系統(tǒng)工程試題與解答

1、學(xué)院名稱 土木工程 班級(jí) 交運(yùn)C11-1 姓名 學(xué)號(hào) 題號(hào) 一 二 三 四 總分 分?jǐn)?shù) 五 閱卷人 一、 判斷題（正確的在括號(hào)內(nèi)填寫“T”，錯(cuò)誤的填寫“F” ，每小題1分，共10分） 1.系統(tǒng)工程中霍爾的三維結(jié)構(gòu)方法論的核心內(nèi)容是模型化和最優(yōu)化。 （ T ） 2.交通預(yù)測(cè)主要分為時(shí)間序列預(yù)測(cè)和多元因果關(guān)系分析預(yù)測(cè)，各種不同的預(yù)測(cè)方法適應(yīng)于不同交通系統(tǒng)的需要，其中多元因果關(guān)系分析預(yù)測(cè)適應(yīng)于短時(shí)交通流預(yù)測(cè)。 （ F ） 3.系統(tǒng)工程以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象。 （ T ） 4.層次分析法的層次單排序時(shí)，一致性指標(biāo)檢驗(yàn)是為了驗(yàn)證對(duì)同層所有因素判斷的一致性。 （ T ） 5.節(jié)點(diǎn)的選擇是交通規(guī)劃與管理

2、的重要工作，在城市道路網(wǎng)規(guī)劃中以交叉口為節(jié)點(diǎn)。 （ F ） 6.采用隨機(jī)數(shù)的方法解決問(wèn)題是蒙特卡洛方法的基本特點(diǎn)。 （ T ） 7.“組成系統(tǒng)的要素是相互聯(lián)系、相互作用的”是指系統(tǒng)的整體性。 （ F ） 8.決策是一種理性決策，其理性行為成為決策模型,可分為全面理性決策模型和有限理性決策模型。 （ T ） 9.系統(tǒng)協(xié)調(diào)的重要理論基礎(chǔ)是博弈論，其中博弈論中Nash均衡是其基石，這個(gè)Nash均衡解給我們一個(gè)基本的思想，就是無(wú)論考慮任何事情或安排任何制度(體制),要想達(dá)到預(yù)期效果或發(fā)生效力，就必須是Nash均衡，也就是說(shuō)系統(tǒng)必需按照Nash均衡的原理去設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)，否則這種制度安排就不能成立，系統(tǒng)就不

3、穩(wěn)定，或達(dá)不到預(yù)期效果。（ T ） 10.系統(tǒng)評(píng)價(jià)的核心是建立系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并確定系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法予以評(píng)價(jià)，與系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)關(guān)。 （ F ） 二、 填空題（每小題2分，共20分） 1.某地區(qū)前三個(gè)年度的茶葉銷售量的實(shí)際值見下表。用一次指數(shù)平滑法，取0.8?，(1)0350S? ，預(yù)測(cè)第四個(gè)年度的茶葉銷售量為 402.8 千克。 年度 1 2 3 實(shí)際銷售量（千克） 400 345 415 2.系統(tǒng)是具有特定功能的、相互間具有有機(jī)聯(lián)系的許多要素所構(gòu)成的一個(gè)整體，一般系統(tǒng)具有整體性、相關(guān)性、結(jié)構(gòu)性 、動(dòng)態(tài)性、目的性和 環(huán)境適應(yīng)性 等特性。 3.所謂結(jié)構(gòu)模型，就是應(yīng)用 有向鄰接圖 來(lái)描述系統(tǒng)各要素之間

4、關(guān)系，以表示一個(gè)作為要素集合體的系統(tǒng)的模型。 4.在鐵路、民航、水運(yùn)等運(yùn)輸網(wǎng)路規(guī)劃中，節(jié)點(diǎn)均指 站，場(chǎng) 。 5.任何一個(gè)存在的系統(tǒng)都必須具備三個(gè)要素，即系統(tǒng)的諸部件及其屬性、系統(tǒng)的環(huán)境及其界限。系統(tǒng)的輸入和輸出。其中系統(tǒng)的部件可以分為 結(jié)構(gòu) 部件、 操作 部件和流部件。 6.設(shè)2家公司同時(shí)向市場(chǎng)投放一種產(chǎn)品。初時(shí)，它們所占市場(chǎng)份額相等。第2年，甲、乙兩公司為吸引顧客，都改換了各自的產(chǎn)品包裝，其結(jié)果是：甲公司保持其顧客的75%，喪失25%給乙公司；乙公司保持其顧客的85%，喪失15%給甲公司。第2年末，甲公司占 45% 的市場(chǎng)份額，乙公司占 55% 的市場(chǎng)份額。若以后的情況年年如此(即顧客的購(gòu)買

