第一講(車輛運輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計)

1、車輛運輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計車輛運輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計 交通運輸專業(yè)交通運輸專業(yè)引言: Who/Where Who/Where? WhoWho 學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)。 WhereWhere 將課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)結(jié)合起來！將課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)結(jié)合起來！引言: HowHow? 建議：建議： 注重系統(tǒng)思考注重系統(tǒng)思考 堅持問題導(dǎo)向堅持問題導(dǎo)向 采用系統(tǒng)化方法采用系統(tǒng)化方法 教學(xué)要求：上課及考核（教學(xué)要求：上課及考核（50%平時平時+50%期末）期末） 教學(xué)參考書：教學(xué)參考書： 汪應(yīng)洛主編，系統(tǒng)工程（第汪應(yīng)洛主編，系統(tǒng)工程（第3版），版）， 機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8引言:

2、How應(yīng)用系統(tǒng)工程方法去解決運輸系統(tǒng)的問題時，應(yīng)用系統(tǒng)工程方法去解決運輸系統(tǒng)的問題時，有兩個重要的特點：有兩個重要的特點：1 1、要從系統(tǒng)的觀點出發(fā)；、要從系統(tǒng)的觀點出發(fā)；2 2、要建立問題的系統(tǒng)模型。、要建立問題的系統(tǒng)模型。 我們將在論述系統(tǒng)思想和系統(tǒng)理論的基我們將在論述系統(tǒng)思想和系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，較詳盡地介紹系統(tǒng)工程的分析、預(yù)測、礎(chǔ)上，較詳盡地介紹系統(tǒng)工程的分析、預(yù)測、控制、評價、決策、模擬等方法，以及如何控制、評價、決策、模擬等方法，以及如何在交通運輸領(lǐng)域中應(yīng)用這些方法。在交通運輸領(lǐng)域中應(yīng)用這些方法。引言: What第第1 1章章 運輸系統(tǒng)運輸系統(tǒng)44第第2 2章章 運輸系統(tǒng)工程運輸系統(tǒng)

3、工程44第第3 3章章 運輸系統(tǒng)分析運輸系統(tǒng)分析88第第4 4章章 運輸系統(tǒng)預(yù)測運輸系統(tǒng)預(yù)測1212第第5 5章章 運輸系統(tǒng)優(yōu)化控制運輸系統(tǒng)優(yōu)化控制1212第第6 6章章 運輸系統(tǒng)綜合評價運輸系統(tǒng)綜合評價88第第7 7章章 運輸系統(tǒng)決策運輸系統(tǒng)決策88第第8 8章章 運輸系統(tǒng)模擬運輸系統(tǒng)模擬88重點章重點章第一講第一講 系統(tǒng)系統(tǒng)一一. .系統(tǒng)思想的產(chǎn)生、系統(tǒng)思想的產(chǎn)生、 發(fā)展發(fā)展二二. .系統(tǒng)的概念與特征系統(tǒng)的概念與特征三三. .系統(tǒng)理論系統(tǒng)理論四四. .系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類五五. .交通運輸系統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)本章重點本章重點情景引入：根據(jù)你的認(rèn)識，談?wù)勈裁词窍到y(tǒng)，請舉例說明。（學(xué)生自由討論發(fā)言）例

4、如：人體系統(tǒng)，由神經(jīng)、呼吸、消化等構(gòu)成 地球系統(tǒng)，由植物、動物、微生物等構(gòu)成 交通運輸系統(tǒng)，由水路、航空、公路、 鐵路等組成問：為什么要有系統(tǒng)工程，有何作用？問：為什么要有系統(tǒng)工程，有何作用？情景引入: Why引例：泡茶問題引例：泡茶問題 開水沒有，開水壺要洗，開水沒有，開水壺要洗，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶葉也有了，想泡壺茶喝，茶葉也有了，想泡壺茶喝，怎么辦怎么辦?”?”情景引入: Why一、問題描述一、問題描述目標(biāo)：喝到一碗清新的熱茶。目標(biāo)：喝到一碗清新的熱茶。條件：已有一個茶壺、一包好茶葉、一個條件：已有一個茶壺、一包好茶葉、一個 燃著的火爐和可用的涼水水源。燃著

