DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘要 为了提高锂离子电池的SOC估计精度，分别使用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波对电池SOC进行估计，并通过虚拟仿真实验进行验证分析。建立了二阶RC等效电路模型并利用带有遗忘因子的最小二乘法对模型参数进行辨识，然后在MATLAB中搭建EKF与UKF的算法模型对SOC进行估计，并和实际SOC进行比较分析。仿真实验结果表明：建立的二阶RC模型精度高，电压误差在40 mV内；EKF和UKF算法的精度良好，误差在3%以内，并且UKF的估计精度要比EKF的高。
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user: 1. 引言 对动力电池的SOC进行准确高效的估计是电池管理系统(BMS)的重点 [ 1 ]。SOC估计的准确度对电动汽车的综合性能和动力电池的使用寿命都有着非常大的影响，如果电池的SOC估计出现较大误差，不仅会影响驾驶员对剩余电量和可续航里程的判断，降低驾驶体验，甚至会导致系统对电池的工作状态出现错误判断，影响行车安全。因此，提高电池SOC的估计精度非常有必要。 SOC无法直接通过仪器测量获取，只能依据电池的端电压、工作电流和内部电阻等参数近似估计。估计电池SOC的方法有很多 [ 2 ]，其中包括主要在实验室条件下使用的开路电压法、阻抗法以及放电实验法，此外还有应用广泛的安时积分法和比较新颖的卡尔曼滤波法、神经网络法和模糊逻辑法等 [ 3 ]。 本文采用虚拟仿真实验的方法对电池SOC的估计进行研究分析，建立了2RC等效电路模型，基于HPPC实验数据标定了电池的OCV-SOC关系，然后采用带有遗忘因子的最小二乘法辨识模型的未知参数 [ 4 ]，之后在MATLAB中建立了EKF和UKF的算法模型估计出电池的SOC并与电池实际SOC进行比较 [ 5 ]。
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user: 2. 电池模型的建立及参数辨识 2.1. 电池模型的建立 研究电池的工作特性需要对其进行建模分析，为了更好表征电池的工作特性及其影响因素，国内外学者进行了多年研究，并提出了不同类型的模型，常用的主要有电化学模型、等效电路模型、神经网络模型等 [ 6 ] [ 7 ]。因为等效电路模型结构简单，且未知参数比较少，所以应用较为广泛，其中经常使用的是多RC回路模型 [ 8 ]，从理论上，RC阶数越多，模型相对越准确，但模型也会更复杂，经过对比分析，本文采用具有二阶RC回路的等效电路模型 [ 9 ]，模型结构如图1所示。 图1. 二阶RC等效电路模型 2.2. 在线辨识电池模型参数及验证 2.2.1. 电池OCV-SOC的标定 本次实验使用的电池额定容量为2000 mAh，标定实验的脉冲电流大小为0.5 C，在25℃下执行测试，测试步骤为 [ 10 ]。 1) 以1 C速率的恒定电流将电池充电至4.2 V截止电压，然后维持该电压继续充电，直至电流下降为0.01 C，此时认为电池已充电至100% SOC； 2) 以0.5 C的放电速率进行恒流放电，每次放电10% SOC； 图2. HPPC电流以及对应电压曲线 图3. OCV-SOC曲线 3) 放电结束，静置2个小时，让电池达到电化学平衡和热平衡状态； 4) 重复步骤2) 3)，直到电压降至2.5 V； 5) 然后以0.5 C的充电速率进行恒流充电，每次充电10% SOC； 6) 同样静置2个小时，然后重复充电直到4.2 V的截止电压； 7) 维持截止电压进行恒压充电，直到电流下降为0.01 C，测试结束。 执行上述测试步骤的HPPC电流以及对应电压曲线如图2所示，OCV-SOC曲线如图3所示。 2.2.2. 带遗忘因子的最小二乘法 根据基尔霍夫定律，求得2RC等效电路模型电池方程组为 [ 9 ] { U ( t ) = i R 0 + U 1 + U 2 + U L ( t ) i = U 1 R 1 + C 1 d U 1 d t i = U 2 R 2 + C 2 d U 2 d t (1) 进行拉普拉斯变换，求其传递函数为 G ( s ) = ( R 0 + R 1 1 + R 1 C 1 S + R 2 1 + R 2 C 2 S ) (2) 令 S = 2 T × 1 − Z − 1 1 + Z − 1 ，T为采样时间，将上式离散化，得到 (3) 将其转化为差分方程，可以得到下式 Y ( k ) = U ( k ) − U L ( k ) (4) 令 η ( k ) = [ Y ( k − 1 )     Y ( k − 2 )     i ( k )     i ( k − 1 )     i ( k − 2 ) ] T ， β = [ a 1     a 2     a 3     a 4     a 5 ] ，并对其求极值。 β ^ = [ η T η ] − 1 η T Y (5) 随着迭代次数增加，旧的数据会越来越多，而旧的数据会对系统造成干扰，导致系统递推的结果不能正确反应新数据的特性，所以我们要引入一个修正系数，即遗忘因子λ，λ的取值范围在0到1之间 [ 11 ]。增加遗忘因子后，可以得到带遗忘因子最小二乘法估计参数的递推公式如下。 { β ^ ( k + 1 ) = β ^ ( k ) + J ( k + 1 ) [ Y ( k + 1 ) − η T ( k + 1 ) β ^ ( k ) ] J ( k + 1 ) = P ( k + 1 ) η ( k + 1 ) P ( k + 1 ) = P ( k ) − P ( k ) η ( k + 1 ) η T ( k + 1 ) P ( k ) I + η T ( k + 1 ) P ( k ) η ( k + 1 ) (6) 在上式中， β ^ ( k ) 表示系统前一时刻的估计值， η T ( k + 1 ) β ^ ( k ) 表示当前时刻的观测值， Y ( k + 1 ) 表示系统当前时刻的实际值， J ( k + 1 ) 表示系统的增益矩阵， P ( k ) 表示协方差矩阵。 2.2.3. 电池模型验证 利用上述带遗忘因子的最小二乘法辨识模型参数，将模型参数化，需要对模型进行验证才能用于下文的SOC估计。本文在DST工况下进行模型参数验证实验，DST工况的初始SOC为80%，将其电流作为系统激励输入在MATLAB中建立的仿真模型，可以得到对应的仿真响应电压，将其与实际电压值进行对比，如图4所示，电压误差曲线如图5所示。 图4. DST工况的实际电压和仿真电压对比 图5. DST工况下的电压误差 从图4以及图5可以看出，仿真电压曲线与实际电压曲线吻合度很高，最大误差仅为0.037 V，求得其最大电压误差为1.04%，平均绝对误差为0.231%。 从实验结果中可以看到，在DST工况下，所建立的二阶RC电池等效电路模型在对应工况电流的激励作用下，得到的仿真响应电压值都可以很好地跟踪实际电压值，说明所辨识的模型参数值是准确可信的，能够用于下文的电池SOC估计。
