交通系統(tǒng)分析

2交通系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析含義系統(tǒng)分析最初由美國的軍事研究機構(gòu)蘭德（ResearchandDevelopment）公司提出。以系統(tǒng)理論、運籌學、信息論、控制論、計算機軟件技術(shù)等為基礎(chǔ)。研究在自然環(huán)境條件下受人控制和影響的有目的運行系統(tǒng)的機理。系統(tǒng)分析實際上是綜合運用科學方法、技術(shù)處理問題的一種態(tài)度和觀點。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析理解廣義的解釋，把系統(tǒng)分析理解為應用系統(tǒng)工程解決問題的前期階段工作。狹義地理解系統(tǒng)分析僅是系統(tǒng)工程邏輯程序中的一個步驟。有的學者又將這些狹義理解的系統(tǒng)分析稱為系統(tǒng)綜合評價。再者將系統(tǒng)分析稱為系統(tǒng)工程的代名詞而兩者混用，持這種觀點者也很多。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析定義系統(tǒng)分析的目的是幫助決策人對所要決策的問題逐步提高認識的清晰度。系統(tǒng)分析的方法是采用系統(tǒng)的觀點和方法，用定性和定量的工具、對所研究的問題進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)狀態(tài)的分析，提出各種可行方案和替代方案，并進行比較、評價和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)分析的任務是向決策人提供系統(tǒng)方案和評價意見，以及建立新的系統(tǒng)或改造現(xiàn)有系統(tǒng)的建議。所謂系統(tǒng)分析，就是利用科學的分析工具和方法，分析和確定系統(tǒng)的目的、功能、環(huán)境、費用與效益等問題，通過模型進行仿真試驗，優(yōu)化分析和綜合評價，最后整理出完整、正確、可行的綜合資料，從而為決策提供充分依據(jù)。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析與運籌學同樣要考慮數(shù)量因素，重視正確分析，對于不確定因素以及成本與效益等，都是作為構(gòu)成問題與模型的主要因素。范圍不同。系統(tǒng)分析的范圍較廣，是全面的，而運籌學的范圍較窄，是部分的。系統(tǒng)分析不能離開價值判斷，分析者的任務是提供決策者何時并如何考慮價值判斷，運籌學，價值判斷往往已決定。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析特點1以整體為目標考慮發(fā)揮系統(tǒng)總體的最高效益。個別要素的局部目標只有與系統(tǒng)的總目標相適應時才能順利實現(xiàn)。

2以特定問題為對象系統(tǒng)分析目的在于尋求解決特定問題的最佳策略。系統(tǒng)分析針對不確定情況，研究解決問題的各種方案及其可能產(chǎn)生的結(jié)果。3運用定量分析和其它科學方法在許多復雜的情況下，必須要有準確可靠的數(shù)字和資料作為科學決斷的依據(jù)。在利用數(shù)學方法描述有困難時，還要借用于其它科學方法。4憑借價值判斷由于所提供的資料有許多是不確定的變量，而客觀環(huán)境又會發(fā)生各種變化，因此，在進行系統(tǒng)分析時，還要憑借各種價值觀念進行判斷和選優(yōu)。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析流程2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析的效果運用系統(tǒng)分析要收到下述效果：

(1)使決策者能充分考慮可能面臨的各種不同選擇；

(2)能更有效地利用各種稀缺而昂貴的資源；

(3)能以最少的消耗或支出達到預定的目的；

(4)能在目標設定、政策制定和貫徹、資源合理分配等方面加強決策能力；

(5)能為決策者提供不同決策策略的后效分析。2.2系統(tǒng)分析的要素與準則之要素1目的系統(tǒng)分析人員的首要任務就是要充分了解建立系統(tǒng)的目的和要求，同時還應確定系統(tǒng)的構(gòu)成和范圍。2可行方案可行方案是選優(yōu)的前提，沒有足夠數(shù)量的方案就沒有優(yōu)化。只有在性能、費用、效益、時間等指標上互有長短并能進行對比的，才稱得上是可行方案。3模型使用模型進行分析，是系統(tǒng)分析的基本方法。4費用用于方案實施的實際支出就是費用。費用一般用貨幣表示。但在決定對社會有廣泛影響的大項目時，還要考慮非貨幣支出的費用。5效果(效益)效果就是達到目的所取得的成果。衡量效果的尺度有效益和有效性兩種指標。6評價標準衡量可行性方案優(yōu)劣的指標是評價標準。通過評價標準可對各個方案進行綜合評價，確定出各方案的優(yōu)劣順序。2.2系統(tǒng)分析的要素與準則之要素系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)概念圖2.2系統(tǒng)分析的要素與準則之準則1．外部條件與內(nèi)部條件相結(jié)合的準則進行系統(tǒng)分析時，必須將內(nèi)部分析與外部條件結(jié)合起來，對系統(tǒng)內(nèi)外部各種有關(guān)因素結(jié)合起來綜合分析，才能實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。

