基于广义熵原理的复杂生态工业系统结构演化动力学

生态工业系统是典型的开放复杂系统，对其结构演化动力学的理解是设计和管理工程中的关键性瓶颈问题。本课题首先基于非平衡统计力学的基本思想，从理论上构造一个可包含活性或智能组元（如企业）之间任意非线性相互作用的动力系统以表征一个普适的开放生态工业系统，定义其广义熵泛函及约束条件，提出以最大广义熵的变分原理作为结构演化法则，并导出结构演变动力学方程。其次依据已知信息（当前实测数据、历史经验数据等），提出用自组织人工神经网络的模拟方法对结构演变动力学方程具体重构并求解以展示结构演变的动力学过程和量化结果。最后从实证和可操作的角度考虑把理论和模拟结果直接应用到具体复杂工业生态系统的分析中。本课题拟从理论、模拟和实证分析三个角度研究生态工业系统结构演化中的复杂自组织现象和层次特性，为深入了解工业共生网络中复杂的关系变化打下基础，对掌握生态工业系统的结构演变和指导更广泛的工业园结构的优化设计都有重要意义。

生态工业系统是典型的开放复杂系统，对其结构演化动力学的理解是设计和管理工程中的关键性瓶颈问题。本课题首先基于非平衡统计力学的基本思想，从理论上构造了一个可包含活性或智能组元（如企业）之间任意非线性相互作用的动力系统以表征一个普适的开放生态工业系统，定义了其广义熵泛函及约束条件，提出了以最大广义熵的变分原理作为结构演化法则，并导出了结构演变动力学方程。其次依据已知信息（当前实测数据、历史经验数据等），提出了用自组织人工神经网络的模拟方法对结构演变动力学方程具体重构并求解以展示结构演变的动力学过程和量化结果。最后从实证和可操作的角度把理论和模拟结果直接应用到具体复杂工业生态系统的分析中。本课题从理论、模拟和实证分析三个角度研究了生态工业系统结构演化中的复杂自组织现象和层次特性，为深入了解工业共生网络中复杂的关系变化打下了基础，对掌握生态工业系统的结构演变和指导更广泛的工业园结构的优化设计都有重要意义。由于信息熵的研究方法和技巧可广泛地运用于一般的复杂生态系统如经济、社会、城市、水资源、生物等系统，本项目对这些问题也进行了详细的探索并取得了具有许多有参考价值的研究成果。