RBF保护地下水资源功效的试验研究

2024-04-28

RBF保护地下水资源功效的试验研究(精选7篇)

篇1:RBF保护地下水资源功效的试验研究

RBF保护地下水资源功效的试验研究

利用野外现场试验与理论分析的方法,研究了河岸渗滤作用(RBF)对沿岸地下水的保护及对入渗河水的氮去除功效.结果发现,RBF可以减缓污染河流对沿岸地下水的.影响,防止地下水组分浓度的剧烈变化;在河水入渗初期,主要发生硝化反应,随入渗的深入,反硝化作用趋于加强,使系统具有一定的脱氮功能.

作 者:吴耀国 张文存 王卫 孙伟舰 作者单位:西北工业大学应用化学系,陕西,西安,710072刊 名:农业环境科学学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE年,卷(期):24(1)分类号:X523关键词:RBF 脱氮 现场试验

篇2:RBF保护地下水资源功效的试验研究

进一步加强农民土地权益维护并以此促进耕地资源保护, 需要着重做好以下几个方面的工作。

1 将土地使用权长期化引入有关规定

土地使用期限是各国家和地区都非常重视的完善地权制度的一项重要内容。如澳大利亚、香港、新加坡等公有土地利用效率较高的一个重要原因就是它们都不同程度地采用了土地的长久性租用制。土地使用权的长期化, 是我国农村经济发展和耕地资源利用与保护的客观要求和必然选择。

1.1 对土地使用权的长期化予以明确规定

《农村土地承包法》规定, 耕地的承包期为30年, 自承包合同成立之日起, 承包方取得土地使用权, 并规定不能任意剥夺农民的土地使用权。这一规定保障了农民在不改变用途情况下可以长期拥有土地使用权。《物权法》则第一次将土地承包经营权界定为物权。笔者认为, 有必要在土地使用权承包期为30年的基础上进一步延长土地承包期限, 并以法律形式加以明确规定。一般来说, 期限越长, 土地使用权价值就越高, 也越容易激发土地使用者长期投资和自觉珍惜土地的积极性, 越有利于耕地资源保护。甚至有些专家认为, 要解决我国土地制度中存在的问题, 应将土地的承包经营权确立为能够延续几代人的制度安排。

1.2 取消土地调整制度

目前的《农村土地承包法》已经将土地调整严格限定在很小的范围内, 但是, 笔者认为, 从保障农民长期土地权益出发, 应该考虑彻底取消土地调整制度。有关研究表明, 集体组织为获得截留征地补偿款的机会, 往往利用土地调整将其违法行为所造成的损失转移并分摊给全体村民, 只有废除土地调整, 才能从根本上解决这一问题。

1.3 应该明确规定对损害农民土地权益责任人的惩罚措施

针对损害农民土地长期使用权行为, 有关法律应明确规定对其责任人的惩罚措施。要在土地使用权长期化的保障条件下, 充分尊重农民个人意愿, 以保护农民权益为前提, 而不能以行政手段强制收回农民土地使用权再重新发包或租赁, 也不能强迫农民将土地使用权集中于个别人或集体手中进行规模经营。不能随便撕毁合同、收回土地承包权。对于造成侵害农民土地使用权的各种违法、违规行为的有关责任人, 必须依法承担相应的责任。

1.4 有关法律应明确农民土地使用权的继承权

学术界对此具有广泛争论, 主要集中在是否应该赋予农村土地使用权以合法继承权、法定继承人范围以及继承方法等诸多问题上。有的学者反对赋予农民土地使用权的继承权, 认为土地使用权人不具有土地所有权, 因此以家庭为主体的承包合同关系不能继承。笔者认为, 无论从土地使用权的物权属性来看, 还是从稳定土地承包关系和保护土地资源的现实要求来看, 都应该从法律上明确土地使用权能够合法继承的权利。这是因为:第一, 土地使用权虽然是以承包合同确立的, 但是土地使用权本身具有物权的全部特征, 是一种用益物权, 也就是一种财产权, 财产权依法是可以继承的。第二, 从各国法律规定来看, 无论是大陆法系还是英美法系, 都承认农村土地使用权的继承性, 而且《农村土地承包法》已经明确规定林地使用权可以依法继承, 从耕地长期利用和保护角度出发, 也应该在其使用权长期化的基础上, 为实现更好地维护和保障农民权益、获得长远保障的目标, 满足农民对土地使用权子女继承权的要求, 从法律上确定耕地使用权的继承权, 尽快实现土地使用权继承的合法化。第三, 对于土地使用权法定继承人的范围, 主要观点认为应该实行单嗣继承制, 即“土地使用权由独子继承, 男女有同等的继承权, 留在本社区的子女优先继承;只有土地使用权继承人才能……继续承包土地”, 主张这一观点的依据主要是出于防止土地进一步细碎化的考虑, 但是, 这种继承制不符合《继承法》的相关规定, 笔者认为, 应该以《继承法》为主要依据实现土地使用权继承的合法化。

2 进一步维护农民的土地流转权与促进土地的合理流动

《农村土地承包法》已经明确规定国家保护承包方依法、自愿、有偿地进行土地承包经营权流转。积极推动土地使用权合理流转, 既是提高土地资源配置效率的有效手段, 也能为现阶段农民工实现城乡双向流动创造条件, 同时也是在城市化过程中保障农民合法权益不受侵犯的有效保障。

2.1 推动土地使用权在农户之间实现合理流转

依据自愿、有偿原则推动土地使用权合理流转, 必须注意两个方面的问题。第一, 提倡在农户间实现土地使用权流转, 而不应该让工商企业过多地介入农业, 尽量避免一些公司和企业长时间、大面积租赁经营农户的承包地。国际经验表明, 世界各国对于公司、企业进入农业都采取相当谨慎的态度, 一般都只允许公司、企业在农业的产前、产后领域和产中的若干环节从事经营活动, 而严格限制公司、企业进入农业的直接生产领域。从我国的实际情况来看, 土地对于大多数农民具有重要的养老保障功能。因此, 不仅不能鼓励和支持一般工商企业过多地介入农业生产和经营, 而且还应当制定相关的政策加以限制。第二, 必须充分认识到土地使用权流转的长期性和渐进性, 避免不顾客观条件和国情而盲目实行农地的规模化经营。虽然土地均分制度导致土地分散、小规模经营, 造成了生产成本高、土地收益偏低的问题, 但是在当前农村劳动力尚未实现稳定转移的情况下, 大部分农民工还处于城乡“双向”流动状态, 在相当长的时期内, 土地仍是其最基本的生活保障, 现行土地承包经营制度则是保障农民权益的前提条件, 如果强制推行土地的大规模兼并, 必然会导致更多的农民失去生活保障和收入来源。即使在以非农收入为主的经济发达地区, 也要从客观条件出发, 在法律和政策允许的范围内, 以提高土地利用效率、保护土地资源为目的, 实行土地的适度规模经营。

2.2 积极培育土地使用权市场, 建立合理的土地使用权流转机制

保障农民土地流转权的关键, 是促进土地资源的合理流动。第一, 要建立起有效的土地使用权流转机制。《农村土地承包法》只是在明确农村土地使用权的流转权基础上, 对土地使用权流转合同的具体内容进行了规定, 却没有规定相应的流转程序。为此, 应该制定一套完整规范的土地使用权流转程序, 并在严格的程序规范下, 引导农户之间土地使用权的有序流转, 签订正式的、内容全面的书面合同, 还要建立起有效的矛盾与纠纷解决机制, 有效保障土地使用权流转双方的合法权益。同时, 加强政府部门对于土地使用权流转的管理, 规范收费制度, 避免农民负担的进一步加重。第二, 要积极培育土地使用权市场。针对目前土地使用权流转比较困难, 且主要发生在集体组织内部的情况, 在完善市场机制的基础上, 一方面要加强信息服务, 即社区和集体组织应该为具有土地使用权流转愿望的农户提供真实、准确的市场信息, 并对他们进行分类指导, 以减少交易成本, 另一方面, 要培育和发展各种类型的、为土地使用权流转提供中介服务的市场组织, 为土地使用权流转创造良好的竞争环境。

