运行轨迹（共6篇）
运行轨迹 篇1
摘要：车道变换行为在实施过程中会产生交通冲突,降低道路系统的运行效率,严重时会引发交通事故。文中根据曲率的变化将车道变换过程划分为4个阶段,同时引入β样条曲线,在给定边界条件的基础上,确定β样条曲线的反求算法。在车辆转角、转角变化率及车辆的驾驶行为等约束条件下,确立车道变换运行速度与车道变换长度的关系,进而计算轨迹参数。以Matlab仿真计算轨迹曲线,并与实测数据对比,分析结果验证了模型的有效性。
关键词：车道变换,期望运行轨迹,β样条曲线,反求算法,曲率
随着交通微观仿真研究的逐渐深入,车道变换微观模型已成为国内外学者的研究热点。车道变换期望运行轨迹作为微观模型中不可或缺的重要组成部分,决定了在车道变换的实施过程中车辆能否安全、顺畅、快速的运行。同时车道变换期望运行轨迹研究对提高道路通行能力,减少车辆延误和拥挤也有着重要的意义。
国内外学者在车道变换期望运行轨迹上开展了不同程度的研究[1,2,3,4,5],重点在数据的获取和轨迹曲线拟合两方面。在数据获取方面,应用近景摄影测量原理,通过线性变换可以得到地面坐标,该方法操作简便,获取的数据精度较高;在曲线拟合方面,多项式等简化模型忽略了车辆运行时的曲率变化,导致轨迹曲率产生突变与实际情况不符。因此,本文引入β样条曲线来建立一个曲率连续的期望运行轨迹模型。
1 车道变换过程分析
van Winsum[6]根据转向盘转角的变化将车道变换划分为3个阶段:从驾驶员转动转向盘开始到达转动最大角度时为第一阶段,从转动最大角度到转角为零为第二阶段,转角为零到转角负向最大为第三阶段。杨建国等[7]修正了传统的2段式和3段式换道模型,将换道过程分为扭角、靠拢、收角、调整等4个阶段。在建模过程中引入前轮转向角、扭角持续时间和靠拢航向角。
根据车道变换期望运行轨迹的特点,在变道过程中,车辆的轨迹曲线是连续的,不存在任何拐点。本文假设车辆运行时曲率的变化规律成线性。初始条件下车辆以速度v行驶同时伴随着加速度为零,此时车辆处于直线行驶的末端,因此该处的曲率为零。
整个车道变换过程可以看成是2个完全相反的驾驶员操作过程。如图1所示。第一阶段为从变道初始点到曲率最大值点;第二阶段从曲率最大值点到车道分界线,这里将车辆看作是具有车头转角的质点;第三阶段为车辆从车道分界线(曲率为零)到曲率最大值点;第四阶段为从曲率最大值点到变道行为完成终点。
车辆在终点处具有同初始位置相同的行驶特性,只是在平面位置上发生了改变。因此整个车道变换期望运行轨迹可以看成是4段β样条曲线连接而成。
2 车道变换期望运行轨迹模型建立
2.1 β样条曲线方程
β样条曲线受一组点控制,这些点称为控制点[v0,v1,…,vm],控制点组成控制多边形。β样条曲线就是以曲线的形式模拟控制多边形。β样条的控制多边形可以产生m-2段曲线Qi(u)(i=1,2,...,m-2),第i段曲线有4个控制点vi+r,r=-1, 0, 1, 2;曲线上每一点都是这些控制点的加权值。如图2所示。7个控制点组成的控制多边形可以产生4段β样条曲线。β样条曲线的表达式为[8]:
2.2 约束条件
由于β样条曲线具有分段处理的优点,各段仅由相邻的4个控制点确定,因此,变动特性多边形的某个顶点,只会影响与该顶点有关的相邻4段曲线,其他地方的曲线不会引起变化。同时β样条曲线不移动控制顶点而只改变形状参量β1和β2的值,就能达到修改曲线的目的。该性质说明β样条曲线更灵活,应用更广泛。应用β样条曲线产生期望运行轨迹有如下约束条件。
2.2.1 车辆转角约束
如图3所示,由转向中心O到外转向轮与地面接触的距离R称为汽车的转弯半径。转弯半径越小,则汽车转向所需的场地越小,其机动性越好。当前外转向轮偏角达到最大值φmax时,转弯半径R有最小值。在图示理想情况下,最小转弯半径Rmin与φmax的关系:
为了研究方便,对于α角和β角的差异忽略不计,统一看成是一个角。文献[9]提出了车辆模型中最大的前轮转向角为25.9°,并根据不同车型的轴距来计算车辆的最小转弯半径。通过计算得出小型机动车最小转弯半径为5～10 m,即最大曲率值为(0.1～0.2) m-1。
在车辆的实际运行中,曲率半径的变化是连续的。因此在轨迹曲线中曲率的变化也应该是连续的。因此要求β样条曲线函数具有二阶连续可导的性质。所以有Qi+1″(0)=Qi″(1),Qi+1′(0)=Qi′(1),⇒β1=1,β2=0。
2.2.2 车辆驾驶行为约束
由车辆运行特性可知,在轨迹的起终点处曲率为零。曲率的计算公式如下:
2.2.3 车辆转角变化率约束
根据图1所示假设曲率变化呈线性,则有:
φ为前轮转角。
式中:λ为车辆沿着曲线运行,曲率从0变化到最大在x方向上前进的距离。又因为在极限状态下,当κ达到最大值时即立刻减小,此时近似有λmax=L/k,k值由实验观测得出,取值范围为(3.5 , 5.3)。综上,λ的实际取值为,
2.3 轨迹求解
本文假设曲率变化呈线性,曲率达到最大值后立即减小,并且忽略了曲率为零的阶段,只作为瞬时值考虑。将车道变换过程分为4个阶段,每个阶段对应一段样条曲线,故车道变换期望运行轨迹由4段样条曲线构成。由样条曲线的基本特性可知,4段样条曲线将产生5个结点和7个控制点。求解过程分为2步:①结合边界条件和结点方程建立方程组求解控制点的坐标;②基于车道变换的特性选取合理的β1、β2值,代入公式求出轨迹曲线。给定4段曲线构成5个结点分别为P0、P1、P2、P3、P4。其中:P0(0, 0)、P4(L, N)为起终点;P2(L/2,N/2)为车辆与车道分界线交点,P1(λ,γ)、P3(L-λ,N-γ)为曲率最大值点,由大量观测数据得知γ的取值范围为(N/8,N/4);L为车道变换长度;N为车道宽度。
选取合适的轨迹参数L、N、λ、γ,通过编写Matlab程序得到控制多边形,如图4所示,进而得到车道变换期望运行轨迹曲线,如图5所示,此时取β1=1,β2=0。图4所示为7个控制点组成的控制多边形。图5为基于β样条曲线的车道变换期望运行轨迹,从图中可以看出轨迹曲线平滑、连续、无拐点。
3 算 例
选取具有典型车道变换行为的视频文件作为检验轨迹曲线的原始数据。通过课题组自主开发的VTC系统,能够从视频文件中提取车辆进行车道变换时的地面轨迹坐标。
在实际观测中,车道变换有左侧变道和右侧变道之分。在程序中,N>0为向左侧变道,N<0为向右侧变道。根据所选择的典型车道变换型式,这里取N=-3.25 m。最后轨迹拟合效果如图6所示,可见β样条曲线可以很好的逼近实际车道变换运行轨迹。
通过SPSS统计分析软件,应用单样本t检验对误差进行分析。其目的就是利用来自总体的样本数据,推断该总体的均值是否与既定的检验值之间存在显著差异,即验证误差
