一 : Protar结构特性补遗与发展
关于Zeiss被神化的Protar系列,正如我在之前引用Kingslake的文章中所说,“没有预期的那么好”。虽然这句话不知道是针对Zeiss自己的预期还是买家的预期,但是从推出的19世纪末到20世纪30年代,Protar各个系列逐步被Tessar和Planar之类的更好的结构所替代,唯有ProtarV作为超轻量化超广角存世到了20世纪30年代(二战之后各种更好的广角结构的出现然Protar V也没有了市场)。二 : 软件体系结构:软件体系结构-发展历史,软件体系结构-应用现状
软件体系结构是具有一定形式的结构化元素,即构件的集合,包括处理构件、数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工,数据构件是被加工的信息,连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件,这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。由于软件系统具有的一些共通特性,这种模型可以在多个系统之间传递,特别是可以应用到具有相似质量属性和功能需求的系统中,并能够促进大规模软件的系统级复用。
体系结构_软件体系结构 -发展历史
软件体系结构与最初的大型中央主机相适应,最初的软件结构体系也是Mainframe结构,该结构下客户、数据和程序被集中在主机上,通常只有少量的GUI界面,对远程数据库的访问比较困难。随着PC的广泛应用,该结构逐渐在应用中被淘汰。
在80年代中期出现了Client/Server分布式计算结构,应用程序的处理在客户(PC机)和服务器(Mainframe或Server)之间分担;请求通常被关系型数据库处理,PC机在接受到被处理的数据后实现显示和业务逻辑;系统支持模块化开发,通常有GUI界面。Client/Server结构因为其灵活性得到了极其广泛的应用。但对于大型软件系统而言,这种结构在系统的部署和扩展性方面还是存在着不足。
Internet的发展给传统应用软件的开发带来了深刻的影响。基于Internet和Web的软件和应用系统无疑需要更为开放和灵活的体系结构。随着越来越多的商业系统被搬上Internet,1种新的、更具生命力的体系结构被广泛采用,这就是为我们所知的“三层/多层计算”。
。客户层(client tier) 用户接口和用户请求的发出地,典型应用是网络浏览器和胖客户(如Java程序)
。服务器层(server tier) 典型应用是Web服务器和运行业务代码的应用程序服务器
。数据层(data tier) 典型应用是关系型数据库和其他后端(back-end)数据资源, 如 Oracle和SAP、 R/3等
三层体系结构中,客户(请求信息)、程序(处理请求)和数据(被操作)被物理地隔离。三层结构是个更灵活的体系结构,它把显示逻辑从业务逻辑中分离出来,这就意味着业务代码是独立的,可以不关心怎样显示和在哪里显示。业务逻辑层现在处于中间层,不需要关心由哪种类型的客户来显示数据,也可以与后端系统保持相对独立性,有利于系统扩展。三层结构具有更好的移植性,可以跨不同类型的平台工作,允许用户请求在多个服务器间进行负载平衡。三层结构中安全性也更易于实现,因为应用程序已经同客户隔离。应用程序服务器是三层/多层体系结构的组成部分,应用程序服务器位于中间层。
如图所示,应用程序服务器运行于浏览器和数据资源之间,1个简单的实例是,顾客从浏览器中输入1个定单,web服务器将该请求发送给应用程序服务器,由应用程序服务器执行处理逻辑,并且获取或更新后端用户数据。
兴起
软件体系结构的生命周期模型六十年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。起初,人们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上,随着软件系统规模越来越大、越来越复杂,整个系统的结构和规格说明显得越来越重要。软件危机的程度日益加剧,现有的软件工程方法对此显得力不从心。对于大规模的复杂软件系统来说,对总体的系统结构设计和规格说明比起对计算的算法和数据结构的选择已经变得明显重要得多。在此种背景下,人们认识到软件体系结构的重要性,并认为对软件体系结构的系统、深入的研究将会成为提高软件生产率和解决软件维护问题的新的最有希望的途径。
自从软件系统首次被分成许多模块,模块之间有相互作用,组合起来有整体的属性,就具有了体系结构。好的开发者常常会使用一些体系结构模式作为软件系统结构设计策略,但他们并没有规范地、明确地表达出来,这样就无法将他们的知识与别人交流。软件体系结构是设计抽象的进1步发展,满足了更好地理解软件系统,更方便地开发更大、更复杂的软件系统的需要。
事实上,软件总是有体系结构的,不存在没有体系结构的软件。体系结构(Architecture)一词在英文里就是"建筑"的意思。把软件比作一座楼房,从整体上讲,是因为它有基础、主体和装饰,即操作系统之上的基础设施软件、实现计算逻辑的主体应用程序、方便使用的用户界面程序。从细节上来看每1个程序也是有结构的。早期的结构化程序就是以语句组成模块,模块的聚集和嵌套形成层层调用的程序结构,也就是体系结构。结构化程序的程序(表达)结构和(计算的)逻辑结构的一致性及自顶向下开发方法自然而然地形成了体系结构。由于结构化程序设计时代程序规模不大,通过强调结构化程序设计方法学,自顶向下、逐步求精,并注意模块的耦合性即可得到相对良好的结构,所以,并未特别研究软件体系结构。
我们可以作个简单的比喻,结构化程序设计时代是以砖、瓦、灰、沙、石、预制梁、柱、屋面板盖平房和小楼,而面向对象时代以整面墙、整间房、一层楼梯的预制件盖高楼大厦。构件怎样搭配才合理?体系结构怎样构造容易?重要构件有了更改后,如何保证整栋高楼不倒?每种应用领域需要什么构件(医院、工厂、旅馆)?有哪些实用、美观、强度、造价合理的构件骨架使建造出来的建筑(即体系结构)更能满足用户的需求?如同土木工程进入到现代建筑学一样,软件也从传统的软件工程进入到现代面向对象的软件工程,研究整个软件系统的体系结构,寻求建构最快、成本最低、质量最好的构造过程。
