第五章 系统动力学模型
(完整版)系统动力学模型SD3
(19) rabbit births = Rabbit Population * rabbit birth rate Units: Rabbit/Year
(20) rabbit crowding = Rabbit Population/carrying capacity Units: Dmnl
建立表函数的原则
1. 建立表函数时大致要考虑：曲线的斜率和形状，一个或一个以上的特 殊点和参考曲线。
2. 设置曲线的斜率。使之与其表示的影响的性质吻合，负值斜率代表负 反馈，正值斜率代表正反馈。
3. 选择曲线的形状。小心确定在极端条件下和曲线中部的斜率与曲线的 值。
4. 尽可能在表函数上把x,y的特殊点标出，如：x,y分别取0和1时，极端 条件下的x,y值和某些研究问题所要求的特殊点。
LEVEL.K*CONST
LEVEL.K/LIFE
(GOAL.K-LEVEL.K)/ADJTM
LEVEL.K*AUX.K与LEVEL.K/AUX.K EFFECT.K+NORM.K（某些因素的影响作用+额定速率）
EFFECT.K*NORM.K（额定速率与某个（或几个）因子的乘积）
LEVEL.K*CONST
建立方程的目的：在于使模型能用计算机模拟（或得到解析 解），以研究模型假设中隐含的动力学特性，并确定解决问题 的方法与对策。
状态变量与Level方程 速率（变化率）方程 辅助方程 SD模型举例
5.1.1 状态变量与Level方程
状态变量是随时间而变化的积累量，是物质、能量与信息的储存环节。 如：人口、企业雇员人数、库存、生产能力、银行存款等。
系统动力学模型
1.1 海洋资源可持续开发研究综述海洋可持续发展包括三层含义，即海洋经济的持续性、海洋生态的持续性和社会的持续性，海洋的可持续发展以保证海洋经济发展和资源永续利用为目的，实现海洋经济发展与经济环境相协调，经济、社会、生态效益相统。
运用海洋可持续发展理论和海域承载力理论研究海洋资源开发的可持续性，从我国的海洋产业入手，分析我国海洋资源开发利用的状况，从海洋产业结构和产业布局、海洋管理和海洋开发技术等方面总结我国海洋开发的问题，并针对这些问题，提出切实可行的实现海洋可持续发展的途径和措施。
国外学者对海洋资源的发展和研究进行研究，建立相应的模型，认为技术在海洋资源发展过程中起到极其重要的作用。
国内学者则以具体省份为例研究海洋资源可持续发展，对辽宁省所拥有的海洋资源进行概述后，分析了辽宁海洋资源开发与海洋生态环境保护之间的关系，提出开展海域资源价值折损评估，采用政策调控和市场机制保护海洋生态环境。
利用我国重要海洋产业数据，分析我国海洋资源开发利用的状况，并从海洋产业结构和布局及管理等角度总结海洋资源开发存在的问题，提出实现海洋资源可持续发展的途径。
学者从海洋资源与环境保护角度分析，研究开发海洋的过程中，存在着海洋环境污染、海洋渔业资源衰退等问题。
1.2 系统动力学模型研究综述到20 世纪70 年代初系统动力学被用来解决很多领域的问题，成为比较成熟的学科，系统动力学到20 世纪70 年代初所取得的成就使人们相信它是研究和处理诸如人口、自然资源、生态环境、经济和社会等相互连带的复杂系统问题的有效工具。
基于市场均衡论和信用风险理论，完善运用于分析代际消费计划的系统动力学机制模型，并提出可替换选择。
国内学者将系统动力学运用于研究资源与社会经济的可持续发展，结合“长白山生态环境保护与可持续发展系统动力学模型”建立的，对怎样用系统动力学研究可持续发展问题进行了概略的阐述，概述了系统动力学所具有的普遍特征和一些独特的认识论和方法论特征。
系统动力学九种模型
系统动力学九种模型标题：系统动力学九种模型：一种掌握复杂系统行为的有力工具引言：系统动力学是一门研究动态系统行为的学科，旨在通过模型和模拟来分析和预测系统的行为。
在系统动力学中，有九种常用的模型，它们分别从不同角度和层次探索和描述系统的行为。
本文将深入探讨系统动力学中的九种模型，并分享对这些模型的观点和理解。
