系统动力学作业2知识交流

系统动力学

学院：经济与管理学院

专业：工业091

组长：孙玉洁 0911050112

组员：马海红0911050103 侯程程0911050127 许翠霞0911050117

李敏0911050123 姬海平0911050129 刘丽敏0911050109

邓婉莹0911050105

系统动力学简介 1，发展和特点

系统动力学（SD ）是美国麻省理工学院J.W.弗雷斯特教授最早提出的一种对社会经济问题进行系统分析的方法论和定性与定量相结合的分析方法。目的在于综合控制论、信息论和决策论的成果，以计算机为工具，分析研究信息反馈系统的结构和行为。

SD 出现于20世纪50年代后期，此后在整个60年代其思想和方法的应用范围日益扩大，它的应用几乎遍及各类系统，深入到各种领域。20世纪70年代以来，SD 经历两次严峻的挑战并走向世界，进入蓬勃发展时期。

系统动力学方法通过建立系统动力学结构模型、利用DYNAMO 仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真实验，从而研究系统结构、功能和行为之间的动态关系。 2.SD 的研究对象

SD 的研究对象主要是社会（经济）系统。该类系统的突出特点是： （1） 社会系统中存在着决策环节 （2） 社会系统具有自律性 （3） 社会系统的非线性

SD 方法就是要把社会系统作为非线性多重信息反馈系统来研究，进行社会经济问题的模型化，对社会经济现象进行预测，对社会系统结构和行为进行分析，为组织、地区、国家等制定发展战略，进行决策，提供有用的信息。 3.模型特点 （1） 多变量

（2） 定性分析与定量分析相结合

（3） 以仿真试验为基本手段和以计算机为工具

（4） 可处理高阶次、多回路、非线性的时变复杂系统问题

SD 工作程序示意图

5.基本原理

SD 的四个基本要素—状态或水准、信息、决策或速率、行动或实物流 SD 的两个基本变量—水准变量、速率变量

SD的一个基本思想—反馈控制

基本原理：首先通过对实际系统进行观察，采集有关对象系统状态的信息，随后

使用有关信息进行决策。决策的结果是采取行动。兴动又作用于实际系统，使系统的

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。这

种过程可用SD流程图表示

工作原理

6.SD结构模型的建模步骤

（1）明确系统边界，即确定对象系统的范围

（2）阐明形成系统结构的反馈回路，即明确系统内部结构活动的因果关系链

（3）确定反馈回路中的水准变量和速率变量

（4）阐明速率变量的子结构或完善、形成各个决策函数，建立起SD结构模型（流图）

案例分析：南京医疗卫生服务网点系统SD模型

用系统动力学仿真模型来研究南京医疗卫生服务网点的规模：

S为个体服务网点数，现有90个，NS为年新增个体服务网点数（所/年），SX为非个体服务网点数60个，SR为南京实际拥有网点数（个）； SE为期望的千人均网点数为2，SP为实际千人均网点数（个/千人），SD为实际千人均服务网点与期望差(个/千人)，P为南京人口数，假设现有10万人（100千人），NP新增人口数（千人/年），I为人口的字年自然增长率0.02.其中，SP·K=SR·K/P·K ，NS·KL=SD·K*P·K/(LENGTH-TIME·K)，LENGTH为仿真终止时间，TIME为当前仿真时刻，均为仿真控制变量。

（绘图时可不考虑仿真控制变量）：

因果关系图如下：

新

点数

水准方程为：

L S·K=S·J+DT*NS·JK

N S=90

R NS·KL=SD·K*P·K/(LENGTH-TIME·K)

A SD·K=SE-SP·K

C SE=2

A SP·K=SR·K/P·K

A SR·K=SX+S·K

C SX=60

L P·K=P·J+DT*NP·JK

N P=100

R NP·KL=I*P·K

C I=0.02

个体网点数计算结果如下：

Time S NS SD SP SR P

0 90 50 0.5 1.5 150 100

1 140 4 0.0392157 1.96078 200 102

2 144 4.08 0.0392157 1.96078 204 104.4

3 148.08 4.1616 0.0392157 1.96078 208.08 106.121

4 152.242 4.2448 0.0392157 1.96078 216.486 108.243

5 156.48

6 4.32973 0.039215

7 1.9607

8 216.486 110.408

6 160.816 4.41632 0.039215

7 1.9607

8 220.816 112.616

7 165.232 4.50465 0.0392157 1.96078 225.232 114.869

8 169.737 4.59474 0.0392157 1.96078 229.737 117.166

9 174.332 4.68664 0.0392157 1.96078 234.332 119.509

10 179.019 4.78037 0.0392157 1.96078 239.019 121.899

11 183.799 4.87598 0.0392157 1.96078 243.799 124.377

12 188.675 4.9735 0.0392157 1.96078 248.675 126.824

………………

人口特性输出示意图

个体服务网点数输出示意