經濟仿真

經濟仿真，實際就是用計算機軟體仿真人的某種經濟行為，比如報價，其核心是根據某種理論方法形成的模型算法，因為有些模型無法求解，因此用計算機仿真，待達到一個穩定狀態後，將該狀態視之為“均衡”，並且用經濟學中的一些結論對比，目前得到的結論還是很好看的，但是，如果考慮到現實世界中的效用函式、有限理性等等制約因素，要做一個真正能仿真現實經濟行為的程式，真的很難，不過通過經濟實驗和行為經濟，總結效用函式模型和確定信息結構成為一種可能，但是由於企業的內部數據難以得到，大大制約對我們提出的模型的有效性驗證。

概念

經濟系統的計算機仿真在逐漸開展。經濟學家已經意識到傳統標準數學形式的局限性。一方面在處理現實社會現象時，通常不可能對一個感興趣的問題給出一個“封閉形式”的解。1995年，新墨西哥州的StanaFe研究所開始著手Swarm項目。該項目的目的，是創建一套可用於仿真和分析社會以及自然科學中複雜系統的標準程式庫。創建這一項目，可使建模者把注意力更多集中在自身專業領域，而不是花費時間編寫軟體。Swarm軟體庫將幫助用戶建立仿真。在這些仿真中，一系列不同種類的獨立智慧型體或者元素通過離散事件進行互動。任何物理過程或者社會系統都有可能套用Swarm進行仿真。因為Swarm對模型世界或模型元素間的互動方式不做任何限制。在生物學、政治學、經濟學、人類學、化學、生態學等多個領域，都出現了Swarm仿真程式。經濟學家利用這一平台將諸多複雜的經濟問題通過仿真得到了很好的解決。然而現如今，經濟仿真還沒有被廣大學者所接受，很多人無法理解經濟行為如何能進行仿真，因為其中夾雜著許多人為的因素，因此使得這一項目有巨大的不確定性。是的，複雜經濟社會中的確存在許多認為干預的行為，但通過Swarm建模，我們可以將諸多可能的行為作為研究對象的一種屬性加以模擬，從而最大程度的反映出實際社會中對象的行為。作為一個新興的研究方向，國外的一些學者做出的項目給了我們不少指導。他們通過部分實際社會的仿真建模得出的結論也確實對現實行為做出了正確的分析。 現行經濟體系中，諸如各種主體知識、信息、能力、決策動機的有限性和差異性決定了現行社會的豐富多彩。經濟系統本身就是一個複雜適應系統(CAS)，那么什麼是複雜適應系統？周光召在《複雜適應系統和社會發展》中做出如下解釋：在特定的外部條件底下，可以通過自組織形成特定時空結構的有序狀態，在環境的影響下能夠自組織、自學習、自適應，不斷演化形態而生存、繁衍和發展。如果適應能力趕不上環境的變化，就會衰亡下去。我們稱這種複雜系統是複雜適應系統。在環境問題上存在許多的不確定性僅僅是經濟系統中的一方面。如前所述，經濟系統已經不是簡單的數學方程就能給出結果的，故我們需要以系統建模來模擬出經濟社會中可能出現的諸多複雜內容，我們期望用Swarm對這些內容加以總結歸納，把他們納入研究對象的屬性之中，整體調節各屬性之間的關係，模擬出實際社會中複雜的關係，找到最佳的解決途徑。使經濟行為的正面效果最大化，儘量排除負面效果的影響。需要特別注意的是，應該充分的發掘出研究對象的潛在屬性，因為一兩項未能加入研究對象的屬性都可能在實際的經濟行為中發生重大影響，這就需要我們不斷把一切有可能對研究對象有影響的事物都加以總結並歸納到研究屬性之中。

研究

經濟學作為一門單獨的科學自從出現以來，已走過了數百年的發展 道路，逐步形成了以概念、假設、數據以及數學模型為基礎的比較完整的理論體系，並在經濟學研究中占據了主流地位。然而，隨著知識經濟時代的到來，傳統經濟學遇到了空前的挑戰。首先，由於現實經濟中涉及的因素眾多，相互關係複雜，給數學方法的運用帶來了一定困難；其次，傳統方法沒有很好地解決經濟系統的層次性結構問題。因此，無法對不同層次的特性差異給予一個整體性的解釋，也就產生了巨觀、微觀相互脫節的理論體系上的缺陷；再次，傳統經濟理論對現實經濟普遍存在的信息不完備與不確定性尚不能給予系統的解釋；最後，傳統經濟中以觀測數據為基礎的經驗主義的研究方法,無法深入了解經濟的微觀運行過程，從而降低了理論對現實的解釋與預測能力。從上世紀八十年代開始，世界各國的許多科學家對經濟學作為一個演化的複雜系統展開了大量的研究工作，並在理論與方法上取得了一系列令人矚目的研究成果。其中，基於複雜適應系統(CAS)理論的多主體經濟仿真是經濟系統複雜性研究中的一個重要分支。上世紀九十年代中期，美國Sandia國家實驗室開發了基於CAS理論的經濟模型ASPEN,，該模型從仿真經濟中微觀個體的。

