模式和模型

模式和模型（精选9篇）

模式和模型 篇1

科学发现和推理过程是科学哲学中的一个重要问题。笔者通过对波普的PTE模式和高奇的PEL模式的分析与整合,提出一个新的科学推理模型,并揭示了它对科学认知的意义。

一 PTE模型的缺陷

科学发现和推理的过程是怎样的呢?科学哲学家波普认为,科学发现是通过猜想和批判的方法展开的。他据此提出了猜想-反驳的一般图式:P1→TT→EE→P2……(简称PTE)。其含义是:从某个科学问题P1出发,提出猜测性解答或试探性理论TT,通过逻辑和实验检验排除错误EE,然后在研究过程中发现新的问题P2。这是一个不断循环的发现和创造过程。科学知识正是按照这个图式增长的。

在揭示科学发现的过程中,波普最初给出的图式是:P1→TS→EE→P2。TS表示试探性解决办法。他发现这个模式丢了一个重要的因素,即试探性解决办法的多样性和尝试的多样性,于是他把上述模式做了修改,如右上图所示。

由于TS是部分地已试验过的试探性解决办法,于是他把TS改为TT,旨在表明猜想环节应该在试验之前而不是之后发生。然而,在科学知识的增长过程中,同一个问题既可以产生多种试探性解决办法,从而形成多种试探性理论,也可以相应地有多种排除错误和产生新的问题。因此,这个四段图式就成为:

在波普看来,“如果可能的话,应该提出许多理论,作为解决一些给定问题的尝试,并且要批判地考察每个试探性解决方案。那样,我们便会发现每个理论都引发出新问题;而我们可以把那些有希望引发出最异常和最有意义的新问题的理论探究到底。”[1]也就是说,一个问题可以形成试探性理论集、排除错误集和新问题集,即:P1→∑TTn→∑EEn→∑P2n。这样,一个有意义的问题可以产生一系列新的问题。如果这些新问题和旧问题有区别,可以说这些理论是进步的。如果这些新问题有所不同,在解决它们的过程中,有希望获得新的理论。这就是科学的创新过程。科学知识正是在这样的过程中不断增长的,科学也正是在这样的过程中进步的。

不过,仔细分析我们会发现,这个图式为我们提出一些新的问题:试探性TT和排除错误EE的具体过程是怎样的?猜想的前提是什么?通过什么逻辑把问题和结论连接起来的?波普没有继续探索这些问题,这些问题也就成了他的PTE模式的缺陷。

二 PEL模式对PTE模式的改进

科学方法论家高奇(Gauch,Hugh G.Jr.)在《实践中的科学方法》一书中,提出一个基于预设、证据和逻辑的PEL模式[2],其中P表示预设(presuppositions),E表示证据(evidence),L表示逻辑(logic)。这个模式首先把预设作为推理的一个要素,肯定了预设在推理中的前提和背景作用。推理过程是通过预设支持证据,并应用逻辑连接起来得出结论的过程。可以说该模式是对PTE模式的细化和改进。

那么什么是预设?为什么需要预设?这就需要对预设做出定义。所谓预设是一种需要用来达到某一特殊结论但还不能被证明的信念,它是科学假设的前提。或者说,预设是把毫无疑问地认为为真的东西作为某个结论的前提。在收集确定证据的意义上,预设往往不能被证明,但可以通过诉诸常识经验来选择和揭示其意义。科学家重视证据远超过预设,甚至常常忽略预设。因为在常识科学的语境中,科学所需要的预设不仅有意义而且无问题,并被看作理所当然。

高奇把预设形式化和科学化,使预设成为科学推理所必须的成分。他把预设定义为:“命题P是一个陈述S的一个预设,当且仅当P对于S有一个真值(真或假)必须是真的。”而且“命题P是由假设集H1到Hn表达的问题Q的一个预设,当且仅当(1)P对于每一个H1到Hn的假设可能为真必须是真实的;(2)P不产生比别的命题或多或少更可信的命题。”至于预设的科学化,他指出:“科学的一个预设是这样一个信念,如果这个信念不可能被任何证据或任何推理所证明,但必须被常识和信仰所接受的话,它对于一个常识实在论的科学操作就是必须的。”[2]132-133

看来,合理化科学的预设应该是科学哲学的一项永恒的事业,而收集证据是每一项科学探索必须做的。不同的问题可以有不同的证据,可以有不同的假设,但有相同的预设。尽管科学需要更多的逻辑、证据、仪器和教育,但也需要预设。波普就认为,科学知识是通过未经证明的或不可证明的预设,通过猜测和对问题的试探性解答而获得的。可惜他没有把预设作为推理过程的一个要素,而是作为背景被排除在他的PTE模式之外。

在PEL模式中,预设是绝对必然的信念,目的是让被考虑的任何假设有意义并且为真,但这些信念对于任意一个假设的可靠性是完全相同的。科学需要一些常识预设,比如“物理世界存在”,“我们的感觉可靠”。这些预设充当排除包括严格被考虑的可感知假设在内的不成熟观念的角色。证据是有关所考虑的不同假设的可靠性的经验数据。证据必须是可接受的,在可用的预设范围是有意义的,且必须与有关不同假设相关。逻辑包括归纳和演绎,它是使用有效推理连接预设和证据得出正确结论的工具。

在科学研究的实践中,科学家如何使用PEL模式呢?高奇提出一个应用模型:[2]103

这个模型表明:科学探究从问题开始,根据所要研究的问题提出种种假设;所有假设之间的相似性支持预设,而差异性则意味着潜在的证据;通过逻辑把预设和证据连接起来而得出结论。

与波普的模型相比,该应用模型把预设、证据和逻辑作为科学推理的核心部分,为猜想和反驳提供了前提和证据支持。这是它优于波普模式的地方。不过,它的缺陷也是明显的。一方面,它虽然多了预设和证据环节,但少了排除错误的环节,这与科学研究的实际过程不符;另一方面,高奇把假设推理或溯因推理(abduction)这种被认为是一种新的逻辑形式排除在逻辑之外,这样逻辑的力量就减弱了。我们知道,假设推理是C.S.皮尔士提出的与归纳和演绎并列的三种基本推理类型之一,用以指科学发现的逻辑和一种创造性过程。当遇到用一般规律不能说明的问题时,可以寻找这个问题的若干特征,尝试去发现这些特征之间的关系,并在形成解释这个问题的一组假设中,选择一个对照经验加以检验。因此,假设推理是科学创造性不可缺少的推理方法。PEL模式把它排除在外显然是不适当的。

三 QHS[PEL]EEp模型及其推理过程

鉴于PTE和PEL模式存在的缺陷,笔者将这两个模型进行整合,提出关于科学发现的一种新模式:QHS[PEL]EEp,其中Q是问题,HS是假设集,P是预设,E是证据,L是逻辑(包括归纳、演绎和假设推理),EEP是通过实验检验排除错误。

我们通过高奇使用的一个简单例子来说明这个新模型的推理过程。拿一个不透明的杯子、一个不透明的盖子和一枚硬币。让某人掷硬币而你不能观察。如果硬币是正面,把硬币放入杯子并盖上盖子;如果是反面,把硬币放到别处,用盖子盖住杯子。现在问:杯子里有硬币吗?你一定会想到只有两种可能答案:杯子里有或没有硬币,推理过程为:

问题: 杯子里有硬币吗?

假设集:H1、杯子里有硬币。

H2、杯子里没有硬币。

这两个假设是相互排除的,一个为真意味着另一个必然为假。它们一起构成详尽的假设集,即穷尽各种可能。在科学中,一个问题的假设集可能包括更多的假设,但假设集一定是有限的,而不是无限的。无限的假设就成了形而上学问题。

我们如何才能决定哪个假设为真呢?由于寻求的答案是关于世界的偶然事实,任何哲学和逻辑推理都不能给出答案,因为它们不包含杯子里是否有硬币。相反,为了得到答案,一方面,我们必须观察自然,发现自然的实际状况;另一方面,我们必须做实验来验证。

在这个例子中,我们可以设想以下几个实验:(1)打开杯子看;(2)摇动杯子听;(3)拍X光照片判断。这些实验中的任何一个都可以解决以上问题。按照简单性原则我们采用实验(1)最好,推理如下:

前提:我们看见杯子里有一枚硬币。

结论:杯子里有硬币(H1)。

从常识观点看,实验证明H1是正确的,问题似乎得到解决。这是纯粹经验层次的结论。

从哲学上分析,这个理由还不充分,因为“看见杯子里有硬币”不能必然推出“杯子里一定有硬币”。还必须加上另一个前提:“看蕴涵存在”。这是简单的预设“眼见为实”。深入地分析会发现,这个预设又蕴涵着特殊预设——物理世界存在,人的感觉可靠,人类语言有意义并适合这个问题的讨论,所有人有共同的认识能力,等等。加上这个前提,推理过程为:

前提1:看蕴涵存在。

前提2:我们看见杯子里有一枚硬币。

结论:杯子里有硬币(H1)。

从逻辑上看,如果用S表达“看见杯子”,用E表达“杯子里有硬币”,则从前提1到结论的逻辑关系为“S;所以E”。这是一个不合乎逻辑的推理,因为S不包含E,结论不是必然的。从前提2到结论的逻辑关系为“S;S蕴涵E;所以E”。这个推理过程遵循“肯定前件式”——“如果S,则E;S;所以E”。如果加上前提3:“肯定前件式是一个正确的演绎规则”,则推理过程为:

前提1(预设):看蕴涵存在。

前提2(证据):我们看见杯子里有一枚硬币。

前提3(逻辑):肯定前件式是一个正确的演绎规则

结论:杯子里有硬币(H1)。

从可重复检验来看,这个过程还没有得到他人的检验,因而是不完善的。我们知道,如果一个科学家或一个研究小组做出一项研究结果,还要经得起别的科学家的检验,即别人的重复实验。在这个例子中,严格讲,结论不仅是自己按照以上过程得出,而且还要让别人也能够按照同样的过程得出。这个环节不是可有可无的,而是必须的,因为我们无法排除研究过程中的“期望偏见”,即研究者看见自己期望看到的东西,这往往会使研究者在推理过程没有问题的情况下出差。

比如,20世纪初,天文学家用望远镜观察到一种夜晚天空中普遍的漩涡星云现象——一种漫射的漩涡状光环后,有些天文学家认为是类似银河的漩涡星系,有些认为是我们这类星系的气体云。威尔逊山天文台的范·玛恩南(van Maanen,Adriaan)通过比较间隔数年所拍摄的星云图片解决了这一问题。通过一系列的测量后,他宣布这类星云是在银河系,从而支持后一种观点。由于范·玛恩南的声誉,许多天文学家接受了他的观点。几年后,他的同事哈勃(Hubble,Edwin)利用新的望远镜观察那些现象,发现那些星云肯定是遥远星系,不属于银河系。范·玛恩南一定错了。但研究范·玛恩南的观察步骤和数据,没有发现任何错误,相反他是在观测准确性限度内工作的,他看到了他期望的东西,而非实际存在的东西[3]。这个例子充分说明,同行的检验是必须的。

如果加上他人的重复检验,这个推理过程变为:

前提1:(预设)看蕴涵存在。

前提2:(证据)我们看见杯子里有一枚硬币。

前提3:(逻辑)肯定前件式是一个正确的演绎规则

暂时结论:杯子里可能有硬币(H1)。

检验:确定杯子里的确有硬币。

结论:杯子里有硬币。

将这个推理过程加上前面的问题和假设集就变为:

(Q)问题: 杯子里有硬币吗?

