系统结构模型化技术

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1、第4章系统结构模型化技术4.1引言4.2解析结构模型法4.3解析结构模型的应用4.1引言4.1.1结构模型系统是由许多具有一定功能的要素(如设备、事件、子系统等)所组成的，而各个要素之间总是存在相互支持或相互制约的逻辑关系。在这些关系中，又可分为直接关系和间接关系等。因此，在开发或改造一个系统的时候，首先，要了解系统中各要素间存在怎样的关系，是直接的还是间接的关系等等，要了解系统中各要素之间的关系，也就是要了解和掌握系统的结构，或者说，要建立系统的结构模型。S4S2S3S1S5S4S2S3S7S6S5S1节点：系统的要素。有向边：要素之间的相互关系。

2、可理解为“影响”、“取决于”、“先于”、“需要”、“导致”或其它含义。所谓结构模型，就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型.结构模型具有的基本性质：1、结构模型是一种几何模型结构模型是由节点和有向边构成的图或树图来描述一个系统的结构。节点往往用来表示系统的要素，而有向边则表示要素间所存在的关系。2、结构模型是一种以定性分析为主的模型通过结构模型，可以分析系统的要素选择得是否合理，还可以分析系统要素及其相互关系变化时对系统总体的影响等问题。3、结构模型除了可用有向连接图描述外，还可以用矩阵形式来描述4、结构模型作

3、为对系统进行描述的一种形式，正好处在数学模型形式和以文章表现的逻辑分析形式之间矩阵可以通过逻辑演算用数学方法进行处理，因此，在研究各要素之间关系时，就能通过矩阵形式的演算，可使定性分析和定量分析相结合。因此，可以处理无论是宏观的还是微观的、定性的还是定量的、抽象的还是具体的有关问题。3.1.2结构模型化技术结构模型化技术是指建立结构模型的方法论。下面是国外有关专家、学者对结构模型法的描述。1、J．华费尔特(JohnWarfield，1974年)：结构模型法是“在仔细定义的模式中，使用图形和文字来描述一个复杂事件(系统或研究领域)的结构的一种方法论。”2

4、、M．麦克林(MickMclean)和P．西菲德(P．Shephed，1976年)：“结构是任何数学模型的固有性质。所有这样的模型都是由相互间具有特定的相互作用部分组成的。一个结构模型着重于一个模型组成部分的选择和清楚地表示出各组成部分间相互作用。”3、D．希尔劳克(DennisCearlock，1977年)：结构模型所强调的是“确定变量之间是否有联结以及其联结的相对重要性，而不是建立严格的数学关系以及精确地确定其系数。结构模型法关心的是趋势及平衡状态下的辨识，而不是量的精确性”。结构模型适用范围结构模型作为对系统描述的一种形式,正好处在自然科学领域所

5、用的数学模型形式和社会科学领域所用的以文章表现的逻辑分析形式之间。因此，它适合用来处理处于社会科学为对象的复杂系统和比较简单的以自然科学为对象的系统中存在的问题。是一种以定性分析为主的模型，可以分析系统中要素选择是否合理，还可以分析系统要素及其相互关系变化时对系统的总体影响等问题。目前已开发的结构模型化技术问题挖掘技术结构决定技术结构模型化技术脚本法专家调查法发想法集团启发法静态结构化技术关联树法动态结构化技术解释结构模型（ISM）决策试验和评价实验室系统开发计划程序工作设计交叉影响分析凯恩仿真模型快速仿真模型系统动力学结构模型化技术解释结构模型法IS

6、M（interpretativestructuralmodeling）属于概念模型，它可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好结构关系的模型。3.2解释结构模型法应用对象从能源问题等国际性问题到地区经济开发、企事业甚至个人范围的问题等。尤其适用于变量众多、关系复杂而结构不清晰的系统分析中，也可用于方案的排序等。解释结构模型法3.2.1图的基本概念3.2.2图的矩阵表示法3.2.3ISM的工作程序3.2.4ISM的建模步骤3.2.1图的基本概念2、回路3、环4、树5、关联树1、有向连接图有向连接图是指由若干节点和有向边连接而成的图像。S4S1S2S

7、5S3有向连接图表示方法：设节点的集合为S;有向边的集合为E,则左边有向连接图可表示为：其中：1、有向连接图2、回路在有向连接图的两个节点之间的边多于一条时，则该两点的边就构成了回路。S4S1S2S5S3回路图如左图中，节点S2和节点S3之间的边就构成了一个回路3、环一个节点的有向边若直接与该节点相连接，则就构成了一个环。环S1S2S3如左图中，节点S2的有向边就构成了一个环4、树当图中只有一个源点（指只有有向边输出而无输入的节点）或只有一个汇点（指只有有向边输入而无输出）的图，称作树。树的两个相邻点间只有一条通路相连，不存在回路或环。树图5、关联树指

8、节点上带有加权值W，而在边上有关联值r的树称作关联树。关联树图W=0.7W=0.3r=0.4r