第二次作业《解释结构模型应用》讲解
解释结构模型法ppt
表示。
T
M
S
教师
计算机多媒体
学生
图1 CAI系统结构模型
二、有向图得矩阵描述
对于一个有向图,我们可以用一个m×m方形矩阵来表示。m为系统要素得个数。矩 阵得每一行与每一列对应图中一个节点(系统要素)。规定,要素Si 对Sj 有影响时,矩阵元 素aij为1,要素Si对Sj无影响时,矩阵元素aij为0。即
S1 0 0 1 1 1 0 0 S2 0 0 0 0 0 1 1
A
S3 S4
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
S5
0
0
0
0
0
1
0
S6 0 0 0 0 0 0 1
S7 0 0 0 0 0 0 0
三、进行矩阵运算,求出可达矩阵
1 0 1 1 1 0 0
0 1 0 0 0 1 1
0 1 1 0 0 0 0
表12-1 因素之间得联系
实验者(S1) 实验者(S2) 实验者(S3) 干扰因素(S4) 实验反应(S5)
实验者 S1 实验对象 S2 实验因素 S3 干扰因素 S4 实验反应 S5
○控制变量 ○排除干扰 ○测量反应 ○作出反应
○刺激对象 ○干扰对象
S1 S4
S3
S2
S5
S1 S2 S3 S4 S5
计算出矩阵 A3 得到:
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
第二次作业《解释结构模型应用》讲解
第二次作业《解释结构模型应用》讲解大连海事大学实验报告《系统工程》2014～2015学年第一学期实验名称：基于解释模型在大学生睡眠质量问题的研究学号姓名：马洁茹姚有琳指导教师：贾红雨报告时间： 2014年9月24日《系统工程》课程上机实验要求实验一解释结构模型在大学生睡眠质量问题中的研究实验名称：基于MATLAB软件或C/Java/其他语言ISM算法程序设计(一) 实验目的系统工程课程介绍了系统结构建模与分析方法——解释结构模型法（Inter pretative Structural Modeling ·ISM）是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法，能够利用系统要素之间已知的零乱关系，用于分析复杂系统要素间关联结构，揭示出系统内部结构。
ISM方法具有在矩阵的基础上再进一步运算、推导来解释系统结构的特点，对于高维多阶矩阵的运算依靠手工运算速度慢、易错，甚至几乎不可能。
本次实验的目的是应用计算机应用软件或者是基于某种语言的程序设计快速实现解释结构模型(ISM)方法的算法，使学生对系统工程解决社会经济等复杂性、系统性问题需要计算机的支持获得深刻的理解。
学会运用ISM分析实际问题。
(二) 实验要求与内容：1.问题的选择根据对解释结构模型ISM知识的掌握，以及参考所给的教学案例论文，决定选择与我们生活有关的——大学生睡眠质量问题。
2．问题背景睡眠与我们的生活息息相关，当每天的身体机制在不断运行的过程中身体负荷不断变大，到了夜间就需要休息。
但是同一寝室的同学大多休息时段不同，有些习惯早睡，有些会由于许多原因晚睡。
有些睡眠较沉不会轻易被打扰，有些睡眠较轻容易被鼾声或者其他声响惊醒。
学习得知，解释系统模型是通过对表面分离、凌乱关系的研究，揭示系统内部结构的方法。
因此，我想尝试通过解释模型来对该问题进行研究分析。
3.用画框图的形式画出ISM的建模步骤。
(三) 问题背景描述1.用文字说明问题背景；睡眠与觉醒是人体中枢神经系统中的一种主动节律性活动,被形象化地称为人体的生物钟。
11 解释结构模型的应用
0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0
0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1
0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1
A3 A2 M
缩减可达矩阵
寻找各级的最高级要素集 ——第一级的可达集与先行集 Si 可达集合R(Si) 先行集合A(Si) R(Si) A(Si)
S1
S2 S3 S4
S1
S1,S2 S1,S3 S1,S2,S3,S4
S1,S2,S3,S4
S2,S4 S3,S4 S4
S1
S2 S3 S4
第一级：T1={S1}
