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(1)分离器自动玻璃管计量法。这种方法一般是从分离器上面放置一个几十厘米长的玻璃管,然后同分离器接通,形成连通式的液体面测量计。进一步进行解析,这种计量方法具体的工作原理如下:首先把分离器里带有一定重量的油和水释放到与之连通的玻璃管中,然后观察玻璃管中液面升高的高度,结合分离器里的油量,确定出玻璃管中的液体达到某个高度所需的时长,再估测出油井里石油的生产量。
(2)电极计量法。这种计量方法的使用要依据上一种方法,它的原理是:设定一个量油的标准高度,并以此高度为中心,向上、向下分别等距离地装置一个电极,在液面达到下方的电极时,专业计时设备会自动连通并计时;反之,当水位达到上方电极时,计时设备停止计时,并把液面由下方电极上升到上方电极所用的具体时长保存下来,然后可以根据上面介绍的那种方法计算出油井中的石油生产量。
(3)翻斗计量法。通常来讲,这种方式所需的计量设备由量油设备和计数设备构成,其原理为:每把一个翻斗装满的时候,自然而然地就会向外排油,然后通过另外一个翻斗继续装油,经由这种不断地循环过程来积攒油量。量油设备结构简单、计量的准确性较高是此方法的基本特点。
2.几种新技术的推广和应用
(1)三相分离计量法。它主要是把油、水、气分开计量,我们知道进行分离后的石油含水量非常低(通常情况下最多只有三分之一左右),同时,石油计量的误差也将变小,所以含水量的多少基本没有影响。然而,这种计量方式需要的设备结构较为复杂、操作难度较大、耗费成本较高。
(2)两相分离计量法。这种方式只是把油井中排除的液体分为液态和气态,进而进行计量。此方法所需的仪器主要包括分离器、流量计和液体分析仪,流量计能够测算出油井中液体和气体的产出量,分析仪用来计算含水量。
(3)不分离计量法。这种方法与前两种方法有所不同,它是经密度计、流量传感器等测出气体及液体流量,而不对油井中排出的液体进行分离。但是在实际的应用当中,相比另外两种计量方法,此方法的推广普及更具难度。
二、油井计量技术的原理及实例剖析
1.油井计量的原理
以“功图法”技术为例,这是一种根据抽油机深井泵工作状态和油井生产液体数量变化关系,也就是将定向井有杆泵抽油系统看作包括抽油杆、玻璃管、液柱在内的振动系统。
2.实例解读
我国某石油企业采用二级与三级相结合的地面集输模式,并且依照基本的地理状况,突破了以往的量油方式,转为采取更为灵活多变的计量方式,从本质上油田地面工程和油田生产之间的适应性。另外,此企业采用了油井计量软件等现代化的高科技手段,使得油井计量技术更加现代化。在不断总结经验的基础上,该企业建立起数量更多的区块、规模更庞大的油井组。
三、油井计量技术未来的发展趋势
从现在国内油井计量技术的发展状况来看,其所呈现出的趋势主要表现为以下方面:第一,仪表化方。由于科技的迅速进步,加上各种流量计的广泛使用,油井产油量的计量操作将会变得更加简易,例如涡街流量计的使用;第二,更高的准确性。我国不少的油田都到了开发阶段的中后期,所以必须对油井的基本情况有更为确切的认识,进而为以后的生产、治理工作提供良好保障。从中可以看出,我国的油井计量技术正向着高准确性进展;第三,更加迅速。现代社会经济的发展交替越来越快,要想迎合日益加快的节奏,尽快减少油井产量的计量时间、加快计量速度势在必行;最后一点,自动化。全新的自动化技术不仅大大减少了劳动量、降低了劳动强度,也迅速提高了生产效率。所以说,如何采取更加科学、自动化水平更高的油井计量方法进行快速计量,是当前亟待探讨和解决的问题。
2计量技术机构绩效管理体系构建
2.1工作分析与职责确定
(1)实施工作分析,进行工作描述
第一步:进行工作分析的准备在进行工作分析前,首先要获得单位高层的支持,只有这样才能保证后续的工作顺利进行。其次要与员工进行沟通,征得他们的认可。第二步:收集有关信息包括该项工作任职条件、工作环境、设备要求、对人员的能力、学历要求等。收集信息的方法有访谈法、问卷法、观察法等。第三步:分析阶段这一阶段主要是对收集到的信息进行描述、分类汇总、整理和组织,使之形成书面文字。第四步:编制岗位说明书岗位说明书中规定了任职者所在岗位的职责,企业的绩效目标首先分解到部门,部门再根据各岗位的职责将绩效目标分解到各岗位,形成了各岗位的绩效目标。
(2)明确绩效管理体系中各方的职责
对于高层领导,在绩效计划的制定阶段,其主要职责是明确单位的发展和部门的工作重点;在绩效评价阶段,高层领导要对单位的目标以及内部机构目标的实现情况予以评估;而在最后绩效结果的应用阶段,高层领导要对考核的结果予以审核,并将结果应用于改善工作绩效、薪酬调整、职位升迁等方面。对于各部门的领导,在绩效计划的制定阶段,其主要职责是明确本机构的工作目标,制定本部门员工的考核标准;在跟踪反馈阶段,部门领导应该及时跟踪本部门工作目标的实现情况,发现偏差并及时予以控制;在绩效评价阶段,部门领导要对自身进行自评,并对员工的绩效表现予以评价;在最后的绩效结果应用时,部门领导应该参与制定考核结果的应用方案。对于员工个人,在绩效计划的制定阶段;员工要了解单位和所在部门的战略目标,根据部门领导制定的个人计划,完成自己的工作任务;在跟踪反馈阶段,员工作为被考核者要对自己的工作进行阶段性的总结,及时的发现问题并予以控制;在最后的绩效评估阶段,员工个人要对个人的绩效表现进行自我评价。
2.2绩效管理流程设计
(1)绩效计划
绩效计划工作可以按照一下三个步骤进行:第一步:由单位高层管理者对单位今后的发展战略和具体的目标进行规划。在这一步要主要完成的工作有:让全体员工都了解当前及往后单位的总体发展目标、年度计划及其所在部门的业务目标和业务计划。其次,让员工了解与其个人相关的一些信息,如其所在职位的工作分析和之前关于其工作的评价。此外还要动员和教育员工,让员工了解绩效管理的目的,使单位全体员工积极参与到绩效管理中。第二步:单位绩效管理主体与员工就绩效计划进行沟通。在正式沟通前,管理者首先要为员工界定其关键业务绩效领域。在正式沟通阶段,通过展开绩效计划会议的形式确定有效的目标,并就资源分配、权限、协调等可能遇到的困难进行讨论。第三步:绩效计划的审定的确认。在经过前两步周密的准备工作并与员工充分沟通后,要让员工明确了在本绩效期内的工作职责是什么、工作目标是什么,完成的评价方法等信息。
(2)绩效考核
计量技术机构在绩效考核的时候需把握以下几个环节:一是通过积极交流与沟通,共同制定具有切实可行的绩效目标,既保证管理者对于管理目标的全面客观认识,也有利于员工对于自身发展的准确把握及个人发展与单位发展相互协调的把握。二是加大力度提高绩效考核指标体系的科学性,由考核单位和被考核对象共同参与,提高绩效考核的针对性、有效性及可操作性,实现定性考核与定量考核的有机结合。三是绩效考核指标体系要坚持统筹兼顾的原则,实现经济效益与社会效益的有机统一。
