فصل 9-    ضمیمه ب: مدل‌سازی پویایی شناسی سیستمی در نرم افزار ithink یا STELLA  183

 

 

فهرست تفصیلی

 

 

فصل 1-    كلیات تحقیق.. 1

 

 

1-1-       كلیات تحقیق.. 2

 

 

١-١-١-         تعریف مسأله  2

 

 

١-١-٢-        سؤالات اصلی تحقیق  3

 

 

١-١-٣-        سابقه و ضرورت انجام تحقیق  3

 

 

١-١-٤-        فرضیه‌ها 4

 

 

1-1-5-       هدف‌ها 4

 

 

١-١-٦-        روش انجام تحقیق  5

 

 

١-١-٦-١-        روش و ابزار گردآوری اطلاعات   5

 

 

١-١-٧-        قلمرو تحقیق (زمانی، مكانی) 5

 

 

فصل 2-    آشنایی با تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی.. 6

 

 

2-1-       آشنایی با تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی.. 7

 

 

2-1-1-       مراحل مختلف نظری تدوین مدل و فرایند مدل‌سازی پویایی‌شناسی سیستمی   10

 

 

2-1-2-       نمودار علّی ـ معلولی مدل‌های ساده تک حلقوی و مدل‌های چند حلقوی   15

 

 

2-1-3-       تعریف چند اصطلاح  17

 

 

2-1-4-       نحوه نمایش مدل  18

 

 

2-1-4-1-       نمودار علی ـ معلولی  18

 

 

2-1-4-2-       نمودار حالت جریان  18

 

 

2-1-4-3-       نمایش مدل به صورت ریاضی  19

 

 

2-1-5-       رویکردهای مختلف تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی به مسأله تخمین پارامتر  19

 

 

2-1-5-1-       مکتب کلاسیک   20

 

 

2-1-5-2-       مکتب تمایل آماری  25

 

 

2-1-6-       کالیبراسیون در مدل‌های تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی   25

 

 

2-1-6-1-       روش‌های ابتکاری کالیبراسیون  26

 

 

2-1-6-2-       بررسی تطابق مدل با رفتار تاریخی در کالیبراسیون با استفاده از آمار‌های موجود 28

 

 

2-1-6-3-       بررسی تطابق مدل با ساختار آن  28

 

 

فصل 3-    مقایسه تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی با اقتصادسنجی و بهینه‌سازی   31

 

 

3-1-       مقایسه تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی با اقتصادسنجی.. 32

 

 

3-2-       محدودیت‌های مدل سازی اقتصادسنجی.. 45

 

 

3-2-1-       تفاوت در منابع اطلاعاتی   52

 

 

3-2-2-       تفاوت در درجة سختی   54

 

 

3-2-3-       تفاوت در ساختار مدل  55

 

 

3-2-4-       تفاوت در نوع معادلات   56

 

 

 

3-2-5-       تفاوت در شکل تابع  56

 

 

3-2-6-       تفاوت در انعکاس تأخیرها 57

 

 

3-2-7-       تفاوت در تخمین پارامتر  57

 

 

3-2-8-       تفاوت در نحوه اعتبارسنجی   58

 

 

3-2-9-       تفاوت در هدف   59

 

 

3-2-10-     استفاده از تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی در مدل‌های اقتصادی ـ آری یا خیر؟  62

 

 

فصل 4-    مروری بر مدل‌های کلان انرژی در جهان و ایران.. 66

 

 

4-1-       مروری بر تحقیقات کلان انرژی در جهان. 67

 

 

4-1-1-       سیستم مدل‌سازی ملی انرژی در آمریكا ،” NEMS”  67

 

 

4-1-1-1-       هدف مدل  67

 

 

4-1-1-2-       موضوعات قابل اجراء در مدل  68

 

 

4-1-1-3-       ساختار كلی مدل  68

 

 

4-1-1-4-       ساختار واحدی مدل  69

 

 