——第二级的可达集与先行集
• 可达集：要素Si 可以到达的要素集合定义为要素Si 的可达集，用R(Si)表示，由可达矩阵中第Si 行中所 有矩阵元素为1的列所对应的要素集合。 • 先行集：将到达要素Si 的要素集合定义为要素Si 的 先行集，用A(Si )表示，由可达矩阵中第Si 列中的所 有矩阵无素为1的行所对应的要素组成。 • 最高级要素集：一个多级递阶结构的最高级要素集， 是指没有比它再高级别的要素可以到达。其可达集 R(Si)中只包含它本身的要素集,而先行集中，除包含 要素Si本身外，还包括可以到达它下一级的要素。 • 若R(Si)=R(Si)∩A(Si )， 则Si 即为最高级要素集。
各要素之间关系如下
V V V V V X V V V V V 12 A V V V V V X A V 8 9 A 11 10 A 7 V V 5 6 A A 3 4 A 2
1
根据各要素关系，列出邻接矩阵
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
1解释结构模型ISM及其应用
7 0 0 0 0 0 0 1
关系图
可达性矩阵
17
区域划分表
i 1 2 3 4 5 6 7
R(ei) 1 1,2 3,4,5,6 4,5,6 5 4,5,6 1,2,7
A(e3 )
A(ei) 1,2,7 2,7 3 3,4,6 3,4,5,6 3,4,6 7
R(ei)∩A(ei) 1 2 3 4,6 5 4,6 7
24
4、是否强连接单元的划分 4 ( L) 在级别划分的某一级 Lk 内进行。如果某单元不属 于同级的任何强连接部分，则它的可达集就是它本身， 即 这样的单元称为孤立单元，否则称为强连接单元。 于是，我们把各级上的单元分成两类，一类是孤立 单元类，称为I1类；另一类是强连接单元类，称为I2类， 即 π4(L)={I1，I2}
2
结构模型：
系统有很多要素构成，建立要素之间的相互关系，即系 统的结构模型，是系统分析的重要方法。
3
凡系统必有结构，系统结构决定系统功能； 破坏结构，就会完全破坏系统的总体功能。这说 明了系统结构的普遍性与重要性。 结构模型描述系统结构形态，即系统各部分间 及其与环境间的关系（因果、顺序、联系、隶属、 优劣对比等）。结构模型是从概念模型过渡到定 量分析的中介，即使对那些难以量化的系统来说 也可以建立结构模型，故在系统分析中应用很广 泛。
1 2 11 3 4 5 6
3.上课不认真 6.太贪玩 9.朋友不好
7
8
9
10
8
例：温带草原食物链
12 11 9 10 8
7 2 3 4 6
5 1
1.草 2.兔 3.鼠 4.吃草的鸟 5.吃草的昆虫 6.捕食性昆虫 7.蜘蛛 8.蟾蜍 9.吃虫的鸟 10.蛇 11.狐狸 12.鹰和猫头鹰
解释结构模型ppt课件
式中，n——矩阵阶数。则 Ar-1=(A+I) r-1=R
矩阵R称为可达矩阵，它表明各节点间经过长度不大于n-1
的通路可以到达的程度。对于节点数为n的图，最长的通
路其长度不超过（n-1），同时 R2=R。本例中，经过继续
运算，得矩阵A3有
由于系统只有4个要素，其最大传送
1 1 1 1 次数为3次， 对应的可达矩阵为
找出最高级要素后，即可将其从可达矩阵中划去相应的行和
列；接着，再从剩下的可达矩阵中寻找新的最高级要素，依
此类推，就可以找出各级所包含的最高级要素集合，一次记
为L1，L2，…，Lk有k个级次的系统。
22
第二级划分得到的可达集与先行集
由上表可以看出，对应的系统的第一级L1={S1，S5}，在可 达矩阵去掉要素S1和S5后，进行第二级划分：
2
1,2
2,7
2
3
3,4,5,6
3
3
4
4,5,6
3,4,6
4,6
5
5
3,4,5,6
5
6
4,5,6
3,4,6
4,6
7
1,2,7
7
20
7
求出满足A( Si ) = R(Si) ∩ A( Si )的集合T，即求出底层 要素的集合。由表可知，T={3,7}。
再其次，找出与这些要素在同一部分的要素。如 果两要素Si， Sj在同一部分内，则它们的可达集有 共同的单元，即R(Si) ∩ A( Si ) =ø。否则，它们分别 属于两个连通域。
3
二、解释结构模型（ISM）
（二）基本理论
所谓结构模型，就是应用有向连接图来描述系统各要素间 的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型，如下 图所示即为两种不同形式的结构模型。
