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關(guān)鍵詞: 模型檢查; 嵌入式軟件; 構(gòu)件化; SMV
中圖分類號(hào): TN911?34; TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1004?373X(2016)24?0063?03
Embedded software component analysis and verification based on model checking
NIE Jienan
(Institute of Humanity Information Management, Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China)
Abstract: The embedded software component is analyzed and validated accurately, which may provide the safe and stable operation for the embedded system. A analysis and validation method of the embedded software component based on model checking is put forward. A kind of model used to examine the software component is designed, which provides a theoretical foundation for analysis and verification of the embedded software component. The embedded software system model is expressed in the form of SMV language. The SMV model checking tool is used to implement analysis and test of the embedded software running status. The experimental results show that the model can accurately analyze and validate the non?functional design requirements of the embedded software component, and provided the safeguard for the embedded system safe and stable operation.
Keywords: model checking; embedded software; component; SMV
嵌入式系統(tǒng)各種功能的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)軟件[1],軟件具有極其重要的意義[2],它是影響嵌入式系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素,一旦關(guān)鍵部位中嵌入式系統(tǒng)的軟件失效[3],輕則造成財(cái)產(chǎn)損失,重則使生命受到威脅[4]。與PC機(jī)中的軟件相比,嵌入式系統(tǒng)中的軟件既要滿足其功能性設(shè)計(jì)要求[5],又要滿足其非功能性的設(shè)計(jì)要求,如軟件的驅(qū)動(dòng)程度、運(yùn)算資源的占用程度、對(duì)能量的消耗程度等[6]。因此如何對(duì)嵌入式系統(tǒng)中的非功能性設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析與驗(yàn)證,已經(jīng)成為當(dāng)前IT領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)研究課題,受到專家學(xué)者的廣泛關(guān)注[7]。
目前,主要的嵌入式系統(tǒng)軟件驗(yàn)證方法包括基于馬爾科夫的驗(yàn)證方法[8]、基于定理證明的驗(yàn)證方法和基于調(diào)試軟件的驗(yàn)證方法[9]。最常用的是基于馬爾科夫的嵌入式軟件驗(yàn)證方法。但利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)軟件的驗(yàn)證,驗(yàn)證的項(xiàng)目主要為軟件的功能性設(shè)計(jì)要求,并且只能在軟件設(shè)計(jì)的后期才能進(jìn)行驗(yàn)證,難以對(duì)非功能性的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行準(zhǔn)確分析與驗(yàn)證,導(dǎo)致嵌入式軟件的穩(wěn)定性與安全性難以得到保障[10]。
針對(duì)傳統(tǒng)方法存在的缺陷,提出一種基于模型檢查的嵌入式軟件構(gòu)件化分析與驗(yàn)證方法。利用SMV檢查工具對(duì)嵌入式軟件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與檢驗(yàn),實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式軟件的分析與驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)證明了改進(jìn)算法在嵌入式軟件構(gòu)件化分析與驗(yàn)證方面的優(yōu)勢(shì)。
1 嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證模型設(shè)計(jì)
對(duì)嵌入式系統(tǒng)中的軟件進(jìn)行構(gòu)件化驗(yàn)證,主要通過(guò)重復(fù)使用模塊化軟件來(lái)建立嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證的模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟件的驗(yàn)證。
通常情況下,一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)軟件包括多個(gè)子系統(tǒng)軟件,其軟件系統(tǒng)具有較高的構(gòu)件化特征。對(duì)嵌入式系統(tǒng)中構(gòu)件化軟件進(jìn)行分析與驗(yàn)證,能夠?yàn)榍度胧较到y(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行提供保障。由于分析與驗(yàn)證過(guò)程需要消耗大量能量,能量成為嵌入式系統(tǒng)中一種特殊的資源消耗,嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間與能量消耗呈正相關(guān),運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng),能量消耗越多。因此,可以利用能量消耗的時(shí)間特性對(duì)嵌入式軟件構(gòu)件化的驗(yàn)證過(guò)程建模。
設(shè)計(jì)一種驗(yàn)證模型,在驗(yàn)證模型中加入嵌入式系統(tǒng)主要可以利用資源(包括存儲(chǔ)空間、緩沖區(qū)、消息隊(duì)列、傳感器)特征向量,使該模型能夠反映嵌入式軟件構(gòu)件運(yùn)行時(shí)主要可以利用資源的變化情況。設(shè)計(jì)驗(yàn)證模型時(shí)需要包含如下參數(shù):假設(shè)[VP]是資源利用狀態(tài)的集合,對(duì)于每一嵌入式資源利用狀態(tài)都有[vi∈VP],且[P]的初始狀態(tài)為[vi∈VInitP];[FP]為資源狀態(tài)的映射集合,[FP=(f1P,f2P,…,fKP)],其中[K]為嵌入式系統(tǒng)中可利用資源種類的數(shù)目;[WP]表示可利用資源的有窮集合,[WP=(VP,F(xiàn)P(VP))];[ΓP]為資源利用狀態(tài)的轉(zhuǎn)換集。通過(guò)以上參數(shù)的描述,將嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證的模型轉(zhuǎn)化為多元組的形式進(jìn)行構(gòu)建:
[P=VP?FP?WP?ΓP]
2 嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證方法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文構(gòu)建立了嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證的模型,將嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證模型中軟件運(yùn)行路徑逐一遍歷,直到獲取正確的軟件運(yùn)行路徑,實(shí)現(xiàn)模型檢查算法設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)基于模型檢查的嵌入式軟件構(gòu)件化分析與驗(yàn)證。
2.1 基于時(shí)序邏輯CTL算子的模型檢查算法
首先獲得嵌入式軟件運(yùn)行過(guò)程中的時(shí)序邏輯CTL算子,通過(guò)CTL算子獲取嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證模型中軟件運(yùn)行路徑的有關(guān)性質(zhì),并逐一遍歷,直到搜索出正確的軟件運(yùn)行路徑,設(shè)計(jì)了模型檢查算法。具體過(guò)程如下所述:將時(shí)序邏輯CTL劃分為分支時(shí)間算子和線性時(shí)間算子。其中,分支時(shí)間算子包括軟件的全部運(yùn)行路徑A和特定的運(yùn)行路徑E,線性時(shí)間算子包括G(always,經(jīng)常)、F(sometimes,偶爾)、X(next time,下一時(shí)刻)和U(until,直到)。引入上述構(gòu)建的嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證模型,利用時(shí)序邏輯CTL中的分支時(shí)間算子和線性時(shí)間算子描述嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證模型中軟件運(yùn)行路徑的相關(guān)性質(zhì),如圖1所示。圖1(a)為[EFg],表示“資源利用狀態(tài)的集合[VP]中存在一條運(yùn)行路徑使布爾量公式[g]在某種運(yùn)行狀態(tài)下為真”;圖1(b)為[AFg],表示“資源狀態(tài)的映射集合[FP]中所有運(yùn)行路徑中布爾量公式[g]在某種運(yùn)行狀態(tài)下為真”;圖1(c)為[EGg],表示“可利用資源的有窮集合[WP]中存在一條運(yùn)算路徑使得布爾量公式[g]在該路徑中的全部狀態(tài)下都為真”;圖1(d)為[AGg],表示“資源利用狀態(tài)的轉(zhuǎn)換集[ΓP]中布爾量公式[g]在全部運(yùn)行路徑中的全部狀態(tài)下都為真”,通過(guò)對(duì)這些條件進(jìn)行逐一判定,最終選擇正確的軟件運(yùn)行路徑,完成模型檢查算法設(shè)計(jì)。
2.2 基于模型檢查的嵌入式軟件驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)
針對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行分析與驗(yàn)證的模型檢查工具主要包括:貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的SPIN工具、赫爾辛基工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的PROD工具、CMU大學(xué)開(kāi)發(fā)的SMV工具等。每種模型檢查工具都有不同的特點(diǎn),其中,SMV工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量小、準(zhǔn)確率高。因此本文將SMV工具作為嵌入式軟件分析與驗(yàn)證的模型檢查工具。
