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作者簡介:鄧文義(1982-),男,浙江溫州人,東華大學環境科學與工程學院,講師;蘇亞欣(1972-),男,河北高陽人,東華大學環境科學與工程學院,副教授。(上海?201620)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)27-0070-02
“燃燒學”是研究燃燒現象、實踐和理論的學科,內容涉及化學、熱力學、傳熱傳質學和流體力學等問題的復雜過程。人類的物質文明史與燃燒技術的發展密不可分,火的歷史也就是人類社會進步的歷史。隨著科技的發展,人類對能源的需求是空前的。目前,全世界所消耗的能源中有超過80%是來自煤、石油和天然氣等不可再生燃料的燃燒,對不可再生的礦物質燃料的嚴重依賴使人類進入了空前的能源危機。與此同時,環境保護又與能源利用息息相關。在我國,以煤為代表的礦物質燃料燃燒所排放的大量的SO2、NOx、CO2等有害氣體對環境構成了嚴重威脅。“燃燒學”是研究燃料燃燒過程中化學能轉化為熱能的一門學科,它在燃料清潔燃燒、能源高效利用和燃燒污染物控制等方面都扮演著越來越重要的角色。
東華大學(以下簡稱“我校”)熱能工程專業由1951年設立的熱工教研室發展而來,1984年開始招收碩士研究生,2003年獲得碩士學位授予權。2008年開始招收能源與環境系統工程專業本科。2010年獲得熱能工程碩士學位授予權和動力工程及工程熱物理一級學科碩士點。“燃燒學”課程是能源與環境系統工程專業的專業必修課程,為我校最新的專業課之一,至今僅有兩年的授課經歷。因此,很多與“燃燒學”相關的教學資源都剛剛經歷從無到有的過程。從2008年招收能源與環境系統工程專業開始,到2011年開始第一次給本科生上“燃燒學”課程,經歷了多年的與“燃燒學”課程相關的課程資料和實驗教材的積累和建設。在該課程多年的建設中,教師隊伍結構的穩定性、教學內容建設的先進性和科學性、教學方法和手段的多樣化、相關優質教學資源的網絡共享、教材建設的持續性等方面都取得了實質性的進展與成效。
一、課程建設的總體思路
確立先進的教學思想是開展“燃燒學”課程建設的重要前奏,即教學思想要與現代科學技術、社會發展、學生綜合素質和能力的全面提高相一致。“燃燒學”課程建設的指導思想,一方面是提高學生分析問題和解決問題的能力;另一方面是深化學生對燃燒基本理論的認識,為以后學習更深層次的燃燒學理論打下堅實的基礎。“燃燒學”是一門與時俱進的學科,隨著對燃燒研究的深入,對燃燒機理的認識也日益深入甚至發生變化。這就要求在教學過程中不斷完善“燃燒學”教學大綱,不斷補充或更新教學內容,進而不斷地豐富和完善“燃燒學”課程的多媒體教學課件。此外,還建立了該課程的教學網站,通過網站為學生提供豐富的“燃燒學”網絡資源,同時為師生之間的網絡互動提供了良好的平臺,大大加強了師生之間的聯系。此外,網絡平臺還為學生提供了大量的課外學習資料,幫助學生更好地理解燃燒學理論,從而提高本課程的教學質量。本文將從教材選擇、教學內容、教學方法、教學手段、網絡教學資源庫建設和考核方式等六個方面來介紹“燃燒學”課程建設的具體內容。
二、課程建設的具體內容
1.教材選擇
根據國內外大學“燃燒學”課程的調研情況,長期以來,國內大部分高校的“燃燒學”課程教學比較偏重于燃燒設備和燃燒工程應用等教學內容,側重于工程實踐型人才的培養。和國內高校不同,國外的知名高校“燃燒學”課程則偏重于燃燒機理的解釋和原理的推導,尤其側重于燃燒火焰機理方面的研究。近年來,國內將本科教育改革定位為“通識教育基礎上的寬口徑專業教育”的高校越來越多。隨之而來的是,國內一些著名高校在“燃燒學”教學過程中也逐漸加強對燃燒基本理論的教育,著重提高學生的創新精神和創新能力。如清華大學就率先采用國際上通用的“燃燒學”教材,在國內“燃燒學”教學改革方面首開先河。
東華大學作為“211工程”全國重點大學,推行的教育理念是“一切以學生的全面發展與成才為中心”,在大學本科教育中實行“建立在通識教育基礎上,寬口徑、柔性化的專業教育”。在這種背景下,能源與環境系統工程專業“燃燒學”課程使用的教材是由美國賓夕法尼亞大學Stephen R.Turns教授編寫,清華大學姚強教授等翻譯并由清華大學出版社于2009年4月出版的《燃燒學導論:概念與應用(第2版)》。該書在國外知名學府的“燃燒學“課程中被廣泛采用,它采用深入淺出的語言來講解燃燒基本理論及其應用,書本的內容體現了燃燒科學在近年來的研究發展狀況和趨勢。書本中還配有大量的例題以方便學生掌握,同時課后還有大量的思考題和習題提供給學生作為課后訓練。該書還配有一張光盤,光盤中提供了用于燃燒計算的軟件程序,從而進一步提高學生解決問題的能力。
1、山西能源學院(Shanxi Institute of Energy)簡稱”山能“,位于山西省晉中市高校園區,是國家教育部批準,山西省人民政府舉辦,山西省教育廳管理的一所應用型普通本科高校。學院以煤炭、電力、新能源類專業為主體,主要培養基礎理論扎實,專業技能突出,實踐動手能力強,直接為能源企業服務,為區域經濟社會發展服務的工程技術人才和管理人才;
2、學院前身為山西煤炭管理干部學院,始建于1984年。2013年,山西省人民政府決定籌建山西能源學院,建設一所“以工為主、能源見長、特色鮮明、規模適當”的能源類應用技術型普通本科學校。
3、2016年3月22日,教育部正式致函山西省人民政府,正式同意設立”山西能源學院“。首批設置本科專業6個,即采礦工程、化學工程與工藝、安全工程、機械設計制造及其自動化、電氣工程及其自動化、資源勘查工程。
4、并增設了采礦工程、安全工程、測繪工程、機器人工程、財務管理、能源經濟、車輛工程、金融工程、油氣儲運工程、能源化學工程、環保設備工程、資源勘查工程、機械電子工程、能源與動力工程、化學工程與工藝、城市地下空間工程、地下水科學與工程、新能源材料與器件、新能源科學與工程、能源與環境系統工程、電氣工程及其自動化、信息管理與信息系統、機械設計制造及其自動化、建筑環境與能源應用工程24個本科專業,能源與動力工程、電氣工程及其自動化、新能源材料與器件為二本A類專業。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:歷史文化街區、基礎設施、生活品質、傳統風貌
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
前言:杭州作為全國第一批公布的歷史文化名城,擁有秀麗的西湖山水、豐富的文物古跡和悠久的歷史人文,歷史文化街區就是其中非常重要的組成部分。杭州市市政府十分重視歷史文化街區的保護工作。到目前為止,共公布了二十六處歷史文化街區(歷史地段),總占地面積約530公頃。并每年劃撥專項保護資金進行整治改造。
在歷史文化街區保護工作開展的過程中,我們發現街區內基礎設施的滯后嚴重影響了居民的生活質量,無法滿足居民日益提高的現代生活的需要。而歷史文化街區內的基礎設施不同于普通街道、市政基礎設施的改造,既要提高居民的生活品質,又要傳承杭城傳統居住風貌。如何使歷史文化街區內基礎設施改造符合歷史文化街區傳統風貌的保護要求,是我們亟需探討的課題。
一、歷史文化街區內基礎設施存在的問題現狀
1、道路交通系統無法滿足新時期交通需要
