第一篇：挑戰杯社會科學類作品報告

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

挑戰杯調查報告

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究---合肥市城郊實證研究

作者： 執筆： 隊員：

指導老師：

2011年3月1號經濟系挑戰杯第四小組

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究

（以合肥市為基點）

摘要：

隨著城市化進程的加快，城建土地的需求量日益加大，土地征收補償中的茅盾日益突出，被征地農民的權益保障問題亟待解決。比較突出的問題有失地農民的安臵問題，失地農民的就業培訓問題等，都是人們關注的焦點，我們所要研究的就是應該怎樣因地制宜的解決在土地征收過程中以及征收后的一系列問題。

本文采用實地調查問卷的方法，以合肥市為基點，收集了第一手資料，使文章更具有真實性，可靠性，在本次調查研究中我們發現許多已經存在但是尚未解決的問題，對城市化的進程，經濟的穩定發展具有一定的價值。關鍵字：城郊失地農民 權益保障 安臵政策 問題 政府

經濟系挑戰杯第四小組

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

About suburban landless peasants of rights issues of research

(in hefei basis)Abstract:

With the acceleration of urbanization, the increasing demand for urban construction land increase in land expropriation and compensation have become increasingly prominent, the rights of landless farmers protection must be resolved.The more prominent issues resettlement of landless peasants, landless peasants and other employment training issues are the focus of attention, We will study how local conditions is the solution in the process of land expropriation and the imposition of a range of issues.In this paper, field survey methods to Hefei, the starting point and collected first-hand information to make the article more authenticity, reliability, in this investigation, we found that many already exist but have not yet resolved, the city of The process of economic stability has some value.Key words: Suburban Farmers

Protection

Resettlement policy

Government

Problem

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目 錄

一 背景分析 ??????????????????????????????????????????????5

（一）我國城郊失地農民安置的基本情況

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（二）我國城郊征地標準及補助金的基本情況

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（三）合肥市五個片區的征地綜合地價 ??????????????????????6

二 研究方法 ??????????????????????????????????????????????6

三 調查結果分析 ?????????????????????????????????????????6

（一）社會保障政策具體落實情況

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（二）失地農民對政府提供的權益保障的認識度?????????????? 8

四 調查總結

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五 相應措施

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（一）發達國家安置失地農民的方式

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（二）被調查地區出現的問題的解決方法

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參考文獻

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經濟系挑戰杯第四小組

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

前言

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市數量增多。城市化的推進表現為城市在擴張的基礎上城市功能的提升和完善，而城市規模擴張離不開大量城郊結合部的農民失去賴以生存的土地。城市要發展，要建筑，要教育，要交通等等。這些的建設都是建立在土地的基礎上的。但是土地資源是稀缺的，隨著人們對土地的不斷需求，城市土地開發殆盡，城市的范圍也必然不斷向郊區發展，一環、二環路甚至是六七環路。

而城市增量土地的來源就是農地，既是城郊土地（也就是通常所說的毗鄰城區或是與城區相連的集體所有的土地），而城郊土地屬于集體所有的土地，但是我國有規定：集體土地的所有權不能出讓，只有在國家需要時通過征用程序先讓渡給國家。農村集體土地所有權的最終處分權屬于國家。就是說國家建設需要使用集體所有的土地時，國家只要通過征用就可以了。集體土地不得買賣為了建設，只有國家征用或征收這些土地，成為國有土地后，才能進入市場。這樣在征收的過程中，就出現了許多人們沒有想到但實際發生的問題。

在土地征收的過程中，有國家的行政手段進行的強制征收，農民把土地的所有權轉交給了政府，農民沒了土地的所有權就是說他無法再享有這塊土地帶來的其他的利益。雖然國家會給與相應的補償，也頒布了許多相應的政策，但是在實際的實施過程中，出現了許多人們想到了，可以解決但是不解決的問題。例如，國家發放征地補償費，對農村勞動力妥善安臵，保障失地農民生活和社會的穩定，但是在很多的情況下，這些補償費都無法全額發放，或是和國家的標準相差甚遠。

對于征地補償的方法很多，現金補償，實物補償，提供培訓機會等，但不同的地區情況不同，補償所用的方法也不可能一刀切。就拿現金補償來說，很多農民，文化水平低，技術落后，他們拿到現金后只是進行短期的生活補貼，等補助金花玩了，他們的生活又將陷入貧困，成為社會的負擔。對于失地農民的安臵以及以后的生活發展，應該采取可持續發展的方針，從實際解決那些遺留問題。

經濟系（第四組）

2011年2月

經濟系挑戰杯第四小組

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經濟系挑戰杯第四小組

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一、背景分析

（一）我國城郊失地農民安置的基本情況

隨著我國工業化、城鎮化進程的加快，各種用地需求大量增加，征占城郊社區農業用地力度越來越大，需要安臵的失地農民日益增多，雖然精確數據難以統計，但專家認為，根據國土資源部公布的1987年-2001年經批準的全國非農建設占用耕地23946萬畝的數據，我國實際占耕地數約為4420萬畝，已經安臵的失地農民約為5525萬人。2002年以來，按城市化進程和基礎設施建設步伐，每年需要征用土地約為300萬畝，需要安臵的失地農民約為429萬人，到2010年，被安臵的失地農民將達到一億人。據沿海12個省市區的調查，僅2000年到2001年共征地246.9萬畝，失地農民236萬人，基本上是每征一畝耕地就需要安臵1.4人。西部地區只有10萬多人的宜州市市區，1987年以來，城郊建設用地共占耕地7680多畝，已經安臵的失地農民達13000多人。對于過去在土地征用中有“少批多用”和“未批先用”等違規，違法現象，由于國家政府在這方面管轄的力度加大，現在都有所緩解，但是實際占用的耕地和被安臵的失地農民的問題還是凸顯不斷。由于我國各地經濟發展水平不一，對城郊失地農民安臵的具體方式也不盡相同。

（二）我國城郊征地標準及補助金的基本情況

我國現行的土地補償的范圍包括土地補償費、安臵補助費、青苗費及附著物補償費、新菜地開發基金等。征地補償費計算方式采用“產值倍數法”：征用土地補償費為該土地被征前３年平均年產值的６－１０倍；安臵補助費為該土地被征用前３年平均年產值的４－６倍；其土地補償費和安臵補助費的總和按規定最高不得超過土地補征用前３年平均年產值的３０倍。即使按最高補償３０倍來算，一畝地平均年產值１０００元，補償費也只有３萬元。

據統計，１９９８年以來，各類征地給農民的補助費為平均每畝１２１６４元，安臵補助費每人２３４４元，僅相當于普通公務員一兩年的收入。從西部來看，根據征地補償安臵辦法，土地補償和安臵補助費最高標準只有１．８萬元／人，僅相當于２００２年當地城鎮居民可支配收入的１．５倍。按目前農村居民人均生活消費支出計算，只能維持７年左右的生活；按目前城鎮居民人均消費支出計算，僅能維持２年多的生活。[1]由于補償標準低，從征地安臵的實施效果來看，很難達到保持農民原有生活水平的要求。據對成都市高新區紅不村七組和八組的被征地農民的調查，征地前后只有36%的人職業及收入沒有變化，64%的人因征地收入下降。[2]目前大量的土地交易中，土地補償費真正到農民手里的只有5％-10％，村集體留下20％-30％，其他60％-70％上繳鄉以上各級政府。

從1999年《土地管理法》修訂實施以來到2004年12月31日，全國共拖欠175．46億元土地補償費。為此的農民。從 2004年 4月開始，由監察部、國土經濟系挑戰杯第四小組

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資源部、農業部和國家審計署聯合開展的對征地補償費管理使用情況的專項檢查，又稱征地補償費清欠工作，歷時 8個月，基本達到了預期目標。數據顯示：經上述四部委聯合督查，各省（區、市）政府全面自查自糾，已償還了 175．38億元億元，清欠率達99．96﹪。但是土地補償費是因為農民失去了土地而應該得到的補償，不是政府的“恩賜”，清欠，只是一個短期行為，政府不能年年欠，年年清。關鍵是要形成一個有效的法律制度，給人們一個確定的預。

（三）合肥市五個片區的征地綜合地價

合肥市區范圍內集體土地劃分成五個區片(2006年)，分別測算出每個區片的征地綜合地價。區片1征地綜合地價8.8萬元/畝，區片2征地綜合地價7.1萬元/畝，區片3征地綜合地價5.7萬元/畝，區片4征地綜合地價4.8萬元/畝，區片5征地綜合地價4.2萬元/畝。（其中綜合地價是指土地補助費和安臵補助費）

二、研究方法

本次采取問卷調查和文案分析法。本組成員共六人，共發調查問卷400份，有效問卷200份。分地區對合肥市城郊的被征地農民進行實地的調查，取得第一手資料，使研究的內容更具有真實性、可靠性、和科學性。

文案分析法，就是收集相關的報刊、雜志，以及政府公文，我們主要就是查詢國家在土地開發方面的相關政策，法規，保障賠償措施的改善。例如合肥市國土局網站等。通過對相關資料進行研究，再結合實際，發現不同地區城郊土地開發的相同點以及不同點，積累經驗，并且結合自己的調查實際，對自己調查的內容進行進一步的分析研究，并緊跟國家政策，找出符合本地特色的解決方案，不僅使農民的權益受到保障，也為其他地區相近的案例提供解決思路，體現課題的實用性，時代性。

三、調查結果分析

我們以合肥市城郊為基點，對現在人們普遍關注的熱點問題，即關于城郊被征地農民的權益保障問題進行了調查研究，在調查的過程中遇到很多問題，但是最后的結果還是有所收獲的。從調查的結果中我們可以發現，在城郊土地征收的過程中，農民的權益沒有很好受到保護，農民的安臵工作，土地補償金的發放，社保工作，就業安臵工作沒有和政府的政策相呼應，就是說這些工作都沒做到位，從而在土地征收的過程中產生了不少的問題，農轉非的速度加快，大量的農民失地卻找不到工作，沒有生存的必要條件。

再次就是失地農民的社會保障問題始終沒有好的解決方法。國家政策雖然在不斷的優化，盡量保障失地農民的合法權益，想辦法解決這些歷史的問題，但是由于各地方的實際情況不同。有些地方政府由于各方面的原因，只是少量的執行政策的要求。這樣就使得理論與實際脫節。另一方面由于政府在國家的有關政策，政府實經濟系挑戰杯第四小組

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施方案等內容方面的宣傳力度不夠，農民的不滿情緒產生，在組織方面也具有一定的缺陷，都需要政府不斷的加強。本次問卷雖然是進行的抽樣調查，但還是具有一定的針對性，也反映了一些真實的現象和情況。

（一）、關于被征地的情況和政府向失地農民提供的社會保障政策具體落實情況

1、首先從問卷中我們可以直觀的發現，農民的文化程度普遍較低，只有中小學文化程度的占了被調查人群的67%；還有一小部分農民沒上過學，常年以農作為生；只有相當小的一部分被調查對象的學歷是在高中和大專以上的。顯然這是一個不可忽視的問題。教育在一定程度上來講，關系到一個人的自身修養，生活態度，再就業的能力，農民主要就是靠長期的耕作，運用自己的一套方法種地，維持生活，農民的文化水平低，沒有了耐以生存的土地，他們靠什么來養活自己，是政府的土地補助金？他們又沒有一技之長，在這方面不僅關系到農民的生活問題，也關系到社會的健康穩定發展。只有對失地農民提供就業技能培訓，才能從長遠的方面解決農民的生活問題，而不至于成為社會發展的尾巴。從而就涉及到政府提供的補償措施的合理性。

2、從問卷中我們可以看出，就目前情況來看，政府主要采取的征地補償措施是提供一次性的土地補償金，基本上占總數的81%，對于安臵補償還是只占少數。對于農民來說，失去了土地后也就失去了生存的基礎，用完僅有的失地補償費后，只能伸手向政府求援。這不僅制約著我國城市化的進程，也會是社會共同繁榮發展的一個阻礙，一次性的補貼方法只能解決他們一時的困難但是要貫徹可持續的發展方針還需進一步的改進。

其次是提供社會保障，就是相應的養老保險模式．但是現在老齡化人口正在加劇，政府需要一筆龐大的資金來進行養老保險的支出，結合各方面的影響因素，在很大程度上政府對于這樣的支出是無法完全發放的，所以簡單的養老保險是無法真正切實的保護農民的權益的。

少數會對失地農民提供就業安臵，提供就業技能培訓，這其實是個比較好的方法，有利于解決農民的長遠發展問題，同時也保障了社會的穩定發展。但是由于各種因素，這樣的方針政策還沒有廣泛的實施。

3、對于被征收的土地，大部分人都得到了政府提供的補償措施，但是在被調查對象中對于政府的補償滿意程度不大理想，30%的人感覺一般，只有30%的人感覺比較滿意，而40%的人不大滿意土地的補償與安臵。這是為什么？一方面是補償的資金發放過少，另一方面有些居民是被迫拆遷的。所以政府還是要加大力度廣泛的收集群眾的意見，理論要積極的結合實際，再采取相應合理的措施。

4、根據合肥市土地局的文件發表，現在征收一畝地的補償價格是2.3萬元，但是在實地的調查中每畝地平均的補償價是1.42萬元。可以看到政府承諾的補償金經濟系挑戰杯第四小組

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很大部分沒有到位就是說沒有發到農民的手中。或是各地方沒有很好的執行國家的相關政策，另一方面也反映了國家對這方面的監督還是要加強。

5、在被征收的土地中很大部分是政府出面協商下被征收下來的，很少部分是政府強制征收的，這個現象還是可以的，但是還是有很大部分是與用地單位協商的。在被征收的土地中都是絕大部分是用來耕種用地，被征收后是用于城鎮房屋的建設和道路以及基礎設施的建設。

一般我們所說的城郊土地不屬于國有土地，而是集體土地，但是我國有規定，只有集體土地被征收為國有的時候才能進行買賣，國家可以利用行政權益，為了國家的建設征用集體土地，但是在征收的過程中有些地方政府沒有很好的把握行政權力的力度，從而征地過多現象很多。

6、在問卷調查中我們可以得出，在土地被征收后，農戶的生活水平沒有發生什么大的變化，可能是因為城郊的農民距離城市較近，外出打工也是他們的收入來源之一。在家的都是些勞動能力較差的。但是農民失去了乃以生存的土地，長期來講還是有很大的影響的。

（二）、失地農民對政府提供的權益保障的認識度

1、在被調查的失地農民中有32%左右的農民接受土地被征收，主要是由于他們覺得種地沒多少收入，以及國家的補償措施和社會保障安排合理，對于國家的補償措施和社會保障安排合理，其實在在合國土高新征案（2010）13號文件中就強調了為被征地農民建立養老保障，落實社保資金。

2、但是在被調查的失地農民中也有68%的被調查者是不愿意土地被征收的，這種失地是一種非自愿失地。其中的原因有很多，但是集中于這幾點，第一：征地補償標準較低，在這些農民看來，這些標準無法補償他們在擁有土地時得到的收益。

第二：就是補償措施和社會保障難以實施，即使征收時雙方簽訂了相應的補償合約，但是在很大程度上，補償金還是無法按時按約的付款，還有養老保險金等，這是一個全社會的問題，政府把持著力度。

第三：土地是失地農民乃以生存的經濟來源，很多人也都有土地情節，要是沒有了土地，他們不會做其他的事情，那么生活在很大程度上得不到保障。盡管有不少郊區的農民因種種原因而讓田地荒蕪，但他們存在著不能失去土地的普遍心理，認為將來的預期難以把握，擁有土地至少還可以擁有生存的基礎，這是他們生活的底線。

3、在被征地前，有70%的被調查失地農民沒有看過政府相關部門開展的有關權益保障的宣傳活動，這說明政府的宣傳工作還具有一定的缺陷，應該通過鎮、鄉、村各級領導干部的宣傳，或是有組織的開展學習工作，讓群眾知道、了解政府以經濟系挑戰杯第四小組

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及國家有關這方面的各項政策、措施，加強宣傳力度，這樣才能更好的開展征地活動。但是在實際的過程中，很大部分的人是在不了解國家的相關政策下就被征收了土地，自己的合法權益不僅受到了損害，還缺乏追求權益的意識。

4、在問卷中對于失地農民的權益受到損害后會采取哪些措施進行的調查，結果發現，在被調查者當中有相當部分的人（40%）想到了尋求法律的援助，這一點還是值得肯定的。還有20%的人會尋找有關部門出面解決，但是還有40%的人缺少法律知識，或是保持沉默，或是從眾，還有的甚至采取暴力的手段維護自己的權益，雖然權益是要保護，但是我們還是要用合法的手段，這也是要政府進行宣傳的。

四、調查總結

鑒于對第一手資料（調查問卷）的分析與總結，以及對第二手資料（國家的相關政策，學術論文以及研究報告）的分析研究，得出以下幾點結論：

1、土地農轉非的速度很快，失地農民群體越來越多。需要保障的人群相應增加。

2、在征地過程中，對于農民的征地補償太低，形式過于單一，不足以解決他們的長遠生計。

農民“失地”等于農民“失權”。農民賴以生存和發展的基礎是土地，一旦他們在城市化進程中失去土地，政府又沒有相應的強力政策和措施，失地農民未來的生活和發展將受到嚴峻的威脅。首先是失地農民的生存權受到挑戰。現行失地農民失去土地后的征地補償費普遍偏低，甚至不少地方費用發放困難，難以到位。政府雖然提出了一些有效的措施并強調實施，但是由于各地方的實際情況不同，很多地方政府還是沒有堅決的執行，這也是農民的權益受到損害的原因之一。

3、農民的安臵問題也很突出。

農民失去土地以后得到了政府和用地單位支付的數額不多的土地補償費和安臵費。所謂的補償費只是對農民原來在土地上從事農業生產收益的補償，它并不與土地的非農業化價值以及土地非農化后級差收益的增值相關聯，安臵費也只是保證農民在失去土地后幾年以內生計的一次性貨幣發放。這些費用難以讓失地農民保持以前的生活水平，與農民失去土地后的結果相比是微不足道的，只能暫時緩解農民的生活之憂。同時又由于農民投資理財的知識和能力較為有限，難以為土 地補償安臵費求之以有效的增值渠道，再加上土地被征用之后，相當一部分原村人口已轉為城市居民戶口，他們的就業問題卻沒有得到妥善的解決，更沒有失業保障。

