【GCAM 用户教程第一期上】GCAM 模型介绍与下载安装

WW、forever2025-12-26 20:15

目录

  • [1. Introduction 详解：GCAM 模型介绍与下载安装](#1. Introduction 详解：GCAM 模型介绍与下载安装)
    • [1.1 下载 GCAM](#1.1 下载 GCAM)
    • [1.2 源代码版本（适用于高级用户）](#1.2 源代码版本（适用于高级用户）)
    • [1.3 安装与运行准备](#1.3 安装与运行准备)
  • [2. GCAM Quickstart（快速入门指南）](#2. GCAM Quickstart（快速入门指南）)
    • [2.1. Running a reference case scenario](#2.1. Running a reference case scenario)
      • [2.1.1 常见运行失败和解决方法](#2.1.1 常见运行失败和解决方法)
        • [Windows 系统常见问题处理](#Windows 系统常见问题处理)
        • [2.1.1.2 Mac 系统上的 Java 问题](#2.1.1.2 Mac 系统上的 Java 问题)
    • [2.2 查看模型运行结果 (Viewing Model Results)](#2.2 查看模型运行结果 (Viewing Model Results))
      • [使用 ModelInterface 查看结果](#使用 ModelInterface 查看结果)
  • 参考

1. Introduction 详解：GCAM 模型介绍与下载安装

此部分主要说明如何下载并运行 GCAM 模型。

适合初学者和普通用户快速启动使用预编译版本，同时也为高级用户提供了源码编译与数据系统构建的路径。

用户类型 推荐操作
普通用户 下载 Release Package，直接运行模型、查看结果
高级用户 编译模型源码（见：GCAM Compile Instructions）
数据开发者 用 R 工具包 gcamdata 重新生成 XML 输入文件（见：Running the GCAM Data System）

1.1 下载 GCAM

文档建议用户点击页面右上角的 "Download GCAM" 链接下载模型。

下载页面会提供多个文件包，用户需根据自己的操作系统和需求选择合适的版本：GCAM 8.2

预编译版本（推荐给大多数用户）

文件名 说明
gcam-v7.0-Mac_x64-Release-Package.zip 适用于 Intel 芯片的 Mac
gcam-v7.0-Mac_arm64-Release-Package.zip 适用于 Apple Silicon（M1/M2/M3等）芯片的 Mac
gcam-v7.0-Windows-Release-Package.zip 适用于 Windows 系统

每个压缩包中都包含：

  • GCAM 可执行文件（模型主程序）
  • 支持库（运行模型所需的程序库）
  • ModelInterface（图形界面工具，用于查看模型结果）
  • 模型输入文件（XML 格式）

📌 注意：

  • Mac 和 Windows 用户通常只需要下载对应平台的 Release Package 文件即可，无需编译源码。

1.2 源代码版本（适用于高级用户）

如果需要对 GCAM 模型本身进行修改（如模型机制、数据处理流程等），则可以下载 源码包：

文件名 说明
gcam-v7.0-source.zip 或 .tar.gz 包含所有模型源码、数据处理脚本，适合开发者编译与维护

🛠️ 建议：如果你打算长期维护或开发 GCAM 模型，建议使用 Git 克隆代码仓库，而不是只下载源码压缩包。这样更易于版本控制和协作开发。

1.3 安装与运行准备

对于大多数用户，使用预编译版本即可。使用步骤如下：

  1. 下载对应平台的 Release Package 压缩文件
  2. 解压缩 到你选择的文件夹（该文件夹在文档中称为 <GCAM Workspace>）

例如：

复制代码 
C:\Users\YourName\Documents\gcam-v7.0\

或

复制代码 
/Users/YourName/Documents/gcam-v7.0/

2. GCAM Quickstart（快速入门指南）

此部分旨在简要介绍如何运行 GCAM 模型并通过图形界面查看模型结果。适用于已下载并解压 GCAM 安装包的用户。

系统资源需求（请注意）

GCAM 模型运算资源需求较高：

  • 内存（RAM） ：单次运行至少需要 8 GB 内存
  • 存储空间 ：每个情景的完整输出大约占用 3 GB 磁盘空间

💡 建议：使用具备至少 16 GB 内存的计算机，运行速度和稳定性更佳。

2.1. Running a reference case scenario

步骤一：准备配置文件

要运行 GCAM，必须在 exe 文件夹中存在以下两个核心文件：

文件 说明
configuration.xml 模型主配置文件（必须存在）
log_conf.xml 日志配置文件（安装包中已默认提供）

🚩 如何获得 configuration.xml（基准情景版本）：

  1. 在 exe 文件夹中找到 configuration_ref.xml
  2. 将其复制 并重命名为 configuration.xml

🔍 说明：

  • configuration_ref.xml 是官方提供的标准基准情景配置
  • 不建议初学者修改此文件，除非你对模型结构非常熟悉
  • 更复杂的情景构建方法将在 User's Guide 中详解

