点-轴理论

点-轴理论（共7篇）

点-轴理论 篇1

1引言

“点—轴”理论是指导区域经济发展的基础性理论,反映社会经济发展的空间组织规律。“点”指以村镇为基础的居民点或中心城市,“轴”指由交通干线、能源通道等连接起来的产业聚集带,对轴线周围一定范围内的区域经济具有很强的凝聚力和辐射带动作用[1]。自1984年陆大道提出这一理论后,为社会经济空间结构的战略布局、国土开发、城市规划与建设提供了方法论依据。随着该理论的完善及应用领域的拓展,被广泛运用到旅游空间结构研究。国内外学者对旅游空间结构的研究主要从宏观层面和微观层面展开: 宏观层面针对全国范围、地理大区、都市旅游圈层进行综合旅游规划,主要探讨区域旅游资源的特征、组合功能和旅游地域系统空间结构演化规律[2,3]; 微观层面以旅游企事业单位、旅游产品提供者、旅游地居民、旅游消费者等大量微观主体作为具体研究对象,探讨旅游流的时空分布特征及规律,旅游线路设计、旅游行为空间模式及评价、旅游客源市场空间结构等[4,5,6,7]。

旅游空间结构是旅游系统中节点、市场、通道、支撑系统等之间相互关联、相互作用的动态组织关系,表现为旅游经济活动在地理空间上的投影,体现区域旅游业的空间集聚状态及辐射程度[8,9,10]。旅游空间结构是旅游经济长期运行且不断发展更新的累计结果,是区域旅游业开发和战略规划首要解决的问题, 合理有效的旅游空间结构布局对区域旅游业的可持续发展具有重要意义。石培基等以点—轴理论为依据,构建了西北地区旅游点—轴开发结构[11]; 汪德根、程晓丽、李红波、晋迪和高楠等分别以呼伦贝尔—阿尔山旅游区、皖南国际旅游文化示范区的山西省和陕西旅游空间结构与辽宁沿海经济带为例,运用点— 轴理论对该地区的重要旅游节点、旅游发展轴线进行了分析和测算,构建了该地区的旅游空间结构体系[12,13,14,15,16]。新疆旅游空间格局研究主要集中在旅游中心地等级体系[17]、优秀旅游城市[18]和重要的旅游产业带[19],研究方法有分形理论[20]、核密度、可达性计算等[21]。本文以点—轴理论为依据,结合区位商和城市流强度计算法,确定新疆旅游资源节点,构建新疆旅游业发展轴线及空间结构体系,以期对新疆旅游业空间布局、区域间的合作与可持续发展提供建设性意见。

2新疆旅游空间格局背景

2. 1旅游资源空间分布特征

新疆地处亚欧大陆腹地,地质地貌复杂,为多民族集聚区, 具有丰富奇特的自然景观和人文旅游资源。新疆旅游资源按照2003年《旅游资源分类、调查与评价》标准归类,有8个主类、31个亚类、103个基本类型( 其中,自然类45个、人文类58个,分别占全疆类型总数的43. 7% 和56. 3% ; 建筑与设施类型最多,其次为地文景观类)[22,23]。新疆拥有一大批品质较高的旅游资源,入选了我国不同门类的权威名录体系,如国家A级旅游景点、国家级文物保护单位、风景名胜区、自然保护区、森林公园、 历史文化名城、优秀旅游城市称号等,广泛分布在新疆15个地州市( 表1) 。

注: 数据来源于新疆旅游局官方网站( http: / /www. xinjiangtour. gov. cn) ; “ - ”代表表格统计数据为0。

新疆旅游资源分布呈现“一轴两环三带多核心”格局。“一轴”指亚欧大陆桥,是新疆旅游资源分布最富集的区域; “两环” 指环准噶尔盆地和环塔里木盆地的串珠状旅游资源群; “三带” 指沿阿尔泰山、天山和昆仑山三大山脉分布的旅游资源带,多以自然景观为主; “多核心”指新疆旅游资源分布较集中的地州或城市,乌鲁木齐及其周边旅游资源分布最密集,属一级核心,其次在伊犁西北部、哈密地区中部、阿克苏地区东北部、阿勒泰地区北部、喀什地区西部及和田地区中部形成多个次一级核心( 图1—3,见封三) 。新疆旅游资源空间分布特点与新疆地理格局一致,同时与新疆各地州市经济发展程度相吻合,这种特点有利于新疆旅游资源由点状开发到线状开发并逐步实现面状区域联动发展。

2. 2旅游交通结构特征

旅游交通包括城际交通与观光区域的漫游活动,旅游出行链完善程度与交通可达性直接影响旅游者出行意愿和旅游舒适度[24]。新疆道路网络建设滞后于我国其他省市,随着“一带一路”战略构想和“中巴经济走廊”的提出,新疆作为丝绸之路经济带核心区,东牵亚太经济圈,西连欧盟经济区的经济大走廊, 为新疆道路建设发展带来契机。目前,新疆公路、铁路、航空运输体系逐步健全,路网规模迅速扩大,路网结构进一步优化。截止2014年底,新疆公路网总里程达16. 56万km,形成了以乌鲁木齐为中心,以国道干线为主骨架,环绕两大盆地,辐射地、州、 市、县、乡和农牧团场的干支线公路交通网。其中,高速公路通车里程4400km,二级及以上公路通车里程1. 7万km。新疆铁路运营里程为4914km,铁路网密度29. 6km/万km2,铁路交通从主干线转向中短途城际铁路,以乌鲁木齐为中心的城际铁路网雏形初显( 表2、图4,图4见封三) 。新疆已建成21个机场,极大地缩短了国际、国内以及自治区内各城市之间的出行时间。

2. 3旅游市场结构特征

2006—2014年,新疆旅游经济总体呈上升趋势( 除2010年的低谷) ,2013年新疆接待游客5205. 59万人次,实现旅游总收入673. 24亿元; 2014年新疆旅游经济出现小波动,全疆游客量接待和旅游总收入分别为4952. 69万人次和650. 07亿元; 2015年新疆旅游经济进入快速复苏阶段,旅游业对新疆GDP的贡献率逐年提升。新疆各地州旅游业发展差异较大,乌鲁木齐作为新疆最大的物流集散中心和游客中转地,旅游接待人次及旅游总收入在全疆占绝对优势,其次是伊犁州,发展迅猛。新疆南北疆旅游发展极不平衡,北疆的部分地州市,如乌鲁木齐市、伊犁州、阿勒泰地区、昌吉州等地区旅游业发展呈明显上升趋势,增幅巨大,而南疆地区仅有巴州和喀什地区旅游业发展稍有增幅, 但发展速度远远滞后于北疆地州市( 图5—6,见封三) 。

3数据来源与研究方法

本文以“点—轴”系统理论为依据,采用区位商和城市流强度对新疆主要旅游节点进行界定。文中旅游资源数据来自新疆自治区旅游局官网和我国各大名录体系官网,新疆旅游年收入、 旅游年接待人次、新疆各地州市GDP、城市从业人员人均GDP等数据来源于2007—2015年的《新疆统计年鉴》和《中国统计年鉴》,部分数据来源于新疆各地州统计局统计公报。

3. 1区位商

区位商( Location Quotient) 是指一个地区特定部门的产值在地区总产值中所占的比重与全国该部门产值在全国总产值中所占比重之间的比值,是判定一个产业的专门化率和发展集聚度的重要指标。旅游业作为新兴的综合性产业,其行业比重与其他产业的关联度在国民经济中的作用日益凸显,是现代区域经济发展中的重要产业之一,其特性遵循区位商模型,依据区位商公式得到旅游区位商公式[13]:

旅游区位商分为两种计算方式: 基于GDP视角和基于行业从业人员视角,本文采用前者。式中,T'li表示旅游区位商,Git为i地区旅游年收入,Gi为i地区年GDP,Gt为i地区所在的j省的旅游年收入,G为i地区所在的j省的年GDP。旅游区位商的值大于1,表示旅游产业在该地区是专业化行业,值越高说明专业化程度越高; 如果旅游区位商的值等于1或小于1,说明旅游产业在该地区是非专业化部门,在行业竞争中不具备优势。

