数控机床控制面板的设计
【摘要】 在数控机床中,手动操作面板总是必不可少的,其特点是:(1)有些输入量是互斥的,不允许误操作,由机械的互锁关系来保证要求;(2)允许多个状态同时输入并可靠地做出相应的反应;(3)能对设备当前状态进行必要的提示,如使用信号灯、发光二级管或液晶显示屏。
【关键词】开关量 输入 输出 PLC
由于数控机床中有大量的开关量信号需要处理,所以数控机床内部开关量信号的处理是相当重要的。当开关量信号数量较多时,可采用可编程控制器PLC来集中处理各种开关量信号。由PLC根据从 CNC 或现场(例如操作面板)输入的离散开关量信息,在内部进行逻辑运算处理,并完成输出控制功能。
1数控机床控制面板系统设计方案
1.1 机床操作面板按键设置
机床操作面板主要由操作模式开关、主轴转速倍率调整旋钮、进给速度调节旋钮、各种辅助功能选择开关、手轮、各种指示灯等组成。现有的设计大多将手动操作面板的输入/输出作为开关量I/O的一部分,统一由一台内置的或外置的可编程控制器(PLC)进行控制。各按钮、旋钮、开关的位置结构由机床厂家自行设计制作,因此各机床厂家生产的机床操作面板各不相同。在此以FANUC公司提供的标准操作面板配CK6140数控车床为例,其按键如表一所示。
1.2 部分操作按钮的功能和操作方法
(1)自动运行方式(MEM):用存储在CNC内存中的零件程序连续运行机床,加工零件。在自动运行状态下,按下操作面板上各种机床功能开关(扳动功能开关的同时,其对应的功能灯将点亮),可使该功能起作用。这些功能开关包括:
①单程序段(Single Block):在自动运行方式(MEM)下,启动“单程序段”功能,则按下程序循环启动按钮,执行完一段指令后程序暂停,机床处于进给保持状态;继续按下程序循环启动按钮,执行下一段程序后又停止。用这种功能可以检查程序。
②选择跳段(Block Delete):在自动运行方式(MEM)下,当“选择跳段”功能起作用时,当程序执行中到带有“/”语句时,则跳过这个语句不执行。
③选择停止(Option Stop):在自动运行方式(MEM)下,当“选择停止”功能起作用时,当程序执行到“M01”指令,程序暂停,机床处于进给保持状态。
④试运行(Dry Run):不装夹工件只检查刀具的运动。通过操作面板上的旋钮,控制刀具运动的速度。用于检验程序。
⑤机床闭锁状态:即机床坐标轴处于停止状态,而只有轴的位置显示在变。可以将机床闭锁功能与试运行功能同时使用,用于快速检测程序。
(2)编辑方式(Edit):选择编程功能和编辑方式,可以输入及编辑加工程序。
(3)手动数据输入方式(MDI):该方式可用于自动加工,也可以用于数据(如参数、刀偏量、坐标系等)的输入。
(4)返回参考点方式(REF):参考点是确定坐标位置的一个基准点,有时将参考点设置为换刀点。测量系统使用相对位置编码器的机床通电后应进行返回参考点。用操作面板上的开关或按钮将刀具移动到参考点位置即手动回参考点;用程序指令将刀具移动到参考点位置即自动返回参考点。
2 机床操作面板地址与连接器的引脚分配
2.1 输入信号
输入信号主要为操作面板的按钮信号、机床各种位置检测信号和来自CNC的信号,在此选择部分信号如下面各表所示。
2.2 开关量输入接口引脚定义
2.3 输也出信号
3 控制面板与数控系统的接口
控制面板与数控系统的接口如图1所示。
4 PLC 的选择与连接
4.1 选择要求
根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。适当进行内存容量的估计,确定适当的留有余量而不浪费资源的机型(小、中、大型机器)。并且结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型。在选择 PLC 时主要考虑以下因素:
(1)功能范围。根据系统控制要求选择所需PLC模块的种类和数量,以及系统所需的I/O点数,并画出I/O连接草图。
(2)存储器容量。根据系统大小不同,选择用户存储器容量不同的PLC选择方法主要凭经验估算,其估算法有下列两种:
①PLC内存容量(指令条数)约等于I/O总点数的10～15倍;
②指令条数=6×(I/O)+2×(Tm +Cn),式中,Tm为定时器总数,C n为计数器总数。有时可在其基础上增加20%的裕量。
(3)处理时间。PLC从处理一个输入信号到产生一个输出信号所需的时间称为处理时间。
4.2 机型选择
(1)主机机型选择
不同 CNC 的PLC,其程序容量、处理速度、功能指令以及非易失性存储区地址不同,考虑到通用性与扩展性,在此选择三菱 FX2N 通用模块,型号为FX2N-80MRD-001。
(2)开关量输入模块的选择
由于数控机床控制面板均为开关量,开关量输入模块将外部过程的开关量信号转换成可编程控制器CPU 模块所需的信号电平,并传送到系统总线上。其模块种类,按电压分主要有直流24V和交流220V两种,我们选择24V直流电压;按保护形式分有隔离和不隔离的两种,为保证系统可靠工作,我们选择光电隔离形式;按点数分有8点、16点、32点三种,考虑到数控机床的控制需要约为输入80点,在此选择FX2N-48ER。
(3)开关量输出模块的选择
开关量输出模块就是将CPU模块处理过的内部数字量信号转换成外部过程所需的信号,并驱动外部过程的执行机构、显示灯等负载。开关量输出模块的种类也很多,与输人模块一样,有各种电压等级、各种保护形式、各种点数。除此之外,开关量输出模块还有不同的输出方式(如晶体管输出、继电器输出等)和不同的输出功率。选择开关量输出模块时,有些内容与选择开关量输入模块相同,如选择电压等级、模块密度、备用点设计等。除此之外,根据开关量输出模块的情况还应注意输出方式、输出功率等内容。数控机床的控制需要约为输出50点,在此选择FX2N-32ER。
4.3 开关量输入和输出的连接
(1)通过I/O Link 输出的输入/输出信号。如机床操作面板的信号示意图所示。
(2)通过印刷电路板的信号转接信号。该信号用于操作面板侧信号的转接而设计的,如机床操作面板的信号示意图所示,信号名称为TR1 ～ TR8,该信号仅仅用于把通用开关信号(通过CA65插座)连接到强电柜侧的信号转接用。例如:将一开关信号连接到CM68的TR3上,由于CA65插头的TR3与该点相连,该信号就通过CM65连接到强电柜中了。
5 PLC外部电路设计
5.1 设计要求
PLC控制系统的电气设计包括:原理图、元器件清单、电柜布置图、接线图与互连图。电气设计时特别要注意以下几点:
(1)PLC输出接口的类型,是继电器输出还是光电隔离输出等。
(2)PLC输出接口的驱动能力,一般继电器输出为2A,光隔输出为500mA。
(3)模拟量接口的类型和极性要求,一般有电流型输出(-29mA～+20mA)和电压型输出(-10V～+10V)两种可选。
(4)采用多直流电源时的共地要求。
