DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 四模块并联电源控制系统设计 四模块并联电路控制系统设计主要分为两部分：1) DC-DC的Boost电路；2) DC-AC的后级H桥控制电路。 3.1. DC-DC的Boost电路控制器 Boost电路的主要作用是维持母线电压恒定的同时减少后级输出对电网侧的干扰，提高电源的输入功率因数。 Boost电路通过采集Boost的输出电压来进行闭环控制，控制系统仿真如图2所示，给定电压和输出 图1. 模块功率拓扑图 图2. Boost电源控制仿真图 电压的差值进入PID调节器，PID的输出经过限幅器后进入PWM生成器，生成PWM脉宽，控制IGBT管的开通和关断。图中switch5为一个转换开关，在仿真设计时可以通过控制该开关来启动/禁止Boost闭环。 3.2. DC-AC H桥控制器 四模块并联电源H桥控制系统的拓扑结构如图3所示，采用双闭环的控制策略，外环采用高精度的电流传感器采集输出电流，内环采用霍尔电流传感器采集模块电流进行均流控制。 四模块均流电源后级输出采用H桥的方式，通过采集输出电流和模块电流构成双闭环控制，输出电流外环精确控制输出电流，模块电流内环确保四模块均流。 电流外环的仿真框图如图4所示，其中I_back为传感器采集到的输出电流，I_Norminal为传感器变比系数，通过归一化后与电流给定进行比较进入PID控制器，通过限幅器后输出为内环电流环的给定。图中switch9为一个转换开关，在仿真设计时可以通过控制该该开关来启动/禁止电流环闭环。这样的设计在电路调试的时候非常方便。 内环电流环控制器结构与外环相同，只是反馈为各功率模块电流传感器采集得到的电流，其他部分完全一致。
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user: 4. 四模块并联电源matlab仿真 图5为四模块并联电源功率回路的整体仿真框图，图6为四模块电源控制回路的整体仿真框图。控制框图对Boost控制器，电流闭环控制器，均流环控制器分别做了封装，在调试的时候仅需要在封装后 图3. 四模块并联电路控制示意图 图4. 电流外环的仿真框图 图5. 四模块并联电源功率仿真图 图6. 四模块并联电源控制仿真图 的界面设置仿真参数即可。 4.1. 输出为直流电流时仿真结果 给定 I set = 1100   A 时，仿真结果如图7~图11所示。 母线电压仿真图如图7所示，通过仿真可以看到母线电压迅速建立起来而且能够维持在给定的300 V。 图7. 直流母线电压仿真波形 图8. 模块输入电流仿真波形 图9. 电源输出电流仿真波形 图10. 输出电流误差百分比 图11. 交流输出时目前电压仿真波形 图12. 模块输出电流波形 图13. 交流输出时目前电压仿真波形 图14. 交流输出时目前电压仿真波形 4路模块电流在经过软起延时后也迅速的稳定在275 A附近，如图8所示，通过局部放大可以看到模块电流相对比较稳定。输出电流如图9所示，输出电流误差曲线如图10所示(误差放大10，000倍显示)，可以看到电源输出电流误差好于100 PPM。 4.2. 输出为交流电流时仿真结果 给定 I set = 1100 + 800 sin ( w t )   A ， w = 2 π f = 50 π 时，仿真结果如图12~图14所示。从仿真可以看出输出为带直流偏置的交流信号，母线电压也可以稳定在给定的300 V，不受交流信号干扰。模块电流随着输出电流变化而变化，由于跟踪的交流信号，输出电流稳定度较直流信号略有偏差，但是基本满足设计需求。
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user: 5. 结论 本文通过对四模块并联2000 A/75 V电源的Matlab/simlink仿真，对电源硬件结构和数字控制器分别搭建仿真系统，通过调试，电源输出满足要求，模块均流问题可以得到控制，系统具有良好的动静态性能。通过仿真给实际电源硬件调试提供了理论支撑，为后续电源设计提供数据。
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user: 摘 要 为了使塔河油田胶质沥青质的堵塞问题能得到有效改善，达到消费者和生产厂家的利益双赢，改变以往传统的销售模式，本论文以塔河油田采油三厂为例，针对SDJ-2新型沥青解堵剂这类产品提出了创新服务模式，使其从传统制造业转向服务业发展，引导实现产品服务，以生产厂家的服务来代替对沥青解堵剂的购买量，形成一种能长期发展的新型模式。 关键词 :沥青解堵剂，传统制造业，服务型制造 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 塔河油田稠油黏度大、沥青质含量高、胶质含量低 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ，胶体稳定性差，容易在井筒举升及管道运输过程中沉积，既影响的原油的运输效率，也给导致管道堵塞，影响正常生产 [ 4 ] ，耗费大量人力物力资源。因此研制有效的塔河沥青分散解堵剂对塔河油田原油的开采有重要意义。 为了更有效地利用现有资源，本文提出油田的服务型制造模式。服务型制造模式不同于传统制造业。油田的服务型制造是为了实现制造价值链中各利益相关者的价值增值，通过产品和服务的融合、客户全程参与、企业相互提供生产性服务和服务性生产，实现分散化制造资源的整合和各自核心竞争力的高度协同，达到高效创新的一种制造模式。包括面向服务的制造和面向制造的服务，是基于生产的产品经济和基于消费的服务经济的融合，是制造与服务相融合的新产业形态。服务型制造以服务提升制造，以制造促进服务，实现制造业与服务业的良性互动、协调发展 [ 5 ] 。 而传统制造业具有高污染、高能耗、低劳动效率、低附加值的特征，削弱了当前企业的竞争力。服务型制造与传统制造的区别 [ 6 ] 如表1所示。因此在当前的现实情形下，迫切需要实现产业结构的调整、优化和升级。服务型制造是未来制造业转型的重要模式，也是一种可持续发展的重要模式，这种模式能够为企业带来巨大收益。 随着制造和服务业的融合，制造企业从单纯提供产品到提供全面解决方案的产业服务系统的转变，在这个过程中不仅考虑顾客效用价值，而且考虑经济、社会和生态效益，是一种可持续发展的商业模式 [ 7 ] 。因而服务型制造是推进我国产业结构调整的必由之路，也是世界制造业变革的方向。 针对塔河油田胶质沥青质的堵塞问题，本文提出的创新服务模式，使其从传统制造业转向服务业发展，引导实现产品服务，以生产厂家的服务来代替对沥青解堵剂的购买量，形成一种能长期发展的新型模式。 Table 1 The difference between service manufacturing and traditional manufacturin 不同点 传统制造 服务型制造 价值增值途径 关注价值链的上游 整合供应链上下游，将进行时间和空间的增值活动的延伸，进行价值链整合 满足顾客方式 产品 三类产品服务系统 供应链组织方式 产品供应链 混合供应链：产品资源和服务资源 生产运作方法 基于BOM 的MRP 基于BOM和BOS的SMRP 表1. 服务型制造与传统制造的区别