3 加强农业支持政策体系建设与维护农民土地收益权

在城市化进程中有效维护农民土地收益权, 必须逐步推动城乡一体化, 以城带乡, 适当地推进以工养农的政策。

3.1 进一步加大对种粮农民农资综合直补力度

对粮农农资综合直补, 是国家惠农、支农的重要政策。为进一步促进粮食生产和农民增收, 一方面应该明确以优质生产作为政策目标, 新增补贴应与粮食产量、商品化水平和粮食质量挂钩, 重点鼓励在提高粮食质量的基础上不断提高粮食产量, 另一方面应该加强直补机制建设, 以公开性和透明性为原则, 实行公告制度, 对直补资金进行专户管理, 加强对直补资金分配及发放过程的监督, 保证直补政策的有效落实。

3.2 进一步加强财政投资支持农业基础设施建设

良好的水利灌溉设施, 发达的交通、通讯设施, 是实现农业高效发展的重要前提。国际经验表明, 应该依靠国家的力量加强农业基础设施投资, 提高土地的生态功能和可持续发展能力。农业基础设施建设往往需要巨额资金投入, 需要加大国家财政对这部分投资的支持力度, 为农民从事农业生产经营创造良好的环境和条件。从18世纪初开始, 日本陆续将水田灌溉设施建设、土地改良、交通道路建设等纳入农业基本建设规划项目, 至20世纪80年代, 日本政府每年用于农业支出的财政预算已经达到国家一般预算支出的10%, 其中农业基本建设支出占28%。而我国财政支持农村固定资产投资占全社会固定资产投资的比例近年来逐年下降, 已经由2001年的19.38%下降到2006年的14.92%。

3.3 进一步加强农业支持项目法制化管理

主要是不断健全和完善农业支持法律体系, 包括制订《农业补贴条例》、《农业保险法》、《农业灾害救助条件》、《贫困地区援助条件》等。在此基础上, 加强对农业支持项目的法律化管理, 即应将各项农业支持措施和政策目标以法律的形式确定下来对政策目标、政策工具、预算安排以及政府执行部门的职责范围做出明确规定, 以此来规范投资主体的投资行为, 加强对农业支持项目实施过程的监督。

参考文献

[1]邵绘春.“土地财政”的风险与对策研究[J].科技资讯, 2007 (13) .

[2]刘祚祥.城市化、农地征用与失地农民利益补偿[J].科技创新导报, 2006 (1) .

[3]胡俊波, 竹俊.现行土地制度是阻碍我国城市化进程的深层次原因[J].科技资讯, 2006 (9) .

[4]林凌.论双轨推进的城市化道路[J].中国城市经济, 1999 (1) .

[5]张安录, 杨钢桥.小城镇发展与建设用地管理[J].城市规划, 2000 (9) .

[6]张勤.积极、有序的城市化——合理用地、节约用地的重要措施[J].城市规划, 1997 (2) .

篇3:RBF保护地下水资源功效的试验研究

四、文化资源的保护问题研究目标

1、充分挖掘漳州土楼的独特特征,重构漳州土楼旅游文化资源产业的内部价值链,打造适合福建本土特色的“土楼”旅游品牌,寻找适用于本土的“土楼旅游文化资源开发模式”方法论;

2、加强文化遗产的保护力度,利用产业化实现土楼资源的可持续利用,并且同时有效防止过度产业化给文化遗产带来的伤害。从可持续发展角度出发,充分考虑土楼发展规划的协调性与相容性,妥善处理土楼保护与当地经济发展之间的关系,制定客观、实用、可操作的漳州土楼保护性开发方案。同时,为今后规划实施中的土楼保护与开发工作提出指导性的意见,为管理决策提供依据;

3、加大宣传力度,加强区域联合。漳州是福建地区土楼数量最多、规模最大的城市。这是“漳州土楼”相较于别的区域最大的优势。但是土楼本有民居的特性,所以也就呈现出内部分散的特征。因此,将“漳州土楼”最多的优势发挥,又要做到将漳州市内分布广泛的土楼建筑统一规划设计,加强区域联合,也是我们的主要目标之一;

4、在“开发模式”中加入当地居民的参与。我们不仅是要发展旅游文化产业,更是要以此达到提高农民收入、增加农民文化意识的目的。所以单纯的政府管理机制或者招商引资并不能达到这样的效果。鉴于以上考虑,我们必须在制定“开发模式”的过程中重视当地居民的参与。

我们的初步设想一种管理模式是“三向管理”模式——政府宏观规划及招商引资、投资商负责资金的投入和日常管理的监督、当地居民负责日常管理和保护。这中“三向管理”有利于互相监督和分工合作,具体开发方案由三方商定。这样的管理制度使得政府或者投资商不能随意的对文化遗产进行大规模的整改与翻新,破坏文化遗产原有的真实性及完整性,而当地居民往往是对这些“土楼”最有情感的,并且这些“土楼”大部分是他们的住所,所以他们的加入和发防止大规模的破坏和过度开发这些旅游资源,也同时能为农民增加部分收入。

五、应用科学理论方法

1、为了将科学研究方法运用到旅游资、文化源“产业化”的探寻中,我们选择了波特价值链分析模型(Michael Porter''s Value Chain Model)应用于此,并且必须重构漳州土楼旅游文化资源产业的内部价值链。价值链模型一般应用在工业或者农业中,因为工业与农业都有具象的商品并且有明确的价值与价格。但旅游文化产业的核心价值是其历史、文化、民族的价值,而“土楼”就是漳州“闽南福佬民系文化”的载体。这种文化价值很难直观的与商品价值等同起来,所以,如何将应用于工农业的波特价值链分析模型应用到文化产业学科中来,是我们有待解决的关键性问题。

2、“土楼”已经成为闽南古建筑的品牌之一,目前较为熟知的是最早开发的龙岩“永定土楼”,厦门爱乐乐团的一首《土楼回响》更是唤醒了人们对“永定土楼”的认知,“永定土楼”似乎成了闽南“土楼”的代表作。在这种情况下,我们要打造出适合漳州本土特色的“土楼”品牌,打造出不一样的文化感官。

3、在保护与开发的过程中,如何预防过度产业化的问题:文化遗产的开发是为了更好的保护,而不是进一步破坏。虽然许多地方本着“保护”文化遗产的心情进行旅游资源的开发,但最后不免在商业化巨浪的吞噬下无力还击,最后起初美好的初衷却被现代化、产业化、商业化侵噬。

六、漳州“土楼”旅游产业与文化资源的保护问题研究可行性分析:

1、漳州,因其独特的地方特色和文化内涵在闽南文化中独树一帜,土楼为福建民居的重要部分,承载了丰富的精神与物质文明财富更是闽南文化的瑰宝,为此,分析漳州土楼与其他地区土楼之间的差异性、独特性,在此文化品牌上打上鲜明的地方个性标签已成为旅游文化资源做大做强过程中十分重要的环节。同时利用旅游文化产业价值链突出价值关系、深刻价值内涵,在完善产业形态的同时,丰富市场属性。串联各地区土楼文化品牌之间存在的行业价值链,深度挖掘漳州土楼自身构成的历史、人文价值,建立合理的品牌战略将使得“漳州土楼”的自身优势全面发挥。