4-1-2-       مدل جامع مصرف نهایی آسیای اقیانوسیه”AIM”  69

 

 

4-1-2-1-       هدف   69

 

 

4-1-3-       سیستم مدل‌سازی جامع كانادایی (CIMS) 71

 

 

4-1-3-1-       هدف مدل  71

 

 

4-1-3-2-       ساختار كلی مدل  71

 

 

4-1-4-       مدل کلان‌سنجی بخش انرژی یونان  73

 

 

4-1-5-       مدل کشورهای تایلند، فیلیپین، اندونزی و مالزی   74

 

 

4-1-6-       مدل انرژی ـ اقتصاد هند  74

 

 

4-2-       مدل‌های کلان انجام شده مشتمل بر بخش انرژی در ایران. 76

 

 

4-2-1-       پروژه‌ی پیوند  77

 

 

4-2-2-       الگوی سازمان برنامه و بودجه (1) 78

 

 

4-2-3-       الگوی سازمان برنامه و بودجه (2) 78

 

 

4-2-4-       الگوهای فیروز وکیل  78

 

 

4-2-5-       الگوهای حبیب آگهی   79

 

 

4-2-6-       الگوی رابرت لونی   80

 

 

4-2-7-       الگوی سازمان برنامه و بودجه (3) 80

 

 

4-2-8-       الگوی آپادانا 81

 

 

4-2-9-       الگوی آق اولی و سیروس ساسان‌پور  82

 

 

4-2-10-     مدل برنامه اول توسعه  83

 

 

4-2-11-     الگوی بانك جهانی برای اقتصاد ایران  84

 

 

4-2-12-     الگوی وزارت اقتصاد و دارایی (نو فرستی و عرب مازار)(1) 84

 

 

4-2-13-     مدل برنامه‌ی دوم توسعه  86

 

 

4-2-14-     الگوی وزارت اقتصاد و دارایی (نوفرستی و عرب مازار) (2) 88

 

 

4-2-15-     الگوی بانک مرکزی (بیژن بید آباد) 90

 

 

4-2-16-     الگوی بانک مرکزی (کواک، مجرد و جمشیدی) 92

 

 

4-2-17-     الگوی سوم توسعه  94

 

 

فصل 5-    ساختار مدل پیشنهادیو تخمین اولیه پارامترها.. 99

 

 

5-1-       ساختار و ویژگی‌های کلی مدل. 100

 

 

٥-١-١-        ویژگی‌های ساختار مدل  100

 

 

5-2-       روابط علی و معلولی مدل. 101

 

 

5-2-1-       تعریف نمادهای استفاده شده در مدل  103

 

 

5-3-       تصریح روابط ساختاری و تخمین اولیه پارامترهای مدل. 105

 

 

5-3-1-       بخش تقاضای کل  107

 

 

5-3-1-1-       مخارج مصرفی بخش خصوصی  107

 

 

5-3-1-2-       مخارج مصرفی بخش دولتی  109

 

 

5-3-1-3-       کل سرمایه‌گذاری  111

 

 

5-3-1-4-       خالص صادرات و واردات   114

 

 

5-3-2-       بخش درآمدهای دولت   114

 

 

5-3-2-1-       مالیات   114

 

 

5-3-2-2-       درآمدهای نفتی  116

 

 

5-3-3-       بخش انرژی   117

 

 

5-3-3-1-       تقاضای نفت   117

 

 

5-3-3-2-       تقاضای گاز 119

 

 

5-3-3-3-       مصرف برق  121

 

 

5-3-3-4-       بخش سرمایه‌گذاری انرژی  126

 

 

5-3-4-       جمعیت   131

 

 

فصل 6-    کالیبراسیون پارامترها، بررسی نتایج و تحلیل حساسیت مدل   132

 

 

6-1-       كالیبراسیون پارامترها 133

 

 

6-1-1-       بیان ریاضی مدل  133

 

 

6-2-       بیان نتایج مدل. 138

 

 

6-3-       شبیه سازی در چارچوب مدل. 146

 

