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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇ppp模式論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 公租房 ppp 風險評價
中圖分類號:F299.23 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.12.067
Abstract As public rental housing security system part of the project, the introduction of PPP model, analyze the pattern in the construction of public rental practicality and benefits and risks involved parties, subject to the risk factors involved in the analysis, constructing evaluation index system, hierarchical clustering analysis method to improve the credibility of the evaluation system. Firstly, the risk financing model clustering index subject involved, quantify their weight. Followed by cluster analysis method of gray clustering risk value obtained. Finally, quantitative analysis of PPP financing model in use in the construction of public rental level of risk, indicating that PPP financing model is feasible in public rental construction.
Key words public rental housing; PPP; risk assessment
0 引言
公租房,即公共租賃房,是對既買不起經濟適用房又不夠廉租房條件的新就業職工等夾心層群體,來解決其住房困難的一個房屋產品。2009年3月11日,在住房和城鄉建設部新聞會上,住建部副部長齊驥在回答記者問題時,首次談到要加快公共租賃房的建設。①2011年,鄧莎以深圳市公租房制度研究為例,對我國住房保障新模式進行了探究。通過對深圳市公租房住房人群調查和案例分析,全面剖析了深圳市公租房模式,并提出了深圳市公租房模式中存在的問題。②2012年,西安建筑科技大學李小明研究了公租房經營模式與對策。其中如何進行規劃、融資方式的選擇、建設責任主體的選擇、運營模式的選擇等,都是當前影響公租房經營的主要因素。③
現行的公租房籌資模式主要有:政府財政直接撥款;公租房與商業用房并建,商業用房的收入補給公租房建設;公租房租售并舉;采用融資的方式,建設-轉讓,公共私營合作制(英文簡寫PPP)④等等;其它融資模式,如充分利用國家政策,利用債券、保險、信托基金等手段。
本文主要就PPP融資模式在公租房建設中的風險及其可行性進行論證。
1 PPP融資模式簡介
公共私營合作制,即PPP(Public-private partnerships)融資模式,指政府和企業或私人之間,為了某個項目,以特許權協議為基礎而形成的一種基于“雙贏”為理念的合作關系。早在2008年,武漢科技學院陳梅⑤就對PPP項目融資模式進行了研究,并提出PPP項目成功的關鍵因素是項目的風險分配問題。
2 PPP融資模式及評價指標體系
PPP融資模式如圖1所示。項目主要參與單位分別是:政府、項目公司、金融機構、設計單位、承包商、監理單位、供應商、公租房管理方、項目咨詢公司、投資者等等。采用流程圖法,對PPP模式下公租房建設主體的風險進行識別,找出政府、項目公司等各參與方承擔的風險及其來源,并從資金、質量、管理、素質行為、技術等方面對風險進行評價。
由此可以推斷,基于PPP融資模式的公租房項目風險水平低,具有較強的可操作性。所以針對公租房項目投入資金龐大,而政府財政力量薄弱、難以維系公租房巨大資金投入的這種情況,可通過PPP的融資模式減輕風險。
4 結語
通過以上分析可知在公租房建設中引入PPP融資模式,增加了公租房建設對私營企業的吸引力,同時也緩解了政府的財政壓力,增大了PPP這種融資模式引入公租房建設的現實意義。
注釋
① 住房和城鄉建設部.住建部關于加快發展公共租賃住房指導意見[Z].建保[2010]87號.
② 鄧莎.我國住房保障新模式:“公共租賃住房”制度研究――以深圳為例[D].湖南師范大學碩士學位畢業論文,2011:12-26.
③ 李小明.公租房經營模式的研究與對策[D].西安建筑科技大學碩士學位畢業論文,2012:41-58.
關鍵詞:PPP模式;推廣;融資;問題及原因;建議
中圖分類號:F832 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2016)18-0065-02
PPP模式是當前政府著重推行的一種重要的投資融資的管理模式,要想加快PPP模式的推廣進程,發揮其效率,就應該對其在發展過程中遇到的問題進行詳細的討論,然后提出具有針對性的措施,只有這樣才能夠達到理想的效果。本文對此進行以下探討。
一、PPP模式
所謂的“PPP模式”,主要是指一種公司合作的融資模式。PPP是英文單詞Public-Private Partnership的縮寫,這種公司的合作模式主要應用在地方公共基礎設施中,它是項目融資的一種模式。在這樣的模式下,私營的企業、民營的資本和政府進行合作的模式得到鼓勵,從而使得公司合作共同來參與地方公共基礎設施的建設和發展。這一模式最早是在1982年由當時的英國政府提出的,并且廣泛流行于歐洲[1]。
二、在我國PPP項目推廣的現狀
隨著當前我國的房地產的市場的不斷走低,PPP模式已經逐漸進入到正式的經濟規劃之中。根據分析和統計,全國僅重慶、山西、寧夏等等15個省份在經濟規劃中安排的投資計劃就高達25萬億元。這么龐大的資金來源,各個省市都希望PPP模式在此時能夠派上用場,所以都在不約而同地推行PPP模式來吸引私營部門的資本[2]。相關省市推出的PPP項目(見下表)。
盡管國各個相關的部門對于PPP模式都不斷看好,國家發改委也進行相應的號召,而且越來越多的省市對于PPP模式的推行力度在不斷加大,但是,PPP模式在我國的發展和推行情況并不樂觀。雖然各地政府部門推出的PPP項目的資金越來越多,但是真正簽約的PPP項目只有10%左右,并且簽約率在持續地走低。
三、PPP模式推行困難的原因
(一)政府立法部門的原因
政府部門雖然在積極地推動PPP模式的發展,但是鎮府部門自己對于PPP模式的本身就存在一定的片面性,對于其內涵沒能夠充分地把握。PPP模式要想發揮其應有的效力,就應該確保其支撐的條件比較嚴格和完善。首先,PPP模式需要有比較健全和完善的相關法律法規,但是,在我們的國家,并沒有關于PPP模式的相關法律法規出臺,在現有的提及PPP模式的一些文件中,比如《基礎設施和公用事業特許經營管理辦法》,但這些文件只是一些部門的規章制度,不屬于真正的法律法規。
(二)政府相關部門協調效率低下
縱觀我國PPP模式的發展,雖然我國的財政部門是PPP模式的主管部門,而且我們在幾年前也針對這一問題成立了專屬于PPP的中心[3],即政府和社會的資本合作的中心,PPP工作的研究以及相關的政策的出臺、項目的信息統計、各個地方的資訊以及相關的培訓等等,都由這一部門來進行承擔。但是,即使是這樣的情況,目前還處于初級的起步階段,其發揮的效果還不是很明顯,而且在進行PPP項目的具體的操作和實施的過程中,還需要其他相關部門的積極配合才能盡快來完成項目的實施。
(三)專業人才不足
就我國目前的情況來看,專業的人才較缺乏也是制約我國PPP模式發展的重要原因。PPP模式盡管在西方一些發達國家流行較早,而且其管理和發展相對來講比較成熟,但是,PPP模式在我國引進的時間較晚,而且其推廣時間也較短,我國對于PPP模式要求缺乏相應的經驗,所以,這樣的情況使得PPP模式的專業人才對于我么國家來講就顯得至關重要。在整個PPP模式中,由于其具體的操作步驟和準備的周期較長,導致其整個項目在采購、移交等環節,都需要大量的法律、財務、技術等專業的人才作為堅強的支持后盾[4]。
四、PPP模式的改進措施
(一)政府要加深對于PPP的了解和把握
當前的發展中,PPP模式的種類眾多,而且從理論上講大多數的PPP模式可以適用于公用基礎設施建設的投資,但是,這并不能夠說明PPP模式就可以適用到所有的社會公益服務領域當中。對于政府來講,要認清PPP模式,不能把PPP項目看作是包治百病的經濟方面良藥。
(二)加強立法,建立健全相關的法律法規
在PPP模式的推廣過程中,其法律的問題成為一項重要的問題,無法可依導致PPP模式的簽約率較低,社會資本也對其持懷疑的態度。從歐美一些PPP模式推廣較成熟的國家來看,其成功的重要因素就是有大量的相關的法律法規作為依托,整個項目從最初的紓解到最后實施的每一個環節都有法律作為支持,這樣才能夠保證PPP模式的順利推行。
(三)建立有效的PPP中心
借鑒以往發達國家的經驗來看,要想成功的運行PPP模式,建立行之有效的PPP模式中心是一個比較重要的手段。有效的PPP模式中心能夠在其發展和運行的過程中發揮巨大的作用。所以,政府部門對于PPP模式的中心應該進一步強化其職能,為更好地發揮PPP模式的效果提供相關的支撐。同時,在進行PPP模式的審批過程中,各個部門應該及時、積極地進行配合,確保更多的PPP項目能夠順利簽約。
(四)加大專業人才的培養力度
加大PPP模式的相關人才的培養是一個重要的手段,有了專業的人才進行支撐,相信PPP模式在運行的時候能夠更加的順利和高效。
綜上所述,我們對于PPP模式有了更加廣泛的了解,通過分析其面臨的問題,對于PPP模式提出了相應的改進建議,從而促進PPP模式的推廣。
參考文獻:
[1] 郭培義,龍鳳嬌.PPP模式推進過程中的問題及建議[J].建筑經濟,2015,(8):11-14.
[2] 胡志強.我國推行PPP模式面臨的問題與建議[J].人民公仆,2015,(11):42-45.
