系統(tǒng)工程試題與解答

1、2014年春季學(xué)期課程名稱系統(tǒng)工程A卷（閉卷）適用專業(yè) 交通運(yùn)輸學(xué)院名稱土木工程班級交運(yùn)C11-1姓名學(xué)號題號-一一-二二-三四總分分?jǐn)?shù)閱卷人一、判斷題（正確的在括號內(nèi)填寫“ T”，錯誤的填寫“ 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)測主要分為時間序列預(yù)測和多元因果關(guān)系分析預(yù)測，各種不同的預(yù)測方法適應(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)測適應(yīng)于短時交通流預(yù)測。（F ）3. 系統(tǒng)工程以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為研究對象。（T ）4. 層次分析法的層次單排序時，一致性指標(biāo)檢驗是為了驗證對同層所有因素判斷的一致性。（T ）5.

2、 節(jié)點(diǎn)的選擇是交通規(guī)劃與管理的重要工作，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Nash均衡解給我們一個基本的思想，就是無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，也就是說系統(tǒng)必需 按照Nash均衡的原理去設(shè)計和協(xié)調(diào)，否則這種制度安排就不能成

3、立，系統(tǒng)就不穩(wěn)定，或達(dá)不到預(yù)期效果。（T ）10. 系統(tǒng)評價的核心是建立系統(tǒng)評價指標(biāo)體系并確定系統(tǒng)評價方法予以評價，與系統(tǒng)評價指標(biāo)無關(guān)。（F ）二、填空題（每小題2分，共20分）1. 某地區(qū)前三個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，S0350，預(yù)測第四個年度的茶葉銷售量為402.8千克。年度123實(shí)際銷售量（千克）4003454152. 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)成的一個整體，一般系統(tǒng)具有整體性、相關(guān)性、結(jié)構(gòu)性、動態(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)用有向鄰接圖來描述系統(tǒng)各要素之間關(guān)系，以表示一個作為要素集合體的系統(tǒng)

4、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。5. 任何一個存在的系統(tǒng)都必須具備三個要素，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家公司同時向市場投放一種產(chǎn)品。初時，它們所占市場份額相等。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%合乙公司；乙公司保持其顧客的85%喪失15%合甲公 司。第2年末，甲公司占45%的市場份額，乙公司占55% 的市場份額。若以后的情況年年如此（即顧客的購河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院期末考試試卷2014年春季學(xué)

5、期課程名稱系統(tǒng)工程A卷（閉卷）適用專業(yè)交通運(yùn)輸買傾向不變，公司的行動及其效果也不變），經(jīng)若干年后，狀態(tài)達(dá)到平衡時，甲公司占37.5%的市場份額，乙公司占62.5%的市場份額。7. 根據(jù)長期統(tǒng)計，某報紙每天的銷售量及百分率為銷售量200210220230240250百分率0.100.200.400.150.100.05若用蒙特卡洛法模擬該報紙未來一周每天的銷售量,產(chǎn)生7個隨機(jī)數(shù)：99、36、88、79、11、33、52,則對應(yīng)的銷售量分別為：250、220、240、230、210、220、220。8.現(xiàn)代組織的決策體系一般由五個系統(tǒng)組成，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。

6、9.系統(tǒng)分析是從問題、問題狀況分析入手,問題狀況必須滿足將來性、限制性和特異性三個特性。10.系統(tǒng)工程是一門“社會一技術(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)代化等特點(diǎn)。三、簡答題（每小題6分，共24分）1. 簡述霍爾三維結(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)

7、）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)評價的目的（意義），系統(tǒng)評價的程序。答：交通運(yùn)輸系統(tǒng)評價的目的是要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會政治等多方面對所設(shè)計的交通運(yùn)輸系統(tǒng)方案進(jìn)行評價，通過分析和評價選擇出最為滿意的設(shè)計方案。（2分）交通系統(tǒng)評價的程序：（1）要明確被評價的系統(tǒng)對象。（1分）（2）要明確被評價系統(tǒng)的目標(biāo)和屬性。（1分）（3）要確定評價準(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。（1分）（4）采用適當(dāng)?shù)脑u價方法，進(jìn)行評價并做合理性分析。（1分）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某種方法來組織或調(diào)控所研