解释结构模型(ISM)(课堂PPT)
8,9
7
L5={s7}
L 1 s1 ， s4L 2 s2 ， s5 L 3 s3L 4 s6 ， s8 ， s9L 5 s7
L1
s
，
1
s4
L 2 s 2， s 5
L3 s3
L 4 s 6， s 8， s 9
L5 s7
系统结构模型
含义
article
基于解释结构模型的公交客流量影响因素分析
—— 孙慧， 周颖， 范志清
article
article
article
article
总结
Thank you！
则称M为系统A的可达矩阵。其中，I为单位矩阵。 可达矩阵表示从一个要素到另一个要素是否存在连接的路径。
ISM方法的基本步骤
要素关系表
邻接矩阵
可达矩阵
层次划分
➢ 可达集 P(si)： P s i s jm i j1i 1 ,2 , ,n ➢ 先行集 Q(sj)： Q s i s im j i1i 1 ,2 , ,n
M-L1-L2
层次划分
si
P(si)
Q(si)
P(si)∩Q(si)
层次
2
2Hale Waihona Puke 2,3,6,7,8,92
3
2,3
3,6,7,8,9
3
5
5
5,6,7,8,9
5
6
2,3,5,6
6
6
L2={s2,s5}
7
2,3,5,7,8,9
7
7
8
2,3,5,8,9
7,8,9
8
9
2,3,5,8,9
7,8,9
9
解释结构模型在区域科技创新能力上的应用
一
、
解 释结 构模 型方 法概 况
通过 近几年区域科技创新 进程的调研 ， 以区域科技创新 能力 为中心 ， 从科技投入 、 科技产 出和科技支撑环境等方面考 虑 ，归纳 出现 阶段影 响区域科技创新能力 的 ２ 个主要指标 ， １
如表 １ 所示 。 表 １ 区域科技创新能 力影响指标
培
２ １ 年 第 ３期 ００ 总第 ７ 期 ６
经济研究导刊
ＥＣ ＯＮ０ＭＩ Ｃ ＲＥＳ ＥＡＲＣ ＧＵＩ Ｈ ＤＥ
Ｎｏ３， ０ ０ ． ２ １
Ｓ ｒ ｌＮｏ７ ｅ ｉ ．６ ａ
墙～ 、 ＿ ● ｌ ． － 一 ●
．
加＿ ～
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１ ● Ｉ
盯
解释结构模 型在 区域科技创新 能力上 的应用
ｓ 。
全社会 固定资产投资总额
ｓ 万元 Ｇ Ｐ综合能耗 ， Ｄ ｓ 环境质量综合治理指数 。 。 ｓ 。 ｓ
图 １层次化处理后的缩减矩阵
资源综合利用指数 人均邮电业务量
Ｓ。 万人 因特 网用 户数
收 稿 日期 ：０ ９ １— ０ ２０—０２
作者简 介 ： 李强（９２ ）男， １８一 ， 吉林长春人 ， 士研 究生， 硕 从事定性 与定量分析研 究。
人们 的实践经验和知识以及计算机的帮助 ，最终 构成一个 多 级递阶 的结构模型。
二、 解释 结 构模 型应 用
１ ． 收集和整理 问题 的构成要 素
ｓ
每百万人 中发 明专利批准数
Ｓ 每百万人 中技术成果成交额 。 ｓ， 高技术产业增加值 。
Ｓ ｓ 。 ｓ 。 Ｇ Ｐ增长率 Ｄ 居 民消费水平 国民人均受教育年 限 Ｓ３ 人均 Ｇ Ｐ Ｄ
结构模型评估-概述说明以及解释
结构模型评估-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分是对整篇文章的一个简要介绍，可以包括以下内容：在这篇文章中，我们将要探讨和评估结构模型的相关内容。
结构模型是一种在不同领域中被广泛应用的分析工具，它可以帮助我们理解事物的组成和相互关系。
本文旨在对结构模型进行评估，以了解其在实际应用中的有效性和可靠性。
首先，我们将介绍结构模型的概念和原理。
结构模型是一种描述事物内部和外部结构的模型，它可以通过图形、方程或其他形式来表示。
通过对事物进行分析和建模，我们可以更好地理解其构成要素之间的相互作用和关联。
其次，我们将讨论结构模型的应用领域。
结构模型在许多领域中都有广泛的应用，例如社会科学、生态学、管理学等。
在这些领域中，结构模型可以帮助我们分析和预测各种复杂的现象和问题，从而为决策和政策制定提供有力的支持。
然后，我们将探讨不同类型的结构模型。
结构模型可以分为静态和动态两种类型。
静态结构模型用于描述事物的静态特征和互动关系，而动态结构模型则能够模拟事物的演变和变化过程。
了解不同类型的结构模型可以帮助我们选择合适的模型来分析和解决具体问题。