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user: 2. 沥青解堵剂的前期服务模式 以往的合作关系定位在制造业，是基于对解堵剂的购买。消费者大概估计需要购买解堵剂的用量来购买，这是按解堵剂的单价来购买。打个比方说，我需要10吨沥青解堵剂，每吨的价格是20美元，那我就需要支付200美元的价格来购买解堵剂。但是这种模式存在几种缺点： 1) 消费者不能准确地估计需要的用量，不能达到解堵的预期效果； 2) 厂家单方面决定沥青解堵剂价格造成了解堵措施的成本昂贵； 3) 生产厂家的目的是如何卖出更多的解堵剂，会选择降低价格来销售，价格降低后就会控制生产成本，生产出的解堵剂可能达不到解堵的要求； 4) 厂家不会专注在改善沥青解堵剂的开发研制上，会主要注重产品的销售量。 这种产品销售模式没有很好地体现厂家的服务问题，买卖双方只存在产品销售的问题，如果消费者购买足量多的沥青解堵剂也没有达到预期的解堵效果的话，厂家并没有任何责任来采取措施解决消费者的问题。这对消费者的权益有所影响，从而对生产厂家产生不信任，造成生产厂家的销售进入困境的情况。
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user: 3. 沥青解堵剂的新型服务模式 沥青分散解堵剂产品的研发是基于对塔河采油三厂堵塞现状的调研和堵塞物成分的研究，明确了目前油井堵塞主要发生在轻中质原油，而沥青质是造成油井堵塞的主要原因。塔河油田沥青质沉积的影响因素主要包含：① 原油族组分(饱和分、芳香分、沥青质、胶质)相对含量影响原油胶体稳定性，是导致沥青质析出的内在原因。原油体系稳定性越差，越容易析出沥青质；② 压力、温度、流速是导致原油沥青沉积的外在原因，压力变化越大(泡点压力附近)、温度越低、流速越大均会加快原油中沥青质析出沉积，进而导致油井堵塞。 沥青分散解堵剂产品的作用效果会因为采油厂不同即原油族组分、压力温度等的不同而不同。以塔河油田采油三厂的油井堵塞为例，为了有效解决采油三厂的油井堵塞问题，收集采油三厂沥青质堵塞油井的资料，建立档案，了解沥青析出堵塞现状；通过对典型油井沥青质堵塞物及原油的组分分析，得出了形成沥青堵塞的内在原因和温度、压力、流速变化影响的外部因素，最终成功研发出SDJ-2新型沥青解堵剂，完成了SDJ-2新型沥青解堵剂的工业试验评价，并在7口沥青堵塞油井得到推广应用。 研发出SDJ-2新型沥青解堵剂产品是传统制造业模式中的目标任务，但却只是沥青解堵剂的新型服务模式中一部分，另外一部分则需要通过模拟油田地层条件，进行工艺选择等形成化学防治油井堵塞的工艺技术，以确保解堵剂的功效发挥到最大，节约成本，解决沥青质沉积给采油工作带来的严重问题。简而言之，新型油田的产品服务模式是以实物及沥青分散解堵剂产品为基础的行业，为支持实物产品的销售而向消费者提供的附加服务。 新型产品服务模式即是改变沥青解堵剂的传统制造模式，通过厂家现场考察油井遇堵现状、规划解堵方案提供技术支持并承担一定的责任，最终达到利益共赢的目的。由于厂家根据油田现场情况来确定沥青解堵剂的需要用量并提供解堵服务，能很好地保证解堵剂的效果。 这种新型服务模式弥补了以往的传统模式的不足，有以下几处优点： 1) 不存在消费者错误估计沥青解堵剂的用量而带来经济损失的情况； 2) 厂家直接考察油井情况，根据原油质量提供解堵服务，确定沥青解堵剂的用量也避免了资源的浪费； 3) 不存在厂家提高沥青解堵剂售价来赚取利润的情况； 4) 促进厂家对沥青解堵剂的开发研制，以最少的用量达到最佳效果，实现双赢。 在服务型制造模式下，厂家不再是简单地为油田提供沥青分散解堵剂，而是通过提供“产品＋服务”的解决方案，实现用服务取代单纯产品提供的最终目标。这样可以避免单纯制造业模式下的缺点，有利于节约资源；厂家参与油井的整个解堵过程并承担一定的责任，所有可以促使企业提高创新意识，全力解决油井遇堵问题；同时，提供服务的厂家可以为油田公司提供技术支持，使其有更多精力发展自己的优势；最终企业通过向服务对象提供更多的服务活动，以创造更多的利润价值。
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user: 摘 要 灌水器作为滴灌系统的核心部件，流道结构设计对其水力性能和抗堵性能具有较大影响。本文基于流体动力学(CFD)，采用ANSYS Fluent软件对三角形内镶式灌水器内部流场进行了模拟分析，并提取了其流道形状的几何参数，针对每个参数对灌水器水力性能的影响进行了分析。结果表明：灌水器的出口流量随着流道高度增加、齿尖圆角增大、齿尖角度减小和齿尖距离减小而增大，灌水器成型加工产生的脱模斜度对出口流量的影响较小。灌水器的流态指数随着齿尖圆角减小、脱模角度增大、齿尖角度增大和齿尖距离增大而减小，流态指数对流道高度的变化并不敏感。 关键词 :滴灌系统，灌水器流场，抗堵性能，水力性能，流道结构 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 滴灌系统内灌水器流道的几何结构是影响其水力性能和抗堵性能的重要因素。Ozekici等 [ 1 ] 通过CFD结合快速打印的方式，对迷宫式灌水器内流场压力损失做了分析，发现水头压力损失主要是由局部压力损失引起的。Adina等 [ 2 ] 通过实验，认为流道几何结构与灌水器的抗堵性能有直接关系，需要使流道截面足够大，并且保证流道内流场不能有太大面积的低速区。陈瑾等 [ 3 ] 通过研究发现提高灌水器流量需要考虑流道的建模要素与流量的关系。李云开等 [ 4 ] 认为由于各个齿尖处的流体压力损失相同，故流场压力随着长度方向递减。魏青松等 [ 5 ] 认为灌水器的流态指数不随流道截面积和单元数的变化而变化，而流量系数则随截面积增大而增大，随单元数增多而减小。李萍等 [ 6 ] 通过CFD模拟分析，将方形迷宫式流道结构更改为锯齿形迷宫式，发现流场内回流区增多，增强了对灌水器壁面的冲洗力度，且对其水力性能影响不大。 综上所述，关于灌水器流道形状对其水力性能的影响研究均建立在二维平面模型基础上，没有考虑流道高度方向相关形状参数，对模拟结果分析也未从流场分布变化来解释其水力性能改变的根本原因。为此，本文对三角形灌水器流道从三维角度提取相应的形状设计参数，并分析了灌水器流量、流态指数与其流场特性的关联，为三角形灌水器形状参数选用提供参考建议。