[論文關鍵詞]地鐵 融資模式 PPP模式
深圳地鐵建設一直重視采用多種投融資方式,一期工程建設時采用了傳統的政府投融資模式,投資金額約70%由市財政撥款解決,其余約30%的資金由商業銀行貸款解決;二期5號線采用了BT模式,4號線采用BOT模式建設。對于三期及后期線路建設,深圳市政府積極研究如何進一步突破傳統的投融資方式,以解決地鐵建設資金不足,加快地鐵建設,提高項目投資收益和償債能力問題。采用PPP模式,引入戰略投資伙伴方式建設和經營城市軌道交通,拓寬融資渠道,減輕政府財政負擔,成為一個不錯的選擇。
一、PPP投融資模式介紹
PPP模式即Public—Private—Partnership的字母縮寫,通常譯為“公共私營合作制”。PPP模式誕生于20世紀90年代初,英國政府推出的PFI(Private Finance Initiative)計劃。是指政府與私人組織之間,為了合作建設城市基礎設施項目,或是為了提供某種公共物品和服務,以特許權協議為基礎,彼此之間形成一種伙伴式的合作關系,并通過簽署合同來明確雙方的權利和義務,以確保合作的順利完成,最終使合作各方達到比預期單獨行動更為有利的結果。
政府和私營部門在合作的同時,共享利益,又共擔風險。政府可以利用最少的資源,為社會提供更多的服務;私營部門在與政府“這棵大樹”合作中可以得到較好的經濟利益。同時,合作各方各自承擔自己有優勢方面的伴生風險。
二、PPP模式在國外地鐵的應用
PPP模式在倫敦地鐵應用較早。倫敦地鐵由國營地鐵公司擁有并運營,由于長期的投資不足導致地鐵系統產生許多不穩定因素,英國政府計劃以PPP的方式對整個地鐵系統進行升級改造。經過4年多的論證和試行,分別正式于2002年12月和2003年4月簽約,倫敦地鐵公司將地鐵系統的維護和基礎設施供給工作以30年特許經營權的方式轉給了三個基礎設施公司(分別為SSL、BCV和JNP公司),運營和票務依然由倫敦地鐵公司控制。政府通過對經營環境的評估和公司經營狀況的審核,每年為地鐵公司補助10-11億英鎊。此次改革既解決了長期困擾倫敦地鐵的投入問題,也解決了企業經營的激勵和效率問題。
三、PPP模式在北京地鐵中的應用
2005年2月7日,北京市基礎設施投資有限公司(以下簡稱基礎設施公司)與香港地鐵公司、北京首都創業集團有限公司(以下簡稱首創集團)達成協議,合作成立公私合營公司(以下簡稱PPP公司),特許經營列車及機電設備的投資建設和北京地鐵4號線的運營,成為國內首例以PPP模式運作的地鐵項目。同日,這三方與北京市政府草簽了項目《特許經營協議》。
在持股的三家企業中,香港地鐵公司在香港地鐵建設與運營方面積累了30多年的經驗,是世界上少數具有盈利能力的地鐵公司。基礎設施公司屬北京市政府所擁有,主要經營軌道交通基礎設施的投資、融資和資本管理業務。首創集團則是直屬北京市的企業,投資房地產、金融服務和基礎設施,是實力雄厚的城市綜合運營商。這種優勢互補的組合,為地鐵四號線的高效建設和運營打下了堅實的基礎。
《特許經營協議》約定:一是成立由政府投資方占控股地位(51%)的PPP公司;二是授權PPP公司地鐵四號線30年的特許經營權,特許經營期內特許權不得轉讓;三是將該項目資產分為兩部分,一部分資產以使用權出資,另一部分資產通過簽署租賃協議租賃給PPP公司使用。在項目的成長期和成熟期,通過增減租賃部分的租金,可靈活分擔部分客流風險,也可收回部分政府投資,避免PPP公司產生超額利潤。四是實行計程票價制,如果實際執行的政府定價低于上述確定的票價,市政府將給予PPP公司補償。
四、深圳地鐵6號線投融資模式研究
深圳地鐵6號線工程位于深圳市寶安區和光明新區,起自龍華深圳北站,終于松崗站,途經龍華新城、光明新城以及石巖、公明、松崗等地區,線路長約37.8公里,投資約為170.6億元,規劃建設期為2012-2016年。沿線土地資源豐富,具備實施PPP“軌道+物業”模式的先決條件。
地鐵6號線由政府授權市地鐵集團為項目發起人,通過一定的程序選擇擁有豐富經驗和雄厚資金實力的社會投資人,共同組建項目公司,負責6號線項目的建設、運營和相關資源的開發,提供沿線重點地塊規劃設計的優化建議。由項目發起人控股51%,項目公司運營30年,運營期滿后將相關資產無償移交給市政府指定機構。
為使項目投資回報率達到資本市場對資金回報率的一般要求,以確保項目具備市場化運作條件,深圳市政府承諾分年度給予項目公司合計123.4億元現金補貼。資金來源為6號線長圳車輛綜合基地部分地塊的出讓收益。經初步測算,深圳市政府通過公開招拍掛6號線長圳車輛綜合基地地塊,將獲得土地出讓凈收益,除給予6號線項目現金補貼外,還有剩余。經財務分析,若考慮采用政府現金補貼,本項目全部投資稅后財務內部收益率,及資本金投資稅后財務內部收益率均可達到資本市場對資本回報率的一般要求,具備市場化運作條件。
五、深圳地鐵6號線融資風險分析
深圳地鐵6號線的融資風險主要有經營風險和財務風險:
(一)經營風險
經營風險指企業固有的預期未來經營收益或息稅前收益的不確定性。對于地鐵項目而言,決定經營風險的因素主要有:一是客流量的變化。在其他條件不變的情況下,客流量越穩定,其經營風險越小;二是票價的變化。地鐵票價變化直接影響客流量,票價越穩定,其經營風險越小;三是運營成本的變化。地鐵運營成本中固定成本比重很大,只要運營收入略有變化,就會導致經營收益或息稅前收益的大幅度變化。因此,為了降低經營風險,必須在投資決策中正確預測客流量的變化。
(二)財務風險
地鐵項目融資中債務資本具有相當的比重,一旦銀行加息,將較大的增加公司還本付息的壓力。要降低財務風險,投資者在項目融資時要盡量選擇合理的債務融資手段及金融產品。
(三)房地產市場風險
由于6號線項目建設擬推行“軌道+物業”的建設模式,建設資金將通過地鐵沿線上蓋空間開發所獲得的收益來解決,因此,房地產市場的波動將對其收益產生直接影響。充分考慮項目資金需求和地塊招拍掛時序,確保項目的正常啟動和建設資金需求;同時,政府亦需提供承諾在必要時對項目進行財政支持,用于緩解房地產市場波動造成的財務風險。
六、建議
PPP模式的應用不但減輕了政府財政的壓力,而且可以使公共部門和私人機構集中精力和資源從事其最擅長的活動,是一種具有重要意義的制度創新。尤其在城市軌道交通建設中有利于解決建設資金短缺的瓶頸現象,但由于PPP模式還屬于新興模式,在應用中應注意以下幾點。
(一)尋找合適的私人合作伙伴
大型公共基礎設施項目建設周期長,風險高,運營復雜,對私人機構的風險管理能力和商業運營能力有很高的要求,要選擇滿足要求的私人機構。
(二)項目公司應加強風險管理能力和統籌協調能力培養
PPP項目公司組織機構復雜,管理協調難度大,對參與各方的風險管理能力和協調統籌能力提出了很高的要求,要加強培養。
(三)吸收其他國家和城市的先進經驗
有的國家和城市已經積累了一些PPP運作的經驗,有必要倡導并組織相關的專家詳細研究,尤其是發達國家的經驗,并根據深圳的情況加以利用,使深圳地鐵6號線的建設和運營工作得以高水平實施。
(四)加強人才培養
PPP模式操作復雜,需要懂經濟、法律、財務、合同管理和專業技術等各方面的人才。因此要著重加強復合型、開拓型人才的培養,確保項目立項、簽約、實施能夠高效率、高質量完成。
【關鍵詞】 PPP項目; 績效評價; 平衡計分卡; 評價指標
一、引言
公私合作/公私合營(Public-Private Partnerships,PPP)模式即政府為了基礎設施項目的建設和運營,在公共項目融資中引入民間資本,與私營部門以特許權協議的方式建立起來的一種長期的合作伙伴關系(王增忠等,2008)。隨著我國經濟增長和城市化進程的加快,公共設施及公共服務供需矛盾日益凸顯。公私合作模式在一定程度上可以解決公共部門建設資金缺乏及資金使用效率低等問題,減輕政府財政支出壓力和負擔,更能有效吸收民間資本,推動公共管理改革。
然而,在PPP項目實踐過程中出現了不少問題,特別是項目績效的監控處于無章可循的狀態。很多學者針對這一問題提出了自己的思想,并通過實證研究給出了一些對PPP項目進行有效評價的方法,但是相關研究依然停留在關鍵績效指標的選取與成功因素的篩選上,沒有建立一個完整的績效評價體系。
二、運用平衡計分卡對PPP項目績效評價的可行性
PPP模式只有在公共服務的對象歡迎私營投資者加入,合作的項目公司提供公共產品比由政府部門提生更高的資金價值(VFM)和更好的績效等條件下才能有效開展。也就是說,公私合作項目只有在公眾、政府、私營部門都有需求且都具備一定能力的情況下才能有效進行。實際上,公共項目采用PPP模式首先是因為項目投資額較大,不論政府還是企業都無力單方面承擔巨大的投資額,其次是企業投資PPP項目可以獲得穩定的收益,所以PPP項目強調公私方之間長期、穩定、和諧的合作關系,強調相互得利的“雙贏”局面,公私雙方實現共贏也更有利于社會公眾獲得滿意的服務。
我國公共項目評價工作尚處于初級階段,還未形成規范化、制度化的體系,如何對我國PPP項目進行切實有效的評價,在評價過程中顧及公私雙方的“共贏”利益,正是目前探討的熱點問題。傳統的公共項目績效評價方法甚多,包括成本—效益法、綜合評價法、平衡計分卡法、數據包羅分析法等,其中平衡計分卡作為管理的一種工具,在公共項目績效評價中廣泛運用。公共項目是實現公共利益的方式,其績效指標體系的設計也強調“平衡”理念,要考慮短期目標與長期戰略、公平與效率、成本與效益、發展與穩定等之間的平衡。將平衡計分卡引用到PPP項目績效評價體系中,并將三方利益融入平衡計分卡的“平衡”理念,更能體現PPP項目中公私雙方的“共贏”戰略。
三、PPP項目績效評價體系
(一)基于利益各方的戰略目標
公共項目績效目標具有多重性,其長遠目標是達到社會公眾的滿意。在PPP模式下,要使項目整體效益最優,應提高利益相關者滿意度。在平衡計分卡評價體系中,總體戰略目標應考慮公共部門、私營部門、社會公眾三方利益,即公共部門VFM(Value for Money)最大化,私營部門利潤最大化,社會公眾滿意度最高。