软件体系结构虽脱胎于软件工程,但其形成同时借鉴了计算机体系结构和网络体系结构中很多宝贵的思想和方法,最近几年软件体系结构研究已完全独立于软件工程的研究,成为计算机科学的1个最新的研究方向和独立学科分支。软件体系结构研究的主要内容涉及软件体系结构描述、软件体系结构风格、软件体系结构评价和软件体系结构的形式化方法等。解决好软件的重用、质量和维护问题,是研究软件体系结构的根本目的。
体系结构_软件体系结构 -应用现状
形成研究热点,仍处于非形式化水平
自20世纪90年代后期以来,软件体系结构的研究成为1个热点。广大软件工作者已经认识到软件体系结构研究的重大意义和它对软件系统设计开发的重要性,开展了很多研究和实践工作。
从软件体系结构研究的现状来看,当前的研究和对软件体系结构的描述,在很大程度上来说还停留在非形式化的基础上。软件构架师仍然缺乏必要的工具,这种工具应该是显式描述的、有独立性的形式化工具。
C2风格的体系结构在目前通用的软件开发方法中,其描述通常是用非形式化的图和文本,不能描述系统期望的存在于构件之间的接口,不能描述不同的组成系统的组合关系的意义。难以被开发人员理解
,更不能用来分析其一致性和完整性等特性。
当1个软件系统中的构件之间几乎以1种非形式化的方法描述时,系统的重用性也会受到影响,在设计1个系统结构过程中的努力很难移植到另1个系统中去。对系统构件和连接关系的结构化假设没有得到显式的、形式化的描述时,把这样的系统构件移植到另1个系统中去将是有风险的,甚至是不可能的。
软件体系结构的形式化方法研究
软件体系结构研究如果仅仅停留在非形式化的框图阶段,已经难以适应进1步发展的需要。为支持基于体系结构的开发,需要有形式化建模符号、体系结构说明的分析与开发工具。从软件体系结构研究的现状来看,在这一领域近来已经有不少进展,其中比较有代表性的是美国卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的Robert J.A11en于l997年提出的Wright系统。Wright是-种结构描述语言,该语言基于1种形式化的、抽象的系统模型,为描述和分析软件体系结构和结构化方法提供了1种实用的工具。Wright主要侧重于描述系统的软件构件和连接的结构、配置和方法。它使用显式的、独立的连接模型来作为交互的方式,这使得该系统可以用逻辑谓词符号系统,而不依赖特定的系统实例来描述系统的抽象行为。该系统还可以通过一组静态检查来判断系统结构规格说明的一致性和完整性。从这些特性的分析来说,Wright系统的确适用于对大型系统的描述和分析。
软件体系结构的建模研究
研究软件体系结构的首要问题是如何表示软件体系结构,即如何对软件体系结构建模。根据建模的侧重点的不同,可以将软件体系结构的模型分为五种:结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。在这五个模型中,最常用的是结构模型和动态模型。
(1)结构模型
管道/过滤器风格的体系结构这是1个最直观、最普遍的建模方法。这种方法以体系结构的构件、连接件和其他概念来刻画结构,并力图通过结构来反映系统的重要语义内容,包括系统的配置、约束、隐含的假设条件、风格、性质。研究结构模型的核心是体系结构描述语言。
(2)框架模型
框架模型与结构模型类似,但它不太侧重描述结构的细节而更侧重于整体的结构。框架模型主要以一些特殊的问题为目标建立只针对和适应该问题的结构。
(3)动态模型
动态模型是对结构或框架模型的补充,研究系统的"大颗粒"的行为性质。例如,描述系统的重新配置或演化。动态可能指系统总体结构的配置、建立或拆除通信通道或计算的过程。这类系统常是激励型的。
(4)过程模型
过程模型研究构造系统的步骤和过程。因而结构是遵循某些过程脚本的结果。
(5)功能模型
该模型认为体系结构是由一组功能构件按层次组成,下层向上层提供服务。它可以看作是1种特殊的框架模型。
这五种模型各有所长,也许将五种模型有机地统一在一起,形成1个完整的模型来刻画软件体系结构更合适。例如,Kruchten在1995年提出了1个"4+1"的视角模型。"4+1"模型从五个不同的视角包括逻辑视角、过程视角、物理视角、开发视角和场景视角来描述软件体系结构。每1个视角只关心系统的1个侧面,五个视角结合在一起才能够反映系统的软件体系结构的全部内容。"4+1"模型如图1所示。
图1 "4+1"模型
发展基于体系结构的软件开发模型
软件开发模型是跨越整个软件生存周期的系统开发、运行、维护所实施的全部工作和任务的结构框架,给出了软件开发活动各阶段之间的关系。目前,常见的软件开发模型大致可分为3种类型:
(1)以软件需求完全确定为前提的瀑布模型。
(2)在软件开发初始阶段只能提供基本需求时采用的渐进式开发模型,如螺旋模型等。
(3)以形式化开发方法为基础的变换模型。
数据抽象和面向对象风格的体系结构所有开发方法都是要解决需求与实现之间的差距。但是,这3种类型的软件开发模型都存在这样或那样的缺陷,不能很好地支持基于软件体系结构的开发过程。因此,研究人员在发展基于体系结构的软件开发模型方面做了一定的工作。例如,为了形象地表示体系结构的生命周期,北京邮电大学的周莹新博士建立了1个软件体系结构的生命周期模型,该模型如图2所示。
图2 软件体系结构的生命周期模型
软件产品线体系结构的研究
软件体系结构的开发是大型软件系统开发的关键环节。体系结构在软件生产线的开发中具有至关重要的作用,在这种开发生产中,基于同1个软件体系结构,可以创建具有不同功能的多个系统。在软件产品族之间共享体系结构和一组可重用的构件,可以增加软件工程和降低开发和维护成本。
1个产品线代表着一组具有公共的系统需求集的软件系统,它们都是根据基本的用户需求对标准的产品线构架进行定制,将可重用构件与系统独有的部分集成而得到的。采用软件生产线式模式进行软件生产,将产生巨型编程企业。但目前生产的软件产品族大部分是处于同一领域的。
体系结构_软件体系结构 -体系风格
对软件体系结构风格的研究和实践促进了对设计的复用,一些经过实践证实的解决方案也可以可靠地用于解决新的问题。体系结构风格的不变部分使不同的系统可以共享同1个实现代码。只要系统是使用常用的、规范的方法来组织,就可使别的设计者很容易地理解系统的体系结构。例如,如果某人把系统描述为"客户/服务器"模式,则不必给出设计细节,我们立刻就会明白系统是如何组织和工作的。