该问题采用双尾检验,因此比较α/2和p/2,也就是比较α和p。观察表1,由于p=0.971,α=0.05,且误差均值仅为0.1%。因此不应拒绝零假设,认为误差均值与0没有显著差异。95%的置信区间说明:有95%的把握认为误差均值落在-0.032～0.031之间。0值包含在置信区间内,也证实了上述推断。
4 结 语
本文将β样条曲线引入到车道变换期望运行轨迹中,通过理论与误差分析,验证了模型的可行性和合理性。曲线衔接平滑没有拐点,该方法求出的轨迹曲线更好的符合实际情况,且β样条曲线方程均可化为矩阵型式,方便求解。
本文考虑驾驶员在不受其他车辆和道路环境干扰条件下,车辆自由行驶时的车道变换期望运行轨迹。通过结点反求控制点,得到控制多边形,进而求出期望运行轨迹曲线。在车辆实际运行中,可以依据不同的情况,如根据碰撞点、阻碍点的限制,先定出控制多边形,进而求出符合实际交通运行条件的轨迹曲线。该曲线灵活多变,可以适用于不同的交通状况。
但是,本文建立的车道变换期望运行轨迹还存在以下的问题:
1) 本文所研究的期望运行轨迹曲线适用于车辆在高速状态下行驶时的变道行为。
2) 车辆在曲线上运行时,速度应该是一个变化的量,但是本文中采取的是常量。模型构建过程中车速变化对结果影响较大,这一方面有待于进一步探讨。
参考文献
[1]马奔,常贵智.基于VB.NET和MATLAB的曲线轨迹模拟方法[J].河北交通科技,2006,3(4):35-38
[2]高越,杨得军,宗长富,等.汽车轨迹测量的速度积分方法及其实施技术[J].汽车技术,2002(9):3-25
[3]刘博航,裴玉龙,徐慧智.基于视频处理的车道变换轨迹获取技术[J].哈尔滨理工大学学报,2007,12(3):7-11
[4]Papadimitriou Iakovos,Tomizuka Masayoshi.Fastlane changing computations using polynomials[C]//Proceedings of the American Control Conference.Denver,Colorado June 4-6.2003:48-53
[5]Samer AMMOUN,Fawzi NASHASHIBI,ClaudeLAURGEAU.An analysis of the lane changing ma-noeuvre on roads:the contribution of inter-vehiclecooperation via communication[C]//Proceedings ofthe 2007 IEEE Intelligent Vehicles Symposium.Is-tanbul,Turkey,June 13-15,2007:1 095-1 100
[6]van Winsum W,de Waard D,Brookhuis K A.Lanechange manoeuvres and safety margin[J].Trans-portation Research Part F:Traffic Psychology andBehaviour,1999,2(3):139-149
[7]杨建国,王金梅,李庆丰,等.微观仿真中车辆换道的行为分析和建模[J].公路交通科技,2004,21(11):93-97
[8]丛伟.β样条曲线插值分析及其应用[J].机械设计与制造,2007(11):54-55
[9]杨建国,王金梅,李庆丰,等.用于微观仿真车辆模型中轨迹的简化算法[J].中南公路工程,2005,30(1):168-170
山下敬吾：秀之袖坦陈运行轨迹 篇2
规范的举止
当进入日本棋院的对局室时，正座之后行一礼，在离开对局室时也起身行一礼，行为如此规范的是一名年轻的棋手。他的身材不高，但举止沉稳，毫不慌乱，他行礼时毫不做作，让人一见便知完全是出于内心，这个人便是我们要在此介绍的山下敬吾六段。
年轻棋手和院生们的礼仪一般都比较规范。其中，尤以出身绿星学园的棋手最为人所称道。这在围棋界是早有定评的事实。
孩子们一朝进入绿星学园学棋，首先便要接受礼仪方面的训练。在进门时需大声喊：“早晨好!”在学完棋回家时也要精神饱满地喊：“再见。”
在教授围棋的课堂里，也总是回响着干净利落催人向上的呼喊声。
这种礼仪的养成并非是菊池康郎和结城牙子不断絮叨的结果的原因，实在是学员们已经养成了这种好的习惯。
长得很帅
山下敬吾于1978年9月6日出生于北海道旭川市，他的父亲山下建夫为人谦逊，是一名有段位的业余高手。一开始建夫教妻子下棋，然后，他开始教五岁的敬吾和比敬吾大两岁的敬吾的哥哥直纪下棋。
每当自己的棋被吃掉时，敬吾总是泪水涟涟，输了棋就悔恨不已，大声哭泣。敬吾小的时候就是这样一个不愿意服输的孩子。虽然下棋下输了，但他从未因此就失去对围棋的兴趣，其间，他的母亲美知子也一直给予他鼓励，敬吾的围棋水平因而不断提高。
在敬吾上小学二年级的1986年，七岁的他参加了第七届少年围棋比赛并成为小学生名人。那时他学棋刚刚两年零四个月。从那个时候开始，人们便知道在旭川有山下兄弟下棋下得很好。
七岁的小学生名人的照片也刊登在《围棋俱乐部》杂志上面。而且那时的敬吾还获得了与小林光一棋圣和加藤正夫名人下让四子棋的机会。他的表现给加藤正夫先生留下了深刻的印象。
1988年的1月1日，山下兄弟一起进入到了绿星学园学棋。
敬吾的父亲建夫此时还在旭川市的高中里任数学老师，但为了能让自己的两个孩子成为职业棋手，他毅然让两个孩子赴东京学棋。
山下建夫说：“我认为提供一个好的学棋环境是最重要的，因为他们还是小学生，虽然能说出自己今后的梦想，但是他们还不能对事物做出正确的判断。另外，要成为一个棋手，学棋的环境非常重要，在旭川，他们不可能成为职业棋手。我认为当初我的选择是正确的。
低段位时下棋总是一边倒
山下敬吾于1993年入段。在他入段的前一年，绿星学园的秋山次郎入了段，这一年，山下想入段的心愿并未实现。
“在入段时，我认为我已经强大起来了，我已经能够通盘考虑棋局了。在低段位的时候，我比较重视厮杀，战事总是呈一边倒的形势。”
我们在此选取一盘棋，由此可以看出山下当年的一丝风采来。
出身于绿星学园的棋手有很多人的棋风都属于自由奔放型，这可能是受他们的老师菊池康郎先生棋风的影响吧。
第1谱这局棋是1996年的第二十一届棋圣战三段战决战。执白棋的山下敬吾的白6、白8至白10下得极为大胆且颇有趣味。后来他认为白10的次序应该更加靠前一些。黑15或许应该选择16或是A点。白16在获取大场方面先行一步，白棋此时无不满之处。针对黑19，白棋从白20至白24处理得较为有利。虽然在右边并无白棋的介入，但白棋棋形稳健，无甚可惜。
