基于钱学森开放复杂巨系统理论的城市大脑顶层设计研究

智慧城市经历了以物联感知为核心的G1.0、以数据治理为核心的G2.0,以交通大脑和IOC为代表的G2.5等阶段,正在向以开放复杂巨系统分析方法为核心、以新型城市大脑为载体的的G3.0迈进,智慧城市G3.0的理论科学性对智慧城市建设有重大指导意义。本文在钱学森院士开放复杂巨系统理论和潘云鹤院士三元空间理论的研究基础上,通过边界空间维度和演进时间维度对两大理论在智慧城市领域应用进行融合;形成了智慧城市G3.0本体论、认识论与方法论分析架构;提出以城市大脑系统为核心,通过城市大脑与云脑协同,实现城市大脑与物理空间系统、数字空间系统、社会空间系统相协同的“一脑三系统”智慧城市顶层设计框架;为智慧城市在学术、立法、产业、工程建设等领域提供参考。

基于开放复杂巨系统的生态城市建设

快速城市化进程打破了人类社会与自然环境的平衡,生态城市是解决城市化问题的有利武器。文章从生态城市的概念与复杂系统的理论角度出发对生态城市系统的内涵及其子系统进行了分析,并通过对生态城市子系统之间的关系及其与外部系统之间的相互作用等方面进行了深入探讨后,认为生态城市就是一个开放的复杂巨系统。在此基础上,从复杂系统的角度提出了一个新的多层次、多主体的生态网络城市建设模式。

开放复杂巨系统理论:科学性、研究现状和存在问题

钱学森有关开放复杂巨系统理论的工作可以概括为三个基本点:提出开放复杂巨系统这个核心概念,给出复杂性的一种定义,确立从定性到定量综合集成法这种新的方法论。兹就这三个议题论证开放复杂巨系统理论的科学性,进而考察它的研究现状和存在问题。

开放复杂巨系统理论的哲学探索

钱学森在系统科学的研究中,与国内外同行比较居于光荣的学术地位。他所提出的开放的复杂巨系统理论和从定性到定量综合集成方法对马克思主义哲学作出了一系列重要的理论贡献。从辩证发展的观点看,钱学森的这种理论和方法论也需要继续前进和完善。

钱学森开放复杂巨系统论视域下“一带一路”顶层设计研究

开放的复杂巨系统居于钱学森系统认识论重构体系的最高层次,具有开放性、复杂性、层次性和整体性特征。建立在开放复杂巨系统论及其方法论基础——从定性到定量综合集成方法之上,基于总体设计部思想的系统工程技术路径对于"一带一路"倡议的实施具有重要理论观照价值和现实指导意义。本质上,"一带一路"属于具有开放复杂巨系统基本属性的社会系统工程:整体性方面,"一带一路"是一项共生系统工程;开放性方面,"一带一路"倡导开放性原则,秉持开放发展理念,是一个跨区域开放性大框架;层次性方面,"一带一路"体现了我国战略空间辐射、战略利益拓展和战略维度选择的层次性耦合;在复杂性方面,"一带一路"面临成员认知、运行机制、施动主体和系统体系四个方面异常复杂的战略风险与现实掣肘。为顺利推进"一带一路"建设,笔者尝试提出,开放复杂巨系统论可以成为国家进行"一带一路"顶层设计的理论参照:在制度层,加强对"一带一路"建设的总体设计和综合运筹,成立中央级领导机构和国家级智库,充分发挥学术研究对国家战略的理论支撑与政策支持效应,作为对系统整体性的政策响应;在平台层,重视沿线国家之间,以及中国中央与地方之间、地方与地方之间发展战略的层次性对接与一体化集成,为"一带一路"提供机制保障,作为对系统开放性的政策响应;在技术层,启动"一带一路"新型智库信息工程建设,做好大数据条件下"一带一路"实施效度的反馈与研判,为倡议的实施提供实时信息支撑,作为对系统复杂性的政策响应。

宏观经济与有关社会发展开放复杂巨系统及其综合集成研究

首先提出了异质复杂性的概念与定义 ,讨论了宏观经济系统的异质复杂性及带不确定性变组元变结构系统模型及其复杂性 ,然后讨论了从定性到定量的综合集成问题及实现途径之一的综合集成系统重构分析 ,最后介绍了这一方法在宏观经济研究中的应用及计算结果。

状态论──开放复杂巨系统研究的哲学和数学方法

本文论述了系统观的历史进步及面临的若干问题，提出了哲学范畴的“状态”概念，论述了要素、系统、状态、过程之间的关系以及状态概念对研究开放复杂巨系统的重要意义，给出了思维的信息处理机制及数学表达公式。