(3)绩效反馈
绩效考核者在与员工进行绩效面谈时要注意四个方面:一是要直接而具体的进行绩效沟通,不能作泛泛而谈、抽象的、一般性评价。无论是赞扬还是批评,都应有具体、客观的结果或者事实来支持,使得员工明白哪些地方做的好哪些地方做得不好,与单位的期望还有哪些差距。二是在绩效面谈是要注重双向的沟通,为了尽可能使得面谈有针对性,管理者要鼓励员工多说话多表达自己的观点。三是绩效面谈交谈中要指出员工的不足之处,但不要批评,而是要立足于帮助员工改进不足之处,指出绩效未达成的原因。四是注意绩效面谈的氛围,建立彼此信任的会谈氛围来保证沟通的顺利进行。此外,在绩效反馈这一过程中要建立绩效申述机制,同时要对正确行为的反馈和错误行为的反馈同等对待,两者的最终目的都是提高员工的绩效。对错误行为的反馈要将注意力集中于减少不好的行为,针对正确行为的反馈要强化这种正确的行为。
(4)绩效结果运用
绩效考核结果可用于以下几个方面:①薪酬调整通过建立绩效管理体系,确定员工的绩效工资。将员工的薪酬分为固定薪酬、绩效薪酬两部分。固定薪酬、绩效薪酬所占的比例,可根据单位以及内部机构的具体情况进行调整,即达到激励目的,又要保护员工的切身利益。其次,还可用于固定薪酬的调整。单位应根据当年的实际经营情况,结合相关的薪酬制度,将考核的结果同固定薪酬的升降挂钩。②用于岗位调整绩效考核的结果为职位的变动提供依据,通过职位的调整,使每个员工从事更适合的工作。对于年度绩效考核结果为“不合格”的员工,除按制度规定降低其职位工资等级外,还应酌情将其暂时调离原工作岗位,参加培训,经培训考核合格外方可重新上岗,否则做辞退处理。对于管理人员评价结果为“不合格”的管理者,除按制度规定降低其职务工资等级外,人力资源部还应在对其综合能力全面评价的基础上,向公司领导提出免职或降职处理建议。③用于员工的培训与开发员工培训与开发要有针对性,要有效地了解员工的不足和薄弱环节,使培训的内容为员工所急需的知识或技能。通过绩效考核,可以了解员工的优势和劣势,绩效考核的结果为员工的培训与开发提供了决策依据。
2、户内系统和户外系统的关系
目前有一种趋势:认为讲温控就是要在室内安装温度控制阀,讲计量就是在户内安装热量表,至于户外控制就可以不被重视了。温控与计量是不是只要针对户内系统,户外就可以忽视呢?对于一个户内控制设备完善的系统(安装了温控阀和热量表),如果没有相应的户外控制,很难保证户内设备正常地工作。如果户外水力失调严重,温控阀不能工作在正常工况下,压头大就会频繁地开关甚至产生噪音,压头太小会始终常开而室内温度不足;热量表也可能工作在额定之外的流量下,测量不准确。如果外网不能根据户内工况变化相应调节,如:水泵不能变频、压差不能稳定的情况下,水泵、锅炉或换热器的效率也不能保证。如果户内采取了节能手段,而户外没有配合措施,一方面会引起管网水力热力工况的失调,另一方面室内节省的能量不能体现在热源的节能上,节能这一根本目的就没有实现。所以我们认为好的户内控制一定要与户外控制相结合。
随着先进计量、控制设备不断应用于系统中,分户计量供热系统逐步在我国发展起来。从用能的角度看分户计量供热的技术能够有效利用自由热,提倡用户的行为调节,以减少能耗;另一方面,从用户出发它能够提高室内热环境的舒适性。在散热器上安装温控阀为实现这些目标提供了有效手段。当温控阀被设定在某一值时,它可以通过感温包测量室内温度,实时调节散热器流量以符合设定值。如果热网的运行工况可以最大限度的满足各个用户的需求,那么温控阀控制的散热器供暖房间温度就不会出现过冷过热的情形。但是舒适度因人因时而异,提高用户的舒适程度不仅要求在设计温度18℃时保持室温仅有微小的波动,而且应该尽可能的满足用户希望提高室内温度的要求。
3、是温控计量产品去适应系统,还是系统去适应产品
我们采取“拿来主义”来消化学习国外的温控计量技术,包括消化和应用国外的产品,但是外来的产品并不适应我国的现有系统,除了水质问题和管理问题外,还有许技术问题。如:系统末端压差、系统规模大小、设备工作环境等都存在很大的不同,不做任何改变就应用在一起很难得到正常的效果。如有的示范工程,产品应用效果不好,出现一些问题,厂家就提出要彻底地改变中国的供热系统,殊不知,对中国这一巨大规模的供热体系,改变是一个渐进的过程,需要一定的时间,不可能一蹴而就。谁应该去适应谁并不存在一个分明的界限,但是合理的寻求结合点,花最小的投入去获得最大的回报,这个工作非常重要。
4、政策、技术标准、产品开发的相互关系
过去几年里,温控与热计量事业发展很快,但总体规模不大,没有形成一个产业。产品供应商经常抱怨国家政策不到位,没有强制措施,政府又考虑到技术方案和相关标准不完善,可操作性差,设计部门往往无章可循,缺乏标准指导,开发商在无强制措施的情况下,不愿增加温控与热量的投资,存在侥幸心理。三者之间相互依存,又相互制约,影响温控与热计量技术的发展。从行业管理部门来讲,近期成立的建设部热改与热计量领导小组可统一管理、规划、协调各部门的工作,推进该事业的发展。新型采暖方式与集中供暖系统温控与热计量发展的相互关系当前,新型的采暖方式发展迅猛,在一些主要城市中,分户燃气炉采暖和户内电采暖发展很快,挑战旧有传统供暖方式,成为集中供暖的主要竞争对手。这些新型采暖方式的发展是市场经济发展的必然产物,是促进传统的集中供暖系统变革的重要力量。这些新型采暖方式除了投资相对较少,物业管理方便,有利于大气环境之外,其主要点之一就是可以分户计量和收费,解决收费问题。这将极大地挑战和促进集中供热发展分户计量计费技术,如果做不到这一点,就很可能被挤小市场占有率,丢掉市场份额;同时,新型采暖方式也可以促进计量收费的普及,让百姓受供暖体制改革,对集中供热也有好处。新型采暖方式的另一个主要优点就是采暖费与传统的供热方式相当。在现有的燃料价格体系下,分户燃气炉的燃烧效率低于集中燃气锅炉的燃烧效率;燃烧天然气比烧煤贵;要产生同样的热量值,用电比烧煤或烧天然气贵。
为什么新型采暖方式的采暖费以和集中供热竞争呢?这其中有国家能源结构的调整和有关部门扶植的原因,但主要原因有两点:一是因为新型采暖方式避免了热量在输送环节中的浪费,而集中供暖的网络输送环节存在很大的浪费;二是新型采暖方式室温容易控制,控制手段有自动恒温控主动调节控制,避免了温度失调、利用了自由热、实现了经济运行,而传统的集中供热就难以实现这些控制。新型的集中供暖系统采用了温控与热量技术,就可以提高效率、减少浪费、增加控手段,就可以与新型采暖方式同等竞争,夺回价格优势,争取市场份额。
参考文献:
[1]贺平,孙刚.供热工程(第三版).北京:中国建筑工业出版社,1993.
