系統(tǒng)工程試題與解答

1、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)期課程名稱 系統(tǒng)工程 A卷 （閉卷） 適用專業(yè) 交通運輸 學(xué)院名稱土木工程班級交運C11-1姓名學(xué)號題號一二三四五六七八九十十一十二總分分數(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

2、檢驗是為了驗證對同層所有因素判斷的一致性。 （ T ）5.節(jié)點的選擇是交通規(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。 （ F ）6.采用隨機數(shù)的方法解決問題是蒙特卡洛方法的基本特點。 （ 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)

3、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立，系統(tǒng)就不穩(wěn)定，或達不到預(yù)期效果。（ T ）10.系統(tǒng)評價的核心是建立系統(tǒng)評價指標體系并確定系統(tǒng)評價方法予以評價，與系統(tǒng)評價指標無關(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際值見下表。用一次指數(shù)平滑法，取， ，預(yù)測第四個年度的茶葉銷售量為 402.8 千克。年度123實際銷售量（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

4、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)的模型。4.在鐵路、民航、水運等運輸網(wǎng)路規(guī)劃中，節(jié)點均指 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%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% 的市場份額，乙公司占 55% 的市場份額。若以后的情況年年

5、如此(即顧客的購買傾向不變，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。9.系統(tǒng)

6、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。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

7、（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：交通運輸系統(tǒng)評價的目的是要從技術(shù)、經(jīng)濟和社會政治等多方面對所設(shè)計的交通運輸系統(tǒng)方案進行評價,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)的目標和屬性。（1分）（3）要確定評價準則(指標體系),這些準則與系統(tǒng)屬性和目標應(yīng)是相關(guān)的。（1分）（4）采用適當?shù)脑u價方法，進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。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5-15人；德爾

9、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，進行即興發(fā)言。（4）專家對問題的回答不同。運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，因而普遍存在邏輯不嚴密、意見不全面、論證不充分等問題，同時易受表達能力的限制。（5）所

10、用時間不同。德爾菲法要進行四輪的征詢調(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點即可，每點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： 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：所以， （2分）要素111122,4,52,42,433,53342,4,52,42,4552,3,4,55所以，滿足的集合有：故系統(tǒng)的最上位要素集合是，該集合中的要素是系統(tǒng)的最上位要素。（2分）去掉最上位要素，得如下結(jié)果要素22,42,

11、42,4333342,42,3,42,4于是，系統(tǒng)的第二層要素集合（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)，也存在孤立要素。 （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：方案需一次投資10萬元，投產(chǎn)后每塊成本5元；方案需一次投資16萬元，投產(chǎn)后每塊成本4元；方案需一次投資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

12、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 方案 損益值（萬元） 需求量3w需求量12w需求量20w方案 55090方案 256104方案 -459115（2）悲觀法（2分）項目 方案 損益值（萬元） 最小收益值 需求量3w需求量12w需求量20w方案 550905方案 2561042方案 -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。 樂觀法：（2分）項目 方案 損益值（萬元） 最大收益值 需求量3w需求量12w需求量20w方案 5509090方案 256104104方案 -459115115Max(90

13、，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（萬元） 最大后悔值 需求量3w需求量12w需求量20w方案 092525方案 331111方案 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。3. （10分）如圖，一個只有三條路徑的OD對簡單網(wǎng)絡(luò)，設(shè)路徑的助抗c與流量h無關(guān)，且, , 。OD間的流量g=2000, 設(shè)三條路徑上的交通流是隨機分配的，且選擇路徑1的概率為路徑2路徑3路徑1OD；選擇路徑2的概率為。求：（1）分配在各條路上的交通流v是多少？總出行費用是多少？（2）若路徑1擴大其通行能力，其助抗，問

14、分配在各條路上的交通流v是多少？總出行費用是多少？（3）通過上述兩種情況比較，你分別得到何結(jié)論？解：（1）顯然，（4分）(2) 若路徑1擴大其通行能力， （4分）（3）說明擴大一些路段的容量(如鐵路的改擴建、高速等),系統(tǒng)總的出行費用反而增加,這就是著名的Braess詭異現(xiàn)象。即在運輸或交通網(wǎng)絡(luò)中，“假定出行量不變，隨意的進行運輸(交通)網(wǎng)絡(luò)擴建,不能保證網(wǎng)絡(luò)總出行費用降低”。（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，各自的目標函數(shù)為：，（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

15、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)為其均衡解，必有：兩式聯(lián)立可求得： （3分）（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)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：可以得到：.將其代入J1中有：求導(dǎo)可求得： 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，平均隨機一致性指標如表1所示。圖1 層次結(jié)構(gòu)圖試用層次分析法完成：（1）補全判斷矩陣陰影部分，即對第一個判斷矩陣用方根法進行層次單排序及一致性檢驗(寫出數(shù)據(jù)的計算過

16、程)；（2）層次總排序并進行整體一致性檢驗，確定出5個方案優(yōu)先次序。表1 平均隨機一致性指標階數(shù)3456789R.I.0.580.901.121.241.321.411.45表2 判斷矩陣UC1C2C3MiwimiC1m1m2m3m4m5MiwimiC11352.470.643.04m111/51/7250.780.105.28C21/31310.263.04m2511/2682.610.325.21C31/51/310.410.103.04m3721793.880.485.27合 計3.8811/21/61/7140.540.075.25max3.041/91/410.230.035.49C

17、.I.0.028.041C.R.0.0330.10.0670.1C2m1m2m3m4m5Miwimim111/321/530.830.105.11m23141/771.640.205.43 m31/21/411/920.490.065.06m4579194.900.605.65m51/31/71/21/910.310.045.26max5.30合計8.171C.I.0.075C.R0.0670.1C3m1m2m3m4m5Miwimim11241/91/20.850.115.24m21/2131/61/30.610.085.11m31/41/311/91/70.270.035.27m496913

18、4.290.565.37m52371/311.700.225.02max5.204合計7.721C.I.0.051C.R0.0450.1（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；第二層對目標層的權(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 w（2）)2/ w2=(1/3*0.64+1*0.26