论“一带一路”倡议的系统属性——基于钱学森开放复杂巨系统视域

在钱学森系统科学思想体系中,作为系统最高层次的开放复杂巨系统具有开放性、整体性、层次性、复杂性和动态性五重属性。"一带一路"属于具有这五重属性的社会系统工程。开放性方面:"一带一路"坚持开放包容原则,是一个跨区域开放性大框架;倡导开放合作模式,是一项新型国际公共产品;秉承开放发展理念,体现了历史经纬、现实需求与未来愿景的融会统一。整体性方面:"一带一路"是一项全球共生系统工程,具有共生单元(成员国)、共生模式(国际关系)和共生环境(国际体系)三大基本要素,体现了共生单元与共生系统之间相融相生、共生单元之间对立统一的双重辩证共生关系及共生性与系统性的交互关系。层次性方面:"一带一路"体现了我国战略空间辐射、战略利益拓展和战略维度选择的层次性耦合。复杂性方面:基于理念认知、运行机制和系统体系三个方面面临的战略风险与现实掣肘,"一带一路"属于结构、状态、要素均异常复杂,具有他组织特征的国际关系系统。动态性方面:"一带一路"沿线国家发展水平方面参差不齐,成员间关系错综复杂,稳定的社会治理体系尚未建立,政策连续性受国内政治与政局影响较大,导致跨国投资具有很强的不可预测性,风险系数高。充分认识"一带一路"的"系统五性",对于倡议的顺利实施和全面深化改革与扩大开放具有重要政策参考价值。

基于开放复杂巨系统理论的智能物流系统发展机理研究

通过对智能物流系统基本内涵和国内外智能物流系统领域现有研究成果的分析,归纳总结出智能物流系统具有多层次性、规模巨型性、非线性、复杂性、开放性、动态性等特点,符合开放复杂巨系统特征,认为智能物流系统是一个开放复杂巨系统。在此基础上,深入探讨智能物流系统的发展机理,提出智能物流系统发展的前提条件是开放、驱动力是非线性相互作用、路径是分形,以期为智能物流系统健康有序发展提供理论支撑。

“一带一路”的系统属性论——基于钱学森开放复杂巨系统论视角

开放性、复杂性、层次性和整体性是钱学森提出的开放复杂巨系统(OCGS)基本属性。从这四个维度考察"一带一路"倡议具有重要理论观照价值和现实指导意义。本质上,"一带一路"属于具有开放复杂巨系统基本特征的社会系统工程。在整体性方面,"一带一路"是一项共生系统工程,具有共生单元、共生模式和共生环境等支撑"共生的系统性"和"系统的共生性"基本要素,体现了共生单元与共生系统之间相融相生、共生单元之间对立统一的辩证关系。在开放性方面,"一带一路"坚持开放包容,是一个跨区域开放性大框架;倡导开放合作,是一项新型国际公共产品;着眼开放发展,体现了历史经纬、现实需求与未来愿景的交汇统一。在层次性方面,"一带一路"体现了我国战略空间辐射、战略利益拓展和战略维度选择的层次性耦合。在复杂性方面,基于理念认知、运行机制、施动主体和结构体系四个方面面临的战略风险与现实掣肘,"一带一路"属于结构、状态、要素均异常复杂,具有"他组织"特征的"国际关系系统"。

基于开放复杂巨系统的雷达装备远程技术支援保障研究

本文在开放的复杂巨系统理论下研究雷达装备的远程技术支援保障,揭示了雷达装备的远程技术支援保障体系实质上是人机共栖的开放复杂巨系统,运用开放的复杂巨系统理论的方法论—综合集成研讨厅体系来解决雷达装备远程技术支援问题,提出了雷达装备的远程技术支援保障综合集成研讨厅的分布式网络环境和基于多Agent和B/S结构的研讨厅软件系统结构图,最后提出了在工程实现中需要进一步研究的问题。

网格计算中的开放复杂巨系统

在处理复杂巨系统问题时,本文利用对特定问题的求解策略,以网格技术作为支撑,有效地综合集成计算机网络中的各种资源,不仅能够对数据库、方法库等高层资源进行集成,而且可以将计算能力、存储能力、网络资源,甚至硬件设备和人都进行有效的集成,提供一个协作的、高效的、开放的网格巨系统。

