同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 钢筋混凝土梁柱损伤扩展模型

    宁超列;李杰;

    从钢筋混凝土梁柱构件的损伤扩展过程出发,在加载过程中动态计算并更新模型的损伤区长度,同时结合修正的2点Gauss Radau积分方案保证损伤区长度范围内仅包含1个积分点,避免了Scott和Fenves分段纤维梁柱模型的塑性区长度敏感性问题.钢筋混凝土悬臂柱的试验与数值对比分析表明,本文模型不仅具有较好的计算精度,而且能够模拟钢筋混凝土梁柱构件的损伤扩展.

    2012年12期 v.40 1747-1752页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
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  • 混凝土中毛细压力-饱和度关系模型

    张庆章;顾祥林;张伟平;黄庆华;

    首先分析了混凝土中毛细压力产生的原因,进一步分析了毛细压力与孔隙内水分弯液面之间的相关关系以及毛细压力与相对湿度之间的联系.利用圆柱孔模型对排湿过程同一相对湿度对应饱和度比吸湿过程高这种滞后效应进行分析.根据滞后效应的分析,基于已有的吸湿过程中毛细压力与饱和度关系提出了预测排湿过程中毛细压力与饱和度之间的关系模型.进一步引入等比容吸附热量的影响,分析了温度对排湿过程中毛细压力与混凝土内饱和度之间关系的影响,结果发现随着温度的升高同样饱和度对应的毛细压力数值逐渐降低.

    2012年12期 v.40 1753-1759页 [查看摘要][在线阅读][下载 879K]
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  • 预张拉纤维布约束混凝土圆柱预应力损失试验

    周长东;李季;吕西林;

    为了对混凝土墩柱有效施加环向预应力,研制了一种自锁式锚具用来环向张拉纤维布,从而对核心混凝土提供主动约束应力,提高混凝土墩柱的强度和延性.根据自锁式锚具的施工工艺,分析了引起预应力损失的主要原因,针对摩擦损失、碳纤维布应力松弛损失、混凝土收缩徐变损失等各种影响因素进行了试验研究和理论分析,得到了各项预应力损失的发展规律及其与相关影响因素的关系,提出了减少预应力损失的措施.

    2012年12期 v.40 1760-1765页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
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  • 再生混凝土框架结构模型振动台试验

    王长青;肖建庄;

    介绍了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土框架模型的振动台试验.对框架模型的自振频率、结构等效刚度、结构阻尼比、结构振型、加速度反应、位移反应进行了研究.分析表明,随着地震强度的增加,结构出现一定程度的破坏后,模型抗侧移刚度退化、自振频率随之下降、结构的阻尼比逐渐增大、加速度放大系数呈逐渐降低的趋势;采用层间变形作为评估指标,对再生混凝土框架的抗震能力进行了评估.经过多次地震试验后,尽管再生混凝土框架的破坏较为严重,但在1.170g地震试验后仍然没有倒塌,表明再生混凝土框架结构具有良好的抗震能力.

    2012年12期 v.40 1766-1772页 [查看摘要][在线阅读][下载 1186K]
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  • 邻近地上结构对地下结构动力响应的影响参数

    王淮峰;楼梦麟;陈希;翟永梅;

    采用有限单元法建立了一系列典型高层框架结构及地下车站的二维平面应变模型,研究了不同地震波输入、结构间距、土层刚度、土层阻尼比及地上结构基础埋深、楼层数、刚度等工况下地上结构对地下结构动力响应的影响.分析结果表明,地震波频谱成分的影响很大;随着结构间距增加,相互作用迅速减小;随着土层阻尼比减小、基础埋深增加、楼层数增加,相互作用增大;地上结构上部刚度对相互作用程度的影响不大.

