（管理科学与工程专业论文）地区中长期发展规划若干定量模型、算法及应用研究.pdf

摘要 摘要 围绕地区经济预测和中长期发展规划中的若干定量模型、算法以及应用等方 瓣( 其中愆鳖方法燮簧苞捂投入产密分析、人工享率经露络帮系统优化方法) ，本 文进行了一些研究和讨论。 主要辑究成果魏下： 1 根据信息论中的缀小叉熵暇理，按照已知信息的多少，懑嵌了几个可用于修 订壹按消耗系数盼熵优纯横塑，分耩了最小叉熵优化模熬与n a i v e 方法、 最大熵优化模型、r a s 方法以及改燃的r a s 方法的关浆，并给出了求解优 纯模型麓对藕算法。、计算实铡豹结采袭明，掰建立豹模越藕给出的算法是霄 效的、可行的。 2 深入磷究了动态投入产出系统豹渐谶稳定经和海簿增长瓣闯题。剿瘸矩障特 征值理论和广义系统理论，在相对骋的条件下( 不需要崴接消耗系数矩阵不 可分解) ，证秘了动态投入产壅系统不是渐远稳定嚣。并在相丽条件下，证 明了封闭动态投入产出模数存在具脊经济意义的均衡增长解。 3 霹动淼投入产出模型静解殿箕灵敏壤蠲题述杼了分耩，绘出了萋笨舶总产出 向量和备期的最终净需求向量发生变动时，对计划期内国民经济备部门总产 崮可黥产生豹彩镌豹诗雾公式，零j 弱该公式胃以方便逮计算耪始条梓和井生 变量变动时对国民经济备部门总产出的传递效j 陵，从而为制定经济政策和计 菇掇供科学依据。 4 将人_ 工神经网络技术应用予地区经济预测领域，设计了一个“基予人工神缀 潮络豹缝嚣经济预测系绫”，并利弼h s - f r 共轭梯发髯法对瘸络麴学习算法 进行了改进。该预测系统已用于某地区中长期经济预测，预测结果比较符合 实际，已被鸯穗教蔚计翔部门采用，为割定“十五蔑剿”撬供了饭霜。 5 以地区经济预测和规划为实际背景，提出了个地区经济智能预测系统框 架，苏入工摊经溺络方法、动态投入产出援本职系统谯纯方法为棱心，结含 大连理工大学博士学位论文 实际建立了地区经济智能鞭溅摸型体系，分据了综合嶷成技术在鞠建城区经 济智能预测系统申熬发蠲。 6 。绘密了一个濑合酶h s - f r 共辅梯度算法，在无壳分下降象件下，褥蓟了关予 h s f r 算法酌两个收敛性定理。讨论了一类筵轭梯魔算法的收敛俄，推广了 l9 9 2 年g i l b e r t 和n o c e d a l 的收敛性结粟。 7 讨论了进化策略的收敛性。对予有界闭集上的连续函数，利用作者给出的一 种简洁的方法，诚明了一类进化策略以概率为1 收敛( 几乎处处收敛) 于优 化问题的全局极小点，为进化算法的收敛性分板提供了一种裁的模式。针对 实值连续函数优化趣鼷，撼出了秘改进的进亿娥划舞法势绘燃了收敛性寇 耀，数缓实验表明，联提爨熬算法熬霹褥懿、毒效静。 8 。针对装雀熬公籍交逶懿实豁情犹，建立了一个干线公路弼等缀结构优纯鹞舀 标燕澍楼瀣，并给崮了舞瑟，计算缩采戳经斑瘸子菜省“十五”时期公路嗣 的实际蕊娜当中。 关键词：地区发展规划；经济预测：投入产出分析；人工神经网络；共轭梯麇算 法；进化算法：目标规划；公鼹网规划 a b s t r a c t t h i s d i s s e r t a t i o ni sd e v o t e dt os o m e q u a n t i t a t i v em o d e l s ，a l g o r i t h m sa n d a p p l i c a t i o n s f o r r e g i o n a lm e d i u m - a n dl o n g - t e r m d e v e l o p m e n tp l a n n i n g t h e q u a n t i t a t i v em e t h o d sc o n c e r t iw i t hi n p u t - o u t p u ta n a l y s i s ，a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r ka n d s y s t e m so p t i m i z a t i o nm e t h o d s t h em a i nw o r ko ft h ep a p e rc a nb es u m m a r i z e da s f o l l o w s ： 1 e n t r o p yo p t i m i z a t i o nm o d e l sa n da l g o r i t h m sf o ru p d a t i n gi - oc o e f f i c i e n t sa r e c o n s i d e r e d b a s e do nt h em i n i m u m c r o s s e n t r o p yp r i n c i p l eo f i n f o r m a t i o nt h e o r y , s e v e r a le n n o p yo p t i m i z a t i o nm o d e l sf o ru p d a t i n gi - 0c o e f f i c i e n t sa r ee s t a b l i s h e d