智能城市的發(fā)展
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智能城市的發(fā)展范文第1篇
【關(guān)鍵詞】平安城市；智能視頻監(jiān)控；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展
中圖分類(lèi)號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1、前言
創(chuàng)建平安城市，營(yíng)造良好的安全環(huán)境是每一個(gè)市民的基本生活需求，加強(qiáng)公共安全更是國(guó)家和相關(guān)部門(mén)應(yīng)該高度重視的問(wèn)題。促進(jìn)城市系統(tǒng)智能化監(jiān)控的發(fā)展是維持社會(huì)治安穩(wěn)定的重要保障。
2、平安城市概念
平安城市是智慧城市的重要組成部分，平安城市利用平安城市綜合管理信息公共服務(wù)平臺(tái)，包括城市內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字化城市管理系統(tǒng)、道路交通等多個(gè)系統(tǒng)，利用市區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享。系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集并傳輸?shù)绞小^(qū)監(jiān)督指揮調(diào)度中心。監(jiān)督指揮調(diào)度中心管理平臺(tái)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、管理服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、調(diào)度控制服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、Web服務(wù)器、顯示服務(wù)器和其它應(yīng)用服務(wù)器組成。硬件中除服務(wù)器外，還包括各種監(jiān)控終端、安防產(chǎn)品、為了增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋而增加的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、基層組織監(jiān)控用的計(jì)算機(jī)設(shè)備等，這些產(chǎn)品的需求隨著平安城市系統(tǒng)覆蓋范圍的增加而快速增長(zhǎng)。而軟件解決方案除操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等系統(tǒng)軟件外，還包括各種監(jiān)控管理平臺(tái)、流媒體軟件、監(jiān)控軟件、智能交通系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)等。
3、系統(tǒng)架構(gòu)選擇
主流的視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)有以下四類(lèi)：
3.1以矩陣為核心的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控（矩陣系統(tǒng)）
核心的實(shí)時(shí)視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控功能很穩(wěn)定，這是目前大系統(tǒng)仍采用此方案的關(guān)鍵原因；控制主機(jī)采用簡(jiǎn)單聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，主要通過(guò)串口通訊，部分主機(jī)支持 IP 通訊；矩陣輸出（或環(huán)出）視頻進(jìn) DVR進(jìn)行獨(dú)立存儲(chǔ)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)集中錄象和錄象資源全網(wǎng)共享；多點(diǎn)通訊物理連接相當(dāng)復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備組網(wǎng)，不支持復(fù)雜權(quán)限管理；實(shí)際是矩陣和 DVR 各自成系統(tǒng)，依賴(lài)于 DVR 實(shí)現(xiàn)數(shù)字功能；矩陣和 DVR 有各自不同的權(quán)限體系和配置管理，不支持全網(wǎng)統(tǒng)一的權(quán)限及配置管理。
3.2以 DVR 為核心的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控（DVR 系統(tǒng)）
系統(tǒng)構(gòu)成：采用嵌入式 DVR+ 中心管理服務(wù)器，在節(jié)點(diǎn)增加了視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器；硬件和開(kāi)發(fā)成本低，數(shù)字功能完整，在銀行聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目上應(yīng)用較多，適合簡(jiǎn)單聯(lián)網(wǎng)需求的項(xiàng)目；基于 DVR 的網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端軟件開(kāi)發(fā)工具包，在 Windows 服務(wù)器上做應(yīng)用和界面整合，通過(guò)大量定制開(kāi)發(fā)能滿(mǎn)足特定用戶(hù)的功能要求，小型系統(tǒng)使用較多，側(cè)重于本地存儲(chǔ)，體系結(jié)構(gòu)上對(duì)視頻聯(lián)網(wǎng)的支持能力不強(qiáng)，無(wú)干線(xiàn)概念；安全和穩(wěn)定性差，單臺(tái) DVR 可同時(shí)登陸的用戶(hù)有限，服務(wù)器管理 DVR 的最大容量由服務(wù)器的性能決定，很難想象幾十臺(tái)或上百臺(tái) DVR 能組成穩(wěn)定的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
3.2 以網(wǎng)絡(luò)編解碼器為核心的全數(shù)字監(jiān)控（全數(shù)字系統(tǒng)）
系統(tǒng)構(gòu)成：網(wǎng)絡(luò)編解碼器 + 管理服務(wù)器 + 存儲(chǔ)設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)編碼器（或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）直接將視頻編碼送入 IP 網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心的管理服務(wù)器進(jìn)行視頻調(diào)度管理并進(jìn)行集中存儲(chǔ)；扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，任何授權(quán)的用戶(hù)都可根據(jù)權(quán)限進(jìn)行視頻監(jiān)控、調(diào)用以及查看錄像；能完整實(shí)現(xiàn) DVR 系統(tǒng)的所有功能，前端設(shè)備穩(wěn)定，與應(yīng)用系統(tǒng)容易集成，適合地域集中的局域網(wǎng)用戶(hù)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字監(jiān)控；無(wú)干線(xiàn)管理和路由策略；集中式的體系結(jié)構(gòu)，Windows 平臺(tái)的 PC服務(wù)器做管理服務(wù)器，大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)存在與 DVR 系統(tǒng)同樣的穩(wěn)定性問(wèn)題。
3.4以視頻網(wǎng)關(guān)為核心的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控（類(lèi)矩陣系統(tǒng)）
借鑒矩陣系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)模式，使用工業(yè)級(jí)嵌入式的網(wǎng)關(guān)主機(jī)替代矩陣主機(jī)，支持全網(wǎng)統(tǒng)一的精細(xì)化權(quán)限管理；開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)加載驅(qū)動(dòng)支持異質(zhì)設(shè)備互聯(lián)互控，平臺(tái)級(jí)的系統(tǒng)組網(wǎng)方案；存儲(chǔ)技術(shù)：支持專(zhuān)用存儲(chǔ)系統(tǒng)和海量分布式智能存儲(chǔ)體系；流媒體技術(shù)：支持大容量視頻轉(zhuǎn)發(fā)并發(fā)，支持?jǐn)?shù)字中轉(zhuǎn)；采用分布式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單臺(tái)網(wǎng)關(guān)主機(jī)可以自成系統(tǒng)，而多臺(tái)網(wǎng)關(guān)主機(jī)互聯(lián)可以形成更大規(guī)模的視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立自治，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，具備電信級(jí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性；互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)：統(tǒng)一資源、統(tǒng)一編號(hào)、統(tǒng)一權(quán)限、統(tǒng)一管理；具備完備的權(quán)限、干線(xiàn)和路由管理，對(duì)每條干線(xiàn)并發(fā)能力和用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行設(shè)定，在干線(xiàn)資源不足時(shí)，高級(jí)別用戶(hù)可以搶占低級(jí)別用戶(hù)的權(quán)限；高級(jí)別用戶(hù)釋放掉干線(xiàn)后，低級(jí)別用戶(hù)才能使用干線(xiàn)資源。
4、城市智能化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例分析
某市轄區(qū)內(nèi)共有 73 個(gè)小區(qū)，總計(jì)安裝有 1125 部攝像機(jī)，每個(gè)小區(qū)各自建設(shè)有獨(dú)立的監(jiān)控室，基本屬于模擬系統(tǒng)，目前各個(gè)物業(yè)自行建設(shè)的小區(qū)內(nèi)攝像機(jī)以及安保系統(tǒng)，品牌、協(xié)議混亂，難以直接按統(tǒng)一平臺(tái)做數(shù)字化集成。
4.1監(jiān)控專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)
全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)需占用大量帶寬。若使用當(dāng)前主流視頻編碼分辨率 D1、視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) H.264、視頻幀率 25 幀 / 秒傳輸，每路約需要占用 2Mbps 的帶寬；若使用標(biāo)清 720P 的視頻格式，每路約需要占用 4Mbps 的帶寬；若使用高清 1080P 的視頻格式，每路約需要占用 8Mbps 的帶寬。本系統(tǒng)共有 1125 部前端攝像機(jī)，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流會(huì)相當(dāng)大，并且視頻流是實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)流，會(huì)持續(xù)給網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的交換設(shè)備造成持續(xù)的壓力。