歷史文化街區內的道路格局、街巷格局是長期以來歷史演變形成的,具有一定的空間特色和文化特色(如圖1)。但隨著社會的發展,尤其是工業革命后交通工具的更新加快,原有的街道尺寸、道路材料等都無法滿足現在的交通需要。此外,一些歷史文化街區內河道污染嚴重,橋梁普遍都有破損情況。以北山路歷史文化街區為例,整治改造之前,北山街交通流量過大,節假日嚴重擁堵;北山街兩端的斷橋與岳廟人車爭道嚴重,交通混亂;北山街全線快速流動的車流嚴重干擾觀光游覽次序,游人缺乏停留空間和安全感,難以停留觀賞。
這些問題并不能通過簡單的拓寬馬路方式來解決,歷史文化街區的保護不僅要保護有價值的歷史建筑和文物建筑,還要保護原有的街巷格局,周邊的歷史環境,才能完整保護歷史文化街區的風貌,傳承歷史的記憶。
2、給、排水系統超負荷
(1)給排水管道老化
歷史文化街區內的給排水系統普遍存在管道老化的問題。早期的管道基本采用鑄鐵和鍍鋅的管材,由于使用時間長,設施老化,管道銹蝕情況嚴重,存在水垢厚等問題。
(2)供水量不足
由于歷史文化街區內人口的增多,用水量增大以及原有管道管徑過細、過水斷面太小等問題,原有水壓和供水量無法滿足現在的居住生活需要。其次,一些蓄水設施陳舊、不衛生,如北山街棲霞嶺一帶還在使用山上的老式蓄水池和自建水箱,造成生活用水的二次污染;此外,由于還未安裝一戶一表,計量設備的落后也增加了供水管理的難度。
(3)雨水、排污系統落后
歷史文化街區內排水系統落后,目前還是實行雨污合流形式,一方面增加了城市污水系統的處理量,另一方面這種方式經常引發管道堵塞,既不衛生也不環保。
3、能源系統、通信系統、環境系統不完善
能源系統方面,大部分歷史文化街區的總用戶量還達不到一定標準,管道鋪設工程尚未開展,因此許多居民還是普遍使用煤餅爐或瓶裝煤氣。煤餅爐煙熏火燎污染環境且居民生活不便,并存在嚴重消防隱患。瓶裝煤氣需經常更換,居住在歷史文化街區的老年人占多數,同樣使用不便且容易應使用過失造成火災。
通信系統方面,首先,歷史文化街區內普遍存在電線架空布置、縱橫交錯、雜亂牽拉現象,一些居民還將衣服等物晾曬于電線之上(如圖2),不僅破壞街區的環境風貌,也是嚴重的安全隱患;其次,原有的供電線路老化,缺少漏電保護裝置,且電線私拉亂接現象嚴重,既存在人生安全隱患、又有火險隱患。
環境系統方面主要存在公共環衛設施嚴重不足的現象,大部分歷史文化街區都存在垃圾清理不及時,衛生條件惡劣,生活垃圾遍布的現象。這些不但影響了居民的正常生活,也直接破壞了街區的歷史風貌和景觀。此外,公共綠地的缺乏,也導致街區的綠化指標不符合要求,居民生活環境沒能跟上城市發展的整體水平。
4、防災系統存在安全隱患
首先在消防通道上,歷史文化街區的道路格局無法滿足現行的消防通道尺寸要求,如河坊街歷史文化街區的改造,由于老的街巷尺寸難以達到消防通道最小值的要求,因此遲遲不能得到消防部門的許可。
其次,歷史文化街區內大多都是木、磚木結構的房屋,本身就容易引發火災。而現狀中許多建筑缺乏消防栓、滅火器等消防設施的配備,加上電線等設施的老化,增加了消防隱患。
許多歷史街區均臨湖、臨河、或處城市低洼地段,遇洪水、暴雨、泥石流等突發災害性天氣,往往受災最為嚴重。所以改造歷史文化街區所涉及到的河道、水渠、閘門、泵房等泄洪排澇系統設施也是保護工作之一。
二、歷史文化街區內基礎設施改造的思索
1、基礎設施的改造應符合歷史街區保護的總體要求
歷史文化街區內的基礎設施改造要以保護歷史文化街區風貌完整性為前提。針對每一處歷史文化街區的風貌特色制定相應的改造方案,設施改造時應避免對歷史文化街區內建筑、周邊環境的破壞,不僅提高居民的生活品質,還要保護好歷史文化街區的風貌。
2、歷史文化街區內道路系統應進行合理定位和組織
歷史文化街區內道路的改造應以“限制為主、導堵結合、依靠周邊、內部改善”為原則,對街區內道路系統進行合理定位,重新組織,減輕街區內道路負荷,逐步恢復原有道路的歷史文化特色。
以小河直街歷史文化街區的改造工程為例,由于街區本身空間就小(如圖3),老街小巷根本不能適應現代的交通工具,因此規劃中不考慮機動車進入街區內部,而是通過湖墅北路、小河路與橋路的繞行來解決日常生活和旅游的通行需要。
再來看看北山路歷史文化街區保護整治工程,為保護北山街的空間結構和歷史風貌,整治工程不改變現有路網格局與路幅,路面保持民國進時期的瀝青路面。為近期解決北山街區交通問題,通過分時管理,白天限制車流,讓道于人,疏導車流,緩解交通壓力;夜間路邊開放停車,服務于消費者與商家。此外,根據相關規劃,寶石山下還將建設遂道,分流過境車輛,緩解交通壓力。歷史文化街區內對外優先發展化共交通,對內疏導登山與景點之間的道路,達到空間通達順暢。
此類改造模式都很好的結合了歷史文化街區的實際情況,改善了街區內的混亂的交通狀況,同時,保護了街區的整體格局和風貌環境。
3、改善歷史文化街區內的水務管網系統和能源系統
對歷史文化街區內原有的供水、排水管道系統進行更換和改造,根據用水量預測及街區內的道路規劃,合理布置區塊內供水管網系統;采用雨污分流的排水體制,增加必要的污水管和雨水管,并對雨水、污水管道進行合理布置。此外,還應對水箱、水表等設施進行改造,取消原有水箱,實行一戶一表制。
能源系統方面,應視實際情況進行合理安排,敷設煤氣或燃起管道等,限制煤爐的使用,確實改善居民的生活條件。
4、改造歷史文化街區內的通信、電網管線
(1)整理現有通信線、電力管線,電力架改為地埋電纜,推行管線“上改下”的清理方式,對管線建設經營實施“統一規劃、統一建設、統一經營、統一管理”,有效實行通信管線集約化建設;對室內線路應包絕緣套管,減少線路火災。
(2)根據歷史文化街區內電力負荷,合理進行電網建設,增加電信、電力管線設施,增設變電站、變電器等,滿足街區內居民生活的需要。
5、加強街區內的環境系統建設
在歷史文化街區內成立環境衛生管理機構,建立健全管理制度,統一布局垃圾站,逐步推行垃圾袋裝化,加強環境管理。作為旅游開發的歷史文化街區還應在游人集中活動的公共場所增設垃圾箱、公共廁所等市政服務設施,垃圾箱、公共廁所等市政服務設施的造型應與歷史文化街區的整體風貌相協調。
6、建立合適的歷史文化街區消防系統
由于歷史文化街區內火災隱患較多,應從多方面進行消防設防。一方面在歷史街區周邊道路等交通環線設置消防車輛的主要通道,在街區內部尋找合適處留出2米的消防應急通道,利于救火與疏散;另一方面可考慮采用適應于窄小傳統街巷的小型消防車,增設消防栓,滅火器等消防設施,建立智能化的火災預警和防護系統,減少消防隱患。
7、改善街區周邊水環境系統
歷史文化街區周邊水環境系統直接影響保護效果。應從截污系統、泄洪系統、排澇系統三方面加強建設。除了在污水排放源頭設置污水處理設施外,還可以考慮建設截污繞行污水管道已保證保護區內水體質量;定期對河道、水渠清淤排污,保證水網水流暢通,上游下游分別設置蓄洪泄洪閘門,科學控制水位,合理蓄洪泄洪,既保證景觀又保證防洪;低洼地區,合理范圍內建設排水泵站,保證汛期及時排澇,防止保護區水淹造成不可彌補的損失。
三、總結
歷史街區保護工程是一項綜合性系統工程,有諸多問題值得進一步探討,也有待于實踐中去進一步總結。相信在市委、市政府的正確領導下,在社會各界的積極探索下,歷史街區保護工程一定會走向一條正確的道路,改善街區的居住環境,提高居民的生活品質,構建和諧社會,建設美麗杭州。
作者介紹:
能源環境學是講述能源與環境關系的一門新興學科。課程內容包括幾個方面:首先是能源的轉換、利用;其次是由于能源利用過程當中引起的環境問題,以及如何協調能源利用、經濟發展與環境保護之間的辯證關系[1]。本文針對能源環境學中的能源部分教學,進行了一些思考。能源是比較集中的含能體或能量過程。我國是煤能源占主導地位,油氣資源不夠豐富的國家。我國能源消耗總量居世界前列,但人均能源消耗量很低,加之經濟發展水平低,單位GDP能耗較高,因此節能減排的形式嚴峻。
一、能源轉換利用的教學
機械能、熱能、化學能、電能、核能、太陽能、風能、潮汐能這些能源的形式,相互之間是可以轉換的。其中,將熱能轉換為機械能是目前獲得機械能的最主要的方式。將熱能轉換成機械能的裝置稱為熱機。因為熱機可以為各種機械提供動力,故通常又將其稱為動力機械。蒸汽輪機,簡稱汽輪機,是將蒸汽的熱能轉換為機械功的熱機。對于汽輪機的講解,我們一般采用“模型教學”的方法,結合汽輪機模型,加深同學對汽輪機的直觀了解。在此基礎上,再對汽輪機的工作原理進行講解。另外,通過對燃煤電廠的講解,讓學生了解從煤的化學能通過燃燒轉換成熱能,以蒸汽的形式進行流動,再將蒸汽通過汽輪機轉換成動能,帶動發電機發電。整個過程通過豐富的圖片和真實的現場將全過程展示給學生,一方面傳授專業知識,另一方面也激發學生的學習熱情,讓他們感覺到能源工程的魅力。
二、能源系統工程教育
首先,能源與環境系統工程專業教育在于培養學生的能源利用視野,突出能源與環境,發展與節能等的辨證關系,著力拓寬學生的能源利用全球視野,使其關注新能源的利用。現在比較有前景的新能源有風能、太陽能、核能和生物質能。其中,太陽能是一種優質的新能源,太陽輻射到地球表面的能量遠大于人類所需,而且太陽能清潔,無污染,對環境友好。但是從能源的轉換、利用的角度看,太陽能的能流密度比較低。跟常規能源,如煤、石油、天然氣等相比,太陽能的利用還有待進一步研究開發。風能同樣是清潔能源,但是風能受氣候的影響比較大,不能夠提供穩定、有效的高品質能量;核能是一種快速發展的戰略性新能源,通過核裂變,核反應堆可以提供巨量能量,但是,核材料特別是核廢料對環境的影響卻有待進一步評估,而且核能裝備投資大,技術要求特別高。因此,在常規能源日益枯竭的情況下,我們需要拓寬視野,緊跟新能源技術的研究。
其次,需要培養學生綜合利用能源的意識和節約能源的觀念。近年來,隨著新能源技術的發展,生物質能源技術有了很大提高,而其中沼氣的綜合利用是能源技術的一個重要方向,特別是隨著生態農業的發展,集約化農業養殖的形成,大量的沼氣發酵而成。而養殖場,比如養豬場,在飼養種豬時,豬圈需要維持一定的溫度,如果通過其它的能源方式,比如燃燒液化石油氣來為豬圈取暖,則需耗費大量液化石油氣,而同時,豬場發酵而成的沼氣則白白浪費。這正需要我們進行綜合處理,以達到綜合利用的目的。當然,沼氣的著火點、火焰傳播速度等與液化石油氣不同,如果需要利用原有的加熱設備,則需要進行改造。而沼氣的產生,也具有季節性,春、夏季節的沼氣產生量要比秋、冬季節要大;沼氣的產生量也同時受豬場在圈生豬頭數的影響。而秋冬的采暖負荷又較春夏要大,所以,在采用燃燒沼氣的方法進行豬圈采暖時,需要綜合考慮如何設計采暖設備,有兩種方式:一、燃燒沼氣,產生熱風,同時輔以LPG(液化石油氣)空氣加熱器;二、用沼氣鍋爐,產生熱水,將熱水通過風機盤管,產生熱風,同時輔以小型LPG鍋爐,進行容量調節。在綜合利用能源的技術選擇中,應培養學生對于能源利用與環境保護的綜合考慮。近年來,隨著我國對能源立法的重視,多部能源相關法律產生,其中《能源法》,《節能環保法》等對我們專業的指導性明顯。《能源法》和《節能環保法》當中,都對大型工礦企業的節電、節水、節汽提出了明確的要求。因而,我們對一些大型的企業進行了水平衡、熱平衡測試,通過對設備、流程等的改造,以找出節約能源的途徑。水平衡就是通過對企業進水、出水計量,水管道、用水設備進行相應水平衡計算。對工業水、純水、自來水、蒸汽等分別進行水平衡計算,找出漏水點以及耗水量異常的設備,進行相應改造。同時,對于污水的排放量以及污水的排放去向進行測量和查找。同時,根據《能源法》和《節能環保法》的要求,對企業進行相應的熱平衡,對于用熱設備進行衡算,找出漏熱點以及耗熱量異常或者不符合國家法律法規的高耗能設備進行改造。而各地方法規同樣也是需要對學生進行宣講,讓他們牢固樹立節約能源的意識,這不僅是專業的素養,同時,也是國家、地方法律、法規對我們的要求。具體到我們能源行業,就是,在法律的框架下,綜合利用能源,節約能源。我們要以法制的觀念去看待節能的事業,培養學生懂“能源法”,利用“能源法”,來為我們的可持續發展服務。
再次,需培養學生能源利用的倫理道德觀念[2]。值得注意的是,隨著經濟的發展,對能源資源的需求量越來越大。但是,按照目前的開采速度,全球的煤的剩余可開采儲量只能維持240多年,石油和天然氣可供開采的年限僅分別為40年和50年[3]。而隨著大量的礦物燃料的使用,我國的大氣環境受到了嚴重的污染,空氣中的CO,NO,NO2,SO2等在很多城市嚴重超標。而空調、冰箱等制冷設備中大量使用對臭氧層有害的氟里昂工質,使得臭氧層空洞越來越大。
關鍵詞:武漢城市圈;生態城市;生態環境;生態經濟;生態社會;系統戰略
生態城市是聯合國教科文組織發起的“人與生物圈(MAB)”計劃研究過程中提出的一個概念,是城市生態化
發展的結果,是社會和諧、經濟高效、生態良性循環的人類居住形式,是自然、城市與人融合為一個有機整體所形成的互惠共生結構。
“武漢城市圈”由武漢市及其100公里半徑內的黃石、鄂州、黃岡、孝感、天門、潛江、仙桃、咸寧8個中小城市組成,是湖北省乃至長江中游最大、最密集的城市群。9市山水相連,唇齒相依。潛江、仙桃、孝感、天門和武漢共享漢水,武漢與咸寧、鄂州、黃岡和黃石同飲長江水。生態城市圈的建設是一個系統工程,主要包括生態環境系統、生態經濟系統和生態社會系統,其中,生態環境系統是基礎,生態經濟系統是核心,生態社會系統是保障。各子系統之間既相互制約,又相互補充。所以,要把武漢建設成為國家級生態城市圈,必須實施系統戰略。
一、修復生態環境系統,營造可持續發展的自然環境
從2007年武漢城市圈生態環境狀況看,生態環境狀況指數平均為61.66,生態環境狀況良,但內湖水質堪憂,武漢、黃石、鄂州3個城市內湖和納污河渠的水質全部為劣Ⅴ類,局部地區污染和生態破壞依然嚴重。要修復武漢城市圈的生態環境系統,必須創新機制。
(一)建立統一的政策標準體系,創新城市圈生態環境修復的協調機制
在政策和規章設計上,以財稅刺激為基礎,以利益誘導為方向,以市場機制為主導,以行政調節為輔,設計開發以法律手段為依據的經濟手段,在目標上把生態效益與經濟效益統一起來,制度上把政府行為與市場激勵機制統一起來,措施上把過程扶持與結果激勵統一起來,方法上把制度創新與微觀剖析結合起來。重點形成生態補償政策與補償制度機制、生態投融資政策、生態經營管理和產業化政策、財政支持政策與財政轉移支付制度、稅費政策、利益分配和保障政策、生態移民政策等。充分運用生態建設政策和規章的激勵功能、約束功能、信息導向功能、倫理教化功能、保障支持功能,通過優化政策手段組合,構建協調和諧的生態政策體系,加快推進生態建設進程。在制定一系列生態建設的政策和規章后,還需要從成本-效果分析、心理分析、歷史沿革、文化、行為等多方面,進行多因子的關性分析,最后得出政策體系的實施效果,并從中發現存在問題,及時進行調整和完善。最重要的是要在運行協調機制、利益協調機制和領導協調機制上取得突破。統一制定城市圈生態環境綜合整治方案,實現圈內共保,上下游共治。建立污染源監控、環境質量監測、污染事故應急處置三位一體的區域生態環境安全保障系統。
