均衡模式（共12篇）
均衡模式 篇1
1. 引言
应用的发展始终是推动负载均衡技术不断进行的原动力。随着分布式网络计算在航空、金融、电力等行业的广泛应用,主流的网络负载均衡系统不能满足这些领域在高吞吐量、资源的高利用率和系统高可用性方面的要求。这些客观现实推动了云计算平台下负载均衡的研究。近几年来,基于云模式的负载均衡研究已经成为一种主流的研究方向,该技术具有可用性、扩展性、分布性等特点,将云计算和负载均衡有机结合,不但保留负载均衡的特点,还加入了云计算所带来的新功能。
2. 负载均衡模型
2.1 负载指标
负载均衡就是通过一定的机制将系统流量负载分配到不同的网络服务器上处理,为大量用户提供并发访问服务,它是实现多台网络服务器协同工作和并行处理的手段,其核心思想是根据当前网络服务器的负载情况,将到达的大量负载请求分配到不同的服务器上进行处理,以减轻单个服务器的处理负担,从而提高服务器性能,使资源得到最大利用效率。
常用的负载指标(Index)包括CPU利用率、CPU就绪队列长度、进程的响应时间、内存使用情况和磁盘访问频度以及I/O利用率等,还需要考虑异构节点的处理能力上的差别。通过对这些指标的综合评价,就可以得到某台主机的负载大小。通常,有以下三种综合评价的方法:
(1)优先级法
按负载指标优先级的高低比较,确定节点的负载轻重情况(其中优先级的高低可根据负载情况和具体的应用问题进行动态调整定时/不定时)。
(2)分类算法
根据任务的性质(计算密集型CPU类、I/O类等),确定主负载指标。CPU类:以CPU利用率、CPU队列长度为权重负载分量;I/O类:以磁盘读写速率,磁盘访问频率以及磁盘可用空间为权重负载分量;Mem类:以Free Memory和Menory Swap频度为主要指标。
(3)权重向量法
节点负载使用下面的公式来表示:
其中:L表示本地节点的负载值;a1,a2,…,ai分别是选定的负载分量(负载指标);k1,k2,…,ki分别是权重。通常来说,对于用户事先指定的主负载指标,权重较大。
2.2 负载均衡的策略
负载均衡策略大致包含以下四种:轮询策略,比率策略,最小连接数策略和最快响应时间策略。
在轮询策略中,如图1所示,调度器不考虑目标接点的负载状态,将外部的请求均匀地分摊到各个服务器上面,如:有2台服务器实现负载均衡,那么2台服务器接受处理的请求数量为1∶1。这种算法适用于做负载均衡的几台服务器硬件配置相同,它们可以平均分摊所有流量。该方法实现简单,算法简单,系统开销小。但只适用于作业大小差异小,作业执行时间较短的情况。
在比率策略中,将外部请求安装预先设定好的比率分摊到各个负载均衡的服务器上,如:有3台服务器做负载均衡,设定他们接收处理请求的比率为1∶2∶3,那么每台服务器处理的请求是不同的。这种算法适用于做负载均衡的几台服务器硬件配置不同,按照他们的处理能力,设定比率,从而使得性能高低不同的服务器都能够平稳运行,不会出现个别服务器负载过重,而另外的服务器负载过少的情况。
在最少连接数策略中,负载均衡的硬件设备会不断地检测进行负载均衡的几台服务器上的连接数的数量,将新的请求转发到连接数最少的服务器上面。这种算法适用于应用为长连接的情况。
在最快响应时间策略中,负载均衡的硬件设备会不断地检测进行负载均衡的几台服务器中,哪台服务器响应速度最快,从而将请求转发到响应时间最快的服务器上面。这种算法适用于每台做负载均衡的服务器都能够在很短的时间内处理完请求,没有性能的问题。
3. 云计算下的负载均衡实现
3.1 动态加权调度策略
在动态加权轮询调度(Dynamic Weighted Round-Robin Scheduling,DWRR)策略中,算法综合考虑了机器服务能力的差别,对所有成员服务器的处理能力进行评估,给出相应的权重。权重大表明该服务器能处理更多作业。根据服务器的权重在所有服务器权重中所占有的比例(即机器处理能力在所有机器中占有的百分比)高低顺序,按照轮询的方式将请求分配到服务器上执行。权重高的机器比权重低的机器处理更多的请求,相同权重的机器处理相同份额的请求。DWRR算法的基本原理可描述为:假设某集群内有一组节点N={N1,N2,…,Nn}。W(Ni)表示节点Ni的权值,指示变量i表示上一次选择的服务器,T(Ni)表示节点Ni当前所分配的任务量。蒡T(Ni)表示当前同步周期需要处理的任务总量。蒡W(Ni)表示节点的权值总和。则W(Ni)/蒡W(Ni)=T(Ni)/蒡T(Ni)表示任务的分配是按照各个节点权重占权重总数的比例来进行分配。
3.2 权重计算
当集群的节点初次投入系统中使用时,系统管理员根据节点的硬件配置情况对每个节点都设定一个初始权重W0(Ni),硬件配置越高初始权重越高。然后随着节点负载的变化,均衡器对权重进行调整(叠加动态权重)。动态权重是由节点运行时各方面的参数计算出来的。在实验中选取了最重要几项指标,包括CPU资源、内存资源、当前进程数、响应时间等信息作为计算公式的因子。结合每个节点当前权重,可以计算出新权重的大小。动态权重目的是要正确反映节点负载的状况,以预测节点将来可能的负载变化。对于不同类型的系统应用,各个参数的重要程度也有所不同。如果用户以作业处理为主,则CPU使用率、可用内存和磁盘I/O效率就相对重要一些。为了方便在系统运行过程中针对不同的应用对各个参数的比例进行适当调整,我们为每一个参数设定一个常量系数Ki,用来表示各个负载参数的重要程度。系统任何一个节点Ni的动态权重公式如下所示:
其中LCPU(Ni)表示节点Ni当前某一项指标的负载值,上述公式中依次表示为:CPU使用率、内存使用率、磁盘I/O访问率、进程总数以及响应时间。例如,在作业处理服务器集群中,我们采用系数序列{0.4,0.4,0.3,0.1,0.1},认为服务器的CPU占用、I/O访问和内存较其他参数更重要一些。若当前的系数Ki不能很好地反映应用的负载,系统管理员可以对系数不断地修正,直到找到贴近当前应用的一组系数。对于节点需要分两种情况:一种是机器组的管理者机器,一种是机器组的管理对象机器,由于机器组的管理者机器承担着管理整个机器组的重任,担任均衡器和调度者的角色,因此进行负载均衡时,应该减少管理者机器的权重,从而在调度过程中有利于调度者机器。
另外,关于采集权重的周期置,虽然周期越短越可以确切地反映各个节点的负载,但频繁地采集会给均衡器和节点带来负担,也可能增加不必要的网络负载。为解决这些问题,一方面要适当调整采集负载信息的周期;另一方面,可以使用移动平均线或者是滑动窗口来避免抖动,使得均衡器收集到的负载信息表现为平滑曲线,这样在负反馈机制的调整效果上就会比较好。均衡器的动态权重采集程序周期性地运行,若缺省权重不为零,则查询该节点的各负载参数,并计算出动态权重。引入以下权重计算公式,结合节点初始权重LOAD(Ni)和动态权重来计算最终的权重结果。
在公式中,如果动态权重恰好等于初始权重,最终权重不变,则说明系统的负载状况刚好达到理想状况,等于初始权重W0(Ni)。如果动态权重计算结果高于初始权重,最终权重变高,则说明系统负载很轻,均衡器将会增加分配给该节点的任务比率。如果动态权重低于初始权重,最终权重变低,说明系统开始处于重载状况,均衡器将会减少对该节点分配的任务。在实际使用中,若发现所有节点的权重都小于他们的W0(Ni),则说明当前集群处于超载状态,这时需要加入新的节点到集群中来处理部分负载;反之,若所有节点的权重大大高于W0(Ni),则说明当前系统的负载都比较轻。
3.3 实验结果
本节模拟了一个云计算的运行环境,其中一个内部结点负载较重,而其它两个内部结点负载较轻,以验证提出的基于反馈的动态负载均衡算法的效果。首先,为模拟上述的实验条件,对选定的重载节点进行单独加压的操作,即在一台云外部的客户端上使用测试工具,定时向该节点发送请求,以模拟出该节点正在被用户访问而使得性能下降的情况,该测试工具还能够监视发送请求的数量和有效响应的数量。实验中,作者使用测试工具对重载节点发送总共20万个http请求,每秒1000个,发出请求后,发现重载节点的可用内存和CPU空闲比已经开始下降,服务器基本忙于响应http请求,文件访问和网络访问也变得缓慢,已经达到模拟一个重载节点的效果。
随后,启动了云平台并且把重载的节点和其它需要被测试的轻载节点一同加入平台中,并设置相同的初始权值,在负载平衡器上将重载节点作为有效的服务节点添加以便接收平衡器分配的任务。此时集群的其它两台服务节点没有运行任何重载任务,软件配置完全相同,基本处于空闲状态。另外,用另一台云平台外部的测试节点,向平台并行发出http请求,模拟集群响应客户的情况,并观察平台平衡器给每个节点分配的任务数量,平衡器每隔10秒记录一次各个节点响应的情况,实验中向整个云平台发出100万的http请求,每秒发出5000个并行请求,平衡器可以检测到各个节点的负载状况。图2给出实验结果,图中节点1和节点2都是预先没有负载的轻载节点,可以看出二者在任务的分配上基本接近,而重载节点接受任务的权值比例明显少于另两个节点,因此在总体分配的任务数量上也少于其它两个节点。这说明提出的基于反馈的负载均衡算法是有效的,可以有效地按照云平台中各个节点的负载情况动态地接受任务。
4. 结束语
本文论述了云计算模型下负载均衡策略的原理,在多种主流的负载均衡策略的基础之上,提出了基于反馈的负载均衡策略。实践证明,采用新的负载均衡策略后系统在整体吞吐量方面有所提高,特别是在系统各个节点性能不一、系统提供的网络服务所访问的资源多样化的情况下,基于反馈机制的效果尤其明显。
摘要：为了解决高性能计算环境下的“资源饥饿”问题,介绍了若干负载均衡策略,配合原有的轮询算法并对其进行改进,提出了一种基于动态反馈的负载均衡策略。在云环境各个节点性能不一、提供的网络服务所访问的资源多样化的情况下,基于反馈机制的负载均衡能起到显著效果。
关键词：反馈机制,负载均衡,云计算
参考文献
[1]“The Network Queuing System”.Brent A.Kingsbury.Sterling Soft-ware,1992.
[2]须成忠,张德富,孙钟秀.“一种分布式动态负载平衡算法”[J].软件学报,1993,2.
[3]刘海龙,张延园,汤小春.“高性能计算环境下基于远程I/O负载平衡调度算法”[J].计算机应用研究,2005.9.
[4]W.Richard Stevens.UNIX网络编程(第一卷套接字API和X/Open传输接口API)[M].清华大学出版社,1999.
[5]W.Richard Stevens.UNIX网络编程(第二卷进程间通信)[M].清华大学出版社,2002.
