优化设计与优化方法范文

导语：如何才能写好一篇优化设计与优化方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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截面优化 形状优化 拓扑优化 算法

结构优化设计是最近30年来才发展起来的一个新的技术，这是结构上的一次重大的飞跃，它让设计者们从被动的状态变为了主动状态。优化设计能够非常合理地使用每一种材料的性能，让结构内的每一个单元都能够很好的协调在一起，并且保证安全度是完全达标的。于此同时，它还能够帮助整体性的方案设计进行一个非常合理的决策。结构优化设计从出现到现在已经有40多年的历史了，而在过去的30年内，它在理论和算法等方面都取得了非常显著的进展。这些进展大部分是与连续变量优化设计相关的，另外少部分是与离散变量优化设计相关的。

1.结构优化设计理论

1.1 截面优化

截面优化的设计变量要么是板的厚度、杆的横截面积，要么是复合材料的方向角度或分层厚度，因此，在使用有限元对结构的位移与应力进行计算时，只需要直接地使用灵敏度分析以及适当的数学规划方法便能够完成截面优化的过程，而不需要对网格进行重新划分。对于几何状态一定的情况，有限元分析只需要在杆的横截面的性质发生改变的时候才重复地进行。对于板这类有连续性结构的东西，也只需要把各个单元的厚度作为设计的变量，得出的优化结果便是呈阶梯形分布的板的厚度。在这些优化设计的过程当中，设计变量和刚度矩阵一般情况下是简单的线性关系。所以，截面优化应该重点研究优化算法与灵敏度分析。

1.2 形状优化

形态优化的主要特征是在结构给定的前提下通过对结构的边界形状或内部的几何形状进行调整来节约材料并且对结构的特性进行改善。从对象上划分，形状优化主要可以分为块状、板状的连续体结构与桁架类的杆系结构。对于杆系结构形状进行优化的求解方法主要可以分为两类。第一类是综合法，即是将两类变量统一起来同时进行处理，运用无量纲化，然后构造近似数学模型进行求解。第二类是分步优化方法，即是将尺寸变量和几何变量分为两个设计空间，然后分别对这两类变量进行优化，也即是每一步将一个变量固定，同时优化另一个变量，两步之间通过迭代进行协调。

1.3 拓扑优化

拓扑优化已经成为了现今结构优化设计研究的一个焦点，因为它可以在工程结构设计的最初的阶段便为设计者提供一个概念性的设计，让结构在布局上运用到最好的方案，这样，拓扑优化就比截面优化和形状优化能够获得更大的经济效益，也更容易受到工程设计人员的亲睐。拓扑优化的目的是在设计空间中寻找结构的刚度最好的分布形式，从而来对结构的一些性能进行优化或者减轻结构的重量。

2.结构优化设计方法

2.1 数学规划法

数学规划方法的提出开创了现代结构优化的新时代，将优化问题转化成数学规划的形式求解也就是将问题转化为在设计的空间中，在一定的可行域内寻找最小目标等值面上的可行的点，这个点也就是问题的最优解。数学规划法有非常严格的理论基础，虽然它在一定的条件下能够收敛到最优的解，但是它要求问题能够非常明显地表达，而且大多数情况下还要求设计变量必须是连续变量，目标函数是连续的而且性态要良好。对于大型的结构优化问题，收敛性一般都不是很好，而且迭代的次数比较多，这样就加大了结构分析的工作量，降低了工作效率。近似概念大大地提高了规划方法的计算的效率。

2.2 最优准则法

直接地使用数学规划理论需要多次地调用函数进行计算，而且当设计变量增加时调用次数也会迅速增加，导致设计的效率太低，在这样一种背景下便出现了最优准则法，它是最先发展的一种结构优化设计方法。这种方法虽然计算效率比较高，但是在建立迭代公式的过程中受到很多假设的限制。

2.3 仿生学方法

近年来，对自然界进化进行模拟的算法有两类，即模仿自然界过程算法和模仿自然界结构算法，主要又可以分为：进化算法、神经网络算法与模拟退火。

结语

结构优化是一门综合性的学科，也是一个有很大发展潜力的研究方向，它具有一定的理论价值与应用价值。在理论上，它对结构设计提出了一个新理念，极大地促进了人类资源的合理配置。于此同时，结构优化问题的本身也带动了一些相关性学科的发展，对各个学科的发展提出了一些新要求。本文对结构优化的一些优化方法进行了简要的概括。截面优化相对来说已经比较完善，形状优化也渐渐地变得成熟，只有拓扑优化至今还处在理论探索的阶段。

参考文献

[1]侯贯泽，刘树堂，简国威.工程结构优化设计理论与方法[J].钢结构，2009，08：30-33.

[2]董立立，赵益萍，梁林泉，朱煜，段广洪.机械优化设计理论方法研究综述[J].机床与液压，2010，15：114-119.

[3]李晶，鹿晓阳，陈世英.结构优化设计理论与方法研究进展[J].工程建设，2007，06：21-31.

[4]钱令希，程耿东，隋允康，钟万勰，林家浩.结构优化设计理论与方法的某些进展[J].自然科学进展，1995，01：66-72.

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关键词：优化；素描；教学方法；观念

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2012）30-0247-01

一、教学方法与规律

近年来，我国从国外引进了科学的素描技艺训练方法，使得素描教学成效取得了巨大的成就。但同时，我们也发现，素描教学中普遍存在着过于注重对素描技艺的训练，而忽视了素描艺术本身的规律性。素描技艺训练的目的是什么，学生应具备怎样的能力？这应该是每一位素描教师应首先考虑的问题。一味地追求对学生素描技艺的强化训练，学生可能会熟练掌握方法，但很难培养出学生的艺术形象思维能力。他们一旦脱离客观实物，就不知该如何下手。

改革开放之后，我国沿用了几十年的“契氏”教学法一统的局面被打破了。西方艺术大师的经典素描作品使我们在开拓了眼界的同时，也反思了素描教学法的改革。然而，传统的教学方法常会使我们的教学停留于对方法的追求，总是新瓶装旧酒，换汤不换药。对于素描教学中艺术造型的研究却仍然没有引起足够的重视，因而，在素描教学中，我们应注重训练学生通过自己的眼睛去捕捉事物的形象，并能够通过艺术的形式表现出来。素描技艺只是学生掌握造型艺术的一种手段，并非根本目的。只有认识到这一点，才能使学生摆脱对于技艺的过分追求的现状，才能通过经典的艺术作品去把握规律性的东西。绘画的艺术流派，不论哪一派，他们的艺术规律是相同的，区别仅仅在于风格上的差异。

