路径规划典型算法篇1
【关键词】神经动态规划最优路径子问题matlab仿真
为了减轻交通压力，人们越来越关心交通系统的智能化进程。智能交通系统主要的研究方向之一就是动态路径诱导系统，它可根据外出的人们的需求，为驾驶员提供最新的路况信息和最佳路径选择，以此避免交通拥堵现象的发生，从而优化交通状况，最终使交通时时地保持一个合理的动态分配。目前，最优路径选择的方法有很多，但是真正需要解决大型问题时，计算机需要搜索的选择范围太大，传统的动态算法基本上无法处理。1995年，神经动态规划算法被提出，该算法把复杂的问题分成若干子问题，这些子问题被拆分后更容易解决，使计算过程大幅简化，且更容易被计算机处理。采用这种方法，可准确、快速、实时、稳定地选择出最优路径，值得推广。
1神经动态规划概述与核心思想
在解决多阶段决策问题时，动态规划大致思想为：将非常繁琐的原始问题分解为若干个阶段，这些阶段看似不相关，却是相互联系的子阶段，在找到上一阶段的解决方法以后才能处理下一个阶段，依次求出每个阶段的解，最后得到全局最佳的解。多阶段决策问题具备很强的顺序性，同时每个阶段所使用的解决方法也是随着阶段的变化而变化，所以“动态”意义就得以体现。其中交通网中最佳路径的求解就是典型的多阶段决策问题。
在路径优化中，动态规划是一种非常经典的计算方法，但在处理实际问题的时，我们肯定会遇到缺少一个完整信息或者维数灾等一系列问题，所以，引进神经网络对动态规划具有较大的解决实际问题的意义。神经动态规划如图1所示。
2基于神经动态规划算法的最优路径实现
（1）将原来的问题分解成很多个小问题，即子阶段，并且找到每个子阶段的最优解决办法。求解多级问题的步骤为：根据每个问题的特点，划分子阶段。在划分子阶段时，必须按照一定的规则，比如根据执行决策的时间、空间的顺序等。本文用x来表示子阶段变量。
（2）求解状态和状态变量。每个子阶段具体的起始位置可以依靠自然状态来指导，其中客观条件阶段性数目的状态是自然状态中的一种，它传达每个子阶段的关键信息，此外，一组或者无后效性的变量同样可以用来表示状态变量。本文用Hx来表示第x级的状态变量。
（3）求解原问题决策变量和集合。从目前阶段到下一个阶段状态选择时，决策者需要做出恰当的决策，决策变量的范围称为集合。本文用Dx表示决策集合，用Ux表示决策变量。
（4）研究状态转移的方程。假设状态转移方程是：Hx+1=tx（Hx，Ux）。次方程式中tx不定，根据具体问题才能确定，如果Hx确定，一旦变量Ux确定，那么第x+1阶段状态变量（Hx+1）也将确定。
（5）研究指标函数。因为n和vi的递进性和可分离性，所以很容易找到指标函数n和vi之间的关系，显然，指标函数的求解也相对简单化。
（6）动态规划函数的基本方程。边界条件为；
，第x-m阶的最优动态规划函数是。
3仿真结果
将上述模型，在matlab仿真软件上进行模拟仿真，分解原始问题并确定各个子阶段的最佳方案，将这个问题用网格的形式如图2进行表示：a为起始地点，e为目标地点，从起始地点到目标终点有很多路径，假设经过每个节点需要一定的运输成本，在matlab仿真软件上进行仿真后依据动态规则算法的要求，设定好相应的算法模型以及相应的计算公式，这样便可以找到最优路径。
由图2可以非常清楚的看出，成本最低的路线为：或者或者，成本都是110。仿真结果可以看出神经动态规划算法具有较多优点：得到清晰运算结果；很容易找到全局的最优路径；可以找到一组完善的解，有利进一步的分析。
4结语
我们在使用神经动态规划算法来探索最优路径的时候，具有很多优势，首先其具有稳定、可靠的步骤，过程并不复杂，但是给予我们的结果十分清晰明确，且适用于现实生活。使用这种动态规划算法解决复杂的问题时，可以非常容易找到解决方案，而且效率很高。当然，该算法也有一定的局限，但只要我们不断地改进完善，日后继续研究神经动态规划算法，相信一定可以攻克更多的局限，能够使其更好地被应用。
参考文献
[1]谬慧芬，邵小兵.动态规划算法的原理及应用[J].中国科技信息，2006（23）：32.
[2]杨琰，廖伟志，李文敬，杨文，李杰.基于petri网的顾及转向延误的最优路径算法[J].计算机工程与设计，2013（10）.
作者简介
杨超（1994-），男，广东省吴川市人。现在就读于长沙理工大学计算机科学与技术系。
路径规划典型算法篇2
【关键词】移动机器人最优路径规划栅格法a*算法
自从有移动机器人这一概念以后，*成为长期以来研究的最热门的内容之一。移动机器人可研究的领域相对较多，其关键技术有传感器信息结合、创建地图、定位导航、路径规划等。其中核心技术之一是路径规划技术，从起始点到终点，快速在环境地图中找到最短或最佳的无碰撞路径，这是路径规划的主要任务。本文是以“探索者-1”移动机器人作为研究平台。它由多个CpU控制，通过扫描式超声波传感器探测周边环境。当机器人接收到超声障碍信息后，可生成栅格环境地图，并基于迷宫八方向搜索的思想找到最佳路径。
1机器人路径规划环境模型建立
在有障碍的环境中，移动机器人根据传感器发出的信息，生成环境地图，才可以实现路径规划以及导航，而栅格地图、拓展地图、几何三维特征地图是移动机器人生成的环境地图的三种表示方法。当移动机器人在获得信息时，会在一定程度上存在较多的不确定性，这是由传感器差异造成的。由于获得的信息不确定导致处理数据方法也不确定。解决这一问题，概率法，灰色理论，模糊理论等起到一定的作用。
1.1栅格地图的创建
在栅格地图模型中，移动机器人所接收的每个栅格的信息直接与地图中的每个区域相匹配，这样移动机器人就可以根据栅格地图进行定位甚至导航。
“探索者-1”得到环境障碍信息主要途径依托于扫描式超声传感器，但是这种传感器具有盲区、多次反射等缺陷，所以超声信息存在很大的不确定性。因此可采用灰色系统理论来创建完善的栅格地图模型。
1.2栅格地图创建实验结果
以“探索者-1”移动机器人作为实验对象进行实验，实验环境和实验结果如图1所示。
实验结果：采用栅格法，有一定的辨别真伪能力，能够有准备地描绘所需要的环境地图。
2a*路径规划算法与传统算法的比较优势
传统算法生成的相邻子节点的作用是相同的，且不分先后顺序。如果不利用优先级的子节点生成策略，会产生许多问题，比如没有考虑机器人的宽度，而生成越过障碍物顶点栅格顶格的路径规划。a*路径规划算法是一种非常经典的启发式搜索算法，它的估计函数计算式为：f（x）=g（x）+h（x），其中f（x）为节点x的估价函数；g（x）为实际代价；h（x）是最佳路径的估价，在函数中作用最大。另外，估价函数决定着a*算法的正确与否。取g（x）在状态空间到x节点的深度，如图2所示。其中h（x）的计算方法为：h（x）=|Xd―Xs|+|Yd―Ys|。式中：（Xd，Yd）表示目标点坐标，（Xs，Ys）表示当前点坐标。
3改进a*路径规划的算法
机器人定位前，a*算法已规划好最佳的路径，但路径中夹杂了多余的点坐标，当移动机器人到达拐点处时，不能自行地调整姿态。因此，我们对a*算法提出两个方面的改进：
（1）简化坐标点，除去冗余的坐标点，只剩下起点、拐点和终点。
（2）解出拐点处的旋转方向和最小角度，当机器人到达拐点处时，根据角度和方向自行处理自己的位态。用a*规划任意路径，通过实验证明它的正确性，如图3中a所示。
改进a*算法后的路径规划如图3中B所示，路径只包含起点1、拐点3、6、8、9和终点11。
4仿真分析
为了验证a*算法的可靠性，在不同环境下，可选用编译工具matlab7.0对移动机器人进行路径规划仿真。其结果表明：采用改进的a*路径规划算法，使得要计算的路径点减少，且当机器人到达拐点处时，能够自动调节位态，使移动机器人更好地自主定位。
5结语
基于a*路径规划算法移动机器人，找到的最优路径要满足几何长度的最短与时间最短的条件，只有这样的无碰路径才是最优路径。在栅格环境下，采用a*算法的移动机器人其实并不能完美满足实际应用，为了使其路径更加完美，则需要继续地实验论证，期待未来的移动机器人不但可让路径简单化，而且还能找到其在拐角处旋转的方向和角度，满足定位要求。
参考文献
路径规划典型算法篇3
关键词：电力规划；规划全过程；城市发展规划配套；epGiS深化应用；规划数据全采集
引言
由于城市建设提速、道路改造频繁，电力部门所做的城市电网规划不适应、跟不上发展的节奏，各类工商业区、旧城区改造后新增的成百上千倍的供电量不能做到有效预测，以致在电网规划中不能及时体现，电网中短期规划调整由于数据衔接不畅满足不了城市快速发展的要求。某些时期政府规划特别是道路建设有很大的随意性，给电网规划带来困难。