更多信息

顯然，若一個電腦程式是可計算的，它是某一類型的算法，並且 接受Church論題，於是就有了一個可以仿真的圖靈機。由此看來，運用一台計算機就可以使一位經濟學家自然地成為一名熟悉可計算理論的專家。但是，情況井非如此，往往計算機中執行的模型是構建於理論之上的模型，並不一定符合可計算性原則。由於仿真結果要受到一些“習慣的”行為規則的約束，即特殊功能的限制。在這種情況下，比如當處理一個柯布-道格拉斯函式時，基於理性偏好排序的效用函式，其一般的優良性與通用性就喪失了。現實的經濟模型是一種隱喻。應該說，只要這些模型能成功地引導我們的行為就是有用的。正因為如此，我們認為，這些隱喻是怎么獲得的應該不是主要的問題，一個研究者研究經濟現象時應該有完全的自由。然而，我們也知道，必須考慮政策所作用的不同歷史和地理狀況的制度特性，因此，我們不得不精心地設計政策標準。當然，這個問題帶有兩面性。一方面，我們不知道由不可計算的理論模型得到的可計算模型，能否取得結果，儘管這些不可計算的理論模型可以引用原理來證明其正確性，甚至可以用作反對不同觀點的論據。另一方面，設計出的理論模型原則上是可計算的，其“自然地”將生成可計算模型，但是問題在於，這些模型是否一定會得到一些實質性收穫(偏離邏輯一致性)呢?十分明顯，計算機在經濟學領域的套用已經被普遍認可，就如在其他領域一樣，這是必然的趨勢。一些人會認為，一個使用計算機的經濟學家不足以稱自己是精通可計算理論的經濟學家。我們的期望是，計算機技術的套用，可以引發對計算機科學的最基本的興趣。我們誠請經濟學家研究可計算性理論。這樣一來，就可以使得經濟模型與完成模型的工具取得數學上的一致性。現在，我們開始創建一個總體，也就是包含多於兩個智慧型體的模型。

仿真恐龍

仿真

利用復現實際系統中發生的本質過程，並通過對系統模型的實驗來研究存 在的或設計中的系統，又稱模擬。這裡所指的模型包括物理的和數學的，靜態的和動態的，連續的和離散的各種模型。所指的系統也很廣泛，包括電氣、機械、化工、水力、熱力等系統，也包括社會、經濟、生態、管理等系統。當所研究的系統造價昂貴、實驗的危險性大或需要很長的時間才能了解系統參數變化所引起的後果時，仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計算機。仿真與數值計算、求解方法的區別在於它首先是一種實驗技術。仿真過程包括建立仿真模型和進行仿真實驗兩個主要步驟。

仿真花

簡史

20世紀初仿真技術已得到套用。例如在實驗室中建立水利模型，進行水利學方面的研究。40～50年代航空、航天和原子能技術的發展推動了仿真技術的進步。60年代計算機技術的突飛猛進，為仿真技術提供了先進的工具，加速了仿真技術的發展。

利用計算機實現對於系統的仿真研究不僅方便、靈活，而且也是經濟的。因此計算機仿真在仿真技術中占有重要地位。50年代初，連續系統的仿真研究絕大多數是在上進行的。50年代中，人們開始利用數字計算機實現數字仿真。計算機仿真技術遂向模擬計算機仿真和數字計算機仿真兩個方向發展。在模擬計算機仿真中增加邏輯控制和模擬存儲功能之後，又出現了混合模擬計算機仿真，以及把混合模擬計算機和數字計算機聯合在一起的混合計算機仿真。在發展仿真技術的過程中已研製出大量仿真程式包和仿真語言。70年代後期，還研製成功專用的全數字並行仿真計算機。

分類

仿真可以按不同原則分類：

①按所用模型的類型（物理模型、數學模型、物理－數學模型）分為、計算機仿真（）、；

②按所用計算機的類型（模擬計算機、數字計算機、）分為模擬仿真、數字仿真和混合仿真；

③按仿真對象中的信號流（連續的、離散的）分為連續系統仿真和離散系統仿真；

④按仿真時間與實際時間的比例關係分為實時仿真（仿真時間標尺等於自然時間標尺）、超實時仿真（仿真時間標尺小於自然時間標尺）和亞實時仿真（仿真時間標尺大於自然時間標尺）；

⑤按對象的性質分為宇宙飛船仿真、化工系統仿真、經濟系統仿真等。

仿真模型

仿真模型是被仿真對象的相似物或其結構形式。它可以是物理模型或數學模型。但並不是所有對象都能建立物理模型。例如為了研究飛行器的動力學特性，在地面上只能用計算機來仿真。為此首先要建立對象的數學模型，然後將它轉換成適合計算機處理的形式，即仿真模型。具體地說，對於模擬計算機應將數學模型轉換成模擬排題圖；對於數字計算機應轉換成源程式。

