社会经济系统计算机数字仿真标准

社会经济系统计算机数字仿真标准
1范围
本标准规定了社会经济系统计算机数字仿真技术的系统要求、硬件环境配置要求、软件运行控制方式与数据生成的技术要求。

本标准适用于大数据技术在经济领域的开发、应用和管理，包括社会经济相关的宏观经济决策辅助、行业经济决策咨询、企业经济决策咨询、经济学教学与培训等的社会经济系统仿真中关于经济大数据的应用。

本标准也适用于国际上采用大数据在社会经济领域的应用。

2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的该版本适用于本文件。

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订版本）适用于本文件。

GB_T35295-2017信息技术大数据术语
GB_T35589-2017信息技术大数据技术参考模型
GB_T37721-2019信息技术大数据分析系统功能要求
GB_T37722-2019信息技术大数据存储与处理系统功能要求
T_31SCTA004-2017工业大数据平台技术规范数据展示
T_31SCTA003-2017工业大数据平台技术规范数据处理
T_31SCTA001-2017工业大数据平台技术规范数据采集接入
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。

3.1
社会经济系统social economic system
社会经济系统是一个人为核心，包括社会、经济、教育、科学技术及生态环境等领域，涉及人类活动的各个方面和生存环境的诸多复杂因素的巨系统。

它与物理系统的根本区别是
社会经济系统中存在决策环节，影响因素包括人的主观意识、社会因素、经济因素、自然环境因素等。

3.2
计算机数字仿真computer digital simulation
计算机数字仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。

3.3
社会经济仿真系统computer digital simulation
对应社会经济系统（也称为现实系统），社会经济仿真系统是利用计算机数字仿真技术建立的与现实系统对应的仿真系统。

3.4
系统仿真system simulation
系统仿真就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。

3.5
大规模并行计算large scale parallel computation
通过计算机软件技术和并行计算技术实现对社会经济系统的大规模模拟和运算。

3.6
仿真实验simulation experiment
在计算机上用仿真软件通过图形化界面联系理论条件与实验过程，同时运用一定的编程达到模拟现实的效果。

3.7
仿真逼真度fidelity of simulation
社会经济仿真系统与现实社会经济系统在特征指标，如国民生产总值（GDP）、失业率和通胀率等主要经济指标在具体年度数值上的趋近程度。

3.8
控制方式control mode
控制方式包括开环控制和闭环控制两种方式。

在仿真过程中，允许人为进行调控，则为开环控制，否则为闭环控制，整个仿真过程由内部控制机理进行控制。

4缩略语
下列缩略语适用于本文件。

SED:国民经济动态仿真系统模型(systems model for simulation of Social Economy Dynamics)
ACE:基于Agent建模的可计算经济模型(Agent-based Computational Economic model) 5概述
社会经济仿真系统是一个以现代计算机数字仿真技术构建起来的虚拟经济系统，是一个“硬件--软件--数据”三位一体的集成系统，其中：
a)硬件是指硬件环境配置要求，是基于超级计算机的大规模并行计算资源（以下简称
“超算资源”）；
b)软件是指软件运行控制方式，反映仿真系统的内部控制机理对现实系统的优化功
能；
c)数据是指数据生成的技术要求，其核心是SED模型，生成经济大数据（或简称“SED
大数据”）。

6社会经济仿真系统要求
6.1系统流程
社会经济仿真系统应包括现实系统统计数据输入、仿真系统数据预处理、仿真系统基期数据设置、仿真系统运行计算、经济大数据生成与校验、经济大数据展示等过程，如图1所示。

图1社会经济仿真系统过程示意图
a)现实系统统计数据输入：采集官方统计数据，如国家统计局或世界银行、世界贸易
组织等公认数据中心的核心统计数据并输入到仿真系统数据预处理模块；
b)仿真系统数据预处理：仿真系统数据预处理模块对输入的现实系统统计数据进行预
处理后，生成符合仿真系统数据结构的基期数据，主要是微观经济数据，如基期年份的企业初始资金、设备生产能力等；
c)仿真系统基期参数设置：在仿真系统中的基期参数模块输入初始控制参数，主要是
宏观经济数据，如基期年份的税率、利率等；
d)SED模型仿真运算：SED模型从数据预处理模块和基期参数设置模块获取基期数据
和基期参数，启动仿真系统，通过超算资源进行运算；
e)经济大数据生成与校验：仿真系统完成运算后，生成一系列经济大数据，并与对应
的现实系统的统计数据进行比对，完成仿真系统与现实系统的基准校验；
f)经济大数据展示：仿真系统生成的经济大数据通过与现实系统的基准校验后，输出
到经济大数据展示模块进行组合展示。

