规模养殖沼气生态能源工程发展与治理模式研究

规模养殖是农民在农业生产领域增收的一条重要途径,沼气工程建设可有效解决养殖废弃物污染对养殖业发展的制约,种养结合低碳循环农业则是综合开发利用沼气工程产出物沼液资源的重要模式。本文通过对规模养殖沼气生态能源工程系统发展不同阶段的分析,剖析了系统发展中的困境,对系统结构进行分析给出消除制约系统发展的管理对策。在此基础上,构建了规模养殖沼气生态能源工程系统持续发展的治理模式,并给出了促进系统发展的保障对策。     

养殖场原料供不应求条件下沼气反馈供应链波动规律的仿真和微分方程解研究

沼气是我国农村重要的生物质能. 针对农村户用沼气池缺原料, 但规模养殖的猪粪没有充分开发, 直接排放污染环境的问题, 养殖场、农户、政府、高校四方成立合作社, 在鄱阳湖区实施了以养殖场猪粪为原料促全乡300个户用沼气池开发的沼气产业系统工程, 产生了沼气从养殖场至农户的反馈供应链. 用系统动力学仿真和微分方程理论方法结合进行反馈供应链的波动规律研究, 首先, 建立沼气产业养殖场至农户反馈供应链三阶基本流图模型, 又建立其仿真方程, 并应用调控参数法, 建立原料供不应求反馈供应链模型, 同时, 用系统动力学仿真方法求出仿真解. 接着, 求对应微分方程解, 进行了仿真解与微分方程解一致性证明. 同时, 从仿真解和微分方程解两方面论证了沼气供不应求时反馈供应链的波动规律及其意义.     

反馈系统发展对策生成的顶点赋权反馈图法——-以鄱阳湖区德邦生态能源经济反馈系统发展为例

德邦规模养殖生态能源经济区是国家战略《鄱阳湖生态经济区规划》农业产业区,是要求实现规模养殖和种植循环经济的开发区,是要求实现开发沼气能源减少污染物排放(节能减排) 的低碳生态产业区,是由大学、公司、农户、地方政府等共同参加建设的有普遍意义的创新基地.此规模养种循环与节能减排系统是一个反馈复杂系统, 对此,创建系统动力学三步顶点赋权反馈图的管理对策生成法进行研究. 首先,通过对德邦牧业实地发展进行深入分析,建立了两个增长正反馈环和一个制约负反馈环构成的2005-2009年五个规模养殖生态能源经济区增长制约顶点赋权反馈图,定量揭示现行系统发展的优势和存在的问题. 其次,围绕五个顶点赋权反馈图中两个增长正反馈环和一个制约负反馈环的内涵再提出系统可持续发展实现规模养种循环与节能减排的3条管理对策.最后, 通过五个顶点赋权反馈图顶点值的反馈变化规律,证明了系统发展中必须实施以猪尿资源为原料养殖场开发沼气工程并周边养种结合开发沼液资源,必须实行以养殖场的猪粪资源为原料促进全乡户用沼气池开发且全乡实施沼液种植,必须加大投入实施规模经营改变生产方式3条管理对策的正确性.此三步顶点赋权反馈图法及研究结果有重要理论和普遍实际意义,且为后续定量仿真管理对策未来实施效应评价中仿真方程的建立提供了积累.     

反馈系统发展规划的对策实施效应仿真评价

德邦规模养殖生态经济区是国家战略《鄱阳湖生态经济区规划》产业区, 此生态经济系统是一个生态能源经济复杂反馈系统, 系统发展问题具有普遍性, 对其管理对策未来实施对规划目标实现的未来效应进行仿真评价. 首先, 基于反馈系统发展规划目标和对策, 使用变量因果链倒推方法确定评价指标体系. 接着, 用评价指标体系用逐步缩小法建立流位流率系, 对实际系统变量进行相关分析, 建立流位流率系下因果关联关系的流率基本入树基本模型.再次, 依据系统历史年数据及基本规划值, 系统变量基本计算公式, 应用系统动力学的表函数、选择函数、阶跃等函数, 建立七棵流率基本入树的仿真方程, 建立仿真模型. 最后, 进行对策实施调控仿真, 分析对策实施对系统规划目标实现的定量促进效应, 进行仿真评价, 定量论证了所制定的管理对策的正确性, 为系统发展提供决策依据.     