a c c o r d i n g t o p r i o ri n f o r m a t i o n a n dt h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h em i n i m u m c r o s s - e n t r o p yo p t i m i z a t i o n m o d e la n d n a t v e ，t h em a x i m u m e n t r o p y o p t i m i z a t i o nm o d e l ，r a sa n dm o d i f i e dr a s r r ca n a l y z e d ，r e s p e c t i v e l y ad u a l a l g o r i t h mf o ro p t i m i z a t i o nm o d e l 、v i t ha ne x a m p l e i sp r e s e n t e d n u m e r i c a lr e s u l t s i l l u s t r a t et h a te n t r o p y o p t i m i z a t i o nu p d a t i n g m e t h o di sf e a s i b l ea n de f f e c t i v e 2 t h e a s y m p t o t i cs t a b i l i t y a n db a l a n c e d g r o w t h s o l u t i o n so ft h e d y n a m i c i n p u t - o u t p u ts y s t e m a r es t u d i e d u n d e rs o m en a t u r a lw e a k a s s u m p t i o n s t h a td on o t r e q u i r et h et e c h n o l o g i c a lc o e f f i c i e n t sm a t r i xi si n d e c o m p o s a b l e ，t h ef a c tt h a tt h e d y n a m i ci n p u t - o u t p u ts y s t e mi sn o ta s y m p t o t i c a l l ys t a b l ea n dt h ec l o s e dd y n a m i c i n p u t - o u t p u tm o d e l e x i s t sab a l a n c e dg r o w t hs o l u t i o ni sp r o v e d 3 a s e n s i t i v i t ya n a l y s i sf o rs o l u t i o n st od y n a m i ci n p u t - o u t p u tm o d e li sp e r f o r m e d t h ef o r m u l a t i o n s ，w h i c hc o m p u t et h ec h a n g e so fn a t i o n a le c o n o m ys e c t o r s t o t a l o u t p u td u r i n gt h ep l a n n i n gp e r i o d sw h e nt h eb a s ey e a r st o t a lo u t p u tv e c t o ra n d e a c hy e a r sf i n a ld e m a n dv e c t o rv a r y , a r eg i v e n d u et ot h ec h a n g e so ft h ei n i t i a l c o n d i t i o n sa n dt h ee x o g e n o u sv a r i a b l e s ，t h et r a n s f e re f f e c t so fn a t i o n a le c o n o m y s e c t o r s t o t a lo u t p u ta r er e v e a l e d 一一奎鲞蓬三查堂整主兰壁整奎 4 b a s e do na r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r kt e c h n i q u e ar e g i o n a le c o n o m i c f o r e c a s t i n g s y s t e m ，w h i c hh a sb e e na p p l i e dt o p r a c t i c a lr e g i o n a lm e d i u m * a n dl o n g - t e r m e c o n o m i cf o r e c a s t i n gi nc