（地图学与地理信息系统专业论文）决策支持系统架构下的通用区域cge设计与实现.pdf

t h e s i sf o rm a s t e rd e g r e ei n2 0 1 1 u n i v e r s i t yc o d e ： r e g i s t r a t i o nn u m b e r ：5 10 8 0 8 010 38 e a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y d e s i g n a n di m p l e m e n t a t i o no fg e n e r a l r e g i o n a l c g eu n d e rd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m 夕虹c h i t e c t u r e r e s e a r c hi n s t i t u t e ：s c h o o lo fr e s o u r c e s e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e m a j o r ： 垒! ! q g ! 旦p h y 亟n dg ! s r e s e a r c hf i e l d ： b 曼g i q n 垒! 垦堡q 旦q 地y 垒望亟旦墨s t u t o r ： a u t h o r ： 里! q ：迪卫g 圣h 曼旦g ) 6 垒旦g i 望g m a y ，2 0 1 1 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文决策支持系统架构下的通用区域c g e 设计与实 现，是在华东师范大学攻i 期 士博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了 明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：少年妇胪 华东师范大学学位论文著作权使用声明 决策支持系统架构下的通用区域c g e 设计与实现系本人在华东师范大学 攻读学位期间在导师指导下完成的歪驻博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归 华东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向 主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子版； 允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加 入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出 版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 清勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密”学位论文半， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 2 不保密，适用上述授权。 导师签名 本人签名 力c 一5 月 日 “涉密”学位论文应是已经华东师范人学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位论文 ( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经上述部门审 定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权) 。 壅晶硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 梅安新教授华东师范大学主席 丁平兴教授华东师范大学 闾国年教授南京师范大学 吴健平教授华东师范大学 尹占娥教授上海师范大学 摘要 摘要 在研究区域问题时，我们可以采川的模型有很多，利用c g e 模型研究区域问题已经有 很多成功的案例。c g e 从理论走向应用，除了其白身理论的成熟以外，另一个关键因素就 是计算机技术的发展和j 泛使用。在求解c g e 的软件中，目前已经有很多成熟软件，比如 g a m s ，g e m p a c k 。但是这些软件大多数是国外研究机构研发出来的，在使用上其土要功 能的实现需要川户自己编写脚本语言，这无疑增加了用户求解c g e 的难度。为考虑用户更 方便使用c g e 技术，本文设计了具有良好用户交互以及包含方程库，模型库，数据库三库 结构的c g e 决策支持系统。在软件开发中，系统采用了三层架构设计，为考虑用户能方便 定制方程库，系统采片j 了插什式的设计思路，实现了方程的方便生成、加载、使用。本文共 分为六章。 第一章综述了c g e 在区域中应蚪j 案例。在求解c g e 的软件中，该章详细介绍了常用的 两款求解c g e 的软件，g a m s 和g e m p a c k ，并将其与m a t l a b 软件一起在使h j 和灵活性上 面做了比较。从片 户角度而言这三者软件的不足之处在丁编写脚本。本章还总结了国内一些 c g e 软件成果，但是这些软件都朱能解决系统通用性的问题。