5、傾向不變，公司的行動(dòng)及其效果也不變)，經(jīng)若干年后，狀態(tài)達(dá)到平衡時(shí)，甲公司占 37.5% 的市場(chǎng)份額，乙公司占 62.5% 的市場(chǎng)份額。 7.根據(jù)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì),某報(bào)紙每天的銷售量及百分率為 銷售量 200 210 220 230 240 250 百分率 若用蒙特卡洛法模擬該報(bào)紙未來(lái)一周每天的銷售量，產(chǎn)生分別為：250、 220 、240、 230 、8.現(xiàn)代組織的決策體系一般由五個(gè)系統(tǒng)組成9.系統(tǒng)分析是從問(wèn)題、問(wèn)題狀況分析入手，問(wèn)題狀況必須滿足將來(lái)性、10.系統(tǒng)工程是一門“社會(huì)技術(shù)”的綜合交叉學(xué)科，與其他工程相比，具有研究思路的整體化、應(yīng)用方法的綜合化、 組織管理的科學(xué)化 、 管理工具的現(xiàn)代化三、

6、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共24分）1.簡(jiǎn)述霍爾三維結(jié)構(gòu)與切克蘭德“調(diào)查學(xué)習(xí)”模式之間的區(qū)別。答：（1）處理對(duì)象不同：前者為技術(shù)系統(tǒng)、人造系統(tǒng)；后者為有人參與的系統(tǒng)（2）處理的問(wèn)題不同：前者為明確、良結(jié)構(gòu)；后者為不明確，不良結(jié)構(gòu)（3）處理的方法不同：前者為定量模型，定量方法；后者采用概念模型，定性方法（4）價(jià)值觀不同：前者為一元的，要求優(yōu)化，有明確的好結(jié)果（系統(tǒng)）出現(xiàn)；后者為多元的，滿意解，系統(tǒng)有好的變化或者從中學(xué)到了某些東西。（每點(diǎn)1.5分） 2.系統(tǒng)評(píng)價(jià)的目的（意義）,系統(tǒng)評(píng)價(jià)的程序。答：交通運(yùn)輸系統(tǒng)評(píng)價(jià)的目的是要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)政治等多方面對(duì)所設(shè)計(jì)的交通運(yùn)輸系統(tǒng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)選擇出最為滿

7、意的設(shè)計(jì)方案。（2分）交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)的程序：（1）要明確被評(píng)價(jià)的系統(tǒng)對(duì)象。（準(zhǔn)則(指標(biāo)體系),這些準(zhǔn)則與系統(tǒng)屬性和目標(biāo)應(yīng)是相關(guān)的。（3.交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)的目的和特點(diǎn)。 答：系統(tǒng)協(xié)調(diào)的目的就是希望通過(guò)某種方法來(lái)組織或調(diào)控所研究的系統(tǒng)，使之從無(wú)序轉(zhuǎn)換為有序，使系統(tǒng)達(dá)到協(xié)同狀態(tài)。（1）各子系統(tǒng)之間既涉及合作行為，又涉及到競(jìng)爭(zhēng)行為。（2）各子系統(tǒng)之間相互作用構(gòu)成一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，通過(guò)信息作為（3）整體系統(tǒng)往往具有多個(gè)決策人，構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)決策模式。（4）系統(tǒng)可能存在第三方介入進(jìn)行協(xié)調(diào)的可能。4.簡(jiǎn)述頭腦風(fēng)暴法與德爾菲法的區(qū)別。答：（1）應(yīng)用不同。德爾菲法主要用于技術(shù)預(yù)測(cè)、政策制訂、經(jīng)營(yíng)管理、方案評(píng)估等；頭腦風(fēng)暴法

