南京林業(yè)大學(xué)-城系統(tǒng)工程學(xué)

1、城市規(guī)劃系統(tǒng)工程學(xué)名詞系統(tǒng)的概念：是指相互關(guān)聯(lián)的要素的集合。模型概念：是指對(duì)于系統(tǒng)本質(zhì)、主要特征的描述、模仿和抽象。用于某種特定的用途，以方便的形式向決策人提供必要的知識(shí)。分類：A實(shí)物模型B非實(shí)物模型：1數(shù)字*II型2邏輯模型城市系統(tǒng)工程概念：簡(jiǎn)單講，就是系統(tǒng)工程原理、觀點(diǎn)和方法在城市系統(tǒng)中的運(yùn)用。拓展(1)城市化：數(shù)量增加，人口增多、規(guī)模擴(kuò)大。(2)城市系統(tǒng)工程概念：簡(jiǎn)單講，就是系統(tǒng)工程原理、觀點(diǎn)和方法在城市系統(tǒng)中的運(yùn)用。(3)類型：A對(duì)象：人口、城市交通、城市地理、城市建筑、生態(tài)環(huán)境B功能：規(guī)劃、建設(shè)、管理、信息(4)應(yīng)用：A觀點(diǎn)：B方法：C信息系統(tǒng)：系統(tǒng)分析概念(SA)是對(duì)系統(tǒng)問題現(xiàn)狀及

2、目標(biāo)充分挖掘的基礎(chǔ)上，運(yùn)用建模及預(yù)測(cè)、優(yōu)化、仿真、評(píng)估等方法，對(duì)系統(tǒng)的有關(guān)方面進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的分析，為決策者選擇滿意的系統(tǒng)方案提供決策依據(jù)的分析研究過程。(SA是SE的核心內(nèi)容，分析過程及基本方法)城市系統(tǒng)分析的概念：5DELPH法：當(dāng)歷史資料或數(shù)據(jù)不夠充分，或者當(dāng)模型中需要相當(dāng)程度的主觀判斷時(shí)，采用背對(duì)背的問卷方式對(duì)選定的一組專家進(jìn)行多輪反饋式的意見征詢，使專家意見趨于一致，從而得到對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)結(jié)果。其預(yù)測(cè)成功與否取決于研究者問卷的設(shè)計(jì)和所選專家的合格程度。(百度)概率：某一事件發(fā)生的機(jī)會(huì)或可能性大小的計(jì)量我們把它叫做概率。系統(tǒng)聚類分析：(百度)是更具地理變量(或指標(biāo)或樣品)的屬性或特

3、征的相似性或親疏程度，用數(shù)學(xué)的方法把他們逐步地分型劃類，最后得到一個(gè)能反映個(gè)體或站點(diǎn)之間、群體之間親疏關(guān)系的客觀的分類系統(tǒng)。主成分分析法：把原來(lái)多個(gè)變量劃為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)分析方法，是一種降維處理技術(shù)，其中每個(gè)主成分都能夠反映原始變量的大部分信息，且所含信息互不重復(fù)。趨勢(shì)圖分析的一般原理：實(shí)物型投入產(chǎn)出表簡(jiǎn)答系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)整體性：總體不等于部分之和，這是系統(tǒng)思想的基石。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不合理，則整體小于部分之和；整體性聯(lián)系非線性，對(duì)其？整體=部分之和，對(duì)非線性系統(tǒng)，整體不等于部分之和。(2)層次性：系統(tǒng)存在層次性。一個(gè)系統(tǒng)可以分出子系統(tǒng)，子系統(tǒng)還可以分出一個(gè)個(gè)個(gè)的部分，最后的基本單元是要

