基于符号合流方程的定性仿真方法及其应用

论文摘要

本文对定性仿真方法进行了研究,并应用于宏观经济分析。定性仿真方法在国内外得到了广泛应用,但将它应用于经济领域,还处于探索阶段。本文总结了定性推理三个著名基本方法的一些主要局限性,例如De Kleer方法的加法不可逆性,Forbus方法的“封闭世界”式的刻板性,Kuipers方法的推理分支组合的爆炸性。本文在De Kleer方法的基础上,结合Williams的理论,克服了De Kleer方法的加法不可逆性等弱点,提出一种基于符号合流方程的定性仿真方法。使符号合流方程在理论上更能站住脚,运算规则更完备,可以象普通微分方程那样进行定性方程的求解。将基于符号合流方程的定性仿真方法应用于经济领域,借鉴并参考西方经济学在宏观经济分析方面的研究成果,分别对产品市场均衡的IS模型(收入—利率之间变化趋势),货币市场均衡的LM模型(收入—利率—物价—货币之间变化趋势),总供求均衡模型(收入—物价之间变化趋势)建立符号合流模型,采用排除法或定性消解法求解符号合流方程,得出因果性解释。求解后,可以十分直观地看到,总供求变化方向及物价水平变化方向受以下任一因素影响:i.政府支出的变化,ii.货币供应量水平的变化,iii.充分就业量水平的变化,iv.科学技术进步水平的变化。从而可以得出如下结论:①对以上影响因素,符号合流模型定性仿真能快捷、简便、无遗漏地做出反应,能迅速得到总供求变化方向及物价水平变化方向,②用这种方法建模容易、方便,求解简易,省时省力。本文使用面向对象的方法对基于符号合流方程的定性仿真系统进行分析与设计,用C#语言编写程序,定义了定性变量类等,对加法和乘法运算符进行重载,在该程序中使用排除法对符号合流方程进行求解。利用基于符号合流方程的定性仿真方法对经济领域中的一定课题,建立符号合流方程,然后求解,得出因果性解释,这一过程符合宏观经济分析定性的特点,同时比定量仿真更简便、快速、直观,所花费的代价不大。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 研究定性仿真的意义和目标
• 1.1.1 仿真技术是一门新兴的迅速发展的高新技术
• 1.1.1.1 何谓仿真（simulation）
• 1.1.1.2 仿真能解决许多难题
• 1.1.1.3 仿真技术的应用
• 1.1.1.4 仿真技术的优点及代价
• 1.1.2 仿真技术的分类
• 1.1.3 定性仿真的现实意义
• 1.1.3.1 定性仿真的优点
• 1.1.3.2 定性仿真的实用价值
• 1.2 本文研究的目标
• 1.3 定性仿真的回顾与发展
• 1.3.1 定性仿真的三大理论派别
• 1.3.1.1 模糊仿真方法
• 1.3.1.2 基于归纳学习的方法
• 1.3.1.3 朴素物理方法
• 1.3.2 定性仿真还在发展中
• 1.4 内容安排
• 第二章 定性仿真的几种基本方法
• 2.1 定性推理中 De Kleer 的符号计算理论
• 2.1.1 问题的提出
• 2.1.2 De Kleer 的方法
• 2.1.2.1 几个有关的概念
• 2.1.2.2 定性量空间的符号集及定性运算定义
• 2.1.2.3 符号合流方程的建立
• 2.1.2.4 De Kleer 方法存在的不足之处
• 2.2 Kuipers 的定性仿真理论
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 QSIM 算法的主要步骤
• 2.2.3 通用函数状态转换表
• 2.3 Williams 的归并符号与实数的混合代数系统
• 2.3.1 Williams 方法的意义
• 2.3.2 Q1 代数系统
• 2.3.2.1 Q1 的定义结构
• 2.3.2.2 SR1、PI1、ZI1 代数简介
• 2.3.3 SR1 的代数运算定义
• 2.3.3.1 SR1 的定性加、定性减运算规则
• 2.3.3.2 SR1 的定性乘、定性除运算规则
• 2.3.4 SR1 的基本性质
• 2.3.4.1 SR1 的封闭性
• 2.3.4.2 实代数与符号代数
• 2.3.4.3 定性负的定义如下
• 和< R, +, ×>的共同性质'>2.3.4.4< S′, ⊕, （?） >和< R, +, ×>的共同性质
• 的独特性质'>2.3.4.5< S′, ⊕, （?） >的独特性质
• 2.3.5 映射“[ ]”对S′和R 的联系
• 和< S′, ⊕, （?） >性质对比'>2.3.6< R, +, ×>和< S′, ⊕, （?） >性质对比
• 2.3.7 Q1 混合代数系统解决了R、S′间映射中加减问题
• 第三章 基于符号合流方程的定性仿真方法
• 3.1 基于符号合流方程的定性仿真
• 3.1.1 定性推理的三个基本方法的弱点
• 3.1.2 本文采用“符号合流方程定性仿真”的立足点
• 3.1.3 本文采用“符号合流方程”所依据的理论
• 3.1.4 符号合流方程的来源
• 3.1.5 建立符号合流方程方法小结
• 3.2 基于符号合流方程的定性仿真方法的步骤及符号合流模型的建立
• 3.2.1 步骤
• 3.2.2 符号合流模型的建立
• 3.3 符号合流方程的求解方法
• 3.3.1 排除法
• 3.3.2 定性消解法
• 3.3.3 试错法
• 第四章 在宏观经济分析中的应用
• 4.1 导言
• 4.2 供求模型
• 4.3 修正的凯恩斯模型（modified Keynesian model）
• 4.3.1 IS 曲线
• 4.3.2 LM 曲线
• 4.3.3 IS–LM 模型
• 4.4 总需求—总供给模型
• 4.4.1 总需求函数
• 4.4.2 总供给函数
• 4.4.3 总供求均衡
• 4.4.4 总供求均衡变化的符号合流模型
• 4.5 对总供求均衡变化符号合流模型仿真的意义
• 第五章 面向对象的系统分析与设计
• 5.1 面向对象的分析
• 5.1.1 需求分析
• 5.1.2 建立对象模型
• 5.1.2.1 确定类
• 5.1.2.2 分析类之间的关系
• 5.2 面向对象的设计
• 5.2.1 设计问题域子系统
• 5.2.2 设计人机交互子系统
• 5.3 C#程序语言简介
• 5.4 用C#编制程序
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历