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运筹学两阶段法范文1
【关键词】单纯形法；改进单纯形表；迭代
线性规划问题是运筹学的一个重要的分支，自1947年丹捷格（G.B.Dantzig）提出了一般线性规划问题的求解方法―单纯形法后，线性规划在理论上趋于成熟，在实用中日益广泛和深入。尤其是在电子计算机能处理成千万个约束条件和决策变量的线性规划问题之后，线性规划问题的适用领域更加广泛。从解决技术问题的最优化设计到工业、农业、商业、交通业、军事、经济计划和管理决策等领域都可以发挥作用，广泛应用于合理下料问题、生产组织与计划问题、运输问题、生产工艺优化等问题，单纯形法已经是现代科学管理的重要手段之一。相信随着科学技术的发展和日益完善，单纯形法在今后有更科学实用的发展。
单纯形法作为线性规划主要的算法已经得到广泛的应有。使用单纯形法求解线性规划时，要求有一个初始基可行解，如果没有明显的初始基可行解时，现在常用的方法是引进人工变量构造初始人造基，再利用两阶段法或者大M法进行迭代求解。但是，人工变量的引入使得方程组的变量增加，进而使得计算工作量以及计算机的存储量大为增加，为此出现了很多基于高斯消元法求初始基的方法[1-2]，从而使得无需引入人工变量就可求解线性规划问题成为可能。
单纯形法的表格繁杂，每一步迭代都需要重新创建新的单纯行表，占据很大的内存，而且效率低下。今在改进单纯形法的基础上，对单纯形表进行改进，创建改进单纯形法的表上作业法，过程直观，计算简便，只需记住一些迭代公式就可掌握其计算方法。引进参考文献中求解初始可行基的方法，更进一步的提高了改进单纯形法的计算效率，也缩减了数据所占据的内存量。
1.方法的引入
标准形式的线性规划问题：
这是线性规划问题的矩阵标准形式。对于（1）式我们通过加入松弛变量变成等式。
对于含有初始基的线性规划问题我们知道基变量的检验数一定为0，我们可以不用计算，而且它们的系数矩阵一定是单位矩阵，为此我们是否可以省略单位矩阵，从而简化单纯形表？
下面就对本方法进行介绍。
2.方法的介绍
2.1 主要思想
单纯形表中基变量的系数矩阵一定为单位矩阵，没有必要必须罗列出来，省略掉基变量的系数矩阵可以简化单纯形表，使得迭代的过程不会过于繁琐，简化后的单纯形表。使用参考文献中的求解初始可行基的方法，不必引进人工变量即可求得初始可行基，进一步简化计算。
2.2 计算步骤
（1）计算初始可行基，，-Z
（2）建立改进单纯形表
表1与单纯形表相似，只是对其进行了改进，下面是对表格的说明：
1）S行为第一行，此行为单纯形表中检验数一行，为了计算方便我们将检验数行提到了上面。
2）S列为基变量列，我们定义为第一列。
3）第二列为价值系数列。
4）从第三列开始的各列为各个非基变量的系数列。
（3）寻找迭代主元，进行迭代计算
与单纯形法寻找最好主元一样，初始改进单纯形表中已有，根据求解最大值线性规划问题的最大原则，确定迭代主元所在的列。价值系数列依次除以迭代主元所在的列中的大于0的各元素为，即：，确定出迭代主元。
在新的改进单纯形表中：
①原主元所在的位置取原主元的倒数，即
②原主元所在的行的其他元素取原表中该行对应元素与原主元的商，即：
③原主元所在的列的其他元素（主元素除外）取原主元素除原系数的商的相反数，
④其他的各行各列的元素，新元素=原元素-（对角之积÷主元），即：
经过若干次的迭代，对于求最大值的线性规划问题，直到全部小于等于0，即第一行除-Z外其他元素全部小于等于0，结束计算，得到最优解。
求解最小化的线性规划问题，我们只需在目标函数两端同乘以-1，按上述方法进行迭代即可。
下面举例计算。
3.举例计算
此处我们应用参考文献[1][2]综合在一起的一种方法求解初始可行基，得到初始的单纯形表。应用初始的单纯形表求解。，，为初始可行基，检验数一定为0，我们就不再计算。
第二步：将上面的数据填入初始改进单纯形表，得到表2
第三步：确定迭代主元，进行迭代计算
在表2中，S行为行，，根据单纯形法求解最大值问题原则，我们确定列为主元列。观察表2知，只有行中0，所以我们可以不用计算值即可确定其为迭代主元。下面以为迭代主元进行迭代计算。
1）行中主元取其倒数，即；
2）行中的所有元素（除主元外）都除以2；
3）所在列中的所有元素（除主元外）除以主元后取其相反数，并填于新的迭代单纯形表中；
4）其余元素的计算，在此只举一个为例，其他的计算可仿照此方法依次算出。如行中的第一个元素，填入表3中作为新的b2。
计算出其余元素，填入新表即得表3，仿照表3的计算步骤得到表4。
S行所对应的已全为负数，计算结束，得到最优解，最优值为。
4.结论
本方法综合使用了参考文献[1][2]中的求初始可行基的方法，无需引进人工变量即可获得初始可行基，相对于两阶段法或大M法计算量小而且容易操作，算法简便，改进单纯形表的使用实现了改进单纯形法的表上作业法，降低了改进单纯形法的复杂度，过程直观，对于不是很熟悉改进单纯形法的人来说也可以计算求解。改进单纯形法的表上作业法本质上是单纯形表的变形，所以本方法可以应用到单纯形表的计算过程中，使得求解线性规划问题更加简单方便。
参考文献
[1]吕林霞，茹少锋，申卯兴.线性规划模型的单纯想法初始可行基选择研究[J].西北大学学报（自然科学版），2011，41（4）.
运筹学两阶段法范文2
关键词：车辆路径问题；启发式算法；多配送中心；带时间窗；集送货一体化
中图分类号：TP181 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0079-02
Development and Application of Vehicle Routing Problem
BIAN Chen， ZHAO Jian-dong
（School of Computer Science and Engineering， Anhui University of Science & Technology， Huainan 232001， China）
Abstract： As a hotspot in the field of operational research and combinatorial optimization， vehicle routing problem is closely related to real life.As long as the deepening study of vehicle routing problem， various kinds of new types of heuristic algorithm is applied to solve such problems.The vehicle routing problem with various constraint were investigated， analysis and summary in this paper， and the related domestic and foreign research results were reviewed and refined， on this basis， this paper summarizes the research of vehicle routing problem. Based on the current various standard of classification， this paper discusses and analyzes the classical vehicle routing problem firstly， and summarized the basic methods and modern heuristic algorithm on this basis.
