非线性相互作用（精选九篇）
非线性相互作用 篇1
一、非线性编辑的优势
非线性编辑是直接从计算机的硬盘中以帧或文件的方式迅速、准确地存取素材, 进行编辑的方式。它是以计算机为平台的专用设备, 可以实现多种传统电视制作设备的功能。编辑时, 素材的长短和顺序可以不按照制作的长短和顺序的先后进行。对素材可以随意地改变顺序, 随意地缩短或加长某一段。
1、高质量的图像信号
传统的编辑方式的一个最棘手的问题就是母带的磨损和"翻版", 素材在检索过程中反复搜索, 录像带和磁鼓之间的磨损较大, 而且在制作过程中, 视频信号经过特技台、字幕机等设备后, 信号质量有一定的衰减, 导致图像质量不高。而非线性编辑的素材是以数字信号的形式存入到计算机硬盘中的, 采集的时候, 一般用分量采入, 或用SDI采入, 信号基本上没有衰减。非线性编辑的素材采集采用的是数字压缩技术, 采用不同的压缩比, 可以得到相应不同质量的图像信号, 即图像信号的质量是可以控制的。
2、强大的制作功能
目前, 一套非线性编辑的功能往往集录制、编辑特技、字幕、动画等多种功能于一身, 而且可以不按照时间顺序编辑, 它可以非常方便地对素材进行预览、查找、定位、设置出点、入点;具有丰富的特技功能。可以充分发挥编辑人员的创造力和想象力。编辑节目的精度高, 可以做到正负0帧。便于节目内容的交换与交流, 任何一台计算机中*TAG、*BMP、*FLC、*JPC、*WAV等格式的文件, 都可以在非线性编辑系统中调出使用。一般非线性编辑系统都提供复合、YUV分量、S-VHS、DV、QSDE、CSDE、SDI数字输入输出接口, 可以兼容各种视频、音频设备, 也便于输出录制成各种格式的资料。
二、线性编辑的特点
线性编辑就是磁带的编辑方式, 它是用电子手段, 根据节目内容的要求将素材连接成新的连续画面的技术。通常使用组合编辑将素材顺序编辑成新的连续画面, 然后, 再以插入编辑的方式对某一段进行同样长度的替换。但要想删除、缩短、加长中间的某一段就不可能了, 除非将那一段以后的画面抹去重录, 这是电视节目的传统编辑方式。
1、技术成熟、操作简单
线性编辑使用编放机、编录机, 直接对录像带的素材进行操作, 操作直观、简洁、简单。使用组合编辑插入编辑, 图像和声音可分别进行编辑, 再配上字幕机、特技器、时基校正器等, 能满足制作需要。
2、素材的搜索和录制都要按时间顺序进行, 节目制作较麻烦。
因为素材的搜索和录制都要按时间顺序进行, 在录制过程中就要反复地前卷、后卷寻找素材, 不但浪费时间, 且对磁头、磁带也造成相应的磨损。编辑工作只能按顺序进行, 先编前一段, 再编下一段。这样, 如果要在原来编辑好的节目中插入、修改、删除素材, 就要严格受到预留时间、长度的限制, 无形中给节目的编辑增加了许多麻烦。如果没有长的工作时间, 难以创作出艺术性很强, 加工精美的电视节目来。
3、线性编辑系统的连线较多、投资较高、故障率较高。
线性编辑系统主要包括编辑录像机、编辑放像机、遥控器、字幕机、特技台、时基校正器等设备。这一系统的投资比同功能的非线性设备较高, 且连接用的导线如视频线、音频线、控制线等较多, 比较容易出现故障, 维修量较大
三、非线性编辑与线性编辑的使用
1、根据电视片的制作要求和两种编辑方式的特点, 选用合适的编辑方式。
在电视片头、广告片及专题片的制作中, 选用非线性编辑比较合适。因为, 在电视片头和广告片中, 大量使用多层画面的运动、叠加、透明, 画面的快、慢动作, 三维动画、颜色的特殊处理, 字幕的特殊处理等效果。在专题片中, 除了应用特技效果以外, 还大量使用长于5s的镜头。这些要求, 用非线性编辑系统实现起来非常容易。
在新闻片的制作中, 因为电视新闻要求每个镜头的长度一般小于5s, 以增加信息量, 且新闻片中, 较少使用特技效果, 大部分为镜头的直接组接, 因此, 使用传统的线性编辑比较合适。线性编辑一般用分量连接, 以减少信号传输过程中的损失。线性编辑把每条新闻编辑完成后, 再采集到非线性编辑系统中, 加口播头、字幕和适当的特技等, 进行整个新闻片的串接。这样编辑的速度很快, 信号的质量高, 效果好。
2、在现场直播、现场直录的场合, 一般使用传统的线性编辑设备方案。
现场直播、现场直录的主要特点是, 要求录制设备的响应速度是实时, 特别是直播, 工作一旦开始, 就不能停下来, 只能一次成功, 不能失败。在这种情况下, 用传统的线性编辑系统是合适的。但像体育比赛的直播中, 需要重复某些特殊的精彩的镜头, 在线性设备为主的情况下, 要适当使用非线性设备, 才能完成。
非线性相互作用 篇2
三维薄板在超音速气流作用下的非线性颤振研究
采用伽辽金方法将四边简支薄板在超音速气流作用下的微分方程离散为常微分方程,其中气动力理论采用活塞理论.线性颤振分析表明,初始中面内力为拉力时系统临界动压随拉力的增大而增大,为压力时随压力的增大而减小.非线性响应分析表明,当动压超过临界值后,系统呈现出极限环振动,在特定参数区间存在混沌运动.
作 者：陈大林 杨翊仁 胡绍全 CHEN Da-lin YANG Yi-ren HU Shao-quan 作者单位：陈大林,胡绍全,CHEN Da-lin,HU Shao-quan(中国工程物理研究院总体工程研究所,绵阳,621900)杨翊仁,YANG Yi-ren(西南交通大学应用力学与工程系,成都,610031)
刊 名：强度与环境 ISTIC英文刊名：STRUCTURE & ENVIRONMENT ENGINEERING 年，卷(期)： 35(2) 分类号：V215.3 关键词：伽辽金方法 颤振 极限环振动 混沌响应非线性相互作用 篇3
摘要：文章通过门限面板模型得出经济发展水平是城乡收入差距的倒U形状函数，该函数顶点所对应的泰尔指数（门限值）为0.026 895。通过动态面板模型得出我国城乡收入差距虽然在扩大，但有收敛的趋势，收敛上限的估计值是0.136 562 5。最后提出增加农村人力资本投资，完善农村金融服务体系等缩小城乡收入差距的政策建议。
关键词：城乡收入差距；泰尔指数；收敛；动态面板模型；门限面板模型
一、 引言
改革开放以来，我国经济取得了高速发展。2014年我国GDP首次突破10万亿美元大关，成为世界上仅有的两个进入“10万亿美元俱乐部”的国家。但是我国城乡二元结构依然存在，城乡收入差距仍在继续扩大。我国城镇居民人均可支配收入与农村居民人均纯收入之比由1995年的2.715上升为2013年的3.031，绝对收入差距由1995年的2 705元扩大为2013年的18 059元。如果将教育、医疗与通货膨胀等因素也纳入考虑范围，那么我国实际的城乡收入差距将会更大。
二、 我国城乡收入差距的收敛性分析
1. 城乡收入差距的衡量。本文使用泰尔指数作为衡量城乡收入差距的指标。考虑到数据的可获得性，本文使用Shorrocks（1980）的方法来计算泰尔指数，表达式如下：
本文将使用方程（2）对我国城乡收入差距问题进行研究，由于该模型中包含了被解释变量的滞后项，即该模型存在内生性问题，所以使用动态面板模型去估计该方程。Arellano和Bond（1991）提出了估计动态面板模型的一阶差分GMM方法，但是这种估计方法存在一些缺点，例如：（1）弱工具变量问题，（2）无法估计不随时间变化的变量的系数。于是Blundell和Bond（1998）为了解决以上问题提出了系统GMM估计方法。
3. 计量模型的实证结果。本文运用我国28个省市1995年～2013年的数据进行分析，其中剔除了重庆、四川和西藏。