最后，我们将评估结构模型的优点和局限性。
结构模型作为一种分析工具，虽然有许多优点，但也存在一些局限性。
通过评估结构模型的优点和局限性，我们可以更好地理解其适用范围和潜在问题，从而更好地应用它们进行分析和决策。
总之，本文将详细探讨和评估结构模型的相关内容，希望能够为读者提供有关结构模型的全面了解和应用指导。
在接下来的章节中，我们将进一步展开讨论，深入探索结构模型的各个方面。
1.2 文章结构文章结构文章的结构对于一篇长文来说至关重要，它能够为读者提供清晰的导引，使其能够更好地理解和把握文章的主要内容和逻辑关系。
本文将按照以下结构进行展开讨论。
首先，在引言部分，我们将为读者提供本文的概述和背景信息。
我们将简要介绍结构模型评估的背景和意义，并解释为什么这个主题是值得讨论的。
接下来，在正文部分，我们将详细探讨结构模型评估的三个要点。
解释结构模型应用举例
解释结构模型应用举例
嘿，你知道啥是解释结构模型不？这玩意儿可有意思啦！就好比搭
积木，你得把一块块积木巧妙地组合起来，才能搭出个漂亮的造型。
比如说，咱就拿一个公司的组织架构来举例吧！公司里有各个部门，像销售部啦、研发部啦、财务部啦等等。
这就像一堆不同形状的积木。
解释结构模型呢，就是要搞清楚这些部门之间的关系，哪个部门对哪
个部门有影响，是直接的还是间接的。
这不就跟搭积木的时候，要想
好哪块积木放在哪，怎么放才能让整个结构稳定一个道理嘛！
再比如说，在一个项目里，有各种任务和环节。
用解释结构模型就
能清晰地看出哪些任务是基础的，哪些是后续的，哪些任务相互之间
有着紧密的联系。
就好像拼图一样，每一块都有它特定的位置和作用，只有把它们都放对了，才能呈现出完整的画面。
你想想看，要是没有这个模型，那不就像闭着眼睛搭积木或者拼图嘛，肯定乱七八糟的呀！
咱再举个生活中的例子。
你要组织一场聚会，得考虑邀请哪些人，
这些人之间的关系怎么样，谁和谁可能合得来，谁和谁可能有点小摩擦。
这也是一种解释结构模型呀！你得把这些关系都理清楚了，才能
让聚会顺顺利利的，大家都开心。
哎呀，这么一说，解释结构模型是不是挺有用的呀？它能帮我们理
清各种复杂的关系，让我们做事更有条理，更有效率。
它就像是我们
的小助手，帮我们把混乱的局面变得清晰起来。
你说，我们能离得开它吗？肯定不能啊！所以啊，大家都要好好了解了解这个神奇的解释结构模型，让它为我们的生活和工作服务！。
解释结构模型学习ppt
2
其特点是把复杂的系统分解为若干子系统（要素），利用人们的实践经验和知识，以及电 子计算机的帮助，最终将系统构造成一个多级递阶的结构模型。
3
ISM 属于概念模型，它可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好结构关系的模 型，应用面十分广泛。从能源问题等国际性问题到地区经济开发、企事业甚至个人范围的
可达矩阵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
软件实现
简介
相关概念
2、图的矩阵表示法 2.2、可达矩阵
运用原理及 工作程序
工作程序 案例分析
软件实现
简介
相关概念
运用原理及 工作程序
2、图的矩阵表示法 2.3、从可达矩阵到结构模型
工作程序 案例分析
软件实现
简介
工作程序 案例分析 软件实现
2、图的矩阵表示法 2.1、邻接矩阵
邻接矩阵的特性：
(1)全零行对应的点为汇点（只有有向边进入而没有离开该节点），即系统的输出单元，如P4； (2)全零列对应的点为源点（只有有向边离开而没有进入该节点），即系统的输入单元，如P1、P5； (3) 对应于每点的行中的1的数目就是离开该点的有向边数； (4) 对应于每点的列中的1的数目就是进入该点的有向边数;
相关概念
运用原理及 工作程序
2、图的矩阵表示法 2.3、从可达矩阵到结构模型
工作程序 案例分析
软件实现
简介
相关概念
运用原理及 工作程序
2、图的矩阵表示法 2.3、从可达矩阵到结构模型
工作程序 案例分析
软件实现
解释结构模型的运用原理
简介
相关概念
运用原理及工 作程序
工作程序 案例分析
解释结构模型方法ppt课件
3.1 引言
结构模型化技术
问题发掘技术
脚本法 专家调查法
发想法 集团启发法
结
构
模
型
化
技
术
结构决定技术
静态 结构化技术
关联树法 解释结构模型（ISM） 决策试验与评价实验室 系统开发计划程序
工作设计
交叉影响分析
