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《城市经济管理模拟仿真》教学大纲

课程编号：

课程类型：□通识教育必修课□通识教育选修课

□学科基础课□√专业选修课

总学时：32讲课学时：16实验（上机）学时：16

学分：2

考试类型：□考试□√考查

适用对象：城市管理专业

□√是□否适合作为其他专业学生的个性化选修课

先修课程：计算机应用

一、教学目标

《城市经济管理模拟仿真》是城市管理专业学生的一门专业选修课。通过本课程的学习，使城市管理学生理解城市系统的复杂性、动态性和演化性；掌握计算机模拟仿真这一科学研究方法；并能应用仿真建模的手段对城市经济管理问题进行决策与优化、设计与改善；并进一步为后续毕业论文和城市发展策划、城市经济管理政策分析等课程提供方法论及技术手段。

目标1：掌握系统模拟仿真的理论与方法，能够应用仿真建模方法对城市经济管理问题进行建模，通过仿真实验进行仿真分析与决策优化；

目标2：熟练运用NetLogo软件进行编程与建模；

目标3：能够进行仿真输入数据收集、处理与分析，能够基于仿真数据输出进行分析与决策。

课程思政教学目标：通过城市经济管理建模案例，开展行业规范教育、加强学生学术道德、职业操守与法律意识。

二、教学内容及其与毕业要求的对应关系

教学方式：课上以讲授、讨论为主，同时，结合上机操作。课下完成相关资料的阅读及程序编写作业。本课程主要采取基础理论介绍及模型案例教学相结合的办法，坚持理论联系实际的原则，在教学过程中为学生展示开展城市复杂系统建模仿真的整个过程，提供一种系统方法，为学生独立开展基本学术研究奠定扎实的方法论与技术基础。该课程的学习有助于学生巩固理论知识、提高科研能力和运用学科思维独立研究问题的能力，与本科毕业具体要求相契合。

三、各教学环节学时分配

各章节的学时分配如下：

教学课时分配

序号

章节内容

讲课

实验

其他

合计

1

绪论

2

2

2

城市复杂系统与建模理论

4

4

3

城市研究仿真方法与技术

2

2

4

NetLogo基础

4

4

5

城市多主体建模仿真

2

6

8

6

城市系统动力学建模仿真

2

6

8

7

作业点评

4

4

合计

16

16

32

四、教学内容

第一章绪论

第一节系统及其分类

第二节系统建模

第三节系统仿真

第四节系统建模与仿真技术的应用

本章节的教学内容为：了解建模与仿真概述，重点是系统建模与仿真。课程的考核要求是：学生掌握系统、模型、系统仿真的概念；理解建模方法与步骤；了解系统建模与仿真技术的应用；就系统建模仿真在城市研究过程中的应用问题进行思考。

课程思政切入点：对于系统建模与仿真技术中已有代码模型，引用需得到授权，教学过程中注意培养学生的学术道德。

第二章城市复杂系统与建模理论

第一节系统与复杂系统的涵义

第二节复杂性及复杂科学演进

第三节城市复杂性及研究重点

第四节建模的原则与模型的有效性

本章节的教学内容为：掌握系统建模的原则、方法、模型的有效性，重点是复杂系统建模理论。了解线性理论、耗散理论、协同理论、混沌理论、突变理论、分形理论等建模的基本理论。

第三章城市研究仿真方法与技术

第一节仿真技术的分类

第二节仿真的一般过程

第三节仿真技术的特点和作用

第四节仿真技术在城市研究中的应用与发展

本章节的教学内容为：了解仿真技术的分类、仿真技术的应用与发展；掌握仿真技术的一般过程；理解仿真技术的特点和作用。

课程思政切入点：通过仿真技术在城市研究中的应用案例，开展行业规范教育、加强学生学术道德、职业操守与法律意识。

第四章NetLogo基础

第一节模型、命令、例程

第二节界面、编程、词典

第三节经典模型

本章节的实验教学内容为：熟悉NetLogo的界面，练习添加按钮，设置模拟环境；学会NetLogo的基本语法及相关操作。通过一个最简单的多体撞球模型，学习如何搭建一个NetLogo程序；通过模型库经典模型案例了解如何与NetLogo模型进行交互与模型的功能。

第五章城市多主体建模仿真

第一节多主体理论

第二节多主体建模工具与方法

第三节ABM基础建模

第四节ABM城市复杂系统案例

本章节的理论教学内容为：多主体理论（Agent定义、内部结构）；建模工具与方法（建模软件与平台、Agent行为建模、交互结构、类型与顺序）；建立、验证、分析、优化ABM。本章节的实验教学内容为：根据不同的广播和社会关系传播强度，以及不同的网络拓扑结构对主体采信率的影响构建信息传播模型；启发学生自主进行模型设计与实现，并多次运行模型。在ABM城市复杂系统案例部分，开发城市系统多主体仿真模型，描述城市主体行为与交互规则，收集实际数据进行城市复杂系统仿真。

第六章城市系统动力学建模仿真

第一节系统动力学理论