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【關(guān)鍵詞】動態(tài)規(guī)劃；矩陣連乘問題；最優(yōu)子結(jié)構(gòu)；遞歸算法；重疊子問題

1.動態(tài)規(guī)劃

動態(tài)規(guī)劃[1]是運籌學的一個分支，是求解決策過程最優(yōu)化的數(shù)學方法。20世紀50年代初美國數(shù)學家R.E.Bellman等人在研究多階段決策過程的優(yōu)化問題時，提出了著名的最優(yōu)化原理，把多階段過程轉(zhuǎn)化為一系列單階段問題，逐個求解，創(chuàng)立了解決這類過程優(yōu)化問題的新方法――動態(tài)規(guī)劃。動態(tài)規(guī)劃問世以來，在經(jīng)濟管理、生產(chǎn)調(diào)度、工程技術(shù)和最優(yōu)控制等方面得到了廣泛的應用，例如庫存管理、資源分配、設(shè)備更新、排序、裝載等問題。

動態(tài)規(guī)劃是一種將復雜的問題分解為更小的、相似的子問題，并存儲子問題的解而避免計算重復的子問題，以解決最優(yōu)化問題的算法策略。

1.1 基本思想

動態(tài)規(guī)劃算法的基本思想是將待求解問題分解成若干個子問題，先求解子問題，然后從這些子問題的解得到原問題的解。適合于用動態(tài)規(guī)劃法求解的問題，經(jīng)分解得到的子問題往往不是相互獨立的，可以用一個表來記錄所有已解決的子問題的答案，不管該子問題以后是否被用到，只要它被計算過，就將其結(jié)果填入表中，而在需要時再找出已求得的答案，這樣就可以避免大量的重復計算，從而得到多項式時間算法。[2]

1.2 求解問題特征

動態(tài)規(guī)劃算法的有效性依賴于問題本身所具有的兩個重要性質(zhì)：最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)和子問題重疊性質(zhì)。

1.2.1 最優(yōu)子結(jié)構(gòu)

原問題的最優(yōu)解包含著其子問題的最優(yōu)解，這種性質(zhì)稱為最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。在分析問題的最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)時，所用的方法具有普遍性：首先假設(shè)由問題的最優(yōu)解導出的子問題的解不是最優(yōu)的，然后再設(shè)法說明在這個假設(shè)下可構(gòu)造出比原問題最優(yōu)解更好的解，從而導致矛盾。利用問題的最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，以自底向上的方式遞歸地從子問題的最優(yōu)解逐步構(gòu)造出整個問題的最優(yōu)解。最優(yōu)子結(jié)構(gòu)是問題能用動態(tài)規(guī)劃算法求解的前提。

1.2.2 子問題重疊

遞歸算法求解問題時，每次產(chǎn)生的子問題并不總是新問題，有些子問題被反復計算多次，這種性質(zhì)稱為子問題的重疊性質(zhì)。動態(tài)規(guī)劃算法，對每一個子問題只解一次，而后將其解保存在一個表格中，當再次需要解此子問題時，只是簡單地用常數(shù)時間查看一下結(jié)果。通常不同的子問題個數(shù)隨問題的大小呈多項式增長。因此用動態(tài)規(guī)劃算法只需要多項式時間，從而獲得較高的解題效率。

1.3 設(shè)計步驟

3.總結(jié)

動態(tài)規(guī)劃方法中每步所作的選擇往往依賴于相關(guān)子問題的解，因而只有在解出相關(guān)子問題后才能做出選擇所以動態(tài)規(guī)劃，算法通常是以自底向上的方式解各子問題的解進而求出原問題的解。動態(tài)規(guī)劃是一種很靈活的算法設(shè)計方法，在動態(tài)規(guī)劃算法的設(shè)計中，類似的技巧還有很多。要掌握動態(tài)規(guī)劃的技巧，有兩條途徑：一是要深刻理解動態(tài)規(guī)劃的本質(zhì)，這也是為什么一開始就探討它的本質(zhì)的原因；二是要多實踐，不但要多應用，還要學會從應用中探尋規(guī)律，總結(jié)技巧。運用動態(tài)規(guī)劃算法解決的還有很多現(xiàn)實問題，如背包問題、最長公共子序列問題、凸多邊形最優(yōu)三角剖分問題、電路布線等問題，在本文中沒有介紹。動態(tài)規(guī)劃算法雖然復雜，但只要掌握它的本質(zhì)特征并多加練習，就可以靈活運用，并加以擴展，來提高程序的時效性。

參考文獻

[1]百度百科.http：//

[2]王曉東.計算機算法設(shè)計與分析（第四版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

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關(guān)鍵詞：動態(tài)規(guī)劃法；山區(qū)復雜地段；管道；選線

0 引言

管道在建設(shè)過程中，除了要滿足工藝要求，還要對管道建設(shè)的經(jīng)濟性進行考慮。管道的技術(shù)經(jīng)濟計算方法主要包括方案比較法、數(shù)學分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、動態(tài)規(guī)劃法、最小金屬耗量法。在工程實際中，除了要確定站間距、最優(yōu)管徑等參數(shù)，管道的線路往往也在優(yōu)化的范疇之內(nèi)[1-3]。為了使管道滿足工藝要求又不失經(jīng)濟性，故對管道的線路進行優(yōu)化顯得尤為重要。運用動態(tài)規(guī)劃法對某山區(qū)管道線路進行快速優(yōu)化分析，取得最優(yōu)設(shè)計成果，為管道設(shè)計者提供有價值的設(shè)計依據(jù)。

1 動態(tài)規(guī)劃法原理

動態(tài)規(guī)劃算法通常用于求解具有某種最優(yōu)性質(zhì)的問題。在這類問題中，可能會有許多可行解。每一個解都對應于一個值，希望找到具有最優(yōu)值的解。根據(jù)最優(yōu)化原理，動態(tài)規(guī)劃法可用以下的數(shù)學關(guān)系式來表達：

式中：

xk――第k段的狀態(tài)變量；

uk――第k段的決策變量；

fk（xk）――第k段狀為 態(tài)時的最優(yōu)值；

fk+1（xk+1）――第k+1段狀態(tài)為xk+1時的最優(yōu)值；

gk（xk，uk）――第k段當狀態(tài)為xk，決策變量為uk時的函數(shù)值。

2 動態(tài)規(guī)劃法在管道選線中的應用方法

從地點1鋪設(shè)一條輸氣干線到地點n，中間經(jīng)過（n-2）個壓氣站，首站為1，末站為n，第2個站有k個選擇，記作21、22…2k，則第n-1個站可供選擇的地點記作（n-1）1、（n-1）2、…（n-1）k，兩點間有連線則表示可以用輸氣管道連接，連線旁邊的數(shù)字表示鋪設(shè)管道所需的最優(yōu)折合費用，要求從首站1到末站n全線總的綜合費用最少。

第一步：將第（n-1）段[（n-1）～n]作為研究對象，列出從第（n-1）站到n站的最優(yōu)費用，選取其中的最小值并記最小值相對應的（n-1）k （表示第（n-1）站選取第k個位置點，例：63表示第六個站選取第3個位置點） 。

第二步：將第（n-2）段[（n-2）～（n-1）]作為研究對象，列出從第（n-2）站到（n-1）站的最優(yōu)費用 ：

動態(tài)規(guī)劃過程是逆序決定過程，故從最后一段開始計算。則得出輸氣管道最優(yōu)鋪設(shè)線路為1―2k―3k―…―（n-2）k―（n-1）k―n。

3 實例分析

從地點1鋪設(shè)輸氣干線至地點6，中間經(jīng)過4個壓氣站，首站為1，末站為6。其中第2站的站址可在21、22、23、24、25中選擇，第3站的站址可在31、32、33、34中選擇，第4站的站址可從41和42中選擇，第5站的站址可從51、52、53中選擇。得出最優(yōu)線路為1―25―34―42―53―6，且全線總綜合費用為14個單位。

4 動態(tài)規(guī)劃法的工程應用及局限性

在工程實際中，特別是在山區(qū)復雜地段及地形起伏較大的丘陵地區(qū)，使用動態(tài)規(guī)劃法對輸氣管道線路進行最優(yōu)路線選擇，可減少投資成本。由于長輸管道途徑地形復雜，為克服高低位差，所需壓氣站較多，故選線方案較多難于一一計算和列舉。利用計算機軟件可大大減少人工運算量，提高工作效率。而在實際過程中，對于地形高差較大的輸氣管道敷設(shè)，采用隧道穿越的方式較建立壓氣站雖增大了施工難度和周期，但采用隧道穿越較克服高差直接敷設(shè)方式更能保障管道的運行安全，減少安全隱患和潛在的維修費用。故在管道選線中使用動態(tài)規(guī)劃法容易忽略間接因素的影響。

參考文獻：

[1]陳炯，吳學偉，羅東曉.方案比較法在輸氣管道設(shè)計中的應用[J].廣州大學學報（自然科學版），2008，7（06）.

[2]何朝良，周桂興.動態(tài)規(guī)劃法中返求最優(yōu)可靠度分配的實用算法[J].自動化技術(shù)與應用，2004（09）.

