传统建模方法篇1
【关键词】传统能源新能源发展创新
近年来我国保持较高的经济增长速度，较大幅度地提高人民的生活水平，每年8%的GDp增长速度，传统能源的贡献占了很大比例。赵丽霞等人[1]将能源作为新的变量引入柯布-道格拉斯生产函数，通过建立向量自回归模型，研究了中国经济增长与能源消费之间的关系，并得出能源是我国经济增长的一个重要要素。王旭晖、刘勇[2]运用协整分析和Granger检验对1978—2005年的数据进行分析，得出尽管短期内我国的能源消费和经济增长存在波动关系，但是长期内它们之间存在长期稳定的关系，且存在能源消费到经济增长的单向Granger因果关系。郑永琴等、王保忠等[3.4]应用协整理论、误差修正模型和Granger因果关系检验等方法，分别对贵州省、山西省能源消费与经济增长之间的相互关系进行实证研究，得出能源消费与经济增长之间存在着长期均衡关系，能源消费与经济增长之间只存在单向的Granger因果关系。
因此，伴随经济增长对能源不断提高的需求，为满足能源需求，储量充足或清洁可再生、对环境伤害较弱的能源项目成为能源产业发展的焦点。所谓新能源是指相对传统能源而言，通过新技术和新材料开发利用的能源。传统能源包括化石能源，如煤、石油、天然气等，以及水电和低效率直接燃烧的秸秆、薪材等能源，而风能、太阳能、核能、氢能、潮汐能和地热能等等可再生能源都是新能源，还有一部份新能源是指利用新技术对常规能源的新利用，如生物质能、洁净煤技术、智能电网、车载新型燃料等。同时，新能源也是一个动态的、历史性概念，随着科技的发展，当今的新能源在若干年以后也会变成“传统”能源。新能源有两大最突出的特征：一是可再生性和生态友好性，人类可以源源不断的获得新能源，同时新能源来自于大自然，最终会回归到大自然，具有极高的生态友好性，这是传统能源所不能比拟的。二是可供开发的能源储量非常大，如太阳能、氢能等，和常规能源的储量相比完全不是同一个数量级。这两大特征为新能源的开发带来一个非常美好的前景。[本文转自Dylw.net专业提供写作教学论文和职称论文的服务，欢迎光临www.Dylw.net点击进入DyLw.net第一论文网]
传统能源使用的初始阶段，其成本主要是经济成本，生态成本和社会成本很小；而随着时间的推移，传统能源的消耗量越来越多，也越来越稀缺，此时生态成本和社会成本将急剧升高，呈加速上升趋势。目前全球传统能源显然已经是处于后期使用阶段。但与人们生产生活直接相关的，仍然还只是经济成本。而对于新能源产业而言，基本上只有经济成本，其生态成本和社会成本几乎是不存在的，这是由新能源的特性所决定的。但新能源在使用初期其经济成本是十分高昂的，原因是新能源产业除了是属于生态友好的绿色产业外，它目前还属于高技术产业，因此技术研发成本非常大，这也是为什么目前新能源所转化的电能成本要远大于传统能源所转化的电能的原因所在。
但是，蓝澜等[5]基于LCoe方法对中国风电与火电的成本进行了比较发现在新能源鼓励性政策补贴与传统能源环境外部性不计的前提下，风电项目比火电项目具有明显的成本优势的结果。即使考虑风电厂的弃风率，从长期看风电项目在成本上仍然优于燃煤发电。如果考虑燃煤电厂的外部环境成本，风电厂的发电成本优势更加明显。但是，阻碍我国可再生能源如风电发展的根本因素其实不是发电成本，而是来自电网。由于目前我国风能资源丰富地区大部分用电负荷较小，大规模风力发电面临当地电网难以消纳的问题。从用电量来看，目前西北、东北、内蒙等风能资源丰富的地区用电量相对较少，用电负荷主要集中在东部经济发达地区。2010年，酒泉千万千瓦级风电基地完成装机总量516万千瓦，其中并网装机仅130万千瓦。为解决风电外输问题，甘肃省电力公司计划投资建设750千伏输变电工程，但也只能够满足94%概率条件下的516万千瓦风电送出需要，仍然有6%的时间需限制风电出力。而酒泉市计划到2015年底风电装机总容量达到1271万千瓦，2020年增加到2000万千瓦以上，即使是西北电网也难以消纳。因此新能源的发展需要重点解决新能源发电效率不高和并网传输难度较大的问题，发展分布式能源和智能电网技术。
由此可见，随着技术的不断发展，新能源的研发、生产成本将会越来越低。就短期而言，传统能源的成本仅就经济成本而言比新能源成本要低，但从长期来看，新能源的成本要远低于传统能源成本。因此，为了人类的未来和经济的可持续发展，发展新能源产业势在必行。
《新能源产业振兴和发展规划》提出，到2020年，可再生能源占中国一次能源消费比重有望从目前的10%升至15%以上，除水电外，可再生能源占中国一次能源消费比重有望从目前的1.5%升至6%以上。由此看来，新能源虽然前景广阔，但在未来数十年的能源消费结构中所占的比例仍较轻。这也同时说明，传统能源在中国未来的消费结构中，将长期占主导地位。从这个意义来说，传统能源生产企业在未来很长一段时间内仍有长足的发展潜力，但也仍需顺应新能源时代的潮流，按照科学发展观的思路作出正确的发展战略选择。
新能源和节能环保产业是促进消费、增加投资、稳定出口的一个重要结合点，也是调整结构、提高国际竞争力的一个现实切入点。这方面发展的潜力很大，应当重点给予支持，力求取得更大的突破，实现产业化规模化。但是，新能源的良好应用前景并不意味传统能源的大规模被替代，尤其是在未来的数十年里，一次性能源的消费比例依然维持在较高水平。实际上，传统能源与新能源，看上去似乎是两个相对立的概念，但两者之间并不是矛盾和竞争的关系，而是可以相互协同、优势互补的。中国政府积极推进生态文明建设的国家战略，积极在风电、太阳能发电、生物质能发电等各个新能源板块均衡发展，这种发展的多元性，不但满足了社会、经济发展对能源持续增长的需求，同时也优化调整了能源结构。而且，发展传统能源所积累的经验、资金和技术，可以帮助新能源变得更加有效和实用；反过来，新能源的发展，也会催生各种清洁技术，促进化石能源更加清洁地加以利用。两者相结合，将使我们的能源更加清洁、更加高效、更加安全，推动现代文明和生态环境共同向前发展。因此，传统能源行业应该抓住这一战略时机，制定适合自身发展的可持续发展战略，在国家的能源发展战略中找到自己的重要位置。
参考文献[本文转自Dylw.net专业提供写作教学论文和职称论文的服务，欢迎光临www.Dylw.net点击进入DyLw.net第一论文网]
[1]赵丽霞，魏巍贤.能源与经济增长模型研究[J].预测，1998（6）：15-21.
[2]王旭晖，刘勇.中国能源消费与经济增长：基于协整分析和Granger因果检验[J].资源科学，2007（5）：57-62.
[3]王保忠，黄解宇.能源供给、能源消费与经济增长的关系[J].技术经济，2010（2）：57-62.
传统建模方法篇2
（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安710068）
【摘 要】随着机电系统的复杂程度和控制要求不断提高，需要运用控制效果更高的控制算法设计控制器，这就必然需要知道系统模型。针对工程对象普遍含有的非线性，对模块化非线性系统建模进行研究。利用正交基辨识法对输入非线性模型(Hammerstein-型)进行建模，对于正交基函数的获取进行改进，对输入输出数据的特殊处理，利用输出信号恢复中间变量，再利用最小二乘法得到模型参数，仿真结果表明了方法有效性。
关键词系统模型；非线性；Hammerstein-型
作者简介：张旭（1988.04—），男，工学硕士，中国电子科技集团公司第二十研究所，助理工程师，从事伺服系统的研究工作。
0 引言
线性系统建模方法虽然对于线性系统具有很好的效果。随着控制过程要求的不断提高，相对于一个线性模型在当前工作点的局部近似，非线性模型能更好地描述过程在整个运行过程的整体特性，在实际应用中具有很好的效果。模块化非线性模型是一种非线性模块与线性子系统的串联型的模型，由于其结构清晰，并能描述常见的非线性系统，所以得到了广泛地关注与应用[1-2]。
近年来，对于模块化非线性Hammerstein型的辨识文献相对较多。narendrad等[3-4]提出了迭代方法，将参数化为线性模块参数和非线性模块参数两个集合，计算一个参数集最优估计值时固定另一个，两参数集估计轮换计算，但两个参数集之间的链接矩阵是一个输入变量的函数矩阵，由此导致迭代最小二乘法的协方差矩阵计算量大。Chang等[5]提出了过参数辨识方法，是把非线性展开为一些基函数的和，经参数化后得到一个过参数化模型，然而得到的模型参数向量包含了原始的静态非线性模块与线性模块参数的乘积，使得参数向量维数大大增加，导致算法计算量相应增加。pawlak[6]给出随机方法，利用白噪声性质分离线性部分与非线性部分。Bai等[7-8]给出了分离最小二乘法、盲辨识和频域辨识法。
为此，本文利用正交基辨识法对输入非线性模型(Hammerstein-型)进行建模，其优点是避免了迭代算法以及参数向量维数增大所带来的计算量，对于正交基函数的获取进行改进，对输入输出数据做特殊处理，仅利用利用输出信号恢复中间变量，最终利用最小二乘法得到模型参数，仿真结果表明了方法有效性。
1 输入型非线性系统建模
1.1 输入型非线性系统描述
Hammerstein模型是一种输入端具有非线性的串联型非线性系统模型图1所示，被应用于许多工程问题中。考虑离散的Hammerstein型系统，建模的目的是仅基于输入数据u输出数据y，估计线性部分的传递函数G(z)以及非线性函数f(u)，其中间变量x是不可测量的，预先设定线性部分的模型阶数为n。
输入端的非线性模块，通常以泰勒展开多项式的形式进行描述，即
（1）
其中r是非线性种多项式的个数，线性子系统可以通过输出信号与中间变量的离散传递函数描述为
（2）
1.2 线性传递函数分母参数确定
首先对系统的输入输出信号进行特殊处理，根据系统的特点消除中间变量，利用最小二乘法估计出传递函数分母参数，具体方法描述如下：
输入信号的采样间隔为t，不在采样点上的数据设置为零，对于输出使用间隔h=t/(n+1)来进行采样，如图2、图3所示。
1.3 线性传递函数分子与非线性参数的确定
传统的正交基建模的方法，对于正交基函数的获取是通过先验知识或者相关的经验，本文在求得线性部分传递函数分母的基础上，可以求得传递函数的极点值，然后采用正交基辨识思想来利用极点构造标准正交基函数，将线性子系统表示为基函数的形式，结合非线性模块表达形式构造出关系矩阵，最后利用奇异值分解的方法获得各个模块的参数，从而减少了对于先验知识的依赖，并具有更高的准确性，具体描述如下所示：
参考图1，对线性部分采用基函数的表达形式：
（13）
其中，p=n+1，Bl(z)是线性部分的正交基函数。根据正交基系统辨识的方法在这里对于线性模块的基函数取做如下形式[9]
（14）
ξi是线性部分的极点，可以通过已经求的分母构造多项式进行求解得到。将tk时刻的输入表示为uk，将线性子系统与非线性模型相结合通过式（2）和（14）可以将tk时刻输出yk用如下的公式表示
（15）
观察上面的式子，通过最小二乘法或其他算法进进行估计参数的时候得到的是bc的形式，这也是所有的串联模块化非线性辨识的通病，结果经过分离后得到的参数往往是[αc,α-1b]的形式，其中α为一常数，因为在分离两者时没有一个统一的标准，即前面有可能多乘了一个常数，后面少乘了个常数，但是整体的效果是一样。这就要求有一个标准使得到的参数保持唯一性，大多方法都是使分子参数的二范数为1，这种参数的不唯一性对于整体系统的结果是不影响的。
