《系統(tǒng)工程A》課程教學(xué)大綱

1、系統(tǒng)工程A課程教學(xué)大綱課程英文名稱：System Engineering A課程編號(hào)：HZ192310課程類別：專業(yè)教育課程課程性質(zhì)：必修學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32（其中：講課學(xué)時(shí)：32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí)：0 ）適用專業(yè)：交通工程開課部門：環(huán)境與資源學(xué)院先修課程：高等數(shù)學(xué)A1、高等數(shù)學(xué)A2、線性代數(shù)B、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)B后繼課程：交通運(yùn)輸系統(tǒng)分析、交通規(guī)劃、現(xiàn)代交通與運(yùn)輸、交通工程學(xué)一、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備下列能力：1、理解系統(tǒng)工程研究問題的思路和方法，掌握線性規(guī)劃和線性規(guī)劃的對(duì)偶理論。能建立線性規(guī)劃問題數(shù)學(xué)模型，能用單純形法求解線性規(guī)劃問題，掌握對(duì)偶理論；2、掌握運(yùn)輸問題和

2、整數(shù)規(guī)劃問題的建模和求解。3、掌握?qǐng)D論的基本概念和定理，能求解最小樹、最短路、網(wǎng)絡(luò)最大流以及最小費(fèi)用流等問題； 4、掌握網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的概念和網(wǎng)絡(luò)圖的繪制，能通過計(jì)算時(shí)間參數(shù)，確定關(guān)鍵線路和關(guān)鍵工作；5、掌握對(duì)策論的背景和概念，理解對(duì)策論基本要素，掌握贏得表的書寫和計(jì)算；理解決策模型，掌握決策問題的分類，能應(yīng)用樂觀法、悲觀法進(jìn)行非確定型決策問題的決策。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1、2、3、51.2掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)，能應(yīng)用其基本概念、基本原理與方法，針對(duì)交通工程相關(guān)工程問題進(jìn)行判別和分析。1具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和交通工程專業(yè)知識(shí)，并能用于解決交通工程相關(guān)復(fù)雜工程

3、問題。1、2、3、42.2應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，分析交通工程相關(guān)問題并獲得其解決途徑。2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和交通工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜交通工程問題，以獲得有效結(jié)論。1、24.1能夠運(yùn)用科學(xué)方法針對(duì)交通工程相關(guān)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)施，并合理分析與解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜交通工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。1、511.1理解并掌握交通工程管理基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)決策方法。11理解并掌握交通工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能在相關(guān)學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。三、課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的對(duì)應(yīng)關(guān)系系統(tǒng)工程A

4、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練環(huán)節(jié)1緒論授課1學(xué)時(shí)案例分析12線性規(guī)劃授課7學(xué)時(shí)思考題討論13對(duì)偶理論授課4學(xué)時(shí)14運(yùn)輸問題授課4學(xué)時(shí)案例分析25整數(shù)規(guī)劃授課4學(xué)時(shí)思考題討論26圖與網(wǎng)絡(luò)分析授課6學(xué)時(shí)37網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)授課2學(xué)時(shí)思考題討論48對(duì)策論授課2學(xué)時(shí)案例分析59決策分析授課2學(xué)時(shí)5四、課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學(xué)時(shí)部分第一單元 緒論 （1學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn)1、系統(tǒng)工程主要內(nèi)容、特點(diǎn)。2、系統(tǒng)工程重要理論運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展歷史、運(yùn)籌學(xué)的性質(zhì)及特點(diǎn)。3、解決問題的步驟。4、運(yùn)籌學(xué)方法的應(yīng)用。重 點(diǎn)系統(tǒng)工程的主要內(nèi)容，運(yùn)籌學(xué)概念、分支及性質(zhì)、特點(diǎn)。難 點(diǎn)運(yùn)籌學(xué)解決問題的步

5、驟?；疽?、識(shí) 記：運(yùn)籌學(xué)定義、重要理論分支、運(yùn)籌學(xué)特點(diǎn)。2、領(lǐng) 會(huì)：運(yùn)用系統(tǒng)思想學(xué)解決問題的一般思路。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用系統(tǒng)思想解決問題的步驟。4、綜合應(yīng)用：各分支在交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域的應(yīng)用。第二單元 線性規(guī)劃 （7學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn)1、線性規(guī)劃模型的特點(diǎn)、線性規(guī)劃問題的標(biāo)準(zhǔn)型。2、求解線性規(guī)劃問題的圖解法。 3、線性規(guī)劃問題解的概念、有關(guān)解的基本定理。 4、單純形法的的原理和求解方法，包括：初始基可行解的確定、最優(yōu)性判別定理、基變換，單純形法的計(jì)算步驟。 5、線性規(guī)劃問題的人工變量法。 6、常見問題的建模方法。重 點(diǎn)線型規(guī)劃問題的一般型轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)型，線型規(guī)劃問題解的基

