基于系统动力学模型的郑州市水资源承载力动态模拟

水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系统综合的系统动力学方法(System Dynamics,SD),结合水资源、生态、经济社会、水利工程四个子系统,构建郑州市水资源承载力研究的SD模型。将2010-2019年的历史数据与SD方法的模拟数据进行比较,平均误差均小于10%,具有较高的可信度,可用来预测郑州市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续、控污节流、开源控污和开源节流4种不同方案,对2020-2030年水资源承载力系数进行动态模拟预测。结果表明:2030年4种方案下的水资源承载力系数分别为1.24、1.18、1.00、0.89,现状延续和控污节流方案下的郑州市水资源承载力随着时间的推移呈现严重超载状态,无法承载郑州市经济社会的快速发展;开源控污方案在预测期内的水资源承载力超载状态会对经济社会发展产生较大阻力。故开源节流方案为最佳方案,水资源承载力系数小于1,在研究期内未出现超载状态,可有利缓解郑州市的缺水状况,促进经济社会的发展。结合4种方案的优点,提出有利于郑州市水资源可持续发展的建议与对策。

基于系统动力学模型的中国民航脱碳路径研究

为实现民航业长期脱碳发展目标,通过建立考虑供需关系、技术应用、减排成本和政策支持的中国民航脱碳系统动力学(SD)模型,剖析系统多重反馈机理和要素间协同作用关系,对民航业减排路径的实施效果和减排成本进行情景模拟和探讨。结果表明:行业实施节能技术进步、替代燃料应用、新动力能源推广、碳抵消机制和高铁替代等单一政策模拟方案无法实现行业的碳中和式长期发展目标。多种措施的组合政策为行业脱碳发展提供最优的综合脱碳方案。未来行业应在短期内积极推广可持续航空燃料(SAF)规模化应用,中期加大对于氢能、电能、混合动力飞机的研发引进,积极采用高铁替代等综合交通方式,长期持续改进行业节能减排技术水平,推动民航业纳入全国碳市场。研究结果可为民航部门可持续发展提供政策制定参考,助力行业深度脱碳化发展。

基本医疗保险基金模型构建:基于系统动力学

[目的]梳理影响宁夏城乡居民基本医疗保险基金结余的相关因素,廓清系统边界绘制居民医保基金因果关系图和系统流图,探讨医保基金平衡。[方法]收集相关政策和统计年鉴数据,基于系统动力学理论,运用Vensim PLE软件构建宁夏居民医保基金结余系统动力学模型。[结果]系统动力学模型通过量纲检验、敏感性检验和历史性检验。样本省的居民基本医保基金的当期余额呈现先负后正的变化趋势,在模拟的终止年(2035年),宁夏居民医保基金的结余将达到499599万元。[结论]系统动力学方法的选择具有合理性,建立的模型是科学合理的且能够进行基金结余仿真预测。

基于系统动力学模型的电力系统等效惯量时空演变趋势研究

随着风电、光伏等新能源发电渗透率的不断提高,电力系统等效惯量水平不断下降且空间分布不均的特性日益凸显。而电力系统维持频率稳定的能力与系统等效惯量水平息息相关,因此明确电力系统等效惯量时空演变趋势具有重要意义。基于系统动力学模型,对电力系统等效惯量的时空演变趋势进行了分析。首先,明确新能源电力系统等效惯量概念及有效惯量组成,并分析惯量响应过程;其次,基于系统动力学模型,在考虑地域、技术进步率、综合成本等多因素影响下,对中国各地区光伏、风电、火电、水电、核电2025—2060年间的装机容量进行预测;最后,基于预测数据,对电力系统等效惯量时空演变趋势进行分析。所预测装机容量结果符合长期发展目标,计算所得电力系统等效惯量水平直观体现了在考虑虚拟惯量与否的情景下中国整体与各区域的变化趋势,可为规划各区域新能源发展,确定低惯量区域惯量补偿措施,保障频率安全等方面提供参考。

基于系统动力学模型的库存波动优化研究——以M公司为例

在2022年,物流行业呈稳定增长态势。仓储作为物流活动中的重要环节,关系到物流行业的运营和发展。因此,围绕库存波动进行优化是物流行业发展迫切要求。本文在允许缺货的前提下,基于系统动力学模型对库存波动进行优化,模型中体现出当缺货后补货量增加这一特点,更贴合实际。模型以经销商库存为对象,通过分析系统动力学模型中期望库存覆盖时间、延迟时间和补货限额因素对库存波动的影响,得到优化库存波动并提升库存服务水平的措施。

