系统动力学软件vensim中文教程

发布于:2021-10-20 23:03:59

Vensim ? PLE 快速参考与自学手册

台湾科技大学

摘要 1. File(档案)与 cutting/pasting(剪下/贴上) 的操作如微软窗口系统之功能? 2. 许多功能列中经常使用的功能项目都放在工具列的按钮,以利操作? 3. 专门术语:”click”即按压鼠标左键再释放之?”drag” 即按压鼠标左键不释放而移动鼠标 ?”right-click” 即按压鼠标右键再释放之?而”control-click” 即按 ctrol 键及按鼠标左键再 释放之,结果与”right-click”相同? 4. Vensim 使用预设变量,无论建立任何模块,系统自动建立必要变量而使用它;如标题列 的 FINAL TIME 变数? ________________________
Copyright ?? 2002, Craig W. Kirkwood. All rights reserved. (Email: craig.kirkwood@asu.edu) Updated on December 12, 2002 by Jennifer Cihla Vender using VensimPLE Version 5.0c1

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Main Toolbar(工具列)
按 钮 说 New Model(新模块):建立一个新的Vensim模块。 Open Model(开启模块):开启一个存在的Vensim模块。 Save(储存):以现有文件名称储存?(若要更换文件名称,请使用在File 下的Save As指令) 。 Print(打印):打印目前窗口所选择的项目(若无选择则打印整个绘图工作 区)。”print option”小窗口让使用者有所选择。”selection”选择使用鼠标拖 曳成矩形的区域。 Cut(剪下):剪下所选择的项目并储存于回纹夹里。 Copy(复制):复制所选择的项目并储存于回纹夹里。 Paste(贴上):将现有回纹夹的数据贴到绘图工作区。 Set up a Simulation(建立模拟):在绘图工作区中,注记常数与lookup 变数。仅对此仿真,允许暂时更改注记变量的值。 Name the Simulation to be Made(命名模拟):框架内显示所选择的数 据集。若要改变数据集,按右边垂直杆。 Run a Simulation(执行模拟):如果框架内已显示有数据集,系统要求是 否要覆盖原有的数据集。 Automatically simulate on change(SyntheSim)(自动整体模拟改变): 视觉性的分析仿真于改变,计算与检阅探讨问题。 Run Reality Checks(执行实体检查): 允许使用者建立对于模块有用的语 句,系统提供自动测试与确认那些语句是否适当的功能。 Build Windows – show/circulate(建立窗口-循环显示): 使得绘图工作 区的窗口能够显示。 Output Windows – show/circulate(显示窗口-循环显示):使得输出工 作区的窗口能够显示。可循环显示已建立之输出工作区的窗口。 Control Panel(控制键盘窗口):显示控制键盘窗口。用来选择变量,调 整图形的时间轴及规格型态,管理数据集与图形。 明

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Sketch Tools(绘图工具列)
按 钮 说 明 Lock Sketch(锁图键):图形被锁住。只能选择变量,不能移动它。 Move/Size Words and Arrows(Pointer)(移动/改变大小指标):移动或改变窗口中 对象大小。只要按着对象拖曳鼠标就可移动它。移动多个对象亦是如此。同时按着 Shift键与鼠标左键可増加对象,再按Shift键与鼠标左键则减少对象。(提示:其它工 具要增加与减少对象的操作也是如此) Variable-Auxiliary/constant(变数-辅助/常数): 在绘图工作区的窗口中建立变量 (常数变量,辅助变量等)。在绘图工作区的一点插入一变量即按压鼠标左键就出现 一盒子便于输入变量名称。 要改变它只要在变量工具状况下, 按压对象即可编辑之, 最后以Enter键结束。在移动/改变大小指针工具下,对象*囱故蟊暧壹鱿中 窗口即可更改其形状、颜色,字型、大小、颜色等。 Box Variable-Level(盒变量-层次):在绘图工作区的窗口中建立如盒状变量(用 来作层次/库存)。操作如变数工具。盒变量形状大小可以使用鼠标拖曳其手把(小 圆圈)。 Arrow(箭头指标):在窗口中建立直线或曲线箭头指针。点压起始变量,然后移动 到目标变量再点压之,则形成一直线箭头指针。(注意:不要从起始变量拖曳到目标 变量) 在箭头指针或移动/改变大小指针工具下,拖曳直线箭头指针手把(小圆圈)就 可形成曲线箭头指针。(注意: 快捷方式方式,点压起始变量,在空白部分点压一下, 然后再到目标变量点压一下即可形成曲线箭头指针。 Rate(流程指针):在窗口中建立流程指针包含垂直漏斗、空管,如需要,来源或池 子(云图)。点压起始变量,然后移动到目标变量再点压之即形成流程指针。如果在 空白部分点压,然后云图即产生在起始变或目标的所在。在Rate工具下,点压起始 变量,再到空白部分,同时按Shift键与鼠标左键即可产生直角转折。按压鼠标右键 可改变空管的格式。 Shadow Variable(隐藏变数):在此工具下,于窗口中增加存在之一变量为隐藏变 量(不用增加原因)。 Sketch Comments(绘图批注):在窗口中,增加批注及图案于绘图上。在任何地方 皆可置放绘图批注,只要点压一下即显示对话窗口,提供批注格式多样选择。注意, 有些型态的批注覆盖在模块变量,以致于较难趋取它,因此将批注放置状态列最右 边的 。 Delete(删除键):在窗口中,删除结构,变量或批注。 Equations(方程式键): 使用方程式编辑器来建立与编辑模块方程式。 在方程式键工 具下尚未建立方程序的变量会反白。点压变量即用方程式编辑器来建立之。

