乡村振兴与区域物流时空耦合及影响因素

基于协调发展视角,构建乡村振兴系统与区域物流系统评价体系,利用熵权法、耦合协调模型,对长江经济带11个省市2005—2020年乡村振兴系统与区域物流系统综合水平、时空耦合关系进行探究,并借助障碍度模型诊断各系统的主要障碍因素。结果表明:长江经济带各省市乡村振兴系统与区域物流系统发展耦合协调度总体呈上升趋势,两者综合指数整体上均不高,并呈现出物流滞后型发展;两者耦合协调水平,空间分布格局呈现东部>中部>西部、“沿海高,内陆低”特征。由障碍度模型可知,物流发展规模对区域物流发展影响最大,乡村振兴受生态宜居和乡村文明的影响最大。

考虑环境惩罚的综合能源系统多季节优化研究

建筑用能是能源行业的用能大户,而综合能源系统能整合各类能量,为了实现楼宇型综合能源系统的低碳、经济运行,本工作开展了综合能源系统相关优化研究。以两种不同类型建筑作为研究对象,系统包含太阳能、地热能等清洁能源,提出了以矩阵形式建模的能量枢纽模型;以建筑夏、冬两季典型日为数据基础,以典型日综合运行费用最低为目标建立优化调度模型,采用CPLEX软件结合改进NSGA-Ⅱ算法求解模型;通过算例结果表明,整体上冬季优化效果高出夏季优化效果10%左右;数据显示优化后的建筑综合运行费用节省率在15%~35%且能限制污染物排放量,具有良好的经济效益和环境效益。

生态保护对长江经济带高质量发展影响研究

为更好实现长江经济带生态保护和高质量发展的耦合协调,利用熵权法测算长江经济带11个省(市)在2013~2021年间的生态保护和高质量发展水平,采用空间杜宾模型进行空间计量分析,研究生态保护对高质量发展的空间影响效应,最后利用耦合协调模型分析生态保护与高质量发展耦合协调度的时序演化特征与空间演化特征。研究结果表明:长江经济带高质量发展水平呈逐年上升趋势,但存在地区异质,下游地区高质量发展水平相较于中游和上游地区更加突出;生态保护能够促进高质量发展,且对周围地区存在正向空间溢出效应;高质量发展与生态保护的耦合协调度从以中度协调为主转变为高度协调为主。长江经济带各省市在加快高质量发展的过程中,不仅要注重生态保护,还需重视区域发展的均衡性和协调性。

基于水文水动力耦合模型的三江流域防洪模拟预报应用研究

为解决下游河网站点防洪模拟预报过程中存在预报精度偏低,以及采用水动力模型方法时所需资料数量过于庞大的问题,基于不同下垫面水文特征的分布式架构模型理论,通过对流域内山丘和平原区各阶段产汇流进行分解模拟的方式,建立了以交界面动量与通量交换实现互馈耦合的水文水动力一体化模型。以三江流域为研究区域,构建耦合了上游山丘区、平原区和下游长江水动力模型,利用代表站点开展了全流域一体化模型的率定与验证工作。对流域内2016一2022年降雨进行分析和场次降雨大于100mm的多场洪水进行验证,结果显示耦合模型的模拟精度较好,在不需要大量资料的前提下有效提高了平原河网区预报精度及整个流域防洪调度能力,具有较强的借鉴意义,可为其他类似流域防洪模拟预报研究提供参考。

黄山市旅游发展潜力与旅游生态效率的耦合关系研究

对2005—2020年黄山市旅游发展潜力、旅游生态效率以及二者的耦合协调度进行测度与评价,并采用Tobit模型分析其耦合协调度的影响因素。研究表明:黄山市旅游发展潜力总体呈现小幅度波动上升趋势,均值和年均增长率分别为0.547和9.5%;旅游生态效率总体呈现“M”型发展态势,围绕均值0.557上下浮动。二者的耦合协调发展水平总体呈现波动性上升特征,具体分为发展不平衡阶段、低水平协调发展阶段和共生发展波动阶段。经济发展水平、旅游产业结构和环境承载容量对旅游发展潜力和旅游生态效率耦合协调度的影响呈正相关,而旅游接待设施对其影响则呈负相关。

