基本信息
- 项目名称：
- 复杂网络生态工业集成系统的低碳控制研究--以昌东生态工业园为例
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 经济
- 简介：
- 本研究在综合分析了国内外生态工业园现状与生态工业园理论后，首次将复杂网络和生态工业学两大热点交叉学科结合，建立复杂网络生态工业集成系统，运用复杂网络牵制控制策略，对昌东生态工业园区中一小部分节点（即核心企业）施加线性反馈控制，最终让整个网络达到同步状态，也就是说让园区内每一企业都达到低碳的标准。大大节约了管理控制成本。这将给昌东生态工业园和更多的生态工业园区带来更大的发展契机。
- 详细介绍：
- 本研究主要考虑的是环鄱阳湖生态经济区低碳经济实现的问题。基于鄱阳湖的区位优势、资源水平、技术能力等因素，提出应以生态工业园建设作为发展环鄱阳湖生态经济区的主要实现方式。在综合分析了国内外生态工业园现状与生态工业园理论后，首次将复杂网络和生态工业学两大热点交叉学科结合，建立复杂网络生态工业集成系统，并认为，应基于这一系统进行环鄱阳湖生态经济区的生态工业园的建设和管理。为了验证这一系统的可行性和先进性，本文选取了江西昌东生态工业园作为典型案例进行分析，运用复杂网络理论构建了该生态工业系统的网络拓扑结构。并从小世界和无标度两个方面分析了该网络的复杂特性。重点解析了小世界性和无标度性验证的指标参数在生态工业系统运行中的现实意义。运用复杂网络牵制控制策略，对昌东生态工业园区中一小部分节点（即核心企业）施加线性反馈控制，最终让整个网络达到同步状态，也就是说让园区内每一企业都达到低碳的标准。并通过数值模拟验证了控制的有效性。最后，我们对模型进行优化分析，针对鄱阳湖生态经济区生态工业园区的兴建提出了建设性意见。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 此作品的撰写旨在利用生态工业学结合复杂网络理论研究对生态工业园的低碳控制。首先通过资料、数据和理论分析，提出以生态工业园为载体建设环鄱阳湖生态经济区。其次依据复杂网络对经济区建立数学模型。第三，对昌东生态工业园进行工业复杂网络拓扑结构的构建。用此实例对之前建立的数学模型进行检验。最后，选取江西昌东生态工业园为模型作用对象，根据节点的出入度、网络密度建立拓扑结构，并给出更为行之有效的建设意见。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品是一个涉及复杂网络和工业生态学的交叉学科，并首次将复杂网络与经济模型相结合，从定性、定量两方面对环鄱阳湖经济区工业园区的低碳控制研究，具有一定的前沿性和创新性。 1、通过分析影响园区工业年均增长率的因素，对生态工业园的经济结构进行分析，提取出重要的评价指标； 2、结合复杂网络牵制控制策略和经济学经济结构模型两大重要的研究方法，建立实际的行之有效的工业园管理拓扑结构。
应用价值和现实意义
- 本作品的研究内容围绕鄱阳湖生态经济和低碳经济两大研究热点课题: 1、生态工业园的建设是依据循环经济理念和生态工业学原理而设计建立的一种新型工业组织形态。在环境污染严重的今天，生态工业园区的合理建设具有重要的历史意义； 3、作品基于复杂网络背景，结合江西昌东生态工业园网络特点，对其中的少部分节点施加线性反馈控制，将整个网络牵制到同步状态（即低碳标准），最大限度地节约了控制管理成本。
作品摘要
- 本研究主要考虑的是环鄱阳湖生态经济区低碳经济实现的问题。基于鄱阳湖的区位优势、资源水平、技术能力等因素，提出应以生态工业园建设作为发展环鄱阳湖生态经济区的主要实现方式。在综合分析了国内外生态工业园现状与生态工业园理论后，首次将复杂网络和生态工业学两大热点交叉学科结合，建立复杂网络生态工业集成系统，并认为，应基于这一系统进行环鄱阳湖生态经济区的生态工业园的建设和管理。为了验证这一系统的可行性和先进性，本文选取了江西昌东生态工业园作为典型案例进行分析，运用复杂网络理论构建了该生态工业系统的网络拓扑结构。并从小世界和无标度两个方面分析了该网络的复杂特性。重点解析了小世界性和无标度性验证的指标参数在生态工业系统运行中的现实意义。运用复杂网络牵制控制策略，对昌东生态工业园区中一小部分节点（即核心企业）施加线性反馈控制，最终让整个网络达到同步状态，也就是说让园区内每一企业都达到低碳的标准。并通过数值模拟验证了控制的有效性。最后，我们对模型进行优化分析，针对鄱阳湖生态经济区生态工业园区的兴建提出了建设性意见。
