DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 申请考核制是指有资格的考生首先向所报考院校上交自己的成绩单、发表过的文章的证明、所获奖项的证明、专家推荐信等证明自己科研能力和创新能力的材料，经由所报高校和院系的招生委员会或考试委员会的成员对所交上来的材料进行审核，合格的考生参加院系组织的综合考试，通过综合考试的考生获得录取资格的招考模式。自2003年北京大学开始对申请考核制进行试点工作并取得成果以来，各大高校都开始了申请考核制的试点工作。但是，在申请考核制的实施过程中也存在着一些问题。本文从申请考核制的实施背景、存在的优势、实施过程中存在的问题以及解决方法来进行阐述。
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user: 2. 申请考核制的实施背景 博士生入学考试是一个选拔性质的考试，选拔的是那些具有科研能力、创新能力和具有团队合作精神的学生。传统的博士生的入学考试更加注重的是笔试，对面试不够重视，这种应试方式不够完善，只能考察学生对基础知识的掌握程度，不能考察学生的科研能力、创新能力、团队合作和言语表达能力，选拔出来的学生很有可能是“高分低能”的学生。所以，传统的博士生入学考试制度不能满足各个院校对国内博士研究生质量的追求。 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出了“高等教育去行政化”的改革目标 [ 1 ] ，也就是说每个高校可以有自己的招生方式，为各个高校申请考核制的实施提供了政治条件；国外在申请考核制方面已经有非常丰富的经验和教训，无论从制度方面还是从申请考核制的实施方面都比较完善，有了这样的成熟的经验，也为各个高校申请考核制的实施提供了借鉴；在2003年，北京大学对申请考核制的探索，以及2007年，申请考核制正式在北京大学进行试点工作开始，有许多的高校看到了申请考核制的优势，清华大学、厦门大学等许多高校都相继开始在各自的院系进行申请考核制的试点工作，这些也为申请考核制的本土化推广提供了有利条件。 传统博士生入学考试制度存在的问题、“高等教育去行政化”的政策、国外的申请考核制的延续实施和我国申请考核制的成功实践，让申请考核制不断地成为各个高校招收博士研究生所青睐的选拔形式。但是，这些只能为申请考核制的实施提供背景条件，申请考核制之所以会受到如此青睐，主要是与这个招考方式的优势分不开的，下面将具体阐述申请考核制的优势。
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user: 3. 申请考核制存在的优势 3.1. 有利于选拔出适合的高质量的博士生 从申请考核制的流程中可以看出，申请考核制用“申请”代替了“初试”，初试更加注重的是学生基础知识的掌握情况，而申请考核制更加注重考生在过去的研究方向和所获得的成果，从而审核出学生的研究兴趣是否与导师的研究方向相一致，保证招收上来的博士生是适合于导师研究方向的博士生。并且，考生发表论文的数量和质量，以及学术方面获得的奖项可以说明这个考生的论文撰写能力和科研能力，一定程度上也能够看出考生的创新能力。 复试是对学生综合能力的考核，考核主要形式是笔试和面试，笔试一般考察学生的英语水平以及专业知识的掌握情况，面试的形式多种多样，如，西安交通大学通过让考生汇报PPT演示文稿和撰写一份科研计划书的形式对考生的科研能力、创新能力、论文撰写能力等方面进行考核；还有的学校采用无领导小组的形式来考察学生的合作精神。无论是什么样的面试形式，这些面试的形式不仅能够考察出学生的知识面，还能考察出学生的言语表达能力、创新能力、科研潜力以及考生的合作精神。 而且，申请考核制让导师有了更多的招生自主权，导师可以根据本专业的特点来选拔出适合自己研究领域的、具有科研潜力和创新能力的博士生，增强考生的研究兴趣与导师研究方向的匹配程度。 总之，与传统的博士生入学考试形式相比，申请考核制更能够选拔出合适的、高质量的博士生，提高学校的生源质量，提高了“命中率”，减少了“漏招率”和“虚招率”。 3.2. 有利于维护考生的利益 传统的博士生入学考试形式主要是以笔试为主，不够重视面试的成绩，而且，考生笔试的达到某一分数线才能够进入面试。这样的考试形式具有很大的偶然性，笔试分数高的学生可能只是在应试方面比较擅长，不能确保考生具有较强的科研能力，这种考试形式对那些科研能力强但在笔试当中没有发挥好的考生来说，是不公平的。但是，院系或者是导师使用申请考核制的方式来代替“初试”，考生将能证明自己科研能力的材料上交，院系或者是导师根据考生上交的资料来确定参加复试的考生，这样就避免了“一考定终生”的考试形式所带来的弊端，还能够让真正的有科研潜力的考生获得攻读博士的机会。 除此之外，申请考核制还降低了考生的考试成本，包括时间成本和经济成本 [ 2 ] 。传统的博士生入学考试形式，考生需要在考试之前要经过长时间的准备，为保证初试的通过也需要投入大量的时间和经历，有的考生为了保证初试的通过，还需要报高额的辅导班。而申请考核制则只需要上交证明自己科研能力的材料，大大减少了考生的时间、精力和经济成本。 虽然申请考核制在选拔适合的、高质量的人才和维护考生利益等方面做出了重要的贡献，但是，在我国，申请考核制的实施还存在一些问题。
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user: 4. 实施过程中存在的问题和解决方法 4.1. 存在的问题 4.1.1. 申请考核制容易造成招生不公正的现象 申请考核制的实施无疑提高了各个学校、各个学院的招生自主权，每个学校、每个学院、每个导师都可以根据自己的研究方向和人才需求招收博士生，增加了导师研究方向与考生研究兴趣之间的匹配程度。但是，多数高等院校，各个院系分开实施申请考核制，并且，申请条件和所需要交的材料，以及审核的标准都不尽相同，而且，在资料审核的时候，也是由各个院系分开来进行审核，也就是说，每个院系派出审核小组对考生的材料进行审核。报考某一位导师的考生中不免会有该导师的研究生，在中国这个注重人情的社会环境下，导师不免会更看重自己的学生，而忽视其他的考生，再加上审核人员与导师的熟悉程度，导师或审核小组对考生上交的申请材料进行审核的客观性、公证性就受到了质疑。有限的招收人数和导师“举亲不举贤”的做法导致了那些本身具有较强科研能力和创新能力的人才失去了攻读博士研究生的机会。所以，如何保证招生过程的公平、公正，已成为入学申请制改革面临的最大的社会质疑和担忧 [ 3 ] 。 4.1.2. 综合考试形式单一 申请考核制的复试是对学生综合能力的考核。综合考试，尤其是面试，是一个了解考生研究兴趣、分析能力、语言表达能力和团队合作精神等方面的重要途径，利用好面试的环节，可以帮助学校和导师选拔出适合的高质量的人才。现在，在我国，综合考试的形式包括笔试和面试，笔试主要是对学生外语水平和专业知识的掌握情况进行考核，面试的主要形式是专家或导师提问。如，西安交通大学的综合考试包括笔试和面试两个环节，笔试就是对专业基本素质进行笔试，面试就是让考生汇报PPT演示文稿，之后专家和导师对考生进行提问；厦门大学经济学院“申请考核制”增加了专业英语的面试。