交通运输系统工程课件(ppt 40页).ppt

1、运输系统工程，象征机械应用的近现代交通运输业，大致经历了以下四个茄子发展阶段：1，以水运为主的阶段(18世纪19世纪上叶)；第二，以铁路为主的阶段(19世纪30年代本世纪30年代)；第三，公路、航空、管道三种茄子运输工具兴起的阶段(20世纪30年代50年代)；4-5茄子运输方式协调发展的综合运输体系阶段(始于20世纪50年代)。从序言、交通的发展历史来看，我们可以看出：水运、公路、铁路、航空、管道等五茄子运输方式牙齿逐步形成协调发展，逐步形成一个整体的现代化交通体系。因此，对从事交通管理的工人来说，确立交通替代系统的思想，掌握运输系统工程方法将具有十分重要的意义。在应用系统工程方法解决运输系统

2、问题时，有两个茄子重要特征：一，必须从系统的角度出发。第二，要建立问题的系统模型。我们将在系统思想和系统理论论述的基础上，详细介绍系统工程分析、预测、控制、评价、决策、模拟等方法，以及将这些方法应用于运输领域的方法。第一章运输系统，第一节系统的概念第二节运输系统，第一节系统的概念，第一节系统2，系统的特性3，系统思想4，系统理论5，系统分类，第一节系统的概念，系统定义系统系统系统系统系统系统，我们不陌生，在现实生活中，例如，人体是神经，是地球也是由植物、动物、微生物、非微生物等子系统组成的地球系统。运输系统由铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输、管道运输等子系统组成。机器是机器系统。一个国家

3、，整个社会也构成一个系统。第一，抛开系统，这些特定系统的具体形式和性质，我们可以发现所有系统都有以下几个茄子共同点：一，系统是由两个或更多元素组成的整体。元素是组件系统最基本的部分，没有元素就不能配置系统，单个元素也不能配置系统。第二，系统的元素之间、元素与整体之间、整体与环境之间存在有机关系。元素之间没有任何连接或作用，就不能称为系统。第三，系统元素之间的连接和作用一定会产生一定的功能。功能是系统执行的角色或性能，是每个元素对象中不可用的功能，它由系统内部元素的有机连接和系统结构决定。总之，系统是一个有机整体，它具有特定的功能，由互连、交互的多个元素组成。系统和特征之间的相互作用，系统和元素

4、徐璐伴随着相互作用而变化。系统和特征之间的交互表现在以下方面：系统通过整个角色控制和控制要素系统，通过整个角色控制和确定系统中每个要素的状态、排序顺序、角色、角色大小和角色范围。控制每个要素之间的数量比率关系等。系统的整体稳定性，要素也稳定。系统范围的特性和功能发生更改时，要素和要素之间的关系也发生更改。例如，确定和支配综合运输系统的整体功能的水运系统、公路运输系统、铁路运输系统、航空运输系统、管道运输系统的地位、作用，决定和支配它们之间的关系。为了最大限度地发挥综合运输系统的整体效果，各子系统必须充分发挥各自的功能，控制和协调各子系统之间的关系。，要素通过交互确定系统的特性和功能。特征对系统

5、的作用通常有两种可茄子的趋势。第一，特征的构成要素和数量有协调、适应性的比例关系，使要素保持系统的动态平衡和稳定性，使系统组织、有序。第二，要素之间存在不协调、不适当的比例关系，可以破坏系统的平衡和稳定，甚至使系统衰退和崩溃。例如，以我国国民经济大系统为例，如果构成牙齿系统的工业系统、农业系统、交通系统等各系统能够协调发展，国民经济就能持续稳定发展。但是交通系统的发展缓慢，与其他子系统的不协调、比例不当的关系严重制约了国民经济的发展，影响了国民经济替代界的整体利益。系统和元素的概念是相对的，系统与构成它的元素相比是系统，与系统和其他东西构成的大系统相比是一个元素(或子系统)。同样，一个元素相对

6、于由其他元素组成的系统是一个元素，但相对于构成它的特征是一个系统。例如，车辆、车站和道路网络构成了公路系统，但对于整个交通系统，公路系统是整个交通系统的元素。另一个例子是，水运系统与交通系统相比是要素，但它是由港口运输系统、水上船舶运输系统、航线系统、物流系统、资讯系统等组成的系统。第二，系统的特性，系统的特性主要表现为系统的完整性、相关性、目的性和环境适应性。完整性，所谓完整性，是系统的各个元素之间有一定的组合，各个元素徐璐统一和协调，系统的整体功能不仅仅是每个组件功能的简单嵌套，而是显示每个组件所没有的新功能，通常系统的整体功能大于每个组件的功能总和。用公式表示：F Fi样式：F是系统的全

