，這與其面密度有關(guān)（質(zhì)量定律）。此時，若只采用200或240厚加氣混凝土砌塊外墻自保溫則可能在某些情況下難以達到隔聲要求，須采取增加其他材料或設(shè)空氣層等構(gòu)造措施來提高隔聲量。在設(shè)計中應(yīng)注意此類情況。
3.2門窗
3.2.1外窗
a.窗墻比：不同朝向的窗墻比的大小對能耗有很大影響（由于外窗的傳熱系數(shù)一般來說比外墻小很多，影響護結(jié)構(gòu)的綜合傳熱）。隨著窗墻面積比的增大，外窗的傳熱系數(shù)要求更小，以達到相近的節(jié)能效果。不同朝向、不同平均窗墻面積比的外窗傳熱系數(shù)見表1。
同樣，窗墻比對護結(jié)構(gòu)的綜合隔聲能力也是有很大影響的。窗戶的隔聲性能不好，如果窗戶的面積不大，隔聲性能與窗面積大、隔聲性能非常好的窗幾乎差不多（見表2）。
由此可見，在適當(dāng)范圍內(nèi)減小窗墻比可使節(jié)能和隔聲均更易滿足要求。
b.窗體材料：節(jié)能方面，湖南地區(qū)窗框材料木、塑料、斷熱鋁合金優(yōu)于鋼、鋁合金（見表3）。但木、塑料非現(xiàn)代建筑所青睞，斷熱鋁合金由于造價較高，使得鋁合金成為應(yīng)用最為廣泛的窗框材料，同時采用復(fù)合層玻璃（如中空玻璃窗）等方法提高窗的節(jié)能效果。
隔聲方面，同濟大學(xué)聲學(xué)研究所對于不同的窗框材料的隔聲性能做了測試，可從其實測結(jié)果得出結(jié)論：鋁合金窗框與塑鋼窗框在1KHz以下，兩者隔聲量基本接近，但鋁合金窗框在中高頻隔聲性能優(yōu)于塑鋼窗。而關(guān)于玻璃，我們知道可以單純增加玻璃厚度來提高隔聲量。但在實際應(yīng)用中，往往使用復(fù)合層玻璃來替代，可以取得窗扇重量大為減輕的優(yōu)點。在隨復(fù)合層玻璃的變化，隔聲性能的數(shù)據(jù)對比中，可以得出一個很有實用意義的結(jié)果，即在玻璃+空氣層+玻璃的復(fù)合層中，單層玻璃的厚度宜控制在4~6mm，空氣層厚度約在10mm左右。經(jīng)過對比，若節(jié)能設(shè)計時的采取相近的中空玻璃參數(shù)，可以取得節(jié)能和隔聲兩方面的效果。
c.雙層窗：雙層窗對節(jié)能和隔聲都有利，雙窗的間距受到建筑物外墻厚度的限制，可供采用的間距一般為10cm左右。實驗測量表明，雙窗間隔10cm的計權(quán)隔聲量為33dB。在雙窗間隔作吸聲處理后，其隔聲量達36dB。隔聲效果較好，而雙層普通玻璃窗的節(jié)能效果可見表3，而從造價來說，雙層窗的工程造價約為復(fù)合玻璃窗的50%。
3.2.2住宅外門及陽臺門
湖南地區(qū)住宅外門及陽臺門在節(jié)能設(shè)計中可采用多功能戶門（具有保溫、隔聲、防盜等功能）及夾板門等。夾板門一般中間填充玻璃棉或礦棉等作為保溫材料，而玻璃棉或礦棉等同時也是吸聲材料，節(jié)能設(shè)計中應(yīng)用較多的如：雙層金屬門板，中間填充15mm厚玻璃棉板，可考慮適當(dāng)增加填充厚度來提高隔聲量。而門的密縫處理對于門的隔聲也有很大影響，在防止空氣滲透上也能起一定作用。
4建筑綠化
建筑綠化在節(jié)能上的含義及作用已是眾所周知的，而利用綠化減弱噪聲，也是常用的噪聲控制方法。
4.1節(jié)能方面，綠化可以調(diào)節(jié)溫度，尤其是降低夏季溫度，樹木枝葉形成濃蔭可以遮擋太陽輻射和地面、墻面和相鄰物的反射熱。經(jīng)過測試，夏季林地及草坪的氣溫與普通場地氣溫比較，平均降溫值約為2.5~3℃。而西墻外有綠化的房間的室溫低于無綠化的房間約3℃，同時在11~16時段內(nèi)的升溫速率有綠化房間也明顯優(yōu)于無綠化房間。不同的建筑綠化布置方法對節(jié)能均能起到一定效果。如：臨街綠化，樓間綠化，樓旁綠化，建筑本體綠化等。
4.2減噪方面，在噪聲源與建筑之間的大片草坪或是種植由高大常綠喬木與灌木組成的足夠?qū)挾惹覞饷艿木G化帶，是減弱噪聲干擾的措施之一。值得注意的是，運用綠化來防止和減少噪聲對建筑的干擾時，應(yīng)考慮到噪聲的衰減量隨植物配置方式、樹種及噪聲的頻率范圍的變化而變化。一般來說，綠化對于低頻噪聲的隔聲能力優(yōu)于高頻；混植林帶的隔聲能力優(yōu)于純植林帶；而植物本身的吸聲能力，一般以葉面粗糙、面積大、樹冠濃密的為強。在建筑綠化布置方法上，臨街綠化對減噪的作用較大。在道路邊設(shè)置1.8~2.4m寬的灌木綠帶+6m寬的大喬木綠帶，其隔聲量可達8~10dB。
湖南地區(qū)的植物基本屬于常綠植物，以香樟最為常見，香樟屬于常綠喬木，一般來說，可形成濃密的樹冠及濃蔭，在建筑綠化中以香樟與灌木綠帶的結(jié)合布置較為普遍，設(shè)計得當(dāng)，在節(jié)能與減噪方面均能產(chǎn)生效果和作用。
參考文獻：
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針對具體建設(shè)項目編制質(zhì)量控制方案，方案要抓住質(zhì)量控制點，重視事前控制，有可操作性;五方主體共同組建質(zhì)量控制團隊，各專業(yè)人員配備合理，能密切合做;在項目建設(shè)過程中，一定要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)建設(shè)程序，始終堅持先勘察后設(shè)計再施工的原則，避免出現(xiàn)邊勘察和邊設(shè)計以及邊施工現(xiàn)象的發(fā)生。同時實施分段質(zhì)量控制管理，避免因為返工導(dǎo)致質(zhì)量下降，出現(xiàn)工期延誤和造價提高等問題。
1．2嚴(yán)格控制材料與設(shè)備質(zhì)量
應(yīng)該深入施工現(xiàn)場，針對各種材料與設(shè)備實施嚴(yán)格質(zhì)量檢驗，利用數(shù)據(jù)說話，絕不可應(yīng)用不合格產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，建材市場中存在大量偽劣產(chǎn)品。對此，若想保證工程建設(shè)質(zhì)量，就一定要嚴(yán)格控制材料與設(shè)備質(zhì)量。對于工程建設(shè)項目而言，一般情況下會應(yīng)用許多建筑材料，比如鋼筋和水泥等，提升工程建設(shè)質(zhì)量，就一定要加強應(yīng)用材料的管理，唯有合格的材料才可以應(yīng)用在工程建設(shè)項目中。