动态 结构化技术
凯恩模型仿真 快速仿真模型 系统动力学
7
3.2 解释结构模型法（ISM）
各因素直接存在什么关系？什么结构？
21
3.2 解释结构模型法（ISM）
各因素之间存在相互关系
总人口
出生率
死亡率
生育欲望
生育能力 计生政策
平均寿命
老 年 服 务
社 会 保 障
社会 思想 习惯
国 民 收 入
医疗 保健 水平
营
污
养
染
水
平
22
3.2 解释结构模型法（ISM）
例3：比较若干方案的相对优劣 方案1 方案2 方案3 方案4
Mick Mclean & P. Shephed (1976)：结构模型“着重 于一个模型组成部分的选择和清楚地表示出各组成部 分间的相互作用。”
Dennis Cearlock (1977)：结构模型强调“确定变量之 间是否有联结以及其连接的相对重要性，而不是建立 严格的数学关系以及精确地确定其系数。”
例2：制定人口控制综合策略模型
影响人口增长的因素很多，经专家小组讨论，确定以下 因素：
（1）社会保障 （2）老年服务（3）生育欲望 （4）平均寿命（5）医疗保健水平 （6）生育能力 （7）计划生育政策（8）社会思想习惯 （9）营养水平（10）污染（11）国民收入 （12）出生率（13）死亡率（14）总人口
解释结构建模方法ppt课件
一、系统要素分析
任务驱动式教学过程是指教师根据教学目标和 学生实际向学生提出学习任务，同时提供完成 任务所需要的学习资源和相关材料，要求学生 利用资源完成一个作品，教师还提供对作品的 评价指标体系并对学生作品作出评价，要求学 生在完成作品和理解教师对作品的评价意见之 后，形成有意义的知识，即完成意义的建构。
为对给出的与上图所对应的可达矩阵进行区域划分，
可列出任一要素Si(简记作i，i=1，2，…，7)的可达集 R(Si) 、先行集A(Si) 、共同集C (Si)，并据此写出系统要
素集合的起始集B(S)，如表1所示：
表1 可达集、先行集、共同集和起始集例表
Si
R(Si)
A(Si)
C (Si) B(S)
为此，令LO=ψ(最高级要素集合为L1，没有零级要 素)，则有： L1={Si|Si∈P-L0，C0(Si)= R0(Si)，i=1，2，…， n} L2={Si|Si∈P-L0-L1，C1(Si)= R1(Si)，i<n}
Lk={Si|Si∈P-L0-L1-…-Lk-1，Ck-1(Si)= Rk-1(Si)， i<n}
对独立的区域，即有：
∏(S)=P1，P2 = {S3， S4， S5， S6} ∩{S1， S2， S7} 。 这时的可达矩阵M变为如下的块对角矩阵：
3 4 5 6 1 27
3
4 1 1 1 1
P1
5
0 1 1 1
O
M(P)=
6 1
0 0 1 0 0 1 1 1
P2 2
O
7
1 0 0
1 1 0 1 1 1
有关要素集合的定义如下：
① 可达集R(Si)。系统要素Si的可达集是在可达矩阵或有向 图中由Si可到达的诸要素所构成的集合，记为R(Si)。其 定义式为：
结构方程模型及其应用讲解
结构方程模型的优点
同时处理多个因变量 容许自变量和因变量含测量误差 同时估计因子结构和因子关系 容许更大弹性的测量模型 估计整个模型的拟合程度
结构方程模型的分析步骤
结构方程模型分析过程包括：模型设 定、模型识别、模型估计、模型评价 和模型修订。采用结构方程模型分析 法进行实证分析的步骤如下页图示
近似误差均方根RMSEA越小表明模型拟合效果越好，Steiger （1990）认为，RMSEA低于0.1表示好的拟合；低于0.05表 示非常好的拟合；低于0.01表示非常出色的拟合，但这种情 形应用上几乎碰不到。
非范拟合指数NNFI一般取值在0.9以上表示模型拟合效果非 常好，在0.8以上表示模型拟合效果较好。 比较拟和指数CFI一般取值在0~1之间，大于0.8表示模型拟合 效果较好。
/~mkteer/html 至少要為x觀察變項數目的10倍量或15倍量。 Thompson, B. (2000). Ten commandments of structural
equation modeling. In L. G. Grimm & P. R. Yarnold (eds.), Reading and understanding more multivariate statistics (pp. 261-283). Washington, DC: APA.
