基于SD-PLUS耦合模型的陕西省土地利用变化及碳储量多情景预测

[目的]为探讨不同土地利用方式对区域生态系统碳储量的影响。[方法]以陕西省为研究对象,利用SD-PLUS耦合模型,采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,对2030年陕西省的土地利用变化进行预测,然后利用InVEST模型模拟未来不同情景下陕西省碳储量及其空间分布。[结果](1)对构建的SD模型进行历史检验,其误差<5%,PLUS模型模拟的2020年土地利用Kappa指数为0.86,模型精度和可靠性总体符合要求;(2)3种情景下,未来建设用地面积均增加,增长速率从低到高的情景分别为SSP126、SSP245、SSP585;在所有情景下,林地面积均增加,水域面积均保持稳定;草地面积在SSP126情景下有小幅度增加,其他情景下减少;耕地面积3种情景下均减少;(3)3种情景下,陕西省碳储量均减少,关中平原建设用地的扩张占用大量的耕地是造成陕西省碳储量下降的主要原因。[结论]在SSP126情景下,建设用地扩张所占用的生态用地面积最小,碳储量损失最少,该情景同时考虑社会经济发展及生态保护的需要,可为未来陕西省国土资源保护和高质量发展提供参考模式。

基于机理和数据混合模型的SD-WFGD系统SO_(2)浓度动态预测

为了保证燃煤电站脱硫系统SO_(2)排放浓度达到环保要求的同时实现经济运行,建立了单塔双循环湿法烟气脱硫(SD-WFGD)系统出口SO_(2)浓度混合动态预测模型。首先,分析吸收SO_(2)的化学反应过程,分别建立了吸收塔出口和浆液池(AFT塔)出口SO_(2)浓度机理模型;然后,利用变分模态分解(VMD)方法对历史运行数据和机理模型预测偏差数据进行分解,将分解后不同频率的模态分量进行重构,利用最小二乘支持向量机(LSSVM)算法训练并得到不同的模态分量模型,将不同模态分量的LSSVM模型进行加权叠加,建立了数据补偿模型;最后,将数据补偿模型输出和机理模型输出进行叠加,得到SD-WFGD系统SO_(2)浓度混合动态预测模型。结果表明:利用VMD算法将历史数据分解为不同模态,不同模态数据重构后可有效提高数据模型的预测精度;同时,将机理模型和数据模型结合,可提升模型预测能力。

基于SD模型的重大工程项目成功要素仿真研究

为实现重大工程项目的安全运行和可持续发展,运用系统动力学对重大工程项目成功要素进行仿真研究。首先,识别重大工程项目成功要素,构建其指标体系;其次,分析各成功要素间的作用关系,构建重大工程项目成功要素SD模型;最后,以港珠澳大桥为例,运用Vensim软件进行模拟仿真,并对12个常量型成功要素进行敏感性分析。结果表明:增加对认知情感、高管领导、行为关系、资源整合和组织学习的投入和管控,促进重大工程项目成功;对重大工程项目成功影响显著的要素为重大工程项目管理经验、财务冗余度、数字科技的应用和行为惯性。该研究拓展了重大工程项目成功要素研究,为促进重大工程项目成功提供理论依据。

基于SD模型的张掖盆地水资源生态足迹核算与预测

根据水资源生态足迹模型,通过构建张掖盆地水资源利用SD模型,设计5类不同情景来核算和预测现状(2000—2020年)和未来(2021—2050年)张掖盆地水资源生态足迹和生态承载力。结果表明:对于现状,人均水资源生态足迹、生态承载力和生态盈亏均值分别为3.517、0.272和-3.245 hm^(2)/人,水资源生态压力指数和生态足迹强度均值分别为12.969和2.822 hm^(2)/104元;农业用水在张掖盆地水资源生态足迹核算中占绝对优势但占比在下降,农业领域是节水的重点且潜能较大;水资源生态足迹强度明显下降(降幅90.21%),证明了张掖盆地用水效率的上升;张掖盆地的水资源利用压力较大。平均而言,预测期内张掖盆地不同情景中人均水资源生态足迹均大于人均水资源生态承载力,由此导致人均水资源生态亏损的出现;各情景下水资源生态压力指数和生态足迹强度均值分别为12.932、13.483、10.055、12.698和9.846及0.281、0.206、0.201、0.281和0.196 hm^(2)/104元,未来时间里张掖盆地的水资源利用仍然处于不安全的状态。2021—2050年张掖盆地无法有效缓解水资源利用紧张的状况,需采用经济发展与水资源保护兼顾的发展方案,推荐政府部门采用情景ZS 5。因此,张掖盆地未来水资源利用需要全社会、各部门的通力合作,不断提高水资源利用效率,大力推进节约用水措施和技术的普及与应用,才能确保水资源的可持续利用。