 

6-3-1-       تغییر قیمت حامل‌های انرژی   146

 

 

6-3-1-1-       اثر افزایش قیمت نفت   153

 

 

فصل 7-    جمع بندی و پیشنهادها.. 159

 

 

فصل 8-    ضمیمه الف: مفاهیم مدل و مدل‌سازی و جایگاه روش پویایی شناسی سیستمی   167

 

 

8-1-       مدل چیست؟. 168

 

 

8-2-       هدف از ساخت مدل چیست؟. 169

 

 

8-3-       معیارهای طبقه بندی مدل‌ها 170

 

 

٨-٣-١-        طبقه بندی براساس نحوه مدل‌سازی   170

 

 

٨-٣-٢-        طبقه بندی براساس محتوا 171

 

 

8-3-3-       طبقه بندی براساس نوع کاربرد مدل‌ها 172

 

 

8-4-       مدل‌های ریاضی.. 173

 

 

٨-٤-١-        طبقه بندی براساس درجه قطعیت پارامترها و متغیرهای مدل  173

 

 

٨-٤-٢-        طبقه بندی براساس نوع برخورد با زمان  174

 

 

٨-٤-٣-        طبقه بندی براساس نوع روابط مدل  175

 

 

8-5-       اعتبار سنجی مدل. 175

 

 

8-6-       تکنیک‌های مدل‌سازی.. 176

 

 

فصل 9-    ضمیمه ب: مدل‌سازی پویایی شناسی سیستمی در نرم افزار ithink یا STELLA  183

 

 

9-1-       مدل‌سازی پویایی شناسی سیستمی در نرم افزار ithink یا STELLA.. 184

 

 

9-1-1-       مؤلفه‌های مدل  184

 

 

9-1-2-       مدل‌سازی در ithink و STELLA  186

 

 

9-1-3-       اصول مدل‌سازی   197

 

 

9-1-4-       چهار روش کلی برای مدل‌سازی در ithink  199

 

 

9-1-4-1-       مدل‌های محرک ـ واکنش   199

 

 

9-1-4-2-       مدل خود بارگشت   202

 

 

9-1-4-3-       مدل هدف‌جو  204

 

 

9-1-4-4-       مدل‌ هدف‌ساز 206

 

 

9-1-5-       مثالها 209

 

 

9-1-5-1-       تجزیه نمایی یک جسم  209

 

 

9-1-5-2-       سردشدن تدریجی  211

 

 

9-1-6-       تابع‌ها در نرم افزار ithink  213
فهرست جدول‌ها

 

 

جدول (٢-1):               مراحل نظری مدل‌سازی.. 12

 

 

جدول (٢-2):               ویژگی‌های نمودارهای علّی ـ معلولی و حالت ـ جریان. 16

 

 

جدول (٥-1):               تخمین اولیه پارامترهای معادله مخارج مصرفی بخش خصوصی.. 109

 

 

جدول (٥-2):               تخمین پارامترهای معادله مخارج مصرفی دولت… 111

 

 

جدول (٥-3):               تخمین پارامترهای معادله کل سرمایه‌گذاری.. 113

 

 

جدول (٥-4):               تخمین پارامترهای معادله درآمدهای مالیاتی.. 115

 

 

جدول (٥-5):                    تخمین پارامترهای معادله تقاضای نفت… 119

 

 

جدول (٥-6):               تخمین پارامترهای معادله تقاضای گاز. 120

 

 

جدول (٥-7):               تخمین پارامترهای تقاضای برق بخش مسکونی.. 124

 

 

جدول (٥-8):               تخمین پارامترهای تقاضای برق بخش صنعت… 125

 

 

جدول (٥-9):               تخمین پارامترهای تقاضای برق بخش کشاورزی.. 125

 

 

 

 

 

جدول (٦-1):               نتایج مدل كلان انرژی طراحی شده 138

 

 

 

 

 

جدول (٨-1):               فهرست تابع‌های نرم‌افزار ithink. 214

 

 

