發布時間：2023-07-20 16:25:03
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【中圖分類號】F0 【文獻標識碼】A
低碳、低碳經濟與低碳城市
低碳是在應對溫室效應、全球氣候變化的背景下提出的，代表一種新型的具有可循環性、生態性、可持續性等特點的生產生活方式，更是經濟結構、能源消費、社會生活方式、技術等方面的理念變革。①
傳統經濟是不加限度地開發利用自然資源，最大限度地獲取經濟效益，消耗的資源和產生的廢棄物越多，對環境的負面影響也就越大。而低碳經濟是一種新的經濟發展模式，充分考慮環境生態系統的承載能力，以盡量少的資源消耗和環境成本，提高自然資源的利用效率，盡可能地使經濟系統與環境生態系統的物質循環過程和諧共生，減少環境污染，獲得經濟收益的同時盡可能地減少溫室氣體的排放。
在全球氣候變暖的背景下，低碳城市是在城市實行低碳經濟，包括低碳生產和低碳消費，低碳生產意味著產業結構的優化和能源利用技術的創新，低能耗、低污染、高效益。低碳消費倡導城市居民具有低碳意識和低碳消費理念，踐行低碳生活方式和行為特征。建設低碳城市，形成節能減排的低碳經濟模式和社會發展方式，不僅是城市低碳發展方式轉變的客觀要求，同時也是關系到城市未來能否健康持續發展的關鍵因素。
低碳視域下京津冀城市現狀及存在的問題
為了解城市發展現狀，本文選取了北京市、天津市、河北省石家莊市、唐山市、保定市等5個城市，進行了實地走訪、詢問訪談、資料查詢等調研工作，低碳視角下河北省城市規劃發展存在的問題包括：一是土地規劃利用不合理，由于城市用地方面沒有統一要求，因此粗放型擴張發展，用地布局混亂、土地浪費的現象嚴重，占用了大面積的耕地、林地，生態環境遭到嚴重破壞。二是產業結構不合理，城市產業結構不合理，產業發展層次低，產業鏈不完整。以傳統產業為主，其主要特征是資源、能源消耗比較大，京津冀城市產業尚未形成合力分工、功能互補、資源共享、協調發展的局面，產業協作機制建立緩慢，缺乏引導、控制與有效的合作。三是環境問題日趨嚴重，中科院對京津冀強霾污染作了分析，污染源燃煤占了34%，機動車排放占16%，這兩項加一起就占50%。其他50%來自工業、揚塵等其他方面；②優質潔凈能源利用程度、效率低，煤炭和石油在京津冀能源消費中占據著主導地位，產生大量的CO2、SO2、煙塵和工業粉塵帶來了嚴重的氣候變化和生態環境問題。四是公共交通程度低，京津冀城市群內交通建設缺乏統一規劃，城際間交通運輸結構單一，鐵路和市郊軌道運力不足，難以適應協同發展的需求；區域機場群、港口群之間缺乏分工協作，多種運輸方式間更是銜接整合力度差等。五是綠化碳匯保障能力低。目前，京津冀城市綠化建設依然處于各自為戰，零散、滯后的局面，整體綠化狀況差強人意，致使環境的自凈能力和儲碳能力大大下降，與公眾強烈的環境訴求不相適應，導致碳匯吸收能力低下。六是居民低碳意識還較薄弱，城市居民環保意識不強，浪費資源、破壞環境的現象隨處可見，城市垃圾分類不到位，也是造成城市碳排放多的重要原因。
京津冀協同發展低碳城市空間規劃及發展路徑
低碳發展是城市的未來，結構性政策與實體機制改革的配套實施會帶來經濟和社會深刻變革，京津冀低碳城市建設應遵循“協同、有序、高效、持續”的原則，共同構建低碳城市發展愿景。京津冀城市低碳協同規劃發展體系框架如圖。
科學規劃城市空間結構，優化綠色交通布局。京津冀低碳城市規劃應充分考慮城市地域發展的不平衡性，形成城市長效發展機制和內在動力，對北京非首都功能控增量、疏存量等規劃均衡發展，使核心城市的擁擠程度降低，以線帶面拉動廣泛區域的中小城市，特別是濱海新區城市協調統籌發展。構建城市空間與功能相匹配的城市空間形態以及高效用地戰略體系，促進土地開發效益和生態環境效益的統一和協調發展；對城市用地加大立法監管，保證各大城市每個階段規劃目標、規劃途徑、規劃程序的高效實施，對不同性質結構用地的科學分布規劃布局，避免重復用地，統籌解決用地布局和功能分區之間的矛盾，整合空間秩序與功能效率，優化城市空間結構，為未來土地開發建設留有彈性空間，強化規劃約束生態保護隔離地帶，形成協同、互動、共生的城市發展狀態。
圖1：京津冀城市低碳協同規劃發展體系框架
京津冀區域交通體系是在統一規劃的前提下構建綜合交通網絡形態格局，促進鐵路、公路、軌道交通等交通樞紐相互對接，共同構建京津冀“三小時”經濟圈，建“一小時”交通圈、“半小時”通勤圈，打造“軌道上的京津冀”，“以地建鐵，以鐵興地”，通過城際鐵路建設帶動沿線城市經濟發展，再利用土地升值收益反哺城際鐵路建設運營。例如衡水市作為京九線沿線城市，張家口市、承德市作為首都生態涵養區及休閑旅游區，目前均沒有實現高速鐵路和動車通車；加強各城市的互聯互通和對外直達，將加快打通一批京津冀“斷頭路”和“瓶頸路”，以及城市市內軌道交通與市郊鐵路建設，實現區域內大中小城市互聯互通；力爭早日實現京津冀區域公交一卡通、客運服務一票式、貨運服務一單制，采取智能化手段提高交通便利性，完善公交線路，提倡城市居民“綠色”出行，首選公共交通，優化出行方式。
調整產業區劃結構，促進產業轉型。京、津兩大城市產業結構快速膨脹，強勁的發展勢頭使兩個大城市與周圍地區形成巨大反差。只有京、津通過產業轉移和職能分解，大城市輻射作用加強，才能夠讓河北省各級城市與大城市得到協同發展，低碳補償機制的建立將有助于有序疏解北京非首都功能。京津冀部分產業趨同，需要產業深層次規劃、合并、升級，以促進節約資源、促進效率。河北省將承接京津生物制藥、先進制造業、高新技術產業、專業市場和科教機構五大產業轉移。河北省中小城市建立低碳發展為導向的產業體系的協同發展與合作機制，資源優勢互補，形成有機產業鏈，減緩生態壓力。河北省承德被確定為“河北省生態環保產業示范區”和“重點支持的千億元環保產業基地”，把環保產業作為轉型升級、綠色崛起的戰略之舉，全力打造京津冀生態環保產業園。③
河北省經濟是典型的資源能源依賴型，消耗的是全國1/12的能源，創造的是1/20的GDP、1/34的財政收入。④傳統第二支柱產業如鋼鐵產業、制造業、紡織業，高附加值產品較少，因此傳統支柱產業應加快培育激活產業創新主體，加快科技成果轉化，努力實現由資源型產業向創新型產業轉變，減輕對能源、原材料的依賴，改善結構偏重的狀況。河北省要改變以往粗放發展方式，切實推進產業的轉型升級，提倡清潔生產，形成高效低耗、輕重合理的格局，推進鏈狀發展的產業體系，其中保定市新能源產業體系在行業內較為領先， 應大力推廣發展。河北省城市第三產業目前仍以餐飲服務業為主，第三產業中教育留學、文化創意、金融保險、旅游休閑、信息技術、健康養老等公共服務還遠不能滿足城市居民的需要，還需著力推進其在經濟結構中的比重。
促進節能減排，改善城市環境。近年來，京津冀飽受嚴重的“霧霾危機”，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳。京津冀城市能源以煤炭為主，且煤炭消費總量不斷增長，環境污染狀況加劇。北京市多措并舉治理霧霾，特別是大力扶持新能源汽車企業，加快提高汽車尾氣處理技術，加速車用燃油品質的提升。天津市全力推進“以電代煤”“以電代油”支持冀霧霾治理。⑤河北省在2015年節能減排方面，將嚴格執行新環保法，出臺大氣污染深入治理三年規劃，揮“利劍”斬污，推動鋼鐵、電力、水泥、石化等重點行業污染治理，積極推行清潔生產和資源綜合利用。京津冀區域率先建立生態環境監測系統和數據庫以及環保聯合執法，對于高耗能、高污染企業采取嚴、控、管、關等措施倒逼其結構的轉型，加快節能減排技術研發、推廣和應用，積極發展以綠色能源為代表的低碳產業，如光伏發電產業、風能、太陽能及電力自動化等，實施集群發展。三地聯手積極推進大氣污染聯防聯控，應對霧霾污染堅持標本兼治，疏堵結合，做好減煤、控車、降塵、治企等工作是根治灰霾天的積極措施，改善區域生態環境，必須以“壯士斷腕”的決心下大氣力改善自身環境，力爭讓每一寸土地納入環保監管的視線。
推廣綠色建筑，營造低碳人居環境。所謂的綠色建筑應該是節約資源和能源的建筑，最大限度地節約資源、保護環境和減少污染，體現在建筑壽命周期內的各個時段，包括建筑施工安裝、建筑運營直至壽命終結后的處置和再利用，為居民的身心健康提供的宜居空間，綠色建筑是應與自然和諧的建筑。傳統建筑會帶來巨大的碳排放，建筑在建造和使用過程中，直接消耗能源占全社會總能耗的30%，用水約占城市市用水的47%，使用鋼材約占全社會用鋼量的30%，水泥約占全部的25%。⑥如此巨大的消耗，蘊涵著巨大的降耗空間。
