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1.2系统的概念与系统方法在线视频

下一节:1.3系统分析的概念和内容

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1.2系统的概念与系统方法课程教案、知识点、字幕

同学们好 本单元主要讲授

系统的概念与系统方法

系统的定义

所谓系统 就是由相互作用

和相互联系的若干个组成部分

结合而成的具有特定功能的整体

例如 南水北调中线水资源系统

是由南方的丹江口水库

包括水源 大坝 堤防

输水建筑物包括泵站 输水渠道等

及北方用水部门包括居民生活

工业生产 农业生产和生态环境等

所构成的综合体

系统有如下特征

系统由相互联系 相互影响的

部件所组成

系统的部件可能是一些个体 元件 零件

也可能其本身就是一个系统

或者称之为子系统

如水系 水库 大坝 溢洪道 水电机组

堤防 下游保护区 蓄滞洪区等

组成了流域防洪发电系统

而水电机组

又是流域防洪发电系统的一个子系统

系统具有一定的结构

一个系统是其构成要素的集合

是这些要素相互联系

相互制约系统内部各要素之间

相对稳定的联系方式

组织秩序及失控关系的内在表现形式

就是系统的结构

例如水电机组是由压力钢管 水轮机

发电机 调速器等部件

按一定的方式装配而成的

但压力钢管 水轮机 发电机

调速器等部件随意放在一起

却不能构成水电机组

系统具有一定的功能

或者说系统要有一定的目的性

系统的功能是指系统与外部环境

相互联系和相互作用

中表现出来的性质 能力和功能

例如流域防洪发电系统的功能

一方面是对洪水进行调节和安排

使洪灾损失最小

另一方面是充分利用水能发电

使发电效益最佳

系统具有一定的界限

系统的界限把系统

从所处的环境中分离出来

系统通过该界限可以与外界环境

发生能量 信息和物质等的交流

任何一个存在的系统

都必须具备三个要素

即系统的诸部件及其属性

系统的环境及其界限

系统的输入和输出

系统的诸部件及其属性

系统是由许多部件组成的

不同的部件有不同的属性

例如 水电站系统由大坝 溢洪道

发电机组等部件组成

大坝有大坝的类型 坝高等属性

溢洪道有堰顶高程

闸门尺寸 泄洪能力等属性

发电机组有装机容量等属性

系统的环境及界限

所有的系统

都是在一定的外界条件下运行的

系统既受到环境的影响

同时也对环境施加影响

对于物质系统来说

划分系统与环境的界限

很自然地可以由基本系统结构

及系统的目标来有形地确定

例如 水库防洪系统

对于防洪预案的决策者来说

主要的任务是针对典型洪水

或者设计洪水分析水库的调洪方案

生成防洪预案

于是就圈定该决策分析系统即

水库防洪预案分析系统的界限为

水库大坝至下游防洪控制断面

但是对于实时防洪调度的决策者来说

入库洪水过程和区间洪水过程

是通过流域面上的

实时降雨信息预报而得到的

在这种情况下

水库防洪决策分析系统的界限为

水库上游流域 水库大坝

至下游防洪控制断面及区间

系统的输入和输出

系统与环境的交互影响

就产生了输入和输出的含义

外界环境给系统一个输入

通过系统的处理和变换

必然会产生一个输出

再返回到外界环境

对于水库实时防洪预报调度分析系统

系统的输入为降雨过程

输出为泄流过程

若泄流过程不满足防洪要求

则需要改变泄流方式

这就是反馈

系统的层次性原理指的是

由于组成系统的诸要素的种种差异

包括结合方式上的差异

从而使得系统组织在地位与作用

结构与功能上表现出等级秩序性

形成了具有质的差异的系统等级

例如 生命系统是一个多层次系统

生命系统的结构层次为

细胞 组织 器官 系统 个体 种群和群落

生态系统 地球生物圈

社会系统也是一个多层次系统

个体 群体 单位 社区

直到省市 国家乃至整个社会

就是一个系统中的一个层次序列

系统的分类

按系统组成部分的属性分类为

自然系统 人造系统和复合系统

例如生态链系统

河流上游天然子流域降雨径流系统等

是自然系统

城市系统 灌排系统 水电站系统等

是人造系统

水资源系统是由水体系统

属于自然系统

水工建筑物系统属于人造系统

及用水系统属于社会经济系统

等子系统复合而成

按系统组成部分的形态分类为

实体系统与概念系统

实体系统是由一些实物

和有形部件构成的系统

概念系统是用一些思想 规则 政策

等的概念或符号来反映系统的部件

及其属性的系统

概念系统是用一些思想 规划 政策

等的概念或符号来反映系统的部件

及其属性的系统

按系统与环境的关系分类为

封闭系统与开放系统

封闭系统是指该系统与外部环境之间

没有物质 能量和信息的交换的系统