针对这些不足，本文在决策 支持系统框架下，设计了具有较好交互能力的g r c g e 软件，该系统乒有方程库，模型库， 数据库二层结构。 第二章中，本文按照地理计算平台的需求分析模式，给出了系统的功能和二i e 功能需求， 并且详细说明了g r c g e 的任务特征，模型特征，用户特征，数据特征。在非功能需求方 面系统主要考虑了性能，可靠性，可维护性，可扩展性。 第三章主要阐述了系统的没计。在架构设计中本文采用了李天平给出的改进的三层架构， 该架构在原来的三层架构中引入了业务实体和公共类，达到了更好的解耦目的。在数据库设 计阶段，本章给出了数据库的e r 模型和关系数据库中的表。 第四章详细说明了系统采用的关键技术和实现。在技术上面，这章介绍了利用n e t 反 射米实现插件的设计思路，并详细说明了g r c g e 的插件机制。本章最后给出了系统的实 现和一些主要的算法。 第五章是系统在北京、天津两地区的应用案例，分别模拟了两地区水的价格和间接税 变化的经济影响，并得出一些结论。从对北京和天津市水价格和税收的政策模拟结果来看， 提高水的税收和价格政策町以提高居民节约水资源的效果，同等幅度的水税和价格调整 t 摘要 中，居民对价格调整政策更为敏感。水价和水税提高对木部门而古是不利的，对地区整 个经济心该区别看待。在水的税收政策中，企业的利益是受损的，但是价格政策中企业 的利益需要具体分析。 第六章是全文的总结和讨沦。对g r c g e 在数据预处理，动态功能实现上的不足 提出讨论。 关键词：一般均衡，决策支持系统，通 j 区域c g e ，政策模拟 摘要 a b s l r a c t w h e nw es t u d yr e g i o n a lp t o b l e m s ，t h e r ea i em a n ym o d e l sw ec a nr e s o l v et o ，t h ec g em o d e l a 陀o n eo ft h e m 1 1 l e r ea r em a n ys u c c e s s f u lr e s e a r c hc a s e sb yu s i n go g em o d e l t h em a i nr e a s o n t h a tt b ec g ec a nb ew i d e l yu s e d ，n o to n l yb e c a u s eo fi t so w nt h e o r y ；b u ta l s ob e c a u s et h ei t t e c h n o l o g y t 1 l e f em a y b el o t so fs o f h a r ew ec a nu s et 0s o l v eo u rc g em o d e l ，b u tt h em o s t l y u s e da r et 、0t y p e s ，t h e y 盯eg 舢讧s 锄dg e m p a c kb o t ho ft h e ma r ed e v e l o p e db yf o r e i 印e r i n s t i t u t e s ，a n dt h e ya r en o tf r i e n d l yu s e d ，b e c a i ：s et h eu s e rn e e d st ow r i t es c r i pl a n g u a g et or e a l i z e t h em a i nf u n c t i o no fs o l v i n gc g em o d e l b a s e do nt h i s ，t h i sp a p e rd e s 蟾n e das y s t e mt h a tm o r e c o m f o n a b l e t h es y s t e mc o n t a i n sf u n c t i o n sl i b r a r i e s ，m o d e ll i b r a r i e sa n dad a t a b a s e t h es y s t e m a d o p taa r c h i t e c t u r eo ft h r e ei a y e r s c o n s i d e r i n gt h eu s e rs h o u l dc u s t o m i z et h ef u n c t i o nj i b r a r i e s ， t h es y s t e mh a v cap l u g i nd e s i g n t 1 1 eu s e rc a ne a s i l yp r o d u c e ，l o a d ，a n du s et h ef b n c t i o n t h i s p a p e rc o n t a i n ss i xc h a p t e r s t l l ec h a p t e ro n es u 姗a r i e s ! h ec a s e s0 fu s i n gc g ei nr e g i o n a ip r o b l e m s a b c u tc g e s o f 咐a r e ，t h i sc h a p t e ri n t r o d u c e dm ok i n d so fc g es o f l