1．3加強工序質(zhì)量控制，建立質(zhì)量控制點，對質(zhì)量完成嚴(yán)格檢查
工程建設(shè)項目的施工階段直接決定著工程的整體施工質(zhì)量，因此其是質(zhì)量控制管理的重要階段。各個項目在開工之前，一定要明確項目責(zé)任班子與現(xiàn)場代表，對圖紙進行嚴(yán)格會審。在進行施工時，若是發(fā)現(xiàn)質(zhì)量存在問題就一定要進行及時修改，一般狀況下，需要定期實施一次質(zhì)量檢查，各道工序必須進行有效檢查，同時要求各方相關(guān)負責(zé)人參與，針對檢查過程中存在的問題一定要及時整改，若是未進行修改或是整改后難以滿足需求的，不可以進入下一道工序，從而有效提升施工質(zhì)量。另外，以工序質(zhì)量控制管理作為核心，創(chuàng)建質(zhì)量控制點，主要指各道工序一定要實施嚴(yán)格質(zhì)量檢查，不可馬虎大意。并且對施工質(zhì)量進行評價，可以確保工程施工質(zhì)量。針對施工驗收并未滿足標(biāo)準(zhǔn)需求的項目，一定要進行返工，且不可進入下一道工序，尤其是基礎(chǔ)和主體工程，而且其它相關(guān)項目也必須進行嚴(yán)格的質(zhì)量管理控制。
2工程建設(shè)過程中施工工期控制管理
在施工之前，承建商一定要深入分析設(shè)計圖紙，對施工現(xiàn)場進行勘察，依據(jù)流水施工方式制定切實可行的施工進度計劃表。由于工期的長短嚴(yán)重影響承建商社會效益與經(jīng)濟效益。因此承建商必須有效加強施工工期的控制管理，從而合理縮短工期。為了可以有效控制管理施工進度，承建商相關(guān)技術(shù)工作人員必須制定具體、科學(xué)的施工精度計劃表，同時嚴(yán)格依據(jù)施工進度計劃表進行施工，同時建設(shè)企業(yè)必須要有效配合承建商，不斷督促承建商依據(jù)合同相關(guān)要求及時籌劃建設(shè)成本，不可以由于資金不到位嚴(yán)重影響工期。近些年來，大部分工程建設(shè)項目由于資金存在問題而發(fā)生設(shè)計變更等現(xiàn)象，直接影響施工工期，導(dǎo)致承建商難以依據(jù)施工進度計劃表進行施工。而縮短施工工期不但為工程建設(shè)項目的提前應(yīng)用創(chuàng)造了可能性，還可以在一定程度上提升施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。對此，一定要制定科學(xué)、切實可行的施工進度方案，加強施工技術(shù)管理與質(zhì)量管理，防止因為技術(shù)和質(zhì)量問題嚴(yán)重影響施工進度，尤其是基礎(chǔ)性工程與支護工程。對此設(shè)計單位與承建商以及建設(shè)企業(yè)等完成磋商，加強施工方案和施工方式等的深入研究，從而選取安全可靠以及節(jié)省成本的施工方案。除此之外，還應(yīng)該加強材料供應(yīng)和機械設(shè)備管理，從而確保施工正常進行。
3工程建設(shè)過程中的成本控制
施工單位投標(biāo)報價主要依據(jù)設(shè)計施工圖紙編制，若是施工圖紙設(shè)計不健全，在投標(biāo)報價中會產(chǎn)生很多暫估價，在施工過程中會發(fā)生很多變更，都會導(dǎo)致工程量發(fā)生變化，進而造成工程造價發(fā)生較大的波動。在進行工程結(jié)算時，導(dǎo)致造價提高的要素比較多，除去設(shè)計變更外，工程簽證也是導(dǎo)致工程造價提高的重要因素，所以一定要嚴(yán)格簽證制度，嚴(yán)格審核簽證的必要性、真實性，施工單位為追求最大的利潤，在工程索賠上會下很大的功夫，所以對于工程簽證一定要嚴(yán)把關(guān);針對價格變動相對比較大的建筑材料應(yīng)該在購買前征求設(shè)計與甲方的認可，同時由建設(shè)企業(yè)簽證價差之后才可以購買。工程建設(shè)過程中工期、造價以及質(zhì)量是工程的核心要素，若想保證質(zhì)量、縮短工期、降低，就一定要科學(xué)處理各方之間的關(guān)系。在工程建設(shè)采用總承包狀況下，甲方和乙方關(guān)系并非是單純的雙方關(guān)系，身為甲方不僅要保證工程建設(shè)質(zhì)量，還應(yīng)該為承建商經(jīng)濟效益考慮。同時乙方不但要提升自己的經(jīng)濟效益，還必須提升工程質(zhì)量，建設(shè)優(yōu)良工程，從而提升自己聲譽。因此，甲方和乙方處理問題過程中應(yīng)該相互理解。
1概述
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經(jīng)不僅僅滿足于有電用，良好的供電質(zhì)量和服務(wù)水平，成為社會對供電企業(yè)要求的重要部分。在電力管理發(fā)展過程中，原來以拉閘限電為目的的負荷控制正逐漸向用電管理方向過渡，電力企業(yè)為提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平，需要有一套完善的用電側(cè)電能管理系統(tǒng)，對與用戶直接相關(guān)的低壓電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時掌握低壓配電網(wǎng)運行的情況，適時根據(jù)供電需求的增長調(diào)整電網(wǎng)負荷，及時發(fā)現(xiàn)和定位電網(wǎng)故障，發(fā)現(xiàn)異常供電和異常線損，杜絕供電隱患。低壓配電監(jiān)控裝置是整套用電側(cè)電能管理系統(tǒng)中的最重要的一個環(huán)節(jié)，它一般以低壓網(wǎng)中的配變?yōu)楸O(jiān)測對象，使電力部門及時了解設(shè)備運行狀況，為線損分析、負荷預(yù)測、電壓合格率、配電規(guī)劃等提供科學(xué)的依據(jù)。
