優化設計與優化方法范文

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截面優化 形狀優化 拓撲優化 算法

結構優化設計是最近30年來才發展起來的一個新的技術，這是結構上的一次重大的飛躍，它讓設計者們從被動的狀態變為了主動狀態。優化設計能夠非常合理地使用每一種材料的性能，讓結構內的每一個單元都能夠很好的協調在一起，并且保證安全度是完全達標的。于此同時，它還能夠幫助整體性的方案設計進行一個非常合理的決策。結構優化設計從出現到現在已經有40多年的歷史了，而在過去的30年內，它在理論和算法等方面都取得了非常顯著的進展。這些進展大部分是與連續變量優化設計相關的，另外少部分是與離散變量優化設計相關的。

1.結構優化設計理論

1.1 截面優化

截面優化的設計變量要么是板的厚度、桿的橫截面積，要么是復合材料的方向角度或分層厚度，因此，在使用有限元對結構的位移與應力進行計算時，只需要直接地使用靈敏度分析以及適當的數學規劃方法便能夠完成截面優化的過程，而不需要對網格進行重新劃分。對于幾何狀態一定的情況，有限元分析只需要在桿的橫截面的性質發生改變的時候才重復地進行。對于板這類有連續性結構的東西，也只需要把各個單元的厚度作為設計的變量，得出的優化結果便是呈階梯形分布的板的厚度。在這些優化設計的過程當中，設計變量和剛度矩陣一般情況下是簡單的線性關系。所以，截面優化應該重點研究優化算法與靈敏度分析。

1.2 形狀優化

形態優化的主要特征是在結構給定的前提下通過對結構的邊界形狀或內部的幾何形狀進行調整來節約材料并且對結構的特性進行改善。從對象上劃分，形狀優化主要可以分為塊狀、板狀的連續體結構與桁架類的桿系結構。對于桿系結構形狀進行優化的求解方法主要可以分為兩類。第一類是綜合法，即是將兩類變量統一起來同時進行處理，運用無量綱化，然后構造近似數學模型進行求解。第二類是分步優化方法，即是將尺寸變量和幾何變量分為兩個設計空間，然后分別對這兩類變量進行優化，也即是每一步將一個變量固定，同時優化另一個變量，兩步之間通過迭代進行協調。

1.3 拓撲優化

拓撲優化已經成為了現今結構優化設計研究的一個焦點，因為它可以在工程結構設計的最初的階段便為設計者提供一個概念性的設計，讓結構在布局上運用到最好的方案，這樣，拓撲優化就比截面優化和形狀優化能夠獲得更大的經濟效益，也更容易受到工程設計人員的親睞。拓撲優化的目的是在設計空間中尋找結構的剛度最好的分布形式，從而來對結構的一些性能進行優化或者減輕結構的重量。

2.結構優化設計方法

2.1 數學規劃法

數學規劃方法的提出開創了現代結構優化的新時代，將優化問題轉化成數學規劃的形式求解也就是將問題轉化為在設計的空間中，在一定的可行域內尋找最小目標等值面上的可行的點，這個點也就是問題的最優解。數學規劃法有非常嚴格的理論基礎，雖然它在一定的條件下能夠收斂到最優的解，但是它要求問題能夠非常明顯地表達，而且大多數情況下還要求設計變量必須是連續變量，目標函數是連續的而且性態要良好。對于大型的結構優化問題，收斂性一般都不是很好，而且迭代的次數比較多，這樣就加大了結構分析的工作量，降低了工作效率。近似概念大大地提高了規劃方法的計算的效率。

2.2 最優準則法

直接地使用數學規劃理論需要多次地調用函數進行計算，而且當設計變量增加時調用次數也會迅速增加，導致設計的效率太低，在這樣一種背景下便出現了最優準則法，它是最先發展的一種結構優化設計方法。這種方法雖然計算效率比較高，但是在建立迭代公式的過程中受到很多假設的限制。

2.3 仿生學方法

近年來，對自然界進化進行模擬的算法有兩類，即模仿自然界過程算法和模仿自然界結構算法，主要又可以分為：進化算法、神經網絡算法與模擬退火。

結語

結構優化是一門綜合性的學科，也是一個有很大發展潛力的研究方向，它具有一定的理論價值與應用價值。在理論上，它對結構設計提出了一個新理念，極大地促進了人類資源的合理配置。于此同時，結構優化問題的本身也帶動了一些相關性學科的發展，對各個學科的發展提出了一些新要求。本文對結構優化的一些優化方法進行了簡要的概括。截面優化相對來說已經比較完善，形狀優化也漸漸地變得成熟，只有拓撲優化至今還處在理論探索的階段。

參考文獻

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[2]董立立，趙益萍，梁林泉，朱煜，段廣洪.機械優化設計理論方法研究綜述[J].機床與液壓，2010，15：114-119.

[3]李晶，鹿曉陽，陳世英.結構優化設計理論與方法研究進展[J].工程建設，2007，06：21-31.

[4]錢令希，程耿東，隋允康，鐘萬勰，林家浩.結構優化設計理論與方法的某些進展[J].自然科學進展，1995，01：66-72.

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關鍵詞：優化；素描；教學方法；觀念

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2012）30-0247-01

一、教學方法與規律

近年來，我國從國外引進了科學的素描技藝訓練方法，使得素描教學成效取得了巨大的成就。但同時，我們也發現，素描教學中普遍存在著過于注重對素描技藝的訓練，而忽視了素描藝術本身的規律性。素描技藝訓練的目的是什么，學生應具備怎樣的能力？這應該是每一位素描教師應首先考慮的問題。一味地追求對學生素描技藝的強化訓練，學生可能會熟練掌握方法，但很難培養出學生的藝術形象思維能力。他們一旦脫離客觀實物，就不知該如何下手。

改革開放之后，我國沿用了幾十年的“契氏”教學法一統的局面被打破了。西方藝術大師的經典素描作品使我們在開拓了眼界的同時，也反思了素描教學法的改革。然而，傳統的教學方法常會使我們的教學停留于對方法的追求，總是新瓶裝舊酒，換湯不換藥。對于素描教學中藝術造型的研究卻仍然沒有引起足夠的重視，因而，在素描教學中，我們應注重訓練學生通過自己的眼睛去捕捉事物的形象，并能夠通過藝術的形式表現出來。素描技藝只是學生掌握造型藝術的一種手段，并非根本目的。只有認識到這一點，才能使學生擺脫對于技藝的過分追求的現狀，才能通過經典的藝術作品去把握規律性的東西。繪畫的藝術流派，不論哪一派，他們的藝術規律是相同的，區別僅僅在于風格上的差異。

