DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 移动端设计与分析 3.1. 功能分析 本文以智慧宿舍平台为例，APP需实现五个端口，分别为学生端、学工端、后勤端、维修端以及家长端，基本包含了学校管理的所有相关人员，每个端口具有鲜明的业务功能，具体功能框图如图2所示： 图2. 智慧宿舍平台功能框图 由于用户需求不断增长，项目内部结构逐渐复杂，应用开发应进行合理的项目设计，从而提高开发效率，降低后期维护和项目迭代的成本。 3.2. 组件化设计与应用 根据本文智慧宿舍平台功能分析，每个端口业务彼此分离明确，业务延伸性较大，选取组件化开发方式代替传统开发方式是项目开发的必然选择。而且各端口间相互独立，因此采用从业务上划分组件方式得到具体组件化流程框图，如图3所示： 图3. 组件化流程框图 其中app-student、app-manage、app-room、app-repair、app-parent分别代表业务模块学生端、学工端、后勤端、维修端、家长端，app-main模块为启动页功能模块。 通过设置gradle.properties文件中的全局变量moduling为true或false，业务模块中对这个标识做出相应改变，从而改变项目模式为组件模式或集成模式，如学工端模块Gradle文件代码。 从集成模式到组件模式具体在项目中的变化如图4示： 图4. 集成模式与组件模式图 处于组件模式下，每个业务端口都可独立运行，如图4中右侧图相应业务端口，点击运行即可编译调试。 采用组件化思想，在多人协作开发智慧宿舍平台APP中，每人负责一个业务组件。由于组件间相互独立，因此消除了组件模块间的耦合，大大减少了开发冲突，整合所有组件，就形成了最终的APP，从而缩短了整个项目的任务周期。 3.3. 组件化应用优化 目前，常用的组件化通信路由框架是阿里的ARouter框架，但是该框架功能复杂、体量较大，在只需要简单通信的项目开发中并不适用，而且各业务组件相互独立，在开发过程中容易造成代码冗余等问题，这无疑增加了应用的体量。为解决此问题，本文以智慧宿管平台APP为例进行相应优化，并从APK的构成和具体的优化设计进行研究分析。 3.3.1. APK构成 APK作为项目完成后安装运行的枢纽，其生成过程是应用程序性能优化最终的关键步骤，对于生成APK资源打包过程如图5所示： 图5. APK形成示意图 针对图5中APK的构成分析具体的资源变化情况，在assets和res文件目录下的资源会直接打包进APK中，其余文件下的资源都会被编译或者被处理成二进制文件，通过Android Studio编译出发布版本APK文件进行解压，由此分析解压后的文件结构，从而找寻可进行APK瘦身的方法，详情见表1： Table 1 APK parse file tabl 文件名 文件内容 Lib 包含一些引入的第三方库，so文件等资源主要是native层的 Res 包含了APK的签名文件后缀为.S与.RSA以及后缀为.MF的清单文件 META-INF 包含了APK的签名文件后缀为.S与.RSA以及后缀为.MF的清单文件 Resources.arsc 包含的是编译后的资源文件，主要有res/values/文件夹下的全部资源，如语言字符文件、样式文件以及.arsc文件下的所有资源路径信息，如layout文件、图片资源文件等 Classes.dex 包含通ART虚拟机编译后的所有java类文件，经压缩优化转化为文件格式为.dex的形式 AndroidManifest.xml 作为Android应用的清单文件，包含着应用程序的名称内容、可访问手机系统的权限清单、应用的版本号以及build.gradle引用的第三方库文件等。其存储形式为二进制XML格式 Assets 包含一些视频文件，db文件等资源 表1. APK解析文件表 由表1可知，在项目开发过程中，可以对res目录下的图片资源、classes.dex以及lib下的库所对应的项目目录进行优化。 3.3.2. APK优化设计 通过分析APK结构，本文提出一种APK优化的方案。对于图片资源，在开发中将应用程序内显示的PNG或JPG图片转化为Webp格式，Webp格式的图片保留了JPG和PNG的优点，还能提供更好的有损压缩效果；对于一些简单的图片，完全可以通过drawable中的XML进行绘制；对于classes.dex文件，由于其源头是Java类文件，项目开发中应避免类的重复定义以及无用类的生成，如定义工具类应添加注释，放在Common目录下，这在多人开发项目尤为重要；对于库文件传统做法就是更换体量更小的库，但是很多优秀的库不易替代，或是用来替代的库存在内存泄漏 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。 目前，组件化开发中组件间的通信方式主要通过阿里的ARouter路由框架，但是在实际应用场景下，组件间只需要进行简单的通信。此时，ARouter框架体量大的缺点就暴露无疑。因此本文提出一种组件间通信路由框架ERouter，以实现更轻量级的组件间通信，从而进一步降低应用APK的内存。 对于ERouter路由设计描述如下： 步骤一：新建消息中转类ERouter.java用于处理业务模块间的消息跳转，内部维护HashMap来存储消息路由，并通过该类注册路由路径； 步骤二：对于路径类EAction.java，用于实现消息路由的建立和发送消息到具体指定的路由信道，每个业务模块的Activity都应在相应的Action中注册自己的路径； 步骤三：新建消息载体类ERouterRequest.java，其包括消息路径和消息内容，即发送消息实体； 步骤四：当路由消息发送后需要收到反馈，从而使整个链路完整，这里注册ERouterResponse.java里面有相应的状态码以及实体信息； 步骤五：初始化路由，通过ERouter注册所有需要跳转的业务模块路径，并通过抽象路径类EAction去实现具体的业务模块跳转路径； 步骤六：通过ERouter的sendMessage方法进行消息发送，消息实体通过ERouterRequest进行构建，最终通过ERouterResponse完成通信。 核心注册代码如下： 业务模块路由跳转代码如下：