(HS)假设集:H1、杯子里有硬币。

H2、杯子里没有硬币

(P)前提1:(预设)看蕴涵存在。

(E)前提2:(证据)我们看见杯子里有一枚硬币。

(L)前提3:(逻辑)肯定前件式是一个正确的演绎规则

暂时结论:杯子里可能有硬币(H1)。

(EEp)检验:确定杯子里有硬币。

(C)结论:杯子里有硬币。

这个推理过程用符号表示就是:Q→HS→[PEL]→EEp→C。它表明:科学探究从问题开始,问题产生各种假设,预设来自比较不同假设的共有性,而且具有限制假设数量的作用,比如“看蕴涵存在”将其他不合理的假设如“我们梦中看见杯子里有硬币”排除。这个模型适合所有科学推理过程。只是问题不同,假设的数目会不同,预设、证据和逻辑的内容也会不同。美国科学促进会(AAAS)关于科学思维的基本成分的论述为QHS[PEL]EEp模型提供了支持,它指出:“科学思维的过程既依赖对现象进行仔细的观察,又依赖创造理论以便从这些观察产生意义”,而且“逻辑推理的原则把证据和假设同结论连接起来”[4]。

四 QHS[PEL]EEp模型的作用和意义

我们将新模型QHS[PEL]EEp的作用和意义概括为以下五点:

第一,把问题确定为推理的起点,使问题决定假设。关于科学研究从什么开始,或者说研究的起点是什么,人们可以给出多种答案,比如经验、观察、问题、理性、实践、概念、信念,等等。从QHS[PEL]EEp模型可知,科学探索是从问题而不是别的什么开始。波普和高奇的模式也都坚持这一点。原因是,科学研究的对象是整个自然界,自然界是科学研究的必要前提。科学又是人的认知活动,是人的心智的操作过程,心智的形成就是科学探索的又一个必要前提。因此,科学的发生是以人的出现和自然的存在为前提的。有了这两个前提后,人和自然的相互作用点是什么呢?当然应该是问题,因为正是问题引导人去思考,去探索。经验、观察、理性、实践、概念、信念是问题得以成立和解决的语境因素。提出问题后,为了解决问题,人们首先根据问题提出种种假设,答案就包含在这些假设中。因此,问题不仅是研究的起点,而且决定假设的构成,也就是说,假设的提出是以问题为根据的,而不是随意猜测的。

第二,揭示了“假设依赖预设,预设支持假设并加强证据的思想”。根据QHS[PEL]EEp模型,预设是这样一个信念,为了使任何科学的假设有意义并真实,它是绝对必要的,但关于个别假设的可信性,它又是完全相同的。这样,在科学中,预设是始点的观点并不正确,因为科学研究并不从预设开始,而是从问题开始,而且这个问题更精确地由假设集陈述。在假设集的基础上,预设是作为背景信念出现的,这些信念由假设集中的所有假设共同支持。而且,预设不是任意的。如果一个信念由所有假设共同支持,那么它就是一个预设。如果不是这样,它就不是一个预设,这里不存在任意选择的问题。因此,预设的意义也由来自特定问题的假设和对这些假设的实验检验所规定。证据是作为经验事实出现的,而经验事实蕴涵了种种常识预设,如物理世界存在,人的感知可靠等。如果没有这些常识预设,证据也就失去了证据的经验作用。

第三,把预设作为科学推理的必要前提和背景信念,从而避免了科学推理的“无根”性。预设不是可有可无的形而上学信念,而是科学推理必不可少的东西。我们虽然不能获得已经证明的预设,但至少对某些特别指明的人来说,我们能够获得没有问题的预设。戴维斯指出:“一个命题的预设是这样的东西,对于这个命题是真是假而言,它们必须是真实的。真和假作为两个真值存在。因此,预设是使一个命题必须具有真值成为真实的东西。”同样,“一个问题的预设是使这个问题具有答案并成为真实的东西。”[5]虽然有人认为“大多数科学家把他们的形而上学假设视为理所当然,但它们对于科学的结论在逻辑上并不是绝对必要的。”[6]但是,预设对于科学来说,就是科学追求和提供真实的、确证的关于外部物理实在的陈述,即科学哲学上所说的“本体论承诺”。如果研究揭示了一个客观上限定的预设,科学家通常扩大假设集以包括附加似真的可能性,因为提出一个更好的问题应该是在战略上推进科学的发展。

第四,把语境分析引入科学推理过程,从而加强了推理的可靠性和确定性。从QHS[PEL]EEp模型来看,预设是与特定问题、问题的假设和对假设的实验检验密切相关的。也就是说,问题、假设和实验构成了预设的语境,预设的意义由这个语境决定。预设不仅影响科学家研究的问题,而且更根本地影响科学家所思考的问题。比如在杯子/硬币的实验中,问题“杯子里有硬币吗?”由假设集H1和H2精确地表达,而且这两个假设相互排除并穷尽所有可能。从语境论的观点看,H2可以描述为H1的“语境否证”。H2之所以是H1的一个“语境否证”,是因为H2保持H1中的预设“杯子和硬币存在”,用“感觉可靠”等附加预设保持常识语境。H2通过断定硬币不存在而不是杯子不存在来否定H1的主要主张。正是这种语境特征加强了推理的可靠性和确定性。

第五,把科学的预设和实在性检验相结合,使得预设成为科学推理的必要组成部分。科学的预设不是任意和无根据的设想,它们必须接受实在性检验。在常识范围,人人都是实在论者,比如没有人会否认“引火烧身是危险的”。这就是实在性检验。波兰尼(Polanyi)指出:“真实性的逻辑前提我们并不清楚,或者说,在我们建立事实前我们并不相信它们,但通过反思我们建立它们的方式,我们认识了它们。我们必须首先假定接受使经验给予我们的眼睛和耳朵的线索有意义的事实,而且支持这个产生意义的过程的前提必须随后从这个过程推出……。我们不相信这些事实的存在,是因为我们先前得到的信念相信这样一个信念的任何清楚的逻辑预设。然而相反,我们相信某种清楚的关于真实性的预设,仅仅是因为我们已经发现它们蕴涵在我们相信事实存在的信念中。”[7]这就是说,实在性检验中蕴涵着某些预设,比如在本体论意义上,实在性检验预设了差别,预设了物理实在具有不相同的多种事物如各种“自然类”;在认识论意义上,实在性检验假定人能够知道一个快速运动的物体是汽车,并知道迅速躲开它。这一点预示我们的感觉器官通常提供关于外部世界的可靠信息,我们的大脑能够处理并理解这些感官输入,能够引导我们的脚有目的地移动;在逻辑的意义上,实在性检验假定了一致性。合理地断言“引火烧身是危险的”,同时要求我们不能断言“引火烧身是不危险的”。也就是说,断言一个实在性检验真实的同时也断言其否定陈述真实是不可信的。实在性检验也预示了真理。一致性仅要求实在性检验及其否定不能同时被断定,但没有指明断定哪一个。真理是更要慎重选择的。实在性检验表达一个与物理实在性一致的真实信念,同时还假定了演绎、归纳和假设推理逻辑。

参考文献

[1]波普.客观的知识[M].舒炜光,等译.北京:中国美术学院出版社,2003:286.

[2]Hugh G Gauch Jr.Scientific Methods in Practice[M].Cam-bridge:Cambridge University Press,2003:128.

[3]弗兰克.普雷司.论做一名科学家[C]//郭传杰,李士主编.维护科学尊严.长沙:湖南教育出版社,1996:218-219.

[4]AAAS(American Association for the Advancement of Sci-ence).Science for All Americans:a Project 2061 Report onLiteracy Goals in Science,Mathematics,and Technology[R].Washington,DC:AAAS.1989:26-27.

[5]Davis W A.An Introduction to Logic[M].Englewood Cliffs,NJ:Prentice-Hall,1986:258-259.

[6]Caldin E F.The Power and Limits of Science:a Philosophi-cal Study[M].London:Chapman&Hall,1949:176.

[7]Polanyi M.Personal Knowledge:towards a Post-CriticalPhilosophy[M].University of Chicago Press,1962:162.