自2015年7月起，河北省開始實施75%居住建筑節能設計標準。《標準》適用于新建居住建筑的節能設計，標志著河北成為繼北京、天津之后全國第3個推行75%居住建筑節能設計標準的省份。⑦京津冀的綠色建筑應加快發展走向規模化，同時也會有效帶動新型建材、新能源、節能服務等產業發展。
京津冀低碳城市的人居環境還要注重基礎設施的規劃建設，完善城市道路體系、危房改造、水電系統、供暖設備、環衛設施等等。京津冀城市屬于資源型缺水，2015年4月國務院“水十條”開啟鐵腕治理污水新常態，節約保護水資源，實施最嚴格水資源管理。⑧中水將成為城市的“第二水源”，但是中水存在著不能長效運行和水質不達標現象，處理后的中水僅用于建筑施工、小區綠化或景觀補水，對于城市居民住戶更是“叫好不叫座”，應加強中水回用監督管理，提高中水的生產量和利用率。城管系統可視化監控平臺對于交通擁堵、積存垃圾、渣土遺撒等行為及現象進行視頻實時監控，可有效提高城市精細化低碳管理水平。
加強綠化碳匯能力，提高居民低碳意識。碳匯就是指植物通過光合作用將大氣中的CO2儲存在生物碳庫之中，綠色植物還能吸附減少苯、硫化氫等有毒氣體在大氣中的濃度，截留粉塵，阻滯揚塵，緩解城市熱島效應。綠化覆蓋率每增加10%，可使空氣中PM10含量降低3%左右，總懸浮顆粒物下降15%～20%。⑨京津冀應在實施聯體綠化基礎上設立生態橫向補償基金共建綠色生態圈，遵循生態優先、因地制宜、景觀優美、植被多樣的綠化方針，建設生態防護型、經濟林基地型、用材林基地型、花卉苗木型、公園綠地型等不同類型林帶，充分考慮土地的通氣透水生態價值和生態修復功能及植物的固碳能力，減少硬質鋪裝的使用，提倡立體綠化、屋頂綠化，堅持“修一條路，建一條綠色廊道”，綠化與道路同步實施，提高土地自凈的碳匯能力。
河北將與北京共同攜手聯合建設延懷（延慶、懷來）盆地國家級生態濕地保護區。此外，河北與北京陸續推進規劃100萬畝京冀生態水源保護林建設合作項目，2017年將完成造林40萬畝；2015年期，河北和天津將在灤河、州河流域承德、唐山、薊縣等地區，合作實施津冀生態水源保護林建設。從2014年起，河北每年都要完成造林綠化420萬畝，讓森林覆蓋率增長1個百分點。到2017年，京津冀的林木綠化率分別將達60%、 25%、32%。⑩
此外，政府要充分發揮城市居民的低碳主體作用，利用廣播、宣傳、海報、講座、媒體輿論等形式，開展富有成效的低碳宣傳活動，使城市居民認識到應對氣候變化的重要性和緊迫性，提高城市居民的低碳意識，拒絕“白色污染”和使用一次性產品；提高消費素質，拒絕產品包裝上的鋪張浪費，積極倡導居民在住宅裝修、用電用水、垃圾分類、舊物利用等日常生活的各方面厲行節能減碳；從點滴做起，最終使人們形成低碳的生活方式、價值觀念和消費行為。
京津冀低碳城市規劃發展過程中，還應加快低碳領域的技術人才培養，為推進低碳建設提供強有力的智力與創新力的支撐。推進與完善京津冀低碳城市規劃發展是一個復雜的系統工程，追求“質量型、低碳型”城市之路充滿艱難險阻，需要各項低碳配套政策、機制改革去推進，需要各級政府、企事業單位、每個公民的凝聚共識、務實合作、迎難而上、消解沉疴，力爭早日實現城市空間布局、基礎設施、產業資源、生態建設、社會生活一體化，真正把京津冀城市建設成藍天碧水、城綠交融、聯動集約、和諧宜居、生態文明輝映的低碳城市。
（作者單位：石家莊鐵道大學建藝學院，石家莊信息工程職業學院；本文系河北省高等學校人文社科重點研究基地暨石家莊鐵道大學人居環境可持續發展研究中心項目的階段性研究成果和河北省科技廳軟科學項目“京津冀協同發展視角下低碳城市空間規劃及發展路徑研究―以石家莊市為例”研究成果，項目編號：15456103D）
【注釋】
①辛章平，張銀太：“低碳經濟與低碳城市”，《城市發展研究》，2008年第4期。
②白云：“汽車越增加，越要控制尾氣排放”，《燕趙都市報》，2013年3月6日。
③陳寶云：“承德打造千億元環保產業基地”，《燕趙都市報》，2013年3月6日。
④王麗，王靖：“我省防治大氣污染今年投入8億元專項資金”，《燕趙都市報》，2014年2月28日。
⑤“天津市全力推進‘以電代煤’‘以電代油’支撐京津冀霧霾治理”，《天津日報》，2015年4月11日。
⑥張潔：“未來主流建筑：本土化的‘綠色建筑’”，《燕趙都市報》，2013年6月18日。
⑦郭曉麗，劉嵐：“我省推行75%居住建筑節能設計標準”，《燕趙都市報》，2013年3月6日。
⑧“國務院‘水十條’向水污染宣戰”，《燕趙都市報》，2015年4月17日。
煤炭作為不可再生資源，為國家經濟騰飛做出了巨大貢獻。在市場經濟競爭激烈的情況下，抓住經濟發展機遇就等于占領了市場地位，2011年是我國“十二五”規劃的開局之年，煤炭企業抓住當前發展機遇，實現經濟快速發展。煤炭企業合理的規劃布局：一方面控制了當前煤炭企業的數量，另一方面又保護了國有大中型煤炭企業的可持續發展。煤炭是確保中國未來20年經濟可持續增長的戰略資源，其經濟價值將在未來穩步提高。兗礦集團順應當前經濟形勢，對國際國內形勢進行了科學的分析和判斷，總體方向把握正確，戰略定位明確，發展目標明確，在產業、產品結構調整、企業發展模式轉變、戰略性新興產業培育和風險預控等方面都作了周密謀劃，總體規劃項目前期調研和論證充分，具有科學性、前瞻性和可操作性。該規劃立足于國內外兩個市場和資源，具有行業領先水平，在規劃實施過程中，根據國家政策和國際國內市場環境的變化，適時作好規劃的調整和優化。兗礦著力做強做大煤炭、煤化工、煤電鋁及機電成套裝備制造“三大主業”，加快建設并形成省內魯南、鄒城、兗州“三個園區”，兗礦本著“資源有償使用，合作共贏”的原則，加大對外開發力度，積極與國內資源大省新疆、陜西、貴州、山西、內蒙古等省聯合，共謀發展，取得良好效果。
2.煤炭企業產業轉型的發展規劃
煤炭資源是不可再生性資源之一，國家一方面通過宏觀調控來限制當前煤炭的產量，另一方面也通過一些政策傾斜，鼓勵煤炭企業拓展產業結構調整，創造多元化發展，開發新的經濟增長點，為煤炭企業能夠規避由于產業結構單一帶來的市場風險。當前很多煤炭企業所做的非煤產業，多數屬于安置型的經營范疇。在煤炭企業競相崛起的今天，“發展才是硬道理”這句話深深烙印在各個煤炭企業的管理者身上，也踐行在他們的實際發展中。兗礦一直把非煤產業作為煤業企業發展戰略支柱共同發展，培養大集團，建設大基地，加快煤炭內部產業結構調整，節能減排，精簡機構，合理配置資源優勢，開展煤炭資源整合，淘汰落后產能，提高煤炭資源綜合利用率，在引進、消化、吸收的基礎上再創新，加快煤礦大型裝備制造技術和煤礦現代化建設，提高國產化技術水平，推動安全高效礦井和大型現代化煤礦建設。經過幾年的投資，兗礦已經形成煤化工、煤電鋁及機電成套設備制造業，與煤業共同發展的格局，兗礦通過大力發展第三產業，推進以煤為基礎的循環經濟結構模式產業發展，有效地解決煤炭企業資源即將枯竭惡性局面；提高煤矸石、礦井水、瓦斯和與煤共伴生資源的綜合利用水平。煤炭企業的產業轉型具有一定的代表性，為其他國有大中型企業進行結構調整提供了寶貴經驗，煤炭企業產業結構調整解決了更多就業問題，同時提高了產業結構科技含量，提升煤炭工業發展的科學化技術水平，隨著煤炭企業產業有效產業結構調整，有利于保護環境和提高了資源利用，促進了煤炭企業經濟快速發展。
3.兗礦抓住煤炭當前發展機遇，加快資源整合的發展規劃
關鍵詞：城市景觀規劃；景觀生態發展；生態美學；生態產業；可持續發展
Landscape Planning Analysis of eco-development of the road
Bi-fang, Zhu Bing Division
Henan University
Abstract: With the rapid development of modern society, urban landscape planning and ecological development of the increasingly close integration of ecological landscape planning for urban development to provide macro-thinking guide to avoid the urban planning into errors. To create a sustainable urban landscape planning and direction. In the ecological development principles under the guidance of landscape planning and external development of diversified forms, more content.
