系统动力学方法是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。自50年代美国麻省理工学院福雷斯特(J.W.Forrester)教授创立以来,它已成功地应用于企业、城市、地区、国家甚至世界规模的许多战略与决策等分析中,被誉为“战略与决策实验室”。这种模型从本质上看是带时间滞后的一阶差微分方程。
系统动力学对问题的理解,是基于系统行为与内在机制间的相互紧密的依赖关系,并且透过数学模型的建立与操弄的过程而获得的,逐步发掘出产生变化形态的因、果关系,系统动力学称之为结构。所谓结构是指一组环环相扣的行动或决策规则所构成的网络,例如指导组织成员每日行动与决策的一组相互关联的准则、惯例或政策,这一组结构决定了组织行为的特性。
系统动力学的思维基础是因果关系,可以用因果关系图来表示:

而要在计算机中进行模拟仿真,需要将因果关系图转化为流图。
系统动力学建模——流图(Flow Chart)
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) (Forrester, 1961)。

上面的因果关系图可以转化为下面的流图:

我们可以在NetLogo的【工具】→ 【系统动力学建模工具】中构建简单的系统动力学模型。

systemdynamics.nlogo(下载附件 12.19 KB)
我们用新学的系统动力学建立上节课的简单增长模型。
先画出人口增长的流图:

然后在NetLogo里建立SD模型和界面:

更多的系统动力学内容可以参看以下图书:

