交通运输系统分析课件PPT格式课件下载.ppt
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综合各种观点反映系统属性的定义:
系统是由若干个可以相互区别、相互联系而又相互作用的要素所组成,在一定的阶层结构形式中分布,在给定的环境约束下,为达到整体目的而存在的有机集合体。
三、系统的属性1、集合性2、目的性3、相关性:
非迭加性、系统不可还原性4、阶层性:
对整体的影响程度、相互作用形式不同5、整体性:
系统“新质”、整体对部分的约束作用6、环境适应性,环境分析,经营决策与计划,投入,转换,产出,工业企业生产经营活动过程示意图,说明:
(1)系统的功能及其要素;
(2)系统的环境及输入、输出;
(3)系统的结构(最好用框图表达);
(4)系统属性的表现。
描述一个你熟悉的系统,第二节系统工程的概念一、含义SystemsEngineering,SE以大型复杂系统为研究对象,按一定目的进行设计、开发、管理与控制,以期达到总体效果最优的理论与方法。
二、特点1、研究对象广泛;
2、新兴交叉学科;
3、定性分析与定量计算相结合的方法。
SE强调以下基本观点:
(1)整体性和系统化观点(前提)
(2)总体最优或平衡协调观点(目的)(3)多种方法综合运用的观点(手段)(4)问题导向及反馈控制观点(保障),三、系统工程的理论基础1、一般系统论(主要观点:
系统、动态、等级)贝塔朗菲1945年一般系统论属于逻辑和数学的领域,它的任务是确立适用于各种系统的一般原则。
一般系统论沟通了自然科学与社会科学、技术科学与人文科学之间的联系,提出了研究各门学科的新的方法,使许多学科面貌焕然一新。
一般系统论为系统思想的发展,使人类走向系统时代,奠定了理论基础。
2、大系统理论大系统的结构方案、稳定性、最优化、模型简化3、经济控制论运用控制论方法分析经济过程4、运筹学,一、朴素的系统思想在古代的应用1、都江堰工程鱼嘴岷江分洪;
飞沙堰分洪排沙;
宝瓶口引水工程;
岁修养护制度。
2、孙子兵法“道、天、地、将、法”3、田忌赛马4、丁渭修复昭应宫,第三节系统工程的发展与展望,二、现代科技发展的需要20世纪40年代,美国电报电话公司贝尔研究所第一次提出“系统工程”概念;
二次世界大战中的应用;
战后经济发展的需要(例:
北欧跨国电网工程)。
三、系统工程在我国的发展1956年,运筹学钱学森教授60年代,“两弹一星”中的应用70年代后期,列入重点学科,系统工程的发展概况,四、系统工程的发展展望1、多学科渗透和交叉2、“软”科学3、对大系统和复杂巨系统的处理五、应用社会工程、宏观经济工程、区域规划、环境生态工程、能源、水资源、农业、工业企业、人口、军事、工程项目等。
第四节系统工程方法论,一、霍尔(Hall)三维结构方法论,知识维(K),运筹学控制论社会科学工程技术,逻辑维(L),规划阶段,设计阶段,研制阶段,生产阶段,安装阶段,运行阶段,更新阶段,时间维(T),明确问题,指标设计,方案综合,模型化,实施,决策,最优化,1、时间维,2、逻辑维,明确问题:
分析环境对系统的要求,收集资料。
1)问题的由来与背景;
2)问题的性质与条件提出者、决策者、目的、环境;
资源分析:
人、财、物、技术、时间3)性质与条件的匹配程度4)调整达到两者平衡,设定问题的方法:
直观经验法;
预测法;
结构模型法;
统计分析法。
系统指标设计:
目标及指标体系。
方法:
效用理论;
费用/效益分析;
风险估计。
弄清问题,二、切克兰德软系统方法论对于社会经济系统问题:
与人有关、非结构问题、难以量化,两种方法论的比较相同点:
问题导向;
注重程序及阶段不同点:
研究对象或应用领域、基本方法、核心内容或关键点推荐阅读书目:
系统哲学引论欧文拉兹洛商务印书馆一般系统论贝塔朗菲社会科学文献出版社系统论的思想与实践切克兰德系统思想的轮回王诺大连理工大学出版社,第二章系统分析系统生命周期的概念与阶段划分系统分析的概念、要素与步骤系统环境分析系统目标分析系统结构分析系统评价第一节系统生命周期的概念与阶段划分一、系统生命周期的概念系统从开始到终了的时间。
开始提出或改造一个系统终了系统脱离运行并为新系统替代,二、阶段划分,系统问题的提出,系统设计,系统实施,系统运行,一、系统分析(SA)的概念在选定的目标和准则下,分析构成系统的各部分的功能和相互关系,利用定量的方法提供可用的数据,借以制定可行方案,推断可能产生的效果,寻求系统整体效益最大化的策略。
系统分析是系统工程的核心内容、分析过程和基本方法。
第二节系统分析的概念要素与步骤,二、作用承上明确概念和目标,进一步探讨问题的实质启下对系统设计实施的可行性评价,避免失误,保证设计最优。
三、特点1、以整体为目标2、以特定问题为研究对象3、运用定量方法4、凭借价值判断,四、要素1945年兰德公司提出系统分析的方法1、目标(目的)系统的总目标,系统分析的根据和出发点要求:
必要的、有根据的、可行的2、替代方案性能、费用、效益、时间上互有优劣,能进行对比的方案,3、指标技术性能、适应性、费用与效益、时间4、模型与模拟系统分析的基本方法,测算指标的依据5、评价标准综合反映指标:
费用效益比性能周期比费用周期比,交通运输系统指标体系,要求:
明确性尽量单一,全面衡量指标;
可计量性能够量化;
敏感性分主次优先顺序。
6、决策原则:
当前利益与长远利益相结合;
局部利益与整体利益相结合;
内部与外部条件相结合;
定性与定量相结合。
SA程序框图,问题与系统的界定,确定目标,提出方案,建立模型,系统评价,分析效果,确定可行方案,满意否?
