发布时间:2023-03-25 10:49:23
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关键词:桥梁结构,风振,控制
1引言
随着大跨度桥梁的普遍兴建和高效能建桥材料的广泛应用,现代桥梁的结构形态逐渐向大跨、轻、柔方向发展。虽然这对于美观及经济性方面是有益的,但是却给结构设计、施工甚至运营提出了更高更严格的要求。大跨度桥梁作为生命线工程的重要组成部分,在政治、经济领域占据着重要的地位,对于它们的安全性应给予格外的重视。现代桥梁结构趋于轻、柔的特点给结构本身抗风抗震性能提出了考验。随着大跨度柔性桥梁的出现,风荷载往往成为结构上的支配性荷载。风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。风在行进中遇到结构,就形成风压力,使结构产生振动和变形。桥梁受风力的作用后,结构物振动与风场间产生的互制现象―空气弹力效应所引起的气动力不稳定现象机率大为增加,强风、弱风都有可能使之整体或局部产生损坏。例如,1940年11月7日,美国华盛顿州建成才4个月的老塔科马(Tacoma)悬索桥(主跨853m)仅在8级大风作用下就发生强烈的风致振动而破坏的严重事故。该事件促使了桥梁工程界对结构风致振动的研究,并由此发展了一门新的学科―桥梁风工程学。近几年来,随着我国大跨度桥梁的建设,桥梁风害也时有发生,江西九江长江公铁两用钢拱桥吊杆的涡激共振;上海杨浦大桥斜拉索的涡振和雨振损坏套索等。由此可见,通过对大跨度桥梁的抗风问题进行理论研究,采取有效的措施把风对桥梁的危害控制在容许范围内,具有十分重要的理论价值和实际意义。
2桥梁结构的风致振动
桥梁结构风致振动可分为两大类:一类为限幅振动,主要包括抖振和涡激振;另一类为发散性振动,主要包括驰振和颤振。
桥梁的抖振是指桥梁结构在紊流场作用下的随机性强迫振动。根据现有研究成果,抖振虽然并不像颤振那样引起灾难性的失稳破坏,但是过大的抖振响应在桥梁施工期间可能危及施工人员和机械的安全,在成桥运营阶段则会带来结构刚度问题而影响行人和车辆的舒适性以及引起交变应力缩短构件的疲劳寿命。
气流绕过物体时,在物体两侧会形成不对称脱落的漩涡,从而形成交替作用在物体上的横风向的涡激力或力矩,结构在这种类似简谐力的作用下,就会发生横风向或扭转的涡激振动,并且在漩涡脱落频率与结构的自振频率一致时将发生涡激共振。对桥梁结构而言,除透风率大于50%的桁架主梁可以不考虑涡激振动外,一般均需对主梁整体的涡激振动。此外,大跨度系杆拱桥的吊杆、斜拉桥的斜拉索、悬索桥和斜拉桥在施工阶段的独塔等也易于发生涡激振动。论文参考网。
浸没在气流中的弹性体本身会发生变形或振动,这种变形或振动相当于气体边界条件的改变,从而引起气流力的变化,气流力的变化又会使弹性体产生新的变形或振动,这种气流力与结构相互作用的现象称为气动弹性现象。气动力不稳定是一种典型的气动弹性现象。气流中的结构在某种力的作用下挠曲振动,这种初始挠曲又相继引起一系列具有振荡或发散特点的挠曲,这就是气动弹性不稳定。一切气动弹性不稳定现象都必含有因物体运动而作用在物体上的气动力,这种气动力就是自激力。桥梁结构的驰振与颤振是两种最主要的气动弹性不稳定现象,并可能造成严重的灾难性后果。
3桥梁风振的控制方法
对于大跨径桥梁,风致振动的形式多种多样,各种风致振动的机理也不同。单纯采用空气动力学措施并不能兼顾各个方面。理想的做法是选择适当的空气动力学措施,同时采用适当的振动控制措施(如增加阻尼器)来进一步抑制和减小桥梁结构风致振动。1972年Yao提出了结构控制的概念,将控制论引入了土木工程结构之中,从而开辟了崭新的研究领域。论文参考网。上世纪80年代以来,桥梁风振控制理论研究发展迅速,并且得到了实际应用。就目前技术水平而言,结构振动控制技术主要包括基础隔震、被动耗能减振、主动控制、半主动控制、混合控制及智能控制等。
基础隔震是在上部结构和基础之间设置水平柔性层,延长结构侧向振动的基本周期,使基础隔震结构的基本周期远离地震动的卓越周期,使上部结构的地震作用、横向剪力大幅度减小。同时,结构在地震反应过程中大变形主要集中在基础隔震层处,而结构本身的相对变形很少,此时可近似认为上部结构是一个刚体,从而为建筑物的提供良好的安全保障。