2、文化资源产业开发的投资是文化生产力形成的根本原因,福建古建筑与古文化的复合体“土楼”是否能构建良好的旅游形象将直接影响福建“土楼”文化资源产业的开发,我们通过运用SWOT分析法便可以清晰地将漳州土楼文化旅游发展思路捋顺:进行现有旅游资源方面进行分析;旅游交通状况分析;和配套基础设施与旅游环境卫生分析;旅游市场的管理人才和漳州地区土楼旅游市场分析和漳州经济发展水平等多个角度进行分析,通过推求比较本地发展优势和机会建立健全发展机制。

3、针对遗产旅游的开发已经不能仅限于经济利益的开发, 更重要的是要针对不同遗产特性和价值挖掘出其美学价值和历史文化价值,这也是遗产旅游最能吸引人的地方。这就可以有效的避免旅游区遗产的过度开发,免使旅游区遗产遭到破坏。因此构建可持续发展遗产旅游的框架就需要从树立正确观念,重视遗产保护;完善立法,建立完整的法律保障体系;改变管理体制,实现有效保护;加强宣传教育,促使社会重视等角度去构架。

参考文献:

[1]单霁翔.文化遗产保护与城市文化建设[M].中国建筑工业出版社,2008

[2]张胜冰,屈小青,邹龙.民族艺术与文化产业[M].中国海洋大学出版社,2009

[3]李蕾蕾.旅游目的地形象策划:理论与实务[M].广东旅游出版社,2006

[4] (英)蒂莫西,博伊德著/程尽能主译.遗产旅游[M].旅游教育出版社,2002

[5]顾江.文化遗产经济学[M].南京大学出版社,2009

[6]吕庆花.文化资源的产业开发[M].经济日报出版社,2009

篇4:RBF保护地下水资源功效的试验研究

继网格计算后,云计算作为一种服务被提出[1]。其用户群体广泛、需求实时动态变化难以预测,而且资源地理位置分散、种类多种多样。因此,云用户与数据中心之间的纽带———资源调度策略设计非常重要。目前,关于云资源调度算法的研究成果丰富。张沫[2]为缩短任务完成时间和降低带宽资源,提出了一种改进的混合蛙跳云资源调度算法;方义秋等[3]针对资源非均匀分布以及硬件异构性导致资源服务效率不高的问题,设计出一种低负载和低成本的资源分配策略,实现了系统负载均衡;刘愉等[4]将遗传算法引入资源调度中,缩短了总任务时间。但是上述研究很少考虑到用户变化多样的QoS需求,且多数具有搜索停滞、易限于局部最优等缺点。云用户的QoS需求不是单一的,它在关注计算机性能和响应时间的同时,更加注重任务完成的时间、成本等。综合以上考虑,本文建立多QoS目标约束的云资源调度模型,并通过评价函数[5]将其转化为单目标模型,引进高斯核函数以及差分进化法对蚁群算法进行改进,从而使云计算系统更好地满足用户多样化的QoS需求。

1 云资源调度模型

1.1 云资源调度参考体系结构

云资源调度问题是一个典型的NP问题[6]。如何分配数据中心的物理资源以实现最高效用是云资源调度的关键问题。数据中心调度算法的参考体系结构如图1所示。

用户首先通过Internet发起请求;调度中心根据用户请求业务特征,将请求提交给合适的数据中心,再由数据中心的管理程序提交给某个调度域,在调度域内执行调度算法,对该资源请求进行分配;调度算法将可用的实际资源信息反馈给用户;执行调度,部署资源,用户开始使用资源;与此同时,调度中心在后台执行优化操作,将不同数据中心的资源按照优化目标函数和空闲及配置等信息排序,以备后用。

1.2 多QoS目标约束的云资源调度模型

上述云资源调度问题数学模型表示为:Q = {T,V,D}。假设云数据中心有n个虚拟资源计算节点,将其表示为V = {v1,v2,…,vj,…,vn};T = {t1,t2,…,ti,…tm},表示用户提交的等待调度的任务集合;A(vj,sk)表示虚拟资源节点vj提供的可用资源sk的计算能力;C(ti,sk)表示调度任务ti时需要在可用资源sk上消耗的计算能力;qij表示任务ti花费在虚拟资源节点vj上的成本。矩阵F表示用户提交的任务T与虚拟资源节点V之间的映射关系,是一个m*n的任务分配矩阵,表示形式为:

若应用任务ti被指派到虚拟计算节点vj上进行调度,则fij=1,否则为fij=0;资源调度的最终结果就是找出任务T与虚拟资源节点V之间的映射关系。令dij和bij分别表示任务被指派到虚拟计算节点vj上进行调度时,实际完成任务的时间和成本超出截止时间和调度预算的比率;Mi表示任务ti的调度预算。

就用户而言,更希望尽可能多的任务在截止时间和调度预算之内完成。换种说法就是,任务指派的每个节点应最小化任务的实际完成时间、成本超越截止时间及调度预算的比率。由于一个资源节点可以执行多个任务,所以在某一节点上执行的所有任务所消耗的计算能力C(ti,sk)之和不能超过节点可用资源的计算能力A(vj,sk);另外,任务ti在目标计算节点上的总成本也不能超过该任务的调度预算,数学表示形式为:

1.3 模型转化

由于多目标优化不存在唯一的全局最优解,再加上云计算系统具有海量用户,且不同用户对于QoS目标的要求有所差异,因此可以事先要求决策者提供目标之间的相对重要程度,算法以此为依据,将多目标问题转换为单目标问题进行求解。基于以上思想,本文建立截止时间和调度预算的评价函数,该评价函数与截止时间和调度预算的变化趋势一致,并为两个评价函数设置不同的权重,最终将多目标优化问题转化为单目标问题进行求解。

对用户而言,在调度预算确定的前提下,用尽可能少的时间完成任务,用户的QoS满意度才会更高。据此,本文建立基于截止时间评价函数为:

xij表示任务ti在虚拟资源节点vj上的期望截止时间,xmin和xmax分别表示ti在虚拟资源节点vj上的最小和最大期望截止时间。观察上式可以发现,在调度预算既定情况下,随着xij减小,截止时间评价函数值也不断减小。

同理,在调度截止时间既定情况下,用户则希望调度成本尽可能小。因此,本文建立的基于调度预算评价函数为:

其中,qmin和qmax分别表示ti在虚拟资源节点vj上的最小和最大调度成本;qij为任务ti在虚拟资源节点vj上的调度成本。由式(3)可以看出,随着qij的增大,调度预算评价函数的值也在不断增大。

为满足用户截止时间和调度预算两个QoS目标约束需求,需要分别将两种情况下对应的QoS满意度评价函数最小化。针对用户QoS需求差异的情况,分别将截止时间和调度预算的权重设为α和β,基于以上建立两个评价函数,最终将多QoS目标约束调度模型转化为:

其中,α+β=1,可以通过调节它们两个的值,满足不同用户的QoS目标。

2 改进蚁群算法

2.1 蚁群算法

蚁群优化算法[7]主要思路是由蚁群发出的信息素反馈引导蚂蚁寻找选择问题的可行解。假设c只蚂蚁组成的蚁群以地点i为起始地点,地点j为目标地点,则t时刻位于地点i的蚂蚁m选择地点j为目标地点的可行解概率为:

其中,τij(t)是t时刻地点i和j之间的路径上残留信息浓度;ηij(t)是蚂蚁从地点i转移到地点j的启发信息;为地点i到地点j的先验值。α和β用来平衡残留信息素值以及启发信息值关系的两个正实数参数。假设n时刻蚂蚁走完所有地点,即完成一次循环,此时需要根据τij(t+1)= (1-ρ)·τij(t)+△τij对各路径上的信息素进行更新。

式(5)中,表示在该次循环中蚂蚁在两个地点之间的路径上留下的信息素。

据此,每次循环结束,蚂蚁选择一个可行解加入到当前的部分解集中,于是可行解集的概率和所选择解集的概率构成了一个离散概率分布。因此,如何将离散空间扩展到连续空间是需要解决的关键问题,本文首先引入高斯核概率密度函数对其进行扩展。

2.2 构造高斯核函数,扩展蚁群算法

2.2.1构造高斯核函数

根据数据存储知识可知,运用蚁群算法求解问题时,算法会自动将蚁群获得的信息素存储在一个表中。每次迭代结束,选择出一个可行解加入到当前部分解集中,此时蚂蚁使用该表中的部分值构造离散概率分布。如若进行连续优化,蚁群可将可行解存储于一个存储器M中,则每只蚂蚁作出的选择不再受有限集的限制。

任何一个连续函数f(x)≥0,如果满足,可将其视为一个概率密度函数。高斯函数是目前使用较多的概率密度函数,具有采样方便等优点。但是单个高斯函数仅有一个最值,无法描述两个分离且可能包含潜在最优解的区间情况。因此本文采用由多个高斯函数加权和构造的高斯核函数[8]对蚁群算法的离散空间进行扩展。

若随机变量X符合一个数学期望为μ、标准方差为σ2的高斯分布,则其概率密度为

假如gqp(x)的解集、目标函数值以及对应的权重等信息素如存储表1中所示的存储方式进行存储,表中可行解根据g(rq)值大小进行排序。将表1中第q维坐标的所有n个独立的高斯函数进行加权求和构成函数Gp(x),即为本文构造的高斯核函数。

其中,ωq是单个高斯函数权向量,μqp是均值向量,σqp是标准偏差向量。所有这些向量的维数等于组成高斯核的高斯函数个数,构成高斯核概率密度函数不仅采样难度适当,而且比单个高斯函数增加了选择概率分布的灵活性。

2.2.2 对高斯核函数采样构造可行解

(1)采样前根据计算出权重:

其中,bn是标准偏差,b是该算法中的一个参数。b在算法中起着对局部最优和全局进行平衡的作用,当b较大时,概率分布更均匀;当b较小时,算法则倾向选择位置靠前的解。

(2)从构造的众多高斯函数中选择一个高斯函数,相当于每次循环结束,蚂蚁从众多可行解中选择一个加入到当前部分解集中,概率为:

(3)计算选出的高斯函数的标准偏差向量。若第l步选择函数为gql,则对应的标准偏差σql计算公式如下:

其中,λ是一个参数,其值大于0,作用相当于蚁群算法中的信息素挥发因子,值越小,表明算法的收敛速度越快。即当前解rlq到存储器中其他解的平均距离。最后,对选中的高斯函数进行采样操作。

2.3 引入差分进化算法避免蚁群早熟

虽然上述已经对传统的蚁群算法空间进行了扩展,但是随着迭代次数不断增加,由于信息素的正反馈,个体适应度之间的差异越来越小,致使种群的多样性呈现迅速下降趋势,从而产生早熟现象。为解决该问题,本文在扩展蚁群算法每一代进化后,引入差分进化法[9]对新种群进行变异,进而提高蚁群的收敛精度。

(1)变异。差分进化算法中的第一步是变异操作,对进化后的种群中任意一个目标向量按公式产生变异向量:

其中,xr1,xr2,xr3是随机选择的3个不同个体,r1≠r2≠r3≠i;F是一个介于[1,2]之间的常量缩放因子,用于控制差分向量(xr2-xr3)的影响。

(2)交叉。交叉操作的目的是通过目标向量和变异向量各分量之间的随机重组形成新种群,从而提高种群多样性。交叉向量的生成按如下方式进行:

其中,randb(j)为[0,1]间的随机数;CR是[0,1]间的常数,其值越大,发生交叉的可能就越大;randr(i)是在[1,D]之间随机选择的整数,用于保证stij至少从υij中获取一个元素,确保有新个体生成,从而避免群体进化停滞。

(3)选择。差分进化算法的选择操作采用“贪婪”选择模式,当且仅当新的向量个体stij适应度值比目标向量个体xij的适应度值更好时,stij才会被种群接受。令f(x)代表目标函数,则选择方式如下:

通过差分进化算法的变异、交叉及选择操作让种群产生新个体,增加种群多样性,从而避免早熟现象发生;并且让原个体与新产生的候选个体之间进行一对一竞争,优胜劣汰,同时保证了子代个体总是优于或等于父代个体,从而使种群始终向最优解方向进化。

2.4 信息素更新方式

经过高斯核函数扩展及差分进化算法的引入后,蚁群算法信息素更新方式按如下步骤进行:(1)将c只蚂蚁采样得到的c个解向量与原来存储器M中的解一起组成一个临时的复合解向量;(2)将构成的临时复合解向量按目标函数的值排序,取前n个解向量加入存储器M中,以保持其长度n不变;(3)删除存储器M中第n个之后的所有解,确保只有最优解存储在存储器中,进而更好地引导蚂蚁搜索。

3 算法求解流程

运用改进算法求解的具体流程如下:

(1)设置算法相关参数和结束条件,并对信息素进行初始化。设置种群规模NP ,蚂蚁个数c,标准偏差调节系数λ,差分变异收缩因子F ,常数r,最大迭代次数tmax;令t=1,按照公式xij=xjq+rand [0,1]×(xju-xjq)对种群个体进行初始化。其中,i=1,2,…,NP ;j=1,2,…,D ;xju和xjq分别表示第j维向量的上、下限。

(2)根据用户提交的实际需求以及建立的多QoS目标约束的云资源调度模型计算出各个体目标函数值z。

(3)比较z值,找出最优值及其对应的最优个体。

(4)判断最优值是否已达到最大迭代次数,若是则终止,否则执行下一步操作。

(5)按照公式(9)~(11)对高斯核概率密度函数采样构造可行解,按函数值大小排序,将位置靠前的n个解向量放入存储器M中。

(6)对存储器M中的个体按式(12)~(14)进行差分进化变异操作。

(7)对变异后的个体按目标函数计算函数值并按大小进行排序。

(8)令t=t+1,返回第(2)步,直到算法达到结束条件。

4 实验仿真

为了验证改进后蚁群算法的可行性以及有效性,本实验在开源的云计算仿真平台Cloudsim[10,11,12,13]上对云资源调度过程进行模拟仿真。

4.1 实验环境设置

该模拟实验运行环境为CPU:Intel Core i3-370M,2.4GHz;Memory:2.0GB,HDD:320GB。参考WWG测试床[14]中的参数配置,在CloudSim环境中创建10个具有不同属性参数、性能配置和计算能力的可用虚拟资源计算节点N0~N9,且这些节点具有时间共享性,具体配置如表2所示。运用新构造的蚁群算法求解时,操作参数参考多次实验的经验值进行设置,设种群规模为100,算法最大迭代次数为300,其余参数设置为ξ=0.85,q=1e-4,F=0.5,CR =0.8,r=0.2,ρ=0.5。