8、一般用于對(duì)戰(zhàn)略性問(wèn)題的探索。專家選擇的代表、人數(shù)不同。頭腦風(fēng)暴法專家選擇缺乏代表性，易受權(quán)威、會(huì)議氣氛和潮流等因素影響。所選專家人數(shù)為爾菲法專家選擇相對(duì)廣泛，采用匿名征詢的方式征求專家意見消除了專家會(huì)議調(diào)查法中專家易受權(quán)威、會(huì)議氣氛和潮流等因素影響的缺陷。所選專家人數(shù)在15-50人。（3）獲取專家意見的工具不同。專家之間互不見面和聯(lián)系，不受任何干擾獨(dú)立地對(duì)調(diào)查表所提問(wèn)題發(fā)表自己的意見；頭腦風(fēng)暴法的會(huì)議一般采用“圓桌會(huì)議”的形式，進(jìn)行即興發(fā)言。（4）專家對(duì)問(wèn)題的回答不同。運(yùn)用德爾菲法的專家對(duì)調(diào)查表的提問(wèn)有充分時(shí)間作出充分的論證、詳細(xì)的說(shuō)明或提出充足的依據(jù)；頭腦風(fēng)暴法因?yàn)槭羌磁d發(fā)言，因而普遍存在邏

9、輯不嚴(yán)密、意見不全面、論證不充分等問(wèn)題，同時(shí)易受表達(dá)能力的限制。用時(shí)間不同。德爾菲法要進(jìn)行四輪的征詢調(diào)查，所用時(shí)間通常比較長(zhǎng)；頭腦風(fēng)暴法的會(huì)議討論的是時(shí)間一般為問(wèn)題較多，可以多召集幾次會(huì)議。（回答其中四、 計(jì)算題（4小題，共46分） 0.10 0.20 0.40 0.15 0.10 0.05 7個(gè)隨機(jī)數(shù)：99、36、88、79、11、33、52，則對(duì)應(yīng)的銷售量210、220、220。 ,即 決策 系統(tǒng)、 智囊 系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和監(jiān)督系統(tǒng)所組成。 限制性 和 特異性 三個(gè)特性。 等特點(diǎn)。 ,通過(guò)分析 1分）（2）要明確被評(píng)價(jià)系統(tǒng)的目標(biāo)和屬性。（1分）（3）要確定評(píng)價(jià)1分）（4）采用適當(dāng)?shù)?/p>

10、評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行評(píng)價(jià)并做合理性分析。（1分） （2分） （1分） “中介”而構(gòu)成整體。（1分） （1分） （1分） （2）5-15人；德德爾菲法運(yùn)用編制調(diào)查表的方法，把調(diào)查表分發(fā)給受邀參加預(yù)測(cè)的專家。（5）所20-60分鐘，如果討論的4點(diǎn)即可，每點(diǎn)1.5分） 1.（8分）已知系統(tǒng)的直接關(guān)系矩陣為： 12345123451000001010001010101100001sssssssTsss? 試用結(jié)構(gòu)分析法分析該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并建立該系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)模型。該系統(tǒng)是否存在子系統(tǒng)？是否存在孤立要素？ 解： 2100001000010000010100101001011001010010100101010

11、110101101011000010000100001M? 32100001000010000010110101001011001010010100101010110101101011000010000100001MM? 所以，2TM? （2分） 要素is ()iRs ()iAs ()()iiRsAs 1 1 1 1 2 2,4,5 2,4 2,4 3 3,5 3 3 4 2,4,5 2,4 2,4 5 5 2,3,4,5 5 所以，滿足()()()iiiRsAsRs?的集合有： 15()()()1,5,iiiRsAsRsss? 故系統(tǒng)的最上位要素集合是15,ss，該集合中的要素15,ss是系

