DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 相关建议 本文通过从贸易现状、贸易效率、影响因素三个维度对中国纺织出口沿线六大区域的情况进行研究分析，将影响因素分为四个主要方面：一是自由贸易协定的签订，二是进口国政治制度环境，三是贸易双方经济制度环境的汇率、关税、贸易自由度，四是基础设施建设和物流绩效水平。基于上文研究提出以下几点政策建议： 5.1. 提高国家经济发展水平 从上文的研究可以得出中国和沿线国家的GDP水平是贸易的重要影响因素，对贸易有显著的促进作用。首先经济发展水平是贸易发生的基础，中国发起“一带一路”倡议的初衷就是希望通过双边贸易合作实现双赢，中国应充分调动国内经济资源，以国际市场需求为导向，不断提高企业的创新及进取精神，形成自身的主导优势产业，提高出口供给能力。中国和沿线国家的合作都是建立在“比较优势”的贸易互补性之上，纺织产业作为中国及多个沿线国家的国民支柱产业，应结合市场需求和各国的资源禀赋优势，积极合作使中国和沿线国家的纺织贸易在世界市场中占据更大的份额，同时也会促进中国和沿线国家的经济发展实现双赢。 5.2. 加强双边自贸协定建设 从副模型的回归结果看，降低贸易壁垒是促进纺织服装贸易的有效途径，对于沿线国家的政治问题我们无权干涉，从这一角度很难降低贸易壁垒。从其他因素考虑，我们可以通过和沿线国家签订自贸协定，从战略合作角度降低贸易成本。目前在“一带一路”范围内，整体的区域经贸合作水平较低，目前中国仅和12个国家签订并启动了自贸协定。自贸协定的签署可以有效的降低各种形式的贸易壁垒，提升国家之间的经济一体化水平。中国作为“一带一路”倡议的发起者，应该加强与沿线更多国家的自贸谈判以发现更多的贸易机遇，提高合作水平以优化新的贸易格局，促进纺织贸易发展。 5.3. 适度调控人民币汇率 金融条件也是贸易发生的必备因素，近几年由于汇率波动对纺织服装的出口市场稳定和发展造成了负面冲击。经模型验证，汇率水平对纺织品出口的影响较大，因为纺织品多是产品附加值较低的大宗商品或初级商品，价格敏感度较高，汇率波动对出口企业的利润造成很大影响。中国应通过央行调控等手段对人民币汇率实施干预，同时考虑到汇率过度下调可能引发国际贸易纠纷，故有必要对人民币汇率进行适度调节，保证金融环境的稳定，促进贸易的发展。 5.4. 提升基础设施建设水平 物流绩效水平在所有非效率影响因素中影响力度最大，说明运输成本等硬成本是贸易成本的主要构成，因此提升交通等基础设施的建设水平显得尤为重要。“一带一路”沿线很多国家都是资源有限经济落后的发展中国家，中国在和其进行贸易合作的同时应该利用技术和资金优势帮助沿线国家进行铁路、公路、通信网络等基建设施进行完善，首先国家相关部门应该出台相关政策对建设参与方进行政策引导并实行奖励机制，其次行业协会应该做好中间桥梁的角色，做好工程项目的上下游协同工作，最后企业做好执行层面的工作，要尊重国际文化差异，兼顾多方利益，确保基础设施建设项目的正常运行。
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user: 摘要 为了证明使用赤泥替代矿粉作为填料的可行性，达到加大赤泥的使用量、保护环境的目的，对赤泥沥青胶浆与集料之间的粘附性进行研究。本文通过使用SEM测试对本研究中使用的填料的微观结构进行表征，从微观上分析填料对于沥青胶浆–集料粘结界面强度的影响机理，并使用PosiTest AT-A全自动附着力测试仪对沥青胶浆–集料的粘结界面强度进行了测试，结果证明使用少量造纸白泥与烧结法赤泥混合粉体替代矿粉，增强了沥青胶浆与集料之间的粘附性能以及水稳定性。
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user: 1. 引言 近年来，由于公路交通量日益增长，大多数沥青路面在使用后就普遍出现各种路面损坏，水损坏是路面出现早期破坏的主要形式，同时，水损坏的出现也会加速沥青路面其他病害的出现，如：沥青剥落、坑槽、推移、车辙、唧泥等。这些病害大大降低了路面的使用寿命，增加了路面养护成本。多数学者经过多年的研究认为水的作用使沥青与集料的粘结界面发生破坏是造成水损害的影响因素之一 [ 1 ]。 所以，沥青和集料界面的粘附性能研究对沥青路面的发展有重要意义。填料是沥青混合料中重要组成部分，可以起到填充集料骨架空隙、提高沥青–集料粘附性的作用。所以本研究欲使用一种填料替代矿粉来增强沥青与集料界面的粘附性。 赤泥是氧化铝厂用碱法处理铝土矿提取氧化铝后排放的不溶性固体工业废弃物，因其富含氧化铁，呈现出红色或褐色，故称为赤泥。现在我国的赤泥综合利用率不足4% [ 2 ]。大量的赤泥露天堆放占用大量土地，耗费大量的堆场建设和耕地费用，对周围土体和地下水环节带来安全隐患。由于赤泥外观形状和基本物理性质与矿粉相似，并且来源广泛，价格低廉，故本文使用赤泥替代矿粉用作沥青混合料中的填料。 在前人的研究中，消石灰是一种常用的沥青混合料抗剥落添加剂，掺入一定量的消石灰也可以提高酸性集料与沥青的黏附性，从而改善花岗岩沥青混凝土的抗水损害能力 [ 3 ]。造纸白泥是在造纸碱回收过程中产生的，主要由CaCO 3 组成，含有Na 2 O、K 2 O、Fe 2 O 3 等杂质，化学成分与矿粉相近，白泥中残留的一定量的纸浆纤维残留物也有可能改善沥青混合料的粘结性能。故本文选择这两种粉体与赤泥混惨研究其对沥青–集料界面粘附性的影响。
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user: 2. 试验材料 2.1. 沥青 本文试验所使用的沥青为70#基质沥青，产自山东，该沥青的基本性能指标见表1。 Table 1 Basic performance index of 70# base asphal 基本性能指标 70#基质沥青 试验方法 软化点(℃) 48.2 T0606-2011 针入度(25℃， 0.1 mm) 68.3 T0604-2011 延度(15℃， cm) >150 T0605-2011 动力粘度(60℃， Pa·s) 235 T0620-2000 表1. 70#基质沥青基本性能指标 2.2. 填料 2.2.1. 矿粉 本文研究中采用的矿物填料为最常用的石灰石矿粉，来自济南文组石灰石采石场，矿粉的规格符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中对填料的要求。 2.2.2. 赤泥 在我国，根据生产方法的不同，赤泥可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥，本研究中选取烧结法赤泥进行研究，本研究中的赤泥产自山东铝业股份有限公司，烧结法赤泥为棕色，PH值比拜耳法赤泥低。 从炼铝厂取回的赤泥不可直接用作沥青混合料中的填料，赤泥的处理方法为：首先将大块赤泥砸成小颗粒状，然后将赤泥置入105℃的烘箱中加热24小时直至完全干燥，之后，用球磨机将干燥的赤泥磨成细粉，磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中对填料所要求的粒径。表2列出了矿粉和处理后的烧结法赤泥的基本指标试验结果。 Table 2 Basic index of fille 指标 矿粉 烧结法赤泥 相对密度 2.701 2.553 PH值 8.2 9.9 比表面积(m 2 /g) 9.988 35.419 孔隙体积(cc/g) 0.017 0.097 表2. 