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一、在线测评系统的架构
程序在线测评系统(Online Judge System,以下简称OJ),起于ACM/ICPC竞赛,是一个基于web的应用程序。该系统在Linux环境下开发,站点采用LAMP结构(Mysql版本>= 5.1,PHP版本>=5.3.28),其作用是与用户交互,存储业务数据。judge_client进程为实际判题程序,由judged触发,负责准备运行环境、数据,运行并监控目标程序的系统调用,采集运行指标,判断运行结果。前后端的耦合处是数据库。同时归咎于LAMP的结构,该系统前端的移植性较好。但如果想要做到在Windows下判题,需要重写部分判题程序的代码。
二、在线测评系统的前端/站点结构
Controller层和Model层均使用class来编程。Controller层负责从View层读取数据,控制用户输入,并向Model层发送/取出数据。Model层负责在数据库中存取数据。View层不能直接与Model层通信,所有的数据都通过Controller层获得。这样就允许更改视图层代码而不用重新编译模型和控制器代码,View层可以根据不同要求快速改造页面。利用CSS3的@media screen特性,可以控制不同尺寸设备的显示效果。UJSOJ利用这种特性快速编写了移动端。
三、在线测评系统的后端判题服务
后端判题服务与前端站点的耦合点是数据库。通信方式是对Mysql轮询。当用户提交新的代码至数据库中,judged程序将开启一个judged_client进程,将代码交由judged_ client处理。这里也是系统开销最大的地方。为了实现judged_client流畅运行,其运用了以下一些技术。
3.1 沙箱机制
由于用户提交的是需要运行的代码,安全性是最大的问题。沙箱机制被用来保证程序不影响服务器环境,它主要从以下几个方面进行限制:
a时间,资源方面:针对不同的题型有不同的内存限制,运行时间限制。
b敏感词过滤:设立黑名单数组,通过正则搜寻,不允许代码中出现类似以下的词组:system(“shutdown …”)。
c管道技术:一般适用于linux系统,在系统执行用户提交的代码前,系统首先把输入流定向到标准输入文件,然后使用chroot改变用户程序的执行目录,让其只能在一个临时目录下面做操作。
d权限与访问控制方面,不允许代码读取规定目录和用户相关目录以外的任何文件。
3.2 任务队列与负载均衡
根据教学实际情况,学生提交程序一般集中在一个时间段。在这个时间段内系统会接收到大量的运算任务。任务队列模型用于排序提交的任务。负载均衡的前提是使用了多个判题机,目的是减少单机负荷,提高判题效率。任务队列模型中,用户提交的任务成队列排序,先进先出。当用户提交新的答案后,Web程序就将判题任务加入数据库的任务队列,随后判题服务程序Judged 则自动锁定任务并完成,可以防止同一任务被多次判断而浪费系统资源。同时,系统可以设置多个判题机以增大负荷能力,采用对数据库轮询策略实现负载均衡。这里的负载均衡并非是以“判题机在该时刻CPU或者内存占比的大小“为参数的均衡,而是以“任务数量”作为参数。因此在分配任务时,任务分配到哪一台判题机上是以“任务ID”对模”任务总数“取余决定的。这样的设计不但能够适应日常教学的小范围使用,而且可以从多个层面扩大服务器集群的规模,高效应对大规模的并发服务。
3.3 防抄袭机制
当用户代码的通过测试后,judge_client将产生所提交代码的MD5码(信息-摘要算法5)记录于数据库中。这意味着想要找到两个不同的数据,使它们具有相同的MD5值时非常困难的。但这也应当注意到,防抄袭机制在这种情况下不是很有效,增加一个空格就会生成不同的MD5。所以只有用户(这里主要指向学生)原封不动复制代码应付作业,才会发生这种状况。为了增强防抄袭机制的有效性,可以利用正则表达式,先对通过的代码的去处多余的空格,换行符,制表符等,类似一种简单的压缩,再生成其MD5码,这将增强防抄袭机制的有效性,但是其冗余的步骤对系统的开销需要系统管理员纳入考虑范围。
四、总结
该系统的实现,很快地运用到现实的学习生活中去,有效的考核学生的真实水平,促使学生更好的学习计算机知识,强化学生的实践能力,减轻了老师在教学管理上的负担;还使学生将来能更好地适应快速发展的信息化时代,进一步发挥出计算机网络对当今教育领域甚至其他行业的突出贡献。
参 考 文 献
关键词:在线 程序设计 评测 系统
中图分类号:TP311.51 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)003-065-02
1 引言
如今计算机技术发展迅速,计算机已经成为了人们在日常生活和工作中不可缺少的一种现代化工具。而要想充分的利用计算机的高效处理能力,程序设计就显得尤为重要。在高校中,很多专业都开设的有程序设计课程,要求学生具备一定的程序设计能力,以便能够借助于计算机这种现代化工具解决一些学习和工作中遇到的实际问题。因而学好一门计算机程序设计语言,具备一定的程序设计能力已经成为现代大学生必不可少的一种技能。在学习计算机程序设计语言时,学生们往往要编写大量的程序,教师要对学生们所编写的每一个程序进行调试运行,以便指出并纠正学生们在程序设计中出现的一些错误。从学生提交程序开始,到教师编译、调试,运行,到最后对程序做出评价结果。每一个阶段都是一个非常繁琐的过程,学生提交的程序越多,教师在程序设计评测过程中所花费的时间和精力就越多,大大增加了教师的工作量。
设计一套在线的程序设计与评价系统,可以让学生们在线进行程序设计,并能通过网络直接提交给系统,由系统对学生们提交的程序自动进行编译运行,自动反馈编译运行中的错误信息或程序运行的最终评价结果。该系统即方便了学生提交程序,也减少了教师对程序评测的工作量。同时,学生们能通过系统的评测,较快的了解程序设计中所出现的错误,以及时更正,提高学习程序设计的效率。
2 系统功能设计
系统以减少教师工作量,提高学生学习计算机程序设计语言的效率为目的,应具有以下功能:
(1)学生在线答题。
学生可通过系统页面登录,登录后选择程序试题,在线进行答题并将编写好的程序源程序提交到Web服务器端。