(二)建立有效的監督管理體系,創新城市圈生態環境修復的管理機制
加強生態法制建設,完善生態立法、規范生態執法、嚴格生態司法,使生態建設有序邁進。建立和完善排污權的交易制度,解決企業排污的成本外部性的內部化問題。切實貫徹“誰開發誰保護,誰收益誰補償”的原則。建立“武漢城市圈環保督察中心”,同時建設環境監控信息共享平臺,實行城鄉生態建設和環保一體化管理;推行企業違法排污公開道歉、企業環境信息公開等制度,并建立環境獎勵基金,鼓勵群眾舉報。實施污染物排放總量初始權有償分配、排污許可、排污權交易等制度,建設武漢城市圈“污染物排放交易市場”,并創新排污權征收使用管理模式。推進環境污染責任保險制度,重污染企業必須購買“環境污染責任保險”。
(三)建立生態城市建設規劃體系,創新城市圈生態環境修復的規劃機制
城市圈的生態城市總體規劃應把生態建設、生態恢復、生態平衡作為強制性內容。生態城市建設規劃一旦批準,必須具有法律的權威性,任何改變都必須嚴格地按照程序進行。生態城市總體規劃必須具備科學性、綜合性、預見性和可操作性。如城市綠地系統規劃不僅在總量上增加多少綠地(例如每年新增200平方米),還要有系統地營造大、中、小尺度的綠化景觀。
(四)建立廣泛的公眾參與體系,創新城市圈生態環境修復的社會機制
建設生態文明需要全社會的廣泛參與,公眾參與生態城市建設是法律賦予公民的權利,對生態城市的建設具有知情權、議政權、索賠權。公眾參與應體現在環境決策參與、環境監督參與、環境投資參與和個人環境行為等方面。應該建立相應的制度,保證民眾參與生態城市建設的廣泛性。制度首先要明確民眾參與生態城市建設的應有法律地位,保證其行為的代表性、合法性;其次制定科學的決策程序,防止少數人說了算,保證民眾代表的否決權;建立具有廣泛民意基礎的有官員、專家、各界代表參加的城市規劃建設決策委員會,保證決策過程中民眾的參與和過程節點控制。
二、建立生態經濟系統,打造健康發展的經濟基礎
在加快工業化與城鎮化進程中,武漢城市圈要吸取沿海地區城市圈資源與環境嚴重透支的教訓,改變以犧牲環境和資源為代價的粗放型經濟增長方式。實行生態經濟化,經濟生態化。所謂生態經濟化,就是通過市場化的手段,使生態資源轉變為經濟資源,產生經濟效益,從而致富百姓。而經濟生態化,就是經濟發展與生態建設良性循環,最終實現經濟的全面、協調、可持續發展。
(一)加快發展一批綠色產業
重點推進生態工業,大力發展生態農業,積極發展生態旅游,加快生態建設與環境保護一體化建設。合理布局整體產業結構,引導產業城市間轉移,延伸循環經濟產業鏈,促進城市圈節能環保產業集群化、規模化發展,建設全國重要的環保產業基地。推動區域產業結構優化升級,針對武漢市化工企業搬遷趨勢,統籌規劃功能分區,實現圈內化工產業區的再分布和再重組。推動集群發展,推動金融體制創新,建立健全資金籌措、產權交易、生態補償等機制。充分利用得天獨厚的資源優勢,大力發展清潔能源、生物醫藥、綠色食品、環保產業等綠色產業。在城市圈內全面實行增值稅轉型以及資源稅試點。對圈內的國有企業改革、高新技術發展、基礎設施建設等爭取比照執行振興東北等老工業基地政策。
(二)精心培育一批綠色企業
逐步轉變經濟增長方式,集中精心發展和培養科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的企業,初步形成城市圈內優勢高新技術產業群,逐步顯現產業聚集效應。積極引導和扶持有品牌優勢和發展潛力的企業,按照生產經營生態化、產品綠色化的方向和目標,采用綠色技術、進行綠色管理、開發綠色產品、開展綠色營銷,實現企業的“綠色再造”和“綠色轉型”。
(三)繼續開發一批綠色產品
在茶葉、黃花、魔芋、食用菌、山野菜和無公害蔬菜等特色領域,加大骨干產品的開發力度,健全質量標準體系建設,確保綠色食品的天然、營養、保健品質。目前,應進一步加強黃陂、新洲兩縣,蔡甸、江夏、東西湖、漢南四區農業生態示范區工程的建設,扶持農業龍頭企業,培育無公害、綠色、有機農產品品牌。
(四)力爭獲得一批綠色認證
爭取創造條件獲得ISO14000國際環境管理體系認證和國際國內權威機構第三方認證,加大企業邁向國際市場的步伐。
(五)建立綠色技術支撐體系
積極引導企業采用綠色生產技術,引進與轉化一批先進的“綠色生產”技術,創建更多的現代生態園區,大力發展綠色生產。
(六)推行循環經濟
通過財稅、金融、價格等手段,構建循環經濟發展的激勵與約束機制,組建循環經濟產業基金,改革資源性產品價格形成機制,促進城市圈內各地按照資源稟賦和產業特色建立循環經濟產業園、生態工業園、循環農業示范區,逐步構建起“生產領域內部-消費領域內部-生產領域和消費領域之間”不同層次的循環體系和產業鏈。推動鋼材循環消費,汽車零部件與再制造產業鏈、石油化工及鹽化工產業鏈等一批重大項目的建設,加快鋼渣綜合利用、粉煤灰綜合利用、重金屬廢物回收利用等循環產業鏈的發展。要加快建立循環經濟評估體系,試行生產者責任延伸制度,加快企業環境成本內部化進程,堅持走新型工業化道路。
三、導入生態社會系統,建造和諧發展的宜居城市
(一)樹立綠色意識
通過增強全民的生態憂患意識、參與意識和責任意識,樹立全民的生態文明觀、道德觀和價值觀,增強人們對自然生態環境行為的自律,形成人與自然和諧相處的生產方式和生活方式。摒棄人類自我中心思想,尊重自然。讓人們意識到地球資源是有限的,破壞環境就意味人類的自我毀滅。綠色生活體現著一個人的文明與素養,每個人都應當選擇有利于保護環境的生活方式――綠色消費來實現這種“綠色生活”。只有這樣,人類文明才能生生不息,人與自然才能實現雙贏式發展。
(二)倡導綠色文化
綠色文化是一種人與自然協調發展的文化,它走出人類中心主義,反映了綠色城市社會生活民主化、多樣性及豐富性的特點。比如“節約”如今已不再是吝嗇的象征,而是一種新時尚,是光榮與文明的象征;揮霍也不再是體面與榮耀的代名詞,而是可恥。對發展綠色武漢而言,一方面要保持傳統文化精華的傳承與動態發展的統一,另一方面要保持一種比較完整的具有文化特色的文化生態。樹立“兩型社會”新理念;從崇奢生活方式中解放出來,倡行“兩型社會”新風尚。“兩型社會”新風尚,可從構建“兩型”家庭、社區、單位、城市啟動。
(三)引導綠色消費
綠色消費是指以綠色、自然、和諧、健康為宗旨的,有益于人類健康和環境保護的新型消費模式。綠色消費從內容上來看,包括對綠色產品的消費以及物資的回收利用、資源的有效配置與利用、對生存環境和物種的保護等,其涵蓋的范圍擴展到生產行為、消費行為的方方面面。綠色消費行為遵循5R原則,即節約資源,減少污染(Reduce);綠色生活,環保選購(Reevaluate);重復使用,多次利用(Reuse);分類回收,循環再生(Recycle);保護自然,萬物共存(Rescue)。實現消費方式的生態化,政府要為綠色消費保駕護航:加強對非綠色產品生產的限制,對不益于消費者身心健康,社會可持續發展的非綠色產品采取更嚴格的限制,如向其征收消費稅、環境稅等稅賦增加其生產成本,進而控制該種企業的發展。還應重視完善促進綠色消費的激勵機制,通過一系列措施使消費者外溢的收益內化,進而為消費者提供更強的購買動力。對生產綠色產品的企業給予相應的宏觀政策支持,鼓勵該種企業的發展。在金融上提供一定的貸款利率優惠;在稅收上給予企業適當的稅收減免和財政補貼,降低其生產成本,提高綠色產品的市場競爭力。
參考文獻:
1、2007年湖北省環境狀況公報[EB/OL].hbepb.省略/show.aspx?id=13009,2008-05-14.
