飞机模型设计计算机仿真论文
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篇1：飞机模型设计计算机仿真论文
关于飞机模型设计计算机仿真论文
1综合保障效能评估与质量控制
飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上，利用适宜的保障效能评估方法和技术，在飞机研制过程中持续开展综合效能评估，评价出研制过程各阶段的综合保障效能，提出优化、改进建议，实现对新机研制过程综合保障的有效监控；在部署/使用阶段开展保障效能评估，验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求，为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的，是在飞机研制过程中设计，逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现，而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求，飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能，而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述，综合保障和质量控制具有共同的目标，综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段，对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。
2评价指标选择
由于综合保障和质量控制具有共同的目标，反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决于飞机的设计性能，同时也取决于飞机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响，这关系到飞机的设计、研制，并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则：
（1）以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。
（2）参考国内、外同类飞机的有关指标，相似装备的战备完好性水平，以及本国的国防工业科技水平等。
（3）环境条件的约束，包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。
（4）预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。
（5）现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。
（6）费用、进度等约束条件。
（7）其他约束条件。
如充分考虑各指标之间的协调性（不可互替代性、全面性）和各指标的阶段性等。根据以上原则，结合相关标准，选用使用可用度（固有可用度）、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响，其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况，主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响；能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平；出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响；再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平；寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。
这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现，而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响，涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素（包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障）和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准，可以实现飞机设计质量全面控制。
3评估方法和模型构建
3.1评估方法
可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标，但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述；仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性，但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。
3.1.1计算机仿真
仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节：（1）根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果，模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况，模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始，进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障，然后进行再次出动。核心业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。（2）故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样，确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM函数生成的0～1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下：下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔（2）