(2)自动程序评测。
Web服务器端对学生提交的程序进行在线评测,并给出评测结果。
(3)在线成绩查询。
学生可在线查询自己所提交程序的评测结果。
(4)在线考试与竞赛组题。
系统可用于平时计算机语言课程的考试与竞赛。考试或竞赛时允许教师指定相应考试题目,学生对教师指定的考试和竞赛题目在规定时间内答题,答题后在线提交并能实时查询自己的答题成绩。
3 系统总体设计
整个系统的设计采用B/S(Browser/Server)的模式,开发遵循MVC的三层架构,及底层Model层负责数据模型、中间层Control层负责业务逻辑的处理、高层View层负责用户界面。三个层次功能上相互独立,有益于系统的日常维护及进一步的扩展。
Browser客户端页面主要用来实现View层,负责用户界面,学生可通过客户端页面进行用户注册、登录以及在线答题和成绩查询;教师则可通过客户端页面进行试题与试题答案和要求的编辑与上传,还可根据考试或竞赛的需要进行试题的组织与编排。
业务逻辑层主要在Web服务器端能够对数据库中的程序源代码进行读取并生成相应语言的源程序以进行编译运行和评测,并最终给出评测结果,将评测各阶段的数据信息写入数据库中。
底层的数据模型主要用来保存学生和教师的信息、试题相关信息、学生提交的程序源代码信息、学生程序在服务器端的编译运行信息,以及学生最终的程序评测结果信息。
4 系统详细设计
根据系统的功能需要和总体设计,系统的详细设计主要分为以下几个模块:
(1)用户注册与登录模块。
学生或教师可通过系统进行注册,注册后不同身份对系统有不同的权限,如学生可在线答题,而教师可在线试题录入与编辑。
(2)学生在线答题与成绩查询模块。
程序试题按不同难度级别进行分类,学生可根据自己的学习程度选择不同难度的试题。选题后,学生可选择不同的计算机程序语言来进行具体实现,实现后学生通过系统页面将编写好的源程序代码直接提交给Web服务器。
待服务器端对程序做出评测结果后,学生可在线访问服务器端数据库中的评测信息与结果。如果没有编译通过,学生能查询到未通过编译的错误信息,可进一步修改程序后再次提交;如果通过了编译,学生可查询自己的程序是否执行正确以及程序运行的效率程度和最终的评测结果。
(3)程序在线评测模块。
学生在线答题的程序源代码提交到Web服务器端的数据库。在Web服务器端运行着一个守护线程,该守护线程不断检测提交到数据库中的源程序代码,一旦检测到尚未评测的代码,守护线程自动将该程序代码从数据库中读取出来,根据学生所选的计算机程序语言类别建立相应的源程序文件,并在Web服务器端调用相应的计算机语言编译环境进行源程序的编译,将编译时的编译信息写入数据库。若编译错误,则将编译时的错误信息写入数据中,可在线反馈给学生;若编译正确则进入程序运行测试阶段。运行测试时,需从数据库中读取该试题的测试数据,一般有三到五组的测试数据,一一代入编译后的程序中进行测试运行,运行后将每次运行的结果与运行时所花费的时间复杂度与空间复杂度记录到数据库中,并将每次运行的结果与数据库中该试题的正确结果进行比对,以判断该程序是否运行正确。进一步判断程序每次运行的时间复杂度与空间复杂度是否在该试题规定的时间复杂度与空间复杂度内,以确定该程序的运行效率是否达到试题的规定要求。系统将根据程序运行的正确程度以及运行效率给出不同的评测等级结果。
教师在客户端页面录入并编辑试题更新到服务器端的数据库中,完成试题的编制工作。
5 开发与实现
使用Eclipse开发工具,综合Spring技术、Hibernate技术,数据库使用MySQL,系统整体部署在Tomcat服务器,所有开发工具、数据库、服务器、框架全部为开源的免费软件,并且根据各个软件的授权协议进行使用。系统功能,构建具有良好的扩展性、开放性的系统,易于维护,升级方便。
底层使用Hibernate框架访问数据库,主要的类有BaseDao。BaseDao为所有DAO的父类,使用了泛型。BaseDao定义了数据库操作的常用方法,子类只需继承便可使用对应的方法,因为使用了泛型,所以更新操作的返回值为各个实体类Entity,返回的Entity向上层提供给Service进行业务逻辑处理。
数据库表所对应的类为实体类,一个实体类进行数据库的映射,默认自动对应的数据库表是和类名同名的数据表,如果数据库表和类名不同名可以设置@Table(name="users")进行映射。同样数据库字段名默认情况下是和类的属性名同名的,如果不同名可用@Column(name="user_id")进行映射设置。@Id说明该属性对应的字段为数据库主键。
Service为业务逻辑层,通过Spring的依赖注入,注入不同的DAO,进行数据库操作。DAO返回给Service的是Entity,在service的不同方法里面通过DataTransferUtil类进行转换,转换为页面需要的域模型Domain,提供给上层。
6 总结
该系统的设计可完成在线计算机程序设计的评测工作,一定程度上减少了教师阅读程序和调试程序的工作量。但在程序效率的评测上还不够精确,这取决于程序运行时的时间复杂度与空间复杂度的测定算法,系统中该算法的应用尤为重要,应着重设计实现。
(2012年河南省信息技术教育研究项目 ITE 12165)
参考文献:
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一、国内外在线检测基本情况
目前,国外基于图像处理技术的空瓶在线检测已相对成熟且有大量产品投放市场,如:德国的MIHO系统、HEUFT系统;美国INDUSTRIALDYNAMICS COMPANY,LTD的OMNIVISIONI系统。我国在这方面则比较落后。
当前,我国多数啤酒生产厂家正在向每小时四万瓶以上的生产线方向发展,在这种速度下依靠人工检测将变得异常困难,他们急需大量的空瓶在线检测设备。国内现有的空瓶光检机由于灵敏度过高,不能识别瓶子本身的图案与瓶子缺陷的不同,往往将这部分瓶子全部弹出,影响了生产效率,而国外产品售价过高,并且维护困难,对于多数中小型啤酒厂而言门槛过高。
二、在线检测的目标确定
在参考国外各公司机型的基础上,分析当前中国中小型企业的需要和技术力量,确定在线检测的目标:
1.在线检测模块:将瓶口、瓶底检测作为基本模块。内、外壁检测等附加模块,可以预留。
2.在线检测速度:瓶径64mm时为42 000瓶/h。
3.瓶底检测分辨率及剔除率:无标志和无磨损瓶:大小为2.5mm×2.5mm时,剔除率98%;大小为3.0mm×3.0mm时,剔除率99%。
有标志、磨损、深色、色差瓶:大小为3.5mm×3.5mm时,剔除率98%;大小为4.0mm×4.0mm时,剔除率99%。
4.可对混色瓶或深色瓶进行处理。
三、在线检测的方案确定
1.在线检测的方案
方案1:直接购买国外的机器视觉系统,在该系统的基础上进行二次开发。
此方案虽然开发速度快,但机器视觉系统昂贵,并且以后每生产一台都必须支付软件注册费,同时能够达到速度要求的现成视觉系统也几乎不存在,故该方案不可取。
方案2:采用分级控制系统,即以工业控制机完成上层的控制管理工作,下层配以由DSP芯片为核心的系统,完成图像采集与图像处理工作。
该方案由于开发周期过长,不利于占领市场,并且该方案建立在算法已经完全成熟的基础上,因而,该方案被作为未来完善的方向而推迟采用。
【关键词】在线购物;评价机制;分析;对策
电子商务环境所具有的匿名性和虚拟性增加了买家对卖家的怀疑度,而卖家的良好信誉就能在很大程度上消除买家的怀疑,增加买家的信任感从而促成交易成功,评价通常都包括好评、中评、差评三个方面,并且双方都以此评价为基础形成了各自的买家或卖家信誉档案,好评越多越能够激励更多的买家或卖家与之合作,差评越多就对潜在的交易存在越多的负面影响。据统计,在美国有71%的网民会通过网络购物,而相比之下中国只有25%的我那公民会通过网络进行购物行为,其中约有35%的在线购物网民对在线购物存在不同程度的不满[1],这就证明了当前我们存在的信誉评价机制是存在着一定的缺陷的,针对此问题本出了如下的分析和建议。
一、现有在线购物信誉评价机制现状
淘宝网作为国内最大的在线购物交易平台,它的信誉评价体系是借鉴美国eBay的信誉体系而成立的,淘宝网的交易评价分为“好评”“中评”“差评”三个等级,买家对卖家做出一个“好评”,该卖家的信誉分数就加“1”分,而“中评”和“差评”对应的分数分别为“0”分和“-1”分[2]。同时规定了每个月相同的交易对手之间只能最多进行6次评价,以此来防范卖家收通个别买家进行虚假交易来产生恶意虚假信誉,而腾讯拍拍网也在这种评价机制上开创了属于自己的信誉评价体系,主要区别为拍拍网将单次的信誉评价与成交的金额紧密联系到了一起,这就减缓了信誉度的不公平性。目前来看淘宝所用的评价体系得到了国内网络零售行业的普遍认可,买家习惯用红心、钻石、皇冠的级别来区分网店的信誉,在初期,这个规则起到了很大的督促卖家的作用,多数卖家能够诚信经营,而现在很多卖家开始进行信用炒作,致使一些炒作信用的地下行业日益猖獗起来,也产生了很多披着优良信誉的不良商家,最终导致很多网络消费者失去了网络消费的信心。
二、现有在线购物信誉评价存在的问题
1、信用评价管理机构
淘宝的信用评价体系应该有相关立法的支持,由政府相关部门或是授权非营利性质的机构来进行监督管理,这样才能够保证交易的客观真实性。毋庸置疑,淘宝现有的信用评价体系是有一定的积极作用的,但是归根结底这个评价体系还是营利性机构,最终这个标准会失去客观的真实性,所以管理信用评价的机构还是需要深思熟虑的。
2、“信誉”第一原则
很多网络卖家都存在虚假交易和信誉互换的现象,通过虚假交易来获取相关的交易信誉,很多卖家都可以在短短一个月内就从初级卖家成为钻级卖家,也存在一些卖家在买家收到货品并进行好评过后对售后服务问题表现的极为怠慢消极,更有一些卖家在通过各种手段达到皇冠级别以后,就提供低质量的产品和服务,使得更多的消费者对在线交易失去了信心[3]。
3、在线交易环境不够成熟
近几年我们在线购物急剧发展,造成了现在在线交易有量没有质的局面,许多网络卖家不懂得信誉对企业发展的重要影响,以欺诈消费者谋取高额利润,而交易后评价规定时间为15-30天,这个时间并不能够满足买家对产品的体验。而消费者又不懂得怎么样在网络交易中维护自己的权益,加之网络维权在网络交易技术方面还不够成熟,操作不方便和不及时等特点,这就更加使得在线购物买家不能够给出客观的真实信誉评价。
三、对在线购物信誉评价出现问题的解决对策
1、政府机关或授权非营利机构充当信用评价的管理者
对于个人和企业来说,信用的社会意义都是巨大的,我们国家正在努力的建立一个健全的信用体质,在线交易信用也需要一个这样权威的非营利机构来进行管理,建立科学可信且具有统一标准的卖家和买家信用评价档案,在不同的交易网站之间进行信用共享,进行买卖双方信用实名制,实现网络交易信用和现实生活信用通用[4]。
2、完善在线信用评价体系
对待虚假信用评价行为一定要给与严肃惩罚和处理,对于恶意刷信誉的卖家一律给与封店和罚款处理,对于配合卖家进行恶意刷信用交易的买家应该给与买家信用归零处理,信用归零后该买家就不得继续在网络上进行购物,将网络信誉与交易次数、交易时间、交易金额都紧密联系起来。对于高信誉卖家提高信誉要求,如果高信誉卖家出现了欺骗网络买家的行为,应给与严厉的惩罚和降级、信用归零等处理,这样就提高了对高信誉卖家的约束力,使其能够一直为网络买家提供良好的服务[5]。
3、完善法律体系
加强网络信用法律的实施是良好网络交易环境的基本保证,我们必须做到任何网络欺诈行为都能够有法可依,才能够使得那些利用信用体系漏洞来谋取利润的人有所惩罚。可实行买家举报制度,即买家受到了不公平交易或者交易欺诈行为可以向网络交易相关部门进行实名或匿名举报,举报得到证实后给与买家现金奖励。
小结:
本文针对我国现有在线购物真实情况进行了分析,找出了交易过程中存在的主要问题,并且针对问题给出了相应的解决建议,也在此文中呼吁国家相关信誉管理部门介入到在线购物中来,制定符合现有形式的网络评价信用管理机制,对于先刷信誉再经营和相关的刷信用地下产业制定严格的处罚,借鉴发达国家的电子商务信誉评价模式少走弯路,实现快速发展。
【参考文献】
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[3]陈明亮,李敏乐.消费者在线购物从众为何如此普及――从冲突视角的一个神经学研究[J].管理工程学报,2013,03(12):183-188+182.
