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[關(guān)鍵字] 電動助力轉(zhuǎn)向；動力學模型；狀態(tài)空間模型
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來改變或保持汽車行駛方向的機構(gòu)。其性能直接關(guān)系到汽車的操縱穩(wěn)定性和舒適性。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷經(jīng)了無助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）。電動助力轉(zhuǎn)向相比于液壓助力轉(zhuǎn)向，改善了汽車的轉(zhuǎn)向助力特性，減少了能量消耗，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量降低，維護方便，對環(huán)境的影響減少。近20幾年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，傳感器、電機及其控制理論的發(fā)展和完善，EPS技術(shù)日趨完善，EPS的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展，并且其控制形式與功能也進一步加強。新一代的EPS則不僅在低速和停車時提供助力，而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。主要體現(xiàn)在模型創(chuàng)新與試驗創(chuàng)新2個方面。
1 EPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
根據(jù)助力電機布置位置的不同，電動助力轉(zhuǎn)向分為轉(zhuǎn)向齒條助力式、轉(zhuǎn)向齒輪助力式、轉(zhuǎn)向軸助力式，如圖1所示。
參考文獻：
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Dynamics Modeling and Analysis of Electric Power Steering
Ding Zhigang，Zhong Yong
(Electromechanical and Automation Engineering Department, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China)
基于財務、競爭和戰(zhàn)略三大導向，運用系統(tǒng)動力學模型，分析了2G、3G和4G移動通信網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)建設問題。代入實證數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)仿真，結(jié)果顯示，財務導向傾向于投資2G網(wǎng)絡，競爭導向傾向于投資3G網(wǎng)絡，戰(zhàn)略導向傾向于投資4G網(wǎng)絡。此外，政策乘子的改變，亦會影響三代網(wǎng)絡的投資占比。運營商可以根據(jù)自己的導向偏好來選擇重點投資的網(wǎng)絡類型，并可運用政策乘子進行投資比例的調(diào)節(jié)。
關(guān)鍵詞：移動通信網(wǎng)絡；協(xié)調(diào)建設；系統(tǒng)動力學
中圖分類號：TN929.5
文獻標識碼：A
文章編號：16738268（2015）05008907
2013年12月，工信部向三大運營商頒發(fā)TDLTE（time division long term evolution）牌照，標志著我國移動通信4G時代的來臨，由此形成了2G、3G和4G三代移動通信網(wǎng)絡同時建設的復雜局面。運營商當前所面臨的問題是，2G、3G和4G三代移動通信網(wǎng)絡都各有其價值，都需要建設和維護，很難在短期內(nèi)全面轉(zhuǎn)向4G。這種狀況勢必造成三代移動通信網(wǎng)絡之間相互爭奪運營商資源、分散運營商投資方向的后果，給運營商帶來投資戰(zhàn)略和運營管理上的不利影響。在此背景下，如何在三代移動通信網(wǎng)絡建設方面進行取舍和協(xié)調(diào)，就成為了困擾運營商的戰(zhàn)略課題。
為探討三代移動通信網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)建設問題，本文擬分別從財務、競爭和戰(zhàn)略三個導向出發(fā)，同時引入政策乘子因素，構(gòu)建三代移動通信網(wǎng)絡協(xié)
調(diào)建設的系統(tǒng)動力學模型，通過系統(tǒng)仿真來模擬三代移動通信網(wǎng)絡建設的投資分配情況。
一、相關(guān)文獻回顧
（一）對網(wǎng)絡用戶遷移的研究
網(wǎng)絡用戶遷移直接影響網(wǎng)絡規(guī)劃建設，從客戶流失角度出發(fā)對電信運營企業(yè)遷移用戶進行分類，具體可分為跨網(wǎng)遷移客戶和網(wǎng)內(nèi)遷移客戶?？缇W(wǎng)遷移客戶是指從一家電信運營企業(yè)轉(zhuǎn)到另外一家電信運營企業(yè)，網(wǎng)內(nèi)遷移客戶是指該客戶的遷移行為只發(fā)生在同一家電信運營企業(yè)的內(nèi)部[1]，本文主要考慮網(wǎng)內(nèi)遷移客戶。這類客戶產(chǎn)生的重要原因是：運營企業(yè)自身不斷推出新的產(chǎn)品和服務，客戶如果重新選擇了新產(chǎn)品或者服務，
那么運營企業(yè)自己的新產(chǎn)品或者服務就會吞噬原
來的產(chǎn)品或者服務。影響網(wǎng)絡用戶網(wǎng)內(nèi)遷移的因素眾多，其中主要因素是網(wǎng)絡質(zhì)量和轉(zhuǎn)網(wǎng)成本。在網(wǎng)絡質(zhì)量相同的情況下，轉(zhuǎn)網(wǎng)成本高，客戶忠誠度就高，用戶遷移意向就低；轉(zhuǎn)網(wǎng)成本低，客戶忠誠度亦低，用戶遷移意向就高。在不考慮轉(zhuǎn)網(wǎng)成本的前提下，理性的用戶會傾向于選擇網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量高的網(wǎng)絡，如果用戶當前所選擇的網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量低于用戶期望水平，用戶將放棄該網(wǎng)絡而選擇能夠達到其網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量要求的網(wǎng)絡。
（二）對網(wǎng)絡建設的研究
網(wǎng)絡建設的影響因素主要包括網(wǎng)絡技術(shù)的推動、用戶實際需求、運營商建設規(guī)劃、不同代網(wǎng)絡共存與運營平衡問題、網(wǎng)絡資源配置情況等幾個方面。在市場驅(qū)使和技術(shù)保障下，我國移動通信網(wǎng)絡由3G向4G穩(wěn)定過渡具有歷史的必然性。近年來，云計算、大數(shù)據(jù)快速發(fā)展，對網(wǎng)絡的要求越來越高，現(xiàn)有網(wǎng)絡已經(jīng)不能滿足當前用戶的需求。技術(shù)的推動作用為網(wǎng)絡演進提供了前提條件，LTE技術(shù)能夠使現(xiàn)有用戶在不換卡、不換號、不登記的情況下使用4G網(wǎng)絡提供的業(yè)務，保證了2G、3G和LTE網(wǎng)絡業(yè)務的一致性和連續(xù)性。為確保網(wǎng)絡演進過程中不同代網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)發(fā)展，網(wǎng)絡建設規(guī)劃需要兼顧系統(tǒng)間的共存與運營平衡問題，在建設TDLTE網(wǎng)絡時要考慮TDSCDMA（time divisionsynchronous code division nultiple access）系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)的實際部署情況，因地制宜規(guī)劃建設TDLTE網(wǎng)絡。研究發(fā)現(xiàn)在3G網(wǎng)絡投資建設初期，從收益角度考慮，3G年投入系數(shù)占比并非越大越好，而應保持在一個適當?shù)姆秶铮^大的3G年投入系數(shù)比例會使得3G的邊際收益下降，而2G的收益又受到限制，最終使得總利潤下降，導致2G與3G發(fā)展不協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡演進是一個緩慢的過程，4G網(wǎng)絡雖然能夠帶來很好的使用體驗，但不會在短時間內(nèi)覆蓋一切，2G、3G網(wǎng)絡仍會有很長一段的緩沖時間。
現(xiàn)有文獻主要對2G網(wǎng)絡與3G網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)發(fā)展進行了深入研究，也有部分文獻對2G、3G用戶向4G遷移的可行性進行了研究，但都未能對2G、3G和4G三代移動通信網(wǎng)絡協(xié)調(diào)建設的投資分配進行系統(tǒng)分析。
二、變量設置及研究假定
（一）網(wǎng)絡協(xié)調(diào)建設的關(guān)鍵概念
1.投資效益。本文中的投資效益是指投資的財務效益，即指項目實施后所獲得的營業(yè)收入。在對不同網(wǎng)絡建設分配投資額時，如果投資者選擇財務導向，他將會傾向于投資能夠帶來高額收益的網(wǎng)絡。
2.市場份額。在市場大小一定的情況下，某種產(chǎn)品的市場份額越高，此種產(chǎn)品相對的競爭優(yōu)勢就越明顯。同時，由于移動通信網(wǎng)絡存在規(guī)模經(jīng)濟的作用，用戶市場份額的增加會使單位產(chǎn)品的成本下降，從而間接地提高財務效益。
3.長遠發(fā)展。網(wǎng)絡的發(fā)展是一個不斷演進和替代的過程，在進行網(wǎng)絡投資建設時應充分考慮網(wǎng)絡的應用現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，在滿足當前用戶需求的情況下，要兼顧到現(xiàn)有的成熟技術(shù)和標準是否能夠與未來的先進技術(shù)和標準完美結(jié)合，即保障網(wǎng)絡的發(fā)展具有可持續(xù)性，其中包括網(wǎng)絡擴容的可持續(xù)性、網(wǎng)絡更新?lián)Q代時網(wǎng)絡基礎設施的兼容性、網(wǎng)絡技術(shù)的可持續(xù)性。
4.用戶偏好演變。最能體現(xiàn)網(wǎng)絡用戶偏好演變的是網(wǎng)絡終端產(chǎn)品的演變過程，其中最具有代表性的是手機的演變過程，主要表現(xiàn)在手機功能上的變化。2G網(wǎng)絡時代，手機的主要功能是提供語音通話和收發(fā)信息，操作簡單；3G網(wǎng)絡時代，手機的功能不僅包括2G時代手機的功能，同時還集照相、攝像、視頻通話等功能于一體，人們可以利用手機快速瀏覽網(wǎng)頁、看網(wǎng)絡視頻、進行網(wǎng)絡視頻通話等；4G時代人們的通信工具已經(jīng)不再局限于使用手機，越來越多的可穿戴智能設備不斷被投入市場，最具有代表性的是三星公司生產(chǎn)的智能手表Gear，其不僅具有郵件收發(fā)功能，還有攝像和拍照等功能。
（二）網(wǎng)絡協(xié)調(diào)建設的基本原則
1.短期效益與長期效益兼顧原則。目前2G網(wǎng)絡用戶數(shù)量最多，是運營商收入的主要來源，但是2G網(wǎng)絡的傳輸速率低、業(yè)務提供能力弱、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量差等因素，使2G網(wǎng)絡不能夠滿足今后人們對網(wǎng)絡的要求，最終會退出歷史舞臺；3G網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸質(zhì)量可以滿足大多數(shù)用戶的需求，但是未來網(wǎng)絡業(yè)務要求網(wǎng)絡具有高的傳輸速率和傳輸質(zhì)量，這就需要發(fā)展4G網(wǎng)絡以滿足網(wǎng)絡業(yè)務發(fā)展的要求。因此，應發(fā)展2G、3G以獲得短期利益，同時需兼顧到企業(yè)未來4G發(fā)展，以獲得長期效益。
2.響應并引領(lǐng)用戶需求的變化原則。網(wǎng)絡用戶的多樣化，使得網(wǎng)絡用戶的需求往往是多方面的，
這就需要企業(yè)去分析和引導?？梢酝ㄟ^向用戶提問、傾聽用戶談話等方法來了解用戶的不同需求，然后采取相應的措施，以滿足不同用戶的不同需求，并制定相應的策略來引導用戶。
3.保持持續(xù)的競爭優(yōu)勢原則。持續(xù)競爭優(yōu)勢具有兩大突出特征：一是動態(tài)性，因為競爭優(yōu)勢都是有條件的，所以企業(yè)只有通過不斷的自我更新、自我超越創(chuàng)造滿足競爭優(yōu)勢的條件，才能實現(xiàn)和保持可持續(xù)的競爭優(yōu)勢；二是連續(xù)性，長期的可持續(xù)競爭優(yōu)勢是由一系列短期的競爭優(yōu)勢積累而成，這些短期的競爭優(yōu)勢可能是一些小的、或者是單獨看來并不重要的競爭優(yōu)勢。
（三）系統(tǒng)變量的設置
本文變量包括目標變量、控制變量、中介傳動變量和其他輔助變量等四大類型，其中2G、3G、4G網(wǎng)絡的中介傳動變量類同，僅以2G網(wǎng)絡為例進行闡述，各類變量的細分及其物理含義如表1所示。
（四）模型的基本假定
假定1：模型中只存在三種網(wǎng)絡，不會隨著仿真運行時間的延長而出現(xiàn)更高級別的網(wǎng)絡，即未來一段時間內(nèi)不會有更高層級的網(wǎng)絡投入運營。
假定2：網(wǎng)絡投資決策僅有財務導向、競爭導向和戰(zhàn)略導向可供選擇，并且只能選擇其中的一種導向作為主要投資導向。
假定3：通過對模型中某省歷年人口數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)人口增長速度極其緩慢，故假定未來幾年內(nèi)人口保持不變。