二、教學方法與觀念

繪畫藝術流派的風格究其根本是由觀念的不同所形成的。例如一支客觀存在的筆，經過人的觀察之后，可能幻化成另外一種形態的東西，這就是由于人的大腦經過思維后所形成的反射，是一種能動的反射。因而，人腦所形成的畫面是由感覺器官輸入人腦后經過思后，形成的一種觀念。“契氏”教學法認為，任何藝術形體都是由“塊”和“面”組成的，即使是線也是由“面”所構成的。而國畫則講究“線”，認為畫家可以通過線創造萬物。所以，兩者的差別就顯而易見。因此，素描教學應研究觀念，尋求事物背后的規律性的東西，而不應過分注重教學方法。

在實際教學中，教師在講授觀念的重要性之時，最多的就是整體與局部之間的關系。這本無可厚非，主次之分是素描的核心，但同時也不應忽視兩者之間的相互作用。要辯證地看待整體與局部，只有這樣才能避免陷入簡單、片面、狹隘的誤區。高強度的技藝訓練可以使學生迅速的提高素描水平，這容易使學生在初步掌握了素描的技藝的基礎上，形成定向思維的模式。如初學時，教師一般會強調通過把明暗交接的部分進行一定的夸張處理，可以更加明晰的區分事物之間的存在關系。學生通過高強度的訓練，形成一種“習慣”，在繪畫時過多地區套用這種模式。

對于素描的本質缺乏認識，是由“觀念”形成的。在實際教學中，學生往往會對如何畫才能達到客觀事物的本質這一問題而感到不知所措。本質和表象是一對范疇，表象指的是人能通過感官感覺到的東西，而本質指的是事物的內在，兩者是相互統一的。比如，我們通過觀察著衣人物只能看到其本質的一部分。因為，我們不能看見其全部，只能通過人的膝部、肘部等重要的關節部位和整體的外形來把握。因而，學生如果不能把握事物的本質規律，則容易以孤立的視角看待事物，人體模特的臂膀的伸展有著明顯的差異，而學生的素描，卻過于僵硬，這正是由于忽視事物本質規律的反映。樹立學生養成透過現象看本質，使現象服務于本質，是必須重視的觀念問題。

三、優化教學方法與手段

教師應注意培養學生對于素描基礎訓練的目的和重要性的認識。這樣能有效提高學生的學習效率。如有的學生素描功底較好，但其主觀意識薄弱，容易羨慕他人的“漂亮”作品，但對自己存在的問題卻仍不知所在。素描基本功的訓練，其實是培養學生藝術形象創造能力的重要基礎，對其一生的藝術生涯有著極為重要的影響。傳統的教學方法過于注重學生技藝的訓練，使得他們花費了大量的時間和精力于物體的簡單摹仿之中，而對物體的形體轉換成藝術表現形態方面存在明顯的不足。長期如此，必會導致學生藝術創造能力培養的缺失。因而，在教學中注重將摹仿與藝術形象創造有機結合，是辯證統一的觀點，必須加以結合。視覺的觀察加上藝術思維的想象，是學生完成藝術升華的重要條件。一個僅能摹仿的學生是難以在素描藝術領域獲得長足的進步的。在培養學生藝術形象的創造能力時，需要教師具備一定的膽識與技巧，其中有規律可循，教師只有掌握并靈活運用它，才能使得素描教學更上一層樓。

參考文獻：

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關鍵詞：建筑設計方案；優化；“倒三角”法

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、建筑設計方案優化的必要性

1、中標設計方案有待成熟與完善

方案中標并不意味著方案的完善。通常情況下，自招標文件公布至提交方案，留給設計單位的有效設計周期不會超過40天。同時，依據招投標法規，招標期間建設單位與設計單位之間除“答疑”之外不能進行其他方式的溝通，因此，在有限時間與有限交流的前提下，要求設計單位拿出能夠充分領悟建設單位意圖、完全滿足建設需求的方案是不現實的。

2、建設單位的技術要求有待明確與落實

目前的建設項目，尤其是大型復雜建設項目，面臨功能、交通、環保、景觀、法規等越來越復雜的內外部環境條件和設計約束，在缺乏建筑設計方案雛形的情況下，建設單位很難提出明確詳細的設計要求，其在設計招標文件中對功能需求、建筑風格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明確中標方案后，應該基于中標方案的建筑布局，對各項技術要求、功能需求及設計約束進行逐一細化、優化和協調，并最終落實和確認。

3、集思廣益，博采眾長

中標方案僅為一家單位的設計成果，其設計思路的局限性在所難免。而設計招標過程中，少則三家，多則十幾家單位參與設計，各投標方案的設計手法、設計亮點對開拓建設單位和中標設計單位的思路是有價值的，可以在設計方案優化階段集思廣益、博采眾長，充分借鑒其他投標方案的優點，對中標方案進行優化完善。鑒于這些情況，對于工程建設項目，尤其是大型復雜建設項目，方案優化工作已成為工程建設過程中不可或缺的工作程序和環節。建設單位要摒棄建筑設計方案優化可有可無的思想誤區，在設計招標結束后不要急于展開后續設計，而要發揮各方優勢，對中標方案進行充分的優化和深化，使各項功能指標及技術措施更為合理，建筑風格定位更為準確，造價與運營成本更為經濟，并為后續工程設計、工程施工等環節提供科學、系統的工作依據。

二、建筑設計方案優化的風險與原則

建筑設計方案優化的初衷往往都是好的，但是否所有的優化工作都能夠實現目標呢？一些建設單位和設計單位雖然投入了大量精力、時間進行方案優化，但由于工作方法不當，往往出現調改了一個地方，卻引發更多相關問題的現象。經過反復調改，卻發現不是對中標方案進行了“優化”，而是丑化、劣化了原有方案，甚至顛覆了中標方案，輕者延誤了工期，重者則造成工程建設管理的重大失誤。

因此，為了實現優化目標，達到理想的優化效果，在建筑設計方案優化過程中，如下幾條原則是應該嚴格遵循的：

1、堅持并充分發揮專業人員的主導作用

優化不成反遭劣化的原因可能來自多方面，但非專業因素過多地干預甚至主導優化過程是其中一項主要原因：一方面是建設單位的參與熱情或領導的主觀意愿不知不覺中影響或壓制了建筑師的創作空間；另一方面，中標單位也常常存在任務完成式的被動工作心態，“既然已經中標了，業主單位說怎么改就怎么改吧！”結果是系統思考不足引發更多的問題，造成方案的劣化。雖然建筑設計方案優化是一項需要多方參與、博采眾長的活動，但同時，也是一項專業性極強的工作。為確保優化方案的科學性與合理性，來自各方面的的意見與建議必須要經過建筑師的整理、甄別與過濾后，通過專業的設計手段與技術舉措加以落實。建筑師要摒棄任務完成式的消極態度，積極承擔起方案優化的主導責任。同時，建設單位要給予建筑師以充分的信任與授權，并在工作程序、機制上給予保證。

2、識別并堅持中標設計方案的精髓，避免顛覆性的修改

設計招投標制度對中標方案的法律地位是有明確規定的，且大型重要項目的中標方案一般都經過了建設單位高層領導的認可，所以不能敞開來優化，而是應該充分挖掘、識別、提煉出原有中標方案的亮點，在保持原有方案精髓的基礎上開展設計優化工作，切忌進行顛覆性的修改。