6、本概念和性質(zhì)，單純形法的求解方法及計(jì)算步驟。難 點(diǎn)人工變量法求解線性規(guī)劃問題，線型規(guī)劃問題的建模。基本要求1、識(shí) 記：線型規(guī)劃的定義、線性規(guī)劃問題解的概念、凸集的概念、線型規(guī)劃基本定理、解的分類及判斷、單純型表、最優(yōu)性判定準(zhǔn)則、退化解、人工變量、建模步驟。2、領(lǐng) 會(huì)：初始基可行解的確定、最優(yōu)性判別定理、基變換。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：運(yùn)用圖解法及單純型法求解線型規(guī)劃問題，4、綜合應(yīng)用：運(yùn)籌學(xué)建模。第三單元 對(duì)偶理論 （4學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn)1、單純形法的矩陣描述。 2、對(duì)偶問題的提出，對(duì)偶問題與線型規(guī)劃問題的關(guān)系。3、掌握寫出對(duì)偶問題數(shù)學(xué)模型的規(guī)則及對(duì)偶問題的基本性質(zhì)。 4、對(duì)偶定理。5、對(duì)

7、偶變量影子價(jià)格的含義。重 點(diǎn)對(duì)偶問題數(shù)學(xué)模型的建立,對(duì)偶定理，對(duì)偶變量的經(jīng)濟(jì)含義。難 點(diǎn)利用對(duì)偶定理互補(bǔ)松弛定理，求解線型規(guī)劃問題。基本要求1、識(shí) 記：原問題、對(duì)偶問題、矩陣描述。2、領(lǐng) 會(huì)：利用對(duì)偶規(guī)則建立對(duì)偶問題數(shù)學(xué)模型，對(duì)偶定理的理解。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：對(duì)偶問題的基本性質(zhì)。4、綜合應(yīng)用：利用對(duì)偶定理求解線型規(guī)劃問題及其對(duì)偶問題。第四單元 運(yùn)輸問題 （4學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)2）知 識(shí) 點(diǎn)1、運(yùn)輸問題的提出及其數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)。 2、表上作業(yè)法，包括初始調(diào)運(yùn)方案的確定、檢驗(yàn)數(shù)的計(jì)算、閉回路調(diào)整法。 3、運(yùn)輸問題解的特點(diǎn)。4、產(chǎn)銷不平衡問題的處理方法及求解方法。5、運(yùn)輸問題在實(shí)踐中的典型應(yīng)用。重 點(diǎn)運(yùn)

8、輸問題數(shù)學(xué)模型的建立，表上作業(yè)法求解運(yùn)輸問題。難 點(diǎn)表上作業(yè)法檢驗(yàn)數(shù)的計(jì)算、閉回路調(diào)整法。基本要求1、識(shí) 記：運(yùn)輸問題數(shù)學(xué)模型（分為產(chǎn)銷平衡與產(chǎn)銷不平衡問題）、運(yùn)輸表、表上作業(yè)法、最小元素法、沃格爾法、閉回路法。2、領(lǐng) 會(huì)：運(yùn)輸問題數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：應(yīng)用最小元素法和沃格爾法確定運(yùn)輸問題的初始解。4、綜合應(yīng)用：應(yīng)用表上作業(yè)法求解實(shí)際運(yùn)輸問題。第五單元 整數(shù)規(guī)劃 （4學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)2）知 識(shí) 點(diǎn)1、整數(shù)規(guī)劃的定義及其數(shù)學(xué)模型。2、整數(shù)規(guī)劃問題的基本概念。3、求解整數(shù)規(guī)劃問題的一般框架。4、分枝定界法的思路及計(jì)算步驟。5、01規(guī)劃的求解方法：枚舉法、隱枚舉法。6、分派問題的數(shù)學(xué)模型和