构造矩阵
2 系统仿真
假设线性部分离散传递函数为
（26）
输入非线性模型为
f(u)=0.1u+0.1u2（27）
对于上述模型进行辨识，输入采用的是[-11]上均匀分布的脉冲序列，采样时间0.015s，输出的数据时间间隔为0.005s，数据的处理如图2和图3；
通过章节1.2得到线性部分传递函数的分母参数
a=[1.0000 -0.2000 0.0100]（28）
通过线性部分的分母，可以得到传递函数的两个极点，根据式(3-15)构造得到两个正交基函数为
利用章节1.3中正交辨识建模的方法来获得线性传递函数的分子参数，与输入非线性的模块的参数。
给定系统参数与建模后得到模型参数对比如下表：
虽然由于串联型系统建模的通病使得各个模块的擦参数在数值上有所不同，但是整体效果是一样的，参数间会保持一定的比例的关系，建立模型的输出和实际输出结果如图4所示，两者误差如图5所示。
从图4和图5可以看出对于输入非线性系统通过正交基辨识法建立的模型与实际系统输出十分吻合，误差数量级很小，说明模型能够较好的描述系统，表明算法有效性。
3 结束语
本文研究了基于输入输出数据的模块化非线性模型，对输入非线性(Hammerstein-型)模型利用盲辨识建模算法进行建模，通过对输入输出数据进行不同间隔的采样，仅利用测量的输出数据来计算构造中间变量，并应用最小二乘估计各个模块的参数。并对传统的正交辨识算法中的正交基函数的的构造进行改进，这种方法与传统方法相比减少经验和先验知识的依赖，而且具有更高的准确性。最后通过仿真实例的验证，表明算法有效性。
参考文献
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传统建模方法篇3
工商管理专业建构主义情景教学模式与传统教学模式在教学内容、教学方法、教学目的、教学主体和教学作用等方面有不同的特点。
（一）教学内容
建构主义情景教学侧重于理论知识运用，即教学生如何主动去发现和思考问题，如何根据自己的理解去建构知识。传统教学所传授的知识主要是系统化、书本化的基本理论和基本技巧，学生在教师的课堂讲授中和课本的复习中，掌握所需要的知识。
（二）教学方法
建构主义情景教学的教学方法有多种形式，各种方法都在一定的情境中进行。传统教学方法以讲授法为主，教学形式比较单一，让学生掌握基本理论、基本技能以及知识框架。
（三）教学目的
建构主义情景教学的目的在于提高学生解决问题的能力，全面提高素质与综合能力。传统教学主要是提高理论基础知识。
（四）教学主体
建构主义情景教学要求学生成为学习的主体，教师的角色则是要退到幕后，为学生自主学习提供条件与帮助，在学生探索中提供指导。传统教学采取的是教师传授为主、学生被动接受知识的教学模式，教师在整个教学过程中处于主体地位，教师把自己的知识储备和课本知识传递给学生，学生要做的便是认真听课，接受教师所传达的知识。
（五）教学作用
建构主义情景教学在于把课本抽象的知识背景具体到不同的情境之中，引导学生根据以往的经验和知识积累，自己寻找到知识的意义。传统教学给学生提供不同的思考角度和方法，在传授书本上系统化的知识起到很重要的作用。另外，两者在学习过程和情境性方面有区别。建构主义情景教学强调协作交流基础上的意义建构的过程，而传统教学强调的是灌输式的知识转移过程。建构主义情景教学创造特定情境，而传统模式没有特定情境。建构主义情景教学与传统教学不是相互独立、互不相干的关系，在教学内容、教学方法、教学目的、教学主体和教学作用上，都存在互补性，是一种整体上相互融合、功能上相互耦合、形式上相互配合的协同关系。
二、工商管理专业建构主义情景教学方法体系的架构
工商管理专业建构主义情景教学方法体系主要由企业实践、企业家进课堂、案例教学、角色扮演和模拟教学等教学方法构成。
（一）企业实践
企业实践就是让学生亲自进入企业去观察、访谈和实习，通过亲身的体验了解企业的运行与管理，解决企业的实际问题。企业实践是情景教学中情境强度要求最高的教学方法，是与今后工作岗位最接近，最真实的环境，可以让课堂上的企业鲜活地呈现在学生面前。
（二）企业家进课堂
企业家进课堂是一种企业家与学生面对面的互动交流教学方法。一方面，学生听取企业家的实践经验和成功经历，以及企业基本情况，基本管理政策等方面的报告和讲解，另一方面，在交流中，企业家为学生解答疑问，帮助学生逐渐得到真实情景的体验并且建构起自己的知识意义。
（三）案例教学
案例教学是当前运用的情景教学中作为常见的一种教学方法。案例教学就是把一些企业背景和经典的实践，通过整理、提炼，与相关的理论相结合，给学生一个知识学习的情境，让学生主动思考和讨论来完成意义的建构。
（四）角色扮演
角色扮演是一种比较符合素质教育要求的教学方法，它让学生扮演企业中各种不同的人物角色，做角色在企业中要求做到事情，体验角色在企业中的经历，把干巴巴的理论渗透到真实的管理活动当中，使学生在角色的扮演中，形成对情境的体验。
（五）模拟教学
模拟教学是角色扮演的一种特殊形式。学生通过在企业中扮演各种角色来实现对企业管理。学生可以组建多个团体，各个团队间展开激烈竞争，体验经营企业的“酸甜苦辣”。这种情境教学方法同样在学生体验情境和完成意义建构上有很好的效果。工商管理专业建构主义情景教学的五种方法都有自己不同的特征，在情境构建主体、情境强度、协作交流对象、团队合作强度、交流强度五个方面具有异质性。认识异质性，综合运用，发挥各自的优势，实现各种教学方法的协同互补，方能更好地提升学生能力和加强意义的建构。
三、工商管理专业建构主义情景教学模式的构建
由于各种工商管理本科情景教学方法都有各自的特征与优势，所以只有综合不同类型的教学方法，发挥他们各自的优势，产生协同效应，才能够更大效用地服务于学生的学习，获得更好的学习效果。根据前文的分析，构建工商管理专业建构主义情景教学模式。工商管理专业建构主义情景教学模式在工商管理专业建构主义情景教学模式中，各种教学方法都具有高情境性，都是在高的情景环境下进行的活动。由于这些教学方法特征中存在着异质性，从而形成了情境构建主体以学生为主、企业家和教师为辅、协作交流对象的多元化、团队合作交流强的特点，又在这些特点的作用下，发挥各个情景教学方法的优势，形成整个工商管理专业建构主义情景教学的优势。充分结合各种教学方法的优势，在教学中综合运用各种方法，以达到情景教学协作交流对象多元化，体现拓宽学生学习思路和拓展学生信息渠道的工商管理专业建构主义情景教学的优势。
在工商管理专业建构主义情景教学模式中，情景教学方法被分成了教学中和课后两部分，也可以理解为知识学习的两个阶段。前一阶段主要是帮助学生学习新的知识，完成对知识的初步意义建构；后一阶段主要是强化学生对知识的理解，最终完成对知识意义建构。前一阶段的三种教学方法：企业家进课堂、案例教学和角色扮演在整个教学中是交互灵活使用，不存在先后顺序之分。而在后一阶段使用的两种教学方法，即模拟教学和企业实践，应在进行模拟教学的基础之上，再深入企业实践，效果会更好。
传统建模方法篇4
一、“互联网+”引领内外贸市场一体化过程中存在的问题
1.大型企业实行“互联网+”模式难度较大
据相关调查数据显示，中小企业在电商领域比大企业参与程度较高。我国商务部根据往年数据预测，2016年我国电商进出口贸易额将增长30%左右，实行年贸易额6.5亿元左右，且跨境电商将占中国贸易进出口的20%左右。在“互联网+”模式下，中小企业、小微企业在外贸订单中将占有更多的市场份额，而传统大企业的外贸订单将逐渐被中小企业分割。在跨境电子商务平台上注册的90%经营主体均为中小企业和个体商户，而鲜有大企业在电子商务平台上注册。即使部分大企业已经开始关注“互联网+”模式，并希望通过创新模式提高效率，增强企业在国际市场的竞争实力。但大企业商业模式的革新需要面对许多阻力，如自身惰性、历史惯性、革新成本等，无法放弃传统的商业模式和既得利益。
2.国内外发展环境有待完善，现有体制机制不适应“互联网+”
目前我国现有的市场环境、市场体制并不适合实行“互联网+”模式的改革。现如今我国的跨境电商经营主体不断增加，相关部门对跨境电商产品商品的监管也相继出现问题。跨境商品以保税方式进入我国市场，需要接受工商、质检、税务、海关等不同部门的监管。但目前各个部门之间没有实现信息共享，造成政出多门、多头管理的现象，使商品入境手续更加繁琐。此外，跨境电商商品都通过邮局渠道经营，而邮局仅仅提供总包清单和路单，从而导致部分商家将商品以个人物品的形式入关，海关也就无法进行监管。
3.法律标准体系尚不完善
“互联网+”模式在我国还处于初步阶段，与电子商务相适应的法律法规体系还没有健全。目前我国仅出台了《互联网信息服务管理办法》《电子签名法》等少数几部与电子商务有关的法律。但这几部法律中对跨境电商的交易行为、税收、消费者权益等问题都没有统一的标准。而且电子商务与传统贸易存在较多的区别，在交易方式、结算方式、流通方式等各个方面都存在着差异，所以在现有的法律法规中，对电子商务无法进行有效的管理和监督。不法企业利用电子商务的法律漏洞，在网络上虚假广告、诈骗信息、销售虚假劣质产品等，严重破坏了市场交易的公平、公正原则。此外，在通关监管、检验检疫、外汇管理、税收管理、专项统计等环节也没有制定统一的标准，严重影响了“互联网+”模式在我国的发展进程。
4.行政管理方式亟需创新
政府传统的监督管理方式并不适应“互联网+”新模式的发展。我国传统的对外贸易主要以数量、规模较大的商品为主，在进出关时需要耗费较长的时间和高额的费用，且结汇、退税等环节手续繁杂。而“互联网+”模式下的电子商务产品商品数量小、规模小，交易次数较多。传统贸易的监管方式增加了电子商务交易手续的复杂性，例如审批手续时间长、申报手续繁琐等。在申报审批环节中，我国海关的管理系统只适用于传统大宗贸易，而对于“互联网+”模式的跨境电子商务并不适用，如报关审批等环节数据量较大，管理部门无法快速的整理分析数据，不利于监管。在物流运输方面，邮政申报还没有采用电子申报，传统的纸质申报减缓了商品运转的速度。此外，我国当前的服务体系并不能满足“互联网+”新模式的需求。但“互联网+”模式下的电子商务服务体系还未完全形成，大多都以传统贸易的业务模式为主。跨境电子贸易需要全球统一信息共享平台，能够快速的完成数据的传输和交换，通关、退税、外汇、融资等方面能够同时完成，加快贸易的运作效率。
5.产业基础配套较为薄弱
目前我国电子商务的发展还处于初步阶段，跨境电子商务的基础设施还不够完善。跨境电子商务对基础设施的需求主要表现在两个方面，一是网络基础设施水平，二是数据与标准接口的基础设施水平。我国明确提出“宽带中国”的发展战略，积极完善网络宽带设施的基础建设。但由于我国还处于发展中阶段，互联网水平远远低于发达国家和地区。此外，跨境电子商务对数据的传输和交换速度要求较高，所以数据与标准接口无法实现统一将产生滞后性。当前国际贸易中，已经存在较多的因接口不统一而导致数据滞后和效率低下的问题，阻碍了“互联网+”的进一步发展。同时，传统贸易也逐渐向“互联网+”模式转变，对跨境物流的需求也越来越强烈。我国目前跨境物流只适用于传统贸易方式，而与跨境电子商务配套的物流企业还比较少，尤其是缺乏竞争实力较强的大型跨境物流企业。跨境物流与国内物流相比，配送时间较长、运费较高、跟踪信息无法实时传送、商品无法退货、换货，这些问题严重制约了跨境电子商务的发展。支付工具也是跨境电子商务面临的重要问题。我国目前普遍使用的支付工具有支付宝、财务通等，而这些支付工具在跨境电子商务中并不适用。所以我国还应思考如何引进国际性的支付工具，解决跨境支付难题，推进跨境电子商务的发展。