系统动力学演化博弈流率基本入树模型的构建及应用——基于生猪规模养殖生态能源系统稳定性的反馈仿真

规模养殖生态能源系统是猪粪尿资源化综合开发利用防治环境污染的规模养殖和沼气能源综合开发利用系统.针对该系统及其主体出现的影响系统区域环境"超载"、沼气能源利用率低和沼气工程建管不协调的这些系统稳定性新问题;课题紧扣问题的系统结构复杂和系统主导主体的行为复杂这两个特性,结合问题多学科交叉的特点;利用研究系统结构复杂性的系统动力方法和研究系统行为动态复杂性的博弈分析方法,在分别进行系统反馈分析和系统博弈合作机理分析的基础上;抓住演化博弈动态复制系统和系统动力学流位流率系的动态复制这一共同特性,开展由演化博弈动态复制系统构建系统动力学流率基本入树模型的理论集成研究,实现对具有系统结构复杂性和系统行为博弈复杂性的系统稳定性问题的综合研究.得出：任意的演化博弈动态复制系统均能建立以流率变量为根,以流位变量为尾,且流位变量和外生变量直接控制流率变量的流率基本入树模型.进而构建了系统动力学演化博弈流率基本入树模型,并对江西德邦生猪规模养殖生态能源系统稳定性进行了反馈调控仿真研究,得出了系统稳定性运行的调控对策,调控对策为国家规模养殖环境污染防治及国家沼气工程战略制定提供决策依据.     

系统动力学演化博弈流率基本人树模型的构建及应用——基于生猪规模养殖生态能源系统稳定性的反馈仿真

规模养殖生态能源系统是猪粪尿资源化综合开发利用防治环境污染的规模养殖和沼气能源综合开发利用系统.针对该系统及其主体出现的影响系统区域环境"超载"、沼气能源利用率低和沼气工程建管不协调的这些系统稳定性新问题;课题紧扣问题的系统结构复杂和系统主导主体的行为复杂这两个特性,结合问题多学科交叉的特点;利用研究系统结构复杂性的系统动力方法和研究系统行为动态复杂性的博弈分析方法,在分别进行系统反馈分析和系统博弈合作机理分析的基础上;抓住演化博弈动态复制系统和系统动力学流位流率系的动态复制这一共同特性,开展由演化博弈动态复制系统构建系统动力学流率基本入树模型的理论集成研究,实现对具有系统结构复杂性和系统行为博弈复杂性的系统稳定性问题的综合研究.得出:任意的演化博弈动态复制系统均能建立以流率变量为根,以流位变量为尾,且流位变量和外生变量直接控制流率变量的流率基本入树模型.进而构建了系统动力学演化博弈流率基本入树模型,并对江西德邦生猪规模养殖生态能源系统稳定性进行了反馈调控仿真研究,得出了系统稳定性运行的调控对策,调控对策为国家规模养殖环境污染防治及国家沼气工程战略制定提供决策依据.     