尤其是近三年来，太原城市道路改造工作的快速推进，着实解决了制约都市建设的主要因素。太原空间布局“一城独大”，城市中心区聚集了太多的行政、产业、人口及服务，不仅造成了交通的拥堵，也造成了空间结构的失衡。产业、基础设施和人口从市中心区疏解到城市周边，会迅速带动县域经济的崛起，实现全市城乡的均衡发展。可以预见，随着道路基础设施不断完善，对电力资源的要求逐步提升，提升电力规划工作的合理、科学性，为城市建设提速是电力企业的重要责任。
1项目主要内容
针对上述情况，亟需建立一套以先进的规划理论、规划方法为指导，通过多项数据来源和接口，构建模型，建立电力电网规划辅助及决策风险分析的研究与应用的信息化系统。具有使用方便、结果直观，图形信息全的优点，结合城市规划发展，形成对电网规划工作的全过程管控与技术支撑，整个系统能够诠释理论与专家经验的结合，科学性与实用性的统一，从而完成结构合理、界面友好、扩展性强的电网规划辅助平台构建。结合城市建设发展规划为电网规划设计人员提供全面的源头资料，提高城市电网的规划设计水平。从规划的各个时期、层面做好分析工作，使经济效益的观点寓于城网规划之中，使供电企业的效益有机的增长。
2项目设计思路
项目将按照电网空间信息服务平台，电网规划资源信息库，电网数字化辅助规划三个部分研究实施。
电网空间信息服务平台：通过国网epGiS平台提供的相关空间分析服务对电网现状（供电能力、负荷分析预测等）分析提供技术支持。
电网规划资源信息库：主要为电网规划提供相关数据功能，包括接入地理信息数据、卫星影像数据、国网GiS平台数据、营销数据等，为电网规划提供主要的数据支撑。
电网数字化辅助规划：主要对供电区域的空间分析计算，提供需求预测、负荷与电源分析、电气计算、项目统计、数据分析、经济评价、指标评估、风险评估、成果辅助管理等。
3项目研究路线
项目通过对地市供电公司及下属技术支撑单位的电网规划工作范围、特点及需求的详细分析形成了对规划工作启动阶段、编制阶段和审查实施阶段的全过程信息化、规范化辅助，具体包括：
规划前期：通过上级规划方案分析形成对本单位规划范围及内容的初步理解，并根据需求整合现有各类非电力规划资源，如市政发展规划、产业推动计划等，依托epGiS数据接入实现包括电网规划、电源规划、能源资源、地理地质、电网架构、电量负荷、典型设备电气参数等各类重要数据。并针对规划区域针对性分析现状。为规划工作的开展提供准确、全面的数据和科学、有效的前期分析工具。
规划中期：依据前期调研收集的各种规划数据及当前的现状分析，提供为负荷与电源分析、需求预测及潮流计算等辅助计算工具，使规划人员从繁琐的人工计算中解脱出来，最终形成线路布线和优化、变电站选址定位等功能辅助规划方案的形成。
规划后期：实现规划方案初稿产生后的方案评估、经济评价、方案评审及数字化方案资料移交，针对规划成果提供多样化展示，并形成规划方案资源库，便于检索查询为方案规划工作提供典型经验。
4项目主要特点
4.1实现epGiS平台接入
国网GiS平台服务的请求报文采用Soap方式，涉及到空间图形数据时采用GmL标准格式进行封装，采用标准的XmL接入规范实现。
根据国网GiS平台的开放接口实现基础地理数据的接入、图形服务的接入、业务功能的接入。
基础地理数据接入：包括基础地理信息数据（铁路、河流、公路、省界、市界、县界、收费站、乡间小路等）、卫图影像、输电线路、杆塔、变电站及站内设备矢量数据。
图形服务接入：包括图形浏览服务、矢量图形服务、专题图服务、空间分析服务、查询定位服务、电网拓扑分析服务、切片地图服务。
业务功能接入：电力线路走廊分析、最短路径分析、供电能力分析、供电半径分析。
4.2负荷预测
负荷预测是电网规划中的基础性工作，它为电网规划提供了必不可少的基础数据，其精度的高低直接影响着整个规划工作的优劣。负荷预测涉及的范围广泛，影响负荷的因素很多且具有不确定性，预测的方法和模型众多且各有其优缺点和适用场合，预测的思路也千差万别，所以准确的负荷预测难度很大。
在各途径结果相互校核的基础上，通过专家干预，最终确定目标年各项预测结果。按年度分区，分电压等级收集和积累最大负荷数据，根据电网地理分布、变电站主变、线路及大用户的典型日、最大负荷计算分区最大负荷和区块间的同时率，绘制全市负荷分布图，并实现任意划定区域内的负荷统计等功能。分析各分区的负荷密度、增长率、电网密度和负荷的匹配情况。
4.3潮流计算
潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件（线路、变压器等）是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、p-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。目前主要的潮流计算方法研究方向为牛顿法及p-Q分解法在算法模型上的优化。
路径规划典型算法篇4
关键词：智能交通a*算法静态路径规划
中图分类号：p285文献标识码：a文章编号：1007-9416（2013）09-0117-02
1引言
城市交通道路的复杂性，固定意识的出行路径引发的严重交通堵塞，使出行者迫切需要获得正确的出行路径；出行过程中，对不熟知地理环境和周围交通状况的把握和了解；车辆及出行者对社会服务的急迫需要；荒野作业过程中的道路迷失。我们可以得出一个重要的结论，就是随着出行者活动范围的不断扩大，人们迫切需要对车辆自身所处的位置及周围环境有更有效的认识，并作出理性的判定[1]。有效调高出行车辆行驶过程中的路径规划效果是解决城市交通堵塞的重要方法。
2建立静态路径规划数学模型
对于最优道路路径规划策略的研究上来说，道路口节点和路径就可以对智能交通网进行数学逻辑上的描述，这一个基本的数字路网模型图可以表示为：
（2.1）
式中：G为智能交通道路的基本电子路网模型；n为道路网络路口节点的集合，ni为表示道路路网的任意一个节点，xi，yi为该任意节点的横和纵坐标；R为道路路网层路径的ri集合，为道路路网任意一段路径，为两个道路口节点之间或任意一条道路径的权重值。
依据智能交通原始电子地图，创建交通路网的空间拓扑结构相图G，以此为基础建立静态路径规划数学模型，模型具体描述如下：
2.1定义智能交通路网的权值变量
实际智能交通中的两道路口节点，相关的任意道路径都含有一个权值，依据电路的常用定义规则，称为道路阻抗，描述了车辆行驶过程中通过该道路路径所要消耗的能量变量值，该值可以定义：道路路径的空间距离、通过该道路路径所需时间、车辆行驶路程缴费，依据用户所关心的目标函数可以采用不同的权值测量方法。
最优路径规划的目标函数为：车辆行驶过程中的始末道路最短路径Distancemin。设，式中为车辆行驶过程中的路径值，。
最优路径规划的目标函数为：车辆行驶过程中的始末道路最短时间Distancemin。设，式中为道路路径的宽度和等级，，为系数。假设车辆的平均速度与道路路径的宽度和等级成正比。
此外，据用户所关心的目标函数可以采用不同的权值测量方法，最优路径规划的目标函数为车辆行驶路程缴费最小的情况时，需要考虑车辆行驶过程中的道路的收费和油耗，并忽略车辆其他损耗。
2.2最优路径规划的目标函数t
依据用户所关心的目标函数t，可以采用不同的定义方法。通常在最优路径规划策略考虑，始末道路节点的路径最短、及车辆耗时最小等。
车辆在智能交通网络的行驶过程中，始末道路口节点之间的道路径，分为m条路径，车辆通过每条路径的时间为。最优路径规划的目标函数t定义为：
标函数t为最小路径：
；（2.2）
标函数t为最小路径：
，（2.3）
因为：
（2.4）
则：
（2.5）
3a-star算法设计
a-star算法是一种路径规划过程中比较经典的预测方式的搜索算法。采用智能交通网的全局信息变量，通过选择合理的预测估计评价函数，预设置优先查询的到路径方向，以减少搜索的道路口节点及路径的路段个数，实现查询的最优效率。以道路口节点之间的欧式距离及道路等级为a-star算法预测启发式的评价指标，定义如下所示：
（3.1）