二、利用“互联网+”促进市场一体化的政策建议
1.正确认识“互联网+”，积极适应“互联网+”
与传统贸易方式相比，“互联网+”模式具有全球性，匿名性、虚拟性和无纸化等多种特点。所以这种新型模式的实施存在较多的未知风险，值得企业、消费者和政府相关部门深思。作为企业和消费者，当无法估计新型的贸易方式对自身造成的影响时，大多数企业和消费者都难以接受新模式。尤其是新型模式实施初期会影响自身现有利益时，企业和消费者更倾向于传统贸易方式，不愿放弃自己的现有利益。所以应正确认识“互联网+”模式，积极适应“互联网+”模式的发展趋势。在未来的经济发展过程中，传统贸易方式将会逐渐被“互联网+”新模式取代。“互联网+”新模式的实施，不仅能对产品、业务方式实现创新和改革，也能实现资源、信息共享，优化资源配置，降低贸易成本，实现国际化的分工与合作，提高生产效率。此外，“互联网+”模式也能对传统的管理方式、管理理念实行改革，创新出新的管理手段和市场规则适应跨境电子商务的发展，建设出新的体制机制。而传统产业引入“互联网+”模式，也可以对传统产业的技术、标准和政策等各个方面注入新的技术、新的理念，带动传统产业的进一步发展。政府相关部门也应制定良好的政策、改变监管模式、放宽市场准入标准，对新模式的发展给予支持和空间，积极适应“互联网+”的发展潮流。 2.建立开发包容的市场环境和科学有效的监管方式
市场环境和政府监管是推行“互联网+”的重要影响因素。公平竞争、统一开放的市场环境有利于“互联网+”模式的发展。“互联网+”能够最大化的优化资源配置，降低生产成本，可以实现生产生活要素的信息共享，使市场经济运行模式逐步转向开放式、共享式。传统产业与“互联网+”新模式相结合，能推进传统产业的快速转型和改革，建立起互联网体系。“互联网+”能够有效的融合市场各个行业，以融合促创新，成为推动市场各个行业创新改革的新力量。同时，应尽快完善电子商务服务体系，展现“互联网+”的公共服务能力。科学有效的市场监管方式能建立开发包容、公平竞争的市场环境。政府具有市场监管职能，所以推行“互联网+”政府应在市场监管方式上注意以下几个方面：一是政府公共体系与互联网的联接。我国目前的市场监管部门较多，各个部门没有实现信息共享，造成业务重叠，使政府部门无法对市场进行有效管理。如跨境贸易中物流运输很大程度上影响了交易能否快速、顺利的完成。所以邮政系统应建立商品运输信息管理系统，录入商品的入境口岸、到港时间，到具体的数量、体积、申报、处理等信息，便于个人与海关实时对商品进行查询和监管。跨境贸易商品涉及海关、税务、工商、质检等多个部门，各个部门之间应加强信息共享和协调性，相互沟通、相互合作，制定统一的管理政策，提高监管效率，共同维护市场的正常秩序。
3.完善法律标准体系
法律法规的完善有利于“互联网+”的顺利推行。跨境电子商务的迅速发展，要求国家应尽快完善电子商务领域的法律法规，约束、打击扰乱市场秩序、弄虚作假的不法企业。完善的法律体系，应明确跨境电子商务主体的责任与义务、明确各个交易环节，并维护消费者的权益等方面。目前跨境电子商务体系还不够完善，需要通过法律法规的完善确立标准体系，对电子商务中的交易、物流、通关、结汇等各个方面实行统一的管理方法。由于各国经济发展情况不同，制定的税率政策也不同。大多数跨境商品国内外的价格相差较大，《进出口税则》对部分商品实行降税，实行单一税制，降低了交易成本，有利于跨境电子商务的进一步发展。同时对物流企业应制定统一的服务标准和监管方式，提高物流配送质量，完善物流配送服务体系。
4.实行信息化的管理方式
“互联网+”新模式要求政府实行信息化的管理方式，通过互联网平台整合社会资源，建立政府公共管理、公共服务平台，建立跨境电子商务监管服务体系，简化申报审批手续。信息化的管理模式能有效地提升商品运转、流通速度，有利于管理部门对跨境电商进行分类管理，提高了通关的便利化程度。此外，政府相关管理部门应积极与电子商务平台、企业共同建立信息共享平台，提升数据的传输和交换速度，加快贸易的运作效率。对于政府要公共信息和数据，应对消费者实行公开制度，利于消费者实时查询。同时，在通关、退税、结汇等环节上，企业、海关、工商、税务和外管等相关组织应利用信息共享相互协调相互合作，共同推进跨境电子商务的发展。
5.鼓励配套行业发展，引导企业增强竞争力
“互联网+”发展战略的实施，将带动国内外贸易、物流运输、第三方支付等各个行业的共同发展。新型模式的推行，对相关配套行业的要求也更高，促使配套行业改革管理模式、创新技术水平，提高企业在国际上的竞争实力。国内贸易企业应积极发展跨境贸易，大力开发国外市场，增强自身的综合实力，形成跨境电子商务集群综合发展趋势。物流行业应提高物流运输速度，降低物流成本，提高物流配送服务质量，引进智能化的物流技术。我国应积极引进国际支付平台，鼓励国内支付平台推行跨境支付，建立成熟的支付模式。
三、结语
“互联网+”发展战略是一种新的经济发展模式，有利于发展我国的国际贸易，实行传统产业改革创新，增强我国企业在国际竞争中的综合实力。同时，新型模式的推行将促使我国跨境商务法律法规、行政管理模式的完善和健全，建立信息化共享平台，带动相关配套产业的共同发展。
传统建模方法篇5
关键词：工商管理；建构主义；情景教学
中图分类号：G642.3文献标识码：a文章编号：1002-4107（2013）10-0043-02
随着我国经济与社会的快速发展，社会对工商管理专业毕业生的要求不仅仅局限于具有扎实的专业理论功底，更重要的是要有适用于社会的复合化能力，如语言表达能力、人际沟通能力、创新能力、学习能力等。毋庸置疑，高校人才培养模式直接与人才培养的质量密切相关。传统的教师灌输、课堂为主体的工商管理人才培养模式不仅使得工商管理专业学生学习时感觉到乏味，也正在逐渐显现其脱离市场需求的弊端，造成人才供需矛盾突出等问题。改变以教师为主导，教师灌输式教学，学生被动式学习的教学模式，探讨新的教学模式，大大提高学生学习的积极性、主动性和创新性，做到教育与社会发展相适应，是当下和今后一段时期内必须进一步研究和深化的课题。
一、工商管理专业建构主义情景教学模式的内涵
工商管理专业建构主义情境教学模式是一种以真实或者模拟的企业运营情境为背景，以企业管理实践信息为知识载体，以学生主动交流与协作为核心，以教师辅助与引导为依托，以提高学生在实际环境中解决问题的能力为目的，在课程教学中综合运用各种情景教学方法的教学模式。工商管理专业建构主义情景教学模式强调学生的主导地位，教师的协助作用，知识的应用性，是围绕建构主义思想所建立的，与建构主义思想相适应，是对传统教学模式的一种突破[1]。
工商管理专业建构主义情景教学模式的特征主要表现在五个方面，即学生是情境构建的主体，情境的高强度化，协作交流对象的多样化，团队合作强和交流机会多。这在工商管理本科专业的学生学习中具有很大的优势。其优势表现在能提高学生学习的主动性和积极性，加深学生对情境的理解；能使学生更好地接近现实情境，有利于学生主动地去思考；能拓宽学生的学习思路，拓展学生的信息渠道；能培养学生的团队合作精神，提高学生的学习主动性；能加深学生对知识的理解，有利于学生获取新的知识。
二、工商管理专业建构主义情景教学模式与传统教学模式比较
工商管理专业建构主义情景教学模式与传统教学模式在教学内容、教学方法、教学目的、教学主体和教学作用等方面有不同的特点。
（一）教学内容
建构主义情景教学侧重于理论知识运用，即教学生如何主动去发现和思考问题，如何根据自己的理解去建构知识。传统教学所传授的知识主要是系统化、书本化的基本理论和基本技巧，学生在教师的课堂讲授中和课本的复习中，掌握所需要的知识。
（二）教学方法
建构主义情景教学的教学方法有多种形式，各种方法都在一定的情境中进行。传统教学方法以讲授法为主，教学形式比较单一，让学生掌握基本理论、基本技能以及知识框架。
（三）教学目的
建构主义情景教学的目的在于提高学生解决问题的能力，全面提高素质与综合能力。传统教学主要是提高理论基础知识。
（四）教学主体
建构主义情景教学要求学生成为学习的主体，教师的角色则是要退到幕后，为学生自主学习提供条件与帮助，在学生探索中提供指导。传统教学采取的是教师传授为主、学生被动接受知识的教学模式，教师在整个教学过程中处于主体地位，教师把自己的知识储备和课本知识传递给学生，学生要做的便是认真听课，接受教师所传达的知识。
（五）教学作用
建构主义情景教学在于把课本抽象的知识背景具体到不同的情境之中，引导学生根据以往的经验和知识积累，自己寻找到知识的意义[2]。传统教学给学生提供不同的思考角度和方法，在传授书本上系统化的知识起到很重要的作用。
另外，两者在学习过程和情境性方面有区别。建构主义情景教学强调协作交流基础上的意义建构的过程，而传统教学强调的是灌输式的知识转移过程。建构主义情景教学创造特定情境，而传统模式没有特定情境。
建构主义情景教学与传统教学不是相互独立、互不相干的关系，在教学内容、教学方法、教学目的、教学主体和教学作用上，都存在互补性，是一种整体上相互融合、功能上相互耦合、形式上相互配合的协同关系。
三、工商管理专业建构主义情景教学方法体系的架构
工商管理专业建构主义情景教学方法体系主要由企业实践、企业家进课堂、案例教学、角色扮演和模拟教学等教学方法构成。
（一）企业实践
企业实践就是让学生亲自进入企业去观察、访谈和实习，通过亲身的体验了解企业的运行与管理，解决企业的实际问题。企业实践是情景教学中情境强度要求最高的教学方法，是与今后工作岗位最接近，最真实的环境，可以让课堂上的企业鲜活地呈现在学生面前。
（二）企业家进课堂
企业家进课堂是一种企业家与学生面对面的互动交流教学方法[3]。一方面，学生听取企业家的实践经验和成功经历，以及企业基本情况，基本管理政策等方面的报告和讲解，另一方面，在交流中，企业家为学生解答疑问，帮助学生逐渐得到真实情景的体验并且建构起自己的知识意义。
（三）案例教学
案例教学是当前运用的情景教学中作为常见的一种教学方法。案例教学就是把一些企业背景和经典的实践，通过整理、提炼，与相关的理论相结合，给学生一个知识学习的情境，让学生主动思考和讨论来完成意义的建构。
（四）角色扮演
角色扮演是一种比较符合素质教育要求的教学方法，它让学生扮演企业中各种不同的人物角色，做角色在企业中要求做到事情，体验角色在企业中的经历，把干巴巴的理论渗透到真实的管理活动当中，使学生在角色的扮演中，形成对情境的体验。
（五）模拟教学
模拟教学是角色扮演的一种特殊形式。学生通过在企业中扮演各种角色来实现对企业管理。学生可以组建多个团体，各个团队间展开激烈竞争，体验经营企业的“酸甜苦辣”。这种情境教学方法同样在学生体验情境和完成意义建构上有很好的效果[4]。
工商管理专业建构主义情景教学的五种方法都有自己不同的特征，在情境构建主体、情境强度、协作交流对象、团队合作强度、交流强度五个方面具有异质性。认识异质性，综合运用，发挥各自的优势，实现各种教学方法的协同互补，方能更好地提升学生能力和加强意义的建构。
四、工商管理专业建构主义情景教学模式的构建
由于各种工商管理本科情景教学方法都有各自的特征与优势，所以只有综合不同类型的教学方法，发挥他们各自的优势，产生协同效应，才能够更大效用地服务于学生的学习，获得更好的学习效果。根据前文的分析，构建工商管理专业建构主义情景教学模式如下（图1）。
