城市水供需系统投资的鲁棒控制

针对城市水需求具有增长性和周期性的情形,建立城市水供需系统投资的离散时间控制模型.由于城市水管理系统参数估计值可能具有不确定性和时变性,为使此情形下仍能有效满足城市水需求,利用内模原理设计了系统补偿器,并证明了其可行性,然后利用补偿器对系统实施鲁棒控制.在预测城市水需求的基础上,通过合理控制城市水供给的投资,使城市的剩余供水能力逐渐准确逼近给定目标值,且系统具有鲁棒性.     

产业结构与水资源相关分析理论及其实证

由于不同的产业部门和生活方式对水资源的消耗是不同的，经济的不同发展格局会在很大程度上改变水的需求，因此对宏观经济系统和水资源系统同时进行动态分析，才能揭示它们之间的内在联系。本以北京市为实例，利用相关分析理论和方法，系统地研究了产业结构调整与水资源需求变化之间的关系，同时通过计算，指出北京市产业结构与用水量之间存在着高度相关关系，发展第三产业，调整第二产业是解决首都水资源紧缺的重要方法。     

城市交通投资结构调整与交通需求互动优化模型研究

城市交通投资结构研究有助于了解交通供给能力特征,缓解城市交通拥堵状况.北京市在过去的十几年来大量的交通资金投入到道路建设中,但并没有从根本上扭转日益突出的交通供需矛盾状况.从交通投资与交通需求的关系出发,探讨投资方向和投资力度对交通供需结构的影响.给出交通投资结构阶段统计特征、分析了北京市"七五"至"十五"时期交通投资系统与交通需求、交通供给和社会经济系统关系.应用多目标优化方法,并运用M atlab软件计算不同交通结构情境下的交通投资取向、结构、管理上提出建议.     

基于Vague集距离与灰色关联的区域产业技术供需协同发展评价研究

技术供需有效协同是实现产业中高端发展的重要驱动,本文综合考虑产业技术供需子系统发展水平、供需子系统间耦合作用及协同效应等因素,将Vague集相似性度量与距离协同模型结合,运用灰色关联分析计算技术供需子系统间的灰色关联度,建立了基于Vague集距离与灰色关联的区域高技术产业技术供需复合系统的综合协同发展模型,并利用该模型对2009年至2016年京津冀地区高技术产业技术供需协同水平数据进行了实证分析。实证分析结果表明,京津冀地区技术供需协同发展处于高协同低发展阶段,综合协同发展水平增速缓慢;供需子系统间相互作用关系显著;北京和天津的技术供给发展较快,需求相对不足,而河北需求旺盛,但供给不足。因此,兼顾技术供需高质量发展与区域技术供需协同匹配是创新引领产业发展的有效路径。     

北京市用水结构预测分析

城市化进程给城市用水量与用水结构带来了显著的改变,通过研究北京市用水结构的发展趋势,为区域水资源的科学管理与合理配置提供依据.用水结构主要包括农业用水、工业用水、生活用水和生态用水四类,可将历年用水量作为一系列按照时间顺序排列的成分数据,运用球坐标变换的成分数据预测方法,研究了北京市用水量结构的动态规律,并对未来两年的用水量结构作出预测.     

供应链系统转变为供需网系统研究

为帮助传统企业顺利转变为供需网企业,提出了供应链系统向供需网系统的转变研究.该研究利用企业节点数据化,通过企业节点的改造及供应链节点与供需网的连接操作达到系统转变的目的.在sc节点数据结构及自身系统功能模块改造的基础上,着重思考了供应链节点连入SDN中的算法思想.通过非线性择优连接方法避免了造成系统易攻击性的枢纽节点的出现.给出了连接算法流程,并以一个示例演示了此连接算法,从中也验证了非线性择优连接的有效性.     

北京市水资源利用建模分析研究

以北京市为例,分别应用无偏灰色GM(1,1)模型和非线性模型对北京市2001年-2010年的用水量进行了建模,利用最优化方法,计算了上述两种模型的最优组合模型,通过三种模型分别计算了北京市2001年-2010年的水资源利用量,并与北京市2001年-2010年的实际用水量进行了对比,采用精度检验方法,分别对无偏灰色模型,非线性模型和组合模型进行了精度检验,计算结果表明,加权组合模型是三种模型中精度最高的模型,通过组合模型计算得出的用水量值与实际水资源利用量相比误差最小,由此得出,可以利用组合模型对北京市未来的水资源利用量进行预测,预测结果可为其他相关研究提供参考.     

