基于熵理论的资源型城市转型与产业演替机理研究
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摘要
资源型城市转型和产业演替机理，是目前国内外学术界共同关注的前沿课题之一。本论文在吸收国内外研究成果的基础上，以熵理论为指导，对资源型城市的演化机理、转型的熵机理、转型中的产业四限格屏幕优选模型、产业演替非线性耦合嵌套模型及结构负熵进行了富有创新性的理论和实证研究。主要研究内容如下：
1．创造性的把熵理论引入到资源型城市转型及产业演替的研究中，为资源型城市转型及产业演替优化提供了一个全新的思路和方向。
2．构建了资源型城市PESER系统结构，分析了资源型城市系统的耗散结构特征，指出了资源型城市系统涨落的8大外源触发因子和7大内源激化因子，并分析了其协同机制。
3．指出了超循环组织是资源型城市系统非线性作用的载体和表现形式，构建了人口子系统、社会子系统、经济子系统、环境子系统和资源子系统五大超循环组织模块，并剖析了每个模块内在的循环、耦合和反馈关系。
4．提出了“转型熵”、“转型负熵”和“转型总熵”的概念和量化计算模型，深入剖析了资源型城市转型中的熵增、熵减机理及其控制和调适过程，从而可以定量分析和研究资源型城市的转型问题。
5．揭示出了“转型总熵”是决定资源型城市转型成功与否的根本因素，并明确指出了确保资源型城市转型成功的思路和途径：延缓或降低“转型熵”的增加或强化“转型负熵”的流入。
6．基于产业优势度模糊熵优选模型和DEA模型，构建了资源型城市产业四限格屏幕优选模型。该模型综合运用熵理论、模糊集理论和各种评价理论，不仅能够评价产业在未来发展的竞争力和潜力，而且还能评价产业目前的技术和规模的相对有效性以及各个产业规模效益的增减趋势，与传统产业优选模型相比，该模型运算的结果更为客观、科学。
7．设计了资源型城市产业系统的主体结构，分析了各个变量之间的非线性耦合通道和嵌套关系。构建了基于Logistic模型的资源型城市产业演替非线性耦合嵌套模型，提出了模型的求解方法，进行了产业演替的结构负熵计算，分析预测了各产业发展的趋势值，从而动态考察了资源型城市各产业的变动情况，为资源型城市的产业转型的成功与否提供了一套较为系统的理论体系和科学依据。
8．应用构建的模型，以处于三个不同发展阶段(新兴资源型城市——永城市；成熟期资源型城市——平顶山市；衰退期资源型城市——焦作市)的煤炭资源型城市为例，对转型过程中的产业优选、评价和预测等问题进行了实证研究。
9．最后，对本文的主要结论和创新点进行了总结，并提出了今后的研究方向。
上述研究内容和成果为资源型城市的转型及产业演替优化提供了全新的思路和方法，对今后我国区域资源地区的开发和发展具有重要的理论参考和实践指导意义。
Currently, the transformation of resource-dependent cities (RDC) and the mechanism on industry evolution and optimization during this process are one of subjects collectively fouced by domestic and overseas academe. On the basis of the exsiting research fruits, this dissertation creatively researchs into a series of issuses on this subject with the support of entropy theory, mainly including: evolution mechanism of RDC, transformation entropy mechanism of RDC, industry four quadrant screen optimization model in RDC transformation, non-linear coupled and nested model of industry evolution, and the calculation of structure negentropy. The main research contents of this dissertation are listed as follows:
1. Entropy theory is creatively introduced into the research of RDC transformation and industry evolution and optimization, which has provided a completely different research idea and viewpoint with the existing works.
2. PESER system structure of RDC is established, the character of dissipative structure of RDC system is analysed, its fluctuation factors including eight external trigger factors and seven internal stimulate factors of are proppsed, and cooperative mechanism between these factors is analyzed.
