《交通系统工程前沿理论与方法》在介绍系统工程的基本概念和主要理论的基础上,结合在交通领域中的应用,全面系统地阐述了交通系统分析的基本理论和基本方法,重点介绍了近年来交通系统分析的新理论和新方法。主要内容包括:概论、交通系统分析、交通系统建模与分析、交通系统预测、系统评价、交通系统决策、交通系统优化和交通系统仿真。
《交通系统工程前沿理论与方法》可作为交通工程、交通运输、交通规划、交通管理等专业的研究生和高年级本科生教材,同时也可作为相关科研与工程技术人员的参考用书。
第一章 概论
第一节 系统概述
第二节 系统科学
第三节 系统工程
第四节 交通系统
第二章 交通系统分析
第一节 系统分析概述
第二节 系统分析的要点
第三章 交通系统建模与分析
第一节 系统模型
第二节 系统建模
第三节 系统分析常用数学模型
第四章 交通系统预测
第一节 概述
第二节 卡尔曼(Kalman)滤波预测法
第三节 灰色预测法
第四节 人工神经网络预测法
第五节 支持向量机预测法
第五章 系统评价
第一节 系统评价概述
第二节 关联矩阵分析法
第三节 层次分析法
第四节 收益成本分析
第五节 模糊综合评判
第六章 交通系统决策
第一节 系统决策概述
第二节 决策树及多目标决策
第三节 博弈论
第四节 数据包络分析法
第七章 交通系统优化
第一节 系统优化
第二节 模拟退火法
第三节 遗传算法
第四节 蚁群优化算法
第五节 粒子群算法
第八章 交通系统仿真
第一节 系统仿真概述
第二节 交通仿真模型
第三节 系统动力学仿真方法
参考文献
《交通系统工程前沿理论与方法》:
2.相关性
组成系统的要素是相互联系、相互作用、相互依存又相互制约的。系统中每个要素的存在都依赖于其他要素的存在,系统中任一要素的变化都将引起其他要素的变化乃至整个系统的变化。系统中各要素之间有着一定的组合关系、联系方式,交通管制系统中的交通网、运输工具、信号控制等要素在系统中是相互关联的,通过它们之间的协调关系,使交通网上的运输工具有条不紊地运行。如果各个要素各自为政,那么它们就不能组成相互协调的系统,势必会造成交通的紊乱。系统的相关性要求努力建立起系统各要素之间的合理关系,以消除各要素相互间的盲目联系和无效行动,提高系统的有序性,尽量避免系统的“内耗”,提高系统整体运行的效果。
3.目的性
通常系统都有某种目的,要达到既定目的,系统都具有一定功能,而这正是区别这一系统和那一系统的标志。系统的目的一般用更具体的目标来体现,对于比较复杂的社会经济系统具有不止一个目标,因此,需要用一个指标体系来描述系统的目标。例如,衡量一个工业企业的经营实绩,不仅要考核它的产量、产量指标,而且要考核它的成本、利润和质量指标的完成情况。在指标体系中各个指标之间有时是相互矛盾的,有时是互为消长的。因此,要从整体出发,力求获得全局最优的经营效果,这就要求在矛盾的目标之间做好协调工作,寻求平衡或折中方案。系统目的性要求明确系统功能,从而进一步确定系统结构。
4.环境适应性
任何一个系统都存在于一定的物质环境之中,必然要与外界环境产生物质的、能力的和信息的交换,外界环境的变化必然引起系统内部各要素之间的变化。系统必须适应外部环境的变化,不能适应环境变化的系统是没有持续生命力的,只有能够经常与外界环境保持最优适应状态的系统,才是经常保持不断发展势头的理想系统。例如,任何一个工业企业都必须经常了解市场动态和同类企业的经营动向、有关行业的发展动态、国内外市场的需求等环境的变化,在此基础上研究企业的经营策略,调整企业的内部结构,以适应环境的变化。系统的环境适应性要求明确系统存在的条件,想方设法创造有利条件,保证系统的生存发展。
四、系统的分类
1.按生成属性划分
系统是以不同的形态存在的,根据系统生成原因可分为自然系统和人造系统。自然系统是自然界自发生成的一切物质和现象,与人类活动无关。人造系统是人类应用自然规律建造的,以自然系统为基础的一切满足人类生存和发展需要的人造物。人造系统以破坏自然系统为前提,同时改变自然系统的某些状态,与自然系统之间存在着制约关系,破坏或改变超出了一定界限,人类就将受到惩罚。
2.按组成属性划分
根据系统的组成性质,系统又可分为实体系统和概念系统。实体系统是概念系统的形态化,又是实现概念系统要求的运行体。概念系统是实体系统的“灵魂”,而实体系统是概念系统的“躯壳”。只有两者结合,系统才能得以建立和不断完善。在军事作战系统中,既需要武器装备实体系统,也需要战略战术概念系统。在三国演义中,诸葛亮被誉为军事家,不仅因为他发明制造了木牛流马,诸葛连弩等独特的装备设备,而且也以隆中对、赤壁连营、七擒七纵等军事策略传为佳话;在学校及科研机构中,一个实验室系统既需要仪器设备、实验材料、实验场地等组成的实体系统,也需要实验室管理规范、仪器设备操作守则等形成的概念系统,实体系统是实验室正常运转、实现系统功能的基本条件,而概念系统是对实验室系统实现其功能的过程中对安全性的重要保障,二者缺一不可。
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