虽然水利工程的发展为人们的生活提供了很多的便利,但随着水利工程规模的不断扩大,水工环地质灾害造成的影响越来越大。基于此,本文对水工环地质灾害危险性评估现状进行分析,并提出几点策略,为相关工作人员提供参考。
【关键词】
危险性评估;水工环地质灾害;评估策略分析
0引言
近年来,虽然水利工程的不断发展取得了一定的成果,但水工环地质灾害危险性评估工作却遇到了一些问题,从而对水利工程的持续发展造成了阻碍。水利工程的发展关乎到我国水资源分配,对平衡各区域之间水资源具有一定的重要意义。因此,水工环地质灾害危险性评估工作是十分关键的一个环节,直接关系到水利工程的运行质量和使用期限。因此,对工环地质灾害危险性评估进行分析是很有必要的。
1分析水工环评估现状
对水工环现场地质条件进行勘查工作是水利工程施工前的一项必要措施,对水利工程施工方案的制定具有一定的重要意义。相关水利工程建设需要根据勘查结果进行施工方案设计,确保水利工程的顺利实施。在进行地质勘察工作的同时,还需要根据水利施工现场实际情况进行水工环地质灾害危险性评估,为水利工程的可持续发展提供参考依据。在实际工环地质灾害危险性评估工作中,容易受到地质灾害和地形地貌的影响。地质灾害主要是指水利施工现场曾经出现了一定次数的地质灾害,致使水利施工现场地质出现变化,对水利工程的施工造成影响。若地质灾害出现的次数越多,那水利施工现场地质勘查工作的难度就会增加许多,从而使水工环地质灾害危险性评估结果与实际地质状况之间的差距拉大。随着水利工程规模的不断扩大,工作人员在地形地貌方面的勘查工作越发艰难,因为很多水利工程施工场地周围的环境都十分恶劣,比如冲沟和斜坡等地形地貌。一些工作人员在进行水利施工现场勘察时,缺乏对地质灾害发育程度的研究,往往都会忽略小区域严重地质灾害,从而对地质灾害危险性评估工作的结果造成一定的影响[1](水工环地质灾害勘察现场如图1)。
2分析危险性评估策略
综上可知,当前我国工环地质灾害危险性评估工作仍然面临着一些问题,从而对水利工程施工方案的制定造成很大的影响。为促进水利工程的可持续发展,需要对水工环地质灾害危险性评估进行分析。下面从施工现场、水文环境、地质环境等方面进行工环地质灾害危险性评估策略分析[2]。
2.1施工现场
水工环地质灾害危险性评估主要是对水利施工现场进行勘察与分析,对施工现场地质灾害危险性进行评估。首先,需要对水利施工项目进行详细了解,包括地基挖掘的深度、施工材质、材料数量、施工细节等。然后,工作人员需要对施工现场进行全面勘察,不能因为地质灾害严重危险区的面积狭小而采取忽略态度。因为地质灾害区的不可预测性较多,若是忽略了对局部严重地质灾害区的勘察分析,那就可能会对整个水利工程的使用寿命造成影响。由于水利工程规模的不断扩大,当前很多施工现场的地质条件都很复杂,有些甚至需要进入地势复杂的山区,这对工作人员来说是一项挑战。工作人员需要对水利施工现场勘查工作进行细致地划分,对每一块区域进行详细的研究与勘查工作,对周围环境条件进行严密的监控管理,从而尽可能地将能够引起地质灾害危险性发生的因素都考虑进去。通过勘察前的准备工作与勘查中的科学安排,加强对施工场地的勘察工作,为水工环地质灾害危险性评估提供更多的数据资料,从而提高评估结果的精确性(施工场地勘察如图2)。
2.2水文环境
在水工环地质灾害危险性评估过程中,水文环境勘查工作是必不可少的。在进行水文环境勘察时,主要是对水文条件进行参数分析,严格按照相关标准对可能会引起地质灾害的因素进行科学分析,并将分析结果作为危险等级的评估指标,从而评估工作的稳定、可靠。这需要相关工作人员本身具备一定的操作能力,能够根据地下岩溶对可能存在的危险性因素进行分析、确定。当灾害等级评估出来之后,需要工作人员制定相关的预防措施,从而对水利施工中的基层施工方案提供参考,降低水文环境对水利工程稳定性能的影响(水文环境勘察现场如图3)。
2.3地质环境
随着水利工程的不断发展,地质环境在水工环地质灾害危险性评估中的比例越来越重,需要相关工作人员对地质环境的危险性评估工作引起重视。在进行地质环境勘察时,工作人员应该根据科学的地质灾害危险性评估等级,对地质环境可能造成的地质灾害影响程度进行分析,从而对地质环境进行危险性等级评估。这需要工作人员能够合理运用当前的勘察设备与勘查技术,对地质环境可能造成的生态破坏进行全面分析。相关监察部门应该加强对地质环境的监督工作,确保工程的顺利运行,不会对水利工程危险性评估的正常运行造成影响。
3结语
综上可知,当前我国水利工程正处于高速发展阶段,越来越多的人对水工环地质灾害危险性评估工作进行关注。因此,为水利工程的稳定发展,需要对水工环地质灾害危险性评估策略进行深入分析,不断加强对施工场地、水文环境、地质环境的勘查力度,以提高评估结果的精确性。
参考文献
[1]姜龙龙.地质灾害勘查方法及预防思路探讨[J].黑龙江科技信息,2017(13).
引言
近年来校园火灾频发,对师生的人身及财产安全造成很大威胁。据有关资料统计,在我国全日制高校中,从未发生过火灾的寥寥无几.在这些发生火灾的学校中,有的烧毁教学楼、实验室、宿舍,有的烧伤学生,甚至夺去生命.每年发生在校园宿舍里的小型火灾多达数千起,而且有明显的上升趋势。
1.校园火灾特点及原因分析
目前,高校校园已经呈现出多功能化,除了传统的教学、科研以及基本的生活功能以外,商业、娱乐、高科技产业、现代化体育场馆等类型的建筑也成为校园中的重要组成部分。虽然在空间上这些建筑相对比较分散,建筑密度比起从前拥挤的校园有明显的降低,但是校园内建筑类型多样,如教室、食堂、宿舍、体育馆、科研楼、实验楼等。由于建筑功能和形式上的多样性,使得校园火灾隐患也存在多样性的特点[1]。
高校火灾具有很大的危险性。首先是建筑耐火等级低。大学的建校时间一般都比较长,历史悠久,少则几十年,多则近百年。老式的砖木结构的建筑多,建筑之间的防火间距小,耐火等级低,发生火灾后极易燃烧和蔓延。其次是电气线路老化。部分高校电路设计负荷仅考虑普通照明要求。由于近年来用电设备增多,加之学生在宿舍中违规私拉乱接电线、随意使用热得快、电炉、电饭锅等大功率电热器具,造成线路超负荷运行,引发火灾。第三是违规关闭疏散通道和安全出口。学校内各种场所人员相对密集,安全出口数量和疏散宽度不够。为便于管理,部分学校经常将安全出口锁死,给学生宿舍的窗户加装防护档,楼道出口安装防护用的铁栅栏,或在男女学生区分隔的楼梯或通道处设铁栅门,发生火灾时极易造成群死群伤。第四是火灾荷载大。高校宿舍、实验室、图书馆、电教中心等建筑内可燃物多,实验室还使用大量易燃易爆的化学危险物品,一旦发生火灾,蔓延迅速,难以控制。另外,学生在宿舍夜间熄灯后点蜡烛以及吸烟、点蚊香等等,稍有不慎,也会引起火灾。第五是消防“硬件”不足。近年来,高校“扩招”的幅度越来越大,在校大学生数量激增。据清华大学国情研究中心《国情报告》的统计表明,截至2010年底,中国各类高等教育在校生数已经达到3000万人。与之形成鲜明对比的是,许多高校相关的各种消防配套设施并未跟上,学生宿舍拥挤、陈旧建筑多、线路严重老化等情况普遍存在。另外,大学里保卫部门真正实施消防安全管理的人员很少,有的甚至只有一个人,有的人还身兼数职,造成精力分散。