系统自组织演化流率基本入树模型的构建和应用——基于规模养殖生态能源系统的反馈仿真

生猪规模养殖生态能源系统是实现企业、农户、政府共赢的沼气综合利用系统.针对该复杂系统存在的农户退出系统意愿增强、企业为农户进行沼气原料供应意愿降低、政府对沼气工程后续维护重视程度低等有序性减弱现象,课题紧扣系统结构复杂性和系统有序性演化,结合问题多学科交叉的特点,利用研究系统结构复杂性的系统动力学方法和研究系统有序性演化的自组织理论,在分别进行系统反馈分析和系统自组织演化机理分析的基础上,抓住自组织动态演化系统和系统动力学流位流率系的动态复制这一共同特性,开展由自组织动态演化系统构建系统自组织演化流率基本入树模型的理论集成研究,实现对具有系统结构复杂性和系统有序性演化问题的综合研究,得出：任意的自组织演化动态复制系统均能建立以流率变量为根,以流位变量为尾,且流位变量和外生变量直接控制流率变量的流率基本入树模型,即系统自组织演化流率基本入树模型.并利用该模型对江西德安生猪规模养殖生态能源系统进行反馈调控仿真研究,得出：提升生猪规模养殖生态能源系统主体变化率、系统发展阈值、系统内部的合作效应有利于促进系统向有序转化.     

系统自组织演化流率基本人树模型的构建和应用——基于规模养殖生态能源系统的反馈仿真

生猪规模养殖生态能源系统是实现企业、农户、政府共赢的沼气综合利用系统.针对该复杂系统存在的农户退出系统意愿增强、企业为农户进行沼气原料供应意愿降低、政府对沼气工程后续维护重视程度低等有序性减弱现象,课题紧扣系统结构复杂性和系统有序性演化,结合问题多学科交叉的特点,利用研究系统结构复杂性的系统动力学方法和研究系统有序性演化的自组织理论,在分别进行系统反馈分析和系统自组织演化机理分析的基础上,抓住自组织动态演化系统和系统动力学流位流率系的动态复制这一共同特性,开展由自组织动态演化系统构建系统自组织演化流率基本入树模型的理论集成研究,实现对具有系统结构复杂性和系统有序性演化问题的综合研究,得出:任意的自组织演化动态复制系统均能建立以流率变量为根,以流位变量为尾,且流位变量和外生变量直接控制流率变量的流率基本入树模型,即系统自组织演化流率基本入树模型.并利用该模型对江西德安生猪规模养殖生态能源系统进行反馈调控仿真研究,得出:提升生猪规模养殖生态能源系统主体变化率、系统发展阈值、系统内部的合作效应有利于促进系统向有序转化.     

自然人造复合系统的开发原理与途径——以区域大中型沼气能源工程系统开发为例

由自然系统和人造系统所构成的自然人造复合系统是一个反馈动态复杂系统,其系统发展中存在系列问题待研究.针对系统开发问题,提出了通过各子系统人员责任和目标的实现,实现系统总目标的自然人造复合系统开发原理,新建了系统仿真与"干中学"结合的自然人造复合系统开发途径.以井冈山西部萍乡市泰华养殖场区域大中型沼气能源工程为例,针对其中沼气能源工程系统开发系列实际问题,通过表函数和选择函数等多种形式函数的结合,建立系统动力学仿真方程,用沼气开发和应用子仿真模型逐步建模法对各不同问题逐一进行仿真实验,实现系统仿真与"干中学"相结合,并通过公司、大学、管理人员与农业技术员、政府、农户等各子系统责任和目标的实现,达到区域沼气能源工程系统高效开发总目标.此研究结果对自然人造复合系统开发有理论和示范意义.     

