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第二章模型辅助决策 2 1模型的决策支持2 2数学模型的决策支持2 3多模型辅助决策系统 2 1模型的决策支持 1 模型的定义模型是对于现实世界的事物 现象 过程或系统的简化描述 它反映了实际问题最本质的特征和量的规律 即描述了现实世界中有显著影响的因素和相互关系 2 模型的类型 根据模型的表现分为 1 物理模型 实体模型 实物模型 如 风洞实验中的飞机模型 水利系统中的船舶模型 类比模型 模拟模型 是现实系统的符号表示 通常是一些二维表或图形 如 用不同颜色表示地图上的不同目标 如水域或山脉 股票走势表用于表示股票价格的变动情况 机器或房屋的蓝图 2 数学模型 用数学语言描述的模型 如 用方程描述的数学模型 代数方程 微分方程 统计学方程等 其他数学工具 如代数 几何 拓扑 数理逻辑等描述的模型 3 结构模型 如 图模型 4 仿真模型 模拟汽车碰撞实验的仿真模型 模拟飞机航行的仿真模型 3 数学模型的类型 原理性模型 如 牛顿力学三定律 系统学模型 如 系统动力学 大系统理论 系统辨识 系统控制等 规划模型 如 线性规划 非线性规划 动态规划 目标规划 运输问题等 预测模型 定性预测法主要有 专家调查法 情景分析法 主观概率法 对比法等 定量预测法主要有 趋势法 回归法 平滑法等 管理决策模型 关键路径法CPM 计划评审技术PERT 风险评审技术VERT 层次分析法 仿真模型 蒙特卡罗法 微观分析模拟等 计量经济模型 经济计量法 投入产出法 可行性分析 价值工程等 2 2数学模型的决策支持 2 2 1多目标线性规划模型的决策支持 2 2 2投入产出模型的决策支持 2 2 1多目标线性规划模型的决策支持一 线性规划模型线性规划是用来处理线性目标函数和线性约束条件的一种颇有成效的最优化方法 在系统优化及经营管理中常有两类问题 一类是给出一定的人力 物力 财力条件下 如何合理利用它们完成最多的任务或得到最大的效益 另一类是在完成预定目标的过程中如何以最少的人力 物力 财力等资源去实现目标 线性规划是解决这两类问题应用最为普遍的方法 已成功应用于工业 农业 军事等各部门 线性规划数学模型的一般形式 目标 约束条件 其中 Xi为决策变量ci为目标函数的价值系数一般 把任何形式的线性规划问题化为标准型 即约束方程取等号 二 多目标线性规划模型 多目标规划问题存在着多种模式和求解方法 在此 只介绍用大M法求解多目标线性规划 设有多个目标 设为m 1个 和一些约束条件的多目标规划模型 可根据实际情况 选取一个极小化目标 或极大化目标 为总目标 如 然后再把其它的目标化为约束条件 下面分别讨论 1 某一目标函数取极小假设目标函数为fi x 极小 那么fi x 有下界 取为bi 即fi x bi 加入人工变量及剩余变量分别为Yi Zi均大于或等于0 得 此时 已把目标fi x 转换成约束条件 2 10 2 某一目标函数取极大设目标函数fi x 极大 那么fi x 有上界 取为bi 即fi x bi 加入人工变量及剩余变量分别为Yi Zi均大于或等于0 得 此时 已把目标fi x 转换成约束条件 2 11 通过以上的变换方法 除Q目标外 其余m个目标 由于引入人工变量Y和剩余变量Z后 均有m个 变成了m个约束条件 由于Q目标和m个目标 fi x i 1 2 m 相互有影响 则m个人工变量Y和剩余变量Z也应加入到Q目标中去 这样 就把多目标模型转化为如下单目标模型 目标 约束条件 其中fj x 为除目标Q外的m个原目标函数 下面讨论Yj Zj在目标函数Q中的价值系数Sj Rj的选取 由于m个目标和Q目标之间相互有影响 故Sj Rj不能同时为0 2 12 2 13 1 当取Sk M Rk M时 目标函数为 