w a r e ，t h e ya 阳g a m sa n dg e m p a c k t h i sp a p e rc o m p a r e st h e s et 、ow i t hm a t l a bo nu s i n ga n dm o d e l i n ga b i l i t y b e c a u s et h eu s e rn e e d t ow r i t es c r i p tj a n g l l a g e ，t h i sp a p e rd e s i g n e daw e l lu s e ds o f t w a r e ，c a l l e dg r c g e ( g e n e r a lr e g i o n c g 日1 tc o n t a i n sf u n c t 价n ! i b r a r i e s ，m o d e l l i b r a f i e sa n d ad a t a b a s e 1 n c h a p t e rt w o ，w eg i v et h ef u b c t j o n a l a n dn o n - f u n c t i o n a l陀q u i r e m e n to ft h e s y s t e m a c c o r d i n gt ot h eg e o g r a p h yp l a t f b n nr e q u i r e m e n ta n a l y s i sm e t h o d t h i sc h a p t e rd e t a i ld e s c r i b e d t h ec h a r a c t e r i s “co fs y s t e m ，m o d e la n dd a t a 1 i lt h en o n - f i l n c t i o n a lr e q u i r c m e n tp a n ，t h eg r c g e p a ym o r ea t t e n t i o nt op e 订o m a n c e ，r e l i a b i i i t y ，m a i n t a i n a b i l “ya n ds c a l a b i ! i t y n ec h a p t e rt h r c ed e s c r i b e st h ed e s i 萨o ft h es y s t e m n eg r c g es y s t e ma d o p t e da a d v a n c e dt h r e el a y e ra r c h i t e c t u r e ，p r o p o s e db yu t h i sa r c h i t e c t u r e i n t r o d u c e de n t i t ya n d c o m m o nc l a s si n t ot h es y s t e mi no f d e rt od e c o u p l i n go ft h es y s t e m 1 nt h ed a t a b a s ed e s i g np e r i o d ， t h i sp a p e rg i v et h ee rn l o d e lo ft h es y s t e ma n dt h er e l a t i o nt a b l e t h ec h a p t e rf o u rd e s c r i b e st h es y s t e m sm a i nk e yt e c h n o l o g ya n dr e a l i z a t i o n i i lt h i sc h a p t e r ， t h ep a p e rg i v eh o wt or e a l i z ep l u g i nt e c h n 0 1 0 9 yb y n e tr e f l e c t t h ec h a p t e rg i v e st h eg r c g e s p l u g - i nm e c h a n i s m a tt h ee n do ft h ec h a p t e r ，t h ep a p e rs h o w st h ei i l l p l e m e n t a t i 彻a n da l g o r i t h m t h ec h a p t e rf i v ei sac a s es t u d yo fb e i j i n ga n dt i a n j i n b yu s i n go fg r c g es y s t e m ，t h e n l 摘要 p a p e rm o d e l e dt h ee c o n o m i ci m p a c to ft h ec h a n g eo fw a t e rp r i c ea n dw a t e ri n d i r e c tt a x b y i n c r e a s i n gt h ew a t e rp r i c ea n dw a t e ri n d i r e c tt a x ，t h er e s i d e n tw i l ls a v ew a t e r i ft h ei n c r e