重点片区道路应急避震疏散评价理论模型

根据对重点片区应急避震疏散影响因素的分析,结合系统动力学的基本思想和原理的研究,从灾害环境、道路空间、人员特性三个方面分析了地震疏散过程中的动态反馈性,建立了道路系统动力学疏散的因果模型和流量模型.结合城市抗震防灾规划标准中对紧急避难场所、疏散道路及疏散时间的要求,就地震灾害发生时重点人群密集片区的紧急疏散过程中的道路疏散能力进行了动态模拟,并根据模拟结果对重点人员密集片区的规划改建提出了相关的建议,为城市抗震防灾工作提供参考.     

地震灾害综合防御界壳的协同演化测度模型

针对地震灾害的综合防御问题，提出了城市抗震防灾多道防线的基本原理，建立了城市抗震防灾的防御界壳理论. 在此基础上，利用防御界壳群之间的交换率为控制变量，引入Lotka-Volterra方程建立了城市抗震防灾多道防线演化模型，分析了多道防线的竞争互补与协同演化的动态机制. 根据序参量的确定原则，选取多道防线系统中序参量，建立了城市抗震 防灾多道防线协同演化的测度模型，并将其应用于南通城市地震灾害综合防御系统. 结果表明，2005年南通抗震防灾综合 防御系统出现了竞争异化特征，系统协调度降低到0.62，之后通过调整各道防线的投入比例，系统协调度恢复了先前水平，并向着更为协调有序方向发展.     

基于系统动力学的震后应急血液保障绩效评估

震后应急血液保障是减少人员伤亡的重要手段。根据地震灾害人员伤亡特点描述应急血液需求,又基于血液保障特点将血液供应端划分为血液采集与血液转运两个子系统。将血液保障绩效的主要指标描述为累积血液缺口量,构建了震后应急血液保障绩效评估的系统动力学模型。基于汶川地震案例的现实性检验,证明了模型分析结果与现实情况基本相符。在此基础上,设计仿真案例,针对关键参数,进行敏感性分析实验,从中得出一些有用的管理启示,为政府制定应急血液保障措施提供决策借鉴。     

区域旅游可持续发展系统的动态仿真

根据可持续发展理念, 构建包含旅游、人口、社会、资源与环境五大子系统的旅游可持续发展系统. 在分析旅游可持续发展系统内部各要素内在关联及动态行为的基础上, 基于系统动力学理论, 建立旅游可持续发展的系统动力学模型. 运用系统动力学建模软件VENSIM, 对西藏旅游可持续发展进行了仿真模拟. 通过对关键要素指标的调控, 提出西藏旅游业应走兼顾环境保护、基础设施投资、专业人才培养、旅游法规制定、旅游企业以及企业员工等要素的可持续发展模式, 为西藏旅游可持续发展的科学管理提供决策依据.     

震害紧急响应阶段应急物流系统中的LRP

针对震后紧急响应阶段的应急物流系统优化问题, 建立了一个两级设施定位-运输路线安排问题模型(LRP), 据此进行应急设施定位-分配和救援物资运输路线安排决策. 根据该模型的特点, 提出一种基于两阶段分解思想的“三角”启发式算法, 对算法的复杂性进行了分析, 并与改进遗传算法进行了对比研究. 算例分析结果表明, 该模型和算法可以解决震后应急物流系统中的 LRP, 所设计的“三角”启发式算法性能优越, 具有较高的运算效率.     

地震救援·恢复·重建的组织技术及理论模式

针对地震救援恢复重建这一开放的复杂巨系统,探究其结构、环境、功能与演化,分析系统特征、研判整体涌现;运用系统工程方法组织管理地震救援恢复重建系统,采用Hall三维结构体系从进度、逻辑与专业三个维度对地震救援恢复重建系统工程进行集成分析,应用综合集成方法及其研讨厅从微观和宏观两个层面实践地震救援恢复重建系统工程;根据震灾救援、震后恢复和灾后重建系统分别展现的应急、并行和全面的特征,从理论上构筑震灾救援的情景应对模式、震后恢复的统筹优选模式和灾后重建的综合集成模式,结合系统工程方法,指导一类专业技术手段的运用,从各专项领域有效解决地震救援恢复重建系统问题.     

