水环境危机下北京市水资源供需平衡系统动力学仿真研究

本文利用系统动力学研究了水环境危机背景下的北京市水资源供需平衡问题.首先,将北京市水资源供需平衡系统划分为两个主要的子系统进行建模分析.其次,基于供需平衡模型,建立了水资源供需平衡系统动力学仿真模型.最后,在仿真对比分析基础上,提出了缓解北京市水资源供需矛盾的方案.     

北京市商品住宅系统动力学模型构建及其在预警中的应用

次贷危机的爆发引起了学术界对房地产风险及预警系统的关注.首先对传统的房地产市场预警方法进行了回顾和分析,然后从系统科学的观点出发通过对商品住宅市场各影响因素的分析构建了北京市商品住宅的系统动力学模型.通过实证仿真研究验证了模型的有效性并利用该模型对不同假设情景下北京市2010年商品住宅市场的主要指标进行了综合模拟预测,为房地产市场综合模拟预警体系提供了一个系统预测方法.     

北京市人口、资源、环境与经济协调发展的多目标规划模型

人口、资源、环境和经济之间的相互作用构成了一个动态开放的复杂系统 .本文以北京市为例 ,采用北京市的历史统计数据 ,开展了人口、资源、环境和经济协调发展实证研究 ,建立了人口、资源、环境和经济协调发展的非线性多目标模型 .以模型计算结果为依据 ,给出了相关的政策建议 .结果表明 ,该模型可较好地反映各子系统协调发展的制衡关系 ,完整地体现了这一复杂系统的整体性特征.     

基于系统动力学的城市交通拥堵治理问题研究

近年来,我国城市交通供给和需求的矛盾在日益突出,城市交通拥堵问题越来越严重,除影响城市居民正常出行、导致环境污染加重外,严重影响了城市物流的正常运行,成为整个城市经济社会发展的制约因素. 本文从城市交通拥堵这一现象入手,分析了交通拥堵的现状、原因、影响及其根源,从城市居民出行和城市物流两个角度总结了现有解决交通拥堵问题的对策,在此基础上结合我国的实际情况,用系统动力学的方法建立了治理城市交通拥堵的系统动力学模型,并以北京市为例,对北京市典型的治堵措施的实施效果进行了仿真分析,从而得出适合我国的解决城市交通拥堵的对策建议.     

时变路网下带时间窗的易腐食品生产-配送问题

为减少易腐食品在生产配送过程中的价值损耗,通常按订单确定的交货期合理组织生产并立即配送.为此,针对多品种易腐食品的集成生产-配送问题,考虑实际配送过程中路网交通的时变特性,建立了以系统总成本最小为目标、带时间窗的易腐食品集成生产-配送问题优化模型.根据该模型特点设计了一种混合遗传算法,并通过数值算例验证了所提模型和算法的有效性.结果表明,路网的时变特性显著影响客户服务水平,优化投入配送的车辆数可有效降低系统总成本和易腐食品的价值损耗.     

受需求风险干扰的供应链系统最优控制策略

讨论了一类受需求风险干扰的供应链系统的最优控制问题.在建立包含市场顾客层、中间集结层和分销层的供应链系统结构模型的基础上,考虑系统受到市场需求风险的干扰,构建了受需求风险干扰的供应链系统动态模型,将前馈反馈最优控制理论引入模型,设计算法,给出了模型的最优控制策略.最后,通过对实例的仿真计算,验证了最优控制策略对需求风险的抑制作用.研究表明,前馈反馈最优控制策略是一种对需求风险具有明显抑制作用的鲁棒性控制策略.     

中国消费结构的非线性模型

有关中国消费结构分析,已有不少研究,如[1],[4],[5]。本文作者之三将目前国际上较常用的几个消费结构模型作过专题介绍。由于目前国内对非线性的消费结构模型的研究还不多见,本文利用似乎不相关估计(SURE)的方法,构造了非线性的几乎理想的需求系统(AIDS),并用于食品补贴政策和消费结构的中长期预测。一个主要结果是,到2000年,我国居民的恩格尔系数仍将维持在0.45左右。     

复杂系统能力需求模型的仿真技术与实现

为了实现复杂系统能力需求模型的仿真,提出了一种基于能力元概念构建仿真虚拟机实现能力需求模型可执行仿真的方法。首先采用巴科斯范式对需求模型进行形式化规范,再利用UML扩展机制将需求模型映射为仿真实例模型,并提出转换算法。最后,通过构建模型仿真虚拟机,实现了能力需求模型的可执行仿真,示例表明了该仿真方法的可行性。     