模式和模型 篇2

注：分类标准，根据期主要盈利来源所处价值链的不同环节分类。

模型2：房地产经营模式矩阵模型

（五种房地产企业的经营模式分类，核心指标是经营区域和运作手法）

单个地块多个地块区域开发 经营区域跨区域开发 专业化 规模化 品牌化

运作手法

模型3：产品竞争力模型一

模型4：产品竞争力模型二

模型5：价格策略

1、“高开低走”价格策略下的产品投放

2、“低开高走”价格策略下的产品投放

3、“平稳推进”价格策略下的产品投放

模式和模型 篇3

车辆多体动力学模型参数修正就是通过某种优化算法在参数设计空间中进行搜索,获得使动力学模型的仿真结果与实车测试结果最接近的模型参数,从而提高模型仿真结果的可信性和准确度。

以某型履带车辆为研究对象,根据相关统计资料,选择砂石路作为模型修正的行驶路面条件。首先建立多刚体动力学模型,通过对比参数修正前的行驶振动试验仿真结果与实车测试结果,初步验证动力学模型的可信性并确定修正目标函数的表达形式;其次,通过参数筛选确定待修正的模型参数;为解决修正效率低、计算量大的问题,采用克里格(Kriging)插值法建立了待修正参数与目标函数之间关系的近似模型;最后,针对修正问题的无约束性和非线性,采用模式搜索法对履带车辆动力学模型参数进行修正,获得参数修正的最终解。相关技术流程如图1所示。

1 履带车辆多体动力学建模

某型履带车辆主要由上装与车体系统、动力传动系统和行动系统等组成,其中行动系统包括主动轮、负重轮、托带轮、诱导轮及曲臂型张紧机构、履带板、履带销以及悬挂装置弹性元件和阻尼元件等。建立动力学模型时,所有部件均假设为刚体结构,其中,上装、动力传动系统与车体合并为一个刚体;悬挂装置的弹性元件与阻尼元件等效简化为平衡肘与车体之间的力元,质量参数分别与所连接的物体合并;履带张紧机构的传动装置按实际运动规律等效简化为车体与曲臂之间的活塞-套筒连接机构。首先根据部件之间的约束关系,对模型进行拓扑结构分析[5],如图2所示,各部件和约束明细见表1。

由图2可知,该履带车辆多体系统为完整约束系统,系统中车体B1至曲臂B8的路(B1,B8)有两条,因此系统为非树系统,其中,旋转副约束H1为切断铰。由表1可知,系统中共有刚体235个,理想约束44个,其中旋转副38个、球副2个、移动副2个、圆柱副2个,各理想约束限制自由度数分别为5、3、5、4,根据空间机构自由度计算公式,多体系统模型自由度数目为:

由于系统中履带板与其他刚体之间的连接关系均为力元,因此式(1)计算得到的自由度1 196中包含履带板自由度192×6=1 152,剩余44个自由度分别为:2个主动轮相对车体的旋转自由度,8个拖带轮相对车体的旋转自由度,12个悬挂系统与车体之间的相对运动自由度,12个负重轮相对平衡肘的旋转自由度,2个履带张紧装置的运动自由度,2个诱导轮相对曲臂的旋转自由度,6个车体空间运动自由度,即:

由式(2)可知,系统无冗余约束,拓扑结构分析结果正确,在此基础上,采用基于广义笛卡尔坐标系的第一类拉格朗日方程[6]建立履带车辆多体动力学模型,模型中任一部件广义坐标可表示为:

式(3)中,x,y,z为笛卡尔坐标系下的部件质心坐标,ψ,θ,φ为质心坐标欧拉角。系统广义坐标矩阵为:

对于系统的约束矩阵方程可表示为:

则动力学模型的欧拉-拉格朗日方程组为:

式(6)中,M为模型部件质量矩阵,ΦPT为雅克比矩阵,由式(5)微分得到,λ为拉格朗日乘子,QA为广义外力矩阵,η为加速度约束方程的右项。图3为建立的履带车辆多体动力学模型。

2 路面谱测试及路面建模

根据有关统计资料[7],在履带车辆的行驶路面中,砂石路面的行驶里程最长,是车辆的典型行驶路面,为使参数修正结果具有较好的适应性和普遍性,本文选择某装甲车辆试验场的砂石路作为参数修正的行驶路面条件,为了准确建立对应的路面模型,采用双轨真实路形计进行了路面谱测试,如图4所示,所用数据采集传感器如图5所示。

该双轨真实路形计以轮式车辆作为载体,可同时对两条单道路面不平度进行测量,平均测量误差小于±1.5 mm。由图5可知,其数据采集系统共有4路输入信号,其中,陀螺仪用于测出车架相对于水平基准的角度,触发器用于同步采集空间纵向距离,旋转变压器用于测量摆架相对于托臂转动的角度和托臂相对于车架转动的角度。结合上述测量信号,利用三角度求和原理[8]即可得到所测量路面的不平度数据,图6为测量得到的部分左右两侧单道路面不平度对纵向距离的变化曲线。

对测量结果进行数字滤波、零均值化、去线性趋势项等预处理后,即可对实测随机路面不平度进行功率谱密度估计,根据GB 7031的规定,对砂石路面的实测路面谱进行拟合,路面谱拟合表达式为:

式(7)中,Gq(f)为路面不平度空间频率f对应的功率谱密度,fl和fu分别为f的下限和上限,Gq(f0)为路面不平度参考空间频率f0对应的标准功率谱密度,f0=0.1 m-1;w为频率指数,是路面功率谱密度与空间频率在双对数坐标下的比例系数。根据式(7),路面不平度可表示为,

式(8)中,q(x)为路面纵向距离x对应的路面不平度,ξi为N个在[0,2π]区间均匀分布的随机数,fmid-i为在[fl,fu]内划分的N个区间所对应的中心频率,每个区间长度为Δf,Ai为对应谐波的振动幅值,即,

根据路面不平度序列,构造路面节点矩阵和单元矩阵,并生成砂石路的动力学仿真路面模型[9],如图7所示。

3 模型参数修正目标函数

3.1 模型可信性初步验证

在进行参数修正之前,需要对模型的可信性进行初步的验证,以保证后续修正计算初始点的准确度。为此,论文在某车辆试验场进行了履带车辆行驶振动试验,试验路面选取前述砂石路,行驶车速为30 km·h-1,测试信号为车体前甲板中央处的垂向振动加速度,传感器为SD14N13型压电式加速度传感器,灵敏度为49.38 m V/g(g为重力加速度)。本次测试试验采用NI公司PXI-4472B型8通道动态信号采集模块,并采用NI/Lab View编制了数据采集软件,采样频率为2 000 Hz。图8和图9分别为相同工况条件下的仿真结果与实测结果的时域曲线,其统计特征值计算结果如表2所示。

由图8和图9可知,振动加速度的时域曲线均呈现随机振动,由表2可知,实测结果与仿真结果的均值基本一致,但标准差相差较大,说明多体动力学模型的仿真结果不够精确。对上述实车测试结果和仿真结果分别作频谱分析,得到的功率谱密度曲线如图10所示。

由图10可知,实车测试结果与仿真计算结果的功率谱密度曲线主峰值均在1 Hz附近,与悬置质量的振动主频率较为一致,振动的激励源主要来自路面不平度的激励。此外,由于非悬置质量以及履带板节距的激励因素,功率谱密度曲线在7 Hz和48Hz附近均存在一定的振动响应,但该振动响应相对较小。综上所述,仿真结果较为真实地反映了实际车辆的动力学响应特性,说明所建立的履带车辆动力学模型具有一定的可信性。

3.2 参数修正目标函数

由前述可知,实车测试结果与仿真计算结果的功率谱密度曲线比较相似,但仍然存在一定的差异。造成这种差异的来源主要有:一是建模时对部分设计参数进行了等效简化,二是受加工误差、测量误差以及装配误差等因素的影响,设计参数本身就存在一定的不确定性。因此需要对模型参数进行修正,以提高仿真计算结果的准确度。

参数修正的首要工作是建立修正目标函数,以量化实车测试结果与仿真结果的相似性。由于振动加速度功率谱密度曲线不仅反映了振动能量的总体大小,还反映了信号的频率成分以及各频率成分所对应振动能量的相对大小,因此,采用功率谱密度曲线构造参数修正的目标函数,即,

式(10)中,s和a分别是仿真结果与实测结果的功率谱密度,D(s)和D(a)分别是仿真结果与实测结果的方差,Cov(s,a)是仿真结果与实测结果的协方差。fobj的取值范围为[1,+∞],函数值越接近1,则表示仿真结果越准确,与实车测试结果越接近。

4 模型修正参数筛选

为确定对修正目标函数影响较大的参数,以缩小参数设计空间和提高修正效率,首先利用实验设计进行参数筛选。根据车辆动力学的相关理论[10],选取车体主惯量Ixx和Iyy、车体质心纵向位置cm_x、车体质心垂向位置cm_z、扭杆弹簧刚度系数(该车第1,2,5,6扭杆弹簧刚度系数与第3,4扭杆弹簧刚度系数不同,分别记为k1、k2)以及减震器的等效阻尼系数c进行参数筛选。为保证参数修正后,车体姿态和车底距地高变化不大,参数取值范围设定在[-10%,+10%]。

由于筛选参数较多,单次实验仿真计算量较大,故采用L8(27)标准正交表进行7因子2水平正交实验设计,对每组实验参数组合进行动力学仿真,提取仿真结果并根据式(10)计算修正目标函数的响应值,最后计算各参数对应的极差以确定对目标函数影响较大的参数,极差计算公式如下:

式(11)中,K为极差,H为实验次数,h为因子水平数,H/h为每个因子水平的实验次数,fij为因子第i个水平的第j次实验所对应的目标函数响应值。不同因子的极差是不同的,极差越大,表明该因子对目标函数的影响程度越大。根据极差计算结果绘制柱状图如图11所示。

图11可知,在砂石路行驶工况条件下,对目标函数影响较大的参数依次是cm_x、Iyy和k1,其他参数的影响程度均较小,因此论文选取Iyy、k1和cm_x作为待修正模型参数。

5 克里格近似模型

由于高速履带车辆多体动力学模型的规模较大,仿真解算时间长、效率低,为解决这一问题,采用克里格插值法构造了待修正参数与修正目标函数之间关系的近似模型,以替代动力学模型复杂的仿真计算,提高修正效率。

克里格插值法是一种对有限区域内的区域化变量进行无偏最优估计的方法[11],又称空间局部插值法,最早由南非地质学家D.G.克里格提出,是一种应用广泛的近似模型建模方法。利用克里格插值法构造的近似模型包括两部分:全局模型和局部偏差项,即:

式(12)中,y(x)为近似模型的表达式,f(x)为对参数设计空间的全局模拟,一般采用常数γ代替,Z(x)为均值为零,方差为σ2的随机过程,表示全局模拟的局部偏差,其协方差矩阵可表示为:

式(13)中,n为用于构建近似模型的样本点数目,R为相关矩阵,R为相关函数,常采用高斯函数进行表示:

式(14)中,m为设计变量的数目,xik和xjk为样本点xi和xj在第k个方向的坐标值,θ为未知的相关参数。利用克里格插值在未知点x得到的预估响应可表述为:

式(15)中,y为n个样本点构成的列向量,当f(x)为常数时,f为n阶单位列向量,rT(x)为未知点x与样本点组合{x1,…,xn}的相关向量,即:

的计算表达式为:

σ2的估计值为:

则式(18)中的相关参数θ可通过极大似然估计得到,即求解如下无约束非线性最优问题:

求得θ后,根据式(16)求得未知点与样本点之间的相关向量,根据式(15)求得未知点的响应预测值,即完成克里格近似模型的构建。

本文首先利用优化拉丁超立方实验设计构造待修正参数的设计空间,参数取值范围与参数筛选一致,一共得到32组修正参数组合,对每组参数组合进行动力学仿真并计算修正目标函数响应值,获得用以构建克里格近似模型的样本组合,图12至图14为修正参数初始值处的近似模型,例如,图12为参数k1初始值处的近似模型。

