河海大学东南大学同济大学---道路与交通系统分析课件

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四、系统的最优化
系统最优化是通过模型进行的。图1-4 所示的框图中,表示了系统最优化的一般 步骤,图中分别就数学模型、图象模型等 表示了最优化过程。
上述最优化方法的具体内容将在第二章 至第六章中详细介绍。
五、系统的评价
系统评价就是指从技术和经济等多个方 面对所设计的各个替代方案的最优解进行评 价,通过分析和评价,从中选择在技术上是 先进的,在经济上是合理的方案作为最优系 统方案。

0, i
min f (x)
取下述措施之一: ①修改概略模型; ②重新对功能技术条件进行分析; ③重新对目的、目标进行分析。
三、系统的模型化
模型分类: (1)形象模型 (2)抽象模型
① 模拟模型。 ② 数学模型。 ③ 概念模型。 对模型的要求一般为: (1).现实性。 (2).简洁性。 (3).适应性。
三、系统的模型化
建立数学模型来说,可有以下几步: (1).分析模型的使用目的和要求,并确定模型的功能。 (2).根据目的要求,从时间和空间等方面来明确系统和
第四章 非线性规划
预备知识 一维搜索 无约束极值问题的解法 有约束极值问题及求解(重点) 在道路交通工程中的应用
预备知识
一、一般描述
目标函数或约束条件出现非线性函数时
,则这样的极值问题就是非线性极值问题
或非线性规划。 min f (x)
数学模型的一般形式如下: s.t.
gi (x) 0, i 1,2,..., m h j (x) 0, j 1,2,..., p

问题的提出

目标的确定

具体条件的确定

系统计划

概略设计
统 设
系统分析

方案确定
系 统
详细设计
制 造
试制

制造


运行
构 思
计 划 分 析
设 计
改 进


图1 系统建立流程图
把上述系统工程的基本处理方法具体化 ,那就是在系统工程中最常使用的系统分析 、系统设计方法。这种方法不但用于系统设 计阶段,还可用于系统规划阶段及系统制造 与运行阶段,以求得系统的合理规划、系统 的最优制造方法及系统的最优运行方式。
该方法大致可分为下列三个步骤: (1).系统分析; (2).系统设计; (3).系统的综合评价。
系统的要求 分析
系统的设计 综合
评价
图2 系统工程基本处理方法框图
系统分析
一、系统分析的基本概念
系统分析的目的:通过分析比较各种替代
方案的费用、效益、功能和可靠性等各项技 术经济指标,得出决策者决策所必须的资料 和信息,以便最后获得最优系统方案。图3表 示。
一、系统的概念、特性与形态
系统形态可分为以下几类: • 自然系统与人造系统 • 实体系统与概念系统 • 动态系统与静态系统 • 控制系统与行为系统
二、系统工程
系统工程方法论的基本特点可归纳如下: (1) 研究方法上的整体性 (2) 应用技术上的综合性 (3) 处理问题上的科学性
按时间顺序可分为下述三个阶段: ● 系统规划阶段 (2) 系ຫໍສະໝຸດ Baidu设计阶段 (3) 系统制造和运行阶段
对系统进行评价,首先必须确定评价基准 ,即确定各种替代方案优先选用顺序的标准 。评价基准一般根据系统的具体情况而定。
五、系统的评价
例如,在评价系统的费用和效益时,评价基 准可以从下述三种基准中选用。即:
(1)以各替代方案效益相同为基准,选择费 用最小的方案为最优方案。
(2)以各方案费用相同为基准,选择效益最 大的方案为最优方案。
(3)以效益费用比为基准,选择效益费用比 最大的方案为最优方案。进行系统的经济 评价时,必须考虑到时间价值的影响。
六、系统决策分析
所谓决策,就是根据客观可能性,借助 于一定的理论、方法和工具,进行科学的 分析、正确的计算和判断后的一种行动推 测。决策科学是现代科学管理的关键。
系统决策分析就是根据系统评价的结果 ,对多个系统方案进行抉择。人们对确定 条件下的情况,是容易作出直接判断、进 行决策的,但对含随机性条件及不确定条 件的情况,进行决策就困难了,必须借助 于决策理论,第八章中予以介绍。
系统问题
系统分析 最优系统方案
图3 系统分析的目的
一、系统分析的基本概念
系统分析可概括为以下几个步骤: (1)系统目的的分析和确定 (2) 系统模型化 (3) 系统最优化 (4) 对解的评价 具体的步骤流程如教本P8图1-4。
二、 系统目的的分析与确定
这是系统分析的最初阶段,步骤与内容: (1) 对象系统的定义 (2) 目的和目标的分析与确定 (3) 技术条件的分析和定义 (4) 系统功能的分析与定义 (5) 根据概略模型探讨成功的可能性 (6) 若不能取得可以成功的技术条件时,则采
环境等的边界条件。 (3).确定构成系统功能的最小单位,也就是说把系统划
分成若干可以模型化的单元(或子系统),它可根据 模型的使用目的来确定。 (4).分析和掌握模型化对象(单元或子系统)的特点, 主要因素和逻辑结构,最后建立模型。 (5).应用最优化理论和系统控制理论,分析和明确整个 系统的特点,同时讨论适用的最优化方法。
min f (x)
s.t.
gi (x) 0,i 1,2,..., m hj (x) 0, j 1,2,..., p
预备知识
有时可写成:
min f (x)
s.t.
hS j(xx) 0E, nj |g1i,(2x,) p0, i 1,2,, m,

gi
( x)
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章
系统与系统分析概念 线性规划(已学过) 特殊线性规划 非线性规划 图论(已学过) 排队论(已学过) 预测 决策分析 经济分析与评价 动态规划
第一章 系统工程与系统分 析第基一本章概引念论
系统与系统工程 系统分析
主要内容和重点: 系统的概念、特性与形态、系统工程方法
论的基本特点、系统分析的基本概念、系统分 析的步骤 、系统的模型化 、系统的最优化 、 系统评价 、系统决策分析
系统与系统工程
一、系统的概念、特性与形态
所谓系统,是指由相互作用、相互依赖 而又能相互区别的若干组成部分(单元)组 合而成的,具有特定功能的有机整体。
系统四个特征: 整体性 相关性 目的性 环境适应性
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