2油气井测试计量技术在油气井系统的作用
(1)油气井测试计量技术是油田企业生产的技术保障。油田生产过程中,包括勘探,钻井,测井,开发,存储和其他专业技术,无论是独立的,有合作的良好关系,计量关系的大小的专业人员之间的协作是这个环节之一,体现了幅度的计量设备是各种类型的计量仪器,计量仪器,是在石油生产的“眼睛”,准确的或不直接相关的石油生产过程的产量和质量的安全和油田产品的价值的过程。工作油田内部计量技术部门通过多种计量油田生产过程进行检测或校准来保证规模的准确和一致的计量和溯源到国家基准,是石油生产过程计量提供资金监管的基础手段。
(2)油气井测试计量技术是油田安全生产的必然要求。计量工作的质量直接决定安全,比方说压力表,抗拉强度计量计量工具表等的可靠性一旦计量仪发生故障时,显示数据是不准确的,阀失灵,有可能导致压力罐的分解,从而导致在意外伤亡;同样的工作生产,压差表是不准确的,井上工作拉力表是不准确的,它可能是一个很大的绳拉力过大,导致大绳断裂,吊钩和其他垃圾了受伤电梯施工人员,严重的甚至会造成其他严重事故崩塌井架;当井场计量距离计量不准确,导致井架不足以夹持力杆锚,可能会导致施工过程中歪斜井架倒塌下来,造成工程事故,所有这些方面来证明良好的计量工作是需要的油田安全管理系统。
(3)油气井测试计量技术是油田质量管理更全面的必然要求。计量工作是提高单位的经济效益的重要手段。中石油公司视为改善经营管理,提高产品质量,促进任务的基础上,技术进步的计量工作。完善的计量检测手段,加强计量管理,合理有效地分配资源,避免资源浪费,降低原材料和能源消耗,提高企业的经济效益和计量工作,是提高产品质量的保证,产品质量企业生存和发展的关键,并且计量是至关重要的,以保证产品在生产过程中的质量,从检测和原材料分析进厂,并监控在每个步骤的生产过程的质量控制直到成品,半成品检验,都存在着计量工作,因此,加强全面质量管理机构的计量,保证了计量仪器的校准精度,有着至关重要的作用。
(4)油气井测试计量技术是石油企业节约能源的保障。获得更便宜的产品降低消耗是一个根本的因素。成本管理的主要目的是通过计划,控制,核算和分析成本,以最少的投入发挥最大的作用,以获得更多的利润。因此,主要任务是降低成本管理的消耗。节约能源,降低消耗,通过两种方式:第一,加强企业管理,消费评估,合理搭配;第二,依靠科技进步,采用先进技术,进行技术改造。但不管数据通过该计量结果的一种方法,应提供作为基础。石油企业可以使用计量仪器来探索最佳控制点,每一个生产过程,存在一个最优控制点,掌握了生产的最佳控制点,可以做能源,原材料消耗最少,最高速率的合格产品,最好的控制点使用的精确计量和测试设备来检测重复的,然后从大量的试验得到的数据;石油企业也可以使用计量仪器,以指导对能源供应的最大数量合理使用能量平衡,能量生产和使用中,企业还可以采用先进的自动计量和检测设备,以提高产品质量,降低消耗,采用在生产过程中先进的计量和检测手段和完善的自动,快速,持续的水平计量,甚至到了自动控制和调节,将能够严格按照工艺参数进行生产,既保证了产品的质量,降低废次品,而且还显著降低消耗。
2分布式能源计量技术中电能计量装置的需求
2.1功能需求
第一,单三相电能表应当具备双向计量功能,从而更好地适应在分布式能源计量技术下客户端负荷潮流双向流动的相关需要。而且单三相电能表还应该拥有电压、电流、电功率因数的测量与显示的功能,从而更好地实现电力自动计算与电力统计预测的需要。
第二,单三相电能表还应该具备对电功率与电能量的冻结功能,如果能够满足这一条件,就更加方便于系统与客户二者对电能进行查询与统计,对供电与用电信息进行分析等。
第三,电能表应当能够支持阶梯电价转换功能,还需要支持即使通过不同的通讯方式也能修改各个费率时段以及电价方案的功能,这样在满足电力营销政策改变的时候,也能做到无需换表就可以实现管理的相关要求。
第四,支持多类事件的记录功能,在失压与失流等状态下通过监测功能能够满足对异常状态进行检测的需要。
第五,多种通信方式共享并存,当载波、无线、红外线等通讯方式并存时,应当适用在不同的应用环境下实现数据采集等需要。
2.2性能需求
2.2.1宽负载、高准度的计量。
在分布式能源计量的情况下,负荷波动的范围将会更宽,尤其是像风能、太阳能发电这类经常会受到环境影响的能源模式则更为明显,所以,智能电表装置在设计时应当是以高宽负载的电能表为主,并且实际的计量准确度在最低的情况下应当要满足1.0级。
2.2.2双向式公平计量。
客户一般情况既拥有用电模式还具有发电模式,电能表的双向计量务必保证准确与公平,换言之就是对于正向功率与反向功率要体现出一致性的误差特性,计量误差特性体现出的一致性会集中体现出公平计量的相关原则。
2.2.3误差带宽的相关要求。
为了保证电能表在运行时在宽负载的范围内的误差曲线能够保证平坦,这就需要利用已经规定出的相应指标对其进行严格的核对。误差带宽一般指的是一个绝对值,是通过对检定误差的最大与最小值之间进行作差运算,所得出的绝对值,通过这样的数值指标从而鉴别出电能表运行时在负载变化的范围之内的误差曲线整体的平整性。
2.2.4在动态负荷的条件下对计量准确度进行考核。
对于一些小型的分布式能源来讲,它们会存在着波动性负荷的现象,鉴于此就应该在动态负荷的情况下对电能计量的准确度与需求量计量的准确度展开一定程度的考核。
2.2.5无功潮流判断的准确性进行考核。
发电上网关口与网际关口如果存在着电能功率双向流动计量点,并且当电能功率潮流如果处于临界换相角的周围时(临界换相角有功90°、270°,无功0°、180°),电能计量应当对其的潮流方向进行准确的判断,还需要对其进行考核。
2.2.6通信方式对计量误差影响的相关要求。
在分布式能源技术下,电能表的数据传输数量将会大大提高,特别是在载波通信方式与无线通信方式的使用下,很有可能会对电能计量自身时产生数据的准确度产生一定影响,鉴于此,应当将通信方式等一并纳入到电能表的影响的考核指标当中。值得注意的是,对允许情况下的误差值与变差值的考核应当更为严格。
2.2.7高强度干扰能力的要求。
随着载波方式、无线通信方式等的大量使用,应当加强电能表自身的电磁兼容性能与考核高频电磁场影响的能力,同时,提高在拉闸与合闸操作发生时对冲击性过电压本身的承受能力。
2.2.8信息传输的可靠性要求。
数据通信在未来的电能计量发展领域将会尤为重要,应当深入地分析装置元器件的参数变化以及环境温度对整个载波通信的频率变化产生的影响,从而提出一个明确的技术指标以及器件选型的标准。
2.2.9节能环保与装置可靠性的要求。
在分布式能源计量技术中的电能计量装置应当满足环保的要求,采用低功耗、绿色环保的器件进行制造,而且还必须体现出寿命长、可靠性高的特点,另外,在可靠性的前提下提出的MTTF的指标必须是科学的与合理的。
1.1传感式力学计量标准装置
这种形式的力学计量标准装置,主要是通过一定形式的感应元器件以及相应的附件所组成的一个力学测试系统,并且根据接收测试的物体或者使用标准砝码的质量对测试物体的弹性变形量来判断元器件的变化程度,之后再采集信号输出的大小,进而对测量物体的质量进行衡量或者对比。
1.2杠杆式力学计量标准装置
这种力学计量标准装置其基本原理为杠杆原理,主要是通过作用力的作用效果来实现计量标准装置的转动,当标准装置平衡时,计量人员就可以根据力矩之和为零的原理来完成对测试物体的力值测量。在现实情况中,较为常见的力值测试方式主要是利用天平原理进行测试。
1.3液压式力学计量标准装置
这种力学计量标注装置依据的主要原理为,帕斯卡对一个密闭液体的压强比进行的判断,之后采用标准砝码为标准,采用显示仪器来标定质量值。这种测量标准装置的应用值大小较杠杆式及传感式的标准装置来说,其具有更大的规定范围,其可以达到20MN,且这种装置还具有2MN以及5MN等。
1.4弹簧式力学计量标准装置
这种力学计量标准装置根据弹性敏感元件在相应的压力作用之下所产生的变形,并且通过传动放大机构显示出测试压力的大小。这种装置的测量压力范围具有明显的不确定性,其主要受到大小与弹性元件的形式等影响。例如:对平波镜片的测定,其不确定的大小约为10kN,波纹管式的测量范围在1kN。