第一部分：系统动力学简介与基本概念1.1 系统动力学的定义和应用领域1.2 动态系统和反馈环路的基本概念第二部分：系统动力学九种模型的介绍与分析2.1 流量模型：描述物质或信息在系统中的流动2.2 资源积累模型：描述资源的积累和消耗2.3 优先水平与延迟模型：描述不同的优先级和延迟对系统行为的影响2.4 饱和非线性模型：描述系统在达到饱和点后的行为变化2.5 非线性积分模型：描述系统内部非线性交互对整体行为的影响2.6 动态变化和叠加模型：描述系统多个变量之间的相互作用与叠加效应2.7 时滞模型：描述系统行为中存在的时间滞后和延迟2.8 分层模型：描述系统中的层次结构以及不同层次之间的相互作用2.9 非线性交互模型：描述系统中多个元素之间的非线性相互作用第三部分：系统动力学九种模型的应用案例分析3.1 商业经济领域中的应用案例3.2 环境与能源管理中的应用案例3.3 社会系统中的应用案例3.4 健康医疗领域中的应用案例第四部分：总结与回顾性内容4.1 对系统动力学九种模型的综合回顾4.2 对应用案例的总结与反思结论：系统动力学九种模型是一种有力的工具，能够揭示系统行为的本质和规律。
通过对这些模型的研究和应用，我们能够更深入地理解和预测复杂系统的行为。
在不同领域的实践中，系统动力学九种模型已经取得了许多成功的应用案例。
然而，我们也要意识到这些模型只是对现实世界的近似和抽象，对复杂系统行为的完整描述还需要我们的不断深入研究和探索。
（2000字）4.1 对系统动力学九种模型的综合回顾在前面的章节中，我们对系统动力学九种模型进行了详细的介绍。
(完整版)系统动力学模型SD3
典型的变化率方程（构造复杂速率的基本单元）：
LEVEL.K*CONST
LEVEL.K/LIFE
(GOAL.K-LEVEL.K)/ADJTM
LEVEL.K*AUX.K与LEVEL.K/AUX.K EFFECT.K+NORM.K（某些因素的影响作用+额定速率）
状态变量与Level方程 速率（变化率）方程 辅助方程 SD模型举例
5.1.1 状态变量与Level方程
状态变量是随时间而变化的积累量，是物质、能量与信息的储存环节。 如：人口、企业雇员人数、库存、生产能力、银行存款等。
状态变量的输入、输出变化率使积累量增加或减少。 L LEVEL.K=LEVEL.J+DT * (INFLOW.JK- OUTFLOW.JK)
期望雇员的阶跃增长时的外部特性
状态变量：去耦作用 它使连接的各辅助变量更加具有 独立性。 辅助变量：瞬变
结论：
若因果链中的变量值可随其输入量的变化而瞬变，则它们可定义 为辅助变量；若一变量经因果链的传递将改变其波形，则宜以状 态变量表示。
状态变量方程小结
状态变量环节能改变随时间变化的输入量的形状，能削弱输 入量与输出量之间的联系，使它们多多少少能独立变化，从 而使模型可能具备不平衡的动力学性质。
HFR=0,
WF=WFS
雇员的累积作用流图
Байду номын сангаас
• 突增WFS的特性经由状态变量WF 自身的积累变换，WF表现平滑指数增 长自寻的特性。
R HFR.KL=(WFS.K－WF.K)/WFAT
状态变量在回路中的作用
具有积累作用的状态变量环节有 改变其各种形式输入量特性（曲 线形状）的能力。
系统动力学建模
系统分析
? 这一步骤首先要对所需研究的系统作深入、广泛 的调查研究，通过与用户及有关专家的共同讨论、 交换意见，确定系统目标，明确系统问题，收集 定性、定量两方面的有关资料和数据，了解和掌 握国内外在解决类似系统问题方面目前所处的水 平、状况及未来的发展动向，并对前人所做工作 的长处与不足作出恰如其份的分析。对其中合理 的思想和方法要注意借鉴、吸收，对其中不足之 处要探究其原因，提出改进的设想。
状态变量
? 状态变量又称作位，它是表征系统状态的内部变 量，可以表示系统中的物质、人员等的稳定或增 减的状况。状态变量的流图符号是一个方框，方 框内填写状态变量的名字。显然，能够对状态变 量的变化产生影响的只是速率变量（见图）。
? 状态方程可根据有关基本定律来建立，如连续性 原理、能量质量守恒原理等。状态方程有三种最 基本的表达方式：微分方程表达、差分方程表达 和积分方程表达。在一定的条件下，这三种表达 方式可以互相转化。
混合图
? 值得一提的是，在实际构模过程中还经常采用一 种混合图法。