3. 2城市流强度

城市流是城市间在人流、物流、信息流等经济要素层发生的相互流动现象。城市流强度是城市对外联系的外向功能影响量,反映城市集聚能力、城市外向辐射能力等[25]。依据城市流强度模型,对新疆的15个地州市的城市外向功能及辐射能力进行测算,以此作为判断重要旅游节点的依据,模型为:

式中,F为城市流强度; N为城市功能效率,表示一个城市单位功能量所带来的地区经济增长,采用一个城市所有从业人员人均国民生产总值判定; E( 城市外向功能量) 表示一个城市的外向功能大小,通常采用i城市的j行业的从业人员数量来判定) 。即:

式中,Lij表示i城市j行业的从业者数量,Li表示i城市的就业总数,Lj表示全国j行业的从业者数量,L表示全国就业总人口数。i城市m个行业的外向功能量Ei可用下式表示:

以国民生产总值表示城市经济增长,以城市从业者数量表示城市功能量,i城市经济功能效益Ni用从业者人均GDP表示,即:

综上所述,城市流强度模型公式为:

4结果分析

4. 1旅游区位商计算结果

根据新疆15个地州市的旅游年收入和地区总产值,运用式( 1) 计算得2006———2014年新疆各地州市的旅游区位商( 表3) 。阿勒泰地区旅游区位商平均值为3. 45,是新疆15个地州市中最高者,且阿勒泰地区旅游收入在该地区国民生产总值中所占比重越来越高,表明阿勒泰地区旅游产业已达到很高的专业化程度,旅游产业拉动了该地区经济的高速增长。这主要得益于阿勒泰地区独特的旅游资源禀赋与政府职能部门对旅游业的大力扶持政策。其次是吐鲁番地区和乌鲁木齐市,两者的旅游区位商平均值分别为2. 10和2. 04,乌鲁木齐市旅游区位商值稳定中有所下降,吐鲁番地区旅游区位商值呈快速增长趋势,表明乌鲁木齐市和吐鲁番地区的旅游业发展较稳定,旅游产业专业化程度较高。乌鲁木齐是新疆最大的旅游集散中心,与吐鲁番毗连,旅游资源密度和丰度较高,具备明显的交通区位优势,客源市场较为充足且旅游开发经营相对成熟。第三是石河子市、 哈密地区、伊犁哈萨克自治州( 伊犁州) 、喀什地区,旅游区位商值介于1. 50—1. 13之间,区位商大于1为专业化部门。石河子市和哈密地区得益于与乌鲁木齐较近,在经济发展政策、交通可达性和旅游业行业影响方面得到了较大的带动发展,伊犁州依托优质的自然旅游资源,旅游业异军突起得到迅猛发展。喀什地区为新疆南疆地区旅游业发展最好的城市,为中国内陆第一个经济特区,具有良好的对外贸易优势,民俗风情独特,南疆仅有的两处国家5A级景区均在喀什,对喀什的旅游发展具有极大的辐射带动作用。

克孜勒苏柯尔克孜自治州( 简称“克州”) 与和田地区的旅游区位商值平均值分别为1. 11和1. 05,虽然克州与和田地区旅游收入占GDP的比重较高,但两地GDP基数值远低于新疆其他各地州市,克州与和田地区位于南疆沿边地带属于贫困地区,以少数民族为人口主体,克州依托独特的民俗风情,和田地区凭借玉石产业,两地的旅游业尽管得到发展,但受制于落后的经济、 恶劣的地理环境和较低的交通可达性,综合上述多种因素将克州与和田地区旅游业视为不专业化部门。与其相反的克拉玛依和巴州地区,GDP值基数较大,旅游接待人次和旅游收入都高于克州与和田,但旅游业占GDP的比例较小,导致其区位商小于1,旅游业为自给性部门。

4. 2城市流强度计算结果

根据式( 1) —( 5) ,本研究采用2013年新疆15个地州市19个主要外向服务部门从业人员指标计算得到城市流强度( 表4) 。我国19个主要外向服务部门为: 农林牧渔业、采矿业、制造业、电力燃气及水的生产和供应业、建筑业、交通运输仓储及邮政业、信息传输计算机服务和软件业、批发和零售业、住宿餐饮业、金融业、房地产业、租赁和商业服务业、科学研究技术服务和地质勘查业、水利环境和公共设施管理业、居民服务和其他服务业、教育、卫生社会保障和社会福利业、文化体育和娱乐业、公共管理和社会组织业。

乌鲁木齐城市外向功能量和城市流强度值远远高于新疆其他各地州市,在新疆区域旅游发展中具有较强的辐射和带动作用,可列为一类旅游节点; 由于克拉玛依市是我国重要的石油化工基地,是新疆重点建设的新型工业化城市、人均GDP值为新疆最高,对克拉玛依市的城市流强度值起到巨大的影响作用; 石河子市、伊犁州和巴州的城市流强度值较接近,因此将上述四个州市列为二类旅游节点。阿勒泰、吐鲁番、哈密、昌吉州可列为三类旅游节点,其余5个地州市均位于南疆,可列为四类旅游节点。从城市流强度值也可以看出,新疆南北疆经济发展不平衡, 南疆发展远远滞后于北疆,旅游行业的发展也符合这一特征。

5新疆旅游空间点一轴构建

5. 1重要旅游节点界定

根据旅游区位商和城市流强度计算结果,综合考虑经济发展程度、旅游资源禀赋和交通可达性,将乌鲁木齐作为一级旅游节点,重点深度开发,引领新疆旅游业发展; 将克拉玛依市、石河子市、伊犁州和巴州作为二级旅游节点,带动周边地区旅游业发展; 将阿勒泰、吐鲁番、哈密、昌吉州作为三级旅游节点,其余地区列为四级旅游节点。

5. 2重要旅游发展轴线选择

新疆地域广袤,旅游资源空间分布较分散,依据“点—轴” 理论,采用旅游区位商和城市流强度,在明确发展轴线的基础上,结合区域经济发展状况、资源禀赋及交通可达性,构建新疆旅游业空间发展格局,形成以点促线,以线带面的区域整体发展格局。区域旅游空间格局的战略规划、旅游线路的组织设计最终要落实在交通运输通道上,因此依据新疆各地旅游景区的航运、铁路、高速公路、国道及省道制定旅游发展轴线( 表5) 。

6基于“点—轴”理论的四大旅游线路设计

6. 1北疆生态采风、草原牧歌游

北疆自然旅游资源丰富,有高山冰雪、高山垫状植被、亚高山草甸、中山草林、低山草原、温带荒漠、戈壁和沙漠等地貌和植被,有较多优质的草场,有逐水草而居的哈萨克族等草原民族, 具有独特的民俗风情。这条线路为新疆黄金旅游线路,已形成以天山天池、哈纳斯、那拉提和可可托海等知名度极高、且发展较成熟的景区。所覆盖的地区经济发达、旅游基础设施完善,交通可达性为全疆最高,形成了以乌鲁木齐市为中心枢纽的交通网络,公路网四通八达,新建铁路三条,尤其是第二亚欧大陆桥的建成极大助推了北疆生态旅游发展,因此可开展北疆生态采风、草原牧歌游( 图7,见封三) 。

6. 2南疆环游塔里木民族风情游

南疆是民俗文化旅游资源较富集的地区,有维吾尔族、柯尔克孜族、塔吉克族、蒙古族等13个世居少数民族和其他少数民族,其民族民俗文化具有垄断性和较强的竞争力。阿克苏、和田与喀什地区的维吾尔族分布尤为集中; 克州主要以柯尔克孜族为主; 塔什库尔干县以塔吉克族为主; 巴州以蒙古族为主。众多民族的音乐、舞蹈、器乐、传统手工技艺、服饰、饮食及民居极富特色,多项进入国家级非物质文化遗产名录,发展南疆民俗旅游既能满足旅游者求新、求异、求知、求乐的猎奇心理需求,同时能够促进南疆非物质文化遗产的传承与物质文化遗产的保护,因此可开展北疆生态采风、草原牧歌游( 图8,见封三) 。

