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关键词:循环经济;实践;问题;思考
鹤壁因煤立市,因煤兴市,是河南省典型的资源型城市,2005年被确定为国家第一批循环经济试点市。鹤壁市委、市政府紧紧抓住试点市的机遇,高度重视产业转型和城市转型,坚持以项目建设为主抓手,以产业集聚区建设为主载体,以招商引资为主渠道,运用循环经济理念构建新型产业基础和新型城市骨架,大力发展集循环型工业、循环型农业和循环型城市三位一体的循环经济体系,形成了产业聚集、协同发展的城市循环经济发展模式。这种模式被列为全国12个区域循环经济典型模式案例之一,并在全国进行宣传推广。如何实现由试点向示范升级,提升循环经济发展层次,是鹤壁今后一段时期的重要任务。
1 鹤壁市发展循环经济的实践及做法
近年来,鹤壁市不断完善发展循环经济的组织领导、政策、规划体系,大力推进循环经济示范项目、示范企业和示范园区建设,全力构建循环经济产业链,探索出很多独具特色的做法,循环经济发展形成一定规模。
(1)完善政策,创新机制。成立了高规格的市循环经济领导小组,设立了循环经济专门办事机构;先后制定出台加快发展循环经济一系列文件,编制了全市循环经济建设规划、试点实施方案和循环经济示范园区规划,制定了鼓励和促进循环经济发展的实施意见和政策措施。建立和完善促进循环经济发展的目标责任、评价考核和激励约束机制,发挥政府引导和企业主体作用,着力推动循环经济产业发展壮大。鼓励企业加大技术创新工作力度,推动建立以企业技术中心为主体,企业、高校和科研院所紧密结合的循环经济产业创新体系,推动科技与经济结合,促进科技成果向现实生产力转化,重点突破循环关键链接和综合高效利用技术。比如研发产业化了玉米芯提取醣清、玉米秸秆提取低聚木糖、鸡血提取生物活性蛋白等一批新技术。
(2)典型带动,示范引导。围绕产业链延伸和资源循环高效利用,重点培育了30个循环经济型企业、4个循环经济型园区。在企业层面,重点推进清洁生产和原料能源循环高效利用,形成企业小循环。在园区层面,编制了4个循环经济型园区建设规划,推动产业布局相对集中、上下游产业链拓展,促使企业间耦合共生协调发展。坚持把项目建设作为循环经济企业和园区发展的重要支撑,规划建设了92个循环经济重点补链和延链项目,总投资达112亿元,循环经济重点项目建设不断突破。通过示范项目、企业和园区的建设,以典型示范带动全面发展,促进循环经济发展顺利推进。
(3)综合利用,延伸链条。鹤壁市围绕主导产业,着重强调产业链的补链和延链,以项目建设为主抓手、以产业集聚区建设为载体、以招商引资为主渠道,推动产业集聚,共生耦合,重点打造产业间相互衔接、物料近距离转运、“三废”集中处理和资源循环利用的循环经济产业链,促进资源的合理有效利用和循环利用,形成了以煤电化材、金属镁等为主的工业循环经济产业链;以种植养殖、农畜产品深加工、畜牧产品下脚料高值利用、粪便生化处理生产有机肥、秸秆发电、沼气发电等为特色的农业循环经济产业链。
煤电化材产业方面,围绕煤炭开采过程中产生的废弃物,建设煤矸石综合利用热电厂、煤矸石制取无机纤维、煤矸石烧结砖、矿井水综合利用和煤层气发电。围绕煤炭的转化升值,发展坑口电站和煤化工。围绕煤炭深加工过程中产生的废弃物,利用粉煤灰、废渣等固废做混合材生产水泥,建设粉煤灰蒸氧砖和烧结砖。同时,利用水泥煅烧和烧结砖生产过程中的余热,建设发电项目。