綜合考慮，根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及實(shí)際需求，必須為平安城市社區(qū)視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)專(zhuān)用局域網(wǎng)，本網(wǎng)絡(luò)需按核心千兆局域網(wǎng)考慮。一般情況下，分為兩個(gè)簡(jiǎn)單的層次：核心層和接入層。當(dāng)然根據(jù)實(shí)際情況，可在局部地區(qū)設(shè)置匯聚層。
本項(xiàng)目的終端設(shè)備為 DVR，安裝于各小區(qū)監(jiān)控室，實(shí)際上承擔(dān)視頻編碼器的角色，進(jìn)行視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸（不承擔(dān)存儲(chǔ)任務(wù)，不帶硬盤(pán)），可視為 16 路視頻編碼器，全部通過(guò)接入層進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。接入層為終端用戶(hù)提供 10/100M/1000M 的自適應(yīng)交換端口，并提供到核心的上聯(lián)鏈路。
核心層和數(shù)據(jù)中心是各種應(yīng)用業(yè)務(wù)的提供中心，是數(shù)據(jù)計(jì)算、應(yīng)用服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的中心，是整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的靈魂和核心價(jià)值所在。平安城市社區(qū)視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的核心層是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，需要實(shí)現(xiàn)大量監(jiān)控視頻信息、公安業(yè)務(wù)應(yīng)用、各種數(shù)據(jù)和安全策略的統(tǒng)一部署與運(yùn)維管理。因此，我們?cè)诮ㄔO(shè)核心層和數(shù)據(jù)中心時(shí)，采用以 T 比特為單位的技術(shù)考量。
街道監(jiān)控中心與各小區(qū)的鏈路是系統(tǒng)平臺(tái)的主干，擔(dān)負(fù)著大量的視頻、數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流量，因此需要采用光纖鏈路，百兆 / 千兆傳輸?shù)姆绞健１匾獣r(shí)，采用雙鏈路冗余。光纖鏈路計(jì)劃租用運(yùn)營(yíng)商（電信、移動(dòng)或聯(lián)通）的鏈路。
4.2存儲(chǔ)系統(tǒng)
隨著監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，攝像機(jī)數(shù)量越來(lái)越多，模擬攝像機(jī)的分辨率從 380 線(xiàn)升級(jí)到 540 線(xiàn)甚至更多，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的分辨率從 100 萬(wàn)像素發(fā)展到 300 萬(wàn)像素，硬盤(pán)錄像機(jī)的分辨率從 CIF 升級(jí)到 D1 分辨率，錄像時(shí)間從以前的 7 天升級(jí)到 90天甚至更多，而所有這些因素都需要大容量存儲(chǔ)設(shè)備。
數(shù)字視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)集中存儲(chǔ)的記錄設(shè)備應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)備的選用應(yīng)考慮存儲(chǔ)設(shè)備接入視頻流的最少節(jié)點(diǎn)、讀寫(xiě)速度、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及設(shè)備自身的穩(wěn)定性和性?xún)r(jià)比。
常用的存儲(chǔ)形態(tài)有 NVR （網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)） 和磁盤(pán)陣列（IP-SAN/NAS）兩類(lèi)。按照每路視頻都采用 D1 格式和定碼流方式，D1 格式流量：2Mbps。本項(xiàng)目要求，存儲(chǔ)時(shí)間按 24 小時(shí) D1 格式存儲(chǔ) 15 天考慮。
單路視頻每小時(shí)存儲(chǔ)容量為：
1 路 *（2Mbps*3600s）/8bit =900MB
單路視頻每天存儲(chǔ)容量為：
1 路 *（2Mbps*3600s*24 小時(shí)）/8bit/1024 =21.1GB
單路視頻每 15 天存儲(chǔ)容量為：
1 路 *（2Mbps*3600s*24 小時(shí) *15 天）/8bit/1024 =316.4GB
1125 路視頻每 15 天存儲(chǔ)容量為：
1125 路 * （2Mbps*3600s*24 小 時(shí) *15 天 ）/8bit/1024=355957GB=348TB
計(jì)入 10%格式化損耗，1125 路視頻 15 天存儲(chǔ)需配置硬盤(pán)容量為：348*1.1=383TB。
若使用磁盤(pán)陣列（IPSAN/NAS），則應(yīng)按照硬盤(pán)容量（383TB）、接入視頻流節(jié)點(diǎn)（1125 路）等因素配置網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面因素考慮，本項(xiàng)目最終選用 32 路NVR（網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)）存儲(chǔ)。
NVR 臺(tái)數(shù)計(jì)算：1125/32=36 臺(tái)，另外為 N+1 方式備份（在一臺(tái) NVR 設(shè)備出故障后，可自行切換到備用 NVR 上進(jìn)行存儲(chǔ)）1臺(tái)，總計(jì)配置 37 臺(tái) NVR。
每臺(tái) NVR 配置硬盤(pán)容量計(jì)算：32 路 *（2Mbps*3600s*24 小時(shí)*15 天）/8bit /1024/1024*1.1=10.9TB，應(yīng)為每臺(tái) NVR 配置 6 塊2TB 硬盤(pán)（最多可掛滿(mǎn) 8 塊硬盤(pán)，接口為 SATA）。
4.3 綜合管理平臺(tái)
綜合管理平臺(tái)的核心是一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺(tái)軟件，通過(guò)這個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)街道監(jiān)控中心對(duì)所有視頻圖像集中管理，實(shí)現(xiàn)各個(gè)廠商的設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，保證聯(lián)網(wǎng)視頻的傳輸質(zhì)量，提供視頻資源的統(tǒng)一監(jiān)控檢索系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享。應(yīng)包括中心管理服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、數(shù)字矩陣、視頻監(jiān)控客戶(hù)端和網(wǎng)關(guān)等。系統(tǒng)應(yīng)留有軟硬件接口，便于與消防系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)等集成。當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)需要可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，并能自動(dòng)切換到對(duì)應(yīng)的視頻通道。
數(shù)字監(jiān)控管理軟件通過(guò)中心管理服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的信息管理，以及所有用戶(hù)信息、權(quán)限和登陸管理、操作信息及系統(tǒng)信息的管理，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管功能。
5、智能化監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
5.1視頻圖像質(zhì)量趨于高清化
由于數(shù)字圖像采集的性能的較以前有了明顯的提高，終端顯示的能力有了巨大進(jìn)步，HDTV的視頻大小已經(jīng)達(dá)到1280 X 720, 1920 X 1080，以后的視頻監(jiān)控圖像質(zhì)量主流會(huì)達(dá)到高清晰電視的水平，實(shí)現(xiàn)了城市視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)中圖像的清晰度。
5.2終端小型化，移動(dòng)化
3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，監(jiān)控終端也將隨之發(fā)生巨大的變化。移動(dòng)化、小型化一直是視頻監(jiān)控用戶(hù)的追求;手機(jī)、便攜電腦等智能型終端成為方向發(fā)展，扮演著重要的監(jiān)控終端載體。方便快捷的查詢(xún)功能，可查詢(xún)發(fā)生警情點(diǎn)的人員、地址、就近警力、周邊狀況信息。
5.3監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化
普及到千家萬(wàn)戶(hù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、第三、四代移動(dòng)通信在技術(shù)上己經(jīng)成熟，高清、嵌入式、無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)方式的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控成為新一代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
5.4監(jiān)控管理系統(tǒng)多媒體化
監(jiān)控系統(tǒng)正在經(jīng)歷從模擬、數(shù)字直至支持IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌l(fā)展過(guò)程。從現(xiàn)在功能比較單一前端設(shè)備，綜合能力簡(jiǎn)單的管理系統(tǒng)，發(fā)展到利用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)形成的監(jiān)控管理系統(tǒng)，具備多媒體應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化和規(guī)模組網(wǎng)能力方面等優(yōu)勢(shì)。
5.5管理網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)在的監(jiān)控需求發(fā)展為廣域聯(lián)網(wǎng)。大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)信息共享促使向網(wǎng)絡(luò)多媒體監(jiān)控管理平臺(tái)發(fā)展，具有權(quán)限分級(jí)、信息傳送渠道條理清晰等特點(diǎn)，并采用分級(jí)式管理控制方式。
5.6信息轉(zhuǎn)發(fā)/存儲(chǔ)
采用分布式的信息轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)方式，在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行虛擬矩陣控制，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，減少了硬件存儲(chǔ)設(shè)備的投入。
