一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法，包括步骤一：获取数据；步骤二：生态城市系统动力学模型构建；步骤三：系统仿真调控；步骤四：生态城市建设对策建议

【技术实现步骤摘要】
一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法


[0001]本专利技术涉及生态城市建设领域，尤其是涉及一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法
。

技术介绍

[0002]城市化是人类进步的必然阶段，是人类社会具有现代城市特征之演化的历史过程
。
城市化对于社会进步具有巨大的推动力，然而城市化是把双刃剑，在给城市发展带来丰硕的成果的同时也伴随着出现各种负面效应和矛盾问题，例如：就业困难
、
交通拥堵
、
治安恶化
、
资源危机
、
环境污染等一系列问题
。
这些城市病已经严重妨碍了人们的生活和社会的进步，因此不能一味的追求城市化水平，必须保证城市经济
、
社会和环境发展的协调统一，显然生态城市建设已成为历史和现实的必然选择
。
[0003]系统动力学
(System Dynamics)
是一种将结构
、
功能和历史结合起来，借助计算机进行模拟仿真而定量地研究高阶次
、
非线性
、
多重反馈复杂时变系统的系统分析理论和方法
。
它基于系统论，吸收了控制论
、
信息论的精髓，是系统科学的一个分支，也是沟通自然学科和社会学科等领域的横向学科
。
系统动力学认为，系统行为模式与特性主要取决于其内部的动态结构与反馈机制
。
系统动力学的建模过程是一个学习
、<br/>调查研究的过程，模型的主要功能是向人们提供一个进行分析与决策的工具，可作为实际系统，特别是社会
、
经济
、
生态复杂大系统的“实验室”。
利用系统动力学模型可以较好的把握系统的各种反馈关系，将系统与环境
、
系统内部各子系统之间相互作用的复杂关系通过一系列微分过程和函数关系加以表述，从而实现对系统结构
、
功能乃至发展趋势进行模拟和预测
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是，对城市生态城市建设发展方向，提出了相关的对策建议，可为定量预测并分析生态城市建设的运行轨迹和发展趋势提供了一种全新的操作方法和可行路径，使决策者可以更加直观和清晰地判断
、
分析并调控生态城市建设系统的未来发展趋势，增强了现有研究方法的实用性
、
可靠性和科学性
。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案予以实现的：
[0006]一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：获取数据，包括：研究区域的人口概况
、
经济概况
、
社会概况
、
资源概况
、
环境概况；
[0008]步骤二：生态城市系统动力学模型构建，包括：
2.1
：人口子系统模型构建；
2.2
：社会子系统模型构建；
2.3
：经济子系统模型构建；
2.4
：资源子系统模型构建；
2.5
：环境子系统模型构建；
[0009]步骤三：系统仿真调控；，包括：
3.1
：制定仿真调控方案；
3.2
：对仿真调控方案结果进行分析；
[0010]步骤四：生成生态城市建设对策建议，包括：自然资源保护：生态环境保护：生态产
业建设：生态人居建设
。
[0011]所述步骤二中
2.1
包括：
[0012]总人口数＝
NTEG(
净迁入人口
+
年出生人口
‑
年死亡人口，
1043)
[0013]年出生人口＝总人口数
*
出生率出生率＝生育影响因子
*
出生率表
(Time/TIME STEP)
[0014]生育影响因子＝
1.0
[0015]出生率表
([2005,0.0070)
‑
(2020,0.01)]，
(2005,0.00744),(2006,0.00767)
[0016](2007,0.00791),(2008,0.00813),(2009,0.0083),(2010,0.00818),(2011,
[0017]0.00858),(2012,0.00828),(2013,0.0095),(2015,0.0098),(2020,0.0086)
[0018]年死亡人口＝总人口数
*
死亡率
[0019]所述步骤二中
2.2
包括：在社会子系统中，卫生技术人员总数和在校大学生数作为状态变量，卫生技术人员年增加量
、
大学生年增加人数和大学生年减少人数作为速率变量，卫生技术人员年增加率
、
大学生年增加人数表
、
大学生减少人数表
、
万人拥有卫生技术人员数和万人在校大学生数作为辅助变量
。
教育水平因子直接影响人们的受教育水平
。
[0020]所述步骤二中
2.3
包括：人均
GDP、
第一第二第三产业值
、
生产科技因子，生产科技因子指的是城市科技创新和经济发展能力
。
[0021]全市生产总值
GDP
＝
NTEG(GDP
增长量，
3905.64)
[0022]GDP
增长量＝全市生产总值
GDP*GDP
增长率
*
生产科技因子
[0023]生产科技因子＝1[0024]GDP
增长率＝
WITH LOOKUP(Time/TIMESTEP,([(2005,0)
