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关键词: 模型检查; 嵌入式软件; 构件化; SMV
中图分类号: TN911?34; TP391 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)24?0063?03
Embedded software component analysis and verification based on model checking
NIE Jienan
(Institute of Humanity Information Management, Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China)
Abstract: The embedded software component is analyzed and validated accurately, which may provide the safe and stable operation for the embedded system. A analysis and validation method of the embedded software component based on model checking is put forward. A kind of model used to examine the software component is designed, which provides a theoretical foundation for analysis and verification of the embedded software component. The embedded software system model is expressed in the form of SMV language. The SMV model checking tool is used to implement analysis and test of the embedded software running status. The experimental results show that the model can accurately analyze and validate the non?functional design requirements of the embedded software component, and provided the safeguard for the embedded system safe and stable operation.
Keywords: model checking; embedded software; component; SMV
嵌入式系统各种功能的实现都离不开软件[1],软件具有极其重要的意义[2],它是影响嵌入式系统稳定运行的关键因素,一旦关键部位中嵌入式系统的软件失效[3],轻则造成财产损失,重则使生命受到威胁[4]。与PC机中的软件相比,嵌入式系统中的软件既要满足其功能性设计要求[5],又要满足其非功能性的设计要求,如软件的驱动程度、运算资源的占用程度、对能量的消耗程度等[6]。因此如何对嵌入式系统中的非功能性设计要求进行分析与验证,已经成为当前IT领域中的一个热点研究课题,受到专家学者的广泛关注[7]。
目前,主要的嵌入式系统软件验证方法包括基于马尔科夫的验证方法[8]、基于定理证明的验证方法和基于调试软件的验证方法[9]。最常用的是基于马尔科夫的嵌入式软件验证方法。但利用传统方法进行嵌入式系统软件的验证,验证的项目主要为软件的功能性设计要求,并且只能在软件设计的后期才能进行验证,难以对非功能性的设计要求进行准确分析与验证,导致嵌入式软件的稳定性与安全性难以得到保障[10]。
针对传统方法存在的缺陷,提出一种基于模型检查的嵌入式软件构件化分析与验证方法。利用SMV检查工具对嵌入式软件运行状态进行分析与检验,实现对嵌入式软件的分析与验证。仿真实验证明了改进算法在嵌入式软件构件化分析与验证方面的优势。
1 嵌入式软件构件化验证模型设计
对嵌入式系统中的软件进行构件化验证,主要通过重复使用模块化软件来建立嵌入式软件构件化验证的模型,实现对嵌入式系统软件的验证。
通常情况下,一个完整的嵌入式系统软件包括多个子系统软件,其软件系统具有较高的构件化特征。对嵌入式系统中构件化软件进行分析与验证,能够为嵌入式系统安全稳定的运行提供保障。由于分析与验证过程需要消耗大量能量,能量成为嵌入式系统中一种特殊的资源消耗,嵌入式系统的运行时间与能量消耗呈正相关,运行时间越长,能量消耗越多。因此,可以利用能量消耗的时间特性对嵌入式软件构件化的验证过程建模。
设计一种验证模型,在验证模型中加入嵌入式系统主要可以利用资源(包括存储空间、缓冲区、消息队列、传感器)特征向量,使该模型能够反映嵌入式软件构件运行时主要可以利用资源的变化情况。设计验证模型时需要包含如下参数:假设[VP]是资源利用状态的集合,对于每一嵌入式资源利用状态都有[vi∈VP],且[P]的初始状态为[vi∈VInitP];[FP]为资源状态的映射集合,[FP=(f1P,f2P,…,fKP)],其中[K]为嵌入式系统中可利用资源种类的数目;[WP]表示可利用资源的有穷集合,[WP=(VP,FP(VP))];[ΓP]为资源利用状态的转换集。通过以上参数的描述,将嵌入式软件构件化验证的模型转化为多元组的形式进行构建:
[P=VP?FP?WP?ΓP]
2 嵌入式软件构件化验证方法设计与实现
本文构建立了嵌入式软件构件化验证的模型,将嵌入式软件构件化验证模型中软件运行路径逐一遍历,直到获取正确的软件运行路径,实现模型检查算法设计,最终实现基于模型检查的嵌入式软件构件化分析与验证。
2.1 基于时序逻辑CTL算子的模型检查算法
首先获得嵌入式软件运行过程中的时序逻辑CTL算子,通过CTL算子获取嵌入式软件构件化验证模型中软件运行路径的有关性质,并逐一遍历,直到搜索出正确的软件运行路径,设计了模型检查算法。具体过程如下所述:将时序逻辑CTL划分为分支时间算子和线性时间算子。其中,分支时间算子包括软件的全部运行路径A和特定的运行路径E,线性时间算子包括G(always,经常)、F(sometimes,偶尔)、X(next time,下一时刻)和U(until,直到)。引入上述构建的嵌入式软件构件化验证模型,利用时序逻辑CTL中的分支时间算子和线性时间算子描述嵌入式软件构件化验证模型中软件运行路径的相关性质,如图1所示。图1(a)为[EFg],表示“资源利用状态的集合[VP]中存在一条运行路径使布尔量公式[g]在某种运行状态下为真”;图1(b)为[AFg],表示“资源状态的映射集合[FP]中所有运行路径中布尔量公式[g]在某种运行状态下为真”;图1(c)为[EGg],表示“可利用资源的有穷集合[WP]中存在一条运算路径使得布尔量公式[g]在该路径中的全部状态下都为真”;图1(d)为[AGg],表示“资源利用状态的转换集[ΓP]中布尔量公式[g]在全部运行路径中的全部状态下都为真”,通过对这些条件进行逐一判定,最终选择正确的软件运行路径,完成模型检查算法设计。
2.2 基于模型检查的嵌入式软件验证的实现
针对嵌入式软件进行分析与验证的模型检查工具主要包括:贝尔实验室开发的SPIN工具、赫尔辛基工业大学开发的PROD工具、CMU大学开发的SMV工具等。每种模型检查工具都有不同的特点,其中,SMV工具结构简单、运算量小、准确率高。因此本文将SMV工具作为嵌入式软件分析与验证的模型检查工具。
SMV工具是根据“符号模型检查”的原理开发,目的是通过对符号模型对软件的性能进行检查,随着SMV工具功能的不断完善,SMV工具已经被广泛应用于软件有限状态的检查。本节将上述模型检查算法利用SMV语言的形式表达,构建SMV模型检查工具,完成嵌入式软件构件化分析与验证,具体步骤如下所述:
一个完整的SMV模型检查工具由两个部分构成,分别为:一个状态转换系统;一个CTL公式组,能够准确描述嵌入式软件的属性。通过这两个部分可以将嵌入式软件的构件化验证过程描述为一个二叉树BDD的形式。SMV模型检查工具只需要对嵌入式软件二叉树BDD的运行状态进行搜索,将搜索结果进行逐一判定,判定后输出的结果分为:正确和错误,即为模型检查算法对嵌入式软件构件化的验证结果,实现了嵌入式软件的构件化验证。
2.3 部分代码设计
利用SMV模型检查工具对嵌入式系统的构件化进行验证与分析,部分程序如下所述:
MODULE main
VAR
Pen_irq;booleam;
D_jitery_delay;boolean;
U_jittery_delay;boolean;
Detect:touch_Detect(pen_irq,d_jittery_delay,u_jittery_delay);
SPEC
AG(detect,state=Touch_up&pen_irq=0?>AF detect,state=Touch_Down)
SPEC
AG(detect,state=Touch_Down&pen_irq?>AF detect,state=Touch_up)
MODULE Touch_Detect(pen_irq,d_jittery_delay,u_jittery_delay)
state:{ Touch_Idle,Touch_up,Touch_down,Touch_ChkUp;Touch_chkDown;}
3 实验结果及分析
3.1 实验环境设置
为了验证改进算法在嵌入式软件构件化验证方面的有效性,需要进行仿真实验。嵌入式软件构件化分析与验证的运行环境为:Windows 7操作系统,利用Rational Rose 2003生成 MDL文件;以嵌入式软件的非功能性设计要求为依据,对改进算法和传统算法的性能进行比较。研究表明,资源的占用程度、投影路径中非法信息检验、能耗行为的路径是嵌入式软件构件化的具体属性,本文以手持PDA为例,以这三个属性为目标,对手持PDA软件进行构件化验证。
3.2 不同算法下仿真实验结果及分析
首先利用上述获得的SMV模型检查工具对PDA的通信的驱动程序和信息交互序列的驱动程序运行资源的占用情况进行检验。这两种驱动程序包含三类资源,分别为r1,r2和r3,软件在进行状态转换过程中需要占用的资源数量和资源种类利用向量进行描述,例如,
3.2.1 不同算法下嵌入式软件运行资源的占用情况验证
首先利用不同算法对手持PDA软件进行资源的占用情况方面验证,以验证软件在状态转换的过程中需要占用的资源是否满足设计要求。利用传统算法进行验证结果表明:传统算法只能检测出软件在状态转换的过程中需要占用的资源种类为3种,但不能检测出具体的资源名称和占用资源的数量;而利用改进算法进行验证结果表明:手持PDA通信的驱动程序在进行转换的过程中有一个资源处于非法状态,即(s4|s1),该程序在进行状态转换的过程中需要的资源为[r1,2],[r2,5],[r3,3]。(s4|s1)状态在转换的过程中对资源r2的需求量为5,而在实际程序中r2的资源总的数量为4,因此可推出该状态在转换的过程中有1个资源不符合设计要求,体现了改进算法的巨大优势。