为检验该近似模型的拟合精度,本文在修正参数设计区间内随机抽取20个样本点,分别利用动力学模型和近似模型得到对应的目标函数真实值和预测值,如图15所示。近似模型拟合精度指标通常采用复相关系数R2表示,即,

式(20)中,yi为样本点的真实值;为近似模型在样本点处的预测值;为样本点真实值的均值;m为拟合精度检验所用的样本点个数。R2数值大小在[0,1]之间,一般要求近似模型的R2大于0.9才能满足使用要求,R2越靠近1,则近似模型的拟合精度越高,预测值越准确。经计算,所建立的近似模型R2为0.963 8,说明构建的克里格近似模型拟合精度较高,可满足后续参数修正计算的需要。

6 基于模式搜索法的参数修正

基于前述分析,本文履带车辆多体动力学模型参数修正问题的数学模型可表示为:

式(21)中,修正参数上标L、U分别表示参数取值下限和上限,与近似模型的参数设计区间一致。

由式(21)可知,该动力学模型参数修正属于无约束优化问题,同时考虑到修正参数与修正目标函数之间呈非线性变化规律(如图12至图14所示),为此,本文采用一种适应于无约束非线性优化问题的模式搜索法对上述参数修正问题进行求解。

模式搜索法[12]最早由R.Hooke和T.A.Jeeves于1961年提出,是一种直接搜索优化算法,具有计算量小,无需目标函数的导数信息,迭代收敛速度快,求解效率高等优点,适应于无约束非线性优化问题。算法的解算流程如图16所示,其中,X(0)为初始点,δ为初始步长,α为加速度因子,β为缩减率,ε为计算精度,R为搜索点,B0和B1为整个搜索过程的起止点,B1即最优解。

本文设置初始步长0.1,加速因子0.5,迭代终止步长1×10-6,经过55次迭代,目标函数收敛,得到最优解,由于所有迭代均在前述克里格近似模型中进行,因此收敛速度快,计算效率高,迭代过程如图17所示。

由图17可知,模型修正后,目标函数响应值由修正前的1.732 3减小为1.399 7,变化率为19.20%,修正效果明显,将修正后的参数代入履带车辆多体动力学模型中,重新计算砂石路工况的动力学响应,仿真结果如图18所示,对应的统计特征值计算结果如表3所示。

由表3可知,与修正前相比,修正后的仿真结果均值误差有所增大,但由于均值数值很小,因此该误差可忽略不计;修正后的仿真结果标准差误差由修正前的18.90%减小至2.31%,说明修正效果明显,对图18仿真结果作频谱分析,并与参数修正前的仿真结果和实车测试结果对比,如图19所示。

由图19可知,修正后的功率谱密度曲线与实车测试结果更加接近,从功率谱密度曲线主峰值看,修正后的仿真值相对于试验值的误差由修正前的21.64%减小至7.27%,说明仿真结果的准确度得到了有效的提高,同时也证明了基于模式搜索法的多体动力学模型参数修正方法的有效性。

7 结论

本文以某型履带车辆为研究对象,针对典型随机路面行驶工况,为提高动力学模型仿真结果的准确度,提出了基于近似模型和模式搜索法的多体动力学模型参数修正方法,主要结论如下:

(1)分别建立了代表履带车辆的多体动力学模型和代表砂石路的路面模型,通过对比行驶振动试验的实车测试结果和动力学仿真结果,初步验证了动力学模型的可信性。

(2)采用克里格近似插值法建立了修正参数和修正目标函数之间的近似模型,解决了参数修正计算量大、修正效率低的难题。

(3)针对修正问题的无约束性和非线性,采用模式搜索法进行了参数修正,结果表明:修正后模型仿真结果的准确度得到了明显的提高,证明了参数修正方法的有效性。

参考文献

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模式和模型 篇4

摘要：高职教育在国家的全面部署下正在快速发展。面临应用技术型本科院校转型的冲击，高职院校必须走特色发展道路，宁波教育学院高职营销专业应从人才培养模式改革入手，分析人才培养的多样化现状，贴合地方经济转型人才的高端技能化和大数据时代人才的信息技能化的时代背景，结合高职营销专业人才培养的实践，构建PBC人才培养模式。

关键词：高职教育;营销专业;PBC人才培养模式

6月，国务院印发《关于加快发展现代职业教育的决定》(以下简称《决定》)，全面部署加快发展现代职业教育。《决定》明确提出“到，形成适应发展需求、产教深度融合、中职高职衔接、职业教育与普通教育相互沟通，体现终身教育理念，具有中国特色、世界水平的现代职业教育体系”。在构建现代职业教育体系的过程中，体制机制创新是现代职业教育发展的关键举措，而高职教育人才培养模式的改革是体制机制创新的重要方面。

面临应用本科转型的冲击，高职教育必须走特色发展道路。在挑战面前，高职教育人才培养模式改革成为学界关注的热门课题。高职市场营销专业是高职教育的一个传统专业，在全国各层次的职业院校里均有开设，笔者拟从人才培养模式改革切入，结合宁波教育学院高职市场营销专业人才培养的实践，探讨PBC人才培养模式的构建途径。

一、高职市场营销人才培养模式多样化

近年来，国内高职院校在国家政策支持下，纷纷学习国外经验，如德国的“双元制”人才培养、美国的社会参与办职教、澳大利亚的职业教育TAFE人才培养模式等等，结合地方产业、行业发展需求，进行人才培养模式的改革和探索。高职院校的营销人才培养模式总体呈现多样化特征，其核心是坚持产学研结合、校企合作的培养途径，如“虚拟订单式”模式或“订单式”模式、“2+1”模式、“半工半读”模式、“顶岗实习”模式等。多样化营销人才培养模式体现了不同高职市场营销专业的个性化发展，不同模式的概括也体现了高职院校对人才培养的重视和投入，笔者总结了以下共性：

一是重视服务地方经济，有效接地气，为地方行业、企业发展做贡献。比如，“订单式”人才培养模式直接来自企业需求，“模块式”人才培养模式是根据当地行业需求，明确营销人才培养方向性，如金融保险营销、房地产营销、物流营销、农产品营销、医药营销、旅游营销等等。二是重视学生职业能力的培养和塑造。如“教学做合一”模式重视学生动手能力;“双元双创”模式重视学生创新能力与创业能力;“四段式”自主学习团队模式重视学生的团队能力、策划能力和实操能力等。三是重视“双师型”教师发展，无论那种模式，在实施中都提到了“双师型”教师的培养，把教师放到企业里，让教师先企业化，学生才能企业化。四是为人才培养模式实施提供一定的保障，高职院校对于在人才培养过程中出现过的各种难题，如教师下企业待遇如何解决、职称评定如何考虑、学生下企业费用如何计算、请进企业专家费用如何衡量、校企合作中成本如何分担等一系列问题都积极给予解决。

宁波教育学院市场营销专业开设于，从常规日常教学到不断改革课堂实训，积极开展校企合作，参加企业经营，先后经历多次变革，目前基本形成了坚持“两个方向”、搭建“三个平台”、贯穿“六大实训项目”的专业模式，建设了“市场营销策划实务”、“电子商务与网络营销”等核心课程，以全面构造传授专业知识、磨炼职业技能、培养职业素质的基础。

二、高职市场营销PBC模式构建

(一)高职市场营销PBC模式构建的城市背景

1.地方经济转型中营销人才的高端技能化

经济转型是指一个国家或者地区的经济结构和经济制度在一定时期内发生的根本变化。在“十二五”规划中，首次提出打造中国经济升级版，将经济发展从出口导向型、劳动密集型、数量扩展型转变为内需为主、制造业升级、服务业快速发展的方式。在经济转型过程中，企业也迫切需要营销人才具有更多的营销创新思维、经营模式创新能力，创新需要营销人才必须高端技能化，需要有较好的沟通能力、团队合作能力、创新思辨能力、自学能力、耐挫能力等等。宁波市作为中国快速发展的沿海城市，从开始提出现代服务业转型升级的战略，这些都对高职营销人才提出了更高的标准和要求。

2.大数据时代营销人才的信息技能化

信息化技术在高校管理和教学中的应用已成为必然。学生学习空间扩大，学习自主选择性更强。信息化技术在企业里也得到广泛应用，高职市场营销专业毕业生信息化技术的运用能力也必须提高。宁波市从20开始提出要建设智慧城市，智慧城市建设的“智慧”集中体现为信息化技术的广泛应用，营销人才对信息技术的掌握和自如运用是必备的技能。

(二)高职市场营销PBC模式的构思设计

1.高职市场营销PBC人才培养模式的`涵义

P(Professional Ethics and Humanity Accomplishment)：培养职业道德和人文素质，培养爱岗敬业、勤奋务实、良好的人际关系能力。B(Basic Teaching)：基础教学，专业基础知识和训练基本技能。C(Characteristic Teaching)：特色教学，以行业或岗位为培养方向，以特色课程和实践培训为途径，参与企业实践，使学生毕业即就业，直接胜任岗位工作。

2.高职市场营销PBC人才培养模式构建(以宁波教育学院为例)

3.高职市场营销PBC人才培养模式解析

(1)PBC人才培养目标。该模式的人才培养目标是培养具备营销策划和网络营销工作所需要的职业素质的营销人才，使毕业生成为有职业道德和人文素质、具备营销通用能力、并有一定特向能力(可以独立完成一个项目的策划或者独立完成网店的经营活动)的综合型人才。

(2)PBC人才培养培养过程分解。第一、二学期侧重职业道德和人文素质的培养，以学校课堂教育、职场规划和社会公益服务为主;第三、四学期以营销基础知识和基本技能培养为主，学校和企业共同教育，实训以校园超市经营、电子商务实训模拟、专业大赛为主，大赛项目由校企共同拟定，切实为企业服务，为学生走向企业提供训练平台，推荐专业大赛中成绩优秀的团队参加校外各类大赛，如全国营销大赛、全国电子商务大赛、全国创业大赛等;第五、六学期侧重特色方向，如策划项目、网店开设和经营管理等，以企业指导为主，积极参与企业经营项目、销售运营和管理。

(3)教学内容和教学考核方法改革。教学内容改革的主要依据，一是所学理论知识必须够用，二是所学内容符合特色方向基础需要。以宁波教育学院为例，从内容上看，既包括了推销、调研、广告、品牌等基础知识和技能，又分别在两个方向分别设置了策划实务、应用文写作、网络营销、物流管理等教学内容。同时，课程的实训内容又与校内实训(以校园超市为主)内容相结合。教学考核坚持三个标准：重在过程，体现结果，企业参与。考核要体现学生学习过程表现和能力提升，体现学生对营销技能的具体运用，承认企业对学生的考核评价和指导意见。在此基础上，任课教师根据课程实际情况制定考核方法。