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Analysis Tools(分析工具栏)
按 钮 说 明 Causes Tree(因果树图):建立一个树状的变量因果图。 Uses Tree(使用树图):建立一个使用过变量的树状因果图。 Loops(循环图):显示所有变量的回馈循环说明。 Documents(文件说明):显示该模块变量之方程式,定义与单位说明。 Causes Strip(因果图分解):显示所选择变量与其有直接关系之结果图。(此功能亦 可用来显示lookup(检查)功能图) Graph(结果图):显示所选择变量结果图比的要大。 Table(横向表格):横向显示依据时间间隔所选择变量值的表格。 Table Time Down(直向表格):直向显示依据时间间隔所选择变量值的表格。 Run Compares(模拟执行比较):比较第一次与第二次仿真执行数据集的所有 lookup与常数之不同。 使用控制键盘窗口来管理数据集:改变所加载数据集的顺序, 点选不是正在执行数据集即不在顶端处,就可以上移至顶端。改变所加载数据集的 顺序将会冲击使用不同图形工具的顺序。 分析工具注意事项: 1.若有较多的模拟执行,则分析工具是无法运作的。因此,在实验中,必须仔细地追踪在窗 口中所显示的结果。 2.大部分窗口显示有关工作变量的信息。在窗口中选择一变量,用鼠标双击变量即成工作变 量。 3. 在分析工具所输出图形左上角功能列如右图, 其中最左边的键是删除窗口键。 在其右边则是锁住删除功能键,再按一次则可恢复删除功能。其右边则是打印机功能键可 以打印此窗口内容。其右边键则是复制窗口至回纹夹。最后键则是储存窗口内容于档案。 4.在图形内有多个曲线,这些曲线会使用不同颜色显示。黑白打印机打印时很难区隔它,因 此在Option功能键,选择”Show Line Markers on Graph Lines”可以在曲线上标示不同数字以 示区隔。

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Status Bar(状态列)
按 钮 说 明 Set fonts on selected vars(设定变量字型):在Move/Size Words and Arrows(工具下,选择一变量或多个变量后,再点选此功能,即可改变其 字型。若无选择变量,则会要求更改系统默认值。 Set size on selected vars(设定变量字号):选择变量,再点选此功能, 即可改变其字号。 Set bold on selected vars(设定变量粗体字型):选择变量,再点选此功 能,即可改变其为粗体字型。 Set italic on selected vars(设定变量斜体字型):选择变量,再点选此 功能,即可改变其为斜体字型。 Set underline on selected vars(设定变量底线字型):选择变量,再点 选此功能,即可改变其为底线字型。 Set strikethrough on selected vars(设定变量删除字型):选择变量, 再点选此功能,即可改变其为删除字型。 Set color on selected vars(设定变量颜色):选择变量,再点选此功能, 即可改变其颜色。 Set box color on selected vars(设定盒变量外框颜色):选择盒变量, 再点选此功能,即可改变其外框颜色。 Set surround shape on selected vars(设定变量外框形状):选择变量, 再点选此功能,即可改变其外框形状。 Set text position on selected vars(设定变量文字位置):选择变量,再 点选此功能,即可改变其文字位置。 Set color on selected arrows(设定箭头颜色):选择箭头,再点选此功 能,即可改变其颜色。 Set arrow width on selected arrows(设定箭头宽度):选择箭头,再点 选此功能,即可改变其宽度。 Set polarity on selected arrows(设定箭头极性):在因果图中来标示箭 头。在Move/Size Words and Arrows工具下,将鼠标移至手把(小圆圈) 再按右键,可有更多选择。 Push the highlighted words to the background(放置重点字于背景): 在Sketch Comments工具下, 建立很大的批注而覆盖到一个或多个变量, 此功能是很有用的。 (如很大的批注围着模块一些部分)在此状况很难选取 变量,因为它在批注后方。就点选批注拖曳至此键即可解决。

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功能列重点
某些Vensim PLE方面只能使用功能列。就举几个有用的功能来说明: 1.Edit(编辑):其”Find”子功能,在模块绘图窗口中,追踪一个变量所有的情况。当它寻找 一个变量的所有隐藏变量,是非常有用的。 2.View( 浏览):其”Refresh”子功能,重复显示屏幕。有些计算机暝屏幕显示驱动程序很难 正确响应窗口的指令。结果留下垃圾于屏幕上(例如,一个箭头没有连接到任何东西,无 法删除)。使用此功能即可移除垃圾。若此现象经常出现,请看下面第四项的更多有关永 久修正之方法。 3.Model(模块):其”Setting>Time Bounds tab”子功能,再显示”Time Bounds for Model”对 话窗口,它显示起始建立模块时所建立的时间界限之变量(INITIAL TIME,FINAL TIME, TIME STEP,SAVEPER与时间单位)值,可以更改它。 4.Option(选择):若有垃圾连续留在屏幕(参阅上面第二项),就选择”Continually Refresh Sketches.” 子功能,即会消除此问题,但是有时候会使得屏幕运作慢下来。另外,若打 印一条或多条曲线而无法区隔它们,则可选择”Show Line Markers on Graph Lines” 子功 能,它能给予不同曲线不同之号码以分辨它们。 5.Help(求助):Vensim PLE有许多在线求助功能。

有用的杂项项目
1.某些打印机,无法打印某些曲线上的一个或多个箭头。可能此曲线*似而不是一条直线。 (此曲线*似一条直线,无法在屏幕上看到其曲度)。请确认此曲线为一条直线或者在屏幕 上能够辨识其曲度。则打印即无问题。 2.Vensim会检查模块内变量之单位。在短时间内,赋予方程式单位,往往会造成某些型态 之错误(例如,在某些地方使用”days”,而某些地方则使用”weeks”)。 3.方程式编辑器通常皆能自行解释,但是一个有用的观点就是不能显现。如,如何使用图形 对话窗口去建置一lookup功能,往往在其左边中间的”Type”显示”Constant”,必须拖拉至 下方选择”Lookup.”,在下面几行即会显示”As Graph”位于”Help”之旁,点选它就可开始编 辑Lookup定义窗口。