填料的基本指标 2.2.3. 造纸白泥 造纸白泥是在造纸碱回收过程中产生的，造纸白泥主要由CaCO 3 组成，并含有Na 2 O、K 2 O、Fe 2 O 3 等成分，同时含有少量的木质素纸浆纤维残留物，具有改善沥青–集料界面粘附性的潜质。 2.2.4. 消石灰 以往的研究表明，添加消石灰可以改善沥青混合料的抗剥落性能，消石灰也是一种常用的沥青混合料抗剥落添加剂。 2.3. 沥青胶浆 本文所研究的沥青胶浆中沥青和填料的质量比为1:1，为评价各种填料对沥青胶浆性能的影响，将赤泥、消石灰、白泥、矿粉分别按不同比例与沥青混合，制得沥青胶浆，填料的配比和沥青胶浆的编号见表3。 Table 3 Mix proportion and name of asphalt morta 粉胶比 填料类型与配比 编号 1 : 1 烧结法赤泥 RM 矿粉 LP 赤泥：消石灰 5:5 R5H5 6:4 R6H4 7:3 R7H3 8:2 R8H2 9:1 R9H1 赤泥：白泥 5:5 R5W5 6:4 R6H4 7:3 R7W3 8:2 R8H2 9:1 R9W1 赤泥:消石灰:白泥 = 6:1:3 R6H1W3 赤泥:消石灰:白泥 = 6:2:2 R6H2W2 赤泥:消石灰:白泥 = 6:3:2 R6H3W1 表3. 沥青胶浆的配比和名称 沥青胶浆的制备过程为：首先将沥青在145℃的烘箱中加热1小时直至熔化；将矿物填料和赤泥按预定比例加入到沥青中，使用搅拌器以1000 rpm的速度在145℃条件下下均匀搅拌30 min直至完全混合。
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user: 3. 试验方案 3.1. 微观分析 由于不同的粉体材料表面形态、微观结构存在差异，这会影响到沥青与集料的接触面强度，故本研究通过使用SEM测试对四种填料的微观结构进行了观察与分析。 3.2. 沥青胶浆与集料接触界面强度研究 本研究使用美国狄夫斯高生产的PosiTest AT-A全自动附着力测试仪对沥青与集料的附着力进行测定，通过沥青与集料之间附着力的大小以及界面的断裂类型来研究沥青胶浆与集料接触界面强度。其中设备及试验图样如图1所示。 图1. 全自动附着力测试仪(左)、试验样例(右) 本试验方法是将锭子与集料通过沥青粘结，然后在一定的试验条件(不同温度、湿度)下放置一段时间，再使用全自动附着力测试仪对沥青与集料的附着力进行测定，沥青膜的厚度为2 mm，加载速率为0.7 MPa/s。本试验使用的集料为玄武岩、石灰岩，需要将粗糙大石块用切割机切成厚度为1~2 cm的长方形薄片。
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user: 4. 试验结果 4.1. SEM测试 本文选取了填料放大10，000倍的图像进行观察，四种填料的SEM图像如图2所示。这四种样品在粒径、颗粒形态和表面纹理上呈现出不同的特征。通过磨细处理的赤泥颗粒接近不规则球形，颗粒粒径在10~50 µm之间，颗粒较小，表面纹理粗糙，边缘不清晰。赤泥中的细颗粒往往团聚在一起，形成相对较大的聚集体。石灰岩矿粉颗粒尺寸较大，并具有明显的边缘纹理，颗粒间无结块现象。石灰岩矿粉中存在少量粒径超过100 µm的颗粒，但大多数颗粒粒径小于100 µm。消石灰颗粒粒径大部分在10 µm以内，其颗粒尺寸远小于石灰岩矿粉，消石灰也没有出现团聚现象，值得注意的是，在消石灰中发现了具有层状结构的颗粒。白泥观察到更严重的团聚现象，颗粒呈现出近乎絮状的结构，粒径也相对较大，这可能是因为白泥中保留了一些木质素纤维，引起了白泥组分的过度粘连，这些纤维可能会增强沥青胶浆的粘聚力，增大沥青胶浆–集料界面的粘结强度。粉末材料表面形态的差异可能会影响沥青与填料的结合，进而影响沥青材料的路用性能。 图2. 四种填料的SEM图像：(a) 石灰岩矿粉，(b) 赤泥，(c) 消石灰，(d) 白泥 4.2. 沥青–胶浆界面强度测试 4.2.1. 沥青–胶浆界面附着力 本节通过使用AT-A附着力测试仪对不同条件下(干燥、浸水3d、浸水7d、浸水14d)沥青胶浆与集料的附着力进行了测定，试验结果，见图3，由图3中可以看出，在干燥条件下，所有沥青胶浆与集料的附着力最大，填料的种类对于沥青胶浆与集料之间的粘聚状态无明显影响，然而，在浸水条件下，沥青胶浆与集料的附着力会大幅降低，并且随着浸水时间的延长而迅速降低。其中，矿粉沥青胶浆与集料的粘结强度在浸水3d条件下基本保持不变，但是随着浸水时间的延长，粘结强度明显下降。同时，使用赤泥替代矿粉作为填料会使得在浸水条件下沥青胶浆与集料粘附性大幅降低，这说明赤泥沥青胶浆的水稳定性较差。而在赤泥中掺入一定量的消石灰，会使得沥青胶浆在短期内与集料的粘附性效果较好，但长期性能依然不理想。与消石灰相比，白泥在短期和长期的浸水作用下均提高了沥青胶浆与集料的粘附性。在浸水14d后的条件下，附着力依然可以达到干燥状态的80%以上，这可能是因为白泥中残留的一定量的纸浆纤维残留物，会增强沥青胶浆的粘聚力。 图3. 沥青胶浆与集料之间的附着力 4.2.2. 沥青–胶浆断裂面 本节选取了各沥青胶浆在各种条件下典型试样的破坏面平面图，由图4可以看出，所有试件在干燥条件下均发生了沥青胶浆内聚破坏。这说明沥青胶浆–集料界面的粘结强度大于沥青胶浆内部的粘结强度。而在浸水处理后，断裂破坏由沥青胶浆内聚破坏转化为沥青–集料粘结面部分甚至完全破坏。这是因为浸水条件下，水分子破坏了沥青–集料粘结界面的粘聚性，导致粘结强度降低。在相同的浸水时间下，与矿粉沥青胶浆相比，赤泥沥青胶浆试件的沥青–集料粘结面破坏的更严重，甚至经过14d浸水处理后沥青–集料粘结面几乎完全破坏，说明赤泥沥青胶浆易受水损坏。而在赤泥中掺入一定量的消石灰，可以使沥青–集料粘结面破坏程度降低，但是长期来看，这种效果是有限的，浸水14d后，沥青–集料粘结面基本还是完全破坏。然而，在赤泥中掺入一定量白泥会使得沥青–集料粘结面更加稳定，即使在浸水处理14d后，沥青–集料的粘结面基本保持完整，试样的破坏基本还是沥青胶浆内聚破坏。综合来看，白泥是提高赤泥沥青胶浆与集料之间粘结强度，增强水稳定性的合适选择。 图4. 不同填料制得的沥青胶浆破坏面平面图
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user: 5. 结论 为了研究使用赤泥替代矿粉作为填料的可行性，本文通过使用SEM测试观察并分析了赤泥、矿粉、白泥、消石灰在微观结构上的不同，通过使用PosiTest AT-A全自动附着力测试仪对沥青与集料的附着力进行测定，并且对于沥青–集料粘结界面的断裂类型来分析沥青胶浆与集料的粘结性能，得出了以下结论： 1) 赤泥中的细颗粒往往团聚在一起，形成相对较大的聚集体。石灰岩矿粉颗粒尺寸较大，并具有明显的边缘纹理，颗粒间无结块现象。消石灰和石灰岩矿粉类似，也没有出现团聚现象。白泥中观察到更严重的团聚现象，这可能是因为白泥中保留了一些木质素纤维，这些纤维可能会增强沥青胶浆的粘聚力，增大沥青胶浆–集料界面的粘结强度。 2) 但是随着浸水时间的延长，矿粉沥青胶浆与集料的粘结强度明显下降；使用赤泥替代矿粉作为填料会使得在浸水条件下沥青胶浆与集料粘附性大幅降低，这说明赤泥沥青胶浆的水稳定性较差；在赤泥中掺入一定量的消石灰，长期粘结性能依然不理想。与消石灰相比，白泥在短期和长期的浸水作用下均提高了沥青胶浆与集料的粘附性。在长期浸水后，附着力依然可以达到干燥状态的80%以上。 3) 在浸水处理后，赤泥沥青胶浆试件的沥青–集料粘结面破坏的最严重，说明赤泥沥青胶浆易受水损坏。而在赤泥中掺入一定量的消石灰，可以使沥青–集料粘结面短期破坏程度降低。在赤泥中掺入一定量白泥会使得沥青–集料粘结面更加稳定，即使在长时间浸水处理后，沥青–集料的粘结面基本保持完整，试样的破坏基本还是沥青胶浆内聚破坏。 综合来看，白泥是提高赤泥沥青胶浆与集料之间粘结强度，增强水稳定性的合适选择。