4、失地農民的社會保障問題、再就業困難。

農民失去土地后，既有別于農民，又不同于城市居民，成為一個邊緣群體，他們既不拿土地的保障，也不享有城市居民那樣的社會保障，處于社會保障的真空地帶。作為失地后惟一解決生存問題的就業遭遇困難，失地農民的就業在失地前經濟系挑戰杯第四小組

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后必然發生根本改變。從日出而作 就業有保障的農耕就業模式轉變到激烈的市場二三產業競爭就業，由于失地農民知識、技能的劣勢使其就業困難重重，因而失地農民失地后的生存阻力相當大。其次是失地農民的發展權得不到保證。生存權是發展權的基礎，在生存權遇阻力較大的情況下，發展權處境必然艱難。事實亦如此，薄弱的經濟實力難以完成子女的教育，政府對失地農民的醫療和養老等社會保障政策還有待進一步落實，失地農民而對高昂的就業培訓費也是有心無力。

5、國家對地方土地征收的監管力度不夠，有關的法律法規不健全。

有些政府為經濟的發展，盲目的征收土地，開展各種建設項目，為了政績毫無限制的損害農民的利益，往往照成失地農民問題的日益嚴重。，因為農民失去的不僅僅是作為生產資料的土地，更重要的是失去了成本低廉的生活方式。

6、各個地方對失地農民的社會保障中養老保險實施的不合理。沒有達到預期的效果。

7、對“公共利益”界定不清。

征地范圍過寬是我國現行制度安排的必然結果。公共利益時一個社會存在所必須的一元的、抽象的價值，是全體社會成員對國家行使財產征用權進行法律限制的通行做法。我國《憲法》第十條，《中華人民共和國土地管理法》第二條就明確規定，國家為公共利益的需要，可以依法對土地實行征用。但是與外國成熟做法不同的是，我國《憲法》和相關法律都未對公共利益作出明確的界定，即《憲法》授予了國家征地的權力。另一方面，根據我國《土地管理法》第四十三條的規定，只有國有土地使用權才能上市流轉，而征用權的行使是集體土地變為國有的唯一途徑，當建設用地需求上升，非公益性經營項目建設需要占用集體土地，征地就成為目前唯一可行的制度安排。這種制度性的缺陷，直接導致了兩個嚴重的后果，一是征地權的濫用，另一個是征地范圍過寬，使大批的郊區農民失去了賴以生存的土地保障

五、相應措施

（一）我們先來看一下，發達國家安置失地農民的方式。

第一 ,在大部分國家和地區 ,征用農民土地一般按市場價格對失地農民進行償 ,給他們較為滿意的補償。土地征用費和土地賠償款構成失地農民的全部補償用。其中土地征用費大體等于土地價值,土地賠償款是對失地農民因土地被征用而造成的經濟及其他損失的彌補。

第二 ,將失地農民納入社會保障體系 ,其內容包括失地農民的養老保險、醫療保險、失業保險、最低生活保障 ,為他們提供就業與培訓的機會 ,為失地農民提供法律援助等。

第三 ,高度重視失地農民的教育與培訓工作。通過對失地農民進行針對性的培訓 ,增強他們再就業的能力 ,通過就業換取保障 ,從而減少失業保險基金的出 ,減輕政府的財政壓力。

經濟系挑戰杯第四小組

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（二）被調查地區出現的問題的解決方法

1、改革征地制度，真正區分不同類型的土地征用，縮小征地范圍，允許農民集體土地在符合國家的土地總體利用規劃的情況下，平等地進入市場運轉。就像我們身份認證，登記戶口一樣。

2、加強監管對失地農民的再就業培訓機制建立。

失業是城郊失地農民面臨的最大問題，農民失去土地后，客觀上需要從農業轉向其他行業。政府除了合理的進行貨幣補償以外，還應該考慮失地農民的長遠利益，拿出部分土地出讓金，組織勞務輸出，并鼓勵失地農民的長遠利益，拿出一部分土地出讓金，專門用于失地農民的定期再就業培訓，[4]提高勞動者的素質和技能。并鼓勵失地農民自我經營，幫助城郊失地農民從自身發展找出路，以更好地從根本上適應城市的生活。地方政府要積極響應國家的政策，把黨的思想、措施落到實處，讓百姓真正感受到政策的有用性。

3、建立和完善社會保障制度，消除失地農民的后顧之憂。

從土地出讓收益、增值收益中拿出一部分錢來，解決失地農民的養老醫療問題，另外，政府在戶口上放松限制，給予失地農民以獲得對等社會福利的機會，將他們納入城市失業保險體系和城市建設當中，享有平等的失業基本保障并讓其參與城市建設，以緩解失地農民角色轉換過程中的矛盾與困難。

4、進一步完善有關的法律法規，并加強宣傳工作。

一方面，政府要盡快制度土地征用的專門法律法規，將由集體土地變為國有土地的過程視為一個平等的財產權利的交易過程，增強對農民土地財產權利的法律保護[5].還要深化失地農民權利的普及與教育，提高失地農民的自我意識，堅定其城市居民的意識。

5、建立專門的土地征用監督機制。

比如請市民和利益相關的農民參加土地征用的聽證會，對于征用的詳細情況作多方面的意見咨詢，擴大公眾參與，充分發揮人民群眾，人大、新聞媒體等對土地征收過程的監督，切實加強土地征用系統內部的自我監督，保證制度預期目標。鑒于其他研究，實行個人賬戶式的完全積累制，（就是采取“政府出一點 ,集體補一點 ,個人繳一點”予以籌集。其中政府出資部分不低于保障資金總額的 30 % ,從土地出讓金中支出 ,直接進入社會統籌賬以備調劑用;集體承擔部分不低于保障資金總額的 40 % ,從土地補償費中支出;個人負擔部分從征地安臵補償費中抵交，集體與個人所繳資金進入個人賬戶）

6、國家在出臺相關的政策，增加土地征用補償和安臵費用的同時，應該加強監管力度，使政策落到實處，而不僅僅是個空殼子。可以將被征地農民的安臵、補償情況作為考核地方官員政績的標準，考核應該有被征收農民的就業安臵情況，被經濟系挑戰杯第四小組

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征地農民的住房安臵情況等。這樣不僅可以保障農民的合法權益，而且也加強了地方官員的責任意識。

參考文獻

[1]新華網.(兩會信息分析)征地制度改革迫在眉睫 http:// 2006-05-29 [4]王翠英、王小魚.城市化過程中失地農民權益保障的對策研究[J].理論導刊。2007(1).p15.[5] 楊菁。趙蜀蓉。從城市基本功能看中國城市政府職能定位[J].中國行政管理.2008（1）.p54.經濟系挑戰杯第四小組

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附件:調查報告

問卷編號_______

關于城郊被征地農民的權益保障問題調查問卷

親愛的農民朋友：

您好！我們是合肥學院的學生，隨著城市化進程的加快，我國對三農問題的重視，我國土地征收補償中的矛盾日益突出，被征地農民的權益保障問題亟待解決。本調查將針對合肥市城郊被征地農民的權益保障現狀進行調研，為了保障城郊農民的合法權益，為經濟穩定健康的發展，以及加速城市化的進程提供基本的資料，對于您填寫的信息，我們將會保密，謝謝您的合作。

一、被征地農民的基本信息

1、您的性別： A男 B女

2、您的年齡： 歲

3、您的文化程度（）

A、沒上小學 B、小學 C、初中 D、高中或同等學歷 E、大專以上

4、你家的人口數是（）勞動力是（），承包地（）畝，其中耕地（）畝。（填空題）

5、家庭年收入(包括工資,獎金,補貼等)總共有多少---------元

二、被征地情況

1、您被征地的面積是-------畝，得到的安置補償費為---------元？

2、您家的土地是（）下被征用的？

A、政府強制 B、與用地單位直接協商 C、政府出面協商

3、您家土地征收前的用途：___ 征收后的用途： ___

4、土地征收后您家的生活條件有何變化

A、生活水平提高 B、生活水平不變 C、生活水平相對下降

三、政府向失地農民提供的社會保障政策具體落實情況

1、您的土地被征用后，政府是否提供補償措施？

經濟系挑戰杯第四小組

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

A、是 B、否 若有提供：

2、這些補償措施有何種形式（）(多選)A、提供一次性的土地補償金 B、提供就業安置 C、提供醫療保險安排 D、提供就業技能培訓 E、提供社會保障 F、提供小額優惠貸款 G、致富或科技、項目方面的信息 H、其他

3、您對征收土地的補償或安置滿意程度。A很滿意 B比較滿意 C一般 D不滿意。

四、失地農民對政府提供的權益保障的認識度

1、您愿意被征地嗎？

（1）愿意，原因是（）（可多選），其中最主要的原因是（）

A、種土地沒多少收入 B、國家的補償措施和社會保障安排合理 C、相信政府會解決問題 D、政府動員得好，要服從政府安排 E、對自己被征地后的生活充滿信心 F、其他

（2）不愿意，原因是（）（可多選），其中最主要的原因是（）A、征地補償標準較低 B、補償措施或社會保障難以實施 C、收入會減少 D、生活沒有保障 E、征地過程中權益被侵犯 F、其他

2、被征地前，政府相關部門是否有開展有關權益保障的宣傳活動？

A、有 B、沒有 C、沒有宣傳但已了解部分 D、沒有宣傳，非常不了解

3、當您的權益保障問題沒有得到落實，會用什么方式維護自己的合法權利？ A、法律 B、保持沉默 C、從眾 D、使用暴力 E、尋找有關部門出面解決

F、不高，認為不需要國家的社會保障，自己完全有能力解決生活問題

經濟系挑戰杯第四小組

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

經濟系挑戰杯第四小組

關于城郊被征地農民的權益保障問題的研究—合肥市城郊實證研究

經濟系挑戰杯第四小組

第二篇：哲學社會科學類作品參考題目

附件1：

河北師范大學2010大學生學術科技創新項目

哲學社會科學類作品參考題目

哲學類

1、實事求是，與時俱進，以人為本與中國特色社會主義道路的開

創。

2、當代中國馬克思主義大眾化典型調查。

3、科學發展觀是馬克思主義關于發展的世界觀方法論的集中表

現。

4、構建社會主義和諧社會的理論基礎和實踐意義。

5、改革開放偉大革命歷史作用的典型調查。

6、理論創新、制度創新、科技創新推動經濟社會發展的典型調查。

7、建設社會主義核心價值體系的實踐和經驗的調查研究。

8、加強社會主義榮辱觀教育和建設的典型調查。

9、弘揚中華文化，培育時代精神的調查研究。

10、積極引導宗教和社會主義相適應問題調查研究。

經濟類

1、全面建設小康社會的理論和實踐研究。

2、市場取向經濟體制改革30年歷程的典型調查。

3、轉變經濟發展方式、調整經濟結構的典型調查。

4、以工促農、以城帶鄉的途徑和形式調查研究。

5、我國破除城鄉二元結構，形成城鄉一體化新格局進程的調查研

究。

6、新時期農村經濟體制改革與創新的調查研究。

7、農村依法流轉土地承包經營權問題調查研究。

8、推進現代農業發展的途徑和模式典型調查。

9、農業產業結構調整和優化典型調查。

10、農民專業合作社發展調查研究。

11、開發人力資源、提升人力資本問題的調查研究。

12、擴大國內需求，刺激消費需求問題的調查研究。

13、貨幣、保險和期貨市場發展與監管問題研究。

14、地方性中小金融機構發展研究。

15、中國式勞動力和人才市場發展與完善調查研究。

16、民間投資問題研究。

17、民營企業中業主和雇員關系問題的案例研究.18、民營企業制度創新典型調查。

19、縣域經濟發展模式典型調查。

20、積極發展現代服務業的典型調查。

21、壟斷行業改革問題研究。

22、自主創新提升產業技術水平的典型調查。

23、各類企業建立現代企業制度的典型調查。

24、高新技術產業發展調查研究。

25、積極利用外資、優化外商投資結構的研究。

26、資源節約型企業典型調查。

27、小城鎮現代化建設的典型調查。

28、生態環境產業發展調查分析。

29、我國企業“走出去”的典型調查。

30、名牌戰略案例研究。

法律類

1、全面建設小康社會階段的憲政問題研究。

2、黨的領導、人們當家作主和依法治國有機統一的實現機制研究。

3、構建和諧社會的法制基礎和法律保障研究。

4、物權法實施問題研究。

5、知識產權法問題研究。

6、婚姻法實施中的問題調查研究。

7、未成年人法律保護問題研究。

8、社會主義市場經濟的法律問題研究。

9、刑事法律問題調查研究。

10、中國民事法律制度完善研究。

11、弱勢群體的法律保護問題調查研究。

12、社會輿論監督的法律問題研究。

13、公益訴訟問題研究。

14、我國環境保護問題的法律對策。

15、我國行政法制實踐的調查研究。

16、農業農村農民問題的有關法律研究。

17、我國反壟斷法的理論和實踐。

社會科學類

1、當代中國城鄉家庭結構變化調查。

2、社會安全感現狀和原因調查分析。

3、生活方式的改變和生活滿意度的調查分析。

4、群體性事件的調查和分析。

5、社會信任問題調查研究。

6、國家認同問題的調查研究。

7、我國當代社會結構變動的單項調查。

8、就業方式和就業觀念變化的調查研究。

9、我國人口素質問題研究。

10、城鎮老齡事業發展的調查研究。

11、新型社區管理和服務體制的典型調查。

12、社會轉型中婦女地位變化調查研究。

13、當代社會變遷中消費文化興起問題調查研究。

14、新的社會組織建設和管理調查研究。

15、社會工作服務活動和組織建設的調查研究。

16、我國社會救助工作體制和狀況的調查研究。

17、我國志愿者事業的發展狀況和影響調查研究。

18、新社會階層的調查研究。

19、城市中農民工狀況的專項調查。

20、建立新型農村合作醫療制度的典型調查。

21、大眾傳媒中表達的價值觀對受眾的影響調查。

22、時尚的社會心理學研究。

23、網絡發展及其對青少年影響的調查。

24、公民的環境生態意識及其測評研究。

25、代際關系變化的調查研究。

教育類

1、以人為本科學發展觀和我國教育的發展與改革。

2、建設全民學習、終身學習的學習型社會調查研究。

3、職業技術教育發展瓶頸問題的調查研究。

4、中國高等教育大眾化的新課題研究。

5、城鄉普遍實行免費九年義務教育問題調查研究。

6、學生創新精神和實踐能力培養的典型調查。

7、高等學校人文素質教育的調查研究。

8、當代大學生價值取向和心理素質的調查研究。

9、加強和改革中小學道德教育的典型問題。

10、城鎮學齡前兒童教育問題的調查研究。

11、中國優秀傳統文化和大中小學教育。

12、進城務工人員子女平等接受義務教育問題調查研究。

13、中西部農村教育發展困境問題調查研究。

14、少數民族地區教育發展問題的調查。

15、中外學校間學生交流活動的調查研究。

管理類

1、電子商務在某一行業的應用的調查。

2、電子政務建設現狀和問題的調查分析。

3、新興科技企業的定位和管理調查研究。

4、社區物業管理體制和模式的典型調查。

5、大型零售企業物流系統發展調查。

6、信息化對企業價值增值作用的調查研究。

7、我國企業家隊伍成長發展的調查分析。

8、我國民營企業破產、倒閉和再創業問題調查。

9、企業在創新中崛起和發展的典型調查。

10、工礦企業安全生產監管體制和狀況調查研究。

11、食品衛生安全監管體制、機制與狀況的調查研究。

12、醫療與藥品的監管體制、機制與現狀的調查。

13、非營利組織的作用及其法制化、規范化的調查研究。

14、新世紀我國商會（企業家協會）狀況的調查與分析。

15、影響基層政府行政管理的因素調查預與分析。

16、城鎮化進程中的政府轉型和行政改革典型調查。

17、反腐倡廉的典型調查。

18、事業單位管理體制改革的調查研究。

19、服務型政府建設的個案研究。

20、市政管理機構建設和體制改革調查研究。

第三篇：《哲學社會科學類參賽作品指南》

哲學社會科學類參賽作品指南

為引導參賽作品能夠更好地貫徹理論聯系實際的原則，積極研究我國改革開放和現代化建設的重大理論和實踐問題，特選擇了《第九屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽哲學社會科學類參賽作品參考題》作為參考題總目。這個總目，供學生選題、構思、調研參考。有些題目較大，可靈活掌握，分解細化。總的要求是：鼓勵學生運用所學理論深入實際、深入群眾，調查研究新問題，總結概括新經驗，以小見大，從實踐上升為理論，加深對黨的基本理論、基本路線、基本綱領的把握，牢固樹立中國特色社會主義的遠大理想，培養解放思想、與時俱進、艱苦奮斗、開拓創新的精神，提高分析和解決實際問題的能力。參賽作品論文類每篇在8000字以內，調查報告類每篇在15000字以內。為黨政領導部門、企事業單位所做的各類發展規劃、改革方案和咨詢報告已被采用者亦可申報參賽，同時附上原件及采用單位使用證明的復印件和有關鑒定材料。

一、哲學類

1．解放思想，實事求是與中國特色社會主義新道路的開創 2．“三個代表”重要思想與唯物史觀的發展

3．以人為本，全面、協調、可持續發展觀對社會主義建設規律認識的深化 4．科學技術是第一生產力的理論與實踐

5．理論創新、制度創新、科技創新對經濟社會發展重要作用的典型調查 6．堅持群眾觀點，貫徹立黨為公、執政為民宗旨的典型調查 7．社會轉型期人們思想觀念嬗變的調查與分析

8．在發展市場經濟中加強社會主義道德建設的典型調查 9．社會主義初級階段人的全面發展研究

10．網絡社會中人們交往關系的變化與倫理道德的新課題研究 11．經濟全球化背景下中國發展先進文化問題研究

l2．封建迷信在一些地方泛濫的表現及其原因的調查與分析 l3．加強科學精神、科學思想、科學方法教育經驗和做法的調查研究 l4．當代大學生人生追求的調查分析 15．當代青年個性化發展的調查與哲學思考