这样的综合考试形式过于单一，汇报PPT演示文稿多是汇报考生的硕士毕业论文，而硕士毕业论文在材料审核过程中已经呈现，又在面试过程中呈现未免多此一举，更不利于对考生综合能力的考核。而且只有笔试和面试的综合考试形式更容易助长导师对自主权的滥用，容易导致招生的不公正现象的发生。 4.2. 解决方法 4.2.1. 完善监管、审核体系，做到信息的公正、公开 博士生的招生单位和导师的招生自主权不断扩大，很有可能造成自主权滥用的情况，通过导师个人的公正和道德意识很难保证招生的公平性。为了杜绝导师“举亲不举贤”的做法，让每一位考生的才能都能够受到公正的审核，学校就需要完善监管、审核体系，并做到信息的公正、公开。 从监管的角度讲，完善学校招考过程中的监管体系尤为重要，监管体系需要对学院或导师的资料审核过程和综合考试过程，以及这些审核和考试的评分标准进行监督和管理，以确保导师在审核过程和综合考试过程的公正性。 从审核体系的角度来讲，研究生院需要对考生的资料进行统一、量化审核，因为，各个学院分开对考生资料进行审核会大大增加导师“举亲不举贤”的可能性，所以，这就要需要学校统一对学生的资料进行审核。又由于每个院系资料审核的标准不一致，所以，每个院系要对审核的标准进行阐述，并量化，就像学校评选奖学金一样，将每个部分所占的比重，以及具体的要求都附上一定的数值，并将这些量化标准上交到研究生院，由研究生院统一对这些材料进行审核，这样就大大避免了由于“人情”所造成的招生不公正的现象，增加的资料审核的公正性和可信度。为了避免一次审核所产生的偶然性，高校可以安排学院对那些被淘汰的考生进行复审。大连理工大学和中国医科大学就采取了这样的方式，这两个高校设立了学校博士生招生专家组，对考生的所上交的申请材料进行统一的资格审查，中国医科大学为了避免一次审核所产生的偶然性，还安排了学院复审这一项目。 从信息的公正公开的角度来讲，各个高校或院系不仅要在各自的研究生院或招生网站上公开申请考核制的流程，还需要公开资料审核的标准，以及综合考试的评分标准，使申请考核制的各个方面都做到公正、公开。让信息做到公正、公开，不仅能够让考生清楚自己的优势或劣势，给自己的才能进行量化评分，还能够起到全民监督的作用。这样可以有效地保证招生的公正性，避免招生自主权的滥用。 4.2.2. 丰富综合考试形式 综合考试主要考的是学生的综合能力，但是，只有笔试和导师提问的综合考试形式显然不能考察出学生的综合能力。而且，不同的学科所需要的能力也有很大的差异，这就需要各个高校在对申请考核制进行试点工作的时候要注意丰富综合考试的形式，使综合考试能够真正考察出学生的综合能力。在国外，他们的综合考试形式多种多样，而且能够考察出考生的多种能力。例如，哥伦比亚大学的博士生综合考试想要考察博士生的分析能力、解决问题能力、进行创新研究能力等，综合考试的形式包括笔试，撰写文献综述，进行实验操作和研究设计等 [ 4 ] 。虽然综合考试是美国和加拿大地区培养博士生的重要环节，但是这对我国申请考核制中综合考试的实施有很大的启发性意义。我国有一些高校受到了国外多样的综合考试形式的启发，争取用更多样的综合考试形式对考生的综合能力进行考核，如，东北大学和华东理工大学在申请考核制中综合考试的形式包括笔试、实验操作、面试和撰写报告等。因此，为了选拔出高质量的人才，就必须要用多种形式的综合考试对考生的综合能力进行考核。 总之，从1981年开始招收博士生以来，我国都在努力地做好招生工作。传统的招考方式已经不能满足国家对博士生人才的需求，与传统的招考方式相比，申请考核制更能够选拔出优秀的博士生，还能维护考生的利益。在我国，申请考核制还属于新型产物，在实施的过程中还存在很多的问题。但是，我们坚信，有了国家政策的支持、西方发达国家的实施经验、以及我国各大高校试点工作经验和本土化研究之后，申请考核制将越来越完善，最终成为各大高校普遍适用的招生方式。
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user: 摘 要 利用流体动力学仿真软件CFX对超声波燃气表腔体结构的参考设计结构(SX结构)和新设计结构(QJ结构)进行仿真研究和分析。在不同的流量点上分别仿真获得两种结构内的气体流动特性，包括两种结构的整个腔体内、腔体的XY轴向截面上及XY轴向截面中超声波测量部分的气体流速分布。对仿真结果分析显示，两种设计结构内气体流动性能非常近似。进一步分析发现，由于受到实际产品需求的影响，新改进的QJ结构比SX结构气体流速分布性能略差一些。另外，研究结果还显示与整个腔体气体流动或整个XY轴向截面上气体流动相比，超声波测量部分截面内气体流动虽然更快，但相对更均匀和稳定，有利于超声波气体流速的准确测量。 关键词 :超声波，燃气表，气体流速，CFX仿真
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user: 1. 引言 超声波燃气表会在将来替代现在广泛使用的膜式燃气表，其工作原理是利用超声波传播速度受燃气流动速度的影响来计量燃气的体流量 [ 1 ] [ 2 ] 。超声波燃气表是无机械运动部分的全电子式燃气表，具有体积小、重量轻、压损小和方便抄表数据远传等优点。目前，一些西方国家已经研制出家用超声波燃气表，意大利和日本已经并开始小批量应用。最近一两年我国也有少数公司开发出超声波燃气表，开始新产品试用，试用结果显示部分超声波燃气表性能还不十分稳定。 我们在对超声波燃气表进行表体设计时参考松下公司设计的SX结构，结合实际应用的要求和机械加工的要求新设计一款QJ机构。超声波燃气表的计量性能非常依赖表体结构设计，结构设计的好坏直接影响表内燃气流动的稳定性。目前燃气表产品设计主要靠设计经验和样机实验，产品设计验证的周期很长。我们在进行超声波燃气表的表体结构设计阶段进行了CFD仿真研究 [ 3 ] - [ 7 ] 。对SX结构和新设计的QJ结构进行详细的气体流动仿真，获得表体内气体速度场，对获得的仿真流动数据进行对比分析。
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user: 2. 模型建立 2.1. 气体流道模型建立 超声波燃气表需要设计外壳结构，腔体内的中部安装一个超声波测量模块，如图1(a)和图1(b)所示。超声波测量模块带有内部流道，内部流道是一段相对狭窄的多层长方体型结构，可以使燃气气体流动更加稳定，超声波探头就在该段内部流道测量气体流速。 2.2. 网格划分 在Workbench中分别导入由CAD生成的SX结构和QJ结构，采用自动网格划分方法对腔体进行网格化，其中QJ结构网格化后如图1(c)所示。 图1. SX结构设计图(a)、QJ结构设计图(b)、QJ结构腔体内部网格划分图(c)、QJ结构整个腔体XY轴截面上的点(d)和在6 m 3 /h时SX结构XY轴截面上气体流速分布图(e)和QJ结构XY轴截面上气体流速分布图(f)