2.校园火灾评估体系的构建
基于灾害系统的理论[2][3], 高校宿舍火灾灾害系统是由火灾孕灾环境系统、火灾承灾体系统、火灾致灾因子系统相互作用共同组成的一个复杂的灾害系统。(图1)火灾孕灾环境(E) 主要是受火灾形成的人为条件(p)、电气条件(e) 以及易燃易爆物(c) 三者共同影响的。在人为条件下形成的火灾中, 由吸烟引起的火灾属于其中最为常见的一类,因此, 吸烟率(Ep) 作为人为条件中的重要因素之一影响着火灾的发生。非人为条件则主要指非人为环境下火灾发生的条件, 这里, 宿舍内所含电器数量(Ee1) 以及宿舍内所含电源数量(Ee2)、电线长度(Ee3) 等成为主要的成火因素。易燃易爆物如书本(Ec1)、家具(Ec2)、衣物(Ec3) 等成为影响火灾灾情的另一重大因素。
火灾致灾因子(H ) 主要是造成损失的火患。此处, 可根据不同性质对火灾进行划分,即为A , B , C, D 四类。火灾持续的时间(H1)、燃烧的范围(H2)、强度(H3) 是火灾致灾的前提条件。火灾中的空气温度(H4)、烟尘密度(H5)、有害气体浓度(H6) 是火灾致灾的必要条件。火灾承灾体(S ) 主要是指火灾过程中造成的损失, 主要有人员伤亡(p ) , 财产损失( t) , 建筑物(c) 两类。人员伤亡中包含死亡人数(Sp1) , 受伤人数(Sp2), 物品损失中包含生活用品(St1) 及学习用品(St2) 两类, 另外, 视火灾的程度而定, 建筑物损坏程度(Sc ) 同样是火灾承灾体中的重要组成部分。火灾灾情(D ) 是火灾孕灾环境、火灾致灾因子和火灾承灾体相互综合作用的产物, 主要包括人员伤害(D1) , 建筑烧毁(D2) , 财产损失(D3) 三方面的内容。在火灾发生后, 人员伤亡成为衡量火灾严重程度的重要指标, 同时, 建筑烧毁, 财产损失都成为火灾灾情的直接影响对象。
该评价指标体系,从火灾孕灾环境系统、火灾承灾体系统、火灾致灾因子系统4个层次出发,该评价指标体系采用科学的量化方法,从而保证了指标体系建立的客观性和科学性。
图1火灾灾害系统
3.校园火灾预防对策措施
3.1开展消防安全检查治理,消除火灾隐患
(1)消防安全管理部门要切实履行职责,对消防工作进行全面检查.公安机关依法对学校进行消防设计审核;学校工程取得施工许可后经依法抽查不合格的,应当停止施工.对已建成的学校进行定期检查,发现火灾隐患及时处理,对不改正的单位进行处罚.重点对学校使用明火管理、电气线路布置、线路老化情况、消防器材设施设置、消防水源使用、建筑防火设计技术是否达到要求进行检查,发现问题协同学校快速解决。
(2)各级各类学校以学生宿舍、学校校园内教职工宿舍、食堂、实验室、教室、电脑室、图书室、会议室等人群集中场所为重点,开展消防安全检查,督促整改火灾隐患,严格规范用火、用电等消防安全管理措施;清理学校人员集中场所内封堵和占用疏散通道的杂物,拆除疏散通道和安全出口的障碍物,保持疏散通道和安全出口畅通,配备好应急照明灯和应急广播系统,检查消防栓、灭火器的有效期.通过自身检查,发现火灾隐患,及早处理,使校园始终处在安全的环境中。
3.2加强消防安全教育,使防火意识深入人心
按照《中华人民共和国消防法》的要求,将“消防知识纳入教学培训内容”.各级各类学校应在学校师生比较集中的场所,采取墙报、黑板报、警示牌、宣传牌、电子屏等形式设立消防宣传专用版面,设立固定消防专用宣传栏,定时向师生进行消防安全常识教育,进一步推动消防安全宣传教育进校园工作的深入开展.要向学生开设消防安全课程或培训,提高他们应付火灾事故和火场自救的能力,火灾发生后如何灭火和逃生自救,如何利用安全通道疏散,如何防止窒息,使他们懂得自身的消防安全职责,懂得常用的防火巡查、火灾报警、扑救初期火灾以及引导众人和自身疏散逃生的知识,这些都是需要实践的课题,同时定期不定期地举办火灾事故和防火、灭火知识展览,教育全体师生员工树立安全责任心,时刻不忘消防安全。
3.3健全校园消防安全管理机制,实行防火安全责任制
建立消防安全组织机构,校长对学校范围内的消防安全管理工作负总责,组织实施各级消防安全岗位责任制,明确各级领导在消防工作中的责任,落实安全责任追究制度,责任落实到人.对因工作失误造成重大火灾隐患漏排漏治或发生火灾事故的学校,依照有关法律法规追究学校主要负责人和相关责任人责任,健全消防安全管理制度,使消防管理有章可循.组织消防安全检查,研究隐患整改措施,督促消防安全隐患的整改,做好学校消防器材配置和管理工作,使之处于良好的状态.各负责人须积极参加消防业务培训和学习,认真了解有关消防法律、法规,熟知“三懂三会”.懂本岗位火灾危险性、懂预防火灾的措施、懂扑救火灾的方法;会使用消防器材、会扑灭初起火灾、会报警。
3.4加强学校消防设施配备和管理
对消防器材配备不足的部分学校,要及时配备,失效的灭火器要及时更换.学校相关负责人须定期对消防设施进行检查,主要是检查设施配备是否到位,设备是否可以有效使用,设施安装是否合理,室内外消防栓要定期检查开关的灵活性,灭火器干粉若失效要及时更换,气压不达标要及时充气,安全通道要保持畅通无异物.每次检查时要做好记录,发现问题及时解决,并定期整理存档.努力消除学校的消防安全隐患,以确保师生的生命安全.随着各级政府和部门对校园消防的不断关注,学校对消防安全工作的认识也在逐步加深,相信在社会各界的共同努力下,我们的校园会逐渐远离火灾的威胁。
4.结论与讨论
校园火灾发生具有随机性、发展过程的复杂性及现有资料的不完备性 ,在进行校园火灾危险性分析时 ,很多因素都无法直接量化。本文主要进行了校园火灾的危险有害因素进行了较完整的辨识,并基于灾害系统理论,建立了校园火灾的整体评估体系;提出了相关预防措施,便于有重点地进行校园火灾预防和安全管理工作的提高。
参考文献:
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[2]史培军.三论灾害研究的理论与实践[J]自然灾害学报, 2002, 11(3): 1- 9.
