第六章 热(火用)经济学基础
658 经济学基础
658 经济学基础经济学是研究人类社会在资源稀缺的情况下如何进行生产、分配和消费的学科。
在现代社会中，经济学已经成为一门非常重要的学科，它涉及到我们日常生活中的方方面面，如就业、通货膨胀、房价、股市等等。
本文将介绍经济学的基础知识，包括微观经济学和宏观经济学。
微观经济学微观经济学是研究个体经济行为和市场机制的学科。
它主要关注的是个体的经济行为和市场的交互作用。
在微观经济学中，人们通常会研究以下几个方面：1.供求关系供求关系是微观经济学的核心概念。
供求关系指的是市场中商品或劳务的供给量和需求量之间的关系。
市场中的价格往往是由供求关系决定的。
当供给量大于需求量时，价格通常会下降；当需求量大于供给量时，价格通常会上涨。
2.弹性弹性是指价格变化对数量变化的影响程度。
在微观经济学中，常见的弹性概念包括价格弹性、收入弹性和交叉弹性。
价格弹性指的是价格变化对需求量变化的影响；收入弹性指的是收入变化对需求量变化的影响；交叉弹性指的是其他商品价格变化对需求量变化的影响。
3.成本成本是生产商品或提供服务所需的支出。
在微观经济学中，人们通常会研究以下几个成本概念：固定成本、变动成本、平均成本和边际成本。
固定成本指的是生产商品或提供服务所需的不随产量变化的支出；变动成本指的是随产量变化而变化的支出；平均成本指的是每个单位产量所需的总成本；边际成本指的是生产一个额外单位产量所需的成本。
宏观经济学宏观经济学是研究整个经济体系的学科。
它主要关注的是国家或地区的经济总体状况和宏观经济政策的制定。
在宏观经济学中，人们通常会研究以下几个方面：1.国内生产总值国内生产总值（GDP）是一个国家或地区在一定时期内生产的所有最终产品和劳务的市场价值。
GDP是衡量一个国家或地区经济发展水平的重要指标。
2.通货膨胀通货膨胀是指货币供应量增加，导致物价上涨的现象。
通货膨胀通常会导致货币的购买力下降，从而影响消费者的消费行为和企业的生产行为。
3.失业率失业率是指劳动力中没有工作的人数占劳动力总数的比例。
中级经济师—经济基础(知识整理)
第一部分经济学基础29分第一章市场需求、供给、均衡价格一、需求:购买欲望、支付能力供给：愿意、可能二、影响需求因素:消费者的偏好、个人收入、产品价格、替代品价格、互补品价格、预期影响需求最关键的因素还是该商品本身的价格。
、生产技术、产品价格、相关产品的价格、预期需求数量变动：假定其他因素不变，只考虑需求和价格的关系(曲线上点的移动）需求变动：消费者收入和消费者偏好等因素的变化引起表现为需求曲线的位移供给数量变动：只考虑供给和价格的关系沿着既定的供给曲线进行-—点动最高限价——保护买方利益-市场短缺、黑市高价、生产者变相涨价、配给制需求/价格弹性系数——点弹性适用变动较小的场合；弧弹性适用变动较大的场合。
点弹性:分母是原需求量和原价格弧弹性:分母是平均需求量和平均价格影响因素：替代品的数量和相近程度、商品的重要性、商品用途的多少、时间E d>1高弹性、E d〈1低弹性、E d＝1单一弹性富有弹性的商品适用实行薄利多销需求交叉弹性系数：〉0替代品；〈0互补品;=0无关商品需求收入弹性：>1高档品；〈1必需品；<0低档品供给价格弹性：时间(决定供给弹性的首要因素)、生产周期和自然条件、替代品第二章消费者行为分析一、经济人假设：基数效用论和序数效用论基数效用论——效用可加减—-边际效用分析序数效用论——偏好次序效用不可加减-—无差异曲线和预算约束线二、消费者偏好的基本假定：完备性、可传递性、偏好于多而不是少三、无差异曲线的概念和特征：越远偏好程度越高、不能相交、凸向原点，斜率为负无差异曲线——消费者偏好由商品边际替代率递减规律决定的四、预算约束线:预算线的斜率两种商品价格的比率负值五、消费者效用最大化：消费者均衡的前提条件：偏好不变；收入不变；价格不变需求曲线是通过价格消费曲线推导出来。