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因果循环图快速自学手册
SAVINGS AND INCOME income + interest + work effort + + savings

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使用以下步骤,建立如上因果循环图: 1.启动Vensim,在工具列点选New Model,显示”Model Settings Time Bounds”对话窗口, 再点选”OK”钮即显示空白窗口,就可以开始绘制因果循环图。 2.设定此绘图字型为Arial大小为10点,操作如下:在状态列的左边点选字型名称。因为尚 未选取任何项目,所以显示是否要更改预设字型与颜色,点选”Yes”键,则显示”View Defaults” 对话窗口,改变”Face”为Arial与”Size”为10,然后点选”OK”钮即可。 3.点选绘图列下的”Variable – Auxiliary/Constant”工具,然后在绘图工作区空白窗口,点选 一个地方来放置变量”interest”,此时显示编辑框框,输入”interest”再按”Enter”键即可显示 字号为Arial 10的”interest”。重复此步骤来建立变量”savings”与”income”如上图。(提示: 如果拼错变量名称,则点选”Variable – Auxiliary/Constant”工具钮,再点选拼错变量的名 称,此时显示编辑框框更改之即可。如果想要完全删除变量或绘图区的其它组件,则点选 绘图列下的”Delete”工具钮,再点选它们即可完全删除。 4.重复以上步骤来建立变量”work effort” 如上图。此时”work” 与“effort”显示在同一列,若要 将它们放在不同列,则拖曳手把(小圆圈)至左下即可调整之。如果要改变其它特性,就按 鼠标右键或同时按”control”、鼠标左键与点选”work effort”,则显示对话窗口,它提供变量 多样的选择。在对话窗口左上方,”Shape”标签选取”Clear Box”,所拖曳的小圆圈是改 变”work effort”形状的手把。注意,在点选”Variable – Auxiliary/Constant”工具钮下,完成 此步骤时手把(小圆圈)即消失;在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮下,则手把 (小圆圈)又会显现。 5.在绘图列中点选”Arrow”工具钮下,点选变量”interest”并放开鼠标,移至变量”savings”再 点选之,则显示有直线箭头指针从”interest”到”savings”; 在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮下, 拖曳直线箭头指针的手把(小圆圈)可以形成如上图之圆滑曲线。 (提示: 亦可在”Arrow”工具下,将鼠标移至直线箭头指针的手把(小圆圈)上方,就出现一小手,然 后再拖拉它即可形成如上图之圆滑曲线。)

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6 . 重 复 上 述 步 骤 来 建 立 直 线 箭 头 指 针 从 ”savings” 到 ”interest” ; ”savings” 到 ”work effort”; ”work effort” 到”income”; ”income” 到”savings” 如上图。(提示:快速建立曲 线箭头指针,在点选”Arrow”工具钮下,在两个变量之间再建立直线箭头指针,则系统自 动会形成曲线箭头指针;若要删除箭头,则点选绘图列下的”Delete”工具钮,并点选箭头 即可。) 7.在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮下,可以移动变量,注意,此移动并不会 改变箭头指标之连接。 (提示: 在点选”Move/Size Words and Arrowst”或”Arrow”工具钮下, 将手把(小圆圈)移至变量处,并紧握鼠标左键而拖拉六亦可移动变量。) 8. 从”savings”到”work effort”的曲线箭头指针上建立时间滞延符号如上图; 在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮下,在曲线箭头指针的手把(小圆圈)上,按鼠标右键,则显现 对话窗口,在其中上方点选”Delay marking”即可。(提示:在点选”Arrow”工具钮下,再点 选曲线箭头指针的手把(小圆圈)亦可快速显示对话窗口;在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮下,可同时选取多个箭头手把(小圆圈);在箭头手把(小圆圈)*础眘hift”键 与鼠标左键,会增加手把(小圆圈)。) 9.增加”+”号于箭头左右,点选箭头操作如步骤8,在状态列下点选”Set polarity on selected arrows”再点选”+”号即可; 接下来使用类同方式, 增加”-” 号于从”savings”到”work effort” 的箭头左右。 10.改变极号”+”、 ”-”等位置,在箭头或箭头手把(小圆圈)*词蟊暧壹允径曰按翱谙 方,在”Position polarity mark at the”选择所要的位置。若要改变”+”、 ”-”号的字号,则 在相同对话窗口内,点选”Font” 钮即可更改。 11.置放正回馈循环的图形于正回馈循环内,如上图:点选”Sketch Comment”工具钮,然后 点选正回馈循环内一点;从批注说明对话窗口内,点选”Shape”内的”Loop Clkwse”, 在”Graphics”下,点选”Image”内的”Loop Clkwse”右边框框拖拉的小窗口内点选”+”,再 点选”OK” 钮即可;置放负回馈循环的图形操作如上。 12.最后,在点选”Sketch Comment”工具下,增加标题”SAVINGS AND INCOME”;在循环图 上方点选一点,于”Comment”框框内,键入”SAVINGS AND INCOME”,同时改变字号为 12,然后点选”OK” 钮即可;再拖拉其手把(小圆圈),可将批注排一行。 13.打印图形,将此图形复制到回纹夹内,再于文书编辑器内的文件贴上。注意,在打印或复 制的图形内无手把(小圆圈)。 注意, 必须将此图形复制到回纹夹内。 也可以在功能列的”Edit” 工具钮下,点选”Select All” 钮亦可,或者在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮 下,拖拉而包含整个图形。(提示:点选”Select All”键,或许会把靠*绘图工作区边缘的 曲线箭头指针删除掉。) 14. 在工具列内,按”Save”钮可以储存所制作的图形。 15.Vensim PLE提供3种分析工具去分析因果循环图之逻辑架构:”Causes Tree,” “Uses Tree,” 与”Loops.”; ”Causes Tree,”与“Uses Tree,”工具,显示在树形图内,变量与工作 变量的因果关系,而”Loops.”工具显示包含工作变量的因果(回馈)循环。

