《城市經(jīng)濟(jì)管理模擬仿真》教學(xué)大綱

《城市經(jīng)濟(jì)管理模擬仿真》教學(xué)大綱課程編號(hào)：課程類型：□通識(shí)教育必修課□通識(shí)教育選修課□學(xué)科基礎(chǔ)課□√專業(yè)選修課總學(xué)時(shí)：32講課學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)：16學(xué)分：2考試類型：□考試□√考查適用對(duì)象：城市管理專業(yè)□√是□否適合作為其他專業(yè)學(xué)生的個(gè)性化選修課先修課程：計(jì)算機(jī)應(yīng)用一、教學(xué)目標(biāo)《城市經(jīng)濟(jì)管理模擬仿真》是城市管理專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使城市管理學(xué)生理解城市系統(tǒng)的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和演化性；掌握計(jì)算機(jī)模擬仿真這一科學(xué)研究方法；并能應(yīng)用仿真建模的手段對(duì)城市經(jīng)濟(jì)管理問題進(jìn)行決策與優(yōu)化、設(shè)計(jì)與改善；并進(jìn)一步為后續(xù)畢業(yè)論文和城市發(fā)展策劃、城市經(jīng)濟(jì)管理政策分析等課程提供方法論及技術(shù)手段。目標(biāo)1：掌握系統(tǒng)模擬仿真的理論與方法，能夠應(yīng)用仿真建模方法對(duì)城市經(jīng)濟(jì)管理問題進(jìn)行建模，通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真分析與決策優(yōu)化；目標(biāo)2：熟練運(yùn)用NetLogo軟件進(jìn)行編程與建模；目標(biāo)3：能夠進(jìn)行仿真輸入數(shù)據(jù)收集、處理與分析，能夠基于仿真數(shù)據(jù)輸出進(jìn)行分析與決策。課程思政教學(xué)目標(biāo)：通過城市經(jīng)濟(jì)管理建模案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強(qiáng)學(xué)生學(xué)術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識(shí)。二、教學(xué)內(nèi)容及其與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系教學(xué)方式：課上以講授、討論為主，同時(shí)，結(jié)合上機(jī)操作。課下完成相關(guān)資料的閱讀及程序編寫作業(yè)。本課程主要采取基礎(chǔ)理論介紹及模型案例教學(xué)相結(jié)合的辦法，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則，在教學(xué)過程中為學(xué)生展示開展城市復(fù)雜系統(tǒng)建模仿真的整個(gè)過程，提供一種系統(tǒng)方法，為學(xué)生獨(dú)立開展基本學(xué)術(shù)研究奠定扎實(shí)的方法論與技術(shù)基礎(chǔ)。該課程的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生鞏固理論知識(shí)、提高科研能力和運(yùn)用學(xué)科思維獨(dú)立研究問題的能力，與本科畢業(yè)具體要求相契合。三、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配各章節(jié)的學(xué)時(shí)分配如下：教學(xué)課時(shí)分配序號(hào)章節(jié)內(nèi)容講課實(shí)驗(yàn)其他合計(jì)1緒論222城市復(fù)雜系統(tǒng)與建模理論443城市研究仿真方法與技術(shù)224NetLogo基礎(chǔ)445城市多主體建模仿真2686城市系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模仿真2687作業(yè)點(diǎn)評(píng)44合計(jì)161632四、教學(xué)內(nèi)容第一章緒論第一節(jié)系統(tǒng)及其分類第二節(jié)系統(tǒng)建模第三節(jié)系統(tǒng)仿真第四節(jié)系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)的應(yīng)用本章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為：了解建模與仿真概述，重點(diǎn)是系統(tǒng)建模與仿真。課程的考核要求是：學(xué)生掌握系統(tǒng)、模型、系統(tǒng)仿真的概念；理解建模方法與步驟；了解系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)的應(yīng)用；就系統(tǒng)建模仿真在城市研究過程中的應(yīng)用問題進(jìn)行思考。課程思政切入點(diǎn)：對(duì)于系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)中已有代碼模型，引用需得到授權(quán)，教學(xué)過程中注意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)道德。第二章城市復(fù)雜系統(tǒng)與建模理論第一節(jié)系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)的涵義第二節(jié)復(fù)雜性及復(fù)雜科學(xué)演進(jìn)第三節(jié)城市復(fù)雜性及研究重點(diǎn)第四節(jié)建模的原則與模型的有效性本章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為：掌握系統(tǒng)建模的原則、方法、模型的有效性，重點(diǎn)是復(fù)雜系統(tǒng)建模理論。了解線性理論、耗散理論、協(xié)同理論、混沌理論、突變理論、分形理論等建模的基本理論。第三章城市研究仿真方法與技術(shù)第一節(jié)仿真技術(shù)的分類第二節(jié)仿真的一般過程第三節(jié)仿真技術(shù)的特點(diǎn)和作用第四節(jié)仿真技術(shù)在城市研究中的應(yīng)用與發(fā)展本章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為：了解仿真技術(shù)的分類、仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展；掌握仿真技術(shù)的一般過程；理解仿真技術(shù)的特點(diǎn)和作用。