消费者在需求曲线上消费可以实现效用最大化六、商品价格变化的两种效应——收入效应、替代效应低收入同方向第三章生产与成本理论一、生产者组织形式及企业形成理论组织形式：个人独资企业；合伙企业;公司制企业1、美国经济学家科斯认为企业的本质特征是作为市场机制或价格机制的替代物.2、企业存在的根本原因是交易成本的节约.3、导致市场机制和企业的交易费用不同的主要因素是信息的不完全性二、生产函数及其曲线:技术不变，生产要素的数量与能生产的最大产量间的函数关系规模报酬是指在其他条件不变的情况下，企业内部各种生产要素同比例变化时所带来的产量的变化. 规模报酬递增、递减、不变三、成本及利润的正常利润:企业对企业家才能的报酬支付.正常利润是生产成本一部分,作为隐成本。
热经X学的及应用.doc
热经济学的及应用目前世界的增长，人们生活水平的提高、科技的，都在客观上加大了能源的消耗,然后,能源并非取之不尽.能源紧缺的问题也日益凸显，我国正处于转型期，协调能源与的关系，实现可持续是当前形势下的必然趋势，重视系统的节能指标的意义也就不言而明了。
1热经济学的历程概述热经济学起源与20世纪5０年代末期，为的Tribes.他在其指导的博士能量系统的火用分析中,第一次将经济因素引入到了火用分析之中,并首次提出了通过系统逐个寻优达到全局最优的目的.到20世纪６0年代中期，热经济学初步有了完善的体系，并被学术界命名为ｔｈｅr—econｏmｉcs。
ﻭTribeｓ的学生Reva还发表了热经济学孤立化原理的数学论证。
随后，的另一学派代表人物R。
Gagｇioli，他以代数为主要数学计算模式,进而了代数模式的热经济学.德国的Ｂeyｅr,结构系数模式经济学为符号经济学，也称知阵模式热经济学（因为西方国家习惯称知阵为符号）,知阵模式代表了热经济学的成熟阶段。
到了1995年，王加漩等科学工开始在我国推行国际上各种流派的火用经济学的先进理论。
部分学者根据我国的具体对其研究应用，并且已经取得了一定的成就,逐渐了各自的流派。
ﻭ2热经济学的原理与优势ﻭ目前存在的能量评价方法包括以热力学第一定律为基础的能量分析法。
这种分析法虽然操作简单，且已经被广泛应用,但评价值侧重于量而没有评价质。
另一种是以热力学第一定律和第二定律和火用平衡理论为框架的火用分析法。
这种方法在对能量系统进行综合分析优化的时候，得出的结果往往无法顾及经济因素。
目前最为科学全面的分析是法是本文研究的将热力学分析与经济因素综合分析的热经济学分析法也称火用经济学分析法.这种方法结合了工程经济学、系统工程、最优化技术以及决策理论等基本思想，兼顾能量使用的量与质，并将系统的火用流价格数据化，能够评估兼顾能量使用效率与经济价值的综合结果,这种分析法在复杂的工程分析、诊断、优化、改进中，都有重大作用，技术优势非常明显.ﻭ热经济学的分析能够全面辅助系统的优化，它的基本原理是在进行系统优化时，确定考虑的变量及变量之间的关系,然后选择约束条件和决策变量，最后用数学手段描述出目标函数与约束。
第六章 热(火用)经济学基础
EX1”=EX2’
因子系统1向2
' X2
C2 E C23 C12 E
Cn2
(B)
子系统2输出产品的总成本 A代入 C1 Cn 2 Cin EXin Cn1 Cn 2
依次类推
(C )
Ck Cin E Xin Cni
☻第一定律分析法没有环境概念，只使用一个能量的概念， 是单纯地以能量平衡和物质平衡为基础进行分析的一种方法。 ☻第二定律分析法有一个环境——物理环境。取一定的环境为
本身，而且还取决于环境的参数。 ☻热经济学分析法具有两个环境，除了物理环境外，还有一个 经济环境，经济环境是人们依照热力学方法想象的，经济环境 随着社会经济信息的改变而改变。
☻热经济学分析法的任务除了研究体系与自然环境之间的相互 作用外，还要研究体系内部的经济参量与环境的经济参量之间 的相互作用
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二、 热经济学的基础
1. 方法的基本概念 •1868年Tait第一次使用availability的概念；
1871年Ｍaxwell使用 了available energy的名词； 1873年Gibbs和1889年Gouy提出了 封闭系可用能的概念； 1889年Stodola导出稳流系的最大功，并 和Gouy同时但独立地 把可用能损失与熵产联系起来，奠定了第一定律与第二定律 结合的基础