8、究的系統(tǒng)，使之從無序轉(zhuǎn)換為有序，使系統(tǒng)達(dá)到協(xié)同狀態(tài)。（2分）（1） 各子系統(tǒng)之間既涉及合作行為，又涉及到競爭行為。（1分）（2） 各子系統(tǒng)之間相互作用構(gòu)成一個反饋控制系統(tǒng)，通過信息作為中介”而構(gòu)成整體。（1分）（3） 整體系統(tǒng)往往具有多個決策人，構(gòu)成競爭決策模式。（1分）（4） 系統(tǒng)可能存在第三方介入進(jìn)行協(xié)調(diào)的可能。（1分）4. 簡述頭腦風(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、政策制訂、經(jīng)營管理、方案評估等；頭腦風(fēng)暴法一般用于對戰(zhàn)略性問題的探索。（2）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、會議氣氛和潮流等因素影響。所選專家人數(shù)為5-1

9、5人；德爾菲法專家選擇相對廣泛，采用匿名征詢的方式征求專家意見消除了專家會議調(diào)查法中專家易受權(quán)威、會議氣氛和潮流等因素影響的缺2014年春季學(xué)期課程名稱系統(tǒng)工程 A卷（閉卷）適用專業(yè)交通運(yùn)輸陷。所選專家人數(shù)在15-50人。（3）獲取專家意見的工具不同。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)測的專家。專家之間互不見面和聯(lián)系，不受任何干擾獨(dú)立地對調(diào)查表所提問題發(fā)表自己的意見；頭腦風(fēng)暴法的會議一般采用“圓桌會議”的形式，進(jìn)行即興發(fā)言。（4 ）專家對問題的回答不同。運(yùn)用德爾菲法的專家對調(diào)查表的提問有充分時間作出充分的論證、詳細(xì)的說明或提出充足的依據(jù)；頭腦風(fēng)暴法因為是即興發(fā)言，因而普遍存

10、在邏輯不嚴(yán)密、意見不全面、論證不充分等問題，同時易受表達(dá)能力的限制。（5 ）所用時間不同。德爾菲法要進(jìn)行四輪的征詢調(diào)查，所用時間通常比較長；頭腦風(fēng)暴法的會議討論的是時間一般為20-60分鐘，如果討論的問題較多，可以多召集幾次會議。（回答其中4點(diǎn)即可，每點(diǎn)1.5分）四、計算題（4小題，共46分）1. （ 8分）已知系統(tǒng)的直接關(guān)系矩陣為：SiS2S3S4S5Si（10000)十S2010101 =S300101S401011S500001丿試用結(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：廣10000、(10000 10000、01010010

11、1001011M 2 =0010100101=001010101101011010110000100001000010000、110000、110000010110101001011M 3 =0010100101=00101=M 2010110101101011000010000100001所以，T 二 M 2（ 2 分）要素sR(s)A(s)R(s)A(s)11112014年春季學(xué)期課程名稱系統(tǒng)工程A卷（閉卷）適用專業(yè) 交通運(yùn)輸22,4,52,42,433,53342,4,52,42,455234,55所以，滿足R（s）A（sJ =R（s）的集合有：R（Si）A（s）=R（S）=1,5=q,

12、S5故系統(tǒng)的最上位要素集合是 3$，該集合中的要素S!,S5是系統(tǒng)的最上位要素。（2 分）去掉最上位要素，得如下結(jié)果要素SR(Si)A(Si)R(S)A(sJ22,42,42,4333342,42,3,42,4于是，系統(tǒng)的第二層要素集合 S2,S3,S4（ 2分）由上述分析可知，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為兩個層次，其結(jié)構(gòu)如下（1分）由此可知該系統(tǒng)存在子系統(tǒng) s2,s4，也存在孤立要素S。（ 1分）2. （ 8分）某鐘表公司計劃通過它的分銷網(wǎng)絡(luò)推銷一種低價鐘表，計劃零售價為每塊10元。初步考慮有三種分銷方案：方案I需一次投資10萬元，投產(chǎn)后每塊成本5元；方案U需一次投資16萬元，投產(chǎn)后每塊成本4元；方案