二、經濟類

1．全面建設小康社會的理論與實踐研究 2．新型工業化道路研究 3．農業勞動力轉移對策研究 4．人民幣匯率問題研究 5．國有資產管理機構設置研究 6．東北等老工業基地振興問題研究 7．我國與周邊地區經濟一體化問題研究 8．壟斷行業改革問題研究 9．地方性中小金融機構發展研究 10．債券市場發展與規范化研究 11．農民收入問題調查 12．農民稅賦負擔問題調查 13．民間投資問題調查 14．貧困大學生問題調查 15．國有資產流失問題研究 16．商業保險問題研究 17．地下錢莊問題研究

18．公共事業民營化的案例研究 l9．實施西部大開發戰略的調查研究 20．人才市場、技術市場發展調查

21．各類企業建立現代企業制度的典型調查 22．個體、私營等非公有制企業典型調查 23．積極利用外資優化外商投資結構調查 24．金融風險防范與我國金融業改革研究 25．農業產業結構調整典型調查 26．農業產業化研究 27．產業結構調整和優化調查研究 28．名牌戰略案例分析 29．城鎮化的調查和分析 30．生態環境產業發展調查分析

三、法律類

1．全面建設小康社會階段的憲政問題 2．憲法監督與憲法解釋研究 3．法律賠償執行難問題研究 4．知識產權法研究 5．信息安全法研究 6．電子商務法研究 7．政務公開制度研究 8．新婚姻法實施后問題研究

9．經濟全球化背景下的法律問題研究 10．文化法制研究

ll．我國的民事法律制度的完善研究 l2．公司法有關問題研究 l3．金融監管法律問題研究 l4．法律援助的實踐 15．公益訴訟

l6．中國環境保護問題的法律對策

l7．新世紀新時期推進我國行政法治的理論與實踐問題研究 l8．黨的領導、人民民主和依法治國有機統一的實現機制研究 l9．“三農”問題的有關法律研究 20．中國反壟斷法的理論與實踐

四、社會學類

1．當代中國農村家庭結構與功能變遷調查 2．社會安全感現狀和原因調查分析 3．目前職業的社會聲望研究

4．生活方式的改變與生活滿意度的調查分析 5．單位制度和社會歸屬感研究 6．社會誠信度現狀及其影響調查 7．社會公平感與納稅行為的關系研究 8．新社會階層的調查研究

9．就業方式、就業觀念變化調查研究 10．家庭保姆問題調查 l1．社區服務問題研究 l2．家庭暴力問題研究 l3．老年人家庭贍養問題

l4．婦女地位及婦女問題調查研究

15．當代社會變遷中消費文化興起問題調查研究 l6．社會生活中中介組織的現狀、成因及發展趨勢 17．城市與農村生育觀的差異、變化趨勢及原因分析 l8．農地征用中侵犯農民利益情況調查 l9．農民對土地的意識變遷及其成因調查 20．社會轉型期的社會政策和社會救助工作研究 21．城市中農民工現狀調查

22．公民的環境生態意識及其測量研究 23．大眾傳播中表達的價值觀對受眾的影響調查 24．時尚的社會心理學研究 25．網絡發展及其對青少年影響研究

五、教育類

1．學校亂收費問題調查研究 2．稅費改革對農村義務教育的影響 3．第八輪課改的跟蹤調查研究 4．中小學學生道德現狀調查 5．加強中小學國防教育問題研究

6．現代科技發展與社會主義市場經濟對高等教育的影響及對策 7．推進素質教育的調查研究

8．學生創新精神和實踐能力培養的調查研究 9．調整教育結構，擴大高等教育規模的調查研究 10．我國遠程教育發展調查與研究

11．大學生參加社會實踐的意義和途徑方式調查研究 l2．當代大學生價值取向和心理素質的調查分析 13．加強和改進高校德育工作調查

l4．加入WTO、留**和教育的改革開放研究 15．從學生角度看高校教師隊伍建設 l6．職業技術教育發展與改革調查研究 l7．高校畢業生就業問題研究

l8．中國優秀傳統文化與大中小學教育 l9．民辦教育發展典型調查 20．少數民族教育發展調查

六、管理類

1．電子商務在某一行業的應用調查分析 2．科技企業的戰略定位與組織設計 3．大型零售企業物流系統發展調查 4．中國銀行組織再造實踐研究 5．我國私營企業二次創業問題調查 6．中國家族企業問題調查研究

7．信息化對企業價值增值作用調查與分析 8．企業、組織、政府信息化建設的調查 9．中國企業家隊伍成長與發展的調查與分析 10．中國上市公司的獨立董事制度研究 11．企業在創新中發展典型調查 12．非法傳銷活動的調查與分析

13．非營利組織的作用及其法制化、規范化調查研究 14．影響中國基層政府行政管理的因素調查分析 15．反腐倡廉的典型調查和案例分析 16．中國行政審批制度改革調查與分析 17．政府績效評估研究

18．公共部門中人力資源管理調查與分析 19．城市化進程中的政府作用和行政改革研究 20．村民自治中的問題與對策研究

21．加入WTO后商會（企業家協會）現狀調查與分析 22．電子政務建設現狀調查與問題分析 23．醫療管理體制改革研究 24．服務型政府建設個案研究 25．城市社區發展調查與研究

第四篇：挑戰杯 自然科學類 全國特等獎作品

` 環形交叉口通行能力的微觀仿真研究

來源： 第十二屆“挑戰杯”作品 小類： 機械與控制

大類： 自然科學類學術論文 簡介：

本文提出了一種研究環形交叉口通行能力的微觀仿真方法。利用VISSIM仿真平臺分析5個影響因素對通行能力的敏感性；選取敏感性高的因素來建立修正系數模型，并獲得實際通行能力的改進計算公式；將其進行驗證，并和現有的模型比較，結果表明其具有最小的相對誤差，從而為環形交叉口規劃、設計、管理提供科學依據。

詳細介紹：

針對目前我國環形交叉口通行能力的研究相對滯后，不能客觀評價城市交通系統的情況，本文選取北京市方莊環形交叉口作為研究對象，對其進行實地調研和調研數據處理、分析，并以此為基礎，重點進行環形交叉口通行能力計算模型的修正。目前，項目進展順利，已完成以下工作： 1.完成交通量調查輔助手機軟件（android平臺）的開發。2.現狀調查利用Google earth查找北京市區內的環形交叉口，并通過實地觀察和綜合比較，本研究小組選取了方莊環形交叉口，并于2010年8月24日——8月26日（周二至周四）對其幾何數據、交通量（機動車、非機動車和行人）、車輛行程時間和地點車速進行調查，了解方莊環形交叉口的交通特性，為VISSIM仿真平臺的搭建和驗證、通行能力模型的建立以及后續的研究內容提供依據。3.VISSIM仿真平臺的搭建與校準首先利用部分實測數據搭建仿真平臺，后利用剩余數據，以仿真畫面、平均相對誤差及最大相對誤差為評價指標，通過調整四個駕駛行為參數來校準仿真平臺。其中，正交試驗法的運用，在保證實驗準確性的同時，提高了效率。4.通行能力影響因素的敏感性分析影響環形交叉口通行能力的因素主要有環島半徑等幾何方面的因素和交通量等方面的交通因素。選擇大車比例、左轉比例、右轉比例、主支路流量比例和環島半徑作為此次影響因素分析的對象。針對以上影響因素，利用“每次改變單一因素，仿真計算該條件下的通行能力”的方法，通過非線性曲線擬合分析各個因素對通行能力變化的敏感性。實驗結果顯示：東、西進口大車比例、左轉比例和右轉比例以及主支路流量比例對通行能力變化敏感性較高。之后，對擬合曲線之間相關性較高的因素進行合并，簡化后續實驗。5.修正通行能力理論模型開發在比較各種環形交叉口理論通行能力模型的基礎上，選取王煒的雙環行車道時通行能力理論模型作為 基本通行能力模型。接著，通過改變上述敏感性較高的4個影響因素，進行了5184次VISSIM仿真實驗，利用多元回歸法得出通行能力修正系數，并提出修正后的通行能力模型。最后，對修正后的通行能力模型進行驗證。6.根據本文的研究思路開發環形交叉口通行能力輔助計算軟件。7.著手進行模型的實際運用，其中包括：環形交叉口運行評估和改造建議。

作品圖片：

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作品專業信息

撰寫目的和基本思路：：

通行能力是進行道路交通理論研究的基礎參數之一。本項目根據我國環形交叉口環內多車道、機非混行的特點，利用VISSIM仿真平臺和統計模型分析五個影響因素對通行能力的敏感性。選取敏感性高的因素利用多元回歸方法來建立實際通行能力的改進計算公式。驗證結果表明建立的改進模型精度得以較大的提高。在此基礎上開發環形交叉口通行能力分析軟件，為環形交叉口規劃、設計、管理以及進一步的路網交通誘導提供科學依據。

科學性、先進性及獨特之處：：

1.考慮了國內典型的環內多車道情況。2.充分利用計算機模擬可重復性、可延續性、彌補觀測數據不足的優勢，對不同交通條件下車輛進出環進行細致的模擬分析。3.仿真平臺參數標定中正交試驗的運用，提高了效率，保證了結果的準確性。4.利用經濟學中常用的彈性系數對影響因素進行敏感性分析，有效跟蹤通行能力在不同條件下的變化規律。5.根據研究思路開發用戶界面友好的環形交叉口通行能力計算輔助軟件。

應用價值和現實意義：：

本作品針對環形交叉口的實際通行能力進行了研究，分析了大車比例、左轉比例、右轉比例、主支路流量比例等影響因素，建立了實際通行能力的改進模型。本研究有助于準確地估算環形交叉口通行能力，從而客觀地評價城市道路交叉口。此外，本研究對于分析大車禁行、交通誘導等交通管制措施以及分離式專用車道等工程的效果具有重要的參考價值。學術論文摘要：：

隨著交通量的迅猛增長，環形交叉口已經成為城市路網的“瓶頸”，因此對其進行在一定服務水平條件下通行能力的研究刻不容緩。鑒于計算機模擬可重復性、可延續性的優勢，本文針對國內常見的環內多車道環形交叉口，提出了一種研究其通行能力的微觀仿真方法。利用實測數據進行VISSIM仿真平臺的搭建和校準；對各進口分別利用“每次改變單一因素，仿真計算該條件下通行能力”并進行曲線擬合、計算彈性系數的方法，分析環道寬度、大車比例、左轉比例、右轉比例、和主支路流量比例和環道寬度五個影響因素對通行能力的敏感性；選取敏感性高的因素進行參數回歸，建立修正系數模型，并獲得實際通行能力的改進計算公式；將其進行驗證，并和現有的模型比較，結果表明其具有最小的相對誤差。根據模型開發了環形交叉口通行能力計算輔助軟件，有助于便捷準確地估算環形交叉口通行能力。此外，對于評價大車禁行、交通誘導等交通管制措施以及分離式專用車道等工程的效果也具有重要的參考價值，從而為環形交叉口規劃、設計、管理提供科學依據。獲獎情況：：

1.第九屆“金士宣”杯創新能力競賽一等獎（校級第一名）2.2011“挑戰杯”課外學術科技作品大賽自然科學類論文一等獎（校級第一名）3.2011首都“挑戰杯”課外學術科技作品大賽自然科學類論文特等獎 4.英文論文已投至(IEEE ITSC 2011)14th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems 鑒定結果：：

以上內容屬實 參考文獻：：

檢索目錄：中文關鍵詞：環形交叉口 通行能力 仿真英文關鍵詞：Roundabout Capacity Simulation 同類課題研究水平概述：：

環形交叉口通行能力的研究主要基于四類理論基礎：交織理論模型；穿插及間隙——接受理論模型，如Tanner公式；反映環內車流量與入口通行能力關系的回歸模型；最后一類是線性規劃模型。1.交織理論模型：交織理論認為車輛運行是通過交織行為來完成的，環形交叉口通行能力為通過交織段的最大通行流量。這種方法的原理為：計算交叉口通行能力時，各交織段交通量將以同比例增加，當某一交織段交通量增加到其通行能 力，認為該交織段已成為環形交叉口的瓶頸，此時的環形交叉口通行能力即為各入口道的交通量之和。2.穿插間隙——接受理論模型：穿插及間隙——接受理論模型以進口車道能進入環形交叉口的最大流量反映環形交叉口的通行能力。其基本原理為：假定環形交叉口上僅有一條車道，當引道上的車流進入環形交叉口時，它需要與環道上車流進行穿插，只有當環道上的車輛之間的車頭時距超過臨界間隙時方能進入交叉口；否則，必須等待。3.線性規劃模型：考慮到環形交叉口疏導的結果是流出交通量，所以線性規劃模型將求解整個環形交叉口通行能力的問題轉換為多個約束條件下的求極值問題，即求各個出口流量之和的最大值。4.回歸模型：反映環形車流量與入口通行能力關系的回歸模型是基于大量觀測數據進行的回歸分析模型。5.綜述 交織理論模型算法簡單，參數及數據都相對容易測量，可以解決多岔路環形交叉口通過能力的計算。但是該方法只適用于引道上無因故停留的車輛，幾何布局必須滿足Wardrop公式使用條件，并且環道內的車輛不享有優先通行權的情況；穿插間隙——接受理論模型建立在嚴格的理論基礎上，考慮了交通特征，有很強的適應性，適于車輛間隙較小、以穿插為主要通過方式的城市環形交叉口；線性規劃模型雖然容易操作，但是只考慮了三個約束條件，而實際的交通環境卻很復雜，而且約束條件的選取在一定程度上取決于研究者的主觀判斷，這樣就失去了嚴謹性和準確性；線性規劃模型利用整個環形交叉口的左、右轉比例來計算通行能力，忽略了進口的左、右轉比例不同對環形交叉口的通行能力的影響，得出不準確的結果；反映環形車流量與入口通行能力關系的回歸模型不需要從理論上進行道路條件以及交通特性條件分析，適應性比較差。不同類型的交叉口回歸模型很難統一，如果要使模型具有寬泛的適應性，就必須結合多條道路及多種交通條件進行大量的數據采集，目前我國還不具備這樣的試驗條件。

異步電動機轉子故障在線檢測方法及裝置

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：機械與控制

大類：自然科學類學術論文 簡介：

項目首次將旋轉不變技術（ESPRIT）與模擬退火算法（SAA）相結合應用于異步電動機轉子斷條故障在線檢測。新方法僅需針對短時信號（1.1s），即可達到高頻率分辨力，對故障分量的頻率、幅值、初相角進行準確估計。適用于負荷波動、噪聲等干擾嚴重情況下的異步電動機轉子故障在線檢測。克服了傳統檢測方法因需長時間采樣數據而易受負荷波動等因素影響的缺點。并根據新方法制作了異步電動機轉子故障檢測裝置。

詳細介紹：

一、論文簡介： 本文提出了一種基于旋轉不變技術（ESPRIT）與模擬退火算法（SAA）的異步電動機轉子故障檢測新方法。首先通過仿真信號驗證，指出ESPRIT算法對于短時信號具備高頻率分辨力，可以準確計算轉子故障特征分量以及其它分量之頻率；但對諸頻率分量幅值、初相角的計算欠缺準確性、穩定性。隨后，引入SAA確定諸頻率分量幅值、初相角，效果理想。進而，對一臺Y100L-2型3kW異步電動機完成了轉子故障檢測實驗。實驗結果表明：基于ESPRIT與SAA的異步電動機轉子故障檢測方法是切實可行的，并且因僅需處理短時（1.1s）信號即可對故障進行準確、快速檢測，而適用于負荷波動、噪聲等干擾嚴重情況。

二、制作裝置： 基于新方法制作出了異步電動機轉子故障檢測裝置，已受理實用新型專利。檢測裝置由電流測試鉗、信號采集卡和計算機組成。能夠快速、靈敏、準確地對異步電動機轉子故障進行在線檢測。既體現了新方法在嚴重干擾情況下良好的故障檢測性能，適用于負荷波動、噪聲等干擾嚴重情況，又展示了裝置本身優異的檢測性能和推廣應用前景。

三、創新點：項目首次將現代頻譜估計領域中的旋轉不變技術（ESPRIT）與優化算法中的模擬退火算法（SAA）相結合應用于異步電動機轉子故障在線檢測，這具有顯著優勢：

1、針對短時信號，亦可達到高頻率分辨力；

2、在低信噪比等惡劣情況下，提供無偏譜估計；

3、對故障分量的頻率、幅值、初相角進行準確估計。基于以上的特點，本方法可以廣泛應用于工程當中，適用于負荷波動、噪聲等干擾嚴重情況下的異步電動機轉子故障在線檢測，具有廣闊的市場前景。

四、支撐材料：

1、論文錄用證明兩份，其中一篇為中文核心期刊

2、推薦材料 五份：楊奇遜（中國工程院院士、北京四方繼保自動化有限公司董事長）黃其勵（中國工程院院士、國家電力公司東北公司總工程師）陳欣（河北省電機工程學會副理事長、河北省機械行業協會會長）裴建杰（高級工程師、河北省機械產品質量監督檢驗總站站長）石新春（華北電力大學教授、博士生導師）

3、實用新型專利受理書一份

4、應用證明一份

5、教育部科技工作站查新證明一份.作品圖片

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作品專業信息

撰寫目的和基本思路：

目的：尋求一種僅需短時信號，即可在負荷波動、噪聲等干擾嚴重情況下對運行中的異步電動機轉子故障進行靈敏、可靠檢測的新方法，并制作相應裝置。基本思路：提出基于旋轉不變技術（ESPRIT）與模擬退火算法（SAA）的異步電動機轉子故障檢測新方法。對于短時信號即可準確計算轉子故障特征分量之頻率、幅值。對一臺Y100L-2型3kW異步電動機進行轉子故障檢測實驗，結果表明新方法切實可行，適用于干擾嚴重情況。科學性、先進性及獨特之處：

本文首次將ESPRIT與SAA相結合應用于異步電機轉子故障檢測，具有良好的頻率分辨力和抗噪性能。相較于傳統方法，新方法僅需針對短時信號（1.1s），即可達到高頻率分辨力，對故障分量的頻率、幅值進行準確估計，適用于干擾嚴重情況下的故障檢測。應用價值和現實意義：