图1工商管理专业建构主义情景教学模式
在工商管理专业建构主义情景教学模式中，各种教学方法都具有高情境性，都是在高的情景环境下进行的活动。由于这些教学方法特征中存在着异质性，从而形成了情境构建主体以学生为主、企业家和教师为辅、协作交流对象的多元化、团队合作交流强的特点，又在这些特点的作用下，发挥各个情景教学方法的优势，形成整个工商管理专业建构主义情景教学的优势。充分结合各种教学方法的优势，在教学中综合运用各种方法，以达到情景教学协作交流对象多元化，体现拓宽学生学习思路和拓展学生信息渠道的工商管理专业建构主义情景教学的优势。
在工商管理专业建构主义情景教学模式中，情景教学方法被分成了教学中和课后两部分，也可以理解为知识学习的两个阶段。前一阶段主要是帮助学生学习新的知识，完成对知识的初步意义建构；后一阶段主要是强化学生对知识的理解，最终完成对知识意义建构。前一阶段的三种教学方法：企业家进课堂、案例教学和角色扮演在整个教学中是交互灵活使用，不存在先后顺序之分。而在后一阶段使用的两种教学方法，即模拟教学和企业实践，应在进行模拟教学的基础之上，再深入企业实践，效果会更好。
总之，工商管理专业建构主义情景教学模式能够充分发挥各种情景教学方法的优势，培养学生对各种情境的理解能力、团队意识和竞争意识、企业家精神、人际交流能力、适应能力、学习能力等各个方面的能力和素质，从而提高学生的实际应用能力，达到工商管理应用型人才的培养目标。
工商管理本科专业所学的知识具有显著的结构不良领域的知识特征，要求学生能够在复杂的新的情境中灵活地去解决新的问题，所以，对于工商管理本科教学不能只采取传统的教学模式，还要采取构建主义框架下的教学模式。科学地为学生创造各种合适的情境，让学生在不同情境中，主动积极地去思索，构建出自己的知识意义。
参考文献：
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上海：华东师范大学博士学位论文，2005.
传统建模方法篇6
论文摘要:建设工程招标投标是国际市场中行之有效的工程项目承发包方式，这种承发包方式将市场竞争机制引入建设工程领域，达到资源最合理、最有效的配置。本文主要对工程量清单报价和传统报价进行了比较，提出工程量清单报价和传统报价，它们所反映的工程造价实质是一样的。工程量清单报价是建立在建筑产品市场定价模式上的最有效方式。二者在价格形成的指导思想、标评原则、计价模式等诸方面是有本质的区别。
随着我国经济体制的改革发展，工程造价管理体制由计划经济下的定额模式逐步向以市场机制为主导、与国际惯例接轨的新模式转变。投资管理体制和建筑业管理体制逐步实施改革，工程造价管理体制的改革已经势在必行。2003年推出国家标准《建设工程工程量清单计价规范》，是建设工程计价依据第一次以国家强制性标准的形式出现在我国，工程造价管理由传统的定额计价模式到工程量清单计价模式的转变，进一步确立了建设工程计价依据的法律地位，标志着一个崭新阶段的开始。工程造价管理建立以市场形成价格为主的价格机制，努力与国际惯例市场形成价格接轨。国际上普遍采用的工程招标方式就是工程量清单报价。1990年7月中国建设工程造价管理协会成立，标志着我国现代工程造价管理进入到快速发展的新阶段。下面就工程量清单报价与传统报价进行比较，谈谈自己几点肤浅的看法。
1二者内涵一致
1.1工程量清单计价
工程量清单计价是由甲方或甲方委托招标公司按照统一的工程量计算规则编制出了工程量，之后投标人按照甲方提供的工程量进行报价。是建设工程招投标工作中，由招标人按国家统一的工程量计算规则提供工程数量，由投标人自主报价，并按照经评审低价中标的工程造价计价模式。工程量清单是把承包合同中规定的准备实施的全部工程项目和内容，按工程部位、性质以及它们的数量、单价、合价等列表表示出来，用于投标报价和中标后计算工程价款的依据，工程量清单是承包合同的重要组成部分。1
1.2传统报价模式
传统报价模式是以预算价格(指令性价格)为基础计价。这种计价模式由于招标方的标底价格的计算与投标方报价的计算都是按同一定额、同一图纸、同一施工方案、同一技术规程进行的计算与套价，因而人工、材料、机械的消耗量与价格是静态的比较，是工程造价计算准确度的比较，根本无法真正体现投标单位的施工、技术和管理水平。
1.3两者所形成的建筑产品价格内涵是统一的
工程招标投标价是指在工程商品的投标招标交易过程中形成的工程价格，工程招标投标价格形成机制的主要特点就是市场形成价格，既在统一项目划分、统一计量单位、统一工程量计算规则和消耗定额的基础上，实行市场价，竞争费。必须遵循马克思关于商品价格的劳动价值学说，是工程招标投标价格形成的基础。
商品价值，从字面上的意义而言，是指一件商品所蕴含的价值。商品是具有价值和使用价值。商品价值是凝结在商品中的无差别的人类劳动，使用价值是指某物对人的有用性。过度商品价值是过渡的商品的使用价值，价值和使用价值不能同时占有。对于买家来说是通过买的过程占有了使用价值，而卖家则是占有了价值。价值由两部分组成:一部分是商品生产中消耗掉的生产资料转移价值，另一部分是生产过程中活劳动所创造出的价值。
工程招标投标就是建筑产品的交易过程，交易价格的形成除取决于它的价值基础之外，还受市场供求规律、企业竞争策略所决定的投标策略等因素的影响，最终的成交价格取决于买卖双方对控制工程造价的预期达成一致。无论是工程量清单报价，还是传统报价，工程交易价格的形成均遵循以上规律，所反映出的工程造价内涵是一致的。2
1.4工程量清单报价和建安工程造价的关系
在项目投资构成中，建筑安装工程投资具有相对性。它作为建筑安装工程价值的货币表现，亦称为建安工程造价。无论怎样划分建安工程造价，其结果都能体现建安工程造价内涵应该是一致的。传统报价中科学地对建安工程造价进行了划分，它全面地、客观地体现了建筑产品的生产价值，也有利于成本核算和考核，使计算方法简便，各项费用计算的逻辑关系清清楚楚。实施工程量清单报价时，可利用传统报价对建安工程费用的划分和计算方法。对工程量清单报价的各种单价的分析时，仍然采用传统建安工程造价的组成。建设工程全面实行工程量清单报价正是当前推进我国工程造价管理的必由之路。
2二者价格形成的思想各异1量价合一的思想
量价合一，是指材料、人工、机械三种要素的消耗量的水平是统一的，它反映的是社会平均消费水平。材料、人工、机械的单价是静态指令性的价格，各种费用的取费率带有一定的指令性。采用的是指令性计价模式是传统报价模式常用的方法。长期以来，我国实行的预算定额是量价合一的，一本预算定额在手，既可以查找实物消耗量标准做工料分析，又可以套用直接费单价计算直接费用。这是量价合一的方便之处。由于直接费单价受市场行情的影响而经常变动，消耗大量的人力、物力和财力，购买新定额成为有关单位和个人的一项负担。这是量价合一存在的问题。在计划经济时代，实行严格的计划价格，直接费单价相对也比较稳定，预算定额的修订周期可以比较长。这个矛盾还不是很突出。随着生产资料价格的逐步放开，“活价格、死预算”的矛盾日趋突出，采用主材调差的办法进行调整，但最终仍脱不开预算价格和法定费率的“指导”，传统报价模式形成的价格是一种指令性价格。
2.2量价分离的思想
改革开放后，随着市场经济的逐步建立，价格的逐步放开，直接费单价变动频繁，预算定额的修订周期也相应缩短，量价之间的矛盾日趋尖锐。基于实物消耗量标准的相对稳定性和直接费单价的经常变动性，实际工作中提出了量价分离的改革方案。工程量报价清单模式采用的是市场计价的模式，这是工程量清单报价与传统报价在定价原则方面最本质的区别。这种计价模式也有两个原则:一是在计价依据上实行“量价分离”的原则;二是在管理方式上实行“控制量、指导价、竞争费”的模式，即统一工程量计算原则，政府间接调控，市场形成价格。量价分离中的量是指预算定额中的实物消耗量标准，这个标准是相对稳定的。量价分离中的价是指人工、材料和机械的预算价格，以及根据预算价格和实物消耗量标准计算得出的定额直接费单价，预算价格是随市场行情而经常变动的，直接费单价也随着变动。
3二者计价模式迥然1工程量清单报价与传统报价计价方式比较
传统报价方式:计算工程量、套用预算定额单价、计算直接费、计算其他各项费用、汇总造价得到报价。
工程量清单报价方式(全单价报价):计算、复核工程量清单、编制分项工程综合单价、汇总各项工程造价，形成报价。2传统报价模式
传统报价模式的计价属于单价法计价的方式。是按施工图计算单位工程各分项工程的工程量，并乘以相应人工、材料、机械单价，汇总相加，得到单位工程的人工费、材料费和机械使用费之和;再加上按规定程序和指导费率计算出来的其他直接费、间接费、现场经费、计划利润和税金，便形成了单位工程报价。3工程量清单报价模式
实物法计价是工程量清单报价模式的计价方式。工程量清单报价中单价具有三种模式即:全单价、工料单价和成本单价。由于单价的组成不同，工程量清单报价的计价方式就有所区别，但无论采用哪种类型的单价报价，二者的主要区别是:工程量清单报价模式是以市场价格为基础计价，而传统报价模式是以指令性价格为计价基础，他们的宗旨都是为实现市场计价服务的。工程量清单报价中的三种单价各有优、缺点，可根据工程性质灵活选择。
4二者评标原则相悖
招标投标法是国家用来规范招标投标活动、调整在招标投标过程中产生的各种关系的法律规范的总称。
《招标投标法》规定了实行招投标过程中，招标价格形成与确定的方法，也为招标评标中对标价的评定提出了指导原则和标准，其实质内容就是“公平竞争、合理低价中标，并且不低于成本价”。传统报价模式由于招标方的标底价格的计算与投标方报价的计算都是按同一定额、同一图纸、同一技术规程、同一施工方案进行的计算和套价，对标价的合理性，以事先确定的标底价为准绳，片面认为接近标底价的报价是最合理的报价。致使投标的竞争就变成了“猜标”的竞争，成了打探标底价的信息战争，无法实现优胜劣汰、公平竞争的市场竞争机制。4
工程量清单报价采用的是市场价计价的模式，投标各方在审定并确认招标文件所列的工程量后，即可按国家统一颁布的实物消耗量定额并结合企业本身的实际消耗定额，以材料、人工、机械台班的市场价进行计价，企业具有了自主定价的权力和参与市场竞争的意识，真正体现了“公开、公平、公正”的市场竞争秩序。
5建立市场定价的工程计价和报价模式
工程量清单报价模式是真正和市场经济体制相适应的一种投标报价模式，是未来工程造价管理发展的必然趋势。落实了国家当前工程造价体制“控制量、指导价、竞争费”的改革原则，凸显了我国宏观控制下，以市场形成价格为主的价格机制的改革目标。充分调动施工单位提高施工技术、加强管理、降低工程成本的积极性。我们急需要制定全国统一的工程量计算规则，科学地测定工程消耗量，放开价格，完善工程造价信息的收集和，制定和工程量清单报价相适应的新的评标方法，规范工程造价管理行为，引导企业正确自主报价。
总之，工程造价管理是一门自然科学和社会科学交叉的边缘学科，工程造价管理是一门工程管理技术。未来10年将是中国快速发展的10年，迫切需要深入探究在新形势下如何实现科学造价。工程量清单报价模式的实行，能真正能推动我国工程造价管理改革的深化，建立符合国际规则的工程造价计价模式，创新我国市场定价的工程造价计价和报价模式。
[1]王柏玲.关于建设工程预结算审查工作的几点思考[J].华章，2010(14):24～26.