? 将系统中物质流线上的状态变量和速率变量按流 图的方式画出，而将信息流线上的各种反馈变量 按因果关系图的方式画出，如图 所示。混合图法 汲取了因果关系图法和流图法的优点 ,既保持了因 果关系图简单明了的特点，又将系统中的重要变 量鲜明地突出出来。因此，混合图法得到了比较 广泛的应用。
? 外生变量的流图符号是两个同心圆，内部填外生 变量的名字。外生变量是系统边界以外对系统发 生作用或产生影响的环境因素，外生变量也可以 是政策变量。
常数和表函数
? 在特殊的情况下，外生变量呈现出固定不 变的状态时就退化成常数。常数的流图符 号是一杠上加小圆圈。
? 系统中变量与变量之间的关系除了可以用 各种代数形式的函数来表示之外，还可以 用图表的方式来表示，这样的图表函数称 为表函数，它的流图符号是圆圈内加两横， 内部填表函数的名字。表函数反映了两个 变量之间某种特定的非线性关系。
系统动力学模型特点
系统动力学模型特点
系统动力学模型是一种应用于系统分析和控制的模型技术。
具有一系列的特点：
1. 长期决策分析
系统动力学模型的主要应用是进行长期决策分析，根据系统的历史数据进行预测，指导长期决策。
例如，全球气候变化、人口增长、经济增长等问题。
2. 重视非线性因素
系统动力学模型认为，许多系统间的关系都是非线性的，线性模型不能完全的反映真实情况。
因此，它们采用非线性方法，更好的建立出系统间的关系来。
3. 从整合的角度构建模型
在系统动力学模型中，单一因素的影响并不是最终的因素，而是所有影响因素之间相互作用的结果，模型综合了所有相关因素，从而更准确地预测和控制系统的运行和行为。
4. 强调时间因素
系统动力学模型认为，时间是最重要的因素之一，而且时间是不可逆转的。
因此，模型建立在时间因素的考虑上，可以更好地预测未来的变化。
5. 迭代与反馈
系统动力学模型逐步演化、重复检验，并通过反馈修正模型，以更准确地反映实际情况。
这种迭代和反馈的过程可以保证模型的准确性，并能更好地控制系统。
6. 多维复杂度的考虑
系统动力学模型具有很强的可扩展性和可复用性，在处理多维复杂的问题时显得尤为重要。
这种模型可以更好地应对不同方向上的数据和来源，并更加准确的预测和控制系统。
综上所述，系统动力学模型认为时间、整合、迭代和反馈是建立复杂系统模型的重要组成部分。
因此，它们不断优化，提高了可预测性和可控性，为长期决策提供了有力的支持。
系统动力学模型构建方法总结
系统动力学模型构建方法总结系统动力学是一种描述系统行为和相互作用的建模方法。
它通过对系统的各个组成部分进行建模与分析，探索因果关系和反馈环路之间的相互影响，以更好地理解系统的演化和预测系统的未来行为。
系统动力学模型可以应用于各种领域，如经济学、管理学、环境科学和社会科学等，用于研究复杂系统的行为和决策。
构建系统动力学模型是一个有序且有迭代过程的任务。
下面将总结步骤和方法以帮助读者更好地理解和应用系统动力学模型。
1. 确定研究目标和问题：在构建系统动力学模型之前，我们需要明确研究目标和问题。
通过明确目标和问题，可以帮助我们选择适当的系统边界、变量和关系，从而建立具有可解释性和可预测性的模型。
2. 确定系统边界和变量：系统边界定义了模型所要研究的系统的范围，而变量则是描述系统状态和行为的要素。
在确定系统边界和变量时，我们应该考虑到其实际意义和对研究问题的影响。
3. 构建因果关系和反馈回路：因果关系和反馈回路是系统动力学模型的核心。
因果关系描述了变量之间的因果关系，而反馈回路则探索了变量与自身之间的相互影响。
构建因果关系和反馈回路时，我们可以借助系统动力学模型中的积分方程、差分方程和代数方程等数学工具。
4. 估计参数和校准模型：为了使模型能够更好地描述实际系统，我们需要估计模型中的参数，并进行校准。
参数的估计可以通过历史数据、专家知识和实证研究等途径来进行。
而模型的校准则是通过与实际观测数据对比来调整模型的参数和结构，从而提高模型的预测能力。
5. 模型验证和敏感性分析：模型验证是指利用新的数据验证模型的准确性和预测能力。
敏感性分析则是用于评估模型对输入参数的响应程度。
通过模型验证和敏感性分析，可以帮助我们评估模型的可靠性和稳健性，从而增加对模型结果的信任度。
6. 模型应用和政策决策：最后，根据模型的设计目标和研究问题，我们可以利用模型进行政策决策和行动规划。