• 1932年美国麻省理功学院J.H.Keenan等提出可用能函数表示
能量质概念；
• 20世纪50年代德国学者对能的概念进行系统分析，提出能=
无+ ，明确了
不可 exergie
的部 分， —英文exergy，德文
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2、 热经济学发展轨迹
☻热经济学是热力学分析与经济因素结合的产物，起源于20
上课课件 《经济学基础(第2版)》林根祥
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《经济学基础》（第2版）
1
第一章 导 论
1.掌握资源的稀缺性和由此产生的经济学对资源 配置与利用的问题； 2.对经济学的主要研究方法有一个初步的认识； 3.初步形成经济学的总体框架； 4.了解经济学的形成与发展。
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《经济学基础》（第2版）
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第一节 经济学的研究对象
（《国民财富的性质和原因的研究》）出版，标志现代经 济学的诞生。 • 贡献：建立了以自由放任为中心的经济学体系，自由放任 是古典经济学的核心。把经济研究从流通领域转移到生产 领域，使经济学真正成为一门有独立体系的科学。 • 价格调节经济的思想，被称为“经济学皇冠上的宝石”
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《经济学基础》（第2版）
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《经济学基础》（第2版）
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宏观经济学的基本内容
（1）国民收入决定理论（第九章） （2）失业与通货膨胀理论（第十章） （3）经济周期与经济增长理论（第十一章） （5）宏观经济政策（第十二章） （4）国际贸易理论（第十三章）
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《经济学基础》（第2版）
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宏观经济学的基本假设
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三、资源配置与利用
（一）资源配置
1．生产什么？ • 到底生产大炮还是黄油？生产多少大炮和多少黄油？在
大炮和黄油的生产可能性曲线中选择哪一种组合？ 2．如何生产？ • 在生产同一种物品的许多种不同方法中选择一种最有效
率的方法？ 3．为谁生产？ • 生产出来的物品应该用什么原则在社会中分配？ • 以上三个问题是微观经济学要研究的问题。
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《经济学基础》（第2版）
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一、经济学的含义
火用分析
目前的资源综合利用分析与评价主要是基于统计数据的指标评价。
较早出现并具有影响力的评价指标有联合国可持续发展委员会建立的可持续发展指标，蔡邦成等基于生态环境和经济可持续发展理念建立了区域可持续发展评价指标。
但是，指标评价存在数据统计工作繁多、指标计算过程复杂、不能给出量化的评价结果等问题。
在能源利用效率研究中，一直困扰人们的也是如何将非同质的能源投入要素、不同产出进行加总和成本分摊等问题，火用概念的提出解决了这个问题。
火用指能量、物质系统在只有环境作用的条件下，经历可逆过程达到与周围环境状态平衡时能产生的最大可用功。
火用为正确评价不同形态的能量、不同状态的物质的价值提供了统一的标尺[1]。