已經根據論文中的新方法制作出異步電動機轉子故障檢測裝置，該轉置僅需處理短時信號（1.1s），即可快速、靈敏、準確地進行故障檢測；該裝置結構簡單、操作方便且只需提取單相定子電流，能夠快速、靈敏、準確地進行電機故障檢測，既體現了新方法僅需針對短時信號即可達到高頻率分辨力的特點，又展示了裝置本身優異的檢測性能和推廣應用前景。學術論文摘要：

本文提出了一種基于旋轉不變技術（ESPRIT，Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique）與模擬退火算法（SAA，Simulated Annealing Algorithm）的異步電動機轉子故障檢測新方法。首先以轉子故障仿真信號檢驗ESPRIT性能，結果表明：ESPRIT對于短時信號具備高頻率分辨力，可以準確計算轉子故障特征分量以及其它分量之頻率；但對諸頻率分量幅值、初相角的計算欠缺準確性、穩定性。為此，引入SAA確定諸頻率分量幅值、初相角，效果理想。進而，對一臺Y100L-2型3kW異步電動機完成了轉子故障檢測實驗。實驗結果表明：基于ESPRIT與SAA的異步電動機轉子故障檢測方法是切實可行的，并且因僅需處理短時信號而適用于負荷波動、噪聲等干擾嚴重情況。獲獎情況：

1、論文《旋轉不變技術及應用》被中文核心期刊（華北電力大學學報）錄用

2、論文《基于改進ESPRIT算法的異步電動機故障在線檢測》被《河北農機》錄用

3、基于新方法設計制作的異步電動機轉子故障檢測裝置已受理實用新型專利（201120199735.3）4、2011年6月，在第十二屆“挑戰杯”省大學生課外學術科技作品榮獲“特等獎” 鑒定結果：

教育部科技查新工作站（G03）鑒定為作品的創新點在國內公開發表的中文文獻未見報道 參考文獻：

[1]許伯強，李和明，孫麗玲，等．籠型異步電動機轉子斷條故障檢測新方法[J]．中國電機工程學報，2004，24(5)：115-119． Xu Boqiang，Li Heming，Sun Liling，et al．A novel detection method for broken rotor bars in induction motors [J]．Proceedings of the CSEE，2004，24(5)：115-119(in Chinese)． [2]張賢達.現代信號處理 [M].清華大學出版社, 2002.Zhang Xianda.Modern signal processing [M].Tsinghua University Press, 2002(in Chinese).[3]方芳, 楊士元, 侯新國.基于改進多信號分類法的異步電機轉子故障特征分量的提取[J]．中國電機工程學報，2007，27(30)：72-76． Fang Fang, Yang Shiyuan, Hou Xinguo.Rotor fault feature extraction of motor faults of induction motor based on a modified MUSIC method [J]．Proceedings of the CSEE，2007，27(30)：72-76(in Chinese)． [4]章勇高，將有緣，方華松，等．基于模擬退火算法的共模電磁干擾抑制技術[J]．電工技術學報，2008，23(6)：1-6． Zhang Yonggao，Jiang Youyuan，Fang Huasong，et al．Common mode EMI suppression based on simulate annealing algorithm [J]．Transactions of China Electrotechnical Society，2008，23(6)：1-6(in Chinese)． [5]許伯強，孫麗玲，李和明．籠型異步電動機轉子斷條數目診斷新判據[J]．中國電機工程學報，2009，29(6)：105-110． 同類課題研究水平概述：

目前，針對籠型異步電動機轉子故障在線檢測方法中，最常見的方法為定子電流信號檢測。當籠型異步電動機發生轉子時，其定子電流（瞬時輸出功率）中均會出現相應的故障特征頻率分量。因此，為了檢測故障特征頻率分量進而判斷電機故障與否，發展出了一系列基于傅立葉頻譜分析技術的轉子故障檢測方法。下面針對其中兩種典型的方法進行介紹： ⑴ 自適應濾波法 自適應濾波法將信號濾波技術與傅立葉頻譜分析技術結合，在采集定子電流信號后，首先利用自適應抵消處理方法抵消定子電流中幅值最大的工頻分量，再對濾波后的信號進行傅立葉頻譜分析，通過對故障特征頻率分量的幅值估計實現在線檢測電動機轉子故障。優點：從一定程度上解決了工頻分量頻譜泄漏對故障特征頻率檢測的影響。缺點：仍需要較長數據采樣時間以保證足夠的頻率分辨力，若電機拖動波動負荷時，在采樣時段內定子電流波動以及噪聲等因素會對故障檢測造成影響；需采集定子電壓信號，硬件電路復雜，檢測裝置的安裝較為繁瑣。⑵ 瞬時輸出功率法 瞬時輸出功率法是通過對電動機瞬時輸出功率（定義為異步電動機定子相電壓與相電流瞬時值的乘積）進行傅立葉頻譜分析，對其中包含的故障特征頻率進行估計后實現異步電動機轉子故障在線檢測。優點：避開了定子電流中邊頻分量的檢測，可以更好地突出故障；故障特征信息多、對采樣分辨率要求較低。缺點： 需要同時采集定子電流、電壓信號，增大硬、軟件開銷和復雜程度。綜上所述，基于傅立葉頻譜分析技術的異步電機轉子故障檢測方法由于受限于頻率分辨力（采樣頻率/采樣點數），需連續采集足夠時長的電機信號方能保證頻率分辨力足夠高以切實分辨轉子故障特征并判斷轉子故障與否。而在工程實際中，負荷波動、噪聲等干擾是不可避免的，信號采集時間過長往往意味著引入這些干擾而影響傅里葉頻譜分析結果，甚至惡化轉子故障檢測之性能。這是當前亟待解決的關鍵問題，本文即致力于此，這具有學術意義與實際應用價值。

地鐵列車在站停靠時間的建模及模型應用的研究

來源：第十一屆“挑戰杯”國賽作品 小類：機械與控制

大類：自然科學類學術論文 簡介：

本文通過對地鐵列車在站停靠時間相關影響因素的觀測和分析，建立停靠時間模型，并利用所建模型，提出一套預測地鐵在站停靠時間的方法，以及探究縮短停靠時間的措施，并通過仿真，證明措施的有效性。

詳細介紹：

本文在理論分析和實地考察的基礎上，對地鐵在站停靠時間的影響因素進行分析，抓住主要因素，忽略次要因素，最終確定影響停靠時間的因素為：上車人數、下車人數、車廂內擁擠程度、上下乘客的相互干擾影響程度、車門數量、乘車時間段。接著采用類比公交車的方法，對各影響因素的相關性進行分析，得到停靠時間的理論模型。然后利用地鐵站實地調查得到的平峰時段和高峰時段數據，對理論模型進行修正，采用線性回歸的方法，建立地鐵在站停靠時間的最終模型。而后，再次利用實地觀察數據，對模型誤差進行分析，計算結果顯示，平峰時期模型誤差為2%，高峰時段誤差為5%。接著項目對模型的應用進行研究。首先，利用地鐵在站停靠時間模型，提出一套預測停靠時間的方法，而預測所得時間可為地鐵運營時刻表的編制提供基礎數據；其次，對模型中一些參數的取值進行調整，并提出與其相對應的管理措施，縮短地鐵在站停靠時間，在此基礎上，利用仿真軟件VISSIM對運用改進措施后的地鐵停靠情況進行仿真，證明改進措施的有效性及其效果。

作品專業信息

撰寫目的和基本思路：

作品以介紹地鐵在站停靠時間模型及其運用為目的，首先對作品的研究背景、現狀及意義進行闡述，接著分析地鐵在站停靠的影響因素并結合實地調查，建立最終停靠時間模型。最后利用所建模型對其應用進行研究。科學性、先進性及獨特之處：

地鐵在站停靠時間模型是在理論分析與實地調查兩大基礎上建立的，它具有科學性。除此之外，在國內外，對地鐵的停靠時間研究較少，本項目就利用與公交車相類比的方法進行研究，從而體現了作品的先進性與獨特性。應用價值和現實意義：

作品有兩大應用價值：首先，它可以預測地鐵的在站停靠時間，從而為列車運營時刻表的編制提供基礎數據；其次，通過對模型參數的分析，可提出縮短地鐵在站停靠時間的措施。學術論文摘要：

本文通過對地鐵列車在站停靠時間影響因素的分析，并結合列車在站停靠情況的實地調查，運用線性回歸方法，建立地鐵列車在站停靠時間的模型。并利用該模型計算列車在站停靠時間以及探究縮短列車在站停靠時間的措施，同時利用仿真軟件VISSIM對運用改進措施后的地鐵列車停靠情況進行仿真，證明改進措施的有效性。獲獎情況：

本作品于2009年4月8日被《都市快軌交通》錄用，并在近期發表； 2009年4月 本校第七屆“金士宣”杯一等獎； 2009年5月 第四屆全國交通科技大賽二等獎； 2009年6月 北京市第五屆“挑戰杯”比賽一等獎。鑒定結果：

作品內容屬實，且具有實際運用意義，符合課外學術作品要求。參考文獻：

[1] 韓宇，韓寶明，李得偉．地鐵站乘客上下車效率因素影響分析．城市軌道交通研究[J]．2007 ,10（7）：43—46． [2] 彭慶艷，楊東援．公共汽車停靠時間研究．城市公交規劃與管理[J]．2002 ,1（3）：27—29． [3] 吳葉，徐大剛．公交停靠站停靠時間特征分析．交通與運輸[J]．2007 ,23（12）：78—80． [4] 郭四玲，韋艷芳，時偉等．公交車停靠時間的統計分析．廣西師范大學學報[J].2006 ,24（2）：5—9． [5] Martinez I, Vitoriano B, Fernandez A, et al.Statistical dwell time model for metro lines.Urban Transport XIII: Urban Transport and the Environment in the 21st Century[C].Southampton, United Kingdom: WITPress,2007,223-232.同類課題研究水平概述：

從總體上看，國內外在“地鐵在站在站停靠時間”方面的研究并不多見，但與之相關的內容有所涉及。在國內，對地鐵在站停靠時的影響因素有所分析，如韓宇等人撰寫的《地鐵站乘客上下車效率因素影響分析》，它從自然因素、社會因素、設備因素、個人因素對乘客的上、下車情況進行分析，但是未對各因素的主次關系以及相互之間的關系進行深入探究。除此之外，國內對地鐵站的研究主要集中在地鐵站的疏散水平評價與乘客進出站的仿真模擬分析，很少涉及到地鐵在站停靠時間這一關鍵點。相反，與地鐵有著很多相似性的另一種公共交通工具——公交車，對它的在站停靠時間的研究較為多見。國外的情況與國內較為相似，對“地鐵在站停靠時間”的研究也不多，在對地鐵站的研究中，主要針對地鐵的運營管理 組織以及對地鐵站的運營仿真，如提出一些提高地鐵整體運營效率的方法，加強地鐵行車的安全的措施。而對公交車的在站停靠時間研究也有涉及。

磁性銅離子印跡聚合物的合成與性能研究

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：能源化工

大類：自然科學類學術論文 簡介：

隨著廢水污染日益嚴重和資源日益短缺，目前治理廢水不僅要求“盡量去除各種污染物”逐漸轉變為“盡量從廢水中回收各種有用之物”。針對上述技術需求，采用表面離子印跡技術、溶膠凝膠與磁性分離技術耦合，合成了核殼結構磁性銅離子印跡聚合物。并通過IR、XRD等方式對其結構進行表征，采用靜態吸附法研究了吸附容量、選擇性因子等吸附性能。研究結果發表在二區期刊Ind.Eng.Chem.Res.雜志上。

詳細介紹：

針對目前處理重金屬廢水主要是盡量去除各種重金屬污染物，而不是盡量回收各種重金屬的缺陷，本研究擬設計一種具有選擇性去除和回收功能的新型材料，為廢水中重金屬處理提供一種新手段。為了實現上述目的，我們通過溶膠凝膠和表面印跡技術把離子印跡材料的高選擇性和Fe3O4的磁分離性能有機結合，成功合成了新型磁性銅離子印跡聚合物（Cu(II)-MIIP）。紅外、熱重分析和XRD數據表明離子印跡聚合物成功地接枝到Fe3O4表面。激光粒度儀分析結果表明Cu(II)-MIIP尺寸主要分布在1.0 μm到10.0 μm。Cu(II)-MIIP飽和磁強度值為55.00 emu/g，該飽和磁強度值已經足夠用于磁性聚合物的磁性分離。通過靜態吸附實驗得出吸附容量為58.20 mg/g，并且符合Langmuir吸附模型；Cu(II)-MIIP對于Zn(II)和Ni(II)的選擇性系數分別是49.44和50.38，表現了高的選擇性和印跡效果。重復五次后仍然保持較高的吸附容量，表明該磁性離子印跡聚合物具有較好的再生能力和穩定性。該磁性離子印跡聚合物與電解技術耦聯，有望為重金屬廢水選擇性去除和資源化提供了新途徑。上述研究成果發表在中科院SCI期刊工程技術二區期刊的Industrial and Engineering Chemistry Research雜志上，并且申請中國發明專利1項，現已通過實審。

作品圖片：

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作品專業信息

撰寫目的和基本思路：

針對目前處理重金屬廢水主要是盡量去除各種重金屬污染物，而不是盡量回收各種重金屬的缺陷，本研究擬設計一種具有選擇性去除和回收功能的新型材料，為廢水中重金屬處理提供一種新手段。為了實現上述目的，我們通過溶膠凝膠和表面印跡技術把離子印跡材料的高選擇性和Fe3O4的磁分離性能完美結合，成功合成了新型磁性銅離子印跡聚合物，并初步設計基于磁性銅離子印跡聚合物的廢水處理新工藝。科學性、先進性及獨特之處：

1、采用的表面離子印跡技術，解決了本體印跡技術離子包埋深、傳質阻力大、模板離子洗脫不完全的問題。

2、賦予離子印跡聚合物磁學性能，能夠讓這種吸附劑在溶液中迅速分離，克服了傳統吸附劑離心和過濾繁瑣的操作過程。

3、在處理重金屬廢水的同時能夠選擇性回收重金屬，并將其與電解技術耦聯，為重金屬廢水資源化提供了新途徑。據知，至今還沒有關于在Fe3O4表面合成金屬離子印跡聚合物的報道。應用價值和現實意義：

將磁性銅離子印跡聚合物與電解技術耦合，能夠使銅離子轉化為銅單質，實現廢水中貴重金屬離子的資源化。磁性印跡技術不但提供了一種處理廢水中重金屬的新方法，而且還具有一定的廣義性，不僅能運用于銅離子，也能運用于其他重金屬，如Pb2+、Cd2+、Fe3+、Co2+等的分離。既能實現環境生態效益，又具有非常好的應用前景和一定的經濟意義。學術論文摘要：

A novel Cu(II)magnetic ion imprinted polymer(MIIP)was prepared via sol-gel method.The maximum sorptions calculated from the Langmuir isotherm are 58.20 and 23.10 mg/g for Cu(II)-MIIP and magnetic non-imprinted polymer(MNIP), respectively.The kinetics studies showed that the adsorption process obeyed pseudo-second-order kinetic model.The selectivity coefficients of the Cu(II)-MIIP for Cu(II)in the presence of Zn(II)and Ni(II)are 49.44 and 50.38, respectively.獲獎情況：:

1、論文《Selective separation of Cu(II)from aqueous solution with a novel Cu(II)surface magnetic ion-imprinted polymer》已發表在美國化學會《Industrial and Engineering Chemistry Research 》（Ind.Eng.Chem.Res.2011, 50, 6355–6361）.2、《磁性金屬離子表面印跡聚合物的制備方法和應用》，申請中國發明專利,已通過實審，公開號,201010252060.4。

3、于2011年5月第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽某省賽區獲“一等獎”。鑒定結果：無 參考文獻：

[1] Andac M, Ozyap? E, Senel S, et al.Ind.Eng.Chem.Res, 2006,45(5):1780-1786.[2] Otero Romaní J, Moreda Pi?eiro A, Bermejo-Barrera P, et al.Anal.Chim.Acta, 2008,630(1):1-9.[3] Hoai N T, Yoo D K, Kim D.J.Hazard.Mater, 2010,173(1-3):462-467.[4] Bi X Y, Lau R J, Yang K L.Langmuir, 2007,23(15):8079-8086.[5] Gao B J, An F Q, Zhu Y.Polymer, 2007,48(8):2288-2297.[6] Fang G Z, Tan J, Yan X P.Anal.Chem, 2005,77(6):1734-1739.[7] Wang X B, Ding X B, Zheng Z H.Macromol.Rapid.Comm, 2006,27(14):1180-1184.[8] Birlik E, Ersoz A, Ac?kkalp E, et al.J.Hazard.Mater.2007,140(1-2):110-116.同類課題研究水平概述：

重金屬是水和土地中最重要的污染之一，主要是通過一些工業廢水排放到水環境中。目前，去除廢水中重金屬離子的吸附劑主要有殼聚糖、天然無機礦物、功能化的聚合物和碳納米管等。這些吸附劑具有一些共同的缺點例如選擇性差、重復使用性低。因此，急需發展一種具有較高選擇性和重復使用能力的新型吸附劑。分子印跡聚合物是一種對目標分子具有特殊識別能力的高分子材料，已經廣泛應用于許多領域如固相萃取、色譜分離、薄膜分離、傳感器等。離子印跡聚合物與分子印跡聚合物具有相似的原理，它的選擇作用是基于配位基的特異性，如離子的配位結構、配位數、價態等。近年來，離子印跡聚合物已經被廣泛報道。Andac等用羥乙基甲基丙烯酸酯-N-甲基丙烯酰氯-L-谷氨基酸作為配位單體成功地制備了鋁離子印跡聚合物。Otero-Romaní等用2-(二乙基氨基)甲基丙烯酸乙酯作為功能單體制備了鎳離子印跡聚合物，并且成功地應用于固相萃取技術檢測海水中的鎳離子。Hoai等用甲基丙烯酸和乙烯基吡啶為功能單體制備了多孔型銅離子印跡聚合物微粒。離子印跡聚合物的傳統合成方法是 通過本體聚合、沉淀聚合和懸浮聚合來實現的，雖然具有較好的選擇性，但由于離子被深深包埋在聚合物內部，存在吸附容量低，傳質阻力大等缺點。為了克服這些缺點，表面離子印跡技術是一種比較好的選擇。近來，表面離子印跡技術引起了人們的廣泛關注，由于其模板離子能夠比較徹底的去除并具有較快的吸附速率。Bi等成功合成了銅離子表面印跡聚合物，用甘氨酸，甘氨酰替基氨酸和三甘氨酸作為配位基使之功能化，在不同pH值下該銅離子表面印跡聚合物對銅離子表現了高的吸附容量和選擇能力。Gao等在硅膠球微粒上制備的離子印跡材料，對模板離子表現了突出的吸附和選擇能力。Fang等利用表面印跡技術偶聯溶膠-凝膠的方法制備了一種具有離子印跡功能的硅膠吸附劑，這種印跡吸附劑對鉛離子的吸附表現出了優良的特性，如較強的耐酸性，以及較高的選擇性，在鉛離子痕量檢測中獲得滿意的效果。然而，大部分表面離子印跡聚合物都是在二氧化硅球體粒子的表面合成。如果以Fe3O4為載體將離子印跡聚合物修飾在其表面，這種材料不僅具有高的吸附能力，低的傳質阻力和磁性分離的特點，而且將以一種既方便又經濟的應用方式取代離心和過濾的過程。而據我們所知，至今還沒有關于在Fe3O4表面合成金屬離子印跡聚合物的報道。

