检索结果-内蒙古大学图书馆

中国人口·资源与环境 2018年第1期28卷 44-53页

作者：孔静静张超韩传峰上海师范大学建筑工程学院上海201400 上海财经大学上海市金融信息技术重点实验室上海200433 同济大学经济与管理学院上海200092

基础设施系统能力持续增长,为经济社会快速发展和国家新型城镇化加速推进提供支撑的同时,造成的资源过度消耗、自然环境恶化等问题日益严重。以可持续发展为目标,运用系统动力学理论方法,研究基础设施系统与自然生态系统的交互作用机制... 详细信息

基础设施系统能力持续增长,为经济社会快速发展和国家新型城镇化加速推进提供支撑的同时,造成的资源过度消耗、自然环境恶化等问题日益严重。以可持续发展为目标,运用系统动力学理论方法,研究基础设施系统与自然生态系统的交互作用机制,提出基础设施系统与自然生态互动增长策略。研究得出,基础设施系统内部通过环境污染程度和人口规模动态关联且存在着负反馈,交通、供电和供水等基础设施规模的增长相互制约,都不可无限增大。在既定的经济发展水平和技术条件下,交通基础设施与自然生态存在着负反馈关系,原因在于公路里程增长刺激机动车保有量增加,致使空气污染程度加重,年人口增加量减少,从而限制了交通基础设施规模的增长;供电基础设施对自然生态的恶性累积效应显著,原因在于供电基础设施规模增长所导致的资源可获得性和环境污染程度负效应叠加,并通过人口增量联系起来,使得供电基础设施规模持续扩大;供水基础设施与自然生态存在着负反馈关系,原因在于年污水排放量与水源影响因子的作用相抵,使供水基础设施规模趋于稳定。通过系统动力学基模分析可得,一类基础设施规模增大,必须综合考虑自然生态承载和它类基础设施规模增长的关联效应。交通基础设施能力提高的关键不在于增加公路里程,而是实施以空气质量控制为导向的公共交通完善策略;供电基础设施规模的增长须与交通基础设施增长的空气污染累积解耦,降低火力发电的能耗或比例;供水基础设施能力提升的根本不在于污水处理设施的增加,而是降低水源污染程度。

关键词：基础设施系统自然生态相互作用系统动力学增长策略

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基础设施系统脆弱性研究综述

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2014年第4期33卷 168-174页

作者：王淑良岳昕于巍巍姬长全重庆交通大学信息与工程学院重庆400074 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074 昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650504 攀枝花学院数学与计算机学院四川攀枝花617000

基础设施作为一类为社会生产和居民生活提供服务的物质工程设施,是社会赖以生存和发展的一般性物质条件,也是典型的复杂系统。当今社会越来越依赖于基础设施系统提供的各种服务以维持其正常运行。然而近年来各类灾害频繁爆发,给基础设... 详细信息

基础设施作为一类为社会生产和居民生活提供服务的物质工程设施,是社会赖以生存和发展的一般性物质条件,也是典型的复杂系统。当今社会越来越依赖于基础设施系统提供的各种服务以维持其正常运行。然而近年来各类灾害频繁爆发,给基础设施系统的安全敲响了警钟。鉴于基础设施系统对社会生产和人民生活的重要性,分析基础设施系统的脆弱性,进而提出相应的抗干扰措施和改进策略,提高基础设施系统的可靠性,成为了当前研究的一个热点课题。基于此,对基础设施系统脆弱性相关研究进行了综述,并指出当前研究的一些不足和未来有待进一步研究的问题。

关键词：基础设施系统复杂网络脆弱性分析基础设施保护

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基于物元分析法基础设施系统可持续性评价

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中国人口·资源与环境 2009年第2期19卷 116-121页

作者：韩传峰刘亮王忠礼同济大学城市建设与灾害管理研究所上海200092

基础设施应具有持续有效地提供满足城市经济社会生态发展的整体功能,对其可持续水平的评价是城市基础设施系统研究的重要方面。应用物元分析方法建立基础设施系统可持续评价物元模型,通过分析基础设施宏观可持续的内涵,基于压力—状态... 详细信息

基础设施应具有持续有效地提供满足城市经济社会生态发展的整体功能,对其可持续水平的评价是城市基础设施系统研究的重要方面。应用物元分析方法建立基础设施系统可持续评价物元模型,通过分析基础设施宏观可持续的内涵,基于压力—状态—响应概念模型构建其评价指标体系,将可持续标准、评价指标及其评价值作为物元,对评价标准及实测数据进行归一化后,得到模型的经典域、节域、权系数及关联度。以某城市基础设施为例进行可持续发展水平多指标的综合评价,说明该评价方法的有效性和可行性。基于物元分析法基础设施可持续水平的科学评价,为基础设施规划建设、运营维护和更新改造决策提供科学依据。