a s i n g l e v e lo fw a t e rp r i c ea n dw a t e ri n d i r e c t t a xi st h es a m e ，t h er e s i d e n ti sm o r es e n s i t i v et op r i c e t h e i n c r e a s i n go fw a t e rp r i c ea n dw a t e ri n d i r e c tt a xi sh a 珊f u l t ot h ew a t e rd e p a n m e n t ，t h et o t a l i m p a c tm a y b en o t t h es a m e i nt h et a xp o l i c y ，t h ee n t e 巾“s e si n t e r e s t sa r ed e c r e a s e s ，b u li nt h e p r i c ep o l i c yi th a r dt os a y t h ec h a p t e rs i xi sas u m m a r ya n dd i s c u s s i o no ft h ep a p e r t h eg r c g ea r ed i s a d v a n t a g e i nd a t ap r e p r o c e s s i n ga n ds o l v i n gt h em o d e l sd y n a m i cf h n c t i o n k e y w o i d s ：r e g i o n ：g e n e r a le q u i l i b r i 山m ，d s s ，g r c g e ，p o l i c ym o d e l i n g i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录v 第一章引论一1 1 1c g e 和区域c g e 1 1 2c g e 求解工具2 1 2 1 数据软件3 1 2 2 g e m p a c k 平台：。3 1 2 3 g a m s 平台5 1 2 4 求解软件比较及其不足6 1 3 决策支持系统和c g e 7 1 4 研究内容与论文结构8 第二章需求分析9 2 1 功能需求一9 2 1 1 任务特征1 0 2 1 2 模型特征1 l 2 1 3 用户特征1 3 2 1 4 数据特征1 3 2 2 非功能需求1 4 2 3 j 、结1 6 第三章系统设计1 7 3 1 系统架构设计。1 7 3 2 功能模块设计1 9 3 2 1 项目管理模块2 1 3 2 2 模型构建模块2 1 3 2 3 初始化模块2 2 3 2 3 政策模拟与可视化模块2 2 3 3 数据库设计2 3 3 3 1 e r 模型2 3 3 3 2 数据库表2 5 v 目录 3 4 核心类设计2 8 3 4 1 m o d e l 类2 8 3 4 2 c o m m o n 类3 1 3 4 3 d a l 类3 1 3 4 4 b l l 类3 2 3 5 j 、结3 5 第四章g r c g e 关键技术及其实现3 6 4 1 系统关键技术3 6 4 1 1 程序集和反射3 6 4 1 2 插件式框架设计3 7 4 1 3 g r c g e 的插件机制3 8 4 2 系统实现4 0 4 2 1 界面设计4 0 4 2 2 主要算法4 6 4 3 j 、结5 0 第五章系统应用5 1 5 1 北京、天津区域c g e 构建5 l 5 2 北京市水价水税模拟5 1 5 2 1 北京市水价上涨5 的政策模拟5 1 5 2 2 北京下水的间接税上涨5 的政策模拟5 6 5 3 天津市水价水税模拟6 0 5 3 1 天津市水价土涨5 的政策模拟6 0 5 3 2 天津市水的间接税上涨5 的政策模拟6 4 5 4 北京、天津市提高5 水税和5 水价的比较分析6 7 5 5 j 、结6 8 第六章总结与讨论：7 0 6 1 总结7 0 6 2 讨论7 1 参考文献：7 2 附录a 模型体系7 7 致谢8 6 第一章引论 1 1c g e 和区域c g e 第一章引论 在党中央的领导和全国人民的努力下，我国在经济建设上面取得了巨火的成绩， g d p 总量在2 0 1 0 年跃升为全球第二，人民的生活水平得剑人幅提高。但是我国的区域著距 是不容忽视的。为此我们应当考虑国家的每个政策会对区域差距产生怎样的影响。在经济发 展的同时，可持续发展是我们必须考虑的，而这些政策又会给区域带来不同的影响。最近儿 年以来，国家举办了许多大型的项目，比如2 0 0 8 年的北京奥运会，2 0 1 0 年的上海世博会以 及2 0 1 0 年的广州亚运会，这些人型项目会对地区经济产生怎么样的影响，这是人家关心的 问题。在研究这些区域经济问题的过程中，学者们可以利用的分析模型很多，比如投入产 出分析，计量经济学分析，新经济地理分析和可计算一般均衡分析( c o m p u t a b l eg e n e r a l e q u i l i b r i u m ，c g e ) 等。这些模型都具有各白的优劣势。其中c g e 模型已经被广少：的区域 经济学家所广泛使用。 一般均衡理论最早是由瓦尔拉斯( w a l r a s ) 提出来的，但是其没有真止给出均衡价格解 的存在性证明，而是由两位诺贝尔奖获得者阿罗( 缸r o w ) 和得布鲁( d e b r e u ) 证明。