3、自頂向下，抓大放小，做本階段應該做的事

由于中標方案大多為概念設計深度，在設計方案優化階段，應采取自頂向下的優化策略，優先著力于宏觀與總體層面上的要素，重點關注于本階段必須完善與決策的重要事項，避免過多、過早地陷入局部細節問題中。

三、建筑設計方案優化中應重點關注的要素

那么，在建筑設計方案優化階段，需要重點關注的要素有哪些呢？通常包括如下幾個方面：

1、文化要素

建筑的文化特質與內涵,廣泛涉及到歷史、文脈、民族、地域風情、風格定位、建設單位的組織文化等諸多方面，且往往難以用明確的語言來加以表述。對文化要素的正確把握與合理表達通常是建筑設計的難點之一。中標方案能得到評標專家的認可，一般會在文化要素的詮釋方面有獨到的優勢，但這并不意味著已全面到位。在方案優化階段，建設單位與設計單位均應對文化要素給予充分關注，并通過反復的溝通與論證，以準確把控建筑的文化定位與建筑格調。

2、功能要素

在招投標之前，由于尚無建筑方案雛形，建設單位對功能需求的描述往往是粗線條的，大量技術指標尚有待細化與明確。因而，在方案優化階段，需要基于中標方案對功能要素進行梳理，并逐一驗證落實。同時，力爭通過功能集成，碰撞、激發新的想法和創意，使功能更趨完善與優化。

3、成本要素

目前成本指標已成為限額設計的一項硬性約束，必須加以嚴格控制。然而，在投標階段，設計單位的關注點集中在建筑專業，建筑估算往往僅能達到匡算深度。在方案優化階段，需要結合具體的中標方案，對建筑成本要素進行分析，并基于成本限額指標對功能、材料、結構形式、技術標準等進行全面優化與協調?；诘谷枪ぷ鞣ǖ慕ㄖO計方案優化模式?！暗谷枪ぷ鞣ā笔亲髡咴陂L期的工作實踐中總結提出的一種建筑設計方案優化工作模式。下面將結合某總部辦公大樓建筑（建筑面積15萬平方米）設計方案優化的具體案例，對基于倒三角工作法的方案優化模式進行介紹。

基于倒三角工作法，在優化過程中，沿倒三角逆向而上，首先從位于“倒三角”最底層的功能要素入手，依據功能使用的合理性，結合出入口的交通組織，在保持對稱性的基礎上，將其功能布局從“東西分區”調改為“南北分區”。進而，從文化要素入手，在保證其立面肌理的基礎上，對立面色彩、幕墻比例進行優化，使其更符合該企業的文化定位。之后，從綠色環保節能出發，對通高中庭進行了內部尺度的優化。而對于專家和領導普遍認可的五段式體量關系，則作為方案的重要特質原汁原味地給予保留。依據上述工作模式，建設單位編制的“建筑設計方案優化大綱”，各項調改要求明確、全面，且設計單位接受度、參與度很高，雙方共同組建成為一個工作團隊，將優化工作開展得系統而順暢，并在短時間內實現了優化目標，優化成果得到專家和領導的一致認可。

四、結語

在目前勘察設計招投標的法規環境下，建筑設計方案優化工作已成為工程建設過程中一個必不可少的重要環節?？茖W的工作方法能有效提升優化效率，達到優化效果。本文對建筑設計方案優化的原則、要素進行了探討，提出了基于“倒三角”工作法的方案優化模式，并結合典型案例進行了分析與概述。

參考文獻：

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【關鍵詞】整體性優化，安全性，適用度，耐久性

公路橋梁應根據所在公路的作用、性質和將來發展的需要，除應符合技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理的要求外，還應按照美觀和有利環保的原則進行設計，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養護等因素，更要注意和解決出現的問題

1.安全可靠。（1）所設計的橋梁結構在強度、穩定和耐久性方面應有足夠的安全儲備。（2）防撞欄桿應具有足夠的高度和強度，人與車流之間應設防護欄，防止車輛撞人人行道或撞壞欄桿而落到橋下。（3）對于交通繁忙的橋梁，應設計好照明設施，并有明確的交通標志，兩端引橋坡度不宜太陡，以避免發生車輛碰撞等引起的車禍。（4）對于河床易變遷的河道，應設計好導流設施，防止橋梁基礎底部被過度沖刷；對于通行大噸位船舶的河道，除按規定加大橋孔跨徑外，必要時設置防撞構筑物等。（5）對修建在地震區的橋梁，應按抗震要求采取防震措施；對于大跨柔性橋梁，尚應考慮風振效應。

2.適用耐久

（1）橋面寬度能滿足當前以及今后規劃年限內的交通流量（包括行人通道）。

（2）橋梁結構在通過設計荷載時不出現過大的變形和過寬的裂縫。

（3）橋跨結構的下方要有利于泄洪、通航（跨河橋）或車輛（立交橋）和行人的通行（早橋）。

（4）橋梁的兩端要便于車輛的進入和疏散，而不致產生交通堵塞現象等。

（5）考慮綜合利用，方便各種管線（水、電氣、通信等）的搭載。

3.經濟合理

（1）橋梁設計應遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原則。

（2）經濟的橋型應該是造價和養護費用綜合最省的橋型。設計中應充分考慮維修的方便和維修費用少，維修時盡可能不中斷交通，或使中斷交通的時間最短。

（3）所選擇的橋位應是地質、水文條件好，并使橋梁長度較短。

（4）橋梁應考慮建在能縮短河道兩岸運距的位置，以促進該地區的經濟發展，產生最大的效益。對于過橋收費的橋梁就能吸引更多的車輛通過，達到盡快回收投資的目的。

4.技術先進。在因地制宜的前提下，橋梁設計應盡可能采用成熟的新結構、新設備、新材料和新工藝。在注意認真學習國內外的先進技術、充分利用最新科學技術成就的同時，努力創新，淘汰和摒棄原來落后和不合理的設計思想。只有這樣才能更好地貫徹適用、經濟、安全、美觀的原則，提高我國的橋梁建設水平，趕上和超過世界先進水平。

5.曼觀。一座橋梁應具有優美的外形，而且這種外形從任何角度看都應該是優美的。結構布置必須簡練，并在空間上有和諧的比例。橋型應與周圍環境相協調，城市橋梁和游覽區的橋梁，可較多地考慮建筑藝術上的要求。合理的結構布局和輪廓是橋梁美觀的主要因素，另外，施工質量對橋梁美觀也有很大影響。

6.環境保護和可持續發展。橋梁設計應考慮環境保護和可持續發展的要求。從橋位選擇、橋跨布置、基礎方案、墩身外形、上部結構施工方法、施工組織設計等全面考慮環境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環境監測保護體系，將不利影響減至最小