从上式不难得出 Yk M Zk 0时 才能对Q取极小最有利 把Yk M Zk 0代入约束方程 2 13 得 因bk是某一常数 当M取大数时 fk x 取极小 从而得知Sk M Rk M使得目标函数fk x 极小 与约束条件 2 10 等价 2 14 2 15 2 当取Sk M Rk M时 目标函数为 从上式不难得出 Yk 0 Zk M时 才能对Q取极小最有利 把Yk 0 Zk M代入约束方程 2 13 得 因bk是某一常数 当M取大数时 fk x 取极大 从而得知Sk M Rk M使得目标函数fk x 极大 与约束条件 2 11 等价 2 16 2 17 因此 可以得到多目标规划中选取R S之间的关系 多目标规划中选取R S之间的选取 目标函数和约束条件的差别如何体现呢 实际上这两者之间本来就没有严格的界线和本质的差别 相对来说 首先得到满足的就是约束条件 可以认为 目标函数是级别比较低的约束条件 在优先满足级别高的约束条件的前提下 目标函数能满足多少就满足多少 在实际问题中约束条件和目标的界限是比较模糊的 归纳起来一般是 1 对资源有限制 2 对必须获得的成果有限制 3 对希望达到的成果有要求 1 2 是必须满足的 是规划的约束条件 3 是希望达到的 它在首先满足 1 2 的条件下尽量得到满足 因此 它是目标 在线性规划中大数M的数量级应绝对高于价值系数ci的数量级 同理在多目标规划中R和S的数量级也应绝对高于ci的数量级 在利用计算机计算时 R和S可以在很宽的数量级范围内浮动 以此达到划分多级约束条件和多级目标函数的目的 在实际计算中 用调整R S的相对数量级来调整各约束条件和各目标之间的相对优先级别 这是调整模型的有效手段 也为决策者提供更多的选择余地 方案 无论是约束条件还是多个目标 实际问题中还存在着轻重缓急之分 在计算机上用加权的办法来实现这种要求是比较容易的 调整也是十分方便的 因而多目标规划几乎能解决线性系统规划中所有现实性和可能性问题 它是解决各约束条件互相矛盾 各目标之间重要程度不同的多目标决策问题的有效工具 它在按级别 由加权级别决定 满足各约束条件的前提下按级别尽量满足多个目标的要求 多目标规划的灵活性和弹性是相当大的 它能给决策者留下较大的分析 选择 调整的余地 在模型初步建立之后 可以在多个相互矛盾的约束或目标之间 用调整相对级别的办法来实现 1 互换约束条件和目标的位置 2 改变约束条件等级 3 改变所追求目标的迫切程度 4 松弛或压紧各条件之间的紧张程度 三 多目标规划模型辅助决策 以某县养殖业某年结构优化为例 说明数学模型的应用 1 根据该县历史数据用回归预测的方法得到该县养殖业各项单产 单耗数据作为约束方程的系数 2 根据国家和省市对该县提供的资源及要求 再考虑该县本身能提供的资源形成各个约束条件 3 以总产值 净产值最大和精饲料最小为目标 求解如下多目标规划模型 单变量约束条件 组合约束条件 组合约束条件 目标 目标 在进行多目标计算时 仍保留Y14为目标函数 而把Y18和YI9转换成约束条件 用单目标的单纯形法求解 这样 可得到优化结果 四 多目标规划模型的决策支持 为提高模型的决策支持能力 需要建立一个控制机制 实现如下功能 1 在给出数据文件后 控制模型程序的运行 利用模型的计算结果辅助用户决策 2 修改数据文件中的任意数据 如目标方程和约束方程的系数 约束方程常数和约束关系等 即改变实际问题的方案 3 重复运行模型程序 即形成反馈回路多次运行模型程序对不同的数据方案计算出结果 对于多目标规划模型的决策支持 通过修改数据文件参数能得出更好的方案来 例如 对青饲料 Y16 放宽约束 增加100万斤 对鲜鱼 Y13 生猪 Y1 的单产 单耗稍做调整后的计算结果为 这次计算结果和上次计算结果进行比较有 总产值 Y18 增加141 9万元 净产值 