9、求解方法。重 點(diǎn)整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，分枝定界法，01規(guī)劃的匈牙利解法。難 點(diǎn)應(yīng)用分支定界法求解一般整數(shù)規(guī)劃問題，應(yīng)用匈牙利法求解分派問題?；疽?。1、識(shí) 記：整數(shù)規(guī)劃的分類及特點(diǎn)、整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型、松弛問題、分支定界法步驟、01規(guī)劃數(shù)學(xué)模型、隱枚舉法、分派問題數(shù)學(xué)模型。2、領(lǐng) 會(huì)：01規(guī)劃的隱枚舉法；3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：應(yīng)用分支定界法求解一般整數(shù)規(guī)劃問題。4、綜合應(yīng)用：應(yīng)用匈牙利法求解人事分配問題。第六單元 圖與網(wǎng)絡(luò)分析 （6學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)3）知 識(shí) 點(diǎn)1、圖、樹的基本概念及相關(guān)的基本定理。 2、最小樹的求解方法。3、最短路問題及其Dijkstra算法。 4、網(wǎng)絡(luò)最大流問題及其求解方法。 5

10、、最小費(fèi)用流問題及其求解方法。重 點(diǎn)樹的基本概念、應(yīng)用破圈法（丟邊法）及避圈法（加邊法）求解最小樹。難 點(diǎn)最短路問題的Dijkstra算法，最大流問題及其求解方法?；疽?、識(shí) 記：圖的概念、頂點(diǎn)、邊、階、關(guān)聯(lián)、孤立點(diǎn)、多重邊、多重圖、簡(jiǎn)單圖、弧、環(huán)、次數(shù)、無(wú)向圖、有向圖、子圖、生成子圖、鏈、圈、簡(jiǎn)單鏈、初等鏈、路、回路、連通圖、網(wǎng)絡(luò)、關(guān)聯(lián)矩陣、鄰接矩陣、歐拉圖、樹、最小生成樹、網(wǎng)絡(luò)容量、網(wǎng)絡(luò)流量、最大流、零流、流向圖、內(nèi)圈流線長(zhǎng)、外圈流線長(zhǎng)、圈長(zhǎng)。2、領(lǐng) 會(huì)：最小生成樹的基本特性及其求解方法，最大流量最小割容量定理。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：應(yīng)用Dijkstra算法求解最短路問題，求解網(wǎng)絡(luò)最大流，求解

11、無(wú)弧容量限制的最小費(fèi)用流。4、綜合應(yīng)用：建立實(shí)際問題的圖與網(wǎng)絡(luò)模型，并運(yùn)用圖與網(wǎng)絡(luò)方法加以解決。第七單元 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)（2學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)4）知 識(shí) 點(diǎn)1、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的基本概念。2、網(wǎng)絡(luò)圖的繪制。3、關(guān)鍵線路的概念。4、時(shí)間參數(shù)與關(guān)鍵線路。重 點(diǎn)按照規(guī)則繪制網(wǎng)絡(luò)圖。難 點(diǎn)確定各項(xiàng)工作的時(shí)間參數(shù)，確定關(guān)鍵線路?；疽?、識(shí) 記：甘特圖、關(guān)鍵線路法、統(tǒng)籌法、事件、單代號(hào)法、雙代號(hào)法、虛工作、線路、工期、關(guān)鍵線路、關(guān)鍵工作、時(shí)間參數(shù)（EST,EFT,LST,LFT）。2、領(lǐng) 會(huì)：?jiǎn)未?hào)法與雙代號(hào)法的區(qū)別。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)圖的繪制，通過列出所有線路來確定關(guān)鍵線路。4、綜合應(yīng)用：通過計(jì)算時(shí)間參數(shù)

12、，確定關(guān)鍵線路及關(guān)鍵工作。第八單元 對(duì)策論 （2學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)5）知 識(shí) 點(diǎn)1、對(duì)策論的背景及概念。2、對(duì)策論的基本要素。3、矩陣對(duì)策基本理論。重 點(diǎn)矩陣對(duì)策數(shù)學(xué)模型，贏得矩陣的建立。難 點(diǎn)最優(yōu)純策略的確立及對(duì)策的解?；疽?、識(shí) 記：對(duì)策論的定義、局中人、策略、有限對(duì)策、無(wú)限對(duì)策、局勢(shì)、贏得函數(shù)、零和對(duì)策、非零和對(duì)策、二人有限零和對(duì)策、贏得矩陣、純策略、純局勢(shì)、最優(yōu)純策略、鞍點(diǎn)、對(duì)策的解。2、領(lǐng) 會(huì)：對(duì)策的分類，二人有限零和對(duì)策的特點(diǎn)。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：贏得表的書寫和計(jì)算。4、綜合應(yīng)用：求解具有最優(yōu)純策略的矩陣對(duì)策問題。第九單元 決策分析 （2學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)5）知 識(shí) 點(diǎn)1、決策模型。

