旧城更新决策系统动态模型构建与仿真研究

论文摘要

城市是指社会经济发展到一定阶段所形成的社会经济、政治、文化教育的中心枢纽和功能多样的独立有机体。作为人类最普遍的一种聚居场所，城市在不同的时空概念上表现出不同的居住生活及生产形态，是一种能体现不同人类群体特性的特殊系统。随着中国经济发展模式的转变和“资源节约型与环境友好型”社会建设趋势的形成，中国现代城市建设的重点已由规模扩张速度发展型向环境功能持续改善型转变。旧城是指城市中建成历史相对长久的区域，经过多年演变生长，形成相对稳定的社会经济结构和特定的地域风俗文化，具有丰富的可持续发展资源。旧城更新是指为了恢复旧城活力，发挥旧城应有的作用，调整原有的结构模式等目的，采取补偿物质缺损，调整人口分布等措施，以达到改善环境、振兴经济、改善生活质量的城市社会经济活动。相对城市新区开发建设而言，旧城区在建设规模速度、环境功能质量、先进技术应用、社区同步发展等可持续发展要素比较中一般处于滞后状态，旧城区经济衰退和社会环境的劣化加速也将导致日益严重的旧城社会问题。系统动力学理论是系统科学和管理科学的重要分支，是一门认识和解决系统问题的交叉综合性学科。从系统动力学观点分析，旧城更新系统是一类高阶次、多重反馈回路、高度非线性的复杂系统，它具有反直观性、对系统内多数参数变化的不敏感性和对政策改变的顽强抵制性等特点，该系统的远期与近期、整体与局部之间利益的矛盾往往难于调和。本文结合系统动力学、城市更新和可持续发展理论，构建了基于可持续发展的旧城更新系统，设计提出了旧城更新的系统动力学因果反馈回路，进行了数量分析和数学建模，并基于旧城更新系统动力特性，运用仿真手段对旧城更新系统进行了社会经济决策仿真实验。本文的研究内容和主要成果有：(1)基于系统动力学和可持续发展观的旧城可持续更新决策理论综合系统动力学学科特点，研究了系统动力学在城市与区域发展政策评价、城市建设规划与管理和城市环境管理与公众参与中的应用，分析了不同应用中主要的反馈回路，对城市发展政策决策的系统动力学运用进行了比较，提出了其在旧城更新政策决策的主要反馈回路应用和借鉴。(2)基于可持续发展的旧城更新系统动态决策框架通过对旧城更新系统的经济社会动力结构动力特性分析，提出了基于可持续发展理论的旧城更新系统熵增原则，建立了基于可持续发展理论的旧城更新系统发展目标函数，提出了基于可持续发展的旧城更新动力系统和城市机能新陈代谢机制框架图。(3)基于系统反馈回路的旧城更新系统动力学行为模式基于系统论观点，将旧城更新系统划分为若干个主要的子系统，通过分析各个子系统间的相互关联和影响机制，设计建立了旧城更新经济、社会、环境子系统的反馈回路——这些导致系统内部不断加强或减弱的影响因素及其数量关系，分析演绎了旧城更新系统动力学行为模式。(4)基于系统动力学的旧城可持续更新系统动态模型基于复杂性经济理论，结合系统反馈回路设计与数量关系，提出了运用系统动力学原理建模与调控的五个基本步骤，分别对旧城更新经济、社会、环境子系统进行建模，讨论了各子系统变量的自身函数及其子系统之间变量的的函数关系，建立了旧城更新系统动力学模型。(5)基于系统动力学的旧城更新仿真优化决策运用系统动力学仿真软件Vensim和计量经济学统计软件Eviews，经过对案例旧城区历史数据进行系统调查和处理，输入模型并进行训练和修正模型，对已有政策进行了仿真拟合和敏感性分析，并对旧城更新政策决策进行了多项仿真分析和实验。(6)基于决策仿真的旧城更新与复苏政策仿真实验在多项政策实验和仿真基础上，提出了城市发展过程中旧城更新与复苏的政策优化与建议，在分析所建模型优点及不足的基础上，提出了有待进一步研究的问题和方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 旧城更新理论与实践的发展
• 1.1 基本概念
• 1.2 选题背景
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 国内外文献综述
• 1.5 研究方法
• 1.6 研究思路及创新点
• 2 基于可持续发展的旧城更新系统
• 2.1 旧城更新系统的动力结构特性
• 2.2 旧城更新系统的熵增原则
• 2.3 旧城更新系统的发展目标函数
• 2.4 基于可持续发展的旧城更新动力系统
• 2.5 本章小结
• 3 旧城更新系统动力学因果反馈回路设计
• 3.1 旧城更新系统的关联性设计分析
• 3.2 旧城更新系统的因果回路图设计
• 3.3 旧城更新经济子系统反馈回路设计
• 3.4 旧城更新社会子系统反馈回路设计
• 3.5 旧城更新环境子系统反馈回路设计
• 3.6 本章小结
• 4 旧城更新系统动力学建模与分析
• 4.1 建模原则与仿真语言选择
• 4.2 旧城更新经济子系统建模
• 4.3 旧城更新社会子系统建模
• 4.4 旧城更新环境子系统建模
• 4.5 本章小结
• 5 潮州历史名城更新系统动力学模型构建
• 5.1 潮州市概况
• 5.2 潮州市旧城更新系统分析
• 5.3 潮州旧城更新系统模型参数分析
• 5.4 本章小结
• 6 潮州历史名城更新系统动力学仿真
• 6.1 仿真目标与原则
• 6.2 模型检验
• 6.3 敏感性分析
• 6.4 旧城更新项目决策方案优化实验
• 6.5 旧城更新决策优化与建议
• 6.6 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 论文研究需改进之处
• 7.3 有待进一步研究问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 主要程序代码
• 附录2 攻读博士学位期间发表论文及参加科研项目