    2012年12期 v.40 1773-1777页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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  • 新Ⅲ级钢筋动力性能及在抗爆结构中的应用试验

    高永红;范俊奇;楼梦麟;

    在静力试验的基础上首先利用KG-5型快速加载试验机对新Ⅲ级钢筋进行了不同应变率下的动力性能试验,完整给出了材料的动态应力时程曲线,定性研究分析了新Ⅲ级钢筋的动态力学性能;然后利用KG-500型快速加载试验机对不同配筋率、不同混凝土强度的梁进行了快速加载条件下的抗弯性能试验,比较研究了新Ⅲ级钢筋与普通II级钢筋混凝土梁的动态抗弯承载性能及其与配筋率及混凝土强度的变化关系.结果表明,新Ⅲ级钢筋具有良好的动态力学性能,随变形速率增加,其屈服强度提高,但塑性保持不变;在防护结构中合理采用新Ⅲ级钢筋具有良好的综合效益.同时指出了在使用中应注意与混凝土强度匹配的具体问题.

    2012年12期 v.40 1778-1782页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K]
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  • 基于细观理论的粗粒土剪胀性及本构模型

    孙海忠;

    基于能量守恒原理和Rowe提出的最小能比原理从细观角度建立了考虑颗粒破碎的剪胀方程,并对不同围压下颗粒破碎耗能因子在试验过程中的变化趋势进行了归一化.为了验证该剪胀方程的正确性,引入修正硬化准则,建立了相应的弹塑性本构模型,然后将该模型用于2种不同形状粗粒土室内大三轴试验的数值模拟,对比分析表明,该模型能够较好地描述粗粒土的剪胀特性和应力应变关系.

    2012年12期 v.40 1783-1788页 [查看摘要][在线阅读][下载 1082K]
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  • 盾构隧道壁后注浆浆液时变半球面扩散模型

    叶飞;苟长飞;刘燕鹏;孙海东;

    在假定注浆浆液为粘度时变性流体且浆液沿半球面扩散的前提下,应用达西定律对盾构管片注浆扩散半径及浆液对管片产生的压力进行了理论推导,得到了浆液扩散半径及对管片产生的压力的计算式.通过具体实例,对比分析了考虑浆液粘度时变性和不考虑浆液粘度时变性2种条件下注浆压力、注浆时间、浆液初始粘度、土体渗透系数对浆液扩散半径及浆液压力的影响,得到了浆液压力的分布形式.分析结果表明,注浆压力和土体渗透系数较大且注浆时间较长时,浆液的粘度时变性对浆液扩散范围和压力的影响显著;可通过调整注浆压力、注浆时间、浆液特性来调整注浆效果.

    2012年12期 v.40 1789-1794页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]
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  • 地裂缝区黄土和充填土持水曲线的测试与计算

    蒋明镜;胡海军;彭建兵;申志福;

    为评价地裂缝区域黄土和充填土持水性能差异及微观机理,实测了两者持水曲线,根据微观结构计算了持水曲线和进气值,根据孔隙分布分析了实测持水曲线的特征.研究结果表明,实测的黄土持水曲线在低吸力段位于充填土之上并在高吸力段接近重合,曲线均存在滞回性;基于孔隙分布计算得到的持水曲线与实测曲线形状相似,并能反映一定的滞后现象;实测和Schubert理论所得进气值分别接近于本文公式所得进气值的下限和上限,而由计算持水曲线间接所得进气值位于上、下限之间;黄土大孔隙体积较充填土多而微小孔隙分布相近是两者持水曲线产生差异的原因;双孔隙结构是导致持水曲线中间存在平缓段的微观原因.

    2012年12期 v.40 1795-1801页 [查看摘要][在线阅读][下载 621K]
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  • 寒区隧道地源热泵加热系统埋管间距优化分析

    夏才初;邹一川;张国柱;

    为预防寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速公路林场隧道中,用于对隧道洞口段衬砌和排水系统加热.采用有限元计算方法,首先通过对初始温度场的计算反演出岩体各项热物性参数,再以试验所得热交换管实际换热量作为模型中管壁的内边界条件进行热交换管的岩土热响应分析.计算结果显示,隧道内热交换管管壁温度及管间温度与现场试验结果能够很好地吻合,满足工程精度要求.利用验证后的有限元计算模型对热交换管间距进行优化,得到埋管最优间距为0.5~0.8m.