2．當前利益與長遠利益相結(jié)合的準則選擇系統(tǒng)方案時，不僅要從當前利益出發(fā)，而且還要考慮將來的利益，兼顧可持續(xù)發(fā)展觀。3．局部效益與整體效益相結(jié)合的準則系統(tǒng)工程在爭取系統(tǒng)總體最優(yōu)時，必須全面考慮整體與局部以及局部與局部之間的關(guān)系。4．定量分析與定性分析相結(jié)合的準則系統(tǒng)分析不僅要進行定量分析，而且要進行定性分析。定性和定量二者結(jié)合起來綜合分析，才能達到優(yōu)化的目的。2.3系統(tǒng)分析的要點和步驟之要點這些提問可以歸結(jié)為七個“W”，只有圓滿地回答了以上的提問，才能對系統(tǒng)的開發(fā)目的、開發(fā)地點、開發(fā)時間、開發(fā)人員、開發(fā)方法有一個完整、清晰、圓滿的答案。分析內(nèi)容第一次提問第二次提問（Why）第三次提問對象做什么（What）為什么做這個對象是否已經(jīng)清楚目的是什么（What）為什么是此目的目的是否已經(jīng)明確地點在何處做（Where）為什么在此處做有無其它更合適的地點時間在何時做（When）為什么在此時做有無其它更合適的時間人員由誰做（Who）為什么由此人做有無其它更合適的人選方法怎樣做（How）為什么用此方法做有無其他更合適的方法系統(tǒng)分析注意邏輯思維推理的方法，在分析時往往要通過追問一系列“為什么”而使問題得到圓滿的解答。系統(tǒng)分析提問表2.3系統(tǒng)分析的要點和步驟之步驟1確定目的首先要明確所分析問題的目的和當前目標。2收集分析資料、探索可行方案調(diào)查影響目的的各種因素的現(xiàn)狀及歷史，確定影響目的的各個因素。確定范圍，找出其中相互關(guān)系，尋求解決問題的各種可行方案。3建立模型(模型化)建立模型預測每一方案可能產(chǎn)生的結(jié)果，并根據(jù)其結(jié)果定量說明各方案的優(yōu)劣與價值。4系統(tǒng)的最優(yōu)化通過模型，運用最優(yōu)化的理論和方法，對若干替換方案進行最優(yōu)化，求出幾個替換解。

5系統(tǒng)的評價根據(jù)最優(yōu)化所得到的替換解，考慮前提條件、假定條件和約束條件，在經(jīng)驗和知識的基礎(chǔ)上決定最優(yōu)解，從而為選擇最優(yōu)系統(tǒng)設計方案提供足夠的信息。2.4交通系統(tǒng)分析應用范圍(1)制定交通發(fā)展規(guī)劃、計劃

綜合相關(guān)因素，在保證交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的前提下，從優(yōu)化方案中選擇一個比較滿意的規(guī)劃和計劃方案。

(2)重大交通項目的組織管理

運用網(wǎng)絡分析的方法進行全面的計劃協(xié)調(diào)和安排，以保證特種交通項目的各個環(huán)節(jié)密切配合，安全、高效地如期完成。(3)場(站)址選擇和場(站)規(guī)劃

場站應對各種客、貨的來源、技術(shù)條件、交通運輸、市場狀況、能源供應、生活設施等客觀條件與環(huán)境因素，運用系統(tǒng)分析的方法論證技術(shù)上的先進性、經(jīng)濟上的合理性、建設上的可行性，選擇最佳的建沒方案。2.4交通系統(tǒng)分析應用范圍(4)新線路開設

開設新的線路時，應對線路的目的，運輸市場預測，客源情況，車輛結(jié)構(gòu)等因素進行價值分析，以確定該線路和開設的合理性、可行性。(5)運能配置研究

在對運輸設備選型分析時，要保證運輸設備在生產(chǎn)上適用、在技術(shù)上先進、在經(jīng)濟上合理，能夠最大限度地滿足購買者的要求。(6)各類交通系統(tǒng)的優(yōu)化設計

2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

1．任務和環(huán)境要求每天運送200萬桶。油田處在北極圈內(nèi)，海灣長年處于冰封狀態(tài)，陸地更是常年冰凍，最低氣溫達零下50℃。2．提出競爭方案方案競爭的第一階段，提出了兩個方案方案I：由海路用油船運輸原油；方案Ⅱ：用帶加溫系統(tǒng)的油管輸送原油。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

方案I的優(yōu)點是每天僅需四至五艘超級油輪就可滿足輸送量的要求，似乎比鋪設油管省錢，但存在的問題是：第一，要用破冰船引航，既不安全又增加了費用；第二，起點和終點都要建造大型油庫，這又是一筆巨額花費，而且考慮到海運可能受到海上風暴的影響，油庫的儲量應在油田日產(chǎn)量的十倍以上。歸納起來這一方案的主要問題是：不安全、費用大、無保證。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

