环境系统工程环境系统工程3-模型推导
系统模型与系统建模方法
系统模型与系统建模方法在信息系统领域，系统模型是描述系统各个组成部分及其之间关系的抽象表示。
而系统建模方法是指使用一套规范化的方法论和技术，以图、表、图形界面等方式，对系统进行描述、分析和设计的过程。
系统模型和系统建模方法是系统工程学的重要核心内容，有助于理清系统内部结构和相互关系，为系统设计和优化提供指导。
一、系统模型系统模型是对系统进行概念化和抽象化的表示，它可以是一个图形、图表、符号等，以直观、简洁、形象的方式反映系统的实质内容和内部关系。
常用的系统模型包括输入-输出模型、流程图、数据流图等。
下面分别介绍几种常见的系统模型：1.输入-输出模型：这种模型通过输入和输出来表示系统的功能和性能特征。
输入是系统接受的外部信息，输出是系统对外部环境的作用反馈，通过对输入和输出的研究和分析，可以推导出系统的功能和性能。
这种模型适用于描述关注系统的外部特性，而对内部结构关注较少的情况。
2.流程图：流程图是一种图形化的方式，通过表示系统处理过程中各个阶段和活动之间的关系，来描述系统的内部流程和交互情况。
流程图通常包括起始节点、中间过程、决策节点和结束节点等，通过这些节点之间的连接和条件逻辑，可以清晰地表示系统的工作流程。
3.数据流图：数据流图是表示系统中数据传输和处理的一种模型，它通过用箭头和圆圈等符号表示数据的流动和处理过程来描述系统的信息流。
数据流图常常包括数据流、处理过程和数据存储等组成部分，通过不同部分之间的连接和传输关系，可以描述系统的数据传递和处理过程。
系统建模方法是系统工程学的核心方法论，它通过一套规范化的流程和技术，辅助工程师对系统进行描述、分析和设计。
系统建模方法通常包括以下几个方面：1.需求分析方法：需求分析是系统工程的第一步，它通过对用户需求的调查、采集和整理，明确系统的功能和性能需求，为系统的后续设计和实施提供指导。
需求分析的方法包括面谈、问卷调查、头脑风暴等，通过这些方法可以充分了解用户的需求，从而为系统设计提供合理的需求基础。
三种人口模型对长春市的人口分析
环境工程系统工程学长春市人口模型学院：环境科学与工程学院专业：环境工程姓名：包伟韩兵陈昱寇朝卫一、人口预测的意义社会人口的变化和发展是由很多因素决定的。
社会制度、自然环境、生活水平、文化程度、战争、灾害和移民等等都能极大的影响社会人口的发展过程。
决定人口发展过程的因素虽然很多，但随着时间变化对人类状态的影响，出生、死亡和居民的迁移直接决定该社会人口变化，所有的因素对社会人口数量的影响都是通过这三种现象表现的。
人口预测是指以规划区域或单位现有人口现状为基础,并对未来人口的发展趋势提出合理的控制要求和假定条件即参数条件,来获得对未来人口数据提出预报的技术或方法。
一般需要充分采集资料、确定预测参数,通过建立预测模型来进行,包括人口数量、人口性别和年龄构成等。
在人口预测中，最关键的部分就是建立预测的模型。
人口的增长并不是按比例线性增长的，也就是说人口问题是非线性动力学问题，如果能定量建立他们之间的平衡关系，就可以得到描述人口发展过程的数学模型。
人口模型是人口发展过程分析、预测和控制的基础。
有了数学模型，再结合现代科学技术中的如控制论、系统科学、系统工程技术和计算机技术的一些理论和方法去研究人口发展过程，便能够得到一些意想不到的结果。
要通过一些假设，建立起含有参数的模型，然后通过长期的观察研究，估计参数的值。
但是由于各地区情况不同，可能无法通用一个模型，所以应该根据各地的实际情况，通过数值拟合估计参数。
人口预测的方法有很多,如:人口年增长法、马尔萨斯人口模型、Logistic增长模型、GM 灰色模型法、时间序列法、回归分析预测法、劳动平衡法等。
本次预测运用马尔萨斯人口模型、Logistic增长模型和GM(1,1)模型,对长春市人口规模在未来10年的发展做出预测。
二、长春市人口发展状况长春市人口从1991年637.823万增加到2011年的761.856万(表1)。
22年间增加了124.033 万人，年均增加5.637 万人，年均人口增长率为0.85%。
系统工程概论3
公式推算
P=F/(1+I)^N F=P*(1+I)^n F=A((1+I)^N-1)/I P=A ((1+I例
贷款20万元，按复利利率8％计算，从第 一年开始等额偿还，15年偿还完毕，每 年需偿还多少？
A＝P*i*（1＋i)^n/((1+i)^n-1) =?