5.7報(bào)警聯(lián)動(dòng)
與城市交通等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，前端出現(xiàn)情況的位置提出告警信息，并及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)警信息給相關(guān)部門(mén)，提示出位置、聲音、圖像以及發(fā)送短信和電話(huà)等形式，提升了應(yīng)急反應(yīng)速度的能力。
6、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前我國(guó)的很多大中型城市已經(jīng)相繼開(kāi)展了平安城市的建設(shè)，作為一種關(guān)鍵技術(shù)手段，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)城市的安全管理發(fā)揮著重要作用，也必將得到深遠(yuǎn)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
智能城市的發(fā)展范文第2篇
關(guān)鍵詞：智能化；機(jī)械工程；發(fā)展趨勢(shì)；探討
智能化機(jī)械工程是繼傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)化控制技術(shù)，智能化機(jī)械工程主要由現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備組成，機(jī)械裝置具有復(fù)雜性與精巧性的特征，也能夠制造出更為精確的產(chǎn)品，因此可以在理論創(chuàng)新與實(shí)際問(wèn)題的解決方面發(fā)揮重要作用[1]。本文簡(jiǎn)單探討了機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)問(wèn)題，旨在為智能化機(jī)械工程實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步推廣提供參考依據(jù)。
一、智能化機(jī)械工程的特征
機(jī)械工程的智能化發(fā)展指的是采用智能化管理方法、設(shè)備及技術(shù)，有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機(jī)械工程，使傳統(tǒng)機(jī)械工程實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)作與發(fā)展。智能化機(jī)械工程具有以下特征：（1）高品質(zhì)、高效率。在機(jī)械工程中應(yīng)用智能化技術(shù)能夠減少生產(chǎn)能耗，并可以延長(zhǎng)生產(chǎn)鏈，如從機(jī)械生產(chǎn)延伸至生產(chǎn)管理、產(chǎn)品銷(xiāo)售及再回收等過(guò)程，同時(shí)保證高效率生產(chǎn)產(chǎn)品及提高產(chǎn)品的品質(zhì)。（2）四流交匯、四維集成。人、機(jī)、硬件、軟件相互交流與集成是智能化機(jī)械工程的基本特征，四流交匯與四維集成保證了智能化機(jī)械工程的高效性與智能性，這對(duì)于機(jī)械工程的發(fā)展有著非常重要的作用[2]。（3）節(jié)能與環(huán)保。節(jié)能環(huán)保是機(jī)械工程發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，利用傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)的過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生污染，且污染產(chǎn)生后治理難度較大。智能化機(jī)械工程中所使用的技術(shù)與設(shè)備均具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，能夠減少污染物的排放，避免以犧牲環(huán)境作為發(fā)展機(jī)械工程的代價(jià)。
二、機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)分析
（一）網(wǎng)絡(luò)化與信息化發(fā)展趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)化與信息化是機(jī)械工程朝智能化方向發(fā)展的主要趨勢(shì)。就信息化發(fā)展趨勢(shì)而言，與機(jī)械工程相關(guān)的企業(yè)正在不斷改革自身管理體系，并注重通過(guò)智能化技術(shù)改善內(nèi)部管理環(huán)境及利用外部環(huán)境，確保機(jī)械工程能夠在信息化管理環(huán)境中實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。目前EPR（企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)）及MRPII（制造資源計(jì)劃）等在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用為智能化機(jī)械工程的信息化發(fā)展提供了有利條件，同時(shí)也能夠使機(jī)械工程在虛擬企業(yè)、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)物流等領(lǐng)域中發(fā)揮非常重要的作用。機(jī)械工程在信息化管理領(lǐng)域中的應(yīng)用也能夠加快智能化機(jī)械工程的信息化發(fā)展。例如，在對(duì)機(jī)械工程中的機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)時(shí)，通常會(huì)應(yīng)用到信息技術(shù)，在選擇機(jī)械加工設(shè)備時(shí)，通常會(huì)優(yōu)先考慮數(shù)控式加工機(jī)床等含有智能化信息技術(shù)的機(jī)械設(shè)備。商業(yè)化智能機(jī)械研發(fā)機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)也為機(jī)械工程的信息化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了必要條件，目前已有研發(fā)機(jī)構(gòu)成功利用智能CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)等設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)新型機(jī)械產(chǎn)品，并逐漸朝CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)）等方向發(fā)展[3]。此外，機(jī)械工程生產(chǎn)體系的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)尤為明顯。智能化機(jī)械制造系統(tǒng)以人機(jī)結(jié)合為主要特征，目前制造模式已經(jīng)得到了優(yōu)化，生產(chǎn)體系注重以人為本，并確保機(jī)器智能與人類(lèi)的智能能夠?qū)崿F(xiàn)有效結(jié)合，因此可保證調(diào)度計(jì)劃與生產(chǎn)計(jì)劃能夠組成智能化控制網(wǎng)絡(luò)，確保機(jī)械工程的智能化控制系統(tǒng)具有可重構(gòu)性。例如，可以重構(gòu)路線(xiàn)調(diào)度數(shù)量品種，適應(yīng)機(jī)械加工設(shè)備及組成方案等。
（二）集成化與自動(dòng)控制化發(fā)展趨勢(shì)。隨著機(jī)械工程智能化研究的不斷深入，智能化機(jī)械應(yīng)用集成化與自動(dòng)化控制技術(shù)的趨勢(shì)也表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。在機(jī)械工程領(lǐng)域中，基于單機(jī)集成與智能控制的自動(dòng)化換擋系統(tǒng)已經(jīng)得到了推廣與應(yīng)用，自動(dòng)化換擋系統(tǒng)主要分為液壓式換擋系統(tǒng)與電液式換擋系統(tǒng)，應(yīng)用以上兩種系統(tǒng)后不但可以改善機(jī)械設(shè)備的使用性能，提高機(jī)械工作效率及作業(yè)質(zhì)量，同時(shí)還能夠使機(jī)械操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度得以減輕。另一方面，機(jī)械工程中所使用的監(jiān)控技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、遠(yuǎn)程診斷技術(shù)及維護(hù)技術(shù)等也已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了智能化，并具有明顯的集成化與自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)。例如，智能化電子診斷技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線(xiàn)智能檢測(cè)、預(yù)報(bào)及檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行工況，同時(shí)還可以自動(dòng)將故障診斷及維修數(shù)據(jù)發(fā)送給機(jī)械操作人員，方便操作人員集成化控制工程機(jī)械。近些年國(guó)外部分廠家已經(jīng)可以在電子監(jiān)控裝置當(dāng)中安裝數(shù)據(jù)輸出接口與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接口，這就能夠?yàn)闄C(jī)械工程中故障數(shù)據(jù)的記錄提供有效的物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)贸龉收蠑?shù)據(jù)后，機(jī)械維護(hù)或操作人員便可以根據(jù)故障代碼輸出結(jié)果分析故障情況，因此有利于精確確定機(jī)械故障類(lèi)型及故障點(diǎn)。此外，集成化與自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)還體現(xiàn)在了網(wǎng)絡(luò)機(jī)群方面。網(wǎng)絡(luò)機(jī)群是機(jī)械工程智能化的具體體現(xiàn)，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)機(jī)群管理能夠優(yōu)化配置多機(jī)種及高性能機(jī)械，確保各類(lèi)機(jī)械充分發(fā)揮協(xié)同作用。