其中，是始点到当前节点之间实际所产生的通过道路路径的费用，即是始末两节点之间的，每段路径的道路等级乘以道路的路径长度相加的代数和，是当前节点到目的地节点的最小代价值，本文取当前节点到目的地节点的欧式距离，为表智能交通道路分类序号值，取值为0、1、2；选择道路等级作为算法价值的评价指标，主要是考虑智能交通网中的高等级路，道路的路况及安全系数较高，虽然不是车辆行驶过程中的最短路径，但是可以给行车者带来精神放松，提升交通安全指标。a-star算法主程序框图如图3.1所示。
4实验研究
车辆的静态最优路径轨迹规划，以复杂情况较大的北京市东城区的三环和四环之间的道路网数据为路径规划源。东西距离10Km，南北距离4Km。技术平台支持：interpentium41.8GHz，512m内存，microsoftwindowsserver2003操作系统。采用道路网道路功能的两层分类：略图层和详图层，细线为略图层网络结构，粗线为详图层网络结构。交通网略图层包含道路的路径段178条，道路口节点数53个，交通管制的转向限制为8条；详图层包括道路路径段2031条，道路口节点1419个，交通管制的转向限制为2307条。在路径规划仿真平台中，任意选择车辆行驶路径的始末点，a*实验结果统计如表4.1所示。
5结语
在智能交通网中的静态路径规划算法研究中，具有启发式的a*算法能够实现车辆的静态最优路径规划，最优路径规划策略能够直接有效的提高道路的使用效率。减少城市交通堵塞情况的产生，可以做到节能减排的效果，产生更多的经济和社会效益。
参考文献
[1]常青，杨东凯，寇艳红，张其善.车辆导航定位方法及应用[m].北京：机械工业出版社，2005.
[2]陆化普.智能交通运输系统.北京：人民交通出版社，2002.
[3]G.a.Giannopoulostheapplicationofinformationandcommunicationtechnologiesintransport.europeanJournalofoperationalResearch152（2010）：302-320.
路径规划典型算法篇5
文章提出了一种基于时间成本的物流线路优化方法，通过科学规划配送线路、平衡每日订单分布等方式，使卷烟网络分布更加合理，进一步降低固定投入和業务成本，提高供应链管理水平。
二、算法模型
基于时间成本的物流线路优化计算主要运用到三个求解算法，分别是聚类算法、最优路径算法和订单日规划算法。基本求解方案是：第一步按照车辆装载率完成对客户兴趣点聚类；第二步细致优化配送路径；第三步平衡每日订单分布。
1.聚类算法
聚类是空间数据挖掘中的一个重要研究领域，是指将物理的或抽象的对象分组成为由类似对象组成的多个类（簇）的过程。
以绍兴烟草为例，聚类计算时首先采用自下而上的一阶段方法对全地区26000个零售户点进行聚类，获得411个初始聚类结果。再根据实际需求，按照类容量将前408个类作为直接指派的初始类核，以配送车装载率90%作为类容量上限，进行直接指派聚类，最终获得聚类结果。
2.最优路径算法
最优路径算法的目标是寻找给定起点和终点间的最短路径，文章采用Dijkstra（迪杰斯特拉）算法。Dijkstra算法是典型的单源最短路径算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。
⑴初始时，S只包含源点，即S=v。U包含除v外的其他顶点，U中顶点u对应的距离值为边上的权（若v与u有边）或（若u不是v的出边邻接点）。
⑵从U中选取一个距离v最小的顶点k，把k，加入S中（该选定的距离就是v到k的最短路径长度）。
⑶以k为新考虑的中间点，修改U中各顶点的距离；若从源点v到顶点u的距离（经过顶点k）比原来距离（不经过顶点k）短，则修改顶点u的距离值，修改后的距离值为顶点k的距离加上边上的权。
⑷重复步骤（2）和（3）直到所有顶点都包含在S中。
3.配送工作量模型和订单日规划算法
进行订单日规划时，文章引入工作量模型概念，将综合作业时间作为线路优化的单一标准，把送货户数、送货量、行驶里程等多维度统一转换成工作时间，解决线路优化时指标过多，计算困难的问题。
综合作业时间=装车交接时间+车辆行驶时间+基本服务时间+客户交接时间+现金缴款时间。装车交接时间=（装车准备时间车次）+（装车框数单框装车时间）
订单日规划算法的目标是确定各配送线路的配送车辆和配送日，规划要求满足以下约束条件：车辆数最少；一周内各配送车辆工作时间基本均衡；每天各配送车辆工作时间基本均衡；每天工作时间上限设定6.5小时。
订单日规划算法模型：
约束条件：
（1.1）
（1.2）
（1.3）
（1.4）
i需要安排的路线序号；取值范围从1到路线的最大数；
j送货车序号；取值范围从1到指定车辆数；
k订单日的序号；取值范围从1到5，表示一周配送5天；
b每天所有车辆工作时间的上限；
c每辆车一周工作量上限；
d每辆车每天工作量的上限，d为6.5小时。
公式（1.1）一条路线有却只能有某辆车在某一天配送；
公式（1.2）每天所有车
的工作量不能超过上限b；
公式（1.3）每辆车每周的工作量不能超过上限c；
公式（1.4）每辆车一天的工作量不能超过上限d。
路径规划典型算法篇6
作为深度覆盖的主要手段之一，室内覆盖在移动通信建设中已存在了十数年时间，然而在现有网络中，室内覆盖的效果仍然存在这一些弱覆盖情况，并集中体现在对居民住宅、密集建筑城中村等的覆盖中。因此，本文将研究一套通过理论计算来初步评估室内覆盖建设方案能否达到信号覆盖强度要求的方法，便于指导方案制定和工程建设。
二、室外天线覆盖室内情况分析
在临近楼宇顶层或小区绿地设置天线，覆盖目标楼宇。其中假设：天线距离目标楼宇水平距离为d，天线垂直半功率角度为θ，使用天线主方向增益为G，目标楼宇完整处于天线半功率角辐射范围内，天线至目标建筑直接无阻挡，信号传播产生的多径分量与衍射分量与达到建筑后入射角损耗可量比抵消。
由于此类覆盖模式中，天线离接收端距离约在20～300米范围内，因此不符合准平坦地市经验模型要求（1km～10km），需使用确定模型来进行计算。
比较经典的确定模型是欧洲电信科学技术研究联合推荐的“Cost231-walfish-ikegami”电波传播衰减计算模型，该模型为非修正确定模型，适用范围20m～5km的小区型覆盖，分为可视模型和非可视模型两部分，本次讨论中仅应用其可视模型部分：
L=42.6+26lgD（km）+20lgF（mHz）
计算中假设天线馈入功率为5dBm，天线主波瓣增益G=11dBi，半功率角度θ=60°，天馈连接损耗1dB，折合天馈erip=15dBm，波瓣边缘强度削减3dB，边缘输出为12dBm；频率F取wCDma下行频段中值2140mHz，若取典型天线距离30米，则室外边缘接收信号强度为：
Rx=tx+G-1-3-（42.6+26lg（d/cosθ）+20lgF）
=5+11-1-3-（42.6+26lg（30/cos（60°）+20lg（2140）））=-59dBm
根据对北方城市建筑物穿透损耗的测试，典型损耗值如下：
室内接收电平Rx_indoor=Rx穿透损耗
如穿透外窗玻璃入射，则室内接收电平为-65dBm
如穿透水泥实墙入射，则室内接收电平为-74～-89dBm
阴影衰落标准差典型取值8dB，在75%边缘覆盖率折合90%覆盖概率时，对数正态衰落储备余量为5.5dB
室内环境电波传播损耗可采用对数距离路径损耗模型计算，即：
L=L（d0）+10・n・lg（d/d0）
其中：
d0为参考距离，即发射机到参考点的距离；
L（d0）为发射机至参考点处的路径损耗；
d为总传播距离；
n为平均路径损耗指数，经验模型中，有隔间的室内环境取值为4.69。
按照接收电平值-85dBm的目标要求，计算上述事例中，通过玻璃窗入射的情况下，覆盖室内距离为：
而对于没有窗户的建筑，从外墙直接穿透覆盖的情况下，覆盖室内距离为：
三、室内天线覆盖室内情况分析
从户门口放置天线点覆盖室内的方式上看，信号的传播损失主要由空间传播损耗和墙体穿透损耗两大部分组成，其中又以穿透损耗为最大影响，包括了墙体材质、穿透墙体的数量两个方面。
接收电平Rx≈erip-Lpath-Sum（L1+L2……Ln）-ShadowFading
其中：erip为天线点等效发射功率，通常wCDma天线点馈入功率约为5dBm，全向吸顶天线增益3dBi，连接损耗1dB，则erip通常为7dBm；
Lpath为空间传播损耗，由于天线点距离覆盖目标较近，可采用自由空间传播损耗公式计算，Lpat=32.45+20lg（d）+20lg（f）；