基于总量管理的北京市水资源动态供需平衡

基于总量管理策略,以吴季松教授创立的水资源总量控制工程管理动平衡态模型为理论基础,开展北京市水资源系统管理应用研究。研究从生活用水、生产用水和生态用水方面分析了北京市水资源需求的发展特点,并从地表水供给、地下水供给和再生水供给方面分析了水资源供给的现状及未来发展趋势,对2015~2050年北京市水资源动态供需平衡关系进行了预测评价。为实现北京市水资源动态供需平衡,应合理利用南水北调水资源,提高再生水利用规模,加大地表水资源和再生水资源的供给,并从长远考虑,建议从人口总量控制、实施渤海水淡化调水入京、实行严格的水资源管理制度等方面采取措施,保障北京市水资源的可持续发展。     

城市地价空间系统的分形特征提取模型与实证

针对城市地价空间系统的特点, 运用Moran's I指数, Getis-Ord General G指数和盒维数模拟原理构建地价空间系统分形特征的提取模型. 采用北京市414个住宅用地出让数据作为样本进行实证分析. 研究发现在3500m范围内, 北京市居住地价空间系统存在较强正自相关的分形特征, 随着空间尺度增大空间相关性逐步降低; 北京市居住地价空间系统呈现低度集聚分布模式, 即地价较高样点趋于和地价较高样点相邻, 地价较低样点趋于地价较低样点相邻规律; 北京市居住地价空间系统分形维数处于2～3之间且均为分数, 维数越大地价空间系统越复杂. 理论与实证研究表明城市地价空间系统的确存在分形特征, 城市地价空间系统分形特征的判定为深入分析地价空间分布, 以及进一步的地价空间分形插值提供了重要的理论依据.     

基于目标的C4ISR系统需求行为建模

获取C4ISR系统需求非常困难,为了准确获取系统需求,尤其是动态行为需求,需要对系统行为进行建模。为此借鉴面向目标的需求分析方法,在C4ISR系统需求描述语言MEISRDL的基础上,提出了基于目标的行为建模方法。首先分析作战任务以识别作战目标,通过精化目标构造目标模型,然后将目标作为职责分配于作战实体,最后重点分析作战实体要实现作战目标应具备的内部和外部行为。状态模型、交互模型和行为关系模型提供了多种行为描述和分析方法。通过一个实例介绍了建模的过程,验证了该方法的可行性。     

计及阶梯式碳交易的综合能源系统优化调度

随着电力市场和碳市场的发展,将需求响应和碳交易机制引入综合能源系统运行调度中,有助于引导用户和系统运营商优化用电和调度计划。通过分时电价和需求响应激励补贴等综合型激励措施引导用户参与需求响应,并基于IGDT（information gap decision theory）理论构建了考虑阶梯式碳交易机制以及需求响应的综合能源系统双层随机优化调度模型,并通过KKT条件和大M法将双层模型转化为单层模型进行求解。结果表明,引入需求响应和阶梯式碳交易机制之后能够实现综合能源系统的低碳环保运行。     

食品可追溯体系快速实施的动态建模与政府决策

使用领导—跟随多智能体系统一致性理论,建立了政府干预下的多食品企业实施食品可追溯体系的动力学演化模型。使用离散时间线性系统稳定性理论和代数图理论,得到了在多食品企业中实施政府期望水平食品可追溯体系的稳定性条件。依据线性系统快速收敛性理论,给出了在多食品企业中快速实施政府期望水平食品可追溯体系的最优政府决策方案。针对具体实例,利用Matlab中的线性矩阵不等式工具箱,求得了最优的政府决策方案,数值仿真验证了理论结果的有效性。     

战术弹道导弹系统效能评估SEA法的建模与仿真

分析了战术弹道导弹攻防对抗过程,建立了战术弹道导弹系统模型和反导防御系统模型,并在此基础上建立了SEA法评估战术弹道导弹系统效能的模型.建模过程中,通过使命属性向使命需求的转化,运用改进的超盒数值算法,在四维空间求解系统使命轨迹,解决了SEA法操作性不强和缺乏细节表现能力的缺陷.仿真分析了不同型号战术弹道导弹系统的效能,及不同使命需求下同一型号的战术弹道导弹系统的效能,验证了该方法的正确性和有效性.     