方案Ⅱ的優(yōu)點是可以利用成熟的管道輸油技術(shù)，但存在的問題是：第一，要在沿途設加溫站，這樣一來管理復雜，而且要供給燃料，而運送燃料本身又是一件相當困難的事情；第二，加溫后的輸油管不能簡單地鋪在凍土里，因為凍土層受熱溶化后會引起管道變形，甚至造成斷裂。為了避免這種危險，有一半的管道需要用底架支撐和作保溫處理，這樣架設管道的成本要比鋪設地下油管高出三倍。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

3決策人員的處理策略

(1)考慮到安全和供油的穩(wěn)定性，暫把方案Ⅱ作為參考方案做進一步的細致研究，為規(guī)劃做準備；(2)繼續(xù)撥出經(jīng)費，廣泛邀請系統(tǒng)分析人員提出競爭的新方案。

2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

4．提出了競爭方案Ⅲ其原理是把含10％～20％氯化鈉的海水加到原油中去，使在低溫下的原油成乳狀液，仍能暢流，這樣就可以用普通的輸油管道運送了。這個方案獲得了很高的評價，并取得了專利。其實，這原理早就用于制作汽車的防凍液了，但把這一原理運用到這個工程中來，并斷定它能解決問題，這就是一個有價值的創(chuàng)造。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

5．又出現(xiàn)競爭方案Ⅳ正當人們在稱贊方案Ⅲ的時候，另有兩人提出了競爭方案Ⅳ。這兩人對石油的生成和變化有豐富的知識，他們注意到石油埋在地下是油、氣合一的，這時它們的熔點很低，經(jīng)過漫長的年代以后，油氣才逐漸分離。他們提出將天然氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)以后再加到原油中去以降低原油的熔點，增加流動性，從而用普通的管道就可以同時輸送原油和天然氣。與方案Ⅲ相比，不僅不需要運送無用的海水而且也不必另外鋪設輸送天然氣的管道了。這一方案的出現(xiàn)使得人們贊賞不已。由于采用這一方案，僅鋪設費就節(jié)省了近60億美元，比方案Ⅲ省了一半。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加東北部普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油的問題。

這個例子我們看到了系統(tǒng)分析的實際價值。如果當初僅在方案I、Ⅱ上搞優(yōu)化，即確定最好的管道直徑、壁厚、加壓泵站的壓力和距離等，是無論如何也得不到方案Ⅳ所達到的巨大效益的。這個例子同時也說明了系統(tǒng)分析人員的工作性質(zhì)應該具有的知識結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)分析工作與專業(yè)工程技術(shù)工作之間存在的相輔相成的關(guān)系。2.4交通系統(tǒng)分析-----日本節(jié)能小汽車不變負擔準則：日本節(jié)能小汽車20世紀70年代初，石油危機爆發(fā)后，西方各國石油供應短缺，汽油價格上漲，汽車用戶的交通負擔顯著加重，從而汽車銷售量銳減，整個西方工業(yè)發(fā)達國家的汽車業(yè)面臨嚴重的危機。日本汽車工業(yè)為了應付這場危機，對汽車設計和生產(chǎn)進行改革，大量生產(chǎn)廉價而節(jié)能的小汽車，適應石油漲價后變化了的市場需求。這樣，日本汽車工業(yè)不但順利度過了危機，而且很快打入了歐美汽車市場。1980年日本汽車總產(chǎn)量已經(jīng)超過美國，躍居世界第一位。日本汽車工業(yè)應付市場危機采取的行動策略稱為不變負擔準則。這種準則是站在用戶的立場上，很好地解決了產(chǎn)品壽命全周期總成本的問題。2.4交通系統(tǒng)分析-----日本節(jié)能小汽車不變負擔準則：日本節(jié)能小汽車1問題解決前的已知信息：國民年收入10000美元．油價平均上漲4倍；汽車售價每輛5000美元，平均壽命5年；平均日耗油3加侖，漲價前每加侖汽油售價0.2美元。石油漲價后，交通費占年收入的比例上升至20.8％，大大超過了漲價前的12.7％，這對許多汽車用戶來說，是難以承受的負擔，所以，他們不得不改乘公共汽車上下班和外出。這就是汽車銷量大幅度下跌，汽車市場出現(xiàn)危機的根本原因。費用石油漲價前石油漲價后汽車費/年收入10%汽油費/年收入合計：交通費/年收入12.7%20.8%石油漲價前、后的費用分析2.4交通系統(tǒng)分析-----日本節(jié)能小汽車不變負擔準則：日本節(jié)能小汽車2如何應付這場危機?美國第三大汽車公司克萊斯頓公司掉以輕心，認為美國人講究闊氣。不在乎多花汽油費．于是照樣生產(chǎn)耗油量大的豪華型汽車，結(jié)果跌了跟頭，幾乎陷于倒閉。日本人則改變生產(chǎn)方針，改變汽車設計，生產(chǎn)出廉價而節(jié)能的輕型轎車，使得用戶在石油漲價