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user: 3. 锂离子电池SOC估计 3.1. 扩展卡尔曼滤波 经典卡尔曼滤波不适用于非线性系统，但在其基础上改进得来的EKF能够处理非线性的问题 [ 12 ]，其状态方程和量测方程分别为 { x k = A x k − 1 + B u k − 1 + ω k − 1 z k = H x k + ν k (7) 式中，x k 表示状态变量，z k 表示观测变量， ω k − 1 和ν k 分别为过程激励噪声和观测噪声，u k 是系统激励，A、B、H是对应的计算矩阵。将公式(1)在k时刻进行离散化，得到 { U 1 ， k − U 1 ， k − 1 T s = − 1 R 1 C 1 U 1 ， k − 1 + 1 C 1 i k − 1 U 2 ， k − U 2 ， k − 1 T s = − 1 R 2 C 2 U 2 ， k − 1 + 1 C 2 i k − 1 S O C k − S O C k − 1 T s = − 1 Q n i k − 1 (8) 其观测方程如下 U L = U ( S O C ) − R 0 i − U 1 − U 2 (9) 令 x = [ U 1     U 2     S O C ] ， y = U L ，得到： { x k = A x k − 1 + B i k − 1 y k = C x k + D i k + U ( S O C ) (10) A、B、C、D为对应的方程系数矩阵，将其带入扩展卡尔曼滤波算法当中，即可对电池SOC进行估计，下面给出其算法的具体过程。 第一步：状态估计 根据公式(10)，可以求得在k时刻的状态变量估计值和对应的协方差矩阵为 { x ^ k = A x k − 1 + B i k − 1 P ^ k = A P k − 1 A T + Q k (11) 第二步：计算卡尔曼增益K k K k = P ^ k H k T ( H k P ^ k H k T + R k ) − 1 (12) 第三步：更新估计值 { x k = x ^ k + K k ( u k − H k x ^ k ) P k = ( I − K k H k ) P ^ k (13) 上述式子中，H k 为雅可比矩阵，I为单位矩阵。 从上文对线性卡尔曼和扩展卡尔曼的分析可以知道，扩展卡尔曼滤波主要是在估计值处对非线性方程展开成泰勒级数，并且忽略掉二阶及以上的高阶项，虽然也能应用于估计复杂非线性系统的锂离子电池SOC估计，但是忽略高阶项，不仅降低了模型的精度，而且计算过程中需要求解繁复的雅可比矩阵，给计算增加了复杂性和难度，因此提出了用无迹卡尔曼滤波算法估计电池SOC。 3.2. 无迹卡尔曼滤波 UKF的核心运算程序与EKF相同，同样是包含预测和更新两个过程，最大的不同点在于UKF不使用雅可比矩阵将非线性系统转化为线性系统，而是用一些关键点集(称为sigma点)的扩充与非线性映射的方法来估计下一时刻的状态 [ 13 ] [ 14 ]。 无迹变换是UKF算法的核心，其具体过程为： 1) 构造sigma点集 构造的sigma点集总数应当为2n + 1个，如下式所示 { χ k − 1 0 = x k − 1 a ，     i = 0 χ k − 1 i = x k − 1 a + ( ( n + λ ) P k − 1 a ) i ，     i = 1 ， 2 ⋯ ， n χ k − 1 i = x k − 1 a − ( ( n + λ ) P k − 1 a ) i − n ，     i = n + 1 ， ⋯ ， 2 n (14) 式中， ( ( n + λ ) P k − 1 a ) i 表示矩阵平方根的第i列。 2) 计算权重系数 { W 0 m = λ n + λ W 0 c = λ n + λ + 1 − α 2 + β W i m = W i c = 1 2 ( n + λ ) ，     i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 2 n (15) 上式中， ω k − 1 表示第一个sigma点求期望值的权重系数， W 0 c 表示第一个sigma点求方差的权重系数， W i m 和 W i c 则表示剩余sigma点的求期望与求方差的权重系数，并且二者在数值上相等。λ表示sigma点距离均值的远近，其计算方法如下式所示 λ = α 2 ( n + k i ) − n (16) 3) 传递sigma点 通过将sigma点集由状态转移函数f映射到新的sigma点集完成非线性传递，方程如下式所示 χ k − 1 i = f ( χ k − 1 i ) ，     i = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， 2 n (17) 4) 估计新值 利用加权后的新的sigma点集估计状态值和误差协方差矩阵，如下式所示 x ^ k − 1 = ∑ i = 0 2 n W i m χ k − 1 i (18) P k − 1 = ∑ i = 0 2 n W i c [ χ k − 1 i − x ^ k − 1 ] [ χ k − 1 i − x ^ k − 1 ] T (19) 事实上，步骤(1)到(4)也是UKF算法的预测过程，下面给出更新过程的具体步骤。 5) 与预测一样，需要构造2n + 1个sigma点。 6) 通过非线性函数h将sigma点集映射到新的sigma点集，如下式所示 μ k i = h ( χ k − 1 i ) ，     i = 0 ， 1 ， ⋯ ， 2 n (20) 7) 预测观测变量的估计值与误差协方差矩阵 z ^ k = ∑ i = 0 2 n W i m μ k i (21) P z z = ∑ i = 0 2 n W i c [ μ k i − z ^ k ] [ μ k i − z ^ k ] T (22) 8) 计算卡尔曼增益K k ，如下式所示 K k = P x z P z z − 1 (23) 其中 P x z = ∑ i = 0 2 n W i c [ χ k − 1 i − x ^ k − 1 ] [ μ k i − z ^ k ] T (24) 9) 更新状态变量估计值和误差协方差矩阵 x ^ k = x ^ k − 1 + K k ( z k − z ^ k ) (25) P k = P k − 1 − K k P z z K k T (26)
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user: 4. SOC估计仿真实验验证 为了验证两种算法的准确性，在US06工况条件下进行虚拟仿真实验估计电池的SOC，并与实际的SOC做对比分析。将US06工况的电流和电压作为系统激励输入到搭建好的算法模型中，执行运算，得到的两种算法下的SOC估计值与实际SOC值对比如图6所示，图7为两种算法估计SOC的误差比较曲线图。 图6. 两种算法的SOC估计值与实际SOC值对比曲线 图7. 两种算法估计SOC值的误差对比曲线 从图6的EKF算法与UKF算法估计的SOC值与实际SOC值对比曲线可以看出，两种算法估计的SOC值都能很好的跟踪实际SOC值，两种算法的SOC估计效果都良好。但是从图7的EKF算法与UKF算法估计SOC值的误差比较曲线可以看出，EKF的估计误差曲线比较陡峭，而UKF的估计误差曲线相对比较平缓，并且EKF算法的SOC估计最大误差为1.63%，而UKF估计的SOC值最大误差仅为0.41%，两种算法的误差相差4倍，可见UKF算法估计电池SOC的精确度要比EKF算法高。