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user: 摘要 本文应用密度泛函理论的B3LYP方法，在6-31+G(d，p)基组水平上对普罗加比分子进行了理论计算，得到了分子的稳定构型及其红外光谱。分析后发现，根据分子振动类型的不同可将红外光谱划分为(0~1000) cm −1 、(1000~3000) cm −1 和(3000~4000) cm −1 三个区域，由于存在简并和无红外活性的现象致使红外谱中实际谱线的数目小于简正振动的数目。
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user: 1. 引言 Progabil为氨基丁酸类药物，熔点133℃~135℃，沸点525.4℃ ± 50℃，水溶性37.16 mg/L，能直接激活GABA受体，该制剂能促进药物在脑内的传递，在中枢神经系统内外代谢成相应的酸，最后分解为氨基丁酸。药物在口服后2~3小时达到血药浓度峰值。它们几乎都是通过肝脏代谢的，相应的酸、氨基丁酸和氨基丁酸在服药几分钟后就会出现在大脑中。对癫痫、痉挛、运动障碍有较好的治疗作用。适用于癫痫、痉挛、帕金森病的治疗。在服用药物后，部分人群易出现诸如嗜睡、眩晕、疲劳及胃肠障碍等不良反应。 本文采用定量计算的方法对制剂的结构和红外光谱特性进行了研究，以期更好地了解药物的各种性质，为临床减少各种副作用的发生提供指导。
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user: 2. 计算方法 高斯计算软件广泛应用于化学计算领域 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]，它提供了多种功能密度泛函方法，可用于计算分子能量和结构、过渡态能量和结构、化学键和反应能、红外和拉曼光谱反应路径和激发态性质 [ 5 ] [ 6 ]。除分子体系外，还可以计算溶液体系和周期体系 [ 7 ] [ 8 ]。本文系统地研究了普罗加比的分子结构和红外光谱分布。我们首先用GaussView软件构造了普罗加比的初始结构，然后用Gaussian 09在B3LYP/3-21G的水平上对其初始结构进行了优化，在此基础上，采用B3LYP/6-31+G (D， p)对其进行了结构优化和频率计算。在频率计算中没有虚拟频率，因此确定该构型为稳定构型。通过对频率计算结构的分析，得到了普罗加比分子的红外振动光谱，并对光谱中出现的谱线进行了识别，分析了谱线的形成机理。频率计算采用0.9613的修正系数 [ 9 ]。
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user: 4. 结论 本文利用Gaussian计算软件在B3LYP/6-31 + G (d， p)水平上确定出了普罗加比分子的稳定构型，并通过频率计算析的方法得到了普罗加比分子的红外振动光谱。对分子结构特点进行了详细的分析，然后对红外光谱中的谱线进行了指认归属。研究发现，普罗加比分子的红外振动光谱可划分为(0~1000) cm −1 、(1000~3000) cm −1 和(3000~4000) cm −1 三个区域，每个区域中的谱线所对应的分子振动模式有所不同，其中在(0~1000) cm −1 区域，振动主要为环状结构的呼吸振动、各部分的整体转动和摆动，而在(1000~3000) cm −1 区域，分子的振动模式主要为分子的弯曲振动，该区域存在有光谱的最强峰和次强峰；在(3000~4000) cm −1 区域，振动类型均为伸缩振动。此外，光谱中存在无红外活性和简并现象，致使实际光谱数量比实际数量少。
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user: 摘要 现如今的建筑业正经历着一次巨大的变革，延续千年的秦砖汉瓦正在逐步退出历史舞台。从目前来看，建筑技术的更新速度越来越快，新的材料和工艺技术也不断出现，绿色建材和绿色建筑正在逐步代替传统的建造方式走上历史舞台。2016年的9月份，《关于大力发展装配式建筑的指导意见》在国务院的银发和下达中表示要重点推进京津冀地区的装配式建筑。本文根据京津冀地区的实地条件，响应京津冀协同发展战略并结合“一体两翼”协同发展战略分析京津冀地区装配式建筑产业发展现状，从定性与定量的角度构建中小型城市装配式建筑战略选择模型，并立足于中小型城市实际，提出具体可行的战略建议，对于京津冀中小型城市推广装配式建筑能够起到实践借鉴和指导作用。具有很强的现实和指导意义。
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user: 1. 引言 装配式施工是一种新型施工方法，是在工厂进行预制，然后运输到施工现场进行装配的具有节约资源、缩短工期和成本、质量可以控制以及实现全产业链集合等优点 [ 1 ] 的建筑。装配式建筑的目标是“两提两减”，其中“两提”是指一是提高质量即建好房子，二是提高效率即可复制(设计生产施工的深度融合)；“两减”则是指减少应成为稀缺资源的人工和作为基本国策的节能减排。 装配式建筑具有以下六大特点：① 标准化设计，通过“少规格、多组合”的管理模式，使用模数化、标准化的设计来提高预制构件更高的重复率，这样做有利于构件的生产制造与施工，还能够提高生产和施工效率，最后达到降低造价的目的。② 工厂化生产，为了解决繁复的施工现场作业的问题，同时为建筑提供更为标准化的配件和制品，安排更加科学有序地生产组织工作和先进高效的施工技术和工艺。③ 装配化施工，采用程序化、机械化的施工技术，专业化的施工队伍，将各种预制构件和部品部件进行现场装配，组合成为一体，形成装配式建筑。④ 一体化装修，建筑结构、机电、装修、设备等采用一体化集成设计，其内部功能空间的固定面装修和设备设施安装全部都能够在建筑竣工前完成，使建筑使用功能和建筑性能更加符合要求。⑤ 信息化管理，采用信息化技术对设计、生产、施工、装修、管理过程进行控制和管理，实现装配式建筑建造全过程控制，通过信息化模型整合项目各阶段相关信息，搭建一个可以为项目各方共享的资源信息平台。⑥ 智能化应用，通过数字信息化技术结合“互联网+”，实现装配式建筑的智能化建造，并能实现对建筑全生命周期(从规划、设计、施工、运营到拆除)的精细管控。
