系统动力学研究方法.pptx

系统动力学研究方法14060310031 毛延博 系统动力学系统动力学(简称SD—system dynamics)的出现于1956年，创始人为美国麻省理工学院(MIT)的福瑞斯特(J．W．Forrester)教授。系统动力学是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初叫工业动态学。是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。它基于系统论，吸收了控制论、信息论的精髓，是一门综合自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学（system dynamics）运用“凡系统必有结构，系统结构决定系统功能”的系统科学思想，根据系统内部组成要素互为因果的反馈特点，从系统的内部结构来寻找问题发生的根源，而不是用外部的干扰或随机事件来说明系统的行为性质。SD 工作程序1 认识问题2 界定系统3 要素及其因果分析4 建立结构模型5 建立量化分析模型6 仿真分析7 评价与比较8 政策分析适用对象适用于处理长期性和周期性的问题。如自然界的生态平衡、人的生命周期和社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史阶段来观察，已有不少系统动力学模型对其机制作出了较为科学的解释适用于对数据不足的问题进行研究。建模中常常遇到数据不足或某些数据难于量化的问题，系统动力学藉各要素间的因果关系及有限的数据及一定的结构仍可进行推算分析。适用于处理精度要求不高的复杂的社会经济问题。上述总是常因描述方程是高阶非线性动态的，应用一般数学方法很难求解。系统动力学则藉助于计算机及仿真技术仍能获得主要信息强调有条件预测。本方法强调产生结果的条件，采?quot;如果……则的形式，对预测未来提供了新的手段社会经济系统突出特点1.存在决策环节，社会系统的行为总是经过采集信息 并按照某个政策进行信息加工处理 做出决策后出现的 决定了 他是一个经过多次比较反复选择优化的过程。2.社会系统具有自律性。就是自己做出决策 自己管理控制 约束自身的能力和特性。3.社会系统的非线性。非线性是指社会现象中原因和结果之间呈现的极端非线性关系。基本概念因果反馈。如果事件A（原因）引起事件B（结果），AB简便形成因果关系。若A增加引起B增加，称AB构成正因果关系；若A啬 引起B减少，则负因果关系。两个以上因果关系链首尾相连构成反馈回路，亦分正、负反馈回路积累。本法视社会经济状态变化为由许多参变量 组成的一种流，通过对流的研究来掌握系统性质和运动规律。流的规程量便是积累，用以描述系统状态，系统输入输出流量之差为积累增量。流率表述流的活动状态，亦称决策函数，积累则是流的结果。任何决策过程均可用流的反馈回路描述。流图。流图由积累、流率、物质流、信息流等符号构成，直观形象地反映系统结构和动态特征。延迟。任何决策实施均需一定时间，此现象即为延迟。图上不易表述，通常用计算机程序中延迟指令来实现/仿真语言。为使用方便，设计了DYNAM0专用语言，备有20多种函数，只需输入系统动力学议程和必要参数，即可向用户提供结果系统动力学核心思想是反馈控制 工作原理是首先对实际系统进行观察 。采集有关对象系统的信息 随后使用有关信息进行决策 依据决策结果采取行动 行动又作用实际系统 使系统状态发生变化 这种变化 又为观察者提供新的信息 从而形成系统中的反馈回路正反馈回路 具有自我强化作用负反馈回路 具有内部稳定器作用 也可以说是自动寻求给定目标高阶反馈回路实例甘肃省两西地区扶贫开发移民对策的系统动力学仿真研究甘肃省两西地区指甘肃的河西地区和定西地区为代表的中部干旱地区，这两个地区连同宁夏的西海固地区共成为“三西”地区，是我国集中连片的最贫困地区之一。从1983年起，在国家“三西”专项资金的支持下，甘肃省开始了两西地区扶贫开发建设，其中一项重要的建设内容就是将中部贫困地区的部分人口移往具有良好发展前景的河西走廊地区和中部引黄灌区，以缓解中部人口压力，恢复当地生态平衡，集中人力、物力、财力建设河西地区和中部黄灌区的开发。这样的移民有别于以往任何形式的移民，称作“扶贫开发移民”。这种扶贫开发移民的动力机制，主要来自三个方面。其中，第一方面是来自于中部地区贫困地区由于人口、贫困及生态环境问题所产生的推力；第二方面是来自于河西走廊灌区和中部引黄灌区良好的生产生活条件所产生的拉力；第三方面是国家和地方政府的政策引导与支持1 界定系统模型仿真的时间界限定为1993～2008年，空间边界为甘肃中部地区和河西地区。中部地区包括定西、临洮、通渭、陇西、永靖、东乡、静宁、庄浪、华池、环县、秦安、永登、榆中、皋兰、靖远、会宁、景泰、白银区、平川区、古浪县等20个县（区）。河西地区包括张掖地区、酒泉地