Yl9 增加93 4万元 这是一个不小的数字 说明调整一些政策 即修改有关的约束条件和修改部分约束方程系数 能达到较好的效果 2 2 2投入产出模型的决策支持 投入产出法又称投入产出分析 投入产出技术 它是利用数学方法 线性代数方程体系 来研究经济活动中投入与产出之间的数量依存关系的一种经济数学方法 它是由俄裔美籍经济学家列昂节夫 W Leontlef 提出的 这种方法既可以用于整个国民经济系统的分析与研究 又可以分析地区之间以及地区内部的各种技术经济联系 是一种已被实践证明行之有效的方法 投入产出模型的分类为 1 按时间分类 l 静态模型 分析与研究某一个时期的再生产过程 即不考虑时间因素 2 动态模型 分析与研究若干时期的再生产过程 即动态的投入产出模型中引入时间变量 涉及到几个时期 年份 2 按计量单位分类 1 价值型 以货币为计量单位 它不仅能反映各部门产品的实物运动过程 而且能较精确地描述各部门产品的价值运动过程 2 实物型 以产品数量为计量单位 它反映各部门产品的实物运动过程 3 按编制的范围分类类型有 世界模型 全国模型 地区模型 地区间模型 部门内部模型 企业内型等 目前 应用最广泛的是静态价值型投入产出模型 其次是静态实物型投入产出 动态投入产出模型用得较少 处于研究和开发阶段 一 投入产出表 投入产出表反映了国民经济各部门之间的投入产出关系 设一个经济系统由n个部门组成 部门i的总产值记为Xi 最终产品记为Yi 从部门i流向部门j的中间产品记为xij 则得到投入产出表 投入产出表 投入产出表说明 投入产出表的结构与表式 投入产出表由三个部分组成 分别称为 象限 象限是反映系统要素联系的中枢 由名称相同 排列次序相同 数目一致的若干个产品部门纵横交叉而成的 这一部分是投入产出的核心 表中每个数字都有双重含义 从横向看 它表明产出部门的产品 货物或服务 提供给各投入部门中间使用的数量 从纵向看 它表明各投入部门在生产过程中消耗各产出部门的产品 货物或服务 的数量 这一部分充分揭示了各个部门之间相互依存 相互制约的经济联系 象限表现了市场的最终需求 第 象限是第 象限在水平方向上的延伸 这部分包括消费 积累 出口等最终使用 这部分主要反映各产品部门的产品或服务用于各种最终使用的数量 反映各种最终使用的构成 体现了国内生产总值经过初次分配 再分配后的最终成果 象限为市场提供的初始要素的投入 是 象限在垂直方面的延伸 包括固定资产折旧 劳动者报酬等各种最初投入和利润 这一部分反映了各产品部门增加值的构成情况 体现了国内生产总值的初次分配 投入产出三大部分的相互连接 从总量和结构上全面 系统地反映国民经济各部门从生产到最终使用这一完整的实物运动过程的相互联系 以货币为计量单位 价值型投入产出表由产品分配表 横向表 和生产消耗表 纵向表 交叉而成 产品分配表将各部门的产品分为中间产品和最终产品 即从横行看 它反映了各部门的产品中一部分作为中间产品供其它部门生产中使用 另一部分作为最终产品供积累 消费和出口 两部分相加就是一定时间内各类产品的生产总产值 生产消耗表反映了产品的价值形成过程 即从纵列看 各类产品生产中消耗其它部门提供的中间产品的价值和本部门的劳动报酬以及纯收入的价值 投入产出表说明 续 二 投入产出模型原理 从投入产出表的横向看 每一行满足以下关系 每一部门的总产出 等于该部门流向各个部门作为中间消耗用产品 包括自身消耗 与提供给社会的最终产品之和 这个关系式 2 18 称为 产出分配方程 从投入产出表纵向关系看 第i部门的总成本ci为 ci加上利润 即为第i个部门的总产值 记式2 21称为 产值方程 2 18 2 19 2 20 2 21 当以货币单位计算时 对同一个部门来说 2 18 式和 2 21 式相等 即 等式两边消去相同项xij 则得 2 22 