差分隐私保护及其应用

差分隐私保护及其应用（共7篇）

差分隐私保护及其应用 篇1

用于快速仿真优化的改进差分进化算法及其应用

提出一种改进的差分进化算法,采用一种“位变”方法计算收缩因子,该方法首先根据适应值对种群排序,然后根据各个体的排列位置确定收缩因子;采用正态分布函数对算法参数进行随机扰动来维持种群的多样性;该算法还提出一种新的变异算子,并将其与基本的.差分变异算子结合使用以提高算法的寻优精度.经过对多个Benchmark函数的测试、分析和比较,结果表明该算法具有较高的收敛精度和较快的收敛速度.最后将该算法用于火箭发动机涡轮气动优化,以较小的计算成本将涡轮气动效率提高了2.5%.应用结果表明该算法适用于快速仿真优化问题,能有效地节约计算成本.

作 者：饶大林 蔡国飙 RAO Da-lin CAI Guo-biao 作者单位：北京航空航天大学宇航学院,北京,100191刊 名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS年，卷(期)：31(3)分类号：V434关键词：差分进化 “位变”收缩因子 正态分布 变异算子 仿真优化 涡轮 Differential evolution “Position” varying scale factor Normal distribution Mutation operator Simulation optimization Turbine

差分隐私保护及其应用 篇2

联合采购问题 (Joint Replenishment Problem, JRP) 是指从一个供应商处对多种产品进行分组采购, 从而达到分摊主要准备费用、节省采购总费用之目的, JRP作为存储论研究的一个重要课题, 其学术价值和适用性被广泛认同[1,2], 相关研究又可分为间接成组和直接成组策略。①间接成组策略是通过寻求最合理的联合补充周期 (T0) 和各品种货物的补充周期 (Ti) , 从而使总的相关费用最小化。如Andreas设计了一种迭代启发式算法用于求解, 得到了较好的结果[3]。②直接成组策略是研究如何将N个品种分成M组, 使得总费用最小化。在每个组都需要确定一个固定的T0, 在每次订货时本组中的每个物品都需要进行补货。对直接分组策略的研究较少, Olsen采用直接分组策略设计了基于遗传算法的JRP求解算法, 并且通过大量的数据对比分析, 得出遗传算法优于历史上最好算法的结论[4];Van-eijs等分析得出在准要准备费用较高时, 间接成组策略要优于直接成组策略[5]。

现实的库存系统中存在着不同的资源约束, 如Moon等构建了资金约束下的联合采购模型[6], 并将现有的RAND以及遗传算法应用于模型的求解, 指出遗传算法在解决多约束的联合采购模型有广阔的应用价值;Hoque构建了资金能力和运输能力限制的联合采购模型[7], 并设计了一个新的算法得到模型的最优解; Porras等提出了每种物品有最小订货数限制的联合采购模型, 并设计了相应的获取最优解的算法[8]。

在一篇影响深远的综述中, Khouja等指出对存在更多贴近实际情况约束 (资金量、运输容量、库存容量、最小订货量、企业生产能力限制) 的JRP研究严重不足[9], 原因之一是求近似最优解的复杂度过高 (NP-hard问题) , 缺乏高效通用的求解算法, 而传统的方法又存在自身难以克服缺陷。①枚举法:当枚举空间比较大时, 算法效率较低, 有时甚至在目前先进计算工具上仍无法求解。②常规的启发式算法:对每个问题必须找出特有的启发式规则, 难度高且无通用性, 如文献[10]。也有学者采用遗传算法进行求解[6], 结果证实遗传算法整体上讲也是一种高效可行的方法, 但遗传算法存在复杂的进化操作使其计算费用随着问题规模的扩大和复杂度的提高呈指数级增长, 而且在一些特定的应用场合, 算法搜索后期容易出现停滞现象, 导致收敛进度欠佳。

因此, 迫切需要寻求一种能够以有限代价来解决优化的稳定高效的通用方法, 从而突破此类复杂优化问题的瓶颈。作为一种随机的并行直接搜索算法, 差分进化 (Differential Evolution, DE) 算法保留了基于种群的全局搜索策略, 采用实数编码、基于差分的简单变异操作和一对一的竞争生存策略, 降低了遗传操作的复杂性[11]。同时, DE特有的记忆能力使其可以动态跟踪当前的搜索情况, 以调整其搜索策略, 具有较强的全局收敛能力和鲁棒性。差分进化算法以其易用性、稳健性和强大的全局寻优能力在众多应用领域取得成功[12], 但是却在采购管理领域中几乎没有得到应用。

本文针对最实用的资金约束条件, 分析联合采购决策模型, 并设计一种稳定可靠的基于自适应变异算子的DE算法进行求解。同时, 通过算例和仿真实验将此方法与具有广泛适用性和较高精度的基于遗传算法的求解方法进行对比分析。最后, 分析此模型的应用情况, 验证改进的DE方法的科学适用性, 从而为解决此JRP问题提供一种新的稳定、高效的方法。

2 带有资金约束的联合采购模型构建

JRP模型所解决的在一定的假设条件下, 确定最合理的联合采购周期和各种物品采购周期的问题。其假设条件与EOQ模型相似:每种物品的需求是确定的;不允许缺货;不允许数量折扣;各物品的采购周期是联合采购周期的整数倍。

Dl 第l种物品的年需求速度

S 主要准备费用, 即固定订货成本

sl 次要准备费用, 即第l种物品的订购费用

hl 第l种物品的年单位库存费用

bl 物品l的单价

B 能提供投资的资金的最大额度

T 联合采购周期, 为决策变量

kl 周期乘子, 第l种物品的采购周期所包含的联合采购周期数, 为决策变量

带资金约束的联合采购模型如下:

$\begin{array}{l}\min {\rm T}C({\rm T},k{}_l)=\frac{1}{{\rm T}}(S+{\displaystyle \sum _{l=1}^{n}s}{}_l/k{}_l)+{\displaystyle \sum _{l=1}^n\frac{D{}_{l}k{}_l{\rm T}h{}_l}{2}}(1)\\ \text{s}.\text{t}.{\displaystyle \sum _{l=1}^{n}D}{}_{l}k{}_l{\rm T}b{}_l\le B(2)\\ k{}_l\in \{1,2,\cdots ,\text{正}\text{整}\text{数}\}\end{array}$

3 差分进化算法改进

3.1 差分进化算法流程

DE算法是由Storn和Price于1995年共同提出的一种采用浮点矢量编码在连续空间中进行随机搜索的优化算法, 其具体步骤如下。

① 初始化:

建立优化搜索的初始点, 首先需对种群初始化。DE利用N个维数为D的实数值参数向量作为每一代的种群, 每个个体表示为:

$x{}_{i,G},i=1,2,\cdots ,{\rm N}$

其中: i为个体在种群中的序列; G为进化代数; N为种群规模。设参数变量的界限为x (L) j≤xij, 0≤x (U) j, 则通过式 (3) 生成初始种群个体。

$x{}_{ij,0}=rand[0,1]\cdot (x{}_j^{(U)}-x{}_j^{(L)})+x{}_j^{(L)}(3)$

其中: i=1, 2, …, N; j=1, 2, …, D.

