关键词： 环境经济模型   台风减灾因素   滨海湿地   堤坝   水田  

摘要： 海岸带地区是人口和社会经济活动高度集中的地区,同时也是台风灾害活动最为频繁的地区。中国海岸带地区常年遭遇台风袭击,给沿海省份带来巨大的生命损失和财产损失。滨海湿地及其植被是抵御台风袭击的天然屏障,通过降低台风风速、削减台风浪高、降低台风期间洪水的水位和流速,滨海湿地及其植被可以减少台风造成的损害,从而发挥重要的台风防护的生态服务价值。但是随着人类对滨海湿地的过度开发和利用,我国滨海湿地的面积在不断减少。堤坝是世界各国沿海地区抵御台风袭击的重要基础设施,几十年来,中国主要依靠堤坝来抵御沿海地区台风的袭击,但是关于堤坝的台风防护服务的经济价值评估研究较少。中国的水田面积居世界第二位,水田作为最大的人工湿地,不仅为人类社会提供了粮食,还提供了其他生态系统服务。然而,水田是否像自然湿地一样具有防台风的生态功能的研究鲜有报道。本论文基于1989-2018年袭击中国沿海地区并造成直接经济损失的138场台风数据,综合利用环境经济学、统计学、计量经济学、地理学,借助Arc GIS和EViews软件,建立了评估滨海湿地、堤坝和水田的台风防护价值的环境经济模型,并基于环境经济模型的结果,量化了每单位面积的滨海湿地、堤坝和水田的台风防护价值。主要结论如下:(1)根据《海洋灾害公报》统计1989-2018年造成直接经济损失的台风事件,研究了台风造成的经济损失在空间和时间尺度上的变化规律。空间尺度上:在中国沿海省份中,广东省和福建省是遭受台风袭击最多和直接经济损失最多的省份,近90%的台风在南方沿海省份登陆。时间尺度上:将1989-2018年分为3个10年进行研究,发现台风造成的死亡和失踪人数、房屋倒塌数量和直接经济损失数据都随着时间的增加逐渐减少,但是造成直接经济损失的台风数量随着时间的增加逐渐增多,强度也逐渐增强。(2)论文构建了评估滨海湿地、堤坝和水田的环境经济模型,证明了滨海湿地、堤坝和水田在抵御台风灾害方面发挥显著的积极作用,可以减少台风造成的经济损失。并且基于环境经济模型的结果,评估了滨海湿地、堤坝和水田的台风防护服务边际价值,滨海湿地的台风防护服务的边际价值在4.89万元每平方千米到345942万元每平方千米之间,平均价值为12064万元每平方千米,中位值为1460万元每平方千米。堤坝的台风防护服务的边际价值在2万元每千米到12505万元每千米之间,平均价值为975万元每千米,中位值为461万元每千米。水田的台风防护服务的边际价值在0.382万元每平方千米到5862万元每平方千米之间,平均价值为93.78万元每平方千米,中位值为13.3万元每平方千米。(3)论文构建了综合评估台风减灾因素的环境经济模型,将滨海湿地、堤坝和水田三个因素同时放在一个环境经济模型中,滨海湿地和水田仍然发挥显著的积极作用,堤坝的系数为负但不显著,证实在综合评估模型中,滨海湿地和水田的存在仍然可以减少台风造成的经济损失。本文的研究是基于全中国尺度,长时间序列,从环境经济模型的角度评估了台风带中滨海湿地、堤坝和水田的台风防护服务价值。本文量化了滨海湿地和堤坝的台风防护服务的边际价值,并基于环境经济模型证实水田作为人工湿地,可以减少台风造成的经济损失。本文的研究结果可以为沿海地区制定台风防护措施提供决策支撑,有利于海岸带地区提出更加具有经济效益和生态效益的台风防护措施。