    2012年12期 v.40 1802-1807页 [查看摘要][在线阅读][下载 719K]
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交通运输工程

  • 删失数据下事件持续时间多因素生存分析模型

    蒋宏;方守恩;陈雨人;

    交通事件持续时间是事故管理研究中最重要的指数之一,应用半参数比例风险模型和参数加速失效模型分析了多因素事件持续时间及其危险因子之间的关系.利用浙江省某高速公路3年内采集的事件数据,通过对交通事件各状态概率分布函数的显著性分析,比较了比例风险模型和加速失效模型对协变量选择及生存率对共同协变量的敏感性.基于Cox比例风险模型和对数罗吉斯蒂加速失效模型的参数估计表明,有6个显著性的协变量入选各自估计的生存函数,包括报警时段、事故类型、报警方式、占用车道数、受伤人数和当场亡人.对于最显著示性变量(当场亡人),持续时间生存概率估计曲线表明,加速失效模型对于该变量更敏感,且Cox比例风险模型更适合于短时持续时间的预测.此外,生存模型可以基于事故报告信息预测持续时间大小的概率,有益于事故预后措施的实施及为紧急救援提供决策参考.

    2012年12期 v.40 1808-1813页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
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  • 考虑空间相关性的信控交叉口安全分析

    王雪松;谢琨;陈小鸿;王珂;

    利用广义估计方程(generalized estimating equation,GEE)考虑交叉口的空间相关性,分析交叉口所处位置、几何设计、信号控制、运行状况等因素对于安全的影响.结果表明,以自回归型(autoregressive)为关联矩阵的GEE模型具有最优的拟合效果;交叉口间距越小、转向车道比例越大、相位数越多、日均流量越大,事故产生的风险越大;十字交叉口、低交通密度、位于高架下的交叉口的事故发生几率较高.

    2012年12期 v.40 1814-1820页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
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  • 基于交通噪声分析的交通流状态识别方法

    罗向龙;

    车辆行驶时的声音主要由发动机噪声、轮胎噪声、空气涡流噪声、排气噪声组成,多个车辆构成的交通噪声取决于道路的交通流状态.在分析现有交通状态识别方法和车辆声音特性的基础上提出了一种利用交通噪声的交通状态识别方法.按照车速将交通流分为自由流、饱和流和交通拥堵3种状态,对不同交通流状态下的交通噪声信号进行谱分析,以归一化的峰值频率作为特征,用支持向量机对不同的交通流状态进行识别.试验结果表明,通过交通噪声能够正确识别不同的交通流状态,具有较高的识别精度.

    2012年12期 v.40 1821-1824页 [查看摘要][在线阅读][下载 372K]
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  • 通勤出行中停车换乘选择行为分析与建模

    云美萍;刘贤玮;陈震寰;杨晓光;

    针对通勤出行研究驾车者的停车换乘选择行为,选取上海市典型停车换乘站对驾车通勤者与公共交通通勤者进行了RP(revealed preference)调查与SP(stated preference)调查,基于调查数据分析了选择停车换乘与否的影响因素,并针对道路交通通畅、堵塞2种状态分别建立了是否停车换乘的二项Logit模型.模型结果显示低收入的年轻人更倾向于选择停车换乘;交通状态堵塞时是否有老人或小孩等家庭特征显著影响停车换乘选择行为;模型还揭示了通畅时通勤者更关注出行费用,而堵塞时通勤者更关注出行时耗和舒适性,并分析了时间和费用敏感度对停车换乘选择概率的影响及其差异.