（三）產(chǎn)品智能化與人工智能化發(fā)展趨勢(shì)。在機(jī)械工程本身不斷實(shí)現(xiàn)智能化的同時(shí)，機(jī)械工程中的產(chǎn)品也逐漸朝智能化的方向發(fā)展，同時(shí)在機(jī)械工程領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能化及計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)也變得越來(lái)越明顯。智能化、多樣化及個(gè)性化的機(jī)械產(chǎn)品能夠更好地滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求，其中智能化機(jī)械產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。例如，索尼公司開(kāi)發(fā)的智能化娛樂(lè)機(jī)器狗（愛(ài)寶）投入到市場(chǎng)后受到了廣大消費(fèi)者的歡迎，同時(shí)也帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械工程領(lǐng)域中的智能化產(chǎn)品多能夠模擬人類(lèi)大腦所具有的控制功能、分析功能，因此可以實(shí)現(xiàn)共同控制與定時(shí)控制。在機(jī)械產(chǎn)品中安裝位置、壓力及溫度傳感裝置等，不但可以高效感知與分析外界信號(hào)，同時(shí)還能夠及時(shí)處理信號(hào)。例如，機(jī)械產(chǎn)品中的分級(jí)控制可以通過(guò)電子電路、SCM（ 供應(yīng)鏈管理）及顯示管等的靈活配置實(shí)現(xiàn)。人工智能化與計(jì)算機(jī)科技技術(shù)的應(yīng)用也加快了機(jī)械工程智能化的發(fā)展進(jìn)程。現(xiàn)代科技技術(shù)從研發(fā)到應(yīng)用之間的周期正在不斷縮短，機(jī)械工程中應(yīng)用的人工智能化技術(shù)也變得越來(lái)越多，人工智能與計(jì)算機(jī)智能的結(jié)合已經(jīng)成為機(jī)械工程技術(shù)研究中的熱點(diǎn)，研究的關(guān)鍵點(diǎn)在于解決知識(shí)節(jié)點(diǎn)劃分與模塊共享之間存在的技術(shù)難題，以便可以協(xié)調(diào)人工智能、產(chǎn)品智能與計(jì)算機(jī)智能之間的關(guān)系。此外，機(jī)械工程智能化知識(shí)資源為智能軟件的設(shè)計(jì)提供了必要依據(jù)，如MAS技術(shù)（移動(dòng)服務(wù)器）、DPS技術(shù)（數(shù)據(jù)保護(hù)）等的應(yīng)用不但提高了機(jī)械工程的人工智能化水平，同時(shí)還能夠提升機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。因此能夠加快機(jī)械工程的智能化發(fā)展。
結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，機(jī)械工程在人類(lèi)文明發(fā)展的過(guò)程中起到了非常重要的作用，智能化機(jī)械工程的出現(xiàn)將機(jī)械工程帶入了一個(gè)嶄新的發(fā)展紀(jì)元。機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)是多樣化的，包括網(wǎng)絡(luò)化、信息化、人工智能化與產(chǎn)品智能化等，只有把握好機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)，才能夠豐富機(jī)械工程領(lǐng)域的內(nèi)涵，并由此加快機(jī)械工程的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
智能城市的發(fā)展范文第3篇
關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;智能化;發(fā)展趨勢(shì) 前言
我國(guó)科技不斷進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)械工程智能化的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，本文就其發(fā)展趨勢(shì)展開(kāi)了探討。
2.機(jī)械工程智能化發(fā)展現(xiàn)狀
由于我國(guó)目前的國(guó)情以及技術(shù)、信息等的限制，我國(guó)部分機(jī)械工程企業(yè)還未實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，還是以傳統(tǒng)的制造模式為主，但可喜的是，機(jī)械工程企業(yè)一直都在不斷改革，借鑒國(guó)內(nèi)外發(fā)展較好的機(jī)械工程企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)、管理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等各方面開(kāi)拓創(chuàng)新，將智能化作為企業(yè)未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)。總之，未來(lái)的生產(chǎn)是智能化的集約生產(chǎn)，顧客的需求是智能化的服務(wù)和產(chǎn)品，因此，企業(yè)的生產(chǎn)和管理必須以智能化的發(fā)展方向?yàn)槟繕?biāo)。
雖然目前還存在較多的困難和挑戰(zhàn)，但我國(guó)機(jī)械工程行業(yè)的智能化發(fā)展趨勢(shì)總體上是良好的。隨著技術(shù)越來(lái)越成熟，不少企業(yè)在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和信息技術(shù)高速發(fā)展的支持下，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，研發(fā)產(chǎn)品技術(shù)，將產(chǎn)品向科技化、智能化方向發(fā)展，中國(guó)機(jī)械工程行業(yè)一定能夠克服當(dāng)前的困難，走上科技、智能發(fā)展的軌道。
機(jī)械工程是現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)，是將技術(shù)科學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用生產(chǎn)實(shí)踐中的一門(mén)應(yīng)用性工程。任何生產(chǎn)和生活活動(dòng)都離不開(kāi)機(jī)械，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金和化工機(jī)械、食品加工機(jī)械、礦山機(jī)械設(shè)備等，各個(gè)工程領(lǐng)域的發(fā)展都需要機(jī)械工程提供必需要的設(shè)備，各個(gè)領(lǐng)域不斷提高的需求促進(jìn)了機(jī)械工程的發(fā)展，同時(shí)機(jī)械工程自身的發(fā)展，如技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步也能更好的滿(mǎn)足各個(gè)工程領(lǐng)域的不斷發(fā)展的需求。但不可否認(rèn)的是，機(jī)械工程在提高人類(lèi)物質(zhì)文明和生活水平的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了很大的破壞，如廢水、廢棄、廢物的污染;資源的大量消耗等。因此，機(jī)械工程的發(fā)展不能一味的以提高生產(chǎn)、生活效率為目標(biāo)，而要尋求一條既不破壞環(huán)境也不影響生產(chǎn)生活的可持續(xù)發(fā)展道路。綜合各方面的因素分析可以得出，智能化發(fā)展是機(jī)械工程未來(lái)的發(fā)展方向。
3.機(jī)械工程智能化的優(yōu)勢(shì)
3.1 生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量得以大幅提高
應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)出的產(chǎn)品在信息自動(dòng)處理和控制方面有著突出的優(yōu)點(diǎn)，其控制和檢 測(cè)的靈敏度、精度和范圍都有較大幅度提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以精確的保證機(jī)械的執(zhí)行 機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定動(dòng)作。
3.2 產(chǎn)品的安全性和可靠性更高
機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警。診斷和自動(dòng)保護(hù)的功能，在工作的時(shí)候一 旦遇到過(guò)載、過(guò)壓和短路等故障時(shí)能夠采取自我保護(hù)的措施，有效保護(hù)操作者和設(shè)備的安全， 由此可見(jiàn)，使用機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的安全性和可靠性有非常大的提升。
3.3 提高了產(chǎn)品科技含量，提升了產(chǎn)品的具體功能。
機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不 同用戶(hù)對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)械自動(dòng) 化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，使產(chǎn)品更具科技含量。
3.4 提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度
機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的自動(dòng)化程度較高，屬于知識(shí)密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)品，是將人們從繁 重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)的重要途徑，可以加速工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化及交 通自動(dòng)化，另外，機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)還有效提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.機(jī)械工程的智能化的應(yīng)用
4.1 機(jī)械工程企業(yè)的管理過(guò)程要向智能化發(fā)展
智能化管理是當(dāng)今機(jī)械工程管理的重要思路，對(duì)機(jī)械工程企業(yè)的管理方式產(chǎn)生了重要的影響。它使得原有的交叉式、多層次管理方式轉(zhuǎn)變成了階梯模式的管理方式;使得原有的人力管理為主成為微機(jī)管理。通過(guò)智能化管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行機(jī)械工程企業(yè)的生產(chǎn)、銷(xiāo)售等活動(dòng)的檢測(cè)，并積極跟進(jìn)檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行修正，保證了企業(yè)管理的及時(shí)性和有效性，保證了管理信息的透明度，還極大的降低了人力資源的浪費(fèi)，降低了人為因素對(duì)管理的負(fù)面影響。
科技技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步促進(jìn)了當(dāng)今社會(huì)管理模式的不斷發(fā)展，智能化管理模式的不斷推廣，可以有效的提高機(jī)械工程企業(yè)對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的檢測(cè)，保證了決策的有效性，有利于規(guī)避存在的風(fēng)險(xiǎn)，保證企業(yè)的健康發(fā)展。
4.2 機(jī)械工程企業(yè)的設(shè)備要向智能化發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能化在機(jī)械設(shè)備中廣為體現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備都朝著自動(dòng)化、智能化、科技化方向發(fā)展。機(jī)械設(shè)備的智能化可以有效提升管理智能化的進(jìn)程，促進(jìn)管理水平的提高。機(jī)械設(shè)備的智能化使得設(shè)備的參數(shù)可以及時(shí)有效的反饋到工作人員身邊，保證了機(jī)械設(shè)備的有效運(yùn)行，一旦出現(xiàn)故障，智能化系統(tǒng)可以進(jìn)行警示并且做出相關(guān)的停機(jī)、斷電反應(yīng)，保證了設(shè)備以及生產(chǎn)安全。
4.3 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向是智能化