关键词： 群居效应   广义生物经济模型   奇异诱导分岔   Hopf分岔   混杂控制策略   扩散  

摘要： 分岔现象在一些实际应用中普遍存在,而且分岔的发生会导致跳跃、滞后等一系列破坏性。生物、经济、工程等领域出现时滞,导致系统失稳,甚至分岔和混沌出现。因此,研究时滞生物经济模型的分岔问题具有重要意义。考虑群居效应、Allee效应、扩散等因素,本文建立了几类广义时滞生物经济模型并主要研究模型的分岔及其控制。全文的主要工作总结如下: 1.首次在代数方程中引入收益时滞,建立了单种群广义生物经济模型和具有比率依赖函数的广义时滞生物经济模型。针对前者,给出了正平衡点的存在条件、局部稳定性及Hopf分支存在的条件。针对后者,得到了奇异诱导分岔和Hopf分岔的存在条件,并设计了状态反馈控制器消除奇异诱导分岔和采用混合控制策略调节Hopf分岔。结果表明,控制策略可以有效地保持生物种群在稳定区域内。 2.研究了一类具有和不具有随机波动的广义时滞生物经济捕食者-食饵模型。在没有波动因素下,得到了奇异诱导分岔的发生条件并且设计了状态反馈控制器消除此分岔;也展示了鞍结点分岔。另外,得到了正平衡点的局部稳定性和Hopf分岔的存在性,并且利用混杂控制策略提前或者延后Hopf分岔的发生。这说明了混杂控制策略的有效性。当考虑波动因素时,给出了一些决定种群和收获努力度的谱密度的精确数学表达式。结果表明了波动因素对种群稳定性有显著的影响。 3.将两个不同时滞引入具有群居效应的生物模型中,研究了一类具有开方形式、两个时滞和食饵收获的广义生物经济模型。以两个时滞作为分岔参数得到了正平衡点的局部稳定性和Hopf分岔的存在性;基于规范型理论和中心流形定理获得了一些决定Hopf分岔性质的重要精确的数学公式。从理论上也讨论Hopf分岔的控制和给出了模型的最优税收策略。同时,对相关的生物意义作出了诠释。 4.研究了具有Beddington-DeAngelis功能反应函数、Smith增长和时滞的Leslie-Gower型捕食者-食饵扩散模型。在只考虑时滞的模型中,获得了Hopf分岔发生的条件、Hopf分岔的方向和分岔周期解的稳定性。在只考虑扩散的模型中,得到了扩散驱动的Turing不稳定性和发生Turing分岔的临界值,运用标准弱非线性分析方法推导相应的振幅方程来预测Turing模式的类型。结果表明,扩散影响生物种群的稳定性,引发了种群出现丰富的动力学行为。 5.对于由微分(差分)方程及代数方程构成的广义生物经济模型已取得了很多结果,但是对于由偏微分方程和代数方程构成的广义偏微分生物经济模型很少。本文首次建立了一类具有群居效应和Allee效应的广义扩散时滞捕食-食饵模型。当无时滞、无扩散及收获为常量时,给出了模型平衡点的存在性和局部稳定性;还讨论了收获为常量时滞扩散模型的Hopf分岔的存在性。这样,无论建模还是系统动力学,偏微分广义生物经济模型比常微分模型、时滞微分模型及微分代数模型均复杂。 最后,对全文所做的工作进行了总结,指出时滞广义生物经济模型理论研究中存在的问题,并对未来可开展的研究工作进行了展望。

关键词： 能源消费   经济增长   产业结构   区域差异  

摘要： 能源是人类社会进步发展的强大动力,能源消费与经济发展的紧密关系一直受到各领域学者们的广泛关注。在注重经济高质量发展的今天,探寻能源消费对经济发展的影响有其更加丰富的含义。本文把经济发展分为国内生产总值稳定增长、产业结构优化、区域差距缩小三个方面,通过探究能源消费与经济发展在这三个维度的关系,具体分析能源消费对经济发展的影响。首先,本文结合我国国内生产总值、能源消费总量、各类能源消费量数据进行描述性分析,初步探究能源消费对经济增长的影响。基于面板数据理论构建能源消费与经济增长的关系模型,通过我国30个省市自治区2010年至2019年的数据进行实证研究,具体分析能源消费对经济增长的影响。其次,本文对我国产业结构现状进行梳理,定性分析能源消费对产业结构的影响,并基于时间序列理论,选取2000年至2019年我国能源消费与三次产业产值数据进行协整分析,分别构建能源消费与三次产业的关系模型,通过实证分析研究能源消费对产业结构的影响。最后,本文将我国划分为东、中、西部三个区域,对比分析各区域能源消费和经济发展现状,以及各区域能源消费对经济发展的不同影响,基于各区域面板数据分别构建能源消费与经济发展的关系模型,通过模型拟合回归结果进一步分析能源消费对区域经济差异的影响。研究结果表明:①从全国经济增长来看,各类能源消费中,对经济增长贡献最大的是天然气消费和一次电力消费,而煤炭消费在一定程度上制约经济的发展。②从产业结构来看,煤炭消费和石油消费量的变化对第一产业和第二产业有显著影响,电力消费量的增长对第三产业有较大推动作用。③从区域经济差距来看,东部地区经济增长主要受到石油消费量增长的推动,也受到天然气消费量和一次电力消费量增长的一定影响,并受到煤炭消费量增长的制约作用。中部地区经济增长暂时还表现出对煤炭消费量的依赖性,但区域内天然气、电力消费快速发展,对区域经济推动作用不断加强。西部地区总体经济增长则主要受天然气消费和一次电力消费的推动,且一次电力消费推动效果更大。因此,我国可通过约束煤炭、石油等传统能源消费量,使得生产要素向低耗能、高附加值产业流动,倒逼产业结构调整。东、中、西部地区可充分利用区域资源禀赋,依托新型电力系统实现能源互联互通、共享互济,化能源优势为经济优势,推动经济高质量发展。