对泰尔指数的动态面板分析结果见表1。该表呈现了差分GMM的一步和两步估计以及系统GMM的一步和两步估计结果，同时根据AIC准则选取因变量的滞后阶数。本文用Abond1、Abond2表示差分GMM的一步与两步估计，用Sys1和Sys2表示系统GMM的一步与两步估计。如表1中所示，theili，t-1的系数？酌都是处在区间（-1，0），说明我国城乡收入差距是收敛的。在估计结果的显著性方面，一步差分GMM与两步差分GMM的显著性相同，两步系统GMM比一步系统GMM的估计结果显著。对于两步估计结果，系统GMM比差分GMM显著。在系数估计结果大小比较方面，对于常数项、？酌和？渍1，一步差分GMM都小于一步系统GMM的估计结果（带有负号的系数指的是绝对值），两步差分GMM与两步系统GMM也满足同样的规律。对于系数？渍2，一步差分GMM大于一步系统GMM的估计结果，两步差分GMM与两步系统GMM也满足同样的规律。
城乡收入差距中易出现截面相关与异方差问题，而该问题在两步GMM估计中能够得到更好的解决，同时Windmeijer（2005）通过蒙特卡洛模拟发现两步估计比一步估计具有更好的无偏性。从工具变量有效性的Sargan检验来看，两步GMM估计要优于一步GMM估计。从残差序列相关性的Abond检验来看，两步差分GMM与两步系统GMM都存在一阶序列相关，二阶序列不相关，但是在二阶序列不相关中两步系统GMM显著性要高于两步差分GMM。基于以上分析，本文将选取两步系统GMM作为对本模型的最终估计结果。
现在将两步系统GMM的估计结果带入到方程（2）中，并整理为水平方程的形式，得到以下方程：
theili，t=0.043 7+0.627 7theili，t-1+0.146 7theili，t-2-0.094 4t-heili，t-3（3）
使用方程（3）进行迭代运算，得到2053年的全国泰尔指数0.136 562 5，将2053年的指数除以2013年的指数得到结果1.095，上文中提所以可近似的认为a等于1.095。因为a>1，所以说明我国的城乡收入差距是在扩大趋势下收敛。将新得到的50年全国泰尔指数（2014年开始）与2013年的全国泰尔指数相除，得到的结果绘制成图1，该图再次表明了我国城乡收入差距在继续扩大，但是扩大的速度逐渐放缓。
纵坐标是第t年全国泰尔指数与2013年全国泰尔指数的比值，横坐标是年份。
三、 城乡收入差距与经济发展水平的非线性机理分析
1. 对门限面板模型的介绍。现在使用门限面板模型来分析城乡收入差距对经济发展水平的影响。门限面板模型由Hansen于1999年提出，模型的具体形式如下（单一门限面板模型）：
yit=？滋i+？琢1xitI（qit？燮？兹）+？琢2xitI（？兹在该模型中yit为因变量，qit为门限变量，I（·）为示性函数，Xit为控制变量，？着it为服从独立同分布的随机扰动项。
2. 变量与样本的选择。本文选用居民消费价格指数（CPI）、政府干预程度（GI）、人力资本投资率（HCI）、固定资产投资比重（IFA）、对外开放度（SO）和城镇化水平（UL）作为控制变量。
3. 门限面板模型的构建与估计结果分析。为了防止伪回归的出现，下面对本文所用变量进行单位根检验。由表2中的检验结果可知，居民消费价格指数与固定资产投资比重都通过了三个检验，泰尔指数、政府干预度、人力资本投资率与城镇化水平都通过了LLC与Breitung检验，但是都没有通过IPS检验。经济发展水平与对外开放度都通过了IPS与LLC检验，但是都没有通过Breitung检验。根据以上的分析，可认为该8个变量都是零阶单整序列，即都是平稳的。
为分析城乡收入差距与经济发展水平的非线性关系，将门限面板模型设为以下形式：
lnGDPit=？滋i+？琢1theilitI（theilit？燮？兹）+？琢2theilitI（？兹其中lnGDPit表示第i个个体第t年的经济发展水平；因为要研究经济发展水平与城乡收入差距的非线性关系，所以将城乡收入差距设为门限变量。Xit为控制变量。
根据表3，对门限变量的估计结果进行分析。在门限模型的第一个假设中，得到的F1统计量结果显示应该拒绝原假设，接受备择假设。在第二个假设中，得到的F1统计量结果显示应该接受原假设，拒绝备择假设。根据以上的分析结果，可以认为该模型只存在一个门限值，该门限值为0.026 895，其置信区间为（0.016 739，0.037 051）。在门限值？兹的左侧，系数？琢1为正值，说明城乡收入差距与经济发展水平具有正向关系，即随着城乡收入差距的扩大经济呈现增长趋势。这是因为当存在一定程度的城乡收入差距时，生产要素和财富逐渐向城镇集中，从而推动了城市化和工业化的进程，最终促进了经济发展。同时，一定程度的城乡收入差距也会增加城乡居民消费需求的多元化，对于我国产业结构的升级与多样化发展起到了重要作用，从而推动经济全面和快速的发展。在门限值？兹1的右侧，系数？琢2为负数，说明城乡收入差距与经济发展水平具有负向关系，即随着城乡收入差距的扩大经济呈现下降趋势。一方面，较高的城乡收入差距长期存在会产生收入差距上的累积效应。城镇居民与农村居民对教育等人力资本的投入差距逐渐扩大，导致城乡居民的收入能力有显著差异，于是使城乡经济增长与城乡收入差距陷入恶性循环中。另一方面，农民收入水平低，不能及时获得有效的金融服务，导致农村经济投入不足，进而抑制经济的长期增长。
四、 政策建议
前文的分析也提供了一定的政策启示。缓解城乡收入差距对经济增长的抑制作用应从以下两个方面着力：
1. 加大对农村居民的人力资本投入。城乡居民收入差距带来人力资本投资的巨大差异，进而形成城乡居民收入能力的差距，即城乡差距的累积效应。另外，我国现阶段结构性失业较为明显，因此，需要合理配置城乡教育资源，加大农村居民职业教育和培训。城乡基础教育资源的不平衡突出体现为教育质量差异。要进一步提高乡村教师待遇，加强乡村教师定期培训，建立中小学教师城乡交流机制；同时，保证进城务工随迁子女在当地接受义务教育的权利。从存量和增量两个层面推进农村职业教育和培训；对于完成基础教育后不久即进入就业市场的农村劳动力，政府为其提供廉价的职业培训，使其充分转化为社会稀缺的技术工人；对于有外出务工倾向的农村中年劳动力，可以在户籍所在地或工作地接受技能培训。通过政策激励，引导高素质人才尤其是农村大学生在农村就业、创业。
2. 完善农村金融服务体系，降低农民的“金融门槛”，提高农民融资能力和抵御风险能力。“金融门槛”即进入并使用金融服务的成本，它将获取金融服务的居民区分为不同的群体。长期以来，“城市偏向”的经济发展战略，导致我国城镇与农村金融市场发展不均衡。农村大量储蓄资金流向城市而形成“资金洼地”，农民融资难问题逐步显现。金融压抑成为制约农村经济发展、农民增收的重要因素。政府应进一步加强农村金融服务体系的建设，推进“普惠金融”发展，减少农村金融资源的“漏损”。为此，需要完善农村金融基础设施建设，促进农村金融服务形式多元化，发展农村金融衍生工具，适当降低农村信贷门槛，规范民间金融等。此外，农村居民相对于城镇居民而言，由于其收入水平的限制以及信用水平的低下，无法享受金融门槛较高的金融服务，往往只能以储蓄存款等手段来降低财富贬值速度。因此，需要激励金融机构为农民提供多样化的金融服务，提高农民财产性收入，规避财产贬值风险，实现财产保值甚至升值。
参考文献：
[1] Shorrocks A F.The class of Additively Decomposable Inequality Measures[J].Econometrica，1980，（3）：613-625.
[2] Evans P and Karras G.Convergence Revisited[J].Journal of Monetary Economics，1996，（2）：249-265.
[3] Barro R and Sala-i-Martin X.Convergence[J].The Journal of Political Economy，1992，（2）：223-251.
[4] Beyaert A.Output Convergence： The Case of Current and Forthcoming Members of the European Union[M].Science Publishers，2008，（1）：20-32.