结构耗能减振就是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成耗能元件,或在结构的某些部位(层间空间、节点、连接缝等)装设耗能装置。在小幅振动时,这些耗能元件或耗能装置具有足够的初始刚度,处于弹性状态,结构仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现大幅振动时,随着结构侧向变形的增大,耗能元件或耗能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构的地震或风振能量。
结构主动控制是在结构受到外部激励而发生振动的过程中,利用外部能源瞬时施加控制力或瞬时改变结构的动力特性,以迅速衰减和控制结构振动反应的一种减振控制技术。结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型上运算和决策最优控制力,最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。在结构反应观测基础上实现的主动控制成为反馈控制,而结构环境干扰观测基础上实现的主动控制则称为前馈控制。
结构半主动控制是在主动控制的基础上提出的,是一种以参数控制为主的结构控制技术。它是根据控制系统的输入输出要求,利用控制机构来实时调节结构内部的参数,使结构参数处于最优状态。结构半主动控制的原理与结构主动控制的基本相同,只是实施控制力的作动器需要少量的能量调节以便使其主动地甚至可以说是巧妙地利用结构振动的往复相对变形或相对速度,尽可能地实现主动最优控制力。因此,半主动控制作动器通常是被动的刚度或阻尼装置与机械式主动调节器复合的控制系统。
混合控制是主动控制和被动控制的联合应用,使其协调起来共同工作。这种控制系统充分利用了被动控制与主动控制各自的优点,它既可以通过被动控制系统大量耗散振动能量,又可以利用主动控制系统来保证控制效果,比单纯的主动控制能节省大量的能量,因此有着良好的工程应用价值。
把经验和直觉推理、综合判断等人类生物技能应用于一般控制之中,使结构具有感知、辨识、优化和自我控制等功能的控制称为智能控制。论文参考网。结构振动的智能控制是国际振动控制研究的前沿领域,主要涉及智能材料、人工智能、自动控制、力学、电学、机械和计算机等多门学科。结构智能控制主要包括两类:一类是利用智能材料研制的智能减振控制装置对结构实施的局部振动控制;另一类是将模糊逻辑控制、神经网络控制和遗传算法等智能控制算法应用于结构的振动控制。由智能材料制成的智能可调阻尼器和智能材料驱动器等智能减振控制装置构造简单、调节驱动容易、能耗小、反应迅速、时滞小,在结构主动控制、半主动控制、被动控制中有广阔的应用前景。
对于桥梁结构的风振控制,应依据不同的部位,采取响应的振动控制措施。例如,对于桥梁主体的风振控制目前主要采用减振技术。比较成熟的控制装置有调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)等,其中以TMD应用最为广泛。对于斜拉桥、悬索桥的索塔风振控制装置多采用主动质量驱动器(AMD)及悬挂式TMD。对于拉索振动控制,由于其振动机理比较复杂,因而拉索控制方式的探索也较活跃。大致有三种:其一,耗能减振方式,即采用高阻尼橡胶做成胶圈,安装在拉索的钢导管中。其二,采用专门的阻尼减振器,即在拉索与桥面相交处设置一对阻尼器,用以减小拉索自由长度,反馈拉索振动时的相对位移和相对速度。其三,采用减振副索,即用不锈钢丝绳将斜拉索连起来,借以增强拉索间的互相约束,增大附加阻尼。
4重点研究方向
鉴于桥梁风致振动控制当前存在的不足,应对其成桥后和施工状态下的风振理论及控制进行进一步的研究,主要有:空气振动的控制理论、控制措施、装置及相应的试验研究;数值模拟风洞及空气的动力稳定性计算的计算机仿真技术研究;大跨度桥梁结构体系的空气动力稳定性研究及相应的全桥模型实验;施工阶段空气动力稳定性研究及相应试验;空气动力参数的识别方法、评价及相应的风洞试验。以上问题的研究和解决势必为桥梁的建造产生直接的指导作用,使桥梁的振动控制研究更加科学、经济、可靠。