获奖情况及评定结果
- 第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区二等奖
参考文献
- [1]傅红.鲁北国家生态工业示范园区建设规划通过专家论证.科学时报，2003,3.13. [2]国家环境保护总局科技标准司．循环经济和生态工业规划汇编．北京：化学工业出版社，2004：196-251． [3]Fath B D. Network analysis in perspective: comments on "WAND: an ecological network analysis user-friendly tool"[J] . Environmental Modelling & Software, 2004, 19: 341-343． [4]Watts J, Strogatz S H. Collective dynamics of Small-world’ networks [J]. Natur e, 1998, ( 393) :440-442． [5]Kuhnert, Helbing D. Scaling laws in urban supply networks [ J]．Physica A, 2006, 363(1) : 89-95． [6]王林,戴冠中．复杂网络的度分布研究[J]．西北工业大学学报, 2006, 24(4) : 405-409． [7]李树茁等．中国乡城流动人口社会网络复杂性特征分析[J]．市场与人口分析, 2006, (5) : 31-91． [8]陈定江等．中国鲁北生态工业模式[J]．过程工程学报，2004.(5)468-474． [9]贾春雨.生态工业园——可持续的工业革命[J]内蒙古环境科学，2009.10 [10]彭迪云、许涵.鄱阳湖生态经济区：建设生态文明的探索和创新[J]求实，2010.10．
调查方式
- 走访 现场采访 人员介绍 个别交谈 会议 图片、照片 书报刊物 统计报表 文件 集体组织
同类课题研究水平概述
- (1)生态工业园的相关研究 2002年，Chertow和Portlock等人认为生态工业园也可以是虚拟园(Virtual Park)，即园区各组织之间可以不受相互之间空间地理位置的制约。不同的工业产业之间可以在相当广的地域上达成关键节点的生态共生。至此，对生态工业园概念的认识在空间上发生了较大的扩展，不再局限于是一个园区内的企业之间的能量、物质等的交换和利用，而以是否能够实现相互之间的协作作为构建生态工业园区企业群体的标准。 2006年，在英国伯明翰大学召开的第三届学术研讨会上，英国国家工业共生项目(National Industrial Symbiosis Program，NISP)负责人Peter Laybourn先生根据该项目实践的体会，对Chertow 2000年所提出的概念也进行了补充和改进，认为工业共生是在通过有形的物质、能量、水和副产品的交换利用来获取竞争优势的。 总结上述学者的观点可以发现，生态工业园从单一的考量企业间物质的最大化利用到建立物质，服务，信息，环境的共生链条，生态工业园不单单是追求效益的企业的相关共生群落，他实质上是一个与社会、经济、环境不断发生关系的企业融合体。他们不单单通过技术进行相互联系，也通过服务，信息和协调彼此构成共生关系，甚至可以超出地域的影响。他完全可以承担将环鄱阳湖生态经济区打造成一个联系紧密的以鄱阳湖为依托的经济共生体的任务。 (2)复杂网络相关研究 Audra J. Potts Carr 用图论形式介绍了Choctaw 产业网络中物质/ 能量的流动。Thomas Sterr 和Thomas Ott 介绍了Khine-Neckar 区域网络的物质/ 能量流动路径, 明确了网络内企业与网络外企业的联系。Mirata 和Emtairah 研究了生态产业网络中企业共生对区域环境的进化作用。 国内生态工业网络的研究中, 陈定江通过对鲁北生态工业园区的物质、能量和信息流分析, 利用复杂适应理论建立了多主体生态工业系统演化模型。柴立和等人从非平衡统计力学角度分析企业主体间基于物质和能量交换的共生关系对系统结构的影响。而宋雨萌等人运用网络复杂性度量方法分析了河南省巩义市的区域工业共生网络。这是目前国内仅有的两篇针对生态产业网络展开拓扑结构研究的文章。这给复杂网络理论在生态工业系统的研究和应用提供了巨大空间。