12、統(tǒng)的最上位要素。（2分） 去掉最上位要素，得如下結(jié)果 于是，系統(tǒng)的第二層要素集合由上述分析可知，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為兩個(gè)層次，其結(jié)構(gòu)如下（ 由此可知該系統(tǒng)存在子系統(tǒng)2.（8分）某鐘表公司計(jì)劃通過(guò)它的分銷網(wǎng)絡(luò)推銷一種低價(jià)鐘表，計(jì)劃零售價(jià)為每塊方案需一次投資資25萬(wàn)元，投產(chǎn)后每塊成本要求：（1）建立這個(gè)問(wèn)題的損益矩陣。（3）建立后悔矩陣，用后悔值決定應(yīng)采用哪一種方案？解：（1）損益矩陣 項(xiàng)目 方案 方案 方案 方案 （2）悲觀法（2分） 項(xiàng)目 方案 需求量方案 方案 方案 因此，如果用悲觀法來(lái)判斷，則應(yīng)該選擇方案。樂(lè)觀法：（2分） （3）根據(jù)上面的損益矩陣，可以獲得后悔值矩陣。（。 項(xiàng)目 方案 需求

13、量方案 方案 方案 要素is ()iRs ()iAs ()()iiRsAs 方案需一次投200000。 2 2,4 2,4 2,4 3 3 3 3 4 2,4 2,3,4 2,4 234,sss（2分） 1分） 24,ss，也存在孤立要素1s。 （1分） 10元。初步考慮有三種分銷方案：10萬(wàn)元，投產(chǎn)后每塊成本5元；方案需一次投資16萬(wàn)元，投產(chǎn)后每塊成本4元；3元。該種鐘表的需求量不確定，但估計(jì)有三種可能：30000，120000， （2）分別用悲觀法、樂(lè)觀法，決定公司應(yīng)采用哪一種方案？ （2分） 損益值（萬(wàn)元需求量3w 需求量12w 需求量20w 5 50 90 2 56 104 -4 59

14、 115 損益值（萬(wàn)元） 最小收益值 3w 需求量12w 需求量20w 5 50 90 5 2 56 104 2 -4 59 115 -4 Max(5,2,-4)=5 2分） 損益值（萬(wàn)元） 最大收益值 3w 需求量12w 需求量20w 5 50 90 90 2 56 104 104 -4 59 115 115 Max(90，104，115)=115 因此，如果用后悔值法來(lái)判斷，則應(yīng)該選擇方案。 3. （10分）如圖，一個(gè)只有三條路徑的OD對(duì)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，設(shè)路徑的助抗c與流量h無(wú)關(guān)，且14c?, 23c?, 32c?。OD間的流量g=2000, 設(shè)三條路徑上的交通流是隨機(jī)分配的，且選擇路徑1的概率

15、為 11311exp()pcc?；選擇路徑2的概率為22311exp()pcc?。求：（1）分配在各條路上的交通流v是多少？總出行費(fèi)用是多少？ （2）若路徑1擴(kuò)大其通行能力，其助抗13c?，問(wèn)分配在各條路上的交通流v是多少？總出行費(fèi)用是多少？（3）通過(guò)上述兩種情況比較，你分別得到何結(jié)論？ 解：（1）顯然12110.1191exp(42)1pe? 11119hpg?，21881hgh?，11222238cchch?總（4分） (2) 若路徑1擴(kuò)大其通行能力 1110.2691exp(32)1pe?，11269hpg?，21731hgh?，11222269cchch?總 （4分） （3）說(shuō)明擴(kuò)大一

16、些路段的容量(如鐵路的改擴(kuò)建、高速等),系統(tǒng)總的出行費(fèi)用反而增加,這就是著名的Braess詭異現(xiàn)象。即在運(yùn)輸或交通網(wǎng)絡(luò)中，“假定出行量不變，隨意的進(jìn)行運(yùn)輸(交通)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建,不能保證網(wǎng)絡(luò)總出行費(fèi)用降低”。（2分） 4.（8分）設(shè)有2個(gè)決策人參與的完全信息非合作博弈，決策變量分別為x，y，各自的目標(biāo)函數(shù)為： yxyxyxJ54653221?，yxyxyxJ32274222? （1）試用Nash均衡的定義分析其非合作靜態(tài)博弈結(jié)果。（2）若第一個(gè)決策人先決策，其它條件不變，試用Nash均衡的定義分析其非合作博弈結(jié)果。 解：（1）該博弈是完全信息靜態(tài)博弈，按照Nash均衡的定義，設(shè)),(*yx為其均衡解