今天会议的主题十分明确:就是部署迎检工作,督促整改落实,确保顺利通过。10月18日下午,省测评组就将分赴各申报城市,进行测评,直到11月7日结束,因为整个测评工作全部采取暗访形式,不打招呼,因此,面对迎检任务,时间十分紧迫,任务十分艰巨,责任十分重大,各部门、单位、乡镇都有创建责任,希望大家全力以赴,不折不扣地完成创建任务,确保符合标准,获得高分,兑现县委对人民的庄严承诺。下面,就此次测评工作讲三点要求,请大家务必按要求抓紧落实。
一、高度统一认识,切实履行责任,坚定必胜信心
创“三城”是县委、县政府的一项重要决策,是贯彻落实县第十三次党代会提出的“三年大变样、五年翻一番”总体目标和“三城同创、三年变样”城市建设目标的重要举措,是改善城市人居环境、提高城市品位的有效手段。大家要明白这样一个道理,我们开展创建省级文明县城工作,不仅仅是为了争取一份荣誉,而是要通过创建活动,进一步改善县城的人居环境,提升城市品位,为招商引资和推进全县经济社会发展打造一个良好的平台和“名片”。前两年经过大家的共同努力,创建省级园林城、卫生城已取得阶段性成果,今年的工作重点是创建省级文明城。但是我们知道,创建省级文明城要求很严,标准很高,创建任务非常繁重,可以这样说,创建省级文明城是创“三城”难度最大的一环,也是最重要、最关键的一环,所以我们不能存有任何侥幸的心态。
一是要认清我们存在的差距。对照《省级文明城市测评体系》要求,我们还存在着不少问题和差距,主要表现在以下五个方面:一是思想认识有待进一步提高。个别部门、个别单位认为创建工作是职能部门的事,工作的主动性不够,积极性不强;二是基础设施配套有待进一步完善。老城区基础设施配套相对滞后。三是市民素质有待进一步提升。不少市民仍然存在着一些不良的卫生习惯,交通安全意识比较淡薄,不文明行为时有发生。少数居民对公益活动和创建工作关心不够,参与热情不高。四是市容市貌有待进一步改观。城区乱堆乱放、乱搭乱建、乱贴乱画以及占道设摊等现象还比较严重。所有这些,既是我们的工作差距,更是要求我们着力解决的重点问题。
二是要明确测评工作的苛刻程度。测评组可说是鸡蛋里挑骨头:在广场公园没报栏、没邮箱扣分;垃圾箱、电话亭破损扣分;路边蹀子店买到一张黄碟扣分;在便民超市看到过期食品扣分;卖烟店无禁止向未成年人售烟标识扣分;十字路口上下班高峰期有人横穿马路扣分;街巷有乞讨人员扣分;出租车司机未系安全带、未主动给发票扣分;窗口投诉记录无处理结果扣分;银行一米线内有人插队扣分;公厕无残疾人专位扣分;坐公交车发现有没给老弱病残幼孕让位扣分;打110电话规定时间内有未出警扣分;居住小区、图书馆影剧院消防设施、记录不齐全扣分。这就要求我们务必针对今天下发的整改通知书,切实整改,确保达到测评要求。
三是要树立起决战必胜的信心。要按照部署,努力工作,达到目标,只许成功,不许失败。希望相关乡镇(场)和部门进一步增强紧迫感和危机感,把创建省级文明城工作作为当前的一项中心工作来对待,作为维护县委、县政府决策形象的重要任务来完成,按照邹岳明副主席的安排部署,立即行动起来,迅速掀起迎接检查的热潮。
二、迅速统一行动,拿出过硬措施,掀起整改
2012年,是决战“三城同创”的最后一年,现在是关键时刻,我们要百倍努力,迅速行动,拿出过硬措施,掀起整改新,迎接公共文明指数测评和文明城市测评工作,当前的工作要求是落实好“五个全面”,即全面动员,全面查找,全面明责,全面整治,全面见效。并在具体工作中,突出抓好以下三个方面的工作。
(一)宣传发动,夯实全民参与、群管群治的创建基础。
创建省级文明县城,是一项群众性实践活动,通过省里测评,离不开社会各界的支持和配合,离不开全体市民的理解、关心和参与。形成强大的创建声势,既是广泛发动群众的需要,也是提高创建工作认同感的需要。全县各级各部门要进一步加强领导,继续加大创建的宣传工作,要增加县城公益广告占有率,要运用一切宣传手段,使创建省级文明县城的目标、标准、要求和文明规范家喻户晓,人人皆知,通过广泛深入的宣传,为创建工作营造良好的社会舆论氛围。
要加强制度建设,充分发挥群管群治的作用。继续实行“三进三促”县领导挂点制、联创联建制、单位路段负责制和门前“三包”制度。从10月18日开始,各单位就必须上路执勤。县领导要带头深入所挂路段、社区指导创建工作,带头参加创建活动。各单位对所监管的路段要负总责,要建立健全卫生保洁制度,对县城主要街道进行冲洗。要继续坚持卫生大扫除制度,建立周五下午单位卫生清扫日制度,环卫部门要实行全天候保洁。
(二)大力开展市民教育,努力提高城区居民素质。
一是继续深入贯彻《公民道德建设实施纲要》,大力开展职业道德、社会公德、家庭美德教育,继续抓好“二十字基本道德规范”进社区、进学校、进课堂的工作,提高广大群众的道德素质。大力开展市民教育,要组织城区居民和各中小学校学生学习《文明市民知识读本》、《公民道德教育手册》和《居民行为规范十不准》,引导干部群众在社会做一个好公民,在单位做一个好建设者,在家庭做一个好成员,逐步形成平等友爱、共同前进的道德基础。二是集中宣传一批体现民族精神,具有特色的精神文明建设先进典型,不断提高居民的整体素质。三是进一步加强和改进未成年人思想道德建设,重点在学校开展各种道德教育活动。为未成年人创造良好的成长环境。
(三)大力开展“四大整治”活动,进一步美化县城形象。
关键词:地方政府投融资平台;风险;融资渠道;治理结构
文章编号:1003-4625(2010)08-0062-03 中图分类号:F830.2 文献标识码:A
一、引言
为配合国家4万亿元投资“保增长、扩内需、调结构”政策的实施,各大银行积极增加信贷规模,2009年全年人民币各项贷款增加9.59万亿元,同比多增4.69万亿元。在高速信贷投放的主体中,地方政府的投融资平台表现最为突出,其从各大银行融资金额占新增贷款总额的比重高达40%,总量接近3.8万亿元。据统计,2009年末全国3800多家地方政府融资平台负债总额已达6万亿元,一些投融资平台的负债率达到94%,有些甚至高达400%,而国际上平均水平为80%-120%。地方政府投融资平台负债规模的急剧扩张,一方面加大了地方政府的债务负担,扩大了地方财政风险,另一方面对银行系统的经营风险形成潜在压力。为此,2010年初中央政府提出“尽快制定规范地方融资平台的措施,防范潜在财政风险”的要求。而目前关于如何控制地方投融资平台的风险却存在不同的观点。一些学者认为多年的经济增长提升了地方政府承担债务的能力,地方投融资平台贷款并不会出现风险集中爆发的现象;一些商业银行则视地方政府投融资平台为洪水猛兽,完全停止了对其的贷款发放。因此如何正确认识地方政府投融资平台的作用和存在的价值,以及如何采取措施有效控制其风险是摆在政府和金融机构管理者面前具有重要意义且亟待解决的现实问题。