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【關鍵詞】有限元分析；發電機組；底盤；輕量化

0 引言

現代電源設備正向小型化、輕量化的方向發展，特別是汽車電源、拖車電源及車載電源，其重量指標往往會影響到整個系統的性能指標，如系統的機動性能、越野性能等。由于電源設備選用的柴油發動機和發電機多數為商品件，因此柴油發電機組的輕量化重點在可自行設計并加工的機組底盤上。

本文利用ANSYS Workbench對底盤進行輕量化設計，首先確保底盤能夠滿足承載要求，有足夠的強度和剛度，來支撐發動機、發電機、散熱器及其他輔件，即能夠承載著機組設備穩定工作；其次確保底盤能夠滿足承載機組設備進行吊裝及搬運，即能夠安全可靠地進行裝運。最后在滿足前兩點的基礎上在適當部位開孔或切除材料以減少重量，達到輕量化的要求。

1 技術資料

柴油發電機組總重量為2215kg，機組外形如圖1。其中主要部件發動機重量為1130kg，發電機重量為740kg，水箱散熱器重量為170kg，配該型號機組的常用底盤自重為81.3kg。

底盤由六個螺栓安裝在地面上，四個角設置有吊裝板，能夠進行吊裝和搬運。

2 底盤模型及邊界條件

2.1 底盤模型及網格劃分

將“常用底盤”CAD三維模型導入ANSYS平臺，根據底盤材料設置材料屬性為結構鋼，選擇solid45和solid95作為單元類型，對模型進行網格化分，劃分完畢共計6138個單元，22954個節點，如圖2所示。

2.2 工況確定及簡化

工況二為底盤吊裝強度分析，即機組在吊裝過程中的受力分析。該工況下底盤在突然起吊的瞬態過程時受力最大，動載荷系數K根據《GB3811-83 起重機設計規范》中可估算為4，固定約束面可簡化為底盤上的四個吊裝板。

2.3 約束及載荷施加

通過上述工況分析及簡化，可知兩種工況載荷相同，只是載荷大小（因動載系數不同）和固定約束不同。施加約束和載荷如圖3和表1。

3 仿真計算與結果

3.1 工況一分析結果

該工況下對底盤與地面接觸位置的節點進行完全約束，底盤整體所受應力和變形量分布云圖見圖4和圖5，底盤的最大應力為43.9MPa，最大位移變形量為0.1mm。

3.2 工況二分析結果

該工況下對底盤四個吊裝點的環面進行完全約束，底盤整體所受應力和變形量分布云圖見圖6和圖7，底盤的最大應力為61.1MPa，最大位移變形量為0.14mm。

3.3 輕量化部位確認

通過兩種工況的應力和變形量分布云圖，可知：

1）“常用底盤”的最大應力遠小于材料的允許應力（162.4MPa），變形量很小，底盤安全可靠，有很大的安全裕度；

2）底盤應力最大處為發動機和發電機的支撐橫梁，其次是吊裝板及縱梁，最后是水箱支架、減重器安裝板及其它加強筋；

3）底盤位移變形量最大處為發動機和發電機的支撐橫梁，其次是縱梁和水箱支架，最后是加強筋、減重器安裝板及吊裝板。

因此，初步確定可輕量化的部位為：加強筋、縱梁、水箱支架及減重器安裝板。

4 結構優化

4.1 底盤輕量化設計

4.2 仿真閉環

5 結論

5.1 根據上述的方法將“常用底盤”輕量化后，不僅滿足底盤的剛強度需求，而且重量由81.3kg減至74.2kg，降了8.7%，且在實際產品中應用正常。因此，該方法能夠有效進行輕量化設計。

5.2 本文中的底盤輕量化實際設計時，不斷調整開孔位置及大小，結合ANSYS的參數閉環分析功能，快速進行改動后的分析，最終確定模型方案。因此，利用該方法進行方案設計能夠縮短時間，提高設計質量。

【參考文獻】

[1]趙韓，錢德猛.基于ANSYS的汽車結構輕量化設計[J].農業機械學報，2005（6）.

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隨著社會主義市場經濟的發展，人們對電子產品的要求越來越高，因此，電子產品在生產過程中，不僅要確保電子產品的使用性，還應該確保產品的安全性和可靠性。對于電子產品的可靠性研究，我國是以故障物理數據的統計、推斷為基礎，但是對于產品的故障過程和設計信息等方面了解的并不是很清楚，因此致使電子產品的設計和可靠性相分離。為了實現電子產品設計的可靠性，必須從統計產品的故障物理數據轉換成分析故障的過程，以可靠性技術為指導，采用設計優化方法將可靠性與設計優化相結合。

一、電子產品的可靠性技術

（一）電子產品的可靠性技術指標

所謂電子產品的可靠性即在規定時間和條件下，電子產品完成規定功能的能力。對于產品的可靠性水平的衡量既有定性的也有定量的。一般通過可靠度、可靠壽命以及故障率、平均無故障時間MTBF等評價方式來衡量電子產品的可靠性水平。

（二）可靠性設計技術

可靠性設計主要是通過預計、分配、技術設計、評定等方面的工作來完成電子產品的可靠性。在設計電子產品時，應該選用簡單化、插件化、成熟化的設計結構以及典型的電路，同時要綜合考慮產品的性能、經濟性以及可靠性等方面，從而提高產品的可靠性。對于電子產品的可靠性設計技術一般采用冗余化設計、元器件的降額設計以及熱設計等等。

二、電子產品的可靠性評價原理

（一）電子產品的可靠性評價方法

由于特定的工作應力和環境應力等方面引起的產品故障機理，從而造成電子產品故障。在分析電子產品的故障過程中，首先要對故障的原因進行分析，確定產品發生故障的位置、模式、機理、故障發生時間以及故障應力等故障信息，然后按照風險評價方法，如故障聚類等評價方法確定故障類型，這樣在設計過程中就能夠明確方向。同時也可按照競爭故障原理評價電子產品的可靠性。

（二）電子產品的可靠性參數優化設計

在優化設計電子產品的可靠性參數時，應該先分析設計、工藝等方面的參數敏感性，然后按照對產品提出的任務時間要求優化設計參數和離散特性等。

（三）基于故障物理的可靠性仿真分析流程

在進行可靠性仿真分析時，首先應該輸入電子產品的工作載荷、環境載荷以及產品特性等方面的內容。其中工作載荷主要包括產品的電流、電壓、功率以及頻率等內容；環境載荷主要包括電子產品的壽命周期溫度、溫度循環、溫度梯度、濕度以及壓力、壓力梯度、沖擊等方面的內容；產品特性主要包括電子產品的材料、結構、尺寸、連結關系及各個參數波動的范圍等方面的內容。將這些內容輸入進產品壽命周期環境載荷歷程和產品分析模型中，接著對其溫度、熱―機械、機械等應力進行分析，分析完成后再分析潛在故障，主要是確定潛在故障的模型和機理，并對潛在故障的發生時間進行計算，再接著對敏感載荷、敏感應力以及關鍵參數等方面分析其敏感度，最后對其進行設計優化分析。在設計優化分析完成后就會輸出關鍵故障矩陣、設計改進建議、產品的壽命分布、設定的加速試驗條件以及可靠性評估等方面的內容。

