基于系统动力学城市GDP变化分析.docx

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基于系统动力学城市GDP变化分析

基于系统动力学城市GDP变化的分析

【摘要】本文以系统动力学为指导，从流图结构分析综合考虑，给出了城市GDP的系统动力模型，以探寻城市GDP变化过程中的基本规律，促进城市GDP同社会经济的协调发展和城市建设模型的进一步合理化，为城市建设质量的提高提供支持。

结合预测城市的发展，提出城市GDP与居民消费水平、企业投资、政府支出等共同促进城市GDP协调发展的建议。

关键词：

城市GDP，系统动力学模型，协调

一、建模背景和目的

1.1背景

21世纪，我国的城市发展和城市化进程进入了高潮。

预计在未来的20年时间里，城市数量将会从2000年的700座发展到近1500座，社会结构将发生巨大变迁，大规模的城市建设已经展开。

城市建设时实现城市加速发展、缩短城乡差距的前提条件，是实现政府的社会管理职能和宏观调控职能的主要手段，也是提高城市竞争力的重要基础。

而城市经济发展和建设的指标是要靠城市GDP来衡量的，所以本文根据城市发展的现状，研究城市GDP变化的基本规律，为进一步加快城市建设提供相关的建议。

该系统动力学的有效运行，不仅取决于城市本身的基础条件及区域、国家乃至世界经济发展所带来的外部影响，还取决于系统内部要素之间的结构和关系的协调程度。

因此，本文对城市GDP系统的动力学模型研究，主要是立足于该系统所具有的动态复杂特性，以复杂系统理论为指导，运用系统动力学及其他相关方法，从宏观和微观两个角度综合考虑来探讨城市GDP发展过程中应遵循的基本规律，主要目的是促进城市建设和社会经济发展的有效协调和我国城市建设系统内部模式的进一步合理化，从而为城市建设系统功能的充分发挥和城市建设质量的提高提供有力支持。

1.2目的

本文运用系统动力学理论，从城市发展的GDP角度出发，结合居民消费水平、企业投资、政府支出等诸影响城市GDP发展的要素，构建城市GDP系统动力学模型，致力分析城市GDP的发展机理与主要因素，预测未来的城市GDP发展走势，为提出相关政策性意见提供依据，保证城市的健康、持续的发展。

二、建立流率基本入树模型

2.1建立流位流率系

按定性分析问题主要建立5个流位流率系：

（1）流位：

城市GDPL1，流率：

城市GDP变化量R1。

（2）流位：

居民消费水平L2，流率：

居民消费水平的增量R2。

（3）流位：

城市人口数量L3，流率：

城市人口净增长量R3。

（4）流位：

企业投资L4，流率：

企业投资增长量R4。

（5）流位：

通货膨胀L5，流率：

通货膨胀率R5。

（6）流位：

政府支出L5，流率：

支出规模R5。

主导结构流位流率系：

{（L1，R1）（L2，R2）（L3，R3）（L4，R4）（L5，R5）（L6，R6）}

2.2建立二部分图

（1）GDP的计算公式=消费水平+企业投资+政府支出+贸易顺差，这些变量的增长都会影响城市GDP的变化，城市的GDP反过来也会影响城市GDP的变化量，所以L1、L2、L4和L6都控制着R1，由于贸易顺差除了受外资企业投资的影响外还受其它因素的影响，这里把它视为外生变量，故没有把贸易顺差列为一个流位变量来进行分析。

（2）通货膨胀、城市人口数量、城市GDP都会影响居民的消费水平，通货膨胀越厉害，物价水平就会越高，居民的消费水平就会降低；城市人口数量越多，人均收入会越低，消费水平也会随着降低；城市GDP越高，城市人均GDP也会增加，从而影响居民消费水平的增加，所以L5、L3和L1都控制着R2。

（3）城市GDP的增长会影响城市扩张新增人口，，就会影响到人口的净增长，城市人口数量反过来也会影响城市人口净增长，所以L1和L3控制着R3。

（4）通货膨胀会导致投资成本的增加，从而会影响企业投资的增长量；GDP增长会加大对企业投资的力度，对城市的发展也是有利的；政府支出会影响总需求的增加，物价会上涨，利率会增加，企业投资量就会减少，所以L5、L1，L6，控制着R4。

（5）通货膨胀的变化是通过需求的拉动的成本的上升，需求又分为投资需求和消费需求，投资需求受企业投资的影响，消费需求受消费水平的影响，所以流位L4，L2控制R5。

（6）由于城市人口数量的增多，城市化率加快，人口增长率加快，导致政府支出规模变大；而城市GDP和企业投资的增多导致政府占GDP比重加大，从而影响政府的投资规模，所以流位L3、L1，L4控制R6。