模型的应用可以帮助决策者更好地理解系统行为和影响因素，预测未来趋势，并通过制定合理的政策来优化系统的性能。
系统动力学模型建构
系统动力学模型建构系统动力学作为一种重要的系统分析和管理方法，已经逐渐得到公认，并在许多领域得到广泛应用。
其中，系统动力学模型建构作为系统动力学中最重要的步骤之一，对于任何一个系统动力学应用来说都至关重要。
本文将简要介绍系统动力学模型建构的基本过程，并针对这个过程中的一些关键问题进行详细探讨。
一、系统动力学模型建构的基本过程系统动力学模型建构的基本过程可以归纳为以下的步骤：1.定义问题和目标：系统动力学模型建构的第一步是确定要研究的问题和最终目标。
这一步需要对要研究的问题进行仔细的分析和理解，明确模型所要解决的核心问题和要达到的目标。
2.建立概念模型：在明确问题和目标之后，需要建立一个概念模型，它是对系统和系统环境的抽象表示。
这一步需要收集、整理并整合相关信息和数据，建立一个相对简单的模型，以便后续进一步分析。
3.构建模型原型：在建立概念模型后，需要将其转化为一个符合系统动力学模型建构要求的数学模型。
这一步需要确定模型的各个变量和相互关系，并建立模型的初始条件和扰动条件。
4.模型验证和调整：模型建成之后，需要通过与实际数据和现象的比较来验证模型的有效性和准确性，然后对模型进行必要的调整和修改。
5.模型应用：模型验证和调整完成后，可以开始模型应用。
在模型应用过程中，需要进行各种策略、政策、技术和操作方案等的分析，以找到使系统最优化的方法。
二、系统动力学模型建构中的关键问题1.数据和信息的获取和整理：系统动力学模型建构需要收集大量的数据和信息，以便建立一个符合现实情况的数学模型。
在这个过程中，需要注意数据质量的问题，尤其是在数据获取和处理的过程中需要确保数据的准确性和完整性。
此外，处理大量的数据和信息需要运用相关的工具和技巧，以便将数据转化为可用的数学模型。
2.模型构建的时间尺度：系统动力学模型的构建需要考虑到模型的时间尺度，以便能够包括到各个阶段的变化，从而建立出一个尽可能完整的模型。
在模型构建的过程中，需要对时间尺度进行精细的划分和设定，以便能够精确描述系统演变的过程。
系统动力学模型
第10章系统动力学模型系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。
1 系统动力学概述2 系统动力学的基础知识3 系统动力学模型第1节系统动力学概述1.1 概念系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。
系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下：1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法；2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统；3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室”；4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算机仿真语言DYNAMIC的支持，如：PD PLUS，VENSIM等的支持；5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系；6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表；系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。
地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。
1.2 发展概况系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTER）提出来的。
目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。
123思维模型：系统动力学模型