5结语
经过国内外学者、工程界人士的不断探索和实践,桥梁结构风振控制取得了丰富的研究成果和巨大的进展。虽然目前桥梁风振控制技术在工程中的应用还刚刚起步,还有许多问题尚未解决。但是相信随着科学技术的进步,有关各种技术难题会逐步得到完善,桥梁结构风振控制技术必将会被更广泛的应用到实际工程当中。
论文摘要:税收管理绩效评价是税务机关运用一定的指标体系对税收管理过程及其结果进行概括性的评价。评价时应本着系统的、战略的、权变的跟光,注重对指标的相互关系及其权重的确定,采取客观,公正、 科学 、全面的评价方法。将目标管理、关键绩效指标以及平衡记分卡等评价技术引入到税收管理绩效评价工作中,建立一种适用于不同层面的绩效评价体系,能够为提高质量和效率提供有效的评价方法。
一、税收管理绩效评价概述
税收管理绩效评价是税务机关运用一定的指标体系对税收管理过程及其结果进行概括性的评价。评价时应本着系统的、战略的、权变的眼光,注重对指标的相互关系及其权重的确定,采取客观、公正、科学、全面的评价方法,快捷准确地将信息反馈给管理层,以供实施控制决策之用。税收管理绩效评价可以从效果和效率两方面进行。
(一)税收管理绩效评价的目标
税收管理的目标是为了促使纳税人依法纳税。税收管理绩效目标服从和服务于税收管理目标,通过实施绩效评价,引导和促进税务机关实现税收管理目标。因此,税收管理绩效评价的目标应当是在税收遵从的前提下,为纳税人提供优质、高效的纳税服务,从而达到税收收益最大化和纳税满意度最大化。
(二)税收管理绩效评价的实施前提
一是要有高质量的数据资源。实施有效的税收管理绩效评价要求高度的税收信息化程度,管理数据资源高度集中,至少要到省一级,有专业的数据处理中心,对产生的数据资源实时进行校验、统计、筛选、分类、分析,有相应的保障数据质量和安全的制度和措施。二是对税收管理过程及结果进行标准化管理。要最终做出绩效评价的判断结果,除了建立科学的指标体系,还必须有可行的评价标准对评价对象进行分析评判。评价标准是评价结果产生的基准和前提。
(三)税收管理绩效评价的主体
在高度信息化条件下,税收管理主体可以分为两个层面:管理层面和操作层面。管理层面主要指省级以上税务机关和单纯具有内部管理职能、不直接面对纳税人的地市级税务机关,操作层面即为直接面向纳税人的地市级以下税务机关。在税收管理绩效评价体系下,税收管理主体就是税收管理绩效评价的主体。
(四)税收管理绩效评价的范围
现代 税收管理理论中的税收管理.主要是指税收的征收管理,只包括税收执法权的管理。税务机关绩效评价包括对税务行政管理权和税收执法权行使绩效的评价。本文主要是对税务机关及其工作人员行使税收执法权的过程及其结果产生的绩效,即税收管理绩效进行评价分析。
二、构建税收管理绩效评价体系应注意事项
(一)合理设定评价指标
指标设计在以“目标管理”为手段的绩效评价体系中具有重要意义。指标既是税务人员工作行为的导向,又是评价税务人员工作业绩的标准。好的指标可以起到事前积极诱导和事后公正评价的作用,差的指标会使整个绩效评价体系失效甚至对整个税务系统造成危害。我们对税务人员工作绩效进行考核和评价的全部内容,必须涵盖税务人员7o~8o以上的工作,根据岗位职责确定指标。指标的设计要体现多元化,不仅要能综合反映税务人员的工作业绩,还要考核其工作态度、创新精神、知识水平、工作能力,是否能与他人交流与共享信息。各级税务机关也可以结合实际在此基础上自行设计指标体系。这就意味着指标的设计要坚持定量分析和定性分析相结合,对于两类指标组合权重的选择取决于被评价税务人员的岗位职责。不同的部门工作侧重点不同,有的是在于提高纳税人的满意程度,树立税务机关的良好形象,有的是在于实现税款的应收尽收、减少纳税人的税款漏征率。对量化指标要求高的税务部门,则量化指标的权重大些,对定性指标要求高的税务部门,则定性指标的权重大些。
(二)注意事中沟通
