交通系統(tǒng)工程講稿1-1.ppt

1、交通系統(tǒng)工程 -系統(tǒng)工程方法論及其在交通工程中的應用,2020/8/3,2,前 言,“5W1H” Why-學習背景 What/When-教學內容/進度安排 Who/Where-教與學的關系/教學地點 How-學習要求、學習方法,2020/8/3,3,概念回顧,交通 方法、手段 工程、技術,2020/8/3,4,方法與手段,方法：是人類認識客觀世界和改造客觀應遵循的某種方式、途徑和程序的總和。不是物化的 手段：最大特征是以實體形態(tài)存在的，是通過自身所具有的機械屬性、物理屬性和化學屬性作用于客觀對象的。,返回,2020/8/3,5,工程與技術,工程：是人類在改造客觀世界的實踐活動中為了某種需求而應

2、用科學知識，將科學知識和技術手段“集成”以后，轉化為生產力的實施階段，復雜的、有一定規(guī)模的、社會組織的物質文明的創(chuàng)造活動。 技術：根據實踐經驗或科學原理所創(chuàng)造或發(fā)明的各種物質手段及經驗、方法、技能、技巧等。,Next Page,2020/8/3,6,內容與性質不同：技術是以發(fā)明為核心的活動；工程則是以建造為核心的活動。 “成果”的性質或類型不同：技術活動成果-發(fā)明、專利、技術訣竅（也可能是技術文獻和論文）；工程活動成果-物質產品、物質設施等。 主體或主角不同：技術主角-發(fā)明家；工程主角-工程師、工人、投資人和管理者。 有不同的任務、對象和思維方式：技術-普遍性、可重復性；工程（項目）-一次性的

3、、個體性的。,返回,工程與技術二者關系,2020/8/3,7,第一章 系統(tǒng)、系統(tǒng)工程等相關概念,1、科學方法論（科學、方法論、數學） 2、系統(tǒng)概念 3、系統(tǒng)特性 4、系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論 5、系統(tǒng)的分類 6、系統(tǒng)的結構與功能 7、系統(tǒng)工程 8、系統(tǒng)分析,2020/8/3,8,（1）科學方法論概念 （2）分類 1）哲學方法 2）一般科學方法 3）專門科學方法,1.科學方法論,2020/8/3,9,科學（基本概念）,科學（基本概念）： 反映自然界客觀事實和規(guī)律的知識； 是系統(tǒng)化、理論化的知識體系； 是人類的一種注重方法的基本認識活動。 “一種科學只有在成功地運用數學時，才算達到了真正完善的地步?！?

4、馬克思,Next Page,2020/8/3,10,科學方法論,概念：是人們對自己從事科學技術研究所運用的認識和實踐方法的哲學概括。 內容包括：科學問題和科研選題，獲取科學事實的觀察與實驗方法，數學方法、模型方法和系統(tǒng)科學方法。,返回,2020/8/3,11,分類,哲學方法：探討一切科學普遍適用的方法原理，它既指導自然科學的研究也指導社會科學的研究； 一般科學方法：探討自然科學和社會科學共同適用或分別適用的一些原則和方法。它具有跨學科性質，能夠從一門學科轉移到另一門學科。 專門科學方法：探討各門科學專門的具體方法和技術。例如：在安全管理系統(tǒng)中，運用安全系統(tǒng)工程的事故樹方法來預測事故發(fā)展的規(guī)律性

5、等。,返回,2020/8/3,12,2.系統(tǒng)概念(System Concept),英文中系統(tǒng)一詞(system)來源于古代希臘文(systm),意為“部分組成的整體”。古希臘哲學家德謨克利特所著世界大系統(tǒng)最早采用“系統(tǒng)”一詞。在現實生活中，“系統(tǒng)”是一個被廣泛使用的詞。 舉例說明:城市系統(tǒng),Next Page,2020/8/3,13,城市系統(tǒng)示意圖,城市結構可以看成個人活動（住房+工作+各種服務）、團體活動（狹義上=經濟活動）、以及支持它們的實體基礎設施和運輸系統(tǒng)。各子系統(tǒng)之間有著強烈的依存關系。,舉例說明,Next Page,2020/8/3,14,一個城市就是一個系統(tǒng)，由交通運輸系統(tǒng)、資源

6、系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、市政系統(tǒng)、衛(wèi)生系統(tǒng)等相互作用著的部門組合而成的一個整體，通過系統(tǒng)的各個部門相互協(xié)調的運轉去完成城市生活和發(fā)展的特定目標； 各子系統(tǒng)還可以進一步分解，例如交通運輸系統(tǒng)是由鐵路運輸、公路運輸、水路運輸、航空運輸、管道運輸這些子系統(tǒng)構成的。 再如：一部機器是一個機器系統(tǒng)；一個國家、整個社會也都構成了一個系統(tǒng)。,2.系統(tǒng)概念(System Concept),Next Page,2020/8/3,15,2.1系統(tǒng)定義 2.2系統(tǒng)與要素間的相互作用 2.3系統(tǒng)意識,2.系統(tǒng)概念(System Concept),2020/8/3,16,創(chuàng)始人貝塔朗菲： 系統(tǒng)是相互作用的要素的綜合體。 Web

7、erster大辭典： 系統(tǒng)被修釋為組織或被組織的整體；及組織的整體所形成的各種概念和原理的綜合；有規(guī)則地相互作用相互依賴的形式組成的諸多要素的綜合。,2.1系統(tǒng)的定義,Next Page,2020/8/3,17,錢學森教授： 極其復雜的研究對象，即由相互作用和相互依賴的若干部分組成的，具有特定功能的有機整體，而且這個系統(tǒng)本身又是一個更大系統(tǒng)的組成部分。,2.1系統(tǒng)的定義,Next Page,2020/8/3,18,一切系統(tǒng)具有的共性： 第一，系統(tǒng)是由兩個以上的要素(Element)組成的整體(Whole)。要素是構成系統(tǒng)的最基本的部分，沒有要素就無法構成系統(tǒng)，單個要素也無法構成系統(tǒng)。 第二，系

8、統(tǒng)諸要素之間、要素與整體之間、以及整體與環(huán)境之間存在著一定的有機聯(lián)系。要素之間若沒有任何聯(lián)系和作用，則也不能稱其為系統(tǒng)。 第三，系統(tǒng)要素之間的聯(lián)系與作用必產生一定的功能。功能是系統(tǒng)所發(fā)揮的作用或效能，且是各要素個體所不具備的功能，這種功能是由系統(tǒng)內部要素的有機聯(lián)系和系統(tǒng)的結構所決定的。,2.1系統(tǒng)的定義,Next Page,2020/8/3,19,綜上所述，系統(tǒng)是指由相互作用、相互依賴而又相互區(qū)別的若干組成部分（單元或諸要素）組合而成的，具有特定功能的有機整體。 定義要點: （1）系統(tǒng)及其要素 （2）系統(tǒng)和環(huán)境 （3）系統(tǒng)的結構（組織方式和內部構造） （4）系統(tǒng)的功能,2.1系統(tǒng)的定義,系統(tǒng)與

9、要素之間的相互作用如何？,返回,2020/8/3,20,2.2系統(tǒng)與要素之間的相互作用,系統(tǒng)與要素是相互伴隨而產生的，相互作用而 變化的。系統(tǒng)與要素之間的相互作用表現在以 下三個方面： 1）系統(tǒng)通過整體作用支配和控制要素； 2）要素通過相互作用決定系統(tǒng)的特性和功能； 3）系統(tǒng)與要素的概念是相對的。,Next Page,2020/8/3,21,舉例：綜合運輸系統(tǒng),綜合運輸系統(tǒng)的整體功能，決定和支配著作為要素的水運系統(tǒng)、公路運輸系統(tǒng)、鐵路運輸系統(tǒng)、航空運輸系統(tǒng)以及管道運輸系統(tǒng)的地位、作用和它們之間的關系。 為使綜合運輸系統(tǒng)的整體效益最佳，就要求各子系統(tǒng)必須充分發(fā)揮各自的功能，就要對各子系統(tǒng)之間的關

10、系進行控制和協(xié)調。,1)系統(tǒng)通過整體作用支配和控制要素,Next Page,2020/8/3,22,總之： 系統(tǒng)通過其整體作用來控制和決定各個要素在系統(tǒng)中的地位、排列順序、作用、作用大小以及作用的范圍。 協(xié)調各要素之間的數量比例關系。 系統(tǒng)整體穩(wěn)定，則要素也穩(wěn)定。 系統(tǒng)整體特性和功能發(fā)生變化，則要素之間的關系也會隨之發(fā)生變化。,舉例：綜合運輸系統(tǒng),1)系統(tǒng)通過整體作用支配和控制要素,Next Page,2020/8/3,23,2) 要素通過相互作用決定系統(tǒng)的特性和功能,要素對系統(tǒng)的作用有兩種可能的趨勢： 一種是要素的組成成分和數量具有一種協(xié)調、適應的比例關系，使得要素能夠維持系統(tǒng)的動態(tài)平衡和穩(wěn)

11、定。 一種是要素之間出現不協(xié)調、不適應的比例關系，這就會破壞系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定，甚至使系統(tǒng)衰退和崩潰。,Next Page,2020/8/3,24,舉例：“神舟六號”載人航天飛船,“神舟六號”的安全是一個高度復雜的系統(tǒng)工程，包括飛船的制造、火箭發(fā)射以及飛船的回收等過程。僅一枚火箭有著十幾萬只電子元器件，一顆螺絲釘就能關系到整個發(fā)射的成敗。,Next Page,2020/8/3,25,3）系統(tǒng)與要素的概念是相對的,一個系統(tǒng)相對于構成它的要素而言是個系統(tǒng)，而相對于由它和其它事物構成的大系統(tǒng)而言，則是一個要素（或稱子系統(tǒng)）。,Next Page,2020/8/3,26,案例分析,由車輛、場站、路網組成

12、了公路系統(tǒng)，但對于整個交通運輸系統(tǒng)而言，公路系統(tǒng)又是整個交通運輸系統(tǒng)的要素； 相對于交通運輸系統(tǒng)而言，水運系統(tǒng)是一個要素，但它同時又是由港口運輸系統(tǒng)、水上船舶運輸系統(tǒng)、航道系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)構成的系統(tǒng)。,Next Page,2020/8/3,27,城市交通管理系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng) 但它卻是智能運輸系統(tǒng)的一個子系統(tǒng) 而智能運輸系統(tǒng)又是國民經濟系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。,舉例:智能運輸系統(tǒng)（Intelligent Transportation System,簡稱ITS）,返回,2020/8/3,28,所謂系統(tǒng)意識，就是在思考、研究、探索和處理某一事物時，要有意識地把它看成一個系統(tǒng)。 從系統(tǒng)觀點看，

13、要想把事情辦得好一些，多一些成功而少一些失敗，就必須培養(yǎng)人的系統(tǒng)意識。,2.3 系統(tǒng)意識,Next Page,2020/8/3,29,現代交通問題有以下幾個主要環(huán)節(jié)：城市規(guī)劃、交通規(guī)劃、道路設計、道路建設、交通組織、交通管理。每一環(huán)節(jié)中出的問題，往往要靠后續(xù)環(huán)節(jié)來彌補。但每個環(huán)節(jié)遺留一些問題，最終都要靠交通管理這一環(huán)節(jié)來承擔。如果交通組織環(huán)節(jié)搞得好，交通管理環(huán)節(jié)的壓力就可以明顯減輕，城市交通就會出現高質量和高效率。反之，采用什么樣的先進技術，最終也不會取得應有的效果。 城市交通問題的解決需要系統(tǒng)意識，用系統(tǒng)的思想、系統(tǒng)的方法解決現代城市交通問題,案例分析：城市交通管理系統(tǒng),返回,2020/8/

14、3,30,3.系統(tǒng)的特性,3.1整體性 3.2相關性 3.3目的性 3.4環(huán)境適應性,明確系統(tǒng)的特性，是人們認識系統(tǒng) 研究系統(tǒng) 掌握系統(tǒng)的關鍵。,2020/8/3,31,3.1整體性(Integrity),(1)內 涵： 所謂整體性，是指系統(tǒng)的各要素之間存在一定的組合方式，各要素之間是相互統(tǒng)一和協(xié)調的，系統(tǒng)整體的功能不是各組成要素功能的簡單迭加，而是呈現出各組成要素所沒有的新的功能，并且一般來說，系統(tǒng)的整體功能大于各組成要素的功能總和。,整體性是系統(tǒng)的最基本、最核心的特征，是系統(tǒng)性最集 中的體現,Next Page,2020/8/3,32,（2）系統(tǒng)整體性原理的基本內容 要素和整體不可分割；

15、系統(tǒng)的整體的功能不等于各組成部分的功能之和； 系統(tǒng)整體具有不同于各組成部分的新功能。,3.1整體性(Integrity),Next Page,2020/8/3,33,系統(tǒng)的整體的功能不等于各組成部分的功能之和,在系統(tǒng)論中：1+1不等于2。這是馮貝塔朗菲著名的“非加和定律”。 非加和定律分為兩種情況： 一是“整體大于部分之和”稱為系統(tǒng)整體功能放大效應； 二是“整體小于部分之和”稱為系統(tǒng)整體功能縮小效應。 恩格斯在反杜林論中說過：“許多人協(xié)作，許多力量融合為一個總的力量，用馬克思的話來說，就造成新的力量，這種力量和它的一個個分力量的總和有本質的差別”。,Next Page,2020/8/3,34,