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user: 2. 灌水器流场数值模拟 2.1. 三角形灌水器 内镶嵌式三角形灌水器应用比较广泛，其结构如图1所示，其流道在高度方向存在一定成型加工产生的脱模斜度。 2.2. 网格划分与湍流模型的选择 利用ICEM CFD软件，对圆弧型灌水器流道绘制最大尺寸为0.2 mm的六面体网格，如图2所示。 灌水器内的流体介质为常温水，视其为不可压缩的连续流体，在流道内的流动为定常流动，本文选用标准k-ε湍流模型和标准壁面函数对流场进行模拟分析。 2.3. 边界条件设置 利用ANSYS Fluent对灌水器内流场进行模拟分析，选取入口压力100 kPa，出口压力0 kPa (标准大气压)，采用TR200粗糙度仪测量得到的壁面粗糙度为0.2 μm，选择壁面无滑移的边界条件、Simple算法、二阶迎风的离散格式进行求解。 2.4. 流场模拟结果与分析 流场模拟结果如图3所示，流场主要由主流速区域、涡流区、低速区(死角)组成。主流速区呈S型走向，两侧分布着涡流，起到减压、消能的作用，其涡流区外侧和流道轮廓产生的间隙以及涡流中心区构成了流场中的低速区。
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user: 3. 灌水器形状参数对其水力性能的影响 3.1. 形状参数化 在保证灌水器整体大小不更改的情况下即灌水器每个齿形长度L和齿数不变的情况下，提取其形状设计参数，平面形状设计参数：齿尖圆角R、齿尖角度α、齿尖距离Y，高度方向形状设计参数：拔模斜度γ、流道深度H，如图4所示。 图1. 三角形灌水器 图2. 网格划分后模型 图3. 三角形灌水器流场分布 图4. 流道外形尺寸参数 1、 w i d e 1 = ( L tan ( α 2 ) − Y ) × sin ( α 2 ) ; 2、 h i g h t = L / tan ( α 2 ) ; 3、 w i d e 2 = 2 × R × ( 1 sin ( α 2 ) − 1 ) − Y 3.2. 形状参数对水力性能影响 滴灌带上具有多个灌水器出口，各个灌水器的入口压力由于水流在主管中局部压力损失，必然存在一定的差异，这也将导致每个灌水器出口流量也会不同，因此设计出灌水器出口流量对入口压力变化不敏感的流道结构是灌水器流道结构设计的难点。灌水器流量与压力的关系式为 q = k ⋅ h x ，其中，q表示灌水器的流量；h表示压力水头，k表示灌水器的流量系数。x表示流态指数，表示灌水器出口流量对入口压力变化的敏感度，决定灌水的均匀度，是评价灌水器水力性能的重要参数 [ 7 ] 。 3.2.1. 齿尖圆角R 在α = 32˚，γ = 0˚，H = 1 mm，Y = 0.52 mm情况下，更改灌水器流道形状参数R的数值通过fluent进行模拟分析，获得结果如图5所示。 3.2.2. 齿尖角度α 在R = 0.1 mm，γ = 0˚，H = 1 mm，Y = 0.52 mm情况下，更改灌水器流道形状参数α的数值通过fluent进行模拟分析，获得结果如图6所示。 3.2.3. 齿尖距离Y 在α = 32˚，R = 0.1 mm，γ = 0˚，H = 1 mm，情况下，更改灌水器流道形状参数Y的数值通过fluent进行模拟分析，获得结果如图7所示。 3.2.4. 脱模角度γ 灌水器流道侧壁由于注塑成型工艺要求必然存在一定的斜度即脱模角度，在α = 32˚，R = 0.1 mm，H = 1 mm，Y = 0.52 mm情况下，更改灌水器流道形状参数γ的数值通过fluent进行模拟分析，获得结果如图8所示。 3.2.5. 流道高度H 以下是在α = 32˚，R = 0.1 mm，γ = 0˚，Y = 0.523情况下，更改灌水器流道形状参数H的数值通过fluent进行模拟分析，获得结果如图9所示。 3.3. 结果分析 通过以上模拟结果，发现三角形灌水器形状参数对其水力性能有直接影响，结果表明： 灌水器的出口流量随着流道高度增加、齿尖圆角增大、齿尖角度减小和齿尖距离减小而增大，出口流量对灌水器脱模角度的变化不明显。灌水器的流态指数随着齿尖圆角减小、脱模角度增大、齿尖角度增大和齿尖距离的增大而减小，流态指数对流道高度变化不明显。 齿尖圆角在0.05 mm之内，流量和流态指数变化较小，控制圆角大小为0.05 mm能够提升灌水器性能的稳定性和灌水的均匀度；脱模角度的设计能够在保证灌水器稳定性能同时有效提升灌水均匀度；齿尖角度设计在40˚左右时，流量随齿尖角度变化不明显，同时可以得到较好的灌水均匀度；齿尖距离设计 图5. 齿尖圆角对灌水器水力性能的影响 图6. 齿尖角度对灌水器水力性能的影响 图7. 齿间距离对灌水器水力性能的影响 图8. 脱模角度对灌水器水力性能的影响 为0.65 mm能够在流量和原产设计相差不大的情况下，得到较好的灌水器均匀度；增加流道高度可以在保证灌水均匀度的条件下，线性增大出口流量。 从流道宏观外形角度看，流道实际宽度(wide1，wide2，hight三个参数)增大会导致灌水器流量提升，而三角形区域内涡流强度和面积则决定了流态指数大小，齿尖圆角变小和齿尖角度增大将直接导致三角 形区域即涡流区域面积增大，而齿尖距离增大会导致涡流强度的提高。
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user: 4. 三角形灌水器水力性能实验 4.1. 实验装置 水力性能实验是为了测试不同压力情况下，灌水器出口流量的数值，来计算其流态指数，获得该灌水器的使用性能指标。参考国标 [ 8 ] [ 9 ] 设计实验装置如图10所示。 4.2. 实验方案 接通水路后，由主管接出5条滴灌带，每条滴灌带上保证有5个灌水器出口，利用调压开关和压力 图9. 流道高度对灌水器水力性能的影响 图10. 实验装置图 表，将工作压力分别调至40 kpa，60 kpa，80 kpa，100 kpa，120 kpa，待水流稳定通入5分钟后，利用量筒同时获取25个灌水器出口在这五个工作压力下的流量，并且记录。按照流量大小给25个灌水器进行编号，其中1号灌水器流量最小，25号流量最大，参考GB/T17188-1997内试验方法，提取四个灌水器试验结果，分别为3号，12号，13号和23号灌水器，并取其平均值，计算流量与压力的关系。 4.3. 实验结果与分析 由于灌水器在制造过程中均存在一定程度上的形状误差，即每个阵列的齿形在尺寸上均不相同。因此在建模过程中取其各个部位形状参数的平均值，最终取得形状参数为α = 16˚，R = 0.1 mm，γ = 4˚，H = 1 mm，Y = 0.523。对其流场进行模拟，在不同入口压力下，获取其出口流量，绘制压力、流量曲线图，实验结果和模拟结果如图11所示。 从实验结果和模拟结果观察，两者相差5%~10%，证明了模拟结果的可靠性。产生的结果误差主要 图11. 模拟和实验水力性能结果 是由于计算模型尺寸和试验制件尺寸差异导致的。
