清华大学自动化系教授  杨家本

 

    古有“未卜先知”之说，正面而言，它形容一个人的聪明才智；负面而说，它是江湖术士的骗人之语。在今天，建立客观世界的模型，采用科学的方法预测、预报，才能高瞻远瞩，“预卜先知”，也非“未卜先知”。

 

    自动化系系统工程研究室承担、应用数学系运筹学研究室参加，于1984年至1985年共同完成了北京市政府下达的重点研究课题：北京市城市发展宏观综合模型及首都发展战略研究。在研究成果的基础上，向北京市政府提出政策建议，就是“预卜先知”的有益例证。这项研究成果获得了北京市科技进步二等奖。

    1949年北京市解放后，确定的城市发展目标为“变消费城市为生产城市”，在当时的情况下，这种城市发展目标的确定是正确的，因为解放初的北京工业生产能力非常薄弱，完全是一个消费城市，缺乏城市自身发展能力。经过30多年的努力，到80年代初期，北京市经济取得巨大发展，形成了以机械、钢铁、化工等为支柱的工业基础。北京市的经济发展，带动了城市建设的发展和人民生活水平的提高，但是与此同时北京市人口总量显著增长、环境质量严重下降、城市基础设施严重不足、各类矛盾日益突出。在这种形势下，北京市政府于80年代初，发动全社会开展了北京市发展战略的讨论。

 

    系统工程的观点认为，城市是一个由人口、经济、社会、环境、城市基础设施综合构成的复杂大系统，对这样系统的处理不能采用单因素分析、单因素整治的方法，由于多因素的影响是相关的，它们相互作用、相互制约，所以必须进行综合分析、整体处理的方针。

 

    系统工程再一个重要观点是，系统目标对于系统的发展十分重要，系统目标一旦确定，也就决定了系统的以后发展方向。对于一个城市的发展也是如此，因此，进入80年代之后，北京城市发展中各项矛盾日益突出，提出北京城市发展战略的大讨论尤为重要。

    北京的城市性质决定着北京城市的发展目标。北京市是全国的首都，这是北京城市性质的最为基本的定位。显然，解放初北京市把发展目标定位于“发展为生产城市”是符合于当时的历史背景和城市发展的需要。但是，进入到80年代，这种城市发展目标已不适应于北京市进一步发展的需要。当时，中央批复北京市发展建议把北京市确定为“北京是全国的首都，应把北京市建设成为全国的政治中心和文化中心”。这种城市性质的定位十分重要，它决定了进入新的历史阶段的北京市的发展目标，也就是说，进入80年代的北京面临着需要把解放初确定的“变消费城市为生产城市”的发展目标进行调整，应该把北京发展为“生产城市”转变为“北京市是全国人民的首都，是全国的政治中心和文化中心”。

 

    这种发展目标的调整意味着北京城市发展策略的调整，所以在当时首都发展战略的讨论中，迫切需要对城市发展进行定量的系统分析、预测预报和系统评价。我们正是在这种背景下，积极参加了首都的发展战略研究，承担了“建立北京市城市发展宏观综合模型及首都发展战略研究”的课题，在此基础上提出首都发展政策建议。

    系统工程所采用的系统分析方法是着重于系统的定量分析，考虑到系统中存在的模糊性，经常采用的是定量分析和定性分析相结合的方法。所以在北京城市发展目标确定后，我们着手建立城市发展模型。描述城市发展必须是动态的宏观综合模型，依据主因素分析，我们选取北京市的人口、经济、城市基础设施、环境质量、科技教育等作为主要系统变量，采用现代控制理论中的状态方程和输出方程为主要建模工具，辅以多种预测模型及模糊集理论和方法，建立了“北京城市发展宏观综合模型”，研制出“政策发生器”，即输入不同城市发展策略，用“大力发展”、“一般发展”、“抑制发展”等发展策略，设置投资强度控制。输入建国以来30多年的历史数据，引入资源约束，对北京市近期发展作出预测，对中长期发展作出趋势预报。还建立了首都城市发展多目标评价模型，对生成的9个首都发展策略进行评价，进行多方案排序，从中选择出最优城市发展策略，再进行城市发展近期、中长期发展描述，最后推荐给决策者。

研究成果具有重要参考价值。

 

 

    运用所建立的北京城市发展宏观综合模型，以及进行多种首都发展战略的系统分析和策略评价，最后比较出“严格控制人口增长、大力发展城市基础设施、大力整治环境、大力发展科教事业、抑制工业发展、维持农业生产”的首都发展策略是满意方案，推荐给决策者。在我们的研究成果报告中对所分析的9个首都发展策略均作出详细描述及比较，尤其是对最优策略作出更为深入的分析。

 

    研究得到的几项专项成果尤具价值，即在80年代中期我们就作出如下预测：

 

    ● 北京市到20世纪90年代中期全市人口总量将突破1000万，这对于北京市原来一直“规划人口控制在1000万以内”是第一次提出人口总量突破的时间，并预计到21世纪初期北京市人口总量可能达到1200万人。

 

    ● 水资源将在21世纪初期成为制约北京市工、农业总产值增长的主要因素，并具体预测出水资源的短缺数量和影响强度。

 

    ● 环境质量将继续恶化，大约到2015年前后达到峰值。

 

    ● 实施大力发展城市基础设施的策略，北京的城市道路密度、城市人口平均居住面积、城区电话普及率将在10-15年内有较大幅度的增长，并给出数量上的预测。

 

    作为地处首都高等学校的科研工作者，作为北京市民，我们对首都发展作出自己的微小贡献，这是我们极为欣慰的。