6. 3丝路古道仿古、探险、揽胜游

古丝绸之路新疆段分为中道、南道和北道,在中道和南道两条干线上留存了大量的古城池遗址、烽燧、古墓葬群和佛寺洞窟道观。丝绸之路新疆段大部分地区为半干旱性荒漠气候,降雨量稀少,地表文物免受地表降水、地下水及盐碱因素的侵蚀,从而使不同时代大量古城遗址保存至今,是研究丝路文明的权威性历史标本。它们集历史价值、科考价值、观赏价值为一体,是发展旅游业的宝贵资源,既可满足专家学者的深度研究,又能满足部分旅游者探险寻奇的心理需求。丝绸之路经济带建设的契机为这条线路注入了新的活力,也使这条线路将成为面向国内外游客的一条经典旅游线路,因此可开展丝路古道仿古、探险、 揽胜游( 图9,见封三) 。

6. 4新疆沿边生态、民俗、探险游

新疆沿边境线是新疆旅游未来大力开发的重点和潜力所在,新疆陆地边境线长5600km以上,与8个国家接壤,有17个一类陆路开放口岸。这条线路主要有阿勒泰、塔城、喀什地区、 博州伊犁州,较大的口岸有霍尔果斯、阿拉山口和红旗拉普口岸。近年来新疆沿边境口岸城市跨国旅游合作发展迅猛,入境旅游人次逐年增加。2014年接待入境游客150多万人次,创汇近5亿美元,其中以哈萨克斯坦、俄罗斯游客居多。新疆沿边境带旅游资源富集且大多保留原生态旅游景观,与毗邻国家地理相近,人文相亲,具有独特的文化氛围,具备开展集生态、民俗、 探险、文化体验于一体的跨国旅游地缘优势,因此可开展沿边生态、民俗、探险游( 图10,见封三) 。

7结论

本研究以“点—轴”理论为依据,采用区位商计算法和城市流强度模型计算了新疆15个地州的旅游区位商值及城市流强度值。区位商计算法结果表明: 阿勒泰地区旅游区位商平均值为3. 45,是新疆15个地州市中最高者; 其次是吐鲁番地区和乌鲁木齐市,两者的旅游区位商平均值分别为2. 10和2. 04,乌鲁木齐市旅游区位商值稳定中有所下降,吐鲁番地区旅游区位商值呈快速增长趋势; 第三是石河子市、哈密地区、伊犁州和喀什地区,旅游区位商值介于1. 50—1. 13之间,区位商大于1成为专业化部门; 克拉玛依和巴州地区旅游业为自给性部门; 克州与和田地区旅游业为不专业化部门。城市流强度模型计算结果表明: 乌鲁木齐为一级旅游节点,需重点深度开发,引领新疆旅游业发展; 克拉玛依市、石河子市、伊犁州和巴州为二级旅游节点; 阿勒泰、吐鲁番、哈密、昌吉州为三级旅游节点; 其余地区为四级旅游节点。基于上述分析及计算结果,提出发展新疆旅游的四大旅游线路,分别为北疆生态采风、草原牧歌游、南疆环游塔里木民族风情游、丝路古道仿古、探险、揽胜游和新疆沿边生态、民俗、探险旅游。在上述四条特色游线发展的基础上,不断优化新疆旅游空间结构,实现新疆旅游资源特色互补,客源市场不断扩大的良好局面。

摘要：以“点—轴”理论为依据,对新疆旅游资源分布格局、旅游市场特征、交通网络结构进行分析,运用区位商和城市流强度计算法确定新疆旅游发展节点,建构新疆旅游业发展轴线及空间结构体系并进行旅游线路设计,以期对新疆旅游业区域合作及可持续发展提供借鉴。

关键词：点—轴理论,区位商,城市流强度,旅游空间结构,新疆

点-轴理论 篇2

1. 华阳古镇开发现状

华阳古镇位于陕西省汉中市洋县境内(图1),居住人口为6000多人,古镇居民主要从事农业生产活动。古镇留存有大量的明清及民国时期的建筑,具有开发古镇旅游的条件。

华阳景区预算投资6亿人民币,自2008年至2010年4月景区已投资1.6亿元,其中对古镇进行了建筑外立面改造、水电改装、道路铺设、环境改善以及人造景观修筑等。目前,古镇进行旅游开发存在以下几个问题:社区居民普遍缺乏旅游意识、社区居民不愿承担经济风险、景区管委会缺乏资金、古镇文化挖掘深度不够、政府对社区居民管理不到位等。由于诸多问题,古镇街区暂无旅游服务功能业态分布,不能满足旅游活动需求。

2. 街区业态划分

根据《华阳古镇修建性详细规划》对古镇进行的功能分区,E区(古商贸铺板门街)为观光区(图2),现有96户居民。本研究针对E区进行街区功能分析。根据业态类别将E区划分为4个功能区,分为零售商业区、民俗餐饮酒吧区、民俗文化体验区、民俗博物馆区。

2.1 零售商业区

将部分汉中传统老字号引入其中,与民俗文化体验区有机结合,部分手工艺品用于现做现卖,也可以制定或以其他形式出售。

2.2 民俗餐饮、酒吧区

传统固定式餐饮,以古镇民居作为背景,引入地方特色餐饮项目,使游客在享受餐饮的同时,感受洋县文化的博大精深。流动性的摊点,陕南地区存在大量的民间小吃,可以充分利用他们占地面积小、灵活、民俗的特点,与固定的建筑相呼应。

2.3 民俗文化体验区

部分与零售业结合,将各种民间工艺品如:雕刻、泥塑、刺绣、剪纸、纸扎,刺绣、竹编等的制作与销售相结合,特别强调消费者参与的体验式购物,消费者不再是观览者和购买者更是参与者与制作者。同时将民间传统曲艺的秀场设置在戏楼和一些院落中,使游人现场体验民间曲艺的魅力。

2.4 民俗博物馆区

以展示汉中地区民俗风情为主的专题性博物馆,将汉中各个时代各个地方的民间文化在此集合,用于展示雕刻、泥塑、刺绣、剪纸、纸扎,刺绣、竹编等民间工艺品,还有华阳古镇关于驿站文化、军事文化、民俗文化等方面资料或者实物的展示,同时兼有手工艺品、曲艺等演示活动,具有浓郁的地方特色,弘扬汉中文化,传承和展示古镇民俗、民风,丰富群众文化。

2.5 业态户数计算

根据古镇规划,选取中期预计游客量23.5~24.5万人/年作为计算古镇各种业态户数的依据。按24万人/年计算,每年适游期270天计算,每天平均接待游客为900人,远期按95万人/年计算,平均每天接待游客为3500人,运用折中计算,平均每天接待游客为2200人。根据预期游客量和可开发成旅游产品的数量等确定业态相应户数:

(1)零售业商铺一般需要占全部商铺的50%左右,因此选取50户作为零售商铺;

(2)民俗文化按当地特色手工艺品、作坊种类来确定户数,其中具有特色产品的每种需要1~2户,则需要商铺户数最低为20户;

(3)餐饮游客占地面积按1.5m2/人计算,餐饮周转率按2.5计算,2200/2.5*1.5=1320m2,则需要就餐面积为1320*2=2640m2,(餐厅与厨房面积比按1:1)古镇建筑面积为15737.5 m2,平均每户面积约为160 m2,则需要餐饮店最低为17户,另加其他特色餐饮、酒吧、茶馆、客栈等需要25户;

(4)民俗博物馆选取面积较大院落布展,另加放映厅等,最低需要户数为2户。

根据以上分析,根据实际情况调整业态户数,见表1。

3.“点—轴”理论应用

3.1“点”选择原则

本研究选择四类业态做为“点”,“点”的选择根据以下原则:

(1)房屋适宜,房屋建筑面积、层数、区位、方位等适宜开设某个业态商铺;

(2)保留原有商铺,进行改造与引导,成为“点”;

(3)具有旅游意识户主的房屋。

3.2 业态发展阶段

本研究将业态发展过程分为三个阶段:初级阶段、发展阶段、完成阶段。

3.2.1 初级阶段

在四种业态之中选取各自具有代表性的商铺、餐饮酒吧、民俗文化体验馆和民俗博物馆,按照古镇街区实际情况及房屋建筑面积、层数、区位、方位等条件,其中,对古镇街区原有传统商铺(可为旅游服务商户)进行包装与开发,将四种业态代表镶嵌于街区(图3A)。四种业态代表即为“点—轴”理论中的“点”,也即增长极,具有示范和带动作用。

