数学建模划分区域的方法范文

导语：如何才能写好一篇数学建模划分区域的方法，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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关键词：铁路；线路养护；维护计划；编制理论；方法研究；

铁路线路养护维护计划的编制理论通常较为复杂，不仅需要对国家规范的计划编制范围做出科学的限定，还要对维护区域内的线路维护活动进行布置，包括维护施工、设备检查、养护资源等等。我国的铁路线路养护管理中的实际需求才是制定维修过程的决定因素，也是进行计划编制理论实施的重点。开展对铁路线路养护维护计划编制理论的完善，是对交通运输网络维修计划编制的深入探讨，也是调整维修和运输关系以及优化维修资源配置的关键。

1.铁路线路养护维护计划编制理论论述

铁路线路养护维护模型的建立是养护计划编制的重点，是由上世纪末开始逐渐使用和发展起来的，目前已经成为了工程学和运筹学的重要技术分支。铁路维修建模理论不同于日常的维修理念，而是重点放在了治理铁路系统失效和设备故障的过程中，同时兼顾着日常铁路维修描述以及定量角度的分析，从多种学科的角度完善和实施维修活动。

2.铁路线路养护维护计划编制思路论述

铁路线路养护维修计划编制理论从思路上来讲可以分为三个方向，从设备的角度进行维修计划的编制、从股道的角度设定维修的计划、从人员安排的角度实行维修的建模。这三种维修计划编制的过程既存在优化目标的相同，也在约束条件上存在一定差异。

2.1从设备状态的角度进行维修计划编制

铁路线路使用的设备都是需要维修计划编制中考虑的对象，其中设备的状态和评测都对维修过程的执行起到了核心的指导和决定作用，因此从设备的角度制定维修计划的编制是对从经济和效能等多个角度的兼顾。

影响铁路线路设备基本状态的因素很多，随着铁路网络的规模持续扩大和检测设备状态的手段不断丰富，为了对设备的情况进行全面的掌握就需要对检测出来的数据逐条分析和处理，计算机辅助技术的使用已经成为铁路部门提高维修质量的关键。我国目前在铁路线路养护维护计划编制领域的研究还相对较少，存在的研究成果都是从设备状态的角度和测评方面对维修进行计划编制，其中比较有代表性的是对大型养路机械进行综合作业时的维修计划编制。该方式将年度的维修计划分为了三十六个时段，从不同的作业情r反映了维修轨道产生的影响，模型方面对MTT的配置和运转进行了一定的限制，从结果中的函数求解数据得出最佳的维修时间和地点。

维修计划编制理论设备状态反馈系统

2.2从股道占到的角度进行维修计划编制

铁路维修期间需要保障维修区域的人员安全，因此要禁止车辆运行，也就形成了交通部门的天窗期，因此也形成了养护维修与铁道运营之间的矛盾，从股道占用的角度对维修计划进行编制可以有效减少二者的冲突，做好协调的规划运输与维修之间的关系。

目前的关于股道占用的维修计划编制理论是由澳大利亚的学者提出的，并以减少维修作业产生的线路列车干扰为主要研究目标，同时以维修的短期作业计划为辅助，二者结合来解决列车运行和维修之间的问题。研究者将计划编制的问题归类为维修资源配置一类，也是股道占用产生的资源配置问题。线路作为铁路运行中最重要的资源，如何从时间上和股道对维修过程进行分配，才是从股道占用的角度进行维修计划编制的重点。通过对国内交通运输情况的调查，部分地区铁路的运输时间为十九个小时左右，因此对于维修的安排应当根据铁路安全运行的基础上进行线路和时间的分配，维修的时间应当维持在五个小时以内，还需要遵守维修必要的流程和设定。

