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关键词:动态电源管理静态预知方法动态预知方法
引言
电子系统可视为是种类不同的元件集合,有些元件有着固定的性能指标和耗能,这些元件被称为非电源管理元件;上反,有些元件可以在不同时间工作,并且有多种耗能状态,相应地消耗着不同的系统电能,这些元件称为可电源管理元件。可电源管理元件的有效使用成为节省系统耗能,使整个系统在有限电能下长时间工作的关键所在。
系统元件从一种耗能状态到另一种耗能状态往往需要一段时间,并且在这段时间内会消耗更多的额外能量。状态的改变会影响系统的性能,所以设计者需要在系统节能和系统性能之间找到恰当的折衷切入点。本文介绍了动态电源管理中的一些方法。这些方法将决定元件是否改变耗能状态和何时改变。
1动态电源管理技术
“动态电源管理”是动态地分配系统资源,以最少的元件或元件最小工作量的低耗能状态,来完成系统任务的一种降低功耗的设计方法。对于电源管理实施时间的判断,要用到多种预测方法,根据历史的工作量预测即将到来的工作量,决定是否转换工作状态和何时转换。这就是动态电源管理技术的核心所在——动态电源管理方法。
动态电源管理技术适用的基本前提是,系统元件在工作时间内有着不相同的工作量。大多数的系统都具有此种情况。另一个前提是,可以在一定程度上确信能够预知系统、元件的工作量的波动性。这样才有转换耗能状态的可能,并且在对工作量的观察和预知的时间内,系统不可以消耗过多的能量。
2电源管理
各个系统设备当接到请求时,设备忙;而没有请求时,就进入了空闲状态。设置进入空闲时,可以关闭设备,进入低耗能的休眠状态;当再次接到请求后,设备被唤起。这就是所谓的“电源管理”。然而,耗能状态的改变是需要时间的,也就是关闭时延和唤起时延。唤起休眠状态中的设备需要额外的能量开销,如图1所示。如果没有这项开销,也就用不着电源管理技术了,完全可以只要设备空闲就关闭设备、这种时延和能量开销确定存在,所以必须考虑,只有当设备在休眠状态所节省的能量至少可以抵得上状态转换耗能的情况时,才可以进入休眠状态。
电源管理技术是一个预知性问题。应寻求预知空闲时间是否足够长,以及于能否抵得上状态转换的耗能开销。空闲时间过短时,采用电源管理的方案就得不偿失了。所以事先估计出空闲时间的长短是电源管理技术中的首要问题。定义“恰当的停止时间段”(tBE):能达到系统节能的最短空闲时间段。此时间与设备元件本身有关,与系统发出的请求无关。假设状态转换延时t0(包括关闭和唤起延时)耗能为E0;工作状态功率Pw,休眠状态功率Ps,可由以下式求出tBE。
Pw×tBE=E0+Ps×(tBE-T0)
等式左边为“适合暂停时间段”内的耗能,也就是系统在这段用于节能的最短空闲时间内继续工作所需能量;右边是状态转换耗能和休眠时间内的系统耗能。tBE换和这段休眠时间内的系统耗能。电源管理技术就是要预知将要发生的休眠时间是否能够大于tBE,只有大于它,设备才有休眠的必要。
3基于先验预知的动态电源管理技术
对于大多数真实系统,即将输入的信号是难以确定的。动态电源管理的决策是基于对未来的不确定预知的基础之上的。所有的基于预知的动态电源管理技术的基本原理是探过去工作量的历史和即将发生的工作量之间的相互关系,来对未来事件进行可靠的预知。对于动态电源管理,我们关心怎样预知足够长的空闲时间进入休眠状态,表达如下:
p={tIDLE>tBE}
我们称预知空闲时间比实际的空闲时间长(短)为“预知过度”(“预知不足”)。预知过度增加了对性能的影响;预知不足虽对性能无影响却造成了能量的浪费。要是能既无预知过度又无预知不足,那就是一个理想的预知。预知的质量取决于对观察样本的选择和对工作量的统计。
3.1静态预知方法
固定超时法:最普遍的电源管理预知法,用过去的空闲时间作为观察校本对象来预知当前空闲时段的总持续时间。此方法总结如下:空闲时钟开始,计时器开始计时,超过固定超时时间tTO系统仍处于空闲,则电源管理使得系统休眠,直到接收到外界请求,标志着空闲状态的结束。能够合理地选择tTO显然是这种方法的关键。通常在要求不高的情况下取tTO=tBE。
固定超时法优点有二:①普遍适用(应用范围仅限决于工作量);②增加固定超时值可以减少“过度预知”(即预知时间比实际空闲时间长)的可能性。但是其缺点也明显:固定超时过大则将引起预知不足,结果不能有效的节省能量,相当多的能量浪费在等待超时上。