(5)输出端接不同负载类型时的保护电路。执行电器若为感性负载,需接保护电路,电源为直流可加续流二极管,电源为交流可加阻容吸收电路。
(6)若电网电压波动较大或附近有大的电磁干扰源,应在电源与PLC间加设隔离变压器、稳压电源或电源滤波器。
(7)注意PLC的散热条件,当PLC的环境温度大于55℃时,要用风扇强制冷。
5.2 抗干扰措施
(1)电源的合理处理,抑制电网引入的干扰
对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰,还可以在电源输入端串接LC滤波电路。
(2)安装与布线
PLC应远离强干扰源,在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载,如功率较大的继电器、接触器的线圈,应并联RC消弧电路。
PLC的输入与输出最好分开走线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
(3)I/O端的接线
输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。
输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开。
尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。
采用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。
PLC的输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。
(4)正确选择接地点,完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内又会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。
PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地,叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω,一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起,作为控制系统地。
6 结论
数控机床生产厂家根据自己机床的工艺特点,购买数控系统,经过二次开发,形成工艺性能和操作互不相同的数控机床产品。二次开发的工作量绝大部分在于开关量I/O的设计,而其中又有60%以上的工作是根据工艺性能与操作设计手动操作面板。事实上,手动操作面板的输入/输出仅仅是控制信号开关量I/O,对其驱动能力的要求很低,是一类特殊的数控机床开关量I/O。如果将手动操作面板的输入/输出与数控机床其它开关量I/O不加以区别,会大大增加数控系统二次开发的工作量,数控机床手动操作面板无法标准化和模块化,其经济性也会受到很大影响。
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作者：祝红芳
摘要：混凝土面板是以堆石体为支撑结构，它承担着向下游堆石体传递水压力及大坝防渗的重任，对大坝的安全与工程的运行起着决定性的作用。本文总结近年学者对混凝土面板堆石坝面板开裂过程研究现状，试图寻找此类研究的方向和问题。
关键词：混凝土面板堆石坝 开裂过程 研究综述
1 研究意义
现代混凝土堆石坝的发展趋势是坝越建越高、工程规模越来越大。众所周知，混凝土面板是面板堆石坝的防渗主体，面板的开裂与否直接关系到工程的安全。
尽管混凝土面板堆石坝的安全性较高，但仍有许多工程出现了事故，如我国西北口面板堆石坝的面板出现了大量的结构性裂缝;哥伦比亚的格里拉斯面板堆石坝的周边缝止水结构发生严重破坏;我国沟后砂砾石面板堆石坝发生了溃决等等。这些事故发生的主要原因是面板在支撑体(堆石体)的变形及混凝土的温度应力双重作用下发生了开裂，以面板为主体的防渗系统的失效导致坝体在渗流场与应力场的共同作用下产生了破坏。因此，充分了解施工期与运行期面板的应力变形状态，研究混凝土面板堆石坝面板开裂机理及破坏过程，具有重要的实际应用价值。
2 国内外研究进展
2.1 面板开裂影响因素研究现状 混凝土面板是以堆石体为支撑结构，它承担着向下游堆石体传递水压力及大坝防渗的重任，对大坝的安全与工程的运行起着决定性的作用。从空间结构看，面板的长度较长，宽度较小，而厚度相对来说很小，是一块长条形的薄板，因此，受环境温度的影响较大，尤其是高坝及处于高寒地区的混凝土面板堆石坝，在气温骤变条件下，面板内将产生拉应变，再加上坝体的沉降及其它不确定性因素，面板很容易出现裂缝。从国内外修建的面板堆石坝看，面板开裂的情况比较普遍，个别的坝还相当严重，因此，面板的抗裂问题是面板堆石坝的重要课题。国内外研究表明：混凝面板的温度应力、外界荷载(主要为水荷载)以及堆石体变形是面板开裂的主导因素。
①混凝土力学特性及荷载对面板开裂的影响。混凝土面板开裂问题，实质上是面板中的破坏力与抵抗力之间的较量。破坏力主要指的是由外因及内因引起的面板应力，抵抗力则指的是面板混凝土的强度。面板应力主要受混凝土的力学性能、面板的自重、外部荷载以及坝高、河谷形状等因素的影响。②堆石体变形对面板开裂的影响。混凝土面板以堆石体为支撑结构，因此，面板的应力变形除了受混凝土力学特性及荷载对面板开裂的影响外，还受堆石体变形的影响。尤其是运行期，在水压力的作用下，面板开裂与否主要由堆石体变形决定，因此，堆石体变形的影响因素亦是混凝土面板变形特性的影响因素。大量监测数据及数值计算结果表明，在堆石体的流变、湿化变形以及库水位升降的影响下，堆石体的变形呈现出随时间而变化的趋势，则混凝土面板的应力变形也随之变化。混凝土面板堆石坝的坝体是分层碾压填筑的，在自重及碾压力的作用下，堆石体会产生竖直和水平位移，浇筑在垫层上的面板变形如果不能适应坝体的变形，就会出现垫层料脱空，此时，面板失去了坝体的支撑作用，在水压力的作用下，其应力变形特性会发生变化，主要表现为：脱空部位的面板被压向垫层料，在水压力及垫层反力的作用下，内部产生较大的应力，当应力超过混凝土的强度则会产生裂缝，发生开裂破坏。