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user: 5. 结论 本文通过建模虚拟仿真的方法对电池SOC的估计开展了研究与分析，先是建立了2RC电池等效电路模型，将具有遗忘因子的最小二乘方法与HPPC实验数据相结合，确定了模型参数。然后提出了使用扩展卡尔曼滤波算法与无迹卡尔曼滤波算法来估计电池SOC，并对此进行了相关的仿真实验分析和研究。实验结果表明： 1) 结合电池HPPC的实验数据，带遗忘因子的最小二乘法可以对电池模型参数进行准确的辨识，误差在40 mV内，说明建立的模型是可靠和准确的。 2) 在US06工况条件下，EKF与UKF估计SOC的误差非常小，但是UKF的估计精度要比EKF的高出4倍。其中EKF估计SOC的最大误差为1.63%，而UKF估计SOC的最大误差仅为0.41%，二者相差达到4倍，表明UKF算法准确度比EKF的更高，为后续研究电池SOC估计算法提供一定思路。
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user: 摘要 白族凭借其独特的民族特色、悠久的历史文化，成为日本学者研究中国西南地区少数民族文化的着眼点。日本学者前往中国西南高校留学交流，在西南少数民族文化异国传播过程中扮演着重要角色。该研究以人物研究为核心，聚焦于留华学者立石谦次的学术轨迹与其对中国西南少数民族白族研究的学术成果，对相关成果进行译介与述评，并总结概括在白族研究方面呈现的特点。以期呈现其对白族文化在海外传播所做的贡献。
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user: 1. 引言 中日两国隔海相望，有着数千年的友好交流史，文化方面存在着千丝万缕的联系。日本对中国西南地区的踏查缘起于晚清时期开始的“文化寻根”，随着时代的发展，日本学者对中国西南地区的探索呈现多领域、多元化等特征。尤其是实施改革开放政策后，日本学者更是如雨后春笋般增长的趋势深入至中国西南腹地踏查，留下了价值极高的学术成果。 白族作为中国少数民族之一，凭借其独特的民族特色、悠久的历史文化，成为日本学者研究中国西南地区少数民族文化的着眼点。日本学术界对白族的关注最早可以追溯到1956年日本ラヂオプレス(RP)通信社发布的有关云南省大理自治准备的相关内容。改革开放后因国际环境的改善，日本学者远赴中国云南省大理白族实地考察成为可能，为深入调查，其中不乏选择在中国西南高校留学的日本学者，本文核心人物立石谦次便是典型代表。通过分析立石谦次对白族研究的学术脉络，展现其独特的研究视角以及取得的丰硕学术成果。
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user: 2. 先行研究与研究目的 20世纪初开始，日本人类学家鸟居龙藏深入至中国西南地区考察，同时也是首位进入云南踏查少数民族文化的日本学者。后来在鸟居龙藏根据自身田野调查经历所著《从人类学上所看到的中国西南地区》 [ 1 ] 的影响下，大大提高了日本学者对中国西南地区踏查的好奇心。白鸟芳郎曾7次到达云南考察历史文化方面，在其著作《华南文化史研究》 [ 2 ] 中介绍了白族族称的由来、语言系统和历史发展等方面的信息；东洋史学家藤泽义美曾把他对云南白族的调查研究论文收录至《中国西南民族史研究–南诏国的历史研究》 [ 3 ] 中；日本大东文化大学的工藤隆教授曾对白族的对歌进行研究，进而揭示对歌中所蕴含的白族神话故事，并和日本古代文学加以联系，出版了著作《云南省白族歌垣和日本古代文学》 [ 4 ]，该部著作经云南大学西南边疆少数民族研究中心研究员、宁波大学教授张正军翻译为中文，方便了国内学者了解云南省白族的海外研究貌相。 张正军教授可以说是中国国内研究云南少数民族的著名学者，除了翻译工藤隆教授对云南研究的相关著作外，还发表了《二十世纪日本学者对云南少数民族历史文化的研究》 [ 5 ] 、《论日本学者对云南少数民族民间文学的研究》 [ 6 ] 等论文，并出版了专著《文化寻根——日本学者之云南少数民族文化研究》 [ 7 ]，无论是论文还是专著都对白族历史文化和民风民俗进行了相关论述。刘岩基于日本KAKEN数据库分析日本学者云南研究的内容焦点与趋势特征，指出白族研究是日本学者云南研究的焦点内容之一 [ 8 ]。 基于上述先行研究，不难发现，无论是日本学者还是中国学者都在积极进行着云南的相关研究。本文之所以在众多日本学者中以立石谦次为人物核心，以其对云南大理白族的研究为主要内容，是因为立石谦次与众多来云南踏查的日本学者不同，他有着在云南大学攻读完整硕士课程的经历，4年间多次深入大理农村考察，直接接触白族族民，获得近乎第一手资料，立石谦次的4年留学时间中所整理考察的资料可以说为其后期学术脉络的呈现有着不可忽视的作用。
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user: 3. 立石谦次与白族研究缘起 3.1. 大学阶段萌发白族研究兴趣 立石谦次是当代日本研究中国西南少数民族历史以及白族语言的著名学者，现为东海大学的副教授，主要研究领域为东洋史、文化人类学、民俗学。1992年立石谦次进入国士馆大学文学部研究东洋史，本科所学专业为立石谦次与白族研究架起联系的桥梁，在对东洋史的学习过程中发现对中国南诏、大理国史甚感兴趣，故本科毕业论文以《南诏国的考察——关于二十万户西爨白蛮的强制移民的问题》为题，由此拉开了白族研究的序幕。 在立石谦次所撰写的《大理行记》一文中讲述自己初次踏上大理时是在1994年的夏天，此次大理之旅是为考察毕业论文中涉及到的大理太和村的南诏德化碑，虽然只是短暂的一周停留，但大理所孕育的一切深深吸引了立石谦次，初次接触到的白族和白语以及亲眼目睹的洱海的美丽面貌，都烙印在他的脑海中，当时就有预感会再次踏上这片令人着迷的土地 [ 9 ]。 3.2. 硕博阶段奠定白族研究领域、建构白族研究体系 在国士馆大学毕业后，立石谦次结合自身对大理地区的踏勘之旅，发现对大理白族研究依旧有深入挖掘的空间，需要对本科阶段的学习进一步拓展与挖掘。于是在1996年找到中国著名民族史学者—云南大学的林超民教授，表达自己想要继续研究云南历史的想法，并以林超民教授为师。立石谦次于1996年至2000年的4年间，在云南大学主修中国民族史硕士课程，在此期间不仅学会了白语，掌握白族文字的写法，可以与白族居民进行交流，而且能够阅读白文文献，由此完成了硕士学位论文《洪武朝平定云南之战研究》，并顺利取得了硕士学位，硕士阶段可以说是立石谦次白族研究的进一步发展阶段，积淀了有关白族的各种史料以及文化等知识。 硕士毕业后立石谦次回到日本，并未停止研究白族的步伐，接着在日本东海大学攻读博士课程，期间重新整理了硕士阶段所掌握的白族史料等信息，逐步呈现了白族研究体系，并于2009年以《南诏国的研究》为博士论文题目毕业。 纵观立石谦次从本科到博士的学术轨迹，可以说都是围绕白族为核心而进行的研究，学术上呈现持续性的特征。值得一提的是，立石谦次在云南大学攻读硕士学位的4年留学经历在日本学者中也是少之又少的现象，从客观角度而言，云南可以说是立石谦次的“第二家乡”，所以其对云南研究的热忱与只是短暂来云南踏查的日本学者对云南的情感不可同日而语。虽然期间也经历了各种艰难困苦，但这份特殊的留学经历，为其后期学术脉络及研究体系的形成奠定了坚实的基础。