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user: 2. 研究意义 2016年9月国务院办公厅在相关文件中明确提出发展装配式建造是建筑方式的重大变革，明确装配式建筑是当前行业重要发展方向。提出“力争用10年左右的时间，使装配式建筑的面积的占比达到新建的建筑面积的30%”，并重点推进京津冀地区装配式建筑发展。河北的目标是30%以上，其中钢结构不小于10%。在国家政策的指引下河北省主动作为，积极部署，并取得了包括三个城市在内的获得第一批国家装配式建筑示范城市以及多达十四个企业作为第一批国家装配式建筑产业基地。河北建筑设计研究院成为了河北省唯一一个国家装配式建筑产业的设计基地。河北毗邻京津，内包雄安，有着得天独厚的区位优势。面对这次难得的历史机遇，河北省必须加大推广装配式建筑的力度，在重要试点示范、装配式产业布局、相关政策制定以及主要市场培育等方面展开多方面工作。对我国装配式建筑产业发展提供更加切实可行的指导方向及宝贵经验。
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user: 3. 国内外装配式产业发展战略 3.1. 国外装配式产业发展战略 随着世界各个地区装配式建筑的流行，如表1所示，学术界也开始对装配式建筑在推进时所产生的问题进行了大量的研究。如Blismas和Wakefield将澳大利亚作为例子，通过结合专家访谈和工程实例，指出澳大利亚推进装配式建筑所面临的最大问题是技能方面的短缺；Lovell和Smith [ 2 ] 评估了英国在进行装配式建筑推进时所遭遇的一系列包括促进和阻碍在内的各种因素，并强调了政府在装配式建筑推广时所能起到的积极引导作用的改进意见；Arif和Egbu [ 3 ] 则是举例中国在推进装配式建筑时所面临的与英国类似的问题，可以通过借鉴英国解决这些问题的成功经验和方法来应用到中国的问题中，并且结合中国装配式建筑的生产能力，市场需求等一些具体情况来制定相关的战略措施；Baharuddin [ 4 ] 等分析总结出来了马来西亚装配式建筑推进中的10个重要影响因素。该研究结果表明，装配式建筑的推广可以通过改善预制模板来促进，且推进战略要充分考虑到承包商与利益相关者之间的关系来制定；Park [ 5 ] 等使用系统动力学模型从定性和定量的角度检验了新加坡装配式建筑发展战略政策的有效性，从模型结构和模拟结果中讨论了相关的潜在风险，并提出了政策建议；Tam [ 6 ] 等对建筑工程中采用装配式建筑的可行性进行了分析，在问卷调查的基础上，提出了装配式建筑应用的优势、障碍和发展前景，并且探讨了采用不同工程类型的预制构件的适宜性，为装配式建筑推进战略的制定提供了新的见解与思路；Lu [ 7 ] 四对美国装配式建筑所面临的驱动和障碍因素进行了研究。研究表明，装配式建筑发展最主要的驱动因素是施工时间短和受天气环境影响较小等，最大的阻碍是交通限制和设计无法变更；Tam [ 8 ] 等以香港地区两个实际案例为基础，探讨及评估了香港公营及私营机构实施装配式建筑的最佳做法；Mao [ 9 ] 等采用因子分析将阻碍装配式建筑在我国推广的18个主要影响因素划分为五个种类，并确定出政策条件不足是最主要的障碍因素；Jiang [ 10 ] 等通过文献综述和访谈的方式对在新型城镇化背景下推广装配式建筑进行了SWOT分析，并根据分析结果提出了改进建议；Li [ 11 ] 等从世界主流期刊中选取100篇有关装配式建筑管理的文章进行系统评价，并在剖析障碍因素的基础上，提出了促进装配式建筑快速发展的措施；此外，Hong [ 12 ] 等从成本效益角度出发，研究分析我国推行装配式建筑的障碍。 Table 1 Global prefabricated building market size in 201 国家 装配式建筑占比/% 主要发展成就 日本 90 率先在工厂批量生产住宅的国家 美国 90 世界上住宅装配比应用最广泛的国家 新加坡 70 20世纪90年代开始普及 瑞典 80 将住宅装配化应用到实际工程中最早的国家 法国 85 世界范围内较早地推行工业化建筑的国家 丹麦 80 第一个将模数法制化的国家 表1. 2017年全球装配式建筑市场规模情况 3.2. 国内装配式产业发展战略 我国装配式建筑的发展由来已久。早在新中国成立初期，我国就开始借鉴前苏联有关装配式建筑的建设经验，采用装配式大板结构和大模板结构来建造建筑，以此完成了对建筑工业化的初步探索。然而，受多方面因素的困扰，该期间虽已经取得了一定的研究成果，但仍然没有跟上时代发展的脚步。改革开放初期，我国在大中城市大力推广大板式装配式建筑。但由于受当时机制、技术、管理等方面不足的影响，使当时的装配式建筑综合效益尚未凸显。进入21世纪以后，相关政策和建筑结构体系的建立和完善使得装配式建筑行业内生动力持续增强，试点示范成效明显，由此我国装配式建筑开始进入快速发展阶段 [ 13 ]。本文从有关装配式建筑的发展政策，建筑结构体系，地域水平，以及装配式发展战略情况四个方面来综合分析我国装配式建筑发展现状。部分省市政策结果和目标如图1所示。 图1. 2019年我国部分省市装配式建筑有关政策或目标 调查显示，累积到2015年全国新建装配式建筑面积已经达到7260万平米，占城镇新建建筑面积的比例为2.7%。到了2016年全国新建装配式建筑面积就已累计高达1.14亿平方米，占城镇新建建筑面积的比例为4.9%，比去年同比增长57%。装配式建筑在全国掀起了一股热潮。统计2017年的1月到10月，全国已累计落实新建装配式建筑项目约为1.27亿平方米。 虽然装配式建筑的实施正在全国各地盛行，但必须承认的是当建造方式经历了重大变革时，仍会出现许多问题，尤其是当前装配式建筑仍处于起步阶段 [ 14 ]，也存在一些尚未解决的问题，面临不少挑战： 1) 现有技术不能满足装配式建筑发展需要 装配式是指在特定的、受控的制造过程中进行的制造过程。环境，其中各种材料形成一个组件，并随后安装。装配式对自然环境的贡献(例如通过节约资源和减少)以及对经济环境的影响(例如通过减少对劳动力的需求)。因此，装配式被认为是环境建设和工业的重要解决方案。承载着工业化、信息化、绿色化诸多内涵。 主要问题包括：相对标准化的设计有待统一；混凝土结构设计关键技术有待创新；钢结构围护结构需要研究；BIM信息技术在设计、生产、装配、装修产业链中还没形成支撑；建筑节能保温体系尚不完善；更适合于装配式结构的农房建设并没有引起足够的重视；在市场成熟前，成本高、生产规模小以及可能会出现质量问题等仍困扰着人们。 2) 部品生产不能满足市场需要 构配件标准模数不够集中统一，达不到工业化生产要求；构配件生产与需求对接不畅。 3) 产业工人不能满足工程需要 装配施工对从业人员素质要求较高，习惯湿作业的农民工技能尚需大幅提高，产业队伍尚未形成。 装配式建筑标准化设计没有在京津冀地区大范围推广应用的原因有这样几个方面：首先是设计人员对装配式建筑概念的理解不透彻，对装配式建筑设计的认知仍有误解；其次装配式建筑在我国发展时间并不长，建筑设计企业的转型也较为缓慢，技术的进步不是一蹴而就的，但是现存的设计规范却并没有自己的创新，只是生搬硬套，这阻碍了设计企业转型的加快和设计方法的变革 [ 15 ]；最后标准化设计的方法还需要国家和地方不断完善相关的标准规范，包括模数协调标准、设计标准等方面。 从装配式建筑发展和我国住房研究现状可以看出，装配式建筑的发展研究和实施障碍大都是在我国大城市地区所进行。虽有少量的文献提出要在中小型城市住房建设上实施装配式建筑，但从研究内容看，当前我国关于中小型城市推行装配式建筑的研究更多是宏观分析，并没有开展中小型城市内外部条件的深入调查。或者仅仅是从建筑结构的角度提出设想，还没有提升到产业化的高度。为此，从定性与定量的角度构建中小型城市装配式建筑战略选择模型，并立足于中小型城市实际，提出具体可行的战略建议，对于京津冀中小型城市推广装配式建筑能够起到实践借鉴和指导作用。