4、素或者元素。(3)關(guān)聯(lián)性：系統(tǒng)的各個(gè)部分或者基本元素都是相互聯(lián)系的，關(guān)聯(lián)與結(jié)構(gòu)有關(guān)(4)目的性：凡系統(tǒng)都有目的、目標(biāo)和理想，目的是最具體的演化方向，是目標(biāo)的具體化，目標(biāo)的進(jìn)一步抽象就是系統(tǒng)的理想。有目標(biāo)就有演化，有演化就有沿著時(shí)間方向的演變。(5)穩(wěn)定性：或適應(yīng)性。一個(gè)系統(tǒng)如果沒有？穩(wěn)定的保證，則要么隨時(shí)變異，要么隨時(shí)解體。系統(tǒng)工程學(xué)研究對(duì)象、內(nèi)容及地位（位置？）？地位：研究對(duì)象及內(nèi)容：A系統(tǒng)工程的發(fā)展史和淵源B系統(tǒng)學(xué)的重要思想與理論C系統(tǒng)工程方法論D其他重要系統(tǒng)工程技術(shù)方法E典型系統(tǒng)工程案例系統(tǒng)方法論的流程圖再系統(tǒng)工程學(xué)的基礎(chǔ)與方法基礎(chǔ)：方法：界定問題一確定目標(biāo)一系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提出方案一建立模型

5、、系統(tǒng)分析一系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)、優(yōu)選一滿意否一一是一一建議方案、決策一實(shí)施否界定問題4城市的系統(tǒng)性1 .復(fù)雜系統(tǒng)1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜性2）功能多樣性3）環(huán)境復(fù)雜性2 .復(fù)雜巨系統(tǒng)：可分為若干子系統(tǒng)3 .開放的耗散結(jié)構(gòu)4 .動(dòng)態(tài)復(fù)雜性（時(shí)間、空間）拓展(規(guī)劃的系統(tǒng)性)1規(guī)劃對(duì)象是系統(tǒng)2規(guī)劃過程是系統(tǒng)3.層次結(jié)構(gòu)：從縱向分，可分為國(guó)土規(guī)劃一一區(qū)域規(guī)劃城市戰(zhàn)略規(guī)劃一一城市總體規(guī)劃一一城市分區(qū)規(guī)劃一一城市控制性詳細(xì)規(guī)劃一一城市修建性詳細(xì)規(guī)劃；從橫向分：土地利用規(guī)劃、交通規(guī)劃、環(huán)境生態(tài)規(guī)劃、給排水規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃等城市系統(tǒng)工程包括內(nèi)容、研究對(duì)象及應(yīng)注意的問題內(nèi)容：著重研究城市規(guī)劃和建設(shè)中的系統(tǒng)問題，研究對(duì)象：A:城

6、市(人口、城市交通、城市地理、城市建筑、生態(tài)環(huán)境)問題：(1)現(xiàn)代加傳統(tǒng)(2)理論分析+經(jīng)驗(yàn)知識(shí)(3)定性+定量+定位(4)社會(huì)+自然科學(xué)+工程技術(shù)(5)宏觀+微觀戰(zhàn)略決策+戰(zhàn)術(shù)分析(6)模型與信息系統(tǒng)(7)靜態(tài)+動(dòng)態(tài)城市系統(tǒng)分析內(nèi)容Yym:1)城市系統(tǒng)目標(biāo)分析：目標(biāo)的合理、可行性、經(jīng)濟(jì)性。2)城市系統(tǒng)環(huán)境分析：城市系統(tǒng)與周圍環(huán)境間的關(guān)系。3)城市系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析：4)城市系統(tǒng)預(yù)測(cè)分析：5)城市系統(tǒng)評(píng)價(jià)與決策：Zl城市系統(tǒng)目標(biāo)分析：決定性作用一方向(1)消費(fèi)城市一生產(chǎn)城市。(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施)(2) A目的：1)目標(biāo)的合理性，可行性和經(jīng)濟(jì)性2)逐級(jí)落實(shí)總目標(biāo)B目標(biāo)集的建立：獨(dú)立關(guān)系、沖突關(guān)系、互