农牧结合生态系统管理的动力学机制

系统动力学是研究信息反馈系统动态行为的计算机仿真方法,它用于研究与规划非线性复杂系统的动态行为和相应的长期战略决策有其独特的优点。禹城市既是粮食生产优势产区,同时也是畜牧业生产的优势产区,种植业子系统和养殖业子系统是禹城市农业生态系统两个最主要的子系统,种植业和养殖业协调发展是农业生产持续健康发展的关键。通过建立系统动力学模型,模拟在资源、经济等因素影响下的禹城市农业生态系统发展动态,对种植业和养殖业子系统内部组分结构比例实施调控,经过反复运行试验,从中选出3种典型情景供决策者参考。图4,表1,参6。     

城市人口区域分布动态演化自组织模型初步研究

根据耗散结构理论自组织建模原理,考虑区域人口的相互迁移作用,尝试建立了城市区域人口动态演化自组织模型,并对模型的解法及典型计算结果进行了讨论,在长沙市对模型进行了实际应用,模拟预测了长沙市未来百年9个区域人口动态演化情景,得出了相应的结论.     

城市基础设施投资结构的动态仿真与分析——以北京市为例

基础设施在城市化进程中扮演着关键作用,合理选择基础设施投资结构对于城市可持续发展至关重要。鉴于基础设施的多系统复合特征,结合系统动力学和耦合协调理论,构建了城市基础设施系统效益仿真模型,通过调整各类基础设施投资占比参数,设计出资金投入总额有限下的4种基础设施投资情景,模拟了北京市2018~2030年4种情景下基础设施效益子系统间耦合协调水平,提出了在模拟期内优化基础设施投资结构的参考方案。结果表明：2018~2030年4种情景下基础设施效益子系统间耦合协调水平存在差异,整体处于上升状态,由低度耦合协调演变为极度耦合协调;均衡兼顾型和现状延续型情景下的城市基础设施效益子系统间耦合协调水平分别在2018~2027年和2028~2030年两个时段内表现最优,更有利于推动城市可持续发展,可将此两种情景下的城市各类基础设施投资占比参数作为相应时段内城市基础设施投资的参考方案。     

活性污泥吸附和稳定过程的细胞自动机建模与仿真

从活性污泥法污水处理过程的复杂性和丰富的动力学行为出发,结合活性污泥去污机理及其生长规律,建立了活性污泥吸附和稳定过程的细胞自动机模型,并利用实际参数进行仿真实验。结果表明,该细胞自动机模型能复现活性污泥的吸附和稳定过程,反映BOD(生化需氧量)的去除情况和活性污泥的生长状况,实现活性污泥系统曝气池内污水处理过程的动态可视化模拟,展现了细胞自动机模拟污水处理过程的优势,并为类似复杂系统建模提供基本思路。     

Evaluation of Earthquake Emergency Plan Based on SD Model

Based on the system dynamics(SD) model, this paper puts forward a quantitative method to evaluate the earthquake emergency plan in China. Firstly, we analyze the disaster system structure and the content of plan. Using the analysis results, we establish a system dynamics(SD) model and then carry out its simulation. According to the simulation results, the rescue effect using the plan of 2012 is better than that of 2006. From the policy level, in order to reduce loss, government should maintain communication smoothly, improve the ability of self and mutual help, strengthen the management of public opinion, and pay more attention to secondary disasters.     

基于LBM的城市建筑群系统洪水灾害模拟

极端气候变化背景下,东南沿海地区遭受的潜在洪水灾害风险不容忽视。基于格子玻尔兹曼计算流体力学方法,针对沿海城市建筑群系统开展了海啸冲击情景下内涝过程三维仿真研究,对理想建筑群洪水冲击实验开展了数值模拟方法可靠性和准确性验证。研究结果表明：沿河道、海岸线布置的建筑群的遮掩效应明显,城市内部建筑群受洪水的影响较小;建筑的布置方向和间距分布对洪水路径影响明显。开展的大尺度洪水情景下城市建筑群小尺度模拟分析方法,解决了二维模型不能计算复杂流场、地形、湍流等问题,克服了建筑群三维网格划分困难,为当前基于城市信息模型的洪水灾害应急管理和城市建筑规划提供技术参考。     