課程思政切入點(diǎn)：通過仿真技術(shù)在城市研究中的應(yīng)用案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強(qiáng)學(xué)生學(xué)術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識(shí)。第四章NetLogo基礎(chǔ)第一節(jié)模型、命令、例程第二節(jié)界面、編程、詞典第三節(jié)經(jīng)典模型本章節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為：熟悉NetLogo的界面，練習(xí)添加按鈕，設(shè)置模擬環(huán)境；學(xué)會(huì)NetLogo的基本語(yǔ)法及相關(guān)操作。通過一個(gè)最簡(jiǎn)單的多體撞球模型，學(xué)習(xí)如何搭建一個(gè)NetLogo程序；通過模型庫(kù)經(jīng)典模型案例了解如何與NetLogo模型進(jìn)行交互與模型的功能。第五章城市多主體建模仿真第一節(jié)多主體理論第二節(jié)多主體建模工具與方法第三節(jié)ABM基礎(chǔ)建模第四節(jié)ABM城市復(fù)雜系統(tǒng)案例本章節(jié)的理論教學(xué)內(nèi)容為：多主體理論（Agent定義、內(nèi)部結(jié)構(gòu)）；建模工具與方法（建模軟件與平臺(tái)、Agent行為建模、交互結(jié)構(gòu)、類型與順序）；建立、驗(yàn)證、分析、優(yōu)化ABM。本章節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為：根據(jù)不同的廣播和社會(huì)關(guān)系傳播強(qiáng)度，以及不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)主體采信率的影響構(gòu)建信息傳播模型；啟發(fā)學(xué)生自主進(jìn)行模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并多次運(yùn)行模型。在ABM城市復(fù)雜系統(tǒng)案例部分，開發(fā)城市系統(tǒng)多主體仿真模型，描述城市主體行為與交互規(guī)則，收集實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行城市復(fù)雜系統(tǒng)仿真。第六章城市系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模仿真第一節(jié)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論第二節(jié)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模工具第三節(jié)SD基礎(chǔ)建模第四節(jié)SD城市復(fù)雜系統(tǒng)案例本章節(jié)的理論教學(xué)內(nèi)容為：了解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，掌握系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真的基本步驟與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的主要組成部分，學(xué)會(huì)繪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖。本章節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為：使用NetLogo內(nèi)置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模工具，對(duì)一群主體的整體行為進(jìn)行編程。使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模工具畫出流圖，定義存量與變量間如何相互影響等，并運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)工具對(duì)經(jīng)典模型進(jìn)行重建。在SD城市復(fù)雜系統(tǒng)案例部分，開發(fā)城市系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型，描述城市因果回路與存量流量，收集實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行城市復(fù)雜系統(tǒng)仿真。課程思政切入點(diǎn)：通過城市復(fù)雜系統(tǒng)建模應(yīng)用案例，開展行業(yè)規(guī)范教育、加強(qiáng)學(xué)生學(xué)術(shù)道德、職業(yè)操守與法律意識(shí)。全課的教學(xué)重難點(diǎn)：第五、六章。五、考核方式、成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)10%（點(diǎn)名+課堂表現(xiàn)）+實(shí)驗(yàn)30%+期末作業(yè)60%六、主要參考書及其他內(nèi)容參考書目：[1]白世貞,張鶴冰,薛寧.《復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真》.北京：經(jīng)濟(jì)管理出版社,2020.6[2]姜金貴,宋艷,杜蓉.《管理建模與仿真》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2018.1[3]方美琪,張樹人.《復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真(第二版)》.北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社,2011.5[4]劉春成.《城市隱秩序：復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的城市應(yīng)用》.北京：社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社,2017.3參考網(wǎng)站：[1]NetLogo官方主頁(yè)：/netlogo[2]NetLogo中文手冊(cè)：/netlogo/4.0.4/docs/NetLogo_manual_chinese.pdf[3]NetLogo用戶社區(qū)：/netl