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科研小喵:系统动力学多尺度层级化

已有 3198 次阅读 2018-9-18 22:33 |个人分类:技术相关|系统分类:论文交流|关键词:学者

系统动力学(system dynamics,SD)的出现于1956年,创始人为美国麻省理工学院(MIT)的福瑞斯特(J.W.Forrester)教授。SD运用凡系统必有结构,系统结构决定系统功能的系统科学思想,将构的方法、功能的方法和历史的方法的统一,是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学应用范围日益扩大,几乎遍及各个领域。但是,SD固有的局限性以及其非空间化的计算,使SD一直处于低迷发展状态。我们团队一直致力于SD的研究,从文章到学位论文,对其进行空间化研究。


比如:

王爱萍,郑新奇.基于SD的土地利用总体规划—以无棣县为例[J].山东师大学报(自然科学版),2001(04):437-442.

赵涛,郑新奇,邓祥征.城市土地利用优化配置分析应用——以济南市为例[J].地球信息科学,2004(02):53-57.

赵璐郑新奇.空间动力学研究概述[C].地球资源环境定量化理论与应用——2009年全国数学地球科学与地学信息学术会议,2009-06-28

郑新奇,赵璐,胡业翠,李宁.土地利用总体规划指标时空分配[J].农业工程学报,2010,26(04):297-305+390-391.

郑新奇.论地理系统模拟基本模型[J].自然杂志,2012,34(03):143-149.

赵璐.区域土地可持续利用时空优化研究[D].中国地质大学(北京),2012.

陶金.中国耕地生态系统运行效应与响应[D].中国地质大学(北京),2013.

耿冰.北京市集约用地情景模拟研究[D].中国地质大学(北京),2014.



SD被广泛应用,但一直是在一个层级进行,这样的会隐含掉很多下一层级的信息。为了解决这个问题,我们提出了“双层SD”模型的设想,当然进一步可以扩展到三级甚至多级,使得层级之间有不同的动力联系。这样的思想经过两年多的不断完善,最近研究成果被“Resources, Conservation & Recycling”发表。这是我们团队在进行关于SD研究中的有一个小进展。基于这样的思路的另外几个研究成果也正在总结中。不日再来这里分享。


下面的期刊信息和文章摘要。


期刊:Resources, Conservation & Recycling

题目:Dynamic analysis method to open the “black box” of urban metabolism

作者:Qing Huang, Xinqi Zheng⁎, Fei Liu, Yecui Hu, Yuqiang Zuo


摘要:Urban metabolism is a complex system problem that takes into account urban dynamic behavior such as material, energy, and capital flows. The available methods for urban metabolism are all approaches that consider an urban system to be a “black box”, accounting the input and output flows of energy and material, but lacking an analysis of internal elements and the metabolic processes. This study introduced a system dynamics model to study the stocks, flows, activities, and drivers within an urban system, and developed a double-layer model to implement metabolic modeling at two spatial scales. The system dynamics model is built from the perspective of demand-driven to simulate the input of different resources and materials in the urban metabolism. Emergy

analysis was used to calculate the value of variables and evaluate metabolic status. A detailed case study for Jing-Jin-Ji agglomeration of China is used to validate the model and identify major drivers. Results show that the system dynamics approach is suitable for the research of urban metabolism. In future work, more metabolic details should be developed in the model to reduce the impact of data limitations, and more component drivers that affect urban metabolism and relationships within the system should be considered.

关键词:Urban metabolism,Emergy analysis,System dynamics,Drivers


原理图:

Fig. 2


全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344918303379?via%3Dihub#fig0010




https://m.sciencenet.cn/blog-43347-1135584.html

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2 陈楷翰 强涛

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