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user: 3. 仿真分析 3.1. 模型建立和边界条件设定 设置流道的入口和出口面，如图1(a)所示，其它全为固体壁面。假设超声波燃气表内流动的为理想气体，仿真时的气体从入口进入腔体，从出口流出。本次结构设计出的超声波燃气表可以用于替代膜式燃气表G1.6、G2.5和G4三种不同测量范围的燃气表。G1.6表的测试流量点包括大流量点2.5 m 3 /h，中流量点0.5 m 3 /h和小流量点0.016 m 3 /h；G2.5表的测试流量点包括大流量点4 m 3 /h，中流量点0.8 m 3 /h和小流量点0.025 m 3 /h；G4表的测试流量点包括大流量点6 m 3 /h，中流量点1.2 m 3 /h和小流量点0.04 m 3 /h。因此。选择9个典型流量点进行气体流速仿真。根据某一个具体流量、出口或入口面积计算并设置相应的气体流速，然后进行仿真运算，获得气体内部流动的仿真结果。 3.2. 求解控制 设置收敛条件为RMS等于0.0001，最大收敛迭代步数为300。
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user: 5. 结论 针对超声波燃气表原来参考设计SX结构的和新改进设计QJ结构，用ANSYS的CFX仿真软件进行了气体流体力学仿真研究，分别获得了整个腔体、XY轴向截面和超声波测量截面的气体流速分布数据。数据分析结果显示，QJ结构在气体流动性能上稍差一些，但气体流动性能基本一致，差别不大。由于超声波测量模块对气体流速测量有一定的适应性，可以弥补QJ结构的相对微小的性能差异。对采用新改进流道设计制造的超声波燃气表样机初步测试，结果显示在九个流量点都能满足设计精度要求。该研究成果是一次有意义的仿真和具体结构设计相结合的实际应用案例，为超声波燃气表的内部气体流道结构设计提供一定的理论依据，可以缩短表体结构设计验证时间，提高工作效率。
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user: 摘 要 针对交通控制策略仿真困难的问题，本文在分析硬件在环仿真原理的基础上，提出交通控制硬件在环仿真系统架构。其中，仿真控制软件作为整个系统的核心，负责仿真过程的控制、管理；交通控制机完成控制策略的发布与感应控制；微观仿真软件完成对控制策略的仿真评价；信号转换设备实现数字信号到模拟信号的转换，完成交通控制机与微观仿真软件之间的通信。最后本文以汉世通HST-3000交通控制机和VISSIM微观仿真软件为基础，开发了仿真控制软件，构建交通控制硬件在环仿真系统。实验证明该系统可以实现对交通控制策略的有效仿真，验证了仿真系统的有效性。 关键词 :硬件在环，交通控制，交通仿真
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user: 1. 引言 随着我国经济的发展，汽车数量不断增加，城市交通拥堵问题日益严重，信号交叉口是交通拥堵的主要因素之一 [ 1 ] 。因此，对信号交叉口的交通控制策略进行优化是提高车辆通行效率、减少车辆延误的有效方法，并成为交通控制研究领域的热门课题。 交通控制硬件在环作为一种研究交通控制策略的方法，被广泛应用。硬件在环是一种实际控制器结合虚拟对象的半实物仿真方法，交通控制硬件在环是指实际的交通控制机和专业的仿真软件有机地结合在一起，形成仿真回路。 交通控制硬件在环最早是1995年Louisiana大学提出的，首次应用在交通仿真中 [ 2 ] 。2000年D. Bullock提出了微观交通软件和交通控制机相结合的方法，实现对信号控制策略的准确评价 [ 3 ] 。2007年美国Virginia大学首次将硬件在环应用在自适应控制系统评价研究，实现仿真系统对自适应控制交叉口的仿真评价 [ 4 ] 。2011年Michael P. Hunter进一步将硬件在环应用在多路口的自适应控制系统评价研究 [ 5 ] 。 国内硬件在环系统首先应用在汽车安全驾驶领域，2004年王建强等人首次开发了安全车距保持技术硬件在环仿真试验系统，用于车辆碰撞预警及性能分析 [ 6 ] 。直到2009年硬件在环技术才应用到交通工程领域，于泉等人提出交通控制硬件在环仿真平台的设计方案 [ 7 ] 。 综合国内外研究可以发现，国外相关的大学、科研机构从事交通控制硬件在环仿真系统研究，取得了一定的成绩，但在国内使用硬件在环技术对交通控制策略进行仿真评价的比较少。本文采用硬件在环的设计方法，以汉世通控制机和VISSIM仿真软件为基础，搭建交通控制硬件在环仿真系统。该系统可以实现对交通控制策略的仿真评价，对信号交叉口控制策略的应用及科研教学具有重要意义。
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user: 2. 交通控制硬件在环仿真原理 交通控制硬件在环仿真系统主要由三部分组成：交通控制机、信号转换设备、微观交通仿真软件。其特点是把实际的控制器作为仿真系统的一部分，通过信号转换设备将交通控制机与专业仿真软件构成闭合回路，如图1所示。 图1. 硬件在环仿真系统组成 2.1. 交通控制机 交通控制机是控制策略的提供者，是整个硬件在环仿真系统的基础，控制策略的优化和实施最后都要反映到交通控制机。 交通控制机具备交通信号灯状态输出接口和检测器信息输入接口，控制策略在交通控制机内部设定好之后可以通过信号灯状态输出接口以串口的形式输出，检测器信息输入接口可以实时获取检测到的车辆信息，通过车辆检测信息触发交通控制机内部的控制算法实时变化控制策略，达到交通控制的目的。 2.2. 信号转换设备 信号转换设备是硬件在环仿真系统的关键，是交通控制机和微观仿真软件联系的纽带 [ 8 ] 。信号转换设备一般有两种接口：车辆检测信息转换接口和交通信号灯状态传输接口，其中信号灯状态传输接口可以设计在信号转换设备上，也可以设计在上位机控制软件中。 微观仿真软件的虚拟检测器以0/1数字的方式输出车辆检测信息，其中1表示检测器在单位时间内检测到车辆到达，0表示没有检测到车辆到达。车辆检测信息转换接口将数字信号转化成模拟信号，以高低电平信号形式传送到交通控制机，其中低电平表示有车辆到达，高电平表示无车辆到达。信号灯态传输接口主要是依据交通信号控制机的通信协议，开发嵌入式通信程序，对数据包进行解析、检验、传输，传输方式采用串口通信。 2.3. 微观仿真软件 微观仿真软件是专业的交通仿真软件，通过仿真模型进行交通流的仿真。 微观仿真软件能够再现每个车辆的运动状态，如车辆的变道、直行、超车、转弯等，能够表现现实中的复杂的交通状况，并且提供虚拟车辆检测器，检测车辆到达状况。仿真软件能够对交通信号控制策略进行有效的评价，依据反馈的评价结果，通过重复试验可得到理想的交通信号控制策略 [ 9 ] 。 2.4. 硬件在环数据通道 交通控制硬件在环仿真系统中，有两条数据通道，一条为控制策略数据通道，另一条为车辆检测信息数据通道。控制策略数据通道是以交通控制机作为起点，交通控制机通过信号灯状态输出接口与信号转换设备相连，传递控制策略；信号转换设备又通过交通信号灯状态传输接口与仿真软件相连，传递控制策略。 车辆检测信息数据通道，以仿真软件为起点，车辆检测数据通过信号转换设备的车辆检测器信息转换接口传递给交通控制机。 本文在分析硬件在环仿真原理的基础上，提出一种新的系统架构，其中控制策略数据通道设计在上位机控制软件端，车辆检测信息数据通道设计在信号转换设备上，实现交通控制硬件在环仿真系统，使用户更加方便地实施交通控制策略的仿真评价。