2配電監(jiān)控裝置在用電側(cè)電能管理中的應(yīng)用
長期以來，低壓配電網(wǎng)絡(luò)一直是供電系統(tǒng)運行可靠性的薄弱環(huán)節(jié)之一，一些配電變壓器和配電線路因過載發(fā)熱、線損率高、電壓質(zhì)量合格率低等，既容易燒毀設(shè)備，也容易危及低壓電網(wǎng)安全可靠運行，而這些故障卻常常被人們忽視，為此，原能源部規(guī)定各基層單位要定期上報電壓質(zhì)量合格率和作配電網(wǎng)的可靠性統(tǒng)計，并在"用電管理信息技術(shù)規(guī)范"中明確提出要掌握配電網(wǎng)絡(luò)負荷情況及重點用戶的年、季、月、日各種負荷曲線等重要信息。但多年來，由于低壓配電網(wǎng)絡(luò)缺乏這方面的自動化檢測手段，一般都在每年或每季的幾個典型日，由工作人員用鉗式電流表逐個測量配電裝置負荷的簡單方法，結(jié)果是費時費工，既不能反映真實情況，也不能解決實際問題。為此，研發(fā)、推廣一系列低壓配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控裝置儀表是十分必要的。
2.1配電監(jiān)控裝置硬件構(gòu)成與工作原理
該類儀表的系統(tǒng)構(gòu)成一般由電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理及控制模塊、顯示模塊、CPU模塊和通訊模塊五大部分組成。模塊化的設(shè)計使得該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、便于維護與升級。儀表在工作時，對低壓配電房內(nèi)低壓配電柜的三相電壓、三相電流分別取樣后，送到放大電路進行緩沖放大，再由A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，送到CPU進行處理，CPU將處理過的數(shù)據(jù)根據(jù)需要送至顯示部分、通訊部分等數(shù)據(jù)輸出單元。
2.2配電監(jiān)控裝置的功能描述
(1)測量、顯示及存儲功能：
在工作中，配電監(jiān)控裝置對低壓配電柜內(nèi)的各種電壓、電流進行采樣后，經(jīng)過計算模塊，將電流、電壓、頻率、有功和無功功率、功率因數(shù)、電能量、環(huán)境溫度等各類數(shù)據(jù)傳輸給CPU或DSP，進行數(shù)據(jù)處理，這樣最終得到的電網(wǎng)狀態(tài)信息將會通過顯示模塊反映給工作人員進行數(shù)據(jù)的讀取，對于那些需要存儲的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會將其存儲在大容量的存儲器中。
(2)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集及遠程通訊功能：
目前，這類儀表除了可以利用手抄機對測量所得數(shù)據(jù)進行手工抄表外，一般還可以擴展各種通訊接口，支持RS232、RS485、ISDN等多種通訊協(xié)議，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集效率更高、操作更簡單。隨著USB技術(shù)的日漸成熟，利用電子盤進行數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集已經(jīng)成為可能。這種方式具有傳輸誤碼率低、采集速度快、成本低廉等優(yōu)點，比較適合于目前我國電力系統(tǒng)的需要。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程通訊方面，可以利用監(jiān)控裝置的RS232、RS485通訊接口與光端機聯(lián)系，通過光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程通訊；還可以在監(jiān)控裝置表內(nèi)置一個modem通訊模塊，通過固定電話網(wǎng)絡(luò)撥號連接的方式訪問監(jiān)控裝置，進行遠程數(shù)據(jù)采集；更新的技術(shù)是在監(jiān)控裝置內(nèi)置GPRS通訊模塊，使監(jiān)控裝置成為一個GPRS終端，管理中心便可以利用移動通訊的GPRS網(wǎng)絡(luò)進行遠程數(shù)據(jù)采集。
(3)停電抄表和電路保護功能：
在停電或設(shè)備電源模塊發(fā)生故障時，工作人員仍然可能需要對測控儀數(shù)據(jù)存儲器進行讀取操作，因此監(jiān)控裝置應(yīng)設(shè)有備用電源接口，從而實現(xiàn)測控儀存儲的數(shù)據(jù)在任何時候都可以供讀取。此外存儲器還應(yīng)具備靜態(tài)存儲功能，保證在停電時，數(shù)據(jù)可以有效的保存在內(nèi)部存儲單元，而不會丟失。測控儀應(yīng)配置過流、過壓保護元件，可以對短路、過載或過壓狀況進行自動保護。
(4)動態(tài)無功補償功能：
在低壓配電網(wǎng)中，尤其對公用配變臺區(qū)，由于負荷的分散性和用電的不定期性等因素，決定了其三相電流及無功功率很難分配得完全平衡，在此方面，利用低壓配電監(jiān)控裝置的動態(tài)無功補償功能，可實現(xiàn)對電容器組的智能投切。監(jiān)控系統(tǒng)的控制軟件可以在配電網(wǎng)的多種接線方式下，通過中央處理器來控制電容器的投切開關(guān)，實現(xiàn)補償功能。當(dāng)需要進行無功補償時，配變運行的三相無功電流及三相電壓輸入到無功補償控制器的模塊，無功補償控制器根據(jù)配變當(dāng)時需要補償無功量，決定補償電容的投入或切除。
(5)數(shù)據(jù)綜合處理功能：