神經激肽受體拮抗劑對三種白血病細胞生長的抑制

作用及其機制研究

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：生命科學

大類：自然科學類學術論文 簡介：

神經激肽受體是G蛋白偶聯受體家族成員，其內源性配體在體內參與調節多種生理活動。本項目擬選用人慢性粒性白血病細胞K562，人急性粒性白血病細胞HL-60和小鼠紅白血病細胞MEL來研究神經激肽受體拮抗劑SR48968、SR140333的抗腫瘤作用及作用機制探討。該類拮抗劑作為抗腫瘤藥物研究未見報道，由于神經激肽受體在某些腫瘤中高表達，而拮抗劑在體內有明確的結合靶點，有可能發展為一類新的抗癌藥物。

詳細介紹：

速激肽是一種在體內具有多種生理活性的神經肽，通過與體內的神經激肽受體結合而發揮一系列生理或病理調節作用。神經激肽受體是G蛋白偶聯受體家族的成員,目前國際上藥物研究常規靶點。近半個世紀的研究，神經激肽受體的拮抗劑已經從第一代、第二代具有較大副作用且易降解的肽類拮抗劑發展到了第三代具有高親和性和高選擇性的非肽類的化合物。其中的代表是由法國Sanofi-Synthelabo公司合成的SR140333（神經激肽受體1的拮抗劑），SR48968（神經激肽受體2的拮抗劑），該拮抗劑已經進入臨床二期的治療哮喘的研究。目前研究發現神經激肽受體在一些腫瘤組織（如乳腺癌和結腸癌）中的表達發生了明顯的上調，而拮抗劑在體內有明確的結合靶點，因此我們設想拮抗劑是否具有抗腫瘤的作用？經文獻檢索發現目前僅有幾篇報道SR140333在乳腺癌和結腸癌細胞的作用，還未發現文獻報道SR140333對白血病生長的作用。也未發現關于SR48968對各種腫瘤，包括白血病生長的作用。而白血病又是一類嚴重危害人類健康的疾病，在兒童及35歲以下青年人中的死亡率中占第1位。因此本項目擬重點研究神經激肽受體的第三代拮抗劑SR140333和SR48968對三種白血病細胞的作用，并對其作用的機制進行初步的探討。本文選用人慢性粒性白血病細胞K562，人急性粒性白血病細胞HL-60和小鼠紅白血病細胞MEL為研究對象，研究SR140333和SR48968對三種白血病細胞生長的作用。通過MTT實驗和光學顯微鏡觀察發現SR48968和SR140333對三種白血病細胞均具有劑量 和時間依賴的抑制作用。SR140333對三種白血病的抑制作用強弱有選擇性，其抑制效果明顯沒有SR48968對三種白血病的抑制效果強。通過Hoechst 33342熒光染色實驗發現SR48968抑制白血病細胞的生長有可能是通過誘導細胞發生凋亡進行的。進一步通過流式細胞術分別檢測細胞周期和細胞凋亡發現，SR48968主要是通過將白血病細胞阻滯在細胞周期的G0/G1期，同時誘導白血病細胞發生凋亡來達到抑制細胞增殖的效果。通過蛋白組學研究技術發現SR48968在抑制白血病細胞增殖和誘導其凋亡的過程中引起了部分蛋白出現了表達水平的上調或下調。本項目的研究結果將有助于進一步深入系統研究神經激肽受體與腫瘤發生、發展的關系，后續深入系統的研究將對臨床腫瘤的診治工作提供新的研究思路和研發新的抗癌藥物。

作品專業信息

撰寫目的和基本思路：

神經激肽受體的拮抗劑是目前國際上進行藥物研究的常規靶點，而在一些腫瘤組織中神經激肽受體的表達明顯升高，那么神經激肽受體的拮抗劑能否作為新型抗腫瘤藥物？前期工作發現拮抗劑對白血病細胞生長有抑制作用，本項目以3種白血病細胞為模型，選用第三代神經激肽受體的拮抗劑SR48968 和SR140333，利用細胞生物學、分子生物學和蛋白質組學技術對神經激肽受體拮抗劑的抗癌作用及其作用機制進行初步探討。科學性、先進性及獨特之處：

本項目是原始創新研究，未有文獻報道相關抗腫瘤作用。神經激肽受體第三代拮抗劑SR48968對3種白血病細胞具有顯著的抗腫瘤作用，作用機制可能是誘導細胞凋亡。基礎研究方面，可了解神經激肽受體與腫瘤發生發展的關系，在實際應用方面可開發為新一代的抗腫瘤新藥。蛋白組學研究找到的差異蛋白有可能成為臨床腫瘤診斷和治療中新的、潛在的靶點。結果已申報國家專利2項，見附件。應用價值和現實意義：

目前絕大多數常用化療藥物如：順鉑、5-氟尿嘧啶、博來霉素、長春新堿等，雖然有較好療效卻缺乏選擇性抗腫瘤作用，因此化療的毒副作用較大，不能使病人的治療達到預期的效果。由于本項目研究重點SR48968為神經激肽受體的第三代選擇性拮抗劑，分子量小，有明確的作用靶點，可提高治療的靈敏度，減輕毒副作用。本實驗如果成功，可能為臨床腫瘤的治療提供新的藥物，減輕病人的痛苦，更好地達到治療的目的。學術論文摘要：

本文選用人慢性粒性白血病細胞K562，人急性粒性白血病細胞HL-60和小鼠紅白血病細胞MEL為研究對象，研究SR140333和SR48968對三種白血病細胞生長的影響。通過MTT實驗和光學顯微鏡觀察發現SR48968和SR140333對三種白血病細胞均有抑制作用，且與劑量和時間呈正相關。SR140333對三種白血病的抑制作用強弱有選擇性，且抑制效果明顯沒有SR48968對三種白血病的抑制效果強。通過Hoechst 33342熒光染色實驗 發現SR48968抑制白血病細胞的生長有可能是通過誘導細胞發生凋亡進行的，進一步通過流式細胞術分別檢測細胞周期和細胞凋亡發現，SR48968主要是通過將白血病細胞阻滯在細胞周期的G0/G1期，同時誘導白血病細胞發生凋亡來達到抑制細胞增殖的效果，通過蛋白組學研究技術發現SR48968在抑制白血病細胞增殖和誘導其凋亡的過程中引起了部分蛋白出現了表達水平的上調或下調。本文的研究結果將有助于進一步深入系統研究神經激肽受體與腫瘤發生發展的關系，后續深入系統的研究將對臨床腫瘤的診治工作提供新的思路和潛在的藥物。獲獎情況：

1.獲2011年省“大學生科技創新項目”支持。2.2011年省“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎。3.申報國家發明專利兩項。4.發表學術論文一篇。鑒定結果：

拮抗劑SR48968顯著抑制三種白血病細胞增殖，且效果強于SR140333。其抑制細胞增殖作用機制，可能是誘導細胞凋亡。蛋白組學分析藥物處理前后有一百多個差異蛋白點，需要進行鑒定和功能研究。參考文獻：

[1] 郝希山.腫瘤學，2010，北京：人民衛生出版社.[2] Singh D, shi DD, Hameed M et al.Increased expression of preprotachykinin-I and neurokinin receptors in human breast cancer cells: implications for bone marrow metastasis.Proc Natl Acad Sci U S A, 2000, 97:388-393.[3] Pennefather JN, Lecci A, Candenas ML, et al.Tachykinins and tachykinin receptors: a growing family.Life Sciences, 2004, 74: 1445-1463.[4] Fukuhara S, Mukai H, Kako K, et al.Further identification of neurokinin receptor types and mechanisms of calcium signaling evoked by neurokinins in the murine neuroblastoma C1300 cell line.J Neurochem, 1996, 67:1282-1292.[5] Pagán B, Isidro AA, Coppola D, et al.Effect of a neurokinin-1 receptor antagonist in a rat model of colitis-associated colon cancer.Anticancer Res, 2010 , 30:3345-3353.[6] Huang WQ, Wang JG, Chen L et al.SR140333 counteracts NK-1 mediated cell proliferation in human breast cancer cell line T47D.J Exp Clin Cancer Res, 2010, 29:55.同類課題研究水平概述：

本項目選用人慢性粒性白血病細胞K562，人急性粒性白血病細胞HL-60和小鼠紅白血病細胞MEL 三種白血病細胞為研究對象，研究神經激肽受體的拮抗劑（SR48968、SR140333）對白血病細胞生長的影響及作用機制的探討。神經激肽受體是G蛋白偶聯受體家族的成員,有三種亞型，分別為神經激肽受體1、2、3,這些受體在體內分布不同。神經激肽受體的內源性配體為速激肽，目前已鑒定出40多種。由于神經激肽受體的序列已 經明確，加之神經激肽受體的內源性配體速激肽在體內參與了多種生理活性的調節，因此神經激肽受體的拮抗劑目前已成為許多制藥公司的研究熱點。神經激肽受體拮抗劑的研究始于1965年，第一代拮抗劑從改變速激肽氨基酸入手，以右旋氨基酸取代的多肽，但其作用弱，選擇性低，且有神經毒性和釋放組胺的作用。第二代拮抗劑是在縮短肽鏈和化學修飾的基礎上得到高親和性、高選擇性的短肽和環肽拮抗劑，但其口服的生物利用度低，代謝較快。本項目選擇的是第三代的神經激肽受體拮抗劑，是由法國Sanofi-Synthelabo公司研制的SR140333（NK1R的拮抗劑）和SR48968（NK2R的拮抗劑）。SR48968是法國Sanofi-Synthelabo公司正在進行Ⅱ期臨床研究的抗哮喘藥物，同時也可能成為一個很好的抗抑郁藥，但沒有文獻報道其具有抗腫瘤作用。另外，通過在教育部科技查新工作站（Z09）：浙江大學圖書館進行科技查新后得出如下結論（附科技查新報告一份）： 1.中文文獻中，已見SR48968等神經激肽受體拮抗劑在哮喘治療中、在氣道高反應性作用機制中、對炎癥調節、對心血管功能影響等研究的文獻報道。此外，有關于SR140333 通過阻斷NK-1在體外培養的乳腺癌細胞系中發揮生長抑制作用的文獻報道。2.外文文獻中，已見神經激肽受體2的拮抗劑SR48968在小鼠的成神經細胞瘤C1300細胞中對鈣離子濃度的調節作用、對炎癥調節、對結腸平滑肌反應中作用等研究的文獻報道。此外，還見SR140333等其它神經激肽受體的拮抗劑在結腸癌、乳腺癌等腫瘤調節作用的文獻報道。3.未見神經激肽受體2的拮抗劑SR48968和神經激肽受體1的拮抗劑SR140333對白血病細胞作用的中外文文獻報道。

超材料電磁器件的設計

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：信息技術

大類：自然科學類學術論文 簡介：

基于坐標變換方法，根據對電磁透明體性能的要求，建立了原空間和變換空間的坐標變換關系，使用解析方法導出了透明體介電常數和磁導率的表達式，仿真了其性能；基于逆數值方法，在不需要知道坐標變換的前提下，設計了任意形狀的外斗篷、聚焦器、旋轉器等器件，豐富了超材料電磁器件的設計方法；建立了二維超材料平面電磁透鏡的LC網絡模型，編寫了相關核心程序，并通過仿真進行了證實，為設計復雜形狀器件奠定了堅實的基礎。

詳細介紹：

超材料（Metamaterials）是最近出現的一個新的學術詞匯，它是一種介電常數、磁導率可為正、零、負、無窮小或者無窮大的人工材料，它包括左手材料、零電材料、零磁材料以及其它極端電磁參數材料。它具有許多奇異的電磁特性，例如，負折射、完美透鏡、逆多普勒效應等。超材料是國內外電磁學、材料科學、物理學研究的一個重要方向和熱點，如左手材料的發現被《Science》雜志評為十大科學進展(2003年)，基于左手材料思想設計的梯度超介質實現電磁波隱形被《Science》雜志評為十大科技突破之一(2006年)，著名的雜志《Materials Today》將超材料與半導體一起列為過去50年材料科學研究的十大進展(2008年)，《Science》雜志將超材料列為過去十年的十大科技突破之一(2010年)。超材料是電磁學理論發展史上的重要事件，為經典電磁學理論開辟了嶄新的研究空間，其重大的科學意義及巨大的應用前景對未來通信、雷達、國防、微電子、醫學成像等科技和社會發展將產生極為重要的影響。在超材料理論和實驗研究中，設計超材料電磁器件是一個重要的研究方向，目前設計方法主要有三類：(1)解析方法 解析方法最早是由Pendry和Smith等人提出的，他們首次用這種方法設計了電磁斗篷，自此之后，關于電磁斗篷的研究成果如雨后春筍般地出現，各種不同形狀的電磁斗篷紛紛問世。同時，除電磁斗篷外，基于坐標變換的其它新型電磁器件相繼被提出，例如，透明體、聚焦器、超散射體、超吸收體和外斗篷等。最近，我們設計了任意形狀的電磁透明體，詳細研究了其電磁性能，并探討了其在天線保護中的應用。用解析法設計電磁器件，必須根據原空間和變換空間的坐標轉換關系求出雅克比矩陣，并根據Maxwell方程組的形式不變性原理導出材料介電常數和磁導率的表達式。實踐證明，這種方法具有很大的局限性，只有在已知原空間和變換空間坐標轉換關系的前提條件下才能進行求解，并且對于模型邊界不能用一個連續函數來表示的復雜電磁器件，則難以獲得其材料參數的解析表達式。因此，探討新的電磁器件設計方法具有重要的意義。(2)逆數值方法 2009年，胡進等人提出了通過求解拉普拉斯方程來設計電磁器件的逆數值方法，并基于此方法設計了電磁斗篷。最近，我們擴展了該方法，用逆數值方法設計了任意形狀的外斗篷、聚焦器、旋轉器等多種電磁器件，詳細研究了它們的電磁性能，同時探討了它們的應用前景。與解析方法比較，采用逆數值變換法，不需要提前知道原空間和變換空間坐標轉換關系，即可借助于偏微分方程的求解獲得超材料電磁器件的介電常數和磁導率分布，極大簡化了設計過程。(3)傳輸線法 2002年，Eleftheriades等人采用傳輸線實現了左手材料，此后，傳輸線法被大量使用，例如，Iyer等基于傳輸線結構研究了電磁聚焦現象，Itoh等提出另一類傳輸線實現左手材料的方法。最近，我們建立了二維超材料平面電磁透鏡的LC網絡模型，編寫了相關核心程序，與現有基于ADS軟件的設計方法比較，該計算方法具有速度快、擴展性強等優點。作品的主要工作如下：(1)基于變換光學的方法，導出了任意形狀電磁透明體原空間和變換空間的介電常數和磁導率的表達式，并利用COMSOL軟件作了全波仿真，證實了所設計電磁器件的性能。(2)基于拉普拉斯方程采用逆數值方法設計了任意形狀的外斗篷、聚焦器、旋轉器、移相器、超散射、超吸收等電磁器件，證實了該設計方法的有效性和通用性。(3)基于傳輸線理論，建立了二維超材料平面電磁透鏡的LC網絡模型，編寫了程序，進行了仿真，實驗工作正在進行。我們相信本論文有助于超材料電磁器件的設計，并促進超材料理論和技術的推廣應用。

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撰寫目的和基本思路：

探究超材料電磁器件的設計方法，促進其理論、技術發展，并推廣超材料電磁器件的應用是本作品撰寫的目的。基本思路是對目前已有的三種超材料電磁器件設計方法進行改進和完善：將解析方法改進用以設計任意形狀透明體；將設計電磁斗篷的逆數值方法擴展到多種電磁器件設計中；提出基于傳輸線的LC網絡模型，編寫計算程序。發表相關論文，并進行實驗驗證，掌握核心技術，為超材料電磁器件的設計和產業化發展奠定基礎。科學性、先進性及獨特之處：

本作品分別采用解析方法、逆數值方法和傳輸線法設計超材料電磁器件，并在相關國際雜志和會議上發表了三篇論文，設計方法具有科學性。其先進性和獨特之處在于提出的透明體設計方法適合于任意橫截面形狀；采用的逆數值方法適用于外斗篷、聚焦器等各種電磁器件；與現有基于ADS軟件的設計方法比較，編寫的二維超材料LC網絡計算程序具有速度快、擴展性強等優點，更適用于計算大型復雜LC網絡，具有實際應用價值和現實意義：。應用價值和現實意義：

超材料電磁器件具有許多奇異電磁特性，其設計方法是近年研究的熱點，本作品改進了電磁透明體的解析設計方法，使之適用于任意橫截面形狀；擴展了逆數值方法，設計了外斗篷、聚焦器等電磁器件，完善了電磁器件設計方法；建立了二維超材料LC網絡模型，編寫了程序，與現有基于ADS軟件的設計方法比較，該計算方法具有速度快、擴展性強等優點。本作品具有極大的實際應用價值，進一步完善仿真方法和實驗驗證后，將有重要的現實意義。學術論文摘要：