SMV工具是根據(jù)“符號(hào)模型檢查”的原理開(kāi)發(fā),目的是通過(guò)對(duì)符號(hào)模型對(duì)軟件的性能進(jìn)行檢查,隨著SMV工具功能的不斷完善,SMV工具已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軟件有限狀態(tài)的檢查。本節(jié)將上述模型檢查算法利用SMV語(yǔ)言的形式表達(dá),構(gòu)建SMV模型檢查工具,完成嵌入式軟件構(gòu)件化分析與驗(yàn)證,具體步驟如下所述:
一個(gè)完整的SMV模型檢查工具由兩個(gè)部分構(gòu)成,分別為:一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換系統(tǒng);一個(gè)CTL公式組,能夠準(zhǔn)確描述嵌入式軟件的屬性。通過(guò)這兩個(gè)部分可以將嵌入式軟件的構(gòu)件化驗(yàn)證過(guò)程描述為一個(gè)二叉樹(shù)BDD的形式。SMV模型檢查工具只需要對(duì)嵌入式軟件二叉樹(shù)BDD的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行搜索,將搜索結(jié)果進(jìn)行逐一判定,判定后輸出的結(jié)果分為:正確和錯(cuò)誤,即為模型檢查算法對(duì)嵌入式軟件構(gòu)件化的驗(yàn)證結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了嵌入式軟件的構(gòu)件化驗(yàn)證。
2.3 部分代碼設(shè)計(jì)
利用SMV模型檢查工具對(duì)嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)件化進(jìn)行驗(yàn)證與分析,部分程序如下所述:
MODULE main
VAR
Pen_irq;booleam;
D_jitery_delay;boolean;
U_jittery_delay;boolean;
Detect:touch_Detect(pen_irq,d_jittery_delay,u_jittery_delay);
SPEC
AG(detect,state=Touch_up&pen_irq=0?>AF detect,state=Touch_Down)
SPEC
AG(detect,state=Touch_Down&pen_irq?>AF detect,state=Touch_up)
MODULE Touch_Detect(pen_irq,d_jittery_delay,u_jittery_delay)
state:{ Touch_Idle,Touch_up,Touch_down,Touch_ChkUp;Touch_chkDown;}
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置
為了驗(yàn)證改進(jìn)算法在嵌入式軟件構(gòu)件化驗(yàn)證方面的有效性,需要進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。嵌入式軟件構(gòu)件化分析與驗(yàn)證的運(yùn)行環(huán)境為:Windows 7操作系統(tǒng),利用Rational Rose 2003生成 MDL文件;以嵌入式軟件的非功能性設(shè)計(jì)要求為依據(jù),對(duì)改進(jìn)算法和傳統(tǒng)算法的性能進(jìn)行比較。研究表明,資源的占用程度、投影路徑中非法信息檢驗(yàn)、能耗行為的路徑是嵌入式軟件構(gòu)件化的具體屬性,本文以手持PDA為例,以這三個(gè)屬性為目標(biāo),對(duì)手持PDA軟件進(jìn)行構(gòu)件化驗(yàn)證。
3.2 不同算法下仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
首先利用上述獲得的SMV模型檢查工具對(duì)PDA的通信的驅(qū)動(dòng)程序和信息交互序列的驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行資源的占用情況進(jìn)行檢驗(yàn)。這兩種驅(qū)動(dòng)程序包含三類資源,分別為r1,r2和r3,軟件在進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要占用的資源數(shù)量和資源種類利用向量進(jìn)行描述,例如,
3.2.1 不同算法下嵌入式軟件運(yùn)行資源的占用情況驗(yàn)證
首先利用不同算法對(duì)手持PDA軟件進(jìn)行資源的占用情況方面驗(yàn)證,以驗(yàn)證軟件在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中需要占用的資源是否滿足設(shè)計(jì)要求。利用傳統(tǒng)算法進(jìn)行驗(yàn)證結(jié)果表明:傳統(tǒng)算法只能檢測(cè)出軟件在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中需要占用的資源種類為3種,但不能檢測(cè)出具體的資源名稱和占用資源的數(shù)量;而利用改進(jìn)算法進(jìn)行驗(yàn)證結(jié)果表明:手持PDA通信的驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程中有一個(gè)資源處于非法狀態(tài),即(s4|s1),該程序在進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中需要的資源為[r1,2],[r2,5],[r3,3]。(s4|s1)狀態(tài)在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中對(duì)資源r2的需求量為5,而在實(shí)際程序中r2的資源總的數(shù)量為4,因此可推出該狀態(tài)在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中有1個(gè)資源不符合設(shè)計(jì)要求,體現(xiàn)了改進(jìn)算法的巨大優(yōu)勢(shì)。
3.2.2 不同算法下嵌入式軟件運(yùn)行中投影路徑中非法
信息檢驗(yàn)驗(yàn)證
為了進(jìn)一步驗(yàn)證改進(jìn)算法的有效性,本文以PDA中信息交互序列的驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槔?,?duì)信息交互過(guò)程中投影路徑中的非法信息進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明,利用傳統(tǒng)算法進(jìn)行投影路徑中非法信息檢驗(yàn),沒(méi)有搜索出對(duì)應(yīng)的投影路徑中存在的非法信息;而改進(jìn)算法結(jié)果表明:PDA在進(jìn)行信息交互的過(guò)程中,在組合狀態(tài)空間內(nèi)存在一個(gè)與信息交互行為相對(duì)應(yīng)的投影路徑,但是該路徑存在一個(gè)非法狀態(tài)(s2|s1),占用資源[r2,r3],表明在此信息交互行為的狀態(tài)下,嵌入式軟件系統(tǒng)不滿足設(shè)定的資源限制條件,需要PDA軟件的編寫(xiě)者對(duì)軟件進(jìn)行及時(shí)修改,以保證嵌入式軟件的安全性。嵌入式軟件的非法信息驗(yàn)證界面如圖2所示。
3.2.3 不同算法下嵌入式軟件運(yùn)行中能耗行為的路徑
比對(duì)驗(yàn)證
在PDA中,為了對(duì)比不同算法在嵌入式軟件能耗行為的路徑方面的驗(yàn)證性能。利用不同算法對(duì)PDA非功能性的能耗行為的路徑進(jìn)行檢驗(yàn)。首先搜索出滿足非功能的路徑共19條。然后利用不同算法對(duì)這19條路徑消耗的能耗進(jìn)行對(duì)比。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:實(shí)際情況下所有有路徑中最大能量為44.6,對(duì)應(yīng)的投影路徑為s0|s0(0,0)2.9s1|s1(0,0)5.5s2|s1(0,2)4.1s3|s1(0,4)5.4s4|s1(0,7)5.6s5|s1(0,9)4.8,改進(jìn)算法下所有路徑中最大能量為46.3,對(duì)應(yīng)的投影路徑為s0|s0(0,0)2.9s1|s1(0,0)5.5s2|s1(0,2)4.1s3|s1(0,4)5.4s4|s1(0,7)5.6s5|s1(0,9)4.8;傳統(tǒng)算法下最大能量為29.7,對(duì)應(yīng)的投影路徑為s0|s0(0,0)2.8s1|s1(0,0)5.5s2|s1(0,1)4.0s3|s1(0,3)5.3s4|s1(0,5)5.3s5|s1(0,9)4.7。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明,傳統(tǒng)算法與實(shí)際的能耗值相差較大,并且對(duì)應(yīng)的投影路徑不一致;而改進(jìn)算法與實(shí)際的能耗最為接近,并且對(duì)應(yīng)的投影路徑一致,充分體現(xiàn)了改進(jìn)算法在嵌入式軟件能耗行為的路徑設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面的優(yōu)越性。
4 結(jié) 語(yǔ)
針對(duì)傳統(tǒng)算法存在的缺陷,提出一種基于模型檢查的嵌入式軟件構(gòu)件化分析與驗(yàn)證方法。利用SMV檢查工具對(duì)嵌入式軟件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與檢驗(yàn),實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式軟件的分析與驗(yàn)證。仿真表明,改進(jìn)算法能夠?qū)η度胧杰浖?gòu)件化的非功能性方面的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行準(zhǔn)確分析與驗(yàn)證,為嵌入式系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行提供了保障。
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【關(guān)鍵詞】高校教師 差異化績(jī)效管理體系 構(gòu)建
【中圖分類號(hào)】G647 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2016)03-0140-03
筆者在反思傳統(tǒng)教師績(jī)效管理制度缺陷的基礎(chǔ)上,結(jié)合美國(guó)、英國(guó)相關(guān)制度的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行思考,提出了差異化的教師績(jī)效管理體系。
美國(guó)和英國(guó)在促進(jìn)績(jī)效管理理念發(fā)展的過(guò)程中,逐漸認(rèn)識(shí)到構(gòu)建差異化的教師績(jī)效管理體系的必要性。近幾年來(lái),我國(guó)許多專家也意識(shí)到了差異化的教師績(jī)效管理體系建設(shè)的必要性和緊迫性,并在這些方面進(jìn)行了一些探索性的研究工作。
目前,對(duì)教師績(jī)效管理的研究主要集中在初級(jí)教育階段的某些環(huán)節(jié),而與高校教師績(jī)效管理相關(guān)的研究較少。
一 高校教師績(jī)效管理的現(xiàn)狀
目前我國(guó)高校教師績(jī)效管理體系主要有兩個(gè)代表系統(tǒng)。一個(gè)是針對(duì)教師績(jī)效管理的績(jī)效管理系統(tǒng),為人力資源管理決策提供依據(jù),如教師的薪酬、晉升和職位調(diào)整等,通過(guò)考查教師的能力和過(guò)去的績(jī)效進(jìn)行管理;另一個(gè)是針對(duì)未來(lái)發(fā)展的績(jī)效管理體系。
績(jī)效管理系統(tǒng)對(duì)教師過(guò)去的成績(jī)給予高度重視,強(qiáng)調(diào)績(jī)效考核指標(biāo)的量化,并根據(jù)績(jī)效考核結(jié)果對(duì)教師進(jìn)行考核,有利于高校教師績(jī)效管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。但它的終結(jié)和自上而下的方式給教師和管理者帶來(lái)了巨大的壓力,它很難調(diào)動(dòng)廣大教師的積極性,往往會(huì)壓制教師的個(gè)性發(fā)展。
教師績(jī)效管理體系注重教師的職業(yè)發(fā)展,采用定量和定性相結(jié)合的方法,拋開(kāi)績(jī)效評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)懲結(jié)果,主張促進(jìn)教師的職業(yè)發(fā)展,而不集中于獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰。但它的缺點(diǎn)是:績(jī)效考核目標(biāo)單一,考核方式過(guò)于溫和,考核標(biāo)準(zhǔn)模糊,且它的實(shí)施需要投入大量資金,績(jī)效管理者和教師也需要接受培訓(xùn),實(shí)施效果很難體現(xiàn),而且,教師績(jī)效管理體系的發(fā)展幾乎沒(méi)有考慮教師的差異。
因此,在構(gòu)建高校教師績(jī)效管理體系時(shí),應(yīng)考慮到教師生命周期各階段的差異和不同的發(fā)展要求,實(shí)現(xiàn)高校教師績(jī)效管理體系的多元化,以支持教師和大學(xué)的特色發(fā)展。
二 高校教師差異化績(jī)效管理體系的內(nèi)涵
差異化的高校教師績(jī)效管理體系是以大學(xué)教師職業(yè)發(fā)展為目標(biāo)的績(jī)效管理系統(tǒng),以自我控制為核心。根據(jù)高校教師生命周期不同發(fā)展階段的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)高校教師績(jī)效考核的差異化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,確保教師能力和績(jī)效的持續(xù)提高。
差異化高校教師績(jī)效管理的目標(biāo)不是比較教師的成就和能力,而是區(qū)分大學(xué)教師的工作,同時(shí)也認(rèn)識(shí)到教師的差異,對(duì)高校教師隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)多元性和多樣化進(jìn)行分析,以保證高校教師績(jī)效目標(biāo)和教師績(jī)效管理運(yùn)用不同的方法和不同的績(jī)效考核方式,針對(duì)不同階段教師生命周期的特點(diǎn)和發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行,保證高校教師在最適合的環(huán)境中發(fā)展,從而保證高校教師能力和績(jī)效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
高校教師差異化績(jī)效管理體系的指導(dǎo)思想是高校教師績(jī)效管理的過(guò)程,是一個(gè)高校教師與績(jī)效管理者共同構(gòu)建、民主參與、協(xié)商和溝通的過(guò)程。它鼓勵(lì)教師積極參與知識(shí)建構(gòu)、自由表達(dá)自己的觀點(diǎn)、問(wèn)詢自己關(guān)心的問(wèn)題及其原因,不受績(jī)效管理者的約束。這樣可以最大限度地發(fā)揮教師的主動(dòng)性和積極性。
三 高校教師差異化績(jī)效管理體系構(gòu)建中應(yīng)注意的問(wèn)題
差異化高校教師績(jī)效管理體系的構(gòu)建是一項(xiàng)非常重要的工作,我們必須高度重視以下幾個(gè)問(wèn)題:
1.差異化績(jī)效管理體系的理念
構(gòu)建差異化績(jī)效管理系統(tǒng)的目的是承認(rèn)教師之間的差異,辨析大學(xué)教師的工作,提高大學(xué)教師的績(jī)效與專業(yè)能力。構(gòu)建差異化的高校教師績(jī)效管理體系的目的有兩點(diǎn):一是樹(shù)立高校教師管理的理念,提高教師的教學(xué)效果和績(jī)效;二是營(yíng)造民主、平等的差異化大學(xué)教師績(jī)效管理與教師合作的氛圍。
2.區(qū)分不同高校的教師績(jī)效考核責(zé)任
差異化的高校教師績(jī)效管理體系構(gòu)建的重點(diǎn)是考核主體的多元化,鼓勵(lì)教師、績(jī)效管理的負(fù)責(zé)人和專家參與績(jī)效管理,并從不同角度得出績(jī)效評(píng)價(jià)的結(jié)論。不同高校的教師在構(gòu)建多元化評(píng)價(jià)體系的過(guò)程中,要從不同的評(píng)價(jià)中對(duì)教師的評(píng)估責(zé)任進(jìn)行區(qū)分。此外,我們應(yīng)該合理分配責(zé)任,確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能發(fā)揮自己的功能。首先,充分利用功能的主動(dòng)性和評(píng)價(jià)的積極性。其次,對(duì)績(jī)效管理的管理目標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào),但不做任何決定,營(yíng)造一個(gè)民主、平等、舒適的評(píng)價(jià)環(huán)境。最后,我們必須認(rèn)識(shí)到,學(xué)生、同事和專家都是幫助自己提高績(jī)效的人。
3.針對(duì)不同的目標(biāo)采用不同的績(jī)效考核方式和時(shí)間表
差異化的高校教師績(jī)效管理體系強(qiáng)調(diào)可擴(kuò)展性,同時(shí)還進(jìn)行分配獎(jiǎng)懲。因此,構(gòu)建差異化的高校教師績(jī)效管理體系時(shí),高校教師應(yīng)根據(jù)其可擴(kuò)展性和獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰的差異,通過(guò)以下方式參與到差異化的高校教師績(jī)效活動(dòng)中:(1)根據(jù)教師生命周期各個(gè)階段的不同特征選擇不同的方式、工具、時(shí)間表;(2)以多種方式獲取評(píng)價(jià)信息。
4.制定差異化的高校教師績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)
差異化的高校教師績(jī)效管理強(qiáng)調(diào)根據(jù)教師生命周期各階段的特點(diǎn)制定合適的績(jī)效管理考核標(biāo)準(zhǔn),使教師能夠發(fā)掘自己的潛能。我們應(yīng)該根據(jù)教師的個(gè)性、專業(yè)的區(qū)別和教師的能力對(duì)其進(jìn)行分類,然后根據(jù)不同教師的困難和特殊問(wèn)題,有針對(duì)性地對(duì)績(jī)效管理進(jìn)行規(guī)范。
5.合理利用高校教師績(jī)效考核的結(jié)果
差異化績(jī)效管理強(qiáng)調(diào)在考核過(guò)程中向教師提供績(jī)效考核的信息。同時(shí),在績(jī)效考核結(jié)果的基礎(chǔ)上,還應(yīng)指導(dǎo)教師的發(fā)展方向。因此,它要求我們合理使用績(jī)效評(píng)估的結(jié)果,使它能夠發(fā)揮積極作用,促進(jìn)教師的發(fā)展。在運(yùn)用差異化的高校教師績(jī)效考核結(jié)果時(shí),我們要對(duì)三個(gè)方面進(jìn)行整合:(1)結(jié)合高校教師績(jī)效考核的結(jié)果,找出問(wèn)題并分析其原因,從而制訂績(jī)效考核改進(jìn)計(jì)劃。(2)高校教師績(jī)效考核的結(jié)果與大學(xué)教師的工作調(diào)整和職務(wù)職稱的晉升相結(jié)合,績(jī)效考核太差的教師不可能獲得晉升機(jī)會(huì),并將績(jī)效考核成績(jī)太差的教師列為問(wèn)題教師。(3)與高校教師的獎(jiǎng)金和工資分配的調(diào)整相結(jié)合,將高校教師績(jī)效考核的結(jié)果進(jìn)行整合。建立以提高教師的教學(xué)質(zhì)量為目的的績(jī)效考核激勵(lì)制度。
6.完善績(jī)效管理的保障體系
高校教師績(jī)效管理體系的每一次成功實(shí)施都是基于強(qiáng)大的保障體系,差異化的高校教師績(jī)效管理體系也不例外。首先,為保證高校教師績(jī)效管理者能公平、合理地管理績(jī)效和使高校教師的權(quán)利得到保障,必須建立科學(xué)的、差異化的高校教師績(jī)效管理的基本保障體系。建設(shè)一個(gè)由大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)牽頭,由人事部、教學(xué)部負(fù)責(zé)的高校教師績(jī)效管理領(lǐng)導(dǎo)組織,同時(shí)對(duì)工作進(jìn)行正確的監(jiān)控。其次,高校應(yīng)構(gòu)成職業(yè)發(fā)展階梯,滿足教師不同職業(yè)生涯發(fā)展階段的要求,進(jìn)一步提高不同高校的教師績(jī)效管理水平,為高校教師績(jī)效管理工作提供支持。最后,高校教師績(jī)效管理者應(yīng)根據(jù)不同的教師發(fā)展階段構(gòu)建差異化的高校教師績(jī)效管理體系培訓(xùn)和晉升保障體系,以期為有針對(duì)性的培訓(xùn)和推廣提供支持。
7.保證時(shí)間表的可行性
每一個(gè)偉大的績(jī)效管理體系必須具有簡(jiǎn)單、科學(xué)、低成本、效果顯著四個(gè)特點(diǎn)。區(qū)分高校教師績(jī)效管理體系的構(gòu)建和實(shí)施還應(yīng)該注意以上特點(diǎn)。實(shí)施差異化的高校教師績(jī)效管理體系要按適當(dāng)?shù)捻樞蚝筒襟E逐步進(jìn)行,減少實(shí)踐的阻力。同時(shí),對(duì)差異化的高校教師績(jī)效管理體系的構(gòu)建和實(shí)施要進(jìn)行一定的改進(jìn)和考核體系的分類,從而使我們能夠在教師職業(yè)生涯的各個(gè)階段對(duì)差異化的高校教師績(jī)效管理體系進(jìn)行研究
四 結(jié)論
本文提出了高校教師績(jī)效管理的定義和特點(diǎn),指出在構(gòu)建差異化的高校教師績(jī)效管理體系中應(yīng)注意的幾個(gè)特殊問(wèn)題,可以為高校教師績(jī)效管理體系的完善提供參考。高校教師績(jī)效差異化管理體系的構(gòu)建正處于起步階段,還需在今后的研究和實(shí)踐中進(jìn)一步完善。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:城市規(guī)劃設(shè)計(jì);建筑設(shè)計(jì);差異特征
Abstract: Based on practical work, analysis of urban planning and architectural design in reality some of the differences, and analyzes the typical characteristics of both of them. Urban planning and architectural design has many different characteristics, such as the uncertainty of the design goals, the complexity of the design process of multi-objective design goals ahead of time, and so on. Through this analysis, I hope to bring some enlightenment to the reader to understand the differences in planning and architectural design.
Key words: urban planning and design; architectural design; differences in characteristics
中圖分類號(hào):TU984.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)05-0020-02
城市規(guī)劃是對(duì)具體時(shí)期內(nèi)城市的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、空間布局、土地利用以及各項(xiàng)相關(guān)建設(shè)的具體安排、綜合部署和實(shí)施管理,它在本質(zhì)上屬于宏觀的,其研究對(duì)象是城市的全部和城市所在的一定區(qū)域,而建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)微觀的設(shè)計(jì)過(guò)程,其研究對(duì)象是具體的建筑。具體來(lái)說(shuō),城市規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的先導(dǎo)與前提,建筑設(shè)計(jì)在規(guī)劃設(shè)計(jì)完成以后在空間上具體落實(shí)規(guī)劃的內(nèi)容,這兩者對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。
一、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的差異
1、規(guī)劃設(shè)計(jì)構(gòu)思有很強(qiáng)的概率性
在實(shí)際生活中,建筑設(shè)計(jì)最大的特征就是象征性,這就需要建筑師有很強(qiáng)的思維能力。但城市規(guī)劃設(shè)計(jì)人員不僅要有很強(qiáng)的思維能力,而且有很強(qiáng)的邏輯能力?,F(xiàn)代的城市規(guī)劃已不是當(dāng)年的只是為了滿足城市的需要了,而更加注重發(fā)展和環(huán)境的規(guī)劃,它所涵蓋的知識(shí)非常廣泛,信息量也非常之巨大,不是一個(gè)人所能勝任的,需要有很多人具體分工才能完成這項(xiàng)巨大的工作量,這樣就使城市規(guī)劃設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的概率性,一個(gè)細(xì)小的失誤就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)計(jì)劃失敗。
2、規(guī)劃設(shè)計(jì)需要有公眾的參與
一般而言,建筑設(shè)計(jì)和規(guī)劃設(shè)計(jì)參與的人員不太一樣,建筑設(shè)計(jì)的參與者是設(shè)計(jì)院的專業(yè)人士和項(xiàng)目的有關(guān)負(fù)責(zé)人,不會(huì)出現(xiàn)有公眾的參與情況,并且只需要滿足相應(yīng)的使用功能就可以了,然而城市規(guī)劃設(shè)計(jì)就必須要有公眾的參與了,如今是一個(gè)以人為本的全面發(fā)展的時(shí)代,一切要為了人民的利益出發(fā),相關(guān)規(guī)劃人員在實(shí)際規(guī)劃過(guò)程中可以先根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況出一份調(diào)查問(wèn)卷,這份問(wèn)卷要涉及到公眾的利益,確保站在公眾的立場(chǎng)上來(lái)考慮問(wèn)題。
3、建筑設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的專業(yè)性
建筑設(shè)計(jì)在實(shí)際過(guò)程中用到的知識(shí)更加專業(yè),而規(guī)劃設(shè)計(jì)用到的知識(shí)更加全面,這是兩者的一個(gè)很大的不同點(diǎn)。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),要考慮的專業(yè)知識(shí)很多,這樣才能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固,以后就不會(huì)出現(xiàn)意外。每個(gè)專業(yè)知識(shí)都是經(jīng)過(guò)很多試驗(yàn)得出來(lái)的結(jié)果,相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái)操作,而相比之下,規(guī)劃設(shè)計(jì)就有很大的靈活性,沒(méi)有建筑設(shè)計(jì)專業(yè)性那么強(qiáng),但也需要色設(shè)計(jì)人員的小心謹(jǐn)慎才能做好相關(guān)工作。
二、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的特征分析
1、規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)有不確定性
一般來(lái)說(shuō),城市規(guī)劃設(shè)計(jì)沒(méi)有很明確的目標(biāo)和期限,而建筑設(shè)計(jì)卻不一樣。在建筑設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員要根據(jù)情況設(shè)計(jì)幾種不同的方案給委托人來(lái)選擇。建筑設(shè)計(jì)的委托人一般來(lái)說(shuō)就是所設(shè)計(jì)的建筑的開(kāi)發(fā)者或者說(shuō)是擁有者,但城市規(guī)劃設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程就不可能出現(xiàn)這樣的擁有者,即使有也只是有相關(guān)的管理人員來(lái)暫時(shí)充當(dāng),那么這樣就沒(méi)有那所謂的規(guī)劃目標(biāo)了。城市的使用者是當(dāng)?shù)氐木用?,城市?guī)劃者在規(guī)劃時(shí)雖然沒(méi)有明確的目標(biāo),但他們需要考慮的是當(dāng)?shù)鼐用竦降仔枰裁椿蛘咚麄儜?yīng)該得到什么,把人民的利益作為整個(gè)工作的內(nèi)容,這也就是所謂的規(guī)劃目標(biāo)了,即提高人民的生活水平。因此,城市規(guī)劃過(guò)程并不是一個(gè)“根據(jù)已知條件來(lái)求解”的過(guò)程,而是一個(gè)一邊發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一邊解決的過(guò)程??偟膩?lái)說(shuō),在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程中,工作人員不能只是去進(jìn)行答案的搜索,而也要同時(shí)進(jìn)行問(wèn)題研究,城市規(guī)劃是一個(gè)充滿變數(shù)的過(guò)程,具有很強(qiáng)的不確定性。
2、設(shè)計(jì)過(guò)程中的多目標(biāo)復(fù)雜性
建筑設(shè)計(jì)過(guò)程一般是事先有目的的答案式的搜索過(guò)程。但與建筑設(shè)計(jì)有區(qū)別的規(guī)劃設(shè)計(jì)有其自己獨(dú)特的過(guò)程,它在規(guī)劃過(guò)程中還要考慮許多其它突如其來(lái)的變化因素,然后要在這些因素之間權(quán)衡選擇出最佳的方式,所以說(shuō)它并不是一個(gè)思索推理的過(guò)程,而是哲學(xué)里說(shuō)的綜合與分析的過(guò)程。城市在規(guī)劃過(guò)程中,它所面對(duì)的是整個(gè)城市居民的多方面的需求,并且這些需求之間還存在著難以調(diào)和的矛盾,他們的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,總是讓規(guī)劃者捉摸不透,所以說(shuō)規(guī)劃設(shè)計(jì)的多目標(biāo)復(fù)雜性是一個(gè)永遠(yuǎn)需要去慢慢研究的課題。世界上任何兩個(gè)城市是不可能完全一樣的,并且兩個(gè)城市即使很相似,規(guī)劃的內(nèi)容也不可能完全一樣。所以,城市規(guī)劃者需要有很強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí),不能照搬以往的或者別人的經(jīng)驗(yàn),那樣設(shè)計(jì)出來(lái)的城市才可能滿足人們的需要。
3、規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)的相對(duì)超前性
建筑設(shè)計(jì)一般是為明確的目標(biāo)而設(shè)計(jì)的,每棟樓基本上在設(shè)計(jì)稿完成之后就已經(jīng)成型了,但城市規(guī)劃設(shè)計(jì)就不同了,它沒(méi)有終極目標(biāo),整個(gè)過(guò)程都是對(duì)未來(lái)目標(biāo)的修改和調(diào)整過(guò)程,必須要考慮到當(dāng)前城市的發(fā)展和變化。城市規(guī)劃設(shè)計(jì)根據(jù)具體的任務(wù)可以設(shè)計(jì)到30年或者更久之后的樣子,它只是一個(gè)具體的規(guī)劃,所有規(guī)劃的內(nèi)容并不一定會(huì)全部實(shí)現(xiàn),因?yàn)樵谡麄€(gè)過(guò)程中會(huì)根據(jù)實(shí)際情況不斷改善規(guī)劃內(nèi)容來(lái)滿足城市居民的需要。從某種意義上說(shuō),城市規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)具有相對(duì)超前性,它把若干年之后的城市形象已經(jīng)描繪出來(lái)了,等著相關(guān)部門(mén)去落實(shí)計(jì)劃。城市規(guī)劃的具體項(xiàng)目有很多,與我們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān)的有交通規(guī)劃、道路規(guī)劃、土地規(guī)劃等等,每一個(gè)方面相互之間有著緊密的聯(lián)系,必須要做好每一個(gè)細(xì)節(jié)的規(guī)劃才能使若干年以后的城市接近當(dāng)前所規(guī)劃的內(nèi)容。城市規(guī)劃就好比人們實(shí)際人生規(guī)劃一樣,我們總是在不斷地設(shè)定目標(biāo),并做好一定的規(guī)劃計(jì)劃去完成它們,在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中也許會(huì)有很多挫折,但只要擺正心態(tài),總是會(huì)取得成功的。城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容在預(yù)定的時(shí)期內(nèi)達(dá)標(biāo)了,這就是相當(dāng)于一個(gè)規(guī)劃成功了,會(huì)給規(guī)劃者莫大的鼓舞,會(huì)給他們繼續(xù)為城市規(guī)劃的動(dòng)力。
三、總結(jié)
城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)兩者之間有很多區(qū)別,但兩者又相互互補(bǔ)。規(guī)劃設(shè)計(jì)在處理過(guò)程中有比較強(qiáng)的靈活性,這也是規(guī)劃的最大特點(diǎn),在規(guī)劃過(guò)程中必須要知道規(guī)劃總的理念,即每一項(xiàng)規(guī)劃都必須要滿足當(dāng)?shù)厥忻竦男枨?,使城市的形象更加美觀。建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很嚴(yán)格的工作,技術(shù)人員要保持科學(xué)的態(tài)度,因?yàn)槲覈?guó)出現(xiàn)了很多這方面的事故,所以要做好項(xiàng)目工程的質(zhì)量檢查工作。如今我國(guó)還是一個(gè)人才匱乏的時(shí)代,很多人都被分配去做基層的技術(shù)工作,而高層的規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)人員相對(duì)較少,主要是我國(guó)在這方面的培養(yǎng)還不夠,當(dāng)然也有個(gè)人的興趣原因??偟膩?lái)說(shuō),城市建筑設(shè)計(jì)與規(guī)劃設(shè)計(jì)的差異及其特征在本文有了比較詳細(xì)的說(shuō)明,可以供相關(guān)人員去參考學(xué)習(xí)。
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關(guān)鍵詞:城市規(guī)劃設(shè)計(jì);建筑設(shè)計(jì);關(guān)系
城市規(guī)劃是對(duì)城市空間的分析與設(shè)計(jì),也即對(duì)人活動(dòng)的區(qū)域空間和各區(qū)域空間只的關(guān)系的協(xié)調(diào)。建筑設(shè)計(jì)是解決室內(nèi)空間的使用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求,同時(shí)在外部形體上,具有一定時(shí)代特性風(fēng)格的前提下與周圍環(huán)境、城市歷史文脈及城市控制性規(guī)劃相協(xié)調(diào)的結(jié)果。城市規(guī)劃是動(dòng)態(tài)地解決和協(xié)調(diào)各類建筑之間的聯(lián)系、建筑群的整體形象,以生態(tài)的、可持續(xù)的觀點(diǎn)延續(xù)城市的歷史,展望城市的未來(lái)。建筑是組成城市的重要因素,也是城市的主要象征,在我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),全國(guó)各地掀起了大興土木的熱潮,一大批各種類型的建筑如雨后春筍般破土而出,爭(zhēng)奇艷,使城市的景觀得到了極大的豐富,城市得到了長(zhǎng)足發(fā)展。同時(shí)使城市規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)之間的關(guān)系顯得尤其重要。
1 城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系
城市規(guī)劃是一門(mén)正逐步完善和發(fā)展的綜合性學(xué)科,是一門(mén)在實(shí)踐中安排城市發(fā)展規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)相對(duì)關(guān)聯(lián)的實(shí)用性學(xué)科,它具有相對(duì)獨(dú)立的基本原理和方法,它主要解決的是城市的面和線問(wèn)題。建筑設(shè)計(jì)是在城市規(guī)劃的前提下,根據(jù)建設(shè)任務(wù)要求和工程技術(shù)條件進(jìn)行全面設(shè)想,并根據(jù)其功能具體確定建筑物的空間組合形式和詳細(xì)尺寸,構(gòu)造及材料做法。它也具有相對(duì)獨(dú)立的基本原理和方法,主要解決的是城市的點(diǎn)和面問(wèn)題。同時(shí)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是通過(guò)建筑設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
2 正確處理城市規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系
2.1 科學(xué)對(duì)待城市規(guī)劃設(shè)計(jì)
城市規(guī)劃設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)社會(huì)空間和物質(zhì)空間健康發(fā)展進(jìn)程的社會(huì)實(shí)踐。因此城市規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)該包括從策劃到維護(hù)的所有內(nèi)容。在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程中,出現(xiàn)了不同的類型。根據(jù)阿普爾壓德(D•APPLeYard)的觀點(diǎn),城市規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容日趨綜合,方法包容性更強(qiáng),從單純注重形態(tài)的設(shè)計(jì)發(fā)展到綜合設(shè)計(jì)。在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中不但要注重城市的功能分區(qū),交通流線,而且還要注重建筑物的體量、尺度、比例、色彩、造型、材料、空間等。必須強(qiáng)調(diào)“城市規(guī)劃設(shè)計(jì)最基本的特征是將不同的物體(包括建筑物)進(jìn)行聯(lián)合,使之成為一個(gè)有機(jī)整體,設(shè)汁者不僅必須考慮物體本身的設(shè)計(jì),而且還要考慮一個(gè)物體與其他物體之間的關(guān)系”。一個(gè)城市建設(shè)的好壞與城市規(guī)劃設(shè)計(jì)水平的高低有著直接關(guān)系,因?yàn)槌鞘幸?guī)劃設(shè)計(jì)是城市建設(shè)的基礎(chǔ),也是建筑設(shè)計(jì)的依據(jù)。在我國(guó)一般一個(gè)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)經(jīng)批準(zhǔn)后,要執(zhí)行十年以上,在批準(zhǔn)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)一定要采取科學(xué)認(rèn)真的態(tài)度。
2.2 建筑設(shè)計(jì)服從城市規(guī)劃設(shè)計(jì)
美國(guó)城市規(guī)劃師伊•沙里寧曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“通常做設(shè)計(jì)是要把它置于一棟房子中;將一棟房子置于周圍的環(huán)境中;將周圍的環(huán)境置于一個(gè)城市規(guī)劃中。建筑師在設(shè)計(jì)單體或群體建筑時(shí),必須考慮建筑的大環(huán)境和開(kāi)發(fā)地盤(pán)紅線內(nèi)的小環(huán)境問(wèn)題。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,建筑設(shè)計(jì)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。在建筑創(chuàng)作繁榮的同時(shí),也存在著令人擔(dān)憂的問(wèn)題,在快速發(fā)展中,建筑師在建筑創(chuàng)作時(shí)對(duì)人文的關(guān)注、對(duì)環(huán)境的關(guān)注顯然不夠。一味追求“新、奇、特”而不考慮建筑物所處的環(huán)境。例如北京的長(zhǎng)安街,雖然每棟建筑單體都采用了中國(guó)最好的設(shè)計(jì)院和最優(yōu)秀的建筑師的作品,而且在建筑造價(jià)上也毫不吝嗇,就其藝術(shù)價(jià)值本身而言,仍然是業(yè)界人士批判的焦點(diǎn)。究其原因,主要不在于建筑本身造型,而在于對(duì)周圍環(huán)境的忽視,以及強(qiáng)烈的個(gè)體表現(xiàn)欲所造成的整體不和諧。再例如希臘的愛(ài)琴海上有一座叫伊特拉的小島,每年都吸引大量的游客,尤其是攝影家和畫(huà)家,被稱為“藝術(shù)家之島”。整座島上布滿了十分簡(jiǎn)單的希臘式的民居,連警察局、醫(yī)院、飯店都化整為零,成為民居式建筑尺度。幾百年來(lái),島上的居民始終恪守一個(gè)規(guī)則:所有建筑均不超過(guò)三層,所有外墻均為白色。這種熱愛(ài)自然、相互協(xié)調(diào)的觀點(diǎn),已經(jīng)形成了一種設(shè)計(jì)理念??梢?jiàn),在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的指導(dǎo)下,注重周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),即使是最簡(jiǎn)單的建筑設(shè)計(jì)也能取得好的效果。
2.3 城市規(guī)劃對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響
2.3.1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)
場(chǎng)地設(shè)計(jì)是為滿足一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的要求,在基地現(xiàn)狀條件和相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范基礎(chǔ)上,組織場(chǎng)地中各組成要素(建筑無(wú)、交通系統(tǒng)、室外活動(dòng)設(shè)施、綠化景園設(shè)施、工程系統(tǒng))之間關(guān)系的設(shè)計(jì)活動(dòng)。 其根本目的是通過(guò)設(shè)計(jì)使場(chǎng)地中各要素,尤其是建筑物(對(duì)于室內(nèi)空間的要求是建設(shè)目的中最主要的部分,這使建筑物成為一個(gè)項(xiàng)目最主要的內(nèi)容,建筑是場(chǎng)地設(shè)計(jì)中的核心內(nèi)容)與其它要素能形成一個(gè)有機(jī)的整體。
從工作內(nèi)容上看:場(chǎng)地設(shè)計(jì)即是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中除建筑物單體的詳細(xì)設(shè)計(jì)外所有的設(shè)計(jì)活動(dòng)。這一般包括建筑物、交通設(shè)施、綠化景園設(shè)施、場(chǎng)地豎向、工程設(shè)施等的總體安排以及交通設(shè)施(道路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等)、綠化景園設(shè)施(綠化、景園小品等)、場(chǎng)地豎向與工程設(shè)施(工程管線)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
從建設(shè)流程來(lái)看:實(shí)際建設(shè)流程中,一般首先是業(yè)主確定一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目,并取得了相應(yīng)的用地,然后再委托建筑師來(lái)設(shè)計(jì),建筑師是在野豬所提出的設(shè)計(jì)任務(wù)和基地條件的基礎(chǔ)上開(kāi)始工作的。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)前要做細(xì)化和完善設(shè)計(jì)任務(wù)的工作。包括詳細(xì)培植項(xiàng)目的組成內(nèi)容,并對(duì)這些內(nèi)容的規(guī)模、形式等一些有關(guān)的問(wèn)題做出較為明確的規(guī)定,同時(shí)要與業(yè)主協(xié)商,以取得一致的意見(jiàn)。
城市規(guī)劃對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)的要求:城市規(guī)劃對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)的要求一是體現(xiàn)在城市總體規(guī)劃對(duì)于城市用地的發(fā)展方向和布局結(jié)構(gòu)的控制之上。二也是主要的,體現(xiàn)在控制性詳細(xì)規(guī)劃中,控制性詳細(xì)規(guī)劃的要求是具體性的,對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)有更直接的影響,場(chǎng)地設(shè)計(jì)對(duì)控制性詳細(xì)規(guī)劃之中的土地使用和建筑布置等各項(xiàng)細(xì)則必須做出恰當(dāng)?shù)那袑?shí)反應(yīng)。這些要求一般包括:“對(duì)用地性質(zhì)和用地范圍的控制,對(duì)于容積率、建筑覆蓋率、綠化覆蓋率、建筑高度、建筑后退紅線距離等方面的控制,以及對(duì)交通入口的方位規(guī)定等。它們會(huì)對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)尤其是布局形態(tài)的確定構(gòu)成決定性影響。
2.3.1.1對(duì)用地性質(zhì)的規(guī)劃:具體建設(shè)項(xiàng)目的選址上,控制性詳細(xì)規(guī)劃限定這一項(xiàng)目只能在某一允許區(qū)域內(nèi)選擇基地地塊;對(duì)用地進(jìn)行開(kāi)發(fā)的場(chǎng)地設(shè)計(jì),控制性詳細(xì)規(guī)劃限定該地只能做一定性質(zhì)的使用。
2.3.1.2對(duì)用地范圍的控制:規(guī)劃是有建筑紅線與道路紅線共同完成的。
2.3.1.3對(duì)用地強(qiáng)度的控制:是通過(guò)容積率、建筑覆蓋率、綠化覆蓋率等指標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)容積率、建筑覆蓋率最大值及綠化覆蓋率最小值來(lái)限定,可將基地使用強(qiáng)度控制在一個(gè)合適的范疇之內(nèi)。
2.3.1.4對(duì)建筑用地范圍的控制:由建筑范圍控制線來(lái)限定。即基地允許建造建筑物的區(qū)域。城規(guī)中一般都要求建筑范圍控制線從紅線退后一定距離。
2.3.1.5規(guī)劃中對(duì)建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求,在場(chǎng)地設(shè)計(jì)中也應(yīng)同時(shí)予以滿足。
2.3.2我國(guó)控制性詳細(xì)規(guī)劃的研究
控制性詳細(xì)規(guī)劃作為城市總體規(guī)劃與修建性詳細(xì)規(guī)劃之間中間環(huán)節(jié),是城市規(guī)劃管理的主要依據(jù)和和土地有償使用的前提條件。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大潮的沖擊,其控制力也受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。改革開(kāi)放后,我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,城市建設(shè)加速,同時(shí)也出現(xiàn)種種失控現(xiàn)象。我認(rèn)為其主要原因有兩方面:⒈開(kāi)發(fā)商和建設(shè)單位一味追求經(jīng)濟(jì)利益,不斷更改建設(shè)用地和增加建設(shè)密度。⒉行政領(lǐng)導(dǎo)為了招商引資,強(qiáng)行干預(yù)控制性規(guī)劃。而美國(guó)的控制性詳細(xì)規(guī)劃是典型的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下的產(chǎn)物,規(guī)劃法規(guī)系統(tǒng)比較完善,值得我們借鑒。
美國(guó)的區(qū)劃。美國(guó)地方規(guī)劃管理工作的三種控制手段:區(qū)劃法、土地細(xì)分法、和設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則。 其中,區(qū)劃法和土地細(xì)分法是真正的法規(guī),設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則只是一種引導(dǎo)性的控制手段。 美國(guó)的區(qū)劃以“保護(hù)公眾的衛(wèi)生、健康和福利”為出發(fā)點(diǎn),其結(jié)果是對(duì)土地經(jīng)濟(jì)利益的嚴(yán)格控制。區(qū)劃包括:⒈允許的用途。⒉地段的設(shè)計(jì)要求(地塊的最小面積和面寬、紅線退后、容積率等)。⒊建筑設(shè)計(jì)要求(限高、層數(shù)、建筑面積等)。這些區(qū)位、用途和開(kāi)發(fā)強(qiáng)度等因素,直接影響著地價(jià),關(guān)系到房地產(chǎn)所有者和地方政府的利益所在,因而只能遵循公開(kāi)的法定程序來(lái)決定。即每一個(gè)影響地價(jià)的重要因素都在控規(guī)中得到了明確控制,而沒(méi)有對(duì)視覺(jué)美感的直接控制。
我國(guó)控規(guī)傳統(tǒng)做法忽略了經(jīng)濟(jì)規(guī)律。目前,我國(guó)控規(guī)典型的做法是由規(guī)劃師在指定的大街區(qū)或幾個(gè)大街區(qū)內(nèi),參照甲方提供的容積率(密度),擺房子,即在保留部分現(xiàn)狀的前提下,追求空間體量的美學(xué)關(guān)系和視覺(jué)效果。然后以此來(lái)分割地塊、分配樓板面積、指定建筑紅線,以供將來(lái)批租土地之用。這種做法常常土地市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律。如,規(guī)劃師為了追求美的原則,把地塊分配的大小不一,建筑規(guī)定的高低不一,喪失了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和公平的原則。還違背了地價(jià)運(yùn)作的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。
我國(guó)城市規(guī)劃的誤區(qū)。歷史上由于種種政治經(jīng)濟(jì)因素的影響:我國(guó)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與大型公共建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)之間一直難以區(qū)分,這種現(xiàn)象造成我國(guó)的控規(guī)地從美學(xué)和視覺(jué)效果出發(fā),缺乏對(duì)土地經(jīng)濟(jì)體制的全面認(rèn)識(shí)。在控規(guī)立法上,我覺(jué)得應(yīng)該注意兩個(gè)原則:⒈對(duì)用地的控制要符合土地建設(shè)開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。⒉一切對(duì)地價(jià)有重要影響的因素應(yīng)該在立法中有明確的規(guī)定。
求同與求異的原則。在同一區(qū)位的相鄰地段,美國(guó)區(qū)劃的控制原則是求同,即遵循地價(jià)運(yùn)作的經(jīng)濟(jì)規(guī)律,在同一區(qū)位,保證土地轉(zhuǎn)讓(批租)時(shí)地價(jià)相同,自然要把地塊的大小、建筑體量、容積率、紅線后退等做一視同仁的規(guī)定。這種控制手法在產(chǎn)生和諧的風(fēng)格、有序的城市肌理、保護(hù)街道界面、合理利用土地方面是成功的。
視覺(jué)美感的控制。美國(guó)的經(jīng)驗(yàn):引導(dǎo)性手段。
以美國(guó)的城市設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則為例,它控制的是街景透視,關(guān)心的是人在以街道為中心的公共空間的心理和視覺(jué)體驗(yàn)。城市設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則對(duì)一切影響街景透視的因素提出設(shè)計(jì)要求,包括建筑體量關(guān)系,廣場(chǎng)之間的圍塑關(guān)系,街道及建筑界面的尺度關(guān)系等。
2.3.3建筑設(shè)計(jì)之我見(jiàn)
起初,做設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常的手法也是從主觀的感覺(jué)出發(fā),通過(guò)形體、體量的造型來(lái)首先達(dá)到視覺(jué)上的審美要求。對(duì)于細(xì)部則由于時(shí)間的限制而來(lái)不及仔細(xì)推敲了。這在很大程度上就是沒(méi)有結(jié)合環(huán)境總體考慮。
2.3.3.1結(jié)合環(huán)境。從城市區(qū)域規(guī)劃出發(fā)設(shè)想建筑與大環(huán)境的結(jié)合:建筑的整體輪廓上,與周圍的現(xiàn)有建筑呼應(yīng),立面上虛實(shí)對(duì)比、色彩處理與環(huán)境格調(diào)相協(xié)調(diào),流線上,符合環(huán)境的肌理;從人的感覺(jué)出發(fā)想象建筑局部小環(huán)境的處理:通過(guò)人的生理和心理的感受塑造空間。
2.3.3.2造型。有自己的風(fēng)格,整體性強(qiáng)、簡(jiǎn)單中體現(xiàn)復(fù)雜,不變中起變化。這方面我喜歡板材效果,直接、明了、輕佻。
關(guān)鍵詞:城市化;空間差異;因子分析;空間自相關(guān);河南省
中圖分類號(hào):C979 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2013)02-0472-06
對(duì)城市化的研究一直是相關(guān)學(xué)科研究的熱點(diǎn),學(xué)術(shù)界對(duì)其研究的方法和評(píng)價(jià)測(cè)度技術(shù)也日趨成熟[1,2],學(xué)者們以不同的研究尺度、研究?jī)?nèi)容和研究方法對(duì)城市化區(qū)域差異問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究:在研究尺度上,多尺度的綜合研究和比較研究不斷增多[3-5]。在研究?jī)?nèi)容上,主要有城市化的空間形態(tài)與特質(zhì)[6]、城市化空間格局的特征研究[7,8]、城市化的空間過(guò)程研究[9]和城市化的空間機(jī)理研究[10,11]等。而研究的方法更是日趨多樣化,從原來(lái)的定性研究、統(tǒng)計(jì)描述等方法[12]逐步過(guò)渡到空間分析、數(shù)理模型模擬等多種分析方法綜合應(yīng)用的階段[13]。
本研究擬選取反映區(qū)域城市化水平的綜合指標(biāo)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用因子分析方法和探索性空間數(shù)據(jù)分析方法(Exploratory spatial data analysis,ESDA),結(jié)合GIS軟件對(duì)影響城市化水平的綜合指標(biāo)進(jìn)行定量分析,探討2009年河南省城市化水平的空間差異及其影響因素,以期為促進(jìn)河南省城市化協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè),實(shí)現(xiàn)中原崛起和河南振興提供參考依據(jù)。
1 研究區(qū)概況
河南省位于中國(guó)中部地區(qū),介于東經(jīng)110°21′-116°39′,北緯31°23′-36°23′之間;2009年全省經(jīng)濟(jì)總量為19 480.46億元,位居中國(guó)第五位。由于河南省人口基數(shù)大,農(nóng)村勞動(dòng)力數(shù)量眾多,河南省城市化水平較低,僅為37.7%,較全國(guó)平均城市化水平46.6%低8.9個(gè)百分點(diǎn),與相鄰6個(gè)省份和中部6省的城市化水平相比也處于最低水平(表1)。2009年河南省有縣級(jí)以上城市38個(gè);城區(qū)面積4 025.8 km2,其中建成區(qū)面積為1 913.3 km2,比2000年增加839.3 km2;城鎮(zhèn)人口由2000年的2 201萬(wàn)增加到了2009年的3 758萬(wàn);城市化水平也較2000年增加了14.5個(gè)百分點(diǎn),年均增加1.6個(gè)百分點(diǎn)。按照美國(guó)城市地理學(xué)家諾瑟姆(Ray.M.Northam)1975年提出的城市化過(guò)程“S”型曲線發(fā)展規(guī)律[14],目前河南省城市化水平正處在快速上升階段,加快城市化進(jìn)程成為河南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。
2 研究方法
2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建
為能全面、準(zhǔn)確、客觀地反映區(qū)域城市化發(fā)展的綜合水平,在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí),結(jié)合本研究的研究目的,借鑒了已有的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系成果[15-19],遵循簡(jiǎn)明科學(xué)性、系統(tǒng)整體性,以及有效性、層次性、可比性、可錄性和可行性原則,結(jié)合城市化的表現(xiàn)形式和內(nèi)涵,歸納為人口城市化、空間城市化、經(jīng)濟(jì)城市化和社會(huì)城市化等四個(gè)方面內(nèi)容,共21個(gè)指標(biāo)(表2)。
2.2 研究方法與模型
2.2.1 因子分析方法 因子分析(Factor analysis)是一種尋找隱藏在可測(cè)變量中不能或不易直接觀測(cè)到,但影響或支配可測(cè)變量的潛在因子,并估計(jì)潛在因子對(duì)可測(cè)變量的影響程度及潛在因子之間關(guān)聯(lián)性的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。其原理是找出共性因子變量,估計(jì)因子模型,計(jì)算共性因子變量的取值和對(duì)共性因子變量做出合理的解釋[20,21]。其具體評(píng)估步驟為:
1)為了避免因量綱不同造成的影響,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理:
xi=(xi-xi)/Si (1)
式中:xi為第i個(gè)指標(biāo)的均值,Si表示第i個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。
2)求相關(guān)系數(shù)矩陣R及R的特征根和特征向量。相關(guān)矩陣:
R=XTX (2)
式中:X為指標(biāo)體系中各指標(biāo)值組成的矩陣,求出相關(guān)矩陣R的特征根及其所對(duì)應(yīng)的特征向量A,A即為因子載荷矩陣。
3)建立因子模型。通過(guò)對(duì)可觀測(cè)變量X1,X2,…,XP的分析,挖掘出影響這些變量的公共因素F1,F(xiàn)2,…,F(xiàn)q(q
Xi=■aijFj+ei (3)
式中:Fj為主因子,ei為第i個(gè)變量的構(gòu)造因子的特殊因子,aij為特征向量矩陣A中的元素。
4)確定因子貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率。貢獻(xiàn)率可衡量出每個(gè)因子所占原始數(shù)據(jù)的信息量的多少,同時(shí)以公因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%作為因子個(gè)數(shù)的選擇依據(jù)。
5)因子載荷的變換。為得出較明確的分析結(jié)果,通過(guò)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸,使每個(gè)因子載荷在新的坐標(biāo)系中都能兩極化。
6)計(jì)算每個(gè)城市的總得分值。通過(guò)旋轉(zhuǎn)和計(jì)算,得到新的較為理想的因子載荷矩陣和因子得分系數(shù)矩陣。則每個(gè)城市的得分值計(jì)算公式為:
Si=■djfij (4)
式中:fij為第i個(gè)城市第j個(gè)公因子的得分,dj作為權(quán)重是第j個(gè)公因子的貢獻(xiàn)率,m為選定的公因子個(gè)數(shù)。
2.2.2 空間自相關(guān)分析模型 全局Moran’s I(Global Moran’s I)指數(shù)是一種應(yīng)用非常廣泛的全局自相關(guān)統(tǒng)計(jì)量,Moran’s I指數(shù)反映的是空間鄰接或空間鄰近的區(qū)域單元觀測(cè)值的相似程度[22]。其具體計(jì)算公式如下:
I=■ (5)
式中S2=■■(xi-■)2,式中■=■■xi (6)
式中:xi、xj為觀測(cè)值;■為觀測(cè)值的平均值;wij為空間權(quán)重矩陣,當(dāng)區(qū)域i和j相鄰接時(shí),wij取1,其他,wij取0;S2為方差。
Moran’s I指數(shù)的取值在-1~1之間,當(dāng)Moran’s I為正時(shí),表示觀測(cè)值之間存在顯著的正相關(guān),呈現(xiàn)高高集聚和低低集聚的空間分布格局;當(dāng)Moran’s I為負(fù)時(shí),表示觀測(cè)值之間存在負(fù)相關(guān),則高觀測(cè)值的區(qū)域與低觀測(cè)值的區(qū)域集聚在一起,呈現(xiàn)空間離散分布格局;當(dāng)Moran’s I為0時(shí),表示不存在空間自相關(guān),觀測(cè)值在空間上呈獨(dú)立隨機(jī)分布格局。對(duì)于全局Moran’s I指數(shù),可以用標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量Z來(lái)檢驗(yàn)空間自相關(guān)的顯著性水平。其計(jì)算公式為:
Z=■ (7)
式中:E(I)=■為期望值;VAR(I)為變異系數(shù)。
2.2.3 空間關(guān)聯(lián)分析模型 通過(guò)全局Moran’s I指數(shù)能夠判斷出現(xiàn)象在空間上的整體分布情況,但難以探測(cè)出空間集聚的具置及區(qū)域相關(guān)的程度,忽略了空間過(guò)程的潛在不穩(wěn)定。而局域空間關(guān)聯(lián)LISA(Local indicators of spatial association)可揭示局部空間單元上某一屬性值與相鄰區(qū)域上同一屬性值的相關(guān)程度[22],其方法有局域Moran’s I(Local Moran’s I)和局域Geary系數(shù)兩種。本研究選用應(yīng)用較廣泛的局域Moran’s I:
Ii=Zi■wijZj (8)
式中:Zi和Zj分別是對(duì)于均值和標(biāo)準(zhǔn)差的標(biāo)準(zhǔn)化變量。
此外,Moran散點(diǎn)圖是用來(lái)分析兩個(gè)變量之間相關(guān)程度的一種圖形。Moran散點(diǎn)圖中,第一、三象限代表正的空間關(guān)聯(lián),第二、四象限代表負(fù)的空間關(guān)聯(lián)。其中第一象限(HH)表示本區(qū)域的值高,相鄰區(qū)域的值也高;第二象限(LH)表示本區(qū)域的值低,相鄰區(qū)域的值高;第三象限(LL)表示本區(qū)域的值低,相鄰區(qū)域的值也低;第四象限(HL)表示本區(qū)域的值高,而相鄰區(qū)域的值低。
3 河南省城市化空間差異分析
3.1 河南省城市化綜合評(píng)價(jià)結(jié)果
利用SPSS 17.0進(jìn)行計(jì)算分析得到因子的特征根和貢獻(xiàn)率,根據(jù)特征根大于1的主因子選擇原則,選取了特征根分別為10.785、2.655、2.092、1.457、1.141,累計(jì)貢獻(xiàn)率為86.333%的5個(gè)主因子F1、F2、F3、F4、F5,這5個(gè)主因子能夠充分解釋并提供原始數(shù)據(jù)所能表達(dá)的足夠的信息(表3)。對(duì)所選取的5個(gè)主因子F1、F2、F3、F4、F5建立因子載荷矩陣,為了便于對(duì)各因子載荷進(jìn)行合理的解釋,采用方差極大法正交旋轉(zhuǎn)得到更清楚的因子載荷矩陣(表4)。
從表4中可以看出,第1個(gè)主因子在每萬(wàn)人擁有圖書(shū)數(shù)量、人均GDP,二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重,恩格爾系數(shù)、城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎?、城?zhèn)居民人均可支配收入、每萬(wàn)人擁有醫(yī)生和護(hù)士人數(shù),二三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)比重,千戶擁有互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)、每萬(wàn)人擁有公交車輛數(shù)上有較大的載荷;第2個(gè)主因子在全社會(huì)固定資產(chǎn)投資、城鎮(zhèn)社區(qū)服務(wù)設(shè)施基本情況、人均社會(huì)消費(fèi)品零售總額、每萬(wàn)人擁有在校大學(xué)生人數(shù)上有較大的載荷;第3個(gè)主因子在燃?xì)馄占奥?、自?lái)水普及率上有較大的載荷;第4個(gè)主因子在人均公園綠地面積、城鎮(zhèn)密度、建成區(qū)面積占轄區(qū)面積的比重上有較大的載荷;第5個(gè)主因子在市區(qū)人口密度、人均城市道路面積上有較大的載荷。根據(jù)各主因子中載荷較大的評(píng)價(jià)指標(biāo)分布情況,可確定提取的5個(gè)主因子F1、F2、F3、F4、F5分別是經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子、社會(huì)發(fā)展因子、基礎(chǔ)設(shè)施因子、城市擴(kuò)張因子和非農(nóng)化因子。根據(jù)公式(4)計(jì)算得到2009年河南省18個(gè)地市的城市化水平綜合得分(表5),該分值越大,說(shuō)明該地市的城市化水平越高,反之越低;其中得分大于零表明城市化水平在全省平均水平之上,得分小于零則表明位于全省平均水平之下。
為表現(xiàn)河南省城市化水平分布的概括性特征,通過(guò)SPSS 17.0計(jì)算得到2009年各地區(qū)的城市化水平綜合得分的頻率分布特征(表6)并繪制其頻數(shù)分布圖(圖1)。通過(guò)分析可以可知:①數(shù)據(jù)的偏度值較大,為4.147,說(shuō)明數(shù)據(jù)偏離中心且正偏(右偏)態(tài)分布明顯,即河南省區(qū)域城市化水平綜合得分的頻數(shù)分布形態(tài)與正態(tài)分布相比是正偏(右偏)態(tài)的,且數(shù)據(jù)的極端值分布在右端,由計(jì)算結(jié)果可知該極端值對(duì)應(yīng)的地區(qū)為鄭州;②數(shù)據(jù)的峰度為1.456,大于零,說(shuō)明頻數(shù)分布較正態(tài)分布的坡度要陡峭,呈尖頂峰狀,即河南省城市化水平綜合得分較高和較低的城市所占的比重均較小,城市化處于中等水平的城市占有較大比重;③中位數(shù)為4.953,大于平均數(shù)0,無(wú)眾數(shù),全距為1 230.375,標(biāo)準(zhǔn)差為283.523,均較大;說(shuō)明河南省各地區(qū)的城市化水平差距很大。
結(jié)合表5中2009年河南省區(qū)域城市化水平綜合得分情況,應(yīng)用MapInfo 7.0軟件,采用自然劃分法,創(chuàng)建2009年河南省城市化發(fā)展水平空間分布圖(圖2),將河南省各地區(qū)按城市化水平綜合得分劃分為高城市化水平區(qū)域、較高城市化水平區(qū)域、中等城市化水平區(qū)域、較低城市化水平區(qū)域和低城市化水平區(qū)域5個(gè)類型。由圖2可知:①鄭州屬于高城市化水平區(qū)域;②焦作、濟(jì)源、洛陽(yáng)屬于較高城市化水平區(qū)域;③安陽(yáng)、鶴壁、新鄉(xiāng)、三門(mén)峽、平頂山、許昌、漯河屬于中等城市化水平區(qū)域;④濮陽(yáng)、開(kāi)封、商丘、南陽(yáng)屬于較低城市化水平區(qū)域;⑤周口、駐馬店、信陽(yáng)屬于低城市化區(qū)域。從整體上看,2009年河南省區(qū)域城市化水平整體上呈現(xiàn)由西北向東南遞減的趨勢(shì);從局部上來(lái)看,在以鄭州為中心的中原城市群地區(qū)呈現(xiàn)由中心向邊緣遞減的趨勢(shì),呈現(xiàn)出“中心―”的發(fā)展格局。
3.2 河南省城市化空間自相關(guān)分析
3.2.1 河南省城市化全局空間自相關(guān)分析 本研究運(yùn)用軟件GeoDa來(lái)實(shí)現(xiàn)空間自相關(guān)分析,得到2009年河南省城市化水平的Moran's I值為0.369 5,對(duì)Moran's I值進(jìn)行檢驗(yàn)后,得到對(duì)應(yīng)的P值為0.001 0,說(shuō)明在99.9%的置信度下,2009年河南省城市化水平存在明顯的空間自相關(guān)特征,且為顯著的正相關(guān),呈現(xiàn)高城市化水平區(qū)域與高城市化水平區(qū)域集聚在一起和低城市化水平區(qū)域和低城市化水平區(qū)域集聚在一起的空間格局。以2009年河南省城市化水平綜合評(píng)價(jià)值為橫軸,對(duì)應(yīng)的空間滯后向量值為縱軸,形成2009年河南省城市化水平的Moran散點(diǎn)圖(圖3)。由圖3中可以看出,位于第一(HH)、三(LL)象限的地區(qū)比較多,即這些地區(qū)呈現(xiàn)正的空間關(guān)聯(lián),這類城市占到總數(shù)的5/6,說(shuō)明2009年河南省城市化水平在空間上呈現(xiàn)明顯的集聚性,即城市化水平高(低)的地區(qū)一般與城市化水平高(低)的地區(qū)相鄰接;其中高值被高值包圍的“高―高集聚”的地區(qū)有:鄭州、焦作、濟(jì)源、洛陽(yáng)、鶴壁、新鄉(xiāng)、許昌、平頂山;低值被低值包圍的“低―低集聚”的地區(qū)有漯河、南陽(yáng)、商丘、信陽(yáng)、周口、安陽(yáng)、駐馬店;說(shuō)明這些地區(qū)城市化水平與鄰近地區(qū)的城市化水平差異較小。而位于第二、四象限的地區(qū)有濮陽(yáng)、開(kāi)封和三門(mén)峽,這三個(gè)地區(qū)城市化水平呈現(xiàn)負(fù)的空間自相關(guān),即城市化水平高(低)的地區(qū)被城市化水平低(高)的地區(qū)所包圍,說(shuō)明這三個(gè)地區(qū)城市化水平與鄰近地區(qū)存在較大的差異。此外,位于第三象限(LL)的地區(qū)仍占到1/3以上,說(shuō)明實(shí)現(xiàn)河南省的城市化的協(xié)調(diào)發(fā)展仍是任重而道遠(yuǎn)。
3.2.2 河南省城市化局域空間關(guān)聯(lián)分析 通過(guò)計(jì)算2009年河南省各地市的城市化水平的LISA值,應(yīng)用軟件GeoDa分析輸出2009年河南省城市化空間關(guān)聯(lián)分布圖(圖4),從圖4中可以看出,2009年河南省城市化水平分布存在著局部空間集聚現(xiàn)象。鄭州、焦作和洛陽(yáng)連成一片,呈現(xiàn)“高―高集聚”的正關(guān)聯(lián),即這些城市化水平較高的地區(qū)被同樣具有較高城市化水平的地區(qū)所包圍;駐馬店和信陽(yáng)連在一起,呈現(xiàn)“低―低集聚”的正關(guān)聯(lián),即較低城市化水平的地區(qū)被同樣是較低城市化水平的地區(qū)所包圍。說(shuō)明這些地區(qū)與鄰近地區(qū)之間的城市化水平差異較小,并對(duì)鄰近的地區(qū)有明顯的擴(kuò)散效應(yīng);而且“高―高集聚”的地區(qū)出現(xiàn)一個(gè)城市化發(fā)展的“增長(zhǎng)極”,“低―低集聚”的地區(qū)則出現(xiàn)了一個(gè)城市化水平的低谷。除鄭州、焦作、洛陽(yáng)和駐馬店、信陽(yáng)5個(gè)地區(qū)外,其他大部分地區(qū)與相鄰地區(qū)之間關(guān)聯(lián)性并不顯著,且本地區(qū)與相鄰地區(qū)之間存在極化作用,表現(xiàn)為城市化水平空間差異將趨于擴(kuò)大。
3.3 河南省城市化空間差異影響因子分析
3.3.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子 通過(guò)因子分析法計(jì)算得出經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子的特征根為10.785,貢獻(xiàn)率為51.357%(表3),其貢獻(xiàn)率在5個(gè)因子中比重最大,可見(jiàn)其對(duì)城市化發(fā)展的影響也是最顯著的;這與大多數(shù)文獻(xiàn)研究顯示城市化綜合水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在著很強(qiáng)的正相關(guān)是相吻合的,即經(jīng)濟(jì)水平越高的地區(qū),城市化水平也相應(yīng)越高。根據(jù)表5中的數(shù)據(jù),結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn):鄭州是區(qū)域內(nèi)城市化水平最高的地區(qū),與其鄰近的焦作、濟(jì)源、洛陽(yáng)、新鄉(xiāng)、平頂山、許昌、漯河的地區(qū)城市化水平均較高,而且這些地區(qū)工業(yè)化程度比較高,二、三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)和產(chǎn)值均占有較大比重,人均GDP、恩格爾系數(shù)在區(qū)域內(nèi)均處于前列。而處于黃淮地區(qū)的信陽(yáng)、周口、駐馬店以及與之相鄰的南陽(yáng)、商丘等地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一直處于較低的水平,一方面由于這些地區(qū)人口眾多、資源較少,二、三產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá),另一方面也是受到自然條件和歷史發(fā)展的影響。
3.3.2 社會(huì)發(fā)展因子 由表3可知,社會(huì)發(fā)展因子的特征根為2.655,貢獻(xiàn)率為12.645%,可見(jiàn)社會(huì)發(fā)展對(duì)城市化發(fā)展仍有相當(dāng)大的影響,具體可反映到城市商業(yè)服務(wù)、科教、醫(yī)療等各個(gè)方面。鄭州、焦作、洛陽(yáng)處于高城市化水平的片區(qū),其社會(huì)發(fā)展水平在河南省的排名相當(dāng)靠前,反映到具體指標(biāo)上就是城鎮(zhèn)社區(qū)服務(wù)設(shè)施比較完善、每萬(wàn)人擁有在校大學(xué)生人數(shù)較多等,也與該地區(qū)社會(huì)固定資產(chǎn)投資和社會(huì)消費(fèi)品零售額較高等因素密切相關(guān)。而處于低城市化片區(qū)的信陽(yáng)、駐馬店、周口、南陽(yáng)等地區(qū),其科教水平相對(duì)落后、農(nóng)村人口比重大,其社會(huì)固定資產(chǎn)投資及社會(huì)消費(fèi)品零售總額均較低,其城市化發(fā)展也較為緩慢。
3.3.3 基礎(chǔ)設(shè)施因子 由表3可知,基礎(chǔ)設(shè)施因子的特征根為2.092,貢獻(xiàn)率為9.961%,可見(jiàn)其對(duì)城市化的影響也是比較廣泛的。基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是城市發(fā)展的基礎(chǔ),以燃?xì)?、自?lái)水普及率為主要指標(biāo)的基礎(chǔ)設(shè)施因子起著至關(guān)重要的作用,顯然城市化水平越高的地區(qū),其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也越完善,這樣才能滿足更多的城鎮(zhèn)居民的生活需求。因此在城市化發(fā)展水平較高的鄭州、焦作、洛陽(yáng)等地區(qū),其基礎(chǔ)設(shè)施都是相當(dāng)完善的,燃?xì)?、自?lái)水普及率基本都在90%以上;而城市化水平較低的信陽(yáng)、駐馬店、周口、南陽(yáng)等地區(qū)其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平相對(duì)落后,普及率僅為50%~80%,明顯制約了其城市化的發(fā)展進(jìn)程。
3.3.4 城市擴(kuò)張因子 由表3可見(jiàn),城市擴(kuò)張因子的特征根為1.457,貢獻(xiàn)率為6.936%,可見(jiàn)其對(duì)城市化發(fā)展仍有相當(dāng)大的影響。城市的擴(kuò)張?bào)w現(xiàn)為城區(qū)面積的擴(kuò)大、城鎮(zhèn)個(gè)數(shù)的增加。更具體的可表現(xiàn)在城市建成區(qū)面積的增加、城市公園綠地面積的擴(kuò)大等。隨著越來(lái)越多的人口由農(nóng)村涌向鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市,將有更多的集鎮(zhèn)發(fā)展成為城鎮(zhèn)的一部分,也必然要擴(kuò)大城區(qū)面積來(lái)容納這部分人口。以城市化水平最高的鄭州來(lái)說(shuō),2000年建成區(qū)面積133.22 km2,2009年達(dá)到了337 km2,是2000年的2.5倍多,城市擴(kuò)張的速度由此可見(jiàn)一斑。
3.3.5 非農(nóng)化因子 從表3還可看出,非農(nóng)化因子的特征根為1.141,貢獻(xiàn)率僅有5.433%,雖對(duì)城市化仍有一定影響,但影響程度已經(jīng)比較低。城市化的過(guò)程也可以看作是非農(nóng)化的一個(gè)過(guò)程,它不僅表現(xiàn)為人口的非農(nóng)化,也包括土地的非農(nóng)化;市區(qū)人口密度的增加即是人口的非農(nóng)化,而土地的非農(nóng)化則可表現(xiàn)在城市道路面積的增加。僅從鄭州地區(qū)來(lái)說(shuō),2000年市區(qū)人口密度為每平方公里2 696人,人均道路面積為6.21 m2;到2009年時(shí),市區(qū)人口密度已達(dá)到每平方公里10 060人,人均道路面積6.91 m2。顯然,非農(nóng)化因子在城市化進(jìn)程中也產(chǎn)生了很大的影響。
4 結(jié)語(yǔ)
1)通過(guò)因子分析得出結(jié)果可知,2009年河南省城市化水平較低的地區(qū)仍占較大比重,且區(qū)域之間城市化水平差距較大;中原城市群地區(qū)城市化水平呈現(xiàn)由中心向邊緣遞減的趨勢(shì),符合“中心―”理論的發(fā)展規(guī)律,而整體上則呈現(xiàn)由西北向東南遞減的趨勢(shì)。
2)2009年河南省城市化水平的全局Moran's I值為0.369 5,說(shuō)明2009年河南省各地區(qū)的城市化水平存在顯著的正相關(guān)性,整體上具有較強(qiáng)的空間集聚性和空間依賴性。由Moran散點(diǎn)圖可知河南省5/6的地區(qū)城市化水平存在正相關(guān)。
3)由局域自相關(guān)分析得到的LISA集聚圖可以看出,2009年河南省城市化發(fā)展水平存在局部的空間集聚現(xiàn)象:鄭州、焦作、洛陽(yáng)為“高―高集聚”區(qū)域,駐馬店、信陽(yáng)為“低―低集聚”區(qū)域,其余大部分地區(qū)的空間關(guān)聯(lián)性并不顯著。
4)通過(guò)對(duì)影響河南省城市化水平空間差異的諸多因子進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子、社會(huì)發(fā)展因子、基礎(chǔ)設(shè)施因子、城市擴(kuò)張因子、非農(nóng)化因子對(duì)河南省城市化發(fā)展均有比較顯著的影響,其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子的影響程度最深。
需要指出的是,本研究仍存在著不足:①不同的領(lǐng)域定義標(biāo)準(zhǔn)會(huì)得出不同的空間權(quán)重矩陣,從而影響空間自相關(guān)分析的結(jié)果,在這方面仍需進(jìn)一步研究;②在研究區(qū)域的選取上,小尺度(縣域尺度)的研究可更全面地揭示河南省城市化發(fā)展水平的空間差異規(guī)律,這也是下一步深化研究的方向;③研究區(qū)域不僅與省內(nèi)地區(qū)有相鄰關(guān)系,與相鄰省份的部分地區(qū)也有相鄰關(guān)系,本研究沒(méi)有涉及與相鄰省份地區(qū)之間的聯(lián)系,在研究上尚有不足之處,今后的研究工作應(yīng)更全面、更科學(xué),以使研究結(jié)果更具科學(xué)性和現(xiàn)實(shí)合理性。
(感謝華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)系達(dá)良俊教授對(duì)本文的指導(dǎo)和幫助。)
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