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user: 4. 实验研究与分析 为校验ERouter路由框架的效果以及最终组件化应用瘦身的程度，本文通过集成目前最流行准确的Leakcanary框架来检测ERouter路由在业务模块跳转中是否存在内存泄漏，并通过Android Studio自带的Analyze APK工具对APK瘦身优化前后进行分析。 实验环境如下：Windows 7操作系统，Intel(R) Core(TM) i5-3230 CPU @ 2.60 GHa，8 GB内存，编译环境Android Studio3.2，测试机华为荣耀9，6 GB内存，测试如下： 4.1. 组件通信框架内存泄漏检测 本文通过智慧宿管移动端APP学工端入口进入考勤页面点击并跳转到班级详情页面，当点击具体学生时则会跳转到该学生的考勤页面，而学生考勤页面是学生端业务模块的内容，这就完成了一次业务模块间的路由跳转。 使用LeakCanary检测从学工端班级页面跳转到学生端该学生考勤页面，跳转详情如图6所示： 图6. 路由跳转及内存泄漏检测图 由图6可知，从学工端到学生端未检测到内存泄漏证明自定义ERouter路由框架符合开发要求。实验结果表明，本文提出的组件间通信路由框架ERouter完成了项目中对阿里ARouter路由框架的替换，从繁至简实现了开销成本的进一步减小。 4.2. 应用优化检测 通过轻量级组件间通信路由框架ERouter的替换以及相应的资源压缩等操作，得到两个移动端应用APK版本，分别为应用优化前与应用优化后。借助Android studio编译器对release版本的APK进行拆分，使用自带的Analyze APK工具对优化前后的两个APK进行对比如下： 优化前如图7所示： 图7. 应用优化前APK解析文件大小图 优化后如图8所示： 图8. 应用优化后APK解析文件大小图 由图7、图8可观察到res、lib与class.dex文件的大小变化，实验结果见表2： Table 2 Comparison table before and after APK optimizatio 文件名 瘦身优化前 瘦身优化后 Lib 15.1 MB 7.5 MB Res 10 MB 3.1 MB Class.dex 10 MB 4.6 MB 表2. APK优化前后对比表 由以下压缩公式计算优化后的APK优化率： CompressedRatio = InitializedSize − CompressedSize InitializedSize (1) 其中：InitializedSize为应用优化前APK的大小；CompressedSize为应用优化后APK的大小；CompressedRatio为APK的优化率。 由压缩公式(1)计算可得应用优化的程度为0.448。实验表明：本文提出的轻量级组件间通信路由框架ERouter结合资源压缩等操作有效地减小了应用的体量。
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user: 5. 结束语 本文介绍了一种基于Android开发的组件化方案，并将其应用在智慧宿管平台上。通过项目的需求分析，详细介绍了业务组件划分的过程，减小了组件间的耦合，方便了二次开发的功能重用，提高了多人协作开发效率。在项目中集成LeakCanary内存泄漏检测工具，验证了APP界面跳转时自定义组件间通信路由框架ERouter的可用性。并运用Android Studio自带的Analyze APK工具分析该轻量级框架结合资源压缩后智慧宿管应用体量的变化，通过该操作减小了组件化应用的体量，降低了用户的安装流量成本。在今后的工作中，将会继续对组件化方案中组件划分的方式、组件间通信框架以及组件化应用体量的优化进行更加深入的研究，从而更好地应对中大型项目的Android开发。
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user: 摘 要 本文选取了大学城内提供快递服务的四家快递公司顺丰快递、韵达快递、圆通快递以及EMS作为研究对象对影响四家公司顾客满意度的因素及其权重进行研究和调查，运用层次分析法对大学城内的问卷样本进行数据分析。样本分析通过构建满意度评价体系进行，准则层中分为五个影响因素，子准则层下又包含十个影响因素。调查分析结果表明：价格水平对满意度的影响并不是首要因素，运输速度、物件运输途中是否丢失和投递覆盖范围所占权重达到十个指标因素之中的前三。同时顾客对各指标因素的期望值与指标因素的实际表现之间存在一定的差异。因而能够得出的结论是在重视价格因素这种影响顾客满意度的传统指标之外，类似运输速度等以上三个影响占比较大、与快递服务质量相关的指标也应当成为企业提升顾客满意度、增强竞争力所要优先关注的。最后，综合文中的调查数据与分析来看，时刻关注顾客需求的变化，缩小顾客期望值与公司相关指标因素实际表现之间的差距应当成为快递公司目前最首要的任务。 关键词 :顾客满意度，快递业务，层次分析法 Copyright © 2019 by author(s) 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 随着互联网技术的飞速发展，网购成为当下消费者购物的主要方式之一。据国家邮政局消息，截至2018年12月28日，中国快递业务量达500亿件，已连续5年保持百亿级，快递量稳居世界第一。快递物流业在中国已经成为国民经济的基础性行业。据相关数据统计，高校大学生年人均收寄快递包裹数量达到16个，并呈现明显上升趋势。大学生庞大的消费基数和日趋增长的消费能力使其成为当前网购的主力军，带动了校园快递业的发展。高校快递中心运营过程中，往往会存在多家快递公司为学生提供快递服务。而面对众多快递公司，同学们该如何进行选择成为了一个难题。 基于此，我们以广东外语外贸大学南校区为例，通过问卷调查广东外语外贸大学南校区学生对于各快递公司配送的满意度。本文主要采用层次分析法分析收费水平、服务水平、业务水平、时效性、安全性五个衡量指标对广外学生的重要度，并通过这五个指标衡量顺丰快递、EMS、韵达和圆通快递来反映其在广外的快递水平以及广外学生对这四家快递的满意度。 通过此次调查研究，我们可以了解目前大学生群体对于各快递公司的服务感知，研究出对于广外学生而言，这四家快递的对比中哪一家学生对其满意度比较高，希望以此为同学们选择快递公司提供建议，带来积极的影响。
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user: 2. 文献综述 张新安等在2002年建立的“基于预期和信息不一致的顾客满意度测评模型”对顾客的预期与实际感知之间的关系进行了研究，模型中提到，由于我国当今市场机制的不成熟，管理制度的不完善，导致关于产品信息的传播不完全规范，“假冒伪劣”产品层出不穷，故而在测评当中为了顾客的权益着想，在评估顾客满意度的评价体系中应当考虑到顾客在消费之前的期望与消费之后的实际感知之间的差距。当实际感知效果大于期望效果，顾客满意度会上升；反之则下降 [ 1 ]。 2004年连漪与汪侠关于旅游地顾客满意度测评指标的研究中参照ACSI模型的因果关系模型原理建立了TDSCI测评模型，探究了顾客满意度与顾客期望等相关变量之间的关系，该模型中拟将顾客期望、顾客感知质量和顾客感知价值作为三个前提变量，产生顾客的满意度、顾客忠诚和顾客抱怨作为输出变量。并得出了前提变量对输出变量有直接影响的结论，其中顾客感知质量与顾客感知价值与顾客的满意度呈正相关关系；顾客期望值与顾客满意度呈负相关关系 [ 2 ]。 