矿大系统动力学考试复习.ppt

系统动力学(systemdynamics,SD)是系统科学理论与计算机仿真紧密结合、研究系统反响结构与行为的一门科学，是系统科学与管理科学的一个重要分支。系统动力学认为：系统的行为与特性主要取决于其内部结构。反响：Ｘ影响Y，反过来Y通过一系列的因果链来影响X；非线性、高阶次、多重反响的复杂时变系统往往表现出反直观、千姿百态的动态性。1

2.3模型与系统的关系Q：如何建立一个“好”的模型？Ａ：在不影响模型对所研究的系统行为模仿的前提下，尽量简化。 建立模型并不是完全重构原现实系统，研究者要选择一种适当复杂程度的模型，根据问题出发选择适宜的变量，并根据需要来量化它们之间的关系。 通常从三方面进行考虑：所谓的简化意味着：(1)元素更少，相互关系更简单； (2)把握关键要素； (3)更低的建模本钱。2近似性可靠性目的适度

2.5模型构成的要素从数学建模的角度来看：此外，系统具有层次性。一个系统可以有多个子系统，子系统还可以包含子系统。实际上，层次结构是人类认识复杂系统的一种重要的手段。通过将一个复杂系统不断分解为多个可理解的子系统，有助于理解整个系统的行为特征。3模型构成要素变量参数：系统的环境设置函数关系：表示系统内各要素的关系内生变量：系统输出端出现的变量，不可控变量外生变量：可控变量，形成系统的输入状态变量：系统内全体属性的表征量，记录系统的状态

4建模的步骤包含的问题和使用的主要工具1.明确问题，确定系统的边界选择问题：问题是什么？为什么它是一个问题？关键变量：关键变量是什么？我们必须考虑的概念是什么？时限：问题的根源应追溯过去多久？我们应考虑多远的将来？参考模式：关键变量的历史行为是什么？将来它们的行为会怎样？2.提出动态假说现有的理论解释：对存在问题的行为现在的理论解释是什么？聚焦于系统的内部：提出一个由于系统内部的反馈结构导致动态变化的假设。绘图：根据初始假设，关键变量、参考模式和其它可用的数据建立系统的因果结构图，这一过程中可以使用的工具包括系统边界图、子系统图、因果回路图、存量流量图、政策结构图以及其它可以利用的工具。3.写方程明确决策规则确定参数，行为关系和初始化条件测试目标和边界的一致性4.测试与参考模式比较：模型能完全再现过去的行为模式吗？极端条件下的强壮性分析：在极端条件下模式的行为结果符合现实吗？灵敏度：模型的各个参数、初始化条件、模型边界和概括程度的灵敏度如何？其它测试……（详见第13章模型测试）5.政策设计与评估具体化方案：可能产生什么样的环境条件？设计政策：在现实世界中我们可以实施哪些新的决策规则、策略和结构？它们怎样在模型中表示？“如果－则”分析：如果实施这些政策，其效果如何？灵敏度分析：不同的方案和不确定性条件下，各种政策的强壮性如何？政策的耦合性：这些政策会相互影响吗？相互抵消吗？

步骤：(1)建立参考模式；(2)明确的设定时限(1)建立参考模式系统动力学建模者追求的是动态地定义问题，即作为一种行为模式，随时间展开，显示出问题如何产生以及在未来如何演变。参考模式：一套图形和其它描述数据显示出问题随时间的开展变化。5

3.5.2提出动态假说动态假说:解释所研究问题的行为的假说。动态：因为它必须以内在反响和系统存量流量图的形式对问题的动态特征提出解释。假说：因为它总是暂时的，随着你从建模过程和现实世界中的学习而随时作出更正或放弃。建模者在早期要做一个有想法的聆听者，使用各种诱导、绘图工具在会谈中激发讨论，以引出人们关于问题原因的假说。讨论的目标是帮助客户对动态问题给出一个内生性的解释。6

7因果回路图模型边界图和子系统图显示了模型的边界和体系，但没有显示变量之间的关系。因果回路图(CLD,causalloopdiagrams)是一种定性描述系统中变量之间因果关系的图示模型，即用图的形式描述系统变量之间相互影响和相互作用的关系。是刻画反响结构的一个灵活有用的工具，其结构是用因果链构成的简图，因果链是用从原因到结果的箭头表示。因果链：正因果链：负因果链：因果回路：由两个或两个以上的因果链组成的闭合回路。正因果回路：自身具有加强其变化效果能力的闭合回路。负因果回路：自身具有抑制变量变化和进行调节能力的闭合回路。+说明关系的极性为正，意味着，自变量的增加或减少将导致因变量的同向增加或减少。－说明关系的极性为负，意味着，自变量的增加或减少将导致因变量的反向减少或增加。

8正因果回路：负因果回路：在因果关系回路中，负因果链的条数为奇数的，此回路为负因果关系回路；否那么，此回路为正因果关系回路。正因果回路负因果回路其中，或回路标识符：正反响〔增强型〕回路。或回路标识符：负反响〔平