Keywords: Urban landscape planning; landscape ecological development; ecological aesthetics; eco-industry; sustainable development
一、生態美學在中國目前城市景觀建設中的指導意義
（一）生態美學與城市景觀
城市景觀是與人類的城市規劃和建筑同步發展的，二者相互依存不可分割。景觀設計定義為：對城市的綜合空間結構形態及其功能布置作出的人為活動。它明顯的體現了人們對于景觀設計生態美的把握。生態美的特點體現了城市景觀規劃設計所必須遵循的生態系統的要求和發展規律，且以此為前提。生態美的概念表明了人類與他們所相互依存的自然環境之間的內在聯系及其互動關系，人與城市環境和諧與共融是生態美從事創造性活動的出發點。因此，就目前來講，在當代中國的城市景觀規劃和設計領域中，努力關注生態美學的指導思想與生態意識隨之逐漸形成。
（二）城市景觀規劃的誤區
隨著現代化社會的迅速發展，城市景觀建設也存在很多誤區。
1.道路景觀結構設計的不合理
道路景觀結構的設計不合理的原因有兩方面：一面是設計人缺乏環保的理念及其基本的地理認識與自然知識。另一方面則是人類自私的生活本性。一切都以人類為根本，但卻沒有給予自己賴以生存的環境足夠的重視。
2.城市的地面硬化嚴重
城市的地面的大面積硬化現象是我國城市所普遍存在的現象。大多數城市，除了街道與建筑物的旁邊會偶爾出現一些綠意以外，幾乎78%―91%的城市的地面全部由水泥混凝土或者建筑物覆蓋。首先，這會增加城市的噪音強度，容易造成人的精神疲勞。其次，這還會增加城市里的熱效應。
3.廣場綠化設計的弊端
廣場綠化設計的主要誤區在于：盲目的照搬其他城市的設計，高價引進很多外來的植被，卻把當地的樹種伐盡，等到多年之后后果是只能見樹木卻見不到森林，最終根本不會起到凈化城市的空氣作用。所以，廣場設計應該多種適應本地環境和氣候的、并且能為城市提供新鮮空氣的灌木。城市景觀規劃設計的當務之急就是：擺脫城市景觀綠化的誤區，將景觀設計逐步從主觀化的方向向可持續性的方向健康發展。
生態美除了給景觀規劃設計以宏觀的思維指導，它還有很多實踐的功效，如：它為景觀設計提供了表觀的尺度和向導，這成為我們有效的衡量標準。另外，它還為景觀規劃設計走向生態之路指明方向，為景觀設計者提供了美學指導。生態美學不但提高了景觀設計者自身的生態觀念，而且對普通人也具有重要的指導意義。它的推廣和研究必然會對人們的生態文化觀和健康的生活價值觀的有重大指導意義。
二．城市景觀規劃中的生態產業
生態產業是與一般的產業不同的，它不僅能給城市帶來很大的經濟效益，還能提高人們精神生活。生態產業有很多層次，其內容廣，能帶動很多產業的迅速發展。因此，生態產業發展潛力很大，城市生態產業雖是生態產業中的一部分，它通常把景觀觀光作為出發點，從而帶動一系列相關的產業。
城市景觀就其本身而言，它是無形的資本。參與的人們會身心受到熏陶，另外其主題景觀個性鮮明，這將成為一個城市重要的標志物，從而會受到人們的喜愛和傳播。例如：北京故宮博物院、上海“南京路”、四川成都“春熙路”、青島的“極地海洋世界”等。對于景觀的生態建設可從以下所述的幾個方面著手：
1.發展具有創意性的景觀產業，開辟新的發展空間，使景觀產業的內涵更豐富并提升其教育和娛樂功能。
2.加強文化遺址、景點與文物人文景觀的維修和保護，這能使得人文景觀反映出一個城市的歷史背景和文脈。假如我們周圍的文化承載物變得越來越少，那么我們所追求的生活又怎么會很好地得以傳承和延續呢？若想保護好我們賴以生存的生活環境，我們必須通過相關的法律規定來實現。例如：日本在2000年調查結果顯示：全國有47個都道府縣中，已經有22個制訂了景觀保護的條例，另外還有9個縣正在努力制定相關的法規政策。景觀生態產業的建立是在此基礎上成立的，它的保護除了包括古代文化的遺址、建筑和公共的藝術品之外，還包括對目前所創建的城市的景觀成果的保護。
3．大力倡導教育文化領域的室內和室外景觀的建設，充分發揮城市景觀的教育與傳播功能，從對人的教育的方面來體現它潛在的價值。
三．對城市景觀生態發展前景的展望
近幾年，隨著國民經濟的迅猛發展和人民生活水平的大大提高，城市的景觀規劃也逐漸走向成熟，逐漸呈現出多樣性和多元化的趨勢。這對加深城市生態科學的研究有重要意義。健康的生態觀念及其可持續發展的意念已經逐漸深入人心，這使得城市的景觀建設有了更好的社會與學術背景，從而有更多的不僅能順應自然環境的規律又能表明人類審美精神需求的景觀不斷出現。現代城市的景觀規劃突出顯示人性化、多元化和信息化的總體性質。人性化的特征是景觀發展的核心的要求，充分體現其“以人為本”的目的。該特征是景觀規劃超越了功能的意義，進而能完善人類的生命意義。它還呼吁設計要為人的心理和生理需求提供細微的關照。在以后的景觀規劃設計中，將針對不同的年齡、身份和職業進行設計。并且不斷增加景觀的意義和內涵。此外，還將針對老弱病殘這些特殊的人群進行設計，這將會在生活的每個角落得到滲透。與傳統的景觀設計相比，當今的景觀承載的信息量愈來愈越多。未來的景觀信息化發展趨勢：指示系統簡捷方便，景觀發展會逐漸走向多元化。
四.總結
隨著現代社會的快速發展，城市景觀規劃和生態發展緊密結合，生態發展為城市景觀規劃提供宏觀的思維指導，避免城市規劃走入誤區。為創建可持續發展的城市景觀規劃指明方向。
參考文獻：
[1]孔繁花.濟南城市綠地生態網絡構建[J].生態學報，2008，28(4) .
[2]徐恒醇.生態美學[M].西安：山西人民教育出版社，2010.
[3]楊小波.城市生態學[M].北京：科學出版社，2009.
【關鍵詞】城市規劃發展礦泉旅游經濟影響
中圖分類號：TU984文獻標識碼： A
五大連池市具有得天獨厚的礦泉、旅游、綠色、生態優勢，但如何為發展礦泉產業及旅游經濟提供更好更完備的硬件設施建設，則是當前擺在規劃部門面前的一份重要任務，也是我們規劃建設工作的重中之重。
1、城市規劃建設現狀
五大連池市行政轄區范圍包括4鎮7鄉1個街道辦事處，105個行政村，總面積9874.7平方公里。中心城區建成區面積5.6平方公里，至2030年中心城區規劃面積將達13.23平方公里。
幾年來，在建設“礦泉旅游名城，休閑養生之都”規劃思路指引下，我市的城市建設發生了翻天覆地的變化。市政基礎設施和公共服務設施日臻完善，人居環境不斷改善，城市規劃、建設、管理步入了又好又快的發展時期，五大連池市城市規劃建設取得了豐碩成果。僅近三年，市政基礎設施建設投資2000多萬元，城市棚戶區改造面積就達20萬平方米，改善了城市景觀，提升了城市品位，為旅游城市配套建設打下了一定的基礎。開展了礦泉工業園區的各層次規劃編制工作，加大了對園區內基礎設施的建設力度，對礦泉產業發展起到了一定的筑巢引鳳作用。隨著一系列規劃項目的落實實施、一個嶄新的旅游城市正向我們走來。
2、城市建設面臨的機遇
五大連池被定位為發展旅游產業的重點城鎮，并且是龍江觀光、風情、休閑養生游的最突出代表，隨著五大連池機場的建設，將迎來旅游發展的新局面。《黑河市十二五規劃綱要》將五大連池定位為生態旅游城市，重點發展旅游休閑業、礦泉水、綠色農產品和林木產品綜合加工業。
3、規劃建設思路
產業發展、旅游經濟的發展離不開城市的規劃建設。堅持高起點規劃、高水平建設、高效能管理，一個城市才能成為布局合理，設施齊全、功能完善，環境優美的良好生存空間，為礦泉產業發展、旅游經濟發展奠定良好的基礎。
3.1制定科學合理的城市規劃體系，合理布局城市空間。
旅游城市的規劃在旅游城市發展中具有非常直接的作用，我們要真正把規劃作為“城市發展的戰略、建設城市的綱領、管理城市的依據”。在規劃實施過程中，注重對規劃實施情況的評估，對總體規劃滯后城市建設的情況進行及時修編，使城市建設盡可能在預定的軌道上運行。抓緊完善礦泉工業園區規劃、濱水新城概念性規劃、旅游發展總體規劃等各項規劃與總體規劃的銜接工作。在宏觀規劃的指導下，逐步進行城區重點開發地塊的控制性詳細規劃、濱水新城啟動區控制性詳細規劃、城市濕地公園規劃等各專項規劃的修編工作，形成完整的規劃編制體系，構畫出栩栩如生的旅游城市形象和礦泉產業格局。
3.2推進濱水新城建設，打造旅游度假新地標。
一些名城的建設往往依山傍水，依托天然的山水資源，這樣既解決了景觀問題，又解決了生態問題。縱覽五大連池市域范圍內的旅游資源、旅游城鎮和市區，將各點串聯起來，會形成五大連池市區――五大連池風景區――龍鎮紅燈記廣場――沾河森林公園――山口湖景區這樣一個旅游線路，而濱水新城就位于這個旅游環線的重要節點上，濱水新城與訥謨爾河水融，以訥謨爾河為重要景觀資源基礎，遠望藥泉諸峰，再造一處擁有優美景觀的旅游空間，填補旅游環線上的節點空白，打造五大連池市旅游度假的新地標，提升旅游城市檔次和品位。
3.3優化城市形象設計，突出地方旅游特色。