17、，必有： ,0456*1*?yxxJxx,0347*2*?yxyJyy 兩式聯(lián)立可求得：;1146,1131?yx 121922121334,12111021211234321?JJ （3分） （2）該博弈是完全信息動(dòng)態(tài)態(tài)博弈，按照Nash均衡的定義，設(shè)),(*yx為其均衡解，對(duì)第一個(gè)人決策者先決策，由于其知道如果他自己先決策x，必有：0347*2*?yxyJyy 可以得到：)37(41*?xy. 將其代入J1中有：)37(4154)4347(6)37(4153221?xxxxxxJ 項(xiàng)目 方案 損益值（萬(wàn)元） 最大后悔值 需求量3w 需求量12w 需求量20w 方案 0 9 25 25 方案

18、 3 3 11 11 方案 9 0 0 9 Min(25，11，9)=9 路徑2 路徑3 路徑1 O D 求導(dǎo)可求得：;4037,101?yx 12111024009991?J 顯然第一個(gè)決策人從先決策中得到好處。 （5分） 5.（12分）今有一項(xiàng)目建設(shè)決策評(píng)價(jià)問(wèn)題，已經(jīng)建立起如下圖1、表2所示的層次結(jié)構(gòu)和判斷矩陣，平均隨機(jī)一致性指標(biāo)如表1所示。 圖1 層次結(jié)構(gòu)圖 試用層次分析法完成： （1）補(bǔ)全判斷矩陣陰影部分，即對(duì)第一個(gè)判斷矩陣用方根法進(jìn)行層次單排序及一致性檢驗(yàn)(寫出數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程)； （2）層次總排序并進(jìn)行整體一致性檢驗(yàn)，確定出5個(gè)方案優(yōu)先次序。 表1 平均隨機(jī)一致性指標(biāo) 階數(shù) 3 4

19、5 6 7 8 9 R.I. 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 表2 判斷矩陣 U C1 C2 C3 Mi wi mi C1 m1 m2 m3 m4 m5 Mi wi mi C1 1 3 5 2.47 0.64 3.04 m1 1 1/5 1/7 2 5 0.78 0.10 5.C2 1/3 1 3 1 0.26 3.04 m2 5 1 1/2 6 8 2.61 0.32 5.C3 1/5 1/3 1 0.41 0.10 3.04 m3 7 2 1 7 9 3.88 0.48 5. 合 計(jì) 3.88 1 1/2 1/6 1/7 1 4 0.54 0.07 5

20、.25 max 3.04 1/9 1/4 1 0.23 0.03 5.49 C.I. 0.02 8.04 1 C.R. 0.0330.1 0.067<0.1 （1）M1=（1*3*5）1/3=2.47 ； M2=（1/3*1*3）1/3=1； M3=（1/5*1/3*1）1/3=0.41； w1= M1/3.88=0.64； w2= M2/3.88=0.26； w3= M3/3.88=0.10； 第二層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重向量為：w（2）=0.64 0.26 0.10T （6分） m1=(A w（2）)1/ w1=(1*0.64+3*0.26+5*0.10)/0.64=3.04； m2=(A

21、w（2）)2/ w2=(1/3*0.64+1*0.26+3*0.10)/0.26=3.04； C2 m1 m2 m3 m4 m5 Mi wi mi m1 1 1/3 2 1/5 3 0.83 0.10 5.11 m2 3 1 4 1/7 7 1.64 0.20 5.43 m3 1/2 1/4 1 1/9 2 0.49 0.06 5.06 m4 5 7 9 1 9 4.90 0.60 5.65 m5 1/3 1/7 1/2 1/9 1 0.31 0.04 5.26 max 5.30 合計(jì) 8.17 1 C.I. 0.075 C.R 0.067<0.1 C3 m1 m2 m3 m4 m5 Mi wi mi m1 1 2 4 1/9 1/2 0.85 0.11 5.24 m2 1/2 1 3 1/6 1/3 0.61 0.08 5.11 m