(4)PBC模式教师资源丰富。PBC模式主要需要三个方面的教师资源供给：职业道德和人文素质的提升、基础知识和通用技能的传授、特色项目完成能力的强化。在这个过程中，校园文化与企业文化结合、校内实训与校外实训结合、学校教学与企业培训结合，实践教学部分对学生实施“双导师”教学，即专业教师教学与企业指导同步进行，真正实现学生毕业即可就业。

三、高职市场营销PBC模式的特色与创新

首先，该模式强调了职业道德与人文素质的培养。将职业道德和人文素质列为人才培养三大核心内容之一，在诸多人才培养模式中是不多见的。

其次，该模式培养校企兼顾，循序渐进。从始业教育、职业生涯规划教育到专业基础教育、通用技能训练及特色项目完成，从校内学习、校内实训到校外实操，从理论教学到企业实践，从一般的宽泛的营销基础掌握到方向性的窄口的岗位技能提炼，循序渐进，有利于学生的学习和成长。

再次，该模式在宁波教育学院的应用符合地方经济发展需要。宁波教育学院地处宁波，智慧城市建设的不断发展和服务业的转型升级，决定了绝大部分毕业生的去向主要集中在服务业，所以该模式在宁波教育学院的应用，尤其是营销策划和网络营销的特色方向，有助于提升学生的营销创新能力、管理能力，强化学生的电子商务营销技能，既符合地方经济发展需要，也符合新时代对营销人才的需求。

高职营销PBC人才培养模式已初见成效，部分毕业生将在大学里开设的网店继续经营，使其成为个人创业的一部分，往届毕业生创业不断成功，如超市经营、婚庆策划、天猫旗舰店运营等。没有永久不变、一劳永逸的模式，只有跟随社会经济发展的需求不断调整、变革，才能保持人才培养模式的活力。

参考文献：

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[4]谢建平，蒋雍君.“双元双创”人才培养模式的创新与实践[J].教育与职业，(2)：43-45.

模式和模型 篇5

下面是我在讲授利用不等式关系分析射击问题时的一些具体做法和感悟。

一、创设问题情境———建模准备

数学都来源于生活, 一方面数学模型是关于现实世界为某种目的的一个抽象的、简化的数学结构。另一方面建立数学模型的目的是为了有效地描述自然现象和社会现象, 从而解决实际问题。因此任何一个数学模型的建立都应有具体的显示情景。教师要创造一个学生比较熟悉的或亲身经历的、含有数学问题的现实情景, 让学生了解问题的实际背景, 搜集处理各种信息, 提出数学问题, 为建立数学模型做准备。

我的做法是, 利用多媒体播放射击比赛的录像, 再让学生介绍奥运射击比赛的规则, 从而激发学生的学习热情。紧接着提出问题: (1) 在参加希腊雅典奥运会的射击选拔赛中, 射击运动员在比赛中前9次射击中共中81环, 如果他要超过88环 (10次射击) 的资格线, 第10次射击不能少于 () 环。

(2) 如果前8次射击中共中72环, 如果他要超过88环 (10次射击) 的资格线, 第9次射击不能少于 () 环。

设计这样两个问题的目的是:一方面让学生从最简单的问题入手, 分析比赛中各个量之间的关系, 列出不等式解决问题;另一方面可以降低难度, 排除学生对数学问题的恐惧心理。

二、观察、比较、分析、抽象、概括———建立模型

根据建模对象的特征和建模的目的, 对实际数学问题或现实情境, 进行观察、比较、分析、抽象、概括, 进行必要的、合理的假设, 运用形式化的数学语言表达出数学概念或用数学符号刻划出一种数学结构。这是建立数学模型的关键阶段, 教师应该给学生提供充分的时间, 让学生进行自主、合作、探究, 教师给予指导, 从而建立数学模型。

模式和模型 篇6

随着信息化技术的飞速发展,越来越多的应用都需要访问各种异构数据源。每个不同部门都有着自己不同的信息系统,其中存在着诸多问题,如信息分散、缺乏统一的管理、各部门数据不一致或数据冗余、大量数据或信息被闲置、旧的系统与新的系统不兼容等一系列问题。因此,需要一个强大的系统能够集成存在于分布数据源中的数据。

针对这一现状,采用中间件集成异构数据库的方法来解决这些问题,提出了关系模式到XML模式的映射模型及其实现方法和相关算法。

1关系模式到XML模式映射模型的建立

1.1获取关系模式

在关系理论当中最为重要的内容则是参照和实体的完整性。因此,在对其关系模式进行获得之前,其主要的是要获取其主键和外键的约束,这点在一般的数据库管理当中都有着类似的机制。在关系模型的数据库当中哦,每个不同的实体其并不是都是孤立所存在的,而是存在着某种关联。而根据不同的数据其应用的环境之间的差别,需要对数据库进行一定的约束。总而言之,在对关系模式进行提取中,首先要注重对其相应结构的提取,其次还必须对语义有所约束。正是这样的要求,从而使得XML Schema的优势也就开始逐步体现出来。

1.2映射模型定义

对模型的构建首先要获得该关系模式本身的结构,其次续取得其相关的语义。在对关系模式进行提取的过程中,通常分为两个部分,第一部分为结构的映射 ;第二部分则为语义映射。;其中结构映射表示将表及其表的属性在XML文档中的映射,语义映射是对实体及其其完整性映射、自定义完整映射的过程,同时在映射的过程中将这些映射进行细化,其具体为对主键和外键的映射、数据类型方面的映射或者为唯一性约束的映射。其具体的定义规则如下 :

第一,首先将数据库的名字映射为XML文档当中的根元素,其具体的做法则是在Schema当中将“schema”作为其其子元素。

第二,建立和表有关的元素。其具体的做法则是针对其中的某表,如果该表在该关系型的数据库当中没有引用到其他的表,则该表就没有外键,其映射则为Schema中比较复杂类型的元素。如果该表存在外面的话,则该表可直接的被映射到复杂类型的元素当中,但是其关系在定义的时候必须要指明。如以某学校的学籍系统为例,具体如表1、2、3所示。

第三,构建复杂类型的元素。在每个不同的表格当中,其都会对应一个比较复杂的类型,通过该类型,从而实现表格结构映射的独立性。表中其各个不同的列或者是被其嵌套的表也可组成比较复杂类型中所定义的元素。

第四,对用户自定义约束的表示。所谓的约束其主要是指在上述的关系模式当中,其列的数据类型、字符串长度、默认值等。通常在这个过程中使用type属性来对数据的类型进行表示。如果在设置中,其内置的数据为简单的类型,则可对其进行简单的设置 ;而如果要对其进行某些限制的话,如数据的长度等,则可以采用simple Type属性或complex Type属性来对其进行定义。而如果对于其元素是否为空,则通常采用属性nullable来对其进行判断。其具体的定义则是 ,如果为定义属性,则其必须采用非常复杂的类型。并通过length、min Length、max Length等属性来对其进行相关的约束,从而达到要求的目的,并且表示出属性列是否可为空,这是simple Type属性不能做到的。

第五,对“primarykey”和“foreignkey”两属性的定义。上述两个属性其分别表示是某个元素的主键还剩外键,通常就用这两个元素表示。而如果其中的关系模式其属性列名为number,则下面的primarykey属性可直接表明数据库当中该列是主键。

第六,对主键、唯一性约束、外键到XML Schema的映射,在进行第五步中的属性定义的时候,只需要将其属性自动的嵌入到complex Type当中接口。

2关系模式到XML模式映射模型的实现

将关系模式转换成XML文档其具体的实现步骤则如图1所示。在该转换的过程当中,其具体的步骤则是首先对模式进行提取,将其中的相应关系模式提取出来 ;其次则是将关系模式映射为XML的模式,在这个步骤之后,将XML转换为结点树 ;最后则是根据结点树的结构,将其嵌入到XML的文档当中,生成XML。

2.1关系模式提取

通过图1当中数据文档转换的过程分析,中间最为重要的是对你关系模式的提取。在这个过程中要实现该过程,通常采用JDBC接口来实现对相关元数据的读取,进而获得该关系型数据库的模式,同时还也得到属性列的约束条件。

2.2模式映射

从关系模式再到模式的映射,其具体是通过以下的算法对其进行实现的。首先在数据库当中输入一个表名的集合为S1,最后将在输出XML的模式。其具体的实现的算法则是首先构建上述的集合S1,将其转换成表名,将上述S1当中的元素相应的存入到S2当中,在S2当中,通过采用枚举类型的对象存储方式,将其中没有生成XML模式的表生成为XML,从而通过引用的关系构建不通过数据库当中表的树形结构,而这个映射的过程就是对该树的先序遍历的一个过程。

2.3数据嵌入

通过对上述算法的设计,从而完成将表结构和约束的映射,以此完成将关系模式转换为XML的统一模式映射,最后结合映射所得到的结果,将数据都全部统一生成XML的文档。在这个过程当中,通常将所有的数据都全部嵌入到生成的XML的文档当中,通常采用根据其结点树的结构,将原始数据线嵌入其中,在将其嵌入到下一层的数据当中,最后就是通过这种逐层嵌套方式完成。因此,我们将这种嵌套的过程归纳为先序遍历结点树,按照结点之间的父子关系,将数据库中的数据嵌入到XML文档中。

2.4程序执行

对程序的执行则采用Java语言对其进行编程,同时其中的JDK版本则选择1.5版本,并在Windows、Linux这两个操作系统下进行运行。本文以在Windows这个系统当中的编程作为示例,在程序被执行的过程中,通常首先需要对变量的环境做出设定 :CLASSPATH=.; F:dyleclipseworkspacemyxmldb。其中的F: 表示的程序所存放的路径。在命令行中输入javaper.xmldb.dstor.Relation To Schema XML SCORE将关系模式转换为XML模式。

3总结

在实践中,以XML作为基础的异构关系数据库的转换,可更好的实现对各种不同异构数据库的数据迁移,以及其模式的之间的转换,从而实现对数据的更好的利用。对于XML与异构数据的研究已成为当前研究的一个热点,这是由XML可以尽可能的屏蔽异构数据之间的差异的特性决定的。本文讨论的方法还有许多要改进的地方,因此,在以后的研究中,还需要我们进一步的探索。