五大連池的城市設計需強化旅游氛圍。建筑物、街巷道路、廣場、綠地、景觀軸、城市標志等，是一個城市文明程度的重要標志。通過對城市空間的合理布局，街景、建筑的精心設計，以突出城市的時代性特色、地域性特色、文化性特色等。緊緊圍繞產業結構調整和優化，抓好礦泉工業園區、商業服務區、各類市場等建設布局；道路節點、商業樓宇、彩色燈飾、廣告標志、街頭雕塑等，處處進行精心設計，著意美化，使商業街既具有濃郁的商業都市氣息，又反映地方特色和高雅的文化藝術情調；建筑設計體現城市個性、突出地方特色，融入火山礦泉元素，在房屋建設中，增加科技含量，采用地方材料、工藝、結構，反映地方風貌；街景設計方面，抓好標志性建筑工程，合理布局一些造型新穎、色調明快、富有時代感的重要標志性建筑，精心設計，使之代表城市的特色、風格和品味。
3.4結合礦泉工業園區規劃，合理布局產業群。
加快礦泉工業園區的規模化、集約化開發與建設，在城市總體規劃的框架內，與城市功能定位、資源環境、產業基礎相協調，做到各具特色、結合旅游生態城市建設，注重環境建設。增強工業園區內綜合服務功能，科技研發、商貿物流的配套規劃建設，注重工業園區內的生態環境的保護和營造以及工業生態工藝的應用，與旅游城市建設相協調。
3.5加快棚戶區改造進程，提升城市品位。
我們要從建設旅游城市的角度認識棚戶區改造的必要性，一座城市要宜游勢必要先宜居，只有給市民提供良好的居住環境，給游客創造良好的旅游環境和服務環境，擁有良好的基礎服務設施，讓游客愿意住下來，才能讓游客體驗深度旅游。結合棚戶區改造五年規劃，將城區內近20萬平方米的棚戶區地段逐年分解，積極爭取上級部門的資金及政策支持，加快改造推進進程。棚戶區任務的完成，不僅能提升旅游城市品位，而且還能提高老百姓的生活品質，是一項惠民工程，對我市建設礦泉旅游名城具有重要意義。
Abstract: This paper guide the roadmapping of industrial integration with the use of frame structure of Technology Roadmapping (Technology Roadmapping, as TRM). Then a conceptual framework with three layers is established, including regional economic development, competitive advantage and bearing capacity. At the same time, each layer of the framework is elaborated. Based on the analysis, with method of TRM, the roadmapping process of industrial integration which includes three main stages is developed. At last, we structure the typical roadmap of industrial integration.
關鍵詞: 產業集成;路徑規劃;技術路徑規劃(TRM)
Key words: industrial integration;roadmapping;Technology Roadmapping(TRM)
中圖分類號:F062?9 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2009)10-0009-05
0引言
近年來,隨著技術路徑規劃方法使用頻率的提高和使用范圍的擴大,該方法成為企業或行業為其未來發展識別關鍵要素(包括技術、組織能力、產業政策等)、從而規劃發展路徑的有效工具。其應用范圍主要體現在如下六類:①產品-技術規劃;②業務重組;③流程開發;④戰略評價;⑤研究網絡的開發;⑥部門預測,并體現出應用領域不斷拓展的趨勢[1]。值得一提的是,TRM方法在新領域的每一次大膽嘗試,都為該領域提供了新的發展契機,甚至引發了本領域管理思想中的文化變革[2]。盡管TRM方法的應用背景千差萬別,但是均依托于包含多個層次的概念性框架,經過科學合理的篩選,將各層次的核心要素和指示要素演變的時間軸納入最終的路徑圖,從而引導具體實踐。這一思想可被產業集成的路徑規劃所借鑒,用于制定對地方乃至國家產業集成進程有指導意義的路徑圖。
我國目前對產業集成路徑的研究主要在于集成路徑的關鍵點提煉上,對產業集成的研究則側重于其內涵和特性,以及對該理論的經濟學解釋[3-6],缺乏可用于路徑規劃的概念性框架和規劃流程。本文以TRM的結構框架為基礎,建立指導產業集成路徑規劃的概念性框架和規劃流程,以期為特定產業的路徑規劃提供理論基礎和實踐指導。
1TRM的結構框架
技術路徑規劃的過程就是技術路徑圖的構建過程。技術路徑圖有很多形式,最普通的一種是描繪目標如何與資源、能力聯系起來的多層圖示,并輔之以時間軸,以指示特殊事件發生的時間節點。例如用于新產品開發的技術路徑圖中,會使用時間軸指示新產品開發過程中的階段付成果。特定應用領域的概念性框架是技術路徑圖的構建基礎,然而概念框架的建立除了依賴所應用領域的特定知識體系外,在組成部分、以及各部分間關系上還依賴技術路徑規劃本身的結構框架,表現為技術路徑圖的層次及層次間關系。
技術路徑圖的頂層用于代表路徑規劃要取得的成果或要滿足的狀態,包括外部市場和產業趨勢與驅動(社會的、技術的、環境的、經濟的、政治的、和基礎設施的),以及內部商業趨勢和驅動、里程碑、目標等,根據評價標準識別目標是技術路徑規劃的第一步。中層代表對頂層的趨勢和驅動做出反應所借助的方式、手段、途徑等,例如隨著時間將要交付的產品、服務或能力,這常常直接與產品(特征和績效)的演進相關。商業視角和技術視角通過中層得以溝通。底層通常與對趨勢和驅動做出反應所需的資源相關,包括基于知識的資源,例如技術、技能和能力,以及其他資源,例如財政、伙伴關系和設施,用于支持中層的方式、手段、途徑等。為了使技術路徑圖盡可能完整的反映路徑規劃的各個階段,可根據實際需要把每一層擴充為多層。技術路徑圖一般指明了兩個方向的路徑:水平方向的路徑指的是市場、產品、技術隨著時間的變化過程;豎直方向的路徑反映的是研發計劃、技術、產品和市場的關系路徑。技術路徑圖就是由這兩個維度縱橫交錯而成的[7]。
2產業集成的概念性框架
產業集成是當產業集群發展到高級階段時,由主導產業、相關性產業和支持性產業緊密聯系所形成的具有整體競爭優勢的創新集合體,其實質是具有開放性、創新性、動態性和網絡特征的復雜系統。
產業集成的概念性框架是基于技術路徑圖的層次結構構建的。技術路徑圖的頂層用于代表路徑規劃要取得的成果或要滿足的狀態,鑒于產業集成是依托所在地域而發展起來的,其目的是要以產業集成為載體實現區域經濟的持續穩定發展,因此,應把區域經濟發展作為產業集成概念性框架的頂層。技術路徑圖的中層代表對頂層趨勢和驅動做出反應所借助的方式、手段、途徑等,援引至產業集成中,即是為實現區域經濟發展產業集成要具備的能力,表現為產業集成的競爭優勢。技術路徑圖的底層代表對趨勢和驅動做出反應所需的資源,用于支持中層的方式、手段、途徑等,援引至產業集成中即是區域經濟發展所需的資源,用以獲得中層的競爭優勢,表現為產業集成的承載力。產業集成概念性框架與技術路徑圖結構的對照如表1所示。
2.1 頂層:區域經濟發展
產業集成是實現區域經濟持續穩定發展的載體。首先,產業集成使交易成本從本質上降低,進一步促進集成內外企業及相關機構的合作與創新,強化區域經濟系統的內外經濟聯系,增強區域經濟的開放程度,降低區域產品成本,使市場擴大,區域經濟的比較優勢增強;同時令區域經濟系統的分工與協作愈加明顯和集中,強化其主導產業;再者,產業集成的發展可以增強區域的聚集效應,形成規模經濟,強化區域經濟子系統之間的聯系,使區域主導產業前向、后向擴散的范圍和程度擴大,提高區域經濟的區位優勢,使區域的投資吸引力增強,從而加快新的優勢產業的形成,進一步推動區域經濟發展。
2.2 中層:競爭優勢
競爭優勢的增強是產業集成乃至區域經濟發展的內源動力。產業集成是由產業集群演化形成的,且產業集群的競爭優勢已在理論和實踐兩個層面得到驗證,因此產業集成的競爭優勢也就不言而喻了,只是與一般的產業集群相比,產業集成的競爭優勢有其特殊性。產業集成的競爭優勢以成本優勢、創新優勢和結構優勢為主,輔之以其他優勢。
2.2.1 成本優勢
產業集成的成本優勢體現在成本節約的廣度和深度上。產業集成的成本優勢離不開由于地理位置臨近而引發的成本節約,包括處于同一產品鏈上的企業通過專業化分工降低原材料和產品的運輸成本,節約生產時間與庫存,從而降低生產成本;相同生產領域內企業通過合作和聯盟等形式共同進行原材料采購,使議價能力提高,節約采購成本和運輸成本;產業地理集中能夠共同分享各種基礎設施、服務設施,節約設施的重置成本;企業的經濟活動根植于地方社會網絡,良好信任基礎的形成能夠減少投機行為的發生,從而降低交易成本;企業的集中可引發人才的集中,勞動力的獲取和使用成本也得到降低。產業集成特有的成本優勢體現在兩個方面:一方面,企業通過集成網絡緊密聯系,頻繁的創新活動能夠不斷創造新的市場需求,在產業和服務的分工程度和專業化程度方面產生更高需求,從而形成正反饋,通過生產效率的提高達到成本降低的目的;另一方面,產業集成的網絡特征使得企業間的競爭與合作在更大的空間展開,有利于企業改善官僚制的組織形式,從而通過有效的組織管理從更深層次上節約成本。
2.2.2 創新優勢
