1、系统动力学,参考教材： 1.系统动力学，王其藩主编，上海财经大学出版社 2.系统动力学，钟永光主编，科学出版社,目录,第一章 系统动力学导论 第二章 系统及模型 第三章 因果关系图 第四章 流图 第五章 延迟 第六章 DYNAMO语言,第一章 系统动力学导论,什么是系统动力学系统动力学（system dynamics）是一门研究信息反馈系统的科学，也是一门认识系统问题的交叉性、综合性学科。它是系统科学和管理科学中的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学等领域的横向学科。 是结构方法、功能方法和历史方法的统一 是一种结构-功能的模拟 模型可作为实际系统的“实验室”,第一章 系统动力学导论,1-
2、1 系统动力学的产生及发展 1950年代末由美国麻省理工学院斯隆管理学院 Jay wForrester教授提出 1961年，福雷斯特教授的第一本专著工业动态学 1960年代是SD的重要发展时期 1970年代是SD在理论与应用研究方面迅速发展的时期 1980年代，SD与控制理论、系统科学等的联系加强,1-1 系统动力学的产生及发展,SD在中国的发展 20世纪70年代末系统动力学引入中国 1986年成立系统动力学学会筹委会 1990年成立国际系统动力学学会中国分会 1993年成立中国系统工程学会系统动力学专业委员会,1-2 系统动力学概述,系统动力学及其研究问题的思路将用定量和实验的方式研究社会、
3、经济和管理等活动中的信息反馈特性，研究系统的组织结构、政策的加强作用及在决策和行动中的时间延迟作用对系统动态行为的影响。管理人员和系统分析人员将能够建立起一座“管理实验室” 或“社会实验室” ，并在“实验”中试验他所制定的各种政策，定量地描绘出各种政策对未来发展的影响，为制定政策提供科学的依据。,1-2 系统动力学概述,采用上述过程的主要优点是 简单易行 系统设计成功的机会比较大 系统设计不成功时，损失比较小 主要解决下面问题 设计和组建一个新的系统 通过改变控制政策和控制原则改变现存系统的行为 通过改变系统的结构和参数改变现存系统的行为,1-2 系统动力学概述,系统动力学的研究对象 动态反馈
4、系统 社会、经济、管理、科技和生态等反馈系统 世界、国家、地区和城市等反馈系统 系统动力学的研究对象的特性 复杂性 动态性 非线性 时滞性,1-2 系统动力学概述,分析研究动态反馈系统的困难 系统动态行为常常与直观想象的结果相反 改变系统中的参数，有时不能明显地改善系统的行为 系统对政策和措施的改变具有顽强的抵制特性 政策措施的作用有时也会被系统内部的力量所抵消 系统对政策变化的短期反应常常与其长期反应不一致 在系统中确实存在着一些极其重要的政策引入点和一些改善系统行为的政策，但不易确定,1-2系统动力学概述,系统动力学在系统分析和设计中的作用 借助模型仿真分析现行系统的稳定性及其发展趋势 仿
5、真各种政策和系统结构的变化对系统动态行为的影响，为制定满意、合理、相对最优的政策和长远发展规划提供科学的依据 通过综合分析和试验，设计合理的社会、经济和管理等系统 通过分析系统结构、政策变量、放大因素和延迟因素变化对系统动态行为的影响，加深对系统整体性的理解,1-2 系统动力学概述,系统动力学的发展基础 信息反馈控制理论 决策理论 仿真技术(系统分析的实验技术) 数字计算机,1-2 系统动力学概述,系统动力学研究的一般程序 确定系统的研究目标 确定系统边界及因素或变量，解释各因素之间的相互关系 画出系统各组成部分和变量之间的因果关系图 确定系统中变量的类型，画出系统的流图 建立系统动态的数学模
6、型 计算机仿真： 检验并改进模型 通过改变模型的结构或参数，寻求改善系统行为的机会 分析和比较各次仿真试验的结果，得出结论并写出报告,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,研究的目标和要解决的问题 建立人口数量变化过程的系统动力学模型 分析本地区人口可能的发展趋势 分析各种控制政策对人口发展趋势的影响 讨论可能采取的相应控制政策,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,确定问题的因素，并解释各因素之间的相互关系 人口总数 人口出生数 人口死亡数 育龄妇女人数 人口密度 控制政策,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,画出因素之间的因果关系图,1-3 系统动力学方法应用示例
7、 人口系统分析,画出系统的流图,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,建立系统动态的数学仿真模型 PK=pJ+(DT)(BRJKDRJK) BWK=pK*PRP BR.KL=BWK*NBR*CCK DRKL=PK*AMT PDK=PKAREA CCK=TABLE(TCC，PDK，40，80，10) TCC=1/0.85/0.6/0.2/0.2 P=20130000 NBR=0.25 AMT=0.0061 AREA=473250 RBRK=NBR*CCK NALK=RBRK*CBP CBP=30,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,计算机仿真 * POPULATION MODE
8、L L PK=PJ+DT*(BRJK-DRJK) N P=201 30000 NOTE PPOPULATION BRBIRTH RATE DR-DEATH RATE R BRKL=BWK*NBR*CCK A RBRK=NBR*CCK NOTE RBR-REAL BIRTH RATE A NALK=RBRK*CBP C CBP=30 NOTE NALNATALITY FOR LIFE NOTE CBPCHILDBEARING PERIOD NOTE BWBIRTH WOMEN NOTE CCCONTROL COEFFICIENT NOTE NBRNORMAL BIRTH RATE OF BIRT
9、H WOMEN C NBR=0.25 N TIME=1964 A BWK=PK*PRP C PRP=0.2 NOTE PRPTHE PROPORTION OF BW IN P R DRKL=PK*AMT C AMT=0.0061 NOTE AMTAVERAGE MORTALITY A PDK=PKAREA C AREA=473250 NOTE PDPOPULATION DENSITY A CCK=TABHL(TCC，PDK，40，80，10) T TCC=1/.85/.6/.2/.2 NOTE TCCCONTROL COEFFICIENT TABLE NOTE CONTROL STATEMENT SPEC DT=lLENGTH=2004PRTPER=2PLTPER=2 PRINT P，BR，DR，PD，BW，CC，RBR，NAL PLOT P=PBW=B(4000000，10000000)BR=R，DR=DPD=* RUN RUNl,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,检验并改进模型,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,政策仿真,1-3 系统动力学方法应用示例 人口系统分析,分析结果得出结论 曲线表示的政策是完全不可取的政策 曲线表示的政策较好，但在现人口密度已经很高的情况下无法实现 在曲线、表示的政策中，曲线和表示的政策是本系统较实际的政策,