式表示从第i部门流向其它部门的中间产品加上该部门的最终产品 等于从其它部门投入的中间产品加上本部门新创造的价值 因此 2 22 式称为 投入产出方程 由 2 22 式对各部门求和 化简后可得 说明最终产品与增加价值在数量上是相等的 2 22 投入产出表中几大平衡关系 列平衡关系 中间投入 增加值 总投入行平衡关系 中间使用 最终使用 总产出总量平衡关系 总投入 总产出每个部门的总投入 每个部门的总产出中间投入合计 中间使用合计 三 消耗系数与价值系数 一 直接消耗系数与完全消耗系数为计算和分析的方便 引入直接消耗系数aij aij表示第j个部门生产单位产品所需要的第i个部门的投入量 它又称为 技术系数 或 投入系数 因为它反映了部门之间的技术条件与投入定额 由 2 23 式得 代入 2 18 式 产出分配方程 得 2 24 2 23 改写为矩阵形式方程 X AX Y 2 25 该方程可写成 Y I A X 2 26 其中A为 直接消耗系数矩阵 I是单位矩阵 矩阵 I A 1是 I A 的逆矩阵 称为列昂节夫逆阵 I A 1 I称为完全消耗系数矩阵 完全消耗系数是生产单位最终产品的完全消耗 例如 飞机制造直接消耗的电力 是它对电力的直接消耗 飞机制造还要消耗钢 铝等 生产这些物资又要消耗电力 同时 生产这些物资分别需要生铁 铝钒土等 生产它们又要消耗电力等 飞机制造通过其它物资对电力的消耗 叫做它对电力的间接消耗 直接消耗和间接消耗之和叫做完全消耗 二 价值系数社会生产划分为生产资料的生产和消费资料的生产两大部类 社会产品的实现就是两大部类的产品的实物形态和价值形态的相互补偿 产品生产出来以后 需要经过分配与交换环节 才能在实物形态上形成中间消耗与最终使用 并区分成生产资料与消费资料两大部类 而在价值形态上形成劳动报酬v和社会纯收入m 计算各部门的劳动报酬系数avj和社会纯收入系数amj 2 27 2 28 四 投入产出模型计算 根据投入产出模型中总产量X和最终产量Y之间的方程 可以进行X与Y之间换算 具体有以下三种方式 1 如果经济系统中己知总产量X X1 X2 Xn T 利用方程 Y I A X可求出最终产量Y Y1 Y2 Yn T 2 如果经济系统中已知最终产量Y Y1 Y2 Yn T 利用方程 X I A 1Y可求出总产量X X1 X2 Xn T 3 如果经济系统中已知总产量X和最终产量Y 利用方程 X Y I A 1 I Y可求出中间产品X Y 五 投入产出模型辅助决策 简化的三个物质生产部门的价值投入产出表 横绿线上方的一张长方形表格 表明三个部门产品的生产和分配使用状况 它实际上反映的是社会产品的实物运动过程 每个部门的产品生产出来以后 根据不同的用途分成两部分 一部分供本部门和其它部门作为中间产品在生产过程中消耗掉 另一部分则是用于人民生活或社会集团消费与积累的最终产品 竖红线左边是一张垂直方向的长方形表格 它说明三个部门产品的价值运动过程 各部门产品的价值由物资消耗 劳动者报酬 v 和为社会创造的纯收入 m 三个部分组成 表中不仅反映这三个组成部分 还具体反映了各部门产品的物质消耗构成 利用直接消耗系数表 可以分析农 轻 重三个部门的内在联系 从该表可看出 每增加1亿元轻工产品 要直接消耗1178万元农业产品 2618万元轻工产品 1832万元重工业产品 直接消耗系数表 列昂节夫逆阵表 利用完全消耗系数表 可以分析直接消耗和间接消耗的总消耗量 如每增加1亿元重工业产品 则要直接和间接消耗农产品1733万元 轻工产品907万元 重工业产品8493万元 完全消耗系数表 六 投入产出模型的决策支持 投入产出模型能反映经济系统内部的产品 或部门 结构和联系 是制订系统内部协调计划的一个重要方法 但是 投入产出法本身不能提供优化方案 任何一个经济系统都不是一个孤立的封闭的系统 