超材料是一種介電常數、磁導率可為正、零、負、無窮小或者無窮大的人工材料，它具有許多奇異的電磁特性，例如，負折射、完美透鏡、逆多普勒效應等，利用超材料設計電磁器件是目前國內外研究的熱點。本文分為三部分：第一，基于變換光學的方法，導出了任意形狀電磁透明體原空間和變換空間的介電常數和磁導率的表達式，并利用COMSOL軟件作了全波仿真，驗證了所建立的電磁器件的性能；第二，基于拉普拉斯方程的數值解，采用逆數值方法設計了任意形狀的外斗篷、聚焦器、旋轉器等，并通過仿真證實了該設計方法的有效性；第三，基于傳輸線理論，建立了二維超材料平面電磁透鏡的LC網絡模型，并通過仿真進行了證實，實驗工作正在進行。我們相信本論文有助于超材料電磁器件的設計,并促進超材料理論和技術的推廣應用。獲獎情況：

本作品在2011年**大學學生課外學術科技作品競賽中獲得特等獎。本作品的部分研究內容已整理成英文論文，共3篇論文，發表情況如下：

1、在國際會議3rd International Conference on Computer and Network Technology—ICSDDP（EI刊源會議論文）上發表，項目成員為第一作者。

2、被2011海峽兩岸四地無線電技術研討會（EI刊源會議論文）收錄，項目成員為第一作者。

3、在Applied Physics A（SCI刊源期刊論文）上發表，項目成員為第四作者。鑒定結果：

2011年6月，我們分別請昆明物理研究所蘇君紅院士和昆明通用智能科技有限公司高級工程師楊杰對本作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景進行評價（詳見推薦人信息）。專家認為，本作品具有創新性和推廣價值。參考文獻：

[1] V.G.Veselago, The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of and [J].Sov.Phys.Usp, 1968(10):509-514.[2]J.B.Pendry, D.Schurig, and D.R.Smith.Controlling electromagnetic fields [J].Science, Jun.2006(312): 1780-1782.[3]D.Schurig, J.J.Mock, B.J.Justice, S.A.Cummer, J.B.Pendry, and A.F.Starr et al.Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies [J].Science, 2006(314):977-980.[4] Jonathan Wood,The top ten advances in materials science[J].materials today, 2008(11):40-45.[5] Huanyang Chen,C.T,Chan and Ping Sheng,Transformation optics and metamaterials[J],nature materials,2010(9):387-396.[6] Nikolay l.Zheludev, The Road Ahead for Metamaterials [J].Science,2010(328):582-583.[7] Dubinov A.E., Mytareva L.A., Invisible cloaking of material bodies using the wave flow method [J].Physics – Uspekhi, 2010(53): 45551.[3]TRAN D A, HUA K A, DO T T.Zigzag: An Efficient Peer-to-peer Scheme for Media Streaming [C].Proceedings of IEEE INFOCOM 2003.San Francisco: IEEE Press, 2003: 12832111.[5]劉亞杰，王暉，郭波.P2P流媒體數據調度研究綜述[J].計算機應用，2008,28(4):829-831.[6]Qi Jiayin, Zhang Hongli, Ji Zhenzhou, et al.Analyzing Bittorrent Traffic Across Large Network[C].Cyberworlds, International Conf erence, 2008 :7592764.同類課題研究水平概述：

P2P流媒體作為一種新型的流媒體服務架構，在近幾年內引起了學術界和工業界的廣泛重視，其技術也是最近幾年熱門的網絡應用技術，有大量的研究機構和研究學者進行研究。其中，數據調度是P2P流媒體技術的核心問題之一，對其進行研究，具有一定的意義和價值。目前，在基于Gossip協議的P2P流媒體模型中，已有一些對P2P數據調度策略的相關研究，主要有如下幾種：（1）Random-Select調度策略是一個相對簡單的P2P 數據調度策略，Chiansaw系統便采用此調度策略。這個策略可以在基于DONet的系統中使用，但是其性能不穩定，尤其是在異構的網絡環境中。（2）Round-Robin調度策略被用在分層流媒體系統中。根據這種策略，按照比例分配所有請求的數據塊到一個鄰居節點。如果僅有一個鄰居該算法適合用在靜態的、同構的環境中。（3）Rarest-First調度策略是一種快速時間響應的啟發式算法，它在CoolStreaming/DONet中被提出。該策略與Bit Torrent的下載策略相似。該策略有利于加快數據塊在P2P網絡中的擴散，促進負載均衡，提高系統的整體吞吐量；但由于沒有考慮數據塊的緊迫度因素，因此會產生較大啟動延遲。此外，相關研究人員也針對具體的網絡環境及其特征對上述調度策略進行了一些改進和優化，具有一定的效果，但也具有一定的局限性。

針織羊毛衫花紋設計三維建模及仿真

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：信息技術

大類：自然科學類學術論文 簡介：

當前緯編針織物三維仿真的研究大多局限在單個的成圈組織、集圈組織、浮線和移圈組織。本文通過對成圈、浮線、集圈和移圈線圈三維模型的綜合分析，采用粒子模型及彈簧質點理論和邏輯位理論方法，實現了這幾種不同線圈之間的聯動效應。并結合VC++和OPENGL混合編程技術，得到了所需要的針織羊毛衫花紋的三維仿真模型。使各種羊毛衫花紋效果的提前預覽成為可能，對計算機仿真設計取代小樣生產具有重大的現實意義。

詳細介紹：

本項目從2010年8月份開始至今，我們組六名成員在指導老師的帶領下，針對現階段國內對緯編針織三維線圈模型的研究普遍存在的結構單

一、變化性不強等問題，在與企業合作的基礎上，經過一年的科研攻關，運用邏輯位理論和參數化設計方法，提出了對成圈、集圈、浮線和移圈這幾種基本線圈多因素綜合分析的新思路，實現了各種線圈之間的混合聯動。研究并開發出了適用于針織羊毛衫花紋設計的三維仿真系統。具體介紹如下：

1、羊毛衫小樣的觀測和分析。在羊毛衫小樣上機試織前，需要先確定羊毛衫線圈的圈距、圈高，各種基本線圈之間的組合情況和紗線顏色、粗細。羊毛衫小樣試織完成后，通過對小樣實物進行觀測，在草紙上繪出小樣各種線圈軌跡的三視圖。

2、羊毛衫三維線圈模型的建立。對根據小樣在草紙上繪出的線圈軌跡進行數學分析，建立各種線圈在不同情況下的數學模型。并通過建立的各種線圈模型，分析這幾種線圈之間組合時的內部關系和力學性能引起的變形，進而得到線圈之間聯動的一般規律，建立組合線圈的聯動模型。

3、研制一套具有較強實用性的針織羊毛衫三維仿真系統。根據建立的各種線圈的聯動模型，在OPENGL三維仿真平臺上用程序語言實現這幾種線圈的聯動效果，完成針織羊毛衫三維仿真系統。并綜合考慮針織廠對羊毛衫設計時的可操作性，通過改變圈距和圈高、線條顏色和粗細等相關參數提高三維仿真的逼真度，使設計人員在設計時具有較靈活的選擇，適用于各種不同花型的羊毛衫設計。

4、根據在針織羊毛衫三維仿真系統中設計的花紋上機試織，對比實物和仿真效果圖。在羊毛衫三維仿真系統里對羊毛衫花紋設計進行實際模擬，生成羊毛衫仿真圖。并根據設置的 參數在羊毛衫橫機上試織，對比分析羊毛衫實物效果和仿真圖，通過反復調試各種參數使仿真的羊毛衫效果圖與實物具有相同的效果。

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撰寫目的和基本思路：

1、目的：研制一套具有較強實用性的針織羊毛衫三維仿真系統，適用于羊毛衫花紋的設計，替代工廠羊毛衫小樣的試織，縮短羊毛衫的生產周期，提高產品的市場競爭力。

2、基本思路：通過對成圈、浮線、集圈和移圈三維線圈模型的分析，結合邏輯位理論和參數化設計方法，來實現這幾種不同線圈之間的聯動效應。并結合VC++和OPENGL混合編程技術和粒子模型及彈簧質點理論，得到所需要的針織羊毛衫花紋的三維仿真模型。科學性、先進性及獨特之處：

1、科學性：將計算機圖形學、力學和針織工藝學理論知識有機結合來建立線圈及力學變形三維復合模型。通過理論研究和實驗對比驗證是可行的。

2、先進性：采用粒子模型及彈簧質點理論，結合參數化設計方法，實現各種羊毛衫線圈混合聯動,提高了織物仿真度。經相關專家認定，在線圈組合三維仿真效果上處于國內同行先進水平。

3、獨特之處：采用粒子模型及彈簧質點與針織工藝相結合的新構思，建立各種羊毛衫線圈聯動模型。

應用價值和現實意義：

鑒于針織羊毛衫大批生產之前需要上機試織的現狀，通過多次對各種針織羊毛衫小樣的實驗觀測和三維仿真效果進行對比分析，研制出一套具有較強實用性的針織羊毛衫三維仿真系統，適用于羊毛衫花紋多樣性的設計，可替代工廠羊毛衫小樣的試織，縮短羊毛衫的生產周期，提高產品的市場競爭力。該系統的建模思路同樣適用于其它緯編針織物和經編織物的三維仿真，具有較強的推廣意義。學術論文摘要：

針對當前緯編針織物三維仿真的研究大多只考慮單一的成圈組織、集圈組織、浮線和移圈組織。通過對成圈、浮線、集圈和移圈線圈三維模型的綜合分析，采用邏輯位理論方法，實現了這幾種不同線圈之間的混合聯動。并結合VC++和OPENGL混合編程技術，得到了所需要的針織羊毛衫花紋的三維仿真模型。為雙面緯編復合組織的三維仿真研究奠定了基礎，使各種羊毛衫花紋效果的提前預覽成為可能，對計算機仿真設計取代小樣生產具有重大的現實意義。獲獎情況：

作品獲2011年第八屆湖北省“挑戰杯”大學生課外科技學術作品競賽二等獎。《針織羊毛衫花紋設計三維建模及仿真》2011年8-9月，在國家級中文核心期刊《針織工業》公開發表；《three-dimensional Dynamic Simulation of weft knitted Fabric》2011年4月21日-22日，在第三屆三維織物及其應用國際學術會議上發表。鑒定結果：

該作品通過綜合分析羊毛衫基本線圈的三維模型，實現了各種線圈之間的混合聯動，成功地研制出了一套羊毛衫三維仿真系統。可以取代工廠小樣的試織，在線圈組合三維仿真效果上處于國內同行先進水平。參考文獻：

[1] 王元瑾.計算機輔助羊毛衫設計[D].上海:東華大學, 2001.[2] 劉夙，龍海如.緯平針織物的計算機三維模擬[J].紡織學報，2007.[3] 史曉麗，耿兆豐.針織三維效果仿真的研究及實現[J].東華大學學報:自然科學版, 2003, 29(3):47-50.[4] 汪育桑，馮勛偉.基于幾何模型的緯編提花織物結構計算機輔助設計[J].中國紡織大學報, 2000.[5] 張麗哲，蔣高明.經編組織仿真中的線圈偏移[N].紡織學報，2010.[6] K.F.Choi, T.Y.Lo.An Energy Model of Plain Knitted Fabric[J].Textile Research Journal, 2003.[7] Kurbak, A., Plain Knitted Fabric Dimensions(Part I), Textile.Asia, March, 33, 36, 41–44(1998).[8] Savvas G.Vassiliadis.Mechanical simulation of the plain weft knitted fabrics[J].International of Clothing Science and Technology, 2007.[9] Arif Kurbak, Ozgur Ekmen.A Geometrical Model for Widthwise Curlings of Plain Knitted fabrics[J].Textile Research Journal, 2008.[10] 蒙冉菊, 方園.NURBS樣條曲線緯編針織物線圈結構的建模分析[J].浙江理工大學學報，2007,24(3).同類課題研究水平概述：

目前，隨著數字計算機的高速發展，無論在科學研究還是技術開發和工業設計中，計算機仿真技術都顯示出強大的威力，已成為人們研究復雜系統時不可缺少的一種手段，其成效十分顯著。在計算機上實現針織物的仿真關鍵在于針織物模型的建立。在國外，英國的Chamberlain在1926年首次提出了由圓弧和直線組成的二維線圈模型，pierce在1947年基于 紗線中心軸是直線和圓弧的假設，建立了空心的空間圓柱和圓弧柱的三維線圈模型，此外還有Leaf和Glaskin、Munden、kawabata等的線圈模型。然而，無論是什么樣的仿真模型，都是以系統數學建模為基礎，在一定假設條件下進行的信息處理過程，進而在仿真基礎上進行實驗研究。在國內，2000年，史曉麗等人在Pierce 模型的基礎上,圈柱用圓柱代替,圈弧用圓弧代替,建立了三維的線圈模型,并通過光照、消隱等方法實現了針織線圈的模擬。汪育桑和馮勛偉通過對構成緯編提花針織物的基本線圈單元進行幾何結構分析, 建立幾何模型, 開發了一套緯編提花針織物計算機輔助設計系統。張克和等人運用有限元法對針織物建模進行系統分析,模擬出了平針、羅紋、雙反面組織的三維效果。2007年，蒙冉菊等人運用NURBS 樣條曲線進行緯編針織物線圈單元模型的數學建模, 通過實驗驗證了NURBS 樣條曲線線圈單元模型具有更好的適用性, 使緯編針織物建模結果更為準確合理。龍海如等人在Pierce 線圈模型的基礎上,根據針織物空間幾何結構的特點,建立了由幾段用參數方程表示的空間圓弧和曲線連接組成三維幾何線圈模型。并在OPENGL平臺上成功模擬出了緯平針織物的正反面效果。由于羊毛衫花紋的設計不僅僅局限在單個的成圈、集圈、提花和移圈組織，而是這幾種線圈之間的相互配合。所以羊毛衫花紋的設計需要建立成圈、集圈、浮線和移圈組織之間的聯動模型。在計算機仿真環境中將三維線圈模型參數圖像化，將會極大地方便針織羊毛衫的設計與生產，并可替代原有的小樣生產，大大提高企業對市場的快捷反應能力，為企業帶來巨大的經濟效益。

虛擬載波偵聽機制對EDCA性能的影響

來源：第十一屆“挑戰杯”國賽作品 小類：信息技術

大類：自然科學類學術論文 簡介：

本文基于NAV設置研究虛擬載波偵聽機制對EDCA機制性能的影響。研究NAV設置中采用與不采用NAV清除機制時EDCA機制的吞吐性能，討論NAV設置影響EDCA性能的關鍵參數，并得出該參數在采用與不采用NAV清除機制以及沒有考慮NAV設置影響情形的取值。

詳細介紹：

本文分析了虛擬載波偵聽機制中NAV設置對EDCA機制性能的影響。由于現有的EDCA機制性能分析模型中并沒有考慮虛擬載波偵聽機制的負面影響，因此EDCA的理論研究中存在著明顯的不足。本文研究虛擬載波偵聽機制中NAV設置在采用與不采用NAV清除機制時EDCA機制的吞吐性能，同時在不同AC下與沒有考慮NAV設置影響情形的吞吐率進行比較。仿真結果顯示NAV設置對EDCA機制的吞吐性能產生很大影響，尤其是在不采用清除機制的情形。采用清除機制的NAV設置能夠減小虛擬載波偵聽機制對EDCA性能的負面影響。

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撰寫目的和基本思路：

現有的EDCA機制性能分析模型僅考慮了EDCA機制本身的性能，并沒有考慮到虛擬載波偵聽機制的負面影響。本文基于NAV設置研究虛擬載波偵聽機制對EDCA機制性能的影響。研究NAV設置中采用與不采用NAV清除機制時EDCA機制吞吐性能，討論NAV設置影響EDCA性能的關鍵參數，得出該參數在采用與不采用NAV清除機制及沒有考慮NAV設置影響情形的取值；最后在不同訪問類別下仿真顯示EDCA機制的吞吐性能。科學性、先進性及獨特之處：

本文的貢獻是分析了虛擬載波偵聽機制中NAV設置對EDCA機制性能的影響。由于現有的EDCA機制性能分析模型中并沒有考慮虛擬載波偵聽機制的負面影響，因此EDCA的理論研究與實際應用中存在著差距。本文研究虛擬載波偵聽機制中NAV設置在選擇與不選擇NAV清除機制時EDCA機 32 制的吞吐性能，同時在不同AC下與沒有考慮NAV設置影響情形的吞吐率進行比較。應用價值和現實意義：

仿真結果顯示NAV設置對EDCA機制的吞吐性能產生很大影響，尤其是在不采用清除機制的情況下，這驗證了802.11s mesh網絡標準把可選的NAV清除機制改為必選的合理性。因此本文對研究EDCA實際應用有較大參考價值。學術論文摘要：

研究虛擬載波偵聽機制對EDCA機制性能的負面影響。首先指出在RTS/CTS四次握手不能夠完成時，虛擬載波偵聽機制中網絡分配矢量（NAV）會浪費信道資源；然后討論NAV設置影響EDCA性能的關鍵參數，并得出該參數在采用與不采用NAV清除機制以及沒有考慮NAV設置影響情形的取值；最后在不同訪問類別（AC）下仿真顯示EDCA機制的吞吐性能。很明顯，虛擬載波偵聽機制的NAV設置對EDCA吞吐性能產生很大的影響，采有NAV清除機制的性能優于不采用NAV清除機制的性能。獲獎情況：

本文已經投稿《計算機應用》，已錄用,本文獲第十一屆挑戰杯全國大學生課外學術科技作品競賽（自然科學學術論文）貴州賽區一等獎 參考文獻：

[1] IEEE Std 802.11e-2005: Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications-Amendment 8: Medium Access Control(MAC)Quality of Service Enhancements[S].Nov.11, 2005.同類課題研究水平概述：