16、舉例：FFi,系統(tǒng)整體功能大于其組成要素功能的總和，這不僅是在量的方面，更著重于質的方面。 例如，一些零部件只有組裝成一臺機器，組成一個機器系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮其功能，而單獨的一個零件、一個螺絲釘是沒有機器的屬性，是不具備機器的功能的。 事例：一個臭皮匠，沒張好鞋樣；兩個臭皮匠，彼此有商量；三個臭皮匠，頂個諸葛亮。（協(xié)同作用）,Next Page,2020/8/3,35,舉例：FFi,是否多個要素湊在一起，其功能都一定大于部分功能之和呢？ 典型案例:“一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”。這是因為，這三個和尚沒有形成一個“系統(tǒng)”，這些“和尚要素”相互不協(xié)調、不統(tǒng)一，才使得集體運水的效

17、果急減，甚至達到無水可吃的地步。這就說明，要使得整體的功能大于部分功能之和，組成該整體的各要素必須協(xié)調統(tǒng)一。,“NO or YES”,Next Page,2020/8/3,36,這就說明：要使得整體的功能大于部分功能之和，組成該整體的各要素必須協(xié)調統(tǒng)一。 各要素的結合要保持合理，注意從提高整體功能的角度去提高和協(xié)調要素的功能。,總結,返回,2020/8/3,37,3.2相關性 (Relationship),相關性是指系統(tǒng)的要素之間、要素與系統(tǒng)整體之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間的有機關聯(lián)性相互聯(lián)系、相互作用、相互依存、相互制約。 系統(tǒng)中每個要素的存在都依賴于其它要素的存在，系統(tǒng)中任一要素的變化都將引起其它

18、要素的變化乃至整個系統(tǒng)的變化。 各要素之間有著一定的組合關系、聯(lián)系方式。,Next Page,2020/8/3,38,相關性舉例1交通管制系統(tǒng),交通網、運輸工具、信號控制等要素在交通管制這一系統(tǒng)中是相互關聯(lián)的，通過它們之間的協(xié)調關系，使交通網上的運輸工具有條不紊地運行。如果各個要素各自為政，那么它們就不能組成相互協(xié)調的系統(tǒng)，勢必會造成交通的紊亂。,Next Page,2020/8/3,39,要素之間的相關性說明： 要努力建立起系統(tǒng)各要素之間的合理關系，以消除各要素相互間的盲目聯(lián)系和無效行動。,3.2相關性 (Relationship),返回,2020/8/3,40,3.3目的性(Purpose

19、),“目的”：是指人們在行動中所要達到的結果和意愿。任何一個系統(tǒng)都有它的目的，否則，就失去其存在的價值和意義。 系統(tǒng)的目的性：是指系統(tǒng)具有人們所明確賦予的、預期的結果。 生物系統(tǒng)的目的性：就是增殖個體、繁衍物種、保存生命； 教育系統(tǒng)的目的性：主要是培養(yǎng)合格的人才；,Next Page,2020/8/3,41,企業(yè)系統(tǒng)的主要目的是生產合格的產品并獲得顯著的經濟效益。 運輸系統(tǒng)的目的，就是為國民經濟的發(fā)展提供運輸服務。運輸系統(tǒng)中各運輸子系統(tǒng)的目的，就是為運輸大系統(tǒng)的總目的服務。 只有了解了系統(tǒng)的目的性后，才能明確系統(tǒng)的功能，才能進一步確定（設計）系統(tǒng)的結構（要素）。,3.3目的性(Purpose)

20、,Next Page,2020/8/3,42,1.交通問題 1.1基本交通問題 隨著社會經濟的發(fā)展，交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染和能源短缺等交通相關問題已經成為世界各國面臨的共同問題，無論是發(fā)達國家，還是發(fā)展中國家，都毫不例外地承受著不斷加劇的交通問題的困擾，交通問題已經成為世界各地城市，尤其是大城市的首要問題之一。,目的性舉例：智能運輸系統(tǒng)（ITS）,Next Page,2020/8/3,43,基本交通問題,交通事故,交通便捷性,交通污染,特殊交通,交通擁堵,Next Page,2020/8/3,44,1）交通擁堵,交通擁堵狀況在全世界許多國家十分嚴重，已經成為非常突出的世界性難題。交通堵塞

21、不但使出行者浪費時間，而且造成交通事故、增加燃油浪費和環(huán)境污染等。,Next Page,2020/8/3,45,2）交通事故交通中另一重大問題,2002-2004年黑龍江省道路交通事故情況,Next Page,2020/8/3,46,2004年我國有交通事故報告567753起，造成99217人死亡，451810人受傷，直接經濟損失高達127.7億元。,Next Page,2020/8/3,47,3）交通污染,交通問題與全球關注的環(huán)境問題密切相關。 我國城市污染中汽車排放的污染明顯高于發(fā)達國家，主要原因有以下三點： 國產車設計水平起點較低； 交通堵塞，增加了能耗和污染物排放量； 汽車尾氣排放標準

22、低、監(jiān)管不力等。 交通問題成為世界各國城市面臨得極其嚴重的“城市病”之一，已經成為城市可持續(xù)發(fā)展得主要瓶頸。,Next Page,2020/8/3,48,交通問題具有隱性，交通問題成因主要表現為交通需求與供給之間得矛盾。 飽和度大于1，交通堵塞。 交通需求：取決于社會發(fā)展、社會活動與管理； 交通供給：取決于交通方式、設施和交通管理。,1.2交通問題成因,Next Page,2020/8/3,49,控制需求 最直接的方法就是控制車輛的增加或者改變車型，使車輛數量減少； 加快交通基礎設施建設（高速）公路+城市道路； 城市間： 交通擁擠往往可以在建設了足夠的城市間的（高速）公路得到解決，我國實施的以

23、積極的財政政策進行公路基礎建設來拉動經濟發(fā)展的國策，我國的道路網具有相當的規(guī)模。,1.3交通問題的解決方法,Next Page,2020/8/3,50,我國的高速公路發(fā)展狀況 截止2006年底，我國高速公路已經超過4.5萬公里，總量位居世界第二，增長速度位居世界第一。 國家高速公路網規(guī)劃方案 2004年12月17日，國家高速公路網規(guī)劃業(yè)經國務院審議通過，標志著中國高速公路建設發(fā)展進入了一個新的歷史時期。 國家高速公路網規(guī)劃采用放射線與縱橫網格相結合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及橫連東西、縱貫南北的大通道，由7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，簡稱為“7918網”，總規(guī)