它必然要受到内部和外部的各种因素的制约 因此 经济系统的内部和外部约束条件和实现某一经济目标 往往是制订最优经济计划的出发点 投入产出法不能解决最优化问题 需要把投入产出分析与各种数学规划方法结合起来 进行综合分析 以求得实现目标的最优方案 下面着重讨论投入产出法与线性规划结合起来编制最优计划的问题 1 目标函数应根据经济规律的要求考虑以下几个方面的目标 l 使计划期内能创造最大的国民收入 2 使计划期内能创造最多的社会总产品 3 使计划期内社会纯收入达到最大 2 31 2 32 2 33 2 约束条件 经济系统中主要的约束条件有 l 劳动力约束作为生产过程中的决定因素 劳动力的数量和质量 直接影响到生产规模 而劳动力的数量与劳动生产率有着直接的联系 假若第j个部门的劳动生产率为Tj 则它生产Xj的总产品就需要Xj Tj数量的劳动力 若计划内的劳动力资源限制为L 则有 2 34 2 生产能力约束各部门的总产品不能超过其生产能力 设生产能力向量为X0 最大总产品量 有约束方程 2 35 3 供应约束对于一个部门或一个企业来说 它生产中消耗的原材料 动力等不得超过它们的供应量 即 Q为外购产品完全消耗系数 Z0为外购产品供应能力 2 36 4 最终需求约束每一个部门的最终产品必须满足社会的需求 而对于企业来说 它的各部门产品的商品量必须不小于总订货任务 Y0为社会必须满足的最终产品向量的下限或各种产品的总订货量 此外 还可以考虑其它一些约束 例如 积累与消费比例的约束等 2 37 3 实例 某个企业利用投入产出模型结合线性规划模型制订一个最优方案 设某企业生产甲 乙两种产品 它们的实物型投入产出系数表如下所示 某企业投入产出直接消耗系数表 若外部资源限制为煤360个单位 电力200个单位 劳动力限制为300个单位 甲 乙两种产品的单价分别为700元和1200元 如何安排生产计划才能使净产值最高 净产值由最终产品的产值来计算 这样 目标函数由最终产品Y来建立 而资源约束必须对总产品而言 约束方程由总产品X来建立 设X1 X2分别为甲 乙两种总产品的计划产量 Y1 Y2分别为它们的最终产品 商品 的产量 目标函数 maxS 700Y1 1200Y2 该问题的目标函数以Y为变量 约束方程以X为变量 这是不能进行线性规划模型求解的 总产品X与最终产品Y之间的关系在投入产出模型中是通过直接消耗系数矩阵A来联系的 故该问题需要利用投入产出模型和线性规划模型联合求解 外购产品约束 劳动力约束 此外还有 两模型的结合有两种处理方式 1 将目标函数的最终产品Y 利用方程Y I A X转换成总产品X 再由线性规划模型求出总产品X 然后 又回到投入产出模型 利用上方程求出最终产品Y 2 将约束方程中的总产品X 利用方程X I A 1Y转换成最终产品Y 再由线性规划模型计算出最终产品Y 然后 又回到投入产出模型 利用上方程求出总产品X 现利用第一种处理方法进行两模型的连接运算 1 利用投入产出模型中的总产品与最终产品之间的方程 得出矩阵元素 I A 2 将目标函数中的最终产品Y转换成总产品X对目标函数进行计算 目标 3 求解总产品X的线性规划问题利用单纯形法求出结果 X1 20个单位X2 24个单位目标值为 S 24600元 4 在投入产出模型中 由总产品X求出最终产品Y通过投入产出模型计算得出 Y1 13 2个单位 Y2 12 8个单位 从上面的计算步骤可以看出 步骤 1 和步骤 4 是在投入产出模型中运行 步骤 3 是在线性规划模型中运行 而步骤 2 是两个模型间的数据处理 即取出投入产出模型中的数据I A和线性规划模型中目标变量Y的系数 700 1200 进行运算得出线性规划新目标变量X的价值系数 390 700 从以上两个模型的连接可以看出 实现多模型的连接需要进行模型之间的数据处理 它不属于其中任意一个模型的工作 