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關(guān)鍵詞:生態(tài)節(jié)能;生態(tài)住宅投資;動態(tài)規(guī)劃模型;評價指標

中圖分類號:TU982文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2010)21-0111-02

隨著我國社會、經(jīng)濟的發(fā)展,人們對居住環(huán)境及住宅建筑的規(guī)劃設(shè)計提出了各種新的要求,已從過去僅作棲息之所演變?yōu)樯睢⑿菹ⅰ⒔煌蕵贰W習、工作等多功能的場所和建筑,于是大量節(jié)能建筑及綠色建筑成為最新技術(shù)的載體,且當與我國當今的節(jié)約型社會發(fā)展政策相符,并根據(jù)當代的使用需求對建筑設(shè)計進行生態(tài)節(jié)能優(yōu)化投資。因此就需要在前期投資做好最優(yōu)規(guī)劃,以達到最大的收益。本文針對現(xiàn)狀建立了動態(tài)規(guī)劃模型,可求得符合要求最切合實際的住宅投資收益。

1生態(tài)節(jié)能住宅設(shè)計的提出

1.1城市建設(shè)現(xiàn)狀

一幢幢高樓拔地而起,一座座大橋橫跨兩江。然而,隨著城市化建設(shè)的提速,一些功利性的開發(fā)正肆意破壞著與城市相濡以沫的自然地貌,那些毫無建筑特色的水泥森林更讓我們這座城市開始變得面目全非。為了最大限度的避免在城市建設(shè)中給后人留下遺憾,充分展現(xiàn)各個城市獨有的自然風貌,讓人、城市和自然和諧發(fā)展,和諧相處,針對各個城市的現(xiàn)有資源優(yōu)勢,從人文關(guān)懷、鄉(xiāng)土歷史和自然生態(tài)的保護利用、休閑娛樂、節(jié)約資源等多個方面提出了合理、詳細的集交通功能與休閑和生態(tài)保護相協(xié)調(diào)的綠色節(jié)能建筑投資規(guī)劃方案。

在我國有限的資源條件下解決建筑開發(fā)與社會、生態(tài)環(huán)境之間的最優(yōu)適應和協(xié)調(diào)發(fā)展問題,在錯綜復雜的多元化可變因素條件下,找到滿意的設(shè)計方案。根據(jù)現(xiàn)代設(shè)計法的理論與工程實踐經(jīng)驗,建立科學的、全面的動態(tài)規(guī)劃是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它貫穿于系統(tǒng)分析、設(shè)計的全過程中,最終選出最優(yōu)投資方案。

1.2影響住宅投資的主要因素

1998年住房制度改革使人們的住房消費觀念發(fā)生了根本改變,從而帶動房地產(chǎn)業(yè)及整個經(jīng)濟發(fā)展。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高,我國住房正在從生存型向舒適型轉(zhuǎn)變。人們從當初只是購買住房,逐步發(fā)展到間接地購買周圍的環(huán)境,包括綠色、藍天、空氣、陽光等自然環(huán)境及基礎(chǔ)設(shè)施、購物、交通、文化、教育、物業(yè)管理等社會和人文環(huán)境。而收入差距的拉大又形成了具有不同消費能力的階層分化,我國住房消費市場細分化趨勢更加明顯。工薪階層較注重住房建筑質(zhì)量、戶型、地段、交通、物業(yè)管理等;事業(yè)成功人士及高收入階層開始追逐環(huán)境質(zhì)量、居住、生活品位及個性化等。因此,住宅市場細分為住宅建設(shè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和消費增加提供了空間。

城市規(guī)劃調(diào)整,城市規(guī)模擴大,城市交通等市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快直接促進住宅建設(shè)快速發(fā)展。在這一點上,北京最具有代表性。交通狀況一直是影響房地產(chǎn)開發(fā)的一個很重要的因素。而且,政府扶持為住宅投資和市場發(fā)展提供了政策保障。

住宅投資主要取決于市場綜合評價運行指標,其次也受人口數(shù)量和年齡結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟運行狀況、投資環(huán)境、金融條件等因素的影響。總之,隨著我國經(jīng)濟穩(wěn)定快速增長,人民生活水平的提高,住宅投資需求旺,增長空間大。

1.3生態(tài)節(jié)能建筑優(yōu)化設(shè)計的綜合評價指標

人們的社會屬性,決定了住宅及其環(huán)境不僅具有庇護功能,還必須為生活關(guān)系中充滿條件與行為世界提出價值意義和秩序要求,應是一個物質(zhì)生活和精神生活的綜合體。所以,創(chuàng)造符合人們要求的優(yōu)質(zhì)建筑產(chǎn)品,需要科學的,全面的綜合評價指標體系作為前提和依據(jù)。我們利用AHP表達住宅建筑優(yōu)化設(shè)計方案綜合評價指標體系,如下圖所示:

然而住宅投資價值來源于建筑的品質(zhì),有投資價值的物業(yè)一定要具備適宜性。即要適于人們居住和使用,契合人的動作和行為。這就要求,首先,物業(yè)的功能空間布置的順序要合乎人的行為習慣;其次,功能空間和用具的尺度要符合人體活動舒適性的要求;第三,要有良好的通風采光,以維護人與自然的交流通道,才有益于保持使用者的良好的生存狀態(tài);第四,要盡可能大限度地引入人文的或自然的景觀,以滿足人的安全感、超脫感、優(yōu)越感等心理要求;第五,要盡可能地拓展空間的可達性,即對外交通、交流的網(wǎng)絡(luò)的通暢。對于現(xiàn)代的物業(yè)要求有較高的智能化水平。

室內(nèi)空間的功能設(shè)計的好壞之所以重要,是因為室內(nèi)空間的功能配置、布局、尺度直接影響使用人的活動效率、居住的舒適程度和生活質(zhì)量。人們固然可以通過長時間的被動訓練,而習慣和接受室內(nèi)空間的不當設(shè)置、布局和尺度;但是不適當?shù)脑O(shè)計所造成的空間浪費、利用率不高或活動的低效率以及動作的重復,是不會隨著時間的延長而淡化的。由于設(shè)計不合理所造成的損失會在無形中減少投資者的投資回報。另外,隨著人們現(xiàn)代生產(chǎn)、生活節(jié)奏加快,工作時間常常處于緊張的狀態(tài)。因此,未來的人們將更需要用生活享樂和親情生活來補償和平衡心身。所以在未來的居住空間中,人們將更加注意身體的保養(yǎng)、注重高品位的娛樂及家庭親情的培養(yǎng)。

依據(jù)綜合評價指標,建立明確的投資目標,以達到優(yōu)化資金、收益最大的目的。

2建立投資優(yōu)化模型

所謂“資源分配問題”,就是把一定數(shù)量的若干資源合理地分配給若干個使用者,使指標函數(shù)達到最優(yōu)。設(shè)某個地產(chǎn)投資的總量為a,擬用于n項經(jīng)營活動,若給第j項活動分配xj個單位,其收益為gj(xj),找到最優(yōu)的分配方式,使得這n項經(jīng)營活動總的收益值最大,則有:

利用此問題的特性,把它看做一個多階段決策問題,建立如下的動態(tài)規(guī)劃模型:

以階段變量k表示資金分配給第k項經(jīng)營活動的過程;

以狀態(tài)變量xk表示在開始給第k項經(jīng)營活動分配資金時尚剩余的資金數(shù)量;

以決策變量uk表示分配給第k項經(jīng)營活動的資金數(shù)量,則允許決策集合為Uk(xk)={uk|0≤uk≤xk},狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為xk+1=xk-uk;

以Vk(xk,uk)表示從現(xiàn)在有xk個單位資金分配給第k項經(jīng)營活動uk個單位資金后的預計收益。

以fk(xk)表示從現(xiàn)在有xk個單位資金分配給第k項經(jīng)營活動后,所得的最大收益,則函數(shù)基本方程為:

3模型應用

某建筑住宅小區(qū)總投資四千元,計劃分配給經(jīng)濟效益(Ⅰ)、社會效益(Ⅱ)和環(huán)境效益(Ⅲ)三大效益,經(jīng)調(diào)查,得到下表:

(千萬)

效益 0 1 2 3 4

(Ⅰ) 0 4 6 7 9

(Ⅱ) 0 2 5 7 10

(Ⅲ) 0 5 7 8 11

通過此表及以上模型,可通過動態(tài)規(guī)劃模型求出資金的最有分配策略及其最大收益值。

函數(shù)的基本方程為:

計算如下:

k=3時

u3

x3 V3(x3,u3)+0 f3(x3) u3*

0 1 2 3 4

0 0 0 0

1 0 5 5 1

2 0 5 7 7 2

3 0 5 7 8 8 3

4 0 5 7 8 11 11 4

k=2時,x3=x2- u2

u2

x2 V2(x2,u2)+f3(x3) f2(x2) u2*

0 1 2 3 4

0 0+0=0 0 0

1 0+5=5 2+0=2 5 1

2 0+7=7 2+5=7 5+0=5 7 0,1

3 0+8=8 2+7=9 5+5=10 7+0=7 10 2

4 0+11=11 2+9=11 5+7=12 7+5=12 10+0=10 12 2,3

k=1時,x2=x1-u1=4- u1

u1

x1 V1(x1,u21)+f2(x2) f1(x1) u1*

0 1 2 3 4

4 0+12=12 4+10=14 6+7=13 7+5=12 9+0=9 14 1

按k=1,2,3的順序查表,方法如下:

得到最優(yōu)分配方案為:分別給(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)分配1、0、3(由于不可能在社會效益方面不投資,所以此解舍去)或者1、1、2。因此,最優(yōu)解為經(jīng)濟效益1千萬,社會效益1千萬,環(huán)境效益2千萬,最大收益為14千萬。模型計算結(jié)果顯示,環(huán)境效益在投資決策中占有很重要的地位,通過在投資項目實施后,也充分展示了動態(tài)規(guī)劃模型從某種意義上在投資決策中的使用價值。

4結(jié)語

生態(tài)節(jié)能文化表現(xiàn)為謀求人與自然平等相待、和諧共處、共存共榮的新的生存方式,自然回歸、向歷史回歸的各類手法,使身居鬧市的居民,有一個調(diào)節(jié)身心、與自然融合、自由、清新和歡愉的空間。本文中建立的模型比較簡單,在許多方面還不是很成熟,但利用本模型可以確定住宅投資決策的優(yōu)化,能夠利用計算結(jié)果,結(jié)合工程的實際情況,對住宅的投資做出最滿意的決策,因而本模型具有一定的實際應用價值。如何在以后發(fā)展中更好的解決建設(shè)與生態(tài)節(jié)能問題,還需要一代代建設(shè)者的不斷探討,不斷努力。

參考文獻

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[7] 劉琳.什么因素影響住宅投資[J].中國投資,2008,(5).