6.2系统模块
仿真系统进行经济大数据的生成与管理模块结构如图2所示。

图2经济大数据生成与管理模块示意图
经济大数据生成与管理模块应包括：
a)数据预处理模块：实现仿真系统所需微观数据的采集、处理、输入等功能（见10
数据相关模块）；
b)基期参数设置模块：实现仿真系统所需宏观数据的采集、处理、输入等功能（见
10数据相关模块）；
c)社会经济仿真系统：实现仿真系统与现实系统的数字孪生、场景仿真、平行控制、
静态规划、动态分析、及时预警、精准调控等功能；
d)超级计算机资源模块：实现仿真系统所需的大规模并行计算、中间变量数据传输等
功能（见9硬件配置要求）；
e)经济大数据展示模块：实现仿真系统所生成的经济大数据的组合展示、对比分析等
功能（见10数据相关模块）。

6.3系统功能
a)数字孪生功能应满足以下要求：
1)实现对现实系统中的全球化经济运行状况的模拟，包括模拟全球化经济系统中
的任何一个国家的中央政府、省、地、县的各级政府和各个行业的企业、居民
的每一天的经济活动情况；
2)实现模拟国家经济历史过程的主要指标的仿真逼真度在95％以上；
3)实现模拟经济运行过程中的微观与宏观经济因素之间的因果关系的可追溯、可
再现的功能。

b)场景仿真功能应满足以下要求：
1)实现经济危机、经济复苏、经济繁荣、经济衰退四个经济周期的定义和划分；
2)实现不同产业属性的行业划分，并支持进一步细分行业；
3)实现同一行业不同企业规模的划分，并支持进一步选取某个企业作为典型企
业；
4)实现同一种产品的不同质量档次的划分，并支持不定期的产品升级换代；
5)实现居民根据收入水平进行划分，并支持进一步选取某个居民作为典型居民；
6)实现根据经济周期、行业、企业、居民和产品的不同属性组合形成各种不同的
经济场景。

c)平行控制功能应满足以下要求：
1)实现与现实系统同步运行的仿真功能；
2)实现仿真系统的数据可以与现实系统统计数据相互对应、相互验证的功能；
3)实现在仿真过程中，反复比对，分析不同数据之间关联关系的功能。

d)静态规划功能应满足以下要求：
1)实现对现有社会资源的优化配置功能，包括整个社会的投入产出、行业或企业
的生产方案；
2)实现对现有资源结构的优化调整功能，包括产业、行业结构调整和优化升级。

e)动态分析功能应满足以下要求：
1)实现对现实系统的整体运行状态进行动态的实时分析；
2)实现对现实系统中政府、行业和企业的经济管理人员关心的经济问题进行动态
分析。

f)及时预警功能应满足以下要求：
1)实现对当前现实系统进行月、季度和年度的推演预测；
2)实现在仿真系统发生异常情况时，及时反馈到现实系统，例如国际经济或国民
经济中某些商品供求关系的异常变化、物价异常波动、居民就业率突然失控等
现象，进行预警功能；
3)实现对异常情况提供相应的解决方案的功能。

g)精准调控功能应满足以下要求：
1)实现对政府、行业和企业的经济管理人员的某些经济决策进行沙盘推演，分析
这些经济决策可能产生的效果；
2)实现对具体经济决策进行不同方向、不同幅度的调控，形成不同调控方案，通
过对比不同方案的效果从中选取最优方案。

6.4系统交互
社会经济仿真系统与其他外部系统的关联关系如图3所示。

图3系统关联关系示意图
社会经济仿真系统与外部系统的关联关系应包括：
a)社会经济仿真系统完成仿真实验所需的输入数据，通过互联网由数据预处理模块和
基期参数设置模块负责处理和输入；
b)社会经济仿真系统通过互联网获取从数据预处理模块和基期参数设置模块获取到
输入数据之后，再通过互联网连接超级计算机资源模块，启动社会经济仿真系统完
成当前仿真实验，并将数据传输回社会经济仿真系统；
c)社会经济仿真系统通过超级计算机资源模块完成仿真实验后，生成经济大数据，通
过互联网连接经济大数据展示模块进行组合展示和对比分析。