一般由系统的控制程序来完成 以投入产出模型所反映的各种经济因素的数量关系为内容 以线性规划模型求最优解 这是编制国民经济 或地区 企业 内部协调的最优计划的一般方法 两个模础结合所达到的能力比单模型决策支持能力提高了一大步 2 3多模型辅助决策系统 2 3 1区域发展规划系统 2 3 2模型软件包 2 3 1区域发展规划系统 1 基本概念区域是以人为主体的社会 经济 文化 生态环境的地域空间 规划则是对未来一定时刻 区域发展中制定所要完成的任务和要实现的目标 分析各种实现途径 经过综合评价 选择满意的实际方案 区域发展是在一定的边界并在其环境中 涉及到人 事 物及其相互作用的广泛空间里 进行着物质 能量与信息交换的开放系统 区域发展研究 具有系统信息的不确定性和系统行为的随机性 区域发展研究是为一定的社会集团服务的 需要领导参与 需要决策者的智慧 需要高度的实践性 2 区域发展研究方法 区域发展研究的方法有多种 既包括定量的 也包括定性的和定性定量相结合的方法 需要从实际出发研究系统的行为和状态 明确所需研究的过程 并对过程中的诸要素及其相互作用进行分析 以抽象现实系统的方法 形成各种数学的 物理的以及概念的模拟系统 再对系统的动态行为进行推断 设定 模拟和寻优 因此 通常需要构造一系列模型来描述区域发展的系统行为 通过模型计算和结果分析可以看出决策执行的好坏以及应该朝哪个方向修改 3 区域发展规划的研究过程 自然承载能力 例如 东北地区是我国石油重要产区 愈在东北地区投资新建一座石化企业 可选地 辽宁or黑龙江辽河油田大庆油田两者比较 如原油产量 原油品质 原油可开采年数等等方方面面内容 再来决定 即需要考虑自然资源的承载能力 社会承载能力 例如 当前一些企业职工面临下岗或提前退休 下岗职工的生活问题如何保障 会不会由此产生一些不稳定因素 社会能否承担提前退休职工的养老金发放压力 这些问题在做出决策和执行决策时就需要考虑 历史 曾经辉煌的老工业基地 为我国提供了大量的工业产品 例如长春一汽 是我国第一个也是最大的汽车制造厂 大连造船厂是我国造船业的骨干企业 富拉尔基的一重是我国第一大重型机器制造厂 鞍山钢铁厂 我国前几大钢厂之一 现状 改革开放以后 受到多种因素影响 东北的许多国有大型企业受到了冲击 许多企业效益下滑 有的甚至举步维艰 国际环境 东北地区毗邻俄罗斯 朝鲜 韩国 日本等 日韩的技术 资金 管理经验可以利用 俄罗斯的能源可以利用 结合东北地区的老工业底子 高素质的技术人员队伍 十分有利于发展现代化工业 同时东北地区的发展还是我国边疆安全的重要保障 国内环境 南方的长三角 珠三角地区日新月异 北方的京津唐地区发展迅速 西部制定了大开发政策 拥有良好工业基础的东北地区 近年来却陷入了困境 因此东北地区的振兴牵涉到国家资源能否有效利用 地区间是否能均衡发展 地位 曾经辉煌的老工业基地 作用 为我国工业提供大量技术装备 解决大量就业人口 国家边境安全的保障 发展前景 现代化工业基地 目标 对老工业基地进行调整 改造 使之发展成为结构合理 功能完善 特色明显 竞争力强的新型产业基地 逐步成为国民经济新的重要增长区域 指标体系 年国内生产总值 人均国内生产总值 年劳动生产率 利税额 年工资 就业率或失业率 环保等指标 人口 例如人口密度高地区 适合于发展劳动密集型产业 而高素质人口集中的地区适合于发展技术密集性产业 大连高新园区 软件园区 资源 例如辽宁海洋资源丰富 适合发展海洋产业 而黑龙江林业资源丰富 适合发展木材产业 规模 例如大连有造船厂 营口也有造船厂 扶持谁 需要看谁的规模大 谁更有望成为世界级的企业 产业结构 例如大连主要是机械制造业 旅游业等 鞍山则主要是钢铁制造业等 而阜新主要是采矿业等 如何发挥各自的优势 是制定政策时需要考虑的 科技 科技人才数 高科技产业在整个产业中的比重等 