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一、采礦企業(yè)問題的提出

假設(shè)某采礦企業(yè)調(diào)查研究了解市場情況，估計在今后四個時期市場對動力煤的需求量，如表所示：

假定煤礦企業(yè)在所有時期，開采每批動力煤的固定成本費為3千元人民幣，若不開采，則費用為0，每單位生產(chǎn)成本費為1千元人民幣，同時在每個階段時期企業(yè)的開采能力為最大開采批量不超過6個單位。又設(shè)每個階段的每個單位動力煤的庫存費用500元人民幣，同時規(guī)定在第一期期初及第四期期末均沒有庫存煤。在以上的條件下采礦企業(yè)需要合理的安排企業(yè)的開采量和庫存量，從而使企業(yè)所花費的成本最低。

二、動態(tài)規(guī)劃法的發(fā)展及其研究內(nèi)容

動態(tài)規(guī)劃是運籌學的一個分支，是求解決策過程最優(yōu)化的數(shù)學方法。20世紀50年代初美國數(shù)學家R.E.BELLMAN等人在研究多階段決策過程的優(yōu)化問題時，提出了著名的最優(yōu)化原理，把多階段問題轉(zhuǎn)化為一系列的單階段問題，逐個求解創(chuàng)立了解決這類過程優(yōu)化問題的新方法——動態(tài)規(guī)劃。1957年出版的他的名著《Dynamic Proggramming》，這是該領(lǐng)域的第一本著作。動態(tài)規(guī)劃問世以來，在經(jīng)濟管理·生產(chǎn)調(diào)度·工程技術(shù)和最優(yōu)控制等方面得到了廣泛的應用。例如最短路線·庫存管理·資源分配·設(shè)備更新·組合·排序·裝載等問題，采用動態(tài)規(guī)劃法求解比用其他方法更為簡便。

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關(guān)鍵詞:0/1背包問題;動態(tài)規(guī)劃;最優(yōu)決策序列

中圖分類號:TP

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)05-0301-01

1 問題描述

一個學生每月生活費總額為300元,每月的花費項目有伙食費200元、電話費30元、牛奶費40元、零食費30元、書報費30元、其他20元,其中伙食費產(chǎn)生的效益是25,電話費產(chǎn)生效益是3,牛奶費產(chǎn)生的效益是4,零食費產(chǎn)生的效益是2,書報費產(chǎn)生的效益是2.5,其他費用產(chǎn)生的效益是1。

這個問題可以形式化的描述為一個0/1背包問題:

設(shè)M為背包容量,其值為300,6個物品的重量成一向量(w1, w2, w3, w4, w5, w6)=(20,30,30,30,40,200),其價值成另一向量(p1, p2, p3, p4, p5, p6)=(1,2,2.5,3,4,25)。要找出另一個6元向量(x1, x2, x3, x4, x5, x6),xi∈{(0,1)|1≤i≤6｝, xi=0表示不選該物品,xi=1表示選該物品。

由此,這個問題的要求為:Max∑nwixi

且滿足以下兩個約束條件:

(1)∑ni=1wixi≤M

(2)xi∈{0,1}1 ≤i≤6

也就是說對0/1背包問題,可以通過作出變量x1,x2,…,xn的一個決策序列來得到它的解,而對變量xi的決策就是決定它是取0值還是取1值。

2 問題分析

動態(tài)規(guī)劃是指在多階段決策過程的每一階段,都可能有多種可供選擇的決策,但必須從中選取一種決策,一旦各個階段的決策選定之后,就構(gòu)成了解決這一問題的一個決策序列。決策序列不同,所導致的問題的結(jié)果也不同。動態(tài)規(guī)劃的目標就是要在所有容許選擇的決策序列中選取一個會獲得問題最優(yōu)解決的決策序列,即最優(yōu)決策序列。

無論過程的初始狀態(tài)和初始決策是什么,其余的決策都必須相對于初始決策所產(chǎn)生的狀態(tài)構(gòu)成一個最優(yōu)決策序列。用動態(tài)規(guī)劃方法有可能解決該問題,而解決問題的關(guān)鍵在于獲取各階段間的遞推關(guān)系式。

前文提出的有效使用生活費的問題正是一個最優(yōu)性原理成立的0/1背包問題。在獲取這個問題的遞推關(guān)系時將使用向后處理法來解決。

對0/1背包問題,可以通過作出變量x1,x2,……,xi的一個決策序列來得到它的解。而對變量X的決策就是決定它取0值還是取1值。假定決策這些X的次序為xn,xn-1,……, x1。在對xn作出決策之后,問題處于下列兩種狀態(tài)之一:背包的剩余容量是M,沒產(chǎn)生任何效益;剩余容量是M―w,效益值增長了p。顯然,剩余下來對xn-1,xn-2,……, x1的決策相對于決策x所產(chǎn)生的問題狀態(tài)應該是最優(yōu)的,否則xn,xn-1,……, x1 就不可能是最優(yōu)決策序列。如果設(shè)fi(x)是KNAP(1,j,X)最優(yōu)解的值。那末fn(M)就可表示為

fn(M)= max{fn-1(M),fn-1(M-wn)+pn｝(2.1)

對任意的fi()x,這里i>0,則有

fi(x)=max{fi-1(x),fi-1(M-wi)+pi｝(2.2)

為了能由前向后遞推而最后求解出fn(M),需從f0(x)開始。對于所有的X≥0,有f0(x)=0,當X

在具體算法中會運用序偶這個概念。(pi,wi)就稱為一對序偶。設(shè)Si-1是fi-1的所有序偶的集合。Si1是fi-1(S - wi)+ pi的所有序偶的集合。把序偶(pi,wi)加到Si-1 中的每一對序偶上就得到Si1。

Si1={(p,w)|(P-pi, W-wi)∈Si-1｝

在2.2式中,求fi(x)就相當于在支配規(guī)則下將Si-1和Si1歸并成Sn。如果Si-1和Si1之一有一序偶(pi,wi),另一有序偶(這pk,wk ),并且在wi≥wk的同時有pi≤pk,那么序偶(pk,wk)就被舍棄。這其實就是一個求最大值的運算。

生成Sn以后,最優(yōu)解fm(M)是由Sn的最后一對序偶的P值給出的,用最后的這對序偶回溯確定最優(yōu)決策序列(x1, x2,……, xn)。

確定回溯的過程是這樣的。如果已找出Sn的最末序偶(P1,W1 ),那末,使pixi=P1,wixi=W1的x1,x2,…,xn的決策值可以通過檢索這些Si來確定。若(P1,W1)∈Sn-1,則置xn=0。若(P1,W1)Sn-1,則(P1-pn,W1-wn )∈Sn-1,并且置xn=1。然后,再判斷留在Sn-1中的序偶(P1,W1)或者(P1-pn,W1-wn)是否屬于Sn-2以確定xn-1的取值。依此類推,就可以得到最優(yōu)決策序列(x1, x2,……, xn)。

3 算法描述

用算法實現(xiàn)上述過程時,主要有初始化、生成S,回溯確定最優(yōu)決策序列三部分。

3.1 變量解釋

(1)p(n)、w(n) 每件物品的效益和重量

(2)P(m)、W(m) S0、S1、……、Sn的效益和質(zhì)量分別相鄰的存放

(3)F(n)存入每個序偶集的第一個元素的位置

(4)l、h分別是當前處理的序偶集的第一個和最后一個序偶的位置

(5)next下一空位

(6)k當前處理的序偶集中正要考慮處理的序偶的位置

3.2 初始化

F(0)1; P(1)W(1)0 // S0

lh1// S0的首端與末端

F(1)next2// P和W中的第一個空位

3.3 成生Si過程

for i1 to n-1 do

k1

u在l≤r≤h中使得W(r)+wi≤M是最大的r

for j1 to u do// 生成Si及歸并

(pp,ww) (P(j)+pi, W(j)+wi) // 生成Si1 中的下一個元素

//從Si-1中取元素來歸并

while k≤h and W(k)

// Si-1中的序偶的w< Si1中的w,則Si-1中此對序偶歸并到Si中

P(next) P(k); W(next) W(k)

nextnext+1;kk+1

repeat

if k≤h and W(k)=ww then ppmax(pp,P(k))

kk+1

endif

if pp>P(next-1) then (P(next),W(next) (pp,ww)

nextnext+1

endif

while k≤h and P(k)≤P(next-1) do//清除

kk+1

repeat

3.4 沿Sn-1,……,S1回溯確定xn,xi-1,……, x1

(tempP,tempW) 最優(yōu)選擇序偶

for in to 1 do

u0

//u是一個標識位,判斷由最優(yōu)選擇序偶倒推回來的Si中的序偶在Si-1中是否存在,如果不存在u=0,則此時X[I]=1,如果存在u=1,則此時X[i]=0。//

lF[i-1];hF[i]-1;

forrl to h do

ifW[r]= tempW and P[r]= tempP

u1

endif

repeat

if (u==0) thenX[i]1

else X[i]0

endif

tempWtempW-WI[i]*X[i]; tempPtempP-PI[i]*X[i]

//為判斷X[i-1]來倒推序偶(tempP,tempW)

repeat

參考文獻

[1]余祥宣,崔國華,鄒海明.計算機算法基礎(chǔ)[M].武漢:華中科技大學出版社,2006,(4).