關鍵詞 工程共性問題 工業工程 選修課
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
Study on Public Elective Courses of Industrial Engineering
and Management for Engineering Majors
WU Xiaodong,HUANG Jianfeng
(School of Mechanical and Electronic Engineering,
Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming, 52500)
Abstract On the background of students’ individual developments and learning cycle of CDIO and large-scale engineering, universities and colleges need to offer public elective courses. Based on analyzing common problems of engineering and interpreting Industrial Engineering (IE, a general engineering technology), part of whose character is management, some courses of IE are regarded as public elective courses for engineering majors. The courses are “Safety Engineering”, “Human Factors Engineering”, “Quality Engineering”, “and Fundament of Management”, “Production Planning and Control, Project Management”. The courses’ fitness, content, teaching method and examining method are also discussed.
Key words common problems of engineering; IE; elective course
0 引言
大工程觀模式和CDIO模式是美國典型的高等工程教育模式,卓越工程師教育培養計劃是中國教育部2010年6月提出的高等工程教育改革項目。大工程觀注重學生工程實踐培養,充分發揮學生個性;注重工程與自然、社會的關系。①CDIO是構思、設計、實施和運行的英文單詞縮寫,其注重大工程觀的理念、綜合素質的培養、產業的密切聯系。②
卓越工程師培養計劃注重高校與企業聯合培養、注重學生工程實踐與創新能力培養、注重按通用標準和產業需求培養學生,注重人文社科素質培養。③在大工程觀、CDIO工程教育和卓越工程師培養計劃等工程教育理念引導下,以及學生個性化發展要求的背景下,許多高校開設公共選修課供學生選修。高校往往沒有科學規劃公共選修課程設置,也沒有科學指導學生選課,結果是學校隨機設置課程和學生隨意選課。④
本文分析工程共性問題,基于具有管理屬性的通用工程技術――工業工程,提出面向工程類專業的工業工程與管理類公選課。
1 工程活動的共性問題
產品、工程項目的Conceive(構思)、Design(設計)、Implement(實施)和(Operate)運行過程中需要解決以下一些工程共性問題。
安全問題。產品(設施)日常使用、產品生產制造(設施建造)過程中的安全問題。
人與機器(物品)、物理環境的關系問題。人在使用各種物品(產品、工具、生產設備、設施、軟件)中的交互問題,人的物理作業環境問題,人的作業工效問題。
產品生產(設施建造)的組織實施問題。產品的生產、實施建造過程中需要對生產數量、進度進行安排,涉及對原料、零部件、設備、人員等資源的計劃調度、控制。
產品生產(設施建造、軟件開發)的質量問題。任何產品、設施、軟件、工程活動等都需要在設計、制造(建造)、安裝、售后工程服務中去保證其質量。
工程的經濟問題。從經濟效益角度對產品、工程項目和工程技術方案進行評價,以便對產品、工程項目、工程技術方案進行優化或選優。
工程活動的一般管理問題。工程活動需要管理,工程技術人員往往從事工程管理工作,工程技術人員往往也是被管理的對象。
2 兼具管理屬性的通用工程技術――工業工程
根據美國工業工程師協會的權威定義,工業工程(Industrial Engineering,IE)是對人、物、設備、能源和信息組成的集成系統進行設計、改善和實施的通用性工程技術。⑤
在美國等經濟發達國家,工業工程是與機械工程等幾大工程學科并列的工程學科,其注重人的因素,強調以人為中心;是技術與管理的交叉學科,具有工程屬性和管理特征。⑥
現代工業工程的主要方法論和技術體系主要概括為三大類:⑦第一類為設計改善類,包括工作研究、現代制造系統、設施規劃和人因工程;第二類為控制管理類,包括生產計劃與控制、質量管理、安全工程與安全生產、項目管理;第三類為分析評價類,主要是工程經濟分析。
3 面向大工程觀和工程共性問題的公共選修課程
針對大工程觀和CDIO工程教育模式的要求,基于工程共性問題和通用工程技術――工業工程與管理,我們選取部分工業工程與管理的專業課程為工程類專業公共選修課程。
3.1 安全工程學
“安全工程學”適用于所有工程類專業學生。講授事故的因果理論,危險源的辨識、控制和評價技術,機械類設備、電氣、危險化學品的危險源及其傷害事故與安全技術,安全心理學的基本理論,安全管理學的基本理論與方法。課程旨在為學生提供安全工程學的理論與方法,使其具備從事產品安全性設計、包裝、使用、生產制造或建造的基本能力與素質。
3.2 人―機―環境系統工程
“人―機―環境系統工程”適用于所有工程類專業。該課程講授人機交互界面設計(硬件、軟件的顯示裝置、控制裝置設計)、物理環境(照明、色彩、聲音、振動、微氣候、空氣)對人的作業的影響與改善,作業場所與設施布局設計,人操作機器時的體力與腦力勞動規律,職業病預防等等。課程旨在使學生能綜合利用人機工程學的理論與方法,具備設計安全、健康、舒適、高效的產品,以及保證人能安全、健康、舒適、高效地從事產品生產制造(或建造)的基本能力與素質。
3.3 管理學基礎
“管理學基礎”適用于所有工程類專業。課程講授管理的含義,計劃、決策、組織、領導、控制等管理職能,以及人力資源管理、溝通、戰略管理、技術創新管理等與工程活動密切的管理專題。課程旨在為學生提供管理學的基本理論與方法,使其具備從事工程技術活動決策、計劃、組織、領導、控制,以及與他人溝通交流合作的基本能力與素質。
3.4 工程經濟學
“工程經濟學”適用于所有工程類專業。課程講授工程經濟學的含義、資金的時間價值、工程投資方案的經濟評價方法、工程技術方案的經濟效益比較、設備壽命和更新的經濟效益分析、技術創新的經濟分析、公共工程項目的經濟評價、工程經濟的不確定性和風險分析、價值工程等。課程旨在為學生提供工程經濟的基本理論與方法,使其具備評價和比選工程活動、工程項目、工程技術方案的經濟效益的基本能力和素質。
3.5 質量工程學
“質量管理學”適用于所有工程類專業。該課程講授質量的含義、設計質量方法(正交試驗設計、質量功能展開、質量穩健設計)、制造的統計質量控制理論與方法、六西格瑪質量管理、質量檢驗與抽樣技術、ISO9000族與質量體系、質量的經濟性分析、可靠性工程、全面質量管理。課程旨在為學生提供質量管理的技術方法,使其具備保證產品(設施)研發設計、產品生產制造(設施建造)、軟件開發設計的質量的基本能力與素質。
3.6 生產計劃與控制
生產類型按照工藝特性分為離散型生產(離散裝配)、連續型生產(流程式生產)、項目型生產(固定式建造),“生產計劃與控制”適用于離散型和連續型生產的工程類專業。該課程講授產能規劃、產品需求管理、生產計劃大綱、主生產計劃、物料需求計劃、能力需求計劃、制造資源計劃、企業資源計劃、車間作業計劃與調度、庫存優化與控制。課程旨在為學生提供生產計劃體系及其控制的知識和方法,從而使其具備物料、設備等資源的計劃調度的基本能力和素質,也為學生從事相應行業的企業資源計劃系統開發奠定基礎。
3.7 項目管理
“項目管理”適用于項目型生產(建造)和以項目形式進行工程服務活動(軟件工程等)的工程類專業。該課程講授項目的含義、項目過程及其管理過程、項目目標與范圍管理、項目組織管理、項目采購管理、項目成本管理、項目時間管理、項目質量管理、項目風險管理、項目綜合管理。課程旨在為學生提供現代項目管理的原理、方法和工具,從而使其具備從事項目管理的基本能力和素質。
4 工業工程與管理類公共選修課的教學手段
在任課教師選拔方面,教師需要有比較豐富的工程實踐經驗和案例教學經驗。
在課程教學中,利用工程問題引導理論,將工程實際項目、工程案例有機融于理論知識分析中;鼓勵師生互動式講授,鼓勵學生之間相互討論,按照“學然后知不足,知不足而奮發”的規律去激勵學生奮發和探索的精神;教師應該及時總結歸納提煉授課內容以幫助學生消化所學知識。教師在授課中應該按照“知識廣而不過深”的原則教學,重在開拓學生視野和拓展知識面,處理好課堂講授與課外、工作自學的關系。
課程考核方面,采用期末考核與平時考核相結合的方式,推薦采用小型課程設計的形式實施期末考核,盡量不要采用“背書”式的閉卷試題考試和“抄書”式的開卷試題考試。
5 結束語
高校應該對人才培養中的知識、能力、素質要求進行分析,有針對性地科學規劃公共選修課程,并對授課、課程考核進行適度的規范管理,以提高公共選修課程的教學效果。
基金項目:廣東省高等教育教改項目“基于CDIO的‘三位一體’工業工程專業實驗改革研究”(GDJG20141218)成果
注釋
① 趙婷婷,買楠楠.基于大工程觀的美國高等教育課程設置特點分析[J].高等教育研究,2004.25(6).