基本原则
整体性与目的性原则 递阶分层分解和综合协调原则 长远利益与当前利益相结合的原则 充分运用定量方法，并与定性相结合的 原则 针对性原则
3.2 系统分析的要素与步骤
系统分析的要素
问题 目的及目标 方案 模型（结构、数学、仿真） 评价 决策者
3.2 系统分析的要素与步骤
系统结构分析
要素分析 相关性分析
3.4 常用的系统分析方法
代尔菲法 量本利分析法 成本效益分析法与技术经济分析法
代尔菲法
一种专家调查法 特点
背靠背 多轮反馈与调查 统计回答
代尔菲法的程序
确定目标 选择专家 设计评估意见征询表 专家征询过程
演练实例
预测某课程学生成绩分布。 预计某产品（毛巾）的市场表现
例
某企业生产一种产品，单件变动成本0.6 元，售价1元/件，该企业固定成本20万 元，问：
企业的盈亏平衡点是多少？ 若产销量为300万件时，利润是多少？
3.4.3 成本效益分析
成本与效益的比率 资金的时间价值
单利 复利
基本概念
本金 贴现 现值 残值
资金等值计算
整付本利和问题 远期资金贴现问题 等额分付本利和问题 等额分付现值问题 等额分付积累基金问题 等额分付资本回收问题
环境系统工程-部分答案
第一章环境系统工程概述1.如何理解系统分析方法？如何做才能符合系统分析原理？以系统总体最优为目标、有步骤的探索研究过程，以确定系统的功能、结构与环境。
基本方法：对系统反复分解、综合和协调实现最优化。
2.系统的各个特征在最优化模型中各起着什么作用？目的性：是建立系统目标和目标体系的指导和依据；相关性：是识别模型内部各元素之间的关系、构成系统模型的基础；阶层性：表明模型中各个变量的层次关系，是辨别变量重要性的依据；整体性：是构造系统模型的出发点，只有那些与系统有关的元素及其变量才能进入模型；环境适应性：为建立系统外部约束条件提供了基础。
4.如何确定环境系统的目标？举例说明环境系统的多目标特征。
环境系统的目标通常是通过决策者的调查分析确定的。
由于环境保护的效益存在明显的外在性，所以在高层次的环境系统中包括环境目标、社会目标和经济目标，而每一个目标又可以包含若干个指标，从而构成环境系统的目标体系。
目标体系的建立要经过决策者和分析者的反复协调才能完成。
例如在大气污染控制系统中最基本的目标有两个：环境质量目标和经济目标。
前者又可能分为不同时间和不同地点的若干个环境质量指标，如SO2浓度、TSP浓度等；后者又可以分为基本建设费用和运行费用等。
5.在一个多要素的系统中，如何理解系统最优化的概念？系统分析的最终目标就是追求系统整体目标的最优，系统中各个要素的状态以及各要素之间的联系都要服从这一最终目标。
在一个多要素的系统中，每一个要素都是最优的集合不一定等于系统总目标的最优，反之亦然。
6.对于解决一些复杂的问题，应用系统分析方法会取得哪些成效？系统分析方法强调对事物进行全面的、互相联系的和发展的研究，因此系统分析的结果在空间上和时间上都力求最优。
在这样一个结果中，各个元素的状态都服从于总体最优这个目的。
在系统分析中广泛应用数学模型和数学方法，可以进行多因素和各种条件下的模拟和仿真，这是物理模型不能比拟的；同时采用数学模型可以大大加快研究进度和节省研究费用。
浅谈人机环境系统工程在汽车设计中的运用
人－ 机－ 环境系统工程是一门 综合性边缘技术科学， 它从一系列 基础学科中吸取了丰富营养， 并奠 定了自身的基础理论。人－ 机－ 环 境系统工程的基础理论可以概括 为控制论、模型论和优化论。运用 人机环境系统工程理论进行汽车 设计， 能够确保汽车的操作安全、 驾驶舒适。 人－ 机－ 环境系统工程研究的内容