4.2 实验结果及分析

4.2.1 截止时间和调度成本违背率

通过实验模拟,得出不同数量任务参与调度的情况下,改进前后算法在任务截止时间和调度成本目标约束条件下的违背率对比情况。

从图2、图3可以看出,在任务数量较少的情况下,可用资源的计算能力比较充足,任务之间的资源竞争不明显;随着调度任务数量的增加,资源竞争激烈,两种算法的截止时间和成本违背率都有所增加;但在同等任务数量的情况下,改进后算法违背率明显小于改进前算法。可见,在应用任务截止时间和调度预算目标约束,以及可用资源计算能力有限的情况下,本文提出的方法总是尽可能地将应用任务指派到最合适的计算资源上进行调度执行。

4.2.2 完成任务的平均时间及平均调度成本

图4、图5显示了在模拟的云计算环境中,两种算法在不同数量应用任务参与调度情况下各自的平均任务完工时间及调度成本对比情况。

可以看出,随着任务数量的增加,资源任务之间的竞争加大,两种算法需要的完成时间及调度成本都在不断增加;但是相同任务数量下,无论是平均完工时间还是平均调度成本,改进后算法总是优于改进前的蚁群算法,因此可以证明该策略的可行性及有效性。

5 结语

篇5:RBF保护地下水资源功效的试验研究

关键词:林权改革;森林资源保护;森林资源;商品林;公益林

中图分类号:D920.4 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2012)04-0092-02

收稿日期:2011-12-02

作者简介:刘兆勇(1987-),男,山东聊城人,环境与资源法学硕士研究生,从事中国环境法研究;邓虹(1959-),男,江西南昌人,研究员,从事人口、资源、环境与可持续发展研究。

一、林权改革对森林资源保护的影响

林权改革是我国农村的第三次变革,其影响是深远的。对于森林资源保护而言,林权改革给森林资源保护带来了许多新问题。首先,林权改革要求进一步加强森林资源保护力度。只有保护好现有的森林资源,林权改革才能够进一步进行,无林可分,林权改革也就没有意义。其次,林权改革要求与现有森林资源保护制度相适应。林权改革的进行,必须是在现有的法律规范下进行,不能超出现有的法律法规的范围。但是林权改革就是要打破现有的一些不合时宜的规章,对法律法规进行必要的变革。林权改革的目的,从某种意义上说,就是为了完善日后的森林资源保护制度,法律的主体、保护的对象和内容,都应该作出相应的变化。

二、森林资源保护相关法律概念

《森林法实施条例》第2条规定:“森林资源,包括森林、林木、林地以及依托森林、林木、林地生存的野生动物、植物和微生物。森林,包括乔木林和竹林;林木,包括树木和竹子;林地,包括郁闭度0.2以上的乔木林地以及竹林地、灌木林地、疏林地、采伐迹地、火烧迹地、未成林造林地、苗圃地和县级以上人民政府规划的宜林地。”一般认为,森林资源具有三方面价值:经济价值,即为人类提供木材和各种林副产品的能力;生态价值,即涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、维持生态平衡等作用;社会价值,即满足人们旅游休闲、教学科研、提供文学创作灵感和爱国主义教育基地的作用。与森林资源相关的概念包括森林、林木、林地等。其中法律以列举的方式定义森林资源以及相关概念,这样有故意突出森林资源的经济价值而忽视其他的嫌疑。

在对林改研究的过程中,学者对林改的对象进行了分析,并提出了不同的林权概念,对其进行分析发现,对林权理解的分歧主要出现在对林权客体的理解上。其中对森林资源的争议最为突出。有学者认为森林资源不宜成为林权客体。从林权改革目的进行分析,《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》(以下简称《决定》)指出林权改革要“基本完成明晰产权、承包到户的改革任务……实现资源增长、农民增收、生态良好、林区和谐的目的”。林权改革更多是在经济利益的驱动下进行的,因而改革对象不宜概括为森林资源,更多应该是森林资源的组成成分的相关经济权利,而非森林资源本身[1]。但与森林资源直接经济价值相比,森林资源的生态价值及社会价值带来的间接经济价值,某种意义上或许远高于其直接经济价值,更加值得人们去研究保护。

三、森林资源保护的法律内容分析

森林资源保护相关法律,主要见于《森林法》和《森林法实施条例》,以及其他一些地方性法规章程。

(一)森林资源保护的主体

我国宪法明确了森林资源的所有权,但森林资源的保护主体,法律并没有作出相应明确的规定。通过对相关条文的分析,我们认为国家在森林资源的保护中,应起到主导的作用。林权改革过程中,森林、林木和林地的使用权、收益权、处置权等相对变得分散,森林资源的收益更多地集中到了相关林地承包者手中,保护的主体也应随之扩大,这样利于森林保护工作的开展。此时国家在继续加大保护公益林力度的同时,对于商品林应更多地转向保护工作的协调,防止保护个人利益而牺牲整体利益现象的出现。

(二)森林资源保护的客体

1.森林、林木和林地

有学者指出,立法中森林、林木和林地的划分是不科学的,会出现使用权设置上的重复[2]。单从字面含义来看,林地是指森林资源的载体,是森林资源基本的物质承载体;森林与林木的差别在于数量和形态:森林可以指大片的活立木,林木可以是指小片的活立木或者被砍伐后的原木材。三者为森林资源经济价值的主要表现,故在立法中单独定义。三者的相关权利处于林权改革的核心。

2.动植物及微生物

森林资源包括“依托森林、林木、林地生存的野生动物、植物和微生物”。野生动物的保护由《野生动物保护法》规定,植物的保护现今没有专门国家立法,珍稀植物的法律保护散见于地方性政策法规。微生物的法律保护更是鲜有提及。这是忽视森林生态及社會价值的表现。动植物及微生物是森林生态价值的重要组成部分,从生态学角度讲,是森林资源保护的真正的目的。动植物及微生物的保护同样是森林资源保护不可或缺的一部分。有学者提出“森林景观的开发权利用权”[3],这种权利的实现可能涉及动植物及微生物资源的开发利用。林权改革中应当重视这三者的保护。

3.森林生态环境

有学者在论述森林资源产权问题时,提出“森林中的空气、光、热、水、景观等具有其独特的性质,它们依托森林、林地而存在,构成森林独特的环境,它能够满足人类对适宜环境的需要……森林的存在会给其周围的居民带来有益的影响,并能维持特定区域内乃至全球的生态平衡以及保持物种多样性,因此,森林的生态环境资源也是森林资源产权的客体”[4],因而也应成为森林资源保护的对象。生态环境是将森林作为一个整体进行考察分析。维持森林生态系统需要一定面积的森林资源,将森林资源整体进行分割到过小的单位将妨碍森林资源整体价值的实现。将森林生态环境作为森林资源保护客体的一项,有助于人们真正实现保护的目的。林权改革中应当考虑到森林的整体生态问题。

(三)森林资源保护的内容

《森林法》第8条列举了国家对森林资源所应实施的保护措施,并专门设立第三章“森林保护”对森林保护的保护机构、保护内容(包括森林防火、防虫和人为毁林行为)作了规定,并在第六章“法律责任”对违反相关保护内容的行为如何处罚作出规定。《森林法实施条例》对《森林法》相关内容作了进一步的细化和解释。