基金项目：教育部人文社会科学重点研究基地重大项目“我国经济社会协调发展与缩小收入分配差距研究”（项目号：11JJD790038）。
作者简介：倪志良（1966-），男，汉族，内蒙古自治区赤峰市人，南开大学经济学院财政学系主任、教授、博士生导师，研究方向为政府预算、税收与公共支出管理和幸福经济学；陈博（1986-），男，汉族，天津市人，南开大学经济学院博士生，研究方向为收入分配、税收与公共支出管理；贾占标（1988-），男，汉族，山东省枣庄市人，南开大学经济学院博士生，研究方向为税收与公共支出管理和幸福经济。
非线性编辑系统字幕在图像中的作用 篇4
随着计算机技术在电视制作领域中的成熟应用, 计算机已为电视工作者提供了容量巨大, 字形多样、色彩逼真、质感强烈的字体, 从而使字幕和图像达到完美的结合, 大大提高了电视节目的美观性和可看性。电视字幕从广义上来说, 包括纯粹的文字字幕和图形字幕。其中图形字幕则是点缀修饰画面的几何图形及图像, 在实际工作使用不多。在通常情况下主要的是文字字幕, 它包含片头字幕, 片中的标题字幕, 同期声字幕, 人物、时间、地点等注解, 以及栏目题花, 片尾的职员表字幕等等。下面谈谈电视字幕在节目制作中的一些看法及体会。概括来说主要有下列几个方面:
1 文字的字体
中华民族的文字是几千年古老文明的象征, 是人与人之间交流的重要工具。电视字幕对字体的运用, 应根据画面内容需要和人们的审美情趣而定。汉字的字体繁多, 各具特点。通常分为行、草、楷、隶、宋、黑、琥珀等字体。电视节目制作中, 字体要公正, 字体要清楚并易于辨认, 而有些字幕则过于花哨, 难以看清。电视字幕, 首先要确保画面的可观性, 同时在画面上又要起到画龙点睛的作用。所以, 字体不能过于粗犷, 否则容易给人带来“沉重”感;字体也不能过于细小, 那样令人难以辨认, 且不能很好地对画面起到提示作用。如宋体, 由于字的横笔和竖笔的粗细不一, 虽然现在的字幕机都设置了抗闪烁功能, 但在屏幕上, 过细的笔划还是易于丢失, 致使字幕难以辨认, 因此, 电视画面上很少使用。字幕的字体还应根据电视节目的内容来确定。如黑体、圆体字形笔划易于辨认, 用在需要引起人们注意的这一类电视更为适宜。这样的字体给人以一种庄重、严肃、且一目了然的感觉。
2 字幕的颜色
色彩运用是一个非常复杂的问题, 在一个画面中, 最能分散注意力的就是颜色, 因此, 色彩一定要选用得当, 否则会起到相反的作用。电视字幕色彩与电视画面一样, 也是由红、绿、蓝三基色组成, 并可由此调制出几乎人们可以想象得出的任何颜色。电视的主题也可用颜色来强调。在字幕的制作中, 应使用层次分明的画面作背景, 确保字幕的可辨认性。如果字幕颜色与画面颜色接近, 可以采用字幕加边, 衬上半透明底色, 加颜色线条等方法来处理, 效果不错。如果没有将字幕很好地融合到背景中去, 那么, 字幕与背景就完全失去了和谐。所以, 背景画面的颜色要与字幕颜色形成反差, 这才有助于把观众的注意力吸引到字幕上, 从而达到电视字幕在电视节目中应起的作用。白色或黄色, 可构成清晰易辨的图形, 显得真实、准确。电视画面的色彩, 大多是中间色阶, 反差不大, 配上白字, 既突出醒目, 又和谐统一。其他颜色可以在关键字、关键字或要点, 形成很好的强调效果。
3 字幕的修饰
电视字幕不仅可以选择字体和颜色, 还可以改变字的大小、字幕加边、字幕加暗影、字幕本身选用渐变色、字幕过光、字幕变形处理等等。关于字的大小没有定式, 应从实际出发。字若大了, 画面显得臃肿、密不透风、字幕本身也没了生气;字若小了, 显得单调瘦弱, 观众无法看清字的内容, 字幕也就失去了特有的表达作用。
在制作中, 字幕的修饰一定要把握住节目的定位, 要与节目总体的审美取向相一致。修饰得当的字幕会起到画龙点睛的作用, 反之也会成为一大败笔。
新闻节目的真实性、严肃性、时效性决定了新闻字幕的修饰要简洁, 排版要简明, 让观众一目了然, 易读易懂。字体以方正规矩的黑体、圆体为主。字色以白色、蓝色、黄色为首选。如中央电视台的《新闻联播》、《经济半小时》等节目里, 字幕主色调只有蓝白两色, 整个画面效果干净明了。而综艺节目形式灵活多样, 丰富多彩、字幕的修饰则追求更多的艺术效果、字体、字色以及图形、图像的应用都是千变万化的。根据节目的需要可以活泼、张扬。但并非综艺节目的字幕越“花”越好。正相反, 对于一些游戏类的综艺节目, 布景和台上台下众多人物的色彩本身就比较丰富, 如果再加上多“姿”多“彩”的字幕, 可真的是“眼花缭乱”了。这时的字幕应该运用正规的字体、纯正的颜色, 力求清晰、素雅。
4 字幕在电视画面中的位置
电视屏幕是一个二维空间。电视字幕在这有限的平面空间上, 运用视觉效果, 并以读写方式感知给人们。字幕在电视屏幕所处的位置同样需要引起重视, 有些画面在摄像构图时就要考虑字幕摆放的位置。
片名字幕的创作, 一般居中偏上为宜。因为人的视线有向心性, 视线的自然习惯是注意画面中心, 以便取得画面在人们视觉和心理上的平衡。一般来说以黄金分割线为标准, 这种分割虽然能产生秩序美, 但运用不当, 也会产生单调, 呆板的感觉。
5 字幕的特技与出屏方设
播出方式选好了可以让字幕“活”起来, “跳”出电视画面, 可以增强节目的娱乐性, 活泼性和可观性。一般来说, 在新闻、专题等一类节目中, 应尽量少用或不用特技方式出字幕, 最好采用较简单的划入划出, 淡入淡出。而在制作文艺节目时, 可用特技方式出字幕, 如文艺类节目。字幕播出其次还要选择播出的速度, 字幕出字的快慢取决于画面内容的需要。节奏是任何艺术作品的灵魂。而字幕作为电视节目的组成部分, 既要服从于全片的总体节奏, 也要形成自己内在的节奏。
非线性思维在电视节目编辑中的作用 篇5
关键词：非线性思维,电视节目编辑,作用,创新,优势
1 非线性编辑在电视节目编辑中的优势
非线性编辑与传统的编辑方式相比具有信号质量好、水平高、投资少、保护投资及网络化等优势。主要体现在以下几个方面。
1.1 信号质量好
传统的节目制作的编辑方式普遍选用录像带进行, 在整个编辑过程中, 磁带很容易受到磨损及伤害, 这种情况降低了节目内容的质量。而非线性编辑能够将这个问题进行有效解决, 在采用非线性编辑进行电视节目编辑的过程中, 制作或者编辑的都是数字形态的内容, 所以无论怎么编辑、编辑多少次都不会产生任何的损耗, 最终都可以获得非常好的信号质量。
1.2 制作水平高
在传统的编辑中, 必须要反复的针对素材进行比较, 并且在制作中利用大量的转场、特技处理等, 在实际的操作中会产生大量的重复性劳动。而非线性编辑的所有素材都已经储存在电脑硬盘中, 当需要哪种类型的素材, 只要简单的搜索就可以找到, 并且在制作的过程中, 只要可以想到的都可以进行随意的组合, 最终制作的节目相对于传统节目的制作水平要高出很多。
1.3 使用寿命长
非线性编辑系统相对于传统设备来说可以将设备的数量降到最低, 在实际的非线性编辑中只需要录像机, 电脑就足够了, 并且在整个过程中, 录像机的使用次数也非常少, 由此大大地降低了磨损, 提高了录像机的使用寿命, 有效地减少成本。
2 非线性思维在电视节目编辑中的重要作用
从心理学的角度看电视编辑思维是指在电视节目制作过程中, 电视编辑对来自各方面的视频、音频、文本等信息进行剪辑、组合、加工等处理时大脑所进行的高级意识活动。电视编辑思维的主要对象 (思维客体) 是视频、音频和文本信息, 其主要方法和技术手段 (思维工具) 是剪辑、组合和加工等。在电视编辑中引入非线性编辑系统可以对电视编辑的思维模式进行有效革新。
1) 非线性思维突破了传统蒙太奇理论中镜头剪辑原则的限制, 要求电视编辑采用更加灵活多样的方法与技巧实现视频、音频、文本等信息的重新组合, 并能产生强烈的审美效果。在目前的技术条件下。非线性编辑系统一般由计算机主机、视音频处理卡、大容量高速素材硬盘及视音频编辑软件组成。非线性编辑系统所使用的记录介质是硬盘。与传统的线性编辑从磁带到磁带的操作方式不同, 对于拷贝到硬盘上的素材, 在编辑时不用考虑制作节目的顺序和长度, 可对素材随意进行剪辑和编辑, 并能够在硬盘中实时完成。
