3E系统耦合模型的构建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种3E系统耦合模型的构建方法和装置，涉及能源经济环境技术领域，该3E系统耦合模型的构建方法包括获取目标时间段内能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标数据；分别计算上述能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标权重；根据该指标数据和指标权重计算得到各个子系统的系统发展速度；根据各个系统发展速度计算得到目标时间段内3E系统的耦合参数的值；耦合参数包括：二元系统协调度参数和三元系统协调度参数；根据系统发展速度和耦合参数，采用层析成像方法绘制3E系统层析成像模型。本发明专利技术实施例提供的一种3E系统耦合模型的构建方法和装置，可以直观地表现出3E系统耦合的动态发展状态。

Construction method and device of 3E system coupling model

The invention provides a method and device for constructing a 3E system coupling model, which relates to the technical field of energy economy and environment. The method for constructing the 3E system coupling model includes acquiring the index data of the energy system index, the economic system index and the environmental system index in the target time period. The index weights of the system index, the economic system index and the environmental system index are calculated; the system development speed of each subsystem is calculated according to the index data and the index weights; the coupling parameters of the 3E system in the target time period are calculated according to the development speed of each subsystem; the coupling parameters include: binary system According to the system development speed and coupling parameters, the 3E system tomography model is drawn by using tomography method. The invention provides a method and device for constructing a 3E system coupling model, which can visually display the dynamic development state of the 3E system coupling.

【技术实现步骤摘要】
3E系统耦合模型的构建方法和装置
本专利技术涉及能源经济环境
，尤其是涉及一种3E系统耦合模型的构建方法和装置。
技术介绍
能源-经济-环境(Energy-Economy-Environment，3E)三者间相互联系又相互制约，3E系统是一个多指标间相互影响、多种不确定性信息相互交织、动态反馈发展的复杂系统。其中，经济子系统是3E系统的核心，能源和环境都为这个核心服务；反过来，经济系统也为能源和环境提供资金和物质支持。环境子系统是3E系统的载体，为经济和能源活动提供场所；能源子系统是3E系统的物质基础，为经济发展和环境保护提供动力支持。在后金融危机和国内发展周期重合的特定背景下，我国经济发展开始转入变革期，面临着许多前所未有的严峻考验，与此同时，能源危机和环境危机的日益严峻也让我国开始重新审视未来发展之路。如何应对三重危机，实现能源、经济、环境的内部协调，进而以较少的能源消耗和较小的环境污染获得较大的经济利益成为摆在我们面前的难题。这就要求我们认清能源、经济、环境间的相互关联机制，了解其内部作用机理及其影响因素，并以此为依据制定相关政策，进而实现三者的协调发展。现有绝大部分对能源、经济、环境的研究所用的方法都是单纯的数学模型，以对3E协调度进行抽象的分析计算，如：主成份分析法、协调系数法、DEA方法等，而无法对3E系统的动态变化进行有效的跟踪和描述。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种3E系统耦合模型的构建方法和装置，可以直观地表现出3E系统耦合的动态发展状态。第一方面，本专利技术实施例提供了一种3E系统耦合模型的构建方法，该3E系统包括以下子系统：能源系统、经济系统和环境系统；该3E系统的协调发展指标体系包括：能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标；该方法包括：获取目标时间段内能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标数据；分别计算上述能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标权重；根据该指标数据和该指标权重计算得到各个子系统的系统发展速度；根据各个系统发展速度计算得到目标时间段内该3E系统的耦合参数的值；耦合参数包括：二元系统协调度参数和三元系统协调度参数；该二元系统协调度参数包括：能源和经济的协调度、能源和环境的协调度以及经济和环境的协调度；该三元系统协调度参数包括：环境与能源-经济的协调度、经济与能源-经济的协调度、能源与经济-环境的协调度以及能源-经济-环境的协调度；根据该系统发展速度和该耦合参数，采用层析成像方法绘制3E系统层析成像模型。结合第一方面，本专利技术实施例还提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据该指标数据和该指标权重计算得到各个子系统的系统发展速度的步骤，包括：根据该指标数据和该指标权重计算得到能源系统的综合发展水平值、经济系统的综合发展水平值和环境系统的综合发展水平值；分别根据该能源系统的综合发展水平值、该经济系统的综合发展水平值和该环境系统的综合发展水平值拟合得到能源演化拟合表达式、经济演化拟合表达式和环境演化拟合表达式；根据该能源演化拟合表达式、该经济演化拟合表达式和该环境演化拟合表达式计算得到能源系统发展速度、经济系统发展速度和环境系统发展速度。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述根据该指标数据和该指标权重计算得到能源系统的综合发展水平值、经济系统的综合发展水平值和环境系统的综合发展水平值的计算公式为：式中，f(Ener)为能源系统综合发展水平，f(Eco)为经济系统综合发展水平，f(Envi)为环境系统综合发展水平；xi、yj、zk分别为能源系统、经济系统、环境系统中各指标的指标数据；ai、bj、ck分别为能源系统、经济系统、环境系统中各指标的指标权重。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述能源系统发展速度、经济系统发展速度和环境系统发展速度的计算公式分别为：式中，Va为能源系统发展速度，记为m(Va,Vb)；Vb为经济系统发展速度，记为m(Va,Vc)；Vc为环境系统发展速度，记为m(Vb,Vc)。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述能源和经济的协调度、能源和环境的协调度以及经济和环境的协调度的计算公式分别为：式中，a为能源和经济的协调度，b为能源和环境的协调度，c为经济和环境的协调度。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述环境与能源-经济的协调度、经济与能源-经济的协调度以及能源与经济-环境的协调度的计算公式分别为：式中，α表示能源与经济系统协调的情况下，环境与能源-经济的协调度；β表示能源与环境系统协调的情况下，经济与能源-环境的协调度；γ表示经济与环境系统协调的情况下，能源与经济-环境的协调度。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述能源-经济-环境的协调度的计算公式为：式中，E(Va,Vb,Vc)表示能源-经济-环境协调度，m(Va,Vb)表示能源与经济耦合度函数，m(Va,Vc)表示能源与环境耦合度函数，m(Vb,Vc)表示经济与环境的耦合度函数。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述分别根据能源系统的综合发展水平值、经济系统的综合发展水平值和环境系统的综合发展水平值拟合得到能源演化拟合表达式、经济演化拟合表达式和环境演化拟合表达式的步骤，包括：分别根据能源系统的综合发展水平值、经济系统的综合发展水平值和环境系统的综合发展水平值，采用多项式拟合得到能源演化拟合表达式、经济演化拟合表达式和环境演化拟合表达式。结合第一方面，本专利技术实施例还提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述分别计算能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标权重的步骤，包括：采用主成分分析法，分别计算能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标权重。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种3E系统耦合模型的构建装置，该3E系统包括以下子系统：能源系统、经济系统和环境系统；该3E系统的协调发展指标体系包括：能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标；该装置包括：指标数据获取模块，用于获取目标时间段内能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标数据；指标权重计算模块，用于分别计算能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标中各个分指标的指标权重；系统发展速度计算模块，用于根据上述指标数据和指标权重计算得到各个子系统的系统发展速度；耦合参数计算模块，用于根据各个系统发展速度计算得到目标时间段内3E系统的耦合参数的值；该耦合参数包括：二元系统协调度参数和三元系统协调度参数；该二元系统协调度参数包括：能源和经济的协调度、能源和环境的协调度以及经济和环境的协调度；该三元系统协调度参数包括：环境与能源-经济的协调度、经济与能源-经济的协调度、能源与经济-环境的协调度以及能源-经济-环境的协调度；层析成像模块，用于根据该系统发展速度和该耦合参数，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3E系统耦合模型的构建方法，其特征在于，所述3E系统包括以下子系统：能源系统、经济系统和环境系统；所述3E系统的协调发展指标体系包括：能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标；所述方法包括：获取目标时间段内所述能源系统指标、所述经济系统指标和所述环境系统指标中各个分指标的指标数据；分别计算所述能源系统指标、所述经济系统指标和所述环境系统指标中各个分指标的指标权重；根据所述指标数据和所述指标权重计算得到各个所述子系统的系统发展速度；根据各个所述系统发展速度计算得到目标时间段内所述3E系统的耦合参数的值；所述耦合参数包括：二元系统协调度参数和三元系统协调度参数；所述二元系统协调度参数包括：能源和经济的协调度、能源和环境的协调度以及经济和环境的协调度；所述三元系统协调度参数包括：环境与能源‑经济的协调度、经济与能源‑经济的协调度、能源与经济‑环境的协调度以及能源‑经济‑环境的协调度；根据所述系统发展速度和所述耦合参数，采用层析成像方法绘制3E系统层析成像模型。

【技术特征摘要】
1.一种3E系统耦合模型的构建方法，其特征在于，所述3E系统包括以下子系统：能源系统、经济系统和环境系统；所述3E系统的协调发展指标体系包括：能源系统指标、经济系统指标和环境系统指标；所述方法包括：获取目标时间段内所述能源系统指标、所述经济系统指标和所述环境系统指标中各个分指标的指标数据；分别计算所述能源系统指标、所述经济系统指标和所述环境系统指标中各个分指标的指标权重；根据所述指标数据和所述指标权重计算得到各个所述子系统的系统发展速度；根据各个所述系统发展速度计算得到目标时间段内所述3E系统的耦合参数的值；所述耦合参数包括：二元系统协调度参数和三元系统协调度参数；所述二元系统协调度参数包括：能源和经济的协调度、能源和环境的协调度以及经济和环境的协调度；所述三元系统协调度参数包括：环境与能源-经济的协调度、经济与能源-经济的协调度、能源与经济-环境的协调度以及能源-经济-环境的协调度；根据所述系统发展速度和所述耦合参数，采用层析成像方法绘制3E系统层析成像模型。2.根据权利要求1所述的3E系统耦合模型的构建方法，其特征在于，所述根据所述指标数据和所述指标权重计算得到各个所述子系统的系统发展速度的步骤，包括：根据所述指标数据和所述指标权重计算得到能源系统的综合发展水平值、经济系统的综合发展水平值和环境系统的综合发展水平值；分别根据所述能源系统的综合发展水平值、所述经济系统的综合发展水平值和所述环境系统的综合发展水平值拟合得到能源演化拟合表达式、经济演化拟合表达式和环境演化拟合表达式；根据所述能源演化拟合表达式、所述经济演化拟合表达式和所述环境演化拟合表达式计算得到能源系统发展速度、经济系统发展速度和环境系统发展速度。3.根据权利要求2所述的3E系统耦合模型的构建方法，其特征在于，所述根据所述指标数据和所述指标权重计算得到能源系统的综合发展水平值、经济系统的综合发展水平值和环境系统的综合发展水平值的计算公式为：式中，f(Ener)为能源系统综合发展水平，f(Eco)为经济系统综合发展水平，f(Envi)为环境系统综合发展水平；xi、yj、zk分别为能源系统、经济系统、环境系统中各指标的指标数据；ai、bj、ck分别为能源系统、经济系统、环境系统中各指标的指标权重。4.根据权利要求3所述的3E系统耦合模型的构建方法，其特征在于，所述能源系统发展速度、经济系统发展速度和环境系统发展速度的计算公式分别为：式中，Va为能源系统发展速度，记为m(Va,Vb)；Vb为经济系统发展速度，记为m(Va,Vc)；Vc为环境系统发展速度，记为m(Vb,Vc)；t为年份。5.根据权利要求4所述的3E系统耦合模型的构建方法，其特征在于，所述能源和经济的协调度、所述能源和环境的协调度以及所述经济和环境的协调度的计算公式分别为：式中，a为能源和经济的协调度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：申晓留，马新科，王默玉，翟清云，庆亚敏，白盛楠，周雅爽，熊智林，胡梓民，吴领航，梁如霞，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11