均衡模式 篇2
2012年12月 上茶庵中心小学 谢光耀
推进义务教育优质均衡发展已成为当前教育改革发展的重中之重。如何在教育优质均衡发展的道路上寻求突破、如何进一步提高学校教育的办学质量、如何用新的办学模式让更多的人民群众享受优质教育，为了破解这些难题，我们在襄阳市教育局、樊城区教育局正确指导下，启动了上茶庵中心小学义务教育优质均衡改革发展工作，并着重在以下三个方面进行了探索：一是以“重点工程”为抓手，按序、按时推进义务教育学校建设工程项目，统一配置教学设备，促进区域办学条件高位均衡；二是以“教育集团”为抓手，促进义务教育在学校管理、校园文化、教育科研方面出品牌、出亮点，促进区域办学水平均衡提升；三是以“提高质量”为抓手，进一步深化课程改革，转变教育教学方式，促进中心小学教育质量优质均衡。
在组建教育集团方面，我们在办学模式转型、优质资源共享、体制机制改革等方面进行了积极的探索与实践，在优化学校布局的基础上，成功组建了上茶庵中心小学教育集团。教育集团打破了原有办学体制内学校教育资源独享的局限和壁垒，有效整合了集团内各校的现有资源和办学特色，充分发挥了各教学点有利的设施设备、管理理念、教育教学、文化建设、课程改革等资源优势，通过多种途径和方式进行交流协作，惠顾地方百姓对优质教育的需求。
展开全面调研，找准运作方向 为全面掌握集团办学推进工作的第一手资料，我们成立了调研小组，一方面展开相关资料搜集和研究，从政策、理论的角度对建立教育集团进行全面分析，形成符合本校现实意义的逻辑起点和基本理论框架；另一方面多次深入教学点进行专题调研，召开现场座谈会，客观了解组建教育集团的学校基本情况，深入了解基层学校的真实想法，广纳民意、集聚民智，形成了建立教育集团的设想与预案。在充分调研的基础上，由太平店镇中心学校成立推进集团办学工作小组与集团学校之间共同制定集团化办学推进方案，组织开展方案论证、运作规划、组建统筹等工作。
落实跟进措施，提供多方保障 樊城区教育局对实施集团化办学的各学校基础建设、设施配备、集团科研、师资培训等，在政策上予以优先安排和适度倾斜，设立教育集团专项经费，用于推进教育集团办学的业务经费和对集团办学绩效显著的团体和个人给予奖励。根据集团职能和集团办学的运作特点，设立教育集团管理机构，研究制定集团干部管理制度和教师人事制度，对集团内教学点领导干部的任命、委派、流动，教师的轮岗流动、人事关系等，进行相关的规定和灵活的管理。同时，结合我校教育集团的运作状况和办学模式，建立教育集团督导评估制度，加强对教育集团的发展状况和工作实绩进行考核评价，优化教育集团的办学水平，增强集团的可持续发展。
创新发展思路，促进共同发展 在组建教育集团的过程中，我们尽力突破传统的办学思维方式，创新思路、与时俱进、大胆尝试，既有管理体制、教师管理、学生管理、财务管理等方面的创新变革，也有课程开发、教研培训、后勤保障等方面的积极实践。原有办学体制内学校教育资源独享的局面被打破，集团内教学点的现有资源和办学特色得到有效整合，减少了资源损耗，提高了优质资源的实际使用价值和利用效率。
树立引领标杆，放大集团效应 自我校成立教育集团以来，我们充分发挥教育网站、报纸、电视台等各类媒体的宣传功能，及时通报集团工作情况，形成共识、争取支持，共同见证教育集团的进展历程。在逐步推进集团办学的过程中，学校多次召开调研会、座谈会、推进会，平均每周开展3-4次走教、长短课交流等活动，（即：小科教师每周1、2在中心小学上课，每周3、4、5分别在三个教学点走教，学校年轻教师每周集中一天时间在教学点开展活动。）进行管理经验的现身说法和优质课堂的互动交流，充分发挥中心学校的引领带动作用。每学期组织开展一次集团办学经验交流会，增强地方百姓对集团办学的深入了解和全面认识，营造支持教育改革和发展的良好环境，为后阶段全面铺开集团办学工作奠定扎实基础。
教育集团办学模式放大了优质教育效应，在扩大学生享受优质教育资源的同时，也能逐步解决人民群众对热点学校的择校问题；集团化办学能均衡热点学校和普通学校之间的办学规模、班级人数，实现小班化教学，达到每班不超过40人；集团化办学能促使成员学校之间的师资交流和分配，进一步均衡配置优秀教师资源，形成教育质量共同提高的良好态势。
均衡模式 篇3
实施背景
近年来，大冶市实施“因地制宜，有计划、有步骤地实现区域内义务教育均衡发展”的策略，推进乡镇义务教育优质均衡发展。还地桥镇率先构建乡镇义务教育优质化均衡发展模式，实现“无择校生、无流失生、无重点班”的目标和教育质量的优质均衡。
创新内容
优化教育环境，促进办学条件的优质均衡。还地桥镇政府坚持把教育作为每年最重要的实事来办，坚持“教育政策优先落实，教育经费优先拨付，教育问题优先解决”的“三优”政策，打造适合乡村孩子健康成长的优质教育环境。近几年，全镇投入2000多万元对镇内中小学进行改扩建，配置多媒体教室30个、计算机教室27个、教学用计算机1400余台，所有学校建设了标准化功能室和学生活动场所，接通了互联网，满足了农村中小学生同享优质教育资源的需求。镇政府还投资四千余万元兴建镇中心幼儿园和新建镇小学。镇委、镇政府坚持定期召开部门联席会议，集中研讨、解决教育问题；副科级以上领导干部坚持蹲点联系学校，部门联动为教育保驾护航。
实施联动监控，促进教育过程的优质均衡。还地桥镇建立了学校立体式联动监控机制。纵向捆绑式评价以学区为单位，考核学区小学、初中衔接教育与管理；横向捆绑式评价以学段联盟为单位，考核学校间的资源互助与“一体式”管理，设立的“学科合作奖”“片区协作奖”体现了竞争中联盟、联盟中竞争。建立了教师团队浸润式联动成长与监控机制。从职初教师到骨干教师的成长机制实行“三三制”，即经过三年的青蓝工程走向成熟，再通过三年团队协作从成熟教师成长为校级骨干。建立了学生管理全覆盖式联动监控机制。从学生入校登记学籍起，一直到义务教育学段结束，跟踪管理整个学业全过程，确保每一所学校无重点班，每一个班级没有流失生、辍学生、择校生。
整体提升质量，促进教育结果的优质均衡。还地桥镇形成了以能力导向、发展为本、质量第一的“三环一体式”教学管理模式。建立成熟的“领头羊”干部任命、培养、管理、督导机制，均衡搭配和优化组合，让“能教”的干部引领教育质量提高。全镇通盘考虑师资调配，均衡教师力量。教学管理上，突出质量第一，以高效课堂教学模式的研究为龙头来推进课堂教学过程的优化，先后经历了实施以知识为主要目标的高效课堂模式到推行以能力为导向的“三环一体式”教学模式，通过目标诊断、过程诊断、团队策略诊断，整体提升教育质量。2009年始，进行全镇初中学段导学案开发研究并推广到小学中高年级。该镇对整合课程资源、布置作业、复习考试等出台规定，特别是对滥编复印试卷加重学业负担的状况，实施负责人签字制度，通过定期、随机抽查和调研、访谈来系统加强过程监控，规范管理，减轻学生课业负担，提高教学质量。
（作者系大冶市教育局局长）
基于变步长双模式盲均衡的研究 篇4
CMA盲均衡算法是在判决错误率保持在足够低的水平时, 作为双模式盲均衡的冷启动, 将CMA盲均衡算法切换为DD-LMS算法。变步长的双模盲均衡算法的引入, 是建立在CMA-DD-LMS算法基础之上的, 目的是达到较好的收敛稳健性。同时, 该算法的引入既加快了收敛速度、又减小了稳态误差。
1 常数模算法 (CMA算法)
CMA算法代价函数为:
其中, a (k) 表示传输信号, 等效基带信道的冲激响应记为h (k) , 高斯白噪声记为n (k) ;y (k) 表示均衡器的输入向量, z (k) 表示均衡器的输出, 表示判决器输出。
通常情况下, P的取值等于2。
2 判决引导算法 (DD算法)
该算法采用的思想如下:自适应LSM算法中的参考信号可由其估计值代替, 输出由判决器输出代替的条件是误差判决率足够小。
该算法的优点体现在:收敛速度快、稳态误差小。缺点是在判决错误率较高时无法收敛。算法采用收敛稳健性较好的盲均衡算法是在盲均衡器输出信号的眼图处于闭合状态时, 而在眼图张开以后, 便切换到误码性能较好的DD-LMS算法。
3 新算法
双模式算法的切换条件:
判决圆的半径取值范围在不考虑噪声的情况下, 取值为, 该信号星座的最小水平用D表示 (或垂直间距) 。而判决圆的取值范围在考虑噪声的情况下, 取值为。其中, 信噪比用N表示, 该信号星座最外层星座点所在圆的半径用rmax表示。DD算法在信号星座中某一点的判决域, 如下图中的方框区域, 算法切换判决圆的半径用d表示。双模式算法的切换原理如下:
当算法未达到完全收敛状态时, 此时将有大量的输出信号落于判决圆的外部, 所以采用稳健性能好、收敛速度快的变步长CMA方法进行盲均衡。而对于落在判决圆内的信号采用DD算法迭代。
4 仿真实验
仿真实验条件如下:发送序列16QAM;信噪比取值20d B;盲均衡器的长度取值为9阶;参数α=0.02, ρ=0.0006。判决圆的半径取值0.2, 高斯白噪声的信道作为信道环境。
仿真结果如图所示, 未均衡的星座图为图2, 图3是CMA-DD-LMS算法均衡后的星座图, 图4是CMA算法均衡后的星座图, 3比4更加紧簇, 5图是单次运行的误差曲线。因为改进后的算法比常模算法收敛后的稳态误差小, 所以, 本文提出的新算法均衡效果更好。
5 结论
本文提出的新算法研究的是CMA与DD-LMS两种算法相结合, 两种算法的硬切换采用判决圆来实现。同时, 引入变步长因子, 从而, 推导出了一种新的变步长双模式盲均衡算法。经过大量的仿真实验, 证明了新算法具有收敛速度快、收敛精度好的特点。
参考文献
[1]戴明增, 刘顺兰.一种新的基于数据可靠性判决引导盲均衡算法[J].杭州电子科技大学学报, 2007, 27 (2) :56-60.
[2]张立毅.数字通信系统中的盲均衡技术研究[D].北京:北京理工大学博士学位论文, 2003, 8.