7、部功能。Fi是系统中第I元素(I=1，2，3，n)的功能。系统的整体功能大于组件功能的总和。这不仅注重数量，更注重质量。例如，有些零件必须组装成一台机器，构成一个机器系统才能充分发挥其功能，但个别零件、螺丝没有机器的属性，没有机器的功能。另一个例子，交通管制系统是由交通网络、交通工具、信号控制等因素或子系统组成的大系统，只有这些因素都完美协调，才能形成更好、更完美的系统。(威廉莎士比亚、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制、交通控制)这就是我们常说的：“比三个臭皮匠、诸葛亮好。”，如果多个因素聚集在一起，其功能是否应该大于某些功能的总和？答案

8、是不！最典型的是人们说：“一个和尚打水吃，两个和尚喝水，三个和尚没有水吃。”原因是牙齿三个和尚没有形成“系统”。因为牙齿“和尚要素”徐璐不协调、不统一，集体运输水的效果锐减，甚至到了没有水可吃的地步。也就是说，如果要使整个功能大于部分功能的总和，则构成整个功能的每个元素必须协调一致。因此，为了提高系统的整体功能，提高系统的整体效果，第一，一切必须从整体开始。2.每个要素的组合必须合理，从提高整体功能的角度来看，要注意提高和调整要素的功能。相关性是指每个因素是互连、相互作用、相互依存和相互制约。系统中每个因素的存在取决于其他因素的存在，系统中所有因素的变化可能导致其他因素的变化和整个系统的变化。

9、各要素之间有一定的组合关系，联系信息。例如交通管制系统、交通网络、交通工具、信号控制等因素在牙齿系统中相互关联，它们之间的协调使交通网络中的交通工具能够有序运行。如果各要素是各自的政治，就不能构成徐璐和谐的系统，只能导致交通困难。(威廉莎士比亚，哈姆雷特)因此，为了消除相互之间的盲目联系和无效行为，我们必须努力在系统的各个要素之间建立合理的关系。(David aser，Northern Exposure，美国电视电视剧，系统)，相关性，目的性，任何系统都有目的。否则，将失去牙齿系统的存在价值和意义。例如，生物系统的目的是增殖个体，繁殖物种，保存生命。同样，人造系统也具有其目的性。例如，企业的经

10、营目的是以最低的资源消耗获得最大的经济利益。运输系统的目的是为国民经济的发展提供运输服务。运输系统中每个运输子系统的目的是为运输大型系统的总目的提供服务。环境适应性，任何系统都存在于一定的物质环境中，环境变化对系统变化有很大的影响，系统的作用也可能引起环境变化。(David aser，Northern Exposure美国电视电视剧，environment)两个牙齿影响交互的结果，可能导致系统改变或失去原来的功能。为了适应外部环境的变化，需要不断地交换外部环境和物质、能源、信息的好系统就是环境适应性。例如，要经常了解同类港口和相关产业的动向，了解国家、用户、对外贸易的客运要求，了解港口所在地区

11、的工农业发展情况、生产力布局、产品结构等外部环境信息，根据这些外部信息及时调整港口的战略决策，牙齿港口系统就不能很好地完成系统的目的，除非是理想，否则就没有生命力。例如，11:城市交通综合系统城市交通综合系统是一个巨大的动态系统，其自身的状态取决于时间。如图1所示的结构：图1 1城市交通综合系统结构图从结构图中可见，城市交通系统是由人、车、公路、设施、管理、环境等诸多子系统组成的综合整体，各个子系统从属于整个牙齿，整个城市交通系统是更大的城市。相关城市交通系统内部的子系统、子系统元素之间有有机连接、相互依存和相互作用。目的性城市交通系统有特定的目的。这为人们从事各种活动提供了必要的物质条件和空

12、间活动条件，实现了安全、快速、高效、舒适的目的。环境适应的城市交通系统处于社会环境中，受到周围环境的影响和制约，与周围环境相协调。第三，系统思想，古代朴素系统思想系统思想的成熟和发展，古代朴素系统思想，哲学上这种朴素系统思想把自然表现为一个统一的整体。例如，古希腊辩证法的创始人之一赫拉克利特(约公元前460370)说：“世界是一个包含一切的整体。”(。亚里斯多德也提出了“整体大于它各部分的总和”的论点。我国春秋末期的思想家老子也强调了自然界的统一性。实际上，这种朴素的系统思想表示从事物之间相互联系的角度观察和改造世界。例如，战国时建设的四川省都江堰水利工程、岷江喷泉工程、粉红培沙工程、调水工程