3.1.2数据统计
对于已经研制的飞机及其保障系统，数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统，这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标，仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。
3.1.3解析法
解析法主要用于各评估指标的计算，飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解，一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数，也利于模型数据的收集。
3.2评估模型构建
任务周期从飞机执行的任务开始，进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障，然后进行再次出动，直到当天任务结束。而在这一任务周期中，将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程，并将其量化，进而构建数学模型，最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标，是飞机设计质量控制需要突破的核心技术。
3.2.1模型组成
建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性，它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此，飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。
（1）任务模型：描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务，子任务又可分为若干个次级子任务，各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程，其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。
（2）飞机模型：描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。
（3）资源模型：描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种，例如：维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等，但是在作战单元执行任务的过程中，由于任务的持续时间一般比较短，对保障效能影响最大的资源只有两种：备件和维修人员。因此，资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息（其中的备品备件即为飞机的最小保障单元）、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。
（4）组织模型：描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元，存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。
（5）过程模型：是保障系统的核心模型，保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。
3.2.2系统输入
根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理，通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的，理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系，明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述，对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务；任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类；任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称；基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。
3.2.3业务流程
在大量调研的基础上，对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理，并对业务、模型、输出参数之间的'逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况，对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中，需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程，梳理各任务和活动的执行流程，将5个子模型以及个输入参数关联起来，最终统计相关参数和计算结果。
4模型初步验证
为了易于验证模型和方法，对案例进行了以下简化：
（1）飞机结构假定只有三个子系统（燃油系统、航电系统、火控系统）。