樣本大小亦取決於潛在變項的數目
常見電腦軟體
LISREL SIMPLIS AMOS EQS Mplus
Mx Statistica SAS PROC CALIS COSAN LVPLS …
实际应用
原 始 模 式
修 改 模 式 1
修 改 模 式 2
最 終 模 式
=
《结构模型解析法》课件
五力分析适用于竞争环境的 分析，而结构模型解析法适 用于复杂问题的分析。
结构模型解析法的案例分析
例一
应用结构模型解析法提高工程 施工质量，减少安全风险。
案例二
利用结构模型解析法优化生产 线布局，提高生产效率。
案例三
通过结构模型解析法分析管理 问题，实现组织架构优化。
结构模型解析法的未来发展
1
发展趋势
"Structural Model Analysis Method" PPT Courseware
An engaging and interactive presentation on the "Structural Model Analysis Method", offering in-depth insights into its definition, significance, historical background, and diverse applications.
缺点
• 需要较高的专业知识和技能 • 时间和人力成方法的对比
SWOT 分析
结构模型解析法强调内在因 素的关系，而SWOT分析更注 重外部环境的分析。
PES T 分析
PEST分析关注的是宏观环境 因素，而结构模型解析法更 侧重于内部结构的分析。
五力分析
深入应用人工智能和大数据分析技术，提高模型的准确性和效率。
2
可能的变化
随着技术的进步，结构模型解析法可能出现更多新的应用领域。
3
未来的应用前景
结构模型解析法将在各个领域中发挥更大的作用，帮助解决复杂问题。
结语
通过对结构模型解析法的深入学习和实践，我们能够更加准确地识别和解决 问题，为未来的发展奠定坚实的基础。
解释结构模型ISM及其应用共31页33页PPT
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
3科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
解释结构模型ISM及其应用 共31页
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
解释结构模型作业
解释结构模型作业(总6页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--解释结构模型作业一问题提出近年来，随着我校整体规模的不断扩大，很多细节问题都成了师生们关注的焦点，尤其是学校食堂的问题日益成为师生们关心的重点。
可以看到，每到吃饭时间11：30分左右尤其11：55分前后学时，食堂里面人员排队情况十分严重。
虽然大食堂已经尽量多开窗口，提供人手，但在学校就餐时人员仍旧很多，学校食堂餐厅就餐严重拥挤。
针对该拥挤问题，我们首先组建了一个ISM 研究小组，共五人，研究出现该拥挤问题的原因。
经过小组成员的讨论，我们初步整理出了问题构成的要素。
选择构成食堂拥挤问题的要素;在形成对食堂拥挤问题初步认识的意识模型基础上，本组成员进一步明确定义了影响食堂客源的各要素，系统共有11个要素所组成。
要素集合为A，表达式：A= {A1,A2,A3, (11)二模型构建针对问题建立邻接矩阵和可达矩阵系统中这11个要素是有机的联系在一起的，而这些要素之间又是相互影响的，将这种影响关系用矩阵，即邻接矩阵来表示。
矩阵的元素A ij =1 表示要素A i对A j有直接影响，否则A ij=0。
在本实验中，根据小组及相关人员分析之后，建立邻接矩阵如表2。
三模型求解1．根据系统元素建立的邻接矩阵编程求出可达矩阵；2．对可达矩阵编程求系统元素的前因集、后果集及其它们的交集，作出分级划分；3．作出强连通与不连通子集划分。
邻接矩阵表2反映了要素之间的直接关系，同时，要素之间还存在着间接关系，要素A i影响A j,而A j又影响A k，则A i就间接影响A k。
这种影响可能是通过一个中间要素，也可能通过多个中间要素。
我们用可达矩阵M来表示这样的直接或者间接的要素之间的影响关系。
矩阵的元素A ij =1表示要素A i对A j有直接或间接的影响，否则，A ij =0。
具体结果如图表3。