PPP模式是公共項目建設的新興模式,但并不是所有項目都適合PPP模式,所以資金價值評估是政府進行采購模式選擇的重要依據。政府在進行公共項目模式選擇過程中,應從定性與定量的方法考慮VFM評估結果。若項目全生命周期內總費用(Life Cycle Cost:LCC)小于傳統采購模式總費用(Public Sector Comparator:PSC),則表明該模式能夠提供較大的VFM,VFM越大說明政府的效益越好。私營部門是PPP項目執行的主體,從項目建設到運營都發揮著重要作用,私營部門加入公共項目,是為了從項目中獲得高的投資回報,即利潤最大化。為了獲得高利潤,私營部門應協調好項目運行過程中各公司的關系,并有效降低風險和運行成本。只有明確私營部門的目標,才能激勵其為項目作出有效貢獻,提高項目運行效率。
(二)PPP項目平衡計分卡
平衡計分卡的內涵與公共項目的績效評價是一致的,將平衡計分卡引入公共項目中,能夠促進公共項目績效評價的發展。PPP模式引入公共項目建設之后,也可以將平衡計分卡法應用到評價中去,并設置關鍵績效指標,形成PPP項目績效評價體系。在財務能力、內部控制管理、創新與成長性三個維度基礎上,增加“利益方滿意度”,更能顯現出PPP模式下公共項目的戰略目標。在PPP項目績效評價中,項目環境特性在一定程度上決定了公共項目該選用的模式,也是PPP項目成功的關鍵,故應再增加“環境特征”項,建立一個五維度平衡計分卡項目評價體系。這個評價體系一方面有利于評價過程中區分不同利益主體的責任;另一方面可以站在項目整體的角度進行三方效益的綜合評價,彌補對單一利益主體進行評價的不足,在公共部門與私營部門博弈的過程中,促使雙方效益達到最優平衡狀態。
基于平衡計分卡PPP項目績效評價體系模型如圖1所示。戰略目標下五個維度都息息相關,相互制約,相互促進。要想實現PPP項目的戰略目標,應從項目立項開始時重視項目自身環境與外部環境,考慮利益各方滿意度是否能實現;在項目建設與運營過程中,重視財務能力與內部控制管理能力;在項目帶來社會效益的同時,還應考慮是否會給社會公眾及環境帶來消極影響。
(三)PPP項目績效評價主體
目前我國PPP項目的評價依舊由投資項目后評價的執行主體——相關政府部門來進行。但是從利益相關者理論來看,PPP項目的利益主體包括公共部門、私人部門以及社會公眾。由于利益主體多元化,每個利益主體在評價過程中都是從自身利益最大化的角度出發,很難得到客觀一致的評價結果。政府部門更關注VFM最大化、項目投資控制率、質量滿意度及相關的社會效應,對私營部門的利益考慮較少;而私營部門作為評價主體更關注對項目成本與收入的考核,追求利潤最大化,在這個過程中容易忽視項目的社會效應。因此筆者認為,PPP項目績效評價主體應該是一個相對獨立的第三方評價機構,該機構具備一定專業資質的評價人員,這些人員受政府與私營部門委托,以不具有任何一方利益傾向的態度,站在PPP項目的角度進行績效評價,評價項目的戰略目標是否實現。
四、PPP項目績效評價指標設計
將平衡計分卡運用到PPP項目中,從項目環境特征、財務與市場發展、利益方滿意度、項目控制與管理、創新與成長性五個維度建立基于平衡計分卡的PPP項目評價體系,在五個維度下建立績效二級評價指標,并對每個指標的利益責任方進行設定(如表1)。
(一)項目環境特征
公共項目的立項,需要考慮各種宏觀和微觀環境,如政治環境、宏觀經濟、法律環境等。項目的設計及建造復雜程度如何,直接關系著公共項目的建設成本與建設模式的選擇,公共部門和私營部門對PPP模式理解與掌握程度也影響公私合作項目的有效開展。同時,公私雙方的信任及有效的溝通有利于項目的成功進行。在項目建設運營過程中,承包商與政府部門應達成合理的風險分配、共享及轉移機制、責任分擔機制等。除此之外,社會公眾的支持與配合也有利于項目的順利進行。
(二)財務能力評價
在PPP項目中,項目公司需獨立承擔PPP項目的盈虧,這就要求項目公司具備相應的財務運作能力,同時項目在市場上良好的表現也可以給項目公司帶來豐厚的報酬。所以私營部門更關注項目的運行效益,涉及的指標應包括良好的盈利能力、不斷增長的市場開發能力、合理的財務分析與運營、項目公司所有股東的財務能力、較低的融資與財務費用。在財務維度下與公共部門相關的是資金價值評價,即VFM最大化,其數值體現在PPP模式與政府自行實施模式下的成本節約值。在PPP模式下,政府投資公共項目,會考慮項目建設運營是否產生較高的投資效率,在項目執行過程中,公共部門需對項目進行監督與管理,由此會產生與之相關的管理費用。同時,政府要給予項目公司適當的財政補貼,使項目能夠順利開展。
(三)項目內部控制管理
內部控制管理是對PPP項目整個運行過程的監督管理。衡量控制管理的指標應能體現出項目進行中的優勢與劣勢,以幫助公私雙方實現管理的有效改進。PPP項目包括建設期與運營期,故與管理相關的指標也應從這兩方面尋找。私營部門應具備一定的管理能力,采用先進的技術設備,對項目成本、進度、質量、安全等方面有效控制,同時還應高效率地利用和分配資源。政府部門對PPP項目應進行良好的規制與有力監督。
(四)利益方滿意度
公共部門、私營部門、社會公眾作為PPP項目的利益相關方,可以用相關的指標來體現三方的滿意度。私營部門的滿意度體現還應包括項目公司內部是否具有良好的團隊氣氛,與各分包商和供應商的關系是否和諧等。項目實施過程中對社會公眾的干擾程度同樣應體現在滿意度評價中。
(五)創新與成長性
創新與成長性評價包括兩方面的內容。創新性體現在PPP項目執行過程中私營部門和公共部門科研與開發的投入水平,項目公司的財務與融資創新能力等。成長性評價一方面表現為PPP項目是否能持續地進行,雙方是否愿意繼續合作;另一方面為項目的社會效益及影響性評價,主要表現在對提高社會公眾生活質量的影響和對經濟增長、環境可持續發展的影響。
五、結論
平衡計分卡法在企業績效評價中已成熟運用,但是在公共項目績效評價中的運用還有待深入。本文將平衡計分卡體系運用到PPP項目績效評價中,以獨立第三方為評價主體,從五個維度設立評價指標,并將指標落實到利益責任方,這種評價方法綜合考慮了各方利益,能將“共贏”的思想體現出來,為PPP項目執行過程中績效評價的有效實現提供了思路與方法。當然,這種評價方法還有待進一步完善與驗證,如維度的劃分與評價指標的選取應更合理等。基于利益相關者的戰略目標有可能存在沖突,如何實現PPP項目最優效益有待今后更深入的研究。
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論文摘要:隨著工業化和城市化的不斷深入,基礎設施對城市可持續發展產生越來越重要的影響,甚至成為制約現代城市發展的瓶頸。究其原因,在于基礎設施建設資金短缺,投融資渠道不足。本文對傳統基礎設施投融資模式BOT、TOT、PFI以及新興的ABS、PPP等形式進行比較研究,以對拓寬基礎設施投融資渠道進行探討。
我國正處于城市環境基礎設施產業化與市場化的進程之中,由于企業的市場參與所帶來的投資主體多元化, 以及國內資本市場的不斷發展、商業融資手段的不斷完善,為融資手段的多樣化創造了條件。城市是一個國家或地區的政治、經濟和文化中心,是以人為主體,以自然環境為依托,以經濟活動為基本內容,按自身規律不斷運轉,社會聯系極為緊密的有機整體;是人類集中,高效率利用自然資源、土地資源、空間資源和智力資源,創造物質文明和精神文明的載體;是設施建設、經營、管理和服務為一體的社會實體。
隨著工業化和城市化的不斷深入,基礎設施對城市可持續發展產生越來越重要的影響,甚至成為制約現代城市發展的瓶頸。究其原因,在于基礎設施建設資金短缺,投融資渠道不足。對傳統基礎設施投融資模式BOT、TOT、PFI以及新興的ABS(Asset-Backed—Securitization)、PPP(Public-Private Partnerships公私合伙制)等形式進行比較研究,對拓寬基礎設施投融資渠道進行探討是必要的。
一、BOT(Build-Operate-Transfer)融資方式
BOT意為“建設—經營—轉讓”,實質上是基礎設施投資、建設和經營的一種方式。BOT最本質的特點是使私營企業資金用于公用基礎設施建設,其典型形式是:項目所在地政府授予一家或幾家投資人所組成的項目公司特許權利——就某項特定基礎設施項目進行籌資建設,在約定的期限內經營管理,并通過項目經營收入償還債務和獲取投資回報。約定期滿后,項目設施無償轉讓給項目所在地政府,項目設施的所有權最終歸屬于政府,因此,BOT模式有時也被稱為“暫時私有化”過程。
簡而言之,BOT一詞是對一個項目投融資建設、經營回報、無償轉讓的經濟活動全過程典型特征的簡要概括。BOT方式不僅是一個融資的協議,而且還是一個長期專業化的協議。在協議的基礎上,公私雙方建立起伙伴關系,并向公眾提供經濟、高效的服務。
20世紀70年代后,無論是發展中國家還是發達國家,政府的財政預算越來越緊張,而面對的基礎設施的需求量越來越大,由政府充當基礎設施投資主體越來越困難。BOT方式作為一種新的投融資方式,在發展中國家和發達國家滿足了普遍性的內在需求。各國都開始運用這種新的模式進行城市建設并取得了一定的成績。如英法海峽隧道、馬來西亞南北高速公路、我國第一個正式批準的BOT試點項目——廣西來賓電廠等。
BOT作為一種新的融資模式,操作過程復雜,中間環節較多,涉及到工程技術、經濟、法律等諸多問題,需要通過規范的運作程序和比較完善的特許協議來規避項目實施過程中存在的風險。在BOT項目中,最重要的是資金的融資方式、風險的分擔、資金的結構、回報率的確認以及政府與項目公司各自的地位等問題,這關系到項目的成功與否和雙方合作關系的長久維持。此外,BOT項目需嚴格控制工程的建設進度和工程質量,確保項目的順利實施。
BOT模式適用于那些投資額巨大、投資回收期長、建成后具有穩定收益的建設項目。經營性政府工程,如污水處理廠、發電站、高速公路、鐵路等公共設施具備這一特點。通過BOT模式,政府得以在資金匱乏的情況下利用民間資本進行公共基礎設施建設,減少項目建設的初始投入,將有限資金投入到更多的領域。目前,BOT模式在全國范圍內應用較為廣泛,已成為經營性城建項目中一種較為成熟和有效的融資模式。
二、ABS(Asset-Backed-Securitization)融資方式
ABS是以項目所屬的資產為支撐的證券化融資。具體而言,它是以項目所擁有的資產為基礎,以項目資產可以帶來的預期收益為保證,通過在資本市場發行債券來募集資金的一種項目融資方式。這種融資方式的特點在于通過其特有的信用等級提高方式,使原本信用等級較低的項目照樣可以進入國際高檔債券市場,利用該市場信用等級高、債券安全性和流動性高、債券利率低的優勢,大幅度降低項目融資成本。