配電監(jiān)控裝置還應(yīng)具備配套的后臺管理軟件，幫助用電管理中心的工作人員對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析。目前此類管理軟件的主要功能一般包括報表分析(日報表，月報表，年報表)；采集記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計；電壓、電流等參數(shù)曲線的繪制；無功補償?shù)碾娙萜魍肚袪顟B(tài)分析等。
通過后臺管理軟件對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與計算，工作人員可以根據(jù)軟件分析結(jié)果，及時調(diào)整配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全運行。
2.3監(jiān)控系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計
配電監(jiān)控軟件的設(shè)計一般包括兩個部分：配電監(jiān)控裝置控制軟件和后臺管理軟件。本文重點介紹配電監(jiān)控裝置控制軟件的設(shè)計流程和實現(xiàn)功能。系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分遵循模塊化的設(shè)計方法，以便于調(diào)試。
系統(tǒng)復(fù)位以后，硬件電路便開始對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行采集，根據(jù)GB檢驗規(guī)范采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)該在規(guī)定范圍以內(nèi)，CPU根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)來判斷數(shù)據(jù)是否達到規(guī)范，若采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，程序返回到初始化部分重新開始。若這樣循環(huán)一定的次數(shù)，那么系統(tǒng)便會發(fā)出報警信號來提示技術(shù)人員檢修，否則，CPU便對得到的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進行各種計算并存儲。接下來顯示程序便將準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)通過LCD或數(shù)碼顯示模塊顯示出來。系統(tǒng)監(jiān)測到電網(wǎng)電壓、電流的不平衡，便會通過程序進行自動補償。這樣，一次操作完成后，程序便返回到采集部分，進入循環(huán)狀態(tài)，直到系統(tǒng)被重新復(fù)位。
3配電綜合監(jiān)控裝置在用電側(cè)電能管理系統(tǒng)中的作用
隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電力供需矛盾發(fā)生了很大的變化，特別是隨著電力企業(yè)改革的進一步加速，如何利用高新科技手段來適應(yīng)市場經(jīng)濟，如何提高效率，降低成本，實現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)，已經(jīng)成為實現(xiàn)用電營銷現(xiàn)代化的重要任務(wù)。利用現(xiàn)代化的配電監(jiān)控手段對用電網(wǎng)絡(luò)進行實時監(jiān)測與控制，可給用電管理提供直接的、便利的技術(shù)支持，為負荷預(yù)測、電網(wǎng)規(guī)劃、電力調(diào)度、用電營銷管理、營銷服務(wù)水平、用電檢查、電能計量管理等提供科學(xué)的分析依據(jù)。在此，我們把配電綜合監(jiān)控裝置在電能負荷管理系統(tǒng)中的作用歸納為以下6點：
(1)為及時了解電力市場需求，合理進行電力資源配置提供了有效的數(shù)據(jù)資料。
(2)幫助電力企業(yè)更好地為客戶服務(wù)，從而制定長遠的營銷策略，提高電力資源的配置效率。
(3)利用遠程通信功能，可以推動用戶遠程抄表的普及工作。
(4)利用軟件管理系統(tǒng)，為配網(wǎng)管理系統(tǒng)提供實時的用戶用電信息，提高配網(wǎng)管理水平，為配網(wǎng)運行、維護和用戶接入提供分析、決策依據(jù)。
(5)配套使用的管理軟件，可以強化計量裝置的工況監(jiān)視，防止竊電和因裝置故障而漏抄電量。
2系統(tǒng)架構(gòu)與功能
2.1系統(tǒng)架構(gòu)
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)包括拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)分析處理平臺兩個部分。前端數(shù)據(jù)采集完成拌和機生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，可在有線或無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成采集數(shù)據(jù)的實時上傳，保證數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)分析處理平臺采用先進的軟件架構(gòu)、工作流開發(fā)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，完成對拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)整合、挖掘、分析和處理，有良好的系統(tǒng)兼容性，可與鐵路工程建設(shè)應(yīng)用平臺無縫對接，完成上傳數(shù)據(jù)的分類、查詢、管理、統(tǒng)計、報警提醒和圖表展示，實現(xiàn)生產(chǎn)管理和質(zhì)量監(jiān)督功能，系統(tǒng)軟件界面友好、操作簡便、有效實用、安全可靠。
2.2系統(tǒng)組成