预知关闭法:此方法可以解决固定超时法中等待固定超时而耗费过多能量的问题,即预知到系统的空闲可能性就立即关闭系统,无需等到空闲时间超过超时值。预知方法是对历史工作量的统计上做的有肯定性估计。
Srivastave提出了两种先验关闭的方案。
①非线性衰减方程(φ)。此方程可由过去的历史中得到。
t的上标表示过去空闲和工作时期的序号,n表示当前的空闲时期(其长度有待于预知估计)和最近的工作时段。此方程表明了要估计将发生的空闲时期,要考虑到过去的空闲和工作时期。
如果tpred>tBE,那么系统一空闲就立即关闭。观察样本是
此方法的局限:
*无法自主决定衰减方程的类型;
*要根据收集和分析的分散数据建立衰减模型,并且这些数据适合此衰减模型。
这些数据适合此衰减模型。
②极限方案。此方案基于一个极限。观察样本为紧挨着当前空闲时期之前的工作时期,如果便认为空闲时期比前一个工作时期长,则系统关闭。
注意:统计研究表明,短时间的工作时期后是长时间的空闲期;长时间的工作期后是短时间的空闲期。这样的系统可以用极限法,如图2所示。而短时期的工作期后是短时期的空闲期这种情况下就不能用些极限法。总之,对tthr的选择尤为重要。
预知唤起法:可以解决固定超时方法中唤起时的性能损耗。当预知空闲时间超时后则系统唤起,即使此时没有接收收到任何系统请求。使用此方法应注意的是,如果tidle被“预知不足”,则这种方法增加了能量的消耗,但同时也减少了等待接收第一个系统请求的时间,还是在一定程度上节省了能量,提高了系统性能。
3.2动态预知方法
由于动态电源管理方法的最优化取决于对工作量的统计,当工作量既未知又非静态时,静态预知方法就不是十分有效。因此,就有了动态预知方法。对非静态工作量有几种动态的预知方法。
①设定一套超时值,每个值与一个参数相关。此参数表明超时值选择的准确性。此方法是在每一个空闲时间内,选择这些超时值中最有效的一个值。
②此方法同样有一些供选择的超时值,分配给每个值一个“权”。此“权”是对过去相同要求下,采取此超时值带来的满意度为衡量对象抽象出的参数。实际采用的超时值是取所有被选超时值的权的平均。
③只采用一个超时值,当选择此超时值后会引起许多不尽如人意的“系统关闭”后,再适当增加此值。当更多的“系统关闭”可以被接受了,则适当降低此值。
4总结
动态电源管理是降低电子系统耗能的有效设计方法。在电源管理系统中,不同元件的工作状态要动态地适应不同程度的性能要求,只有这样才能最小化空闲时间浪费的能量或者无用元件浪费的能量。
所谓的电力系统自动化指的是以计算机技术为支撑,将先进的计算机技术融入于电力系统之中,进而实现电力系统的智能化运作。立足于电力系统这一整体,其主要是由三大部分构成的:配电网、电力调度以及变电站。将整个电力系统设备相连接,就形成了电力网络,而这一网络的管理与控制工作都是由相应的电力人员来完成的。在实际开展工作的过程中,为了确保实现对电力资源的优化配置,实现对电力网络运行程序的有效管理,以在提高供电安全性的基础上,降低成本投入,提高电力企业的经济效益,就需要在电力网络中融入相应的监控与保护装置,而为了实现对测量与保护装置的有效检测,确保其能够在电力系统运行中充分的发挥自身的作用,就需要实现电力系统自动化。在实施电力系统自动化的过程中,测量装置的加入能够以计算机技术为支撑来实现对应用与操作程序的实时监测,并实现对相应监测数据的实时分析与处理,进而实现电力的合理分配以全面提高电力资源的使用效率,通过资源的优化配置来提高自身的经济效益与社会效益;而保护装置的融入则能够实现对异常数据的实施监测与分析,进而能够第一时间发现安全隐患的存在,便于相应人员及时采取措施来降低风险。因此,电力系统自动化的实现对于电力企业来讲有着深远的意义与影响,实现计算机技术与电力系统的整合,能够在提高电力企业管理质量与效率的基础上,实现稳定、安全供电。
2计算机与电力系统融合的优势作用
要想确保电力系统的稳定、安全运行,就需要实现对系统各个部分运行情况的有效监管,而在传统的电力系统管理工作中,以上各环节工作的开展都是依赖人工来完成的,进而难免因各种误差等因素的存在而影响到电力系统的正常运转。而随着计算机技术的不断发展,计算机技术被广泛的应用于各行业之中,其在电力系统中的应用充分的体现出了自动化对于电力系统的重要性。将计算机技术应用到电网系统中,能够实现各环节的自动化处理,进而以计算机的智能化来取代人工,有效的提高了电力系统的工作效率,这对于电力系统整体服务质量的提升来讲有着极大的影响作用。以计算机技术为媒介来实现电力系统的自动化,能够在提高各项检测数据准确度的基础上,实现对部分数据信息的自动化处理,进而在降低工作人员压力与负担的基础上,确保了电力系统的稳定运行。
3计算机技术在电力系统自动化中的具体应用
3.1计算机技术在配电网系统自动化中的应用
随着科学技术的发展,电网的整体改造进入智能化阶段,也就是通过计算机技术的应用来实现配电的进一步智能化。当前,配电系统主要是由主站、子站以及终端这三部分构成,通过计算机技术的融入能够实现三部分之间的有效沟通,进而实现了信息资源的高度共享。而信息资源的共享能够为配电系统实现高效运行奠定基础。
3.2计算机技术在电网调度系统中的应用
计算机技术与电网调度系统的整合能够将原有系统的各终端放在同一界面之上,通过电力系统的局域网来实现对电网运行状态的检测与检修,而在实现电力调度的过程中,相关的检测需要通过计算机系统的评估来实现,在运行的过程中同样处于计算机系统的监测之下。因此,一旦电网调度系统在运行的过程中出现任何故障,工作人员都能够通过自动化的监管平台及时发现症结所在,进而采取有效的措施来解决问题,确保电网调度系统的正常运行,在保障正常供电的基础上,有效的提高了电网调度工作的质量与效率。我国电网调度共分为五个等级,其中县镇级别的电网对于调度的智能化要求比较低,而国家电网则对调度的智能化水准要求较高,其各项监管工作的开展都需要通过计算机技术下的监管平台来实现,进而才能更好的保证国家电力系统的稳健运行。
3.3计算机技术在变电系统中的应用
电力系统在实现供电的过程中,需要经由输电线以及变电站才能够实现对用户的供电。基于传统的变电系统监控条件下,由于没有计算机技术的介入与融合,所有的监管工作都是由人工操作来完成的,此种方式下不仅工作的效率低,也无法实现实时监控,进而也就无法将相应的监控信息第一时间进行反馈,这就降低了整个电力系统的供电质量。而计算机技术与电网变电系统的整合则实现了变电系统的自动化,通过计算机就能够实现对相应信息的实时监控,进而能够确保及时解决变电系统运作过程中所出现的问题。计算机技术与变电系统的整合不仅降低了传统电缆的使用量,同时还实现了二次变电设备的高度信息化与集成化,并通过计算机触摸屏技术实现了对运行资料的归档处理,这就为其管理工作的顺利开展奠定了基础。
4电力系统应用计算机技术过程中所呈现出的问题与解决对策
4.1问题
从当前计算机技术在电力系统中的应用现状看,不可否认的是计算机技术的应用切实提高了电力系统运行的稳定性与安全性,并在降低电力系统人员工作压力的同时,提高了工作的效率与质量,进而提升了电力企业的竞争实力,为电力企业的发展注入了动力与活力。但是,计算机技术在电力系统自动化过程中的应用同样呈现出了一系列的问题,核心问题便是计算机技术的日新月异致使电力系统无法实现与时俱进的更新换代,进而也就无法充分的发挥出计算机技术在电力系统自动化中的作用与价值。具体问题如下:第一,在应用计算机技术的过程中,并没有充分实现对设备运行状态的分析,进而设备运行的可靠性与安全性无法得到全面的保障;第二,在电力系统中,光电互感器的应用能够实现对电流以及电压的有效调解,以确保供电的稳定性,但是,在实际应用的过程中却忽略了如下问题的解决:当光电互感器所承担的电流电压负载逐渐增大时,相应的传输信号就会出现畸形的问题,进而也就无法完全实现对供电系统的稳定;第三,相应的技术人员所具备的能力素质无法满足计算机技术的实际需求,因而有待进一步的加强。
4.2解决对策
4.2.1要积极的吸收与借鉴行业先进的技术经验
随着科学技术的不断发展,计算机技术可谓是日新月异,而要想确保计算机技术在电力系统中的应用能够切实提高电力企业的综合效益,就需要认识到与时俱进更新所使用的计算机技术至关重要,只有将最为先进且成熟的技术应用到电力系统自动化中,才能够实现系统自动化水准的不断提升。而这就要求电力企业的管理层要立足可持续发展的角度,积极吸取同行业的先进经验,并积极的引进国际先进的技术成果,并要加大对所引进成果的研究,进而才能够实现自我的创新与发展。创新是企业发展的动力,只有自身不断加大科研力度,才能够确保以绝对领先的技术优势来提升自身的综合竞争实力,以获得自身的可持续发展。
4.2.2完善管理制度体系以强化对设备的管理
实现电力系统自动化的过程中,计算机与相应设备的管理水准直接关系到了自动化系统的运行成败,因此,这就要求电力企业要结合系统自动化的实际需求与要求,构建完善的管理制度体系,以规范对相应设备的管理行为,确保设备管理工作能够得到有效的落实。同时,电力企业在开展相应管理工作的过程中,要注重对计算机与相关设备的维护,以确保二者都能够处于稳定、安全的运行状态下,并能够通过日常维护工作的开展来及时发现设备所存在的安全隐患,以做到及时发现问题并解决问题,同时还需要建立相应的责任制度体系,落实管理的责任,以确保管理工作能够得到有效的开展与落实。
4.2.3加大对相应技术人员的培训力度
当今时代,人才已成为竞争的焦点所在,电力系统在发展的过程中同样需要人才的有力支撑,在实现电力系统自动化的过程中,只有具备相应专业能力素质高的人才,才能确保电力系统自动化在实现与时俱进更新的基础上,充分发挥出自身的价值。因此,面对当前专业人才缺乏、能力素质偏低的现状,电力企业需要加大对现有人才的培训力度,而这就要求了电力企业要在完善培训内容的基础上,进一步丰富培训渠道,通过学习深造以及技术交流等来实现对技术人员能力素质的进一步提升;与此同时,电力企业还应该严把招聘关,将具备高综合能力素质的人才吸引到企业中,进而不断的壮大自身的实力。
5计算机技术在电力系统自动化中的应用前景
5.1计算机技术在光电互感器中的应用
在电力系统中,光电互感器在输电线路中有着极为重要的作用,其能够实现对输电线路电力与电压的调解,进而确保电流与电压的负荷处于正常的范围内,以在提高测量数据准确度的基础上,降低了输电线路的损耗,提高电力调度系统的整体效益。光电互感技术的发展能够解决传统电磁互感技术下互感器所存在的弊端,实现对输出信号的一体化设计,进而以光电式互感器的高绝缘性与兼容性来确保整个输电线路的安全、高效运行。
5.2计算机技术在智能电网中的应用
所谓的智能电网指的是将计算机技术与电网系统相结合,以实现对电网系统的智能化控制,进而实现对电力系统各环节运行信息的高效监管。智能变电技术的发展使得输变电系统能够实现更为稳定的运转,同时也保证了整合系统的稳定性,因此,如何实现智能电网技术的全面落实已成为当前电网改造过程中的一项重点任务。智能电网功能与作用的发挥需要依赖于计算机技术,具体表现在:要想确保电网能够实现实时通信,就要构建出相应的网络通信平台,从而才能保证相应的数据信息能够及时的反应出来;同时要想确保整个系统的安全、稳定运行,就需要实现对相应数据信息的收集与分析,而智能化的监测平台下能够实现对相应数据的自动化处理,从而明确电力系统的整体运行状况。
5.3视觉技术的应用
计算机技术与电力系统自动化的整合下,相应的计算机视觉技术也将成为电力系统广泛应用的重点。基于计算机视觉技术下,通过对视频技术以及红外成像技术的应用能够将相应的信息以图像的形式呈现出来,并且实现对相应信息的高精度处理。对于电力系统来讲,其运行过程中的信息变化频率较高,如果无法在第一时间内实现对信息的解读,那么就可能因为某些问题的存在而致使电力系统瘫痪,这就会给电力企业带来巨大的经济损失。而将视觉技术应用到电力系统自动化的构建中,能够实现对图像信息的及时、有效解读与识别,进而通过更为直观的分析结果实现对所出现问题的及时、准确判断,确保电力系统整体处于稳定的运行状态下。
6结束语
关键词:冬季连阴等天气;温室蔬菜;管理措施
前言
近年来,谯城区蔬菜产业的发展,起点高,步子大,农业增产,农民增收,逐步成为该区的支柱产业,发展势头强劲,受到广泛关注。2009年全区蔬菜种植面积4.65万hm2,设施蔬菜面积约1.33万hm2,其中,小拱棚约6666.67hm2,阳光棚6000hm2左右,日光温室666.67hm2。谯城区温室蔬菜种植的主要品种是黄瓜、苦瓜、西红柿、西葫芦、辣椒等,从目前情况看,2009年冬季该区阴雨天较多,低温寡照,光照不足,不仅降低黄瓜等蔬菜的光合作用,出现落花、化瓜、花打顶等生理性病害,还由于气温、地温较低,直接影响了根系生长,使根系提前衰老,影响其对养分、水分的吸收[1,2],降低了该区设施蔬菜的产量和效益,严重制约了该区设施蔬菜的发展。现将冬季恶劣天气温室蔬菜管理技术介绍如下。
1连续阴天温室蔬菜的管理
1.1及时揭帘,加强光照管理
目前谯城区菜农在冬季遇连续阴天时,对于及时揭帘,增加光照管理,存在很大的误区,一般认为阴天温度低,怕揭帘降温受冻,白天也不揭草帘子。但云层的散射光对于提高温室内的温度,增加墙体、土壤的蓄热量,促进叶片的光合作用,都有很重要的作用。只要不是下雪、下雨、大雾天气,都要揭帘子,但是在温度低时,一定要晚揭帘、早盖帘,温度高时,早揭帘、晚盖帘,做到及时、适时揭帘管理,以防止长时间的闷帘造成低温、高湿、弱光环境,诱发各种病害的发生,使蔬菜在长时间黑暗的环境中无法进行光合作用造成饥饿而死。
1.2加盖防雨、防雪膜
温室前面是最大的散热面,其上面覆盖的草帘子一定要厚,一般厚3~4cm以上,同时要保持干燥,才能达到良好的保温效果。草帘一旦被雨雪、露水浸湿,不但不能很好的保温,而且本身变为吸热体。湿草帘不仅保温性差,也大大缩短草帘的使用寿命。因此,一定要在草帘外层覆1层防雨膜,可以用新膜,也可以用旧膜,这样不仅可以保温,也便于积雪的清除。
1.3低温时控制浇水、施肥
冬季温度对蔬菜生长的快慢起到了关键性作用,一般菜农认为植株长得慢甚至不长,是缺肥、缺水,这是认识上的误区,因为在低温条件下根系吸收力弱,植株长得慢,对肥、水的需求量也少。因此,在底肥充足、底墒较好的情况下,冬季尽量少浇水、不追肥,以利于保持地温、气温,降低空气湿度,不沤根、不伤根,促进蔬菜的正常生理生长。
1.4及时采摘瓜、疏花、疏果
在冬季,特别是阴、雨、雪等恶劣天气时,地温低,光照弱,不利于根系对养分的吸收,瓜类、茄果类蔬菜一定要及时采摘大果、摘除过多的花和小果,减少植株对养分的过度消耗,以促进根系和植株的正常生长。在这方面很大一部分菜农错误地认为,采摘早,果小,影响产量;有的认为春节前后蔬菜的价格较好,大果留到春节前后再采摘等,造成花打顶、植株早衰等现象,严重影响了产量和效益。
1.5人工辅助加温
如室温最低温度降至7℃以下,应进行加温。一是最好安装临时性火道或在室内增加多个烤火炉,不论是采用哪种方式加温,一定要有烟道,把有害气体排出室外,以防人、菜中毒。二是用大功率灯泡加温,一般每20m左右装1盏300W的灯泡即可。加温的方法很多,在保证对人、菜没有危害的情况下,使最低室温维持在10℃以上最理想,切不可把室内气温提得太高,以免影响正常发育[3,4]。
1.6重点做好前沿的防冻工作
最易发生冻害的部位是温室的前沿,重点要做好温室前部的防冻工作。一是天气较冷时,夜间在温室的前沿,每1m点燃1支蜡烛,可保持前底脚处不受冻害,一定要注意蜡烛要距前沿有一定距离,以防止发生火灾。二是在前沿再加1层1m高的地膜或薄膜,不仅可以保温,也可以防止前沿滴水,减少病害的发生。
1.7在温室后墙加反光幕墙或室内加盖覆盖物
在温室后墙上挂1道薄膜作为反光幕,可以提高后部蔬菜栽培的光照强度,晚上使墙体所贮热能缓慢释放,可保持后半夜温度较高,防止株苗发生冻害。在温室内种植辣椒、西葫芦等较矮的蔬菜,可以增加小弓棚和草帘子等覆盖物,防冻效果更好。
1.8合理进行病害防治
连续阴天,通风量相对较小,温室内湿度大,为病害的发生创造了有利条件,尤其在温室门对面的山墙、温室前沿,湿度更大、这些地方一般最容易发病,会成为发病中心,因此农户要经常检查这些地方,一旦发现有发病征兆要及时进行防治。但防治时,最好采取喷粉、烟雾剂熏蒸的办法,尽量减少叶面喷雾,以减少湿度,防止加重病害。
2连续阴天过后、天气转晴温室蔬菜的管理
2.1揭草帘,防止闪苗
天气转晴后,气温升高,根系活力还没有恢复,根部吸收的水分供应不上,上午采取揭草帘,控制温室内的光照和温度,减少植株对水分的需求,防止植株萎蔫死亡。
2.2叶面喷施清水,防止叶片萎蔫
向蔬菜叶片喷施清水,满足植株对水分的需求,可以尽量使棚室温度升高,促进根系活力的恢复,使植株尽快恢复正常生长。
2.3控制浇水,防止沤根
由于连续低温,植株的根系生长很弱,一般在天气放晴5d左右,根系才能恢复活力。如果浇水过多,易造成沤根死苗;如果需要浇水追肥,应浇小水,可随水施入速效肥料,最好是腐殖酸肥,浓度要稀,以利于发根。
2.4浇灌生根剂,促进根系生长天气转晴后,中午可以选用一些促进生根的药剂进行灌根,以促进根系快速恢复。
3参考文献
[1]吴建金.冬季连续阴雨雪天气日光温室蔬菜的管理措施[J].天津农林科技,2008(6):29.
[2]卫海涛.冬季特殊天气日光温室蔬菜管理[J].山西农业(致富科技版),2008(12):32.
一、三种解释模式
长期经济波动(长波)也称“康德拉基耶夫周期”,熊彼特最早对其命名并概括为三种周期体系,即在一个康德拉基耶夫周期内还存在着平均大约9年到10年的“尤格拉周期”(中周期),以及平均大约40个月的“基钦周期”(短周期)[1]297。对于中周期和短周期的研究构成了现代宏观经济理论的重要组成部分,而关于长波理论的研究,长期以来并未得到应有的重视,理论研究不足。在经济史研究领域主要是以资本主义经济发展的阶段论呈现出来的,例如自由竞争资本主义、垄断资本主义、国家垄断资本主义、国际金融垄断资本主义的阶段划分,与长波的统计实证研究基本上是一致的。从文献史的角度来看,长波理论研究主要有两个重要阶段:二战前的早期研究阶段,主要代表人物有范·格尔德伦、康德拉基耶夫和熊彼特等;二是1970年代之后的现代研究阶段,这一时期形成了长波理论的三大流派:基于熊彼特创新理论的“技术决定论”,戴维·戈登等提出的以“积累的社会结构”分析为核心的“制度决定论”,以及曼德尔提出的长波理论。
1.技术决定论。该模式源于美籍奥地利经济学家熊彼特提出的创新理论,主要观点为:(1)“执行新的组合”、创造新的生产函数是打破静态循环流转、推动经济发展的源泉,但是这些创新(新事象)的出现“不是像人们依据概率原理所期望的那样,从时间上均匀分布,而是,如果一旦出现,那就会成组或成群地不连续的出现”(蜂聚),从而周期性地打破循环流转的平衡,形成大小不等的经济周期[1]69,72~74,237~253;(2)长波与基础创新相联系,间断性的基础创新(产品创新)是解释长波的主要变量,其它经济变量如利润率水平、固定资产投资等都是围绕这个变量而变化的;(3)经济活动的长波显示了资本主义的性质和机制,“每一次长波包含一次产业革命和对它后果的吸收”。在《资本主义、社会主义与民主》中,熊彼特将其称之为“创造性毁灭的过程”[2]146,147。
1970年代,资本主义经济面临“滞胀”危机,长波理论开始得到复兴。1975年出版的《技术的僵局》是复兴长波理论的代表作之一。在这本书中,门斯继承了熊彼特创新理论的思想、使之现代化,并试图对熊彼特理论的薄弱环节进行补充和发展。门斯关注的是基本创新的前提和环境以及如何推动扩张性长波的产生,并以实证方法研究熊彼特的创新蜂聚假说。另一名荷兰学者范·杜因则综合了熊彼特创新理论和产品生命周期的思想,形成“创新生命周期”概念,即认为任何一个基础创新都要经历引进阶段、增长阶段、成熟阶段和下降阶段,基础创新产品的性质不同,生命周期的阶段也就不同。在此基础上,杜因提出以创新生命周期为基础的长波理论,认为创新生命周期的四个阶段分别对应于长波的复苏、繁荣、衰退、危机四个阶段,并认为不同行业(新行业、现有行业、基本部门)在长波的不同阶段具有不同的创新倾向,因而以半个世纪为一个循环的长波主要是由创新生命周期以及与之相关的基础设施投资决定[3]118~125。另外,在长波理论的当展中,以卡萝塔·佩蕾丝(Carlota Perez)、克里斯·弗里曼(Chris Freeman)、弗朗西斯科·卢桑(Francisco Lou)等为代表的学者开创了技术-制度协同演化的分析范式。在《技术革命与金融资本:泡沫与黄金时代的动力学》一书中,佩蕾丝发展出一个技术、经济、制度三者协同演化的模型,探讨了技术变迁及其被吸收的过程如何在经济和制度领域引起变化,推动“技术-经济范式”的形成并掀起发展的“巨潮”[4]2,167~169。在弗里曼和卢桑合着的《光阴似箭》着作中,他们提出了五个准自主社会子系统(科学、技术、经济、政治和大众文化)的共同演化观,“探讨了在一定制度背景和调节方式框架下,研究包括技术创新、结构变化以及经济和社会运动共同演化在内的经济史的方法,并根据一个连续发生的技术革命向经济系统扩散的模型,对过去两个世纪现代资本主义社会的发展进行描述。”[5]3,127
2.制度决定论。该理论形成于1970年代末至1980年代初(称为SSA学派),主要代表人物有戈登、爱德华、鲍尔斯、韦斯科普弗、科茨、麦克唐纳等。SSA学派的长波理论的主要理论观点为:
(1)提出积累的社会结构的概念。该概念最初是由戈登提出,被定义为资本积累赖以进行的外部环境的具体机制和一般制度。这一学派的基本思想源自马克思的论断:“利润决定着积累的进程,而积累反过来在很大程度上制约着经济增长的速度。”[6]因此,同曼德尔一样,SSA学派也同样认为利润率决定着资本积累和经济增长的速度。但是,它们不再局限于经典关于资本有机构成、剩余价值率的分析方法和概念,而是扩展为决定利润率的外部环境和制度机制,形成“积累受社会机制制约”这一核心思想。
(2)分析社会力量关系。利润率取决于社会中的力量关系,即资本与工人之间的关系、资本家阶级与国外卖者和买者之间的关系以及资本家阶级与国家之间的关系。资本家的力量太大,收入分配偏向资本,就会形成消费不足的危机(剩余价值实现的危机);资本家的力量太弱,剥削率降低、利润停止增长,形成剩余价值生产的危机。戈登等认为这一理论在三个方面发展了传统的理论:一是强调力量关系对于利润率的影响要比对利润份额的影响重要得多;二是强调力量关系在决定获利能力基本条件上的中心作用;三是认为对恢复资本力量所做的努力,比如,通过紧缩的货币和财政政策等,因对设备能力利用的消极影响而可能会使劳动后备军扩大,但并不能恢复利润率[6]。
(3)研究了长波与积累的社会结构之间的关系。扩张性长波和收缩性长波的交替运动可用积累的社会结构的变迁来解释,每一个长波都对应着一个相应的制度结构以及由这种社会机制所决定的力量关系。戈登及其合作者将积累的社会结构与长波之间的关系概括为8个方面:①一个有利于资本积累的SSA是扩张性长波的基础和前提;②有利的制度环境导致投资繁荣和经济加速;③投资逐渐达到一定的社会结构和制度框架所允许的极限;④积累速度放慢、经济进入停止阶段;⑤经济停滞,使现行的SSA瓦解;⑥在危机中恢复资本积累的可能性取决于新的SSA的建立;⑦新的SSA由危机期间阶级斗争的性质塑造,但不仅仅取决于阶级斗争的特征;⑧新的SSA与原有的SSA不同,资本主义发展进入下一个阶段[7~8]。
3.曼德尔的长波理论。曼德尔的长波思想很大程度上受托洛茨基的早期研究①的影响。在曼德尔看来,资本主义运动的一般规律能够解释从扩张性长波向萧条性长波的转变,但是不能说明后者向前者的转变,因此,对长波上升期和下降期的原因的解释逻辑是不对称的。扩张性长波的特点是:利润增长、加速积累、加速发展。但是随着资本有机构成的提高以及资本积累矛盾的加剧,具体条件的变化迟早会使平均利润率衰减、资本加速积累的力量消失,并形成下一个技术革命的巨大障碍,进入收缩性长波:利润退缩、积累逐渐减速、经济发展减速。下降过程是由资本主义的内在机制决定的,马克思提出的资本积累的一般规律、扩大再生产以及平均利润率下降趋势在这里发挥着长期作用。
与资本积累中利润率下降的机制不同,使平均利润率突然上涨的因素发生在“危机过程中的资本贬值周期性结果之外”,主要有四个因素:(1)资本有机构成的突然降低,如资本大量涌入到一个有机构成非常低的领域(或者国家);(2)剩余价值率的突然增长,如工人阶级严重失败和原子化,从而导致劳动力价格偏低,甚至以低于价值的价格出售;(3)不变资本因素的价格,特别是原材料的暴跌,从而对有机构成突然下降或在第一部分劳动生产力的革命性进展使固定资本价格暴跌产生重大影响;(4)由于交通运输新体系的完备、分配方法的改进、股份的加速循环等原因而发生的流动资本周转期的突然缩短。
利润率突然上涨所引起的资本积累的加速很可能是短暂的,在短暂的投资之后,可能继而产生新一轮投资不足。因此,必须还有一种机制使过剩资本的积累被拖入到更大的漩涡中去,在这里不仅发生中等的技术革命,而是要发生大规模的、普遍的生产技术革命。如果几种因素能够引致平均利润率突然上涨,很可能将引发这样一种机制,从而导致广泛的、规模巨大的扩张性浪潮。根据马克思对“机器大工业”的分析,曼德尔认为这种技术革命的决定性因素在于用机器生产动力机械方面:“在能源机器生产和动力机械的机器生产方面的每一次革命,都逐渐使整个经济中的全部生产技术发生了变化,其中包括交通运输体系的技术在内”。正是动力机器的变化以及随之而来的传送机器和工具机器的革命性变化,逐步引起整个社会生产技术的变迁,从而暗示了新积累资本扩大的长期可能性[9]121~156,[10]。
根据这些分析,曼德尔认为有事实性标志的长波主要有三个时期,如下表所示。
二、我国学者的研究
1.1综合自动化技术在煤矿管理中的应用由于我国在煤矿综合自动化技术的起步较晚,研发的方法较少,自动化疾控技术的水平较为薄弱,没有市场竞争优势,因此,大多数煤矿企业在选择综合自动化的设备时都是引用国外的设备,现如今煤矿企业广泛运用最多的是矿井安全检测系统,它主要采用的是煤矿综合自动化的集控技术。随着近几年我国信息化技术的发展步伐加快,国家的经济增长速度加快,煤矿企业在引进大量进口设备的同时也开始自主研发和吸收新的理念,结合我国煤矿企业的实际情况来看,通过引导和开发创新科技、实现自动化管理的应用及推广,可让煤矿行业的综合自动化地位走出国门,达到研究及探讨该项应用的核心价值的目的。
