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.     

逐层增枝结构行为检验建模法——以农户沼气工程为例

农村小型循环沼气工程是中国"十三五农业循环沼气工程"的3项工程建设之一,但是,现存在户用沼气池闲置率高的严重问题,需建立可靠性高的仿真模型,仿真提高户用沼气池使用率的对策效应。而如何实现还原论与整体论相结合的原则建立系统动力学仿真模型,如何实现更有效的检验方法提高模型的可靠性又是待深入研究的重要问题.针对上类问题,首先,给出子系统仿真定理,结构行为检验的内涵,新建"逐层增枝结构行为检验建模法"的步骤.接着,根据新建模法,建立农村小型循环沼气工程系统普遍存在的户数-原料-沼气-沼液种植入树T_1(t)-T_7(t)七棵前期流率基本入树,分3次进行结构行为检验,构建可靠性高的第一部分前期流率基本入树模型,通过参数组合仿真此第一部分入树模型,揭示出工程未来发展存在的进度慢、气待开发增、种下降3大问题.然后,针对此3大问题,提出新增户沼气服务技工人员和建立技术人员工资及服务费保障机制2条新措施,针对新措施又新建立2棵入树,并新增加后2棵入树对前7棵入树的流率的3条技工影响反馈枝,构成户-原-沼-种-技-投入树T_1(t)-T_9(t)九棵流率基本入树模型.通过仿真九入树模型,揭示新措施实施对工程未来解除问题的好效果。论证了2个新措施的正确性,建立了"通过政府、高校研究部门、服务技术员、企业、农户5个子系目标责任的实现,实现户用沼气池工程发展的总目标"的管理原理.研究新建立了一种通过增枝的提高模型可靠性、增强操作性、降低建模难度的建模法.     

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.     

基于SD演化博弈模型的生猪规模养殖与户用沼气开发系统动态稳定性

为探索生猪规模养殖废弃物处理的有效模式,在提出生猪规模养殖与户用沼气资源合作开发模式的基础上,将系统动力学流率基本入树模型和演化博弈动态复制系统有效结合起来,建立了SD演化博弈模型。通过SD演化博弈仿真,分析了生猪规模养殖与户用沼气资源合作开发模式运行的稳定性及其影响因素,结果显示:生猪规模养殖与户用沼气资源合作开发模式在一定条件下最终趋于稳定状态;农户的利益保障、养殖企业效益的增加和政府政绩的提升有助于开发模式的稳定运行。并提出推动生猪规模养殖与户用沼气合作开发模式稳定运行的政策建议。     

农村贫困地区沼气采纳决策的影响因素实证研究

尽管政府高度重视农村户用沼气推广工作,但我国农村贫困地区的沼气普及率仍然非常低。通过对湖南省5个国家级贫困县450户农户的调查,采用Logit模型实证研究影响贫困农户采纳沼气技术的决策因素。研究表明:户主受教育程度、沼气有用性认知、沼气易用性认知、畜禽养殖规模、家庭纯收入、主要生活用能类别、实际获得沼气池建设补贴额等因素对采纳决策有显著的正相关关系;耕地面积等因素对采纳决策有显著的负相关关系。为此,在短期内,要发挥沼气服务网点的平台作用,加大贫困地区生态农业技术和现代生活方式等方面的宣传教育;长期来看,要持续做好扶贫工作,多渠道提高农民家庭收入。另外,要建立补贴标准与建材物价、劳动力工资的同增长机制,提高中西部地区尤其是贫困农村地区的补贴力度。     