沿海港口集装箱空箱调运策略优化模型

我国沿海港口进出口箱分布非常不均衡,由此产生了集装箱空箱调运现象,合理的空箱调运策略能够有效地降低航运成本。本文研究了沿海港口间的空箱调运问题。在传统确定目的港策略的基础上,提出了一种新的空箱调运策略,不确定目的港策略。针对两种不同调运策略分别建立了以总调运费用最小为目标的规划模型。并以中国沿海港口空箱调运为例,运用遗传算法,在不同的空箱供需情况下,对两种调运策略费用进行了优化求解。结果表明,供需平衡模式下,固定目的港策略略有优势;在供需不平衡模式中,不确定目的港策略优势更加明显。此研究能够为港口间空箱调运提供辅助决策。     

基于可能性分布的资源质量路由

掌握与控制用户需求和网络服务资源的可能性分布形态,有助于提高网络的服务质量.本文介绍以资源供需平衡和可能性为基础、适应需求与资源变化不确定性的质量路由算法,以提高质量路由决策的效率与水平.     

基于系统动力学模型的青岛市水资源承载力研究

在全面分析青岛市水资源现状的基础上,利用系统动力学方法建立了青岛市水资源承载力仿真模型,并对模型的有效性进行了检验.通过改变模型相关决策参数,仿真模拟了自然延续型、经济发展型、节水发展型、综合发展型4种不同方案下青岛市2011-2030年水资源承载力的动态变化情况.结果 表明,综合发展型方案是保证青岛市水资源可持续利用...     

煤炭资源型城市生态环境状况评价与调控

目前,煤炭在我国的能源生产与消费结构中占有相当大的比重,将来一段时间也将占据主导地位.然而,在煤炭的生产、运输与消费过程中对环境造成了很大影响与破坏,首先就煤炭开发利用对所在区域生态环境的影响进行了系统分析,提出了煤炭资源型城市生态环境评价的概念、评价原则,建立了评价指标体系,应用模糊综合评价的方法建立了煤炭资源型城市生态环境评价模型,提出了煤炭资源型城市生态环境调控的具体措施.     

The energy resources system with parametric perturbations and its hyperchaos control

This paper analyses the dynamic behavior of an energy resources system with parametric perturbations. By adding the small sinusoidal perturbations to the three-dimensional energy resource system established for two regions of China, the autonomous system becomes the non-autonomous system which has richer dynamical behaviors. Periodic, chaotic and hyperchaos behaviors are discovered in the system by means of Lyapunov exponents and bifurcation diagrams. A new energy resources hyperchaos attractor is obtained, which has not yet been reported in present literature. Furthermore, effective non-autonomous feedback controllers are designed for stabilizing hyperchaos to unstable periodic orbits and quasi-periodic orbits. Numerical simulations are presented to show these results. This study will be instructive for the energy resource demand-supply in some regions of China.     

政府调控下的能源供需系统动力学分析

依据一个经济时期内能源需求、能源供应和政府调控之间相互依存、相互制约的演化关系为背景建立了一个新的能源供需模型.模型中引入市场自身调节的闽值,政府调控的阈值,政府调控对能源需求和能源供应的影响系数等参数,通过参数的调整,分析了政府调控在能源供需中的作用.通过平衡点稳定性、系统的耗散性、Lyapunov指数谱等的分析,研究了系统的基本动力学行为,利用数值模拟的方法给出了系统的动力演化行为;给出了模型中参数估计的方式,对模型所反映的现实意义进行了解释,给出了数值模拟结果,验证了理论分析的正确性.     

江苏-西部能源需求-供给模型及其动力学分析

根据江苏省能源需求与西部能源供给及江苏省能源进口量之间相互支持、相互制约的复杂关系建立了江苏-西部能源需求-供给系统．分析了系统的稳态、周期、分叉、混沌等若干动力学行为．通过调节参数可以使系统处于稳定发展或周期震荡区域中．基于Silnikov定理,应用待定系数法,求出了能源系统的同宿轨的表达式．证明了在两个平衡点处均有Silnikov型的同宿轨．根据Silnikov定理确保了能源系统有Smale马蹄和马蹄形混沌．     

Multiutility service companies: A complex systems model of increasing resource efficiency