金属镁产业方面,发展深加工产品,打造金属镁—高纯镁—镁合金—镁合金压铸件—镁合金型材和板材及多种专用产品产业链。利用新型水煤浆冶炼法和蓄热式还原炉技术等先进冶炼工艺,提高能源综合利用率。利用金属镁冶炼废渣生产高性能新型陶瓷滤料和新型墙体材料。
农业循环经济产业方面,充分利用丰富的农业资源,形成了秸秆综合利用型、种养加复合型、畜产品精深加工全利用型、农产品深加工资源最大化利用型等农业循环经济发展模式。围绕农产品加工业产生的下脚料等废弃物综合利用,建设了利用动物羽毛、内脏、血水、骨头等废弃物生产蛋白酶解生物饲料、血源性生物活性蛋白、骨素等项目,建设了玉米胚皮综合利用项目。围绕种植业废弃物利用,建设了秸秆生物发电厂,利用玉米秸秆提取低聚木糖,玉米芯生产糠醛、开发新型有机肥。围绕畜牧养殖业废弃物综合利用,大力发展“畜禽养殖—粪便—沼气—无公害农产品生产”生态链。在畜禽养殖集中区和大型养殖基地建设“养殖基地集中制沼气,沼气发电,沼渣沼液集中制肥”农业循环示范项目。
(4)完善功能体系,构建循环城市。积极推进社区回收站点和区域集散市场建设,加大再生资源加工利用力度,形成了“以社区回收为基础、回收市场为中心、加工利用为目的”三位一体的再生资源回收利用体系。加大既有建筑节能改造,在建筑工程中大力推广应用新型墙体材料和地热、太阳能等可再生能源。积极推进循环型社区建设,加快生活污水、中水回用、生活垃圾和建筑垃圾集中收集和分类处理等环境基础设施建设步伐,进一步提高生活污水、生活垃圾集中处理率和污水中水会用率,资源化处置建筑垃圾。利用水泥回转窑焚烧生活垃圾项目正在积极推进。加强宣传教育,普及循环经济知识,宣传典型案例,不断推进循环经济文化建设,提高公众参与循环经济建设的积极性与自觉性。
2 鹤壁市发展循环经济的制约问题
【关键词】循环经济;发展模式;生态园区
一、循环经济的含义
循环经济是运用生态学以低消耗、低排放、高效率为基本特征,通过清洁生产、市场机制、调控等方式,组织成为一个“资源—产品—再生资源”的物质在生产生活中反复循环流动的过程,旨在最终实现环境、资源与社会经济可持续发展的经济运行模式。循环经济的内涵和目标可以从技术和经济两个层次界定。技术层次,发展循环经济就是要在生产实践中,通过生产技术与资源节约技术相融合,减少单位产出的资源消耗,最高效率地节约使用资源;在经济层面上,发展循环经济需要一种新的制度安排和经济运行机制。需要把资源和生态环境看成稀缺的、社会大众共有的自然福利资本,因而要求将生态环境纳入经济循环过程中参与定价和利益分配。
二、循环经济的特征
循环经济作为一种的发展观其特征主要体现在以下几个方面:
一是新的系统观。循环经济的系统是由人、自然资源和科学技术等要素构成的大系统。循环经济观要求人在考虑生产和消费时不再置身于这一大系统之外,而是将自己作为这个大系统的一部分来研究符合客观规律的经济原则。
二是新的经济观。循环经济观要求运用生态学规律,不仅要考虑工程承载能力还要考虑生态承载能力。在生态系统中只有在资源承载能力之内的良性循环,才能使生态系统平衡地发展。
三是新的价值观。循环经济观将自然作为人类赖以生存的基础,是需要维持良性循环的生态系统;在考虑科学技术时不仅考虑其对自然的开发能力,且要充分考虑到它对生态系统的修复能力;在考虑人自身的发展时,不仅考虑人对自然的征服能力,而且更重视人与自然和谐相处的能力。
四是新的生产观。循环经济的生产观念是要充分考虑自然生态系统的承载能力,在生产过程中要求遵循“3R”原则:资源利用的减量化(Reduce)原则、产品的再使用(Reuse)原则、废弃物的再循环(Recycle)原则。
