线弹性分析（精选7篇）
线弹性分析 篇1
1卷边槽钢的有限元建模方法
1.1 截面尺寸及模型参数的确定
轴心受压情况下, 为保证卷边槽钢最终呈现畸变屈曲。通过对已有的研究成果以及有限元的初步模拟确定截面尺寸为:腹板高×翼缘宽×卷边高×板厚=120×100×12×1.5 (mm) 。槽钢长度由畸变屈曲卷边槽钢的半波长λ确定, 根据Lau和Hancock公式[1]:
undefined (1)
式中:Ix为翼缘与卷边部分截面对x轴的惯性矩 (图1b) , Ix=a3t (4+a/b) /[12 (1+a/b) ];h为腹板高度;b为翼缘宽度;a为卷边高度;t为壁厚。
将h=120 mm、b=100 mm、a=12 mm、t=1.5 mm代入, 可得λ=622 mm。为了得到一个完整的屈曲波形, 槽钢长度最少为622×2=1 244 mm, 考虑端板约束的影响, 取卷边槽钢长度为1 500 mm。
卷边槽钢材料特性:弹性模量E=2.06 ×105MPa, 泊松比v=0.3。为便于加载, 在槽钢两端设置端板, 端板尺寸为:150×150×15 (mm) 。端板的材料特性和卷边槽钢相同[2]。
(a) 卷边槽钢 (b) 简化模型―翼缘与卷边
本文中对卷边槽钢板件的模拟采用S4R壳体单元, 对端板的模拟采用C3D8R实体单元, 可以使对位移的求解结果较为精确, 网格存在扭曲变形时, 分析精度不会受到大的影响[3]。网格均划分为10×10 (mm) , 与网格划分为5×5 (mm) 的计算结果相差不到3%。为节约计算时间, 采用10×10 (mm) 网格。
1.2 边界条件及加载方式的处理
槽钢两端与端板, 槽钢与隔板之间采用Tie的处理方式[4], 对于两端的边界条件, 刀口支座与端板的接触可以简化为一条很窄的面, 为了实现铰接的边界条件, 在加载端约束接触线上所有节点x、y方向 (图2a) 上的平动自由度, 在另外一端约束接触线上所有节点x、y、z (图2a) 方向上的平动自由度。由于ABAQUS中不方便施加线荷载, 对加载方式进行了适当的简化, 采用集中力加载。在进行线弹性分析时, 加载方式不同对分析结果的影响较小 (<2%) 。
2加设隔板提高卷边槽钢畸变屈曲承载力的有限元模拟
为提高卷边槽钢的畸变屈曲荷载, 如果采用限制截面尺寸的方法, 将影响其适用性与经济性。针对卷边槽钢畸变屈曲时的变形特点, 在腹板与翼缘相交棱线处增设隔板的措施可有效提高其承载力[2]。隔板沿着槽钢长度方向, 在一倍畸变屈曲半波长 (约650 mm) 、1/2半波长、1/3半波长处设置。设计了3种形式的隔板 (图2b～2d) :三角形60×50×1.5 (mm) 、梯形100×60×12×1.5 (mm) 和矩形120×100×1.5 (mm) 。
2.1 隔板形式对畸变屈曲的影响
在二分之一半波长处布置隔板的情况下, 不同形式的隔板对槽钢畸变屈曲荷载的提高效果列于表1。
(a) 基本截面; (b) 三角形隔板; (c) 梯形隔板; (d) 矩形隔板; (e) 隔板布置
注:括号内为设置隔板后屈曲荷载提高的百分数。
可以看出, 设置隔板以后, 基本屈曲模式没有改变, 仍然是畸变屈曲, 但是, 畸变屈曲的位置发生了变化, 屈曲半波数由两个变为四个 (见图3) , 提高了卷边槽钢的屈曲荷载, 幅度为10%～30%, 以矩形隔板效果最佳。
2.2 隔板间距对畸变屈曲的影响
隔板的间距也是影响加固效果的一个重要因素, 通过对图2d所示矩形隔板采用不同的间距:一倍半波长、1/2半波长和1/3半波长分析轴心加载工况下的加固效果, 具体数据列于表2中。
注:括号内为设置隔板后屈曲荷载提高的百分数。
根据表2可以看出, 当间距为一倍半波长时, 提高幅度为7%, 加固效果不明显, 采用1/3半波长时, 屈曲荷载提高最大 (46.57%) , 但用钢量增加7.75%, 当采用1/2半波长时, 屈曲荷载提高31.24%, 用钢量增加4.65%, 在1/3半波长情况下, 屈曲荷载相比1/2半波长增加11.69%, 但用钢量增加了66.67%, 故采用1/2半波长加设矩形隔板比较经济。
2.3 偏心受压情况下的比较
选取图2 d所示的矩形隔板, 间距为1/2半波长, 沿对称轴、槽钢开口方向加载。通过有限元模拟, 得到了偏心为10 mm～100 mm时的受压畸变屈曲荷载, 具体数据列于表3中。
注:提高幅度为相同偏心距下, (加设隔板的屈曲荷载-无隔板的屈曲荷载) /无隔板的屈曲荷载×100%