2) 非线性编辑在编辑意识、编辑思维和编辑操作等层面也提出了新的要求。
(1) 编辑意识, 指编辑主体所持有的一种对编辑客体的系统化的、自觉的、伴随着情感体验且具有能动性的心理反映形式。总体来讲, 编辑主体要建立受众中心意识、服务意识、互动意识、平民意识和贴近意识。
(2) 编辑思维, 是编辑工作者在编辑活动中借助语言或其他符号手段实现的对客观事物间接地概括地反映。编辑工作是一项创造性工作, 创造性思维能力是电视编辑工作者孜孜以求的目标。毫无疑问, 非线性思维方式的引入, 将大大提高编辑工作的创造力和表现力。非线性思维强调思维的发散性、开放性、多维性、灵活性, 这些为电视编辑创新提供了新的途径。
(3) 在编辑操作层面。由于非线性编辑系统集成了编辑机、特技台、调音台、字幕机等几乎所有后期制作设备的功能, 所以它的引入改变了传统的电视节目制作环境, 赋予了节目制作以更高的技术含量和灵活的创作空间, 这就需要电视编辑人员不仅要熟悉基本的影视制作理论, 而且要了解非线性编辑系统的软硬件构成、系统环境、非线性编辑软件和相关的特技、字幕制作等软件。只有在充分掌握了相关编辑技术的基础上, 才能充分挖掘技术提供的各种可能, 进行高水平的艺术创造。
3 非线性思维在电视节目编辑中的创新
要实现电视节目的创新, 仍需从编辑意识、编辑思维和编辑操作三个层面人手。其中关键在于创造性思维能力的培养。对于电视编辑而言, 在培养自己的分析、综合、比较、抽象、概念、判断、推理等能力的基础上, 加强发散性思维能力的培养, 能够加强思维的广阔性、流畅性与灵活性, 这些是实现电视节目创新的必要前提。
创造性思维过程主要有四个阶段:经验、理性、直觉及灵感, 与非线性思维有直接关系的有直觉及灵感, 是创造性思维的关键环节。要实现电视节目创新, 直觉与灵感不可或缺。直觉是对于新出现的现象或规律, 未经过严密的逻辑程序, 直接地认识到其内在本质或规律的一种思维创新活动。是一种认识过程的飞跃、升华或突变。直觉的产生则以一定的知识与经验作为基础与前提。灵感是人通过大脑的潜意识对经过显意识收集的信息再加工而得到的结果。电视编辑的直觉与灵感大多来源于日常编辑实践的顿悟与升华。
4 结语
在日常工作中, 电视编辑可以将各种非线性的思维方式进行有机结合, 同时还要提高自己的创新意识, 培养创造性思维的心理素质, 对创新能力的知识结构进行有效构建, 在此前提下充分发挥自己的创新能力, 创作出更多优秀的电视作品来满足受众的需求。
参考文献
非线性编辑技术在电视制作中的作用 篇6
关键词：非线性编辑技术,电视制作,应用,作用
电视制作是将实际与创意进行策划、拍摄和后期制作, 利用线性编辑和非线性编辑, 对素材进行拼接、剪辑、特效等处理, 使电视制作效果更高端, 让流畅转换的镜头组合效果更符合逻辑, 带给受众震撼的视觉享受, 满足人们更高审美需求。
1 非线性编辑技术概述
非线性编辑是结合计算机技术和信息化制作为一体的一种电视编辑方式。非线性编辑对设备的需求不多, 对于图片、影视素材的制作可以迅速进行编辑, 不受时间顺序影响, 编辑师可以按照编导、创意者的要求, 按照逻辑, 制作出不同展示效果。非线性编辑有相匹配的编辑软件、硬件, 随着计算机信息技术的发展, 大部分电视制作都有专门的非线性编辑系统, 操作更简单便捷, 音质、画质、切换效果等不变的情况下, 又节省了人力物力, 提高了电视制作的效率, 备受电视制作机构的重视。非线性编辑系统不仅能快速在存储盘上找到素材, 还可以将素材编辑多样化, 加入特技、效果等, 使电视制作效果更好。传统素材编辑处理, 会降低素材质量, 这就要求了高品质的素材拍摄设备的购置, 造成设备资金使用过度。而非线性编辑系统虽然在素材处理、特效制作等编辑中也会对素材质量造成一定的损失, 但相对于线性编辑来说, 用时更少, 素材质量损失更小, 艺术创作更能多样化展现。
2 传统电视制作状况概述
电视制作主要由选题策划、实施拍摄、后期制作三大部分组成。前期选题、构思、策划是电视制作的基本, 这一环节, 会进行大量的国内外相关资料搜集, 召开创意讨论会, 书写策划和脚本, 从而为中期拍摄和后期处理做足准备工作。拍摄也为现场录制, 在演播室进行, 演员、灯光舞美等按照策划各司其职, 开始彩排和节目录制, 为后期制作提供大量素材。后期制作编辑是电视制作中最重要的处理手段, 经历了线性编辑和非线性编辑两个发展阶段, 通过将素材处理合成完成制作。传统电视制作主要是将拍摄阶段的摄影、录像等机器与后期音效字幕等设备组合工作, 主要是在录像带上进行编辑操作, 称之为线性编辑技术。主要是将各种设备连接在一起, 按照时间循序播放, 然后进行适当的剪辑、效果插入。这种传统电视制作形式, 操作麻烦, 过程繁杂, 对录像带的损害性较大, 由于技术有限, 艺术创意不能更好的展现出来, 且成品不能再次随意改动。造成电视播放像素低, 效果差, 耗时长。
3 非线性编辑技术在电视制作中的应用
非线性编辑技术以其高效便捷、高质量、效果多样化等特色, 在电视制作中被广泛应用, 通过综合利用数字影像、图像、文字处理、存储等技术, 以及相关软件和硬件设备进行后期编辑, 主要是对素材的处理和特技的制作, 让电视制作成品更具有视觉震撼和美感。
3.1 素材处理
在节目现场彩排、录制过程中除正常录制外, 还会拍摄较多素材, 作为备选。在后期制作中, 编辑师将素材导入到磁盘, 完成素材采集。影像素材中的声音采集过程中会出现杂音、或无声音的情况, 可利用录音文件进行覆盖, 也可将声音进行消除杂音处理, 从而增强声音质量, 也可直接插入mp3格式音频文件, 增加录制效果。视频拍摄、录制, 尤其是录播节目, 减掉或插入视频, 或调整视频的顺序、位置等, 都可以通过非线性编辑技术来实现。编辑师可根据场景、效果等需要, 将素材或进行剪辑、拼接, 或进行调快调慢, 或插入其他素材等, 在打斗场景中加入激昂的音乐, 将播放速度调快, 增加现场的激烈感与紧张感。在历史题材中多使用远景、俯拍、慢镜头等, 来增加历史的古老沧桑和威严。总之, 运用非线性编辑技术将素材综合处理, 而又将素材的损伤率降到最低。
3.2 特技制作
在电视制作过程中, 不是所有的场景道具都需要实际准备的, 一般的三维、二维特殊效果, 都可以通过非线性编辑系统来实现, 无论是飞行、下坠、闪电效果、视频抖动等, 还是背景扭曲等三维效果。除镜头之间的特技制作, 还包括画面特技制作, 如想表现回忆系列, 可将影片进行黑白处理, 或加入暖色调, 增加场景氛围。且非线性编辑技术对字母的处理, 可利用两个二维的DVE分别对RGB和ALPHA帧进同时加工, 让字幕的滚动与画面同步, 还可以增加字幕三维效果, 如:扭曲、水滴状、旋转等, 解决了线性编辑技术对字幕的处理类型少、处理慢的弊端, 满足了用户对电视制作效果的高质量要求。例如在《西游记》中的“富丽堂皇的天宫”、“猴头蜜蜂身的孙悟空”、“妖怪腹内”等这些未知的东西, 通过数字特技制造出来, 更加凸显了电视制作的真实性和审美性。
4 非线性编辑技术在电视制作中的作用
在电视制作中, 要想展现更绚丽多彩、多样化风格的制作内容, 就必须使用非线性编辑技术, 让电视制作成品中的镜头转换的更加流畅, 组合效果更符合逻辑, 做受众喜闻乐见的剪辑, 才能被受众接受, 提高电视制作的收视。
4.1 使镜头组合效果更符合逻辑和大众审美标准