（2）将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。
（3）使用保障活动与任务暂时没有关联，作业时间是一个定值。
（4）维修过程中备件的周转时间为定值。
（5）预防性维修活动看作一个事件，作业时间为一个定值。
（6）供应保障和训练保障暂时不考虑。
模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比，计算的出动架次率分别为2.56架次/天和2.5架次/天，偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。
5模型特点和应用
5.1模型特点该模型具有以下特点：
（1）系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行，而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律，而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。
（2）阶段性。由于飞机研制具有明显的阶段性，每一阶段的设计参数逐步详细和准确，因此，该模型也具有阶段性。随着设计的深入，该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。
（3）动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序，是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程，其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。
（4）客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性，其结果更加科学、合理、客观。
（5）全面性。目前，美国工业界已开发出大量相关模型，如战备完好性试验用可用性原型的快速构建（RAPTOR）软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量，而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。
（6）经济性。地面试验的成本高昂，而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用，地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。
5.2应用
由于飞机及其保障系统的研发具有明显的阶段性，本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。
（1）在项目的招标和投标阶段，利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书，确定其是否满足项目的指标要求，从而最终选定合适的供应商，从而确定最佳设计质量方案。
（2）在概念设计阶段，利用该模型评价设计方案，找出飞机和保障系统设计的薄弱环节，提出优化和改进措施，完善飞机平台和保障系统设计，提高飞机设计质量。
（3）在详细设计阶段，利用该模型评价详细设计方案，找出飞机和保障系统设计的薄弱环节，提出优化和改进措施，完善飞机平台和保障系统设计，提高飞机设计质量。
（4）在部署/使用阶段，验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求，找出设计中的模弱环节，提出优化和改进措施，为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。
6结论
针对当前飞机设计和使用中存在的诸多问题，本文提出了一种基于计算机仿真和数据统计的飞机设计质量控制方法，确定了衡量飞机设计质量的评价参数，构建了计算机仿真模型，利用成熟的LSEM模型对模型的正确性、有效性和合理性进行了初步验证，但是仍需要经过大量的真实使用数据的验证。该模型具有系统性、阶段性、动态性、全面性、客观性和经济性等。在飞机研制的各个阶段，利用该模型对飞机平台及其保障系统的设计质量进行评价和控制，提出优化、改进措施，实现对飞机研制过程设计质量的有效监控。
篇2：道路通行效率模型的计算机仿真问题研究论文
道路通行效率模型的计算机仿真问题研究论文
摘要:发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提到了未来几年要推广街区制的想法，这一想法引起了全国人民的广泛关注和热烈讨论。本文运用道路通行能力和通行效率等概念，建立了道路通行效率的量化模型，然后对通行效率模型进行模型建立的方法分析、前提条件设定、效率模型分析和量化分析，得到开放小区道路的最大通行效率，以此来研究小区开放对周边道路通行的影响。接着，对小区结构进行定义和分类，然后通过Pathfinder和MATLAB进行仿真模拟和数据分析，设定4种路网结构，通过对路网结构、车流量、总通过时间之间的关系进行分析，得出开放小区可以增加道路流量、减少车辆总通过时间的结论，并且通过对比研究得到的图像与数据，发现了车辆总通过时间不会一直随着小区开放程度的增大而不断增大的规律。
关键词:道路通行效率；小区开放化；Pathfinder仿真模拟
1问题研究背景
所谓开放式小区，就是拆掉重重叠叠的高墙，将居民楼从“笼子”中解放出来，与之前封闭式小区相比，它的本质没有改变，只是管理服务的方式有所变化。如果把国家形容成一个完整的人，那么每一个城市便都是构成人类的一部分，这样城市的主干道便成了有重大意义的主血管，城市中的小通路就成了毛细血管。众所周知，毛细血管虽小而多，但却不可缺少，所以有的人认为，将路堵起来的封闭式小区破坏了城市的路网结构，堵塞了城市“毛细血管”，很容易就会造成交通阻塞，如果将小区开放，那么城市的路网密度就会提高，这样就可以使城市交通更畅通。然而另一种观点认为，小区开放后虽然增多了可通行道，但是小区周边主路上进出小区的交叉路口的车辆也会增多，这种现象也可能会影响主路的通行速度。为了帮助城市规划和交通管理部门更好的建设城市，本文将建立数学模型，用科学的方法研究小区开放对周边道路通行的影响，为基层建设贡献力量。