Key words： vehicle routing problem； heuristic algorithm； hybrid；multi-depots； time window； pickup and delivery
1 背景
车辆路径问题（Vehicle Routing Problem，VRP ）是由 Dantzig等人在1959 年提出的一个经典的NP-hard问题[1]。是指对于一系列的装货点及卸货点，规划合理的配送路径，在满足了约束条件之下，载货车辆按照规划的路线依次访问，能够满足一定的需求或达到某些目标。其研究成果已广泛地应用于各个学科之中。VRP已经不止是单纯的理论研究，现实世界中，国内外学者的研究经历了其从最早期无车辆约束的TSP问题发展为对车辆运载能力、车辆行驶里程、客户服务数量进行限制的经典VRP，而后依据客户需求的改变和客户对配送要求的提高，从服务无时限向有时限（也称为时间窗问题）以及从纯送货问题或者纯取货问题向混合取送问题（也称为集货送货一体化）的变化的VRP问题。为了不断满足现实要求，当前针对VRP的大部分研究，集中在对其动态性的讨论上，即从配送过程中信息的确定性向动态接受客户需求（也称为不确定性）的变化。
随着现代物流行业的崛起，企业为了降低运输成本，越来越重视对VRP问题的探究，新型的VRP不断地涌现，使得其更有研究价值和现实意义。
2车辆路径问题研究现状及评述
本文根据现有对VRP问题研究的成果，从综合的角度分析车辆路径路径问题，目前国内外针对车辆路径问题的研究主要集中在其扩展问题上。
2.1 多配送中心的车辆路径问题
根据配送中心数目的多少，配送车辆调度问题可以分为单配送中心车辆调度问题和多中心车辆调度问题，在整个物流管理的体系中，配送地一般都存在多个中心，因此对多配送中心车辆调度问题的研究更加具有现实意义。目前国内对于多配送中心车辆调度问题的研究还是处于一个有限的阶段。
在多配中心车辆路径问题中，车辆路径的安排需要满足以下四点条件：
1）每一辆车都从一个配送中心驶出，并在服务了一定数量的客户后返回初始的配送中心；
2）每一个客户每次只能被一辆车服务；
3）车辆不能够在两个配送中心之间进行运输，并且行驶路径不能够出现回路；
4）车辆的运载量不能够超出容量限制，并且每一个配送中心提供的客户服务数量是有限的。
对配送中心的车辆路径问题一般可以如下的描述：在整个物流配送系统中，存在着多个服务中心为多个客户进行服务，需要制定一条配送行车路径使得所有客户的需求被满足的前提之下，配送成本降至最低。多配送中心的VRP是一个NP难度组合优化问题，因此一般求解是很难得到最优解的。当前，国内外学者普遍采用多阶段的办法来解决此类问题，一般先将多配送中心问题转化为单配送中心问题，再利用启发式算法进行求解。崔文[2]通过多阶段的启发式算法，将此类问题通过聚合―求解―优化的步骤逐步求解出最优路径，提出了通过启发式算法在短时间生成最初的有效路径来代替Lin-Kemighan算法中采用的随机路径作为初始路径。
2.2 开放式车辆路径问题
开放式车辆路径问题（OVRP）是现代运输运筹学中的一个新型研究课题，与经典VRP问题相比较，他的一个显著特点是车辆在完成运输服务后可以将其他的配送中心点选为终点。OVRP一般可以简化为忽视了回程约束的带容量约束车辆路径问题（CVRP），其求解目标是构建一个哈密顿通路以满足所有顾客的需求。在现实中，物流公司可能通过雇佣车辆来完成配送任务，那么车辆是否回到出发点并不受到关注，这段路程的费用也将不计。
OVRP是配送运输管理中广泛存在的问题，在现实生活中有很多应用，特别是在具有外包业务特点的配送服务中具有较大的应用价值，例如校园班车问题、牛奶配送、报纸配送等，在这类问题中，由于企业没有自己的车辆，所以将其配送业务外包给其他的车辆或车队，而且企业并不要求车辆在服务完客户后回到车场点。OVRP问题的首要优化目标一般都是最少车辆数，在此基础上优化行驶距离。在过去的十几年里，尽管学者们通过禁忌搜索，确定性退火技术，大规模领域搜索方法，分枝切面法等多种方法为OVRP问题提供了基本的解决办法，但面对大规模的数据处理，OVRP问题仍然存在着一定的求解难度。Sariklis[6]等人通过两阶段启发式算法来进行求解，第一阶段是先生成客户群，然后在每一个客户群中安排路线，进行局部优化，第二阶段将OVRP问题转化为最小生成树问题并求解。Brandao[7]在求解时，通过最近邻居法和最小K度生成树来划分客户群，并最终用禁忌搜索法优化路径。
2.3 时间窗口约束的车辆路径问题
带时间窗车辆路径问题（Vehicle Routing Problem with Time Windows，VRPTW）作为物流管理问题中一个重要的分支，他基于以下假设：1.需要必不可少的通信设备，使得顾客和服务中心之间，服务中心和货运车辆之间的信息能够快速便捷的传递；2.配送的计划中，存在预约服务的客户。服务车辆必须在客户规定的时间窗[[Ai，Bi]]对其进行服务，其中[Ai]是客户[i]的允许最早开始时间，[Bi]是其所允许的最迟开始时间。如果车辆到达客户的时间早于[Ai]，那么车辆只得等待直至到达服务的最早时间点，其系统优化目标是最小化客户的平均等待时间。
近年来，对于求解带时间窗车辆路径问题取得较好效果的是启发式算法。Gold等人最早综述了VRPTW的研究状况。上世纪80-90年代，对VRPTW的研究开展综述的是Solomon等人[10]。随后Braysy等人[11]综述了经典启发式、智能启发式算法并提出了展望。最近，Raúl Ba?os[12]等人提出了一种针对多目标VRPTW问题的混合现代启发式算法，得到优化解决方案。
2.4 带集货送货需求的车辆路径问题
车辆调度领域之内的问题一般可以按如下区分为两大类：一种是纯装货或者纯卸货问题，另一种是带装货卸货一体化的车辆调度问题（VRPSPD），而后者更是包括了先送货后取货的车辆路径问题，同时集货送货的车辆路径问题以及混合集货送货的车辆路径问题。
VRPSPD的提出最早可以追溯到1989年，由Min提出的在解决了车辆数量一定并且车辆运载能力有限的情况下，一个中心配送点和22个地方图书馆之间的书籍配送问题。VRPSPD问题可描述为：某一个仓库为其用户群体进行货运服务，任意用户可能同时需要送货和集货服务，并且某一客户的送取货的需求之和不能大于车辆总运载能力Q。
VRPSDP的难点在于服务车辆的装载量难以控制易发生溢出。当每一个客户的送货需求是已知的时候，依据车辆的剩余装载能力来定义插入准则，。
2.5 动态车辆路径问题
依据物流信息在配送之前是否完全可知，VRP按新的分类方式分为静态VRP和动态VRP。动态车辆路径问题的首次完全提出要归功于Wilson和Colvin[13]，当时他们研究的单一车辆问题描述了客户旅程的需求，从始发地到目的地的旅程是动态变化，并通过启发式算法来提升计算效率。车辆路径问题中动态信息最常见的来源就是客户需求的在线到达。具体来说，需求可以是针对货物的调整也可以是是服务需求的变化。
一般认为动态车辆路径问题和静态车辆路径问题的区别在于信息的确定性与未知性，而前者在配送服务过程中，会出现不同类型的动态信息。
动态车辆路径问题一般具有的特征如下：
1）安排配送路径和车辆执行计划的过程中新客户信息能够实时的传达。
2）任何新传达的信息都允许是不精确的。
3）新信息需要被快速的响应。
4）与静态VRP问题相比求解的目标函数更为繁杂。
任何动态车辆路径问题仍是基于静态车辆路径问题提出的，目前针对动态车辆路径问题的求解办法，仍然需要借鉴处理静态车辆路径问题的各类算法，其中大部分算法为元启发算法。
动态车辆路径问题首先要明确需要响应哪些动态信息，并以客户需求变化为依据，选择需要优化的目标函数，例如将配送车辆的总行程作为目标函数进行优化，然后再设置额外的约束条件，例如设定单车最大行程为约束条件。借助各类启发式算法如蚁群优化算法等进行优化，在整个配送过程中，不再是单一直接地插入顾客需求，通过最大熵法分布估计算法计算出具有发展潜力的客户群体和区域。在=当需求发生冲突时衡量各个客户需求的利益，通过惩罚措施来降低费用。
3 结束语
车辆路径问题因其不可预估的经济效益和其在现代物流中的所占据的重要地位已经引起了国内外学者的高度关注，并依据实际需求不断引入新的约束。在理论与应用上，各类精确算法、启发式算法被广泛地应用于解决车辆路径问题，并已经取得了长足的进步。然而，同样被关注的是，从现有的各类研究成果看来，虽然新型约束条件下的VRP模型更加完善也更符合现代物流实际需求，但实际求解算法却很难在精度和效率上做到两全，简化算法测率需要得到更多的重视，特别是，各类启发式算法在求解时的弊端也愈加明显，需要取长补短发挥其他算法的优势。
参考文献：
[1] Dantzing G，Ramser J. The truck dispatching problem[J]. Management Science， 1959， 10（6）： 80-91.