3.2.2 发展阶段

随着景区游客量的增加,社区居民旅游意识的增强,政府资金的投入等,以四种业态代表的“点”为增长极,带动两侧社区居民主动参与旅游活动,开设与原有点配套的业态商铺或体验馆等(图3B)。例如在民俗馆周围会产生旅游纪念品商店,在原有餐饮店周围出现相同或其他餐饮店等。这时业态户数逐渐增多。

3.2.3 完成阶段

随着景区游客量进一步的增多,原有旅游服务的商业业态难以满足游客需求,早期参与旅游活动的参与者获得一定的经济效益,对其他社区居民产生巨大的示范和带动效应,这时众多社区居民主动的参与到旅游活动之中,街区业态户数不断增加,点与点连接到一起形成旅游商业一条街,完成古镇街区旅游业态分布(图3C)。

4. 讨论

点-轴理论 篇3

1. 研究背景。

作为旅游业三大支柱产业之一的交通运输业, 制约区域旅游业的空间布局结构, 是旅游业发展的命脉, 有数据表明, 国内游客交通费用占旅游总费用的25%左右[1]。同时, 新疆幅员辽阔, 景点分散、景点间距长, 旅游城际间距离远[2], 且主要为公路交通, 这些特点决定了公路交通在新疆旅游业发展中的地位, 所以合理利用现有的公路交通网对于新疆旅游业具有重要的现实意义。旅游交通可分为三个层次:外部交通、由旅游中心地到风景区的交通和内部交通[3]。本文所指的交通主要是外部交通和旅游中心到风景区的公路交通系统, 是影响地区旅游整体发展的广义大交通的概念, 主要考虑的是主要交通干线的通达性和对该地区旅游发展的影响。

2.“点—轴系统”理论。

“点—轴系统”理论是中国著名经济地理学家陆大道先生根据德国地理学家克里斯塔勒 (W.Christaller) 的中心地理论、赫格尔斯德兰 (T.Haegerstrand) 的空间扩散理论、佩鲁克斯 (F.Perroux) 的增长极理论为理论基础, 通过对宏观区域发展战略的深入研究, 于1984年首次提出的[4]。“点—轴系统”中的“点”是一定地域范围内的各级中心城市, 它们是各自吸引范围的中心, 是人口和各种职能集中的地方, 是区域内重点发展的对象, 将连接若干大小不等的中心城市的线状基础设施所经过的地带称为“轴”地带, 而轴线上集中的社会经济设施通过物质流和信息流对附近区域有扩散作用[5], 各种要素作用于附近区域, 与区域生产力要素相结合, 形成新的生产力, 最终使区域空间结构均衡化, 实现区域的整体发展。本文以该理论为基础探讨公路交通对新疆旅游空间布局的影响, 利用现有交通合理布局旅游业的空间组织结构, 达到区域旅游业的均衡化发展, 对新疆旅游业的发展具有现实的意义。

一、研究区公路交通的发展概况

本文所要研究的是疆内公路交通, 其交通网大体为“三横五纵”。“三横”是指312、314、315国道, 314国道从乌鲁木齐出发, 经库尔勒, 向西到达喀什。312国道和315国道是出疆通道, 312国道东起江苏连云港, 西至伊犁霍尔果斯, 这条公路吐鲁番至乌鲁木齐段已改建为高等级公路, 乌鲁木齐至奎屯为高速公路;315国道由喀什向东, 沿昆仑山北麓经若羌, 翻越阿尔金山到达青海格尔木。“五纵”是指216、217、218、219和塔里木沙漠公路。其中216、217、218国道穿越天山, 贯通南北疆;219国道即新藏公路, 从叶城出发, 翻越昆仑山、喀喇昆仑山, 到达西藏阿里地区;塔里木沙漠公路北起轮台县东, 南至民丰县恰汗和315国道相连, 是世界上最长的沙漠公路, 这些公路交通对新疆旅游业的发展起着至关重要的作用。

二、新疆旅游资源空间分布现状

目前, 新疆旅游业发展形成了主要以“五区三线”为发展重点的格局, 其地域分布一方面表现出较大的复杂性, 另一方面又有一定规律可循, 新疆的主要交通沿线旅游资源丰富, 在空间上呈现串珠状分布, 旅游业的“点—轴”空间分布格局已非常明显。

“五区”是指:以喀纳斯湖为重点的生态旅游区, 以天山天池、博斯腾湖为重点的风景旅游区, 以吐鲁番为重点的古文化遗址旅游区, 以喀什为重点的民俗风情旅游区, 以伊犁为重点的塞外江南旅游区;“三线”即南线、中线和北线, 分别指:吐鲁番—库尔勒—塔中—和田—喀什线;乌鲁木齐—奎屯—乔尔玛—那拉提—巴音布鲁克—金沙滩—乌鲁木齐线;乌鲁木齐—天池—克拉玛依—乌伦古湖—喀纳斯湖线。“五区三线”的旅游空间结构布局突出了新疆主要旅游资源 (或旅游区) 的特色, 但从一定程度上来说, 忽略了次要旅游资源 (或旅游区) 的开发与发展, 没有对其空间结构的优化进行深入的研究, 即旅游热点过于集中。

三、“点—轴系统”的旅游空间格局优化

依据新疆的地理环境和交通等基础设施建设的自身特征, 以“点—轴”理论为基础, 在“五区三线”发展格局的基础上, 可以构建“一个中心”、“四个增长极”、“15个增长节点”、“三条发展主轴”、“三条扩展轴”和“两大特色旅游板块”的空间发展模式, 形成由“点—线—面”的旅游空间布局模式 (见表1) 。

通过四大旅游区及三条主轴的辐射和带动作用, 经过信息流与物质流的流动和转换, 与周边的旅游资源及相关基础设施要素相结合, 形成新的旅游增长区, 从而带动周边地区旅游业的发展, 实现旅游空间结构的优化和发展。

1. 旅游发展区 (点) 。

本文将新疆旅游区 (点) 发展归纳为乌鲁木齐中心区、4个旅游大区和15个旅游小区。以乌鲁木齐为中心, 除了经济发展水平的硬性指标, 更多地体现在它对周边地区的集聚和扩散效应, 通过分流可以对其他各地区的旅游起到了一个辐射的作用。同时, 考虑到交通的通达性、衔接度和对周边区域旅游发展的渐进扩散作用以及旅游资源价值, 形成了“三条主轴”上的四个旅游大区 (增长极) :以314国道沿线的乌鲁木齐、库尔勒、阿克苏地区和喀什为中心的喀什旅游大区;以312国道沿线的哈密、吐鲁番昌吉、石河子、霍城和伊犁为中心的吐鲁番和伊犁旅游大区和以217国道沿线的库车、奎屯、克拉玛依、布尔津和阿勒泰为中心的阿勒泰旅游大区。同时, 结合“三条扩展轴”和各县市的旅游资源情况, 形成了15个旅游小区 (节点) 。通过“点—轴”系统能量的扩散与集聚, 最终会形成由“点”到“面”的旅游空间结构模型。

2. 旅游发展轴 (线) 。

目前, 新疆各主要景点沿线都有国道经过, 把各景点连成一个网状结构。其中, 312、314、217国道, 经过主要的旅游发展区, 把“四个旅游增长极”以串珠状连接成网状形态, 可以作为“一级旅游发展主轴”。同时, 从发展主轴延伸的“三条扩展轴”也是连接各旅游节点的主要通道, 对各节点的旅游发展起到了人流、物流和信息流的输送作用, 串联和辐射整个新疆旅游业的发展。这些交通要道总揽了新疆的各类特色旅游资源, 是各类资源和能源进行转换的重要通道, 也是信息流和物质流对附近区域扩散的桥梁, 是新疆旅游业空间布局的基本骨架。

3. 特色旅游板块 (面) 。

特色旅游板块, 也即“点—轴”理论所谓的面的概念, 是旅游的板块系统。新疆旅游发展的空间布局从更大范围和更高的层次上来说, 最终会形成“两大特色旅游板块”, 分别是:南疆旅游板块和北疆旅游板块。南疆旅游板块主要包括:库尔勒、阿克苏为中心的风景旅游区;和田、喀什为中心的民俗风情旅游区;塔里木沙漠公路为主的沙漠探险体验旅游区。北疆旅游板块主要包括:哈密、吐鲁番为中心的古文化遗址旅游区;伊犁为中心的塞外江南旅游区;克拉玛依、阿勒泰为中心的生态旅游区。