IEEE 802.11e標準定義的EDCA機制（Draft 5.0之前稱為EDCF）是在IEEE 802.11標準的DCF機制基礎上增加QoS支持。EDCA主要采用了優先級分類策略，指定語音、視頻、盡力而為和后臺等4種服務類型來對應不同優先級的訪問類別(AC)。在一個QSTA內可以同時有4個傳送隊列（對應4種AC業務和4個隨機退避狀態機EDCAF[AC]）。同時，EDCA還提出了內部虛擬沖突解決方案。EDCA機制的性能研究主要以DCF機制的相關研究為基礎。Hui 把Bianchi提出的一種用來計算飽和條件下DCF吞吐率的二維Markov鏈模型與Cali提出的一種p堅持的Markov鏈模型和Tay的平均值數學模型（DCF機制的3種主流研究模型）統一起來，提出一種統一的模型對EDCA的吞吐率和時延進行分析，該模型的缺點是每個QSTA內僅考慮了一個AC隊列。Xiao在Bianchi和Ziouva模型基礎上，通過區分競爭窗口（CW）提出DCF和EDCF基于退避的優先級策略，缺點是沒有考慮不同AIFS和內部虛擬沖突。HWANG提出考慮虛擬沖突的EDCA性能分析，不足之處是把AC僅分為高和低兩類優先級。Yan在Bianchi的二維Markov鏈模型基礎上，通過構造EDCAF[AC]和簡單EDCA模型，從而構造出綜合內部虛擬沖突和外部沖突的復雜EDCA模型。經過近5年的研究積累，EDCA

機制的研究步入成熟。但是理論研究與實際應用仍然存在著差距，絕大多數文獻并沒有考慮虛擬載波偵聽（V-CS）機制對EDCA性能的影響。

自旋軌道耦合作用下的波色愛因斯坦凝聚

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：數理

大類：自然科學類學術論文 簡介：

該項目主要考慮在某種規范場下(自旋軌道耦合作用)玻色－愛因斯坦凝聚態的行為(波函數)。玻色－愛因斯坦凝聚態是一種新的物質狀態，在這種狀態下，宏觀數目的粒子具有一致的行為。這種物質的態在日常生活中是見不到的。該項目主要應用數值模擬的方法，避免繁難的數學，模擬計算凝聚態波函數。得到了波函數之后，再通過分析的方法，提出簡單的模型來理解其行為。

詳細介紹：

在冷原子系統中，一種等效的自旋軌道耦合作用可以通過控制原子-激光之間的相互作用產生出來。這里我們研究了自旋1/2和自旋1的帶有Rashba自旋軌道相互作用的波色-愛因斯坦凝聚，發現凝聚波函數有不平凡的結構。首先，我們用Bogoliubov變換的方法證明在自旋軌道耦合作用下，傳統的凝聚在 態的波函數不穩定。之后用數值模擬的方法，我們發現了基態的兩個相。在一個相中，系統基態是平面波，而且系統經常分裂為不同的疇，疇壁是一排渦旋；這個相中，時間反演對稱性破缺。在另一個相中，凝聚態波函數是駐波，且有自旋帶結構。兩個相之間的相變由波色子之間的相互作用強度決定。我們還提供了對這些結果的理論分析，得到相變點。

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撰寫目的和基本思路：

該論文主要討論自旋軌道耦合作用對波色系統凝聚態波函數的影響與調制。一個量子系統的哈密頓量決定了這個量子系統的行為，所以基本思路是，寫出自旋軌道耦合項，加入哈密頓量中，得到新的哈密頓量。用數值模擬中的虛時演化方法，計算出對應該哈密頓量的波函數。其中為了使計算簡單，應用了平均場近似。得到數值模擬之后，再試圖建立簡單的模型，用分析的方法理解數值模擬的結果。科學性、先進性及獨特之處：

冷原子物理實驗技術的提高使人們能夠設計出可以讓中性原子感受到的“磁場”。人們一般只知道磁場對費米系統的作用，而這種實驗技術使人們能夠探索磁場對波色系統的作用。磁場是最簡單的阿貝爾場，而自旋軌道耦合是最簡單的非阿貝爾場。非阿貝爾場對波色、費米系統的作用都少有研究。目前人們有望通過實驗技術在波色系統中實現非阿貝爾場。該論文旨在探討這一類問題，從理論上給出預言。應用價值和現實意義：

該論文給出了自旋軌道耦合下波色系統的平均場基態波函數。目前，對于非阿貝爾規范場中物質的行為的研究還處于起步階段，有很多未知的性質等待人們去發掘。這項工作從最簡單的情況入手，抓住非阿貝爾場的本質，弱化其他非相關因素，所以其結果在一定程度上能夠揭示非阿貝爾場對物質場的影響。對以后的相關研究有一定的借鑒作用。學術論文摘要：

在冷原子系統中，一種等效的自旋軌道耦合作用可以通過控制原子-激光之間的相互作用產生出來。這里我們研究了自旋1/2和自旋1的帶有Rashba自旋軌道相互作用的波色-愛因斯坦凝聚，發現凝聚波函數有不平凡的結構。用數值模擬的方法，我們發現了基態的兩個相。在一個相中，系統基態是平面波，而且系統經常分裂為不同的疇，疇壁是一排渦旋；這個相中，時間反演對稱性破缺。在另一個相中，凝聚態波函數是駐波，且有自旋帶結構。兩個相之間的相變由波色子之間的相互作用強度決定。我們還提供了對這些結果的理論分析，得到相變點。獲獎情況：

1.2010年10月15日在Physical Review Letters 發表，該雜志被公認為物理學一級學科國際最權威的學術期刊，已被國際科學文獻索引（SCI）權威檢索收錄，影響因子為 7.180 2.2011年省級“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽特等獎 鑒定結果：

單位：中國科學院文獻情報中心國內外查新結果：本查新項目委托的“自旋軌道耦合作用下的波色愛因斯坦凝聚”，在國內外公開文獻中未見有與之相同的研究報道。參考文獻：

1、雙組分玻色-愛因斯坦凝聚體中亞穩態存在條件及其壽命，山西大學理論物理研究所,趙華,梁九卿

2、雙阱中弱耦合玻色-愛因斯坦凝聚體的有效勢及其亞穩態，山西大學，史慧賢

3、Synthetic magnetic fields for ultracold neutral atoms;Lin, YJ(Lin, Y.-J.);Compton, RL(Compton, R.L.);Jimenez-Garcia, K(Jimenez-Garcia, K.);Porto, JV(Porto, J.V.);Spielman, IB(Spielman, I.B.)

4、Spin-orbit coupled Bose-Einstein condensates;Stanescu, TD(Stanescu, Tudor D.);Anderson, B(Anderson, Brandon);Galitski, V(Galitski, Victor)

5、Spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensates;Lin, YJ(Lin, Y.-J.);Jimenez-Garcia, K(Jimenez-Garcia, K.);Spielman, IB(Spielman, I.B.)

6、Spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate in a tilted optical lattice;Larson, J(Larson, Jonas);Martikainen, JP(Martikainen, Jani-Petri);Collin, A(Collin, Anssi);Sjoqvist, E(Sjoqvist, Erik)

7、Chiral Confinement in Quasirelativistic Bose-Einstein Condensates;Merkl, M(Merkl, M.);Jacob, A(Jacob, A.);Zimmer, FE(Zimmer, F.E.);Ohberg, P(Oehberg, P.);Santos, L(Santos, L.)同類課題研究水平概述：

冷原子實驗技術是自從1995年波色－愛因斯坦凝聚態的實現以來，迅速發展的一項實驗技術。通過一系列技術手段，人們可以調節凝聚體的多個參數，包括凝聚體所處的場的形狀和強度，凝聚體中粒子之間的相互作用等。該實驗技術提供了一個重要平臺，實驗家們在這個平臺上作出了各種具有開創性的工作。為了配合實驗家以及理解實驗結果、探索多粒子物理和凝聚態物理，冷原子理論家也積極探索，一方面對實驗工作有指導意義，另一方面也促進了對凝聚態物理的理解。國內的相關實驗技術起步較晚，近三年間有了較大突破，能夠制成質量比較好的凝聚體。中國科學院上海光機所、武漢物理與數學研究所分別在實驗、理論上探索。目前，本校高等研究院的冷原子物理理論研究組十分活躍，接近國際頂尖水平。國外的相關研究比國內發達、活躍。實驗方面，法國的Dalibard實驗組、美國MIT、NIST(國家標準局)等研究組是冷原子實驗最好的地方。理論方面，MIT和U Maryland等作出了很多貢獻。與該項目直接相關的研究有U Maryland, TL Ho的理論研究和NIST，Spielman的實驗研究。2010年高等研究中心舉辦了International Workshop on Quantum Gases in Synthetic Gauge Fields，期間TL Ho和Spielman與作者們對本項目做了深入交流。本項目的導師在高等研究院做冷原子物理理論的研究，該項工作引起了國內外同行的廣泛興趣，是非阿貝爾規范場下量子氣體性質研究的重要結果，為今后的理論、實驗工作提供了極大的參考價值。

全球地震對氣候的影響及作用機理

來源：第十二屆“挑戰杯”作品 小類：數理

大類：自然科學類學術論文 簡介：

本文運用HHT(Hilbert Huang Transform，希爾伯特黃變換)原理與算法，對1900-2009年全球大量氣候和地震數據進行分析發現：全球地震與氣溫在時間和空間尺度上均存在明顯的負相關性。并且提出地震影響全球氣候的三種可能機制。本文的創新點為：提出全球地震與全球年均氣溫的負相關性；發現全球年均氣溫各IMF分量的驅動因子；提出地震影響全球氣候變化的三種作用機理。

詳細介紹：

通過對1900-2009年全球地震波總輻射能與同期全球平均氣溫的分析表明：地震不活躍時期全球平均氣溫呈上升趨勢，而地震活躍時期全球氣溫呈下降趨勢。氣候變暖主要集中于地震分布極少的南北極地區，而降溫地區多位于地震帶。特別地，對地震、氣候等高度非線性數據進行了HHT(Hilbert Huang Transform，希爾伯特黃變換)分析，也證明了地震與氣溫存在負相關。地震影響全球氣溫的可能機制是：地震耗散地球內部能量，地震引起地軸傾角變化，地震使臨界條件下的氣候系統發生變化。因此，全球氣候變化模擬應考慮地震對氣候的影響。本文的創新點為：首次提出全球地震波輻射能與全球年均氣溫在時間和空間尺度的負相關性；運用HHT對大量氣候和地震數據進行處理，發現全球年均氣溫各IMF分量的驅動因子；提出了地震影響全球氣候變化的三種作用機理。

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撰寫目的和基本思路：

為探索全球氣候變化新的驅動因素，我們首先收集了近110年來全球氣溫距平、地震及CO2、溫室氣體輻射強迫、太陽輻射、火山活動數據、大氣平流層氣溶膠、厄爾尼諾等數據（均為全球尺度），然后對這些數據進行相關分析，又對各數據進行HHT分析和EMD分解，計算相關性矩陣，找出氣溫各IFM分量的驅動因素，最后，通過機理分析探討地震對氣候的影響。

科學性、先進性及獨特之處：

1、提出全球地震波輻射能與全球年均氣溫在時間和空間尺度的負相關性。

2、運用HHT對大量氣候和地震數據進行處理，并發現全球年均氣溫各IMF分量的驅動因子。

3、提出了地震影響氣候變化的三種作用機理。應用價值和現實意義：

全球氣候變化不僅影響到自然生態系統，而且直接關系到人類的生活乃至社會經濟的發展。因此，全球氣候變化成為近年人類共同面臨的重大課題和挑戰。由于地球系統的高度非線性和復雜性，地震是否會引起氣候變化，目前尚無定論。本研究試圖尋找近110年來全球溫度變化與地震活動的關系，并探討地震活動影響氣候變化的可能機制。希望對人類面臨的氣候變化及其相關的科學、環境，能源、和經濟等問題提供參考。學術論文摘要：

通過對1900-2009年全球地震波總輻射能與同期全球平均氣溫的分析表明：地震不活躍時期全球平均氣溫呈上升趨勢，而地震活躍時期全球氣溫呈下降趨勢。氣候變暖主要集中于地震分布極少的南北極地區，而降溫地區多位于地震帶。特別地，對地震、氣候等高度非線性非平穩數據進行了HHT(Hilbert Huang Transform，希爾伯特黃變換)分析，也證明了地震與氣溫存在負相關。地震影響全球氣溫的可能機制是：地震耗散地球內部能量，地震引起地軸傾角變化，地震使臨界條件下的氣候系統發生變化。因此，全球氣候變化模擬應考慮地震對氣候的影響。本文的創新點為：首次提出全球地震波輻射能與全球年均氣溫在時間和空間尺度的負相關性；運用HHT對大量氣候和地震數據進行處理，發現全球年均氣溫各IMF分量的驅動因子；提出了地震影響全球氣候變化的三種作用機理。獲獎情況：

“挑戰杯”2011大學生課外學術科技作品競賽 省級特等獎 申報成果已投稿至《International Journal of Climatology》，申報學生作為第一作者，投稿稿件見附件1。申報學生相關研究成果如下：（見附件 2-5）

1、通訊作者，Chen J., 申報學生**, Li Z., Ding Z., and Xu Q., Correlations between the Earthquake(Mw = 9.0, Sendai Port, Honshu, Japan)and Solid Tides: Bulletin of the Seismological Society of America.Revised

2、第一作者，申報學生**, Chen J., Li Z., Jiang C., Zhang J., Xu Q., Liu J., Sun P., and Yang X., Relationship between Earth Tides and Earthquakes Worldwide: International Journal of Geophysics.In Publishing

3、通訊作者，Chen J., 申報學生**, Li Z., Jiang C., Zhang J., Xu Q., Guo W., Zhao S., Wang X., Li S., and Ma S., Influence of Tide-Generating Force on Plates with Membrane Stress: Earth, Moon, and Planets.Received

4、第四作者，Pang R., Xu Q., Ding W., and 申報學生**, 2011, Pollen Assemblages of Cultivated Vegetation in Central and Southern Hebei Province: Journal of Geographical Sciences, v.21, p.549-560.鑒定結果：

暫無科技管理部門正式鑒定結果： 參考文獻：

[1] Shindell D, Rind D, Balachandran N, et al.Solar cycle variability, ozone, and climate [J].Science, 1999, 284(5412): 305-308.[2] Qian W H, Lu B.Periodic oscillations in millennial global-mean temperature and their causes.[J].Chinese Sci Bull, 2010, 55(35): 4052-4057.[3] Hays J D, Imbrie J, Shackleton N J.Variations in the Earth's Orbit: Pacemaker of the Ice Ages [J].Science, 1976, 194(4270): 1121-1132.[4] Huang N E, Wu M-L C, Long S R, et al.A confidence limit for the empirical mode decomposition and Hilbert spectral analysis [J].Proceedings of the Royal Society of London Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2003, 459(2037): 2317-2345.[5] Gutenberg B, Richter C F.Magnitude and energy of earthquakes [J].Nature, 1955, 176(4486): 795-795.[6] Huang N E, Wu Z.A review on Hilbert-Huang transform: Method and its applications to geophysical studies [J].Rev Geophys, 2008, 46(2): RG2006.同類課題研究水平概述：

20世紀以來，人類活動對全球氣候變化的影響不斷加劇，全球溫度波動性升高。但是全球變暖存在明顯的突變和振蕩，不同地區差異也十分明顯。氣候變化趨勢如何？變化機制是什么？是科學家面臨和需要解決的重要問題。氣候變化的機制可分為自然因素與人類活動影響兩大類。自然驅動氣候變化方面，地球軌道變化、太陽輻射、火山噴發、厄爾尼諾和拉尼娜等是影響不同時間尺度氣候變化的重要因素。地球軌道驅動的氣候變

化周期長，為萬年尺度，短時期內影響較小。太陽活動對氣候變化的影響主要是太陽黑子11年周期性的變化，但太陽黑子的周期性變化較難解釋近100年來不規則、持續的氣候變暖。厄爾尼諾和拉尼娜雖可以較好地解釋氣候突變事件，但厄爾尼諾和南方濤動持續的時間太短，解釋氣候變化的周期不理想。火山活動常被認為是全球降溫的重要因子，但火山活動無法解釋20世紀多次火山活動而沒有降溫和有降溫而沒有火山活動的情況。在人類活動影響方面，IPCC第四次評估報告指出，近50年來的全球氣候變暖主要是由人類活動引起的，大量溫室氣體排放可能是導致溫度變化的主要原因。然而中世紀暖期的高溫，以及地質歷史上冰期低溫，CO2濃度變化并未起主要作用。葛全勝等通過比較1900-2009年大氣溫室氣體濃度與氣溫變化曲線，發現大氣溫室氣體濃度與氣溫變化趨勢并不完全一致，甚至一些時段呈現顯著不一致，同時20世紀大氣CO2濃度并沒有像全球氣溫那樣出現多次年代際的振蕩，都對溫室效應引起全球變暖提出了質疑。總之，氣候系統充實著作用、反饋、間接效益、非線性等因素，人們對各種物理、化學和生物過程參數的認識還存在較多不確定性。此外，低溫、干旱、厄爾尼諾與強震存在耦合關系。地震導致地殼裂隙增多，大量土壤氣溶膠進入大氣，造成低溫與降雨。另有研究者認為，地震海嘯引起冷海水上升吸收更多CO2，引起全球降溫。由于地球系統的高度非線性和復雜性，地震是否會引起氣候變化，目前尚無定論。

定積分在精細化工領域中的應用

來源：第十一屆“挑戰杯”國賽作品 小類：數理

大類：自然科學類學術論文 簡介：

問題驅動的應用數學研究具有十分重要的理論意義與應用價值。化工等領域中容器內液體取液及存留液體的精確計量問題是化工生產實踐管理中重要的研究課題之一。本文運用定積分的基礎理論與基本方法研究了化工領域中一些典型容器在不同放置狀態下存留液體體積的精確求解方法。主要包括以下四部分內容： 第一部分在現有文獻的基礎上給出了帶碟形、錐體等封頭的圓筒形筒體容器及橢圓形筒體容器在立式狀態下存留液體體積的計算方法。第二部分給出了帶碟形、錐體等封頭的圓筒形筒體容器和橢圓形筒體容器在臥式狀態下存留液體體積的計算方法。第三部分研究了帶球形封頭的圓筒形筒體容器以及帶錐體封頭的圓筒形筒體容器在傾斜狀態下存留液體體積的計算方法。第四部分利用MATLAB軟件對臥式狀態下帶無折邊球形封頭的圓筒形筒體容器的存留液體體積、臥式狀態下帶錐體封頭的橢圓形筒體容器的存留液體體積、傾斜狀態下帶球形封頭的圓筒形筒體容器以及傾斜狀態下帶錐體封頭的圓筒形筒體容器內存留液體的體積計算公式進行了數值實驗。實驗結果表明本作品給出的計算方法正確，與實際情況相符合。