缺血性脑卒中SD大鼠血清、脑脊液中NSE、MBP水平及其与神经功能缺损评分和脑梗死体积的相关性

目的探讨缺血性脑卒中SD大鼠血清、脑脊液中神经元特异性烯醇化酶(NSE)、髓鞘碱性蛋白(MBP)水平及其与神经功能缺损评分和脑梗死体积的相关性。方法购买SD大鼠进行大脑中动脉闭塞缺血模型造模手术,将术后成功造模的大鼠随机分为8组,每组8只,术后8 h进行神经功能缺损评分,术后在8 h、12 h、1 d、3 d、5 d、7 d及21 d时间段采集腹腔静脉血及抽取延髓脑脊液后,断头取脑,进行0.4%的2,3,5-氯化三苯基四氮唑大脑染色测定脑梗死体积,并检测NSE及MBP水平。采用Spearman相关对血清、脑脊液NSE、MBP水平与脑梗死体积和神经功能缺损评分的相关性进行分析。结果各组血清、脑脊液中NSE和MBP水平在术后8 h开始升高,3 d达峰值,7 d下降至与对照比较差异无统计意义(P>0.05);术后8 h至5 d,脑脊液NSE和MBP水平明显高于血清。血清、脑脊液NSE、MBP水平与脑梗死体积、神经功能缺损评分均呈正相关(P<0.05)。结论血清、脑脊液中NSE、MBP为脑梗死的新型标志物,通过动物实验可为临床患者标本采集推荐最佳时间窗口。

高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模研究

针对现有的高拱坝施工仿真多采用离散事件仿真(discrete event simulation,DES)这一建模方法,难以从微观层面精细地描述大坝施工复杂系统中的个体行为,同时仿真模型缺乏对关键连续因素的复杂作用关系进行定量分析的问题,提出高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真建模方法。首先采用基于多智能体的仿真与建模方法(agent-based modeling and simulation,ABMS),依据高拱坝施工流程,抽象出拌和楼、自卸汽车、缆机、施工仓面四种Agent和详细的混凝土转运过程,对各Agent的行为以及它们之间的相互作用进行建模;同时,对影响施工效率的各种连续因素,基于系统动力学方法(system dynamics,SD)进行建模,定量分析疲劳、熟练度等连续影响因素对施工效率的影响;最后,以工作时间、缆机循环时间等为接口变量,建立高拱坝施工的SD-ABMS混合仿真模型。工程应用表明,与传统DES模型以及单一ABMS模型相比,仿真结果与工程实际偏差率分别平均缩小了4.83%和3.5%,为高拱坝施工过程精细化仿真分析提供了新的思路。

基于SD的绿洲城市群水资源保障能力与发展模式研究

针对绿洲城市群在城市化进程中存在的水资源短缺等问题,构建基于人口、经济、水资源和生态环境子系统的乌(乌鲁木齐市)昌(昌吉市)一体化绿洲城市群水资源保障能力系统动力学(SD)模型,并根据不同发展目标,设计现状延续型、经济发展型、资源节约型、环境友好型和协调发展型水资源配置方案,各方案水资源保障能力、不同产业需水量及用水效率模拟结果表明:从综合考虑生产、生活和生态环境角度,协调发展型方案的城市群水资源综合保障能力最大,资源节约型和环境友好型方案次之,未来城市群发展模式需实现基于资源节约和环境友好的经济协调发展;协调发展型方案2030年的水资源供需比为0.98,基本能保障未来城市化发展的水资源需求,第一产业用水量减少,第二产业和第三产业用水量增加,用水结构得到优化,用水效率得到提高,生活用水得到保障,生态环境得到改善。

