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上海經濟論文發表-《系統動力學視角下區域經濟系統的結構特征和運行機制》

發布時間:2011-12-16 21:16 論文編輯:上海經濟論文發表 價格: 所屬欄目:上海經濟論文 關鍵詞: 系統動力學區域經濟系統複雜系統反饋環模型

區域經濟系統是國家經濟系統的子系統,本文引入系統動力學方法,探讨了RES的結構特征和運行機制.

 Abstract:Regional economic system (RES) is a kind of high level,nonlinear and complicatedsystem which has dynamic state behaviour.Its border is vague,and has multi-duplicatefeedback ring,among each subsystem of the system and various element of every subsystem,there are unthinkable interdependent relations.So it is very difficult to analyse the develop-ment of RES only according to audio- visual knowledge, experimental judge and brainderivation,sometimes it is even impossible.In order to analyse its structure deeply and masterits moving characteREStics to some extent,in this paper,the authors introduce system dy-namics(SD)method to inquire into the structure,and operating mechanisms of RES,and es-tablishing RES state space mathematic model.
Keywords:system dynamics;regional economic system;complicated system;feedback ring;model
[摘要] 上海論文網為了能對區域經濟系統(RES)結構進行深層剖析,對運行特征有一定程度的定量把握,引入了系統動力學(SD)方法,以便能夠探讨RES的結構特征和運行機制,并構建了RES的狀态空間數學模型.


[關鍵詞] 系統動力學;區域經濟系統;複雜系統;反饋環;模型  


區域經濟系統(Regional Economic System簡稱RES)是國家經濟系統(National Eco-nomic System簡稱NES)的子系統,屬中觀層次.它具有動态行為的高階次非線性複雜系統特征,其邊界模糊,内有多重反饋環,系統各個子系統以及各子系統中的各元素之間,具有難以揣度的相互依賴關系[1].由于時滞作用,使得原因和結果、原因和現象在時空上往往是分離的,所以單憑直觀認識、經驗判斷和人腦推理來分析區域經濟系統的運行是很困難的,有時甚至是不可能的.為了能對其結構進行深層剖析,對運行特征有一定程度的定量把握,本文引入系統動力學(System Dynamics簡稱SD)方法,來探讨RES的結構特征和運行機制.


1 RES的動力學理論基礎


系統動力學是由美國麻省理工學院的福瑞斯特(Jay W.Forrester)教授于1956年創立的.它是一門分析研究複雜系統問題的學科,是一種以反饋控制理論為基礎,以仿真技術為手段的研究複雜社會經濟系統的定量方法[2].系統動力學模型本質上是具時滞的一階微分方程組,其特點是強調結構的描述,處理具有非線性和時變現象的系統問題,并能對其進行長期、動态、戰略性的定量仿真分析與研究.從RES内的各子系統和組成要素(具體如:人員、資金、技術、信息)看,RES具備了應用SD方法研究的基本條件.(1)RES存在因果律,即系統内含有反饋環,而反饋環是反饋控制理論的基礎.(2)RES結構以反饋環為基礎,并且系統内部存在多重反饋環,因此其結構是複雜的,其行為又具有反直觀性.(3)RES的各元素之間具有複雜的相互依賴關系,其中許多關系具有明顯的非線性特征.(4)RES中的原因與結果在時間上往往存在較長的延遲,而且在空間上是分離的.(5)RES具有很大的慣性,對于政策的改變有一定的抵制性,且其長期效果往往與短期效果相反.(6)RES不适宜在實際系統中做試驗,且它的許多現象是一次性的.SD充分考慮了RES的上述特點,強調系統結構與系統行為動态特性的關系.與其他研究方法相比,SD方法的與衆不同之處在于[2]:(1)擅長處理周期性問題.西方經濟經常出現各種周期性波動,如:約4 a的短周期,15 a的中周期,40~80 a的長周期等.已有不少SD模型對上述各種周期形成的機制做出了解釋.(2)擅長處理長周期性問題.SD模型是一種因果機理性模型,它強調系統行為主要是由系統内部機制決定的,因此它的仿真時間可以比較長,如著名的世界模型.城市動力學模型的仿真時間均在百年以上.(3)在數據缺少的條件下仍可進行研究.數據不足及某些參數或關系難以量化是研究社會經濟問題時常遇到的一個棘手問題.但遇到這種情況,SD模型仍可進行一些研究工作,因為SD模型的結構是以反饋為基礎的.(4)擅長處理高階次、非線性、時變的複雜問題.區域經濟系統是複雜的,因而描述它的方程往往是高階次、非線性、時變的.利用常規的數學手段很難求解,通過降階、線性近似等其他方法得到的解很不可靠,而使用仿真技術方法卻很奏效.SD綜合運用了控制論、信息論和決策論等有關的理論和方法,建立SD模型,并以計算機為工具,進行仿真實驗,用所獲得的信息來分析和研究系統的結構和行為,以便為正确決策提供科學依據.