[2]崔西.大规模多配送中心车辆路径问题研究[D]. 济南： 山东大学， 2009.
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[4] Branda～o J.A tabu search algorithm for the open vehicle routing problem[J].European Journal of Operational Research， 2004，157：552-564.
[5] Desrochers M， Lenstra J K， Savelsbergh M W，et al. Vehicle Routing With Time Windows： Optimization and Approximation[M]. Amsterdam， The Netherlands： Elsevier Science Publishers， 1988.
[6] Braysy， Gendreau. Vehicle Routing Problem With Time Windows，Part I：Route Construction and Local Search Algorithms[J]. Transportation Science， 2005（39）： 104-118.
运筹学两阶段法范文3
关键词：LIRP；集成物流；研究现状；研究方向
中图分类号：F25 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2016）07-0046-02
一、LIRP的描述
设施选址、库存控制和车辆路径安排一直以来都是物流系统优化中的三个核心问题，早期研究学者们分别在这三个问题方面展开研究，同时也取得了大量的成果。但事实上，在设施、客户位置、货物分配、货物配送的车辆路径安排之间存在不可分割相互依赖的关系，在研究过程中应根据这种依赖关系来进行集成优化与管理[1]。
本文认为选址―库存―路径问题（Location Inventory Routing Problem，LIRP）是一般指根据现有客户的（确定或随机的）产品需求信息确定物流系统中设施（配送中心、厂房等）的最佳数量和位置（在给定的几个位置中选择合适的位置）、库存策略（如产品在客户或配送中心等设施处的最佳订货点、订货量） 以及车辆路径安排等，同事在满足一定的约束条件（如车辆类型、设施及车辆服务能力、时间窗约束和服务水平等）下，使得物流系统运营过程中的总成本最小，总成本包括选址成本（包括设施的固定维持费用以及与设施容量有关的变动运作成本等）、库存成本（包括设施和客户的产品订货、维持以及缺货成本等）、运输成本（车辆启用费用及与距离相关的变动运输费用等）三种成本。
二、国内外研究现状
本文认为，严格意义上Liu和Lee[2]是LIRP研究最早的学者，他们在原有的单一产品、多节点选址―路径问题的数学模型的基础上考虑了库存控制决策，针对模型提出了一个两阶段的启发式算法，并设置了随机数例验证模型与算法的有效性。接着，针对上文算法容易陷入局部最优的缺陷，Liu和Lin [3]提出了一种基于模拟退火算法的全局优化启发式算法。Zeynep[4]对上述文献研究的问题进行了扩展，研究了考虑库存决策多节点的选址路径问题，给出了基于禁忌搜索的两阶段算法。Shen 和Qi[5]研究了随机需求下的选址模型，该选址模型的优越性体现在考虑了配送中心的库存成本和车辆配送运输成本，利用精确算法对不同问题规模进行求解，并证实了集成考虑选址库存路径决策的必要性。
在国内，在文[2]和文[3]研究问题模型基础上，崔广彬、李一军[6]利用双层规划法建立了一个供应链二级分销网络中的LIRP模型。针对顾客需求的不确定性，崔广彬，李一军[7]又在文献[6]的基础上，建立了单周期模糊需求的LIRP模型。吕飞、李延晖[8]从备件需求的随机性和时间紧迫性的角度出发，建立了客户需求服从泊松分布的软时间窗LIRP模型，设计了混合启发式算法求解模型。唐琼等[9]使用二层规划建模方法描述了LIRP，并设计了双层模拟退火算法求解。进一步考虑客户对送货的时间要求，唐琼等[10]研究了带软时间窗的LIRP模型，并提出了结合禁忌搜索算法的模拟退火算法求解该模型。在最近的硕士学位论文中，张波[11]研究了成品油配送系统优化中的LIRP。王婵婵[12]研究了在制造闭环物流系统优化的LIRP和再利用闭环物流系统优化中的LIRP。赵经纬[13]以医疗废气物回收为背景，分别建立了针对感染性和非感染性医疗废气回收的模糊LIRP模型。唐艳[14]研究了废旧轮胎规范回收系统中多周期LIRP模型，引入回收商管理库存思想。吕飞[15]研究了考虑时间因素备件物流系统中优化问题，分别建立了带软时间窗和考虑订货周期的选址―库存―路径优化模型。邓帅[16]提出了集成物流优化中基于成本和客户时间满意度的多目标优化问题。崔飞涛[17]考虑到物流系统随时间而变化的动态特征，建立了动态环境下的选址库存路径问题集成优化模型。邢瑞辰[18]研究了闭环供应链下服务备件的选址库存路径问题，在整合正向和逆向的LIRP模型基础上，构建基于闭环供应链服务备件物流的LIRP模型。基于目前电子商务环境退货比较高的现实问题，郭昊[19]研究了考虑退货的LIRP，同时给出了相应的求解算法。
这些研究文献中，目前的求解问题算法都是智能算法，集以模拟退火算法为主导，也有结合模拟退火和其他智能算法如遗传、禁忌搜索等启发式智能算法。
三、LIRP未来研究方向
目前，LIRP模型与算法的研究作为一个新的领域在国内还处于刚起步阶段，而大部分的研究也都集中在硕博论文上面，而这些硕博论文也都是集中在几个高校几位硕导或博导，还没引起物流业学者很大的重视。下面从三个方面进行总结及展望。
（一）LIRP数学模型方面
为了简化研究问题，许多研究的LIRP涉及的配送货车的车型为相同的类型，没有考虑多车型；在货物配送上只考虑生产基地到配送中心、配送中心到客户的层进式结构，在实际中可能存在一些需求量大的客户不经过配送中心中转直接由生产基地配送；在库存方面，没有结合考虑配送中心和客户两级的库存系统。在此基础上，进一步考虑LIRP中的需求的随机、多周期动态的特性，建立相应的随机动态LIRP模型。
（二）模型求解算法方面
由于LIRP本质难求解的属性，即便利用精确算法也很难在有效时间内得到满意的解，因此目前的大部分求解方法都是集中在智能算法。智能算法天生的优点在于可以在有效时间内找到相对满意的解，但致命的缺点是无法保证得到的解是最优解。因此在后续的研究当中，运用随机过程、概率统计和运筹学等理论开发更高效、更简洁、更通用的算法。
（三）模型在实际中的检验
由于受条件所限，上述研究工作未能获取实际数据，文中涉及的数值算例均采用计算机随机模拟数据，因此如何从相关企业收集实际数据比如设施的备选地址、车辆的使用成库，产品的保管费用、运输过程中的费用等等参数来检验所提出的模型和算法。
参考文献：
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consideration[J].International Journal Advanced Manufacturing Technology，2003，（22）：941-950.
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Manufacturing Technology，2003，（26）：372-381.