若把税务部门绩效评价体系比做一台机器,沟通在其中所起的作用就是剂,它能保证整个绩效评价体系良性运转。没有完善的信息交流和沟通机制也就没有税务部门的绩效评价体系。沟通存在于评价前、评价中、评价后三个阶段。在绩效评价实施前的指标设计阶段,税务部门的领导或评价者应把被评价人员纳入到指标的设计过程中。沟通一方面可以使绩效指标和标准成为每一个部门和税务人员均能理解的共同语言,从而对其行为产生事前诱导作用,消除排斥心理、引导接受并指导行为;另一方面也避免了指标的设计与实际相脱离,增强了指标的可操作性。对于绩效评价后的沟通,评价人员根据被评价税务人员的绩效评价结果,鼓励与组织目标一致的行为,同时对于不符合或偏离组织目标的行为予以引导,帮助找到原因,并提出改进建议使其接受进一步的培训或改变工作态度。人们最常忽视的是评价过程中的沟通,然而在评价过程中及时进行沟通引导被评价税务人员的行为,可以防微杜渐,大大改善评价结果。在实际工作中,事中沟通也通常最有效。
(三)根据个体需要选择激励手段
绩效评价与绩效付酬是不可分割的两个方面。传统行为学理论分析,行为是由动机支配的,而动机是由需要所引起的。因此了解和把握人的需要特点,是建立有效的激励制度的基础。需要的层次性决定了激励手段的多样性,即物质激励和非物质激励相结合的激励机制。对于物质激励,可以通过对薪酬体制的设计而完成,在绩效评价体系中,税务人员的工资一公务员基本工资+绩效工资x工作难易系数。对于非物质激励,可以通过“情感激励”对税务人员个体工作给予认同、尊重、表扬,对其职位的提升、赋予信任和责任来实现。评价人员必须确定被评价税务人员目前所处的需求层次和特点,并依据其特点选择适合不同个体的激励结合方式。
(四)建立硬性约束机制
激励和约束是税务部门绩效评价体系中的两个不可分割的因素,只有二者之间实现整体协调,才能发挥绩效评价的功能。绩效评价体系内的约束实际上是一个问题的两个方面,一方面如果税务人员的评价结果较差或与整个系统的目标相悖,将遭受批评和惩罚,为此付出代价;另一方面对评价结果差的税务人员的处罚就是对其他税务人员的约束,或者说是反面激励,从反面达到激励约束相容。由此我们可以看出,在绩效评价体系中,激励和约束是紧密联系在一起的,它们协同在一起发挥最优作用。
三、不同层面设计税收管理绩效评价体系的探讨
(一)税收管理绩效评价技术的运用及其分析
1.基于平衡计分卡的绩效评价。
平衡计分卡是一种综合绩效管理体系。它将组织经营任务的决策转化为四大部分的指标:财务、顾客、内部流程、学习与 发展 ,将组织战略分为这四个方面的考察目标,每一考察目标分别设置几个独立的指标,多种指标组成了相互联系的一个系列指标体系。这些目标和指标既保持一致又相互加强,构成了有机的统一体,从而达到财务指标与非财务指标、短期与长期、内部与外部、过去与未来之间的平衡。因此,利用平衡计分卡进行管理决策,能明确地看出它对整个税收管理绩效评价体系研究组织战略目标所带来的影响。在平衡计分卡中,财务方面是平衡计分卡的最终结果,财务指标的实现是客户满意和客户忠诚的结果。只有实现内部流程的效率性和一致性,即在时间、质量和价格方面满足客户,才能达到客户满意和客户忠诚。而内部流程的优化与否主要取决于 企业 员工的能力。
2.基于关键指标的绩效评价。
关键绩效指标的类型主要有数量、质量、成本和时限。在确定关键绩效指标时,指标的设定要具体,切中目标、适度细化、能够权变;指标是可度量的,是数量化和行为化的,数据或信息要具有可获性;要具可实现性,在付出努力的情况下,在适度的时限内可以实现;要有现实性,是可证明和观察的,不是假设或主观猜测;指标的设定要考虑时间,关注效率。
3.基于目标的绩效评价。
目标管理下的税收管理绩效评价体系研究是以系统论、控制论和信息论为理论基础,把以工作为中心和以人为中心的管理激励方法有机地结合起来,把工作任务量化,层层分解。目标管理法是为了改善组织在竞争中软弱无力所实施的一项措施,通过权力下放和自我控制来提高组织的竞争力,它建立在充分信任和信息透明的基础上,更强调人的创造性和主观能动性。基于目标的绩效评价方法主要有四个操作步骤:设定绩效目标、确定目标达到的时间框架、实际绩效水平与绩效目标相比较、设定新的绩效目标。
(二)管理层面基于目标的税收管理绩效评价体系分析
1.基于目标的关键绩效指标体系构建要求。