结语

“点—轴系统”理论反映了社会经济空间组织结构的客观规律, 把该理论应用于新疆旅游业的整体发展, 以轴线串节点, 通过优化其空间组织结构, 有利于充分利用其现有的公路交通基础设施, 对新疆旅游业进行整合具有重要的意义。按照“点—轴系统”理论发展新疆的旅游业, 有利于突出重点又可以兼顾全局, 有利于处理好集中与分散, 从不平衡的发展到较为平衡发展的关系, 有利于消除因地域分割造成的利益冲突[6], 有利于形成综合、协调、全方位的旅游发展格局。新疆的旅游业通过轴线上的物质流与信息流等能量的交流与转换, 使各旅游区空间结构的均衡化、合理化, 最终实现各旅游区的整体协调发展。

摘要：以“点—轴系统”理论为基础, 通过分析该区公路交通基础设施的现状和目前的旅游资源空间分布模式, 提出了“一个中心”“、四个增长极”“、十五个增长节点”“、三条发展主轴”、“三条扩展轴”和“两大特色旅游板块”的旅游资源空间布局优化模式。由此, 形成了“点—线—面”的旅游空间布局模式, 充分发挥其资源优势, 实现新疆旅游业持续健康的发展。

关键词：“点—轴系统”理论,公路交通,旅游空间结构,新疆

参考文献

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五轴数控加工奇异点问题研究 篇4

五轴数控加工相对于三轴加工多了两个旋转自由度,可使刀轴方向任意,目前已得到越来越广泛的应用,特别是在高精的复杂曲面加工中具有不可替代的优势。近几年来,国内外学者在各方面进行了深入的研究。Takeuchi and Watanabe[1]提出了线性化及进给率的控制准则,并对主轴速度的控制做了研究;Lee and She[2]讨论了不同机床的正解和反解运动学;Bohez[3]等人则对不同机床的运动链设计做了深入探讨。

虽然五轴加工有许多优势,如较高的生产效率和更好的加工质量,但也增加了刀轨规划的复杂性和后置处理的难度,以及更高的投资费用,并且带来了新的问题——非线性误差。非线性误差是由于机床旋转运动的影响,导致各轴线性插补的合成运动使实际刀位运动偏离编程直线[4]。而在机床的反解运动中对于某些特殊位置,旋转轴将产生剧烈的运动(短时间内旋转180°),它将产生过大的非线性误差甚至毁坏零件,这就是常说的奇异点问题。本文将在前人研究的基础上分析奇异点产生的原因,并提出相应的解决方法。

1奇异点分析

1.1 奇异现象

图1为一螺旋面在W74CH机床上加工的仿真结果。W74CH机床是A-C双转台机床,并且两转动轴的中心不重合。从图1中可以看出,当加工到螺旋面的最顶端时,为了得到较大的行宽,刀轴近似与C转动轴平行,导致后置时C角产生突变而产生严重的过切。奇异点附近的刀位点数据见表1,相应的后置G代码见表2,后置处理前后各轴的变化曲线见图2。

从图2可知刀心点各坐标值变化均匀连续,而机床C轴、X轴和Y轴却在奇异点附近发生突变,导致刀心点轨迹严重偏离理论编程直线而产生过切。

1.2 产生原因分析

简化计算模型如图3所示。假定OA1=[i1,j1,k1]、OA2=[i2,j2,k2]均为空间单位矢量。为便于分析,令k1>0、k2>0(小于零时有类似的分析)。由图3可知,OA1与OA2的空间夹角为Φ,矢量OA2可由OA1绕Z轴旋转角度θ后得到,因此根据几何关系有:

undefined。 (1)

undefined

=Rot

undefined

undefined

undefined

。 (2)

由式(2)可解得i2、j2、k2,代入式(1)并考虑其为单位矢量可得:

cosΦ=iundefinedcosθ+jundefinedcosθ+kundefined=(1-kundefined)cosθ+kundefined。 (3)

k1=1时,i1=j1=0,θ可为任意角,由式 (3) 得:

undefined。 (4)

令f(k1)=(cosΦ-kundefined)/(1-kundefined),对k1求偏导可得:

undefined。 (5)

k1>0,cosΦ<1,因此式(5)恒小于零,f(k1)关于k1单调递减。由cosθ在θ∈(0,π)单调递减可知,θ关于k1单调递增。将式(3)对k1求偏导易知Φ关于k1单调递减,因此当k1无限逼近于1时,矢量OA1、OA2近似与Z轴平行,此时OA1、OA2的空间角Φ很小,但OA1却要绕Z轴旋转较大的角度θ才能到达OA2。

为了更形象地说明该问题,下面以一简单例子来证明以上推导。令Φ为定值,将k1连续变化可得到θ的变化规律,如图4所示。从图4中不难看出θ随k1的增大而增大,而k1接近1时θ将突然增大,并且越逼近1其变化越剧烈。

2解决方法

根据处理的时间不同,目前已有的处理方法大致可分为两类:刀轨处理和G代码处理。所谓刀轨处理是指在规划刀轨时,考虑奇异点问题使生成的刀轨避免奇异现象[5];G代码处理则是通过优化G代码使机床各轴变化趋于平缓[6,7,8]。另外Anotaipaiboon[9]提出一种优化机床配制形式的方法来避免奇异现象,王瑞秋[10]则提出将工件倾斜的安装方法。本文在前人研究的基础上,提出通过监测刀轴矢量来规划刀轨,从而避免发生奇异现象。

由前面的分析可知,奇异点发生在刀轴与转动轴近似平行处,因此在计算刀轨时可以通过判断刀轴矢量与各转动轴的夹角来确定是否会发生奇异现象。因为在实际刀轨规划时相邻刀轴矢量的夹角即Φ通常较小,一般不会超过5°。由图4知,若Φ<5°,则k1≥0.995时可能发生奇异,此时刀轴与转轴的夹角大约为5°。因此假定发生奇异的角度为ε1=5°,刀轴矢量与旋转轴的夹角为θ,则若θ<ε1则可判定该刀位可能发生奇异。此时,可以通过机床反解运动得到上一刀位点转动坐标Φ1和当前刀位点转动坐标Φ2,若|Φ1-Φ2|>ε2(ε2为机床精度),则令Φ2=Φ1,再反解得到刀轴矢量,由于奇异区域范围小,这样就可以在稍微减小行宽的情况下保证机床运动缓慢变化。该算法的计算流程如图5所示,使用该算法后得到的仿真结果如图6所示。

3结束语

五轴加工过程中的奇异现象将产生过大的非线性误差,严重影响零件的加工质量,甚至使零件报废。本文提出了一种算法,即在刀轨规划时监测刀轴矢量与旋转轴的夹角,若该值小于给定值则认为其处于奇异区域,则以上一刀位点来优化当前刀位,从而使机床各轴能平缓通过奇异区域。仿真结果证明了该方法的有效性。

参考文献

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[9]Anotaipaiboon W,Makhanov S S,Bohez E L J.Optimalsetup for five-axis machining[J].International Journal ofMachine Tools and Manufacture,2006,46(9):964-977.

点-轴理论 篇5

轴-辐式网络也称为集中星型结构或轴心辐馈式或中枢辐射网络[1],是含有“轴心”和“辐网”的空间集合。所谓“轴-辐”物流模式,是指以主要物流节点-轴为轴心,以次要物流节点-辐为附属,形成的空间网络系统。国内金凤君(2001)对我国航空客流网络发展进行分析时,首次提出“轴—辐”模式[2],潘坤友,曹有挥(2006)等人分析国内外“轴-辐”物流模式的基础上,研究了安徽沿江地区中心城镇“轴-辐”的物流网络[3]。张健(2008)介绍了快速货运中各种轴辐式网络及其特点,对其研究趋势做出了分析[4]。总体上国内学者对“轴-辐”物流模式的研究有一定基础。