二、教学方法与观念

绘画艺术流派的风格究其根本是由观念的不同所形成的。例如一支客观存在的笔，经过人的观察之后，可能幻化成另外一种形态的东西，这就是由于人的大脑经过思维后所形成的反射，是一种能动的反射。因而，人脑所形成的画面是由感觉器官输入人脑后经过思后，形成的一种观念。“契氏”教学法认为，任何艺术形体都是由“块”和“面”组成的，即使是线也是由“面”所构成的。而国画则讲究“线”，认为画家可以通过线创造万物。所以，两者的差别就显而易见。因此，素描教学应研究观念，寻求事物背后的规律性的东西，而不应过分注重教学方法。

在实际教学中，教师在讲授观念的重要性之时，最多的就是整体与局部之间的关系。这本无可厚非，主次之分是素描的核心，但同时也不应忽视两者之间的相互作用。要辩证地看待整体与局部，只有这样才能避免陷入简单、片面、狭隘的误区。高强度的技艺训练可以使学生迅速的提高素描水平，这容易使学生在初步掌握了素描的技艺的基础上，形成定向思维的模式。如初学时，教师一般会强调通过把明暗交接的部分进行一定的夸张处理，可以更加明晰的区分事物之间的存在关系。学生通过高强度的训练，形成一种“习惯”，在绘画时过多地区套用这种模式。

对于素描的本质缺乏认识，是由“观念”形成的。在实际教学中，学生往往会对如何画才能达到客观事物的本质这一问题而感到不知所措。本质和表象是一对范畴，表象指的是人能通过感官感觉到的东西，而本质指的是事物的内在，两者是相互统一的。比如，我们通过观察着衣人物只能看到其本质的一部分。因为，我们不能看见其全部，只能通过人的膝部、肘部等重要的关节部位和整体的外形来把握。因而，学生如果不能把握事物的本质规律，则容易以孤立的视角看待事物，人体模特的臂膀的伸展有着明显的差异，而学生的素描，却过于僵硬，这正是由于忽视事物本质规律的反映。树立学生养成透过现象看本质，使现象服务于本质，是必须重视的观念问题。

三、优化教学方法与手段

教师应注意培养学生对于素描基础训练的目的和重要性的认识。这样能有效提高学生的学习效率。如有的学生素描功底较好，但其主观意识薄弱，容易羡慕他人的“漂亮”作品，但对自己存在的问题却仍不知所在。素描基本功的训练，其实是培养学生艺术形象创造能力的重要基础，对其一生的艺术生涯有着极为重要的影响。传统的教学方法过于注重学生技艺的训练，使得他们花费了大量的时间和精力于物体的简单摹仿之中，而对物体的形体转换成艺术表现形态方面存在明显的不足。长期如此，必会导致学生艺术创造能力培养的缺失。因而，在教学中注重将摹仿与艺术形象创造有机结合，是辩证统一的观点，必须加以结合。视觉的观察加上艺术思维的想象，是学生完成艺术升华的重要条件。一个仅能摹仿的学生是难以在素描艺术领域获得长足的进步的。在培养学生艺术形象的创造能力时，需要教师具备一定的胆识与技巧，其中有规律可循，教师只有掌握并灵活运用它，才能使得素描教学更上一层楼。

参考文献：

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关键词：建筑设计方案；优化；“倒三角”法

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、建筑设计方案优化的必要性

1、中标设计方案有待成熟与完善

方案中标并不意味着方案的完善。通常情况下，自招标文件公布至提交方案，留给设计单位的有效设计周期不会超过40天。同时，依据招投标法规，招标期间建设单位与设计单位之间除“答疑”之外不能进行其他方式的沟通，因此，在有限时间与有限交流的前提下，要求设计单位拿出能够充分领悟建设单位意图、完全满足建设需求的方案是不现实的。

2、建设单位的技术要求有待明确与落实

目前的建设项目，尤其是大型复杂建设项目，面临功能、交通、环保、景观、法规等越来越复杂的内外部环境条件和设计约束，在缺乏建筑设计方案雏形的情况下，建设单位很难提出明确详细的设计要求，其在设计招标文件中对功能需求、建筑风格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明确中标方案后，应该基于中标方案的建筑布局，对各项技术要求、功能需求及设计约束进行逐一细化、优化和协调，并最终落实和确认。

3、集思广益，博采众长

中标方案仅为一家单位的设计成果，其设计思路的局限性在所难免。而设计招标过程中，少则三家，多则十几家单位参与设计，各投标方案的设计手法、设计亮点对开拓建设单位和中标设计单位的思路是有价值的，可以在设计方案优化阶段集思广益、博采众长，充分借鉴其他投标方案的优点，对中标方案进行优化完善。鉴于这些情况，对于工程建设项目，尤其是大型复杂建设项目，方案优化工作已成为工程建设过程中不可或缺的工作程序和环节。建设单位要摒弃建筑设计方案优化可有可无的思想误区，在设计招标结束后不要急于展开后续设计，而要发挥各方优势，对中标方案进行充分的优化和深化，使各项功能指标及技术措施更为合理，建筑风格定位更为准确，造价与运营成本更为经济，并为后续工程设计、工程施工等环节提供科学、系统的工作依据。

二、建筑设计方案优化的风险与原则

建筑设计方案优化的初衷往往都是好的，但是否所有的优化工作都能够实现目标呢？一些建设单位和设计单位虽然投入了大量精力、时间进行方案优化，但由于工作方法不当，往往出现调改了一个地方，却引发更多相关问题的现象。经过反复调改，却发现不是对中标方案进行了“优化”，而是丑化、劣化了原有方案，甚至颠覆了中标方案，轻者延误了工期，重者则造成工程建设管理的重大失误。

因此，为了实现优化目标，达到理想的优化效果，在建筑设计方案优化过程中，如下几条原则是应该严格遵循的：

1、坚持并充分发挥专业人员的主导作用

优化不成反遭劣化的原因可能来自多方面，但非专业因素过多地干预甚至主导优化过程是其中一项主要原因：一方面是建设单位的参与热情或领导的主观意愿不知不觉中影响或压制了建筑师的创作空间；另一方面，中标单位也常常存在任务完成式的被动工作心态，“既然已经中标了，业主单位说怎么改就怎么改吧！”结果是系统思考不足引发更多的问题，造成方案的劣化。虽然建筑设计方案优化是一项需要多方参与、博采众长的活动，但同时，也是一项专业性极强的工作。为确保优化方案的科学性与合理性，来自各方面的的意见与建议必须要经过建筑师的整理、甄别与过滤后，通过专业的设计手段与技术举措加以落实。建筑师要摒弃任务完成式的消极态度，积极承担起方案优化的主导责任。同时，建设单位要给予建筑师以充分的信任与授权，并在工作程序、机制上给予保证。

