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《哈尔滨工程大学》 2004年
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复杂系统脆性理论及其在危机分析中的应用

韦琦  
【摘要】:随着社会经济、科学技术的发展,人们为了追求舒适的生活,导致各个与国计民生相关的复杂系统的规模越来越大。一旦复杂系统中的一个子系统在内外干扰下发生崩溃而不能正常的工作,整个复杂系统便会可能失去了它应有的功能,而出现整体坍塌。 本论文以复杂系统作为研究对象,首次提出脆性是复杂系统的一个基本特性,即复杂系统除了具有开放性、复杂性、巨量性、进化与涌现性、层次性之外,还具有脆性。而且指出脆性作为复杂系统的一个基本特性是客观存在的。在给出脆性的定义、特点和模型的基础之上,建立了复杂系统脆性的相关概念、理论。并将此理论用于分析和处理非典型性肺炎给复杂系统带来的影响和危机。 首先,针对复杂系统脆性的定义和特点进行研究。从材料力学领域关于脆性的定义出发,将其引申到复杂系统特性的研究中。复杂系统脆性重点强调崩溃的连锁效应,即由于复杂系统中的某一子系统的崩溃,引发的连锁的崩溃效应,会使整个复杂系统崩溃。以脆性定义为基础,分析了复杂系统脆性的基本特点。脆性具有以下的特点:隐藏性、伴随性、作用结果的表现形式的多样性、作用结果危害的严重性、子系统之间的非合作博弈关系是复杂系统脆性的一个根源、连锁性、延时性、整合性。 其次,为了形象化说明复杂系统脆性的概念,提出了多米诺骨牌模型、金字塔与倒金字塔模型、元胞自动机模型等几种基本模型。同时,为了分析各个子系统间的脆性联系,以脆性联系函数为基础建立了脆性同一度、对立度、波动度、脆性变化率和子系统的脆性相关序列等一系列的相关的概念,定性地分析了各个子系统之间的脆性联系。 再次,建立了复杂系统脆性研究的理论基础。根据集对分析的理论和方法,在复杂系统的一个脆性基元内,建立了脆性联系熵的概念。即当一个脆性基元内的子系统崩溃后,其它子系统功能与状态,受崩溃的子系统所影响的程度,体现在脆性同一熵、对立熵、波动熵三个方面。在崩溃的子系统的影响下,未崩溃的子系统为了自己的生存,需要从外界环境获得负熵流,来降低而由于脆性联系熵导致它们的熵增,且它们之间的关系属于非合作博弈。若外界环境的负熵流无法满足时,它们的脆性熵将达到使它们发生崩溃的临 哈尔滨工程大学博士学位论文 界值。利用元胞自动机模拟整个复杂系统的脆性,将每一个子系统作为一个 元胞,建立以Von.Neumann型为基础的复杂系统的元胞自动机脆性仿真规 则。以突变级数法为基础,在一个脆性基元内,利用尖点突变级数法和燕尾 突变级数法进行脆性评价。当一个子系统在干扰下崩溃后,根据尚未崩溃的 子系统与崩溃的子系统之间的同一度、对立度、波动度来评价它们之间的脆 性关系。 最后,将复杂系统脆性理论应用于非典型性肺炎危机的脆性研究。根据 国家卫生部2003年4月下旬到5月上旬期间发布的非典型性肺炎疫情通报, 以北京、内蒙古为例,从复杂系统脆性的角度来分析非典型性肺炎危机,提 出相应的危机处理策略。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:N941.4

【引证文献】
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9 中国科学院科技政策与管理科学研究所魏一鸣;青年科学家畅论 “复杂性科学”[N];科技日报;2002年
10 邵俭;股指期货可提高市场抗风险弹性[N];证券时报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 廖卫民;传播与国运[D];浙江大学;2010年
2 王文庆;基于模糊逻辑系统的复杂系统分析与控制[D];西北工业大学;2003年
3 张智焕;复杂系统预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2002年
4 吴红梅;复杂系统脆性理论及在煤矿事故系统中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 李文博;企业知识网络复杂系统的结构与演化:产业集群情境下的实证研究[D];浙江工商大学;2009年
6 李宏亮;基于Agent的复杂系统分布仿真[D];国防科学技术大学;2001年
7 王琦;产业集群与区域经济空间耦合机理研究[D];东北师范大学;2008年
8 张志飞;基于比较原理的大系统的稳定性与镇定研究[D];湖南大学;2005年
9 吕瑞华;复杂经济系统混沌预测方法与多层局势决策方法研究[D];天津大学;2004年
10 于冬;面向数字城市的复杂性研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李勇;复杂系统理论框架下对保险公司组织结构及其运行的探索[D];西南财经大学;2003年
2 邢恩德;奈曼旗荒漠化发生复杂系统与动力学模型研究[D];内蒙古农业大学;2003年
3 姜胜;虚拟社区自组织演进研究[D];清华大学;2007年
4 彭本红;基于复杂系统方法论的区域生态环境可持续发展研究[D];广西大学;2003年
5 林德明;基于元胞自动机的复杂系统脆性研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 刘美玲;BA无标度网络模型的应用及扩展[D];武汉理工大学;2005年
7 王镇岭;复杂系统、科学引文网的研究[D];青岛大学;2006年
8 霍翠花;生态工业系统结构演化的理论分析与模拟[D];天津大学;2007年
9 柏仲干;复杂系统Bayes可靠性评估方法研究及其应用软件的研制[D];国防科学技术大学;2003年
10 陈殿夏;桥式网络系统可靠性分析和优化[D];沈阳工业大学;2005年
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