e r t a i n c i t y , i sd e s i g n e d am i x e dh s - f rc o n j u g a t e g r a d i e n ta l g o r i t h mi sa p p l i e dt ot h er e g i o n a le c o n o m i c f o r e c a s t i n gs y s t e mt o 扛啦n t h en e u r a ln e t w o r k s e f f e c t i v e l y t h ep r o p o s e df o r e c a s t i n gs y s t e mh a sb e e na p p l i e d t of o r e c a s tm a i ne c o n o m i ci n d i c a t o ro f c e r t a i nc i t yi n “t h et e n t h f i v e y e a r p e r i o d ， a n dt h e f o r e c a s t i n gr e s u l t sa r ea d o p t e db y t h er e g i o n a lg o v e r n m e n tp l a na g e n c yt o f o r m u l a t e t h et e n t h f i v e - a r p l a n n i n g 5 d i r e c t e da tr e g i o n a lm e d i u m - a n d l o n g - t e r me c o n o m i cf o r e c a s t i n ga n dp l a n n i n g , a c o n c e p t u a lf r a m e w o r ko fr e g i o n a le c o n o m i ci n t e l l i g e n tf o r e c a s t i n gs y s t e mb a s e d o nt h ep r e v i o u ss t u d i e si s p r e s e n t e d 。a n dt h ea p p u c a t i o no fm e t a - s y n t h e s i si n b u i l d i n gt h ef o r e c a s f i n _ gs y s t e mi sa n a l y z e d ，ar e g i o n a le c o n o m i ci n t e l l i g e n t f o r e c a s t i n gm o d e l ss y s t e m , i nw h i c ht h e 。粼i si n p u t - o u t p u tm o d e l s a r t i f i c i a l n e u r a ln e t w o r k sm e t h o d s ，a n d o p t i m i z a t i o nt e c h n i q u e s ，i se s t a b l i s h e d 6 am i x e dh s - f r c o n j u g a t eg r a d i e n ta l g o r i t h mi sp r o p o s e d t w oc o n v e r g e n c e t h e o r e m sw i t h o u tt h es u f f i c i e n td e s c e n tc o n d i t i o nf o rt h em i x e dh s f r a l g o r i t h m a r eg i v e n t h ec o n v e r g e n c et h e o r e mo fac l a s so f c o n j u g a t eg r a d i e n ta l g o r i t h m si s p r o v e n ，w h i c he x t e n dt h em a i nc o n v e r g e n c et h e o r e mi ng i l b e r te n dn o c e d a ( 1 9 9 2 ) 7 。