非线性编辑技术处理无论是在视频剪辑、拼接, 蒙太奇的使用、还是在特效的制作过程中都要符合事物发展的规律, 按照大众审美进行编辑。对于电视制作来说, 每一段素材都是一个拼接点, 将这些拼接点, 按照预定效果有机组合, 才能形成人们喜闻乐见的电视节目。在素材编辑时, 先按照时间顺序把握主体素材, 按照逻辑顺序编排每个镜头情节, 将整个情节交代清楚。例如:一组反映两个许久未见的人约会的情节:两个人应站在对立的方向, 速度先慢后快, 一个由左至右, 一个由右至左跑, 拥抱, 才不会给人不舒服的感觉, 这样才更符合大众审美, 以及事态发展逻辑。总而言之, 基于生活, 运用非线性技术编辑素材, 按照事物发展的规律, 才能使素材在电视空间内合理运动。允许夸张效果, 但要建立在实际生活规律下才能使制作的电视作品更符合大众审美。
4.2 过渡镜头的使用使镜头转换更流畅
素材创作编辑是以收视率、观众体验为目的的。使用非线性编辑技术可以使镜头转场更流畅, 切换更自然。在镜头切换转场中, 要合理转场按照“动静结合、动接动、静接静”的方式来编辑素材, 同时同一时空、地点不能出现同一个人做不同的事的场景。在非线性编辑技术中按照时间顺序, 将一个人、一件物体的时间发展顺序, 综合运用过渡镜头, 合理剪辑, 才能使镜头更流畅。例如:一棵刚种下去的小树苗, 如果拍树苗如何长大, 经历风霜雨雪, 需要很长的拍摄时间和播放时间, 但两者之间加入一个快镜头, 日出日落、快速变动的四季等, 这样过渡, 会让事物发展更合理。总之, 运用非线性编辑技术, 可以将素材中的片段截取、转换, 选用不同的景别、色调等来综合运用, 让画面显示更加合理, 镜头转换更流畅。
5 结论
在计算机技术飞快发展的当今社会, 传统电视编辑技术已不能满足人们多样化需求, 而非线性编辑技术及多个设备于一身, 具有高度继承性, 制作水平较高, 设备使用方便, 网络化制作, 使得非线性编辑技术在复杂的电视制作中越来越受到欢迎。随着科学技术和计算机技术的发展, 非线性编辑技术必将会推动我国电视制作技术的发展与完善。
参考文献
[1]全云霞.非线性编辑系统在电视节目制作中的具体应用[J].科技传播, 2014 (19) :3, 10.
[2]庞芳.非线性编辑技术在电视节目制作中的应用探析[J].经营管理者, 2009 (6) :260.
非线性相互作用 篇7
本文考虑斜拉索初始垂度和几何非线性的影响, 建立热状态下受桥面激励作用的斜拉索非线性振动力学模型, 推导温度场中斜拉索参数振动控制方程。利用多尺度法对拉索的主参数共振进行近似的理论求解, 编制数值计算程序, 分析温度变化、外部激励、调谐值、索力和阻尼等对系统的影响。
1 温度场中受力模型和振动方程建立
图1为斜拉索在桥面激励下的参数振动模型。建立斜拉索的非线性振动模型时, 为了体现问题的本质作如下假设:
(1) 不考虑斜拉索的抗扭、抗弯和抗剪刚度;
(2) 索的应力应变关系服从胡克定律;
(3) 索的线形为二次抛物线。
考虑斜拉索初始垂度和几何非线性, 在拉索的桥面锚固端受到谐扰激励时索元微段振动方程为
式 (1) 中:v (x, t) 为拉索横向振动位移;y为拉索初始垂度;T为斜拉索的切向初拉力;τ为斜拉索的附加切向动拉力;s为斜拉索平面内弧长坐标;m为拉索单位长度质量;c为索的阻尼系数;φ为拉索倾角。
假设斜拉索的线形方程为二次抛物线, d为索跨中垂度, H为斜拉索的弦向初拉力, h为弦向附加动拉力, L为拉索弦长则
由斜拉索静力平衡条件, 得
将式 (3) 、式 (4) 代入式 (1) , 得
斜拉索与主梁端部位移取为Zb=Abcosωbt, 由于斜拉索1阶模态影响最大[4], 因此仅考虑斜拉索的1阶振动模态, 取拉索横向振动位移为
引入温度对斜拉索的动应变影响, 忽略拉索轴向应变平方项, 得
由式 (3) 和式 (7) 可得拉索弦向动拉力h
将式 (8) 分母在处按照泰勒公式展开, 取前三项积分可得
则式 (8) 积分可得:
式 (9) 中:E为拉索弹性模量;A为拉索面积;d为拉索垂度;V为拉索振幅;Zb为桥面激励幅值;ΔT为温度差;a为斜拉索热膨胀系数, 其他符号同上。
基于Galerkin模态截断理论, 将式 (6) 、式 (9) 代入式 (5) , 化简积分后可得到考虑温度影响的斜拉索参数振动平衡方程
式 (10) 中:
式 (10) 中:c为拉索阻尼系数;ξ为拉索模态阻尼比;a为斜拉索热膨胀系数;ω0为斜拉索不考虑垂度效应的基频;ω1为斜拉索考虑垂度效应, 初始平衡位置和温度影响的基频;α1、α2为初始条件影响参数;α3为斜拉索的频率修正系数;λ为斜拉索的垂度影响参数;k2、k3为斜拉索的参数振动部分;k4为温度影响系数;k5、k6分别为振动二次项和三次项影响系数;γ1、γ2、γ3、为拉索强迫振动部分;γ4为温度引起的强迫振动部分。
2 拉索主参数共振的近似解
斜拉索主参数振动是指桥面激励频率接近斜拉索振动派生系统固有频率的2倍。为研究单模态系统在桥面激励下斜拉索的非线性振动近似解, 在阻尼项、非线性项、激励项前冠以小参数ε, 式 (10) 转化为
研究系统的主参数共振时, 引入调谐参数σ, 由式 (12) 确定
基于多尺度法, 研究主参数共振的一次近似解, 采用慢变、快变两个时间尺度设
将式 (13) 代入 (11) , 通过ε同次幂的系数比较, 可以获得一组线性微分方程:
方程 (14) 的解为
式 (16) 中a为模态振幅, β为共振初相位角
将式 (16) 代入 (15) , 经分析得消除久期项的条件为
将式 (17) 代入式 (18) , 得
分离实部、虚部得
式 (20) 就是一次近似解的慢时变a和初相位β应满足的微分方程组, 令φ=σT1-2β, 则方程转化为自治微分方程组
令D1a=0, D1φ=0, 得拉索主参数共振常定解的代数方程组
上式消去φ, 得到斜拉索主参数共振的幅频响应方程
3 计算结果与分析
根据上述求解过程, 编制程序计算斜拉索主参数共振的幅频响应曲线, 讨论温差、索力、激励幅值和阻尼对斜拉索参数振动的影响。在数值计算中参数取值:斜拉索L=341.899 m, 质量m=96.074 kg/m, 阻尼比ξ=0.001, 弹性模型E=1.9×1011N/m2, 拉索倾角θ=27.597°, 索力2取5 197.17 k N, 面积A=0.010 218 54 m2, 热膨胀系数a=1.89×105, 索端激励幅值Ab=0.05 m。
通过分析不同温差时斜拉索的幅频响应, 讨论振幅与频率调谐值之间的关系。图2为三种不同温差时系统主参数振动幅频曲线。由图2可知, 温差ΔT<0时, 斜拉索主参数振动的共振区较小;ΔT>0时, 系统主参数共振区较大, 说明温差增大, 共振区增大;对于下支幅值曲线, 正温差时系统振动幅值小于负温差时的幅值, 但对于上支曲线而言, 正负温差时系统振动区域有交叉现象, 调谐值减小达到一定值时, 正温差的振动幅值大于负温差幅值。同时由图可知, 温度场中的斜拉索具有硬弹簧特性, 随着调谐值的增大, 幅频响应曲线弯曲成直角, 导致多值响应, 进而引发“跳跃”现象。
图3为三种不同索力时幅频曲线, 为便于对比分析索力变化对振幅的影响, 设定索力1和索力3的数值分别是索力2的0.8倍和1.2倍。由图3可知, 当增大索力时, 斜拉索主参数共振区减小;对于下支曲线, 随着索力的增大, 振动幅值亦不断增大;但三种索力的上支振幅曲线有交叉现象, 调谐值小于一定值时, 振动幅值小于索力值小的幅值。
当改变索端激励幅值, 考虑振幅与调谐值之间的关系。图4为温差ΔT=10℃时, 三种不同桥面激励幅值对应的幅频曲线。由图4可知, 随着桥面激励幅值的增大, 整个幅频曲线胖了一圈, 主参数共振区显著增大;对于振幅而言, 上支曲线幅值增大, 下支曲线幅值减小。图5为三种不同调谐值时, 桥面激励与振动幅值关系曲线。由图可知, 系统主参数共振力幅响应随调谐值的增大, 振动幅值急剧增加, 幅频曲线也出现“跳跃”现象。图4、图5说明桥面激励强度对于斜拉索振动影响较大。
图6为斜拉索的阻尼比系数ξ分别为0.000 1、0.001、0.005时系统的主参数共振幅频曲线。由图可知, 阻尼对拉索振动影响较大, 随着阻尼的增大, 系统的共振区域变窄, 整个幅频曲线瘦了一圈;上支曲线振幅减小, 下支曲线幅值增大。
4 结论