第2谱白38的处理有过激之嫌，此时白38应做图一中白1所示的处理。如果黑棋选择在白棋固守的左上角下出黑2，则或白3，或白A。如果黑2选择B点，则白棋的利益更大。实战中白棋虽遭黑45迎头痛击，但白棋依然不坏。黑51应选择58，白52的一击至白58，黑棋摆脱起来并非容易。
白66是失着，遭黑67、69反击后，攻击难以奏效。
白66应选择图二中的白1，此处为攻击之关键，黑2的应对将遭至白3、白5的追击。如果有白A，黑棋将陷入极为危险的境地。
白78是必杀的追击手段，也是苦心经营的一手棋。虽然至白92时白棋已有杀败黑棋的可能，但山下存在着误算。
白86的选择有可商榷之处，白86与黑87的交换即证明了这一点。白86如选择图三中的白1是最佳选择。如有黑2，则白3，此为正常着法。白11至白17即可占据应有优势。
第3谱张栩三段(现为五段)此时下出的黑93是致命的大失着。在白棋下出白86的恶手之后，黑棋却下出了败着。此后黑109的劫手被白110化解，黑输棋已定。黑93应做图四中黑1之选，黑1白2交换之后，黑3、5是正常顺序，针对白6，黑棋有黑7、9好手，黑11至黑15时可切断白棋，如依此图行棋，白棋将崩溃。图四中的白6如选择图五中的白1的话，则至黑4、6时成劫，黑A、白B、黑C是劫手，此后黑D、黑E都是劫手，实战中如有黑A则不利。
这局棋以白棋中盘获胜而告终。
从此悟出胜负真谛。
从低段位开始一直想下出“最强有力的一手棋的力战型棋风”的山下敬吾最近在棋风上出现了变化，他开始更多地选择“平衡且安全的下法”。
那么，山下的“安全的下法”又是怎样的呢?但同样，他也是以此手段争取赢棋。
总谱我们在此选择的是第二十三届新人王战半决赛时的一盘棋。山下敬吾执黑。黑45、47至黑75被山下敬吾称为“作为我来说下出的最好的一系列手段”。白50可选择图一中的白1，白54可选择图二中的白1，不管哪种选择，黑棋都无不满之处。
1997年，山下敬吾的战绩是60胜9负，1998年至11月27日是55胜15负，他的胜率是相当惊人的。
傅科摆的原理和运行轨迹分析 篇3
地球是一个略扁的球体,赤道半径平均为6378千米,极半径平均为6357千米。人们很早以前就猜想地球在自转,后来根据天文观察,更是确信了地球自转的事实,地球在绕太阳公转的同时,还在以它的自转轴为轴自西向东不停地自转着,地球自转一周是一昼夜。我们任意选择赤道上的一个点,当地球自转一周时,这个点就随之运行了一个以6378千米为半径的大圆圈,其圆周长约40054千米,折合成华里就是约八万里,“坐地日行八万里”的奥秘就在这里。
我们生活在地球上,但却根本感觉不到地球的自转运动。直到1851年,傅科才用实验证实了地球的自转。傅科(Foucault,Jeam Bernard Leon)是十九世纪中叶法国杰出的实验物理学家。1819年9月18日生于巴黎;1868年2月11日卒于巴黎。特别有意义的是,他只用了一个单摆装置就完成了这个实验,其设备之简单,设计之巧妙,现象之明显,结论之直观,真是绝妙之极,因此它成为了物理学史上最美丽的实验之一。现在人们把用于论证地球自转的这个摆称为傅科摆,该实验就是现在著名的“傅科摆实验”。
傅科摆的实验总共是在四个地方做的。1851年,在巴黎国葬院的大厅里,这是傅科在第三个地方做傅科摆实验。他用一根67m长的铁丝,悬挂28㎏重的铁球做成摆,摆锤的下方放有直径6米的沙盘和启动栓。摆的下端是一个尖头,正好从地板上掠过,每当摆锤经过沙盘上方的时候,摆锤上的尖头就会在沙盘上面留下运动的轨迹来。实验开始前,将铁球高高地拉向一侧,用绳子拴在墙上。采取一切办法使空气和教堂避免一切可能的振动,以免干扰这个巨摆的稳定摆动。当一切都平静后,就放火烧断拴摆的绳子。绳断了,摆开始了摆动,随着时间的推移,傅科设置的摆每经过一个周期的振荡(周期为16.5秒),在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹,准确地说,在这个直径6米的沙盘边缘,两个轨迹之间相差大约3毫米,每小时偏转11°20',它扭转的方向和速率正巧符合巴黎的纬度,即31小时47分扭转一周。傅科摆的摆动作为地球自转的有力证据,现已为世界所公认。
这个实验引起了极大反响。现在,巴黎国葬院中依然保留着150年前傅科摆实验所用的沙盘和标尺。不仅仅是在巴黎,在世界各地你都可以看到傅科摆的身影,例如,你可以在北京天文馆看到一个傅科摆的复制品。一个金属球在一根系在圆穹顶上的长长细线下来回摆动着。下面是一个刻着度数的像铁锅似的大圆盘,人们可以由此读取摆动平面旋转的度数。前去参观的人们都喜欢在这里停留一段时间,亲眼看一看地球是怎样自转的。在北京地区,约需37小时才转一圈。即傅科摆的摆动平面每6.2分钟顺时针转过1度,这已是很容易观察的了。
1 傅科摆的原理
傅科根据地球自转的理论提出:除地球赤道以外的其他地方,单摆的振动面会发生旋转的现象。如果地球没有自转,则摆的振动面将保持不变;如果地球在不停地自转,则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。事实上,这是摆底下的地面在转动,因为对于一个自由摆动的摆来说,其摆动平面是不会发生移动的。
为什么傅科摆沿顺时针改变摆动方向说明了地球在沿逆时针方向自转呢?这是由单摆的物理特性得出的结论。从单摆的物理特性出发,给摆一个恰当的起始作用力,它就会一直沿着某一方向,或者说某一平面运动。如果摆的摆角小于5度的话,摆锤可以视为做一维运动的谐振子,把摆锤的运动看做一维谐振,如果它的运动方向与地轴平行,而地轴相对遥远的恒星是静止的,那么我们将观测不到傅科摆相对地面的转动。同样的道理,傅科摆摆动起来以后并不改变摆动方向,然而我们站在沿逆时针方向转动的地球上,看不到地球的转动,却看到傅科摆是在沿顺时针方向转动了一定的角度,不断地改变它的摆动方向。
摆处于北极,地球就会每24小时扭转一周。处于越往南边去的纬度,地球就似乎扭转得越慢,因为地球在北部区域里运行的速度比在南部区域里稍慢一些。越往南,则速度差越小,而在赤道上则完全不转动。由赤道往南,扭转就会重新开始,但方向相反,到了南极则又具有24小时的周期。对于观察摆的人来说,他本身也跟着地球运动,就显得好象摆是在缓慢地改变方向。