2.2.1前端數(shù)據(jù)采集模塊
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)的前端數(shù)據(jù)釆集模塊實現(xiàn)拌和機生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時采集，并根據(jù)拌和站現(xiàn)場情況利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)上傳，將采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)整合和挖掘，提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，將實時拌和的盤信息等原材料用量等信息關(guān)聯(lián)起來，形成拌和站生產(chǎn)圖表完成數(shù)據(jù)輸出，同時在數(shù)據(jù)分析處理平臺上進行圖形化展示。前端數(shù)據(jù)采集終端軟件現(xiàn)可支持多種拌和站設(shè)備廠家的數(shù)據(jù)庫，具有很強的兼容性，可運行在Windows操作系統(tǒng)的拌和站生產(chǎn)控制主機上，無需啟動，自動完成數(shù)據(jù)匹配、釆集和上傳功能，并與既有的拌和站生產(chǎn)系統(tǒng)不產(chǎn)生軟件沖突。
2.2.2數(shù)據(jù)上傳模塊
根據(jù)現(xiàn)場實際應(yīng)用情況，大多數(shù)拌和站地處偏遠，連接有線網(wǎng)絡(luò)成本過高，因此多釆用無線GPRS網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的實時上傳，為此，我們采用無線透傳技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的安全性和不可篡改性，利用無線透傳設(shè)備DTU�研發(fā)出拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集終端軟件，通過無線透傳技術(shù)完成數(shù)據(jù)傳輸。由生產(chǎn)數(shù)據(jù)釆集模塊釆集到的數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳至后端數(shù)據(jù)分析處理平臺。在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用數(shù)據(jù)加密方法，保證原始數(shù)據(jù)的安全性和嚴(yán)肅性。同時，現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)也將上傳至鐵路總公司的鐵路工程建設(shè)信息化平臺
2.2.3數(shù)據(jù)分析與處理平臺
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)通過后端的數(shù)據(jù)分析處理模塊實現(xiàn)對拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合、挖掘，從而完成拌和時間和原材料用量的動態(tài)監(jiān)測、生產(chǎn)情況和超標(biāo)情況的查詢統(tǒng)計、拌和站產(chǎn)能分析[3]、原材料誤差分析、數(shù)據(jù)圖表展示和安全預(yù)警等基本功能。該模塊為整個系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，起到將拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)充分利用轉(zhuǎn)換為可視化、信息化的輸出結(jié)果的重要任務(wù)。通過將數(shù)據(jù)與拌和站生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)需求相結(jié)合，還可實現(xiàn)原材料進場管理、成本核算、人員管理、拌和車輛管理等擴展功能，全方位的鐵路工地拌和站的業(yè)務(wù)流程信息化、標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)揮信息化技術(shù)優(yōu)勢，保證混凝土拌和質(zhì)量。
2.3系統(tǒng)功能
鐵路工程對混凝土質(zhì)量要求嚴(yán)格，其質(zhì)量關(guān)系到工程建設(shè)的各個方面，是工程建設(shè)質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。因此，對拌和站生產(chǎn)過程的監(jiān)測尤為重要，是保證施工質(zhì)量和安全重要手段。鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用滿足業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)利用無線傳輸和數(shù)據(jù)釆集、分析處理等信息化手段，為混凝土拌和生產(chǎn)過程的監(jiān)測提供數(shù)據(jù)依據(jù)和支持。該系統(tǒng)具有如下功能：
2.3.1數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集模塊利用安裝在拌和機管理主機上的釆集終端軟件，對不同廠家拌和機數(shù)據(jù)庫進行讀取，實現(xiàn)對拌和機生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。采集終端軟件可實現(xiàn)拌和機廠家、數(shù)據(jù)源、釆集時間間隔、目標(biāo)主機和拌和站所在線路（包括：線路、標(biāo)段、工區(qū)、站名和拌和機編號）的選擇。該終端軟件支持開機自動啟動、自動保存和斷點續(xù)傳等功能，可兼容30多家拌和機生產(chǎn)廠家的拌和機數(shù)據(jù)庫，軟件運行與拌和機生產(chǎn)環(huán)節(jié)無沖突，應(yīng)用效果良好。