通过表3可以看出, 在偏心受压状态下, 加设隔板, 对提高卷边槽钢的畸变屈曲荷载效果很明显, 且随着偏心距的增加, 提高幅度增大。主要原因在于, 偏心受压下, 卷边槽钢更易于趋向畸变屈曲, 而设置了隔板后, 改变了畸变屈曲的半波长度以及半波数, 使得卷边槽钢屈曲荷载得到显著提高。
3加隔板和加连杆对卷边槽钢屈曲荷载的影响
3.1 加设连杆的有限元建模
通过在卷边槽钢的卷边上加设连杆来提高其屈曲荷载[5][6], 槽钢截面尺寸同上, 连杆尺寸为120×10×2 (mm) , 在模拟过程中连杆采用梁单元B32模拟, 与卷边的连接方式采用耦合的形式 (coupling) , 将连杆和卷边接触点的x、y、z三个平动自由度耦合在一起, 采用ABAQUS有限元程序进行buckling分析[7]。模拟结果见表4。
注:提高幅度为相同偏心距下, (加设隔板的屈曲荷载-没加设隔板的屈曲荷载) /没加设隔板的屈曲荷载×100%;C代表不加设连杆, MC代表加设连杆, A/B/C分别代表A/B/C三类不同连杆布置 (见图5) , A1/A2代表A类两种不同的布置方式 (见图5) 。
值得说明的是从表3和表4的比较可以看出, 在偏心荷载作用下, 加设隔板和加设连杆对屈曲荷载的提高规律并不一样。其原因在于随着偏心距的增加, 隔板相对于连杆对翼缘的约束作用较强, 故偏心矩越大, 隔板的加固作用越强。
3.2 1/2半波长间距下加设连杆、隔板时槽钢的屈曲荷载比较
由于在1/2半波长加设隔板时, 其提高屈曲荷载的效果最好, 因此, 分析时取隔板、连杆间距为1/2半波长, 三种偏心距:0 mm、10 mm、20 mm, 结果及比较见表5。
注:提高幅度为:相同偏心距下, (采用加固措施-未采用加固措施) /未采用加固措施×100%;相比差值为: (加设隔板的屈曲荷载-加设连杆的屈曲荷载) /加设连杆的屈曲荷载×100%。
通过比较可以发现, 加设隔板比加设连杆的效果更佳, 特别是当荷载偏心较大时, 隔板对于槽钢屈曲荷载的提高更为明显。
4结论
(1) 卷边槽钢中加设隔板的加固方式, 可以有效地提高其畸变屈曲荷载。在不同形式的隔板中, 矩形隔板对屈曲荷载的提高最大, 隔板间距取1/2半波长时, 畸变荷载提高31.24%。
(2) 在三种间距的隔板布置之中, 采用一倍半波长加设矩形隔板时, 屈曲荷载提高较少, 间隔1/3半波长时, 荷载提高最大但用钢量增加较大, 采用1/2半波长时, 相对比较经济。
(3) 在1/2半波长设置隔板情况下, 随着偏心距的增加, 矩形隔板对屈曲荷载的提高越明显。
(4) 在1/2半波长设置隔板情况下, 矩形隔板对屈曲荷载的提高作用高于连杆。且随着偏心距的增加, 矩形隔板的提高作用越大。
(5) 本文仅针对弹性情况进行了分析, 值得说明的是, 在弹塑性条件下对加设隔板的构件进行分析后发现, 弹性条件下的规律仍然适用。
摘要：冷弯薄壁型钢在建筑领域得到了越来越多的应用, 作为控制冷弯薄壁型钢承载能力的几种屈曲模式之一, 畸变屈曲逐步受到重视。常用的畸变屈曲计算方法主要有有限元法、有限条法、近似解法以及广义梁理论。本文采用有限元程序ABAQUS对受压卷边槽钢进行线弹性畸变屈曲分析, 在此基础上, 对加设隔板和加设连杆两种加固方式的效果进行分析比较。结果表明, 在相同的间距布置下, 加设隔板对受压卷边槽钢的屈曲荷载提高较大。经过对比, 当采用矩形隔板, 在1/2半波间距布置隔板时, 为最经济有效的布置方式。
关键词：冷弯卷边槽钢,有限元,线弹性分析,畸变屈曲
参考文献
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[2]王广.冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屈曲性能分析[D].杭州:浙江大学, 2007.
[3]庄茁.ABAQUS/Standard有限元软件入门指南[M].北京:清华大学出版社, 1998.
[4]石亦平, 周玉容.ABAQUS有限元分析实例详解[M].北京:机械工业出版社, 2006.
[5]姚谏, 钱国桢, 顾建飞.设置连杆的开口薄壁型钢:中国, ZL200520101794.7[P].2006-07-26.
[6]顾建飞, 姚谏, 钱国桢.冷弯薄壁槽钢柱畸变屈曲有限元分析及一种控制措施[J].科技通报, 2007, 23 (1) :111-115.
[7]杨晓通.卷边加连杆的冷弯薄壁C型槽钢受压性能试验研究与有限元模拟[D].杭州:浙江大学.2006.