关键词：基础设施系统可持续评价物元分析法

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基础设施系统的多视角多维度脆弱性分析

基础设施系统的多视角多维度脆弱性分析

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作者：潘哲哲华中科技大学

学位级别：硕士

基础设施系统在社会稳定和发展中有举足轻重的地位,但是不可避免的面临着元件老化、自然灾害、人为失误等因素的破坏。因而学者们提出脆弱性的概念,研究系统在破坏事件下的性能响应,识别系统中的薄弱环节,以更好的保护基础设施系统。近... 详细信息

基础设施系统在社会稳定和发展中有举足轻重的地位,但是不可避免的面临着元件老化、自然灾害、人为失误等因素的破坏。因而学者们提出脆弱性的概念,研究系统在破坏事件下的性能响应,识别系统中的薄弱环节,以更好的保护基础设施系统。近年来,学者们运用拓扑结构模型和基于拓扑结构的指标从不同视角和维度来研究基础设施系统的脆弱性,那么不同模型和不同指标下系统脆弱性响应有何不同,这些模型或指标适用范围及其相关性如何是一个有待研究的领域。为探讨上述问题,本文提出基础设施系统的多视角多维度脆弱性分析框架,并应用到电网和中国铁路客运网的脆弱性分析中。针对电网,本文选择了三种电网模型:纯拓扑模型(Purely Topological Model,PTM)、基于介数的虚拟流模型(Betweenness Based Model,BBM)以及直流潮流模型(Direct Current Power Flow Model,DCPFM),并采用了六种脆弱性指标:基于网络效率的脆弱性指标VE、基于源汇节点网络效率的脆弱性指标VSDE、基于最大团尺寸的脆弱性指标VLCS、基于连通度的脆弱性指标VCL、基于平均聚类系数的脆弱性指标VCCO、基于供电量的脆弱性指标VPS。基于这些模型与指标,本文分析了IEEE300电网在随机故障情形下的脆弱性值并讨论了模型之间的差异性与指标之间的相关性。结果显示:在边容量系数或故障概率较大情形下,三个模型产生将近相同的基于拓扑指标的脆弱性值,而仅当所有元件故障时才能产生将近相同的基于流量指标的脆弱性值。PTM和BBM在逼近DCPFM方面哪个更优取决于故障概率的大小。此外,两个考虑源汇节点的脆弱性指标VCL和VSDE具有很强的相关性,VPS与考虑源汇节点的脆弱性指标VSDE和VCL有中等强度的相关性。针对铁路网,本文选择了四种模型:纯拓扑模型(Purely Topological Model,PTM)、纯最短路径模型(Purely Shortest Path Model,PSPM)、加权最短路径模型(Weight Based Shortest Path Model,WBSPM)以及实际铁路流模型(Real Train Flow Model,RTFM),并采用了两个脆弱性指标:可达性脆弱性指标VACC和基于流量的脆弱性指标VFOT。基于这些模型与指标,本文分析了中国客运铁路网在随机故障情形下的脆弱性值并讨论了模型之间的差异性与指标之间的相关性。此外,本文还从互补视角研究了铁路网在是否考虑其互补航空网这两种情形下的脆弱性差异,并定义此差异性为互补强度。结果显示:在一些极端事件中(元件故障概率为0.6-0.7),基于可达性指标衡量下,拓扑结构模型可以较好的逼近实际模型。然而基于流量指标衡量下,所有元件故障时拓扑结构模型才能对实际模型进行良好的逼近。基于流量的脆弱性指标和可达性脆弱性指标间中等相关。此外,铁路网对航空网的互补强度要比航空网对铁路网的互补强度大得多。当铁路网随机故障15%的元件时,不同破坏强度下航空网对铁路网有最大互补强度,而铁路网对航空网的互补强度随着航空网故障元件比例的增加而降低。

关键词：基础设施系统互补系统脆弱性分析脆弱性模型脆弱性指标

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基于生态学原理的区域基础设施系统可持续性研究

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城市发展研究 2015年第1期22卷 72-78页

作者：邵志国韩传峰刘亮同济大学经济与管理学院上海大学管理学院

基础设施系统可持续性是区域发展问题研究的重点领域之一。界定区域基础设施系统的内涵,分析其结构层次与生态功能,解析区域基础设施系统的运行模式。从系统本质、系统目标、物质能量循环方式,以及生产者—消费者—分解者空间分布与作... 详细信息