13、三大主题工程、120个附属水道堰工程巧妙连接，形成协调运行的工程整体，工程具有防洪灌溉、灌溉、漂流木、行舟等多种功能。牙齿工程展示了整体观念、优化方法和体系。古代朴素的系统思想在军事天文等方面也有很多孙子兵法、二十四节气等应用实例。系统思想的成熟和发展，古代朴素的系统思想强调对自然整体性、单一性、相关性的认识，但这种认识很肤浅，片面，与真正的系统思想、系统观念相距甚远。这是因为当时生产力和科学技术仍然落后。因为人类改造世界的能力有限，规模也小。因为客观世界对各种复杂的依赖关系和制约关系的自然认识不够深刻，不够全面。(威廉莎士比亚，温斯顿，现译) (威廉莎士比亚，温斯顿，现译)15世纪下半叶，近

14、代自然科学的发展使动力学、天文学、物理、化学、生物学等学科牙齿逐渐分离开来，日益发展，形成了自己的独立学科。这种分离将自然界的细节从总的自然联系中提取出来，让我们用不同的种类进行研究。(威廉莎士比亚，哈姆雷特)因此，对自然界各层次、各部分、各细节、各方面以及这些层次、部分、细节、各方面之间的联系有了更深的理解，获得了更详细的科学资料，大大加深了人类对客观世界的认识。但是当时社会生产和科学技术的这种进步仍然没有使人类形成清楚完整的系统观念。这是因为人们此时看问题的眼光是静态的，孤立的，形成了形而上学的思维方式。进入19世纪上半叶，特别是20世纪，社会生产和科学技术取得了空前的发展。人类改造世界的

15、规模越来越大，其程度也越来越深，相应地面临着越来越多的前所未有的问题。在人类的生产活动中，为什么有时能少做多做，有时能少做多做？(圣雄甘地，努力)为什么有时事与愿违，有时事与愿违？为什么局部的、眼前的效果和整体的、长期的效果一致，但有时却相反呢？为什么有时会形成优良，甚至一般局部的优良整体，但有时却恰恰相反呢？(威廉莎士比亚，哈姆雷特)这些具有非常广泛和普遍意义的问题使人深思，同时对形而上学自然观产生巨大冲击，使人看到这种思维方式的缺陷。(威廉莎士比亚，哈姆雷特)人们认识到，仅仅在哲学层面研究事物之间的相互联系、相互影响的规律是不够的，还必须辩证唯物主义指导，在一般科学层面对事物影响的形式、相

16、互影响的途径以及这种影响的结果进行准确定量的研究。也就是说，必须从系统的角度考察和研究全世界。系统思想就是在这种历史背景下产生和发展的。系统思想的出现彻底改变了人们的思维方式在改造世界的活动中逐步认识和揭示了客观世界的本质关系和内部规律特别是现代科学技术的发展以及电脑技术和信息技术的古道发展，对系统思想的生产和系统方法的应用有着非常重大的影响，两个茄子方面：系统思想、系统方法定量化、科学化，稳健的数学理论基础，定量处理系统各个组成部分联系关系的科学方法；第二，计算机和信息技术应用为系统思想、系统方法的实际运用提供了强大的工具。正是由于牙齿两个茄子特点，在系统思想方法牙齿一个哲学思想中，逐渐形成

17、了独特的系统理论，在牙齿基础上形成了专门的科学系统科学。4，包括系统理论和系统理论：1，3论(20世纪40年代形成):一般系统论，控制论，信息论。2.新三论(形成于20世纪70年代):耗散结构理论、合作论、突变论。，现代科学技术的发展有两个茄子鲜明的特点。第一，深入发展，科学研究的对象越来越一致，学科分类越来越精细，新领域、新学科、新专业不断涌现。第二，各科系之间，各技术之间，科学技术之间又相互渗透，相互交叉，相互移植，科学技术集成。是系统理论现代科学技术集成、综合化的产物。一般系统论，创始人是奥地利生物学家贝塔兰菲，一般系统论的主要观点是：1、系统观点；2、动态视角；3、等级观点。一般系统论属于逻辑和数学领域，其任务是确立适用于各种系统的一般原则。一般系统论沟通了自然科学、社会科学、技术科学、人文科学之间的关系，提出了各门学科研究的新方法，使许多学科面貌焕然一新。一般系统论为系统思想的发展使人类进入系统时代奠定了理论基础。是研究控制论、控制论研究系统调节和控制的一般规律的科学。1948年，美国数学家