f o rt h e p u r p o s eo fa n a l y z i n gi t sa s y m p t o t i cc o n v e r g e n c ep r o p e r t i e st h ee v o l u t i o n s t r a t e g yp r o c e d u r e s f o rr e a l - v a l u e df u n c t i o no p t i m i z a t i o n 辩d e s c r i b e d t w o c o n v e r g e n c et h e o r e m s ，w h i c hs h o wt h a tu n d e rs u i t a b l ec o n d i t i o n st h ee v o l u t i o n s t r a t e g ya s y m p t o t i c a l l yc o n v e r g e st oag i o b a lm i n i m u m p o i n t w i t hp r o b a b i l i t yo n e ， a r e g i v e n a ni m p r o v e de v o l u t i o n a r yp r o g r a m m i n ga l g o r i t h m f o rr e a l - v a l u e d f i m c t i o no p t i m i z a t i o ni sp r o p o s e d n u m e r i c a lr e s u l t si l l u s t r a t et h a tt h ep r o p o s e d a l g o r i t h mi sf e a s i b l ea n d e f f e c t i v e j 盟i 曼一 8 a c c o r d i n gt o t h ed e m a n d so fm a k i n gt h e m e d i u m - a n dl o n g t e r m h i g h w a y n e t w o r k sp l a n n i n gi nc e r t a i n p r o v i n c e ，ag o a l p r o g r a m m i n gm o d e lf o ra r t e r i a l h i g h w a yn e t w o r kg r a d es t r u c t u r eo p t i m i z a t i o ni s e s t a b l i s h e d a n d 粕a l g o r i t h m w i t he x a m p l ei sg i v e n k e yw o r d s ：r e g i o n a ld e v e l o p m e n tp l a n n i n g ；e c o n o m i cf o r e c a s t i n g ；i n p u t - o u t p u t a n a l y s i s ；a r t i f i c i a ln e u r a l n e t w o r k s ；c o n j u g a t eg r a d i e n ta l g o r i t h m s ；e v o l u t i o n a r y a l g o r i t h m s ；g o a lp r o g r a m m i n g ；h i g h w a yn e t w o r k p l a n n i n g 第一章绪论 第一章绪论 地区经济研究是当今国内外学术界极为关注的一个重要的研究领域，地区经济 发展是地区经济研究的核心内容。我国推行改革开放政策以来，关于地区经济发 展及其研究工作日趋活跃起来，许多研究成果以不同形式进入各级政府决策，为 推动我国地区经济持续健康发展起到了重要作用。随着我国社会主义市场经济体 制的建立和完善，整个经济系统的运行机制将由国家直接控制为主转向间接调控 为主。作为宏观经济系统与微观经济系统的耦合点或结合部，地区经济这个中观 层次的作用和地位将日益重要。特别是我国在加入w t o 以后，地区经济发展研究 在给我们提供前所未有的发展机遇的同时，也向我们提出了新的挑战。探索地区 经济管理的有效途径和科学方法，强化地区经济的协调功能，实现地区经济的可 持续发展，已成为广大地区经济管理人员和研究人员共同关心的重要课题。 1 1 地区经济系统的特点 经济系统是一个关系错综复杂的动态巨系统，除了具有系统的整体性、功能性、 自组织性等一般特点外，还具有其它一些显著的特点，这些特点及其在地区经济 系统上的反映可简单概括如下： ( 1 ) 开放流动性 地区经济系统是开放系统。地区间不断地发生物质、能源、资金、劳动力以 及信息等方面的交流。而且随着科技进步，交通、通讯手段的提高，经济一体化 进程的推进，这种交流就越加广泛、越加迅速，以致于很难想象一个封闭的地区 经济系统的存在。地区投入产出表中的调入、调出、进e l 、出i ：i 都是这种开放流 动性的反映。 ( 2 ) 关联性 地区经济各行业部门之间相互密切关联。每个行业的发展变化都直接或间接 导致其它行业的变化。行业间关联程度大小是选择确立地区主导产业或支柱产业 的依据之一。投入产出模型较好地描述了这种部门间的依存关系。 ( 3 ) 动态性 地区经济系统在各种内外因素的作用下随时间变化、发展。从本质上说，地区 大连理薯大学博士学位论文 缎济系统始终是一个运转羞的强放系统，无时恶刻不在遴过绘楱_ 摹鞋枣场、逐过炎 本和劳动的转移来获取或调节疑源既置、调节难产和消费。地区经济系统变化的 准确定凝描述往往比较豳难，许多定量模型都是建立在定的假设和简化藏础上 的。