互联网对文旅融合的影响及其空间效应

互联网通过增强文化需求和旅游供给之间的互动,推动文旅融合发展并促进文旅融合的溢出和扩散。运用耦合协调度模型测算文旅融合程度,运用空间杜宾面板模型分析需求侧和供给侧互联网水平对文旅融合发展的影响及空间溢出效应。结果发现:文旅融合具有显著的空间相关性;需求侧互联网发展水平促进了文旅融合并有正向的空间溢出,其作用比供给侧互联网发展水平更显著;供给侧的互联网发展水平由于竞争的互斥性、空间扩张的高成本和区域间互联网布局的问题,抑制了邻近地区文旅融合;在互联网的交互影响下,传统的资本、劳动和资源禀赋的作用被削弱。

面向多受灾区域与受限应急中心的双层耦合动态应急调度任务分配模型

灾害应急调度过程中,普遍存在受灾区域不唯一、应急中心救援能力受限以及受灾情况随时间变化等多种因素。综合考虑应急中心分配情况、救援能力及储备量、灾害时变等因素,构建面向多受灾区域与受限应急中心的双层耦合动态应急调度任务分配模型,并设计双层遗传算法对模型求解。首先对上层模型中应急中心分配方案进行0或1编码,对下层模型中救援力量的分配方案进行整数编码;然后结合双亲交叉和单亲交叉选出最优的应急调度任务分配方案;最后结合时间变化预测不同时间段应急调度任务分配情况。仿真结果显示:建立的双层耦合动态模型对应急调度任务的分配方案合理,符合实际。

考虑湖泊来水结果的分层耦合水量调度模型研究

引江济淮工程横跨长江、淮河两大流域,是缓解当地水资源短缺,提高工程利益等问题,向河南段供水的重大跨流域调水工程。在引江济淮工程供水侧及需水侧未知的情况下,利用菜子湖、巢湖和瓦埠湖的调蓄能力反向优化渠首引江水量,正向优化分水口门的取用水过程,采用模拟模型和正反双向优化模型分层耦合的形式,依据水量平衡原理来构建引江济淮工程中长期水量调度模型。针对来水情况和用水需求两部分构建典型年调度情景集合,基于不同水平年各湖泊来水预报结果,口门需水过程及工程约束条件,采用引入自适应参数修正机制的差分进化算法及逐步优化算法进行求解,以此制定引江济淮工程年水量调度方案。以2030年规划水平年丰水年为例对分层耦合水量调度模型及常规优化调度模型进行对比分析,由于分层耦合水量调度模型优化了湖泊调蓄过程并对湖泊水位进行约束,故该模型在引江水量、受水区缺水量及湖泊利用程度方面效果更优。结果显示,该模型在满足分水口门用水计划的基础上,降低了湖泊弃水量,同时湖泊末水位偏差值较小,逐旬水位变幅多保证在0.1 m内并使湖泊处于高水位运行状态。该模型得到的年水量调度方案能有效的利用当地水资源,提高水资源利用效率,为引江济淮工程运行调度和调度方案的编制提供了技术支撑。

区域经济发展与吸引外资能力耦合互动关系--基于耦合协调度与PVAR模型的实证分析

利用2006-2019年中国30个省区市的相关数据对区域经济发展水平系统和吸引外资能力系统进行综合评价,通过耦合协调度和PVAR模型实证分析两系统间的耦合与互动发展特征。研究发现:2006-2019年经济发展水平和吸引外资能力均有明显改善,各省区市的系统耦合协调度为0.11~0.61,呈平稳上升的态势;在空间上,耦合协调度的局部莫兰散点主要分布在一、三象限,说明大部分地区呈现“高-高”或“低-低”聚集的空间特征;在互动关系上,吸引外资能力受到区域经济发展水平的影响程度较大,而区域经济发展水平受到吸引外资能力的影响程度则相对较小。

Towards seamless environmental prediction-development of Pan-Eurasian EXperiment(PEEX)modelling platform