与《森林法》按照森林资源具体用途分为五类划分不同,林权改革中将森林资源按用途划分为公益用林和商品经济用林两类。《决定》指出,“在充分发挥森林多方面功能的前提下,按照主要用途的不同,将全国林业区分为公益林业和商品林业两大类,分别采取不同的管理体制、经营体制和政策措施”,同理对两者也应分别采取不同的保护措施:第一,这样利于目的与措施的一致,二者实现目的不同,其保护管理侧重点也必然不同;第二,利于实现森林功能,以达到森林使用目的;第三,节约现有的森林保护资源,以有限的人力物力发挥最佳的保护效果。

1.商品林保护内容

商品林侧重于森林资源经济价值的实现,但不能否认商品林生态、社会价值。对于商品林的保护,应该本着可持续采伐的原则,严禁无科学依据的滥伐。建立起商品林由受益人保护的相关制度,减轻国家保护森林资源的压力。

国家对商品林的保护表现出一种矛盾的态度:一方面既想保证其生态价值的实现,另一方面又希望进一步实现其经济价值。目前,我国林木采伐须经林业部门的相关审批,实行限额采伐制度。森林限额采伐制度在一段时间、一定的对象下对森林保护起到了积极有效的作用。现林改阶段,将森林资源划分为商品林和公益林,是在突出森林资源经济价值的同时,更加突出森林资源生态价值。不能完全实现森林资源的经济价值,不能够刺激相关个人团体对其生态价值的重视。对此,在不改变林地用途的前提下,国家在商品林方面可适当放开,对商品林的开发不予干涉,自由采伐,使商品林的开采开发能够适应市场的运作,以市场作为调节经济林采伐的依据,使商品林木买卖可以充分实现其市场经济效益,保证林木所有人的收益,这样也是间接实现了对公益林的保护。

2.公益林保护内容

公益林应该是林改的重点关注对象。《决定》指出,“生态需求已成为社会对林业的第一需求。我国林业正处在一个重要的变革和转折时期,正经历着由以木材生产为主向以生态建设为主的历史性转变”。这就要求对公益林建立更为严格的保护措施,对生态林的开发利用应建立更为严格的审批制度。除公益林自身保育以及科学研究的需求外,禁止对公益林中的任何资源进行破坏。因为公益林的主体一般应为国家或集体所有,国家或集体对公益林有主要的保护责任。公益林在不改变其用途的情况下,可以考虑转包。其他个人、集体、团体承包的森林被划定为公益林的,国家应给予充分的补偿,相关个人、集体、团体履行公益林保护责任的,国家应给予相应的补偿和奖励。

商品林在达到一定生态条件之后,可以转换为公益林。对于商品林转变为公益林的,国家应对其进行积极充分的补偿,不能使其因为生态社会价值的实现,影响林农经济收益的实现,进而影响林农的积极性。还有一种情况是公益林转变为商品林,对此应慎重考虑,这是森林资源的恢复过程的特性决定的,一旦决策失误,造成的损失可能是难以预料并难以恢复的。

四、结语

森林资源保护是一项长期艰巨的任务,因而更加需要一个相对稳定的法律法规体系加以维持。现在国家将林权改革作为一项政策加以推广。与法律法规相比,政策具有一时的功利性和短见性,这对森林资源保护存在一定的威胁,这就更加需要通过对森林资源保护法律的完善来加以纠正,这同时也是对林权改革本身的完善。

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篇6:RBF保护地下水资源功效的试验研究

随着卫星数量的迅速增加, 测控任务需求急剧上升, 而地面测控资源并不能随卫星数量的增加而线性增加。当多星同时对地面站提出测控申请时就有可能导致测控资源不能满足需求, 从而产生多星测控冲突。目前解决多星冲突问题的途径较多, 合理地配置地面资源作为一种解决途径, 具有重要的现实意义。

地面资源的优化设计问题是一类组合优化问题。国内外对于该问题的研究也较少, 金光等[1]建立了卫星-地面站系统的对象Petri网模型, 对多种不同的“卫星-地面站-设备”配置进行仿真研究, 得到关于地面站及其设备配置、设备性能、地面站资源调度策略对系统性能指标影响的一些结论, 但其主要是针对地面站对卫星进行服务的整个过程建立仿真模型;孟慧馨等[2]提出了基于径向基函数神经网络 (RBF Neural Networks, RBFNN) 的卫星-地面站系统建模方法, 并验证其在有限的训练样本下具有较好的测试结果, 但其并未对训练样本进行深入研究。

径向基函数 (Radial Basis Function, RBF) 神经网络是人工神经网络的一种, 具有很强的数值逼近能力, 在具有大量训练数据的基础上, 建立的数值模型已得到广泛认可[3]。近来, 径向基神经网络由于其简单的结构、快速的学习能力和泛化能力而被广泛用于很多领域, 尤其是在模式识别、非线性系统建模、数据分析和数据采集等领域[4]。

本文针对卫星使用方与地面站管理方的需求建立地面资源优化配置的综合评价指标, 构建简单的径向基神经网络求解模型, 提出二次抽样的思想, 并利用灵敏度分析方法对一些重要的配置点进行分析, 从而得出地面资源优化配置的一些有益结论。

2 地面资源配置问题描述

地面资源配置问题的主要内容是通过对现有的地面站合理地配置地面设备 (本文指天线) , 实现既能较好地满足卫星测控任务需求, 又能合理地利用现有测控资源的目标。假定进行地面资源优化设计时, 考虑的地面站数量为n个, 第i个地面站上配置的天线数为xi, 则x=[x1, x2, …, xn]T就构成了地面资源配置的一种组合。

在地面资源优化设计中, 首先要建立地面资源优化配置的评价指标。目前对于地面资源配置方案优劣的评价方法较多, 大多数方法都体现在评价卫星用户的测控需求满足率和地面资源利用率两方面[5]。本文所用评价指标的计算方法简单表述如下:

①卫星用户测控任务平均满足率 (S)

S=i=1ΜSiΜ (1)

其中, M表示调度周期内有测控任务需求的卫星数;Si表示调度周期内第颗卫星的测控任务满足率。

②地面测控资源平均使用率 (G)

G=j=1ΝGjj=1ΝAj (2)

其中, N表示调度周期内参与调度的地面站个数;Gj表示调度周期内第j个地面站上所有天线的使用率之和; Aj表示调度周期内第j个地面站上的天线总数。

在实际情况中, 对于给定卫星任务需求的情况, 利用调度软件对地面资源的不同配置进行调度可能产生几种不同的调度结果, 如表1所示。

这些情况的出现说明:对于优化配置方案的设计不能仅仅考虑卫星任务的满足程度或者地面资源的使用率, 需要在两者之间进行权衡, 此外还应考虑经费和技术条件的约束 (如天线数不能配置过多) , 选择合适的优化目标。鉴于此, 本文提出了地面资源配置综合评价值。

③地面资源配置综合评价值 (V)

V=SG-λ (3)

其中, λ可以取0或1。当λ=0时, 该评价值反映的意义是:测控任务平均满足率越高, 测控资源平均使用率越高, 则综合评价值越高。当λ=1时, 该评价值反映的意义是:测控任务平均满足率越高, 测控资源平均使用率越低, 则综合评价值越高。这两种取值的选择, 主要是由样本经过调度后得到的资源使用率确定的, 同时取决于用户的实际需求。在不考虑天线数量的前提下, 评价值高就可以认为对应的地面资源配置好。

3 地面资源配置建模与仿真求解

3.1 地面资源配置RBFNN建模

最基本的径向基网络的构成包括三层[6]。输入层由一些源点组成, 它们将网络与外界环境联系起来。第二层为隐层, 它的作用是从输入空间到隐藏空间之间进行非线性变换。输出层是线性的, 它为作用于输入层的激活模式 (信号) 提供响应。径向基函数有多种形式, 在实际应用中, 一般选取高斯 (Gauss) 函数, 其函数式表示如下:

φ (r) =exp (-r22σ2) , σ>0, rR (4)

具体到地面资源配置问题, 建立如图1所示的地面资源优化配置的RBF网络模型。在该模型中, 输入可表示为{xi, di}Ni=1, 其中, N为样本容量, xi为样本中的第i种输入配置, di为第i种输入配置对应的实际综合评价值。在隐层部分, 利用径向基函数φ对输入进行非线性变换, 经线性加权后传递到输出层。在输出层, 输出y表示经网络训练后得到的拟合值。

我们将用于逼近的输入—输出数据 (即训练样本) 集合描述如下:

输入信号 (即地面资源的配置组合) :xi=[xi1, xi2, …, xin]T, i=1, 2, …, N;

期望输出值:di∈R1, i=1, 2, …, N;

逼近函数:f (xi) , i=1, 2, …, N;

定义代价函数的瞬时值:ε=12i=1Νei2.