基础设施系统可持续性是区域发展问题研究的重点领域之一。界定区域基础设施系统的内涵,分析其结构层次与生态功能,解析区域基础设施系统的运行模式。从系统本质、系统目标、物质能量循环方式,以及生产者—消费者—分解者空间分布与作用等方面,明晰区域基础设施系统运行模式的特征。应用生态工程方法,提出区域基础设施系统可持续生态设计的方向、原则和机制等。研究成果可为区域基础设施规划、设计、建设、运营与维护提供理论支持,助力经济社会可持续发展。

关键词：基础设施系统生态系统生态工程可持续发展生态学

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基于软系统方法基础设施系统长效性研究

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中国科学基金 2009年第5期23卷 273-277页

作者：韩传峰王兴广叶岑同济大学城市建设与灾害管理研究所上海200092

基础设施系统的长效性决定城市发展的可持续性。分析基础设施系统长效性的内涵及其软系统特征,采用切克兰德软系统方法(SSM)对基础设施系统长效性进行研究。通过长效性的问题描述、根定义、概念模型建立以及比较分析,提出有利于基础设... 详细信息

基础设施系统的长效性决定城市发展的可持续性。分析基础设施系统长效性的内涵及其软系统特征,采用切克兰德软系统方法(SSM)对基础设施系统长效性进行研究。通过长效性的问题描述、根定义、概念模型建立以及比较分析,提出有利于基础设施系统长效的对策。

关键词：基础设施系统长效性软系统方法

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基于复杂网络理论的基础设施系统脆弱性分析

基于复杂网络理论的基础设施系统脆弱性分析

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作者：王淑良华中科技大学

学位级别：博士

基础设施是一类为社会生产和居民生活提供服务的物质工程设施，它们是社会赖以生存和发展的一般性物质条件，也是典型的复杂系统。当今社会越来越依赖于基础设施系统提供的各种服务以维持其正常运行。然而近年来以北美大停电、08年中国... 详细信息

基础设施是一类为社会生产和居民生活提供服务的物质工程设施，它们是社会赖以生存和发展的一般性物质条件，也是典型的复杂系统。当今社会越来越依赖于基础设施系统提供的各种服务以维持其正常运行。然而近年来以北美大停电、08年中国南方雪灾为代表的各类灾害频繁爆发，给基础设施系统的安全敲响了警钟。鉴于基础设施系统对社会生产和人民生活的重要性，研究基础设施系统在不同扰动下的响应情形，分析、理解、识别基础设施系统的脆弱性，进而提出相应的抗干扰措施和改进策略，提高基础设施系统的可靠性，成为了当前研究的一个热点课题。围绕基础设施系统的脆弱性研究及其应用，国内外众多研究机构和学者分别采用投入产出模型、系统动力学模型、Agent仿真模型，探讨了灾害对基础设施系统中的经济体、功能器件、业务流程等的影响并取得了若干初步成果，但是就总体而言，基础设施系统脆弱性的研究尚处于起步阶段，特别地，对于关联基础设施系统脆弱性研究目前仍然是一个较新的研究领域。复杂网络作为大量真实复杂系统的高度抽象，其理论与应用研究已渗透到数理、生命和工程学科等众多不同的领域。利用复杂网络的理论和方法能够很好的描述基础设施系统的内部结构和彼此间的关联关系，为基础设施系统脆弱性的研究提供一个全新的视角和研究方法，有助于从整体上把握系统的复杂性和系统响应的动力学特性。基于此，本文运用复杂网络的理论和方法，从单一基础设施系统入手，以关联基础设施系统为研究重点分析基础设施系统的脆弱性。主要研究内容如下：首先，利用复杂网络的理论和方法对基础设施系统进行了拓扑描述和功能刻画，介绍并总结了描述基础设施系统的聚类系数、度相关性、介数等参量，以便更深刻的理解基础设施系统结构与功能特性，给出了基础设施系统的脆弱性分析理论框架。针对以往单一基础设施系统网络脆弱性研究中对边的级联故障和社团脆弱性很少提及这一情形，本文在一般脆弱性分析的基础上，建立了节点和边的级联故障模型，分析了基础设施系统网络在节点故障和边故障下的脆弱性。同时利用模块度优化算法给出了社团结构划分方法，并结合基础设施系统网络的结构特性和功能特点分别提出了结构和功能脆弱性指标，用以寻找网络最脆弱和鲁棒的社团。对于关联基础设施系统，本文分别从关联类型、运行状态、基础设施特性、故障类型、耦合和响应行为、基础设施环境等不同方面分析了其关联性，结合基础设施系统脆弱性分析框架，对关联基础设施系统进行了脆弱性分析。在研究中对每一个具体系统进行了拓扑结构抽象，结合其运行机制建立了功能模型，考虑了不同系统间的关联关系，并给出了关联基础设施系统接口设计策略。利用网络效率、雪崩规模等性能指标分析了系统在不同接口、不同扰动策略下的脆弱性，得出了关联基础设施系统的故障容忍性和最优的接口设计标准。脆弱性分析的目的是为了更好的保护基础设施系统。在单一和关联基础设施系统脆弱性分析基础上，探讨了基础设施系统的关键组件辨识方法，以便对这些关键组件进行重点保护。通过纳入缓冲、增加冗余、故障修复等手段讨论了基础设施系统的改进策略，为控制基础设施系统的级联故障、增强系统的抗干扰能力提供决策支持。