3.2.2 不同算法下嵌入式软件运行中投影路径中非法
信息检验验证
为了进一步验证改进算法的有效性,本文以PDA中信息交互序列的驱动程序为例,对信息交互过程中投影路径中的非法信息进行检验。结果表明,利用传统算法进行投影路径中非法信息检验,没有搜索出对应的投影路径中存在的非法信息;而改进算法结果表明:PDA在进行信息交互的过程中,在组合状态空间内存在一个与信息交互行为相对应的投影路径,但是该路径存在一个非法状态(s2|s1),占用资源[r2,r3],表明在此信息交互行为的状态下,嵌入式软件系统不满足设定的资源限制条件,需要PDA软件的编写者对软件进行及时修改,以保证嵌入式软件的安全性。嵌入式软件的非法信息验证界面如图2所示。
3.2.3 不同算法下嵌入式软件运行中能耗行为的路径
比对验证
在PDA中,为了对比不同算法在嵌入式软件能耗行为的路径方面的验证性能。利用不同算法对PDA非功能性的能耗行为的路径进行检验。首先搜索出满足非功能的路径共19条。然后利用不同算法对这19条路径消耗的能耗进行对比。
实验结果为:实际情况下所有有路径中最大能量为44.6,对应的投影路径为s0|s0(0,0)2.9s1|s1(0,0)5.5s2|s1(0,2)4.1s3|s1(0,4)5.4s4|s1(0,7)5.6s5|s1(0,9)4.8,改进算法下所有路径中最大能量为46.3,对应的投影路径为s0|s0(0,0)2.9s1|s1(0,0)5.5s2|s1(0,2)4.1s3|s1(0,4)5.4s4|s1(0,7)5.6s5|s1(0,9)4.8;传统算法下最大能量为29.7,对应的投影路径为s0|s0(0,0)2.8s1|s1(0,0)5.5s2|s1(0,1)4.0s3|s1(0,3)5.3s4|s1(0,5)5.3s5|s1(0,9)4.7。通过仿真实验表明,传统算法与实际的能耗值相差较大,并且对应的投影路径不一致;而改进算法与实际的能耗最为接近,并且对应的投影路径一致,充分体现了改进算法在嵌入式软件能耗行为的路径设计验证方面的优越性。
4 结 语
针对传统算法存在的缺陷,提出一种基于模型检查的嵌入式软件构件化分析与验证方法。利用SMV检查工具对嵌入式软件运行状态进行分析与检验,实现对嵌入式软件的分析与验证。仿真表明,改进算法能够对嵌入式软件构件化的非功能性方面的设计要求进行准确分析与验证,为嵌入式系统安全稳定的运行提供了保障。
参考文献
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[8] 谢开斌,陈海明,崔莉.物联网软件体系结构中的感执模型的求精[J].软件学报,2014,25(8):1659?1670.
【关键词】高校教师 差异化绩效管理体系 构建
【中图分类号】G647 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2016)03-0140-03
笔者在反思传统教师绩效管理制度缺陷的基础上,结合美国、英国相关制度的发展过程进行思考,提出了差异化的教师绩效管理体系。
美国和英国在促进绩效管理理念发展的过程中,逐渐认识到构建差异化的教师绩效管理体系的必要性。近几年来,我国许多专家也意识到了差异化的教师绩效管理体系建设的必要性和紧迫性,并在这些方面进行了一些探索性的研究工作。
目前,对教师绩效管理的研究主要集中在初级教育阶段的某些环节,而与高校教师绩效管理相关的研究较少。
一 高校教师绩效管理的现状
目前我国高校教师绩效管理体系主要有两个代表系统。一个是针对教师绩效管理的绩效管理系统,为人力资源管理决策提供依据,如教师的薪酬、晋升和职位调整等,通过考查教师的能力和过去的绩效进行管理;另一个是针对未来发展的绩效管理体系。
绩效管理系统对教师过去的成绩给予高度重视,强调绩效考核指标的量化,并根据绩效考核结果对教师进行考核,有利于高校教师绩效管理目标的实现。但它的终结和自上而下的方式给教师和管理者带来了巨大的压力,它很难调动广大教师的积极性,往往会压制教师的个性发展。
教师绩效管理体系注重教师的职业发展,采用定量和定性相结合的方法,抛开绩效评价和奖惩结果,主张促进教师的职业发展,而不集中于奖励和惩罚。但它的缺点是:绩效考核目标单一,考核方式过于温和,考核标准模糊,且它的实施需要投入大量资金,绩效管理者和教师也需要接受培训,实施效果很难体现,而且,教师绩效管理体系的发展几乎没有考虑教师的差异。
因此,在构建高校教师绩效管理体系时,应考虑到教师生命周期各阶段的差异和不同的发展要求,实现高校教师绩效管理体系的多元化,以支持教师和大学的特色发展。
二 高校教师差异化绩效管理体系的内涵
差异化的高校教师绩效管理体系是以大学教师职业发展为目标的绩效管理系统,以自我控制为核心。根据高校教师生命周期不同发展阶段的特点,通过对高校教师绩效考核的差异化评价指标体系,确保教师能力和绩效的持续提高。
差异化高校教师绩效管理的目标不是比较教师的成就和能力,而是区分大学教师的工作,同时也认识到教师的差异,对高校教师队伍的结构多元性和多样化进行分析,以保证高校教师绩效目标和教师绩效管理运用不同的方法和不同的绩效考核方式,针对不同阶段教师生命周期的特点和发展目标进行,保证高校教师在最适合的环境中发展,从而保证高校教师能力和绩效目标的实现。
高校教师差异化绩效管理体系的指导思想是高校教师绩效管理的过程,是一个高校教师与绩效管理者共同构建、民主参与、协商和沟通的过程。它鼓励教师积极参与知识建构、自由表达自己的观点、问询自己关心的问题及其原因,不受绩效管理者的约束。这样可以最大限度地发挥教师的主动性和积极性。