1 江西区域轴辐式物流网络构建

1.1 选择区域物流中心

选取与物流发展水平和实力相关8个评价指标,如表1所示。

对江西省11个城市的物流发展水平通过因子分析法计算出得分及其排名,区域物流中心应在南昌市、九江市、赣州市、新余市和鹰潭市中选取,如图1所示。

对样本进行聚类分析,江西省区域物流发展水平分为:第一是南昌;第二是九江、赣州、新余、鹰潭、上饶;第三是宜春、吉安、抚州、萍乡和景德镇,结果如图2所示。

区域物流中心的特征是:(1)有以主导产业为核心,以及与周围地区产业相关的产业综合体;(2)具备某一方面或几方面的突出优势;(3)具备一定的基础设施。

区域物流中心城市应建成重要的物流节点,如表2所示。

1.2 干线通道和支线通道构建

1.2.1 江西空间轴带分析

1.2.1. 1 点轴带

(1)京九铁路点轴带:京九线的开通使江西的运输网络、产业群带形成“—︳—︳—”字型格局;(2)浙赣铁路点轴带:浙赣线西接湖南省,东至浙江省,通往长三角地区,省内11地区穿越萍乡、宜春、新余、鹰潭、上饶等,对周边其他地区能起到很好的辐射作用;(3)皖赣铁路点轴带:皖赣线北接安徽,南下经由景德镇与浙赣线相交汇,景德镇先进的陶瓷制造业可通过此线运往全国各地,与中部地区形成极强的竞争;(4)鹰厦铁路点轴带:鹰厦线始于鹰潭,亦衔接浙赣线,通往东南至港口城市厦门,是招商引资和贸易的主干道,对加快第三方物流企业的发展提供了极为广阔的空间和持久的市场动力。

1.2.1. 2 干线通道

干线是轴幅系统模式的核心部分,通常情况下,干线是轴与轴之间的交通线,车船密度和客货流规模都比较大,运行距离比较长。干线的客货源包括:(1)干线始发地和目的地的客货源;(2)支线网络的客货源补给。

1.2.1. 3 支线通道

支线是形成“轴一辐”模式的基础,是轴与辐之间的交通线。构建支线通道网络的原则:(1)完全覆盖原则;(2)时间最短原则。

1.2.2 江西物流轴带布局

发展五大物流带,构建三级节点。(1)南昌物流带。以南昌市昌北———昌南———昌西南物流基地为轴,发挥南昌对周边地区物流集散和辐射功能。(2)赣北物流带。以九江———景德镇轴,辐射赣北地区各市县。(3)赣南物流带。以赣州———吉安为轴,辐射赣中南各市县。(4)赣东物流带。以鹰潭———上饶为轴,辐射赣东北各市县。(5)赣西物流带。以新余———宜春为轴,辐射赣西各市县。

1.3

轴辐物流网络形成如图3所示,规划南昌、赣州、新余为三个物流圈,为了带动和加速内部物流经济的崛起,江西物流的发展需要一定数量的优势物流圈。

2 结论

(1)江西区域辐式物流网络的构建,南昌应建设成为国内区域性物流节点;九江、赣州、新余为国内地区性物流节点;鹰潭、宜春、萍乡、上饶、景德镇、抚州、吉安为省级物流圈重要节点;(2)针对轴辐式物流网络的构建,加强物流枢纽建设、综合物流通道建设、新型商贸流通业态建设、物流信息化建设,建立和完善物流业的管理机制;引进和培育现代物流企业。

参考文献

[1]钟山.集中星型结构及在航空运输的应用[J].交通运输系统工程与信息,2003,3(3):9-141.

[2]金风君.我国航空客流网络发展及其地域系统研究[J].地理研究,2001,20(1):31-39.

[3]潘坤友.曹有挥.安徽沿江中心城镇“轴-辐”物流网络构建研究[J].长江流域资源与环境.2003,15(4):422-425.

点-轴理论 篇6

关键词：小波压缩,遗传算法,机床,误差

0引言

数控机床工作时,主轴系统的温升、切削过程引起的发热和进给系统的发热等都会引起重复定位精度的下降,这会使所加工工件的几何、形状和位置精度出现误差。对于高速电主轴机床和主轴负荷比较大的机床,由温升引起的热变形更为明显。一般情况下,高档数控机床出厂时都可以选择安装温升热补模块,但该模块需要额外的硬件和软件支持,故选装价格比较昂贵。经济型数控机床一般不提供温升热补模块的选装,所以这类机床解决热变形误差主要手段之一就是误差补偿。同样, 对于一些老旧数控机床,提高其精工精度的廉价方法也是误差补偿技术。

误差补偿是用数学建模的方法人为的制造一种误差去抵偿机床的运动误差[1]。在二十世纪九十年代,该研究首先在美国兴起,从最初的定位误差补偿,发展到后来的综合误差补偿和热误差补偿,补偿的范围逐步的扩大,补偿的精度逐步提高,补偿系统也越来越简化[2]。 误差补偿建模的方法也从早期使用三角关系法、矢量表达法推导几何误差模型发展到了齐次坐标变换法建立几何和热误差模型,并能对非刚体进行误差补偿。最优敏感热源点(热误差补偿时的模型温度检测点)获取方法也在不断的完善,最初采用经验估算法,后来采用机床热仿真和经验相结合的方法,现在普遍采用数学建模、 仿真和实验联合的方法[3]。不同的获取最优敏感热源点的建模方法使用范围和位置精度会有一定的差异[4]。本文针对双转台五轴数控机床热变形进行分析,对温度数据图进行小波压缩数据处理,利用遗传算法选取该机床的最优敏感热源点,完成热误差补偿验证实验。

1双转台五轴数控机床的结构和热源分析

1.1双转台五轴机床的基本参数和运动关系

双转台五轴机床结构如图1所示,X轴的运动范围为:57.522mm~-567.189mm,Y轴的运动范围为: 68.392mm~-352mm,Z轴的运动范围为:40.781mm~-345.565mm;A轴的工作转角:111.865°~-35.360°,C轴的工作转角:-360°~360°,各运动轴间的运动关系如图1所示。

1.2机床的热源分析

该机床的热源主要来自以下部分:主轴系统、进给系统和切削过程产生的热量等。该机床采用7.5k W电主轴,电机和主轴轴承是主要的热源。主轴的严重发热会引起主轴俯仰、偏摆和窜动等热变形[4]。该机床有五个运动轴,每一个运动轴都有驱动电机带动,驱动电机在工作时要发热,丝杠和螺母之间的摩擦以及拖板和导轨之间的摩擦都会发热,浸油润滑和油路循环带走了齿轮机构的部分摩擦发热,但总的积蓄热量仍然很大。另外,大负荷的切削加工过程产生的热量也比较大,尽管切削液带走了部分热量,但大部分热量仍然留在加工系统。由此可知,大量的热存在机床系统中,这必然引起机床刀具相对于工件间的变形。机床从开机运行到达到热平衡之前,机床的热变形是最不均匀的,这个阶段也是加工最不稳定,机床的热误差补偿发挥作用更为明显。当机床达到热平衡之后,热误差引起的加工精度下降趋于稳定和平衡,补偿过程也趋于稳定。机床的热动态变化过程分如图2所示。

2基于遗传算法的最优敏感热源点选取

2.1遗传算法

遗传算法来自于生物领域生存竞争的优胜劣汰原理,其本质是一种择优算法,通过对种群的特定基因特征进行编码,根据适应度的要求,设计遗传算子并对其进行交叉和变异计算,最终找到最优解[5]。其由上世纪五十年代几位科学家提出,用于优化设计问题;八十年代后进入迅速发展时期,算子的设计方法逐步完善,形成了四个主要的研究方向:算法设计、规划设计、策略设计和程序设计[6]。

2.2最优敏感热源点选取

2.2.1温度数据的测量

数控机床主要发热部位温度数据获取有两种方法, 一种是根据经验在机床表面布置大量的温度传感器,实时采集温度数据;另一种是对机床整体或主要发热变形区进行有限元建模,获得温度分布。这两种方法各有优缺点,前者的结果比较可靠但数据测量点不可能太多, 但温度的连续性分布弥补了这种方法的缺点。后者刚好相反,建模区域每个建模点的温度数据都有,结点温度数据足够多,但是该方法获得的温度数据精度不高,数据的动态性较差[7]。因此,本研究在获取机床的各部分温度数据时以实际测量数据为主,以有限元建模数据作为辅助。

为此,在机床上布置24套温度传感器,传感器位置分布参看表1,具体布置如图1所示。试验时,保持各运动轴和主轴的运动,环境温度约为28℃。试验过程如下:保持3个平动轴做循环插补运动,进给速度为2000mm/min,主轴转速为2500rpm,保持该状态2个小时;然后歇机1.5个小时,切换主轴转轴转速到4000rpm,平动轴的进给速度X、Y和Z轴做调速为2000mm/min,运行2个小时,然后停机。试验周期内, 旋转轴的转速设定为50rpm。测得温度数据部分如图3所示,同时对该机床主轴区域用有限元法建立热模态数学模型,获得数据用来对比试验[4]。

