时间:2023-10-11 16:23:00
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关键词:机械专业 教学改革 专业+工具
现代社会,随着科学技术的进步,社会对人才类型的需求越来越多样化,但介于学术研究型和技能型的复合应用型人才成为社会需求的大多数[1]。以复合型应用型人才为培养目标,本文对工程应用背景下的独立学院机械类专业技术课程的改革进行简单探讨。
一、“专业+工具”培养模式的提出
现在机械类企业为了节约成本和降低风险,绝大多数工程人员都是利用软件在虚拟条件下完成项目的设计和仿真分析等工作,所以在工程应用的背景下,工程应用型机械类专业人才不但要具备扎实的基础理论和全面系统的专业知识,同时又能运用所掌握的知识和工具解决工程上的实际问题。未来应用型机械类专业本科生至少应具备如下两种基本能力:一是具有本专业扎实的专业基础知识;二是具有分析解决机械工程技术问题的能力以及应用计算辅助工具进行工程开发和虚拟设计的能力。本文正是基于以上理论依据提出的,意在培养“专业+工具”的工程应用型机械类本科人才。
二、存在的现实问题
据调查,目前国内机械企业对机械类本科生就业后的普遍反应存在的问题主要有以下两点:一是上岗适应慢,动手能力较差;二是缺乏对现代工程工作流程的了解[2]。因此,在应用型本科专业课程体系的构建理念上,应注重学生对知识结构的自我构建,培养学生良好的工程实践能力及计算机辅助与虚拟设计的能力。存在的现实问题如下:
1.独立学院机械类专业基本上开设了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)等相关计算机辅助课程,但这些课程在课程体系中相对“孤立”,在专业技术课程中没有很好的应用,也没有真正的融入整个教学体系中。
2.缺乏专业工程应用的“标准训练”,即学生对技术标准的规范性应用不够严谨,而且对工程设计过程缺乏实践认知过程。
3.独立学院学生学习底子薄,学习能力相对较差,但机械类专业技术知识比较深奥,存在学生较低学习能力与深奥专业知识的矛盾,同时存在高校教育滞后于工程实际应用的矛盾。
三、改革的意义
1.在工程应用的背景下构建适合独立学院机械类专业的课程体系,为独立学院机械类专业的进一步发展打好坚实基础。将工程软件融合到专业技术课程中,将专业技术课程中抽象的、枯燥的教学内容形象化、生动化,降低专业技术课程学习的难度,并能真实感受其在工程中的应用。
2.能让学生具有利用专业知识和计算机辅助工具进行实际工程开发的能力,即“专业+工具=工程开发”的能力。能让学生建立虚拟设计的工程意识和设计能力,规范其对专业技术标准的应用。
3.通过此项目的实施,学生会在学以致用的过程中享受学习,形成学生主动学、教师喜欢教的和谐师生关系。
四、改革方案
教学改革需要从以下几个层面分别实施和贯通,最终做到“专业+工具=工程开发”的融合。
1.在专业技术课程教学上,要使学生建立专业理念,形成专业思维,要掌握分析问题的能力,同时要兼顾“工具”的使用。
2.在专业软件课程教学上,要掌握软件基本应用技能,并学会利用“工具”解决问题的能力以及对专业技术标准的应用能力。
3.在实践教学课程教学上,要做到“专业+工具=工程开发”,模拟工程环境,熟悉项目开发流程和专业技术标准。
五、改革效果
目前“专业+工具”的培养方案,在我院正在逐步实施,特别是在专业技术课程的理论教学中学生普遍反映良好,学习兴趣及积极性明显提高。相信随着该方案的进一步完善与实施,更多学生将会从中得到锻炼和启发,为我国机械行业的发展做出更多的贡献。
参考文献:
【关键词】加强;施工;现场;机械设备管理;设备租赁;TNPM
1.施工企业机械设备管理的重要意义
随着国家工程建设项目的日益增多,施工企业的经营范围和施工能力逐步扩展和提高,工程机械设备的配置种类和数量也越来越多。设备不仅是企业固定资产的重要组成部分,也是一个企业技术装备水平的重要标志,是企业赖以正常生产经营和参与市场竞争的物质技术基础。高附加值、高技术含量的设备,不但为企业在市场竞争中增添了实力,而且对提高施工速度、保证施工质量和安全起着举足轻重的作用。
施工企业设备管理是对企业的机械设备运动,即从选购(或自制)机械设备开始,投入施工、磨损、补偿直至报废为止的全过程的管理。做好企业施工机械设备管理,是提高企业经营效益、打造企业核心竞争力的至关重要的一环。
2.做好机械设备管理的有效途径
做好施工企业机械设备的管理,应把企业设备管理的重点转移至施工现场,将现场设备综合管理和设备资产经营责任制结合起来,有效提高企业的设备管理能力,充分发挥设备的效能,以便取得良好的经营效益和社会效益。
2.1加强施工现场机械设备管理
施工现场机械设备管理主要是正确选择(或租赁)和使用机械设备,及时搞好施工机械设备的维护和保养,按计划检查和修理,建立现场施工机械设备使用制度等。其主要任务是采取技术、经济、组织措施对施工机械设备合理使用,用养结合,提高施工机械设备的使用效率,尽可能降低工程项目的机械使用成本,提高项目的经济效益。
2.1.1机械设备的选择与配套
首先,应对机械设备的技术经济进行分析,选择既满足生产、技术先进又经济合理的机械设备,结合施工组组织设计分析自制、购买、租赁的分界点,进行合理装备;其次,现场机械设备的装备必须配套成龙,使设备在性能、能力等各方面相互配套,避免“大材小用”、“精机粗用”,以及超负荷运转等现象。
针对各种工程不同的需要选用合适的机械是个灵活多变的问题,需要进行科学的分析和决策,把功能上的先进性和工程使用中的合理性结合起来,切实从实际条件出发做好施工机械的选型与配套工作。如:利用最小规模法确定机械类型,利用线性规划进行机械配套等。
(1)最小规模法选择机械
某些工程所需的机械,在工程竣工之后,可能会出现因工程类型或任务的不连续而产生闲置或需折价处理的情况。所以究竟选择哪种机械方案比较经济,往往取决于工程规模的大小。在某一工程规模内,可能选用造价低而使用费较高的机械,甚至采用租赁较为合算;当超过了这一工程规模时,则需采用另外一种费用构成的机械方案较为合算。
(2)线性规划方法实现机械配套的最优组合
很多施工工序需要若干种相关的机械协同工作来共同完成,如土方开挖中需要挖掘机遇自卸汽车相互配合完成。在各种组合方式中,客观上存在着最经济的组合方式,即最优组合。
2.1.2 现场机械设备的合理使用
现场机械设备管理要处理好“养”、“管”、“用”三者之间的关系,遵照机械设备使用的技术规律和经济规律,合理、有效地利用机械设备,使之充分发挥较高的使用效率。为此,操作人员使用机械时应严格遵守操作规程,反对“拼设备”、“吃设备”等野蛮操作。
2.1.3 现场机械设备的保养和护理
为了提高机械设备的完好率,使机械设备经常处于良好的技术状态,必须做好机械设备的维修保养工作。定期检查和校验机械设备的运转情况和工作精度,发现隐患及时采取措施,并做好清洁、、调整、紧固和防腐工作;并根据机械设备的性能、结构和使用状况,制定合理的修理计划,以便及时恢复现场机械设备的工作能力,预防事故的发生。
2.2实施设备租赁制度盘活存量资产
在市场经济环境中,要求我们不仅把设备资产作为生产工具和手段加以管理,而且要作为经营对象来对待;不仅要注重提高设备在本企业的利用效率,更要重视盘活设备存量资产,转变观念,利用内部租赁、转让等多种手段,提高设备资产的运营效益,加强设备资产的运营管理,追求企业经济效益的最大化。
2.2.1设备租赁的经济分析
租赁时的净现金流量=销售收入-经营成本-租赁费-税率×(销售收入-经营成本-租赁费)
购置时的净现金流量=销售收入-经营成本-设备购置费-税率×(销售收入-经营成本-折旧)
当租赁费等与资金恢复费用(设备购置费)时,区别仅在于税金大小。如采用直线折旧法,折旧费小于租赁费,故所付税金在租赁时为少,对工程项目更有利。
2.2.2 强化市场观念,提高租赁服务意识
主要应采取以下做法:(1)加强市场调研,建立市场反馈机制,按照用户需求调剂设备资产和安排内部生产;(2)按有关规定签订租赁合同(或协议书,实行承诺服务,保证用户需要;(3)设备出厂前按照出厂标准进行试运转,由用户确认正常使用后交付使用;(4)设备回厂验收制度对用户公开,双方试运转确认;(5)加大内部维修管理,最大限度的回复设备性能,尽快达到完好待租状态;(6)加强设备现场管理,控制操作、使用、维修、保养、检查等环节。通过以上做法实行设备租赁制,是提高设备利用率、盘活存量资产的有效途径。
3.借鉴TNPM机械设备管理模式,提高设备管理有效性
设备管理经历了经验管理、科学管理、现代管理多个阶段。目前,随着设备本身的不断变化,计算机技术和诊断技术的飞速发展,设备管理有了许多新的手段,如计算机诊断技术、ERP技术。目前,又出现了一种新的TNPM机械设备管理模式。
TNPM—全面规范化生产维护,是英文Total Normalized Productive Maintenance的缩写,全员规范化生产维护(TNPM)是在全员生产维护(TPM)的思想基础上提出的设备管理模式。主要包括设备全员规范化管理、设备全系统规范化管理、.设备全效率规范化管理、员工行为全规范化管理,开辟了企业设备管理创新之路,是一条既适合中国企业的实际、又能兼顾现场设备管理的管理模式,就像ISO标准化控制文件一样使得设备一生管理的全过程中各个环节的行为规范化流程闭环化和管理精细化,进而使施工企业的机械设备管理水平不断提高,经济效益不断提高,从而实现可持续发展。
【参考文献】
[1]杜训,陆惠民.建筑企业施工现场管理(第一版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
关键字:工程造价;造价管理;材料费用;人工费用;机械费用
Abstract: in order to better for project construction, make the combination of technology and economy better, and improve the investment benefit of construction unit and the operating results, must use scientific management methods and advanced management methods to effectively control and manage construction projects. In order to strengthen the management of the project cost and control, prevent waste of resources, so the need of engineering construction project cost effective control is necessary. In this paper, the cost of raw materials and artificial cost, in the process of construction machinery use fee and other expenses in such issues are discussed, to ensure that the project cost can conform to the actual situation, the economic benefits of play money as soon as possible.