123思维模型：系统动力学模型一、系统动力学的定义系统动力学(简称SD—system dynamics)的创始人为美国麻省理工学院(MIT)的福瑞斯特(J．W．Forrester)教授。
是福瑞斯特教授于1958年为分析生产管理及库存管理等企业问题而提出的系统仿真方法，最初叫工业动态学，是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。
简单而言，“系统动力学是研究社会系统动态行为的计算机仿真方法”。
具体而言，系统动力学包括如下几点。
1、系统动力学将生命系统和非生命系统都作为信息反馈系统来研究，并且认为，在每个系统之中都存在着信息反馈机制，而这恰恰是控制论的重要观点，所以系统动力学是以控制论为理论基础的；2、系统动力学把研究对象划分为若干子系统，并且建立起各个子系统之间的因果关系网络，立足于整体以及整体之间的关系研究，以整体观替代传统的元素观；3、系统动力学的研究方法是建立计算机仿真模型和构造方程式，实行计算机仿真试验，验证模型的有效性，为战略与决策的制定提供依据。
随着系统动力学渗透到社会、经济、政治等多个领域，很快成为了系统科学与管理科学的一个重要分支，成为沟通自然科学和社会科学等领域的横向学科。
二、系统动力学的原理系统是一个由相互区别、相互作用的元素有机地联结在一起，为同一目的完成某种功能的集合体。
系统动力学研究的系统必须是远离平衡的有序的耗散结构。
耗散结构是指处在远离平衡态的复杂系统在外界能量流或物质流的维持下，通过自组织形成的一种新的有序结构。
系统动力学主要研究的是开放复杂系统，例如：人脑系统、生命系统、生态系统、企业系统、经济系统和国家系统等。
开放复杂系统的一个重要特征就是多变量、高阶次、多回路和非线性，在非平衡状态下运动、发展和进化。
开放系统在不断与外界进行信息流、物流、能流的交换过程中，获得外部动力；同时，在系统内部的各组成部分相互耦合、作用，形成自然约束与相互协调，产生内部动力。
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为单位的股价动态行为特性。
9
5.1 系统动力学学科简述
5.1.2 系统动力学发展历史
第二阶段：壮大与成熟（20世纪70-80年代）
第一次挑战 1970年，罗马俱乐部成立由Meadows教授为首的国际研究小组，承担 世界模型的研究任务。 研究成果：《世界动力学》《增长的极限》《趋向全球的均衡》。 基本观点：指数式增长的势头不能再持续下去，世界的发展将过渡到 某种均衡发展的模式，从长远观点看，当代不发达国家按西方先进国家的 模式所进行的工业化努力未必是明智的。 第二次挑战 Forrester建立美国全国模型,历时11年，完成了方程数达4000的美国 系统动力学国家模型，解开了经济发展中长期存在的问题，尤其揭示了经 济长波的奥秘。 SD在项目管理领域的新进展，Cooper用SD模型定量分析研究了一项大 型军事造船工程中成本超支的原因。 10
25
5.2 系统反馈结构
5.2.1 因果关系分析
分房子系统与电扇销售子系统，各自都有一条负反馈回路，他们通过一条因果 关系链连接，由于分房回路支配者电扇销售回路，所以前者是主回路。如果分房回 路产生分房户数是某种稳定的（寻）增长行为，则导致电扇销售量是另一种（S形 ）增长行为。 26
5.2 系统反馈结构
（4）系统动力学提出了新的概念，创新了新的方法，它同系统论、
信息论、控制论、计算机科学、决策科学等相互渗透，成为一门交叉 性、综合性的新型学科。
13
5.1 系统动力学学科简述
5.1.4 系统动力学 计算技术
14
5.1 系统动力学学科简述
5.1.4 系统动力学 计算技术
15
5.1 系统动力学学科简述
23
5.2 系统反馈结构
5.2.1 因果关系分析
在这个问题里，要调整的是库存量，调 整量即决策变量，决策的依据是实际存货量、
交货延迟情况和期望存量，由于从订货到收
货有一段时间的延迟，即库存调整时间，再 加上库存量还必须与销售相适应，故仓库的 库存量不总等于期望值。 问题：库存调整时间与调整量的因果关系？
8
5.1 系统动力学学科简述
5.1.2 系统动力学发展历史