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16.确认”savings”被选取为工作变数。在标题列的最右边的地方,会显示工作变量的名称。 若”savings”没有被选取为工作变量,可以在点选”Move/Size Words and Arrowst”工具钮 下点选它,就会在标题列的最右边的地方显示。 17. 点选”Cause Tree”的分析工具钮,会显示下面左边之图;点选”Uses Tree”的分析工具钮, 会显示下面右边之图;这两个图是经由因果循环图中的工作变量”savings”的因果连接架 构,刚好分别前后对调;注意,当循环向后回到工作变量,则用括号包起来。

work effort (savings)

income savings interest
savings

interest work effort

(savings) income

18.为了确定”savings”仍然是工作变量,点选”Loop”的分析工具钮,则会显示下图,它列举全 部有关该工作变量的因果(回馈)循环。 Loop Number 1 of length 1 savings interest Loop Number 2 of length 2 savings work effort income

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Simulation Model Quick Tutorial
Savings interest INTEREST RATE
(1) FINAL TIME = 100 Units: Year The final time for the simulation. (2) INITIAL TIME = 0 Units: Year The initial time for the simulation. (3) interest= Savings*INTEREST RATE Units: **undefined** (4) INTEREST RATE= 0.05 Units: **undefined** (5) SAVEPER = TIME STEP Units: Year [0,?] The frequency with which output is stored. (6) Savings= INTEG ( interest, 100) Units: **undefined** (7) TIME STEP = 0.25 Units: Year [0,?] The time step for the simulation. 在结束因果循环快速自学手册后,开始仿真模块快速自学手册前,上面三倘图显示积流图 、仿真模块方程式与存款账户模块的输出分解图,建置如下: 1.启动Vensim与点选功能列的”New Model”钮,显示”Time Bounds for Model”对话窗口.将 区间四分之一,改变”TIME STEP”为0.25与”Units for Time”为Year,然后点选”OK”钮。

Current Savings 20,000 15,000 10,000 5,000 0 interest 800 600 400 200 0

0

50 Time (Year)

100

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2.在绘图列内,点选”Box Variable – Level”工具,于工作窗口内点选一点,出现编辑框框, 键入”Savings”,再按”Enter”键即显示”Savings”。 3. 在绘图列内, 点选”Rate”工具, 于盒变量左方, 点选一点则显示云图; 移动鼠标至”Savings” 而 点 选 它 , 出 现 编 辑 框 框 , 键 入 ”interest” , 再 按 ”Enter” 键 , 一 条 水 管 由 云 图 指 向”Savings”,”interest”位于水管漏斗下,如:此自学手册的最上图。 4.在绘图列内,点选”Variable – Auxiliary/Constant”工具钮,于工作窗口内点选一空白点放 置”INTEREST RATE”, 出现编辑框框,键入”INTEREST RATE”,再按”Enter”键即显 示”INTEREST RATE”。 5. 在绘图列内, 点选”Arrow”工具钮, 拖拉箭头从”Savings”到”interest”, 从”INTEREST RATE” 到”interest”,即完成如上之积流图。 建置方程式 6.在绘图列内,点选”Equations”工具,则变数”interest”, ”INTEREST RATE”与”Savings” 将显现反白于绘图工作区;反白的变量表示尚未建置方程式。 7.点选”interest”, 显示编辑方程式对话窗口,在其上方=号旁键入”Savings*INTEREST RATE”(不用引号)。(提示:亦可使用鼠标点选在对话窗口中右方的变量表列与数字键盘; 但是对于简单的方程式,此方法并不会节省许多时间;但是却不会拼错变量名称),最后 点选”OK”即可完成。 8.若正确完成方程式的输入,则编辑方程式对话窗口就会关闭;而变量”interest”就不会反白 显示。 为了要了解Vensim如何表示输入错误方程式时的讯息, 可以输入不正确的”Savings” 拚法即可。(提示:在点选”Equations”钮后,即可点选任何变量输入方程式;即使已完成 建置方程式,亦可再点选而更改之) 9.点选”Savings”, 显示编辑方程式对话窗口,因为Vensim能够从模块区中,决定变 量”Savings”层次,是等于”interest”的积分,此方程式在对话窗口的上方中,已显示于= 号旁;同时在对话窗口的上方中,于”Initial Value”设定为”100” (不用引号)。此值是设定给 变量”Savings”之方程式,最后点选”OK”即可。 。 10. 点选”INTEREST RATE”,在方程式对话窗口的上方,=号右方键入”0.05” (不用引号), 点选”OK”即可。现在已建立存款账号模块,它有初始值100,年利率0.05(5%);要显示方 程式模块,须要从分析工具列选取”Document”工具钮。表列之方程式如此手册开始之左 边数据。 执行传统仿真与显示结果 11.在工具列点选”Run a Simulation”钮来执行仿真模块;如果一个资料集称为”Current”己存 在计算机里,系统会显示讯息要求是否须要覆盖它;若以上讯息显示,则回答是。