3. It is pointed out that hypercycle organization is the carrier and form of non-linear effect in RDC system, five hypercycle organization models, namely, population sub-system, society sub-system, economic sub-system, environment sub-system and resource sub-system are build. At the same time, cycle, coupled and feedback relationships in each model is discussed in detail.
4. The concept of "transformation entropy", "transformation negentropy" and "transformation total entropy" and their quantitative comptutation model are firstly proposed. The increasing and decreasing mechanism of entropy and its controlling process are explained in detail. This enables us to quantitativly analyse and research the transformation of RDC.
5. Accoding to the discovery that "transformation total entropy" is crucial factor deciding whether or not RDC transformation failure can achieve success, two different strategies are proposed to ensure success of RDC transformation. One is to postpone or decrease transformation entropy's increase; the other is to enhance the flow of transformation negentrop.
6. Based on fuzzy entropy optimization model and DEA model, the four quadrant screen model for industry optimization is proposed. The model makes comprehensive use of entropy theory, fuzzy set theory and various appraisal theories and thus is prone to yield more scientific and objective analysis results than ordinary appraisal method. The model can be used to appraise various aspects of industry such as development competition and potentiality in the future, present relative validity both technology and scale and change tendency of scale benefit.
7. Framework structure of RDC industry system is designed, non-linear coupled passageway and nested connection between every variable is analyzed in detail. Afterward, non-linear coupled and nested model of industry evolution in RDC is constructed based on Logistic model, the calculation method adaptation the model is set up, and the calculation of structure negentropy is come on with. On the basis of it, trend value of all the industry development is forecast, and dynamic change of all the industries is compared and analyzed. The construction of the model offers a set of theoretical system and scientific cause for industry transformation in RDC.
8. Applying the model built in this dissertation and taking three coal RDCs as examples, some case studies have been done to demonstrate the problem of industry optimization, appraisal, and forecastion during RDC transformation.
9. Finally, the main conclusions and creative points are summarized and the further directions are also presented.
The above-mentioned contents and achievements provide a new methodology of transformation and industy evolution and optimization of RDC, and have very impornt significance in theoretical reference and pratical guidance for exploitation and development of resource religion in China' in the future.
1．创造性的把熵理论引入到资源型城市转型及产业演替的研究中，为资源型城市转型及产业演替优化提供了一个全新的思路和方向。
2．构建了资源型城市PESER系统结构，分析了资源型城市系统的耗散结构特征，指出了资源型城市系统涨落的8大外源触发因子和7大内源激化因子，并分析了其协同机制。
3．指出了超循环组织是资源型城市系统非线性作用的载体和表现形式，构建了人口子系统、社会子系统、经济子系统、环境子系统和资源子系统五大超循环组织模块，并剖析了每个模块内在的循环、耦合和反馈关系。
4．提出了“转型熵”、“转型负熵”和“转型总熵”的概念和量化计算模型，深入剖析了资源型城市转型中的熵增、熵减机理及其控制和调适过程，从而可以定量分析和研究资源型城市的转型问题。
5．揭示出了“转型总熵”是决定资源型城市转型成功与否的根本因素，并明确指出了确保资源型城市转型成功的思路和途径：延缓或降低“转型熵”的增加或强化“转型负熵”的流入。
6．基于产业优势度模糊熵优选模型和DEA模型，构建了资源型城市产业四限格屏幕优选模型。该模型综合运用熵理论、模糊集理论和各种评价理论，不仅能够评价产业在未来发展的竞争力和潜力，而且还能评价产业目前的技术和规模的相对有效性以及各个产业规模效益的增减趋势，与传统产业优选模型相比，该模型运算的结果更为客观、科学。
7．设计了资源型城市产业系统的主体结构，分析了各个变量之间的非线性耦合通道和嵌套关系。构建了基于Logistic模型的资源型城市产业演替非线性耦合嵌套模型，提出了模型的求解方法，进行了产业演替的结构负熵计算，分析预测了各产业发展的趋势值，从而动态考察了资源型城市各产业的变动情况，为资源型城市的产业转型的成功与否提供了一套较为系统的理论体系和科学依据。
8．应用构建的模型，以处于三个不同发展阶段(新兴资源型城市——永城市；成熟期资源型城市——平顶山市；衰退期资源型城市——焦作市)的煤炭资源型城市为例，对转型过程中的产业优选、评价和预测等问题进行了实证研究。
9．最后，对本文的主要结论和创新点进行了总结，并提出了今后的研究方向。
上述研究内容和成果为资源型城市的转型及产业演替优化提供了全新的思路和方法，对今后我国区域资源地区的开发和发展具有重要的理论参考和实践指导意义。
