耗散结构和灰关联熵理论在交通系统与区域经济演化模式中的应用
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１ ． ２ ． ２ 综 合 交 通 客 运 系 统 的 非 平 衡 性
变 化 。综 合 交通 客运 系 统 存在 涨 落 现 象 ， 如人 口的 升降、 经 济发 展 的波 动 、 交 通基 础 设 施 的拆 建 等 ， 这
些 涨落 现象 的变 动推动 综合交 通客运 系统 的进 化 。
２ 熵 的概 念
交通 客运 系统 的非平 衡性 。
１ ． ２ ． ３ 综 合 交通 客 运 系统 的 非 线 性
耗 散结 构理 论是 由 比利 时 物理学 家普 里戈 金提 出的 ， 他在研 究 偏离平 衡态 热力 学 系统时 发现 ， 当系 统 离开 平衡 态 的参 数达 到一 定 阈值 时 ， 系 统将 出现
２３ ２
１ 基 于耗 散 结构 的 综合 交通 客 运 系 统
１ ． １ 耗 散 结 构 理 论
建 设 与改善 、 新 型交 通 工 具 的 出现 及旅 客 出行 特征 的 变化等 都会 影响 综 合 交通 客 运 结构 体 系 ， 进 而使 整个 体 系的物 质 、 能 量 非静 止 。这 充 分 体现 了综 合
非线 性是 造成综 合交 通客 运系复 杂性 的根本 原 因。综合 交通 客运 系统 的微观 和宏观 运动存 在着 大 量 的非线 性 过程 ， 进 而 形 成 了复 杂 的 大 系统 。在 综 合 交通客 运 系统 中 ， 影 响它 的各 个 因素 并不 是 简 单 的线性相 加 ， 而是 呈非 线 性 函数关 系彼 此 之 间相 互
１ ． ２ ． ４ 综 合 交通 客 运 系统 的 涨 落性
综 合交 通 客 运 系统 是 多种 技术 部 门的交 叉 ， 伴
பைடு நூலகம்
随 社会 、 经济 和生 活水 平的发 展 ， 各个 子 系统 的运动
状 态发 生改 变 ， 整 个 系统 的状 态也 在 进 行着 不 断 的
综 合 交 通 客运 系 统是 一 个 开放 系统 ， 它 与外 界
熵 是 物理 学 中的重 要 概念 ， 它 是 由德 国物理 学 家 克劳修 斯 提 出的 ， 香农 将熵 的概念 引入信 息论 ， 用 以表示 系统 的不 确 定性 、 稳 定 程 度 和信 息 量 。熵 被 用作 对不 确定 性 的一种 度量 ， 信息量 越大 ， 不确定 性 越小 ， 熵越小 ； 信 息量 越 小 ， 不确 定 性越 大 ， 熵越大。
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ７期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ ８ Ｌ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
２ ３ １
耗 散 结构 和灰 关 联 熵 理 论在 交通 系统 与 区域 经 济 演 化 模 式 中的应 用
连 冰 ，冯 永 波
当 系统可 能处 于几 种 不 同状 态 时 ， 设 每 种状 态 出现
综 合交 通 客运 系统在 与外 界进行 物 质 、 资金、 人
员 及信 息 等 方 面 能 量 交 换 时 ， 形 成 了一 种 “ 流” 态。 在 一定 时 间段 内 ， 区域 经济 的发 展 、 运 输基 础设施 的
（ 长 安 大 学 ，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
摘要 ： 将 耗散 结 构 理 论 用 于描 述 综 合 交通 客 运 系统 ， 并 对 其 耗 散 结 构 特 征 进 行 了 系统 阐 述 ， 指
出综 合 交 通客 运 结构 属 于耗 散 结 构 范 畴 ； 引入 灰 关 联 熵 理 论 ， 以年 综 合 客 运 交 通 系 统客 运 周 转 量
环 境存 在 着物 质 、 资金、 人员 及 信 息 等 方 面 的交 流 ， 主要表 现 如下 ： １ ）综合交 通 客运 系统 一 直保 持 着 开 放性 ， 不 断地从 系统 外 引 入 物 质 、 资金、 人 员 及信 息 等， 以维持 自身结 构 的 有 序 发展 ； ２ ）综 合 交 通 客 运 系统 的开放 性 是相对 的 ， 并 不意 味着 完全 开放 ， 而是 根 据 自身需 要 有过 滤 性 地从 外 界 吸 取 能 量 ， 从 而 维 持 有序 的 自组织 特性 。
为序 参量， 分析其与地 区社会 生产 总值 的灰 关联熵 ， 建立基 于灰 关联 熵理论 的演化判另 ｑ 模型 ， 分析
了综 合 客 运 交 通 系统 与 区 域 社 会 经 济 的 发 展 模 式 ， 并 以 浙 江 省 为例 ， 验 证 了该 模 型 的 可 靠 性 。
关 键 词 ：交通 经 济 ； 耗 散 结 构 ；综 合 交通 客 运 系统 ；社 会 生 产 总 值 ； 友 关联 熵 中图分类号 ： Ｆ ５ ０ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —２ ６ ６ ８ 【 ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ —０ ２ ３ １ —０ ４
１ ． ２ 综 合 交 通 客 运 系统 的 耗 散 结 构 特 征 １ ． ２ ． １ 综 合 交 通 客 运 系 统 的 开 放 性
影响， 任 何一 个要 素 的变 化 都是 由 于受 到许 多 因素 的综 合作 用 。系统 的非 线性相 互作用 是 系统演化 出
有 序结构 的根本原 因。
“ 行 为临界 点” ， 在越过 这种 临界 点后 ， 系 统将离 开原
来 的热力 学无 序分 支 ， 发 生 突 变而 进 入 到 一 个全 新 的有序 状态 ； 若 将 系统 对 象 推 向离 平 衡 态 更 远 的地 方， 系统可 能演 化 出更 多新 的稳 定 有 序 结构 。普 里 戈 金将 这类 有序 结构 称 作 “ 耗 散结 构 ” ， 即在 开放 和 远 离平 衡 的条件 下 ， 在 与 外 界环 境 交 换 物 质 的过 程 中， 通 过能 量耗 散过 程 与 内部 的非 线 性 动 力 学机 制 来 形成 和维 持 的宏观 时空 有序 结构 。
变 化 。综 合 交通 客运 系 统 存在 涨 落 现 象 ， 如人 口的 升降、 经 济发 展 的波 动 、 交 通基 础 设 施 的拆 建 等 ， 这
些 涨落 现象 的变 动推动 综合交 通客运 系统 的进 化 。
２ 熵 的概 念
交通 客运 系统 的非平 衡性 。
１ ． ２ ． ３ 综 合 交通 客 运 系统 的 非 线 性
耗 散结 构理 论是 由 比利 时 物理学 家普 里戈 金提 出的 ， 他在研 究 偏离平 衡态 热力 学 系统时 发现 ， 当系 统 离开 平衡 态 的参 数达 到一 定 阈值 时 ， 系 统将 出现
２３ ２
１ 基 于耗 散 结构 的 综合 交通 客 运 系 统
１ ． １ 耗 散 结 构 理 论
建 设 与改善 、 新 型交 通 工 具 的 出现 及旅 客 出行 特征 的 变化等 都会 影响 综 合 交通 客 运 结构 体 系 ， 进 而使 整个 体 系的物 质 、 能 量 非静 止 。这 充 分 体现 了综 合
非线 性是 造成综 合交 通客 运系复 杂性 的根本 原 因。综合 交通 客运 系统 的微观 和宏观 运动存 在着 大 量 的非线 性 过程 ， 进 而 形 成 了复 杂 的 大 系统 。在 综 合 交通客 运 系统 中 ， 影 响它 的各 个 因素 并不 是 简 单 的线性相 加 ， 而是 呈非 线 性 函数关 系彼 此 之 间相 互
１ ． ２ ． ４ 综 合 交通 客 运 系统 的 涨 落性
综 合交 通 客 运 系统 是 多种 技术 部 门的交 叉 ， 伴
பைடு நூலகம்
随 社会 、 经济 和生 活水 平的发 展 ， 各个 子 系统 的运动
状 态发 生改 变 ， 整 个 系统 的状 态也 在 进 行着 不 断 的
综 合 交 通 客运 系 统是 一 个 开放 系统 ， 它 与外 界
熵 是 物理 学 中的重 要 概念 ， 它 是 由德 国物理 学 家 克劳修 斯 提 出的 ， 香农 将熵 的概念 引入信 息论 ， 用 以表示 系统 的不 确 定性 、 稳 定 程 度 和信 息 量 。熵 被 用作 对不 确定 性 的一种 度量 ， 信息量 越大 ， 不确定 性 越小 ， 熵越小 ； 信 息量 越 小 ， 不确 定 性越 大 ， 熵越大。
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ７期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ ８ Ｌ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
２ ３ １
耗 散 结构 和灰 关 联 熵 理 论在 交通 系统 与 区域 经 济 演 化 模 式 中的应 用
连 冰 ，冯 永 波
当 系统可 能处 于几 种 不 同状 态 时 ， 设 每 种状 态 出现
综 合交 通 客运 系统在 与外 界进行 物 质 、 资金、 人
员 及信 息 等 方 面 能 量 交 换 时 ， 形 成 了一 种 “ 流” 态。 在 一定 时 间段 内 ， 区域 经济 的发 展 、 运 输基 础设施 的
（ 长 安 大 学 ，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
摘要 ： 将 耗散 结 构 理 论 用 于描 述 综 合 交通 客 运 系统 ， 并 对 其 耗 散 结 构 特 征 进 行 了 系统 阐 述 ， 指
出综 合 交 通客 运 结构 属 于耗 散 结 构 范 畴 ； 引入 灰 关 联 熵 理 论 ， 以年 综 合 客 运 交 通 系 统客 运 周 转 量
环 境存 在 着物 质 、 资金、 人员 及 信 息 等 方 面 的交 流 ， 主要表 现 如下 ： １ ）综合交 通 客运 系统 一 直保 持 着 开 放性 ， 不 断地从 系统 外 引 入 物 质 、 资金、 人 员 及信 息 等， 以维持 自身结 构 的 有 序 发展 ； ２ ）综 合 交 通 客 运 系统 的开放 性 是相对 的 ， 并 不意 味着 完全 开放 ， 而是 根 据 自身需 要 有过 滤 性 地从 外 界 吸 取 能 量 ， 从 而 维 持 有序 的 自组织 特性 。
为序 参量， 分析其与地 区社会 生产 总值 的灰 关联熵 ， 建立基 于灰 关联 熵理论 的演化判另 ｑ 模型 ， 分析
了综 合 客 运 交 通 系统 与 区 域 社 会 经 济 的 发 展 模 式 ， 并 以 浙 江 省 为例 ， 验 证 了该 模 型 的 可 靠 性 。
关 键 词 ：交通 经 济 ； 耗 散 结 构 ；综 合 交通 客 运 系统 ；社 会 生 产 总 值 ； 友 关联 熵 中图分类号 ： Ｆ ５ ０ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —２ ６ ６ ８ 【 ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ —０ ２ ３ １ —０ ４
１ ． ２ 综 合 交 通 客 运 系统 的 耗 散 结 构 特 征 １ ． ２ ． １ 综 合 交 通 客 运 系 统 的 开 放 性
影响， 任 何一 个要 素 的变 化 都是 由 于受 到许 多 因素 的综 合作 用 。系统 的非 线性相 互作用 是 系统演化 出
有 序结构 的根本原 因。
“ 行 为临界 点” ， 在越过 这种 临界 点后 ， 系 统将离 开原
来 的热力 学无 序分 支 ， 发 生 突 变而 进 入 到 一 个全 新 的有序 状态 ； 若 将 系统 对 象 推 向离 平 衡 态 更 远 的地 方， 系统可 能演 化 出更 多新 的稳 定 有 序 结构 。普 里 戈 金将 这类 有序 结构 称 作 “ 耗 散结 构 ” ， 即在 开放 和 远 离平 衡 的条件 下 ， 在 与 外 界环 境 交 换 物 质 的过 程 中， 通 过能 量耗 散过 程 与 内部 的非 线 性 动 力 学机 制 来 形成 和维 持 的宏观 时空 有序 结构 。