② 王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究,2009(5):86-87.
③ 張安富,劉興風.實施“卓越工程師教育培養計劃”的思考[J].高等工程教育,2010(4):56-59.
④⑤余瓊.普通高校公共選修課存在的問題及對策[J].廣西民族學院學報,2005(6):134-136.
[內容摘要] 生態市是高度和諧的有機體,是整體協調的復合生態系統,是高效低耗的知識經濟體系,是多樣化的個性化地域空間,是人類居住區發展的高級階段、高級形式。生態市建設是以生態學和生態經濟學、循環經濟原理為指導,以區域可持續發展為目標,以創建工作為手段,把區域經濟發展、社會進步、環境保護三者有機結合起來,總體規劃,合理布局,統一推進,實現社會、經濟與環境高度和諧的可持續發展的根本途徑。
一、生態市的科學內涵
1、生態市是一個相對開放的城鄉互動系統。從地域范圍來看,生態市不是一個封閉的系統,而是一個空間結構布局合理,基礎設施完善,人文景觀與自然環境融合,城市與鄉村功能互補的相對開放系統。
2、生態市是一個社會、經濟與自然的有機復合體。從涉及領域來看,生態市不僅涉及城市的生態環境系統,也涉及城市的經濟系統和社會系統,是一個以人的行為為主導、以自然環境系統為依托、資源和能源流動為命脈、以社會體制為經絡的“社會 ― 經濟 ― 自然”的復合系統。
3、生態市是一個生態環境系統平衡演進的統一體。從生態環境方面來看,生態市的自然資源與環境得到合理利用;生態系統結構合理、功能穩定、達到動態平衡演進;良好的環境質量和充足的環境容量能夠消納人類活動所產生的各種污染物和廢棄物。
4、生態市是一個生態化產業高度發達的產業域。從城市經濟方面來看,生態市具有合理的生態化產業結構、能源結構與生產力布局體系,經濟發展與生態環境效益高效而統一運行。太陽能、水力、風能、地熱資源等成為生態市的主要綠色能源,智力成為環境資源開發的指導方向,不可再生資源得到有效地保護和循環利用。
5、生態市是一個實現人與自然和諧發展的社會生活空間。從社會方面來看,生態市的人們有自覺的生態意識和環境價值觀。生活質量、人口素質及健康水平與社會進步、經濟發展相適應。生活環境方便舒適、社會秩序安定、社會政治開放民主、社會保障體系健全、人與自然和諧發展。
生態市建設雖然追求經濟發展、社會進步和生態保護的統一,但就其核心和動力而言,仍然是經濟發展。當然,我們所說的是在清潔生產和循環經濟基礎上的經濟發展,經濟發展與生態保護之間,任何片面追求某一方面的做法都將偏離生態市的主題。所以,正確處理經濟發展與生態保護的辯證關系是在生態市建設中必須認真解決的問題。
二、生態市建設的對策建議
1、思想認識要到位
21世紀將是生態經濟的時代。在當今時代,想使經濟快速、高效、健康發展,唯一正確的選擇就是生態經濟。因此,要牢固樹立生態市建設是歷史必然、現實選擇的信念,破除生態市建設可有可無、趕時髦等錯誤觀念,是生態市建設成為我們堅定不移的信念。
在實際工作中,各地應當結合當地實際,協調好一、二、三產業關系和短、中、長期發展關系,把經濟發展與環境保護、生態建設高度有機地統一起來,真正實現可持續發展。而實現這一目標的途徑就是生態市建設。
2、加速產業生態化和環保產業化進程
由“先污染后治理”的被動環保,到“邊污染邊治理”的次優環保,再到把清潔生產貫穿于整個產業鏈的循環經濟,這是一個質的飛躍,它消除了環境與發展的沖突。國內外的經濟發展實踐表明,經濟發展的根本思路就是發展循環經濟,按照循環經濟的內在要求對產業進行調整和改造。
一是產業結構的生態化。產業結構調整,當然要全力承接全球性的產業結構轉移浪潮,實現工業化的跨越式發展。但另一方面,必須按照清潔生產和循環經濟的要求調整產業結構,發展新興產業,使產業成為名副其實的生態經濟。在橡膠、化工、造紙、食品等污染較重的傳統產業中,應當大力推進清潔生產,將現有的“資源――產品――廢物排放”的開放式經濟流程轉化為“資源――產品――再生資源”的閉環式經濟流程,實現資源的減量化、廢棄物的資源化。嚴格按照生態園的要求建設各類工業園區。無論是產業規劃,還是項目引進,都要遵循生態系統規律,形成由若干相互消費“廢物”和共用基礎設施的產業共生體系,提高園區內部資源、能源的利用效率,變廢物為資源,向園區外部排放廢物最小化,達到園區經濟和環境的同步優化。
二是環保行業的產業化。被稱之為“朝陽產業”的環保產業已經成為發達國家的主導產業之一。預計到2010年,中國環保產業總產值將達到8800億元,約占同期年GDP的3.4%。膠南的環保產業技術含量低、資金嚴重缺乏、產業結構松散、運行機制不暢,其根本原因在于尚未真正實現產業化。所以,當務之急就是按照市場導向,建立多元投融資體制,完善服務體系,盡快建立與市場經濟相適應的環保產業化運作機制。目前,環保產業化視情況不同可采用官建民營、民辦官督、合股建設幾種模式。
3、建立健全與生態市相適應的政府管理體制
一是廉潔、高效、透明的政府體制是生態市建設的保證。首先,政府要建立合作、協商、包容、透明、信息共享的開放機制,在政府與民眾、企業之間形成合作互動、平等交流的新型關系,調動各個方面的積極性,共同建設生態市。其次,要強化生態市建設的管理職能。提升和強化城建環保主管部門的職能和地位,賦予他們參與生態市建設規劃、決策、實施、資源調配的權力。加強環境監護專業隊伍建設,提高人員素質。成立專家智囊團,建立環境首席專家制度。
二是建立健全科學的政績考核制度。政績考核是領導干部的行為導向器。生態市建設作為一個系統工程,包含經濟發展、環境保護、社會進步三個基本方面。在政績考核中要統籌兼顧,合理安排三個方面的權重比例、綠色GDP和包括資源、人才、環境、社會的總資本等指標,體現政績考核體系的科學性、可行性、有效性,使政績考核真正成為生態市建設的助推器。
三是建立一整套嚴密、可操作的執法監督機制。除市委市政府督查室發揮督查職能,還要建立健全一套完整、嚴密、可操作的適應生態市建設的有效執法監督體系,建設一支素質高、責任心強、公正廉潔的執法隊伍,使生態市建設真正納入法律化、制度化軌道。
4、積極營造全民知曉、從我做起的濃厚生態文化氛圍
一是充分利用各種渠道和方式,不斷增強公民的生態環保意識。生態文明對應生態經濟。要把生態文明納入社會主義精神文明建設全過程中,不斷提高民眾的生態環保意識和環保道德水平,使人們認識到自己應負的環保責任,改變消費方式,維持生態市系統的高質量運行。要開展豐富多彩的生態環保教育活動,弘揚中華民族“天人合一”等體現人與人、人與自然和諧相處的優秀文化傳統,使生態環保意識深入人心。