三、基于故障物理方法的振動仿真試驗

振動仿真試驗是一種借助電腦仿真軟件建立電子產品的材料、幾何特性以及振動剖面和邊界條件等，從而計算產品的各單元位移、應力以及加速度等，最后結合故障物理模型計算平均故障時間。通過振動仿真可以將電子產品的性能設計和可靠性設計相結合，從而擺脫“兩張皮”的局面。在進行振動仿真試驗時通過分析振動應力能夠獲得產品振動的模態和振動激勵條件的相應分布，并從中發現設計中我、的問題，從而有效指導設計，為設計提供修改建議，進而提高產品的耐振動設計的合理性。同時將隨機振動和故障物理模型相結合，以解決工程上的一些難題。

結語

隨著電子產品技術的不斷革新，電子產品技術得到眾多電子企業的廣泛應用、在電子產品市場上，產品的可靠性成為人們衡量產品質量的技術指標。因此企業要不斷優化電子產品的可靠性設計，以基于故障物理的可靠性技術作為指導，將產品的可靠性設計與性能設計相結合，從而擺脫性能設計與可靠性設計“兩張皮”的局面。

參考文獻

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作者簡介

篇7

1.1設計中關于焊接結構的問題

在橋梁的整體性設計中，首先需要注意的問題是焊接結構，由于焊接結構中，牽涉到的相關因素較多，如來自母材的結構和材料質量等，或是其受力情況和相關性能，而諸多問題的共同作用也將致使焊接結構直接影響到橋梁的穩定性。焊接結構中，不僅需要注意焊接的接頭形式，同時需要注意焊接工藝獨有的特點，如焊接過程中將產生焊接應力，通常這會造成焊件的局部變形，同時接頭處由于應力變化，也將形成結構缺陷。為此，橋梁的整體性設計中對于焊接結構來講，需要做到以下幾點：分析焊件結構，根據橋梁的實際情況進行焊縫形式的確定工作，并檢測其靜力和疲勞等級；需要設計人員充分掌握焊接工藝實操知識，并在對待焊接的結構進行充分計算之后，確定焊接位置，使得焊接后各部分受力均衡；焊料和母料的焊接過程，需要設計人員進行充分調查，確保焊接質量的高標準實現。

1.2設計中關于橫向抗傾覆的問題

在關于橋梁的橫向抗傾覆設計中，需要認識到橫向抗傾覆問題的重要性，在現階段的鋼結構中，橋梁設計一般會傾向于質量更輕而強度較高的設計方案，在設計中，由于在施工過程中或是在使用過程中，都發生過橋體的傾覆現象，為此在其橫向抗傾覆問題上，設計人員有必要認識其重要性并對其進行深入的研究；在設計過程中通過進行對橋體的合理計算，確定橫梁的偏心受力情況。

1.3設計中關于施工人孔設置問題

橋梁整體性設計中，需要注重的環節較多，比如說十分重要的人孔設置，便是一個值得著重考慮的問題。現代橋梁設計中設計人孔，通常是為了在施工上能夠提供快捷和方便，故而一般都開設在橋梁箱梁頂板和腹板上，在施工人孔中，為了橋梁的整體性，需要注意一下幾個問題：在關于數量較多的人孔設計上，需要盡可能的避免將所用的人孔放置在同一斷面上，并將其分散開；人孔設置應盡可能避免應力集中的橋梁部位，如果人孔設置在橋梁局部應力較大的地方，應該采取相關措施對其進行加強鞏固；在腹板中設置人孔，應選取應力相對薄軟的地方，如跨中位置，如果是連續梁，當選取剪力最小的地方進行人孔施工設置，而在頂板中設置人孔，則需要將其放置在1.5跨徑出，為此需要設計人員進行相關精確的測量和計算。

2結語

篇8

關鍵字 蟻群優化算法 QoS路由

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A

0引言

縱觀目前學術界已經提出的QoS組播路由算法，有相當一部分是基于備選路徑集的方法，即首先使用蟻群算法創建源節點到各個目的節點的備選路徑集，把組播路由的數學模型轉化為一個非線性整數規劃模型，再使用神經網絡等算法求解這個模型。雖然這些算法利用了生物進化、群智能等仿生智能，但它們都是在非線性整數規劃模型的基礎上盲目地搜索，其仿生智能沒有與問題特征很好的結合，這限制了其優化性能的充分發揮，而且所得到的組播樹有可能包含冗余的環路。為了研制性能更高的QoS組播路由方法，本文提出了一種新的基于蟻群優化算法的QoS組播路由新算法。

1算法設計

傳統蟻群系統在解決復雜問題時會早熟停滯。當螞蟻搜索太少并且迅速開發到信息素濃度較高的路徑時，就有可能發生停滯。Stutzle和Hoos研究出最大最小螞蟻系統用于避免早熟停滯的發生。最大最小蟻群系統與蟻群系統最大的不同在于其信息素濃度被限定在一個給定的區間內。新算法根據最大最小螞蟻思想，結合螞蟻-Q算法對原算法進行了改進。

3 算法仿真

為了盡可能體現真實的網絡環境，驗證算法的可行性，在模擬仿真實驗中采用基于C-均值聚類的隨機網絡拓撲生成器。仿真過程中，網絡拓撲模型是建立在1000km？000km的正方形區域內，由新算法隨機在該區域內隨機生成25個節點，并建立連接。不斷調整組播樹，直到尋找到的包含所有目的節點的組播樹勢能不再減小，組播樹更新結束。

在100個不同的網絡拓撲模型上運行新算法，驗證結果成功率為99%。

4 算法評價

針對傳統蟻群系統在解決復雜問題時存在的缺陷，本文提出了改進的蟻群算法。原有蟻群系統算法中采用參數控制路徑上的信息素濃度揮發，在螞蟻尋路過程中，如果某一步選擇概率較大，會造成后續螞蟻在此路徑上堆積過多信息素，最終會引起早熟停滯的現象發生。在新算法中，本文加入了參數，用于控制新加入的邊（）的信息素濃度在規定范圍內，這樣就可以避免單條路徑上信息素猛增的現象發生。同時，在信息素更新規則中，將原有信息素變量（）更改為價值變量（），這樣更有利于在實際問題中的應用。在QoS路徑求解中，價值變量（）體現為路徑代價。

新算法在設計中保留了原有蟻群算法中隨機數調整轉移規則的技術，加入了邊界制約參數防止路徑中信息素濃度的過度增長，有效避免了早熟停滯的發生。引入了價值變量，使得在實際應用中，選路更合理有效。

