基于智能体仿真的节水制度对节水行为影响机理研究

作     者：陈玉娇 

作者单位：西安理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张永进

授予年度：2021年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

主      题：节水制度 节水行为 政策执行 智能体仿真 NetLogo 

摘      要：智能体仿真的方法专注研究系统中的个体微观层面上的行为,从而形成宏观层面的系统演化现象。制度的制定和执行是公共政策领域研究的两个重要维度。政府制定节水制度,通过经济补贴和强制手段调节用水户的节水器具的购买与使用情况,进而调节用水户的节水行为。其中,邻里间的示范作用和节水器具厂商之间的竞争机制,属于微观层面上节水制度影响节水行为的因素,也是影响节水制度执行力的重要因素。因此,本文通过智能体仿真建模的方法,从动态、微观的角度来模拟节水制度对节水行为的影响过程,从而为节水管理部门制定科学有效的节水制度提供一定参考。本文首先对国内外学者的研究成果进行收集整理和归纳,并与我国相关研究现状进行对比分析。其次,基于智能体仿真的方法和智能体Agent的概念构建了三个智能体:节水管理部门、节水器具市场和用水户。再次,对模型中的智能体进行智能体属性和行为规则的转换,得出不同智能体Agent决策影响因素、决策函数。接着,对各智能体之间的交互关系进行深入分析,构建节水制度对节水行为影响的智能体仿真模型。最后,依托于NetLogo平台,共设计了 8组对照实验方案,从中选取了具有代表性的实验数据进行分析。对于节水制度的经济补贴和强制力度的不同组合,以及环境变量宣传教育等带来的用水户的节水行为参与度和节水器具渗透率等节水制度执行程度相关参数进行详细的记录、分析,得出了不同节水制度影响下各项参数的变化过程。本研究对节水制度影响节水行为进行了智能体仿真模拟,得到如下研究结论:一是用水户在节水器具的使用方面缺乏自主性,较少主动参与节水行为;二是经济补贴或者强制力措施如果辅以对节水器具功能的宣传,会大幅提高用水户节水行为的参与度。节水制度的执行力度增大,单独施加经济补贴或者强制力措施刺激会带来节水节水制度的执行力度边际递减的现象;三是对用水户施加强制力措施过大的节水制度时且介入时间较早,不利于节水制度的长期执行;四是用水户之间的示范作用对用水户的节水行为选择和节水制度执行情况具有较大影响,与亲殊关系正相关。基于研究结论本文还提出了与节水制度相关的管理启示和政策建议:一是通过政府引导与市场作用共同影响节水行为;二是节水管理部门可以制定不同节水器具的经济补贴标准;三是通过用水户之间的示范作用引导用水户参与节水行为。相关管理启示对于节水制度执行力度的提升有一定参考价值。