三 高校教师差异化绩效管理体系构建中应注意的问题
差异化高校教师绩效管理体系的构建是一项非常重要的工作,我们必须高度重视以下几个问题:
1.差异化绩效管理体系的理念
构建差异化绩效管理系统的目的是承认教师之间的差异,辨析大学教师的工作,提高大学教师的绩效与专业能力。构建差异化的高校教师绩效管理体系的目的有两点:一是树立高校教师管理的理念,提高教师的教学效果和绩效;二是营造民主、平等的差异化大学教师绩效管理与教师合作的氛围。
2.区分不同高校的教师绩效考核责任
差异化的高校教师绩效管理体系构建的重点是考核主体的多元化,鼓励教师、绩效管理的负责人和专家参与绩效管理,并从不同角度得出绩效评价的结论。不同高校的教师在构建多元化评价体系的过程中,要从不同的评价中对教师的评估责任进行区分。此外,我们应该合理分配责任,确保每个环节都能发挥自己的功能。首先,充分利用功能的主动性和评价的积极性。其次,对绩效管理的管理目标进行协调,但不做任何决定,营造一个民主、平等、舒适的评价环境。最后,我们必须认识到,学生、同事和专家都是帮助自己提高绩效的人。
3.针对不同的目标采用不同的绩效考核方式和时间表
差异化的高校教师绩效管理体系强调可扩展性,同时还进行分配奖惩。因此,构建差异化的高校教师绩效管理体系时,高校教师应根据其可扩展性和奖励或惩罚的差异,通过以下方式参与到差异化的高校教师绩效活动中:(1)根据教师生命周期各个阶段的不同特征选择不同的方式、工具、时间表;(2)以多种方式获取评价信息。
4.制定差异化的高校教师绩效考核标准
差异化的高校教师绩效管理强调根据教师生命周期各阶段的特点制定合适的绩效管理考核标准,使教师能够发掘自己的潜能。我们应该根据教师的个性、专业的区别和教师的能力对其进行分类,然后根据不同教师的困难和特殊问题,有针对性地对绩效管理进行规范。
5.合理利用高校教师绩效考核的结果
差异化绩效管理强调在考核过程中向教师提供绩效考核的信息。同时,在绩效考核结果的基础上,还应指导教师的发展方向。因此,它要求我们合理使用绩效评估的结果,使它能够发挥积极作用,促进教师的发展。在运用差异化的高校教师绩效考核结果时,我们要对三个方面进行整合:(1)结合高校教师绩效考核的结果,找出问题并分析其原因,从而制订绩效考核改进计划。(2)高校教师绩效考核的结果与大学教师的工作调整和职务职称的晋升相结合,绩效考核太差的教师不可能获得晋升机会,并将绩效考核成绩太差的教师列为问题教师。(3)与高校教师的奖金和工资分配的调整相结合,将高校教师绩效考核的结果进行整合。建立以提高教师的教学质量为目的的绩效考核激励制度。
6.完善绩效管理的保障体系
高校教师绩效管理体系的每一次成功实施都是基于强大的保障体系,差异化的高校教师绩效管理体系也不例外。首先,为保证高校教师绩效管理者能公平、合理地管理绩效和使高校教师的权利得到保障,必须建立科学的、差异化的高校教师绩效管理的基本保障体系。建设一个由大学领导牵头,由人事部、教学部负责的高校教师绩效管理领导组织,同时对工作进行正确的监控。其次,高校应构成职业发展阶梯,满足教师不同职业生涯发展阶段的要求,进一步提高不同高校的教师绩效管理水平,为高校教师绩效管理工作提供支持。最后,高校教师绩效管理者应根据不同的教师发展阶段构建差异化的高校教师绩效管理体系培训和晋升保障体系,以期为有针对性的培训和推广提供支持。
7.保证时间表的可行性
每一个伟大的绩效管理体系必须具有简单、科学、低成本、效果显著四个特点。区分高校教师绩效管理体系的构建和实施还应该注意以上特点。实施差异化的高校教师绩效管理体系要按适当的顺序和步骤逐步进行,减少实践的阻力。同时,对差异化的高校教师绩效管理体系的构建和实施要进行一定的改进和考核体系的分类,从而使我们能够在教师职业生涯的各个阶段对差异化的高校教师绩效管理体系进行研究
四 结论
本文提出了高校教师绩效管理的定义和特点,指出在构建差异化的高校教师绩效管理体系中应注意的几个特殊问题,可以为高校教师绩效管理体系的完善提供参考。高校教师绩效差异化管理体系的构建正处于起步阶段,还需在今后的研究和实践中进一步完善。
参考文献
[1]李元元、王光彦、邱学青等.高校教师绩效评价指标体系的实证研究与思考[J].高等教育研究,2007(7):59~65
[2]郭妍、倪文、陈华婕.关于高职教师绩效考核评价体系的构建[J].职教论坛,2012(14):76~77
关键词:城市规划设计;建筑设计;差异特征
Abstract: Based on practical work, analysis of urban planning and architectural design in reality some of the differences, and analyzes the typical characteristics of both of them. Urban planning and architectural design has many different characteristics, such as the uncertainty of the design goals, the complexity of the design process of multi-objective design goals ahead of time, and so on. Through this analysis, I hope to bring some enlightenment to the reader to understand the differences in planning and architectural design.