2.3.2數(shù)據(jù)上傳
前端數(shù)據(jù)釆集終端軟件獲得的數(shù)據(jù)通過無線透傳模塊DTU上傳至后端數(shù)據(jù)分析處理平臺。DTU模塊內(nèi)置無線上網(wǎng)卡，通過無線網(wǎng)絡(luò)對釆集到的數(shù)據(jù)進行實時傳輸，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的斷網(wǎng)續(xù)傳，整個傳輸過程通過密鑰進行加密，確保數(shù)據(jù)的嚴(yán)肅性、安全性和實時性。
2.3.3動態(tài)監(jiān)測
實現(xiàn)對拌和時間、拌和材料用量的監(jiān)測，通過柱狀圖和折線圖更直觀、更形象的展示拌和時間和材料用量的走勢，當(dāng)監(jiān)測麵纖規(guī)定閾值時啟動短信報警功能，獨碰雜差信息，便于統(tǒng)計分析和比較。
2.3.4統(tǒng)計查詢分析
統(tǒng)計分析包括產(chǎn)能分析、拌和時間查詢、拌和材料查詢、材料誤差分析功能，分別通過產(chǎn)能分析圖、拌和時間走勢圖、材料用量走勢圖、材料誤差走勢圖與相關(guān)記錄結(jié)合展示。
2.3.5權(quán)限管理
支持對鐵路總公司、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等參建單位的不同職責(zé)進行權(quán)限的分配；支持功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限的賦權(quán)管理，實現(xiàn)不同資源控制的組和式訪問控制與授權(quán)管理。
2.3.6數(shù)據(jù)圖表展示
依照國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對動態(tài)監(jiān)測的拌和時間、拌和材料用量、產(chǎn)能分析和材料誤差分析等進行圖表的輸出展示，包括柱狀圖、餅狀圖和數(shù)據(jù)曲線圖等形式。
2.3.7原材料進場管理
系統(tǒng)可實現(xiàn)原材料進場管理擴展功能，對混凝土拌和所需原材料如水泥、粗骨料、細骨料、粉煤灰、外加劑的產(chǎn)地、生產(chǎn)廠家、重量、規(guī)格、級別、進場時間、質(zhì)量情況、抽檢復(fù)試情況等進行管理,從混凝土生產(chǎn)源頭嚴(yán)抓質(zhì)量，保證安全。
2.3.8成本核算
系統(tǒng)通過對鐵路工地拌和站生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過程控制，結(jié)合原材料的進場和使用情況，實現(xiàn)拌和站成本核算功能，作為拌和站信息化管理的擴展功能，具有非?，F(xiàn)實的意義[4]。成本核算包括拌和站生產(chǎn)過程基本信息的管理；各種原材料和輔助材料（如動力能源材料）的統(tǒng)計和明細；生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)用車、設(shè)備配件、低值易耗品和設(shè)備外修的統(tǒng)計和明細，結(jié)合拌和站生產(chǎn)業(yè)務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)對拌和站生產(chǎn)成本的核算功能。
2.3.9安全預(yù)譬
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)的后端數(shù)據(jù)處理平臺還具有安全預(yù)警功能，釆用分級報警模式，針對原材料用量的超標(biāo)，將線路名稱、標(biāo)段名稱、拌和站名稱、盤信息和預(yù)警日期等內(nèi)容以手機短信的形式通知相關(guān)人員[5]。采集到的拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)的分析統(tǒng)計，對于拌和時間、原材料用量、產(chǎn)能分析和原材料用料誤差等內(nèi)容，會同相關(guān)技術(shù)人員進行專業(yè)技術(shù)分析，對于超標(biāo)值特別大的異常數(shù)據(jù)，還將進行遠程專家會審，通過專家鑒定得出結(jié)論，釆取進一步的現(xiàn)場控制和施工安全問題的處理。
2.4系統(tǒng)創(chuàng)新點
(1)釆用先進的軟件架構(gòu)和工作流開發(fā)技術(shù)
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)基于SOA服務(wù)模式，采用插件組件開發(fā)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等先進技術(shù)，符合鐵路工程建設(shè)信息化整體框架要求，能與鐵路工程建設(shè)數(shù)據(jù)和應(yīng)用平臺無縫對接和上傳數(shù)據(jù)；采用監(jiān)控組態(tài)開發(fā)技術(shù)，面向?qū)ο蟮膭討B(tài)圖形開發(fā)技術(shù)，實時和歷史數(shù)據(jù)的記錄和趨勢圖形化展現(xiàn)技術(shù)，高性能的I/O設(shè)備驅(qū)動接口開發(fā)技術(shù)。各功能模塊子系統(tǒng)可靈活組合，滿足不同鐵路工程建設(shè)的各種應(yīng)用需求。
(2)實現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控和生產(chǎn)管理集成一體化