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user: 5. 结论 1) 灌水器的出口流量随着流道高度增加、齿尖圆角增大、齿尖角度减小和齿尖距离减小而增大，出口流量对灌水器脱模角度的变化不明显。灌水器的流态指数随着齿尖圆角减小、脱模角度增大、齿尖角度增大和齿尖距离的增大而减小，流态指数对流道高度变化不明显。 2) 为三角形灌水器形状参数选择提供建议如下：将灌水器的齿尖圆角大小控制在0.05 mm之内；齿尖角度设计为40˚；齿尖距离设计为0.65 mm。增加流道高度可以在保证灌水均匀度的条件下，线性增大出口流量；脱模角度的设计能够在保证灌水器稳定性能同时有效提升灌水均匀度，可根据需求设计相应的流道高度和脱模角度。 3) 通过水力性能实验，从实验结果和模拟结果观察，两者相差5%~10%，主要由灌水器建模时，计算模型尺寸和试验制件尺寸的差异导致。实验数据证明了模拟结果的可靠性。
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user: 摘 要 通过概念剖析深入挖掘城市的本质，发现城市的本质离不开人的需要。进而对智慧城市的内涵、应用以及我国智慧城市建设进行综述和分析，得出结论：智慧城市建设中只有将人的需要与城市服务设施提供相契合，才能探索出一条正确的智慧城市建设之路。 关键词 :城市本质，人的需要，城市功能，智慧城市 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国从2010年开始全面建设智慧城市，从目前取得的成果来看，智慧城市在建设过程中忽略了城市的本质，部分偏离了智慧城市的最终目标。中国正经历快速城市化，这种快速城市化使一些一线城市出现了空间区隔等城市问题。以一线城市中具有代表性的上海市为例，面对大量人口的短期进入，上海并无足够的基础设施，也没有为这些人提供足够住房，更没有提供足够的经济就业岗位，由此城市贫困增长迅速、贫困程度不断加剧，出现了中心——外围的空间分层 [ 1 ] 。与发达国家的城市内城衰退不同，我国的城市贫困主要出现在边缘地区。这体现了我国城市问题的独特性，决定了我国的城市化与其他发达国家城市治理明显不同，有着各自深刻的国家背景和文明传统。2010年我国开始了智慧城市的全面建设，再此过程中，抓住智慧城市建设的本质，切实解决我国城市问题，开辟出一条适合中国城市发展的城市化道路至关重要。
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user: 2. 城市的本质与人的需要 2.1. 城市的本质 城市的出现最初是源于人的需要。无论什么城市，都可以归纳为：城市是人类为满足自身生存和发展需要而创造的人工环境。所以可以说，城市的本质是现代人的需要，城市本质的核心是人性理论，即人的需要理论 [ 2 ] (包括人的生存需要和发展需要)。一个城市的布局和建筑都是按照人的需要建造的，好与不好完全依赖于是否能够满足现代人的需要，是否适宜居住来决定。之所以说满足现代人的需要是因为随着社会的发展，人的需要也在不断的变化，面对城市环境本身具有建设的长远性、水久性、规模大等特点，城市与人的矛盾逐渐表现为上代人(或前几代人)所建造的环境与后代需要之间不相符合的矛盾 [ 2 ] 。这一矛盾在我国显得尤为突出，与英国等欧洲国家的建筑不同，我国很多城市的住宅难以维持几百年的历史，在快速城市化中住宅的使用寿命普遍难以“寿终正寝”——在七十年的期限到来之前就面临着被拆迁的命运。这也充分体现了我国城市化建设的不足，过分地摒弃传统的旧的东西，盲目地追求推陈出新；在整体规划上侧重于城市建筑的改善，忽略了人的真实需要。 2.2. 人的需要与城市本质的契合 城市的本质表明，人的需要决定了城市的产生、形成和发展，而城市的发展又创造了人的新的需要，延伸了人的需要。人的需要与城市的发展之间具有密不可分的内在联系。这就决定了要对现代人的需要进行认识 [ 2 ] 。 一个好的城市必然是能够满足现代人的需要、适宜生存和发展、人与城市环境能够和谐相处的城市。人的需要按照马斯诺需要层次理论可以划分为：生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求。城市在提供满足人的生存需要的设施时，还应该注重提供满足人发展需要的设施。一个人，从幼儿到老年时期需要城市提供的服务设施是不同的。作为一个生物人，有最基本的生存需要；作为一个社会人，还要有必须的精神发展需要 [ 2 ] 。家庭负责了一个人延续生命的生产，而城市则更多的为人提供与发展相关的服务设施。人的具体需要则与人的生命历程息息相关，具体如表1所示。 Table 1 Human needs and urban service facilitie 生命周期 生存需要 设施 发展需要 设施 幼儿时期 (0~7岁) 衣食住 幼儿园、家庭供应食品 接受教育、游戏 早教机构、娱乐场所 青少年时期 (7~23岁) 衣食住行 食品供应、家庭居室、交通设施 接受教育、 游戏、社交 学校等教育机构、娱乐场所、公共场所 (博物馆、展览馆、少年宫、体院馆等) 壮年时期 (23~40岁) 衣食住行 食品供应、家庭居室、交通设施 工作、娱乐、 社交、学习 就业平台、娱乐场所、公共场所、 职业教育机构、旅游场所 中年时期 (40~60岁) 衣食住行 食品供应、家庭居室、交通设施 工作、继续教育、健身娱乐、 兴趣培养 就业平台(人才流动)、在职教育机构 (职业技能教育、兴趣班)、娱乐场所、 健身场馆、旅游场所 老年时期 (60岁以上) 衣食住行 托老所、食品供应(社区老人餐厅等)、家庭居室或养老院、特殊交通设施、健康(医疗服务) 健身、休闲、 老年教育 托老所、社区医院、养老院、 老年大学、休闲娱乐场所、旅游场所 表1. 人的需要与城市服务设施提供