二是從細微之處做起,培養科學的生活和工作方式。生態市建設離不開民眾的參與,為此,要從細微之處做起,倡導多使用公交車,限制摩托車;倡導以自行車作為上下班的交通工具或以步行代車,少用私家車;倡導使用布袋子、菜籃子、飯盒子,拒絕“白色污染”;倡導“綠色旅館”、“綠色飯店”,禁止一次性用品;倡導“綠色食品”、“有機食品”,拒絕污染食品;倡導“綠色生活”、“綠色家庭”,拒絕非科學生活;倡導使用清潔能源,拒絕高耗、污染能源;倡導垃圾分類固定放置,禁止垃圾混放隨手亂丟。
作者簡介:朱莉,博士,講師,主要研究方向為物流管理、網絡均衡優化。
基金項目:國家自然科學基金項目“基于超網絡的災害下城市群應急資源調配優化研究”(編號:71101073);南京信息工程大學氣候變化與公共政策研究院開放課題“跨區域性氣象災害應急管理機制研究”(編號:12QHB011);南京信息工程大學教學建設與改革提升工程項目“基于綠色物流的零空載技術研究”(編號:201210300006);南京信息工程大學資助管理與創業教育研究基金項目“創業視角下的大學生勤工助學功能及其引導策略研究”(編號:cyzd12002);江蘇高校優勢學科建設工程項目。
摘要低碳經濟社會中,物流活動需重視碳排放的控制,科學設計出支持低碳理念的物流優化網絡對有效降低能源消耗具有重要意義。本文采用網絡均衡理論為研究方法,首先構造一個以物流交易量為網絡流、包含“生產商、分銷商和零售商”的典型三層物流運作網絡,再基于此結構在各層物流決策者之間構造一個以碳排放強度為網絡流的虛擬碳排放網絡,用這兩個網絡間的相互關聯反映物流交易和碳排放之間的內在邏輯關系;接著,對這兩個相互作用的網絡結構進行定量建模,把經濟與環境間的協調轉化成由這兩個相互影響網絡所構成的網絡均衡問題,分析各層決策者綜合考慮碳排放量最低的利潤優化行為,并將優化問題轉化成等價的變分不等式形式;最后,設計仿真算例進行數值求解和仿真分析,通過討論不同參數下低碳物流網絡的優化決策過程,得到結論:合理征收碳稅是一種值得推崇的、有效的碳減排手段;物流網絡中運輸距離和運輸頻率的優化均會對降低碳排放產生積極影響。
關鍵詞低碳物流;網絡均衡;碳排放;碳稅;變分不等式
中圖分類號F205文獻標識碼A文章編號1002-2104(2013)07-0077-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.07.012
隨著全球人口的持續增長和經濟規模的不斷擴大,工業化進程大量消耗的能源導致大氣中溫室氣體濃度不斷增強,引起全球氣候的顯著變暖,發展低碳經濟成為世界各國的迫切需要與普遍共識[1]。低碳社會的實現是一項復雜的系統工程,除了技術、法律、政策等因素外,也離不開物流系統的支撐和保障,因為物流系統中包含著大量的運輸、裝卸、搬運、流通加工以及最源頭處產品的生產供應活動,每一項活動都會產生相當數量的能源消耗和環境污染。所以,在提倡低碳經濟的當今社會應充分重視將碳排放理念融入到物流活動中,科學設計出支持低碳的物流優化網絡,這對減少碳排放、節省能源消耗具有重要的理論和現實意義。
國內外有關低碳物流的研究大致分為三個方面:探討低碳物流的定義、提出低碳物流的實施對策、構建低碳物流的定量模型[2-3]。而定量分析低碳物流又主要涉及碳足跡的計算和物流網絡優化建模。本文研究屬于低碳物流優化設計范疇,相關工作主要集中在物流選址、運輸、配送等方面[3]673:Pan等人[4]指出通過供應鏈網絡整合可以有效降低碳排放量,并分析了碳排放與運輸成本之間的關系。Wang等人[5]在對物流總成本和環境影響兩者權衡的基礎上構建了一個多目標物流網絡選定址和運輸優化模型。楊濤[6]提出了一個考慮不同運輸方式碳排量、服務時間、運輸費用的三層物流網絡模型,用來解決低碳經濟下的選址和運輸配送優化問題。Elhedhli和Merrick[7]采用一個凹函數來刻畫碳排放量和車輛重量之間的關系,并通過模型驗證了考慮碳排放成本會導致供應鏈最優配置的變化。Abdallah等人[8]建立了一個混合整數規劃模型,以分析低碳采購下整個供應鏈碳排放量達到最小時的選址和運輸配置。王玨青和許茂[9]綜合考慮車輛行駛路程、運輸途中載貨量以及碳排放量,并通過建立基于最小碳排放的廣義旅行商模型來尋找低碳目標下的最優配送路徑。
以上相關工作,基本都是從運營角度探討考慮低碳理念時物流網絡怎樣優化設計,側重于研究通過如何改善物流管理來有效降低能量消耗、減少二氧化碳等溫室氣體的排放量,而很少涉及碳排放因素對物流網絡配置的反向制約。事實上,在以減少溫室氣體排放為目標的低碳經濟環境下,碳排放量限制也顯著影響著物流網絡中的產品交易數量和交易方式[10]。如何具體處理碳排放與物流交易之間的相互作用,如何用定量的方法厘清經濟與環境這兩個系統之間的相互影響關系,如何構建面向經濟和環境協調的現代物流服務體系,都是社會發展中至關重要而尚未解決的理論問題,直接影響到物流行業的可持續發展。
本文選擇以網絡均衡理論作為新的研究視角,構造結構對應的兩個網絡從機理上分析物流交易與碳排放之間的內在邏輯關聯,將經濟與環境間的協調問題轉化成由這兩個網絡組成的網絡均衡問題。首先構造一個典型的含“生產商、分銷商和零售商”的三層物流交易網絡,再在物流交易者之間構造一個以碳排放強度為網絡流的虛擬碳排放網絡;對由這兩個網絡構成的網絡結構進行定量建模,分析低碳經濟下各交易者的最優行為,并將優化問題轉化成等價的變分不等式進行求解;設計數值算例來討論低碳物流網絡優化中關鍵因素的影響,為更好地促進低碳社會建設提供有益思考。
朱莉:低碳經濟下物流優化設計的網絡均衡分析中國人口?資源與環境2013年第7期1低碳物流運作網絡結構
網絡均衡理論起源于對運輸網絡的研究,近些年已被廣泛應用于經濟系統、供應鏈運營等學科領域。如供應鏈網絡均衡的概念最早由美國學者Nagurney等人提出,他們通過考慮網絡中各層市場成員個體獨立行為與其他成員決策的相互影響,建立一套反映產品交易網絡中生產商間競爭狀況、零售商間競爭狀況、終端市場上消費者購買行為的網絡均衡模型[11]。隨后,Nagurney、Cruz和Wakolbinger利用網絡均衡模型來分別分析了全球供應鏈網絡與社會網絡、國際金融網絡與社會網絡之間的相互關聯關系[12-13]。王眾托院士也關注網絡均衡理論并對其應用進行述評,出版了國內相關的第一本著作[14],指出網絡均衡模型尤其適用于描述和表示網絡之間的相互作用和影響。