1.5叠加式力学计量标准装置
这种力学测量标准装置,其主要的机理为:通过设定出一个较高的测力仪器,采用相应的液压或者机械方式进行力值的测量,并且分析与对比出测试仪器的性能和指标。此外,计量标准装置的指标大小以及测量装置的质量不对该力学计量装置产生影响。
2力学计量标准装置的发展趋势
随着新技术与新材料的进步与发展与应用,在实际的力值计量过程中,电子信息技术与数字信息处理技术也被运用到当中,其主要有以下几种发展方向。
2.1量限逐渐向两端进行延伸
计量装置测量范围的大小,主要受到测试环境以及测试要求的限制。且对力学计量标准装置超大力值以及微小力值的设计与研究,也成为了目前对力值计量的一项比较重要的研究与发展内容。
2.2由静态方向发展为动态方向
对于力学计量标准装置的测量,其一个重要的发展方向主要是以动态的力校准进行对信号的测定,并且提高其测量的准确度。测量技术人员要将信息处理技术良好的融入到力学计量标准装置中,并且对动态信号进行相应的数据采集,根据动态数据来进一步的跟踪信号的大小变化,这也是日后力学计量标准装置的测量发展方向之一。
2.3传感技术和激光基础的广泛应用
传感技术以及激光技术在力学测量标准装置中也得到了较为广泛的应用。利用计算机信息技术,根据其相应的电效应、多普勒效应以及压阻等原理,结合先进的传感元件和传感技术,以进一步提高力学计量装置的测试精确度。利用激光技术,并且通过正弦逼近的技术方法,对采取的信号进行处理与改进工作,这样可以使得校准比确定程度得到有效的提高。将力学标准装置与先进的计算机技术进行良好、有效的结合,能够为测试人员带来一个简单明了的视窗风格,能够在很大程度上降低测量过程中出现的认为失误。
2.4力学计量装置测量的自动化
力学测量装置的自动化操作与自动收取数据,也是今后其发展的主要方向之一。工作人员可以利用计算机技术,使用各类性能良好,功能齐全的力学信息校准软件,提高校准的速度,并且大大减少了人工操作的时间,基本上能够消除人为失误而引起的误差。目前,我国的力学计量装置已经实现了良好的自动化。
随着人们需求的不断增加,能源短缺问题不断加剧,人们的生活、工作离不开电力资源的使用,为了解决能源短缺问题,保护我们赖以生存的环境,节能减排越来越重要。电力计量不仅对电力市场有着重要意义,而且可以有效的分析相关设备的损耗情况,对有效运用能够起到节能降耗的作用。电力计量能够为节能降耗工作提供电压、频率等数据信息,电力计量技术的水平直接关系着相关信息的准确度。而且,在电力管理工作中,我们只有准确的分析相关数据,才能改善电力节能技术,提高电力资源的利用了,进一步降低电力损耗。为此,我们只有不断完善电力计量技术,才能保证相关数据的正确性,使其更好的为电力节能降耗工作服务。
2.分析电力计量在节能降耗中的应用
2.1加强智能电表的应用
智能电表作为一种智能化仪表,它主要是先采集用户供电数据,然后再通过内部集成电路对采集信息进行相关处理,采集来的信息转换成脉冲进行输出,输出后经过单片机的有效处理和分析,再将脉冲转换成用电量输出。智能电表在节能降耗方面有很重要的作用,它能够利用计算机管理系统实时、准确的进行用电费用计算,有效的提高了结算效率。智能电表的实时监测功能方便了供电企业了解供电情况,避免了电能质量问题。而且,通过智能电表对水、热等能耗数据的采集,我们可以对能耗、峰值进行预测,为节能用电提供了很大帮助。
智能电表的功能性十分强大,使用智能电表可以通过电价来对用户负荷和分布式发电进行控制,在常规用电中实施分时电价控制,在短期用电需要中实行实时电价控制,在高峰期用电需求中实施紧急峰值电价控制。智能电表的使用过程中,会将有关能耗信息传达给用户,这样就能够方便用户合理用电,通过转换能源利用方式等减少能源消耗。我们也可以将智能电表提供的相关信息加以利用,在这一基础上建立用户能量管理系统,这样以来,就可以为各类型的用户提供能量管理服务,在满足用户需求的条件下尽量减少能源使用,避免了能源浪费。
除此之外,智能电表给用户提供相关能耗数据可以帮助用户改进用电方法,方便用户及时的发现各种能耗异常情况,有利于提高用户的节能意识。而且一些用户安装了分布式发电设备,这能够帮助用户进行合理用电和发电方案的制定,从而使用户实现利益最大化。
2.2促进电力计量系统的综合化
电量考核对电力管理来说尤为重要,考核的实施需要依据相关数据信息,从而针对电力市场交易情况进行考核。在对发电厂进行考核时,需要依据相应的电能量数据,与发电计划进行对比,准确得知发电厂执行情况。为了进一步完善电力考核系统,需要我们优化电力计量系统,充分满足电力计量综合化需求。电力远程计量主要采用了分层式结构,利用该计量系统,不仅能够通过移动通信系统、光纤等方式和采集终端进行通信,而且还能够将采集装置的相关数据信息进行记录,有效的提高了节能降耗的工作效率。
2.3提高计量工作人员的专业素质
要提高电力计量在节能降耗中的运用效率,一定要做好计量人员的管理工作。首先,要加强计量人员的培训工作。计量人员使计量工作的执行者,一旦计量工作人员缺乏相关专业技能,就会影响计量系统的正常运行。为此,对计量人员要实行岗前培训、定期培训,并根据实际情况给工作人员提供对外学习的机会,使他们不断的学习新技术。其次,要提高工作人员的积极性。计量工作的开展离不开人员操作,为了保证计量系统的有效运行,我们要不断优化人员考核系统,完善奖励机制,提高计量人员的积极性,减少人员流动。
抽油机井功图法在线计量技术是通过建立有杆泵抽油系统力学振动的数学模型,计算出给定系统在不同井口示功图激励下的泵功图响应,然后对此泵功图进行定量分析,确定泵的有效冲程、充满系数、漏失量、进而求出地面折算有效排量。该项技术的关键是对泵功图的识别,可以准确地确定凡尔的开启、关闭四个关键点,描述出泵功图关键的点、线、面的几何特征,计算产液量,并运用几何特征法、矢量特征法、神经网络法实现对泵功图故障的准确判断。
1.2系统的功能
油水井远程在线计量分析优化系统是以采油工程技术、测试技术、通信技术和计算机技术相结合的系统,具有油井自动监测和控制、实时数据采集、油井液量计量、油井工况诊断优化设计等功能。系统的功能主要包括:油井工况监测功能、故障报警功能、数据通讯管理功能、油井产量计量功能、油井生产系统分析与优化决策功能、网络查询功能。
(1)油井工况监测功能对油井采集电压、电流、功率、载荷、冲次、冲程、井口压力、油温、生产时率、曲柄销子、转速、扭矩及巡井时间等生产参数。
(2)故障报警功能停电、停机、回压异常、缺相及电流异常、抽油机抽空、防盗红外监控,曲柄销松动脱落。
(3)数据通讯管理功能单井采用自主开发的YD远程数据采集控制器(RTU)与上位机进行数据通信,图形方式实时显示压力、温度、载荷、电流、电压、功率等各种生产参数及泵、机等生产设备运行状态;实现生产参数超限报警及设备故障报警,预测故障位置和故障原因并进行相应提示。
(4)油井产量、电量计量功能在油井正常运行期间,能够实现远程测试数据的自动录取,根据采集的压力、转速、地面示功图、电量等数据,应用油井量油技术,计算油井产液量,实现在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和用电情况。
(5)油井生产系统分析与优化决策功能根据监测数据,进行生产井参数优化设计、在线诊断、抽油井系统效率分析等。
(6)网络查询功能通过IE浏览器在油田信息网上可随时浏览各油水井实时生产数据、液量计量、工况诊断、优化设计等结果,查询有关生产报表及分析结果。
2.系统在南阳油田的现场应用情况
2.1实时监测油井的产液量该系统能实时监测所有油井的计量数据:理论泵排量、有效冲程、泵效、计算产量等。如图3.1所示。
2.2实时进行油井工况监控
实时报警程序的主要功能是对油井工况监控和故障诊断结果进行实时报警,见下图3.2。安装实时报警程序的任何计算机终端都能实时收到故障的语音、颜色、闪烁报警。油井工况监控报警是对工况监控系统中发现的故障进行报警,比如:停电、停机、油压异常、缺相及电流异常、皮带打滑、防盗红外监控,曲柄销松动脱落等进行报警。故障诊断结果报警是对基于泵功图的特征诊断出的油井故障进行报警,比如:抽油杆断脱、供液不足、气锁、气体影响、凡尔漏失、泵筒弯曲、完全泵阻等进行报警。