线弹性分析 篇2
政府为了鼓励农民更新家里的家电，拉动农村消费，采取家电下乡的政策，实际上，在落实到地方上出现了一些不到不小的问题
其一，某些不法商贩，借家电下乡的名义向农民兄弟们售出伪劣的家电，既损害了农民兄弟的利益，又威胁到了农民兄弟的生命安全；
其二，家电下乡，家电下乡”产品一般利润较薄，农民较为欢迎。根据补贴规定，需要提供“家电下乡”产品销售发票，这就给经销商增添了税负。经销商的积极性不高，不能很好的落实政策，造成了在电视上说的：“如果你买家电下乡的产品，就没有发票。”的局面 分析：在其中价格弹性是如何起作用的？
小学数学弹性分组教学策略分析 篇3
关键词：弹性分组策略 差异教学 小学数学
中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号: 1673-1875(2009)03-062-01
《数学课程标准》指出：“教师要根据学生的具体情况，创造性地设计教学过程，要正确认识学生的个体差异，因材施教，使每个学生都在原有的基础上得到发展。”[1]要把这个理念落实到课堂教学中，需要教师根据学生的学习需求，设计出多样化的、具有挑战性的学习任务。差异教学就是在这种需求背景下应运而生的，其目的在于教师改变教学的速度和水平以适应学生的学习风格或兴趣。
研究表明，分组教学是差异教学的核心。[2]传统的数学分组教学往往采用按学生数学成绩划分的同质分组或以优带差的异质分组，实践证明：这种分组方式并不能很好地满足学生真实需求。在实际的课堂教学过程中我们发现：学生的性格、学习风格、学习态度、爱好等因素对教学效果起着不可忽视的作用。[3]因此，我们必须建立以学生为本的、动态的弹性分组和教学管理策略。
“弹性分组教学”的核心思想是面对有差异的学生，实行具有动态性、差异性的教学方式，为学生提供合适的学习活动，促使每个学生在不同学习基础上得到提高和发展[4]。在弹性分组教学过程中，分组设置要尽力满足学生越来越多的需要，考虑学生越来越不同的背景，适应学生有差异的学习风格。[5]因此我们必须要考虑到：1）正确选择弹性分组的时机；2）科学的、动态的分组方式；3）弹性分组教学的管理策略。本文正是从上述三个层
面进行深入分析，并在小学数学教学实践的基础上提出了一些科学可行的方案。
一、选择弹性分组教学的最佳时期
弹性分组教学一个很重要的策略是根据学生的需要，选择恰当的时机对学生进行分组。当部分学生需要更多的基础应用练习来掌握知识，而另外一些学生却需要学习更难的或新的内容时，就可以实施弹性分组教学了。
此外，当教学内容可以通过学生的兴趣或学习风格进行分组教学的时候，分组教学形式可以在很大程度上激发学生的学习热情，同时营造良好的班级气氛。
二、科学的、动态的分组方式
动态弹性分组方式是保证差异教学取得学生支持的关键。分组结果不能让学生产生自己被孤立在班集体之外的感受，因此必须不定期变换分组的形式。有时可以根据学生不同的能力以及合作性程度来分组；有时可以根据学生是否有相同的学习需要来分组。这样，那些需要接受额外指导和练习的学生就不会产生不良的感受，而那些要完成更难的任务的学生也不会觉得教师“有失公平”。另一方面，由于小组成员动态变化的特点，出于不同的目的，学生必须主动地和大范围的同学合作，这将从另一个层面提高学生的交流、合作能力。通过数学教学实践，我们把分组方式总结如下：
1、按学习能力的分组方式。按学习能力分组教学的指导思想是：面对有学习能力差异的学生，实行有差异的教学，促使每个学生在不同学习基础上得到提高和发展。这种分组方式可以从两个方面来实现：通过好、中生的相互协作，培养学生的合作精神和自主创新能力；通过对学困生的直接教学和个别辅导，更好地补差、防差，以达到“同舟共济”的目标。
2、按学习兴趣和学习风格的分组方式。为了防止出现有的学生总被安排到需要再教学的小组或需要学习新内容的小组中，有时可以在特定专题或任务中，根据学生的兴趣或学习偏好进行分组，允许他们利用自己的特长和兴趣呈现自己的学习成果。
三、分组教学中照顾学生差异的管理策略
作为教师，管理一个让学生在同一时间做不同活动的课堂是很不容易的，它不同于以合作小组的方式让学生学习同样的内容，要决定怎样给学生分配合适的学习内容，怎样指导学生，给他们提供支持，还要决定怎样在每个小组呆上足够的时间。要顺利开展弹性分组教学，就需要我们掌握一定管理策略：
1、灵活掌握和不同小组一起工作的时间。时间的分配应当依据小组对教师反馈的需要程度而定。学得又快又好的学生不需要太多的教学指导，给他们解释清楚要做什么之后，给予适当的鼓励反而有利于增强学生的成就感。尽可能把时间分配给那些需要更多指导的小组，给他们具体的、容易理解的详细指示。
2、说明弹性分组学习时要遵守的行为准则。
3、避免学生徒劳无功的求助。制订明确的规则让学生明白，在小组活动时，老师什么时候能跟他们一起学习。如教师在自己衣服上设计标示，或者需要求助的学生在桌角上做标示，类似这样的提示系统，能够有效地使课堂教学平稳进行。
另外，可以从每个小组中选一个学生做教师助手。在布置任务前，先指导这些助手，然后让他们指导小组成员。助手们还可以收集小组成员提出的问题，帮助教师回答这些问题，为某些组员澄清疑惑，减少教师指导学生的工作量。
参考文献：
[1]周立群.优化课堂教学组织形式,促进各类学生充分发展[J].基础教育研究,2001.2:27-28.
[2]周立群.尊重差异,区别教学[J].云南教育, 2002,1(4):47-48.
[3]Diane Heacox.差异教学[J].中国轻工业出版社,2004,1.
[4]方晓梅.实施差异教育 开发每个学生潜能[J].四川教育学院学报，2002，18（11）：51-53.