2.2 混凝土面板堆石坝面板开裂过程研究现状 ①混凝土的断裂过程。混凝土材料的拉伸、压缩和弯曲等力学性能是混凝土结构设计的重要依据，而试验则是揭示混凝土力学性能的主要方法。从国内外的试验资料可知：混凝土是典型的非均匀材料，其中含有夹碴、气泡、孔穴等，其变形、强度以及破坏过程均与裂纹的扩展有关。混凝土的裂纹可以分为两大类：一类是随机分布的微裂纹，微裂纹的存在决定了混凝土的抗压与抗拉强度;另一类是宏观裂纹，它使得混凝土的力学性质呈现各向异性。混凝土的破坏是由混凝土的微裂纹与宏观裂纹共同作用，一方面微裂纹的存在影响宏观裂纹的萌生，另一方面微裂纹对主裂纹产生屏蔽和劣化的双重作用。混凝土的破坏过程实质上是其中微裂纹萌生、扩展、贯通，直至微裂纹变成宏观裂纹，进而导致混凝土失稳破裂的过程。②混凝土断裂力学的研究现状。1920年，Griffith在研究玻璃的强度时首次提出了断裂力学理论，此后，经过Irin和Owen的补充和完善，在20世纪50年代适用于高强度钢材的线弹性断裂力学体系基本形成。1961年，Kaplan首先将断裂力学的概念引用到混凝土中，用断裂力学的理论研究混凝土的破坏机理，并进行了混凝土的断裂韧度实验。此后，国内外诸多学者专家在混凝土断裂试验方面做了许多研究，积累了大量的实测资料，并提出了一系列应力强度因子的计算方法和经验断裂判据。③混凝土面板断裂损伤研究现状。目前，关于混凝土结构的断裂损伤研究主要集中在大体积混凝土结构、碾压混凝土拱坝、混凝土重力坝方面，而对于面板堆石坝混凝土面板断裂方面的研究甚少。混凝土面板对环境温度的变化较敏感，再加上坝体的沉降，面板很容易出现裂缝。因此，基于断裂力学研究混凝土面板微裂纹萌生、扩展、贯通，直到产生宏观裂纹的破坏机理，对于面板的抗裂，大坝的安全运行具有重要意义。
2.3 混凝土面板堆石坝渗流特性研究现状 混凝土面板堆石坝以堆石体作为支撑结构，安全性较高，许多学者认为混凝土面板堆石坝不会发生渗透破坏，因此，对面板坝的渗流分析研究不够重视，甚至在设计时不作为计算的主要内容。混凝土面板是大坝防渗的主要结构，一旦发生开裂破坏，将直接危及到工程的安全与经济效益，应当引起足够的重视。混凝土面板堆石坝的渗流分析对于工程的设计、运行及管理具有重要的意义。
关于混凝土面板堆石坝的渗流计算模型或计算方法，国内外研究甚少，澳大利亚的伦吉·卡希纳得通过工程实例渗漏观测数据的分析，利用面板的结构尺寸、面板的坡率及水深与面板裂缝渗漏量的关系，获得了半经验性的化引表面渗透系数，即表面渗透性法，该方法将面板作为各向同性的均质体，且面板裂缝中的渗流符合达西定律。表面渗透性法忽略了垫层、过渡层等面板基础的渗流，只能估算面板裂缝及接缝的渗漏量，不能确定渗透坡降、渗流速度等其他要素，更不能用于整个大坝的渗流仿真计算。张嘎，张建民等通过对混凝土面板堆石坝渗流形态的分析，假定裂缝渗流为层流、面板缝隙为等宽缝隙，基于达西渗流定律进行了面板出现裂缝工况下堆石坝的渗流有限元计算，该方法没有考虑面板裂缝宽度沿厚度方向变化的特性及裂缝面的粗糙度，因此计算结果也不尽如人意。
3 总结
综上所述，混凝土面板发生裂缝的原因主要是堆石体变形和面板的温度应力两个方面。由温度变化引起的混凝土收缩，加之基础约束将导致面板出现大量密集的有规律的水平裂缝。由坝体的不均匀变形引起的拉应力，将导
致面板出现较大的裂缝，甚至出现断裂;现有的混凝土面板堆石坝渗流分析的计算模型都不成熟，仍需要进行更深入的研究，尤其是面板开裂情况下堆石坝的渗流机理研究。
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作者：冯永斌 闫世伟
摘 要面板堆石坝是一种比较经济适用的坝型,对地形和地质条件都有较强的适应能力,而且施工方便,填筑材料可就地取材,施工机械比较单一,且施工干扰少,进度快。本文结合某水利工程,介绍了面板堆石坝面板混凝土施工无轨滑模模具的应用及施工工艺。
关键词面板堆石坝;无轨滑模模具;混凝土防裂
1工程概况
某水利工程拦河坝为混凝土面板堆石坝,坝体堆石分区填筑,分层碾压,自上游至下游依次分4个主要填筑区,另在面板周边缝附近及面板滑模施工平台以上设2个特殊填筑区,下游坝坡设坡面处理区。坝顶填筑区位于面板滑模施工平台以上部分,除混凝土路面及其碎石垫层外,主要由过渡料组成,施工时采用静碾。下游干砌块石护坡厚度0.4m以上。面板砼采用无轨滑模施工工艺进行施工。按照板块划分,施工自有良好运输道路的左岸向右岸依板块跳仓浇筑。
2施工技术
2.1无轨滑模模具
该工程根据砼面板板宽,分为14m、7m板宽两种。滑模设施主要包括滑动模板、侧模板、各种专用运输台车、砼运输机具和提升运输机具等。其中滑動模板和侧模为主要设计、制做项目。滑动模板在结构上,为节约材料轻巧,采用析架式骨架结构,由中63.5×5钢管焊制,每棍析架高0.61m,长15m(14m板宽面板),析架间中心距0.4m,共4榻精架,各榻析架间采用连系杆连接,滑模面板采用10mm厚钢板,与骨架焊接连接。呈水平状态的工作平台利用50×5等规格角钢与骨架连接形成。滑动模板面板尺寸为宽×长=1.6m×15m。14m板宽滑动摸板本身自重为4.032t,在同类模具中,属结构重量较轻者。施工过程中,为克服流态砼产生的浮力,利用钢材或钢筋进行配重。滑动模板结构见图1。
1—析架式骨架 2—滑动模板面板 3—修整平台
4—操作平台 5—砼仓面6—垫层料
图1滑动模板横剖面图
2.2施工工艺
1)周边缝处理。首先,挖除该部位的碎石垫层,然后采用两种方法进行沥青砂垫层的施工。一种方法是现场拌制后直接灌注,一种方法是以预先制成沥青砂预制块,现场安装预制块后,再在各块间隙处灌热沥青。2)板间缝施工。板间缝处均用水泥砂浆找平垫层表面,然后在砂浆垫层上用低标号沥青贴PVC垫片,再在其上安装板间缝“W”型止水铜片。止水铜片采用卷材,利用自制的止水铜片成型机现场压制。3)侧模支立。先施工固定测模三角架插筋,然后采用坝坡运输台车运输侧模至安装现场,自下而上逐节拼接。并且每块面板的侧模均一次支立到顶。4)钢筋绑扎。利用设置在坝顶面的卷扬机牵引台车运输制作成型的钢筋至工作面,操作人员现场安装。5)吊装滑动模板。采用设置在坝面上的45t汽车起重机将滑动模板从已浇筑结束的板块吊至待浇筑施工板块顶部,用卷扬机从顶部沿侧模放至底部就位。6)安装溜槽。溜槽为3mm厚钢板压制的“U”型槽,槽宽60cm,每节长lm,一各节之IbJ采用挂勾连接并与钢筋网连接固定。根据滑模对砼强度需要,14m板宽设三道溜槽,7m板宽设二道溜槽。7)面板砼浇筑。混凝土运输由6m3混凝土搅拌车从大坝下游混凝土拌和站取料运输至坝顶面,经溜槽入仓。面板模体提升前,首先清除模板前沿超填混凝土,以减少提升阻力。模体的提升应本着勤动少提的原则进行,每浇完一层提升一次,每次提升高度为30cm左右。提升时保持模体两端匀速平稳上升,控制最大提升速度不超过3m/h。提升速度随砼的坍落度,砼凝固状态和气温等情况进行调整。8)砼面层保护。对脱模后的面板砼表面,应及时进行人工修整,压平和抹面。滑模提升后,新浇的砼面露出,为防止砼初凝前表面水量散失过大,在滑模抹灰平台后拖一块宽度同面板宽的塑料布遮盖砼表面。砼达到初凝后,及时覆盖草帘,并连续洒水养护。
3面板砼的防裂措施