傅科摆的实验后来又在不同地点进行,发现摆的振动面的旋转周期随地点而异,其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦,在北极,摆处于地球轴心的正上方,纬度是90度,转动一周的时间是24小时。在赤道,纬度是零,摆动的平面根本不移动。在其他纬度,傅科效应大小不等,越靠近两极越明显。综合来说由于地球的自转,摆动平面的旋转方向,在北半球是顺时针的,在南半球是逆时针的。摆的旋转周期,在两极是24小时,在赤道上傅科摆不旋转。这就是著名的傅科摆实验,它是地球自转的最好证明。
2 傅科摆的运行轨迹
作为质点在非惯性坐标系中运动的实例,傅科摆的问题被许多力学教材所用。它们对傅科摆在水平面内的相对运动轨迹都作了定性分析或数学推导,由于他们假定的初始条件不同,故结论也不同。本文对傅科摆在各种初始条件下,尤其是在水平面内的运动轨迹进行讨论,同时研究纬度对傅科摆运动轨迹的影响。
2.1 同一纬度,所有初始条件下摆的运动轨迹
2.1.1 在相同方向上改变初始速度与位移之比的情况
由于x、y两个方向具有对称性,故只研究x方向的位移和速度。如图1所示,图中给出了x方向上初始速度与位移在不同比例下的计算机动态模拟运动。其中初始条件用向量[x坐标,x速度,y坐标,y速度]来表示。以下类同。
由图1可以看出,随着初始速度与位移的比值逐渐增大,轨迹形状发生了一定的变化,由左边的菊形线形状变为右边的多叶玫瑰线形状。具体地说,零摆幅时摆球的位置离平衡位置越来越近;由尖角逐渐过渡到圆角,这是由于摆幅最大时,垂直径向的速度不为零引起的。但摆动平面的摆动速度没有变化,可见摆动平面的运动与此比值无关。
2.1.2 在相互垂直方向上改变初始速度与位移之比的情况
由于对称性,只研究x方向的位移和y方向的速度。图2给出了互为垂直的初始速度与位移在不同比例下的计算机动态模拟运动。
由图2可以看出,随着y方向速度与x方向位移的比值逐渐增大,轨迹形状经过了两次渐变。从图1的内旋轮线变为图2和图3的椭圆进动线,最后变为图4的菊形线。即先由尖角状变到近乎圆周运动,再变到花瓣状。每种变化之间都是逐渐单调变化的。具体地说,摆角为零时,离平衡位置先增大,到一个极限位置后,再逐渐减小,由尖角逐渐到圆环状,再过渡到花瓣状。这是由单摆向圆锥摆过渡,再向单摆过渡而导致的。但摆动平面的摆动速度没有变化,可见摆动平面的运动也与此比值无关。
2.1.3 小结
综合图1和图2,可以得到摆在全部初始条件下的各种不同类型的运动轨迹:菊形线、多叶玫瑰线、椭圆进动线和内旋轮线。显然,摆在不同初始条件下的轨迹也一定不同,而对于世界各地的傅科摆来说,傅科摆的初始条件是唯一的,所以其轨迹也是确定的。
据记载,为了验证地球的自转,当年实验时先将摆拉离其平衡位置,摆幅最大,使其与地面处于相对静止状态,再用火烧断拉绳,摆就进入运动状态。因此,傅科摆的初始条件是x(0)=c(常数),y(0)=0,x(0)=0,y(0)=0,即y向速度与x向位移的比值为零,因此,傅科摆的相对运动轨迹是内旋轮线。
从以上讨论中可以发现,在同一纬度下,不同的初始条件对摆平面的转动速度没有影响,只对摆的轨迹有影响。
2.2 同一初始条件,不同纬度下摆的运动轨迹
2.2.1 在北半球,同一初始条件,不同纬度下摆的运动轨迹
在北半球,让摆满足傅科摆的初始条件,即初始速度为零,摆幅最大,则其轨迹应为内旋轮线。下面改变纬度参数,用计算机动态模拟并绘制出摆的运动轨迹,如图3所示。
从图3可以看出,不同纬度下的傅科摆的运动轨迹都是内旋轮线。只是纬度越高,相同时间转过的角度越大,且离平衡中心距离也越大,这说明科氏力在水平面内的分量越大。赤道附近惯性力在水平面的分量基本上就为零了。从图中也可以直接看出在北半球,傅科摆是顺时针转动的。
2.2.2 同一初始条件,在北半球和南半球,不同纬度下摆的运动轨迹
同样让摆满足傅科摆的初始条件,即初始速度为零,摆幅最大。则计算机动态模拟摆的运动轨迹如图4所示。
从图4可以看出,不同纬度下的傅科摆的运动轨迹也都是内旋轮线。在北半球,傅科摆是顺时针转动的,而在南半球是逆时针转动的。同一纬度下,摆的运动轨迹是完全相同的,不同的纬度(在这里也等价于不同的地球自转角频率ω),摆的运动轨迹也是完全相同的,也就是说,不同的纬度对摆的运动轨迹没有影响,只对摆平面的转动速度有影响。
很明显,傅科摆在赤道上的运动轨迹跟普通摆的轨迹一样,没有任何区别。
2.2.3 小结
同一初始条件,即使不同纬度,摆的运动轨迹也是没有变化的,但摆平面的转动速度发生了变化。纬度越高,转动速度越快。在赤道上的傅科摆,其摆动面是不转动的,运动轨迹也不发生偏移。
3 傅科摆的运动轨迹小结
由上面分析可知,影响傅科摆运动的主要因素是摆的初始条件和摆所处的纬度。摆的运动轨迹只由初始条件决定,而摆平面的转动速度只由纬度(或地球自转角频率ω)决定。
如果傅科摆在赤道上,则摆动面是不转动的,傅科摆运动轨迹不发生偏移。如果傅科摆不在赤道上,则摆平面发生转动,纬度值越大,摆动面的转动速度就越大,傅科摆运动轨迹的偏移就越明显。在北半球,傅科摆的运动向右偏移;在南半球,傅科摆的运动向左偏移。傅科摆的运动轨迹总结如下:(1)当初始态有一定摆幅和与摆幅共线的速度,但其速度较小时,摆的相对运动轨迹为菊形线;(2)当初始态有一定摆幅和与摆幅共线的速度,但其速度较大时,摆的相对运动轨迹为多叶玫瑰线;(3)当初始态有一定摆幅和与摆幅相垂直的速度,但其速度较小时,摆的相对运动轨迹是椭圆进动;(4)当初始态有一定摆幅和与摆幅相垂直的速度,但其速度较大时,摆的相对运动轨迹是菊形线;(5)当初始态有一定摆幅(包括摆幅最大),初速为零时,摆的相对运动轨迹是内旋轮线;(6)当初始态摆幅为零,但有一定初速度时,摆的相对运动轨迹是多叶玫瑰线。
4 结束语
综上所述可知,菊形线、多叶玫瑰线、椭圆进动轨迹,是摆锤离开平衡位置,再以一定的初速度进入运动后的相对运动轨迹,其中多叶玫瑰线轨迹,还可以是摆锤从平衡位置以一定的初速度进入运动状态的相对运动轨迹。其共同特点是:摆锤摆至最大幅角时,摆的相对速度不为零,而有横向速度。而当初始态有一定摆幅(包括摆幅最大),初速为零时,摆的相对运动轨迹一定是内旋轮线。
摘要：傅科摆是法国物理学家傅科于1851年在巴黎发明的一种摆,利用摆的运动现象首次用实验证实了地球的自转。本文对傅科摆在水平面内的相对运动轨迹作了综合性的定性分析,并根据傅科摆确定的起始条件,画出其相对运动轨迹曲线。
关键词：傅科,傅科摆,运行轨迹
参考文献
[1]李钢.用MATLAB动态模拟并分析傅科摆的运动[J].力学与实践,2004,26(11):72～74.
[2]陈刚.傅科摆轨道的计算与讨论.大学物理,1993,12(6):6～8.
[3]杨桂臣.傅科摆的轨迹.大学物理,1988,7(6):1～6.
[4]王军延,李丽霞,陈文晓.傅科摆的分析和计算机模拟.高等函授学报,自然科学版,2006,2(1):20～22.