关键词：基础设施系统复杂网络网络模型脆弱性分析接口设计策略关键组件基础设施保护

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不同攻击敏感性下基础设施系统脆弱性分析

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系统工程 2024年第6期42卷 40-50页

作者：郭鹏吴艳芳张丁宁王莹西北工业大学管理学院陕西西安710072

结合复杂网络理论与设施工程特性模型对基础设施系统进行刻画,将系统面临的多重风险、设施应对不同风险攻击敏感性、失效级联传递问题等考虑在内,构建基础设施系统脆弱性测度模型,分析不同攻击敏感下系统结构脆弱性和功能脆弱性。设计... 详细信息

结合复杂网络理论与设施工程特性模型对基础设施系统进行刻画,将系统面临的多重风险、设施应对不同风险攻击敏感性、失效级联传递问题等考虑在内,构建基础设施系统脆弱性测度模型,分析不同攻击敏感下系统结构脆弱性和功能脆弱性。设计并引入三种保护策略——随机节点保护、节点负载重要性保护、节点度重要性保护,分析多重风险下不同策略对系统脆弱性的改进影响。采用85节点IEEE算例对模型合理性和适用性进行分析,研究表明:改进模型能够有效测度具有不同攻击敏感性的设施系统脆弱性;节点负载重要性保护策略可以有效改进系统脆弱性。研究为管理者在多重风险下制定最优保护资源及保护策略提供参考。

关键词：基础设施系统多重风险攻击敏感性级联失效脆弱性测度

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天津市经济－人口－交通基础设施系统动态仿真预测分析

天津市经济－人口－交通基础设施系统动态仿真预测分析

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作者：王福利南开大学

学位级别：硕士

1992年，联合国环境发展大会提出了有关可持续发展的课题，长期以来一直是世界各国学者们研究的一个焦点的话题。研究可持续发展，在具体某一区域范围内才更有实践意义，而经济--人口--交通基础设施的协调发展是实现可持续发展的关键环... 详细信息

1992年，联合国环境发展大会提出了有关可持续发展的课题，长期以来一直是世界各国学者们研究的一个焦点的话题。研究可持续发展，在具体某一区域范围内才更有实践意义，而经济--人口--交通基础设施的协调发展是实现可持续发展的关键环节。天津市作为全国的经济大市，近年来随着经济和人口的快速发展，交通基础建设已经成为城市发展的突出因素，因此，市政府多次强调，交通基础设施的建设是天津市工作的重中之重。对于经济--人口--交通基础设施这种社会大系统可持续发展的研究，本文采用定量与定性相结合，运用的是系统动态仿真预测的理论技术进行分析研究。\n 本论文将系统动力学仿真预测模型应用于天津市经济、人口与交通基础设施建设三方面协调发展的研究领域。首先，概述了有关经济--人口--交通基础设施协调发展的一些相关理论与国内外的一些应用研究；其次，运用最新的统计分析软件SPSS15.0，从主因子分析和模糊数学的理论角度，对天津市经济--人口--交通系统协调发展的基本情况进行了量化分析；然后运用系统动力学的基本理论建立仿真模型，在经济学、入口学与城市交通等多种相关理论的基础上，使用系统动力学建模专用软件Vensim PLE，建立了天津市经济-人口-交通基础设施的系统动态仿真模型。经济子系统、人口子系统、交通基础设施三个子系统之间的紧密联系，共同构成了论文的整体模型。本文的创新点主要体现在作者从三大子系统复杂的相互关系中找出了它们之间内在的主要联系，以及各个子系统内部的各要素之间的互相作用、互相影响的主要变量，并通过模拟数据对相互影响程度进行量化。\n 对天津市经济--人口--交通基础设施系统动态仿真模型的主要变量进行模拟与多次假设情况下模拟，通过模拟结果输出的图表和数值分析，本文对天津市的可持续发展提出如下几点政策建议：第一，保持经济快速发展的同时，加快产业调整，固强补弱，促进农业发展，提高全面竞争力；第二，继续保持低生育率，加大科教投入，提高整体素质，积极引进高精尖人才；第三，加大交通基础设施投资，同时，也要在交通基础设施投资比例和投资方向上合理筹划，科学安排，力求在促进社会经济发展上取得的理想效果。