科學(xué)技術(shù)的智能化是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化、管理智能化、機(jī)械設(shè)備智能化的基礎(chǔ)保障。科學(xué)技術(shù)智能化在當(dāng)今的機(jī)械工程生產(chǎn)過(guò)程中廣為應(yīng)用，如微顯微技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)等。
機(jī)械工程在不同的生產(chǎn)領(lǐng)域其相關(guān)的產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)要求也不一致，其相關(guān)的智能化發(fā)展模式、發(fā)展目的也不一致，這意味著不同領(lǐng)域的機(jī)械工程生產(chǎn)需求的智能化也是不一樣的。在進(jìn)行科學(xué)技術(shù)的智能化應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)和生產(chǎn)領(lǐng)域特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行技術(shù)、設(shè)備的選用，保證智能化生產(chǎn)的有效性，保證機(jī)械工程智能化的順利進(jìn)行。
5.機(jī)械工程智能化的發(fā)展趨勢(shì)
5.1 生產(chǎn)產(chǎn)品智能化
產(chǎn)品是促進(jìn)企業(yè)進(jìn)行正常經(jīng)營(yíng)活動(dòng)與持續(xù)發(fā)展的基本，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的手段，尤其是機(jī)械設(shè)備直接生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，不僅要保證產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)的質(zhì)量，同時(shí)也要保證生產(chǎn)效率，滿(mǎn)足市場(chǎng)及消費(fèi)者的需求。智能化的生產(chǎn)方式不僅能保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量上精益求精，還能兼顧提高生產(chǎn)效率。
5.2 管理方式的智能化
智能化管理方式在機(jī)械工程管理中的應(yīng)用逐漸深入，勢(shì)必會(huì)給機(jī)械工程企業(yè)所固有的管理方式造成沖擊，促使企業(yè)管理方式發(fā)生變革，由原來(lái)交叉粗放的管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)化到個(gè)人的管理模式，保證決策的實(shí)效性;由原來(lái)的人力管理轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)管理。智能化的管理方式能確保機(jī)械工程企業(yè)的生產(chǎn)、銷(xiāo)售、產(chǎn)品維護(hù)、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等方面都得到及時(shí)的跟進(jìn)與補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)一體化的服務(wù)模式，并且能給及時(shí)反饋運(yùn)行的結(jié)果，方便后續(xù)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。智能化的管理方式，不僅能有效節(jié)約管理成本，還能有效提高管理的質(zhì)量與效率。
5.3 機(jī)械工程設(shè)備的智能化
在現(xiàn)階段，伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷突破創(chuàng)新，機(jī)器設(shè)備也在朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。機(jī)械工程智能化不止是生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化、管理方式的智能化，同時(shí)也是機(jī)械工程設(shè)備的智能化，這種智能化的機(jī)器生產(chǎn)能有效提高生產(chǎn)效率，還能協(xié)助設(shè)備管理人員對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行智能化的管理，降低管理成本，通過(guò)機(jī)器管理機(jī)器，達(dá)到智能化管理機(jī)器性能與運(yùn)行狀態(tài)的目的，如當(dāng)機(jī)器在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)管設(shè)備就會(huì)發(fā)出警報(bào)，停止該問(wèn)題設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，保證機(jī)器不會(huì)發(fā)生二次故障的情況。
5.4 科技的智能化
科技智能化是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品智能化、管理方式智能化以及機(jī)械工程智能化的前提條件。科技智能化能廣泛應(yīng)用在機(jī)械工程生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如感應(yīng)技術(shù)、聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)等。因此現(xiàn)代機(jī)械工程企業(yè)要密切關(guān)注科技發(fā)展趨勢(shì)，緊跟科技發(fā)展步伐，與時(shí)俱進(jìn)，將新型的科技應(yīng)用到生產(chǎn)中。
6.結(jié)束語(yǔ)
只有加強(qiáng)對(duì)機(jī)械工程智能化的研究，才能完善該部分技術(shù)，掌握發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)機(jī)械工程更好的服務(wù)，該部分研究非常具有現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
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智能城市的發(fā)展范文第4篇
關(guān)鍵詞 能值理論;指標(biāo)體系;礦業(yè)城市;可持續(xù)發(fā)展
中圖分類(lèi)號(hào) F062.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2010)03-0056-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.011
礦業(yè)城市作為我國(guó)一種特殊的城市類(lèi)型,是隨著資源開(kāi)發(fā)而興起的城市,其主要職能是開(kāi)采礦業(yè)以及在此基礎(chǔ)上的加工產(chǎn)業(yè),對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。根據(jù)其依賴(lài)的資源隸屬不同,可將礦業(yè)城市分為油氣類(lèi)、煤炭類(lèi)、非金屬、有色類(lèi)、化工類(lèi)及冶金類(lèi)等。據(jù)中國(guó)礦業(yè)網(wǎng)―中國(guó)礦業(yè)城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)共有大小礦業(yè)城市近400座。如何通過(guò)構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)方法對(duì)礦業(yè)城市的發(fā)展程度進(jìn)行分析對(duì)比,進(jìn)而指導(dǎo)礦業(yè)城市的發(fā)展,一直是學(xué)者們研究和關(guān)注的問(wèn)題。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法如模糊綜合評(píng)價(jià)、層次分析評(píng)價(jià)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法[1-5],涉及到指標(biāo)選擇、方法參數(shù)的設(shè)置以及權(quán)數(shù)設(shè)定等問(wèn)題,且礦業(yè)城市種類(lèi)不同所采用的計(jì)量指標(biāo)有其自身特點(diǎn),制約了這些方法的使用。本文運(yùn)用能值分析理論, 廣泛地涵蓋了反映各種不同類(lèi)型礦業(yè)城市發(fā)展程度的指標(biāo),通過(guò)轉(zhuǎn)換為能值指標(biāo)來(lái)進(jìn)行分析,在分析方法中,避免了權(quán)數(shù)的設(shè)定,規(guī)避了人的主觀性,能科學(xué)合理地反映礦業(yè)城市的發(fā)展水平,進(jìn)而利用能值指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比分析。通過(guò)收集整理2006年中國(guó)典型礦業(yè)城市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),構(gòu)建礦業(yè)城市發(fā)展程度能值指標(biāo)體系,運(yùn)用能值理論計(jì)算礦業(yè)城市能值指標(biāo)值,對(duì)礦業(yè)城市之間及其與其他區(qū)域的能值指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同礦業(yè)城市之間及其與其他區(qū)域之間的比較,從而為礦業(yè)城市的發(fā)展提供參考。
1 基本理論及分析步驟
1.1 能值分析理論
能值理論[6-7]是由著名生態(tài)學(xué)家、能量分析學(xué)家H.T.Odum于上世紀(jì)70年代提出的能量?jī)r(jià)值學(xué)說(shuō),經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展完善,成為廣泛采用的評(píng)價(jià)方法之一。能值是一種基于生物物理原理的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法,以能量定律、系統(tǒng)學(xué)及系統(tǒng)生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ),將生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為太陽(yáng)能來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià),從而達(dá)到對(duì)自然系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的資源、服務(wù)和商品的價(jià)值進(jìn)行定量分析,提供了一種可以對(duì)不同種類(lèi)、各種能量(能量流、物質(zhì)流、經(jīng)濟(jì)流、信息流)的共同衡量尺度和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其單位為太陽(yáng)能焦耳(Solar Emjoules,縮寫(xiě)為sej),能值分析的基本概念包括:
(1) 能值:指流動(dòng)或貯存的能量中所包含的另一類(lèi)別能量的數(shù)量。在能值分析過(guò)程中主要是 以太陽(yáng)能值(Solar Energy)來(lái)衡量某一能量的能值大小,其單位為太陽(yáng)能焦耳(Solar Energy,即sej)。換言之,某種資源、產(chǎn)品或勞務(wù)的能值,就是其形成過(guò)程中直接或間接應(yīng)用的太陽(yáng)能 焦耳總量。