二、地方政府投融资平台存在的风险
地方政府投融资平台是指由政府主导或者绝对控制,以融入资金为主要业务,融资行为全部或部分由地方财政直接或间接承担偿债责任或提供担保,所筹资金主要用于基础设施建设或准公益性政府投资项目的组织机构。地方政府投融资平台在加快城市基础设施建设和产业升级,改善居民生活环境等方面,发挥了重要的筹资作用。全球金融危机爆发以后,地方政府投融资平台有力地缓解了地方政府配套资金的不足,促进了“保增长、扩内需、调结构”的一揽子经济刺激政策的有效实施。然而,在认识到地方政府投融资平台积极作用的同时,我们需要重视地方政府投融资平台大规模扩张以后存在的风险。这些风险主要表现在以下几个方面:
(一)地方政府投融资平台的高额负债增加了政府的财政负担。由于地方政府投融资平台项目贷款的还款来源都列入政府财政预算,并报当地人大常委会审议通过,因此地方政府成为贷款的最终还款人。也正是由于有了地方政府的财政担保,各大商业银行才敢于向实力并不雄厚的政府投融资平台大量放贷。但是,投融资平台的高额负债形成的还款压力增加了地方政府的财政负担。
(二)各地投融资平台在贷款使用上缺乏统一规划和安排,重复建设难以避免。由于政府投融资平台在各地如雨后春笋般涌现,在没有统一规划的前提下,各地建设项目纷纷上马,重复建设难以避免。这样既增加了政府的财政负担又造成了重复建设,降低了资金的使用效率。
(三)由于投融资平台所筹资金主要用于基础设施建设或准公益性政府投资项目,这些项目自身没有现金流,因此政府作为最终还款人,财政收入将成为唯一还款来源。目前,一些地区由于发展水平落后,财政收入有限,仅限于“吃饭财政”,如果财政无法负担贷款的本金甚至利息将会造成银行系统的坏账损失,威胁金融安全。
(四)即使是经济发达地区,目前财政收入能够负担贷款本息,投融资平台的系统性风险仍然不能忽视。目前许多地区的财政收入主要来自于土地出让金,一旦地区经济形势下滑,房地产价格下降,土地收入减少,出现类似于“迪拜危机”的情况,必将形成信贷资金的系统性风险。
三、地方政府投融资平台风险的成因
地方政府投融资平台存在的风险已经受到中国人民银行、银监会和财政部等政府部门的广泛关注。一些政府部门正在摸索控制地方政府投融资平台风险的措施,如在监管部门的统一部署下,各商业银行已经开始对地方投融资平台的项目进行自查;财政部已经发出通知,明确地方政府投融资平台贷款中地方政府和人大所开具的“担保函”无效。上述措施的有效性还有待进一步观察。为了采取更为有效的措施从根本上控制地方政府投融资平台的风险,我们需要首先对投融资平台风险的成因进行深入的分析。通过对投融资平台发展过程和现状的分析,投融资平台风险的成因可以归纳为以下几个方面:
(一)地方政府的财权和事权不对等是造成投融资平台风险的根本原因。从1994年中国分税制改革实施以后,财政收入向中央政府倾斜,而地方政府负责地方经济发展和社会稳定的事务并没有减少,因此造成了事实上的地方政府事权和财权的不对等。由于我国转移支付制度尚不完善,在中国城市化快速发展阶段,尤其是在中国推出4万亿元投资计划应对金融危机的过程中,地方政府需要投入大量资金进行基础设施建设,导致大部分地方政府可支配财力远远无法满足庞大的资金需求,寻求外部融资成为唯一出路。而地方政府的融资手段非常有限,1994年通过的《预算法》规定:“除法律和国务院另有规定外,地方政府不得发行地方政府债券,”因此地方政府只能通过财政部代为发行地方债券。2009年,财政部代为地方政府发行2000亿元地方债券,显然无法满足地方政府的资金需求。而2009年通过投融资平台发行了105期城投债,发行规模达1300亿元左右,更无异于杯水车薪,因此政府只能通过投融资平台向银行系统融资。
(二)银行与地方政府之间的信息不对称导致银行很难对地方政府的负债水平和项目风险做出准确评价。地方政府为了融资方便往往通过多个融资平台从多家银行获得信贷,形成“多头融资,多头授信”的格局,导致地方政府的总体负债和财政担保承诺情况错综复杂。由于银行与投融资平台之间的信息不对称,以及多家银行对政府项目市场份额的激烈竞争,银行很难了解到政府投融资平台从其他银行的借贷情况,只能了解与其有业务往来的投融资平台的负债情况及其在本行内的借贷情况。这种情况类似于“囚徒困境”,各家银行不了解其他银行的授信情况,同时为了提高自己的市场份额便增加放贷,最终导致投融资平台信用风险不断扩大的集体非理性结果。
(三)部分银行在信贷投放过程中审查不严也是造成地方政府投融资平台风险的重要原因。金融危机爆发以来,由于国外市场经济低迷,国内与出口相
关的行业也受到极大影响,许多银行的国外业务萎靡不振,国内出口相关金融业务极度萎缩。在国家出台4万亿投资的经济刺激计划以后,各大银行为了弥补对外市场业务的下跌,把目光转向了城市基础设施建设项目。部分银行为了争取更多的市场份额,没有严格执行贷款“三查”,降低贷款条件,客观上鼓励了地方政府投融资平台的过度融资行为。
(四)地方政府投融资平台治理结构不完善,完全依靠政府财政还款,增加了财政负担。投融资平台公司的注册资金少且到位不足,缺乏有效经营性资产,公司业务单一,空壳化现象严重。以笔者所在省份的某投融资平台公司为例,它成立于2003年,注册资本3亿元,而实际到位注册资本仅为0.95亿元,尚有68%的资本金没有到位。当地政府划人的环城快速路、城市道路和立交工程等城建类资产难以变现流动,无法产生经营性现金流,其主营业务没有自我造血功能。公司在整个投融资流程中只负责融资,资金使用由建委或其他项目实施主体来主导,还本付息则依赖财政,在实际操作中没有形成责权利统一的项目管理模式,市场化的代建制、政府回购模式并没有真正实行,公司的市场主体地位及项目业主职能没有充分发挥。项目贷款资金借、用、还彼此割裂,还款机制无法从根本上理顺。
四、对策分析
根据对地方政府投融资平台发展过程的分析,它的存在与我国的宏观环境和制度安排相适应。对于其目前存在的风险,我们需要辩证地看待,既不能听之任之,也不能一概否定,全面禁止。如果采用过于严格的措施截断政府投融资平台正常的融资渠道,就意味着其资金链的断裂,债务风险就会立刻暴露,这是监管部门所不愿意看到的,因此风险防范应避免矫枉过正。通过上面分析,我们发现地方政府投融资平台的风险主要来自三个方面,即政府、银行、投融资平台自身,因此有效降低风险的措施需要从这三个方面入手。
