模型模擬之模擬值與實際值對照 模型模擬之模擬值與實際值對照 模型模擬之模擬值與實際值對照 模型模擬之模擬值與實際值對照

第五章

第五章 第五章 模型效度測試與政策模擬分析 模型效度測試與政策模擬分析 模型效度測試與政策模擬分析 模型效度測試與政策模擬分析

模型之目的在觀察整體系統行為，非追求預測結果與實際數值完全一致，而 是以追求模擬結果之趨勢變化與現況趨勢相符為目標。只要假設能符合本研究之 目的，且系統之行為趨勢能與真實之行為一致，並具穩定狀態，則模型雖簡單，

亦具有一定之效度。因此本章第一節即為模型效度之測試。由於本研究在模型中 加設「乘數效應」，因此將於第二節中比較加設「乘數效應」後與本章第一節中 模擬值之趨勢是否一致。第三節則進行「水價調整」、「垃圾減量」、「防污設備投 資」及「空氣污染防治支出」之單一政策模擬。最後於本章第四節中進行三種不 同人口成長之綜合政策模擬。

第一節 第一節

第一節 第一節 模型模擬之模擬值與實際值對照 模型模擬之模擬值與實際值對照 模型模擬之模擬值與實際值對照 模型模擬之模擬值與實際值對照

模型的建構必須經過效度的判定，才能成為分析與解決問題的工具。根據謝 長宏（1987）所提出檢驗系統動力學模型之方法，應從模型模擬值的穩定性 (stability)、振盪型態(pattern of oscillation)、時相(time phase)與週期的長短，與真 實系統的行為趨勢相互比較是否呈現一致，以判斷模型效度的意義。觀察整體系 統行為。

本模型之系統範圍界定在新竹市五個子系統間之動態關係，資料來源以政府 於民國 75 年至 96 年間發佈之統計數據為主。模型模擬時間由 75 年至 125 年，

因考慮統計數據的一致性與完整性，故選擇 75 年至 96 年間之實際資料與模擬結 果作趨勢比較，檢驗模型之穩定度。模型中以「年」作為模擬的時間單位，選擇 以下 17 個變數作為模型測試之變數，其檢驗結果如下所述。

圖圖

圖圖 5-1-1 區域人口數區域人口數區域人口數及勞動人口數之區域人口數及勞動人口數之及勞動人口數之及勞動人口數之實際值與模擬值比較圖實際值與模擬值比較圖實際值與模擬值比較圖實際值與模擬值比較圖

在本研究中，人口子系統是影響其它四個子系統的關鍵，因此在人口推估中 使用類似「世代生存法」的方式進行方程式設定。因此從圖 5-1-1 中可看出本研 究所模擬之「區域人口數」與實際非常相似，多則僅有千人之差，少則在百人差 距內。實際值與模擬值的趨勢走向皆相同，呈現穩定增加的趨勢。新竹市實際的

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000 450,000

75年 76年 77年 78年 79年 80年 81年 82年 83年 84年 85年 86年 87年 88年 89年 90年 91年 92年 93年 94年 95年 96年 模擬區域人口數 實際區域人口數 模擬勞動人口 實際勞動人口

97

人口總數於民國 97 年突破四十萬人，而本研究之模擬值於 96 年時破四十萬人，

相差僅一年，由此可判定「區域人口數」之模擬值具有可靠性。此外，「勞動人 口」是影響各級產業就業人口的重要變數，而本研究中的「勞動人口數」模擬值 略高於實際值，在趨勢方面，二者都呈現穩定增加的情況，因此，其所顯示之模 型效度亦具有相當之可靠性。

圖 圖圖

圖 5-1-2 就業人口數就業人口數就業人口數就業人口數及二及二及二、及二、、、三級產業員工數之三級產業員工數之三級產業員工數之三級產業員工數之實際值與模擬值比較圖實際值與模擬值比較圖實際值與模擬值比較圖 實際值與模擬值比較圖 本研究之「就業人口數」及「二、三級產業員工數」的實際值是取自《工商 及服務業普查報告》，從圖 5-1-2 中可看出雖然「就業人口數」及「二級產業員 工數」的模擬值在 80 年到 90 年間與實際值之差距較大，但其二者的趨勢走向仍 是相同的，故所得之模擬值仍具可靠信。新竹市的三級產業成長幅度較不如二級 產業大，且其每隔 5 年之成長幅度相近，因此「三級產業員工數」之模擬值較二 級產業貼近實際值。

圖 圖 圖

圖 5-1-3 二二二二、、、、三三三三級產業產值實際值與模擬值之比較圖級產業產值實際值與模擬值之比較圖級產業產值實際值與模擬值之比較圖級產業產值實際值與模擬值之比較圖 0

50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000

75年 80年 85年 90年 95年

模擬就業人口 實際就業人口 模擬二級產業員工數

實際二級產業員工數 模擬三級產業 員工數 實際三級產業員工數

-200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000 1,200,000 1,400,000 1,600,000 1,800,000

75年 80年 85年 90年 95年

模擬二級產業產值(百萬元) 實際二級產業產值(百萬元) 模擬三級產業產值(十萬元) 實際三級產業產值(十萬元)

新竹市永續都市治理系統模型建立與政策模擬分析

從圖 5-1-3 中可看到本研究之「二級產業產值」的模擬值與實際值在民國 75 年至 80 年間非常相近，但 80 年之後，由於成長幅度變大，主要是因為能參考之 資料－《工商及服務業普查報告》數據年度較少所造成，但由於二者的成長趨勢 是相同的，故所得之模擬值仍有可靠性。「三級產業產值」的模擬值與「三級產 業員工數」相同，皆因新竹市三級產業每隔五年之成長幅度較平均，因此其模擬 值之差距比「二級產業產值」較小，且其模擬值與實際值之成長趨勢皆相同，故 所得之模擬值具效度。