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user: 3. 智慧城市的内涵 3.1. 智慧城市的定义 智慧城市最初翻译为Smart City、Smarter City和Intellectual City这三个英文词。这三个说法都是从信息技术推进城市发展的角度来看的，是从“物”的智能化这层意义上来定义的 [ 3 ] 。物的智能化就是指信息技术的智能特性，在信息技术飞速发展的时代，物联网、互联网、云计算等信息技术接踵而至，为城市的信息化发展提供了技术支持。在《智慧的城市在中国》白皮书中，智慧城市被定义为：能够充分运用信息技术和通信手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求作出智能的响应，为人类创造美好的城市生活。但是，目前学术界对于智慧城市的定义还未明确，一般解释为：智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式 [ 4 ] 。 3.2. 智慧城市的特征 从智慧城市的定义中可以总结出智慧城市的几大主要特征 [ 5 ] (如示意图1)。 1) 全面物联，用智能传感设备将城市公共设施物联成网，对城市运行的核心系统实施感测； 2) 充分整合，使“物联网”与互联网系统完全连接和融合，将数据整合为城市核心系统的运行全图，提供智慧的基础设施； 3) 激励创新，鼓励政府、企业和个人在智慧基础设施基础之上进行科技和业务的创新应用，为城市提供源源不断的发展动力； 4) 协同运作，让城市的各个关键系统和参与者基于智慧的基础设施进行和谐高效的协作，达成城市运行的最佳状态。 3.3. 人的需要与智慧城市建设 未来理想城市不仅在于满足人类主存需要，还在于为一切人的发展和人的全面发展提供条件。这正是我们探索城市本质的意义之所在，也是我们考证和评价各国城市好坏的重要的通用的标准 [ 2 ] 。智慧城市建设的目的就是为了整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对各种需求作出智能的响应，为人 图1. 智慧城市示意图 类创造美好的城市生活。所以，可以说智慧城市是为了更加智能的满足人的需要。 相较于城市是人类为满足自身生存和发展需要而创造的人工环境的本质。智慧城市不仅强调了人的主体地位和人的需要，还将社会资源进行充分整合、协调运作，更加智能地满足人不断发展变化的各种需要，避免了不必要的资源浪费，符合我国科学发展观的原则。
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user: 4. 智慧城市的应用 4.1. 城市的基本功能 奈斯比特认为，真正的世界都市不是看谁人口最多，而是取决于哪座城市的功能最齐全。城市功能之于城市正如人体机能之于人的意义。城市的功能决定了城市发展的方向。对于城市功能的理解，不同的学科有不同的看法。一般而言，城市功能是一个复合体，包含城市承担的功能类型和功能作用的空间范围。不同类型的功能具有不同的服务空间范围 [ 6 ] 。如果将现代人的需要与城市基本功能相对应，可以对城市基本功能进行界定，将城市基本功能分为六个方面：养育功能、教育功能、生产功能、娱乐功能、管理功能、记忆功能(具体对应关系如表2) [ 2 ] 。 4.2. 智慧城市的具体应用 智慧城市的功能在于将城市的基本功能智能化地体现在城市的各个方面。近年来，智慧城市理论开始强调人以及社会资本的重要性，不再是单一的重视技术手段的应用。这与智慧城市的最终目的相契合，就是将城市的基本功能智能化，为人类创造美好的城市生活。在目前的发展阶段，智慧城市主要应用在智慧交通、智慧医疗和智慧教育三个方面。 4.2.1. 智慧交通 与传统交通不同，智慧交通是在交通领域中充分运用物联网、云计算、人工智能、自动控制、移动互联网等现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。我国的智慧交通于2014年9月2日创立 [ 7 ] 。智慧交通主要是在整个交通运输领域充分利用物联网、空间感知、云计算、移动互联网等新一代信息技术，综合运用交通科学、系统方法、人工智能、知识挖掘等理论与工具，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为目标，通过建设实时的动态信息服务体系，深度挖掘交通运输相关数据，形成问题分析模型，实现行业资源配置优化能力、公共决策能力、行业管理能力、公众服务能力的提升，推动交通运输更安全、更高效、更便捷、更经济、更环保、更舒适的运行和发展，带动交通运输相关产业转型、升级 [ 8 ] 。 Table 2 The corresponding relationship between human needs and urban basic function 城市基本功能 养育功能 教育功能 生产功能 娱乐功能 管理功能 记忆功能 人的需要 生存需要 生理需要 延续生命需要 学习需要 自我实现需要 生存需要 劳动需要 社交需要 自我实现需要 娱乐需要 社交需要 休闲需要 自我满足需要 社交需要 尊重需要 自我实现需要 安全需要 创造需要 表2. 人的需要与城市基本功能的对应关系 4.2.2. 智慧医疗 智慧医疗英文简称WIT120，主要指医疗卫生行业通过打造健康档案区域医疗信息平台，利用大数据、云计算技术和互联网+应用平台实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，并逐步达到信息化。使所有社会公众及时得到高品质的医疗卫生服务和全面完善终身的健康管理是智慧医疗的最终目标。智慧医疗作为智慧城市建设中的关键要素和对民生影响最大的单元之一，其应用推广将对我国医疗卫生行业改革产生重大影响 [ 9 ] 。我国卫生部早在十二五期间就为智慧医疗的推广应用作了大量的基础性工作；十三五期间，智慧医疗的推广应用已经成为工作重点之一。 4.2.3. 智慧教育 对智慧教育的定义可以从不同视角进行解读，从狭义的角度界定，智慧教育即教育信息化，是指在教育领域(教育管理、教育教学和教育科研)全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程 [ 10 ] 。具体而言，智慧教育可理解为一种智慧教育系统，其定义为“智慧教育(系统)是一种由学校、区域或国家提供的高学习体验、高内容适配性和高教学效率的教育行为(系统)，它能利用现代科学技术为学生、教师和家长等提供一系列差异化的支持和按需服务，能全面采集并利用参与者群体的状态数据和教育教学过程数据来促进公平、持续改进绩效并孕育教育的卓越”。其技术特点是数字化、网络化、智能化和多媒体化，基本特征是开放、共享、交互、协作。以教育信息化促进教育现代化，用信息技术改变传统模式 [ 11 ] 。但是智慧教育绝不等于教育信息化，智慧教育作为现代教育信息化的新标准，是素质教育在信息时代、知识时代和数字时代的进一步提高和深化发展 [ 12 ] 。