13、2、決策問題的分類。3、非確定型決策方法重 點(diǎn)決策的分類及其特點(diǎn)，期望效益的含義及計(jì)算方法。難 點(diǎn)非確定型決策方法?；疽?、識(shí) 記：決策模型、自然狀態(tài)、策略、益損值、確定型決策概念、非確定型決策概念、風(fēng)險(xiǎn)型決策概念、期望效益、2、領(lǐng) 會(huì)：各種不確定型決策方法的特點(diǎn)及適用范圍。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：應(yīng)用樂觀法、悲觀法進(jìn)行非確定型決策問題的決策。4、綜合應(yīng)用：應(yīng)用調(diào)整系數(shù)法、最小后悔值法進(jìn)行非確定型決策問題的決策。學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)第一單元 緒論1第二單元 線性規(guī)劃7第三單元 對(duì)偶理論與靈敏度分析4第四單元 運(yùn)輸問題4第五單元 整數(shù)規(guī)劃4第六單元 圖與網(wǎng)絡(luò)分析6第七單元 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)2第八單元

14、對(duì)策論2第九單元 決策分析2合計(jì)32五、教學(xué)方法與手段本課程教學(xué)過程中使用的教學(xué)方法有：講授法、討論法、直觀演示法、案例教學(xué)法等，采用多媒體的教學(xué)手段。1、講授法：本課程理論教學(xué)為主，教學(xué)過程中，理論精講，注重理論聯(lián)系實(shí)際，講授一些生產(chǎn)實(shí)際過程中的實(shí)例。2、直觀演示法：在授課過程中，充分利用教具、實(shí)物、文字、圖片、聲音、動(dòng)畫、影視等多種形式進(jìn)行講解、分析、演示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生易理解接受有關(guān)理論知識(shí)，讓學(xué)生通過觀察獲得感性的認(rèn)識(shí)。3、討論法：本課程選擇典型的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)案例為背景，結(jié)合線性規(guī)劃、運(yùn)輸問題、整數(shù)規(guī)劃、圖論等理論講解，針對(duì)如何正確地建立數(shù)學(xué)模型以及解的可行性，采

15、用討論教學(xué)法。通過討論，學(xué)生合作學(xué)習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，鍛煉學(xué)生將本課程的知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的能力，學(xué)有所用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。4、案例教學(xué)法：教師選定具有代表性的典型生產(chǎn)實(shí)例，學(xué)生提出自己的想法和建議，教師有針對(duì)性的分析，并給出生產(chǎn)中采用的方案。六、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核要求：考試內(nèi)容為教材中重要的基本原理和基本方法，覆蓋各教學(xué)單元的全部教學(xué)內(nèi)容，考試范圍不超過大綱的內(nèi)容；根據(jù)本專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，線性規(guī)劃比重稍大。考核形式：期末考試統(tǒng)一命題，統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一考試時(shí)間。筆試考試，考試時(shí)間為100分鐘。成績(jī)?cè)u(píng)定：本課程實(shí)行結(jié)構(gòu)評(píng)分，成績(jī)?cè)u(píng)定中過程考核（平時(shí)成績(jī)）占30%（由平時(shí)作業(yè)、課程論文），期末考試成績(jī)占70%，按百分制計(jì)算卷面成績(jī)。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)評(píng)估課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求過程考核（總分的40%）平時(shí)作業(yè)課程目標(biāo)1,2,3,41.2（15分）課程論文課程目標(biāo)1,2,52.2（15分）期末考試（總分的60%）模塊一課程目標(biāo)1,2,3,41.2，2.2（40分）模塊二課程目標(biāo)2,3,4,54.1，11.1（30分）七、選用教材、講義和主要參考書選用教材：運(yùn)籌學(xué)原理與方法（第1版），郭耀煌編著，西南交通大學(xué)出版社，2015.