Sum（L1+L2……Ln）为墙体穿透损耗，其中Ln为第n面墙体的穿透损耗值；
ShadowFading在室内环境通常取5.5dB。
根据接收电平大于-85dBm的情况计算得到覆盖距离与穿透墙体的关系。
三、结论
参考上述计算过程与计算事例，可初步估计出设计方案对建筑室内覆盖的信号强度阈值，能够一定程度上避免室内覆盖建设后弱区盲区的大量出现。
路径规划典型算法篇7
关键词：wCDma网络规划要点优化措施
1、引言
现代通信工程的建设往往追求取得预期的经济效益同时也注重获得良好的社会效益，所以对wCDma网络的建设与扩容来说，进行科学合理的规划以降低投入增加效益，就显得尤为重要。
第三代移动通信系统简称3G，最早由国际电信联盟（i-tU）提出，它是采用宽带码分多址数字技术的新一代通信系统。imt-2000（internationalmobiletelecommunications-2000）是定义的第三代无线通信的全球标准。笔者结合工作实践经验，就wCDma的技术特征，其网络规划要点与具体方法做以下探讨与分析：
2、wCDma技术特征分析
wCDma是新一代移动通信网络，其技术特点表现在以下几个方面：(1)系统码分多址接入方式的典型特；(2)该系统具有软容量性；(3)可为用户提供灵活、广泛的多种类型的业务，在相同的传播环境下，系统要求达到不同的传输目标值，如在高速运动情况下达144kbps，在步行情况下达384kbps，在室内环境下达2mbps。从当前的技术条件来看，针对第一、二代通信系统的主要弊端在第三代移动通信系统中得到了极大的改善。作为当前最先进的移动通信网络，其最大优势就是可以实现个人终端用户在全球范围内的任何时间、任何地点、与任何人、用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。第三代移动通信系统包括wCDma、CDma、tD-SCDma3种技术标准。因此，第三代移动通信系统已经完成了具体设计、规划过程，并且在多个国家和地区进入了运营阶段。
3、wCDma网络规划要点与内容
3、1wCDma规划要点
网络规划作为通信网络建设中的重要组成部分，其科学性、合理性将直降影响到建成网络所获取的经济效益和社会效益。与GSm系统相比较，wCDma网路规划的技术要点主要从频率规划、容量分析、覆盖分析、导频污染这几个方面展开工作，具体来说：
(1)频率规划：wCDma频率复用因子为1，主要是通过扰码和正交码字来区分用户和小区；考虑到其容量覆盖直接受到网络干扰的影响，因此在进行规划时就必须对如何减少不必要的干扰采取相应的方案与措施。
(2)容量分析：相对而言，在GSm系统中，其容量、覆盖、质量之间可以独立分析、对立设计，彼此之间没有直接的联系，因此GSm网络规划设计的难点是频率规划。相反，由于wCDma是自干扰系统，容量、覆盖、质量之间联系紧密，因此进行规划设计时对容量的分析必须考虑到其相关因素的影响。
(3)导频污染：导频污染是影响通信网络性能的重要因素，它是wCDma系统所特有。其影响在于增加了网络干扰，同时使得切换等算法不能有效工作。因此，这是wCDma网络规划中的需要进行合理的技术内容。
(4)覆盖分析：由于wCDma属于干扰受限系统，一方面其覆盖取决于最大发射功率，另一方面也和系统负荷相关。基于此，我们在进行规划时就需要对覆盖和容量的关系进行综合考虑，保证设计性能指标能满足需求。
3、2wCDma无线网络规划过程
从规划内容和流程上来讲，wCDma无线网络规划设计到的环节非常多，内容也十分广泛，详细规划内容及流程见图1。其主要的规划过程和内容如下：
(1)规划前期分析：网络的规划前期工作是非常重要的阶段，主要是对规划优化过程的输入信息进行采集与分析。主要包括描述目标区域无限传播环境的一些信息，比如区域类型信息、传播条件、覆盖区域等；同时也包括与目标设计容量相关的信息，比如业务密度信息、用户增长预测、可用频段等这些重要的信息与数据。
(2)初步规划：在完成了上述工作以后，就可以进行网络初步分析，进而得出大致的链路预算情况，比如所需的基站的大致数目以及基站的大致配置这些方面的具体情况。
(3)精确规划：在这一阶段，主要是结合各种算法对输入参数根据wCDma系统的特点进行详细分析，然后得到详细的规划内容。
(4)最终方案的确定：最终确定基数数量、配置、位置、天线高度、天线倾角和系统容量，从而得到一个详细的无线网络规划方案。
图1wCDma无线网络规划流程
4、wCDma网络容量与覆盖规划的具体实施
4、1网络覆盖规划
wCDma网的覆盖规划主要是借助于链路预算对网络的覆盖能力分析。链路预算是对一条通信链路中的各种损耗和增益的核算。
(1)前向链路预算；对于前向链路而言，基站所能忍受的最大路径损耗由以下公式计算得出：
L1=基站最大发射功率＋基站发射天线增益－基站馈线损耗＋移动台天线增益－人体损耗－衰落余量－穿透损耗+软切换增益－干扰余量
(2)反向链路预算；对于反向链路而言，基站所能忍受的最大路径损耗由以下公式计算得出：
L2=移动台发射功率＋移动台天线增益－人体损耗－基站馈线损耗＋基站接收天线增益＋软切换增益－穿透损耗－衰落余量－功控余量－干扰余量－基站接收灵敏度
在网络规划中，反向小区覆盖比前向链路小区覆盖更为重要，这是因为，在反向链路预算中，各种因素或为已知，或可准确估计，因此，结果较为可靠。而前向链路不可预测因素较多，因网络具体情况而不同，无法给出一个通用的取值。因此，计算反向链路更有实际意义。
4、2网络容量规划
网络的容量规划必须同时满足业务容量和覆盖目标这两方面的要求。后者必须先得到满足。在满足覆盖要求后，我们将根据话务量统计信息来考虑容量问题。
(1)话务分布；话务量主要集中在大中城市，在城市的市中心又形成一个较为集中的话务密集区，在这样的区域内，一般还存在局部的更高的话务热点，而郊县的话务量较低。建网初期可以根据现有GSm网话务分布对覆盖区域进行分类，分布估算出每类区域的3G业务量需求。
(2)话务预测；话务预测可以有以下两种：1)根据当地经济、人口等因素预测用户分布；2)依据现有系统的用户分布。话务密度预测的方法可以利用小区规划软件，借助于数字地图，将预测的总话务量输入计算机，小区规划软件就根据现有话务分布情况，生成话务分布图。
(3)基站小区容量计算；wCDma是个干扰受限的系统，它的容量是“软容量”，下面计算典型的12.2KbpsamR话音的容量。假设条件如下：扩频带宽3.84mHz，数据速率12.2kbps、GoS2%、话音激活因子40%、来自其它小区的干扰65%功率控制的标准偏差2.5dB、路径损耗指数4、阴影余量的标准偏差8dB、软切换的信道附加因数0.85，此时可以算得wCDma的单扇区容量是60爱尔兰，相当于70个话音信道（基本信道）。
路径规划典型算法篇8
关键词：虚拟现实；unity3D；优化模型；贴图
中图分类号：tp311文献标识码：a文章编号：1009-3044（2015）25-0156-02
implementationofaRoamingSystembasedonUnity
LiUKai
（nanYanginstituteoftechnology，nanyang473000，China）
abstract：withthecontinuousdevelopmentofthemodernscienceandtechnology，3-Dvirtualsimulationtechnologygraduallycomestopeople'sdailylife，whichhelpspeoplehavepossibleassessmentandpredictionaboutwhatiscomingon.3-Dconstructionroamingisoneofmethodwhich3-Dvirtualsimulationtechnologyismostwidelyused，byvirtualroamingitcanrealizetheselectionoftouristdestination，thepurchaseofrealestateandsoon.thetopicofthisthesisisanancienttowninVirtualRoaming，whichhighlightersantiqueChineseclassicaltown.