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user: 4. 京津冀地区装配式建筑产业化发展优势 4.1. 外部条件 中国最早引入装配式建筑可以追溯到20世纪60年代，但直到21世纪才开始广泛实施。尽管装配式近年来在发展迅速，但直到2018年中国的装配式建筑面积的比例在新建建筑领域是远远低于在其他发达国家，如美国，日本，法国和瑞典。政府对 [ 8 ] 新事物的推广起到了主导作用。因此，政府出台的政策将对装配式建筑产生巨大的影响或促进其发展 [ 16 ]，这是需要认真探索的。为了为未来的预制政策制定提供有用的信息，研究当前的装配式政策具有重要的意义。 有着良好的政治环境以及国家相关政策的大力扶持。2015年12月，在北京召开的中央城市工作会议提出要鼓励装配式施工在各大建筑企业中的应用力度。2016年发布的《国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出要大力发展装配式，2017年住建部发布了《十三五装配式建筑行动方案》，一系列产业政策措施的制定，表明了国家决心发展新型建造方式，大力推广装配式建筑的重要性和紧迫性。 4.2. 内部条件 与国内顶尖的装配式企业达成合作。合作共赢，我国的建筑市场，从来都是一个特别开放的市场，强强联手一直以来都是产业发展壮大的最有效的方法。 拥有良好的地区文化。地区文化对一个地区的发展起到至关重要的作用，也是一个地区软实力的象征。现在全国各地越来越注意到文化对于人民的重要性。河北在建设先进的文化中始终不遗余力，每个项目下派项目书记了解职工对于地区文化的认可程度，及时反馈相关问题，通过百名书记讲安全，千名党员谈发展，万名职工圆梦想，不断完善京津冀地方文化 [ 17 ]。 “十三五”装配式建筑行动计划，2017年3月，为三种促销领域政府设置明确的目标：到2020年，装配式建筑面积将占全国15%以上的新建筑面积，包括超过20%的主要推广区域，超过15%的积极推广区域，鼓励推广区域，超过10%。同时，中国将培育50多个装配式建筑示范城市，200多个装配式建筑工业基地。500多家装配式建筑示范企业，30多个预制建筑科技创新基地。从发展规划、技术体系、标准体系、设计能力、产业支撑、全装修、绿色发展、项目安全和质量、产业团队等十个方面对建筑行业提出要求。 关于印发2018年工作指导意见的通知政策于2018年3月发布。在装配式方面的主要内容包括积极探索和推动建筑信息建模(BIM)技术在建筑装配式全过程中的应用，以及建筑工程管理体系的创新。 综观上述政策，中国政府在1956年制定了第一个发展建筑工业化的政策，但缺乏具体的目标。直到2015年，开发装配式被认为是建筑工业化发展的优先事项，政府提出了详细的发展目标。从那时起，所有的工作都围绕着这些目标展开，比如部门的推广。
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user: 6. 结语 本文根据京津冀地区装配式建筑的实际情况以及到现在为止国家出台的各项政策分析得出了一条结合京津冀协同发展战略和“一体两翼”协同发展得属于京津冀地区装配式产业发展的特色战略。我国的装配式建筑发展到今天仍有许多尚未解决的问题，如前期投入资金过多 [ 18 ] [ 19 ]，施工单位无法承担等问题。可以通过推广类似于各种奖励政策来鼓励更多企业采用 [ 17 ] 装配式这种绿色节能环保高效的施工方式是我们未来需要努力的方向。
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user: 摘要 为实现园区内冷、热、气电等多种能源的互补，提高能源利用效率，降低能源成本。计划利用互联网手段，开展能源互联网技术应用、商用模式和政策创新试点，本文介绍示范试点规划综合方案，试点内容包括如下：多能协同能源网络的优化建设与协同运行、绿色能源的多样化利用与互联网化交易、电动汽车与储能的互联网化运行、智慧用电及增值服务、需求侧相应及辅助服务等灵活性资源的市场化运营、基于互联网的第三方综合服务、能源大数据应用服务，以及其他具有经济、环境和社会价值的各类场景。利用互联网理念，探索能源互联网与农业、工业、交通、商业、体育、教育等不同行业融合发展的新途径。加强能源互联网基础设施建设，建设能源生产消费的智能化体系、多能协同综合能源网络、与能源系统协同的信息通信基础设施。营造开放共享的能源互联网生态体系，建立新型能源市场交易体系和商业运营平台，发展分布式能源、储能和电动汽车应用、智慧用能和增值服务、绿色能源灵活交易、能源大数据服务应用等新模式和新业态。
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user: 1. 引言 能源互联网的概念最早出现在2004年《经济学人》杂志“Building the energy internet”一文。文章提出借鉴互联网的特点，通过分布式微电网等方式，将传统电网转变为智能化、具有快速响应和自愈能力的数字网络。我国对能源互联网概念的丰富和完善源自2016年《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，当前业界普遍认为能源互联网是以清洁能源消纳为主导，将能源生产、输送、存储、消费以及市场运营等环节与信息通信技术深度融合，实现能源统筹优化配置、清洁、高效、经济的能源生态系统 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。 从绘制理想蓝图愿景到逐步落地实施，能源互联网技术创新和突破在其建设发展过程中发挥着无可替代的重要作用，相关学者开展了大量研究。文献 [ 4 ] 基于分布式能源特性模型，开展能源资源耦合特性分析；考虑差异化供电方案，实现区域能源互补和梯级利用，实际案例分析，表明了提出的优化配置方法具有经济效益和社会效益优势，未充分考虑投入运行方案；文献 [ 5 ] 梳理了针对多供能网络联合规划的研究，指出当前规划中对于综合需求响应的策略制定和影响机理的考虑较为浅显；在多网联合规划基础上，进一步结合能量枢纽考虑“源–网–荷”协同规划的研究也有较为广阔的发展空间；文献 [ 6 ] 指出未来园区能源网络将成为能源互联网建设的主要形式，明确了多能源协同优化配置理论框架，并提出建设思路和原则，缺乏相关了实际工程案例支撑；文献 [ 7 ] 通过我国北方某园区的规划实例，结合多场景规划理念，分析了区域能源需求精细化、综合能源子系统规划、区域能源系统建设时序及多能互补协同效益等规划环节，强调需依据区域冷热电需求和资源禀赋。 目前结合实际工程设计，同时考虑建设、运行规划的文献不多见，本文面向示范智慧园区的能源互联网构建了一套完整的能源体系规划，涵盖生产、输送、配给、转化和消化各个环节，基于智慧园区的业务需求分析，并结合能源互联技术架构，对面向智慧园区的能源互联网总体架构进行设计，通过平台建设，实现能源供应、能源管理、能源运行维护和能源互联网完整产业链，为实现各类服务的相互联动和高度集成奠定基础。