下面是Garlan和Shaw对通用体系结构风格的分类:
(1)数据流风格:批处理序列;管道/过滤器
(2)调用/返回风格:主程序/子程序;面向对象风格;层次结构
(3)独立构件风格:进程通讯;事件系统
(4)虚拟机风格:解释器;基于规则的系统
(5)仓库风格:数据库系统;超文本系统;黑板系统
限于篇幅,在本文中,我们将只介绍几种主要的和经典的体系结构风格和它们的优缺点。有关新出现的软件体系结构风格,将在后续文章中进行介绍。
1、C2风格
C2体系结构风格可以概括为:通过连接件绑定在一起的按照一组规则运作的并行构件网络。C2风格中的系统组织规则如下:
(1)系统中的构件和连接件都有1个顶部和1个底部;
(2)构件的顶部应连接到某连接件的底部,构件的底部则应连接到某连接件的顶部,而构件与构件之间的直接连接是不允许的;
(3)1个连接件可以和任意数目的其它构件和连接件连接;
(4)
软件体系结构当2个连接件进行直接连接时,必须由其中?格的示意图。图中构件与连接件之间的连接体现了C2风格中构建系统的规则。
C2风格是最常用的1种软件体系结构风格。从C2风格的组织规则和结构图中,我们可以得出,C2风格具有以下特点:
(1)系统中的构件可实现应用需求,并能将任意复杂度的功能封装在一起;
(2)所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的;
(3)构件相对独立,构件之间依赖性较少。系统中不存在某些构件将在同一地址空间内执行,或某些构件共享特定控制线程之类的相关性假设。
2、管道/过滤器风格
在管道/过滤器风格的软件体系结构中,每个构件都有一组输入和输出,构件读输入的数据流,经过内部处理,然后产生输出数据流。这个过程通常通过对输入流的变换及增量计算来完成,所以在输入被完全消费之前,输出便产生了。因此,这里的构件被称为过滤器,这种风格的连接件就象是数据流传输的管道,将1个过滤器的输出传到另一过滤器的输入。此风格特别重要的过滤器必须是独立的实体,它不能与其它的过滤器共享数据,而且1个过滤器不知道它上游和下游的标识。1个管道/过滤器网络输出的正确性并不依赖于过滤器进行增量计算过程的顺序。
软件体系结构图4是管道/过滤器风格的示意图。1个典型的管道/过滤器体系结构的例子是以Unix shell编写的程序。Unix既提供1种符号,以连接各组成部分(Unix的进程),又提供某种进程运行时机制以实现管道。另1个著名的例子是传统的编译器。传统的编译器一直被认为是1种管道系统,在该系统中,1个阶段(包括词法分析、语法分析、语义分析和代码生成)的输出是另1个阶段的输入。
管道/过滤器风格的软件体系结构具有许多很好的特点:
(1)使得软构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点;
(2)允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成;
(3)支持软件重用。重要提供适合在2个过滤器之间传送的数据,任何2个过滤器都可被连接起来;
(4)系统维护和增强系统性能简单。新的过滤器可以添加到现有系统中来;旧的可以被改进的过滤器替换掉;
(5)允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析;
(6)支持并行执行。每个过滤器是作为1个单独的任务完成,因此可与其它任务并行执行。
但是,这样的系统也存在着若干不利因素。
(1)通常导致进程成为批处理的结构。这是因为虽然过滤器可增量式地处理数据,但它们是独立的,所以设计者必须将每个过滤器看成1个完整的从输入到输出的转换。
(2)不宜处理交互的应用。当需要增量地显示改变时,这个问题尤为严重。
(3)因为在数据传输上没有通用的标准,每个过滤器都增加了解析和合成数据的工作,这样就导致了系统性能下降,并增加了编写过滤器的复杂性。
3、数据抽象和面向对象风格
抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用,目前软件界已普遍转向使用面向对象系统。这种风格建立在数据抽象和面向对象的基础上,数据的表示方法和它们的相应操作封装在1个抽象数据类型或对象中。这种风格的构件是对象,或者说是抽象数据类型的实例。对象是1种被称作管理者的构件,因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。
软件体系结构图5是数据抽象和面向对象风格的示意图。
面向对象的系统有许多的优点,并早已为人所知:
(1)因为对象对其它对象隐藏它的表示,所以可以改变1个对象的表示,而不影响其它的对象。
(2)设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互的代理程序的集合。
但是,面向对象的系统也存在着某些问题:
(1)为了使1个对象和另1个对象通过过程调用等进行交互,必须知道对象的标识。只要1个对象的标识改变了,就必须修改所有其他明确调用它的对象。
(2)必须修改所有显式调用它的其它对象,并消除由此带来的一些副作用。例如,如果A使用了对象B,C也使用了对象B,那么,C对B的使用所造成的对A的影响可能是料想不到的。
4、基于事件的隐式调用风格
基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用1个过程,而是触发或广播1个或多个事件。系统中的其它构件中的过程在1个或多个事件中注册,当1个事件被触发,系统自动调用在这个事件中注册的所有过程,这样,1个事件的触发就导致了另一模块中的过程的调用。
从体系结构上说,这种风格的构件是一些模块,这些模块既可以是一些过程,又可以是一些事件的集合。过程可以用通用的方式调用,也可以在系统事件中注册一些过程,当发生这些事件时,过程被调用。