Key words: urban planning and design; architectural design; differences in characteristics
中图分类号:TU984.1 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)05-0020-02
城市规划是对具体时期内城市的社会和经济发展、空间布局、土地利用以及各项相关建设的具体安排、综合部署和实施管理,它在本质上属于宏观的,其研究对象是城市的全部和城市所在的一定区域,而建筑设计是一个微观的设计过程,其研究对象是具体的建筑。具体来说,城市规划设计是建筑设计的先导与前提,建筑设计在规划设计完成以后在空间上具体落实规划的内容,这两者对城市的可持续发展具有非常重要的意义。
一、城市规划设计与建筑设计的差异
1、规划设计构思有很强的概率性
在实际生活中,建筑设计最大的特征就是象征性,这就需要建筑师有很强的思维能力。但城市规划设计人员不仅要有很强的思维能力,而且有很强的逻辑能力。现代的城市规划已不是当年的只是为了满足城市的需要了,而更加注重发展和环境的规划,它所涵盖的知识非常广泛,信息量也非常之巨大,不是一个人所能胜任的,需要有很多人具体分工才能完成这项巨大的工作量,这样就使城市规划设计有很强的概率性,一个细小的失误就会导致整个计划失败。
2、规划设计需要有公众的参与
一般而言,建筑设计和规划设计参与的人员不太一样,建筑设计的参与者是设计院的专业人士和项目的有关负责人,不会出现有公众的参与情况,并且只需要满足相应的使用功能就可以了,然而城市规划设计就必须要有公众的参与了,如今是一个以人为本的全面发展的时代,一切要为了人民的利益出发,相关规划人员在实际规划过程中可以先根据项目的实际情况出一份调查问卷,这份问卷要涉及到公众的利益,确保站在公众的立场上来考虑问题。
3、建筑设计具有更强的专业性
建筑设计在实际过程中用到的知识更加专业,而规划设计用到的知识更加全面,这是两者的一个很大的不同点。在进行建筑设计时,要考虑的专业知识很多,这样才能保证结构的稳固,以后就不会出现意外。每个专业知识都是经过很多试验得出来的结果,相关设计人员必须严格按照规范来操作,而相比之下,规划设计就有很大的灵活性,没有建筑设计专业性那么强,但也需要色设计人员的小心谨慎才能做好相关工作。
二、城市规划设计与建筑设计的特征分析
1、规划设计目标有不确定性
一般来说,城市规划设计没有很明确的目标和期限,而建筑设计却不一样。在建筑设计时,设计人员要根据情况设计几种不同的方案给委托人来选择。建筑设计的委托人一般来说就是所设计的建筑的开发者或者说是拥有者,但城市规划设计整个过程就不可能出现这样的拥有者,即使有也只是有相关的管理人员来暂时充当,那么这样就没有那所谓的规划目标了。城市的使用者是当地的居民,城市规划者在规划时虽然没有明确的目标,但他们需要考虑的是当地居民到底需要什么或者他们应该得到什么,把人民的利益作为整个工作的内容,这也就是所谓的规划目标了,即提高人民的生活水平。因此,城市规划过程并不是一个“根据已知条件来求解”的过程,而是一个一边发现问题一边解决的过程。总的来说,在进行规划设计的过程中,工作人员不能只是去进行答案的搜索,而也要同时进行问题研究,城市规划是一个充满变数的过程,具有很强的不确定性。
2、设计过程中的多目标复杂性
建筑设计过程一般是事先有目的的答案式的搜索过程。但与建筑设计有区别的规划设计有其自己独特的过程,它在规划过程中还要考虑许多其它突如其来的变化因素,然后要在这些因素之间权衡选择出最佳的方式,所以说它并不是一个思索推理的过程,而是哲学里说的综合与分析的过程。城市在规划过程中,它所面对的是整个城市居民的多方面的需求,并且这些需求之间还存在着难以调和的矛盾,他们的关系错综复杂,总是让规划者捉摸不透,所以说规划设计的多目标复杂性是一个永远需要去慢慢研究的课题。世界上任何两个城市是不可能完全一样的,并且两个城市即使很相似,规划的内容也不可能完全一样。所以,城市规划者需要有很强的创新意识,不能照搬以往的或者别人的经验,那样设计出来的城市才可能满足人们的需要。
3、规划设计目标的相对超前性
建筑设计一般是为明确的目标而设计的,每栋楼基本上在设计稿完成之后就已经成型了,但城市规划设计就不同了,它没有终极目标,整个过程都是对未来目标的修改和调整过程,必须要考虑到当前城市的发展和变化。城市规划设计根据具体的任务可以设计到30年或者更久之后的样子,它只是一个具体的规划,所有规划的内容并不一定会全部实现,因为在整个过程中会根据实际情况不断改善规划内容来满足城市居民的需要。从某种意义上说,城市规划设计目标具有相对超前性,它把若干年之后的城市形象已经描绘出来了,等着相关部门去落实计划。城市规划的具体项目有很多,与我们日常生活息息相关的有交通规划、道路规划、土地规划等等,每一个方面相互之间有着紧密的联系,必须要做好每一个细节的规划才能使若干年以后的城市接近当前所规划的内容。城市规划就好比人们实际人生规划一样,我们总是在不断地设定目标,并做好一定的规划计划去完成它们,在实现的过程中也许会有很多挫折,但只要摆正心态,总是会取得成功的。城市规划设计的内容在预定的时期内达标了,这就是相当于一个规划成功了,会给规划者莫大的鼓舞,会给他们继续为城市规划的动力。