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[8] 吕飞，李延晖.备件物流系统选址库存路径问题模型及算法[J].工业工程与管理，2010，（1）：82-86.
[9] 唐琼，等.基于二层规划的选址库存路径问题研究[J].物流技术，2011，（13）：137-142.
[10] 唐琼，等.改进模拟退火算法在物流优化中的应用[J].衡阳师范学院学报，2015，（5）：61-65.
[11] 张波.成品油配送系统优化中的定位―路径―库存问题研究[D].成都：西南交通大学硕士学位论文，2008.
[12] 王婵婵.闭环物流系统优化中的随机动态定位―路径―库存问题研究[D].成都：西南交通大学硕士学位论文，2008.
[13] 赵经纬.医疗废弃物回收中的模糊定位―路径―库存问题研究[D].成都：西南交通大学硕士学位论文，2010.
[14] 唐艳.基于CMI的废旧轮胎回收系统多周期LRIP研究[D].成都：西南交通大学硕士学位论文，2010.
[15] 吕飞.考虑时间因素的选址―库存―路径问题集成优化模型与算法研究[D].武汉：华中师范大学硕士学位论文，2011.
[16] 邓帅.时间竞争环境下集成物流系统多目标优化模型与算法研究[D].武汉：华中师范大学硕士学位论文，2012.
[17] 崔飞涛.动态环境下的选址―库存―路径问题集成优化模型与算法研究[D].武汉：华中师范大学硕士学位论文，2012.
运筹学两阶段法范文4
关键词：国有商业银行；效率；三阶段DEA模型
中图分类号：F832.3 文献标识码：A 文章编号：1003-9031（2012）09-0076-06 DOI：10.3969/j.issn.1003-9031.2012.09.20
一、引言
银行效率一直是国内外研究的热点问题，在国外的研究中，涉及了丰富的经济理论，并运用大量的计量模型对商业银行效率进行评估。国内学者从2000年以后才开始着手运用计量方法研究银行效率方面的问题，但由于选取的模型、变量及采用数据的不同，通过实证分析得出的结果并不一致，并且国内的研究多采用DEA模型的两阶段分析法，但由于DEA模型两阶段分析法有其自身的缺陷，实证结果并不稳定。因此本文在国内外有关研究的基础上，选取商业银行利息支出、营业费用和贷款损失准备为投入变量，净利润为产出变量，以GDP增长率、实际利率及存贷利差为环境变量，以我国国有商业银行2006—2010年的年度数据为样本，运用DEA模型的三阶段分析法，对我国国有商业银行的经营效率进行实证分析，并提出符合我国国有商业银行现状的效率提升策略。
二、文献综述
国外经济学家对银行效率问题进行了大量的实证研究，所涉及的研究方法主要有随机前沿法（Stochastic Frontier Approach，SFA）、自由分布法（Distribution Free Approach，DFA）、厚前沿法（Thick Frontier Approach，TFA）以及数据包络分析法（Data Envelopment Analysis，DEA），近年来DEA方法使用比较多。DEA分析法由Charnes、Cooper和Rhodes几位著名的运筹学家在1978年提出，主要被用来评价部门之间的相对有效性。Lovell（1993）在使用该方法时，指出当企业可以自由地调整其投入的生产要素时，应当运用投入导向型的模型来测度其技术效率。对商业银行来说，在投入产出的控制中，对投入要素的控制要更加容易，因此在运用DEA模型分析商业银行效率时，更适宜采用投入导向型模型[1]。Sathye（2003）运用DEA方法分析了印度商业银行的产出效率，研究表明，相对于世界银行业的平均效率水平，印度商业银行有着更高的平均效率，但印度私有银行的效率低于国有和外资银行[2]。Maudos和Pastor（2003）采用DEA方法分析了1985—1996年西班牙银行业的成本及利润效率，研究表明，西班牙银行业的平均成本效率要高于其平均利润效率，并且其标准利润效率要高于替代利润效率[3]。
2002年，Fried，Lovell，Schmidt 和Yaisawarng进一步完善了DEA方法，提出了三阶段的DEA模型①，其中最重要的改进就是将原模型中存在的外部环境因素和随机误差对效率的影响剔除掉，使得运用该模型评价出的效率值能更加真实地反映出银行的内部管理水平[4]。Ali Ataullah和Hang Le（2006）运用DEA模型以印度为例，研究发现，银行尤其是外资银行，经过再培训，有助于改善其效率，但财政赤字会对银行效率产生负面影响[5]。Sylvanus（2008）探讨了纳米比亚商业银行的范围经济，研究结果发现，纳米比亚的银行可以通过扩大其目前的规模增加效益，即在现有输入组合的水平上，通过更有效的投入组合，降低银行业的成本并刺激效率[6]。Yung-Ho Chiu和Yu-Chuan Chen（2009）以2002到2004年的数据为基础，运用DEA三阶段模型研究了台湾地区29家商业银行的效率，结果表明，公有银行的效率高于混合银行和民营银行，银行效率的确受到外部环境因素的影响[7]。
国内学者赵旭（2000）运用DEA法测度了1993—1999年期间我国国有商业银行的效率，结果表明，国有商业银行的效率虽呈逐年上升之势，但其盈利能力却逐年下降，非利息支出大幅度增加是其盈利能力逐年下降的主要原因[8]。陈刚（2002）运用DEA模型的Malmquist指数，对国内商业银行1994—1999年间的生产有效性动态变化进行了实证研究，指出国内商业银行虽一直致力于创新，但收效甚微[9]。张宗益、吴俊（2003）对包括DEA方法在内的银行效率分析的多种前沿分析法进行了比较研究，认为运用国际上先进的效率测度模型来评价国内商业银行效率很有必要，通过对测度方法的不断修正，可以得出与实际情况更加吻合的研究结论[10]。林炳文（2004）分别采用DEA和SFC方法对台湾地区47家银行并购的效率进行了对比分析，实证结果表明，在随机边界函数分析和数据包络分析两种不同的估计方法下，并购对于银行效率都有着不显著的正向关系[11]。姚树洁等（2004）采用SFC方法对1995—2001年间我国22家银行效率进行了估算，研究结果显示，国有商业银行与非国有商业银行相比，平均效率值要低11%～18%，相对于国有商业银行，具有硬预算约束的非国有商业银行经营绩效要更好[12]。郑录军等（2005）采用DEA模型测度了我国商业银行的效率并分析其影响因素，研究表明，国有商业银行、股份制商业银行和城市商业银行的效率水平并不存在显著差异，集中型股权结构和公司治理机制是影响银行效率最重要的因素[13]。刘星等（2010）基于数据包络分析法（DEA），从成本效率和利润效率两方面对我国14家上市商业银行2001—2008年的经营效率进行了实证分析，结果表明，商业银行的利润效率（在54%～69%之间）明显低于成本效率（在73%～ 89%之间），存贷比率、不良贷款率、盈利能力、市场集中度是影响银行经营效率的重要因素[14]。
