生态工业园的仿真建模研究

摘要

生态工业园是新型的工业发展模式，其本质特点是成员内部、成员之间的合作以及与周边环境资源的有机结合。通过这些结合，生态工业园成功提高了工业园内的物质、能量利用率，降低了工业园对周围环境的影响，最终大幅提高了园内企业的经济环境效益。生态工业园满足了可持续发展的需求，是未来工业园区的一种发展方向。为了辅助生态工业园的设计与运营，许多学者对其展开了建模的研究。其中，利用数学规划的方法可以对生态工业园进行系统集成设计，实现整体利益最大化，但由于园区内企业是自主决策的独立个体并以自身的利益最大化为目标，园区利益与企业个体利益不容易完全契合，这样的设计往往在实施过程中受到阻碍。建立生态工业园的仿真模型，对其展开仿真的研究，可以对生态工业园设计规划的预期效果进行定性与定量分析，从中找出存在的问题并制定相应的解决方法。本文的主要工作便是开展生态工业园的建模仿真研究:
　　 (1)对生态工业园用模型进行描述，是对其开展仿真的基础。本文分析了生态工业园的特点，在此基础上以物流、水网络以及副产品交换为建模对象，考虑他们的相互作用，建立了相应模型。
　　 (2)生态工业园内的企业是独立决策的个体，基于这个特征本文选择了基于Agent的建模仿真方法，设计了一个自下而上建模的“要素-流-Agent-园区”的生态工业园仿真建模框架。
　　 (3)为了实现设计的生态工业园仿真建模框架，本文设计开发了一个通用型的生态工业园建模仿真平台。并利用该平台实现了一个生态工业园的规划仿真案例，对其进行了经济、环境等指标的展示与分析，找到了一个园区运营表现改进的方向，并有针对性的改进了园区的规划，随后通过仿真得到了验证。
　　 最后在总结全文的基础上，提出了下一步研究的目标和方向。

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摘要

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第1章 绪论

1．1 引言

1．2 生态工业园的相关介绍

1．2．1 生态工业园的定义

1．2．2 生态工业园的背景理论

1．2．3 生态工业园的实践

1．3 生态工业园的建模研究

1．3．1 定性的建模方法

1．3．2 定量的建模方法

1．4 生态工业园的仿真

1．4．1 系统仿真概述

1．4．2 生态工业园的仿真研究

1．4．3 仿真的实现方法

1．5 本文的研究内容与组织结构

1．5．1 论文研究的主要问题

1．5．2 论文的组织结构

1．5．3 论文的主要创新点

第2章 生态工业园的建模研究

2．1 生态工业园的物流模型

2．2．1 成员模型

2．2．2 连接模型

2．2 生态工业园的水系统模型

2．3．1 多厂水网络集成：夹点法与数学规划法

2．3．2 园区闻水网络集成模型

2．3 生态工业园的副产品交换模型

2．4．1 副产品成本模型

2．4．2 副产品定价分析

第3章 基于多Agent的生态工业园仿真框架设计

3．1 引言

3．2 基于多Agent的建模仿真概述

3．2．1 Agent的概念与多Agent系统

3．2．2 基于Agent的模型仿真

3．3 框架设计

3．3．1 总体设计

3．3．2 总体分析

3．3．3 要素设计

3．3．4 流设计

3．3．5 Agent设计

3．3．6 仿真机制设计

3．3．7 系统整合

3．4 模型设计

3．4．1 成员模型

3．4．2 静态属性

3．4．3 动态属性

3．5 仿真流程

3．5．1 环境Agent

3．5．2 企业Agent

3．5．3 市场Agent

3．5．4 政府Agent

第4章 生态工业园仿真平台与仿真案例分析

4．1 开发背景与意义

4．2 平台整体设计

4．2．1 设计目标

4．2．2 平台功能

4．2．3 建模与仿真流程

4．3 软件实现相关

4．3．1 数据库设计

4．3．2 模型的图形化

4．4 基于云安生态工业园的仿真案例

4．4．1 案例介绍

4．4．2 仿真案例设计

4．4．3 仿真结果

4．5 小结

第5章 结束语

5．1 研究工作总结

5．2 研究工作展望

参考文献

附录 作者简历及在学期间所取得的科研成果