5、的火爐和可用的涼水水源。其它要求：以最節(jié)約資源的方式實現(xiàn)目標(biāo)。其它要求：以最節(jié)約資源的方式實現(xiàn)目標(biāo)。研究任務(wù)：合理安排各道工序，設(shè)計一個研究任務(wù)：合理安排各道工序，設(shè)計一個 解決泡茶問題的行動計劃。解決泡茶問題的行動計劃。情景引入: Why二、系統(tǒng)分析二、系統(tǒng)分析 1. 1.列出泡茶所需的全部工序列出泡茶所需的全部工序 2. 2.確定每道工序所需的時間確定每道工序所需的時間 3. 3.確定各道工序之間的時間連接關(guān)系確定各道工序之間的時間連接關(guān)系 4. 4.定性分析有幾種備選方案定性分析有幾種備選方案 5.5.計算每種方案所需的總時間計算每種方案所需的總時間 6. 6.做出比較結(jié)論做出比較結(jié)論工

6、序分析工序分析序號序號名稱名稱緊前工序緊前工序工序時間工序時間( (分分) )1 1洗壺洗壺?zé)o無1 12 2灌水灌水1 10.50.53 3放壺放壺2 20.30.34 4等水開等水開3 315155 5洗杯洗杯無無1 16 6找茶葉找茶葉無無1 17 7泡茶泡茶4 4，5 5，6 62.22.28 8喝茶喝茶7 7情景進(jìn)入: Why情景進(jìn)入: Why定性策劃幾個備選方案定性策劃幾個備選方案甲：洗凈水壺；灌上涼水；壺放在火上；等甲：洗凈水壺；灌上涼水；壺放在火上；等水開；水開后，以最快的速度洗茶杯，找茶葉；水開；水開后，以最快的速度洗茶杯，找茶葉；泡茶，待茶泡好；喝茶。泡茶，待茶泡好；喝茶。乙

7、：洗凈水壺；洗茶杯；找好茶葉；灌涼水；乙：洗凈水壺；洗茶杯；找好茶葉；灌涼水；壺放火上；等水開；水開后，用準(zhǔn)備好的茶壺放火上；等水開；水開后，用準(zhǔn)備好的茶杯、茶葉泡茶；等待茶泡好；喝茶。杯、茶葉泡茶；等待茶泡好；喝茶。丙：洗凈水壺；灌涼水；壺放火上；洗茶杯；丙：洗凈水壺；灌涼水；壺放火上；洗茶杯；拿茶葉；水開之前，可干一些其它事；水開，拿茶葉；水開之前，可干一些其它事；水開，泡茶；喝茶。泡茶；喝茶。情景引入: Why 方案分析方案分析 甲方案總時間甲方案總時間=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21 乙方案總時間乙方案總時間=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21 丙方案總時間丙方

8、案總時間=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19建議方案：丙（滿足目標(biāo)、要求）建議方案：丙（滿足目標(biāo)、要求）情景引入: Why幾大步驟：幾大步驟：確定問題確定問題目標(biāo)分析目標(biāo)分析需求分析需求分析方案策劃方案策劃系統(tǒng)分析（統(tǒng)計、計算、比較）系統(tǒng)分析（統(tǒng)計、計算、比較）決策建議決策建議方案實施方案實施系統(tǒng)原理：最優(yōu)化、并行統(tǒng)籌、工序圖法系統(tǒng)原理：最優(yōu)化、并行統(tǒng)籌、工序圖法一、系統(tǒng)的概念與特征一、系統(tǒng)的概念與特征1 1、 一切系統(tǒng)都具有以下幾個共同點：一切系統(tǒng)都具有以下幾個共同點：第一，系統(tǒng)是由兩個以上的要素組成的整體。第一，系統(tǒng)是由兩個以上的要素組成的整體。第二，系統(tǒng)的諸要素之間、要素與整體之

9、間、以第二，系統(tǒng)的諸要素之間、要素與整體之間、以及整體與環(huán)境之間存在著一定的有機(jī)聯(lián)系。及整體與環(huán)境之間存在著一定的有機(jī)聯(lián)系。第三，系統(tǒng)要素之間的聯(lián)系與作用必產(chǎn)生一定的第三，系統(tǒng)要素之間的聯(lián)系與作用必產(chǎn)生一定的功能。這種功能是由系統(tǒng)內(nèi)部要素的有機(jī)聯(lián)系功能。這種功能是由系統(tǒng)內(nèi)部要素的有機(jī)聯(lián)系和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所決定的。和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所決定的。教學(xué)內(nèi)容 系統(tǒng)與要素之間的相互作用系統(tǒng)與要素之間的相互作用（1 1）系統(tǒng)通過整體作用支配和控制要素）系統(tǒng)通過整體作用支配和控制要素 例如：綜合運輸系統(tǒng)的整體功能決定和支配著例如：綜合運輸系統(tǒng)的整體功能決定和支配著作為要素的公路運輸系統(tǒng)、鐵路運輸系統(tǒng)等的地作為要素的公路