7、利關(guān)系。C案例分析：總目標(biāo)一準(zhǔn)則層一分目標(biāo)層一指標(biāo)層7DELPH法步驟1、協(xié)調(diào)人向各專家提供項(xiàng)目規(guī)格和估計(jì)表格；2、協(xié)調(diào)人召集小組會(huì)各專家討論與規(guī)模相關(guān)的因素；3、各專家匿名填寫迭代表格；4、協(xié)調(diào)人整理出一個(gè)估計(jì)總結(jié)，以迭代表的形式返回專家；5、協(xié)調(diào)人召集小組會(huì)，討論較大的估計(jì)差異；6、專家復(fù)查估計(jì)總結(jié)并在迭代表上提交另一個(gè)匿名估計(jì)；7、重復(fù)4-6,直到達(dá)到一個(gè)最低和最高估計(jì)的一致。系統(tǒng)分析方法在城市規(guī)劃中的應(yīng)用：1預(yù)測(cè)城市的發(fā)展，模擬城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的產(chǎn)生。2 .分析城市發(fā)展的約束及潛力。提出規(guī)劃方案。3 .模擬并分析城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的選址過程以及空間交互作用。4 .評(píng)價(jià)規(guī)劃方案、確定規(guī)劃問

8、題。城市系統(tǒng)規(guī)劃原理與方法在城市規(guī)劃中的應(yīng)用A基本原理在規(guī)劃中的應(yīng)用：1）整體決策觀：1.內(nèi)部諸要素間2.內(nèi)外部間。2）信息反饋觀3）價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)觀：系統(tǒng)的行為準(zhǔn)則或評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一指標(biāo)體系4）層次因果觀：重點(diǎn)。主要矛盾5）動(dòng)態(tài)尋優(yōu)觀：6）進(jìn)取策略觀：內(nèi)部控潛B基本方法在規(guī)劃中的應(yīng)用建模方法在定量分析中的應(yīng)用1）預(yù)測(cè)技術(shù)一人口、用地、就業(yè)、經(jīng)濟(jì)、交通2）評(píng)價(jià)技術(shù)一多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)一風(fēng)景資源、可持續(xù)力、高新技術(shù)區(qū)3）決策技術(shù)一多目標(biāo)決策4）模擬技術(shù)5）規(guī)劃管理技術(shù)6）戰(zhàn)略分析數(shù)據(jù)類型1）空間數(shù)據(jù)：用于描述地理試題、地理要素、地理現(xiàn)象、地理事件及地理過程產(chǎn)生、存在和發(fā)展的地理位置、區(qū)域范圍及空間聯(lián)系。2）屬性

9、數(shù)據(jù)：用于描述地理試題、地理要素、地理現(xiàn)象、地理事件、地理過程的有關(guān)屬性特征。3）數(shù)量標(biāo)示數(shù)據(jù)：（1）間隔尺度數(shù)據(jù)（2）比例尺數(shù)據(jù)4）品質(zhì)標(biāo)志數(shù)據(jù)：（1）有序數(shù)據(jù)（2）二元數(shù)據(jù)（3）名義尺度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的特征（1）數(shù)量化、形式化與邏輯化一是所有地理數(shù)據(jù)的共同特征（2）不確定性：一是地理數(shù)據(jù)的基本特征之一。其不確定性來(lái)源：1.本質(zhì)上由本身的復(fù)雜性決定。2.各種隱因?qū)е?。?）多種時(shí)空尺度：地理數(shù)據(jù)具有多種空間尺度（全球、國(guó)家、城市等）也具有多種時(shí)間尺度。（4）多維性：對(duì)于一個(gè)地理對(duì)象的具體意義要從空間、屬性、時(shí)間三個(gè)方面綜合描述。這種多維性，被稱作地理數(shù)據(jù)立方體。幾種常用的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)與參數(shù)（缺公式見朱

10、蕾手稿）（1）描述地理數(shù)據(jù)一般水平的指標(biāo)：平均值、中位數(shù)、眾數(shù)（眾數(shù)可有多個(gè)）（2）描述地理數(shù)據(jù)的離散程度的指標(biāo)：極差、離差、離差平方和（3）描述地理數(shù)據(jù)分布特征的參數(shù)：矩、偏度、峰度？（1）描述地理數(shù)據(jù)一般水平的指標(biāo)：1.平均值2.中位數(shù)3.眾數(shù)（2）描述地理數(shù)據(jù)分布的離散程度的指標(biāo)：1.極差2.離差3.離差平方和：從總體上衡量一組地理數(shù)據(jù)與平均值得離散程度。方差與標(biāo)準(zhǔn)差：方差：從平均概況衡量一組地理數(shù)據(jù)與平均值得離散程度。標(biāo)準(zhǔn)差:方差的平方根。（4）標(biāo)準(zhǔn)差的無(wú)偏估計(jì)：缺公式（5）變異系數(shù)：表示地理數(shù)據(jù)的相對(duì)變化（波動(dòng)）程度。缺公式（3）描述地理數(shù)據(jù)分布特征的參數(shù)：1.偏差系數(shù)：2.峰度系數(shù)