13、川需一次投資25萬元，投產(chǎn)后每塊成本3元。該種鐘表的需求量不確定，但估計有三種可能：30000，120000, 200000。要求：（1）建立這個問題的損益矩陣。（2）分別用悲觀法、樂觀法，決定公司應(yīng)采用哪一種方案？（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 （2分）項目損益值（萬元）需求量3w需求量12w需求量20w2014年春季學(xué)期課程名稱系統(tǒng)工程A卷 （閉卷）適用專業(yè)交通運(yùn)輸方案方案I55090方案n256104方案川-459115（2）悲觀法（2分）項目 方案損益值（力兀）最小收益值需求量3w需求量12w需求量20w方案I550905方案n2561042方案

14、川-459115-4Max(5,2,-4)=5因此，如果用悲觀法來判斷，則應(yīng)該選擇方案I。 樂觀法：（2分）項目 方案損益值（萬兀）最大收益值需求量3w需求量12w需求量20w方案I5509090方案n256104104方案川-459115115Max(90， 104，115)=115（3）根據(jù)上面的損益矩陣，可以獲得后悔值矩陣。（2 分）項目 方案損益值（萬兀）最大后悔值需求量3w需求量12w需求量20w方案I092525方案n331111方案川9009Min(25，11，9)=9因此，如果用后悔值法來判斷，則應(yīng)該選擇方案川。3. （10分）如圖，一個只有三條路徑的 OD對簡單網(wǎng)絡(luò)，設(shè)路徑的

15、助抗c與流量h無關(guān)，且g=4, = 3, q = 2 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的概率為11 exp -5)選擇路徑2的概率為p2 =11 expG 7)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G = 3，問分配在各條路上的交通流少？總出行費(fèi)用是多少？ （ 3）通過上述兩種情況比較，你分別得到何結(jié)論?1 1解：(1)顯然 p12 =0-1191 +exp(4 -2)1 +eA = p1 g =119， h2 = g -= 881， c總二 c1h1 c2h2 二 2238 (4 分)（2）若路

16、徑1擴(kuò)大其通行能力2014年春季學(xué)期課程名稱系統(tǒng)工程A卷 （閉卷）適用專業(yè)交通運(yùn)輸1 1Pi0.269 ， A =Pig = 269，h2=g-hi=731 ，?？?Ghi qh?= 2269（ 4 分）1 +exp（3 _2）1 +e（3）說明擴(kuò)大一些路段的容量 （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：2 2 2 2J_! = _3x +5x

17、y6y 4x5yJ2=4x +7xy2y 2x3y（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)（x*,y*）為其均衡解，必有:=-6x + 5y _4 = 0,cU2y=7x* 4y12343“c1 ,334小92-102,J2 =-2121121121121-3=0,J1.x3146兩式聯(lián)立可求得：x二，y=； J11111（3分）m1m3mum5（目的層）（準(zhǔn)則層）（方案層）（2）該博弈是完全信息動態(tài)態(tài)博弈，按照Nash均衡的定義，設(shè)

18、（x*,y*）為其均衡解，對第一個人決策者先決策，由于其知道如果他自己先決策X，必有： *=7x4y*3 = 0 綱心y可以得到：y =丄（7x-3）.42173 21將其代入 J1 中有：J1 - -3x379991求導(dǎo)可求得： x, y; J1102 1040400121顯然第一個決策人從先決策中得到好處。（5分）5. （ 12分）今有一項目建設(shè)決策評價問題，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。 5x （7x-3）-6 （ x ）2-4x-5（7x-3）4444圖1層次結(jié)構(gòu)圖試用層次分析法完成：（寫出數(shù)據(jù)的計算過程）；（1 ）補(bǔ)全判斷矩陣陰影部分，即對第一個判斷矩陣用方根法進(jìn)行層次單排序及一致性檢驗 （2）層次總排序并進(jìn)行整體一致性檢驗，確定出 5個方案優(yōu)先次序。表1平均隨機(jī)一致性指標(biāo)階數(shù)34567892014年春季學(xué)期課程名稱系統(tǒng)工程A卷 （閉卷）適用專業(yè)交通運(yùn)輸R.I.0.580.901.121.241.321.411.45UC1C2C3MiWi入miC1135