基于SD-FLUS模型的宁夏土地利用多情景模拟

土地利用变化会对区域发展及生态环境产生重要影响。通过分析宁夏2005~2020年土地利用变化,综合自上而下的系统动力学(SD)模型和自下而上的未来土地利用模拟(FLUS)模型(SD-FLUS模型),结合国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,模拟了2035年不同情景下的土地利用变化。结果表明:①SD模型模拟的历史时期各类型土地利用面积误差均小于5%,FLUS模型模拟的2020年土地利用总体精度为93%,Kappa指数为0.90,模型精度和可靠性总体符合要求。②2035年所有情景下的建设用地均呈现增加趋势,增长速率从大到小的情景依次为SSP585情景、SSP245情景、SSP119情景;所有情景下,林地面积增加,水域面积保持稳定,草地面积呈现不同程度的减少;耕地面积在SSP585情景下增加,在SSP245情景下稳定,在SSP119情景下减少。③在SSP119情景下,建设用地扩张的同时,生态用地被挤占的程度最小,该情景兼顾社会经济发展和生态保护两种需求,可以作为宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行先试区的未来土地利用参考模式。

基于ABS的高速公路企业融资模式优化研究——以SD高速为例

现阶段,我国高速公路企业采取的融资手段主要是银行信贷、股权融资、政府融资与社会资本相结合(BOT),以及进行产融结合等方式。在政府投入、债券融资、银行信贷等资金的支持下,我国高速公路基础建设取得了长足的发展,但是由于传统融资方式存在固有的弊端和缺陷,因此文章以SD高速为例,将ABS融资模式引入高速公路企业当中,旨在拓宽企业融资渠道,丰富融资方式,降低企业的经营与财务风险。

京津冀跨域生态环境协同治理隐性障碍及破解路径:基于ANP-SD模型的动态仿真

京津冀地区的生态环境协同治理内部结构复杂、外部联系多元,仍存在协同机制的低效运行、效果欠佳等治理低效的困境。明晰该地区生态环境协同治理困境隐性层面的形成根源及破解思路刻不容缓。首先,系统梳理了18个京津冀生态环境协同治理隐性障碍,构建了ANPSD动态仿真模型对协同治理效果的演化规律进行动态仿真。结果发现:京津冀发展的差距较大、协同机构权威性不足、政策评估体系虚化、横向沟通不协调是影响显著的四个关键隐性障碍,动态地影响着治理效果,呈明显的负相关特征。其次,基于动态仿真的结果提出了行之有效的破解路径和政策建议。动态模型的构建丰富了生态环境协同治理的理论和方法体系,并为京津冀及其他城市群的生态环境协同治理政策制定提供有益的决策参考。

基于SD模型的交通密集水域安全脆弱性影响因素阈值测度方法研究

交通密集水域事故频发,为科学界定水域交通安全系统薄弱环节的安全底限,通过基于脆弱性理论的交通密集水域安全研究,提出一种基于系统动力学(SD)模型的交通密集水域安全脆弱性影响因素阈值测度方法。以交通密集的长江口南槽航道水域为例,首先根据该水域交通事故案例,基于海事预控理论识别该水域交通安全脆弱性的影响因素;然后分析各影响因素间相互作用关系,构建该水域交通安全脆弱性SD模型,并结合专家咨询确定该水域交通安全脆弱性警级;最后选取关键因素进行灵敏度分析,评估这些关键因素的脆弱性阈值。结果表明:阈值仿真结果与专家评价结果的误差绝对值在10%以内,总体符合专业经验认知,表明提出的阈值测度方法合理,可适用于其他交通密集水域,为海事监管部门的交通安全脆弱性动态监测与实时预警提供理论依据,对于保障辖区交通的安全高效运行具有重要的参考价值。

面向SD-DCN的OpenFlow分组转发能效联合优化模型

在软件定义网络(software-defined networking,SDN)中,OpenFlow交换机通常采用三态内容可寻址存储器(ternary content addressable memory,TCAM)存储流表,以支持快速通配查找.然而,TCAM采用并行查找方式,查找能耗高,因此有必要为OpenFlow交换机选择合适的TCAM容量,以平衡分组转发时延和能耗.针对软件定义数据中心网络(software-defined data center network,SD-DCN)这一典型应用场景,利用多优先级M/G/1排队模型刻画OpenFlow交换机的分组处理过程,进而建立OpenFlow分组转发时延模型.同时,基于网络流分布特性,建立TCAM流表命中率模型,以求解OpenFlow分组转发时延与TCAM容量的关系式.在此基础上,结合TCAM查找能耗,建立OpenFlow分组转发能效联合优化模型,并设计优化算法求解TCAM最优容量.实验结果表明:所提时延模型比现有模型更能准确刻画OpenFlow分组转发时延.同时,利用优化算法求解不同参数配置下的TCAM最优容量,为SD-DCN实际部署提供参考依据.