② 变异:

对每个目标个体xi, G, 变异向量如下产生:

$v{}_{i,G+1}=x{}_{r{}_1,G}+F\cdot (x{}_{r{}_2,G}-x{}_{r{}_3,G})(4)$

其中:下标r1, r2和r3是随机选择的不相同的数, 且与目标向量xi, G的下标i也不相同;变异算子F∈[0, 2]常数, 可用来控制偏差变量的放大程度。

③ 交叉:

将目标向量xi, G和变异向量vi, G进行交叉操作, 则可得到试验向量ui, G+1.

$u{}_{ij,G+1}=\{\begin{array}{l}v{}_{ij,G+1},rand\le CR\text{或}j=q\\ x{}_{ij,G}‚rand>CR\text{或}j\ne q\end{array}(5)$

CR∈[0, 1]是一个交叉算子, rand是产生[0, 1]之间的随机数, q∈{1, 2, …, D}是一个随即产生的参数, 用来确保试验向量ui, G+1至少能从变异向量vi, G获得一个参数。

④ 选择:

在选择操作中, 通过比较试验向量的适应度值和目标向量的适应度值来决定谁进入下一代。在选择过程中, 试验向量只与相应的目标个体进行比较, 而不是种群所有的个体[13]。

$x{}_{i,G+1}=\{\begin{array}{l}u{}_{i,G+1},f(u{}_{i,G+1})\ge f(x{}_{i,G})\\ x{}_{i,G}‚\text{其}\text{他}\end{array}(6)$

3.2 改进的自适应差分进化 (Modified AdaptiveDifferential Evolution, MADE) 算法

① 自适应变异算子

变异算子决定了偏差向量的放大比例, 变异率太大, 算法搜索效率低下, 求得的全局最优解精度低; 但变异率过小, 则无法保证种群的多样性[14], 容易出现早熟的现象。因此, 本文提出自适应的变异算子, 随着迭代次数的增加, 变异率也随之变化, 初期较大的变异算子保证种群多样性, 后期较小的变异率保留优良个体。自适应变异算子的设计如下:

$F=F{}_{\min }+(F{}_{\max }-F{}_{\min })e{}^{1-\frac{Gen{\rm M}}{Gen{\rm M}-G+1}}(7)$

其中: Fmin表示变异参数的最小值; Fmax表示变异参数的最大值; GenM表示最大的进化代数; G则表示当前进化的代数。

② 在进行选择操作时, 每次试验向量只是与相应的一个目标个体比较, 可能会出现在其它组中, 比该试验向量适应度好的个体被淘汰的情况。为了解决这一问题, 在选择操作中, 首先分别对初始种群xi和经过差分进化后所得的种群ui根据适应度值进行排序, 然后分别取xi适应度值的前50%和ui适应度值的前50%组合成新的种群 (N个) 。通过这一选择操作, 可将大部分的优良个体保留下来。

4 资金约束下的JRP求解算法设计

4.1 周期乘子kj取值范围的确定

运用MADE求解时, 首先需确定决策变量的可行域。在JRP中, 各种备件的采购周期是联合采购周期T的正整数倍, 则问题的可行域为:{ (k1, k2, …, kn) |kl∈N, N为正整数}。为了减少搜索的空间, 可确定各个kl的取值范围。各个备件订货时, 其采购周期至少必须是联合采购周期T的1倍, 因此, 可定义kl的下界为:

kLB= (k1, k2, …, kn) = (1, 1, …, 1)

对式 (1) 中kl (l=1, 2, …, n) 求偏导, 得出:

$\begin{array}{l}\partial {\rm T}C/\partial k{}_l=-s{}_l/k{}_l^2{\rm T}+D{}_l{\rm T}h{}_l/2=0\\ \Rightarrow k{}_l^2=2s{}_l/D{}_{l}h{}_l{\rm T}{}^2,l=1,2,\cdots ,n\end{array}$

又因为kl (kl-1) ≤k2l≤kl (kl+1) , 故:

$k{}_l(k{}_l-1)\le 2s{}_l/D{}_{l}h{}_l{\rm T}{}^2\le k{}_l(k{}_l+1)$

因此, kUB可由下列的公式计算求得:

$k{}_l^{UB}(k{}_l^{UB}-1)\le 2s{}_l/D{}_{l}h{}_l{\rm T}{}_{\min }^2\le k{}_l^{UB}(k{}_l^{UB}+1)(8)$

其中:${\rm T}{}_{\min }=\underset{1\le l\le n}{{\displaystyle \min }}\sqrt{s{}_l/D{}_{l}h{}_l}.$

由于kl的取值为正整数, 因此在使用MADE求解中, 采用如式 (9) 的方法, 实现kl取值在[kLBl, kUBl]与[0, 1]的映射。

$k{}_l=k{}_l^{LB}+|\underset{¯}{}(k{}_l^{UB}-k{}_l^{LB}+1)kx{}_l\underset{¯}{}|(9)$

其中:$|\underset{¯}{}kx{}_l\underset{¯}{}|$表示向下取整, kxl∈[0, 1]。

4.2 对约束条件的处理

对式 (1) 求T的偏导, 可得:

${\rm T}{}_1=\sqrt{2(S+{\displaystyle \sum _{l=1}^{n}s}{}_l/k{}_l)/{\displaystyle \sum _{l=1}^{n}k}{}_{l}D{}_{l}h{}_l}$

由约束条件式 (2) 可得:

${\rm T}\le B/{\displaystyle \sum _{l=1}^{n}D}{}_{l}k{}_{l}b{}_l$

令${\rm T}{}_2=B/{\displaystyle \sum _{l=1}^{n}D}{}_{l}k{}_{l}b{}_l$, 则对于已知 (k1, k2, …, kn) , 联合采购周期为:

${\rm T}{}^{*}=\min ({\rm T}{}_1,{\rm T}{}_2)(10)$

4.3 算法流程

Step1:设定种群规模为NP, 变异算子Fmin、Fmax, 交叉算子CR与最大迭代次数GenM. 首先根据式 (11) 对kx进行种群初始化, 置当前迭代次数为G=0。根据理论分析和多次试算结果确定Fmin=0.2, Fmax=0.6, CR=0.1。

$kx{}_{il,0}=rand[0,1](11)$

其中:i=1, 2, …, NP;l=1, 2, …, n; rand[0, 1]是取[0, 1]之间的随机数。

Step2:判断是否达到最大迭代次数, 若是则停止并输出最优结果;否则, 执行下一步。

Step3:对目标向量kxi, G进行变异操作, 其中自适应变异算子为:

$F=F{}_{\min }+(F{}_{\max }-F{}_{\min })e{}^{1-\frac{Gen{\rm M}}{Gen{\rm M}-G+1}}$

由此得到kxi, G的变异向量kxvi, G+1.

Step4:对kxi, G和kxvi, G+1进行交叉操作, 得到交叉向量kxui, G+1.!根据式 (9) 还原kxi, G和kxui, G+1为ki, G和kui, G+1.

Step5:将还原后的ki, G和kui, G+1进行评估, 代入式 (1) , 根据总成本值TC进行排序, 分别选择kxi, G和kxui, G+1对应的TC值较小的前50%组合成新的种群kxi, G+1.

Step6:G=G+1, 返回Step2。

Step7:输出最优的总成本TC*值, 及其对应的采购周期T*, 与各物品的采购周期数 (k1, k2, …, kn) 。

5 算笼与应用效果分析

5.1 算例分析

参照文献[6]中所提供的数据, 固定订货成本S=20, 可用资金的最大额度B=6700, 品种数n=10, 其它数据如表1所示。

已令kLB= (k1, k2, …, k10) = (1, 1, …, 1) , 可求得${\rm T}{}_{\min }=\underset{1\le l\le 10}{{\displaystyle \min }}\sqrt{s{}_l/D{}_{l}h{}_l}=0.0024$, 故求得:kUB= (k1, k2, …, k10) = (3, 7, 2, 3, 4, 7, 3, 4, 5, 7) 。

用MADE和GA同时求解该问题, 种群规模均设为100, 迭代次数均设为500, MADE的相关参数同上所设;GA中的参数设置为:交叉概率Pc为0.8, 变异概率Pm为0.05。

MADE与GA所得的最优解均为:K*= (1, 2, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 2) , T*=0.0100, TC=7818.2003, 两种算法的收敛过程如图1所示。

在本例中, MADE与GA都得出了最优值, 但是比较其收敛过程, 从图1中可看出MADE比GA更快的收敛达到最优解, 证实了MADE的有效性。

5.2 仿真实验

物品种类n与主要准备费用S的取值分别考虑了四种情况: n=5、10、15、20, S=5、10、15、20, 次要准备费用sl、需求量Dl和库存费用hl的数据从分别从区间[0.5, 5.0]、[10]、[0.2, 3.0]中随机产生的, 资金限额B值也是由区间[n×20, n×80]中随机产生。共有16个组合, 每个组合均随机产生10个问题, 每个问题均运行10遍。其中MADEA与GA的参数设置同算例分析中的设置, 种群规模设为NP=100, MADE的迭代次数设为GenM=300, GA的迭代次数设为1000。MADEA与GA运行出来的结果如表2所示 (注:ACS%表示MADEA相对于GA算法平均成本节约的百分比) 。

5.3 应用效果分析

备件是设备正常维护和应急处理的重要保障性物资, 对我国众多连续性生产企业而言, 生产设备某一处一旦发生故障, 就可能导致整个生产线的停产而造成巨大的损失 (如核电站停产导致很大的经济损失以及难以预料的潜在安全问题) 。因此, 企业必须保证足够的备件供应[15]。但备件储备量过大, 一方面占用大量的流动资金并增加仓储费用, 并可能因为锈蚀损坏或者技术进步导致备件报废, 从而增加企业的生产成本。如在某核电站, 所有保证机组日常维修的备件库存约为1亿美元, 种类多达2万余种, 按照我国中型现代化企业库存管理费用平均标准20%计算, 相关管理费用亦十分惊人。因此, 在保证安全生产的前提下对备件库存进行优化, 对于企业提高效益有着重要意义。

对核电站而言, 由于技术方面的制约, 从国外采购关键备件的现象非常普遍。采购相关的固定订货成本不仅涉及到手续费、电信往来、人员差旅费等, 而且在通过代理公司购买时每笔业务还须支付可观的中间费用。另外, 国际采购所需支付的运输费用也会大幅度上升。此时, 联合采购策略就成为一种非常有效的成本控制手段。当一组备件都是由同一供应商或供应地供应, 或一组备件同时采用一种运输工具运输时, 联合采购将节约可观费用, 这也非常符合我国核电站备件采购实情。

本文模型已在广东某核电集团50种标准的电气备件库存管理中试用, 这些备件的供应业务对供应商有很大的吸引力, 加之有4台机组同时运行, 其需求合并后经过统计分析可视为确定性需求。故, 可借用JRP策略进行管理, 这些备件的年需求量为20～56, 计算时相关参数设置如下:hi=0.2;si=30, S=200;F=CR=0.6;GenM=700;NP=150。

而这些备件以前借助 (s, S) 库存模型进行管理, 2008年1月至2009年12月采用本文模型后, 发现借助本文模型得出的决策建议, 统计发现这些备件总库存费用与传统方式相比下降了4.6%, 同时供应服务水平亦得到满足, 取得了良好的经济效益。

6 结论

本文属于新颖的智能优化算法与库存模型的交叉研究, 针对有资金约束的JRP求解算法精度不高、复杂度过高的不足, 设计了一种高效的自适应DE求解算法, 并且此算法简单易于实施; 并通过与目前另一种求解此问题有效的遗传算法对比分析, 证实本文设计的算法不仅稳定可靠、全局收敛能力强, 而且可以获得总成本更低的采购策略; 同时以某核电站备件管理为背景, 分析了资金约束条件下的JRP模型的应用。

本文理论上丰富了库存管理理论, 拓展了DE算法的应用领域; 实践上本文提出的方法可应用于解决面向国际市场采购的备件联合采购决策难题, 具有广泛的适用性和较强的应用价值。 未来我们将在多种贴近现实的约束条件进行深入的JRP研究, 并结合其他进化算法的优点设计更稳定、收敛速度快的混合DE求解算法。

