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单位GDP能耗的信息熵模型及其分析
作 者: 程宏鑫
导 师: 柴立和
学 校: 天津大学
专 业: 环境科学
关键词: 单位GDP能耗 信息熵 SOFM ξ_k
分类号: F222.33
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
单位GDP能耗已作为衡量我国经济发展的一项重要指标,列入国家“十一五”规划中。从宏观上讲,该指标主要描述一个国家(或地区)经济社会发展对能源消耗的依赖程度。深入研究单位GDP能耗发展问题,可实现做好“十二五”期间各项能源工作、加大节能减排工作力度、提高我国的能源利用效率、构建安全的能源体系与发展战略、应对全球气候变化调整、更好地为国家社会和经济建设服务。本研究从1854年德国物理学家鲁道夫·克劳修斯提出的“熵”概念入手,回顾了信息熵的发展史,进而追溯到最大信息熵原理的由来、拓展及应用。通过对指标处理、权值获取及模型模拟等方法的分析介绍,分别选取均值化无量纲法、神经网络权值获取法及自组织特征映射神经网络模拟方法作为本研究理论模型构建及求解的基础。在分析我国能源消费、国民生产总值及单位GDP能耗发展情况的基础上,将我国产业系统看作具有复杂开放特性的信息网络,通过其信息熵模型的构建及SOFM神经网络的模拟,得出表征我国产业系统单位GDP能耗的特征值ξ_k波动图、ξ_k结构形态图、ξ_k与产业xi相关性、权值aki动态走向图等模拟结果,并对单位GDP能耗模型进行验证,最后对单位GDP能耗的影响因素进行分析。基于最大信息熵理论,本研究创新性地将信息熵的概念引入单位GDP能耗发展研究中,拓展了最大信息熵原理的应用。通过我国产业系统的实际案例证明,与传统统计方法相比,该方法不仅可以很好地揭示出各产业间复杂的相互作用,更能形象地描绘出各年份我国产业系统单位GDP能耗特征值ξ_k的形成历程、各时期影响ξ_k结构的相对主导产业、各产业发展模式等信息。通过实例应用,实现了从复杂开放系统的角度为能源、经济研究领域提供新的研究思路。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-13 1.1 研究背景 8 1.2 概念 8-11 1.2.1 能源消费 8-9 1.2.2 国内生产总值 9-10 1.2.3 单位 GDP 能耗 10-11 1.3 单位 GDP 能耗研究现状 11-12 1.4 本研究框架及方法 12-13 第二章 理论基础及模型构建 13-23 2.1 信息熵的发展史 13-14 2.2 最大信息熵原理 14-21 2.2.1 最大信息熵原理及其拓展 14-16 2.2.2 最大信息熵模型的构建 16-20 2.2.3 最大信息熵原理的应用 20-21 2.3 本章小结 21-23 第三章 指标处理、权值确定及模型模拟方法 23-34 3.1 指标的处理 23-26 3.1.1 极差正规化的无量纲化 23-24 3.1.2 极大化的无量纲化 24 3.1.3 极小化的无量纲化 24 3.1.4 均值化的无量纲化 24-25 3.1.5 标准差化的无量纲化 25 3.1.6 秩次法的无量纲化 25 3.1.7 比重法的无量纲化 25-26 3.2 权值的确定 26-29 3.2.1 层次分析法 26-27 3.2.2 主成分分析法 27 3.2.3 因子分析法 27 3.2.4 最大矩阵元法 27 3.2.5 熵值法 27-28 3.2.6 变异系数法 28 3.2.7 神经网络模型法 28-29 3.3 模型模拟方法-神经网络 29-32 3.3.1 神经网络的发展 29-30 3.3.2 常用人工神经网络 30-31 3.3.3 SOFM 与 MIEP 的统一性 31-32 3.4 本章小结 32-34 第四章 我国单位 GDP 能耗发展模式研究 34-60 4.1 我国单位 GDP 能耗发展现状 34-37 4.1.1 能源消费现状 34-35 4.1.2 国内生产总值发展现状 35-36 4.1.3 单位 GDP 能耗发展现状 36-37 4.2 我国单位 GDP 能耗发展的信息熵模型 37-58 4.2.1 组元及指标 37-41 4.2.2 组元的权值 41-43 4.2.3 单位 GDP 能耗特征值ξ_k 43-45 4.2.4 ξ_k结构形态 45-47 4.2.5 ξ_k与 xi模式关系 47-51 4.2.6 权值动态走向 51-55 4.2.7 模型验证 55-58 4.3 单位 GDP 能耗的影响因素 58 4.4 本章小结 58-60 第五章 总结与展望 60-65 5.1 研究总结 60-63 5.1.1 主要内容 60-61 5.1.2 主要结论 61-63 5.1.3 主要创新点 63 5.2 展望 63-65 参考文献 65-69 发表论文和参加科研情况说明 69-70 致谢 70
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中图分类: > 经济 > 经济计划与管理 > 经济计算、经济数学方法 > 经济统计学 > 专门经济统计 > 国民经济计算体系
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