（五）實證演算的數(shù)據(jù)來源
本文選擇“中國移動”Y省分公司作為模擬對象，模型中“某地區(qū)人口總量”來源于Y省衛(wèi)生和計劃生育委員會的人口統(tǒng)計信息。2G網(wǎng)絡用戶數(shù)量、3G網(wǎng)絡用戶數(shù)量和4G網(wǎng)絡用戶數(shù)量的初
始值來源于2013年《中國通信統(tǒng)計年鑒》。
三、系統(tǒng)動力學模型構(gòu)建
基于變量設置及研究假定，構(gòu)建三代移動通信網(wǎng)絡協(xié)調(diào)建設的系統(tǒng)動力學模型（見圖1）。
圖1三代移動通信網(wǎng)絡協(xié)調(diào)建設的系統(tǒng)動力學模型
為了便于模型運行，對變量之間的關(guān)系式以及變量初始值作如下規(guī)定：
1.模型運行起止時間設定為2013年至2018年；
2.地區(qū)人口數(shù)量為Y省2013年人口數(shù)量；
3.2G、3G、4G用戶數(shù)量的初始值為2013年年底的實際用戶數(shù)；
4.競爭導向、戰(zhàn)略導向、財務導向的取值范圍為[0，1]；
5.引導偏好乘子、培訓技能乘子、入網(wǎng)優(yōu)惠乘子的取值范圍為[0，1]；
6.2G、3G、4G用戶年新增入網(wǎng)率主要受網(wǎng)絡相對規(guī)模、運營商的不同導向、入網(wǎng)優(yōu)惠乘子、引導偏好乘子、培訓技能乘子的影響。以2G用戶年新增入網(wǎng)率為例，其算式為
2G用戶年新增入網(wǎng)率=2G網(wǎng)絡相對規(guī)模*EXP（（財務導向*5+競爭導向*2+
戰(zhàn)略導向*3）/5）*EXP（入網(wǎng)優(yōu)惠乘子+培訓技能乘子+引導偏好乘子）*0.5
7.2G、3G、4G用戶年遷出率主要受網(wǎng)絡相對規(guī)模的影響。以2G網(wǎng)絡為例，其算式為
2G用戶年遷出率=EXP（2G網(wǎng)絡相對規(guī)模-1）
8.2G、3G、4G用戶年增量。該指標主要受當?shù)厝丝跀?shù)量、用戶總量和用戶遷出率的影響。以2G網(wǎng)絡為例，其算式為
2G用戶年增量=SMOOTH（INTEGER（2G用戶年新增入網(wǎng)率*
某地區(qū)人口總量*8.1e-005-2G用戶總量*2G用戶年遷出率）， 2）
9.2G、3G、4G用戶總量。某代網(wǎng)絡自模型運行開始到某年本代網(wǎng)絡所有用戶的累積量。以2G網(wǎng)絡用戶為例，其算式為
2G用戶總量=INTEG（2G用戶年增量，1300）
10.2G、3G、4G年新增網(wǎng)絡規(guī)模。當某代網(wǎng)絡用戶的數(shù)量增加到一定程度、現(xiàn)有網(wǎng)絡容量已經(jīng)不能夠滿足所需求容量時，則需要擴大網(wǎng)絡規(guī)模。以2G網(wǎng)絡為例，其算式為
2G年新增網(wǎng)絡規(guī)模=IF THEN ELSE（2G用戶年增量
11.2G、3G、4G年新增投資額。其分為兩個部分：一部分是在用戶沒有新增的情況下，現(xiàn)有網(wǎng)絡運營和維護所需要的投資；一部分是當網(wǎng)絡用戶增加到一定規(guī)模時需要對網(wǎng)絡容量進行擴大而進行的投資。以2G網(wǎng)絡為例，其算式為
2G年新增投資額=SMOOTH（IF THEN ELSE（2G年新增網(wǎng)絡規(guī)模
12.年總投資額。2G、3G、4G三代移動通信網(wǎng)絡年投資額之和，具體算式為
年總投資額=2G年新增投資額+3G年新增投資額+4G年新增投資額
13.2G、3G、4G年新增投資占比。某代網(wǎng)絡年新增的投資額占2G、3G、4G三代網(wǎng)絡年總投資額的比例。以2G網(wǎng)絡為例，其算式為
2G年新增投資占比=2G年新增投資額/年總投資額
四、系統(tǒng)仿真
（一）同一導向下三代移動通信網(wǎng)絡的投資結(jié)構(gòu)仿真
通過改變不同導向取值的大小，確定某種導向為主要投資導向，對模型進行仿真分析。其中財務導向下定義財務導向的取值為0.5，競爭導向的取值為0.2，戰(zhàn)略導向的取值為0.2；競爭導向下定義財務導向的取值為0.2，競爭導向的取值為0.5，戰(zhàn)略導向的取值為0.2；戰(zhàn)略導向下定義財務導向的取值為0.2，競爭導向的取值為0.2，戰(zhàn)略導向的取值為0.5。對三種導向下的模型進行仿真，得到仿真結(jié)果如圖2所示。
由圖2（a）仿真圖形可知，財務導向下2G網(wǎng)絡年新增投資占比最大，雖然呈持續(xù)下降趨勢，但是在2016年之前仍大于0.25，截至2018年處于較低的水平；3G網(wǎng)絡年新增投資占比在2015年后開始出現(xiàn)大幅度下降，并于2018年同2G網(wǎng)絡年新增投資占比一樣處于較低水平；4G網(wǎng)絡年新增投資占比呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢，在2015年之后投資超過3G網(wǎng)絡年新增投資，緊接著又超過2G網(wǎng)絡年新增投資，之后投資占比繼續(xù)提高，在2018年超過0.75，最終成為投資建設的主要對象。
由圖2（b）仿真圖形可知，競爭導向下2G網(wǎng)絡年新增投資占比呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢，并一直低于3G網(wǎng)絡年新增投資占比，2018年開始保持較低的水平；3G網(wǎng)絡年新增投資占比整體上呈下降趨勢，在2015年之前大于4G網(wǎng)絡年新增投資，2018年趨向于較2G網(wǎng)絡年新增投資占比略高的較低水平；4G網(wǎng)絡年新增投資占比在未來的年份里呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，在2015年超過3G網(wǎng)絡投資，到2017年超過0.75。
由圖2（c）仿真圖形可知，戰(zhàn)略導向下2G網(wǎng)絡年新增投資占比呈現(xiàn)持續(xù)的下降趨勢，并始終處于最低水平，在2017年之后保持很低的水平；3G網(wǎng)絡年新增投資占比整體上呈下降趨勢，但一直高于2G網(wǎng)絡的年新增投資占比，2018年開始保持很低的水平。4G網(wǎng)絡的投資占比在未來的年份里呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢，并始終高于2G、3G網(wǎng)絡年新增投資，2015年超過0.50，2017年高達0.80。
綜合圖2，可以看出三種導向下4G網(wǎng)絡年新增投資占比均會逐年增加，最終達到很高水平，這意味著4G網(wǎng)絡將成為未來的主導網(wǎng)絡；2G、3G網(wǎng)絡年新增投資占比均逐年降低，并在2017年之后處于低水平，表明2G、3G網(wǎng)絡將逐漸退出歷史舞臺。
（二）同一代移動通信網(wǎng)絡在不同導向下的投資結(jié)構(gòu)仿真
對圖2進行重組，得到同一種網(wǎng)絡在三種不同導向下的仿真圖（見圖3）。
由圖3（a）仿真圖形可知，三種導向下2G網(wǎng)絡的投資占比最終會趨向于較低水平，這意味著2G網(wǎng)絡在未來5年內(nèi)將逐漸退出歷史的舞臺。但在不同的導向下，2G網(wǎng)絡年新增投資占比存在略微差別。財務導向下2G網(wǎng)絡年新增投資占比明顯高于其他兩種導向下的年新增投資占比，戰(zhàn)略導向下2G網(wǎng)絡年新增投資占比最低，競爭導向下2G網(wǎng)絡年新增投資占比居于前兩者之間。
由圖3（b）仿真圖形可知，在不同導向下3G網(wǎng)絡年新增投資占比的趨勢基本相同，均是整體呈現(xiàn)下降趨勢。區(qū)別在于2016年之前3G網(wǎng)絡年新增投資占比在競爭導向下明顯高于另外兩種導向，并且高于0.25；在戰(zhàn)略導向下3G網(wǎng)絡年新增投資占比處于三種導向下的最低水平。
由圖3（c）仿真圖形可知，在不同導向下4G網(wǎng)絡年新增投資占比的趨勢基本相同，均是呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。不同的是，在同一年份上不同導向下投資占比的幅度有所差異，其中戰(zhàn)略導向下4G網(wǎng)絡年新增投資占比最高，最低的是財務導向下4G網(wǎng)絡年新增投資占比。
綜合圖3，可以看出2G網(wǎng)絡在財務導向下投資占比明顯高于競爭導向和戰(zhàn)略導向下的投資占比，3G網(wǎng)絡在競爭導向下的投資占比高于財務導向和戰(zhàn)略導向下的投資占比，4G網(wǎng)絡在戰(zhàn)略導向下的投資占比遠高于財務導向和競爭導向下的投資占比。
（三）戰(zhàn)略導向下政策乘子對4G網(wǎng)絡投資結(jié)構(gòu)的影響
首先，調(diào)整導向參數(shù)，使模型處于戰(zhàn)略導向；之后，保持3個乘子中其中2個乘子大小不變，調(diào)整另外的一個乘子大小，觀察乘子改變前后4G網(wǎng)絡年新增投資占比變化情況。仿真結(jié)果如圖4所示。
圖4中，1為戰(zhàn)略導向下各個政策乘子均為0.2時的曲線；2為戰(zhàn)略導向下僅把引導偏好乘子調(diào)制為0.5時的曲線；3為戰(zhàn)略導向下僅把培訓技能乘子調(diào)制為0.5時的曲線；4為戰(zhàn)略導向下僅把入網(wǎng)優(yōu)惠乘子調(diào)制為0.5時的曲線。
由圖4可知，當三種政策乘子由0.2增加為0.5，4G網(wǎng)絡年新增投資占比均會升高。不同的是，不同政策乘子的改變所產(chǎn)生的影響程度不同，
其影響程度大小為：入網(wǎng)優(yōu)惠乘子>引導偏好乘子>培訓技能乘子。
五、結(jié)論與啟示
針對三代移動通信網(wǎng)絡對投資計劃和企業(yè)資源的爭奪與矛盾，本文構(gòu)建了網(wǎng)絡協(xié)調(diào)建設的系統(tǒng)動力學模型。通過系統(tǒng)仿真，展示了財務導向、競爭導向和戰(zhàn)略導向下，三代移動通信網(wǎng)絡的投資結(jié)構(gòu)及其動態(tài)演變。從整體趨勢上看，未來五年，4G網(wǎng)絡的投資占比會逐漸上升，而2G和3G網(wǎng)絡的投資占比會逐漸下降；但在當前，財務導向下將提升2G網(wǎng)絡的投資占比，競爭導向?qū)⑻嵘?G網(wǎng)絡的投資占比，而戰(zhàn)略導向?qū)⑻嵘?G網(wǎng)絡的投資占比。
入網(wǎng)優(yōu)惠、引導偏好、培訓技能等政策乘子的改變，會影響三代網(wǎng)絡的投資占比。運營商可以根據(jù)自己的導向偏好，運用政策乘子進行投資比例的調(diào)節(jié)，確定特定時期需要重點投資的網(wǎng)絡類型。
從長遠來看，選擇戰(zhàn)略導向加強4G網(wǎng)絡建設將是運營商的合理選擇。為了引導2G、3G網(wǎng)絡用戶向4G網(wǎng)絡遷移，運營商可以制定相關(guān)的轉(zhuǎn)網(wǎng)促進政策，比如，對新入網(wǎng)的4G用戶贈送免費流量，促進潛在用戶積極入網(wǎng)；組織4G網(wǎng)絡體驗活動，使用戶真切感受4G所帶來的高速流暢等。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞： 配電自動化 配電管理系統(tǒng) 環(huán)網(wǎng)配電 供電可靠性
1 配電自動化簡介
配電自動化指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡技術(shù)與電力設備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負責的關(guān)系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟性最好，企業(yè)管理更為有效。
配電自動化是一個龐大復雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對用戶的供電質(zhì)量，提高服務水平，減少運行費用的觀點來看，配電自動化是一個統(tǒng)一的整體。
配電自動化包含以下幾個方面：
饋線自動化。饋線自動化完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡重構(gòu)。其主要功能有：運行狀態(tài)監(jiān)測、遠方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負荷轉(zhuǎn)移及恢復供電、無功補償和調(diào)壓等。
變電站自動化。變電站自動化指應用自動控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計算機硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工對變電站進行監(jiān)控、測量和運行操作的一種自動化系統(tǒng)。變電站自動化以信號數(shù)字化和計算機通信技術(shù)為標志，進入傳統(tǒng)的變電站二次設備領(lǐng)域，使變電站運行和監(jiān)控發(fā)生了巨大的變化，取得顯著的效益。
變電站自動化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護交換信息、自動控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等項功能。
配電自動化及管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡技術(shù)，將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進行集成，構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理。它是實時的配電自動化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。
2 配電自動化及管理系統(tǒng)