(2) 能值轉(zhuǎn)換率:指形成每單位物質(zhì)或能量所含有的另一種能量之量。在能值分析中常用太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率,即形成每單位物質(zhì)或能量所含有的太陽(yáng)能之量,單位為sej/J 或sej/g。能值轉(zhuǎn)換率是衡量能量的能質(zhì)等級(jí)的指標(biāo)。H. T. Odum 和合作者從地球系統(tǒng)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)角度換算出自然界和人類(lèi)社會(huì)主要能量類(lèi)型的太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率,可用于大系統(tǒng)如國(guó)家、區(qū)域、城市系統(tǒng)的能值分析。根據(jù)各種資源(物質(zhì)、能量)相應(yīng)的太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率,可將不同類(lèi)別能量(J)或物質(zhì)(g)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一度量的能值單位(sej),以便進(jìn)行統(tǒng)一度量。
(3) 能值/貨幣比率:指當(dāng)年該國(guó)家(或地區(qū))全年總應(yīng)用能值與該國(guó)(或地區(qū))國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)之比。能值/貨幣比率反映了總應(yīng)用能值與國(guó)民生產(chǎn)總值的比例關(guān)系,其比值大小,反映了貨幣購(gòu)買(mǎi)力的高低。能值/貨幣比率高,代表單位貨幣所換取的能值財(cái)富多,表示在生產(chǎn)過(guò)程中使用的自然資源所占的比重大;反之,能值/貨幣比率小的國(guó)家(或地區(qū)),其自然資源對(duì)經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)的貢獻(xiàn)較小,科技發(fā)達(dá),說(shuō)明該地區(qū)的開(kāi)發(fā)程度較大。
(4) 能值―貨幣價(jià)值:是指將生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的能值折算成貨幣,相當(dāng)于多少幣值,也稱(chēng)為宏觀經(jīng)濟(jì)價(jià)值,其折算的方法是能值除以當(dāng)年能值/貨幣比率,這種方 法可以增強(qiáng)不同國(guó)家或地區(qū)之間的可比性,一般是以美元為單位。能值貨幣價(jià)值反映某一產(chǎn)品的實(shí)際價(jià) 值,包括凝結(jié)在產(chǎn)品中的人類(lèi)勞動(dòng)和環(huán)境資源的價(jià)值。
由于能值分析理論能夠提供一種衡量和比較各種不同種類(lèi)、不同等級(jí)能量的統(tǒng)一尺度和標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過(guò)不斷完善和發(fā)展,能值評(píng)價(jià)理論已經(jīng)被運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域。如濕地生態(tài)系統(tǒng)[8-9]、環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)[10-11]、區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)[12-13]、城市生態(tài)評(píng)價(jià)[14-15]等方面,對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀和可持續(xù)性進(jìn)行對(duì)比分析,為實(shí)現(xiàn)社會(huì)健康和諧的可持續(xù)發(fā)展提供了有利的參考作用。
曹志國(guó)等:基于能值理論的中國(guó)礦業(yè)城市發(fā)展程度分析中國(guó)人口•資源與環(huán)境 2010年 第3期1.2 礦業(yè)城市發(fā)展程度的能值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建
根據(jù)H.T.Odum提出的能量分析的各項(xiàng)指標(biāo),結(jié)合中國(guó)礦業(yè)城市發(fā)展實(shí)踐,構(gòu)建了礦業(yè)城市發(fā)展程度的能值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,如表1所示。
1.3 礦業(yè)城市發(fā)展程度的能值分析步驟
根據(jù)H.T.Odum提出的能值分析一般步驟,結(jié)合礦業(yè)城市的實(shí)際情況,制定礦業(yè)城市發(fā)展能值 分析具體步驟,如下:
(1) 基礎(chǔ)資料的收集:收集所研究礦業(yè)城市的自然地理及經(jīng)濟(jì)資料。數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)城市 統(tǒng)計(jì)年鑒2007、各相關(guān)省市統(tǒng)計(jì)年鑒2007、各相關(guān)省市2006年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展公告、各省市統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站以及中國(guó)礦業(yè)網(wǎng)站等權(quán)威機(jī)構(gòu);
(2) 礦業(yè)城市系統(tǒng)的能量流動(dòng)分析:包括確定礦業(yè)城市系統(tǒng)的邊界,確定系統(tǒng)的主要能量來(lái)源以及確定系統(tǒng)的主要成分等;
(3) 能量分析表編制:能量分析表包括資源類(lèi)別、資源流動(dòng)量、太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率、太陽(yáng)能值以及宏觀經(jīng)濟(jì)價(jià)值等項(xiàng)目,進(jìn)而通過(guò)能值轉(zhuǎn)換計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了將各類(lèi)資源換算為統(tǒng)一的能值單位;
(4) 以礦業(yè)城市發(fā)展能值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ),對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整合,計(jì)算出各礦業(yè)城市的能值指標(biāo)數(shù)值,分析其發(fā)展情況;
(5) 綜合分析和參考建議:通過(guò)對(duì)上述指標(biāo)值進(jìn)行橫向比較,發(fā)現(xiàn)礦業(yè)城市發(fā)展趨勢(shì),與其他區(qū)域能值指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,制定可行的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展策略,指導(dǎo)我國(guó)礦業(yè)城市的健康和諧發(fā)展。
2 中國(guó)礦業(yè)城市發(fā)展程度分析實(shí)例
2.1 分析實(shí)例
根據(jù)1.3礦業(yè)城市發(fā)展程度評(píng)價(jià)的能值分析步驟,計(jì)算中國(guó)礦業(yè)城市能值指標(biāo)值,如表2所示。
2.2 計(jì)算結(jié)果分析
利用表2計(jì)算結(jié)果計(jì)算各類(lèi)型礦業(yè)城市的能值指標(biāo)平均值及總體平均值,如表3所示。從表中可以看出煤炭類(lèi)與有色類(lèi)城市的能值利用強(qiáng)度較低,油氣類(lèi)、冶金類(lèi)以及綜合類(lèi)城市的人均能值利用強(qiáng)度要高于平均指標(biāo),綜合類(lèi)城市能值利用強(qiáng)度要高于其他城市。煤炭與有色礦開(kāi)采對(duì)環(huán)境危害較大,故其環(huán)境能值/萬(wàn)人民幣指標(biāo)與廢棄物占總能值比率較高,在今后發(fā)展過(guò)程中應(yīng)做好環(huán)境規(guī)劃,避免由于開(kāi)采礦產(chǎn)而造成的環(huán)境破壞以及次生災(zāi)害的發(fā)生;在人均不可更新能值消耗比例方面,冶金類(lèi)遠(yuǎn)高于其他類(lèi)型礦業(yè)城市和平均指標(biāo),這與其工藝生產(chǎn)消耗大量不可更新資源有密切關(guān)系。未來(lái)發(fā)展要通過(guò)改善生產(chǎn)工藝,提高能源的利用程度,降低不可更新能源消耗,構(gòu)建科技含量高、低消耗能源的可持續(xù)發(fā)展模式。
進(jìn)一步從以下幾個(gè)方面對(duì)礦業(yè)城市主要能值指標(biāo)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比。
(1) 能值使用結(jié)構(gòu)分析。城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值使用結(jié)構(gòu)一定程度上體現(xiàn)了其生命支持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,也決定了城市的發(fā)展方向和水平。由計(jì)算結(jié)果可以看到,礦業(yè)城市總的應(yīng)用能值中,系統(tǒng)不可更新能源產(chǎn)品能值占很大一部分比例。而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開(kāi)發(fā),礦業(yè)城市面臨著資源枯竭,資源結(jié)構(gòu)調(diào)整是其發(fā)展面臨的一個(gè)重要課題。從地理分布來(lái)看,絕大部分礦業(yè)城市地理位置相對(duì)偏僻,如東三省礦業(yè)城市、山西北部礦業(yè)城市、新疆礦業(yè)城市以及沿海礦業(yè)城市,風(fēng)能資源豐富,而對(duì)其開(kāi)發(fā)卻極為緩慢,為調(diào)整資源結(jié)構(gòu),這些礦業(yè)城市應(yīng)大力發(fā)展風(fēng)力資源;根據(jù)分析得知,在甘肅石嘴山、山西大同、朔州、內(nèi)蒙古包頭與烏海等地區(qū),由于全年日照時(shí)數(shù)時(shí)間較長(zhǎng),蘊(yùn)含著大量的太陽(yáng)能資源,應(yīng)及早大力開(kāi)發(fā);在部分沿海礦業(yè)城市,如東營(yíng),應(yīng)大力發(fā)展?jié)O業(yè)資源及利用海洋能,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。
簡(jiǎn)言之,礦業(yè)城市應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,積極主動(dòng)開(kāi)發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等清潔能源,促進(jìn)資源結(jié)構(gòu)調(diào)整,不能僅靠開(kāi)發(fā)資源維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,應(yīng)實(shí)行環(huán)境友好的和諧社會(huì)發(fā)展。
(2)能值利用強(qiáng)度。能值使用強(qiáng)度體現(xiàn)了單位面積的能值流動(dòng)情況,可以看出礦業(yè)城市的能值使用的集約情形。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū),其經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻繁,能值使用強(qiáng)度必然很高,如2001年意大利、瑞典、中國(guó)澳門(mén)、廣州能值利用強(qiáng)度已分別達(dá)到6.86×1012sej/m2,8.99×1012sej/m2,8.05×1012sej/m2,4.33×1012sej/m2,礦業(yè)類(lèi)城市在2006年平均能值利用強(qiáng)度只有1.25×1012sej/m2,遠(yuǎn)低于過(guò)于發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)。能值利用強(qiáng)度指標(biāo)較低,與發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)相差較大,說(shuō)明其城市化水平較低,應(yīng)加強(qiáng)地區(qū)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,促進(jìn)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展,提高礦業(yè)城市的城市化水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。