砼面板堆石坝施工实践中,面板砼施工期裂缝是经常发生的质量问题,如果处理不好裂缝问题,不仅会影响面板坝的正常运行,而且会危及坝体安全。由于坝体填筑质量不高导致坝体不均匀沉陷变形,也是产生面板砼裂缝的常见原因。解决和防止坝体不均匀沉陷变形产生面板裂缝的措施就是加强坝体填筑的质量控制,提高坝体填筑密实度。这些措施反映到面板砼的施工技术上,主要为以下措施。1)选择合适的砼配合比。选择合适的砼配合比,提高砼自身的抗裂性能是保证砼质量的重要措施,也是砼防裂、抗裂的重要前题。2)选择有利的砼浇筑时间。选择有利的砼浇筑时间对防止或减小温度及干缩裂缝是十分有效的。砼的浇筑应避开高温季节,对于北方寒冷地区还应避开负温季节。一般在月平均气温5~22℃的低温或常温时段浇筑为宜,还宜选择空气湿度较高,甚至是阴雨连绵的季节,以便有利于防止干缩裂缝。例如福建万安溪面板坝,依据当地气象条件,安排在2月、3月和11月下旬、12月浇筑面板,月平均气温12.7~16.7℃,气温适宜,湿度较高,且时常阴雨,自然养护条件较好。而该面板坝则选择温度适宜的5月、6月、7月上旬和10月,浇筑面板,温度较为适宜,但由于北方少雨干燥,只好加强洒水养护多以保持湿度。3)采取适当的温控措施。尽管砼面板厚度较薄,有利于矽水化热的消散,但对环境温度的变化却非常敏感,所以有必要采取简便的温控措施,如高温时的遮阳或加冰拌和,低温时的加热水拌和及对骨料预热等。4)及时的养护和防护。面板的养护和防护主要有保温,保湿、防风等方面,对于寒冷地方还要特别注意防寒潮和防冻。(1)保温。面板表面保护是防止温度裂缝有效而重要的措施之一。外界气温骤降,寒潮袭击,表面保护拆除及连续高温日晒后的降温等情况,都会使面板表面温度急速降低,产生很大拉应力而导致面板裂缝。表面保护的作用就在于降低面板表面的热交换系数,降低表面温度的冲击应力。寒冷地区的面板砼尤应注意表面保温工作。(2)保湿。面板长期潮湿养护对减轻收缩影响是非常重要的,尤其是潮湿养护,一直持续到水库蓄水,对防止面板裂缝十分有利。在砼滑升浇筑出模后立即用塑料薄膜覆盖保湿,砼初凝后,揭除薄膜并覆盖草袋,利用长流水养护至蓄水,对防止裂缝的产生十分有效。
4结束语
砼面板施工工艺中,已普遍采用了无轨滑模施工技术。工程实践证明,对于北方严寒地区,采取一定辅助措施可以解决面板滑模中由于气候干燥、昼夜温差较大等原因产生的砼表面裂缝问题。
参考文献
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作者：王 丽
【摘 要】随着社会的发展和科技的进步，不断有新的施工技术被成功运用在水利工程建设中，面板堆石坝就是这样一种新型的堤坝结构，它是由防渗面板、防渗接地结构和堆石坝体三部分组成，由于其施工技术具有简单易行，工程量较小，导流方便，安全性能高等特点，在目前的水利工程建设中逐渐得到广泛应用。但是，面板堆石坝的结构在大流量溢洪的问题上还存在着一些缺陷，也是其施工技术需要完善的重点内容。现本文就通过介绍面板堆石坝的主要特点和溢流式面板堆石坝的发展现状，论述在面板堆石坝上建筑溢洪道的可行性，并提出相关建议。
【关键词】面板堆石坝；溢流技术；坝体溢洪道；设计准则
面板堆石坝是近年来兴起的一种新型堤坝结构，是以堆石坝体为主体支撑结构，在坝体上游修筑防渗面板，并使防渗面板与防渗接地结构相连接，共同达到阻水防渗的效果。在不断的应用于发展过程中，面板堆石坝的施工技术得到很大的提高与改进，其设计理论也逐渐成熟完善，是目前最具发展前景的堤坝施工技术。溢流面板堆石坝就是在其基础上发展而来的，由于溢流面板堆石坝能够充分利用施工中产生的废料，降低工程成本，加快施工进度，因此对面板堆石坝坝上溢流技术的应用逐渐成为行内研究的焦点。
1、面板堆石坝的特点
面板堆石坝的迅速发展，并非偶然，这是由其自身在技术上和经济上的优势所决定的。总体上说，它有如下一些特点：
（1）结构简单，基本上不使用防渗土料，因此避免了占用农田耕地。
（2）即使面板坝发生某些裂缝、漏水，但堆石不会产生管涌，而且面板下部设置有级配良好的弱透水性的垫层，因此不会发生大的渗漏。面板坝具有良好的抗冻性，且不存在防渗体与反滤料的渗漏冲蚀问题。
（3）坝体仅采用堆石或砂砾料填筑，施工简单，受气候条件影响较小，故可全年高速施工，具有明显的经济性。
2、溢流式面板堆石坝的发展状况
堆石坝在水坝中的比重日益增大，在高坝领域中堆石坝的数量也超过了混凝土重力坝和拱坝，这并非是因为剩余的优良坝址已很少，主要是因为堆石坝有施工快、造价低的优点，而溢流面板堆石坝更因其显著的特点而受到水利工程技术人员的重视。溢流式面板堆石坝适合于河谷地形隘窄、山高坡陡难以修建独立溢洪道的场地。根据国内外一些面板坝的工程实践，这种坝在技术上并不十分复杂，工程造价经济节省，对环境影响较小，具有较好的应用前景。根据现有资料分析，溢流式面板堆石坝对于中等坝高的工程，技术难度低，应用风险较小，而且有一定类似工程的技术手段、设计方法和实测资料，从而对工程的可靠性有了一定保证。
3、堆石坝坝体上建溢洪道的可行性
在堆石坝坝体上开展溢流技术，修筑溢洪道是溢流式面板堆石坝工程的主要技术方法。由于这是一种新型的施工技术，其施工技术还不够成熟完善，因而没有得到大面积的推广与应用。在经过工程技术人员的仔细研究和精确的计算下，得出了在堆石坝上建立溢洪道是可行的这一结论，并进行了相关试验和实际工程的施工应用，为其可行性提供了现实依据。
在堆石坝坝体上建溢洪道时，其单宽泄流量要满足技术规范的要求，只要单宽泄流量值达到技术人员精确计算后得出的数据值，在堆石坝坝体上建溢洪道就不妨礙到坝体的稳定。堆石坝坝顶溢流主要的不安全因素是溢流坝段的稳定及坝体的应力、变形，而不安全因素的大小主要是由下泄流量和下泄水头决定的。只要在设计中注重加强对下泄流量的控制，就能很好的实现溢流技术在堆石坝体上的应用。
4、溢流式面板堆石坝坝体溢洪道的设计准则
坝体溢洪道是建筑在以松散介质为材料，人工碾压填筑的堆石体上，同时又经受高速水流的作用。所以，在建立堆石坝坝顶溢洪道时应遵循以下基本准则：
4.1精心选择作为溢洪道基础持力层的堆石筑坝材料，不能用质量标准偏低的石料，填筑标准也不能降低，应按上游支撑面板的垫层来设计，控制级配、填筑干密度和孔隙率等物性指标，以尽可能提高堆石体的抗剪强度和变形模量，最大限度地使其变形量不超过溢洪道底板的允许值。
4.2坝身溢洪道有集中和分开布置两种形式，集中布置即是将溢洪道集中布置在坝体中部的某一位置；分开布置是将溢洪道分为两部分，分别布置在坝体的左右两侧。由于布置在坝体两侧，不均匀沉降较大，运行时可能导致溢洪道较大的变形，而且分段施工困难较多，一般多采用集中布置方案。
4.3对溢洪道的平面布置和纵横向体型应力求缓变、平顺和规整，并做好接缝止水，以防止折冲水流的发生，并减小动水荷载对设置在堆石体上的泄槽的不利影响，防止结构失稳情况的出现。
4.4合理设计堆石体的排水能力，以消除泄槽底板下的浮托力，提高泄槽斜坡稳定性。强化溢洪道与堆石体锚固联结结构，以增加其间的连接强度，加大系统的整体性。
5、坝体溢洪道设计的几项建议