10、運輸系統(tǒng)、鐵路運輸系統(tǒng)等的地位、作用和相互關(guān)系。位、作用和相互關(guān)系。（2 2）要素通過相互作用決定系統(tǒng)的特性和功能）要素通過相互作用決定系統(tǒng)的特性和功能 例如：交通運輸系統(tǒng)發(fā)展緩慢會影響國民經(jīng)濟(jì)大系統(tǒng)例如：交通運輸系統(tǒng)發(fā)展緩慢會影響國民經(jīng)濟(jì)大系統(tǒng)（3 3）系統(tǒng)與要素的概念是相對的）系統(tǒng)與要素的概念是相對的 例如：交通運輸系統(tǒng)相對于國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是例如：交通運輸系統(tǒng)相對于國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是“要素要素”，相對于鐵路運輸系統(tǒng)是相對于鐵路運輸系統(tǒng)是“大系統(tǒng)大系統(tǒng)”定義：定義：就是由兩個或兩個以上相互區(qū)就是由兩個或兩個以上相互區(qū)別、相互聯(lián)系而又相互作用的別、相互聯(lián)系而又相互作用的要素要素組成，組成，在一定的在

11、一定的階層結(jié)構(gòu)階層結(jié)構(gòu)形式中分布，在給定形式中分布，在給定的的環(huán)境環(huán)境約束下，為達(dá)到一定約束下，為達(dá)到一定目的目的而存在而存在的有機(jī)的有機(jī)整體整體。二、系統(tǒng)的六大特性二、系統(tǒng)的六大特性整體性整體性 一般來說一般來說，系統(tǒng)的整體功能大于各組成，系統(tǒng)的整體功能大于各組成要素的功能總和要素的功能總和。 F F F Fi i “ “三個臭皮匠，賽過一個諸葛亮三個臭皮匠，賽過一個諸葛亮” 二、系統(tǒng)的六大特性二、系統(tǒng)的六大特性整體性整體性 特殊情況特殊情況：“一個和尚挑水吃，兩個和一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃尚抬水吃，三個和尚沒水吃” 要使得整體的功能大于部分功能之和，要使得整體的功能大

12、于部分功能之和，組成該整體的各要素必須組成該整體的各要素必須協(xié)調(diào)統(tǒng)一協(xié)調(diào)統(tǒng)一。二、系統(tǒng)的六大特性二、系統(tǒng)的六大特性整體性整體性 系統(tǒng)的這個特性，使人類能夠能動地改造系統(tǒng)的這個特性，使人類能夠能動地改造世界，所以人們總會自覺或者不自覺地將有關(guān)世界，所以人們總會自覺或者不自覺地將有關(guān)的一些孤立的事物盡可能地組成系統(tǒng)，或把一的一些孤立的事物盡可能地組成系統(tǒng)，或把一些相對孤立的系統(tǒng)連接起來，組成更加龐大、些相對孤立的系統(tǒng)連接起來，組成更加龐大、更加復(fù)雜的系統(tǒng)，一遍使它們獲得更多的屬性、更加復(fù)雜的系統(tǒng)，一遍使它們獲得更多的屬性、更強的功能。更強的功能。 例如：現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)例如：現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)= =

13、公路公路+ +鐵路鐵路+ +航空航空+ +水水 路路+ +管道等管道等二、系統(tǒng)的六大特性二、系統(tǒng)的六大特性整體性整體性 為了提高系統(tǒng)的整體功能，增強系統(tǒng)的整體為了提高系統(tǒng)的整體功能，增強系統(tǒng)的整體效應(yīng)，必須考慮以下幾個問題：效應(yīng)，必須考慮以下幾個問題： （1 1）一切從整體出發(fā)，我們在研究任何一個對象的時）一切從整體出發(fā)，我們在研究任何一個對象的時候，不能僅研究宏觀上的整體，也不能僅研究各個孤立候，不能僅研究宏觀上的整體，也不能僅研究各個孤立的要素，必須從整體出發(fā)。的要素，必須從整體出發(fā)。 （2 2）各要素的結(jié)合要保持合理性。）各要素的結(jié)合要保持合理性。例如，在公共交通例如，在公共交通運輸系統(tǒng)