24、模約8.5萬公里.,Next Page,2020/8/3,51,Next Page,2020/8/3,52,城市內部： 歷史的原因：城市規(guī)劃城市道路交通規(guī)劃； 土地面積所限：可供修建道路的空間越來越少； 經濟的發(fā)展：經濟的發(fā)展帶來出行的增加，即使加快修路，道路建設的步伐也趕不上車輛的增加速度。因此限制車輛增加或者通過大量修路都不是解決交通問題的好辦法。,Next Page,2020/8/3,53,加強城市交通管理； 第一，加強交通法規(guī)建設，制定限制性交通法規(guī)； 第二，加強宣傳教育，提高交通參與者遵守交通法規(guī)和現代交通意識； 第三，確定合理完善的城市交通規(guī)劃； 第四，進行城市交通信號控制主要是指

25、城市交叉口的交通控制； 第五，優(yōu)先發(fā)展公共交通倡導“公交優(yōu)先”體現“以人為本”。,Next Page,2020/8/3,54,實施智能運輸系統(tǒng) 把人車路綜合起來考慮，充分應用現代科學技術的智能運輸系統(tǒng)為解決城市交通問題提供了全新的方法。 交通工程的研究現狀、存在問題與發(fā)展趨勢,Next Page,2020/8/3,55,交通工程的研究現狀、存在問題與發(fā)展趨勢,交通工程學創(chuàng)立的初期 主要是交通管理，諸如給駕駛員發(fā)執(zhí)照，設立交通標志，安裝手動信號機，進行路面畫線等，以減少交叉路口的阻塞。,Next Page,2020/8/3,56,交通工程的研究現狀、存在問題與發(fā)展趨勢,交通工程發(fā)展的中期 20世

26、紀60年代：開始在一個地區(qū)或一個城市做交通規(guī)劃，并按照規(guī)定的格式，做出行調查，用出行產生、交通分布、交通方式劃分、交通分配的程式進行交通預測；從供需平衡的角度布設路網、樞紐、場站等交通設施。 20世紀70年代：研究大眾捷運系統(tǒng)，倡導步行，對公共交通實行優(yōu)惠政策，推行合乘方式，減少不必要的客流、車流，保護環(huán)境，挖掘現有交通設施的潛力等。,Next Page,2020/8/3,57,交通工程的研究現狀、存在問題與發(fā)展趨勢,20世紀80至90年代：交通工程的研究問題，多集中于交通管理方面。研究采用高新技術以提高公路交通的安全度和通行能力，改善日益惡化的公路交通，就成為大家公認的惟一可行的途徑。,Ne

27、xt Page,2020/8/3,58,交通工程的研究現狀、存在問題與發(fā)展趨勢,近期交通工程的發(fā)展 先進的車輛控制系統(tǒng)AVCS ：（Advanced Vehicle Control System） ； 先進的交通管理系統(tǒng)ATMS：（Advanced Traffic Management System）； 先進的駕駛員信息系統(tǒng)ADIS：（Advanced Driver Information System）； 其他系統(tǒng)。 在此基礎上，構建智能交通系統(tǒng)（ITS）。,Next Page,2020/8/3,59,智能交通系統(tǒng)應運而生,智能運輸系統(tǒng)是將先進的信息技術、通信技術、控制技術以及人工智能技術、

28、運輸組織等技術有效地綜合應用于交通運輸系統(tǒng)，在系統(tǒng)工程綜合集成理論與方法運用中建立起來的一種實時、準確、高效的交通運輸管理系統(tǒng)。,Next Page,完善的基礎設施,2020/8/3,60,先進的交通信息服務系統(tǒng)（ATIS） 先進的交通管理系統(tǒng)（ATMS） 先進的公共交通系統(tǒng)（APTS） 先進的車輛控制系統(tǒng)（AVCS） 貨運管理系統(tǒng) 電子收費系統(tǒng)（ETC） 緊急事件管理與救援系統(tǒng)（EMS）,智能運輸系統(tǒng)的組成（Intelligent Transportation System,簡稱ITS）,返回,2020/8/3,61,3.4環(huán)境適應性(Environment Compatibility),任

29、何一個系統(tǒng)都存在于一定的物質環(huán)境中，環(huán)境的變化對系統(tǒng)的變化有很大的影響，同時，系統(tǒng)的作用也會引起環(huán)境的變化。兩者相互影響作用的結果，就有可能使系統(tǒng)改變或失去原有的功能。 一個好的系統(tǒng)，必須不斷地與外部環(huán)境產生物質的、能量的和信息的交換，才能適應外部環(huán)境的變化。,Next Page,2020/8/3,62,環(huán)境適應性舉例：港口系統(tǒng),一個港口，如果能夠經常了解同類港口和有關行業(yè)的動向，了解國家、用戶和外貿的客貨運要求，了解港口所處地區(qū)的工農業(yè)的發(fā)展狀況、生產力的布局、產品的結構等外部環(huán)境信息，并且能夠根據這些外部信息及時調整港口的戰(zhàn)略決策，那么，這個港口系統(tǒng)就有很好的環(huán)境適應性，就是一個理想的系統(tǒng)

30、。否則，就是一個沒有生命力的系統(tǒng)，就不能很好地完成系統(tǒng)的目的。,Next Page,2020/8/3,63,環(huán)境適應性舉例：先進的出行者信息系統(tǒng)先進的交通信息服務系統(tǒng),如果沒有與外界信息實時交換，交通信息服務系統(tǒng)就沒有發(fā)揮作用。 車載導航系統(tǒng)如果沒有交通信息服務系統(tǒng)的信息支持，根本賣不出去。 了解系統(tǒng)的環(huán)境適應性，有助于確定系統(tǒng)的存在條件，想方設法創(chuàng)造有利條件，保證系統(tǒng)的生存發(fā)展。,英文：Advanced Traveler Information System，簡稱ATMS,Next Page,2020/8/3,64,案例分析:城市交通綜合系統(tǒng),城市交通綜合系統(tǒng)結構圖,城市交通綜合系統(tǒng)是一個龐

31、大的動態(tài)系統(tǒng)，它本身的狀態(tài)是隨時間變化而變化的。,系統(tǒng)特性舉例,Next Page,2020/8/3,65,整體性 城市交通系統(tǒng)是由人、車、道路、設施、管理、環(huán)境等許多子系統(tǒng)組成的綜合性整體，各子系統(tǒng)從屬于這個整體，而整個城市交通系統(tǒng)又是更龐大的城市系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。 相關性 城市交通系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)、各子系統(tǒng)要素之間是有機聯(lián)系、相互依存又相互作用的。 目的性 城市交通系統(tǒng)具有特定的目的。這就是：為人們從事各種活動提供必要的物質條件和空間活動條件，并達到安全、快速、高效、舒適的目的。 環(huán)境適應性 城市交通系統(tǒng)處于社會環(huán)境（政治因素、經濟因素、文化因素、訊息因素 ）之中，受周圍環(huán)境的影響和制約，并