世界 上被广泛认同的第一个可计算一般均衡模型是由挪威学着j o h a n s e n 开发的。从此，许多经 济学者都发展了可计算一般均衡理论，使其更加完善并j 泛的应用在政策模拟的各个方面。 主要包括：税收分析、保险支付和公共消费支出( k e l ! e r ，1 9 8 0 ；p i g g o t t ，1 9 8 0 ：t a y l o r ， y h n e z - n a u d e ，h a m p t o n ，1 9 9 9 ；h a r r i g a n ，2 0 0 0 ；t h i s s e n ，i 上n s i n k ，2 0 0 1 ；u ，2 0 0 2 ；s a h n ， 2 0 0 2 ；s t i f e l ，n o r b e c k e ，2 0 0 3 ) ；贸易关税( b o a r d w a y ，t r e d d e n i c k ，1 9 7 8 ；u o y d ，m a l a r e n ， 2 0 0 2 ；d i s s o u ，l e o d b ，s o u i s s i ，2 0 0 2 ； c h a n g ， 1 9 9 6 ； d e v a r a j a n ， 1 9 9 8 ； d i a o ，s o m w a r u ， 2 0 0 0 ；w a l i i l s l e y ，2 0 0 2 ) ；能源和环境模拟( t s i g a s ，1 9 9 7 ；g a l i n i s ，2 0 0 0 ；w a n d n e r ，2 0 0 1 ) ； 技术模拟( a 姗d l 2 0 0 0 ；b r e u s s ，s t e i n i n g e r ，1 9 9 8 ) ；国际商品世界价格、利率和汇率( h a n s o n ， 1 9 9 3 ；g o t t i n g e r ，1 9 9 8 ) ；矿产的可开采型和探明储龟( c h a n d ，k v a n t i s ，2 0 0 0 ) ：经济的危机 模拟( s i 刑a f d a n a ，1 9 9 8 ；a 盔s ，2 0 0 0 ) ；区域经济发展模拟( m ，2 0 0 2 ：g i s s e c k e ，2 0 0 2 ) 。 c g e 除了被广泛应用以外，更多的学者朝着动态化的方向发展该模型，并且研究也不 仅仅限于国家，而是将该模型用米研究区域问题。其应刚主要在以下儿个方面；( 1 ) 农业， 环境和自然资源政策对区域经济的影响。例如s e u n g ( 2 0 0 0 ) 通过把c g e 和休闲需求模型 结合，研究了内华达州丘吉尔县水资源分配的影响。通过研究将该地区农业部门的水部分分 配到休闲部门，结果显示非农业部门产出的增加并不会抵消农业产出的减少；w h t s o n ，p ，s 】 第一章引论 d a v i e s ( 2 0 0 9 ) 利川c g e 要素模型研究了美国科罗拉多州南普拉特河流域人口和经济增长 对水资源需求的影响。作者将水资源作为农村以及城市供水部门的主要要素，但是水资源是 其他部l j 的中间投入。在总供水不变的情况下，作者允许水资源在农业和城市川水者之间转 换。通过研究发现规划人口从2 0 0 2 年到2 0 3 0 年的增长将导致5 7 水资源从农业转向其他 部f j 。伴随的是城市水资源价格上升8 4 而农村水价上升1 0 4 。如果禁止水资源的转化， 城市水价将会上升2 5 ，农村水价保持不变。0 l a t u b i ，w o ，h u g l l e s ，d w ( 2 0 0 2 ) 以路易 斯安那州为对象，利川c g e 分析湿地保护计划( w e t l a n d sr e r v ep r o 伊a m ，w r p ) 政策的 影响。通过分析得出该政策无论是产山，收入，以及价格对当地经济没有显著的影响，但是 对某些部fj 影u 向很大。作者提示w r p 的影响可能通过这种微弱的变化影响要素的所有者， 而这可能改变经济的结构。( 2 ) 地方和中央政府的财政对区域经济的影响，d a ns ，r i c k m a n ( 2 0 0 7 ) 运用区域c g e 研究了美国俄克拉荷马州的儿童福利政策，结论认为政府对低收入 居民的儿童补助不仅没有减缓经济的增长，反而使得该州的经济具有更大的创新和竞争力， 增加了该州的出口，而这又迎过乘数效应影响了经济的其他方面。( 3 ) 交通运输政策对区域 的影响。l k e n y ( 1 9 9 8 ) 利川了一个农村城市c g e 模型分析了农村和j i ：业运输花费对农村经 济的影响。 c g e 模型在国内的应用已经很多。许多学者也开始将其作为研究区域问题的1 ：具。黎 沽( 2 0 0 9 ) 构建了江苏省的区域c g e ，并将其应用到旅游中，研究入境旅游对地区的生产 总值，社会福利，居民收入以及其他产业的影响。王勇，肖洪浪等( 2 0 0 8 ) 构建了张掖市区 域c g e 模型用以研究该市的水资源的利川，其研究结果认为，该市：r 农业生产刚水的经 济效益差别显著，提高农业用水效率，优化当前用水结构是缓解张掖市水资源危机的有效手 段，并且认为，供水量的变化将会对社会劳动力就业产生较大影响。在国内区域c g e 的研 究中，多区域c g e 模型的应用也已经很多。