2.3有效解决计量问题如实反映油井产液量的变化
对于功图和产液量时刻都发生变化的油井来说,传统的计量方法不够准确,而现在用油水井远程监控液量自动计量及分析系统可以定量地反映油井产液量的变化。以双新6-6井为例,在9月19日,油井的时段产液量是在不断地发生变化,从8:00的2.01T变化到14:01的20.56T;功图也相应地从严重供液不足到供液不足在变化着。而标产车只能取某一时间点的产液量代替整天的产液量,假如在14:01取样核产20.56T替代整天产液量,这就与油井的实际产液量相差很大。该系统非常真实地记录每一小时时段的产液量,从而可以求出油井一天的真实产液量。
2.4及时反映油井采取增产措施后的产量变化
对油井采取增产措施后及时反映地层供液情况和油井产量,以双J4-137为例,地层掺水由原来每天20方增加到每天50方,根据双J4-137井的日产液和功图变化情况来看,地层供液情况由地层供液不足变为供液良好,油井产量由10号10方增长到19号24方,说明增注措施取得了良好的效果。如图3.3所示。3.5及时反映生产参数变化时的产液量以双H5-906井为例,该井在9月12日调整冲次,由7次调到4次;在9月15日再次调整冲次,由4次调到6次。油井产液量在11日至14日产液量明显下降,由以前58方降到39方左右;15日起,产液量上涨到53方左右,日后趋于稳定。由此可见,IPES系统的功图法在线计量技术能达到及时准确反映参数调整后产液量相应发生变化的效果,如表3.2所示。
3.结论
通过IPES系统的功图法在线计量技术在南阳油田的推广应用,我们可以得到以下结论:
(1)功图法在线计量技术能逐步取代传统的油井计量方法,确保油井产液量计量的准确性、连续性、实时性。
(2)该技术能够及时准确地诊断出油井的生产状况,并且该技术还能简化了油田的地面流程,节约投资和降低成本。
当时,开始引入R3国际建议时,将ActualScaleinterva(ld)定义为实际标尺间隔(d),将Verifi-cationScaleinterva(le)定义为检定标尺间隔(e),最后改为实际分度值(d)和检定分度值(e)。当时,我国正执行的JJG1001-82《常用计量名词术语及定义》国家计量检定规程中,术语“分度值”采用的英文是ValueofaScaledivision。显然与上面的Scaleinterval不同。当时JJG1001-82是我国整个国家计量检定规程体系的基础。世纪之交,JJG1001-82《常用计量名词术语及定义》国家计量检定规程几经修订变为JJF1001-1998《通用计量术语及定义》国家计量检定规范。术语“标尺分度”对应的英文专用词组是“Scaledivision”;英文专用词组“Scaleinterval”对应的术语有二———标尺间隔、分度值。总让人感到不够“和谐”国际建议世界范围内的推行,最终目的是为了取得法制计量立法的一致,同时也是为了世界称重测量、管理领域内语言的统一。
二、最大允许误差(mpe)
关于从传统机械衡器的模拟指示到现代电子衡器的数字指示转型带来的困惑,从最大允许误差(mpe)的规定要求亦能看出一斑。国际建议(mpe)的规定是沿衡器的称量由小到大形成三个阶梯状的最大允许误差包络线,让我们看看普通准确度级Ⅳ的情况,如图1所示。普通准确度级Ⅳ以上的每一级别的非自动衡器的最大允许误差的阶跃点被测质量都比其下一级别的多一个数量级。例如中准确度级Ⅲ的被测质量的阶跃点分别是500e和2000e。以此类推,覆盖了整个非自动衡器的所有级别。JJG1003-84《非自动秤的准确度等级》采纳了R3国际建议最大允许误差(mpe)的术语和要求。它是这样给出了普通准确度Ⅳ衡器的mpe图,如图2所示。这里除了看出后者将国际建议的“最大允许误差”称之谓“允许误差”外,最主要的差别就是检定分度值(e)和分度值(d)的区别了。国际建议最大允许误差和JJG1003-84允许误差分别采用0.5e、1.5e和0.5d、1.5d做为判断衡器示值是否超差的界限,对模拟指示衡器是适用的,对数字指示的电子衡器就产生了问题。历史上看人类在称重技术领域是使用模拟指示衡器在前,使用数字指示衡器在后。为尊重历史更是为了发展,国际法制计量组织没有摒弃模拟指示衡器的mpe规定,也没有为了适应数字指示电子衡器的发展需要而采用两种准确度的判别法则。OIML非自动衡器国际建议提出,在数字指示的情况下衡器的示值应按化整误差进行修正,即要求实际分度值(d)大于0.2e时,必须将数字示值中的化整误差修正掉。因此历史上适用于机械模拟指示衡器的最大允许误差(mpe)的规定要求可以保存下来、发展下去。这是历史的传承。JJG1003-84《非自动秤的准确度等级》国家计量检定规程是这样规定这一问题的:“新制造和修理后的数字显示秤的允许误差若为0.5d或1.5d时,则分别化整为1.0d或2.0d”。这样,JJG1003-84就对非自动衡器有了分别针对模拟指示和数字指示不同的两种判别是否超差的法则。以图示表示一下,还是以普通准确度级Ⅳ为例,如图3所示。
一、引言
作为索洛-斯旺经济增长模型的一个具体形式,20世纪30年代初,美国经济学家柯布和道格拉斯提出下列生产函数:
Y=Kα(AL)1-α,(0<α<1)
式中,K表示资本,L表示劳动,A表示“知识”或“劳动的有效性”,AL表示有效劳动,α是参数,Y表示产量。这就是著名的柯布-道格拉斯生产函数。柯布和道格拉斯用美国1899-1922年制造业的生产统计资料来估计模型的参数,得出:
Y=1.01L0.75K0.25
对这个生产函数以及柯布、道格拉斯所做的工作,余斌,程立如提出了下列批评[1]:
第一,柯布-道格拉斯生产函数“论证”了资本家的所得不是来自劳动所创造的剩余价值,而是来自资本的边际产出。从而成为为资本主义制度进行辩护的工具。第二,柯布-道格拉斯生产函数中遗漏了许多可能会影响产出的其他的重要因素。如:机器性能的提高、由于经济的短期波动而导致的资本闲置或过度使用的情况、工人每天(或每周或每年)工作小时数的变化、劳动者素质的变化、劳动强度的变化等。因而柯布和道格拉斯对模型所做的估计并无实际价值。本论文由整理提供第三,本来,生产函数须在一定技术条件以及一定的资本有机构成下(这两个条件在不同的生产部门有很大的差别)来讨论投入对产出的影响。可是,在柯布-道格拉斯生产函数中,这些条件是随意可变的。文献[1]举例说,由于这一疏忽,可能会引出“用1个轮胎配16个汽缸可以组成一辆汽车”这样的荒谬结论。
作为与余斌,程立如观点的商榷,程细玉、陈进坤阐述了下列几个基本观点[2]:第一,一个经济模型是这样建立起来的:在一定经济理论的背景下,根据样本数据,对经济现象众多的影响因素进行检验、比较、筛选,找出其中一种或若干种最重要的因素,用他们来构建模型(而把其他次要因素的作用效果纳入模型的误差项),然后用样本数据来估计模型的参数,最后再对估计结果进行经济意义检验和一系列统计检验。柯布-道格拉斯生产函数是通过以上程序建立的,因而是科学的。第二,影响产出量的要素有哪些?在供给不足的经济环境中,影响产出量的要素是:劳动、资本、技术等等;在需求不足的经济环境中,影响产出量的要素是:居民收入、人口、消费习惯等。第三,柯布-道格拉斯生产函数把技术条件假定为不变,这的确造成了模型与现实之间的距离。针对这一缺点,后来的学者对柯布-道格拉斯生产函数进行改进,把技术进步速度纳入了模型。第四,用样本数据估计了模型的参数之后,要检查所得的结果是否符合经济实际,接着还要进行一系列统计检验。第五,建立经济模型时要考虑所选变量数据的可得性。能够获得数据的变量才具有实际意义,才能成为模型中的变量。
这两篇文章所提出的问题以及二者之间的争论,引起了笔者的若干思考。
二、数理经济模型