关键词： 企业竞争模型   演化博弈   经济周期   牧民博弈   Hopf分岔  

摘要： 非线性现象及博弈行为普遍存在于自然界中,利用非线性动力学和博弈论研究自然科学与社会科学已成为重要的研究途径。在经济学中,由于经济现象大多纷繁复杂,往往具有不可预知性,因此经济系统通常用复杂的非线性系统描述。本文将针对企业竞争以及经济周期波动提出相关非线性模型,并对其稳定性、Hopf分岔等进行分析。另外,演化博弈打破了完全理性人假设,现已被广泛应用于行为演化分析中。本文将在气候变暖加大虫灾风险背景下,利用演化博弈探究牧民防灾行为的演化机理。本文所做工作及创新点:(1)将政府因素对企业成本的影响考虑进离散企业竞争模型中,进而提出一个新的连续型的带有政府因素的三企业竞争模型。通过理论分析和数值模拟研究了三企业竞争模型的产量演化动力学,并在一个企业破产的情形下分析了时滞对企业产量演化的影响。(2)将企业之间的合作因素引入具有调整机制的企业竞争模型中,研究了新的企业竞争模型的稳定性、Hopf分岔等问题,并进行了数值模拟。(3)在具有合作因素和调整机制的企业竞争模型中引入时滞因素,进而得到了一个新的企业竞争模型。通过数学分析和数值模拟揭示了时滞对企业产量演化的影响机理,并发现时滞是造成经济周期振荡的重要因素。(4)将变资本存量折旧率引入原有的Kaldor经济周期模型,进而得到新的Kaldor经济周期模型,并研究了其动力学行为。(5)将博弈论应用于牧民防灾行为的分析中,并创建了气候变暖背景下带有害虫反馈的牧民行为博弈模型。将具体的博弈模型一般化,可以得到带有种群反馈的博弈模型。该模型本质上将种群动力学与演化博弈论联系在了一起,是带有环境反馈的演化博弈研究中的一种创新。通过研究带有害虫反馈的牧民行为博弈模型,还揭示了气候变暖对博弈系统的影响机理。

关键词： 人力资本   创新环境   区域经济增长   空间计量经济模型  

摘要： 改革开放40多年以来,我国经济增长的速度始终保持快步前进,人们的生活和精神水平也都在持续地上升,实现了辉煌的“中国奇迹”。但是,随着中国在提供要素方面优势的逐渐减弱,我国的经济增长方式正在从以往的要素驱动逐步转变为现在依靠技术进步使生产率提高的创新驱动。创新是离不开人力资本水平和一个良好运作的制度环境。良好的创新环境,不仅可以使人力资本更好地发挥作用,而且可以优化资源配置、促进创新活动的发展。因此,在我国经济向高质量发展的现阶段,深入研究我国人力资本与创新环境如何推动区域经济增长,显得尤为重要。鉴于新古典增长模型的最新修正和扩展完整地阐述了技术进步进入经济体系并作用于经济增长的传导路径,本文选择以该理论为基础对我国沿海三大经济圈(京津冀、长三角和珠三角)的经济增长源泉进行对比分析。为此,本文对比分析了2010—2018年沿海三大经济圈各地市人力资本、创新环境与经济增长的现状。其中,对各地市人力资本水平的衡量采用了学者常用的平均受教育年限和每十万人在校大学生数等指标;为评价各地市的创新环境,本文通过先构建创新环境评价指标体系,然后以2010年各评价指标的全国平均水平作为标准值,计算各地市的相对分值,并采用变异系数法确定各评价指标的权重,测算得到各地市创新环境的综合得分。结果显示,虽然随着时间的推移沿海三大经济圈各地市的人力资本水平都有提高,创新环境也在改善,在同一经济圈内部各地市之间也互有差异,但整体来看,京津冀地区和长三角地区的人力资本水平明显优于珠三角地区,而长三角地区和珠三角地区的创新环境综合得分要高于京津冀地区;相应地,长三角地区和珠三角地区的GDP增长要高于京津冀地区,但近年来GDP增速逐渐减缓。然后,基于沿海三大经济圈各地市的面板数据,运用空间杜宾模型及其空间效应分解方法,对沿海三大经济圈人力资本、创新环境对经济增长的影响进行了实证检验。结果显示:京津冀地区和长三角地区的人力资本对区域经济增长有很明显的促进作用,而珠三角地区的人力资本对区域经济增长的促进作用则不明显;长三角和珠三角地区的创新环境对区域经济增长的促进作用很显著,而京津冀地区的创新环境对区域经济增长则有负向作用,尽管后者在统计上不显著。这说明,京津冀地区创新环境较差,是导致其经济增长乏力的主要原因;而珠三角地区尽管创新环境较好,但其外来务工人员的人力资本水平亟待提高,否则也会制约其经济增长转型。最后,根据实证分析结论对三大经济圈、乃至全国如何提升人力资本和改善投资环境,保持经济的快速增长,提出了政策建议。