 

 

 

فهرست شكل‌ها

 

 

شكل (٨-1):                نماد چهار متغیر مورد استفاده در ithink. 186

 

 

شكل (٨-2):                نماد انتقال به حالت مدل‌سازی.. 186

 

 

شكل (٨-3):                متغیر حالت… 187

 

 

شكل (٨-4):                متغیر جریان. 188

 

 

شكل (٨-5):                انتخاب نوع متغیر جریان. 189

 

 

شكل (٨-6):                ابزار مبدل و ابزار ارتباط دهنده 190

 

 

شكل (٨-7):                بازه‌های زمانی جهت اجرای مدل. 190

 

 

شكل (٨-8):                نمادهای نمودار و جدول. 191

 

 

شكل (٨-9):                ارتباط در جهت عكس…. 193

 

 

شكل (٨-10):               نمادهای جابجایی، تغییر رنگ و پاك كردناجزای مدل. 195

 

 

شكل (٨-11):               نماد ابزارهای متن و بخش…. 196

 

 

شكل (٨-12):               بیان ریاضی مدل رشد جمعیت… 197

 

 

شكل (٨-13):               افزایش جمعیت بدلیل مهاجرت… 200

 

 

شكل (٨-14):               بیان ریاضی رشد جمعیت بدیل مهاجرت… 202

 

 

شكل (٨-15):               مدل خود بازگشت… 203

 

 

شكل (٨-16):               مدل هدف‌جو. 205

 

 

شكل (٨-17):               مدل هدف ساز. 207

 

 

شكل (٨-18):               بیان ریاضی رشد جمعیت در مدل هدف‌ساز. 208

 

 

شكل (٨-19):               نرخ تجزیه یك جسم. 210

 

 

شكل (٨-20):               بیان ریاضی مدل تجزیه نمایی یك جسم. 211

 

 

شكل (٨-21):               مدل روند كاهش دما تا رسیدن به دمای مطلوب… 212

 

 

شكل (٨-22):               بیان ریاضی مدل كاهش دما تا رسیدن به دمای مطلوب… 213

 

 

شكل (٨-23):               مدلی جهت محاسبه میزان مبلغ قسط ماهانه یك وام. 216

 

 

شكل (٨-24):               مدلی جهت محاسبه ارزش فعلی.. 217

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها

 

 

نمودار (٢-1):               مراحل مدل‌سازی پویایی‌شناسی سیستمی.. 11

 

 

نمودار (٢-2):               مدل چرخه سه مرحله‌ای.. 14

 

 

نمودار (٢-3):               متغیر حالت و متغیرهای نرخ.. 15

 

 

نمودار (٢-4):               زمان حایل.. 17

 

 

نمودار (٢-5):               نمودار حالت ـ جریان افزایش جمعیت… 19

 

 

 

 

 

نمودار (٤-1):               ساختار مدل مصرف نهایی AIM.. 70

 

 

 

 

 

نمودار (٥-1):               بخش Interface مدل کلان انرژی طراحی شده 101

 

 

نمودار (٥-2):            بخش مدل و روابط علی و معلولی درمدل کلان انرژی طراحی شده 102

 

 

نمودار (٥-3):               بخش شبیه سازی در مدل کلان انرژی طراحی شده 103

 

 

نمودار (٥-4):               بخشهای مجزا شده در مدل کلان انرژی طراحی شده 106

 

 

نمودار (٥-5):               بخش تقاضای کل در مدل. 107

 

 

نمودار (٥-6):               اجزای تشکیل دهنده مصرف بخش خصوصی.. 109

 

 

نمودار (٥-7):               اجزای تشکیل دهنده مصرف بخش دولتی.. 110

 

 

نمودار (٥-8):               کل سرمایه‌گذاری در اقتصاد. 112

 

 

نمودار (٥-9):               کل سرمایه‌گذاری بخش انرژی.. 112

 

 

نمودار (٥-10):               رابطه اجزای مخارج سرمایه‌گذاری معمولی.. 113

 