2.3从人员调度的角度进行维修计划编制

维修工作人员是铁路维护的主要组成，因此对员工的调度和安全保障也是需要在铁路线路养护维护计划编制思路中重点考虑的问题。

目前出现较为科学的人员调度思路是从维修人员的专业度进行约束，将工作人员的人数、分工和行走距离作为重点参照条件。用列车行进的路程和途径的区域空间作为建模的基础，对所有的铁路区域进行周期性的检测，以惩罚费用做为约束维修人员违反条件的代价，并建立对应的数学模型。每一项维修活动应当以维修人员的专业为基础，实现专人专项的基本原则。除此之外，还有专家学者从维修人员安全的角度对维修进行了计划性质的编制部署。根据国际铁路的特性列举出工作区域的概念，也就是维修工作人员专属通过的路线，列车是禁止通过的。该方式的重点是在于以岔道为分区节点对整个区域进行划分，并形成利于识别和管理的安全作业区域保障。

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摘要:高校针对某专业的课程安排是专业教学计划制订中的一个难题。本文以华南农业大学信息管理与信息系统本科专业为例，提取该专业中的20门必修课程作为要素，使用解释结构模型法对这些课程进行分析，提出一种新的更加符合认知规律的解释结构模型绘图方法:逆向绘图法，并应用C++语言编程建立专业排课运算模型。本研究可为高校专业教学计划的制订提供更加合理的参考。

关键词:ISM;面向专业;课程安排

一、引言在高校，针对某专业的课程安排是该专业教学计划制订的一项重要内容，安排的合理性关系到该专业培养计划的顺利进行

目前普遍存在的问题是:同一个专业的各门课程之间的先修与后修关系经常存在不合理的现象，其主要原因是每个专业培养课程的数量繁多，课程之间的关系错综复杂，给课程的安排带来困难，因此经常需要在教学计划实施过程中不断地进行调整，影响了正常的教学秩序，增加了教务工作的强度。国内外学者对于专业排课问题进行了多方向的研究，有学者对地方高校排课现状进行研究，运用文献分析法、调查研究的分析法和规范研究方法对地方高校排课问题进行调查分析，较好地实现了计算机自动排课功能。也有学者从数学模型的角度进行分析，提出了一种依据教学计划由计算机自动排序各学期课程的设计方案，并对教学计划生成的算法进行了描述。目前对排课的研究很多，方法也很多，如:遗传算法，模拟退火算法，蚁群算法，专家系统算法等，但主要都是面向全校性的排课，对面向专业计划制订的课程安排研究甚少。

本文试图应用系统工程中的解释结构模型(InterpretiveStructureModeling，简称ISM)法，并对其进行改进来对高校面向专业的课程进行更加合理的安排。

二、解释结构模型法

解释结构模型技术是美国J·N·沃菲尔德教授于1973年提出的。其基本思想是通过各种创造性技术，提取问题的构成要素，利用有向图、矩阵等工具和计算机技术，对主要要素及相互关系等信息进行处理，最后用文字加以解释说明，明确问题的层次和整体结构，提高对问题的认识和理解程度。

对于课程安排这样一个多样化、层次化的多元素的复杂系统，常规的分层分解方法已经不能有效地解决问题。而ISM法恰恰就是用来描绘这样的复杂网状结构的优秀方法，它能利用各要素(课程)之间复杂、已知的关系，揭示出系统的内部结构。

通常ISM的工作程序包括:①设定问题，明确ISM的分析目标;②选择构成系统的要素;③构思模型，建立邻接矩阵;④建立可达矩阵;⑤进行区域划分;⑥进行级位划分;⑦根据级位划分结果建立解释结构模型。

三、应用实例

本文以华南农业大学信息管理与信息系统本科专业(下称信管专业)为例，运用ISM法为该专业构建一个课程安排模型。

(一)问题提出

本文针对信管专业在教学计划制订过程中主要的20门必修课程的先后顺序进行更加合理的安排。20门必修课程如下:S1:高等数学Ⅰ;S2:法律基础;S3:线性代数;S4:管理信息系统;S5:大学计算机基础;S6:战略管理与组织行为学;S7:计算机网络技术;S8:软件工程;S9:管理学;S10:程序设计;S11:数据库原理与应用;S12:数学模型与预测学;S13:专业概论;S14:概率论与数理统计;S15:系统工程;S16:数据结构;S17:高等数学Ⅱ;S18:信息经济学;S19:信息管理学;S20:运筹学。