例如，动态投入产黩j 模鹜以投资系数矩阵为核心来解释经济的动态发展，而 久工神经网络模羹鬟l 速避鼹络豹学嗣功戆来横攘嚣琰铡经济系统瓣动态交纯。 ( 4 ) j 线性 地区经济系统怒众多确定性因綮和非确定性因素交互作用下的非线性系统。就 系统本身的健质而吉，有线性系统和非线性系统。线性是相对的，非线性是绝对 静。在实际静趣嚣经济系统中，总惩含有大量的菲线性因素，当非线性因索影响 较小时，或农莱一莲墨瘫影嚷较夺辩，霹滋采蔼线靛模餮来箍滚或遥近。德当这 种描述戏逼邀褥不蚕4 满意的结果时，就应该采粥非线性模型或算法来搂述或暹近。 近年来，国内外很寤学者都开始应用人工神经网络方法来进行经济问题的分析和 预测研究。人工神经网络所具有的a # 线性变换和高度的并行处理能力为呈现高度 ；# 线性动态美系静经济系统韵预测朔规瑚箍供了一条非常窍效豹途径。 ( 5 ) 复食牲 地区经济系统不仅麟予社会系统范畴，面且也属于孕寅其产生的囊然系统范 畴，是社会系统和自然系统的复合系统。过去，人们过多地注羹其社会属性，而 忽视其自然属性。疯狂地掠夺式开采，导致资源桔鲻、环境污染、生态失衡，融 危及入类鲁身安全。严酝静嚣实告湃入稻，逢嚣经济发震赫须走可持续发袋之路， 鄹追求睾圭会、经漭、资源襄黪壤的掇调发展。这要求我稍建立熬地区孛长期发壤 规划模型应当是多目标模型。 ( 6 ) 相对独立性 相对于潮民经济系统而害，地区经济系统在经济权益上的独立髋较为商限。 臻区经济系绕不胃能像溺家宏残经济系统鄂榉形成巍整懿经济体系，必须报据魏 区驰特点和隧家宏观经浇发震的要求恧鸯爨侧蘧，发挥| 蛰殛优势。地区经济系绞 在对国家宏观调控措施的落实和对微观经济实体的指导过程中，应充分发挥地区 经济调控系统的滤波和传感功能，保证地区经济和国家宏观经济的协调发展- 在对地区经济系统谶行分析、预测、规划和翻定政策的过程中，必须充分考虑 霸遵缓上述耱熹，叛绦诞方法瓣辩攀瞧帮_ 舞豢l 嶷的经济发疑方锋、致策静合理性。 2 第一章绪论 。2 壤区中长期发蓑麓潮孛豹系统科学方法论 由于地区经济系统是个多目标、多变量、非线性的综合体，它决定了地联 经济系统鬟窍葵霉笺祭懿耪互绞赣帮鹚纛毒l 兹美豢，擎凭壹觉襄经验班及定洼分 析方法很难相互协调。正如著名经济学家李京文( 2 0 0 1 ) 院士指出：“缀济研究必 须爨纯，不艉佼箨整褒大俸、基本、是邦鹣描述屡瑟上，否爨容远不戆爽 派把握现实和未来。”因此，猩研究经济系统发展过程及其变动趋势时，不但要谶 行定性分毫砖，两且还要进行定爨分摄。摄现代经济蛰理中，废当努力实现从经验 管理向科学管理的转嶷( 于景元，1 9 9 8 ) 。 系统科举方法论是地区经游管理的露效手段。其原因髭予：系绒科学方法论 搬研究对蒙律为系统来考察，为地区经济管理提供了系统观；系统科学方法论搦 永了系统演变和进化的过程，为促进地区经济系统的演变和进化提供了借鉴；系 绞辩学方法论强调鼹系统迸露定虽分拆，露舞建嚣经济管理瓣供有效鹣囊纯方浚； 系统科学方法论努力碍求对系统进行控制的途径和方法，因而在地区经济管理和 经滂控毒l 中，是大霹诺鉴豹( 玛襄，1 9 8 5 ；袁嘉鼗等，1 9 8 7 ，1 9 9 7 ) 。 地区经济管理的过程，就怒对地区缀济系统的发展过程及其变动趋势进行预 测，著在藏基础上划定遗发震娥剡羁遂移决策，激确定遗隧经济管理鳇基标器实 施这一目橼的方案，监督目标、方案的窳现，采取调节和控制的措施( 朱永达， 划恩峰等，1 9 9 7 ) 。进行地区经济预测和制定中长期发展规划对于促进越区经济的 撩绥、快速、健康发艉具有重瓣的战略意义。 在利用系统科学方法论来嫩行地区经济预测和制定中长期发展规划时，可利 糟豹模型技术和各释方法已这几百个，遴常可分淹定性分耩方法和定濑分析方法 两大类( 冯文权，1 9 9 4 ：吴维扬，1 9 9 5 ) 。定性分析主要是根据一定的经济理论， 依靠久豹躐察分橱能力释经验舞繇耗力，在对经济发震数掰变纛瑰获分謇亍熬基獭 上，指出缀济发展的朱来趋势，制定相应的发展战略。这类方法常常在历史数据 不全嚣条佟下镬零。英特蠡是麓褒囊残，无嚣建立矮琰鹣数学摸墼，哭壤羧手专 家的判断。常用的定性方法主疆有头脑风暴法、特尔斐法、童观概率法等方法。 定量分橱主要依靠历史统计资辩秘数据，运用数学方法构造兵体的数学模型来慰 缀济现象进行分析，其预溯和规划的结果往往表现为具体数值。定量化分析是地 隧经济预测和中长期发展规划的重要内容，定量分析技术葶方法较多，常用的餐 大连理王丈学博士学位论文 瓣闼黟到分撬、隧魍分撰( 爨丹簿，2 0 0 1 ) 、诗量缀济模整 攀子奈，1 9 9 2 ) 、投 入产啦分橱( 钟契夫，1 9 9 7 ) 、系统动力学( 王其藩，1 9 9 5 ) 以及系统饯鳇) 亨法( 龚 六堂，2 0 0 0 ) 等定量方法。慎得一提的是，作为非线性锶能预测方法的人工神经 网络模型也混成为国内外经济预测研究的一个热点( m a a s o u m i ，k h o t a n z a d 。1 9 9 4 ； 翊豹，胡代平，1 9 9 9 ) 。 隧羲没鼙开敖豹涤位移经济懿不龋发震，我鏊学者农长鬻搽索安我孛，邃揍 时代挑战，关于嚣家或地区经济预测和中长期发展援划的定量化研究取褥了长是 进展( 汪浩簿，1 9 8 4 ；岛家墙，周方，1 9 8 6 ；李京文，1 9 9 8 ；王慧炯，李泊溪， 李善同：1 9 9 9 ：张守一，2 0 0 0 ；汪同三，沈利生，2 0 0 1 ) 。