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時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要目的是，以水利信息化促進(jìn)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(lái)支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)是以水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)，通過(guò)水資源信息的實(shí)時(shí)采集、傳輸、模型分析，及時(shí)提供水資源決策方案，并快速給出方案實(shí)施情況的后評(píng)估結(jié)果等，以確保實(shí)現(xiàn)水資源的統(tǒng)一、動(dòng)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(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，以支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)是一種動(dòng)態(tài)的交互式計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，由水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)調(diào)度、決策會(huì)商、控制和后評(píng)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(jìn)的系統(tǒng)分析、人工智能、計(jì)算機(jī)、多媒體及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過(guò)有關(guān)專業(yè)模型計(jì)算、分析和知識(shí)推理、判斷等，為決策者提供流域水資源實(shí)時(shí)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(shí)、經(jīng)驗(yàn)、偏好和決策風(fēng)格等進(jìn)行定性分析與判斷，直接干預(yù)方案生成及評(píng)價(jià)整個(gè)決策過(guò)程。
根據(jù)流域水文水資源特點(diǎn)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(wèn)題，研究和開發(fā)流域水資源實(shí)時(shí)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(cè)網(wǎng)的調(diào)整和完善，河流納污能力及其環(huán)境容量，水庫(kù)或水庫(kù)群運(yùn)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(yùn)用管理等研究，以及水資源實(shí)時(shí)調(diào)度管理方案付諸實(shí)施后效益與風(fēng)險(xiǎn)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(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)、結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)模型庫(kù)和知識(shí)庫(kù)等組成。其特點(diǎn)是系統(tǒng)規(guī)模龐大、處理的數(shù)據(jù)信息量大，模型運(yùn)算復(fù)雜以及數(shù)據(jù)傳輸接口多，如何實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)、加工、傳輸?shù)膶I(yè)化管理，是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。流域的水價(jià)政策及水權(quán)分配問(wèn)題，也是影響流域水資源合理開發(fā)和高效利用以及實(shí)時(shí)、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(jī)構(gòu)和高效、精干的執(zhí)法隊(duì)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(shí)時(shí)管理、調(diào)度方案的付諸實(shí)施，指導(dǎo)流域水資源開發(fā)利用和保護(hù)。
3系統(tǒng)的主要功能
流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要功能包括：水資源（及水質(zhì)）的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、預(yù)報(bào)和決策支持（實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、管理及調(diào)度）以及控制、后評(píng)估等（如圖1）。
圖1流域水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能框圖
3.1水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（站點(diǎn)）網(wǎng)或監(jiān)測(cè)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(cè)站點(diǎn)），以及各取水口取水量、開采機(jī)井抽水量等監(jiān)測(cè)網(wǎng)，各監(jiān)測(cè)網(wǎng)或系統(tǒng)之間互通有無(wú)、資料共享，為水資源的合理開發(fā)、高效利用和有效保護(hù)及時(shí)快速、準(zhǔn)確地提供完備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料。
（1）雨量觀測(cè)。目前采用的雨量觀測(cè)手段主要是普通自記和人工觀測(cè)，為了達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，需要適時(shí)更新現(xiàn)有的觀測(cè)設(shè)備，裝配翻斗式雨量計(jì)并配備固態(tài)存儲(chǔ)器等，使雨量觀測(cè)工作方式更新為無(wú)人值守，有人看護(hù)的觀測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)雨量信息的自動(dòng)采集及傳遞。
（2）水位觀測(cè)。水位觀測(cè)分為地表水和地下水兩種，地表水多指河流水位和水庫(kù)水位等，而地下水就單指地下水位。
①對(duì)于基本水尺在橋梁上（或附近有公路橋）的水位觀測(cè)，特別是含沙量較大的站，建議采用氣介質(zhì)超聲波水位計(jì)，再采用有線或無(wú)線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
②對(duì)于山區(qū)性河流，或斷面穩(wěn)定，含沙量較小的水位觀測(cè)，采用測(cè)井式水位觀測(cè)，裝配浮子式或壓力式水位計(jì)，通過(guò)有線或無(wú)線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉俊?/p>
③水庫(kù)站一般有自記井，只對(duì)其重新裝配浮子式或壓力式水位計(jì)，通過(guò)有線或無(wú)線方式將水位信息傳輸?shù)秸痉?/p>
④地下水位監(jiān)測(cè)目前主要分為手工測(cè)繩和自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀兩種。自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀主要通過(guò)固態(tài)存儲(chǔ)、電話網(wǎng)傳輸、手機(jī)網(wǎng)傳輸和電臺(tái)傳輸?shù)确绞綄?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼尽?/p>
總之，水位監(jiān)測(cè)，建議均裝配與雨量結(jié)合的水位雨量固態(tài)存儲(chǔ)器，裝配具有記錄、傳輸、存儲(chǔ)、分析等功能的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)水位遙測(cè)自記，自動(dòng)測(cè)報(bào)等功能。
（3）流量測(cè)驗(yàn)：在各中心站配備不同形式的橋測(cè)車及先進(jìn)的儀器設(shè)備，開展橋測(cè)及周圍地區(qū)的巡測(cè)；纜道及船測(cè)站，對(duì)現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備進(jìn)行更新改造，實(shí)現(xiàn)水文纜道程控自動(dòng)化，配備機(jī)船，配備先進(jìn)的測(cè)驗(yàn)儀器設(shè)備，全面提高流量測(cè)驗(yàn)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(duì)水庫(kù)站現(xiàn)有的水文纜道進(jìn)行維修、改造，實(shí)現(xiàn)水文纜道的程控自動(dòng)化，保證流量測(cè)驗(yàn)的精度要求。
（4）取水口及灌區(qū)流量觀測(cè)：對(duì)水庫(kù)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(jì)，流量測(cè)驗(yàn)分不同情況，選擇適用的測(cè)流設(shè)備。而灌區(qū)的水位觀測(cè)主要采用超聲波自記水位計(jì)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(jī)井開采量實(shí)時(shí)觀測(cè)：地下水開采機(jī)井抽水量的觀測(cè)，目前一般只有一些機(jī)井安裝了水表，大部分機(jī)井均未安裝水表。為了能準(zhǔn)確取得地下水實(shí)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(diǎn)地在地下水開采機(jī)井上安裝水表。
（6）水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：水質(zhì)污染具有理化成分復(fù)雜、多樣和點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，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(shí)空上的變化非常復(fù)雜。傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)水樣采集、化驗(yàn)方式周期太長(zhǎng)，難以及時(shí)、準(zhǔn)確地反映水質(zhì)變化的性質(zhì)和過(guò)程，所以水資源的開發(fā)利用和保護(hù)等工作得不到有效監(jiān)控與科學(xué)的管理。水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就是采用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備、在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)參數(shù)的連續(xù)采集、分析、存儲(chǔ)，并在監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過(guò)污染標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，發(fā)出警報(bào)，做出污染類型分析等。
（7）墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：主要針對(duì)大中型灌區(qū)的土壤墑情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為適時(shí)、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(shí)時(shí)預(yù)報(bào)土壤墑情（中小尺度上）的可能性，即利用實(shí)時(shí)遙感信息，根據(jù)大中型灌區(qū)土壤墑情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)與遙感解譯模型進(jìn)行聯(lián)接和耦合計(jì)算，實(shí)時(shí)提供整個(gè)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(shí)時(shí)評(píng)價(jià)
水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)主要是指在時(shí)段初對(duì)上一時(shí)段的水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布特征，以及水資源開發(fā)利用狀況等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)，確定水資源及其開發(fā)利用形勢(shì)和存在的問(wèn)題等。
（1）水資源數(shù)量實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)：根據(jù)雨量、河川徑流、地下水位等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料等，通過(guò)與歷史同期的對(duì)比分析，確定和評(píng)價(jià)水資源數(shù)量及豐枯形勢(shì)等。
（2）水資源質(zhì)量實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)：根據(jù)實(shí)測(cè)的河流、水庫(kù)、引水渠的水質(zhì)實(shí)時(shí)觀測(cè)和地下水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料等，通過(guò)與歷史同期的對(duì)比分析，確定地表水和地下水的水質(zhì)狀況及污染態(tài)勢(shì)。其主要評(píng)價(jià)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(fù)荷及削減量等。
（3）水資源開發(fā)利用實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)：通過(guò)對(duì)各取水口取水量、開采機(jī)井抽水量和地下水位等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)供用水量進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，通過(guò)與歷史同期的對(duì)比分析，實(shí)時(shí)分析和評(píng)價(jià)各種水利工程的供水量、不同行業(yè)的實(shí)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(jìn)一步開發(fā)潛力，并實(shí)時(shí)圈定地下水的開采潛力區(qū)、采補(bǔ)平衡區(qū)和超采區(qū)等。
3.3水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)
水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)主要包括來(lái)水預(yù)報(bào)和需水預(yù)報(bào)兩部分，來(lái)水預(yù)報(bào)又分為水量預(yù)報(bào)和水質(zhì)預(yù)報(bào)。水量預(yù)報(bào)包括地表水資源量預(yù)報(bào)和地下水資源量預(yù)報(bào)，地表水資源量預(yù)報(bào)既可細(xì)分為當(dāng)?shù)厮屯鈦?lái)水（包括引調(diào)水）預(yù)報(bào)，又可分為汛期徑流預(yù)報(bào)和枯季（非汛期）徑流預(yù)報(bào)。需水預(yù)報(bào)分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)報(bào)。
（1）河川徑流量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。根據(jù)河川徑流的形成機(jī)理和產(chǎn)流規(guī)律，將河川徑流量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)分為汛期徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和枯季徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)兩種。汛期產(chǎn)匯流機(jī)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(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型與枯季徑流實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型是不同的，需要分別建立預(yù)報(bào)模型對(duì)汛期徑流量和枯季徑流量進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
（2）地下水資源量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。首先分析地下水的形成規(guī)律和補(bǔ)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(yàn)等確定含水層的參數(shù)分區(qū)，并利用試驗(yàn)資料和長(zhǎng)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(bào)地下水資源量、可開采量及地下水動(dòng)態(tài)分布。
（3）水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。利用獲得的實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和污染物排放量等信息，通過(guò)所建立的水質(zhì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型，實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)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(shí)提供水資源污染態(tài)勢(shì)等信息。
（4）需水量實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。根據(jù)需水量預(yù)報(bào)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(gè)一級(jí)類，每個(gè)一級(jí)類可以再分成若干個(gè)二級(jí)類和三級(jí)類。根據(jù)具體情況和需要，還可以再細(xì)分為四級(jí)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(xiàng)，獲得需水量過(guò)程。