关键词： Microgrid   Hybrid power plant   Remote power system   Economic model predictive control   Energy storage   Optimization  

摘要： This article experimentally demonstrates a novel, microgrid control algorithm based on a two-layer economic model predictive control framework that was previously developed by the authors. This algorithm is applied to an isolated microgrid with a solar photovoltaic system, a battery bank and a gasoline-fuelled generator. The control system performance is experimentally compared to a baseline algorithm over 5 min and 10 h periods, while an experimentally validated model is used to compare performance over a full year. The results indicate that applying the proposed, two-layer economic model predictive control algorithm can reduce operating costs and CO2 emissions by 5%-10% relative to conventional, rule based methods, and by 10%-15% if improved solar and demand forecasts are available. Furthermore, the proposed two-level algorithm can achieve reductions of up to 5% compared with current state-of-the-art methods which only attempt to optimize performance in the energy management system.

关键词： 地理空间数据   Hedonic回归模型   Hedonic估计方法   空间计量经济模型   空间广义可加模型  

摘要： 在基于OLS的传统Hedonic房价指数构建中,房价的地理位置坐标没有被纳入模型,使观测个体之间的空间相关问题被忽略,也导致了模型中估计的参数和构建的Hedonic房价指数的偏误。文章将空间计量经济模型(SEM和SLM)和空间广义可加模型(GAM)应用于分析天津二手住宅交易数据,能够提高传统Hedonic模型的拟合与预测能力,进而提高房价指数估计精度。结果表明,传统Hedonic房价指数在房价较平稳时期有效,但在快速上涨时期因不能对交易住宅的地理位置质量变动进行完全地调整会低估房价指数。

关键词： 模型预测控制   燃气轮机   中国科学院   鲸鱼优化算法  

摘要： 中国科学院深圳先进技术研究院智能仿生研究中心杨之乐研究团队在燃气轮机多目标模型预测控制方面的研究取得进展。相应成果为“Hou GL,Gong LJ,Yang ZL,et *** economic model predictive control for gas turbine system based on quantum simultaneous whale optimization algorithm[J].Energy Conversion and Management,2020,207:112498(基于量子同步鲸群算法的燃气轮机系统多目标经济预测控制)”。

关键词： dissipativity   economic model predictive control   iterative learning control   nonlinear systems  

摘要： Most existing iterative learning control algorithms are designed to improve tracking performance with respect to a given trajectory over a fixed time period. In this article, we design two iterative learning-based economic model predictive controllers for repetitive tasks where no target trajectory is available. The controller is able to search for suboptimal trajectories with good performance by exploiting information from previous experience. Compared with existing works, the objective function is not assumed to be positive definite so it is not limited to the tracking problem but can represent more general economic performance index. The controller can learn from the previous closed-loop trajectory, resulting in a performance which is guaranteed to be no worse than the previous one. Under some standard assumptions in model predictive control, the recursive feasibility of the algorithms is ensured. We show that the fixed operation time algorithm can guarantee that the performance is no worse than the previous iteration even without the dissipative assumption. By allowing the operation time to vary, the flexible operation time algorithm can balance the operation time and the system performance if dissipative assumption is satisfied. For both algorithms, each iteration is guaranteed to be completed within a uniformly bounded time duration.

关键词： 工资   利润率   倒U关系   经济危机  

摘要： 在利润率分解式的基础上,基于工资对需求和成本的双重影响可以推导出工资—利润率倒U关系。将其引入后凯恩斯国民收入决定式中,结合利润率对资本积累的影响,以及资本积累通过劳动力需求对劳资分配的影响,可以构建出基于马克思理论逻辑的短期经济动态模型。在该模型中,消费不足经济危机、工资挤压利润经济危机和有机构成提高导致利润率下降危机,这三种经济危机类型的发生机制、条件和相互关系都能得到清晰的说明,有助于理解马克思危机理论之间的关系。在模型基础上,围绕经济政策与外生冲击对投资行为和利润率的影响,还可以为分析相关政策的作用提供不一样的视角。