同其他融資方式相比,ABS證券可以不受項目原始權益人自身條件的限制,繞開一些客觀存在的壁壘,籌集大量資金,具有很強的靈活性。其優勢具體表現在:(1)政府通過授權機構投資某些基礎設施項目,通過特設信托機構發行ABS證券融資,用這些設施的未來收益償還債務,可以加快基礎設施的建設速度,刺激經濟增長。這樣,政府不需用自身的信用為債券的償還進行擔保,不受征稅能力、財政預算(如發行債券)法規約束,不會增加財政負擔,緩解了財政資金壓力。(2)采用ABS方式融資,雖然在債券的發行期內項目的資產所有權歸SPV所有,但項目的資產運營和決策權依然歸原始權益人所有。因此,在運用ABS方式融資時,不必擔心項目是關系國計民生的重要項目被外商所控制和利用。這是BOT融資所不具備的。(3)發債者與投資者純粹是債權債務關系,并不改變項目的所有權益。因而,避免了項目被投資者控制,保證了基礎設施運營產生的利潤不會大幅度外流。作為業主的政府無需為項目的投資回報做出承諾和安排。(4)減輕了銀行信貸負擔,有利于優化融資結構,分散投資風險,也為廣大投資者提供了更廣的投資渠道。
三、TOT(Transfer-Operation-Transfer)融資方式
TOT意為“轉讓——經營——轉讓”,此模式是指通過出售現有投產項目在一定期限內的現金流量,從而獲得資金
來建設新項目的一種融資方式。在約定的時間內,投資者擁有該資產的所有權和經營權,通過該資產取得現金流量收回全部投資和合理的回報后,再將該資產的產權和經營權無償轉交給原產權所有人。
TOT模式與BOT模式不同在于:TOT模式是投資者購買已經建成項目,政府獲得此資金建設新項目,而BOT是投資者通過建成項目,從而得到政府的特許經營權的一種融資模式。
四、PFI( Private Finance Initiative)融資方式
PFI意為私人主動融資,是指私營企業或私有機構利用自己在資金、人員、設備、技術和管理等方面的優勢,主動參與基礎設施項目的開發建設、經營。在此模式下,私營企業與私有機構組建的項目公司負責項目的設計、開發、融資和建設,項目公司把項目出售給當地政府及相關部門。
PFI模式與BOT模式的區別在于:PFI實行全面制,人包括咨詢公司、設計院、監理公司和建筑管理公司,由這些人實施并完成項目規劃、設計、建設和運營等,同時PFI模式并不完全遵循BOT的3個過程:建設——經營——轉讓。根據資金回收方式不同,PFI模式可以分為三類:
(1)獨立運作型。基礎設施項目開發,遵循“建設——經營——轉讓”3個過程,在遵循有關法律基礎上,PFI公司獨立經營、自行收費、自負盈虧,項目期滿后轉交政府。
(2)建設轉讓型。基礎設施項目建設完成以后,政府根據所提供服務的數量等情況,向PFI公司購買項目經營權,不遵循“建設——經營——轉讓”3個過程,但在一定期限內,PFI公司負有對項目進行維修管理的責任。
(3)綜合運營型。對于特殊基礎設施項目的開發,由政府進行部分投資,數量因項目性質和規模不同而不同,資金回收方式以及其它有關事項雙方在合同中規定,這類項目有時也稱為“官民協同項目”。
五、 PPP(Private-Public-Project) 融資方式
PPP即公共部門與私人企業合作模式,是指政府、營利性企業和非營利性企業以某個項目為基礎而形成的相互合作關系的模式。通過這種合作模式,合作各方可以得到比單獨行動更有利的結果。合作各方參與某個項目時,政府并不是把項目的責任全部轉移給私人企業,而是由參與合作的各方共同承擔責任和融資風險。
PPP是一個完整的項目融資概念,其最原始的形式是在1985-1990年備受關注的BOT模式。較早的、比較正式的PPP模式出現在1992年英國保守黨政府提出的“私人融資計劃”(Private Finance Initiative,PFI)中。當時,PFI模式大多用于運輸部門的建設(在英國曾高達85%)。但是現在,作為PFI的后繼者,PPP被廣泛運用于各種基礎設施項目的融資。
確切地說,PPP不是一種固定的模式,而是一系列可能的選擇,如服務或者管理合同、計劃—建設、計劃—建設—運營,等等。這些不同的形式具有一些共同之處:(1)希望轉移更多的風險到私人部門;(2)提高工程項目的成本利用效率;(3)提高對社區使用者的收費效率和水平。
城市基礎設施是城市綜合服務的物質載體,是城市經濟和社會各項事業發展的重要基礎,也是城市現代化水平高低的一個重要標志。融資模式只是從形式上對資金需求給予基本保證,但要從根本上克服資金短缺的瓶頸,除了要拓寬融資渠道、采用多種方式、多方面籌集資金之外,還要積極進行城市基礎設施領域內的投融資體制改革和制度創新,才能為基礎設施項目融資模式的順利推行提供制度保障,應放松準入限制,促使投資主體多元化,建立以政府為主體、民間和外資積極參與基礎設施投資的競爭機制。
參考文獻:
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摘 要:文章從用戶體驗、有形展示、渠道、人員、個性化服務、用戶忠誠度及合作營銷等方面對英國"文化在線"項目進行網絡調查
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作者簡介:戴艷清(1982-),女,湘潭大學公共管理學院副教授,研究方向:公共信息資源管理、信息資源建設;陶則宇,湘潭大學公共管理學院2015級碩士研究生。
供給側改革與財政政策
報告顯示,供給側結構性改革對經濟發展發揮了積極效果。當前公共風險和財政風險都有所上升,這意味著必須進一步拓展財政改革空間。報告認為,積極財政政策在適當兼顧總需求條件下應將重點放在促進供給側結構性改革
近日,中國財政科學研究院關于地方財政經濟運行情況的調研成果指出,供給側結構性改革對各地經濟發展促進效果顯著,同時應重視公共風險和財政風險雙重疊加的問題。
權衡考慮兩種風險
中國財科院日前開展的“地方財政經濟運行”調研,分別針對東部、中部、西部及東北地區,并面向全國開展“地方財政經濟運行”在線問卷調查。
調研報告顯示,供給側結構性改革對經濟發展發揮了積極效果。比如,東部地區經濟運行穩中向好、領先發展,呈現諸多積極變化,工業運行平穩,進出口降幅明顯收窄或轉正,經濟運行質量提升,結構優化升級態勢明顯。
報告表示,前3季度,東北地區經濟運行情況有所回暖,大部分調研地區的經濟運行先行指標,如工業用電量、貨運量、金融機構貸款余額呈增長態勢。
報告在肯定經濟發展諸多亮點的同時,也著重關注了風險問題。“我國當前正處于轉型升級、爬坡過坎的關鍵時期,在這個關鍵時期整體風險在加大。”中國財科院院長劉尚希表示,調研顯示,當前公共風險和財政風險都有所上升。
報告所述的公共風險,包括經濟風險、社會風險、結構性風險等,具體表現為經濟下行的壓力依然較大,城鎮化、老齡化、人口流動對公共服務提出挑戰,地區之間的分化明顯,傳統行業發展的內生動力不足等。
財政風險則是指財政收支面臨的壓力,在調研中發現一些市縣財政收入負增長或零增長,收支缺口越來越大,債務增長的壓力大。這其中既有“擠水分”的因素,也有經濟下行在財源上的反應,應警惕財政運行風險。
國家統計局統計科學研究所所長萬東華也認為,要保持經濟的穩定增長,就要更多地發揮財政的作用;另外,經濟下行對財政的壓力也很大,因此在政策空間方面也提出一些挑戰。
“這顯然是一個兩難問題,財政風險和公共風險的權衡組合是當前制定宏觀政策的一個基本依據。實際上這意味著必須進一步拓展財政改革的空間,從根本上防范化解當前的公共風險和財政風險。”劉尚希強調。
地方債應透明規范
調研顯示,我國地方政府債務管理近年來取得了較大進步,尤其是置換債券對于優化債務結構、降低負債成本、明確政府權利義務、降低地方政府債務的不確定性風險意義重大。
報告指出,無論是東北、東部、中部還是西部地區,擔保債務和救助債務的規模不斷下降,政府債務的償還責任更加明確,政府債務的整體風險水平也相應降低。
與此同時,報告也揭示了一些地方政府債務面臨的問題,包括經濟下行和減稅等政策性因素影響財政收入增長、局部地區債務率偏高、地方融資平臺轉型難度大、不規范的融資行為等。
比如,對東北地區調研顯示,有的地方債務率超過了100%的警戒線。與此同時,支出剛性難以改變,收支矛盾較大。中部地區調研則顯示,不少地方“發展依賴于項目”的現象較普遍,融資平臺的政府投融資職能很難簡單免除,一些地方存在不規范的政府和社會資本合作(PPP)模式,這些都可能為未來政府債務的增加帶來隱患。
報告建議,要控制和化解地方債務風險,防止財政風險蔓延,具體措施包括實行債務規模限額控制,嚴格控制違規舉債行為,確保債務規模增長與地方經濟發展速度相匹配,杜絕盲目舉債;規范發展PPP模式,避免保底承諾、回購安排、明股實債等“偽PPP”“假PPP”。
“當前,加強地方債務管理,透明度提高,規范性增強,債務的增長明顯得到了有效控制,但是地方的支出壓力和債務增長壓力并沒有減弱。”劉尚希指出了地方政府面臨的收支矛盾。
對于我國政府債務問題,國家發展改革委經濟研究所副所長孫學工表示,我國政府杠桿率在世界主要經濟體當中是最小的,風險總體可控。“以前地方政府債務的風險,主要不在規模,而在于不規范、不透明。現在建立了規范透明的融資方式和防控風險的一整套制度,可以通過加強政府和市場的約束,更好地發揮專項債券的作用,支持地方政府基礎設施建設。”他認為。
用好積極財政政策
劉尚希認為,明年積極的財政政策還將延續。以前的積極財政政策可能更多著眼需求方面,現在積極財政政策主要從供給側結構性改革角度考慮,在適當兼顧總需求的條件下重點放在促進供給側結構性改革。
報告認為,進一步減稅降費在未來宏觀政策中具有重要性和導向性,并提出以下建議:針對關鍵環節完善稅收制度,降低企業稅收負擔;加大小微企業稅收優惠力度,增強企業競爭力和市場活力、落實降低社保費率政策,在現行已適度降低失業、工傷、生育保險費率的基礎上,進一步探索適度降低養老保險、醫療保險費率。
“政府要為市場創造條件,更好發揮市場在資源配置中的決定性作用,避免過多地采取各種手段直接或間接地介入市場活動領域。”報告建議,在當前化解過剩產能工作中,應更好發揮市場調控作用,減少直接行政性干預;政府投資基金的政策性或引導性應通過投資領域來體現,采取清單管理模式,將具體項目選擇權和投后管理等委托專業投資管理公司負責。