3.4水資源實(shí)時(shí)決策支持
水資源實(shí)時(shí)決策包括水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、水資源實(shí)時(shí)管理和調(diào)度，以及決策會(huì)商等。
（1）水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。對(duì)于水資源實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，尤其是汛期徑流預(yù)報(bào)和需水預(yù)報(bào)，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(bào)，因此需要專家的會(huì)商支持、吸收和借鑒領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以便較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和確定未來(lái)的來(lái)水與需水過(guò)程等。
（2）水資源實(shí)時(shí)管理。利用水資源實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)結(jié)果等，通過(guò)水資源實(shí)時(shí)管理模型計(jì)算，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜一驔Q策者等積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和偏好，分水協(xié)議、水價(jià)政策的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)作用等進(jìn)行綜合分析，最后提出水資源的實(shí)時(shí)管理方案，為水資源的合理開發(fā)利用和保護(hù)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(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度。通過(guò)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(shí)段水資源的豐枯情況和污染態(tài)勢(shì)，通過(guò)建立水資源優(yōu)化調(diào)度模型，確定水資源實(shí)時(shí)調(diào)度方案。
（4）水資源決策會(huì)商。決策會(huì)商是指通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)、歷史和預(yù)報(bào)、管理與調(diào)度的各類信息進(jìn)行重組和加工處理，為討論和分析水資源的豐枯形勢(shì)和污染態(tài)勢(shì)，以及最終確定水資源實(shí)時(shí)管理和調(diào)度方案提供全面的支持。根據(jù)利用水資源實(shí)時(shí)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)＜遥ㄟ^(guò)全面分析對(duì)比和協(xié)商、討論，如認(rèn)為其中一個(gè)方案合適則選擇之，并付諸實(shí)施。如認(rèn)為必須進(jìn)一步做新的方案，則通過(guò)水資源實(shí)時(shí)管理、調(diào)度系統(tǒng)，計(jì)算和提出新的管理、調(diào)度預(yù)案，供決策者對(duì)新老方案進(jìn)行對(duì)比和選擇。
總之，在面臨重大的水資源決策時(shí)，決策會(huì)商機(jī)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(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方案、實(shí)時(shí)管理預(yù)案和實(shí)時(shí)調(diào)度預(yù)案，分析其優(yōu)劣，進(jìn)行協(xié)商，確定能為有關(guān)各方所接受的方案。
3.5遠(yuǎn)程自動(dòng)控制
控制可分為手工控制和自動(dòng)控制、半自動(dòng)控制等，主要是對(duì)重要的取水口和開采機(jī)井、引水閘門等的控制。根據(jù)需要和可能，有重點(diǎn)和有選擇地建立一些遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)是必要的，也是將來(lái)的一種發(fā)展方向。
3.6監(jiān)控管理后評(píng)估
為了不斷改進(jìn)和完善系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，需要對(duì)系統(tǒng)的重點(diǎn)功能進(jìn)行后評(píng)估。主要內(nèi)容包括：針對(duì)水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、管理方案的合理性、實(shí)施效果以及預(yù)報(bào)方案的準(zhǔn)確性、控制情況等進(jìn)行評(píng)估，重點(diǎn)分析導(dǎo)致調(diào)度、管理方案不合理和效益不好、預(yù)報(bào)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(jī)、無(wú)線通信、地理信息技術(shù)對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)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(jì)、組網(wǎng)及使用相對(duì)簡(jiǎn)單，但其作用范圍較??；GSM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(guó)漫游，但是其時(shí)延問(wèn)題是制約其發(fā)展的瓶頸，且其呼叫功能無(wú)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(duì)某些特殊單位而言具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文就集群方式下GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及信道利用等方面進(jìn)行介紹。
2．集群系統(tǒng)
無(wú)線集群實(shí)際上就是多信道中繼（轉(zhuǎn)發(fā)）系統(tǒng)中自動(dòng)共享若干個(gè)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(wú)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(diǎn)。
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?；贛PT1327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(jìn)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(jìn)行。相應(yīng)地，對(duì)車輛的數(shù)字信息必須進(jìn)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(wú)線通信鏈路以進(jìn)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(shí)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(shí)時(shí)顯示移動(dòng)用戶的所有信息以及信息查詢功能。同時(shí)，監(jiān)控中心兼有差分基準(zhǔn)站的功能，為整個(gè)監(jiān)控范圍內(nèi)的移動(dòng)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(dòng)用戶設(shè)備由集群電臺(tái)和GPS接收機(jī)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(shí)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(gè)信道的管理在一個(gè)控制信道上實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)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(jìn)行。一旦申請(qǐng)到信道，則主呼方和被呼方在申請(qǐng)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(tái)都需要申請(qǐng)一次信道，而申請(qǐng)時(shí)間不傳輸任何數(shù)據(jù)，時(shí)間利用率較低；且申請(qǐng)不到空閑信道時(shí)，該車輛的信息就會(huì)丟失。所以傳輸數(shù)據(jù)的用戶應(yīng)該設(shè)置優(yōu)先級(jí)，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：?jiǎn)魏簟⒔M呼、群呼、私密呼叫等?；贕PS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(dòng)用戶的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r(shí)采集，采用時(shí)分多址（TDMA）的方法，即各車輛按照?qǐng)D2所示的時(shí)序依次發(fā)起呼叫。其中兩相鄰用戶之間的時(shí)間間隔包括數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間和保護(hù)時(shí)間（防止數(shù)據(jù)相互影響）。一個(gè)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(duì)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(jìn)行。移動(dòng)用戶傳輸數(shù)據(jù)時(shí)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(duì)某用戶進(jìn)行話音呼叫時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)切換命令將該用戶的組號(hào)設(shè)置為話音組，而后再進(jìn)行話音呼叫。在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)完成通話，由用戶自動(dòng)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(wú)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(dòng)用戶的數(shù)據(jù)采集為時(shí)分多址方式，相互之間的時(shí)序關(guān)系不能混疊，也就是說(shuō)，移動(dòng)用戶之間必須同步。
各移動(dòng)用戶的同步方式有兩種：①利用GPS接收機(jī)的秒脈沖進(jìn)行同步；②利用監(jiān)控中心發(fā)送廣播同步碼進(jìn)行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動(dòng)用戶統(tǒng)一的時(shí)間起點(diǎn)，不同車輛的發(fā)送時(shí)隙由不同的延遲來(lái)產(chǎn)生。利用監(jiān)控中心發(fā)送同步碼，可以在一個(gè)采樣周期內(nèi)發(fā)送1個(gè)同步碼，也可以周期性地發(fā)送多個(gè)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(shí)時(shí)位置、速度、時(shí)間、狀態(tài)（包括報(bào)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(bào)頭用戶地址緯度經(jīng)度速度時(shí)間車輛狀態(tài)
B．下行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報(bào)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(bào)頭不同，用于對(duì)上、下行數(shù)據(jù)的解碼。用戶地址指是各監(jiān)控車輛的識(shí)別號(hào)碼，調(diào)度命令為監(jiān)控中心對(duì)相應(yīng)地址車輛的操作，如緊急救援、去某地運(yùn)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(shí)際情況輸入，如遇劫報(bào)警、車輛故障等。
二、充分利用計(jì)算機(jī)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(shí)立體圖形在視覺(jué)上的差異
楊德昌是臺(tái)灣新電影運(yùn)動(dòng)的代表人物之一，他憑借影片《一一》曾得到法國(guó)戛納電影節(jié)的最佳導(dǎo)演獎(jiǎng)。如果說(shuō)臺(tái)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(guó)“作者論”的立場(chǎng)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(dá)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(dú)立時(shí)代》、《麻將》、《一一》等作品為例，試從鏡頭、攝影以及構(gòu)圖三個(gè)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(dú)立于舞蹈、詩(shī)、音樂(lè)、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)?？~德認(rèn)為藝術(shù)向來(lái)循著時(shí)間的或空間的、韻律的或造型的、動(dòng)的或不動(dòng)的幾種途徑獨(dú)立發(fā)展，唯獨(dú)電影能將各種藝術(shù)的特點(diǎn)集于一身。也就是說(shuō)，電影是時(shí)間藝術(shù)與空間藝術(shù)的統(tǒng)一。這種“統(tǒng)合論”旨在強(qiáng)調(diào)時(shí)間與空間的不可分割性，無(wú)關(guān)二者的主次之分。對(duì)于電影敘事是時(shí)間還是空間占據(jù)支配地位的問(wèn)題，理論界一直存在著爭(zhēng)論。法國(guó)理論家馬賽爾•馬爾丹篤信空間依附于時(shí)間，理由是電影本身有一定的時(shí)間長(zhǎng)度，卻不占據(jù)實(shí)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(gè)觀點(diǎn)引起越來(lái)越多的質(zhì)疑。藝術(shù)電影便經(jīng)?？桃饽：龝r(shí)間的觀念，也不求展現(xiàn)合邏輯的時(shí)間關(guān)系，而即便是一部常規(guī)電影，其時(shí)間的變化和延續(xù)最終仍依賴于空間表現(xiàn)出來(lái)。究其所以，這與電影首先是一種視覺(jué)藝術(shù)有很大的關(guān)系?；诖?，喬治·布魯斯東在比較小說(shuō)與電影的異同時(shí)明確指出：“電影的結(jié)構(gòu)原則是空間……電影采取假定的時(shí)間，通過(guò)空間的安排來(lái)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(méi)落》一書中，斯奔格勒指出在希臘語(yǔ)言中沒(méi)有空間一詞，希臘人心目中的空間實(shí)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(chǎng)所。馬爾丹認(rèn)為電影在處理空間時(shí)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(shí)際上對(duì)應(yīng)著長(zhǎng)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(zhǎng)鏡頭往往是并存的，因?yàn)樗鼈兌际请娪氨夭豢缮俚募夹g(shù)手段。但從美學(xué)意義上講，兩者的對(duì)峙是顯而易見(jiàn)的。蒙太奇重主觀表現(xiàn)，長(zhǎng)鏡頭重客觀再現(xiàn)。按照蘇聯(lián)蒙太奇學(xué)派的觀點(diǎn)，蒙太奇是指把被攝對(duì)象分割成一個(gè)個(gè)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(dá)創(chuàng)作者對(duì)該對(duì)象的態(tài)度和看法。長(zhǎng)鏡頭美學(xué)的倡導(dǎo)者——安德烈•巴贊則認(rèn)為電影是完整的寫實(shí)主義的神話，是再現(xiàn)世界原貌的神話。[4]（P.21）巴贊反對(duì)以創(chuàng)作者主觀意志為轉(zhuǎn)移的蒙太奇，提出以長(zhǎng)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(gè)選擇恰當(dāng)?shù)溺R頭中就足夠了”。[4]（P.61）這個(gè)“選擇恰當(dāng)?shù)溺R頭”，不動(dòng)聲色地隱藏藝術(shù)家的觀點(diǎn)，讓影像成為“十足的現(xiàn)實(shí)”。同時(shí)，它還能實(shí)現(xiàn)蒙太奇用若干個(gè)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?jiàn)，有一定長(zhǎng)度的長(zhǎng)鏡頭是一個(gè)可以涵蓋所有鏡頭類型的完整的鏡頭語(yǔ)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(shí)地運(yùn)用景深和放棄最后造成空間時(shí)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(wú)聯(lián)系。比如庫(kù)里肖夫名為“創(chuàng)造的地理”的實(shí)驗(yàn)，他將五個(gè)在不同地點(diǎn)拍攝的鏡頭組接成一場(chǎng)戲，人們卻無(wú)法看出其中的破綻，認(rèn)為空間在這里是統(tǒng)一的。這種統(tǒng)一感實(shí)際上是基于空間感的失去才獲得的。因?yàn)樵诿商娴慕y(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(shí)間與空間的聯(lián)系?！盵5]（P.74）如此一來(lái)，空間自始至終只是觀念上的。馬爾丹在分析愛(ài)森斯坦的《戰(zhàn)艦波將金號(hào)》時(shí)說(shuō)：“我們是絕對(duì)不可能對(duì)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(guò)任何全景，以使我們能看到戰(zhàn)艦距碼頭臺(tái)階有多遠(yuǎn)”。