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user: 2. 中原高速国际化发展系统动力学模型 2.1. 系统目的及边界确定 通过对我国高速公路和河南中原高速公路股份有限公司发展现状的分析，河南中原高速公路股份有限公司作为河南唯一一家公路行业上市公司，对河南高速公路乃至全国高速公路的发展具有至关重要的作用。本章以河南中原高速公路股份有限公司为研究对象，运用系统动力学知识和Vensim软件，构建河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统动力学模型 2.1.1. 系统目的 在数据调研和整理的基础上，采用系统动力学原理和Vensim软件，考虑人才、技术、投资、政治风险、市场、物流等多种因素，通过因果关系图来描述各重要要素之间的相互关系，构建河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统动力学模型，应用模型动态分析河南中原高速公路股份有限公司国际化发展的演化过程，定量分析不同情境下的运营状况、经营收益及面临的风险与机遇。 2.1.2. 系统边界 河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统动力学模型是综合考虑中国的人口、经济、汽车总量等因素作为市场因素，模拟研究市场的变化对此模型的影响。由于历史数据的局限，对于河南中原高速公路股份有限公司，此模型只考虑员工数量、在建工程、主营业务等影响因素，将河南中原高速的发展前景作为空间边界。时间边界则以2011年至2016年做为历史真实数据，对系统仿真数据做灵敏度检验，再将模拟数据与真实数据作对比的历史检验和后模型检验，验证模型的合理性。在此基础上预测2017年至2022年的数据，仿真步长设为1年。 2.2. 系统结构分析 河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统是一个十分复杂的耦合系统，其所受不可控影响因素较多，在考虑内部因素的基础上加入外部因素，从而全面分析系统的行为，为河南中原高速股份有限公司的发展提供决策依据 2.2.1. 运营子系统 运营子系统是公司盈利指标的重要反映，运营子系统主要包含现金流入和现金流出两部分，河南中原高速公路股份有限公司的现金流入主要包括通行费收入、房地产销售收入、技术服务收入、成品油销售收入四部分，其中通行费收入是公司的主要收入来源。通行费收入主要由公司运营管理的高速公公路总里程、收费价格和年通行量三个指标所决定。现金流出由运营成本和其他支出两部分组成，其中运营成本是公司的主要支出项目，运营成本由管理费用、养护费用、折旧摊销和公司运营管理的高速公公路总里程决定(图1)。 2.2.2. 潜力子系统 潜力子系统反映了公司的潜在发展力和竞争力，是衡量公司未来发展前景的重要指标。河南中原高速公路股份有限公司的潜力子系统主要包括在建工程、人才数量、研发收入支出比例等三部分(图2)。在建工程是公司未来提高通行费收入的主要因素，在建工程包括资本金、贷款本金和其他费用三部分，人才数量是行业竞争力的重要指标，公司拥有的人才数量体现了公司发展潜力的大小。研发支出是公司对前沿技术的一种投资方式，拥有更多的前沿技术不仅能提高公司的现金流入，更能提高公司在同行业的竞争力，研发收入支出比率则反映公司将技术转化为收入的能力，也从另一方面反映了公司拥有高新技术的数量。 图1. 运营子系统 图2. 潜力子系统 2.2.3. 市场子系统 市场子系统是公司所处的外部环境系统，对公司的运营有着重要的影响。市场子系统主要由GDP、国内高速总里程、国内汽车总量、人口总量等四部分组成。GDP反映了我国的经济发展水平，其中物流是促进经济发展的一个重要因素，经济的发展反过来也会带动物流业的发展。我国不断增长的高速公路总里程也给河南中原高速公路股份有限公司的业务发展提供了机遇，同理，国内汽车总量和人口的增长必然加大高速出行量的增加，从而提高公司的通行费收入(图3)。 2.3. 系统因果关系分析 分析河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统动力学模型的内外部诸多因素，使系统能够较好地模拟现实系统的真实性，必须对各个影响因素进行认真的筛选，描述系统中各因素之间的关系。 从图4可知，河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统主要有两条反馈回路。左侧为正反馈回路：河南中原高速发展前景–在建工程–现金流出–现金流入–河南中原高速发展前景。