2道路通行效率的量化模型
鉴于小区的开放化城市交通的影响不能由某个单项评价来反映，所以本文在此引用《居住小区开发交通影响分析研究》中提出的`“交通影响度”的概念来衡量小区开放化对其周围道路交通设施可能产生的影响的程度，进而运用由其生成的“居住小区交通影响度评价指标体系”来全面反映小区开放后对局部路网运行状况的影响。为了研究小区开放对周边路段通行的影响，本文在道路通行能力和通行效率的概念的基础之上运用了道路通行效率的量化模型来研究小区开放对周边道路通行的影响。在对开放小区路段通行效率进行分析时，建立车头间距与车速之间的模型，用以反映车流量，通过测算车头间距来推算出汽车车辆在单车道的通行能力，接着，分析对通行能力产生影响的各种因素，从而得出机动车道路的实际通行能力。最后，通过对结果的分析来说明小区开放对周边道路通行的影响。
2.1模型建立的前提条件
近年来，随着我国经济的快速增长和城市化进程的加快，城市人口和车辆不断增加，我国城市交通面临着越来越严峻的考验。城市交通系统是现代国民经济中的一个重要组成部分，在这个形势下，“小区开放化”成为了城市发展的必然选择。本文对通行效率理论模型的建立基于以下假设条件：1）假设机动车是处于一辆紧接一辆的连续跟车行驶状态中；2）假设行车速度不受天气因素干扰；3）假设需要被开放的小区都可以被顺利开放；4）假设车辆均为匀速行驶；5）假设道路为单向车道；6）假设道路有良好的平面线形以及路面状况。根据资料研究，机动车车头间距与其行驶速度的关系计算公式为，由于sth=vh，故而：9814thvv=所以可得开放小区道单车道机动车的理论通行能力为：036003600(14)maxmax98tvvCh==通过以上公示的计算，本文得到随车速变化的车头间距与车道理论通行能力假设机动车车道的平均宽度为1m，则单向n车车道该上每米宽度的理论通行效率计算公式为：00nCNPnl=
2.2道路通行效率量化分析
由机动车车头时距th可推算出机动车单车道通行能力0C，再通过分析影响通行能力的各种因素，进而得出车道的实际通行能力的计算方法。假设机动车车道的平均宽度为1米，则单向n车车道该上每米宽度的实际通行效率计算公式为：00pnnCCNPPnllαβγ==为方便得到路段的可能最大通行效率，假设该道路行驶车流均由小型汽车构成，此时用小客车的最大载客量来表示nP，这样，开放小区道路路段每米宽度上的车辆通行效率maxpN可以通过以下公式求得：max0pnCNPlαβγ=即为最大通行效率。
3小区开放问题研究
为了研究小区开放产生的效果，本文首先研究小区结构的定义和分类，然后通过Pathfinder和MATLAB进行仿真模拟和数据分析，设定4种路网结构，其中封闭小区结构1种，开放式小区结构3种，通过对路网结构、车流量、总通过时间之间的关系进行分析，最终得到结论。
3.1小区结构
通过查阅大量文献，发现对于小区结构尚未有明确的定义和分类，对此，本文借鉴百度百科相关词条，将小区结构分为3类：封闭式小区：有明确的边界，即围墙和大门的小区，小区内主路和辅路均不对外开放，车辆只能从周边道路通过；半封闭式小区：有部分边界的小区，小区内主路对外开放，但辅路不对外开放，车辆可以从周边道路和小区内主路通过；开放式小区没有边界或边界不清晰的小区，小区内主路和辅路均对外开放，车辆可以从周边道路和小区内道路通过。
3.2Pathfinder仿真模拟及结果分析
根据之前建立的模型，本文利用Pathfinder软件进行仿真模拟，对所得数据进行分析。设定封闭式小区周边为横竖各1km的矩形公路，当小区开放时，本文设定三种小区的样式分别为：半封闭式小区、单通路开放式小区和多通路开放式小区。设定车辆起点为小区左下角路段，终点为右上角路段，且车辆均为普通小轿车，总数分别为100辆、200辆和300辆，车速20km/h～30km/h，并进行仿真模拟。将得到的仿真模拟数据导入MATLAB软件进行分析，通过分析可知，在一定范围内，车辆总数与总通过时间成正比。在车辆总数一定的情况下，单通路开放式小区和多通路开放式小区平均总通过时间最短且相近，但多通路开放式小区开放程度比单通路开放式小区更大，因此可以得到以下结论：开放小区可以增加道路流量，减少车辆总通过时间，但是车辆总通过时间不会一直随着小区开放程度的增大而减少，实验数据证明，车辆总通过时间在减少到特定值之后会趋于平稳。综上所述，对开放后可以加强城市路网的封闭式小区施行一定程度的开放，可以达到疏通城市交通的目的，并且对于各类开放程度不同的小区，其开放程度在特定值之下时，与之前未开放时对比，可以有效地舒缓交通；而对于开放程度在特定值之上的小区，其舒缓交通的作用虽然比未开放时要好，但却不会再随着小区开放程度的增大而有过大的变化。
4结论
汉代的赵晔曾提出“因地制宜”的想法，在进行小区开放的问题上，本文认为也应该采用这种思想。开放小区并不是要开放全部的封闭小区，而是根据各街道的道路组成的不同，有选择性地进行开放。如果某小区的开放导致城市断头路增多，反而加大了交通运输的难度，则该小区便不符合小区开放的原则，将其从计划中筛除。当然，不论是封闭式小区还是开放式小区，都是市民居住的地方，所以都要保证住户最基本的安全。开放式小区原则上只开放小区主干道作为交通枢纽，小区之中错综复杂的小路不作为开放成通车道路的首选，尽量避免居民一出楼道门既是马路的状况，防止居民在毫无准备的情况下进入川流不息的车群，从而发生交通事故。开放式小区的通路原则上只用于加速城市交通流动，不承担城市交通主要枢纽的任务。小区通路并不像大马路，有宽阔的四至六车道供车辆通行，它在一定程度上很可能只是一条单向通行的道路，只为了完善城市的交通联通，不适合承担大量车辆停车与掉头的任务。
参考文献
[1]商仲华.居住小区开发交通影响分析研究[J].西安：长安大学，.
[2]全永焱，刘小明.路在何方[M].北京：中国城市出版社，.
[3]陆化普.解析城市交通[M].北京：中国水利出版社，.
[4]李向朋.城市交通拥堵对策——封闭型小区交通开放研究[D].长沙：长沙理工大学，.
篇3：基于多主体系统理论的城市居民水权交易模型设计与仿真分析论文