蒋关水.浅谈建筑工程造价控制策略[J].科技传播，2010(14):56～57.
传统建模方法篇7
［关键词］aRima模型；GDp；时间序列分析；预测
［中图分类号］F224［文献标识码］a［文章编号］1005-6432（2010）48-0024-02
1aRima模型简介
博克斯与詹金斯于20世纪70年代初提出了一种著名的时间序列预测方法,这种技术性地被称为aRima方法论的新预测方法,在“让数据自己说话”思想的指引下,改变了传统的构造单一方程或联立方程模型,着重于分析经济时间序列本身的随机性质。BJ预测方法把时间序列看做随机过程来研究、描述,考察了时间序列的动态特征、持续特征,揭示了时间序列过去与现在、将来与现在的相互关系。aRima模型不是从任何经济理论推演出来的,所以有时候被称之为乏理论模型。
1.1aRima模型的形式
第四,模型的诊断分析。检验模型的拟合值和实际值的残差序列是否为一个白噪声序列。
2aRima方法和传统法的比较
aRima方法和传统法均为时间序列分析法,即通过分析变量随时间发展变化的特征,以变量的已有数据建立时间序列模型的方法。而两种方法的主要区别在于：
2.1建模的基本思想不同
aRima方法建模的基本思想是：将预测对象随时间推移而形成的数据序列视为一个随机序列,用一定的数学模型来近似描述这个序列。这个模型一旦被识别后就可以从时间序列的过去值及现在值来预测未来值。而传统法建模的基本思想是：认为事物的变化是渐进式的,影响事物发展的因素在时间轴上是基本不变的,事物的发展具有稳定性和类推性。因此可以采用定性、定量相结合的方法,并根据时间序列的历史数据描述出这种确定性的趋势,并依此来预测将来的发展变化。
2.2前提不同
aRima方法假定数据序列是由某个随机过程产生的,它把事物在某一固定时刻的状态视为一个随机过程,利用随机过程去分析描述事物的发展趋势。而传统法假定时间序列的数据存在着某个确定的模式,随机变量ε相对来说并不显著。
2.3适用范围不同
aRima方法由于不需要对时间序列的发展趋势作先验假设,因此适合于各种类型的时间序列数据。传统法虽原理简单易懂,但仅适合于对具有某种特定趋势特征变化的社会经济现象的预测,因此一定程度上限制了其应用。
3运用时间序列分析方法对我国GDp总额建立aRima(p,d,q)模型
本文所用1978―2009年我国GDp总额数据来源于《2009年中国统计年鉴》。
3.1根据时间序列的散点图以及aDF单位根检验,观察其方差、趋势及其季节性变化规律,识别该序列的平稳性
该序列散点图有向右上方倾斜的明显趋势,且前后波动的幅度不一致,说明此序列存在增长趋势,又存在异方差性；从单位根检验的数据来看：t值2.287甚至小于10%显著性水平下的临界值3.243,因此y没有通过扩充aDF的平稳性单位根检验,据此判定该时间序列是非平稳的时间序列。
3.2对非平稳的时间序列y进行平稳化处理
经尝试最后确定先对数据取自然对数,然后进行二阶差分处理。经过平稳化处理后,时间趋势基本消除,可认为是平稳序列。
4结论
通过以上对1978―2009年我国GDp总额时序数据进行分析和所建立的模型,说明对非平稳时间序列作建模分析时,利用Box-Jenkins法所建立aRima模型具有较好的预测效果。本文所建立的aRima(2,2,2)模型,可用于对我国GDp总额作短期预测。
参考文献：
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传统建模方法篇8
关键词：物联网；本体；情境信息建模
1引言
物联网情境感知计算中作为输入的情境信息不像传统的计算机应用程序，通过一般的鼠标和键盘等设备获得，而往往是通过多种分散在不同地方的传感设备获得。这些传感设备通过网络与计算实体相连接，从而将感知到的情境信息数据交由计算实体分析处理。因此，情境信息的异源性（由分散的多种传感器获得）、多样性（类型有多种，比如位置、时间等等）、不完整性（传感设备可能会突然发生故障而导致获取的情境信息由偏差）等等特性会导致对其进行管理和再现是一项复杂的工作，因此需要对情境信息数据进行建模。情境信息模型向物联网服务系统应用屏蔽了情境信息的复杂性，有了这种支撑，物联网情境感知计算就无需考虑如何组织由传感器传输过来的情境信息，通过情境信息模型就可以方便的存储、管理和读取所需的数据。
2相关工作
目前，在物联网情境感知技术的研究成果中，针对情境信息建模的研究已经得出一些重要的建模方法。情境信息建模方法从不同的角度可以分为不同的种类，从模型的应用领域上来划分，可以将模型分为通用模型和专用模型；从模型的组织和结构的角度来划分，可以分为混合模型和组合模型。无论情境信息建模如何分类，最终都是为了适合相关领域的。情境信息建模的一般步骤是：首先确定要建模的情境信息的应用领域和范围，然后分析相关领域的情境信息的特点以及应用系统的性能指标要求，接着选择一个适当的情境信息建模方法，并使用相关的建模工具对情境信息进行建模，最后进行相关的模拟实验来仿真验证，评估应用系统的有效性。虽然在情境信息建模的方法研究上，不同领域的学者有着不同的理解，但在普适计算领域和物联网技术领域，已经出现了一些分类研究方法被大家所认可，比如Strang等人提出的几种建模方法[1]：
（1）键值对模型（Key-Valuemodel）
这个模型采用的数据结构比较简单，大多使用在普适计算领域较为常用的一个关键字对应一个值的结构中。其主要特点是数据结构简单，因此优势就体现在数据的存储和查找方面，但同样是因为数据结构单一，面临比较复杂的情境信息的表示时就会暴露出表达力不足的缺点。另外，这种情境信息的表示也增加了系统在情境推理等处理时的难度。
（2）标记模式模型（makeupSchemamodel）
标记模式模型的特点是，通过采用分层的数据结构以及属性与内容的组合标记方法来对情境信息进行建模。这种模型可运用反复的标记嵌套方式来表达一些较为复杂的情境信息，而且可以让表示出来的情境信息序列化，其表达能力也较强。它的缺点在于，数据的复杂度可能会随着过深的嵌套增加，这会增加后续情境信息处理的难度。
（3）面向对象模型（objectorientedmodel）
面向对象模型的思想是基于对象的封装性和重用性。因为物联网系统环境下的情境信息具有动态性特点，很多问题都是因为此特性所产生的，使用该模型给情境信息建模能在一定程度上解决情境信息的动态性所导致的种种问题。并且面向对象的建模可以将情境信息的处理方式很好的隐藏在实体对象里，与处理相关的情境信息就能够通过开放的对外接口来访问。
（4）空间模型（Spacemodel）
这种模型是一种突出表示空间信息的情境模型，因为在很多情境感知应用中空间都是一种重要的情境信息，最开始人们甚至把情境直接理解为实体的位置（空间）。空间模型所用的空间信息可以是指物理实体（比如房间）的空间信息，也可以是指非物理实体（比如网络中心）的空间信息。同时空间信息可以是预定义的静态的数据，也可以是由传感设备动态捕获到的数据，后者通常是通过坐标值来表示实体的空间信息，比如GpS导航就是这种模型的典型应用之一。
上述几种情境信息建模的方法都各有特点，但同时都存在一定的局限性。键值对模型和标记模式模型的表达能力较弱，且推理支持也比较少，所以不能用于描述复杂的情境信息；面向对象模型缺乏灵活性，在描述简单情境时往往会显得有些冗余；而空间模型对领域的依赖性较大，对情境感知计算的通用性比较差。因此需要研究人员结合多种模型的优点，来设计出一种新的情境建模方法来达到灵活描述情境信息的目的。
3一种基于本体的物联网情境信息建模方法
经过对现有的情境感知比较分析和探索研究，目前最为理想的情境信息建模方式就是基于本体的模型，这是一个比较成功并且具有前景的情境信息建模方法。这源于本体的表达能力较强，形式化程度较高，描述语言语法的完整严密的特点。因为本体具备了强大的描述能力和一致性的语义表达以及w3C提供了相关的支持[2]，使得其可以描述相对复杂的情境，成为大部分研究人员建模情境的首选方法，也为物联网情境感知计算奠定了基础。
3.1情境信息的采集
本文以高等院校的智能实验室为例，设计了可供物联网服务系统情境感知计算所使用的情境信息。智能实验室的基本设施如图1所示，由于是以学校的普通教学实验室为原型的，所以应用范围限制在多人共用的实验室领域。该实验室以实验室的用户为中心，其物联网系统最终的目的就是更好地为用户提供主动的、无缝的、个性化的服务。因此所采集的情景信息既要考虑现有的物联网识别技术，也要兼顾到系统所在环境的情景信息种类。
首先，通过门禁系统获取实验室用户的信息，读卡器读取用户的Badge信息，可将用户分为两大类：授权用户和未授权用户。授权用户可使用实验室的任何教学设备，包括实验室的使用者老师、学生和设备管理人员；未授权用户是指拥有Badge却无权使用教学设备的用户，比如清洁工等。同时，用户的Badge包含了用户的个人信息，比如职业（老师、学生或者清洁工等），年龄，性别等。
实验室用户除了Badge已登记的个人信息，用户携带的设备也可以采集到用户自身的情境信息，比如目前广泛使用的智能手机，其携带的重力感应器可以提供用户的速度、加速度信息，GpS芯片可以获取用户的位置、朝向等信息，还有蓝牙、wifi等等都可以为系统提供丰富的用户信息。
此外，实验室环境也为系统提供了丰富的情境信息，主要包括实验室的一些客观环境的物理参数，比如时间、室内光照强度、室内温度、室内噪音强度、室内人员情况等。这些情境信息大多数直接通过相关的传感器获取，比如光照强度、温度、噪声等。但是有些信息可能需要一些简单的推理，比如室内人员的数量，就需要门禁系统通过计算出入的人员数量来得出结果。
智能实验室系统所能获取的情境信息如图2：
图2智能实验室情境信息举例
3.2情境本体建模的设计
通过上文介绍，已经将智能实验室中可供采集的情境信息基本概括了一遍，根据目前的传感器技术和无线网络通讯水平，研究人员可以很方便快捷的获取所需的情境信息。但是，各种传感器的情境信息数据量剧增，同时传感器的种类、位置和数量以及获取情境信息时间节点的推移导致所获取的情境信息具有分布性、异构性、动态性的特点，如何处理这些复杂的情境信息，是物联网情境感知技术必须解决的问题。之前，通过对比分析现有的情境信息建模技术，本文采用了当前被业内人士所广泛认可的基于本体的情境信息建模方法。
本体建模就是指运用本体语言来对系统应用领域中被普遍认可的知识进行抽象和归纳，最终通过本体构造的概念，及概念之间的语义关系来标识其领域知识。本体的建模是要与其对应领域相关的，Guarion[3]也提出过以对领域的依赖程度和详细程度两个维度将本体的种类划分为顶层本体、领域本体、任务本体以及应用本体的思想。因此，本体建模需要根据实际需要来处理与其领域的依赖程度，而抽象层次过高、通用性太强的本体模型反而可能会降低本体模型在特定专业领域的使用效率和实用性。