当河南高速发展前景较好时，便会增加在建工程的投入，增加在建工程的投入必然增加现金流出，现金流出的增加会引起现金流入的减少，而现金流入的减少必然削弱河南中原高速的发展前景。右侧回路也是正反馈回路：河南中原高速发展前景–员工数量–大专以上人数–人才数量–河南中原高速发展前景。当河南高速发展前景较好时，便会吸引更多人才的加入，公司扩大规模进而使得员工数量的增加，员工数量的增加又会使得大专以上的人数，从而增加人才数量，而人才数量的增加必然提高河南中原高速的发展前景。市场需求和研发支出对此系统来说是非常重要的影响变量，市场需求和合理的研发支出都会增加河南中原高速的发展前景。 图3. 市场子系统 图4. 因果回路图 2.4. 系统流图及函数关系确定 通过对河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统的各子系统和因果回路的分析，运用Vensim软件做出河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统动力学流程图(图5)。 2.5. 函数关系的确定 在对河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统进行模拟分析的过程中，通过不断对各参数的调整，使得模型更加接近于河南中原高速公路股份有限公司的真实运营情况。文中的主要数据来源于《中国统计年鉴》、《河南统计年鉴》、中原高速的历年的年度报告和企业内部提供的相关数据。对于不完整的数据文章采用灰色系统的方法进行估算，对于无法统计其变化不规律，预测其发展趋势的数据，文章同样采用灰色系统中的GM(1.1)模型进行预测(表1)。 2.6. 模型检验 在确定模型中各因素之间的关系与函数之后，运行模型，通过观察运行结果可知，GDP、国内高速总里程、国内汽车总量、人口总量、员工数量、现金流入、现金流出等7个变量的模拟结果与实际值之间的最大误差为3.64%，不超过5%，因此，可以认为模型模拟结果与实际值具有较好的拟合结果，模型行为与实际系统行为具有较好吻合度(表2)。 2.7. 模拟结果分析 确定模型合理后，根据河南中原高速股份有限公司在现有的发展战略下，模拟仿真公司内员工数量、通行费收入、现金流入及年收益的变化趋势，如图6所示。 图5. 河南中原高速公路股份有限公司国际化发展系统动力学流程图 Table 1 Model function relationshi 序号 方程 1 GDP增长率 = 0.09 2 GDP增长量 = GDP * GDP增长率 3 GDP = INTEG (GDP增长量，489，300.6) 4 国内高速增长率 = 0.0914 5 高内高速增长量 = 国内高速总里程 * 国内高速增长量 6 国内高速总里程 = INTEG(国内高速增长量，8.49) 7 国内汽车增长率 = 0.18 8 国内汽车增长量 = 国内汽车总量 * 国内汽车增长率 9 国内汽车总量 = INTEG (国内汽车增长量，7326) 10 出生率 = 0.0122 11 死亡率 = 0.00713 12 出生人口 = 人口总量 * 出生率 13 死亡人口 = 人口总量 * 死亡率 14 人口总量 = INTEG (出生人口−死亡人口，134，735) 15 员工变化率 = WITHLOOKUP (Time， ([(2011， −0.06) − (2020， 0.2)]， (2011， 0.098)， (2012， 0.008)， (2013， 0.004)， (2014， 0.18)， (2015， −0.05)， (2016， 0.056)， (2017， 0.056)， (2018， 0.056)， (2019， 0.056)， (2020， 0.056)) 16 薪资待遇 = WITHLOOKUP(Time， ([(2011， 0) − (2020， 60，000)]， (2011， 27，735.3)， (2012， 28，874.6)， (2013， 44，975.4)， (2014， 13，283.8)， (2015， 11，814.8)， (2016， 13，856.8)， (2017， 13，856)， (2018， 13，856)， (2019， 13，856)， (2020， 13，856)) 17 员工工资 = 员工数量 * 薪资待遇 18 房地产销售收入 = WITHLOOKUP (Time， ([(2011， 0) − (2020， 200，000)]， (2011， 0)， (2012， 103，361)， (2013， 14，936.2)， (2014， 