6.5部署建设
社会经济仿真系统宜部署在超级计算机中心、用户本单位本地机房等环境。

7核心模块架构
7.1总体架构
图4系统逻辑结构示意图
社会经济仿真系统应由五个部分组成：
a)政府子系统：模拟实现国家中央政府各职能部门的宏观经济管理和调控功能；
b)物质生产子系统：模拟实现财富物质（商品）的生产、交换、消费等功能；
c)金融子系统：模拟提供银行、证券的相关资金、证券交易等服务；
d)商品价格子系统：模拟实现货币分配、商品价值决定、价格决定的功能；
e)外部环境子系统：包括地理环境、气候环境和其他环境，以提供数据接口的形式与
社会经济仿真系统进行集成（暂不在本标准描述的范围内）。

7.2政府子系统
a)政府子系统应包括中央银行部门、财政部门、税务部门、统计部门、物价部门等职
能部门模块。

b)政府子系统应满足以下要求：
1)中央银行部门模拟实现货币、利率、信贷等调控职能，包括发行货币、管理国
家财政、集中存款储备金、制定和执行货币政策、对金融机构活动进行领导、
管理和监督等；
2)财政部门模拟实现政府财政的管理职能，包括制定和执行财政政策、编制和执
行国家和各级政府的预算（赤字）方案、对财政收入和支出进行管理和监督等；
3)税务部门模拟实现国家税收的管理职能，制定和执行各项税收政策，包括税种
和税率的调控、国税与地税的协调等；
4)统计部门模拟实现仿真系统中所有国家经济相关数据的统计和计算，并以具体
经济指标的形式进行输出，输出频率包括日输出，月输出和年度输出，以月输
出和年度输出为主，如国民生产总值（GDP）、财政收入、财政支出、失业率、
通胀率、基尼系数、恩格尔系数等；
5)物价部门模型实现政府进行物价管理职能，包括价格总水平的宏观调控和综合
平衡，制定和实施物价补贴等；
6)每一个部门子模块都有外部输入的人口、生产能力、自然资源、资金等方面的
信息初值。

同时，也有其他模块输入的就业、工资收入、市场商品销售、价格、
银行存款余额、银行利息、股票价格、股票市盈率等微观经济方面的变量信息；
7)政府子系统根据本届的拥有国家财富初值，加上以后的国民收入，通过支配这
些货币资金、生产能力和自然资源，在投资、储备和消费之间进行选择；
8)政府统计模块编制财务报表，该财务报表的科目与现实使用的财务报表基本一
一对应；
9)政府子系统的每一个部门业务属性都由人数、货币量、价格、设备数量、服务
数量等要素构成。

7.3物质生产子系统
7.3.1居民子系统
a)居民子系统应包括人口、就业、收入、资金分配、采购、消费、仓储等模块。

b)居民子系统应满足以下要求：
1)在人口模块上，每一个居民模块都有外部输入的人口初值、人口增长率、文化
程度、专业技术水平、资金储备初值等常量数据。

同时，也有其他模块输入的
就业、工资收入、市场商品销售、价格、银行存款余额、银行利息、股票价格、
股票市盈率等方面的变量信息；
2)在收入模块中，居民根据个人的拥有财产初值加上以后的收入，通过支配这些
资金，可在股票投资、储蓄和消费之间进行选择，并设置投资、储蓄和消费占
其收入的比例；
3)在就业模块中，每一个居民模块均模拟一个劳动力对象，劳动力可自主选择工
作，劳动力自身拥有学习劳动技能的能力，分为低级劳动力、中级劳动力和高
级劳动力，并设置不同劳动力级别之间的提升要求和工龄要求，达到要求后其
劳动能力级别和工资水平能够得到相应提高；
4)在市场购买模块中，居民可自主选择购买商品，并允许有各人购买偏好；居民
应将部分商品存入仓库作为储备；应将居民购买统计信息编制成财务报表，报
表科目应与现实报表科目基本一一对应；
5)居民子系统的每一个模块的业务属性应由人数、货币量、价格、设备数量、产
品数量等要素构成。