摘要：针对贴近库存管理实践的联合采购问题研究不足的事实, 分析了有资金约束的联合采购决策模型, 该模型属于NP-hard问题, 目前缺乏稳定快速的全局优化求解算法。本文设计了一种高效的自适应差分进化求解算法, 通过与另一种求解此问题高效的遗传算法得到的结果进行对比分析, 发现改进的差分进化算法不仅稳定可靠、全局收敛能力强, 而且可以获得总成本更低的采购策略。算例分析结果同时表明, 随着联合采购物品品种的增加, 本文设计的算法在成本节约方面的潜力就越大。此方法具有广泛适用性和较强的应用价值, 已在核电站备件库存管理应用中产生了良好的经济效益。

电力系统继电保护技术及其应用 篇3

电力作为当今社会的主要能源，对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用，现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统，电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求。近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力，如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

2 继电保护发展的现状

20世纪60—80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期 70年代中期起。基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究，到8O年代末集成电路保护技术已形成完整系列，并逐渐取代晶体管保护技术。集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时，我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究。高等院校和科研院所起着先导的作用，相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面。关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机一变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。此时，我国继电保护技术进入了微机保护的时代目前，继电保护向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务，也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展，力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。

3 电力系统中继电保护的配置与应用

3．1 继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地、完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据：供电系统发生故障时。自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行： 当供电系统中出现异常运行工作状况时。它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

3．2 继电保护装置的基本要求

(1)选择性 当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除，首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其他非故障部分能继续正常运行。

(2)灵敏性、保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量，在继电保护装置的保护范围内。不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作：但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。

(3)速动性，是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

(4)可靠性，保护装置如不能满足可靠性的要求。反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误：同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。

3．3 保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等．用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投人，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护．二段为限时电流速断保护。三段为过电流保护；② 母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护；③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护；④ 电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用。由于生产厂家的不同、开发时间的先后．微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。

4 继电保护装置的维护

值班人员定时对继电保护装置巡视和检查，并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中．发现异常现象时，应加强监视并向主管部门报告。建立岗位责任制。做到每个盘柜有值班人员负责，做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。做好继电保护装置的清扫工作，清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备。注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次。每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。定期对继电保护装置检修及设备查评：检查二次设备各元件标志、名称是否齐全：检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉、动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤：检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好：检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动：检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好：配线是否整齐．固定卡子有无脱落：检查断路器的操作机构动作是否正常根据每年对继电保护装置的定期查评，按情节将设备分为三类：经过运行检验．技术状况良好无缺陷，能保证安全、经济运行的设备为一类设备；设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷，但尚能安全运行，不危及人身、设备安全为二类设备 有重大缺陷的设备，危及安全运行。出力降低．“三漏”情况严重的设备为三类 如发现继电保护有缺陷必须及时处理，严禁其存在隐患运行，对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐，有利于今后对其检修工作。

5 电力系统继电保护发展趋势

继电保护技術向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展，电力系统对微机保护的要求也在不断提高。除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等，使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行，各个保护单元与重合装置必须协调工作，因此，必须实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可行的，在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下。保护装置实际上是一台高性能，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大，且使得二次回路非常复杂，但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。

6 结语

随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展，这对继电保护T作者提出了新的挑战，只有对继电保护装置进行定期检查和维护。按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，提高供电可靠性。

参考文献

1 王翠平．继电保护装置的维护及试验[J]．科苑论坛，2003(4)

2 严兴畴．继电保护技术极其应用[J]．科技资讯．2007(6)

差分隐私保护及其应用 篇4

单基站GPS差分系统在环境水文地质勘查中的应用

摘要：为满足中国石油抚顺石化“十一五”发展规划要求,故开展抚顺石化十一五规划区环境水文地质勘查工作,笔者有幸参加了项目的测量方面工作,负责利用单基站GPS差分系统现场施测水位统测点三维坐标.作 者：隋正苏 作者单位：辽宁省有色地质局一0一队,辽宁,抚顺,113015期 刊：黑龙江科技信息 Journal：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：,“”(15)分类号：X8关键词：单基站GPS差分系统 PTK 数据通讯 作业距离

差分隐私保护及其应用 篇5

技术成熟的微机械式加速度传感器大致分为应变式[1]、容感式[2]、热感式[3]三种。应变式加速度传感器应用的是压电效应或压阻效应, 在其内部有一个弹性体支撑的质量块, 加速时质量块产生压力引起弹性体产生应变, 将加速度转变成电信号输出, 属接触型测量方式。容感式加速度传感器内部也存在一个质量块, 加速度的变化带动活动质量块的移动引起电容或电感的变化, 通过测量频率改变来计算加速度[4], 属非接触型测量方式。应变式、容感式测量方法均采用有形活动质量块, 而热感式加速度传感器是以无形的流体热气团代替有形的质量块, 热气团因惯性移动形成热场变化, 通过温度传感器获得加速度信息[5], 因此加速度传感器通常由感受惯性力的活动质量块和敏感元件构成。文献[6]设计对称互补结构的两种微张力测量模型, 提出了对称互补结构的霍尔差分式测量方法, 进一步分析发现, 测量模型能够实现加速度的非接触式测量。

1 测量模型构造与测量原理

差分霍尔效应加速度测量方法的基本原理是以活动磁体代替质量块, 采用两个线性霍尔元件 (以下简称霍尔元件) 为敏感元件, 磁体与霍尔元件构成对称互补结构, 活动磁体在惯性力作用下移动使测量系统失去对称性, 引起作用霍尔元件的磁场变化, 根据霍尔效应获取与加速度相关的霍尔电压信号。磁敏式非接触测量法能够提高测量系统的可靠性[7], 霍尔元件比磁敏电阻更容易实现磁电转换。由于磁场的线性区域较小[8], 采用单一敏感元件难以实现线性化测量, 需要进行线性补偿[9]。测量模型的设计目的就是改善其输出线性度, 拓展测量范围, 简化其实现方法。

1.1 霍尔元件输出特性

霍尔元件的输出电压与磁感应强度B成正比, 其静态输出电压为电源电压的一半U0 (B=0 mT, VCC=5 V) 。当S磁极作用霍尔元件字符标志面时, 输出电压高于U0;当N磁极作用霍尔元件标志面时输出电压低于U0。设霍尔元件的电压输出系数为KH, 根据霍尔效应和霍尔元件的设计特点, 霍尔元件输出特性[6]可表示为:

B方向与标志面相反时:

B方向与标志面相同时:

根据式 (1) , 式 (2) , 若两个霍尔元件对称置于圆柱形永磁体的两侧时, 磁场变化时其输出电压将发生变化, 变化规律与磁场的大小、方向和霍尔元件标志面的方向相关。

1.2 模型结构与测量原理

图1为模型结构原理, 图中H1, H2为霍尔元件, M为圆柱形永磁体, PCB为印制板, C为弹性体。x, y正交坐标系原点位于M的中心。M固定在C上, 并随之沿y轴无摩擦移动, 设磁体的质量为m。弹性体不受外力作用时, 模型状态为初始状态, 这时H1, H2与M构成对称结构, y轴经过H1, H2的敏感中心。H1, H2的字符标记面与y轴垂直且均与磁场方向相反, M的圆柱面与H1, H2标记面平行, 标志面到x轴的距离均为Y, 作用在H1, H2的有效磁感应强度大小相等。设磁感应强度大小为B, 方向沿y轴正方向。

模型的核心部件为H1, H2, M, 弹簧代表不同类型的弹性体。基本原理是H1, H2固定不动, 当磁体随弹性体因外部力学因素移动时, 模型系统失去对称性, 引起磁场的改变, 导致霍尔电压的变化。因此, 霍尔电压与力学量的线性变换是实现测量的技术关键。

1.2.1 模型结构与等效电路

模型等效电路如图2所示, 图中H1, H2代表霍尔元件, M为活动磁体, AMP代表差分放大器, n1, n2表示元件标志面方向, B为磁感应强度方向;U1为H1输出电压, U2为H2输出电压。若霍尔元件的静态输出存在差异, 设H1的静态输出电压为U01, H2的静态输出电压为U02, H2, H1输出电压差为u, 因H1, H2标志面与磁场方向均相反, 根据式 (1) :

H2的输出电压方程为:

H1的输出电压方程为:

H2, H1输出电压差为:

因U01, U02为常数, 令ΔU0=U02-U01初始状态时, 差分输出方程为:

当磁体沿y轴移动时, H1, H2与磁体将失去对称性, 作用H1, H2的磁感应强度不再相等, 若作用H2的磁感应强度增大, 那么作用H1磁感应强度将相对减小, 根据式 (3) , 式 (4) , U2增大而U1减小;反之, U2减小而U1增大, 因此测量模型具有对称互补的特点。

式 (5) 说明, 初始状态下测量模型的输出电压等于霍尔元件的静态输出电压之差, 与磁感应强度的大小无关, 这种对称互补结构的差分式输出, 抵消了初始直流电压成分, 具有差分的特征, 能够抑制共模信号。因此, 这种测量方法称为差分霍尔效应测量法。

1.2.2 霍尔差分输出与力的关系

图3为测量原理图, 设在外力F作用下, 磁体沿y轴在力的方向上产生的位移量为y, 则磁体与H1, H2的距离分别变为 (Y+y) , (Y-y) , 根据对称性, 设作用H1, H2磁感应强度的变化量为ΔB, 作用H2, H1的有效磁感应强度可分别表示为 (B+ΔB) , (B-ΔB) , 根据式 (3) , (4) 得:

差分输出电压为:

若磁体反方向移动, 同理可得:

差分输出电压为:

式 (6) , 式 (7) 说明, 位移的方向不同, 输出电压的极性不同。若以初始状态的输出电压差U0为参考点, 对称互补结构的测量模型具有方向感知能力。

已有的研究证明, 离开磁体两圆表面一定距离范围内, 磁场存在线性区域[8], 设位移量y在线性区域范围内变化, 磁感应强度的变化量可表示为:

式中:KL为线性系数, 量纲为Tm-1。

由式 (6) , 式 (8) 得:

设弹性体的总弹性系数为Ky, 根据胡克定律, 弹性体发生弹性形变时, 力F的大小与位移量y的关系为:

将式 (10) 代入式 (9) 得:

因KH, KL, Ky均为常数, 令${\rm K}{}_{\text{f}}=\frac{{\rm K}{}_{\text{Η}}{\rm K}{}_{\text{L}}}{{\rm K}{}_y}$, 则u与力F的关系为:

式 (12) 表明, u与待测F的大小成正比, 为线性关系, 证明对称互补结构的测量模型具有力的测量功能。模型加速运动时, 磁体受到惯性力的作用, 其效果等同于待测力F。

1.2.3 加速度测量原理

参考图3, 若测量模型沿y轴方向以加速度a做加速运动, 磁体在惯性力的作用下沿y轴方向移动, 当弹性力与惯性力相等时磁体不再移动。根据牛顿第二定律, 施加在弹性体上的惯性力大小为:

由式 (12) , 式 (13) 得:

因Kf, m为常数, 令:

差分电压与加速度的关系为:

即:

式 (14) , 式 (15) 说明, u与待测加速度a的大小成正比, 为线性关系, 实现了加速度与电压的线性变换, 证明对称互补结构的测量模型能够测量加速度。

论证结果显示, 差分霍尔效应测量方法, 能够实现力、加速度的非接触式线性化测量;模型的输出电压均是待测变量的两倍线性关系, 能够增大输出信号电压幅度、减小静态电压输出, 有利于提高测量系统的灵敏度。

2 实验方法与数据分析

根据式 (13) , 为简化实验, 实验时通过测量力的方式获得加速度相关实验数据, 以间接验证测量方法可行性和输出电压的线性度。

2.1 测量电路原理

图4为测量电路原理, 图中H1, H2为霍尔元件CS49E, “1”为元件的电源正引脚, “2”为元件电源地引脚, “3”为信号电压输出引脚;EC为5 V直流电源, H1, H2的“1”脚相连接电源正极, “2”脚相连接电源负极;H1, H2的输出信号电压分别用U1, U2表示;mV为数字式毫伏表。给磁体施加作用力, 每增加5 g, 测量并记录U1与U2电压差值u, 力的测量范围为0～0.55 N, 共测量12组数据, 见表1。

2.2 数据分析与结论

对实验数据应用Origin 7.5软件[10]进行数据处理得到图5所示的拟合曲线, 进行线性回归拟合及模型与回归系数检验, 得到线性拟合方程为:

式 (16) 中, m是磁体质量为常数, 设m=10 g, 式 (16) 可简化为:

对拟合曲线进行线性分析, 结果为r=0.999 99, SD=0.407, P<0.000 1, 说明测量结果高度相关, 具有显著的统计学意义, 拟合曲线具有高线性度, 实验证明了对称互补结构的差分霍尔效应测量方法的可行性。