基于事件的隐式调用风格的主要特点是事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响。这样不能假定构件的处理顺序,甚至不知道哪些过程会被调用,因此,许多隐式调用的系统也包含显式调用作为构件交互的补充形式。
支持基于事件的隐式调用的应用系统很多。例如,在编程环境中用于集成各种工具,在数据库管理系统中确保数据的一致性约束,在用户界面系统中管理数据,以及在编辑器中支持语法检查。例如在某系统中,编辑器和变量监视器可以登记相应Debugger的断点事件。当Debugger在断点处停下时,它声明该事件,由系统自动调用处理程序,如编辑程序可以卷屏到断点,变量监视器刷新变量数值。而Debugger本身只声明事件,并不关心哪些过程会启动,也不关心这些过程做什么处理。
隐式调用系统的主要优点有:
(1)为软件重用提供了强大的支持。当需要将1个构件加入现存系统中时,只需将它注册到系统的事件中。
(2)为改进系统带来了方便。当用1个构件代替另1个构件时,不会影响到其它构件的接口。
隐式调用系统的主要缺点有:
(1)构件放弃了对系统计算的控制。1个构件触发1个事件时,不能确定其它构件是否会响应它。而且即使它知道事件注册了哪些构件的构成,它也不能保证这些过程被 调用的顺序。
(2)数据交换的问题。有时数据可被1个事件传递,但另一些情况下,基于事件的系统必须依靠1个共享的仓库进行交互。在这些情况下,全局性能和资源管理便成了问题。
(3)既然过程的语义必须依赖于被触发事件的上下文约束,关于正确性的推理存在问题。
5、层次系统风格
层次系统组织成1个层次结构,每一层为上层服务,并作为下层客户。在一些层次系统中,除了一些精心挑选的输出函数外,内部的层只对相邻的层可见。这样的系统中构件在一些层实现了虚拟机(在另一些层次系统中层是部分不透明的)。连接件通过决定层间如何交互的协议来定义,拓扑约束包括对相邻层间交互的约束。
这种风格支持基于可增加抽象层的设计。这样,允许将1个复杂问题分解成1个增量步骤序列的实现。由于每一层最多只影响两层,同时只要给相邻层提供相同的接口,允许每层用不同的方法实现,同样为软件重用提供了强大的支持。
软件体系结构图6是层次系统风格的示意图。层次系统最广泛的应用是分层通信协议。在这一应用领域中,每一层提供1个抽象的功能,作为上层通信的基础。较低的层次定义低层的交互,最低层通常只定义硬件物理连接。
层次系统有许多可取的属性:
(1)支持基于抽象程度递增的系统设计,使设计者可以把1个复杂系统按递增的步骤进行分解;
(2)支持功能增强,因为每一层至多和相邻的上下层交互,因此功能的改变最多影响相邻的上下层;
(3)支持重用。只要提供的服务接口定义不变,同?一组标准的接口,而允许各种不同的实现方法。
但是,层次系统也有其不足之处:
(1)并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式,甚至即使1个系统的逻辑结构是层次化的,出于对系统性能的考虑,系统设计师不得不把一些低级或高级的功能综合起来;
(2)很难找到1个合适的、正确的层次抽象方法。
6、仓库风格
在仓库风格中,有2种不同的构件:中央数据结构说明当前状态,独立构件在中央数据存贮上执行,仓库与外构件间的相互作用在系统中会有大的变化。
控制原则的选取产生2个主要的子类。若输入流中某类时间触发进程执行的选择,则仓库是一传统型数据库;另一方面,若中央数据结构的当前状态触发进程执行的选择,则仓库是一黑板系统。
软件体系结构图7是黑板系统的组成。黑板系统的传统应用是信号处理领域,如语音和模式识别。另一应用是松耦合代理数据共享存取。
我们从图4中可以看出,黑板系统主要由三部分组成:
(1)知识源。知识源中包含独立的、与应用程序相关的知识,知识源之间不直接进行通讯,它们之间的交互只通过黑板来完成。
(2)黑板数据结构。黑板数据是按照与应用程序相关的层次来组织的解决问题的数据,知识源通过不断地改变黑板数据来解决问题。
(3)控制。控制完全由黑板的状态驱动,黑板状态的改变决定使用的特定知识。
体系结构_软件体系结构 -图书
图书信息
《软件体系结构》作者:(美)肖
出版社:清华大学出版社
出版时间: 2007
ISBN: 9787302145509
开本:16
定价: 29.80 元
内容简单介绍
软件体系结构作为从软件设计抽象出来的一门新兴学科,目前已经成为软件工程1个重要研究领域。本书作者MaryShaw和DavidGarlan作为软件体系结构最早的研究者,在体系结构领域做出了大量先导性的工作。
本书共有8章:绪论、软件体系结构风格、案例研究、共享信息系统、软件体系结构描述、软件体系结构的分析与评估、特定领域的软件体系结构和流行的软件体系结构等。本书第1-4章主要译自MaryShaw和DavidGarlan的着作。根据目前软件体系结构的现状、以及编译者多年的教学实践经验,在第1章和第5章加入了部分新的内容,并重新编写了第6章、第7章和第8章。其中第6,7章是在参考了大量相关研究的基础上,结合作者在图书馆领域的亲身实践编写的。
本书可以作为计算机专业研究生和高年级本科生的软件体系结构课程的教材或参考书,也可作为软件开发人员的参考手册。
目录
第1章绪论
1.1什么是软件体系结构
1.2软件体系结构研究的内容和范畴
1.3体系结构设计原则
1.4软件体系结构研究的现状
1.5全书的安排
第2章体系结构风格
2.1体系结构风格
2.2管道过滤器
2.3数据抽象和面向对象组织结构
2.4事件驱动,隐式调用
2.5分层系统
2.6知识库
2.7解释器
2.8过程控制
2.9其他常见的体系结构
2.10异构体系结构
第3章案例研究
3.1上下文关键字
3.2仪器软件
3.3移动机器人
3.4定速巡航控制
3.5复合混合风格的3个案例
第4章共享信息系统
第5章软件体系结构描述
第6章软件体系结构的分析与评估
第7章特定领域的软件体系结构
第8章流行的软件体系结构
参考文献
bn-qiange
三 : 我国钢结构行业转型发展的现状与对策
在日前召开的2015年建筑钢结构行业大会上,中国建筑金属结构协会建筑钢结构分会会长党保卫,就如何适应新常态,加快推进我国建筑钢结构行业发展,引领行业转型升级,作了专题报告。以下是报告节选,本文标题为编者所撰。
一、宏观背景