2.2.2温度数据的预处理

数据处理的目的是为了获取补偿用的最优敏感热源点。热误差补偿模型精度的提高主要有两种方法,一种是增加模型中温度变量的数量,另一种是提高模型中最优敏感热源点的位置精度,两种方法各有优缺点,目前比较好的做法是取两种方法的优点:即在一定数量热关键点的基础上尽可能提高关键点位置的精度。本研究中根据经验在影响热变形的关键位置布置较多传感器就是尽可能满足上述要求。

为了获得机床关键部位温度的动态分布,在床身上布置了大量的传感器和有限元建模时增加了单元格的密度,然而过多的传感器和大量的温度数据也增加了最优敏感热源点筛选的难度。为此,对温度数据做必要的运算简化也是建模的关键步骤之一,无论是测量数据和有限元温度特征数据都不例外。温度数据的预处理就是对温度数据进行冗余处理,把与热变形无关或关联不大的数据剔除。本研究采用小波压缩的办法来完成温度数据的冗余处理,小波压缩是对温度图像数据进行分解、 重构和筛选。对信号进行多级分解,其本质是一个多级低通滤波器,最终保留了原信号的低频成分,即有用成分,高频成分则被过滤掉,属于有损压缩处理[7]。本研究的机床关键部位温度数据图像采用灰度图像,每一个结点的温度值用该结点灰度的亮度值表示。灰度图像压缩后取210=1024个结点,对于主轴区的温度数据,灰度图像的亮度部分数据如表2所示。对温度图像数据按照相邻行列亮度差值为30进行三级压缩,最终得到满足要求的结果。

2.2.3基于遗传算法的热敏感点的选取

完成温度数据的预处理后,对保留的各测点温度数据进行二进制编码,编码时设定函数g(x),xx ∈[[mm,,n]n],码长为W,得到下列数值空间:

式中,i=1,2…,I;j=1,2…,J,I=2J经过多步推导,最终得到编码数据:

根据主轴区的温度图像数据压缩结果,取编码结点个数为210=1024,采用热关键点函数敏感度计算公式η=∆E /T∆等作为约束函数,用模型误差和真实误差间的残差作为优化目标函数,从温度数据图像1024个结点中取4个结点作为热关键点,采用如图4所示的遗传算法流程,在MATLAB软件中完成热关键点的选取,优化结果与文献中的结果一致[4],最优敏感热源点为标号为: 5、12、16、18,模型表达式:

同理,可以得出y和z向的预报模型。从MATLAB软件生成的残差值看,x向的最大残差为0.250637μm, 最小残差为0.000995μm,数据结果表明模型比较精确。

3最优敏感热源点的补偿验证

为了验证最优敏感热源点的正确性,在预报模型植入补偿控制器前,需要对模型进行拷机验证。为此,在试验机床上进行了物理试验,试验时间为30分钟,把采集到的数据输入数学模型中,测量数据、模型输出和残差如图5所示,从实验结果看,测量结果和模型的输出结果吻合度较好,模型的残差比较小,证明最优敏感热源点位置比较精确。

4结束语

点-轴理论 篇7

(一)研究背景

“点-轴系统”形成于1984年[1],主要应用于陆地区域旅游开发和旅游地系统空间结构演变研究中。刘峰(2001)探讨了我国西南地区旅游产业“点一轴”布局发展过程[2];石培基等(2003)以“点一轴系统”理论为指导,构建我国西北地区的旅游“点一轴”开发结构[3];江德根等(2005)、董静等(2006)、李刚等(2006)应用点一轴理论分别对呼伦贝尔—阿尔山旅游区、京津冀地区、辽宁省旅游地系统空间结构演变进行研究4-6;而在流域旅游开发模式研究应用甚少。为此笔者拟在这方面进行探索性研究。

(二)点轴系统理论及运用

“点-轴系统”是陆大道根据克里斯塔勒(W .Christaller)的中心地理论、赫格斯特兰(T.H agerstrand)的空间扩散理论和佩罗克斯( F .Perroux)的增长极理论为基础,通过对宏观区域发展战略的深入研究于1984年首次提出。这里的“点”是各级中心地,即各级中心城(镇),是各级中心区域的集聚点,也是带动各级区域发展的中心城镇。“轴”是由交通干线、通信干线、能源输送线和水源干线连结起来的“基础设施束”,对附近区域有很强的经济吸引力和凝聚力,而轴线上集中的社会经济设施通过物质流和信息流对附近区域有空间扩散作用[1]。

“点一轴系统”理论反映了社会经济空间组织的客观规律,是区域开发的基础性理论,在我国国土开发和区域发展中广泛应用,对于区域旅游开发同样具有非常重要的理论价值和现实指导意义。

区域旅游,就是在旅游资源分布相对一致的空间内,以中心城市为依托,依据自然、地域、历史联系和一定的经济、社会条件,根据旅游者的需要,经过人工的开发与建设,形成有特点的旅游空间,包括各种类型的旅游区和旅游交通网络体系,以吸引旅游者在一定区域内旅游[7]。在区域旅游开发中,“点”就是中心城市或重点旅游地,“轴”就是它们之间的联系通道,即交通线。游客通过交通线从一个节点到另一个节点进行流动[8]。由于社会经济流的流动和扩散,促进轴线次一级旅游点的发展,次一级交通沿线逐渐发展成为新的轴线,次一级的旅游地发展起来,逐渐达到面的发展,促进整个区域的旅游发展。“面”即各级旅游地系统,面的形成通过“点轴”来实现[9]。根据美国学者吉恩(G unn)提出的“Tou rimDestination Zoning(TDZ旅游目的地带)”理论,一个旅游目的地是由服务社区和吸引物体系两种功能组团和连接二者的交通构成的聚合体,旅游目的地系统与环境的联系是通过服务社区作为集散中心和服务基地来实现的[10]。服务社区包括除交通设施以外的基础设施(如给排水、供电、通讯等)、接待设施(如宾馆、餐饮)、康体娱乐设施和购物设施,社区提供设施和服务的优劣决定了旅游服务的质量。吸引物组团是在旅游资源的基础上经过一定程度的开发形成的,一般指的是景区,它的等级和吸引力决定了旅游地的吸引范围;对外和对内通道状况决定了旅游地的可达性[11]。

二、构建流域旅游开发模式

(一)流域特征

流域作为一个特殊的区域,是一个复杂的、开放的巨系统,包括自然环境、人类社会和产业经济等子系统,并与系统外的环境保持着密切的物质和能量交换,但因受边界条件限制在一定程度上流域系统又是一个“封闭系统”,有着一定的独立性,表现出以下几点特征:(1)水是流域的灵魂,是连接整个流域的纽带。(2)由于水流的特性(从高到低沿着河流流动),使流域内物质和能量的交换具有方向性[12]。(3)流域在自然环境上具有差异性。(4)尽管流域内部地区间的差异甚大,但由于具有明确的边界,使其成为相对独立的整体,水资源的流动作用使流域成为整体性极强、关联度很高的区域,不仅各自然要素之间联系极为紧密,而且上中下游之间、干支流之间的相互制约、相互影响也很显著[13]。因此,流域内的旅游活动,无论是点上的,面上的,还是局部的、全流域的,都必须考虑其对整个流域生态环境的影响,不能只局限于局部的经济利益。只有将流域作为一个整体,从全局出发,才能使流域旅游可持续发展。

(二)流域旅游开发模式

流域虽是一个动态、开放、复杂的系统,在经济全球化背景下,流域旅游经济一体化是必然的发展趋势。面对这样一个相互作用趋于混沌状态的松散结构,笔者在研究旅游资源开发时,只有将其作为一个系统,运用“点-轴系统”理论进行开发。

首先,对流域旅游开发进行合理定位,建立具有竞争优势和特色的旅游产业体系。即以自然水系为基础,以旅游资源供给为前提,以市场需求为导向,以地缘文化为主线,以旅游产品生命周期演替理论为依据,以旅游环境容量为前提,综合效益最大化为目标,推行流域水-生态-旅游协调发展模式,从根本上高效配置流域旅游资源,彻底化解流域上、中、下游“各自为政”状态,实现利益共享,保护流域生态环境,使其旅游业可持续发展。