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user: 3. 系统的总体设计 交通控制硬件在环仿真系统主要由仿真控制软件、交通控制机、信号转换设备、VISSIM微观仿真软件四部分组成，总体架构如图2所示。 3.1. 交通控制机 本文采用汉世通HST-3000交通控制机，汉世通控制机具有交通信号灯状态输出接口和车辆检测器信息输入接口。交通控制机内部配时方案控制算法可依据实际道路交叉口的交通状况自行设计不同的交通控制策略，车辆检测器信息的输入接口可使交通控制机具有感应控制功能。 3.2. 仿真控制软件 仿真控制软件是直接与用户交互，负责整个仿真过程的控制、管理，是整个硬件在环仿真系统的核心。仿真控制软件功能设计包括：策略控制、仿真设置、通信设置、仿真评价。 3.2.1. 策略控制模块 策略控制模块主要是根据通信协议完成对交通控制机控制策略的监控及控制，能够使用户直接设置交通控制机的控制策略，如相位设置、相序设置、固定配时设置、感应配时设置、日时方案设置。 3.2.2. 仿真设置模块 仿真设置模块实现的是仿真之前需要进行的一系列的基本设置，包括串口通信设置，如串口号、波特率、校验码、停止位；时钟校准，设置系统时间和交通控制机时间的一致性，保证仿真结果的准确性；仿真底图的设置，如加载绘制好的路网模型文件；仿真参数的设置，如车流量、车辆构成、仿真速度、精度、周期。 图2. 硬件在环仿真系统架构 3.2.3. 通信模块 通信模块主要通过相位匹配和虚拟检测器信息匹配，完成交通控制机、信号转换设备、VISSIM仿真软件之间的数据通信。相位匹配指交通控制机信号灯状态与VISSIM仿真模型信号灯组的匹配，虚拟检测器信息匹配指虚拟检测器与交通控制机输入接口的匹配。数据通信的方向为交通控制机的控制策略上传到VISSIM仿真软件，VSSIM仿真软件的虚拟检测信息下传到信号转换设备，再由信号转换设备经过数模转换后下传到交通控制机。 3.2.4. 仿真评价模块 仿真评价模块完成仿真评价结果的输出，以图形的方式展示，评价指标包括车辆的平均旅行时间、平均排队长度、平均延误时间等。 3.3. VISSIM 仿真软件采用德国PTV公司的VISSIM，VISSIM是一种基于时间间隔的和驾驶行为的仿真工具，广泛应用于城市交通仿真建模。VISSIM具有COM接口，允许开发者调用内部API，构建基于VISSIM的仿真应用程序。 3.4. 信号转换设备 信号转换设备采用单片机技术进行设计，只具备车辆检测器信息转换接口，交通信号灯状态传输接口没有设计在信号转换设备上，设计在仿真控制软件中。信号转换设备由单片机、通讯接口、电源组成，单片机可实现数字信号到模拟信号的转换，再由单片机内置的I/O将转换后的模拟信号输出到交通控制机。
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user: 4. 仿真控制软件的设计与实现 仿真控制软件是整个硬件在环仿真系统的核心，用户可以直接在仿真控制软件中实施控制策略的仿真与评价。 软件开发工具采用的Microsoft Visual Studio 2012，Microsoft Visual Studio是微软推出的软件开发工具，基于组件的开发技术，适用可视化应用程序的开发，开发语言采用C#。仿真控制软件开发依赖于交通控制机通信协议与VISSIM仿真软件。 4.1. 基于通信协议的软件模块实现 论文本文中采用的汉世通HST-3000交通控制机，其协议是基于NTCIP协议框架，是一种交谈式通讯传输，错误侦知采用LRC纵向冗余校验。策略控制模块、通信模块中交通控制机和VISSIM之间的数据通信是通过交谈式通讯算法完成，其步骤可总结如下： 1) 仿真控制软件将通讯指令进行LRC编码； 2) 将编码后的指令以串口通讯的形式发送到交通控制机； 3) 交通信号控制机收到通讯指令首先检测指令有无错误； 4) 若正确立即以正认知码框回报仿真控制软件，并立即回报结果，结束交谈试通讯； 5) 若有误则以负认知码框回报仿真控制软件，并返回步骤1)重新发送通讯指令。 4.2. 基于VISSIM的软件模块实现 VISSIM仿真软件提供COM接口，允许外部应用程序通过组件对象模型调用VISSIM的内部仿真功能。仿真控制软件应用到的组件对象模型，如图3所示。 仿真设置模块中RouteDecision对象用于设置北、东、南、西四个方向的左转、直行、右转的车流量数据。VehicleInput对象用于设置北、东、南、西四个方向的总车流量数据，如北向的总的车流量=北向的左转车流量+北向的直行车流量+北向的右转车流量。TrafficComposition对象用于设置仿真环境中车辆的构成，本文中设置了四种车辆分别是大车、中车、小车、公交车。Speed、Period、Resolution对象是分别设置仿真速度、仿真周期、仿真精度。 通讯模块中Detector对象可用来接收虚拟检测器检测到的车辆到达信息，1表示有车经过，0表示没有车辆经过，设置多个检测器可以定义成数组的形式。SignalGroup对象设置仿真软件信号灯组的灯色，可用来实现交通控制机灯态和仿真软件显示灯态的一致性，每一个SignalGroup代表一个灯态。 仿真评价模块中Evaluation对象为仿真评价指标，能够完成评价指标的设定，比如车辆的平均延误时间，车辆平均旅行时间，车辆的平均排队长度。AnalyzerEvaluation对象为仿真评价结果输出，仿真结束后可将评价结果保存为离线文件，比如set_AttValue (“FILE”， true)。
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user: 5. 系统实验 本仿真控制软件，具有良好的用户交互界面，使用方便。软件运行的主界面如图4所示。 5.1. 交通控制策略验证 本文测试采用的控制策略描述如下：相序为两相位的控制策略，其中第一相位为南北方向的绿灯， 图3. VISSIM组件对象模型 图4. 仿真控制软件主界面 东西方向的红灯，第二相位为东西方向的绿灯，南北方向的红灯，两相位的绿灯时间均为25秒，黄灯时间为3秒，红灯时间为2秒。仿真运行时信号灯状态的输出结果如图5所示。 从仿真运行信号灯状态输出结果图中可以看出信号灯组SG 5-SG8为第一相位，SG 1-SG84为第二相位，绿灯时间为25秒，黄灯时间为3秒，红灯时间为2秒，仿真结果输出的信号灯状态与交通控制机的控制策略完全吻合。说明系统能够真实地反映交通控制机的控制策略。 5.2. 交通控制策略评价 在不同的车流量条件下，进行多次仿真实验，选取车辆的平均延误时间、车辆的平均排队长度为评价指标，得到平均延误时间变化图及车辆平均排队长度变化图，如图6、图7所示。 从图6可以看出，车辆的平均延误时间随着车流量的增大而增大，并且在车流量较小的时候，感应控制效果较好；从图7可以看出，车辆的平均排队长度随着车流量的增大而增大，并且在车流量较大的时候感应控制效果较好。综合来看，车辆的平均延误时间及平均排队长度与车流量呈正相关，符合交通流感应控制理论。说明系统能够真实地反映信号控制的实际效果，达到仿真评价的目的。 图5. VISSIM信号灯状态输出结果 图6. 车辆平均延误时间变化图 图7. 车辆平均排队长度变化图