11、：（見朱蕾手稿）計(jì)算題描述地理數(shù)據(jù)分布特征的參數(shù)：（1）偏差系數(shù)：測(cè)度地理數(shù)據(jù)分布的不對(duì)稱性情況，刻畫以平均值為中心的偏向情況。（2）峰度系數(shù)：測(cè)度地理數(shù)據(jù)在均值附近的集中程度。點(diǎn)狀分布測(cè)度劃線概率：某一件事件發(fā)生的機(jī)會(huì)或可能性大小的計(jì)量（缺）加權(quán)平均數(shù)：反映每個(gè)本質(zhì)不同的數(shù)的重要度，又稱權(quán)重。散點(diǎn)圖（點(diǎn)狀分布測(cè)度劃線）會(huì)畫就行簡(jiǎn)單的時(shí)間序列分析概念：一種根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)揭示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和規(guī)律的統(tǒng)計(jì)方法。時(shí)間序列分析的基本原理：其基本思想是根據(jù)系統(tǒng)的有限長(zhǎng)度的觀察數(shù)據(jù)，建立比較精準(zhǔn)反映序列中說包含的動(dòng)態(tài)一村關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，并借此以對(duì)系統(tǒng)的未來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)。趨勢(shì)圖分析的一般原理線性規(guī)劃概念模型（構(gòu)成特點(diǎn)

12、約束條件）結(jié)構(gòu)決策變量：指決策問題所需要控制的因素；目標(biāo)函數(shù)：指對(duì)研究問題目標(biāo)的數(shù)學(xué)描述，是一個(gè)極值問題，即最大值或最小值，如投資最省，距離最短，時(shí)間最少，產(chǎn)量最高等。線性規(guī)劃一般只解決單目標(biāo)問題。條件約束：指實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的限制因素，如土地、資金、原料等。這些限制因素是模型中所需要滿足的基本條件，即約束方程。特征：1、目標(biāo)函數(shù)和約束條件必須是線性的，這種線性體現(xiàn)了系統(tǒng)因素?cái)?shù)量上的可比例性和可加性。2、決策變量是連續(xù)分布的，基變量值可為分?jǐn)?shù)和小數(shù)，變量值取整數(shù)的模型我們劃歸為整數(shù)規(guī)劃來(lái)單獨(dú)處理3-目標(biāo)函數(shù)的單一性，當(dāng)決策目標(biāo)多個(gè)且相互矛盾時(shí)，可用數(shù)學(xué)規(guī)劃的另一個(gè)分支一一多目標(biāo)線性規(guī)劃來(lái)處理4、線性規(guī)

13、劃模型中的全部參數(shù)或系數(shù)為已知，即為確定性模型5、決策變量Xi>=0,即非負(fù)的。步驟：1 .確定問題，明確目標(biāo)和限制因素2 .建立線性規(guī)劃模型3 .模型求解4 .應(yīng)用模型和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出供決策的方案19AHP決策分析法基本原理概念基本過程模型概念：是一種將決策者對(duì)復(fù)雜問題的決策思維過程模型化、數(shù)量化的過程。通過這種方法，可以將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較和計(jì)算，就可以得出不同方案重要性程度的權(quán)重，從而為決策方案的選擇提供依據(jù)。原理：根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，從而最終使問題歸結(jié)為最低層相對(duì)于最高層的相對(duì)重要權(quán)值得確定或相對(duì)優(yōu)劣次序的排模型結(jié)構(gòu):最高層（目標(biāo)層）一若干中間層（準(zhǔn)則層）一最低層（措施層）的次序排列起來(lái)。步驟（6點(diǎn)）：（一）明確問題。即弄清問題的范圍，所包含的因素，各因素之間的關(guān)系等，以便盡量掌握充分的信息。（二）建立層次結(jié)構(gòu)模型。（三）構(gòu)造判斷矩陣。（四）層次單排序。（五）