其次,根据流域内上、中、下游地区各自优势进行合理分工、协作和互补,充分利用流域上下游的旅游资源的互补性,在统一市场的基础上,通过上中下游之间资源、资本信息、技术、劳动等各种要素的流动与配置,建立分工协作、优势互补的流域旅游产业体系,进而促进流域经济中心城市在沿江线上发展起来,即形成流域中增长极点。

然后,依托沿江城市这些“极点”,借助沿江线这个“轴”,进而辐射整个流域 “面”,从而形成“点-轴-面”的流域旅游资源开发模式,实现对流域经济的全面辐射,这必将有利于提高流域旅游业竞争力。

最后,确定上中下游旅游开发的指导思想。

地缘文化为主线 上游旅游开发

有序利用 保护为主

梯次分明 利用次之

中游旅游开发 下游旅游开发

开发为主 合理开发

兼顾保护 集约利用

三、鸭绿江流域的“系统网络”整体开发模式

鸭绿江发源于长白山三奇峰南麓,沿途纳百川后在丹东注入黄海。其流向如一条“之”字状银带,锁系着中朝两国领土,使中朝两国成为一衣带水、唇齿相依的友好邻邦。长白山不仅有着璀巍磅礴、诗情瑰丽、天工巧夺的自然景观,而且有着源源流长、内涵蕴籍、旖旎多彩的历史文化,它是古夏大地大陆的一部分,在历史变迁的丝丝缕缕痕迹中记录了人类活动的鲜明足印?。中游流经高句丽第一座都城所在地—集安,这里有无数座高句丽的古墓和遗址,有著名的丸都山城和国内城,以及“好太王碑”、将军坟等重要遗迹。下游鸭绿江风景名胜区,位于辽宁省丹东市鸭绿江下江支流浑江口至江海分界处的大东港之间,江段全长210公里。名胜区面积达400平方公里,包括水丰湖、太平湾、虎山、大桥、江口(亦称东港)五个景观区。而且伴随着朝韩关系的改善、中韩外交关系的建立以及朝鲜新义州自由贸易区的设立,制约中朝韩旅游发展的瓶颈一朝鲜的开放程度大大提高,为加强两国间合作,充分利用各自的优势,整体开发鸭绿江流域旅游资源提供了可能性。而且,近年来,随着东北亚经济合作的增加,旅游业得到了较大发展,为整体开发鸭绿江流域旅游资源提供了难得的机遇。因此,鸭绿江流域应以旅游环境容量为前提,以鸭绿江地缘文化为主线,以丹东、集安和长白县为增长极的跨国旅游为辅轴的“系统网络”整体开发模式。

(一)鸭绿江流域“地缘文化”的内涵

“地缘文化”主要从两方面进行开发:一是在保护将军坟、好太王碑、国内城、丸都山城等世界遗产的基础上,系统地挖掘和整理深厚的高句丽历史文化,并用现代化科学技术,采用形、声、色等手段,使凝固的高句丽历史文化重新再现。二是系统地挖掘和整理满族历史文化和民俗。首先,挖掘满族民族的形成历史。长白山的源头是满族的发祥地,在《东北通史》中是这样记载的:“肃慎为东北最古之民族,居于北部之东,与扶余东胡二族分峙为三。周秦以前称肃慎,汉魏晋称挹娄,南北朝称勿吉,隋唐称莫赫,辽金元明称女真,清称满族,皆此族之异名也。”可见,无论是肃慎,挹娄,还是勿吉,莫赫亦或是女真,都指的是满族,长白山是满族之根,长白山是满族之源,此根此源是民族的象征,也是长白山文化的一个源兴活水;其次,从满族和清王朝相结合系统挖掘和整理满族历史文化。从清朝第一个皇帝奴尔哈赤统一女真人并开始建设沈阳故宫开始,到伪满洲国皇帝溥仪一伙最终结束自己政治生涯的地方的临江市,其西侧约18公里处,即大票子火车站是当年伪满洲国皇帝溥仪一伙的被捕地。最后,利用渤海国遗迹系统挖掘和整理满族历史文化。

(二)以丹东、集安和长白县为增长极,并以此向朝鲜跨国旅游为辅轴的“系统网络”整体开发模式

长白县地处闻名中外的中国八大名山长白山腹地和举世闻名的鸭绿江源头,境内森林覆盖率高达85%,属全国首位国家级全幅员森林旅游区。东南与朝鲜两江道的一市五郡隔江相望。长白旅游业应以保护为主,以生态旅游为核心,以“环山、沿江、跨国旅游”为重点,构筑了长白山天池南坡旅游线、鸭绿江漂流旅游线、跨国旅游线和长白渤海与高句丽的遗迹游。

中游的集安是世界文化遗产地,是国中历史文化名城。丰厚的历史文化底蕴,秀丽的自然风光,浓厚的地方民俗风情,使集安旅游业形成“生态风光游”、“人文古迹游”、“边境风情游”三位一体的旅游业发展格局。

随着旅游业快速发展,而下游丹东旅游业应合理利用,集约开发,并以“生态旅游”为核心,把丹东建设为新兴的旅游城市,努力把旅游发展成为一个新的经济增长点。在整合旅游资源上,丹东市的旅游部门重点建设三条旅游线:一是鸭绿江旅游线,东起虎山长城,西至大孤山,将沿途的经济开发区、鸭绿江断桥、珍珠水上乐园、马市沙洲等自然风光、人文古迹、历史文化、民族风情相互连接成鸭绿江百里文化长廊。二是沈丹线,以沿线景区景点为依托,将凤凰山、天华山点缀期间。三是丹大线,沿线大孤山、大鹿岛、樟岛、小岛风光悉收眼底。另外,丹东市作为国家特许经营的“朝鲜之旅”,成了一个旅游的拳头产品,赴朝旅游的线路可延伸到了平壤、妙香山、开城等地的几十个景点。

正是鸭绿江流域各区域间旅游经济具有很强的互补性,从中上游地区的传统旅游、自然生态旅游等到下游地区的现代都市旅游各省区都凸现出了各自特色的旅游产品。利用旅游经济的互补优势,各区域间开展客源的输送合作,更能提高旅游的出游率。同时也能实现区域间地方文化的融合和鸭绿江文化的强化,使合作的各方实现资源的优势互补、利益实现双赢。

四、鸭绿江流域旅游资源整体开发的突破口

(一)编制鸭绿江流域旅游资源整体开发规划

编制鸭绿江流域旅游资源整体开发规划应从保护和优化人类赖以生存发展的生态环境和生态资源出发,依照地理区域的自然属性和大自然生态规律以及“道法自然”的原则,以鸭绿江流域为一生态经济区域单元,对江河流域上中下游的生态系统和社会经济结构进行科学合理、动态协调的整体规划、布局和建设。使其旅游资源得到充分利用、游客总量和旅游收入的增加、环境消耗的减少、环境容量的加大,从根本上改善人类生存的环境和发展的条件,保证经济社会和生态三者综合效益的可持续发展。

(二)加强旅游宣传的力度

重视旅游宣传尤其对主要客源国的宣传,是旅游业赖以生存发展的重要手段。据香港旅游协会资料,每增加1美元的旅游宣传投资,可增加123美元的旅游收入。世界旅游发达国家都十分重视旅游宣传。鸭绿江流域主要客源国是韩国,因此,增加韩国语言文字的使用量。为韩国游客准备的韩语导游图、韩语欢迎横幅、道路标识、韩语印制的景点介绍折页、韩语标明的菜谱和就餐标准,等等。不仅能使韩国游客感觉方便,更增添了韩国游客对目的地的亲切感。

(三)提高旅游管理人员和导游员的素质

进行流域旅游的系统开发,必须要有一批高素质的掌握先进的旅游管理和系统论的知识的专门人才,委以重任;就旅游服务和景点环境建设而言,应使所有员工能系统得到旅游专业的培训提高。对导游员不仅要掌握中国高句丽文化遗产和满历史并对其进行宣传讲解,更要了解游客的心理和兴趣,对不同层次的旅游者进行差异讲解。

(四)加强中朝两国的旅游合作