对比式 (14) , 式 (17) , 实验结果符合理论预期结论, 这种测量方法实现了加速度的线性化测量。根据式 (16) , 线性回归系数约为663 mV/N, 说明对称互补结构的测量模型具有较高的灵敏度。线性拟合曲线具有高线性度, 证明对称互补的差分式的输出减小了非线性影响, 改善了输出线性度。

3 结 语

差分式霍尔效应加速度测量方法, 是一种磁敏感非接触式的测量方法, 非接触式测量具有抗冲击能力强的优点。测量模型适应遵循胡克定律的任意弹性体, 具有结构简单、易实现的特点。本方法涉及的电路系统仅由两片霍尔元件构成, 电路简单。差分式电压输出不仅能够抑制共模干扰和零点漂移, 还能直接与测量放大器接口, 配合不同类型的弹性体, 构成加速度测量系统。文中主要对测量方法的可行性、实现方法和模型的静态输出特性进行了初步探讨, 关于测量模型的优化设计和模型的动态特性尚需进一步研究。

摘要：对磁场中对称结构的霍尔元件的输出特性进行研究, 提出一种差分霍尔效应加速度测量方法。基于线性霍尔元件和圆柱形永磁体设计加速度测量模型, 两个霍尔元件与磁体构成对称互补结构, 以差分方式输出信号电压。建立加速度与输出电压的线性关系, 实现以非接触的方式测量加速度。模型的对称互补式设计, 减小了非线性因素对测量的影响, 改善了输出线性度。差分式电压输出, 能够抑制共模干扰和零点漂移, 并提高了信号幅度。对模型进行线性模拟实验, 实验结果符合理论结论。数据分析显示, 测量方法具有较高灵敏度和线性度。

关键词：加速度,测量方法,测量模型,差分霍尔效应,非接触式

参考文献

[1]黄树森, 郭南翔, 黄晖, 等.一种微机械压阻式加速度传感器及其设计优化[J].微纳电子技术, 2003, 40 (7) :305-308.

[2]程未, 曾晓鹭, 卞剑涛, 等.基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计[J].传感器与微系统, 2003, 22 (8) :75-77.

[3]杨拥军, 吝海锋, 师谦, 等.微机械热对流加速度传感器可靠性研究[J].微纳电子技术, 2003, 40 (7) :317-320.

[4]王文涛, 耿增建.单轴硅微加速度传感器的原理与电路设计[J].现代电子技术, 2005, 28 (14) :92-94.

[5]王俊云.热对流式加速度传感器原理及应用[J].世界电子元器件, 2006 (3) :58-62.

[6]邱召运.微张力测量模型设计与实验研究[J].传感技术学报, 2009, 22 (4) :608-612.

[7]李浩, 张珂, 杨其华, 等.基于霍尔器件的非接触式角度传感器研制[J].传感技术学报, 2008, 21 (6) :981-984.

[8]陈文芗, 洪兆祥.采用反馈随动机构扩大霍尔传感器位移测量范围[J].仪器仪表学报, 2001, 22 (3) :303-305.

[9]Jin H Z, Lu H, Cho S K, et al.Nonlinear Compensation forNon-contact Electronic Joystick with a Single Hall Sensor[J].Science, Measurement&Technology, IET, 2008, 2 (1) :9-17.

论隐私权及其法律保护 篇6

[关键词] 隐私；隐私权；信息隐私

【中图分类号】 D923 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2013）12-046-1

一、隐私权的发展和自身的价值

从人类历史的纵深审视，隐私的意识和观念是从人类的羞耻心萌发而来的。比如原始人用树叶遮挡身体的私密部位等。从原始社会进入奴隶社会和封建社会后，社会关系变得复杂，隐私已经作为“一种非公共”的性质，但奴隶、农奴具有很高的人身依附性，所以他们的人格是不完整的，基本没什么隐私可言，从这一点可以看出隐私与其自身的人格是紧密相连的。如，在奴隶社会时期，法律有的规定，不得刺探王公贵族，有其是国王的私生活，否则就对窥宫者加以制裁。

通说认为，隐私权是路易斯·D·布兰代斯和塞缪尔·D·沃伦在《哈佛法律评论》上发表《隐私权》之后而确立的。这是大多数学者公认的。关于隐私的认识和隐私权观念，都是最早在美国被提起发展的。隐私权本身所具有的基本价值在于：权利意识特别是个人权利意识的发展，人们渴望在复杂的社会关系下个人的私生活不被打扰。恰如有的学者指出，是经济发展中碰撞的产物。隐私权在美国得到确认之后，在其他世界各国的立法和私法实践中都得到了确认。

学界对隐私权的概念不尽一致、众说纷纭，本文尝试给出一个定义，可以将隐私分为“信息隐私”和“物理隐私”，对于前者，是个人不想将其外泄传达给第三人；对于后者，是不能个人生活空间的封闭，不被破坏。隐私所具有的基本价值：自由价值即个人意志的自由价值；实现人的尊严，隐私的实现是个人领域与公共领域平衡的结果。

二、隐私权的保护探讨

现有法律能否提供保护是一种权利能否实现的关键，在民法领域对隐私权的保护方式主要是侵权责任法。前文所说，隐私由信息隐私和物理隐私构成，那么隐私权也分为两大部分即信息隐私权和物理隐私权，信息隐私权是隐私权的主要组成部分。而保护个人信息隐私的原因在于在信息爆炸的现代社会，我们时时刻刻在由信息编织的网之中，我们无法逃避个人得信息被收集。

所谓责任规则和财产规则最先由美国学者提出的关于保护权利的模式，只要是指，当一种权利被责任规则保护时，权利的转移不需要权利人同意就可以发生，对权利人也只需要事后补偿。而当一种权利被财产规则保护时，这种权利能否发生移转须以权利人的同意为前提并自主控制该权利的价格。可以说，侵权责任法是一种责任规则。此处重点讨论信息环境下财产规则对于信息隐私权的保护。

在六、七十年代有學者就提出把隐私信息视为一种财产加以保护，虽然反对者将其视为一种对人格权的贬损，但将人格权商业化还是有重要意义的。将隐私信息财产化以实现权利主体的自主权，最大限度的实现权利主体的意思自治，那么将信息隐私财产化后，就可以将其纳入财产规划中加以保护了。在任何人取得你的财产之前，都必须与你进行谈判协商，实现个人的自主。信息隐私权的财产责任模式所追求的是赋予权利人对个人信息拥有某种财产权，个人资料、个人空间等属于自己的，只有在本人自由选择时，才会出卖个人信息。