低碳生态能源经济循环农业系统工程典型模式及配套技术

面对中国当前低碳生态能源经济循环农业系统工程复杂动态系统中存在的一些关键问题,仅凭单个学科的理论方法难以解决,在研究德邦牧业及其所在地高塘乡复杂动态生态能源经济系统发展问题中,将系统工程理论方法与其它学科理论方法交叉结合,进行集成创新,建立了区域双充分低碳生态能源经济循环农业系统工程典型模式和全乡四责任制低碳生态能源经济循环农业系统工程典型模式.这两种典型模式的建立步骤是:首先建立原系统发展各年的顶点赋权图模型,生成反馈系统的发展对策;继而建立仿真评价模型,对对策的实施效应进行定量仿真评价;最后根据设定的目标和仿真评价的结果调整确定科学合理的对策,进行实施.典型模式及配套技术实施的结果是:通过猪粪尿沼气能源充分开发利用工程和养种反馈循环沼液资源开发生物链工程,分别建立了低排放、低污染、低能耗、高效率的沼气能源开发的沼气能源产品供应链和绿色无公害农产品供应链.这为解决"三农"问题探索出了一条顶天立地、集成创新的系统开发新路.     

生猪供应链模式的系统动力学仿真及对策分析

通过对我国38个县市区生猪市场、饲料市场及猪肉市场的实地调研和跟踪调查,构建了我国生猪供应链系统的因果关系图、反馈环、子系统和系统动力学流图。在此基础上,建立了我国生猪供应链系统动力学模型,并进行了仿真分析。结果表明:生猪供应链系统结构中存在两个反馈环,形成了两个子系统,即增长子系统和上限子系统,生猪供应链系统是一个增长上限系统。在"公司+农户"供应链模式下,养殖户的总成本低于独立散养模式下的总成本,生猪产品质量高于养殖户独立散养模式下的生猪质量,养殖户的利润高于独立散养模式下的利润,通过"公司+农户"供应链模式可以保障猪肉食品安全和提高农户收入。     

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.     

规模养殖循环经济增长上限系统反馈分析

基于系统动力学反馈分析理论和学习型组织理论创始人彼得·圣吉博士的成长上限理论,提出定性与定量紧密结合的增长上限顶点赋权图模型分析法.以地处井冈山西域的兰坡村规模养殖废弃物综合利用系统为例,对规模养殖循环经济系统进行反馈分析,利用该系统的增长上限顶点赋权图模型,定量地分析以沼气工程为纽带的规模养殖废弃物生物质能源开发利用、污染治理模式运行中蕴含的四条增长正反馈环、四条制约负反馈环的反馈力度和反馈规律,揭示阻碍其有效运行的上限子系统存在的原因.依据＂促进增长上限系统发展的杠杆解是消除制约因素＂的管理方针,基于系统内现有的资源条件,提出建立扩充沼气用户工程、沼液与灌溉用水分流工程、旱地与冬闲田蔬菜种植综合开发工程及政府建立配套政策等四条对策建议,形成有效的杠杆解.这一杠杆解及其分析方法在兰坡村规模养殖循环经济系统得到了成功的应用,对于我国农村目前广泛存在的种植业和养殖业相对不分离、有一定的土地消纳废弃物的养殖方式具有普遍的实用性.     

一种库存比例积分控制器及其系统动力学仿真

将比例积分控制原理应用于供应链库存控制的研究,设计了一种两级供应链环境下的库存比例积分控制器,并利用系统动力学方法构建了两级供应链库存比例积分控制器的动态仿真模型,最后通过实例仿真得出了实现牛鞭效应、库存水平、库存波动、缺货的协调控制的控制增益组合,并给出了系统内部结构上的解释.结果表明,在合适的控制增益组合下,供应链库存比例积分控制器能有效的缓解供应链系统中的牛鞭效应、降低库存水平及库存波动幅度、减少缺货的发生等.     

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.     

生鲜农产品供应链系统反馈结构模型的建立与应用: 以赣南脐橙为例

生鲜农产品供应链系统是一个复杂的社会经济系统,通过建立系统动力学反馈对策基模入树仿真建模法对其进行研究.首先从生鲜农产品供应链系统的统计数据中分析找出系统运行中的核心变量,建立核心变量构成的成长上限基模;通过农户、中间商、政府各子目标的实现来验证系统总目标的原理,提出消除制约的管理对策并建立对策基模. 接着,基于对策基模的六个核心变量,建立六个流位及其流率构成的流位流率系及对策调控参数. 然后,建立六棵树构成的流率基本入树模型及其对应流图模型; 最后,通过调控参数分类组合进行仿真实验, 定量揭示所采取的对策的实施效果,为管理决策提供依据. 此新四步建模法的建立及应用,有重要理论意义和实用价值.     