线弹性分析 篇4
本文将针对4节点基面力元的计算性能进行数值研究,分析该方法的精确性和稳定性。
1基线力的概念
考虑二维弹性体区域,Q表示变形后的径矢,xα(α=1,2)表示Lagrange坐标,则变形后的基矢为
为了描述Q点附近的应力状态,在向量dx1Q1,dx2Q2上作一个平行四边形微元。将基线力[5]定义为
2余能原理基面力元控制方程
余能原理有限元的控制方程是下列泛函的约束极值问题
利用Lagrange乘子法,放松平衡条件约束,可得系统的修正泛函为
泛函的驻值条件为
由式(6)得到一组线性方程组
求解上述线性方程组,得到各单元的面力T。节点位移δI可由各单元的支配方程求得
3应用算例
算例1:悬臂梁承受集中力作用问题
如图1所示,L=12,h=2,b=1,E= 1×104,v=1/3,P=6。有限元网格如图2所示,文献[6]给出了位移理论解和应力理论解。
本文解、理论解和Q4解的比较绘于图3、图4,可以看出,本文计算结果与理论解比较吻合,具有较高的计算精度。
算例2:悬臂梁承受均布荷载作用问题
如图5所示,L=10,h=1,b=1,E=1×106,v=0,q=1。本算例中将讨论单元长宽比以及网格畸变对悬臂梁自由端挠度计算精度的影响。各种计算网格如图6所示,有限元分析精度如表1和表2所示。
以上分析可以看出,本文解与理论解相吻合,且对网格的畸变不敏感。
4结语
本文以基线力为状态变量,针对基于余能原理的平面4节点有限元模型的性能进行数值研究。数值研究表明:该模型具有较高的计算精度,对网格畸变不敏感。
参考文献
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[5]高玉臣.固体力学基础[M].北京:中国铁道出版社,1999.
装备器材需求弹性分析 篇5
通过对需求弹性的深入研究, 可以显著提高装备器材供应的准确性, 提高装备物流工作的效率;另一方面, 通过揭示需求弹性规律, 使各级装备部门有针对性的采取措施, 在保证器材有效供应的前提下压缩库存, 避免资源浪费, 从而可以节省大量经费, 具有显著的经济效益。
装备器材需求弹性定义及分类
装备器材的需求弹性即装备器材有效需求偏离理论或实际需求的变化程度与相关影响因素的变化程度之比。装备器材的有效需求随着保障任务、经费供应和装备器材的价格等相关因素的变化而变化, 因此, 装备器材需求弹性大致可分为需求的收入弹性、价格弹性、任务弹性、属性弹性几类。
装备器材的收入弹性是指装备器材的有效需求量对部队用户单位收入变动的反应程度, 是需求量变动的百分比与收入变动的百分比之比。这里部队用户的收入是指上级器材保障部门分配给部队用户单位的经费限额。此需求收入弹性的定义式, 但在实际应用中有缺陷。虽然价格涨跌的幅度与需求量变动的幅度是相同的, 但弹性系数却有不同的数值。这是由于计算的基础和出发点不同而造成的。为了克服这一缺陷, 通常采用变动前后收入和需求量的算术平均数来计算弹性系数。
需求的价格弹性是指装备器材的需求量对器材价格变动的反应程度, 其弹性系数等于需求量变动的百分比与价格变动的百分比之比。
需求的任务弹性是指装备器材的需求量对其部队用户的装备训练任务量变动的反应程度, 其弹性系数等于需求量变动的百分比与任务量变动的百分比之比。
需求的属性弹性是指装备器材的需求量对所需器材的属性变动的反应程度, 其弹性系数等于需求量变动的百分比与属性变动的百分比之比。
装备器材需求弹性危害及成因
虽然装备器材消耗可根据标准的消耗限额进行预计, 但受训练任务、经费限额和涨价因素等影响, 上级器材管理部门能了解到下级部队的有效需求不一定是理论需求, 而是存在着器材需求逐级放大的“牛鞭效应”, 严重影响了器材筹措、供应决策。装备器材需求弹性直接造成了装备器材的“超”和“欠储”两类互为矛盾的现象, 对装备器材保障十分不利。
由于装备器材供应一般采取“实物限额与经费限额相结合”的方式实施总部、军区、部队三级管理, 一般采取多级库存的方式逐级供应保障。下级部队一般在预测本级可能的装备器材需求的基础上申领装备器材, 并利用本级库存实施装备器材保障, 客观上产生了“尽量多向上级申请器材, 而不是根据实际装备维修需求情况进行器材的申请和储备”的问题, 存在着器材需求逐级放大的“牛鞭效应”现象, 严重影响了器材筹措、供应决策。其根本原因是由装备器材的需求弹性造成的。
对于需求的收入弹性, 是由于每年上级器材保障部门分配给下级器材使用部门的经费限额的变化引起的。一般来说, 扣除价格等因素外, 器材保障经费限额是每年递增的。这就使得, 一方面, 受“本位主义”影响, 即使当年的训练任务和维修保障任务相比上一年没有发生变化, 下级器材部门也会尽量用完当前的经费限额来申请尽量多的器材存放于本级仓库“以备急需”。
顾名思义, 需求的价格弹性是由于器材价格的变化引起的。器材保障的经费限额除以器材的价格就得到器材的数量限额。在上级的器材保障经费限额不能充分满足部队用户器材需求的情况下, 部队用户必然会根据器材价格的变化, 对器材的申领需求做出相应的调整。对原价相对较高, 本年价格又上升的器材, 会适当减少申领数量;对原价相对较低, 本年价格又下降的器材, 会增加申领的数量。由此而引起需求的价格弹性。
