システムダイナミックス系统动力学

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1、第３章　システムダイナミックス京都大学大学院情報学研究科社会情報学専攻守屋　和幸1/46Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.システムダイナミックスとは1950年代後半にマサチューセッツ工科大学のフォレスター(J.W.Forrester)が工学分野で用いられていたシステム分析の手法を、経営学や社会科学の分野でのシステムの動的な解析に利用するために開発した数値シミュレーションの手法の1つ種々の要因が相互に関連している複雑なシステムのシミュレーションや分析に有効

2、なツール2Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.種々のシミュレーション技法決定論的シミュレーション数学モデルのもとで、種々の入力条件に対応した出力結果をシミュレートする技法モンテカルロ法シミュレーションの過程の中で確率分布に従った変動を考慮した技法マルチエージェントシミュレーションそれぞれ異なった判定アルゴリズムなどの特徴を持ったエージェントモデルを用い、複数のエージェントを設定し、与えたモデル(社会システム等)の中でエージェントの相互作用をシミュレートする

3、技法3Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.システムダイナミックスとマルチエージェントシミュレーションシステムダイナミックスシステムダイナミックスでは、システム全体の動的な変化を概括的に(マクロに)とらえ、要素間の関連性を検討する手法。マルチエージェントシミュレーション社会システムの中での個人の意思決定などをエージェントモデルで与えることにより、微視的(ミクロ)な状況のシミュレーションが可能となる。個々のエージェントの活動を反映したシステム全体の動的な変化を

4、検討することが可能。4Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.環境問題の分析に応用すると・・生態系を構成するいくつかの要因や人間の営みなどを考慮し、指標となる物質(地球温暖化の原因物質のひとつと考えられる二酸化炭素など)の流れに注目したひとつの社会モデルを構築する作成したモデルでSDを実行することにより、要因間の関連性や指標とした物質の流れを単に数値だけでなく、グラフなどにより視覚的にも把握することができるいくつかのシナリオに対するSDの実行結果を比較・検討す

5、ることが容易に行えるので、意思決定や施策検討のツールとして活用できる※SD:SystemDinamics(システムダイナミックス)5Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.アプリケーションソフトウェアSTELLA(iseesystems社製)STELLAはSDの代表的なアプリケーションソフトであり、非常に分かりやすいグラフィカルユーザインターフェイスを備えている(有償)Vensim教育目的での使用が無償STELLAとほぼ同じような機能が用意されているhttp

6、://www.vensim.com/software.htmlから入手できる6Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.モデル記述の要素ストック(stock)物を溜める容器に相当フロー(flow)ストックへの流入、あるいはストックからの流出を制御するバルブに相当コンバーター(converter)ストック、フロー以外の要素で、補助変数や定数を定義するために用いられる7Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,

7、KyotoUniversity.Allrightsreserved.ストック、フロー、コンバータの記号フローストックコンバータこれらの要素を組み合わせて、モデルを組み立てる。要素間の情報の流れを記述するために、コネクター(connector)を用いることもある※コネクターは→で表し、始点から終点への情報の流れを表現する8Copyright(C)2009FieldInformaticsResearchGroup,KyotoUniversity.Allrightsreserved.複利計算モデル