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《昆明理工大学》 2008年
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固体废物综合管理系统演化与调控模型研究

毕贵红  
【摘要】:固体废物综合管理系统是一种新型的固体废物管理发展模式,是固体废物管理系统提高资源利用效率,解决环境污染问题,实现可持续发展的必由之路。在固体废物管理的实践中人们逐渐认识到固体废物管理系统是一个内部各子系统相互作用相互联系的复杂系统,必须以整体观来看待固体废物管理系统。传统的固体废物管理系统决策模型是基于“还原论”和静态的模型,对系统的认识具有局限性。固体废物管理系统是一个复杂的、开放的技术经济系统,具有复杂系统和复杂适应系统的一切特征。对固体废物管理系统这样的复杂系统,人们需要一个能对其进行预测、模拟、优化和调控分析的辅助决策工具,帮助人们作出科学决策。这样的决策系统应该是整体的和全面的方法,符合复杂系统内部运行机制,能描述复杂系统运行规律的方法,而不是片面的和还原论的方法。本文分别从宏观层次和微观层次出发,将复杂反馈系统、复杂适应系统理论及其建模方法引入到固体废物管理系统动态演化模型的研究中,完善废物管理系统优化调控的基础分析理论和基于系统演化机理的建模方法。追踪固体废物管理系统模型的最新进展,以复杂系统模型为基础综合现有的各种有效分析方法和模型,为最终建立一个完整全面的固体废物管理决策支持系统打下基础。基于以上分析,本文从以下几个方面进行了研究: 以复杂系统理论为指导对固体废物综合管理系统的复杂系统特性进行了定性分析,奠定了固体废物综合管理系统的复杂系统理论基础。从复杂反馈系统的观点出发,把城市居民固体废物源头调控政策、居民的废物分类行为与固体废物处置管理系统看成动态演化的反馈系统。在固体废弃物从量收费政策和法规政策影响下,采用系统动力学模型分析居民参与废物管理的行为对整个废物管理系统的动态影响。用开发的昆明城市固体废物系统动力学模型对3种设定的政策情景进行了仿真。 应用复杂适应系统理论对区域固体废物综合管理系统的特性进行了分析,证明固体废物管理系统是一类复杂适应系统。论文以复杂适应系统理论为指导,通过基于主体(Agent)的模型仿真来探究固体废物管理系统的演化的过程和发展规律,并以此指固体废物综合管理系统的实践。固体废物管理系统的演化发展实际上是大量主体自主决策、交互作用的结果,固体废物综合管理系统本质上是复杂适应系统。由此论文提出了自下而上,从微观到宏观的固体废物管理系统演化的研究思路。并且开发了适合固体废物管理系统的基于Agent的仿真模型,并以此作为论文的研究方法。在这个模型中,针对废物处理企业Agent的设计难点,给出了一种结合系统动力学模型的企业Agent设计的新思路。为有效解决区域固体废物的可持续管理问题提供新的研究方向和思维方式,奠定了区域固体废物管理的科学理论基础。研究了基于Agent的CAS建模机理和仿真方法;探讨了基于Repast平台的复杂适应系统建模机理和仿真方法;进一步研究了基于Agent的复杂适应系统建模仿真方法的关键技术。 为了深入了解城市固体废物管理系统中各参与主体之间复杂的交互关系及其上体现出来的系统行为,特别是居民行为与公共政策之间的动态演化关系,需要先进的建模和仿真方法来对固体废物管理系统随时间演化的系统行为以及居民响应不同价格机制的过程进行建模。这种方法对评价不同情景下政策的制定是非常有用的,不仅能帮助人们识别有效的政策调控点,而且能帮助设计和讨论成功的政策。一种新的有前景的建模方法就是从复杂适应性系统理论出发,把固体废弃物管理系统作为一个虚拟人工社会,用基于Agent的建模方法进行模拟。开发了一个基于Agent的固体废弃物管理人工社会,对模型中涉及的所有Agent及其交互进行了详细的设计和描述。研究了该模型是如何作为一个虚拟的政策实验室,在控制的条件下为了考虑“如果,那么”问题,对不同的价格和激励调控政策进行了测试。研究表明模型是有效和成功的。 最后指出了需要进一步研究的内容。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP315

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