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突变理论在复杂系统脆性理论研究中的应用

随着科学技术的发展,系统的规模越来越大。人们为了追求舒适的生活,也会使得系统的功能复杂、规模巨大。也正因为系统的功能复杂、规模巨大使得对复杂系统的控制与描述变得越来越困难。而且,对整个复杂系统的研究也面临了许多难以想象的麻烦。突变理论的创立是非线性科学的重要成就之一。突变理论(CatastropheTheorv)是法国数学家Renè Thom于20世纪60年代提出的一种拓扑学理论,能直接处理不连续性的问题,特别适用于内部作用机理未知系统的研究。因此,突变理论在解决类似的问题时具有一定的优势。以突变理论、静态分叉理论、奇异性理论等为基础,对复杂系统的脆性问题进行了深入的研究。描述了随着系统的发展,规模的扩大,层次的增加,使得复杂系统的脆性的研究具有必需性。首先,对本论文的研究对象——复杂系统进行了较深入的研究。在结合古今中外学者对复杂系统研究的基础上,给出了复杂系统的语言描述。基于复杂系统的语言描述,给出了复杂系统的定性描述。为了  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

连锁失效评估方法研究及其在船舶消防系统的应用

随着科技的发展和对系统功能需求的增加,复杂系统呈现出模块化、网络化、层次化、非线性等特点。元件或子系统之间的相互耦合作用使得系统功能强大的同时,也突显了复杂系统的连锁失效问题。一旦元件或子系统发生失效,元件之间的相互关联使得失效发生多米诺骨牌效应,导致整个系统性能降低,甚至造成系统崩溃,带来巨大的损失。因此,对复杂系统连锁失效的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文运用系统工程、复杂系统脆性理论和复杂网络理论,在分析复杂系统连锁失效机理的基础上,分别从连锁失效模型、失效关联性以及连锁失效指标确定等方面,对复杂系统连锁失效评估方法进行了研究,并在船舶消防系统中加以应用。首先,将连锁失效的特点和耗散理论、脆性突变理论结合起来分析复杂系统连锁失效的机理。以产生折叠突变和尖点突变的分叉点为基础,提出了连锁失效的折叠突变熵模型和尖点突变熵模型,并给出脆性突变的条件。利用连锁失效的尖点突变熵模型讨论火灾自动报警系统的正熵和负熵变化激发系统脆...  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

城市铁路客运站外部集散网络的脆性理论研究

摘要:交通拥堵已经成为世界各大城市的通病,究其根本原因,除交通能力供给与需求的矛盾之外,交通干扰因素的不确定性和波动性是重要原因之一。如何针对干扰的不确定性对交通网络的特性及动态演化机理进行分析,从而提出解决拥堵的科学措施与对策,是城市交通领域研究面对的一个重大课题。城市对外交通铁路客运站是产生城市交通拥堵的一个重要干扰源,随着我国城市化进程的加快和高速铁路的快速发展,大型客运站的规模的扩大和功能的不断加强,对城市交通拥堵产生的影响越来越大,如何站在提高城市交通系统整体能力的高度,针对大型铁路客运站对城市交通网络的干扰作用,分析研究大型铁路客运站集散网络动态演化机理特性、理论模型与方法,为解决交通拥堵、优化运营组织和应急管理决策提供科学依据,是当前面临的一个重要研究问题。大型铁路客运站是集各种运输方式于一体的城市交通枢纽,因此大型铁路客运站集散网络是一个复杂系统。目前,关于复杂系统的脆性理论研究,仍是一个理论研究的前沿课题,我国...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

昆明理工大学
昆明理工大学

基于熵的矿业可持续发展问题分析

中国经济已经进入发展的快车道,对矿业的发展提出了更高的要求。面对巨大的环境压力、资源压力,如何克服矿业自身的诸多困难,为国家经济的持续增长不断地提供资源保障,实现矿业自身的可持续发展,是新世纪中国矿业发展需要解决的重要问题。国内学者对可持续发展的研究大多集中在两个方面:一是单纯地从研究资源的枯竭和替代资源的开发入手展开讨论,另一种则单纯地从研究废弃物和污染的处理方法的角度讨论资源问题。两种都存在一定的片面性,虽然也有作者同时讨论了资源与环境问题,但似乎也没有抓住问题的本质。熵理论的发展和应用为全面系统地分析矿业系统提供了一个非常好的平台,因此本论文选题为基于熵的矿业可持续发展问题分析。本论文研究的内容主要有:(1)基于熵理论和可持续发展理论,研究矿业可持续发展的途径和策略;(2)利用热力学上资源耗失量的化学能方法来推导出系统熵增量公式、特定系统内最大熵增量(生态环境阈值)公式和引入负熵后的熵增变化量公式;(3)利用矿业系统作为复...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