7.3.2企业子系统
a)企业子系统应包括市场、计划、生产、质检、采购、仓储、销售、资金、财务、人
事、新产品等模块。

b)企业子系统应满足以下要求：
1)企业市场模块从商品市场中获取到市场对该企业生产的产品需求以及相应的
产品价格，输出到计划模块；
2)计划模块包括企业生产计划和盈利计划，从市场模块中获取到产品数据后，根
据产品需求制定相应的生产计划输出到生产模块中；根据产品价格制定相应的
定价盈利计划输出到销售模块中；
3)在产品生产模块中，每个企业可生产多种产品，每种产品可具有4种档次；企
业可根据市场需求自主选择生产产品类型、数量、档次等；每种生产设备应是
专用设备，且具有固定的生产函数，能够根据输入时间的变化生产不同品种、
档次和数量的产品；
4)新产品模块是指当企业现有产品在市场上逐渐萎缩之后，企业可启动新产品的
研发，淘汰旧产品；
5)质检模块对企业生产出来的产品进行质量检查和控制；
6)采购模块包括企业生产中原材料、生产设备的采购和企业运营中其他资产的采
购；
7)仓储模块管理企业产品的库存情况，根据产品的仓储要求，可以设置安全库存、
固定库存或可变库存；
8)销售模块与市场子系统对接，共同完成产品的销售过程；
9)企业人事模块根据企业的设备的配置和聘请固定的高、中、低级劳动力和临时
的低级劳动力；根据企业的具体工作任务，可以对企业内部人员进行加班设置；
企业人员的就业（入职和离职）和收入是根据企业经营状况变化的；
10)企业资金模块根据生产任务将资金分配给采购部门。

采购部门和人事部门根据
生产任务购买设备、原材料，聘请劳动力；资金不足，企业可以向银行申请借
钱；企业的资金来源于股东资本金、销售收入、银行借款，资金支出用于购买
设备、原材料、聘请劳动力、利润分配、依法缴税等项目；企业资金充足可以
扩大生产，资金不足将减产或停产；
11)财务模块负责管理资金，编制财务报表。

企业的财务报表的科目与现实使用的
财务报表基本一一对应。

7.3.3市场子系统
a)市场子系统有生活资料、生产资料、原材料、劳动力、证券、银行的六种商品子模
块：
1)每一种商品子模块都模拟一种特定的商品交易对象；
2)每一种商品子模块都有外部输入的商品销售能力、商品储备能力、流动资金初
值、存货品种、数量、成本等等信息。

同时，也有其他模块输入的商品供应品
种、数量、出厂价格、流动资金、市场需求等信息等方面的变量信息。

b)市场子系统包括购买者、销售者、商品流通、市场流通资金、商品价格、商品仓储
六种功能模块：
1)每一种功能模块模拟商品市场中交易活动的关键节点，按照商品交易规则模拟
商品的市场交易过程；
2)每一种商品的交易过程根据购买者的需求、销售者的市场供应状况、生产成本、
仓储、购买资金各方面的情况，通过商品价格模型，决定每一种商品的价格；
在等价交换的原则下，购买者和销售者按照满足需求、档次最高的方式进行商
品交易；
3)通过模拟每一笔交易，可以获得每一时刻每一种市场交易的商品的品种、数量、
档次、价格，进而得知每一个商品交易者经营和盈利的状况。

同时，模型还可
以因此计算出商品价格的通胀率、供求状况等方面的信息。

这些信息都成为
SED模型有多种不同的商品市场子模块的输出信息。

7.4金融子系统
a)银行：模拟银行与客户在资金周转市场的需求与供应过程中产生的各种金融业务行
为。

1)银行有储蓄、信贷、资金、财务、经营决策等模块；
2)每一个银行模块都有外部输入的银行业务能力初值、自有资金初值、技术水平、
存、贷款余额初值等信等常量数据。

同时，也有其他模块输入的储蓄和借款的
品种、数量的需求，以及存款、贷款、存款准备金率等信息等方面的变量信息；
3)每一个银行企业对象根据银行的拥有自有资金初值加上以后的收入，以及存
款，通过支配这些资金，在金融市场上进行贷款业务；
4)银行在保证资金安全的前提下，通过存贷款业务获得利息收入。