以温度场中斜拉索的非线性主参数振动为背景, 考虑拉索初始垂度和几何非线性影响, 建立斜拉索温度场中的非线性振动力学模型, 推导出热力状态下受桥面激励作用的斜拉索参数振动控制方程。利用多尺度法求解系统主参数共振的近似解, 通过数值计算分析, 有如下结论:
(1) 对于受桥面激励的斜拉索系统, 随着温度升高, 拉索的主参数共振区增大, 但其振幅有减小趋势;
(2) 桥面激励强度对于斜拉索振动影响较大, 随着桥面激励幅值的增大, 斜拉索参数共振区将增大;
(3) 索力和阻尼对斜拉索的振幅有抑制作用, 索力和阻尼越大, 拉索的参数共振区越小;
(4) 斜拉索发生振动时具有硬弹簧特性, 其非线性会导致幅频响应曲线弯曲成直角, 随着调谐值的增大幅频曲线存在多值响应, 会引发“跳跃现象”。
摘要：研究热状态下受桥面激励作用的超长斜拉索主参数共振问题。计入斜拉索初始垂度和几何非线性的影响, 建立温度场中斜拉索的非线性振动力学模型, 推导出热状态下受桥面激励作用的斜拉索面内参数振动控制方程, 利用多尺度法求解系统主参数共振的近似理论解, 并编制程序进行数值计算, 分析温度变化、激励幅值、调谐值、索力、阻尼比对系统振动的影响。结果表明:随着温度升高, 斜拉索主参数共振区增大, 但其振幅有减小趋势;增大桥面激励幅值, 会使得拉索参数共振区显著增大, 而增大索力和阻尼, 拉索共振区将减小;拉索发生参数振动时具有硬弹簧特性, 幅频曲线随调谐值的增大存在多值响应, 会出现“跳跃现象”。
关键词：超长拉索,温度场,多尺度法,非线性振动
参考文献
[1] Matsumoto M, Shiraishi N, Shirato H.Rain-wind induced vibration of cables of cable-stayed bridge.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 1992;43 (1) :2011—2022
[2] Hikami Y, Shiraishi N.Rain-wind induced vibrations of cables stayed bridges.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 1988;29 (3) :409—418
[3] Pinto Da Costa A, Martins J A C, Branco F, et al.Oscillations of bridge stay cables induced by periodic motions of deck and/or towers.Journal of Engineering Mechanics, 1996;122 (7) :613—620
[4] Tagata G.Harmonically forced finite amplitude vibration of a string.Journal of Sound and Vibration, 1997;51 (4) :483—492
[5] 杨素哲, 陈艾荣.超长斜拉索的参数振动.同济大学学报 (自然科学版) , 2005;10, 33 (3) :1303—1308Yang Suzhe, Chen Airong.Parametric oscillation of super long stay cables.Journal of Tongji University (Natural Science, 2005;10, 33 (3) :1303—1308
[6] 汪志刚, 孙炳楠.斜拉索的参数振动.土木工程学报, 2002;10, 35 (5) :28—33Wang Zhigang, Sun Bingnan.Parametric vibration of the cable in cable-stayed bridge.China Civil Engnieering Journal, 2002;10, 35 (5) :28—33
[7] 赵跃宇, 王涛, 康厚军.斜拉索主参数共振的稳定性分析.动力学与控制学报, 2008;6, 6 (2) :112—116Zhao Yueyu, Wang Tao.Analysis of the stability of principal parametric resonance of stayed-cable.Journal of Dynamicsand Control, 2008;6, 6 (2) :112—116
[8] Fujino Y, Warnitchai P, Pacheco B M.An experimental and analytical study of auto parametric resonance on a 3DOF model of cable-stayedbeam.Nonlinear Dynamics, 1993;4 (2) :111—138
[9] Enedettini F, Rega G, Alaggio R.Non-linear oscillations of a four-degree-of-freedom model of a suspended cable under multiple internal resonance conditions.Journal of Sound Vibration, 1995;182 (3) :775—789
[10] 徐明骁, 葛耀君, 马婷婷, 等.大跨度斜拉索参数振动研究.科学技术与工程, 2011;7, 11 (19) :4509—4514Xu Mingxiao, Ge Yaojun, Ma Tingting, et al.Research on parametric oscillation of super long cables.Science Technology and Engineering, 2011;7, 11 (19) :4509—4514
非线性相互作用 篇8
悬索结构是最古老的结构形式之一.悬索结构由于受力分析简单、设计简便、可靠且能发挥材料性能,因而在土建、桥梁以及电力电讯等工程中得到广泛应用.风是结构的侧向荷载之一,它和水平地震作用一起构成了建筑物的常遇的侧向荷载.随着跨度的增加,悬索的振动愈加显著.
悬索在一定的气象条件下可能覆冰,其横截面成为非圆形,受稳态侧向风作用时可能会产生大幅低频振动.输电线舞动是一种动力失稳现象.由于舞动的幅度很大,持续时间长,易酿成严重事故,从而造成重大经济损失.2008年1月,湖南、贵州、浙江等地遭受雪灾,部分电网输电线路及变压设施大面积结冰,导致许多供电铁塔发生倒塌事故.
1992年,Perkins[1]研究了参数激励和外激励作用下,两自由度弹性悬索模态之间的相互作用,利用一阶摄动分析证明了在2:1内共振情况下,面内振动和面外振动的存在和稳定性.Perkins等[2]对悬索-质量系统的自由振动建立了两个自由度的模型,并综合运用了理论、数值和实验的方法进行了研究.龙小乐等[3]对覆冰过程和导线结冰形状进行了试验研究,通过大量实验观测,在舞动条件下的导线冰形主要有两种:新月形和半圆梯形.McComber等[4]研究了薄覆冰单导线的舞动,并在准静态分析中考虑了升力作用下扭转振动的影响.Kim等[5]研究了涡旋引起的悬索的两个自由度的振动,建立了涡旋脱落引起的耦合的非线性偏微分方程.Zhang等[6]研究了参数激励和外激励共同作用下悬索的全局动力学问题.Nayfeh等[7]建立了含有二次和三次非线性项的小垂度悬索的运动方程,应用多尺度方法研究了外激励作用下悬索的多模态相互作用.Rega[8,9,10]研究了悬索模型的有限动力学、分叉和混沌.王少华等[11]总结了输电线路导线舞动的国内外研究现状.Fu等[12]对覆冰导线绕流运动建立了两自由度模型,对覆冰过程进行了数值模拟.