车身颜色的选择 提起汽车 的颜色， 人们自然会想到五彩缤纷 的色彩。这些色彩不仅美化了汽 车， 而且与交通安全密切相关。色 彩是一种无声的语言， 不同的色彩 对人的生理和心理产生不同影响。 不同色彩的组合还可以调节人的 感情， 色彩能引起人们视觉上的远 近差异。一般来说， 浅色调使物体 显得较大， 向前突出， 增加亲近感； 相反， 深色调使物体显得较小， 向 后退缩， 增加距离感。研究表明， 在 雾天、雨天或每天早、晚时分， 黄色 汽车和浅绿色汽车最容易被人发 现， 发现黄色汽车或浅绿色汽车的 距离比发现深色汽车要远３倍左 右。因此， 浅淡且鲜艳的汽车颜色 不仅使汽车外形轮廓看上去更大， 使汽车有较好的可视性， 而且可使 汽车驾驶员精神兴奋、精力集中， 因此有利于安全行驶。
汽车座椅的设计 汽车中的 座椅是影响驾驶和乘坐舒适程度 的重要设施， 而驾驶员的座椅更为 重要。舒适而操作方便的驾驶座 椅， 可以减小驾驶员的疲劳程度， 降低交通事故的发生率。
驾驶座椅的靠背与座面的夹 角及座面与水平面的夹角是影响 驾驶员驾驶作业的关键。驾驶员在 行驶中的视线垂直于视觉目标， 观 察效果最好。如果靠背倾角太大，
环境系统分析复习整理 复习笔记
第一章 环境系统分析概论体的，因此 即使每一个元素都不很完善，但也可以组合出一个具有良好功能的系统 *4.系统分析的定义：系统分析可以被理解为一个队研究对象进行有目的，有步骤的探索过程，通过分解与综合的反复协调，寻求满足系统目标的最佳方案。
（系统分析的最大特点是追求总体目标的最优）人体和生态的影响，环境工程技术原理和环境经济学等为依据，并综合运用系统论、控制论和信息论的理论，采用现代管理的数学方法和电子计算机技术，对环境问题和防止工程进行系统分析，谋求整环境保护对象：自然保护区系统，生态保护区系统，空气污染控制系统 ，水污染控制系统， 都市生态环境系统环境管理功能： 环境监测系统 ，环境执法系统， 环境规划管理系统 ，排污申报管理系统， 环境统计管理系统 ，排污收费管理系统污染物的发生与迁移过程产业类型：污染物发生系统，污染物输送系统，污染物处理系统，接受污染物的环境系统， 矿山环境系统，冶金环境系统，环保产业系统第二章 数学模型概述1 一元线性回归分析（最小二乘法） 两个假设：所有自变量的值均不存在误差，因变量的值则含有测量误差与各自测量点拟合最好的直线为能使各点到直线的竖向偏差的平方和最小的直线（也就是将尽可能地靠近所有的点）。
设有n 对x.,y 的值适合线性方程y=mx+b 。
如果已知b 、m 的值，就可以根据自变量xi 的值计算出对应的因变量的值设为yi ’，另di 为测量值与计算值的偏差，则： di ＝yi －yi ’=yi －（b+mxi ）偏差平方和：2211[()]n ni i z di yi b mxi ====-+∑∑为使平方和最小，他们必需满足必要条件：0z b ∂=∂0z m ∂=∂解得：2. 模型的检验：（图形表示法，相关系数法，相对误差法）相关系数法：相关系数是用来度量计算值和观测值的吻合程度的量，用r 表示：其中yi ，'yi 为测量值和计算值 y ，'yi 为测量值和计算值的平均值。
环境系统工程课程设计
环境系统工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解环境系统工程的定义、基本原理及其在我国环境保护和可持续发展中的作用；2. 掌握环境系统工程的主要分析方法，如系统分析、系统工程等；3. 了解环境系统工程在水资源管理、大气污染控制、固废处理等方面的应用。
技能目标：1. 能够运用环境系统工程的方法分析环境问题，并提出解决方案；2. 培养学生运用现代信息技术手段，如GIS、计算机模拟等，进行环境数据分析的能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，使其能在项目中进行有效的分工与协作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对环境保护的责任感和使命感，树立绿色发展的价值观；2. 增强学生面对环境问题时的积极态度，鼓励他们为改善环境贡献自己的力量；3. 培养学生的创新意识，激发他们对环境系统工程领域的兴趣和热情。