Keywords：virtualreality；unity3D；optimzation；bakingtextures
1引言
伴随着网络和计算机技术的发展，三维虚拟仿真技术在人们日常生活中的应用已经逐渐普及开来。建筑漫游是虚拟漫游的一个重要分支，通过三维软件制作三维模型，然后将所制作的三维模型导入游戏引擎或者虚拟现实软件中来实现相关的虚拟漫游功能，来实现计算机程序与体验者的交互。在国内，3D游戏引擎作为近年迅速崛起的一项技术，种类繁多，呈百家争鸣之势，本文选用的是Unity3D游戏引擎，来完成一个中国古典小镇的三维漫游，使体验者通过漫游功能和交互体验来感受小镇秀丽的自然风光，并借此来向体验者宣扬中国古代建筑文化，是体验者能够更加了解中国古典文化。
2开发流程分析与实现
2.1虚拟漫游开发流程
三维漫游着重注意的应该是体验者的体验感受，因此对三维漫游应该具有以下功能：在体验者刚进入虚拟漫游程序时，镜头以一个固定的路径与视角运行，对古典小镇进行一个全景展示。要给体验者一个全景的感受，在半空中固定一个视角，使体验者可以在古典小镇上空360度观察小镇。让体验者可以在小镇中自由行走、参观，自由参观古典小镇中的美景。
根据三维漫游想要实现的功能，实现该系统需要经过以下流程：包括素材收集、模型灯光材质、界面的设计、脚本的编写等一系列的过程，具体如图1所示：
2.2系统实现
2.2.1场景实现
数字化建模是整个漫游动画中的第一步也是至关重要的一步，三维漫游所展现给体验者的就是数字模型的部分，体验者可以通过视觉来观察三维模型的外形、材质以及位置等来直观的感受整个场景。三维模型也是之后进行三维漫游创建的基础，对三维模型的创建要正确、简洁，否则在之后的工作中就会出现意想不到的错误，导致工作无法继续进行，甚至从头返工。下面在前期准备的素材和模型的基础上对场景进行搭建。
首先是城镇的地形模型。地形模型的创建比较简单，原本对地形的规划如图2所示，在进行建模时发现如果按照规划的进行建模，那么场景的复杂度会远远增加，这样会使系统的负荷远远增加，所以在建模时对地形模型进行了简化建模，建模的步骤为画线将地形的轮廓勾勒出来，然后转换成为可编辑多边形，进行调整。
然后，对山地模型进行制作。山地模型在3dsmax软件中制作需要创建一个平面，将平面的纵横比调节的很高才能获得比较好的效果，这样会增加游戏引擎的负担，所以地形模型选择在Unity游戏引擎中制作。进入Unity界面，点击工具栏“GameobjectCreatotherterrain”创建一个Unity系统自带地形，在此界面内，按照规划对地形进行编辑，并添加树木、草地等地形对象。
模型的制作完成之后，要对模型进行贴图的绘制，在此即要用到photoshop图形编辑软件和渲染出来的UVw模板，将在开始制作之前就收集好的素材，根据渲染的UVw模板的位置，将图片处理为符合模型UVw的贴图，将贴图赋予模型。
2.2.2漫游实现
首先，声明texture2D变量，数量根据自己的需求来定，这是Unity游戏引擎的GUi图片自定义，我们可以通过这些变量将自己在外部制作的图片导入Unity中，使用这些图片来作为自己的Ui，提高显示效果。
其次，我们要通过自定的变量和系统自定义的封装函数来获取运行时屏幕的宽高数据，并通过计算获得比例，将比例值赋予自定义的屏幕数据和按钮位置，来达到使Ui自适应屏幕的功能。
然后，编写场景跳转程序，通过加载Unity自带的封装函数，来调整按钮的位置，并通过函数来实现场景之间的跳转。其中的自适应屏幕代码：
sw=Screen.width/sw；
sH=Screen.height/sh；
Screen.width-400*sw，Screen.height-570*sH，120*sw，120*sH
场景跳转代码：
if（GUi.Button（Rect（Screen.width-400*sw，Screen.height-570*sH，120*sw，120*sH），v_01））{application.LoadLevel（"1"）；}
在漫游实现过程中，需要添加一个固定视角的场景和一个可以自动漫游的脚本，通过这两个脚本实现以下功能：
1）路径动画展示
路径动画是绘制一个路径，将摄像机吸附在路径上，并指定摄像机的目标，实现一个路径动画展示。首先，通过itween绘制一个路径，将路径调整到适当的位置，并新建一个目标物体摆放在适当的位置。然后，通过编写脚本，将摄像机吸附在路径上，控制摄像机的速度，并为摄像机指定目标物体。
itween.moveto（this.gameobject，itween.Hash（"path"，itweenpath.Getpath（"mypath"），"time"，100，"movetopath"，false，"easytype"，itween.easetype.linear））；
以上代码为设定路径动画的相关选项，分别是获取路径、动画总体时间、是否从路径起点开始、移动类型，通过这几个参数来设定路径动画。
2）固定视角展示
固定视角展示是通过脚本控制摄像机在固定的视角进行旋转观赏，让体验者在指定位置观察小镇全貌。
在Unity工程视图中点击右键导入Unity工程包“importpackageCharacterController”。在工程试图中选择CharacterControllers文件夹，里面包含一个第三人称的角色控制和一个第一人称的角色控制。在此，我们将第一人称控制器拖放到Hierarchy视图中去，第一人称的预设物体就会出现在世界坐标轴的原点位置，这样可以减少因直接拖放到视图中出现的错误和产生的调节困难。
通过移动将第一人称控制器移动到场景的上方，取消第一人称的重力，通过脚本上的接口限制第一人称控制器的旋转角度。
3）移动视角展示
移动视角展示为导入Unity的第一人称控制包，让体验者可以在小镇中自由漫游，体验小镇风景。移动视角展示同样需要导入一个第一人称控制器，所以导入与添加和固定视角相同，不再赘述。
将第一人称视角通过移动工具调节至相应的位置，对参与碰撞的场景物体添加面碰撞，选择物体“ComponentphysicsmeshCollider”完成设置。
完成后的漫游系统及演示效果如图3所示：
3结束语
本文以Unity3D游戏引擎为基础，实现了具有基本漫游功能及简单场景设置的小镇漫游系统。针对本系统实时性及逼真性进一步改进的考虑，今后的工作包括：地形匹配问题；基于遮挡裁剪技术的高效场景优化问题；用户交互问题等。
参考文献：
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路径规划典型算法篇9
关键词：顾屯流域；治沟造地；措施；综合治理
1项目概况
项目区建设地点位于距延安市区约40km的甘谷驿镇唐坪川流域的顾屯沟和何家沟两条支沟，涉及顾屯村、疙瘩村、何村、背河村、唐坪村、薛家沟村、何家沟村和小张沟村8个行政村。项目区总土地面积399.95hm2，建设规模为394.96hm2（5924.4亩），工程等别为Ⅲ等。