(二)建立邻接矩阵

假设系统由n(n≥2)个要素(S1，S2，……，Sn)所组成，要素集合为S，则有:S={S1，S2，……，Sn}。邻接矩阵(A)是表示系统要素间基本二元关系或直接联系情况的方阵。若A=(aij)n×n，Si，Sj为系统中两个要素，则其定义式为:

an1，SiRSj (即Si对Sj有某种二元关系)0，SiRSj (即Si对Sj有某种二元关系)

各课程的邻接矩阵由该专业的专业主任及相关的任课教师通过调查法与头脑风暴法进行确定。

(三)建立可达矩阵

对于有n个要素的系统(S1，S2，……，Sn)，可达矩阵R=(rij)n×n的元素为:

rij1，从Si经若干支路可到达Si0，从Si没有到达Sj的路径 且an=1(认为每个节点自身可达)

传统的由邻接矩阵求可达矩阵的方法是:

R=(A+I)r=(A+I)r-1≠(A+I)r-2≠L≠(A+I)2≠(A+I)，0pr≤n-1

其中A为可达矩阵，I为n阶单位矩阵，且矩阵的运算符合布尔代数的运算规则，即0+0=1，0+1=1，1+0=1，1+1=1，0×0=0，，0×1=1，1×0=0，1×1=1。传统求可达矩阵的计算方法要计算大量的矩阵乘法，计算速度比较慢。为此国内外学者对这方面进行了大量的研究，其中转移矩阵算法是一种比较优化的算法之一，因此本文选择该方法来求可达矩阵转移矩阵法。

转移矩阵法相比传统方法减少了计算量。使用转移矩阵法求得可达矩阵如图1所示。

(四)区域划分

传统的区域划分方法是:在起始集B(S)中任取两个要素Pu，Pv作如下判断。若R(Pu)∩R(Pv)≠Φ(空集)，则判定Pu，Pv(及其可达要素)属于同一部分;否则，判定Pu，Pv属于不同部分。对于这种方法，存在表述不严谨的地方。国内外学者提出了不少改进的方法，如拟回路法等。本文的区域划分的算法使用拟回路法将ISM法中的两种不同性质的划分:区域划分和回路集划分，从划分方法上统一起来了，从而使得ISM法的计算机编程工作更为简化。

由可达矩阵的性质可知:如果将系统要素集合S内各要素之间的单向可达关系全部视为双向可达关系，则同一部分中所有要素相互都是强连通的(构成一个回路)，而不同部分中的要素则一定是不连通的。拟回路法就是依据这个性质而设计的。先构造系统的虚拟回路矩阵RH(将系统中的所有单向可达关系全部变为双向可达关系);然后求该虚拟回路系统要可达矩阵RX;最后再求借用回路划分的方法，对该虚拟回路系统进行回路划分，其结果就是原系统的区域划分结果。

区域划分的结果可记为:П(S)=P1，P2，……，Pk，……，Pm(其中Pk为第k相对独立区域的要素集合)。

(五)级位划分

对于每一个区域Pk都要进行级位划分。区域内的级位划分，即确定某区域内各要素之间所处层次地位的过程。设P是由区域划分得到的某区域要素集合，若用L1，L2，……，Ly表示从高到低的各级要素集合(其中y为最大级位数)，则级位划分结果可写成:П(P)=L1，L2，……，Ly。

级位划分的基本作法是:找出区域P内各要素的最高级要素(终止集要素)E(Si)，Si∈P后，可将它们去掉，再求剩余要素集合(形成部分图)的最高级要素，如此继续，直到确定出最低一级要素集合(即Ly)。

笔者使用C++语言编程建立了该解释结构分析模型，模型界面及运算结果如图2所示。

(六)根据级位划分结果建立解释结构模型

由级位划分结果与邻接矩阵，就可以绘制解释结构模型。绘图一般分为以下三步:

1.分区域从上到下逐级排列系统构成要素。

2.按邻接矩阵所示的邻接二元关系，用级间有向弧连接成有向图。

3.绘制有强连接关系的要素，在强连接关系要素之间绘制双边有向图。

根据图2所得的结果绘制解释结构模型图如图3所示。

因为解释结构模型的绘图原理是由最高级开始向最低级绘制，在本实例中意味着由完全受其他课程影响的课程(以下简称高级课程)往往只影响其他课程的课程(以下简称初始课程)绘制。但是学生学习的过程是从初始课程慢慢开始从高级课程深入学习的。故由图3可以看出有4条线(分别为5到7、5到19、5到18和10到20)跨级了，而且跨越的级别非常大(3条从最低级跨到最高级别)，不符合实际课程安排的思维。所以本文使用一种创新的绘图方法:逆向绘图法，绘制得解释结构模型如图4所示。逆向绘图法绘图原理只是在绘制方向跟解释结构模型绘图法的绘制方向相反，而其他绘图规则跟解释结构模型绘图法完全一致。

四、对建模结果的分析

由图4可以看出，该专业的课程最多可以安排在5个阶段完成。各阶段分布的课程数分别为:3，4，5，4，2。第三阶段的课程数是最多的，这阶段学生的学习任务是比较重的。对于课程数较少的阶段(如第5阶段)，可以将其课程与相临阶段的课程一起安排在同一个学期修读，而对于课程数较多的阶段(如第2，3，4阶段)，可以将其课程折分为2个学期修读。对于非处于最高阶段且无上一级课程的课程(如7，18，19，12，15)来说，则其课程是可以灵活安排的。如课程7可以安排在第二阶段到第五阶段中任一时候修读;课程18和19可以安排在第三阶段至第五阶段中任一时候修读，完全不会影响学生学习知识的连贯性。

处于第二、三区域的课程2和课程13属于独立课程。它们可以被安排在任何一个阶段修读。

五、结论

1.本文主要是针对单个专业培养计划的制订研究课程的安排，并使用解释结构模型法构建专业排课模型。

2.应用C++语言编程建立了解释结构运算模型，并进行了算法的优化。以华南农业大学信管专业必修课程的安排为应用实例，结果表明该模型大大简化了课程安排的难度。

3.使用逆向绘图法来绘制课程安排结构图，与传统解释结构模型绘制的结构图相比，更符合认知规律，所得到的结果更易于理解与接受。

4.本研究的方法对其他专业的教学计划制订也有同样的参考价值。

参考文献

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[关键词] 主体功能区 区域规划 生产力布局 地位和作用

在我国规划决策体系中，区域规划作为一定地域范围内区域经济发展的战略策划和产业发展与布局的方案设计及其实施对策的综合 ，一直是各级政府区域发展战略的重要组成部分。生产力布局作为区域规划的中心环节和核心任务，直接影响了我国不同区域的产业结构、发展速度。我国在不同时期的区域规划和生产力布局，对提高国家综合国力，改善人民生活发挥了重要的作用。但同发达国家相比，我国的区域规划和生产力布局在国土开发和区域发展的有序性方面，仍存在不少差距。

一般认为，造成我国国土开发相对无序的重要原因是长期忽视空间布局方面的规划。在面对我国未来国土开发利用的基本格局、人口-产业-城镇长远的分布走势、重要发展轴带和功能性通道的空间组织方案以及资源安全和生态屏障的地域配置等一系列问题至今还没解决的情况下，国家“十一五”规划纲要明确指出，我国要推进形成主体功能区，根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力，统筹考虑未来我国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局，将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区，按照主体功能定位调整完善区域政策和绩效评价，规范空间开发秩序，形成合理的空间开发结构。这是贯彻落实科学发展观、实施“五个统筹”的重大举措，是构建和谐的人地关系地域系统的布局总图。

按照优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区进行区域规划，有助于我国逐步形成主体功能清晰、发展导向明确、开发秩序规范，经济发展和人口、资源、环境相协调的新的区域规划格局，并且对我国的生产力布局产生深远影响，对加快转变经济发展方式、加大经济结构调整力度、促进经济社会和人口资源环境相协调、逐步实现各地区基本公共服务均等化、最终实现共同富裕，具有重要意义。

一、我国区域规划与生产力布局情况回顾及教训

我国区域规划和生产力布局大体经过了以下几个历程：

一是从建国初到“五五”的30年。这一时期，我国区域规划基本出发点是：加速重工业发展，建立战略防御型经济布局。区域规划的主要形式是采取联合选厂，成组布局等方式。依靠国家指令性计划和重大项目的区域布局政策加以实施 。生产力布局模式主要是增长极模式，依次经历了内地倾斜布局、六大经济协作区均衡布局和三线倾斜布局三个阶段。