无论是责任规则还是财产规则对于隐私权的保护都是不全面的。所以对于信息隐私权的保护需要公权力的介入。欧盟的数据指令就是此类法律文件。通过政府介入的方式对个人信息进行保护，能在一定程度上保护个人得隐私权。另外，行业自律的模式也可以填补隐私权保护的不足。行业自律从性质上讲仍然没有超出私法自治的领域，是整个行业对自身行为的限制。这种限制以不违背善良风俗为限。现在各国的自律模式有以下几种：建议性的行业指引（suggestive industry guidelines）；网络隐私认证计划（online privacy seal program）；安全港提议（safe harbor proposal）。安全港提议是美国儿童网上隐私权保护条例中创设的制度，该制度目前仅适用于儿童网上个人隐私的保护，不适用于一般的消费者网上隐私保护，是一种行业自律和立法规制相结合的新型模式。

参考文献：

[1]张新宝.隐私权研究[J].法学研究，1990，（3）

[2]张革新.隐私权的法律保护及其价值基础[J].甘肃理论学刊，2004，（2）.

[3]王利明.民商法研究（第七辑）[M].北京：中国人民大学出版社，2009.

[4]冯荣芝.论隐私权的法律保护[J].金卡工程·经济与法，2009，（12）：19-21.

农业文化遗产及其保护 篇7

1. 农业文化遗产的概念

关于农业文化遗产（或更为宽泛的“农业遗产”的概念），我国著名农业历史学家石声汉先生从广义和狭义两个方面进行了阐述。广义的农业文化遗产包括来自于现代农业的农药、化肥、机械等以外的有关农业的所有要素；狭义的农业文化遗产指已经逐渐淡出农业生产过程的农业要素。

我们的理解是：广义的农业文化遗产指人类在历史时期农业生产活动中所创造的以物质或非物质形态存在的各种技术与知识集成，主要包括农业遗址、农业工具、农业文献、农业民俗、农业技术、农业物种、农业工程、农业景观、农业品牌、农业村落等10种类型。狭义的农业文化遗产指历史时期创造并延续至今、人与自然协调、包括技术与知识体系在内的农业生产系统，特指联合国粮农组织（FAO）推进的全球重要农业文化遗产（GIAHS）与农业部推进的中国重要农业文化遗产（China-NIAHS）。

全球重要农业文化遗产是联合国粮农组织在全球环境基金的支持下，于2002年发起的一个大型项目，旨在建立全球重要农业文化遗产及其有关的景观、生物多样性、知识和文化保护体系，并在世界范围内得到认可与保护，使之成为可持续管理的基础。该项目将努力促进地区和全球范围内对当地农民和少数民族关于自然和环境的传统知识和管理经验更好地认识，并运用这些知识和经验来应对当代发展所面临的挑战，特别是促进可持续农业的振兴和农村发展目标的实现。

按照FAO的定义，全球重要农业文化遗产是农村与其所处环境长期协同进化和动态适应下所形成的独特的土地利用系统和农业景观，这些系统与景观具有丰富的生物多样性，而且可以满足当地社会经济与文化发展的需要，有利于促进区域可持续发展。进一步表述，这些农业生产系统是农、林、牧、渔复合系统，是植物、动物、人类与景观在特殊环境下共同适应与共同进化的系统，是通过高度适应的社会与文化实践和机制进行管理的系统，是能够为当地提供食物与生计安全和社会、文化、生态系统服务功能的系统，是在地区、国家和国际水平具有重要意义的系统，同时也是面临着威胁的系统。

我国是最早响应和积极参与全球重要农业文化遗产保护的国家之一。2004年以来，我国农业部、中国科学院积极支持，有关地方政府积极配合，不同学科的专家和遗产地人民积极参与，在示范点选择与推荐、保护利用探索与经验推广、科学研究与科学普及等方面开展了卓有成效的工作，获得了良好的社会效益、生态效益与经济效益，成为其他国家学习的榜样。

2012年3月，农业部正式启动中国重要农业文化遗产挖掘与保护工作。中国重要农业文化遗产是指人类与其所处环境长期协同发展中，创造并传承至今的独特的农业生产系统，这些系统具有丰富的农业生物多样性、传统知识与技术体系、独特的生态与文化景观等，对我国农业文化传承、农业可持续发展和农业功能拓展具有重要的科学价值和实践意义。根据这一定义，主要包括小规模庭院经济型、特殊遗传资源保护型、多个物种互利共生型、景观生态结构优化型、水土资源持续利用型等不同类型。

2. 农业文化遗产的特点

（1）活态性：这类农业文化遗产是有人参与、至今仍在使用、具有较强的生产与生态功能的农业生产系统，系统地直接生产产品和间接生态与文化服务依然是农民生计保障和乡村和谐发展的重要基础。

（2）动态性：指随着社会经济发展与技术进步，以及满足人类不断增长的生存与发展需要，所表现出的系统稳定基础上的结构与功能的调整。

（3）适应性：指随着自然条件的变化所表现出的系统稳定基础上的协同进化，充分体现出人与自然和谐的生存智慧。

（4）复合性：这类遗产不仅包括一般意义上的传统农业知识和技术，还包括那些历史悠久、结构合理的传统农业景观，以及独特的农业生物资源与丰富的生物多样性，体现了自然遗产、文化遗产、文化景观遗产、非物质文化遗产的复合特点。

（5）战略性：这类农业文化遗产对于应对全球化和全球变化带来的影响，保护生物多样性，保障生态安全与粮食安全，有效缓解贫困，促进农业可持续发展和农村生态文明建设具有重要的战略意义。

（6）多功能性：这类遗产具有多样化的农产品和巨大的生态与文化价值，充分体现出食品保障、原料供给、就业增收、生态保护、观光休闲、文化传承、科学研究等多种功能。

（7）可持续性：主要体现在这些农业文化遗产对于极端自然条件的适应、居民生计安全的维持和社区和谐发展的促进作用。

（8）濒危性：指由于政策与技术原因和社会经济发展阶段性特征所造成的系统不可逆变化，表现为农业生物多样性的减少和丧失、传统农业技术和知识体系的消失、农业生态系统的破坏。

二、农业文化遗产的价值

农业文化遗产具有突出的生态价值、社会价值、文化价值、科研价值和示范价值等， 这些价值从不同方面体现了农业文化遗产价值的多样性。充分挖掘农业文化遗产的多种价值， 可为农业文化遗产保护和合理开发利用提供依据。