基于系统动力学机制的组合港发展研究

为提升港口的国际竞争力,现代港口在竞争与合作中,建立港口物流供应链的战略合作伙伴关系,形成组合港。剖析组合港的概念及内涵,应用系统动力学理论及仿真方法,分析组合港发展的因果关系、运输需求、能力供给与经济发展的基本反馈关系等,建立组合港发展的系统动力学仿真模型。苏州组合港的实证分析表明,该方法为港口发展决策提供理论依据和指导。     

基于动态反馈分析的农产品供应链整合实证研究

农产品供应链的运作涉及多个主体,需要多方协作,是一个复杂的社会经济系统.本文运用系统动力学反馈分析的思想与理论对农产品供应链中的制约因素进行反馈分析,提出了消除负反馈制约上限的原理:引入具有共同利益、目标和责任的子系统,通过子系统利益、目标和责任的实现,达到消除农产品供应链负反馈环制约上限的总目标,实现农产品供应链的有效整合;以赣南脐橙为例对赣南脐橙产业良性发展进行了实证分析,据此对农产品供应链发展规律进行了总结,对优化资源配置,提升农业整体竞争力,极具意义.     

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.     

汽包水位波动与晃荡热力学模型的开发与仿真研究

汽包水位波动与晃荡产生的原因有两方面,即水动力学和热力学方面的原因;为建立汽包水位波动与晃荡的仿真模型,建立汽包水位波动与晃荡热力学模型是最根本的,基于模块化建模的方法,以汽包集总参数模型为参考模型,为汽包水位波动与晃荡热力学模型开发了四种可行的建模方案,通过对汽包“虚假水位”与设计工况点的动态仿真结果的研究,确定其中最优的方案作为汽包水位波动与晃荡热力学模型的建模方法,并基于该方法建立了汽包水位波动与晃荡热力学模型,为建立完整的汽包水位晃荡模型与开发先进的汽包水位控制策略奠定了坚实的基础。     

基于Sallen-Key滤波器的数字高斯成形方法的仿真

详细阐述了一种指数信号数字高斯成形技术的计算机仿真方法.首先,以Sallen-Key滤波器为基础,建立了指教输入信号和高斯输出信号之间的数学关系模型.该模型是一个二阶微分方程.其次,模型解算过程中利用数值微分算法得到一个数值递推解通过计算机仿真该数值递推解实现了指数信号的数字高斯成形.最后,将成形模型应用于实际核脉冲信号分析系统中,通过计算机仿真确定了成形参数.     

供应链网络风险扩散动力学模型及其应用

在考察分析供应链网络结构域组分特征的基础上,建立了供应链网络风险扩散动力学模型,给出其定态解.该模型由一组方程构成,设置了风险产生项与风险湮没项,合理考虑了风险在供应链网络主体间的传导概率,并设置了主体感染风险阈值.该模型能够反映供应链网络中风险扩散机理,也可以揭示供应链网络结构演进下的风险扩散特征变化.将模型运用到实际的农产品供应链网络中,获得了当前农产品供应链网络及其演进结构下的风险扩散特性.     

基于组件的虚拟原型下的多体动力学仿真研究

通过分析机械系统多体动力学解算模型特点,从机械产品的协作开发与仿真角度,研究了基于组件方法建立机械系统虚拟原型,提出利用MVC设计模式构建多体动力学解算仿真模型。这种解算模式,实现了多体动力学解算仿真中,模型与解算逻辑的分离,维护了系统仿真中构件、铰约束、力元等组件的状态一致性。利于在不同的解算逻辑下组件和仿真方案的配置,方便了基于组件的协同开发与仿真。结果表明,基于组件的机械虚拟原型模型与多体动力学MVC仿真模型是可行的。