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- فرضیه ها 4

1-1-5- هدف ها 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 پویایی شناسی سیستمی.. 6

2-1- آشنایی با تحلیل پویایی شناسی سیستمی.. 7

2-1-1- مراحل مختلف نظری تدوین مدل و فرایند مدل سازی پویایی شناسی سیستمی 10

2-1-2- نمودار علّی ـ معلولی مدل های ساده تک حلقوی و مدل های 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 پویایی شناسی 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 مدل های تحلیل پویایی شناسی سیستمی 25

2-1-6-1- روش های ابتکاری کالیبراسیون 26

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

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

فصل 3- مقایسه تحلیل پویایی شناسی سیستمی با اقتصادسنجی و بهینه سازی 31

3-1- مقایسه تحلیل پویایی شناسی سیستمی با اقتصادسنجی.. 32

3-2- محدودیت های 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 نحوهاعتبارسنجی 58

3-2-9- تفاوت در هدف 59

3-2-10- استفاده از تحلیل پویایی شناسی سیستمی در مدل های اقتصادی ـ آری یا خیر؟ 62

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

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

4-1-1- سیستم مدل سازی 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 مدل سازی جامع كانادایی (CIMS) 71

4-1-3-1- هدف مدل 71

4-1-3-2- ساختار كلی مدل 71

4-1-4- مدل کلان سنجی 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- مدل های کلان انجام شده مشتمل بر بخش انرژی در ایران. 76

4-2-1- پروژه ی 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 ساسان پور 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 برنامه ی 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 ویژگی های کلی مدل. 100

٥-١-١- ویژگی های ساختار مدل 100

5-2- روابط علی و معلولی مدل. 101

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

5-3- تصریحروابط ساختاریو 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 سرمایه گذاری 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 سرمایه گذاری 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 حامل های 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 مدل سازی 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 مدل ها 170

٨-٣-١- طبقه بندی براساس نحوه مدل سازی 170

٨-٣-٢- طبقه بندی براساس محتوا 171

8-3-3- طبقه بندی براساس نوع کاربرد مدل ها 172

8-4- مدل های 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 سنجیمدل. 175

8-6- تکنیک های مدل سازی.. 176

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

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

9-1-1- مؤلفه های مدل 184

9-1-2- مدل سازی در ithink و STELLA 186

9-1-3- اصول مدل سازی 197

9-1-4- چهار روش کلی برای مدل سازی در ithink 199

9-1-4-1- مدل های محرک ـ واکنش 199

9-1-4-2- مدل خود بارگشت 202

9-1-4-3- مدل هدف جو 204

9-1-4-4- مدل هدف ساز 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- تابع ها در نرم افزار ithink 213
فهرست جدول ها

جدول (٢-1): مراحل نظری مدل سازی.. 12

جدول (٢-2): ویژگی های 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 سرمایه گذاری.. 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 تابع های نرم افزار ithink. 214

فهرست شكل ها

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

شكل (٨-2): نماد انتقال به حالت مدل سازی.. 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): بازه های 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 هدف جو. 205

شكل (٨-17): مدل هدف ساز. 207

شكل (٨-18): بیان ریاضی رشد جمعیت در مدل هدف ساز. 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 مدل سازی پویایی شناسی سیستمی.. 11

نمودار (٢-2): مدل چرخه سه مرحله ای.. 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 سرمایه گذاری در اقتصاد. 112

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

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

نمودار (٥-11): بخش های 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 سرمایه گذاری مورد نیاز در بخش نفت… 128

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

نمودار (٥-27): محاسبه سرمایه گذاری 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): سرمایه گذاری كل بجز بخش انرژی.. 142

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

نمودار (٦-7): سرمایه گذاری بخش گاز. 143

نمودار (٦-8): سرمایه گذاری بخش برق.. 143

نمودار (٦-9): سرمایه گذاری بخش نفت… 143

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

نمودار (٦-11): مصرف فرآورده های 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 سرمایه گذاری كل در بخش انرژی از سناریوی اول تا سوم. 151

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

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

نمودار (٦-26): كاهش سرمایه گذاری 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 فرآورده های 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 سرمایه گذاری 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 سرمایه گذاری بخش انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤. 157

نمودار (٦-37): تغییرات سرمایه گذاری 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 قیمت های انرژی.. 161

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

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

نمودار (٧-4): كاهشمصرف بخش خصوصی با افزایش قیمت های 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 سرمایه گذاری مورد نیاز در انرژی با افزایش قیمت های انرژی.. 165

نمودار (٧-14): كاهش کل سرمایه گذاری در اقتصاد با افزایش قیمت های انرژی.. 165

نمودار (٨-1): مراحل ساختن یك مدل. 185

نمودار (٨-2): نمودار رشد جمعیت… 191

نمودار (٨-3): تشكیل یك تابع گرافیكی.. 194

نمودار (٨-4): رشد جمعیت پس از اعمال ارتباط در جهت عكس…. 194

نمودار (٨-5): تابع گرافیكی نرخ مهاجرت… 200