银行的存、贷
款业务可以通过充分利用存款客户的闲置资金，转贷给需要资金扩张业务的借
款客户，提高了资金利用率，以及平衡了不同商品生产和流通市场的货币价值，
也可以间接创造社会财富的价值。

b)资金市场：主要通过银行来实现金融子系统中的资金周转，银行子模块的客户是企
业、居民、证券、政府、银行同业。

1)在银行获得存款资金以后，便可以转贷给其他银行、企业或居民；
2)银行在贷款前，对每一个贷款对象，包括其他银行、企业和居民的信用进行评
估。

只有在信用度达到一定的级别以后，银行才会进行贷款；
3)银行的存贷款利息率执行中央银行的规定；
4)银行按规定缴纳存款准备金；
5)每一笔资金业务都由存贷款对象、存贷款金额、手续费、利率、存贷款余额等
要素构成，银行统计部门定期将输出这些变量；
本一一对应。

c)证券公司：模拟证券公司在资本市场上的开展一级市场的股票发行、二级市场的股
票买卖业务的经营过程。

1)证券子模块有股票发行模块、股票买卖模块、客户账户管理模块、资金分配模
块、财务模块、管理模块；
2)每一个证券模块都有外部输入的证券业务能力初值、自有资金初值、技术水平、
市场营业额额初值等信等常量数据。

同时，也有其他模块输入的上市集资和购
买股票的品种、数量的需求，以及中央银行规定的与证券业务相关的政策规定
等方面的变量信息；
3)每一个证券公司根据公司的拥有自有资金初值加上以后的收入，以及借款，通
过支配这些资金，在证券股票市场上进行证券业务；
4)证券公司在保证股票市场稳定的前提下，通过证券业务获得手续费收入，还可
以通过充分利用参与股票交易的客户手中的闲置资金，使得资金在不同的资本
市场上自由流动，提高资金利用率，平衡不同商品生产和流通市场的货币价值，
间接地创造社会财富的价值。

d)证券市场：在一级证券市场上，证券公司的客户是全部企业，即SED模型模拟的
每一个企业都是上市公司。

1)在实际模拟过程中，当某一个企业在连续盈利和符合上市条件的情况下，便可
以通过证券公司上市；
2)证券公司收到企业的上市申请后，对每一个企业的上市资格进行评估，若符合
上市条件，则会安排该企业上市；
3)企业在获得上市集资资金后，可将资金用于本企业的业务扩展；
4)企业上市以后，它的股票便在二级股票市场流通。

居民可以在证券公司建立股
票买卖账户，根据自己的判断买卖股票。

股票市场的价格由股票市盈率和居民
投资需求决定；
5)股票买卖规则基本符合股票市场的现状；
6)每一个上市企业都可以发行新股票，扩大生产规模。

证券公司的手续费标准执
行中央银行的规定；
本一一对应；
8)每一笔证券业务都由业务对象、交易额、交易数量、手续费、购销股票的余额
等要素构成。

证券统计部门定期将这些变量输出。

7.5商品价格子系统
a)货币分配模型：通过与中央银行的对接，获取中央银行发行的货币量，配合中央银
行的货币政策控制货币流量，实现整个仿真系统中货币分配和流通的管理与服务；
b)价格决定模型：在商品的交易过程中，价格决定模型根据购买者/消费者的消费需
求、购买资金等，生产者/销售者的生产成本、供应状况等，实现市场中每一种商
品的定价；同时受到国家政府物价调控的影响，调整市场上符合物价补贴政策的商
品价格；
c)价值决定模型：获取生产过程中，每一种商品耗费的人力成本、原料成本等计算出
每一种商品的价值（生产成本），同时将每一种商品的价值与质量（效用等级）挂
钩，效用等级越高，价值越大。

8软件控制方式
软件运行控制方式反映仿真系统的内部控制机理对现实系统的优化功能，可采用开环控制或闭环控制方式，应根据现实需求选择不同的软件控制方式。

开环控制和闭环控制方式特点参见附录A。

9硬件配置要求
9.1单节点硬件配置应至少满足以下要求：
a)CPU：4核
b)内存：16G
c)存储：500G
9.2单节点硬件配置若达到以下要求，可获得更优的运行状态：
a)CPU：10核
b)内存：32G
c)存储：500G。