2014年对钢结构行业影响最大的4个产业政策及其意义
1.2014年4月8日,为推动绿色施工和建筑节能减排,促进建筑业转型升级,住建部发布建市[2014]45号文,批准部分钢结构企业开展房建总承包试点,它的意义在于拓宽了行业企业以钢结构为主体工程的市场准入和承揽范围,并有利于行业开拓绿色集成建筑市场,推进建筑工业化进程。
2.2014年5月15日国办发〔2014〕23号文《2014-2015年节能减排低碳发展行动方案》提出“以住宅为重点,以建筑工业化为核心,加大对建筑部品生产的扶持力度,推进建筑产业现代化”,准确意义就是代表建筑部品化主力军是钢结构建筑,钢结构尽可能在工厂里完成,对推广钢结构在建设领域的应用有积极的意义。
3.2014年5月27日,批准《绿色建筑评价标准》为国家标准,1月1日起实施,标志着中国的绿色建筑开始进入2.0时代,它的重要意义就是钢结构是国务院《绿色建筑行动方案》中要求推广的2种建筑体系之一,也是建筑业节能减排的主要方向。
4.在2014年10月住建部的《建筑业十三五规划编制方案》中,将钢结构行业和建筑业施工一样作为独立章节进行编制,钢结构将成为建筑业的重要支柱,这个意义我们认为有以下几点:推广钢结构是推进建筑业转型升级、实现建筑产业现代化的重要手段;也是提高建筑抗震性能、减少地震灾害造成损失的重要保障;是缓解钢材产能过剩、形成钢材战略储备的重要举措;是推进墙材革新、带动传统建材产业升级换代的重要抓手;是发展低碳经济、实现绿色建筑要求的重要载体。
二、行业现状
(一)2014年建筑钢结构行业产值产能的发展情况
技术管理水平和科技含量不断提升,去年我们新增省部级工法118项,国家级有11项;新增专利有835项;新增科技进步奖省部级有56项,国家级有两项。在钢结构品牌工程建设方面,去年500米以上在建的7大摩天大楼都是使用钢结构,也是我们在座的企业在施工。它们是平安国际金融中心、武汉绿地、上海中心大厦、天津117、广州东塔、天津周大福以及中国尊项目。
2014年6月8日,中国当代10大建筑评选结果暨颁奖典礼揭晓,其中:中国尊、鸟巢国家体育场、上海金茂大厦、台北10一大厦、广州电视塔、国贸三期、上海中心大厦等新一批的“中国当代10大建筑”都是以钢结构为主体的建筑,此外有一些钢结构建筑也获得多项国际大奖:中建钢构和浙江精工施工的广州歌剧院被《今日美国》评为“世界十佳歌剧院”;湖州喜来登酒店被全球知名房地产调查机构安波利斯授予2014年建筑“奥斯卡”安波利斯摩天楼奖,由杭萧钢构施工的深坑酒店入选世界10大建筑奇迹中的酒店类奇迹,并被美国国家地理频道誉为“世界建筑奇迹”;安徽鸿路施工的“中国鼓”被吉尼斯世界纪录认证机构总部,认证为当今世界上最大的单体鼓型建筑。去年钢结构行业也参与了参与国家重点工程极地建设创纪录:上海宝钢在南极施工的南极泰山站,直面零下40摄氏度的极端低温以及极端干燥、狂风暴雪、高原反应、紫外线伤害等诸多挑战,在短短45天内将中国红灯笼——南极泰山站高“挂”于极地冰盖之上,创下了极地建设工期最短纪录;江苏沪宁钢机在贵州参与国家天文台500米口径球面射电望远镜(FAST)建设。四面环山的地形、毫米级的精度要求使得施工的难度空前,通过技术创新,解决了系列技术难题。确保建设工程的顺利进展;同时还有多个企业参与承建的2014年第二届世界青奥会主场馆及配套设施,完美收官。
2014年行业初步统计完成建筑钢结构用钢量4600多万吨,同比增长12%,占粗钢产量的5.6%,完成产值超过50亿元的有8家企业;完成产能超过30万吨的有9家;产值超过20亿元的有25家;完成产能超过10万吨的有25家;完成产能超过5万吨的有36家。
四 : eoe:eoe-发展历程,eoe-业务结构
eoe,是由eoeAndroid社区推出的一个主要针对中文市场,和Android开发者紧密合作、并给广大玩家提供优秀Android应用的集软件发布、搜索、安装于一体的平台。致力于提供更好的Android软件服务,拉近开发者和广大玩家的距离。
eoe_eoe -发展历程
eoe(易联致远)2009年8月成立于北京,创立并运营了国内最早、规模最大的专业性移动开发者社区——eoe移动开发者社区。社区培育了国内第一批Android开发者,并借助优亿市场的发布渠道,从推广、广告、支付、资源整合等方面协助开发者获得收入。eoe_eoe -业务结构
eoe移动开发者社区
优亿市场
eoe移动开放日
移动开发者在线课堂
移动开发者实战训练营
eoe_eoe -创始团队
eoe_eoe -大事年表
eoe_eoe -新世纪福音战士1997剧场版
END OF EVANGELION
主要角色
五 : 全球风电行业发展现状
61阅读/ www.61k.net
(2007/1~2)技术讨论
华通技术
HUATONGJISHU
全球风电行业发展现状
胡兴军
(解放军76140部队研究所广西桂林541001)
中图分类号:TM614 文献标识码:B
文章编号:1672-1314(2007)01-0017-06
一、世界风电资源
开发利用高速发展
随着我国经济持续升温,煤、,地球水能资源的10倍,高达每年53万亿kWh,目前已经被开发的只是微不足道的一部分。(www.61k.com)世界电力需求预计到2020年会上升到每年251578万亿kWh,可见,如果50%的风能资源被利用,则可满足世界电力需求。
风力发电是世界上公认的最接近商业化的可再生能源技术之一。风力发电不消耗矿产资源,发电过程对环境没有破坏影响,在强调可持续发展、保护环境的今天,风电已经成为人们普遍欢迎的清洁能源。2005年底,全球可再生能源的增长中,风电的增长水平几乎与大水电持平,排在第二位,新增装机容量1150万kW,增长24%,总装
机容量达5900万kW。新增装机容量一半以上集中在美国(240万kW)、德国(万kW)和西万),:kW)kW)、美国))。,全球风电装机容量的年均增幅在20%以上。2006年全球风力发电设备的功率达到了15000MW。这样创记录的功率相当于15个大型常规发电厂发电能力的总和。2006年风力发电发展最快的国家是美国,一年内功率增加了2454MW。
2009年之后风电竞争力进一步加强。撇开更