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user: 6. 结论 交通控制硬件在环仿真系统，以仿真控制软件为核心，通过信号转换设备将交通控制机与专业的微观仿真软件联系起来，借助专业的交通仿真软件完成对实际交通控制策略的仿真与评价，由于引入了实际的交通控制机，有效解决了实际交通控制策略仿真困难的难题，为交通控制领域提供了良好的教学和科研工具。
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user: 摘 要 本文建立了Black-Scholes方程在区域 ， 具有多条奇异内边界 ， ； 的数学模型，引入广义特征函数法获得了数学模型的精确解 ，并进一步获得奇异内边界是指数函数曲线 ， ，证明了在任意时刻 ，函数 在闭区间 中的最大值在奇异内边界 上取得，区间 中的最大值在奇异内边界 上取得。特别地，考虑在区域 内仅有一条奇异内边界 ， 的数学模型，获得了奇异内边界是指数函数曲线 ，证明了：解在奇异内边界 ， 取最大值，即 ；且问题IIIA和IIIB的自由边界与奇异内边界重合，指数函数曲线 就是美式期权最佳实施边界。 关键词 :最佳实施边界，自由边界问题，奇异内边界，Black-Scholes方程
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user: 1. 引言 美式期权合约中具有提前实施的条款，因此最佳实施边界的确定对于美式期权具有特殊意义。在美式期权定价研究中，需要研究Black-Scholes方程的自由边界问题。姜礼尚 [ 1 ] 依据偏微分方程理论对最佳实施边界 作了很多深入的研究，得到很多重要的结论。其中包括 的位置， 的单调性， 的上下界以及 的凸性等，并给出了 在 附近的渐近表达式。这些结果增加了对最佳实施边界的认识，对美式期权定价的数值计祘产生了重要的影响。本文建立了Black-Scholes方程在区域 具有多条奇异内边界 的数学模型，引入广义特征函数法获得了数学模型的精确解 的表达式。并获得奇异内边界的指数函数表达式 ，且满足 ， 。特别地，考虑在 内仅有一条奇异内边界 的数学模型，解在奇异内边界 取最大值，即 ；同时获得了Black-Scholes方程的自由边界问题IIIA和自由边界问题IIIB的自由边界的表达式 ，问题IIIA和IIIB的自由边界与奇异内边界重合，奇异内边界就是美式期权最佳实施边界。
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user: 3. 结论 I简单期权价格曲面的情形，即Black-Scholes方程在区域 内有且仅有一条奇异内边界的情形。定理6的结果得到数学模型III的期权价格函数对任意时刻 ，在奇异内边界 上取最大值 ，且数学模型III的奇异内边界与问题IIIA和IIIB的自由边界三曲线重合。对简单期权价格曲面而言，数学模型III的奇异内边界与问题IIIA和IIIB的自由边界都是最佳实施边界。 II复杂期权价格曲面的情形，即Black-Scholes方程在区域 具有N+1条奇异内边界 的情形。由定理2期权价格函数 满足条件 ， 。当 时，问题IIA的自由边界 与问题IIB的自由边界 都不是最佳实施边界；当 时，问题IIA的自由边界 与问题IIB的自由边界 有可能成为最佳实施边界。在复杂多变的情况下，一般不能用问题IIA的自由边界 ，或问题IIB的自由边界 的计祘结果去推断其为美式期权最佳实施边界。单独考虑自由边界问题IIA或IIB所得到的自由边界的计祘结果皆有可能与真实情况的最佳实施边界相差很远。
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user: 摘 要 多肽药物具有相对成本低、生物活性强、毒副作用小、作用靶点专一等优点，因而被广泛使用。目前，多肽药物市场的增速是其他药物市场增速的2倍。大多数的多肽药物是通过固相肽合成技术来获得。多肽药物在合成和储存过程，容易形成相关结构杂质，如氨基酸丢失、氨基酸插入、保护基残留、氧化/还原等。很多相关结构杂质不但没有药物疗效，反而具有毒副作用。本文系统地对合成多肽药物中相关结构杂质分析进行了综述，将有助于建立相关药物质量管理规范，最终提高多肽药物质量。 关键词 :多肽药物，杂质，质量控制，质谱，综述
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user: 1. 引言 多肽是氨基酸脱水缩合的反应产物。根据美国药典定义，氨基酸数量在40以下的缩合产物称为多肽；氨基酸数量大于40的缩合产物则需要考虑其空间结构，称为蛋白质。多肽易于人工合成和序列优化，可很快确定其药用价值。由于本身的特性，多肽从临床试验到获得美国食品药物监督管理局批准所需的时间比小分子药物短很多，而多肽药物通过临床试验的机率比小分子化合物要高两倍 [ 1 ] [ 2 ] 。与小分子化合物相比，多肽的半衰期一般较短，在体内容易被快速代谢；相对大分子蛋白或抗体类药物，多肽更稳定用量更少、单位活性也更高；与大分子蛋白相比，多肽化学合成技术成熟，易与杂质分离，纯度更高 [ 3 ] [ 4 ] ；另外，重组蛋白不能引入非天然氨基酸、很难在末端修饰、生产周期长、成本高。多肽比蛋白抗体类药物成本低，但比很多小分子药物的成本高，随着科技的进步，设备更新和工艺改善，多肽的合成成本和商业成本已经大幅度下降。这些优点使多肽在药物开发中具有特定的优势。 多肽的化学合成最初始于液相合成，但由于多肽液相合成的每一步都要进行纯化和分离，操作繁琐。1963年美国化学家Merrifield [ 5 ] 报道了用固相树脂作为载体合成四肽化合物(Leu-Ala-Gly-Val)的方法，标志着多肽固相合成时代的开始，推动了多肽固相合成的规模化生产。如今，多肽固相合成法已被广泛应用。在多肽合成和储存过程，容易形成相关结构杂质，如氨基酸丢失、氨基酸插入、去氨基化、降解产物等。很多相关结构杂质不但没有药物疗效，反而具有一定的毒副作用。因此，欧盟药典规定需对含量在0.5%以上的相关结构杂质进行定性分析，对含量在1%以上的相关结构杂质进行定量分析并考察其毒副作用。美国药典也有类似规定。本文系统综述了合成多肽药物中相关结构杂质分析进展，旨在推动我国建立与国际接轨的相关药物质量管理规范，最终提高生物医药产业中多肽药物产品质量。
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user: 2. 多肽固相合成 目前，大多数多肽药物是通过固相合成技术来获得。固相合成以连接在固相载体的首个氨基酸为起点，经脱保护基、活化、缩合耦连的循环过程，将氨基酸逐一连接直到获得目标序列多肽 [ 6 ] 。主要步骤如图1：a，将氨基保护的第一个氨基酸通过酯键固定到树脂上。b，脱保护基。c，将氨基保护的第二个氨基酸的羧基与固定在树脂上的第一个氨基酸的氨基进行脱水缩合，通过肽键将氨基酸逐个连接。d，将多肽从树脂上洗脱，并脱侧链保护基 [ 7 ] [ 8 ] 。 图1. 多肽固相合成线路 另外，加热、微波等辅助手段可加快反应速度、减少反应时间、提高合成效率 [ 9 ] [ 10 ] 。