在理论上计算部队用户的装备器材需求量的时候, 如果一个部队单位本年度的训练任务和产生的装备维修数量是上一年度的两倍, 那么相应的其本年度的器材申领量也应是上一年度的两倍。但实际情况是, 随着任务量和装备维修数量的增加, 其器材申领量并不是成比例增加的, 而大多数情况是比理论计算的需求量要大。这是由于随着任务量的增加, 一些易损件和消耗件的需求量会大幅度的增加, 同时在经费有限的情况下, 部队用户主观上总是担心器材满足不了需要, 为了确保有足够的器材能保障维修, 总是希望多申领器材, 用增加库存量的方法来确保器材能满足需要。因而就会产生需求的任务弹性。
另外, 由于器材保障的经费限额和器材需求部门的申领计划一般是根据部队的训练任务量来计算的, 这就会造成相同的训练任务量, 不同的训练性质会产生需求的任务弹性。通常会表现在不同的任务在不同的总成部件系统的器材需求的变化量很大。这也是造成需求任务弹性的主要原因。
装备器材的需求弹性在维修保障中, 按照其在维修过程中的重要程度的不同, 被划分为不同的类型。一是不常用器材的属性弹性小, 不论何种情况, 该种器材的需求量不变, 因而弹性为零;二是价值极高、影响大的大部件器材需求量很少, 部队宁愿申领零件进行换件修理, 即此类重要器材的属性弹性较小甚至为零;三是重要性程度低、价值较低, 使用中又常损坏必须更换的器材, 部队总是希望多申请储备, 即此类器材属性弹性较大。
降低装备器材需求弹性的措施
建设面向供应链的器材信息平台。需求弹性的根本原因在于供应链各节点上信息的不透明、不一致和不准确, 建设功能强大、可靠性高的器材信息平台, 以实现器材信息的充分共享, 是器材供应链的必然要求。通过完善的信息平台积累器材消耗数据, 实现需求的柔性共享, 达到订货量的动态调整。
探索装备器材供应的新体制。比如用多级联合库存, 以军区 (战区) 为单位, 建立配送中心, 代替现行的各器材使用单位自行储存大量器材的模式, 将大部分器材的储存转移到军区 (战区) 及军师一级的配送中心, 以实现器材在本军区 (战区) 和所属部队的灵活调配, 提高器材保障的效益。
改革优化器材库存管理策略。在分析如何提高器材供应准确性的基础上, 实施现代库存控制策略, 将库存水平保持在较低水平, 是解决需求弹性问题的另一个重要方向。而建立集成库存管理体系 (VMI) , 实现库存体系的透明化调配是一种有效途径。
建立“效益型”器材保障的管理机制。建立装备器材供应保障的“有价运行机制”, 以装备维修保障任务为核心, 建立“效益型”考核指标, 考核装备器材的供应数量、库存占用情况、管理费投入和其它隐性器材管理成本等情况, 改变以往以争器材份额不注重保障效益的局面。
完善法制法规, 加强装备器材的管理。要用完善的法制法规规范装备器材的管理, 加强器材管理人员的教育, 消除“本位思想”和“小团体”利益思想, 一切要从整个装备器材保障大局出发, 提高我军装备器材保障的效率和效益。
弹性分组环技术分析 篇6
关键词：弹性分组环,以太网,城域网,IP
0引言
随着计算机技术的普遍应用和飞速发展, 网络技术已经成为一个支持企业策略体系结构中最关键的基础, 信息化已成为促进工业化的生产力。
随着互联网, 特别是IP技术的迅猛发展, 企业业务数量和种类 (数据通信、增值业务、图像业务) 的快速增长, 给传统网络带来了强大冲击, 传统网络已不能满足当前的需求。因此, 改造并建设一个全新的综合信息网络平台已是信息网发展的必然趋势。
1背景
随着互联网的发展, 数据通信量正在呈爆炸式的增长。为了适应这种增长, 通信网络也正在进行种种技术革新。在广域网上, 密集波分多路复用 (DWDM) 技术已经使网络的有效通信量大为增长。同时, 企业网也在不断更新, 很多企业的骨干网都采用了基于吉比特以太网解决方案。然而, 在企业网和广域网之间起链接作用的城域网却成为了一个瓶颈, 阻碍了数据业务的发展。
建立良好的城域网需要两个条件。首先, 要有一个价格合理的、扩展性好的解决方案来适应不断膨胀的IP流量和光纤带宽的增长;其次, 要有新的通用功能部件和技术来满足现有的需要。IP领域很早就认识到了环形网络结构的价值, 并已在这方面做了大量努力, 发展了像令牌环和光纤分布数字接口 (FDDI) 这样的解决方案, 但这些方案却无法满足IP流量和光纤带宽增长的需要, 也无法满足在拥塞情况下维持高的带宽利用率和转发量, 保证节点间的平衡, 迅速从节点或传输媒体故障中恢复, 以及可即插即用等IP传输和业务传递发展的需要。因此, 像令牌环和FDDI这样的环形网并不适合用于城域网。
服务提供商和企业需要一种扩展性好, 能够稳固地应用在城域网和广域网上, 以吉比特速度传输IP信息包的技术。2000年11月, IEEE 802.17工作组正式成立。该工作组的目标是开发一个RPR (Resilient Packet Ring) [1,2]MAC标准, 优化在LAN[3], MAN[4]和WAN拓扑环上的数据包传输。
2技术特点
弹性分组环技术都采用环状拓扑和双环结构。外环顺时针和内环逆时针同时双向传输数据, 有的RPR技术[5,6]支持各环分别传输各自的数据和控制信息, 有的厂家则支持各环传输另外一个反向环的控制信息, 其原理图如图1 所示。
2.1 快速的二层交换