一是生态价值。农业文化遗产系统具有较高的农业生物多样性。一方面，许多传统品种是优质的种质资源，如哈尼梯田的48 种地方水稻品种、从江县的糯禾、万年贡米和普洱茶树资源等。另一方面， 通过构建复合系统，增加农业生产系统的物种多样性，可以提高资源利用效率、提高农作物的抗性和品质、控制农业有害生物、提高土壤肥力，并减少温室气体排放等。同时，这些农业文化遗产系统还具有多种生态系统服务功能，如哈尼梯田具有控制水土流失、保证村寨安全、维持系统稳定性和具有自净能力等功能。

二是经济价值。农业文化遗产系统内有多种产出，如稻鱼、稻鸭、普洱古茶、万年贡米等高品质农牧产品，提高生产收入；化肥农药低投入，降低成本；产生相关经济效益，农业文化系统所处的传统农业地区生态环境较好。同时由于系统内部协调机制的独特性，使系统具有生产有机农产品的先决条件。有机农产品的价格是普通农产品的若干倍，因此，通过合理利用农业文化遗产系统可创造高于目前的经济效益2～3倍的价值。同时还可以作为遗产资源发展生态旅游业或其他文化产业，增加农民收入。

三是文化价值。折射农业文化遗产的内涵，包括农耕文化及与系统密切相关的乡村宗教礼仪、风俗习惯、民间文艺及饮食文化；促进传统农耕文化保护；维持文化多样性，加强各类文化的融合；古代文明的起源和发展总是和植物的驯化联系在一起，作物起源，如万年稻作起源，普洱茶树起源，敖汉旗粟和黍的起源，都具有重要的文化价值。

四是社会价值。为其他同类地区合理利用土地，发展适应本地条件的生存方式提供了有效的借鉴；贫困山区土地资源短缺，农村劳动力剩余较多，在一定程度上缓解农村剩余劳动力带来的压力；提供充足营养，改善农民生活；确保人类食物安全。

五是科研价值。农业文化遗产是新出现的遗产类型，学术界对于其保护的主体、途径、理论和方法等都处于探索阶段。农业文化遗产保护的研究领域必将大大拓展，并推动农业文化遗产研究的发展。同时，农业文化遗产的保护还会推动遗产保护研究中的学科融合，促进复合农业生态系统研究，推进农业生物多样性保护研究。

六是示范价值。为传统农业生产提供宝贵经验，为农业文化遗产保护提供实证案例，为可持续农业和国际农业发展提供示范案例。以稻鱼共生系统为例，由于它是一种传统农业生产方式，具有增产、增收、节支等多种优点及改善农民生活等特点。因此，在适合发展稻鱼共生系统的地区，这种生产方式可进行推广。目前，中国有20 多个省都有稻鱼共生系统，浙江青田的农业文化遗产稻鱼共生系统的保护经验对全国各地稻鱼共生系统具有重要示范价值。

三、农业文化遗产的保护

1. 农业文化遗产保护认识上的三个误区

误区之一是将农业文化遗产保护与现代农业发展对立起来。“传统”是一个过去的概念，大量的事实证明，历经数千年的传统农业并非“一无是处”；“现代”是一个动态的概念，以化石能源消耗为主要特征的现代农业并非“十全十美”。“传统”并不意味着“落后”，农业文化遗产是传统农业的精华所在，将其与现代农业技术相结合，则是现代生态农业发展的方向。对于农业文化遗产而言，内涵的保护远大于形式的保护。

误区之二是将农业文化遗产保护与提高农民生活水平对立起来。农业文化遗产保护的根本目的是促使传统农业系统在新的条件下的自我维持和自我发展，并在这种发展过程中为遗产地居民提供多样化的产品和服务，并在此基础上促进人们生活水平和生活质量的不断提高。

误区之三是将农业文化遗产保护与农业文化遗产地发展对立起来。“保护”不是“保存”，“发展”不是“开发”。保护是为了更好地发展，发展是积极地保护。农业文化遗产强调的是“动态保护”与“适应性管理”，既反对缺乏规划与控制的“破坏性开发”，也反对僵化不变的“冷冻式保存”。在社会经济快速发展的今天，遗产地因为相对落后有迫切发展的诉求是很正常的，关键是寻找保护与发展的“平衡点”，以及探索后发条件下的可持续发展道路。

2. 农业文化遗产的动态保护途径

农业文化遗产与一般的自然和文化遗产不同，是一种活态遗产，是农业社区与其所处环境协调进化和适应的结果。它保护的是一种综合性的生活方式、生产技术、生态景观。因而，对于农业文化遗产不能像保护城市建筑遗产那样将其进行封闭保护，否则只能造成更严重的破坏和遗产保护地的持续贫穷，应当采取动态保护的思路，让农民在继续采用传统农业生产方式的基础上从中收益，在保护生态系统服务的前提下有所发展。基于动态保护和多方参与的原则，农业文化遗产的动态保护途径主要有三个方面。

第一，发展有机农业。有机农业是一种完全不用化肥、农药、生长调节剂、畜禽饲料添加剂等合成物质，也不使用基因工程生物及其产物的生产体系，其核心是建立和恢复农业生产系统的生物多样性和良性循环，以维持农业的可持续发展。它不仅有利于传统农业技术和农业文化的保护，有利于生物多样性的保护，也有利于增加农民收入，促进当地的可持续发展。农业文化遗产地由于经济相对落后，农业发展多处于传统农业阶段，很少施用化肥农药，这为未来发展有机农业提供了良好的生态环境。

第二，发展生态旅游。生态旅游强调保护自然资源和生物多样性、维持资源利用的可持续性，实现旅游业的可持续发展，它是一种具有保护自然环境和维系当代人们生活双重责任的旅游活动。在遗产地开展生态旅游，不但可以有效地保护农业文化遗产，而且可以提高当地人民的生活质量并保持原来的生产方式。哈尼梯田的景观及其少数民族文化都是很好的旅游资源，现在哈尼梯田也具有一定规模的旅游发展。然而，过度的旅游开发可能会导致非常严重的后果，这也是在遗产地开发旅游最让人担心的。包括观光农业等的生态旅游的发展实际上是一种很有效的形式，积极而有序的开发将对遗产保护产生积极的推动作用。此外，开展生态旅游的收益可以用来保护生态环境，同时旅游能带动建筑、交通、餐饮、娱乐、通讯、商业的同步发展，农民可以从中获益，从而更愿意参与农业文化遗产的保护。