(一)保证地方政府财权与事权的对等,为地方政府开辟多种融资渠道。一方面要完善财税体制和财政转移支付制度,平衡地方政府的财权和事权,降低地方政府的对外融资冲动。另一方面,修订现有的法律法规,使地方政府直接融资合法化。修订《预算法》允许有条件的地方政府发行市政债,为地方政府直接融资打开渠道。让地方政府直接面对市场,在市场各方力量的共同监督下,促使地方政府规范借贷行为,控制债务风险。此外,尝试资产证券化融资,学习银川市建投、南昌市红谷滩城投等投融资平台在全国银行间债券市场发行公司债,提升直接融资能力。对一些大型基础设施项目,如桥梁、污水处理厂等可以采用BOT、TOT、PPP、PFI、ABS等经营方式,从而减轻地方政府的财政负担。
(二)银行对地方政府投融资平台项目要建立严格的信贷筛选机制和灵活的授信机制。不同地区的经济发展和政府债务率(即政府债务余额/可支配财力)存在较大差异,以笔者所在的河南省为例,各地方政府债务率最高的达到148%,而最低的只有9%,因此银行要对地方政府投融资平台的贷款采取“差异分析、有保有压”的方针,确定地方政府的融资风险大小,进而确定授信额度。此外,银行要对不同的项目类型采用不同的管控措施,对于具有自有现金流的产业或行业组合项目可以作为支持的重点,而对那些完全依靠政府财政还款的基础设施项目则要根据政府财政收支状况确定风险边界。为了避免地方政府多头举债和过度融资的问题,银行间可以通过中国人民银行或者银监会构建信息平台加强沟通、交流与协作,了解地方政府投融资平台跨银行的资金流向,实现对投融资平台授信额度的有效控制。
(三)完善地方政府投融资平台法人治理结构,增强平台自我造血功能,建立资金借、用、还一体化机制。政府可以通过划拨优质企业的产权和资产,支持平台公司参与土地一级市场开发,赋予其特许经营权等方式,提高平台的承贷能力和信用能力;同时真正赋予其对国有资产的管理权、经营权和收益权,建立资本金补偿机制,从根本上改善平台的法人治理结构,增强投融资平台的自我造血功能和滚动发展能力。此外要逐步建立平台公司的项目法人责任制,实施项目建设责权利的统一,项目融资借用还一体。最终目标是发挥政府组织优势和银行融资优势,通过信用建设和融资推动,使投融资平台成为依托政府增信、自主经营、法人治理结构完善的市场化运作主体。
[关键词]高斯投影线路测量平面坐标系
中图分类号:441.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)24-0012-01
一、引言
《国家三角测量和精密导线测量规范》规定,所有国家大地点均按高斯投影计算其在6度带内的平面坐标,在 1∶10000 和更大比例尺测图地区,还应加算3度带的平面坐标。其目的是为了将投影变形限制在一定范围内,以满足不同比例尺测图的需要。但是,不管是6度带或者3度带的坐标,由控制点坐标计算的点间距与实测平距相比总存在一定差异。这个差异包括由地面投影到大地水准面的改正(高程归化)和由参考椭球面投影到高斯平面的改正(距离改化)。在研究选择线路测量坐标系时,需要首先研究高斯投影变形规律,以确定限制变形过大的对策。
1、高程改化
设为地面距离观测值,H为的平均高程,高程归化的相对变形有下式计算:
(1)
式中:为高程规化值;R为地面平均曲线半径(6371KM);H为广义的含义是量距的平均高程减去投影面的高程。设H 的绝对值50-5000m,高程归化引起的相对变形列入表1。由式知,在国家坐标系里,地面距离观测值的高程归化改正数为负值。欲使上式左端1600m。在青藏高原海拔5000 m 的地区,高程归化引起的变形达地面量测距离的1/1200,这对许多工程项目来说是不容许的。
2、高斯投影改化
设D为归化到参考椭球面上的距离,按高斯投影方法投影到高斯平面上的相应距离为,D两端点横坐标的平均值为,则用下式计算:
(2)
以Rm=6371 km代入上式,对不同的,计算结果列入表2。由表2可以看出,在国家统一坐标系中,高斯投影归化的边长变形恒为正值,变形值的大小与Y 的平方成正比,投影带分界子午线附近变形最大。
不同分带方法带边缘的长度变形在相同纬度相差甚大,同一投影带带边缘的长度变形在不同纬度也很不相同。6°带边缘投影长度相对变形大于1/2000,3°带边缘的长度投影相对变形只有在纬度大于30°的地区才能达到1/4000 以下。欲使边缘的投影长度相对变形在1/10000以下,必须采用1.5°带投影。
3、两种变形的共同影响
从上面讨论知道,高程归化和高斯投影改化对长度的影响有抵偿作用,且完全抵偿只是一个点。实际作业中,因为测区高低不平,东西向有一定宽度,加之为测线两端Y 坐标的平均值,实现整个测区投影误差为零是不可能的。我们要求在两种变形的共同作用下,变形值应满足工程建设的精度要求。令残余变形不得大于1/M,则 (3)
(4)
当M分别为4000、6000、10000、20000时,根据地面至投影面的高程,计算满足残余误差不大于1/M的值。随着地面与投影之间高度的增加,满足残余误差要求的抵偿区间越大。当高程增加到高程归化与投影改化数值相等时,抵偿区域开始离开中央子午线。此时,从中央子午线到抵偿区域下限之间残余误差将大于1/M ,且随高程增加,得不到抵偿的范围越大。同时,残余误差 1/M越小,满足要求的抵偿范围越小。当工程测区落在投影残余误差大于1/M的区域时,将满足不了精度要求。
二、线路工程测量平面坐标系的选择
影响坐标系选择的因素我国幅员辽阔,西高东低,地形复杂,有些线路工程有的横跨数个投影带,有的要在海拔2000~5000m的高原上修建,投影变形对工程的影响具有与其它工程不同的特点。如果投影残余变形不能满足大比例尺测图和工程放样的精度要求,按图设计的工程将与实地不符,工程数量、工程质量和投资得不到有效控制。因此,合理选择线路测量平面坐标系就显得特别重要。
线路工程平面坐标系的选择应考虑3个因素, 即地形测图的最大比例尺、放样精度、测区的地理位置和线路纵断面的平均高度要求测区内任何地方投影的残余误差不得大于施工放线误差的1/2。《新建铁路工程测量规范》规定,中线测量每隔5km。困难时10km与导线点、航测外控点及GPS 点闭合。根据量距的工具不同,长度闭合差不得大于1/2000和1/3000,客运专线和高速铁路暂定为1/5000和1/10000。由此推知,铁路线路工程投影长度变形的限差应分别为1/4000、1/6000、1/10000和1/20000。
三、结论
利用上述原理,可以按照线路所经地区的最低纬度确定的最大值。根据线路纵断面计算平均高程HP。以HP和1/M为参数,判断是否可采用国家统一的坐标系。如果从中央子午线算起的补偿范围大于,则可采用国家统一的坐标系。如果不能采用国家统一的坐标系,可根据对长度变形的精度要求,以线路纵断面上最高处与平均高程的差数代替H值,确定满足变形要求的范围(最大值)。如果范围小于线路最低纬度所对应的带边缘Y值,可考虑采用分带更小的统一坐标系,小型项目也可采用任意带投影平面直角坐标系。
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