[3]（P.171）如果采用強(qiáng)調(diào)寫實(shí)的長(zhǎng)鏡頭方法來(lái)拍攝，無(wú)疑能避免這種缺憾。長(zhǎng)鏡頭關(guān)注的焦點(diǎn)是每個(gè)鏡頭內(nèi)部的表現(xiàn)力，在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)面調(diào)度下，攝影機(jī)忠實(shí)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(zhǎng)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(shí)經(jīng)驗(yàn)而被感知。正是通過(guò)長(zhǎng)鏡頭，電影影像得以將現(xiàn)實(shí)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(shuō)：“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(rèn)識(shí)不同的生活經(jīng)驗(yàn)。我們喜歡看電影，其實(shí)是在看別人的生活經(jīng)驗(yàn)，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(shí)，他說(shuō)：“我們到電影學(xué)校學(xué)的蒙太奇，其實(shí)是因?yàn)榧夹g(shù)的限制才產(chǎn)生的一種剪接方法。早期機(jī)器要上發(fā)條，只能拍20秒，影片要用很多20秒連接起來(lái)，其實(shí)這就是剪接，是被逼出來(lái)的。”[6]楊德昌強(qiáng)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(shí)的本性聯(lián)系在一起，這與巴贊對(duì)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(lái)的技術(shù)。由此可見(jiàn)，楊德昌是個(gè)不折不扣的長(zhǎng)鏡頭理論的擁護(hù)者，而他的影片可以說(shuō)都是以長(zhǎng)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(duì)他家的結(jié)構(gòu)和方位了然于胸，一樣熟悉從建國(guó)中學(xué)回家的路。不需要對(duì)比蒙太奇，小四家的簡(jiǎn)陋、小馬家的富麗、眷村的破敗，同樣產(chǎn)生了強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊效果。楊德昌電影最常見(jiàn)的是用長(zhǎng)鏡頭來(lái)表現(xiàn)全景、中遠(yuǎn)景以及景深。通過(guò)冷靜客觀的長(zhǎng)鏡頭，這些鏡頭的內(nèi)涵得到充分展示?！蛾魩X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(wú)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(lái)，在他身后，書攤前的人自顧自看書，幾個(gè)女學(xué)生有所察覺(jué)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地、驚愕地看著這一切，一個(gè)過(guò)路人也駐足觀望，人物的絕望無(wú)助和恐懼不安靜靜地彌漫整個(gè)畫面空間。再如景深，巴贊認(rèn)為景深鏡頭是實(shí)現(xiàn)空間統(tǒng)一的最好方法，因?yàn)樗蟠笸卣沽算y幕的縱深感和寬度，彌補(bǔ)了立體感不足的短處。景深鏡頭還可以使同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)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(gè)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(lái)。
楊德昌的影片中也有蒙太奇段落。巴贊說(shuō)：“若一個(gè)事件的主要內(nèi)容要求兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)作元素同時(shí)存在，蒙太奇應(yīng)被禁用?！盵4]（P.60）有時(shí)，楊德昌放棄了單個(gè)長(zhǎng)鏡頭，而采用了長(zhǎng)鏡頭的蒙太奇段落。比如《麻將》中紅魚和父親會(huì)面這場(chǎng)戲，楊德昌用了四個(gè)長(zhǎng)鏡頭的蒙太奇段落來(lái)表現(xiàn)。鏡頭在父子兩人之間切換，在每個(gè)長(zhǎng)鏡頭內(nèi)部都有變化，攝影機(jī)有時(shí)固定，有時(shí)運(yùn)動(dòng)，畫面上有時(shí)父子同時(shí)出現(xiàn)，有時(shí)只有一個(gè)人。這使得鏡頭語(yǔ)言在保持客觀的同時(shí)，顯得更加豐富而不單調(diào)。
二
“一場(chǎng)戲劇或一場(chǎng)舞蹈的空間，是通過(guò)在舞臺(tái)上展示出的活動(dòng)力顯示出來(lái)的；當(dāng)演員們穿過(guò)舞臺(tái)時(shí)，力的擴(kuò)展就變成了真實(shí)的物理力的擴(kuò)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(lái)?！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(dòng)來(lái)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(dòng)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(gè)封閉公寓和個(gè)別的房間的故事選集”。[8](P.182)這種封閉式的空間在《獨(dú)立時(shí)代》中可謂登峰造極。這部影片中幾乎沒(méi)有真正意義上的外景，主要場(chǎng)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(gè)室外場(chǎng)景，人也被置于汽車內(nèi)或者兩堵墻之間。有這樣一場(chǎng)戲，后景中沒(méi)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(jué)。置身這種環(huán)境，人的活動(dòng)就顯得尤為重要。人的活動(dòng)是與外部世界聯(lián)系的唯一的紐帶，人的活動(dòng)也使整個(gè)封閉空間具有了一種活的流動(dòng)性。
在以長(zhǎng)鏡頭為主導(dǎo)的影片中，段落鏡頭，即一場(chǎng)戲一個(gè)鏡頭拍到底，是最核心的表達(dá)方式。段落鏡頭可能是一個(gè)固定鏡頭，也可能是一次長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)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(jī)也真正代替了人的眼睛，它的固定與運(yùn)動(dòng)，就像是人的眼睛時(shí)而凝視，時(shí)而顧盼環(huán)視。而人在看電影時(shí)，視線也會(huì)不自覺(jué)地跟隨攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向。電影中的運(yùn)動(dòng)大致有兩種，一是單向的，只有人的運(yùn)動(dòng)，攝影機(jī)不動(dòng)；一是雙向的，即人物與攝影機(jī)同時(shí)運(yùn)動(dòng)。要表現(xiàn)空間的大小、遠(yuǎn)近不同就要變化攝影機(jī)的位置、拍攝角度以及焦距等等。這些都與攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)。移動(dòng)鏡頭可以說(shuō)是區(qū)分楊德昌與侯孝賢在運(yùn)鏡方式上的一個(gè)顯見(jiàn)標(biāo)志。侯孝賢執(zhí)著于固定機(jī)位，楊德昌同樣倚重?cái)z影機(jī)的運(yùn)動(dòng)。影片《麻將》中，紅魚槍殺邱董的一場(chǎng)戲中的三個(gè)長(zhǎng)鏡頭，通過(guò)攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)，在客廳到大門這個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)從近景到中遠(yuǎn)景，最后定位在全景將紅魚與邱董的所有動(dòng)作一氣呵成地表現(xiàn)出來(lái)。用攝影機(jī)拍攝影片同照相一樣，都有一個(gè)焦點(diǎn)，或者說(shuō)一個(gè)中心，在攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)下，這個(gè)中心自然左右上下變動(dòng)，而攝影機(jī)的主要表現(xiàn)對(duì)象也會(huì)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(gè)備受贊譽(yù)的長(zhǎng)鏡頭：起初，攝影機(jī)對(duì)準(zhǔn)在街口拐角處一個(gè)在書攤前看書的一個(gè)學(xué)生，當(dāng)“小四”的畫外音響起時(shí)，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(jī)搖向右邊迎上他們，當(dāng)兩人走到畫面正中時(shí)，騎著自行車的小馬出現(xiàn)，攝影機(jī)隨即緊跟小馬搖拍，將小四和小明拋在鏡頭外。攝影機(jī)搖了近180度后固定下來(lái)，對(duì)面的街景顯現(xiàn)出來(lái)，景深處小馬的身影已隱去，小四和小明又從畫的底端走進(jìn)畫面，先前的那個(gè)學(xué)生也從右上角重新入畫，面對(duì)面向他們走來(lái)，再出畫，攝影機(jī)又以小四和小明為中心，看著他們漸漸走遠(yuǎn)。隨著攝影機(jī)拍攝對(duì)象的三度變化，同時(shí)完成了空間上的變換，在觀眾腦海里，對(duì)于三叉路口向兩邊延伸的牯嶺街也有了一個(gè)大致上的輪廓。
攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)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(dá)爾等人影片中那種依靠攝影機(jī)在人物之間的快速橫移，或者是攝影機(jī)突然迅速轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成的空間轉(zhuǎn)換。比如說(shuō)《獨(dú)立時(shí)代》里Birdy在Molly的辦公室洽談授權(quán)書事宜這場(chǎng)戲，攝影機(jī)起先固定不動(dòng)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(jī)也并不著急，到Molly說(shuō)話時(shí)，攝影機(jī)反而動(dòng)起來(lái)，慢慢轉(zhuǎn)向拍攝Birdy。而在場(chǎng)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(gè)人進(jìn)入另一個(gè)人所在的空間時(shí)，另一個(gè)人迅速出畫，或者一個(gè)人進(jìn)入了另一個(gè)人的空間后迅疾再度出畫。上面提到《獨(dú)立時(shí)代》的那場(chǎng)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(jī)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(duì)象。楊德昌對(duì)此倒是不以為意甚至反其道行之，他的鏡頭下總是會(huì)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(shí)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(guò)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(duì)應(yīng)起來(lái)，表現(xiàn)人的分裂、隔膜與空間對(duì)人的擠壓，以此烘托影片的主題。在《一一》中，楊德昌對(duì)“框架構(gòu)圖”的運(yùn)用可謂得心應(yīng)手。置身于狹長(zhǎng)的走廊和過(guò)道上的人，從狹窄的門縫看房間里人的活動(dòng)等等畫面屢見(jiàn)不鮮。巨大的墻面玻璃，時(shí)髦的觀景窗戶時(shí)時(shí)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(guò)層層屏障去看，由于看得不真切，無(wú)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(huì)中個(gè)體的孤獨(dú)與他者的拒斥得以凸現(xiàn)出來(lái)。
楊德昌曾說(shuō)過(guò)，在現(xiàn)代社會(huì)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(lái)。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(gè)鏡頭：婷婷與麗麗在樓道中無(wú)言的對(duì)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(wú)法接近。另一場(chǎng)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(shí)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(dú)立時(shí)代》的最后一場(chǎng)戲通過(guò)電梯門的一開一關(guān)與其連接的門內(nèi)、門外兩個(gè)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(lái)。從這一點(diǎn)來(lái)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(shuō)，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(rèn)為銀幕應(yīng)該是窗而不是框。窗只是一種臨時(shí)性的遮擋，而窗外的空間是無(wú)盡的。這種看法可以追溯到文藝復(fù)興時(shí)期的繪畫理論。當(dāng)時(shí)，“為了使繪畫空間從墻壁上獨(dú)立出來(lái)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(wú)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(gè)意義上，一幅畫的框架才被稱之為一個(gè)窗口。透過(guò)這個(gè)窗口，觀賞者就看到了另一個(gè)世界。雖然觀看受到了這個(gè)瞭望孔的限制，但實(shí)際看到的并不局限于從這個(gè)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(shí)環(huán)境中真實(shí)的生活的幻覺(jué)?？臻g也是幻覺(jué)的一部分。追根究底，它是一種心理空間，因?yàn)橛^眾對(duì)空間的想象是無(wú)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(shí)也給觀眾預(yù)留下巨大的想象空間。通過(guò)電影銀幕展現(xiàn)的景象可以無(wú)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(shí)超越了其限制。在他的電影中，空間可以說(shuō)既是有限的，又是無(wú)限的。這個(gè)無(wú)限的空間是在有限的空間內(nèi)呈現(xiàn)出來(lái)的。這就要求影片營(yíng)造出畫面內(nèi)空間與畫外空間的聯(lián)系?！兑灰弧分杏羞@樣一個(gè)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(chǎng)景通過(guò)鏡子反射出來(lái)。現(xiàn)實(shí)的和鏡中的影像就這樣奇妙地并存在一個(gè)畫面之中，讓人不禁驚嘆導(dǎo)演的匠心獨(dú)運(yùn)。絕大多數(shù)情況下，楊德昌電影對(duì)空間的拓展是依靠聲音與畫面的關(guān)系來(lái)達(dá)成的。其一，聲畫結(jié)合?！蛾魩X街少年殺人事件》中小貓王給獄中的小四送錄音帶一場(chǎng)戲，小貓王那熟悉的歌聲和他給小四的留言同時(shí)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(yǔ)聲突然停止，畫面馬上切換到錄音帶被扔進(jìn)垃圾筐的鏡頭，觀眾也立即被拉回到無(wú)情的現(xiàn)實(shí)中。其二，聲畫錯(cuò)位?！兑灰弧分蠳J與初戀情人約會(huì)以及婷婷第一次與胖子約會(huì)的兩場(chǎng)戲，楊德昌運(yùn)用蒙太奇的手法交叉剪輯在一起，父親NJ所在的日本場(chǎng)景中的聲音總是后延到女兒婷婷所在的臺(tái)北場(chǎng)景里，強(qiáng)化了兩個(gè)場(chǎng)景的前后承繼性。其三，畫外音。這也是最常見(jiàn)的一種手法。特別是在表現(xiàn)幾個(gè)人談話的場(chǎng)景時(shí)，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(shí)美學(xué)的，真實(shí)是其電影中的一個(gè)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(huì)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(chǎng)戲的第一個(gè)鏡頭。開始是客廳遠(yuǎn)景，門鈴聲響起后，安琪兒從畫面左上方入畫穿過(guò)客廳出畫去開門并同紅魚打招呼，攝影機(jī)始終保持不動(dòng)，停了一會(huì)兒后才切換。緊接著的鏡頭里安琪兒在大門口請(qǐng)紅魚和小牙膏進(jìn)屋，攝影機(jī)跟拍牙膏的活動(dòng)，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(chǎng)戲第一個(gè)鏡頭的位置。這場(chǎng)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(shí)，也強(qiáng)調(diào)了這個(gè)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(chǎng)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(chǎng)”的空鏡頭。空間在這里已經(jīng)不單是背景，它也是影片中的一個(gè)“角色”，成為讀解的對(duì)象。正如讓•米特里所說(shuō)，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(xiàn)，讓觀眾去深入思考人物與存在的環(huán)境乃至整個(gè)世界的關(guān)系。
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[6]楊德昌訪談:電影與科技.