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user: 4. 结论 在多肽药物的合成、储存及运输过程中，会产生多种类型的相关结构杂质。存在于多肽药物中的相关结构杂质会影响其生物功能及药效。因此，在药物研发阶段和临床使用过程中，相关结构杂质分析及控制是需要考虑的重要因素之一。现有的文献报道，多肽药物中杂质分析通常利用分子量的变化推测可能的氨基酸序列及修饰，而对氨基酸插入、去氨基化等修饰位点的研究较少。作者认为，开发对多肽药物中杂质序列及修饰的准确分析方法至关重要，串联质谱技术及高分辨质谱技术的发展将在多肽药物中杂质分析领域发挥重要作用。
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user: 摘 要 为满足社会经济迅速的发展及日益增长的人口用水需求，人们对地下水进行了过度及不合理开发利用，从而引起一系列地下水的水环境问题，如，地下水位下降、水质恶化、水量减少等。特别是在干旱半干旱地区，水资源的污染加剧了水资源的紧缺状况，供需矛盾更加尖锐。本文以西北内陆河典型流域石羊河流域为例，从气温、蒸发量、降水量、径流量、水文地质构造等自然因素、土地资源及水资源的不合理开发利用等人为因素以及生态环境因素三个层面揭示了地下水系统脆弱性机理。分析结果表明：石羊河流域地下水系统的脆弱性是自然因素、人为因素和生态环境因素共同作用的结果。其中，在人类活动影响下，地下水和生态环境互为因果的恶性循环关系在使生态环境恶化的同时，也在水质和水量方面加剧了地下水系统功能的衰退。本文研究可为干旱区地下水资源保护提供理论指导意义。 关键词 :石羊河，地下水，脆弱性，生态环境
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user: 1. 引言 随着工农业迅速发展，人口不断增加，不合理开发利用以及污染地下水的现象日益严重，使地下水受到不同程度的破坏，引起地下水位不断下降、水量减少、水质恶化等一系列问题 [ 1 ] [ 2 ] 。地下水一旦受到破坏，其治理和恢复的难度和代价都是十分巨大的，甚至在一定时期内完全恢复是不可能的 [ 3 ] [ 4 ] 。特别是在干旱半干旱地区，水资源的污染加剧了水资源的紧缺状况，供需矛盾更加尖锐 [ 5 ] [ 6 ] 。因此，合理开发和保护地下水资源就显得十分重要。地下水脆弱性研究是合理开发与保护地下水资源的基础性研究工作。通过地下水脆弱性研究，区别不同地区地下水的脆弱程度，评价地下水潜在的易污染性，圈定脆弱的地下水范围，从而可以警示人们在开采利用地下资源的同时，采取有效的防治保护措施。 目前，国内所进行的地下水脆弱性研究多是关于湿润或半湿润地区的，且主要从地下水水质的角度出发，采用迭置指数法、过程数学模拟法、统计方法和模糊数学方法等研究地下水潜在的易污染性 [ 7 ] [ 8 ] 。由于内陆干旱区的地下水的形成条件和结构功能完全不同于湿润地区，因此，抛开地下水系统所处的环境孤立地去研究地下水的易污性是不合理、不全面的。基于此，本文以西北内陆河典型流域石羊河流域为例，通过对地下水系统脆弱性的内涵、地下水系统脆弱性表现特征进行分析，揭示内陆干旱区的地下水脆弱性机理，从而为干旱区地下水资源保护提供理论指导意义。
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user: 2. 石羊河流域地下水系统的特征及其脆弱性内涵 石羊河流域为我国西北地区典型的内陆河流域，该区自然条件极为恶劣，降水量小而蒸发量大，除此之外，该区特殊的水循环系统也是造成该区地下水脆弱性的一个重要因素。内陆河独特的水循环系统造就了其独特的生态系统，但与此同时，生态系统又影响着与其紧密联系的水循环系统，两者互相依存、互相作用和互相发展。近几十年来，人类在进行大规模水资源开发利用活动的同时，也极为显著地改变了地下水的循环条件和路径，而这相应地会引起生态系统的改变。有序合理的水资源开发利用活动会对生态环境产生正面的效应，而无序盲目的水资源开发利用会对生态环境造成负面影响；反过来讲。健康良性的生态环境会涵养和保护水资源，而恶劣的生态环境会加快地下水资源枯竭的进程。因此，研究石羊河流域地下水系统的脆弱性机理，不仅要分析自然因素和人为因素对地下水系统的影响，还要考虑与地下水系统息息相关的生态系统的影响，不能把地下水系统的脆弱性归结于某一个方面。石羊河流域地下水系统作为一个开放性的自然人工复合系统，地下水作为核心与人类活动、生态环境、地表水发生紧密联系，而人类活动、地表水和生态环境之间又相互联系，进而影响到地下水系统。各因素间相互作用，且紧密联系是石羊河流域地下水系统的典型特征。 在地下水脆弱性的定义方面，广为人们所接受的是美国国家科学委员会所提出的将其分为固有脆弱性和特殊脆弱性两类；基于此，本文将石羊河流域的地下水脆弱性也分为固有脆弱性和特殊脆弱性。由石羊河流域地下水系统本身的条件所导致的地下水系统的脆弱性称之为固有脆弱性，由人类活动、生态环境等外部因素所导致的地下水系统的脆弱性称之为特殊脆弱性。地下水系统与各因素相互联系，地下水的脆弱性是各因素相互作用的结果，即地下水的脆弱性是其固有脆弱性和特殊脆弱性的综合表现。因此，绝对的划分地下水系统的固有脆弱性和特殊脆弱性也是不科学的。本文将从自然因素、人为因素和生态环境因素三个方面分析石羊河流域地下水系统的脆弱性机理。
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user: 4. 结论 作为干旱内陆河流域，石羊河流域地下水系统是一个开放性的自然¾人工复合系统，地下水作为核心与人类活动、生态环境、地表水发生紧密联系，而人类活动、地表水和生态环境之间又相互联系，进而影响到地下水系统。由此出发，从气温、蒸发量、降水量、径流量、水文地质构造等自然因素方面、土地资源及水资源的不合理开发利用等方人为因素方面以及生态环境因素三个层面揭示了地下水系统脆弱性机理。综上所述，石羊河流域地下水系统的脆弱性是自然因素、人为因素和生态环境因素共同作用的结果。其中，在人类活动影响下，地下水和生态环境互为因果的恶性循环关系在使生态环境恶化的同时，也在水质和水量方面加剧了地下水系统功能的衰退。
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user: 摘 要 近年来由于全球气候变迁的因应及生态环境复育意识的提升，人类开始重视与生态、环境的共存关系；河川流量管理即为一兼顾人类使用需求及河川生态系统需求之理念，将生态观念融入河川流量经营管理之中，以达到人类与河川生态系统共存的理想；台湾生态水文指针系统系永续水资源管理的重要参考指标，使环境资源之开发利用在环境所能负荷之范围内进行，以维持永续发展原则；本研究首先应用人工智能技术，架构复合式类神经网络，并透过此模式利用台湾生态水文指针推估河川生态系统中之鱼类生物多样性，结果显示此模式不但能有系统的分类归纳河川流量数据，并能快速、有效率且精确的推估鱼类之生物多样性；最后基于考虑河川流态于提升生物多样性的概念，应用非支配排序基因遗传算法II (NSGA-II)，建立考虑生物多样性为原则之多目标水资源管理策略；多目标演算模式应用对人类需求目标函数的订定乃期望能达到总缺水量最少、缺水指标最小，并避免缺水状况过于集中于某期间而造成严重缺水之枯旱情形发生。对生态系统需求目标函数的订定则为类神经网络所推估之生物多样性，期能藉由流量管理满足人类需求亦兼顾良好的河川生物多样性，具体建立提升河川生物多样性及考虑人类用水之永续水资源管理。 关键词 :河川流量管理，台湾生态水文指针系统，人工智能技术，非支配排序基因遗传算法II，永续水资源管理