图2-16个流位控制6个流率定性分析二部分图

2.3建立流率基本入树模型

T1

T2

T4T3

T5T6

三、基于基模分析生成管理对策

根据上面的流率基本入树，可知本研究中不存在一阶极小基模，则考虑二阶极小基模。

3.1从T1的树尾出发经嵌运算生成二阶极小基模基模的入树组合

因为T1尾中含有L2,L4,L6这三个流位，而T2、T4、T6尾中也含有L1这个流位，所以可以用T1和T2、T1和T4、T1和T6进行嵌运算，生产二阶极小基模，如图G12（t）、G14（t）、G16（t）

G12（t）城市GDP与居民消费水平增长二阶极小基模

在这个二阶极小基模中，随着城市GDP的增加，就会增加城市人均GDP，进而使居民的消费水平增加，反过来也会使城市GDP增加。

3.1.1基于基模生成管理对策

这个二阶基模是一个正反馈环，说明城市GDP是居民消费水平的一个很重要影响因素，城市GDP的增加有利于居民消费水平的提高，居民消费者的提高反过来也会促进城市GDP的增长，两者相互促进，相互向积极的方面影响，所以应该保持原状来促使城市GDP增加来提高居民消费水平，促进城市的经济发展。

G14（t）城市GDP与企业投资增长二阶极小基模

在这个二阶极小基模中，企业的投资随着城市GDP的增加而增加，企业的投资增加，也会影响到投资的增加，进而再反过来使城市的GDP增加。

3.1.2基于基模生成管理对策

这是一个二阶正反馈环，城市GDP的增加有利于企业投资的增加，企业投资的增加反过来有事城市GDP增加，两者相互影响，相互增长，所以应继续保持现状，使得城市GDP在企业投资的影响下增长，促进城市经济的发展，提高劳动力的就业率，提高城市居民的人均收入，这种现状有利于城市经济的发展，应保持下去。

G16（t）城市GDP与政府支出规模二阶极小基模

在这个二阶极小基模中，政府支出随着城市GDP的增加引起政府支出占GDP比重增加而增加，企政府支出增加，也会影响到经济的增长，进而再反过来使城市的GDP增加。

3.1.3基于基模生成管理对策

这是一个二阶正反馈环，城市GDP的增加有利于政府支出的增加，而政府支出增加也将使城市GDP增加，两者相互促进增长，所以政府应保证政府的支出量，促使城市的GDP更好更快的增加，这样也对城市的经济发展有利，所以政府应继续保持现状。

3.2从T2的树尾出发经嵌运算生成二阶极小基模的入树组合

因为T2尾中含有L5,L3,L1这三个流位，而T5尾中也含有L2这个流位，所以可以用T2和T5进行嵌运算，生产二阶极小基模，如图G25

G25（t）居民消费水平受通货膨胀制约的二阶极小基模

随着居民消费水平的增加，就会增加对消费的需求，也就增拉动了需求，进而影响到通货膨胀，通货膨胀越厉害，物价水平就越高，反过来抑制居民消费水平的增加。

3.2.1基于基模生成管理对策

这个二阶基模是一个负反馈环，居民消费水平是通货膨胀的一个很重要影响因素，而通货膨胀引起物价水平的提高有抑制了居民的消费水平，所以政府应适当采取相应的政策来稳定我国的通货膨胀，首先，应将稳定物价做为货币政策的首要目标，且政策要具有连续性。

3.3从T4的树尾出发经嵌运算生成二阶极小基模的入树组合

因为T4尾中含有L5,L1,L6这三个流位，而T5、T6尾中也含有L4这个流位，所以可以用T4和T5、T6进行嵌运算，生产二阶极小基模，如图G45、G46

G45（t）企业投资受通货膨胀制约的二阶极小基模

随着企业投资的增加，就会增加对企业投资需求，也就增拉动了投资需求，进而影响到通货膨胀，通货膨胀越厉害，企业投资成本就越高，反过来抑制企业投资的增加。

3.3.1基于基模生成管理对策

这个二阶基模是一个负反馈环，居企业投资是通货膨胀的一个很重要影响因素，而通货膨胀引起企业投资成本的提高有抑制了企业投资，所以政府应适当采取相应的政策来稳定投资的扩张，如果一国的投资扩张比较平稳，商品的服务与需求就能保持基本的平衡，如果投资扩张过快或持续的衰退，不利于居民生活水平的提高。

G46（t）企业投资受政府支出制约的二阶极小基模

随着企业投资的增加，就会增加政府政府支出占GDP比重，进而影响到政府支出，政府支出越多，总需求就会越大，物价也会随着上升，利率就会增加，反过来抑制了企业的投资。

3.1.2基于基模生成管理对策

这个二阶基模是一个负反馈环，企业投资是政府支出的一个很重要影响因素，而通政府支出引起物价水平的提高有抑制了企业的投资，所以政府应适当支出。

3.4二阶极小基模与树T1生产三阶极小基模的入树组合

G125（t）通货膨胀制约城市发展三阶基模

当城市GDP增加时，城市人均GDP也会增加，进而影响到居民消费水平的增加，而居民消费水平的增加会影响消费需求，通过需求的拉动形成通货膨胀，通货膨胀又会是物价水平上升，从而抑制居民的消费水平，进而使得城市GDP下降。