報告還對進一步推進財政體制改革、建立法治化的財政體制提出建議,認為要加快推進事權與支出責任劃分改革,積極推動《國務院關于推進中央與地方財政事權和支出責任劃分改革的指導意見》在實踐層面的落地;完善中央與地方以及地方間的稅收分享機制;探索各級財政支出責任法治化。
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關鍵詞:GPRS/Internet;實時水質監測系統;有限重傳;誤碼丟包率
中圖分類號:TP393
文獻標識碼:A
DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.022
0 引言
城市周邊河流,水庫等作為我國重要的水利工程設施、水資源保障基地,是保障工農業生產和城鎮居民生活的關鍵設施之一。水質監測與評價是水資源管理與保護的重要基礎,是保護水環境的重要手段。隨著自動控制、通信、計算機和物聯網技術的不斷發展,我國很多城市已經把遙測監測、無線通信、網絡技術應用于水質自動監測、計算、分析、評價中去。但是由于通信與網路技術本身的局限性,影響著水質監測的準確性與數據傳輸的實時性等問題。但是隨著技術的發展和項目中的不斷探索實驗,為找到解決這些問題的方案提供了基礎。同時也為提高水質監測監測系統的效率做出貢獻。
1 當前基于GPRS/Internet實時水質監測系統面臨主要問題
實時水質監測系統中(圖1),通過GPRS網絡與因特網進行組網,將GPRS數據終端的數據通過GGSN與因特網相連,將數據從地面儀表通過因特網傳送到上位機,這是GPRS數據終端常用的方式,現場監控點通過水質檢測儀自動采集水質數據信息,通過水質監測下位機把數據經過接口傳到GPRS Modem模塊,GPRS Modem模塊根據預先設定在其內部的IP地址或者域名來主動訪問網絡通信服務器,通過通信服務器和監控中心建立TCP/IP鏈路。用過GPRS網絡把數據發送到中國移動的內部網(CMNET),接著通過GPRS服務節點(GGSN),把數據傳輸到Internet上,并且去尋找在Internet上指定的監控中心數據接收設備,數據接收設備通過數據接收軟件將數據轉發到指定網絡的數據服務器上,進而對數據進行整理保存分析。整個數據傳輸通道使用TCP/IP協議進行數據通信。
圖1所示GPRS數據終端發送的數據經GPRS網絡中轉,然后被傳送進因特網,因此GPRS數據終端發送的數據報文必須符合TCP/IP協議規定。一方面由于無線環境與有線環境相比,具有誤碼率高、時延長、帶寬窄、信道不對稱以及頻繁的移動等特性,使無線網絡中的通信質量比之于有線網絡相比通信速率偏低,丟包率高,延時高,可靠性受地理環境影響比較明顯;另一方面與互聯網互聯,速率負載不均衡,同時需要嵌入式系統實現TCP/IP協議族來進行數據轉換,嵌入式系統任務加重,且一般的TCP協議棧的實現非常復雜且占用較多的處理器時間。由于GPRS向上支持IP協議,因此在網絡層以上,可以使用任何IP協議所支持的協議,通常在傳輸層會用到TCP協議。眾所周知,TCP協議是面向連接的可靠通信協議,在傳輸層使用TCP協議會大大提高通信質量,但是TCP協議的固有缺陷卻并不能保證通信的可靠。TCP協議通過頭部校驗和的計算以及滑窗協議是提供了可靠性保障和流量控制。然而TCP協議中校驗和的計算方法是簡單的將校驗位補零,然后按照每16位字以二進制反碼求和:J=∑Xi。由于網絡中異常干擾的存在,報文信息容易因為異常干擾出現某些偶然錯誤,使得TCP中的校驗和就無法檢測報文中出現的錯誤。此外, 在實時水質監測系統中,監測環境比較惡劣,TCP連接斷開率高,因此需要經常進行TCP連接,嚴重影響水質監測參數傳輸的實時性。而在GPRS網絡中,特別是在移動通信的高峰期,延遲甚至能達到秒以上的程度,這種程度的延遲在行業標準里面被認為是數據丟失,進而也影響水質監測的準確性。因此找到一種既能符合GPRS/Internet協議,又能降低傳輸延遲和誤碼率,提高水質實時監測傳輸效率和準確性的方案已經成為影響水質監測項目成功與否的關鍵因素。
2 解決方案的設計與實現
基于上述分析的當前實時水質監測系統在數據傳輸中存在的問題,結合在項目中的實驗探索,本文設計提出了基于TCP/IP協議的有限重傳算法去解決上述問題。本算法采用對TCP/IP協議的數據鏈路層、網絡傳輸層和應用層分層實現的思想。在TCP/IP協議的有限重傳算法中傳輸層使用的是受限制的UDP協議,由于UDP協議是無連接的不可靠協議。因此為了實現可靠的數據傳輸,在應用層使用了交錯擴展海明編碼來保證數據通信的可靠性。與上位機TCP/IP協議相比,由于下位機平臺的計算能力以及硬件性能的限制,無法使用完整的TCP/IP協議棧,并需要綜合GPRS網絡的特點進行改進,除了幀格式相同之外,使用的各層協議相差較大,數據鏈路層則使用改進的PPP協議,網絡層除了IP協議外還使用了ICMP協議,傳輸層則使用了UDP協議。其算法流程如圖2所示。
2.1 有限重傳算法數據鏈路層協議設計
數據鏈路層主要解決數據成幀和傳輸問題,考慮到水質監測系統的實時性,而且還是點對點鏈路,所以在本算法中,數據鏈路層使用改進型PPP協議。PPP幀格式如圖3所示,PPP協議不需要使用幀編號,且支持多種協議,持多種鏈路類型(串行或并行,同步或異步等),所以可以降低網絡數據的傳輸開銷。
數層重傳算法特點是GPRS模塊只與固定IP地址的基站進行通信,且下位機無需進行自組網以及復雜的路由,無需進行IP地址的路由尋址,減少開銷。因此,在基于有限重傳的TCP/IP協議中,在IP協議時只需進行簡單的封裝IP頭、解封IP頭。具體算法過程如下:
①下位機發送請求,請求選項:位掩碼為OxFFFFFFFF,認證協議為Oxc023,指定認證協議為PAP協議。該請求選項為水質監測站發送數據包的認證模式。②GPRS基站接收請求并向下位機發送確認,下位機發送數據包的格式確定完成。⑧下位機發送拒絕或者拋棄報文。拒絕選項:位掩碼只能為OxFFFFFFFF。拋棄選項為:控制壓縮域屬性與協議壓縮域屬性。④GPRS基站發送請求報文,此時只請求認證域為PAP認證。⑤下位機發送確認報文,接收報文格式協商完畢。⑥下位機發送用戶名與密碼給GPRS基站。⑦GPRS基站發送確認,確認報文為下位機發送的用戶名與密碼。⑧下位機發送報文。報文數據段為空。此報文是為了激活IPCP協商而發送。⑨GPRS基站發送帶有自己的內網(該IP地址為192.168.X.X)IP地址的請求報文。⑩下位機發送請求報文,由于GPRS模塊中的SIM卡沒有開通綁定IP地址服務,只能靠GPRS基站分配臨時IP。因此,在下位機發送的請求IP中,使用Ox00000000,表示希望上位機分配IP。⑩GPRS基站收到發送的IP請求報文,然后在自己的內網IP池中選擇空閑IP,作為建議IP發送給下位機。⑥下位機解析出GPRS基站分配的IP地址,并將此IP地址作為自己的IP地址向GPRS基站發送請求報文。⑥GPRS基站發送確認報文。整個IP地址分配過程完畢,下位機可以使用該IP地址進行通信了。
2.2 基于UDP協議的傳輸層有限重傳算法設計
TCP協議雖能夠保證數據包可靠、有序的數據傳輸,但是在實時監測要求下TCP連接斷開率高,網絡延遲大,丟包率高等問題。所以用TCP協議在實時水質監測系統中并不可取。而UDP協議無需建立鏈路,直接發送數據即可,且無需上位機應答,能夠得到較好的實時性,算法流程如圖5(其中SYN表示幀數據發送,ACK是對相應幀的確認,FIN是終止發送請求)
數據包格式使用UDP協議。但是在下位機與上位機進行確認與重傳,當下位機發送UDP數據包給上位機不建立連接,直接發送數據包給上位機,上位機接收數據包之后給下位機發送確認報文,如果下位機在規定的 時間內未收到確認報文即重傳,這個時間依GPRS網絡延遲及實時性要求
而定(在實驗室環境下設為1秒能夠很好地降低重傳率),當重傳次數超過一定次數時(在實驗室環境下,5次就能夠將丟包率降低到基本不丟包的情況)放棄發送這幀數據包,轉而發送下一幀數據包。這種基于UDP協議的重傳算法能夠很好地降低GPRS網絡的丟包率,并且在一定程度上克服了實時水質監環境下高延遲的問題,能夠滿足監測參數傳輸的實時性與可靠性的要求。
2.3 算法穩定性策略設計
在下位機中,由于受環境的影響,GPRS鏈路有可能斷開從而使數據傳輸中斷,因此必須通過軟件的方式實現下位機鏈路的永遠在線。在本文中通過定時器中斷發送ICMP數據包,并在規定時間里測試是否收到上位機的回應。在基于有限重傳的TCP/IP協議中,ICMP協議作用有兩點:第一,維持GPRS鏈路的暢通,將因重連而導致的開銷降到最低;第二,提高系統的穩定性和抗干擾能力,實現GPRS模塊因網絡故障斷開連接建立重連機制。
2.4 應用層可靠數據傳輸實現策略
由于傳輸層使用的是無連接的不可靠UDP協議,所以為了在系統中實現可靠的信息傳送,必須在應用層進行抗干擾編碼。本文采用的海明交錯編碼來實現數據傳輸中的檢錯糾錯。為力增強編碼檢錯糾錯與傳輸的穩固性采用海明碼與交錯編碼的融合,編碼算法如下:
設傳輸的數據信息為C=(C1,C2,…,Cm)
①選取適當的分組長度m,取k=[n/m]+1.其中[x]表示取小于x的最大整數。則k表示分組數,長度不足的分組最后補零。分組信息表示如下:
以上述描述可以知道擴展海明編碼具有糾1檢2的功能,而交錯編碼具有分散突發性錯誤的功能,兩種編碼有機結合一起,可大大增強編碼的傳輸效率。
3 解決方案實驗驗證與算法仿真測試分析
與傳統的TCP/IP協議相比,本論文提出的基于TCP/IP協議有限重傳算法顯著地提高了系統的性能,解決了GPRS網絡丟包率高的問題,如表1所示。
為了更加詳細準確直觀的描述算法的優劣,采用MATLAP對算法進行仿真實驗,描述數據包發送次數與數據報文平均丟包率的關系。仿真參數設置:有線信道傳輸延遲為lOOms,有線信道帶寬lMb/s,仿真時間為500s, UDP數據塊大小為lOOOBytes。加權均值丟包率表示為λ=∑1/2p(p+1),p為兩次UDP數據發送的時間間隔,λi(i=1,2,…p)表示任一段丟包率為λi,仿真結果如圖6。
根據仿真結果分析,在相同環境下,采用有限重傳算法與不采用有限重傳算法下的數據報文平均丟包率圖像,帶有限重傳算法數據報文平均丟包率普遍低于不帶有限重傳的平均丟包率。盡管隨著網絡規模和發送次數的不斷增加,兩個對比數據報文平均丟包率都有所增加,但是帶有限重傳算法的數據報文平均丟包率增加的更為平緩。