篇6

【關(guān)鍵詞】神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃 最優(yōu)路徑 子問題 Matlab仿真

為了減輕交通壓力，人們越來越關(guān)心交通系統(tǒng)的智能化進程。智能交通系統(tǒng)主要的研究方向之一就是動態(tài)路徑誘導系統(tǒng)，它可根據(jù)外出的人們的需求，為駕駛員提供最新的路況信息和最佳路徑選擇，以此避免交通擁堵現(xiàn)象的發(fā)生，從而優(yōu)化交通狀況，最終使交通時時地保持一個合理的動態(tài)分配。目前，最優(yōu)路徑選擇的方法有很多，但是真正需要解決大型問題時，計算機需要搜索的選擇范圍太大，傳統(tǒng)的動態(tài)算法基本上無法處理。1995年，神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃算法被提出，該算法把復雜的問題分成若干子問題，這些子問題被拆分后更容易解決，使計算過程大幅簡化，且更容易被計算機處理。采用這種方法，可準確、快速、實時、穩(wěn)定地選擇出最優(yōu)路徑，值得推廣。

1 神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃概述與核心思想

在解決多階段決策問題時，動態(tài)規(guī)劃大致思想為：將非常繁瑣的原始問題分解為若干個階段，這些階段看似不相關(guān)，卻是相互聯(lián)系的子階段，在找到上一階段的解決方法以后才能處理下一個階段，依次求出每個階段的解，最后得到全局最佳的解。多階段決策問題具備很強的順序性，同時每個階段所使用的解決方法也是隨著階段的變化而變化，所以“動態(tài)”意義就得以體現(xiàn)。其中交通網(wǎng)中最佳路徑的求解就是典型的多階段決策問題。

在路徑優(yōu)化中，動態(tài)規(guī)劃是一種非常經(jīng)典的計算方法，但在處理實際問題的時，我們肯定會遇到缺少一個完整信息或者維數(shù)災等一系列問題，所以，引進神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對動態(tài)規(guī)劃具有較大的解決實際問題的意義。神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃如圖1所示。

2 基于神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃算法的最優(yōu)路徑實現(xiàn)

（1）將原來的問題分解成很多個小問題，即子階段，并且找到每個子階段的最優(yōu)解決辦法。求解多級問題的步驟為：根據(jù)每個問題的特點，劃分子階段。在劃分子階段時，必須按照一定的規(guī)則，比如根據(jù)執(zhí)行決策的時間、空間的順序等。本文用x來表示子階段變量。

（2）求解狀態(tài)和狀態(tài)變量。每個子階段具體的起始位置可以依靠自然狀態(tài)來指導，其中客觀條件階段性數(shù)目的狀態(tài)是自然狀態(tài)中的一種，它傳達每個子階段的關(guān)鍵信息，此外，一組或者無后效性的變量同樣可以用來表示狀態(tài)變量。本文用Hx來表示第x級的狀態(tài)變量。

（3）求解原問題決策變量和集合。從目前階段到下一個階段狀態(tài)選擇時，決策者需要做出恰當?shù)臎Q策，決策變量的范圍稱為集合。本文用Dx表示決策集合，用Ux表示決策變量。

（4）研究狀態(tài)轉(zhuǎn)移的方程。假設(shè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程是：Hx+1=Tx（Hx，Ux）。次方程式中Tx不定，根據(jù)具體問題才能確定，如果Hx確定，一旦變量Ux確定，那么第x+1階段狀態(tài)變量（Hx+1）也將確定。

（5）研究指標函數(shù)。因為n和vi的遞進性和可分離性，所以很容易找到指標函數(shù)n和vi之間的關(guān)系，顯然，指標函數(shù)的求解也相對簡單化。

（6）動態(tài)規(guī)劃函數(shù)的基本方程。邊界條件為；

，第x-m階的最優(yōu)動態(tài)規(guī)劃函數(shù)是。

3 仿真結(jié)果

將上述模型，在Matlab仿真軟件上進行模擬仿真，分解原始問題并確定各個子階段的最佳方案，將這個問題用網(wǎng)格的形式如圖2進行表示：A為起始地點，E為目標地點，從起始地點到目標終點有很多路徑，假設(shè)經(jīng)過每個節(jié)點需要一定的運輸成本，在Matlab仿真軟件上進行仿真后依據(jù)動態(tài)規(guī)則算法的要求，設(shè)定好相應的算法模型以及相應的計算公式，這樣便可以找到最優(yōu)路徑。

由圖2可以非常清楚的看出，成本最低的路線為：或者或者，成本都是110。仿真結(jié)果可以看出神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃算法具有較多優(yōu)點：得到清晰運算結(jié)果；很容易找到全局的最優(yōu)路徑；可以找到一組完善的解，有利進一步的分析。

4 結(jié)語

我們在使用神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃算法來探索最優(yōu)路徑的時候，具有很多優(yōu)勢，首先其具有穩(wěn)定、可靠的步驟，過程并不復雜，但是給予我們的結(jié)果十分清晰明確，且適用于現(xiàn)實生活。使用這種動態(tài)規(guī)劃算法解決復雜的問題時，可以非常容易找到解決方案，而且效率很高。當然，該算法也有一定的局限，但只要我們不斷地改進完善，日后繼續(xù)研究神經(jīng)動態(tài)規(guī)劃算法，相信一定可以攻克更多的局限，能夠使其更好地被應用。

參考文獻

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作者簡介

楊超（1994-），男，廣東省吳川市人。現(xiàn)在就讀于長沙理工大學計算機科學與技術(shù)系。

篇7

Abstract： In this paper， cascade reservoirs flood control scheduling optimization model is constructed， M method is used to simulate the water flow state of cascade reservoirs. This model is an aftereffect dynamic programming model. This paper discusses the corresponding method， points out a kind of multi-dimensional dynamic programming recursive solution. And the instance analysis shows that the model has certain scientific nature， the results of it are representative， the calculation method by the discussion is quick， and the maneuverability is strong. It is a kind of high efficient calculation model and calculation method.

關(guān)鍵詞：梯級水庫；優(yōu)化調(diào)度；動態(tài)模型；規(guī)劃；求解

Key words： cascade reservoir；optimal operation；dynamic model；programme；solve

中圖分類號：TV622 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）01-0219-03

0 引言

當前，中國已經(jīng)建有各種水庫8.6萬個，大規(guī)模水庫482個，中規(guī)模水庫3000個。中國的大部分水庫并不是獨立的個體，而是融入梯級水庫群里，可謂聯(lián)系緊密。在梯級開發(fā)的流域內(nèi)修筑一個新的建筑抑或采取一類防洪舉措，都能對梯級水庫群帶去一定的改變。梯級水庫構(gòu)建完成以后，河流洪水的特征以及區(qū)域構(gòu)成都將產(chǎn)生改變，特別是在上游擁有調(diào)水功能的水庫，洪水的時間、空間分布將產(chǎn)生顛覆性的改變。在工程的防洪設(shè)計的同時，假如工程上游擁有調(diào)水以及蓄水能力較強的業(yè)已修建完成抑或近段時間就要修建完成的梯級水庫抑或梯級水庫群，就要權(quán)衡到水庫調(diào)節(jié)洪水的功用與對下游設(shè)計斷面的作用。假如設(shè)計規(guī)劃針對的是洪水調(diào)節(jié)功能健全的水庫建筑，而且要擔負下游防洪的職責；那必須研討該建筑對下游防洪的效益。

1 水庫防洪任務和目標

通常情況下，水庫在汛期遇到洪水的時候防洪要分成三種：一種是工程自身的防洪需要，通常用壩前水位顯示；一種是庫區(qū)防洪需求，通常是由于庫區(qū)淹水抑或庫尾回水而引發(fā)，淹水范疇和水庫壩前水位、入庫流量相關(guān)，在庫區(qū)防洪標準既定的情況下（相應的入庫規(guī)劃洪水給定），庫區(qū)防洪也由壩前水位顯示；一種是擔負下游防洪區(qū)的防洪工作，一般是以河道安全泄洪量標識，抑或依照堤防安全高程和水位流量的相關(guān)數(shù)據(jù)，核算出河道安全流量。

并且，水庫自身的防洪功能在全部水庫中都能夠體現(xiàn)，在上述三種防洪需求中，下游防洪工作應讓水庫盡可能頻繁削峰，阻攔或儲蓄洪水；庫區(qū)以及大壩防洪需求，需要水庫盡可能下泄，讓壩前水位下降，保護水庫庫區(qū)淹水導致的財物耗損；并且騰出防洪庫容，用來調(diào)蓄后續(xù)洪水。所以，兩者有著一定的矛盾；另外，防洪級別不一而足，下游以及庫區(qū)的防洪準則比大壩防洪準則要寬松，然而下游以及庫區(qū)防洪標準孰高孰低，要根據(jù)實際狀況確定。進而為明確防洪需求孰先孰后、調(diào)整防洪需求以及防洪和發(fā)電功能的發(fā)揮奠定了基礎(chǔ)。

2 水庫防洪調(diào)度現(xiàn)狀分析

2.1 傳統(tǒng)水庫防洪調(diào)度策略

常規(guī)調(diào)度方法是一種半經(jīng)驗和半理論的方法，借助水庫的防洪能力圖、防洪調(diào)度圖等經(jīng)驗性圖表進行調(diào)度。具體來講，目前主要有以下調(diào)度策略：