1我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)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(guó)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(huì)，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)和提高效益的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻兩番，基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化”。
這個(gè)宏偉的發(fā)展目標(biāo)必然對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)層面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
1.1經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)
在今后15年中，預(yù)計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)，后降低的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)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(jì)算的GDP
按照我國(guó)總體經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略規(guī)劃，到2010年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到17.88萬(wàn)億元RMB，2020年達(dá)到26.82萬(wàn)億元RMB。兩個(gè)階段的年均增長(zhǎng)速度分別為7.1%和4.14%。需要指出，近年以過(guò)度投資拉動(dòng)的超常規(guī)增長(zhǎng)使得資本形成所積累的一系列低效率問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，重復(fù)建設(shè)形成的無(wú)效資本、大量庫(kù)存積壓、國(guó)際反傾銷對(duì)我國(guó)企業(yè)的打壓、企業(yè)利潤(rùn)率的下降，以及高速發(fā)展對(duì)資源環(huán)境的破壞等都是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度將呈下降趨勢(shì)的重要因素。
1.3人口
預(yù)計(jì)我國(guó)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(guó)的GDP統(tǒng)計(jì)必然按照國(guó)際上通行的購(gòu)買力平價(jià)（PPP）標(biāo)準(zhǔn)。如果按世界銀行的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2003年人均GDP（按PPP計(jì)算）已經(jīng)達(dá)到4990美元，已經(jīng)超過(guò)當(dāng)年低中等收入國(guó)家水平（4320美元），這顯然是高估了。而如果參照中等收入國(guó)家購(gòu)買力平價(jià)計(jì)算所得人均GDP比名義匯率計(jì)算所得高出1.9倍的比例計(jì)算，2010年和2020年我國(guó)人均GDP將分別達(dá)到2932和4104美元，2020年我國(guó)將進(jìn)入中等發(fā)達(dá)國(guó)家行列。
1.5城市化
我國(guó)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(dá)到47%，其中中等發(fā)達(dá)國(guó)家為50%，高收入國(guó)家為79%。從世界城市化進(jìn)程來(lái)看，城市化率從36%提高到60%屬于加速期，因此，中國(guó)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(zhǎng)速度計(jì)算，2020年我國(guó)城市化率在50％以上。而根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心的預(yù)測(cè)，2020年我國(guó)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(guó)城鎮(zhèn)房屋建筑總面積達(dá)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(guó)城鎮(zhèn)房屋建筑面積的增長(zhǎng)（10億平方米）
根據(jù)建設(shè)部小康社會(huì)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(guó)城市住宅和公共建筑的發(fā)展預(yù)測(cè)
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(cè)之一是按城市化率的低限設(shè)置的情景；而預(yù)測(cè)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(guó)空調(diào)的市場(chǎng)需求和發(fā)展前景
2.1住宅空調(diào)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)房間空調(diào)器生產(chǎn)開始于1978年。1991～1993年進(jìn)入了起步階段，1994～1996年步入加速發(fā)展期，1997～2003年進(jìn)入高速發(fā)展階段，生產(chǎn)量平均每年遞增24～59%。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，中國(guó)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(shí)的房間空調(diào)器世界第一生產(chǎn)大國(guó)。
根據(jù)日本空調(diào)采暖和制冷新聞（JARN）預(yù)測(cè)，2004年全世界對(duì)房間空調(diào)器（RAC）和單元式空調(diào)機(jī)（PAC）的總需求量為5600萬(wàn)臺(tái)，其中中國(guó)為2000萬(wàn)臺(tái)，占36%。從圖2可以看出，中國(guó)一國(guó)的產(chǎn)量實(shí)際已經(jīng)超過(guò)全世界的需求，我國(guó)家用空調(diào)器的產(chǎn)能已經(jīng)過(guò)剩。
圖2我國(guó)房間空調(diào)器產(chǎn)量的增長(zhǎng)
圖2中顯示，我國(guó)房間空調(diào)器的生產(chǎn)年均增長(zhǎng)率為40.5%。而圖3中則反映了我國(guó)城市每百戶家庭房間空調(diào)器擁有量的增長(zhǎng)情況。2002年，我國(guó)僅有10個(gè)省市百戶家庭空調(diào)器擁有量在50臺(tái)以上，而到了2003年，便增加到16個(gè)省市。增長(zhǎng)勢(shì)頭很猛（見(jiàn)圖3），但年均增長(zhǎng)率為27.04%，還是趕不上生產(chǎn)量的增長(zhǎng)。
圖3我國(guó)每百戶家庭房間空調(diào)器的擁有量（臺(tái)）
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(zhǎng)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(dá)到4000～4500美元時(shí)，住宅空調(diào)得到普及（達(dá)到戶均1臺(tái)）。
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(guó)是世界上熱量帶最多的國(guó)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(guó)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(guó)小康社會(huì)的住宅，將從滿足生存需要實(shí)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(shì)。
2.2集中空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)中國(guó)制冷與空調(diào)行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2000年到2003年全國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)經(jīng)濟(jì)年均增長(zhǎng)速度高于我國(guó)GDP增長(zhǎng)速度。
表22000-2003全國(guó)集中空調(diào)主機(jī)生產(chǎn)量（臺(tái)/套）
2000（銷量）
2001
2002
2003
活塞式冷水機(jī)組
4,000
2,517
2,493
4,645
螺桿式冷水機(jī)組
3,056
3,910
5,663
8,977
離心式冷水機(jī)組
481
698
947
1,240
蒸汽/溫水型溴化鋰?yán)錈崴畽C(jī)組
1,194
1,460
1,268
1,053
直燃式溴化鋰?yán)錈崴畽C(jī)組
2,091
2,385
3,052
2,785
風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組
15,000
20,800
26,000
——
戶式集中空調(diào)用冷熱水機(jī)組
——
——
——
36,372
總計(jì)
25,822
31,770
39,423
55,072
年平均增長(zhǎng)速度
28.9%
注：2003年風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組的統(tǒng)計(jì)歸并在了螺桿式、活塞式冷熱水機(jī)組和戶式集中空調(diào)的冷熱水機(jī)組三項(xiàng)統(tǒng)計(jì)中。
2000（銷量）
2001
2002
2003
組合式空調(diào)機(jī)組
10,495
25,853
29,492
36,505
新風(fēng)機(jī)組
33,066
77,281
47,880
50,602
風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組
684,684
1,281,517
1,387,072
1,719,557
總計(jì)
728,245
1,384,651
1,464,444
1,806,664
年平均增長(zhǎng)速度
39.8%
表32000-2003全國(guó)集中空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備生產(chǎn)量（臺(tái)/套）
根據(jù)歷年中國(guó)制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)調(diào)查匯總，在1993～2003年間我國(guó)電力驅(qū)動(dòng)冷水機(jī)組產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)幅度13.4%，吸收式冷水機(jī)組產(chǎn)量年均增長(zhǎng)幅度16.2%，其中直燃機(jī)產(chǎn)量平均增長(zhǎng)幅度高達(dá)18.7%，高于電力驅(qū)動(dòng)冷水機(jī)組產(chǎn)量的增長(zhǎng)幅度。總體來(lái)講，1993～2003年間我國(guó)制冷機(jī)組總產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度高于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度。
2.3住宅空調(diào)的發(fā)展前景預(yù)測(cè)
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(gè)因素都呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)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(gè)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(guó)城鎮(zhèn)每百戶居民空調(diào)器擁有量為125.8臺(tái)/百戶，屆時(shí)房間空調(diào)器的保有總量將達(dá)到2.33億臺(tái)。
房間空調(diào)器的使用壽命一般不會(huì)超過(guò)10年，2000年前居民購(gòu)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(bào)廢和更換數(shù)量，則2004～2010年間我國(guó)國(guó)內(nèi)房間空調(diào)器的銷售總量將達(dá)到17826萬(wàn)臺(tái)，平均每年銷售量為2500萬(wàn)臺(tái)左右。
當(dāng)平均每戶居民房間空調(diào)器的擁有量達(dá)到一臺(tái)以上時(shí)，其購(gòu)買的欲望將逐漸降低，而空調(diào)器的使用時(shí)間將延長(zhǎng)。此時(shí)，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(rèn)為2010年后每百戶居民空調(diào)器擁有量的飽和趨勢(shì)將與總?cè)丝跀?shù)量的飽和趨勢(shì)相符。因此可以預(yù)測(cè)2020年每百戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)器擁有量為190臺(tái)，屆時(shí)房間空調(diào)器的保有總量將達(dá)到4.2億臺(tái)。
2.4集中空調(diào)的發(fā)展前景預(yù)測(cè)
對(duì)集中空調(diào)的預(yù)測(cè)采取未來(lái)能源可供量倒推的預(yù)測(cè)方法，可得到如表3的結(jié)果。
表3我國(guó)公共建筑集中式空調(diào)制冷機(jī)組的發(fā)展預(yù)測(cè)
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(jī)組裝機(jī)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(jī)冷量/W/m2
103.6
132.9
燃?xì)饪照{(diào)裝機(jī)冷量所占比重
10.0%
15.0%
燃?xì)饪照{(diào)裝機(jī)冷量/萬(wàn)kW
5263
16063
電制冷機(jī)組裝機(jī)冷量/萬(wàn)kW
47371
91026
直燃機(jī)保有量/臺(tái)
29241
89241
電制冷機(jī)組保有量/臺(tái)
394754
758548
全國(guó)公共建筑集中式空調(diào)裝機(jī)冷量總計(jì)/萬(wàn)kW
52634
107089
綜合以上預(yù)測(cè)結(jié)果，到2010年，我國(guó)公共建筑集中式空調(diào)總裝機(jī)冷量將達(dá)到1.5億冷噸左右，2020年總裝機(jī)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(duì)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(jì)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(yùn)行過(guò)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(bào)導(dǎo)，2001年我國(guó)建筑能耗在總能耗中的比例即已達(dá)到27.5%，與當(dāng)年日本的此項(xiàng)比例（29.2%）相差無(wú)幾。并據(jù)此得出我國(guó)建筑節(jié)能的緊迫性。
一個(gè)國(guó)家或地區(qū)建筑能耗在總能耗中的比例，反映了這個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)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(dá)國(guó)家在進(jìn)行能源統(tǒng)計(jì)時(shí)，一般按照四個(gè)部門分別統(tǒng)計(jì)：即工業(yè)（或產(chǎn)業(yè)，因?yàn)樵诎l(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化）、交通（在發(fā)達(dá)國(guó)家航空、城市軌道交通和私人汽車都十分發(fā)達(dá)）、商用（辦公樓、旅館、商場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校）和居民（住宅）。一般可以把商用和居民兩項(xiàng)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(méi)有什么工藝能耗，但對(duì)于室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的要求卻越來(lái)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(shí)際就是第三產(chǎn)業(yè)的能耗，即建筑能耗。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家的耗能部門實(shí)際上就是產(chǎn)業(yè)、交通和建筑三大家。
我國(guó)的能耗統(tǒng)計(jì)方式，并不是按照國(guó)際上通行的做法，而是按照行業(yè)統(tǒng)計(jì)。如果我們把批發(fā)和零售貿(mào)易餐飲業(yè)、生活消費(fèi)和其他行業(yè)的能耗算作建筑能耗的話，那么根據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒，2001年的建筑能耗比例只有18.2%。如果再加上交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)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(yùn)輸?shù)哪芎膸o(wú)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(dá)的國(guó)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(guó)則是一個(gè)處于工業(yè)化前期的發(fā)展中國(guó)家，城市化水平很低。2004年，我國(guó)城鎮(zhèn)化率達(dá)到41.8%，而1998年世界平均城市化水平即已達(dá)到47%。我國(guó)第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重僅略高于30%，低于國(guó)際上同收入組別國(guó)家近20個(gè)百分點(diǎn)。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(guó)經(jīng)濟(jì)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(dá)到頂點(diǎn)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(guó)已成為名副其實(shí)的制造業(yè)大國(guó)，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(dá)到空前的27279.79萬(wàn)噸。但與此同時(shí)，我國(guó)生產(chǎn)噸鋼能耗比世界先進(jìn)水平高出20～30%，中國(guó)超過(guò)10%的能源被鋼鐵業(yè)“吃”掉。在這種大背景下，我國(guó)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(rèn)為，我國(guó)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(jì)發(fā)展的晴雨表。從宏觀經(jīng)濟(jì)角度看，建筑能耗的比例越大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展就越是合理和健康。