五是新的消费观。循环经济观提倡物质适度消费、层次消费,在消费的同时要考虑到废弃物的资源化,建立循环生产和消费的观念。
三、各国循环经济发展趋势
(一)日本
上世纪90年代以来,循环经济理念在日本深入人心,21世纪初,提出“环境立国”战略,即创建循环型社会的国家目标。消费者报废电器时应支付废旧家电收集、再商品化等有关费用,废旧电器经过商家回收又重新回到生产。资源循环利用率如空调为78%,电视为73%,冰箱为59%,洗衣机为56%。日本力争资源回收率达100%。从家电中回收的玻璃、铜、铝等材料制作成玻璃杯、易拉罐等再生产品。
(二)德国
在发展循环经济方面德国始终走在世界前列。早在1972年德国就制定和颁布了《废弃物处理法》,1996年又颁布《循环经济和废物管理法》,确立产生废弃物最小法、污染者承担治理义务以及政府与公民合作三原则。家庭废弃物利用率从1996年的35%上升到2003年的60%。2003年在冶金行业,95%的矿渣、75%以上的粉尘和矿泥,以及至少有2000万顿废旧钢材被重新利用。,废弃物处理成为德国经济支柱产业,年均营业额约410亿欧元,并创造20多万个就业机会。
(三)美国
美国1976年就制定和颁布《固体废弃物处置法》。2003年,美国城镇产生的废弃物为5.5亿t,回收利用率达到40%。在各种废弃物回收利用率中,纸张为42%,软饮料塑料瓶为40%,铁制包装为57%。
(四)欧盟
欧盟实施的家用电器回收办法,规定商业界必须回收90%的废弃电冰箱及洗衣机,并将此类大型电器用品的60%用于再生产利用。在个人电脑方面其回收比例则按产品重量由原定的60%提高到70%,再生率也由50%提高至60%。此外法国政府要求应有85%的包装废弃物循环利用;奥地利法规要求80%回收包装材料必须进行再循环处理或再利用;丹麦政府规定所有废弃物要有50%进行再循环处理。
四、目前循环经济的几种发展模式
(一)杜邦模式——企业内部的循环经济
通过组织厂内各工艺之间的物料循环延长生产链条,减少生产过程中物料和能源的使用量,尽量减少废弃物和有毒物质的排放,最大限度利用可再生资源,提高产品耐用性等。发明这种模式的杜邦公司到1994年生产废弃物减少了25%,空气污染物排放量减少了70%。
(二)园区模式——又称为卡伦堡工业园区模式
按照工业生态学的原理,通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成,形成产业间的代谢和共生耦合关系,使一家工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂的原料和能源,建立工业生态园区。丹麦卡伦堡工业园区内各企业通过贸易方式利用对方生产过程中的废弃物或副产品作为自己的原料,不仅减少了废物生产量,还产生了很好的经济效益。
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(三)德国DSD——回收再利用体系
德国的包装物双元回收体系(DSD)是专门组织回收包装废弃物的非营利性中介组织,最初由95家产品生产厂家、商业以及垃圾回收部门联合组成,已有1.6万家企业加入。在需要回收的包装物上做标记然后由DSD委托回收企业进行清理、分拣再进行循环利用。
(四)日本的循环型社会模式
日本在循环型社会建设方面主要体现三个层次上。一是政府推动构筑多层次体系;二是要求企业开发高新技术;三是要求国民从根本上改变观念,不要鄙视垃圾,要把它视为有用资源。堆在一起是垃圾,分类存放就是资源。
五、国外循环优秀案例及经验借鉴
下面以日本北九州生态园为例介绍。
(一)园区简介
为解决大量消耗能源、资源而产生的垃圾排放等越来越多的环境,北九州市以建设亚洲的“国家资源及环保产业基地”为目标,以振兴再生资源利用产业为主,制定了生态工业园基本规划。工业园建于2001年,是再利用型生态园的代表。园区分为实证区和循环工业园两个区域。
(二)循环经济实施措施
北九州市的环保产业拥有合理的环境管理体制及安全的高新技术,由企业、大学及政府部门组成的“北九州环境产业推进会议”制定了基本工作方向并采用了环境政策与产业振兴政策相结合的独具特色的地方政策。重点实施措施有四个方面:(1)建设循环使用及旧零部件再次使用产业园区;(2)充分利用现有的产业基础设施,新产业;(3)创办新能源技术产业、超微纳米等新一代环保产业项目;(4)加强人才培训。
此外北九州通过规划合理的功能区布局来更好的贯彻实施循环经济的理念,具体功能区布局如下:(1)2001年6月设立北九州市生态工业园区中心:是开展环境的基地,举办以市民为主的环保知识讲座,举办环保技术相关研修、讲座,推广环保技术。(2)环保企业聚集区:通过各企业的相互合作,把环保相关企业发展成为废物排放为零的资源循环基地。(3)响滩再生使用区:市政府场地租给企业,支持中小企业发展环保项目,地方中小企业充分利用自己独创的先进技术和先进工艺,开展各种再生使用产业活动。(4)环保研发中心:企业、政府、大学联合起来将进行最尖端的废物处理技术、再生使用技术的研发。本九州生态产业园利用作为工业城市积累起来的技术和人才、工业设施及企业、研究机构、政府、市民建立的,将振兴产业与环境保护两大政策有机结合成功实现了建立独具特色的地区政策的工业园区,其成功经验对我们建立循环经济示范区具有很好的借鉴意义。
六、国内发展循环经济建议
发展循环经济是实施可持续发展最重要和最现实的选择。结合我国国情发展生态园区循环经济可从以下几点试做努力:
1.创新机构,保证循环经济深入发展。成立循环经济建设领导小组结合区域实际状况,从引导和促进的角度出发全面推进区域循环经济工作。
2.绿色招商,促进第二产业生态工业发展。通过产业链、产品链和废物链的构建与完善,资源和废物的减量化等措施,大力发展生态工业,改善投资环境。根据生态工业系统建设需求和市场机制有选择地进行主题招商和绿色招商,重点发展补链企业,形成多产品多链条的生态工业网状结构。
3.集约使用,提高资源使用率。注重资源的集约化使用,无论在土地资源、水资源、还是能源使用效率方面均努力达到较高水平。
4.重视,引领静脉产业生态工业发展。可利用高新技术发展海水淡化以解决淡水资源缺乏的问题;投资兴建垃圾发电厂,利用先进的技术进行烟气净化处理发电的同时保护居住环境;完善区域水循环系统,建立以污水处理厂为主体的中水回用系统,节约用水的同时满足企业对中水的需求。
5.加强信息建设,构建生态工业信息平台。建立固废资源信息网,便于企业之间进行固废资源交换与再利用的信息沟通,为生态工业园和循环经济建设搭建信息平台。
6.注重生态教育,建设绿色学校。生态文化建设从孩子抓起,各级学校开展环境教育,在相应课程中增加环境保护知识,把生态教育纳入学生的素质教育内容,从小培养学生保护环境的自觉性。
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[2]于萍.发展循环经济促进可持续发展[J].天津科技,2004,(6).
[3]许江萍.循环经济:从理念到实践[J].科技投资,2006,(8).
[4]江翔.可持续发展的必由之路——循环经济[J].华东经济管理,2005,(3).
关键词:水库库区;循环经济;问题;对策
一、案例分析
白浪河水库是在张友家小水库的基础上扩建而成的,在白浪河中游,位于山东省潍坊市潍城区南,白浪河水库不仅能实现有效的防洪和灌溉,也能建立系统化的运行维度,确保城市工业供水和发展养殖等项目,是当地集综合利用为一体的大型水库。白浪河水库的控制流域面积约为350km2,总库容1.35亿m3。主坝长约为500米,东副坝长约为2380米,西副坝长约为3750米。
二、水库库区发展循环经济存在的问题分析
1.相关部门认知不足在对水库库区发展模式进行深度分析和集中判定的过程中,要结合实际需求,积极落实更加有效的管控措施[1]。相关部门对于循环经济的整体结构缺乏认知,加之整体循环经济宣传力度和运维体系得不到有效落实,且管理者和部门管理宣传不足[2]。另外,库区政府和企业也缺乏节约意识,对于清洁能源的认知较为淡薄,导致整体管理模型和管控机制存在很大的局限性,水库库区发展循环经济结构整体经济利益也得不到有效落实。2.管理机制较宽泛管理机制建立过程中缺乏针对性,相关项目管理结构和运行维度也不能得到有效控制,水产养殖过程和相关项目管理过程,系统性缺失也是较为重要的问题[3]。3.水库库区环境能力缺乏在水库库区环境维护机制建立过程中,由于经济利益项目在驱使价值和财力管理问题,在治理污染问题方面受到了一定程度上的影响。究其原因,主要是由于水库库存环境承载能力不足,就导致具体管理维度和实际价值之间出现了失衡问题。
三、水库库区发展循环经济的优化措施分析
1.水库库存借助水源保护机制提升周边经济效益优化在水库库存管理项目中,要积极落实水源保护方案。其一,上游水源保护方案,主要针对坝体上下游水源进行集中保护,结合实际情况,提升管理机制。其二,下游水源保护运行有效的水土管控机制,对河道以及疏通项目进行系统维护,并且对下游无水污染进行系统化处理,减少水土流失对山林造成的影响。要积极践行环境保护责任,按照环保保护的相关法律,结合技术条款进行环境优化。另外,要坚持“以防为主、防治结合”的管控条款,提高污水处理效果的同时,对废渣场、废油等项目进行集中处理和整治。2.水库库存借助区域合作提升周边经济效益优化相关部门要结合实际管理维度进行集中处理,针对不同地域的差异,建构更加科学的区域循环管理机制,有效的统一协调库存资源利用效率,确保政策法规结构得到有效维护,也为技术结构优化以及循环经济升级奠定坚实基础。另外,要结合市场的实际需求,确保库区政府管理层级更加的绿色经济,也能建构更加有效的核算机制。要对循环经济企业进行综合分析,保证信息交流和市场化处理模型有序开展[4]。3.水库库存借助规范化制度提升循环经济发展水平在管理模型建立过程中,也要积极落实法规制度,有效强化执法力度,确保管理模型和管理维度能发挥其最大功效。相关部门要结合地区的实际发展情况,积极落实法规实施细则,并且强化法规执法力度和整体项目可操作性,建构新型的管理维度,保证相关环境管理体系认证系统能发挥其实际价值,从而形成更好的清洁生产结构。另外,水库库存要想从根本上提高循环经济的综合水平,就要结合环境管理制度和相关政策法规,优化运行水平和整体效果,也在执法力度提升的同时,实现有法必依执法必严的工作机制,为循环经济的优化发展创设更加优化的运行环境。4.水库库存借助人才培养提升循环经济发展水平对于经济发展模式来说,只有提高人才培养项目的实际价值,才能真正提升项目的整体质量,因此,相关地区要结合实际情况建构系统化的信息服务体系,并且保证知识结构和技术模型之间的契合度,从内部深度挖掘员工的资本价值,也建构更加有效且合理化的人才流动机制,为提升整个水库库区整体你水平奠定坚实基础。另外,要针对项目运行人员进行有效的专业化培训,不仅仅要建立定期检查和培训项目,也要对其责任心以及工作认真度进行集中优化,结合考核项目,提高在整体人才培养项目的实效性,建立一支具有专业素质以及综合能力水平过硬的管理团队,实现多元化管理维度的优化升级。5.水库库存借助公众参与提升循环经济发展水平水库库存循环经济发展并不是一个孤立的项目,要积极落实管控要求,确保循环经济运维体系中,公众能给予高度重视和参与。第一要借助不同的媒介和形式建构具有时代意义的经济体制和生态价值观,提升社会管理人员对于发展目标的认同感。第二,要扩大环境信息的公众知情权,引导经济循环和规划项目有序运行。第三,在政策和法规项目建立并落实的过程中,要建立更加有效的消费理念,提高经济认知水平,大力宣传示范企业以及示范单位,从而保证水库库区循环经济项目的可持续发展。
四、结束语
在水库库存循环经济发展进程中,要积极落实有效的管理模型,在强化人才培养机制的同时,构建更加贴合实际需求的信息服务体系,确保公众参与意识和体系实现优化升级,也引导企业建立技术创新和交流平台,为地区经济结构实现可持续发展奠定坚实基础。
参考文献
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1、从宣传引导入手,转变发展理念。
一些企业对循环经济了解不多,往往是一知半解。因此,作为政府,一是要组织开展形式多样的宣传培训活动,如举办专题讲座、经验交流会、成果展示会和印发宣传品等,普及循环经济知识。二是要宣传典型案例,教会人们如何去做,用不同类型的典型说话,用事实说话。三是要帮助企业算好发展循环经济的经济账,引导他们转变发展理念。
2、从制定规划入手,体现可持续性。
发展循环经济,是一项长期的系统工程,不可能一蹴而就;也是一项因地制宜的工程,很难找到统一的发展模式。一方面,要在编制总体规划、区域规划和各类专项规划中,把发展循环经济放在重要位置。另一方面,要防止不论具体条件一哄而起的形式主义。要根据我们瓜沥的实际,制定好印染、热电行业的循环经济发展规划,制定好城镇公共建筑和住宅节水、节能及排污管网的规划。制定好规划后,有利于我们把握全局,从能做的做起,从需要解决的紧迫问题做起,既务求实效,又不急于求成。
3、从污染源头入手,做到综合利用。我们目前主要抓好2家热电企业,11家印染企业的清洁生产工作。以11家印染企业定型机废气治理,冷却水回用为重点,实现以工业废弃物代替生产中的原燃料,减少天然资源的消耗。大力发展以粉煤灰为原料的蒸压加气混凝土砌块生产线,这将在减少工业废弃物排放的同时,节约能源和保护土地资源。实现节能、降耗、减污“三赢”,以最少的资源消耗、最小的环境代价实现经济的可持续增长,从根本上解决经济发展与环境保护之间的矛盾。
4、从项目建设入手,形成示范推动。具体来讲,就是抓好“三个一批”。抓好一批循环经济示范企业。在全镇主要行业内选择2-3家企业作为循环经济试点单位,促进企业清洁生产、能源节约、原材料节约和废弃物综合利用。在试点的基础上,以点带面,促进全镇工业循环经济全面发展。抓好一批废弃物处置和回收利用项目。鼓励发展资源综合利用,扶持好__热电、__污水处理等再生资源回收企业,重点发展煤渣制砖、污泥制肥。抓好一批节能、节水、节地示范工程。以节能、节水、节地为重点,实施一批节约降耗示范工程,淘汰高耗能、高耗水的技术、设备和产品,降低万元工业增加值能耗和取水量,厉行节约用地,加大土地整理力度,盘活存量建设用地。
5、从强化考核入手,健全推进机制。在充分发挥市场机制的积极作用的同时,要健全政府对发展循环经济的推进机制。这方面,一是要建立循环经济考核评价制度,把发展循环经济与村、企业的考核评价紧密结合起来,早日形成我镇的循环经济体系。再次,要加强和完善循环经济发展的激励机制。对于那些对资源综合利用效率高、在循环经济发展中坚持技术创新的企业,在政策上要给予大力扶持,同时,要严格实施“谁污染,谁治理”的政策,让那些污染企业难以生存。
发展循环经济,我们还只是“万里”的第一步,我们一定会以这次会议为契机,加大力度,加快速度,走一条循环发展的绿色之路。
关键词:知识库;推理机制;决策支持系统;指标体系
一、引言
基于知识工程的决策支持系统KEDSS (Knowledge-Based Engineering Decision Support System)是综合运用计算机技术、管理科学、经济数学、人工智能技术等多种科学知识,针对决策问题,通过提供决策问题背景数据,协助明确要点,修改完善模型,列举可能方案等方式,为管理者作出正确决策提供帮助。基于知识工程的决策支持系统是解决半规则决策和非规则决策的有效工具,也是近年来研究的热点。