基于SD的社区嵌入式养老项目利益相关方满意度动态均衡分析

社区嵌入式养老是承载我国未来养老服务供给的重要模式,分析该模式的运行机制,均衡利益相关方的满意度,是促进其持续发展的重要基础工作。运用SD关键变量入树建模法构建了基于政府、社会资本和社会公众等核心利益相关者影响因素的社区嵌入式养老满意度系统的SD因果关系图模型,通过反馈回路分析和系统基模分析法,系统分析了各因素之间相互影响的作用机制,提出了促进三方满意度动态均衡的管理策略。

地下洞室群施工进度纠偏的SD-DES模型

施工进度纠偏是保证地下洞室群在受到突发干扰后仍能平稳有序施工的有效手段。系统动力学(system dynamics,SD)模型能够有效模拟纠偏过程。现有研究缺乏对地下洞室群施工中采取的纠偏策略的综合考虑;相关SD模型未能考虑人员懈怠等纠偏参数的影响。针对上述问题,建立地下洞室群施工进度纠偏SD-DES(discrete event simulation)模型,其中,纠偏策略SD模型包含加班、增加设备、增派人员、重调度等四个子模型,并且考虑了纠偏参数的影响;同时,兼顾SD模型和DES模型的优势,对“进度偏差估计-纠偏策略制定-策略实施效果”进行模拟与分析。结合实际地下洞室群工程进行了施工进度纠偏应用研究,结果表明:相比于传统SD模型,本文方法得到的策略与实际更吻合,证明本文方法的优越性。

考虑消费者行为的制造业企业绿色生产博弈分析--基于SD-演化博弈模型

消费者行为是从需求侧影响制造业企业绿色生产的重要因素。本文基于演化博弈理论,构建企业和消费者之间的演化博弈模型,并结合系统动力学进行仿真模拟,进一步分析单变量和双变量对制造业企业策略选择转变的影响。结果表明:(1)当消费者对绿色产品的绿色偏好程度较高时,制造业企业倾向于选择绿色生产策略;(2)消费者绿色偏好增大的同时加大消费者补贴力度或设置合理的绿色产品价格均能促进企业策略选择由传统生产转变为绿色生产;(3)双变量共同作用对制造业企业绿色生产策略选择达到稳定状态的影响效果优于单变量对其产生的影响效果。因此,本文认为在考虑消费者行为对制造业企业绿色生产产生影响的同时,应综合考虑其他因素共同作用的有效性。

基于SDS-耦合协调度模型的装备质量链耦合协调分析

推进装备高质量发展的关键是增强军队和地方系统跨组织质量管理合力,以此为目标研究两者之间的耦合协调关系。针对传统耦合协调度模型只考虑测算子系统内各个指标对整体有效程度,忽略了指标之间、指标与子系统之间相互作用对整体耦合效应产生影响的问题,采用可持续发展系统(sustainable development system, SDS)协调发展模型与耦合协调度模型结合的方法,在计算耦合度时将各子系统指标受其他子系统的总影响纳入其中,更加科学全面地测量整体耦合协调程度,最后通过实例验证了该方法的可行性。

基于HFACS和SD的建筑工人不安全行为影响因素

为了对施工现场工人的不安全行为进行有效干预,考虑不安全行为传播的影响,建立了一种基于人为因素分析系统(HFACS)和系统动力学(SD)的影响因素分析模型。结合文献和事故报告构建适用于施工现场的不安全行为影响因素体系(HFACS-C),对HFACS-C进行量化并构建系统动力学模型,建立系统动力学方程,并选取具体项目进行仿真模拟。实验结果表明,所建立的模型能够反映不同情况下不安全行为的积累变化,为管理人员进行控制干预提供帮助。