Y,N,SA程序图是SA的一般过程,也为全课程提供了基本的逻辑框架,因而十分重要。
在对其理解和应用上应注意以下各点:
1、重视做好初步SA5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法是做好这段工作的基本线索。
2、在规范分析中一般需(或尽可应)建立结构模型、数学模型或仿真模型。
3、环境分析贯穿SA全过程,在SA中是十分重要和必不可少的。
4、在应用SA过程中,并不一定要(或能)遍历并完成每一个具体过程。
1、说明系统一般属性的含义,并据此归纳出若干系统思想或观点;
2、霍尔三维结构与切克兰德方法论有何异同点?
3、什么是系统分析?
它与系统工程关系如何?
4、系统分析的要素有哪些?
各自是何含义?
5、系统分析程序中各组成环节的关系,思考题一,第三节系统环境分析,一、系统环境分析的意义1、系统分析的资料来源2、问题的来源3、环境提供外部约束4、系统评价的基础,二、环境因素的分类1、物理和技术环境事物属性所产生的联系构成的因素以及处理问题中的方法性因素。
现存系统新系统与现存系统的并存性和协调性改进或新建系统的数据来源现存系统指标是改进、新建系统评价的基础利用现存系统推广新技术,技术标准遵循效能性标准,对系统分析和设计具有约束作用。
科技发展因素自然环境包括地理、矿产资源、气象、生态关系等。
对交通运输系统的影响:
线路港站的布局;
线路港站的建设标准、投资;
运营成本。
2、经济和经营管理环境影响系统经营状态和经济过程的因素外部组织机构政府作用经营管理活动3、社会环境来自人或集团关系的因素包括:
大范围的社会因素地域环境、社会规范小范围的社会因素个体行为、价值分析,第四节系统目标分析,一、目的一是论证目标的合理性、可行性、经济性、层次性、一致性;
二是获得目标分析的结果目标集。
二、目标集的建立总目标分目标子目标逐层分解。
三、目标冲突与利害冲突,阻碍作用,促进作用,可兼容并存,绝对排斥,冲突目标中属于专业性质的称为目标冲突问题冲突目标中属于社会性质的称为利害冲突问题解决办法:
目标冲突剔除其一;
转化为相容目标,使之并存。
利害冲突目标代表方之一放弃自己的利益;
保持原目标,补偿受损方利益;
协商调整目标系统,使之相容。
等级评定法,分目标权重分配法,第五节系统结构分析,一、系统目标、功能、结构的关系,系统功能以满足系统目标为要求,由系统整体结构决定;
系统结构是系统要素间相互联系相互作用的表现形式,取决于系统内部属性集合性、相关性、阶层性和整体性。
系统结构分析的概念,二、系统要素集分析1、根据已建立的系统目标集,确定要素;
2、以系统构造成本最低进行选优。
例:
阿拉斯加原油运输系统任务和环境:
200万桶/天,常年冰冻,ThePrudhoeBayUnit(PBU)油田,VALDEZ港口,三、系统相关性分析相关关系描述:
空间结构、排列顺序、时间序列、数量比例、信息传递方式、组织形式、操作程序等。
以二元关系为基础,用01矩阵表示。
四、系统阶层性分析1、内容:
阶层数、层间关系、层内要素数量、要素分布等。
2、解决的问题:
系统分层及各层组成,规模合理性。
合理性表现:
传递物质信息能量的效率、质量、费用;
功能单元的合理结合和归属问题。
五、系统整体性分析1、可能性:
X,R,C各有变化范围;
在给定的目标约束下,X,R,C有多种结合方案改变X,R,C的结合状态,可得到效果函数P的变化状态及优化方向,最优化是存在的。
2、内容建立评价P函数的指标体系;
建立X,R,C的结合模型;
建立结合模型的选优程序。
思考题二1、环境分析在系统分析中的作用2、系统目标分析的要点3、如何处理目标冲突问题?
4、系统结构分析的基本思想?
在系统分析中起何作用5、系统环境、系统目标、系统结构三者关系,六、系统结构模型的建立ISM法(interpretativestructuralmodeling)解释结构模型法系统结构表达及分析方法理解系统结构的概念(构成系统诸要素间的关联方式或关系)。
两种常用的表达方式:
有向图(节点与有向弧)和矩阵(可达矩阵等)。
例:
某系统由7个要素(S1,S2,S7)组成。
经过两两判断认为:
S2影响S1、S3影响S4、S4影响S5、S7影响S2、S4和S6相互影响。
这样,该系统的基本结构可用要素集合S和二元关系集合Rb来表达,其中:
S=S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7Rb=(S2,S1),(S3,S4),(S4,S5),(S7,S2),(S4,S6),(S6,S4),邻接矩阵,设定问题、形成意识
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