SD模型的系统极小反馈基模集入树组合删除生成法——以德邦规模养种系统发展为例

反馈基模是社会经济复杂系统分析的有效工具,在穷举可能经嵌运算生成极小基模的入树组合原则下,给出了三个入树组合删除法则,利用法则可删除大量不能生成极小基模的入树组合,从而实现简单有效计算一个确定复杂系统极小基模集的目的.根据二阶反馈环中流位变量、流率变量的关联特征,给出二阶极小基模生成步骤;根据入树组合删除法则,给出三到n阶极小基模生成步骤.由此,得到规范化的系统极小反馈基模集生成的步骤.以德邦牧业规模养种生态能源反馈系统为例,建立了含八棵入树的流率基本入树模型,利用此方法计算出系统八个极小基模构成的系统极小反馈基模集.此八个极小基模可有效刻画养殖废弃物污染制约系统发展、厌氧发酵产出物二次污染制约系统发展、场户合作低碳循环农业模式促进系统发展三个不同阶段的系统主导结构,并基于极小基模分析生成促进系统发展的三条管理对策.建立了德邦牧业规模养种生态能源反馈系统模型仿真方程,仿真分析三条管理对策的实施效应,实现了定性至定量综合集成分析,此实证分析效果揭示极小基模集入树组合删除生成法为系统进行反馈环分析提供了一种新的方法.     

交通诱导系统智能化方案及其仿真研究

交通流过程是不确定性很强的复杂过程，用传统的理论方法已经不可能有效解决交通流控制与诱导问题，交通诱导系统（route guidance system,RGS)必须智能化，该文评述了基于动态交通分配模型的交通诱导方法，指出其存在着模型理想化、局限于解析模型和忽视了人的参与与作用等问题，提出了RGS的一种智能化方案，介绍了基于学习机制来实现交通流短时预测和推理得出交通诱导信息的原理，给出了交通诱导智能系统的结构，用仿真研究的结果说明了原理的有效性，得出了交通诱导智能化的方案比依赖某种确定的数学模型的方案更可行有效的结论。     

基于多Agent的地面作战建模仿真研究

计算机作战仿真是军事人员的“作战实验室”。然而,作战系统是一个复杂的非线性动态系统,对其进行建模困难,Agent和多Agent技术为计算机作战仿真提供了新的建模仿真方法。本文首先分析了作战系统的特点和传统的数学建模的不足,其次介绍了有关Agent、多agent系统和多Agent系统仿真的概念,并分析了基于多Agent的建模与传统的数学建模的区别,最后,分析了一个基于Agent建模与仿真技术的陆军地面作战仿真系统。     

两部门经济增长的非均衡关系研究

经济系统是一个非稳定、非均衡的复杂系统，研究经济系统的非稳定、非均衡关系，具有重要的理论价值和实际意义．首先将经济系统简化为由资本品生产部门和消费品生产部门组成；其次，在做出若干假设的基础上，采用系统分析的方法，建立了两部门经济增长的非均衡关系模型；最后，通过改变模型中的参数．研究了两部门经济增长的非均衡关系，对资本分配比、劳动分配比、产品价格比、资本折旧率、人口增长率、资本利润率等参数与两部门经济增长的非均衡关系，进行了准确描述和分析．     

JIT生产控制策略的研究现状与发展

深入分析并比较了文献中有关准时制生产系统中生产控制策略的研究工作，主要包括不同控制策略的生产系统模型、模型分析方法、生产系统中看板数的确定和分配。把串联布置的生产系统的研究工作扩展到更为复杂但更符合实际的一般设置的网络生产系统，并且对生产系统中运作管理的策略进行了分析，提出了4种不同的控制策略，在这方面的研究工作已经取得了进展。     

以人为中心的综合集成研讨厅体系——人工社会(二)

人机结合的综合集成研讨厅体系，将专家体系、机器体系和数据体系有机结合起来组成智能系统，该方法的成效依赖于系统的整体优势和综合优势。本文从人机结合以人为主的智能系统角度，研究人机结合综合集成研讨厅体系的具体化理论及其模型。主要工作在以下方面：1）首次提出处理复杂问题的人机结合的综合集成研讨厅体系，是研究将社会科学、自然科学所研究的现实复杂问题的自然法则和社会规律联系在一起的方法手段，并且人工设计再现。2）从智能系统角度．综合集成研讨厅体系，以[人，网络计算机]为基元，通过以复杂问题为牵引的交互和组织，形成了开放的人工社会，是以求解复杂问题为目的，以人为中心计算的组织空间。进一步，文章讨论了基于agent的人机结合综合集成厅人工社会的设计重点，包括以人为主的社会基元，知识生产和智慧涌现，以人为中心的数据制成体系，有效交互和组织，以及面向组织的多智慧体社会逻辑设计。本篇文章侧重于工作的第二部分，从智能系统的角度设计综合集成研讨厅人工社会。     