論文摘要:從建筑物對生態系統和人類的影響角度出發,探討了住區建設的綠色生態意識,以國外生態建筑實例為理論依據,闡述了綠色生態住區的開發與建設在中國的重要性。
1綠色生態住區的產生
1.1綠色生態住區的概念綠色生態住區指從規劃用地、建筑設計造型、運營到物業管理等方面在開發與建設中,以生態設計原則為指導,遵循“生態美學”、“以人為本”的創新意識,協調人、自然、建筑和社會生態環境的審美關系,以綠色經濟為基石、綠色技術做支撐,綠色環境為標志,從而體現住區人格化、自然化和生態化設計理念。并以“人性化”為出發點進行管理的新型住區。
1.2住宅建設與可持續發展。人類不加節制地開發與建設,不斷的向環境排放污染物質,全球范圍內都不同程度地出現了臭氧層空洞,溫室效應等的環境污染問題。于是我們意識到可持續性發展的重要性,繼而出現了綠色生態建筑的理論體系,它是可持續發展設計理念的集中體現,也是人類居住文明發展的必然趨勢,尤其是在近兒年,綠色住區的研究也已成為可持續發展研究的主題之一。
1.3綠色生態建筑在國外發展的情況。在二十世紀八九十年代,很多國家和地區就開始了生態住宅的系統研究和推進。近年來更加重視,不僅加強了政策支持力度,在節約、再利用和再循環等方面均有新進展,尤其是歐洲生態住宅區的建設已經有十多年的歷史,各國都形成了各自的特點。德國多數大城市普遍有出售綠色建材的商店。奧地利維也納“波德城”:低能耗住宅區,由6層至7層的住宅樓組成。向陽面有寬大的窗戶和陽臺,背陽面只有射擊孔大小的窗戶;平面設計狹長,正面寬度較小,使樓房的外表面積和空間容積比較小;使用熱泵從住宅的廢氣中回收熱能來加熱日常生活用水,從而滿足所需熱能的大約50%,太陽能集熱器能滿足日常生活用水所需能量的另外的30%0
2住區建筑的綠色生態設計
2.1住區建筑的綠色生態設計。根據可持續發展理論與生態學原理,結合住宅建設特點,綠色生態住宅建設要綜合運用生態學原理和遵循生態平衡及可持續發展原則,綜合系統效率最優先原則,設計、組織建筑內外各種物質因素,使物質、能源在建筑系統內有秩序地循環轉換,獲得一種高效低能、無廢無污染、生態平衡的居住環境。它包括能源系統、水環境系統、氣環境系統、綠化系統等方面。
2.2綠色生態住區所需的經濟環境。生態環境是一個宏觀與微觀相結合的系統工程,城市規劃與建設投資對整體生態環節的創造極為重要,實施過程中的高科技含量是以營利為目的開發商無法實現的。據有關資料顯示,在“三年一中變”中,廣州市每年投人140多億,以使城市面貌發生很大的改觀,但要是藍天更多,珠江水更清,空氣變干凈,還需要雄厚的經濟基礎支撐。再看著市場的需求反應。從廣州“恩格爾”系數42%而言,廣州人已進入小康水平,市民的購房欲望與能力正逐漸同步,而具備優良自然環境又兼現代交通大網絡的廣州南部區域,極有可能成為城市未來中心居住區,實際上,目前每10個購房者中就有三個人在番禺買房,郊區化居住日勢不可擋,前不久,林樹森市長一句“5年后番禺樓市升值50%”的話無疑給這塊天生麗質的寶地又加了一把油。
3綠色生態住區的系統特性分析與環境效益
綠色生態住區的特性歸納起來有以下幾點:第一,盡可能節約資源與不可再生能源的消耗,體現3R原則,即再利用、再節約、再循環。對于環境來說,在不影響建筑與小區的結構和功能的條件下,材料與能源的使用是越小越好。這需要在設計和建造過程中考慮簡化建筑立面的造型;使用隔熱性強,密閉性好的材料;利用可更新的能源;循環利用資源;節約水資源,大力提倡對可更新新能源的使用等。第二,保護生態系統,堅持人與自然的和諧共生。第三,對人的健康無害、使人感到舒適健康,主要體現在材料的選擇使用上,必須選擇綠色建材或低污染、無毒的建材。 轉貼于
根據住區環境效益表現為環境設計的生態效益、社會效益及其經濟效益諸多方面的綜合效益。生態效益,綠色生態住區環境設計的生態效益可表現在綠色空間設計、水資源系統設計、能源系統設計、廢棄物處理、住區道路與居住環境設計諸多方面。即要考慮居住者使用功能和健康等因子、以及建筑造型的特點,又要結合綠色生態住區環境的可行性。綠色生態住區環境設計的社會效益,顯而易見的是環境的綠化,目前,我國許多開發商,都將住宅小區開發的綠化率作為小區的重要環境指標之一,相同地段的住宅小區周邊綠化環境佳,其銷售價或租金要明顯高于周邊環境欠佳的住宅小區。綠色生態住區環境設計的生態效益和社會效益,同時體現出環境的經濟效益。
4現階段對城市住宅建設存在的誤區
目前在住宅小區建設中,發展商為了吸引消費者的眼球,在小區人造景觀方面,違反生態規律,跨越了人體生理衛生健康需求的生理愉悅層次,只著重色彩鮮艷、奇異美觀心理愉J悅效果。但是,由于消費者的現代生活方式體驗還處于初級階段,未能深刻地體會人造景觀的生理愉悅和心靈愉悅的關系。普遍表現在幾個方面:廣植花草植物,廣造模紋花壇,“好看不中用”;過分迷戀熱帶海濱植物;盲目移植珍奇古怪樹種,喬灌木植物成為美化樓盤的裝飾物;植物種植位置分配不合理,很少種植吸收有毒氣體的植物;重視形態,忽略生態,把植物作為景觀擺設;刻意營造豪華水景園林,運行成本高變早溪;漠視硬質“弊端”,熱島效應明顯。作為直接影響健康的人居環境中,空氣的質量是生態健康最重要的因素,而且疫病傳播與居住環境有著密切關系,人類對建筑的形式、通風、采光、空調、給水、排水、綠化與景觀等方面的健康學指標有了越來越高的要求。從長遠發展的角度來看,綠色生態住區在我國尚屬于起步階段,關于其整體研究仍需深入。
5綠色生態住區在我國的發展
5.1提高人們對住區建設的綠色生態意識人們對舒適環境的追求是永無止境的。隨著地球環境溫暖化進程的加速和全球異常氣候出現期的縮短,我國經濟快速增長的反面就是付出了資源枯竭、生態破壞的高昂代價,反思此前的建筑發展歷程,建筑本身所需材料而言,基本的材料,如:磚、水泥、沙石等都是以犧牲環境的代價換來的。而綠色生態住區建設理念的提出,是人類自身的生存需求而采取的一種對環境壓力與經濟增長驅動力相互制衡的發展模式。因此,在住宅開發建設中推行綠色生態住區提高到與人類可持續發展息息相關的高度,是十分重要和迫切的。
5.2相應政策支持由于綠色生態住區前提投人相對要高且回報較慢,如果沒有相關稅收、補助金或材料使用的限制,在全國大幅度地推行會有困難。雖然建設部在2001年4月推出了嚏綠色生態住區建設要點與技術導則》,指明了綠色生態住區開發中各個系統的指標和標準,但在建設規劃許可證、施工許可證的頒發等一系列環節給予的支持還遠遠不夠。只有政策上給于開發者適當的優惠,才能使更多開發商投人到這一新興產業中來。