本文是用来面向物联网计算领域的，所以首先需要构建一个面向物联网计算领域的抽象本体模型，其具体的物联网服务系统应用如智能实验室在构建系统应用的情境模型时，将会在该抽象本体模型的基础上进行具体化和定制服务。
图3智能实验室的抽象情境信息本体模型图
面向物联网系统应用的智能实验室抽象情境本体模型如图3所示，其情境本体是按照分层的思想来构造的：首先构造物联网环境中的通用核心概念，我们称之为领域本体层；然后再构造针对特定的物联网系统应用的概念，我们称之为应用本体层。在领域本体层中，从领域抽象出来的概念我们用owL类（owl：Class）来定义，并且对于该类所具有的数据类型属性我们通过owL数据属性（owl：Datatypeproperty）来定义，而类之间的关系我们通过owL对象属性（owl：objectproperty）来定义。
物联网环境下的智能实验室系统服务是以人为中心的，因此首先需要构造人的类，人具有姓名、iD、职业等数据属性，根据校园实验室用户的职业可以将人这个类划分为老师和学生两个子类；同时，构成智能实验室的基础要素是供给老师和学生学习、研究和实验的设备，因此需要抽象出设备的类，于此同时设备又可进一步分为传感器、计算机、电灯、空调等真实的设备和移动信息服务器等虚拟设备，并且我们可以通过owL子类（rdfs：subClassof）来表达这两个抽象出来的设备子类与设备类的关系，同时，系统设备都具有某些通用的数据属性，比如设备数量（比如计算机的台数）、编号（无线路由器的编号）等数据属性；而物理空间的位置也是非常重要的情境信息要素，我们可以通过位置类来标识此概念。如果再对物理空间位置进一步的抽象，还可分出室内、室外这两个子类。另外，设备和人都具有物理空间的位置，可通过对象属性来表达设备与位置、人与位置的关系；同时行为是针对人所处当前场景来描述的概念，比如阅读、行走、讨论等，人与行为之间可以用对象属性关联。
4结束语
本文首先介绍了情境的概念，通过情境信息的分类来介绍它的特点，结合其特点对比分析了几种情境信息建模方法，体现出采用本体进行物联网环境下情境信息建模的优势。然后分别针对情境信息模型中的语义信息和实例划分进行详细探究。在以后的工作中，我们通过运用protégé等软件进行建模实验，验证基于本体的情境信息建模对物联网情境感知计算具有促进作用。
参考文献
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传统建模方法篇9
关键词：Bim；建筑景观；三维仿真图像；仿真系统
中图分类号：tn911?34；tU990.3文献标识码：a文章编号：1004?373X（2017）04?0111?04
Designandimplementationoflarge?scalebuildinglandscape3Dsimulationsystem
basedonBimtechnology
ZHUZijun，ZHanGYulong，CUiLingling，CaoHaiyun
（HebeiUniversityofarchitecture，Zhangjiakou075000，China）
abstract：thebuildinglandscapeprojecthasthecharacteristicsofdiversityandcomplexity，whichleadtothelowcorrelationamongeachindicator，lowmodelingefficiencyandpoorimagequalitywhileusingthetraditionalanalyticmethodinthedesignprocessofthebuildinglandscape3Dimages，soalarge?scalebuildinglandscape3Dsimulationsystembasedonbuildinginformationmodel（Bim）technologyisproposed.thenavisworksinBimisusedtointegrateandreadthebuildinglandscapeproject.thenavisworksinformationorganizationformofthebuildinglandscapeisgiven.thenavisworks3DsimulationplatformwasdevelopedbasedonCom.the3Ddisplayofthebuildinglandscapemodelandsimulationdatawasrealizedbymeansofnavisworkssoftwareplatform.theCaDentitymodelingtechnologyisadoptedtomodelthelarge?scalebuildinglandscape3Dsimulationsystem，andrenderthebuilding3Dsimulationmodelinnavisworksvisualizationsoftwaretoobtainthebuildinglandscape3Dsimulationimage.thespecificimplementationschemeofthebuildinglandscape3Dsimulationsystemisgiven.theconstructionprogressofthebuildinglandscape3Dsimulationismasteredaccordingtothedynamicdemonstrationfunction.theexperimentalresultsshowthatthelarge?scalebuildinglandscape3Dsimulationimageconstructedbythesystemhashighresolution，andthesystemhasshorttimeconsumptionandoptimalperformance.
Keywords：Bim；buildinglandscape；3Dsimulationimage；simulationsystem
0引言
随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，建筑行业也呈现出繁荣的发展态势[1?3]。高质量的建筑规划方法可大大降低项目成本，还能够加快设计、施工、运营等各个阶段的进度，在此基础上还保证了建筑品质，给投资企业带来可观的利润[4?6]。建筑规划方法中的关键部分是建筑景观的三维仿真塑造方法。因此，寻求有效的建筑景观三维仿真塑造方法，具有重要的应用价值。但是目前的建筑景观三维仿真系统都存在一些缺点，如文献[7]提到的HCaD建筑仿真系统，基于autoCaD等第三方软件平台对建筑仿真系统进行二次开发，对建筑施工图进行绘制、设计。该方法的缺点为在三维仿真方面技术成熟度较低，只能进行简单的二维建筑规划、绘图等工作，实用性不高。文献[8]设计了openGL建筑景观仿真系统，将地理信息数据加入建筑景观仿真系统中，让二维设计与地理信息密切结合，更好地显示建筑景观的仿真效果。但在建筑景观仿真过程中，该系统的计算量较大，延长了建筑设计周期，增加了成本消耗。文献[9]提出了基于遗传算法的建筑景观设计，此方法将建筑景观的设计简单而抽象地表达为数学函数模型，通过计算得出建筑景观中变量的关联性，依据该关联性进行建筑模型设计。该方法中的数学函数式不能清楚地表达建筑模型中各变量间的关系，而且对于建筑景观与各变量之间的影响分析不明确，不能满足目前对建筑景观设计的需求。
为了解决以上的问题，提出一种基于Bim技术的大型建筑景观三维仿真系统。实验表明，所设计系统构建的大型建筑景观三维仿真图像清晰度高、系统耗时短、性能优。
1大型建筑景观三维仿真系统设计与实现
建筑信息模型即为Bim（Buildinginformationmodeling）技术，它是将建筑景观的全部信息通过数字仿真的形式表现出来，其中包括三维几何形状数据与非几何数据信息，比如建筑项目所需的材料、价格、项目进度等数据。
1.1分析建筑景观三维仿真系统的构建平台
navisworks软件平台在建筑信息模型（Bim）工作流中处于关键地位。采用navisworks塑造建筑景观三维仿真系统时，项目规划人员在navisworks软件平台上，对建筑景观项目进行整合、阅览，获取建筑景观三维仿真模型，协助用户得到建筑景观的信息模型（Bim），给建筑景观项目相关方的工作增加核心竞争力，加快工程进度。navisworks软件平台将autoCaD和Revit软件塑造的设计数据，与其他设计工具获取的信息融合，塑造成建筑景观三维模型，将建筑景观设计方案以三维仿真形式进行预览。基于Bim技术的大型建筑景观三维仿真不但包括施工现场的填挖情况、施工进度等动态逻辑关系，还有关于建筑施工场地、环境、建筑物位置等空间信息。建筑景观三维仿真工程进度时间数据导入功能和外部数据库连接功能，能够及时获取建筑景观三维仿真处理时间和建筑工程的数据信息。其中，建筑景观的navisworks信息组织形式如图1所示。navisworks平台中的三维数字模型和三维数据信息依靠标示符关联在一起，按照特定规则将建筑景观三维模型和具体时间参数连接，让各个图形单元快速组成三维数字模型，并与时间参数建立对应关系，以达到直观表达建筑景观三维仿真的目标。其中，建筑景观三维模型与进度规则如图2所示。
1.2基于Bim的大型建筑景观三维仿真系统的开发
1.2.1采用api应用程序接口拓展系统
Bim中的navisworks软件平台，能够根据用户操作的熟练程度，提供满足不同用户需求的建筑景观三维模型。navisworks支持软件平台二次开发，并且提供了api应用程序接口，对建筑景观三维仿真系统进行拓展，满足用户的不同需求。api应用程序接口的主要功能如下：
（1）为了加强他人对于建筑景观设计理念的理解，将设计的建筑景观三维仿真模型交互式版本放在互联网上，以供浏览；
（2）将navisworks中设计的建筑景观对象信息与外部数据库相关联。用户可进行模型审阅、建筑地点访问、查看运营信息等活动；
（3）设计图集能够自动写入navisworks软件平台中，生成实时报告；
（4）在用户的应用系统中插入交互式三维窗口，将设计图像出至图片文件储存器中，在navisworks存入快照，并将navisworks用作GUi组件查看建筑景观的三维界面；
