系统工程学方法在城市规划中的应用

系统工程学方法在城市规划中的应用

摘要：教科书对于城市规划的定义是“对一定时期内城市的经济和社会发展,土地利用,空间布局以及各项建设的综合部署,具体安排和实施管理”。然而，作为一门学科，城市规划的重要特色之一是诸多要素紧密集合，综合性、系统性很强。

实际上，城市本身就是一个复杂的巨系统，长期以来以一般系统理论为基础的系统分析方法，已经帮助了规划工作者认识许多复杂的城市问题。虽然，城市规划工作者比较容易理解系统工程基于系统论的城市规划研究，学的一些基本思想。但是，朴素的系统观点和简单的系统分析方法都不足以满足实际工作的需要。应该讲，在我国城市规划中必然要运用系统工程理论，发展城市规划系统工程学。

关键词：城市规划、系统工程、系统思想、系统方法、应用、运用

一、系统工程

系统工程学是研究分析有关复杂信息反馈系统的动态趋势的学科。系统工程学以控制论、控制工程、系统工程、信息处理和计算机仿真技术为基础，研究复杂系统随时间推移而产生的行为模式。

系统工程的研究对象对象是将“系统”；其工程的内涵不仅是“硬件”,还包括了“软件”，即工程技术中的实体,还包括社会、经济、管理等非实体即概念对象在内。这就是系统工程与传统工程的区别。其工程的任务, 是在传统工程单一技术任务的基础上, 还要解决系统的全盘统筹问题, 即要解决系统内部各子系统之间、系统与外部环境之间的总体协调问题。其工程方法是以系统的主要观点和方法为基础,运用先进的科学技术和手段,从全局、整体、长远出发去考察问题,拟订目标和功能,并在规划、开发、组织、协调各关键时刻,进行分析、综合、评价求得优化方案,然后用传统工程行之有效的方法进行工程设计、生产、安装、建造新的系统或改造旧的系统,并使之整个寿命期最优。

二、城市规划系统工程

城市系统工程也就是将系统工程的原理、观点和方法运用于城市系统中。其中包括城市规划系统工程、城市管理系统工程、城市建设系统工程和城市信息系统工程。它们分别以城市规划、城市管理、城市建设、城市信息等子系统为研究对象, 将研究目标定量化和模型化, 来实现城市系统的正常运作

三、系统工程方法在城市规划中的应用

1、城市系统规划（系统思想在规划中的运用）

城市系统规划是基于系统科学和系统工程原理和方法的新型现代规划, 是对传统规划的革新。城市规划的系统性体现在规划对象的系统性和规划过程的系统性两方面。系统规划思想是以系统论为理念背景解构城市发展，强调城市战略规划，通过对城市发展体系、资源禀赋、产业结构、金融体系、生态环境等进行系统化研究，综合系统地解决城市发展战略定位、产业发展及选择、空间发展战略、城市资源利用、城市重大引擎项目建设等多元问题。

城市系统规划是由英国城市规划师麦克劳林首次提出, 其规划过程基本可表示成:(1) 编制规划的决定;(2)罗列目标, 制订任务;(3) 借助于模型,研究可能的行动方向;(4) 根据价值和投入/效益来评价各比较方案;(5) 通过公共投资或对私人投资的控制来付诸行动。

实例：河南省武陟县系统规划实践。其系统规划内涵逻辑如下：

由两图可以看出，在武陟县规划

过程中，运用系统的逻辑思维，将影

响城市发展的各个要素如加以充分

协调考虑，从而可以制定出合理的方

案，进行规划建设。

武陟县系统规划体系构架

2、系统规划方法-PER方法、PDCA方法

(1)PER方法是指科学研究计划的选择修定方法。PER是计划(Plan)、(Elect)修定(Revise)三个英文的简称。运用PER方法时,按以下步骤进行:

①按照系统方法的原则,通过系统分析,了解全部工程要素和关系的逻辑顺序,制定初步方案和计划,计划可有几套以供选择。

②根据工程顺序列出明细表,通过计算分析,画出工作计划的网络图,找出“关键线路”。

③进行系统的可行性研究,根据网络图的“关键线路”筛选方案,确定最佳方案。

④执行计划或方案。

从城市规划的角度看,运用PER方法有以下步骤:

①制定城市建设和发展的、宏观的、战略的、整体的方针和方案。就是在掌握了城市及其所在区域的自然、经济、文化等方面的一般条件和基本特征基础上,明确城市的性质、发展方向、合理规模、总体布局、区域中心地位、综合发展指标、主干工程和技术方案等等。

②制定城市建设的、微观的、战术的或具体步骤和措施。就是在宏观的方针和方案的指导下,具体安排城市各项建设工程或项目.包括旧城改造、扩建和新城开发中的工业、农业、交通运精、居民住宅、市政工程、公共设施、文化教育、公共卫生、商业服务业、园林绿化等等。

③进行规划方案的可行性研究,筛选规划方案,确定最佳方案。

④执行方案。

现实情况中,规划方案往往不能100%执行。为不断完善和提高,通常用“PDCA 计划循环法”。PDCA是计划(Plan)、执行(Do)、检查(Cheek)、总结处理(Action)四个字的缩写。具体做法是:

①按着PER的工作制定出满意的计划。

②执行计划。

③和实际对照,检查执行情况。

④总结处理

3、系统工程方法在城市规划建设中的应用

下面简单地介绍几个系统工程方法的概念及其在城市规划中的应用实例：（1）德尔菲方法: 也称“专家函询法”,其要点为:将所研究的问题列为题意明确的若干条子问题,再将其邮寄给选定的数十位专家征询意见,收回意见并对每个问题进行统计归纳后反馈给专家,进行第二轮征询,收回第二轮征询后再进行统计归纳并反馈给专家们,如此反复进行,一般经过3 - 4轮,可得到比较集中一致的意见。

实例：巴西政府在为开发内地,加强国家安全,决定在中部,稀树草原建都,在新都选址时就是应用这种方法测定数据,经各方面专家论证评选,最后才定案的。培根主持的美国费城中心区规划改建工作,规划设计者让一般居民研究规划设计的目标,并且居民在制定规划过程中参与提议,最终居民与规划设计者就中心区建设达成共识,确保规划的成功,其进行的方式就是“假想—反馈—假想—再反馈…—达成一致意见”。

（2）模糊评定法:城市用地的评定是城市规划的一个重要基础工作,用地评定的结果很大程度上影响了用地的选择和规划方案的构思。城市用地的评定通常要综合考虑地形坡度,地载力,地下水深度,洪水淹没情况,地貌等,有时还要考虑农业价值等人为因素。各个因素单独进行评价一般并不困难,但各因素由于彼此间一般不存在着固有的内在联系,诸多因素在一起进行综合评价就遇到了很大困难。因此模糊综合评定法在城市用地规划中得到了具体的应用。其方法的步骤一般为:首先根据用地评定的精度要求确定合适的单元规模,将用地各因子的数值填入各单元内,求得隶属度和模糊关系矩阵,根据城市规划工作的经验决定各评定因子对用地等级评定的相对重要程度,进行模糊推论从而得出结论。

建设项目的地点或地址的选择是项目投资前期论证的重要问题,建设选址失误将造成的恶劣后果! 如60 年代“三线”建设选址的后果；90 年代因“房地产”波及的“圈地运动”,使大宗土地稀缺资源闲置浪费。土地作为一种稀缺且不可再生的基本资源,一直是城市规划保护和控制的主要目标,土地的合理利用的要求已日渐加强。需要从科学的、可持续发展的角度来审视城市规划的用地控制观念及城市开发战略。对城市土地的利用应当从简单地满足基本的城市功能需求转向对土地的合理配置和高效利用,系统工程的方法就应更广泛,更深入地用来评价和调整城市土地的利用。

（3）层次分析法:层次分析法是将复杂的问题分解为若干层次的子系统,在比原问题简单得多的层次上进行分析、比较、量化、排序(单排序) ,然后再逐级