城市大脑工程开放复杂巨系统特征与发展分析

智慧城市的建设是跨领域、多学科交叉的复杂综合系统工程,作为其建设载体的城市大脑呈现出开放复杂巨系统的特征:系统性、复杂性、开放性、不透明性、自组织性、动态性等.来来城市大脑的发展需要遵循这些特征:面向系统性特征建设三大子系统;面向复杂性特征开展建设仿真;面向开放性特征引导产业形成集群;面向不透明性特征通过数字孪生实现数字空间与非数字空间的同步;面向自组织性特征强化城市分布式云脑;面向动态性特征围绕数字经济建设城市大脑.本文基于开放复杂巨系统理论结合行业发展态势,提出重构城市大脑理论体系和实践新趋势,为下一步在城市大脑理论与建设层面形成共识提供参考。

开放的复杂巨系统方法论研究

通过介绍开放的复杂巨系统的概念、研究方法和特点以及开放的复杂巨系统的方法论在系统科学中的地位和作用，说明开放的复杂巨系统的方法论是从定性到定量的综合集成方法，并给出了从定性到定量的综合集成处理问题的步骤。

海洋碳循环系统——开放的复杂巨系统的特点

试图通过分析综合海洋中发生的碳循环过程中的正、负反馈作用 ,探讨海洋碳循环系统的复杂性。为了探明海洋是以何种过程、能够以多大的容量吸收在大气中增加的二氧化碳 ,有必要系统地研究大气中二氧化碳通过物理化学过程进入海洋 ,并以碳酸盐形式进入深海的“溶解泵”过程 ,以及通过海洋表层的生物活动吸收以有机碳形式进入深海的“生物泵”过程 ,以及深水和海底碳酸盐库的对大气二氧化碳输入的反馈作用。以海洋碳系统作为一个特定的开放复杂巨系统 ,对其特点及其子系统的非线性动力学进行剖析 ,对该系统的的稳定性和海洋对温室效应气体的缓冲作用进行了讨论 ,介绍了目前国际上研究海洋碳系统的方法。

论突现与开放复杂巨系统

突现是探索系统复杂性的重要进路,已取得很大进展。而以钱学森为首的一批知名学者以方法论为进路,在实践经验的基础上建立了开放复杂巨系统这一科学的系统分类。两种路径有相通之处,本文运用突现理论对该系统分类进行相应的表达。首先回顾突现的研究概况,然后介绍突现和环境、层次、自组织的关系,以及对应的表达式的研究成果。最后以突现为视角,用环境、层次、自组织来表达复杂巨系统,以区分系统的复杂性。

复杂网络与一类开放的复杂巨系统的探讨

从开放复杂巨系统的角度 ,分析近年来人们感兴趣的、在不同领域中所进行的有关“复杂网络”的研究 ,以及新兴的从整体出发研究问题的其它学科 ,认识它们与开放的复杂巨系统及其综合集成法之间的联系。更进一步阐明 ,处理与开放复杂巨系统相关的问题只能用综合集成法 ,它提供人文与科技的沟通 ,是理性与非理性的结合。

开放的复杂巨系统理论视角下的国家火炬计划研究

火炬计划是一项开放的复杂的系统工程,其复杂性决定着在发展过程中必定会遇到一些问题。在实证研究的基础上,分析了国家火炬计划对整个科技创新体系所作的贡献,同时针对发展中遇到的问题,提出国家级火炬计划在今后发展中应遵循开放的复杂巨系统理论。

开放的复杂巨系统Internet可存活性需求分析框架

传统的安全概念已不适应今天开放环境下的复杂信息系统。随着现代社会对Internet依赖性的增加,计算机网络系统的可存活性的需求成为亟待解决的问题。该文分析了Internet可存活性的重要性,提出了可存活性的需求框架,并使用HWMSE作为测试和评估网络系统可存活能力的方法,为提高巨型计算机网络的可存活性提供了有效的解决途径。

产学研协同创新中知识产权激励与保障机制研究——以开放的复杂巨系统理论为视角

产学研协同创新有助于融合资源、技术和资金优势,推动科技产品的开发、运营与管理。然而,产学研协同创新主体复杂,发展目标各异,创新主体之间的知识产权利益分配存在诸多分歧,阻碍了产学研协同创新。从系统论角度看,协同创新联盟作为一个开放的复杂巨系统,其知识产权管理应该遵循复杂巨系统的运行规律。因此,有必要用开放的复杂巨系统理论重新审视产学研协同创新,通过加大科技成果共享的开放性、实施“章程化”管理、构建协同创新中介平台等途径,优化产学研协同创新中知识产权激励与保障机制。