三、总结
城市规划设计和建筑设计两者之间有很多区别,但两者又相互互补。规划设计在处理过程中有比较强的灵活性,这也是规划的最大特点,在规划过程中必须要知道规划总的理念,即每一项规划都必须要满足当地市民的需求,使城市的形象更加美观。建筑设计是一项很严格的工作,技术人员要保持科学的态度,因为我国出现了很多这方面的事故,所以要做好项目工程的质量检查工作。如今我国还是一个人才匮乏的时代,很多人都被分配去做基层的技术工作,而高层的规划与建筑设计人员相对较少,主要是我国在这方面的培养还不够,当然也有个人的兴趣原因。总的来说,城市建筑设计与规划设计的差异及其特征在本文有了比较详细的说明,可以供相关人员去参考学习。
参考文献:
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关键词:城市规划设计;建筑设计;关系
城市规划是对城市空间的分析与设计,也即对人活动的区域空间和各区域空间只的关系的协调。建筑设计是解决室内空间的使用、经济、美观的要求,同时在外部形体上,具有一定时代特性风格的前提下与周围环境、城市历史文脉及城市控制性规划相协调的结果。城市规划是动态地解决和协调各类建筑之间的联系、建筑群的整体形象,以生态的、可持续的观点延续城市的历史,展望城市的未来。建筑是组成城市的重要因素,也是城市的主要象征,在我国自改革开放以来,全国各地掀起了大兴土木的热潮,一大批各种类型的建筑如雨后春笋般破土而出,争奇艳,使城市的景观得到了极大的丰富,城市得到了长足发展。同时使城市规划与建筑设计之间的关系显得尤其重要。
1 城市规划设计与建筑设计的关系
城市规划是一门正逐步完善和发展的综合性学科,是一门在实践中安排城市发展规划与建筑设计、景观设计相对关联的实用性学科,它具有相对独立的基本原理和方法,它主要解决的是城市的面和线问题。建筑设计是在城市规划的前提下,根据建设任务要求和工程技术条件进行全面设想,并根据其功能具体确定建筑物的空间组合形式和详细尺寸,构造及材料做法。它也具有相对独立的基本原理和方法,主要解决的是城市的点和面问题。同时城市规划设计主要是通过建筑设计、景观设计来实现的。
2 正确处理城市规划与建筑设计的关系
2.1 科学对待城市规划设计
城市规划设计是一种设计社会空间和物质空间健康发展进程的社会实践。因此城市规划设计应该包括从策划到维护的所有内容。在城市规划设计的发展过程中,出现了不同的类型。根据阿普尔压德(D•APPLeYard)的观点,城市规划设计内容日趋综合,方法包容性更强,从单纯注重形态的设计发展到综合设计。在城市规划设计中不但要注重城市的功能分区,交通流线,而且还要注重建筑物的体量、尺度、比例、色彩、造型、材料、空间等。必须强调“城市规划设计最基本的特征是将不同的物体(包括建筑物)进行联合,使之成为一个有机整体,设汁者不仅必须考虑物体本身的设计,而且还要考虑一个物体与其他物体之间的关系”。一个城市建设的好坏与城市规划设计水平的高低有着直接关系,因为城市规划设计是城市建设的基础,也是建筑设计的依据。在我国一般一个城市规划设计经批准后,要执行十年以上,在批准城市规划设计时一定要采取科学认真的态度。
2.2 建筑设计服从城市规划设计
美国城市规划师伊•沙里宁曾经说过:“通常做设计是要把它置于一栋房子中;将一栋房子置于周围的环境中;将周围的环境置于一个城市规划中。建筑师在设计单体或群体建筑时,必须考虑建筑的大环境和开发地盘红线内的小环境问题。随着我国经济的飞速发展,建筑设计也得到了长足发展。在建筑创作繁荣的同时,也存在着令人担忧的问题,在快速发展中,建筑师在建筑创作时对人文的关注、对环境的关注显然不够。一味追求“新、奇、特”而不考虑建筑物所处的环境。例如北京的长安街,虽然每栋建筑单体都采用了中国最好的设计院和最优秀的建筑师的作品,而且在建筑造价上也毫不吝啬,就其艺术价值本身而言,仍然是业界人士批判的焦点。究其原因,主要不在于建筑本身造型,而在于对周围环境的忽视,以及强烈的个体表现欲所造成的整体不和谐。再例如希腊的爱琴海上有一座叫伊特拉的小岛,每年都吸引大量的游客,尤其是摄影家和画家,被称为“艺术家之岛”。整座岛上布满了十分简单的希腊式的民居,连警察局、医院、饭店都化整为零,成为民居式建筑尺度。几百年来,岛上的居民始终恪守一个规则:所有建筑均不超过三层,所有外墙均为白色。这种热爱自然、相互协调的观点,已经形成了一种设计理念。可见,在城市规划设计的指导下,注重周围环境的协调,即使是最简单的建筑设计也能取得好的效果。