87，037.1)， (2015， 138，587)， (2016， 31，645.6)， (2017， 85，794.1)， (2018， 94，055)， (2019， 103，111)， (2020， 113，040)) 19 技术服务销售收入 = WITHLOOKUP (Time， ([(2011， 0) − (2020， 2000)]， (2011， 1000.4)， (2012， 1350.4)， (2013， 857.87)， (2014， 989.72)， (2015， 261.44)， (2016， 150.4)， (2017， 198.5)， (2018， 134.9)， (2019， 91.7)， (2020， 62.3) 20 成品油销售收入 = WITHLOOKUP(Time， ([(2011， 0) − (2022， 8000)]， (2011， 0)， (2012， 0)， (2013， 0)， (2014， 0)， (2015， 0)， (2016， 6510.6)， (2017， 6511)， (2018， 6511)， (2019， 6511)， (2020， 6511)) 21 收费价格 = IF THEN ELSE(Time ≤ 2020， 0.45， 0) 22 运营成本 = 高速公路总里程 * (养护费用 + 折旧摊销) + 管理费用 23 年通行量 * 收费价格 * 高速公路总里程/10，000 24 年收益 = 现金流入 − 现金流出 25 在建工程 = 其他费用 + 贷款本金 + 资本金 表1. 模型函数关系表 通过观察图6中的(a)员工数量可知，在河南中原高速股份有限公司在现有的发展战略下，公司的员工数量保持稳步增长的趋势，公司员工在2016以后保持约5.6%的增长率，到2020年公司员工将达到约4140人左右。由(b)通行费收入可知，公司的通行费在今后的几年内保持整体上也会保持稳步增长的趋势，2020年的通行费收入达到588，943万元，(c)现金流入和(d)年收益在2016年以后整体上也会保持增长趋势，由此可知，河南中原高速股份有限公司在未来四年的发展趋势良好，公司的净收益保持稳步增长的趋势。 Table 2 Historical test of major variable 变量 2011 2012 2013 2014 2015 2016 模拟值 489，301 533，338 581，339 633，659 690，688 752，850 GDP/亿元 历史值 489，300 540，367 595，244 643，974 689，052 744，127 误差/% 0.00 −1.30 −2.34 −1.60 0.24 1.17 模拟值 8.49 9.27 10.11 11.04 12.05 13.15 国内高速总里程(万公里) 历史值 8.49 9.62 10.44 11.19 12.35 13.10 误差/% 0.00 −3.64 −3.16 −1.34 −2.43 0.38 模拟值 7326 8644 10200 12036 14203 16760 国内汽车总量(万辆) 历史值 7326 8838 10501 12339 14099 16330 误差/% 0.00 −2.20 −2.87 −2.46 0.74 2.63 模拟值 134，735 135，418 136，105 136，795 137，488 138，185 人口总量(万人) 历史值 134，735 135，404 136，072 136，782 137，462 138，271 误差/% 0.00 0.01 0.02 0.01 0.02 −0.06 模拟值 2673 2934 2958 2970 3504 3329 员工数量/人 历史值 2673 2935 2959 2970 3504 3330 误差/% 0.00 −0.03 −0.03 0.00 0.00 −0.03 模拟值 254，573 389，404 299，705 380，337 444，851 384，309 现金流入/万元 历史值 253，572 389，403 299，021 380，325 444，838 384，295 误差/% 0.39 0.00 0.23 0.01 0.01 0.01 模拟值 108，774 178，821 128，865 148，988 175，924 170，546 现金流出/万元 历史值 108，746 178，815 128，910 148，978 175，918 170，544 误差/% 0.03 0.01 0.03 0.01 0.01 0.01 表2. 主要变量历史检验表