參考文獻

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【關鍵詞】射頻標簽 查詢樹 防碰撞 優化

1 研究背景和概述

射頻標簽 （RFID tag）又稱電子標簽，是二十世紀八九十年代興起的一種非接觸式的物品單元自動識別通信技術，可通過無線信號識別特定目標并讀寫相應數據。在跟蹤、物流、定位等領域已得到廣泛應用，例如：圖書館門禁系統，交通收費，倉儲管理、貨架管理以及食品安全溯源等。其中，用于解決讀寫器作用范圍內多標簽識別情景下的射頻標簽識別防碰撞方法已成為該領域的重要研究點。

射頻標簽的防碰撞方法主要是為了解決在射頻標簽識別設備的有效通信區域內，當多個射頻標簽同時與識別設備進行通信時產生的無線沖突問題。目前，常用的防碰撞方法主要有兩類，一類是基于時隙隨機分配的ALOHA方法，由于該類方法的時隙是隨機分配的，某一標簽在相當一段時間內可能無法識別，造成“饑餓”（Tag starvation）問題。另一類是采用二叉樹搜索的方法，又稱查詢樹算法，用射頻標簽識別設備發送的標簽地址前綴對射頻標簽的地址空間進行空間分區搜索，利用該方法，射頻標簽可以簡化設計、降低成本，是目前多射頻標簽識別防碰撞算法的研究熱點。

2 查詢樹（QT）算法及相關概念

QT算法利用了二進制前綴樹（Binary Trie）數據結構，該數據結構由節點（TNode）和節點間的邊組成，節點分布在樹的n個分層中。節點類型分為根節點，內部節點和葉子節點。每一個根節點或者內部節點可能有1個或者2個子節點，葉子節點都在樹的最低層。節點和它的子節點間有直接相連的邊，每條邊對應一個標簽：字符‘0’或者字符‘1’。一般每個節點與左子節點間的邊（若有）對應字符‘0’，與右子節點間的邊（若有）對應字符‘1’。從根節點到每一個葉子節點的無重復節點的依次連接的邊組成一條路徑。在基于QT的射頻標簽防碰撞算法中，把長度為n的射頻標簽的地址集合組織為深度為n+1的二進制前綴樹，每個射頻標簽地址和二進制前綴樹的路徑一一對應。例如，一個長度為3，地址個數為3的射頻標簽地址集合Seta為{“010”，“011”， “110”}，此射頻標簽地址集合對應的二進制前綴樹如圖1所示。

QT算法采用前綴匹配法對射頻標簽的地址空間進行分割。該算法工作時，首先給出一個1比特前綴，所有與該前綴匹配的射頻標簽進行響應。如果響應的射頻標簽數量大于1個，產生沖突，則算法給出一個2比特的前綴，依次不斷增加發出的地址前綴的長度，直到沒有沖突，讀取一個射頻標簽地址。算法按照類似二叉樹深度優先搜索的方式，對射頻標簽的地址空間進行遍歷，讀取所有射頻讀寫器通訊范圍以內的射頻標簽。

例如對于圖1表示的RFID地址集合，QT算法發出地址前綴“0”，地址為“010”和“011”的射頻標簽響應，出現沖突。然后QT算法發出地址前綴“00”，無標簽響應。然后QT算法發出地址前綴“01”，地址為“010”和“011”標簽響應，出現沖突。然后QT算法發出地址前綴“010”，地址為“010”的標簽響應，完成一個標簽讀取。然后QT算法發出地址前綴“011”，地址為“011”的標簽響應，完成一個標簽讀取。對于圖1所示Trie樹的左分支，QT算法發出5個地址前綴，讀取2個標簽地址，讀取全部3個地址，需要發出6個地址前綴。

3 查詢樹算法優化方法綜述

QT算法并不能保證每發出一個地址前綴就可以讀取一個射頻標簽地址。對于讀寫器發出的射頻標簽地址前綴，如果有多個標簽進行響應，就會出現沖突的問題；如果沒有標簽響應，就會出現空讀取的問題。研究人員提出了多種方案，避免上述兩個問題，提高射頻標簽的讀取效率。

3.1 分支推斷優化

如果射頻讀寫器發出一個地址前綴p，出現沖突；射頻讀寫器又發出一個地址前綴“p0”，響應的射頻標簽數量是0；那么射頻讀寫器可以推斷出，如果發出地址前綴“p1”，一定會出現多標簽沖突；因此射頻讀寫器不發送地址前綴“p1”，直接發送地址前綴“p10”，和“p11”，至少優化了一次地址前綴發送。

3.2 多叉樹搜索優化

在基本的QT算法中，如果射頻讀寫器發送地址前綴“p”匹配出現沖突，下一次發送地址前綴“p0”和“p1”。而如果采用基于多叉樹搜索的QT算法，如果地址前綴“p”匹配失敗，下一步射頻讀寫器直接發送“p00”，“p01”，“p10”和“p11”。研究表明，一般情況下，基于多叉樹搜索的QT算法性能并不優于基本的QT算法。

3.3 發送遞增前綴優化

在基本的QT算法中，如果射頻讀寫器發送地址前綴“p”匹配出現沖突，則下一次發送地址前綴“p0”和“p1”。而采用了遞增前綴的QT算法，下一次只發送“0”或者“1”。這N技術需要射頻標簽跟蹤射頻讀寫器的狀態，容易發生狀態不同步的問題。

3.4 沖突位置檢測優化

射頻標簽識別的通訊協議一般采用曼切斯特編碼。曼切斯特編碼的核心特征是在每一位數據的中心都有跳變，當發生沖突時，曼切斯特編碼中心的跳變消失。因此如果設計了相應的檢測電路，射頻讀寫器可以識別出發生沖突地址的第一個比特位置。下一次，射頻讀寫器可以從該位置開始發出查詢前綴，避免了中間地址前綴的發送過程。如圖2所示，射頻讀寫器發出地址前綴“q”后，地址為“q010”，“q011”，“q111”的三個射頻標簽響應，出現沖突。基本的QT算法，射頻讀寫器發出前綴“q0”，仍然出現沖突，然后射頻讀寫器繼續發出“q01”，仍然出現沖突，然后射頻讀寫器發出前綴“q010”，讀取一個射頻標簽。而具有沖突位置檢測能力的QT算法，在射頻讀寫器發出地址前綴“q0”時，能夠根據射頻標簽的響應確定沖突位于地址前綴“q01”，所以射頻讀寫器不發送地址前綴“q01”，直接發送地址前綴“q010”，減少了一次產生沖突的前綴匹配過程，優化了射頻標簽識別效率。

3.5 提前終止優化

在能夠進行沖突位置檢測的基礎上，射頻讀寫器可以在發現沖突后命令射頻標簽停止進行響應，不發送已發生沖突后無意義的后續射頻標簽地址。

3.6 混合算法優化

一些研究表明，綜合利用查詢樹和ALOHA的射頻標簽識別算法能夠獲得更高的射頻標簽識別吞吐率，但是這些算法相對都比較復雜，不易于在使用反射能量的被動射頻標簽上，在本文中不討論該類算法。