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)針對鐵路總公司、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等質(zhì)量監(jiān)控功能以外，還開發(fā)針對施工單位拌和站混凝土生產(chǎn)的管理功能,包括原材料進場管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、成本核算、施工日志管理、人員管理以及攪拌車的車輛管理等功能，實現(xiàn)拌和站質(zhì)量監(jiān)控和生產(chǎn)管理集成一體化。
(3)實現(xiàn)拌和站數(shù)據(jù)管理手段多樣化
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)的質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)采集釆用拌和機數(shù)據(jù)庫讀取和原材料儀表傳感器釆集等信息釆集方式’方式靈活、真實可靠[6]。
(4)建立拌和站數(shù)據(jù)信息處理和交互統(tǒng)一平臺
建立拌和站統(tǒng)一信息處理與交互平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一管理、生產(chǎn)情況實時把控、質(zhì)量監(jiān)督全面推廣，并可完成拌和站及試驗室的信息共享和數(shù)據(jù)交互，平臺兼容性和可靠性強，可與鐵路工程建設(shè)數(shù)據(jù)和應(yīng)用平臺無縫對接和上傳數(shù)據(jù)。
3質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
鐵路工地混凝土拌和站質(zhì)量監(jiān)控及生產(chǎn)管理系統(tǒng)由鐵科院電子所于2010年研發(fā)，分為前端監(jiān)測數(shù)據(jù)釆集終端模塊和后端拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析處理與預(yù)警模塊。系統(tǒng)釆用無線透傳、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)挖掘等信息化技術(shù)手段，實現(xiàn)拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動釆集和實時上傳；釆集數(shù)據(jù)的整合、挖掘、分析與處理；海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計查詢、報表展示、安全預(yù)警等功能，同時可接入鐵路工程建設(shè)信息平臺，通過試點應(yīng)用得到用戶大量反饋信息，經(jīng)過多次改版升級。本系統(tǒng)已在東北、華北、華東片區(qū)大量投入使用。其中，前端用于釆集拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的終端軟件采用無線透傳技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可兼容主流品牌的30多種拌和機，并不與拌和機生產(chǎn)過程沖突。
這節(jié)課，我們要在掌握了空氣的上述性質(zhì)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)研究空氣的另一條性質(zhì)，這條性質(zhì)需要通過同學(xué)們觀察、實驗自己探索出來。
二、觀察實驗，學(xué)習(xí)新知師：（出示空文具盒）問：文具盒里有文具嗎？師講述：文具盒里沒有文具，這塊空著的地方叫做空間。
師：將鉛筆放滿文具盒，問：同學(xué)們看一看現(xiàn)在誰占據(jù)了文具盒的空間？
師：（出示書包并裝滿文具）同學(xué)們再看一樣你們熟悉的東西，問：“書包里有什么？誰占據(jù)著什么？”（找三個學(xué)生說，然后給予評價）
師：同學(xué)們看老師在干什么？（教師往燒杯里倒?jié)M水）師講述：鉛筆、學(xué)習(xí)用具、水占據(jù)空間，其實在日常生活中還有很多很多的物體占據(jù)著空間，你能舉幾個例子嗎？（學(xué)生說完后，給予鼓勵）
師問：以上的事實說明了什么？（學(xué)生回答，教師板書：物體都要占據(jù)空間）
師：（出示一塊板擦，一個砝碼）問：它們所占據(jù)空間的大小一樣嗎？
師講述：所以準(zhǔn)確地說應(yīng)是物體都要占據(jù)一定的空間。這個“一定”指物體的大小，物體占據(jù)空間的大小叫體積。（將上述板書補充完整）師：現(xiàn)在你們自己親手做個實驗，用實驗來驗證：“物體都要占據(jù)一定的空間”這一結(jié)論。請同學(xué)們看實驗步驟。
1．實驗步驟：（掛出小黑板）。
（1）把燒杯放在盤子里。
（2）往燒杯里倒?jié)M水。
（3）用手提著拴著砝碼的線。
（4）把砝碼慢慢放入裝滿水的燒杯中。
2．找一名學(xué)生大聲朗讀實驗步驟，教師提醒學(xué)生，水要倒?jié)M，放砝碼時要慢。
3．要求：帶著問題進行實驗，出示觀察思考題：
（1）實驗中，你看到了什么現(xiàn)象？
（2）你怎么解釋這種現(xiàn)象？
4．匯報實驗結(jié)果。師導(dǎo)引：由上面的觀察實驗，我們知道了固體形態(tài)的砝碼和液體形態(tài)的水都要占據(jù)一定的空間，那么氣體形態(tài)的空氣是不是也要占據(jù)一定的空間呢？現(xiàn)在我們就帶著這個問題做幾個有趣的實驗。
1．掛出小黑板，出示實驗步驟：
實驗一：①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子提出水面，用毛巾擦杯口。觀察，你看到了什么現(xiàn)象？
2．找一名學(xué)生朗讀實驗步驟。
3．教師進行演示實驗。
4．學(xué)生分組實驗。
5．學(xué)生匯報實驗結(jié)果：紙團沒濕。下面請同學(xué)們再做一個實驗，請看小黑板：
實驗二：
①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子慢慢傾斜。學(xué)生匯報實驗結(jié)果：把紙團緊緊塞壓玻璃杯底部，把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，然后把杯子慢慢傾斜時，看到有氣泡冒出，紙團濕了。