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user: 4. 立石谦次白族研究成果呈现 概览立石谦次有关白族的科研成果，发现至今共发表学术论文16件，国家立项课题4项(其中3项均已结项，剩余1项为2020年4月1日最新发布，相关研究成果还未形成)，出版专著3部，无不体现着对于白族研究的广度和深度。 4.1. 学术论文呈现科研领域整体貌相 如前节所述，立石谦次与白族结下了不解之缘，对白族在海外的传播研究做出了巨大贡献。以“立石谦次”为关键字在日本国立情报研究所(National Institute of Informatics，简称NII)运营的日本最大的学术论文数据库中检索，有关白族研究的论文或研究报告共有16件，内容涉及白族历史、白族民间文献、白族民族文化、白族语言等领域。 立石谦次除了在本科毕业论文上撰写有关白族的研究外，早期对白族研究的贡献主要体现在对白族历史与宗教著作的校注与日译方面，如《史料研究<南诏图传>文字卷校注》 (2002)、《<白国因由>校注》 (2004)、《张锡禄<大理白族佛教密宗第二章：佛教密宗与大理白密>日译本(1)：白族学的基础研究2》 (2008)等相关论文。通过对白族史料的译介与整理，为后期研究白族的其他领域开启了大门。不难发现，之后立石谦次发表的论文内容中史料的校注与翻译被以白族历史文献、白族文化、白族语言为核心的研究内容所代替，其中有《批评和介绍侯冲著白族心史——<白古通纪>研究》 (2009)、《中国云南省大理白族<大本曲>的概说与介绍——以文本为中心》(2011)、《云南省大理白族的白文表记规范考察：尤以“训假名”和“造字”为中心》 (2012)等论著，由此可以看出立石谦次对白族的研究领域呈现多样化和专业化的趋势。 4.2. 国家立项课题凝练研究内容核心 立石谦次在云南大学留学期间在研究白族民族史的同时也深深意识到白族语言的重要性，他除了自学白语外，还虚心向身边朋友请教，为了灵活使用白语，更是深入至大理农村，和老人和孩子一起生活，体验最原始的白语表达方式。为此立石谦次专门对白语进行了一系列的分析与解读，由2010年至今接连获得4项日本国家立项课题。 4.2.1. 课题一：《中国云南省白族白文的分析与解读法的确立》 该课题阐述了作为中国少数民族之一的白族的自民族语言的汉字表记体系，并以流传于现代白族民间艺术的《大本曲》为考察文本，明确白语部分表记体系的构成，逐步确立了白文的分析与解读方法。笔者在对该课题整理资料中了解到，为进一步完成研究课题，立石谦次深入云南进行了为期两周的考察，并与云南大学副教授杨文辉先生合作，对输入和翻译完成的资料与词汇集进行最终的确认，特别是重点核对文本中和词汇集中标记的国际音标。在实地调查中，还得到当地民间艺人们的大力协助，他们为立石谦次一行人表演大本曲片段供其记录，除民间艺人们现场演绎的大本曲片段外，立石谦次还借到未记录到的台本，并进行拍照留存。由此次研究过程，可以反映出立石谦次在学术道路上的谨慎态度以及缜密思维。 4.2.2. 课题二：《中国云南省大理白族白文资料的保存和解读法的确立》 通过研究，本课题取得了三项研究成果：1) 把即将失传的白族民间艺术《大本曲》的白文台本进行拍照保存，并对外公开；2) 把文本化的白文台本用罗马字表记，并译成汉语版与日语版；3) 通过分析文本化的白文资料，阐明白文表记的规则性以及使用的特定语言，并将二者融合制作成词汇集之类的工具书。为达成这3项研究成果，立石谦次进行了4次公开演讲与学术发表，首先是面对一般市民进行有关白族民间艺术的内容及现状的公开演讲；其次是在日本国内的学术研讨会上提供在中国少数民族和日本的异界观方面相关的白族案例；然后进行和该研究课题相关的白族和白文的学术发表，并和专门研究语言的研究专家交换意见；最后把眼光放在日本以外的国家，曾在香港科技大学发表白族和白族祖先的王权思想及宗教的世界观，并和中国大陆、中国香港以及东南亚的研究者交换意见。由此可知，每次的研究课题所取得成果并非一蹴而就，而是反复经历各种学术交流与意见整理，最后才成形、公诸于众。 4.2.3. 课题三：《中国云南省大理白族的白文资料的基础研究：白文词汇、实例的收集与解读法的确立》 研究期间共发表了6篇论文作为阶段性成果，为收集白文词汇及实例，立石谦次进行了两次实地考察，随着研究的不断推进，在白文资料的文本中，对白文的实际用法加以深度分析，从而提炼出白文的特征，并论述了白文的形成过程。这3项课题研究可以说是层层递进的关系，由最基础的对白文的分析与解读扩展到由白文构成的白族民间艺术资料的保存和解读，进而把白文资料与白文文字词汇有机融合。立石谦次的课题研究一方面促进了白族海外形象的建构，另一方面也反映出其学术一脉相承，逐渐形成独特的学术体系。 4.2.4. 课题四：《大理白族白文分析的基础研究：词汇表记的比较与分析》 该项课题于2020年4月1日开始，虽现在还无相关科研成果呈现，但根据立石谦次接连申请到4项有关白族白文的日本国家课题，也从侧面反映出日本学界对云南白族白文的高度关注，中国西南少数民族的研究呈现出由表及里、层层深入的研究特点与趋势。 4.3. 学术专著彰显学术脉络体系 立石谦次在以论文与研究课题形式呈现其研究成果外，还出版了《云南大理白族的历史传说：南诏国的王权传说与白族的观音传说》 [ 10 ] 、《大本曲“铡美案”研究：云南白族白文分析》 [ 11 ] 、《大本曲“黄氏女对金刚经”的研究：云南大理白族的白文分析》 [ 12 ] 等著作。 其中《大本曲“铡美案”研究：云南白族白文分析》是由中国的广西师范大学出版社出版，该著作对白族民间艺术中的大本曲《铡美案》进行了综合性分析，分别概括为四部分：1) 《解说篇》，交代作者研究缘由、研究方法，并概要论述白文研究、大本曲研究、《铡美案》等内容。2) 《资料篇》，对《铡美案》曲本进行录文，用国际罗马音标注音，并将白语曲本翻译为日语版与汉语版，必要时追加加相关说明性注解。3) 词汇表，即抽出曲本中的白语词汇，制作成词汇表之类的工具书，并伴有日译本和汉译本。4) 《影印篇》，影印《铡美案》曲本，并妥善保管不至于失传。 该著作的序部分是由大理大学云南省南诏大理历史文化传承与发展研究基地首席专家、学术委员会主任张锡禄先生所作，序内容中介绍了张老与立石谦次相识的过程以及总结归纳了立石谦次对大本曲曲本的分析研究方法，并指出《铡美案》虽是从汉文故事《陈世美不认前妻》移植而来，不是原生态的白族故事，但曲本中有1084个白文词汇，极具研究价值，最后高度赞扬了立石谦次对待科研事业的坚持执着精神。 此著作立石谦次历时6年得以完成，其中艰辛不言而喻，整体而言，该著作是一项有关白族民间艺术文献大本曲的整理成果，它的出版有利于国内民众了解白族文化的传承以及白语语言学。其次，另外两部著作均由日本出版社出版，为白族文化的跨国传播以及海外形象的建构起到了一定的积极意义。
