大规模复杂系统CA/MAS查证确认及北京人口发展仿真建模

【摘要】： 多智能体仿真技术因在模拟复杂系统方面具有独特的优势,已逐渐成为传统数学模型之后的一种全新的建模方法。发达国家在此领域已经积累了很多的经验。从上世纪90年代开始,多智能体仿真技术在国内引起广泛的关注,并围绕其开展研究工作。 本文基于多智能体Swarm仿真平台,构建北京人口发展仿真模型。为了实现城市人口发展仿真结果与真实世界对接的目的,采用了宏观统计机制和微观内部驱动机制相融合的方法。在查证确认过程中,随机优化调整模型参数值,实现北京18区县人口分布从2000年到2005年仿真模型的结果对2005年北京抽样调查数据的逐次逼近过程。主要工作如下: 首先,提出基于CA/MAS多智能体的人口发展仿真模型。基于智能体迁移行为和经济环境地理分布的相互作用,模型设计通过CA——人口空间地理分布模型,MAS——城市户籍类智能体和流动类智能体的迁移行为规则模型相结合,搭建北京人口发展仿真模型。 然后,实现微观经济机制对宏观经济发展的解释。基于影响宏观经济层次上人口发展的微观因素,依据微观经济理性预期假设,构建居民智能体及其迁移行为,以及迁移行为对环境的作用,通过仿真建模实现微观行为假设对宏观经济发展的解释。 最后,通过参数的随机优化确认,实现微观理性预期行为假设对宏观真实世界发展的解释。在仿真建模人工实验的查证确认过程中,采用对数据和时空度整合的随机优化方法,考察模型的正确性和与真实世界对象的一致性逼近。 结果表明,本文采用的仿真建模理论和方法对于构建逼近真实北京城市人口发展的决策支持模型已经具有基本可行性进展。