2006年查金祥与王立生关于网络购物顾客满意度影响因素的实证研究中进一步作出了服务质量与顾客期望共同决定顾客满意度的结论。同时，在该研究中也强调了安全性对于顾客满意度的重要性，这也是物流行业能够借鉴的 [ 3 ]。 除此之外，马士强在2018年关于物流行业快递满意度调查与影响因素分析的研究中提出，快递服务的时效性决定了消费者在选择购买快递服务后能够在多长时间内收到或者送到自己的快递 [ 4 ]。而宋菲与杨恒星在2017年有关时效考核系统的设计与关键技术的实现研究中也得出结论：时效性是评价快递企业能力的重要标准之一，提高时效性不仅可以改善消费者的体验，而且是快递公司增强企业竞争性、占领高端快递服务市场的杀手锏 [ 5 ]。 另外，关于快递公司内员工业务水平对顾客满意度的影响，梁金萍等在2019年针对提升快递行业顾客满意度的研究中认为，末端网点及配送人员是第一时间接触客户的媒介，也是顾客矛盾激化或者化解的关键点。企业一般都是指导员工通过良好的业务形象、专业的服务技能、有效的沟通交流，提高自身的个人素质，提升企业形象。专业性的快递服务，可有效提高客户的良性感知体验，提高客户满意度，打造企业高、专、精的形象 [ 6 ]。
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user: 3. 变量的选择与定义 关于快递满意度的调查，我们选取了价格、服务水平、业务水平、时效性、安全性五个衡量指标。我们调查了这五个指标对于广外学生的重要度，并通过这五个指标衡量顺丰快递、EMS、韵达和圆通快递来反映其在广外的快递水平以及广外学生对这四家快递的满意度。通过调查顺丰快递、EMS、韵达和圆通快递在广外的价格水平、服务水平、业务水平、快递时效性和安全性的学生满意度，我们希望能够研究出对于广外学生而言，这四家快递的对比中哪一家比较突出，并通过提供数据分析为其提供改进建议。 顾客满意度作为最终受到影响的因变量，最早被美国消费心理学家引入并作为一种经营战略最早应用于汽车行业。在汽车行业的应用获得成功之后迅速在其他各类行业中获得了广泛的应用和迅猛的发展。客户满意度是客户在历次购买活动中逐渐积累起来的连续状态，是一种经过长期沉淀而形成的情感诉求。也就是客户在商品或服务的消费过程中，商品或服务对客户消费期望的满足程度 [ 7 ]。 价格作为商品价值的货币表现，是给予消费者最直接最直观的商品价值感知因素。消费者在购买快递服务时，最直接的付出便是所购买快递服务的价格 [ 4 ]，以快递的价格即收费水平为调查的重要指标之一，能够为我们真实直观地反映顺丰快递、EMS、韵达和圆通快递在广外学生心目中其价格与价值是否对等，从而反映这四家快递的价格是否合理。 服务水平是指客户对所获得的服务要素以及这类要素的构成形态的一种心理预期和期待，而快递服务水平我们主要针对其物流服务人员水平、物流服务流程、物流服务态度等，通过对比四家快递服务水平指标我们可以了解到广外学生对其服务水平的期望与现实之差，包括超出期望或低于期望水平甚至达不到基本要求等。 业务水平主要指工作人员的工作方法，工作态度和完成工作所需要的技能和完成任务需要的智力支持等。 快递时效性是指“快件的生命周期”，包括快件从被快递公司揽件经过物流配送到收件人签收的整个过程，快件的生命周期越短，快递的时效性越快。我们通过对比四家快递的时效性可以了解到他们的时效性和满意度影响程度以及广外学生对其快递时效性的满意度和期望。 快递安全性主要指指客户信息的保密性， 快递收发的完好性，线上交易的保护性 [ 8 ]。快件不应对国家、组织、公民的安全构成危害，快递服务组织应通过各种安全措施保护快件和服务人员的安全，同时向顾客提供服务时不应给对方造成危害，并且除依法配合国家安全、公安等机关需要外，快递服务组织不应泄露和挪用寄件人、收件人和快件的相关信息。
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user: 4. 民营快递企业客户满意度评价体系的构建 4.1. 满意度指标体系及层次结构的确立 层次分析法(AHP)将定性分析与定量计算相结合，将人的主观判断用数量形式表达和处理的方法，可用于复杂的非结构化的问题。快递产业具有服务性、网络性、时效性及规模经济性等基本特征，所以客户满意度指标体系也必然要反映这些特征和因素。本文指标体系的构建就是将客户满意度水平进行分解，以价格水平、服务水平、业务水平、时效性和安全性定义作为一级评价指标，五大要素中包含的10个因素定义为二级评价指标，并把它们都设计为正面描述，构建了服务满意度评价体系(见表1) [ 9 ] [ 10 ]。 Table 1 System for the assessment of private-owned express company’s customer satisfactio 总指标层O 客户满意度 子目标层A 价格水平 服务水平 业务水平 安全性 时效性 准则层C 价格合理 取、送件态度 投诉处理能力 物流信息更新 产品多样化 投递覆盖范围 物件无丢失 物件无损坏 取件响应时间 运输速度 表1. 民营快递企业客户满意度评价体系 为了使决策判断定量化，常根据一定的比率标度对“重要性”赋予一定的数值。表2列出了5个重要性等级及其赋值。 Table 2 The relative importance of the factor and its assignmen 重要性等级 C ij 赋值 i，j两元素同样重要 1 i比j稍微重要 3 i比j明显重要 5 i比j强烈重要 7 i比j极端重要 9 介于以上两相邻判断的中值 2， 4， 6， 8 表2. 因素相对重要性等级及其赋值 4.2. 计算权重并进行一致性检验 在经过阅读相关的文献后，我们借鉴文献中通过德尔菲法计算出的权数，进行研究并确定评价指标子集的权数表评价指标子集的权数，本文运用近似法中的列和法对判断矩阵计算权重。计算公式为： W i = 1 n ∑ j = 1 n [ a i j / ∑ k = 1 n a k j ] 由于客观事物的复杂性和人们认识上的不同，要求每一个判断都具有完全的一致性显然不太可能，但是为了保证应用层次分析法得到的结论不违反常识，需要对构造的判断矩阵进行一致性检验。一般方法为：在层次 C I = λ max − n / n − 1 其中 λ max = ∑ i = 1 n ( A W ) i n W i 。 分析法中引入一致性指标CI和与其同阶矩阵的随机指标RI。分别为： 当阶数大于2时，检验判断矩阵一致性是采用CI与RI的比值，即一致性比率 C R = C I / R I 。若CR < 0.1，即认为判断矩阵具有满意的一致性，否则就需要调整判断矩阵。通过一致性检验，就可以用式 A W = λ max W 求得W作为n个因素的权重。根据以上步骤和公式，计算客户满意度子目标层和决策层的判断矩阵权重，经计算CR，都通过了一致性检验 [ 9 ]。
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user: 5. 权重评判结果 按照表2中的标准我们为表3~9中的各个指标之间的相互因数权重进行了赋值，运用层次分析法对表3~9中指标进行两两比较，计算得到了子目标层和准则层的各自权重。将权重相乘可以进一步得到10个二级指标的最终权重(表10)。从表10可以清楚地看到，在10个客户满意度的准则层指标因素中，物件无丢失、运输速度、投诉处理能力、投递覆盖范围这四个因素是权重最高的指标，而取、送件态度、运输物品多样化、取件响应时间的权重相对较小。这与现实中的情况是相符的。 Table 3 Mutual factor weights of sub-target layer A to total index layer 子目标层A相互因数权重 O A1 A2 A3 A4 A5 A1 1 1/5 1/4 1/8 1/6 A2 5 1 5/4 5/8 5/6 A3 4 4/5 1 4/8 4/6 A4 8 8/5 8/4 1 8/6 A5 6 6/5 6/4 6/8 1 表3. 子目标层A对总指标层O的相互因数权重 (A1：价格水平；A2：服务水平A3：业务水平A4：安全性A5：时效性。) Table 4 Mutual factor weights of criterion layer C to sub-target layer A 对A1相互因数权重 A1 C1 C1 1 表4. 准则层C对子目标层A1的相互因数权重 (C1：价格合理。) Table 5 Mutual factor weights of criterion layer C to sub-target layer A 对A2相互因数权重 A2 C1 C2 C3 C1 1 1/4 1/3 C2 4 1 4/3 C3 3 3/4 1 表5. 准则层C对子目标层A2的相互因数权重 (C1：取送件态度C2：投诉处理C3：物流信息更新。) Table 6 Mutual factor weights of criterion layer C to sub-target layer A 对A3相互因数权重 A3 C1 C2 C1 1 1/3 C2 3 1 表6. 准则层C对子目标层A3的相互因数权重 (C1：运输物品多样化C2：投递覆盖范围。) Table 7 Mutual factor weights of criterion layer C to sub-target layer A 对A4相互因数权重 A4 C1 C2 C1 1 4 C2 1/4 1 表7. 准则层C对子目标层A4的相互因数权重 (C1：物件无丢失C2：物件无损坏。) Table 8 Mutual factor weights of criterion layer C to sub-target layer A 对A5的相互权重 A5 A5 A5 C1 C1 C1 C2 C2 C2 表8. 准则层C对子目标层A5的相互因数权重 (C1：取件响应时间C2：运输速度。) Table 9 Average random consistency inde 阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RI值 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 表9. 平均随机一致性指标 Table 1 0 Index weight coefficient of each leve 总目标 一级指标 二级指标 权重W 顾客满意度 价格水平(0.0417) 价格合理(1.000) 0.0417 服务水平(0.208) 取、送件态度(0.125) 0.026 投诉处理能力(0.500) 0.104 物流信息更新(0.375) 0.078 业务水平(0.167) 运输物品多样化(0.250) 0.0418 投递覆盖范围(0.750) 0.125 安全性(0.333) 物件无丢失(0.8) 0.266 物件无损坏(0.2) 0.0666 时效性(0.250) 取件响应时间(0.143) 0.0358 运输速度(0.857) 0.214 表10. 各层次指标权重系数
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user: 6. 对于国内四家主要民营快递公司客户满意度的实证研究 在得到客户满意度指标体系之后，本文选取国内市场份额和知名度比较高的四家快递公司顺丰、圆通、韵达、EMS进行实证研究。对于研究组合，我们的想法是将顺丰作为第一梯度，将韵达和圆通作为第二梯度，将国企作为一个单独的研究对象来进行研究，旨在使得我们的采样公司具有典型性和普适性。 关于数据，我们团队通过问卷星的形式进行线上问卷调查，共发布并回收有效问卷188份。问卷信效度检验结果如下： Cronbach α = 0.974，介于0.9~1之间，说明问卷信度较高； 前文中提到，我们将10种因素分为定量指标和定性指标，并将得到的原始数据按照前文得到的权重进行计算，得到表11结果。从表11中可见，这四家国内主力快递企业，除了顺丰速运遥遥领先外，另外三家得分差距不大，说明现阶段国内的快递行业已经逐渐步入成熟，逐步形成了一超多强的局面。其中，顺丰有高达9项服务在满意度中拔得头筹，实属难能可贵，说明顺丰的市场统治力犹在。另外，这也说明了，虽然顺丰采取高定价策略，使它损失了一些对价格敏感的顾客，但是其高质量的快递服务水平也使它成为消费者高质迅速寄送物品的首选，所以仍然获得了最高的得分。这说明价格并不是决定顾客满意度的唯一决定性因素，取件响应时间、取送件态度、物流信息更新、运输物品多样化等亦在消费者心中起着举足轻重的作用 [ 9 ]。 另外，我们也可以注意到，在物件无损坏丢失、投递范围方面，EMS的表现均位列前二。据此我们可以看出，国家的快递配送依旧在百姓日常生活中起着坚实的保障作用，尤其是在对外的快递配送方面，更是如此。 除此之外更为重要的是，由于快递公司所处的服务类行业具有不可感知性、不可分离性以及易变性这三大特征 [ 11 ]。因而顾客对于服务后的结果很难如同实体商品一样感知到精确的好与坏，同时快递服务作为一种商品，顾客对于它的评价过程一般就是该服务的使用/运营过程。所以在这个过程中，我们所列举出的细节性指标如快递员取送件的态度、物流服务的价格等因素都处在消费者评价观察的范围内，从而会给整体满意度带来最直接和明显的影响。再者，由于服务类型的商品其质量无法持续保持在完全相同的水平，每个顾客在体验的过程中也会存在感知的差异，故而建立一个较为完整客观的评价体系对于物流公司改善服务质量、制定发展战略是非常关键的一环。 Table 1 1 Satisfaction scores of four express delivery companies in university tow 指标 权重 顺丰 韵达 圆通 EMS 定量指标 价格合理 0.0417 3.59 3.87 3.61 3.44 取件响应时间 0.0358 4.32 3.64 3.48 3.63 定性指标 取送件态度 0.026 4.06 3.66 3.41 3.62 投诉处理能力 0.104 3.84 3.51 3.32 3.49 物流信息更新 0.078 4.08 3.68 3.49 3.62 运输物品多样化 0.0418 4.07 3.73 3.64 3.72 投递覆盖范围 0.125 4.17 3.74 3.67 3.93 物件无丢失 0.266 4.32 3.92 3.73 4.07 物件无损坏 0.0666 4.29 3.75 3.63 3.93 运输速度 0.21425 4.54 3.64 3.36 3.34 综合得分(得分*权重) 4.23 3.73 3.55 3.72 表11. 四家大学城内快递公司的满意度得分情况(满分5分制) Table 1 2 The comparison between degree of satisfaction and importance of each index facto 指标因素 1满意度 2重要度 2与1的差值 价格合理 3.63 4.37 0.74 投诉处理能力 3.54 4.28 0.74 运输速度 3.72 4.43 0.71 物件无丢失 4.01 4.52 0.51 物流信息更新速度 3.72 4.18 0.46 物件无损坏 3.90 4.36 0.46 取件响应时间 3.77 4.19 0.42 取送件态度 3.69 3.98 0.29 投递覆盖范围 3.88 4.08 0.20 运输物品多样化 3.79 3.96 0.17 表12. 各指标因素的满意度与重要度比较 根据表12中各指标因素满意度与重要度的比较结果可以得知，价格因素、投诉处理能力以及运输速度这三个因素的满意度与重要度之间的差值是最大的。即本次研究我们所选取的这四家快递公司在这三方面的实际表现情况与顾客期望之间的差距仍然较大，并且这十个因素的实际表现与顾客期望之间的差距整体都呈现出偏大的趋势。这表明目前快递行业可能仍然存在顾客期望与企业实际绩效之间的较大偏差，而顾客满意度则是顾客实际感知效果和期望之间的差异函数 [ 11 ]，因而极有可能是降低整体满意度的主要原因。
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user: 7. 结论 本次研究采用了层次分析法对以上四家随机抽取的快递公司进行消费者满意度的调查。较为客观全面的对满意度及其影响因素进行了分析和比较。 由分析结果我们可以得到诸如运输安全性、运输速度、覆盖范围等常识性关键因素仍然是广大消费者关注的重点。除此之外，该研究也显露出价格因素影响力的相对下降，表明消费者由于消费水平的提高等种种原因已经不再片面地追求快递业务的低廉价格，转而更加关注快递业务的综合质量。即使如同顺丰一般相对价高的快递也能够因为所提供的优质服务而吸引到一批数量相当的顾客以及较同行业公司较高的满意度。这就说明了综合服务质量对于快递公司乃至其他不同服务业公司业界口碑的重要影响。更为重要的是，通过各指标满意度与它们在客户心中重要程度的比较中我们得出目前这四家快递公司的实际市场表现与顾客期望仍有一定距离。这一点对于服务业内的公司而言是影响顾客满意度和经营利润的重要因素之一，因此公司应当投入更多的资源到消费群体中去了解最新最完善的消费者信息以减小实际表现与顾客期望之间的差距，因为对于服务业而言，企业的口碑和赢利能力往往并不由大部分满意度较高或正常的顾客决定，而是由对该企业的服务满意度低的顾客决定，即营销界中著名的“100 − 1 = 0”公式 [ 7 ]。 本研究可能会由于样本量和覆盖范围的限制而与实际情况存在一定的差距，谨作为参考，不足之处敬请指正。
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user: 摘 要 为了有效解决拓扑优化过程中所存在的棋盘格与灰度单元等数值不稳定问题，提出一种基于混合式过滤策略的结构拓扑优化方法。该方法首先构建了基于混合式拓扑优化密度插值模型，保证了其在设计域的连续性，从数学本质上可消除棋盘格现象；然后在传统优化准则中叠加灰度过滤策略，提出一种灵敏度过滤和灰度过滤相结合的改进过滤技术，从而实现结构的拓扑更新，该方法能有效抑制灰度单元；最后通过三个典型数值算例进一步验证了本文方法的可行性和有效性。 关键词 :变密度法，插值模型，结构拓扑优化，敏度过滤，灰度过滤 Copyright © 2019 by author(s) 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. 概述 近年来，拓扑优化逐步得到了广泛应用，拓扑优化旨在为给定设计域中找到材料的最佳布局，其求解过程是满足边界和荷载约束条件下目标对象最小化的迭代过程，通过利用目标函数与敏度约束，实现材料分布的逐步更新，其本质上是一种是否存在材料的离散变量优化组合问题 [ 1 ]。拓扑优化作为一种创成式设计方法，与尺寸优化和形状优化相比，赋予了更多的设计空间与设计自由度，提高了结构设计的合理性。 自1988年Bendsoe和Kikuchi提出均匀化的结构拓扑优化以来，连续体拓扑优化发展较快，特别是随着增材制造技术的发展，面向制造的拓扑优化技术及其工业应用也得到了广泛关注 [ 2 ]。目前，连续体拓扑优化的主要方法有：均匀化方法 [ 3 ] 、变密度法 [ 4 ] 、渐进结构优化法(ESO) [ 5 ] 、水平集方法 [ 6 ] 、优化准则法 [ 7 ] 、移动渐近线法和ICM方法 [ 8 ] 等。 目前，变密度法发展最为迅速，其基本思想是通过设计域的有限元离散化处理，将单元是否存在材质作为优化设计变量，构建给定材料相对密度与杨氏模量间的对应关系，最终将连续体的拓扑优化问题转化为0~1材料有无的组合优化问题。为了有效解决离散设计变量组合爆炸问题，经典变密度法中的固体各向同性惩罚材料(Solid Isotropic Material with Penalization， SIMP)通过引入幂函数材料插值方案，实现材料中间密度的惩罚处理，抑制中间密度单元的数量。然而，在SIMP插值过程中，惩罚因子的选取对拓扑优化结果影响甚大，其值不宜过大或过小。一方面，为了尽可能地抑制更多的中间密度单元(即灰度单元)，应选择尽可能大的惩罚因子，使结果更逼近0或1的离散设计，但在求解过程中却容易将相对密度值较大的单元进行惩罚并被过早删除(特别是位于0.5~1间单元)，进而影响后续的迭代搜索求解，容易出现棋盘格等数值不稳定现象，不便于得到最佳拓扑优化结果；另一方面，如果所选择的惩罚因子过小，惩罚效果就不明显，容易生成大量的中间密度单元，导致拓扑优化结果的边界模糊不清晰甚至难以识别，不利于后续设计与制造。 为了解决SIMP插值方法的不足，国内外科研人员开展大量的相关研究。Sigmund [ 9 ] 等引入了基于形态学限制方案作为密度过滤器，该方案能够有效消除固体和空体间的灰度。