国内学者在研究我国商业银行效率时，大多采用的是DEA模型的两阶段分析法。但其存在缺陷，一是求解结果对投入产出的变化非常敏感。通常的投入产出选取没有统一的标准，即使对同样的研究对象，由于投入产出指标选取不一致，往往得出差异很大的结论，而且权重的选择也具有一定的主观性，这些都会使得效率估计产生偏误，难以保证估计的一致性。二是各DMU（决策单元）的计算结果往往差异很小甚至相当一部分等于1，导致“二步法”的回归实际很可能是截尾回归，尤其是在中国银行业样本量很有限的情况下，会影响到估计结果的准确性。鉴于此，本文拟采用DEA模型的三阶段分析法研究我国国有商业银行效率。较之于两阶段的DEA模型，三阶段DEA 模型最大的特点是能够将非经营因素（外部环境与随机误差）对效率的影响去除，使得计算出来的效率值能更真实地反映商业银行的内部管理水平，为银行业改进效率提供更准确细致的信息。
三、DEA模型三阶段分析法简介
（一）第一阶段：传统的DEA模型
传统的DEA模型是基于VRS（可变规模报酬）下的BCC模型，利用该模型能计算出银行的纯技术效率。在使用模型之前，要进行基本的假设。假设存在若干个DMU（决策单元），对应的每个DMU存在着m个不同的投入项和s个不同的产出项，在此基础上，投入导向型的BCC模型可以表示为：
在公式中，xik用来表示第k个决策单元的第i个投入量；而yrk则用来表示该决策单元的第r个产出量；vi和Uk分别用来表示其加权系数；？着用来表示设定的极小正数，以保证投入产出项均有正的权数；Uk为设定的规模报酬指标，用来判断各个决策单元是否为规模报酬递减或者为规模报酬递增；hk被用来表示第k个决策单元的效率值，一般是介于0到1之间的一个小数，越接近0则效率越低，反之越接近1则效率越高，等于1则表示效率值最高。
由于通过第一阶段DEA模型所计算的效率值，不能将环境因素和随机误差项对效率值的影响剔除掉。因此，在第一阶段计算的基础上，要进行第二阶段的实证分析。
（二）第二阶段：使用SFA模型分解第一阶段的差额值
在运用第一阶段DEA模型计算效率值的同时，同时也会得到各个决策单元（DMU）实际投入量和其实际效率值下的最佳投入量之间的差额值，这一阶段就是要运用SFA模型来分解该差额值。
在第一阶段假设的基础上，假设有p个可以观察到的环境变量对第一阶段得出的差额值产生影响，则可以建立回归方程，公式如下：
Sik=fi（zk；？茁i）+vik+uik
i=1，2，……，m k=1，2，……，n
其中，Sik为第k个决策单元第i项投入的差额值；Zk=[z1k，……，zpk]表示p个可观察到的环境变量；？茁i表示环境变量的待估参数；fi（zk；？茁i）表示环境变量对差额值Sik的影响方式，一般取fi（zk；？茁i）= zk？茁i；vik表示随机误差，并服从正态分布N（0，？滓）；uik表示管理无效率，并服从截断正态分布N+（？滋i，？滓），两者不相关。在这里特别要指出，当？酌=的值越接近于1时，表示管理因素的影响为主要影响因素；相反，当？酌=值越接近于0时，则表示随机误差的影响为主要影响因素。
运用上述公式，可以计算出基于SFA的（？茁i，？滋i，？滓，？滓），利用该结果来调整各个决策单元的投入项，然后在此基础上，基于最有效的决策单元，以投入量为基准，对其他各决策单元投入量进行调整，方法如下：
x=xik+[maxk{zk？茁i}-zk？茁i ]+[maxk{vik}-vik]
i=1，2，……，m k=1，2，……，m
式中，x和xik分别表示调整后的投入值和观察的投入值；zk为环境变量的观察值；？茁i 为环境变量参数的观察值；vik为随机干扰项的估计值。
（三）第三阶段：调整后的DEA模型
经过第二阶段的调整，将计算出的各投入变量值x和原产出变量，代入第一阶段的DEA模型中，重新计算各银行的效率值。第三阶段计算得到的效率值，由于已经剔除了环境和随机因素的影响，更能反映出商业银行的真实效率。
四、实证分析
（一）变量选取和数据说明
运用三阶段DEA模型分析商业银行效率，选取的投入变量主要有利息支出、营业费用和贷款损失准备。利息支出主要反映了国有商业银行可用于贷款的资金成本，营业费用反映了国有商业银行人力成本及固定资产成本，贷款损失准备则反映出商业银行所贷资金的质量问题。选取的产出变量为净利润，它能真实地反映出商业银行在扣除所得税后所带来的收入。选取的环境变量为宏观变量，包括：GDP增长率、实际利率以及存贷利差。其中GDP增长率反映了商业银行所在国实际的经济发展状况①；实际利率为名义利率减去CPI指数，反映了商业银行经营中的利息成本，并且剔除了通货膨胀的影响，以避免与GDP增长率产生多重共线性问题；存贷利差的计算采用贷款利率减去存款利率。
（二）实证分析
运用三阶段DEA模型对国有商业银行的效率进行分析，采用的软件主要有DEAP 2.1和Frontier 4.1。其中，第一和第三阶段的分析主要使用DEAP 2.1，第二阶段的分析主要使用Frontier 4.1。
1.DEA模型第一阶段分析
首先运用DEAP 2.1进行DEA模型的第一阶段分析，分析的程序代码如下所示：
程序代码中的第一行表示输入的源数据文本，第二行表示输入的数据文本，第三行表示输入的样本个数，第四行表示时期数，第五行表示产出变量个数，第六行表示投入的变量个数，第七行表示选用的模型类型，有基于投入型和支出型的，这里选择的是基于投入型的模型，第八行表示的是选择固定规模报酬还是规模报酬可变，这里选择的是规模报酬可变，最后一行表示选择的DEA模型的类型，这里选择的是多阶段的DEA模型。分析的结果见表1所示。
从表1中可以看出，中国建设银行和中国工商银行的TE和PTE两个效率值呈逐年上升的趋势；中国农业银行的这两个效率值一开始递增，在2009年有所下降，2010年又表现出上升的趋势；中国银行的这两个效率值开始呈现出下降的趋势，2009年后转降为升；交通银行的这两个效率值一开始也是呈现上升的趋势，在2009年有所下降，2010年又反转为上升的趋势。
通过银行之间的比较，可以看出交通银行的平均效率值是最高的，中国农业银行则相对较低，中国建设银行、中国工商银行和中国银行则相差不大。技术效率值TE的变化反映出国有商业银行在股份制改革以后，通过一系列业务创新和服务品牌的提升，其效率有了明显改善。纯技术效率值PTE体现的则是商业银行的经营管理水平，纯技术效率值越高，则显示经营管理水平越有效。从表1中可以看出，五家国有商业银行的纯技术效率值都维持在相对较高的水平，说明了国有商业银行的经营管理水平在2006年后得到了有效的改善，这主要得益于股份制改造所带来的规模经济效应。
第一阶段的分析虽然得出了五家国有商业银行的效率值，但并未剔除环境变量和随机误差项的影响，因此要进行第二阶段分析。
2.DEA模型第二阶段分析
第一阶段的分析不仅得到了各家国有商业银行的效率值，还得到了各个决策单元实际投入量和其实际效率值下的最佳投入量之间的差额值（见表2）。
第二阶段分析的目的是对表2中的差额值进行必要的调整，分析采用的软件为Frontier 4.1，分析的程序代码如以下所示：