虽然在堆石坝坝上进行溢洪道的施工已经被不少水利工程的实际应用而验证了其可行性，但在坝体溢洪道的具体施工设计中，仍然有很多方面的考虑不够周全，还存在很多问题需要进一步加强设计而进行解决。笔者通过对现有的溢流式面板堆石坝的施工情况进行深入研究分析，结合自身工作经验，提出了以下几点坝体溢洪道施工设计的建议，以供同行参考。
5.1坝身溢洪道的经济性是不容置疑的，但因其直接建筑在堆石体上，如果失事，后果将比岸边式溢洪道要大的多，因此，应认真考虑工程的具体条件和可能承受的风险，经过充分的技术经济比较，然后做出慎重的选择。
5.2应注意坝身溢洪道位置选择问题。有条件的，要尽量布置在左岸或右岸坝段，以降低溢洪道在坝体部分的落差，并尽可能使出口远离坝脚。应避免在下游堆石体超过60m断面上布置溢洪道，因为要保持溢洪道最大流速不超过30m/s，则需采用挑流消能，且鼻坎下要修建10m以上高度的混凝土挡墙，从而需要解决带来的消能、防冲、防淘刷等相关问题。
5.3在高速水流情况下，除对泄槽的横缝结构给予重视外，尚应研究完善纵缝止水结构，做好缝下排水系统，避免由于渗漏和高速水流对底板的不利影响，为避免产生纵缝而产生渗漏，在施工中，应加强对防渗面板施工材料的质量管理，并严格要求施工人员按照技术要求的规范程序进行防渗面板施工，防止纵缝渗漏现象的发生。
5.4应重视溢洪道所处位置的坝体填筑设计。为减少溢洪道的变形，应全部采用主堆石区的填筑标准，在泄槽底板下，应设置透水料并进行碾压，使之对底板混凝土提供平坦和坚实的支撑，并起到排除渗水的作用。
6、结语
通过研究与分析以及实际工程的验证，可以得出在面板堆石坝上进行溢流技术的施工应用是可行的。因其施工简便，成本低廉，节约环保，性能优良，溢流式面板堆石坝是一种极具发展前景的堤坝施工技术，在未来的水利工程建设发展中具有很高的研究价值。
作者：尹伟勋
摘要：随着金融危机的爆发，在经济下行、利率自由化、金融脱媒的大环境下，我国商业银行粗放型的盈利模式变得不可持续，盈利模式转型变得至关重要。采用面板分析对我国17家商业银行2004至2011年的相关数据进行实证分析，从应对风险能力、资本管理能力、成本控制能力、创新能力、规模及流动性分析其现状与面临的问题，得出我国商业银行必须由利差收入为主的模式进行差异化经营、提高银行风险经营能力、大力发展中间业务。
关键词：商业银行;盈利模式;面板分析
一、基于核心竞争力的我国商业银行盈利模式解析
金融危机后，经济增长放缓使得我国商业银行的贷款质量面临风险，房地产贷款与政府融资平台等问题凸显;保险公司、资产管理公司、信托基金的迅速发展也使银行作为融资主渠道的地位受到挑战;银行客户也越来越精明，在众多的选择中总会寻找成本收益的最优组合;利率市场化也进一步压缩银行的传统利润空间，这些都迫使银行传统以利差收入为主的盈利模式进行转变。目前国外对银行盈利模式的研究不多也未形成系统观点，Maudos J.(1998)通过对西班牙银行的实证研究发现银 行盈利模式对其经营效率往往有决定性影响，有效率的银行利润率越高[1]。 Carvallo等(2005)对1995～1999年拉丁美洲和加勒比海地区银行的成本效率实证研究发现，非利息收入可以有效减少传统银行的成本[2]。国内对银行盈利模式的研究也处于起步阶段，周强龙、徐加(2008)通过对我国16家全国性银行盈利模式与效率的实证分析，发现中国银行业整体效率水平仍然较低[3];颜婧宇(2011)认为，我国商业银行盈利主要为以批发业务为主的利差收入[4];郭忠军、郑方敬、郑蕾(2012)通过对我国银行盈利结构的实证研究，指出信贷规模与利差是我国银行盈利的主要途径，这种模式的根源在于投资的高增长以及金融市场发展的缓慢，并急需推进利率市场化[5]。国内外大多都从影响银行盈利模式的内外因素角度研究，但未进一步发掘财务指标背后所反映的银行竞争能力。
管理大师德鲁克曾指出，现代企业竞争的核心是盈利模式的竞争。Mark W. Johnson(2008)从供求角度分析，盈利模式包括顾客的价值选择与企业的经营模式两方面，具体包括要素禀赋，企业竞争力，企业业务流程等要素[6]。迈克尔?波特(1985)也指出：一个企业的盈利模式可以分解为设计、生产、销售、发送等一系列活动，最终形成企业赖以盈利的一条价值链[7]。竞争力是盈利模式的核心，文章据此分析，银行盈利模式就是银行的持续竞争力。根据银行经营的三性原则，银行竞争力主要包括安全性、流动性与盈利性。其中安全性主要为风险应对能力与资本管理能力，盈利性体现在成本收入两方面，具体为成本控制能力与创新能力，此外由于我国顺周期规模扩张的模式，规模也会对盈利性产生影响。最后，流动性也会影响竞争力。对我国商业银行盈利模式的架构、指标具体见下图：
二、我国商业银行盈利模式的面板分析
(一)样本、指标选取
1. 样本选取。本文着眼于我国商业银行，通过对 17 家商业银行(包括9家上市银行，其中有5 家大型国有商业银行以及招行、中信、兴业、宁波4家上市银行，以及其余八家城市商业银行) 2004 - 2011 年的相关数据进行实证研究和面板分析。分析数据来自毕马威中国银行业报告，其中部分数据通过Excel计算获得。
2. 指标选取。
因变量指标：资本收益率(ROE)。资本收益率衡量银行资本创造税后净利的能力，其不仅反映资产的盈利性，也可以反映银行的盈利杠杆。本文所探讨银行盈利模式中引入了风险因素，所以选取资本收益率更为适宜。
反映银行风险应对能力的指标：呆坏账拨备/客户贷款总额。银行面临着信用、操作、市场三大风险，由于呆坏账拨备的计提一般在净利润前，在降低银行风险的同时也会降低利润。
反映资本管理能力的指标：资本/存款。资本是银行应对风险的最后防线，是银行弥补非预期损失的主要手段之一，也在一定程度上影响着银行的盈利性。
反映成本管理能力的指标：非利息费用/总资产。由于银行对非利息费用可以更加主动地控制和管理，模型选取非利息费用/总资产指标可以很好地反映银行经营成本。
反映资产规模的指标：总资产。规模指标是银行在网点、客户、资产上的优势的体现，也是银行在业务定位上的一个很重要的影响因素。为了提高回归精确度，选取总资产自然对数作为解释变量。
反映银行收入的指标：非利息收入/经营收入。而非利息收入主要反映银行中间业务、私人银行等创新业务方面的盈利能力。非利息收入越高则商业银行创新能力越强，获利能力越强。
(二)样本计描述统
(三)模型设定、检验及回归
1. 模型设定。截面数据有时点性，而金融危机后银行经营状况有所变化，选择面板分析数据更全面，更具有动态性。面板数据模型的基本方程表述如下：yi，t= k + αi+ γt+ βi，tXi，t+ εit其中，y 是被解释变量，X为解释变量，i 与 t 分别表示横截面数据、时间序列数据( 在本文中 i =1，2，…，17，t = 2004，2005，…，2011) ，β 是回归系数向量。截距项是 k + ai+ ri，其中 k 是常数项，ai度量单位个体间的差异，rt度量时间序列上的差异，εit表示误差项。用面板数据建立的基本回归模型有 3 种，即混合模型、固定效应模型和随机效应模型，这就首先需要对面板数据进行检验，以选择最适合的模型。