关键词：基础设施系统动态仿真可持续发展

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非自然灾害下基础设施系统关联可靠性分析

非自然灾害下基础设施系统关联可靠性分析

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作者：刘文波大连理工大学

学位级别：硕士

城市基础设施系统作为一个复杂的巨系统,包括了电力、供水、燃气、热力、交通运输、通信等多个子系统,涉及到城市日常生产、生活的各个方面,系统的完善和可靠是城市不断发展的保障,直接决定着社会经济能否维持稳定的增长。近年来,不断... 详细信息

城市基础设施系统作为一个复杂的巨系统,包括了电力、供水、燃气、热力、交通运输、通信等多个子系统,涉及到城市日常生产、生活的各个方面,系统的完善和可靠是城市不断发展的保障,直接决定着社会经济能否维持稳定的增长。近年来,不断有如第三方施工等原因破坏城市基础设施系统,造成某一区域内的生产和生活受到影响的类似事故发生。因此,城市基础设施既为城市输送物质、能量与信息,是城市的“生命线”,但同时也是城市的“生病线。城市经济不断发展的同时也推动着基础设施系统结构和功能的完善,各子系统之间在功能上相互关联,相互依赖,某一子系统受损或崩溃将影响其他关联子系统的正常运行,进而在各子系统内部及子系统之间产生“多米诺骨牌”的连锁效应,加剧基础设施故障程度,从而直接威胁到国民生活秩序和社会的经济稳定。因此,针对城市基础设施各子系统间受关联关系的影响这一问题展开研究,分析各子系统间相互影响的程度以及系统的关联可靠性等方面的工作是很有必要的。对此,本文对城市基础设施系统的关联影响这一问题进行了如下的研究工作:(1)通过文献学习总结归纳目前国内外学者对于城市基础设施系统间存在的关联关系以及复杂网络模型的研究成果及不足,提出对非自然灾害下城市基础设施系统关联可靠性问题的研究。选择华中某市电力系统和供水系统作为研究对象,基于复杂网络理论,分别定义两个系统的简化规则,并以系统间的功能关联为主,以节点间欧式距离最近为原则建立电力--供水系统的关联模型,分别以复杂网络的最大连通子图和网络的相对效率两个指标衡量系统的可靠性。(2)考虑到如第三方施工等非自然灾害情况可能会直接作用在城市基础设施系统的某一元件上,也可能直接破坏组成系统的线路,如输电线路、供水管段等,因此,分别对节点故障和边故障下的系统可靠性进行分析。结果表明,当电力系统或供水系统发生节点故障和边故障时,该系统的可靠性均会随着故障的范围扩大而降低,同时由于两个基础设施系统间存在功能上的关联,导致另一系统的可靠性也会随着初始关联系统故障程度的加重而出现不同幅度的下降,且在系统发生相同程度的故障时,以最大连通子图衡量的局部系统可靠性要略强于以相对效率衡量的系统全局可靠性。(3)由于如第三方施工等非自然灾害对城市基础设施的直接作用可能同时影响一定范围内的各系统的元件或线路的正常工作,因此,用作用的影响范围表示偶然因素的作用强度,研究当以作用点为中心,一定半径范围内的组件同时失效时,系统的可靠性变化情况。(4)定义节点效率并验证利用节点效率衡量系统节点的重要性这一方法的有效性和准确性,并对系统中的关联节点的效率进行分析,在此基础上提出以均衡节点效率和均衡节点度分布的方式来降低关键节点对关联基础设施系统可靠性的影响。在考虑成本约束的条件下,对城市关联基础设施系统的优化提出合理建议,以达到提高系统可靠性的目的,为城市基础设施系统的运营维护、抢险救援以及未来的改扩建等完善工作提供了有效的依据。

关键词：基础设施系统复杂网络关联关系可靠性分析

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