基于多主体系统理论的城市居民水权交易模型设计与仿真分析论文
一、引言
持续水资源短缺是全球面临的重大危机之一，除增加淡水资源供给和提高节水技术外，通过安全、公平、有效的水资源配置机制提高水资源利用效率，也是重要思路之一。目前学术界已提出行政配置、水资源市场配置、基于使用者的水资源管理等多种配置机制行政配置机制可以保证水资源供给的安全性、公平性，市场机制可以保证水资源的利用效率,学者们普遍建议采用行政配置与市场配置相结合的水资源配置模式;但如何整合行政配置与市场配置的优势，目前研究相对薄弱。付廷臣在总结现有水资源配置相关研究成果的基础上，提出了“政府中介市场—市场联动定价”的城市水价格定价机制基本内涵，旨在整合城市水资源配置过程中行政配置和市场配置的优势;该机制包含两个市场，其一是政府向供水企业购水形成的城市水供给市场，其二是政府向用水主体分配水资源后，用水主体间水权交易形成的需求方水权交易市场;首先由政府以公开竞标、特许经营等方式，向中标企业购买水权，通过在城市水供给中引入竞争，提高水供给效率，并形成供水市场价格;然后政府以城市供水市场价格和需求方水权交易价格为基础，制定城市水资源配置价格，向用水主体分配水权，并保障城市用水供给的安全和公平;用水主体间的水权交易提高城市水资源的利用效率。
“政府中介市场—市场联动定价”作为一种理论设想，能否实现预期目的，适用条件是什么，需要进一步研究。笔者针对“政府中介市场—市场联动定价”中的需求方水权交易市场进行研究，在假设用水主体仅存在居民的条件下，通过探索实施该机制所带来的用水主体行为改变和相关市场特征，判断该机制的有效性和适用条件。
二、城市居民间水权交易概念模型设计
(一)主体行为分析
1.政府行为分析
由于尚不涉及政府相关政策，在本研究中的政府行为仅包括期初向居民配置水权、制定水权配置价格和期末居民间水权交易市场中居民剩余水权的处置。
(1)期初水权分配和水权价格制定
虽然随着水资源短缺，水的商品属性逐步显现，但由于水是消费必需品，且具有公共品属性，为保证水资源配置的公平性，假定每期政府向每个居民配置同等数量的水权，记为wp，假设1单位水权可购买1单位水资源。政府作为非营利机构，制定水权价格主要考虑城市供水市场价格、需求方水权交易价格和一定的市场管理费用，由于本研究不考虑政府相关政策，不妨假设政府配置水权价格保持不变，记为p。
(2)剩余水权管理
在每个模拟期结束时，存在剩余水权的居民不一定能将剩余水权在市场中全部出售，对于本期的剩余水权，政府可采用不同管理模式，如以初始价格回收、允许居民转入下一个模拟期或者作废等，假设政府采用以初始价格回收的模式。
2.居民行为分析
在政府完成期初水权分配后，每个居民获得wp单位水权。居民首先进行水消费量决策，存在剩余水权的居民和缺水居民可以通过水权交易市场进行水权交易，另外每个居民也可以通过提高节水意识并进行节水投资减少水资源消费量。
(二)模拟结果分析
1.随着交易进行，水资源利用效率逐步提高
依据初始参数设置，当消费者节水投资为0时，基本消费量最大值为4000，最小值为3000，如果消费者节水投资较大，且节水意识为1时，居民水消费量主要集中在基本消费量中不受投资影响的第一项中，其均值为1500，另外选择位于1500和3000之间的2000，笔者分别对政府期初配置量取上述几个值时的主体行为和市场特征进行分析，以判断该机制的可行性和有效性，以及政府对市场的`影响，模拟周期选择150期。在wp= 4000 , wp=3000 , wp=2000和wp=1500四种情况下，在第一个模拟期内，水消费获得满足的居民数量分别为500,500,258和97 ,在第150个模拟期内，获得满足的居民数量分别为500,500,481和151。总体来看，随着市场交易的进行，能够通过市场交易满足水消费需求的居民数量不断增加，证明该机制是有效的。
2.在合适的初始配置量下，水权交易价格能保持稳定
在wp=4000的情况下，由于政府期初配置量可以满足居民消费需要，故不存在市场交易，交易平均价格为0;在wp=000的情况下，前两个交易期市场平均交易价格略高于政府配置价格，从第三个交易期开始，市场平均价格与政府配置价格相等，随着居民节水投资和节水意识不断提高，政府期初配置量已能满足居民消费需求，从第44个交易期开始，市场平均价格为0;为进一步探索价格的变化规律，笔者模拟了wp=2500情况下平均价格的变化，在此情况下，交易平均价格整体呈逐步下降趋势，但略高于政府配置价格的水平;在wp=2000和wp=1500两种情况下，市场交易平均价格逐步上升。这说明如果实施该机制，政府应制定合理的初始配置量，以避免市场价格的过度上涨。
3.居民节水投资累计额整体呈增长趋势
居民节水投资累计额不断增长，说明水权交易市场的确对居民节水行为具有激励作用，但随着wp的增大，节水投资累计额的增长速度降低，尤其是在wp=000和wp=3000两种情况下，节水投资累计额在140期后基本保持不变，由于笔者没有考虑节水设备的折旧问题，这说明在此两种情况下，140期后居民基本没有新增节水投资，其主要原因是政府期初配置量已满足水消费需求，为降低支出，居民不再新增节水投资。
三、主要结论
从仿真结果来看，在市场激励下，居民节水意识不断提高;节水投资整体呈上升趋势;水资源利用效率不断提升;这证明在城市供水系统中实施市场配置机制是有效的。在合适的政府期初配置量下，市场平均价格基本保持稳定，说明该机制是可行的;但如果政府期初配置量过低，可能导致市场平均价格过度上涨，政府期初配置量过高，导致市场不存在水权交易。因此，该机制的顺利实施需要政府制定既能保证居民用水需求，又能避免市场平均价格过度上涨的期初配置量。另外，从水消费获得满足的主体数量和政府期初配置能满足消费需求的主体数量变化趋势来看，整体都呈现上升趋势，但30期后基本保持稳定，主要原因在于随着节水投资累计额的不断增长，基本消费量降低的速度不断减小，导致在政府期初配置量较低的情况下，虽然主体节水投资累计额不断提高，但政府期初配置量在较长时期内不能满足消费需要;因此，在严重缺水的城市，构建水权交易市场的同时，仍需要不断提高节水技术。
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