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user: 5. 中国的智慧城市建设 5.1. 现阶段我国智慧城市发展面临的问题 5.1.1. 对智慧城市的本质认识不清 当前很多城市在进行智慧城市建设时急功近利，一味地追求数量和速度，忽略了人的真实需要，忽视了智慧城市的本质。智慧城市建设不仅仅是为了提高人的生活质量，还要为持续的社会学习和创新创造条件 [ 13 ] 。智慧城市的蓝图设计不仅仅局限于实现物质上的飞跃，更多的应该是为人更好地生存和发展提供更加智能化的服务平台。 因此，在智慧城市建设中，要了解现代人的需要和未来的发展趋势，一步步实现建设智慧城市的目的，这样才能完成智慧城市的使命。 5.1.2. 技术决定论倾向 现阶段我国智慧城市建设中普遍存在技术决定论的倾向，很多人将智慧城市与信息现代化相混淆，认为智慧城市建设就是实现信息现代化，只要将信息技术与城市建设相结合就是智慧城市等等，这些观点都是对智慧城市片面化的理解。智慧城市虽然依赖于信息技术的应用，但是高于信息现代化的标准，信息现代化只是智慧城市的技术支撑，最终仍将服务于智慧城市建设。 5.1.3. 忽略了人与城市建设的互动关系 英格尔斯认为国家实现现代化首先要取决于人的因素，这对于城市同样有重要意义。我们在城市建设中必须把人的现代化考虑进去，智慧城市建设同样也应该将人纳入其中。充分发挥个体的作用，考虑到城市与人的互动关系，而不是建设一座座没有人性化的建筑，博崇兰教授在《具有中国特色的城市发展理论与实践》中就指出：“我国城市环境缺少艺术美感。城市建设中的趋向化现象在我国也或多或少地发生了，而且成为一种普遍现象。……现在的城市建筑几乎是千幢一面，东西南北各地的建筑，千篇一律。”智慧城市建设是要城市的基础设施与人形成良好的互动，极大地满足人的需要，实现人的发展，创造美好的生活。 5.2. 总结与思考 5.2.1. 信息技术的定位 智慧城市更加强调以人为本、社会公平以及环境的可持续发展。相比传统的可持续发展和智慧增长理念，智慧城市则更加强调信息网络技术在未来城市发展中的巨大潜力 [ 14 ] 。但是，作为智慧城市发展的技术支撑，信息技术的飞速发展在将来极有可能成为智慧城市的主导力量。如果智慧城市的建设由大的跨国信息技术公司主导，必然会强调商业利益，而忽略智慧城市的社会价值 [ 15 ] 。所以，如何合理有效地利用信息技术，防止信息技术的垄断将是未来智慧城市发展必须重视的方面，当然，国家也可以尽早扶持国有信息技术公司的崛起，避免市场上高端信息技术的垄断。 5.2.2. 城市建设与人的需要相契合 在城市建设上，按人类的本性和需要来建设城市都符合城市发展规律，否则，都是违背城市规律的 [ 16 ] 。城市的建筑不应该追求过快的推陈出新，要充分考虑人的购买力和需求，在了解了现代人的需要结构变化和未来的趋势后，才能实现建设城市的目的。我国的城市建设总是将关注点放在了外在，容易忽略人的真实需求，智慧城市的建设就是要发掘人的需求，整合社会资源，实现人的美好生活。城市建设不仅仅是建筑物的建设，更重要的是人的现代化，实现人的更好生存和发展。 5.2.3. 挑战与机遇 智慧城市建设对传统的城市规划提出了新的挑战，也对城市管理阶层提出了更高的要求。现有的城市规划需要与信息技术相结合，实现创新和发展，城市的管理人员相应的也需要学习相关的计算机技术，与软件开发人员合作，不少部门还需要引进相关的技术人才提供技术支持。这些既是挑战也是机遇，需要城市管理阶层抓住机遇迎接挑战，充分实现人员互动，协调整合社会资源，缓和各项利益冲突。
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user: 摘 要 传统牛羊数量清点工作主要依靠人工统计的方式，这种方法费时、费力。针对这一缺点，本文利用飞艇获取的高分辨率影像，提出一种基于水平集的牛羊自动统计方法。首先，用水平集方法对牛羊图像分割分类，根据颜色、面积、长宽比等简单特征，剔除杂物，提取图像中牛羊部分。然后，提取通过连通域数量，统计牛羊数量。实验表明该方法简单有效。 关键词 :牛羊，水平集，高分辨率，统计，杂物剔除 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 现行的牛羊统计方法主要是人工统计，逐级汇总，工作量大，耗费时间长。因此，需要探索出一种新的统计方法。目前很少有研究人员在做这方面的工作，不过有很多研究人员在从事着基于图像处理技术的自动识别和技术 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。这方面应用主要在颗粒、菌落、细胞和大米自动计数上 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。 周莹莉、曾立波 [ 8 ] 等人针对菌落图像特点，提出使用最大类间方差法对采集的菌落图像进行分割，分析菌落种类、大小和形态，并对分割后的菌落进行统计。G. Corkidi [ 9 ] 等研制出菌落图像分析系统，能够对不均匀、存在粘连菌落的图像进行分割、计数、分析。尤育赛 [ 10 ] 等人对重叠的红细胞图像进行研究分析，提高自动分割的精度。中国农业研究院的张云鹤 [ 11 ] 研究出了用于农作物计数的自动颗粒计数仪，该系统在PC机上可以实现，但由于需要特定的LED灯光照明，所以使用起来不是很方便。赵增华 [ 12 ] 等人曾以“绿僵菌”为研究对象，采用基于小波理论的图象分析法实现菌种的自动分类和计数。凌云 [ 13 ] 等人设计出检测大米外观品质参数的装置，该装置基于机器视觉能够实现对大米粒型参数的检测及数目统计。宋强 [ 14 ] 等人据此对棒材端面图像进行分析，实现了棒材的自动计数。 大学也针对不同用途的计数系统做过研究，如天津大学，重庆邮电大学，东北电力大学，吉林大学，包括一些国外的大学都进行过类似研究 [ 15 ] - [ 20 ] 。 虽然基于图像处理技术的颗粒、菌落、细胞和大米等自动识别和技术的研究比较多，但是却不能完全适用于牛羊统计中。因此本文在颗粒、菌落、细胞和大米等的成熟自动计数理论之上，提出了一种基于水平集的高分辨率影像牛羊自动检测的方法，可自动统计牛羊个数。