负载均衡・什么是负载均衡 篇5
负载均衡（Load Balance）
由于目前现有网络的各个核心部分随着业务量的提高，访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应地增大，使得单一的服务器设备根本无法承担。在此情况下，如果扔掉现有设备去做大量的硬件升级，这样将造成现有资源的浪费，而且如果再面临下一次业务量的提升时，这又将导致再一次硬件升级的高额成本投入，甚至性能再卓越的设备也不能满足当前业务量增长的需求。
针对此情况而衍生出来的一种廉价有效透明的方法以扩展现有网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的.灵活性和可用性的技术就是负载均衡（Load Balance）。
负载均衡技术主要应用
1、DNS负载均衡 最早的负载均衡技术是通过DNS来实现的，在DNS中为多个地址配置同一个名字，因而查询这个名字的客户机将得到其中一个地址，从而使得不同的客户访问不同的服务器，达到负载均衡的目的。DNS负载均衡是一种简单而有效的方法，但是它不能区分服务器的差异，也不能反映服务器的当前运行状态。
2、代理服务器负载均衡 使用代理服务器，可以将请求转发给内部的服务器，使用这种加速模式显然可以提升静态网页的访问速度。然而，也可以考虑这样一种技术，使用代理服务器将请求均匀转发给多台服务器，从而达到负载均衡的目的。
3、地址转换网关负载均衡 支持负载均衡的地址转换网关，可以将一个外部IP地址映射为多个内部IP地址，对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部地址，达到负载均衡的目的。
4、协议内部支持负载均衡 除了这三种负载均衡方式之外，有的协议内部支持与负载均衡相关的功能，例如HTTP协议中的重定向能力等，HTTP运行于TCP连接的最高层。
5、NAT负载均衡 NAT（Network Address Translation 网络地址转换）简单地说就是将一个IP地址转换为另一个IP地址，一般用于未经注册的内部地址与合法的、已获注册的Internet IP地址间进行转换。适用于解决Internet IP地址紧张、不想让网络外部知道内部网络结构等的场合下。
6、反向代理负载均衡 普通代理方式是代理内部网络用户访问internet上服务器的连接请求，客户端必须指定代理服务器,并将本来要直接发送到internet上服务器的连接请求发送给代理服务器处理。反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。反向代理负载均衡技术是把将来自internet上的连接请求以反向代理的方式动态地转发给内部网络上的多台服务器进行处理，从而达到负载均衡的目的。
均衡模式 篇6
关键词 中学语文 阅读教学 均衡发展
中图分类号：G623.23文献标识码：A文章编号：1002-7661（2011）09-0087-02
阅读教学无论对中学语文教学还是对于人的终身发展，其重要性是不言而喻的。但目前中学语文阅读教学普遍存在着“三重三轻”的问题：即重知识讲解轻阅读技巧培训、重精读教学轻泛读教学、重语言分析轻整体感知。破解中学语文阅读教学困境，提高学生的阅读能力，有待于“三个结合”。
一、语言知识讲解与阅读技巧培训相结合
重视对课文语言知识的把握而忽视阅读技巧的传授是传统阅读教学的通病。传统阅读教学以解释理论为基础。这种理论认为，阅读是一个“自下而上”的模式，是一个从下至上对字、词、句、段、篇的详细而精确的辨认过程。基于这样的认识，课堂教学以教师单向的灌输为主，缺少师生之间的交流与对话，学生完全处于被动的机械记忆状态。虽然此法对学生在有限时间内获得语言知识是有益的，但对学生总体的阅读理解能力的培养并没有显著成效。以语言知识分析为主的阅读教学不能对学生的阅读速度和理解的准确性有大的帮助。师生们费了很大力气，效果却并不理想，导致学生自信心下降，阅读积极性受挫。
“授人以鱼，不如授人以渔”。培养阅读技巧，提高阅读能力应成为阅读教学的新取向。常用技能，诸如如何识别关键词、文眼、题眼，掌握篇章联结的基本手段和语法手段、逻辑关系语，语用与语义上的涵义，段落大意的概括，一定的文本知识与规律、篇章结构与方法，不同语篇的特定结构程式等，都应与语言知识的传授有机结合。笔者在教学中还注意引导学生对不同题材文章采用不同的阅读方式：记叙文──整体感悟，寻章摘句，注重语言积累和思想升华；议论文──把握观点，质疑问难，注重辩证思维和逻辑推理；说明文──筛选信息，掌握方法，注重科学严谨和简洁条理；文言文──读懂文本，名句赏析，注意古今差别和古为今用。当学生掌握一定的阅读技巧后就可以提高课后泛读的效率。这也是贯彻终身学习理念的举措之一。
二、精读与泛读并重
叶圣陶先生曾经指出“就教学而言，‘精读是准备，‘略读才是应用”。叶圣陶先生所说的‘略读就是“泛读”。这句话精要的阐明了精读和泛读的辩证关系。精读是基础和准备，泛读是发展和应用，两者缺一不可。但在具体教学中教师对二者的重视程度是不均衡的。精读教学对于丰富学生的语言知识、提高语言技能，有其不可替代的作用。但精读教学往往过分求精，阅读量小，还可能使学生养成字斟句酌的习惯，既影响阅读速度，也不利于思想情感的体验。而相当多的教师对泛读课普遍重视不够，甚至把泛读课当成学生的自习课，放弃了教师应有的引导、点拨。
“语文是实践性很强的课程，应着重培养学生的语文实践能力，而培养这种能力的主要途径也应是语文实践，不宜刻意追求语文知识的系统和完整。语文又是母语教育课程，学习资源和实践机会无处不在，无时不有。因而，应该让学生更多地直接接触语文材料，在大量的语文实践中掌握运用语文的规律。”这段摘自《语文课程标准》的话同样说明泛读的重要性。既然重要，就不能放任自由，而应有所要求和指导。首先是篇目的推荐，让学生快速健康成长；其次是阅读要求：（1）要学习详读、略读、速读、摘读、跳读、猜读、批判性阅读等读书技巧和方法；(2)学会读书与思考、读书与研究、读书与实践相结合，学会做读书笔记；(3)学会分析文章的篇章结构，正确把握文章的内容与形式的关系；(4)学会使用图书馆资料室，有一定的目录学、版本学知识，正确、熟练地使用各种工具书，会检索资料。同时，为了刺激泛读教学，要大力开展第二课堂活动，通过学生喜闻乐见的方式让读书成为学生日常生活不可缺少的一部分，如组建读书小组，开展读书报告会、读后感写作大赛、演讲比赛等。
三、语言分析与整体感知相结合
在各省市中考、高考的语文试卷中，阅读题注重字、词、句、段的分析。受此影响，阅读教学常常把一个活生生的文章整体肢解得支零破碎，专注于局部的字词、表达等内容的提问。阅读教学的应试化会丢失文章的宝贵思想和灵魂，也会使文章的局部和碎片失去活力和生命。因此，文章碎片的融通和复原，是阅读教学发展的趋势。《语文课程标准》也指出，“在教学中尤其要重视培养良好的语感和整体把握的能力。”语篇教学成为近年来推行的一种新的教学手段，它着重培养学生从语篇上去理解文章，从中获取主要的信息。实践证明，采用语篇教学对提高学生的阅读理解能力十分有效。它可以改变学生的不良习惯，掌握正确的阅读方法。在分析式教学模式下，学生在阅读时常采用语法分析逐字逐句地抠，遇见生词就查字典，往往停留在句子水平上的理解，忽视了语言所表达的思想内容。语篇教学，首先，可以引导学生分析语法词汇衔接关系，掌握句与句、段与段之间的联系，把握全文的篇章主题和中心内容，培养学生的分析归纳、综合和推断能力。其次，它对于提高学生的文化品位，培养高尚的审美情趣和审美能力，发展个性特长，形成健全人格都具有重要意义。传统的阅读教学，具有较深的时代和社会烙印，过分强调思想的和政治的色彩，而忽视文本自身的美学和艺术特征。以分析为主的教法实际上造成了以学生被动接受为主的学法，学生不可能真正感受文本的语言魅力，也难以感受到课文的人文熏陶。
阅读是学生与文本对话，相互建构意义的过程。为弥补分析式教学模式的不足，应提倡语篇教学，注重整体感知，字句的分析应放到整个篇章的大局下理解。文章是一个有机整体，一个词、一个句子、一个段落、一个层次，都与整个文章有着内在的、千丝万缕的联系。因此，孤立地分析理解一个词、一个句子、一个段落，具有很大局限性，常常不得要领。立足整体才能领会局部内涵，挖掘出深层次的意义。如《七根火柴》中的无名战士“小心翼翼地一根根拨弄着火柴，口里小声数着：‘一、二、三、四……”。句中通过枯燥平淡的数字“一、二、三、四”，把无名战士对火柴的珍惜之情和献出时的慎重态度表现得淋漓尽致。它一方面表现了对无名战士的敬佩之情，一方面表现了无名战士留下的不仅仅是七根火柴，而是最宝贵的精神财富。简单的几个数字，可谓字字千钧。就是数字后的省略号也留给我们无限的遐想，发人深思，使我们感到字里行间无不凝结着无名战士极丰富的思想感情。如单从词义、句义理解，无论如何也无法咀嚼其中的深刻含义。另外，我们在指导学生预习课文时，强调整体理解作者所要表达的思想情感。每一篇课文，作者都有一个清晰的思路，抓住了这条思路，学生就对课文有了一个整体认识。就拿魏巍的《我的老师》来说吧，题目写我的老师，文章的结构与感情的发展基本一致。弄清了作者的思路之后，可以帮助学生认识作者构思的巧妙，从整体上把握课文，做到高屋建瓴。这也为学生进一步深刻理解文意打下了基础。
学生的阅读能力，既包括语言知识的积累、阅读技巧的掌握，更包括文本的理解和思想情感的感悟。对于中学生来说，阅读能力不是一下子就形成的，它是在长期大量的阅读过程中逐渐培养起来的。只要坚持上述三个结合，培养兴趣，广泛阅读，阅读能力就一定能得到提高。
参考文献：
[1]刘士超，黄俊连.《语文读本》处理方式初探[J].中学语文教学，2002（1）.
[2]孟洁.论中学阅读教学[J].和田师范专科学校学报（汉文综合版），2005（5）.
[3]金振邦.全方位开拓中学阅读教学的空间[J].中小学教师培训，2000（3）.