Key words: engineering cost; Cost management; Material cost; Artificial cost; Machinery cost
中图分类号:TU723.3文献标识码:A 文章编号:
建筑工程的建设过程中,一项重要的工作便是对工程的项目成本进行管理,主要通过各种对施工技术方案的取舍,对施工进度的管理,对各种操作标准的执行,通过合理的组织与协调来对工程施工中的各项费用进行核实。而对工程造价的控制需要利用技术经济学的原理,在符合法律法规的前提下,改善提高项目运营的效率,尤其是施工中的成本管理问题,施工阶段是项目投资真正的实施阶段,也是项目最终能否盈利的关键,它受到各种因素的影响,一旦处理不当,很容易发生事故和矛盾,给工程的顺利完成造成阻碍。因此,需要做好项目成本管理的工作,给工程造价的控制做好铺垫,这样,通过科学有效的组织管理与控制,协调好各方面的关系,进一步各项费用与成本进行控制,顺利完成工程预算的目标,在满足业主方的合同要求的情况下,确保企业的利润。
工程造价的管理
1.1工程造价管理
工程造价就是指建设工程项目的所有花费。那么工程造价的管理就是对项目在前期的决策设计以及后期实施阶段全过程的管理,以期使项目的耗费控制在一定的额度内,以此保证项目的正常运行,合理分配人、财、物,来取得更好的投资回报。工程造价的管理要遵循一个动态的变化过程,要运用科学的思维方式和规范的管理手段来解决工程项目建设中的造价问题,包括造价的管理、经济的评价,只有这样,才能在同等投入中使项目达到更好的效益。工程造价的管理是一个非常重要的过程,它贯穿于项目建设的始终,所以要注重造价的作用,科学管理使其发挥应有的效用。
1.2我国工程造价管理现状
由于工程投资的确定缺乏科学合理性,导致工程实施中存在诸多问题。随着我国的改革开放以及社会主义市场经济体制的建立,人们开始重新认识有关工程造价管理的重要性。正是由于我国实行的是概预算定额管理模式,因此,使得建筑工程造价难以真实地得到反映的现象普遍存在,三超(概算超估算,预算超概算,决算超预算)现象极为严重,比比皆是。
二、如何有效地进行工程造价管理
在工程造价管理的过程当中,成本价格控制要遵循“量价分离”的原则。即 在工程结算过程中要充分考虑各种价格因素对于工程造价的影响作用。相应材料费、人工费、机械使用费以及其他费用在施工阶段,会受到市场供求关系的影响,要严格遵循相应的 “量价”分离原则。
2.1对于材料成本的控制
材料的价格控制内容包括①充分考虑资金的周转时间以及周转速度,减少对于投资资金的占用时间,对进货的批次和批量进行合理的确定,减少对于材料的储备。②对买价进行控制,详细调查相关的市场行情,货比三家,择优进行建材的选购。③对运费进行控制,选择合理经济的运输方法,合理进行运输工作的组织,就近进行材料的选购,最大限度降低相应的运输成本。
材料用量的控制内容包括:①加强相关的施工现场材料的管理工作,减少在堆放以及仓储过程中产生的损耗,合理进行材料的堆放,减少相关的材料搬运。②实行相关的限额领料制度,对各个班组的材料限额进行规定。③充分考虑相关材料的性能,使用价格较低的材料来进行较高材料的替代。④加强相关的验收工作。积极进行余料回收的,降低相关的材料消耗水平。
2.2对于人工费用的控制
主要包括用工数量和质量两个方面。第一,减少和避免出现相关的无效劳动,尽力提高相关的劳动效率,精减相关的工作人员。第二,包干控制,将相关的劳动定额工量进行分配,遵循安全生产、文明施工以及多劳多得的相关政策。第三,对于那些技术含量相对较低的单位工程,让班组单独进行承包,自行进行人员的分配,最大程度上降低相应的人工费用。
通常人工费所占工程总造价大约12%左右,并且人工费一般是依照工程所需用工量与人工单价进行确定的。随着农村剩余劳动力的不断增加,所以工程建设的主要劳动力来源是外来农民工。但是因为劳动力的来源不同,所以其自身的技术水平有着比较大差异性,因此必须对劳动人员进行筛选,选取技术熟练的施工人员进行各工种的施工工作,还要根据工程实际施工情况,结合工程专业特点,选择有实力、信誉好的承包队伍。只有加强现场施工工作这第一道环节的控制,才能有效的控制施工质量、缩短工期、减少浪费,最终达到降低工程造价成本的目的。
2.3对于机械费用控制
及时引进先进的生产设备,同时运用一机多用的相关原则,全面提高机械的利用效率,同时减少在设备维修过程中养护人员的数量。
造成施工机械使用费用主要台班数量与台班单价这两方面所决定的,因此为了有效的控制施工阶段的造价成本,应该控制机械使用费用的消耗,我们可以从以下的几个方面对其进行控制:
首先,合理的使用施工机械设备对于工程施工阶段的成本控制具有十分重大的意义。根据工程实例的分析、统计可以了解,特别是对于高层建筑施工,工程造价的总费用中,垂直运输机械的使用费用大约占6-10%。所以必须加强对于工程施工机械使用费用的控制。
其次,尽量提高施工机械的利用率,在工程施工过程中,施工机械的利用率能够直接影响工程施工成本与施工进度;并且我们还可以加强对于设备租赁的计划管理,尽量减少闲置的机械设备;加强工程机械设备的维修和保养,防止造成机械设备的停置现象。所以必须充分的利用已有的工程机械设备,在不影响我盟工程施工总进度的情况下,对工程进度计划进行合理的控制和调整,促进主要施工机械利用率的提高,以达到降低工程施工成本的目的。
2.4 提高造价管理的观念,完善相关的法律法规
造价管理是工程项目的一个重要环节,直接关系到项目的运行效果。所以要不断提高造价管理的观念,做到事前、事中、事后的整体控制,只有这样,才能发挥造价管理的作用。在造价管理的过程中,不能仅仅关心事后的结算,这是片面的,所以要建立系统的造价管理体系,提高施工方对造价管理的认识。这是顺应市场经济发展的方向,同时也是建筑施工的要求。
造价的管理要不断进行深化,那么深化的前提就是要不断完善造价管理的法律体系,这就需要立法部门对造价管理的具体操作设定一个标准,并且用法律手段保证这一标准的实施。由于造价管理中存在的种种问题,法律法规要给出具体的处理规则,以便更好的管理造价问题,发挥造价的效用。法律的强制性为造价管理的顺利进行提供了有效依据。
三、结束语
造价管理是至关重要的环节,是工程项目的重要手段之一。所以管理好造价的运用是亟待解决的问题,这不仅关系到造价精细化的发展,同时直接影响项目本身的进度和效益。所以要不断深化改革力度,加大造价管理科学化水平,力图使造价的管理日趋完美。
参考文献:
[1] 王骏,郭道远,钱伟.建筑工程造价管理的分析与研究[J].山西建筑,2011(10)
[2] 宋光运. 浅谈建筑工程的造价控制原理及方法[J]. 技术与市场, 2011, 18(4)
【关键词】高速公路;工程;技术高速公路已经成为支持国家经济发展与社会进步的重要基础设施。在公路施工中,机械的投资占工程总投资的比重越来越大。同时,施工机械设备的选型配置对于确保工程质量、加快工程进度、提高经济效益、降低工程成本是至关重要的。为了保持高速公路的服务水平、减少高速公路资产的损失,延长高速公路使用寿命,有必要采用先进的技术对庞大的高速公路资产进行科学管理。
1.高速公路的路线设计
高速公路的路线设计是一项比较灵活和经验性很强的设计工作。高速公路路线设计的好坏会直接影响到项目的整体质量、工程造价、使用时间以及运营成本等一些问题。线路设计对整个公路建设的资金投入有很大影响,并且对整条公路的美观也起着决定性的作用。对高速公路中路线的设计要坚持根据地质、地形选线,确保安全、舒适,将安全放在第一位,切实提高公路交通的安全水准。好的线形设计方案不但可以降低项目的工程造价、施工难度,还可以提高工程质量,改善行车条件,保障交通安全,同时将公路建设对环境的影响降低到最小,有利于水土保持,保护、美化环境,使高速公路建成后成为一道美丽的风景线。总之,高速公路路线方案设计必须把环境保护作为重要原则,只有这样才能相对减少环境破坏。
1.1线形的设计
我国高速公路平面的设计大多使用的都是线形的设计,其中,公路中应用最广泛的线形就是直线。直线的优点是设计简单、距离短,缺点是直线的设计很单调,驾驶员容易形成视觉疲惫造成事故的发生,因此,过长的直线不适合过长的线路。