①最大削峰標準。

就是說：洪峰流量要盡可能縮減。

②最小災害肆虐時間標準。

就是說：防洪管控截面流量越過允許范疇內(nèi)的安全流量的時間盡可能縮短。

③最強防洪安全標準。

就是說：在迎合下游防洪管控截面安全泄量的前提下，盡量下泄，以保存防洪庫容，預防以后更大規(guī)模洪水的侵襲。

①與②把下游防洪需求放在非關(guān)鍵位置，所以使用在大規(guī)模洪峰過境的情況；③則應用在小型洪水的排泄中。

2.2 存在的問題

傳統(tǒng)調(diào)度策略主要是將線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等應用于水庫防洪調(diào)度中。這些防洪調(diào)度技術(shù)為水庫防洪調(diào)度提供了一種解決辦法，但是難以適應實時防洪形勢的變化，并且難以模擬調(diào)度人員的經(jīng)驗知識。并且傳統(tǒng)調(diào)度方法未能徹底解決以下幾個矛盾：

①設(shè)計與實際運用不相適應的矛盾。

運行階段由于水文資料的積累，特別是發(fā)生了幾次特大洪水以后，人們對本流域水文規(guī)律認識加深。將運行后的資料加入原設(shè)計所依據(jù)的水文系列，導致洪水統(tǒng)計參數(shù)有了明顯變化，因而設(shè)計洪水也有變化。如按原設(shè)計確定的汛限水位進行洪水調(diào)節(jié)計算，最高庫水位超過了原設(shè)計最高洪水位，則說明原設(shè)計標準偏低。

②水庫本身安全與下游防洪安全的矛盾。

這是水庫汛期控制運用的主要任務。當水庫上、下流域普降大暴雨，水庫本身防洪安全與下游防洪安全的矛盾非常突出，具體表現(xiàn)為從下游防洪出發(fā)，要求水庫多蓄水、少泄水，而從水庫安全出發(fā)則要求水庫水、多泄水。解決這一問題的關(guān)鍵在于：分析矛盾，掌握規(guī)律，研究預報，確定出水庫何時開閘，泄流量多大，何時關(guān)閘等一套合理的蓄泄原則。在汛期按照預定的泄流方式調(diào)度水庫時應達到如下要求：如果某次洪水與下游防洪標準相當，則應保證下游河道的泄流量在允許安全泄量以下或相等；如果某次洪水與原設(shè)計或校核洪水相當，則水庫調(diào)洪最高水位以不超過設(shè)計或校核洪水位為原則；如果某次洪水為可能最大洪水，亦應采取有效措施確保大壩安全。

③防洪與興利的矛盾。

我國北方年降水大部分集中在汛期，而汛期內(nèi)降水又集中于幾場暴雨。為了水庫防洪安全，整個汛期庫水位降的較低，不敢蓄水，導致許多水庫，尤其是北方以灌溉、供水、發(fā)電為主的大型多年調(diào)節(jié)水庫，汛后無水可蓄。解決防洪與興利矛盾的關(guān)鍵是對未來水文規(guī)律的了解和預測， 如果對未來的來水情況能夠準確預測，水庫的調(diào)度運用就變得簡單，防洪與興利的矛盾就會迎刃而解。但是目前中長期水文預報還不可靠，未達到可利用的程度，防洪與興利的矛盾將長期存在，伴隨著整個防洪調(diào)度過程。

3 梯級水庫防洪優(yōu)化調(diào)度模型

權(quán)衡到如圖1中的梯級水庫防洪調(diào)度疑問。

水庫1與水庫2不但要滿足施工自身的防洪需求，還要權(quán)衡到庫區(qū)鐵道防洪需求以及下游縣級市的防洪需求。如果上游水庫1入庫洪水流程能夠測出，兩個水庫間的洪水流程也能夠預先知道，在迎合下游縣級市防洪需求的基礎(chǔ)上，以兩水庫聯(lián)手調(diào)節(jié)和儲蓄一段洪水時的調(diào)洪庫容最小化為優(yōu)化標準，找到洪水在體積水庫的最合適時段以及空間調(diào)配方法，就是說訂立兩水庫的最優(yōu)防洪調(diào)度模式。

假定3小時為單位時限，將洪水流程分成T個時段（t=1，2，…，T），I1t以及ILt分別顯示上游水庫入庫洪水流程以及區(qū)間洪水流程；O1t以及O2t則分開顯示水庫出庫流量；V1.t+1以及V2.t+1則是第t時間段末庫容，構(gòu)建下面的數(shù)學模型。

3.1 目標函數(shù)

梯級水庫調(diào)用的總調(diào)洪水庫容極小值是：

通過這樣的處置以后，能夠看到：動態(tài)規(guī)劃順序遞推法求解梯級水庫防洪調(diào)度模型，這類換算辦法筆者將其叫做簡易化二維動態(tài)規(guī)劃算法；換算的難度稍微增長，然而換算量沒有顯著提升。

5 案例分析

5.1 案例概述

以漢江流域某個梯級水庫防洪調(diào)度情況為例子，這兩個梯級水庫一個是季調(diào)節(jié)能力水庫，一個是不完全年調(diào)節(jié)能力水庫，核定洪水位下的防洪庫容不大，對100年才遭遇一次抑或之下的洪水，這個梯級水庫洪區(qū)區(qū)域構(gòu)成是上游、區(qū)間、全流域型三種，以第三類為防洪重點。

5.2 水庫防洪優(yōu)化調(diào)度過程

針對50年一遇的洪水，在汛期來臨前運用上述優(yōu)化調(diào)度模型對該梯級水庫進行全流域優(yōu)化調(diào)度后，對洪峰及洪水流量進行了有效的調(diào)節(jié)，圖2即為洪水來臨時洪水和調(diào)節(jié)后的出庫流量流程。

從圖2看出，第一時段的洪水來臨的時候應適度增大泄量預泄，騰出一些庫容，本時段重點是看洪水入庫的時候水庫的起調(diào)水位；第二時段應管控水庫泄量，該時段重點是水庫應管控泄流量多寡，其呈現(xiàn)出了蓄水以及防水的沖突抑或庫區(qū)防洪和下游防洪需求的沖突，是一類高層級協(xié)調(diào)課題；第三時段――水庫水位消落，其重點是水庫泄流量多寡，它對水庫水位的消落速率有極大影響。而且，以上游水庫出庫流量多寡最為關(guān)鍵――當產(chǎn)生區(qū)間抑或全流域型洪水的時候，要由上游水庫攔擋洪水再騰出庫容。

5.3 優(yōu)化調(diào)度效果

總的來說，未調(diào)節(jié)前，該汛期出現(xiàn)了2個洪峰，出庫水量巨大，使得下游面臨非常大的防空壓力。對汛期洪水進行優(yōu)化調(diào)度后，在庫區(qū)只出現(xiàn)了1個洪峰，并且出庫水量始終在可控范圍內(nèi)，大大減輕了下游的防洪壓力。

6 結(jié)束語

綜上，利用上面列出的算式，能夠?qū)μ菁壦畮旆篮閮?yōu)化調(diào)度的動態(tài)規(guī)劃給出有建設(shè)性的意見；而通過兩庫聯(lián)手調(diào)節(jié)洪水的模式，能夠極有成效地管控洪峰，并且能夠優(yōu)化梯級水庫布局，保護沿河流域的居民生命財產(chǎn)安全。

參考文獻：

[1]原文林，吳澤寧，黃強，等.梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度的協(xié)進化粒子群算法應用研究[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2012，32（5）：1136-1142.

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篇8

Abstract： In the study of wireless sensor networks， the routing problem is one of the most important issues， which has a multi-hop characteristic in terms of data transmission. Dynamic programming principle is to performance this feature， and using this principle to design sensor network routing algorithm is most suitable. After analysis and estimates， this paper considers that routing algorithm can achieve maximum energy savings.

關(guān)鍵詞： 路由；路由算法；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；跳數(shù)值

Key words： routing；routing algorithm；wireless sensor networks；hop value

中圖分類號：TP393.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）06-0192-02

0 引言

隨著社會通信技術(shù)的發(fā)展與進步，我國在傳感器和計算技術(shù)方面有了突飛猛進的發(fā)展，當世界各國出現(xiàn)計算能力、感知能力的微型傳感器，表明通信技術(shù)的發(fā)展已逐步全球化。我們所說的這個傳感器網(wǎng)絡(luò)可以感知和采集網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的環(huán)境信息，還能實時的監(jiān)測對方的信息，然后經(jīng)過分析有效的傳送到需求客戶手中。這種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢就在于他能在任何環(huán)境、任何地點、任何時間來獲取大量的可靠信息。所以，其通常被應用于國家安全、國防軍事以及交通、衛(wèi)生和家庭等多個領(lǐng)域。

伴隨著網(wǎng)絡(luò)處理器的飛速發(fā)展，能夠利用很少的成本產(chǎn)生大量的有效傳感器節(jié)點，并且在某些特定區(qū)域內(nèi)散播，從而形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著這種技術(shù)的發(fā)展，使得管理和控制算法被急需，這同時也是對傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個巨大的挑戰(zhàn)，經(jīng)過分析研究，大部分科學人員認為算法的核心就是傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由問題。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由問題及其研究狀況

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分就是傳感器，它通常包含信息處理單元、能量單元、感知單元以及信息交換單元，特殊的傳感器還會包含移動器、位置定位系統(tǒng)和能量生成器等等。收集和感知數(shù)據(jù)是任何一個傳感器所具備的基本功能，它通常通過多跳的方式向匯點傳送信息，而后匯點通過網(wǎng)絡(luò)與用戶進行信息傳遞，同時任務管理中心也是運用這種方法為各個節(jié)點布置任務。