摘要：针对在访问中存在的异构数据问题,本文提出通过关系模式到XML模式的转换的解决方法,定义了关系模式到XML模式的映射模型,并给出此模型的实现方法及相关算法。

基于模式的简单流程控制模型 篇7

当前随着工业管理自动化的普及, 用计算机控制工业流程已经得到了广泛的应用。然而, 实际中的计算机流程控制, 常常是将整个控制过程硬编码在程序中。这样, 实际流程一旦产生改变, 就要对程序的源代码进行修改。其后果, 一方面是要常常修改已经调试好的源代码, 容易带来其它的错误;另一方面, 每一次修改都要重新编译源代码, 给最终产品的更新带来很大的麻烦。因此, 对简单的流程控制急需设计一种具有一定灵活性和通用性的模型。

1. 模型设计的挑战

简单的流程控制建模, 至少需要解决以下几个问题:

1) 流程应该有一种永久性保存机制, 以便于每次应用该流程的时候可以实时读入或修改流程, 避免流程的每次更改都要对源程序进行修改。

2) 流程在计算机中的数据结构必须灵活, 使得对于流程的修改不会引起数据结构的剧烈变动。这又包括以下两个方面:

a) 流程可以分割为许多的子流程, 子流程又可以分割为更小的子流程, 最终分割为单个命令。从概念上说, 单个命令可以是流程, 子流程是流程, 整个流程也是流程, 它们在计算机中应该具有相同的数据结构, 这样, 单个命令、子流程、整个流程相互替代的时候可以不影响原有表示流程的数据结构, 或者说, 流程的结构对于流程的使用者应该是透明的。

b) 每个子流程, 有可能是一些比较重要的过程, 对于这些子流程, 执行前要检查它们的执行前置条件, 执行后要执行后置条件。这些条件若不满足, 很可能不能继续原有的流程执行步骤, 而需要作一些额外的处理。而为了能够方便地对一个流程增加、减少约束项, 这些前置、后置的约束条件的表示应该尽量与不带约束条件的流程表示保持模块之间的松散耦合;并且对于流程的使用者, 约束项应该是透明的。

2. 模型设计

2.1 永久性保存机制

流程的特点在于它包含了许多串行和并行的子流程 (命令) , 首先需要把这些流程以某种格式永久性保存下来。

图1是一个简单流程, 它描述了以下的执行顺序:先执行命令A, A执行完后并行执行两个子流程:其中一个子流程由命令B构成, 另一个子流程由串行执行的命令C和D构成。这两个子流程都执行完毕后, 再执行命令E。该流程体现了许多复杂流程所需要处理的主要问题, 即流程串并行的描述。

借助于XML技术可以解决串并行描述的问题, 如图1中的流程可以用XML格式表示为:

其中, <Serial>标识该节点内的所有一级子节点表示的子流程为串行关系;<Paral>标识该节点内的所有一级子节点表示的子流程为并行关系;其余节点标识都表示命令。容易证明, 所有涉及串并行的流程都可以用上述的XML格式表示。使用XML格式表示的一个好处是:易于扩展。比如命令如果含有参数, 可以在节点标识内加上属性以表示命令参数, 或者加上流程的前置与后置约束条件。使用XML表示的另一个好处是:许多程序库都有针对XML的生成/解析工具, 可以减少开发程序的困难。此外XML格式使用广泛, 这样, 使用XML表示的流程的使用范围也相应很广泛。

2.2 流程的数据结构表示

前面讨论了使用XML永久性地将流程保存下来。接下来, 在每次运行程序的时候都需将保存的XML流程载入到计算机中表示流程的数据结构中。

2.2.1 流程的前置后置约束

首先需要考虑的是流程约束, 即一些重要的子流程在执行前与执行后, 都要满足一定的约束条件。但设定好这些约束条件后, 对于流程的使用者来说, 约束条件应该是透明的。Decoator模式可以满足以上的要求。

图2中, 每个命令流程用虚基类Cmds表示, 其excute () 方法为钩子方法, 必须被子类重写。从Cmds派生出两个类, 一个是ConcreteCmds表示不带约束检查的流程;另一个是Decorator类, 表示约束。它含有一个指针指向Cmds类。所以整个流程的表示实际上相当于一个链表, 链表的最后一个节点是ConcreteCmds类型的不带约束检查的流程, 之前要么是表示前置约束的PreCheck对象, 要么是表示后置约束的PostCheck对象。但对于使用者来说, 他只知道整个流程是个Cmds类型的对象。这样, 就很好地对使用者封装了流程的约束条件。

2.2.2 流程的结构

前面的讨论将约束条件与不带约束条件的流程表示分离开。现在进一步研究不带约束条件的流程表示, 即图2中ConcreteCmds具体流程的表示。

流程的表示难点在于, 无论单个命令还是一些复杂的串并行结构, 都是流程, 它的表示应该对使用者封装单个命令, 并行串行以及其它更复杂流程的区别。Composite模式可以满足这个要求。

图3是不带约束的流程结构。其中, ConcreteCmds是虚基类, excute () 是它的钩子方法, 必须被子类重新定义。因为单个命令也是一个特殊的流程, 所以从ConcreteCmds派生出BaseCmd表示单个命令, 它负责重新实现excute () 方法。一个流程若不是由单个命令构成的, 必是由超过一个的子流程组成, 这些子流程要么是串行的要么是并行的, 因此将这类流程统称为ComplexCmds, 用指针数组cmds表示它所具有的子流程。从ComplexCmds派生出表示并行流程的ParaCmds和表示串行流程的SerialCmds.它们分别实现各自的excute () 方法, 要么并行执行cmd指向的各个流程, 要么串行执行cmds指向的各个流程。

根据以上分析, 流程的使用者只能看到ConcreteCmds, 这种流程结构, 很好地对使用者封装了流程的串并行结构。

3. 结论

本文提出了一种较为灵活通用的简单流程控制模型:通过XML格式的流程永久保存机制使得流程的实时载入成为可能;在流程的数据结构表示中, 首先利用Decoator模式将流程分为约束条件和不带约束的流程;又使用Composite模式, 将不带约束的流程 (具有串并行复杂结构的流程和单一命令的最简单流程) 统一表示, 使流程使用者无须关心流程的结构。该流程控制模型已经成功运用在笔者开发的多个项目, 具有一定的通用参考价值。

摘要：本文在分析计算机控制的简单流程的基础上, 给出了具有一定通用性和灵活性的流程模型。该模型利用XML的丰富表达能力和扩展功能, 设计了流程的永久性保存机制;在流程的数据结构设计中, 设计模式的使用使得流程模型中各个模块形成了松散耦合的结构, 易于流程模型的开发和维护。

关键词：XML,设计模式

参考文献

[1].姚仰光, 王坚, 黄鲲等.OCS命令流解析器的设计与实现, 中国科学技术大学学报2007, (6)

[2]姚仰光, 王坚, 刘光曹等.基于分布式环境的LAMOST控制系统通信机制的研究.核电子学与探测技术2008, (2)

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再生资源网站运营模式评价模型 篇8

本文通过对我国再生资源交易平台的现状进行分析, 提出对再生资源网站运营模式的合理评价方式, 有利于完善EOL产品的电子商务管理网络系统, 从而推进我国的再生资源管理。

国内再生资源交易网站的主要运营模式

1.地方废品交易网站

该类网站主要发布某一地区的废品交易信息, 运营企业网站往往与当地政府、企业进行合作, 提供本地服务, 其交易范围有较大的限制, 废料信息不完善。近几年, 这类网站出现得比较多, 其中运营较好的有沈阳再生资源网。

2.单一门类废品网站

该类网站主要是发布某一种类的废品交易信息, 网站从整体上带动区域物质流动, 提高废品综合利用水平, 逐步实现整个供应链中废品流的信息化监控和优化。[4]例如, 废塑料或废金属的交易, 很多都是由行业协会支持或指导并进行运营。这类网站比较多, 一般都以协会作为主要运作单位、以行业作为区分, 其中运营较好的有中华塑料网。

3.综合交易信息门户网站

该类网站与比较成熟的Bto B电子商务平台很类似, 由EOL产品和再生资源交易的买卖双方在网站上发布各种EOL产品和再生资源的供求信息, 由运营企业网站进行分类、整理及发布, 不局限于特定的废品种类。目前这类网站的数量不多, 其中比较成功的有中国再生资源交易网。

再生资源电子商务网站运营模式评价指标体系的建立

1.评价指标体系的构建

电子商务网站的评价指标因各个网站的目标不同而不同, 有的侧重于技术指标的评价, 有的侧重于信息服务评价, 而有的则侧重于客户满意度的评价。本文通过文献调研, 在参考任永功等 (2004) 、朱卫未等 (2009) 、汪勇等 (2010) 研究文献的基础上, 结合再生资源电子商务网站的特点, 将网站包含信息、网站功能、网站设计、网站特色确定为一级指标, 然后, 再继续进行分解细化, 构造出一个指标层次结构图 (见下图) 。[5,6,7]

本文对其中各二级评价指标的含义说明如下:

(1) 公司业务介绍。再生资源电子商务网站的业务、背景等是基本的信息, 是客户了解网站的渠道。

(2) 信息多样性。再生资源电子商务网站的信息是否丰富多样, 直接关系到能否满足客户的需求, 应尽量做到“全、优、精”。

(3) 信息的独特性。如今互联网上信息种类多样且繁杂, 存在许多冗余信息, 再生资源电子商务网站如果能提供具备独特性的信息, 就具备了较强的竞争力。

(4) 信息的有效性。互联网上的信息更新速度十分之快, 网站能否做到信息的实时有效性对于加强竞争力十分关键。

(5) 功能的完整性。客户的需求具有多样性的特点, 为了满足客户的需求, 企业电子商务网站应该做到功能的完整性, 从而提高网站的服务水平。

(6) 网站特色功能。企业电子商务网站如果具备特色功能, 则具备了吸引更多客户的途径, 从而提高自身竞争力, 从众多行业网站中脱颖而出。

(7) 页面布局及效果。再生资源电子商务网站的布局效果, 直接关系到用户的使用和操作, 合理的网站布局排版能提高用户的可操作性和满意度。

(8) 网站连接速度。网站的连接打开速度是否合理是用户的第一印象。

(9) 导航链接的有效性。再生资源电子商务网站链接设计是否有效、简洁、合理, 都直接关系到用户的使用情况。

(10) 客户关系管理。电子商务网站需要维持客户的忠诚度, 就必须开展客户关系管理。

(11) 互补性资源链接。再生资源电子商务行业网站不可能做到样样精通, 必定存在一些缺陷。因此, 如果企业网站具备互补性资源链接, 那么, 对于提高市场占有率和客户满意度就会有很大帮助。

2.再生资源电子商务网站的评价方法

本文采用基于德尔菲法、层次分析法和模糊综合评判相结合的综合评价方法, 对网站的运营模式进行量化评价。具体步骤如下:

(1) 通过信息收集、分析和专家咨询, 来确定指标集U={u1, u2, …, un}, 并确定评价模式集V={v1, v2, …, vm}。

(2) 根据上述评价指标层次分析模型, 综合考虑各方面因素, 通过对各项指标的两两相对重要程度进行比较, 建立判断矩阵A={aij}, i, j=1, 2, …, n。运用方根近似求解, 得特征向量最大特征根为。要求一致性指标CI满足条件:

(3) 建立模糊映射蕊:U→V, 确定指标集中第i个元素对评价集合中第j个元素的隶属度rij。通常采用专家直接评分法, 对其分别赋予[0, 1]间的数值, 隶属度越大越靠近1, 反之, 则越靠近0。可得指标集中第i个元素的评判向量[ri1, ri2, …, rim], 从而可建立模糊评判矩阵:

(4) 进行模糊综合评判, Bi=ωiRi。

(5) 将Bi组合成方案的模糊评判矩阵R, 计算B。

实例分析

本文根据杭州地区某再生资源交易网站的运作情况, 结合上述评价方法, 展开实例分析。首先, 建立评语集V={v1, v2, v3, v4}={高, 较高, 较低, 低}, 并对评语集中不同评语, 规定各自的权重, 得到权向量w={1 (好) , 0.75 (较好) , 0.5 (较差) , 0.25 (差) }。

通过对专家的调研分析, 得到各一级指标以及每个一级指标下的二级指标判断矩阵, 利用求解与最大特征根相对应的特征向量的分量作为权重系数的办法, 可以得到一级指标以及各二级指标的权重向量:

经一致性检验, 各判断矩阵的权重向量都是可以接受的。

针对再生资源电子商务网站运营模式, 根据其隶属程度, 由专家对二级指标进行评价, 得出单因素评判向量。例如, 交易网站中的公司业务信息要素, 20%的专家选择“高”, 20%的专家选择“较高”, 40%的专家选择“较低”, 20%的专家选择“低”, 则它的单因素评判向量为 (0.2 0.2 0.4 0.2) 。同理, 可得其他各二级评价指标的单向量评判因素, 如下表所示。

由上表可以得出, 该交易网站包含信息、网站功能、网站设计、网站特色这四个一级评价指标的模糊隶属度评判矩阵分别为:

根据各二级指标的权重, 计算各一级指标的综合评价结果:

将B1, B2, B3, B4构成高一级模糊矩阵R, 结合其对应的权重系数矩阵ω, 可获得最终评价结果:

该网站的综合评价分数为B×w×100=62.47

结论

随着废旧产品回收资源化市场规模的扩大, 越来越多的再生资源电子商务平台涌现出来。高效、便捷的再生资源网站, 无疑能使得回收行业更有效和规范地进行交易。因此, 对此类网站的评估就显得更加必要。

本文将层次分析法和模糊综合评判相结合, 建立评价指标体系, 提出了一种对再生资源网站的综合评价方法。该方法考虑了网站使用过程中的各个环节因素, 有利于推进EOL产品电子商务管理网络系统的发展。

参考文献

[1]李柱.电子商务盈利模式国内研究综述[J].科技经济市场, 2010 (11) :120-122.

[2]王天骄.电子商务盈利模式研究[J].中国电子商务, 2011 (3) :8-9.

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[4]彭银香.电子商务网站运营状况综合评价模型的构建[J].中国市场, 2005 (47) :84-85.

[5]汪勇, 魏巍.电子商务网站的层次分析法评价模型构建[J].湖北大学学报 (自然科学版) , 2010 (1) :50-53.

[6]任永功, 李义勇, 张庆.网站评估指标体系的研究与建立[J].教育信息化, 2004 (9) :76-77.

存款保险定价模型与中国模式选择 篇9

在中国金融体制改革深化的过程中,隐性存款保险制度在维护金融稳定方面的缺陷也日益显现。尽快建立显性存款保险制度,构建立体的金融安全网,是防范存款类金融机构发生系统性金融风险、建立完善的金融机构市场退出机制的有效手段。随着存款保险制度引进条件的日趋完善,中国建立显性存款保险制度的条件已经基本成熟,存款保险制度呼之欲出。关于存款保险费率的讨论也是存款保险体系设计过程中讨论最多的问题。

与世界各国经济体对存款保险制度实践的普遍认同相反,理论界关于存款保险制度的争论从来没有平息过,这些争论大致集中在下面几个问题。

1.存款保险制度的合理性和必要性。

支持建立存款保险制度的观点(Diamond(1984),Dibvig(1993),Friedman (1963),Fama(1980))认为,银行体系的脆弱性使得存款保险至关重要,因为银行业区别于其他行业的独特性在于其运用流动性负债为流动性资产融资,同时部分准备金制度具有内在的不稳定性,此外银行挤兑还具有传染性,严重的金融恐慌往往使得好的金融机构与坏的金融机构一起倒闭,存款保险制度可以保护中小存款者避免成为银行破产的牺牲者。对建立存款保险的置疑主要基于以下三种思路:一是存款保险制度本身存在一定缺陷,限制了其成效的发挥;二是存款保险并不是解决银行挤兑问题的唯一措施,中央银行的最后贷款人、暂停支付也是较为常见的救助手段。三是充分竞争的市场环境可以使银行在保护存款者和投资收益之间找到最优均衡,政府支付的存款保险只能弱化银行的竞争能力并使其更容易失败。

2.存款保险定价的研究。

以Merton(1977)为代表的Ronn,Verma(1986),Marcus 和 Shaked(1984),George Pennacchi(1987),Allen 和 Saunders(1992)等人研究了基于期权理论的存款保险定价模型,并发展成为为存款保险定价理论中的一个重要的方法。Yoram & Jacob(1994)从社会福利的角度,在考虑整个社会的成本的基础上研究了存款保险定价问题。国际存款保险机构协会(IADI)的《存款保险差别费率制度综合指引》则提出了在实务中基于定量和定性混合方法度量风险的存款保险定价方法,并在美国和加拿大等国的存款保险实践中得到成功的应用。

3.存款保险制度设计和成效的研究。

对存款保险设计问题的完整的系统研究始于20世纪90年代初,Mas和Talley(1990)构建了一个创建和监管显性存款计划的模型,他们所提出的关于存款保险计划安排的建议,被包括MacDonald(1996),Ketcha(1999), Lee和 Kwok (2000),Garcia(2000)等在内的后续研究人员不断拓展和深入。金融稳定论坛、国际货币基金组织、国际存款保险机构协会等国际机构也为成员构建有效的存款保险制度提出具体的建议与指引。出人意料的是,有些实证分析得出了存款保险制度成效不佳的结论。其中的代表性研究有:Demirguc & Detragiache(2002),Cooper& Ross(2002),Bruno Amable(2002),Cull(1998)等。

4.我国存款保险制度和定价的研究。

在1997年亚洲金融危机之前,国内极少见公开发表的存款保险的研究文献,大多属于简要介绍性质。以苏宁的《存款保险制度设计-国际经验与中国选择》为标志,我国在存款保险的制度目标,参保方式和资格、保费缴纳与保险费率、基金管理等一系列问题取得了重大进展。沈福喜的博士论文《存款保险制度研究》(2001)是早期存款保险研究的代表作,潘修平的《存款保险法律制度的理论与实务》(2005)研究了与存款保险制度相关的法律和法学问题。近年来,李钢和赵武等,刘贵生和孙天琦,汤洪波,罗滢分别关于中国商业银行存款保险制度和定价做了一定的工作。但总的来说,我国存款保险制度的理论和实践的研究与国际水平相比差距还很大,没有做好付诸实践的理论和学术准备,也缺乏相应的存款保险费率参照数值。

本研究的主要贡献在于:第一,在存款保险的期权定价模型和预期损失模型的基础上,并结合银行的综合评级真实测算了中国商业银行存款保险的费率;第二,在定性和定量混合方法的框架下,参照预期损失定价模型得到存款保险费率,进一步给出了中国商业银行存款保险的费率模式和参考费率。

二、存款保险的期权定价模型

存款保险的期权定价模型的基础是期权定价中的B-S公式。R.C.Merton(1977)提出,通过实施一种以风险为基础的存款保险定价规则,可以有效解决道德风险的难题。他建议运用套期定价方法来发现基于风险的存款保险定价策略,但其前提是,存在一个信息完全的金融市场,具有完全的信息对称性,从而能使用一系列可交易的证券所构成的资产组合来模拟出存款保险的定价合同。

具体说来,在Merton模型中,将存款保险和卖出期权联系在一起。由于保险人担保了银行的债务,本质上保险人便对银行的资产发行了一份看跌期权。这个看跌期权的标的物是银行的资产V,其执行价格是银行的到期负债B。如果存款保险到期后银行的资产价值大于它所承担的债务,则保险公司支付的赔偿费为零。反之,银行的资产价值和到期负债的差额部分(即储户的损失)将由保险公司进行支付。显然存款保险机构到期的赔付是期末银行资产价值V(T)的函数:

G(T)=max{0,B-V(T)} (1)

从上式中可以看出,存款保险的支付结构和卖出期权相同。式(1)中银行承诺的对存款的支付B对应于期权的施行价格,银行的资产V对应的是期权交易的金融工具的市场价格。

除了沿用前面期权定价公式的假设条件外,Merton模型需要进一步的假定,即银行的资产价格V服从如下几何布朗运动:d ln V=μdt+σdz。其中μ为银行资产的瞬间收益,σ为资产收益的波动率,z为遵循标准维纳过程,t为时间坐标。在初始时刻,保险合同到期时刻,利用对冲的技巧可以构造一个由期权和原生资产组合的无风险投资组合,从而得到描述期权价格变化的偏微分方程:

undefined

对看跌期权来说,这个偏微分方程的边界条件即为(1)式。求解这个偏微分方程的定解,便得到了看跌期权的定价公式,也就得到了期初存款的保险保费:

G=Be-rTN(x2)-V0N(x1) (3)