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user: 5. 立石谦次白族研究学术特征 立石谦次对白族的研究至今约进行了30年，以发表学术论文、申请研究课题、出版专著等形式公开自己的学术成果，大大促进了白族文化在海外的传播。在对立石谦次的学术脉络及科研成果进行分析与整理时，发现呈现如下特点： 5.1. 广度上聚焦于多元化研究领域，以“白族历史”为焦点，同时囊括白族文化、文字等领域 立石谦次大学期间专业为东洋史，故研究方向多为民族历史方面，从其对白族研究的发展脉络中不难发现，立石谦次早期还是专注于白族史料的研究，并对有关白族历史与宗教著作进行一定的校注和翻译，在对白族史料深刻掌握的基础上，之后立石谦次着手于以白族文化、白族文字以及民间艺术为核心进行的研究，侧面反映出立石谦次对白族的研究领域呈现多样化趋势，研究手段也日趋成熟。 5.2. 深度上进行研究内容的不断挖掘与探寻 从立石谦次的三项立项课题中了解到：第一项研究课题中只针对白文进行一定的解读，第二项课题就延展到由白文构成的民间艺术文献的分析，并在解读过程中阐明白文表记的规则性以及使用的特定语言，再到第三项课题通过深度挖掘对白文资料的基础研究，确立白文词汇、实例的收集与解读方法，将白文与白文资料紧密联系，相辅相成，彰显出学术成果的拓展性。 5.3. 聚焦于白族国内国外形象构筑 立石谦次4年在华的留学经历，熟练掌握了中文和白文，因此对于白族的相关著作不仅在日本学术界大放异彩，在中国学术界也是熠熠生辉。在云南大学完成硕士课程，取得硕士学位后回到日本的立石谦次结合自己留学经历中所掌握的资料与信息，进行孜孜不倦地整理与研究。不仅在日本国内积极发表学术论文与参加学术会议，还在中国出版著作《大本曲“铡美案”研究：云南白族白文分析》，方便中国国内民众了解白族文化的传承以及白语语言学，客观上提高了白族在国内的知名度。
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user: 6. 结论 白族作为中华民族优秀的少数民族，有着独特的民族特色、悠久的历史文化，白族文化是中华优秀文化中的瑰宝。日本学者对中国西南少数民族的研究客观上推动了我国少数民族文化、民间艺术、民族语言等多彩文化在海外的传播，是构筑我国少数民族海外形象的不可忽视的力量。同时，日本学者中一部分在华有留学经历的学者更是研究中的核心力量。本文以人物研究为核心，聚焦于留华学者立石谦次的学术轨迹，述评其对中国西南少数民族白族研究的学术成果，并总结概括了在白族研究方面的特点。 在世界各国交流日益频繁的国际环境下，中国积极倡导中华文化走出国门，日本留华学者通过对中国少数民族文化及语言的解读与研究，在这一过程中扮演着重要的角色。同时西南少数民族研究也是我国少数民族研究海外学术谱系中的重要环节，是符合时代发展与需求的研究领域。
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user: 摘要 随着我国供给侧改革的不断深入，政府及社会各行业对于作为衡量城市现代化程度、综合经济实力与发展环境重要标志之一的现代物流业的重视程度越来越高。城市物流业更是成为发展城市经济以及提高城市综合实力的支柱产业之一。江苏省常州市是一座拥有较为完整产业链、优越交通区位的城市。伴随着长三角经济区的形成，常州如何通过发展现代城市物流业来促进其它产业以及全市经济的发展无疑具有非常重要的意义。本文以供给侧改革为背景，以常州市现代物流业竞争力为研究对象，借助系统动力学的方法，研究常州市现代物流业竞争力的内部结构和各变量之间的关系；在分析近年来常州市物流业多项经济指标的基础上构建了常州市现代物流业竞争力系统仿真模型并进行模拟仿真。模拟仿真结果显示，从2016年后的未来八年里，在城市就业人口趋于平缓的情况下，GDP和物流产业规模仍然会保持快速上涨势头；同时城市物流实际需求量也会稳步提升，物流积压则快速下降；但生态系统由于具有高度复杂性、关联性，在短期内仍可能呈现不容乐观的趋势。
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user: 1. 引言 近年来，我国物流业的增速持续放缓，物流成本持续位于高位，2019年受新冠疫情影响物流业首当其冲。与此同时，传统产品在市场价格竞争中尽力压缩成本，使得处于劣势地位的物流企业被迫减少盈利，这也增加了行业治理和市场调理的难度。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》强调了要着力供给侧结构性改革并着重提升供给体系的质量和效率。物流、资金流、商流和信息流等的高效配置组成了供给侧改革的中心工作之一，而物流则是衔接供应端和需求侧的重要因素。因而，物流业不仅是基础性产业，还是供给侧改革的重要对象和内容。 近年来，随着互联网经济的发展及世界各国联系的逐步加深，现代物流作为“第三利润源泉”，在城市经济发展中的价值逐步凸显，其产业规模和需求层次也已成为衡量区域综合实力的关键指标。从德国等发达国家的经验来看，物流需求是经济发展的引致需要，经济发展水平和产业布局一定程度上决定其产业规模和结构形式。 常州市位于长三角的核心地带，也是较为发达的制造业中心，对江苏及长江经济带发展起着重要的作用。同时，摆脱了传统自给自足的小农经济之后，较为丰富的农产品给常州带来了快速发展的农业经济。特别是苏南经济模式，更是全国范围内很早实现工业化的发展模式，造就了一批规模化制造业企业。如牛仔布料行业领先的黑牡丹(集团)股份有限公司、火车零部件制造企业的中坚力量中国南车集团戚墅堰机车车辆厂、集农业装备和冷用器材制造的常发集团等业内领先的制造业企业。 常州区位靠近上海，交通四通八达，与苏州、无锡联系密切，形成苏锡常城市圈。目前，常州有8条高速穿城，市内交通有环城高架道路、机场快速道路和1、2号地铁线路，已成为所有区县都有高速通过的城市。苏南将形成地铁城市圈——交通极为便利，更适宜商业社会发展。这些优势无疑大大促进了常州城市经济的整体发展，在这个过程中物流业也发挥着重要的作用。然而，研究也发现，尽管随着城市经济的快速发展，常州市物流业竞争力也得到了长足的提升，但是在短期内，许多物流企业大多仍旧沿袭着传统发展方式，采取家族式管理，这在一定程度上抑制了企业规模的扩大、管理水平和竞争力的提升等。因此，在供给侧改革背景下开展常州现代物流业竞争力研究无疑具有重要的理论价值和实际应用价值。
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user: 2. 文献综述 由于城市物流与城市经济的发展息息相关，因此近年来许多的专家学者对此展开了较为深入系统的研究。在对其研究过程中，学者们普遍认为城市的政策、产业结构、企业主体、区域经济活力、物流人才、产品服务结构、供应链结构、物流的基础设施设备等都会影响这座城市或该区域的物流业竞争力。 在物流效率研究方面，国内学者田刚、李南(2009)借助超越对数随机前沿模型对各地区物流业全要素生产率的增长情况做了详细研究后发现各地区的物流业发展水平目前存在很大差异，转变经济发展模式和物流业发展模式迫在眉睫 [ 1 ]；乐小兵、王瑛(2014)构造了区域物流效率评价指标体系，并借助DEA效率评价模型对广西省物流系统的有效性和效率进行了分析。基于相关的面板数据，借助生产前沿模型估算供给侧结构性改革在物流行业的作用空间，进而对物流技术效率进行收敛性研究，并基于物流技术效率的影响因素为物流业的转型提供方向 [ 2 ]。 在城市物流规划及物流系统优化研究方面，段华薇、严余松(2014)认为城市物流系统的发展不仅需要系统规划，还需要基于预测物流产业的需求及发展现状对基础设施进行阐明 [ 3 ]。基于物流系统理论，吴娜、杨晓艳(2013)认为供需市场是物流主体，应由此来确定城市物流系统体系框架的设计方法和步骤并建立其框架，从而探究城市物流受城市供应侧和需求侧关系的影响 [ 4 ]。而为了在保护环境基础上提高经济发展效益，就紧急情况下应急物资的配送问题，刘斌、马祖军(2014)认为，在考虑应急物质资源需求量和种类多样化情况下，应综合使用不同的运输方式，建立多阶段分层算法模型，借助路径配送优化和优化选址，从而实现成本低、配送时间较短的目的 [ 5 ]。