2. 模型检验。
首先用 F 检验判断应该建立混合估计模型还是固定效应模型。由检验结果可知，应建立个体固定效应模型。其次用BP 检验判断应该建立混合估计模型还是随机效应模型。由BP检验结果可知，计算出 BP 统计量的值为54.66，远大于 0.05 的临界值，且相伴概率为 0.0000，所以拒绝原假设，可以建立个体随机效。根据F 检验和 BP 检验结果可知，既可以建立固定效应模型，也可以建立随机效应模型。但是究竟哪一种模型，可以通过 Hausman 检验来进行分析。由最后一行P值可以看到，从 Hausman 检验结果知chi2(6)=46.37 > χ20.05( 6) =12.59，且相伴概率为 0.0000，所以应拒绝原假设，适合建立个体固定效应模型。
3. 面板回归结果。由F检验、BP检验和Hausman检验可以判断应建立个体固定效应模型。其中被解释变量为我国商业银行的资本收益率，解释变量x1为非利息费用/总资产，x2为呆坏账拨备/客户贷款总额，x3为资本存款比，x4为存贷款比率，x5为非利息收入/经营收入总额，x6为资产对数，具体方程式为：ROEi，t= C + β1X1+ β2X2+ β3X3+β4X4+ β5X5+ β6X6+ εit
(四)面板回归结果分析
1. 从银行风险应对能力来看，呆坏账拨备/客户贷款总额与资本收益率负相关，但对资本收益率的影响不明显，表明我国商业银行的风险警觉度不高。
2. 从资本管理能力来看，资本/存款与资本收益率虽然正相关但关系不明显。目前我国商业银行的一级法人，其资本金根据巴塞尔协议的规定是明确且足额的，但负责具体业务前线的分支行资本金却未核定明确，当面临风险时都寄希望于上级银行的援助，这直接导致了各分支行的资本拨备低于实际应有水平。
3. 从成本控制能力来看，非利息费用/总资产与资本收益率负相关。具体来看，不同类型的商业银行营运效率是不同的。从整体来看，成本收入比是衡量支出成本创造收入能力的指标，2009-2011年样本银行成本收入比呈递减趋势。具体来说四大行的收入成本比平均高于股份制商业银行和城商行，2011年工商银行指标值为3.4，表示一元成本花费带来3.4元的收入;建行为3.36，一元花费带来3.36元的收入。此外，股份制银行成本收入指标状况优于城商行。由此可见，四大行规模上的优势使得它可以更低的成本运营。
4. 从规模因素来看，资产自然对数与资本收益率负相关。从目前状况来看，自2004年以来我国商业银行资产规模扩张迅速，并且股份制商业银行如招商、中信、兴业等规模扩张速度超过了四大商业银行。但在传统的存贷差盈利模式下，简单的规模扩张所带来的盈利不是一成不变，随着规模的扩大，会导致银行组织机构复杂化、多重委托—代理关系冗长化以及风险传染效应，使规模效应有U型变化趋势，规模经济逐渐转变为规模不经济。现在看来规模扩张已不能带来盈利的增加。
5. 从银行创新能力来看，非利息收入/经营收入对资本收益率影响不显著，表明我国商业银行的中间业务与创新业务对盈利性的贡献较弱。首先，目前我国商业银行的收入结构中，净利息收入占到经营收入的80%左右，且四大行非利息收入比例高于股份制银行和城商行。其中中国银行的非利息收入最高，主要得益于大量的海外机构支撑下的国际结算业务。四大行非利息收入较高得益于大量的网点带来的代收代付类业务，技术含量不高。股份制商业银行中招商银行非利息收入较高，是由于招商银行作为零售银行的代表，其网上银行与银行卡业务带来的收益。
6. 从流动性来看，存贷款比率与资本收益率正相关。根据人民银行规定，我国商业银行从事人民币贷款额不得超过存款额的75%，这就将银行贷款能力限定在吸收存款的能力之内，吸收的存款越多，可以发放的贷款才能越多，而且许多创新业务也与吸收存款的能力有关。但目前股份制商业银行存贷比高于国有四大行，在70%以上逼近警戒线。具体从我国商业银行吸收存款的结构来看，四大行个人存款与企业存款所占比重接近50%：50%，除四大行以外的大型商业银行个人存款与企业存款比重接近40%：60%，中小型商业银行个人存款与企业存款的比重最高，接近20%：80%。
三、我国商业银行盈利模式转型的政策建议
(一)差异化经营，培养自身核心业务
中小型银行应将为中小企业提供融资和中间业务服务作为业务模式上的突破，同时为中小企业提供风险管理、寻找投资以及资产管理等中间业务。地区性银行应以对公中间业务作为业务模式上的突破，并借助对公业务平台，将其扩展到私人银行业务，进一步发展服务客户的中间业务。大银行要利用自身先天优势将零售业务作为业务模式上的突破。
(二)主动经营风险，进行全面风险管理
商业银行从本质上来说就是经营风险，银行承担风险的意愿，对风险管理与控制的效率直接决定着商业银行的盈利，现代商业银行竞争力和经营能力的核心就体现在其风险管理能力上。全面风险管理不仅涉及传统存贷业务与代理业务，也包括金融市场业务以及表外业务。全面的风险管理要求银行根据风险偏好与风险承受能力对投资者进行分类，针对不同的需求设计产品，将合适的产品提供给合适的投资者。
(三)轻资产化经营，大力发展中间业务
单纯地依靠规模扩张在降低成本的同时也累积了风险。根据资本收益率=资产收益率×资产/资本，可以引入第三个维度“轻资产”来突破二维困境，不依靠规模扩张来实现资本收益的提高[8]。具体来说，商业银行可以通过电子化以及开展中间服务、证券化降低运营资产。
参考文献：
[1]Maudos J.Market Structure and Performance in Spanish Banking Using a Direct Measure of Efficiency Applied Financial Economics Aug.1998.151-153
[2]Carvallo，O，and Kasman，A.，2005. Cost Efficiency in the Latin American and Caribbean Banking Systems[J]. Journal of International Financial Markets，Institutions and Money，(15)：55-72.
[3]周强龙，徐加.中国商业银行的盈利模式与技术效率[J].金融论坛，2010(6)：43-51
[4]颜婧宇.商业银行盈利模式探析[J].经济师，2011(8)：195-198.
[5]郭忠军、郑方敬、郑蕾.银行盈利模式转型与调控路径探讨[J].金融发展研究.2012(8).64-67.
[6]Bouwman H. State of the Art on Business Models[EB/OL].httP：//www.telin.nl，2003
[7]迈克尔·波特.竞争战略[M].华夏出版社，2005/10
[8]朱武祥、杜丽虹、姜昧军. 商业银行突围[M]. 机械工业出版社.