李娜，石敏俊( 2 0 0 9 ) 构建了中国八区域的静 态c g e 模型，模拟了区域差异和关键的区域联系的设定对结构的影响，以说明区域差异和 区域联系的刻画对政策分析的重要性。孙翊，于铮( 2 0 1 0 ) 构建了中国8 区域8 部fj 的多区 域c g e 模型研究政府的财政转移支付对经济的影响，模拟发现当地方政府增加对本地居民 支付斤城市居民的终身累计效用会得到增艮，发达地区的农村居民效h j 会小幅下降，而欠发 达地区的农村居民效用会小幅增长。 1 2c g e 求解工具 在c g e 应用普及的过程中，人们针对该模型的求解原理开发了许多与之相关的软件， 以方便大家快速的完成c g e 应用。其中包括数据库软件和模型求解软件。全球贸易分析项 2 第一章引论 目( g l o b a lt r a d ea n a l y s i sp r o j e c t ，简称g t a p ) 提供了全球多个国家多部门的c g e 所需要 的数据。美国m i g 公司( m i n n e s o t al m p l 删g r o u p ，i n c ) 提供了美国各区域的经济数据。 在求解c g e 模型方面，目前比较流行的上具包括通用数学建模系统( g e n e r a l e b r a i c m o d e l i n gs y s t e m ，简称g a m s ) ，一般均衡建模工具包( g e n e r a le q u i l i b r i u mm o d e l i n g p a c l ( a g e ，简称g e m p a c k ) 。利用m a i l a b 软件同样可以实现c g e 求解。 1 2 1 数据软件 利片j ic g e 模型米求解模型，数据是必不可少的，而且数据是大量的。目前已经有专门 的机构提供全球、国家、省级级别的区域数据，以方便c g e 使用者使用这些数据。g 1 ：f 廿 提供了全球性的国家和国家之间的经济数据。m l g 提供了美国州级别，县级别的区域数据。 g 1 = c c 拉是一个针对国际政策问题进行定量分析，由全球研究者和政策制定者组成的网 络。其目的主要在丁在经济视野框架下提高全球经济问题数量分析的质量。该项目提供的数 据被许多国家的研究人员使刚。获取该项目提供的数据需要使用g 础g g 软什，该软件的 最新版本为版本7 ，包括了2 0 ( 1 4 年1 1 3 个区域5 7 个部| 、j 的数据。用户可以通过区域不l i 部门 的选择构成自己独特数据库，所形成的数据库以g t a p a g g 的h a r 格式存储。 m i g 公司的l m p l a n 提供了美国州和县级别的区域数据。l m p l 悄数据来源于美国经 济分析局，美国劳工部，美国统计局。其核心是区域的投入产出数据。l m p l a n 对丁c g e 研究者的意义在于其除了提供大量基础数据还提供了社会核算矩阵。 1 2 2 g e m p a c k 平台 g e m p a c k 是澳人利亚莫纳什大学政策研究中心开发的用于经济模拟的软件，其也是 特别适合c g e 模拟的专业软件。该软件经常被用米作为教学上具，其被j “泛应用在7 0 多个 国家和4 0 0 多个组织中。目前最新的版本是1 0 0 。g e m p a c k 的主要特点：允许建模者解决 巨大的非线性的方程的系统；一口模型的方程通过代数方程的形式确定了，建模者无需对求 解的具体过科进行了解；g e m p a c k 可以对经济模型给出精确的计算结果；g e mp ：a c k 的 w i n d o w s 应用程序可以帮助你以可视的方式查看代码，数据和结果。g e m p a c k 在解决迭 代动态和完全的跨时期模型上面处理能力很强。当出现问题的时候，软件会立刻提供错误报 告。 g e m p a c k 软件包括很多模块，各个模块分别完成数据的输入，方程描述，求解结 3 第一章引论 果分析。图1 1 给出了g e m p a c k 求解c g e 的主要流程。用户利用t a b m a t e 构建c g e 的 模型的方程s j t a b ，数据文件s j d 朋r a ，描述数据和闭合以及调整项的命令行文件 s j l b c m f 。通过运行口出l o 模块将s j t a b 变成中间文件s j g s s ，s j g s t 。g e m s i m 模 块利用中间文件，数据文件s j d a l a 和s j l b c m f 文件求解出c g e 的结果，结果存在 s j l b s l 4 文件中。通过v l e w s o l ，g e m p i e 。a n a l y s e g e 这三个模块用户可以奄看结果， 打印结果，分析结果。 图1 1g e m a _ p c k 模拟过程 g e m p a c k 主要模块介绍。 t a b m a t e 模块。该模块主要是创建和编辑存储模型( t a b ) 、命令( c m f ) 以及 数据( m 的编辑器。三者文件都是以记事本的形式存储的，所以也可以h 记事本修改。其 中数据文件需要通过命令提示符调腭相应模块变成h a r 格式的文件，通过v l e w h a r 模块 可以查看该格式文件。 出l o 模块。该模块主要处理用户编写的t a b 文件，将其编译成g s s 和g s t 文 件以供g e m s i m 模块调用。 g e m s l m 模块。