表3 可达矩阵M(4)对可达矩阵进行分检整理;根据可达矩阵,我们找出要素A i能够影响到的所有要素,组成可达集R(A i)和所有能够影响到A i的要素,组成前因集A (A i) ,同时我们找出所有即能影响Ai又被Ai 影响的要素，组成交集S(A i)。
解释结构模型
四、可达矩阵
如果一个矩阵，仅其对角线元素为1，其他 元素均为0，这样的矩阵称为单位矩阵，用I表示。 根据布尔矩阵运算法则，可以证明：
解释结构模型法应用的步骤
一、 ISM方法的基本步骤
ISM方法的作用是把任意包含许多离散的，无序的静态的系统，利用系统 要素之间已知的、但凌乱的的关系， 揭示出系统的内部结构。其基本方法是 先用图形和矩阵描述各种已知的关系，在 矩阵的基础上再进一步运算、推导 来解释系统结构的特点。其基本步骤如下：
（1）建立系统要素关系表 （2）根据系统要素关系表，作出相应的有向图形，并建
※应了解解释结构模型的基本概念,明确有向图、邻接 矩阵和可达矩阵的含义，掌握解释结构模型法应用的 步骤，熟练运用解释结构模型法分析解决教育技术研 究中的具体问题。
解释结构模型法应用（教育技术）
主要内容
解释结构模型法 的基本概念
解释结构模型法应 用步骤
案例-网络化学习 与传统学习 的差异分析
系统结构的有向图示法 有向图的矩阵描述 邻接矩阵的性质 可达矩阵
• 可达性矩阵M是用矩阵形式反映有向图各顶点之间通 过一定路径可以到达的程度，它通过以下计算求得： 将相邻矩阵A加上单位矩阵I（矩阵中除主对角线上元 素为1外，其余元素皆为零的矩阵），然后用布尔代数 规则 (0+0=0,0+1=1,1+1=1;0×0=0,0×1=0,1×1=1)进行 乘方运算,直到两个相邻幂次方的矩阵相等为止。
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大连海事大学
实验报告
《系统工程》
2014～2015学年第一学期
实验名称：基于解释模型在大学生睡眠质量问题的研究学号姓名：马洁茹姚有琳
指导教师：***
报告时间： 2014年9月24日
《系统工程》课程上机实验要求
实验一解释结构模型在大学生睡眠质量问题中的研究
实验名称：基于MATLAB软件或C/Java/其他语言ISM算法程序设计(一) 实验目的
系统工程课程介绍了系统结构建模与分析方法——解释结构模型法（Inter pretative Structural Modeling ·ISM）是现代系统工程中广泛应用的一种分析方法，能够利用系统要素之间已知的零乱关系，用于分析复杂系统要素间关联结构，揭示出系统内部结构。
ISM方法具有在矩阵的基础上再进一步运算、推导来解释系统结构的特点，对于高维多阶矩阵的运算依靠手工运算速度慢、易错，甚至几乎不可能。
本次实验的目的是应用计算机应用软件或者是基于某种语言的程序设计快速实现解释结构模型(ISM)方法的算法，使学生对系统工程解决社会经济等复杂性、系统性问题需要计算机的支持获得深刻的理解。
学会运用ISM分析实际问题。
(二) 实验要求与内容：
1.问题的选择
根据对解释结构模型ISM知识的掌握，以及参考所给的教学案例论文，决定选择与我们生活有关的——大学生睡眠质量问题。
2．问题背景
睡眠与我们的生活息息相关，当每天的身体机制在不断运行的过程中身体负荷不断变大，到了夜间就需要休息。
但是同一寝室的同学大多休息时段不同，有些习惯早睡，有些会由于许多原因晚睡。
有些睡眠较沉不会轻易被打扰，有些睡眠较轻容易被鼾声或者其他声响惊醒。
学习得知，解释系统模型是通过对表面分离、凌乱关系的研究，揭示系统内部结构的方法。
因此，我想尝试通过解释模型来对该问题进行研究分析。
3.用画框图的形式画出ISM的建模步骤。
(三) 问题背景描述
1.用文字说明问题背景；
睡眠与觉醒是人体中枢神经系统中的一种主动节律性活动,被形象化地称为人体的生物钟。
大学生的睡眠问题与许多因素有
关，诸如：身体健康状况、学习和就业压力、经济来源担忧程度、
恋爱问题、睡眠环境以及睡眠规律性等因素都在影响大学生睡眠
质量。
睡眠不佳时，白天可能会出现情绪低落、身体功能（体力
或精神、记忆力、注意力等）受影响、学习效率低下等情况。
因
此大学生存在不同程度的睡眠质量问题，高校欲改善大学生睡眠
状况，应该把开展相应的心理、睡眠咨询，引导大学生养成良好
的睡眠习惯，鼓励大学生坚持体育锻炼、增强体质等工作。
以下摘取自中国知网上某高校老师对该问题的调研究：
对象随机化选取,x2检验被用于数据分析.结果 1 000名年龄在18～22岁的大学生接受调查,获得有效问卷937份(93.7％),
男生255人(27.2％),女生682人(72.8％)；大一学生598人(63.