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12.确定”Savings”被选为工具变量,其名称显示于标题列的最右侧字段;若”Savings”不被选 为工具变数,则点选绘图列的点工具钮,再点选”Savings”即成为工具变量,其名称会显 示在标题列上。此时,在分析工具中,选取”Causes Strip”工具,则”Savings”与”interest” 的图形会显示在手册开始之右边图形。 13.储存模块会想到使用功能列的”Save”钮;事实上,会发现到使用功能列之”Build Windows – show/circulate” 与 ”Output Windows – show/circulate” 钮 是 有 用 的 ; 注 意 , ”Build Windows – show/circulate”包含积流图的绘图是一标准窗口,像”Output Windows – show/circulate”显示模块方程式与仿真输出图之曲线。全部这些窗口的动作如一般窗口的 动作; 尤其, 如果用Build Window窗口来点选外露部分如因果图、 表等, 而Output Windows 也显示在屏幕上,这些窗口将会消失。当Build Window将窗口置放于窗口堆栈的上方将会 有何现象,它会盖掉Output Windows窗口;如果要显示Output Windows窗口,只要再点 选Output Windows即可。 14.制作”INTEREST RATE”一个敏锐分析表如下:在功能列点选”Set up a Simulation”钮;如 此做时”INTEREST RATE”在积流图中显示反白,此谓它是一常数在特殊模拟执行中可以 更改。点选”INTEREST RATE”,编辑对话窗口出现,其值为0.05,修改它为0.06,再 按 ”Enter” 键 关 闭 编 辑 对 话 窗 口 。 ( 提 示 : 注 意 此 更 改 只 对 下 次 模 拟 执 行 有 效 , 此 后”INTEREST RATE”的值回复为0.05) 15. 在功能列点选”Run a Simulation”钮, 一对话窗口出现”Dataset Current already exists. Do you want to overwrite it?”, 点选”No”,另一个对话窗口显示数据集储存于现在目录, 在”File name”键入”run2”,再按”OK”钮;此时模拟开始执行,结果存于新的数据集,其文 件名称为”run2.vdf”。 16.确认”Savings”已被选定为工作变量,点选在分析工具的”Graph”钮,图形显示在另一页, 此时两个曲线分别显示不同颜色,而不是以1,2来标示;为了增加标示多样的选择,在功 能列的”Option”,检查其中的”Show Line Markers on Graph Lines.” (提示:如果于黑白打 印机打印,最好增加标示来区分为宜) 17. 点选在分析工具的”Runs Compare”钮,将会显示”INTEREST RATE”在不同模拟执行下 的值。

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Custom Graph
40,000 4,000
2

20,000 2,000
2 4

2 4 1 1 3 3

0 0

2 2 41 1 23 4 1 23 41 23 41 2 3 41 2 34 1 3 2 3 41 3

41

3

0

10

20

30

40

50 60 Time (Year)

70

80

90

100

Savings : Current 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Savings : run2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 interest : Current 3 3 3 3 3 3 3 3 3 interest : run2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

18.若要改变图形中曲线之显示顺序或者于图形增加或删除曲线,其操作如下:点选在功能列 的”Control Panel”,然后点选”Datasets”钮;显示目前加载的数据集(用来建立图形的)与其 它可用之数据集。在加载的数据集中,亦可将之下载,只要点选”<<”钮即可;一旦数据集 被下载,当建置图形时,它不会被显示,直到它被重新在可资使用数据集中,点选”>>” 钮加载为止。(提示:数据集显示之顺序是按照加载数据集清单的顺序;若点选不在顶端 的数据集,即会自动移到顶端;注意,任何改变控制键对话窗口之数据,都会对所建置之 图形有所影响。以前所建置之图形皆消失了即使在建置图形后,并未做任何改变。) 19.在点选”Table”分析工具钮,可建立工作变量值之表格;表格窗口是活的,不像图形输出之 窗口。只要留着此窗口,每次点选”Table”钮,现有的工作变量值即会增加在表格窗口中。 (提示:当你想要用Vensim可建立较为复杂之图形时,希望能将数据表格复制于电子电子 表格中,”Table”工具钮是十分有用的。“Table Time Down”分析工具也能够建立工作变 量的表格,只是它显示的方式是不同时间之值分别在不同列中,而不是不同栏中。) 20.因果循环分析工具(“Causes Tree”,”Uses Tree”与”Loops”)能够用来分析积流图的因果循 环结构;也能够使用方程式编辑器来输入变量之单位;此时,Vensim会做单位之检查。 21.在功能列的点选”Model>Settings”之”Time Bounds …”能够控制模拟执行之时间范围;使 用”Tab”键于”Time Bounds …”窗口中的”INITIAL TIME”中设定模拟的初始值,”FINAL TIME” 中 设 定 模 拟 的 结 束 值 ; ”TIME STEP” 是 计 算 模 块 变 量 新 值 的 时 间 区 段 与”SAVEPER” 是模块变量值储存的时间区段。(提示:SAVEPER仅冲击之区段是模拟的 结果被用来显示图形或表格,而不是仿真的结果正确值;SAVEPER将设定为TIME STEP 的整数倍; 若设定TIME STEP之值小于1, 通常用0.5之倍数, 如0.5, 0.25, 0.125, 0.0625 等,是一个好想法;若TIME STEP设定为其它值,当计算机储存分数时或许有四舍五入 之错误发生。在工具列中,仿真结果之图形能被”Control Panel”对话窗口中的”Time Axis” 所控制,想要进一步的信息,请参阅在线求助画面。)
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敏感分析图形之操作(SyntheSim) 22.使用常数值之图形浏览敏感模块所使用之工具称为”SyntheSim",当使用”SyntheSim",模 拟之结果会盖掉原有之模块。条板之刻数是表示可改变之常数。图形是用来表示输出或模 块变量之冲突。 23. 点 选 工 具 列 之 ”Automatically simulate on change” 钮 来 启 动 SyntheSim , 若 资 料 集”Current”已经存在,系统会显示讯息,要求是否要覆盖它;回答”Yes”。(参阅步骤28详 细说明),SyntheSim之画面显示如下:

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24.当使用SyntheSim时,在工具列出现新的按钮,以下说明每一个按钮: SyntheSim工具钮 按 钮 说 明

Automatically simulate on change(自动异动模拟):启动模拟 Stop simulating(停止模拟):停止仿真并且回到模块说明画面 Save this run to …(储存执行):储存变量现有值到一数据集 Reset Current Slider to base model val(Home)(归零现有刻板数至基本模 块值):归零选择常刻板数至基本模块值 Reset all Constants/Lookups to base model vals(Ctrl+Home)(归零所有 常数/Lookups至基本模块值):归零选择常刻板数至基本模块值 25.以详细大的图来观看变量,用按左键移动鼠标至变量处即可;如:用按左键移动鼠标至变 量”interest”处,则大的图来显示变量如下图:

26.浏览模块敏感度, 拖曳着刻板数左右移动, 就可显现变量实时之图形; 如此使用SyntheSim 浏览模块敏感度来改变常数值,而不须要储存每个模块,重复执行与比较结果。反应的图 形如下图; 注意, 变量”INTEREST RATE”的刻板值由0.05至0.30, 而”interest”与”Savings” 变量值曲线坡度上升到较高值。

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27.比较SyntheSim执行与前一执行,点选”Save this Run to …”钮。然后改变数据集名称再点 选”Save”; Vensim停止储存SyntheSim结果到前面数据集档案, 而使用现在改变的任何常 数值至新的数据集档案。注意,它并没有改变原有模块。例如:文件工具钮仍然显示 SyntheSim启动之前的常数值。无论如何,分析工具(Cause Strip,Graph,与Table)将显示 刻板数与在SyntheSim最后异动之变量。 28.警示:在SyntheSim中,任何改变都会自动储存在输出档案的数据集中,即使未刻意储存 它;因此,当设定SyntheSim的输出档案或当储存时要覆盖原有数据集皆使用警示;当使 用SyntheSim时,确认在输出档案窗口中的数据集是想要改变之数据集。(回想,当启动 SyntheSim仿真,系统要求是否要覆盖现在的数据集,回答”no”时,即可改变数据集文件 名称-参考步骤23)。 29.归零模块的常数至基本模块值,使用以下任一归零钮;”Reset Current Slider to base model val”将归零所选取之常刻板数至基本模块值;”Reset all Constant/Lookups to base model vals” 将归零所有常刻板数至基本模块值。 30.停止SyntheSim,点选”Stop simulating”钮,将回到模块定义区。 常用图形操作 31.在工作列中.点选”Control Panel”钮,显示对话窗口,点选”Graph”钮,再点选”New…”钮。 例如:要显示在”Current”与”Run2”先前所建立之两个执行中的变量”Savings”与”interest” 于一图形中;使用分析工具中的”Causes Strip”或”Graph”工具钮,无法达成。总之,可以 在一个图形中,建立四条曲线。 32.建立新的常用图形,在工作列中.点选”Control Panel”钮,显示对话窗口,点选”Graph” 钮,再点选”New…”钮,显示一对话窗口如下一页最上面的图(尚未完全输入数据);使用 此图为一范例,填入”Title”与对话窗口中的下方”Variable”与”Dataset”栏之输入字段; 在”Variable”与”Dataset” 之四个输入字段表示哪个变量是属于哪个仿真资料集。

16

33.最后, 检查在对话窗口左下方的”Scale”字段之两个框框;每个检查框框说明紧接着框框右 上方与左下方的变量,使用图形垂直轴相同刻度;因此,检查盒子之图如下页,其 中”Savings”的两个图以相同的垂直刻度来显示;”interest”的两个图以相同的垂直刻度来 显示 (虽然两对图之刻度并不相同),点选”OK”钮关闭常用图之对话窗口。

34.若要显示常用图形,可在”Control Panel”对话窗口中,点选”Graph”钮,再点选已定义 之”CUSTOM_GRAPH”,最后点选”Display”钮;其图形如下页之图形,注意,垂直轴的刻 度40,000,20,000与0为”Savings”两个图之刻度;而垂直轴的刻度4,000,2,000与0 为”interest”两个图之刻度;在在线求助画面有更深入的说明。

17

Custom Graph
40,000 4,000
2

20,000 2,000
2 4

2 4 1 1 3 3

0 0

2 2 41 1 23 4 1 23 41 23 41 2 3 41 2 34 1 3 2 3 41 3

41

3

0

10

20

30

40

50 60 Time (Year)

70

80

90

100

Savings : Current 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Savings : run2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 interest : Current 3 3 3 3 3 3 3 3 3 interest : run2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

Lookup功能操作 35.使用Lookup功能,说明任意两个变量在一个仿真模块之间的函数关系;可以描述一个表 格它包含两个变量的一组值;而Vensim使用线性关系来决定相依变量之值赋予给一个不 在表格内的独立变量。为了说明这些,考虑改变储蓄存款模块的一个状况,当存款少于 $5,000,利率为5%,存款不少于$5,000,利率为7%。 36. 修 改 以 前 的 储 蓄 存 款 模 块 之 积 流 图 如 下 图 , 更 改 常 数 名 称 ”INTEREST RATE” 为”INTEREST LOOKUP”。