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user: 2. 研究方法 2.1. 图像分类分割 水平集图像处理的核心思想是不断求解关于水平集演化过程的函数，该函数是一个n维变量 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] 。 在这零水平集C(t)时所对应的水平集函数j，得到公式1所示： { ∂ C ∂ t = F ⋅ N                                             ( 1 ) ϕ ( C ( t ) ， t ) = 0                                     ( 2 ) (1) 在公式1中，动力F是一个速度函数，它为法向速率，N是单位法向的方向。 对公式1中的(2)式，进行时间t的偏导数，可以得到以下的公式推导过程： ∂ φ ( C ( t ) ， t ) ∂ t = ∂ φ ( x ( t ) ， y ( t ) ， t ) ∂ t = ∂ φ ∂ x ⋅ ∂ x ∂ t + ∂ φ ∂ y ⋅ ∂ y ∂ t + ∂ φ ∂ t = ∂ φ ∂ t + ∇ φ ⋅ ∂ C ∂ t 即化简为 ∂ ϕ ∂ t + ∇ ϕ ⋅ ∂ C ∂ t = 0 (2) 在公式2中，Ñj是j的梯度是个向量，可以得到公式3： ∇ ϕ = ∂ ϕ ∂ x ⋅ i + ∂ ϕ ∂ y ⋅ j (3) 在公式2中， ∂ C ∂ t 也是个向量，可以得到公式4： ∂ C ∂ t = ∂ x ∂ t ⋅ i + ∂ x ∂ t ⋅ j (4) 公式3和4与公式1中(1)式是一致的，又因为以下公式5： N = − ∇ ϕ | ∇ ϕ | (5) 说明公式5与水平集函数定义有关。 即j是沿着曲线C的方向变化量为零，只能沿着其法线方向变化。 把5式带入公式1中(1)式中，再接着把公式1中(1)式带入2式中。 即可得 ∂ ϕ ∂ t = F ⋅ | ∇ ϕ | (6) 公式6就是水平集函数的真实演化函数。 基本方程式式6是一个水平集函数，是在法向力F的推动下的演化方程。 本文选择水平集作为牛羊图像分割方法。 2.2. 牛羊提取 经过上面处理的图像，圈出牛羊区域，若统计牛羊数量，还需进一步处理。故在这引入了图像二值化的方法，图像二值化是为了从高分辨率率影像中检测出牛羊，即将图像分成牛羊和背景两个区域。通常的办法是假设一个阈值为θ，定义水平集分割出来的牛羊图像中灰度级大于θ的像素群为牛羊部分，灰度级小于θ的像素群为背景区域 [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] ，例如设原始图像为 f ( x ， y ) ，二值化后图像为 g ( x ， y ) ，则得到公式7，如下所示： g ( x ， y ) = { 1 ，     f ( x ， y ) ≥ θ 0 ，     f ( x ， y ) < θ (7) 通过处理，仍然还有一些杂物需要处理。 2.3. 杂物剔除与牛羊统计 剔除杂物会出现两种特殊情况 [ 30 ] [ 31 ] 。 第一种是有一些小块的背景区域被误当成了牛羊区域，本文选择数学形态学，图像膨胀、合并、开运算等，对细碎的牛羊部分合并，除牛羊之间相连现象。 第二种是有一些牛羊因为裁剪或拍摄等原因，使牛羊出现在高分辨率影像的边界上，出现在边界部分有一些牛羊不完全，而且还会影响后面的统计。针对这种情况，本文采取了边缘过滤的方法。即把边缘的牛羊部分全部变成背景区域，不加入统计。 本文采用四邻域标号搜索方法统计经过数学形态学处理产生的连通域。 2.4. 牛羊统计 虽然图像经过了以上二值化、滤波等处理过程，但总会存在一些残余的背景连通区域，而且图像中的多个牛羊可能在图像中聚在一起。因此所得到的连通区域数目不一定等于所要统计的牛羊个数。为了更为准确地统计牛羊数目，采用统计修正的方法来尽可能地减少这些不利因素的影响。 通过比较连通域的大小，当连通区域的大小小于平均连通域大小的1.5倍时，这时只算一只牛羊；当连通区域的大小大于平均连通区域大小的1.5倍且小于平均连通区域大小的2.5倍时，这时算两只牛羊；当连通区域的大小大于平均连通区域大小的2.5倍且小于平均连通区域大小的3.5倍时，这时算三只牛羊；当连通区域的大小大于平均连通区域的大小的3.5倍这时默认为不属于牛羊，属于其他杂物，删除该连通区域。
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user: 3. 实验结果与分析 3.1. 图像分类分割实验 在这里，因为水平集的动态处理步骤都是一样的，故在这做了一组简单实验，方便显示看效果和五组牛羊数目较多的情况下的实验。 首先，设定水平集函数的初态，得到如图1(a)；其次，确定迭代次数，本文中数据选取的迭代次数为1000次；然后，按基本方程推演水平集函数的各个状态，对于每一水平集函数的状态求解零水平集。分别得出迭代次数为120次，400次，640次，880次的结果，如图1(b)~图1(e)；最后，迭代次数完成1000次，牛羊也完全分出来了，得到结果图1(f)。 为了定量水平集算法的检测性能，本文采用了三个定量评价指标，分别是：漏检率(Omitted error)、误检率(Committed error)，及总错误率(Total error) [ 32 ] ，分别定义： 漏检率： (8) 误检率： 图1. 水平集圈出结果 F A E R = F P T S (9) 总错误率： F T E R = F A E R + F O E R (10) 此中， T S 是真实的牛羊连通区域数， F N 是没有检测到的牛羊连通区域数， F P 为非牛羊连通区域数。漏检率、误检率、总错误率都是数值越小表明算法的效果越好。 对五组高分辨率影像(图4)分别获取真实的牛羊连通区域数 T S ，未检测到的牛羊连通区域数 F N ，非牛羊连通区域数 F P 。通过公式8、9和10求取漏检率 F O E R 、误检率 F A E R 和总误差率 F T E R ，得出表1。通过表1可以看出，最大的漏检率为4.76%，最小的漏检率为1.35%，平均误检率为3.176%；最大的误检率为5.75%，最小的误检率为0，平均误检率为3.158%；最大的总误差率为10.35，最小的总误差率为3.07%，平均总误差率为6.334%。这些误差主要是因为出现了一些不可避免的图像噪声所引起的。但明显发现第四、五组实验的三个定量评价指标误差大于第一、二组实验的三个定量评价指标误差，这是因为当统计黑色牛的时候，有可能会把一些牛的阴影统计进去，为统计牛带来了一定的误差，然而当统计白色羊的时候，黑色的阴影可以自动过滤掉，不存在阴影带来的误差，所以相对来说统计羊的误差明显小于统计牛的误差。 查看使用水平集圈出牛羊的5组高分辨率影像的结果图，虽然有部分轮廓不太完全，还有些地方错误圈出牛羊，但是基本上能达到所期望的情况，而且最大平均误差率缩小至6.334%。所以使用水平集圈出牛羊的方法是可行的。 3.2. 牛羊提取实验 本文因为在选取合适的实验数据上比较困难，故人为的在图像中添加了右下角的白色区域(如图2(a))，可以检验水平集的区分结果，水平集结果之内的分为白色区域，水平集结果之外的分为黑色区域。得到结果图2(b)。 3.3. 杂物剔除实验 通过观看图2，能明显的看出牛羊区域已经大致区分出来了，就是右下角的白色背景区域误算入了牛羊区域。