本课程针对高中年级学生，结合环境系统工程学科特点，注重理论与实践相结合，旨在培养学生的环境意识、创新思维和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够运用所学知识和技能，为我国环境保护和可持续发展作出贡献。
同时，课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 环境系统工程基本概念：介绍环境系统工程的定义、发展历程及在我国的应用现状，对应教材第一章内容。
2. 环境系统工程原理：讲解系统分析、系统工程等基本原理，以案例分析为辅助，帮助学生理解原理在实际环境问题中的应用，对应教材第二章。
3. 环境系统工程分析方法：教授常用的环境系统工程分析方法，如数学模型、优化模型、模拟模型等，结合实际案例进行讲解，对应教材第三章。
4. 环境系统工程应用：介绍环境系统工程在水资源管理、大气污染控制、固废处理等领域的应用，分析成功案例，对应教材第四章。
5. 现代信息技术在环境系统工程中的应用：讲解GIS、计算机模拟等现代信息技术在环境系统工程中的应用，结合实际操作演示，对应教材第五章。
06环境质量基本模型-环境系统工程教案
对称
二维模型
∂C ∂ 2C ∂ 2C ∂C ∂C = Dx 2 + D y 2 − u x − uy − KC ∂t ∂x ∂y ∂x ∂y
三维模型
∂C ∂ 2C ∂ 2C ∂ 2C ∂C ∂C ∂C = Et , x 2 + Et , y 2 + Et , z 2 − u x − uy − uz − KC ∂t ∂x ∂y ∂z ∂x ∂y ∂z
湖南大学环境科学与工程系
环境系统工程教案
3.1.1 随着介质的迁移运动——推流迁移
污染物在气流或水流作用下产生的空间位置上的转移。 污染物在气流或水流作用下产生的空间位置上的转移。 ——不能降低污染物的质量和浓度。 不能降低污染物的质量和浓度。 不能降低污染物的质量和浓度
f = uC
掌 握
湖南大学环境科学与工程系
I D,x
∂C = − Dx ∂x
I D, y ∂C = − Dy ∂y
掌 握
I D,z ∂C = − Dz ∂z
各向异性
湖南大学环境科学与工程系
弥散
湍流扩散
分子扩散
环境系统工程教案
3.1.3 污染物的衰减与转化
dC = − KC dt
湖南大学环境科学与工程系
环境系统工程教案
3.2 环境质量基本模型的推导Leabharlann 变 化 ＝ 输 入 输 -
∆x → 0
∂u xC ∂ ∂C ∂C =− − ( − Dx ) − KC ∂t ∂x ∂x ∂x
均匀流场
-
∂C ∂ 2C ∂C = Dx 2 − u x − KC ∂t ∂x ∂x
湖南大学环境科学与工程系
环境系统工程教案
∂C ∂ 2C ∂C = Dx 2 − u x − KC ∂t ∂x ∂x
环境系统数学模型
《环境系统数学模型》课程教学大纲（Environmental System Mathematical Model）一、基本信息课程编号：C2113215课程类别：专业选修课适用层次：本科适用专业：环境工程、环境科学开课学期：7总学分：1.5总学时：24学时考核方式：考查二、课程教育目标环境系统数学模型是指用数学语言对环境系统各组成要素之间的关系进行描述，通过数学上的演绎推理和分析求解，使我们能够发掘出环境系统发展的内在规律，进而寻求到解决环境与经济之间的矛盾的有效途径。
三、教学内容与要求第一章：环境系统与数学模型（4学时）教学内容：环境系统、数学模型基本要求：了解环境系统和数学模型的定义与内在选择关系，掌握建立环境系统数学模型的思路。