本文研究了覆冰悬索在一端支撑运动和侧向风载荷共同作用下的非线性振动,给出了简谐扰动平均流对系统产生风力作用的表达式,运用多尺度方法得到面内主共振2:1内共振的平均方程.利用数值方法研究悬索的非线性运动,结果表明在一定的条件下,系统存在周期运动、多倍周期运动、概周期运动、混沌运动.
1 覆冰悬索的运动控制方程的建立
首先给出悬索的力学模型如图1所示,假设L为悬索总长度,S为悬索截面所在位置距左端曲线长度,沿悬索的轴线方向建立自然坐标系,U1,U2,U3,U4为未覆冰悬索轴线切线方向、法向、副法向和绕轴转动方向4个自由度的位移,假设左端支座位移为Um cosΩ1t,横向风为带有脉动分量的平均流
利用Hamilton原理建立悬索的非线性动力学方程,由于悬索的轴向振动在实际振动中不起主要作用,因此忽略其轴向振动,得到覆冰悬索法向、副法向和绕轴转动方向4个自由度的方程
P0为悬索初始静张力,EA和GJ分别为未覆冰悬索的拉压刚度和扭转刚度,BT为轴向和扭转方向的耦合刚度项,Jc为单位长度悬索对轴线的转动惯量,CL,CD,Ch分别为升力系数、曳力系数和扭转系数,它们均是截面形状和攻角的函数.
边界条件为
2 非线性摄动分析
将方程(1)无量纲化,利用Galerkin方法对无量纲化后的方程进行离散,设解的形式为
将上式代入无量纲方程,添加阻尼项,方程(1c)经过无量纲化、Galerkin截断后为线性振动微分方程,求出该方程的解后,加入摄动参数,得到
利用多尺度方法[13]对方程(4)进行摄动分析,考虑面内主共振2:1内共振关系,得到直角坐标形式的平均方程为
3 数值模拟
利用四阶Runge-Kutta法对式(5)进行数值模拟.通过相图反映系统的非线性动力学行为,当选取主要参数和初值为L=200 m,ρ=5×103kg/m3,ρair=1.1kg/m3,R=10×10-3m,σ1=1.27,σ2=2.36,μ2=0.01,μ3=0.01,x10=0.15,x20=0.81,x30=0.51,x40=0.59时,只改变支座运动的幅值和风速,研究这两个参数对系统非线性运动的影响.当支座运动的幅值为um=0.8m,风速为=21.4m/s,风速脉动量的幅值为Vm=3.3m/s时,系统发生混沌运动,图2为混沌运动的三维相图.
风攻角是影响覆冰悬索振动的重要因素,它对索结构振动影响主要通过作用于索面的有效风速来体现[14].实际施工中,在可以满足设计要求的前提下,应考虑当地的通常情况下风向,应尽量避免索面与风向垂直,以减小索结构风雨振发生.当覆冰悬索的直径R=0.08m,其他主要参数为L=200m,ρ=5×103 kg/m3,ρair=1,1kg/m3,εd=0.2,εθ=0.06,CL=0.08,CD=0.02,Ch=0.03,风速为=12m/s时,数值模拟得到气动力系数曲线如图3.
4 结论
本文针对支座运动和横向风共同作用下的覆冰悬索结构建立了3个自由度的动力学模型,给出了带有简谐扰动的平均流对系统产生风力作用的表达式,并运用Hamilton原理得到非线性振动控制方程,应用摄动法对控制方程进行了分析.数值模拟结果表明覆冰悬索结构在面内主共振2:1内共振存在周期、多倍周期和混沌运动.支座运动、风速和风速脉动量的幅值是影响系统混沌运动的主要因素,当这3个参数由零逐渐变大时,系统依次会出现周期运动——多倍周期运动——概周期运动——混沌运动.在一定的自然条件下,如地震、大风等引起支座运动时,随着横向风速的逐渐加大,系统会由周期运动演化为混沌运动.因此,本文可为实际工程的设计和减震提供理论依据.
非线性相互作用 篇9
1963年, Christaller W借助生物学领域中“生命周期”的概念, 提出了旅游地生命周期的概念[1];1980年Butler提出了旅游地生命周期理论后得到了学者们的公认, 并进行了广泛讨论与应用[2]。此后, 国内外学者对旅游地生命周期理论进行了一系列理论探讨和实践研究。
国内外学者在相关研究和探讨中发现, 生命周期理论并不一定是Butler所描述的标准的S形。Getz认为, 在尼亚加拉瀑布旅游开发过程中, 参与阶段与发展阶段间并无明确的界限, 而且没有单独完整的巩固、停滞、衰落与复兴阶段, 这些阶段是并存的[3]。Priestly提出“后停滞阶段”, 认为许多具有竞争力的旅游地在经历了增长过程达到发展顶峰后没有马上衰落, 而是出现了一个相当长的平稳发展阶段[4]。1989 年Choy P J 通过对夏威夷及关岛13个岛屿客流量时间变化过程的分析, 发现不同的岛屿有着不同的成长曲线[5], 旅游地生命周期远比Butler的S型模式更为复杂多样。2001年Lundtorp S和Wanhill S运用长时间序列数据, 提出了旅游地生命周期的三种循环模式, 即成长—衰落—稳定模式、主循环—再循环模式和扇贝模式 (波浪式成长) [6]。
国内学者在研究中也有相似的发现。保继刚[7]认为, 颐和园没有探索阶段与参与阶段, 从开放之日起就开始了一个相当长的发展阶段[8];丁健和保继刚[9]认为, 喀斯特洞穴往往没有探索阶段和参与阶段, 直接进入发展阶段, 孤立的洞穴巩固阶段和停滞阶段都很短, 很快就进入衰落阶段[10]。
另一方面, 旅游地生命周期的影响因素也是生命周期理论的重要部分。邵晓兰、高峻在整理相关文献时发现, 国外学者研究分析的旅游地演化主要影响因素包括:游客类型、游客心理、管理决策和资源质量、社会背景 (殖民历史) 、国际供求关系市场、其他旅游地的竞争、管理者的决策、旅游投资者的作用、旅游容量、突发事件[11]等方面。国内学者也进行了大量的实证研究。保继刚认为, 影响丹霞山生命周期的主要因素是旅游形象危机和景区开发不足[12]。喀斯特洞穴旅游地生命周期的主要影响因素是旅游资源的共性大、独特性小和空间竞争替代性强[13]。谢彦君[14]从理论上探讨了影响旅游地生命周期的因素, 认为直接影响旅游地生命周期的是需求因素、效应因素和环境因素。李亚[15]较系统地探讨了影响旅游地生命周期的内部因素和外部因素。可见, 国内外学者在旅游地生命周期的阶段划分、特征研究和影响因素方面做了大量理论研究和实证分析, 并且取得了相当进展。但是在已有研究中针对具体案例的实证分析多, 抽象概括少, 大多停留在就事论事的程度。同时, 缺乏对各种影响因素作用机制的探讨, 影响因素与生命周期曲线的形状之间的关系未能建立起来。本研究通过探讨影响因素对曲线起点、拐点、峰值等作用机制, 试图为旅游地开发研究提出新的理论, 并为我国旅游地开发提供一些有益的借鉴。
2 旅游地生命周期曲线影响因素的系统探讨
在对已有理论和综合研究分析的基础上, 笔者认为旅游地生命周期的影响因素可以从两个维度上进行区分。首先, 在时间的断面上可分为外在因素和内在因素, 外在因素是指旅游地所不能控制的、旅游地开发与经营环境方面的因素;内在因素是指旅游地本身的、在一定程度上能够控制的因素。这里对内在因素和外在因素的区分不是绝对的。其次, 按照时间维度可分为长期较稳定的因素、随着时间变化的因素和偶然因素三种类型。开发初期的可进入性、经济发达程度、资源的丰度等都是长期稳定的要素。这些因素决定了旅游地以何种姿态开始其生命周期, 也就是在开发初期这一时间断面上旅游地的状态。随着时间变化因素主要包括可进入性的提高、外部投资力量、旅游者行为特征的变化以及旅游产品开发和旅游地市场营销状况, 这些因素决定了旅游地生命周期曲线的发展状况。在这里需要注意的是旅游资源的丰度和特点是自然存在的, 而旅游产品则是后期建设与开发的结果;偶然因素主要包括旅游客源地的突发事件以及目的地的庆典和灾难事件, 见表1。