2、识别并坚持中标设计方案的精髓，避免颠覆性的修改

设计招投标制度对中标方案的法律地位是有明确规定的，且大型重要项目的中标方案一般都经过了建设单位高层领导的认可，所以不能敞开来优化，而是应该充分挖掘、识别、提炼出原有中标方案的亮点，在保持原有方案精髓的基础上开展设计优化工作，切忌进行颠覆性的修改。

3、自顶向下，抓大放小，做本阶段应该做的事

由于中标方案大多为概念设计深度，在设计方案优化阶段，应采取自顶向下的优化策略，优先着力于宏观与总体层面上的要素，重点关注于本阶段必须完善与决策的重要事项，避免过多、过早地陷入局部细节问题中。

三、建筑设计方案优化中应重点关注的要素

那么，在建筑设计方案优化阶段，需要重点关注的要素有哪些呢？通常包括如下几个方面：

1、文化要素

建筑的文化特质与内涵,广泛涉及到历史、文脉、民族、地域风情、风格定位、建设单位的组织文化等诸多方面，且往往难以用明确的语言来加以表述。对文化要素的正确把握与合理表达通常是建筑设计的难点之一。中标方案能得到评标专家的认可，一般会在文化要素的诠释方面有独到的优势，但这并不意味着已全面到位。在方案优化阶段，建设单位与设计单位均应对文化要素给予充分关注，并通过反复的沟通与论证，以准确把控建筑的文化定位与建筑格调。

2、功能要素

在招投标之前，由于尚无建筑方案雏形，建设单位对功能需求的描述往往是粗线条的，大量技术指标尚有待细化与明确。因而，在方案优化阶段，需要基于中标方案对功能要素进行梳理，并逐一验证落实。同时，力争通过功能集成，碰撞、激发新的想法和创意，使功能更趋完善与优化。

3、成本要素

目前成本指标已成为限额设计的一项硬性约束，必须加以严格控制。然而，在投标阶段，设计单位的关注点集中在建筑专业，建筑估算往往仅能达到匡算深度。在方案优化阶段，需要结合具体的中标方案，对建筑成本要素进行分析，并基于成本限额指标对功能、材料、结构形式、技术标准等进行全面优化与协调。基于倒三角工作法的建筑设计方案优化模式。“倒三角工作法”是作者在长期的工作实践中总结提出的一种建筑设计方案优化工作模式。下面将结合某总部办公大楼建筑（建筑面积15万平方米）设计方案优化的具体案例，对基于倒三角工作法的方案优化模式进行介绍。

基于倒三角工作法，在优化过程中，沿倒三角逆向而上，首先从位于“倒三角”最底层的功能要素入手，依据功能使用的合理性，结合出入口的交通组织，在保持对称性的基础上，将其功能布局从“东西分区”调改为“南北分区”。进而，从文化要素入手，在保证其立面肌理的基础上，对立面色彩、幕墙比例进行优化，使其更符合该企业的文化定位。之后，从绿色环保节能出发，对通高中庭进行了内部尺度的优化。而对于专家和领导普遍认可的五段式体量关系，则作为方案的重要特质原汁原味地给予保留。依据上述工作模式，建设单位编制的“建筑设计方案优化大纲”，各项调改要求明确、全面，且设计单位接受度、参与度很高，双方共同组建成为一个工作团队，将优化工作开展得系统而顺畅，并在短时间内实现了优化目标，优化成果得到专家和领导的一致认可。

四、结语

在目前勘察设计招投标的法规环境下，建筑设计方案优化工作已成为工程建设过程中一个必不可少的重要环节。科学的工作方法能有效提升优化效率，达到优化效果。本文对建筑设计方案优化的原则、要素进行了探讨，提出了基于“倒三角”工作法的方案优化模式，并结合典型案例进行了分析与概述。

参考文献：

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【关键词】整体性优化，安全性，适用度，耐久性

公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应按照美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素，更要注意和解决出现的问题

1.安全可靠。（1）所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备。（2）防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应设防护栏，防止车辆撞人人行道或撞坏栏杆而落到桥下。（3）对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。（4）对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构筑物等。（5）对修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于大跨柔性桥梁，尚应考虑风振效应。

2.适用耐久

（1）桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量（包括行人通道）。

（2）桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝。

（3）桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航（跨河桥）或车辆（立交桥）和行人的通行（早桥）。

（4）桥梁的两端要便于车辆的进入和疏散，而不致产生交通堵塞现象等。

（5）考虑综合利用，方便各种管线（水、电气、通信等）的搭载。

3.经济合理

（1）桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。

（2）经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型。设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或使中断交通的时间最短。

（3）所选择的桥位应是地质、水文条件好，并使桥梁长度较短。

（4）桥梁应考虑建在能缩短河道两岸运距的位置，以促进该地区的经济发展，产生最大的效益。对于过桥收费的桥梁就能吸引更多的车辆通过，达到尽快回收投资的目的。

4.技术先进。在因地制宜的前提下，桥梁设计应尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺。在注意认真学习国内外的先进技术、充分利用最新科学技术成就的同时，努力创新，淘汰和摒弃原来落后和不合理的设计思想。只有这样才能更好地贯彻适用、经济、安全、美观的原则，提高我国的桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。

5.曼观。一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应该是优美的。结构布置必须简练，并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是桥梁美观的主要因素，另外，施工质量对桥梁美观也有很大影响。

6.环境保护和可持续发展。桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求。从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小

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【关键词】有限元分析；发电机组；底盘；轻量化

0 引言

现代电源设备正向小型化、轻量化的方向发展，特别是汽车电源、拖车电源及车载电源，其重量指标往往会影响到整个系统的性能指标，如系统的机动性能、越野性能等。由于电源设备选用的柴油发动机和发电机多数为商品件，因此柴油发电机组的轻量化重点在可自行设计并加工的机组底盘上。

本文利用ANSYS Workbench对底盘进行轻量化设计，首先确保底盘能够满足承载要求，有足够的强度和刚度，来支撑发动机、发电机、散热器及其他辅件，即能够承载着机组设备稳定工作；其次确保底盘能够满足承载机组设备进行吊装及搬运，即能够安全可靠地进行装运。最后在满足前两点的基础上在适当部位开孔或切除材料以减少重量，达到轻量化的要求。

1 技术资料

柴油发电机组总重量为2215kg，机组外形如图1。其中主要部件发动机重量为1130kg，发电机重量为740kg，水箱散热器重量为170kg，配该型号机组的常用底盘自重为81.3kg。

底盘由六个螺栓安装在地面上，四个角设置有吊装板，能够进行吊装和搬运。

2 底盘模型及边界条件

2.1 底盘模型及网格划分

将“常用底盘”CAD三维模型导入ANSYS平台，根据底盘材料设置材料属性为结构钢，选择solid45和solid95作为单元类型，对模型进行网格化分，划分完毕共计6138个单元，22954个节点，如图2所示。