The Pan-Eurasian Experiment Modelling Platform(PEEX-MP)is one of the key blocks of the PEEX Research Programme.The PEEX MP has more than 30 models and is directed towards seamless envir-onmental prediction.The main focus area is the Arctic-boreal regions and China.The models used in PEEX-MP cover several main components of the Earth’s system,such as the atmosphere,hydrosphere,pedosphere and biosphere,and resolve the physicalchemicalbiological processes at different spatial and temporal scales and resolutions.This paper introduces and discusses PEEX MP multi-scale modelling concept for the Earth system,online integrated,forward/inverse,and socioeconomical modelling,and other approaches with a particular focus on applications in the PEEX geographical domain.The employed high-performance com-puting facilities,capabilities,and PEEX dataflow for modelling results are described.Several virtual research platforms(PEEXView,Virtual Research Environment,Web-based Atlas)for handling PEEX modelling and observational results are introduced.The over-all approach allows us to understand better physical-chemicalbiological processes,Earth’s system interactions and feedbacks and to provide valuable information for assessment studies on evaluating risks,impact,consequences,etc.for population,envir-onment and climate in the PEEX domain.This work was also one of the last projects of Prof.Sergej Zilitinkevich,who passed away on 15 February 2021.Since the finalization took time,the paper was actually submitted in 2023 and we could not argue that the final paper text was agreed with him.

面向水环境改善的水系调度方案研究——以A联围为例

水环境是生态环境建设的重要一环,科学合理的水系调度是维持水环境健康发展的长效保障措施。A联围位于我国南方沿海,属于平原型感潮密集河网地区,拟通过水系调度来提升区域水环境。本研究基于MIKE 11模型软件建立A联围水动力-水质耦合模型,对现状闸门调度方案进行优化,以达到改善水动力、提升水质的效果。模拟计算结果表明,科学合理的水系调度可有效改善区域水环境,在推荐方案下,内河涌氨氮平均浓度较现状调度方案下降约22.11%,河涌达标率提升至85.85%,为实现A联围水质全面达标奠定了技术基础。

京津冀地区新型城镇化与碳排放水平耦合协调及影响因素研究

随着城镇化的快速推进,如何协调好新型城镇化与碳排放之间的关系已经成为我们亟待解决的重要问题。文章以京津冀13个地级市为研究对象,通过熵值法测算出京津冀地区新型城镇化和碳排放水平,利用耦合协调度模型分析京津冀地区2011—2019年的新型城镇化和碳排放水平的耦合协调关系,通过建立Tobit模型分析京津冀地区的新型城镇化与碳排放耦合的影响因素。结果表明,京津冀地区新型城镇化发展呈缓慢上升趋势,碳排放水平在2011—2016年变化不大,整体呈下降趋势,但从2017年开始有所上升;2011—2019年京津冀地区新型城镇化与碳排放的耦合协调类型都为濒临失调类型;科技创新环境、地区发展水平对耦合协调度产生显著的正向影响,工业化程度对耦合协调度产生显著的负向影响。

施工过程仿真的网络进度计划优化分析

将网络进度计划和施工过程仿真结合,建立了施工过程仿真的网络进度计划优化耦合模型。通过施工过程仿真检验网络进度计划安排的合理性,在此基础上,进行方案调整,再将新的网络进度计划方案应用于施工过程仿真。通过建立这种反馈机制,实现了网络进度计划的实时控制与调整,并分析了施工机械的资源利用率。编程实现了信息交流的自动化。实例分析表明,该耦合模型对施工进度管理和决策有较好的指导作用。

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。

集装箱港口集卡——轮胎吊集成调度方法

为了更好地协同调度集卡和轮胎吊,以桥吊调度计划为依据,给定轮胎吊和集卡关联任务集与作业要求时间,研究了轮胎吊—集卡的调度问题特性,以最小化完成任务的累计延误时间为目标,分别建立集装箱码头轮胎吊和集卡的调度问题整数规划模型。考虑到两者之间的并发耦合关系,通过建立分布式到达时间控制方法模型,并融合离散粒子群优化算法对集卡—轮胎吊集成调度问题进行求解。在算例分析中,通过与CPLEX计算结果进行比较,验证了分布式到达时间控制方法及离散粒子群优化算法对求解集卡—轮胎吊集成调度的收敛特性和可靠性。结果表明,不同时间阶段按当前配置的集卡—轮胎吊资源进行作业,均有从85~215min不同程度的累计作业延误时间,这将导致桥吊的效率损失,进而延长船舶作业时间,影响船舶实际靠离泊时间。