師：下面請同學(xué)們討論小黑板上的問題：
①你怎么解釋這兩種現(xiàn)象？
②實驗說明了什么？學(xué)生匯報討論結(jié)果：第一次把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，把杯子提出水面，發(fā)現(xiàn)紙團沒濕，說明水沒有進到杯子里去?？諝庹紦?jù)了玻璃杯的空間。第二次把玻璃杯倒立壓入水槽里，把杯子傾斜時，發(fā)現(xiàn)紙團濕了，還有氣泡從杯子里跑出來，說明水進到杯子里去了，空氣讓出了部分空間。這兩個實驗說明了“空氣占據(jù)空間”。師：通過這個實驗，我們知道了空氣占據(jù)杯子的空間，下面我們再做一個實驗，驗證這個結(jié)論。
實驗三：
①拿一只瓶子。
②瓶口塞緊帶漏斗的塞子。
③把水倒進漏斗里。
學(xué)生匯報觀察結(jié)果：發(fā)現(xiàn)水沒進到瓶子里。
師點撥：把塞子塞緊時看到水沒進到瓶子里，下面把塞子松一松，試一試結(jié)果會怎樣呢？同時思考為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？學(xué)生匯報實驗結(jié)果：當(dāng)把塞子松動后，水流進瓶子里去了。瓶口塞緊時，空氣跑不出來，水流不進去，說明空氣占據(jù)瓶子的空間。瓶塞松動后，空氣跑了出來，讓出了一部分空間，水流進去了，也說明空氣占據(jù)瓶子的空間。
這節(jié)課，我們要在掌握了空氣的上述性質(zhì)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)研究空氣的另一條性質(zhì)，這條性質(zhì)需要通過同學(xué)們觀察、實驗自己探索出來。
二、觀察實驗，學(xué)習(xí)新知師：（出示空文具盒）問：文具盒里有文具嗎？師講述：文具盒里沒有文具，這塊空著的地方叫做空間。
師：將鉛筆放滿文具盒，問：同學(xué)們看一看現(xiàn)在誰占據(jù)了文具盒的空間？
師：（出示書包并裝滿文具）同學(xué)們再看一樣你們熟悉的東西，問：“書包里有什么？誰占據(jù)著什么？”（找三個學(xué)生說，然后給予評價）
師：同學(xué)們看老師在干什么？（教師往燒杯里倒?jié)M水）師講述：鉛筆、學(xué)習(xí)用具、水占據(jù)空間，其實在日常生活中還有很多很多的物體占據(jù)著空間，你能舉幾個例子嗎？（學(xué)生說完后，給予鼓勵）
師問：以上的事實說明了什么？（學(xué)生回答，教師板書：物體都要占據(jù)空間）
師：（出示一塊板擦，一個砝碼）問：它們所占據(jù)空間的大小一樣嗎？
師講述：所以準(zhǔn)確地說應(yīng)是物體都要占據(jù)一定的空間。這個“一定”指物體的大小，物體占據(jù)空間的大小叫體積。（將上述板書補充完整）師：現(xiàn)在你們自己親手做個實驗，用實驗來驗證：“物體都要占據(jù)一定的空間”這一結(jié)論。請同學(xué)們看實驗步驟。
1．實驗步驟：（掛出小黑板）。
（1）把燒杯放在盤子里。
（2）往燒杯里倒?jié)M水。
（3）用手提著拴著砝碼的線。
（4）把砝碼慢慢放入裝滿水的燒杯中。
2．找一名學(xué)生大聲朗讀實驗步驟，教師提醒學(xué)生，水要倒?jié)M，放砝碼時要慢。
3．要求：帶著問題進行實驗，出示觀察思考題：
（1）實驗中，你看到了什么現(xiàn)象？
（2）你怎么解釋這種現(xiàn)象？
4．匯報實驗結(jié)果。師導(dǎo)引：由上面的觀察實驗，我們知道了固體形態(tài)的砝碼和液體形態(tài)的水都要占據(jù)一定的空間，那么氣體形態(tài)的空氣是不是也要占據(jù)一定的空間呢？現(xiàn)在我們就帶著這個問題做幾個有趣的實驗。
1．掛出小黑板，出示實驗步驟：
實驗一：①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子提出水面，用毛巾擦杯口。觀察，你看到了什么現(xiàn)象？
2．找一名學(xué)生朗讀實驗步驟。
3．教師進行演示實驗。
4．學(xué)生分組實驗。
5．學(xué)生匯報實驗結(jié)果：紙團沒濕。下面請同學(xué)們再做一個實驗，請看小黑板：
實驗二：
①把紙團緊緊塞在玻璃杯底部。
②把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里。
③把杯子慢慢傾斜。學(xué)生匯報實驗結(jié)果：把紙團緊緊塞壓玻璃杯底部，把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，然后把杯子慢慢傾斜時，看到有氣泡冒出，紙團濕了。
師：下面請同學(xué)們討論小黑板上的問題：
①你怎么解釋這兩種現(xiàn)象？
②實驗說明了什么？學(xué)生匯報討論結(jié)果：第一次把玻璃杯倒立豎直壓入水槽里，把杯子提出水面，發(fā)現(xiàn)紙團沒濕，說明水沒有進到杯子里去?？諝庹紦?jù)了玻璃杯的空間。第二次把玻璃杯倒立壓入水槽里，把杯子傾斜時，發(fā)現(xiàn)紙團濕了，還有氣泡從杯子里跑出來，說明水進到杯子里去了，空氣讓出了部分空間。這兩個實驗說明了“空氣占據(jù)空間”。師：通過這個實驗，我們知道了空氣占據(jù)杯子的空間，下面我們再做一個實驗，驗證這個結(jié)論。
實驗三：
①拿一只瓶子。
②瓶口塞緊帶漏斗的塞子。
③把水倒進漏斗里。
學(xué)生匯報觀察結(jié)果：發(fā)現(xiàn)水沒進到瓶子里。
師點撥：把塞子塞緊時看到水沒進到瓶子里，下面把塞子松一松，試一試結(jié)果會怎樣呢？同時思考為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？學(xué)生匯報實驗結(jié)果：當(dāng)把塞子松動后，水流進瓶子里去了。瓶口塞緊時，空氣跑不出來，水流不進去，說明空氣占據(jù)瓶子的空間。瓶塞松動后，空氣跑了出來，讓出了一部分空間，水流進去了，也說明空氣占據(jù)瓶子的空間。