32、與周圍環(huán)境相協(xié)調。,從結構圖可以看出，城市交通系統(tǒng)具有以下四個特性：,返回,2020/8/3,66,系統(tǒng)工程是二十世紀六十年代以后才開始興起的一門科學，它是以一種思想系統(tǒng)思想 為指導解決社會實踐問題的方法，在我國古代就有很多的系統(tǒng)思想的例實，他們有意或無意地在利用方這種思想，但當時科學技術并不發(fā)達，因此還不叫系統(tǒng)工程。,4.系統(tǒng)思想,Next Page,2020/8/3,67,系統(tǒng)思想的體現,丁渭修復皇宮的故事 田忌賽馬的故事 都江堰水利工程:魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口引水口三大主體工程.,Next Page,2020/8/3,68,系統(tǒng)思想的應用曼哈頓計劃,曼哈頓計劃是美國研制第一顆原

33、子彈的計劃 第二次世界大戰(zhàn)期間，美國總統(tǒng)羅斯福下令向日本廣島投放了第一顆原子彈，對盟國在二戰(zhàn)中徹底擊敗法西斯，對中國的抗日戰(zhàn)爭最終取得勝利都有不可估量的影響，也為日本人留下了永久的災難，美國第一顆原子彈計劃就是曼哈頓計劃。,Next Page,2020/8/3,69,1940年，愛因斯坦等著名科學家向美國政府建議研制原子彈，美國總統(tǒng)羅斯福采納了，組織這種史無前例的工作是很這個建議，請理論生物學家奧本海默來組織領導這項工作。他動員了二萬五千名各種專業(yè)的科學家和工程師困難的，人員眾多，課題繁多，相互交錯，他在執(zhí)行計劃的過程中，從整體出發(fā)把研究課題分解成大量的小課題，組織很多小課題，負責整個課題的研

34、究工作，同時他又非常注重各課題之間的聯(lián)系和層次，使全部課題組合起來，能達到整個計劃的最結構。在生產原子彈燃料這一中心項目上，大家論證提出了六種方案，各不相讓，他確定一個原則，首先要保證按時完成任務，其他皆是次要的，因此他根據可靠性理論中可靠性低的原件組成可靠性高的系統(tǒng)的原理，決定六種方案同時實驗，結果按時得到了生產原子彈所需的鈾，1945年7月成功地爆炸第一顆原子彈。 在大規(guī)模的組織起來完成一項軍事科研生產任務的大型系統(tǒng)工程中，時刻從系統(tǒng)的總目標出發(fā)，在系統(tǒng)的約束條件下最終完成了目標，但當時還沒有系統(tǒng)工程這一詞，但國外都認為這是系統(tǒng)工程方法成功的起點。,Next Page,2020/8/3,7

35、0,4.1系統(tǒng)思想發(fā)展經歷的三個階段 4.2系統(tǒng)理論的產生與發(fā)展 4.3系統(tǒng)科學,4.系統(tǒng)思想,2020/8/3,71,4.1系統(tǒng)思想發(fā)展經歷的三個階段,“只見森林”（古代樸素的系統(tǒng)思想）階段 “比較抽象” “只見樹木”（系統(tǒng)思想的成熟與發(fā)展）階段 “具體化” “先見森林，后見樹木”（科學的系統(tǒng)思想）階段,Next Page,2020/8/3,72,“只見森林”（古代樸素的系統(tǒng)思想）階段,古希臘和古代中國在系統(tǒng)思想的產生與早期發(fā)展中具有突出地位和貢獻。 古希臘： 古希臘的唯物主義哲學家德謨克利特提出“宇宙大系統(tǒng)”的概念，并最早使用“系統(tǒng)”一詞。 辨證法的奠基人之一赫拉克利特認為“世界是包括一切

36、的整體”。 亞里士多德的名言歸結為：整體大于部分的總和,Next Page,2020/8/3,73,春秋末期。孫武在其孫子兵法中，闡述了不少樸素的系統(tǒng)思想和謀略。孫子兵法中“經五事”從“道（義）、天（時）、地（利）、將（才）、法（治）五個方面來分析戰(zhàn)爭的全局； 沒有明確的系統(tǒng)概念，但對系統(tǒng)性和整體性有一定認識，中國人做事善于以天時、地利、人和中進行整體分析，主張“大一統(tǒng)”、“和為貴”，如中醫(yī)診病講究形、氣、色綜合辨證，中餐講究色、香、味、鮮一體。,古代中國：,Next Page,2020/8/3,74,古代樸素的系統(tǒng)思想雖然強調對自然界整體性、統(tǒng)一性、相關性的認識，但是這種認識是非常膚淺的、片

37、面的，與真正的系統(tǒng)思想、系統(tǒng)觀念還有很大的距離。 由于當時的生產力和科學技術還十分落后，人類改造世界的能力有限，規(guī)模也很小，自然對客觀世界中的各種復雜的依賴關系、制約關系的認識就不夠深刻、全面。,Next Page,2020/8/3,75,“只見樹木”（系統(tǒng)思想的成熟與發(fā)展）階段,15世紀下半葉，近代科學的興起，力學、天文學、物理學、化學、生物學等相繼從哲學的統(tǒng)一體中分離出來，形成了自然科學。因而使得人們對自然界的各個層次、各個局部、各個細節(jié)、各個側面以及這些層次、局部、細節(jié)、側面之間的聯(lián)系有了更深入的了解，獲得了更詳細的科學資料，大大加深了人類對客觀世界的認識。 從此，古代樸素的唯物主義哲學

38、思想就讓位于形而上學（靜止、孤立、片面）的思想。 人類仍然沒有形成明確和完整的系統(tǒng)觀念。,Next Page,2020/8/3,76,19世紀上半期，特別是進入20世紀以后，社會生產和科學技術得到了空前的發(fā)展。人類改造世界的規(guī)模越來越大，程度越來越深，隨之而來的是，面臨著越來越多的前所未有的問題： 在人類的生產活動中，為什么有時候事半功倍，有時候卻事倍功半？為什么有時候事與愿順，有時候卻事與愿違？,“先見森林，后見樹木”（科學的系統(tǒng)思想）階段,Next Page,2020/8/3,77,為什么有時候局部和眼前的效果與總體的、長遠的效果一致，而有時候卻相反？ 為什么有時候一個優(yōu)良的甚至是一般的局