步骤二：运行模型

你可以通过以下两种方式之一启动 GCAM 模型：

方法一：双击运行脚本（适合初学者）

  • Windows 用户：双击 run-gcam.bat
  • Mac 用户：双击 run-gcam.command

方法二：命令行运行（适合进阶用户）

bash 复制代码 
cd <GCAM Workspace>/exe
./run-gcam.bat        # Windows
./run-gcam.command    # macOS

运行时，你会看到大量日志信息滚动，表示模型正在：

  • 读取 XML 输入文件
  • 逐期（每10年等）运行模拟计算
  • 写入输出结果

成功运行的标志：当模型成功运行结束，会在终端或日志文件中看到类似以下信息：

复制代码 
Starting output to XML Database.
Data Readin, Model Run & Write Time: 1273.42 seconds.
Model run completed.
Model exiting successfully.

日志文件位置：

复制代码 
<GCAM Workspace>/exe/logs/main_log.txt

2.1.1 常见运行失败和解决方法

问题：运行失败（尤其是双击 run-gcam.bat 无效）

最常见的原因是 Java 环境配置错误。

Windows 系统常见问题处理

错误提示示例：

  • Unable to locate jvm.dll
  • A 64-bit Java is required to run GCAM
  • The application was unable to start correctly (0xc000007b)...

原因分析：

  • 系统没有安装 64 位 Java
  • 安装了 32 位和 64 位 Java，但系统选择了错误的版本
  • GCAM 脚本没有正确定位到 Java 安装目录

解决方法：

方法一：手动设置正确的 Java 路径

  1. 打开 run-gcam.bat 文件（用记事本编辑）
  2. 找到以下被注释掉的部分：
bat 复制代码 
REM SET JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jre1.8.0_101
  1. 取消注释（删除 REM），并将路径修改为你电脑中 Java 的安装路径，例如：
bat 复制代码 
SET JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_361
  1. 保存并重新双击 run-gcam.bat

另一常见问题：缺少 Visual C++ 运行库

GCAM 需要 Microsoft Visual Studio 2015 Redistributable 64-bit 支持：

  • 如果看到系统提示类似 "找不到某个 DLL" 或 "程序无法正确启动"，可能是因为缺少此运行库
  • 前往微软官网下载并安装即可：Microsoft Visual C++ Redistributable
2.1.1.2 Mac 系统上的 Java 问题

问题背景

在 macOS 系统中，如果没有安装 Java，系统可能提示你安装 Apple 的"Legacy Java 6" 。

但注意：

⚠️ GCAM 不再支持 Apple 提供的 Legacy Java。

正确做法：安装 Oracle 的 JDK（Java Development Kit）

  • GCAM 需要 Oracle 官方提供的 JDK（版本 ≥ 1.7）
  • 推荐安装 JDK 8 或更高版本（如 JDK 17、21）

安装方法：

  1. 打开 Oracle 官网：https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html
  2. 选择合适版本（如 JDK 21），点击 macOS 安装包（x64 或 Arm64，取决于你的芯片类型）
  3. 下载并安装

2.1.1.2.1 Java 问题排查（Troubleshooting Java on Mac）

GCAM 的运行脚本 run-gcam.command 会尝试在如下路径下创建一个符号链接（symlink）：

复制代码 
<GCAM Workspace>/exe/libs/java

这个链接应该指向你系统中 JDK 的 libjvm.dylib 文件（Java 虚拟机核心库）。

常见错误提示

当 GCAM 无法找到 Java 库时，可能会看到如下错误：

复制代码 
dyld: Library not loaded: @rpath/libjvm.dylib

这通常说明：

  • libs/java 符号链接指向了错误位置
  • 或者更新了 Java，但符号链接没有更新

如何排查问题

第一步：打开 Terminal，进入 GCAM 的 libs/java 目录：

bash 复制代码 
cd <GCAM Workspace>/exe/libs/java

第二步：查看符号链接是否正确：

bash 复制代码 
ls -l

应该看到类似这样的输出：

bash 复制代码 
libjvm.dylib -> /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-17.jdk/Contents/Home/lib/server/libjvm.dylib