重点：模型建立的过程难点：数学模型第二章：环境质量模型（4学时）教学内容：污染物运动的特征、模型的推导与解析基本要求：掌握环境质量模型的推导、建立和解析的基本原理和方法重点：模型的推导与解析难点：模型的推导与解析第三章:水质模型（8学时）教学内容：地表水一维、二维模型基本要求：掌握河流、河口、近海、湖库、排污水的水质模型的建立与解析重点：河流、湖库、排污水、近海等水质模型难点：河流三维水质模型第四章：大气质量模型（8学时）教学内容：大气污染预测模型、大气质量规划模型、大气污染扩散模型基本要求：了解大气污染预测模型和规划模型、掌握大气污染扩散模型重点：大气污染源扩散模型难点：大气污染源扩散模型四. 作业、练习的安排与要求每章留有思考题或文献阅读。
五. 各个章节学时分配六. 相关联的课程1.预修课程高等数学、大气污染控制工程、水污染控制工程2.后续课程：无七. 教材与教学参考书1.建议教材：《环境系统数学模型》郑彤、陈春云著化工出版社 2003年2.建议参考书目：《环境系统工程》侯可复北京理工大学出版社 1992年《环境系统工程方法》汤岳勇等中国环境科学出版社 1990年《环境系统分析》程声通高教出版社 1990年八.成绩评定考核的方式与方法：考查平时考核、提问为20% ；课程论文为80%编写人（签字）：李光浩编写人职称：教授审阅人（签字）：审阅人职称：审批人（签字）：审批人职务：本大纲启用日期：年月日《环境系统数学模型》课程简介课程编号：C2113215英文名称：Environmental System Mathematical Model学分：1.5 学时：24授课对象：环境工程、环境科学课程目标：环境系统数学模型是指用数学语言对环境系统各组成要素之间的关系进行描述，通过数学上的演绎推理和分析求解，使我们能够发掘出环境系统发展的内在规律，进而寻求到解决环境与经济之间的矛盾的有效途径。
《系统工程》第三章系统模型与模型化知识点
第三章系统模型与模型化1、模型是实现系统的理想化抽象或简洁表示，描绘了现实系统的某些主要特点，是为了客观地研究系统而发展起来的。
模型的三个特点：（1）它是现实世界部分的抽象或模仿（2）它是由那些与分析的问题有关的因素构成的（3）它表明了有关因素间的互相关系2、模型的作用与地位 P36作用：（1）模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达。
这种表达是简洁的、形式化的。
（2）模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现。
（3）利用模型可以进行“思想”试验。
3、模型的分类P364、构造模型的一般原则书P37：（1）建立方框图（2）考虑信息相关性（3）考虑准确性（4）考虑集结性课件：1.现实性 2.简洁性 3.适应性 4.强壮性5、建模的基本步骤P38（1）明确建模的目的和要求，以便使模型满足实际要求，不致产生太大偏差。
（2）对系统进行一般语言描述。
（3）弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系（结构关系和函数关系），以便使模型准确地表示现实系统。
（4）确定模型的结构（5）估计模型的参数（6）实验研究（7）必要修改课件：1.形成问题 2.选定变量 3.变量关系的确定4.确定模型的数学结构及参数辨识5.模型真实性检验6、模型的简化方法 P40（1）减少变量，减去次要变量（2）改变变量性质（3）合并变量（集结）（4）改变函数关系（5）改变约束条件7、系统结构模型化------计算题P41-54结构模型是定性表示系统构成要素以及它们之间存在着的本质上相互依赖，相互制约和关联情况的模型。
邻接矩阵（A）是表示系统要素间基本二元关系或直接联系情况的方阵。
邻接矩阵A的元素a ij可以定义如下：a ij= 1 S i R S j R表示S i与S j有关系0 S i R S j R表示S i与S j没关系可达矩阵R是指用矩阵形式来描述有向连接图各节点之间，经过一定长度的通路后可以到达的程度。