均衡模式 篇7
在国务院参事、人大附中刘彭芝校长的倡导下, 双师教学由国家基础教育资源共建共享联盟、中国人民大学附属中学、友成基金会三方共同发起, 是一种旨在促进教育均衡的、公益性的、创新型的教学方式。目前, 它利用网络把中国人民大学附属中学的优质课程同步直播到广西、重庆、内蒙古、河北、北京等省市区的十余所试点学校, 是在人大附中教师远程主讲课程结束后, 由当地教师根据本班情况有针对性地进行辅助教学实践。
自2013年9月10日开始, 五个省区的13所乡村学校开始了与人大附中的双师教学试验。其中一部分学校是通过网络直播同步上课, 学生们根据人大附中教师发送的教学提纲, 提前预习, 上课时与人大附中的学生一样听课;另一部分学校由于网络和教学进度等原因, 第二天用前一天的录像上课。听完人大附中教师远程讲课, 当地教师再根据本班情况与学生的反应, 组织学生讨论、解答学生疑惑, 引导学生练习。
学生成绩
在人大附中教师的辛勤付出和试点学校师生们的努力磨合下, 短短半个学期的时间, 双师教学项目就取得了可喜的成果。第一学期的期中考试, 参加双师教学的试点班级与非试点班级的成绩比较中, 大部分试点班的平均成绩都远远高于整个年级。广西的两所学校试点班的成绩比年级平均成绩高出了将近一倍。北京延庆县永宁中学、河北省赞皇市德裕学校的试点班的成绩也比年 级平均成绩高出十几分。
内蒙古呼和浩特市托县三中试点班级的成绩, 在全年级14个班中排在第三位, 也是比较高的水平。河北省赞皇县第二中学的成绩差异不大, 试点班成绩基本处于年级的中等水平。
此外, 河北省滦平县长山峪中学没有期中考试, 但是在10月份的月考中也充分证明了双师教学项目的有效性, 试点班级的成绩比年级平均分高出了7分。
对学生的影响
1. 养成了良好的学习习惯
试点学校的学生由于基础较差, 为了跟上人大附中学生的进度, 教师都要求学生提前预习, 带着问题去听课。在项目组的建议下, 第二课堂的教师给学生提出要求, 提前打印预习提纲或亲自引导学生预习, 第二天上课之前抽查。现在预习的习惯正在逐步养成, 也逐渐渗透到其他学科。
2. 适应小组式学习方式
人大附中的课堂容量大, 40分钟的课, 试点学校需要至少双倍的时间才能消化。因此, 大部分教师都让学生采用了分组式学习的办法, 通过小组讨论, 将简单的问题在组内解决, 学习好的带动成绩差的, 定期小组汇报。既减轻了教师的工作量, 还培养了学生的团队协作能力、领导力及互助精神。
3. 看到了自己与城市学校学生的差距
有些孩子在本班排名靠前, 但通过收看双师教学的视频, 确实看到了自己与人大附中学生的差距, 因此树立了更高的学习目标。而在上课的过程中, 如果自己能比人大附中的学生反应快, 学生们是非常高兴的, 对自己也是个激励。目前, 虽然第一章的考试成绩总体不理想, 但这也能让学生认清现状, 通过考试, 分析自己学习过程中的问题, 尽快查漏补缺, 弥补教学资源及教学水平方面的差距。
教师反馈
学生们成绩的进步, 说明了人大附中主课堂教师高超的教学水平与丰富的教学经验。主课堂教师要提前一周做好教案发给第二课堂的教师, 每天还要制作精美的教学课件, 保证教学效果, 常常都要工作到深夜。双师教学的成功也说明了虽然农村学生的基础较差, 但通过正确的方法, 成绩也能稳步提高。当然学生们的进步也离不开第二课堂教师的积极配合和努力。他们在教学中也起着非常重要的作用, 他们要研读人大附中教师的课程教案, 还要针对本班学生的情况, 摸索出适合当地教学的方法, 工作量可想而知。试点学校的教师加入双师教学后, 虽然加大了工作量, 但都反映对自己的教学有很大启发, 从教学方法到教材的挖掘, 到重点、难点的把握, 都是很好的学习机会。
广西田东县上法初级中学的罗红梅老师总结道: “在课堂上以手势语鼓励学生与第一课堂互动, 通过不断摸索, 现在, 试点班学生由被动接受变为主动互动; 同时, 通过双师教学, 也不断提升了自身教学水平。双师教学很受益, 同步课堂给我上课带来了许多启示。可以把同步课程中许多鲜活素材应用到传统教学中, 效果很好。”
北京延庆县永宁中学的侯静宇老师说:“通过双师教学, 不仅让学生受益匪浅, 做到了优质资源的共享, 也更让我们教师学到了很多东西, 课堂的组织教学、教材的发掘、例题的设置, 这都是我们年轻教师欠缺的。”
河北省赞皇县德裕学校的张雪珍老师表示:“双师教学的推进, 当下收益最大的是我们这些第二课堂的教师, 这远比出门听课和接受培训来得实在、实用、实惠。”
内蒙古清水河县第二中学的石晓军老师说:近两个月的培训学习、工作实践、课堂教学、开会交流, 好像让我重回大学时代, 每天都如饥似渴地学习新知识, 研究新办法。在此, 感谢给我这次学习机会的领导, 感谢组织常青义教工作的培训者和为开展双师教学提供资源和协调的组织方, 给我们这次学习机会。我们会把这些新知识、新技能、新理念、新方法带给学生, 让教学工作再上一个新台阶。
广西南宁常青义教中心理事长周月玲总结道:“一个班试验, 一个年级受益;一个教学组提高, 一所学校提升”!
试点学校内蒙古呼和浩特市土默特左旗第二中学要求所有的初一数学教师观看录播, 教务处、教导处领导和任课教师一起研究教学方法, 任课教师田老师负责学生接受同步直播课教学实验研究, 摸索课前学生预习的方法, 并学习了课中用手势语引导的方法。在人大附中学生做练习时, 第二课堂教师与学生有效互动, 结合本校实际做好当堂测试练习, 课后加强复习巩固, 使试点班的直播教学生动有趣, 参加试验的53名学生学习积极性高涨。
像这样的创新方法, 试点学校还有很多。
存在的问题
经过半学期的试运行, 目前也暴露了一些问题。
如何体现“双师”, 如何最快、最大限度地发挥第二课堂教师的作用, 这是来自内蒙古的牛老师提出来的。优质的教育资源是好, 但也要适合当地的学生, 因此第二课堂的教师看似退居到助教地位, 实际上压力更大。来自河北的丁老师也提出, 凡是好的教学方法都有内在的规律与模式可循, 目前双师教学就缺少这样的模式。各学校现在都是在摸索适合各自学生的方法, 能否总结出行之有效的操作模式, 充分发挥第二课堂教师的作用, 是下一阶段重点解决的问题。
双师教学采用慕课 (MOOCs) 教学模式, 利用先进的网络技术, 使各地学校共享优质的教育资源, 让乡村的孩子也能享受到全国最优质的课程, 促进教学质量的提高和教师专业化水平的提升, 从而促进城乡教育均衡发展, 使“教育公平”的梦想逐步成真。
均衡模式 篇8
盲均衡不需要训练序列仅利用接收信号和发射信号的统计特性和瞬时特性就能消除由于信道带限和多经传播等引起的码间串扰。在盲均衡器结构中,分数间隔均衡器(Fractionally Spaced Equalizers,FSE)提高了采样的频率,避免了因欠采样引起的频谱混叠,可用于补偿接收信号中的信道畸变,所以其性能比波特间隔均衡器更为优越。在盲均衡算法中,恒模算法(constant modulus algorithm,CMA)利用信号模值的统计特性进行均衡,具有运算量小、实时性高的特点,但也存在收敛速度慢、剩余误差大和信号相位偏移等缺点,对于非常模信号如QAM信号,产生较大的剩余码间干扰[1]。多模算法用均衡器输出信号判决值的模的平方代替恒模算法中的固定模值,收敛后可得到较小的剩余误差,但在算法初始收敛阶段,判决可靠性较低,其收敛速度慢。修正恒模算法(MCMA)和修正多模算法(MMMA)可以消除相位偏差并提高收敛速度。结合MCMA和MMMA,提出一种基于分数间隔的双模盲均衡算法。计算机仿真结果表明,新算法具有更快的收敛速度和更小的剩余误差。
1 T/2分数间隔均衡器
T/2分数间隔均衡器的输入信号以T/2进行采样[2],输出信号被一个抽取因子2抽取,得到波特间隔的输出序列。其等效多信道模型如图1所示。其中:a(n)为发送的序列;hodd(n)、heven(n)分别是信道冲击响应长度为2N的信道的奇、偶部分;nodd(n),neven(n)分别是白噪声干扰的奇、偶部分;Wodd(n),Weven(n)分别是n时刻自适应滤波器权矢量W(n)(W(n)=[w0(n),w1(n),…wM-1(n)])的奇、偶部分;yodd(n)、yeven(n)分别是2个子均衡器的输入信号;是均衡器输出信号。
2 算法分析
2.1 恒模算法(CMA)和修正恒模算法(MCMA)
CMA是Bussgang算法的一个特例,代价函数为:
抽头系数的迭代公式为[3]:
式中,“*”表示取共轭,μ为步长因子。
CMA收敛性能较好,代价函数只与接收序列的幅值有关,而与相位无关,故对载波相位不敏感,不能补偿由于系统载波频率的偏移或信道存在相位旋转而引起的相位偏差,导致收敛后输出信号有一个任意的相位偏移。针对这个问题,MCMA分别对均衡器输入信号的实部和虚部分别进行均衡,再将实部和虚部的误差函数相加形成新的误差函数,使得在均衡中既包含了信道的统计信息又包含了相位信息[4],就可以补偿信道引起的相位偏移了。MCMA误差函数为:
式中,
2.2 多模算法(MMA)和修正多模算法(MMMA)
由误差函数可知,CMA通过均衡器的输出,在统计平均意义上和一个半径为R2的圆吻合来调整均衡器系数的。由于R2是固定值,所以即使在均衡器收敛到全局最小后,CMA的梯度噪声仍然很大。对非常模信号(如QAM信号),其模值分布在半径不同的圆上,如果直接利用CMA进行均衡,使输出信号趋于单一半径的圆,则会造成抽头系数调整误差大,直接影响到算法的收敛性能。文献[5]提出的MMA是对CMA的改进,它的主要思想是以判决输出信号的模值作为圆的半径,把星座图分成几个小的子区域,每个子区域都有各自的误差函数,使得剩余误差控制在比较小的范围内[5]。当均衡器输出信号落在信号星座合适范围内则调整均衡器抽头系数,否则不调整。利用MMA对多模信号进行均衡剩余误差更小[6]。其误差函数为:
抽头系数的迭代公式为:
其中
类似MCMA对CMA的改进,文献[7]提出的MMMA改进了MMA的相位偏移问题[7]。改进算法的误差函数为:
式中,和分别表示n时刻输出信号星座图中离和最近的QAM信号的实部和虚部[8]。
3 算法及仿真
3.1 新算法
初始收敛阶段,判决可靠性较低,错误判决的比例较大,MMA为了保证均衡器的收敛特性,强调只有在梯度方向与CMA的梯度方向一致的情况下才对均衡器进行调整,这就使得大量接收数据没有被充分利用,所以MMA的收敛速度比CMA慢。MMMA虽然没有梯度方向一致性的要求,但是因为初始收敛的判决错误,存在均衡器的误调整,也使得收敛速度变慢。因此在算法初始收敛阶段,可靠性低,应使基于码元统计特性的误差信号占较大的比例,以保证算法收敛的可靠性。在算法收敛以后,误差的可靠性较高,应使基于码元瞬时特性的误差信号占较大的比例,以保证算法具有更低的剩余误差。基于这一思想;初始收敛阶段先采用收敛能力强的MCMA,当正确判决概率较大时再切换到MMMA。这样在保持算法较好的稳健性的同时,加快了收敛速度,减小了剩余误差,补偿了相位偏移[9]。这两种算法的切换是通过一个正方形判决区域实现的。判决区域边长在考虑噪声的情况下为:
式中,rmax为信号星座最外层星座点所在圆的半径,SNR为信噪比,D为信号星座的最小水平或垂直距离[10]。当均衡器的输出位于判决圆外时,判决可靠性较低,用MCMA的误差函数更新抽头系数;当均衡器的输出位于判决圆内时,判决可靠性较高,用MMMA的误差函数调节抽头系数。
另外,在计算MMMA误差时将其改为:
用
3.2 仿真
为了对提出的改进算法进行验证,采用matlab软件进行仿真。仿真采用文献[11]中的复信道,信道冲激响应为[-0.005-0.004i 0.009-0.03i-0.024-0.104i 0.854+0.520i-0.218+0.273i 0.049-0.074i-0.016+0.2i 0.005+0.073i];信噪比为20 d B[11];CMA均衡器采用抽头数为11的波特间隔均衡器,中心抽头的初始值为1+i0,其他为0。MCMA、MMMA和新算法采用抽头数为10的T/2分数间隔均衡器,每个子信道第3个抽头置1,其他置0。
算法的收敛性能用均衡器输出信号的剩余码间干扰(Intersymbol Interference,ISI)来衡量。ISI表达式为[12]:
对于T/2分数间隔均衡器q=wodd(n)*yeven(n)+weven(n)*yodd(n),对于波特间隔均衡器q=h(n)*W(n),仿真采用16QAM信号比较了新算法,MMMA、MCMA和CMA的收敛性能,信号源长度N=10 000个。CMA、MCMA、MMMA以及新算法中的CMA和MMMA步长都为0.0001。新算法中判决区域取d=2/3。由图2可以看出,新算法的ISI要比CMA低大约20 d B,比MCMA低大约15 d B,收敛速度要比MMMA快大约1 000次。
图3为4种算法的均衡器输出。
由图3可以看出,采用分数间隔均衡器MCMA的输出和采用波特间隔均衡器CMA的输出相比不仅纠正了相位偏移,而且星座图更加集中,表明分数间隔均衡器比波特间隔均衡器具有更好的收敛性。MMMA和改进算法的输出没有相位偏移,星座比MCMA的输出集中、清晰,说明其剩余误差较小。
4 结束语
MMMA是一种具有相位校正能力和较小剩余误差的双模式盲均衡算法。为了加快其收敛速度,改进了它的误差函数,在判决可靠性较低时用MCMA先对均衡器进行调整,然后在正确判决概率较大时再切换到MMMA,把改进算法引入到分数间隔均衡器中形成新算法。新算法利用了MMMA和MCMA的优点,保证了快的收敛速度和小的剩余误差,适用于低信噪比条件下的QAM调制系统。仿真结果表明,新算法具有比MMMA算法更快的收敛速度,同时保持了小的剩余误差和纠正相位偏移的能力。
参考文献
[1]孙兰清,葛临东,刘锋.常模类盲均衡算法的研究[J].电视技术,2006,10(12):12-16.
