一带一路与大数据背景下南海海运通道空间格局演化的全景式建模与实验

The maritime channel of South China Sea (SCS) is gate between Indian Ocean and the west Pacific Ocean, and an important channel in the Belt and Road Initiative (BRI) and the global maritime network. The BRI interconnection infrastructure network and trading cooperation will impact the SCS globally. The concept of channel spatial pattern involves the channel’s constitution, layout, layers and scope, and indicates the interactions among the global system and its subsystems. By using big data technology, artificial intelligence and computational experiments, the SCS channel spatial pattern and its evolution are studied in the context of BRI. Further, the backup, flow division and cooperation strategies are examined. The flowing issues are mainly studied: the data integration system of global maritime network containing SCS maritime channel, modelling and computing the multi-layer and multi-scale networks, panoramic modeling and computational experiments of the evolution of spatial patterns, and the experiments and arguments of development strategies of BRI channels. Two theoretical problems are focused: multi-scale network modeling and computing, and panoramic modeling and computational experimental methods. In the application aspect, considering the development strategies of SCS maritime channel, BRI, and global statues and trends, the complexity of big system reconstruction of BRI is explored by focusing on BRI facility and channel development strategies. In the theoretical aspect, the panoramic modeling and experimental method is established based on data system and technology, multi-layer multi-scale network modeling and analysis, and computational experiment of complex system.

南海海运通道连接印度洋和西太平洋、是一带一路与全球海运网络的重要通道，一带一路互联互通基础设施网络建设与贸易合作对南海海运通道的影响具有全局性。通道空间格局的构成、布局、层次与范围，体现子系统与整体之间的互动关系。采用大数据、人工智能和计算实验等方法，研究南海通道在一带一路建设影响下的空间格局及其演化，据此对一带一路通道建设的备份、分流和纵横等对策进行实验研究。主要研究：嵌入南海海运通道的全球海运数据集成系统，多层次多尺度网络建模与计算，空间格局演化的全景式建模与计算实验，一带一路通道建设对策的实验与论证。重点研究多尺度网络的建模与计算，全景式建模与实验方法等关键科学问题。在应用上，考虑南海、一带一路、全球态势，聚焦一带一路设施与通道发展对策，揭示一带一路大系统下南海海运通道的复杂性；在理论上，形成全景式建模与计算实验三步方法，即：数据系统与技术，多尺度网络建模与分析，复杂系统计算实验。

南海通道在全球海运、区域与地缘经济、政治与文化等各种全球性维度中扮演重要角色，是我国与南海毗邻国家之间矛盾的焦点与载体，在凸显全球海运复杂性。通过大数据驱动的情景分析与实验研究，研究南海海运通道的系统性，及其嵌入在全球物流与供应链系统之中的复杂性。 将“一带一路”引入了全海海运系统研究，并通过“海上丝绸之路”与南海海运通道耦合在一起，而中国作为“一带一路”和“海上丝绸之路”倡议的提出者，是重要的利益相关者和决策者。采用“大数据”是研究海运复杂系统的技术前提。聚焦于海运通道作为研究对象与研究问题，要求建立海运数据系统，体现和包容全球性数据。采用复杂网络作为海运系统数据中复杂实体与联系建模的工具，同时也为围绕南海海运通道和相关利益相关者研究提供了方法和技术。.首先在理论、方法与技术层面进行了研究方法的构造，包括从过程框架、算法系统、数据结构等层次研究大数据驱动的全球海运通道复杂系统研究框架，以及包括情景复杂性、行为复杂性、多层次网络、以及全景式的全球海运通道复杂性分析方法。从系统建模到分析方法构成两个层次，试图通过这样的组合，采用系统化的研究思路，逼近对海运系统复杂性的研究，尤其试图从全局与整体的视角对蕴含在相对整体系统中的对象和问题进行研究。.通过数十个案例研究后，从中凝练和选择两个层次的研究说明大数据驱动海运通道研究的具体实现。第一个层次以国家海运系统作为研究对象，同时考虑国家海运系统与另一个国家的互动，在全球海域系统中的嵌入性。在第二个层次，关注全球海运系统与其他网络之间的耦合和一致性，尤其聚焦于中国海外工程项目与投资，说明中国经济贸易活动与“一带一路”倡议等都与全球海运系统的演变具有一致性，从海运、物流、供应链、经济和贸易等层面将一个新的道理——全球海运命运共同体以及中国的参与与贡献。.聚焦于南海通道的研究，同样适用于全球海运物流与供应链系统中其他带有嵌入性与局部性的通道研究。