    2012年12期 v.40 1825-1830页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
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  • 拥挤度对公共交通方式选择意愿的影响

    蒋盛川;孙轶凡;杜豫川;

    针对公共交通方式出行特点设计了RP(revealedpreference)与SP(stated preference)调查结合的方法,并根据正交试验设计的原理对SP调查中的变量和水平进行组合设计;提出根据立席密度对拥挤程度进行描述的方法,并对拥挤程度进行分级.以此为基础,建立包含时间、费用和拥挤度的离散选择模型,通过对拥挤度的弹性分析研究其对出行者交通方式选择意愿的影响.实例证明拥挤度对出行者交通方式选择产生巨大影响,是在构建常规公交和轨道交通方式的效用函数和方式竞争选择模型时不可缺少的因素.

    2012年12期 v.40 1831-1835页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 河浜管道管土相互作用及差异沉降分析

    黄崇伟;徐一峰;凌建明;童毅;

    基于ABAQUS有限元软件建立并验证了考虑河浜与非河浜地基接触、管土接触的交通荷载-土基结构-埋地管道三维有限元模型.利用该模型分析了埋地管道在不同地基处理方案下的管道竖向土压力、侧向土压力及管道内部应力,并采用分层总和法与有限元相结合的方法计算河浜地区管道存在情况下土基顶面差异沉降,结果表明,在交通荷载作用下,管道结构最大土压力出现在管顶、管侧及管底位置;交通荷载和土体自重荷载引起的管道Mises应力不容忽视,在河浜土基不处理的情况下,其最大值达4.887 MPa;在管顶(底)处存在由于管土相对刚度差异带来的土压力集中现象,其值分别是天然土基同等深处的土压力的2.61和2.99倍,分层总和法无法考虑管土相互作用导致的结果失真,有限元和分层总和法相结合的计算结果与实际情况较为吻合.

    2012年12期 v.40 1836-1841页 [查看摘要][在线阅读][下载 776K]
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环境科学与工程

  • 溢流污水中溶解性有机物的混凝去除特性

    徐祖信;王卫刚;李怀正;金伟;

    以上海市某分流制雨水系统溢流污水中溶解性有机物(DOM)为对象,分析了溢流污水DOM的化学、物理组分以及聚合双酸铝铁(PAFCS)对DOM的混凝去除效果.结果表明,溢流污水DOM中憎水性物质(HoM)和亲水性物质(HiM)质量分数分别为68%和32%左右;分子量大于300kDa和10~50kDa的有机物质量分数分别为29.76%和37.87%.PAFCS对总有机碳(TOC)的去除率为17%左右,混凝对HoM的去除率远高于对HiM的;对大于300kDa和100~300kDa组分的去除率为20%~25%,而对50~100kDa以及小于10kDa的组分基本没有效果.

    2012年12期 v.40 1842-1846页 [查看摘要][在线阅读][下载 621K]
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  • 印刷电路板中重金属含量的分析方法

    陈皓;王嘉莹;陈玲;赵建夫;

    以印刷电路板(PCB)中重金属含量准确分析为目的,研究了样品制备、消解温度控制、消解试剂等因素对金属元素提取效率的影响,得到针对PCB样品的微波消解预处理-电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析检测技术.研究选取PCB中含量大、毒性高的As,Mn,Cr,Ni,Zn,Pb,Cu等7种金属为目标元素,优化后的HNO3,H2O2,HF(体积比为7:2:4)混合试剂微波消解技术能有效分解电路板基体,溶解待测物,分析结果准确,重现性较好.利用该方法对不同电器PCB进行分析,结果表明电路板中重金属元素含量高、差异大,其中Cu和Pb的质量分数分别高达27.1~441.0,0.2~29.0g.kg-1.