2.1 配電自動化及管理系統(tǒng)的等級劃分及結(jié)構(gòu) 根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模、地理分布及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為特大型、大中型和中小型系統(tǒng)。主要由主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、遠方終端、通信系統(tǒng)組成。
2.2 配電自動化及管理系統(tǒng)的主要功能
2.2.1 配電自動化及管理系統(tǒng)的主站 配電自動化及管理系統(tǒng)主站是整個配電自動化及管理系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。其主要功能有實時功能和管理功能：實時功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、控制功能、事件報告、人機聯(lián)系、系統(tǒng)維護、故障處理等。
管理功能：指標管理、地理信息系統(tǒng)（GIS）、運行管理、設備管理（FM）、輔助設計（AM）、輔助工程管理、應用軟件等。
2.2.2 配電自動化及管理系統(tǒng)的中心站 在特大城市的配電自動化及管理系統(tǒng)中可設中心站，是下屬主站經(jīng)加工處理后的信息匯集、管理中心。主要負責全局重要信息的監(jiān)視與管理，特大城市電力部門可根據(jù)各自實際情況，確定本局配電自動化及管理系統(tǒng)中是否設置中心站。
2.2.3 配電自動化及管理系統(tǒng)子站（或稱配電自動化系統(tǒng)中壓監(jiān)控單元）
配電自動化及管理系統(tǒng)子站是為分布主站功能、優(yōu)化信息傳輸、清晰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設置的中間層，實現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、處理以及故障處理、通信監(jiān)視等功能。具體功能有：數(shù)據(jù)采集、控制功能、數(shù)據(jù)傳輸、維護功能、故障處理、通信監(jiān)視等。
2.2.4 配電自動化及管理系統(tǒng)遠方終端 配電自動化及管理系統(tǒng)遠方終端是用于中低壓電網(wǎng)的各種遠方監(jiān)測、控制單元的總稱，它包括配電柱上開關(guān)監(jiān)控終端FTU（Feeder Terminal Unit）、配電變壓器監(jiān)測終端TTU（Transformer Terminal Unit）、開閉所、公用及用戶配電所的監(jiān)控終端DTU（Distribu－tion Terminal Unit）等。具體功能有：數(shù)據(jù)采集、控制功能、數(shù)據(jù)傳輸、維護功能、當?shù)毓δ艿取?/p>
3 電力自動化管理系統(tǒng)
3.1 規(guī)劃和建設好配電網(wǎng)架 規(guī)劃和建設好配電網(wǎng)架，是實現(xiàn)配電自動化及管理系統(tǒng)的基本條件。常用的配網(wǎng)接線有樹狀、放射狀、網(wǎng)狀、環(huán)網(wǎng)狀等形式，其中環(huán)網(wǎng)接線是配網(wǎng)最常用的一種形式。將配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化，并將10kV饋線進行適當合理的分段；保證在事故情況下，110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠的轉(zhuǎn)移負荷的能力。
3.2 加強領(lǐng)導，統(tǒng)籌安排，分步實施 配電自動化及管理系統(tǒng)的開發(fā)和應用，是從傳統(tǒng)的管理方式向現(xiàn)代化管理方式的飛躍，其涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，涉及部門諸多，為此，必須加強領(lǐng)導，統(tǒng)一規(guī)劃，因地制宜，分步實施，以實現(xiàn)最佳的投入產(chǎn)出比。
3.3 解決好實時系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的一體化問題 由于配電自動化（DA）涉及的一次設備成本較大，目前一般僅限于重要區(qū)域的配網(wǎng)使用，而AM／FM／GIS則可在全部配網(wǎng)使用。若使用一體化可通過AM／FM／GIS系統(tǒng)在一定程度上彌補DA在這方面的不足，故配電自動化及管理系統(tǒng)的實時SCADA和AM／FM／GIS的一體化頗為重要。所謂一體化，就是指GIS作為計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺的一個組成部分，整個系統(tǒng)的實時性和數(shù)據(jù)（包括圖形數(shù)據(jù)）的一致性得以保證，使得SCADA和AM／FM／GIS通過一個圖形用戶界面（GUI）集成在一起，從而提高系統(tǒng)的效率和效益。
3.4 配置合理的通信通道 通信系統(tǒng)信道的選用，應根據(jù)通信規(guī)劃、現(xiàn)有通信條件和配電自動化及管理系統(tǒng)的需求，按分層配置、資源共享的原則予以確定。信道種類有光纖、微波、無線、載波、有線。主干線推薦使用高中速信道，試點項目建議使用光纖。
3.5 選擇可靠的一次設備 對一次開關(guān)設備除滿足相應標準外，還應滿足配電自動化及管理系統(tǒng)的要求。
4 小結(jié)
配電自動化及管理系統(tǒng)具有實時性好、自動化水平高、管理功能強之特點，能提高供電可靠性和電能質(zhì)量、改善對用戶的服務，具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)越性和良好的社會綜合效益。配電自動化及管理系統(tǒng)的建設是一項系統(tǒng)工程，所以要在按照城網(wǎng)建設規(guī)劃的前提下，因地制宜，積極采用、合理選用、推廣應用配電自動化及管理系統(tǒng)。
參考文獻
關(guān)鍵詞：組織結(jié)構(gòu)，代碼替換，存儲過程
“組織結(jié)構(gòu)在管理信息系統(tǒng)中起著重要的作用，它是信息決策、任務執(zhí)行和監(jiān)督管理等重要活動的載體，揭示了組織單位人員管理的層次，反映了人與工作、決策、責權(quán)之間的聯(lián)系。”組織結(jié)構(gòu)對于一個組織單位中如何完成業(yè)務流程的建模和提高管理、生產(chǎn)效率是至關(guān)重要的，任何一個用戶脫離組織結(jié)構(gòu)執(zhí)行業(yè)務是沒有意義的。碩士論文，代碼替換。
我公司于2006年7月投入使用了與啟明星鋁業(yè)信息中心聯(lián)合開發(fā)的信息管理系統(tǒng)。經(jīng)過幾年的使用，運行效果良好。由于2008年年底與中電投寧夏能源公司重組，造成了組織結(jié)構(gòu)的變動。集團公司本部的職能部門變成了集團公司下屬股份公司的職能部門，集團公司本部新設立了10個職能部門，又增加了煤化工等二級公司，我信息中心由原股份公司職能部門變成集團公司二級分公司。碩士論文，代碼替換。如何將原有的組織結(jié)構(gòu)更換為重組后的組織結(jié)構(gòu)，成為中心的一項重要任務。
經(jīng)過軟件開發(fā)人員的反復論證，一致認為在現(xiàn)有的組織機構(gòu)上更改對信息系統(tǒng)的影響最小。目前的信息系統(tǒng)大部分的業(yè)務數(shù)據(jù)都集中在股份公司這一塊，所以盡量保持這部分的組織結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)變動最小是關(guān)鍵。經(jīng)討論決定，備份數(shù)據(jù)庫后對信息系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)進行如下變動：
1.在當前組織結(jié)構(gòu)上增加的部門機構(gòu)。碩士論文，代碼替換。
2.建立新舊組織機構(gòu)代碼轉(zhuǎn)換表。碩士論文，代碼替換。碩士論文，代碼替換。
3.停用原集團公司本部職能部門和其他調(diào)整過的部門，使用新部門代碼。
4.調(diào)整新的領(lǐng)導類型表。
5.將數(shù)據(jù)庫中的與組織結(jié)構(gòu)代碼相關(guān)的表進行新部門代碼替換。
6.將舊組織結(jié)構(gòu)中的人員調(diào)整到新組織結(jié)構(gòu)中。
7.搭建舊信息系統(tǒng)，方便停用的部門查詢歷史數(shù)據(jù)。
方案確定后，開始進行前期準備工作。新組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整和新舊組織結(jié)構(gòu)代碼轉(zhuǎn)換表在測試環(huán)境中完成，對數(shù)據(jù)庫中與組織結(jié)構(gòu)代碼相關(guān)的表進行了一一核實，并完成了更新SQL語句的編寫工作。前期準備工作完成后，發(fā)通告告知信息系統(tǒng)使用人員系統(tǒng)停用的具體時間段，然后在該時間段進行信息系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)切換。經(jīng)過4個小時，順利的將新組織結(jié)構(gòu)融入到系統(tǒng)中，使用至今沒有異常情況。
這次信息系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的切換是比較成功的，沒有出現(xiàn)預想中可能出現(xiàn)的問題，業(yè)務工作一切正常。事前分析了數(shù)據(jù)庫中各個業(yè)務表的使用情況，所以做到了最小的調(diào)整范圍,只改動了領(lǐng)導類型表，組織結(jié)構(gòu)表，電子公告表等部分數(shù)據(jù)。
這個案例根據(jù)實際情況進行了分析、調(diào)整，并沒有對數(shù)據(jù)庫里的組織代碼傷筋動骨。假設我們對數(shù)據(jù)庫里所有表的組織結(jié)構(gòu)都要修改，或者其他比如物料編碼、項目編碼等字段進行新舊替換，必須要對數(shù)據(jù)庫里所有存在這些字段的表進行代碼替換。碩士論文，代碼替換。這種替換工作量的大小取決于在設計數(shù)據(jù)庫時對這些特定字段的字段名和編碼規(guī)則的規(guī)范程度。
如果這些特定字段的字段名在數(shù)據(jù)表的字段名里明確表示或者有明確性關(guān)鍵字，例如組織結(jié)構(gòu)字段的字段名里有唯一關(guān)鍵字為zzjg,我們可以用存儲過程來完成對數(shù)據(jù)庫中包含“zzjg”的字段遍歷，即完成對數(shù)據(jù)庫中組織結(jié)構(gòu)字段的新舊替換。首先，找出當前數(shù)據(jù)庫的所有用戶表名，SQL語句為：
CREATE PROCEDURE dbo.xgzzzd
@關(guān)鍵字 as varchar(50)
AS
declare @表名 varchar(40)
declare @字段名nvarchar(50)
declare@js nvarchar(250)
DECLARE bmz CURSOR FOR
select name from sysobjects where xtype= 'u'
open bmz
Fetch NEXT FROM bmz into @表名
while (@@fetch_status=0)
begin
然后再根據(jù)遍歷出來的表名找字段，SQL語句為：
DECLARE bmd CURSOR FOR
select a.name from syscolumns ainner join sysobjects b on a.id=b.id where b.name=@表名
open bmd
Fetch NEXT FROM bmd into @字段名
while (@@fetch_status=0)
begin
再判定字段是否為組織結(jié)構(gòu)字段，如果是，進行新舊代碼替換，SQL語句如下：
if(@字段名 like 'zzjg%')
begin
set @js ='update '+@表名+' set '+@字段名+'=b.替換代碼 from '+@表名+'a inner join 組織結(jié)構(gòu)替換表 b on a.'+ @字段名+'=b.舊組織代碼 where '+@字段名+' = '+@關(guān)鍵字
exec sp_executesql@js
end
Fetch NEXT FROM bmd into @字段名
end
close bmd
deallocate bmd
Fetch NEXT FROM bmz into @表名
end
close bmz
deallocate bmz
Go
上述存儲過程實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫中組織結(jié)構(gòu)字段的遍歷和替換，前提是組織結(jié)構(gòu)字段名必須有明確性標識。我們也可以通過尋找其他規(guī)律判定字段是否是組織結(jié)構(gòu)字段，但規(guī)范性的字段名肯定要比其他判定條件節(jié)省效率，這就要求我們在設計數(shù)據(jù)庫中的表時對字段有規(guī)范性的約束，例如字段名、字段類型、編碼規(guī)則等，通過這些約束確定該字段在數(shù)據(jù)庫中的明確性標識，避免與其他字段名混淆。
我公司的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中各表的組織結(jié)構(gòu)字段名并不規(guī)范，所以用上面的存儲過程是不行的，可以用判定字段類型和編碼等方式來確定是否為組織結(jié)構(gòu)字段。
由此得出，數(shù)據(jù)庫中設計中，表和字段設計的規(guī)范性和標準性是非常必要的，這樣對以后可能發(fā)生數(shù)據(jù)替換操作非常有利，即節(jié)省時間，又節(jié)省工作量，完全不用擔心認為的操作失誤。