程序代码中的第一行表示选择的模型类型；第二行表示输入的数据文件名；第三行表示输出的结果文件名；第四行表示所用函数的类型；第五行表示变量是否经过对数运算，是的话选y，反之选n；第六行表示所用的数据横截面个数；第七行表示所选的时期数；第八行表示所用的数目总数，应该与第六行的数值相等；第九行表示自变量的个数；第十行表示当假设U服从截断分布时选y；第十一行表示当选择模型类型为1时，并且只有1个时期的数目时，选n，反之选y，而当选择模型的类型为2时，一定要选择变量的个数；第十二行默认的选n，否则需要手动知道格点搜索的初始值。
利用表2中的数据进行第二阶段分析，得到经过调整后的投入变量值（见表3）。
3.DEA模型第三阶段分析
在得到经过调整后的投入变量值的基础上进行第三阶段分析，所用的软件为DEAP 2.1，分析所用的程序步骤和第一阶段类似，这里不再重复说明，分析结果如表4所示。
从表4中可以看出，中国建设银行在固定规模报酬下的技术效率值和纯技术效率值一直呈上升趋势，而规模效率值在2007年至2008年之间有所下降，2008年以后又呈上升之势；中国农业银行的技术效率值和纯技术效率值一直维持在一个比较低的水平，但在2007年以后有了明显上升；中国银行相比之下，技术效率值波动比较频繁，尤其在2007年至2009年之间波动幅度较大；中国工商银行的技术效率值和纯技术效率值在2005年至2010年期间呈现上升的趋势，而规模效率在此期间却有小幅波动；交通银行的技术效率值呈现先上升后下降的趋势，2009年以后又有小幅上升，而纯技术效率值一直维持在一个比较高的水平。虽然在此期间也有着小幅波动，但波动幅度不算太大，规模效率值波动的比较频繁，且波动的幅度也比较大。中国农业银行的效率值在五家国有商业银行中排名最为靠后，其他四家商业银行因为完成股份制改革较早，所以效率值相对来说比较高，且呈交替上升趋势。
对比第一阶段与第三阶段分析得出的结果，可以看出第一阶段的结果要明显高于第三阶段的结果。以中国建设银行为例，第一阶段的纯技术效率平均值要高出第三阶段的纯技术效率平均值将近0.03个点，说明第一阶段的分析忽略了国民经济增长以及通货膨胀因素给商业银行带来的效应，不能纯粹的反映出国有商业银行自身的经营效率，而通过第二和第三阶段的分析，剔除这些影响因素后，得出的效率值能更真实地反映国有商业银行经营的效率。
2006年以后随着投入量的不断增加，国有商业银行的产出也有了很大提升。以中国建设银行为例，在2007年至2008年期间，费用率上升了将近22%，而净利润上升了将近33%，投入带来了可观的收入，但成本支出仍然较高，因此国有商业银行应该在控制成本下工夫。在2007年至2008年期间，五大国有商业银行的效率值都有一定幅度的下降，说明2008年全球金融危机对国有商业银行也产生了不小的冲击。以中国银行为例，2007年至2008年期间，中国银行的净利润增长了35%，而2008年至2009年期间，净利润增长率只有16%，下降了将近一倍。
五、结论与建议
从研究结果看，2006年以后五大国有商业银行的效率值都有了很大的提升，可以解释的原因是股份制改革给国有商业银行带来了规模效应，同时市场竞争度的提高也在很大程度上提升了国有商业银行的经营效率。需指出的是，政府对国有商业银行特有的政策支持也在一定程度上影响了真实效率，而这个因素却无法在模型中体现出来。从宏观政策、行业因素及微观主体等方面进一步完善措施，我国国有商业银行效率还蕴藏着更大的提升空间。
在宏观政策方面。首先政府应制定科学的宏观经济政策，努力优化社会信用基础，营造良好的国内经济环境。其次合理调整金融结构，优化金融资源配置。加快股份制商业银行及城市商业银行的发展，倡导并实施混业经营，增强商业银行抵御风险的能力。再次加强金融监管，深化金融体制改革。如加强资本充足率管理、信贷管理；实施存款保险制度；加快利率市场化步伐；逐步深化国内金融市场的开放程度。最后创造良好的商业银行竞争环境。通过降低银行业进入壁垒，鼓励股份制银行设立和并购，提高股份制银行的市场份额，建立竞争性的银行业市场结构。
在行业因素方面。首先优化国有商业银行产权结构，打破行政性垄断，积极引入战略投资者，促进国有商业银行产权的多元化。其次提高信贷资产配置效率，国有商业银行可依据区域风险评级和区域内分行差异优势，合理分配信贷资源。再次加快银行业的技术创新和业务创新。如建立和完善现代化信息系统，加快金融电子化建设，积极开发网络技术；在业务创新方面，可通过发行中长期债券增加附属资本，开发新的存贷款品种，扩大租赁、、担保、委托以及投资理财等业务的市场份额。
在微观主体方面。首先适当控制国有商业银行自身规模，通过加强对成本的管理，逐步降低营业费用。其次提高国有商业银行资产管理质量，加强对不良资产的持续监管，规范不良资产的处置行为，逐步降低不良贷款率。再次建立“客户中心型”的人力资源配置格局，利用科学合理的激励约束机制，降低国有商业银行经营者的道德风险。
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运筹学两阶段法范文5
关键词：建筑策划；建筑设计；空间；信息；可行性研究
中图分类号： TU2文献标识码：A
建筑学有两类课题:一类是研究已经存在了的正确的标准;另一类是研究对立、冲突、悬而未决的问题。前者可以通过继承来完成,而后者只能通过创造新的建筑理论和概念来解决。
建筑学是与人类同时产生,同时发展的。随着社会的发展、科学技术的日新月异、城市化进程的加快,建筑学也不断地拓宽着它的领域。社会学、环境学、城市学、生态学、人体工效学、行为心理学、市场经济学、系统工程学等都已逐步渗入建筑学这门古老的学科中,传统的建筑学正发生着变化。与自然科学、人文学科相融合,通过艺术构思的软件与信息论、运筹学、统计学以及计算机等近代科学方法论和技术手段的硬件相结合,建筑师们已经开始重新认识建筑学了。
古典的建筑学是以建筑设计为核心,把建筑设计作为一种技艺,总结设计经验,探讨设计规律。与其他自然学科相比,建筑学是一门惰性较大的综合学科。科技的发展促进了思维方式的外向化和多元化。现代建筑科学与时代脉搏一起跳动,已经发展到可与任何近代科学、学科相互关联、相互借鉴、相互融合的地步,形成了一个完全开放的,与近代科学、前沿科学建立逻辑联系和系统组合的全新的体系。
从学科的性质来看,现代建筑学几乎是一门无所不包的交叉学科。它随着世界近60年来科学技术专业化与综合化的发展趋势,在学科的深度和广度两个方面都大大地前进了,已不再局限于“盖房子”这样一个较为原始的概念。广义建筑观的概念已逐步形成。
人类社会经过农业、工业革命浪潮的冲击,已经进入信息和新技术革命时代。从信息论的观点来看,信息性是客观世界的物质属性、能量属性之外的第三种属性,它是物质的普遍属性。任何物质都载有信息并发出信息,广义信息是指物质世界的普遍的相互作用。我们把与人有关的相互作用亦称作信息,其中又可分为自然信息和文化信息。信息的流程实际就是认识、思维、观念的流程,即由人对外部信息从感觉到知觉的理解,及选择运用信息的全过程。
