abm与gis集成及在分析新能源汽车扩散中的应用①

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1、第17卷第1期管理科学学报Vol．17No．12014年1月JOUＲNALOFMANAGEMENTSCIENCESINCHINAJan．2014ABM与GIS集成及在分析新能源汽车扩散中的应用①*向诗剑，马铁驹(华东理工大学商学院，上海200237)摘要:新能源汽车及其加能站的扩散是多种主体相互作用的复杂过程．现有的分析该过程的基于agent的模型没有考虑现实的路网结构和驾车者行驶路线的分布，不能为具体某一城市或地区新能源汽车的推广提供决策支持．本文探索了一种集成ABM(基于agent的建模)与GIS(地理信息系统)的技术实现方法，其核心思想是利用Ｒepast仿真框架对图形文

2、件的读写接口，建立其与ArcGIS间的通信，形成一种松耦合的、基于矢量的集成方式．应用该集成方式，本文以上海市为例构建了基于城市路网结构的新能源汽车及其加能站交互扩散的仿真平台．关键词:基于agent建模;地理信息系统;新能源汽车扩散中图分类号:C93．03文献标识码:A文章编号:1007－9807(2014)01－0001－100引言用，而且因为消费者本身的特性不同，比如收入、年龄、旅行方式的不同，同样的新能源汽车对不同推广新能源汽车对能源安全、节能减排和经的消费者具有不同的效用．新能源汽车被消费者济增长有着重要意义．技术学习［1］被认为是当前接受的程度影响着能源供应公司修

3、建其加能站的还很昂贵的新能源汽车得以推广的一个重要内意愿，由于不同的特性，比如对风险的不同态度，力［2］．技术学习指一项新技术的成本将随着人们在同样的外部条件下，不同能源供应公司对修建在该项技术上积累的经验和知识的增加而下降，其加能站的意愿也会不同．这些决策体的效用和从而使该项技术被采用，而技术被采用将使进一意愿受技术学习、新能源汽车和加能站的扩散影步的技术学习成为可能，从而使该项技术得到进响而动态变化，反过来又影响技术学习以及新能一步的扩散．由于新能源汽车的扩散与其相应的源汽车和加能站的扩散．可以说这些效用和意愿加能站建设存在着“鸡与蛋”的问题②，新能源汽的动态变化、技术学

4、习以及新能源汽车和加能站车的技术学习很难自发起步．新能源汽车的推广的扩散相互交织、互为因果．而新能源汽车技术学［5］通常需要政府组织建立示范工程，以作为技术学习的边际报酬递增效应会产生路径依［3］［6］———系统早期的微小事件被强化从而影响习的“种子”．从复杂自适应系统(complexa-赖［4］［7］daptivesystems)的视角看，新能源汽车的推广整个系统的演化，技术学习的不确定性和路径是不同特性的决策体和元素相互作用，相互调整依赖相结合会导致系统从相同的初始状态和外部［8］的复杂演化过程．新能源汽车的价格、维护费用、环境下向不同的方向演化．因为这些复杂性的加能的方

5、便程度影响着新能源汽车对消费者的效存在，很难用传统的优化或平衡分析法来分析和①收稿日期:2012－03－07;修订日期:2012－06－07．基金项目:国家自然科学青年基金资助项目(70901026);国家杰出青年科学基金资助项目(71125002);教育部新世纪优秀人才资助项目(NCET－09－0345);上海市曙光人才计划资助项目(08SG30);上海市浦江人才计划资助项目．通讯作者:马铁驹(1975—)，男，江苏常州人，博士，教授．Email:tjma@ecust．edu．cn②消费者如果发现新能源汽车的加能站很少，就不愿意购买和使用新能源汽车;而能源供应公司如果发现使

6、用新能源汽车的消费者很少，也就不愿意投资建设加能站．—2—管理科学学报2014年1月［22］解决与新能源汽车及其加能站交互扩散相关的决变化过程;吴健宏等在集成ABM和GIS基础策问题，例如“如何来优化设计新能源汽车加能上构建了城市应急疏散仿真框架，研究了城市应站的初始空间分布”．急疏散中人员对避难场所的选择规律以及信息发［23］基于agent的建模，简称ABM，被认为是研布对疏散结果的影响．究众多不同特性决策体(agent)相互作用所产生集成ABM和GIS还面临着很多挑战，一个重［9］“涌现”现象及其过程的有效方法．ABM是一要原因是ABM和GIS各自的软件平台和技术是［24

7、］种研究微观层次上主体(agent)的交互产生宏观独立发展起来的．ABM与GIS的集成可以概复杂性的计算机仿真方法．其中agent代表自主括为两种方式，一种是基于网格(grid)的，一种是决策的实体，一般具有自治性、社会性、应激性基于矢量(vector)的．在第一种集成方式中，二维［10］和主动性．从计算机科学的角度而言，一个a-空间的形状从元胞自动机的巨型或圆环形变成了gent是一段代表了现实世界中决策体的计算机地图的形状，但空间依然由网格组成．这种方式实［11］程序，一般具有感知、行动和规则．近年来