刘学林、马俊，张雅蕊(2014)则基于系统工程理论，以襄阳市物流系统为研究对象，认为物流工程的建设须考虑产业结构特点、城市经济发展等因素，并借助科学规划建立高效便捷的物流信息平台，从而完善该市物流系统 [ 6 ]。 在区域竞争力研究方面，刘玉美(2013)认为提升区域的物流竞争力的方式包括加速培养物流人才、制造轻松的企业氛围、强调物流基础设施的建设、构建信息平台并实现物流作业规模化 [ 7 ]。席建国(2014)基于构建的城市物流竞争力的评估指标体系，通过面板数据检验了指标间的关系，并借助单纯前向神经网络的非线性主成分分析方法，以海峡西岸经济区的城市物流竞争力为例，进行了实证研究 [ 8 ]。贾冀南(2015)等通过建立城市物流竞争力的指标评价体系，借助直觉模糊层次分析法综合评价了城市的物流业竞争力，并结合实证分析的结果验证直觉模糊层次分析法在该领域的实际应用意义 [ 9 ]。司文峰(2015)以环长株潭城市群及武汉城市圈为研究对象建立物流竞争力的评价体系，借助因子分析法，结合数据动态比较其物流竞争力，以聚类分析为基础阐明城市群物流发展的层级水平，并为提升其物流竞争力给出建议 [ 10 ]。陈文新、刘冬、孙善祥(2016)通过建立地理加权空间计量模型，对我国各省物流发展水平的收敛性进行分析，结果表明现阶段的物流发展水平的空间差异还比较显著，其平均收敛速度在空间上的聚集效应还较为明显，并根据研究给出了加快区域物流一体化的部分建议 [ 11 ]。孙庆兰、陈浩行(2016)基于城市物流产业竞争力的评价指标体系，根据“一带一路”中6座节点城市的相关物流数据，并结合综合评价指数法和熵权法，借助Esl指数，综合评价并比较各城市的物流竞争力 [ 12 ]。 在区域物流与区域经济研究方面，贾海成(2012)以天津和上海为例分析不同城市物流发展的特点，鼓励扩大产业规模并加快物流资源的跨区域的流动，从而提高物流效益，并证明不同地区的经济发展和物流业发展之间存在并不相同的互动效应 [ 13 ]。张广胜(2013)借助主成分聚类分析法对内陆城市物流发展水平较低的现象进行分析，发现区域物流和区域经济之间存在着协整关系。此外，区域经济增长可以促进物流业的发展，但区域物流对于区域经济的增长影响并不明显 [ 14 ]。刘俊华、李瑶琴(2013)认为，区域物流的资源整合须以中心城市为核心，并有机结合区域内的物流点、线、网络等资源，从而增高资源的利用效率 [ 15 ]。基于数据包络分析，廖志高、许明辉(2014)构建了经济发展水平和物流的系统动力学模型，借助DEA模型定量分析松弛变量和影响因素的关系，发现物流发展能够促进城市经济增长 [ 16 ]。 关于推动物流业的供给侧改革，何黎明(2016)建议坚持效果为导向，关注主要矛盾，转变物流业发展模式，提高物流服务的质量和效率，从而满足经济发展对物流业发展的要求 [ 17 ]。史锦梅(2016)认为，物流设施的标准化和现代化等将加速物流业的转型。此外，政府办事效率的提高以及物流人才培育方式的创新将加速物流业的供给侧改革 [ 18 ]。 从以上综述可以看出，近年来学者们对城市物流竞争力展开了较为深入的研究。但就其研究对象来看，研究多以省级行政区域作为研究对象，而较少考虑将一个城市作为研究对象。就其研究方法来看，目前许多专家学者从不同的研究目的和角度出发采用了多种不同的研究方法。本文考虑到城市物流竞争力系统是一个具有组织耗散结构性质的开放系统，是具备多反馈环、非单一变量的高阶非线性反馈系统。这类系统普遍存在突现性、复杂性、动态性、延迟性等动力学性质，因此更适合采用系统动力学的方法开展研究。因此，本文将在供给侧改革背景下构建常州现代物流业竞争力系统动力学模型；运用系统系统动力学的方法从宏观上探讨各个构成要素之间的关系，研究各要素对城市物流竞争力的影响程度；并使用VENSIM软件建模以对系统进行模拟仿真分析，从而在供给侧改革背景下预测常州市现代物流业竞争力的发展趋势；在此基础上，对于如何提升常州市现代物流业竞争力提出相应的对策和建议。
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user: 3. 常州市现代物流业竞争力系统动力学模型构成要素 3.1. 城市现代物流业竞争力系统及子系统分析 针对常州市现代物流业现状，结合相关专家学者的研究成果和“供给侧改革”的背景，本文将常州市现代物流业竞争力系统划分为六个子模块，分别是城市经济发展子系统、物流供给与需求子系统、城市就业人口子系统、科技创新子系统、生态环境子系统、物流产业规模子系统。 3.1.1. 城市经济发展子系统 城市现代物流业的发展与城市经济发展水平密切相关。城市的GDP是衡量一座城市经济发展水平的核心指标，其增长与城市的物流发展水平是正相关关系。城市经济发展将促进对物流固定资产的投资，从而促进城市现代物流业的发展；而作为城市经济发展粘合剂的物流业的发展也会促进城市经济的快速发展。 考虑到物流需求与供给能力的差额会阻碍城市的经济发展，因此本文借用“物流积压”指标来衡量其对城市经济的阻碍。 3.1.2. 物流供给与需求子系统 城市现代物流业的供给与需求在城市现代物流业竞争力系统中居于重要地位。通常物流供给与需求的关系存在三种状态，即物流供给等于需求、物流供给大于需求、物流供给小于需求。本文认为物流供给略大于需求较适合促进城市的经济发展。因为，物流供给能力在一定程度上可以促进物流需求的数量及质量的提升。 本文选取技术创新及物流产业资本提供的物流供给能力和物流效率影响因子描述城市的物流供给能力。创新水平的提高、产业资本及投资与物流效率的提升都将促进城市物流供给能力的提升。 3.1.3. 城市就业人口子系统 城市的发展离不开城市就业人口的辛勤努力，城市就业人口一定程度也体现了城市的发展规模。 本文选取城市GDP增长系数、生态环境对就业人口影响因子、城市GDP对城市就业人口影响系数等指标描述城市就业人口。城市经济发展水平的提升和生态环境的改善都会促进城市就业人口增长。 3.1.4. 科技创新子系统 科技创新水平体现了城市未来发展的潜力。供给侧结构性改革背景下，万众创新的思想深入人心。科技水平的提高将有利于城市现代物流业实现社会化、专业化、信息化。 本文选用城市专利授权量衡量城市的创新技术水平。城市专利授权量越多，创新技术水平也越高，因此城市物流供给能力也得到提升。 3.1.5. 生态环境子系统 随着生活水平和教育水平提升，人们开始关注自己生活周边的生态环境质量。政府对于物流固定资产的投资(包括城市地下水道及公共交通)和对园林绿化的投入对生态环境改善是正相关的。绿地建设投入越多，城市未来的生态环境越好。 本文选用城市空气质量达到及好于二级的天数描述城市生态环境。政府对园林绿地面积的建设投入和物流固定资产投资将促进生态环境改善，优美的生态环境将吸引更多高层次的人才进入，从而在一定程度上促进城市经济的发展。 3.1.6. 物流产业规模子系统 政府对于物流产业的固定资产投资能促进公共交通和物流企业的发展，然而由于物流设备自身折旧、管理或使用不当等会造成物流产业资本自身的消耗。而且物流产业资本将会转化为产业的最大供给能力，从而构成物流供给能力的一部分。 在物流产业规模子系统中，本文选用了城市物流固定资产投资的延迟值作为指标，通过物流产业资本增加量与物流产业资本消耗的差值来衡量城市物流产业规模。现实中，小规模物流企业大多缺乏事中事后监管，行业内的集约化发展困难重重。