Domestic households account for a significant portion of energy consumption and carbon emissions in the United Kingdom. Gains in energy and resource efficiency are undermined by the continuing rise in consumption. A multiutility service company (MUSCo) could enable households to make efficiency improvements through energy technologies and demand management, thus reducing overall consumption. We present a system dynamics model for the domestic energy demand and supply system in the United Kingdom, in which MUSCos compete with traditional utility providers. The market transition toward a leasing contracted service is examined and various potential business models explored. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Complexity 21: 23–33, 2016     

Average shadow price and equilibrium price: A case study of tradable pollution permit markets

Shadow prices indicate implicit values of limited resources at the margin and provide important information in decision making for resource management. In continuous economic models, shadow prices associated with demand-supply balance constraints represent consumers’ willingness to pay and producers’ marginal cost, hence they correspond to market equilibrium prices. As well known, however, marginal analysis fails in the case of discrete optimization, such as mixed integer programming. An alternative concept has been introduced in the literature to measure the value of an extra unit of a limited resource in such cases. This concept is based on average rather than marginal values, thus called the average shadow price, and interpreted in the same way as conventional shadow prices. Whether average shadow prices in a discrete economic model can serve as market equilibrium prices has not been addressed in the related literature. The present paper addresses this issue in an empirical setting. Using a tradable pollution permit market as an example, where firms’ YES/NO type technology adoption decisions are represented by binary variables, we show that the average shadow price of tradable permits can be interpreted as the equilibrium price only when certain conditions related to the cost structure and emission levels hold. On the other hand, we show that an iterative procedure based on individual firms’ cost minimizing behavior presents a better approach for finding a price that can eliminate or reduce the gap between demand and supply of permits in the market.     

煤炭城市可持续发展的系统动力学模拟与调控

煤炭城市是由人口、资源、经济与环境四个子系统构成的复杂系统.其可持续发展依赖于各子系统的合理结构和发展模式以及对系统的有效控制.将可持续发展思想与系统动力学模拟方法相结合,在分析了煤炭城市系统结构基础上,构建了煤炭城市系统动力学模型:确定生育指数、各产业投资比例、资源循环利用率等为调控参数,以典型煤炭城市鸡西市为例进行了5种发展模式的模拟和调控.结果表明:可持续发展模式与其他四种发展模式相比,取得的经济、资源、环境整体效益最大,是鸡西市发展的相对最佳方案.     

An inexact-stochastic dual water supply programming model

This paper introduces an inexact-stochastic dual water supply programming (ISDWSP) model based on analysis of the inexact characteristics in demand and supply subsystems of dual water supply system and their dynamic interactions. The model is based on an inexact chance-constrained programming (ICCP) method allowing both distribution information in B (right parameter in the model constrain) and uncertainties in A (left parameter in the model constrain) and C (parameter in the model function) with objective of maximizing economic return, and constrained to available water resource, economical, environmental and social constrains. The decision-making variables of ISDWSP model are water demanded amount by different sectors and waterworks building scale. In the solution process, the ISDWSP is transformed into two deterministic sub-models, which correspond to the upper and lower bounds of the objective function, and the reasonable interval solution set in the given decision space can be obtained by solving the two sub-models. Thus, decision alternatives can be obtained by adjusting decision variable values within their solution intervals and will be useful for decision makers to choose the projected applicable conditions considering tradeoffs between eco-environmental and economic objectives. The model is also applied in a new developing zone of North China with the results of the case study providing reasonable solutions for dynamic planning of different source water (DSW) allocation in a regional system. Finally, waterworks building plan is generated based on the projected applicable conditions.     

基于模糊综合评价模型的赣州市水资源承载力动态评价

水资源的合理利用对区域经济社会发展以及促进人与自然的可持续发展至关重要.通过构建模糊综合评价模型,选取年降水量、人均水资源量、水资源利用率、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、农田灌溉亩均用水量、生态用水等7个指标对赣州市2009-2018年水资源承载力进行动态评价研究,分析近十年该地区水资源承载力演变趋势以及影响该地区水资源承载力的主要因素.结果表明:1)赣州市水资源综合承载力较高,水资源还有进一步开发利用的空间;2)2009-2018年赣州市水资源承载力整体上呈上升趋势,但上升幅度不大,呈现小幅波动状态,其中GDP、工业用水量以及农业用水量对赣州市水资源承载力的具有显著影响;3)赣州市水资源较丰富,但由于时空分配不均,水资源配置体系也不够完善,且供水的基础设施比较薄弱,所以水资源的开发利用程度比较低.该研究结果可为当地水资源的可持续利用提供决策参考和依据.