运行轨迹 篇4
蔡炎培 诗人。1935年生于广州，后定居香港。曾主编《中国学生周报·诗之页》，任职《明报》副刊编辑，在《星岛日报》撰写专栏“碎影集”，历任多届青年文学奖及香港中文文学双年奖诗组评判。著有《小诗三卷》、《变种的红豆》、《上下卷》（与朱珺合著）、《日落的玫瑰》等作品。2003年曾被提名诺贝尔奖文学奖。
香港电影人甘国亮2006年曾推出一档电视节目《数风流人物》，采访香港文化艺术界不同领域的翘楚，包括作家倪匡、导演杜琪峰等，其中赫然在列的，还有一个对内地观众来说陌生的名字—蔡炎培。
诗人蔡炎培在大陆几乎不为人所知，但他在香港诗歌圈里地位颇高，人称“蔡爷”或“蔡诗人”。关于蔡炎培，最为光辉的历史当属曾获得诺贝尔文学奖的提名—他的中英译诗《中国时间》经香港笔会推荐，被寄到了瑞典，来到诺贝尔文学奖评委马悦然的手上。
蔡炎培今年79岁了。1990年，他从文化名人聚居地北角搬入了政府设置的蓝田公屋区，迁入自购居所。香港这个弹丸之地，寸土寸金，政府修盖的公屋多是人口高度密集，楼宇直插云天，房间密密麻麻，远远望去，仿佛堆满了一个个火柴盒。蔡炎培的住所位于九龙东观塘区的一座山丘上的蓝田，是众多火柴盒中的一个。
走进蔡炎培独居的寓所，右手边便是一个专门打造的角落，融客厅、书房、饭厅、睡房等功能。他的日常起居全在这狭小空间里，家中还有另外几个房间，是用以接待友人的客房。这个“多功能厅”不足十平米，看上去凌乱不堪，却能满足蔡炎培的一切生活所需。在堆满各种诗集和小说的桌子上，还放了一摞白纸和一支钢笔—无论写诗、写文还是抄稿，蔡炎培都坚持手写。就像传统的文人，蔡炎培喜欢写字的快感，而他的字迹工整圆润，没有一般老人家颤抖的痕迹。没错，从他高大的体型以及紧跟潮流的着装看来，确实看不出年纪。
“房间看着凌乱，但这算是凌乱中的秩序吧—你看天上的星星看起来也很乱，但每一颗都沿着它的轨迹运行。”蔡炎培笑道。起居无时，惟适之安是他如今的真实写照。这时的他，穿着蓝恤衫白西裤，戴着黄色圆边帽，舒适地挨在藤编的靠椅上，跷着二郎腿，抽着雪茄。
烟雾不时在屋子里蔓延。蔡炎培就在烟雾缭绕中聊起了香港文坛举足轻重的金庸、西西、亦舒、林燕妮……上世纪五六十年代的香港文坛让他怀念。在蔡炎培的讲述中，那个遥远时代的纵酒长歌仿佛历历在目。
痖弦、西西和金庸
蔡炎培少年时家境不错，母亲开袜子厂，后来家道中落，他不得不自主谋生。上世纪五十年代初，蔡炎培赴台湾求学，开始拼命写诗，寄了一首去台湾诗歌刊物《创世纪》，竟马上被刊用了。《创世纪》是由有“诗魔”之称的洛夫与张默、痖弦于1954年创办，当中凝聚了一大批现代诗人。
蔡炎培的学校台湾中兴大学农学院位于台中，每逢路过台北，他就会和那里的诗人会面。在叶维廉的介绍下，他认识了痖弦和洛夫。一次在淡水河畔的聚会中，他们一边吃烤肉一边谈笑风生。蔡炎培拿出新作二百行长诗《离骚》给痖弦和洛夫看，“他们问我，“‘在那急流河畔，满月在扶光之中’，何谓之‘扶光’？我说，现在满月，它的光像水一样，满到快泻，但是因为有张力而不泻，所以像浮光（扶光）一样。”他们觉得很有道理，还开玩笑地向蔡炎培做了一个颁奖的动作。
蔡炎培清楚记得，那夜之后，痖弦送他上车，对他说，“炎培，我们的文坛是有希望的”。这句话让当时年纪轻轻的蔡炎培倍觉感动，而他的诗运也由此开始。
读书期间，蔡炎培曾休学一年回香港做九龙巴士的车长，负责“开闸放人”，后来升了职，管卖票，每月工资有三百多元。香港著名作家西西的父亲也当过九龙巴士的稽查员，加上西西与蔡炎培都曾投稿到报刊，就这样，蔡炎培与西西一家便熟悉起来。
“西西叫我‘哎呀大哥’（粤语，干哥哥），我经常去她家看她。那时王无邪（著名水墨画家）办读书会，我们就在那里一起读书。西西活跃又多情，喜欢我一个朋友，还送了把扇子给他。我送书给她，她全都整上了书封。她现在还出了《缝熊志》嘛，手工很好。”提起旧时记忆，蔡炎培滔滔不绝，“她参加《学友》征文，跟我说，大哥，我参加，你也去参加吧，结果她第一、我第三，那个研究卞之琳的专家张曼仪是第二。”西西还曾带他去海心庙玩，怪石嶙峋中，西西一边打着节拍，一边朗诵起拜伦的诗。
1965年，蔡炎培正式回到香港，彷徨前路，一时找不到事做，想当图书管理员也不成功，西西看他百无聊赖，就让他去编《中国学生周报·诗之页》。蔡炎培答应了。在编《诗之页》的时候，蔡炎培偶尔也会“趁职务之便”，刊登自己的诗来赚点稿费。“当时我会评诗，因为我喜欢赌马，还用了马经术语来评诗。”后来，因为香港作家卢因的关系，西西很少与人见面了。而蔡炎培也到了《明报》工作，成为了金庸的同事。
1966年，蔡炎培进入金庸创办的《明报》做助理编辑。《明报》是香港最有影响力的报纸之一，蔡炎培一待就几近三十年，金庸曾给他颁过“最佳员工服务奖”，也曾经在《书剑恩仇录》的附记里感谢过他的校对。
“金庸最初是在《香港商报》以连载形式发表小说，风靡一时。后来他做编辑赚了钱，就办了《明报》—他知道自己的小说有读者。他运气好，认识了简老八（简而清）这样有名的作者，加上在《大公报》打笔仗，越打越出名，《明报》的销量就一路上去了。”蔡炎培进入《明报》副刊时，这份报纸的销量已经高达四万份，销路稳定。
蔡炎培在副刊接触了很多作家，还挖掘了不少新作者。如今香港有名的作家古德明，就是他发掘的。古德明一度做到《明报月刊》的总编辑，但因为他的政治立场，金庸用“神经质”为由把他赶了出来，连二十多万的退休金也没有了—金庸很重视副刊，他认为一张报纸的副刊就是报纸的灵魂，因此挑人尤其严格。正是这个原因，金庸私下也被人称为“查大恶人”。
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“他有两条脑筋，一条做生意，一条写小说。倪匡说他，是第一流的朋友、第九流的老板。”说起旧老板金庸，蔡炎培没有怨言，都是由衷的称赞，“当你打从心里服一个人的时候，便不会有脾气。”
对于金庸，蔡炎培心怀感激。“有次我生病了住院，查先生（金庸）让我在家静心休养，人工照支；医药费除了劳保之外，余数由他老人家包了。”而蔡炎培第一本诗集可以出版，也是多亏金庸的同意，把用剩的报纸头报纸尾来印刷诗集，“有人说他刻薄，只给些纸头纸尾，结果现在成为最别致的一本诗集，还配了国学大师谈锡永的插画—那时的诗集很少有插画的。”
戴天、蔡浩泉和亦舒
一个偶然的机会，《现代文学》的编辑和创办人戴天推荐了能写好赌的蔡炎培，为简老八整理他评马的录音稿，并且送稿去各个报社。“当时明报工资已经有四百五，这个兼职有一百五，已经算不错了。”当时，内地工人的工资也就一个月三十来块。
与戴天认识，缘于痖弦。痖弦结婚，让蔡炎培给戴天带张照片，二人由此结识并成为好友。戴天在九龙塘办创建书院，邀请过蔡炎培前去念诗，一旁的刘绍铭听得拍着大腿哈哈大笑。
交上戴天这个好友，圈内趣事就更多了。其中就以亦舒的故事最引人入胜。“八号风球袭港，小姐约了新晋影评人前去大会堂低座喝咖啡，定在古老的天星码头。时间到了，但见惊涛拍岸，水花乱舞，独不见伊。你等，那就等下去罢。”蔡炎培描述中亦舒的这段经历，与她笔下的人物尤其相符。
倪震曾在专栏中提到，记忆中，姑姑亦舒从不快乐，因为“自少家贫、少年反叛、早婚产子、离婚反目、怀才未遇”。亦舒十多岁出走结婚，只可惜几年便离婚收场。而亦舒的这位前夫则是蔡炎培的好友、画家蔡浩泉。“当年亦舒追蔡浩泉之痴，如苍蝇见蜜糖，甚至以自杀威胁。”
1964年， 蔡炎培尚未进入《中国学生周报·诗之页》、《明报》工作，全靠稿费维生。蔡炎培和蔡浩泉，还有几位文化人好友，在香港北角的锦屏街合租下一个单位做工作室。蔡浩泉是出版社主编，写作、插画一手包办；蔡炎培则潜心创作小说；亦舒住在滨海街，和工作室挨得很近，经常前来探班。