（5）将建筑景观三维仿真模型中的冲突报告、特殊图像全部输出为HtmL格式报告。
1.2.2基于Com开发navisworks三维仿真平台
navisworks使用基于Com的开发方式。Com接口较为简单，可通过多种编程语言编写代码。将建筑景观组件作为单元的对象模型即为Com（Componentobjectmodel）。其中的建筑景观组件根据Com规则编写，用win32动态链接库形式可被执行的C语言二进制代码。Com规则中的核心部分为建筑景观对象与接口。接口是一组函数模型的具体数据结构，用户可以根据此数据结构调用组件对象。被封装的组件对象一般通过动态数据库的形式呈现。Com总体结构如图3所示。
Com支持大部分和navisworks等价的功能，如操作文档、运行动画、设置视点等功能。并且可将建筑景观三维仿真模型与外部excel电子表格连接，在软件窗口的对象特性区域显示建筑景观信息；将建筑景观三维仿真模型进度同microsoftproject链接，设置建筑景观三维仿真项目的时间进度。
1.2.3大型建筑景观三维仿真建模
（1）建筑景观三维仿真系统数据处理流程。构建建筑景观三维仿真模型，可实现建筑项目可视化审阅和分析。三维仿真模型能够清晰地表现出施工现场及工程内建筑物的动态信息，包括施工位置、渣料场的使用状况、地形挖填状况等，都能被清楚地展示出来。采用第1.2.2节塑造的navisworks三维仿真平台，可快速生成建筑景观场景的三维仿真图像。navisworks三维仿真平台依靠数据采集、地形数字化与建筑物建模等步骤，把建筑参数信息导入navisworks中进行渲染，得出建筑景观三维仿真图像。建筑景观三维仿真系统数据的具体处理过程如图4所示。
（2）建筑景观三维建模。navisworks软件平台通过CaD实体建模技术，实现大型建筑景观三维仿真建模。将建筑物按照二维设计的方式划分为独立的部分，分析各部分间的关系，确定建筑物的具体空间形体信息。由于建筑物多数都是不规则形状，所以需对不规则形状的部分进行精密划分，规范成具体形状，如矩形、棱柱、圆柱等，再依靠CaD软件平台绘制出建筑景观各个部分的三维仿真模型。其中无法精密划分的不规则建筑景观形状会自动组成单元，通过多次修改编辑，得到基本图元。将基本图元参照空间结构关系层次依次组合，构成整体建筑景观三维仿真模型，如图5所示。在navisworks可视化软件中添加建筑三维仿真模型，进行渲染，得出建筑景观三维仿真图像，如图6所示。
2基于Bim的大型建筑景观三维仿真系统的实现
2.1建筑景观三维仿真系统实现方案
基于Bim技术中navisworks软件平台的特点与优势，设计建筑景观三维仿真系统的二次开发功能，完成大型建筑景观三维仿真系统的搭建。基于Bim技术的大型建筑景观三维仿真系统带有人机接口，具有操作简单，便于维护的优点，实用性高。建筑景观三维仿真系统的实现流程为：根据建筑景观项目中建筑景观的特点与周边枢纽情况，制定设计建筑景观三维仿真工程中所需的三维仿真模型；再将该三维仿真模型添加到navisworks软件平台中进行渲染，使得三维仿真模型中的动态仿真数据信息转化为能够被navisworks软件平台读取的文件格式。navisworks软件平台规划出时间参数信息及属性信息后，依靠navisworks软件平台中的二次开发功能，完成对于大型建筑景观的三维仿真仿真处理，具体过程如图7所示。图7中描述的大型建筑景观三维仿真系统的主要功能有：动态演示建筑景观三维仿真建模的施工过程，动态演示分项建模工程施工状况，建筑景观建模中仿真数据的可视化处理。
2.2建筑景观三维仿真的施工过程动态演示
navisworks软件平台中的timeLiner模块能够对建筑景观三维仿真的施工过程进行动态演示。timeLiner模块将用户上传的建筑三维仿真数字模型与施工进度进行整合，采用实体句柄作为标示符，制定起始外观状态与任务类型，生成建筑景观三维仿真建模施工过程的三维动画。建筑施工场景中的巡航动画由animator模块制作完成，巡航动画可以与timeLiner动画相连，使用户能从不同角度审阅建筑景观三维仿真的动态施工情况，把握建筑景观三维仿真的具体施工进度。图8为某时刻建筑景观三维仿真的施工状况。
3实验分析
为了验证本文提出的基于Bim技术的大型建筑景观三维仿真系统的有效性，进行实验分析。
3.1建筑景观三维仿真图像质量分析
为了验证本文方法构建的建筑景观三维仿真图像质量，进行实验分析。实验分别用传统解析法和本文方法，对某地区的大型建筑景观进行三维仿真处理。实验结果在512mB内存、32mB显存的计算机客户端显示。采用本文方法构建的建筑景观三维仿真图，如图9所示，采用解析法构建的建筑景观三维仿真图，如图10所示。
由图9、图10可见，使用本文方法绘制出的大型建筑景观三维仿真图像逼真、清晰，而传统解析法模糊、不直观。说明本文方法对于大型建筑景观的三维仿真处理能力明显优于传统解析法，可获取令人满意的结果。
3.2耗时分析
实验采用传统解析法和本文方法，对实验建筑景观进行三维仿真处理。实验过程中，两种方法的耗时情况如图11所示。
分析图11可得，本文方法在塑造建筑景观三维仿真图过程中消耗的时间远远低于传统解析法，具有较高的处理效率。
3.3设计性能分析
为了验证本文提出的方法在性能上具有优越性，对本文方法的设计性能进行分析。实验采用传统解析法和本文方法，建筑景观进行三维仿真处理，对比其中各项参数，进行性能分析。实验结果如表1所示。
分析表1可知，传统解析法在建筑景观设计过程中，工程费用率高、耗能多、作业效率低、性能较差，不能满足各个性能指标的需求。而本文方法在设计过程中，各项性能指标都优于解析法，设计性能明显优于传统解析法，具有较高的优势。
4结论
本文提出一种基于Bim技术的大型建筑景观三维仿真系统，采用建筑景观信息模型中的navisworks对建筑景观项目进行整合、阅览，给出了建筑景观navisworks信息的组织形式。基于Com开发navisworks三维仿真平台，依靠navisworks软件平台实现建筑景观模型与仿真数据的三维展现。采用CaD实体建模技术，实现大型建筑景观三维仿真系统的建模，并在navisworks可视化软件中对建筑三维仿真模型进行渲染，得出建筑景观三维仿真图像。给出建筑景观三维仿真系统的具体实现方案，并依据动态演示功能，掌握建筑景观三维仿真的施工进度。实验表明，所设计系统构建的大型建筑景观三维仿真图像清晰度高、系统耗时短、性能优。
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传统建模方法篇10
关键词：无线通信系统；建模仿真；无线信道；GnURadioUSRp
中图分类号：tn911?34；tp923文献标识码：a文章编号：1004?373X（2013）18?0073?05
0引言
无线通信技术正处在飞速发展的阶段，并开始广泛运用于个人、商业、军事等多个领域。随着无线通信系统复杂度的日益上升，使用传统的分析方法来评估和设计无线通信系统已经变得十分困难；采用硬件原型测试的方法由于实现成本高、难度大，往往在系统开发的后期才能得以实现；以软件为基础的建模仿真方法则能够使研究和开发人员在花费较少的人力和财力的情况下，获得接近真实系统的评估能力，因此成为了通信系统开发前期主要的设计和验证手段。目前，无线通信系统的建模仿真主要通过matlabSimulink，SystemView，Spw等软件实现[1]。但对于特性变化快、易受干扰的无线传输环境来说，上述基于纯软件的建模仿真手段难以对系统实现快速和准确的测试、分析和评估。
本文提出将软件无线电开发平台GnURadio和通用软件无线电外设USRp（UniversalSoftwareRadioperipheral）组成的软件无线电系统用于无线通信系统的建模仿真，首先分析了该系统的软件特性和硬件结构；随后对mpSK调制系统分别建立基于仿真信道和实际信道的通信链路模型，进行误码率测试的对比实验，验证该方法将实际无线信道纳入系统仿真中的可行性；最后在采用实际信道的链路模型基础上，进一步设计并实现了无线视频流传输原型系统，能够通过无线方式实现视频流传输。分析和实验结果表明相对于常用的软件建模仿真手段，软硬件结合的新方法能够快速实现系统原型，将特性复杂、仿真困难的实际无线信道纳入系统仿真模型中。
1GnURadio和USRp组成的软件无线电系统
1.1软件无线电
软件无线电的概念于1992年由Josephmitola正式提出[2]。这一概念的提出和发展是针对于无线通信领域出现的多种体系并存、标准间竞争激烈的局面。软件无线电的架构体系突破了无线通信系统以专用硬件为核心的传统设计模式[3]，通过将宽带的aD和Da器件尽可能地靠近射频天线，尽早地将获得的模拟信号转换成数字信号，并以通用硬件作为基本平台，尽可能多地由通用处理器上的软件实现无线及通信功能，以实现无线通信系统的可升级和可重配置。将软件无线电技术应用于无线通信系统的建模仿真，能够发挥其架构灵活、开放、软硬件结合、多层次协同的特性，解决传统软件工具存在的一些局限。
软件无线电发展至今，已有多套开源及商业系统可用于原型设计及通信系统研究，如微软研究院推出的Sora系统[4]、弗吉尼亚理工大学的oSSie（openSourceSCaimplementationembedded）项目等。其中，开源无线电软件GnURadio和通用软件无线电外设USRp组成一套基于pC的软件无线电系统，是适用于无线通信系统建模仿真的较好的解决方案。
1.2GnURadio的软件特性
GnURadio是基于软件无线电思想开发的开源平台[5]，运行在Linux系统上，遵循GnU的GpL（GeneralpublicLicense）条款分发。作为一个软件无线电开发平台，GnURadio具有很强的可重构性。通过它所提供的多种实用的信号处理模块和将这些信号处理模块连接起来的流图机制，可以建立起不同的通信链路模型，满足不同类型通信系统的需要。GnURadio主要用于通信链路的建模和仿真，其标准库十分丰富，覆盖了调制解调、信源编/解码、信道编/解码、多址接入、均衡、同步、滤波器设计、小波分析等常用的信号处理模块，且有类似于matlabSimulink框图式结构的图形化建模环境，能够方便、快速地建立起链路级系统的模型。同时，出于运行效率的考虑，GnURadio采用了数据通道和控制通道分离的两级设计，其中C++用于描述需要较高运行效率的信号处理模块，python则用于模块之间的配置和连接。