圖圖

圖圖 5-1-4 二級產業二級產業二級產業薪資二級產業薪資薪資薪資支出支出支出支出及及及及平均薪資平均薪資平均薪資平均薪資與與與產業與產業產業產業利潤利潤利潤利潤實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖 本研究之「二級產業薪資支出」及「平均薪資」與產業利潤之數值皆是取自 於《工商及服務業普查報告》。從圖 5-1-4 中可看出「二級產業薪資支出」之模 擬值與實際值在 90 年至 95 年間雖然差距變大，但二者的成長趨勢仍相同，故所 得之值仍有可靠性。「二級產業平均薪資」的計算方式是以「二級產業薪資支出」

除於「二級產業員工數」所得，從圖 5-1-4 中可看出其模擬值與實際值相近，且 其二者的成長趨勢相同，故所得之值具可靠性。民國 90 年時，台灣經濟負成長，

因此「產業利潤」大幅縮水，但造成台灣經濟負成長之變數並未納入本研究中，

因此無法反應此趨勢，故圖 5-1-4 中「產業利潤」在 90 年時其模擬值與實際值 差距甚大，95 年時，模擬值與實際值之差距逐漸縮小，綜觀而言，其模擬值與 實際值之成長趨勢仍相同，故所得之值仍具可靠性。

圖 5-1-5 中的「家戶所得」模擬值在民國 84 年至 90 年間，雖略低於實際值，

但其餘年度之值皆高於實際值，且不論是哪個年度的模擬值與實際值差距皆不大，

二者的成長趨勢也相同，故所模擬之值具有可靠性。

-500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 3,500,000 4,000,000

75年 80年 85年 90年 95年

模擬二級產業平均薪資(元) 實際二級產業平均薪資(元) 模擬產業利潤(十萬元) 實際產業利潤(十萬元)

模擬二級產業薪資支出(十萬元) 實際二級產業薪資支出(十萬元)

99 圖

圖圖

圖 5-1-5 家戶所得實際值與模擬值之比較圖家戶所得實際值與模擬值之比較圖家戶所得實際值與模擬值之比較圖家戶所得實際值與模擬值之比較圖

圖 圖 圖

圖 5-1-6 戶數戶數戶數及住宅存量戶數及住宅存量及住宅存量及住宅存量實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖

本研究之戶數的計算方式是由「區域人口數」除以「戶量」後所得之值，在 實際的「戶量」變動方面，從民國 75 年至 96 年皆是呈現減少之趨勢，因此本研 究在「戶量」的方程式使用「SMOOTHI 函數」表示之，但由於「SMOOTHI 函 數」的特性在初期值的成長或減少之速度較慢，因此本研究所模擬出來的「戶數」

值在前期差距較大，至後期才逐漸接近實際值。但由於模擬值與實際值之成長趨 勢皆相同，故其模擬值仍具有可信度。「住宅存量」實際值與模擬值從圖 5-1-6 中可看出非常相近，且成長趨勢一致，因此所得之模擬值具有實際情境之代表 性。

從圖 5-1-7 中可看出，本研究的「汽車數」模擬值略高於實際值，且其二者 之成長趨勢皆相同，顯示其模型之表面效度具有相當之可靠性。本研究的「機車 數」模擬值在民國 83 年前皆與實際值非常相近，但在 84 年時，機車實際值不知 何故，突然下降近 5 萬部，由於不清楚是何變數所造成，故無法將此變數納入模

0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000 1,200,000 1,400,000 1,600,000 1,800,000

75年 76年 77年 78年 79年 80年 81年 82年 83年 84年 85年 86年 87年 88年 89年 90年 91年 92年 93年 94年 95年 96年 模擬家戶所得 實際家戶所得

-20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 140,000 160,000 180,000

75年 76年 77年 78年 79年 80年 81年 82年 83年 84年 85年 86年 87年 88年 89年 90年 91年 92年 93年 94年 95年 96年 模擬戶數(戶) 實際戶數(戶) 模擬住宅存量(棟) 實際住宅存量(棟)

新竹市永續都市治理系統模型建立與政策模擬分析

型中，亦無法表現此情境趨勢。然而雖然 85 年之後的模擬值與實際值雖然差距 變大了，但其二者的成長的趨勢皆相同，故所得之模擬值仍算可靠。

圖圖

圖圖 5-1-7 汽車數汽車數汽車數及機車數汽車數及機車數及機車數及機車數實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖

圖 圖 圖

圖 5-1-8 每日生活用水量每日生活用水量每日生活用水量每日生活用水量及每日總垃圾及每日總垃圾及每日總垃圾及每日總垃圾實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖實際值與模擬值之比較圖

用水量的計算方式是由「區域人口數」乘上「平均每人每日生活用水量」後 所得的值，由於每年「平均每人每日生活用水量」的值變化不同，特別是在民國 90 年時突然由 393 公升下降到 201 公升，在 92 年時又上升至 464 公升，此部分 震盪較大，難以用函數表達，因此，此段時間的模擬值與實際值誤差較大，但其 餘年度的值皆相近，且趨勢相同，故本研究的模擬值是具可靠信的。

總垃圾量的計算方式是由「區域人口數」乘上「平均每人每日垃圾量」後所 得的值，由於每年「平均每人每日垃圾量」的值變化不同，並非呈現固定的增減，

因此僅能盡量利用 Vensim 中所提供的函數進行模擬，有些年度的垃圾量突然下

因此僅能盡量利用 Vensim 中所提供的函數進行模擬，有些年度的垃圾量突然下