(3)能值貨幣比率。能值貨幣比率體現(xiàn)了一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度,其值越高,代表單位貨幣購(gòu)買(mǎi)的能值財(cái)富較多,經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較低;能值貨幣比率低,表明資源對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)較小,表示該地區(qū)開(kāi)發(fā)程度大。美國(guó)、日本、前西德、意大利和荷蘭等國(guó)的能值貨幣比率均在2.66×1012sej/S以下,而礦業(yè)城市的能值貨幣比率大多維持在5×1012sej/S以上,表明了其經(jīng)濟(jì)總量還不夠大,經(jīng)濟(jì)發(fā)展耗費(fèi)的資源較多,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低。
(4)電力消耗能值比率。電能是高質(zhì)量的能量,電能的使用可以反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的開(kāi)發(fā)程度和人民生活水平。2000年美國(guó)電力消耗能值比率已達(dá)到20%,印度為10%,江蘇為20.8%,浙江為21.8%,而大部分礦業(yè)城市電力能值消耗比例遠(yuǎn)低于20%,說(shuō)明其工業(yè)化程度較差,仍有待發(fā)展。
(5)三次產(chǎn)業(yè)人均能值對(duì)比。從三次產(chǎn)業(yè)人均能值對(duì)比分析得知,大部分礦業(yè)城市第一產(chǎn)業(yè)(農(nóng)林牧漁等)與第三產(chǎn)業(yè)(服務(wù)業(yè))人均能值基本持平,但其遠(yuǎn)低于第二產(chǎn)業(yè)(工業(yè))人均能值,說(shuō)明工業(yè)在礦業(yè)城市中占很大比例,礦業(yè)城市的資源依賴(lài)較強(qiáng),應(yīng)大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),改善調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
(6)人均科技發(fā)展能值分析。科技是第一生產(chǎn)力。從科技教育投入比例來(lái)看,礦業(yè)城市科教投入不如GDP總值的5%,人均科技發(fā)展能值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于系統(tǒng)人均能值利用量。其主要原因包括礦城一般地理位置偏僻,其擁有的教育機(jī)構(gòu)(如高等院校、研究機(jī)構(gòu))較少以及其對(duì)教育重視程度不夠。部分礦業(yè)城市如阜新、東營(yíng)等,在其發(fā)展過(guò)程中,建立了一些與地區(qū)資源相關(guān)性強(qiáng)的高等院校,這些礦業(yè)城市應(yīng)加大對(duì)其區(qū)域內(nèi)教育科研機(jī)構(gòu)的科教投入,促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,更好地發(fā)揮科技在生產(chǎn)中的作用。其他礦業(yè)城市應(yīng)積極主動(dòng),通過(guò)多種途徑,如聯(lián)合高校等科研機(jī)構(gòu)建立工業(yè)孵化園,提供政策便利,鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)落戶(hù),加大對(duì)基礎(chǔ)教育投入,形成共贏的局面,實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)市。
(7)系統(tǒng)的環(huán)境承載力分析。礦業(yè)城市在其發(fā)展過(guò)程不可避免地對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的損害。每萬(wàn)元GDP的環(huán)境能值較高,遠(yuǎn)高于非資源性城市。這與礦業(yè)城市的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)有著直接聯(lián)系,其以資源開(kāi)發(fā)及加工業(yè)為主,造成了大量的工業(yè)垃圾(廢水、廢棄、廢物)。從廢棄物占能值比例分析得知,煤炭類(lèi)城市產(chǎn)生的廢棄物較多。長(zhǎng)期以來(lái),資源的粗放型開(kāi)采,對(duì)環(huán)境造成了很大的負(fù)荷,遺留下許多生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。今后要進(jìn)一步控制工業(yè)垃圾排放,加大治理,通過(guò)先進(jìn)的科技手段變廢為寶,降低廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。
3 結(jié) 論
本文運(yùn)用能值分析理論,在能值分析基本指標(biāo)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了人均能值利用量、電力消耗能值/系統(tǒng)總能值、環(huán)境能值/萬(wàn)人民幣GDP和各種人均能值指標(biāo)等,與原有指標(biāo)構(gòu)成了礦業(yè)城市能值發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,綜合分析了中國(guó)礦業(yè)城市的發(fā)展程度,通過(guò)礦業(yè)城市間以及與其他區(qū)域時(shí)間能值指標(biāo)值的對(duì)比分析,得出如下結(jié)論:礦業(yè)城市資源豐富,具有較大的能值資源,但大多數(shù)礦城依靠資源發(fā)展經(jīng)濟(jì),致使其能值貨幣比率較大,經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)資源的依賴(lài)程度較高,屬于高資源消耗型、粗放型發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式;能值利用強(qiáng)度低于其他區(qū)域,城市化水平有待提高;同發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)相比,其貨幣能值比率較高,經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能耗較大,應(yīng)加強(qiáng)資源利用效率;礦業(yè)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展不協(xié)調(diào),人均第三產(chǎn)業(yè)能值偏低,要通過(guò)采取相關(guān)措施,加強(qiáng)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展;要從建設(shè)環(huán)境友好型城市的角度出發(fā),利用 先進(jìn)的技術(shù)手段,對(duì)城市環(huán)境進(jìn)行治理,提高城市的環(huán)境承載力。此外還要加強(qiáng)科技教育投入 ,推進(jìn)科技創(chuàng)新,采取有效措施,培養(yǎng)和聚集高素質(zhì)的科技人才、管理人才和精英人才,提高礦業(yè)城市的科技含量等。
能值理論作為生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的集成,具有較廣的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用能值評(píng)價(jià)理論可以分 析任何經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),定量分析資源環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的真實(shí)價(jià)值,在不同類(lèi)型的區(qū)域間進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)資源的科學(xué)評(píng)價(jià)和合理利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針的制定,實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧發(fā)展,具有重要的意義。
本文運(yùn)用系統(tǒng)分析理論,構(gòu)建了反映礦業(yè)城市發(fā)展程度的能值指標(biāo)體系,通過(guò)能值計(jì)算,將反映各礦業(yè)城市發(fā)展程度的指標(biāo)值轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的能值指標(biāo)值,實(shí)現(xiàn)了不同礦業(yè)城市之間發(fā)展程度的量化對(duì)比分析,驗(yàn)證了該方法在礦業(yè)城市發(fā)展評(píng)價(jià)分析運(yùn)用的可行性,解決了運(yùn)用傳統(tǒng)方法的權(quán)數(shù)設(shè)定易主觀性和不同類(lèi)型礦業(yè)城市由于指標(biāo)不同而不易比較的問(wèn)題,為礦業(yè)城市發(fā)展評(píng)價(jià)提供了一種新的方法。雖然Odum和其同仁已研究了自然界和人類(lèi)社會(huì)主要能量和物質(zhì)的能值轉(zhuǎn)換率,但人類(lèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的能值轉(zhuǎn)換率受地區(qū)、生產(chǎn)水平及效益等因素影響而不同。因此,如何建立更加科學(xué)合理的能值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,確定科學(xué)合理的能值轉(zhuǎn)換率等問(wèn)題,以此對(duì)礦業(yè)城市之間以及與其他區(qū)域進(jìn)行橫向縱向比較,進(jìn)而更加有效指導(dǎo)礦業(yè)城市可持續(xù)發(fā)展,是進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。
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Analysis on Development Degree of Mining Cities of China Based on Emergy Theory
CAO Zhiguo ZHAO Yiqing YUAN Feng LI Cuiping
(University of Science and Technology (Beijing), the Ministry of Edu cation Key Laboratory of High Efficiency Mining
and Safety for Metal Mines, Beijing 100083, China)
智能城市的發(fā)展范文第5篇
關(guān)鍵詞：城市發(fā)展城市中心 中心區(qū) 規(guī)律
Abstract: Based on the historical development of the Chinese and foreign cities to explore and study the changes in the period of urban centers and foreign urban form and functions, and thus the variation of the city center.
Keywords: urban development, urban centers, the central area of the law.