我國仍處于發展中國家階段,經濟飛速發展,土木工程建設的還要持續很長的一段時間。土木工程的興旺發展提供了豐富的工程案例,同時也面臨著一些工程技術難題。而德國作為發達國家,已經過了大興土木的時代,其具有的工程實例較少,但是其理論知識比較健全,國內高校可以學習德國高校的先進理論知識和教學方法,而德國高校可以利用國內的工程實例進行科研,這就為雙方的合作提供了可能性。近年來,上海理工大學土木工程系一直積極探索中外合作辦學模式,以國際合作與交流帶動土木工程教學改革,探索教學、科研、學科建設和人才培養的新模式。通過多年的努力,土木工程教學新模式已初步形成,國際合作與交流已經有了質的飛躍,正逐漸成為上海理工大學國際交流與合作的一個亮點。以下分別從學術交流、科研合作與人才聯合培養等方面進行了總結和分析。
1.學術交流
德國亞琛工業大學土木工程專業一直位列德國高校前三名,其工程地質學科目前在德國高校排名第一。近年來,土木工程系選拔優秀的老師去亞琛工業大學進修,學習先進的教學理念,與此同時,亞琛工業大學先后派五名教授及教師十余人次來上海理工大學土木工程系合作交流。教師層面的交流更有益于學習國外的先進教學模式,為創新型人才的培養提供技術和制度上的保障。另外,土木工程系已入選為德國政府重點推薦的德國大學生(含本科生、碩士生和博士生)海外實習、實踐與國際交流基地,這一制度保障為雙方長期的學術交流提供了保證。目前,由土木工程系推動的上海理工大學與亞琛工業大學校際合作協議的簽署工作正在順利推進。
2.科研合作
近年來,上海理工大學土木工程系與亞琛工業大學科研方面的合作取得了一系列的成果,先后與亞琛工業大學合作申請完成中德團隊合作項目(PPP項目)、中國國家自然基金面上及國際合作項目、上海市教委海外實習交流項目、德國北威州科技部及德意志學術交流中心項目等十余項,并聯合舉辦國際會議,亞琛工大教授與上海理工大學土木工程系合作申請到德國國家基金重點項目及面上項目多項。另外,雙方聯合建立環境巖土工程實驗室以及聯合建立國家級研究中心的工作正在進行中,雙方的合作也先后在德國政府網站、德國亞琛工大校園網、德國駐華大使館網站及德意志學術中心網站上介紹。目前,德國亞琛工業大學和上海理工大學土木工程系的科研合作已經被中德兩國政府列入雙方聯合資助的框架,雙方下一步將聯合申請德國DFG和中國國家自然基金委聯合資助課題的題目。
3.人才聯合
培養人才培養工作一直是高校土木工程專業的重點,德國大學土木工程教學特點具備以下幾點特征:專業知識面寬,注意社會發展需要、專業方向的設置和調整;緊密聯系生產實際和就業市場的需求,不斷調整和補充知識結構;注重人才的獨立工作能力的培養,實踐性環節多;嚴格的考試和成績評定制度;教學方法注重講授示范性的科學方法。上海理工大學土木工程專業一直積極探索支持和激勵學生海外交流的新機制,積極推動交流互派、海外短期學習、海外畢業實習、參加國際學術會議等多渠道、多平臺、多模式的學生海外交流活動,拓展學生的國際視野。目前,土木工程系與亞琛工業大學的土木工程專業和工程地質專業開展了從本科生到博士生多個層次的合作交流,土木工程系每年都選派優秀學生到亞琛工業大學進修和交流,參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目。同時,選派學生去德國高校并參與到德國高校的課題組完成畢業論文和畢業設計,德方為每名學生配備了知名教授和經驗豐富的教師,分別擔任正副指導教師,學生們被安排在不同的課題組,分別參與亞琛工業大學正在進行的一些國家級課題及重要工程項目,要求每個中方學生必須真正融入德方研究團隊,每位學生在研修班結業時都必須報告自己的學習和研究成果,這樣通過雙方聯合培養豐富了土木工程專業人才培養的途徑;同時,土木工程系接受德方高校派學生來上海理工大學進行畢業設計、畢業論文和畢業實習以及學術交流,雙方學生之間的知識交流與共享促進了本校學生和德國名校之間的交流,開闊了學生的視野,大大提高了學生工程實踐的能力和團隊合作能力。目前,中德大學生聯合研發的邊坡智能預報系統正在德國的多個邊坡工程中試用。該系統將應用于北京周口店、浙江龍游的邊坡工程及上海隧道股份有限公司盾構開挖引起的地面沉降預報。
4.結論
本文以對德國亞琛工業大學合作交流為例,從學術交流、科研合作以及人才聯合培養角度綜合分析了土木工程專業辦學實踐和經驗。上海理工大學土木工程專業與亞琛工業大學的成功合作具有很強的輻射作用。這種模式可以直接推廣到其他專業和其他學校的國際合作。通過借鑒該模式,土木工程系目前也與德國波鴻大學、德國弗萊貝格工業大學等多所德國知名高校土木工程系科建立了長期合作關系,并且正在將這一成功模式推廣到與英國埃克塞特大學以及澳大利亞臥龍崗大學土木工程專業的合作。
作者:饒平平陳有亮宋忠強單位:上海理工大學環境與建筑學院
隨著IPTV,VOIP等業務的升溫,triple play業務的需求也是日益強勁。開發支持triple play業務的家庭網關,對家庭網絡有一定的促進作用。
二、總體框架簡介
硬件上采用BROADCOM公司BCM6348芯片作為家庭網關的核心。該微處理器支持ADSL2+功能,在其上擴展構建多個以太端口,配置相應適配電路構成硬件平臺。
在軟件上,采用嵌入式Linux作為軟件平臺,可以充分利用其強大的網絡功能。
三、ATM網絡接口適配的實現
(一)控制進程的實現
pvc2684ctl的功能就是實現同守護進程(pvc2684d)進行通信,傳遞相應的請求。現在支持的命令有:add,delete,hello等。
Add命令,用來通知守護進程創建新建ATM socket,并創建ATM網絡接口。Delete命令,用來通知守護進程創建刪除ATM網絡接口,使用較少。Hello命令,用來判斷2684d是否存在。
同一系統中兩個不同進程的通信方法有很多,其中UNIX套接字是一個高效簡捷的方法。UNIX套接字的運轉機制和Internet套接字類似,主要的區別UNIX套接字只能用在一臺計算機中,而Internet套接字則可以在不同的計算機之間使用。UNIX套接字定址的方式是作為本地文件系統里的一個文件。
(二)守護進程的實現
在LINUX系統中,要使用PVC來進行數據傳輸,需要創建并維護該PVC協議的socket,然后調用Linux中提供IOCTL命令,來創建ATM網絡接口,實現RFC2684協議。
四、二層橋接功能的設計
家庭網關需要支持橋接、路由混合組網模式,即同時PC的數據走路由模式化,視頻、語音等業務走橋接模式。
在家庭網關中,用戶可以配置bridge和PPPOE類型的PVC,bridge類型的PVC可以用來進行橋接,PPPOE類型的PVC可以用來進行路由。這樣通過使用多條PVC實現了橋接和路由方式的混合組網。
為了實現路由功能來傳輸數據業務,通常使用PPPOE類型的PVC,在Linux系統中,首先為PPPOE的PVC新建了一個BR2684的網絡接口,在內核中用一個struct net_device來表示,換言之,即新建了一個虛擬的以太網接口。然后在該網絡接口上新建了一個PPP類型的網絡接口。PPPOE類型PVC在系統中具有兩層網絡接口,其BR2684網絡接口僅僅為PPPOE接口服務。實際上,BR2684網絡接口也可以承載其他類型的數據,當把BR2684網絡接口放置到一個網橋中時,該網絡接口就能完成橋接功能。
五、家庭網關ATM QoS方案的實現
(一)流分類與標記
為了區分不同的數據流,第一步工作就是對其進行分類。Linux的iptables命令就有強大的區分流的能力,可以根據輸入接口,MAC地址,報文協議類型;及各個協議的相關字段值等進行數據流的區分。Iptables的mangle表提供了修改數據報各個字段的值的方法。Mangle表有兩個掛鉤點:PREROUTING、OUTPUT。Iptables命令中mangle表支持的操作有:MARK,TOS。可以利用這兩個操作來實現數據報文的標記。
使用擴展target的MARK方法,通過參數―set-mark來設置數據報文skb的nfmark字段的值。nfmark是一個用戶定義的數據報的標記,該標記可以用于基于策略的路由,也可用于后續對報文的處理中(把它作為報文的優先級標志)。在使用多條PVC且DSLAM支持多種ATM服務類型時,通過該標志來對數據流進行策略路由;在單PVC情況下或DSLAM只支持ATM的UBR類型時,通過該標志把數據報文放置到PVC的相應優先級隊列中去。
(二)數據流的優先級處理
前面描述了如何對數據進行流分類并打上相應的標志,剩下就是網關自身完成數據流的QoS保證,根據不同的優先級來進行發送。
在單PVC情況下或DSLAM只支持ATM的UBR類型時,在啟用該PVC的QoS保證后,在ATM層為該PVC新建了3個隊列,優先級為高中低,該優先級隊列對應著數據報文skb的nfmark字段,即skb的nfmark字段標為高的報文,進入該PVC的高優先級隊列。優先級為低的報文,進入PVC的低優先級隊列。然后由ATM層的硬件整形器統一調度。從而嚴格保證了高優先級的報文能優先發送。
在多條PVC且DSLAM支持多種ATM服務類型時,這里也還有各種不同的組網模型。如果各PVC都能參與路由進行數據轉發,那么可以通過設置策略路由來把數據流分到各種優先級的PVC上。設置策略路由的依據就是前面設置的SKB的nfmark字段。
六、系統測試
上傳/下載速率通過ftp測試軟件測量,見表1。還有一類是家庭網關的最大吞吐量,該測試由測試設備Smartbits來完成,見表2。
根據測試情況,該網關可以很好的完成綜合數字媒體業務下的相關網絡工作。
七、小結
該論文描述的基于Triple Play綜合數字媒體業務的家庭網關,具有以下特色:充分考慮triple play業務的需求,具有豐富的組網能力,完善的QoS,強大的NAT/防火墻功能,良好的組播管理功能。系統采用Linux操作系統,極大的降低了產品的成本,更重要的是,能根據業務的具體要求,修改內核代碼,完成實際需求。該家庭網關具有一定的應用前景。
【關鍵詞】手機用戶套餐外流量收入多元回歸實證分析
一、變量的選擇和數據