2.2 工况确定及简化

工况二为底盘吊装强度分析，即机组在吊装过程中的受力分析。该工况下底盘在突然起吊的瞬态过程时受力最大，动载荷系数K根据《GB3811-83 起重机设计规范》中可估算为4，固定约束面可简化为底盘上的四个吊装板。

2.3 约束及载荷施加

通过上述工况分析及简化，可知两种工况载荷相同，只是载荷大小（因动载系数不同）和固定约束不同。施加约束和载荷如图3和表1。

3 仿真计算与结果

3.1 工况一分析结果

该工况下对底盘与地面接触位置的节点进行完全约束，底盘整体所受应力和变形量分布云图见图4和图5，底盘的最大应力为43.9MPa，最大位移变形量为0.1mm。

3.2 工况二分析结果

该工况下对底盘四个吊装点的环面进行完全约束，底盘整体所受应力和变形量分布云图见图6和图7，底盘的最大应力为61.1MPa，最大位移变形量为0.14mm。

3.3 轻量化部位确认

通过两种工况的应力和变形量分布云图，可知：

1）“常用底盘”的最大应力远小于材料的允许应力（162.4MPa），变形量很小，底盘安全可靠，有很大的安全裕度；

2）底盘应力最大处为发动机和发电机的支撑横梁，其次是吊装板及纵梁，最后是水箱支架、减重器安装板及其它加强筋；

3）底盘位移变形量最大处为发动机和发电机的支撑横梁，其次是纵梁和水箱支架，最后是加强筋、减重器安装板及吊装板。

因此，初步确定可轻量化的部位为：加强筋、纵梁、水箱支架及减重器安装板。

4 结构优化

4.1 底盘轻量化设计

4.2 仿真闭环

5 结论

5.1 根据上述的方法将“常用底盘”轻量化后，不仅满足底盘的刚强度需求，而且重量由81.3kg减至74.2kg，降了8.7%，且在实际产品中应用正常。因此，该方法能够有效进行轻量化设计。

5.2 本文中的底盘轻量化实际设计时，不断调整开孔位置及大小，结合ANSYS的参数闭环分析功能，快速进行改动后的分析，最终确定模型方案。因此，利用该方法进行方案设计能够缩短时间，提高设计质量。

【参考文献】

[1]赵韩，钱德猛.基于ANSYS的汽车结构轻量化设计[J].农业机械学报，2005（6）.

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随着社会主义市场经济的发展，人们对电子产品的要求越来越高，因此，电子产品在生产过程中，不仅要确保电子产品的使用性，还应该确保产品的安全性和可靠性。对于电子产品的可靠性研究，我国是以故障物理数据的统计、推断为基础，但是对于产品的故障过程和设计信息等方面了解的并不是很清楚，因此致使电子产品的设计和可靠性相分离。为了实现电子产品设计的可靠性，必须从统计产品的故障物理数据转换成分析故障的过程，以可靠性技术为指导，采用设计优化方法将可靠性与设计优化相结合。

一、电子产品的可靠性技术

（一）电子产品的可靠性技术指标

所谓电子产品的可靠性即在规定时间和条件下，电子产品完成规定功能的能力。对于产品的可靠性水平的衡量既有定性的也有定量的。一般通过可靠度、可靠寿命以及故障率、平均无故障时间MTBF等评价方式来衡量电子产品的可靠性水平。

（二）可靠性设计技术

可靠性设计主要是通过预计、分配、技术设计、评定等方面的工作来完成电子产品的可靠性。在设计电子产品时，应该选用简单化、插件化、成熟化的设计结构以及典型的电路，同时要综合考虑产品的性能、经济性以及可靠性等方面，从而提高产品的可靠性。对于电子产品的可靠性设计技术一般采用冗余化设计、元器件的降额设计以及热设计等等。

二、电子产品的可靠性评价原理

（一）电子产品的可靠性评价方法

由于特定的工作应力和环境应力等方面引起的产品故障机理，从而造成电子产品故障。在分析电子产品的故障过程中，首先要对故障的原因进行分析，确定产品发生故障的位置、模式、机理、故障发生时间以及故障应力等故障信息，然后按照风险评价方法，如故障聚类等评价方法确定故障类型，这样在设计过程中就能够明确方向。同时也可按照竞争故障原理评价电子产品的可靠性。

（二）电子产品的可靠性参数优化设计

在优化设计电子产品的可靠性参数时，应该先分析设计、工艺等方面的参数敏感性，然后按照对产品提出的任务时间要求优化设计参数和离散特性等。

（三）基于故障物理的可靠性仿真分析流程

在进行可靠性仿真分析时，首先应该输入电子产品的工作载荷、环境载荷以及产品特性等方面的内容。其中工作载荷主要包括产品的电流、电压、功率以及频率等内容；环境载荷主要包括电子产品的寿命周期温度、温度循环、温度梯度、湿度以及压力、压力梯度、冲击等方面的内容；产品特性主要包括电子产品的材料、结构、尺寸、连结关系及各个参数波动的范围等方面的内容。将这些内容输入进产品寿命周期环境载荷历程和产品分析模型中，接着对其温度、热―机械、机械等应力进行分析，分析完成后再分析潜在故障，主要是确定潜在故障的模型和机理，并对潜在故障的发生时间进行计算，再接着对敏感载荷、敏感应力以及关键参数等方面分析其敏感度，最后对其进行设计优化分析。在设计优化分析完成后就会输出关键故障矩阵、设计改进建议、产品的寿命分布、设定的加速试验条件以及可靠性评估等方面的内容。

三、基于故障物理方法的振动仿真试验

振动仿真试验是一种借助电脑仿真软件建立电子产品的材料、几何特性以及振动剖面和边界条件等，从而计算产品的各单元位移、应力以及加速度等，最后结合故障物理模型计算平均故障时间。通过振动仿真可以将电子产品的性能设计和可靠性设计相结合，从而摆脱“两张皮”的局面。在进行振动仿真试验时通过分析振动应力能够获得产品振动的模态和振动激励条件的相应分布，并从中发现设计中我、的问题，从而有效指导设计，为设计提供修改建议，进而提高产品的耐振动设计的合理性。同时将随机振动和故障物理模型相结合，以解决工程上的一些难题。

结语

随着电子产品技术的不断革新，电子产品技术得到众多电子企业的广泛应用、在电子产品市场上，产品的可靠性成为人们衡量产品质量的技术指标。因此企业要不断优化电子产品的可靠性设计，以基于故障物理的可靠性技术作为指导，将产品的可靠性设计与性能设计相结合，从而摆脱性能设计与可靠性设计“两张皮”的局面。

参考文献

[1]李艳.电子产品可靠性设计理论及应用概要[J].科技致富向导，2013（08）.