4 查詢樹算法優化方向分析與研究

4.1 結合物理層協議進行研究

在前文所述的遞增發送前綴、沖突位置檢測和提前終止等方法對射頻通訊環境進行了比較理想的假設，沒有充分考慮出現通訊錯誤導致射頻讀寫器和射頻標簽的狀態不同步、射頻標簽識別提前終止命令沒有被所有標簽接收、由于不同標簽射頻信號的動態范圍不同導致沖突位置檢測失敗等問題。如果結合射頻標簽使用的物理層協議對上述問題進行全面的理論分析與仿真，并提出解決方案，必將推動上述方法的實用化。

4.2 研究參考待識別標簽數量信息的自適應算法

上文提到，研究表明，一般情r下，多叉樹搜索的QT算法性能并不優于基本的QT算法。但是如果根據待讀取標簽的數量動態調整每次地址前綴擴展的長度，就可以即減少沖突，又避免沒有標簽響應的空查詢，提高射頻標簽識別效率。研究參考待識別標簽數量信息的自適應算法、以及研究對待讀取射頻標簽的數量進行估計的方法，都是目前學術界較活躍的研究方向。

4.3 研究已知射頻標簽地址范圍信息情況下的算法

如果射頻標簽的地址長度是n個bits，QT算法假設射頻標簽的所有地址的總數量是2n，我們假設這2n個射頻標簽的地址集合是S2n，某一次射頻標簽列表操作需要讀取的射頻標簽地址集合為Sr?；镜腝T算法相當于是在集合S2n，中通過地址空間分割和遍歷識別Sr中的每一個射頻標簽。實際上，假設在一個超級市場、一個倉庫、或者一個區域內進行射頻標簽識別操作，我們只關心已經入庫的射頻標簽，該類射頻標簽的地址集合稱為系統可能標簽地址集合Sp。顯然，Sp∈S2n，我們可以設計射頻標簽識別算法在地址集合Sp內搜索，而不是在S2n中搜索，從而獲得較高的射頻標記列表操作吞吐率。基本的思路是研究用二叉樹表示的射頻標簽地址集合Sp，只在可能存在射頻標簽地址的二叉樹分支路徑上搜索，從而減少射頻標簽地址前綴的發送數量，優化射頻標簽識別效率。

4.4 研究射頻標簽地址編碼策略對算法的影響

EPC（Electronic Product Code）即電子產品編碼，是一種編碼系統。它建立在EAN.UCC（即全球統一標識系統）條型編碼的基礎之上，并對該條形編碼系統做了一些擴充，用以實現對單品進行標志。EPC編碼分為很多類型，例如EPC-96編碼由頭字段、EPC管理、對象類別和序列號四個字段組成。 EPC編碼是一種層次化的編碼策略。而“隨機編碼”策略，顧名思義，就是對每一個射頻標簽隨機生成和分配一個地址。通過計算機仿真，可以得出結論，對于同樣數量的待識別射頻標簽，如果采用“隨機編碼”策略，利用QT算法可以獲得比類似EPC編碼的層次化編碼策略明顯更高的射頻標簽識別吞吐率。而類似EPC編碼的層次化編碼策略也有一定的應用需求，如何優化QT算法，提高采用類似EPC編碼的層次化編碼策略時的射頻標簽識別吞吐率，也是具有較大實用價值的研究方向。

5 結論

射頻標簽又稱電子標簽，是一種得到廣泛應用的物品單元自動識別通信技術。解決射頻讀寫器作用范圍內多標簽識別情景下的射頻標簽識別防碰撞方法已成為該領域的重要研究點。經典的查詢樹（QUERY TREE）射頻標簽防碰撞算法由于標簽側電路設計簡單，比較適用于利用射頻讀寫器反射能量的被動標簽。本文對近年來基于查詢樹的射頻標簽防碰撞算法的各種優化技術進行總結分析，并提出了結合物理層協議進行防碰撞算法設計、研究參考待讀取標簽數量信息的自適應算法、研究已知射頻標簽地址范圍信息情況下的算法、研究射頻標簽地址編碼策略對算法的影響等多個具有較大實用價值和現實意義的研究方向。

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作者簡介

李競（1979-），男，河北省承德市人，碩士學位，現為高級工程師。主要研究方向：信息技術在應急指揮、應急救援與應急保障方向的應用。

作者單位

篇10

關鍵詞：區域經濟；城市經濟；體育設施；體育文化

中圖分類號：G80-05 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2017）04-0048-02

體育設施是城市建設的重要組成部分，是開展體育運動的硬件條件和基礎保障，體育設施的建設水平直接關系到城市公共體育事業的發展。近些年來，物質生活水平不斷提升，人們對于精神文化的需求不斷增長，參與體育鍛煉成為了人們業余生活的首選，他們渴望通過體育娛樂活動獲得健康的身心，因此對城市公共體育設施的需求自然也在不斷增加，無論是在設施的數量還是質量方面都需要加大力度，才能適應現代城市發展對體育設施的要求。體育設施的建設與地區經濟發展水平之間有著密切的聯系，所以，提高體育設施的建設水平，需要從經濟發展的角度出發，實現二者的協調發展。

一、體育設施建設概述

體育設施是開展體育活動的硬件條件，同時也是體育文化的物質載體。現代城市體育事業發展的過程中，體育設施的建設水平直接影響體育事業的發展，關于體育設施的建設也受到了越來越多的關注。城市體育設施一般需要按照體育賽事的舉辦要求分為室內設施和室外設施不同的種類，因為很多體育項目本身具有多樣化特征，所以體育設施的建設也需要結合體育活動的開展需求進行相應的設置。通常情況下，對于體育活動都可以從室內和室外兩個角度進行劃分，而且體育項目的種類較多，人們參與體育活動的人數、頻率等都隨時發生變化，所以體育設施的建設也是一個動態的過程，除了保證體育設施的基本功能以外，還需要考慮到健身功能、娛樂功能等。只有這樣，才能確保體育設施的建設可以滿足城市經濟發展需求。

二、體育設施建設促進區域經濟發展的表現

1.促進城市基礎設施體系的完善。體育設施是城市基礎設施建設的重要組成部分，通過體育設施的建設可以極大地改善城市的形象，對城市整體的基礎設施建設都有很好的帶頭作用。為了滿足不同類型的體育賽事和體育活動的要求，需要投入相應的人力和財力進行體育設施的建設，不僅滿足了城市體育活動的開展需求，同時也改善了市容和城市空間的規劃，有利于促進城市基礎設施體系的完善。

2.促進城市結構的優化。舉辦大型體育賽事是推動區域經濟發展的一個重要途徑，而在舉辦體育賽事時必須要保證具有配套的體育設施，這不僅可以滿足體育賽事的舉辦需求，而且可以改變城市的結構和環境，促進城市區域功能的增強。同時，體育設施的建設需要結合城市規劃的整體要求，對體育場館、場地進行合理布局，這也有利于促進城市空間的優化。