產業集成具備長期的創新優勢,體現在如下方面:第一,產業集成內完善的信息交流平臺促進了主體間的資源共享與能力互補。除了群聚使得群內知識和信息不斷累加從而為共享提供可能性外,集成的優勢主要體現在完善的集成網絡使信息的交流壁壘減少甚至消失,加快信息的交流速度,節約企業的學習費用,推動知識創新的增值與擴散,從而提高產業集群的整體技術創新能力。第二,產業集成內的分工協作降低了創新過程中各行為主體需承擔的風險。集群使得風險由于行為主體數量增多而被分散,但更主要的是集成后其應對風險的綜合能力得到加強,使技術創新過程中的不確定性因素減少,并縮短技術研發和商業轉化之間的時間差,從根本上降低了需承擔的風險。第三,產業集成的開放性和動態性便于其長期保持創新優勢。產業集成能夠突破因路徑依賴所導致的集群鎖定效應,保證區域內不斷有新的行為主體加入,使紛繁復雜的信息不斷涌入并得到交流,促進技術創新、管理創新等各類創新活動的發生,為集成企業提供更廣闊的競爭和發展空間。
2.2.3 結構優勢
產業集成內的產業結構雖然也是由主導產業、相關性產業和支持性產業構成,但隨著外部環境變化,產業集成內的企業能夠根據企業自身條件靈活地在主導產業和相關性產業間轉化,同時仍享有其支持性產業所提供的便利,從而不會因主導產業衰落而失去競爭優勢。一方面,主導產業和相關性產業可以互相轉化。當主導產業已經成熟,競爭者之間面臨產能過剩的壓力時,企業內的人員和設備往往隨著內部創業而重新配置,伴之以產業間的技術轉移,促進了新的相關性產業產生。然而,各企業為了滿足自身成長需要,往往是同一時間進入到了同一相關性產業中,由于新的相關性產業是由不同領域的不同企業轉化而來的,因此從其誕生之日起就能汲取各方面新技術,產生活躍的創新活動,使其發展成為新的主導產業。另一方面,主導產業和支持性產業相互融合。為了使產業間信息流通順暢、服務更加完善、應變能力增強,處于主導產業的企業往往和其支持性產業中的供應商互相投資控股,企業與供應商長期合作關系能夠使主導產業衰落企業轉而進入相關性產業時,仍可獲得可靠的產品或服務。上述分析與產業集成的經濟學解釋相一致[5],進一步證實了產業集成的結構優勢能夠使其獲得競爭優勢。
除了上述分析的三個優勢以外,產業集成也具備其他優勢,如營銷優勢、融資優勢、組織優勢等,在進行產業集成路徑規劃時,要根據產業集成的實際情況以及要取得的預期效果選定。
2.3 底層:承載力
“承載力”是從工程地質領域轉借過來的概念,其本意是指地基的強度對建筑物負重的能力,應用到產業集成領域,是指產業集成所在區域對其競爭優勢的支撐能力,是競爭優勢的來源。產業集成的各個競爭優勢是由不同的承載力以及承載力間的相互作用共同支撐的,主要包括環境承載力、行為主體承載力、社會資本承載力、體制政策承載力。
2.3.1 環境承載力
產業集成所在區域的環境承載力是其競爭優勢得以形成的前提條件。地理環境在產業集成早期發揮了重要作用,例如硅谷優美的自然環境與適宜的氣候吸引了先驅企業進入,其持續衍生與裂變又為集成產生了新的進入企業。基建環境由交通、用水、電力、通信、休閑設施、公共建筑設施共同構成,其中便利的交通與通信條件是影響產業集成的重要因素,特別是信息基礎設施建設,可使企業之間信息資源及時并充分共享,實現企業間業務協作,為整體競爭優勢獲取提供物質保障。同屬于環境承載力的還有市場環境、市場發育程度及發育空間決定了產業集成內資源的轉化能力,直接影響創新成果轉化成產品投入市場的周期,開放的市場環境能夠保持集成行為主體的異質性,從而促進新知識獲取和創新,從而影響其競爭優勢的形成。
2.3.2 行為主體承載力
產業集成的行為主體與產業集群一致,包括企業、高等院校與科研院所、中介服務機構。企業構成了產業集成日常運作的核心,是影響產業集成競爭優勢的關鍵,位于同一價值鏈上的企業通過合作競爭等行為獲取利潤,同時還通過經驗與知識共享等方式實現企業價值的增值。高等院校和科研院所是產業集成保持競爭優勢的動力源泉,其不僅為集成輸入大量的高素質人才,更是通過產學研合作等方式加速了技術創新和管理創新,例如在硅谷地區大學與產業界之間建立了產業聯盟,加強了本地公司與整個地區基于知識的動態競爭優勢。中介服務機構包括行業協會、各種服務中心、事務所和金融機構等,此類組織在形成產業集成競爭優勢過程中的主要作用表現在:縮短行為主體相互之間的搜尋與選擇的過程,通過綜合比較優勢、溝通供求信息和規范企業行為等方式促使其走上協同。
2.3.3 社會資本承載力
社會資本是指行為主體建立在相互信任與合作基礎之上的持續社會關系網絡,以及行為主體在互動過程中所產生的共享知識、規范、合作和信任等各種形式的資源,它能夠給擁有主體帶來利益。例如硅谷內的非正式交流促進了各種隱性經驗類知識的傳播,使其區域內信息和知識得以有效交流和擴散,成為其創新優勢的來源之一。社會資本有利于擁有主體間信息、知識的快速流動,使擁有主體獲取社會稀缺資源,提高創新效率,增強創新能力。產業集成正是這樣一種關系網絡綜合體。值得一提的是,企業與高等院校、中介機構由于特殊的地緣、親緣、學緣和行緣等多重關系,在長期的、頻繁的交互作用中能夠形成基于信任的社會關系網絡,從而使所屬區域具有比大企業等級組織更靈活、比市場效率更高的優勢,從而將生產成本和經營成本降到最低[8],從這一角度來講,社會資本承載力是產業集成競爭優勢的顯著來源之一。
2.3.4 體制政策承載力
體制政策承載力除了包括國家層面的體制政策外,主要是指產業集成所在地區地方政府對產業集成的特定體制政策支持。在我國,大多數高新區都是由政府規劃而產生的,并通過產業政策、稅收政策、外資吸引政策、人才保障機制等來吸引資金、人才、技術等生產要素向區內集聚,特別是吸引那些具備產業帶動優勢和有產業關聯效應的企業進入園區,從而有效推動高新區走向產業集成的進程。新竹科學工業園在規劃伊始為了保證園區的高科技品質,建立了嚴格的高新企業審查機制,確保入園企業均是具有較強創新能力的企業,從而使園區發展迅速,產業特色很快形成。班加羅爾工業園則是借助印度對軟件產業實行的零關稅、零流通稅和零服務稅等措施,成為全球最成功的軟件外包中心。由此可見,源于政府的體制政策支持是產業集成取得競爭優勢的重要推動力。
以上對產業集成概念性框架中各層的分析,如圖1所示。為了盡可能完整地反映整個框架,特在承載力一層下設微觀要素層,作為對承載力層的支撐。
3用TRM進行產業集成路徑規劃的流程
鑒于路徑規劃的演變是由管理實踐引導,而不是源于管理理論,因此,對于該方法的每一次應用都需要根據特定背景和目的進行定制[9]。產業集成路徑規劃的流程由三個核心階段組成,分別是競爭優勢選擇階段、承載力評估階段和規劃制定階段。此外,在路徑規劃正式開始前,還需建立規劃小組、確定規劃目標、制定規劃進度表,在產業集成路徑規劃制定完畢并付諸實施后,還需對實施效果進行動態跟蹤,將其反饋到先前路徑規劃的制定流程中,由此開始新一輪的集成路徑規劃。三個核心階段具體如下。
圖2是按上述方法繪制的典型產業集成路徑規劃圖。規劃圖中的各層與產業集成概念性框架中的層次一致。ME1,ME2,ME3,BP1,BP2,CA1是對應層次中權重較大的要素,各層中的要素個數可根據路徑規劃背景和計算結果選定,通常情況下,要素個數自上而下逐漸增多。水平方向的路徑指明了各要素隨時間推移的預期發展過程,可通過添加字母下腳標的方式區別各時間點的要素狀態。豎直方向的關鍵路徑在圖中用粗箭線表示,即路徑ME2b-BP2a-BP2b-CA1b-REDb。其中ME2是微觀要素層中對區域經濟發展影響權重最大的要素,BP2是使ME-BP路徑權重最大的承載力,CA1是使BP-CA路徑權重最大的競爭優勢。同時,縱向路徑需要指明路徑中各要素的狀態,因此有必要添加字母下腳標對要素狀態進行區分。在圖中,路徑ME1a-ME1b-BP1a-BP1b-CA1a-CA1b-REDb和路徑ME3a-ME3b-BP2b-CA1b-REDb是除關鍵路徑外的另兩條縱向路徑,連接著各層中權重較大的因素,對規劃目標的實現同樣有深遠影響,故不可忽略。
路徑規劃圖本身,盡管概念和結構相對簡單,包含的具體信息也十分有限,但卻基于組織內大量的支持性分析,從不同視角整合了組織內的微觀要素、信息資源、工具和方法,代表著路徑規劃過程的最終精煉產出。縱觀產業集成路徑規劃整個流程不難看出,路徑規劃是一個動態的過程,需要根據環境變化而靈活調整,以維持其生命力,便于其效果的持久發揮。
4結論和展望
將TRM方法應用于產業集成路徑規劃是一種大膽嘗試。該方法的結構框架為產業集成概念性框架構建提供了有益指導,概念性框架中的區域經濟發展、競爭優勢和承載力構成了路徑規劃圖的三個層次。路徑規劃流程很好地整合了各層中的核心要素,通過現有的分析技術和分析工具有效地建立起層級間的聯系,從而為特定產業的路徑規劃提供指導。然而,還需從產業集成路徑規劃實踐中提煉出涉及更多層次、更多方面的新內容,并將其他有效的分析工具與分析方法合理引入到規劃流程中,從而提高此方法的使用效率并拓展其適用范圍,這是后續研究有待深入的方面。
參考文獻:
[1]Robert Phaal, Clare Farrukh, David Probert. Customizing Roadmapping. Research Technology Management, 2004,47(2):26-37.