詳細介紹：

在現代工業生產中，儲存石油化工等原料產品的各種不規則典型容器貯罐是不可缺少的。化工領域中常見的典型容器貯罐主要有帶球形封頭的圓筒形筒體容器、帶錐體封頭的圓筒形筒體容器、帶碟形封頭的橢圓形筒體容器、帶水平橢圓臺封頭的橢圓形筒體容器等。由于生產實踐的實際需要，這些不規則典型容器貯罐可以是任意放置狀態。在容器的實際使用過程中，經常需要準確地知道容器在特定放置狀態下某一液位高度下容器內存留液體體積、容器內外放液體體積。同時還需要提高各種不規則典型容器內存留液體體積的計量精度。但是，目前在石油化工企業生產中，尤其是在一些中、小型化工企業中，不規則典型容器內存留液體體積及外放液體體積等問題基本上都是采用估算的方法進行處理。這不僅無法達到一些化工生產與管理對精度的要求，同時也加大了生產成本，降低了企業的生產效益。由這些問題驅動的應用數學相關問題的研究具有十分重要的理論意義和應用價值。近年來，許多研究人員對化工領域中不規則容器內存留液體體積及外放液體體積這些問

題進行了大量的研究，取得了一些研究成果。主要包括：對立式狀態下凸形封頭容器及立式金屬罐罐底等容器存留液體體積的研究、對臥式狀態下橢圓形封頭容器液體體積的研究、對臥式狀態下球冠形封頭容器液體體積的研究、對臥式狀態下水平橢圓臺 頂臥罐容積等大量臥式狀態下帶各種封頭的容器內液體體積的研究以及圓筒形筒體容器在傾斜狀態下容器內存留液體體積的研究。總結大量現有文獻中的研究成果，我們可以看到，目前對帶各類封頭的圓筒形筒體容器和帶各類封頭的橢圓形筒體容器內存留液體體積的研究還存在一些不足：大量研究集中在對立式和臥式狀態下常見封頭的容器內存留液體體積計算；對傾斜狀態下帶常見封頭的圓筒形筒體容器和橢圓形筒體容器內存留液體體積的計算很少涉及；所得到的對容器內存留液體體積的各類計算公式，很少進行數值實驗，這將對研究結果的可靠性及在化工等實際領域中的應用產生較大影響；現有研究成果的精度與實際應用中的要求還有一定的距離，這影響了化工領域中的大量生產管理和物流配送。定積分是數學中十分重要而基礎的內容，它利用微元的思想研究大量實際中的精細化問題，包括變力做功、不規則圖形的面積、不規則幾何體的體積等。尤其是在計算空間中不規則幾何體的體積方面功能化作用明顯。利用定積分的基礎理論與基本方法 也可以解決工業生產管理中的大量實際問題。結合現代計算機科學技術，定積分理論在實際生產管理中的應用變得更加廣泛。受現有文獻的研究成果及化工等領域中精確取液等實際問題的啟發，本文考慮到了帶各種封頭的圓筒形筒體容器和橢圓形筒體容器分別在立式、臥式狀態下容器內存留液體體積的計算問題，給出了立式、臥式狀態下各種容器內液體體積隨液面高度變化的數學模型以及各種具體情況下液體在任意高度下容器內液體體積的計算公式。包括立式狀態下帶球形封頭、錐體封頭、無折邊球形封頭、碟形封頭的圓筒形筒體容器，立式狀態下帶橢球封頭、錐體封頭、水平橢圓臺封頭的橢圓形筒體容器；臥式狀態下帶錐體封頭、無折邊球形封頭、拋物面封頭、碟形封頭的圓筒形筒體容器，臥式狀態下帶橢球封頭、錐體封頭、水平橢圓臺封頭的橢圓形筒體容器。更重要的是本文研究了一般傾斜狀態下帶球形封頭的圓筒形筒體容器與帶錐體封頭的圓筒形筒體容器內存留液體體積的計算方法。最后，本文借助MATLAB軟件對臥式狀態下帶無折邊球形封頭的圓筒形筒體容器的存留液體體積的計算公式、臥式狀態下帶錐體封頭的橢圓形筒體容器的存留液體體積的計算公式、傾斜狀態下帶球形封頭的圓筒形筒體容器內存留液體體積的計算公式以及傾斜狀態下帶錐體封頭的圓筒形筒體容器內存留液體體積的計算公式進行了數值實驗。

作品專業信息

撰寫目的和基本思路：

目的：本作品的研究不僅有利于進一步深化對定積分理論的認識與理解，更重要的是能為化工領域中的精確取液等問題提供技術支撐。思路：利用定積分對立式、臥式和傾斜狀態三種情況下化工領域中常見容器內存留液體體積隨高度變化的關系進行研究與分析，重點研究傾斜狀態下帶球形封頭和帶錐體封頭的圓筒形筒體容器內存留液體體積的計算方法，建立典型

容器各個參數之間的數量關系，利用MATLAB軟件對部分研究結果進行數值實驗。

科學性、先進性及獨特之處：

本作品在對已有研究成果進行深入分析的基礎上，結合定積分的基本理論，解決了不同放置狀態下容器內存留液體體積精確計算問題，重點解決了傾斜狀態下帶球形封頭和錐體封頭的圓筒形筒體容器內存留液體體積精確計算問題。研究成果不僅是對現有研究成果的深入與完善，也克服了已有研究成果放置狀態特殊，精度不高等缺點。同時，本作品內容具體，針對性強，對已有技術與方法進行了改進與創新。應用價值和現實意義：

本作品的研究成果為化工等領域中的精確取液等問題提供技術支撐，使得精確取液等生產實踐活動具有簡易性、可操作性、安全性等優勢特點，具有良好的應用價值及推廣價值。由于在諸多行業中均存在對一些不規則容器內存留液體體積的控制與掌握問題，如火箭發射的液態燃料存儲器等。因此，本作品的研究技術在除化工領域以外的其他很多領域中也有著較為廣泛的應用前景。學術論文摘要：

問題驅動的應用數學研究具有十分重要的理論意義與應用價值。化工等領域中容器內液體取液及存留液體的精確計量問題是化工生產實踐管理中重要的研究課題之一。本文運用定積分的基礎理論與基本方法研究了化工領域中一些典型容器在不同放置狀態下存留液體體積的精確求解方法。主要包括以下四部分內容： 第一部分在現有文獻的基礎上給出了帶碟形、錐體等封頭的圓筒形筒體容器及橢圓形筒體容器在立式狀態下存留液體體積的計算方法。第二部分給出了帶碟形、錐體等封頭的圓筒形筒體容器和橢圓形筒體容器在臥式狀態下存留液體體積的計算方法。第三部分研究了帶球形封頭的圓筒形筒體容器以及帶錐體封頭的圓筒形筒體容器在傾斜狀態下存留液體體積的計算方法。第四部分利用MATLAB軟件對臥式狀態下帶無折邊球形封頭的圓筒形筒體容器的存留液體體積、臥式狀態下帶錐體封頭的橢圓形筒體容器的存留液體體積、傾斜狀態下帶球形封頭的圓筒形筒體容器以及傾斜狀態下帶錐體封頭的圓筒形筒體容器內存留液體的體積計算公式進行了數值實驗。實驗結果表明本作品給出的計算方法正確，與實際情況相符合。獲獎情況：

2009年5月獲第十一屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽重慶師范大學預賽一等獎； 2009年6月獲第十一屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽重慶賽區特等獎。鑒定結果：

該作品創新性強，其中對帶球形封頭圓筒形筒體容器的研究結果已在我公司進行了技術實驗，普適性高。四川省閬中化工有限責任公司

參考文獻：

[1]李小紅,龐軍峰,孟榮章.段塞捕集器內液體體積的計算[J].油氣儲運,1999，18（11）：16～19.[2]高玲等.常見貯罐位變化的計量電算[J].硫磷設計與粉體工程,2000,6:42～45.[3]劉龍利.臥式圓筒形容器內液體體積的計算公式推導過程[J].國外金屬礦選礦,2006,8:39～40.[4]戰景林,王春平.水平橢圓臺頂臥罐容積的計算[J].測量與設備,2006,5:30～32.[5] 姜英明.立置凸形封頭液位與體積關系[J].石油化工設備，2001,30:57～59.[6] 黃艷.液化氣體貯罐充裝量與液位高度關系的公式及推導[J].應用技術研究,2001,2:6～8.[7] 李彩英等.容器內存留液體體積與液位高度函數關系[J].石油化工設備,2001,6(30):25～27.同類課題研究水平概述：

在現代精細化工生產中，尤其是在一些中、小型企業中，不規則容器取液等精確值問題基本上都是采用估算的方法進行處理。近年來，許多工程技術研究人員對這些問題進行了廣泛而深入地研究，取得了一系列重要的研究成果。在《硫磷設計與粉體工程》2000年第6期上，由高玲等人撰寫的《常見貯罐位變化的計量電算》中，作者對六種常用貯罐的計量進行了計算式推導，并設計了計量計算程序，可達到工藝要求的計量精度，取得了良好的效果。在《化工設備與管道》2002年第5期上，蔣心亞等人在《各種形狀封頭的圓筒形臥式容器在不同液面高度時液體體積計算的統一表達式》一文中，利用變面積圓缺的線積分來描述各種形狀封頭的圓筒形臥式容器不同液面高度時的液體體積。推導出了計算液體體積的統一表達式,并給出了5種常用封頭臥式圓筒形容器不同液面高度時液體體積計算實例。在《石油化工設備》2003年第1期上，由李彩英等人撰寫的《變形截面容器內液體體積與液位高度關系》中，作者介紹了10種變形截面容器以及各容器內存留液體體積與液位高度的函數關系，利用各種公式可較快速準確地計算出內存留液體體積。在《國外金屬礦選礦》2006年第8期上，劉龍利在《臥式圓筒形容器內液體體積的計算公式推導過程》一文中，對裝有液體的臥式圓筒形容器進行了研究，此類容器由中間圓筒部分和兩端封頭曲面部分組成，作者分別建立了這兩部分液體體積隨液面高度變化的函數關系的數學模型，從而得出整個容器內液體體積的計算公式。本作品在已有文獻的基礎上，利用定積分的基礎理論與基本方法給出了化工等領域中一些典型容器在不同狀態下存留液體體積的精確求解方法。本作品對現有的技術方法與理論進行了改進與創新。

第五篇：第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品哲學社會科學類作品參考選題

附件1：

第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品

競賽哲學社會科學類參賽作品參考題

（經第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽組委會第一次全體會議通過）

為幫助參賽同學更好地圍繞時代發展主題、社會變革需要和人民群眾期待，開展參賽作品選題制作，特請有關專家擬定了本參考題目。

總體要求：鼓勵參賽同學認真學習理論，深入社會實際，用建設性的態度和改革發展的眼光，了解新情況，反映新問題，學習新經驗，參加新實踐，了解社會，親近群眾，典型調查，以小見大，獨立思考，創新認識，拓展視野，加深對黨的基本理論、基本路線、基本綱領和基本經驗的把握，牢固樹立中國特色社會主義的共同理想，培養以人為本、實事求是、與時俱進、艱苦奮斗、開拓創新和科學嚴謹的精神，鍛煉運用科學理論來洞見、分析和解決實際問題的能力。

對于參賽作品，論文類每篇在8000字以內，調查報告類每篇在15000字以內。為黨政部門、企事業單位所做的給類發展規劃、工作方案和咨詢報告，已被采用者亦可申報參賽，同時附上原件和采用單位證明的復印件和鑒定材料等。

本屆組委會不接受沒有列為競賽學科的作品參賽。哲學類：

1． 實事求是、與時俱進、以人為本獨立自主與中國特色社會主義道路的開創。2． 當代中國馬克思主義大眾化典型調查。

3． 科學發展觀是馬克思主義關于發展的世界觀方法論的集中

體現

4． 構建社會主義和諧社會的理論基礎和實踐意義 5． 改革開放偉大歷史作用的典型調查

6． 理論創新、制度創新、科技創新推動經濟社會發展的典型調查

7． 建設社會主義核心價值體系的實踐和經驗的調查 8． 加強社會主義榮辱觀教育和建設的典型調查 9． 弘揚中華文化，培養時代精神的調查研究 10． 積極引導宗教和社會主義相適應問題調查研究 11． 新形勢下信仰問題研究 經濟類：

1． 全面建設小康社會的理論和實踐研究 2． 市場取向經濟體制改革30年歷程的典型調查 3． 轉變經濟發展方式、調整經濟結構的典型調查 4． 以工促農、以城帶鄉的途徑和形式調查研究

5． 我國破除城鄉二元結構，形成城鄉一體化新格局進行的調查研究

6． 農村依法流讓土地承包經營權問題的調查研究 7． 推進現代農業發展的途徑和模式典型調查 8． 農業產業機構調整和優化典型調查 9． 農民專業合作社發展調查研究

10． 開發人力資源、提升人力資本問題的調查研究

11． 應對國際金融危機，開展結構調整、產業升級、改革創新的典型調查

12． 擴大國內需求，刺激消費需求問題的調查研究 13． 貨幣、保險和期貨市場發展與規范調查研究 14． 地方性中小金融機構發展和規范調查研究 15． 中國式勞動力和人才市場發展和完善調查研究 16． 民間投資問題研究

17． 各地推進民營經濟發展的實踐調查研究 18． 促進就業和構建和諧勞資關系問題的調查研究 19． 縣域經濟社會發展模式典型調查 20． 積極發展現代服務業的典型調查 21． 壟斷行業改革問題研究

22． 自主創新提升產業技術水平的典型調查 23． 各類企業建設現代企業制度的典型調查 24． 高新技術產業發展調查研究

25． 積極利用外資、優化外商投資結構的調查 26． 資源節約型企業典型調查 27． 小城鎮現代化建設的典型調查 28． 生態環境產業發展調查分析 29． 我國企業“走出去”的典型調查 30． 名牌戰略案例研究 31． 人民幣國際化問題研究 法律類： 1． 黨的領導、人民當家作主和依法治國有機統一的實現機制研究 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 構建和諧社會的法治基礎和法律保障研究 憲法實踐性研究 物權法實施問題研究 知識產權法問題研究

社會主義市場經濟的法律問題研究 刑事法律問題調查研究 中國民事法律制度完善研究 未成年人法律制度完善研究

10． 我國法律援助工作的發展和創新調查研究 11． 社會輿論監督的法律對策 12． 公益訴訟問題研究

13． 我國環境保護問題的法律對策 14． 我國行政法治實踐的調查研究 15． 農業農村農民問題的有關法律研究 16． 我國反壟斷法的理論和實踐 社會學類： 1． 各地加強和完善社區建設的政策和實踐調查研究 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 各地保障和改善民生的舉措和效果典型調查研究 生活方式的改變與生活滿意度的調查分析 群體性事件的調查和分析 社會信任問題調查研究 社會融合問題的調查研究 國家認同問題的調查研究 我國當代社會結構變動的單項調查 就業方式和就業觀念變化的調查研究

10． 我國人口素質問題調查研究 11． 城鎮老齡事業發展的調查研究 12． 社會安全感現狀和原因調查分析 13． 社會轉型中婦女地位變化調查研究 14． 當代社會變遷中消費文化興起問題調查研究 15． 新的社會組織建設和管理調查研究 16． 社會工作服務活動和組織的建設的調查研究 17． 我國社會救助工作體制和狀況調查研究 18． 我國志愿者事業的發展狀況和影響調查研究 19． 新社會階層的調查研究

20． 城市中務工人員醫療保險改革和創新典型調查 21． 建立新型農村合作醫療制度的典型調查 22． 大眾傳媒中表達的價值觀對受眾的影響調查 23． 時尚的社會心理學研究 24． 網羅發展及其對青少年影響的調查 25． 公民的環境生態意識及其測評研究 26． 代際關系變化的調查研究 教育類： 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 以人為本科學發展觀和我國教育的發展與改革 建設全民學習、終身學習的學習型社會調查研究 鼓勵創新的國家教育體制改革問題研究 職業技術教育發展瓶頸問題的調查研究 中國高等教育大眾化的新課題研究

各地解決中小學應試教育現象的舉措和實踐調查研究 各類高校學生創新、創業精神和實踐能力教育與培養的典型調查 8． 9． 高等學校人文素質教育的調查研究 當代大學生價值取向和心理素質的調查分析

10． 加強和改革中小學道德教育的典型調查 11． 各地解決城鎮學齡前兒童教育問題調查研究

12． 在大中小學逐步開展和加強中國優秀傳統文化教育的特色實踐和典型經驗調查研究

13． 各地對城市務工人員子女就學享受同等教育的舉措和實踐調查研究

14． 中西部農村教育發展新矛盾新問題調查研究

15． 國家解決少數民族地區教育發展問題政策和實踐調查研究 16． 中外學校間學生交流活動的調查研究管理類 管理類： 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 中國特色企業管理典型模式研究 電子商務在某一行業的應用的調查 電子政務建設現狀和問題的調查研究 新型科技企業的定位和管理調查研究 社區物業管理體制和模式的典型調查 大型零售企業物流系統發展調查

信息化對企業經營管理發展的作用調查研究 我國企業家隊伍成長發展的調查研究

資源、環境、生態保護和管理體制問題調查研究

10． 企業在創新中崛起和發展的典型調查 11． 工礦企業安全監管體制和狀況的調查研究 12． 食品衛生安全監管體制、機制和現狀的調查研究 13． 醫療與藥品的監管體制、機制與狀況的調查 14． 非營利組織的作用及其法制化、規范化的調查研究 15． 新世紀我國商會（企業家協會）狀況的調查與分析 16． 影響基層政府行政管理的因素調查與分析 17． 城鎮化進程中的政府轉型和行政改革典型調查 18． 服務型政府建設的個案研究

19． 各地建立和完善中小企業服務體系實踐和經驗的調查研究 20． 反腐倡廉的典型調查 21． 各地現行戶籍制度漸進改革實踐和經驗調查研究