信息社会的一大特征是更加强调人的因素,更加讲求科学性和逻辑性。早在1981年,国际建筑师协会(UIA)第十四届大会发出的建筑师华沙宣言中就强调:人是环境的核心。要“认识到人类―建筑―环境三者之间有密切的相关性,认识到建筑师和规划师在形成人类环境的过程中的历史责任”。1996年7月在西班牙巴塞罗那,国际建筑师协会第大会不仅继续强调建筑师的环境意识,而且更加
鲜明地指出建筑师应肩负研究和创造可持续发展的人类聚居环境的历史责任。
于是在世纪交替的今天,有责任的建筑师们开始对近代建筑的功能主义和形式主义进行反省,要求对传统、地域、装饰等进行再评价。的确,人类生活为愈来愈高度发达的技术所支撑,强调追求经济合理性的同时,要求寻回失落了的丰富的人类生活的期望也日益高涨。尤其是随着现代建筑由“现代主义”向“后现代主义”的变化,建筑师们开始有了创造新文化的责任感。
考察一下我国近年来的建筑建设流程,不难发现:规划师们在研究城市规模、人口构成、政治、地理、经济环境因素等,越来越注意拓宽自己的视野和职能范围,在总体规划、区域规划及城市设计等方面做了大量的工作,从构想、论证到建立模型已基本形成了一套科学的体系。经济学家、地理学家、环境学家也相继介入人类聚居环境、资源评价、景观的研究。可是作为人居环境主角的建筑师却未能积极参与建设项目立项、规模论证、环境评价、方案优化等环节,往往是在立项以后,收到一份由业主拟定的设计任务书及规划条件,于是就按“书”设计而不过问其他了。
由于从城市区域规划到单体建筑的设计以及从立项到具体设计实施,其中缺少根据总体规划而进行的对建筑本身的规模、性质、容量、性格等影响设计和使用的诸因素作深入的调查研究、归纳分析的环节,从而缺乏定性定量的结论和数据,因此往往造成建筑师的盲目设计,或者变成业主主观意念的强加。这显然是与当今时代强调人居环境,强调人的因素,强调科学性,尊重物质间的信息交流、相互制约、相辅相成的时代脉搏相悖的。从项目立项到具体设计的实施,其中缺少的这个环节正是建筑师进行设计所必要的科学的依据。
从信息社会的角度看,业主单方面抑或几个专家所制定的建筑设计条件,其拟定的任务书是缺乏科学性的,往往缺少系统的思想,不能与时代、环境进行通畅的交流,没有逻辑的反馈,其设计结果也难免造成社会效益、环境效益和经济效益的低下。
那么,在跨世纪的信息时代建筑师的科学的设计依据应该是什么,又应如何得到呢?建筑策划理论作出了回答。
“建筑策划是指在建筑学领域内建筑师根据总体规划的目标设定,从建筑学的科学角度出发,为达成总体规划的既定目标,对建筑设计的条件、环境和相关制约因素进行分析研究,从而为建筑设计提供科学的、逻辑的、优化的设计依据。”【1】
广义而言,建筑活动可分为城市规划和建筑设计两大部分。
现代城市规划自勒õ柯布西埃等人针对工业革命以后巴黎城市的改造提出了现代城市规划的基本原则“明日城市”的设想,彻底否定和批判文艺复兴和巴洛克时代的城市规划原则开始,到1956年国际现代建筑协会(CIAM)结束,形成了目前被奉为权威的现代城市规划理论。但1956年CIAM解散以后,对现代城市规划原则的批判多了起来。如路易斯õ康、查尔斯õ詹克斯等人的TEAM 10新运动提
出城市流动性、生长与变化性等新城市规划原则对CIAM进行修正,以及以黑川纪章为中心的强调传统、发展、文化地域性的“新陈代谢”理论,使东西方乃至世界范围内城市规划的运动出现了新的潮流。这种新潮流在后来的后现代城市规划中达到。
后现代城市规划原理,在强调从CIAM继承城市的功能性和合理性的同时,批判和修正了CIAM将城市功能过分纯粹化、分离化的做法,强调传统和历史的引入不只是形象的简单重复,强调城市必要的合理的高密度以及区域之间的联系,强调街道在规划中的地位以及民众参与和听询规划研究的重要性。
这些观点已构成了城市规划的新动向和新潮流,并已得到全世界的共识。其中强调区域的联系、强调对街道的研究以及民众的参与和听询,是与现代建筑策划理论不谋而合的。
建筑策划的理论基点就是源于对实态的调查分析,民众参与听询以及对使用者的调查是建筑策划不可缺少的环节。还有建筑策划对项目的论证、规模性质及社会环境等的研究分析也使得建筑策划的研究对象大大超出建筑单体本身,扩大到街道、区域和社会。建筑策划的理论起点和方法论的形成与城市规划的新潮流达到了一种默契,从中我们可以悟出,生态环境、生活环境的研究同样也已成为建筑策划的中心课题。
我们通常所说的建筑设计无疑应是一个广义的概念,它实际上包括建筑设计的前期研究即建筑策划理论。广义的设计概念应有三个阶段，设计条件的设定分析阶段;建筑空间构想、设定阶段;建筑空间的具象表述阶段。但从建立建筑策划理论的观点出发,前两个阶段又属于建筑策划的范畴,而且建筑策划通过第二阶段与建筑设计相沟通。
由于现代社会分工精细化的趋势,建筑策划理论的建立已成为必然。建筑设计的概念已由原来囊括所有前期工作的广义概念变成由建筑策划取代其前期工作的单一的建筑设计概念。
现代的建筑设计全部由建筑师一人承担的情形已不多见了。建筑设计业已成为一个由多方面专业人员参与的系统工程。设计内容的精细化、专业化使日渐复杂的设计工作又呈现出分项、简洁、深刻的趋势,建筑师及各专业工程师们在自己的业务分工内进行着愈来愈专门的研究工作。现代建筑创作程序要求建筑师在进行建筑设计之前,首先要进行建筑策划的研究,所以建筑师的职能范围已由单纯的建筑设计扩展到了设计的前期工作。
建筑策划的后期工作,如空间构想、组合方式的研究、空间要素的把握以及材料设备的确定等等是与建筑设计的前期工作如初步方案的设计总图、平立剖图、设备系统图等等紧密结合在一起的,它们共同为进一步完成实施设计作准备。这就给我们提出一个问题:建设项目的建筑策
划结论如何引入到设计中,或怎样在设计中予以落实。
建筑策划中,空间构想的现实性可以保证构想的空间形态在设计中得以实现,并且以最大的限度与现实生活相贴近。这是由建筑策划的研究方式的客观性和逻辑性所决定的。在策划阶段细致考虑外部和内部条件、模拟建设项目的使用形制、并对构想不断进行反馈预测评价的逻辑思维方法,就印证了在设计阶段的空间构成的现实性和可靠性。
如前所述,建筑策划是研究建设项目的设计依据。它的结论规定或论证了项目的设计规模、性质、内容和尺度,它为设计制定出空间的模式和空间的组合概念。因此,可以说建筑策划是建筑创作中建立“骨骼系统”的工作。建筑设计则是将策划中的空间概念和模式以建筑语言加以丰富充实,并表现在图纸上,绘制出项目的具体空间形态和造型。所以又可以认为建筑设计是建筑创作中填补“肌肉”的工作。以“骨骼”和“肌肉”的关系形容和说明建筑策划和建筑设计的关系是恰当而直观的。
“骨骼”的建立,最重要的是对各种要求、条件的全面把握并将其转变为空间概念;而设计阶段填补“肌肉”的工作,其最重要的就是将“骨骼”中抽象的空间概念和模式具象化,直至绘出完整的空间图形。这一从“建骨骼”到“填肌肉”的过程可以简述为:由问题的解决过程到形态的发现过程。其中建筑策划阶段是“问题解决的过程”,而设计阶段则是“形态发现的过程”。