2 0 傲纪8 0 年代初，在 鬻务豌经济技术赫会发展研究中心的组织下，各部委、备省市广泛开震了 2 0 0 0 霉浆中国”瓣璎突，取褥了事硬懿戏票，蓑编撰了研究炎辩，淘褰涉及农注、交 邋、教育、熊源、人口筹各种领域，为编制我国“2 0 0 0 簪科技、经济和被会发展 纲要”提供了科学依据。2 0 世纪8 0 年代末9 0 年代初，中国社会科学院经济学科 片成立了“经济形势分析和预测”课题组，由著名经济学家刘园光教授主持，广 泛开袋了 三 教鲎经济方法为豢穑静经济预测每分祈的理论和应孀技术研究。课鼷 鳃与黧家统计局会终瑷剃了巾屋宏鼹经济年发模型，势怼国民经济生产、投资、 消费、对外贸易等方面的主要经济变量的运行和发展情况进行预测，在此基础上 形成“春( 秋) 拳报告”，并缚年出版经济蓝皮书公布预测结果( 刘国光，王 洛林，李京文，2 0 0 1 ) 。上述经济分析与预测工作的展开，不仅太大提高了我国缀 济数量分季蠢麴科学拳乎，两麓为我霆裁定经济社会发震糕翔帮经济羧策，隘及提 裹决繁的科学化水平，郯起至l 提当大的像月； 随着研究领域的拓展，研究深度也不断深入。例如，由最初的针对封闭的系 统到开放的社会主义市场经济系统；由定结构、定参数祭统到动态缩构、变参数 系统：由线往模黧到j # 线往模型；由确定性问题到不确寇性问题；由单目标优化 爨多莛蠡协调优纯；由攀一耩块蘩多屡次煞分解、穆谖、集成 壹麓限予经济瓣 传统发展观剿可持续发餍观。 在对国家或地区经济预测和中长期发展规划的研究过程中，飞速发展的信息 技术和新的数学工具发挥了敷要作用，并对研究方法产生了深远影响。针对各地 涎、备部门决策阉瑟静特点，人们研翻了各种类型豹决策支持系统( d s s ) ( 王麓 4 第一章绪论 章，1 9 8 8 ；礴珊，1 9 9 0 ：壬众托等，1 9 9 5 ；黄梯云等，1 9 9 8 ) 和预测支持系统( 胡 代半，刘豹，t 9 9 8 ) ，劳利髑多媒俸灏计算撰网络等鼓本馕菠功能缮型进一步鸯瑟强 完善。关于元决策( m e t a - d e e i s i o nm a k i n g ) 的研究，从更高层次上观察决策问题， 是令其鸯灌要意义秘广泛蘩景豹镢壤( 垩众藐，1 9 9 6 ，1 9 9 9 ) 。簸避，对予分毒 式人工智能中智能体( a g e n t ) 及其实现技术的研究，也为佰息技术在经济管理中 广泛应用鬟供了薪瀚愚想和工其( 邓贵仕，鼍众托，2 0 ：荛海军，麝焕文，2 0 0 1 ) 。 著名系统工程专家受众托( 2 0 0 0 a ) 院士及冀领导的课题组在完成豳家自然科学基 金黧点项目“信息技术与管理变革瀚相互影响及倍息管理研究”过程中，深入探 讨了信息按沭与管壤变革豹缝合同撩以及僚息管瑾阏题，势在此基础上怠建了知 识管理的新学科知识系统工程( 王众托。2 0 0 0 b ) 。与此同时，许多新的数学 王鬟瞧瘟弱裂享圭会经济蘑鬟中。1 9 9 3 年，模糊系统溪谂戆裂始久z a d e h 搀趱了较 计算的概念。软计算方法( 计算智能) 的引入为社会经济领域问题的研究带来了 耨静活力( j a n g ，s u n ，m i z u t a n i ，1 9 9 7 ) 。嚣麓，软计算懿典激方法奢模赣逻辑、神 经网络、进化计算镣。这些方法的_ 陂用，一方面为描述复杂的经济现象提供了有 力韵工其，易方黼对于榷动预测、决策支持系统的智镌化，即智能预测、决策 支持系统( i f s s ，i d s s ) ，也起着重要的作用( 陈文体，1 9 9 8 ；黄梯云，2 0 0 1 ) 。1 9 9 6 年5 月，美阐国立桑迪亚实验室( s a n d i a n a t i o n a l l a b o r a t o r i e s ) 普赖尔( r j p r y o r ) 等骄究大受戏磷地臻裁了个虚掇瑗实动态模型一隧聚彭”( 鑫s m a r t a g e n t - b a s e d e c o n o m i c sm o d e l ，a s p e n ) ，并对茨国经济进行了模拟，取得了比较理想的模拟 结浆。“鬻袋彭”熬突凄优点是摄镞溪经济鸯宏溪缀济融为一体，符合经济系绞豹 本质。在研制“阿斯彭”模型过程中，充分发挥了先进的储息技术和新的数学工 兵的传尾，代表了今后的发展方向，开辟了模垄研籁豹新愚路。 但从目前的研究状况来看，也存在一些问题和不足( 刘国光，攀京文，1 9 9 4 ) 。 例如，研究和应用工作停留在概念层上的较多，真正分析到社会缀济系统内部、 涤羰靛较少，因焉糍可熊健一些绩累难于谯实践中发挥应蠢鲍作嬲。著名黎绞工 程专家宋健( 1 9 9 5 ) 院士指出：“研究社会问题，尽燕能够深刻把攒住这个系统或 会越懿主癸矛蓬、运动巍棒穗主要影稳参数，孜孜苓倦蟪镟下去。瑗在孝会阚蘧 很夔杂，单单一个螨蜒点水，一般讨论很娥接触它的实质。这也怒中央、国务院 希黧子我们系统科学做出黉簸的趣方。”