Currently, the transformation of resource-dependent cities (RDC) and the mechanism on industry evolution and optimization during this process are one of subjects collectively fouced by domestic and overseas academe. On the basis of the exsiting research fruits, this dissertation creatively researchs into a series of issuses on this subject with the support of entropy theory, mainly including: evolution mechanism of RDC, transformation entropy mechanism of RDC, industry four quadrant screen optimization model in RDC transformation, non-linear coupled and nested model of industry evolution, and the calculation of structure negentropy. The main research contents of this dissertation are listed as follows:
1. Entropy theory is creatively introduced into the research of RDC transformation and industry evolution and optimization, which has provided a completely different research idea and viewpoint with the existing works.
2. PESER system structure of RDC is established, the character of dissipative structure of RDC system is analysed, its fluctuation factors including eight external trigger factors and seven internal stimulate factors of are proppsed, and cooperative mechanism between these factors is analyzed.
3. It is pointed out that hypercycle organization is the carrier and form of non-linear effect in RDC system, five hypercycle organization models, namely, population sub-system, society sub-system, economic sub-system, environment sub-system and resource sub-system are build. At the same time, cycle, coupled and feedback relationships in each model is discussed in detail.
4. The concept of "transformation entropy", "transformation negentropy" and "transformation total entropy" and their quantitative comptutation model are firstly proposed. The increasing and decreasing mechanism of entropy and its controlling process are explained in detail. This enables us to quantitativly analyse and research the transformation of RDC.
5. Accoding to the discovery that "transformation total entropy" is crucial factor deciding whether or not RDC transformation failure can achieve success, two different strategies are proposed to ensure success of RDC transformation. One is to postpone or decrease transformation entropy's increase; the other is to enhance the flow of transformation negentrop.
6. Based on fuzzy entropy optimization model and DEA model, the four quadrant screen model for industry optimization is proposed. The model makes comprehensive use of entropy theory, fuzzy set theory and various appraisal theories and thus is prone to yield more scientific and objective analysis results than ordinary appraisal method. The model can be used to appraise various aspects of industry such as development competition and potentiality in the future, present relative validity both technology and scale and change tendency of scale benefit.
7. Framework structure of RDC industry system is designed, non-linear coupled passageway and nested connection between every variable is analyzed in detail. Afterward, non-linear coupled and nested model of industry evolution in RDC is constructed based on Logistic model, the calculation method adaptation the model is set up, and the calculation of structure negentropy is come on with. On the basis of it, trend value of all the industry development is forecast, and dynamic change of all the industries is compared and analyzed. The construction of the model offers a set of theoretical system and scientific cause for industry transformation in RDC.
8. Applying the model built in this dissertation and taking three coal RDCs as examples, some case studies have been done to demonstrate the problem of industry optimization, appraisal, and forecastion during RDC transformation.
9. Finally, the main conclusions and creative points are summarized and the further directions are also presented.
The above-mentioned contents and achievements provide a new methodology of transformation and industy evolution and optimization of RDC, and have very impornt significance in theoretical reference and pratical guidance for exploitation and development of resource religion in China' in the future.
引文
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