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user: 2. 能源互联网方案设计 2.1. 规划目标与方法 规划目标为根据园区产业布局、能源资源情况、用能需求及园区能源运营方案，综合利用分布式光伏发电、分布式风力发电、燃气(冷、热、电)多联供、多种类型储能和分布式智能微网技术，构建园区能源生产、传输、存储、调节、交易等能源互联网综合能量管理平台。 通过园区能源互联网综合能量管理平台，对园区内所有能源进行智能分配调度，建立园区各种能源开放、互动、协调、高效、经济运行的良好机制，实现园区能源供应、管理、运行、维护和能源互联网完整产业链，开启“能源互联网”的能源变革典范。根据园区建设用能需求和自然条件，项目建设内容包括：开展分布式冷热电三联供示范、高效HIT屋面光伏电站示范、低风速风力发电示范、分布式智能电网示范、智慧园区及智慧能源生活社区示范、源网荷储协调控制示范等。主要建设内容见表1。 Table 1 Demonstration construction content of the par 建筑面积 总冷负荷 总热负荷 总用电负荷 冷热电三联供 高效HIT光伏 风电 充电桩 10.8万m 2 10，692 kW 7776 kW 9820 kW 8.8 MW 2.5 MW 9 MW 120台 表1. 园区示范建设内容 源网荷(储)协调控制系统是基于配电自动化系统的开发扩展，位于园区生产控制大区，主要起到辅助调度人员进行配网调控的目的，进而实现配网的安全可靠运行。系统的总体架构如图1所示。 图1. 源网荷(储)协调控制系统总体框架 2.2. 设计方案 方案设计遵循的整体思路为：智慧城市公用交通系统和清洁能源互联网离不开电动车充电桩，充电桩将扮演能源互联网架构中的变现端口和流量入口的角色；无线网络全城覆盖几乎是多数地方建设智慧城市的首选；利用园区建筑屋顶建设分布式光伏电站、利用建筑周边空地建设风电；采用燃气冷热电三联供机组有效地缓解天然气冬夏季峰谷差，提高燃气设施的利用效率。整体规划2套设计方案。 建设方案一：1) 充电桩搭档LED屏、无线网络、PM2.5监测、一键报警等在内的诸多功能。规划建设新能源充电站3座，充电桩150台，预计投资约0.12亿元，计划2021年底完成。 2) 利用新能源装备制造基地项目建筑屋顶建设分布式光伏电站2 MW以及能源大数据云平台等。项目计划投资0.18亿元，预计2021年6月完成。 3) 利用新能源装备制造基地项目建筑周边空地建设4台1.8 MW低风速风电以及能源大数据云平台等。项目计划投资0.61亿元，预计2021年6月完成。 4)采用燃气冷热电三联供机组(6.8 MW)，可以有效地缓解天然气冬夏季峰谷差，提高燃气设施的利用效率，同时减少电力设备的峰值装机容量。项目计划投资0.66亿元，预计2021年6月完成。 建设方案二：1) 充电桩搭档LED屏、无线网络、PM2.5监测、一键报警等在内的诸多功能，规划建设新能源充电站2座，充电桩120台，预计投资约0.09亿元，计划2021年10月完成。 2) 利用新能源装备制造基地项目建筑屋顶建设分布式光伏电站2.5 MW以及能源大数据云平台等。推出微网电力交易、节能服务、电力大数据运营、用电APP增值服务等商业模式。项目计划投资0.22亿元，预计2021年6月完成。 3) 利用新能源装备制造基地项目建筑周边空地建设5台1.8 MW低风速风电以及能源大数据云平台等。推出微网电力交易、节能服务、电力大数据运营、用电APP增值服务等商业模式。项目计划投资0.87亿元，预计2021年6月完成。 图2. 园区能源互联网系统总体方案示意图 图3. 能源互联网系统主接线示意图 4) 采用燃气冷热电三联供机组(8.8 MW)，可以有效地缓解天然气冬夏季峰谷差，提高燃气设施的利用效率，同时减少电力设备的峰值装机容量，具有很好的社会和经济效益。项目计划投资0.75亿元，预计2021年6月完成。 综合考虑投资成本、时效因素和经济效益，选择方案二，即在园区建设一座10 kV的变电所，主变容量31.5 MVA，变比10 kV/380 V，从而将园区储能型高效HIT光伏2.5 MW、低风速风力发电9 MW、冷热电三联供系统8.8 MW、充电站2座接入变电所，实现能源的供给，能够解决新能源创新园供电、供热、供冷以及电动汽车充电等问题，图2所示为总体方案示意图。具体包括：规划建设新能源充电站2座，充电桩120台；屋顶建设分布式光伏电站2.5 MW，采用265 Wp异质结(HIT)组件，合计9460块，计容量约为2.5 MWp，1250 kW箱变2台，16回路交流汇流箱14台50 kW的组串式逆变器54台，支架个数430；周边空地建设5台1.8 MW低风速风电，单台机组上网电量607万kWh，总共上网电量3035万kWh；燃气发电机组装机功率8.8 MW，选用1台4000 kW + 1台2000 kW + 4台700 kW燃气发电机组，配套1台4650 kW + 3台2330 kW烟气热水补燃型溴化锂机组，组成一套天然气冷热电联供系统，供电以及制冷和供热。系统主接线示意图如图3所示。
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user: 3. 工程运行方案 3.1. 各阶段调试、试运行方案 图4示出了能源互联网管理系统平台，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以开放、互联、对等和共享为特征的园区型能源互联网管理系统平台。运行平台主要包括六部分：园区型能源互联网监控系统、园区型能源互联网调度系统、园区型能源互联网交易系统、园区型能源互联网信息发布系统、园区型能源互联网展示系统、园区型能源互联网能量管理系统。图5示出了在信息与能源融合下的能源互联网运行架构图。 图4. 能源互联网管理系统平台 图5. 信息与能源融合下能源互联网运行架构图 3.2. 工程运行期运行方案 根据各种形式分布式电源、多样性负荷的特点，结合既定的目标函数，在考虑当地分布式电源发电和多样性负荷特点的基础上，以储能系统作为动态调节单元，采用多能互补方法制定能量管理策略。 园区微电网协调调度和能量管理分为并网运行情况和离网运行情况：并网运行情况下，微电网调度控制器按照既定的目标函数(分布式电源最大化利用/峰谷电价策略/储能最优化利用等)，结合超短期分布式发电预测、负荷预测，中长期分布式发电预测、负荷预测，制定能量管理策略，实现不同时间尺度的微电网能量管理和与配电网的协调运行。图6示出了微电网并网运行情况下，微电网调度控制器分别以分布式电源最大化利用和储能优化利用为目标函数时的调节情况。 图6.微电网调度控制器并网策略执行效果 离网运行情况下，微电网调度控制器将以微电网的电压频率稳定为基础，在此基础上以微电网的长期运行为目标函数，最大时间、最大程度的支撑负荷。微电网调度控制器在离网情况下的策略执行效果如图7所示。 图7. 微电网调度控制器离网策略执行效果 实现对示范园区能源等的集中统一管理，提高电站的管理和运维效率，提升发电量，降低管理成本，分析全年和各月发电计划完成情况、运维投入情况，辅助决策分析。 提供电子化、移动化的生产运行管理和办公功能，提高电站管理、运行效率；提供完善的光伏电站汇集站和光伏发电侧设备实时监控和管理，及时发现并精确定位故障，提升电站运维效率。 3.3. 能源互联网实施机制 能源互联网是能源与信息深度融合的产物，是推动能源革命的重要支点，也是未来一段时间我国能源领域工作的重点。能源互联网在商业模式上将与现有模式有较大不同 [ 8 ]。 1) 能源互联网交易机制特点和需求，能源互联网商业模式由集中向分散转变的过程中，其交易机制具有交易主体多元化、交易商品多样化、交易决策分散化、交易信息透明化、交易时间即时化、交易管理市场化和交易约束层次化的特点和需求。 2) 能源互联网的新型商业模式，园区采取自建自营，集中管理的模式，因此，园区推出能源互联网电力交易、用能服务、电力大数据运营、用能APP增值服务等商业模式，实现能源供应、能源管理、能源运行维护和能源互联网完整产业链。 3) 加大能源互联网示范推广力度，该类型试点示范项目的有效实施率先在各园区及同类型大学科技园复制推广；其次可在全国高校推广；再者可在省级开发区复制推广，推动多能互补、智慧用能、互动服务和智慧城市建设。