基于模型的系统工程ppt课件
MBSE的三个支柱
MBSE有三个支柱：建模语言，建模思路，建模工具。系 统工程团队会使用特定的建模工具，标准化的建模语言来执行 特定建模方法所要求的一系列设计任务，以创建出一个集成化 的系统模型。
MBSE
建
建
模
模
语
思
言
路
建 模 工 具
16
为 了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
（三）系统工程所面临的挑战
系统越发复杂 系统的系统
理解的难度在增 大： 认知和理解是研 制出系统的前提 ，目前对系统进 行认知的太慢、 成本太高
沟通成本太高： NASA的经验， “系统工程95％ 是沟通，5％是 工程”。
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为 了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
MBSE：集成的、 关联的各种模型
18
为 了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
1、系统建模语言
Байду номын сангаас
SysML 图示
结构 图示
需求图示
行为 图示
包图 [PKG]
内部块图 [IBD]
块定义图 [BDD]
研制程序、技术基线与技术评审：把这些建模工作在时间轴上“平摊” 开来，就形成了研制程序。
数学模型和仿真技术：减少对实物模型及实物试验的需求。
建模工作的组织管理：项目管理，WBS、PERT、关键路径法、挣值 管理等 。
系统工程第二章系统模型
第二章系统模型方法2.1 模型概述模型是对研究对象的一种描述方法。
模型的类型可分为物理模型、数学模型、结构模型、仿真模型等几大类。
物理模型是指通过实物建立的系统对象的实物模型或类比模型；数学模型是用数学语言描述的一类模型；结构模型是主要反映系统的结构特点和因果关系的模型（其中的一类重要模型是图模型，即用结构图表示系统的结构）；仿真模型是通过在计算机上运行的程序表达的模型。
采用适当的仿真语言或程序，物理模型、数学模型和结构模型一般都能转变为仿真模型。
系统工程建立的模型可统称为系统模型，通常是非物理模型。
数学模型是应用最多的一种模型，可进一步分为原理性模型、系统学模型、规划模型、预测模型、管理决策模型、仿真模型、计量经济模型等类型。
⑪原理性模型。
原理性模型是指自然科学中所有的定理及公式。
自然科学已建立起一套完整的原理性模型，如开普勒的行星运动三大定律、牛顿的经典力学三大定律以及近代的爱因斯坦相对论等。
⑫系统学模型。
系统学是研究系统结构与功能（演化、协同和控制）的一般规律的科学，其研究对象是各类系统，系统可分为简单系统和复杂巨系统，系统的研究方法主要有运筹学、信息论、数学以及耗散结构理论、协同学和突变论等。
系统学模型通常包括：系统动力学、大系统理论、灰色系统、系统辩识、系统控制、最优控制和创造工程学等。
⑬规划模型。
数学规划是研究合理使用有限资源以取得最佳效果的数学方法，其实质是用数学模型来研究系统的优化决策问题。
在规划问题中，必须满足的条件称为约束条件，要达到的目标用目标函数来表示，规划模型要解决的问题是，在约束条件的限制下，根据一定的准则从若干可行方案中选取一个最优方案。
规划模型通常包括：线性规划、非线性规划、目标规划、更新理论和运输问题等。
⑭预测模型。
预测是对事物的发展规律和结果的推断。
预测方法可分为定性预测和定量预测两大类。
⑮管理决策模型。
管理决策是在管理过程中做出的各种决策。
管理决策模型通常包括：关键路线法、计划评审技术、风险评审技术和层次分析法等。
《系统工程》第三章系统模型与模型化知识点
第三章系统模型与模型化1、模型是实现系统的理想化抽象或简洁表示，描绘了现实系统的某些主要特点，是为了客观地研究系统而发展起来的。