傳感器的主要功能是信息的收集、處理以及傳播，上文所講的路由問題是在一定的指標背景下所存在的延遲、容錯性、消耗水平、網(wǎng)絡(luò)的壽命等等情況，要積極有效的改進匯點與源節(jié)點之間的信息疏導，要依據(jù)各個國家實際情況的不同制定不同的路由協(xié)議。路由協(xié)議可以分為多跳路由協(xié)議以及單跳路由協(xié)議，LEACH屬于單跳路由協(xié)議，多跳路由協(xié)議則包含很多種，同時多跳路由協(xié)議也可分為多徑路由和單徑路由。我們通常所接觸的rumor即為單徑路由，Braided和MESH則為所徑路由。我們在設(shè)計傳感器路由的同時要考慮的關(guān)鍵問題就是傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量是否有效，同時還要考慮它信息的可靠性。最近新提出的ACO（蟻群優(yōu)化算法）是將如何對復雜組合進行優(yōu)化這一問題作為首要解決問題的一種啟發(fā)式算法。這種算法在實驗中得到了較為滿意的結(jié)果。

2 基于動態(tài)規(guī)劃的路由算法

在研究決策的過程中，動態(tài)規(guī)劃是最行之有效的一種方法。它的基本原則就是將M階段過程的問題立即轉(zhuǎn)化為M個單階段的問題，然后運用不變嵌入原理進行求解，這是最為優(yōu)化的一個戰(zhàn)略。經(jīng)實驗證明，這種處理問題的方式是解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由問題的最優(yōu)方法。

2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點跳數(shù)生成算法和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點 在實驗中，我們一般用G=G（V，E，w）來表示帶權(quán)重的連通圖，它代表的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點集—V，邊集—E，w則代表一個費用值。V中的任何一個節(jié)點都代表著一個傳感器，對于vk，vl∈V，ekl=（vk，vl）∈E僅僅代表vk，vl可以交互纖細。由于能量有限，并不是任何兩個傳感器都可以實現(xiàn)信息交互。

算法1：節(jié)點跳數(shù)生成算法

A：s代表匯點，跳數(shù)表示為h（s）=0，對于？坌■∈v-{s}，標記為h（vi）=∞，并且使之滿足h=0。

B：循環(huán)生產(chǎn)跳數(shù)，如h節(jié)點的跳數(shù)所傳播信息用hop-num來表示；收到的節(jié)點為vi更新其跳數(shù)，更新法則為h（vi）=min{h（vi），h+1}，則其停留時間h=h+1。

C：最終停止的條件就是當多有的節(jié)點都不改變跳數(shù)，算法結(jié)束。

定理1：設(shè)置節(jié)點vi的跳數(shù)為h（vi）=k，k=1，2，…，H-1，因此，vi的臨界節(jié)點集可以表示為k-1，k，k+1的三個子集的合并，即N（vi）=Nk-1（vi）∪Nk（vi）∪Nk+1（vi），而且，當h（vi）=H時，N（vi）=NH-1（vi）∪NH（vi）。

2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)和最小跳數(shù)最大剩余能量路由 借助于傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)點對點的有效傳遞，在設(shè)計路由算法時要首先考慮的問題就是傳輸延遲。一般情況來講，信息傳輸?shù)奶鴶?shù)與傳輸延遲是成正比的。

算法2：MinHR（s，t）

將源節(jié)點s、t與匯點輸入，記錄h（t）=h

A：初始化：令j=0，vj=t

B：循環(huán)：While（j

在Nh-1-j（vj）中任意選擇一個節(jié)點，記為t=v0v1…vh-1vh=s。

由此我們可以看出，在每次數(shù)據(jù)交換，傳送的信息到達匯點的跳數(shù)都會減1，因此，在跳數(shù)路由算法經(jīng)過n次的迭代，終究會結(jié)束。

在傳感器路由的設(shè)計中，能量問題也是一個非常關(guān)鍵的問題，同時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中的能量消耗并不均勻，如網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，其剩余的能量通常會很多，為了保證網(wǎng)絡(luò)的壽命，就要選擇下述算法。

算法3：MinHMaxRER（s，t）

輸入源節(jié)點s、t和匯點，記錄h（t）=h

A：初始化：令j=0，vj=t

B：循環(huán)：While（j

當Nh-1-j（vj）中選擇剩余能量最大的節(jié)點當做下一跳節(jié)點，所以：vj+1=■{？著r（vi）}

J=j+1

C：結(jié)束條件：當j=h時，本算法結(jié)束。

輸出：從t-s的最小跳數(shù)最大剩余能量路徑t=v0v1…vh-1vh=s

2.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)最小跳數(shù)最小費用路由 在設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)路由時還要考慮一個關(guān)鍵因素—能量消耗，一般來講，在路由算法的實驗中要求費用最小，我們可以設(shè)計如下算法：

算法4：MinHMinCR（s，t）

源節(jié)點s、t和匯點，記錄h（t）=h

A：初始化：令v0=v0，0=t，Nh={v0，0}，f 0（v0，0）=0

B：前向循環(huán)：For（j=1，2，…，h）

Nh-j=■Nh-j（vj-1，i）

對于？坌vj，l∈Nh-j，計算：

f j（vj，l）=■{f j-1（vj-1，i）+？著（vj-1，i，vj，l）}

C：后向循環(huán)：vh=s

For（j=1，2，…，h-1）

vh-j=■{f h-j+1（vh-j，i）}

D：終止條件：當v0=t時算法結(jié)束。

輸出：從t-s的最小跳數(shù)最小費用路徑t=v0v1…vh-1vh=s

3 最小跳數(shù)最小費用路由與最小費用路由之間的關(guān)系

在傳感器網(wǎng)絡(luò)應用工程中，能量的消耗并不符合“三角不等式“，圖1充分的描繪出了最小跳數(shù)最小費用的充要條件。

定理2：從圖1可以看出，最小跳數(shù)最小費用路徑的充要條件就是傳感器網(wǎng)絡(luò)一定滿足“三角不等性“。

4 能量消耗分析

本章節(jié)研究算法的能量消耗。如果全部的傳感器都具備同樣的發(fā)射半徑和感知半徑，并且它的發(fā)射數(shù)據(jù)包消耗的能量和數(shù)據(jù)包的包長成正比，我們可以計算出，在動態(tài)規(guī)劃背景下，三種路由算法都能改進能量消耗過快的情況，并且它比數(shù)據(jù)前傳等路由算法所消耗的能量要小很多。

5 結(jié)論

最近幾年，一些專家學者開始研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，至今為止，路由問題仍然是其最為核心的問題，經(jīng)過研究實驗證明，數(shù)據(jù)傳送多跳特點仍然是路由算法的最佳方式。因為傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是現(xiàn)實中具體的網(wǎng)絡(luò)，所以想要設(shè)計一款通用的路由算法可謂是難上加難。我們要根據(jù)不同的具體應用，設(shè)計不同的路由算法。本文通過研究計算，給出了最小費用路徑的一個充要的條件，但是，如何設(shè)計求解最小費用路徑的具體路由算法，是我們下一步研究的方向。

參考文獻：

[1]裴莉.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用綜述[J].科技信息，2010（33）.

[2]司海飛，楊忠，王琣.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與應用[J].機電工程，2011（01）.

[3]肖軍，李科，王建華.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信與路由研究[J].電腦知識與技術(shù)，2008（18）.

篇9

    文化作為城市的靈魂和文脈,使城市充滿朝氣或者具有獨特性,且往往成為城市發(fā)展的新的經(jīng)濟增長點。所謂文化規(guī)劃,就是在對城市文化資源深刻認知的基礎(chǔ)上,探討城市文化資源如何有助于城市的整體發(fā)展,從而進行鑒別創(chuàng)新項目、設(shè)計創(chuàng)新計劃、整合創(chuàng)新資源、指導創(chuàng)新戰(zhàn)略實施等的過程[1]。因此,城市文化規(guī)劃是決定整個城市建設(shè)戰(zhàn)略成功與否的關(guān)鍵性因素。[1]規(guī)劃制定的關(guān)鍵在于規(guī)劃理念、思路、方案等信息表達、傳輸理解,而這已不局限于以傳統(tǒng)的文本為媒介載體,而需要圖文并茂。其中專題地圖表達對規(guī)劃實施尤為重要,它可以科學有效地將規(guī)劃思想落實到具體空間上,強化對規(guī)劃成果的理解。文化規(guī)劃同樣需要有規(guī)劃文本和規(guī)劃地圖的配合,才能將規(guī)劃理念更好的傳達。

    地圖承載了制圖者所認知的客觀世界和他據(jù)此形成的概念,并通過圖及其符號系統(tǒng)傳遞給用圖者,用圖者通過解譯地圖符號并結(jié)合自己的經(jīng)驗加以理解,獲取信息,從而形成對客觀世界的新的概念[2]。規(guī)劃制圖遵循相同的信息傳遞過程,制圖者利用科學完備的符號系統(tǒng)、色彩體系、圖表等表示規(guī)劃要素的分布變化、相互關(guān)系等信息,以圖直觀形象、層次清楚、空間定位性強的優(yōu)勢來表達難以用文字表述的與空間相關(guān)的內(nèi)涵,以求科學地反映規(guī)劃者的創(chuàng)意思路,加強規(guī)劃成果的表現(xiàn)力。