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user: 4. 规划效果分析 首先进行投资估算，包括购置设备、新建配套建筑物、工程建设其他费用、建设期利息等。编制依据及原则如下：1) 本投资估算静态投资水平年为2015年。2) 工程量，工程量由设计人员根据工艺系统设计方案提供，不足部分参照同类型光伏电站的工程量。3) 定额、取费及项目划分，定额执行《电力工程建设概算定额》(2013年版)，项目划分及取费标准执行2013年版《火力发电工程建设预算编制与计算标准》。4) 设备价格及运杂费，太阳能电池组件按3.5元/瓦，风机按6.5元/瓦计算。其他设备价参照同类型工程设备价计列。设备运杂费按2013年版《火力发电工程建设预算编制与计算标准》中的运杂费费率计列。5) 人工费，建筑普通工人人工费34元/工日，建筑技术工人人工费48元/日，安装普通工人人工费34元/工日，安装技术工人人工费53元/工日。并根据电定[ 2015 ] 44号文规定，调整人工工日单价。6) 材料费、机械费，安装工程计价材料采用执行华东地区2013版装材价，根据地方建委或建行近期公布的工程造价信息进行土建材料价差的编制。建筑工程施工机械按定额[ 2015 ] 44号文提供的机械台班价格计算价差，安装工程材机调整按照定额(2015) 44号文的规定进行。7) 其他费用，本工程其它费用参照《火力发电工程建设预算编制与计算标准》计算。建设场地征用及清理费不计。8) 其他，建设期贷款利率按2015年10月中国人民银行颁发的固定资产5年期以上贷款年利率4.9%(按季结息)计算。 对项目进行财务评价，计算期为26年。其中，建设期1年，生产期为25年。财务评价依据执行国家发改委和建设部联合颁发的《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》，以及现行的有关财务、税收政策等。园区建设总投资为19.8亿元，其中自有资金占比30%，投资分5年进行，总投资收益率(ROI) 6.62%、资本金净利润率(ROE) 19.97%；假设该项目静态投资的80%申请银行贷款，贷款金额为15，822.17万元，建设资金贷款利率按照4.9%计算，以该项目的折旧摊销费和未分配利润偿还；预定还款期15年，平均利息备付率：2.98。经测算，项目投资财务内部收益率所得税后为9.75％，高于基准收益率；项目所得税后投资回收期为9.52年(含建设期1年)，项目能较快收回投资；总投资收益率为7.07%，体现了较好的盈利能力。如表2所示。 Table 2 Project profitability indicator tabl 指标名称 税前 税后 项目投资财务内部收益率(FIRR) 10.73 9.48 项目投资回收期(Pt) 9.21 9.71 总投资收益率(ROI) 6.84 6.84 表2. 项目盈利能力指标表 园区能源互联网项目具有较好的清偿能力和一定的盈利能力，抗风险能力较强，各项效益指标合理，在财务上是可行的。根据能源互联网规划，园区能源互联网建成后各项技术指标均达到国内领先和国际先进水平，如表3所示。 Table 3 Main technical indexes of the park 技术指标 指标值 节能率 40.6 二氧化碳减排率 57.0 清洁能源利用率 76.0 可再生能源利用率 20.7 能源综合利用率 80.8 表3. 园区主要技术指标% 通过园区的实施，对推动全社会节能减排和能源高效利用具有积极的示范和引领作用，同时只有大力推进能源、资源、智能的融合利用，才能根本解决中国能源低效利用的现实问题，提升能源综合利用效率。
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user: 5. 结论 本文拟建立多种能量需求的能源互联网试点示范园区，实现多能流协同能量管理，探索多种能源形势灵活交易与需求响应模式，提高清洁能源利用效率和终端能效，从技术方案、运行方案和项目评价三个方面详细阐述了规划思路。规划结果表明，园区充分利用可再生能源，实现园区多能互补，年发电量1.132亿kWh，带来经济效益的同时，促进了园区节能减排，能够实现能源的高效梯级利用、低碳循环，符合国家能源发展政策，领先于国际能源利用方式，满足园区发展需求。
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user: 摘要 有限差分公式在无网格方法求解微分方程数值解中起着重要作用。本文针对Helmholtz方程透射特征值问题，通过多项式插值来创建有限差分公式。本文运用一种简单实用的节点分布，既保证多元多项式插值的唯一可解性，又使矩阵为三角矩阵，以便构造的基本多项式化为Lagrange基多项式。最后给出了外透射特征值问题的数值算例。
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user: 1. 引言 无网格方法(Mesh-less method)是相对于有网格方法的称谓 [ 1 ]，即在数值计算中不需要生成网格，而是按照一些任意分布的坐标点构造插值函数离散控制方程，方便地模拟各种复杂形状的流场。该方法大致可分成两类：一类是以Lagrange方法为基础的粒子法，如光滑粒子流体动力学法 [ 2 ]，和在其基础上发展的运动粒子半隐式法 [ 3 ] 等；另一类是以Euler方法为基础的无格子法，如无格子Euler/N-S [ 4 ] 算法和无单元Galerkin法 [ 5 ] 等。由于这种方法不需要划分网格，灵活多变，可以方便地利用坐标点计算模拟复杂形状流场计算，自从它提出以来就得到了快速发展。 虽然大多数问题都得到了解决，但在高雷诺数流动时提高数值计算精度较困难，而且具体的实施过程值得商榷和改进。黄小为和吴传生 [ 6 ] 就无网格方法发展的一种基于数值微分方法，进一步构造Lagrange多项式插值函数，和其对求解高维问题提出的行之有效的改进手段 [ 7 ]。如果采用全局近视，其优点是容易编程以及保持谱精确性，但相应地所得的线性方程组其矩阵条件数是相当大的，矩阵是病态的；如果由给出的局部节点构造插值多项式，则牺牲了谱精确性 [ 8 ]。在此数值微分方法中，对单个变量的情形，基于Lagrange插值是很容易实现的 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]；在高维情形，由于多个变量插值的复杂性，不同求解区域的插值的唯一性 [ 12 ]，其唯一可解性是当且仅当线性方程组的范德蒙行列式不等零。这样要求插值的局部节点需要具有特殊的分布才能保持多变量插值的存在性和唯一性 [ 13 ] [ 14 ]。本研究主要是基于黄小为和吴传生求解Laplace方程以及热传导方程的工作 [ 7 ]，以及Gasca和Maeztu的工作 [ 15 ]，求解Helmholtz方程透射特征值问题。 散射问题和逆散射问题是数学物理研究领域中的经典问题，透射特征值问题源于非均匀的逆散射理论 [ 16 ]，是波场逆散射理论的重要内容。透射特征值问题最早是由Kirsch [ 17 ] 提出的，后来Colton和Monk [ 18 ] 对此做了更系统的研究。 本文结构如下：在第一节提出了一个简单且实用的节点分布并确定插值节点集；在第二节构造有限差分公式；在第三节给出外透射特征值问题的数值算例。