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摘要:當今時代急劇變化的外部環(huán)境對企業(yè)的績效管理水平提出了新的要求,傳統(tǒng)的績效管理方法已經(jīng)不能滿足企業(yè)的需要。平衡計分卡作為一種重要的戰(zhàn)略績效管理方法,一經(jīng)提出就受到了廣泛的關(guān)注和應用,但是平衡計分卡自身也存在動態(tài)復雜性不足等理論缺陷。在分析平衡計分卡和系統(tǒng)動力學兩者關(guān)系的基礎上,給出兩者相結(jié)合的實施步驟,為戰(zhàn)略績效管理提供決策支持。
關(guān)鍵詞:平衡計分卡;系統(tǒng)動力學;績效管理;動態(tài)復雜性
平衡計分卡作為一種重要的戰(zhàn)略績效管理工具,它引進了三個方面的非財務評價指標,彌補了傳統(tǒng)績效評價偏重財務指標的不足,并站在戰(zhàn)略的角度,抓住企業(yè)成功的關(guān)鍵要素,成為企業(yè)制定戰(zhàn)略、實施戰(zhàn)略、進行績效評價的有力工具。但是,平衡計分卡四個層面之間是簡單的線性因果關(guān)系,而企業(yè)經(jīng)營活動是一個動態(tài)復雜的過程,各策略目標之間具有非線性、因果反饋、時間延遲的特性,而這些特性正是平衡計分卡所缺少的。由于平衡計分卡沒有考慮到企業(yè)的動態(tài)復雜性,一些企業(yè)在引進平衡計分卡后并沒有達到預期的實施效果。因此平衡計分卡的動態(tài)性不足問題亟需改進以促進其實施效果。
平衡計分卡若要有效地將戰(zhàn)略展開成各維度,甚至每個員工的目標與指標,關(guān)鍵在于必須理清這些指標間的因果關(guān)系。在實際操作中,平衡計分卡只提供了架構(gòu),卻無建立因果關(guān)系的方法。其次,平衡計分卡也未考慮因果關(guān)系中的時間延遲,而這些缺陷正是系統(tǒng)動力學的長處所在。事實上,平衡計分卡的創(chuàng)始人Kaplan和Norton也早已認識到平衡計分卡這方面的不足,尤其在有因果反饋的動態(tài)復雜情況時,他們也建議采用系統(tǒng)動力學的方法來彌補這些不足。
由于系統(tǒng)動力學有助于理清復雜系統(tǒng)的因果關(guān)系,將它與平衡計分卡結(jié)合,可輔助平衡計分卡指標之間因果關(guān)系的建立,促進平衡計分卡的有效實施。本文首先分析了平衡計分卡的動態(tài)不足性和系統(tǒng)動力學的有點,在回顧系統(tǒng)動力學和平衡計分卡兩者相結(jié)合的相關(guān)研究的基礎上,分析了兩者間的共性和互補性。在此基礎上,給出系統(tǒng)動力學和平衡計分卡相結(jié)合的結(jié)構(gòu)框架圖和具體實施步驟,為平衡計分卡的更加有效的實施提供借鑒。
一、平衡計分卡和系統(tǒng)動力學相結(jié)合的研究
根據(jù)Lewy和Dumee對荷蘭公司進行的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)約70%實施平衡計分卡的組織都沒有達到預期的目標[1]。有關(guān)學者針對平衡計分卡因果關(guān)系、時間延遲和非線性等動態(tài)復雜性不足問題開始探討其改進方法,其中以基于系統(tǒng)思考的系統(tǒng)動力學和平衡計分卡相結(jié)合的研究居多。Ahn認為平衡計分卡只提供一個架構(gòu)并沒有給出策略目標間的因果關(guān)系的建立方法,而且策略目標的選取和各指標的目標值的得出也沒有理論依據(jù)。就管理控制的角度而言,平衡計分卡只能算是診斷式控制系統(tǒng),而非交互式控制系統(tǒng)[2]。
Norrtklit認為存在于平衡計分卡各層面間的因果關(guān)系已經(jīng)超越了單向因果關(guān)系,甚至是雙向非線性的復雜關(guān)系,然而這種復雜因果關(guān)系卻無法在平衡計分卡中表現(xiàn)出來[3]。Wolstenholme以反饋回路的角度來定位平衡計分卡,將平衡計分卡放入目標與執(zhí)行過程當中,形成完整的調(diào)節(jié)回路,形成一個不斷反饋修正的循環(huán)。針對平衡計分卡注重靜態(tài)績效衡量,忽略了對策略執(zhí)行結(jié)果的動態(tài)監(jiān)測問題,提出利用系統(tǒng)動力學的反饋控制的優(yōu)點來增強平衡計分卡的動態(tài)性[4]。Schoenebron認為Kaplan和Norton所提出的平衡計分卡只是以部分因素之間的簡單因果關(guān)系為基礎,其常常因為動態(tài)復雜性而導致企業(yè)推行平衡計分卡的失敗,應當運用系統(tǒng)動力學的因果反饋加以控制[5]。
Atkinson認為,隨著市場的變化和外部環(huán)境競爭加劇,戰(zhàn)略和目標本身也在隨著企業(yè)經(jīng)營環(huán)境變化而不斷變化,對于相對缺乏彈性的平衡計分卡需要改進[6]。Malmi通過在芬蘭的實證研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)使用平衡計分卡的企業(yè)對于四個層面以及單個層面的指標之間的因果關(guān)系并不明確[7]。Akkermans和Oorschot回顧過去的相關(guān)文獻,歸納出平衡計分卡在績效評價方面的優(yōu)點,并重點評述了由于其在因果關(guān)系、時間延遲及反饋機制方面的不足。他們認為這些不足常常造成決策者的錯誤判斷和決策,并提出可以采用系統(tǒng)動力學來彌補其不足在此基礎上提出一種平衡計分卡與系統(tǒng)動力學結(jié)合的兩階段建模步驟,即先進行定性的因果關(guān)系圖形描述,然后進行定量仿真。通過對荷蘭一家保險公司的應用研究,提出了直觀看起來是相互矛盾的目標實際上是相互促進的。系統(tǒng)動力學模型的分析也證明:與事先的管理直覺相反,績效可能必須先降低然后在將來才能產(chǎn)生更明顯的改善[8]。以上研究都論證了平衡計分卡與系統(tǒng)動力學相結(jié)合的必要性,認為兩者的結(jié)合彌補了平衡計分卡本身的動態(tài)復雜性不足。Sterman等人針對仿真設備公司因?qū)嵤┢胶庥嫹挚ㄊ降目冃е贫扰cTQM的改善活動所引發(fā)的副作用,以系統(tǒng)動力學方法進行診斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于平衡計分卡制度中因果關(guān)系的動態(tài)復雜,導致當個別績效指標改善后,整體狀況卻變得糟糕。雖然該研究主要并非以系統(tǒng)動力學作為平衡計分卡設計后的評估,不過可由此顯示系統(tǒng)動力學確實可用于平衡計分卡設計的改進[9]。以Linard為首的研究團隊集合了學術(shù)界與顧問界的人力,針對澳洲公部門的績效管理發(fā)展了一套結(jié)合系統(tǒng)動力學與平衡計分卡的整體式方法。由于系統(tǒng)動力學模式中的變量與平衡計分卡中的指標一致,因此可降低導入后使用與維護的成本。該方法的進行過程乃是系統(tǒng)動力學與平衡計分卡同時并進。先將系統(tǒng)思考與平衡計分卡的概念介紹給設計團隊,而后以共同參與的方式,由外部顧問提供方法與工具,協(xié)助設計團隊發(fā)掘關(guān)鍵績效指針,并建構(gòu)系統(tǒng)動力學模式。此外,為了讓關(guān)鍵績效指針的選擇以及指針間的因果關(guān)系辨認過程更為理性嚴謹,他們以階層式聚類分析法作為輔助工具,最后通過系統(tǒng)動力學模式加以驗證[10]。
Todd與Palmer發(fā)展了一套方法,應用于紐西蘭的某地區(qū)政府。該方法將設計過程分為三階段,每一階段都由顧問引領(lǐng)組織中負責設計的人員共同參與完成。第一階段將組織現(xiàn)狀與所處的相關(guān)環(huán)境與脈絡以圖像的方式表達出來;第二階段則導入平衡計分卡與系統(tǒng)思考的概念,找出關(guān)鍵績效指標以及關(guān)鍵成功回路;第三階段建立系統(tǒng)動力學模式,以進一步設計并檢驗平衡計分卡設計的藍圖[11]。
以上研究都以實證的方式論證了平衡計分卡與系統(tǒng)動力學相結(jié)合的可行性和必要性,兩者的結(jié)合彌補了平衡計分卡本身的不足,增加了平衡計分卡的動態(tài)性,并為相關(guān)行業(yè)實施平衡計分卡提供了更加富有意義的借鑒,但是均為深入分析兩者的關(guān)系,具體給出兩者相結(jié)合的理
論框架和具體步驟。
二、平衡計分卡的理論缺陷分析
平衡計分卡在實施的過程中出現(xiàn)了一些困難和問題。首先,由于平衡計分卡無法對戰(zhàn)略目標和績效指標間的關(guān)系進行動態(tài)的模擬和分析;其次,平衡計分卡的單向因果關(guān)系無法衡量現(xiàn)實中存在因果反饋和非線性關(guān)系的復雜企業(yè)經(jīng)營活動;第三,平衡計分卡在將戰(zhàn)略目標轉(zhuǎn)化為行動目標時,沒有考慮到組織的動態(tài)復雜因果關(guān)系,最終導致組織中部門利益沖突;第四,對于戰(zhàn)略的動態(tài)演化無法描述,忽略時間延遲的問題同樣會使戰(zhàn)略的制定失去焦點。這些問題的出現(xiàn)根源于平衡計分卡在理論上的缺陷。
1.忽略時間延遲性。時間延遲的存在使得行動的結(jié)果只能以漸進的方式產(chǎn)生,如果未被察覺或充分了解,就容易造成企業(yè)改善結(jié)果的行動矯枉過正或者不及。事實上,決策者在實施策略時存在時間延遲的問題,當管理者改善平衡計分卡中領(lǐng)先指標時,需要同時考慮落后指標的時間延遲現(xiàn)象。然而平衡計分卡比較重視策略制定和績效評價,對于因果關(guān)系中因與果之間的時間延遲問題,平衡計分卡沒有合適的解決辦法。
2.平衡計分卡的靜態(tài)性。平衡計分卡的核心偏重于靜態(tài)某一點的效果,缺乏實施動態(tài)變化情形的描述。平衡計分卡雖然引入了非財務的績效驅(qū)動因素,強調(diào)以戰(zhàn)略的眼光來評價組織的行為績效,但是它只是對當今狀況的靜態(tài)性評價,并沒有指出引入了這些非財務的績效驅(qū)動因素后組織績效將來的發(fā)展狀況。因此,這種靜態(tài)的評價只能給決策者一個現(xiàn)在狀況的直觀反映,不能夠?qū)ξ磥淼陌l(fā)展做出趨勢性的預測。
3.單向因果關(guān)系。平衡計分卡不能有效地反映系統(tǒng)內(nèi)部因果關(guān)系的完整性。平衡計分卡的單向因果關(guān)系無法衡量現(xiàn)實中存在因果反饋和非線性關(guān)系的復雜企業(yè)經(jīng)營活動。平衡計分卡中單向因果關(guān)系反映的只是動態(tài)性復雜現(xiàn)象的其中一面,某個結(jié)果可能是由很多原因造成的,可能只包含了部分原因而將其真正原因或主要原因遺漏,容易造成對現(xiàn)象片面、短視的理解。
4.因果關(guān)系的非線性。平衡計分卡將戰(zhàn)略目標展開至行動目標時,缺乏考慮組織的動態(tài)復雜因果關(guān)系,以簡單的線性方式展開目標,最終會導致組織中各部門之間的利益沖突。非線性因果關(guān)系,指兩個變量之間的函數(shù)關(guān)系不是直線關(guān)系,而是一條曲線關(guān)系。多數(shù)情況下系統(tǒng)內(nèi)部因素之間多為非線性關(guān)系,對于處理此類問題平衡計分卡還缺乏合適的解決方法。
三、平衡計分卡和系統(tǒng)動力學之間的關(guān)系分析
平衡計分卡及策略地圖表達的是線性因果關(guān)系,然而企業(yè)經(jīng)營活動是一個動態(tài)復雜的過程,各策略目標之間具有非線性、因果反饋和時間延遲的特征,而這些特征正是平衡計分卡和策略地圖所缺少的。平衡計分卡與系統(tǒng)動力學之間既有共性又有互補性,他們之間的結(jié)合才具有可能性和必要性。
(一)兩者間的共性分析
在企業(yè)戰(zhàn)略目標實現(xiàn)的過程中,平衡計分卡與系統(tǒng)動力學并不是完全獨立的兩個部分,兩者的共性為動態(tài)平衡計分卡思想提供了必要的前提基礎。
1.系統(tǒng)思考與系統(tǒng)分析。平衡計分卡強調(diào)四個維度,從財務與非財務指標方面全面衡量企業(yè)績效,這正是系統(tǒng)思維的體現(xiàn),而要求對企業(yè)戰(zhàn)略與目標的層分結(jié)構(gòu)正是系統(tǒng)分析的運用。系統(tǒng)動力學以系統(tǒng)為研究對象,重點關(guān)注系統(tǒng)的反饋動態(tài)性復雜分析,必然以系統(tǒng)思維統(tǒng)觀全局,以系統(tǒng)分析為其建模的基本手段。二者的指導思想與分析手段的一致,是相互融合的基礎。
2.策略地圖與系統(tǒng)流圖。策略地圖是組織戰(zhàn)略交流和戰(zhàn)略實施的描述,它提供了一個描述戰(zhàn)略的統(tǒng)一方法,可以更好地建立和管理戰(zhàn)略目標和各項指標。策略地圖是平衡計分卡構(gòu)建與實施的中間環(huán)節(jié),也是平衡計分卡維度與指標因果關(guān)系的集中體現(xiàn)。因此,如何建構(gòu)策略地圖十分關(guān)鍵。系統(tǒng)動力學模型圖是系統(tǒng)動力學建模的基礎,也是系統(tǒng)分析的基本成果。策略地圖與系統(tǒng)流圖都是因果關(guān)系的集中體現(xiàn),因此可利用系統(tǒng)動力學的系統(tǒng)流圖建模方法來實現(xiàn)策略地圖的建構(gòu),并轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)動力學模型圖,進一步進行仿真模擬。
(二)兩者間的互補性分析
平衡計分卡的簡單因果關(guān)系以及沒有考慮到時間延遲等缺陷導致其實施效果不如預期,而系統(tǒng)動力學長于處理復雜系統(tǒng)。兩者的結(jié)合可有效地彌補平衡計分卡所欠缺的動態(tài)復雜性不足,增強平衡計分卡實施的動態(tài)性。
1.簡單因果與復雜因果反饋。平衡計分卡指標的因果關(guān)系鏈把各種因素結(jié)合起來描述了企業(yè)組織戰(zhàn)略,描繪出取得戰(zhàn)略成功的特定路徑,并描述如何從指標的結(jié)合中衍生出價值創(chuàng)造。平衡計分卡將策略目標展開至執(zhí)行目標時,缺乏考慮組織的動態(tài)復雜因果關(guān)系,以簡單的線性方式展開目標,最終導致部門利益沖突。平衡計分卡四個策略層面之間的互動關(guān)系并不是單向的因果關(guān)系,而是雙向的交互影響關(guān)系。系統(tǒng)動力學的因果反饋是指變量間的因果關(guān)系并非單向的而是雙向的,變量本身既是因又是果。系統(tǒng)動力學擅長處理復雜因果反饋關(guān)系的問題,它將因果反饋關(guān)系分成正反饋和負反饋,進而能夠定量地解釋系統(tǒng)的行為。