在RPR 环形结构中, 每个节点均有上行和下行两个邻居, 网络结构相当简单。分组环上的所有节点被配给惟一的逻辑MAC地址, 可标识254个节点, 所有节点都可以基于逻辑MAC地址进行快速的二层交换。一个RPR环即构成一个虚拟的分布式第二层交换机[7], 极大地简化了原来由SDH、以太网交换机、IP路由器或ATM组成的复杂网络。
2.2 自动拓扑识别
在RPR环形结构中[8], 每个节点均有上行和下行两个邻居, 网络结构相当简单。节点仅需掌握入节点链路入口光纤状态。在平时, 节点间没有任何关于拓扑信息的更新。当环处于初始化过程中或当一个新节点加入环中、或当一个节点失效/中继中断引发环保护切换时, RPR网络进入自动拓扑识别模式。触发器触发节点向环内所有节点 (基于每个节点的RPR MAC地址) 发出Layer2消息。各个节点根据此消息可判断到底在哪两个节点间链路状态发生了变化, 如同OSPF一样的运行模式, 但和OSPF不同点在于:
RPR信令是L2消息, 拓扑更新对L3路由表不影响。OSPF是L3协议, 有路由表收敛过程。
RPR以触发器方式发出可达信息消息, 反应时间快。OSPF是当计数器溢出后才发出拓扑更新消息, 反应时间慢。
最终, 所有RPR环上的节点知道:
(1) 节点处于环形拓扑结构中;
(2) 在环的两个方向上到达其他节点需要经过几跳;
(3) 环上每段光纤的状态。每个节点详细掌握着网络的拓扑图和每条链路的状态, 称之为“topology aware”。每个业务的源节点具有该业务流MPLS标记交换表。
基于此, 当故障发生时, RPR节点可进行基于源路由的业务倒换。故障点两侧的节点向其他节点广播故障消息, 然后每个节点:
(1) 将经过失效链路/节点的, 有保护要求的业务向反方向快速倒换 (小于50 ms) 。
(2) 根据新的拓扑结构图依次恢复无保护要求的业务。
拓扑自动识别使网络初始化配置变得极其简单, 并避免手工配置带来的错误。
2.3 空间复用技术
RPR技术支持空间复用技术 (Spatial Reuse Protocol, SRP) [8,9], 它是一个独立于介质的MAC层协议, SRP在数据包环上提供了寻址、读取数据包、带宽控制和控制信息传播的基本功能。在分组环路上, 数据包被目的节点从环上读走。这样, 分组环使得有多个节点成多段同时传输数据, 而不会互相影响, 从而充分利用了整个环路的带宽。例如环上依次有4个节点A, B, C, D, 业务经过A节点到达B节点下环, 新业务允许从B节点插入并经C节点传送到D节点, 从而有效地利用了环上A到D的带宽。空间重用可以保证对各种等级业务的QoS, RPR可根据用户需求分配带宽, 而不是像SDH那样分配固定时隙, 而且可以对不同等级的业务采取不同的保护方式。SRP光纤环使用因子为2, 光纤使用率相对于SDH提高了1倍。从而最大限度地利用光纤的传输带宽。
2.4 基于源路由和服务等级的50 ms环保护倒换
IEEE 802.17 Darwin-draft建议提供两种环保护机制:缺省选项为Steering-源路由方式;可选方式为Wrap-折回方式。
两种保护方式都可保证环保护小于50 ms。RPR节点间通过信令交换拓扑信息, 每个节点都知道网络的状态。
源路由环保护倒换和SDH的复用段保护和DPT的环保护不同, RPR源路由环保护倒换机制如图2所示[10]。
DPT或SDH复用段保护是当光纤中断后, 通过SDH头开销中的K1, K2字节或通知网络节点, 或者发出专用消息通知节点, 在光纤中断处两端节点环回。因此业务流要先沿原路径到达环回处, 再沿反向光纤通过保护通道到达另一环回处, 再环回, 才能到达出口点。
RPR是当光纤中断后, 光纤中断处两端节点会发出Layer2的控制信令沿光纤方向通知各个节点。业务流源节点接收到这个信息后, 立即向另一个方向的光纤上基于终点节点RPR MAC地址发送业务, 从而实现环保护。在环保护切换时, 会按业务流的不同服务等级, 根据与终点业务一起倒换原则, 依次向反向光纤倒换业务。
首先, EF业务先倒换, AF1, AF2再依次倒换。EF业务保护倒换可做到20 ms之内。所有具有承诺带宽的业务在保护倒换之后都有带宽保障。AF2的突发部分和BE业务要看环上剩余多少带宽来确定多少带宽可以使用。另外, RPR支持空间复用技术, 基于源路由的环保护倒换可节省出SDH复用段保护倒换所经过环回处的带宽供其他业务使用。可见, 基于源路由的倒换所选择的保护路由最佳, 可节约光纤带宽资源。并且某条光纤上的业务保护倒换对此段另一条光纤上的业务没有任何影响。
当采用Wrap方式提供保护时, 可对RPR MAC层旁路, 直接采用物理层的环回。Wrap保护方式的优点在于保护倒换时间相对快, 分组流失少。如果分组为组播业务, 则Wrap保护方式不需要重新计算组播的复制点。RPR环保护基于分组业务为单位进行, 对于每个业务可选择采用哪种保护方式, 也可以对业务先采用Wrap方式保护, 减少分组丢失, 然后再进行Steering保护倒换, 从而提高带宽利用率。
2.5 多等级、可靠的QOS 服务
各种RPR 技术都定义了几种服务类别[4,6], 比较普遍的定义有快速前传 (Expedited Forwarding, EF) , 保障前传 (Assured Forwarding) 和 (Best Effort, BE) , 其中控制信令是默认的最高优先级, 并无需定义其级别。 不少厂家在实际运行环境中都可以根据客户需求或者不同业务的需求定义新的业务级别。