3.4.1基于基模生成管理对策

根据嵌运算所得到的三阶极小基模，从此三阶反馈环可以看出，制约城市GDP的增长上限是物价水平。

为了是城市GDP稳定持续的增长，国家应采取相关政策控制通货膨胀引起的物价水平的提高，而抑制物价上涨是我根本之策是降低货币供应增长率。

实证研究表明，中国货币政策成本渠道效应显著存在，抵消了货币政策需求面效应，减弱了货币政策对通胀的调节作用。

因此，应进一步抑制货币供应量与流动性过剩，消除货币政策成本渠道传导路径，并促进收入分配改革，重视国际市场波动的影响。

G145（t）企业投资成本制约城市发展的三阶极小基模

当城市GDP增加时，企业投资也会增加，就会引起投资的增加，投资的增加反过来也会影响城市GDP的增加，企业投资增加会引起企业投资需求增加，通过需求的拉动是通货膨胀加剧，使企业的投资成本增加，进而抑制企业的投资，形成了负反馈环。

3.4.2基于基模生成管理对策

根据嵌运算所得到的三阶极小基模，由三阶极小基模可以得出制约城市GDP发展的增长上限是企业投资成本，而企业投资成本的增加又是通货膨胀引起的，所以政府应通过需求与供给原理采取相关政策抑制通货膨胀。

如采取紧缩的财政、稳定的货币政策等。

G146（t）利率制约城市发展的三阶极小基模

当城市GDP增加时，企业投资也会增加，就会影响到投资的增加，反过来又会影响到城市GDP的增加，企业投资的增加会引起政府支出占GDP比重的增加，使政府支出增加，总需求也会增加，物价上升，利率上升，使得企业投资减少。

3.4.3基于基模生成管理对策

根据嵌运算所得到的三阶极小基模，城市GDP影响了企业投资，而企业投资又影响了政府支出，使得利率上升，从而抑制了企业的投资，形成了负反馈环。

要使得城市GDP稳定增加，就要采取相关的利率政策，然而在我国，利率政策的作用范围是有限的，因此，要通过控制政府支出的规模来控制利率的增长，进而使城市的GDP稳定的增长。

3.5从T3树尾出发经嵌运算生成三阶极小基模

在生成所有的二阶极小基模中，由于树T3没有入反馈环，所以树T3与G12和G16分别生成三阶基模，如图G123和G136所示。

G123（t）城市GDP受城市人口制约的三阶极小基模

当居民消费水平增加时，城市GDP也会增加，就会影响到城市人口数量的增加，从而引起人均收入的减少，反过来又会影响到居民消费水平的减少。

3.5.1基于基模生成管理对策

根据嵌运算所得到的三阶极小基模，居民消费水平影响了城市GDP，而城市GDP又影响了城市人口数量，使得人均收入下降，从而抑制了居民的消费水平，形成了负反馈环。

要使得城市GDP稳定增加，就要采取相关的人口政策，城市不能一味的引进人口，使得城市的人均收入下降，在引进人口时应采取相应的措施限制人口的增加，使得城市的经济协调平稳的发展。

G136（t）城市GDP增长的三阶极小基模

当城市GDP增加时，城市扩张新增人口也会增加，就会影响到城市人口数量的增加，城市化率的步骤加快和城市人口增长率加快，使得政府的支出增加，从而带动经济的增长，经济的增长反过来又带动城市的GDP增加。

3.5.2基于基模生成管理对策

根据嵌运算所得到的三阶极小基模，城市GDP影响了城市人口数量，进而使得政府的支出增加，政府支出增加反过来又是得城市GDP增加，它们三者之间相互促进，形成了良性的正反馈环，应保持现在的良好状态。

综上，城市是一个大的系统，城市GDP的增长不仅要考虑当前的资源情况和经济水平，还要从动态的角度进行系统分析。

在城市规划的过程中，要遵循以经济发展为动力的原则,而不是盲目建设城市，这样不但浪费社会资源，而且造成建设后的城市经济发展的不协调。

所以要做到：

（1）以发展城市的经济为中心；

（2）政府政策的合理引导；

（3）城市建设规划有度；

4.结束语

本文所构建的城市GDP系统动力学模型,虽然还不能完全反应城市GDP的变化情况,但为城市的经济发展与规划提供了一个良好的工具,城市的经济如果要发展，城市的GDP要增长，就要考虑清楚建立一个良好稳定的城市GDP发展必备条件以及它所带来的最大收益。

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