其中undefined为标准正态分布函数,r为年度连续无风险利率,V0为期初商业银行的资产价值,T为存款保险合同的期限。

对于存款的本金和利息都已被担保的存款保险而言,被保险的存款D是无风险的,其现值可以被表示为D=BerT。设g表示每元被保险的存款需要承担的保费,即undefined。则由(3)式,每元的的保费为:

undefined

其中undefined。这里d的意义为存款对资产的比率,σ2T的意义为在存款的期限内银行资产收益率的方差。

根据期权定价理论,当期权费(存款保险费)一定时,期权的价值是潜在资产(银行的资产组合)风险的增函数,因此,银行资产组合的风险越大,对银行就越有利。为了应用Merton模型,需对两个无法观测的变量赋值:银行资产V和资产收益波动率σ。这样就可以通过两个识别约束建立了这两个未知量的估计值。第一个约束来源于将银行直接可观测的股权价值视为银行资产的一份买入期权来建模、实施价格等于银行债务值:

undefined

其中undefined。

买入估值隐含的股权与资产波动行之间的关系成为第二个约束:

undefined

这里是σE股权回报的标准差。因为股权的市场价值能够得到,且股权波动性可以估计,就用两个非线性约束代替去识别两个未知变量。这样联立(5)(6)式可以计算出银行价值V和资产回报的波动参数σ,进而得到(4)式中的保险费率g。

进一步对Merton模型做出推广的还有Marcus & Shaked(1984)和Pennacchi(1987)等人。

三、预期损失定价模型

由于金融体系的稳定程度不同,各国存款保险费率水平高低不同。一般来说,金融体系越稳定,费率越低,反之则费率越高。从目前的存款保险实践来看,在国际上已经建立起显性存款保险制度的国家和地区中,主要有两种类型的的保险费率模式:单一费率模式和基于风险调整的差别费率模式。预期损失定价模型是一个具有代表性的差别费率定量方法。

(一)预期损失定价模型

预期损失定价模型的原理是通过求得存款预期损失来得到存款保险的费率,即保费收入大于等于预期损失即可。其公式可用下式表示:

预期损失=风险敞口额×预期违约率×违约损失率 (7)

其中,等号右端三个量的含义分别是:(1)风险敞口指的是已投保的存款。在中国,对不同的银行和投保机构可以采取不同的处理办法。如对“太大而不能倒”的四大国有银行,风险敞口可以取该银行的全部存款额;对另外一些投保机构的取值可由实际的赔付限额决定。(2)预期违约率是银行或投保金融机构的违约概率,即不能支付存款发生流动性危机的可能性。它是基于历史因素和预期因素决定的,历史信息在国外的实践主要是穆迪和标准普尔提供的过去若干年的平均违约率。 (3)违约损失率是一个基于历史经验得到的百分数,即一旦某一家银行倒闭时给存款保险机构带来的估计损失。美国联邦存款保险公司FIDC对该值的定义是:过去每年银行业总体损失占总保险存款的比例。

(二)预期损失定价模型的计算

预期损失定价模型的计算,实际上就是要确定(1)式等号右端的三个量。首先,风险敞口额是不难确定的。下面讨论预期违约率和违约损失率。

1.预期违约率。

预期损失率的计算通常可以考虑基本面分析、信用机构的评级分析和资本市场分析三种办法。

基本面分析可以概括为财务报表分析加上财务报表以外信息的分析,然后将其分析得到的结果打分评级,再根据历史经验,把评级和违约率建立联系。表1说明了CAMELS评级和违约率的对应关系。

信用机构的评级分析通常使用诸如穆迪(Moody)、标准普尔(Standard and Poor,S&P)等评级机构的信用评级。按照Riskmetrics Group的《CreditMetrics Technical Manual》的说明,违约率和评级级别的关系如表2。

资本市场分析方法估计违约率是基于无套利原则和投资者风险中性假定。用r*表示无风险债务的利率,r为风险债务的利率,p为期望违约率。无套利和风险中性假定意味着将投资于无风险债务的收益应等于投资于风险债务的期望收益,即1+r*=(1-p)(1+r)。期望违约率便可估计为undefined,这里的风险债务(资产)可以是资本市场中的优先债券、次级债、信用衍生工具、股票等任何一个市场工具。

2.违约损失率的计算方法。

每个银行破产的原因和损失程度各不相同,因此从理论上并不能给出破产损失的具体计算公式(这里,我们认为违约意味着破产)。从而对破产(违约)损失率的估计只有统计方法。违约损失率的算法通常有历史数据回归分析法、市场数据隐含分析法、清收数据贴现法。其中历史数据回归分析法的应用代表是穆迪和标准普尔的高级商业软件LossStats 。国际上对银行破产清偿率的经验研究表明其平均值大致为75%。表3节选了一些具有代表性的贷款清偿率的研究成果,其来源是Jens Grunert。

如果在中国使用预期损失定价模型,由于我国处理破产银行经验数据的缺失,故相对准确的经验违约损失率目前较难得到。如果引用国际经验数据,即选定贷款清偿率是75%,则得到违约损失率为1-75%=25%。再结合银行的信用评级,可以估算出各家银行保险费率。例如,中国建设银行本币(人民币)长期信用评级(穆迪)为A1,对应预期违约率为0.02%,故其保险费率可估算为0.02%*25%=0.005%。

作为预期损失定价模型的进一步讨论,我们提出公式(7)的一个扩展形式:

预期损失=风险敞口额×预期违约率×违约损失率+/-定性调整 (8)

这里的定性调整是一种管理机制,是基于对整个行业和会员机构特殊情况的判断或是调整计算的结果。这种计算主要是为了将那些不能在计算中反映的风险因素考虑进去。定性调整的考虑因素可以有:内部会员风险评估报告、违约趋势分析、评级机构概览、监管信息和经济概览等。

此外,预期损失的计算可以再细分为两类,一类关注类准备金,针对一些有潜在破产风险的机构;另一类是一般准备金,针对非关注类会员机构。当然,对这两类预期损失的估计方法至少在定性调整方面是不同的。

四、中国商业银行存款保险费率模式

(一) 中国存款保险费率基本模式

在讨论中国存款保险费率模式之前,必须慎重到位的分析中国金融机构的情况。近年来,银行业资产质量持续改善,拨备基础显著增强。但2009年超常规的巨量信贷投放,特别是新增贷款中接近半数投向基础设施建设和房地产等中长期贷款,导致信贷结构失衡加剧、地方政府融资平台和房地产行业集中度风险上升,从而使资产质量风险隐患加大,尤其是房地产调控措施对房地产行业带来的波动给银行资产质量造成的压力。中国银行业资产质量隐藏的最大风险是系统性风险。另外,从实施风险调整差别费率所需要的外部制度环境来看,当前中国仍然缺乏健全的社会信用体系和资产风险评估体系,当前金融监管制度尚待健全和完善。

由于单一费率制度的缺陷以及基于风险的差别费率的相对复杂性,在我国存款保险体系建立初期,单纯这两种费率体系都不太适合中国的情况。国有四大商业银行、股份制银行、城市商业银行和城乡信用社之间的风险等级也表现出层次性差异。因此,我们可以在尊重中国当前客观条件的前提下,吸收风险调整费率模式的优点,实行一种简化的风险调整的差别费率模式。具体来说,将合格的存款投保机构分成三个层次:第一层次,国有中、工、农、建四大商业银行;第二层次,股份制商业银行,包括交通银行、招商银行、上海浦东发展银行、兴业银行、华夏银行、中信银行、光大银行、民生银行和广东发展银行等股份制银行,以及部分评级状况良好的城市商业银行,比如上海银行、北京银行、南京银行、天津银行、宁波银行等;第三层次,城市商业银行和城乡信用社等。为此,可以设计中国存款保险简化分层费率如表4,其中费率的测算是基于预期损失模型。第一层次与第二、第三层次保险费率差别较大的原因是因为国有四大银行的性质、规模、影响与其它银行远远不同。

(二) 中国存款保险费率拓展模式

1.如果运用预期损失定价法,按照不同评级机构的评级,可以得到每个银行的保险费率。其中预期违约率取自表3,并取违约损失率为25%。表5是利用国内的中诚信信用评级(中国银行业展望(2010))计算出的存款保险费率。考虑到在中诚信评级中,综合财务评级实际上包含了包括隐性存款制度在内的政策等因素,故这里对预期违约率的估计采用的是个体财务评级。

2.如果借鉴美国的存款费率模式,即采用定量和定性相结合的混合方法,可以设计中国存款保险示意费率表6。表6中的“资本分类”和“监管评级”是美国联邦存款保险公司(FDIC)在存款保险定价时的依据。其中“监管评级”是根据“CAMELS”评级体系对六个方面的风险指标进行加权认定得到。“资本分类”的认定是按照总风险比率以及第一层风险资本利率的状况得到。表6中的费率数值是由作者在预期损失模型的基础上计算并调整得到。

五、评价与进一步讨论

在目前常用的存款保险定价模型中,Merton模型应该说是最精确,利用市场信息最充分,数学上最严格的。但是必须同时注意到Merton模型的必须基于市场指标,它的作用是有限的。相比Merton模型,期望损失定价模型则更具有一般性,通过运用基于会计的信息以及信用评级,因此对于处于非市场导向国家的银行也可适用,但由于历史数据的缺失有可能导致有些参数无法计算。美国和加拿大的在存款保险实践中所使用的定量与定性相结合的混合方法也许是迄今为止找到的最成熟最可行的办法。相比之下,美国的费率办法显得层次较丰富,而加拿大显得单一。

作为存款保险定价的进一步考虑,我们注意到,存款保险基金的规模不能太大。国际上确定保险基金规模的方式主要有两种。第一种方式是,投保机构长期以一个稳定的保险费率缴纳保费。第二种方式是,在进行基金设计时规定其维持一定的目标资金额度或范围。这种方法可以通过维持存款保险基金对于所有保险存款的一定比例随时进行设定或调整。原则上,这种目标基金规模应足以使基金破产的概率降到一个可接受的程度。这个概率的估计需要会员机构的特征值、历史经验、对当前经济形势的判断以及最终的数学模拟。目前已建立显性存款保险体系的国家和地区中,对存款保险基金规模的设定多采用第二种方式。

在各国的实践中,有一种普遍使用的方式是将保险费率与存款保险基金储备相联系。在该机制下,当基金储备处于低储备区时,即出现赤字时,保险费率就调高到X%以尽快确保存款保险基金的恢复;当基金储备处在高储备区时,保险费率就调低到Y%以降低将来的基金储备。当基金处于高、低储备区之间时,保险费率就取介于Y% 与X%之间的某个值。这个值的具体数字并不是太重要,因为Y 和X的选择确保了在中期存款保险基金的平均积累处于正常储备区。

摘要：本文引进了存款保险定价的期权定价模型和预期损失模型,针对中国现阶段的商业银行经营状况,在预期损失模型的基础上,真实测算了存款保险费率,并建设性地从中国国情出发提出了存款保险费率的基本模式和基于混合方法的拓展模式。最后评价了本文所涉及的存款保险定价模型,并基于实务的角度提出了存款保险费率确定机制。

关键词：存款保险,期权模型,预期损失方法,差别费率

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