“一五”期间的生产力布局向内地倾斜，实施的156个重点建设项目，有102个在内地，694个限额以上重点工程，有472个在内地，1953年至1957年，内地国民收入的增长额占全国增长额的67.8%。“二五”期间，设立东北、华北、华东、中南、西南、西北六大经济协作区，强调各经济协作区平衡布局，强调大经济区内部的农、轻、重产业协调发展。

“三五”期间和“四五”前期，国家进行了大规模的“三线建设”，生产力布局作了大规模跳跃式的西移，国家的投资重点是处于内地的“大三线”地区，“三五”时期和“四五”时期，三线地区投资分别占到全国基建总投资的52.7%和41.4%。

“四五”期间后期到“五五”期间，随着中国对外关系的进一步改善，国防原则不再作为生产力布局的主要原则，国家进行了生产力布局的适度调整，在保证三线地区建成的生产能力能够充分发挥作用的前提下，将绝大部分成套引进项目集中布局在辽宁中部、京津塘、长三角和长江中下游沿岸地区和胶东地区 。

二是“六五”至“七五”期间的10年。这一期间，在改革开放背景下，我国传统的区域规划和区域政策开始发生根本性的变化。改革开放初期，我国区域规划和区域政策以非均衡发展战略为标志，实施沿海发展战略，设立了经济特区、沿海开放城市和沿海经济开放区，生产力布局纠正了过去向西倾斜的政策，将47.7%的重点项目布局在沿海地区，将46.5%的重点建设项目布局在中西部，沿海地区充分利用现有经济基础，带动内地进一步发展；“七五”计划提出(东、中、西)三大地带划分的思想，确处理东部沿海、中部、西部三个经济地带的关系，生产力布局打破了建国以来片面强调均衡布局模式，强调区域经济由不平衡到均衡发展的客观规律，强调集中资金与资源进行重点发展。

三是“八五”至“九五”期间。这一时期，我国区域规划和区域经济政策的制定转移到：为建立社会主义市场经济体制总目标服务，强调区域规划和区域政策必须以市场配置资源为基础，重视地区经济的协调发展。“八五”期间，提出“统筹规划、合理分工、优势互补、协调发展、利益兼顾、共同富裕”的原则，逐步实现生产力的合理布局。在生产力布局明显向东部沿海倾斜的情况下，国家又将对外开放扩大到沿边、沿江和内陆地区，将生产力布局由增长极模式向点轴布局模式转变。

“九五”期间，国家有关部门按照市场经济规律、地区经济内在的联系以及地域特点，打破行政区划界限，在已有经济布局的基础上，编制了长江三角洲和长江沿江地区、西南和华南部分省区、西北地区、环渤海地区、东北地区、中部五省及京九铁路沿线地区,以及东南沿海地区等七大区域发展规划。国家再次以点轴模式为生产力布局的主要模式，在加快沿海地区发展的前提下，援助中西部地区的发展。

四是“十五”时期。“十五”期间，我国的区域规划和区域政策主要是加强区域的协调发展，积极推进西部大开发，有效地发挥中部地区综合优势，支持中西部地区加快改革发展，振兴东北地区等老工业基地，鼓励东部有条件地区率先实现现代化。生产力布局改变了过去平衡布局和倾斜布局的格局。

建国50年以来不断调整的区域规划和生产力布局，在我国的经济建设中发挥了重大的作用，取得了丰硕的成果。但从上述历史沿革中，不难看出，长期以来我国的区域规划的总体部署和实施方案不断进行调整，缺乏稳定性和全国层面地整体考虑，这种区域规划指导下的生产力布局，重产品、行业和部门发展布局，轻空间布局，致使国土开发和建设布局无序乃至失控，经济社会发展与资源、生态、环境间的矛盾日益突出。客观分析，这些问题的出现，既有我国认识水平方面的原因，也受到当时国际大环境的影响。“十一五”规划提出主体功能区划，正是解决过去区域规划和生产力布局不合理所造成的诸多问题的有效途径。