仿真實驗

通過實驗可觀察系統模型各變數變化的全過程。為了尋求系統的最優結構和參數，常常要在仿真模型上進行多次實驗。下圖為某工程系統仿真的流程圖。在系統的設計階段，人們大多利用計算機進行數學仿真實驗，因為修改、變換模型比較方便和經濟。在部件研製階段，可用已研製的實際部件或子系統去代替部分計算機仿真模型進行半實物仿真實驗，以提高仿真實驗的可信度。在系統研製階段，大多進行半實物仿真實驗，以修改各部件或子系統的結構和參數。在個別情況下，可進行全物理的仿真實驗，這時計算機仿真模型全部被物理模型或實物所代替。全物理仿真具有更高的可信度，但價格昂貴。

仿真工具

主要指的是仿真硬體和仿真軟體。仿真硬體中最主要的是計算機。用於仿真的計算機有三種類型：模擬計算機、數字計算機和混合計算機。數字計算機還可分為通用數字計算機和專用的數字計算機。模擬計算機主要用於連續系統的仿真，稱為模擬仿真。在進行模擬仿真時，依據仿真模型(在這裡是排題圖)將各運算放大器按要求連線起來，並調整有關的係數器。改變運算放大器的連線形式和各係數的調定值，就可修改模型。仿真結果可連續輸出。因此，模擬計算機的人機互動性好，適合於實時仿真。改變時間比例尺還可實現超實時的仿真。60年代前的數字計算機由於運算速度低和人機互動性差，在仿真中套用受到限制。現代的數字計算機已具有很高的速度，某些專用的數字計算機的速度更高，已能滿足大部分系統的實時仿真的要求，由於軟體、接口和終端技術的發展，人機互動性也已有很大提高。因此數字計算機已成為現代仿真的主要工具。混合計算機把模擬計算機和數字計算機聯合在一起工作，充分發揮模擬計算機的高速度和數字計算機的高精度、邏輯運算和存儲能力強的優點。但這種系統造價較高，只宜在一些要求嚴格的系統仿真中使用。除計算機外，仿真硬體還包括一些專用的物理仿真器，如運動仿真器、目標仿真器、負載仿真器、環境仿真器等。仿真軟體包括為仿真服務的仿真程式、仿真程式包、仿真語言和以資料庫為核心的仿真軟體系統。

仿真方法

主要是指建立仿真模型和進行仿真實驗的方法，可分為兩大類：連續系統的仿真方法和離散事件系統的仿真方法（見）。人們有時將建立數學模型的方法也列入仿真方法，這是因為對於連續系統雖已有一套理論建模和實驗建模的方法，但在進行系統仿真時，常常先用經過假設獲得的近似模型來檢驗假設是否正確,必要時修改模型,使它更接近於真實系統。對於離散事件系統建立它的數學模型就是仿真的一部分。

套用和效益仿真技術得以發展的主要原因，是它所帶來的巨大社會經濟效益。50年代和60年代仿真主要套用於航空、航天、電力、化工以及其他工業過程控制等工程技術領域。在航空工業方面，採用仿真技術使大型客機的設計和研製周期縮短20%。利用在地面訓練飛行員，不僅節省大量燃料和經費（其經費僅為空中飛行訓練的十分之一），而且不受氣象條件和場地的限制。此外，在飛行仿真器上可以設定一些在空中訓練時無法設定的故障，培養飛行員應付故障的能力。所特有的安全性也是仿真技術的一個重要優點。在航天工業方面，採用仿真實驗代替實彈試驗可使實彈試驗的次數減少80%。在電力工業方面採用仿真系統對核電站進行調試、維護和排除故障，一年即可收回建造仿真系統的成本。現代仿真技術不僅套用於傳統的工程領域，而且日益廣泛地套用於社會、經濟、生物等領域，如交通控制、城市規劃、資源利用、環境污染防治、生產管理、市場預測、世界經濟的分析和預測、人口控制等。對於社會經濟等系統，很難在真實的系統上進行實驗。因此，利用仿真技術來研究這些系統就具有更為重要的意義。

發展方向

在仿真硬體方面，從60年代起採用數字計算機逐漸多於模擬計算機。混合計算機系統在70年代一度停滯不前，80年代以來又有發展的趨勢，由於小型機和微處理機的發展，以及採用流水線原理和並行運算等措施，數字仿真運算速度的提高有了新的突破。例如利用超小型機VAX11-785和外圍處理器AD-10聯合工作可對大型複雜的飛行系統進行實時仿真。在仿真軟體方面，除進一步發展互動式仿真語言和功能更強的仿真軟體系統外，另一個重要的趨勢是將仿真技術和人工智慧結合起來，產生具有專家系統功能的仿真軟體。仿真模型、實驗系統的規模和複雜程度都在不斷地增長，對它們的有效性和置信度的研究將變得十分重要。同時建立適用的基準對系統進行評估的工作也日益受到重視。