    2012年12期 v.40 1847-1851页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K]
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  • 巢湖市河流表层沉积物重金属污染和风险评价

    李飞鹏;陈玲;张海平;王嘉莹;

    采集巢湖市不同河道9个点位的表层沉积物样品,检测了7种重金属元素的含量水平,分析空间分布特征,并评价了其潜在的生态风险.结果表明,巢湖市河道表层沉积物中重金属含量水平相对较高,Hg和As的平均含量已经超过沉积物质量基准上限;根据地累积指数计算结果,重金属污染程度大小依次为Ni,Hg,Cu,As,Cr,Zn,Pb,单项重金属潜在生态风险大小依次为Hg,As,Cu,Pb,Cr,Ni,Zn,其中Ni污染程度达到极强污染水平,Hg为中污染水平,但却是最主要的潜在生态风险因子,As表现为较重风险,其他重金属的潜在生态风险相对较低;Hg单项潜在生态风险区域与综合潜在生态风险区域特征相对一致,重金属污染可能存在的主要风险区域为西环城河,相关部门应当足够重视.

    2012年12期 v.40 1852-1856页 [查看摘要][在线阅读][下载 457K]
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  • 我国典型垃圾焚烧飞灰物化特性对比

    柴晓利;王冬扬;高桥史武;岛冈隆行;

    对我国不同地区生活垃圾焚烧厂焚烧飞灰的物理、化学特性进行了分析研究,探讨了飞灰中总氯、可溶氯含量以及重金属分布与原始垃圾组分的相关性,结果表明,飞灰中重金属的含量与进厂原始垃圾的组成及垃圾收集方式密切相关;飞灰中所含氯的质量分数高达5.21%~14.49%,其中可溶氯占总氯质量的40.60%~83.96%;不同城市焚烧飞灰中氯的含量差异较大,经济发展水平较高的城市焚烧飞灰中氯的含量也相对较高,厨余垃圾所占比例是影响飞灰中氯(特别是可溶氯)含量的重要因素.

    2012年12期 v.40 1857-1862页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 结合图论与地理信息系统的供水管网分区优化

    刘俊;俞国平;

    提出了供水管网水力路径、耗散路径概念,并通过图论Dijkstra最短路径算法获得了供水管网最短水力路径结构和最短耗散路径结构,通过地理信息系统(GIS)将其可视化.考虑压力分布、行政区域以及道路走向,通过安装水表和阀门来确定不同分区供水范围.水表应安装在主要供水路径上,阀门应安装在最短耗散路径经过次数较少的管道上.以能量参数、压力统计参数和压力参数作为供水管网3种性能参数衡量分区影响,实现了复杂供水管网分区优化,并确定了不同分区的水流连通情况.

    2012年12期 v.40 1863-1869页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]
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材料科学与工程

  • 单向复合材料矩形截面圆柱弹簧的自由振动

    郝颖;虞爱民;

    把自然弯扭梁理论推广到材料为各向异性的情况,并得到了单向复合材料矩形截面杆件的圣维南扭转翘曲函数的解析公式.在此基础上,进一步导出了单向复合材料非圆截面圆柱螺旋弹簧的运动微分方程,它们由14个1阶偏微分方程组成.方程中不仅考虑了转动惯量、轴向和剪切变形的影响,而且首次考虑了簧丝横截面的翘曲变形对弹簧固有频率和振动模态的影响.由于方程呈现出很强的刚性,这里采用改进的Riccati传递矩阵法对弹簧的自由振动微分方程进行求解.计算表明,对于单向复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其自由振动特性具有重大的影响,是必须考虑的重要因素.最后,研究了各种设计参数对此类弹簧固有频率的影响.

    2012年12期 v.40 1870-1875页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • “晒不热”建筑涂料的节能实效

    马一平;朱蓓蓉;李远珊;于贺;

    采用价格低廉的低吸收率、高发射率碱土金属碳酸盐材料作为涂料填料,制备了"晒不热"建筑涂料.于海南的试验结果表明,彩钢瓦楞板屋顶涂刷该涂料后,其日间曝晒下室内温度比未涂者可低10℃,比涂市售同类涂料者可低2℃;空调设置温度为24℃时,涂该涂料的房间1昼夜比未涂者可节电1.72kWh,比涂市售同类涂料者可节电0.81kWh;空调设置温度为26℃及以上时,涂该涂料的房间比未涂者节电率大于40%,比涂市售同类涂料者节电率高15.6~20.8个百分点.