实践证明,曲线型路线在高速公路的路线设计中的比例在逐步增加,而且都取得了很好的效果。曲线型设计方法是根据线形的技术标准要求、地形地物及自然环境的约束要求,采用曲线来布设路线。曲线的优点是既能使道路线形美观,也可以使道路本身和沿线景观相协调,并且可以缓解司机的视觉疲惫。缺点是曲线的里程比直线里程长、投资高、设计麻烦。在山区高速公路中最好使用曲线线路的设计,最大程度地与地形相吻合,保证山区的线形与地形的结合。
纵面设计不仅能影响山区路线的工程造价,而且也会影响到汽车的行驶速度以及通行能力。因此,纵面线形在高速公路线路设计中也是比较重要的。与平面设计相比较,纵面线驾驶的难度系数更高些, 因此要避免插入过多的竖曲线或是小半径的竖曲线,还要注意平地的纵面线形在设计时要注意纵向的坡度和变坡点处的竖曲线的设计。曲线的长度不宜过长,也不宜过短,更不要频繁更换竖曲线,这样会影响行车视距,严重降低高速公路的安全性能。山区高速公路路线的设计,主要取决于高速公路的纵面线形设计。
在高速公路线路的设计中,横断面的设计并没有平面和纵面设计的影响那么大,但也是一个不容忽视的问题。应根据高速路段使用功能和交通量的大小,进行合理的设计,并且做到线路的连续性和一致性。
1.2线路设计的选择
在高速公路建设的过程中,线路的选择是设计中重要的一个方面。根据不同的地区,项目的要求也是不同的。平原地区路线设计比较容易达到标准,但是在山区高速公路的路线选择中,地质问题、环境问题、施工条件问题、以及道路养护问题都需要考虑。
1.3地质选线
高速公路建设会遇到各种各样的地质问题,地质的选线范围很广,工作任务很大,难度系数高,不仅有软土、软弱土等不良地质,还有滑坡、泥石流、崩塌等灾害地质现象。这些地质问题直接危及公路的建设,并对公路建成后的安全运营和养护有着长期的影响,对路线方案起着决定性的控制作用。因此,地质选线前,要对当地的地质基本情况进行了解,加大地质勘察工作的投入,分别利用地质遥感资料和当地的其他工程的地质资料,同时也要必须坚持工程地质选线的原则。
1.4地形选线
近年来,随着高速公路建设的飞速发展,高速公路越来越多的往偏远的山区延伸。在平地上,地形基本相同,差别不大,而山区则不同,山区中的地形很独特,有些地带的地形相对较复杂,公路建设工程艰巨。如果要减少施工难度、降低工程造价,就必须使路线设计顺应地形。自然地形是多变的,不管遇到什么样的地形,首先要学会科学的利用地形。所以,选择合适的地形对于高速公路的建设十分重要。
1.5环保选线
高速公路路线设计要重视对环境的保护,选择对环境破坏小的布设方案。路线布设重点要考虑地形适应性,道路周边环境的可持续发展,以及与周边社区环境的融合等。
传统的建设指导思想和设计理念对工程本身的功能性、经济性考虑得较多,但是对环境保护重视不够,高速公路的建设对环境的破坏已经十分明显。施工中大量占用耕地和林地,破坏绿化,对自然环境造成很坏的后果。对现有的水利和水电设施的破坏,并且没有避开一些特殊的生态环境地区。高速公路建设确定路线方案时,没有及时进行现场文物勘察,也没有根据实际情况采取有效措施。在以后的施工建设过程中肯定会对大量的文物古迹造成破坏。为了避免对文物古迹的破坏,在设计路线方案时,一定要尽量避开文物古迹,实在避开不了,也要采取相应的保护措施。
1.6气候条件对线路影响
山区的自然气候很复杂,雾、雪、雨天气较多,这对公路运输也有很大的影响。线路方案的确定要深入研究本线路的气候条件,将线路布置在气候条件影响最小的地带,提高运输的安全性。
2.高速公路损坏预测技术
随着我国国民经济高速发展,公路运输交通量迅速增长,车辆大型化、严重超载、交通渠化等新情况,导致了沥青混凝土路面出现早期破坏现象的发生。
要从设计和施工产生破坏的各种原因进行控制,才能减少甚至杜绝早期破坏的产生。要从我国国情出发,在严格按基本建设程序执行的基础上,注意加强超载,重车对路面破坏程度的研究,以指导有超载行驶的路面设计。阻拦那些无路面施工经验、无设备和技术力量的施工队伍承担路面施工,保证监理有职有权,严格监理。
3.施工机械的合理选择与优化配置
为了使路基土方工程机械化施工科学、合理地进行,我们往往需要对多个机械配置方案按照质量高、进度快、成本低的原则进行科学评判,选择出最佳方案,并进行综合最优化。施工机械的合理选择与优化配置施工机械设备应该技术先进、安全环保、耐用,且有较好的经济性能指标。在满足施工质量要求和强度的前提下,优先选用通用性的施工机械设备。应止确处理好进几施工机械与国产施工机械的关系。对能满足工程需要,且性能稳定的国产施工机械,应优先选用,对工程质量要求高、国产机械件能难以达到的项目.可以考虑选择使用进口的施工机械。
4.结语
高速公路路线的选择是一个涉及到多方面的动态的设计工程,良好的路线、坚固的结构、合理的防护措施是车辆运输必备的条件。因此,高速公路路线的选择必须要遵循一定的标准和规范进行。在高速公路规划设计阶段,要把路线设计放在第一位,合理的采用路线标准,综合考虑各种影响因素,并要把保护环境作为路线设计的重要考虑因素,使公路路线与四周的环境融为一体,从而使公路建设与环境保护和谐发展。 [科]
【参考文献】
[1]廖正环.高等级公路机械化施工技术.连云港公路信息网,2003.
关键词 建筑环境与能源应用工程 课程体系 优化 课程群
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.07.017
Research on Curriculum System of the Building Environment and Energy Application Engineering for Application-oriented Engineering Talent Training
LV Xiangcui, GUO Chunmei
(Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384)
Abstract According to the requirements of society for application-oriented engineering professional talents, the training mode and curriculum system of the building environment and energy application engineering are optimized as follows: the formation of the senior school year focusing on practice training and school-enterprise cooperation; construction and implementation of the "2+2+1" core curriculum group, forming the "platform + module + specialty elective course" talent cultivation system; leader responsibility system for course construction; strengthen the construction of teaching materials; strengthen the engineering practice. Through the optimization and practice of the curriculum system, the training scheme of application-oriented engineering talent, which meet the situation requirement and of distinctive characteristics, is constructed in order to provide new ideas and methods for the construction of curriculum system of similar institutions.