火用分析是根据进出系统火用的不平衡发现不可逆火用损失，对系统物质、能量利用状况给出全面评价的分析方法。
火用分析不仅已被广泛应用于冶金、电力、水泥等高耗能生产过程和设备的能量系统的分析和评价,火用理论也成为了评价地球和国家资源环境状况的重要工具。
建设资源节约、环境友好两型社会要求的是节约原材料、能源、资金、劳动力以及环境资源等的广义节能。
广义节能必须要有新的科学有效的分析和评价方法对经济系统进行评价和监督。
将火用理论与微观经济学结合，形成了交叉学科—火用(热)经济学。
火用(热)经济学在生产系统的综合经济性分析方面得到了应用。
张超等在单位火用成本基础上，分析了电厂热力系统在设计工况以及变工况下火用成本的分布规律，并且定量研究了各种运行参数对设备火用成本的影响。
而运用火用(热)经济学对运行机组各设备的火用成本变化进行在线监督，已经是热力系统故障诊断的主要方法之一。
但是，火用经济学分析中总是存在热力学参数火用与经济学量货币资金的分别衡算问题，衡算方程多，计算过程复杂。
目前，火用经济学分析的应用研究主要集中在只有单一火用流输入的火电厂或者供热系统的火用成本分析、经济性优化和故障诊断等方面。
生产资料(土地、原材料和能源等)、资金和劳动力是生产系统的3 个要素资源，随着环境恶化，生产的环境成本越来越高，环境资源也成为了生产要素资源之一。
基于热经济学
基于热经济学基于热经济学的研究是近年来受到广泛关注的一个领域。
热经济学，也被称为行为经济学，是一门研究人们在经济决策中的心理和行为特征的学科。
它通过对人们的行为和决策模式的研究，揭示了经济活动中的非理性因素，对经济学的研究和实践产生了重要的影响。
热经济学的研究对象主要是人类的经济行为，以人的行为和决策为中心，考察人在经济活动中的心理因素、行为偏好、认知失真等方面的特点。
与传统的经济学不同，热经济学认为人的经济行为不完全理性，受到许多非经济因素的影响。
通过对这些非理性因素的研究，可以更好地理解和预测人们的经济行为。
热经济学对经济学领域的影响是多方面的。
首先，热经济学揭示了人们的行为决策中存在的非理性因素，这对于传统的经济理论有着重要的补充作用。
传统经济理论通常假设人的行为是理性的，但实际上人们的决策常常受到情感、认知偏差等因素的干扰，这些非理性因素对经济活动产生了重要影响。
热经济学对政策制定也有着重要的指导意义。
传统经济学通常以理性人的模型为基础，对政策的影响进行分析和预测，但这种分析往往忽视了人们的非理性行为。
热经济学的研究可以帮助政策制定者更好地理解人们的行为特点，从而制定更有效的政策。
例如，在环境保护领域，传统经济学通常通过经济手段来解决环境问题，如征收环境税、推行排污权交易等。
然而，热经济学的研究表明，人们对环境问题的反应往往受到情感、认知偏差等因素的影响。
因此，针对环境问题的政策制定应该考虑到人们的非理性行为，采取更加综合的方法，如提供环境教育、改善环境意识等。
热经济学的研究还对市场行为和金融领域产生了重要影响。
热经济学发现人们在投资决策中往往存在着过度自信、损失规避等心理特点，这对金融市场的运行产生了重要影响。
热经济学的研究成果使得金融从业者和投资者更加关注人的行为特点，从而更好地理解市场波动和金融风险。
基于热经济学的研究揭示了人们经济行为中的非理性因素，对经济学的发展和实践产生了重要影响。
最新火用分析基础
p
p a1
T1 T0 1
s=常数
b
m T=常数
c
p
0
0
o
v
焓火用在T-s图上的表示
T
T1
h1 1 p1
h0
p0
T0
0
T
T1
h1 1 p1
h0 T0
p0 0
b s s0
s
b s0 s
s
理想气体的焓火用
e X ,H w A ,m ah x h 0 T 0 (s s 0 )
T
c p dT
T0
T
T0
eX,T
T (1T0 )dQ
T0
T
2.定温或初、终态温度相同的过程
eX,T 0
ex,p
RgT0
ln
p2 p1
可以解释理想气体在透平中做可逆等温膨胀
wA q0 -RgT0lnpp12 ab(sex,p)RgT0lnpp12
化学火用