通过技术和管理等手段减少资本消耗，在有限的物流固定资产投资的情况下，仍旧可以提升物流供给能力。 3.2. 常州市现代物流业竞争力分析 3.2.1. 常州市现代物流业竞争力模型的系统边界 通过查阅文献并结合常州城市的实际情况，本文确定的系统边界如表1所示。 Table 1 System boundar 影响因素 相关指标 经济 城市GDP、居民消费收入 社会 物流产业政策法规、城市就业人口 城市物流需求能力 总货运量、物流短缺 城市物流供给能力 物流固定资产投资、物流从业人员数量、物流产业规模 交通(物流基础设施) 交通运输固定资产投资、物流线路里程(公路、铁路、城市下水道长度) 创新能力 科技经费投资、物流教育投入、高学历人才比例 生态环境 建成区绿化覆盖率、城市下水道长度、空气质量达到及好于二级的天数 通讯环境 邮政业务总量、互联网用户 表1. 系统边界 资料来源：本文整理。 3.2.2. 常州市现代物流业竞争力因果关系分析 确立系统动力学的反馈机制是该研究的重点。通过对系统中各因素之间的因果关系、子系统与系统之间整体和部分的关系研究，在确立的系统边界基础上把其因果关系连成反馈环路。根据对供给侧结构性改革背景下常州市现代物流业竞争力系统及其子系统的分析，基于设置的系统边界，可以确定其因果关系如图1所示。 图1. 因果关系图 图1包含4个反馈回路，如图2(a)~(d)所示。其中，图2(a)为城市GDP与物流积压的负反馈回路，城市经济发展水平的提高促进城市物流实际需求量提高，当物流实际需求量超过物流供给能力造成的物流积压增加，将对城市经济的发展造成阻碍；图2(b)为城市GDP与物流产业规模之间的正反馈环路，城市经济发展加大对物流固定资产投资，一段时间的滞后转变为物流产业规模，从而增大了城市的物流供给能力，减少了物流积压，间接地促进城市经济发展。图2(c)为城市GDP同生态环境的正反馈环，城市GDP增长带动对园林绿地的投资，改善了生态环境，优美宜人的生态环境又将吸引更多高层次人才，一定程度上促进了城市经济的发展。图2(d)为物流固定资产投资与生态环境的正反馈环，城市经济增长与物流固定资产投资正相关，城市下水道和公共交通的投资建设有利于城市生态环境的改善，优美宜人的城市环境吸引更多高层次人才，促进城市经济进一步发展。 图2. 城市现代物流业竞争力系统基本反馈环
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user: 5. 常州市现代物流业竞争力模型仿真预测分析 通过《常州市统计年鉴》、《中国物流年鉴》、《常州市国民经济和社会发展统计公报》及《中国统计年鉴》等获取初始资料，并根据上述方程式及其参数的设置， 对模型运用Vensim软件进行模拟仿真和分析。 5.1. 常州市经济社会发展 选取“城市GDP”、“城市就业人口”，输出常州市国内生产总值和常州市城市就业人口的模拟预测结果(见图12、图13)。从图中可以清楚看出，在城市就业人口趋于平缓的情况下，从2006年到2016年常州市的国内生产总值还呈现不断增长趋势，并且在未来八年里GDP仍然保持快速上涨势头。 图12. 常州市GDP预测结果 图13. 常州市就业人口预测结果 5.2. 生态环境 选取“生态环境”并输出仿真曲线，如图14所示。尽管近年来国家积极推进节能环保，并制定采取了一些必要措施，然而生态系统具有高度复杂、关联性，在短期内仍可能呈现不容乐观的趋势。因此，不仅大众须大力施行节能减排、低碳环保举措，政府和企业更要继续转变经济发展方式—由原来依靠原料、低劳动成本、高能耗低效率的发展方式朝着创新、高效、节能环保的可持续发展方式转变。 图14. 常州市生态环境预测结果 5.3. 物流产业规模 选取“物流产业规模”并输出仿真曲线，如图15所示。从图中可以清楚看出，随着城市经济的发展，社会对物流固定资产的投资也与日俱增，在未来的八年里，物流产业规模依旧保持增长势头。 图15. 常州市物流产业规模预测结果 5.4. 专利授权量 选取“专利授权量”并输出仿真曲线，如图16所示。从图中可以看出，从2006至2016年常州市每年的专利授权量稳步提高，在未来的八年里也将依旧不断增高。 图16. 常州市专利授权量预测结果 5.5. 需求与供给 选取“物流实际需求量”、“物流积压”并输出仿真曲线，如图17和图18所示。从图17和图18中分别可以看出，从2006至2016年常州市物流实际需求量稳步提升，在未来的八年里更将快速提升；而物流积压则快速下降。 图17. 常州市物流实际需求量预测结果 图18. 常州市物流积压预测结果
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user: 6. 结语 本文在供给侧结构性改革背景下构建了常州市现代物流业竞争力系统动力学模型并进行了模拟仿真分析。常州要实现现代物流业与经济社会环境等的协调发展，政府需加大对教育、科技经费的投入，提升创新动力；促进物流业集约化发展，整合信息资源，从供应链管理角度达到高效、低耗、环保、经济的可持续发展目标；积极调整现代物流业发展方式，提高物流服务质量和效率以满足人们对于高质量生产和生活的需求；积极加大对园林绿地的规划投资建设，为城市营造优美宜人的生活环境，这在一定程度上能够吸引高层次人才，促进城市向可持续发展方式转变。
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user: 摘要 对能源转换系统中的流动损失进行准确评估有助于提高系统能效优化的效率。针对具有周期性规则拓扑的扰流结构，提出了一种可用于定量分析和预测流动损失的完备数学模型。以常见的错排短柱阵列为例，详细阐述了模型的建立方法，以及如何基于所建立的指数型经验方程对流动损失进行定量的因素分析。为此，建立了一套采用对称和周期边界的数值方法，用于高效收集模型建立所需的基础数据。研究结果表明，数学模型中特定结构或流动参数对应指数的绝对值可表征其对流动损失的定量影响。该模型具有较高的普适性，可用于具有类似拓扑特征和任意数量影响因素的扰流结构流动损失分析和预测。
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user: 1. 引言 基于扰流的各类对流强化传热结构广泛存在于先进能源转换系统中，传热的强化通常伴随流动损失扩大的代价，因此，在结构设计中对流动损失进行精确预测，将有助于提升系统能效的优化效率。注意到，大多数强化传热结构在拓扑上具有特定的规则性和周期性，这为建立数学模型用于分析预测流动损失提供了便捷路径。本文以电子元器件冷却、航空发动机涡轮叶片冷却等紧凑式传热装置中常见的错排短柱阵列 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 为例，提出一种可用于定量分析和预测周期性规则拓扑流动损失的完备数学模型。 短柱通常用于受限空间内的强化传热，具有小于4.0的高径比(H/D) [ 4 ]，其流动传热特性不同于一般的列管式换热器 [ 5 ]。列管换热器中，由于端壁的影响可以忽略，流动近似二维。相比之下，短柱阵列中的流场包络于柱面和端壁，具有较强的三维性，使高径比的影响无法忽略。此外，柱间距(包括展向柱间距S y /D和流向柱间距S x /D)也对流动损失产生影响 [ 6 ]。事实上，影响规则短柱阵列流动和强化传热性能的结构因素有且仅有高径比和上述两个方向的柱间距，以往已就此展开过大量研究 [ 7 ] - [ 17 ]。