Key words building environment and engineering; curriculum system; optimization; curriculum group
0 引言
课程体系既是人才培养方案的重要组成部分,又是人才培养规格的具体支撑。强化课程建设,满足新形势下社会对人才的知识要求,是提高本科教学质量和教学改革的基础。天津城建大学建筑环境与能源应用工程专业(以下简称“建环”专业)定位于“工程应用型”,其宗旨是立足天津,服务周边,为国家基础工程建设培养大量富有实干精神和创新意识并具有一定创新能力的应用型建筑环境与能源应用工程专业的高级技术人才。建筑环境与设备工程专业成立于1979年,2011年获批天津市品牌专业,与此同时,卓越工程师培养计划也已经顺利实施。我国2013年将本专业更名为“建筑环境与能源应用工程”专业,其中“能源应用”有着深刻的内涵,对本专业人才培养提出了更高的要求。
1 建环专业理论教学体系的优化与实践
以专业设置标准为依据,以行业发展趋势为导向,以优化课程体系和改革教学内容为手段,加强教材建设,强化工程实践,进行专业课程体系的研究与实践。
1.1 按照“3+1”教学模式,形成校企合作的集中实践教学训练的大四学年,强化工程实践能力培养
图1 “3+1”模式教学体系
通过教学体系研究与探索,自2010级实施“3+1”模式教学体系改革,2013年再次修改完善。“3+1”人才培养模式共分三个阶段,前两学年为第一阶段,主要为基础理论教学环节,并穿插课程实验教学;第三学年为第二阶段,主要为专业理论教学环节,同时穿插基本专业实践教学。最后一个阶段是第四学年,主要为集中的专业实践教学环节和专业选修课程,集中安排五门专业课程设计(10教学周)和生产实习,以及Trnsys建筑能耗模拟技术、Fluent室内环境模拟技术、洁净室与空气洁净技术、建筑节能技术等专业实践技能提升及专业知识扩展课程。集中实践教学是其中一个非常重要的环节, 也是培养学生综合实践能力的重要方法和手段,其完成质量直接关系到学生的工程能力和创新能力的培养,应对其特别关注。王宇①通过整合及优化实践教学内容,建立了目标清晰、载体明确的实践教学新体系,并对建筑环境与设备工程专业的实践教学进行了持续的探索与改革。该模式从工程实践和终身教育的需要出发,通过教学体系改革,提高了学生的工程实践能力、自学能力、创新能力,教学效果显著。
1.2 “2+2+1”专业核心课程群的构建和实施
专业核心课程是指反映专业特点的、具有生成力的、最基础的专业课程,是实现专业人才培养目标的关键课程。同时它是人才培养的核心要素,直接影响着专业人才培养的水平与质量。②结合建筑环境与能源应用专业技术发展与行业人才需求,不断完善专业知识体系,形成与专业最新发展相适应的专业核心课程群与不断添加进来的专业新技术选修课程,优化人才培养方案。新设课程体系与教学内容改革遵循“厚基础+宽口径+高视野”的目标,落实到“平台+模块+特色专业选修课”的人才培养体系设置,目前已构建并自2010级起实施了 “2+2+1”专业核心课程群,以适应学校教学科研型大学发展目标及社会对复合型人才的需求。
厚基础,落实到平台课程上,平台包括公共平台和专业基础平台。第一个“2”代表两个专业基础平台――以流体力学、工程热力学和传热学构成第一专业基础课平台;以建筑环境学、热质交换原理与设备和流体输配管网构成第二专业基础平台。
宽口径,落实到模块课上。第二个“2”代表两个专业方向专业课程模块――暖通空调方向专业课程模块(供热工程、空调工程、冷热源工程等课程)和城市燃气方向专业模块(燃气燃烧与应用、燃气输配、燃气气源等课程)。
高视野,落实到特色专业选修课上。“1”代表一组反映专业发展前沿、面向经济社会发展需求和满足学生专业技能拓展和专业知识扩展需求的特色专业选修课程:建筑节能技术、可再生能源建筑应用技术、空气污染控制技术、洁净室设计与洁净技术、Transys建筑能耗模拟技术、Fluent室内环境模拟技术天然气高效利用技术、液化天然气等。
1.3 课程建设实行带头人负责制,加强课程和“优质教学资源”建设
核心课程师资是决定核心课程质量的首要条件。为确保专业核心课程在专业建设、人才培养中发挥关键的核心作用,需要一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师团队。教师的工程能力和工程素质对于高级工程应用型人才培养起着决定性作用。中青年教师虽然学历高,理论功底较深,但缺乏丰富的工程实践经历和指导经验,在日常教学环节中难以自觉、有效地引入工程的思想、原理和方法体系,难以对学生进行严格、有效的工程训练,从而造成工科毕业生工程实践能力和工程综合创造能力的先天不足。③为此,在课程设置上,由工程经验丰富的教授作为专业主干课程主讲教师,为其他老师起到了示范作用,保证了本科生的教学质量。在授课安排上,每门主干课程至少由新、老两位教师承担,对中青年教师起到传帮带的作用。团队负责人作为青年教师的导师指导年轻教师的教学活动,新入职教师要通过听课、辅导等环节训练,以保证其顺利过好教学关。同时,经过培训的青年老师上岗后还要接受导师团队的检查和督导。鼓励、支持青年教师接触企业,分期分批安排新任教师教师下企业或到设计院实习,接受工程培训,打造一支工程能力强专业课教师队伍。另外,支持和鼓励专业教师申请“科技特派员”,积极参与企业的科技攻关和技术改造活动,深入学科前沿,掌握工程领域的最新动态,从而将科研和教学有机结合。这些措施切实保证了教师工程实践能力的培养,保证了课程设计、毕业设计等实践教学与工程实际的紧密结合与教学质量。
1.4 结合教学实践和经验,吸收行业最新发展成果,编写高质量的专业特色教材
本专业注重教材建设,除与其他兄弟院校合作编写高水平教材外,对使用教材的选择也有很高的标准和要求,大多选自国家级规划教材,且为近三年最新出版。自编教材融入了团队最新教学成果和科研成果,体现了我校建环专业特色。近10年来,团队成员组织编写教材8部。这些教材自出版之日起就在我校和国内其他高校大量使用并获得广泛好评,对土木工程专业的学生培养和教学水平的提高起到很大的促进作用。
1.5 强化工程实践,实现理论教学与实践教学的有机结合
明确课堂、实验、实习、设计等各教学环节的核心任务及其在人才培养中的作用,有针对性地实施板书与多媒体结合、实验操作、工程现场认识、设备与管道制作安装、系统运行调节与课程设计与项目综合设计等多样化的教学方式方法改革。
1.5.1 理论教学突出工程实际
在CAD教学中,聘请设计院一线设计工程师进行教学,将设计院实际CAD设计技巧引入教学。并在二、三年级的科技活动中,以实际工程为素材,加强CAD能力提高,开展班级CAD竞赛,提高学生设计技能。在大四年级毕业设计时,达到设计院适用水平。
1.5.2 强化初级工程能力的培养
结合工程制图课程,开设工程机械测量讲座,强化机械绘图能力。将机械绘图、机械测量、工具应用纳入金工实习中,使基础工程能力得到了锻炼,并在班级环境建设中进行初级工程能力的实践。在二、三年级的科技活动中,对数控技术、机电一体控制等技术进行深入培训,加强实际操作能力的锻炼。
1.5.3 建设完善工程实践中心
在实践中心建设中,在以开放性、综合性、实战性为目标;以多层次、多样性培养为手段;以产学研实际项目、科研项目为素材。突出卓越意识、创新能力、动手能力培养。
搭建管道工程施工能力实践平台。依托课程设计,将户内管道设计、管道加工、用具测试有机融合,着重管道施工能力锻炼;搭建工程初级能力认知实践平台,通过设备、系统拆装训练,进行初级工程能力训练;搭建管网运行、抢修平台,通过管道检测、定位检验、带压抢修等项目训练,拓展学生工程运行管理能力,从一年级开设工程项目管理、技术经济学讲座,并随着年级增长不断深入;建设专业工程软件训练平台,提高计算机应用能力。购买BIM、PIPELINE等计算机应用软件,培养学生应用工程软件的能力。
2 结束语
通过建立与实施工程应用型建环专业教学体系,促进了建环专业人才培养质量的提高,学生综合素质明显提高, 专业能力增强。 在品牌专业建设过程中,与之相应的专业教学改革和应用型人才培养模式的研究与实践成效显著,学生的综合素质和工程实践能力明显提高,专业能力增强,深受用人单位欢迎。毕业生状况调查和用人单位反馈意见表明:我专业的学生基本素质好,敬业精神强,工作态度端正,作风严谨,扎实肯干,基本理论知识扎实,工程实践能力强,适应面广,能很快胜任工作。我们今后将进一步提高师资水平,加强实验室建设,深化与校外实习基地实质性合作,改善实习条件,以求真正实现将学生能力培养摆到本科教学工作的第一位,培养高级工程应用型人才。
基金项目:天津市教育教学改革重点项目(C03-0810)和天津城建大学教育教学改革项目(JG-1438)
注释
① 王宇,郭春梅,颜爱斌.面向工程应用型人才培养的实践教学体系研究――以建筑环境与设备工程专业为例.中国轻工教育,2014(4):68-71.