项目区属于典型的黄土丘陵沟壑二副区，两条沟道内的支沟呈“树枝状”分布；地貌由梁峁、沟坡、沟床三个单元组成，以坡为主，沟壑纵横、梁峁林立、沟谷深切、地形破碎，两岸覆盖大量黄土。顾屯沟全长12.5km，流域面积24.12km2，沟壑密度3.6km/km2左右，沟道平均比降3.2%，从上游到下游主沟道断面呈“U”形，沟道宽度52m～110m不等。
2治沟工程现状
顾屯沟道较为宽阔，自然冲刷而成的过水沟槽两侧的沟谷阶地，部分被当地农民自发平整，田块零散、大小不一，田面高低不平，耕作不便。沟谷距塬面高差约30～70m，坡度在15°以上；沟道下游距沟口有3.42km的主排洪渠运行情况整体较好，部分地段淤积严重，需进行疏浚。何家沟沟道较为宽阔，但田块零星破碎，难以机械化耕种，无法规模化生产。沟内除原有耕地外，多为其他草地；沟道内无骨干控制工程，仅有小型淤地坝2座，现已基本淤平；排洪主要依靠降雨地面径流冲刷形成的冲沟，冲沟内杂草纵生，淤积严重；沟谷距塬面高差约30～50m，坡度在15°以上；沟内亦有涌泉和岩层渗水，形成常流水，水量很小，常年流量约0.01m3/s左右。
3综合治理思路
顾屯流域的治沟造地综合治理从当地的自然条件和社会经济条件出发，以增加耕地面积、保护生态环境为基础，以促进农民增收、发展该地经济为目的，努力将顾屯流域建成黄土高原的精品示范流域。
综合治理的技术路线是：土地平整――完善沟道防洪工程――田间道路工程――生态防护工程。项目区土地利用布局规划沟谷以坝阶地为主，对两侧坡地进行削坡回填沟道自然冲沟，根据沟道自然比降，对坝阶地进行台阶式布局，扩大坝阶地面积；在坝阶地台阶处修建土挡墙，截蓄雨水，收雨保墒，使农田防洪能力达到20年一遇标准。另外对沟道中下游两侧缓坡地改造为梯田。通过土地整治，增加有效耕地面积，提高耕地质量。
4具体措施
4.1土地平整工程
根据沟道自然比降，对坝阶地进行台阶式布局，扩大坝阶地面积。顾屯流域通过在坝阶地台阶处修建土挡墙，截蓄雨水，收雨保墒，使农田防洪能力达到20年一遇标准。在顾屯沟修建的5座淤地坝迎水坡前依托自然地势布设5座调蓄池，何家沟布设2座调蓄池，对连阴雨或暴雨形成的下泄水流进行控制，保护规划坝阶地安全。根据淤地坝和土地平整布设规划，埋设灌溉管道、修建排洪渠、渗水井等工程。
将项目区的土地分成坝阶地平整区和梯田平整区，规划沟道的沟谷由沟掌到沟口按坝阶地进行台阶式布局，采用分级削坡取土填沟的方式进行坝阶地平整。其具体做法如下：选取典型沟道进行剖析，测算出在25°以下沟坡上削坡，不同坡度与增加耕地面积和借土方量的关系，测算数据显示：以1m为单位，削坡坡比为1：0.75，坡度为15°坡面，当削坡高度为4m时，可增加耕地7.0，取土17.43m?；当削坡高度达到20m时，可增加耕地24.3，取土242.3m?；随着坡度的增加，削坡增加耕地面积减少和取土方量相应增加，坡度大于45°以上削坡基本上不增加耕地面积，且产生大量的土方，因此本项目严格控制在25°以下的地段进行削坡。施工中应根据地质条件及时调整开挖坡比等，保证边坡稳定，不发生滑坡等次生灾害。通过表土剥离与保留、耕作和培肥措施，促使土壤尽快熟化，促进水、肥、气达到协调，使耕作田块的利用等别比整理前提高1～2个等级，满足适种农作物长期耕作的基本要求。
4.2沟道防洪工程
在顾屯沟修建的5座淤地坝迎水坡前依托自然地势布设5座调蓄池，何家沟布设2座调蓄池，对连阴雨或暴雨形成的下泄水流进行控制，保护规划坝阶地安全。根据淤地坝和土地平整布设规划，埋设灌溉管道、修建排洪渠、渗水井等工程。项目区从沟头开始治理，通过科学的水文计算，布置控制性防洪工程，主沟排洪渠紧接淤地坝溢洪道，其设计流量考虑淤地坝和调蓄工程拦蓄相应标准计算后的洪水下泄流量确定排洪渠流量。支沟排洪渠按土挡墙溢洪道下泄流量和区间汇水确定排洪渠流量。该工程在2013年7月份延安的百年一遇持续强降雨灾害面前发挥了良好的作用，工程基本没有受损，保护了下游农田面积不受灾害，经受了强降雨考验。
4.3田间道路工程
新建田间道顾屯沟按支道和田间道两级布设，由沟口至5#坝途经顾屯、何村、疙瘩、背河4个行政村，按支道进行规划设计，村外路面净宽为5.0m，泥结石路面；支道穿越村庄段，路面净宽为4.0m，水泥混凝土路面；5#坝以上按田间道进行规划设计，路面净宽为3.0m；何家沟田间道按路面净宽3.0m进行规划设计。为防止道路一侧坡面径流对道路造成破坏，本次设计在田间道临沟坡一侧设置排水沟，排水沟设计流量采用公式计算：
Q=278KiF10-6
式中：Q-排水沟设计流量，（m?/s）；
K-径流系数；
i-20年一遇3-6h最大降雨强度，mm/h；
F-破面积水面积，h。
经计算设计流量为0.075m?/s。由于田间道路坡降较大且地处沟道，规划路边排水沟为土渠，断面形式采用梯形断面；断面采用曼宁公式计算段尺寸，底宽0.3m，深0.4m，边坡比为1：1。
4.4生态防护工程
规划沿田间道、支沟排洪渠部分主沟排洪渠临沟坡一侧单排栽植杨树；若主沟渠道为复式断面，其渠堤与田面高差大于3.0者沿渠堤两侧栽植单排乔木，株距为3.0m，要求树高1.5m，共栽植杨树23871株，其中顾屯沟20419株，何家沟3452株。
对分级削坡形成的坡面、戗台进行穴播种草和栽植乔木进行防护；坡面穴播草种选用紫花苜蓿，株行距为30×30cm；戗台沿坡脚栽植乔木，树种选用刺槐，株距2.5m，苗木规格胸径3cm。本项目共栽植刺槐16086株，穴播种草86.25h，其中顾屯沟栽植刺槐14019株，穴播种草77.99hm2；何家沟栽植刺槐2067株，穴播种草8.26h。
由于顾屯沟下游沟口处右岸有岩层外露和外溢渗水，造成局部田块渍化，规划临沟坡布设截渗沟835m，渠底宽1.3m，渠深1.3m，比降2.0‰。顾屯沟流域面积较大，且无骨干控制工程的实际，为确保沟道内耕地和居民点的安全，规划布设5座淤地坝，对沟道进行分段控制。为了有效减缓强降雨形成地面径流的下泄量，规划在新修的淤地坝迎水坡前依据自然冲沟和地势，规划布设调蓄池5座。结淤地坝按：20年一遇洪水，校核标准为50年一遇洪水。
4.5典型田块
根据项目特点，典型田块按支毛沟整治、主沟道整治以及梯田整治三种类型进行选取，分别选取顾屯沟片12#等10个典型田块剖析，以99#田块进行典型田块设计说明。
该田块位于顾屯沟4#坝以上，根据沟道整治纵断面，该田块上下分别设置宽度2.0m的生产路和tDQ-76，根据沟道已有宽度和两侧地形，规划耕作方向沿沟道方向，田面平整，田块宽度55.9～82.8m，长度156m，面积1.69hm2，设计削坡高度8m，削坡坡比1：0.75，削坡取土每5m高设置一宽1.2m的戗台，栽植刺槐，坡面穴播草木樨和紫花苜蓿。
结束语
本文从土地平整、防洪工程、生态保护工程、田间道路工程和典型田块四个方面详细论述顾屯流域的治沟造地举措。该举措能有效减轻该地的旱涝灾害，增加耕地面积，改善农村生活面貌，推动新农村建设，具有很高的社会效益和经济价值，值得大力推广。
参考文献：
[1]倪德华.五道泉子小流域水土流失综合治理的探讨[J].吉林水利，2013（7）：52-54.