二、主体功能区在区域规划与生产力布局中的地位和作用

国家通过主体功能区规划，就可以确定我国哪些区域适宜优化开发和重点开发，哪些区域应当限制开发和禁止开发。确定各区域的主体功能定位，并按照功能定位调整和完善区域政策和绩效评价，规范空间开发秩序，形成合理的区域发展格局。这一思路将会对我国区域规划和生产力布局进行新一轮的调整，区划和布局将更加注重针对性，注重资源和要素的优化配置，是促进我国区域协调发展的新突破。

1.主体功能区规划是对区域规划理念和方法的一次创新，具有前沿性的地位

主体功能区规划在区划理念的主导思想上强调人文意识。主体功能区划中将我国国土面积的一部分划为优化开发区，就是考虑到这部分地区的国土开发密度较高，资源环境的承载能力已经开始减弱，如果继续依靠过去大量占用土地，消耗资源和大量排放污染来实现经济的较快增长，将严重影响人类的生活质量并带来许多生态问题，不能实现区域的可持续发展。因此主体功能区划中，优化开发区的主要任务是提高这部分区域的增长质量和效益，提升经济发展的层次和综合竞争力，优化和改善空间结构，创造良好的人居环境，防止经济过度集聚，将人的可持续发展放在首先考虑的位置。

主体功能区规划将全国层面的生态环境保护理念引入区域规划中。将我国国土面积的一大部分划为限制开发区和禁止开发区，就是考虑到我国的各类退耕还林区、天然林保护区、重要水源保护地区和自然保护区，都是关系到全国范围内生态安全的区域，将这些区域列为限制开发区和禁止开发区，将有效保障国家生态安全，缓解人与自然紧张的状况。

主体功能区规划在编制方法上运用大量新技术手段，丰富了区域规划的编制手段。目前全国范围内的主体功能区划，搜集、储存和分析了我国大量的社会、经济、地理、自然等方面的基础数据，并运用了GIS，GPS 等新技术和以计算机作为主要工具的数学建模技术,通过定量分析，科学确定主体功能区划分的界限和范围，改变了以往区域规划定性研究为主的规划方法，使得主体功能区划分更加接近区域实际情况 。

主体功能区规划划分四类主体功能区，明确四类区域在区域发展和布局中承担不同的分工和定位，配套实施差别化的区域政策和绩效考核标准，将逐步打破行政区划分割，改善政府空间管理的方式和机制，是市场经济条件下政府职能转变在区域管理方面的探索和体现，在区域开发体制和机制中，具有前沿性的地位。

2.主体功能区划成为不同区域生产力布局模式选择基本依据，具有基础性地位

主体功能区划将国土空间划分为优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区，这将对目前我国的生产力布局模式产生重大影响。主体功能区划结束后，划定为优化开发区的区域，区域经济的成熟度、生产要素的通达状况，产业的发育程度都位于全国的前列，因此在考虑生产力布局模式的时候，应充分考虑这些因素，将布局由原来的初级增长极模式转变为点轴或是网络布局模式，以实现经济增长方式的转变，提高经济增长的质量和效益；划定为重点开发区的区域，上述指标可能处于全国的中上水平，因此在选择生产力布局模式时，可考虑布局模式的点轴模式并适时向高级模式转变，以实现经济的快速增长和人口的大量集聚；对于划定为限制开发的区域，因为其区域生态环境脆弱、不具备大规模开发的条件，只适宜发展该区域自然资源环境可承载的特色产业，以此其生产力布局模式以初级模式为宜，实行点状开发，在限制开发区域内部一些重点区域进行增长极式的布局，以实现保护和开发的双重任务。

这种基于国土空间的资源禀赋、环境容量、现有开发强度、未来发展潜力等因素对于国土空间开发的分工定位和布局，是宏观层面制定国民经济和社会发展战略和规划的基础，也是微观层面进行项目布局、城镇建设和人口分布的基础，可以说主体功能区规划在区域规划中具有基础性地位。

