運(yùn)輸系統(tǒng)工程匯總

1、第二章 運(yùn)輸系統(tǒng)工程1概述1運(yùn)輸系統(tǒng)工程含義及內(nèi)容2第一節(jié) 概述2一、系統(tǒng)工程的概念二、系統(tǒng)工程的本質(zhì)與特點(diǎn)三、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展四、系統(tǒng)工程的方法五、系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容一、系統(tǒng)工程的概念31、系統(tǒng)工程的定義1967年，美國(guó)學(xué)者切斯特努特在其所著的系統(tǒng)工程學(xué)的方法一書(shū)中指出：“系統(tǒng)工程學(xué)是為了研究由多數(shù)子系統(tǒng)構(gòu)成的整體系統(tǒng)所具有的多種不同目標(biāo)的、相互協(xié)調(diào)的構(gòu)成要素，以及系統(tǒng)功能的最優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)組成部分的能力而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)科學(xué)”。1967年，日本在JIS-Z8121中的定義為：“系統(tǒng)工程學(xué)是為了更好地達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)等進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的一

2、種技術(shù)”。1971年，東京工業(yè)大學(xué)寺野壽郎教授在其所著的系統(tǒng)工程學(xué)一書(shū)中的定義為：“系統(tǒng)工程學(xué)為了合理地開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和運(yùn)用系統(tǒng)而采用的思想、程序、組織和手法等的總稱”。一、系統(tǒng)工程的概念41、系統(tǒng)工程的定義1975年，美國(guó)科學(xué)技術(shù)詞典中的定義是：“系統(tǒng)工程是研究彼此密切聯(lián)系的許多要素所構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的科學(xué)。在設(shè)計(jì)這種復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)有明確的預(yù)定功能及目標(biāo)，而在組成它的各要素之間及各要素與整體之間又必須能夠有機(jī)地聯(lián)系、配合協(xié)調(diào)，以使系統(tǒng)總體達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到參與系統(tǒng)中人的因素和作用”。1978年，錢(qián)學(xué)森在組織管理的技術(shù)系統(tǒng)工程一書(shū)中的解釋：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)工程的規(guī)劃、研究

3、、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法”。一、系統(tǒng)工程的概念51、系統(tǒng)工程的定義由此可見(jiàn)，系統(tǒng)工程早期的定義大多停留在對(duì)系統(tǒng)工程狹義的理解上（如美國(guó)的切斯特努特、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)），雖然都明確了系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)思想，但對(duì)其主要任務(wù)的認(rèn)識(shí)卻只局限在分析、綜合、模擬、優(yōu)化上。日本寺野壽郎教授為系統(tǒng)工程所作的定義拓寬了系統(tǒng)工程的內(nèi)容，將“系統(tǒng)的組織技巧”納入其中。自此，明確了系統(tǒng)工程的研究?jī)?nèi)容包括兩大方面：一是從系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化到系統(tǒng)決策的一套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造過(guò)程；二是該設(shè)計(jì)、制造過(guò)程的規(guī)劃、組織、管理。錢(qián)學(xué)森進(jìn)一步指出了系統(tǒng)工程是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法。一、系統(tǒng)工程的

4、概念61、系統(tǒng)工程的定義西安交通大學(xué)汪應(yīng)洛教授在系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用中定義系統(tǒng)工程時(shí)，總結(jié)了其理論與方法是“自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)的某些思想、理論、方法、策略與手段”；應(yīng)用對(duì)象是“人們的生產(chǎn)、科研或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)”；研究?jī)?nèi)容為以“最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理”為目的的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)，以及以“充分發(fā)揮人力、物力的潛力”為目的的各種組織管理活動(dòng)；總的目標(biāo)是“綜合最優(yōu)化”。一、系統(tǒng)的概念72、系統(tǒng)工程的典型事例都江堰工程皇宮修復(fù)工程泰勒的科學(xué)勞動(dòng)組織宇宙神（ATLAS）導(dǎo)彈工程二、系統(tǒng)工程的本質(zhì)與特點(diǎn)81、系統(tǒng)工程的本質(zhì)從系統(tǒng)工程所體現(xiàn)的“系統(tǒng)性”上去理解從系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別方面來(lái)理解二