第一阶段：产生（20世纪50-60年代） 系统动力的初期应用 工业制造业部门的管理问题：生产、分配、销售整个系统的一体 化管理
项目管理：R﹠D系统动力学
管理控制、财务、金融：日本明治大学教授Toshiro Shimada 发表于1968年的《周股价的系统动力学模型》，模拟分析了以周
5.1 系统动力学学科简述
5.1.2 系统动力学发展历史
第三阶段：广泛应用与传播（20世纪90年代至今）
系统动力学所涉及到的研究领域： • 项目管理
• 物流与供应链
• 宏观经济 • 公司战略
• 管理复杂性与复杂性科学
研究的主要问题： • 对信息的利用问题
• 模型简化、分割与复杂系统的建模技巧问题
• SD模型中的优化问题
（2）回路的极性：在反馈回路上，因果链极性的积累产生反馈回路的极性。 在一条反馈回路上，若负极性的因果链的个数是奇数则称其为负反馈 回路；若负极性的因果链的个数是偶数则称其为正反馈回路。
正反馈回路
负反馈回路
22
5.2 系统反馈结构
5.2.1 因果关系分析
反馈回路分析的第一步就是借助因果关系图做定性分析。
生猪规模养殖与户用生物质资源合作开发系统反馈仿真研究
安全生产标准化系统动力建模及策略分析研究 深水平台锚泊定位系统动力特性与响应分析 区域经济发展的动力系统研究
12
5.1 系统动力学学科简述
5.1.3 系统动力学模型特点
（1）用系统动力学模型研究社会经济系统长期发展问题，注意力集 中于组织结构和动态行为，着眼于系统要素在动态中的制约关系； （2）不拘泥于严密的逻辑推演和数学推导，是一种有条件的精度不高 的预测，它描述某种假设条件下的未来情景； （3）对于复杂的社会问题，系统动力学在把握系统发展趋势和总体 形态上显示了极大的优越性，被誉为“战略和策略”工作室。其经常 用来进行企业、城市、地区、国家和世界级长期发展研究；
例或政策，这一组结构决定了组织行为的特性。
构成系统动力学模式结构的主要元件包含下列几项， “流”(flow)、“积量”(level)、“率量” (rate)、“辅助变
量”(auxiliary) 。
4
5.1 系统动力学学科简述
5.1.2 系统动力学发展历史
第一阶段：产生（20世纪50-60年代）
第二次世界大战以后，工业化进程的加快，某些国家的社会问题
40
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
41
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
订货率=调整量/库
存调整时间
42
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
没有引入辅助变量
43
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
44
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
24
5.2 系统反馈结构
5.2.1 因果关系分析
梳理反馈回路
海藻系统与贝类子系统类似于人口增长系统，由于贝类靠吃海藻生存，又生成 了沟通两个子系统的负反馈回路，这条负回路是生态系统的主回路，一方面控制着 各子系统并通过各子系统内部的回路产生各自的生态现象，另一方面协调两个子系 统之间的生态关系，导致海藻与贝类生态系统的动态平衡。
45
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
46
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
47
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
48
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
28
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
1. 变量与符号
（1）原件结构要素
变量要素，它是由状态变量、速率变量、辅助变量 等组成。
原件结构要素
关联要素，是信息链和物质链。
29