第三步：检查链接是否有效：

bash 复制代码 
readlink libjvm.dylib

如果路径不存在或报错，说明链接失效，需要重新创建

修复方法：重新创建符号链接

第一步：找到你本地的 libjvm.dylib 文件路径

一般在这个目录中：

bash 复制代码 
/Library/Java/JavaVirtualMachines/<jdk版本>/Contents/Home/lib/server/libjvm.dylib

举例：

bash 复制代码 
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-21.jdk/Contents/Home/lib/server/libjvm.dylib

第二步：删除旧的链接（如果存在）

bash 复制代码 
rm libjvm.dylib

第三步：创建新的符号链接

bash 复制代码 
ln -s /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-21.jdk/Contents/Home/lib/server/libjvm.dylib libjvm.dylib

完成后测试：

返回到 GCAM 的 exe 目录，重新运行：

bash 复制代码 
./run-gcam.command

如果一切正常，将会看到模型开始读取 XML 文件并运行模拟。

2.2 查看模型运行结果 (Viewing Model Results)

模型结果存储格式

  • GCAM 每次运行后的输出结果会保存在一个 XML 格式的数据库中。

  • 默认数据库位置为：

    <GCAM Workspace>/output/database_basexdb

⚠️ 注意：

当前 GCAM 使用的是 BaseX XML 数据库格式 （名为 database_basexdb），不兼容旧版 GCAM 使用的 .dbxml 格式。

使用 ModelInterface 查看结果

总结：如何用 ModelInterface 查看 GCAM 输出

步骤 操作
① 打开 ModelInterface 确保已安装 Java
② 打开数据库 选择 output/database_basexdb
③ （如需）加载查询文件 指定 output/queries/Main_queries.xml
④ 选择情景 + 区域 + 查询 至少各选一个
⑤ 点击 Run Query 结果将显示图表+表格
⑥ 导出数据 复制或拖拽到 Excel 中

1、打开 ModelInterface 应用程序

  • 该应用是 跨平台的 Java 应用程序，适用于 Windows 与 macOS。
  • 请确保你已安装 Java（JDK）。

启动方式：

  • Windows：双击运行 run-model-interface.bat
  • Mac：双击 ModelInterface.app 或通过 Terminal 运行

2、打开数据库文件

在 ModelInterface 中：

  1. 点击顶部菜单栏的 File

  2. 选择子菜单 DB Open（打开数据库）

  3. 浏览并选择路径：

    <GCAM Workspace>/output/database_basexdb

📌 如果你运行的是 macOS，可能会提示你手动选择查询文件（见下文）。

3、选择查询文件（Mac 用户常见提示）

从 GCAM 4.4 起 ，Mac 用户首次使用 ModelInterface 时，系统可能无法自动定位查询文件（即模型输出的字段定义文件）。

🗂️ 查询文件默认位置为：

复制代码 
<GCAM Workspace>/output/queries/Main_queries.xml

请在提示时手动选择该文件。

成功加载后的界面（Figure UG-1）

将在 ModelInterface 中看到：

  • 左侧：可用情景（Scenarios）、区域（Regions）、查询（Queries）
  • 右侧：图表区域（此时还未显示数据）

查看数据步骤

Step 1：选择以下三项内容

类型 示例
Scenario（情景） baseline、carbon_tax 等
Region（区域） China、USA、Beijing、Shandong 等
Query（查询） Primary Energy, CO₂ Emissions, Electricity Generation 等

Step 2：点击 Run Query 按钮

  • 该按钮在你选择了上述三项内容后才会激活
  • 点击后模型输出数据将显示如下：

查询结果界面（Figure UG-2）

左侧（表格） 右侧（图形）
表格形式展示结果 自动生成柱状图/折线图等可视化
每个查询一个标签页 多个查询将分别显示在不同标签页中


实用功能说明

1、表格排序（Sorting）

  • 点击任意表头（如年份、值）即可按该列排序
  • 按住 Ctrl 再点击其他列，可进行 二级排序

2、复制数据到 Excel（Copying Data）

有两种方式可以将表格数据导出到 Excel：

方法一：菜单复制粘贴

  1. 在 ModelInterface 中点击菜单 File → Copy
  2. 打开 Excel，粘贴数据

⚠️ 注意：列名不会被复制，你需要手动添加列标题

方法二：拖拽表格到 Excel

  1. 点击输出标签页（Tab），选中表格
  2. 拖动到已打开的 Excel 表格中

📌 图表不会被复制，只能复制数据表格

参考

1、GCAM v8.2 Documentation: GCAM User Guide

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