“亦舒经常来，我还以为鸿福将至，便想尽办法哄她，但她不怎么理我。而浩泉对亦舒很冷淡，亦舒好胜，你越不理她，她越要引你注意。”后来，蔡浩泉见蔡炎培神不守舍，便坦然相告，“我是你的情敌呀”，蔡炎培当即回话，“好，我们派你做勇士，别让这条美人鱼走失了。”内敛但才华横溢的穷书生，遇上积极主动又美貌的才女，骤眼看来，倒有几分像亦舒笔下的爱情小说。没过多久，两人便在父母的反对下“闪婚”。
翌年，亦舒怀孕生子，取名“边村”。可惜这段感情只维持了短短三年，亦舒坚决离去，两人的独生子边村归蔡浩泉抚养，和亦舒再无联系。如今，蔡边村成为旅居德国的香港导演，更自编自导一部纪录片《母亲节》参加德国柏林影展，介绍了他寻找生母亦舒的经过和心路历程，这事在坊间也引起了大众的热议。
林燕妮与玺玺
曾在香港影坛大红大紫的林燕妮，与蔡炎培是年少之交。当年的他正二十出头，林燕妮则还是个 “扎辫的小姑娘”。一次，蔡炎培与友人去浅水湾游泳，回来的路上偶遇林燕妮和其同学Blue Coat坐着敞篷私家车从旁呼啸而过。林燕妮和Blue Coat向蔡炎培及友人招手，彼此就这样相识。
“燕妮很小的时候就能写出很好的小说了，主题讲的是现代人没有了爱情会怎样。她很有才华，可惜没遇到一个真正爱她的男人。”已故的香港才子黄与林燕妮的爱情恩怨在香港街知巷闻。蔡炎培说，林燕妮和黄分手的时候，她每晚打电话到报社，和他聊到通宵。而黄追林燕妮时，还曾吃过蔡炎培的醋—因为他们俩经常在一起。“后来，他发现我喜欢的是燕妮的同学Blue Coat，才淡定起来。”蔡炎培笑着说。
Blue Coat被蔡炎培称为一生中影响他最深的人、他生命中重要的女子之一，“当年我要到台湾读书，她送了一把头发给我，这立即要了我的命”。他与Blue Coat谈了一段时间的恋爱。分手时，蔡炎培几乎崩溃，还出现了幻听幻觉。“直到我在文学杂志读到吴兴华的《论里尔克的诗》，马上顿悟了。诗歌也晋级了，写出一系列的好诗来。”蔡炎培笑说，素未谋面的吴兴华救了他一命。
“蔡炎培就像他所私淑的诗人吴兴华，独来独往，自持一身才华与傲气，不惜碰钉与寂寞。”香港诗人廖伟棠评价道，“我从不掩饰对蔡诗人的喜爱，因为他是香港这彬彬之地罕见的真性情之人，我始终认为写诗绝对需要真性和热情，蔡诗人虽然年长我近40岁，激情却不让20岁的少年，常常给我们提示生之欲、文字之欲为何。”
如今，对蔡炎培最重要的人，想必属他的前妻玺玺（朱玺辉，笔名朱）。蔡炎培家中有一张黑白照片—这是他与玺玺的结婚照。照片中，玺玺瓜子脸，眼睛很美。1969年，玺玺初登文坛，写一些短篇小说。一天，蔡炎培读到她写的《废船》，最后一句是：“这条船废了，但是你置身其上，仍可听到流水的声音……只要有一滴水，就可以流到中国了。”这一句话让蔡炎培深受感动，马上提笔给玺玺写了一封信，语言直接而热烈：“我爱着你作品的同时，也深爱着你”。两人很快便开始恋爱，暑假时玺玺提前离校，与蔡炎培注册结婚—证婚人是戴天和胡菊人。“后来玺玺是怀着我们的大女儿回去考毕业试的。我想这大概就是人生了。”如今，虽然已经离婚，但因为文学，两人又断断续续地在一起。
“如果我的生命不是遇见这么多精彩的女子，我的文学生命也可能没这么长。”甘国亮曾在访问中问蔡炎培，谁才是他的最爱。“我说我没有最爱这个词，当你投入的时候，那个就是你的最爱。”
不知不觉，太阳悄然落山。望出窗外，蓝田华灯初上。采访之末，蔡炎培起身，准备去找住在附近的玺玺—他一生的挚爱，共进晚餐。
叶维廉 诗人、学者，曾名列“台湾十大杰出诗人”之一，与侯健、杨牧、姚一苇等人创办《文学评论》期刊。
痖弦 诗人，台湾“创世纪”诗社发起人之一，著有《痖弦诗抄》、《深渊》、《盐》等诗集。
洛夫 诗人，曾被提名诺贝尔文学奖，被诗歌界誉为“诗魔”，与张默、痖弦共同创办《创世纪》诗刊。
简而清 香港作家，评马人。因在家中九兄弟排行第八，有简老八的称号。曾写过小说、散文、在《明报》写专栏，做过食评人、影评人，拍过电影，亦曾从事麻将研究。
戴天 香港作家，创办《现代文学》、《盘古》等杂志。1969年邀古苍梧创办影响深远的“诗作坊”，开民间教研新诗之先河，著有散文集《无名集》、《渡渡这种鸟》 ，诗集《岣嵝山论辩》等。
刘绍铭 小说家，翻译家。1960年毕业于台湾大学外文系，著名学者夏济安的学生，与白先勇、陈若曦、欧阳子、叶维廉、李欧梵等台大同学创办《现代文学》杂志。
胡菊人 专栏作家，文学评论家。曾任《明报月刊》主编，《中报》总编辑。1981年，和陆铿合作创刊《百姓》半月刊，并任主编。
吴兴华 诗人，学者，翻译家。1937年，未满16岁的他考入燕京大学西语系，16岁发表无韵体长诗《森林的沉默》轰动诗坛。同时，他也是第一位把《尤利西斯》引进到中国来的人，他翻译的《神曲》和莎士比亚戏剧《亨利四世》被翻译界推崇为“神品”。
运行轨迹 篇5
战略融合度的概念
从战略角度看, 企业应是资源集、能力集、战略集的总集合体。
资源集合由企业不同的资源元素 (如社会可利用资源、文化资源、人力资源、知识资源、信息资源、物资资源等) 组成;能力集合由企业不同的能力元素 (如公共关系能力、文化建设能力、作业能力、执行能力、协调能力、组织能力、管理能力、决策能力、知识能力、信息处理能力、物资供应能力等) 组成;战略集合由企业不同的战略元素 (如社会资源开发战略、文化资源开发战略、人力资源开发战略、知识资本开发战略、信息开发战略、物资储备战略等资源战略, 公共关系发展战略、文化发展战略、市场营销战略、研究与开发战略、生产发展战略、创新创效发展战略、物流配送战略等能力战略) 组成。
引入离散数学的概念, 可将企业定义为资源集 (R) 、能力集 (A) 和战略集 (S) 三个集合的并集 (En) , 即En=R∪A∪S={x| (x∈R) ∨ (x∈A) ∨ (x∈S}。其中, x或是资源集中的元素, 或是能力集中的元素, 或是战略集中的元素。
企业在实施战略企图的过程中, 能否最大可能地将其所拥有的资源转化为企业能力, 企业能力不断提高能否“反哺”或丰富企业的资源;企业资源和能力能否构成对企业战略实施的有效支撑, 企业战略的实施能否实现企业资源不断丰富和积累、能否有效实现企业能力不断提升, 是十分重要的。换句话说, 企业资源的集合、企业能力的集合与企业战略的集合三者之间的融合程度, 是决定企业战略轨迹的重要因素之一。为此, 提出“战略融合度”的概念。
引入离散数学的概念, 把资源集、能力集、战略集三个集合的交集 (Fn) 定义为战略融合度 (Strategic fusible factor) , 即Fn=R∩A∩S={x| (x∈R) ∧ (x∈A) ∧ (x∈S) }。其中x不仅属于新的集合, 而且是由资源集、能力集、战略集中共同存在的元素所组成。 (见下图:企业战略融合度离散数学模型)
从管理学角度出发, 也可对“战略融合度”作出解释:将资源集、能力集、战略集三者之间依靠“关系机制”联接的“联接紧密程度”称之为企业的战略融合度。 (见下图:战略融合度关系模型)
例如, 一个人可能拥有一定的资源 (知识、技能、资产等) 、具备一定的能力 (学习、作业、协作等) , 但如果没有人生目标, 或人生目标不明确, 或不能将自己的资源、能力、目标有效结合并实施, 将会得到不同的结果。
美国哈佛大学曾经对一群在智力、学历和环境等方面差不多的年轻人进行过跟踪调查。在这些年轻人中, 3%有清晰的长远目标, 10%有清晰的短期目标, 60%目标模糊, 27%没有目标。25年后跟踪调查发现, 当初3%有清晰长远目标的年轻人通过不懈努力, 大多成为社会各界的精英人士;当初10%有清晰短期目标并不断实现的年轻人, 大多成为社会各个领域的专业人士;当初60%目标模糊的年轻人, 虽然未取得特殊成绩, 但是安稳地生活和工作着;当初27%没有目标的年轻人, 生活不如意, 常常抱怨自己、抱怨他人、抱怨社会。