陈拥平 [ 4 ] 等针对散热结构的拓扑优化，提出了一种将灰度过滤和敏度过滤相结合的过滤机制，有效抑制了灰度单元的产生。龙凯 [ 10 ] 等一种考虑密度梯度的敏度过滤方法，消除了棋盘格现象和网络依赖性。杜义贤 [ 11 ] 等提出了一种具有逼近0/1极化优化准则法，有效抑制了灰度单元。Groenwold [ 7 ] 结合SIMP抑制灰度单元的方法，提出了一种启发式最优准则方法，得到了较为清晰的拓扑优化结构，但该方法迭代次数较多，效率不高。朱剑锋 [ 12 ] 等提出了一种敏度修正方法，达到了消除棋盘格、网格依赖性等目的。 除了材料插值模型外，拓扑优化过滤方法对灰度单元的影响也非常大，目前主要采用的方法有灰度过滤法 [ 13 ] 、敏度过滤法等措施 [ 10 ]，但都无法有效消除灰度单元。为此，考虑到SIMP方法在材料插值模型及过滤方法的局限性，本文基于变密度法，构建了一种基于混合式材料插值模型，提出了基于传统优化准则(Optimality Criteria Method， OC)的敏度过滤与灰度过滤相结合的过滤方案，实现设计变量的更新和材料合理布局，该方案能够有效抑制灰度单元的产生。最后通过三个经典拓扑结构优化算例，采用本文所提方法并与文献 [ 14 ] 方法进行比较，进一步验证了本文所提方法在抑制灰度单元方面的有效性及其可行性。
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user: 3. 数值算例 为了验证所提改进拓扑优化方法在消除棋盘格与灰度单元方面的有效性和可行性，选取了三个经典数值算例，分别采用文献 [ 14 ] 和本文方法对其拓扑优化效果进行了比较分析。 3.1. 悬臂梁算例 如图4所示为60 cm × 30 cm的平面悬臂梁，左端固定，材料弹性模量 E = 1 ，泊松比 ν = 0.3 ，右下角受垂直向下的集中载荷 F = 1 (文中算例都为无量纲，下同)，以柔顺度最小化为目标函数，采用4节点单元构建悬臂梁结构的拓扑模型。同时，选择体积比为0.5，考虑单元网格数为60 × 30，80 × 40与120 × 60的三种情况，过滤半径选取为宽度的0.04倍(下同)，分别采用经典SIMP和本文所述方法进行优化求解，对其拓扑优化结果进行了比较，如图4为其拓扑优化结果，表1所示为其对应的优化结果。 图4. 悬臂梁受力简化模型 从表1可知，采用经典SIMP方法，随着网格单元数增加，可在一定程度上降低棋盘格现象，但灰度单元无法得到有效控制；而采用本文所述的混合式改进策略方法，得到的拓扑结构轮廓更加清晰，基本能有效消除灰度单元并能有效抑制棋盘格现象，且随着网格数的增加，拓扑结构边界的光顺性得到有效提高，但仍然无法完全消除棋盘格现象。从表2中可知，随着网格数增加，系统柔顺度变化不大，进一步说明本文所述方法对网格没有依赖性，表2中灰度单元占比为将单元密度值位于[0.2，0.8]间的单元定义为灰度单元所得到的值(下同)。采用经典SIMP法灰度单元占比分别为29.67%，21.34%和14.21%；而采用本文所述方法，灰度单元完全消除，没有网格依赖性，同时迭代次数随网格数增加并没有明显增加。 Table 1 Topology optimization results of cantilever bea 优化方法 32 × 20 65 × 40 95 × 60 经典SIMP 本文方法 表1. 悬臂梁拓扑优化结果 Table 2 Comparison of cantilever beam topology optimizatio 优化方法 网格数 目标函数(柔顺度) 迭代次数 灰度单元占比% 经典SIMP法 32 × 20 47.4605 33 15.31 65 × 40 49.4833 39 12.67 95 × 60 48.0591 41 12.46 本文方法 32 × 20 44.9834 49 0 65 × 40 46.3260 51 0 95 × 60 44.9101 52 0 表2. 悬臂梁拓扑优化比较 3.2. MBB梁算例 如图5所示为180 × 30的平面MBB简支梁，两端固定，材料弹性模量 E = 1 ，泊松比 ν = 0.3 ，根据其对称性，分析时只选取了一半结构，以柔顺度最小化为目标函数，构建MBB梁的拓扑结构优化模型。与算例1类似，仍然选择体积比为0.5，考虑单元网格数为60 × 20，90 × 30与150 × 50的三种情况，分别采用经典SIMP和本文所述方法对其拓扑优化结果比较分析，拓扑优化后结果如表3所示，对比分析优化结果如表4所示。 图5. MBB梁受力简化模型 Table 3 Topology optimization results of MB 优化方法 60 × 20 90 × 30 150 × 50 经典SIMP 本文方法 表3. MBB梁拓扑优化结果 Table 4 Comparison of MBB topology optimizatio 优化方法 网格数 目标函数(柔顺度) 迭代次数 灰度单元占比% 经典SIMP法 60 × 20 216.9103 103 20.67 90 × 30 218.1172 105 21.70 150 × 50 219.6845 105 21.92 本文方法 60 × 20 193.8860 37 0 90 × 30 198.7850 39 0 150 × 50 202.3889 40 0 表4. MBB梁拓扑优化比较 与算例1相类似，表3和表4分别为采用经典的SIMP方法与本文改进方法的拓扑对比结果，从结果可以看出，采用本文所提出的混合式方法能够有效抑制灰度单元的产生，灰度单元完全消失且没有网格依赖性，可获得非常清晰的拓扑轮廓。同时还可看出，本文方法较经典SIMP方法迭代次数明显减少；随着网格数的增加，迭代次数基本不变。 3.3. 热传导算例 为了进一步说明本文所述方法的有效性，以文献 [ 15 ] 中的热传导算例进行了对比分析。如图6所示为结构加载示意图，该结构为方形，边长为1 cm，厚度为0.01 cm，环境的初始温度为 T 0 = 273   K ，左边中点散热器温度为 T 0 = 0   K ，导热系数为0.001 W/(m 3 ∙K)，其余皆为绝热边界。 图6. 散热结构示意图 分别采用经典SIMP和本文所述方法对其进行拓扑优化，其优化后的结果如表5所示，对比分析优化结果如表6所示。 Table 5 Topology optimization results of heat dissipation structur 优化方法 40 × 40 80 × 80 120 × 120 经典SIMP 本文方法 表5. 散热器拓扑优化结果 Table 6 Comparison of heat dissipation structure topology optimizatio 优化方法 网格数 目标函数(柔顺度) 迭代次数 灰度单元占比% 经典SIMP法 40 × 40 464.7665 79 26 80 × 80 7646.5806 98 32.6 120 × 120 37802.4124 131 32.05 本文方法 40 × 40 682.6166 43 0 80 × 80 12772.6530 47 0 120 × 120 65649.5174 49 0 表6. 散热器拓扑优化比较 类似于前两算例，分别采用经典SIMP方法与本文所提混合式方法对热传导进行比较分析，可得出与前两算例相一致的结论。本文方法能有效消除灰度单元，同时拓扑优化迭代次数明显减少，拓扑优化结构的边界更加清晰，过滤效果非常明显。