考虑时间窗约束的集卡调度耦合模型及求解

针对集装箱码头集卡调度问题,目的为使集卡数最小且延误时间最短。创新性的采用多学科变量耦合优化设计方法,将该问题分为集卡运输方式问题和集卡数量配置问题,分别建立集卡分派子模型和集卡配置子模型,使用公用设计变量连接模型,设定迭代计算条件建立基于岸桥作业并考虑时间窗约束的集卡协调调度耦合模型。利用该耦合模型应用C#语言调用CPLEX12.2对算例进行求解,得到面向多作业路的最优集卡数量和协调调度方案,方案具有良好的收敛性。结果表明,与分别采用集卡调度模型和配置模型比集卡数降低7.69%,总延误时间降低10.12%,说明该模型的有效性和实用性。

考虑冲突规避的自动化集装箱码头AGV优化调度方法

合理调度自动化导引车(AGV)对于降低自动化集装箱码头的作业成本具有重要意义。针对AGV调度中的任务分配和路径规划问题,考虑AGV电量和多载等因素,结合自动化码头布局特点,以AGV作业总时间最小和多AGV作业路径无冲突分别为第一阶段和第二阶段的优化目标建立两阶段模型。设计改进模拟退火算法求解第一阶段模型,为了加速算法收敛并保证解的质量,解的改进优先考虑任务的时间成本和AGV数量;设计基于时空网络的路径规划算法求解第二阶段模型,将作业区域离散成网格网络后添加时间信息构建可更新的时空网络,在时空网络上运用最短路径算法规划路径并规避冲突。对于任务分配不均衡导致的路径规划无可行解的拥堵情况,在冲突规避基础上重新计算AGV执行任务的成本并再次进行任务分配,不断迭代直到生成多AGV间路径无冲突的调度方案。以洋山四期自动化集装箱码头为例进行仿真实验与对比分析,结果表明:与使用传统路径规划和避障策略的AGV调度方法对比,所提方法下的总作业时间平均降低了7.31%,AGV冲突数量降低为0,任务总延期时间最大降低2895 s,最大降低路网拥堵度10.79%,验证了提出方法解决冲突规避和拥堵问题的有效性。

长江经济带创新环境与高技术产业创新耦合协调发展研究

采用耦合协调度模型对长江经济带2009年-2018年高技术产业与创新环境耦合协调发展水平进行测度,并在此基础上利用空间探索性分析与空间面板模型对两者耦合协调发展的动力因素进行分析,发现高技术产业创新发展与创新环境建设在不同区域间耦合协调发展存在不平衡、不匹配的现象.长江经济带发展“马太效应”明显,地理区位、经济基础、创新基础等对地区耦合协调发展影响较大,而市场配置要素对两者影响能力较弱.最后分析得出,长江经济带各省市可通过完善各地创新环境,加大高技术产业扶持,提升区域创新协同能力等方式,有效推动长江经济带高技术产业与创新环境协调快速发展.

弹性体运载火箭建模及控制器设计

考虑运载火箭飞行过程中的弹性振动特性,对运载火箭进行全量动力学建模以及控制器设计。首先将运载火箭考虑为一维梁模型并建立全量动力学模型,分别引入自适应滤波姿态控制算法和H_2范数鲁棒增益调度控制算法设计控制器。仿真结果表明:在考虑舵机非线性情况下两种控制方法均能够满足精度要求,在具有较大外部扰动情况下,鲁棒增益调度控制算法相较于自适应滤波算法具有较强的鲁棒性。

多因素耦合作用下地下厂房施工进度风险分析及其应用

为深入分析地下厂房施工进度风险因素之间的耦合作用及耦合效应,采用WBS-RBS法识别了影响施工进度的人、物、环境、管理4类风险因素,基于系统动力学方法揭示了同质单因素和异质双-多因素耦合关系,在此基础上建立了同质单因素耦合度模型和异质双-多因素N-K模型,运用蒙特卡罗法模拟了各风险因素对进度影响的概率分布,分析耦合强度。工程实例应用表明,各类风险子系统中存在较大的同质单因素耦合风险,应加强针对性预防和控制;异质双-多因素耦合中,有管理因素参与耦合的风险较大,实际施工中应尽可能减少多因素参与耦合。