其中, N是用于学习的训练样本数, ei是误差信号, 为期望输出值与实际输出逼近值之差, 具体定义如下:

ei=di-f (xi) =di-j=1Μwjφ (xi-Cj) (5)

RBF网络的训练, 目标是找到使ε最小的自由参数Cj (隐层中心) 、σ (隐层宽度) 和wj (输出权值) 的值, 从而建立xy的映射关系, 达到函数拟合的目的。

3.2 样本选择及仿真分析方法

RBFNN的仿真求解过程一般包括两个阶段:网络训练与网络测试。这两个阶段都需要提供一定数量的样本输入。地面资源优化配置是典型的组合优化问题, 随着卫星测控需求的急剧上升, 所要求的地面资源 (地面站) 数量及其地面设备 (天线) 增多, 问题的规模将迅速扩大。例如当有8个地面站, 每个地面站最多可以配置5套天线时, 就需要考虑58=390625种可能的情况。此时, 要对资源配置的全部组合情况进行分析是几乎不可能的。因此, 在地面资源配置的建模及具体求解过程中必须考虑用较少的样本输入得到较好的实际输出。鉴于此, 本文提出了二次抽样的思想, 其实质是在RBFNN求解的第一阶段进行正交抽样, 在第二阶段进行随机抽样。

RBFNN的求解过程中, 需要考虑的问题主要有两方面:一是RBF网络参数的优化, 包括隐层节点的中心C、宽度σ以及连结隐层节点和输出节点的输出权值w;二是RBF网络结构的优化, 包括输入节点和隐层节点的个数。对于RBF网络来说, 隐层中心向量可以根据算法的需求在输入空间内任意选取, 但实际情况中为简化模型的求解, 中心向量一般是从样本中选择的。由于隐层中心的数目和取值对于网络的逼近性能和泛化能力影响很大, 中心的选取至关重要。因此关键的问题是如何从样本总体中选择合适的中心[7]。一种通用的方法是任意选择样本作为中心。很明显这种方法是不能保证良好的性能的, 因为它不满足所选取的中心能恰当的表征整个输入空间的条件。再者为了实现给定的性能就需要建立一个没必要的庞大的RBF网络。这样就增加了计算的复杂度并且会引致数值病态条件。而对于本文建立的地面资源优化配置模型而言, 求解过程中卫星地面站的调度耗费时间较多, 不可能对太多样本进行调度。此时需要在样本的选取上进行寻优。再者, RBF网络的优化其实也包含了样本寻优的意义。提出正交抽样正是基于这些原因, 在节省调度时间的情况下, 实现较好的网络拟合能力。

正交抽样来源于正交试验设计, 其基本思想是:选择有代表性的样本点做试验, 然后由试验结果分析各因子不同水平的效应, 以此为基础推断任意因子、任意水平搭配条件下的技术指标[8]。

正交抽样具有均匀分散性和整齐可比性等特征, 使得选取的样本点均衡地分布在试验范围内, 并且保证了不同因子不同水平的组合数相等。利用这种思想, 在二次抽样的第一阶段, 将地面站作为正交试验的因子, 地面站配置的天线数作为试验的水平数, 通过选择合适的正交表获取有代表性的样本, 将其作为RBF的中心来训练网络。

结合径向基函数的表达式 (4) , 定义r为输入向量x与中心C的欧氏距离, 即:

r=x-C= (x-C) Τ (x-C) =i=1n (xi-ci) 2 (6)

其中, x=[x1, x2, …, xn]T为输入变量, C=[c1, c2, …, cn]T为高斯函数的中心。结合式 (4) 与式 (5) 知, 当直接利用正交抽样方法抽取样本作为中心C训练网络时, 输入向量x与中心C重合, 从而r=0, φ的取值只取决于RBF的宽度σ, 此时网络的优化只包括宽度σ和输出权值w. 因此, 正交抽样一方面避免了RBFNN学习过程中对RBF中心的优化, 提高了求解效率, 另一方面也能够较好地表征整个输入样本空间。

随机抽样即以随机的方式从样本总体中抽取样本。在二次抽样的第二阶段, 运用随机抽样抽取样本来验证第一阶段RBF网络的拟合性能和测试网络的泛化能力。由于随机抽样具有任意性, 通过随机抽样来测试网络可以较好的反映出模型的性能。

本文采用灵敏度分析方法是对经RBF网络训练、测试后所求解得到的较优配置组合进行分析。其实质是对这些较优配置组合中某个地面站的天线数变化1, 而其它站不变进行资源配置, 然后再用已经训练好的RBF模型对这些配置进行仿真预测。灵敏度分析的目的, 一方面为了再次验证该模型求解的正确性与合理性, 另一方面可以为地面资源配置提供更有价值的参考。

二次抽样与灵敏度分析在地面资源配置RBFNN模型的整个求解过程中的体现如图2所示。

4 算例分析

对于A、B、C、D、E 5个地面站, 地面站参数见表2, 每个地面站最多配置4套天线, 50颗低轨卫星 (选用美国现有低轨卫星中的50颗) 的场景。通过正交抽样和随机抽样分别得到地面资源配置的16种组合, 经STK软件生成场景, 并用TSP (Task Synthetic Priority, 任务综合优先级) 调度算法[5]进行调度, 由综合评价值计算公式计算相应的评价值 (本例中取1, 其意义为:用较少的资源完成较多的任务) , 如表3和表4所示。

运用本文提出的RBFNN模型对其仿真得到训练结果和测试结果分别如图3、图4所示。其中训练均方误差为4.0067×10-30, 测试均方误差为9.2053×10-5。

由图3和图4以及计算得到的均方误差可以得出:该径向基模型的拟合性能良好, 网络泛化能力良好。

此外, 从图3中找到几个较大的峰值点, 组合号分别为4、12、14、16, 结合表3可知:这三种组合配置的任务满足率都很高并且相差不大, 组合4的评价值最高但天线数很大, 组合12、组合14和组合16的天线总数很接近, 但评价值相差不大, 所以取组合12的配置为较优点。

同理, 再从图4找几个较大的峰值点, 组合号分别为12、16, 结合表4可知:组合12总的天线数为15, 组合16总的天线数为20, 但两者的评价值相差并不大, 综合考虑取组合12的配置较优。通过这种方法得出资源的一些较优配置点 (如表3的组合12, 表4的组合12) , 然后对这些较优配置组合进行灵敏度分析 (即只对某个地面站的天线数变化1其它不变) , 见表5。