好的经济环境不谈,主要的驱动力在于京都议定书的实施,采用了绿色电源以降低温室气体排放,另一个重要的驱动力在于供应设备的安全性,使风力发电设备在全球能源设备中脱颖而出。预计到2014年底,全球累计安装量达235000MW,风电
占全球总供电量市场的213%(根据IEA在WorldEnergyOutlook2004)
。
图1 近年来世界风电发电量情况 亿kWh
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2 二、目前全球风力发电量占世界总电量的015%。[www.61k.com]全球风能委员会公布,2005年全球风能发电新增装机容量117619万kW,大大超过了2004年的82017万kW,全球风能发电总装机容量已有593212万kW,比2004年提高了25%。其中,德国风能利用居全球之首,装机总容量184218万kW,之后依次为:西班牙、美国、印度和丹麦。根据欧洲风能协会、绿色和平组织在近期发布的一份报告,2020年,风力发电将占世界电力总量的12%,世界风电产业发展迎来“黄金时代”。
11欧洲
据最新数据,欧洲是全球风力发电市场的大户,截至2005年底,其装机容量为411亿kW,占全世界风电总装机的69%,仍然保持领先。2005年欧洲新增装机617万kW,增长18%。德国和西班牙的风电装机分别为1843万kW和1003万kW,列世界前两位,分别增长1018%和2113%。
德国是发展和利用风能较早的国家,自上世纪90年代以来,德国总共建立了6600座风力电站,无论是年新增装机容量,还是总装机容量,始终保持领先地位。德国政府计划,今后每年都将以30%的速度增长,每年增长的风力发电量超过1000MW。丹麦靠近北海,是多风之国,也是最早发展风力发电站的国家。20多年来,丹麦在利—18
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。20世纪90年代以来,特别是近10年,丹麦风力发电量的增长率均在30%以上。
目前,英国走在世界海上风能行业的前沿,分别处于各种不同开发阶段的项目有8700MW,致力于在2008年超过丹麦成为海上风机装机容量最多的国家。英国拟建设世界上最大的沿海风电场,该风电场距苏格兰海岸20英里。能源部长维克斯称,政府同意建设两座巨型沿海风电场,这是雄心勃勃深海风电场建设的第一阶段。它将使用两台世界上最大的风电机,以检测深海风电技术和经济上的可行性。该项目最终将建设由200台以上风电机组成的世界上最大的沿海风电场。由于风电工业发展比预期的要快,到2010年底为止,英国的海岸风力发电将占全国发电总量的5%,可满足300万个家庭的电力需求。
欧洲近年来风力发电设备生产已进入快速增长时期。除德国外,荷兰、丹麦、瑞典、法国、挪威、芬兰、意大利和西班牙等国家也出台了5年、10年风力发电普及计划。
21北美
美国风能行业2006年新增装机容量2454MW,投入大约40亿美元,风能连续第二年成为仅次于天然气发电的发电形式。算上新建成风力发电场,美国现在风电装机容量已比2006年8月达到里程碑的1万MW还高出了27%,达到了11603MW。德克萨斯州的风电装机量占到美国2006年全国新增风电装机总量的三分之一,现已超过加州成为风电装机量最大的州。德克萨
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斯州还拥有世界上现役最大的风电场,安装有
735MW的风机设备。(www.61k.com]美国现有的风能发电设备每年可以生产大约310亿kWh的电力,可满足290万个美国家庭一年的用量。使用这种完全清洁的电力可每年减少二氧化碳排放量2300万t。
据报道,美国将利用其技术和装备优势,使风能发电发挥更重要的作用。美国能源部新能源管理机构最近指出,尽管目前风能发电仅占全美电力生产比重的115%,但这一比重在2010年可达915%,2020年后可达15%。近年来,名第四,为443万kW,新增装机143万kW,增长4717%,风电装机容量也占全国电总装机容量的3%。预计2005年~2010年风电的增长率将达到27%。目前,印度已经成为亚洲风电市场的领导者。印度也是全球第五大风电市场。根据其新能源资源部规划,到2012年可再生能源发电装机容量将达到24GW,其中一半是风电。印度政府,这也使。印度亿美元,,在印度占据60%的市。Suzlon公司2006年将向美国出口81MW风机,获得260亿卢比的海外订单。法国里昂证券预计Suzlon公司2005年~2008年的销售增长率将达到55%,并且到2008年其国外销量将超过国内销量。
拉美也是世界上近几年风能开发利用进展较快的地区。该地区的巴西、阿根廷、智利、委内瑞拉和巴拉圭,过去5年在风能开发方面的投资年均增长1815%,高于亚洲地区。
风电的增长驱动因素主要包括以下四点:一是风电设备成本降低、效率提高;二是中国、日本和印度等国不断改善其政策支持风电发展;三是由于石油和天然气成本高昂导致人们对能源安全问题越来越担心;四是风能利用有助于减少二氧化碳的排放量,尤其是用风电代替燃煤发电。
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电技术已有重大改进,:。,美国,使其成为21世纪重要基础能源装备产业。据预测,2010年以前,美国以及欧洲将出现风力发电设备更新换代高潮,届时将有大批陈旧的风力发电设备被淘汰,因此风力发电设备市场前景十分乐观。
风电还得到了美国联邦和各州政府立法上的支持。美国国会最近还将《联邦生产税抵免》(PTC)政策延长至2008年底,以鼓励美国国内建造更多的风电场。美国风能协会正向国会申请将这一政策再延期5年。
2006年加拿大风电投资10亿美元,该国新能源总装机目前达到13411万kW,足以为4016万个家庭提供电力。据加拿大风电协会的数字,2006年加拿大风电增加装机6517万kW,比2005年的24万kW几乎增加2倍。加拿大正处于风电发展高峰期,目前各省政府的目标是到2015年最少增加装机1万kW。安大略省成为加
三、在我国设厂的国际风机制造巨头