作者：杨媛
摘要：采用河北省2006—2011年11个地市的面板数据，使用面板单位根、面板协整检验等计量方法以及通过建立面板误差修正模型，就人均生产总值、耕种面积、当期赔付率、前期赔付率等因素与河北省农业保险需求之间的关系进行了短期波动和长期均衡分析。结果显示：人均生产总值无论是在短期还是在长期，都对农业保险需求产生了显著的促进作用;耕种面积、当期赔付率与农业保险需求长期来看都呈显著正相关关系，短期影响很小;前期赔付率无论是从长期来看还是从短期来看，都对农业保险需求产生了显著的抑制作用。
关键词：农业保险;需求;面板数据;误差修正模型;实证
收稿日期：2013-12-20
基金项目：国家社会科学基金(编号：12BJY034);河北金融学院科研基金(编号：JY201303);河北省科技厅软科学研究计划(编号：13457691D)。
作者简介：赵桂玲(1971—)，女，河北献县人，硕士，副教授，从事商业保险、养老保险、农业保险等相关领域的教学及科研工作。E-mail：jrzgl2004@126.com。
通信作者：周稳海，副教授，从事商业保险、养老保险、农业保险、证券等相关领域的教学及科研工作。E-mail：jrzwh@126.com。农业是国民经济最基本的物质生产部门，是人类的衣食之源、生存之本，是工业等其他物质生产部门与一切非物质生产部门存在与发展的必要条件，是支撑整个国民经济不断发展与进步的保障。农业生产经营过程中，往往受到许多不确定因素的影响，农业风险时有发生。国内外学者对农业保险已进行了很多研究。研究发现，年纪较大、土地使用年限短的农户对农业保险的支付意愿较高[1]。侯玲玲等研究发现，农户对农业保险的预期越高则支付意愿越低，风险总体影响越大则支付意愿越高[2]。李杰通过问卷调查方式对山西省运城市323 户农户的农业保险需求意愿进行调研，结果显示，纯农业收入、家庭贷款情况对农户的农业保险需求有显著影响[3]。前人的研究成果仍存在一定的局限性与不足，例如利用二元选择模型所得结果只能粗略地反映变量之间的长期关系，不能反映变量间短期变动的影响。笔者在现有研究成果的基础上，运用2006—2011年河北省11个地市的面板数据，使用面板单位根、面板协整检验等计量方法以及通过建立面板误差修正模型，对变量间关系进行短期波动及长期均衡分析，旨在为全面研究影响农业保险需求的主要因素提供参考依据。
1指标选取及数据来源
1.1指标选取
以河北省各地市农业保险保费收入作为因变量，代表河北省农业保险需求状况。农业保险保费收入越多，表明农业保险需求越大，反之说明农业保险需求越小，用P来表示。人均地区生产总值基本能够反映农村居民的收入水平。农村居民的收入水平越高，支付能力越强，更愿意购买保险，农村居民的收入水平与农业保险需求理论上呈正相关关系[4]。本研究将人均地区生产总值作为购买力指标，用Y来表示，观察农村居民的收入水平对农业保险需求的影响。农村居民的耕种面积直接影响农业保险需求，一般情况下，耕种面积越大，保险需求越大，反之越小。理论上耕种面积与农业保险需求也呈正相关关系。用A表示农村居民的耕种面积。农业保险的当期赔付率代表当期农村居民农业生产的风险程度。农业保险的当期赔付率越高，说明农业风险的受灾程度越大，高额损失使农民认识到保险的好处，纷纷购买保险，保险公司对于承保决策的变更具有滞后性，于是当期高赔付率常常伴随着保费收入的增长。相反，农业保险赔付率越低，说明农业风险受灾程度越小，农民购买意愿将会减弱，保险需求减少。理论上农业保险的当期赔付率与农业保险需求呈正相关，把农业保险的当期赔付率作为风险指标引入模型，用CR表示。农业保险的前期赔付率反映上一期的风险程度对当期农业保险需求的影响。上一期的赔付率越高，说明上一期的保险标的风险较大。当期承保时，保险公司会谨慎选择，或者不再承保，或者提高保费承保，或者限制承保条件，前期风险对投保人造成的“伤痛”随着时间的推移慢慢淡化，投保人的投保积极性也随之降低，所以农业保险的前期赔付率与当期保险需求理论上呈负相关关系，把前期赔付率引入到模型中，用PR表示。农业保险当期赔付率反映当期农业遭受风险的程度，农业保险前期赔付率反映上一期农业风险状况。农业风险主要来自自然灾害、意外事故，自然灾害、意外事故的发生当期与前期没有必然联系，因此当期赔付率与前期赔付率不存在自相关，可以同时引入到模型中。
1.2数据来源
人均生产总值、耕种面积等数据来自2007—2012 年《河北经济年鉴》，农业保险保费收入、赔付额来自2007—2012 年《中国保险年鉴》，赔付率等于赔付额与保费收入的比值，为了减少变量的波动性及可能存在的异方差，对各变量取自然对数。
2实证分析
2.1面板数据单位根检验
对于含有时间序列过程的数据，为了避免出现伪回归，需要对数据进行单位根检验以验证平稳性。用Eviews6. 0软件对lnP、lnY、lnA、lnCR、lnPR进行LLC检验、IPS检验、ADF-Fisher检验、PP-Fisher检验。由表1可知，原变量lnY、lnA含有单位根。对所有变量进行一阶差分处理后，再进行单位根检验，所有变量都不含有单位根，即为平稳变量，表明5个变量均为一阶单整序列。表1各变量的面板单位根检验结果
变量LLCIPSADF-FisherPP-FisherlnP-46.489 0***-20.027 0***153.674 0***195.517 0***(0.000 0)(0.000 0)(0.000 0)(0.000 0)ΔlnP-27.439 2*** 131.727 0*** 153.118 0***(0.000 0)(0.000 0)(0.000 0)lnY-1.864 4**1.724 46.953 5 9.725 8(0.031 1)(0.957 7)(0.999 0)(0.988 6)ΔlnY-2.878 2***33.659 9* 32.774 4*(0.002 0) (0.053 2)(0.065 1)lnA-3.317 8***-0.702 030.025 532.125 3*(0.000 5)(0.241 3)(0.117 8)(0.075 3)ΔlnA-9.125 5***76.029 7***77.548 7***(0.000 0)(0.000 0)(0.000 0)lnCR-10.850 8***-2.771 6*** 46.803 0*** 62.240 2***(0.000 0)(0.002 8)(0.001 6)(0.000 0)ΔlnCR-14.090 6*** 103.121 0*** 108.324 0***(0.000 0)(0.000 0)(0.000 0)lnPR-8.886 0***-2.347 2*** 34.309 1** 41.204 8***(0.000 0)(0.009 5)(0.045 7)(0.007 8)ΔlnPR-12.572 9***81.605 9***86.127 0***(0.000 0)(0.000 0)(0.000 0)注：Δ表示一阶差分，各变量依据其图形确定是否有常数项、时间趋势;根据AIC准则确定滞后期数;括号内为P值;***、**、* 分别表示在 1%、5%、10%水平上拒绝存在面板单位根的原假设。
2.2面板数据的协整检验
由表2可知，绝大部分检验在1%显著性下拒绝了原假设，只有在Panel rho检验中统计量表明接受原假设，考虑到本研究的样本期间只有6年(属于小样本)，以Panel ADF、Group ADF检验为准，据此判断变量之间是否存在协整关系。ADF 统计量的概率值为0.009 5，在1%显著性水平上拒绝原假设，Kao检验进一步支持了变量之间存在协整关系的结论。
表2各变量的面板协整检验结果