再次运用该模型求解并获取预测结果, 其仿真结果如图5所示。

结合表5和图5可以得出以下结论:①所建的径向基仿真模型是符合实际的, 因为由图可以明显看出当只在某个站增加或减少一套天线而其它条件都不变时, 其预测评价值会有规律地提高或降低, 而且变化的幅度是合理的。②组合14和组合12的评价值分别为最优值和次优值, 两者的天线数皆为16, 所以取组合14的配置方案为较优方案, 即地面站A配3套天线, 地面站B配4套天线, 地面站C配3套天线, 地面站D配3套天线, 地面站E配3套天线。③在减少一套天线其它条件都不变的情况下, 地面站C对评价值的影响较大, 而在增多一套天线的情况下, 地面站A对评价值的影响较大。与此同时, 地面站D对于增多或减少一套天线都是不敏感的。④在本例的场景条件下, 如果要在原有配置的前提下增多一套天线可以考虑建在地面站A, 如果需要减少一套天线则可以考虑减少地面站D的天线。

5 结论

地面资源优化配置问题是一类典型的NP问题, 很难求出其解析解。本文提出的二次抽样方法, 应用于径向基函数神经网络模型求解地面资源配置问题, 算例表明其求解效率较高, 仿真性能良好。此外, 本文还采用了灵敏度分析方法对输出结果进行分析, 得出了一些更有价值的地面资源优化配置结论。当问题的复杂性加强, 例如要考虑地面站的位置、数量, 天线的种类和数量等诸多因素时, 有待进一步研究更好的求解方法。

参考文献

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篇7:RBF保护地下水资源功效的试验研究

关键词:资源型地区;乡村景观;设计

1景观设计初期有待解决的问题

环境破坏严重:资源开采初期,国家和企业过于看重其经济效益,一些对身体和环境极其不益的粉尘和烟尘等有害气体给空气、饮水和土地造成了深程度的污染。而且,因为资源的存储地经常为较为偏僻的地方,要在其周围建造工厂和住房,就有可能因施工过程中原材料、废物等的违规堆砌造成了地质和土壤结构的变化,使其不再适合耕种;一些大型的企业为了建造规模巨大的生产基地,常常需要占用大面积的耕地,既影响了当地人们的经济链,又破坏了植物生存的生态结构,具体危害如下:

土地资源紧缺:开采基地的建设,不但需要有厂房、宿舍、车间等,还要为其进行管道、线路和运输道路的铺设,综合用地面积巨大,对乡村土地的占用使他们的土地资源越来越紧缺了,可用于景观设计的绿地用地就更显得稀少了。

目标性不强:对于矿区而言,其周边的绿地与景观大多数情况下仅仅被视为工人休息放松的场所,不能够实现其深层次的存在价值。同样,景观中树木花草的种类并不被关注,所以景观的作用受到了极大的限制。

2资源型地区乡村景观设计的原则框架

2.1以保护生态环境为大前提

我国资源存储量雄厚,从建国初期就开始将国民经济的中心放在了资源型工业生产上面。但由于当时科学技术落后,加上对经济利益的盲目追求,使人们忽略了对环境的保护。时至今日,很多资源型城市的乡村都因为资源的开采变得到处都是“工业三废”,土地变得不再适合耕种,大量的植被都无法生存濒临绝迹。换言之,当初不计环境成本的资源开采已经给资源型城市的乡村造成了巨大的伤害,生态严重失衡已到了几乎无法调和的地步。要想改善这种情况,必须制定出一套切实可行的开发计划,从园林绿化的角度进行整体的设计与研究,在恢复和保护自然环境的大前提下寻得一条绿色的经济发展路线。

生产基地的大量工业排放物每时每刻都在污染者其周边的环境,而绿色植物却有着净化空气、过滤粉尘、改善土壤质量、减弱噪音和生产氧气等作用,其在改善人们生活质量方面起着至关重要的作用;另外,随着社会的不断发展,人们的审美标准在不断的提高,并且更加看重生活中的视觉享受,园林景观设计便成为其中最为重要的一项。所以说,对资源型地区乡村进行景观设计必须要因地适宜,既保护和恢复了当地的生态环境和自然景观,又可以通过这些植物对该地区的环境进行监测,保证空气、饮水和土壤的质量;最后就是配合城市的环境设计主题,美化地区形象。

2.2以保障员工的身体健康为目的

理论上,工作在企业的员工,他们的工作环境恶劣,而且经常为了保证生产任务的按时完成,需要进行超负荷的长时间工作,这给他们的身体和心理都造成了一定的损害。所以,对其周围环境进行景观设计,目的不在于为他们提供怎样的娱乐活动,重要的是让他们在更为健康和舒适的环境中得到放松,同时感受到生活的美好。

3设计思路与可行性措施

3.1乡村地区土地复垦

开展乡村土地复垦工作,原因有三:(1)属于不可再生资源,随着开采时间的延续其必然要迎来资源衰竭的一天,为了保证当地经济的稳定,必须提前做好经济转型的准备,土地的复垦可以为部分事业工人提供新的发展机遇;(2)政府召开了很多次专业会议商讨对资源型乡村的地下结构造成一定的影响和破坏如何进行改造,地质结构的改变会为当地埋下很多隐患,而经过一些可靠数据分析,土地复垦可以保证这些地区稳定土地结构。(3)土地复垦的过程中要根据该地区的气候和土壤特点,因地制宜的进行农作物的耕种,不但有利于尽快的恢复当地的生态环境,而且能够稳定周围其他其余的生态质量,是景观设计开发中不可或缺的一部分。

3.2视觉景观的设计,呼应城市发展趋势

资源型地区的乡村发展越来越受到我国政府部门的关注,城市的脚步在不断的向前迈进,所以手边乡村地区的发展情况将直接影响城市的整体形象。在保证经济稳步提升的基础上,必须从可持续发展的角度出发,为矿区生态环境建设制定出一条绿色景观设计开发方案,使其能够成为资源型城市转型的一个良好开端;另外,资源型城市的发展速度较快、基础设施齐全、资金充沛,可以很好的为乡村环境建设提供基础设施和资金的支持,在保护和恢复生态环境的同时,为人们挖掘出一个新的休息放松区域。

以资源型城市可持续发展为主要设计参考的乡村景观设计,要根据不同的时期以及不同地区区域制定具有特色并且行之有效的方法,从环境、空间、建筑着三个重要的因素入手,以科学合理的方式,从局部进行调整和改变,然后逐渐延伸至整个地区,最后形成一个功能齐全并且高价值的绿色园林景观体系。但必须认清的是,长时间无节制的开采已经对矿区周围的乡村环境造成了极大的污染与破坏,对其进行改造需要考虑到多方面的元素。与此同时,还要将设计方案与经济发展、社会趋向和企业未来联系到一切,延续历史的文脉,保护自然的空间结构,维护商业贸易的长远利益。

3.3寻觅新方向,促进资源型城市经济转型

时代的进步带动着人类审美需求的不断改变。为了能够凸显出地方特色,很多资源型城市均站在自身优势的基础上,整体规划市场的园林景观,并且以一种独立的姿态展现在人们眼前。所以,对于资源型城市地区乡村而言,为了配合社会主流趋势,也应当从景观设计入手,尽可能的改变自身形象,通过自然界的独特美彰显自身存在的价值。当城市与乡村保持同样的风格,便会形成一道风景线,吸引着不同地方的人去欣赏,乡村便能够一次为契机发展旅游业,为城市转型提供更多的选择。

参考文献

[1]周良;地区生态环境治理对策研究[J]技术 2011.07:56-57

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