欧洲风能协会统计,在2003年全球风电机组供应商市场份额统计中,处于前十位的是Vestas(丹麦)、GE风能(美国)、Enercon(德国)、Gamesa(西班牙)、NEGMicon(丹麦)、Bonus(丹麦)、RE2power(德国)、MADE(西班牙)、Nordex(德国)、MHI(日本)。
11VestasWindSystemA/S(丹麦)
Vestas集团是一个跨国公司,在13个国家有
拿大最大风电输出地,其次是阿尔波特省3814万
kW,魁北克省2112万kW。
31亚洲
近年来,亚太地区的风电规模出现显著增长,截至2005年底,亚洲风电装机为702万kW,占世界的1119%,新增装机226万kW。日本政府一再重申发展再生能源的重要性,仅1999~2003年日本与西欧有关风能开发技术、开展合作的项目就达55个。
印度风电发展超过了丹麦,风电装机世界排
子公司及合资公司。主要业务是风电开发、制造、销售、市场开拓和维修。产品的单机容量范围从660kW到2MW,即将推出3MW产品。Vestas
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Technology公司在丹麦、德国、意大利、印度和苏
格兰生产风电机组。(www.61k.com]VestasWindSystemA/S公司是哥本哈根股票市场的上市公司。
丹麦Vestas产品的单机容量范围从660kW到3MW,稳坐全球风机制造商头把金交椅,总装机容量占全球风电市场2719%的份额。Vestas专为海上风电场风机市场应用的V120415MW是原有V110412MW(前身为NM110/4200)的升级版,其THM(Topheadmass,机舱+转子组件)的重量只有210t,比V110整整减少4t之多(V120的叶轮直径还比V110,出300kW),原型将于2006,预计到2007才会批量生产。
2007年1月15日,国电龙源集团与Vestas公司就采购合同签字仪式在京举行。此次签约,国电龙源集团共采购丹麦Vestas公司V52-850kW风机设备68台,总容量5178万kW,用于安装龙源黑龙江依兰一期、二期项目。2007年,国电龙源集团计划新开工(含续建)29个风电项目,总装机容量16811万kW,投产75195万kW。其中,在黑龙江地区计划开工2211万kW,投产17159万kW。
21GEWindEnergy(美国)
GEWindEnergy公司作为世界主要的风力
组装厂。在实现本地化生产后,GE联手中国最大的专业齿轮厂商———南京高精齿轮集团,共同投资开发风力发电机的专用齿轮箱,这一举措将大幅降低GE风能设备的成本。GE的扩张使中国本土的风能领袖企业新疆金风备感压力。目前占据我国风机市场份额的816%。
31GamesaEolica(西班牙)西班牙的GamesaEolica,由年全球第24名,并占有,Gamesa因而快速,包括德国、丹麦及美国等地。Gamesa主要量产机型为2MW可变速、转向控制机种:G80,G83,G87及G90系列,其叶轮直径分别为80m,83m,87m及90m。Gamesa在风力发电机型配置上并无发展更大容量,其2MW容量的G80机型及小风机模型乃由Ves2tas机型衍生甚至复制而来,主因为Vestas与Gamesa有签订部分技术移转合约。但为满足其全球化的野心及能在MW级风机组市场叱咤,Gamesa目前正积极发展至少4MW以上的新风机组原型,所有研制工作将由位于丹麦Silkeborg的新成立的风能工程公司进行。
西班牙GamesaEolica在天津滨海新区开发区建设新厂,主要生产2MW级的主机和叶片,设计年生产能力为350台主机、1200副风机叶片。一期工程叶片厂投资6600万美元,2005年9月开始建设,2006年5月进入试生产阶段。主机厂正在建设中,2007年可以投产运行,天津新厂建成后将形成年820台MW级风电设备的组装能力。目前占据我国风机市场份额的2115%。
41NordexAG(德国)
Nordex是BorsigEnergy公司的成员,而Bor2sigEnergy公司又属于德国的大型产业集团Bab2cock2BorsigAG。Nordex公司原来是丹麦公司。
发电机供应商之一,风力机的设计和生产位于德国、西班牙和美国Florida州,并且制造高质量的风力机叶片,提供先进的机组制造、维护方案等服务。目前的产品容量在115MW至316MW,都具有变速变桨距运行的特征,且配置了独特的“WindVAR”电子控制装置,可用于海上风电场或内陆电场,其中的115MW风力机已经制造安装了2300个,是全球销售量最好的机型之一。在2003年进入中国风能市场之后,GE接连拿下内蒙古、江苏、新疆、河北等地的风电项目,短短三年间,已经成为中国主要的风能设备供应商之一。为了应对中国政府2005年出台的关于“风电项目采用的机组国产化率要达到70%”的政策,GE迅速在沈阳投资上千万美元组建了风机—20
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德国Nordex是大体上致力于MW级风力机的制
造。基于创新的技术,制造的风电机可安装于陆上或海上,风大处或风小处等多种地理位置,产品容量范围:600kW~5MW。
为了适应中国市场对大规模风机的需求,
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2005年春Nordex公司与中航(保定)惠腾风电设
备有限公司合作生产MW级风轮叶片。(www.61k.com)2005年
12月2日又同宁夏电力公司成立合资公司,拟生产MW级的大规模风力机组,并已有了200MW的订单。是目前在我国设立公司较多的国外设备商,目前占据我国风机市场份额的717%。
51SuzlonEnergy(印度)
印度苏司兰能源公司(SuzlonEnergyLtd.)成立于1994年,是一家从事风能技术设计、开发,风力发电设备生产,风力发电厂设计、建造及技术咨询服务的综合性跨国公司麦,,处。MW级风机,连续7年位列印度最大风机制造商,占目前印度市场份额的1/3,曾开发总装机容量为200MW的亚洲最大的风力发电场。2004年占国际市场份额319%,在风机制造商中世界排名第六,亚洲排名第一。目前而言,在亚太地区的市场增量中最重要的风能项目订单来自中国和韩国,并且在澳大利亚也首次获得了订单。