基于突变理论的复杂系统的脆性研究

“复杂系统脆性技术理论的研究”课题已被列为2002年国防基础科研课题,此课题是一个系统工程学科的全新课题,首次提出了复杂系统的脆性概念。课题涉及到系统工程、可靠性等诸多学科,并要建立新的脆性技术理论体系,研究的难度非常大。本课题研究的只是其研究中的一部分,而且本课题的研究目的也是为了使其得到更好的发展与完善。脆性理论是研究对象在各种内、外因素作用下其本身性能严重恶化,以致于产生功能崩溃的理论。本论文主要作的工作是基于突变理论来解决复杂系统的脆性问题。在本论文中,笔者对复杂系统、脆性问题及突变理论分别进行了详细介绍。在介绍复杂系统的同时,笔者又给出了复杂系统的定义、判断方法及描述方法。在给出的判断方法中,给出了复杂度的概念及如何确定的办法;在描述方法中,笔者采用的是权重综合的方法,并介绍了几种如何选择权重的方法。在进行脆性问题的分析时,给出了一些基本的定义,提供了一种预测干扰对脆性激发能力大小的方法,并给出了一个度量标准。在预测干...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

复杂系统脆性理论及其在危机分析中的应用

随着社会经济、科学技术的发展,人们为了追求舒适的生活,导致各个与国计民生相关的复杂系统的规模越来越大。一旦复杂系统中的一个子系统在内外干扰下发生崩溃而不能正常的工作,整个复杂系统便会可能失去了它应有的功能,而出现整体坍塌。本论文以复杂系统作为研究对象,首次提出脆性是复杂系统的一个基本特性,即复杂系统除了具有开放性、复杂性、巨量性、进化与涌现性、层次性之外,还具有脆性。而且指出脆性作为复杂系统的一个基本特性是客观存在的。在给出脆性的定义、特点和模型的基础之上,建立了复杂系统脆性的相关概念、理论。并将此理论用于分析和处理非典型性肺炎给复杂系统带来的影响和危机。首先,针对复杂系统脆性的定义和特点进行研究。从材料力学领域关于脆性的定义出发,将其引申到复杂系统特性的研究中。复杂系统脆性重点强调崩溃的连锁效应,即由于复杂系统中的某一子系统的崩溃,引发的连锁的崩溃效应,会使整个复杂系统崩溃。以脆性定义为基础,分析了复杂系统脆性的基本特点。脆性...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

复杂性理论及其在城市系统研究中的应用

城市系统是以城市为载体的自然、社会与经济的复合系统,具有复杂系统的多层次、高维性、多尺度、非线性、自组织特征。复杂系统理论是现代系统理论与非线性理论进一步发展与深化的产物,其智能性、适应性与抽象性等生命系统的特征使人工生命研究方法成为系统复杂性研究的主体。本文以复杂系统的人工生命研究方法为主线,以解决城市系统中的问题为中心,从理论、方法与应用三个层面对人工生命理论在城市系统中的应用进行了研究。综合起来,本文的主要内容包括: 1、阐述了城市系统的相关概念,揭示了其复杂性的特征;对城市系统所关注的研究内容进行整理,得出其四个研究领域;回顾了城市系统理论的形成及研究现状,指出复杂性、动态性的研究是城市系统研究的前沿;回顾了复杂性理论产生的历史背景,指出现阶段人工生命研究方法已经构成了系统复杂性研究的主体;最后对复杂性理论在城市系统研究中的应用进行了概括与总结。2、系统分析了近年来复杂性的人工生命研究方法,通过研究动态系统演化过程中规则...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>