我國(guó)建筑用能還處在很低的水平，但有很大的增長(zhǎng)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(guó)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(guó)家庭平均空調(diào)用電量就達(dá)到1555kWh。因此，住宅能耗的增長(zhǎng)是一種必然的趨勢(shì)。另外，我國(guó)現(xiàn)在的依靠低勞動(dòng)力成本、高資源消耗、高資本投入、沒(méi)有附加價(jià)值的傳統(tǒng)制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)是不可持續(xù)的。我國(guó)不可能一直停留在目前這種工業(yè)化初期落后的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中。中國(guó)要和平崛起，必須向新型工業(yè)化社會(huì)過(guò)渡，必然會(huì)像當(dāng)今的發(fā)達(dá)國(guó)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(fèi)結(jié)構(gòu)也將從工藝過(guò)程能耗轉(zhuǎn)到保持環(huán)境的建筑能耗中來(lái)。因此，隨著經(jīng)濟(jì)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(guó)總能耗中比例的增加是必然的趨勢(shì)，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(shí)盡量減少間接能耗和無(wú)謂的浪費(fèi)，將有限的資源用到建筑使用過(guò)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(fù)荷的主要因素
2003年以來(lái)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的拉動(dòng)下，能源和電力的需求快速增長(zhǎng)，大部分地區(qū)出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張，26個(gè)省區(qū)存在不同程度的拉閘限電。盡管從2000年開始，我國(guó)僅用5年時(shí)間，發(fā)電裝機(jī)容量便從3億kW增加到4.4億kW，但能耗（電耗）增長(zhǎng)的速度更快。從2002年到2003年，我國(guó)GDP增長(zhǎng)9.1%，而電力消費(fèi)卻增長(zhǎng)了16.5%。
有人把電力緊缺歸咎于我國(guó)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(guò)了美國(guó)（72%,1997），但居民使用空調(diào)的時(shí)間全年平均僅為800～900小時(shí)，也就是說(shuō)，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(fèi)主要是由于我國(guó)居民經(jīng)濟(jì)水平還不高。因此，在城市或地區(qū)全年電力消費(fèi)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(fù)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(diǎn)，造成夏季供電峰谷差的進(jìn)一步拉大，形成對(duì)電網(wǎng)安全的潛在威脅。圖4的尖峰負(fù)荷與最高氣溫的關(guān)系曲線很清楚地說(shuō)明了這一點(diǎn)。在上海，當(dāng)氣溫在33℃以上時(shí)，每升高1℃，電力負(fù)荷將增加12.7萬(wàn)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(fù)荷增加12.9萬(wàn)kW。
日益增長(zhǎng)的空調(diào)用電負(fù)荷已經(jīng)造成了城市電網(wǎng)難以承受的高峰用電負(fù)荷及巨大的電力缺口（2005年估計(jì)為2500萬(wàn)kW）。這種電力供需之間結(jié)構(gòu)性的矛盾成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，制約了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高。
2000-2003年，國(guó)內(nèi)空調(diào)器銷售量的年平均增長(zhǎng)率高達(dá)47.65%，而同期我國(guó)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的增長(zhǎng)率只有6%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于房間空調(diào)器銷售量的增長(zhǎng)速度。我國(guó)的住宅空調(diào)產(chǎn)品形式單一，無(wú)論是窗式、分體壁掛式還是集中式，幾乎全部是電力驅(qū)動(dòng)。致使房間空調(diào)器（國(guó)內(nèi)銷售）的裝機(jī)電力占發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的比例已經(jīng)高達(dá)10%。
圖5北京市近年來(lái)夏季最高電力負(fù)荷和空調(diào)電力需求的增長(zhǎng)
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(zhǎng)了29%，占全社會(huì)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(wàn)kWh，2003年則增至700726萬(wàn)kWh，增幅高達(dá)29%。同時(shí)人均年生活用電量也大幅增長(zhǎng)，2001年人均年生活用電483.57kWh，2003年則達(dá)到609.96kWh，增幅為26%。
3.3民用建筑空調(diào)的能源需求預(yù)測(cè)
根據(jù)我國(guó)電力發(fā)展規(guī)劃，可以預(yù)測(cè)，2010年全國(guó)每百戶城鎮(zhèn)居民空調(diào)器擁有量為125.8臺(tái)，所形成的裝機(jī)電力占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的28.7%。到2020年，每百戶居民空調(diào)器擁有量將達(dá)到190臺(tái)，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)量的比例為37.4%。
2004-2020年間，電驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組的產(chǎn)量年均增長(zhǎng)速度保持在41%，2010年我國(guó)電制冷機(jī)組保有量約為39.5萬(wàn)臺(tái)左右，2020年將達(dá)到76萬(wàn)臺(tái)。可知，從2010到2020年，我國(guó)公共建筑集中式空調(diào)的電制冷機(jī)組的裝機(jī)電力將由1.01億kW上升到1.78億kW，在全國(guó)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)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(jī)組的耗電在電力消費(fèi)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(fèi)總量中的比重將由9.3%增加到10.1%。
如果國(guó)家繼續(xù)推進(jìn)當(dāng)前鼓勵(lì)發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)的政策，并假定2010年和2020年直燃機(jī)的裝機(jī)冷量分別達(dá)到當(dāng)年空調(diào)機(jī)組裝機(jī)總冷量的10％和15％，則2010年，我國(guó)直燃機(jī)總保有量約為2.9萬(wàn)臺(tái)，全國(guó)直燃機(jī)總的天然氣用量將達(dá)到29.6億m3，占全國(guó)天然氣總用量的2.4%；而到2020年，直燃機(jī)總保有量將達(dá)到8.9萬(wàn)多臺(tái)，直燃機(jī)總的燃?xì)庥昧繉⑦M(jìn)一步增加到90.3億m3，占全國(guó)天然氣總用量的3.4%（見(jiàn)表4）。
表4發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)對(duì)我國(guó)能源供應(yīng)的影響預(yù)測(cè)20102020
直燃機(jī)裝機(jī)冷量所占比重10.0%12.5%15.0%15.0%17.5%20.0%
直燃機(jī)裝機(jī)冷量/萬(wàn)kW526365797895160631874121418
直燃機(jī)保有量/萬(wàn)臺(tái)2.93.64.48.910.411.9
電制冷機(jī)組裝機(jī)冷量/萬(wàn)kW473714605544739910268834885671
電制冷機(jī)組保有量/萬(wàn)臺(tái)39.538.437.375.873.671.4
公共建筑空調(diào)電制冷機(jī)組裝機(jī)電力/億kW1.051.020.991.781.731.68
發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量/億kW6.56.56.5999
占發(fā)電機(jī)組裝機(jī)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(jī)組耗電量/億kWh704.2684.7665.11194.01158.91123.8
全國(guó)總用電量/億kWh264352643526435413034130341303
電制冷機(jī)組耗電量占全國(guó)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(jī)電力/萬(wàn)kW117014621754357041654760
節(jié)省的電力投資/億元130116271952397146335295
直燃機(jī)燃?xì)庥昧?億m3/年29.637.044.490.3105.4120.4
全國(guó)總天然氣需求量/億m3125412541254265326532653
直燃機(jī)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(duì)措施和政策建議
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、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(guó)是世界上熱量帶最多的國(guó)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(guó)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(gè)城市或一個(gè)地區(qū)的人均GDP在4000～4500美元時(shí)，住宅空調(diào)將普及。住宅空調(diào)將從奢侈型消費(fèi)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(guó)以重化工業(yè)為主的經(jīng)濟(jì)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(huì)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?？傊?，民用建筑空調(diào)是經(jīng)濟(jì)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(shì)利導(dǎo)，用經(jīng)濟(jì)與技術(shù)手段引導(dǎo)人們合理消費(fèi)，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(fèi)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(shí)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?xì)饪照{(diào)、熱電冷聯(lián)供技術(shù)和分布式能源技術(shù)；同時(shí)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(jìn)制冷空調(diào)產(chǎn)品，提高能源效率，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。
4.1蓄冷空調(diào)
對(duì)蓄冷空調(diào)的電費(fèi)價(jià)格體系是推進(jìn)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(shí)電價(jià)，其中的高峰時(shí)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(chǎng)這兩類商業(yè)建筑的空調(diào)冷負(fù)荷高峰時(shí)段（下午）被劃入了電費(fèi)的平段時(shí)間。導(dǎo)致大部分蓄冷量在非高峰用電時(shí)段的下午釋放掉，對(duì)轉(zhuǎn)移夏季高峰用電負(fù)荷并沒(méi)有起到有效作用，而且也不能使用戶從分時(shí)電價(jià)政策中獲取最大利益。上海市從2005年夏季開始將空調(diào)負(fù)荷高峰時(shí)段13:00～15:00劃入高峰電價(jià)時(shí)段，同時(shí)對(duì)用戶的電力最大需求MD提高收費(fèi)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(jià)的比值之外，低谷電價(jià)的絕對(duì)值也有很大影響。如果低谷電價(jià)能夠跌破購(gòu)電成本的底線（比如降到0.20元/kWh以下），相信會(huì)極大地推動(dòng)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(shí)推銷電鍋爐和電采暖的促銷價(jià)。
2004年，我國(guó)已經(jīng)批準(zhǔn)開工的電站項(xiàng)目達(dá)6110萬(wàn)千瓦。以每kW電站投資6000～7000元計(jì)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(duì)蓄冷空調(diào)的補(bǔ)貼（200元/kW），可以轉(zhuǎn)移2000萬(wàn)kW空調(diào)高峰冷負(fù)荷。理想情況下可以轉(zhuǎn)移電力負(fù)荷600萬(wàn)kW，恰好相當(dāng)于少建10%的電廠。這樣，電力部門實(shí)際節(jié)約了投資360億元。而用戶除了這部分補(bǔ)貼，還要投入160億元去建設(shè)2000萬(wàn)kW的蓄冷裝置。但因?yàn)橛辛搜a(bǔ)貼，用戶可以較快地在3～4年時(shí)間里從分時(shí)電價(jià)的差價(jià)中回收這部分投資。實(shí)現(xiàn)電力公司和用戶的雙贏。
4.2燃?xì)饪照{(diào)
影響燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展的瓶頸是天然氣價(jià)格。制訂燃?xì)饪照{(diào)用氣價(jià)格的依據(jù)，應(yīng)該是使燃?xì)饪照{(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(shí)實(shí)在在地受益，也才能鼓勵(lì)用戶使用燃?xì)饪照{(diào)。定義電力與天然氣的比價(jià)：
這一比價(jià)越大，表明燃?xì)饪照{(diào)的年度等額壽命周期成本與電力空調(diào)相比，經(jīng)濟(jì)性越好。國(guó)際上電力與天然氣比價(jià)一般約為4:1左右，但我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)該比價(jià)偏低，因而制約了燃?xì)饪照{(diào)市場(chǎng)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(jì)，2004年北京市共消耗天然氣25.4億m3，2005年預(yù)計(jì)將消耗33億m3，超過(guò)市政府30億m3的預(yù)算，也超過(guò)了陜京管線28億m3的供給量。上海市預(yù)計(jì)2005年的天然氣使用量將達(dá)到20億m3，但目前落實(shí)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(shì)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(duì)任何一個(gè)燃?xì)饪照{(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(lái)說(shuō)，發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)用戶可以起到填平夏季天然氣低谷的作用，但同時(shí)還會(huì)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?xì)夤?yīng)部門，要研究夏季儲(chǔ)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?xì)鉄岜眉夹g(shù)以及能燃用水煤漿和煤層氣的直燃機(jī)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(guó)發(fā)展的諸多政策問(wèn)題中，最突出的是多余電力上網(wǎng)的問(wèn)題。因?yàn)橛脩羲枰臒崃?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(shí)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(yùn)行時(shí)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(huì)有富余的電能或者熱能產(chǎn)生。為了解決多余電力的問(wèn)題，最簡(jiǎn)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(guó)目前實(shí)行的《供電營(yíng)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(jī)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(jià)要采用競(jìng)價(jià)上網(wǎng)方式，沒(méi)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(duì)風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)惠政策，電網(wǎng)收購(gòu)價(jià)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(gè)政策問(wèn)題是天然氣的價(jià)格。與上節(jié)“發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)的政策建議”相仿，各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉妰r(jià)，將電力/天然氣比價(jià)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(dòng)機(jī)設(shè)備國(guó)內(nèi)基本上都不能夠生產(chǎn)，完全依賴進(jìn)口，因此實(shí)現(xiàn)熱電冷聯(lián)產(chǎn)的一次投資很大。建議對(duì)建筑熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的投資者做政策性投資補(bǔ)貼，該補(bǔ)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(lái)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(dòng)式（作為汽車動(dòng)力）；②固定式（又稱“站式”，用于樓宇熱電冷聯(lián)供）。我國(guó)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(shí)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(dòng)式應(yīng)用中的麻煩（例如對(duì)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(duì)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(yùn)會(huì)項(xiàng)目和2010年上海世博會(huì)項(xiàng)目中。
4.4選擇較高能效等級(jí)的空調(diào)設(shè)備
