第4章-系统建模理论与方法概要.ppt

第4章 系统建模理论与方法 4.1 模型的定义 模型——对实体本质特征得抽象表述。（模仿品） 实体——客观存在的事物及其运动形态的统称。 二、建模的原则 1 现实性（反映客观实际） 2 准确性 信息准确，准确地反映系统的本质规律 3 可靠性 有一定的精确度 4 简明性 变量选择适宜，结构简单 5 实用性 易于计算、好处理 6 反馈性 模型可以细化、反复进行 7 鲁棒性 对现实问题的变动不敏感，具有一般性 建模步骤： 1 分析现实系统?形成问题 系统目标 约束条件 范围、环境、确定模型类型 2 收集相关信息 3 找出主要因素 4 找出系统的变量并对变量进行分类 5 确定变量之间的关系 6 确定模型结构及参数辨识 7 检验模型效果 8 改进和修正模型 9 将模型应用于实际 系统建模案例分析 2003年，交通事故667507起，104370人死亡，49.4万人受伤，直接财产损失33.7亿元 2005年，交通事故450254起，98738人死亡，46.99万人受伤，直接财产损失18.8亿元 2007年，交通事故32.73万起，年死10万人，38万人受伤，直接财产损失12亿元 2009年，交通事故23.8万起，死亡67759人、27.51万人受伤，直接财产损失9.1亿元 2010年，交通事故39.06万起，死亡65225人，25.4万人受伤，直接财产损失9.3亿元 中国的交通事故是生命财产的第一杀手——世界第一 （死亡人口相当于一个中等县城人口） 全国29个省交通事故死亡人数下降，然而湖南、新疆却交通事故死亡人数同比上升。 交通事故特点： （1）下午至晚间时段交通死亡事故多发 下午至晚间时段（14:00～22:00），共死亡44835人，占总数的45.4％。 （2）年末年初月份交通事故较多（最多11月） 低驾龄驾驶人员事故多发（三年以下驾龄司机为主） （3）在中国，交通事故每死亡四个人中有三个是交通弱者 司机13.4%，行人和骑自行车占45%（包括骑电动自行车者） 交通事故是生命财产的第一杀手 死亡总数高：中国汽车占世界总量8%，交通事故死亡人数占世界的16%。 万车死亡率高 日本0.77，美国1.77，中国6.2（是发达国家的4—8倍） 事故死伤比率高 法国1：21 韩1：53，英国1：86，日本1：173 中国1：4.8 平均致死率：中国27.3%、日本0.9%、美国1.3%，30分钟死亡占85%。 面包车后轮被小悦悦身体卡住，然后稍停继续碾压过去。 路人冷淡走过去不闻不问小悦悦 两车先后碾压2岁女童 第二辆车辗过小悦悦 捡垃圾的阿婆抱起小悦悦 请以发现前方有障碍物紧急停车为例，请分析影响最短停车距离的因素有哪些？应制定何种安全措施？ 要求：简述建模步骤，并建立以最短停车距离为因变量的数学模型，分析应采取何种安全措施。 汽车安全驾驶分析 1研究车辆行驶中的安全因素（特别是紧急刹车时的影响因素） 2变量：最短停车距离D 车速v、司机反应时间tr、反应距离dr 、刹车距离dB 3 D=dr+dB=V tr +k V2 4 则最短停车距离的影响D因素有 ①车速——车速越大，停车距离越大，则要限制最大时速。 中华人民共和国道路交通安全法实施条例规定： 高速公路车速：60~120km/h 载客汽车≤120km/h 机动车≤100km/h 摩托车≤80km/h 没有道路中心线道路： 城市道路的≤30km/h，公路≤40km/h 同方向只有一条机动车道的： 城市道路≤50km/h，公路≤70km/h ②反应时间——受司机身体状况、心理状况、年龄等有关。 身体状况——是否疲劳、饮酒、服药。 饮酒、服用国家管制的精神药品或者麻醉药品，或者患有妨碍安全驾驶机动车的疾病，或者过度疲劳影响安全驾驶的，不得驾驶机动车。 心理状况——精神集中、情绪稳定、心境舒畅、反映敏捷 年龄限制——骑自行车12岁，骑电动自行车16岁 ③K与车辆与路面的摩擦系数有关——受车辆状况、道路状况、天气状况有影响。 车辆状况：车辆的转向、制动、轮胎磨损、油路、电路等有关 道路状况：路面结构（平整、稳定性）、道路线形等 天气状况：（冷热、雨、雾、雪、冰）“雾雨雪冰，谨慎驾驶” ④最后规定最短车距 在高速公路上：1）车速100km/h时，同道车距100m 2）车速100km/h时，同道