5、、系統(tǒng)工程的本質(zhì)與特點(diǎn)91、系統(tǒng)工程的本質(zhì)（1）系統(tǒng)工程的“系統(tǒng)性”所謂系統(tǒng)性問(wèn)題，就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、管理、控制的目的性、整體性、相關(guān)性、最優(yōu)性、綜合性和環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題。系統(tǒng)工程就是為了解決工程進(jìn)入系統(tǒng)發(fā)展時(shí)代所產(chǎn)生的系統(tǒng)性問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)學(xué)科，是以過(guò)去發(fā)展起來(lái)的許多科學(xué)技術(shù)和管理技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，并且把這些科學(xué)技術(shù)從橫的方面聯(lián)系起來(lái)而形成的一門(mén)高度綜合的科學(xué)。概括地說(shuō)，系統(tǒng)工程是工程戰(zhàn)略，是工程技術(shù)、組織管理和工程哲學(xué)的統(tǒng)一。以就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)工程是一門(mén)“社會(huì)技術(shù)”學(xué)科。二、系統(tǒng)工程的本質(zhì)與特點(diǎn)101、系統(tǒng)工程的本質(zhì)（2）系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別項(xiàng)目?jī)?nèi)容系統(tǒng)概念的不同傳統(tǒng)的工程概

6、念，是指制造“硬件”的技術(shù)過(guò)程，如把自然科學(xué)的原理和方法應(yīng)用于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)機(jī)床、電機(jī)等；系統(tǒng)工程的“工程”概念不僅包含“硬件”工程，而且包含與設(shè)計(jì)和制造“硬件”緊密相關(guān)的“軟件，如規(guī)劃、計(jì)劃、方案等。研究對(duì)象的不同一般工程都有其特定的研究對(duì)象，如交通工程研究的對(duì)象是物流、交通工具、交通網(wǎng)，道路工程研究的對(duì)象是道路等；系統(tǒng)工程則是以“系統(tǒng)”為研究對(duì)象，不僅包括各種工程技術(shù)的物質(zhì)研究對(duì)象，而且還包括社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等非物質(zhì)研究對(duì)象。研究方法的不同系統(tǒng)工程把研究對(duì)象作為一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)考慮，并按照整體最優(yōu)的方法進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、制造和使用。二、系統(tǒng)工程的本質(zhì)與特點(diǎn)112、系統(tǒng)工程的特點(diǎn)研究思路

7、的整體化：既把研究對(duì)象看作一個(gè)系統(tǒng)整體，又把研究過(guò)程看作一個(gè)整體，從整體出發(fā)，全面考慮系統(tǒng)的研究過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)化。應(yīng)用方法的綜合化：強(qiáng)調(diào)對(duì)各個(gè)學(xué)科和各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的成就和方法互相融合、互相滲透、綜合運(yùn)用。組織管理的科學(xué)化管理工具的現(xiàn)代化：使用最現(xiàn)代的應(yīng)用數(shù)學(xué)技術(shù)、工程技術(shù)、信息技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得大型復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)化問(wèn)題的解決成為可能，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)了系統(tǒng)工程的發(fā)展。三、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展121、萌芽時(shí)期（19001956年）1911年，泰勒提出科學(xué)管理概念的同時(shí)，就萌發(fā)了系統(tǒng)工程的概念；1940年，美國(guó)貝爾電話公司實(shí)驗(yàn)室正式使用“系統(tǒng)工程”這個(gè)名詞，在發(fā)展美國(guó)微波通訊網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)