[2]张建军,江漫.基于变步长的分数间隔盲均衡算法研究[J].无线电通信技术,2013,39(4):43-46.
[3]肖毅,王晓亚.短波信道盲均衡技术研究[J].无线电通信技术,2014,40(4):50-52.
[4]孟新红,孙丽君.基于恒模类的盲均衡算法的仿真研究[J].中国西部科技,2008,7(32):14-16.
[5]徐金标,葛建华,王新梅.一种新的盲均衡算法[J].通信学报,1995,5(16):78-81.
[6]陶立伟.基于恒模准则的盲均衡算法仿真[J].无线电工程,2007,37(3):22-24.
[7]李昌斌,徐昌庆.修正多模算法的盲信道均衡[J].信息技术,2004,28(10):16-18.
[8]江漫,王晓亚.一种变步长短波信道盲均衡算法[J].无线电工程,2013,43(2):38-41.
[9]王峰,赵俊渭,李桂娟,等.一种常数模和判决导引相结合的盲均衡算法研究[J].通信学报,2002,23(6):105-109.
[10]潘立军,刘泽民.一种双模式盲均衡算法[J].北京邮电大学学报,2005,28(3):49-51,58.
[11]柳雷,赖惠成,贾振红.基于Dual-Mode MMA+MDD双模式T/2分数间隔盲均衡算法的研究[J].光子学报,2011,40(6):898-901.
均衡模式 篇9
首先简要介绍信道盲均衡技术以及基于CMA的常见算法,重点介绍了判决导引最小均方误差算法(DD-LMS)、MCMA算法以及变步长算法,在此基础上,主要对一种基于修正常数模的变步长双模式盲均衡算法进行了研究,该算法在启动阶段采用变步长的MCMA算法使眼图睁开,同时利用MCMA对信号相位敏感这样一个特点对接收信号相位进行恢复,克服系统多普勒频移引起的载波频率偏移的影响,而在误符号率降低到一定程度时切换到DD-LMS算法,以减小剩余误差。
1 盲信道均衡技术
盲信道均衡技术是指能够不借助训练序列,仅利用接收序列本身的先验信息便可以均衡信道特性,使均衡器的输出序列尽量接近发送序列的一种自适应均衡技术[1]。它是目前数字通信技术中的关键技术之一,也是通信、信号与信息处理、检测理论等学科的一个重要前沿热点研究课题。盲均衡技术在通信、雷达、声纳、控制工程、地震勘探、生物医学工程等领域均有非常重要的理论意义和实用价值[2]。其基本原理如图1所示。
近年来研究比较广泛的信道盲均衡算法主要有CMA算法、MCMA算法,以及变步长的信道盲均衡算法等。
其中,h(n)为离散时间传输信道(包括发射滤波器、传输媒介和接收滤波器等)的冲激响应,其依据所用调制方式的不同,可以是实值,也可以是复值;w(n)为均衡器的冲激响应,均衡器一般采用有限长横向滤波器,其长度为L;x(n)为系统的发送序列;y(n)为经过信道传输后的接收序列,同时也是均衡器的输入序列;n(n)为信道上迭加的噪声;undefined为经过均衡后的恢复序列。
2 常见的盲均衡算法
2.1 DD-LMS算法和CMA算法
DD-LMS和CMA都是基于SGD(Stochastic Gra-dient Descent)的算法,该类算法对均衡器抽头系数更新的迭代公式可以表示为:
WK+1=Wk-μg(yk)X*k (1)
其中,μ是迭代步长,Wk和Xk分别是第k次迭代时的均衡器抽头系数矢量和接收信号矢量,yk是均衡器输出信号,g(yk)是误差控制函数,*表示共轭。
由于采用了不同的代价函数,所以DD-LMS与CMA 具有不同的误差控制函数,DD-LMS的误差控制函数为
g(yk)DD=yk-ak (2)
其中,ak是判决电路的输出。
使用最速梯度下降法,能够得到DD-LMS算法权向量的迭代公式:
Wk+1=Wk-μ(yk-ak)X*k (3)
CMA的误差控制函数为:
g(yk)CMA=yk2-R2 (4)
式中:
undefined
其中,αk为发送信号。
CMA算法权向量的迭代公式:
Wk+1=Wk-μyk(yk2-R2)X*k (6)
其中,μ为步长,*表示共轭。
DD-LMS算法具有收敛速度快,稳态误差小的优点,但是在判决错误率较高时,算法无法收敛。因此DD算法比较典型的应用是由其他收敛能力强的盲均衡算法做冷启动,如CMA算法,当判决错误率达到足够低的水平时,切换到DD-LMS算法。
2.2 MCMA算法
MCMA算法是对传统CMA盲算法的有效改进,它在进行盲均衡的同时完成了对接收信号相位的恢复,适用于信道参数随时间快速变化的系统。它把代价函数分为实部和虚部两部分:
J(k)=JR(k)+JI(k) (7)
其中:
JR(k)=E[(yundefined(k)-R2,R)]
JI(k)=E[(yundefined(k)-R2,I)] (8)
式中,E() 表示期望;下标R为信号的实部;I为虚部;常模为
undefined
式中,aR(k)和aI(k)为发送信号的实部和虚部。
误差信号:
e(k)=eR(k)+jeI(k) (10)
eR(k)=yR(k)(yundefined(k)-R2,R) (11)
eI(k)=yI(k)(yundefined(k)-R2,I) (12)
均衡器权重向量迭代式为
W(k+1)=W(k)-μe(k)X*k(k) (13)
Wk和Xk分别是第k次迭代时的均衡器抽头系数矢量和接收信号矢量。
由于MCMA算法的代价函数将实部与虚部分开考虑,因此MCMA算法对相位的变化是敏感的,它能将均衡和信号相位恢复在一定程度上同时完成。当系统的载波频率有偏离或信道存在相位旋转时,均衡器能够纠正载波频率偏离引起的相位旋转或者信道固有的相位旋转。
2.3 变步长MCMA算法
自适应均衡器的收敛速度在很大程度上取决于步长因子u,当步长参数较大时,均衡器收敛速度快,步长较小时,收敛速度慢,但同时稳态均方误差随着步长因子u的变大而增大,这是一对需要权衡的矛盾。变步长算法在开始阶段使用较大的步长因子加快收敛速度,随着迭代次数的增加,当均衡器系数接近最优时使得步长因子随之减小,减小稳态均方误差。在同样的稳态均方误差下,变步长算法具有更快的收敛速度。考虑到稳态误差MSE=E{e2(n)}=E{[d(n)-y(n)]2}的大小也是在收敛条件下随迭代次数的增加而减小,可以通过MSE对步长因子的控制达到变步长算法的要求,基于MSE的变步长CMA算法的表达形式如下:
u(n)=αu(n-1)+βE{e2(n)} (14)
式中,0<α<1,β为比例因子,保证步长因子的范围在使算法收敛的区间内,可在仿真中确定。
采用式(14)而不是直接采用剩余误差与因子的乘积主要是因为开始时刻稳态误差较大,为了保证算法收敛,稳态误差所乘因子相对就很小,这样步长因子就会随迭代次数快速变小而不能起到加快收敛速度的作用。
3 MCMA+DD-LMS双模式盲均衡算法
双模式盲均衡算法综合利用了不同特性的盲均衡算法的优点,在均衡器输出信号眼图闭合时,采用收敛稳健性较好的盲均衡算法,眼图张开以后切换到误码性能较好的算法。在保持较好收敛稳健性的同时,既加快了收敛速度,又减小了稳态误差。具有较好的性能。
MCMA+DD-LMS双模式盲均衡算法,开始阶段使用变步长MCMA算法使眼图睁开,克服载波频偏引起的接收信号相位旋转,当误码降低到一定程度时切换到DD-LMS,以减少算法收敛后的剩余误差。DD-LMS与MCMA算法之间的切换是通过绝对剩余误差来实现。算法根据剩余误差的大小,在MCMA算法和DD-LMS算法之间切换,可以避免突发噪声的干扰、更好地跟踪信道变化[3]。算法权向量的迭代公式为
undefined
其中,μM和μD是两种算法的迭代步长,A为判决圆半径,可在仿真中确定。
4 仿真结果分析
仿真条件:均衡器长度为11阶,信噪比为20dB,固定步长因子为0.0002(变步长算法的初始步长为0.002),变步长参数:α=0.97,β=0.0001,判决圆半径A=0.2,调制方式为QPSK调制,信道环境为加入高斯白噪声的多径瑞利信道(物体运动速度为150km/h,多径条数L=3)。
图2为固定步长MCMA算法、变步长的MCMA算法以及变步长MCMA-DD-LMS算法收敛曲线的比较,由比较曲线可以看出,变步长的MCMA算法在同样的剩余误差下具有比固定步长MCMA算法更快的收敛速度,而MCMA-DD-LMS算法性能最好,它不仅具有较快地收敛速率,而且剩余误差更小,是一种更好的均衡算法。
图3为信号均衡前的星座图,图4为应用变步长MCMA-DD-LMS算法均衡后的星座图,由仿真结果可以看出,发送序列经过非理想信道后,在没有经过盲均衡前,由于多径干扰、高斯白噪声以及信道畸变的影响,接收的序列已经非常混乱,基本上已经完全混杂在一起,如果直接进行判决,将会产生很大的误码率。经过信道盲均衡以后,输出序列基本上聚集到4个“星座”点周围,这时候再进行判决,误码率较小,同时可以看出由于MCMA-DD-LMS算法的相位敏感性,接收信号的相位旋转得到较好的校正。判决器的正确判决率将显著提高,达到了盲均衡的目的。
5 结束语
本文研究了一种变步长MCMA-DD-LMS双模式盲均衡算法,和CMA算法相比,该算法能有效克服相位旋转和一定范围的载波频率偏移,减小物体高动态性引起的多普勒频移影响,同时具有较快的收敛速度和较小的剩余误差,仿真结果表明该算法具有较好的性能,具有一定的参考和使用价值。
参考文献
[1]张立毅.数字通信系统中的盲均衡技术研究[D].北京:北京理工大学博士学位论文,2003.