该模块需要用户输入模型文件( t a b ) ，以及数据文件( d 煳r a ) 和 4 第一章引论 命令文件( c m f ) 。通过三个文什可以求解出c g e 。该模块会生成一个结果文件( s l 4 ) 。 v l e w s o l ，g e m p l e ，a n a l y s e g e 模块。这三个模块主要是查看结果，打印结果， 分析结果模块。 1 2 3 g a m s 平台 g a m s 是一款适用于数学规划和优化的高级建模系统。其包括一个语言编辑器和 一个稳定的高性能的集成求解器。在复杂的，大尺度的模型应用中g a m s 具有很多 优势，允许用户利用已育的模型米快速构建自己的应用。g a m s 自身是一个数学1 ：具， 但是人们常用其来求解c g e 。在g a m s 中，包含有许多专fj 用米求解c g e 的模型库， 比较出名的是一般均衡数学编程系统( m a t h e m a t i c a lp r o g r a m m i n gs y s t e mf o rg e n e r a l e q u i l i b r i u m ，简称m p s g e ) 。其主要优点在丁( 李志刚，2 0 0 5 ) ：该软件的通用性较 好，可以在各种个人电脑服务器上使用；当用户构建了一个模型，可以很容易的移植 到另外一个装有g a m s 的计算机上；g a m s 通过一种高度浓缩的方法米解决问题， 用户可以抛开大量的求解细：讧，而只需将问题概括为基本的初始的规划即可；g a m s 是具有良好建模特性的软件，用户可以方便利用提供的语言米描述模型，该种语言与 程序语言类似；g a m s 软件在错误报告和凋试上面具有很强人的功能，图1 2 是g a m s 程序的主界面。g a m s 中包含了许多的数学模型，其具有一个强人的模型库( 图1 3 ) 。 l 墨冀 暑 b m o 船t t ：ej e ：譬二c e jc c = 梆：z o ni $ b i l ， 骞m 喇oo o o j j 带t o o 品 i $ b i i ， ! mo c l 二：t y mf u e ：o 谢= r 啦t i c t i b i i ， l b o = j ：礞叭。僦t op r o d u c o i ：# ：- i：译= ：伽a p r o d - o c i o n 二 b “= o 眦僦b i 二ep r o d j c t m ： ；i 1：；j cc oa j c 瞄b i l e # z o d j c c l 口n - 一一， i - l 一一一 一一一q _ _ h 图1 2g a m s 软件 5 第一章引论 誊；g a m sm 。d e il b 憎r y s e a 心而讲丽 图1 3g a m s 模型库 1 2 4 求解软件比较及其不足 以上对求解c g e 的常h j 软件g e m p a c k 和g a m s 作了介绍。这里我们将这幅 者以及m a t l a b 软件，从系统使川的难易度，灵活性，构建模型花费时间上面进行简 单比较。在这三种软件中m a t l a b 和g a m s 都是数学中常川的软件，它们在使川上最 为灵活，容易快速构建模型，可以满足h j 户的绝人多数的需求，但是两者在使川上篙 要j l j 户掌握一定编程基础知识。g a m s 与m a i l a b 比，其一个优势就是在g a m s 中已 经包含了较多的c g e 模型库供用户使j l 丰l ，而这位m a t l a b 中没有。g e m p a c k 是争fj 的求解c g e 软件，其在求解、模型闭合、求解结果分析等上面较g a m s 更为优越， 在这方面使用也较为简单。g a m s 和g e m p a c k 在描述模型上面两者没有太火的区 别，都是通过脚本完成。在构建模型花费时间上面，g e m p a c k 和g a m s 没有太人 差别，但是利用m a t l a b 则要花费较长时间。从用户角度看，g a m s ，m a t l a b ，g e m p a c k 的一个共同不足就是需要编写脚本语育。 国内也有许多学者开发出了求解c g e 的软件。李忐刚( 2 0 0 6 ) 利川g a m si d e ， 结合s q l s e e r 2 0 0 0 ，采用s u a lc + + n e t 平台构造了政策模拟原型系统，但是该系统核心 部分是洲si d e 。李彤( 2 0 0 7 ) 构建了一个基于可计算一般均衡模型的决策支持系统， 但是该系统并不具有通用性。本课题组从1 9 9 9 年开始自主开发c g e 软件，刘杨，吴兵等开 发了第一个可计算一般均衡模拟系统，利果( 2 0 0 8 ) ，隋文娟( 2 0 0 9 ) 分别开发了上海、天 津c g e 系统，但这些系统都未能解决通用性问题。 6 第一章引论 从上述分析可以看山，在求解c g e 软作中，g a m s 和g e m p a c k 存在用户交互能力 上的不足，而其他的系统存在通刚性上面的不足，而这是本文需要解决的问题。 1 3 决策支持系统和c g e 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o ns y s t e m ，d s s ) 指的是具有人机交互功能的计算机系统， 用户利片j 系统的数据和模型来解决一些结构化的问题( t u r b a