●模型的三个特点：（1）它是现实世界部分的抽象或模仿（2）它是由那些与分析的问题有关的因素构成的（3）它表明了有关因素间的互相关系2、模型的作用与地位P36作用：（1）模型本身是人们对客体系统一定程度研究结果的表达。
这种表达是简洁的、形式化的。
（2）模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理的发现。
（3）利用模型可以进行“思想”试验。
3、模型的分类P364、构造模型的一般原则书P37：（1）建立方框图（2）考虑信息相关性（3）考虑准确性（4）考虑集结性课件：1.现实性 2.简洁性3.适应性4.强壮性5、建模的基本步骤P38（1）明确建模的目的和要求，以便使模型满足实际要求，不致产生太大偏差。
（2）对系统进行一般语言描述。
（3）弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系（结构关系和函数关系），以便使模型准确地表示现实系统。
（4）确定模型的结构（5）估计模型的参数（6）实验研究（7）必要修改课件：1.形成问题 2.选定变量 3.变量关系的确定4.确定模型的数学结构及参数辨识5.模型真实性检验6、模型的简化方法P40（1）减少变量，减去次要变量（2）改变变量性质（3）合并变量（集结）（4）改变函数关系（5）改变约束条件7、系统结构模型化P41-54结构模型是定性表示系统构成要素以及它们之间存在着的本质上相互依赖，相互制约和关联情况的模型。
●邻接矩阵（A）是表示系统要素间基本二元关系或直接联系情况的方阵。
邻接矩阵A的元素a ij可以定义如下：a ij= 1 S i R S j R表示S i与S j有关系0 S i R S j R表示S i与S j没关系●可达矩阵R是指用矩阵形式来描述有向连接图各节点之间，经过一定长度的通路后可以到达的程度。
8、图解法：它主要用于变量不多（2-3个）而欣喜也不充分的条件下分析变量之间的定性关系。
系统工程：第4章 系统建模方法
4.1.1 系统模型的定义
根据不同的研究目的，同一个系统可以建立不同的系统模 型。例如 ，城市经济模型，可以用一、二、三产业表示， 也可以用各个行政管理部门来表示。
同一种模型可以代表多个系统 。例如，y=kx (k是为常量)， 几何上：代表一条通过原点的直线；代数上：表示比例关 系；设k＝π，x代表直径，则y表示圆周长；设k表示弹簧 刚度，x表示伸长量，则y表示弹簧力大小；当k＝a表示加 速度，x＝m表示质量，则y表示物体所受外力大小等等。
《系统工程》 第四章 系统建模方法
程森林
二Ｏ一Ｏ年一月
主要内容
4.1 系统模型概述 4.2 系统建模方法 4.3 典型模型介绍
4.1 系统模型概述
4.1.1 系统模型的定义 4.1.2 系统模型与原型 4.1.3 系统模型的分类 4.1.4 数学模型 4.1.5 计算机模型
4.1.1 系统模型的定义
抓住主要矛盾 模型只应包括与研究目的有关的方面，而 不是对象系统的所有方面。例如，对—个空运指挥调度系 统的研究，建模只需考虑飞机的飞行航向而无需考虑其飞 行姿态。 清晰明了 一个大型复杂系统是由许多联系密切的子系统 组成的，因此对应的系统模型也是由许多子模型(或模块) 组成的。在子模型与子模型之间，除了保留研究目的所必 要的信息联系外，其它的耦合关系要尽可能减少，以保证 模型结构尽可能清晰明了。
4.1.3 系统模型的分类
比例模型 是放大或缩小的系统，使之适合于研究。 文字模型 如技术报告、说明书等。在物理模型和数 学模型都很难建立时，有时不得不用它来描述研究结 果。 网络模型 用网络图来描述系统的组成元素以及元素 之间的相互关系(包括逻辑关系与数学关系)
4.1.3 系统模型的分类
