系统动力学仿真模型在决策支持中的作用

《系统动力学仿真模型在决策支持中的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、系统动力学仿真模型在决策支持中的作用网络环境下的信息分析与情报研究专刊http://www.dlf.net.cn——以中国可持续发展模型在CO2排放决策中的应用为例□佟贺丰/中国科学技术信息研究所北京100038屈慰双/美国千年研究所维吉尼亚美国摘要：系统动力学模型是一种重要的模型方法。文章主要介绍了中国科学技术信息研究所开发的中国可持续发展模型，并以水泥和钢铁行业CO2排放模型作为案例，分析了模型在CO2减排中的政策意义。在不同的情景设定下，中国水泥和钢铁行业的CO2排放会有很大的不同，每一种情景都

2、对应着相应的政策选择。利用需求面和技术面的组合政策，有利于我国整体的CO2减排。关键词：系统动力学，模型，决策支持，CO2排放DOI：10.3772/j.issn.1673—2286.2009.10.005模型方法在情报研究中已逐渐成为不可或缺的工具，它有助于简化分析，并得出正确的结论。特别是在宏观决策中，因为面对的都是非线性的复杂时变系统，利用模型可以快速模拟不同决策情景下的发展趋势与影响，供决策者选择。一般来讲模型方法包括逻辑模型、数学模型、图表模型、文字表述模型和系统仿真模型等五类，在实践中，具

3、体的模型工具则数以万计。———————————————————————————————————————————————入蓬勃发展时期。由罗马俱乐部提供财政支持，以Meadows为首的国际研究小组所承担的世界模型研究课题，研究了世界范围的人口、资源、工农业和环境污染诸因素的相互关系，以及产生后果的各种可能性，发表了著名的《增长的极限》一书。这份报告的技术基础就是系统动力学，并且这篇报告的全文都贯穿了系统动力学的原理。而以福瑞斯特教授为首的美国国家模型研究小组，将美国的社会经济作为一个整体，成功地研究了通

4、货膨胀和失业等社会经济问题，第一次从理论上阐述了经济学家长期争论不休的经济长波产生过程和机制。系统动力学的基本思想是充分认识系统中的反馈和延迟，并按一定的规则从因果关系图逐步建立系统动力学流式图的结构模式。系统动力学的理论基础是反馈理论、控制理论、信息论、非线性理论和大系统理论等。从本质上，系统动力学模型一般等价于一组非线性偏微分方程组。主要是通过仿真实验进行分析计算，主要计算结果都是未来一定时期内各种变量随时间而变化的曲线。系统动力学模型在处理高阶次、非线性、多重反馈的复杂时变系统(如社会经济系统)

5、时具有较强的决策参考价值。系统动力学的建模过程，也是对建模对象的系统思考过程，时刻关注对整个系统可能产生重大影响的相关因素。具体的建模过程见图1。1系统动力学模型系统动力学模型是一种重要的模型方法。系统动力学创始于1956———————————————————————————————————————————————年，在20世纪50年代末成为一门独立完整的学科，其创始者为美国麻省理工学院福瑞斯特（ForresterJ.W.）教授。初期它主要应用于工业企业管理，后来，随着该学科的发展，其应用范围日益扩大

6、，遍及经济、社会等各类系统，故改称为系统动力学。20世纪70年代系统动力学进352009年第10期（总第65期）提出问题参考行为模式分析提出假设建立模型模型模拟得到结论图1系统动力学建模流程提出问题：明确建立模型的目的。即要明确要研究和解决什么问题。参考行为模式分析：分析系统的事件，及实际存在的行为模式，提出设想和期望的系统行为模式，作为改善和调整系统结构的目标。提出假设建立模型：由行为模式，提出系统的结构假设。由假设出发，设计系统的因果关系图、流图，并列出方程，定义参数，从而将一系列的系统动力学假设

7、，表示成了清晰的数学关系集合。模型模拟：调整参数，运行模型，产生行为模式。建立好的模型是一个实验室，可以由试验参数和结构的变化理解结构与系统行为模式的关系。模型的检验与评估：分散在以上步骤中不断进行。2中国可持续发展模型20世纪90年代，中国科学技术信息研究———————————————————————————————————————————————所与美国千年研究所合作，共同开发了中国可持续发展模型[1-4]。本模型关注中国未来发展中的可持续发展问题，从贫困到环境恶化、从教育到健康、从经济增长到人口

8、扩张、从能源消费到温室气体排放。模型主要用于分析国家层面上的中长期发展问题。模型将图2模型主体模块网络环境下的信息分析与情报研究专刊http://www.dlf.net.cn图3模型细分模块国家发展中的经济、社会和环境因方式将因变量与自变量之间的函素整合到同一个框架之内，主体模数关系表达出来。它的每一个模块见图2。每个主体模块又分为一块之间都有联系，又分别独立，如系列的细分模块，如社会部分就包图4所示。以某个模块为起点，箭括人口、劳动力、教育、贫困、基头