Suzlon将其投资、发展的脚步延伸到中国。2006年初投资6000万美元,在天津高新区建造整体风力涡轮发电机生产厂,该厂是Suzlon的全资子公司。2005年Suzlon在中国没有销售记录,针对中国市场需求的产品将在2007年进入中国,这些产品将全部在新建的工厂生产。公司希望2007年占有中国风力发电机装机市场20%,在中国售出215亿至218亿美元的风力发电机。
麦、瑞典和挪威四国通力合作,正在发展适合民用住宅的太阳能一风能发电组合设备,以充分利用阳光以及风力发电。许多大型企业和跨国公司已经开始通过兼并、合作等手段力求垄断世界风力发电设备市场。
21产业整合一体化
随着市场竞争者增多,大型企业向风电产业涌入,:年;2004年底,,因。通过对重要制造商的收购或兼并,印度实现了本土风电产业技术含量的提高,市场份额的增加,行业竞争力的提升,近年来这方面的案例非常多。印度Shiram金融集团下属的一家工程和风能公司———ShiramEPC公司和英国的EU能源公司联合收购了知名风力机制造商德国的DeWind公司。2006年,Suzlon战略收购HansenTransmis2sion公司。后者是风力发电机齿轮箱的主要制造
商,在齿轮箱和传动装置方面具有很强的研发能力,在比利时的Edegem和Lommel两处拥有现代化的制造机构,曾长期为丹麦Vestas公司提供齿轮箱。Suzlon对HansenTransmission公司的收购表明了Suzlon进一步提高机组性能、强化制造能力的决心。
31机组容量大型化
机组容量大型化是世界风能发展的共同趋势。在上世纪80年代,风力机群以50~100kW机型为主,其后发展扩大到300kW、500kW到600kW和750kW机型;现在正发展1000~3000kW机组。机组大型化的优点是有利于降低造价,提高运行可靠性;缺点是机组越大,重量也越大。如225kW风力机的重量约为9t,而500kW和1500kW机组的重量则可达21t和58t。
四、全球风能市场发展新趋势
11风机制造全球化
全球风电市场趋于分散化,在2003年以前新增装机容量超过100MW的国家不超过10个,而2004和2005年分别增加到15个和19个。风能市场的分散化为制造厂商的国际化创造了条件。目前,全球化经济浪潮正在推动世界风力发电设备制造业加强国际间的合作,以加速新技术的商品化和开拓市场空间。例如,欧洲的荷兰、丹
同时,这将给风机的运输和安装带来困难,同时还
可能导致机组造价的上升。
目前REpower的风机型号是最大的,其5MW风机风轮直径达125m。Enercon在德国安装了第五代样机为415MW,风轮直径达
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112m。(www.61k.com]已经有3种超过3MW的风机投入商业
化,新一代兆瓦级风机的样机已经进入测试阶段(415MW~5MW)。
我国大型风力发电机组的研究制造工作正在加快发展。中国一拖集团有限公司与西班牙电力公司美德(made)再生能源公司成立的一拖—美德(made)风电设备有限公司,西安航空发动机公司与德国恩德(nordex)公司成立的西安维德风电设备有限公司分别生产了1台660kW和600kW的主发电机组,并已经安装在辽宁营口风电场并网发电运行。%另外kW风力发电机组,,这是我国具有自主知识产权、运行状况最好的机组。
41地域选择海上化
欧洲国家提出“哥本哈根战略”,认为海上风力发电是欧洲实现其到2010年可再生能源占全部能源比重21%这一目标的重要手段。可以看出,海上风力发电已成为风力发电的一个重要方向,丹麦已成为世界海上风力发电的中心。在海上风力发电的行政管理上,丹麦能源局负责海上风力发电项目的行政审批。通过公众参与的对环,,不仅解决了占用陆地土,同时,利用海上得天独厚的广阔空间和风力资源,可以进行批量、规模化生产,从而降低风力发电的成本。许多国家都制订了大规模开发利用计划,以获得更佳的效果。
收稿日期:2007-04-11
●信息●
世界首项特高压直流输电工程在云南开工
2006年12月17日,云南至广东±800kV特高压直流输电工程开工仪式在禄丰县举行。到“十一五”末,中国南方的崇山峻岭间,将建成世上第一条电力“超高速公路”,西南能源基地的强大电流将通过这条新的通道源源不断地送往电力消费大省广东。
目前,世界上在运行的直流输电工程的最高电压等级为±600kV。云广直流工程是世界上第一项±800kV直流输电工程,西起云南禄丰,东至广东增城,线路全长1446km,总投资16818亿元,2010年建成投运后,云电送粤交直流输电通道的送电能力将达到800万kW。该工程不仅是我国在建的单条输电容量最大的工程之一,同时也是“十一五”“云电送粤”的主要通道。工程的建设能满足近云南大型水电的送出,也为“十二五”及远期大型水电的送出夯实基础。该工程的建设是我国电力发展史上一个新的里程碑,将全面提升国内输变电设备制造水平,带动我国电力科技再上一个新台阶,对于增强自主创新能力、占
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领世界电力科技高峰具有重大意义。南网公司董
事长袁懋振在开工仪式上说,云广直流工程的建设,揭开了“西电东送”事业的新篇章。该工程不仅满足小湾、金安桥等大型水电站送出和“十一五”云电送粤的需要,也为今后西南地区水电大规模、远距离送出积累宝贵经验,促进能源资源在更大范围内实现优化配置。南网公司将努力把该工程建设成一项具有真正示范意义的精品工程、品牌工程,为推动“西电东送”战略和我国输电技术的发展作出贡献。
云南省副省长李新华代表省委、省府对工程的开工建设表示热烈祝贺和今后的全力支持。他说,当前云南电力已经进入快速发展期,在建电源规模超过1600万kW,到“十一五”末,全省装机将突破3600万kW。云广直流工程的建设,对提高“云电送粤”能力,加快云南培育电力支柱产业,带动我国输电技术和装备制造水平升级,具有十分重要的意义。
(陈宗器)
本文标题:钢结构行业发展现状-Protar结构特性补遗与发展61阅读| 精彩专题| 最新文章| 热门文章| 苏ICP备13036349号-1