2 應用SD方法研究RES的理論基礎


2•1 SD方法研究RES所依賴的基本理論
2•1•1 系統理論(System Theory)[3]系統有自己的邊界,有自己的追求目标,邊界以外有系統的環境[1](圖1).SD把區域看成一個系統,并着眼于全局和宏觀的動态行為,在此基礎上,SD使用了系統設計的概念.先确定區域發展目标,後确定邊界,再确定内部控制機理,建立RES的模型或構架,并由此構架産生系統行為.反饋環是構成系統的基本結構,一個複雜系統是由這些反饋環組成的.系統的結構:(1)确定系統S範圍的界限;(2)子系統或子結構si(i=1,2,…,p);(3)系統的基本單元,反饋環結構ej(j=1,2,…,m,);(4)反饋環的組成與從屬成分:a•反饋環的主要變量即狀态變量,b•反饋環的另一主要變量即變化率(速率),變化率由目标、現狀、偏差與行動環境組成.
2•1•2 信息反饋理論(Information FeedbackTheory)控制反饋的概念應用于社會系統,使人們了解到如何利用情報,并通過系統的構造來控制系統的行為,從而構成了動力學的基本概念———信息反饋環.RES中,區域環境發生變化将導緻系統決策的改變,使其産生行動,再改變RES與環境的關系,進而影響到有關區域創新的未來決策,如此循環,就是信息反饋環.反饋環具有非穩定、非平衡、增長和自增強等多種特性.
2•1•3 決策理論(Decision Theory)決策即按照政策規定的原則,并參照實際情況而做出的決定,同時産生行動.SD模型可以描述區域發展過程中決策者的思考過程與決策過程,模仿決策的基本構造及系統在不同決策下的行為.
2•1•4 系統動力(System Mechanics)根據古典流體力學的基本原理,流體在系統中流動,像液體在容器中一樣要産生壓力,這種壓力将作為信息傳遞給決策者,迫使決策者做出必要的反映.流系統可以描述RES中的各種延遲現象,并可以定量化.與構成SD模型對應的SD四種流是:物流、訂貨流、資金流和信息流.
2•1•5 仿真技術(Simulation Technology)仿真技術發展較早,它是分析家們在解析方法無效時使用的方法.人們運用仿真技術可以在很短的時間内,借助計算機清楚地了解一個複雜系統的作為,近年來,仿真技術廣泛地應用于科學、工程及管理中.
2•1•6 計算機(Computer)RES中數據量大,不可能由手工計算或借助于其他計算方法.必須借助于計算機來進行大量、複雜、重複的計算及資料處理,為RES仿真提供技術支持.
2•2 SD方法在RES研究中的主要觀點應用SD的基本理論,研究RES主要有以下幾個方面的基本觀點.
2•2•1 微觀結構及結構功能分析是深入研究RES的基礎SD從微觀結構入手研究RES,并根據系統結構與功能的相互關系構造系統模型.RES是結構與功能的統一體,通過不斷交叉地考察RES的結構與功能,來建立一個在結構與功能上都能較好地反映RES的模型.SD認為僅通過分析系統表面現象是不能完全反映其内部結構的,大量的數據隻代表了系統的某些側面,要把握系統的結構特征和運行機制,必須構造RES的模型,深入到那些不可完全測量的反饋因果關系中去,了解反映單元間相互關系,相互作用方面的信息,把可測度的動态變化趨勢和不可測度的系統内部關系聯系起來,加以分析和認識.

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