由系统的界限将环境与系统隔开

因而呈一种封闭状态

开放系统是指该系统与外部环境之间

存在物质 能量和信息的交换的系统

开放系统往往具有自调节和自适应功能

按系统所处的状态分类为

静态系统与动态系统

静态系统一般是指存在一定的结构

但没有活动性的系统

系统所处的状态与时间无关

动态系统是指既有结构和部件

又有活动性的系统

系统所处的状态与时间有关

按系统的规模分类为

简单系统与复杂系统

凡是不能或不宜用还原论方法

而要用或宜用新的科学方法

去处理和解决的系统就属于复杂系统

把对象作为系统进行定量化

模型化和择优化研究的科学方法

就称为系统方法

这种方法经历了从哲学到科学

从定性到定量的过度

它是在现代科学

特别是系统论和控制论

得到发展的时候建立的

其根本特征在于从系统的整体出发

把分析与综合 分解与协调

定性与定量结合起来

精确处理部分与整体的辩证关系

科学地把握系统 达到整体优化

本次课到此结束

谢谢大家 再见

水资源系统分析理论与应用课程列表:

第一章 水资源系统分析导论

-1.1 水资源系统分析问题的提出

--1.1 水资源系统分析问题的提出

-1.2 系统的概念与系统方法

--1.2系统的概念与系统方法

-1.3系统分析的概念和内容

--1.3系统分析的概念和内容

-1.4水资源系统分析方法

--1.4水资源系统分析方法

-1.5水资源系统分析量化方法案例

--1.5水资源系统分析量化方法案例

-第一章测试

-第一章讨论题

第二章 实用非线性优化方法

-2.1非线性优化数学模型与求解方法

--2.1非线性优化数学模型与求解方法

-2.2最优性条件

--2.2最优性条件

-2.3一维优化与线搜索

--2.3一维优化与线搜索

-2.4无约束极值问题的解析法

--2.4无约束极值问题的解析法

-2.5二次规划

--2.5二次规划

-2.6约束非线性优化罚函数法

--2.6约束非线性优化罚函数法

-2.7非线性优化直接方法

--2.7非线性优化直接方法

-2.8 SCE-UA算法

--2.8 SCE-UA算法

-2.9可变容差法

--2.9可变容差法

-第二章测试

-第二章讨论题

第三章 动态规划与水库优化调度

-3.1多阶段决策问题

--3.1多阶段决策问题

-3.2动态规划基本原理

--3.2动态规划基本原理

-3.3水库优化调度建模及求解

--3.3水库优化调度建模及求解

-3.4 随机动态规划模型

--3.4随机动态规划模型

-3.5水库优化调度实例

--3.5水库优化调度实例

-第三章测试

-第三章讨论题

第四章 群体智能优化算法

-4.1遗传算法

--4.1遗传算法

-4.2粒子群算法

--4.2粒子群算法

-4.3蚁群算法

--4.3蚁群算法

-4.4狼群算法

--4.4狼群算法

-第四章测试

-第四章讨论题

第五章 多目标规划

-5.1多目标规划问题与特点

--5.1多目标规划问题与特点

-5.2多目标规划模型与解的概念

--5.2多目标规划模型与解的概念

-5.3多目标规划求解方法

--5.3多目标规划求解方法

-5.4多目标规划的实例

--5.4多目标规划的实例

-第五章测试

-第五章讨论题

第六章 动态系统预测方法

-6.1动态系统预测方法导论

--6.1动态系统预测方法导论

-6.2时间序列方法

--6.2时间序列方法

-6.3线性动态系统模型方法

--6.3线性动态系统模型方法

-6.4 BP人工神经网络方法

--6.4 BP人工神经网络方法

-6.5支持向量机方法

--6.5支持向量机方法

-6.6洪水过程动态系统预报方法实例

--6.6洪水过程动态系统预报方法实例

-第六章测试

-第六章讨论题

第七章 系统评价方法

-7.1评价程序与评价指标

--7.1评价程序与评价指标

-7.2层次分析法

--7.2层次分析法

-7.3模糊综合评价法

--7.3模糊综合评价法

-7.4投影寻踪评价法

--7.4投影寻踪评价法

-第七章测试

-第七章讨论题

第八章 决策分析

-8.1决策分析的基本概念

--8.1决策分析的基本概念

-8.2 不确定性的基本概念

--8.2 不确定性的基本概念

-8.3 完全不确定型决策

--8.3 完全不确定型决策

-8.4 风险的多维度量

--8.4 风险的多维度量

-8.5 风险型决策(1)

--8.5 风险型决策(1)

-8.6风险型决策(2)

--8.6风险型决策(2)

-第八章测试

-第八章讨论题

期末测试

-期末测试

-期末论文

1.2系统的概念与系统方法笔记与讨论

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