作為重要的“節(jié)流”措施，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、資源缺乏的城市，可在2005年開始實(shí)施的《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能源效率等級(jí)（GB12021.3-2004）》、《單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)能效限定值及能源效率等級(jí)（GB19576-2004）》和《冷水機(jī)組能效限定值及能源效率等級(jí)（GB19577-2004）》等三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，選擇較高的能效等級(jí)作為市場(chǎng)準(zhǔn)入條件。
根據(jù)測(cè)算，上海市如果對(duì)冷水機(jī)組采用比我國(guó)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50189-2005）》中的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)提高一個(gè)等級(jí)，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(jī)組便可以降低電力峰荷需求6～8萬(wàn)kW，用戶也可因此減少電費(fèi)14％左右。以平均電價(jià)按0.75元/kWh計(jì)算，每年可以節(jié)約電費(fèi)2800～3600萬(wàn)元。
5結(jié)論
我國(guó)是世界上最大的房間空調(diào)器生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是世界上最大的冷水機(jī)組市場(chǎng)。我國(guó)又是世界上房屋建筑建設(shè)規(guī)模最大的國(guó)家。根據(jù)世界銀行的預(yù)測(cè)，到2015年，全世界新建筑的一半將出現(xiàn)在中國(guó)；中國(guó)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(guó)民用建筑空調(diào)還會(huì)有很大的發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)的能源緊缺，確實(shí)是對(duì)制冷空調(diào)業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但同時(shí)也是推進(jìn)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(guó)從制冷空調(diào)大國(guó)發(fā)展成為制冷空調(diào)強(qiáng)國(guó)的最好機(jī)遇。
1前言
眾所周知，能源問(wèn)題是當(dāng)前世界各國(guó)普遍重視的問(wèn)題。在全世界總的能源消耗中，建筑能耗約占25%~40%。近年來(lái)，我國(guó)的建筑節(jié)能工作已進(jìn)入全面實(shí)施階段，隨著一系列關(guān)于建筑節(jié)能的國(guó)家法規(guī)及地方標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，整個(gè)建筑行業(yè)從業(yè)人員不僅從觀念上對(duì)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(shí)踐操作上均獲得了一定效果。但是，與世界發(fā)達(dá)國(guó)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(shí)，隨著我國(guó)的社會(huì)和城市建設(shè)到了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期，人們開始對(duì)影響我們工作、生活的一個(gè)重要問(wèn)題——噪聲問(wèn)題投入更大的關(guān)注，噪聲問(wèn)題已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。從我國(guó)目前的整體狀況來(lái)看，我國(guó)的建筑聲環(huán)境長(zhǎng)期以來(lái)未能得到應(yīng)有的重視。而建筑噪聲控制工作在整個(gè)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(jìn)行噪聲治理，而對(duì)于建筑噪聲的防護(hù)和控制，雖有一定的理論研究成果和方法。但在實(shí)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(jì)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(duì)建筑節(jié)能與建筑噪聲控制的實(shí)踐操作產(chǎn)生積極的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)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(guò)圍
護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱，與圍護(hù)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(qiáng)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(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲，為使所設(shè)計(jì)建筑達(dá)到允許的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，必須使圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的隔聲性能，以防止來(lái)自外界的噪聲干擾。同時(shí)，建筑的密閉性對(duì)建筑隔聲也有明顯的影響，墻體等圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的孔洞（例如門窗縫隙等）會(huì)使其隔聲性能明顯下降。
因此，在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中采用傳熱系數(shù)較低而又可提高圍護(hù)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(qiáng)窗的氣密性與減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的孔洞、縫隙面積是不同的概念，但是，對(duì)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(jì)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(jiàn)，在建筑設(shè)計(jì)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(shuō)具有可行性及現(xiàn)實(shí)意義。本文綜合考慮的途徑主要從圍護(hù)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(xì)節(jié)上討論。
3可綜合考慮節(jié)能和隔聲的圍護(hù)結(jié)構(gòu)
可綜合考慮節(jié)能和隔聲的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要有外墻，外門、窗等，下面談?wù)勗谶@些圍護(hù)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(gè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)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(jì)權(quán)隔聲量達(dá)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(shì)，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(jì)權(quán)隔聲量為44.5dB，這與其面密度有關(guān)（質(zhì)量定律）。此時(shí)，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(dá)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(lái)提高隔聲量。在設(shè)計(jì)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(duì)能耗有很大影響（由于外窗的傳熱系數(shù)一般來(lái)說(shuō)比外墻小很多，影響護(hù)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(dá)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(jiàn)表1。
同樣，窗墻比對(duì)護(hù)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(jiàn)表2）。
由此可見(jiàn)，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(jiàn)表3）。但木、塑料非現(xiàn)代建筑所青睞，斷熱鋁合金由于造價(jià)較高，使得鋁合金成為應(yīng)用最為廣泛的窗框材料，同時(shí)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(jì)大學(xué)聲學(xué)研究所對(duì)于不同的窗框材料的隔聲性能做了測(cè)試，可從其實(shí)測(cè)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?cè)黾硬ＡШ穸葋?lái)提高隔聲量。但在實(shí)際應(yīng)用中，往往使用復(fù)合層玻璃來(lái)替代，可以取得窗扇重量大為減輕的優(yōu)點(diǎn)。在隨復(fù)合層玻璃的變化，隔聲性能的數(shù)據(jù)對(duì)比中，可以得出一個(gè)很有實(shí)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(guò)對(duì)比，若節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)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(shí)驗(yàn)測(cè)量表明，雙窗間隔10cm的計(jì)權(quán)隔聲量為33dB。在雙窗間隔作吸聲處理后，其隔聲量達(dá)36dB。隔聲效果較好，而雙層普通玻璃窗的節(jié)能效果可見(jiàn)表3，而從造價(jià)來(lái)說(shuō)，雙層窗的工程造價(jià)約為復(fù)合玻璃窗的50%。
3.2.2住宅外門及陽(yáng)臺(tái)門
湖南地區(qū)住宅外門及陽(yáng)臺(tái)門在節(jié)能設(shè)計(jì)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(shí)也是吸聲材料，節(jié)能設(shè)計(jì)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(lái)提高隔聲量。而門的密縫處理對(duì)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(yáng)輻射和地面、墻面和相鄰物的反射熱。經(jīng)過(guò)測(cè)試，夏季林地及草坪的氣溫與普通場(chǎng)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(wú)綠化的房間約3℃，同時(shí)在11~16時(shí)段內(nèi)的升溫速率有綠化房間也明顯優(yōu)于無(wú)綠化房間。不同的建筑綠化布置方法對(duì)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(yùn)用綠化來(lái)防止和減少噪聲對(duì)建筑的干擾時(shí)，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(lái)說(shuō)，綠化對(duì)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(qiáng)。在建筑綠化布置方法上，臨街綠化對(duì)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(dá)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(jiàn)，香樟屬于常綠喬木，一般來(lái)說(shuō)，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(jì)得當(dāng)，在節(jié)能與減噪方面均能產(chǎn)生效果和作用。
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針對(duì)具體建設(shè)項(xiàng)目編制質(zhì)量控制方案，方案要抓住質(zhì)量控制點(diǎn)，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(tuán)隊(duì)，各專業(yè)人員配備合理，能密切合做;在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，一定要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)建設(shè)程序，始終堅(jiān)持先勘察后設(shè)計(jì)再施工的原則，避免出現(xiàn)邊勘察和邊設(shè)計(jì)以及邊施工現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)實(shí)施分段質(zhì)量控制管理，避免因?yàn)榉倒?dǎo)致質(zhì)量下降，出現(xiàn)工期延誤和造價(jià)提高等問(wèn)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(chǎng)，針對(duì)各種材料與設(shè)備實(shí)施嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)，利用數(shù)據(jù)說(shuō)話，絕不可應(yīng)用不合格產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，建材市場(chǎng)中存在大量偽劣產(chǎn)品。對(duì)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(duì)于工程建設(shè)項(xiàng)目而言，一般情況下會(huì)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(qiáng)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(xiàng)目中。
1．3加強(qiáng)工序質(zhì)量控制，建立質(zhì)量控制點(diǎn)，對(duì)質(zhì)量完成嚴(yán)格檢查
工程建設(shè)項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目在開工之前，一定要明確項(xiàng)目責(zé)任班子與現(xiàn)場(chǎng)代表，對(duì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格會(huì)審。在進(jìn)行施工時(shí)，若是發(fā)現(xiàn)質(zhì)量存在問(wèn)題就一定要進(jìn)行及時(shí)修改，一般狀況下，需要定期實(shí)施一次質(zhì)量檢查，各道工序必須進(jìn)行有效檢查，同時(shí)要求各方相關(guān)負(fù)責(zé)人參與，針對(duì)檢查過(guò)程中存在的問(wèn)題一定要及時(shí)整改，若是未進(jìn)行修改或是整改后難以滿足需求的，不可以進(jìn)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(diǎn)，主要指各道工序一定要實(shí)施嚴(yán)格質(zhì)量檢查，不可馬虎大意。并且對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以確保工程施工質(zhì)量。針對(duì)施工驗(yàn)收并未滿足標(biāo)準(zhǔn)需求的項(xiàng)目，一定要進(jìn)行返工，且不可進(jìn)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(xiàng)目也必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理控制。
2工程建設(shè)過(guò)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(jì)圖紙，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，依據(jù)流水施工方式制定切實(shí)可行的施工進(jìn)度計(jì)劃表。由于工期的長(zhǎng)短嚴(yán)重影響承建商社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。因此承建商必須有效加強(qiáng)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(jìn)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(jì)劃表，同時(shí)嚴(yán)格依據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃表進(jìn)行施工，同時(shí)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(shí)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(lái)，大部分工程建設(shè)項(xiàng)目由于資金存在問(wèn)題而發(fā)生設(shè)計(jì)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(jìn)度計(jì)劃表進(jìn)行施工。而縮短施工工期不但為工程建設(shè)項(xiàng)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(jì)效益。對(duì)此，一定要制定科學(xué)、切實(shí)可行的施工進(jìn)度方案，加強(qiáng)施工技術(shù)管理與質(zhì)量管理，防止因?yàn)榧夹g(shù)和質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，尤其是基礎(chǔ)性工程與支護(hù)工程。對(duì)此設(shè)計(jì)單位與承建商以及建設(shè)企業(yè)等完成磋商，加強(qiáng)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(qiáng)材料供應(yīng)和機(jī)械設(shè)備管理，從而確保施工正常進(jìn)行。
3工程建設(shè)過(guò)程中的成本控制