3.主体功能区规划将不断优化区域生产力布局，具有战略性的地位

通过主体功能区规划，突破行政区划的束缚，循序推进产业间的区际转移，将不断优化我国的生产力布局。主体功能区要求产业的转移从资源环境承载条件差的区域向资源环境承载条件好的区域转移，从不适于发展经济的区域向承担经济发展重任的区域转移。优化开发区内的资源环境负荷重的产业将向重点开发区转移；限制开发区内的资源环境负荷重的产业将向重点开发区和优化开发区转移；禁止开发区内的与区域功能定位不符的产业向重点开发区和优化开发区转移，通过产业转移，实现一定区域的资源条件和经济人口规模相适应，区域内的经济和人动不超过该区域的环境容量，在不改变或者尽可能少的改变自然生态系统的情况下，使人口分布、经济分布与自然相适应，以达到经济、人口与资源环境的动态空间均衡，从而实现生产力的合理布局。

主体功能区规划关注国土空间的长远发展布局，区域的主体功能定位在长时期内将保持稳定，一经确定就会长期发挥作用。在此基础上，主体功能区规划通过明确的有效期限，确定分阶段的目标、任务和工作重点，并且在主体功能区规划完成后，具体制定四类主体功能区分类的发展规划。这一规划的制定过程将伴随我国全面建设小康社会的整个进程，对于保障我国现代化建设和和谐社会建设具有重要的战略意义，在区域规划中具有战略性的地位。

参考文献:

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关键词：产业园区；规划；给排水；基础设施

中图分类号： G322 文献标识码： A

引言

产业园区是指由政府或企业为实现产业发展目标而创立的特殊区位环境。产业园区的类型十分丰富，包括高新技术开发区、经济技术开发区、科技园、工业区、金融后台、文化创意产业园区、物流产业园区等。除国家级产业园区以外，各地方开发建设了大量的产业园区百余个。随着我国经济发展的需要，产业园区逐渐被各级政府所重视，产业园区成为区域经济发展的重要助推器。

1产业发展规划的工程意义

一流的产业园区所具备的完善的基础设施应是水电气充足供应，道路交通畅通，通信方便，市政设施完备、居住及休闲预测设施配套，能够形成一条龙服务，并向网络化和人性化方向发展，达到自我良性运转。

由于产业园区具有一定的工业化的经济功能，以及劳动密集、资本密集、技术密集的特点，其给排水基础设施的规模大小和分阶段实施往往很大程度上取决于产业发展的政策和目标。因此，合理规划开发区并加强给排水基础设施建设是十分重要的，需要在总体规划的指导下，科学严谨地规划给排水工程系统，确保开发区的给排水基础设施建设能高效承载企业的投资硬环境，营造良好的投资创业环境。

2给排水工程系统规划中存在的问题

区域开发项目一般具有以下特征：占地面积大；性质复杂，涉及多种行业；不确定因素多；环境影响范围大且程度深。这些特征决定了开发区环境影响评价难度很大，某一数据如果偏离实际很大，可能会造成资源或能源的巨大浪费。针对开发区工业用水的预测，由于规划设计时没有准确地统计进驻企业的性质、企业规模、工艺流程、职工人数等数据，导致用水量的预测工作带有很大的不确定性，指标更是难以确定。

目前国内常用的用水量预测方法主要分为两大类：

（1）数学模型法，对未来用水量做出预测，主要有回归分析法、时间序列法、人工神经网络法等。这些方法的优点是精度高，难点是需要历史用水量作为建模的基础数据，不适用于处于刚起步发展的产业园区。

（2）综合指标法，在城市给水工程规划中，工业区用水量指标的确定是决定城市用水量的难点之一。由于缺少有关企业工艺流程、产品产量或产值的可靠数据，在城市给水工程规划与工业区建设规划中，常常难以根据单位产品用水量推算规划区的用水量。而参照同类企业的用水量估算，又受到生产规模、技术先进程度、不同地区水资源状况等因素的影响。通常采用的方法是根据单位工业用地用水量指标进行估算。