关键词:长江经济带;产业;协调发展
中图分类号:F127.5
文献标识码:A
文章编号:1003-4161(2007)02-0109-04
1.问题的提出
20世纪90年代,我国的区域发展战略出现了大的调整,即从区域不平衡发展战略转向平衡发展战略,再进一步转向区域协调发展战略。究其原因,经济发展是总体和局部的有机统一,国民经济的整体系统是由不同的“区域经济”构成。整个国民经济的发展总是在区域经济的分工、互补、互动的发展过程中实现的。因此,“区域经济”是否协调是整个国民经济能否可持续发展的关键。所以区域经济协调发展的核心,就是缩小区域经济的差距使之达到“适度”,以实现区域经济的协调发展[1]。在此背景下,国家相继实施了西部大开发、振兴东北老工业基地和中部崛起战略。遗憾的是,以上三大发展战略并没有达到缩小地区差距的政策预期。主要原因是经济区东、中、西“三大部”同质划分,割断了东部发达地区资金技术的要素优势与中西部地区的资源优势的联系与互利,阻碍了内生合作机制的形成和发达地区对落后地区扩散效应或涓滴效应的发挥[2]。共生理论也论证了区域协调发展的逻辑必然性,认为共生的本质特征是合作,合作不排斥竞争,共生系统内部各单元之间是相互补充、相互促进的关系[3]。在全球已进入共生时代的背景下,地区之间寻找合作点、共促点,协调发展是大势所趋。
经济学上有著名的公平和效率原则。笔者认为,区域协调发展战略既是公平原则的必然结果,同时也是效率原则的必然要求。一方面,地区之间的差距过大有违公平原则,必须协调发展,减小地区差距;另一方面,效率原则支配下,为了更合理地配置资源,获得规模收益,减少产业重复同构现象,实现专业化生产,异质地区之间的整体规划、协调合作、互补互促不可或缺。只有兼顾公平和效率原则,才能达到实现和谐小康社会的发展目标。
衡量一个国家或地区经济发展水平以及国家之间或地区之间差距的核心指标是生产总值和人均生产总值。同理,对区域经济发展状况的考察,最终落在区域内各产业的发展上。发达地区和欠发达地区的协调发展,其根本还在于地区产业的协调发展。
以东中西区域划分法为依据的三大战略有效推动了区域划分法的再塑。国内学者提出了众多分类法,其内容各异,但有一点却是共同的,即众多划分法都考虑了将经济发达地区和欠发达地区划归为同一地带,迥异于我国传统上将经济发展水平相近的地区划分为同一地带的东中西分类法。本文选取了我国一个有代表性的典型地带――长江经济带,对其进行产业协调发展分析。
长江经济带包括长江流域的上海、浙江、江苏、江西、安徽、湖南、湖北、四川和重庆7省2市。其典型性表现在:第一,长江经济带既包括经济发达的长三角,也包括经济欠发达的中部腹地和西部地区;第二,地带各地区地理位置毗邻,而且通过得天独厚的长江黄金水道紧密地联系在一起,通达性好;第三,历史上该地带内各省市在文化传统、风俗习惯方面具有很大的承接性和相容性;第四,该地带的产业发展特征具有从整体上协调发展的必然性和可行性。因此,长江经济带的产业协调发展研究对我国具有典型指导意义。
2.长江经济带产业发展的总体情况
长江经济带具有天然的水道运输优势,水量充沛,气候湿润温暖,中上游矿藏资源丰富,中下游土地平坦肥沃,给各类产业的发展提供了优越的自然条件。总的来说,经过多年建设,产业基础比较完备,已具备较为雄厚的综合性产业基础和发展态势。
表1和表2分别显示了长江经济带2004年三次产业的基本情况和2001~2004年GDP总的发展情况。我们看到,长江经济带三次产业在全国占有重要地位,2004年三次产业的总产值分别为7 873.73亿元、31 295.21亿元和24 279.71亿元,三次产业的总和达63 548.63亿元,三次产业占全国的比重依次递增,分别为37.99%、43.23%、55.56%。从总的情况来看,长江经济带地区生产总值占全国的比重逐年上升,2004年达46.42%,可以说,长江经济带已占据我国的“半壁江山”。
3.长江经济带的产业发展特征
3.1产业基础较好,产业门类齐全
长江经济带种植业和养殖业发达,是我国粮、棉、油、生猪、茶、麻、果、淡水鱼等大宗农产品的重要生产基地,粮食、棉花、油料、茶叶、肉类占全国的40%以上,水产品占全国的35.8%,为二、三产业的协调发展提供了坚实的基础。
从第二产业来看,长江经济带实力强大,2004年第二产业总值占全国的43.23%。目前已经形成了门类齐全、轻重并举,配套能力较强的完整的工业体系。其中,冶金、石化、机械、电子、汽车、纺织、农产品加工等行业在全国占有重要地位。
欠发达的上游地区在汽车、摩托车、成套设备制造、工程机械、数控机床、彩色电视和通讯设备等传统产业上具有相当的基础和优势,是国家重要的装备制造业基地、天然气化工基地和国防工业基地。
欠发达的中游地区主要工业类别包括黑色金属加工、有色金属采掘和加工、汽车及其他交通运输设备业、石油和天然气业、纺织工业、烟草加工业、重型机械设备制造业、食品业和医药制造业等。
长三角则是我国工业最发达地区,一些重要的工业和企业在全国均处于领先地位,市场份额比重高,高科技产业发达,对整个国民经济都有巨大的影响力和推动作用。长三角的重要工业部门包括:汽车制造业、电子通讯设备制造业、成套设备及大型机电设备制造业、家用电器制造业、石油化工及精细化工工业和以集成电路与计算机、现代生物与医药、新材料为代表的高新技术产业。
第三产业总体水平比较高。2004年长江经济带第三产业比重超过1/2,达到55.56%。从整体上说,近几年长江经济带各地区的第三产业发展迅速,交通运输业、邮电通信业、批发零售业、餐饮业、金融保险业、信息服务业、旅游业和房地产业都有不同程度的快速增长。
3.2具有明显的梯度势差
长江经济带上、中、下游地区水平不一,各具特色。上游地区的经济梯度处于中低位置,下游地区则处于高梯度的顶部,在经济发展阶段和水平上落差十分明显。根据对各省市优势行业的分析,长江经济带优势工业布局由东向西呈现轻工业、重工业向原材料、采掘业过渡的空间态势。
3.3地区间产业发展不平衡
从表3可以看出,长三角地区产业结构明显优化,产业结构总体上已经迈向工业化高级阶段,工业化特征较为明显。2004年,包括上海、浙江和江苏2省1市在内的长三角经济发达地区的产业结构比为6.5%、54.4%、39.1%,第一产业结构比重低于全国平均水平将近10个百分点,第二和第三产业结构比重比全国平均水平分别高出1.5个百分点和7.2个百分点,与长江经济带欠发达地区相比更是优势明显,第一产业比欠发达地区低12.7个百分点,第二产业高出欠发达地区11.2个百分点,第三产业高出欠发达地区1.9个百分点。
欠发达地区产业结构层次低,不仅落后于长三角,甚至也落后于全国平均水平。2004年第一、二、三次产业构成为19.2%、43.2%、37.2%。第一产业比重较全国平均水平高4个百分点,第二产业比重较全国平均水平低7.5个百分点,第三产业比重较全国平均水平高5.1个百分点。第一产业仍以传统农业为主,第二产业结构偏重,第三产业相对滞后。
从微观层次考察,差距也比较明显。地区的竞争力和优势往往通过地区中的企业优势表现出来,长三角地区集中了我国大批实力雄厚的大型优势重点企业。从表4可以看出,长江经济带发达地区与欠发达地区的差距巨大。2004年上海、浙江和江苏进入中国500强的企业数量分别为35、42和39,远远高于欠发达的5省1市。以中国名牌产品来衡量,2004全国271个名牌产品中,长三角就拥有66个,其余5省1市仅23个。
表42004长江经济带各省市中国企业500强和中国名牌产品数量
长三角产业聚集是其最具特色的经济优势之一,也是构成长三角区域竞争力的主要因素,是推动长三角地区迅猛发展的主要原因。目前,长三角形成了为数众多的传统制造业和现代高科技产业集群。传统制造业方面,如上海的汽车制造业、精品钢材制造业、成套设备制造业、化学工业、电子及通讯设备制造业;江苏的服装及纤维制品、化学原料及制品;浙江的纺织服装业、电气机械及器材制造业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业等都有了相当程度的聚集规模。长三角是我国高科技产业最为集中的地区,如上海的微电子产业带,芯片公司集群,生物医药创新和制造集群;江苏的IT产业集群和新材料产业集群,传感器产业集群;浙江的软件和集成电路产业带等。与此相比,欠发达的中西部地区的产业集聚程度和规模明显落后。
3.4长三角发达地区的土地和资源的开发空间已经非常有限
长三角地区2000年后出现了重工业化的发展态势,对各种生产要素带来了极大的压力,土地、水资源、能源、原材料等无法满足产业迅速增长的需求,尤其是能源和交通的紧张局面日益加深,各行业、各地区之间争夺空间、能源的矛盾与冲突时有发生。关键的解决途径就是对整个长江经济带地区统筹规划,将发达地区的高消耗型产业与欠发达地区的能源、资源和土地优势进行整合。
3.5长江经济带内部各地区都存在产业同构现象