管理层面的工作要强调纳税人导向、结果导向。它需要为操作层面提供政策咨询、宣传培训、协调审批等服务,而这些工作始终要围绕顾客的需求进行。管理层面许多工作的最终结果要靠操作层面的执行来实现,为体现它的导向思想,有必要将其工作绩效与操作层面的主要执行结果挂起钩来。管理层面要通过对关键绩效指标的筛选来突出工作重点,调整衡量标准,要加大对主体业务和主要职能的评价力度。对过程的控制主要通过正确执行管理体系文件来实现,采取抽查的方式进行,将需要关注的重要过程筛选出来,每次只从其中抽取部分进行检查。
2.基于目标的绩效评价体系设计思路。
管理层面的绩效评价根据“目标引导,面向流程”的指导思想,按照“质量方针一总体目标一具体质量指标”的思路,结合管理层面的主要职能,建立起基于目标的规范化、标准化、精细化、 科学 化的绩效评价体系。
(1)政策和制度的有效性。主要体现为税收政策能够有效地保证税收职能的实现,有利于保证税收“应收尽收”的收人组织原则,有利于收人水平的调节和收人公平分配,有利于营造公平有序、诚信纳税、和谐的税收环境,有利于促进依法治税目标的顺利实现。评价该绩效目标的指标可以使用税收征收率这一指标进行评价。
(2)税收分析预测的准确性。受指令性税收计划的影响,政府部门一度强调用税收完成数来评价税收管理工作。要解决这样的问题,一是要树立制定科学税收计划的观念,实事求是地测算和上报建议计划以及影响收人的主要增减因素;二是运用科学的手段做好收人预测工作,对税收预测的效果主要引人税收收人预测准确率指标来评价,同时把查补税款总额作为税款预计水平的一个修正指标。
(3)税收数据质量和安全性。有效的税收监控是税收管理的基础,而它又是建立在有效的数据管理基础上。管理软件通过采取有效手段,对各类数据进行检验、审核、检测和维护,及时发现和避免异常数据,清理垃圾数据、冗余数据,纠正错误信息,确保数据信息真实、准确、完整和实用。数据高度集中,对管理层面而言,维护管理信息系统的安全性也很重要,可以通过垃圾数据量、冗余数据量、数据利用程度、应急预案启动的次数、数据灾难发生的次数以及解决效果等方面设定评价指标。
(4)纳税评估的质量和效果。纳税评估的有效性评价应当包括评估对象确定的准确性、评估发现的问题户数、补缴税款、移交稽查户数以及纳税人真实申报率的提高等方面。
(5)执法监督的有效性和 法律 救济的处理能力。依法治税是衡量税收管理工作绩效的核心标准和实现税收各项职能的核心途径。管理层面通过执法监督和法律救济,可以通过执法检查、纳税人投诉、案件复查等方式进行,主要通过税务案件应诉维持率、复议案件维护率、税务案件审理准确率等指标来评价。
(6)提供服务的质量。无论纳税人将需求直接传递还是由操作层面传递给管理层面,管理层面都应当等同于与纳税人直接传递,进行及时、准确的处理。因此,顾客需求的有效处理率、处理及时性和准确性都应当成为关注的内容。
(三)操作层面基于平衡计分卡的税收管理绩效评价体系分析
1.财务的税收征收率指标选择。
税收管理战略目标主要是提高纳税人税收遵从程度,在财务角度主要体现为实现税收收益最大化,其“核心结果”指标主要体现为税收征收率的高低。在一定的 经济 发展 水平和既定的税制模式下,税收管理水平的高低决定了法定税收收人的实际征收量。因此,财务方面的指标主要体现为对税收管理水平的衡量和评价,具体包括纳税人户籍管理水平、核定征收户管理质量、纳税申报质量以及税负水平四个方面的相应指标。核心结果指标则依据税收经济观,在征管能力一定的情况下,税收规模随经济的波动而波动。从理论上说,只要税务机关依法治税,对无知性税收不遵从的纳税人提供优质服务,对自私性不遵从的纳税人加强管理监控,就能够实现应收尽收。在评价是否实现有效地组织税收收人方面,用税收征收率进行评价。
2.征管过程驱动性指标选择。
(1)纳税人户籍管理水平。按照属地管理的原则,户籍管理水平主要反映评价期该辖区内纳税人获得的全面性,以及纳税人各项基础信息是否真实、准确。主要由税务登记率、发票使用率、户均发票使用量、税控装置数据采集率等指标来评价。
(2)核定征收户管理质量。在日常税收征管中,加强对核定征收户的管理和评价,可以有效监控操作层面行使推定课税权的情况,降低风险,实现核定工作的公平、公正、公开,进而提高税收征收率。主要由查账征收率、定额调整率、定额户转查账户比率、个体户平均税负、未达起征点率、停业复业率等指标来评价。