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user: 1. 引言 台湾由于先天地理环境条件之限制，水资源开发相当艰难，为追求永续发展，水资源的规划必须具备合理与整体之考虑，台湾生态水文指针系统 [ 1 ] - [ 6 ] 系永续水资源管理的重要参考指标，使环境资源之开发利用在环境所能负荷之范围内进行，以维持永续发展原则；近年来许多关于保护河川生态流量之研究，已发展为考虑河川流量变化(河川流态)为基础来维护生物多样性的河川流量管理方式；目前台湾实施水资源管理最主要的方法即为水库操作，然而水库操作为一多目标管理经营过程，除满足民生及公共、农业与工业的日常用水需求外，尚需满足渔业、防洪、发电及河川生态系统等需求，为同时兼顾人类和生态系统需求之极复杂的管理经营方式。由于各种目标用水本身即存在着相互冲突的关系(如：民生及公共用水、农业用水、工业用水以及保育用水等)，造成水资源在调配上有极大的困难性；如今更在生态保育与环境维护需求意识抬头的情况下，多出了早期不重视的保育用水或环境维护需求水量的分配，因而相对的势必会减少其他原有目标用水量。因此本研究基于考虑河川流态于提升生物多样性的概念，将发展以考虑生物多样性为原则之水资源优化模式，结合模糊规划等方法建立优化操作，针对生态水资源管理方式等问题重新进行思考与探讨，并具体建立以提升生物多样性及考虑人类用水之水资源优化管理模式。
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user: 2. 文献回顾 溪流生态系统经过长期时间演化在丰、枯水期反复交替下，蕴育了非常丰富的动植物生态环境，未受人类影响的流水状态我们称之为「自然河川流态(The Natural Flow Regime)」 [ 7 ] 。正因如此，许多河川治理与生态基础研究等方面大多以河川流态为主要课题 [ 7 ] - [ 9 ] ；Bunn与Arthington (2002)提出生态河川流态的流量管理概念 [ 10 ] ，并结合水文变化指标(Indicators of Hydrologic Alteration， IHA)作为提供以生态系统为基础之河川治理计划评估与水资源管理工具。IHA为Richter等人(1996)所提出 [ 2 ] ，是现今使用最广泛且最完整的水文指标，这些指标能够具体呈现并有效描述集水区生态永续经营中，扮演关键角色的自然河川流态之特性，如河川流量的量值、频率、延时、极端值发生的时间及改变速率等 [ 2 ] ；Olden与Poff (2003)在检视各相关研究中所使用的171个水文指标中，提供一个以统计方式为基础的架构来选定水文指针，结果显示以IHA之33个指标即可以涵盖大部分水文特性的描述 [ 4 ] ；Chang对全台包含23个流域的52站长期流量数据计算台湾生态水文指针系统(TEIS)，探讨台湾地区生态水文特性之差异并划分台湾生态水文特性区，以探讨水文–地形–生态交互关系 [ 11 ] 。 优化模式是对于单一或多个决策变量的目标函数求解其最大值或最小值；在多目标优化问题中，并不存在特定解可满足所有的目标函数解 [ 12 ] ，因此多目标优选问题所求的并非单一解，而是一组解，称为Pareto最佳解(Pareto-optimal solution)或非优势解(Non-dominated solution)，其定义为至少有一目标函数的解优于其他解 [ 13 ] 。在2002年，Deb提出的非优势排序遗传演算II (Non-dominated Sorting GA， NSGA-II) [ 14 ] ，除保留NSGA非支配等级(Non-domination level)概念，更增加菁英策略，筛选经分级后的较佳个体，并以拥挤距离(Crowding distance)来评定个体间的拥挤程度，整体朝向Pareto最佳解搜寻演算；Joines等(2002) 也指出NSGA-II是搜寻Pareto最佳解的最好方法 [ 15 ] 。NSGA-II所需的演算时间较短，近年来应用NSGA-II在水资源领域求解Pareto最佳解的例子也日益增加。在国内的有Suen和Ehert将流量管理概念以反应自然河川流态的水文变化特性，使用 NSGA-II搜寻同时满足人类需水与生态系统需求且成功地应用在水库操作 [ 9 ] 。Shiau和Wu在2007年以水文变化指标考虑环境流量，以NSGA-II应用在拦河堰的操作上，并探讨河川流态在当年及不同年份间的差异 [ 16 ] 。
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user: 3. 研究区域及数据概述 3.1. 研究区域 大汉溪为淡水河三大支流之一，全长126公里，流域面积约1162.7平方公里，为淡水河支流中最长。其原名为大嵙崁溪，发源于品田山(标高3529公尺)，其上游泰岗溪与白石溪在秀峦汇合后称玉峰溪，至三光与三光溪会合后称大汉溪，由此溪流流量渐增，复转向北流经高义村至拉号上游附近又转西流，至石门坝址再转东北流。石门以上大部分为山岳地带、地势高峻，流势湍急，河谷狭窄，两岸多悬崖，并在主流上建有巴陵、荣华及义兴三座大型防砂坝；石门以下则山势收敛，河谷渐宽，流速趋缓，支流草岭溪(亦称乌涂堀溪)、横溪及三峡河相继汇入，至江子翠汇入主流淡水河 [ 17 ] 。 石门水库供水主要包含石门大圳用水、桃园大圳用水与下游地区用水等三部分，但由于石门大圳与桃园大圳之圳路构造前半部多为混凝土(浆砌)构造物，故暂且不纳入考虑。而水库供给下游之公共用水与农业灌溉用水目前并无专门输送渠道，乃是直接放流至大汉溪河道，再供各农业灌溉渠道取水及剩余最后流至下游之鸢山堰取水口；本研究主要考虑水库放流至大汉溪的水量是否能供给符合河道之生态流量需求，故选取石门水库下游后池堰至鸢山堰取水口之大汉溪河道为主要研究区域，此河道长约16公里，如图1所示。 图1. 研究区域 3.2. 资料概述 流量数据：数据源为经济部水利署之「水文水资源数据管理供应系统」中，收集符合本研究设定筛选条件之流量站，河川流量测站之选择须符合记录流量数据长度大于二十年且上下游10公里间有鱼类调查资料的测站。 鱼类资料：在鱼类资料收集方面，其来源主要为经济部水利署水利规划试验所建制之「河川生态情势调查数据库」，本研究所收集到之资料为1981~2007年间之调查资料；鱼类资料的收集原则为流量测站周围10公里鱼类调查数据收集整理成一笔数据，此笔数据即为该流量测站所属的鱼类调查资料，鱼类资料为调查到之鱼种(species)及尾数(abundance)。