在手機用戶流量收入中,選擇套餐外流量收入作為因變量進行分析基于兩點原因:①套餐外流量的使用獨立于套餐內的多種產品捆綁的共性,能更準確的反應市場針對流量的自主需求;②套餐外流量的使用具規模性,且其單位貢獻值(MB/元)數倍于套餐內流量,整體上對流量收入的貢獻率較高。
影響手機用戶套餐外流量收入的自變量很多,筆者選取了手機用戶套餐外使用流量、手機用戶套餐內使用流量、手機用戶WIFI使用流量、用戶有線寬帶接入使用流量、EV-DO無線網絡容量、EV-DO無線網絡實占容量、EVDO室內分布系統數量、PDSN同時激活PPP連接數、WAP網關并發處理能力和移動電話用戶市場份額等10個自變量[1]。
首先使用SPSS軟件,以pearson方式對影響手機用戶套餐外流量收入的自變量進行相關性分析,分析結果中的異常情況如表1所示:
影響手機用戶套餐外流量收入的各自變量中,用戶有線寬帶接入使用流量、EV-DO無線網絡容量、EV-DO無線網絡實占容量和PDSN同時激活PPP連接數的P值絕對值全部小于0.5,和手機用戶套餐外流量收入不具備中度以上的線性相關關系,且其Sig值均大于0.05,也不具備較強的統計學意義,所以這4個自變量全部刪除,其余6個自變量均與因變量具有中度以上的線性相關關系,且存在較強的統計學意義,入選多元回歸建模序列。
1.1手機用戶套餐外使用流量
手機用戶套餐外使用流量和套餐外流量價格對套餐外流量收入起著最直觀的影響,經核實該樣本通信公司的套餐外使用流量主要來源于套餐外流量包和流量卡,且這兩種產品的價格長期不變。在產品價格長期穩定的前提下,套餐外使用流量就具有相對更突出的直接影響。
1.2手機用戶套餐內使用流量
手機用戶套餐內使用流量雖然對套餐外流量收入存在相對的抑制作用,但是在用戶互聯網依存度日益趨高的情況下,其對這種生活模式具有消費引導作用,這就促進了套餐外流量收入的增長。
1.3手機用戶WIFI使用流量
WIFI和3G的技術應用共同構筑、促進和引導用戶互聯網生活的體驗和發展。從實踐性的角度結合3G應用的資費、信號穩定性和速率與其對比,手機用戶WIFI使用流量對手機用戶套餐外使用流量存在替代關系。
1.4EVDO室內分布系統數量
EVDO室內分布系統是一種用來解決室內深層覆蓋問題的手段。其機制是從基站引信號,通過分布系統和室內全向或定向天線對室內封閉區域進行信號覆蓋,其數量透過客戶感知影響流量消費需求[2]。
1.5WAP網關并發處理能力
WAP網關是手機上網中的核心樞紐設備,主要職責是提供與手機端對等的協議棧實現,對手機與內容服務器之間的數據包進行內容轉換,并保證數據包的安全傳輸,其并發處理能力高低透過數據包的傳輸速度、同時在線的用戶數量以及客戶感知等影響流量消費需求[3]。
1.6移動電話用戶市場份額
移動電話用戶市場份額指標既縱向展示了樣本通信公司移動業務的發展趨勢,同時橫向整合了市場競爭對手的影響力,是綜合性的移動業務市場競爭力指標。其強弱程度體現了樣本通信公司對整個移動業務市場產品供給模式的主導能力和對移動業務市場產品消費模式的引導能力。其對目前新興崛起、未來定位主流的流量產品將產生持續而重要的影響。
二、建立多元回歸模型
2.1構建數據表
構建數據表如表2所示。
所有變量均在原始數據的基礎上進行了標準化處理,為標準值。
2.2初步建立多元回歸模型
輸入/移去的變量如表3所示。
基于觀察變量整體效果的前提,以向后法輸入SPSS,初步建立6個模型。
2.3直方圖、P-P圖
直方圖如圖1、P-P圖如圖2所示。
模型的直方圖形態基本符合正態分布,可以大體上認為數據的殘差是符合正態分布的。
從模型的P-P圖可知,期望與觀察的累計概率散點基本繞線浮動,故認為殘差滿足線性模型的前提要求。
2.4R檢驗
模型匯總如表4所示。
向后法共建立6個模型,在R檢驗中6個模型各自的線性相關性指標R、擬合程度指標R、調整R方均大于 0.70,可以接受6個模型均通過R檢驗。其中模型2-4的R和R方基本都大于0.90,調整R方大于0.80,是相對優選的模型。
2.5F檢驗
Anova如表5所示。
6個模型的F檢驗Sig值均小于0.05。證明6個模型全部通過F檢驗,其各自所有的自變量作為一個整體與因變量之間的線性相關關系具有顯著性。
2.6T檢驗、多重共線性檢驗
系數如表6所示。
從表6可知,模型4中各自變量的T檢驗Sig值依次為0.101、0.039、0.001,除第1個自變量外,其余2個自變量的T檢驗Sig值均小于0.05。在6個模型中,模型4與因變量之間具有顯著性線性關系的自變量個數最多,基于2.2中以向后法考慮變量整體效果的出發點,選擇模型4為6個模型中T檢驗的最優結果。
從表6可知,模型4-6的容差均大于0.1,且VIF(容忍度)均小于10,表明模型4-6均不具有多重共線性。
2.7最優多元回歸模型的選擇
通過直方圖、PP圖、R檢驗、F檢驗、T檢驗和多重共線性檢驗,可知最優模型為模型4,其常量和自變量系數依次為:0(常量,-9.951E-16近似為0)、0.341(手機用戶套餐外使用流量)、-0.495(手機用戶WIFI使用流量)、1.036(移動電話用戶市場份額)。故建立其多元回歸模型如下:
Y=0.341X1-0.495X2+1.036X3
Y代表因變量:手機用戶套餐外流量收入
X1代表自變量:手機用戶套餐外使用流量
X2代表自變量:手機用戶WIFI使用流量
X3代表自變量:移動電話用戶市場份額
如2.1所示,所有變量均在原始數據的基礎上進行了標準化處理,為標準值。
2.8多元回歸模型的解釋
多元回歸模型Y=0.341X1-0.495X2+1.036X3的解釋為:①當其他因素不發生變化時,手機用戶套餐外使用流量每增加1單位的標準值,手機用戶套餐外流量收入增加0.341單位的標準值。因其T檢驗Sig值為0.101,大于0.05,所以其對模型的影響不顯著;②當其他因素不發生變化時,手機用戶WIFI使用流量每增加1單位的標準值,手機用戶套餐外流量收入增加-0.495單位的標準值;③當其他因素不發生變化時,移動電話用戶市場份額每增加1單位的標準值,手機用戶套餐外流量收入增加1.036單位的標準值。
三、對多元回歸模型的分析
3.1定位市場需求
①價格需求。基于多元回歸模型內X1和X2的系數和顯著性對比{0.341
②數量需求。Ⅰ免費WIFI流量的使用場所:如XX基快餐店、XX商場等公眾場所、及包時間段的寬帶使用場所(如安裝無線路由器的客戶住宅)在用戶消費流量的場景中不具有全天候的時間連續性;Ⅱ套餐外流量的消費場景具有全天候的時間連續性;歸納上訴,結合手機用戶套餐外使用流量對模型影響的不顯著性和相對最低的系數可以部分說明該樣本通信公司的手機用戶整體上的互聯網依存度較低,沒有持續消費套餐外流量的需求。
③產品結構需求。Ⅰ移動電話用戶市場份額作為一個綜合性指標,是樣本通信公司所有移動電話用戶對其移動產品需求的集合,在移動產品結構需求上具有整體的代表性和同構性。模型中:移動電話用戶市場份額對模型影響的系數最高,為1.036,其T檢驗Sig值為0.000,在所有自變量中具有對因變量的影響最顯著的特征。可推論當一個綜合性產品結構需求指標能強力帶動某種細分產品結構需求指標(如模型中的因變量:手機用戶套餐外流量收入)線性變動時,這說明2者之間存在共同的影響因子,前者從產品結構上涵蓋后者。Ⅱ樣本通信公司的產品結構大致分為融合產品和單產品,下面以樣本通信公司2013年12個月的移動電話用戶市場份額和移動產品融合率進行相關性分析,見表7:
表8中,P值=0.962,說明移動產品融合率和移動電話用戶市場份額有極強的線性相關關系;Sig值=0.0010.05,具有非常顯著的統計學意義。以此推論樣本通信公司的移動電話用戶市場份額增長主要歸功于融合產品的持續推廣。
由Ⅰ和Ⅱ可以推論出引起手機用戶套餐外流量收入線性變動的產品結構需求原因主要來源于融合產品的持續推廣。
綜上所訴,樣本通信公司手機用戶套餐外流量收入所對應的市場需求是:客戶在消費融合套餐的過程中附帶消費手機流量,并在手機流量這個子產品延伸消費過程中低支出、低數量地消費手機套餐外流量。
3.2規劃市場供給
①中短期市場供給規劃。Ⅰ以融合產品帶動流量發展。繼續向市場主要推廣融合產品,并配合降低流量包、流量卡每MB單價,提高套餐外流量的性價比、擴大流量包、流量卡的單包單卡面值,刺激客戶提高消費套餐外流量的數量級,以期持續擴大流量的消費規模,為中長期深入挖掘流量經營的價值積累規模基礎;Ⅱ基于智能管道構建量收剪刀差的解決方案。在本文中,技術指標對因變量的影響甚微,沒有入選最優模型,說明樣本通信公司在其經營區域內的網絡資源消耗遠離飽和狀態。但是考慮到即將到來的4G時代可能會引起流量消費的爆炸式增長,所以量收剪刀差是可預見的的隱患。解決方案需基于智能管道合理的使用和管理網絡資源,可以讓用戶在擁有最優流量體驗的同時,運營商也能以最合理的資源配置和資源利用率獲得最優的回報。
②中長期市場供給規劃。Ⅰ“去通信化”,開拓新的經營領域。樣本通信公司流量消費的市場需求低迷且具有顯著的依附性。要實現流量收入在中長期的快速而持續的增長就需要“去通信化”,將市場供給的定位由通信服務轉型為信息服務。這需要搭建或購買高質量的互聯網應用平臺,推層出新互聯網應用產品,把增量目標客戶定位于互聯網生活依存度較高的客戶群,以平臺和應用的不同組合來識別和區分目標客戶群,細分市場需求,針對性地深挖流量價值,拉動用戶的流量消費需求。參考中國互聯網絡信息中心的報告:手機游戲平臺、手機APP搜索下載平臺、手機在線視頻、手機網購等正在聚集引領互聯網應用平臺和產品發展的潮流[4][5]。Ⅱ“去通信化”,創新業務和商業模式。從中長期觀察,經營新領域需要改變獨自開發的業務模式和向前收費的商業模式,匹配具有信息服務基因的新模式。業務模式可定位于提供低門檻、開放性的環境和開發平臺,聚集社會資源共同開發,實現合作共贏。商業模式的創新需要先構筑技術基礎:即依據智能管道對網絡的能力性能、資源使用等情況的信息整合來合理分配資源,然后再創新“基于應用環境、消耗資源和相應價格三要素的新型商業模式”。[6]這類新型商業模式應在多元化的內涵、差異化的競爭方向上具備混合型收費的特征,既面向前端客戶收費,也面向后端客戶收費,這方面可參考Facebook、Google和騰訊等。
參考文獻
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[6]韋樂平.轉型首先是“去電信化”.世界電信. 2012,11