化学火用与基准物系
化学不平衡包括组分不平衡和浓度的不平衡。
Ne
摩尔分数
0.756 0.2034 0.0312
0.0003
0.0091 0.0000052 0.000018
分压力（atm） 0.756 0.2034 0.0312
0.0003
扩散火用 （kJ/mol）
0.6917 3.9528
8.5953
20.108
0.0091 0.0000052 0.000018
化学反应的最大有用功及其计算
QHWA
For example 2CO O22C2O H 2 H C 2- O (H 2 C O H O 2)
斯查尔古特体系
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☻第一定律分析法没有环境概念，只使用一个能量的概念， 是单纯地以能量平衡和物质平衡为基础进行分析的一种方法。 ☻第二定律分析法有一个环境——物理环境。取一定的环境为
本身，而且还取决于环境的参数。 ☻热经济学分析法具有两个环境，除了物理环境外，还有一个 经济环境，经济环境是人们依照热力学方法想象的，经济环境 随着社会经济信息的改变而改变。
" X2
EX1”=EX2’
因子系统1向2
' X2
C2 E C23 C12 E
Cn2
(B)
Hale Waihona Puke 子系统2输出产品的总成本 A代入B，得子系统2输出产品总成本为：
C2 C1 Cn 2 Cin EXin Cn1 Cn 2
依次类推
(C )
Ck Cin E Xin Cni
☻R.Evans对热经济学孤立化原理进行了数学论证。
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☻20世纪70年代又形成了以R.Gaggioli为首的所谓“代数”模
式热经济学
☻近年来又出现了“结构系数”模式热经济学、“矩阵”模式
总之： 热经济学把热力学分析法与经济学分析法（优化） 结合在一起，分析与优化相辅相成。分析的结果可给出
些地方存在着最大的改进潜力。优化方法则从系统整体 的角度给出系统的某一局部改进或某一参数改进对全系 统的影响。
k
i 1
i
i 1
k
k
k Cin (G )
i
ck k Cin
Cni 1 i 1 Cin E Xin
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子系统k的
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空气流经一逆流式换热器，从2.8105Pa 、25℃的状态 加热至125℃。空气流量1.2kg/s。空气由燃气加热，燃 气从250℃、 1.3105Pa冷却至98℃。燃气的平均比定 压热容和比定容热容分 别为0.84kJ/(kg· K)和 0.63kJ/(kg· K)。空气的平均比定压热容1.01kJ/(kg· K)。 假如空气和燃气通过换热器的压力和动能变化 忽略不 计，换热器与环境无热量交换。环境状态为1.0105Pa 和20℃。试求：（1 （2）换热 3）如果燃气离开换热器
第六章 热（火用）经济 学基础
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一、 引言
分析与能量有关的现代工程系统方法：
•第一定律分析法—利用系统能量平衡概念分析和完善
所 讨论的系统，用各项技术指标计算并评估它们的完善程 度（又称能平衡法）； 考虑能量的数量概念忽略各种不可逆损失。
•第二定律分析法—利用热力学势可以给出各种形式下功
的数值的概念评估和分析所讨论系统任意点上的物流与能流 的作功性能（包含熵分析法、火用分析法和能级分析 法）。 对系统作性能分析而与系统的形式、结构及复杂程度 无关。70 科— 。
2
分析与能量有关的现代工程系统方法的特点:
☻热力学研究注重于对热力过程的描述、热工参数的计算以及 热力系统中能流和物流变化的计算。热力学方案比较使用单纯 的热力学特性量，如效率、有效利用系数、熵增、不可逆性和 ☻经济学分析，使用成本、价格、利润、利息率以及其它经 济信息。