    目前,規(guī)劃地圖大多采用傳統(tǒng)靜態(tài)表達方式,在信息傳輸?shù)恼J知效果、空間要素關(guān)系描述、規(guī)劃理念理解等方面存在一定局限。因此,研究將動態(tài)表達形式引入規(guī)劃專題地圖,并將各類重疊的地理信息予以分解,并邏輯地調(diào)動出場順序,以視覺和聽覺等形式直觀、形象地進行表達,不僅有效地平衡了界面負載量,更能吸引讀圖者的注意力,有助于引導用圖者發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律、更好的理解規(guī)劃內(nèi)容和思路。而動態(tài)表達由于根據(jù)數(shù)據(jù)時空特點、地圖使用目的及用戶等多方面因素進行綜合考慮,不僅在技術(shù)上使可視化效果更生動,增強視覺沖擊,而且可令讀圖者在概念上減小轉(zhuǎn)化負荷,提高對地圖的認知效率和程度。基于動態(tài)表達的種種優(yōu)勢及其必要性,本文即以《吳淞文化的基本分析與炮臺灣濕地公園文化創(chuàng)意研究》為案例,著重探討城市文化規(guī)劃中專題地圖的動態(tài)表達。

    2規(guī)劃地圖動態(tài)表達

    2.1動態(tài)地圖的分類

    動態(tài)地圖包括時序動態(tài)地圖和非時序動態(tài)地圖[3]兩類。時序動態(tài)地圖以時間單位,描述隨時間變化的地理動態(tài)變化。非時序動態(tài)地圖則用一系列有序獨立圖來解釋某種空間關(guān)系或揭示序列中的可能規(guī)律,或靜態(tài)地理現(xiàn)象做動態(tài)多角度觀測。

    規(guī)劃動態(tài)地圖也可按此兩類劃分,即通常用時序動態(tài)地圖表現(xiàn)城市歷史變遷、人口變化等;用非時序動態(tài)地圖表現(xiàn)規(guī)劃空間關(guān)系、規(guī)劃范圍、理念結(jié)構(gòu)或邏輯等。

    2.2動態(tài)地圖的認知特點與表達原則

    傳統(tǒng)地圖制圖借助研究視覺變量的特點和使用規(guī)律等完成地圖信息的傳輸。在動態(tài)屏幕環(huán)境下,地圖角色和展示媒介的轉(zhuǎn)變使信息傳遞認知過程發(fā)生了變化。由于動態(tài)地圖的畫面是瞬時的,較長和復雜的動畫會增加對每一幀工作記憶的難度。使用者不僅要快速的察覺、辨別,還要進行一定的比較,識別出變化并記憶,與后面的變化進行再一次的抽象、綜合。因此,動態(tài)地圖需根據(jù)研究其認知特點的有效性問題來設(shè)計動畫效果。[4]

    (1)動態(tài)物件數(shù)量適當。人在某一個時間點可以接受的信息量是有限的,避免在一個時間點給與過多的動態(tài)物件。

    (2)動態(tài)物件活動時間適當。由于人機交互過程中人的記憶力負荷大,人的反應能力由強逐漸降低。因此動畫播放時間不宜過長、內(nèi)容鮮明。而對于大段文字,則要給予足夠的閱讀時間。

    (3)動態(tài)物件間差別適宜。含義層次不同的動態(tài)物件應在形狀、顏色、動作等方面保持較大差別;而含義相同的物件則應動作相似,以助于縮短人的反應時間。

    (4)符合人的思維習慣。動態(tài)物件在空間、時間、概念及動作上的一致性越高越有助于人的反應和理解。

    其中動態(tài)地圖有效性的關(guān)鍵在于設(shè)計動畫時信息量不可超越人的承受能力,否則會引起認知效率的減退。此外要依據(jù)人從上到下,先有普遍后有個體;先有整體后有部分的視覺思維以實現(xiàn)較快接收并留有深刻記憶。

    規(guī)劃地圖要表達的重點是規(guī)劃者的規(guī)劃理念。在動態(tài)規(guī)劃地圖中尤其要突出規(guī)劃者的規(guī)劃思想,動畫的過程就是規(guī)劃者規(guī)劃思想體現(xiàn)的過程,利用動態(tài)的手段來分解靜態(tài)圖中各個部分,從層次、順序的編排中,不僅要使原先抽象的文字內(nèi)容變成形象的圖形、符號等,更要使這些圖形、符號在運動、演變過程中讓讀圖者了解每個物件表示的含義及其來源、相互關(guān)系及最終去向,使規(guī)劃圖的每個部分都能得到清晰、正確的理解。

    依據(jù)動態(tài)認知特點和效果,規(guī)劃地圖動畫設(shè)計要遵循兩個原則[4]:

    (1)理解原則:動態(tài)表達的內(nèi)容及信息應該容易被感知和理解;(2)表達原則:動態(tài)地圖表達中所要傳遞的概念要突出和鮮明。

    2.3動態(tài)表達視覺變量的選擇

    動態(tài)可視化時需要考慮影響動態(tài)顯示的相關(guān)動態(tài)視覺變量,即反映動態(tài)可視化的基本視覺元素,包括:持續(xù)時間,顯示次序,變化速率,以及頻率,顯示時間和同步性[5]。只有選擇合適的表達形式和方案,合理設(shè)置閃爍符號的大小和數(shù)量、動畫的速度、顯示順序、各變化之間的時間間隔,才能發(fā)揮地圖動態(tài)表達的優(yōu)勢,產(chǎn)生良好的視覺效果。在設(shè)計地圖動畫時規(guī)劃地圖制作過程對視覺變量的運用主要考慮以下幾個方面:

    (1)“持續(xù)時間”傳遞出強烈的次序感和一些數(shù)量感,可用于表現(xiàn)動態(tài)現(xiàn)象的延續(xù)過程。由于規(guī)劃圖件常有文字配合,在動態(tài)規(guī)劃可視化中可特別利用此變量來處理較多文字的圖。持續(xù)時間較長的文字可使讀圖者有足夠時間閱讀。本次規(guī)劃中,突出表現(xiàn)在表示規(guī)劃理念的概念框架圖等方面。

    (2)“顯示次序”用于描述定量時空數(shù)據(jù)的等級、過程階段次序等最有效。在圖2中利用此變量描述了的演變過程形勢,每個點的出現(xiàn)表示某地在某年份失守,順著箭頭方向依次發(fā)展,直至最終簽訂《》。

    此外,在場景轉(zhuǎn)換中,“顯示次序”也是重要的因素。即根據(jù)屏幕的載負量,將各物件或場景的出入次序及布局合理安排,充分利用屏幕空間的特點,運用時間差來分別表示,以最大程度的利用有限空間。

    (3)“變化速率”較多的運用在數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖表中,通過變化程度來表示數(shù)據(jù)的變化量。

    (4)“頻率”和持續(xù)時間相對應。一般針對需要特別突出或強調(diào)其重要性的對象。本規(guī)劃中,在分別介紹公園三個片區(qū)的過程中,最先展示整張規(guī)劃區(qū)域,再高亮高頻閃爍顯示即將介紹的片區(qū),起到引導提示的作用。

    此外展館平面圖示中,用箭頭隨路線移動來進行景觀展廳的導游介紹,即在節(jié)點處停止并高頻閃爍的同時,用對應圖片展示當前處的景觀,將空間位置與展項內(nèi)容相聯(lián)系。(圖3)

    (5)“顯示時間”用來表示某個發(fā)生變化的時間點,在動畫中一般與某些靜態(tài)變量(如顏色)等聯(lián)合使用。如上海海岸線變遷圖,作者用顏色及線條的出現(xiàn)時間來表明吳淞口海岸線變遷的情況和時間點。

    (6)“同步性”可用于進行數(shù)據(jù)對比的專題地圖中,但是在文化規(guī)劃中,作者將其運用在部分理念的對應表達上。如圖4,不同觀念對應不同片區(qū),兩者同時產(chǎn)生,同時發(fā)展。除動態(tài)變量外,靜態(tài)變量也是動態(tài)地圖符號設(shè)計的一個視覺元素,主要包括:出現(xiàn)/消失、性質(zhì)、數(shù)量、軌跡、邊界等。“出現(xiàn)/消失”與“性質(zhì)”的變化可歸類為定性的變化,主要由形狀、色彩和方向這些用于描述數(shù)據(jù)間的定性差別的差別變量來體現(xiàn)。而數(shù)量變化、軌跡和邊界變化可歸類為定量的變化,主要由大小、紋理和亮度等這些用于描述數(shù)據(jù)間的定量差別的等級變量來體現(xiàn)。通常大小在傳遞定量的變化時被優(yōu)先考慮。[3]動態(tài)變量都是通過靜態(tài)視覺變量在一定時間間隔上的變化特點來反映的,只有在與靜態(tài)變量的聯(lián)合使用中,才能發(fā)揮作用。實驗證明,持續(xù)時間長、變化速率快的符號對讀者的刺激強于持續(xù)時間短、變化速率慢的符號,因此可利用此特點來科學地反映實體現(xiàn)象的重要程度,從而更直觀的表達對象的現(xiàn)實狀況和特征。

    在規(guī)劃專題地圖中,通常綜合使用多種手段進行動態(tài)表達,根據(jù)所要強調(diào)的內(nèi)容,采取相應的表達手段。同時要完整并準確地表現(xiàn)出圖上每部分的內(nèi)容,可按順序顯示各個部分,或顯示完整的一張圖,利用不同的效果來說明各部分內(nèi)容,還可加一部分原圖沒有的內(nèi)容進行進一步解釋等,使讀者對規(guī)劃思路有更正確的認識。

    3應用分析

    3.1實現(xiàn)手段及流程

    目前,地圖動態(tài)表達主要有基于Flash等動畫處理平臺集成、GIS專業(yè)軟件實現(xiàn)、Java等編程軟件底層開發(fā)3種方式。在《吳淞文化的基本分析與炮臺灣濕地公園文化創(chuàng)意研究》中,地圖的動態(tài)數(shù)據(jù)相對較少,主要需要表達其動態(tài)的效果,而在Flash平臺下即可很好的完成動態(tài)效果,同時也具有較好的瀏覽體驗。因此,本次規(guī)劃在CorelDraw中完成靜態(tài)規(guī)劃地圖的設(shè)計和制作,并在Flash軟件中實現(xiàn)其動態(tài)表達。