考虑非最小相位特性的高超声速飞行器轨迹跟踪控制

针对带有非最小相位特性的吸气式高超声速飞行器控制问题,提出了一种输出跟踪控制方法。对于不具有非最小相位特性的速度子系统,运用动态逆控制技术设计了状态反馈控制器;针对具有非最小相位特性的高度子系统,首先选取合理的内外动态变量,通过坐标变换,将纵向俯仰通道模型转换为正则形式。然后通过对内动态进行稳定性分析,提出了飞行器系统非最小相位特性的判定定理。最后通过在动态逆控制器中加入正则变换后的状态反馈,实现了内动态的镇定,并基于Lyapunov方程证明了系统稳定性。仿真结果表明,该方法实现了良好的跟踪控制效果,并有效地镇定了系统的内动态。     

城市应急资源调度系统建模与仿真

突发事件发生时,应急资源的合理调度问题尤为重要。如何解决单一城市应急资源供应不足,如何将更多的资源进行整合,选择哪些救援点进行救援,什么时候进行救援,这些都是需要讨论的问题。通过建立虚拟协调中心,将分布式系统的理论应用到整合城市之间应急资源的协同调度管理中,从应急系统成本费用和因施救不及时造成损失的双重角度考虑,将救援成本最小和出救点数量最少作为应急优化目标,建立了针对多救援点事故灾害下的应急资源调度模型,并对资源的动态调度模型及协同过程进行仿真与研究分析。     

考虑不确定复合控制系统动态特性的前向拦截三维导引律

为实现高空高速目标的精确拦截,研究了考虑直接力气动力复合控制动态特性及不确定性的前向拦截三维导引律设计方法。对采用复合控制的慢旋导弹的动力学模型进行了线性化处理,在气动舵控制的基础上设计连续直接力,然后对其进行离散化处理,避免复杂的控制分配问题。在三维弹目相对运动模型和不确定导弹动力学线性化模型的基础上,利用时标分离的思想将系统划分为慢变子系统和快变子系统,应用基于李雅普诺夫稳定性理论的鲁棒控制方法对慢变子系统和快变子系统分别进行鲁棒动态逆设计,得到考虑不确定复合控制系统动态特性的前向拦截三维导引律。对单通道控制和双通道控制的情况分别进行了仿真研究,验证了本文方法的正确性和有效性。     

动态路况下考虑决策者风险感知的地震物资调配动力学模型

决策者心理与行为对突发事件应急响应是否高效起到了决定性的作用。针对路况动态变化下的地震物资调配问题, 基于前景理论, 分别构建了救援中心和灾点决策者不同决策主体的风险感知函数, 以衡量决策者对缺货和运输时间延迟的风险感知程度。从道路运力评估、物资流动、决策过程以及物资需求等模块建立了物资调配全过程系统动力学仿真模型。在此基础上, 分析了两层决策者不同的决策态度（乐观/悲观）对应急物资调配过程产生的影响, 并以汶川灾区粮食供应为例进行仿真实验, 证明了模型的有效性和稳健型。     

面向非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统

建立非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统对于非常规突发事件的应急管理具有重要意义。针对现有模拟仿真方法与系统在用于非常规突发事件演化分析时存在的不足,尤其难以综合集成多学科、多领域的理论、方法和技术成果的问题,从知识管理以及综合集成的视角,给出了以知识元为基础,以数据、知识、模型融合计算为核心的非常规突发事件演化分析模拟仿真系统的框架体系,并探讨了各子系统的实现。在该系统中,知识元实现了数据、知识、模型的内在关联;通过知识元网络的推理,实现了各学科、各领域数据、知识、模型的动态融合计算,从而进一步实现了非常规突发事件演化分析的模拟仿真。最后,给出了原型系统,并通过泥石流灾害实例,阐述了原型系统的管理与运行过程。     

基于系统动力学的危化品水污染突发事件中网络舆情危机应急策略研究

鉴于危化品强腐蚀性、剧毒等特性,其突发泄露事件,特别是水污染突发事件,将对人民生命安全和财产安全造成严重威胁,从而引发网络舆情危机.本文基于系统动力学,深入分析危化品水污染突发事件中网络舆情的扩散演化规律,以探索有效的危机应急策略.新模型包括网民子块、网媒子块和政府子块三个子模块,受到危化品水污染突发事件的直接影响,并影响着突发事件的发展演化.以五个危化品水污染突发事件为案例,实证研究验证并分析了仿真模型的有效性和实用性;在此基础上,对不同危机应急策略进行了模拟.政策仿真结果表明:提高官方新闻透明度、政府危机处理力度、政府响应效率能有效控制并引导网络舆情的扩散与传播.