系統動力學下道路運輸業能耗系統分析

武慧榮，姜 珊，王麗麗，張 進，沈洪濤；王巍瑾

（東北林業大學交通學院，哈爾濱150040）

系統動力學下道路運輸業能耗系統分析

武慧榮，姜 珊，王麗麗，張 進，沈洪濤；王巍瑾

（東北林業大學交通學院，哈爾濱150040）

應用系統動力學方法，分析了道路運輸業能耗與國民經濟、人口增長量、車輛保有量之間的因果反饋關系，建立道路運輸業能耗系統因果關系圖，分析主要反饋關系，對促進道路運輸業節能減排、綠色發展具有重要意義。

道路運輸業；能耗；系統動力學

一、道路運輸業能耗系統分析方法

系統動力學（System Dynamics,簡稱SD）是由麻省理工學院的Jay W.Forrester教授于1956創立的一門研究系統動態復雜性的科學。它以反饋控制理論為基礎，以計算機仿真技術為手段，通過建立反饋環、設定各種變量以及建立相關方程實現系統仿真，主要用于研究復雜系統的結構、功能與動態行為之間的關系。目前，系統動力學的應用非常廣泛，已深入到各領域。綜上所述，系統動力學方法適用于研究道路運輸業能耗系統。

二、道路運輸業能耗系統分析

（一）道路運輸業能耗與經濟發展

道路運輸業作為經濟系統的重要組成部分，與經濟發展關系密切。通過分析道路運輸業能耗與經濟發展的相互關系，建立因果關系如圖1所示。圖中箭頭表示因果關系，正負號分別表示正反饋關系和負反饋關系。

圖1道路運輸業能耗與經濟發展

圖1 包含了2個反饋環，一個正反饋環，一個負反饋環。從圖中可以看出，一方面，隨著道路運輸需求及供給的增長態勢，導致能耗增加，環境污染嚴重，制約經濟發展；另一方面，車輛研發技術和替代能源開發提高，促進道路運輸業節能減排，促進區域經濟良性發展。

（二）道路運輸業能耗與人口增長

道路運輸業能耗與人口增長的關系如圖2所示。從圖中可以看出，隨著人口的增長，客貨運輸需求增加，道路運輸業能耗呈增長趨勢，導致環境污染加重，有害人體健康，從而又阻礙了經濟發展，形成了負反饋關系。

（三）道路運輸業能耗與車輛保有量

圖2 道路運輸業能耗量與人口增長

道路運輸業能耗與車輛保有量的因果關系如圖3所示。車輛保有量的增加導致能耗增長，燃油價格隨能耗增加而增長，最終又抑制了車輛保有量的增長，形成負反饋關系。反饋關系表明，道路運輸業能耗與車輛保有量之間是相互制約關系，應該協調、均衡發展，采取一定措施控制車輛保有量的增長，這樣才能促進經濟的穩定有序發展。

圖3 道路運輸業能耗量與車輛保有量

（四）道路運輸業能耗系統因果關系圖

根據圖4的因果關系可得出道路運輸業能耗系統主要因果反饋環如下。

圖4 道路運輸業能耗系統因果關系圖

1.GDP↑→交通運輸業投資↑→運輸供給↑→運輸需求↑→能耗↑→污染↑→GDP↓。該反饋環為負反饋環，表明道路運輸業能耗與GDP的制約關系。

2.GDP↑→裝備技術↑→替代能源↑→能耗↓→交通污染↓→GDP↑。該反饋環為正反饋環，反映了道路運輸業能耗與經濟的相互促進關系。

3.GDP↑→運輸需求↑→道路運輸量↑→道路運輸收益↑→GDP↑。該反饋環為正反饋環，表明了經濟發展與道路運輸業的相互促進關系。

4.車輛保有量↑→能源消耗量↑→燃油價格↑→車輛保有量↓。該反饋環為負反饋環，反映了車輛保有量與能耗之間的制約關系。

5.GDP↑→人口總數↑→車輛保有量↑→能源消耗量↑→交通污染↑→GDP↓。該反饋環為負反饋環，反映了車輛保有量、能耗與經濟發展之間的反饋關系。

三、結語

筆者從系統的角度分析道路運輸業能耗與內外部影響因素間的因果關系，建立因果關系圖，分析主要反饋環。研究結果對解決道路運輸業節能減排問題、促進道路運輸業綠色健康發展具有重要意義，也為進一步定量分析道路運輸業能耗奠定了基礎。

［責任編輯：紀姿含］

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1005-913X（2015）07-0259-01

2015-04-15

2014年度東北林業大學大學生創新訓練計劃項目（201410225091）；東北林業大學教育教學研究課題（DGY2014-25）；黑龍江省教育廳科技研究項目資助（12543017）

武慧榮(1980-)，女，山西夏縣人，講師，研究方向：交通運輸規劃與管理。