14、中，為了改進(jìn)乘客乘車難的問題，僅僅增加車運輸系統(tǒng)中，為了改進(jìn)乘客乘車難的問題，僅僅增加車 量數(shù)目，不注意道路和調(diào)度，只會進(jìn)一步增加擁堵程度，量數(shù)目，不注意道路和調(diào)度，只會進(jìn)一步增加擁堵程度， 降低運輸系統(tǒng)效率。降低運輸系統(tǒng)效率。相關(guān)性：相關(guān)性： 必須努力必須努力建立起建立起系統(tǒng)各要素之間的系統(tǒng)各要素之間的合理合理關(guān)系，以關(guān)系，以消消除除相互間的相互間的盲目聯(lián)系盲目聯(lián)系和和無效行動無效行動。 例如：例如：港口系統(tǒng)港口系統(tǒng)包括泊位、庫場、疏運、裝卸等要素，包括泊位、庫場、疏運、裝卸等要素， 這些要素之間就是一種相互作用，相互依存，相互制這些要素之間就是一種相互作用，相互依存，相互制約的關(guān)系，整個港

15、口的通行能力，就取決于泊位的通約的關(guān)系，整個港口的通行能力，就取決于泊位的通過過 能力、庫場的通過能力、疏運系統(tǒng)的通過能力、裝卸能力、庫場的通過能力、疏運系統(tǒng)的通過能力、裝卸系統(tǒng)的通過能力等各個主要環(huán)節(jié)的合理組合。系統(tǒng)的通過能力等各個主要環(huán)節(jié)的合理組合。目的性目的性 任何一個系統(tǒng)都有它的目的，否則也就失任何一個系統(tǒng)都有它的目的，否則也就失去了這個系統(tǒng)存在的意義和價值。運輸系統(tǒng)的目去了這個系統(tǒng)存在的意義和價值。運輸系統(tǒng)的目的，就是為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供運輸服務(wù)。的，就是為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供運輸服務(wù)。環(huán)境適應(yīng)性：環(huán)境適應(yīng)性：環(huán)境環(huán)境系統(tǒng)（轉(zhuǎn)換）系統(tǒng)（轉(zhuǎn)換）環(huán)境環(huán)境物質(zhì)、能量、信息物質(zhì)、能量、信息產(chǎn)品

16、、成果產(chǎn)品、成果環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性： 任何一個系統(tǒng)都存在于一定的物質(zhì)環(huán)境中，任何一個系統(tǒng)都存在于一定的物質(zhì)環(huán)境中，環(huán)境的變化對系統(tǒng)的變化有很大的影響，同時，環(huán)境的變化對系統(tǒng)的變化有很大的影響，同時，系統(tǒng)的作用也會引起環(huán)境的變化。系統(tǒng)的作用也會引起環(huán)境的變化。 例如：當(dāng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時候，交通運輸系例如：當(dāng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時候，交通運輸系統(tǒng)中的公路、鐵路、水路等子系統(tǒng)都必須有相應(yīng)統(tǒng)中的公路、鐵路、水路等子系統(tǒng)都必須有相應(yīng)的發(fā)展，并且在發(fā)展中協(xié)調(diào)、調(diào)整各個子系統(tǒng)之的發(fā)展，并且在發(fā)展中協(xié)調(diào)、調(diào)整各個子系統(tǒng)之間的關(guān)系，這樣才能適應(yīng)新的經(jīng)濟(jì)環(huán)境。間的關(guān)系，這樣才能適應(yīng)新的經(jīng)濟(jì)環(huán)境。 了解系統(tǒng)的適應(yīng)性，有

17、助于確定系統(tǒng)存在了解系統(tǒng)的適應(yīng)性，有助于確定系統(tǒng)存在的條件，保證系統(tǒng)生存和可持續(xù)發(fā)展。的條件，保證系統(tǒng)生存和可持續(xù)發(fā)展。例：城市交通綜合系統(tǒng)例：城市交通綜合系統(tǒng)城市交通綜合系統(tǒng)城市交通綜合系統(tǒng) 交通環(huán)境條件交通環(huán)境條件 道路交通條件道路交通條件路路段段交交通通系系統(tǒng)統(tǒng)路路口口交交通通系系統(tǒng)統(tǒng)交交通通設(shè)設(shè)施施系系統(tǒng)統(tǒng)行行人人交交通通系系統(tǒng)統(tǒng)公公共共交交通通系系統(tǒng)統(tǒng)交交通通管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)公公共共場場所所分分布布居居民民住住宅宅分分布布公公交交站站點點分分布布停停車車場場分分布布企企事事業(yè)業(yè)單單位位分分布布第第三三產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)網(wǎng)網(wǎng)點點分分布布 系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即：系統(tǒng)思想的發(fā)展經(jīng)歷了三個