Savings interest INTEREST LOOKUP
37.在工具列中,使用”Equations”工具钮,来说明”INTEREST LOOKUP”的lookup功能之方程 式;首先,打开”INTEREST LOOKUP”的方程式编辑器,在其左上方2/3处的Type字段显 示”Constant”,按倒三角形,点选”lookup”,则在下方”Help”旁显示”As Graph”。 38.点选”As Graph”钮,则显示Lookup定义图形对话窗口;进入lookup功能可以在对话窗口中 央画线,也可以在左边”Input”与“Output”两栏输入一组数字;第一列输入”Input”为0, “Output” 为0,第二列输入”Input”为5000,“Output”为250,第三列输入”Input”为20000, “Output”为1300;然后点选”OK”钮[这些字段说明”Input”是”Savings”为0,“Output”是 interest”为0,”Input”为5000,“Output””为250,”Input”为20000,“Output””为1300;正确 利率流程说明如步骤35]。
18

39.使用方程式编辑器来说明”interest”的方程式如下: INTEREST LOOKUP(Savings) 这 说 明 ”interest” 的值 与 ” Savings” 的 值 是 经 由 线 性 对 应 关 系之 值 定 义 在 ”INTEREST LOOKUP”中。 40.执行仿真模块,与显示”Savings”的因果分解图,会得到上面的图形;为了验证,可以使 用 ”Table” 工 具 来 得 到 ”Savings” 与 ”interest” 的 值 ; 100 年 后 ”Savings” 的 值 为 17,057 而”interest”的值为1,094;比较此分解图,经过修改利率流程后,100年后的储蓄余额比第 10页的图有点高,但差异并不大,,主要是余额达到$5,000后,利率方才调整为7%,这要 组过78年后才会发生。 41.至于lookup功能的深入信息, 请用在线求助, 而此例子使用lookup功能, Vensim的IF THEN ELSE功能也能计算”interest”的值如此例子;请用在线求助来了解IF THEN ELSE。 42.最后,Vensim的敏感分析特性,针对特殊的模拟执行,通常能够暂时改变lookup功能之 形状。 使用”Time”变量 43.一些Vensim功能明显是时间函数, 为了使用这些功能, 在模块中必须使用”Time”当作变量; 例如:在一个Vensim仿真模块中,使用三角正弦函数,对某些产品100单位振幅与12个月 季节变化需求元素,当作一简单模块来分析;然后Vensim方程式表示如下: Variable Demand = 100 * sin(2 * 3.14159 * Time / 12) 时间以月为单位。

19

44.按New Model钮来建立一个新的Vensim仿真模块,设定TIME STEP等于0.25,其它为系 统预留设定值。 45.使用”Variable – Auxiliary/Constant”工具来建立”Variable Demand”(没有双引号)变量于模 块中的绘图工作区,同时,打算建立变量”Time” (没有双引号);此时会收到一错误讯 息:”The variable Time already exists.”点选”OK”钮,清除错误讯息,再按ESC键来清除 变量字段的框框。 46.当选取Document工具钮去检查模块的方程式,则表列中没有”Time”的变数;总之,它不 在文件工具的输出档,因为Time在Vensim仿真模块中,是内建的变量。 47.因为Time已存在于模块中,只有使用”Shadow Variable”钮,而不是使用”Variable – Auxiliary/Constant”钮来建置它;使用”Shadow Variable”钮,在空白绘图工作区,点选一 点,从变量窗体中,选取Time,然后使用箭头工具钮拉一条箭头指标从Time到Variable Demand,形成如下图形:

Variable Demand

<Time>
(注意:Time用<>符号包起来,表示它是一个隐藏式变量) 48. 完成模块建立,使用方程式工具钮来建置Variable Demand变量,内容如43项说明;因 为Time是隐藏式变量,不须要建立方程序。 49.按”Run a Simulation”钮来执行仿真模块,建立工作变量”Variable Demand”,再按Causes Strip钮,则显示如下图:

Current Variable Demand 100 50 0 -50 -100 Time 100 75 50 25 0

0

25

50 Time (Month)

75

100

20

咖啡杯的故事
一、 介绍:
当咖啡泡好的时候,温度高不适合饮用,必须冷却后,方能饮用,其冷却的速率,并非 常数,我们这次就是要研究这个现象。

二、 学*目标:
? 目标追寻 ? 热量与温度的关系

三、 系统因子:
温度、热量、散热能力、室温、比热

四、 因果环路图:

床荐放? ?放 + 〡柏放?

五、 积流图:
〡柏狹放?

?放

床荐?丁

六、 故事:
室温 15℃,咖啡杯起始温度 100℃,散热时间 20 分钟( 散熱率 ? 1 仿真咖啡杯的温度变化情形。 预估

散熱時間

) ,预估及

21

〡柏狹放?
100

75

50

25

0 0 "〡柏狹放? " 20 40 60 Time (minute)
1 1 1 1 1 1

80

100 ?

1

模拟

〡柏狹放?
100
1

75
1

50

1

25

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0 0 "〡柏狹放? " 20 40 60 Time (minute)
1 1 1 1 1 1

80

100 ?

1

七、 修正模式:
温度的上升及下降是由于热量的增加及散失,而不是温度直接的变化。

22

〡柏荐秖 床荐秖 〡柏借秖 〡柏ゑ荐 〡柏放? 放?畉 床荐? ? ?放

咖啡比热 = 1 克物质升降 1℃的热量(卡) = 1 卡 室温 = 20℃

(克 ? Celsius)

散热能力 = 0.1 min 咖啡质量 = 100 克 咖啡温度 = 咖啡热量 ÷ 咖啡比热 ÷ 咖啡质量 咖啡起始热量 = 10,000 卡 散热量 = 散热能力 × 温度差 × 咖啡比热 × 咖啡质量

八、 预估及仿真咖啡杯温度:
预估

〡柏放?
100

75

50

25

0 0 "〡柏放? " 20 40 60 Time (Minute)
1 1 1 1 1 1

80

100 ?

