[交通运输]公共管理定量分析2 系统模型与系统分析.pptVIP

第二章 系统模型与系统分析 内容简介 要对复杂的公共管理和公共政策问题进行分析研究并得到科学的分析依据，就必须首先建立系统(数学)模型，然后借助模型对系统进行定量的或者定性与定量相结合的分析。因此，系统模型是公共管理定量分析的基础，系统分析和建模技术是公共管理人员必须掌握的手段。 重点难点 系统模型与建模方法 解决问题的“5W1H” 霍尔的“三维结构”模式 切克兰德的“调查学习”模式 从定性到定量的综合集成方法 关键词： 系统模型 实体模型 文字模型 相似模型 网络模型 逻辑模型 解析模型 白箱系统 黑箱系统 灰箱系统 系统分析 图表模型 综合集成 KJ法 目标―手段分析法 系统模型 现实世界与系统模型 系统模型的定义 一般模型：模型就是在一类系统{A} 中，寻求了一个系统{Si}，如果它和所测系统的输入和输出是等价时（在某种近似条件下），则称之为所测系统的系统模型。 系统模型指以某种确定的形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某一方面本质属性的描述。 一方面，根据不同的研究目的，对同一系统可建立不同的系统模型，例如，根据研究需要，可建立RLC（无线链路控制）网络系统的传递函数模型或微分方程模型；另一方面，同一系统模型也可代表不同的系统，例如，对系统模型y = kx（k为常量），则：1、若k为弹簧系数，x为弹簧的伸长量，y为弹簧力大小，则该模型表示一个物理上的弹簧运动系统；2、若k为直线斜率，x、y分别为任意点的横坐标和纵坐标，则该模型表示一个数学上过原点的直线系统。 系统模型的定义 系统模型的特征： （1）它是现实系统的抽象或模仿； 　　 （2）它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的； （3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。 管理系统模型：利用图形、表格数据、文字材料和由设计变量、控制变量组成的数学表达式，以及计算机软件等来描述和抽象系统的本质，从而模拟系统行为特性的代替物。 为什么要使用系统模型 模型的作用： – 可以对难以进行实体实验的系统进行预测和分析； – 可以具体地反映出复杂问题的逻辑关系和数量关系； – 可以对系统进行优化，以及方案间的比较和优选。 模型的意义： – 模型可以超脱现实而不受其约束，可以试验、优化，从而节省大量的人力、物力、财力和时间。 为什么要使用系统模型 在公共管理中，广泛适用系统模型主要基于以下几方面考虑： – 系统开发的需要； – 经济上的考虑； – 安全性、稳定性上的考虑； – 时间上的考虑； – 系统模型容易操作。 系统模型的分类－抽象形式 实体模型：即系统本身，包括抽样模型。 – 优点：比较形象，便于共同研究问题； – 缺点：不能说明内在的联系和数量关系，不能用于优化。 比例模型：是对现实系统的放大或缩小。 图示模型：用表格、图形、曲线、符号等抽象和描述系统。 – 优点：简单、直观； – 缺点：受变量数限制，不易优化。 系统模型的分类－抽象形式（续） 模拟模型：与现实系统具有共性的、可控的实体和条件，来模拟系统行为特性的模拟物或计算机软件。 – 优点：可以解决用其他方法无法解决的问题，建模过程符合人们的一般思维，不要求过高的数学水平； – 缺点：要求对系统有全面、深入的了解；造价较高，一般是求得问题的近似解。 数学模型：用数学符号和数学方程式来描述系统。 – 优点：可以借助数学理论和方法分析问题，容易进行一般意义下的优化分析； – 缺点：要求对系统有全面、深入的理解；抽象程度较高，要求较高的数学知识。 系统建模方法 系统建模的要求可概括为： 现实性 简明性 标准化 系统建模的遵循原则是： 切题 模型结构清晰 精度要求适当 尽量使用标准模型。 系统建模方法 根据系统对象的不同，则系统建模的方法可分为 推理法 实验法 统计分析法 混合法和类似法 根据系统特性的不同描述，则系统建模的方法可以有状态空间法、结构模型解析法（ISM）以及最小二乘估计法（LKL）等。其中，最小二乘估计法（LKL）是一种基于工程系统的统计学特征和动态辨识，寻求在小样本数据下克服较大观测误差的参数估计方法，它属于动态建模范畴。 建立模型的程序：以厂址选择为例 确定系统目标： – 在满足给定用户（m个）需求的条件下使费用最低。 调查系统的资源和环境： – 何处可以建厂，n－可供选择的厂址数； – 各个用户的需求量，Di－第i个用户的需求量； – 各点建厂的投资， Fj－在j处建厂的投资； – 各点建厂的费用，Vj－在j处建厂的单位变动费用； – 各点建厂的生产能力，Sj－在j处建厂的生产能力； – 单位运价等，Cij－i与j之间的单位产品运价。 建立模型的程序：以厂址选择为例 抓住本质要素，研究它们之间的关系： – 设：Xij－第j