2.靜態(tài)性與動態(tài)性。平衡計分卡四個層面的目標和指標之間的因果關(guān)系稱為靜態(tài)機制。平衡計分卡所強調(diào)的核心偏重于靜態(tài)某一點的效果而較缺乏對企業(yè)實施策略與績效評價的基于時間的動態(tài)變化情況的關(guān)注。系統(tǒng)動力學模型采用雙向、動態(tài)且具有正負相關(guān)的因果反饋環(huán),取代了平衡計分卡單向靜態(tài)的因果關(guān)系。系統(tǒng)動力學的系統(tǒng)思考的哲學理念與方法為平衡計分卡提供了解決動態(tài)復雜性的思路。平衡計分卡中戰(zhàn)略目標、指標與行動之間的因果關(guān)系所產(chǎn)生的動態(tài)性復雜常造成決策者關(guān)注短期而忽略長期,進而造成管理者制定不合理的策略和資源分配方案。通過利用系統(tǒng)動力學來理清企業(yè)所處的復雜系統(tǒng),可以幫助企業(yè)找到驅(qū)動企業(yè)長期績效增長的關(guān)鍵因素和領(lǐng)先指標,有助于決策者在制定決策時能夠系統(tǒng)地考慮各因素做出科學合理的資源分配,促進企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。
四、平衡計分卡和系統(tǒng)動力學相結(jié)合的步驟
基于平衡計分卡和系統(tǒng)動力學兩者之間的共性和互補性分析,在整理分析兩者相結(jié)合的研究基礎之上,給出兩者相結(jié)合的步驟,為平衡計分卡的更加有效地實施提供借鑒。利用系統(tǒng)動力學方法來解決平衡計分卡因果關(guān)系中的反饋性、時間延遲和非線性關(guān)系等問題,幫助企業(yè)以策略地圖及平衡計分卡搭配系統(tǒng)動力學方法建立一個簡單易操作的動態(tài)戰(zhàn)略績效管理程序和方法,其具體實施步驟可以分為五個步驟具體如下:
1.確定組織的戰(zhàn)略目標。系統(tǒng)詳細地了解高新技術(shù)企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境,通過SWOT分析等戰(zhàn)略分析方法分析討論,確定組織存在的使命、價值觀、愿景以及戰(zhàn)略目標。(1)使命說明。企業(yè)存在的目的是什么?(2)澄清價值觀。我們所重視的是什么?(3)定立愿景。我的想被怎么樣看待?(4)確定戰(zhàn)略目標。
2.制定各層面的目標并描繪策略地圖。依據(jù)策略方向規(guī)劃并描述策略目標,依其財務、顧客、內(nèi)部流程、學習與成長等四個層面的目標項目,以及它們之間的因果關(guān)系,描述創(chuàng)造價值的策略架構(gòu)。財務績效是一個落后指標,是組織成敗的終極定義。針對目標顧客能獲得成功,將是改善財務績效的首要因素。內(nèi)部流程的績效,主要在為顧客創(chuàng)造其價值主張。學習與成長的目標中,無形資產(chǎn)是持續(xù)性價值創(chuàng)造的終極來源。
3.建立因果關(guān)系圖。通過問卷調(diào)查理清各個層面衡量指標之間的因果關(guān)系,繪出指標之間的因果關(guān)系圖。通過問卷調(diào)查收集專家以及企業(yè)管理人員對于各指標之間關(guān)系的描述,運用圖示的方式找出主要指標和次要指標,在實際的應用中可以理清組織各層面指標間的相互關(guān)系。
4.建立系統(tǒng)動力學模型圖并檢驗修正。依據(jù)因果關(guān)系圖各個指標之間的因果關(guān)系,使用建模工具進一步定義出各個變量之間定量化的數(shù)量關(guān)系,建立系統(tǒng)動力學模型圖。對系統(tǒng)動力學流圖進行有效性檢驗,針對建立的模型向有關(guān)人員咨詢,以檢查其是否符合實際情況,不斷地修正模型設計,以符合真實情況。
5.策略仿真與選擇。首先,仿真分析包括對企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境的變化以及擬采用的策略進行動態(tài)仿真。一方面,可以將環(huán)境的變化對觀測指標的影響趨勢清晰地在時間軸上描述出來;另一方面,也可以針對環(huán)境的變化給出相應的策略,并仿真分析各個策略的實施效果進行比較,從而可以判斷出策略執(zhí)行結(jié)果的優(yōu)劣可作為策略調(diào)整與政策規(guī)劃的參考,為企業(yè)的績效管理提供決策支持。其次,利用系統(tǒng)動力學的仿真模型,可以尋找系統(tǒng)中的領(lǐng)先指標?？梢哉页鲎兞孔兓南群箜樞?進而得出那一些是領(lǐng)先指標,那一些是落后指標。系統(tǒng)動力學方法建模測試后,可進行策略目標行動規(guī)劃的策略調(diào)整與政策設計,而在副作用因果關(guān)系分析時,可找出相關(guān)的績效指標進行模擬與管理。
五、應用研究
H企業(yè)通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)企業(yè)部門間各自為政,橫向相互沖突等現(xiàn)象比較嚴重,企業(yè)的戰(zhàn)略和績效管理相脫節(jié),績效評價和績效改進不能有機地結(jié)合。同時企業(yè)也需要更好的管理工具來分析資料以提供更快、更準確的信息來加強部門間的溝通與協(xié)調(diào)。如何快速理順內(nèi)部管理,把員工的績效都聚焦于公司的戰(zhàn)略上、實現(xiàn)績效評價和改進相結(jié)合成為企業(yè)關(guān)注的焦點。
【關(guān)鍵詞】熱工保護；機組跳閘；系統(tǒng)優(yōu)化
火電廠每次熱工保護動作，會造成機組跳閘。因熱工保護錯誤動作或運行人員操作不當導致機組跳閘，將會帶來幾十萬元以上的直接經(jīng)濟損失。相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員，需要熟悉熱工保護的設計原則和規(guī)范，根據(jù)現(xiàn)場實際情況不斷完善和優(yōu)化系統(tǒng)；運行操作人員要盡可能熟悉系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取正確措施，為后續(xù)的處理工作爭取更多的時間。
1 熱工保護系統(tǒng)簡介
火電廠熱工保護系統(tǒng)一般可分為主機保護和輔機保護。主機保護包括鍋爐保護系統(tǒng)（FSSS）、汽輪機保護（ETS）和機爐電大聯(lián)鎖。輔機保護主要指6KV輔機設備的保護系統(tǒng)，鍋爐側(cè)設備主要有送/引/一次風機、空氣預熱器、爐水循環(huán)泵等；機側(cè)設備主要有小汽輪機、給水泵等。
2 熱工保護系統(tǒng)動作案例分析
2.1 凝汽器真空低跳閘
2008年12月22日晚，運行人員發(fā)現(xiàn)#1機組真空大幅降低，采取各種措施均無效，22時15分，凝汽器真空達到跳閘值，機組保護跳閘。當時兩臺真空泵運行，A循環(huán)水泵運行，此種工況下發(fā)生真空低跳閘，基本上可以判斷為真空系統(tǒng)發(fā)生了較大的泄漏點。但機組跳閘后，經(jīng)多次系統(tǒng)排查，均無法找到漏點。后熱控人員調(diào)出了機組跳閘前1小時DCS上所有的運行操作記錄，發(fā)現(xiàn)在真空開始下降之前，運行人員將鍋爐疏水箱水位控制切到自動，調(diào)節(jié)門突然全開（當時疏水箱水位在1700mm，控制系統(tǒng)水位設定值為900mm）。繼續(xù)對比真空值和閥門開度曲線，發(fā)現(xiàn)當該閥門全開后，真空逐漸下降，最終達到跳機值。隨之排查鍋爐疏水箱至汽機側(cè)之間管路，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥門前臨時外接了一路疏水管（供調(diào)試時鍋爐吹管使用）且上面的手動閥門處于打開狀態(tài)。在系統(tǒng)設計中，正常情況下疏水是要回流到凝汽器進行回收的，當調(diào)節(jié)閥打開后，凝汽器就與大氣直接相同，真空逐漸下降至跳機值。
分析認為：鍋爐吹管后，相關(guān)人員未恢復疏水系統(tǒng)管路至原有狀態(tài)（封堵管路或關(guān)閉閥門），且運行操作人員沒能及時發(fā)現(xiàn)真空降低與操作之間的關(guān)系，是造成本次跳機兩個相關(guān)聯(lián)的因素。
2.2 汽機振動大誤動跳閘
2009年6月16日19時59分，#1機組負荷400MW時突然跳閘，DCS跳閘首出顯示“汽輪機振動大”。檢查確認屬DCS熱工保護誤動，但無進一步可供分析的數(shù)據(jù)，只能推測為卡件質(zhì)量問題。為避免再次發(fā)生保護誤動，專業(yè)人員更換了I/O板，并對機組的振動保護進行優(yōu)化，在原單點保護邏輯中引入一個參考點。優(yōu)化后的振動保護邏輯為：“同一軸承的X向高高（跳機值）&Y方向高（報警值）”或“同一軸承的Y向高高（跳機值）&X方向高（報警值）”或“某一軸承的高高（跳機值）&相鄰軸承的高（報警值）”。
2.3 TSI超速保護誤動跳閘
2010年5月29日，#1機組機組啟動后，在08時59分，負荷升至290MW時突發(fā)汽機TSI超速保護動作跳閘。后查明：TSI超速保護設置為“閉鎖”類型，系統(tǒng)將處于“閉鎖”狀態(tài)時的卡件按“Not OK”處理。機組啟動后，一塊TSI超速卡件處于超速閉鎖狀態(tài)，專業(yè)人員未能及時發(fā)現(xiàn)并作復位處理，在另一塊超速卡件受干擾出現(xiàn)“Not OK”狀態(tài)時，觸發(fā)TIS系統(tǒng)“三取二”保護跳閘條件。
后續(xù)處理措施如下：（1）根據(jù)廠家建議將回滯電壓由0.5伏增加到1.2伏，以增強轉(zhuǎn)速測量信號抗干擾能力；（2）將“閉鎖”設置改為“非閉鎖”；（3）原TSI系統(tǒng)采用非獨立表決“三取二”后共輸出兩路TSI超速信號至ETS系統(tǒng)進行“相或”邏輯，任一TSI超速信號都會導致汽機跳閘?，F(xiàn)增加一路TSI超速信號至ETS系統(tǒng)再進行“三取二”邏輯。
2.4 EH油壓低跳閘
2011年6月5日，#2機組負荷600MW。22時15分，巡檢人員發(fā)現(xiàn)汽機右側(cè)高壓調(diào)節(jié)門GV3進油管路與油動機連接處向外噴油，管路振動大。1分鐘后GV3進油螺母和絲口脫開，因無法恢復管路連接，大量EH油泄漏，系統(tǒng)“EH油壓低”保護動作觸發(fā)汽機跳閘。
分析認為，該汽輪機共有4個GV調(diào)門。在順序閥控制方式下，基本上由GV3承擔著一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)任務，調(diào)節(jié)頻率大。調(diào)節(jié)過程中電液伺服閥的頻繁動作引起EH油系統(tǒng)管路振動，長期受此振動影響，GV3油動機油接頭出現(xiàn)滲油、松脫。在本次事件中，如果能夠及早退出一次調(diào)頻和AGC控制，將機組穩(wěn)定在某一個負荷點，將大大減緩EH油管路振動，為后續(xù)補救工作贏得時間，避免跳機。
2.5 發(fā)電機斷水保護誤動跳閘
2011年6月14日，#1機組負荷600MW。08時43分，空調(diào)系統(tǒng)冷水機組全部跳閘，08時56分，#1機組DCS來“PCU35M05有IO模件故障”報警，該柜控制的發(fā)電機定子冷卻水、開式循環(huán)冷卻水、閉式循環(huán)冷卻水等系統(tǒng)畫面監(jiān)測參數(shù)顯示異常。09時19分，#1機組發(fā)電機因斷水保護動作跳閘。
分析認為：（1）基建期間，廠內(nèi)通風與制冷設備在總體設計上沒有統(tǒng)一協(xié)調(diào)，考慮不周，把關(guān)不嚴，存在較大缺陷；（2）事發(fā)當天室外空氣濕度非常大，在冷水機組跳閘后又沒有關(guān)閉空調(diào)風機的情況下，大量濕空氣通過新風管道被送入電子間，致使室內(nèi)濕度迅速增大（至97%），從而引發(fā)DCS35號柜模件誤發(fā)發(fā)電機斷水保護信號，機爐電大聯(lián)鎖保護動作跳發(fā)電機；（3）運行人員如果及時采取措施，關(guān)閉電子間新/排風口調(diào)節(jié)擋板，可以為后續(xù)補救工作贏得時間；（4）應在電子間內(nèi)增加柜式空調(diào)，可以在原有空調(diào)系統(tǒng)故障或出力不足時，起到除濕及降溫作用。
2.6 MEH柜模件重啟導致小汽輪機不出力，鍋爐給水流量低跳閘
2015年4月15日，#1機組600MW時突發(fā)給水流量低跳閘。后查明該事故屬ABB公司DCS系統(tǒng)典型的PFI故障問題。負責小汽輪機控制的MEH機柜誤發(fā)PFI故障，模件重啟，小汽輪機轉(zhuǎn)速控制指令歸零，鍋爐失去給水，最后給水流量低保護動作。在后續(xù)工作中，按ABB公司的方案，屏蔽了所有機柜的PFI信號。
3 結(jié)語
該廠投產(chǎn)以來的典型熱工保護動作中，與熱工保護系統(tǒng)設計、設備質(zhì)量相關(guān)的有三次，分別是“汽機振動大跳閘”、“MEH柜模件重啟導致小汽輪機不出力，鍋爐給水流量低跳閘”和“TSI超速保護誤動跳閘”，事故后分別對軟硬件系統(tǒng)作了完善、改進。與操作補救措施不到位有關(guān)的有三次，分別是“凝汽器真空低跳閘”、“EH油壓低跳閘”和“發(fā)電機斷水保護誤動跳閘”。目前，新建電廠都推行運行操作員全能值班制度，人員數(shù)量較少，很難掌握全廠所有系統(tǒng)，在沒有事故預案的情況下，短時間內(nèi)應對突發(fā)事件有很大的難度。借助網(wǎng)絡文獻，認真研究國內(nèi)各類事故原因，結(jié)合本廠實際情況逐步建立各種事故預案，對減少熱工保護動作次數(shù)有著非常重要的意義。
【參考文獻】
[1]孫長生，等.提高電廠熱控系統(tǒng)可靠性技術(shù)研究[J].中國電力，2009（09）：56-59.