3.促進體育文化的傳播。體育文化是伴隨著體育活動的發展而形成的，與城市體育事業的發展密不可分，體育設施可以作為體育文化的物質載體和傳播平臺，促進體育文化在現代社會的健康發展。在城市發展的過程中，體育文化逐漸吸收了不同的文化精髓，同時結合區域經濟和人文的發展情況，才能形成具有地方特色的體育文化。體育文化同時也是城市精神文明事業中的重要內容，舉辦不同的體育賽事可以帶來不同的體育設施規劃需求，也可以針對體育賽事構建一個主題文化場景，而這對于體育文化的傳播都具有很大的促進作用。

4.促M城市經濟快速發展。體育設施對城市經濟發展的帶動作用是顯而易見的，尤其是在舉辦體育賽事的城市中，每一次針對體育賽事開展的設施建設都能夠使城市居民的健康質量得到很大的提升，對于當地的經濟發展起到很大的帶動作用。從某種程度上說，體育設施的建設可以對城市起到很大的改造作用，無論是在硬件設施方面還是體育科技信息的軟件系統方面，都可在城市中形成客觀的規模效益，對區域內的城市經濟發展起到很大的推動作用。比如我國在2008 年舉辦的奧運會，大大地推動了城市的建設，使城市的生態環境得到了很大的改善，而且有效促進了交通、房地產、旅游等相關行業的發展。

三、城市體育設施建設與經濟發展協調度的影響因素

1.經濟發展水平。經濟發展水平對城市體育設施的建設有著直接的影響，因為體育設施的建設需要投入大量的人力、物力和財力，尤其是大型場館的建設與維護需要地方政府的財政支持，如果經濟發展水平不高則無法滿足體育設施的建設需求。所以說，區域經濟發展對于體育設施建設有較大的約束作用。

2.對體育設施的重視程度。地方政府對于體育設施建設的重視程度直接影響財政投入的比例，而這對于體育設施的建設與維護都有至關重要的作用。政府在體育設施的規劃與建設中需要明確建設規劃，并且將體育設施的建設納入到城市整體的規劃政策中，才能在財政、行政等方面給予足夠的優惠政策。同時，政府的重視也可以幫助體育設施建設獲得更多民間投資者的關注，吸引更多民間資本注入，從而為體育設施的建設提供更多支持。

3.居民的收入和消費水平。隨著市場經濟的快速發展，城市居民的收入和消費能力也不斷提高，而這也是影響城市體育設施建設的重要因素。參與體育娛樂活動已經成為城市居民業余生活的主要方式，群眾對于體育設施的要求也越來越高，包括體育設施的數量、功能、結構以及舒適度等方面，居民的收入和消費水平越高，對體育設施的要求也越高，這也從另一個側面推動了城市體育設施的建設水平的不斷提升。

4.承辦大型體育賽事的能力。大型體育賽事的成功舉辦關系到區域經濟發展水平的提升，同時需要獲得政府的大力支持，所以城市建設中是否具有承辦大型賽事的能力，對于地區體育設施的建設也有直接的關系。大型體育賽事的舉辦，需要完善的體育設施系統為基礎，為了增強城市舉辦體育賽事的能力，需要不斷提高體育設施的建設水平，為城市體育事業的發展奠定堅實的基礎。

四、實現區域經濟發展與體育文化設施建設協調發展的途徑

1.充分發揮政府在體育設施建設工作中的主導作用。政府的投入是城市體育設施建設的主要資金渠道，政府在體育設施的建設與發展過程中也發揮著重要的主導作用，所以要充分調動政府對體育事業的投資熱情，不斷加大體育設施建設方面的投資力度。在各方面條件允許的情況下，地方政府可以在現有的財政支出基礎上，考慮體育設施的建設需求，結合當地的民俗風情和地域特色，將體育設施建設納入到政府發展規劃中，為體育設施建設提供更多支持。另外，體育設施的建設工作不是獨立存在的，在體育設施相關配套服務的建設方面也需要發揮政府的主導作用，包括景觀特色、配套服務、綜合利用等行業都能夠獲得更大發展，帶動區域經濟整體實現快速發展。

2.增加城市體育設施的數量和功能。隨著城市經濟的快速發展，城市居民對體育設施的使用需求也呈現出多元化的趨勢，所以在體育設施的數量以及功能方面都需要進行調整。一方面，根據當前群眾參與體育活動的需求適當增加體育設施的數量，使體育設施與城市發展規劃的需求相適應，室內設施與室外設施協調建設，這樣才能滿足群眾的體育娛樂需求。另一方面，則要豐富體育設施的類型和功能，比如賽車場、保齡球館等，這些場館的建設可以改變以往單一的體育設施體系情況，滿足不同年齡段的人群對體育活動的需求，擴大體育設施的娛樂功能。

3.以大型體育賽事的承辦為契機促進區域經濟發展。舉辦大型體育賽事對于區域經濟發展來說是一個十分有效的途徑，因此地方政府可以積極承辦大規模的體育賽事，并且以此為契機加大體育設施建設的資金投入力度，一方面可以促進城市布局和結構的完善，實現均衡布局；另一方面則可以通過大型賽事的舉辦拉動地方經濟發展，促進體育設施建設水平的提升。為了滿足大型賽事的承辦要求，需要加強城市體育設施的建設，而這也可以拉動區域內相關行業的發展，對于促進區域經濟快速發展具有重要的推動意義。

4.拓寬公共體育設施建設的資金來源。通常情況下，政府的財政投入是體育設施建設的主要投入方向，在市場經濟環境下，要實現體育設施建設水平的提升，除了政府的財政支出以外，還需要積極吸引社會力量的投資。為了保證相關工作的有效開展，可以成立專門負責體育設施建設與維護的部門，設立專項資金，將以往單純依靠政府財政的獨立投資渠道轉變為政府支持、企業運作的多元化資金投入渠道，改變以往經費結構單一的模式，充分利用政府、社會、集體、個人等不同的投資渠道開展體育設施的建設工作，促進相關工作的有效開展。

5.完善體育場地法治建設。體育設施的建設與維護需要完善的法律w系做保障，我國現行的法律制度包括《中華人民共和國體育法》《公共文化體育設施條例》和《城市公共體育運動設施用地額指標暫行規定》等，這些制度的有效執行為體育設施的建設與維護提供法制化保障。與此同時，各級政府也需要根據當地經濟發展的實際情況修訂地方法規，使其更加符合當地體育設施建設的需求，并且對制度的執行情況進行嚴格監督，確保其能夠發揮保障作用。對某些不符合體育設施建設的工作則需要有效地控制，如用地方面、資金方面，都需要通過嚴格的審批手續，保證體育設施建設工作的有效進行。

五、結語

綜上所述，隨著市場經濟的快速發展，我國體育事業也呈現出蓬勃發展的趨勢，而體育事業在促進國民經濟發展的過程中也發揮了重要的作用。所以，作為體育發展硬件保障的基礎設施建設也應當受到足夠的重視。在現代體育快速發展的新時期，應不斷完善體育設施的類型和功能，實現現代體育設施建設與區域經濟之間的協調發展。

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