[2]邹谋炎.反卷积和信号复原[M].北京:国防工业出版社,2001.
[3]张艳萍,赵俊渭,李金明.一种快速收敛的水声信道载波复盲均衡算法[J].声学学报,2006,31(1).
[4]赵宝峰.变步长盲均衡算法的研究[D].太原理工大学硕士学位论文,2004.
均衡模式 篇10
一、“海宁模式”:一个义务教育发展的新均衡模式
义务教育均衡不仅是一项政策要求, 更是义务教育发展的必然趋势。地处浙江北部, 作为全国百强县 (市) 之一的海宁秉持兴教办学的一贯作风, 在科学发展观与和谐社会构建重要思想的指导下, “在教育规划过程中始终坚持‘教育以育人为本, 以学生为主体’的原则, 立足均衡化, 融入优质化, 推进精细化, 促进公平化”。[1]目前, 海宁全市各级各类中小学校有在校学生91737人, 其中义务教育阶段在校学生68075人, 小学入学率、巩固率保持在100%;初中入学率为99.99%, 巩固率为99.92%, 义务教育阶段各项指标居全省前列;初中毕业生升入高中段的比例为98.03%, 高考成绩始终保持嘉兴领先;[2]尤其是2009年一条题为《海宁义务教育连续三年“零择校”》的新闻报道让社会各界叹为观止。可以说海宁市的义务教育探索出了自己的品牌———“海宁模式”, 并成为了义务教育均衡发展的一种新模式。
二、“海宁模式”:探索义务教育均衡发展的新实践
1. 基于“零择校”的义务教育均衡制度
义务教育择校问题一直是人们关注的热点, 2004年有学者对全国12个省市的10000个家庭进行了调查, 发现在公办学校就读的学生中, 择校 (含借读) 的学生比例达到20%, 在直辖市和省会城市更达到了27.8%。[3]择校热不仅加剧了教育的不均衡, 还衍生出了“乱收费”“条子生”等教育腐败现象。
过去家长们对择校的狂热给海宁市正常的招生和教学带来了巨大的负面影响。2007年海宁市开始大力推进“零择校”政策, 制定了《海宁市城区公办初中小学新生入学招生办法》, 以文件形式硬性规定了新生入学的原则和条件, 严格控制本市学生跨学区借读, 实行“零择校”;同时市教育局每年下达各中小学招生计划以规定每个学校的班级数量, 要求各学校不得随意扩大班级规模, 在招生中要做到招生政策公开、招生计划公开、招生结果公开。以上办法在解决“择校”现象以及教育腐败问题上取得了可喜的成果。2008年在“人民满意学校”评议活动中, 海宁市把有关招生和教育收费等项目作为标准来测评, 群众满意和较满意率达到95%以上。更难得的是, 到2009年为止海宁市已经连续三年实现了公办初中、小学的“零择校”。
2. 基于“全纳式”农民工子女教育均衡安排
党的“十六大”把“社会更加和谐”作为全面建设小康社会的目标之一提出来, 外来务工人员子女作为处于社会较低阶层的一个弱势群体, 解决他们的教育问题对实现教育的和谐发展具有重要意义。
海宁市一直坚持“以流入地政府为主, 以公办学校为主”的原则, 于2006年出台《外来务工人员子女就学管理办法 (试行) 》, 把非海宁市户籍的外来务工人员子女教育纳入了全市教育总体发展规划, 并通过以下措施来解决: (1) 对存在师资力量薄弱、用房紧张、资金短缺等现实问题的三所农民工子弟学校进行整改和扶持, 实行与公立学校一样的统一管理。 (2) 公立学校实行“全纳式”制度接收农民工子女:市教育局在2007年和2008年下达的当年义务教育招生计划中明确要求各学校在班额许可的情况下, 安排符合条件的外来民工人员子女入学, 不得拒收。 (3) 对农民工子女的政策倾斜:对经济困难的学生实施“教育券”、助学金、奖学金制度和社会资助、减免学杂费等措施, 2008年起规定符合条件的外来务工人员子女也可以享受免收义务教育阶段学生课本费和作业本费的优惠政策。
这种以“全纳式”制度为主, 辅以民办学校的办法在很大程度上解决了当地农民工子女的义务教育问题。据统计, 2008年海宁市在校的新居民子女共12609人, 其中在公办中小学就读的有10014人, 比例达到79.42%[4], 基本实现了《关于海宁市新居民子女接受义务教育的实施意见》的工作目标。
3. 基于“差异正义”的教师资源均衡配置
美国哈佛大学教授约翰·罗尔斯在其公平理论中提到了包括反效率原则、差别原则和补偿原则等内容的“差异正义”, 也就是说对于处于不利地位者的利益应用“补偿利益”的办法来保证。[5]
海宁市于2005年、2006年、2007年分别出台的《关于进一步加快城乡教育一体化发展的若干意见的通知》《进一步加强农村中小学教师队伍建设的若干意见》和《关于实施义务教育经费保障机制改革的通知》等文件都涉及改善教师待遇的项目。从2005年起农村教师除了可以享受和城市教师相同的基本工资、奖金和福利外, 还有交通费补助;从2006年起, 在编在职的农村中小学教师, 每月可以领到市政府的50~150元的工作补贴;在考核奖励和评优上也向农村教师倾斜;同时, 开展领雁工程、农村小学骨干教师培训、各类专题培训等加强对农村教师和校长的培训或职后教育。“从2007年开始, 海宁市用3年的时间来实施‘提升工程’, 共投入培训经费约200万元, 全市农村中小学教师共有8700多人次参加了培训……还选送了12名农村省级骨干教师、校长和201名农村市级骨干教师、校长分别参加省级和嘉兴市级培训”;[6]另外, 市政府每年用不少于当地教职工工资总额3%的比例安排中小学师资培训专项资金, 以进一步提高教师综合素质, 特别是农村教师的业务水平。
据有关统计, 海宁市现有在职教职工5400多人, 其中农村教师3500多人, 占到60%以上, 这其中80%是义务教育阶段的教师;[7]而各级名优教师累计超过1500人, 农村学校名优教师已占到名优教师总数的46.1%。[8]可以看出, 农村教师在数量和质量上都有了很大提高。
4. 基于“特色化”的学校均衡发展
海宁市在积极推进教育标准化和均衡化发展的同时, 也把特色化建设作为提高教育水平的重要办法之一, 树立了以“特色立校、特色强校、特色兴校”的指导思想。自从2004年《关于海宁市特色学校创建工作的意见》下发之后, 得到了当地各中小学的积极响应。为了保证这项长期而又艰巨的系统工程能顺利进行, 海宁市在规划中循序渐进, 并且通过对教师和校长等开展必要的理论培训和鼓励课题项目研究来提高理论水平, 配合考察成功的特色学校、校间结对互助、教师拜师取经、研讨小组指导、校长论坛、特色教学研讨会、新闻和期刊专栏开辟等方式不断扩大特色教育先进理念的宣传, 帮助教师和领导提高特色学校创建的理论和操作能力, 最后通过科学有效的评价体系来对特色学校创建工作进行评价和反馈。
海宁市经过近十年的努力, 已经形成了“校校有特色、教师有特点、学生有特长”的教育均衡发展新格局。例如长安镇初级中学以科技创新为本校的重点和特点, 2005年制订了《抓科技教育, 促学校发展》的特色学校创建规划。目前, 学校科技教育的成果已经显现, 学生在海宁市级、嘉兴市级的各类比赛中, 多次取得优异成绩, 学校以科技创新为特色的办学之路赢得了家长和社会的好评。
5. 基于“教育共同体”的城乡均衡发展
“教育共同体”采取的是“城区学校+农村学校”的结对子模式。2009年海宁市教育局发布的《关于组建城乡教育办学共同体的实施意见 (试行) 》对“教育共同体”的组建形式、师资调配、财务管理、教育教学和考核评价等作出了具体详细的规定和说明, 这给首先尝试这种方法的5对10所学校提供了指导和政策依据。根据《关于进一步推进义务教育均衡发展的实施意见》规定, 每年政府会安排共同体城区学校专项补助经费20万元, 同时, 建立有效的激励机制, 对共同体办学工作扎实、成效显著的集体和个人给予相应的精神和物质奖励。这样, 通过与优秀学校结成共同体, 农村学校就可以借鉴、吸收和运用先进的理念、管理模式、学校文化等优质教育资源。
三、“海宁模式”:“五大主题”下的教育均衡经验
为了适应义务教育改革的需要, 保证教育均衡的稳步推行, 海宁市在“以县为主”教育管理体制的基础上提出了教育发展的五大主题———“规范、均衡、优质、特色、和谐”。其突出特点就是用“公平”和“效益”两条腿走路, 围绕“五大主题”来统筹协调各项具体工作, 努力实现做人民满意教师、办人民满意教育、创人民满意学校的“三满意”教育目标。
1.“规范、均衡、优质、特色、和谐”五大主题相互作用, 共同提升
义务教育的均衡发展需要相应的规章制度来规范, 通过确立一系列政策和实施细则来保障各组织部门、学校和相关人员在工作中有法可依、有章可循, 将各项工作细致化、具体化和正规化, 提高工作效率。
义务教育均衡作为义务教育发展的基础, 绝不是简单的平均。美国管理学家彼得提出过著名的“木桶原理”, 该原理主要是说一只水桶盛水的多少主要取决于水桶本身最短的那块木块而不是最长的那块。教育也是如此, 如果不能让所有的人都享受到公平的教育, 那么教育质量优化、社会和谐也就无从谈起。
“优质”是教育发展的动力, 要求在努力实现教育均衡的基础上逐步提高教育的效益。具体要求以促进学生的全面发展、教师的专业成长和学校的可持续发展为基本原则, 不断进行课程改革、更新教育理念, 提高教育质量, 为整个义务教育发展过程提供源源不断的前进动力。
提出“校校有特色, 教师有特点, 学生有特长”, 确立了“特色”在促进教育发展中的重要地位。这种差异化的教育格局符合不同个体的个性化特征, 成为实现“均衡”的一个重要手段。
“和谐”的教育氛围既是其他所有主题的大前提, 也是整个义务教育发展思路的终点。“和谐”主要考察的是学校内部、学校之间、学校与领导部门、学校和其他社会部门等的关系。只有保证这些关系都是协调的, 才能让师生在和谐的教育氛围中共同成长。
海宁市“五大主题”中的“规范”是制度保障, “均衡”是根本基础, “优质”是重要动力, “特色”是核心手段, 而“和谐”则是最终的出发点和落脚点, 从而形成一条层层递进、相互联系、彼此促进的教育发展思路。
2. 坚持人本原则, 以“特色”促“均衡”
“以人为本”是科学发展观的核心内容。而教育是提高国民素质, 促进社会发展的一项社会活动, “在一定意义上, 教育是直面人的生命、为了人的生命质量的提高而进行的社会活动, 是以人为本的社会中最体现生命关怀的一种事业。”[9]
海宁市在实现教育均衡中始终坚持“以人为本”的社会原则, 积极探索真正符合教师专业成长和学生全面发展规律的教育模式, 既凸显个体的自身特点又保证整体水平。海宁教育通过积极推进“特色学校创建”战略鼓励学校根据自身特点和当代社会发展需要制定彰显本校特质的发展战略。“特色学校创建”是一条纽带, 连接了“以人为本”和“均衡协调”, 而“均衡”是“以人为本”的重要内容, 更是评价“以人为本”理念实现与否的重要标准。
3. 政府重视, 以政策保“均衡”
海宁市政府高度重视教育事业发展, 在教育经费投入、师资队伍建设、调整学校布局和教育管理等方面都做了大量的工作。政府领导人树立强烈的责任意识和先进的教育观念, 并在具体工作中以身作则。“以县为主”是海宁市一直坚持的教育管理体制, 在这一体制下, 海宁市制定了一系列促进义务教育均衡发展的政策制度, 这为推进教育均衡发展提供了保障。
【注:本文系国家社会科学基金项目“进城农民工子女教育政策绩效评估与体制创新研究” (课题号:10BJY014) 阶段性成果。】321004)
参考文献
[1][6]胡振学.整体推进中的特色创建———地方教育科学和谐发展的海宁战略[M].北京:研究出版社, 2009.