以人为中心的综合集成研讨厅体系——人工社会(一)

人机结合的综合集成研讨厅体系，将专家体系、机器体系和数据体系有机结合起来组成智能系统，该方法的成效依赖于系统的整体优势和综合优势。本文从人机结合以人为主的智能系统角度，研究人机结合综合集成研讨厅体系的具体化理论及其模型。主要工作在以下方面：1）首次提出处理复杂问题的人机结合的综合集成研讨厅体系，是研究将社会科学、自然科学所研究的现实复杂问题的自然法则和社会规律联系在一起的方法手段，并且人工设计再现。2）从智能系统角度，综合集成研讨厅体系，以[人，网络计算机]为基元，通过以复杂问题为牵引的交互和组织，形成了开放的人工社会，是以求解复杂问题为目的，以人为中心计算的组织空间。进一步，文章讨论了基于agent的人机结合综合集成厅人工社会的设计重点，包括以人为主的社会基元，知识生产和智慧涌现，以人为中心的数据制成体系，有效交互和组织，以及面向组织的多智慧体社会逻辑设计。本篇文章侧重于阐述以人为中心的综合集成研讨厅人工社会的基本理论。     

毛泽东系统思想与方法析源

毛泽东系统思想和方法,是对中国古代系统思维方法和马列主义系统思想与方法的继承和发展,是毛泽东哲学思想的重要组成部分。毛泽东在领导中国人民进行革命和建设的过程中,科学吸收了中国古代系统思维方法和马克思列宁主义系统思想中的系统始基、系统整体性、系统相关性、系统层次结构性、系统协同倍增等思想和方法,形成了独具特色的系统思想和方法。     

复杂自适应系统的MAS动态协作任务求解时序逻辑模型

借鉴组织学思想将自适应系统中的自主运行单元抽象为Agent, 把复杂自适应系统视为多Agent组织, 从时间和状态角度对复杂动态系统的行为进行描述, 提出了基于时序活动逻辑的多Agent动态协作任务求解自适应机制和构造模型; 分析了任务求解BDI Agent的信念、愿望、意图的产生过程和实现方法, 建立了协商推理的语义规则和行为规则, 给出了协作群组的选择算法. 并从任务求解Agent的心智变化角度, 描述了动态协作任务求解模型实现的六个阶段: 任务动态分配、协作意愿产生、协作群体生成、共同计划制定、协作群体行动和结果评估. 通过在MAGE等平台上实验和仿真测试, 验证了方法的可行性和有效性.     

基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

INCIDENCE MATRIX APPROACH FOR CALCULATING READINESS LEVELS

Contemporary system maturity assessment approaches have failed to provide robust quantitative system evaluations resulting in increased program costs and developmental risks.Standard assessment metrics,such as Technology Readiness Levels（TRL）,do not sufficiently evaluate increasingly complex systems.The System Readiness Level（SRL）is a newly developed system development metric that is a mathematical function of TRL and Integration Readiness Level（IRL） values for the components and connections of a particular system.SRL acceptance has been hindered because of concerns over SRL mathematical operations that may lead to inaccurate system readiness assessments.These inaccurate system readiness assessments are called readiness reversals.A new SRL calculation method using incidence matrices is proposed to alleviate these mathematical concerns.The presence of SRL readiness reversal is modeled for four SRL calculation methods across several system configurations.Logistic regression analysis demonstrates that the proposed Incidence Matrix SRL（IMSRL）method has a decreased presence of readiness reversal than other approaches suggested in the literature.Viable SRL methods will foster greater SRL adoption by systems engineering professionals and will support system development risk reduction goals.