经济 国内生产总值 人均国内生产总值 利税等 社会 失业率 最低生活保障等 环境 自然灾害数 绿化面积等 4 区域发展规划举例 振兴东北老工业基地 重大问题 国有企业问题 战略对策 企业改制或重组 技术改造 国家政策扶持 免税 直接投资等 概率与风险估计 企业改制或重组会不会引发大量失业 对社会稳定会带来什么影响 国家投资能不能真正发挥价值 能否产生一批具有国际竞争力的企业 5 区域发展规划的模型群 区域发展规划是社会 经济 生态的综合体 它是一个多层次的结构体系 需要建立一个大的模型群来进行研究 多层次是指按研究内容划分为五个层次 1 资源与生态层资源与生态方面需要研究 自然资源的利弊与潜力 资源开发的现状与前景 农业生态模式 资源生态和经济生产的关系 对资源生态的研究将为产业结构方面提供资源生态信息 为经济开发预测提供依据 为系统优化提供约束条件 为总体宏观控制提供基础 模型包括 气象分析与预测 土地资源分类 水体宜渔性聚类分析 环境 生产模型 综合评价模型 水土流失控制仿真 最佳生态结构 农业生态模式 生态趋势仿真预测等 2 产业结构层 产业结构包括 第一产业 农业 林业 畜牧业 副业 渔业等 第二产业 工业 建筑业等 第三产业 运输业 商业 饮食 服务 旅游 等 产业结构分析需要研究产业结构现状与发展趋势 产业结构调整方向 部门平衡关系 产业结构的优化 社会产值与经济发展的趋势等 对产业结构的研究将向资源生态提出要求 为总体经济发展提供参数 对资金 能源 劳力 科技等提出要求 模型包括 生产函数 系统环境辨识 结构分析 产量预测 林种优化 龄级控制 系统诊断和预测 经济效益评价 相关分析 运输模拟分析 最短路径 最佳调度方案 投入产出模型 动态仿真模型等 3 经济能源层 经济能源方面研究 经济实力 分配与交换 消费与积累的关系 能源结构 供求平衡以及可能发展趋势和对产业的影响 对经济能源的研究为总体控制提供参数 为经济 生产提供需求量的约束 模型包括 能源结构分析 相关分析 需求预测与供需平衡 投资结构 投资效益 分配 消费相关分析 分配预测 消费预测等 4 社会经济系统层 社会经济系统方面研究 人口的发展和控制 劳力的使用 科技的发展 城镇的建设以及交通运输等 对社会经济的研究为总体控制提供参数 为产业结构提供需求量约束 它与资源生态系统之间形成反馈回路 模型包括 人口模型 劳力结构与劳力转换 生育控制 科技系统模型 人才结构与教育体系 智力投资方案 医院病床预测 社会服务模型和交通运输模型等 5 区域总体控制层 区域总体控制方面研究 资源生态 产业结构 经济能源 社会经济等方面的宏观信息 中央及上级政策的具体落实措施 生产建设 生态环境维护 区域总体的发展战略 完成区域总体设计和控制 对区域总体研究方面需要对各层次提出优化设计要求和控制限度 在总体上进行协调 使各层次模型组合成总体的系统化模型群 建立总体设计方案 模型包括 层次结构模型 战略决策模型 协调反馈网络 投入产出模型 动态仿真模型 综合评审决策等 模型群中的模型种类多 有概念模型和各类数学模型 在数学模型中 有生产函数 模糊聚类 线性规划 网络 预测 决策等模型 还有系统动力学 系统诊断 环境辨识 弹性分析 最优分解等模型方法 各个模型在具体研究时均起着不同的作用 有的是采用数量化方法进行系统分析 有的是采用预测学进行系统预测 有的采用优化技术进行系统选优 有的采用计量经济法和仿真手段进行系统模拟 6 模型技术的应用现状 在区域发展规划编制过程中 利用科学方法 模型技术取得了良好的效果 但大多数区域规划的研制过程中 根据规划中不同问题采用了不同的模型 分别进行辅助决策 模型个数虽然愈用愈多 但没有把多个模型有效地组织起来形成模型库并建立有效的模型库管理系统 各个模型用到的数据基本是各模型自备 也没有把这些数据