8、用了一套系統(tǒng)工程的方法論，取得了良好的效果；1945年，美國(guó)空軍成立了蘭德公司，創(chuàng)造了許多數(shù)學(xué)方法來(lái)分析大系統(tǒng)，并借助計(jì)算機(jī)取得了不少顯著成果，也為現(xiàn)代系統(tǒng)工程學(xué)奠定了基礎(chǔ)。三、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展132、初步形成時(shí)期（19571964年）1957年，美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)的兩位教授古德和馬克爾的專著系統(tǒng)工程學(xué)發(fā)表，正式宣告了系統(tǒng)工程學(xué)的誕生；1958年，美國(guó)在北極星導(dǎo)彈的研究中心，首先采用了計(jì)劃評(píng)審技術(shù)（PERT），從而把系統(tǒng)工程學(xué)推進(jìn)到了管理領(lǐng)域；20世紀(jì)60年代初，美國(guó)電氣工程師學(xué)會(huì)在科學(xué)與電子部門(mén)設(shè)立了系統(tǒng)科學(xué)委員會(huì)。計(jì)算機(jī)的推廣與運(yùn)用，又使系統(tǒng)工程進(jìn)入了以計(jì)算機(jī)為主要工具，以現(xiàn)代控制論為基礎(chǔ)

9、的多變量最優(yōu)控制階段。三、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展143、成熟發(fā)展時(shí)期（1965年至今）1965年，霍爾在系統(tǒng)工程方法論一書(shū)中進(jìn)一步確定了系統(tǒng)工程的內(nèi)容、方法和應(yīng)用途徑、范圍等問(wèn)題；20世紀(jì)70年代以后，系統(tǒng)工程進(jìn)入到解決各種復(fù)雜的社會(huì)-技術(shù)、社會(huì)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)管理階段；1972年，蘇、美等17國(guó)在奧地利維也納成立了國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)工程研究所；我國(guó)于1956年成立了中科院數(shù)學(xué)所運(yùn)籌學(xué)研究室，1979年10月成立了中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)，1980年2月成立了中科院系統(tǒng)科學(xué)研究所，隨后一些大專院校陸續(xù)設(shè)立了系統(tǒng)工程教研室或研究室，并招收了系統(tǒng)工程專業(yè)本科生和研究生 。三、系統(tǒng)工程的產(chǎn)生和發(fā)展15總之

10、，系統(tǒng)工程學(xué)的發(fā)展，每個(gè)國(guó)家都有各自不同的道路。美國(guó)是從運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的；日本是從美國(guó)引進(jìn)系統(tǒng)工程學(xué)的理論，通過(guò)質(zhì)量管理發(fā)展起來(lái)的；前蘇聯(lián)是在控制論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。盡管各國(guó)的發(fā)展道路不同，但目標(biāo)是一樣的，這就是應(yīng)用各種先進(jìn)的科學(xué)管理方法和技術(shù)，謀求系統(tǒng)總體的最優(yōu)化。四、系統(tǒng)工程的方法161、硬系統(tǒng)方法論霍爾的“三維結(jié)構(gòu)體系”圖四、系統(tǒng)工程的方法171、硬系統(tǒng)方法論（1）時(shí)間維規(guī)劃階段：即制定系統(tǒng)工程活動(dòng)的規(guī)劃和戰(zhàn)略；擬訂方案：提出具體的系統(tǒng)計(jì)劃方案；研制階段：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的研制方案，并制定生產(chǎn)計(jì)劃；生產(chǎn)階段：生產(chǎn)出系統(tǒng)的構(gòu)件及整個(gè)系統(tǒng)，并提出安裝計(jì)劃；安裝階段：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安裝，并完成系