基于OPN的C4ISR装备体系作战需求验证模型建立方法

作战需求验证是C4ISR装备体系需求开发过程的重要环节,仿真是作战需求验证的一种有效手段,而验证模型的建立是进行仿真验证的前提和关键.针对现有C4ISR装备体系作战需求仿真验证方法在验证模型的建模语言、建模方法等方面的不足,提出采用对象Petri网(OPN)建立仿真验证模型,深入剖析了建立验证模型所需的作战需求描述信息,研究了验证模型的建立过程,可有效支持作战需求验证仿真系统的构建.     

一类随机需求下分销系统的主从对策模型及仿真

针对由一个制造商(主方)和一个经销商(从方)组成的分销系统,在一类兼具价格弹性和服务敏感性的随机需求模式下,给出了经销商和生产商利润函数,建立了分销系统主从对策模型,并用数值方法进行求解。最后,通过仿真比较了这类需求模式与仅具有价格弹性的随机需求模式对分销系统绩效的影响,同时也分析了需求波动的变化、经销商目标利润率的变化、价格折扣的变化给模型带来的影响。     

基于模糊云模型的C4ISR系统效能需求建模与分析方法

在C⁴ISR系统能力需求开发过程中,非功能性需求建模是一个难点,在综合模糊统一建模语言(unified modeling language,UML)与云模型的基础上,提出了一种面向C⁴ISR系统效能需求的建模与分析方法。首先,从系统效能需求建模入手,提出一种兼顾C⁴ISR系统功能和效能综合建模的需求分析框架,并通过扩展传统的UML来提高其领域适用性,实现对效能等模糊信息的建模。其次,结合该框架设计了一种效能云模型逆向生成算法,并提出基于云模型的综合效能评估函数构建方法,可以实现对系统效能的定量分析,评价系统完成使命任务的效果。最后,通过一个精简的区域防空系统案例验证了方法的可行性与正确性。     

基于食品安全的冷链物流成本优化分析

与常温物流相比,冷物流链在储运中需要对易腐食品进行全程温度控制,其成本差别主要体现在能源消耗及控制上。本文运用定量实证分析法,立足于低温能耗控制,首先从微生物生长模型的食品安全可靠度出发,推导出食品冷链物流系统的安全可靠度,得出食品在冷链物流中的成本C是制冷能耗成本CW与货损成本CV之和这一关键函数关系。接着以冷链系统成本最低为目标函数建立冷链物流成本优化的数学模型,通过调整温度来调整食品物流系统的安全可靠度,寻求能耗成本和货损成本之间的平衡点,以达到冷链系统总成本最低的目标。然后设计了基于"压力平衡"的启发式算法对模型进行求解。最后,以实例进行验算并对优化前后的结果进行比较。研究表明该优化模型行之有效,而这种"压力平衡"启发式算法摆脱了运作过程中具体函数关系的约束,易于实际操作,具有很好的实用价值。     

基于动态能力需求的鲁棒性武器系统组合决策

针对动态能力需求下武器系统组合决策问题,建立了鲁棒性武器系统组合决策模型。首先,基于能力需求动态演化的不确定性,采取决策树的形式建立能力需求多阶段演化模型;然后,基于能力需求的演化模型,定义了考虑鲁棒性的“系统组合能力-能力需求”的能力风险及相关函数,将该能力风险作为决策的准则;为了解决系统组合爆炸的问题,采用差分进化算法获取鲁棒性武器系统组合决策问题的最优解;最后,通过一个实例验证所构建模型的有效性和合理性。     

基于MBSE的民机系统功能建模方法

针对传统系统工程存在的迭代周期长、开发效率低、模型二义性等问题, 结合基于模型的系统工程理念, 将敏捷系统工程概念引入到民机研制过程中, 并利用系统建模语言定义了基于场景的功能建模方法, 详细分析了民机自动飞行控制系统高度控制用例的顶层功能愿景, 建立了对应的功能模型和接口描述视图。该方法以迭代的形式展开系统功能建模, 能够充分保证需求和功能模型紧密结合, 正向构建满足民机系统以需求为导向的功能建模方法, 为民机系统的架构设计工作提供基础。