人们在进行经济学研究和进行计量经济学研究时,必须要把数理经济模型和计量经济模型清楚地区分开。事实上,柯布-道格拉斯生产函数(以及作为该模型一般形式的索洛-斯旺经济增长模型)属于数理经济模型范畴。后来,柯布和道格拉斯用美国1899-1922年制造业的生产统计资料来估计模型的参数,这是把数理经济模型直接移作计量经济模型来使用(我们将要在后面谈到,这种做法存在着很大的风险),此时,柯布和道格拉斯所作的事情已不再是研究一个数理经济模型,而是在估计一个计量经济模型(此时,模型中加上了随机项,而数理经济模型是无所谓随机项的)。
数理经济学是运用数学方法对经济学理论进行陈述和研究的一个分支学科。数理经济学中的数学模型,是为了探索不能用数字表现的数量之间的关系和不能用代数表现的函数之间的关系,这种模型旨在通过数学逻辑推理来阐释经济现象之间的关系和演变趋势。这就是说,数理经济学是在理论的层面上运用数学语言来研究和表述经济理论,而不是在经验的层面上对经济现象在具体时间、地点、条件下的结局进行描述、估计或预测。
余、程的文章和程、陈的文章同样都把数理经济模型与计量经济模型混为一谈了。余、程文章的主旨是要批评一个数理经济模型(柯布-道格拉斯生产函数),程、陈文章的主旨则是要为这个数理经济模型辩护。但是,两篇论文的内容,其实却撇开了数理经济模型,说的都是计量经济模型的事情。例如,余、程的文章批评说,模型中遗漏了若干变量、没有把技术条件固定住。对于计量经济模型,这些批评是对的;对于数理经济模型,这些批评则是不对的。再如,程、陈的文章一开篇,便开宗明义地说,经济模型中会含有一个误差项(随机项),显然,作者这里所说的“经济模型”指的是计量经济模型而不是数理经济模型,因为,数理经济模型无所谓随机项,计量经济模型才考虑这个项。该论文接下来所说的收集样本数据、对模型进行估计和检验等等,也全都是建立计量经济模型时候的事情。
把数理经济模型与计量经济模型混为一谈的现象,在一些研究人员的成果中也常可见到。有的作者用索洛-斯旺经济增长模型的柯布-道格拉斯生产函数做计量经济分析时,把索洛-斯旺经济增长模型里假定为外生的那些变量作为计量经济分析中理所当然的假定前提,并相应地假定随机项的期望值为0。这些研究人员认为,由于现在使用的是索洛-斯旺模型而不是别的其它模型,就应该把索洛-斯旺模型的假定作为对现实生活的假定,认为这就是以经济学理论为根据。这些作者犯了用模型定义现实世界的错误。计量经济分析的目标是尽可能准确地描述现实世界。现实世界只有一个。现实世界是检验计量经济分析正确性的唯一标准。
现在我们来考察数理经济模型。
一个经济学原理,可以用文字阐述,可以用图形来直观地描述,也可以用数学语言(数学模型———数理经济模型)来表述。三者目标相同,都是为了阐释经济学原理(而不是模拟现实世界)。
为了使经济原理的阐释更易于理解,常常需要把现实世界加以简化(简化的世界当然已经不是真实的现实世界)。这是允许的。因为数理经济模型的目的并不是模拟真实的现实世界,而仅仅是为理解这个世界的特定特征提供见解。这种简化现实世界的方法叫做抽象法。抽象法是科学研究中一种常用的方法。马克思在《资本论》中,为了阐述劳动创造价值的理论和剩余价值理论,舍象掉了生产商品的劳动的具体形态
而仅仅从量上考察抽象的人类劳动;舍象掉了商品的使用价值而仅仅考察商品的价值———生产商品的社会必要劳动时间。在自然科学里,抽象法的使用也比比皆是。例如,物理学在阐释一个力学原理时,常常会把摩擦力忽略不计。索洛-斯旺经济增长模型(以及作为它的具体形式的柯布-道格拉斯生产函数)同样使用了抽象法,把现实世界中一些本来对经济增长有影响的因素假定为不变。该模型假定,产出量Y对于资本K和有效劳动AL是规模报酬不变的,即:如果资本和有效劳动加倍,则产量加倍———这意味着,对新投入品的使用方式与对已有投入品的使用方式一样———这也就是假定,资本有机构成不变。
美国经济学家戴维·罗默更具体地指出了这个模型所应用的假定:只有一种产品;没有政府;就业的波动被忽略;储蓄率、折旧率、人口增长率和技术进步率均不变[3]。对现实世界所作的舍象越多,模型越容易理解,但是,模拟现实世界的能力越差。为了缩小数理经济模型与现实世界的距离,经济学家会把被舍象掉的东西逐步纳入模型,从而使得数理经济模型越来越深刻。索洛-斯旺经济增长模型假定储蓄率s不变,在这一假定下,t时刻的投资sY(t)是t时刻产出量的一个固定的比例,可是,在实际上,s是在家庭和厂商各自追求效用最大化的相互作用下对家庭的收入进行“消费”和“储蓄(即厂商的投资)”分配的权衡之后形成的,它不是固定的;索洛-斯旺经济增长模型假定人口增长率不变,可是,在实际上,人口增长率也不会固定不变。这种过度的舍象使得索洛-斯旺经济增长模型不能很好地解释经济增长。本论文由整理提供后来提出的拉姆齐-卡斯-库普曼斯模型,通过“产量减消费”来计算投资,其中的消费通过对家庭的效用函数在效用最大化的目标下求解得到,这样,就把储蓄率从外生不变转变成为内生变化;再后来,进一步把人口变动从外生转变成为内生,提出了有移民的经济增长模型(包括有移民的索洛-斯旺经济增长模型和有移民的拉姆齐-卡斯-库普曼斯模型)。在这里我们看到了数理经济模型从简单到复杂,对现实世界的解释能力从低到高的发展过程。顺便说一句:程、陈文章所谓在供给不足的经济环境中影响产出量的要素是劳动、资本和技术,在需求不足的经济环境中影响产出量的要素是居民收入、人口和消费习惯的说法显然是错误的———事实是,索洛-斯旺经济增长模型舍象掉了居民收入、人口和消费习惯等变量,后来一些进一步的模型把这些变量加了进来。
归根到底,数理经济模型的目的不是模拟现实世界,而只不过是解释现实世界的某种特征。事实上,我们已经拥有了一个完全现实的模型———这个世界本身。不幸的是,这个“模型”太复杂了,复杂得难以理解。从解释现实世界的某种特征这一目的出发,我们必须要对现实世界加以简化。上面所叙述的经济增长模型的简要发展过程告诉我们,在阐述科学理论的时候,对现实世界所作简化的合理性会有程度之分。在这里,“所探讨的问题”是判断合理性的根据。如果一个简化性的假定使得模型对所探讨的问题给出了不正确的答案,那么,这样的简化是不合理的;如果相反,所作的简化是合理的。尽管这时的模型仍然是“缺乏现实性”的,但是,此时的缺乏现实性应当被认为是模型的优点,因为,此时的模型十分清楚地把我们所关注的效应凸现出来(把这些效应与纷繁的现实世界隔离开来),使得问题更易于理解。所以无论如何,任何一个数理经济模型,都逃避不了要对现实世界做出若干简化性的假定。顺便提一下,在应用数学领域,人们有时会考虑经济问题的数学建模课题。此时,研究目标是,依据所构建的数学模型来求得我们所关心的数学解。例如,谭永基把索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数作为经济增长的数学模型,要求导出下面的解:在一定的总成本下,怎样分配投资和劳动可以使产量最大;或是,在一定的产量下,怎样分配投资和劳动可以使成本最省[4]。在这里,对于所推出的结果,研究人员应当负责任地说明,这些结果是在何种假定下推出来的;另外,这里所推导的结果究竟有多大的参考价值似乎值得怀疑,因为,柯布-道格拉斯生产函数所设定的“简化世界”距离现实太远了。
三、基于估计因果效应研究目标的