然而，多数研究将侧重点放在结构的强化传热特性上，鲜有针对结构流动损失特性的分析。由对流强化传热的一般机理(掺混促进或边界层扰动)可知，传热强化通常带来流动损失(即流阻)的增加，对整体能效产生负面影响。因此对流阻进行定量的分析预测显得尤为重要。 一般将流阻以阻力系数的形式表达 [ 11 ] [ 15 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]，即： f = Δ P 2 ρ U max 2 N (1) 其中ΔP是阵列进出口间的总压损失，ρ是流体密度，U max 是展向相邻柱体间最窄截面的通流速度，N是流向的柱排总数。需要指出的是，阻力系数的定义可能采用不同的形式，但定义式核心部分ΔP/ρU 2 是不变的，尽管有时用阵列进口速度(U in )代替U max ，分母上的常数有时由2变为0.5 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]。一些研究也用Darcy阻力系数表征流阻 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 16 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]，即 f D = Δ P 0.5 ρ U i n 2 ⋅ D h L (2) 其中，其中的D h 和L分别是阵列水力直径和流向长度。虽然阻力系数有不同的定义方式，但都需要对总压变化ΔP进行预测以表征流动损失。这就使经验方程的建立具有灵活性。表1给出了此前研究所得阻力系数经验方程。可以发现，多数方程都将结构参数的影响排除在外，仅考虑流动参数即Re数的影响 [ 22 ] [ 26 ] [ 27 ]，意味着此类方程仅适用于某一特定结构。Damerow [ 28 ] 和Jacob [ 29 ] 分别在经验方程中加入了流向间距S x 和展向间距S y 的影响，但其通用性依然受到限制，原因是高径比H/D和另一方向柱间距的影响仍被排除在外。主要原因是，此类经验方程的建立多基于有限的实验数据，数据体系的不完备降低了方程的普适性和准确性。 针对上述问题，本文通过数值模拟方法获得完备的流动阻力性能数据，基于此建立了新的经验方程。在此基础上，可对包括所有结构参数和流动参数在内的全部影响因素进行定量分析。整套方法可推广于任意具有周期性规则拓扑的流动损失分析及预测，具备较强的普适性。 Table 1 Empirical equations for friction factor of staggered pin fin arra 来源 经验方程 参数范围 Damerow [ 28 ] f = [ 2 .0 6 ( S x / D ) − 1 . 1 ] R e D − 0.16 2 ≤ H / D ≤ 4 Metzger [ 26 ] f = 0.31 7 R e D − 0.132 1000 < R e D < 10000 f = 1 . 76 R e D − 0. 318 10000 < R e D < 100000 H / D = 1.0 ; S y / D = 2.5 ; 1.5 ≤ S x / D ≤ 5 Uzol [ 22 ] f = 0. 3849 R e D − 0.0 6588 18000 < R e D < 86000 H / D = 1.5 ; S x / D = S y / D = 2.0 ; Jacob [ 29 ] f = ( 0.25 + 0.1175 ( S y / D − 1 ) 1.08 ) R e D − 0.16 H / D > 2.0 ; R e D < 20000 Chilton [ 30 ] f = 0. 33 R e D − 0. 2 50 ≤ R e D ≤ 20000 H / D > 4.0 ; 1.25 ≤ S x / D ≤ 5.0 ; Olson [ 27 ] f = 0. 8561 R e − 0. 216 0 2500 < R e < 12000 0. 25 ≤ H / D ≤ 0. 5 表1. 错排短柱阵列阻力系数经验方程
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user: 3. 结论 本文提出了一种可用于定量分析预测周期性规则拓扑流动损失的数学模型，以典型错排短柱阵列为例，对模型的建立和应用进行了阐述，主要有如下结论： 1) 对于周期性规则拓扑，可充分利用结构特点进行数值简化，同时采用平移周期和对称面边界条件，快速获得大量性能参数的完备基础数据，为经验方程的建立和定量分析预测提供支撑； 2) 所建数学模型的基础数据可完全来自数值模拟，但模拟方法须经实测数据对比验证，以此确保数值计算结果的可靠性，进而可保证数学模型的准确性。正是由于数值模拟具有低成本的优势，所建数学模型具有基础数据更加完备的特点，可将全部影响因素纳入考虑范围，通用性远强于现存模型； 3) 通过所建立经验方程中指数的绝对值，可在定量层面上获得相应参数对流动损失的相对影响程度，为流动减阻设计和结构优化提供明确指导。 4) 所建数学模型的分析预测对象不限于流动阻力，而是适用于具有周期性统计意义多类性能指标，可将全部因素的影响用定量化的数学语言来表征，因而具有广泛的应用价值。
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user: 摘要 本文提出一种新的基于几何运算的网格节点提取方法，首先对获得的图像进行二值化及均值滤波等处理，然后运用Halcon强大的算子函数库，获得网格线的亚像素精度，然后进行网格线的合并，像素点的提取，网格交点的提取等，用此种方法获得的零件表面网格节点图像坐标受灰度值的影响会比较小。最后对不同的实际零件进行平移实验，验证了基于平移的方法的可行性，为研究基于一般运动的零件的三维坐标测量提供了理论基础。
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user: 1. 引言 零件表面网格特征点三维坐标的测量在板金属应变测量与逆向工程中的应用越来越重要，传统的用三维坐标测量机来获得零件表面网格节点三维坐标的测量方法虽然测量精度高，但存在对测量环境要求高、测量效率低等缺陷，不满足现场测量的需求。视觉测量技术具有测量效率高，适应现场测量等显著优点，单目视觉测量方法应用于三维零件的非接触坐标测量，能够在很大程度上减少工作量，同时具有较高准确度的测量结果。视觉测量技术有利于零件表面网格节点的准确提取，而节点的提取是准确测量的前提。 通常基于灰度图像的特征提取算法有Harris角点检测算法 [ 1 ] 、SUSAN角点检测算法 [ 2 ] 以及SIFT算法 [ 3 ] 等。其中使用Harris算法进行特征点检测是一种简单可行的点提取方法。图像中的特征点主要指图像中灰度值变化剧烈的点，该像素点和周围的邻近点有着明显的灰度差异。采用上述理论提取到的特征点如图1所示，一方面由于采集到的图像具有一定的噪声，即使采用图像平滑滤波的操作也不一定能将噪声完全消除，因此采用Harris特征点检测算法受噪声的影响较大，另一方面网格的线条具有一定的宽度，两条曲线相交，交点处由很多的像素点组成，使用Harris算法提取到的是曲线相交处的四个角点，不符合论文主要提取网格节点的目标。本文将用曲线相交法提取网格节点。 图1. Harris提取的特征点