北师大环境系统工程重点整理18.docx

环境系统工程重点整理（2014年1月8日）第一讲1、系统科学思想：整体性、综合性2、老三论、新三论老三论：（美）冯·被他朗菲—一般系统论—1945；（美）C.E.香农—信息论—1948；（美）N.维纳—控制论—1948新三论：（比利时）I.普里高津—耗散结构理论—1970；（法）汤姆—突变理论—1972；（德）哈肯—协同学—19773、系统工程VS系统分析①系统工程包括系统分析、系统设计、系统实施及其运行管理；②二者方法学上一致，研究阶段不同，系统分析属工程的前期研究阶段.（系统工程研究阶段：计划准备—【明确目标—系统模型化—系统最优化—系统评价】—系统设计—系统实施，其中【】内属于系统分析。）4、系统相关概念系统定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。三个基本特征：①系统是由若干元素组成的；②这些元素相互独立又相互制约，相互作用又相互依赖；③由于元素间的相互作用（系统结构），使系统作为一个真题具有特定的功能。系统基本概念图系统结构：系统内部各要素之间的相互作用，相互联系的方式和秩序，及各要素之间在时间或空间商排列和组合的具体形式。系统的基本特性：目的性、整体性、集合性、层次性、相关性、适应性5、系统分类分类：①按成因：自然系统、人工系统、复合系统。②按组成成分：实体系统与概念系统。③按状态的时间过程特征：动态系统、稳态系统。④按系统与环境的关系：孤立系统、封闭系统、开放系统。⑤按复杂程度：简单系统、简单巨系统和复杂巨系统。第二讲1、信息论相关概念信息是能够消除不确定的东西。信息熵：可能消息集合X的整体平均信息量称为信息熵。设消息集合X中发出第i条消息的概率为pi（i=1,2,3，……，n），该消息的信息量定义为log（1/pi）。则集合X所有消息的平均信息量为可能消息集合X的整体平均信息量为﹣Σpi log (pi)。2、耗散结构理论耗散结构：一个远离平衡态的开放系统，在外界条件发生变化达到某一特定阈值，变量可能引起质变，系统通过不断与外界交换能量与物质，就可能从原来无序的状态转变为一种时间、空间或功能的有序状态，这种远离平衡状态的、稳定的、有序结构被称作“耗散结构”。耗散结构基本观点：开放系统是产生耗散结构的必要前提；非平衡态是有序之源；涨落导致有序。3、霍尔三维结构霍尔三维结构体系将系统工程的全部过程分为时间维，逻辑维，知识维。时间维表示从规划到更新，按时间顺序排列的系统工程全过程共六个阶段：规划阶段、方案阶段、研制阶段、生产阶段、运行阶段、更新阶段。逻辑维包括七个步骤：明确问题、选择目标、系统综合、系统分析、方案优化、做出决策、付诸实施。知识维考虑为完成这些阶段和步骤的工作所需的各种专业知识和管理知识。4、霍尔三维结构VS切克兰德调查学习模式（区别及适用条件）a.霍尔三维结构的系统工程方法适用于大型工程项目，尤其是有哪些信誉好的足球投注网站性强、技术复杂、投资大、周期长的大型研究项目，可以减少决策上的失误和计划实施过程中的困难。b.切特兰德的“调查学习”模式适用于解决不良性结构系统，即偏重社会、机理上不清楚的生物型的软系统，不是寻求最优化，而是通过“调查”“比较”或者“学习”，从模型和现状的比较中，学习改善现存系统的途径，有很强的反馈调节的思想。第三讲1、数学模型分类①按照变量与时间的关系：动态模型和稳态模型②按模型变量之间的关系：线性和非线性模型③按变量的变化规律：确定性模型和不确定性模型（随机模型与模糊模型）④按模型的用途：模拟模型和管理模型⑤按模型参数性质：集中参数模型和分布参数模型2、模型建立过程：数据收集与分析，模型结构选择，参数估计，模型检验与验证，模型应用①数据收集与分析：尽量多占有数据、绘制变量的时间过程线、空间过程线、变量间关系曲线。②模型结构选择：白箱模型（机理模型、演绎模型）：根据对系统的结构和性质的了解，以客观事物变化遵循的物理化学定律为基础，经逻辑演绎而建立起的模型是机理模型。这种建立模型的方法教演绎法。机理模型具有唯一性与普适性。黑箱模型（经验模型、归纳模型）：即输入-输出模型。需要大量的输入、输出数据以获得经验模型。它们可在日常例行观察中积累，也可由专门实验获得。根据对系统输入输出数据的观测，在数理统计基础上建立起经验模型的方法又叫归纳法。经验模型不具有唯一性。灰箱模型（半经验、半理论模型）：理论公式+经验系数。由于人们对客观事物的认识不够充分，只知道各种因素之间的质的关系，并不确切明了量的关系，还要用一个或多个经验系数来加以定量化。这些经验系数的确定则要借助一贯观测数据或实验结果。③参数估值：图解法、一元线性回归、多元线性回归、最优化方法④模型检验与验证：模型检验数据要独立于参数估计时所用的数据（所以至少要有两套独立数据）3、污染物在环境介质中的运动特征污染物进入环境之后，