一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型

当轴承松动与内圈缺陷同时出现时,将对转子系统动态特性产生较为严重的影响,不利于对转子系统进行故障诊断与状态监测。针对这一问题,提出了一种轴承松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型,分析了含内圈缺陷-松动耦合故障轴承的转子系统振动动态特性。首先,根据赫兹理论与轴承运动学理论分析了轴承受力;然后,根据胡克定律与转子系统集中质量法建立了松动-内圈缺陷耦合的转子系统动力学模型;最后,采用数值仿真方式获取了转子系统的振动响应,探讨了转速和载荷对松动-内圈缺陷耦合转子系统振动特性的影响,并通过实验对该模型的准确性进行了验证。研究结果表明:松动-内圈缺陷同时存在的轴承频谱上出现了典型的干摩擦特征频率,即1/2倍旋转频率及其倍频,且其幅值与转速、载荷呈正比;此外,1/2倍旋转频率及其倍频、旋转频率及其倍频与内圈缺陷频率的组合频率的出现,表明了松动和内圈缺陷同时发生,该现象在转子系统另一个轴承上也有所体现。该研究结果为轴承转子系统的耦合故障检测提供了理论依据。

碳交易、绿色证书交易和电力市场的动态互动:基于系统动力学模型的研究

在碳减排和可再生能源整合不断演变的背景下,采用系统动力学(SD)模型探讨碳交易(CT)、可交易绿色证书(TGC)交易和电力市场之间的相互关联动态。研究结果揭示了在各种耦合机制下碳价格、绿色证书价格和电价之间错综复杂的相互作用。例如,在三市场耦合机制下,碳交易价格稳定在150元/t左右,而绿色证书价格达到0.45元/(kW·h)的峰值进而影响电价。在模拟期间,电价在0.33~1.09元/(kW·h)之间波动。这些量化结果揭示了市场价格的细微波动以及每个市场内预期购买量和销售量的动态。从本研究中收集到的见解为政策制定者和市场利益相关者在应对碳减排战略、可再生能源整合和市场平衡的复杂性方面提供了有价值的启示。

基于系统动力学乳腺癌筛查覆盖率促进策略仿真分析

背景乳腺癌筛查覆盖率低影响了我国乳腺癌的防控效果。影响筛查覆盖率的相关因素涉及筛查实施过程的多个方面。目的基于我国乳腺癌筛查的实施过程,模拟预测优化措施实施前后乳腺癌筛查覆盖率的变化,为我国乳腺癌筛查覆盖率的优化提供建议。方法于2022年7—9月系统检索PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据知识服务平台4个数据库中关于女性乳腺癌筛查的期刊文献,整理归纳女性筛查行为的相关影响因素;基于相关政府网站关于乳腺癌筛查的公文文件整理分析我国乳腺癌筛查途径及系统主体。基于我国乳腺癌筛查途径、筛查主体和筛查行为相关因素,构建乳腺癌筛查覆盖率因果关系图和乳腺癌筛查覆盖率系统动力学存量流量图,并进行我国2010—2040年乳腺癌筛查覆盖率促进策略的仿真模拟。结果模型模拟既往筛查策略和政策资源环境,2010—2013年乳腺癌筛查覆盖率逐渐提高至40.0%,2013—2040年在40.0%~45.0%波动,呈现出先缓慢降低,后缓慢上升的趋势。模拟政策干预从2024年开始:(1)加强宣传教育,2024—2030年覆盖率快速提高至60.4%,后2031—2040年缓慢提高至66.0%;(2)规范筛查服务质量,2024—2029年覆盖率快速提高至60.3%,2030—2040年缓慢提高至66.0%;(3)控制例均筛查费用,2024—2026年覆盖率从47.0%提高至54.2%,2027—2040年筛查覆盖率提高至59.0%;(4)乳腺癌专项筛查名额加倍,2024—2040年相比于无优化措施,筛查覆盖率有1.0%~2.0%的提高;(5)规范筛查服务质量+控制例均筛查费用,筛查覆盖率在2024—2040年从47.0%提高至86.8%。结论预计2024—2040年,我国乳腺癌筛查覆盖率在41.7%~46.0%波动,提高筛查意向或筛查可及性都能提高筛查覆盖率,提高筛查意向比提高筛查可及性效果更好,但两种优化措施有各自提升上限。人群筛查意向和筛查可及性的组合优化措施可突破各自提升上限,对提高筛查覆盖率有更好的效果。