關鍵詞:自動遠程抄表;GPRS;數據采集器;GR47模塊;W77E58微控制器
1 前言
遠程電能采集系統是指采用計算機技術和通信技術自動讀取和處理表具數據的一種手段,是提高電能管理部門自動化水平的需要,也是計算機技術和通信技術迅速發展的必然。而傳統的電量結算是依靠人工定期到現場抄取數據的,在實時性、準確性和應用性等方面都存在諸多不足之處。將現代通信技術、計算機技術和電能量測量技術結合在一起,便能夠及時、準確、全面地反映電量的使用。通過中國移動通信有限公司的通用無線分組業務(general packet radio service,GPRS )網絡,電力部門可將工業和民用電能表采集的電力系統實時數據傳遞到地、市、省級的集中監控中心,以實現對電力監測設備的統一監控和分布式管理。GPRS為電能遠程抄表系統提供了簡單、高效的通信傳輸手段。
2 電能遠程抄表系統的原理
目前,國內外生產的絕大多數多功能電能表都帶有RS485接口,同時,現行有一系列的通信規約,如我國電力行業通信標準DL/T 645—1997《多功能電能表通信規約》等。終端設備按照通信規約,通過RS485接口與多功能電能表進行通信,采集到電能表相關參數后,通過GPRS網絡將數據遠程傳送到后臺數據中心。電能遠程抄表系統的結構如圖1所示。
圖1 電能遠程抄表系統結構圖
3 終端系統設計與實現
終端系統主要完成電能表數據的采集和傳輸功能。目前實現終端系統功能的流行方法主要有兩種: 一種是采用微控制器控制GPRS模塊,比如采用西門子公司的MC35模塊和Sony Ericsson Mobile Comm unica tions公司的GR47模塊等;另一種方法是直接采用嵌入式網絡模塊來實現,比如采用成都英創信息技術有限公司的ETR186嵌入式網絡模塊等。相對而言,第一種方法在靈活性和擴展性方面比第二種方法更具優勢,又由于移動夢網的網關GPRS支持節點(GGSN)與GPRS模塊通信時遵循點對點協議(po int to point pro tocol,PPP),所以要在微控制器中也實現一部分PPP才能與之對話,其中GR47模塊本身已經實現了傳輸控制協議- 網際協議(TCP/IP)堆棧,因此應用得更為廣泛。
3.1 硬件結構
電能遠程抄表系統主要由GPRS網絡模塊、微控制器、外圍接口電路和RS485 接口電路組成。系統硬件設計總體框圖如圖2所示。
圖2 電能遠程抄表系統硬件框圖
GRPS網絡模塊選用GR47模塊。GR47模塊是Sony Ericsson Mobile Comm unica tions公司推出的新一代全球移動通信系統(global system form obile comm unications,GSM)通信模塊,支持端對端、端對用戶的通信方式,支持短信息業務(short m essage service,SMS)和GPRS等數據傳輸和語音呼叫。模塊提供了非常完整的使用接口,包括三路串行數據通信接口、用戶識別卡(subscribe riden tity m odule,SIM)接口,內嵌TCP/IP棧,串口支持GSM 07.10協議,波特率可調。GPRS模塊的UART A是一個全雙工的RS232串口,支持所有在線與非在線的通信方式,并且所有需要無線發送的數據必須要通過該串口進入模塊的發送單元,同時該串口上還有請求發送(RTS)、清除發送(CTS)、數據終端準備(D TR )、數據載波檢測(DCD)、振鈴指示(RI)、數據準備(DSR)等控制信號線,其中的D TR 引腳用于從硬件上控制GPRS模塊數據態與命令態的切換;UART B可以用來接收一些特殊的串行數據,比如接收全球定位系統(GPS)數據;也可下載軟件UART C,對模塊進行嵌入式開發。
微控制器選用W77E58單片機。W77E58是Winbond公司的新型單片機,內含2個增強型串口和32 KB大容量閃速存儲器。指令集與51系列單片機完全兼容,非常適合在智能化監控系統中使用。在系統功能比較復雜的情況下,控制GR47模塊的微控制器可以選用ARM 9嵌入式處理器單元。W77E58單片機的UART0與GR47模塊的UARTA連接以控制GR47模塊,UART1通過RS485接口芯片與多功能電能表進行通信。
3.2 軟件設計
終端軟件部分主要由電能表數據采集和控制數據網絡傳輸兩個模塊組成, 程序通過Keil C語言實現。
3.2.1 電能表數據采集
采集電能表數據的電路符合最簡單的RS485總線接口標準,因此只需按照電能表廠商提供的協議,通過串口向電能表發送合適的數據幀,然后接收到響應幀后對數據進行分析來獲取電能表參數。
針對本系統,W77E58中UART1與RS485接口芯片相連,UART0用于與GR47模塊的UARTA連接,那么,為方便通信程序的調用,可以設計如下的接收和發送函數。
/ *
*****************************
* 函數說明: 發送一個字符 *
* 參數: sp 選擇哪個串口 *
* c 待發送的字符 *
*****************************
* /
void sendchar(bit sp,unsigned char c){
if(sp= =0) { }
SBUF = c; }
while(!TI);
TI=0;
}
if(sp = = 1) {
P1_4=1;
ACC = c;
TB8_1=P;
SBUF1 = c;
while(!TI_ 1);
TI_ 1= 0;
}
}
void sendstring(bitsp,unsigned char *pstr,unsigned int strLen) {
for(i=0;i
sendchar(sp,*(pstr+i));
}
}
/*
*****************************
* 函數說明: 從串口接收一個字符 *
* 參數: sp 選擇哪個串口 *
* chr 接收到的字符 *
** ***************************
* /
void accep tchar(bit sp,unsigned char*chr){
if(sp= =0){
TR0=1;
while(!RI);
TR0=0;
*chr=SBUF;
RI=0;
}
if(sp= =1){
P1_4=0;
TR0=1;
while(!RI_ 1);
TR0=0;
*chr=SBUF1;
RI_1=0;
}
}
假設采集電能表當月有功電能的數據請求幀為“68AAAAAA901016”,那么只需調用函數sendstring(1,“68AAAAAA901016"",14),然后解析接收到的數據。
2.2.2 數據網絡傳輸
GPRS模塊GR47有兩種工作狀態,即指令狀態和數據狀態。
W77E58通過UART0與GR47模塊的UARTA通信,發送相關AT指令到GR47模塊,以控制GR47模塊與Internet的連接。
在指令狀態下建立GR47 模塊與Internet連接的步驟:
a) 為GPRS模塊開通TCP/IP服務。發送指令“A T + CGDCON T = 1,"" IP"", ""CMN ET""”,正常情況下返回“OK”。
b) 為GPRS模塊分得固定虛擬IP地址。發送指令“AT * E2IPA = 1,1”,正常情況下返回“OK”。
c) 查看GPRS模塊分得的IP地址。發送指令“AT*E2IPI=0”,正常情況下返回IP地址。
d) 通過TCP連接后臺數據接收服務器。發送指令“AT*E2IPO = 1,"" 61.183.187.174 "",1001”, 連接后返回“CONN ECT”。如果返回的信息是“ERROR”, 則必須重新發送相關指令。
具體到軟件程序的實現,以第一個步驟為例,只需調用函數sendstring (0,”AT+CGDCONT=1,""IP"",""CMNET""”,25),然后通過accep tchart函數接收返回數據,判斷是否含有“OK”即可。
當GR47模塊和后臺服務器成功建立連接后,就進入了數據狀態,所有的AT指令都已經無效,此時GR47模塊通過UART A只與服務器端有連接,對數據和其它端口都不響應。從數據狀態到指令狀態的切換通過硬件實現,由W77E58單片機給GR47模塊的DTR引腳發送一個高電平脈沖,使得GR47模塊從數據狀態自動切換到指令狀態,此時UART A將會接收到模塊的反饋值“OK”。
4 接收程序設計
后臺接收程序通過套接字(Socke t)編程來實現。
Socket有兩種主要的操作方式: 無連接的操作和面向連接的操作。無連接的操作使用用戶數據報協議(UDP),一個數據報是一個獨立的單元,它包含了所有傳送的信息,在這種模式下,Socket不需要連接一個目的地的Socket,它只是簡單地傳輸數據報,無連接的操作快速、高效,但是數據安全性不佳。面向連接的操作使用TCP,在這種模式下,Socket必須在發送數據之前與目的地的Socket取得連接,一旦建立連接后,Socket就可以使用一個流接口,打開讀寫關閉,所有發送的信息都會在另一端以同樣的順序被接收。面向連接的操作比無連接的操作效率低,但是數據的安全性更高。Socket支持同步和異步模式。在同步模式中,對于執行網絡操作的函數調用,一直等到操作完成后才將控制返回給調用程序;在異步模式中,這些調用立即返回。在TCP/IP網絡應用中,通信的兩個進程間相互作用的主要模式是客戶- 服務器模式,即客戶向服務器發出服務請求,服務器接收到請求后,提供相應的服務,因此Socket編程也包括服務器端和客戶端的編程。
后臺接收程序屬于服務器端Socket程序,而終端設備網絡通信程序則相當于客戶端程序,后臺接收程序采用TCP,基于異步方式來實現。程序具體的實現可以通過VC,Delphi,.net和java等支持多線程的語言和技術來實現。程序流程圖如圖3所示。
圖3 電能遠程抄表系統后臺接收程序流程圖
5 結束語
總之,電能遠程抄表系統的開發,實現了對用戶用電信息的無線采集,并通過對數據的系統處理,實現了網上預交費和對用電情況的實時監測,有效防止了欠費和竊電等情況的發生。同時,通過GPRS雙向系統可實現對遠端電能表和其它電力設備進行控制,節省人力資源和建設成本,縮短修護時間。目前,基于GPRS的電能遠程抄表系統在供電部門已得到廣泛的應用。
參考文獻: