2交通系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析含義系統(tǒng)分析最初由美國的軍事研究機(jī)構(gòu)蘭德（ResearchandDevelopment）公司提出。以系統(tǒng)理論、運(yùn)籌學(xué)、信息論、控制論、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等為基礎(chǔ)。研究在自然環(huán)境條件下受人控制和影響的有目的運(yùn)行系統(tǒng)的機(jī)理。系統(tǒng)分析實(shí)際上是綜合運(yùn)用科學(xué)方法、技術(shù)處理問題的一種態(tài)度和觀點(diǎn)。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析理解廣義的解釋，把系統(tǒng)分析理解為應(yīng)用系統(tǒng)工程解決問題的前期階段工作。狹義地理解系統(tǒng)分析僅是系統(tǒng)工程邏輯程序中的一個(gè)步驟。有的學(xué)者又將這些狹義理解的系統(tǒng)分析稱為系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)。再者將系統(tǒng)分析稱為系統(tǒng)工程的代名詞而兩者混用，持這種觀點(diǎn)者也很多。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析定義系統(tǒng)分析的目的是幫助決策人對(duì)所要決策的問題逐步提高認(rèn)識(shí)的清晰度。系統(tǒng)分析的方法是采用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，用定性和定量的工具、對(duì)所研究的問題進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)狀態(tài)的分析，提出各種可行方案和替代方案，并進(jìn)行比較、評(píng)價(jià)和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)分析的任務(wù)是向決策人提供系統(tǒng)方案和評(píng)價(jià)意見，以及建立新的系統(tǒng)或改造現(xiàn)有系統(tǒng)的建議。所謂系統(tǒng)分析，就是利用科學(xué)的分析工具和方法，分析和確定系統(tǒng)的目的、功能、環(huán)境、費(fèi)用與效益等問題，通過模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)，優(yōu)化分析和綜合評(píng)價(jià)，最后整理出完整、正確、可行的綜合資料，從而為決策提供充分依據(jù)。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析與運(yùn)籌學(xué)同樣要考慮數(shù)量因素，重視正確分析，對(duì)于不確定因素以及成本與效益等，都是作為構(gòu)成問題與模型的主要因素。范圍不同。系統(tǒng)分析的范圍較廣，是全面的，而運(yùn)籌學(xué)的范圍較窄，是部分的。系統(tǒng)分析不能離開價(jià)值判斷，分析者的任務(wù)是提供決策者何時(shí)并如何考慮價(jià)值判斷，運(yùn)籌學(xué)，價(jià)值判斷往往已決定。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析特點(diǎn)1以整體為目標(biāo)考慮發(fā)揮系統(tǒng)總體的最高效益。個(gè)別要素的局部目標(biāo)只有與系統(tǒng)的總目標(biāo)相適應(yīng)時(shí)才能順利實(shí)現(xiàn)。

2以特定問題為對(duì)象系統(tǒng)分析目的在于尋求解決特定問題的最佳策略。系統(tǒng)分析針對(duì)不確定情況，研究解決問題的各種方案及其可能產(chǎn)生的結(jié)果。3運(yùn)用定量分析和其它科學(xué)方法在許多復(fù)雜的情況下，必須要有準(zhǔn)確可靠的數(shù)字和資料作為科學(xué)決斷的依據(jù)。在利用數(shù)學(xué)方法描述有困難時(shí)，還要借用于其它科學(xué)方法。4憑借價(jià)值判斷由于所提供的資料有許多是不確定的變量，而客觀環(huán)境又會(huì)發(fā)生各種變化，因此，在進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí)，還要憑借各種價(jià)值觀念進(jìn)行判斷和選優(yōu)。2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析流程2.1系統(tǒng)分析————

系統(tǒng)分析的效果運(yùn)用系統(tǒng)分析要收到下述效果：

(1)使決策者能充分考慮可能面臨的各種不同選擇；

(2)能更有效地利用各種稀缺而昂貴的資源；

(3)能以最少的消耗或支出達(dá)到預(yù)定的目的；

(4)能在目標(biāo)設(shè)定、政策制定和貫徹、資源合理分配等方面加強(qiáng)決策能力；

(5)能為決策者提供不同決策策略的后效分析。2.2系統(tǒng)分析的要素與準(zhǔn)則之要素1目的系統(tǒng)分析人員的首要任務(wù)就是要充分了解建立系統(tǒng)的目的和要求，同時(shí)還應(yīng)確定系統(tǒng)的構(gòu)成和范圍。2可行方案可行方案是選優(yōu)的前提，沒有足夠數(shù)量的方案就沒有優(yōu)化。只有在性能、費(fèi)用、效益、時(shí)間等指標(biāo)上互有長短并能進(jìn)行對(duì)比的，才稱得上是可行方案。3模型使用模型進(jìn)行分析，是系統(tǒng)分析的基本方法。4費(fèi)用用于方案實(shí)施的實(shí)際支出就是費(fèi)用。費(fèi)用一般用貨幣表示。但在決定對(duì)社會(huì)有廣泛影響的大項(xiàng)目時(shí)，還要考慮非貨幣支出的費(fèi)用。5效果(效益)效果就是達(dá)到目的所取得的成果。衡量效果的尺度有效益和有效性兩種指標(biāo)。6評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)衡量可行性方案優(yōu)劣的指標(biāo)是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定出各方案的優(yōu)劣順序。2.2系統(tǒng)分析的要素與準(zhǔn)則之要素系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)概念圖2.2系統(tǒng)分析的要素與準(zhǔn)則之準(zhǔn)則1．外部條件與內(nèi)部條件相結(jié)合的準(zhǔn)則進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí)，必須將內(nèi)部分析與外部條件結(jié)合起來，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外部各種有關(guān)因素結(jié)合起來綜合分析，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。

2．當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)利益相結(jié)合的準(zhǔn)則選擇系統(tǒng)方案時(shí)，不僅要從當(dāng)前利益出發(fā)，而且還要考慮將來的利益，兼顧可持續(xù)發(fā)展觀。3．局部效益與整體效益相結(jié)合的準(zhǔn)則系統(tǒng)工程在爭取系統(tǒng)總體最優(yōu)時(shí)，必須全面考慮整體與局部以及局部與局部之間的關(guān)系。4．定量分析與定性分析相結(jié)合的準(zhǔn)則系統(tǒng)分析不僅要進(jìn)行定量分析，而且要進(jìn)行定性分析。定性和定量二者結(jié)合起來綜合分析，才能達(dá)到優(yōu)化的目的。2.3系統(tǒng)分析的要點(diǎn)和步驟之要點(diǎn)這些提問可以歸結(jié)為七個(gè)“W”，只有圓滿地回答了以上的提問，才能對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)目的、開發(fā)地點(diǎn)、開發(fā)時(shí)間、開發(fā)人員、開發(fā)方法有一個(gè)完整、清晰、圓滿的答案。分析內(nèi)容第一次提問第二次提問（Why）第三次提問對(duì)象做什么（What）為什么做這個(gè)對(duì)象是否已經(jīng)清楚目的是什么（What）為什么是此目的目的是否已經(jīng)明確地點(diǎn)在何處做（Where）為什么在此處做有無其它更合適的地點(diǎn)時(shí)間在何時(shí)做（When）為什么在此時(shí)做有無其它更合適的時(shí)間人員由誰做（Who）為什么由此人做有無其它更合適的人選方法怎樣做（How）為什么用此方法做有無其他更合適的方法系統(tǒng)分析注意邏輯思維推理的方法，在分析時(shí)往往要通過追問一系列“為什么”而使問題得到圓滿的解答。系統(tǒng)分析提問表2.3系統(tǒng)分析的要點(diǎn)和步驟之步驟1確定目的首先要明確所分析問題的目的和當(dāng)前目標(biāo)。2收集分析資料、探索可行方案調(diào)查影響目的的各種因素的現(xiàn)狀及歷史，確定影響目的的各個(gè)因素。確定范圍，找出其中相互關(guān)系，尋求解決問題的各種可行方案。3建立模型(模型化)建立模型預(yù)測每一方案可能產(chǎn)生的結(jié)果，并根據(jù)其結(jié)果定量說明各方案的優(yōu)劣與價(jià)值。4系統(tǒng)的最優(yōu)化通過模型，運(yùn)用最優(yōu)化的理論和方法，對(duì)若干替換方案進(jìn)行最優(yōu)化，求出幾個(gè)替換解。

5系統(tǒng)的評(píng)價(jià)根據(jù)最優(yōu)化所得到的替換解，考慮前提條件、假定條件和約束條件，在經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的基礎(chǔ)上決定最優(yōu)解，從而為選擇最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提供足夠的信息。2.4交通系統(tǒng)分析應(yīng)用范圍(1)制定交通發(fā)展規(guī)劃、計(jì)劃

綜合相關(guān)因素，在保證交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的前提下，從優(yōu)化方案中選擇一個(gè)比較滿意的規(guī)劃和計(jì)劃方案。

(2)重大交通項(xiàng)目的組織管理

運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析的方法進(jìn)行全面的計(jì)劃協(xié)調(diào)和安排，以保證特種交通項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)密切配合，安全、高效地如期完成。(3)場(站)址選擇和場(站)規(guī)劃

場站應(yīng)對(duì)各種客、貨的來源、技術(shù)條件、交通運(yùn)輸、市場狀況、能源供應(yīng)、生活設(shè)施等客觀條件與環(huán)境因素，運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法論證技術(shù)上的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)上的合理性、建設(shè)上的可行性，選擇最佳的建沒方案。2.4交通系統(tǒng)分析應(yīng)用范圍(4)新線路開設(shè)

開設(shè)新的線路時(shí)，應(yīng)對(duì)線路的目的，運(yùn)輸市場預(yù)測，客源情況，車輛結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行價(jià)值分析，以確定該線路和開設(shè)的合理性、可行性。(5)運(yùn)能配置研究

在對(duì)運(yùn)輸設(shè)備選型分析時(shí)，要保證運(yùn)輸設(shè)備在生產(chǎn)上適用、在技術(shù)上先進(jìn)、在經(jīng)濟(jì)上合理，能夠最大限度地滿足購買者的要求。(6)各類交通系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

1．任務(wù)和環(huán)境要求每天運(yùn)送200萬桶。油田處在北極圈內(nèi)，海灣長年處于冰封狀態(tài)，陸地更是常年冰凍，最低氣溫達(dá)零下50℃。2．提出競爭方案方案競爭的第一階段，提出了兩個(gè)方案方案I：由海路用油船運(yùn)輸原油；方案Ⅱ：用帶加溫系統(tǒng)的油管輸送原油。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

方案I的優(yōu)點(diǎn)是每天僅需四至五艘超級(jí)油輪就可滿足輸送量的要求，似乎比鋪設(shè)油管省錢，但存在的問題是：第一，要用破冰船引航，既不安全又增加了費(fèi)用；第二，起點(diǎn)和終點(diǎn)都要建造大型油庫，這又是一筆巨額花費(fèi)，而且考慮到海運(yùn)可能受到海上風(fēng)暴的影響，油庫的儲(chǔ)量應(yīng)在油田日產(chǎn)量的十倍以上。歸納起來這一方案的主要問題是：不安全、費(fèi)用大、無保證。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

方案Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是可以利用成熟的管道輸油技術(shù)，但存在的問題是：第一，要在沿途設(shè)加溫站，這樣一來管理復(fù)雜，而且要供給燃料，而運(yùn)送燃料本身又是一件相當(dāng)困難的事情；第二，加溫后的輸油管不能簡單地鋪在凍土里，因?yàn)閮鐾翆邮軣崛芑髸?huì)引起管道變形，甚至造成斷裂。為了避免這種危險(xiǎn)，有一半的管道需要用底架支撐和作保溫處理，這樣架設(shè)管道的成本要比鋪設(shè)地下油管高出三倍。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

3決策人員的處理策略

(1)考慮到安全和供油的穩(wěn)定性，暫把方案Ⅱ作為參考方案做進(jìn)一步的細(xì)致研究，為規(guī)劃做準(zhǔn)備；(2)繼續(xù)撥出經(jīng)費(fèi)，廣泛邀請系統(tǒng)分析人員提出競爭的新方案。

2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

4．提出了競爭方案Ⅲ其原理是把含10％～20％氯化鈉的海水加到原油中去，使在低溫下的原油成乳狀液，仍能暢流，這樣就可以用普通的輸油管道運(yùn)送了。這個(gè)方案獲得了很高的評(píng)價(jià)，并取得了專利。其實(shí)，這原理早就用于制作汽車的防凍液了，但把這一原理運(yùn)用到這個(gè)工程中來，并斷定它能解決問題，這就是一個(gè)有價(jià)值的創(chuàng)造。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

5．又出現(xiàn)競爭方案Ⅳ正當(dāng)人們在稱贊方案Ⅲ的時(shí)候，另有兩人提出了競爭方案Ⅳ。這兩人對(duì)石油的生成和變化有豐富的知識(shí)，他們注意到石油埋在地下是油、氣合一的，這時(shí)它們的熔點(diǎn)很低，經(jīng)過漫長的年代以后，油氣才逐漸分離。他們提出將天然氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)以后再加到原油中去以降低原油的熔點(diǎn)，增加流動(dòng)性，從而用普通的管道就可以同時(shí)輸送原油和天然氣。與方案Ⅲ相比，不僅不需要運(yùn)送無用的海水而且也不必另外鋪設(shè)輸送天然氣的管道了。這一方案的出現(xiàn)使得人們贊賞不已。由于采用這一方案，僅鋪設(shè)費(fèi)就節(jié)省了近60億美元，比方案Ⅲ省了一半。2.4交通系統(tǒng)分析-----輸油線路阿拉斯加原油輸送方案如何由阿拉斯加?xùn)|北部普拉德霍灣油田向美國本土運(yùn)輸原油的問題。

這個(gè)例子我們看到了系統(tǒng)分析的實(shí)際價(jià)值。如果當(dāng)初僅在方案I、Ⅱ上搞優(yōu)化，即確定最好的管道直徑、壁厚、加壓泵站的壓力和距離等，是無論如何也得不到方案Ⅳ所達(dá)到的巨大效益的。這個(gè)例子同時(shí)也說明了系統(tǒng)分析人員的工作性質(zhì)應(yīng)該具有的知識(shí)結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)分析工作與專業(yè)工程技術(shù)工作之間存在的相輔相成的關(guān)系。2.4交通系統(tǒng)分析-----日本節(jié)能小汽車不變負(fù)擔(dān)準(zhǔn)則：日本節(jié)能小汽車20世紀(jì)70年代初，石油危機(jī)爆發(fā)后，西方各國石油供應(yīng)短缺，汽油價(jià)格上漲，汽車用戶的交通負(fù)擔(dān)顯著加重，從而汽車銷售量銳減，整個(gè)西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家的汽車業(yè)面臨嚴(yán)重的危機(jī)。日本汽車工業(yè)為了應(yīng)付這場危機(jī)，對(duì)汽車設(shè)計(jì)和生產(chǎn)進(jìn)行改革，大量生產(chǎn)廉價(jià)而節(jié)能的小汽車，適應(yīng)石油漲價(jià)后變化了的市場需求。這樣，日本汽車工業(yè)不但順利度過了危機(jī)，而且很快打入了歐美汽車市場。1980年日本汽車總產(chǎn)量已經(jīng)超過美國，躍居世界第一位。日本汽車工業(yè)應(yīng)付市場危機(jī)采取的行動(dòng)策略稱為不變負(fù)擔(dān)準(zhǔn)則。這種準(zhǔn)則是站在用戶的立場上，很好地解決了產(chǎn)品壽命全周期總成本的問題。2.4交通系統(tǒng)分析-----日本節(jié)能小汽車不變負(fù)擔(dān)準(zhǔn)則：日本節(jié)能小汽車1問題解決前的已知信息：國民年收入10000美元．油價(jià)平均上漲4倍；汽車售價(jià)每輛5000美元，平均壽命5年；平均日耗油3加侖，漲價(jià)前每加侖汽油售價(jià)0.2美元。石油漲價(jià)后，交通費(fèi)占年收入的比例上升至20.8％，大大超過了漲價(jià)前的12.7％，這對(duì)許多汽車用戶來說，是難以承受的負(fù)擔(dān)，所以，他們不得不改乘公共汽車上下班和外出。這就是汽車銷量大幅度下跌，汽車市場出現(xiàn)危機(jī)的根本原因。費(fèi)用石油漲價(jià)前石油漲價(jià)后汽車費(fèi)/年收入10%汽油費(fèi)/年收入合計(jì)：交通費(fèi)/年收入12.7%20.8%石油漲價(jià)前、后的費(fèi)用分析2.4交通系統(tǒng)分析-----日本節(jié)能小汽車不變負(fù)擔(dān)準(zhǔn)則：日本節(jié)能小汽車2如何應(yīng)付這場危機(jī)?美國第三大汽車公司克萊斯頓公司掉以輕心，認(rèn)為美國人講究闊氣。不在乎多花汽油費(fèi)．于是照樣生產(chǎn)耗油量大的豪華型汽車，結(jié)果跌了跟頭，幾乎陷于倒閉。日本人則改變生產(chǎn)方針，改變汽車設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出廉價(jià)而節(jié)能的輕型轎車，使得用戶在石油漲價(jià)