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user: 4. 理论方法 近年来水资源的需求日益提高，但受制于台湾自然条件因素之影响，水源供给量相对有限；虽然透过水利设施的兴建与营运能改善水资源不足的问题，但对于河川水域环境却可能造成负面的影响，加上水资源的开发过程中均以人类的用水需求为主要考虑，往往可能满足人类对水的需求，却失去了生态环境系统的平衡。由于水库操作为一多目标管理，因此本研究拟尝试以多目标演算模式应用于水资源管理，并以考虑人类需求与生态系统需求为模式两大目标，架构多目标生态水资源管理模式，优选出水库最佳蓄水容量与最佳放流历程。本研究首先架构复合式类神经网络推估鱼类生物多样性，并以此模式作为多目标搜寻中之生态需求目标函数，应用非支配排序遗传算法II进行多目标优化搜寻，对人类需求目标函数的订定乃期望能达到供水满意度最佳；对生态系统需求目标函数的订定为类神经网络所推估之生物多样性(Shannon Index， SI) [ 18 ] ，Shannon Index乃强调社群中族群数量的相互比例，公式说明如下： ， (1) 式中：n i 为第i种鱼种之尾数，N为全部鱼种之尾数，Pi为第i种鱼种在全部调查之鱼种总尾数所占之比率。 本研究期能藉由流量管理满足人类需求亦兼顾良好的河川生物多样性，复合式类神经网络结合多目标优化之架构如图2所示。 本研究以石门水库为案例，考虑流态与生物多样性之关联，应用多目标搜寻寻找最佳水库操作策略，主要放流考虑(目标函数)分为人类需求及生态需求两部分，分别描述如下： 1) 人类需求部份： 人类需求目标以满足下游每一旬之各水权单位供水需求为目的，以石门水库水权分配订立用水目标；用水需求包含石门大圳、桃园大圳之农业与公共用水，及石门水库下游大汉溪河道沿途分配给农田水利会所需农业用水；在此为使规划问题能与实际状况更相符合，乃以模糊规划理论架构水库操作模式。引入一实数α代表满意度，将模式转化为推求最高满意度，α值介于0~1范围内，模糊化后之目标函数(式(2))及限制式(式(3)和式(4))如下： (2) 限制式 (3) (4) 实数α代表供水满意度1代表最满意，供水量百分之百满足下游人类需水；其中D i 为第i期之下游水权需 图2. 类神经网络结合多目标优化之架构 水量和；R i 为第i期之水库供给下游之放水量；其相关约束条件为水库操作的常规约束条件，符合水库入库流量及供水量之水平衡关系，水库水位限制需大于零且小于水库设计之最大库容水位。 2) 生态需求部份： 本部份研究主要目的为帮助研拟水资源永续管理策略，故以类神经网络所推估之生物多样性:Shannon Index，为生态需求目标函数；石门水库经石门大圳、桃园大圳取水而放流至下游大汉溪河段的流量变化形成河川流态并影响下游水质因子，河川流态及水质因子即可应用类神经网络推求其河川中鱼类之生物多样性，主要的想法为较佳之河川流态能提供较适合鱼类生存之环境，从而具较高的生物多样性(式(5))。 (5) 其中Estimated Shannon Index为复合式类神经网络推估值。 4.1. 台湾生态水文指针系统 (TEIS) 水文指标近年来已被广泛地应用，其在集水区生态永续经营扮演极重要角色。本研究以台湾生态水文指针系统(Taiwan Ecohydrologic Indicator System，TEIS)为分析指针，该系统系依据Olden与Poff的研究成果为基础 [ 4 ] ，参考Richter等人在1996年所发展之「水文变化指标(IHA)」中所考虑的架构 [ 8 ] ，并以季节性、台风效应、用水之管理考虑及鱼类个体生态矩阵与水文因子之间的关系为基础，将河川流态的水文变量分为一般流量变量指针、高/低流量变量指针、频率变量指针及时间变量指针等四大类别，各水文指标依此架构择定，以期能整合水文的物理过程与生态的生物过程，其指标之定义如表1所示，以下将针对TEIS四大类别分别概述之。 4.2. 复合式类神经网络 复合式学习法即将网络分别以两种不同的学习法来学习、调整连结权重；以辐状基底函数类神经网络(RBFNN)为例，建构RBFNN一般采用复合式学习法，前阶段以非监督式学习选取中心点，而后阶段采监督式学习调整连结权重向量。在前阶段非监督式学习中，采用中心点选取法，亦即在选取中心点的过程中，同时决定了隐藏层神经元的个数与位置。本研究即在RBFNN的前阶段部份，使用自组特征映像网络(SOM)取代原先的中心点选取法，透过SOM对数据特性做分类，并以拓扑结构的中心点作为RBFNN之辐状基底函数中心点。 自主性类神经网络具有三个特征：1) 能够在输入范例的学习过程中，产生自我组织性而不需要依靠目标输出值的误差修正，2) 可以展现输入范例的分布或相似性，3) 具有将输入范例聚类到相似群组中的能力 [ 19 ] 。因此本研究架构一自组特征辐状基底类神经网络 [ 3 ] [ 20 ] ，此网络不但具有将TEIS指针依特性分类的能力，也具备了对生物多样性做推估的能力。 在本研究中所采用的类神经网络为结合自组特征映像网络(SOM)与辐状基底函数类神经网络(RBFNN)如图3所示，其架构由输入层、一层隐藏层(拓扑层)及输出层结合而成，并采用复合式学习法建构此网络，称为自组特征辐状基底类神经网络(SORBN)。 4.3. 非支配排序遗传算法II (NSGA II) 在此多目标演算模式采用2001年Deb发展的非支配排序遗传算法II (Non-dominating Sorting GA II， NSGA-II) [ 13 ] [ 14 ] 改进了NSGA的缺点。NSGA II为以遗传算法基本精神发展而成的多目标进化式算法，能有效率地搜寻多目标优化问题中的非支配解，整体朝向柏拉图最佳解收敛 [ 21 ] 。演算流程概述如下(如图4)。 4.4. 推估模式评估指针 本研究使用均方根差(Root Mean Square Error， RMSE)及相关系数(Correlation Coefficient， CC)两项指针来评估模式推估之准确性，前者值越接近0表示推估越精准，后者若越接近1，表示效能越佳，此2项评估指标之 Table 1 Taiwan eco-hydrologic indicator system (TEIS 水文指标 一般流量变量(量值，改变率，趋势) 各旬平均流量(36旬) 枯水期*平均流量上升速率、丰水期*平均流量上升速率 枯水期平均流量下降速率、丰水期平均流量下降速率 高/低流量变数(量值，延时) 枯水期单日最小值、枯水期十日最小值、枯水期三十日最小值 枯水期九十日最小值、枯水期单日最大值、枯水期十日最大值 枯水期三十日最大值 丰水期单日最小值、丰水期十日最小值、丰水期三十日最小值 丰水期单日最大值、丰水期三日最大值、丰水期十日最大值 丰水期三十日最大值 频率变量(频率) 枯水期低流量*事件、丰水期低流量事件 枯水期高流量*事件、丰水期高流量事件 连续三年低流量事件、连续三年高流量事件 枯水期水文历线反转数、丰水期水文历线反转数 时间变量(时间，延时) 枯水期单日最小值发生日、枯水期单日最大值发生日 丰水期单日最大值发生日 枯水期低流量事件平均延时、枯水期高流量事件平均延时 丰水期低流量事件平均延时、丰水期高流量事件平均延时 表1. 台湾生态水文指针系统 注：丰水期：五月至十月；枯水期：十一月至来年四月；低流量：平均日流量之0.25倍；高流量：平均日流量之2倍。 计算公式如下： (6) (7) 式中： 是推估值， 为推估值之平均， 观测值， 为观测值之平均以及N代表数据总笔数。