循环经济系统是一个涉及社会、经济、环境的复杂系统,循环经济系统的决策属于半规则决策和非规则决策,在分析决策中面临的关键问题是:一是为追求评价指标的完备性不断提出和增设新指标,使指标种类和数量越来越多,如何表示这些大量复杂指标数据;二是决策问题通常具有针对性和特殊性,如何根据时代的特点和问题的特征,动态的构建相应的评价指标体系;三是评价方法和模型越来越复杂,如何根据不同的适用范围选择不同的决策方法和模型。客观地讲,国内外学术界对区域经济协调发展问题研究己积累了一些成果,不过从总体上看还不十分完善,只是阶段性的结果,而对区域循环经济系统的评价研究则还处于起始阶段。
针对上述问题,结合区域循环经济的特征运用知识工程的原理,研究复杂指标体系和决策模型的知识表示方法、规则表示方法和推理机制。将目标决策看成是一种知识,建立知识化的目标规划模型,并用面向对象的方法对它进行知识表示,通过知识库、规则库、案例库实现指标体系的动态组合,决策方法的智能选择。
二、知识的表示
根据循环经济可持续协调发展的理论,应该从经济、资源、环境综合考虑构建系统的评价决策体系,这样才具有合理性和科学性。因此,循环经济系统评价决策模型的层次结构模型见表1。
表1 循环经济系统评价决策层次模型
目标层F
准则层f
状态层s
指标层x
循
环
经
济
发
展
水
平
经济
发展
总量
总量指标(产值、利税、就业人数等)
增长
增长率(产值、利税等)
效益
劳动生产率、投资回报率、社会贡献率等
资源
承载力
总量
系统拥有资源指标(资源、能源、原材料等)、上下游产业链
消耗量
消耗量指标(资源、能源、原材料等)
利用效果
节能降耗、回收利用率
环境
承载力
环境质量
(大气、水)环境质量
排放量
排放量指标(废气、废水、固体废弃物等)
治理效果
三废治理指标、达标率指标
那么,用知识来体现,即:决策=(领域知识,置信度)
根据知识工程的原理按人类知识的结构化程度,大致可以分为模型性知识、符号性知识、实例样本(案例)性知识三大类异构形态的知识。
采用三元组表示来定义异构知识:异构知识=(模型性知识,符号性知识,案例知识)
1.模型性知识的表示
模型性知识主要指所描述的问题对象可以抽象表达为数学模型,并可进行数值计算和分析,以数量表示、以数据运算反映知识推理和利用。决策问题所指的模型,是一些数学规划模型,它包括一组变量和指明它们之间关系的一组操作。为此可如下表示:
模型知识=(输入集,输出集,输入输出属性之间的映射,模型设定条件)
以多因素叠加法模型为例:
式中F为循环经济决策目标;Wi为第i个准则的权重;fi为第i个准则的评价值。
则知识表示为:
多因素叠加法模型=(fi,F,wi*fi,wi)
在模型库中存储了预先经过分析比较而建立的评价模型和相应程序,以便在应用时选择。
2.符号性知识的表示
符号性知识是知识库主体,如:决策中的一些不易用数学模型表示的定性分析问题,需要根据专家经验进行决策。符号性知识多以规则、框架、语义网络等形式表示,这些知识及其表达方法便于经验总结和归纳,其求解机制是符号推理,若以产生式规则表示,即为基于规则推理。在循环经济决策系统中,准则的选取,经济状态、资源状态和环境状态内涵等,许多是由经验和变化的情况决定的,它们可以用用符号知识表示,用规则进行知识的推理和利用。因此,可表示如下:
符号知识=(经验,规则,问题条件)
例如:
发展度=<经济状态指标,规则,置信水平>
考虑到循环经济系统的复杂性和具普遍性,用符号知识的三元组(事实、规则和置信度)定义来描述决策知识,即:
KO= ,其中:
Fact表示由知识论域Ω中的某一或多个元事实 b 依据规则或操作构成的复合事实,即:
bi表示知识论域Ω中的某一元事实,是整个知识模型中最小的知识表示单元,在循环经济系统中的元事实可以是单项数量指标,如:产值、面积、能耗、人口等;
Rule表示元事实或复合事实之间的关系组合生成的一些规则或操作集(集合运算、算术运算等)。规则由前提和结论构成,前提是一系列元事实的连接所构成的假设,结论则由几个元事实组成。规则可以有嵌套结构,规则框架表示的数学模型如下所示:
RULE <规则1>
WHEN <经济>
If 总量、增长、效益 then 经济状态分析结论
END RULE <规则1>
RULE <规则2>
WHEN <资源>
If 总量、消耗量、利用效果 then 资源状态分析结论
END RULE <规则2>
RULE <规则3>
WHEN <环境>
If 环境质量、排放量、治理效果 then 经济状态分析结论
END RULE <规则3>
2.3 案例知识的表示
案例知识是指在实际问题的一些现象和过程中,积累了大量实际知识。这些知识是当知识经验积累到一定程度后有一个质的飞跃,成为成功范例。当实际问题无法模型化,且当经验知识不能或难以显示地表示时,案例知识更能起到很好的作用。对于案例知识,在求解问题时进行相似类比推理,在人工智能方法中称为基于案例推理,它与基于规则推理有着紧密联系,它可缓解专家系统知识获取困难的瓶颈问题,并提高系统的推理效率。在循环经济决策系统中,将一些成功决策的项目作为案例知识进行保存。
案例知识建模主要涉及如何选择合适的结构描述案例内容、案例库如何组织等。主要包括:定义知识表示,知识结构化和根据要求从各种类型的知识库中推理检索 出需要的案例知识条目。
案例知识=(案例索引,案例名称,案例特征,检索与实例适配标志,评价值)
案例={案例ID,状态属性集合,决策方法,约束条件,评价描述}
三、知识的推理
决策运行的过程为目标、指标和规则的匹配过程。基于模型的推理一般是基于系统结构、功能和层次的分解。每一层有若干个节点,每一节点都有自己的知识元,知识元中包含与这个节点有关的所有知识,推理过程是一个节点被建立或否定的搜索过程,可采用宽度优先或深度优先的搜索方法。本系统中使用基于层次分解模型的推理,在推理过程中,采用综合推理方法,即按层次模型用不同的方法推理,根据问题属性,从知识库(基本数据库、规则库、模型库、案例库)中,抽取、匹配、整合问题信息,通过指标体系编号从指标体系表中获取具体的指标,形成符合评价决策要求的评估指标及指标值,用户选择求解方式(模型求解,人工神经网络,基于案例推理等),最后对不同推理方法得到的结果进行综合分析。如果不同推理方法得到相似的结果,则此结果比较可信。如果由不同推理得出的结果差异很大,则根据案例的贴近度判断,如果贴近度接近于1,则以案例的推理为准,否则以规则推理为准。
在实际中应用最厂泛的是K最近相邻算法(K—Nearest Neighbors),即从案例库中检索出与目标案例“距离”最近的案例的算法:首先为案例的每个属性指定一个权值,检索案例时,根据输入目标案例各状态属性权值与案例库中各属性的匹配程度,求得其权值的和,然后根据其权值的和的大小来判断案例与目标的匹配程度。K最近相邻算法通常采用的公式表示如下。
关于权的选择可以根据决策问题采用专家评估或以往的经验来设定。
四、知识的存储与知识库设计
1.知识的存储
用对象表示的知识与客观情况更为接近,易于理解。面向对象表示法的推理机制散布于各对象中,因而可以根据具体情况混合使用不同的求解方案。面向对象技术所提供的继承机制允许子类继承,有利于表示实际情况,形成以问题对象为基础的层次结构。在面向对象的知识库中,将问题求解中涉及的概念、实体等作为对象,并以框架形式表示,即每一个框架都是一个对象。各对象以它们之间的超类、子类、实例的关系形成一个层次网络(图1)。每个对象的所有属性、对该对象的属性进行操作的方法以及操作时使用的规则,都封装在对象框架之中。对象中涉及的方法可以是规则推理,也可以是其他任何求解功能,如对数据库的访问或人工神经网络的访问和用户定义的求解过程等。整个求解过程就是消息在各对象之间传递的过程,即对象之间相互联系的唯一方式是消息传递(过程调用)。
图1模型类层次关系
根据决策模型的层次关系,采用面向对象技术,将面向对象的知识统一表示在对象结构中,用如下的元组来表示,即:
面向对象广义知识=(类集合,对象集合,对象间的关系,对象属性集合,对象方法集合)
为了更明确的阐述,用巴科斯范式进行描述面向对象的知识表示。
知识的巴科斯范式BNF描述