[2]海宁市教育局.猛进如潮的海宁教育[EB/OL].http://www.zjhnedu.com/jyxz.asp?page=1, 2008.
[3]文东茅.我国城市义务教育阶段的择校及其对弱势群体的影响[J].北京大学教育评论, 2006 (2) .
[4]邹建锋.海宁城乡一体化的三个关键词[EB/OL].http://finance.sina.com.cn/roll/20081104/00515463247.shtml, 2008-11-04.
[5]翟博.教育均衡论———中国基础教育均衡发展实证分析[M].北京:人民教育出版社, 2008.
[7]海宁市教育局.海宁市农村中小学教师将首次领到“工作补贴”[EB/OL].http://www.zjedu.gov.cn/gb/articles/2006-09-08/news20060908120853.html, 2006-09-08.
[8]俞星, 陶巍.海宁教育:潜龙出海迎风踏浪舞出教育改革“新五式”[EB/OL].http://jxrb.cnjxol.com/html/2011-05/12/content_469475.htm, 2011-05-12.
均衡模式 篇11
一是改革资金投入机制，确保校舍安全。创新教育发展投入机制，以财政投入、教育融资和撬动社会资本为三大引擎，多渠道筹措教育事业发展经费。近3年来，全市公共财政预算教育事业支出达90.82亿元，占地方公共财政预算支出的17.07%；完成教育融资9.83亿元，撬动社会资本6.24亿元。为解决玉溪市因“普九”早、抗震等级提高后带来的中小学校舍危房存量大、资金筹措难、审批时限长、规划管理不规范等问题，2013年7月，玉溪市启动了美丽100校园行动计划暨中小学校舍安全工程，创新采取统一建设、统一筹资、统一还款的“三统一”建设模式，决定用3年左右时间，计划融资投入33.5亿元，完成所有D级危房排除和B、C级危房加固，打造113所美丽学校。截至目前，全市已建成美丽学校60所，校安工程建成校舍939幢90万平方米。校安工程建设速度大幅加快，各项指标位居全省前列。
二是改革资源分享机制，发展“互联网+教育”。抢占“互联网+”发展先机，将教育信息化纳入全市信息化发展整体战略布局，融资近5亿元，在全省率先启动具有玉溪特色的“全覆盖、广应用、促均衡”的教育信息化建设，构建“城乡统筹、均衡发展、共建共享”机制，惠及全市所有45万师生，有效破解信息孤岛、缺师少教、重复建设等问题，扩大优质教育资源覆盖面。目前，数字化校园一期59所学校建设已全部完工；集教学、管理、评价于一体的玉溪教育云正式上线试运行，年内玉溪市将不断拓展“互联网+教育”应用效益，促进各类教育齐头并进、城乡教育共同发展。
三是改革学校管理机制，促进各类教育协调发展。从2005年起，部分县区率先试点取消学校行政级别。在幼儿园推行“联片教研”。实行民办幼儿园园长和教师到公办幼儿园挂职学习制度，带动区域内幼儿园共同发展。采取“公办民助”“民办公助”“股份合作”“租赁付息”等多种方式，形成了“洛河模式”“新平模式”“杨广模式”等多种学前教育举办模式。在中小学全面实施“学区建设”。根据区位、资源、规模和教育教学质量，设置一定数量的学区，学区内由1所城区优质学校牵头，2至5所山区、坝区普通学校和薄弱学校参与，统一调配师资、统一教学管理、统一评价考核，校际间管理互通、资源共享，逐步缩小校际和城乡差异。试行优秀教师多点执教。红塔区和市直高中的优秀教师，经批准同意可进行多点执教，执教学校根据教师辅导授课情况，计入绩效工资发放相应报酬，促进优质教育资源流动。市属县区高中“捆绑考核、协同发展”。将18所公办普通高中组建成4个“捆绑体”，初步构建了“教、学、研、训、考”一体化的联动工作机制。创新特殊教育形式。在全省率先实行多重残疾儿童少年“送教上门”服务，形成了以市特殊教育学校为骨干，以普通学校附设特教班和随班就读为主体，以社区康复教育为补充的特教体系。大力扶持民办教育。市级每年安排200万元民办教育发展专项资金，纳入目标管理，实行对口帮扶，提升民办学校办学水平。
四是改革队伍建设机制，提高教师能力水平。全市新增360名音乐、体育、美术教师专用编制，为乡镇中心小学、农村中小学配齐了音体美教师，基本满足了开齐课程、开足课时的需要。近5年来，共招聘新教师2 758人，95%以上安排到农村和薄弱学校。建立健全校长能上能下的任用机制，实行任期制和轮岗交流制，新提拔的校领导全部到农村学校挂职锻炼。按照“关系不动、人员流动”的原则，学区内校长、中层干部、骨干教师和普通教师进行轮岗交流，促进优秀师资共建共享。近3年来，全市共轮岗校长103人、交流教师3 516人。与云南师范大学签署战略合作协议，借助高校优质资源提升师资水平。积极构建“国培”与“省培”、全员培训与骨干教师培训、校本培训与远程培训相结合的师训体系，每年培训教师1.5万人次，覆盖面达90%以上。在省级17个名师工作室的基础上，成立了7个市级“名师工作室”，充分发挥名师示范带头作用。加强师德师风建设，划出“红线”、规定“禁区”，实现师德建设制度化、规范化和法治化。
均衡模式 篇12
1.1 非均衡发展理论对江苏沿海开发的启示
自从20世纪中期以来, 西方经济学界相继诞生了一系列区域非均衡增长理论, 包括佩鲁的增长极理论、缪尔达尔的循环累积因果理论、赫希曼的空间传递理论、弗里德曼的核心—边缘理论, 以及梯度推移理论、点轴发展理论等[1]。非均衡理论认为, 因稀缺资本的约束, 经济增长在区域之间注定是非均衡的。在经济发展的初级阶段, “回波效应”超过“涓滴效应”, 使区域差距扩大。随着“涓滴效应”的逐步增加, 区域差距将会逐步缩小。2009年, 江苏省沿海开发已正式上升为国家战略, 江苏省沿海地区必须充分发挥区域资源要素条件优越的地区加以培育, 使之成为“增长极”或“发展极”, 再通过“涓滴效应”, 逐步带动江苏省沿海地区的整体发展。
1.2 江苏沿海经济非均衡发展的意义
20世纪80年代, 江苏为适应改革开放与发展区域经济的需要, 实行的是以苏南地区为重点的倾斜不平衡发展战略, 这一战略使苏南经济迅速崛起, “苏南模式”也成为我国东部地区经济发展的样本。但是, 在苏南地区经济快速发展的同时, 也出现了江苏地理空间上的苏南、苏北“二元经济结构", 使苏北沿海地区“经济洼地”的格局也更加突出。由于“循环积累因果原理”作用, 苏南、苏北的差距仍呈不断加大之势, 江苏沿海地区的发展上升为国家战略就是为解决区域经济发展失衡问题, 从而制定出的一个区域经济协调发展战略。在推进这一重大发展战略的过程中, 必须灵活运用区域经济非均衡发展理论, 充分发挥沿海地区区域的比较优势, 实施“三极一带多节点”的空间发展模式, 从局部上突破, 形成各区域之间的相互关联、优势互补、整体推进, 合理布局地区经济结构, 实现沿海地区经济的协调发展与共同发展。
2 江苏沿海非均衡发展的区域条件
2.1 资源条件优势各异
江苏沿海海岸线由北向南纵向延伸, 资源条件非均衡十分明显。首先, 区域南北跨度大, 南部为亚热带, 气候冬温夏暖, 湿润多雨;北部为温带, 冬寒夏热, 夏雨集中。南北气候差异对沿海地区的资源禀赋与农业发展影响较大。其次, 沿海地区后备土地资源丰富, 但是区域分布不均衡。中、南部沿海十分丰富, 北部相对较少。全区有滩涂66.7万hm2[2], 盐城市境内最为集中, 广达45.33万hm2, 占全区沿海滩涂面积的2/3。第三, 沿海岸线资源非均衡现象也较突出。北部连云港市多为基岩海岸, 又具有东西连岛的屏障作用, 可布局建设30万t级航道和码头;南通江海相连, 临近烂沙洋槽的洋口港具备20万t海轮通航能力;盐城沿海岸线较为平直, 属淤积海岸, 建大港条件不如连云港与南通二市, 但在众多河流入海口建中小型港口条件优越 (表1) 。第四, 沿海海洋资源、风力资源、旅游资源等都存在明显的地域差异, 特点各不相同, 对沿海地区的发展具有较大的约束力。
2.2 地理区位各具特色
连云港市地处新欧亚大陆桥的东桥头堡, 又处我国沿海“Л”型生产力布局的北部交汇点, 拥有广阔的中、西部腹地, 具有与甘肃、新疆、河南、陕西等陇海兰新沿线经济区开展多层次、多渠道、多领域区域合作的巨大潜力, 有构建东方大港有利区位;南通市沿江临海, 与大上海隔江相望, 是我国沿海“Л”型生产力布局的南部交汇点, 具有建设“北上海” 的区位优势;盐城市地处我国沿海“Л”型生产力布局的中部, 北接欧亚大陆桥东桥头堡, 南连“长三角”与上海都市圈, 具有联系南北的桥梁作用。沿海三市不同的区位特点, 使江苏沿海经济非均衡发展现象较突出, 对三市区域特色的形成与张扬具有重要影响。
2.3 经济基础南北差异
2008年, 江苏沿海地区实现地区生产总值为4863.49亿元[3], 但南北差异较大。其中, 南通市地区生产总值2510.13亿元, 占沿海经济带的51.62%;盐城市1603.26亿元, 占32.97%;连云港市750.10亿元, 占15.41%。2008年江苏沿海三市规模以上工业总产值和工业增加值均实现较快增长, 工业对经济增长的贡献也显著提高, 贡献率也呈由南向北递减。南通工业经济的贡献率达57.0%、盐城为55.3%、连云港为47.7%, 但三市的平均贡献率达54.9%, 明显高于全省平均水平的40.1% (表2) , 表明江苏沿海地区的工业对经济发展拉动作用突出, 工业已成为经济发展的重要力量。近年来, 沿海三市第三产业发展较快, 但发展也不平均, 南通市第三产业地区生产总值最高, 是连云港市的3倍 (图1) 。产业的差异性有利于互补短长、合作共赢[4], 也对江苏沿海地区空间发展模式形成地理约束。