同样, 企业能否将其资源、能力、战略有效融合, 也是能否不断实现短期目标、最终实现长期战略的关键因素。因此, 应将战略融合度设定为关系企业生存发展的关键因素之一。
战略融合度对企业可持续发展具有重要支撑作用。例如, 比较铜工业中几个类型基本相同的大型企业集团, 可发现这些企业的发展速度、发展规模、业绩积累大不相同。究其原因, 是这些企业的战略融合度变化的方向不一致, 或企业在战略融合度与外部环境构成的二维坐标体系中行走的轨迹不同。具体分析, 这些企业所面临的外部环境大致相同, 基本上实施的都是“相关纵向一体化战略”, 企业人均拥有资源或可以利用的资源多少不一, 企业的综合能力有高低之分, 然而企业的可持续发展情况与其占有 (或可利用) 资源多少、能力高低关联度不大。换句话说, 资源占有相对多、能力排名居前的企业, 实际运营效果反而居后。为什么会出现这种结局?虽然从其他角度也许难以作出解释, 但是从战略融合度的角度可作出很好的解答:发展慢的企业的战略融合度在降低, 而发展快的企业的战略融合度在提高;或是发展慢的企业的战略融合度没有改变, 而发展快的企业的战略融合度提高较快。
识别企业风险运行轨迹和战略融合度的重要意义
由企业战略融合度 (横坐标) 与企业外部环境 (纵坐标) 构成二维坐标体系, 无论企业大小均可在四个象限中找到自己目前的位置, 或正朝着那个象限移动的轨迹, 以及应修正的轨迹。
作如下假设:第一, 将横坐标定义为企业战略融合度。假定资源、能力、战略三者融合度大于50%为大于零, 三者的融合度等于50%为零, 三者的融合度小于50%为小于零。第二, 将纵坐标定义为企业外部环境。假定企业外部环境对企业有利为大于零, 外部环境对企业不利为小于零。
由此, 企业可能运行于四个象限之中:第一象限:外部环境大于零, 战略融合度大于零。这是企业运行风险最小的象限, 此时企业的资源、能力、战略融合度好, 外部环境也有利于企业可持续发展。处于此象限的企业, 应持续提高战略融合度, 最大可能地适应外部环境。第二象限:外部环境大于零, 战略融合度小于零。这是企业运行风险较小的象限, 此时虽然外部环境有利于企业发展, 但是企业战略融合度低, 一旦外部环境急剧变化, 有可能使企业迅速滑向运行风险最大的第三象限。处于这一象限的企业, 应快速提高战略融合度, 最大可能地利用好外部环境, 使企业尽快进入风险最小的第一象限。第三象限:外部环境小于零, 战略融合度小于零。这是企业运行风险最大的象限, 此时企业的战略融合度低, 外部环境也不利于企业发展。如果战略融合度进一步降低或外部环境进一步恶化, 企业将被淘汰出局。处于这一象限的企业, 首要任务是快速提升战略融合度, 使企业进入风险降低的第四象限, 或迅速适应外部环境, 使企业进入风险较小的第二象限。第四象限:外部环境小于零, 战略融合度大于零。这是企业运行风险较大的象限, 此时企业的战略融合度虽然较高, 但是外部环境不利于企业发展。随着外部环境进一步恶化, 企业战略融合度如果随之降低, 将有可能使企业滑向风险最大的第三象限。处于这一象限的企业, 应快速适应外部环境, 使企业尽快进入风险最小的第一象限。 (见下图:战略融合度和外部环境二维坐标体系。虚线为某企业的运行轨迹, 目前处于第一象限)
综合对战略融合度的阐述, 可构建一种企业战略支架理论模型:设定企业战略运营平台的两个支架分别为“企业外部环境 (Environment) ”、“战略融合度 (Strategic fusible factor) ”;战略运营平台的组成为“企业使命 (mission) ”形成“目标 (objective) ”, 目标形成“战略 (strategy) ”, 战略形成“架构 (Structure) ”, 架构形成“战术 (tactic) ”;平台撑起的是“可持续发展 (Sustaining Development) ”。 (见下图:战略支架理论模型)
运行轨迹 篇6
NovAtelGPS接收机是NovAtel公司生产的一款产品,属于全球导航卫星系统(GNSS)组成部分之一。其中,ProPak-V3型号应用广泛,为具备抗环境能力强的封装GPS接收机。该套设备可支持USB通信和IMU,具有GLONASS原始数据的输出功能且有72个可用通道[1]。但存在如下缺陷:①数据形式过于单一,仅局限于测量转换后计算结果的坐标值;②测量精度单点定位L1最大限标注值为1.8米、L1/L2标注值为1.5米,但在试验测量中长达5米,与标示不符。由于NovAtelGPS在交通工程相关领域应用广泛,可以初步对公路定点、路线、汽车运行轨迹、汽车运行姿态进行测量,上述缺陷对数据结果后期分析影响较为显著。因此,有必要对其进行二次开发,找到运算过程的中间测量代换值及其数据,并对误差产生和修正进行探讨,以方便日后的理论分析研究工作。
Visual Basic是一种可视化面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言[4],具有简明的图形用户界面(GUI)、快速应用程序开发(RAD)系统以及便捷的ActiveX控件创建功能,内集成多种可调用转换的数据库。本文将试图应用NovAtelGPS接收机测量,对该仪器配套软件NovAtelConnect所得数据进行分析;在Visual Basic 6.0环境下编写一套程序,对NovAtelGPS接收机接受数据进行提取、筛选、转换和运算。结合平面内有限点集形心坐标算法,对数据误差进行修正;同时,对车辆实际运行轨迹进行动态模拟。
1、二次开发原理及软件设计关键技术
二次开发基于NovAtelGPS接收机通过标准定位服务(SPS)采集所得原始数据。GPS接收机定位技术关键在于GPS卫星发射的无线电信号。GPS卫星播发两个频率的载波无线电信号:L1=1575.42MHz和L2=1227.6 MHz。L1载波调制含有1.023MHz的粗捕获码(C/A码)、10.23MHz的精码(P码)及每秒50bit的导航电文。L2载波仅调制P码和导航电文。由于SPS水平定位精度为100米(95%的置信度),误差数值数量级不稳定,因此修正前,运用NovAtelGPS接收机测量并进行误差性状观测,设计相应修正改良方案。
图1为二次开发总方案设计路线。
1.1 数据录入
为确保计算结果的准确性,将NovAtelGPS测量所得原始数据录入二次开发的软件中时,用户应根据软件对话框提示遵守相对应操作顺序执行。其中,单点测量数据值录入时间上应先于动点轨迹数据值。单点误差修正值计算对同一点进行两次测量,结合平面内有限点集重心原理,将测量点集转化为单点并拟算出修正值。动点差分修正值计算运用位置差分原理得出相应差分修正值。其中,基准站坐标值在单点修正结果的基础上算得。数据录入软件时,应确保前后测得的两组数据组均输入完整,再计算单点误差修正值。原始数据录入时文件格式应转化为VB软件可以识别的ASCⅡ码或记事本格式。
1.2 坐标转换的实现
GPS所发布的星历参数基于WGS-84空间坐标系,由NovAtel GPS接收机测得点的坐标值也基于此坐标系,不能直接用于平面数据计算及存储。需经历两次坐标系转换。
将WGS-84空间坐标系转换成大地坐标系。大地坐标系采用大地经度L、大地纬度B和大地高H描述空间位置。大地纬度为空间点与参考椭球面法线与赤道面的夹角,大地经度为空间点与参考椭球自转轴所在面与参考椭球起始子午面的夹角,大地高为空间点沿参考椭球法线方向到参考椭球面的距离。根据公式(1)可实现WPS-84空间坐标与大地坐标之间的转换:
将大地坐标系转换为平面高斯坐标系。高斯坐标系利用高斯-克吕格投影,将三维坐标系转化到二维平面内,可简化数据的存储和计算。根据公式(3)、(4)可实现大地坐标与高斯坐标之间转换:
式中,m0=(L-L0)cosB,t=tanB,η2=(e')2 cos2 B。
B——所求点的纬度;
L——所求点的经度;
Np——通过该点的卯酉圈曲率半径;
——通过该点的平行圈所截的中央子午线距赤道的弧长。
坐标转换采用VB中包含的对话框程序编辑方法实现。用户根据Visual Basic软件提示选择相应高斯带类型及带号。选择高斯带带号时,需根据实际测量点的具体位置查定。如输入带号超出测点经度带范围,程序提示错误;强行运行将导致轨迹图形投影失真,但不影响坐标点运算结果正确性。
1.3 轨迹显示及误差计算
GPS单点测量主要误差包括卫星误差、传播误差和接收器误差三部分。动点测量主要误差来源为接收器误差和少量的传播误差。消除误差经典模型主要包括[2]:伪距/载波相位测量组合改正法、Hopfield模型等。经典模型主要针对造成GPS卫星传播过程中造成的误差进行修正,达不到整体改良的目的。本文单点误差修正模型中,以测得的第一个点作为计算原始数据,通过NovAtel GPS接收机重复多次测该点坐标以获得坐标修正值(△X,△Y)。
根据重心法则计算该测量点的中心坐标。由几何学形心公式可得,在一个平面区域M:{(x、y)|a≤x≤b,o≤y=f(x)}中平面空间中有限点集的形心坐标[7]为:
其中,n为测量同一点次数。对测量值与精确值取差得修正值。
动点误差修正采用位置差分法[7]。
1.4 数据的存储
程序计算完成后,运用文件调用方法编辑实现。程序运行前,应在Visual Basic菜单选项中对Excel进行勾选。如数据庞大,则Excel读入耗时长,读入数据过程中不能干扰Excel文件。
为保证数据存储的方便及准确,读入Excel固定文件“实验测量数控.xls”。读入时文件自动打开,可观测到读入过程。
2、软件设计及主要功能
软件的总体结构简单直观,操作过程集中于同一界面。逻辑组成:①GPS原始数据文件类型判定:②GPS原始坐标、时间数据的提取;③空间坐标向平面坐标的转换;④平面轨迹的模拟;⑤单点测量坐标误差值修正;⑥位置差分坐标误差值修正;⑦处理后数据的储存。
软件设计主要实现相关数据提取、坐标转换、误差计算、轨迹模拟、处理后数据存储等功能。软件设计流程如图2:
该程序设计结构主要包含以下模块:①GPS原始数据路径及显示。从PC机中寻找原始数据文件,选择类型错误时提示重选;②WGS-84坐标系。提取文件原始WGS-84空间坐标系下的(X,Y,Z,t)值,显示于列表框中;③大地坐标系。完成空间坐标系下的坐标值与大地坐标系下经纬度和高程值的转化;④高斯坐标系。提示用户选择相对应的地理带,并在相应纬度带下换算成高斯坐标系的平面坐标(X,Y)值;⑤相对坐标系。高斯坐标平面值转换为可在软件界面中显示的相对坐标(X,Y)值;⑥误差校正计算;⑦轨迹模拟/数据存储。
在具有奔腾Ⅱ以上CPU64兆以上内存、10G以上硬盘的PC及其兼容机上,使用WINDOWS 98及其以上的操作系统打开程序,坐标转换后数据及静态点测量显示如图3,汽车运行动态数据运算及运行轨迹显示如图4,运行动态数据存储显示如图5。
3、软件优点
3.1 界面简洁清晰
程序实现所有功能均在同一窗体内,界面简明友好,操作者容易掌握。同时,程序内部设置一定数量的对话框,对使用者的操作进行提示和引导,帮助使用者及时发现并纠正关键性步骤的错误操作。
3.2 中间数据的显示
对于软件中可实现的一切功能及软件中所包含的一切模块,界面中均可明确清晰的显示。许多软件测量结果虽然精确,但是未给出中间数据,虽然在工程测量中可以进行应用,但在理论研究或是科研教学上应用局限性大。本程序从数据提取开始,每次计算的结果均可显示在界面内,既方便数据的对比,也有利于分析奇异数据。
3.3 辅助功能便捷
软件不但能够实现坐标数据的转换、存储功能,还可根据计算结果绘制轨迹模拟图,便于计算和分析过程中的直观检验。计算结果数据直接存入已设置好的Excel表格或其他形式的数据库中,方便查找。
4、结束语
利用Visual Basic软件,编制出一套运行程序,对GPS接收器的原始数据进行整合和处理,并完成了轨迹的模拟和误差的调整。同时,可将中间过程及计算结果数据转存入文件中。在理论分析中有良好的推广价值。由于VB语言系统基于事件驱动,并能够较容易的与数据库链接,在语言设计、数据调用和后期维护上都具有简单实用的特点。可实现NovAtelGPS测量过程和PC机理论分析过程的结合,从而得到详细的中间分析数据和更加精确的修正结果。
摘要：在Visual Basic 6.0环境下,针对NovAtel Propak-V3型GPS接收机进行二次开发再现研究。将己成熟的GPS坐标转换技术与几何学理论、计算机语言结合,对NovAtelGPS接收机所测原始数据进行后处理,并通过VB编辑程序再现接收机的运行轨迹。程序中实现对接收机数据的提取、WGS-84坐标系的转换、单点误差修正、差分误差修正、轨迹模拟、数据存储等功能。程序界面简洁清晰、使用方便,可用于记录车辆行驶轨迹、快速测量道路线形参数。
关键词：交通工程,Visual Basic,GPS接收机,坐标转换,误差修正
参考文献
[1]张小红,郭斐,李星星,林晓静.GPS/GLONASS组合精密单点定位研究[J].武汉大学学报,2010.1(35).9-12.
[2]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法(第二版)[M].北京:科学出版社,2008.23-35.
[3]张守信,黄学德.GGPS技术与应用[M].北京:国防工业出版社,2003.
[4]Van Dicrendoneck.A.J.,Fenton P.,and Ford.T(1992).“Theory and Performance of Narrow Correlator Spacing in a GPS Receiver.”Nacigation,39(3):265-283.
[5]杨明广,王秀华.Visual Basic程序设计教程[M].北京:中国科学技术出版社,2006.11.
[6]Qiu P.L.,Zheng S.S.,Yao Q.D.“Adaptive Nonlinear Filter Techniques for Interference Suppression in Spread Spectrum Systems”[J].Journal of China Institute of Communications,1995:02.
[7]周红进,许江宁,李方能.GPS卫星位置计算及精度鉴定方法研究[J].计算机测量与控制.2005(11).
[8]Lachapelle.G,Cannon M.F,and Lu G(1992).“High Precision GPS Navigation with Emphasis on Carrier Phase Ambiguity Resolution.”Marine Geodesty,15(4):253-269.
[9]钟丹星,邓新蒲,周一宇.基于WGS-84椭球模型的卫星测时差定位精度分析[J].电子对抗技术.2002(05).
[10]Jin SG,Wang J,Park PH.An improvement of GPS height estimations:Stochastic modeling.Earth Planes Spaoe,2005(57):253-259.
[11]刘志红.平面图形几何性质计算方法研究[N].安阳工学院学报,2011,10(4):57-59.