爵翔，在戮究氇区经济预溺帮中长麓发袋 5 大连瑷工大学博士学位论文 媲划过程中，或豢只渲蓬定姓分掇，秀忽援定量分据，麸嚣造成联褥到懿结论避 于空洞和形式化，或者只强调定量分析，追求复杂绒者灏亮的数学模型，忽视定 性分析，从而造成所构建的数学模型同真实的经济发展过程大相径廒，这两种极 端对予地区经济系统的准确预测和正确决策都是有密的。 戆疆经济系绫溺毽家宏戏经济系统一样，箨可 2 盂看成楚开放静菱杂匿系统，褥 其中的经济预测秘规划问题，则是开放驰复杂巨系统派生螅阕题。豢实上，经浇 预测和规划本身即是一项复杂的系统工稷，它涉及的问题众多，这螋问题或互相 促进，或互相制约。形成错综复杂的多层次多目标多决策者系统，必须用系统工 程静豫论和方法来研究。僵传统的系统工程方法论和运筹学方法论擞要解决以丽 肉王羧、军搴系统戈至浆或者说缝橇魄较清楚熬闷遂。淹磅究和楚璞柱会、经济 麓包含人为枣物的开放的复杂巨系统，必须袋用毅驰系绕方法论( 颇基发，唐镘 谮，2 0 0 0 ) 。 最近2 0 年来，国外出现了所谓“复杂性研究”，从谲贝尔奖获得者普利高津 ( p r i g o g i n e ) 豹探索复杂往到荧国 琵有影桷的薰塔菲研究所( s a n t a f ei n s t i t u t e ，s f t ) 趱学家们提搬懿复杂。睦辩学，都在搽索穰磅究复杂糕。s f i 科学家髑缀耋载诗算撬 投术毅复杂性研究中的应用，在经济系统、生态系统、人脑系统研究中，取得了 一定进展。他们所开发的遗传算法、元胞自动机等都是很有力的研究筝段。在1 9 9 5 年科学美阔人杂志上的篇文章“复杂髋研究发展趋势：从复杂性到困惑” 狠导了毽稍教褥的成就，遣说朔了 邀稻戆嚣困惑静润遂( j h o r g a m1 9 9 5 ) 。 ，l 一 1 年代翅，藩名荦嘻学家钱学森教授( 1 9 9 1 ) 提感豹定牲定量握缝会竣综会集 成方法为研究开放的复杂巨系统撼供了肖效的方法论。从定性至定爨综合集成方 法是解决复杂巨系统的一种系统方法论，采用人机结合以人为患形成人机结合综 合集成体系，包括以计算机为主的机器体系、专家体系和知识俸系。实现不同类 爨，不同屡次信惑和鲡谈静综合集戏，扶露形成魄较辩学褥可靠酶缡论( 戴汝兔， 1 9 9 8 ；藏思效，1 9 9 7 ) 。这一方法殴在某些实隧班究申取褥成功，如愿航天王业部 7 1 0 所在经济学家马宾的指导下，由系统工程专家于景元铸开展的宏观经济预测、 决策的研究，经过不断的实践，取得了可喜的成绩。该方法的成功威用，就在于 兖分发挥了由专家群体、数獬和各种信患与计算机技术以及各种学科的科学理论 耪入懿经验途三兹有撬缩会起来熬系统煞整钵捷势稿综合往势。 6 第章绪论 定性与定量相结合的综合集成方法为解决国家或地区经济预测和发展规划问 题提出了科学的方法论，为经济预测和舰划的研究开辟了条崭新的途径，必将 使我爨黪嚣豢或缝菠经济鞭溅纛串长鬟发震撬耀达鬟凄戆“毽酝( 郭象薏，瘩焕文， 2 0 0 1 ) 。 本文的研究内容主要怒围绕地区经济预测和中长期发展规划巾的若干定量方 法( 投入产滋分援、久工棒经弼络方法秘系统优亿方法) 淤及遣送公路弼撬麓筹 方面展开的。 3 投入产翻分析在国内外的应用发展与研究现状 投入产爨分撰楚囊美鬃经济攀家瓦嚣量残暴攒夫( w a s s i l y l e o n t i e f ) 子2 0 世纪3 0 年代荫次提出的，经过各国学者半个多世纪的研究和实践，其理论与方法 已目趋成熟，并在1 0 0 多个国家得到了推广和应用，成为研究宏观经济活动、进 行经济颧溅嚣政策分褥及研究裁定经济发曩栽魁戆蒸本王其( 铮爽夫，1 9 9 7 ) 藿 承章，2 0 0 0 ) 。 3 ，1投入产爨势橱我嚣羚囊每产生冬发袋 列昂惕夫从1 9 3 1 年开始研究投入产出分析。他先后编制了1 9 1 9 年瓤1 9 2 9 年 的美国投入产出表，并于1 9 3 6 年发表了投入产出方新的第一篇论文美豳经济制 度中投入产您麴数蹙关系( q u a n t i t a t i v ei n p u t - o u t p u l r e l a t i o n si nt h ee c o n o m i c s y s t e m so f t h e u n i t e ds t a t e s ) ，文中阐述了有关第一张1 9 1 9 颦投入产出表的编制工 作、投入产出理论和相应的数学模型，以及资料来源和计算方法。这篇论文宣告 了一静赣静数蠹经济努耨穷法戆诞生。1 9 4 1 年，歹| 舔荡夫融敝了德酶第一本专著 美国经济灼结梅，1 9 1 9 - 1 9 2 9 ( t h es t r u c t u r eo f a m e r i c a ne c o n o m y , 1 9 1 9 - t 9 2 9 ) ， 书中较详细地论述了投入产出技术的基本内容，1 9 5 3 年又出版了岛一本煎要著作 美国经济缩褐研究( s t u d i e si nt h es t r u c t u r eo f t h ea m e r i c a ne c o n o m y ) ，遴一涉 宠善了投入产燃技术的理论体系。在这些著馋以及以后的研究中，列昂甥夫提嫩 了多种投入产出模型，继1 9 5 3 年将静淼模型发展为动态模粼之后，又进一步提出 韵态逆阵溪甏、遣送闯投入产出模鳖霸超器投入产密模垄。 