在这实验中采取形态学的开运算，令经过二值化处理过后的图像为A，选取合适的结构元素B，得到结果图3(a)。观看结果，右下角的白色背景区域已经去除了，达到了预期的目的。而通过边缘过滤的过程，得到了图3(b)，观看结果，已经去除了边缘部分的牛羊区域。 Table 1 The error table of the level set algorith 样本 编号 真实的牛羊连通 区域数T S 未检测到牛羊连通 区域数F N 非为牛羊连通 区域数F P 漏检率F OER /% 误检率F AER /% 总误差率F TER /% 1 74 1 3 1.35 4.05 5.4 2 163 3 2 1.84 1.23 3.07 3 30 1 0 3.33 0 3.33 4 63 3 3 4.76 4.76 9.52 5 87 4 5 4.60 5.75 10.35 表1. 水平集算法的误差表 图2. 牛羊提取 图3. 杂物剔除 3.4. 牛羊数量统计实验 为了确定牛羊自动检测方法的准确性，当数据很少的情况下，直接人为的就可数出来，对实验完全不起作用，故选取了相对有较多牛羊的图像。特意做了5组实验，第一组是羊相对较少的情况，第二组是羊相对较多的情况下，第三组是牛羊混合的情况下，该组情况下，是进行分别统计牛羊个数，第四组是牛相对较少的情况下，第五组是牛相对较多的情况下。分别对应图4下列的各种情况。 图4. 五组实验的实验原图和结果图 Table 2 Comparison between artificial counting and automatic counting of cattle and shee 样本编号 动物种类 人工计数/个 自动计数/个 相差/个 相对误差/% 1 羊 80 81 1 1.25 2 羊 193 189 4 2.12 3 牛 3 2 1 3.125 羊 29 29 0 0 4 牛 75 77 2 2.67 5 牛 113 117 4 3.54 表2. 牛羊的人工计数和自动计数的比较 再对5组高分辨率影像中的牛羊分别进行准确的人工计数和系统自动计数，试验结果如表2所示。从表2可看出，自动计数结果与人工计数结果的相比，最大相对误差为3.54%，最小相对误差为1.25%，平均相对误差为2.541%。这些误差主要由于多个牛羊相互连接在一起，而且体型相对较小，造成误统计情形，极少数的其他类似于牛羊形状的生物或一些不可避免的图像噪声所引起，例如阴影会给统计黑色的牛带来一定的干扰。由于5组自动统计结果的相对误差均小于允许误差5%，而且在实际的大样本的人工计数中，其相对误差往往大于自动计数的相对误差，所以该方法的自动计数结果是可行的。而且达到了预想情况。
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user: 4. 结论 本文基于图像水平集分割方法，提出了一个完整的牛羊数量统计方法。并通过5组实际采集的图像进行实验，结果表明本文提出的方法简单可行，可自动化实现牛羊的统计。但其中还是存在一些影响统计数量的因素，例如图片之中的阴影和一些与牛羊相似的地物等等。故后面还需要对这些影响因素进行细致的分析和区别。
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user: 摘 要 本文从英语教学的角度出发，阐述了语用原则中的礼貌原则在口语教学中所具有的身份建构功能。详细分析了身份建构功能在口语教学中的和重要性，逐项列举了该原则中的各个准则在身份建构中的实施方法及使用效果，为口语教学从语义层次升华到语用层次提供了理论依据和实践途径。不仅丰富了口语教学的方法和内容，而且为语用学与外语教学的具体实施提供了新的参考模式。 关键词 :口语教学，礼貌原则，身份建构 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 从语言学的角度分析，口语教学可以分为语义和语用两个层次。语义层次的口语教学倾向于理解句子的意义，即句子的词汇意义加上语法意义，在语言学上属于语义学研究范畴。语用层次的口语教学则倾向于理解话语意义，即句子意义加上语境意义(包括说话者、听话者、时间、地点、上下文、说话口气、各种表情及文化背景)，在语言学上属于语用学研究范畴。用通俗的话来讲，语义层次的口语教学旨在教会大家怎么用英语来表述一件事，即how to say it in English，而语用层次的口语教学则专注于教会大家怎么用英语来表述更合适、更得体，即when， where and why to say it。为此，语用学推出了旨在规范人们交际行为的语用原则，并在此后的研究过程中逐步将其确定为该学科研究的核心内容。
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user: 2. 身份建构是口语教学中的重要途径 语言是人类沟通与交流的重要工具，也是确定身份的重要标志。在口语交流的过程中，人们可以通过语言建构各种社会身份，使自己适应不同的交际活动。同时也可以通过对方在交际活动中使用的语言，推测其身份、学识和社会地位等。口语交流作为人类社会最重要的会话表达方式，与个人的身份构建息息相关。两者互为因果，相辅相成。口语交流既具有身份属性识别的社会功能，又对社会身份的建构具有重要影响。 语言学研究证明，语言的选择过程在语言产出之前便已在大脑中形成，在人的意识范畴下主动积极地顺应认知的、情景的和社会文化的语境层面，从而选择合适的语言表达形式。再根据不同的语言表达形式构建不同的个人身份，以此来适应社会交际活动的变化与发展。这种“合适的语言表达形式”，在很大程度上取决于人们对身份建构的准确程度。身份建构的越合理、越贴切，其口语交流的形式越合适。因此，在口语教学中注重口语交流中的身份建构功能，很有必要。 我们需要注意的是，口语交流与身份建构之间互相影响。话语是个人身份在语言中的体现，个人身份会随着在不同的口语交际活动中与不同的交际者交流而不断地被建构、再建构。从话语的角度分析身份建构，能使每个语境下的社会身份生动形象，并且能让个人身份得到充分展示。但是，无论这种身份的建构是如何地变幻莫测和无法预期，人们在口语交流中维持或者自由转换某种身份的目的，就是出于对最佳交际效果和交流目的实现。 社会建构论认为，社会身份是人类个体在社会化过程中进行身份建构的产物。语言作为社会化的重要工具，是人们实现不同社会身份的资源。这个观点说明了社会身份的动态性与复杂性，揭示了人们在不同的社会环境下会选择不同语言来建构不同社会身份的特性。身份是个人在社会活动中的行为表现，但绝对不是某种固有的特征，更不是一成不变的。人们在日常的实际口语交流中，往往都会采用对自己最为有利的身份来参与各种社会实践活动，并通过不同的会话方式为自己建构该特定语境的身份 [ 1 ] 。