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
30
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
描述状态变量变 化快慢的变量
1972年提出了罗马俱乐部提出了震惊世界
的结论：人类生态足迹的影响因子已然过大， 生态系统反馈循环已经滞后，其自我修复能力 已受到严重破坏，若继续维持现有的资源消耗 速度和人口增长率，人类经济与人口的增长只 需百年或更短时间就将达到极限。报告呼吁人 类转变发展模式：从无限增长到可持续增长， 并将增长限制在地球可以承载的限度之内。
复杂的系统性问题。
6
5.1 系统动力学学科简述
5.1.2 系统动力学发展历史
J.W.Forrester等在系统动力学方面的主要成果 1958年 发表著名论文《工业动力学——决策的一个重要突破口》 1961年 出版《工业动力学》(Industrial Dynamics) 1968年 出版《系统原理》(Principles of Systems)
11
5.1 系统动力学学科简述
5.1.2 系统动力学发展历史
第三阶段：广泛应用与传播（20世纪90年代至今）
近五年国内的研究（博士论文）： 农业供应链金融系统动力学仿真研究——以乳制品供应链为例 煤矿安全影响因子的系统分析及其系统动力学仿真研究 基于系统动力学方法的医疗费用过快增长问题建模与控制研究
16
5.2 系统反馈结构
系统的模型化就是要研究系统中的变量、物质流、 信息流以及他们之间的相互作用与相互依赖的关系， 这种关系所形成的结构即为系统反馈结构。 本节主要介绍系统动力学的因果关系图、流图以 及系统结构设计。
17
5.2 系统反馈结构
5.2.1 因果关系分析
因果关系是普遍存在的，所谓因果关系，是指一种现象发生 的原因和可能引起的结果。 系统动力学中的因果关系环发挥了人定性判断的长处，用因 果关系环表现系统内各原因与结果之间多样性的关系，确立系
好得到；
如何描述复杂系统的行为机理，培养系统思考的思维方式，提炼和 整理产生复杂行为的简单结构。
5
5.1 系统动力学学：产生（20世纪50-60年代）
20世纪50年代，美国麻省理工学院斯隆 管理学院的J.W.Forrester教授推出了系统动
力学，受到广泛欢迎，并被应用于解决各种
31
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
出生系数是常数
32
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
辅助 变量
33
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
34
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
35
5.2 系统反馈结构
5.2.2 系统动力学流图
当模型用于经济政策分析时，通常 采用对模型施加外部干扰的办法， 以研究和揭示内部结构与其动态行 为之间的关系。
第五章 系统动力学模型
System Dynamics Model
1
目录
5.1 系统动力学学科简述 5.2 系统反馈结构 5.3 系统动力学方程基础 5.4 DYNAMO语言 5.5 典型反馈结构 5.6 系统动力学模型 5.7 仿真软件Vensim
2
5.1 系统动力学学科简述
系统动力学运用“凡系统必有结构，系统结构决定 系统功能”的系统科学思想，根据系统内部组成要素互 为因果的反馈特点，从系统内部结构来寻找问题发生的 根源，而不是用外部的干扰或随机事件来说明系统的行 为性质。 本节主要介绍系统动力学的概念、发展历史、模型
5.1.4 系统动力学 计算技术
Vensim Vensim是由美国Ventana Systems, Inc.所开发，为一可观念化、文 件化、模拟、分析、与最佳化动态系统模型之图形接口软件。Vensim PLE即Vensim系统动力学模拟环境个人学习版，是Vensim软件的一种，是 为了更便于学习系统动力学而设计的。 软件特点： 利用图示化编程建立模型； 对模型提供多种分析方法（结构分析工具和数据集分析工具）； 真实性检验。