图表模型 用图像和表格描述的模型，它们可以互 相转化，这里说的图像是指坐标系中的曲线、曲 面和点等几何图形。 逻辑模型 表示逻辑关系的模型，如方框图、程序 单等。 数学模型 用数学方程式表示的模型。 计算机模型 用计算机语言描写的模型。
系统工程系统模型与仿真
符号模型 数学模型 启发式模型
按对对象的了解程度分
白箱模型 灰箱模型 黑箱模型
模型库与模型体系
四 系统模型的构建
• 直接分析法 • 数据分析法（横断面数据） • 情景分析法
• 专家法（如Delphi technique）
1. 数学模型的构建（一般步骤） （1）明确目标 （2）找出主要因素，确定主要变量 （3）找出各种关系 （4）明确系统的资源和约束条件
在系统工程中，模型是系统的代名词。我们说一个模型，就代表着一类 系统，反过来，我们说一个系统，就意味着使用它的一种模型。
构造模型是为了研究系统的原型，因此，对模型一般有如下的要求：
（1）真实性：模型反映系统的物理本质。 （2）简明性：模型反映系统的主要特征，简单明了，易于求解。
（3）完整性：系统模型应该包括目标与约束两个方面。
（4）规范化：尽量采用现有的标准形式，或对于标准形式的模型加以某 些修改，使之适合新的系统。
模型的作用不在于、也不可能表达系统的一切特征，而是表达它的主要 特征，特别是表达最需要知道的那些特征。所以建立模型需要在真实性 和简明性之间权衡。
模型的完整性主要体现在建立一个系统的需要和可能两个方面，而规范 化则是强调对已有模型的使用，且隐含着综合就是创造的理念。
一 引言
系统、模型、仿真是一根链条上的三个环节，是一个工作程序的三个步 骤。
研究系统要借助模型，有了模型要进行运作---仿真。根据仿真的结果， 修改模型，再进行仿真……。根据一系列的仿真结果，得出现有系统的 调整、改革方案或新系统的设计、建造方案。
二 系统模型的定义和作用
系统模型是对于系统的描述、模仿和抽象，它反映系统的物理本质与主 要特征。 系统模型高于实际的某一个系统而具有同类系统的共性。 模型方法是系统工程的基本方法。研究系统一般都要通过它的模型来研 究，有些系统只能通过模型来研究。
《系统工程理论》课件
详细描述
随着大数据技术的快速发展，系统工程领域 也开始探索如何利用大数据技术进行系统建 模、分析和优化。这包括利用大数据技术进 行系统性能评估、预测和决策支持等方面。
复杂系统的研究
总结词
复杂系统是当前研究的热点之一，需 要研究如何对复杂系统进行建模、分 析和控制。
详细描述
复杂系统是由大量相互作用的元素组 成的系统，其行为往往难以预测和控 制。因此，需要研究如何对复杂系统 进行建模、分析和控制，以实现系统 的优化和改进。
《系统工程理论》 ppt课件
目录
• 系统工程理论概述 • 系统工程的基本原理 • 系统工程的方法论 • 系统工程的应用实践 • 系统工程的前沿研究
01 系统工程理论概述
系统工程的定义与特点
总结词
系统化、综合化、模型化
详细描述
系统工程是一门跨学科的综合性科学，它采用系统化的方法，综合各个领域的 理论知识和技术手段，通过建立模型来描述系统的结构和功能，以达到系统的 最优化。
系统开放性原理
• 总结词：系统开放性原理强调系统与外部环境之间的相互联系和相互作用，系 统通过与外部环境的交换获得所需资源并释放废弃物。
• 详细描述：系统开放性原理认为任何系统都不是孤立的，而是与外部环境相互 依存、相互作用的。系统需要不断地与外部环境进行物质、能量和信息的交换 ，以维持其正常的功能和运行。同时，系统也需要适应外部环境的变化，不断 调整自身的结构和行为。
系统层次性原理
• 总结词：系统层次性原理揭示了系统的层次结构，不同层次具有不同的功能和 特征，层次之间存在着控制和协作的关系。
• 详细描述：系统层次性原理认为任何系统都可以划分为不同的层次，每个层次 都有其特定的功能和特征。在层次结构中，上层对下层进行控制和协调，而下 层则向上层提供服务和支持。这种层次结构使得系统具有更好的稳定性和可控 性。