由于GnURadio采用了通用的编程语言python作为专门的控制通道，代替了单一的模块连接机制，这样除了能够对信号处理模块进行更方便地配置和管理之外，借助python的灵活特性[6]，还能实现在通信链路的上层建立网络模型，进行整个通信协议的定制和设计，甚至与应用程序进行直接交互。这使得在GnURadio中实现跨层次设计和联合优化成为可能。
以GnURadio内建的测试程序为例具体分析，通过解析测试程序中的代码可知，GnURadio规定了如图1所示的帧结构格式。最底层的帧结构提供了前导码、同步码用于接收端系统的频率和时序同步；帧头则提供帧长度、高斯白化偏置等信息；帧的上层结构提供了CRC（CyclicRedundancyCheck）校验和发送包数目统计功能。此外，GnURadio在maC（mediaaccessControl）层还提供了载波监听多路访问/冲突检测机制，用于检测当前信道上的信号冲突。当USRp接收到的信号幅度大于设定的门限值时，则认为该信道被占用，并采用二进制指数退避重传算法等待重传。通过USRp数据的时间戳配合，亦可以在GnURadio中实现分时隙传输的超帧结构。同时，通过导入Socket模块，python能够方便地进行网络编程。而调用tUn/tap提供的虚拟以太网通道可以让基于tCp/ip的应用层程序直接加载到GnURadio上，并通过GnURadio所提供的通信系统进行通信。另外，上层网络模型中的数据为异步数据，不能够直接被通信链路上的同步信号处理模块处理，对此，GnURadio在网络模型和链路模型之间使用了一个FiFo（FirstinFirstout）缓存，实现了信号从异步到同步、由信息比特到基带波形的转换，将通信链路和上层网络紧密地结合起来。
通过使用上述GnURadio提供的功能和特性，研究和开发人员可以方便地构建起由通信链路和上层网络模型组成的更为完整的通信系统，并从全局性能的角度考虑，对定制的通信系统进行跨层次联合设计和优化。
1.3USRp的硬件结构
在GnURadio和USRp组成的软件无线电系统中，GnURadio仅负责低速率基带信号的处理，USRp则充当了数字中频和射频前端的角色[7]，对高通量信号进行处理。基于软件无线电思想设计的USRp的硬件结构具有灵活、通用的特性，能够兼容当前无线通信的多种协议标准，为建立自定制协议和多标准融合的系统建模和测试提供了强大的支持。
如图2所示，USRp的结构中主要包括了负责数字中频处理的FpGa（FieldprogrammableGatearray）、负责模/数与数/模转换的aDC与DaC器件和负责射频信号处理的射频子板。在具体的收发过程中，接收端的天线捕捉空中的射频信号，由射频子板进行模拟域的下变频，将信号由射频移至中频，然后通过a/D器件的转换，进入数字域；FpGa作为数字下变频器，将信号从数字中频进一步移至基带，并同时完成信号的抽取工作，使信号速率降至通用处理器能够处理的范围；最后，通过控制芯片将低速率的基带信号送入pC。发送端则完成一个大致相反的信号处理流程。
在USRp的结构中，宽频段、可更换的收发射频子板和天线可以覆盖多数无线协议标准所在的频率范围，aDC和DaC器件具有高采样速率和较好的分辨率，基于FpGa的数字中频处理和基于pC端软件的基带信号处理易于重构，灵活的总线结构的采用则降低了各硬件模块之间的耦合性。当前的无线通信协议标准很多都工作在相近的频段，在射频端上亦有很大的相似性，协议标准的主要区别集中在基带信号的处理上。USRp作为通用的射频前端，基于软件无线电思想设计，具有开放性、模块化和高通用性的特点，因此能够兼容绝大多数现有的通信协议标准，并且可以根据需要，在软件层面自行定义通信系统的收发频段和通信带宽，进行无线通信系统的定制化设计。
2基于实际信道环境的通信系统模型实现
无线信道稳定性较差，信道特性会随着地形、地貌以及信号频率和传播方式的变化而变化，而且不可避免地会受到阴影效应和多径衰落的影响。因此，在实际无线通信系统的链路级仿真中，通常需要建立准确的信道模型来预测系统的整体性能和评估信号处理算法的优劣[8]。但由于真实的无线信道具有时变特性，建立高精度的仿真信道模型难度很大，且仿真模型也很难做到和实际信道完全匹配，结合硬件原型进行实际环境测试的做法在设计前期难以实现，这一直是无线通信系统仿真中的难以解决的问题。而GnURadio与USRp软硬件无缝连接的特性有效地改善了传统硬件原型建立困难的局限，通过快速实现无线通信系统的硬件原型，将真实的无线信道环境纳入仿真过程中，对信道特性进行评估。
2.1通信链路建模仿真对比
相移键控pSK（phase?ShiftKeying）利用载波的多种不同相位状态来进行数字信号的调制，相比幅移键控和频移键控调制系统，在频带利用率和抗噪声性能方面均有优势，因此在中、高速数据传输中得到了广泛的应用[9]。本部分使用GnURadio和USRp对具体的mpSK调制系统进行建模，通过软件仿真、实际环境测试和结果的对比分析，验证由GnURadio和USRp无缝连接特性所带来的硬件原型快速实现的能力，并说明该系统相比传统仿真软件在评估实际信道环境方面的优势。为了能够最大程度地减小仿真模型和实际测试模型在基带信号处理上的差别，实验调用GnURadio中的模块建立仿真模型，然后去除仿真信道，其他部分采用相同的模块配合USRp实现硬件原型。为此，需要在仿真模型中加入加扰、解扰、载波频偏恢复和信号时序恢复等实际信号传输中所需的模块。仿真系统的构建如图3所示。在该系统的发送端，矢量信号源负责产生信号；信号被送入加扰模块进行信道编码，做伪随机化处理；编码后，信号进入mpSK模块进行调制。系统的接收端调用mpSK解调模块进行信号解调，在该模块中已经插入了载波频偏恢复和信号时序恢复的子模块；最后对信号进行相应的解包和解扰操作，并与预设信号对比，获得误码率数据。在解调模块中还调用了信号强度探针，用来获得当前信号的信噪比大小。发送端与接收端之间则通过加性高斯白噪声信道模块连接，以仿真整个链路级的通信过程。
对上述仿真系统只需进行收发部分的分离和简单修改，即可配合USRp设备实现该系统的硬件原型。见图4，发送端经mpSK调制后的信号被送入USRp模块，该模块对射频信号的发射参数进行配置，然后由USRp设备进行上变频等处理并发送到实际环境中；经过室内实际信道传输，接收端的USRp捕捉到环境中的射频信号，并进行射频和数字中频的相应处理，最后输出数字基带信号到GnURadio中的mpSK解调模块，做后续的基带信号处理。这样，使用两台USRp设备就能够建立起通过实际信道进行信号收发的系统硬件原型。
对上面建立的仿真模型和硬件原型，分别调用BpSK，QpSK，8pSK，16pSK四种调制方式，进行加性高斯白噪声信道的仿真和实际环境下的测试。测试在约15m2大小的室内环境中进行，每个测试点对30min内采集到的信噪比和误码率数据进行平均化处理，对比仿真结果，获得如图5所示的误码率曲线。
误码率曲线对比
从测试结果生成的曲线可以得知，低信噪比情况下，室内环境测试所得的数据与仿真信道下测得的数据符合较好；在高信噪比情况下，尤其在高阶调制模式下，实际测试数据与仿真信道下测得的数据产生了较大偏离，在同样误码率情况下，偏离可能达到2～3dB。由mpSK调制系统的理论分析可知，高阶调制模式相比低阶调制对噪声更为敏感，受载波频率和相位恢复模块引入的相位噪声影响也更大，容易对误码率数据产生影响。从实际的测试过程来看，室内环境由于人、物移动引起的信号遮挡和散射造成信号传播路径的变化，会使信号的信噪比产生5～10dB左右大范围变动的现象，这也是测试数据与仿真曲线偏离的原因之一。由此看来，在低误码率的情况和高阶调制模式下，理想的加性高斯白噪声的仿真信道不足以精确描述实际的室内信道特性。
2.2无线视频流传输系统原型
通过GnURadio灵活的软件特性和python的编程能力，可以进一步在上述链路级模型的基础上，建立基于实际无线信道传输的无线通信系统原型。以无线视频流传输系统为例，本文设计了如图6所示的系统结构，并据此实现了相应的原型系统。
在系统发送端，视频采集设备从真实环境中实时采集视频流数据，经过pC上的视频编码程序编码后送到设定好的tCp或UDp网络端口；通过Socket网络编程方法[10]，可以方便地绑定网络端口，将视频流数据送入GnURadio中的程序进行处理；GnURadio中的程序对网络端口的数据流做进一步的maC层成帧和同步处理，然后进行基带信号的调制和编码工作，最后送入USRp发射。接收端系统则进行大致相反的处理流程，经过解码后的视频流数据可以在相应的显示器上显示。
在实际测试过程中，该原型系统能够正确显示视频采集端采集到的视频信号，达到了预想的效果，如图7所示。其架构具有很强的灵活性和可扩展性，包括视频格式、视频编/解码方式、分组帧结构、信道编/解码、信号调制方式、传输频段和传输带宽在内的各个部分均易于调整和修改，这便于研究和开发人员根据视频信号在实际信道中的传输效果进行整体系统的定制性设计和优化。
2.3实验结果分析
上述实验表明，GnURadio建立的链路模型能够几乎不经修改地通过USRp进行实际信号的发射和接收，实现无线通信系统原型，并进一步用于室内外等常见真实环境下的系统测试。相比纯软件仿真结果，结合硬件原型进行测试将实际信道纳入仿真过程，使研究和开发人员在早期阶段就能够对目标传输频率和传输环境下的信道进行研究，对传输过程中的路径损耗、频段上其他系统的干扰、信道特性的变化等因素进行合理评估。实际信道测试的结果对于系统后期开发也有更强的指导意义。借助该方法进行原型测试，能够使无线通信系统开发中的问题在早期迅速浮现，并在系统规划和设计阶段就被解决，有助于减少后期设计迭代过程的产生，缩短整个系统的设计流程。
3结语
本文提出将软件无线电开发平台GnURadio和通用软件无线电外设USRp组成的软件无线电系统用于无线通信系统的建模仿真。首先介绍并分析了GnURadio的软件特性和USRp的硬件架构；随后以mpSK系统在仿真信道和实际信道下的通信链路建模仿真对比实验为例，验证了该方法将实际的无线信道纳入链路层仿真中的可行性；最后在前述链路级模型的基础上，设计并实现了一套基于实际无线信道收发的无线视频流传输原型系统。分析和实验结果表明，本文所提出的具有软硬件结合特性新方法具有快速系统原型实现的能力，而且通过引入实际信道进行仿真，能够避免复杂的信道建模过程，直接建立更精确的通信系统模型，提高对系统分析的速度和准确性，并可以基于仿真分析结果进行系统各部分的联合设计和优化。
该方法适用于对通信协议标准及整体系统有定制化需求、针对的传输环境较复杂的无线通信系统的研究开发，有助于减少系统开发后期的迭代过程，缩短系统的研发周期。
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