关于循环经济的三维展示

 

发现博客N久没有更新了,最近事情太杂,没个头绪,就把这段时间搞得事情罗列一些吧,最近最耗精力的就是这个循环经济展示的项目,如果单单是循环经济规划或者工程项目的三维展示,可能目标和实施方案就会明确很多,但是对循环经济的三维展示就会变得复杂和不确定的多,特别是涉及到大范围、多产业的循环经济园区,那么任务就变得愈加复杂。由于时间很赶,我就对目标区域的循环经济发展状况进行了解和梳理,然后根据他们的意思对重点企业和优势产业的循环经济模式进行整理和提炼,结合已有的技术平台,实现对循环经济的三维展示。到目前为止,我也只是提出了实施方案,具体的实操还需进一步研究。

 

项目本身是为了更好的展示示范区循环经济的建设成果和规划成果,推进其循环经济建设的信息化程度和表现力度,具体将根据循环经济示范区规划和建设成果,结合片区自然本底景观和社会经济现状,计算机模拟再现示范区循环经济建设的历史、现状和规划愿景,重点展示片区节点企业内部和主要产业上下游之间的物质流耦合过程,统计分析和模拟展示示范区的“三废”排放治理和土地、资源利用情况,集成研发用于建设项目评估的循环经济决策支持系统,为后续的项目建设提供信息咨询和决策支持,使其成为政府开展循环经济建设的经验交流及示范平台,促进示范区的循环经济建设和社会可持续发展。

 

在提出的子系统中,最难实现的是节点企业生产流程模拟和节点企业上下游物资流动动态模型展示。其中,节点企业生产流程模拟主要是选择主要产业链的若干节点企业,通过工业仿真,虚拟再现产品生产流程,直观展示企业的资源利用与污染排放过程,包括建立节点企业的生产流程概念模型(即包含企业原料输入、生产工艺步骤、能源消耗到产品输出和污染排放的过程模型),采用文字、图表、视频、实时动态模型相结合的方式,在三维平台对中节点企业生产流程进行模拟展示,模拟展示的重点内容包括工序、设备、原料、产品(中间产品和最终产品)、污染物。节点企业上下游物资流动动态模型展示是围绕着示范区节点企业上下游生产关系,计算机模拟再现产业链内部和产业链之间的循环经济物质流动过程,包括建立节点企业上下游物质流动概念模型,采用产业、企业、产品(物质)三个枢纽变量,建立起以节点企业为核心的产业链内部物质流动模型和跨区域的综合物质流动模型,形成产业链内部和产业链之间的物质流动全过程,采用动态模型和视频的方式,模拟展示节点企业上下游物资流动。以节点企业为入口和启动控制键,在三维场景中加载动态物质模型,展示物质在产业链内部和产业链之间的“资源—产品—废弃物—再生资源”全过程。

 

考虑到目标区域特点,按照物质流、信息流、能流的循环范围不同,把整个循环经济体系划分为三个层次;企业生产层(简称企业层) 的“小循环”———企业内部资源的高效循环利用模式;企业共生层(简称共生层) 的“中循环”———不同企业之间的资源循环、利用及藕合模式;社会消费层(简称社会层) 的“大循环”———从社会整体循环的角度探讨建立循环型社会的模式,也就是目标区域的跨园区、跨产业的综合大循环经济。

 

所有循环经济模式研究的重点都是物质流分析。方法上,对企业整体的物质流分析采用物质总需求与输出法(TMRO),对企业内部工艺流程的物质流分析采用生命周期评价法(LCA)。采用TMRO法将企业的生产系统看作一个“黑箱”,并不关心系统内发生了什么,仅考察其总体的输入、消耗与输出,即“系统的新陈代谢”,由此可以得到企业的原材料输入、能源输入和水输入,以及最终的产品、副产品和污染物排放,得到企业的初始投入和最终产出,用作后面的物质流分析和展示的控制变量。采用LCA法以产品为单位分析整个生命周期的全过程,编制相关的投入与产出清单,并根据产品的使用目的解释清单和其环境影响,这一分析是以产品生产的物料流程结构图为基础,通过LCA法,以工序为单元,采集企业生产流程中每一道工序的内容、转换方式、投出、产品产出(中间产品)、污染物排放信息,作为整个物质流分析的中间变量。采用TMRO和LCA法建立起企业生产流程的概念模型,主要以工序为单位,包括了生产工艺中的众多产品变量。在对物质过程进行深入分析的此基础上,采用系统动力学的方法建立起物质的交流耦合过程模型。

 

关于系统动力学,我在3年前刚来实验室时,我的第一个任务就是用系统动力学的方式建立起曹妃甸的产业关联循环经济模型,当时一头雾水,随便找了个系统动力学软件vensim,然后就开始做,后来做的倒也能反映一些问题,至少比看关系图要好一些,当时以为以后再也不会遇到这样的需求了,没想到如今又开始弄了。当然现在面对的要复杂的多,只能说借助那些系统动力学软件的思想和分析模式,而不是直接用某个系统动力学软件了。

 

三维展示是个很纠结的问题。单单是物质流模拟可以采用虚拟现实甚至可以采用细致到工业仿真的程度来展示,而单单是循环经济建设成果的管理和相关指标信息的展示则是纯GIS的角度出发,但是两个都进行的话就很纠结,从虚拟现实出发很难对项目信息进行管理和后面的决策分析、空间统计等,从GIS出发很难对复杂的物质流过程进行互动展示和集成在统一的宏观场景中显示,效果也很难保证,所以很是纠结,到最后,思来想去,还是采用3DGIS的角度出发,用我相对比较熟悉的skyline来做,再加上周总他们的团队,应该还是有底气的。其他的三维平台我也不是很熟,但我想伟景行和中视典的平台应该都可以搞定这个项目,有时间可以多研究研究。

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