不同配方高脂饲料构建SD大鼠肥胖模型的实验研究

目的:研究不同配方高脂饲料对构建SD大鼠肥胖模型成功率的影响。方法:40只5周龄雄性SD大鼠随机分成4组:C组(SPF级繁殖鼠料),H1组(40%自配高脂饲料)、H2组(45%高脂饲料)、H3组(60%高脂饲料),每组10只。每周称量大鼠体重,饲养11周后大鼠麻醉处死,测量每只大鼠的体长、脂肪重量(肾周脂肪和附睾脂肪),计算其脂体比、BMI和Lee’s指数;检测大鼠的血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度。分析各组间上述指标的差异性,综合评估不同配方饲料对SD大鼠肥胖的影响。结果:(1)H2组大鼠自第8周体重显著高于对照组(P<0.05),且建模效率最高;(2)45%高脂饲料显著升高大鼠血清TC、TG和LDL-C浓度,而显著降低HDL-C浓度(P<0.05);(3)60%高脂饲料极显著升高大鼠血清TC和TG浓度(P<0.01),显著升高LDL-C浓度(P<0.05),而极显著降低HDL浓度(P<0.01);H2和H3组大鼠肾周脂肪重量、附睾脂肪重量、脂体比和Lee’s指数显著高于对照组。结论:(1)构建SD大鼠肥胖模型成功的判断标准:高脂饲料组体重显著增加,TC、TG、LDL-C显著升高,HDL-C显著降低,脂体比显著增加,Lee’s指数显著升高;且个体体重超过对照组平均体重20%。(2)喂饲6周是利用45%脂供能高脂饲料构建SD大鼠肥胖模型最经济的建模周期。

高糖高脂饮食诱导建立SD大鼠代谢综合征模型

目的构建、评价高糖高脂饮食诱导的代谢综合征大鼠动物模型。方法8周龄雄性SD大鼠分为NC组和MS组(每组16只),分别给予常规饲料和高糖高脂饲料。每2周观测1次体重、身长、血压和空腹血糖,16周时取尾静脉血测定空腹胰岛素、血脂(胆固醇、三酰甘油、HDL和LDL)及游离脂肪酸水平,计算Lee's指数、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。结果MS组与NC组比较具有肥胖、高脂血症、高血压、高血糖的临床特征,并出现高胰岛素血症及血清游离脂肪酸升高,表现出显著的胰岛素抵抗。结论高糖高脂饮食诱导的方法可构建接近临床的代谢综合征模型。

SD大鼠哮喘模型建立方法及评价的比较研究

目的:观察不同致敏液成分、致敏液注射部位、激发液浓度、激发时长所造成的SD大鼠哮喘模型的差异,旨在建立一种较为成功的哮喘大鼠模型。方法:分别以10%OVA/Al(OH)3混合液1 mL和10%OVA/Al(OH)3+百日咳杆菌混合液1 mL作为致敏液;注射部位分为腹腔注射和五点注射(双侧足心、双侧腹股沟皮下、腹腔);以1%OVA或2%OVA作为激发液;激发时间包括7 d和21 d;经上述方法不同组合叠加造模后评价大鼠的一般活动状态、肺组织病理及肺功能检测结果。结果:OVA+百日咳腹腔注射组和OVA+百日咳五点注射组大鼠出现呼吸急促,呼吸困难等典型的哮喘症状,OVA腹腔注射组1部分大鼠出现较轻程度的哮喘症状,其余各组哮喘症状不明显。病理结果显示:OVA+百日咳五点注射组大鼠可见大量的嗜酸性粒细胞和淋巴细胞浸润、管腔狭窄、黏液栓生成、支气管痉挛;OVA腹腔注射组1和OVA+百日咳腹腔注射组主要表现为淋巴细胞浸润和杯状细胞较多;其余各组病理改变不明显。肺功能结果显示:叠加了百日咳后的腹腔注射组和五点注射组大鼠的I值和Rn值均较单纯OVA腹腔注射组升高,五点注射组大鼠的气道高反应性升高更加明显(P<0.01)。结论:OVA结合灭活百日咳杆菌共同致敏、多点皮下注射联合腹腔注射能比较成功的构建SD大鼠哮喘模型。