第六章 动态数据分析模型.ppt

* * * * * * * * * * * * 目的：？ * 旅馆的ACF和偏ACF图 去除了趋势，经过了间隔为12的差分处理 变量：dePres 参考：D:\AC\lession\bk2006GeoModel\experiment\8 动态数据分析\self\wyc a seriesg.sav * 参考：D:\AC\lession\bk2006GeoModel\experiment\8 动态数据分析\self\wyc a seriesg.sav 系统仿真 系统 由两个以上相互区别又相互作用的单元有机地结合起来，完成某一功能的整体，就称为系统。所以说系统是结构与功能的统一体。 系统仿真 根据研究对象的结构特征建立系统模型，利用计算机进行实验研究的方法。 模拟仿真，数字仿真，混合仿真 系统定义 是否用仿真 构造模型 数据准备 模型转化 使用其它方法 模型运行 结果分析 接受结果 停止 模型有效 修改参数 重复运行 修改模型 是 是 否 否 是 否 计算机模拟 计算机模拟是数值分析方法的一种。它用计算机程序直接建立真实系统的模型，并且通过计算机的计算了解系统随时间变化的行为或系统的特性。 为什么要进行计算机模拟？ 数学方法用解析式子反映变量之间的精确关系。 数学模型方法例如运筹学的方法，以及概率统计的方法，对研究复杂系统问题，最优化问题以及各种决策问题都起到了巨大的作用。 但是在寻求数学表达式及求解的时候，都会遇到很多问题。这些问题有的可以设法解决，有些根本解决不了。 而计算机模拟采用了一种全新的思想，它充分利用计算机的优势，只凭经验数据，直接模仿客观现象，不仅利用数据关系，还利用逻辑关系描述复杂的现象。它可以利用程序把难以用数学式子表示的事件、活动、进程都模仿下来。 5.2 系统动力学模型 美国麻省理工学院J.W福雷斯特(Jay W.Forrester ) 教授创立的一门新兴学科。它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交叉的新学科。 系统动力学主要用来解决社会、经济、企业管理、生态平衡、环境与人口等领域的动态变化问题。 简单地说，系统动力学是研究社会系统动态行为的计算机仿真方法。 概述 系统动力学一种以反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为手段，通常用以研究复杂的社会经济系统的定量方法。 适用于处理长期性和周期性的问题。如自然界的生态平衡、社会问题中的经济危机等都呈现周期性规律并需通过较长的历史阶段来观察。 5.2.1 基本原理 动态行为的性质主要取决于系统的内部结构 系统结构：系统组成的各个子结构及其间的联系；系统内部的反馈回路； 系统内部，存在一个或几个主要回路，决定了系统的主要结构和动态趋势； 系统内的参数和结构随时间变化； 系统由相互连接的子系统组成。 基本思想 系统动力学的基本思想是充分认识系统中的反馈和延迟，并按一定的规则从因果关系图逐步的建立系统动力学流式图的结构模式。 反馈 “反馈”是指信息的传送和返回。“反馈”一词的重点是在“返回”上。 反馈的概念是普遍存在的。以取暖系统产生热量温暖房间为例，屋内一个和它相连的探测器将室温的信息返回给取暖系统，以此来控制系统的开关，因此也控制了屋内的温度。室温探测器是反馈装置，它和炉子、管道、抽风机一起组成了一个反馈系统。 负反馈 室温高，则热风量应减小，可在室温对热风调节影响的箭头上加一个负号。反之，热风量大，则室温增加，可在热风调节对室温影响的箭头上加一个正号。从整体上看，室温影响热风量，热风量又影响了室温。从室温回到了室温，这就是一个反馈关系。另一方面，这些互相影响是相互制约的。因为温度高，则热风量减小，使室温降低。反之，室温低，则增大热风量，使室温升高。这种关系称为负反馈。图中用一个带负号的环来表示，这个环称为负反馈环，此处，负反馈环的目的是使室温接近恒定的温度。 热风调节 室 温 _ 正反馈 相反，正反馈环总是加大环内的偏差或扰动，它具有不平衡、不断增长的特性。例如在人口系统中，人口数增加了，每年所出生的人就增加，这就使人口数按指数规律很快的增长下去。这样，从“人口数”到“每年出生的人”又返回到“人口数”之间就存在一个正反馈。增强而不是抵消环中某个元素的变化是所有正反馈环的共同特征。 人 口 每年出 生人口 + + 延迟 系统动力学的另一个基本点是延迟。延迟也是普遍存在的，物理学认为“在宏观的自然界中不存在突变”。一般来说，原因并非立即就能产生结果，往往某个原因经过了一段时间才能作用产生了效果。比如在调节室温的过程中，空调机马力加大以后，室温不会马上就上升。要经过一定的热传导的过程，热量不断积累，才会使室温上升。 热风调节 热量积累 室温 室温增加 延迟+反馈 因果关系图转换成流图。室温是