路径规划典型算法篇10
关键词：绩效预算管理；财政支出；绩效评价
基金项目：国家社科基金项目(05BJY096)的阶段性研究成果
作者简介：张宇蕊(1981－ )，女，湖南益阳人，湖南大学会计学院博士研究生，主要从事政府财务管理研究；陈纪瑜(1947一)，男，湖南长沙人，湖南大学会计学院教授，博士生导师，主要从事预算管理、政府与非营利性组织会计研究。
中图分类号：F235 文献标识码：a 文章编号：1006－1096(2008)06－0077－03
收稿日期：2008－08－08
随着“新公共管理运动”的兴起，以绩效为导向的一系列财政预算管理改革正成为西方各国政府增强责任性、透明度和持续运营能力的有效途径，代表了现今国际上公共管理改革的潮流。西方国家经过多年努力实践，构建了面向结果的绩效预算管理框架体系、规范内容和系统程序，并在实践中不断修正和完善，赋予其新的涵义和元素。典型的如英国，自1980年推行雷纳评审、财务管理新方案、部长管理信息系统等，设立了“经济”(economy)、“效率”(effcieney)、“效益”(ef-feetiveness)的"3es"标准体系，1988年继续实施“下一步行动方案”，90年代后的“公民”运动、“竞争求质量”运动等一系列改革，开创了质量和顾客满意的绩效预算改革的新方向。美国于1951年第一次明确地使用了“绩效预算”(per-fonnanceBudgeting)，20世纪60年代推行“计划－规划－预算”(planning-programming-budgetarysystem，ppBS)改革，1993年国会通过了《政府绩效与结果法案》(GovernmentperformanceandResultsact，GpRa)，2002年克林顿政府又推出项目评估比率工具(programasswssmentRatingtool，paRt)，2003年布什政府在绩效预算中引入“红绿灯”评估系统(聂长虹，2007)，2004年国会通过了《项目评估与结果法案(2004)》(programasessmentandResultsact，paR)。这一系列的改革帮助美国政府将预算建立在可衡量的绩效基础上，并且形成了一整套宏观性、战略性和结果导向的管理思路和模式，促进了政府再造目标的实现。
“十一五”时期是我国公共财政管理框架成型的关键时期，财政部也提出“尽快建设‘精细’财政、‘透明’财政、‘绩效’财政、‘科技’财政”的要求。我国从20世纪90年代中后期便开始了新一轮公共预算管理改革，包括部门预算、国库集中支付、政府采购、财政支出绩效评价等，提高了财政管理科学化、规范化、现代化水平，并逐渐重视绩效信息对预算过程的影响。而北京、广州、青岛、厦门等地更对绩效预算管理的方式和实现手段进行了有益尝试。如北京市财政局在2000年明确提出加强重点支出的管理，对核定预算、拨付资金、安排使用的全过程进行监管和追踪问效；2002年又下发了《教科文部门项目支出绩效考评暂行办法》，率先在全国进行了绩效考评试点工作；2003年初步探索将绩效考评结果作为安排下年度资金的重要参考；2007年逐步实现项目绩效和预算安排挂钩，对考评结果比较差的项目不再拨付资金(夏祖军，2004)。可见，我国的改革实践和国际潮流体现出强烈的呼应性和清晰的耦合轨迹。但与西方国家相比，我国的绩效预算管理改革仅停留在粗线条、框架性的研究上，在实务方面，虽然地方政府进行了一些尝试，却很少从环境动因、目标模式、实现路径等多方面进行系统性的总结分析。因此，需要将我国的绩效预算管理改革放在一个更现实、更完整的环境中进行解析与对比，刻画国内外绩效预算管理改革的清晰轨迹和现实坐标，充分考量我国改革的现实条件、承受能力，以及与国际模式的衔接问题。同时，吸取和借鉴一些成熟的设计思路、有效的模式和先进的管理办法，为我国的绩效管理实务提供良好的参照系，找到差距和努力方向，从而使改革更积极稳妥，也更具有可操作性。
一、改革动因
20世纪80年代各国政府实行绩效预算管理改革的前奏，是在公共部门中深入持久展开的一场新公共管理改革运动，其改革的内在驱动力来自经济衰退、财政拮据、公共管理危机等现实压力(凌岚，2003)。这一动因也决定了西方国家，无论是浅尝辄止的早期绩效预算，还是目前运行稳健、卓有成效的新绩效预算，都具有鲜明而直接的经济目标，即在全球贸易和投资中获得利益，遏制政府开支迅猛增长的势头，同时提高公共服务质量和顾客满意度、改善政府效能；而新公共管理浪潮席卷下国民认知的集体提升，与政府在环境迫使下进行的一系列调整扭结成为一股合力，强有力地推动了良好和有效的公共治理框架构建；并且，随着私人领域和公共领域之间的游戏规则日益融合，西方国家热衷于将市场机制和竞争机制借鉴到政府预算管理，更促使预算管理理念、程序和方法发生了一系列重大而有益的变化。
相比之下，我国始于20世纪90年代的公共预算管理改革是为了适应经济体制转轨和更好地保障政府职能，在政府主导推动下展开的。这一改革无疑以西方国家的绩效预算管理改革为重要参照系，力求促使财政从单纯的“分配”向综合的“管理”转变，由注重资金投入向产出绩效转变，管理手段也从直接“干预”向适合市场经济特点的方式转化，以更透明、高效的方式对财政资源进行分配和运用。但由于缺乏西方国家改革的经济压力、理念互动和潮流裹挟，我国的改革从态度到步履都是非常谨慎的，走的是一条地方先行探路、倒逼中央改革之路。一些理论和实践领域的专家甚至认为我国缺乏绩效预算管理改革的现实条件和整体环境，不宜过早引入这一现代管理模式。我们认为：(1)绩效预算管理是指以绩效管理控制代替传统的投入和程序控制，从而在公共服务的提供过程中创造价值、增强弹性，推动政府行政管理日益理性化、信息化、精细化，它代表我国公共财政管理改革的一种未来趋势和努力方向，早启动有利于积累经验。尤其在财政管理较规范、内控机制较完善、绩效评价改革较成功的地方政府先行先试，具有明显的示范激励效应，也易于控制改革风险(赵大全，2006)。(2)绩效预算管理不仅仅包括现代评估技术和信息技术的引入，也不仅仅是某一项局部、具体的支出管理改革，而是全局性、宏观性的理念重塑和流程再造。因此，引入这一管理模式，不存在硬性的实施条件要求，更并非不可为而为之，关键是找到适合我国国情的路径和模式。根据各
自的环境不同和条件差异，西方国家改革有的大刀阔斧，有的似庖丁解牛，无论改革进度、力度和深度、广度，采取的模式、路径、方式方法，还是绩效与预算分配关联的紧密程度，都有很大的差异。(3)由于我国的改革更多来自内在动力而非外部压力，改革惰性和利益调整的难度更加突出，需要更注重对改革的启动以及对利益相关方的适当平衡。
二、控制模式