3结语
RPR 技术可以使得运营商在城域网内以低成本提供电信级服务, 在提供SDH 级网络生存性的同时, 降低了传送费用。由于其既集成了IP 的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率和可靠性, 又在技术上综合了以太网和SDH 的优点, 在功能上具有SDH 时分复用、IP 路由交换等功能, 因而被普遍认为是一种很有市场前景的技术。
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我国城乡大米消费弹性分析 篇7
大米是中国的主要粮食作物和食用的主要粮食品种, 也是中国乃至世界谷物中单产和总产量最高的农产品之一。通常情况下, 中国大米年产量约占粮食总产量的40%左右, 大米口粮消费占到细粮消费比重的60%以上。我国65%的人口以大米为主食, 大米的产量和消费量占世界的30%以上, 是世界第一大大米生产国和消费国。中国大米生产和消费的任何变化都会对全球大米市场产生重大影响。鉴于大米在我国经济和粮食安全体系中的重要作用, 国内学者对大米消费需求等方面进行了研究。黄季焜 (1994) 研究发现大米需求的收入弹性较高而价格弹性偏低, 测算出中国大米需求的收入弹性值为0.14, 且该弹性值随收入的提高出现明显的下降趋势;大米需求的价格弹性为负。杨万江 (1995) 通过分析有关统计资料和浙江省1993年570个城乡住户稻米专项调查数据, 研究了南方稻区稻米消费变化及稻米生产消费关系。分析得出:农民人均稻谷消费量下降与人均生活支出增长有较强的负相关关系。黄季焜 (1996) 分析得到城市化和收入等都是影响大米消费的重要因素, 并按照不同的收入阶层分别测算对不同种类大米的需求收入弹性。穆月英 (2007) 采用AIDS模型对南北方居民食品消费需求系统进行了比较分析, 得出南北地区的大米支出弹性系数都相对较小, 大米的消费需求对收入的变化不敏感。刘华 (2009) 估算了大米的需求收入弹性和需求价格弹性的变化趋势, 得出大米的需求自价格弹性大于1, 且大米的需求收入弹性呈现出阶段性的变化趋势, 现阶段基本保持在0.2和0.3左右, 大米仍然是生活必需品, 并不具有劣质性。
国内学者或是从地区比较的角度或是按照不同的收入阶层研究了我国大米消费的需求收入弹性和价格弹性, 但由于采用方法的不一致, 得出的各弹性估计值差异较大。此外, 中国城乡呈显著的二元经济特征, 食用大米消费城镇居民和农村居民之间也呈现显著的二元结构特征, 城乡居民大米消费水平存在较大的差距。因此, 有必要对我国城乡大米消费进行细致的研究。基于上述考虑, 本研究根据1991—2008年的大米消费的各项数据, 在对我国稻米城乡消费现状分析的基础上, 分别构建农村和城市地区大米消费需求经验方程, 从城乡差异角度, 分析我国城乡大米消费弹性对国内大米消费需求的影响。
二、我国大米消费现状分析
我国大米消费主要以食用消费为主, 还有少量的饲料和工业用量以及种子消费和损耗, 其中食用消费占总大米消费的84%, 饲料6%, 工业用量8%, 种子消费和损耗8%左右。中国有18个省市区以大米为主食消费, 人口达8亿以上, 占中国总人口的65% (张峭, 2007) 。鉴于食用消费在大米消费结构中占绝对地位, 因此, 本文将大米的食用消费作为大米消费量分析的重点对象。
人均大米消费量和人口数量是影响我国大米消费的主要因素。在人均大米消费量方面, 由于农村居民和城镇居民的人均收入在过去20年的稳步增长, 导致食品结构发生了重大变化。人均大米消费量随着动物性食品消费量的可持续增长而呈现明显下降的趋势。农村居民人均大米消费量已经从1991年的104.36千克减少到2008年的85.11千克;城镇居民人均大米消费量从1991年的67.37千克下降到2008年的50.12千克 (如图1) 。而在人口方面, 中国正在经历了一个劳动力从农村向城市转移的快速城市化过程。结果显示, 目前我国城市人口保持快速增长的势头, 城市化速度加快。城市地区大米消费量一直保持相对稳定的增加, 我国城市大米消费量已经从1991年的2101.15万吨增加到2008年的3040.63万吨;而农村地区大米消费量从1991年的8830.95万吨减少到2008年的6139.41万吨, 在90年代中后期呈下降的趋势;我国大米总消费量从1991年的10933.09减少到2008年的9180.04万吨, 呈现缓慢下降的趋势 (如图2) 。
三、我国大米消费弹性估计
1、消费方程的建立
口粮是大米的最主要用途, 通常每年大米口粮消费约占到大米总消费量的84%左右 (如图1) , 本文主要分析的是大米的食用消费。大米食用消费量与人均消费量和人口总量相关。考虑到城乡居民收入和消费水平存在的较大差距, 本文分别建立农村地区和城市地区的人均大米消费方程, 可得到大米总消费量方程如下:
TCRt=PPCt*PRt+UPCt*PUt
其中, TCRt是大米总消费量, RPCt是农村地区人均大米消费量, UPCt是城市地区人均大米消费量, PRt是农村地区人口数量, PUt是城市地区人口数量。