18、階段，即：“只見森林只見森林”（樸素的系統(tǒng)思想）階（樸素的系統(tǒng)思想）階段段“只見樹木只見樹木”階段階段“先見森林，先見森林，后見樹木后見樹木”（科學(xué)的系統(tǒng)思想）階段。（科學(xué)的系統(tǒng)思想）階段。 古代中國和古希臘在系統(tǒng)思想的產(chǎn)古代中國和古希臘在系統(tǒng)思想的產(chǎn)生與早期發(fā)展中具有突出地位和貢獻(xiàn)。生與早期發(fā)展中具有突出地位和貢獻(xiàn)。 三.系統(tǒng)思想的產(chǎn)生、發(fā)展系統(tǒng)思想的產(chǎn)生、發(fā)展 1.1.古代樸素的系統(tǒng)思想古代樸素的系統(tǒng)思想世界是包含一切的整體，整體大于它各部分的綜合世界是包含一切的整體，整體大于它各部分的綜合例如：都江堰水利工程（觀看視頻）例如：都江堰水利工程（觀看視頻） 孫子兵法孫子兵法2.2.成熟與發(fā)展

19、成熟與發(fā)展特點是把觀察、實驗、邏輯聯(lián)合起來，產(chǎn)生以實驗事實特點是把觀察、實驗、邏輯聯(lián)合起來，產(chǎn)生以實驗事實為依據(jù)的系統(tǒng)的科學(xué)理論。為依據(jù)的系統(tǒng)的科學(xué)理論。例如：日心說例如：日心說1919世紀(jì)上半期，形成精確的、定量的研究，系統(tǒng)思想開世紀(jì)上半期，形成精確的、定量的研究，系統(tǒng)思想開始真正發(fā)展起來。始真正發(fā)展起來。三.系統(tǒng)思想的產(chǎn)生、發(fā)展系統(tǒng)思想的產(chǎn)生、發(fā)展膚淺、片面膚淺、片面 現(xiàn)代現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及以及計算機(jī)計算機(jī)技技術(shù)和信息技術(shù)的高度發(fā)展，使系統(tǒng)思術(shù)和信息技術(shù)的高度發(fā)展，使系統(tǒng)思想方法從一種哲學(xué)思維逐步形成了獨想方法從一種哲學(xué)思維逐步形成了獨特的系統(tǒng)理論，并在此基礎(chǔ)上形成了特的

20、系統(tǒng)理論，并在此基礎(chǔ)上形成了一門專門的科學(xué)一門專門的科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)。四、系統(tǒng)理論四、系統(tǒng)理論 當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有兩個顯著的當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有兩個顯著的特點特點：一、向深度發(fā)展，科學(xué)研究的對象越來越專一、向深度發(fā)展，科學(xué)研究的對象越來越專一，學(xué)科分類越來越精細(xì)，新領(lǐng)域、新學(xué)一，學(xué)科分類越來越精細(xì)，新領(lǐng)域、新學(xué)科、新專業(yè)不斷產(chǎn)生；科、新專業(yè)不斷產(chǎn)生；二、各學(xué)科之間、各技術(shù)之間以及科學(xué)和技二、各學(xué)科之間、各技術(shù)之間以及科學(xué)和技術(shù)之間又相互滲透、相互交叉、相互移植，術(shù)之間又相互滲透、相互交叉、相互移植，而使得科學(xué)技術(shù)日趨整體化、綜合化。而使得科學(xué)技術(shù)日趨整體化、綜合化。 系統(tǒng)理論就是現(xiàn)代科學(xué)