施工單位投標(biāo)報(bào)價(jià)主要依據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙編制，若是施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不健全，在投標(biāo)報(bào)價(jià)中會(huì)產(chǎn)生很多暫估價(jià)，在施工過(guò)程中會(huì)發(fā)生很多變更，都會(huì)導(dǎo)致工程量發(fā)生變化，進(jìn)而造成工程造價(jià)發(fā)生較大的波動(dòng)。在進(jìn)行工程結(jié)算時(shí)，導(dǎo)致造價(jià)提高的要素比較多，除去設(shè)計(jì)變更外，工程簽證也是導(dǎo)致工程造價(jià)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(shí)性，施工單位為追求最大的利潤(rùn)，在工程索賠上會(huì)下很大的功夫，所以對(duì)于工程簽證一定要嚴(yán)把關(guān);針對(duì)價(jià)格變動(dòng)相對(duì)比較大的建筑材料應(yīng)該在購(gòu)買前征求設(shè)計(jì)與甲方的認(rèn)可，同時(shí)由建設(shè)企業(yè)簽證價(jià)差之后才可以購(gòu)買。工程建設(shè)過(guò)程中工期、造價(jià)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(jì)效益考慮。同時(shí)乙方不但要提升自己的經(jīng)濟(jì)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(yù)。因此，甲方和乙方處理問(wèn)題過(guò)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(duì)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(huì)對(duì)供電企業(yè)要求的重要部分。在電力管理發(fā)展過(guò)程中，原來(lái)以拉閘限電為目的的負(fù)荷控制正逐漸向用電管理方向過(guò)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(duì)與用戶直接相關(guān)的低壓電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握低壓配電網(wǎng)運(yùn)行的情況，適時(shí)根據(jù)供電需求的增長(zhǎng)調(diào)整電網(wǎng)負(fù)荷，及時(shí)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(gè)環(huán)節(jié)，它一般以低壓網(wǎng)中的配變?yōu)楸O(jiān)測(cè)對(duì)象，使電力部門及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況，為線損分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、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(zhǎng)期以來(lái)，低壓配電網(wǎng)絡(luò)一直是供電系統(tǒng)運(yùn)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(guò)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(yùn)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(bào)電壓質(zhì)量合格率和作配電網(wǎng)的可靠性統(tǒng)計(jì)，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(fù)荷情況及重點(diǎn)用戶的年、季、月、日各種負(fù)荷曲線等重要信息。但多年來(lái)，由于低壓配電網(wǎng)絡(luò)缺乏這方面的自動(dòng)化檢測(cè)手段，一般都在每年或每季的幾個(gè)典型日，由工作人員用鉗式電流表逐個(gè)測(cè)量配電裝置負(fù)荷的簡(jiǎn)單方法，結(jié)果是費(fèi)時(shí)費(fèi)工，既不能反映真實(shí)情況，也不能解決實(shí)際問(wèn)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(jì)使得該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)與升級(jí)。儀表在工作時(shí)，對(duì)低壓配電房?jī)?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(jìn)行緩沖放大，再由A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，送到CPU進(jìn)行處理，CPU將處理過(guò)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(cè)量、顯示及存儲(chǔ)功能：
在工作中，配電監(jiān)控裝置對(duì)低壓配電柜內(nèi)的各種電壓、電流進(jìn)行采樣后，經(jīng)過(guò)計(jì)算模塊，將電流、電壓、頻率、有功和無(wú)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣最終得到的電網(wǎng)狀態(tài)信息將會(huì)通過(guò)顯示模塊反映給工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，對(duì)于那些需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)將其存儲(chǔ)在大容量的存儲(chǔ)器中。
(2)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集及遠(yuǎn)程通訊功能：
目前，這類儀表除了可以利用手抄機(jī)對(duì)測(cè)量所得數(shù)據(jù)進(jìn)行手工抄表外，一般還可以擴(kuò)展各種通訊接口，支持RS232、RS485、ISDN等多種通訊協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集效率更高、操作更簡(jiǎn)單。隨著USB技術(shù)的日漸成熟，利用電子盤進(jìn)行數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)，比較適合于目前我國(guó)電力系統(tǒng)的需要。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)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(jī)聯(lián)系，通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通訊；還可以在監(jiān)控裝置表內(nèi)置一個(gè)modem通訊模塊，通過(guò)固定電話網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)連接的方式訪問(wèn)監(jiān)控裝置，進(jìn)行遠(yuǎn)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(gè)GPRS終端，管理中心便可以利用移動(dòng)通訊的GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。
(3)停電抄表和電路保護(hù)功能：
在停電或設(shè)備電源模塊發(fā)生故障時(shí)，工作人員仍然可能需要對(duì)測(cè)控儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)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(shí)現(xiàn)測(cè)控儀存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在任何時(shí)候都可以供讀取。此外存儲(chǔ)器還應(yīng)具備靜態(tài)存儲(chǔ)功能，保證在停電時(shí)，數(shù)據(jù)可以有效的保存在內(nèi)部存儲(chǔ)單元，而不會(huì)丟失。測(cè)控儀應(yīng)配置過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)元件，可以對(duì)短路、過(guò)載或過(guò)壓狀況進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。
(4)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償功能：
在低壓配電網(wǎng)中，尤其對(duì)公用配變臺(tái)區(qū)，由于負(fù)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(wú)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)中央處理器來(lái)控制電容器的投切開關(guān)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。當(dāng)需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，配變運(yùn)行的三相無(wú)功電流及三相電壓輸入到無(wú)功補(bǔ)償控制器的模塊，無(wú)功補(bǔ)償控制器根據(jù)配變當(dāng)時(shí)需要補(bǔ)償無(wú)功量，決定補(bǔ)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(tái)管理軟件，幫助用電管理中心的工作人員對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。目前此類管理軟件的主要功能一般包括報(bào)表分析(日?qǐng)?bào)表，月報(bào)表，年報(bào)表)；采集記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)；電壓、電流等參數(shù)曲線的繪制；無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚袪顟B(tài)分析等。
通過(guò)后臺(tái)管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，工作人員可以根據(jù)軟件分析結(jié)果，及時(shí)調(diào)整配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
2.3監(jiān)控系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計(jì)
配電監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)一般包括兩個(gè)部分：配電監(jiān)控裝置控制軟件和后臺(tái)管理軟件。本文重點(diǎn)介紹配電監(jiān)控裝置控制軟件的設(shè)計(jì)流程和實(shí)現(xiàn)功能。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分遵循模塊化的設(shè)計(jì)方法，以便于調(diào)試。
系統(tǒng)復(fù)位以后，硬件電路便開始對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，根據(jù)GB檢驗(yàn)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(lái)判斷數(shù)據(jù)是否達(dá)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(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)來(lái)提示技術(shù)人員檢修，否則，CPU便對(duì)得到的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行各種計(jì)算并存儲(chǔ)。接下來(lái)顯示程序便將準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)通過(guò)LCD或數(shù)碼顯示模塊顯示出來(lái)。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)電壓、電流的不平衡，便會(huì)通過(guò)程序進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。這樣，一次操作完成后，程序便返回到采集部分，進(jìn)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(jìn)一步加速，如何利用高新科技手段來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，如何提高效率，降低成本，實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)用電營(yíng)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(duì)用電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，可給用電管理提供直接的、便利的技術(shù)支持，為負(fù)荷預(yù)測(cè)、電網(wǎng)規(guī)劃、電力調(diào)度、用電營(yíng)銷管理、營(yíng)銷服務(wù)水平、用電檢查、電能計(jì)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(fù)荷管理系統(tǒng)中的作用歸納為以下6點(diǎn)：
(1)為及時(shí)了解電力市場(chǎng)需求，合理進(jìn)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(zhǎng)遠(yuǎn)的營(yíng)銷策略，提高電力資源的配置效率。
(3)利用遠(yuǎn)程通信功能，可以推動(dòng)用戶遠(yuǎn)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(shí)時(shí)的用戶用電信息，提高配網(wǎng)管理水平，為配網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)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(qiáng)化計(jì)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(tái)兩個(gè)部分。前端數(shù)據(jù)采集完成拌和機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，可在有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)采用先進(jìn)的軟件架構(gòu)、工作流開發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，完成對(duì)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(tái)無(wú)縫對(duì)接，完成上傳數(shù)據(jù)的分類、查詢、管理、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警提醒和圖表展示，實(shí)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(jiǎn)便、有效實(shí)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(shí)現(xiàn)拌和機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并根據(jù)拌和站現(xiàn)場(chǎng)情況利用有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)上傳，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合和挖掘，提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)拌和的盤信息等原材料用量等信息關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成拌和站生產(chǎn)圖表完成數(shù)據(jù)輸出，同時(shí)在數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)上進(jìn)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(kù)，具有很強(qiáng)的兼容性，可運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)的拌和站生產(chǎn)控制主機(jī)上，無(wú)需啟動(dòng)，自動(dòng)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(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況，大多數(shù)拌和站地處偏遠(yuǎn)，連接有線網(wǎng)絡(luò)成本過(guò)高，因此多釆用無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳，為此，我們采用無(wú)線透?jìng)骷夹g(shù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全性和不可篡改性，利用無(wú)線透?jìng)髟O(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(guò)無(wú)線透?jìng)骷夹g(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(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至后端數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)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(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(tái)
2.2.3數(shù)據(jù)分析與處理平臺(tái)
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(guò)后端的數(shù)據(jù)分析處理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整合、挖掘，從而完成拌和時(shí)間和原材料用量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)情況和超標(biāo)情況的查詢統(tǒng)計(jì)、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(gè)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(guò)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(shí)現(xiàn)原材料進(jìn)場(chǎng)管理、成本核算、人員管理、拌和車輛管理等擴(kuò)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(shì)，保證混凝土拌和質(zhì)量。
2.3系統(tǒng)功能
鐵路工程對(duì)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(gè)方面，是工程建設(shè)質(zhì)量保證的基礎(chǔ)。因此，對(duì)拌和站生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)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(wú)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(guò)程的監(jiān)測(cè)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(jī)管理主機(jī)上的釆集終端軟件，對(duì)不同廠家拌和機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行讀取，實(shí)現(xiàn)對(duì)拌和機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。采集終端軟件可實(shí)現(xiàn)拌和機(jī)廠家、數(shù)據(jù)源、釆集時(shí)間間隔、目標(biāo)主機(jī)和拌和站所在線路（包括：線路、標(biāo)段、工區(qū)、站名和拌和機(jī)編號(hào)）的選擇。該終端軟件支持開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)保存和斷點(diǎn)續(xù)傳等功能，可兼容30多家拌和機(jī)生產(chǎn)廠家的拌和機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件運(yùn)行與拌和機(jī)生產(chǎn)環(huán)節(jié)無(wú)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(guò)無(wú)線透?jìng)髂KDTU上傳至后端數(shù)據(jù)分析處理平臺(tái)。DTU模塊內(nèi)置無(wú)線上網(wǎng)卡，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)釆集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的斷網(wǎng)續(xù)傳，整個(gè)傳輸過(guò)程通過(guò)密鑰進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)的嚴(yán)肅性、安全性和實(shí)時(shí)性。