建筑策划与建筑设计之间不可分割的前后关系,并不意味着建筑策划的研究成果只是建筑设计的前提条件,它在项目的决策、实施等阶段也占有极其重要的地位。因策划结论的不同,同样项目的设计思想、空间内容可以完全不同,更有导致项目完成之后引发区域内建筑、环境中人们使用方式、价值观念、经济模式的变更以及新文化的创造的可能性。这一点恰恰是建筑策划的社会责任。
骨骼和肌肉的关系是不言而喻的。只要骨骼的成长科学而严谨,未来肌体就不会先天不足。生活的常识告诉我们,一个完美肌体的长成不是在先完成骨骼之后再开始形成肌肉的。建筑策划与设计也是同样的道理。在现实中,建筑师进行建筑策划时,头脑中已在不断地反映出与策划的抽象结论相对应的具象的设计形象,这一点可以从图5中看出。建筑设计的基本设计实际上是在策划进行的同时配合进行的。此时出现的设计图纸只是为了展现策划的构想和模式、检验策划的结论和空间构想的现实性,所以又可把它称为“可行性研究方案”。尽管它不是正式的建筑设计,但它具有建筑设计的一切特性,并可以得出建筑设计的一般结论,即有具象的空间形态。严格地讲它不是建筑设计,而是横跨策划和设计之间的一个过渡环节,该环节是我们将建筑策划的抽象概念和结论付诸于建筑实施设计(初
步设计、扩大初步设计及施工图设计)的关键一步。
在涉及建筑设计依据和前期研究时不能不谈到可行性研究。它是二战以后发展起来的一种对投资项目的合理性、盈利性、先进性以及适用性等进行综合论证的工作方法。它的研究结果一般要求对项目回答六个问题:做什么(what)、为何做(why)、何时做(when)、谁来做(who)、何处做(where)、如何做(how)。建筑的可行性研究是指投资者对项目的市场情况、工程建设条件、技术状况、原材料来源
等进行调查、预测分析,以便作出决策。
一般来讲,可行性研究是指对投资活动的论证性的研究,它既包括建设项目也包括其他诸如军事、工业、农业、医疗、科研等项目的研究。其结论主要是为投资者作参考,并为投资者的决策提供科学及理论的依据。由于它源于项目的投资活动,所以其实质是要反映这一活动的得失与否,亦即投资活动是否有经济效益。它是与投资者的利益紧密相关的,而对于投资项目的使用者以及功能效益等则相
对考虑较少。它多属于投资者业主的权限范围。
在我国,建设项目的可行性研究起步较晚,且尚不规范。它主要停留在对项目投资的经济损益的分析研究上。例如,外资兴建高级酒店项目的可行性研究,主要是通过对酒店市场的调查,分析计算投资贷款本息的偿还情况,预测和设定项目未来的经营情况和盈亏情况,与贷款的本息偿还要求相比较,从而决策贷款投资的可行性。通常这一研究工作主要是投资者在工程咨询公司和会计师事务所的指导下单方面进行的,而对酒店顾客的使用、建筑对环境的影响等诸多因素考虑不多。至于对设计要求和空间内容等都不进行深入细致的研究和论证,对这些项目的设计内容、规模、性质等功能性和使用性的问题仍停留在经验的初级阶段而没有一
套科学的论证方法。因此,严格地讲我国的建筑可行性研究只是建设项目投资的经济损益的研究。
而建筑策划主要是研究投资立项以后建设项目的规模、性质、空间内容、使用功能要求、心理环境等影响建筑设计和使用的各因素,从而为建筑师进行建筑设计提供科学的依据。一般来讲,建筑策划除了在对项目的规模进行论证时可对投资立项及总体规划进行反馈修正外,还需对建设项目的社会环境、功能要求、使用者状况、使用模式、技术条件等外部及内部条件进行研究分析,而后者往往在建筑策划中占有更重要的地位。
归纳起来可看出,可行性研究与建筑策划两者操作主体不同,前者由投资者和工程咨询公司、会计师等进行,后者则多由建筑师承担(有时就是负责项目设计的建筑师);两者的研究领域不同,前者是对项目的投资进行分析论证,后者是对项目的设计依据进行论证;两者的结论对象不同,前者是投资者业主,而后者是设计者。
因此,那种只把可行性研究当作设计前期工作,仅以此来提供和论证设计依据的观点是不够全面的。建筑策划的关键在于对条件的把握以及建筑使用方式的实态调查而最终抽象出项目的空间概念,没有这一理论和实践的研究过程,仅凭设计方法中图纸上的推敲是不可能得出科学而逻辑的设计依据的。
从建筑策划与设计的关系来看,建筑设计者最好同时是建筑策划者,因为两阶段工作的相关性为建筑师连续进行策划和设计创造了特别便利和直接的条件。建筑策划的依据使得业主和建筑师在实施设计阶段无需担心任务书的一日三改,无需再花费较多的精力去研究和考察建筑在功能、使用、内容设置上的问题,从而避免实施阶段的设计返工和延误周期甚至造成社会、环境、经济效益的低下。
事实上建筑策划与建筑设计,往往是分期、分对象进行的,这在越来越讲求分工精细、强调专业化的现代社会中变得越来越普遍。这一点在西方一些建筑活动高度商业化的国家更加明显。这就要求建筑师对建筑策划和设计都能有一个全面完整的了解,从原理、方法到实践全面的掌握,这样才能在分阶段进行建筑策划和设计时进行相关的考虑,避免两者的割裂而产生错误的决策。这一点或许是建筑策划论给当代建筑师带来的新任务。
世纪更替,建筑学领域的拓展,不仅使建筑学的体系框架发生了变化,也使建筑师对建筑学中所包含的一些分支理论有了新的认识。
建筑美学可算是建筑学体系中老资格的一个分支。从《建筑十书》、《模式语言》、《形式美的原则》到今天建筑学的教科书,古典的比例、尺度、色彩等美学原则一直左右着我们老一辈和新一代建筑师对建筑的评判标准,至今它也仍是许多专家在对省优、部优、国优建筑进行评判时不可不提的一个关键点。从前如若某位专家或口头或撰文,以连篇累牍的美学原则来评价一幢建筑是如何如何美或如何如何丑时,只要他的美学原则引用得无误,众同僚都会颔首称是。可是就在传统建筑学被拓展、建筑师被更广博的知识和技术所武装、人类要求在改造生存环境中站得更高看得更远的今天,一定会有不止一位建筑师站出来大声提出异议:我们以前一直公认为美的建筑,放在人居环境这样一个大范围中,从资源评价、景观评价、生态环境分析、无废无污绿色建筑等方面来评判,它还能是一个优秀的建
筑吗?传统建筑美学的原则是否应当更新?或许将来某一天我们回过头来用当代的美学原则再来检验我们当初的结论会得到一个完全相反的结果。
这不是耸人听闻,更不是哗众取宠,因为就在我们建筑师仍不舍得抛弃旧观念、不情愿接收新观念的同时,我们的近邻经济地理学家们、人口学家们和生态学家们已开始做着本应属于建筑师的研究工作。他们运用GIS系统、资源评价、生态分析等对我们一些建筑师来讲还很陌生的理论和方法,切切实实地对人居环境进行了全新的研究和评价,使建筑学内涵得以扩大,使建筑学的研究方法得以更新。他们的成果是显然的,是有说服力的,是科学而进步的,们没有理由怀疑他们。当然最关键的是我们应当修正我们的思想,跟上时代的步伐。
建筑美学评论只是一个例子,它告诉我们时代的要求、学科的发展是必然的趋势,建立完整的建筑理论体系及现代方法论的研究体系是当代建筑师的历史使命。建筑策划理论和方法的引入正是建筑师在这一大趋势下所做的努力。
建筑策划的研究在了解和掌握了从建筑策划到建筑设计之后还只是一个开始,需要我们研究的问题还很多,诸如建筑策划与建筑商品化、建筑策划与空间论、建筑策划与计算机技术等等。新时代建筑师的任务的确很多很多,新时代建筑师的责任也的确很重很重。