检验方法统计值概率Panel v-Statistic-5.891 6*** 0.000 0Panel rho-Statistic1.606 9 0.109 7Panel PP-Statistic-10.584 4*** 0.000 0Panel ADF-Statistic 3.360 6*** 0.001 4Group rho-Statistic 3.405 4*** 0.001 2Group PP-Statistic-13.958 0*** 0.000 0 Group ADF-Statistic 7.436 4*** 0.000 0ADF -2.344 9*** 0.009 5注：***表示在1%显著性水平上拒绝不存在面板协整关系的原假设。
2.3长期均衡分析
以上检验表明变量之间存在协整关系，采用Engle-Granger两步法估计长期均衡方程(即协整方程)。
2.3.1模型形式设定检验利用F检验判断各变量对农业保险需求长期变化的影响，模型形式如下。
lnPit=β0+β1lnYit+β2lnAit+β3lnCRit+β4lnPRit+uit(1)
式中，β0为常数项，βi(i=1、2、3、4)为有待估计的参数，uit为随机误差项。
2.3.2采用联合回归模型对各个变量进行面板回归由调整的R2、F统计量可知，模型整体拟合得比较好，DW=1.80表明模型的残差项不存在自相关(表3)。
表3模型(1)中各变量对农业保险保费收入长期变化的影响效应
变量回归系数t检验置信概率lnY? 1.080 95.833 3***0.000 0lnA? 0.846 95.414 1***0.000 0lnCR? 0.261 62.423 1**0.019 1lnPR?-0.197 8-2.206 6**0.032 1C-19.004 7-6.546 8***0.000 0调整的R20.596 8DW值1.798 8F统计量20.610 1注：***、**分别表示在 1%、5%显著性水平上拒绝原假设。
2.3.3长期均衡分析模型(1)估计结果显示，人均地区生产总值对农业保险需求影响的长期趋势存在显著正效应，人均地区生产总值每增加1%，农业保险需求将增加1.08%。人均地区生产总值增加，农民收入水平将相应提高，购买力随之增强，农业保险需求增大，与理论分析相符合。耕种面积对农业保险需求的长期影响效应是正向的，具体而言，耕种面积每提高 1百分点，农业保险的需求将增加0.85百分点。因为耕种面积增加，农业风险的总量将会增大，更多的农业风险需要管理，农业保险需求增加，与理论分析相符合。农业保险当期赔付率与农业保险需求呈正相关，前期赔付率与农业保险需求呈负相关。当期赔付率高说明当期风险较大，农民暂时体会到了投保农业保险的好处，入保积极性将会大大增强，保险需求将会大大提高。前期赔付率代表上一期的风险状况，前期赔付率高说明上一年遇到的风险大，一段时间过后，农民的入保热情降低，保险公司正处于当初的风险造成的“疼痛”之中，导致承保时更加谨慎，所以前期赔付率与农业保险需求呈负相关，实证结果验证了前面的理论分析。
2.3.4面板误差修正模型与短期波动分析通过面板协整分析发现，人均地区生产总值、农村居民的耕种面积、农业保险当期赔付率以及前期赔付率等变量与农业保险需求之间存在长期均衡关系，为了弥补长期静态模型的不足，笔者通过构建短期动态模型反映短期偏离长期均衡的修正机制，计算公式如下。
ecmit=lnPit-β0-β1lnYit-β2lnAit-β3lnCRit-β4lnPRit。
因此，可以建立如下的面板误差修正模型：
ΔlnPit=β0+β1ΔlnYit+β2ΔlnAit+β3ΔlnCRit+β4ΔlnPRit+αecmit-1+εit。(2)
其中，εit为随机误差，公式(2)表明农业保险需求的短期波动不仅取决于各因素的短期变化，而且还受前期农业保险需求偏离均衡趋势程度的影响。此外，差分序列反映了各变量的波动。运用河北省11个地级市2006—2011年的面板数据，对误差修正模型(2)进行估计，得到的回归结果如表4所示。表4各变量对农业保险保费收入短期波动的影响(被解释变量为ΔlnP)
解释变量模型(2)模型(3)系数t统计量置信概率系数t统计量置信概率ΔlnY 0.862 1 1.992 1*0.053 81.190 13.357 1***0.001 8ΔlnA-0.480 2-0.331 10.742 4---ΔlnCR 0.142 2 1.340 70.188 2---ΔlnPR-0.289 5-3.475 3**0.001 3-0.368 8-6.345 5***0.000 0ECM(-1)-0.923 7-6.697 5**0.000 0-0.913 5-6.759 8***0.000 0C 0.171 81.354 10.183 90.125 11.047 30.301 4调整的R2[3]0.648 6[6]0.650 4DW值[3]1.582 1[6]1.408 3F统计量[3]16.502 4[6]27.041 3注：***、**、*表示显著性分别在1%、5%、10%水平。“-”表示该变量不显著，被剔除。
对模型(2)进行估计得到的回归结果，反映耕种面积变化的系数β2与反映当期赔付率变化的系数β3不显著，表明农业保险需求的短期变化受耕种面积短期增减与当期赔付率短期变化的影响甚微。耕种面积与当期赔付率对农业保险需求的影响主要体现在长期。剔除不显著的变量ΔlnA、ΔlnCR，重新建立误差修正模型：
ΔlnPit=β0+β1ΔlnYit+β2ΔlnPRit+αecmit-1+εit。(3)
模型(3)回归结果显示，人均地区生产总值变量ΔlnY的系数为1.19，且在1%水平上显著，说明短期内人均地区生产总值的提高对农业保险需求影响较大。短期内人均地区生产总值提高，农民收入水平随之增加，促使农业保险需求大大增加。前期赔付率的变化量ΔlnPR的系数为-0.37，且在1%水平上显著，说明短期内前期赔付率的增加对当期农业保险需求产生了较大影响。前期赔付率提高说明前期农业风险增大了，保险公司在当期再承保时会更加谨慎，将会减少农业保险的供给或者提高保费，高保费往往使人们望而却步，保险需求减少。面板误差修正项系数为-0.91，且在1%水平上显著，符合反向修正机制。具体地说，误差修正项反映了人均生产总值、耕种面积、当期赔付率、前期赔付率等因素与农业保险需求在短期波动中偏离它们长期均衡关系的程度。
3结论
本研究采用河北省2006—2011年11个地级市的面板数据，使用面板单位根、面板协整检验等计量方法以及通过建立面板误差修正模型对人均地区生产总值、耕种面积、当期赔付率、前期赔付率对河北省农业保险需求的影响效应进行了实证研究，结果表明，人均生产总值无论是从短期来看还是从长期来看，都对农业保险需求产生了显著的促进作用，因为人均生产总值的增加提高了人们的收入水平，人们购买力相应增加，保险需求将会随之增大。耕种面积对农业保险需求影响的长期效应显著;长期来看，耕种面积对农业保险需求产生显著的促进作用。耕种面积的增多增大了农业风险总量，农业风险总量的增加将会提高农民的农业保险需求。就短期而言，耕种面积的增量对农业保险需求的变动影响很小。当期赔付率与农业保险需求长期呈正相关关系。赔付率代表农业风险水平的高低，赔付率越高说明农业生产面临的农业风险越大，农民投保农业保险，用以规避农业损失的必要性越大。短期内，农业保险需求的变化受当期赔付率的变化影响甚微。前期赔付率无论是从长期来看还是从短期来看，都对农业保险需求产生了显著的抑制作用。这是因为保险公司是以利润最大化为经营目标，高赔付率与公司的经营目标相矛盾，并且会导致保险公司偿付能力下降。因此，前期的高赔付率使保险公司在当期承保时更加谨慎，或者提高保费，或者不再承保。高保费往往会导致人们购买力下降，保险需求大大降低。
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作者：赵桂玲 周稳海