39、部可以組成一個優(yōu)良的整體，而有時候卻恰恰相反？ 這些涉及面極廣而又帶有普遍意義的問題令人深思，同時也對形而上學的自然觀產生了極大的沖擊，使人們看到了這種思維觀念的缺陷。,Next Page,2020/8/3,78,人們認識到，只是在哲學層次上研究事物間互相聯(lián)系、互相影響的規(guī)律是不夠的，還必須以辯證唯物主義為指導，在一般科學的層次內，對事物互相影響的形式、互相影響的途徑、以及這種影響所產生的后果進行精確的、定量的研究，也就是說必須從系統(tǒng)的角度來考察和研究整個世界。系統(tǒng)思想正是在這種歷史背景下產生和發(fā)展起來的。,Next Page,2020/8/3,79,“先見森林，后見樹木”（科學的系統(tǒng)思想）階

40、段,1）19世紀上半葉，自然科學取得了偉大成就。能量轉變（能量守恒定律）、細胞學說、進化論這三大發(fā)現為唯物主義的科學系統(tǒng)觀奠定了基礎。 2）辯正唯物主義認為，世界是由無數相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約和相互作用的過程所組成的統(tǒng)一整體。這種普遍聯(lián)系和整體性的思想，就是科學系統(tǒng)思想的實質。,Next Page,2020/8/3,80,3）恩格斯對此曾有精辟的論述：“一個偉大的基本思想，即認為世界不是一成不變的事物的集合體，而是過程的集合體?！?整體思想和聯(lián)系思想是科學系統(tǒng)思想的核心與實質。,Next Page,2020/8/3,81,只見森林、不見樹木,先見森林、后見樹木,只見樹木而不見森林,（輪廓

41、及表面現象）,（只看到局部現象 而不能綜觀整體）,（看到了事物的整體，以及構成整體的 各個部分之間的相互聯(lián)系）,系統(tǒng)思想形成過程,返回,2020/8/3,82,4.2系統(tǒng)理論的產生與發(fā)展,“老三論”（形成于20世紀40年代）:一般系統(tǒng)論、控制論、信息論； “新三論”（形成于20世紀70年代）：耗散結構理論、協(xié)同學理論和突變論。 一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結構理論、協(xié)同學及自組織理論等是系統(tǒng)理論的重要內容和SE的理論基礎。,Next Page,2020/8/3,83,系統(tǒng)理論(system theory),一般系統(tǒng)論（general system theory) 創(chuàng)始人 美級奧地利理論生物

42、學家L.VON 貝塔朗菲 系統(tǒng)論形成的標志 1945年發(fā)表關于一般系統(tǒng)論,Next Page,2020/8/3,84,學科性質與任務： 一般系統(tǒng)論是研究復雜系統(tǒng)一般規(guī)律的學科，一般系統(tǒng)論屬于邏輯和數學的領域，它的任務是確立適用于各種系統(tǒng)的一般原則。 一般系統(tǒng)論溝通了自然科學與社會科學、技術科學與人文科學之間的聯(lián)系，提出了研究各門學科的新的方法，使許多學科面貌煥然一新。 一般系統(tǒng)論為系統(tǒng)思想的發(fā)展，使人類走向系統(tǒng)時代，奠定了理論基礎。,Next Page,2020/8/3,85,所有上述理論以及其它系統(tǒng)研究的成果，融合在一起，形成了一種包括無比廣闊內容的新學科“系統(tǒng)學”。 錢學森 把運籌學、控制

43、論和信息論同貝塔朗菲（一般系統(tǒng)論）、普利高津（耗散結構理論）、哈肯（協(xié)同學）、艾根（超循環(huán)理論）等人的工作融會貫通，加以整理，就可以寫出系統(tǒng)學這本書了。,返回,2020/8/3,86,系統(tǒng)思想的出現，徹底改變了人們的思維方式，使人們在改造世界的活動中，逐步地認識并揭示出客觀世界的本質聯(lián)系和內部規(guī)律。 特別是現代科學技術的發(fā)展以及計算機技術和信息技術的高度發(fā)展，對系統(tǒng)思想的產生與系統(tǒng)方法的應用產生了極為重大的影響，主要體現在兩個方面：,4.3系統(tǒng)科學,Next Page,2020/8/3,87,一是使系統(tǒng)思想、系統(tǒng)方法定量化、科學化，使之成為具有堅實的數學理論基礎的，能夠定量地處理系統(tǒng)各組成部分

44、聯(lián)系關系的科學方法； 二是計算機與信息技術的應用，為系統(tǒng)思想、系統(tǒng)方法的實際運用提供了強有力的工具。 正是由于上述兩個特征，才使得系統(tǒng)思想方法從一種哲學思維逐步形成了獨特的系統(tǒng)理論，并在此基礎上形成了一門專門的科學系統(tǒng)科學。,Next Page,2020/8/3,88,系統(tǒng)科學:是以系統(tǒng)及其機理為對象，研究系統(tǒng)的類型、性質和運動規(guī)律的科學。（辭海） 包括五個方面的內容： 1.系統(tǒng)概念，即關于系統(tǒng)的一般思想和理論。 2.一般系統(tǒng)理論，即用數學的形式描述和確定系統(tǒng)的結構和行為的純數學理論。,Next Page,4.3 系統(tǒng)科學,2020/8/3,89,3.系統(tǒng)理論分論，指為了解決各種特點的系統(tǒng)結構

45、和行為的一些專門學科，如圖論、博弈論、排隊論、控制論、信息論等。 4.系統(tǒng)方法，即為了對系統(tǒng)對象進行分析、計劃、設計和運用時所采用的具體應用理論及技術的方法步驟，主要指系統(tǒng)分析和系統(tǒng)工程。 5.系統(tǒng)方法的應用，即將系統(tǒng)科學的思想和方法應用到各個具體領域中去。,Next Page,4.3 系統(tǒng)科學,2020/8/3,90,辭海系統(tǒng)科學的五個方面,4.3 系統(tǒng)科學,Next Page,2020/8/3,91,4.3系統(tǒng)科學-自然科學、數學科學和社會科學三大科學之外形成的一個嶄新的科學技術學科,實際上，錢學森在總結、概括已有的系統(tǒng)研究成果的基礎上，于20世紀70年代末首先提出了系統(tǒng)科學體系的層次結構

46、。即系統(tǒng)科學包括： 工程技術系統(tǒng)工程、自動化技術等； 技術科學運籌學、控制論和信息論，指導工程技術的理論； 基礎科學系統(tǒng)學； 馬克思主義哲學從系統(tǒng)觀達到人類知識的最高概括。,返回,2020/8/3,92,5、系統(tǒng)分類,根據系統(tǒng)生成的原因、反映的屬性不同可以對系統(tǒng)作如下分類： 5.1 自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng) 5.2 實體系統(tǒng)和概念系統(tǒng) 5.3 封閉系統(tǒng)和開放系統(tǒng) 5.4 靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng),2020/8/3,93,5.1 Natural system & artificial system（自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)）,這是以系統(tǒng)形成的原因為標準進行分類的。 自然系統(tǒng)是由自然物為要素形成的系統(tǒng)。 如:森林系