2.3 城市规划对建筑设计的影响
2.3.1 场地设计
场地设计是为满足一个建设项目的要求,在基地现状条件和相关的法规、规范基础上,组织场地中各组成要素(建筑无、交通系统、室外活动设施、绿化景园设施、工程系统)之间关系的设计活动。 其根本目的是通过设计使场地中各要素,尤其是建筑物(对于室内空间的要求是建设目的中最主要的部分,这使建筑物成为一个项目最主要的内容,建筑是场地设计中的核心内容)与其它要素能形成一个有机的整体。
从工作内容上看:场地设计即是整个建筑设计中除建筑物单体的详细设计外所有的设计活动。这一般包括建筑物、交通设施、绿化景园设施、场地竖向、工程设施等的总体安排以及交通设施(道路、广场、停车场等)、绿化景园设施(绿化、景园小品等)、场地竖向与工程设施(工程管线)的详细设计。
从建设流程来看:实际建设流程中,一般首先是业主确定一个建设项目,并取得了相应的用地,然后再委托建筑师来设计,建筑师是在野猪所提出的设计任务和基地条件的基础上开始工作的。设计者在进行具体的设计前要做细化和完善设计任务的工作。包括详细培植项目的组成内容,并对这些内容的规模、形式等一些有关的问题做出较为明确的规定,同时要与业主协商,以取得一致的意见。
城市规划对场地设计的要求:城市规划对场地设计的要求一是体现在城市总体规划对于城市用地的发展方向和布局结构的控制之上。二也是主要的,体现在控制性详细规划中,控制性详细规划的要求是具体性的,对场地设计有更直接的影响,场地设计对控制性详细规划之中的土地使用和建筑布置等各项细则必须做出恰当的切实反应。这些要求一般包括:“对用地性质和用地范围的控制,对于容积率、建筑覆盖率、绿化覆盖率、建筑高度、建筑后退红线距离等方面的控制,以及对交通入口的方位规定等。它们会对场地设计尤其是布局形态的确定构成决定性影响。
2.3.1.1对用地性质的规划:具体建设项目的选址上,控制性详细规划限定这一项目只能在某一允许区域内选择基地地块;对用地进行开发的场地设计,控制性详细规划限定该地只能做一定性质的使用。
2.3.1.2对用地范围的控制:规划是有建筑红线与道路红线共同完成的。
2.3.1.3对用地强度的控制:是通过容积率、建筑覆盖率、绿化覆盖率等指标来实现的。对容积率、建筑覆盖率最大值及绿化覆盖率最小值来限定,可将基地使用强度控制在一个合适的范畴之内。
2.3.1.4对建筑用地范围的控制:由建筑范围控制线来限定。即基地允许建造建筑物的区域。城规中一般都要求建筑范围控制线从红线退后一定距离。
2.3.1.5规划中对建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求,在场地设计中也应同时予以满足。
2.3.2我国控制性详细规划的研究
控制性详细规划作为城市总体规划与修建性详细规划之间中间环节,是城市规划管理的主要依据和和土地有偿使用的前提条件。随着市场经济大潮的冲击,其控制力也受到了严峻的挑战。改革开放后,我国经济高速发展,城市建设加速,同时也出现种种失控现象。我认为其主要原因有两方面:⒈开发商和建设单位一味追求经济利益,不断更改建设用地和增加建设密度。⒉行政领导为了招商引资,强行干预控制性规划。而美国的控制性详细规划是典型的市场经济体制下的产物,规划法规系统比较完善,值得我们借鉴。
美国的区划。美国地方规划管理工作的三种控制手段:区划法、土地细分法、和设计指导原则。 其中,区划法和土地细分法是真正的法规,设计指导原则只是一种引导性的控制手段。 美国的区划以“保护公众的卫生、健康和福利”为出发点,其结果是对土地经济利益的严格控制。区划包括:⒈允许的用途。⒉地段的设计要求(地块的最小面积和面宽、红线退后、容积率等)。⒊建筑设计要求(限高、层数、建筑面积等)。这些区位、用途和开发强度等因素,直接影响着地价,关系到房地产所有者和地方政府的利益所在,因而只能遵循公开的法定程序来决定。即每一个影响地价的重要因素都在控规中得到了明确控制,而没有对视觉美感的直接控制。
我国控规传统做法忽略了经济规律。目前,我国控规典型的做法是由规划师在指定的大街区或几个大街区内,参照甲方提供的容积率(密度),摆房子,即在保留部分现状的前提下,追求空间体量的美学关系和视觉效果。然后以此来分割地块、分配楼板面积、指定建筑红线,以供将来批租土地之用。这种做法常常土地市场经济规律。如,规划师为了追求美的原则,把地块分配的大小不一,建筑规定的高低不一,丧失了统一的标准和公平的原则。还违背了地价运作的经济规律。
我国城市规划的误区。历史上由于种种政治经济因素的影响:我国的规划设计与大型公共建筑项目的设计之间一直难以区分,这种现象造成我国的控规地从美学和视觉效果出发,缺乏对土地经济体制的全面认识。在控规立法上,我觉得应该注意两个原则:⒈对用地的控制要符合土地建设开发的经济规律。⒉一切对地价有重要影响的因素应该在立法中有明确的规定。