计量经济模型计量经济模型(本文只考虑回归模型形式的计量经济模型)的功用是:预测、控制、进行因果效应估计①(测算某一个自变量对因变量的影响效应)。在不同的功能要求下,对于模型的构造有不同的标准。本文要讨论的是基于估计因果效应这一目标,对计量经济模型所提出的要求。从原则上说,为了在变量的因果关系中确定各个变量的影响效应,所用的模型应当是现实世界本身。拿经济增长模型来说,假若我们有一个描述经济增长的现实世界的模型,那么,对于一个特定的时空,它就会确定地反映出该时空下每个原因变量对经济增长的影响效应。然而,这是不可能做到的。事实上,我们不可能把影响(决定)经济增长的全部因素无遗漏地列举出来,我们所建立的计量经济模型无法避免地要漏掉一些变量。由于无法控制被漏掉的变量的值,因而把某一时空下模型中各个变量的值输入以后所算出的该时空的经济增长数值与实际数字之间会有一个误差(它的大小事先不能确定,是一个随机项)。所以,计量经济模型一定会有一个随机项,它是计量经济模型对现实世界所作的模拟与真实的现实世界之间的差距。数理经济模型没有这样的项,因为,数理经济模型旨在设计一个简化的世界来解释某一个问题,而不是用来测算现实世界。那么,用于估计因果效应的计量经济模型应当满足何种要求呢?仍然拿经济增长模型来说。我们所建立的一个关于经济增长的计量经济模型,它的随机项里会包括被遗漏的影响经济增长的两种类型的因素:一类是对经济增长有举足轻重影响的因素,另一类是大量均匀小的偶然性的影响因素。假若把索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数当作计量经济模型使用,那么,被该函数假定为外生的储蓄率、折旧率、人口增长率、技术进步率等变量便属于随机项里面的第一类影响因素。除此以外,在这个模型的随机项里边,还包含有许多其它的对经济增长有举足轻重影响的因素。例如,美国经济学家斯蒂格利茨讲过,经济增长有四个重要的源泉:资本品积累(投资)的增加;劳动力质量提高;资源配置效率的改善;技术变革[5]。这里,所谓资源配置效率的改善,指的是把资源(例如劳动)从生产率低的部门(如传统农业)转移到高生产率的现代制造业。索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数假定只有一种产品,当然不会考虑资源在部门间转移的情况,换句话说,这个变量被放在了随机项之中。再如,索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数假定了一个封闭的经济,可是,现代经济都是开放经济。在一个封闭经济中,投资水平由国内储蓄水平决定,投资等于储蓄,没有更多的储蓄,投资便不能增加;相反,在一个开放经济中,这两者之间的关系是松散的,因为一个国家可以从国外借款来为其投资提供资金。于是,储蓄和投资之间的联系这个变量被放在了随机项之中。又如,政府的宏观经济政策、政府的公共支出无疑是经济增长的重要影响因素。可是,索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数假定没有政府。于是,这些变量也被放在了随机项之中。除了这三个变量之外,还可以举出更多。这就是说,当我们把索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数当作计量经济模型使用的时候,在模型的随机项里面,一方面包含有大量均匀小的偶然性影响因素,另一方面还包含有许多对经济增长有举足轻重影响的因素。其中的均匀小的偶然性影响因素,各自一方面与模型的结果变量(因变量)Y相关,另一方面与模型的解释变量(自变量)K以及AL独立;而其中的对经济增长有举足轻重影响的因素中,会有一些既与Y相关,又与K、AL或其中的某一个相关。对上述后一类变量,即遗漏在模型外边的(因而包含在随机项中的)既与因变量相关又与自变量相关的变量,计量经济学给予特别的关注,专门把它们叫做遗漏变量。当使用计量经济模型测算因果效应的时候,如果存在遗漏变量,会得出错误的因果效应结论。人们熟知,做线性回归分析时,对模型的随机项有若干条假定,其中的一条是:随机项的期望值为0。当随机项期望值为0时,我们所得到的模型回归系数的最小平方估计量是无偏的,反之,估计量有偏。什么时候会发生随机项期望值不为0的情况呢?美国经济学家詹姆斯·H.斯托克和马克·W.沃特森[6]97-97,122-123指出,当模型外存在遗漏变量的时候会出现这种情况。所以,当模型外存在遗漏变量的时候,回归系数的最小平方估计量有偏,也就是说,在这种情形下我们所得到的计算结果并不是对总体的正确的估计。这就是计量经济分析中的遗漏变量效应。可见,用于估计因果效应的计量经济模型应当满足的要求是:模型外不存在遗漏变量,或者说,应当仔细地找出遗漏变量,尽可能把它们都纳入模型。对于一些无法观测的遗漏变量,计量经济学开发了处理它们的若干种办法,例如,面板数据回归,工具变量回归,设计准实验等[6]160-161,177-192,216-276。有的研究人员在建立了他所需要的模型以后,不考虑模型中随机项的期望值是否真的是0,而武断地声明,假定自己模型随机项的期望值为0。其实,在回归分析的教科书中阐述关于模型随机项的假定的时候,所用的“假定”一词的含义,并不是这个词通常的词义。“假定”一词通常的词义是指:我们对事物的状态所做的某种与真实状态相悖的设定,或者是当我们并不了解真实状态时所做的某种猜想性的设定。然而,回归分析中的“假定”一词却不是这个意思。回归分析教科书中所提出的模型随机项的假定,指的是正确地运行回归分析必须要满足的前提条件。
直接用数理经济模型来充当计量经济模型的风险在于:数理经济模型要对现实世界加以简化,也就是,要把因变量的某些重要的影响因素假定为不变,当我们把该模型充作计量经济模型使用时,只要这些被假定为不变的因素与模型内的自变量相关,它们就成为计量经济模型的遗漏变量,从而导致遗漏变量效应。
由遗漏变量效应所导致的回归系数最小平方估计量的偏差大小由随机项与模型中自变量之间相关程度的大小决定,相关程度越大,偏差就越大。因此,测算因果效应时,至少应当把与模型中自变量相关程度大的遗漏变量仔细地找出来,将其纳入模型。本论文由整理提供回到索洛-斯旺模型的柯布-道格拉斯生产函数上来:其实,它只不过是一个初级的生产函数模型,在经济学中十分明确地指出了这个模型对于解释经济增长的缺陷,因此在其后才陆续提出了若干进一步的模型。后来提出的模型与现实世界的距离较之索洛-斯旺模型要小。我们为什么不使用与现实世界距离小些的较为复杂的模型而偏要用假定性明显过大的索洛-斯旺模型呢?
有的研究人员用计量经济分析手段对数理经济模型进行“实证”。他们用样本数据估计了模型的回归系数,然后进行一系列的统计检验,如果统计检验被通过了,就认为数理经济模型获得了证实。事实上,当我们用计量经济分析方法去“实证”一个数理经济模型时,只能证伪,不能证实。为什么呢?无疑,所有的数理经济模型都是因果关系模型,那末,所谓实证,首先就是要证明因果关系成立。计量经济分析有能力完成“X与Y统计独立还是统计相依”的检验,然而,如黄芳铭指出的,要想把“X与Y统计相依”的论断引申为“X与Y具有因果关系”,必须要具备的前提条件是:“无关的影响变量必须被排除”[7]。
对于计量经济模型来说,这个要求意味着模型外没有遗漏变量(或模型随机项的期望值为0)。但是,计量经济研究中所使用的样本数据都是调查数据,在这种情况下,一个计量经济模型是否满足“模型外没有遗漏变量(或模型随机项的期望值为0)”的要求,在统计上是无法获得证明的。因此,当一个统计检验拒绝了“总体回归系数等于0”的零假设的时候,充其量只能说明该自变量与因变量统计相依,而始终无法说明二者之间具有因果关系。假若得到相反的检验结论———“总体回归系数等于0”的零假设无法被拒绝,那倒是可以说明把该自变量做为因变量的一个原因放入数量经济模型是错误的。
四、基于预测任务的计量经济模型
当计量经济模型的任务是用于预测的时候,我们所关心的不是估计的回归系数有没有因果解释能力,是不是无偏;此时我们所关心的是模型的预测能力,即:模型是不是能够生成可靠的预测值。有的时候,遗漏变量效应使得一个模型对于测算因果效应是无用的,但是它仍然可以用于预测[6]。怎样从统计上来评价一个模型的预测能力呢?直观地说,这可以用“预测误差”的大小来衡量。预测误差的大小可以用均方预测误差来描述,它是若干期的预测值与相应实际值的离差平方的平均值。将它与回归分析中熟知的均方残差对照,可以看出,后者也大致地提供了模型的预测误差的信息。另一方面,还可以考察在因变量样本数据的总变差平方和中,有多大的比例可以由回归来解释,这个比例越大,模型的预测能力便越强。显然,它就是判定系数R2。由于R2可以换算成F统计量,所以,也可以用F统计量来评价模型的预测能力(F统计量的值越大,模型的预测能力越强)。