關(guān)鍵詞：可編程控制器現(xiàn)場總線污水處理廠
一、引言
水是人類生活和國民經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的重要部分，隨著科技水平的飛速發(fā)展和人類生活水平的巨大提升，對于潔凈的優(yōu)質(zhì)的水源的需求也不斷急劇釋放。為建設可靠、穩(wěn)定、先進、經(jīng)濟以及可擴展的合理的水處理自動化系統(tǒng)成為工程界和城市水行業(yè)營運管理部門共同關(guān)心的問題。微電子、通信、計算機技術(shù)的發(fā)展大大提高了水處理控制系統(tǒng)的信息化和智能化程度，與3C技術(shù)相結(jié)合的PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為水處理自動化系統(tǒng)的核心控制器，其與開放的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)一起，共同推動著水處理自動化系統(tǒng)的智能化程度的發(fā)展。
水處理行業(yè)主要分為凈水處理和污水處理兩大部分。凈水廠控制系統(tǒng)通常分為水廠調(diào)度系統(tǒng)、加藥間（加氯間）PLC控制站、濾站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各個控制站相對獨立工作，通過有線網(wǎng)絡進行通訊，將所有的數(shù)據(jù)信息送到水廠調(diào)度室進行處理，或?qū)⒁徊糠謹?shù)據(jù)通過調(diào)度系統(tǒng)以無線（或有線）通訊的方式送到城市的調(diào)度中心。對于污水處理來說，要根據(jù)污水水源地狀況來確定污水處理的工藝流程，由于污水處理工藝的不同而自控系統(tǒng)應用PLC的要求也有所不同。一般講，整個污水處理廠都有總控室和多個現(xiàn)場控制站，站與站之間通過控制器層網(wǎng)絡或信息層網(wǎng)絡相連，然后全部連接到總控室，總控室的多臺計算機、工作站和圖形站都用信息層網(wǎng)絡連接，這樣和現(xiàn)場控制站構(gòu)成了集中管理，分散控制，高速數(shù)據(jù)交換的工廠級自動化網(wǎng)絡[1].PLC自控系統(tǒng)是水處理廠的控制核心部分，對其合理的選型和設計，對污水廠能否高效、自動化的運行非常重要。然而，PLC網(wǎng)絡又是其中的重中之重，網(wǎng)絡的好壞直接影響到污水廠的正常運行。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
污水處理廠自控系統(tǒng)一般包括污水廠部分和廠外泵站部分。監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡和PLC是污水處理自動化系統(tǒng)的核心組成部分，它們的性能對污水處理自動化系統(tǒng)會起到?jīng)Q定性的作用[2].根據(jù)污水處理自動化本身的特點和監(jiān)控需求選擇合適的PLC及通訊網(wǎng)絡是保證污水處理自動化系統(tǒng)性能的重要因素。
通信網(wǎng)絡：
在污水處理自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，國內(nèi)在管理體制上主要采用三級管理，即監(jiān)控總中心、區(qū)域監(jiān)控分中心和監(jiān)控站。由于監(jiān)控站不直接對污水處理廠的外場設備進行直接控制，因此工程界按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的劃分把監(jiān)控系統(tǒng)劃分為信息層、控制層和設備層。
第一層為信息層，主要負責大量信息及不同廠家不同設備之間的信息傳輸，工業(yè)以太網(wǎng)Ethernet為目前較常用的一種信息網(wǎng)絡，世界各大PLC生產(chǎn)廠商均支持工業(yè)以太網(wǎng)，并且他們在原有TCP/IP的基礎上，相繼開發(fā)出實時性更高的工業(yè)以太網(wǎng)，如歐姆龍和羅克維爾支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西門子支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大，因此在污水處理廠自動化系統(tǒng)中以太網(wǎng)主要用于各個控制分站與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸，包括各種傳感器數(shù)據(jù)等大量歷史數(shù)據(jù)信息。
第二層為控制層，主要采用現(xiàn)場總線組成隧道區(qū)域控制器網(wǎng)絡，其特點是由于采用了標準總線組網(wǎng)，既能滿足實時通信的要求，又具有開放協(xié)議的標準接口，能在總線上方便的掛接各種外場設備，有利于監(jiān)控系統(tǒng)的擴展。目前，現(xiàn)場總線有40多種，在污水處理廠自動化系統(tǒng)中應用的現(xiàn)場總線主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他們的共同特點是高速、高可靠，適合PLC與計算機、PLC與PLC及其它設備之間的大量數(shù)據(jù)的高速通訊。為使系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，控制層的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)多采用環(huán)網(wǎng)的方式組成，包括線纜型和光纖作為傳輸介質(zhì)，具體組網(wǎng)將在后面作出實例說明。
第三層為設備層，這一層用于PLC與現(xiàn)場設備、遠程I/O端子及現(xiàn)場儀表之間的通訊，它們有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已經(jīng)成為工業(yè)界的標準總線而得到了廣泛的應用，而Profibus/DP雖然沒有成為標準，但是它的應該也相當廣泛。
值得指出的是，近來年以太網(wǎng)的廣泛應用使得人們把目光投向了現(xiàn)場總線上來，工業(yè)以太網(wǎng)是否最終將取代現(xiàn)場總線仍然是一個爭論的話題。然而，不論是Ethernet/IP還是Modbus-TCP/IP，以太網(wǎng)在一些重要的性能指標上仍然無法具有現(xiàn)場總線的特點和優(yōu)勢。從本質(zhì)上來講，以太網(wǎng)的載波幀聽沖突監(jiān)測CSMA/CD的訪問方式，實時性并沒有現(xiàn)場總線采用的令牌總線和令牌環(huán)的訪問方式高，不論人們采用何種方式，如協(xié)議封裝、分時訪問控制等，都只能改善以太網(wǎng)的實時性，起不到本質(zhì)的改變。在當前技術(shù)還未完全成熟之前，現(xiàn)場總線應用于控制層，是一個積極和穩(wěn)妥的選擇。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，今后其取代現(xiàn)場總線而用于控制層也是很有可能的。
監(jiān)控分中心及上位監(jiān)控軟件：
監(jiān)控分中心一般將設置多臺SCADA工作站（工控機）。分別用于水廠調(diào)度系統(tǒng)、加藥間（加氯間）、濾站、送水泵房等監(jiān)控，完成污水廠內(nèi)各種設備的狀態(tài)顯示、自動控制、半自動控制、打印報警、分析報表等工作。同時，監(jiān)控分中心還將設置了多臺服務器，為其它計算機提供支援和與監(jiān)控總中心進行通信。
PLC的選擇：
施奈德（Schneider）、西門子（Siemens）、歐姆龍（Omron）、羅克維爾（Rockwell）、通用電氣（GE）是全球五大PLC制造廠商和整體方案的提供者，他們的產(chǎn)品面向各自不同的領(lǐng)域，其中在污水處理自動化系統(tǒng)的應用方面，又以羅克維爾、歐姆龍和施奈德的應用最為廣泛。
污水處理自動控制系統(tǒng)對PLC的性能提出了更高的要求，作為污水處理自動控制系統(tǒng)的核心控制器，其必須具備以下幾大功能特點：首先本身必須穩(wěn)定可靠，并具有預先處理數(shù)據(jù)和集中傳輸數(shù)據(jù)的能力，具有較高的故障保護能力；其次，控制分站本地控制器可以獨立承擔控制分區(qū)的基本控制任務，即使監(jiān)控站或者監(jiān)控中心因故障停止運行，相鄰區(qū)域的控制器也能交換數(shù)據(jù)信息；再次，當某控制站的控制量出現(xiàn)變化時，可按預定方案和程序采取相應的算法，對相關(guān)區(qū)域的控制對象，比如泵或者加藥系統(tǒng)等做出相應的調(diào)整。因此，它必須至少有如下功能模塊，數(shù)據(jù)采集存儲處理功能（實現(xiàn)集中和獨立工作方式，尤其是在獨立控制時能與相鄰控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換）；通信功能、容錯功能、自動診斷功能和本地操作功能（即能帶觸摸屏）。
必須綜合考慮整個監(jiān)控系統(tǒng)的性能要求和自然條件以及運營周期對設備的要求進行選擇，尤其在極端氣候和惡劣環(huán)境狀況條件下或較大規(guī)模的污水處理廠，需要選擇性能更好的雙機熱備冗余的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；區(qū)別在于Omron的雙系統(tǒng)是在一個底板上實現(xiàn)，而Siemens等是兩個底板通過光纖連接，會在一定程度上占用控制柜的空間，但他們的配置都很靈活，可以任意實現(xiàn)雙CPU雙電源、雙CPU單電源、單CPU單電源多種冗余結(jié)構(gòu)。
在一般的環(huán)境狀態(tài)的時候或較小規(guī)模的污水處理廠，多采用標準的機型作為現(xiàn)場控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他們都支持工業(yè)以太網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線，控制方式采用遠程帶CPU的智能分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)開放性和兼容性強，豐富的I/O及高功能模塊，完全滿足污水處理自動控制系統(tǒng)對信號處理的要求。三、應用案例
下面以天津咸陽路污水處理廠為例[3]，具體說明污水處理廠自動控制系統(tǒng)的組成，控制系統(tǒng)拓撲圖如圖一所示：
信息層：咸陽路污水處理系統(tǒng)因其分布面積較大，廠區(qū)內(nèi)共有5個PLC分站：預處理系統(tǒng)分控主站PLC1、生物處理系統(tǒng)分控主站PLC2、污泥處理系統(tǒng)分控主站PLC3、出水及雨水系統(tǒng)分控主站PLC4和污泥消化系統(tǒng)PLC5，使用的CPU均為OMRON的CS1H-CPU66H.該功能層實現(xiàn)污水處理廠各單元過程所有過程參數(shù)、設備運行狀態(tài)及電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，單元過程及設備的控制，并通過OMRON網(wǎng)絡模塊CS1W-ETN21，和中央控制室通過赫斯曼太網(wǎng)交換機，組成100M光纖以太環(huán)網(wǎng)，向監(jiān)控層傳送數(shù)據(jù)和接受監(jiān)控層控制指令。在中控室中，作為工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)點的系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務器、兩臺工程師/操作員站計算機、打印機、UPS電源及監(jiān)視屏等設備，其主要職能是進行系統(tǒng)中的信息交換與信息顯示及控制。該層通過上位監(jiān)控軟件實現(xiàn)對主要工藝設備的控制和調(diào)度，對污水處理全過程中的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、優(yōu)化和調(diào)整，對主要工藝流程進行動態(tài)模擬和趨勢分析、實時數(shù)據(jù)處理和實時控制，在控制組態(tài)上實現(xiàn)各種常規(guī)與復雜的優(yōu)化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時，功能強大與穩(wěn)定的實時和歷史數(shù)據(jù)庫亦通過以太網(wǎng)成為上下層間的信息通道。污水廠中控室控制站還通過RIAMBView和信息中心、便攜計算機及廠外泵站（咸陽路泵站、密云路泵站）等處進行遠程通訊，RIAMBView具備遠程數(shù)據(jù)服務（最適合SCADA）功能，通過寬帶接收或發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠端對部分實時畫面、進程數(shù)據(jù)庫的訪問。
此外廠長辦公室計算機和數(shù)據(jù)庫服務器組成的局域網(wǎng)即構(gòu)成了廠區(qū)管理層。通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫和相關(guān)的管理軟件，為決策者提供了各項生產(chǎn)及運營的調(diào)度管理所必須的信息平臺。該層和過程監(jiān)控層，與Internet接軌但有著較高的網(wǎng)絡安全防護功能，僅授權(quán)的用戶等級可對進程數(shù)據(jù)庫進行訪問。
控制層：控制器網(wǎng)絡（ControllerLink）是建立在一種令牌總線或者令牌環(huán)網(wǎng)絡通訊協(xié)議上的通訊機制，它通過PLC上的CLK模塊與其它站PLC上的CLK模塊或計算機上的板卡相配合，在板卡之內(nèi)建立一個數(shù)據(jù)交換區(qū)。該網(wǎng)可以采用雙絞線通訊電纜或者多模光纜通訊，線纜其最大通訊速率為2M，最大距離達1km，光纜通訊速率為2M，最大通訊距離為30KM.本系統(tǒng)中，預處理系統(tǒng)分控主站PLC1包括進水泵房、沉砂池，同時通過控制器網(wǎng)絡總線串接到其下三個初沉池、初沉污泥泵房分站（PLC1-1、PLC1-2、PLC1-3）；生物處理系統(tǒng)分控主站PLC2包括：鼓風機房、加氯間，同時通過ControllerLink總線串接到其下五個二沉池、曝氣池、回流泵房分站（PLC2-1、PLC2-2、PLC2-3、PLC2-4、PLC2-5）。所有控制器網(wǎng)絡子站所用CPU型號均為CS1H-CPU44H.
污水處理流程中的各檢測儀表均為在線式智能儀表，變送器均帶有數(shù)字顯示裝置并通過可編程序控制器（PLC）的接口傳送標準的模擬、數(shù)字信號。
系統(tǒng)特點：
1、高可靠與高穩(wěn)定性：環(huán)形冗余以太網(wǎng)方案的出現(xiàn)則保證了系統(tǒng)更高的可靠性，單一點的鏈路中斷不會造成網(wǎng)絡通訊的中斷；而控制器網(wǎng)絡作為OMRON專用的，能在CS系列PLC或上位工控機之間建立靈活方便的傳送和接收大量數(shù)據(jù)的工廠自動控制網(wǎng)絡，與自控系統(tǒng)在通訊方面有極高的穩(wěn)定性。充分體現(xiàn)了集中管理分散控制的原則，也保證了高可靠與高穩(wěn)定性。與此同時，omron基于工業(yè)以太網(wǎng)的FINS（FactoryInterfaceNetworkService）通訊服務（FINS通訊服務功能），即使在通訊負擔較大的環(huán)境下，仍可保持高穩(wěn)定性的通訊效果。除網(wǎng)絡部分外，自控系統(tǒng)通過下列技術(shù)與工程措施，也確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運性：整個系統(tǒng)選用符合工業(yè)級標準的成熟定型產(chǎn)品；PLC模塊具有自診斷（檢錯）與容錯功能；PLC控制柜內(nèi)具有完善的抗干擾及防雷等技術(shù)措施；中控室及現(xiàn)地控制站設備均具備供電冗余功能；即使在上位機發(fā)生故障或通信中斷時，現(xiàn)地控制站亦可以在手動模式下獨立完成基本局部控制；
2、高擴展性：工業(yè)以太網(wǎng)具有向下兼容性。對于雙絞線或光纖介質(zhì)，如果將傳輸速度從10Mbps提升到100Mbps，在大多數(shù)場合不需要改變現(xiàn)有的布線，只需更新網(wǎng)絡設備即可。同樣，如果將本系統(tǒng)主干網(wǎng)從100Mbps以太網(wǎng)提升到千兆以太網(wǎng)，只需升級網(wǎng)絡傳輸設備，而無需重新鋪設光纜；
3、開放性：系統(tǒng)對用戶是開放的。設備的增減、控制方案的選取、系統(tǒng)的擴縮與維護等，用戶都可以在廣泛的設備環(huán)境下便利地自己完成。所有硬件接口，軟件協(xié)議全部按開放性的標準設計、編制。此外OMRON串行口的協(xié)議宏功能，使得開發(fā)方不需要編寫專門的通信程序與第三方設備進行通信，原則上OMRONPLC能和任何帶RS-232C，RS-422或RS-485接口的設備進行通信。
4、操作的實用性：組太軟件和編程軟件都是全中文界面，豐富的圖畫功能，使用戶清晰的了解污水處理廠各工段的運行情況，故障報警點的分支細節(jié)，使操作員僅通過鼠標便可各種指令或換畫面；用戶還可通過上位機的網(wǎng)絡訪問網(wǎng)絡內(nèi)任一節(jié)點的數(shù)據(jù)，梯形監(jiān)控工具亦可以監(jiān)控工業(yè)以太網(wǎng)甚至控制器網(wǎng)絡內(nèi)各站PLC梯形圖程序，而不需要現(xiàn)場操作，實現(xiàn)真正的無縫連接。
四、結(jié)束語
當時我國污水處理廠自動化系統(tǒng)的設計和實施正處于一個成長的時期，系統(tǒng)的需求、設計、結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的控制仍然存在不完善的地方，同時技術(shù)的發(fā)展也給污水處理自動化系統(tǒng)的改進創(chuàng)造了條件和基礎，也使建設合理的監(jiān)控系統(tǒng)成為可能。
從系統(tǒng)的需求來看，一方面要兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠與可控，也要反映系統(tǒng)的先進、經(jīng)濟與可擴展，同時也要使操作便捷與維護方便；另一方面，針對不同的區(qū)域條件和功能要求確定系統(tǒng)的規(guī)模和冗余度的大小，確定系統(tǒng)的合理集成方式、系統(tǒng)網(wǎng)絡的構(gòu)成與拓撲結(jié)構(gòu)形式以力求系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、先進性與經(jīng)濟性的有機結(jié)合；從系統(tǒng)的設計來看，除考慮系統(tǒng)的規(guī)模和設計方法外，也要考慮新技術(shù)的應用，使整個系統(tǒng)既先進又實用；從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看，當前我國普遍采用三級污水處理廠管理和分布式現(xiàn)場總線控制方式，事實上，主從式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線如Profibus，由于系統(tǒng)的可靠性受主控制器的制約，并不適用于全分布式現(xiàn)場總線控制，采用對等的自愈網(wǎng)絡是今后的一個發(fā)展趨勢；從系統(tǒng)的控制來看，當前我國污水處理廠監(jiān)控存在著只監(jiān)不控，或監(jiān)強控弱的現(xiàn)象，各種控制信息沒有得到很好利用，對于污水處理廠控制，要針對不同現(xiàn)象，采用不同的控制方法。
今后我國的污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展是，在原有基礎上，按照監(jiān)測與控制適當分離、最大限度的集中監(jiān)測、靈活機動的現(xiàn)場控制的總體思想，逐步改進，使得污水處理廠自動化系統(tǒng)的建設更趨合理。
參考文獻：
[1]喬叢等，關(guān)于國內(nèi)污水處理及CASS工藝自動控制技術(shù)的初步探討，儀器儀表標準化與計量，2007.3
（1）電氣自動化設備。
隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化設備已經(jīng)廣泛應用能在各個領(lǐng)域中，例如開關(guān)、飛機等都是電氣自動化設備的應用，從某種程度上看，只要是和電氣自動化工程相關(guān)的系統(tǒng)或者涉及到計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動化控制技術(shù)等的產(chǎn)品，都可以統(tǒng)稱為電氣自動化設備。
（2）電氣自動化技術(shù)。
隨著電氣信息科學的發(fā)展，逐漸興起一門名為"電氣自動化技術(shù)"的學科，電氣自動化技術(shù)可以稱為工業(yè)企業(yè)電氣自動化，電氣自動化技術(shù)和人們的日常生活、生產(chǎn)有很大的聯(lián)系，我國的電氣自動化技術(shù)雖然起步比較晚，但隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電氣自動化技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，并且在國民經(jīng)濟中的地位也越來越高。
（3）設備管理信息系統(tǒng)。
對于設備管理信息系統(tǒng)，其實就是利用計算機技術(shù)、通信技術(shù)、管理技術(shù)等為設備管理人員提供信息服務及輔助管理的集成化系統(tǒng)，設備管理信息系統(tǒng)具有涉及面廣、集成度高等特點，影響設備管理信息系統(tǒng)的因素有很多，為確保設備管理信息系統(tǒng)的正常運行，在設計設備管理信息系統(tǒng)時，必須保證其具有良好的安全性、易用性，同時還要保證設備管理信息系統(tǒng)的高度集成。
2當前電氣自動化設備管理系統(tǒng)設計中存在的問題
近年來，我國的電氣自動化學科已經(jīng)進入相對成熟的階段，但人們過于重視電氣自動化學科的發(fā)展，忽略了電氣自動化設備管理系統(tǒng)的重要性，導致我國當前電氣自動化設備管理設計還存在一定的問題，例如管理系統(tǒng)設計管理不到位、管理系統(tǒng)無法滿足實際需求、管理系統(tǒng)智能化程度比較低等，這就對電氣自動化設備管理系統(tǒng)的發(fā)展造成一定影響。
（1）管理系統(tǒng)設計不到位。
隨著電氣自動化技術(shù)的快速發(fā)展，人們對電氣自動化的要求也越來越高，這就需要設計出更加復雜的電氣自動化設備，這就對電氣自動化設備管理系統(tǒng)提出了更高的要求，在新環(huán)境下，如何對復雜的電氣自動化設備進行高效的管理，成為設計電氣自動化設備管理系統(tǒng)的關(guān)鍵。就目前而言，電氣自動化設備管理系統(tǒng)的設計僅僅局限于原始技術(shù)的開發(fā)、利用，這就導致電氣自動化設備管理系統(tǒng)跟不上電氣自動化設備的發(fā)展步伐，從而對電氣自動化設備管理水平的提高造成很大的影響。
（2）管理系統(tǒng)無法滿足實際需求。
電氣自動化設備發(fā)展越來越快，而電氣自動化設備管理系統(tǒng)仍停留在初始階段，這就導致在實際管理工作中，電氣自動化設備管理系統(tǒng)無法滿足日常管理需求，電氣自動化設備管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫無法得到及時的更新，極大的影響了電氣自動化設備管理工作的開展。
（3）管理系統(tǒng)智能化程度低。
在進行電氣自動化設備管理時，如果僅僅依靠人為管理或者文檔管理，就會對極大的增加管理人員的勞動量，降低設備管理效率，因此，依靠設備管理系統(tǒng)進行電氣自動化設備管理是十分重要的。但就目前而言，管理人員在開展電氣自動化設備管理時，雖然利用了設備管理系統(tǒng)，但設備管理系統(tǒng)智能化水平很低，設備管理系統(tǒng)在運行過程中，對管理人員的依賴性很高，這就對電氣自動化設備管理質(zhì)量的提高造成很大影響。
3電氣自動化設備管理系統(tǒng)的設計
雖然當前的電氣自動化設備管理系統(tǒng)設計還存在一定的不足，但設計人員要充分利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)，根據(jù)實際情況，以電氣自動化設備管理的數(shù)字化、智能化、現(xiàn)代化為目標，對電氣自動化設備管理系統(tǒng)進行科學化、合理化設計，從而滿足電氣自動化設備管理需求。
（1）電氣自動化設備管理系統(tǒng)架構(gòu)。
在進行電氣自動化設備管理系統(tǒng)設計時，設計人員可以采用C/S體系架構(gòu)，這樣設備管理人員就能通過對數(shù)據(jù)庫服務器進行控制，來對電氣自動化設備進行智能化管理。在C/S體系架構(gòu)中，管理人員能在實現(xiàn)電氣自動化設備管理的基礎上，管理者還能具有一定程度的獨立性，管理人員不需要局限于一種系統(tǒng)操作平臺，這樣就能極大的提高管理人員對電氣自動化設備管理的靈活性，這對電氣自動化設備管理水平的提高有很大幫助。同時管理人員還能將電氣自動化設備的各種屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計在同一個數(shù)據(jù)庫服務器中，這樣管理系統(tǒng)就能對電氣自動化設備進行高效的管理，這不僅減少了設備管理對管理人員的依賴程度，還極大的提高了電氣自動化設備管理系統(tǒng)的智能化程度，提高了電氣自動化設備的管理質(zhì)量。
（2）電氣自動化設備管理系統(tǒng)功能模塊的劃分。
在進行電氣自動化設備管理系統(tǒng)設計時，可以對管理系統(tǒng)進行功能模塊劃分，這樣就能為電氣自動化設備管理系統(tǒng)的正常運行提供良好的依據(jù)。在電氣自動化設備管理系統(tǒng)中，可以將其換分為數(shù)據(jù)輸入功能模塊、查詢修改功能模塊、系統(tǒng)服務功能模塊等三個子系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)輸入模塊主要負責將各種電氣自動化設備的屬性數(shù)據(jù)輸入管理系統(tǒng)中，并對每個電氣自動化設備設立一個獨立的數(shù)據(jù)庫，并對電氣自動化設備正常運行數(shù)據(jù)進行記錄，這就能為電氣自動化設備故障排除提供有力的數(shù)據(jù)支持。查詢修改功能模塊的主要功能是負責對數(shù)據(jù)輸入模塊的數(shù)據(jù)庫進行修改，在電氣自動化系統(tǒng)中，很有可能投入新的電氣自動化設備，而舊的電氣自動化設備則退出運行，這就需要對電氣自動化設備管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務器進行更新，這樣才能保證電氣自動化設備管理系統(tǒng)的有效性。系統(tǒng)服務功能模塊主要負責數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)維護等，系統(tǒng)服務功能模塊是實現(xiàn)電氣自動化設備智能化管理的重要部分。通過對電氣自動化設備管理系統(tǒng)功能模塊劃分，能明確各個功能模塊的作用，為電氣自動化設備管理的正常運行提供保障，因此，設計人員在進行電氣自動化設備管理系統(tǒng)設計時，要注重系統(tǒng)功能模塊的劃分。
4結(jié)語