☻热经济学是热力学第二定律分析法发展的一个重要分支。它 是把热力学第二定律分析法与经济优化技术结合起来的产物， 是把技术和经济融合在一起的全新的技术，特别适用于解决大 型的、复杂的生产能量和消耗能量的工程系统的分析、设计和 优化。 ☻热经济学的特点是在热力学参量与经济信息参量之间找到 一个非常适当的结合点，使能以第二定律分析法为基础，最后 得到能直接给出以经济量纲表示的答案。 3
Exin、Expr— Ck—为第k个子系统输出产品的总成本； Ck,k+1—第k个子系统向第k+1
—为系统1向子系统2 Cnk—第k个子系统消耗的非能量费用，如折旧、工资等；
E
" X1
9
对子系统1
C1 E C Cin EXin Cn1
" X 1 12
( A)
子系统1输出产品的总成本 对子系统2
i 1
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Cni Cin i 1 E Xin
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3 方法和经济分析方法相结合的关键是 ， 问题的复杂在于每种模式可以有几种形式的价格。
代数定价方法：
外部价格— ， 由市场价格确定
没有利
润
的成本，这种成本沿子系统逐级增值，因此这种 价格也称“传递价格”
8
内部价格—
考虑图示各子系统依次排列成链式的能量系统 Cn 1 EX1’ = EXin 1 EX1” EX2’ 2 Cn 2 EX2” EXk’ k Cn k EXk” EXm’ m Cn m Exm” =EXpr
☻热经济学的创始人M .Tribus把一个复杂的能量系统划分成若
干“子系统”，首创通过子系统逐个寻优达到全局最优的目的。 为了使系统各个局部最优即意味着系统全局最优，各个子系统必 须满足热经济孤立化条件。 ☻热经济孤立化是拉格朗日待定乘子法分散优化的发展。它的 基本思想是，热系统的某一部分在热孤立化的情况下，可以从 其它部分中孤立出来，这时，它在经济上的每一种联系可被一 组唯一稳定的拉格朗日乘子所充分描写。热孤立化是一种充分 必要条件，优化子系统自身，不必确定它对系统其它部分的影 响，就能保证全系统寻优。
i 1
k
( D)
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" ' EX E 1 X 1 1 EXin 1
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'' ' EX E 2 X 1 1 2 EXin 1 2
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类推 所以式D
Ck Cin E Xin Cni
• 1932年美国麻省理功学院J.H.Keenan等提出可用能函数表示
能量质概念；
• 20世纪50年代德国学者对能的概念进行系统分析，提出能=
无+ ，明确了
不可 exergie
的部 分， —英文exergy，德文
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2、 热经济学发展轨迹
☻热经济学是热力学分析与经济因素结合的产物，起源于20
世纪50年代末，60年代形成完整的体系。最早的可称为“孤 立化”模式的热经济学。
☻热经济学分析法的任务除了研究体系与自然环境之间的相互 作用外，还要研究体系内部的经济参量与环境的经济参量之间 的相互作用
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二、 热经济学的基础
1. 方法的基本概念 •1868年Tait第一次使用availability的概念；
1871年Ｍaxwell使用 了available energy的名词； 1873年Gibbs和1889年Gouy提出了 封闭系可用能的概念； 1889年Stodola导出稳流系的最大功，并 和Gouy同时但独立地 把可用能损失与熵产联系起来，奠定了第一定律与第二定律 结合的基础