现行国家标准根据工业污染程度划分工业用地类别，并在《城市给水工程规划规范》（GB50282―98）中制订了单位工业用地用水量指标，见表1。由于表1数据为全国通用性指标，覆盖范围较大，而每座城市的工业用水又与城市性质、工业化历程、产业规模、产业结构、工艺技术水平和节水措施等多种因素密切相关，故对于不同的城市，该指标指导性不同，特别是对于工业化水平较高的城市，现行指标明显偏大。

表1 单位工业用地用水量指标

3产业发展规划对给排水基础设施建设的重要性

新时期，我国产业发展的政策和目标也有了新的变化。“十二五”规划纲要中指出要根据科技进步新趋势，发挥我国产业在全球经济中的比较优势，发展结构优化、技术先进、清洁安全、附加值高、吸纳就业能力强的现代产业体系。

随着重点产业结构的调整，产业布局的优化，企业技术改造的加强，工业用水重复利用率的提高，一些开发区的实际用水量往往远低于总体规划时的预测值，不仅未能充分利用供水工程设施能力。由于污水量是根据用水量和排放系数来确定的，环境保护基础设施规模受用水量预测的影响较大，导致其未能发挥其设计的处理能力和效率，超前浪费。例如在一些地区，城市政府耗巨资建成的污水处理设施半停半开，甚至“晒太阳”，成了排污厂，不能发挥应有的作用，造成“大马拉小车”的局面。因此，产业发展规划对基础设施建设规模大小尤为重要。

开发区在总体规划编制时，应对每一类主导产业的生产用水情况进行详细的调查与研究，详细了解产业的工艺技术水平、节水措施、排污情况等，对生产用水指标进行科学的分析、采纳，进而根据各个阶段的产业发展目标预测用水量和污水量，确定给排水基础设施在各时期的规模大小。结合目前全国范围水资源紧张状况，节约用水是大势所趋，随着入区企业的科技含量的逐年提高，用水量应该是呈逐年下降的趋势。因此，建设管理者应该充分认识控制基础设施建设规模的重要性，尽量避免不必要的浪费，使开发区能够以最小的投入换取最大的回报。

4设计原则与方法

总原则应充分考虑不同地区产业园区特点的情况下，对于给排水设计指标与水量预测进行认真统计计算，规划设计时同时考虑以下几个原则。

1）由于工业区布置范围较广，在与市政管道连接中，当首先考虑并联与网络连接，以提高供排水系统的保障性，防止系统局部短路，全局瘫痪的后果。根据工业区企业用水量的分析与论证科学设置管径，合理选择管材，便于系统维护。

2）污水管道应优先布置，并与其他管道全盘考虑。按照现代综合污水处理方式理论，采用独立的排水管网设计使工业污水和生活污水分开排放，有效的降低了污水处理量，提高了污水处理质量，通过工业污水管网和生活污水管网将园区的污水按照分类集中至工业园区的综合污水处理厂进行集中处理。

3）雨水设计应以工业区地域特点以及雨量进行细致的分析，采用暗沟和管道结合方式，与污水分管收集排放，雨水作为新鲜的可利用的淡水资源，充分利用雨水的灌溉作用，实现水资源的合理利用，与自然和谐相处。

4）地势分析是进行给排水管网设计的基础，在进行园区给排水设计前应进行细致的地形地势勘察和分析，以此降低施工难度和投资成本。

5结束语

在目前的产业园区给水规划中，大部分采用综合指标法，导致预测的用水量和污水量都偏大，在管道和公用工程设计中造成水资源的浪费。城市规划阶段工业用水指标的选用，可参考规范指标，并根据城市未来产业结构特点、企业用水现状以及用水节水技术水平、排污情况进行调整。有的规划设计者往往只注重规划区域的功能分区及用地性质，粗略地选取指标，忽视了产业发展规划对将来给排水基础设施建设的影响，对工程规划缺乏周密细致的考虑，对指导工程建设的实施会带来一定的麻烦和不便，这就指出了在今后规划的前期调研中，应加大对这方面基础数据的详细调查与研究，使城市规划能更好地与实际相结合，更好地为城市建设服务。

参考文献

[1] 《城市给水工程规划规范》，GB50282-98 [S]，北京，中国建筑工业出版社．

[2]田一梅，王阳．工业用第用水量指标的调研分析．给水排水，2001.11．