产业同构是造成地区间重复建设和恶性竞争的主要原因之一。从长三角地区看,上海、浙江和江苏比重最大的12个制造业部门中,有8个相同。浙江与江苏有11个产业相同,有10个与上海相同。上海与浙江、江苏各有10个相同。上海、浙江和江苏均把汽车、石化、电子信息产业定为未来发展的主导产业。在长三角16个城市中,选择汽车作为重点发展产业的有11个,选择石化业的有8个,选择电子信息业的有12个。可见,长江经济带地区的产业同构程度问题比较严重且仍有加大的趋势。长江经济带欠发达地区的产业趋同化现象也很突出,特别是支柱产业的重叠度比较高,全区5省1市的支柱产业基本上都集中在石油和天然气业、电力蒸汽热水生产和供应业、烟草加工业、食品加工业、黑色金属等产业上。
长江经济带东中西部在经济发展阶段和产业结构上的明显差异、目前面临的空间和资源制约以及发达地区和欠发达地区普遍存在的产业同构现象,使长江经济带的统筹规划,实行区域分工和协作以及协调发展成为必然,并且具有可行性。
4.长江经济带产业协调发展思路
基本思路是,从长江经济带整体出发,进行产业发展的动态调整与优化升级,在整个地带形成合理且可持续发展的产业分工格局。发达地区应面向国际化,大力推进高科技研究与开发,扩大自主创新;欠发达地区应加速规模化、集群化和产业结构的提升,培育大型龙头企业,成为装备制造业中心和高科技产业化的后方基地。
4.1协调长江经济带产业布局
4.1.1长江经济带具有发展农业的天然优势。从目前情况来看,发展农业的主要任务和重心必然要落在中西部,但应摆脱传统模式,朝规模化、产业化、现代化和生态化发展。落后的农业应向加工工业、服务行业加速渗透。同我国其他地带相比,长江经济带中上游地区生物资源丰富,开发利用价值巨大,应加大投资力度,大力推广生态农业发展进程。欠发达地区要充分利用自己的土地、资源和劳动力优势,同时与长三角发达地区的高科技研究与开发技术优势以及雄厚的资金优势整合,实现在高质量、高水平基础上的农业生产、加工、销售、服务的一体化。这对于降低传统农业在中西部地区经济中的比重,提升和优化欠发达地区的产业结构,同时推进整个地带的产业合作有重要意义。
4.1.2把欠发达地区建设成为长江经济带的重化工业和装备制造业中心,发达地区则发展高新技术产业,成为高科技产业中心和现代服务业中心。长江沿江各地区应遵照“统筹规划、因地制宜、发挥优势、分工合作、协调发展”的原则,积极推进产业结构调整,发展上、中、下游各地区的多种形式的联合和合作,建立长江经济带互补协调的产业布局体系。长江经济带应从整体上支持以上海为极核的长三角加快金融、贸易、信息、现代物流等第三产业的发展,与国际接轨,增强国际竞争力。欠发达地区的水资源、水能、水运、岸线、矿产以及经济基础、区位等优势十分有利于发展钢铁、石化、能源、建材等重化工业,应当从整体上支持以武汉、重庆为中心的欠发达地区在汽车、钢铁、石化、装备制造业等重化工业的发展和升级,并达到全国领先水平。
4.1.3加速向地区专业化生产方向转变。其一是在长江经济带内部同类产业整合的基础上加大产品的差异化,如汽车行业中,加快上海的高档轿车生产的竞争力,而湖北、浙江、安徽等汽车产业要在大型货运车、中低档轿车等方面实行专业化生产。其二是延长产业生产链,细化生产流程,各省市各地区根据自己的优势情况发展适合本地区发展的中间产品和零配件生产,扩大地区产业间的差异性和互补性。目前,长三角地区已经在产品和产业差异化方面取得初步成果,而长江经济带欠发达地区的产业大部分还保持着小而全的低级特征,欠发达地区要加快与整个长江经济带产业融合的步伐,尽早实现地区专业化集群生产。
4.2协调长江经济带产业转移和产业升级
长江经济带在产业转移和产业承接方面存在显著的互动、互补关系。发达地区在自身的工业化进程中,要得到更大的发展,就必须根据未来发展方向,加快对现有产业结构的调整步伐,加快对已不具备竞争优势的主导产业的转型,转移某些成熟的传统产业,腾出空间、资源来发展一些高端产业。
欠发达地区整体上产业发展水平较低,产业结构和产业层次较发达地区仍有大的差距,从现有的产业基础来看,首要的任务就是要对原有比较落后的传统主导产业进行升级换代。
4.2.1随着长江经济带经济发达地区的不断发展,综合经济实力不断得到增强,其辐射力和辐射范围也在不断扩大,某些产业必然从经济核心地区逐渐向其辐射范围内的周边地区进行转移。从前几年的发展过程来看,一些传统的轻重工业已经逐渐从上海、南京、杭州等中心城市向周边地区转移,并在这些地区取得了新一轮的快速发展。随着经济发达地区辐射力和辐射范围的继续扩大,这些在次级发达地区已经发展起来的产业必然还要二次转移到经济欠发达的安徽和江西。这种产业转移的特点是具有一定的自发性、延续性和空间限制性,要求承接地区与辐射源毗邻。因此处在发达地区的江苏和浙江以及处在欠发达地区的安徽和江西应该对产业发展的进程和态势有敏锐的认识,事前做好各方面的准备工作,一旦时机到了,就能及时顺利地进行产业的转移交接。
4.2.2经济发展趋势的具体表现是产业结构的不断升级。长三角地区目前正处在产业升级的关键时期,一是传统轻重工业地位下降,化纤、纺织、机械、电子、钢铁、有色冶金等行业在地区经济中逐渐退居次要地位,并开始向周边地区扩散;二是上海等核心城市为了提高国际地位,加大国际竞争力,正大力推进电子通信、生物医药、新材料等高端产业的发展,资源和空间的有限性使产业的转移成为必然。这种因产业结构升级引起的产业转移与前述因经济体辐射力扩张引起的产业转移不同,它并不以空间距离的远近作为是否转移的标准,而是从较高的产业梯度向较低的产业梯度进行转移,转移的根本原因是不同地区间存在的产业梯度势差。因而较少受到地理位置的限制,在空间上有可能呈“跳跃式”转移。这种形式的产业转移对于经济欠发达地区来说是最有利的。各欠发达省市都可以根据自身的具体情况和比较优势来选择最适合本地经济发展的产业来承接。
4.2.3作为高科技创新与研发的产业链延伸,一些产业趋向于把研发中心留在发达地区,实体生产环节则会转移到欠发达地区以获取当地丰富的原材料、能源、土地和劳动力资源。当前长三角发达地区的很多加工行业依赖于欠发达地区的资源,而资源主产地却缺乏相应的加工产业。随着资源、能源的瓶颈制约越来越突出,到了一定程度以后,长三角发达地区的一些行业和企业必然与资源丰富的欠发达地区结成战略同盟,将产业链上与资源联系最紧密的环节转移到欠发达地区,从而从根本上解决产业发展中的资源、能源缺口问题,摆脱资源基地和加工基地错位脱节的双重困境,有利于促进整个长江经济带的产业协调发展。
总的来说,第二、三种方式的产业转移对长江经济带的产业协调发展更重要,也更具有挑战性,各地区之间的交流、合作和协商是关键。
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1高速公路资源利用现状及问题
1.1建设资源消耗
1.1.1土地资源占用
高速公路建设需要占用大量土地资源,公路路基、边坡、服务区等永久性占用土地会导致农田、林地等农林用地面积绝对数量的减少,加剧耕地使用压力;施工便道、拌合场、施工营地、预制厂、原材料堆放场地等临时用地使土地的农业功能暂时受到限制,地表植被破坏,土壤理化性质改变,在恢复原有功能前将对土地利用产生一定影响。施工期间,环境污染会使周围的土壤质量下降、土地生产力降低公路营运期间,会使沿线区域土地功能发生变化,单一的农业用地逐渐变化为特殊的商业服务用地,影响土地资源的可持续利用和发展。
2007年,中国交通运输部公路科学研究院开展了《公路建设用地若干关键问题研究》,根据其研究结果:2001年以来,中国每年公路建设用地面积为14.7万hm2左右,其中耕地面积占45%左右;在每年公路建设用地总面积中,高速公路占32%左右,其中耕地面积占45%左右;截至2006年底,中国公路建设用地总量估计已达500万hm2,占可利用土地总量的0.7%左右,其中高速公路4.5万km,占用土地32.7万hm2,约占公路用地总量的6.5%。一般而言,双向四车道高速公路需占地30m宽,平均占地8hm2/km,按2007年公路里程5.39万km,高速公路占用土地将超过43万hm2(合80万亩以上),建设公路2.2万km,估算用地22.234万hm2。
根据有关预测和估算,2007—2020年,中国规划建设高速公路7.7万km,需新增用地50万hm2,其中耕地面积为23万hm2;新改建的一级、二级公路分别为7.8万和30万km,需新增建设用地约120万hm2,其中耕地面积约50万hm2。交通量的不断增加,导致公路建设对土地资源的依赖性不断增强,为进一步合理利用有限的国土资源,节约、集约利用土地,2008年10月23日,国务院实施《全国土地利用总体规划纲要(2006—2020年)》。
1.1.2沥青消耗