[2]李永红，曾晨晖.电子产品基于故障物理的可靠性设计优化方法研究[J].航空标准化与质量，2008（04）.

[3]任占勇，武月琴，曾照洋.高可靠性产品的一体化设计[J].中国质量，2010（03）.

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1.1设计中关于焊接结构的问题

在桥梁的整体性设计中，首先需要注意的问题是焊接结构，由于焊接结构中，牵涉到的相关因素较多，如来自母材的结构和材料质量等，或是其受力情况和相关性能，而诸多问题的共同作用也将致使焊接结构直接影响到桥梁的稳定性。焊接结构中，不仅需要注意焊接的接头形式，同时需要注意焊接工艺独有的特点，如焊接过程中将产生焊接应力，通常这会造成焊件的局部变形，同时接头处由于应力变化，也将形成结构缺陷。为此，桥梁的整体性设计中对于焊接结构来讲，需要做到以下几点：分析焊件结构，根据桥梁的实际情况进行焊缝形式的确定工作，并检测其静力和疲劳等级；需要设计人员充分掌握焊接工艺实操知识，并在对待焊接的结构进行充分计算之后，确定焊接位置，使得焊接后各部分受力均衡；焊料和母料的焊接过程，需要设计人员进行充分调查，确保焊接质量的高标准实现。

1.2设计中关于横向抗倾覆的问题

在关于桥梁的横向抗倾覆设计中，需要认识到横向抗倾覆问题的重要性，在现阶段的钢结构中，桥梁设计一般会倾向于质量更轻而强度较高的设计方案，在设计中，由于在施工过程中或是在使用过程中，都发生过桥体的倾覆现象，为此在其横向抗倾覆问题上，设计人员有必要认识其重要性并对其进行深入的研究；在设计过程中通过进行对桥体的合理计算，确定横梁的偏心受力情况。

1.3设计中关于施工人孔设置问题

桥梁整体性设计中，需要注重的环节较多，比如说十分重要的人孔设置，便是一个值得着重考虑的问题。现代桥梁设计中设计人孔，通常是为了在施工上能够提供快捷和方便，故而一般都开设在桥梁箱梁顶板和腹板上，在施工人孔中，为了桥梁的整体性，需要注意一下几个问题：在关于数量较多的人孔设计上，需要尽可能的避免将所用的人孔放置在同一断面上，并将其分散开；人孔设置应尽可能避免应力集中的桥梁部位，如果人孔设置在桥梁局部应力较大的地方，应该采取相关措施对其进行加强巩固；在腹板中设置人孔，应选取应力相对薄软的地方，如跨中位置，如果是连续梁，当选取剪力最小的地方进行人孔施工设置，而在顶板中设置人孔，则需要将其放置在1.5跨径出，为此需要设计人员进行相关精确的测量和计算。

2结语

篇8

关键字 蚁群优化算法 QoS路由

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A

0引言

纵观目前学术界已经提出的QoS组播路由算法，有相当一部分是基于备选路径集的方法，即首先使用蚁群算法创建源节点到各个目的节点的备选路径集，把组播路由的数学模型转化为一个非线性整数规划模型，再使用神经网络等算法求解这个模型。虽然这些算法利用了生物进化、群智能等仿生智能，但它们都是在非线性整数规划模型的基础上盲目地搜索，其仿生智能没有与问题特征很好的结合，这限制了其优化性能的充分发挥，而且所得到的组播树有可能包含冗余的环路。为了研制性能更高的QoS组播路由方法，本文提出了一种新的基于蚁群优化算法的QoS组播路由新算法。

1算法设计

传统蚁群系统在解决复杂问题时会早熟停滞。当蚂蚁搜索太少并且迅速开发到信息素浓度较高的路径时，就有可能发生停滞。Stutzle和Hoos研究出最大最小蚂蚁系统用于避免早熟停滞的发生。最大最小蚁群系统与蚁群系统最大的不同在于其信息素浓度被限定在一个给定的区间内。新算法根据最大最小蚂蚁思想，结合蚂蚁-Q算法对原算法进行了改进。

3 算法仿真

为了尽可能体现真实的网络环境，验证算法的可行性，在模拟仿真实验中采用基于C-均值聚类的随机网络拓扑生成器。仿真过程中，网络拓扑模型是建立在1000km？000km的正方形区域内，由新算法随机在该区域内随机生成25个节点，并建立连接。不断调整组播树，直到寻找到的包含所有目的节点的组播树势能不再减小，组播树更新结束。

在100个不同的网络拓扑模型上运行新算法，验证结果成功率为99%。

4 算法评价

针对传统蚁群系统在解决复杂问题时存在的缺陷，本文提出了改进的蚁群算法。原有蚁群系统算法中采用参数控制路径上的信息素浓度挥发，在蚂蚁寻路过程中，如果某一步选择概率较大，会造成后续蚂蚁在此路径上堆积过多信息素，最终会引起早熟停滞的现象发生。在新算法中，本文加入了参数，用于控制新加入的边（）的信息素浓度在规定范围内，这样就可以避免单条路径上信息素猛增的现象发生。同时，在信息素更新规则中，将原有信息素变量（）更改为价值变量（），这样更有利于在实际问题中的应用。在QoS路径求解中，价值变量（）体现为路径代价。

新算法在设计中保留了原有蚁群算法中随机数调整转移规则的技术，加入了边界制约参数防止路径中信息素浓度的过度增长，有效避免了早熟停滞的发生。引入了价值变量，使得在实际应用中，选路更合理有效。

参考文献

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【关键词】射频标签 查询树 防碰撞 优化

1 研究背景和概述

射频标签 （RFID tag）又称电子标签，是二十世纪八九十年代兴起的一种非接触式的物品单元自动识别通信技术，可通过无线信号识别特定目标并读写相应数据。在跟踪、物流、定位等领域已得到广泛应用，例如：图书馆门禁系统，交通收费，仓储管理、货架管理以及食品安全溯源等。其中，用于解决读写器作用范围内多标签识别情景下的射频标签识别防碰撞方法已成为该领域的重要研究点。

射频标签的防碰撞方法主要是为了解决在射频标签识别设备的有效通信区域内，当多个射频标签同时与识别设备进行通信时产生的无线冲突问题。目前，常用的防碰撞方法主要有两类，一类是基于时隙随机分配的ALOHA方法，由于该类方法的时隙是随机分配的，某一标签在相当一段时间内可能无法识别，造成“饥饿”（Tag starvation）问题。另一类是采用二叉树搜索的方法，又称查询树算法，用射频标签识别设备发送的标签地址前缀对射频标签的地址空间进行空间分区搜索，利用该方法，射频标签可以简化设计、降低成本，是目前多射频标签识别防碰撞算法的研究热点。