大米人均消费量受多种因素的影响。其中大米的价格、消费者的收入和可替代商品的价格是其决定因素, 因而, 大米人均消费量的估计方程可以表示为如下形式:
lnPR Ct=b0+b1ln (PWt/PRt) +b2lnR PIt+b3lnPRt+Ut
其中, PRCt表示农村或城市地区的大米人均消费量, PWt/PRt表示可替代商品小麦对大米的相对价格, RPIt表示农村或城市地区的人均实际收入, PRt表示大米的实际价格。
2、数据来源及描述
本文使用的数据主要来源于《中国国家统计年鉴》、《食品产业年鉴》和《中国农产品价格调查年鉴》, 大米价格数据来源于国家统计局编译的价格报表。二级数据如农村地区和城市地区人均大米消费量被用来建立和估计方程组, 其中, 部分数据用统计学方法进行了修订, 解释如下:大米价格根据农产品价格指数平减;农村居民收入是按照农村居民消费价格指数平减得到的农村人均实际收入;城市居民收入是按照城市居民消费价格指数平减得到的城市人均可支配收入;小麦对于大米的相对价格定义为小麦价格指数与大米价格指数的比值。
3、实证结果分析
本文使用Eviews5.0软件, 根据1991—2008年的时间序列数据, 采用普通最小二乘法进行数据分析和方程估计。在分析过程中对除虚拟变量之外的所有变量都进行对数转换, 其中, 随机扰动项符合基本假设。得到的分析结果如下。
(1) 农村地区大米人均消费量估计方程的回归分析结果
其中, *表示显著水平为1%, **表示显著水平为5%, ***表示显著水平为10%。
R2的值为0.83, 通过R2的值我们可以判断该模型的拟合优度相当的高, 主要变量的弹性估计值和以前的研究相一致。结果表明, 大米的人均消费价格弹性值为-0.115, 即当大米的价格上涨10%, 大米人均消费量在农村地区减少1.15%。大米的需求收入弹性显示出较强的负相关, 其估计值为-0.157, 即当居民实际收入上涨10%时, 农村地区大米人均消费量减少1.57%。小麦价格相对于大米价格的需求替代弹性在为0.169, 即在小麦和大米消费之间存在一种相对比较弱的替代关系, 如果小麦价格相对大米价格上涨10%, 那么农村地区大米人均消费量将上涨1.7%。
(2) 城市地区大米人均消费量估计方程的回归分析结果
其中, *表示显著水平为1%, **表示显著水平为5%, ***表示显著水平为10%。
R2的值0.89, 同样可以判断该模型的拟合优度相当的高。其中, 大米的人均消费价格弹性值在城市地区为-0.140, 即当大米的价格上涨10%, 城市地区大米人均消费量减少1.4%。大米的需求收入弹性估计值在城市为-0.216, 同样显示出较强的负相关, 即当居民实际收入上涨10%时, 城市地区大米人均消费量减少2.16%。小麦价格相对于大米价格的需求替代弹性为0.10, 即小麦和大米消费之间存在一种相对比较弱的替代关系, 如果小麦价格相对大米价格上涨10%, 那么城市地区大米人均消费量将上涨1%。
四、结论
本研究根据1991—2008年的大米消费的各项数据, 在对我国大米城乡消费现状分析的基础上, 分别构建农村地区和城市地区大米消费需求经验方程, 采用普通最小二乘法进行数据分析和方程估计, 结果表明:第一, 农村和城市地区大米需求的价格弹性分别为-0.115和-0.140, 需求缺乏弹性, 表明大米价格的变化对农村和城市地区大米需求量的变动影响较小, 主要原因在于大米是生活必需品, 因此, 减少大米价格波动对于稳定或降低城乡居民特别是低收入居民户的生活成本有积极的意义。第二, 需求收入弹性分别为-0.157和-0.216, 负的需求收入弹性表明随着中国城市和农村居民人均收入的迅速增长, 城乡居民收入增加中用于大米消费的量在逐步减少, 这反映了城乡居民食物消费结构的变化, 即随着城乡居民收入水平的提高, 大米消费在占食用消费总量的比重有个下降的趋势, 相反非粮食食物占食用消费总量的比重有个上升的趋势。第三, 大米的需求替代弹性分别为0.169和0.10, 这意味着在我国的膳食结构中, 小麦和大米存在着替代性, 且城乡地区之间存在差异, 农村地区大米对小麦的替代效应要高于城市地区, 这可能与城乡居民收入差距有关, 但这种替代效应都比较有限。第四, 伴随着城市化速度加快, 大量的农村劳动力向城市转移, 城市人口保持快速增长的势头, 考虑到城市居民大米需求收入弹性略大于农村居民大米需求收入弹性事实, 可以预期到农村地区大米食用消费量呈缓慢下降的趋势, 城市地区大米食用消费量呈上升的趋势, 但大米总消费量保持将平稳。
摘要：本文在对我国大米城乡消费现状分析的基础上, 根据1991—2008年大米消费的时间序列数据, 分别构建农村地区和城市地区大米消费需求经验方程, 采用普通最小二乘法进行数据分析和方程估计, 测算我国城乡大米需求的收入弹性、价格弹性和需求替代弹性, 结果表明, 农村和城市地区大米需求价格弹性和收入弹性均为负值, 而替代弹性为正, 这表明随着中国城乡居民收入的提高, 我国城乡居民粮食消费结构正发生变化, 大米消费在城乡居民消费中所占比例呈现下降的趋势。
关键词：大米消费,城乡居民收入,弹性估计
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