注:数据来源于2008年《江苏经济社会概览》。
2.4 区域功能的非均衡
综合各区域资源综合要素及发展条件, 沿海三市区域功能也各有特点。连云港市拥有江苏唯一一处基岩海岸, 港阔水深, 具有优越的建港条件;有陇海兰新线作纽带, 腹地广大, 显示出发展国家大型港口和综合性交通枢纽的强大区域功能。盐城市沿海滩涂资源丰富, 具有广阔的发展空间, 是我国重要的后备土地资源开发区, 拥有两个国家级自然保护区, 生态环境质量好, 具有建设现代农业基地和发展湿地生态旅游的良好区域功能。南通市地处长江口以北, 紧邻大上海, 兼有江海之利, 岸线资源丰富, 发展基础好, 打造世界级“船谷”与国家级沿海主要港口的区域功能非常突出。
3 非均衡发展模式:“三极一带多节点”
经济要素由于区域之间禀赋差异和价格等原因, 在市场机制作用下, 总是遵循利润最大化的原则向优势区位流动, 从而形成了要素在区域内部以及区域之间的集聚和扩散运动, 即区域要素流动。这种经济要素的流动有利于要素在区域内实现优化配置, 提高要素利用效率, 实现区域生产要素在产业间和地域空间的最优组合, 保持区域各要素效率的不断提高[5]。“三极一带多节点”非均衡发展模式的提出, 将有利于江苏沿海地区进一步搞好产业规划、优化产业结构、完善产业布局、构建发展载体、增强产业活力, 高起点打造江苏沿海产业带, 培育我国东部沿海新的经济增长极。
3.1 培育发展增长极, 增强沿海的辐射能力
江苏沿海地处我国沿海“经济洼地”, 三座中心城市规模偏小、功能不完善, 长期以来既限制了区域发展要素的有效流动, 削弱了中心城市的聚集效应和扩散效应。“三极”的培育, 即要重点加快连云港、盐城和南通三个中心城市的建设, 扩大城市规模, 加强中心城市之间及周边地区的联系, 增强其辐射带动作用;要以开发区为依托, 以大企业、大项目为载体, 不断提升产业层次, 构建现代新型产业基地, 尽快使三个中心城市达到一定的经济规模, 形成经济实力雄厚的都市圈, 提升对周边地区的辐射和带动能力;要完善与增强三个中心城市的功能, 提升其对外开放水平, 使其成为对外开放的窗口, 联系内陆腹地与国际经济空间的桥梁。
3.2 构建交通轴线, 打造江苏沿海产业带和城镇带
根据波兰经济家萨伦巴[6]和马利士提出的“点—轴”理论, 随着增长极数量的增多, 增长极也成了“点—轴”开发模式的“点”。在经济发展过程中, 增长极之间必然会出现相互联结的交通线, 理论上称为发展轴。点—轴空间布局表现了产业在点、线、面上的分布与组合, 从而形成多种类型的产业城市、产业基地、产业带、产业群。江苏沿海产业带要依托沿海高速公路、沿海铁路、通榆运河等主要交通轴线, 促进产业集聚和生产性服务行业的发展, 形成新能源、汽车、新型装备、新材料、现代纺织、新兴海洋等优势产业, 提升现代农业发展水平, 加快现代物流、研发设计、金融商务等生产型服务业发展步伐, 加快沿线地区小城镇特别是临港小城镇建设, 传递中心城市的辐射功能, 使这一地带成为工业化与城市化的重点区域。引导人口和产业向重点开发区域集中, 使此带成为功能清晰、各具特色的沿海产业带和城镇带。
3.3 推进沿海港口建设, 培育沿海发展重要节点
要着力加快沿海港口群建设, 培育江苏沿海开发的多个节点。加快“新亚欧大陆桥东方桥头堡”建设是沿海地区发展的重点, 港口群建设应以连云港港为核心, 自北而南形成连云港港、灌河口港口群、滨海港区、射阳港区、大丰港区、洋口港区和吕四港区等7个重要节点;以港口为依托, 集中布局建设临港产业, 发展临海重要城镇, 促进人口集聚, 推进港口、产业、城镇联动开发, 带动“产业向园区集中, 园区向港口集中”, 构建海洋型经济发展的新格局, 使港口成为提升沿海地区整体发展的支撑点。
4 “三极一带多节点”发展模式战略思考
“三极一带多节点”的非均衡发展格局, 在空间布局上形成“块、带、点”的有机联系, 在发展机制上形成“三位一体”的协调发展, 可有效地实现城镇、港口、产业发展的互动, 形成功能清晰的沿海产业带和城镇带, 较好地改变江苏经济发展苏南强、苏北弱的非均衡发展格局, 最终实现江苏沿海地区整体发展, 苏南与苏北共同发展 (图2) 。
4.1 强化中心城市的“极化”与“扩散”效应
要充分利用沿海地区的优势, 在非均衡发展的框架下, 重点建设江苏沿海三个中心城市, 使之形成江苏沿海地区重要的经济增长极, 从而产生良好的极化效应和扩散效应, 带动周边地区或其他产业发展。要将连云港市打造成国家级高新技术、新材料、新医药产业基地和区域性国际物流中心, 利用其“海、古、神、幽”旅游资源优势, 建设成为国际知名的海滨旅游城市和国内著名的旅游目的地。要将盐城市打造成为汽车产业、新能源、风电机械制造业基地, “长三角”北翼重要的物流基地, 我国东部沿海重要的湿地生态旅游地和旅游城市。要将南通市打造成船舶及装备制造业、港口机械和石油机械制造业、海洋特色产业、区域性物流基地, 我国独具特色的旅游休闲城市。最终将沿海三市建成百万以上人口的特大城市, 成为区域发展中产生“回波效应”与“涓滴效应”的增长极, 为江苏沿海开发提供强大的支撑。
4.2 充分发挥沿海交通轴线的纽带作用
产业带的形成是区域发展中极化过程和扩散过程相互作用、相互促进的结果。强化交通轴线的构建, 可调整优化产业布局, 促进生产要素在更大范围内由非均衡到均衡的动态、合理流动, 增强区域整体实力和综合竞争力, 形成互动并进、共同发展的新局面。从江苏沿海"三位一体"发展的空间格局看, 要依托沿海地区新长铁路、沿海铁路、沿海高速、同三高速公路、通榆运河及沿海港口群等构成的集束状交通基础设施, 完善城镇空间布局, 城镇与港口之间通过东西横向的交通轴线相连接, 每一个港口 (连云港港、大丰港、洋口港等) 都对应一个相应的城市, 形成“港—城”对应的双核结构 (表3) , 从而形成港—城互动的新型空间格局。
4.3 将节点建设成为江苏沿海开发的桥头堡
长期以来, 江苏沿海港口建设滞后于全省经济发展。要加快沿海港口建设, 以连云港徐圩港区、南通洋口港区和吕四港区, 盐城大丰港区、滨海港区和射阳港区, 以及灌河口港区等七个重要节点, 建设临港产业带和园区, 并向腹地延伸, 成为产业带的支撑点。由于城市和港口在人类活动中的紧密关系, 依港建城, 港城一体, 互相依托与促进, 形成了世界上许多港口和城市共同发展的现象, 进而形成“依城建港”模式[7]。所以, 港口建设必须与港城建设结合起来, 形成港城联动发展。同时, 要重视临港产业与临港工业园区的建设, 吸引产业在港口城市的集聚。临港大工业发展产生的协作引力将不断吸引前后相关联产业在港口城市集聚[8]。连云港港是江苏最大海港、“新欧亚大陆桥东桥头堡”[9], 要在港口节点建设进程中形成港口、港城、港区 (临港工业园区) “三港联动”的整体推进, 带动沿海发展。
4.4 推进“产业、城镇、港口”的“三位一体”发展
城市在沿海区域经济发展中起着核心作用。沿海开发应以城市为中心, 以圈域状的空间分布为特点, 逐步向外发展, 形成三极 (城市) 、一带 (产业带) 、节点 (港口) “三位一体”发展, 把城市化与工业化有机结合起来, 推动经济发展在空间上的协调, 对发展城市和农村经济、推动区域经济协调发展和城乡协调发展意义重大。港口是江苏沿海区域发展的重要优势, 全面推进沿海经济区发展, 要充分发挥港口的龙头作用, 把港口建设放在更加重要的位置。港口开发必须与产业布局、城市的扩张相协调, 三位一体, 互动发展, 加快形成沿海港口群、产业群、城市群[10], 把江苏沿海区域建设成为我国东部最具有竞争力的经济区域。
参考文献
[1]白光润.现代地理科学导论[M].上海:华东师范大学出版社, 2003∶192-198.
[2]凌申.江苏沿海地区协调发展的战略思考[J].特区经济, 2009, (11) ∶36-38.
[3]江苏沿海开发研究院, 《光明日报》驻江苏记者站.高起点构建江苏沿海产业带[N].光明日报, 2009-08-11 (7) .
[4]祝尔娟.京津冀一体化中的产业整合与升级[J].经济地理, 2009, (6) ∶881-886.
[5]唐松.基于非均衡发展理论的区域协调内涵诠释[J].经济经纬, 2008, (1) ∶70-72.
[6]崔功豪, 魏清泉, 陈宗兴.区域分析与规划[M].北京:高等教育出版社, 1999∶217, 234.
[7]刘波, 朱传耿, 车前进.港口经济腹地空间演变及其实证研究[J].经济地理, 2007, 27 (6) ∶904-909.
[8]蒋淞卿, 王伟, 李伟国.海西建设中的“三群”互动研究[J].发展研究, 2008, (9) ∶17-23.
[9]刘波.省际边界区港口竞争力比较及竞合路径研究[J].资源开发与市场, 2010, 26 (11) ∶989-991.