中圖分類(lèi)號(hào)：F291.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
正文：
引言
從人類(lèi)文明誕生開(kāi)始，人類(lèi)就作為群居型動(dòng)物而存在。在人類(lèi)的文明發(fā)展史中，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和生產(chǎn)關(guān)系的改變，人類(lèi)逐漸聚集形成部落進(jìn)而逐步形成城市的初期的形態(tài)，城市的發(fā)展史正在此背景下拉開(kāi)帷幕。城市隨著人類(lèi)的發(fā)展而發(fā)展，城市中心也隨著城市的發(fā)展以及功能的變化而逐步改變。同時(shí)城市中心形態(tài)的變化也象征著城市性質(zhì)的改變以及中心職能的變化。
城市發(fā)展初期的城市中心形式及職能
2.1原始社會(huì)和早期奴隸社會(huì)的中國(guó)
中國(guó)的城市文明的雛形誕生于公元前5000年左右至公元前21世紀(jì)，從遠(yuǎn)在的內(nèi)蒙的興隆洼文化，到中原的磁山文化、裴李巷文化、關(guān)中的大地灣文化到江南的河姆渡文化形成了穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)聚集村落為中國(guó)城市發(fā)展創(chuàng)造了條件。隨著勞動(dòng)的分工和社會(huì)的階層的分化，到商朝前期，中國(guó)逐漸形成了早期的城市。
早期的城市大都由早期集聚的村落演變而來(lái)。此時(shí)處于統(tǒng)治地位的有兩方面—氏族首領(lǐng)和巫師階層。城市雛形往往以氏族首領(lǐng)的居住場(chǎng)所為中心，如半坡、姜寨的大房子、龍山時(shí)代的城堡,等等，祭壇等祭祀場(chǎng)所也往往構(gòu)成了這些城市雛形的中心。這些貴族與巫師居住、祭祀場(chǎng)所地處城市中心地位也體現(xiàn)了他們身份的尊貴。此時(shí)城市中心功能為防御與祭祀。
2.2外國(guó)早期城市中心-古代與古典主義時(shí)期
2.2.1古希臘與古羅馬
古希臘和古羅馬的歷史起源于愛(ài)琴海文明，該地區(qū)早期的城市也正是這一時(shí)期建立并影響了歐洲2000多年的建筑和城市的發(fā)展。古希臘采用氏族制后逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楣埠椭谱詈蟊获R其頓統(tǒng)一（希臘化時(shí)期）。氏族制時(shí)期希臘信奉多神教，反對(duì)自然現(xiàn)象崇拜，建有大量的廟宇，廟宇既是宗教場(chǎng)所也是市民公共活動(dòng)中心，從一定意義上構(gòu)成了城市的局部中心。衛(wèi)城是此時(shí)城市的核心，衛(wèi)城里建有宮殿、貴族住宅、倉(cāng)庫(kù)、陵墓等等，承載政治、軍事、文化等多種功能。共和制時(shí)期城市中心逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭コ恰Ｊコ枪δ苌吓c衛(wèi)城有了很大區(qū)別，建有大量公共建筑，定期舉辦節(jié)慶等活動(dòng)。希臘化時(shí)期城市中心轉(zhuǎn)變?yōu)閺V場(chǎng)市民活動(dòng)中心和博物館等文化交流中心，如阿索斯城中心廣場(chǎng)和亞歷山大城的宮殿圖書(shū)館與博物館。
古羅馬分為王政時(shí)代，共和時(shí)代和帝國(guó)時(shí)代，其建筑和城市發(fā)展受古希臘影響很大。古羅馬的城市中心建有廣場(chǎng)，廣場(chǎng)周?chē)ㄓ猩駨R、劇場(chǎng)、競(jìng)技場(chǎng)等一系列大型公共建筑，他們占據(jù)著城市的核心位置，而普通的民居簇?fù)碇麄儯_馬城與羅馬帝國(guó)廣場(chǎng)清晰地展現(xiàn)了這種城市結(jié)構(gòu)。它反映了當(dāng)時(shí)神、統(tǒng)治者和普通百姓之間的一種關(guān)系，不難看出這一時(shí)期“人神合一”的思想，以及公共性對(duì)當(dāng)時(shí)社會(huì)的重要性。
2.2.2古埃及
古埃及文明的核心是法老制度，崇尚死后永生的理論，古埃及的統(tǒng)治者相信自己是神的后代，法老家族統(tǒng)治制度代代相傳，僧侶和祭司的勢(shì)力也逐步發(fā)展壯大。從公元前3200年到公元前1085年古埃及建立了大量的古城和陵墓，因此可將古埃及城市分為生者之城與死者之城兩種。生者之城的城市中心往往以貴族區(qū)、神廟為主，死者之城建有大量的陵墓，金字塔、山崖陵墓興盛于此，可以說(shuō)金字塔等陵墓構(gòu)成了死者社會(huì)與城市的中心。古埃及城市核心也是以統(tǒng)治者的需求決定的。
2.2.3美索布達(dá)米亞城市
美索布達(dá)米亞文明起源于兩河流域。公元前2300年，蘇美爾人在兩河流域南部建立了不少城市，該處城市是由原始公社聯(lián)合而成的農(nóng)村公社的中心。其中最著名的叫吳爾城。它的中央建有宮殿、廟宇及觀象臺(tái)的三位一體的城寨。古代兩河流域也流行多神教，后來(lái)君主制促進(jìn)了神的分化，也神化了國(guó)王。所以宮殿總與廟宇連在一起。宮殿、廟宇建筑群建在城市高地上。它們都是四合院的，前者常由好幾個(gè)院落所組成，并不很規(guī)則；后者平面較規(guī)正，一般是四方形的。
亞述在公元前八世紀(jì)占領(lǐng)該處建立了首都亞述，這個(gè)城市前期為政治與軍事中心，后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)移為宗教中心，城市中心近河處有35個(gè)神廟，位于人工筑的高臺(tái)上，城中的阿奴與阿達(dá)德神廟有一對(duì)相同的觀主臺(tái)。在它們之間用廟宇連接。廟前有一個(gè)用很厚的墻封閉起來(lái)的院子。整個(gè)建筑物都有強(qiáng)烈的防御性，很可能這廟宇也是宮殿，神權(quán)與王權(quán)合一了。
山岳臺(tái)與廟宇、倉(cāng)庫(kù)、商城等聯(lián)系在一起構(gòu)成了美索不達(dá)米亞城市中心，承載著城市、商業(yè)和活動(dòng)等功能。
2.3總結(jié)
早期的城市建設(shè)和發(fā)展，中國(guó)與外國(guó)城市中心的決定與國(guó)家的統(tǒng)治制度有關(guān)，中國(guó)早期城市基本為貴族和氏族族長(zhǎng)的居住地和巫師祭祀場(chǎng)所，國(guó)外早期城市中心既有劇場(chǎng)等公共建筑也有宮殿，神廟統(tǒng)治統(tǒng)治階級(jí)的建筑。
城市發(fā)展中期時(shí)的城市發(fā)展與城市中心變化
3.1奴隸社會(huì)中后期和封建社會(huì)的中國(guó)
從奴隸社會(huì)中后期和封建社會(huì)開(kāi)始，中國(guó)城市逐步有了規(guī)劃的概念，自此開(kāi)始，中國(guó)城市的發(fā)展基本遵循兩種規(guī)劃理論—以《周禮考工記》為代表的，倫理的、社會(huì)學(xué)的規(guī)劃思想，以及以《管子》和后期的風(fēng)水理論為代表的自然觀的、功能性的規(guī)劃理論。
周禮考工記》作為我國(guó)古代城市規(guī)劃理論中最具影響一部著作，很早就提出了我國(guó)城市，特別是都城的基本規(guī)劃思想和城市格局。它提出：“方九里，旁三門(mén)。”；“經(jīng)涂九軌，九經(jīng)九緯。”，“左祖右社，面朝后市。”等一系列理論。這些理論一直影響著中國(guó)古代城市的建設(shè)，很多大城市，特別是政治性城市都是按照這種理論修建的。如唐長(zhǎng)安城（圖一）、曹魏鄴城、北魏洛陽(yáng)城（圖二）、明清北京城（圖三）等等，它們都以皇城為政治、左祖右社為文化宗教中心、兩市為居民生活服務(wù)中心。
圖一 圖二
圖三
中國(guó)傳統(tǒng)的城市規(guī)劃理論中也有很理性、功能主義的一面，這集中反映在《管子》一書(shū)和后世的一些有關(guān)風(fēng)水的理論中。《管子》成書(shū)于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，是后人假托管仲所作的政治。如果說(shuō)《周禮考工記》對(duì)中國(guó)政治性大城市的規(guī)劃具有決定性的影響作用的話(huà)，那么《管子》和“風(fēng)水”理論在中小型城市的規(guī)劃中發(fā)揮著更明顯的影響力名著。這些城市以功能為主，城市中心往往是居民的服務(wù)設(shè)施。
3.2中世紀(jì)、文藝復(fù)興時(shí)期和巴洛克時(shí)期國(guó)外城市發(fā)展和城市中心的變化