2.3.3動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
實(shí)現(xiàn)對(duì)拌和時(shí)間、拌和材料用量的監(jiān)測(cè)，通過(guò)柱狀圖和折線圖更直觀、更形象的展示拌和時(shí)間和材料用量的走勢(shì)，當(dāng)監(jiān)測(cè)麵纖規(guī)定閾值時(shí)啟動(dòng)短信報(bào)警功能，獨(dú)碰雜差信息，便于統(tǒng)計(jì)分析和比較。
2.3.4統(tǒng)計(jì)查詢分析
統(tǒng)計(jì)分析包括產(chǎn)能分析、拌和時(shí)間查詢、拌和材料查詢、材料誤差分析功能，分別通過(guò)產(chǎn)能分析圖、拌和時(shí)間走勢(shì)圖、材料用量走勢(shì)圖、材料誤差走勢(shì)圖與相關(guān)記錄結(jié)合展示。
2.3.5權(quán)限管理
支持對(duì)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(jìn)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(shí)現(xiàn)不同資源控制的組和式訪問(wèn)控制與授權(quán)管理。
2.3.6數(shù)據(jù)圖表展示
依照國(guó)家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的拌和時(shí)間、拌和材料用量、產(chǎn)能分析和材料誤差分析等進(jìn)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(jìn)場(chǎng)管理
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)原材料進(jìn)場(chǎng)管理擴(kuò)展功能，對(duì)混凝土拌和所需原材料如水泥、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰、外加劑的產(chǎn)地、生產(chǎn)廠家、重量、規(guī)格、級(jí)別、進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、質(zhì)量情況、抽檢復(fù)試情況等進(jìn)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(guò)對(duì)鐵路工地拌和站生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過(guò)程控制，結(jié)合原材料的進(jìn)場(chǎng)和使用情況，實(shí)現(xiàn)拌和站成本核算功能，作為拌和站信息化管理的擴(kuò)展功能，具有非常現(xiàn)實(shí)的意義[4]。成本核算包括拌和站生產(chǎn)過(guò)程基本信息的管理；各種原材料和輔助材料（如動(dòng)力能源材料）的統(tǒng)計(jì)和明細(xì)；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(jì)和明細(xì)，結(jié)合拌和站生產(chǎn)業(yè)務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tái)還具有安全預(yù)警功能，釆用分級(jí)報(bào)警模式，針對(duì)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(jī)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(guò)系統(tǒng)的分析統(tǒng)計(jì)，對(duì)于拌和時(shí)間、原材料用量、產(chǎn)能分析和原材料用料誤差等內(nèi)容，會(huì)同相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)分析，對(duì)于超標(biāo)值特別大的異常數(shù)據(jù)，還將進(jìn)行遠(yuǎn)程專家會(huì)審，通過(guò)專家鑒定得出結(jié)論，釆取進(jìn)一步的現(xiàn)場(chǎng)控制和施工安全問(wèn)題的處理。
2.4系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)
(1)釆用先進(jìn)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(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)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(tái)無(wú)縫對(duì)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?dòng)態(tài)圖形開發(fā)技術(shù)，實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的記錄和趨勢(shì)圖形化展現(xiàn)技術(shù)，高性能的I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)針對(duì)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(duì)施工單位拌和站混凝土生產(chǎn)的管理功能,包括原材料進(jìn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)拌和站質(zhì)量監(jiān)控和生產(chǎn)管理集成一體化。
(3)實(shí)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?cái)?shù)據(jù)采集釆用拌和機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)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(tái)
建立拌和站統(tǒng)一信息處理與交互平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一管理、生產(chǎn)情況實(shí)時(shí)把控、質(zhì)量監(jiān)督全面推廣，并可完成拌和站及試驗(yàn)室的信息共享和數(shù)據(jù)交互，平臺(tái)兼容性和可靠性強(qiáng)，可與鐵路工程建設(shè)數(shù)據(jù)和應(yīng)用平臺(tái)無(wú)縫對(duì)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(cè)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(wú)線透?jìng)鳌?shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)挖掘等信息化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)釆集和實(shí)時(shí)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(jì)查詢、報(bào)表展示、安全預(yù)警等功能，同時(shí)可接入鐵路工程建設(shè)信息平臺(tái)，通過(guò)試點(diǎn)應(yīng)用得到用戶大量反饋信息，經(jīng)過(guò)多次改版升級(jí)。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(wú)線透?jìng)骷夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可兼容主流品牌的30多種拌和機(jī)，并不與拌和機(jī)生產(chǎn)過(guò)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(guò)同學(xué)們觀察、實(shí)驗(yàn)自己探索出來(lái)。
二、觀察實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)新知師：（出示空文具盒）問(wèn)：文具盒里有文具嗎？師講述：文具盒里沒(méi)有文具，這塊空著的地方叫做空間。
師：將鉛筆放滿文具盒，問(wèn)：同學(xué)們看一看現(xiàn)在誰(shuí)占據(jù)了文具盒的空間？
師：（出示書包并裝滿文具）同學(xué)們?cè)倏匆粯幽銈兪煜さ臇|西，問(wèn)：“書包里有什么？誰(shuí)占據(jù)著什么？”（找三個(gè)學(xué)生說(shuō)，然后給予評(píng)價(jià)）
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(shí)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(gè)例子嗎？（學(xué)生說(shuō)完后，給予鼓勵(lì)）
師問(wèn)：以上的事實(shí)說(shuō)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(gè)砝碼）問(wèn)：它們所占據(jù)空間的大小一樣嗎？
師講述：所以準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)是物體都要占據(jù)一定的空間。這個(gè)“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(bǔ)充完整）師：現(xiàn)在你們自己親手做個(gè)實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證：“物體都要占據(jù)一定的空間”這一結(jié)論。請(qǐng)同學(xué)們看實(shí)驗(yàn)步驟。
1．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟，教師提醒學(xué)生，水要倒?jié)M，放砝碼時(shí)要慢。
3．要求：帶著問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，出示觀察思考題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，你看到了什么現(xiàn)象？
（2）你怎么解釋這種現(xiàn)象？
4．匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。師導(dǎo)引：由上面的觀察實(shí)驗(yàn)，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(gè)問(wèn)題做幾個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。
1．掛出小黑板，出示實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)一：①把紙團(tuán)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(shí)驗(yàn)步驟。
3．教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。
4．學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。
5．學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：紙團(tuán)沒(méi)濕。下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)僮鲆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)看小黑板：
實(shí)驗(yàn)二：
①把紙團(tuán)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(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：把紙團(tuán)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(shí)，看到有氣泡冒出，紙團(tuán)濕了。
師：下面請(qǐng)同學(xué)們討論小黑板上的問(wèn)題：
①你怎么解釋這兩種現(xiàn)象？
②實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？學(xué)生匯報(bào)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(tuán)沒(méi)濕，說(shuō)明水沒(méi)有進(jìn)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(shí)，發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)濕了，還有氣泡從杯子里跑出來(lái)，說(shuō)明水進(jìn)到杯子里去了，空氣讓出了部分空間。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了“空氣占據(jù)空間”。師：通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們知道了空氣占據(jù)杯子的空間，下面我們?cè)僮鲆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)三：
①拿一只瓶子。
②瓶口塞緊帶漏斗的塞子。
③把水倒進(jìn)漏斗里。
學(xué)生匯報(bào)觀察結(jié)果：發(fā)現(xiàn)水沒(méi)進(jìn)到瓶子里。
師點(diǎn)撥：把塞子塞緊時(shí)看到水沒(méi)進(jìn)到瓶子里，下面把塞子松一松，試一試結(jié)果會(huì)怎樣呢？同時(shí)思考為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)把塞子松動(dòng)后，水流進(jìn)瓶子里去了。瓶口塞緊時(shí)，空氣跑不出來(lái)，水流不進(jìn)去，說(shuō)明空氣占據(jù)瓶子的空間。瓶塞松動(dòng)后，空氣跑了出來(lái)，讓出了一部分空間，水流進(jìn)去了，也說(shuō)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(guò)同學(xué)們觀察、實(shí)驗(yàn)自己探索出來(lái)。
二、觀察實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)新知師：（出示空文具盒）問(wèn)：文具盒里有文具嗎？師講述：文具盒里沒(méi)有文具，這塊空著的地方叫做空間。
師：將鉛筆放滿文具盒，問(wèn)：同學(xué)們看一看現(xiàn)在誰(shuí)占據(jù)了文具盒的空間？
師：（出示書包并裝滿文具）同學(xué)們?cè)倏匆粯幽銈兪煜さ臇|西，問(wèn)：“書包里有什么？誰(shuí)占據(jù)著什么？”（找三個(gè)學(xué)生說(shuō)，然后給予評(píng)價(jià)）
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(shí)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(gè)例子嗎？（學(xué)生說(shuō)完后，給予鼓勵(lì)）
師問(wèn)：以上的事實(shí)說(shuō)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(gè)砝碼）問(wèn)：它們所占據(jù)空間的大小一樣嗎？
師講述：所以準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)是物體都要占據(jù)一定的空間。這個(gè)“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(bǔ)充完整）師：現(xiàn)在你們自己親手做個(gè)實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證：“物體都要占據(jù)一定的空間”這一結(jié)論。請(qǐng)同學(xué)們看實(shí)驗(yàn)步驟。
1．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟，教師提醒學(xué)生，水要倒?jié)M，放砝碼時(shí)要慢。
3．要求：帶著問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，出示觀察思考題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，你看到了什么現(xiàn)象？
（2）你怎么解釋這種現(xiàn)象？
4．匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。師導(dǎo)引：由上面的觀察實(shí)驗(yàn)，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(gè)問(wèn)題做幾個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。
1．掛出小黑板，出示實(shí)驗(yàn)步驟：
實(shí)驗(yàn)一：①把紙團(tuán)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(shí)驗(yàn)步驟。
3．教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。
4．學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。
5．學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：紙團(tuán)沒(méi)濕。下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)僮鲆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)看小黑板：
實(shí)驗(yàn)二：
①把紙團(tuán)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(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：把紙團(tuán)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(shí)，看到有氣泡冒出，紙團(tuán)濕了。
師：下面請(qǐng)同學(xué)們討論小黑板上的問(wèn)題：
①你怎么解釋這兩種現(xiàn)象？
②實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？學(xué)生匯報(bào)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(tuán)沒(méi)濕，說(shuō)明水沒(méi)有進(jìn)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(shí)，發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)濕了，還有氣泡從杯子里跑出來(lái)，說(shuō)明水進(jìn)到杯子里去了，空氣讓出了部分空間。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了“空氣占據(jù)空間”。師：通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們知道了空氣占據(jù)杯子的空間，下面我們?cè)僮鲆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)三：
①拿一只瓶子。
②瓶口塞緊帶漏斗的塞子。
③把水倒進(jìn)漏斗里。
學(xué)生匯報(bào)觀察結(jié)果：發(fā)現(xiàn)水沒(méi)進(jìn)到瓶子里。
師點(diǎn)撥：把塞子塞緊時(shí)看到水沒(méi)進(jìn)到瓶子里，下面把塞子松一松，試一試結(jié)果會(huì)怎樣呢？同時(shí)思考為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)把塞子松動(dòng)后，水流進(jìn)瓶子里去了。瓶口塞緊時(shí)，空氣跑不出來(lái)，水流不進(jìn)去，說(shuō)明空氣占據(jù)瓶子的空間。瓶塞松動(dòng)后，空氣跑了出來(lái)，讓出了一部分空間，水流進(jìn)去了，也說(shuō)明空氣占據(jù)瓶子的空間。