1.2综合自动化技术在管理煤井提升机中的应用要做好煤矿的开采工作,其在设备的运用上也非常重要。煤矿开采的主要设备是煤矿矿井提升机,它具备重量大、体积大、控制难度大等特点。在煤矿开采的过程中,为实现有效管理提升机驱动和提升滚筒部分整合的效果,有效的改造和创新可以达到提升机内部结构的升级,使其用起来方便简单。为保证该项设备在管理上的安全稳定、实用可靠的特性,在设备的构建时要进行数字化、智能化的识别和监测。如在煤矿开采中寻找矿井地质时可以有效地运用设备本身的核心微处理器进行,它可以监控和检测到出现故障的地址,做到诊断设备的能力,达到信息网络与设备的通信结合,极大地便利了设备的安装和升级。
1.3综合自动化技术在管理传送带矿井中的应用为保证煤矿生产环节中将煤炭完整地送到目的地,其在向矿井运输的过程中必须要做到传送带传送的连续性。我国在煤矿行业中对于传送带已经被广泛使用,它是通过带式的传送方式,将设备中的产物在确保运输量和安全性的前提下实现管理综合自动化的产物。它的结构中使用了3GST启动设置,通过有效的、智能化的解决操作来进行原煤的不间断运输,其结构中存在的优势是可以提高设备的工作效率,减少设备故障、避免设备出错。但当它进行管理长距离的运输时,尽管达到了设备的标准化要求,但仍然还有一些不够完善的地方需要改进,如传送带的中间驱动点管理上容易出现不稳定的现象,不能完整地除去设备故障,对其整个设备的可靠性以及设备的寿命造成了一定的影响。因此,煤矿企业在通过传送带矿井的使用部分还需加强,只有对此进行不断的研究和分析,才能确保设备系统运输的长久性和稳定性。
1.4电牵引采煤机在煤矿管理系统中的应用电采煤机作为煤矿综合自动化集控技术中一项很典型的应用,它主要是运用采煤机与电牵引技术相结合,利用电来牵引采煤机,从而实现下滑制发电,达到电能在采煤机中的应用。电牵引采煤机具有少故障、稳定性高、维护时间少的特点,它在合理选取和使用设备的启动控电系统中,可以高效稳定地提高其转动能力。随着电子信息技术的不断涌进和应用,电牵引采煤机综合自动化技术是实现企业长久而稳定发展的源动力。
1.5煤矿综合自动化技术在其他设备的应用煤矿综合自动化技术随着经济技术的发展推动,也在主流设备上不断开发和创新,它所采用的液压控制与信息技术相结合的理念已经成为电液控制矿井开采的中坚力量。它能使采矿设备的功能实现智能化模式,有效减少在煤矿开采作业中出现相互冲击的现象,给煤矿开采业提供了比较稳定的电力系统保障,满足了采矿过程中大功率电器的使用需求。
2煤矿管理系统在综合自动化技术中的发展趋势
2.1煤矿管理系统的实用性发展目前我国对于煤矿管理系统在综合自动化系统有三大特征:信息化、智能化和程序化。以这三个特征为出发点,可以体现出来的优势也较多,如设备自动化使用便捷,在设备维修上较少,具备安全可靠等特点。因此,在煤矿管理系统综合自动化设备上人们更注重其实用性。当前的煤矿综合自动化形式,站在煤矿工人的角度来讲,其大大减少了工作压力,降低了作业难度;站在企业发展的角度来讲,煤矿管理系统利用综合自动化技术在生产过程中提高了生产效率,加强了安全稳定性。尽管我国目前的煤矿综合自动化的使用无法与其他发达国家相比,而且相应的技术上还有较大的差距,因此我国煤矿企业在综合自动化的发展中要加大时间和资金的投入,加快生产和发展的速度。
2.2煤矿管理系统的自动化发展煤矿管理系统的自动化发展是目前煤矿行业发展的一个重要方向,其作为企业生产和发展的核心,在未来发展中有一定的优势作用。我国现在很重视煤矿行业的开发技术和配套设施的设计,并要求煤矿行业开发要有自己的知识产权,从传统的经验分析不难看出,我国如想提高高产出和高旷工作业的安全性就必须建立自主产权的核心设备和装置。在设备通信上实现智能化、自动化、可靠性,要加强设备实时信息的收集与整理,并且对其进行分类和存档,将部分有价值的信息进行回收整合,为创新煤矿管理系统中生产设备和工艺水平提供有效的资料帮助。
2.3煤矿管理系统的安全性发展煤矿管理系统综合自动化技术主要体现在智能化和自动化上,其在煤矿开采行业发展中起着不小的推进作用。如现阶段人们所广泛运用的远程控制系统,它可以在无人帮助和工作的情况下实现对煤矿矿井作业的开采和控制,还能通过运输传递的方式,记录并统计工作时产生的数据以及矿井中的温度及湿度状态等。由于矿井工作的风险性比较大,且属于事故多发场地,如瓦斯爆炸、地压冲击、火灾等都是造成事故危险的因素。因此,对于煤矿的生产安全环节要引起足够的重视。在煤矿的开采过程中或者完工后,要对所有的电路设备进行安全检查工作,并且要及时了解矿井下工作人员的情况,以免引起不必要的事故发生。
3结语