8％),大二学生250人(26.7％),大三学生89人(9.5％)；睡眠“不
充分”或“很不充分”的占29.45％,每天睡眠在6h以下的占15.
8％,夜晚10点钟以前能开始睡觉的仅占6.8％；影响睡眠质量的
因素中“室友晚睡,动静大,灯光亮”占36.9％、“压力大,过于焦
虑”占25.3％；白天犯困的占48.7％、学习效率降低的占16.8％；
希望学校能够开展健康教育占78.2％；男女生在绝大多数睡眠相
关问题方面差异均有统计学意义；不同年级大学生在一些健康问
题方面也存在显著性意义。
睡眠情况是影响大学生健康相关行为中非常重要的一类.睡眠质量的好坏对大学生的身心健康、学习能力、控制负向情绪与
社会适应方面起着非常关键的作用。
(四) 实验步骤
1.分析影响因素
学生睡眠的质量问题及其相互之间的影响
画出系统初始有向图：
2．构造邻接矩阵
S=⎪⎪
⎪
⎪⎪
⎪
⎪⎪
⎪⎪⎪
⎪
⎪⎪⎪⎪
⎭
⎫
⎝⎛010001100001000000000000010000000000000000010010010010000000000001
0000010000000000000001010010100000000000010000110000000
3.求出可达矩阵（程序见附加）
4.可达集、先行集、起始集、共同级列表 Si R （si ） A （si ） C （si ） B （si ） 1 1,8,9
全部
1 1 2
1,3,5,6,7,8,9,10,11
3 1,3,5,6,7,8,2,3,7 3,7
对可达矩阵进行区域划分后，S1,S8,S9抽取出来，位于最顶层。
抽取1,8,9后的层级划分为：
抽取4后，再将剩下的进行层级划分：
因此，可以得知：1,8,9属于第一层，4属于第二层，2,3,5,6,7,10,11属
于第三层级。
(五) 实验结果
经过上面分析，可以得到解释结构模型。
结论显示，影响大学生睡眠质量的原因可以分为三层。
第一层为：地域原因，作息不习惯；健康状况；性别因素（男女生理和心理情况不一）；第二层为：睡眠环境的安静程度；第三层为：学习方面压力过大；学习效率低下，兴趣不高；人际关系紧张导致焦虑；经济问题影响；恋爱问题影响；就业、社团事务方等面的影响；玩手机、上网导致晚睡。
这三类因素相互影响、相互制约，不同程度的影响大学生睡眠质量。
(六) 实验结果分析
有实验结果可以得到解释结构模型图，各层级的关系：
第一层地域原因，作息
不习惯健康状况
性别因素
第二层睡眠环境的安静程
度
第三层学习方面压力
过大
学习效率低下，兴趣不高
人际关系紧张
导致焦虑
经济问题影响
恋爱问题影响
就业、社团事
务方等面的影
响
玩手机、上网
导致晚睡
由图可以知道，大学生睡眠质量问题是一个三级的多级递接系统。
影响睡眠的直接因素是地域因素和作息的不适应，健康状态以及男女本身的生理状态不同。
其次要关系于周边的环境是否嘈杂，如果环境不合适入睡那同样也会影响休息。
最后则是一些自身心理及生活状态的影响，大学生进入大学之后，在平衡学习的同时，也要参加一些社团活动，在这些事务中受到影响。
心理状态的波动会影响其在休息时是否能很好的入睡，但是这些因素都可以通过自身进行调节克服。
无论主观因素还是客观因素，大学生都应该健康生活，合理休息从而保证学习效率。
杜绝晚睡现象，要轻松无烦恼的入睡。
睡眠不好会导致很多身体问题，
因小失大反而会得不偿失。
因此，无论如何，积极调整自身状态，克服主观因素影响，保证良好的休息是我们要努力做到的事情。
建议：
1.睡前喝一杯热牛奶可以有助于睡眠。
2.积极调整心态，多锻炼身体，保证身体健康。
3.尽快融入环境，不要让环境因素影响学习和生活。
4.保持良好心态，快乐面对生活。
(七) 鸣谢(可略)
感谢同学MATLAB的指导。
(八) 参考资料
1. 基于解释结构模型的我国高等教育质量影响因素分析_陈藏……案例
（参考了其中对可达矩阵的层级划分方法）
2.系统工程（教材）
3. 大学生睡眠质量及其影响因素调查研究……选自《中国知网》
（参考了其调查统计结果）。