沥青路面的高速公路需要消耗大量沥青,每公里用量达23t。中国石油资源短缺,人均石油可采储量只有世界平均值的10%,石油消耗对外依存度大幅度提高,1993年依存度为6.3%,2004年提高到45.1%,2007年已接近50%;1996年石油进口量大约2200万t,到2010年石油净进口量达2.1亿t,比2009年增加5.5%。不可再生的石油资源的大量开采和消耗,未来必将枯竭。
1.1.3其他材料消耗
高速公路建设还需消耗大量钢材、水泥、碎石、砂、水、优质土、电子通信器材等材料和资源。路面基层材料一般采用水泥稳定类和石灰粉煤灰稳定类半刚性材料,对资源消耗很大,每立方米路面基层需消耗约2t石料和80~160kg水泥或石灰,而且在这些原材料开采过程中会造成植被破坏、山体滑坡、泥石流等自然灾害,在成品堆放和使用过程中还会影响施工人员的健康、污染周边环境,导致生态环境逐渐恶化等不良后果。
1.2生态环境影响
高速公路建设会造成生态破坏和环境污染,不合理、不约束、不保护的开发利用会导致较为严重的生态破坏。施工中大规模的土石方开挖导致植被破坏、水土流失、山体滑坡、河流沟渠阻塞和地形变化等;临时施工便道、原料场、施工营地、生活垃圾及工程弃土和弃渣的松散堆积,在降雨时易发生水土流失,导致土壤肥力下降,环境生态变化、恶化;高速公路建设会影响景观的连通性,阻碍生态系统间的物质能量交换,破坏动植物的栖息环境,对动植物的种类、种群数量、分布、生活习性和迁移等带来影响。高速公路建设还会产生废气、废渣、废液和噪音等生态污染。土石方爆破、材料加工、材料储运和拌和等产生大量扬尘、烟雾和噪音,形成污染带;施工中不合理开挖、爆破、排水等活动会引起地下水位变化,改变地下水资源埋藏和运动,引发土壤侵蚀、劣化,饮用水和农业用水流失以及影响鱼类和野生动物的生存等一系列生态环境问题;工地生活污水、弃渣、油料等排入水体,未清理用料场和人工构造物及未平整、绿化路边弃土等遗留大量废弃物。这些都会对生态环境造成严重污染,如果处治不及时、不合理,就会造成生态环境的继续恶化。
1.3人类健康影响
高速公路建设中产生的废渣、废气、废水、扬尘和噪音都会影响人们的生产、生活,损害身心健康。在高温混合料拌和、运输和施工过程中,沥青会产生烟雾和苯等有毒有害物,长时间会引起人体咳嗽、流泪、头晕、乏力等中毒症状,严重的可引发皮肤癌、呼吸道系统癌症等,对施工人员和周围居民的身体健康造成影响。施工过程中,大量工程机械产生的噪音、扬尘、废气等对人体都有较大的危害。高速公路通车后,汽车尾气排放,在高速公路两侧形成200~300m空气污染带;货物运输中的抛洒物、滴漏的燃油等随地面径流排入水体、农田,导致水体污染;高速公路服务区产生的生活污水、洗车水、加油站污水(含固体、有机物、油类、有毒物和生物污染物等),将对公路沿线的水资源造成一定的污染。日积月累,生态环境会恶化,人类健康受到影响和威胁。汽车运行中,发动机、轮胎与路面摩擦、鸣喇叭等产生噪音,在公路两侧形成噪音污染带,会影响人们的精神状况,造成失眠、心跳加速及精神紧张,提高心脏病、呼吸系统疾病、高血压或精神病等发作概率。
2循环经济基本概念
20世纪90年代,美国经济学家鲍尔丁最早从经济发展的角度提出了环境问题产生的根源,并提出人类经济发展模式有必要从单向线性经济向循环式经济转移。循环经济的基本概念:为实现物质资源的永续利用及人类的可持续发展,在生产与生活中通过市场机制、社会调控及清洁生产等方式促进物质循环利用的一种经济运行形态,其最重要的实际操作原则为“减量化(reduce)、再利用(reuse)、再循环(recycle)”。减量化,即用较少投入达到既定生产或消费目的,从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染;再利用,即要求制造产品和包装容器能以初始的形式被反复使用,该原则要求抵制一次性用品的泛滥并尽量延长产品的使用期;再循环,即要求产品完成其使用功能后能重新变成可用资源。
3循环经济理念下高速公路资源优化利用
依据国家相关法规和精神,节约资源和保护环境,在高速公路规划、设计、建设、运输和养护管理等过程中,必须始终贯彻循环经济的理念,以资源“减量化、再利用、再循环”为原则,采用新理论、新思路、新技术、新材料、新工艺等达到对资源的高效利用和对环境的低污染。
3.1合理规划
高速公路的规划应符合国家中长期战略发展需要,找准其在综合运输体系中的作用和位置,发挥高速公路干线公路运输的比较优势,并与其他运输方式协调、互补。根据《国家高速公路网规划》和《公路建设用地指标》,集中力量加快国道主干线等大通道建设,发展“蛛网模式”,将现在公路的平行走向改为伞状放射走向,既缩短运距,又填补交通线的空白,实现土地、河流、岸线等国土资源的集约开发利用。高速公路规划不仅要考虑交通量和经济因素,还应全面考虑、反复权衡自然地理、土地占用、资源环境、人口聚居、文物保护、安全行车、噪音传播、能源消耗等各种因素,将规划的不同方案加以遴选、评价、修改,产生最佳方案,尽量避免或降低工程造价、节约土地和减少环境污染。
高速公路建设既要满足路用功能,又要节约资源、保护环境。规划应根据建设区域经济发展趋势、现有路网、未来交通需求进行详细调查研究和经济评价,就项目建设的必要性、技术的可行性、经济的合理性和实施的可能性等进行综合研究,拟订多种方案,避免因盲目建设而造成的损失和资源浪费。结合中国环境现状,规划中充分体现土地、能源等资源节约利用和发展循环经济,详细调查当地土地资源情况,收集资料,分类别统计,将土地占用情况作为路线选择的重要指标。通过合理选线、架设桥梁、建设隧道,在有条件的地方进行土地复垦等措施来减少耕地占用,保护土地资源。
3.2优化设计
最佳的设计方案不仅线形优美、景观漂亮、使用寿命长,而且节约大量工程造价。设计阶段能主动控制工程投资造价,其影响度为75%~95%。要树立全寿命周期成本理念,统筹考虑设计、建设、营运、养护的全过程,优化设计线形,系统解决工程结构的耐久性、安全性、可行性、防灾减灾的有效性以及环境景观的协调性等问题。设计中应贯彻环境保护意识,要“尊重自然、保护自然、恢复自然”,把景观设计融入在全程设计中。合理的路基路面结构,不仅舒适、经久耐用,而且可以节约后期养护维修成本。优化设计可节约用地,通过采取各种技术措施,尽量减少耕地占用,避让基本农田和农作物区,充分利用荒山、荒坡地、废弃地和劣质地。
3.2.1优化线形设计
线形设计控制整个高速公路的路线走向和长度及路基、桥涵等构造物的总量,直接关系到工程造价及沿线生态质量,对车辆行驶安全性、舒适性及车辆通行能力起着决定性作用,直接影响公路建设总体规模和总体设计效果。线形设计必须考虑沿线地区的工程地质、人文景观,尽量少占用耕地、林地资源,合理选择道路的平、纵设计指标和互通立交形式,适当增加桥梁、隧道数量,尽可能利用荒地、山地等不宜耕种的土地,严格按照公路附属设施建设用地标准和规范控制附属设施用地。在路线经过山岭重丘区时,要进行高路堤与高架桥梁的比较、深路堑与隧道方案的比较,在高路堤超过20m、深路堑超过30m时,选用桥梁和隧道方案。通过综合考虑,进行线形优化设计。
3.2.2优化路基设计
路基是按照设计线形、路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,它贯穿公路全线,与桥梁、隧道相连,是公路建筑的主体。路基工程具有工程量大、施工难度大、劳动力耗费多、涉及面广、投资高等特点。路基设计主要受交叉道路、铁路、江河、人行通道等的影响,合理控制路基填方高度,不仅可以节约土地、降低造价,而且对生态环境破坏小。在路基设计中,应贯彻“废物利用、保护环境”的原则,从资源的可再利用角度出发,采用工业、建筑垃圾等废料充当填料,不仅可以变废为宝,保护生态环境,节约大量废渣堆放征地和建设费用,还能大大减少筑路取土。对路基修筑高度与桥梁、通道等方案进行比选、论证,尽量采用低路堤方案,以减少路基取土填方,减少公路建设占地;避免取用有植被的土壤作路基填料,避免开挖路堑所产生的弃土堆放占用土地导致植被覆盖率降低、土壤结构和肥力破坏、水土流失;在通过基本农田及经济作物区的高填深挖路段,应在技术经济比较的基础上,尽量考虑设置挡墙、护坡等防护设施,缩短边坡长度,节省土地资源。
3.2.3优化路面设计
路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。优化路面设计应把全寿命设计理念贯穿其中,从路面所需的强度、刚度、稳定性、耐久性及表面的平整度、抗滑性能等技术层面进行设计,从沥青砼、水泥砼再生技术或其他新型材料的使用等方面来提高资源利用率,从新技术、新工艺上考虑如何降低公路通车后对沿线生态环境的影响(如采用新技术降低车辆与路面摩擦所带来的噪音污染),以实现节约资源、保护生态环境的目的。高速公路改扩建设计中要尽量利用旧路资源,尽量在原有路基上加宽改造,少占耕地,保护基本农田,减少环境污染。如利用旧沥青砼再生技术,既可节省大量的沥青、碎石等原材料,又利于废料的处理,保护环境,而且节约工程造价。