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user: 4. 结论 本文基于变密度法基本原理，以抑制灰度单元为目标，采用一种改进的SIMP插值函数，同时结合传统OC法基础上，提出了一种将敏度过滤与灰度过滤相结合的混合式过滤方法。并将传统的基于SIMP插值函数的OC法与本文所提出的混合式方法对拓扑优化结果进行了比较分析，通过三个经典算例结果表明，本文提出的方法可有效消除拓扑优化过程的棋盘格、灰度单元等数值不稳定性问题，不仅可以有效抑制了灰度单元的生成，而且获得了非常清晰的拓扑优化结果，进一步验证了本文方法的有效性和实用性。另外，本文研究方法可进一步推广到其他更加复杂的结构拓扑优化问题中。针对具体工程领域如增材制造等，探讨更加合理高效的拓扑优化求解策略将是未来拓扑优化发展方向及研究重点。
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user: 摘 要 本文研究了环境湿度变化与二维光子晶体禁带的关系，环境湿度变化导致二维光子晶体介质折射率发生变化，二维光子晶体介质的折射率变化将导致其光子能带结构的变化。本文对二维光子晶体光学湿敏特性进行研究，为湿度检测与控制提供一个更为节能、便捷的技术手段。 关键词 :光子禁带，折射率，感湿原理 Copyright © 2019 by author(s) 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 湿度对人体舒适度有着重要影响，湿度的控制显得尤为重要 [ 1 ] [ 2 ]。传统的电感电容湿度传感器对环境的要求比较高，在强电场和强磁场环境中会严重影响传感器的测量精度。因此，不适合在高电压和强电场等恶劣环境中工作 [ 3 ]，用光子代替电子作为信息载体，改善在传统湿度测量仪器中存在的对环境要求高、能量损耗大、效率低下等问题。二十世纪八十年代，光子晶体的概念首先是由Yablonovich [ 4 ] 和S. John [ 5 ] 提出的。光子带隙是光子晶体一个非常重要的光学特征，它被称为“光子禁带”。光子禁带可以解释为一个频率区间，即频率在此区间的光子，它的传播会被光子禁带阻断。关于光子晶体的结构，它可以由折射率不同的材料，按照一定的空间规律进行组合，使得其内部折射率按照一定的规律进行变化。光子晶体的物理结构决定了光子在其内部的运动与电子在半导体中的运动有一定的相似性。光子在光子晶体内部传播过程中会形成带状的色散曲线。在一定条件下，带与带之间将会形成光子禁带 [ 6 ]。本文以光子晶体的折射率作为研究点，研究折射率与环境湿度的关系，从另一个角度去研究光子晶体的湿度测量机理。
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user: 2. 理论模型 光子晶体是结构按照一定规律变化，晶体内部折射率从高到低，或者从低到高周期性变化的晶体结构。在一定波长条件下，光子晶体的折射率变化幅度可以达到非常大。因此，一些结构的光子晶体可能会出现与半导体禁带相似的结构 [ 7 ]。二维光子晶体相对三维光子晶体结构相对来说更简单一些，制造难度要低的多，更有利于在相关领域的广泛应用。二维光子晶体根据内部材料结构不同可以分为正方形、三角形以及蜂窝状。正方形是这三种中结构最为简单的，也就是更易于做光子特性研究的结构。本文采用正方形晶格结构如图1所示，对光子禁带进行研究。 图1. 正方晶格二维光子晶体示意图 晶格周期为a = 850 nm，介质柱的半径为r = 350 nm，介质柱采用气孔率为30%的二氧化硅材料。采用折射率n 1 = 1.453的SiO 2 、n 2 = 1.329的水、n 3 = 1的空气，背景介质材料SiO 2 的折射率和相对湿度的关系曲线如图2所示 [ 8 ]。 图2. 折射率与相对湿度关系图 图2所示的时SiO 2 薄膜的折射率与相对湿度关系图说明了SiO 2 薄膜的折射率与相对湿度的理论上的关系。通过图2可以发现折射率随着湿度的变化而变化，并且在30%~100%的相对湿度范围内精度较高。因此，可以通过测量材料的折射率来间接测量湿度值。 二维光子晶体由折射率不同的介质材料构成，介质柱选择锐钛型TiO 2 ，选择气孔率为30%的SiO 2 作为背景介质。两种不同折射率的材料，按照一定的周期排列构成 [ 8 ]。随着环境湿度的变化，SiO 2 的折射率也会发生变化。因此，光子禁带的起始波长、终止波长和禁带宽度都会变化 [ 9 ]。本论文通过数据模拟分析不同湿度下，二维光子晶体起始波长、终止波长和禁带宽度变化的趋势，分析环境湿度和光子禁带的定量关系。 目前，国内外分析光子晶体的理论方法主要有平面波法、有限差分法、光束传播法、有限元法及传输矩阵法等 [ 10 ]。FDTD法是基于Yee网格的直接将时域Maxwell方程组转化为一组差分方程的数值算法，因其原理简单、编程方便受到广泛地应用 [ 11 ]。为了方便计算，可以对模型进行简化 [ 12 ]。通过理论模型分析光子晶体的能带结构。分析光在二维光子晶体中的分布模式 [ 13 ]。利用FDTD模型，对不同湿度下的光子晶体采用归一化的计算过程进行能带计算。归一化后各个量的关系： ( X ， Y ) = a ( η ， ξ ) ，     t = a ⋅ τ c ， (1) c为波速，微分公式变为： ( ∂ ∂ x ， ∂ ∂ y ) = 1 a ⋅ ( ∂ ∂ η ， ∂ ∂ ξ ) ，     ∂ ∂ t = c a ⋅ ∂ ∂ τ (2) 介质参数处理如下： μ ( r ) = { μ 1 μ 2 ( r ∈ Ω 1 ) 1 ( r ∈ Ω 2 ) ， ε ( r ) = { ε 1 ε 2 ( r ∈ Ω 1 ) 1 ( r ∈ Ω 2 ) (3) 式(3)中1代表基体；2代表散射体；Ω 1 代表散射体；Ω 2 代表散体机制的分布区域，经过归一化处理后的晶格稳定性参数 [ 13 ] ： γ = Δ ξ Δ τ ⋅ c (4) 根据Bloch定理，边界外格点对应的电磁分量的值和边界里相应的格点对应的电磁分量的值，只差一个相位 exp ( j ⋅ k ⋅ r ) ，使用如下的方程进行处理 [ 14 ] ： φ ( − Δ x ， y ) = φ ( x − Δ x ， y ) ⋅ exp − 1 ( j ⋅ k x ⋅ x ) φ ( x + Δ x ， y ) = φ ( Δ x ， y ) ⋅ exp ( j ⋅ k x ⋅ x ) φ ( x ， − Δ y ) = φ ( x ， y − Δ y ) ⋅ exp − 1 ( j ⋅ k y ⋅ x ) φ ( x ， y + Δ y ) = φ ( x ， Δ y ) ⋅ exp ( j ⋅ k y ⋅ x ) (5) 最后通过仿真获得光子晶体的能带曲线图。