求同与求异的原则。在同一区位的相邻地段,美国区划的控制原则是求同,即遵循地价运作的经济规律,在同一区位,保证土地转让(批租)时地价相同,自然要把地块的大小、建筑体量、容积率、红线后退等做一视同仁的规定。这种控制手法在产生和谐的风格、有序的城市肌理、保护街道界面、合理利用土地方面是成功的。
视觉美感的控制。美国的经验:引导性手段。
以美国的城市设计指导原则为例,它控制的是街景透视,关心的是人在以街道为中心的公共空间的心理和视觉体验。城市设计指导原则对一切影响街景透视的因素提出设计要求,包括建筑体量关系,广场之间的围塑关系,街道及建筑界面的尺度关系等。
2.3.3建筑设计之我见
起初,做设计时经常的手法也是从主观的感觉出发,通过形体、体量的造型来首先达到视觉上的审美要求。对于细部则由于时间的限制而来不及仔细推敲了。这在很大程度上就是没有结合环境总体考虑。
2.3.3.1结合环境。从城市区域规划出发设想建筑与大环境的结合:建筑的整体轮廓上,与周围的现有建筑呼应,立面上虚实对比、色彩处理与环境格调相协调,流线上,符合环境的肌理;从人的感觉出发想象建筑局部小环境的处理:通过人的生理和心理的感受塑造空间。
2.3.3.2造型。有自己的风格,整体性强、简单中体现复杂,不变中起变化。这方面我喜欢板材效果,直接、明了、轻佻。
关键词: 零备件;查询;精准率
1 概述
设备零备件信息系统已在烟草行业零备件管理中普遍使用,通过设备信息平台优化了零备件管理流程,提高了工作效率。但信息系统中零备件信息不全面,使用查询的过程中存在着误查和漏查现象,造成零备件库存量大,占用企业资金多,零备件库存量大与零备件缺货概率高的矛盾愈来愈明显,所以丰富和扩展库存零备件信息在零备件管理中至关重要。
本文通过维护零备件全面信息图片实现零备件领用的可视化查询,有效提高零备件查询的精准率,减少零备件库存积压,提高零备件的动态管理水平。
2 产生背景
设备零备件信息系统中,零备件查询信息没有零备件直观图片,以零备件名称或零备件规格型号查询备件时,由于部分零备件名称文字描述不一致、规格型号与实际规格型号存在细微差别等,不能被精确查询,必须通过人工沟通或到备件库现场查找,不仅麻烦,影响工作效率,而且存在着库存有备件而没有找到的现象。所以及时完善零备件信息,实现零备件可视化查询成为零备件管理的当务之急。
3 系统架构
可视化查询主要在于信息平台的搭建,在应用层面实现“查询需求—信息平台—结果反馈”流程的简洁高效,迅速准确。其架构图如下:
4 创建流程
1)详细统计各类零备件信息,作为信息流基础。对零备件库中的备件按仓库货位号进行拉网式登记并按货位号、备件名称、规格型号、图号、零备件编号、货位情况、备件数量等做出统计表。如下表1。
表1 零备件统计表
2)对统计的各类零备件进行外观信息拍照整理,使之形成标准的图片信息。按统计表对备件进行逐一对照、校对和拍照。拍照时要把实物图片的备件名称规格型号进行放大,以便备件查询时名称、规格、实物图片三对照。如图1。
图1
3)分类整理零备件:对一些长期不用、过时备件、设备改造后淘汰备件进行报废处理,对一些重要备件、常用备件建立有效货位。整理后的零备件统计表如下表2。
表2
红色为修改项;绿色为重复货位合并项;黄色为改造后报废项。
4)建立备件库备件信息与车间备件信息平台连接,备件库管理人员及时对新备件进行更新,并对备件库存量进行实时核对,保持备件信息的时效性和准确性。
5 构建“可视化备件查询系统”平台
在设备信息系统中建立备件可视化查询系统,把整理后的备件信息导入到系统中。维修人员可根据备件名称或规格型号很方便的查找所需要的零备件,当搜寻到某一备件时,可以通过点击“点击图片”,即可显示备件图片及相关信息,避免了因备件名称叫法不统一,备件规格型号信息不全等导致在系统中查询不到备件的情况。如下表3。
表3 可视化备件查询平台零备件信息统计表
6 实施效果
1)缓解了零备件库存量大与零备件缺货概率高的矛盾,提高了备件库存有效利用率。
2)方便地进行零备件的准确查询,能够做到及时更新零备件信息,有效提升设备信息化管理水平。
3)解决了备件库实物信息与查询备件信息之间的“信息不对称”问题,在使用层面实现了“虚拟备件库”,基层人员查询备件不必到备件库逐一寻找,而是直接通过“虚拟备件库”看到备件库中的实物信息。
7 结语
构建可视化查询的零备件信息系统是设备零备件信息管理的必然趋势。通过对库存零备件的统计整理过程,优化了零备件库存,提高了货位利用率;通过实现零备件的可视化查询,大大提高了零备件查询的效率和精准率,有效缓解了零备件库存量大,占用企业资金多,零备件缺货概率大的矛盾,对设备的零备件管理起到了有力的推动作用。
参考文献:
[1]李震,企业设备管理的信息化初探,万方数据,2012,10,5.