2 查询树（QT）算法及相关概念

QT算法利用了二进制前缀树（Binary Trie）数据结构，该数据结构由节点（TNode）和节点间的边组成，节点分布在树的n个分层中。节点类型分为根节点，内部节点和叶子节点。每一个根节点或者内部节点可能有1个或者2个子节点，叶子节点都在树的最低层。节点和它的子节点间有直接相连的边，每条边对应一个标签：字符‘0’或者字符‘1’。一般每个节点与左子节点间的边（若有）对应字符‘0’，与右子节点间的边（若有）对应字符‘1’。从根节点到每一个叶子节点的无重复节点的依次连接的边组成一条路径。在基于QT的射频标签防碰撞算法中，把长度为n的射频标签的地址集合组织为深度为n+1的二进制前缀树，每个射频标签地址和二进制前缀树的路径一一对应。例如，一个长度为3，地址个数为3的射频标签地址集合Seta为{“010”，“011”， “110”}，此射频标签地址集合对应的二进制前缀树如图1所示。

QT算法采用前缀匹配法对射频标签的地址空间进行分割。该算法工作时，首先给出一个1比特前缀，所有与该前缀匹配的射频标签进行响应。如果响应的射频标签数量大于1个，产生冲突，则算法给出一个2比特的前缀，依次不断增加发出的地址前缀的长度，直到没有冲突，读取一个射频标签地址。算法按照类似二叉树深度优先搜索的方式，对射频标签的地址空间进行遍历，读取所有射频读写器通讯范围以内的射频标签。

例如对于图1表示的RFID地址集合，QT算法发出地址前缀“0”，地址为“010”和“011”的射频标签响应，出现冲突。然后QT算法发出地址前缀“00”，无标签响应。然后QT算法发出地址前缀“01”，地址为“010”和“011”标签响应，出现冲突。然后QT算法发出地址前缀“010”，地址为“010”的标签响应，完成一个标签读取。然后QT算法发出地址前缀“011”，地址为“011”的标签响应，完成一个标签读取。对于图1所示Trie树的左分支，QT算法发出5个地址前缀，读取2个标签地址，读取全部3个地址，需要发出6个地址前缀。

3 查询树算法优化方法综述

QT算法并不能保证每发出一个地址前缀就可以读取一个射频标签地址。对于读写器发出的射频标签地址前缀，如果有多个标签进行响应，就会出现冲突的问题；如果没有标签响应，就会出现空读取的问题。研究人员提出了多种方案，避免上述两个问题，提高射频标签的读取效率。

3.1 分支推断优化

如果射频读写器发出一个地址前缀p，出现冲突；射频读写器又发出一个地址前缀“p0”，响应的射频标签数量是0；那么射频读写器可以推断出，如果发出地址前缀“p1”，一定会出现多标签冲突；因此射频读写器不发送地址前缀“p1”，直接发送地址前缀“p10”，和“p11”，至少优化了一次地址前缀发送。

3.2 多叉树搜索优化

在基本的QT算法中，如果射频读写器发送地址前缀“p”匹配出现冲突，下一次发送地址前缀“p0”和“p1”。而如果采用基于多叉树搜索的QT算法，如果地址前缀“p”匹配失败，下一步射频读写器直接发送“p00”，“p01”，“p10”和“p11”。研究表明，一般情况下，基于多叉树搜索的QT算法性能并不优于基本的QT算法。

3.3 发送递增前缀优化

在基本的QT算法中，如果射频读写器发送地址前缀“p”匹配出现冲突，则下一次发送地址前缀“p0”和“p1”。而采用了递增前缀的QT算法，下一次只发送“0”或者“1”。这N技术需要射频标签跟踪射频读写器的状态，容易发生状态不同步的问题。

3.4 冲突位置检测优化

射频标签识别的通讯协议一般采用曼切斯特编码。曼切斯特编码的核心特征是在每一位数据的中心都有跳变，当发生冲突时，曼切斯特编码中心的跳变消失。因此如果设计了相应的检测电路，射频读写器可以识别出发生冲突地址的第一个比特位置。下一次，射频读写器可以从该位置开始发出查询前缀，避免了中间地址前缀的发送过程。如图2所示，射频读写器发出地址前缀“q”后，地址为“q010”，“q011”，“q111”的三个射频标签响应，出现冲突。基本的QT算法，射频读写器发出前缀“q0”，仍然出现冲突，然后射频读写器继续发出“q01”，仍然出现冲突，然后射频读写器发出前缀“q010”，读取一个射频标签。而具有冲突位置检测能力的QT算法，在射频读写器发出地址前缀“q0”时，能够根据射频标签的响应确定冲突位于地址前缀“q01”，所以射频读写器不发送地址前缀“q01”，直接发送地址前缀“q010”，减少了一次产生冲突的前缀匹配过程，优化了射频标签识别效率。

3.5 提前终止优化

在能够进行冲突位置检测的基础上，射频读写器可以在发现冲突后命令射频标签停止进行响应，不发送已发生冲突后无意义的后续射频标签地址。

3.6 混合算法优化

一些研究表明，综合利用查询树和ALOHA的射频标签识别算法能够获得更高的射频标签识别吞吐率，但是这些算法相对都比较复杂，不易于在使用反射能量的被动射频标签上，在本文中不讨论该类算法。

4 查询树算法优化方向分析与研究

4.1 结合物理层协议进行研究

在前文所述的递增发送前缀、冲突位置检测和提前终止等方法对射频通讯环境进行了比较理想的假设，没有充分考虑出现通讯错误导致射频读写器和射频标签的状态不同步、射频标签识别提前终止命令没有被所有标签接收、由于不同标签射频信号的动态范围不同导致冲突位置检测失败等问题。如果结合射频标签使用的物理层协议对上述问题进行全面的理论分析与仿真，并提出解决方案，必将推动上述方法的实用化。

4.2 研究参考待识别标签数量信息的自适应算法

上文提到，研究表明，一般情r下，多叉树搜索的QT算法性能并不优于基本的QT算法。但是如果根据待读取标签的数量动态调整每次地址前缀扩展的长度，就可以即减少冲突，又避免没有标签响应的空查询，提高射频标签识别效率。研究参考待识别标签数量信息的自适应算法、以及研究对待读取射频标签的数量进行估计的方法，都是目前学术界较活跃的研究方向。