摘要：獨辟蹊徑，采用系統(tǒng)動力學的分析方法，針對之前發(fā)生的食鹽搶購現(xiàn)象引入誘導因子的概念，在此基礎上闡述了吉芬商品的生成、歸屬問題，并以長期和短期為限論證了不同時期吉芬商品的供需特點及可能的均衡狀況，得出了創(chuàng)新型的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：系統(tǒng)動力學；誘導因子；供給需求；均衡
中圖分類號：F031.1 文獻標志碼：A文章編號：1673－291X（2011）23－0012－03
引言
吉芬商品是這樣一種商品：收入效應的作用很大，超過了替代效應的作用，從而使得總效應與價格同方向變動。這類需求量與價格成同方向變動的特殊商品就被稱做吉芬商品。對吉芬商品，很多學者已經(jīng)做了大量研究。蘇斌（2004）從收入效應與替代效應的角度反駁了西方的傳統(tǒng)觀點，并在新的假設基礎上對吉芬物品及其現(xiàn)象進行新的解釋，認為吉芬現(xiàn)象并沒有違背需求規(guī)律 ， 而是特殊情況下正常的經(jīng)濟現(xiàn)象。張攀春（2010）認為吉芬效應是吉芬商品的擴展，其本質(zhì)是短缺經(jīng)濟，并提出用增加供給和增加收入雙管齊下的方法來解決吉芬效應。鄭大川（2007）利用最基本的供需曲線對吉芬商品做了全新的解釋，且通過房地產(chǎn)市場的實證分析驗證了新解釋的可靠性。唐炎森（2001）通過定性分析，提出吉芬商品并不是需求定理的例外，而是需求的變動。
以上學者的研究大都是針對西方經(jīng)濟學中吉芬商品是否遵循供求定理展開的，采用的研究方法主要是收入效應與替代效應的比較分析，并且以主觀描述居多，缺乏有力的實證研究?；诖?，筆者在借鑒前人理論經(jīng)驗的基礎上，從吉芬商品的概念出發(fā)，大膽采用系統(tǒng)動力學的研究方法，借助流圖分析和誘導因子，對吉芬商品的存在條件、歸屬判定以及供需均衡狀況進行了系統(tǒng)剖析，得出了有益于理論實踐的結(jié)論。
一、系統(tǒng)動力學流圖分析
（一）系統(tǒng)動力學簡介
系統(tǒng)動力學是在總結(jié)運籌學的基礎上，為適應現(xiàn)代社會系統(tǒng)的管理需要而發(fā)展起來的。它不是依據(jù)抽象的假設，而是以現(xiàn)實世界的存在為前提，不追求“最佳解”，而是從整體出發(fā)尋求改善系統(tǒng)行為的機會和途徑。具體而言，系統(tǒng)動力學包括如下幾點：（1）系統(tǒng)動力學將生命系統(tǒng)和非生命系統(tǒng)都作為信息反饋系統(tǒng)來研究；（2）系統(tǒng)動力學把研究對象劃分為若干子系統(tǒng)，并且建立起各個子系統(tǒng)之間的因果關(guān)系網(wǎng)絡，立足于整體以及整體之間的關(guān)系研究，以整體觀替代傳統(tǒng)的元素觀；（3）系統(tǒng)動力學的研究方法是建立計算機仿真模型-流圖和構(gòu)造方程式。
（二）流圖分析
2011年3月，隨著日本核泄漏形勢的日趨嚴峻，我國出現(xiàn)了大范圍的搶鹽熱潮，并于3月16日達到高峰，波及內(nèi)陸多省。食鹽搶購中，出現(xiàn)了需求量與價格同方向變動的現(xiàn)象，可認為此時的食鹽是吉芬商品。
以食鹽搶購作為一個系統(tǒng)，基本要素有訂貨、庫存量、價格、銷售速率、期望庫存量和市場信息滯后期。依據(jù)這些要素并做適當補充，做出食鹽搶購系統(tǒng)的流圖，如圖1。圖1中，訂貨速率、銷售速率為流量，庫存量為存量，庫存偏差、恐慌程度、價格為輔助變量，炒作者供給量、庫存調(diào)節(jié)時間、市場信息滯后期、期望庫存量、謠言為外生變量（常量）。根據(jù)實際情況，作如下假設：（1）謠言來自于炒作者，可以計量，炒作者是為了哄抬食鹽價格，牟取暴利，因而其食鹽供給量短期內(nèi)保持穩(wěn)定；（2）食鹽銷售者根據(jù)需求制定訂貨策略，由于食鹽需求者的信息反映至銷售者有一定滯后期，所以銷售者庫存量總處于供不應求的狀態(tài)。
基于以上假設，分析該系統(tǒng)。日本核泄漏引發(fā)國內(nèi)謠言，導致民眾恐慌程度上升、食鹽銷售速率增加、庫存量減少，在期望庫存量不變的情況下庫存偏差增大、訂貨速率增加，但是炒作者的食鹽供給量是固定的（短期），使得銷售商得不到足以彌補庫存偏差的食鹽量，造成庫存量不能滿足消費者需求，不得不提高價格、縮小庫存偏差。同時，由于市場信息滯后期的影響，銷售商所訂購的食鹽（根據(jù)上一期消費需求訂貨）遠遠低于當期需求者的需求量，這又進一步導致食鹽庫存量不足、價格繼續(xù)上漲，帶來新一輪的社會恐慌程度增強、食鹽銷售速率增加，產(chǎn)生食鹽搶購“熱潮”。搶購又一次帶來價格上升、社會恐慌，進而是銷售速率的增加、搶購的加劇，如此螺旋式上升，形成“惡性循環(huán)”。
長期內(nèi)，由于“惡性循環(huán)”導致食鹽價格不斷上漲，庫存供不應求，銷售商會調(diào)整期望庫存量，增加供給以賺取更多利潤；與此同時，政府部門一方面嚴厲打擊炒作行為，強令生產(chǎn)者增加供給，另一方面做宣傳教育，使民眾認識到?jīng)]必要“搶鹽”。此時，由于市場信息滯后期的影響，銷售者不能立即感應到需求降低的情況，這就形成了一個過程，即生產(chǎn)者生產(chǎn)增加，銷售商訂貨增加，消費者購買量減少，帶來的后果是銷售商庫存量大幅增加，進而降價出售。
由此可見，價格與需求同方向變動，即形成吉芬商品，必須借助于一個中間變量――恐慌程度。而引起同向變化的直接原因是需求量的增加，導致銷售速率增加、價格上升、恐慌程度加強，銷售速率又加強，循環(huán)往復，螺旋上升，造成價格上升、需求增加的假象。
二、吉芬商品的進一步研究
（一）吉芬商品的生成條件
食鹽需求量與價格同方向變動，一個很重要的因素是恐慌程度影響到需求，進而影響到價格，并且逐漸遞進形成一系列的需求價格對應值。可見，要成為吉芬商品應同時具備以下條件。
1.基本假設①
（1）商品生產(chǎn)者和銷售者是兩個不同的主體，銷售者僅僅提供商品，不能決定實際供應量。
（2）商品供給在短時間內(nèi)保持不變，由于信息滯后或不法炒作等，生產(chǎn)者不會增加產(chǎn)量。
（3）銷售者只能根據(jù)商品價格及庫存期望值（常量）制定銷售價格。
（4）所處市場為小市場，商品周轉(zhuǎn)流通速率緩慢，抗干擾能力差。
（5）市場無政府介入或政府介入調(diào)控不顯著，可近似認為市場是自由競爭市場。
2.具備條件
（1）誘導因子的存在，即存在一個引發(fā)需求量變動的變量。在食鹽搶購系統(tǒng)中，恐慌程度充當誘導因子，首先由其引發(fā)食鹽銷售速率的大幅度增加，進而導致銷售商提高價格。誘導因子可以如本例當中由一個變量充當，也可以包含多個變量。
（2）誘導因子直接作用于需求量。影響發(fā)生時，誘導因子直接帶動商品需求的增加或減少，銷售商做出相應的提價或降價對策。
（3）銷售者根據(jù)需求做出價格調(diào)整。吉芬商品市場短期內(nèi)屬于一種買賣市場，消費者無能力直接決定價格，但可以通過自身需求間接改變商品價格，變相左右市場價格。
（4）誘導因子對價格變化反應敏感。價格的變動必然反應到消費者當中，引起誘導因子的強烈波動，從而導致新一輪的需求量與價格同方向變動。
以上四個條件必須同時具備，且按順序發(fā)生，商品才能夠成為吉芬商品。如本文中的食鹽，并不是任何情況下都為吉芬商品，而是必須滿足以上幾個條件。
（二）吉芬商品的歸屬問題
傳統(tǒng)經(jīng)濟學教材認為，吉芬商品是一種特殊的低檔物品，作為低檔物品應當具有需求量與消費者收入水方向變動的特點，如實例中食鹽就屬于低檔物品，教材中土豆也是如此。筆者認為，如果僅僅憑這幾個例子就做出“吉芬商品是低檔物品”的結(jié)論，難免有失準確。對商品歸屬的判斷應基于兩個標準：
標準1：商品是否屬于吉芬商品，判定依據(jù)是商品是否同時具備吉芬商品應具備的四個條件。
標準2：該商品是正常物品還是低檔物品，依據(jù)是商品需求量與消費者收入水平的關(guān)系，若同向，為正常物品，反之，則為低檔物品。判定環(huán)境為未受誘導因子影響的一般意義上的市場。
標準1是判定的前提，根據(jù)標準1判定需求量是否與價格同向變化，在此基礎上根據(jù)標準2判定屬于哪種物品。筆者認為，這是評判吉芬商品歸屬問題的普遍標準。“需求量與價格同方向變動”的商品必然是低檔商品的觀點是片面的，如黃金、白銀、股票、房地產(chǎn)的交易，時常會出現(xiàn)需求量與價格同向變動，是一定條件下的吉芬商品，但它們卻是正常物品，甚至是其中的奢侈品。
（三）關(guān)于需求曲線及均衡
需求曲線表示不同價格水平下消費者愿意而且能夠購買的商品數(shù)量，該曲線上每一點表示價格與愿意購買商品數(shù)量的對應值。愿意購買量是一個主觀心理意愿量，實際購買量不一定與之相等。那么，當兩者不相等時會出現(xiàn)怎樣的情況？這正是吉芬商品所能說明的問題。
首先，必須明確兩個概念：意愿需求量是指在一定價格水平下消費者愿意購買的商品數(shù)量，反應為主觀愿望；實際需求量是指在一定條件、一定價格水平下消費者真正購買的商品數(shù)量，反應為實際需要。需求曲線是意愿需求量與對應價格的組合。
1.短期分析
大多數(shù)經(jīng)濟現(xiàn)象，意愿需求量與實際需求量是不相等的，吉芬商品更是突出的例證。在誘導因子的作用下，吉芬商品出現(xiàn)了需求量與價格同向變動的現(xiàn)象，此時的需求量為實際需求量，是消費者不得不購買的商品數(shù)量，而非主觀愿望，某一價格水平下，意愿需求量在短期內(nèi)未發(fā)生改變，即需求曲線未發(fā)生變化。以DE表示意愿需求曲線，DR表示實際需求曲線，SS表示短期供給曲線，DS表示短期需求曲線，供求關(guān)系如圖2。
短期內(nèi)，消費者收入水平不會發(fā)生大的變化，對商品價格的預期是不會繼續(xù)走高，因此，其需求曲線不會發(fā)生變化。同時，誘導因子的作用必然打破平衡狀態(tài)，實際需求曲線為DR，向右上方傾斜，而短期內(nèi)商品供給量保持穩(wěn)定，即SS不發(fā)生任何改變，市場出現(xiàn)供不應求的局面，QS
2.長期分析
這里所指“長期”并不是一個純時間概念，僅僅是為了區(qū)分與短期的不同，沒有明確的時間劃分，可以認為是在誘導因子作用一段時間之后。本文中，“長期”和“短期”的區(qū)分點是意愿需求曲線的改變，具體時間可不作考慮。長期內(nèi)，由于商品價格的持續(xù)大幅上漲，消費者對價格的預期發(fā)生改變；同時，其名義收入水平也有所提高，一定價格水平下，意愿需求量逐漸向?qū)嶋H需求量趨近，并最終一致，需求曲線隨之發(fā)生改變，與實際需求曲線重合。價格的上漲，促使生產(chǎn)者增加生產(chǎn)，供給發(fā)生變動，供給曲線向右上方移動，見圖3。
考慮到吉芬商品的特殊性，分為相對低檔吉芬商品和相對高檔吉芬商品研究。這里所指低檔和高檔商品并非一般意義上的低檔商品和高檔商品，而是以供給價格彈性劃分的，當供給價格彈性小于需求價格彈性時為相對低檔吉芬商品，供給價格彈性大于需求價格彈性時為相對高檔吉芬商品。
（1）相對低檔吉芬商品正向均衡
低檔吉芬商品，因其利潤相對較低，所以生產(chǎn)者對其增加供給量較少，供給的價格彈性也相對較小，小于需求價格彈性。此時，可以達到長期均衡，如圖4。由圖4可知，長期均衡點P對應的需求量與價格較短期均衡點E都有所增加，稱為正向均衡，這個新的均衡達到暫時的穩(wěn)定，直至下一個誘導因子的出現(xiàn)，形成新的均衡點。一般情況下，誘導因子多來自商家的惡意操控，其誘導的結(jié)果大多也是價格的上升，因此，新的平衡點必然較之前向右上方移動，消費者剩余被剝奪，而生產(chǎn)者剩余增加。在實際生活中，存在這種情況，如房地產(chǎn)開發(fā)市場。正向均衡帶來的后果是均衡價格和均衡數(shù)量的雙增加，這也是物品價格持續(xù)上升的原因之一。
（2）相對高檔吉芬商品分析
高檔一些的商品，價格變化其利潤上升空間大，生產(chǎn)者大幅度增加供給量，供給的價格彈性較大，大于需求價格彈性。此時，不會達到均衡狀態(tài)，見圖5。由于供給曲線斜率小于需求曲線斜率，兩者不出現(xiàn)交點，也無所謂平衡狀態(tài)。由圖5可知，同一價格水平P2下，QR＜Q2，供給量大于實際需求量，可能出現(xiàn)兩種情況：①負向均衡。按照供求定理，供大于求，價格下降，直至與短期需求曲線達到新的均衡M，Q3＞Q0，P3＜P0，較之于誘導因子產(chǎn)生時生產(chǎn)者銷售量增加，但商品價格下降，稱之為負向均衡，與誘導因子產(chǎn)生時相比利潤變動取決于四邊形P0NQ0O和四邊形P3MQ3O的面積大小。符合這種特征的商品多為消費型商品，也是最常見的商品，如本文中食鹽的長期供求狀況，生產(chǎn)者供給增加而消費者需求減少導致食鹽價格下降，消費量增加。②商品價格存在剛性，如耐用型商品，投入成本過大，價格無下降余地或下降程度很小，造成生產(chǎn)剩余滯銷，生產(chǎn)者虧損，損失為四邊形PGQ2QR的面積，而消費者剩余不變，這種情況是對社會資源的浪費，應當依靠國家強制力實施調(diào)整政策。
三、結(jié)論
本文借助系統(tǒng)動力學流圖，對吉芬商品進行了詳盡的論證，得到如下結(jié)論。
1.吉芬商品并非固有的，任何商品都可能成為吉芬商品，只要具備一定生成條件。它的形成必須具備一個誘導因子，促使需求發(fā)生改變，并引發(fā)連鎖反應。實質(zhì)是誘導因子直接作用于需求，需求帶動價格變化，不可逆轉(zhuǎn)。
2.有關(guān)教材中將吉芬商品劃歸低檔商品的結(jié)論是有失公允的，它的歸屬問題應充分考慮該吉芬商品的需求量與消費者收入水平的關(guān)系。