47、統(tǒng)、海洋系統(tǒng)、大氣系統(tǒng)等。 人工系統(tǒng)是組成要素由人類制造、加工的系統(tǒng)。 如:運輸系統(tǒng)、工程技術系統(tǒng)等。 更多的系統(tǒng)是自然系統(tǒng)和人工系統(tǒng)組合而成的復合系統(tǒng)。 如:社會系統(tǒng)、公路運輸系統(tǒng)。,Next Page,2020/8/3,94,自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)的關系,Next Page,2020/8/3,95,自然系統(tǒng)是一個高階復雜的均衡系統(tǒng)，它沒有盡頭，沒有廢止，只有循環(huán)往復，并從一個層次發(fā)展到另一個層次。 人工系統(tǒng)存在于自然系統(tǒng)中，人造系統(tǒng)以破壞自然系統(tǒng)為前提，同時改變自然系統(tǒng)的某些狀態(tài)。 人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)之間存在著一定的制約關系，破壞或超出一定的界限，人類就要受到懲罰，如環(huán)境污染、核軍備、化學武器

48、等。,自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)的關系,Next Page,2020/8/3,96,例如,埃及阿斯旺水壩是一個典型的人工系統(tǒng)，水壩解決了埃及尼羅河洪水泛濫問題，但也帶來了一些不良影響: 比如：東部的食物鏈受到破壞，漁業(yè)減產，尼羅河流域土質鹽堿化加快，發(fā)生周期性干旱，影響了農業(yè)生產；由于河水污染使附近居民的健康也受到影響等。,返回,2020/8/3,97,5.2 Entity system & concept system(實體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)),以形成系統(tǒng)的要素是有形的還是無形的來分類。 實體系統(tǒng)是指以礦物、生物等實體為構成要素所組成的系統(tǒng) 。這種系統(tǒng)以“硬件”為主體。 概念系統(tǒng)是由概念、原理、方法、制

49、度等觀念性的東西組成的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)以“軟件為”主體。如科技體系、教育體系、法律系統(tǒng)等，屬于意識形態(tài)領域。,返回,2020/8/3,98,5.3 Loop system & open system （封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)）,以系統(tǒng)是否與外界環(huán)境有物質、能量或信息交換為標準來進行分類。 封閉系統(tǒng)是指與外部環(huán)境無關的系統(tǒng)。它既不向環(huán)境輸出，也不從環(huán)境輸入。 （注意：實際上，沒有絕對的封閉系統(tǒng)，只是有時把與環(huán)境聯(lián)系較少、相對獨立的系統(tǒng)看作封閉系統(tǒng)。） 開放系統(tǒng)與環(huán)境有相互關系，能從環(huán)境得到輸入，并向環(huán)境輸出。 大部分人造系統(tǒng)都屬于開放系統(tǒng)，如社會系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)等。,返回,2020/8/3

50、,99,5.4 Static system & dynamic system,以系統(tǒng)的形態(tài)是否隨時間變化為標準來進行分類。 靜態(tài)系統(tǒng)： 不隨時間而發(fā)生變化的系統(tǒng)，如實體系統(tǒng)。 動態(tài)系統(tǒng)： 隨時間而發(fā)生變化的系統(tǒng)，如概念系統(tǒng)。 系統(tǒng)工程（SE）研究的是在一定時期、一定范圍內和一定條件下具有某種程度穩(wěn)定性的動態(tài)系統(tǒng)。,Next Page,2020/8/3,100,在交通系統(tǒng)中，實際上存在的系統(tǒng)大多數是自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)復合而成的系統(tǒng)。,返回,2020/8/3,101,6、系統(tǒng)的結構與功能,6.1系統(tǒng)的結構 6.2系統(tǒng)的功能,2020/8/3,102,6.1 系統(tǒng)的結構,系統(tǒng)要素間相互關聯(lián)、制約、作

51、用的組成部分稱為 系統(tǒng)的結構，系統(tǒng)的結構也可以是一個系統(tǒng)，稱為 原系統(tǒng)的子系統(tǒng)。,系統(tǒng)結構的表示方式：,式中：S代表系統(tǒng)； 代表元素的集合； R代表元素之間的各種關系的集合。,返回,2020/8/3,103,6.2 系統(tǒng)的功能,系統(tǒng)的功能如下圖所示。,處理或轉換,輸出,（產品、成果）,Y,系統(tǒng)的邊界,（物質、能量、信息）,輸入,系統(tǒng)的環(huán)境,系統(tǒng)的一般功能及其環(huán)境,系統(tǒng)可以理解為一種處理或轉換機構，它把輸入轉變?yōu)槿藗兯枰妮敵觥＊M義上講，處理和轉換就是系統(tǒng)的功能，廣義上，輸入與輸出也是系統(tǒng)的功能。,Next Page,2020/8/3,104,系統(tǒng)的環(huán)境：與系統(tǒng)發(fā)生作用的部分； 系統(tǒng)的邊界：系

52、統(tǒng)及其環(huán)境的界面； 系統(tǒng)的輸入：環(huán)境對系統(tǒng)的作用； 系統(tǒng)的輸出：系統(tǒng)對其環(huán)境的作用，是經過處理(或轉換、加工)的物質、能量與信息，如產品、成果等。 通過系統(tǒng)的輸入與輸出，系統(tǒng)與其環(huán)境進行物質、能量和信息的交換，產生相互作用。,Next Page,2020/8/3,105,思考題: 1.怎樣理解交通系統(tǒng)的整體性、相關性、目的性和環(huán)境適應性？試舉例說明。 2.說明系統(tǒng)思想在交通管理中的作用。,返回,2020/8/3,106,系統(tǒng)工程：是一個新興的跨學科的工程技術學科，是應用科學，它不僅定性，而且定量地為系統(tǒng)的規(guī)劃設計、試驗研究、制造使用和管理控制提供科學方法，是綜合研究的理論和方法。最終目的是使系