    2012年12期 v.40 1876-1881页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于Kriging模型的大客车侧翻安全性多目标优化

    高云凯;张朋;吴锦妍;王婧人;

    建立某型客车的有限元模型,依据ECE R66法规对客车侧翻安全性进行了多目标优化.根据侧翻仿真结果,选取客车上部结构关键零件截面形状为变量,以最大质心加速度和质量为目标,以侧围立柱与地板间夹角θ为约束条件,并结合最优拉丁方试验设计法生成了高精度的Kriging模型.利用NSGA(non-dominated sorting genetic algorithm)-II算法对大客车侧翻安全性进行了多目标优化并得到了Pareto最优解集.优化结果表明利用截面形状优化法可以在质量增加较小的条件下提高整车的侧翻安全性能.

    2012年12期 v.40 1882-1887页 [查看摘要][在线阅读][下载 744K]
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  • 钢丝绳缺陷检测励磁结构尺寸设计

    李万莉;冯文洁;李珍珍;颜崇浙;

    由钢丝绳缺陷类型的性质设计出钢丝绳无损检测励磁结构模型,根据磁化强度对局部缺陷型(LF)和截面积损失型(LMA)缺陷信号的影响选择钢丝绳需要磁化的磁化强度,并以钢丝绳能否磁化到一定的磁化强度作为励磁结构设计合理性的一个依据;根据励磁结构磁化回路等效模型,通过励磁结构尺寸参数设计及理论计算,分析励磁结构尺寸变化对励磁的影响,得出励磁结构的理论计算尺寸,利用得出的励磁结构尺寸进行ANSYS有限元仿真,理论计算尺寸仿真结果与钢丝绳应磁化的磁化强度有一定的差距,通过调节关键尺寸参数可以使钢丝绳达到需要的磁化强度,并以最后的尺寸作为励磁结构尺寸的设计依据.

    2012年12期 v.40 1888-1893页 [查看摘要][在线阅读][下载 645K]
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经济与管理科学

  • 人民币无本金交割远期汇率异常波动机制识别

    叶欣;陈伟忠;孙丽华;

    针对汇率波动的非线性特征,应用马尔可夫机制转换方法对2003-09-10—2011-03-25期间人民币的无本金交割远期汇率(NDF)的异常波动进行识别,研究结果显示:①2005年7月21日和2010年6月19日央行2次汇改前后NDF汇率均为高波动的异常机制,汇改后的初期存在一个升值预期压力集中释放的阶段,表明人民币汇率制度改革取得了稳定预期的成效;②2007年下半年至2009初的国际金融危机期间NDF汇率出现持续的异常波动,其中,长期NDF波动受美元先贬后升趋势的影响更为显著,说明投机者预期更易受到国际金融市场冲击的影响.上述结果揭示了人民币升值预期压力的积聚期间和不同市场参与者的预期差异,对我国央行适时干预以稳定汇率具有参考价值.

    2012年12期 v.40 1894-1898+1904页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K]
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  • 一种综合的供应商评价方法

    范琛;王效俐;

    针对供应链管理中供应商选择问题(VSP),尝试将综合AHP(层次分析法)、PCA(主成分分析)和DEA(数据包络法)3种方法应用在供应商评价中,避免传统的单个方法或2个方法的综合使用中各种方法本身的缺陷,尤其是解决由评价准则的相关性带来的重复评价和权值给定的客观性的问题.通过实例分析说明,与带偏好约束的AHP和DEA综合方法的评价结果进行了对比,AHP,PCA和DEA三者综合评价法能够有效降低评价的复杂程度,减少数据的冗余,可更加真实有效地反应供应商得分的实际情况,避免由于评价准则之间的相互关系所带来的重复评价问题.

    2012年12期 v.40 1899-1904页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]
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