[2] Alec McMillan. Roadmapping――Agent of Change. Research Technology Management, 2003,46(2):40-47.
[3]王海龍、武春友:《基于產業集成的科技創業企業成長路徑――以路明科技集團為例》[J];《管理學報》2007(5):668-673。
[4]張貴、周立群:《產業集成化:產業組織結構演進新趨勢》[J];《中國工業經濟》2005(7):36-42。
[5]黃建康:《產業集成:基于提升傳統產業競爭力的分析》[J];《宏觀經濟》2004(4):16-18。
[6]張立、王學人:《推進我國產業集成的問題、成因及對策探討》[J];《當代財經》2002(7):56-58。
[7]李雪鳳、仝允桓、談毅:《技術路線圖和技術路線圖思維》[J];《科學學與科學技術管理》2005(8):26-29。
【關鍵詞】自動導航小車；路徑；規劃；控制
隨著科技的不斷進步，我國自動化技術發展越來越好，這對提高人們的生活質量有著較大幫助。應用自動化技術，可以生產出具有更多功能的機器與設備，比如，自動導航小車就是一種新型的機器，其具有自動定位與行駛的特點，可以利用計算機技術，對小車的行駛路徑進行規劃與控制。自動導航小車的設計與制作涉及多個領域，在科技不斷發展的背景下，我國自動化控制水平越來越高，這也促進了自動導航小車的發展。下面筆者對自動導航小車的路徑規劃以及控制方法進行簡單分析。
1.自動導航小車路徑規劃的定義與方法
1.1自動導航小車路徑規劃的定義
有學者對自動導航小車這類機器的路徑規劃有著如下定義：在自動導航小車中，設有自動導航系統，該系統是由較多的剛體部件構成的，而且有著不同的自由度。如果該系統可在二維或者三維空間中運行，則說明小車可以在不破壞自身運動約束的條件下，進行自由運動。另外，在工作空間中，也存在較多的幾何參數障礙。路徑規劃指的是自動導航小車在系統設定的連續動作下，由給定的初始位形運動到目標位形的設計。位形指的是自動導向小車位置與形態，相關設計人員通過改變位形，可以控制小車的行車路線。
1.2路徑規劃的方法
自動導航小車路徑規劃的方法主要有兩類，其一是傳統方法，其二是智能方法。第一類傳統路徑規劃方法中，常用的有自由空間法、圖搜索法、人工勢場法等；第二類智能路徑規劃方法中，常用的是基于遺傳算法的路徑規劃、基于人工勢場的路徑規劃等等。在現代自動導航小車設計中，應用智能方法比較多，其可以提高路徑規劃的準確性，下面筆者對自動導航小車的路徑規劃常用的幾種智能方法進行簡單的介紹。
1.2.1基于遺傳算法的路徑規劃
基于遺傳算法的路徑規劃在自動導航小車路徑研究中應用比較廣泛，其是由國外的學者提出的，是在模擬達爾文生物進化論的基礎上創建的，應用這種方法可以解決傳統路徑規劃中存在的漏洞。遺傳算法具有隨機性，而且具有針對性，利用遺傳算法可以對自動導航小車的移動路徑進行準確的規劃，其具有高效的特點。
1.2.2基于人工勢場的路徑規劃
人工勢場是一種虛擬的方法，其將自動導航小車的運動路徑看做是人工受力場下運動，應用虛擬的方法，主要是利用障礙物對自動導航小車所產生出的斥力，以及目標點對小車產生的引力而完成運動路徑的。在斥力與引力的共同作用下，自動導航小車可以從初始位形移動到目標位形，由于斥力與引力對小車的速度有著較大影響，所以，利用加速力相關人員還可以計算出小車所處的位置，從而控制小車的運動方向以及路徑規劃。
2.不同環境下自動導航小車的路徑規劃策略
自動導航小車是一種新型的機器，其在未知的環境下，收集信息的情況也有一定差異，通過分析發現，其收集信息主要有兩種類型，一種是在已知的信息環境下，全局路徑的規劃；另一種是在未知的環境信息下，局部路徑的規劃。下面筆者主要對靜態已知環境下局部路徑規劃方法以及靜態未知環境下局部路徑規劃方法進行分析。
2.1靜態已知環境下局部路徑規劃方法
靜態已知的信息環境下，對小車局部路徑進行規劃是一種比較容易實現的方法，這種規劃方法有著廣泛的應用空間，這種方式最早應用的是可視圖算法，隨著科技的不斷發展，相關人員又提出了隨機路圖法，這兩種方法有著各自的適用范圍。可視圖算法提出的時間比較早，其廣泛應用是在1987年，研究人員利用可視圖算法，解決了小車路徑規劃問題。可視圖是由節點與可視邊組成，在已知的環境下，技術人員通過設置障礙點以及目標點，可以幫助小車快速到達指定位置。為了提高小車運動的效率，設計人員需要了解可視圖算法的最短路徑定理，該定理指出，從初始點到目標點含有窮路徑集合，為了得到最短路徑的算法，需要全面考慮可視圖構造，這種方法在二維空間中發揮較高的效用，但是在高維空間中并不適用。
2.2靜態未知環境下局部路徑規劃方法
靜態未知環境下，自動導航小車需要利用自身傳感器對環境進行感知，在獲得局部信息后，對局部路徑進行規劃，這種規劃方式主要采用了勢場法，但是在應用的過程中也存在一定局限性，設計人員需要重點考慮梯度以及積分問題，而且需要通過分析多個局部信息，掌握全局信息。這種路徑規劃法效用的發揮與傳感器性能有較大關系，為了更好的掌握全局信息，設計人員多采用的是實時傳感器。這種規劃方法的基本思路是：自動導航小車向目標點運動的過程中有多種路徑，相關人員需要將所有可能性進行量化，在通過分析障礙物信息，從而得出最佳的規劃路徑。在對通路進行檢測時，要避免小車進入死路，通過測量障礙物間的距離，判斷小車是否可以通行，如果通路被堵塞，則需要重新優化路徑。
3.自動導航小車的路徑控制
控制軟件與各模塊驅動程序是保障系統正常運行不可或缺的部分。控制軟件在主機上實現，各模塊驅動程序在各自模塊中運行，控制軟件與各模塊驅動程序之間可通過主從式結構進行必要的通信聯系。子機可向主機發出異常情況處理信號，利用通信技術，還可以控制各子模塊的運行狀況。
3.1運動控制的位置環調節
參數調節運動控制驅動器的位置控制回路時，運用基于觀測器的狀態變量控制技術。采用此技術，運動控制驅動器的優點是：⑴系統將具有很高的動態剛度；⑵即使負載和電機的慣量有較大差別，仍可有效減少跟蹤誤差。在運動之前，必須進行軌跡參數設置及完成參數設置。初始調節時，一般設定運動速度、加速度、加加速度為較大值，而運動位置為一較小值。
3.2軸的運動
軸運動有兩種，一種是單軸運動，另一種是多軸協調運動。單軸運動是指某一種運動模式設定后，該軸將保持這種運動模式，直到設置新的運動模式為止。多軸協調運動是指運動控制器可以實現兩種軌跡的多軸協調運動。對于各模式之間的切換，除電子齒輪模式之外，其他模式必須是在當前軸運動完全停止的情況下進行。控制器中不同的軸可以工作在不同的運動模式下，在某些情況下，為了安全起見，需要在某些位置或某個時刻使運動停止。
4.結語
通過上文的分析可以看出，自動導航小車具有較高的性能以及較多的功能，其性能體現了我國科技的進步性。在計算機技術的影響下，相關設計人員利用傳感器，使自動導航小車獲取周圍環境的信息，其獲取的方式有兩種，一種是在已知的信息環境下，獲取全局信息，另一種是在未知的環境下，獲取局部的信息。為了更好的控制小車路徑，相關人員需要掌握傳感器信息融合算法，還要避免外界環境對信息準確性的影響，這樣才能提高路徑規劃與控制測量的可行性。
【參考文獻】
[1]陳亮，黃玉美，林義忠，史恩秀，高峰.陀螺儀角速度的檢測與處理[J].傳感器與微系統，2006（04）.
關鍵詞關鍵詞：多機器人；路徑規劃；智能算法
DOIDOI：10.11907/rjdk.161914
中圖分類號：TP301文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）001017703
引言
自20世紀80年代末以來，多機器人系統開始引起廣大學者關注，并且得到了迅速發展。相較于傳統的多個單機器人系統而言，多機器人系統具有更大的優勢。比如，多機器人系統在時間和空間分布性上更加具有優越性。具有分布性的多機器人系統中單個機器人的傳感器信息可以有效互補，因此整個機器人系統具備較高的數據冗余度和更強的自適應性、魯棒性；在多機器人系統中，由于單個機器人可以不必具有極強的功能和極高的性能，因此多機器人系統本質上具備低成本、強魯棒性的優勢；尤其是在完成復雜任務時，多機器人的優勢更加突出，通常多機器人系統能夠借助先進的協作架構和協同策略，完成多個單臺機器人難以實現的復雜任務等。
多機器人系統的主要特點有：由于高科技快速發展，機器人的研究和開發更加容易、自適應性更好。隨著多機器人協作策略的不斷進步，其完成復雜任務的成本更低、效率更高、可擴展性更好。近年來，由于材料科學等邊緣科學及交叉科學的發展，機器人的研發成本逐年降低，同時多機器人的應用范圍和領域更加廣泛。因此，越來越多的學者們重視多機器人系統及其應用研究，多機器人系統已經成為機器人學研究中一個飛速發展、具有良好應用前景的研究方向。
近年來，隨著科技不斷進步，多機器人系統相關研究得到快速發展，多機器人系統中的實現技術也取得較大突破[12]。目前，多機器人系統的關鍵技術主要包括任務規劃、運動規劃、協調控制等[35]。
1多機器人系統國內外研究現狀
目前，多機器人系統的研究無論在理論中還是在實踐上都取得了很大進展，建立了許多仿真系統和硬件實驗平臺，為進一步研究機器人系統夯實了基礎。日本屬于較早開展多機器人系統研究與實踐的國家之一，1989年設計出了著名的ACTRESS系統和CEBOT系統。圖1為日本名古屋大學Fukuda等研制的CEBOT（Cellular Robotics System） 系統，該系統采用分布式體系結構設計，將多機器人系統中功能簡單的自主機器人視為“細胞元”（Cells），研究“細胞元”機器人自組織地構成功能強大的多機器人系統。特別是通過傳感器感知環境的動態變化，“細胞元”間相互耦合并自組織重構得以實現更加優化的體系結構。
1996年第一屆機器人足球世界杯在韓國隆重舉行，來自7個國家的23支參賽隊參與了競賽，如圖2所示。1997年過多方共同努力，成立了國際機器人足球聯合會，聯合會總部設在韓國，其任務包括：每年組織一次機器人足球世界杯大賽；同時還要舉辦相關學術會議，給參賽者提供充分交流的學習平臺，探討機器人足球研究方面的經驗和技術，從而有效地促進該學科方向的不斷發展。
圖3為美國南加州大學Mataric等人研制的The Nerd Herd 系統。該系統由20個機器人組成，每個機器人上裝有碰撞傳感器、定位系統和通訊系統，可以實現游弋（Safe Wandering）、跟隨（Following）、聚集（Aggregation）、分散（Dispersion）和回家（Homing）等行為。研究人員主要將該系統應用于多機器人學習、群體行為、協調與協作等方面的試驗研究與探討，圖4為利用該系統進行的推箱子實驗裝置。
圖2機器人世界杯圖3The Nerd Herd系統 C.R.Kube等人研制的Collective Robotics 系統如圖5所示。該系統從自然界里昆蟲的社會行為得到啟發，利用多個功能簡單的機器人組成功能強大的合作機器人群體。該系統在無顯式通信的條件下，能夠充分利用分布式控制策略實現移動機器人之間的協作。因此，單個簡單智能的機器人通過交互作用實現了多機器人系統復雜的群體智能行為。
圖6為美國MIT的計算科學和人工智能實驗室（CSAIL）研制開發的多機器人系統。該實驗室在多機器人系統上開展了協調多個機器人行為的算法設計、多機器人協調算法性能預測等問題的研究。這些關鍵問題及其研究成果形成多機器人控制算法的重要基礎。
我國在多機器系統的研究方面也開展了卓有成效的工作，雖然起步相對較晚，但到目前為止也取得了豐碩的研究成果。沈陽自動化研究所以制造環境中多機器人的裝配為研究背景，建立了多機器人協作裝配系統MRCAS（Multi-Robots Cooperative Assembly System）。通過采用集中和分散相結合的分層體系結構，該系統可以完成自主編隊行進、隊形變換、自主避障等功能，進一步通過多機器人間協調與合作，完成裝配工件任務。南京理工大學在早期開展的地面微小型機器人研究基礎上，進行了移動機器人協作編隊、自主定位、智能導航等關鍵技術研究，并取得一定成果。目前，由清華大學、國防科技大學、浙江大學和南京理工大學等著名高校聯合研制的第四代無人駕駛車輛實現了多車無人干預下的編隊行駛、超車行駛等核心技術。此外，上海交通大學、哈爾濱工業大學、中南大學等知名高校紛紛開展多機器人系統關鍵技術研究，也取得了一系列突破性研究成果，為我國機器人系統研究與發展奠定了重要基礎。
2多機器人路徑規劃問題研究
多機器人路徑規劃問題是多機器人系統的關鍵技術，該技術也是多機器人協作完成任務的根本保障。多機器人路徑規劃問題定義為：利用已知的靜態環境信息或者依靠傳感器獲得的動態環境信息，多機器人系統各個機器人自主規劃一條從已知起點到目標終點的無碰撞最優路徑，該最優路徑不僅要求單個機器人與所有障礙物之間避障，而且還需滿足多個機器人之間也無碰撞要求。
由單個機器人路徑規劃問題發展而來的多機器人路徑規劃問題，首先需要解決單個機器人路徑規劃問題，其次還要求解決多機器人之間的協調運動和多個機器人之間的協作問題，重點就是避免機器人之間的碰撞和避免出現機器人之間的路徑死鎖等問題。其中，環境建模方法、路徑規劃算法、協調避碰算法等都是關鍵技術問題[6]。
2.1環境建模
最有效的環境建模方法是建立環境地圖，柵格地圖、拓撲地圖、特征地圖等是目前常用的環境地圖。
為了方便機器人的定位，柵格法將整個環境劃分為許多大小相同的正方形單元格，并給予每個單元格唯一的整數標示。柵格地圖模型最大的優點是簡單，其缺點是柵格地圖的粒度不好控制，若粒度較小，計算復雜度增加，若粒度較大，真實環境無法準確表示。
拓撲地圖是利用節點間相關聯的邊所構成的拓撲結構來標示環境，拓撲地圖模型將環境中的重要位置視為節點（如障礙物的棱角），將節點間存在的直接連接的路徑視為地圖中的邊。拓撲地圖雖然適用于環境比較簡單的情況，也不需要機器人準確的位置信息。但拓撲地圖通常難以直接獲取，且對于相似環境的識別也比較困難。
特征地圖模型不同于以上兩種方法，本文利用抽象的幾何特征（如點、直線、曲線等）表示機器人感知的外部環境。此模型便于位置估計和目標識別，但抽象的幾何特征需要對感知的環境信息作進一步處理才能獲取，一般適用于特定的環境。
2.2規劃方法
按照多機器人系統運動規劃的控制方式，多機器人的運動規劃方法可以分為以下4種類型：①完全集中的規劃：需要一個集中控制器來規劃所有機器人的運動；②不完全集中的規劃：每個機器人規劃好自己的路徑，但是有一個集中控制器來管理多機器人系統中單個機器人如何走自己的路徑以保證機器人間不發生沖突；③不完全分散的規劃：多機器人系統中單個機器人規劃各自的路徑以及如何走好自己規劃的路徑，在不安全情況下才由集中控制器進行統一規劃；④完全分散的規劃：單個機器人的運動完全自主規劃，不存在集中控制器。
2.3協調避碰策略
協調避障是多機器人系統路徑規劃問題的重要技術之一，也是多機器人系統路徑規劃和多個單機器人路徑規劃的本質區別體現。多機器人系統協調避障問題除了要解決單個機器人自身路徑規劃問題，還必須解決多個機器人之間的碰撞、堵塞及死鎖問題。目前，學者們提出的協調策略主要有速率調整法、交通規則法、優先級法、幾何修正法以及基于行為的避碰方法等。隨著“智能制造2025”的深入推進，服務機器人應用領域還在不斷擴展，多機器人系統協調避碰策略亟需進一步探討。
3多機器人系統展望
多機器人系統是一個多學科高度交叉的前沿學科，多機器人系統的進一步發展也必定會受到相關學科發展的限制。研究多C器人系統需要借鑒這些學科或學科中解決某些問題的理論和方法，才能產生突破性進展，這是未來研究多機器人系統的發展方向和重要趨勢，具體而言，這些學科有：分布式系統、生物學、傳感器技術、機械工程等。可從以下幾個方面探討多機器人路徑規劃問題：
（1）先進的傳感技術。移動機器人中傳感器設備被視為人類的五官，實現移動機器人的視覺、聽覺、嗅覺等功能。在環境建模中依靠先進的傳感技術，機器人能完成高效實時采集環境信息的任務。
（2）多傳感器的信息融合技術。移動機器人導航方式正在向多傳感器發展，使用多個傳感器可以同時采集和處理信息，從而提高機器人系統的速度和性能。通過合理支配并充分利用傳感器及其采集信息，并采用信息融合技術以獲得環境的一致性解釋及描述形式，可以提高機器人路徑規劃的精準度和魯棒性。
（3）智能優化算法的發展。隨著復雜問題規模呈現指數級增長，智能優化方法迅速成為多機器人系統路徑規劃研究新的發展方向。但由于算法實時性、自適應性、魯棒性還不夠好，智能優化算法在實際應用中必然存在一定的局限性。因此，多機器人系統路徑規劃問題研究中，智能優化算法還有很大的發展空間。
4結語
多機器人系統的研究與應用已經對人類社會產生深刻影響，隨著科學技術的不斷進步，其還將會對人類生活和社會進步帶來巨大變革。不久的將來，人們的生活質量和工業、農業和國防現代化水平都將得到極大提高。但目前對于多機器人系統的研究還處于初級階段，多機器人系統關鍵技術研究還亟需深入探討，特別是多機器人系統路徑規劃算法還有待進一步改進，多機器人系統無論在理論研究上還是技術實現上都需要更多學者進行不懈努力和積極探索。
參考文獻：
[1]吳軍，徐昕，連傳強，等.協作多機器人系統研究進展綜述[J].智能系統學報，2011，6（1）：1326.
[2]原魁，李園，房立新.多移動機器人系統研究發展近況[J].自動化學報 2007，33（8）：785795.
[3]蔡自興，崔益安.多機器人覆蓋技術研究進展[J].控制與決策，2007，2（3）：17.
[4]張崳，劉淑華.多機器人任務分配的研究與進展[J].智能系統學報，2008，3（2）：115120.
[5]劉曉南，劉斌.基于結構自適應的多機器人協作機制研究[J].傳感器與微系統，2010，29（11）：5456.
關鍵詞：移動機器人；路徑規劃技術；綜述
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.135
0 前言
移動機器人的實現涉及自動控制、智能、機械等多種學科。它通常被應用在醫療領域、工業領域等方面。從整體角度來講，移動機器人的應用促進了生產效率的顯著提升。路徑規劃技術是移動機器人的關鍵技術之一，研究該技術具有一定的現實意義。
1 路徑規劃技術的作用
將路徑規劃技術應用在移動機器人中，能夠產生的作用主要包含以下幾種：
（1）運動方面。路徑規劃技術的主要作用是其能夠保證移動機器人完成從起點到終點的運動。（2）障礙物方面。設計移動機器人的最終目的是將其應用在實際環境中，在實際環境下，移動機器人的運行路線中可能存在一定數量的障礙物，為了保證最終目的地的順利達到，需要利用路徑規劃技術實現對障礙物的有效避開[1]。（3）運行軌跡方面。對于移動機器人而言，除了實現障礙物躲避、達到最終目的地這兩種作用之外，應用路徑規劃技術還可以產生一定的優化運行軌跡作用。在移動機器人的使用過程中，在路徑規劃技術的作用下，機器人可以完成對最佳運行路線的判斷，進而更好地完成相應任務。
2 移動機器人路徑規劃技術綜述
移動機器人的路徑規劃技術主要包含以下幾種：
2.1 局部路徑規劃方面
在局部路徑規劃方面，能夠被應用在移動機器人中的技術主要包含以下幾種：
（1）神經網絡路徑規劃技術。從本質上講，可以將移動機器人的路徑規劃看成是空間到行為空間感知過程的一種映射，因此，可以利用神經網絡的方式將其表現出來。就神經網絡路徑規劃技術而言，首先需要將相關傳感器數據當成網絡輸入，并將網絡輸出看成是某固定場合中期望運動方向角增量。在這種情況下，原始樣本集則可以用不同選定位置對應的數據代替。為了保證樣本集數據的有效性，需要將原始樣本集中的沖突樣本數據以及重復樣本數據剔除掉。對最終樣本集應用模糊規則，實現神經網絡的有效訓練。當典型樣本學習完成之后，移動機器人對規則的掌握水平發生了顯著提升，進而使得移動機器人在產生智能性能的基礎上，順利完成相應運動[2]。
（2）人工勢場路徑規劃技術。這種規劃技術是指，將移動機器人在實際環境中的運動過程當成其在虛擬人工受力場中的一種運動。在虛擬人工受力場中，目標終點會對移動機器人產生一定的引力，而該受力場中的障礙物則會對其產生一定的斥力。在某固定算法的作用下，這兩種不同的作用力會產生相應的勢，進而形成勢場。當移動機器人在該場中運動時，勢場中的抽象力會作用在移動機器人上，使得其完成對障礙物的有效避開。在人工勢場路徑規劃技術的實際應用過程中，由于結構簡單等因素的影響，移動機器人在到達終點之前可能會停留在局部最優點位置上。對此，需要從數學的角度出發，對勢場方程進行重新定義，通過這種方式排除勢場中的局部極值，繼而保證移動機器人運動的順利進行[3]。
（3）遺傳路徑規劃技術。這種路徑規劃技術建立在自然遺傳機制等理論的基礎上。這種技術通過變異、選擇以及交叉對控制機構的正確計算程序進行合理編制，進而實現數學方式基礎上生物進化過程的合理模擬。當移動機器人的適應度函數為正數時，允許適應度函數具有不連續或不可導特點。由于這種路徑規劃技術不涉及梯度信息，因此其能夠更好地解決移動機器人在實際運動過程中遇到的問題。遺傳路徑規劃技術的應用優勢在于，它能夠實現跟蹤與規劃的同時進行，因此，遺傳路徑規劃技術通常被應用在具有時變特點的未知環境中。
2.2 全局路徑規劃方面
在該方面，可以被應用在移動機器人中的技術主要包含以下幾種：
（1）柵格路徑規劃技術。這種技術是指，在將實際工作環境分成許多包含二值信息的網格單元的基礎上，應用優化算法完成最佳路徑的規劃搜索。在這種規劃技術中，其網格單元通常是由八叉樹或者四叉樹的方式表示出來。在該技術的應用中，柵格的作用是完成相關環境信息的記錄。如果柵格中某位置的累計值相對較低，代表移動機器人可以從該位置通過；如果柵格中某個位置的累計值相對較高，則表示該位置存在障礙物，此時，移動機器人需要利用優化算法將該障礙物避開[4]。
（2）可視圖路徑規劃技術。這種路徑規劃技術是指，將整個移動機器人看成一個點，然后分別將其與障礙物以及目標終點連接起來，上述連線要求為保證所連直線不會碰觸障礙物。當所有連線都連完之后，即完成了一整張可視圖。在該可視圖中，由于起點到目標終點之間的連線都不涉及障礙物，因此上述所有連線都屬于有效直線。在這種情況下，需要解決的問題主要是從這些連線中找出一條距離最短的連線。對此，需要應用優化算法將可視圖中距離較長的連線刪除，這種處理方式能夠有效提升移動機器人的搜索時間。
（3）拓撲路徑規劃技術。這種規劃技術是指，將移動機器人的移動范圍，即規劃區域分成多個具有拓撲特征的子空間，然后利用不同子空間之間的連通性完成拓撲網絡的構建。當該網絡構建完成后，直接從網絡中找出能夠使得機器人順利從起點移動到終點的拓撲路徑，將所得的拓撲路徑作為參考依據完成幾何路徑的計算。這種規劃技術的劣勢主要表現為其拓撲網絡的構建過程較為復雜。但這種規劃技術可以實現移動機器人搜索空間的有效縮小[5]。
3 結論
路徑規劃技術主要分為局部規劃和全局規劃兩方面。這兩方面分別包含人工勢場路徑規劃技術以及神經網絡路徑規劃技術等。應用這些規劃技術之后，移動機器人可以在避開障礙物的基礎上，順利完成起點到終點最優運行軌跡的運動。
參考文獻：
[1]朱大奇，顏明重.移動機器人路徑規劃技術綜述[J].控制與決策，2010（07）：961-967.
[2]張捍東，鄭睿，岑豫皖.移動機器人路徑規劃技術的現狀與展望[J].系統仿真學報，2005（02）：439-443.
[3]鮑慶勇，李舜酩，沈`，門秀花.自主移動機器人局部路徑規劃綜述[J].傳感器與微系統，2009（09）：1-4+11.
[4]孔峰，陶金，謝超平.移動機器人路徑規劃技術研究[J].廣西工學院學報，2009（04）：70-74.