21、技術(shù)整體化、系統(tǒng)理論就是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)整體化、綜合化的產(chǎn)物。綜合化的產(chǎn)物。四、系統(tǒng)理論四、系統(tǒng)理論系統(tǒng)理論包括：系統(tǒng)理論包括： 1 1、老三論老三論（形成于本世紀(jì)四十年代）：（形成于本世紀(jì)四十年代）：一般系統(tǒng)論、控制論和信息論。一般系統(tǒng)論、控制論和信息論。 2 2、新三論新三論（形成于本世紀(jì)七十年代）：（形成于本世紀(jì)七十年代）：耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同論和突變論。耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同論和突變論。 一般系統(tǒng)論一般系統(tǒng)論 奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲奧地利理論生物學(xué)家貝塔朗菲19451945年發(fā)表年發(fā)表關(guān)于一般系統(tǒng)論關(guān)于一般系統(tǒng)論 研究復(fù)雜系統(tǒng)一般規(guī)律的學(xué)科研究復(fù)雜系統(tǒng)一般規(guī)律的學(xué)科基本觀點：基本觀點： 系統(tǒng)

22、觀點：整體性系統(tǒng)觀點：整體性 動態(tài)觀點：（動態(tài)性取決于相關(guān)性）動態(tài)觀點：（動態(tài)性取決于相關(guān)性） 等級層次觀點：有序性（結(jié)構(gòu)或空間；發(fā)等級層次觀點：有序性（結(jié)構(gòu)或空間；發(fā)展或時間）展或時間） 控制論控制論 維納于維納于19481948年出版了控制論一書年出版了控制論一書經(jīng)典控制論經(jīng)典控制論現(xiàn)代控制論現(xiàn)代控制論大系統(tǒng)控制理論大系統(tǒng)控制理論對系統(tǒng)方法的啟示：對系統(tǒng)方法的啟示： 黑箱黑箱- -灰箱灰箱- -白箱法白箱法 功能模擬法功能模擬法 形式化、數(shù)量化、最優(yōu)化方法形式化、數(shù)量化、最優(yōu)化方法 信息論信息論 美國數(shù)學(xué)家申農(nóng)（美國數(shù)學(xué)家申農(nóng)（C.E.ShannonC.E.Shannon）和維納和維納 （

23、信息科學(xué)）以信息為主要研究對象，以信息（信息科學(xué)）以信息為主要研究對象，以信息的運動規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容，以計算的運動規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容，以計算機(jī)、光導(dǎo)纖維等為主要研究工具，以擴(kuò)展人類的機(jī)、光導(dǎo)纖維等為主要研究工具，以擴(kuò)展人類的信息功能為主要研究目標(biāo)。信息功能為主要研究目標(biāo)。 類比方法類比方法 統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法 信息方法（運用信息的觀點，信息方法（運用信息的觀點，把系統(tǒng)看作是借把系統(tǒng)看作是借助于信息的獲取、傳遞、加工、處理而實現(xiàn)其有助于信息的獲取、傳遞、加工、處理而實現(xiàn)其有目的性的運動目的性的運動的一種研究方法）的一種研究方法） 耗散結(jié)構(gòu)理論耗散結(jié)構(gòu)理論耗散結(jié)構(gòu)理論是十九世紀(jì)

24、耗散結(jié)構(gòu)理論是十九世紀(jì)7070年代由比利時物理年代由比利時物理學(xué)家學(xué)家普利高津普利高津提出來的。耗散結(jié)構(gòu)是與平衡結(jié)提出來的。耗散結(jié)構(gòu)是與平衡結(jié)構(gòu)相對的。構(gòu)相對的。主要觀點如下：主要觀點如下： 1 1、開放系統(tǒng)是產(chǎn)生耗散結(jié)構(gòu)的必要前提，同、開放系統(tǒng)是產(chǎn)生耗散結(jié)構(gòu)的必要前提，同時也是耗散結(jié)構(gòu)得以維持和存在的基礎(chǔ)。時也是耗散結(jié)構(gòu)得以維持和存在的基礎(chǔ)。 2 2、非平衡態(tài)是系統(tǒng)有序之源。、非平衡態(tài)是系統(tǒng)有序之源。 3 3、系統(tǒng)的漲落導(dǎo)致系統(tǒng)走向有序。、系統(tǒng)的漲落導(dǎo)致系統(tǒng)走向有序。 協(xié)同學(xué)理論協(xié)同學(xué)理論協(xié)同學(xué)（協(xié)同學(xué)（SynergeticsSynergetics）理論也是在十九世紀(jì)理論也是在十九世紀(jì)707