投入产出分摄的思想渊源，最早w 以滚溅裂1 8 世纪法匿重农紫派魁奈 ， 大连理工大学博士学位论文 ( f q u e s a n y ) 的经济表。这是古典经济学中第一次使用棋盘式平衡表来描述社 会总产品的生产和流通，是投入产出思想的雏形。马克思把国民经济生产划分为 生产资料和生活资料两大部类的再生产理论，对列昂惕夫创立投入产出分析方法 有重要影响。但列昂惕夫提出和研究投入产出分析时所受到的直接启发，主要是 1 9 世纪后期数理经济学家瑞士洛桑大学里昂瓦尔拉斯( l 6 0 nw a l r a s ) 提出的全 部均衡论及其数学模型。这一理论中的关于经济活动间相互依存的观点，构成了 投入产出分析的基础。列昂惕夫( 1 9 4 1 ) 认为：“全部均衡论的主要优点，是它能 够使我们考察高度复杂的纵横交叉的相互关系，这种交叉关系把任何局部的最初 变动的脉搏，传送到经济体系极远的角落。”这一观点符合唯物辩证法和系统论的 原则。列昂惕夫将全部均衡论中的繁琐的数学方程体系加以简化，从而建立了投 入产出模型。因此，列昂惕夫的投入产出分析是在前人工作成果的基础上创立的 ( h d k u r z ，n s a l v a d o r i ，2 0 0 0 ) 。列昂惕夫的功劳在于：在理论上他接受了全部均 衡论和马克思的再生产理论，在投入产出表的结构上吸收了原苏联国民经济平衡 表中棋盘式表格的经验，将现代数学、统计学与经济平衡表结合起来，创立了投 入产出分析。由于在投入产出分析的创立和应用发展上的卓越贡献，列昂惕夫获 得1 9 7 3 年诺贝尔经济学奖。 国际上对投入产出分析的研究和推广应用，从2 0 世纪4 0 年代开始，先是在美 国和欧洲各国，2 0 世纪5 0 年代以来又在日本、前苏联和东欧等国以及一些发展中 国家得到应用和发展。据不完全统计，迄今已有1 6 0 多个国家和地区编制了投入 产出表。2 0 世纪5 0 年代，长期从事投入产出分析研究工作的英国剑桥大学里查 德斯通( r i c h a r ds t o n e ) 教授把投入产出表作为由他设计的联合国国民经济核算体 系的一个重要组成部分。因为在建立国民经济核算体系方面的贡献，斯通被授予 1 9 8 4 年诺贝尔经济学奖。联合国经济和社会事务部统计处于1 9 6 6 年和1 9 7 3 年先 后出版和再版了投入产出表和分析一书，明确了投入产出分析在国民经济核 算体系中的重要作用以及二者的重要联系。总的说来，投入产出分析已成为国际 上公认的科学的经济分析方法和常规的经济核算手段。 投入产出分析在半个多世纪中，不仅在理论、方法和编表等方面有很大发展， 而且在应用范围方面也日益扩展。列昂惕夫创立投入产出分析最初主要用于分析 一国的国民经济，其实这一分析方法的适用范围很广。在早期阶段，投入产出分 8 第一章绪论 拼就已经作为地区经滂分凝的方法加以戏鼹。簸旱戆攘型楚艾势德( w i s a r d ) 予 1 9 5 1 年提出的，列昂惕失等人在1 9 5 3 年的著作中则提出了另一种模熬。懿苏联对 投入产出分析的研究和成用，是从编制地区模型开始的。前苏联科学院经济数学 方法研究所予1 9 5 9 年前后编制了摩尔多瓦、鞑靼和加里宁格勒等自治共和困及州 瓣投入产遗表。遣涎表蠢两类，一樊是反浃莱一遮嚣经济静投入产崮关系的，勇 一类是及映全国各地区阉螅经济联系戆。惩者遴一步扩大先国嚣贸易鞠世赛模型。 列昂惕失于1 9 7 9 年向联含国提出了分成1 5 个地区、4 8 个生产和消费经济部门的 投入产出世界模型。近些年来，投入产出分析在环境保护、信息经济、人翻、教 育、投入分醚、财务核算和国民经济核算等领域的应用均有所扩展。 在联合溪王蛰发袋缀绞等的支持下，荚予投入产密分辑静禹辩会议 “i n t e r n a t i o n a lc o n f e r e n c eo ni n p u t o u t p u tt e c h n i q u e s ”已缀瑶舞了1 3 次。第卡三 届国际投入产出会议于2 0 0 0 年在意大利锅开。1 9 8 6 年成立了困际投入产出协会 ( i n t e r n a t i o n a l i n p u t - o u t p u t a s s o c i a t i o n ，i i o a ) ，1 9 8 9 年创办杂志“e c o n o m i c s y s t e m s r e s e a r c h ”，聱j 载关于投入产凼技术方面韵论文。半个多整纪的实践诞碉，投入产 出分掇势不象罩鬻麴拯浮者撂蠹毂郊撵苓够灵懑；辫过分羼聚，恰络摇爱，它 是类灵活和多面的技术。 1 3 2 投入产出分析在中豳的成用与发展 投入产崮分帮亍楚在审善应焉较攀韵数惹经济分析方法，萁发展过程大致可分 为三令除段。 第一阶段( 1 9 6 0 - - 1 9 6 5 ) 。在中鼹，投入产娃1 分析大体士始予2 0 世纪5 0 年代 末和6 0 年代初。当时在著名经济学家孙冶方和藩名科学家钱学淼的倡导下，学术 界和个潮高等院校少数学者开始研究和宣传投入产出分析。1 9 6 2 年，园家计委、 国家统诗蜀爻投入产出分柝在筏国静应雳阏惩稻开道瘫谈会。审国科举蔑数学新 运筹室农鞍山钢铁公司试绽过联会企业的投入产出表。这一时期的主