    3.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

篇10

關(guān)鍵詞：東莞市規(guī)劃動態(tài)定位系統(tǒng)；東莞生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)；規(guī)劃建設(shè)；測量管理。

1 引 言

2006年6月，東莞市委、市政府作出了整合東部快速路沿線寮步、橫瀝、東坑、企石、石排、茶山六鎮(zhèn)匯合處約31平方公里的土地，實施集約開發(fā)的重大戰(zhàn)略決策，既是貫徹落實科學發(fā)展觀、建設(shè)生態(tài)文明、構(gòu)建和諧社會的客觀要求，也是推動東莞經(jīng)濟社會雙轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的現(xiàn)實需要。2010年4月，新區(qū)經(jīng)省政府批準為升級為省級園區(qū)；2013年12月20日，經(jīng)國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部正式批準，東莞生態(tài)園濕地景區(qū)成為珠三角地區(qū)首家國家城市濕地公園。

園區(qū)開發(fā)初期，主要是修建各種基礎(chǔ)路網(wǎng)工程、水利設(shè)施及水生態(tài)修復工程。由于前期各勘察設(shè)計單位沒有采用統(tǒng)一首級控制網(wǎng)點起算及聯(lián)測，導致部分工程在建設(shè)前期連接時常超限，尤其是高程差異影響各管線、水利工程的銜接。為了從源頭解決問題，決定對貫穿東西的龍崗大道、月湖路及貫穿南北的生態(tài)園大道三骨干路網(wǎng)的施工控制網(wǎng)進行聯(lián)測平差，包括聯(lián)測GPS C級點及二等水準高程點，其余次要路網(wǎng)及相關(guān)工程就近聯(lián)測。各設(shè)計單位根據(jù)聯(lián)測情況、各市政專項規(guī)劃要求，及時相應地調(diào)整了相關(guān)圖紙。

2 系統(tǒng)簡介

東莞市規(guī)劃動態(tài)定位服務系統(tǒng)是市級規(guī)劃連續(xù)運行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它將現(xiàn)代衛(wèi)星定位、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信等技術(shù)進行多方位、高深度集成。該系統(tǒng)依托東莞市管線定位與管理綜合服務系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺，建設(shè)B/S架構(gòu)的運行與維護系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)平臺實現(xiàn)東莞市管線定位與管理綜合服務系統(tǒng)運行與維護三位一體，即基站、控制中心與流動站的管理模式。系統(tǒng)設(shè)計的快速定位或?qū)崟r定位精度水平≤3cm，高程≤8cm；靜態(tài)差分定位精度水平≤5mm， 高程≤10mm，基本滿足園區(qū)的規(guī)劃建設(shè)日常監(jiān)督測量管理需求。

3 系統(tǒng)應用

3.1 控制測量

由于園區(qū)大部分處于平地，少部分為丘陵地，四周視野開闊，一般都滿足衛(wèi)星測量條件。控制測量先需聯(lián)測已知點求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，一般選擇GPS E級或四等以上施工控制網(wǎng)點進行聯(lián)測，所測控制點盡可能聯(lián)測了水準高程。筆者選擇了勻分布的8個高等級控制點，采用七參數(shù)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，剔除了平面中誤差大于2cm或高程中誤差大于2.5cm的兩點。

3.2 規(guī)劃放驗線及竣工測量

3.2.1 規(guī)劃放驗線測量

園區(qū)前期啟動了大量的基礎(chǔ)市政路網(wǎng)及治水工程建設(shè)，每個項目必須及時進行規(guī)劃驗線及跟蹤管理。對于隱蔽工程，如各種地下管線或其他工程變更，均需在覆土掩埋前進行復測。在每次使用該定位系統(tǒng)前需對項目附近已知點進行檢核，精度滿足要求才可進行正式測量，發(fā)現(xiàn)偏差較大則需重新檢查測量設(shè)備參數(shù)設(shè)置是否合理，周邊環(huán)境是否有異常，或控制點是否遭破壞移動等。隨著重大項目的入園建設(shè)，各種工業(yè)與民用建筑工程須進行開工放線及基礎(chǔ)驗線，±0驗測，立面驗測等。

3.2.2 規(guī)劃竣工測量

市政項目完工時，規(guī)劃測量單位依據(jù)規(guī)劃設(shè)計已有資料對比核測成果，得出驗收測量報告，供規(guī)劃建設(shè)部門驗收參考，同時建設(shè)單位根據(jù)竣工測量結(jié)果督促施工單位對未實施到位的內(nèi)容進行整改完善。大型市政道路通常分成較多標段實施，驗測時需注意標段的銜接及先后順序，如土建標需在路面標、交通標、綠化標前驗測。

3.3 用地管理及臨時建構(gòu)筑物測量

由于園區(qū)是處于原周邊六鎮(zhèn)的交匯處，邊界復雜，征地界樁時常被破壞。此外，也有些違法用地建設(shè)越界而建，國土巡查或執(zhí)法經(jīng)常需核實用地界線。地界周邊控制點較少，不利于統(tǒng)籌用地邊界核測。該定位服務系統(tǒng)能能夠快捷地對疑似違法圖斑用地的核實，給土地管理帶來極大的便利。部分項目需進行搭建簡易房作為項目管理部或臨時儲物間，為了加強臨建管理，需測量臨時項目用地周邊地形，驗測臨建范圍及高度是否超限等。

3.4 土方測量及水下地形測量

園區(qū)開發(fā)建設(shè)初期，存在大量的土方調(diào)配工程，經(jīng)常需對各種場地進行填土或挖土條件進行復測，也要統(tǒng)計土方的實際填挖量。該規(guī)劃動態(tài)定位系統(tǒng)能夠快捷地測出現(xiàn)狀地面高程分布，利用土方測算軟件將已測高程點生成三角網(wǎng)或方格網(wǎng)，就能較易統(tǒng)計出場地范圍內(nèi)土方的存量及需求或可外運方量。園區(qū)水域面積約占總面積的1/4，部分圍堰工程及游船航線須對水下地形測量，該系統(tǒng)可結(jié)合測深設(shè)備進行水下測點，不受離岸距離影響。

4 系統(tǒng)應用的效益

自2012年9月以來，在建（構(gòu)）筑物的放驗線與批后跟蹤管理、建設(shè)工程規(guī)劃核實、臨建規(guī)劃許可等規(guī)劃建設(shè)管理測量過程中一直使用了東莞市規(guī)劃動態(tài)定位服務系統(tǒng)，該系統(tǒng)的應用為園區(qū)開發(fā)建設(shè)過程帶來了良好的經(jīng)濟社會效益。

首先，規(guī)劃動態(tài)定位服務系統(tǒng)實施之后，原有的衛(wèi)星定位設(shè)備從“1+1=1”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?+1=2”，即由原來兩臺設(shè)備配套作業(yè)可變?yōu)楦髯元毩⒆鳂I(yè)，提高了設(shè)備利用效率。其次，進行規(guī)劃監(jiān)督測量和地形圖修測過程中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定及精度相對較高，提高了作業(yè)效率及成果質(zhì)量。再次，通過實施了規(guī)劃動態(tài)定位服務系統(tǒng)，可以減少外業(yè)工作人員，同時還減少了內(nèi)業(yè)計算工作量。應用規(guī)劃動態(tài)定位服務系統(tǒng)，大量節(jié)約了人力和物力，同時提高了工作效率，為今后園區(qū)規(guī)劃建設(shè)及社會事務管理提供技術(shù)支持打下較好基礎(chǔ)。

5 系統(tǒng)使用注意事項

受政府部門資源沒有完全共享及部分測量成果影響，該規(guī)劃動態(tài)定位服務系統(tǒng)沒能采用市級國土系統(tǒng)的似大地水準面精化成果。本系統(tǒng)在某些信號較差或外界容易干擾的環(huán)境下，為避免測量異常，高程精度要求較高的項目測量須進行多次測量并取均值，測量前后都要對校核已知點。對于園區(qū)統(tǒng)籌用地面積不大且大部分處于平地，求轉(zhuǎn)換參數(shù)校測的已知點需盡量聯(lián)測水準高程，能有效地高衛(wèi)星測高精度。

6 結(jié)語

城市新區(qū)開發(fā)前期，大量建設(shè)工程同步實施，工程勘察測量布設(shè)的各施工控制網(wǎng)經(jīng)常受到破壞，需要快速恢復。各項目從開工放線開始，在建設(shè)過程中時常出現(xiàn)工程變更，竣工驗收核查，都需要進行測量復核。同時，在土地日常管理過程中會出現(xiàn)各種違法建設(shè)、臨時建設(shè)，尤其是統(tǒng)籌用地邊界因返還地、置換地的出現(xiàn)，邊界界線復雜。各種用地糾紛問題如不能及時跟蹤測量，會影響園區(qū)開發(fā)的推進速度。

自使用東莞市規(guī)劃動態(tài)定位系統(tǒng)以來經(jīng)濟效益明顯，一是可以提高測繪效益，節(jié)省物力，徹底告別控制點和路面圖根點的重復建設(shè)，實現(xiàn)“一勞永逸”；二是可以提高測繪精度，保證測繪成果質(zhì)量，高質(zhì)量的控制系統(tǒng)將為測繪成果的質(zhì)量控制提供根本保障；三是可以利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)集控制測量、細部測量、水準測量于一體，全面提高測繪工作效率。

參考文獻

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