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user: 2. 节点分布和插值节点集 2.1. 节点分布 为了方便插值节点集的确定和插值多项式的构造，我们采用一种节点分配策略 [ 7 ]。在区域 Ω ⊂ R 2 上，为获得一组并行的线型节点，用 Δ 表示平面区域的离散化级别。为简单起见，我们假设 Ω = { ( x ， y ) | a 1 ≤ x ≤ a 2 ， g 1 ( x ) ≤ y ≤ g 2 ( x ) } ， a 1 = inf { x | ( x ， y ) ∈ Ω } ， a 2 = sup { x | ( x ， y ) ∈ Ω } 。 首先确定区域 Ω 在投影x轴上的节点数 I = { 1 ， a 1 = a 2 ， 2 ， 0 < a 2 − a 1 < Δ ， [ a 2 − a 1 Δ ] + 1 ， a 2 − a 1 ≥ Δ ; 并在投影间隔上生成等距节点 x i = { a 1 ， I = 1 ， a 1 + a 2 − a 1 I − 1 ( i − 1 ) ， I > 1 ， i = 1 ， ⋯ ， I . 类似的，我们生成一系列通过这些节点并平行于y轴的直线，并在直线和 Ω 上生成等距节点： J i = { 1 ， b i 1 = b i 2 ， 2 ， 0 < b i 2 − b i 1 < Δ ， [ b i 2 − b i 1 Δ ] + 1 ， b i 2 − b i 1 ≥ Δ ， i = 1 ， ⋯ ， I ; y i j = { b i 1 ， J i = 1 ， b i 1 + b i 2 − b i 1 J i − 1 ( j − 1 ) ， J i > 1 ， j = 1 ， ⋯ ， J i . 其中 b i 1 = inf { y | ( x i ， y ) ∈ Ω } ， b i 2 = sup { y | ( x i ， y ) ∈ Ω } 。 最终，生成区域 Ω ⊂ R 2 上节点 T = ∪ i = 1 I { ( x i ， y i j ) | j = 1 ， ⋯ ， J i } . 在MATLAB中实现，得到如图1所示的圆形区域的节点分布 图1. 生成节点 共生成了1272个节点，执行时间约为0.013 s。 2.2. 插值节点集 在径向基方法中，通常选择最接近的一个邻居。类似的，在本小节中，对于给定的 p ∈ Ω 和 n ∈ N ，我们着重于选择节点p附近的插值节点集 χ n ( p ) [ 7 ]。 在1.1节中，生成了节点 T = { ( x i ， y i j ) | i = 1 ， ⋯ ， I ; j = 1 ， ⋯ ， J i } ⊂ Ω ，然后将 { J i } i = 1 I 降序排列为 J m 1 ≥ J m 2 ≥ ⋯ ≥ J m I . 为了保证 χ n ( p ) 存在，让 Δ > 0 为足够小的常数，使得 I ≥ n + 1 并且 J m k ≥ n + 2 − k ， k = 1 ， ⋯ ， n + 1. 为确定插值节点集，给定降序排列 r = n + 1 ， n ， ⋯ ， 1 ，先令集合 S = { 1 ， ⋯ ， I } ，后构造 V = { i ∈ S | J i ≥ r } ，然后通过下述规则迭代 k ( i ) = arg min 1 ≤ l ≤ J i − r + 1 | v − y i ， l + y i ， l + r − 1 2 | ， i ∈ V ; i r = arg min i ∈ V ( ( u − x i ) 2 + ( v − y i ， k ( i ) + y i ， k ( t ) + r − 1 2 ) 2 ) ; ρ r ( p ) = { ( u i r ， v i r ， s ) | s = k ( i r ) ， ⋯ ， k ( i r ) + r − 1 } ; S = S \ { i r } . 最终获得插值节点集 χ n ( p ) = ∪ r = 1 n + 1 ρ r ( p ) = { ( u r ， v r s ) | ( r ， s ) ∈ I n 2 } ⊆ T . 在MATLAB中实现，图2给出了圆域中给定点的插值节点， 图2. 插值节点集p = (0.08， 0.45) 给定节点 p = ( 0.08 ， 0.45 ) ， n = 6 ，共生成了28个插值节点，执行时间约为0.011 s。
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user: 3. 有限差分公式 给定插值节点集 χ n ( p ) = { q β = ( u r ， v r s ) | β = ( r ， s ) ∈ I n 2 } ， 对于 α = ( i ， j ) ∈ I n 2 ，令 ξ i ( x ) = { 1 ， i = 1 ∏ r = 1 i − 1 x − u r u i − u r ， i > 1 ， (1) η i j ( y ) = { 1 ， j = 1 ∏ s = 1 j − 1 y − v i s v i j − v i s ， j > 1 ， (2) 关于 χ n ( p ) 的插值空间 Π n 3 ，可以用下面的牛顿基多项式来表示 φ α ( x ， y ) = ξ i ( x ) η i j ( y ) ， α = ( i ， j ) ∈ I n 3 . (3) 很容易证明 φ α ( q β ) = { 1 ， β = α 0 ， β ≺ α ， α ， β ∈ I n 2 . (4) 构造关于 χ n ( p ) 的拉格朗日基多项式 l α ( q β ) = { 1 ， α = β ; 0， α ≠ β . (5) 我们引入列向量 Φ = [ φ α ] α ∈ I n 2 ， L = [ l α ] α ∈ I n 2 ， 和方阵 A = [ Φ ( q β ) ] β ∈ I n 2 . 由(4)，A是单位上三角矩阵且 det A = 1 。很明显 Φ = A L ， 即 L = A − 1 Φ . (6) 给定 f : R 2 → R ，关于 χ n ( p ) ，f的拉格朗日插值多项式为 ∑ α ∈ I n 2 f ( q α ) l α ( q ) ， q ∈ R 2 . (7) 对(7)中的多项式微分，并代入 q = p ，可得出f在点处的近似导数为 f ( γ ) ( p ) ≈ ∑ α ∈ I n 2 f ( q α ) D γ l α ( p ) ， (8) 其中 γ ∈ N 0 2 ， | γ | ≤ n ， D γ l α ( p ) 是 l α ( q ) 的微分。