基于系统动力学模型的长江经济带绿色发展潜力研究

绿色发展是为应对全球环境问题和经济危机提出的新发展模式,绿色发展潜力是绿色发展水平的潜在增长空间,加强绿色发展潜力研究有助于识别绿色发展有效路径,促进区域更好更快实现绿色发展。通过资源利用、环境治理、环境质量、生态保护、增长质量、绿色生活6个方面构建绿色发展评价指标体系,采用熵值法赋予各项指标权重,得到长江经济带11省(市)2013—2018年绿色发展指数;将绿色发展复杂系统划分为经济、社会、资源、生态环境4个子系统,通过分析子系统间和变量间的因果关系与数学关系,开发设计出长江经济带11省(市)2013—2060年的绿色发展仿真模型;从产业结构优化、能源结构优化、科技进步和环境治理模式等方面选取多个调控指标,设定出6种不同的发展方案进行情景模拟,分析参数变化对长江经济带11省(市)绿色发展系统产生的影响,提出提升绿色发展潜力的合理建议。

基于系统动力学的城市生活垃圾减量化研究--以合肥市为例

垃圾分类处理与资源化利用是一个系统工程,需要各方协同发力、精准施策、久久为功。运用系统动力学构建合肥市城市生活垃圾产生系统动力学模型,采用VENSIM软件对2022—2030年合肥市城市生活垃圾产生量进行模拟预测,结果显示,合肥市城市生活垃圾产生量呈长期增长趋势,到2030年将达244.88万吨。为实现城市生活垃圾减量化,将垃圾处理费收费标准、居民垃圾分类意愿、垃圾回收价格分别引入和同时引入调控方案进行仿真测试,结果显示,同时提高垃圾处理费收费标准、居民垃圾分类意愿和垃圾回收价格的综合调控方案能使生活垃圾产生量降至最低,是最有效的调控方案。基于研究结论,提出三个方面的对策建议:推进生活垃圾收费制度落地见效,细化垃圾分类投放奖惩措施;加强对再生资源回收市场收运主体的管理培训,调控再生资源回收价格;建立政府主导、多方参与机制,充分发挥各主体的作用。

基于系统动力学模型的天津市水资源承载力模拟分析

为研究天津市水资源供需远景发展情况,根据天津市水资源供需和发展现状,结合系统动力学方法和层次分析法建立了天津市水资源可持续发展系统动力学模型。将2012—2019年的历史数据与系统动力学方法的模拟数据进行比较,相对误差绝对值基本小于10%,所构建的模型具有较高的可信度,可用于预测天津市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续型(S_(1))、综合节水型(S_(2))、开源治污型(S_(3))和综合发展型(S_(4))4种不同情景,利用所构建的系统动力学模型预测了2020—2035年水资源供需平衡情况。结果表明:2035年现状延续型情景下天津市总需水量可达41.58×10^(8)m^(3),2035年S_(1)~S_(4)情景的水资源承载系数分别为0.1782、0.3973、0.4815和0.7281,分析得到2025年南水北调东线供水将大幅缓解天津市水资源超载现状;在4种发展情景中,综合发展型方案对缓解水资源供需不平衡的效果最优,未来应遵循“节水优先,保障供水”的原则,综合实施节水、治污、开源等措施保障天津市水资源系统的可持续发展。

“海洋生态系统动力学模型”课程思政建设探究——以广东海洋大学为例

文章以广东海洋大学为例,首先阐述了“海洋生态系统动力学模型”课程思政建设的重要性,然后论述了“海洋生态系统动力学模型”课程思政建设的路径,包括借助多学科交叉载体,强化课程思政建设;开展课程思政宣讲,加强教师队伍培养;挖掘课程思政内涵,通过实践完善教学模式;渗透生态文明观,进一步拓展课程思政建设。