3.2.4优化景观设计
高速公路路线设计既要考虑设计车速和特殊路段要求,又要顺应地形变化与自然景观相协调,还应考虑人造景观与自然景观相协调,不能以牺牲公路沿线两侧原来的生态面貌为代价。在设计景观和绿化时,需要以景观视线诱导确保行车安全,人造景观、绿化植物、植被品种的选择要因地制宜,依据自然地理环境(地形、地貌、地质、服务区设置要求等)、气候条件而定,采用不拘一格的景观设计方式(如波浪起伏式、梯形式、展开式等),以多树种、多花色、落叶和常绿叶相结合等植被来改善景观、美化环境、净化空气、降低噪声、防止水土流失,最终实现高速公路与生态环境之间相互协调,达到景观优美、行车安全舒适的目标。
3.2.5优化施工过程设计
高速公路施工建设应坚持“因地制宜,就地取材”和“最小程度地破坏和最大程度地恢复”的原则,打破“先施工后绿化,先破坏后恢复”的传统观念,在公路建设的同时进行生态恢复,施工时要严格控制工程破坏植被的面积。优化施工过程设计应仔细计算土石方数量,合理调配、细化施工组织设计,有序推进,加强管理。根据设计将弃土进行堆放、压实,在其表面进行植被覆盖;施工临时用地(料场、拌和场和预制场等)应尽可能少占土地,少毁植被,少侵占农田,不得破坏原有的排水系统;应注意保护当地的植被及水土资源,将取土坑与地方水产养殖、农田排灌结合起来,综合利用,对弃土堆应及时整平复垦或绿化,对已占地应及时复垦;对公路建设产生的废弃料,通过填垫房基、低等级道路硬化等措施加以利用,减少土地占用和环境污染;优化施工组织,合理选择公司地址、拌和站和料场,合理调配施工机械和运输车辆,高效开展施工作业;做好施工材料(如沥青、油料、化学品等)的管理和保护;在有珍稀动物出没的地区施工时,对施工人员加强野生动物保护知识的宣传教育,严禁猎杀珍稀野生动物。
3.3新材料、新技术和新工艺应用
3.3.1资源综合利用技术
将沥青路面和水泥路面再生技术、废旧橡胶粉应用技术、聚合物改性水泥砼技术、机制砂砼技术等作为资源利用技术,推进道路沥青砼、水泥砼和钢材等建材的再生循环利用,积极推广废旧轮胎橡胶粉改性沥青、粉煤灰、煤矸石、矿渣等工业废料在高速公路建设中的应用。
(1)钢渣和粉煤灰应用技术。粉煤灰和钢渣可用作高速公路路基填料。例如:河北某高速公路建设中用粉煤灰填筑路基,共利用粉煤灰100万m3,少占耕地99.99余万m2;在北京远大路、莲花池西路等10余项道路工程建设中,使用钢渣近80万t。因为钢渣中含有多种氧化物和矿物质,具有与硅酸盐水泥熟料相似的物化成分,钢渣集料力学性能较轧制碎石好,不但耐磨,而且具有一定的水化活性,适合作为沥青混合料骨料和基层集料。大量利用粉煤灰、钢渣等工业废渣,充分发挥其材料性能优势,可减少废渣堆存用地及公路建设开采集料用地,保护耕地和青山植被,与一般的路面基层材料相比,可大幅度降低工程造价,提高工程质量,具有良好的经济、环保和社会效益。
(2)旧沥青砼路面材料再生技术。沥青路面再生可分为热再生和冷再生,即厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生和就地冷再生。再生技术把旧沥青砼作为原材料加以利用,添加再生剂和部分新沥青混合料,可简化施工工序,节约材料,缩短工期,保护环境,维修成本仅为传统方式的70%~80%。德国废旧沥青路面再生利用技术处于世界前列,日本沥青砼废料再生利用率已超过70%,中国在2002年京津塘(北京—天津—塘沽)高速公路路面中修工程中首次采用再生技术,掺入粘结剂后新料占25%、旧料占75%,造价降低30%左右。
(3)旧水泥砼路面材料再生技术。1976年,国际材料与结构研究实验联合会成立“砼拆除和再利用技术委员会”,开始研究废弃砼的消化与再生利用,并将废弃砼再生骨料用于高速公路等实际工程;1998年,吴中伟院士提出“绿色高性能砼”的概念。一方面,在建设水泥砼路面时,每年需要消耗大量水泥砼材料资源与能源。另一方面,大量的破损水泥路面需要拆除重建,传统方法是将其废弃放置或填埋。随着材料资源的枯竭和再生技术的发展,把废弃砼作为骨料,与水泥砂浆拌和而制得再生砼加以应用,既解决了混合料再生利用问题,又可减少废弃料的堆放、环境污染,并节约费用。
(4)旧水泥砼路面碎石化技术。碎石化技术是一种将旧水泥砼路面击碎而离散化的施工工艺,它是一种节约资源、保护环境较为成功的旧水泥砼路面维修改造方式。碎石化的基层具有较大的刚度,约为普通基层的3倍,进行碎石化的根本目的在于消除反射裂缝、节约资源。相对沥青砼路面而言,水泥砼路面修复难度大、耗费时间长、效果难以保证、噪音大、舒适性较差等,致使水泥砼路面在中国高等级公路中的应用趋于萎缩态势,而碎石化技术为水泥砼路面的改造拓展了空间。
(5)软基处治技术。超轻质填料聚苯乙烯泡沫(EPS)在道路工程中的应用,解决了软基过渡沉降和差异沉降、路堤与桥台相接处的差异沉降等问题。1965年挪威在路面下铺设5~10cm厚EPS板作为隔温层,以满足严寒季节对道路防冻的要求,1972年挪威道路研究所在研究填土施工法时首次采用EPS代替填土获得成功。另外,膨胀土、盐渍土、黄土等特殊土处置技术,已成为道路界的一种研究发展趋势。软基处治技术的应用加强了劣质土壤的应用,节约了土地资源和其他高价位材料。
(6)废旧轮胎利用技术。废旧轮胎被称为“黑色污染”,其回收和处理技术是世界性难题。利用废旧轮胎生产橡胶粉在环境保护方面具有独特价值,在各国得到广泛研究应用。根据有关资料,125万个轿车废轮胎可生产1万t橡胶粉,可替代沥青改性剂3300t,减少施工成本,改善和延长沥青路面使用寿命,并降低行车道路噪音2~4dB,相当于减少30%~50%车流量产生的道路噪音。将废旧轮胎加工成胶粉用于公路建设具有重要的综合效益:一是能改善路面路用性能,提高路面耐久性、抗车辙(永久变形)和抗老化氧化能力,延长路面寿命;二是能降低路面噪声,当车速在100km/h时,与最好的水泥砼路面相比,噪音降低3~10dB;三是具有经济优势和环保利用价值,橡胶沥青产品价格低于普通沥青和改性沥青,橡胶沥青路面养护费用减少,寿命延长,能够进一步节约资金。
3.3.2生态环境保护技术
(1)沥青路面减噪技术。目前,高速公路除加废旧轮胎达到减噪目的外,还普遍采用透水性路面或多孔隙路面来实现减噪效果,它是在沥青路面或水泥路面结构层上铺筑一层具有很高孔隙率(20%~25%)的沥青混合料。多孔沥青路面具有良好的宏观构造,在路面内部形成发达而贯通的孔隙,其减噪量一般为2~7dB。日本研究显示,与普通沥青砼相比,多孔隙沥青砼对小汽车可降低5~8dB、对于载重汽车可降低3dB噪音。可见,多孔隙沥青砼路面具有显著的降噪效果。
(2)氮氧化物吸收技术。日本研制出一种含有二氧化钛的路面材料,能吸收汽车尾气中的氮氧化物。阳光照射时,活性氧分子能与氮氧化物发生化学反应,下雨时则变成稀硝酸溶液,刚好与砼中的弱碱溶液中和。当氮氧化物浓度为1%以下时,这种路面材料可将其消耗掉90%,且这一清除效率是恒定不变的,不会因路面使用时间过长而有所下降,只是氮氧化物的清除率会因空气湿度的升高而下降。
(3)边坡生态防护技术。在高速公路边坡防护技术方面,应从单一的植草绿化发展到草木结合的立体绿化,以多种类的花、草、木营造与环境协调的优美景观效果,并将支挡结构与植被技术相结合,达到护坡和改善生态环境的双重效果。生态防护技术与传统的工程防护方法相比,不仅具有防护功能,而且在净化空气、降低噪音、保持水土、防灾减灾和美化环境等方面具有积极的作用,对生态环境恢复和重建也有着非常重要的意义。可运用种子撒播法、移植草皮、挖沟植被法及机械化程度较高的各种喷播植被法(如湿式喷播技术、岩石边坡TBS植被护坡绿化技术、干根网状护坡法、特殊空间绿化技术、公路边坡绿化技术和景观仿真技术等)对高速公路边坡进行植被防护。
(4)附属设施的保护技术。对高速公路的附属设施(如交通管理设施、交通安全设施和服务性设施),需利用绿化和防噪技术,减轻甚至消除大气污染对环境造成的危害,美化环境,将公路与周围自然景观融合。目前,国际上最先进的声屏障材料为泡沫陶瓷,在高速公路两边和高架互通修建泡沫陶瓷消音屏障,可达到非常好的降噪效果。也可采用不留痕迹的自然隔声设计,使环境敏感目标处于噪声影响之外,如采用下穿路基设计和隔声土堤设计。还可利用路基边坡、土堤作为天然隔声屏障,加上景观绿化,体现沿线自然优美景观。
3.4及时养护
高速公路建成后,应专门研发路面修复和养护技术,加强预防性养护,注意路面清扫保洁,及时处理油污,减少路面病害的出现。应加强日常巡查,加大对超限运输的治理,减少路面损坏,对已经出现的病害(如路面裂缝、小坑槽等)应及时处理,防止病害继续发展,影响行车效果。做到及时养护,这既可提高高速公路行车安全性和舒适性,延长使用寿命,提高公路营运效能,还能保护生态环境,实现人与自然和谐发展,走上可持续发展道路。