这六种因素不是绝对静止的, 如偶然因素一般只会在对旅游地的生命周期曲线上形成短期的扰动, 不影响曲线的长期走势, 但也有可能向着长期因素转化。这样划分旅游地生命周期影响因素的意义在于:①外在因素是不可控制的, 所以在旅游目的地开发之前考虑开发的可行性时就要对这些因素给予充分重视, 因为他们不能够通过后来的开发或营销的努力而得到改善。如果某一旅游地在这些因素上存在较大欠缺, 那么就会需要后期的努力才能弥补这一缺陷。否则, 将导致旅游地在开发过程中出现事倍而功半的情况。内在因素是可控制的, 如旅游资源的独特性可通过申请世界遗产等得到提高。②各种因素按照时间维度可以分为三种类型。长期较稳定的因素在开发初期的时间断面上起作用, 长期变动因素会影响生命周期曲线的走势, 而偶然因素只会造成短期的扰动。三种因素起作用的时间是不同的, 旅游地营销和开发的重点应该放在长期因素上。目前我国各地为了提高旅游地的影响力, 组织了各种各样的节庆活动。这些节庆活动如果没有旅游目的地的形象塑造、旅游供给和服务水平的提高、旅游产品的更新换代等因素的配合, 很容易成为昙花一现。从根本上来说, 没有长期因素配合的节庆活动仅是需求的集中, 而非需求的创造。而可进入性的高低则是旅游地开发的一个至关重要的因素, 它不仅作为长期稳定要素决定了旅游地开发的初始条件, 也是一个长期可变动的因素, 可进入性的提高往往给旅游地的发展带来巨大的飞跃。
3 影响因子的作用机制
要讨论各因素对旅游地生命周期曲线的影响机制, 需要引入一些指标对“S”型曲线进行描述。国内已有学者进行了探讨[16]。在借鉴已有理论的基础上, 笔者对生命周期曲线的描述主要应关注以下几点。
3.1 曲线的起点, 即旅游地开发的初始值
不同的旅游地在其开发初期, 即生命周期的第一个阶段, 其起点存在很大差别。主要是受到可进入性的高低、人口多少、经济发达程度和开放程度、政府支持程度、旅游地开发历史的影响, 也与同类的旅游目的地的竞争有关。如黄山景色优美、开发历史较早, 但由于其可进入性较差, 所以开发的起点逊色于泰山;黄山附近的九华山, 虽然是四大佛教名山之一, 但由于处在黄山旅游开发的“阴影区”内, 在旅游开发方面就不如其他三大佛教名山。
3.2 曲线的峰值
这一指标主要是描述旅游地的开发潜力, 即旅游地生命周期曲线的峰值。影响旅游地开发潜力的主要因素是旅游资源的丰度、独特性及当地居民的态度。如长城、泰山等旅游地, 曲线的峰值很高, 并持续多年。九寨沟原先只是一个国有林场, 在1992年被列入《世界自然遗产名录》, 1997年列入“人与生物圈”保护区之后, 作为我国拥有两项世界桂冠的旅游景区, 游客量由1989 年的7102万人次增加到2005 年的21315万人次。九寨沟之所以发展潜力巨大, 是因为其旅游资源的独特性较高, 而在被列入《世界自然遗产名录》和“人与生物圈”保护区后都使其旅游资源的丰度和独特性得到进一步提高。
3.3 曲线的斜率
这一指标主要是描述旅游地经过开发达到峰值的速度, 在图形上表现为曲线的斜率。影响这一指标的因素主要有可进入性的提高、外部投资力量、旅游者行为特征, 以及旅游产品的开发。其典型的例子就是外来的投资力量促进了各名山大川的索道建设。索道的是非利弊并非本文所要讨论的内容, 但索道的建设确实在短期内使旅游者的数量得到了较大提高, 这是毋庸置疑的。
3.4 曲线的转折点
这一指标主要是指旅游地从成长期到成熟期, 或者从成熟期到衰退期的界限。即从这一点开始, 旅游地的成长速度放缓, 进入了平稳增长时期, 或者接待旅游者人数出现负增长。曲线转折点的形成除了生命周期曲线由走势决定以外, 有时也会因偶然因素而出现。偶然因素既可能是客源市场的突发事件, 也可能是旅游地的灾难事件和庆典事件。
3.5 曲线在进入成熟期之后的走势
这一指标是国内外旅游地生命周期理论研究的重要部分。旅游地到达其成熟期之后, 则随着旅游者兴趣的转移、旅游地设施的老化、旅游产品的过时、旅游地环境的恶化, 旅游地不可避免将进入衰退期。但如前所述, 国内外的学者都已通过实证研究认识到到旅游地多种发展模式的存在。旅游地成熟期持续的时间受到旅游资源丰度和独特性的影响, 而进入成熟期之后的走势则由旅游产品更新的程度、旅游目的地形象、旅游供给和服务水平的提高等因素决定。由以上分析可得到表2。
有些学者在建立了城市旅游地生命周期的系统动态模型之后, 他们也发现了类似的规律。不同的系统参数改变对模拟结果的影响是不同的, 改变系统的某些参数只能加速或延缓旅游地市场达到饱和, 即进入生命周期后期的时间对旅游地旅游业的发展趋势并不产生影响。但是, 由总人口、口碑接纳系数、广告有效性和接触率等因素决定着重游率系数, 出游游客曲线就有明显的变化[17]。
4 西安市非线性成长过程——实证案例
西安市是我国入境旅游热点城市之一, 拥有秦始皇兵马俑等众多高级景点。1993—2007年, 西安市年接待入境旅游者数量从43.5万人次增长到100.0063万人次, 客流量时间序列变化为“S”形成长曲线。 消除几个时段突发事件冲击的凹形谷后, 该旅游地生命周期方程为:Q (t) =3.823t+3.332Sin (0.6067t+1.4045) + 33.48764。式中, t为时间变量, 从1993年起取t=1, 2, 3 , …。相关系数r=0.985, 说明该曲线较好地拟合了西安入境旅游人数的增长情况, 曲线较明显地表现出了“S”型增长过程, 生命周期的各个阶段较明显。从图1中可以看出, 西安市入境旅游业受到当地经济发达程度、可进入性等外在稳定因素的影响, 具有较高的初值。由于当地具有相当丰富的旅游资源, 曲线的峰值较高。同时, 在曲线上有三个较明显的凹形谷, 它是由于当年或前一年度旅游业所遭遇的突发事件所造成的。其中1994—1995年凹形谷的成因是1994年千岛湖事件, 1998年入境旅游者数量的下降是因为东南亚的金融危机, 2003年的凹形谷则是由于SARS造成的。这些偶然因素都对曲线造成了扰动。但由于措施得力, 旅游业在较短的时间内都恢复到了原有的发展轨迹上来。
5 讨论与小结
旅游地生命周期会受到内外部许多因素的影响, 可按照两个维度将影响因素分为六种类型, 但这些因素的作用并不完全等同。研究表明, 各影响因素的作用与其类型相关, 偶然因素仅仅会造成扰动, 但也有可能在政策措施等作用下向长期趋势转变;有些因素一旦出现就会长期发挥作用, 影响曲线形状。
无论处在生命周期的哪个阶段, 建设和开发的重点都应放在长效机制的建设上。由于庆典活动有可能只是造成曲线的短期波动, 即使是形成了凸型峰, 也可能只是需求的集中而非新需求的创造。如果想在成长期延缓其拐点出现, 必须提高旅游地生命周期的逻辑上界, 或者使旅游地进入下一个成长期。而仅仅靠举办节庆活动是远远不够的, 必须把重点放在旅游地形象建设、设施和服务的改进、旅游产品质量的提高及更新换代, 以及旅游者重游率的提高等方面。
旅游地生命周期曲线的逻辑上界是由可进入性的高低、旅游资源的丰度等长期因素决定的。因此, 在开发和建设新的旅游景点时, 要考虑逻辑上界这一数值, 不能随意“预测”客流量。在新景点开发建设中需要做的是提高生命周期曲线的斜率和其成长速度, 使其尽快进入成熟期。但同时也要注意成长速度与环境承载力之间的关系, 避免因为高速成长带来的旅游地社会、环境等方面的问题。
已经处在成熟期或衰退期的旅游地应在保证尽可能晚地进入衰退期的基础上, 尽量使其进入下一个生命周期从而实现持续成长。这依赖于旅游地形象的重新塑造、旅游产品的升级换代或者旅游资源的重新挖掘。可进入性的提高可能成为一个契机, 但不能依赖, 因为他并非旅游地能够控制的因素。