江苏省工业用水供需系统动力学模型与工业用水生产要素投入仿真研究

为了研究如何根据工业用水供需变化对工业用水生产要素投入做出适当调整,以促进我国工业用水的优化配置。本文选择具有代表性的江苏省作为研究对象,在选取江苏省工业用水相关数据的基础上,首先使用幂函数描述每万元工业增加值用水量,使用线性函数描述工业增加值,以幂函数与线性函数的乘积拟合工业用水需水量,以柯布-道格拉斯(C-D)函数建立工业用水供水生产函数,然后将需水函数、C-D函数、2种固定资产折旧法与系统动力学方法相结合,进而构建江苏省工业用水供需系统动力学模型,并运用该模型探究江苏省工业用水供需变化与工业用水生产要素投入之间的内在联系;其次将江苏省工业用水供水行业固定资产投资额和劳动力投入量作为调节供水的控制变量,设计了5种生产要素投入组合方案,运用仿真方法研究控制变量的最佳取值组合方案;最后运用敏感性分析检验本文构建的江苏省工业用水供水模型的稳健性。研究结果表明:1)系统动力学(SD)模型具有一定的复杂性,要获得SD模型的满意解,就需要对根据决定系数得到的单变量计算公式进行必要的修正。2)2010—2019年江苏省工业用水需水量持续下降,但从2020年开始又转变为了小幅增长的发展趋势,这是由于江苏省工业增加值用水量的增幅大于该省万元工业增加值用水量的降幅所导致的结果。3)当工业用水需水量下降时,工业用水供水行业可以通过缩减生产要素投入以减少工业用水供水;当工业用水需水量上升时,工业用水供水行业可以通过加大生产要素投入以增加工业用水供水。4)在本文设计的5种生产要素投入组合方案中,经计算分析得知方案3的工业用水供水量与需水量最为接近,为最优方案。对方案3进行敏感性分析后表明,本文构建的工业用水供水模型对参数变化敏感性较低,具有较好的稳健性。

区域物流系统动力学模型及其算法分析

根据中国区域经济的发展趋势 ,将系统动力学基本原理与现代物流有机结合 ,探讨了区域物流系统动力学的全新理念与建模方法 ,并根据区域物流系统动力学模型的特点 ,推导出了其数学解析式 .通过对珠江三角洲区域物流系统的分析 ,论证了该模型的实用性与理论指导意义 。

城市可持续发展系统动力学模型及实证研究

结合可持续发展思想和系统动力学方法,建立了城市可持续发展系统动力学模型;以郑州市为例探讨了城市可持续发展系统的模拟和调控等有关问题,并对郑州市的可持续发展提出了政策性建议.

济宁市系统动力学需水预测模型研究

系统动力学以反馈控制理论为基础,处理高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变的系统问题,广泛应用于水资源、城市水环境规划中。科学合理的需水预测是规划社会经济建设规模和发展速度的重要依据。针对济宁市水资源和社会经济现状与发展要求,以实现水资源供需平衡为目标,建立需水量预测系统动力学模型,通过变量调控、方案设计及节水效果评估,为节水管理提供决策信息。研究表明,建立的模型是有效的,可以全面客观地使济宁市社会经济发展获得良好的可持续性。

网络舆情事件的系统动力学模型与仿真

分析网络舆情事件的热度,研究网络舆情危机的形成机制,构建网络舆情危机预警的系统动力学模型。采用Vensim PLE软件对模型仿真,验证并分析模型的有效性和灵敏度,仿真结果表明该模型能够较好地拟合网络舆情事件中热度的形成过程。分析事件作用、网民作用、媒体作用和政府作用等四方面对网络舆情热度的影响,给出了网络舆情危机预警策略与对策建议。

交通影响下的城市中心演化系统动力学模型及仿真研究

交通对于城市中心的形成和演化具有重要的引导和反馈作用。本文分析城市中心基于自组织理论的形成机制;采用系统动力学的研究方法,建立城市中心内部相互作用的系统动力学模型和多中心之间相互竞争的系统动力学模型,并利用Vensim软件进行实例仿真模拟;通过对模型的分析,可知利用交通可以刺激或抑制城市中心的发展,进而形成良好的城市形态和稳定的城市结构。

宝鸡市水资源承载力系统动力学仿真模型研究

水资源承载力是一个地区持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分,对地区综合发展和规划非常重要.针对宝鸡市水资源系统所具有的复杂系统特征,采用系统动力学原理和方法,在对其进行结构和因果关系分析的基础上,将水资源承载力系统划分为人口、农业、工业、水污染、水资源5个子系统,通过各层次的反馈关系,建立水资源承载力变化的系统动力学模型,并通过策略模拟试验了政策变化对水资源承载力的影响.通过对模型模拟结果的比较,提出了适合的经济发展方案和建议.

煤炭产业结构的系统动力学模型研究及其应用

从大系统的角度出发，用系统动力学的原理和方法对矿区煤炭产业结构进行了分析研究．建立了矿区煤炭产业结构的系统动力学模型，同时进行了实例的模拟研究工作．研究表明，按此方法对矿区煤炭产业结构进行分析评价和决策是可行的，应用本模型可得到矿区优化的煤炭产业结构（各产业优化的各年的投资比重、矿区煤炭产业的协调度即各产业的产值比重、矿区煤炭产业结构方案取得的经济效益和社会效益等），模型具有较好的通用性和可移植性．