 

نمودار (٥-11):               بخش‌های صادرات و واردات… 114

 

 

نمودار (٥-12):               درآمدهای مالیاتی دولت… 115

 

 

نمودار (٥-13):               بیان درآمدهای حقیقی نفتی دولت بصورت تابعی از زمان. 117

 

 

نمودار (٥-14):               رابطه اجزای تشكیل دهنده تقاضای نفت… 118

 

 

نمودار (٥-15):               بیان قیمت نفت بصورت تابعی از زمان. 119

 

 

نمودار (٥-16):               رابطه اجزای تشكیل دهنده تقاضای گاز. 120

 

 

نمودار (٥-17):               مصرف کلی برق (مجموع مصرف سه بخش مسکونی، صنعتی و کشاورزی) 122

 

 

نمودار (٥-18):               تقاضای برق بخش مسکونی.. 122

 

 

نمودار (٥-19):               بیان قیمت برق مسكونی بصورت تابعی از زمان. 122

 

 

نمودار (٥-20):               تقاضای برق بخش صنعت… 123

 

 

نمودار (٥-21):               بیان قیمت برق صنعتی بصورت تابعی از زمان. 123

 

 

نمودار (٥-22):               تقاضای برق بخش کشاورزی.. 123

 

 

نمودار (٥-23):               بیان قیمت برق كشاورزی بصورت تابعی از زمان. 124

 

 

نمودار (٥-24):               کل مصرف انرژی.. 126

 

 

نمودار (٥-25):               محاسبه سرمایه‌گذاری مورد نیاز در بخش نفت… 128

 

 

نمودار (٥-26):               محاسبه سرمایه‌گذاری مورد نیاز در بخش گاز. 129

 

 

نمودار (٥-27):               محاسبه سرمایه‌گذاری مورد نیاز در بخش برق.. 130

 

 

نمودار (٥-28):               نحوه رشد جمعیت در مدل. 131

 

 

 

 

 

نمودار (٦-1):               تولید ناخالص ملی و رشد آن. 140

 

 

نمودار (٦-2):               رشد جمعیت… 141

 

 

نمودار (٦-3):               مصرف حقیقی بخش دولتی.. 141

 

 

نمودار (٦-4):               مصرف بخش خصوصی بجز انرژی.. 142

 

 

نمودار (٦-5):               سرمایه‌گذاری كل بجز بخش انرژی.. 142

 

 

نمودار (٦-6):               سرمایه‌گذاری كل بخش انرژی.. 142

 

 

نمودار (٦-7):               سرمایه‌گذاری بخش گاز. 143

 

 

نمودار (٦-8):               سرمایه‌گذاری بخش برق.. 143

 

 

نمودار (٦-9):               سرمایه‌گذاری بخش نفت… 143

 

 

نمودار (٦-10):               مصرف انرژی گاز طبیعی در اقتصاد. 144

 

 

نمودار (٦-11):               مصرف فرآورده‌های نفتی در اقتصاد. 144

 

 

نمودار (٦-12):               خالص درآمدهای مالیاتی دولت… 144

 

 

نمودار (٦-13):               مصرف انرژی الكتریسیته توسط بخش كشاورزی.. 145

 

 

نمودار (٦-14):               مصرف انرژی الكتریسیته توسط بخش صنعت… 145

 

 

نمودار (٦-15):               مصرف انرژی الكتریسیته توسط بخش مسكونی.. 145

 

 

نمودار (٦-16):               بخش شبیه سازی در مدل کلان انرژی طراحی شده 146

 

 

نمودار (٦-17):               افزایش GDP از سناریوی اول تا سوم. 148

 

 

نمودار (٦-18):               كاهش مصرف برق در بخش كشاورزی از سناریوی اول تا سوم. 148

 

 

نمودار (٦-19):               كاهش مصرف برق در بخش صنعتی از سناریوی اول تا سوم. 149

 

 

نمودار (٦-20):               كاهش مصرف برق در بخش مسكونی از سناریوی اول تا سوم. 149