‑
(2020,0.3)],(2005,0.143),(2006,0.177),(2007,0.279),(2008,0.119),(2009,0.226),(2010,0.226),(2011,0.14),(2012,0.114),(2015,0.11),2020,0.1))
[0025]所述步骤二中
2.4
包括：在资源子系统中，水资源存量和耕地面积作为状态变量，供水量
、
需水量和耕地面积增长量作为速率变量，地表水量
、
地下水量
、
淡化海水量
、
再生水量
、
工业用水量
、
生活用水量
、
农业用水量
、
生态用水量
、
万元工业产值用水量
、
人均生活用水量
、
人均水资源量
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：获取数据，包括：研究区域的人口概况
、
经济概况
、
社会概况
、
资源概况
、
环境概况；步骤二：生态城市系统动力学模型构建，包括：
2.1
：人口子系统模型构建；
2.2
：社会子系统模型构建；
2.3
：经济子系统模型构建；
2.4
：资源子系统模型构建；
2.5
：环境子系统模型构建；步骤三：系统仿真调控；，包括：
3.1
：制定仿真调控方案；
3.2
：对仿真调控方案结果进行分析；步骤四：生成生态城市建设对策建议，包括：自然资源保护：生态环境保护：生态产业建设：生态人居建设
。2.
根据权利要求1所述的一种基于系统动力学理论的生态城市建设评价方法，其特征在于：所述步骤二中
2.1
包括：总人口数＝
NTEG(
净迁入人口
+
年出生人口
‑
年死亡人口，
1043)
年出生人口＝总人口数
*
出生率出生率＝生育影响因子
*
出生率表
(Time/TIME STEP)
生育影响因子＝
1.0
出生率表
([2005,0.0070)
‑
(2020,0.01)]
，
(2005,0.00744),(2006,0.00767)(2007,0.00791),(2008,0.00813),(2009,0.0083),(2010,0.00818),(2011,0.00858),(2012,0.00828),(2013,0.0095),(2015,0.0098),(2020,0.0086)
年死亡人口＝总人口数
*
死亡率所述步骤二中
2.2
包括：在社会子系统中，卫生技术人员总数和在校大学生数作为状态变量，卫生技术人员年增加量
、
大学生年增加人数和大学生年减少人数作为速率变量，卫生技术人员年增加率
、
大学生年增加人数表
、
大学生减少人数表
、
万人拥有卫生技术人员数和万人在校大学生数作为辅助变量
。
教育水平因子直接影响人们的受教育水平
。
所述步骤二中
2.3
包括：人均
GDP、
第一第二第三产业值
、
生产科技因子，生产科技因子指的是城市科技创新和经济发展能力
。
全市生产总值
GDP
＝
NTEG(GDP
增长量，
3905.64)GDP
增长量＝全市生产总值
GDP*GDP
增长率
*
生产科技因子生产科技因子＝
1GDP
增长率＝
WITH LOOKUP(Time/TIMESTEP,([(2005,0)
‑
(2020,0.3)],(2005,0.143),(2006,0.177),(2007,0.279),(2008,0.119),(2009,0.226),(2010,0.226),(2011,0.14),(2012,0.114),(2015,0.11),2020,0.1))
所述步骤二中
2.4
包括：在资源子系统中，水资源存量和耕地面积作为状态变量，供水量
、
需水量和耕地面积增长量作为速率变量，地表水量
、
地下水量
、
淡化海水量
、
再生水量
、
工业用水量
、
生活用水量
、
农业用水量
、
生态用水量
、
万元工业产值用水量
、
人均生活用水量
、
人均水资源量
、
单位耕地面积用水量
、
人均耕地面积和耕地面积增长率作为辅助变量
。
水技术进步因子是影响资源子系统中供水量的重要因素，资源子系统中影响耕地面积的主要因素为耕地规划因子
。
所述步骤二中
2.5
包括：水污染
COD
存量＝
INTEG(COD
产生量
‑
COD
削减量
‑
COD
自然降量，
14.61)
固体废弃物存量＝
INTEG(
固体废弃物增加量
‑
固体废弃物减少量
‑
固废自然降解量，
42.55)COD
产生量＝工业生产废水
COD
产生量
+
生活污水
COD
产生量
COD
削减量＝
(
工业生产废水处理
COD
减少量
+
生活污水处理
COD
减少量
)*
水处理技术因子水处理技术因子＝
0.9COD
自然降解量＝
COD
自然降解系数
*
水污染
COD
存量
C0D
自然降解系数＝
0.02
人均生活污水排放量＝
WITH LOOKUP(Time/TIMESTEP,([(2005,20)
‑
(2020,50)],(2005,29.03),(2006,33.4),(2007,31.82),(2008,34.69),(2009,32.74),(2010,37.34),(2011,34...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪波，李佳聪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：