53、統(tǒng)運行在最優(yōu)狀態(tài)。 錢學森：系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)工程的規(guī)劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法。,7、系統(tǒng)工程定義,Next Page,2020/8/3,107,系統(tǒng)工程研究內容不同所具有的特點,系統(tǒng)工程不同于一般的工程技術科學： 一般對于技術科學、水利、電力、機械工程等都與形成事物的實體有關，稱之為方便科學，而系統(tǒng)工程除包括這類硬工程之外，尚包括組織管理，國外稱之為“軟”科學的內容。 系統(tǒng)工程涉及到各種學科，各個領域的各種內容。,Next Page,2020/8/3,108,在處理某個系統(tǒng)時，首先涉及該工程項目的專業(yè)技術，系統(tǒng)工程是跨越各學科專業(yè)的橫向聯(lián)系。 比如林業(yè)專業(yè)技術工程；主要

54、研究森林的培育和森林的開發(fā)利用技術，而林業(yè)系統(tǒng)工程則是綜合林業(yè)社會，經濟、生態(tài)及其他專業(yè)技術系統(tǒng)等處理森林培育和森林開發(fā)利用的問題以實現林業(yè)撒大效益的最優(yōu)化。,系統(tǒng)工程研究內容不同所具有的特點,Next Page,2020/8/3,109,在系統(tǒng)工程中，概念、原則、方法是主要的、本質的，而在這當中應用的具體教學方法和計算技術是處理和解決系統(tǒng)問題的手段和工具。 任何系統(tǒng)是人、設備、過程的有機結合，其中人是最主要的因素，以人為中心。,系統(tǒng)工程研究內容不同所具有的特點,Next Page,2020/8/3,110,用系統(tǒng)工程處理問題的基本觀點,1)整體性觀點：全局性觀點，以整體為出發(fā)點，以整體為歸宿

55、。 （1）處理問題要遵循從整體到部分分析，再從部分到整體進行綜合處理的途徑。 （2）組成系統(tǒng)的各部分處于最優(yōu)狀態(tài)，系統(tǒng)未必處于最優(yōu)狀態(tài)。 （3）整體要處于最優(yōu)可能要犧牲某些局部利益。 （4）不完善的子系統(tǒng)經過合理組合可能形成性能的系統(tǒng)。,Next Page,2020/8/3,111,2)綜合性觀點：所謂綜合性觀點就是在處理系統(tǒng)時，把對象的各部分各因素聯(lián)系起來加以考慮，從關聯(lián)中找出事物的規(guī)律性的東西，系統(tǒng)工程就是指綜合研究的理論和方法。 阿波羅登月計劃就沒有一項新的發(fā)明，全都是對現成的科學成果和技術綜合加工而成，因此，在處理系統(tǒng)工程師，必須由專業(yè)組的“T”字形人才組成委員會的形式。,Next P

56、age,2020/8/3,112,3)關聯(lián)性觀點：只從系統(tǒng)各組成部分的關聯(lián)中探索系統(tǒng)的規(guī)律性的觀點，因為系統(tǒng)各因素是相互關聯(lián)的，也正是由于這些關系性才決定整體性，所以要設法明確這些因素間的關系。 系統(tǒng)工程曾被稱為“關系學”。解釋系統(tǒng)各組成部分之間的關系，是靠分析和觀察、試驗的來得，而不是憑空臆造和估計的。,Next Page,2020/8/3,113,4)實踐性觀點：勇于實踐、敢于探索在各種系統(tǒng)工程實踐中，用好各種方法和理論。 系統(tǒng)工程不是束之高閣的空頭理論，也不是玄妙的數學游戲，是來自于實踐又為實踐服務的理論和方法。,Next Page,2020/8/3,114,系統(tǒng)工程方法論,系統(tǒng)工程方法

57、論(Methodology)就是分析和解決系統(tǒng)開發(fā)、運作及管理實踐中的問題所遵循的工作程序、邏輯步驟和基本方法。 系統(tǒng)工程方法論(Methodology)是系統(tǒng)工程思考和處理問題的一般方法和總體框架。,Next Page,2020/8/3,115,系統(tǒng)工程有它獨特的工作程序和體系，英國學者（hall）霍爾最早提出了系統(tǒng)工程的三維結構體系，它是一個由時間維，邏輯維，知識維組成的一個立體的跨學科的體系。,Next Page,2020/8/3,116,一、時間維,時間維是指系統(tǒng)從規(guī)劃到使用、更新的全過程按時間序列分成七個階段: 規(guī)劃階段 初步設計階段 系統(tǒng)開發(fā)階段 生產階段 安裝階段 運行階段 更新

58、階段,Next Page,2020/8/3,117,二、思維過程的邏輯維,問題闡述： 主要包括對系統(tǒng)的認識，了解系統(tǒng)環(huán)境目的，系統(tǒng)各組成部分及聯(lián)系。把系統(tǒng)的一切概況闡述清楚 目標選擇： 在擬定方案之前對系統(tǒng)應達到的目標進行選擇。錯誤的目標等于解決一個錯誤的問題,Next Page,將每一時間段展開，通常分成七個邏輯步驟：,2020/8/3,118,系統(tǒng)綜合： 系統(tǒng)綜合是集思廣益，按照問題、環(huán)境、目標、條件，初步提出擬定若干備選方案并解決每套方案的參數。 系統(tǒng)分析： 系統(tǒng)分析是對所有方案進行模型化、分析、評價的過程 (后面會詳細介紹)。,Next Page,2020/8/3,119,最優(yōu)化（系統(tǒng)

59、優(yōu)化）： 確定最優(yōu)方案及評價，給出諸方案的優(yōu)劣次序，供決策者進行決策。 決策： 選擇一個或幾個方案來試用，期望為最優(yōu)方案。 計劃實施： 把方案的詳細內容變成切實可行的計劃去執(zhí)行。,Next Page,2020/8/3,120,三、專業(yè)維,在某一階段每一個思維過程所用到的專業(yè)知識，由難到易有藝術、社會、經濟管理、法律、商業(yè)、建工、醫(yī)藥、工程。,Next Page,2020/8/3,121,系統(tǒng)工程三維結構,目標選擇,管理,規(guī)劃階段,初步設計,問題提出,系統(tǒng)綜合,系統(tǒng)分析,最優(yōu)化,決策,計劃實施,工程,醫(yī)藥,建筑,商業(yè),法律,藝術,教育,系統(tǒng)開發(fā),系 統(tǒng) 制 造,系統(tǒng)安裝,系 統(tǒng) 運 行,系統(tǒng)更新,專業(yè)維,邏輯維,時間維,Next Page,2020/8/3,122,分析,綜合,評價,系統(tǒng)的要求,如何構成系統(tǒng) 如何對系統(tǒng)進行模擬、計算,設計信息(如計算結果),系統(tǒng)設計,系統(tǒng)工程基本處理方法,擬定若干 備選方案,待選方案 決策,返回,2020/8/3,123,20世紀40年代，美國蘭德（RAND）咨詢公司發(fā)展了一套解決復雜問題的步驟和方法，稱為“系統(tǒng)分析方法System Analysis