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user: 3. 数据分析 本文通过MATLAB方阵软件，仿真分析二维光子晶体的能带结构，包括禁带宽度变化、禁带起始波长变化、禁带终止波长变化与相对湿度变化的关系，来研究二维光子晶体湿度传感器的感湿机理。 根据简化后的理论模型，绘制了图3、图4正方形晶格二维光子晶体能带结构图。图3表示二维正方形晶格光子晶体在横电模式(TE)下，0%与100%湿度环境中的能带结构。光子晶体在横磁模式(TM)下，0%与100%湿度环境中的能带结构如图4所示。 图3. TE模式下二维光子晶体能带结构 图3、图4的横坐标代表二维正方形晶格光子晶体的格栅。光子的波长可以通过归一化转化公式(6)求得。 a ⋅ 2 ⋅ π w = λ a (6) 式(6)中a代表周期；w代表角频率； λ 代表波长。 按照上述转换关系，求出光子的波长。从能带图中可以看出，光子晶体的禁带宽度、起始波长、终止波长都发生了变化，并且在TM和TE的模式下变化不同。 图4. TM模式下二维光子晶体能带结构 二维光子晶体的禁带起始波长在TE和TM模式下，与相对湿度的关系如图5所示。 图5. 起始波长与湿度之间的关系 如图5所示，二维光子晶体的禁带起始波长随着相对湿度的增加而增大。在TE模式下，光子禁带的起始波长从619.881 nm增加到621.198 nm；在TM模式下，光子禁带的起始波长从806.408 nm增加到806.695 nm。湿度在30%~100%的范围内，其变化显著。从图5可以得知，光子禁带的起始波长在TM模式下比在TE模式下更大，但是在TE模式下，光子禁带起始波长的变化更大大。在40%~100%之间，相对湿度和光子禁带的起始波长趋于线性关系，经过数据拟合，其拟合公式为： f x = p 1 x + p 2 (7) TE模式：p1 = 0.03198；p2 = 493.8。 TM模式：p1 = 0.04952；p2 = 576.8。 二维光子晶体的禁带终止波长在TE和TM模式下，与相对湿度的关系如图6所示。 如图6所示，正方形晶格二维光子晶体的光子禁带终止波长随着相对湿度的增加而增大。在TE模式下，光子禁带的终止波长从516.401 nm增加到531.864 nm。在TM模式下，光子禁带的终止波长从737.518 nm增加到740.106 nm。光子禁带终止波长在湿度30%~100%的范围内，变化显著。光子禁带终止波长在TM模式下比在TE模式的波长要大，但是TE模式下的波长变化大。经过数据拟合，波长与相对湿度的函数关系式为公式(7)。其中， TE模式：p1 = 0.06678；p2 = 437.5。 TM模式：p1 = 0.008566；p2 = 631。 二维光子晶体的光子禁带禁带宽度在TE和TM模式下，与相对湿度的关系如图7所示。 图6. 终止波长与湿度之间的关系 图7. 禁带宽度与湿度之间的关系 如图7所示，光子晶体禁带宽度随着环境的相对湿度的增加而减小。在TE模式下，光子晶体的禁带宽度从103.479 nm减少到89.333 nm。在TM模式下，光子晶体的禁带宽度从68.889 nm减少到66.588 nm。在TE模式下的禁带宽度要比在TM模式下的大，在TE模式的禁带宽度变化范围也要更大。经过数据拟合，相对湿度与禁带宽度的函数关系为公式(7)。其中， TE模式：p1 = −0.03481；p2 = 56.27。 TM模式：p1 = −0.04095；p2 = 54.22。
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user: 4. 结论 二维光子晶体的禁带变化与相对湿度的关系可以作为湿度传感器的感湿机理，可以实现传感器对空气相对湿度的探测。二维光子晶体在不同的湿度环境中，起始波长、终止波长、禁带宽度变化呈现明显变化。起始波长变化在TE模式下达1.317 nm，在TM模式下达0.287 nm。终止波长变化在TE模式下达15.462 nm，在TM模式下达2.588 nm。禁带宽度变化在TE模式下达14.145 nm，在TM模式下达2.301 nm。因此，在TE模式下感湿性能更好。特别是湿度在30%~100%之间，对相对湿度的探测更为灵敏。上述仿真实验结果，说明基于二维正方形晶格光子晶体折射特性的湿度传感器式理论上是可行的，可以作为未来深入研究的一个方向。
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user: 摘 要 本文采用时域有限差分方法对二维三角晶格光子晶体的光子禁带湿度特性进行研究，数值模拟了环境湿度对光子禁带的起始波长、终止波长及禁带宽度的影响，并得出了在环境湿度变化的情况下，光子禁带的起始波长、终止波长及禁带宽度随湿度变化的关系。 关键词 :三角晶格，光子禁带，湿度，光子晶体 Copyright © 2019 by author(s) 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 湿度对人体、设备以及建筑的围护结构都有非常重要影响。空气湿度大小会影响人体的新陈代谢，影响设备的运行状态，影响建筑围护结构的保温性能等。因此，对湿度的监测是一项重要的工作。目前，使用较多的是电阻式、露点式氯化锂湿度计。这种传统意义上的湿度传感器在使用过程中有很多局限性。如能量损耗大、灵敏度低等。光学传感器是将光子作为信息测量载体，相对于普通的电子传感器，具有更好的抗干扰能力，以及承载信息的能力。 二十世纪八十年代，光子晶体的概念首先被Yablonovich [ 1 ] 和S. John [ 2 ] 提出。对于目前来说，光子晶体的光子带隙是一个可以将光子作为信息载体的重要研究方向。光子带隙是由于光子晶体内部折射率变化形成的一个频率区间。这个频率区间能够阻隔频率范围内的所有光子的传播。因此，光子在光子晶体中的运动与电子在半导体中的运动是极为相似的。本文涉及的光子带隙即光子禁带。根据光子晶体的这个特性，被应用在很多方面：光子晶体光纤 [ 3 ] [ 4 ] 、光子晶体滤波器 [ 5 ] 、光子晶体偏振光分束器 [ 6 ] 、光子晶体激光器 [ 7 ] 、光子晶体全光开关 [ 8 ] 、光子晶体传感器。本文主要介绍基于三角晶格结构的二维光子晶体，通过建立光子晶体内部结构模型，仿真分析环境中湿度变化，光子晶体光子禁带的变化，分析其感湿原理，验证其作为湿敏元件的可行性。