1

模拟

23

〡柏放?
100
1

75

50

1

25

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 "〡柏放? " 20 40 60 Time (Minute)
1 1 1 1 1 1

80

100 ?

1

九、 讨论:
? 降低咖啡杯温度的方法 ? 其它类似现象

24

感冒的故事
一、 介绍:
在新闻报导中,经常有感染病的报导如登革热、肠病毒、口蹄役、流行性感冒。开始生 病者少,但经传染给别人后,被感染者大量增加,疫情严重、社会动员、防止疫情扩大、 消毒、控制疫情,这种报导不断重复发生。

二、 学*目的:
? 如何建立传染病的模式 ? 如何控制传染定的发生

三、 系统因子:
人口数、感染者、免疫者(复原者) 、传染率、死亡率

四、 因果怀路图:
ゼ琕? + 稰琕糤? + + 稰琕? + ???

五、 积流图:
ゼ琕? ネ痜 稰琕? 痜隆 ???

肚琕瞯

?? 瞯

六、 公式与单位:
(01) 未染者 = A FUNCTION OF ( -生病) Units: **undefined** (02) 生病 = A FUNCTION OF ( 未染者, 传染率, 感染者)
25

Units: **undefined** (03) 免疫者 = A FUNCTION OF ( 病愈) Units: **undefined** (04) 免疫率 = A FUNCTION OF( ) Units: **undefined** (05) 病愈 = A FUNCTION OF ( 免疫者, 感染者, 免疫率) Units: **undefined** (06) 传染率 = A FUNCTION OF ( ) Units: **undefined** (07) 感染者 = A FUNCTION OF ( -病愈, 生病) Units: **undefined** (08) FINAL TIME = 20 Units: day The final time for the simulation. (09) INITIAL TIME = 0 Units: day The initial time for the simulation. (10) SAVEPER = TIME STEP Units: day The frequency with which output is stored. (11) TIME STEP = 0.125 Units: day The time step for the simulation.

七、 故事一:
若开始未染者为 1000 人、感冒者为 1 人、免疫者为 0 传染率 = 0.002、免疫率 = 1 2 请预估其三个的变化情形,生病与病愈的变化图与模拟结果比较。 预估

26

ゼ琕? ? 稰琕?籔? ? ?
1,000 750 500 250 0 0 ゼ琕? 稰琕? ??? 4 8 12 Time (day)
1 2 3 3 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

16 ? ? ?

20

1 2

1

模拟

ゼ琕? ? 稰琕?籔? ? ?
1,000 750 500
1 2 2 2 3 1 23 2 3 1 2 1 2 1 2 1 2 12 1 2 1 2 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3

3

250 0 0 ゼ琕? 稰琕? ???

4

8 12 Time (day)
1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2

16 ? ? ?

20

1 2 3

1 3

八、 故事二:
若传染率 = 0.004,试预估结果,并与模拟结果比较。 预估
27

ゼ琕? ? 稰琕?籔? ? ?
1,000 750 500 250 0 0 ゼ琕? 稰琕? ??? 4 8 12 Time (day)
1 2 3 3 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

16 ? ? ?

20

1 2

1

模拟

ゼ琕? ? 稰琕?籔? ? ?
1,000 750 500 250 0 0 ゼ琕? 稰琕? ???
1 3 1 3 3 3 3 3 3

2 2 3 2 23 1 2 1 1 12 1 2 1 2 1 2 12 1 2 1 2

4

8 12 Time (day)
1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2

16 ? ? ?

20

1 2 3

1 3

九、 故事三:
若传染率 = 0.001,预估及模拟其结果。 预估

28

ゼ琕? ? 稰琕?籔? ? ?
1,000 750 500 250 0 0 ゼ琕? 稰琕? ??? 4 8 12 Time (day)
1 2 3 3 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

16 ? ? ?

20

1 2

1

模拟

ゼ琕? ? 稰琕?籔? ? ?
1,000 750 500 250
3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 3 1 1 1 2 3

0 0

23

2 3

2 3

23

23

2

3

2

4

8 12 Time (day)
1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2

16 ? ? ?

20

ゼ琕? 稰琕? ???

1 2 3

1 3

十、 故事四:
比较不同传染率的结果

29

ゼ琕?
1,000 750 500
1 1 2 2 31 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

250 0 0 肚琕瞯=0.002 肚琕瞯=0.001 肚琕瞯=0.004
3 3 3 1 3 1

31

31

3 1

31

31

31

4

8 ?丁(ぱ)
1 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1

12

16 ? ? ?

20

1 2 3 2 3

1 2 3

1

稰琕?
800
3

600 400
3

1

1

200
1 3 2 2 2 3

1 2 12 3 3 1

2 3 1

2 3 1

2 31

2 3 1

0

12

3

2 3

1 2

0 肚琕瞯=0.002 肚琕瞯=0.001 肚琕瞯=0.004

4

8 ?丁(ぱ)
1 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1

12

16 ? ? ?

20

1 2 3 2 3

1 2 3

1

30

???
1,200 900
3 3 3 1 1 2 3 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 1 3 1 3 1 31 31 31

600 300 0

1 23 12

0 肚琕瞯=0.002 肚琕瞯=0.001 肚琕瞯=0.004

4

8 ?丁(ぱ)
1 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1

12

16 ? ? ?

20

1 2 3 2 3

1 2 3

1

十一、 故事五:
传染率、免疫力影响是否有疫情扩散的重要因素,生病与病愈的变化。

十二、 讨论:
传染性 接触性 媒介 潜伏期 感染死亡率 复原期 免疫性 不同传染病的特征 传染病(登革热、……,如何控制疫情,避免大流行) 传染途径

31


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