11、統(tǒng)的運(yùn)行計(jì)劃；運(yùn)行階段：系統(tǒng)按照預(yù)期的用途服務(wù)；更新階段：取消舊系統(tǒng)代之以新系統(tǒng)，或改進(jìn)原系統(tǒng)，使之更有效地進(jìn)行工作。四、系統(tǒng)工程的方法181、硬系統(tǒng)方法論（2）邏輯維明確問(wèn)題：即弄清問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，要解決的是什么問(wèn)題，希望達(dá)到什么樣要求；系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)出具體的評(píng)價(jià)系統(tǒng)功能的指標(biāo)；系統(tǒng)方案綜合：按照問(wèn)題的性質(zhì)及系統(tǒng)總的功能要求，形成一組可供選擇的方案；系統(tǒng)分析：對(duì)系統(tǒng)的目的、環(huán)境 、結(jié)構(gòu)、費(fèi)用、效益等進(jìn)行充分的論證與分析；系統(tǒng)選擇：即系統(tǒng)優(yōu)化，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的求解，找出最優(yōu)方案；方案決定：由決策者選擇一個(gè)或多個(gè)方案實(shí)施試行；實(shí)施計(jì)劃：對(duì)試行計(jì)劃不斷地修改、完善，并把它們確定下來(lái)，以保證 順利地

12、進(jìn)入系統(tǒng)工程的下一個(gè)階段。四、系統(tǒng)工程的方法191、硬系統(tǒng)方法論（3）知識(shí)維表明完成上述各階段、各步驟所需要的知識(shí)和各種專業(yè)技術(shù)；這些知識(shí)包括工程、醫(yī)療、建筑、商業(yè)、法律、管理、社會(huì)科學(xué)和藝術(shù)等，充分說(shuō)明了各種專業(yè)知識(shí)在系統(tǒng)工程中的重要性。四、系統(tǒng)工程的方法201、硬系統(tǒng)方法論邏輯維（步驟）時(shí)間維（階段）明確問(wèn)題系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案綜合系統(tǒng)分析系統(tǒng)選擇方案決定實(shí)施計(jì)劃規(guī)劃階段a11a12a13a14a15a16a17擬訂方案a21a22a23a24a25a26a27研制階段a31a32a33a34a35a36a37生產(chǎn)階段a41a42a43a44a45a46a47安裝階段a51a52a53a5

13、4a55a56a57運(yùn)行階段a61a62a63a64a65a66a67更新階段a71a72a73a74a75a76a77系統(tǒng)工程活動(dòng)矩陣表四、系統(tǒng)工程的方法211、硬系統(tǒng)方法論特點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)明確目標(biāo)；核心內(nèi)容：系統(tǒng)分析與系統(tǒng)優(yōu)化；現(xiàn)實(shí)問(wèn)題都可以歸結(jié)為工程問(wèn)題，從而可以應(yīng)用定量分析方法求得最優(yōu)的系統(tǒng)方案；這類問(wèn)題的目前狀態(tài)及期望達(dá)到的未來(lái)狀態(tài)是明確的或可以確定的，系統(tǒng)工程人員所要做的工作就是選擇合適的方案使目前狀態(tài)順利地轉(zhuǎn)化為期望的未來(lái)狀態(tài)。四、系統(tǒng)工程的方法222、軟系統(tǒng)方法論在道路貨物運(yùn)輸存在問(wèn)題、運(yùn)輸組織模式、產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)等的分析上，采用了對(duì)比分析的方法。 。問(wèn)題現(xiàn)狀說(shuō)明弄清問(wèn)題的關(guān)聯(lián)因素建立

14、概念模型改善概念模型概念模型與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的比較系統(tǒng)更新解決問(wèn)題的步驟四、系統(tǒng)工程的方法232、軟系統(tǒng)方法論切克蘭德方法論的出發(fā)點(diǎn)：社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的問(wèn)題往往很難像工程技術(shù)系統(tǒng)中的問(wèn)題那樣，事先將目標(biāo)、條件給定清楚，因而也就難以按照價(jià)值系統(tǒng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)出符合這種目的的最優(yōu)系統(tǒng)方案；切克蘭德方法的核心：不是“最優(yōu)化”，而是“比較”，或者說(shuō)是學(xué)習(xí)，從模型和現(xiàn)狀的比較中來(lái)學(xué)習(xí)改善現(xiàn)狀的途徑。五、系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容24在道路貨物運(yùn)輸存在問(wèn)題、運(yùn)輸組織模式、產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)等的分析上，采用了對(duì)比分析的方法。 。運(yùn)籌學(xué)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)管理科學(xué)主要技術(shù)內(nèi)容五、系統(tǒng)工程的技術(shù)內(nèi)容251、