柯布-道格拉斯生产函数是不是一个好的预测模型呢?这需要经过自变量选择的操作才能最后作结论。我们来考察一下两种常用的选择回归自变量的方法[8]:回归选元法和逐步回归法。回归选元的做法是:列出所有可能的自变量,再列出由它们所组成的所有的一元回归模型,所有的二元回归模型,等等,然后构造适当的统计量来设法找出其中使预测误差“接近最小”的模型(进一步缩小预测误差能够缩小的量与相应地需要增加模型的自变量所带来的难度相权衡,不值得再增加更多的自变量)。逐步回归的做法是:列出所有可能的自变量,再列出由它们所组成的所有的一元回归模型(每一个模型中的自变量称作该模型的初始自变量);计算每一个一元回归模型的F统计量,把其中F值最大的那个模型的初始自变量分别加到其他的一元模型中去,形成一个个二元模型;对每一个二元模型计算针对该模型初始自变量的偏F统计量,把其中偏F值最大的那个模型的初始自变量分别加到其他的二元模型中去,形成一个个三元模型;如此逐步进行下去。在这里,针对某一个自变量的偏F统计量的分子度量了把这个自变量加入模型后对于解释总变差平方和做出的贡献。
在逐步回归的操作中,事先规定偏F统计量的一个水平,当逐步回归进行到这样一个阶段时程序终止:在该阶段所算出的各个回归模型针对其初始自变量的各个偏F统计量中最大的那个值低于事先规定的偏F统计量水平,这表明,相应的那个自变量进入模型被认为对于提高预测能力是没有充分帮助的,所以逐步回归所选择的模型到上一个阶段为止,无必要继续为模型增加自变量了。通过考察回归选元法和逐步回归法我们看到,选择回归自变量时,不管用哪一种方法,都必须首先要把所有可能的自变量全部列出来,然后才谈得到设法选择预测能力优良而自变量又尽可能少的模型。可见,那种直接搬用数理经济学里面的某一个经济增长函数用来充当预测经济增长的回归模型的做法是不妥当的。在估计因果效应和预测这两种不同的任务下,对计量经济模型有不同的要求。上文指出了二者的一个重要差别:在估计因果效应时要强调回归系数的因果解释能力,所以特别关注并且要设法解决遗漏变量所导致的回归系数估计量的偏差;在预测时所关心的是模型的预测能力,在不影响模型预测能力的前提下,遗漏变量、回归系数估计量有偏,都是允许的。下面补充指出二者的另一个重要差别:在估计因果效应时强调,模型中的自变量必须真正是引起因变量变化的原因,也就是说,模型必须真正是因果关系模型;在预测时则允许模型中的自变量并不一定是因变量的原因,它只要是和因变量具有间接的因果关系因而表现为统计相依就可以了(于是,在进行自变量筛选起步时所列出的自变量,除了直接因果关系变量以外,还会有间接因果关系变量)。
五、简短的结论
数理经济模型为计量经济分析提供了理论框架,但是,不能直接简单地把数理经济模型当作计量经济模型使用;由于计量经济分析所使用的样本数据都是调查数据,在这种条件下,计量经济分析无法论证变量之间的因果关系,它所能够做的事情只能是,针对经济学中所论证的经济现象之间的因果关系来测算具体时间、地点、条件下具体的因果关系效应;本论文由整理提供当构造一个旨在测算因果关系效应的计量经济模型时,应当力求做到模型外没有遗漏变量,因为,遗漏变量的存在会导致因果关系效应的测算发生错误;计量经济分析还具有预测的功能,当构造一个旨在完成预测任务的计量经济模型时,所关注的是模型的预测功能,此时,允许模型外存在遗漏变量,也允许模型中的自变量只是和因变量具有间接的因果关系而不具有直接的因果关系;构建预测模型时应首先把所有可能充当预测变量的自变量全部列出来,然后设法筛选出具有优良预测功能而所使用的预测变量又尽可能简约的模型。
参考文献:
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(1)箱梁水准点引测从0#、1#块顶板水准点利用钢尺引测到左右箱室人孔旁所做高程点,测算出所布设高程点的高程,用以作为以后底模标高测量的后视水准点。(2)底模标高测量在每个块段底腹板浇筑前,测算出底模最外缘侧的模板高程,按照监控单位发放的施工指令中给出的立模标高进行复核,调整。(3)底模高程点标高测量在每个块段底腹板浇筑前和浇筑完成后,各测出左右箱室焊设的模板高程点的高程,算出其变化量。(4)顶板高程点标高测量在每个块段顶板张拉前和张拉完成后,各测出顶板焊设的模板高程点的高程,算出焊设的测点的挠度变化量。
1.2箱梁合拢控制
(1)在各孔的边跨合拢块施工前,对各悬臂箱梁高程进行联测。(2)合拢段施工的高程观测按以下6个工况实测:①安装模板前;②浇筑混凝土前;③浇筑混凝土后;④张拉部分纵向预应力钢束后;⑤拆除临时支撑后;⑥张拉完所有预应力钢束后。(3)对于连续箱梁的中孔合拢,还应在主墩临时支座拆除的前后对各测控点进行监测。
2对称平衡施工
施工中严格按照平衡施工的要求进行,最大混凝土浇筑重量误差不得大于该梁段自重的30%,并在混凝土浇筑过程中实施监控,确保箱梁自重误差不大于设计要求的3%,控制梁段上的施工堆积物并及时清理箱梁中的施工垃圾,以避免由于施工荷载和桥面杂物的不平衡引起测量数据的不正确。
3质量保证措施
3.1抓好事前控制
3.1.1抓好人的质量施工测量放样工作是靠人干出来的,人是工作质量的决定因素,因此提高自身的思想水平、业务技术,工作能力、工作责任是极其重要的,同时必须了解和管理好所管辖内测量人员,有利于开展工作,必要时做好配合工作。3.1.2抓好测量仪器的质量测量放样必须有符合精度的仪器设备,才能确保精度和速度,除必要按规定进行鉴定,还必须在使用中时刻注意仪器的性能和状态,发现异常及时校正。3.1.3抓好基准点的精度平面高程控制点是实施施工放样的基准点,它的精度优劣直接影响放样精度。因此,施工前必须对控制点进行复测,并根据建筑物的分布,为便于放样,还需进行加密。施工阶段确保控制点的稳定完好,有破坏变动,应及时补埋补测。3.1.4抓好设计图纸的复核按设计图纸的数据进行施工,是我们的职责,设计单位要求对图纸进行复核是我们的义务,也是为了我们确保施工放样数值的准确。在复核发现问题,应及时地向设计单位反映。3.1.5学好规范、掌握规范、执行好规范规范是我们判别测放精度施工质量的标准,要养成严格执行规范的习惯,为此全面地学好规范,深刻地理解规范,认真地执行规范。在保证质量的前提下,把好执行规范,不断地总结提高。
3.2抓好事中控制
在检查时尽可能用自己的仪器自己测,及时发现问题及时解决,有些问题应及时汇报给相关的专业工程师。并有严格报验制度。3.2.1平面位置控制设站检查:全站仪对中整平后设置气象元素棱镜常数,输入站点后视点坐标,后视定向后要测距测坐标,一般误差控制在3mm以内。对每个放样点的检查,一般采用极坐标法,即以方位角定向、距离定点,再测坐标作校对。当检查点较多或时间较长时,要及时地复查后视点。当测放水中桩或不能直接定桩时,可放辅桩,但要标明辅桩与主桩的关系(方向和距离)。检查结束后,应到点位处一看一量,看所放的点组成的线形是否与设计院设计相符,量各桩间距是否与设计值相同。护栏的放样应保证其线形流畅,保证桥面宽度,其线形要确保不出现折角。3.2.2高程检查首先要经常检查水准仪的i角,确保其良好的性能,还需检查脚架及塔尺接头是否完好。检查时须从一个水准点联测到另一个水准点,这样可以:①发现所观测的是否闭合;②水准点是否变动;③水准仪有无问题。当要引测结构物上部或下部时可采用钢尺倒挂法,钢尺必须要垂角,最好用正、倒挂尺校检。
3.3事后总结
(1)平面控制方面目前采用的坐标系:①WGS-84大地坐标系;②1980西安坐标系;③1954北京系。(2)高程控制方面国家规定:采用1985国家高程基准点,它与1956黄海高程系的关系式:1985国家高程基准时1956年黄海高程值0.0286m。苏南地区采用吴淞值高程系,它与1956黄海高程系的关系式:吴淞系1956年黄海高程系值+1.8971.6972.097,根据不同地区而定。(3)加密控制对被破坏的不稳定的点必须重新埋测。桥梁处的点必须稳定可靠,并作为以后联测的起讫点。复测时设计路线不宜太长,尽量控制在2-3km,以减少误差的积累。(4)导线平差中对X、Y的fx、fy分配,可应仅考虑距离而应当按方位角距离的联合影响来分配。(5)采用全站仪用极坐标放样最大距离的控制国家规定最大误差是中误差的2倍,以J2级测一个单角,其精度约在10″左右,而放样桥梁桩、柱的平面位置,则最大要求<5mm。S=ρ″/10″×5mm=103m,最好控制在100m以内。