25、0年代產(chǎn)生的，是由聯(lián)邦德國的物理學(xué)家年代產(chǎn)生的，是由聯(lián)邦德國的物理學(xué)家哈肯哈肯提出來的。提出來的。 主要觀點如下：主要觀點如下：1 1、協(xié)同導(dǎo)致有序。所謂協(xié)同，就是協(xié)同作用。、協(xié)同導(dǎo)致有序。所謂協(xié)同，就是協(xié)同作用。2 2、自組織理論。所謂自組織，哈肯特別強調(diào)指、自組織理論。所謂自組織，哈肯特別強調(diào)指的是系統(tǒng)在沒有外部指令的條件下，其內(nèi)部子的是系統(tǒng)在沒有外部指令的條件下，其內(nèi)部子系統(tǒng)之間能夠按照某種規(guī)則自動形成一定的結(jié)系統(tǒng)之間能夠按照某種規(guī)則自動形成一定的結(jié)構(gòu)和功能，它具有內(nèi)在性和自主性。自組織理構(gòu)和功能，它具有內(nèi)在性和自主性。自組織理論是協(xié)同學(xué)的核心。論是協(xié)同學(xué)的核心。 突變論突變論 突變論是

26、突變論是19721972年，由法國數(shù)學(xué)家托姆年，由法國數(shù)學(xué)家托姆（Rene ThomRene Thom）提出來的。提出來的。 突變理論是從突變理論是從量量的角度研究各種事物的的角度研究各種事物的不不連續(xù)連續(xù)的變化的，并試圖用統(tǒng)一的的變化的，并試圖用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型來來描述它們。突變論以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，通描述它們。突變論以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，通過對系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究，說明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與過對系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究，說明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)、漸變與突變的特征及其相互關(guān)系，非穩(wěn)態(tài)、漸變與突變的特征及其相互關(guān)系，揭示系統(tǒng)狀態(tài)演變的內(nèi)部因素與外界條件揭示系統(tǒng)狀態(tài)演變的內(nèi)部因素與外界條件。 可用突變論研究經(jīng)濟(jì)危機(jī)

27、、市場行情、預(yù)測股市動向等 錢學(xué)森錢學(xué)森 “ 我認(rèn)為把運籌學(xué)、控制論和信息我認(rèn)為把運籌學(xué)、控制論和信息論同貝塔朗菲（一般系統(tǒng)論）、普利論同貝塔朗菲（一般系統(tǒng)論）、普利高津（耗散結(jié)構(gòu)理論）、哈肯（協(xié)同高津（耗散結(jié)構(gòu)理論）、哈肯（協(xié)同學(xué)）、艾根（超循環(huán)理論）等人的工學(xué)）、艾根（超循環(huán)理論）等人的工作融會貫通，加以整理，就可以寫出作融會貫通，加以整理，就可以寫出系統(tǒng)學(xué)這本書了。系統(tǒng)學(xué)這本書了?！毕到y(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)是在自然科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)和社會科學(xué)是在自然科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)和社會科學(xué)三大科學(xué)之外形成的一個嶄新的科學(xué)技術(shù)學(xué)科。三大科學(xué)之外形成的一個嶄新的科學(xué)技術(shù)學(xué)科。按照錢學(xué)森同志的觀點，系統(tǒng)科學(xué)包括：工程按照錢學(xué)森同志的觀點，系統(tǒng)科學(xué)包括：工程技術(shù)技術(shù)系統(tǒng)工程；技術(shù)科學(xué)系統(tǒng)工程；技術(shù)科學(xué)運籌學(xué)、控運籌學(xué)、控制論和信息論；基礎(chǔ)科學(xué)制論和信息論；基礎(chǔ)科學(xué)系統(tǒng)學(xué)；又從系系統(tǒng)學(xué)；又從系統(tǒng)學(xué)這座橋梁統(tǒng)學(xué)這座橋梁系統(tǒng)觀，達(dá)到人類知識的最系統(tǒng)觀，達(dá)到人類知識的最高概括高概括馬克思主義哲學(xué)。所以系統(tǒng)科學(xué)體馬克思主義哲學(xué)。所以系統(tǒng)科學(xué)體系可以表達(dá)為：系可以表達(dá)為：工程技術(shù)、技術(shù)科學(xué)、基礎(chǔ)科工程技術(shù)、技術(shù)科學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)和哲學(xué)學(xué)和哲學(xué)四個層次四個層次 。整體思想和聯(lián)系思想整體思想和聯(lián)系思想是系統(tǒng)思想的核心與實質(zhì)