15、運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法研究系統(tǒng)最優(yōu)化問(wèn)題的科學(xué)，主要是用于處理具體的技術(shù)性問(wèn)題；系統(tǒng)工程主要是用于處理全局戰(zhàn)略性的問(wèn)題。提出問(wèn)題建立模型模型最優(yōu)化解的評(píng)價(jià)決策明確需要解決的問(wèn)題，確定要達(dá)到的目標(biāo)，找出所有的約束條件。對(duì)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，然后據(jù)此建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型或計(jì)算機(jī)仿真模型。選擇求解方法，求出問(wèn)題的最優(yōu)解。根據(jù)系統(tǒng)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則對(duì)所得解進(jìn)行評(píng)價(jià)，并據(jù)此對(duì)模型進(jìn)行修正。為決策部門(mén)提供決策所需信息，以便進(jìn)行決策。第二節(jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)工程含義及內(nèi)容26一、運(yùn)輸系統(tǒng)工程的含義交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)物流、客流的發(fā)展態(tài)勢(shì)和產(chǎn)、供、銷各運(yùn)輸環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)匹配的原則，綜合運(yùn)輸網(wǎng)向著總體優(yōu)化方向發(fā)展。根據(jù)各種運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)特

16、性和客貨運(yùn)量擇優(yōu)分配原則，運(yùn)輸結(jié)構(gòu)得以進(jìn)一步優(yōu)化和完善。根據(jù)布局合理、能力平衡、換裝方便、組織和經(jīng)營(yíng)機(jī)構(gòu)健全的要求，貨物聯(lián)合運(yùn)輸，特別是國(guó)際集裝箱多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展迅速。根據(jù)迅速、方便、舒適、安全等交通行為的新要求，旅客捷運(yùn)系統(tǒng)已經(jīng)從一國(guó)向全世界范圍發(fā)展。為適應(yīng)國(guó)際聯(lián)運(yùn)發(fā)展的需要，運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)和通信導(dǎo)航系統(tǒng)在全球得到高速發(fā)展和推廣應(yīng)用。第二節(jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)工程含義及內(nèi)容27一、運(yùn)輸系統(tǒng)工程的含義對(duì)象交 通 運(yùn)輸 系 統(tǒng)的 整 個(gè)運(yùn) 輸 活動(dòng)運(yùn) 用 系統(tǒng) 工 程的 原 則和方法過(guò)程為運(yùn)輸活動(dòng)提供最優(yōu)規(guī)劃和計(jì)劃，進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)和控制目的獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的組織管理方法手段第二節(jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)工程含義及內(nèi)容28二、運(yùn)輸系統(tǒng)工程的內(nèi)容在道路貨物運(yùn)輸存在問(wèn)題、運(yùn)輸組織模式、產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)等的分析上，采用了對(duì)比分析的方法。 。運(yùn)輸系統(tǒng)分析：包括運(yùn)輸系統(tǒng)目的分析、結(jié)構(gòu)分析、性能分析、環(huán)境分析運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測(cè)：包括運(yùn)輸系統(tǒng)預(yù)測(cè)意義、常用預(yù)測(cè)方法運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化控制：討論運(yùn)輸系統(tǒng)的日常管理控制方法網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃評(píng)審技術(shù)運(yùn)輸系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)：討論運(yùn)輸系統(tǒng)評(píng)價(jià)的意義、單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)、綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的制定、常用的評(píng)價(jià)方法運(yùn)輸系統(tǒng)決策：討論運(yùn)輸系統(tǒng)決策的意義、決策問(wèn)題的分類以及運(yùn)輸系統(tǒng)常用的決策方法運(yùn)