新公共管理改革框架下的绩效预算管理模式是一种典型的产出控制模式，其特点为：对“公司化”管理单位确立计量绩效的量化标准(布朗等，2000)，以最终提供符合需求的产出(公共产品和服务)为导向，对有关资源分配决策的各种信息进行引导(Li，2002)；将资源支配权、运作决策权、“效率红利”分配权全部或部分下放给“公司化”管理单位，使规则和制度内生于管理者行为；依托绩效目标来建立合理的因果线索，利用绩效报告搜集成果信息，通过绩效协议规范履责行为，以此实现对管理者的监督和控制。典型如新西兰的“首席执行官(Chiefexecutive)制”。从某种意义上来讲，绩效预算管理是一种以结果为目标的责任制代替以规则为基础的责任制的预算管理模式。即在总量控制、目标导向的前提下，放松严格的规制、建立灵活的绩效框架、增加自主决策的权力和责任，通过强化产出和结果控制来加以约束。
与西方国家相比，我国的财政支出管理，仍然是一种外部控制模式：重视投入资源，强调财政资源的获取和使用是否符合预算规范性要求，而忽视产出和效果；遵循“过程正确”的原则，即认为正确的过程必将产生正确的结果，而忽视对结果自身的考量；财政部门要求部门订制详细周密的预算以及定额体系，并限制部门管理者的权利和灵活度，严格监督和控制其行为，如明确规定预算资金的用途，限制管理者调剂使用，不准结转资金等，但实际上，财政部门无论在信息上还是博弈上都处于弱势，部门往往可以通过隐瞒信息、操纵决策优先权和执行进度、重置预算等减弱这种外部控制力。
对我国的启示：突破和重构目前的绩效预算管理控制模式，向内部控制和产出控制模式转型。(1)通过一系列制度设计与安排，将绩效信息整合到预算决策、运行和管理过程中，并建立与绩效预算相适应的财务框架；(2)借鉴西方国家的契约式安排，构建政府内部各绩效管理主体一财政、部门之间良好治理结构和职责体系。(3)根据事权和财权匹配、决策和信息对称的原则，将一部分预算审批权和控制权逐渐移交给部门，使部门及其管理人员在运作中获得更大的决策自由和管理授权，同时在部门内部建立归属明确、边界清晰的责任制，如果某些产出和结果属于可控范围，而且可以获得相应的绩效信息，则要求部门及管理者对这些产出和结果承担相应的责任。
三、实现路径
通过绩效预算管理，来促进财政资源的优化配置和合理利用，已经得到大部分国家的认同。但由于政府天然存在垄断性和非市场性、非盈利性，实施绩效管理有一定难度，譬如具有多种价值取向、多元目标的权重排序、多维的技术标准，质和量缺乏确定性和可度量性，成本与收益缺少对称性，等等。因此，要在实际工作中衡量政府部门绩效，验证绩效与投入资源之间的关系，其难度和复杂程度以及对管理工具、技术的要求都远远超过了企业。
为解决这一难题，西方很多国家在实践中建立了目标－结果的路径，在部门的结果、产出和预算规划之间形成了透明而清晰的逻辑联系。各国的具体制度因国情或演进历程不同而各有差异。1993年美国《政府绩效与结果法案》(theGov-ernmentperformanceResultsact)中，绩效预算被定义为：(1)目标(target)――部门的总体或长远目标的设定；(2)绩(perormallce)――实现这一目标的当年业绩，包括质和量指标；(3)预算(budget)――实现这一业绩所必须的支出或者成本；(4)效(effect)――即如何通过相应的考核指标来衡量其业绩(马国贤，2001)。这一新绩效管理系统涵盖了从绩效目标设定到绩效报告以及评价结果在预算决策过程中的应用：
从菲利普・G.乔伊斯(phihpG.Joyce)对绩效和预算相互影响途径的分析，杰克逊和帕尔默提出的“基于战略框架的绩效管理循环”，以及美国行政学会的“责任和绩效中心”(cap)开发的“基于结果导向的绩效管理战略框架”来看(安秀梅，2005)，“目标一结果”路径机理的核心在于“三个联系”：一是将部门使命、目标、活动与预算资源清晰联系起来，部门绩效目标直接来自于战略规划，工作计划和活动与绩效目标匹配，预算资源的分配格局又和工作计划保持一致；二是将绩效目标与结果联系起来，形成一个“从目标到结果”的反馈机制，合理追溯投入与产出结果的因果联系，以此进一步验证政府的受托责任；三是将绩效评价结果与预算资源分配结合起来，直接或间接借助绩效信息，制定或调整政策目标或活动计划，引导财政资源的合理流动和运行。
我国具有实行这一路径的现实条件；目前从中央到地方，各级政府部门都建立了系统、有序的规划体系，为政府绩效与预算资源配置相互联结建立了可靠的制度基础(白景明，2008)；并在试点探索中发展出一套财政支出绩效评价体系，为绩效管理实施提供了操作方法、衡量尺度和制度支撑。在有些个案中，开始将部门战略规划、绩效结果与预算过程相互融合，如河北省将绩效预算管理设计为战略规划、绩效规划、绩效预算、绩效评价报告、改进评价报告五部分。其中，年度绩效计划是战略规划的年度实施计划，包括绩效目标、指标体系、评价方法，以及为达到绩效目标所需工作程序、技术、人力资源、信息、项目管理者对预算资金的适度调剂权、项目节余资金的奖励权等；年度绩效预算是年度绩效计划的预算表现；绩效报告是年度预算绩效完成情况的报告；改进评价报告是部门采取整改措施后预期成果完成情况的评价报告(李杰刚，2008)。在有的个案中，以绩效为导向，再造财政资金分配流程，如广东省佛山市南海区形成申报绩效预算一专家评审确定资金额度和排序一财政部门制定具体预算一政府部门批准一财政资金下拨一财政资金使用一绩效评价一结果反馈一下年度预算分配依据。这无疑是一个很好的尝试，代表了我国绩效预算管理路径优化的开始(区意匡，2007)。
通过比较，我们也发现了我国绩效预算管理和西方国家的差距，这将是下一步改进的方向：(1)从构建逻辑来看，我国的绩效预算管理改革是从绩效评价开始，尚未建立从目标到结果，线索清晰、良性循环的资源管理运行机制，这和西方国家的历程恰好相反(王金秀，2007)，西方国家是从与部门使命紧密相关的战略规划人手，通过对“效”的衡量估测来评判“绩”的实现程度，实现从目标到结果的控制。(2)从预算周期来看，西方国家的绩效预算管理建立在多年规划和中期支出框架的基础上，在3～5年的战略规划内，编制政府年度预算并确定预算重点及限额。将绩效预算管理置于一个内容相对确定、时间跨度较长的规划内，明晰通向未来愿景的途径，确立基于结果的目标和战略，不仅可以提高资源分配秩序的科学性、有效性，还将缓冲绩效评价结果的逆向激励。而我国尚未建立战略规划和预算过程的联结机制，预算仍是一年一定，绩效对预算决策效率的信息揭示价值将大打折扣，甚至还会适得其反。(3)从框架体系来看，西方国家的绩效预算管理是一个系统性、整体性的管理循环，由战略规划、年度绩效计划、年度绩效报告、绩效评价、结果反馈和应用组成。我国的相应改革不均衡，连贯性不强，缺乏广阔视角和整体推进的措施。河北、广东等地虽然也对绩效预算循环进行了尝试，但部门绩效目标操作性不强，难以量化和考证，绩效评价报告内容和形式不够规范，绩效信息的准确性、客观性和实用性有待加强，结果应用缺少制度化规范。
四、结论