 

 

نمودار (٦-23):               كاهش سرمایه‌گذاری كل در بخش انرژی از سناریوی اول تا سوم. 151

 

 

نمودار (٦-24):               كاهش سرمایه‌گذاری در بخش گاز از سناریوی اول تا سوم. 151

 

 

نمودار (٦-25):               كاهش سرمایه‌گذاری در بخش برق از سناریوی اول تا سوم. 152

 

 

نمودار (٦-26):            كاهش سرمایه‌گذاری در بخش نفت در كوتاه مدت در سناریوی سومنسبت به اول و برعكس در بلند مدت      152

 

 

نمودار (٦-27):               افزایش رشد تولید ناخالص ملی در كوتاه مدت در سناریوی سومنسبت به اول و برعكس در بلند مدت      153

 

 

نمودار (٦-28):               اعمال افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 153

 

 

نمودار (٦-29):               تغییرات GDP پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 154

 

 

نمودار (٦-30):               تغییرات مصرف فرآورده‌های نفتی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 154

 

 

نمودار (٦-31):               تغییرات در مصرف كل انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 155

 

 

نمودار (٦-32):               تغییرات مصرف بخش دولتی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 155

 

 

نمودار (٦-33):               تغییرات مصرف بخش خصوصی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 156

 

 

نمودار (٦-34):               تغییرات سرمایه‌گذاری غیر از انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 156

 

 

نمودار (٦-35):               تغییرات درآمدهای مالیاتی بخش دولتی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 157

 

 

نمودار (٦-36):               تغییرات سرمایه‌گذاری بخش انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 157

 

 

نمودار (٦-37):               تغییرات سرمایه‌گذاری بخش نفت پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 158

 

 

نمودار (٦-38):            تغییرات رشد اقتصاد پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 158

 

 

 

 

 

نمودار (٧-1):               كاهشرشد تولید ناخالص ملی با افزایش قیمت‌های انرژی.. 161

 

 

نمودار (٧-2):            كاهش تولید ناخالص ملی با افزایش قیمت‌های انرژی.. 161

 

 

نمودار (٧-3):               كاهشمصرف انرژی بخش خصوصی با افزایش قیمت‌های انرژی.. 161

 

 

نمودار (٧-4):               كاهشمصرف بخش خصوصی با افزایش قیمت‌های انرژی.. 162

 

 

نمودار (٧-5):               كاهش مصرف گاز طبیعی با افزایش قیمت گاز. 162

 

 

نمودار (٧-6):               كاهش مصرف مشتقات نفتی با افزایش قیمت نفت… 163

 

 

نمودار (٧-7):               كاهش مصرف الكتریسیته در بخش مسكونی با افزایش قیمت الكتریسیته. 163

 

 

نمودار (٧-8):               كاهش مصرف الكتریسیته در بخش صنعتی با افزایش قیمت الكتریسیته. 163

 

 

نمودار (٧-9):            كاهش مصرف الكتریسیته در بخش كشاورزی با افزایش قیمت الكتریسیته. 164

 

 

نمودار (٧-10):               سرمایه گذاری مورد نیاز برای تولید گاز با افزایش قیمت گاز. 164

 

 

نمودار (٧-11):               كاهش مصرف مشتقات نفتی با افزایش قیمت نفت… 164

 

 

نمودار (٧-12):               كاهش سرمایه گذاری مورد نیاز برای تولید الكتریسیته با افزایش قیمت الكتریسیته. 165

 

 

نمودار (٧-13):               كاهش کل سرمایه‌گذاری مورد نیاز در انرژی با افزایش قیمت‌های انرژی.. 165

 

 

نمودار (٧-14):               كاهش کل سرمایه‌گذاری در اقتصاد با افزایش قیمت‌های انرژی.. 165

 

 

 

 

 

نمودار (٨-1):               مراحل ساختن یك مدل. 185

 

 

نمودار (٨-2):               نمودار رشد جمعیت… 191