系统建模与仿真

课程编码：1201Z1M05005H 英文名称：System modeling and simulation 课时：30 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：贺舟

为什么洗澡时调节冷热水阀门总是不能一步到位？
为什么很多政策（比如美国颁布的禁酒令）往往执行不力？
要研究的管理问题纷繁复杂，如何才能抓住要点开展研究？
有没有什么工具可以将复杂的管理问题可视化，让人一目了然？
......
这些问题和答案都涉及到一个概念：“系统”。
系统可以定义为两个或两个以上的元素相结合的有机整体，拥有单个元素所不具有的性质，具有一定的功能和目标。系统可见于几乎所有的学科和领域（如社会科学、经济管理、地理环境、生物生态、工程控制等），但是，由于经济、技术、社会以及环境的迅速变化，这些系统变得越来越复杂，使得分析、仿真、优化系统变得越来越困难。
选修本课程的学生将全程在机房里上课，通过学习理论知识、参与课堂讨论、实践Python编程、操作专用软件，从而培养系统思维，提高对系统的认知和理解，能从多个维度（宏观、微观）观察和研究各种复杂系统、建立对应的系统模型、通过计算机仿真系统变化。具体而言，本课程将介绍两种主流的系统建模方法——系统动力学（system dynamics, SD）和主体建模仿真（agent-based modeling and simulation, ABMS），以及这些方法的理论基础、优势劣势、应用场景、流程步骤和典型案例，为学生从事相关领域的科学研究和生活中的实际应用奠定基础。

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第一章 一，绪论 3学时
第1节 1. 系统
2. 系统研究的视角
3. 模型
4. 建模与仿真
第二章 二，因果回路图 3学时
第1节 1. 系统动力学的历史
2. Vensim简介
3. 因果关系和因果链
4. 因果回路图
5. 系统基模
第三章 三，流图 3学时
第1节 1. 从因果回路图到流图
2. 赋值和函数
3. 模型运行和分析
第四章 四，系统行为与模型检测 3学时
第1节 1. 延迟和平滑函数
2. 典型系统及其行为
3. 模型测试
第五章 五，SD的应用案例 3学时
第1节 学生汇报读书报告
第六章 六，复杂适应系统理论和主要概念 3学时
第1节 1. 复杂科学：百年历史、传奇人物、经典模型
2. 复杂系统
3. 复杂适应系统理论
4. NetLogo简介
第七章 七，ABM的建模框架和步骤 3学时
第1节 1. Agent、ABM、ABMS
2. ABM的设计要素与VISA2协议
第八章 八，ABM的实现 3学时
第1节 1. 面向对象编程
2. UML介绍
3. Mesa案例
第九章 九，ABM的应用案例 3学时
第1节 学生汇报读书报告
第十章 十，总结 3学时
第1节 1. ABMS的挑战
2. SD与ABM

贺舟，中国科学院大学经济与管理学院副教授。

[Last updated: 2019-02-26. For recent update, please visit my personal website in English: http://agentlab.cn/en/]

研究领域：
从系统科学和计算机科学的角度研究管理科学的两个问题：（一）复杂管理系统的建模仿真；（二）大规模问题的优化算法。研究成果广泛应用在多个领域（互联网市场、环境管理、房地产市场、供应链等）以解决实际问题（设施选址、随机动态规划、定价等）。

教育背景：
2011-2014，中国科学院大学（UCAS），经济与管理学院，管理科学与工程专业，管理学博士学位
2008-2011，北京邮电大学（BUPT），经济管理学院，信息管理与信息系统专业，工学硕士学位
2004-2008，北京邮电大学（BUPT），经济管理学院，电子商务专业，管理学学士学位