4.3 研究已知射频标签地址范围信息情况下的算法

如果射频标签的地址长度是n个bits，QT算法假设射频标签的所有地址的总数量是2n，我们假设这2n个射频标签的地址集合是S2n，某一次射频标签列表操作需要读取的射频标签地址集合为Sr。基本的QT算法相当于是在集合S2n，中通过地址空间分割和遍历识别Sr中的每一个射频标签。实际上，假设在一个超级市场、一个仓库、或者一个区域内进行射频标签识别操作，我们只关心已经入库的射频标签，该类射频标签的地址集合称为系统可能标签地址集合Sp。显然，Sp∈S2n，我们可以设计射频标签识别算法在地址集合Sp内搜索，而不是在S2n中搜索，从而获得较高的射频标记列表操作吞吐率。基本的思路是研究用二叉树表示的射频标签地址集合Sp，只在可能存在射频标签地址的二叉树分支路径上搜索，从而减少射频标签地址前缀的发送数量，优化射频标签识别效率。

4.4 研究射频标签地址编码策略对算法的影响

EPC（Electronic Product Code）即电子产品编码，是一种编码系统。它建立在EAN.UCC（即全球统一标识系统）条型编码的基础之上，并对该条形编码系统做了一些扩充，用以实现对单品进行标志。EPC编码分为很多类型，例如EPC-96编码由头字段、EPC管理、对象类别和序列号四个字段组成。 EPC编码是一种层次化的编码策略。而“随机编码”策略，顾名思义，就是对每一个射频标签随机生成和分配一个地址。通过计算机仿真，可以得出结论，对于同样数量的待识别射频标签，如果采用“随机编码”策略，利用QT算法可以获得比类似EPC编码的层次化编码策略明显更高的射频标签识别吞吐率。而类似EPC编码的层次化编码策略也有一定的应用需求，如何优化QT算法，提高采用类似EPC编码的层次化编码策略时的射频标签识别吞吐率，也是具有较大实用价值的研究方向。

5 结论

射频标签又称电子标签，是一种得到广泛应用的物品单元自动识别通信技术。解决射频读写器作用范围内多标签识别情景下的射频标签识别防碰撞方法已成为该领域的重要研究点。经典的查询树（QUERY TREE）射频标签防碰撞算法由于标签侧电路设计简单，比较适用于利用射频读写器反射能量的被动标签。本文对近年来基于查询树的射频标签防碰撞算法的各种优化技术进行总结分析，并提出了结合物理层协议进行防碰撞算法设计、研究参考待读取标签数量信息的自适应算法、研究已知射频标签地址范围信息情况下的算法、研究射频标签地址编码策略对算法的影响等多个具有较大实用价值和现实意义的研究方向。

参考文献

[1]C.Law，K.Lee，and K.-Y.Siu，“Efficient memoryless protocol for tag identification，”in Proceedings of the 4th International Workshop on Discrete Algorithms and Methods for Mobile Computing and Communications，（Toronto，CA），pp.75-84，Aug.2000.

[2]J.H.Choi，D.Lee，and H.Lee，“Query tree-based reservation for efficient RFID tag anti-collision，”IEEE Commun.Lett.，vol.11，no.1，pp.85-87，2007.

[3]李竞.生活必需品现场保障数据系统的设计与实现[J].中国安全生产科学技术，2014（11）：94-100.

[4] 张予帅，蒋泰，苏平，罗义学，肖煌.ISO 18000-6 Type B与Type C标准的分析与比较[J].广西科学院学报，2009（04）：336-339.

[5]Ziling，Zhou Binbin Chen，Haifeng Yu，“Understanding RFID counting protocols”，IEEE/ACM Transactions on Networking （TON），vol.24，（01），pp312-327，2016.

作者简介

李竞（1979-），男，河北省承德市人，硕士学位，现为高级工程师。主要研究方向：信息技术在应急指挥、应急救援与应急保障方向的应用。

作者单位

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关键词：区域经济；城市经济；体育设施；体育文化

中图分类号：G80-05 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2017）04-0048-02

体育设施是城市建设的重要组成部分，是开展体育运动的硬件条件和基础保障，体育设施的建设水平直接关系到城市公共体育事业的发展。近些年来，物质生活水平不断提升，人们对于精神文化的需求不断增长，参与体育锻炼成为了人们业余生活的首选，他们渴望通过体育娱乐活动获得健康的身心，因此对城市公共体育设施的需求自然也在不断增加，无论是在设施的数量还是质量方面都需要加大力度，才能适应现代城市发展对体育设施的要求。体育设施的建设与地区经济发展水平之间有着密切的联系，所以，提高体育设施的建设水平，需要从经济发展的角度出发，实现二者的协调发展。

一、体育设施建设概述

体育设施是开展体育活动的硬件条件，同时也是体育文化的物质载体。现代城市体育事业发展的过程中，体育设施的建设水平直接影响体育事业的发展，关于体育设施的建设也受到了越来越多的关注。城市体育设施一般需要按照体育赛事的举办要求分为室内设施和室外设施不同的种类，因为很多体育项目本身具有多样化特征，所以体育设施的建设也需要结合体育活动的开展需求进行相应的设置。通常情况下，对于体育活动都可以从室内和室外两个角度进行划分，而且体育项目的种类较多，人们参与体育活动的人数、频率等都随时发生变化，所以体育设施的建设也是一个动态的过程，除了保证体育设施的基本功能以外，还需要考虑到健身功能、娱乐功能等。只有这样，才能确保体育设施的建设可以满足城市经济发展需求。

二、体育设施建设促进区域经济发展的表现

1.促进城市基础设施体系的完善。体育设施是城市基础设施建设的重要组成部分，通过体育设施的建设可以极大地改善城市的形象，对城市整体的基础设施建设都有很好的带头作用。为了满足不同类型的体育赛事和体育活动的要求，需要投入相应的人力和财力进行体育设施的建设，不仅满足了城市体育活动的开展需求，同时也改善了市容和城市空间的规划，有利于促进城市基础设施体系的完善。

2.促进城市结构的优化。举办大型体育赛事是推动区域经济发展的一个重要途径，而在举办体育赛事时必须要保证具有配套的体育设施，这不仅可以满足体育赛事的举办需求，而且可以改变城市的结构和环境，促进城市区域功能的增强。同时，体育设施的建设需要结合城市规划的整体要求，对体育场馆、场地进行合理布局，这也有利于促进城市空间的优化。

3.促进体育文化的传播。体育文化是伴随着体育活动的发展而形成的，与城市体育事业的发展密不可分，体育设施可以作为体育文化的物质载体和传播平台，促进体育文化在现代社会的健康发展。在城市发展的过程中，体育文化逐渐吸收了不同的文化精髓，同时结合区域经济和人文的发展情况，才能形成具有地方特色的体育文化。体育文化同时也是城市精神文明事业中的重要内容，举办不同的体育赛事可以带来不同的体育设施规划需求，也可以针对体育赛事构建一个主题文化场景，而这对于体育文化的传播都具有很大的促进作用。

4.促M城市经济快速发展。体育设施对城市经济发展的带动作用是显而易见的，尤其是在举办体育赛事的城市中，每一次针对体育赛事开展的设施建设都能够使城市居民的健康质量得到很大的提升，对于当地的经济发展起到很大的带动作用。从某种程度上说，体育设施的建设可以对城市起到很大的改造作用，无论是在硬件设施方面还是体育科技信息的软件系统方面，都可在城市中形成客观的规模效益，对区域内的城市经济发展起到很大的推动作用。比如我国在2008 年举办的奥运会，大大地推动了城市的建设，使城市的生态环境得到了很大的改善，而且有效促进了交通、房地产、旅游等相关行业的发展。

三、城市体育设施建设与经济发展协调度的影响因素

1.经济发展水平。经济发展水平对城市体育设施的建设有着直接的影响，因为体育设施的建设需要投入大量的人力、物力和财力，尤其是大型场馆的建设与维护需要地方政府的财政支持，如果经济发展水平不高则无法满足体育设施的建设需求。所以说，区域经济发展对于体育设施建设有较大的约束作用。

2.对体育设施的重视程度。地方政府对于体育设施建设的重视程度直接影响财政投入的比例，而这对于体育设施的建设与维护都有至关重要的作用。政府在体育设施的规划与建设中需要明确建设规划，并且将体育设施的建设纳入到城市整体的规划政策中，才能在财政、行政等方面给予足够的优惠政策。同时，政府的重视也可以帮助体育设施建设获得更多民间投资者的关注，吸引更多民间资本注入，从而为体育设施的建设提供更多支持。

3.居民的收入和消费水平。随着市场经济的快速发展，城市居民的收入和消费能力也不断提高，而这也是影响城市体育设施建设的重要因素。参与体育娱乐活动已经成为城市居民业余生活的主要方式，群众对于体育设施的要求也越来越高，包括体育设施的数量、功能、结构以及舒适度等方面，居民的收入和消费水平越高，对体育设施的要求也越高，这也从另一个侧面推动了城市体育设施的建设水平的不断提升。

4.承办大型体育赛事的能力。大型体育赛事的成功举办关系到区域经济发展水平的提升，同时需要获得政府的大力支持，所以城市建设中是否具有承办大型赛事的能力，对于地区体育设施的建设也有直接的关系。大型体育赛事的举办，需要完善的体育设施系统为基础，为了增强城市举办体育赛事的能力，需要不断提高体育设施的建设水平，为城市体育事业的发展奠定坚实的基础。

四、实现区域经济发展与体育文化设施建设协调发展的途径

1.充分发挥政府在体育设施建设工作中的主导作用。政府的投入是城市体育设施建设的主要资金渠道，政府在体育设施的建设与发展过程中也发挥着重要的主导作用，所以要充分调动政府对体育事业的投资热情，不断加大体育设施建设方面的投资力度。在各方面条件允许的情况下，地方政府可以在现有的财政支出基础上，考虑体育设施的建设需求，结合当地的民俗风情和地域特色，将体育设施建设纳入到政府发展规划中，为体育设施建设提供更多支持。另外，体育设施的建设工作不是独立存在的，在体育设施相关配套服务的建设方面也需要发挥政府的主导作用，包括景观特色、配套服务、综合利用等行业都能够获得更大发展，带动区域经济整体实现快速发展。

2.增加城市体育设施的数量和功能。随着城市经济的快速发展，城市居民对体育设施的使用需求也呈现出多元化的趋势，所以在体育设施的数量以及功能方面都需要进行调整。一方面，根据当前群众参与体育活动的需求适当增加体育设施的数量，使体育设施与城市发展规划的需求相适应，室内设施与室外设施协调建设，这样才能满足群众的体育娱乐需求。另一方面，则要丰富体育设施的类型和功能，比如赛车场、保龄球馆等，这些场馆的建设可以改变以往单一的体育设施体系情况，满足不同年龄段的人群对体育活动的需求，扩大体育设施的娱乐功能。

3.以大型体育赛事的承办为契机促进区域经济发展。举办大型体育赛事对于区域经济发展来说是一个十分有效的途径，因此地方政府可以积极承办大规模的体育赛事，并且以此为契机加大体育设施建设的资金投入力度，一方面可以促进城市布局和结构的完善，实现均衡布局；另一方面则可以通过大型赛事的举办拉动地方经济发展，促进体育设施建设水平的提升。为了满足大型赛事的承办要求，需要加强城市体育设施的建设，而这也可以拉动区域内相关行业的发展，对于促进区域经济快速发展具有重要的推动意义。

4.拓宽公共体育设施建设的资金来源。通常情况下，政府的财政投入是体育设施建设的主要投入方向，在市场经济环境下，要实现体育设施建设水平的提升，除了政府的财政支出以外，还需要积极吸引社会力量的投资。为了保证相关工作的有效开展，可以成立专门负责体育设施建设与维护的部门，设立专项资金，将以往单纯依靠政府财政的独立投资渠道转变为政府支持、企业运作的多元化资金投入渠道，改变以往经费结构单一的模式，充分利用政府、社会、集体、个人等不同的投资渠道开展体育设施的建设工作，促进相关工作的有效开展。

5.完善体育场地法治建设。体育设施的建设与维护需要完善的法律w系做保障，我国现行的法律制度包括《中华人民共和国体育法》《公共文化体育设施条例》和《城市公共体育运动设施用地额指标暂行规定》等，这些制度的有效执行为体育设施的建设与维护提供法制化保障。与此同时，各级政府也需要根据当地经济发展的实际情况修订地方法规，使其更加符合当地体育设施建设的需求，并且对制度的执行情况进行严格监督，确保其能够发挥保障作用。对某些不符合体育设施建设的工作则需要有效地控制，如用地方面、资金方面，都需要通过严格的审批手续，保证体育设施建设工作的有效进行。

五、结语

综上所述，随着市场经济的快速发展，我国体育事业也呈现出蓬勃发展的趋势，而体育事业在促进国民经济发展的过程中也发挥了重要的作用。所以，作为体育发展硬件保障的基础设施建设也应当受到足够的重视。在现代体育快速发展的新时期，应不断完善体育设施的类型和功能，实现现代体育设施建设与区域经济之间的协调发展。

参考文献：

[1] 由世梁.我国城市体育设施建设布局研究文献分析[J].西安体育学院学报，2015，（2）.

[2] 何国民.区域体育事业与经济协调发展评价研究[J].天津体育学院学报，2011，（5）.

[3] 张岩，唐宝盛.公共体育设施的特性与我国公共体育设施供给[J].冰雪运动，2015，（2）.