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第1篇 基础篇1

第1章 系统的基本问题2

系统的概念［1］［2］［3］2

系统的分类［2］［3］5

自然系统与人造系统5

实体系统与概念系统5

静态系统与动态系统6

封闭系统与开放系统6

小系统、大系统与巨系统［1］7

简单系统与复杂系统7

开放复杂巨系统［1］7

巨系统7

复杂巨系统8

开放复杂巨系统9

系统的分层［2］10

几个重要的概念简介11

线性系统与非线性系统11

系统动特性（或称为动态特性）12

时不变系统与时变系统13

稳定性14

鲁棒性15

不确定性15

本章小结18

第2章 系统工程的基本问题19

系统工程的概念［4］［5］［6］19

系统工程与相关学科的关系21

系统工程学的特征22

系统工程的方法论24

霍尔的“三维结构”［1］24

切克兰德的“调查学习”模式［1］26

硬系统方法和软系统方法［2］［10］27

从定性到定量的综合集成方法［1］31

系统工程的应用概述［1］［4］34

本章小结34

第3章 交通系统的系统观36

交通系统的基本要素分析［11］36

交通系统目标分析37

交通系统的环境39

交通系统的特点分析40

交通系统的层次结构分析41

按交通方式组成的交通系统结构42

按覆盖范围划分的交通系统结构42

按照交通方式服务对象划分的交通系统结构42

按照功能关系分层的交通系统结构43

交通系统调控层次结构45

交通系统调控层次结构的重要性45

交通系统调控层次结构图45

对交通系统调控层次结构图的说明46

应用交通系统调控层次结构的注意事项50

本章小结51

第4章 对ITS的认识和分析53

ITS发展历程的回顾［14］［15］53

世界交通面临的共同问题53

解决交通问题的出路在于“一体化”和“智能化”［16］54

关于ITS名称的来历54

与ITS有关的前期基础工作［17］55

ITS初创期（1985～1993）的概况［17］56

ITS进入发展期后的主要进展58

美国、欧洲、日本发展ITS战略的对比分析61

对ITS内涵的探讨63

对ITS争论的观点63

ITS的通俗解释64

ITS的内涵64

ITS的主要属性和本质性内容65

为什么ITS的核心是智能化？［19］［20］67

ITS名称明确地表明了智能化是其核心67

从科技进步来理解ITS的核心是智能化［23］68

对智能化的通俗理解71

交通系统的特点决定了它必须智能化73

智能化的理论依据74

ITS与一般交通系统的区别74

ITS的发展现状分析76

系统的发展阶段76

技术成分77

商品化77

标准化77

理论研究77

关于一体化交通系统78

从“Integrated”翻译谈起78

什么是交通系统的一体化［24］78

交通系统智能化与一体化的关系81

发展ITS是一项系统工程［26］［27］85

本章小结85

第2篇 研究篇87

第5章 系统工程定性分析方法概要88

集体创造性思考法（头脑风暴法）［30］88

5W1H法［30］89

Synetics方法［31］89

矩阵表示法［31］90

水平思考法［30］91

K.J.法［1］92

NGT法［30］93

结构模型法［32］93

DEMATEL法［30］97

本章小结103

第6章 系统建模问题104

系统建模概述104

为什么要建模104

系统建模的原则105

系统建模的过程［33］106

模型的分类108

系统建模方法的分类111

ITS的系统建模问题112

物理问题和事理问题［1］112

ITS的系统建模问题的特点113

关于人-机系统［35］［32］113

人-机的性能对比113

人的功能115

人的因素117

本章小结119

第7章 系统预测问题——交通流短时预测方法研究121

一般预测问题及方法概述121

预测在系统工程中的地位与作用121

预测的类型［36］122

一般预测方法［37］122

预测的基础［36］123

预测的局限性［36］124

ITS中的预测问题124

交通流短时预测问题概述124

交通流短时预测的必要性124

从控制角度看交通流预测［38］125

交通流短时预测的方法分类［39］126

数学符号定义126

4种基本的线性预测模型［40］127

对线性预测模型的改进128

Box-Cox法128

ARIMA时间序列分析法［41］128

自适应权重联合模型［42］129

多因素联合模型129

自适应权重系统的实时应用129

模型的对比与讨论130

卡尔曼（Kalman）滤波预测法131

卡尔曼滤波原理模型［43］131

卡尔曼滤波算法133

性能评价［44］134

讨论134

非参数回归预测法［45］135

基本原理135

算法135

性能分析及讨论136

KARIMA模型预测方法［46］137

基本原理137

Kohonen神经网络137

六角形Kohonen图与ARIMA模型的结合139

讨论139

状态空间重构预测方法［47］［48］140

基本原理140

算法140

应用结果140

讨论141

基于小波分析的预测方法142

WDR原理［51］142

预测过程142

对参数选取的讨论144

示例147

本章小结148

第8章 系统优化方法150

优化理论概述［54］［55］［56］150

基本概念151

优化问题及其分类152

优化算法及其分类155

计算复杂性［58］157

问题复杂性分类［58］157

ITS中涉及的优化问题及其特点158

遗传算法［59］［60］159

遗传算法的基本步骤［61］159

遗传算法的技术细节160

遗传算法评述164

遗传算法的改进［62］164

免疫遗传算法［63］［64］［58］165

免疫遗传算法流程165

免疫算子166

禁忌搜索算法［58］［65］［66］168

概述168

禁忌搜索算法流程172

禁忌搜索算法的参数172

禁忌搜索算法评述175

禁忌搜索算法的改进175

模拟退火算法［67］［68］［58］176

模拟退火算法的基本思路176

模拟退火算法的流程图177

模拟退火算法主要参数的确定原则178

模拟退火算法的评述180

蚁群算法［69］181

蚁群算法的基本思路181

蚁群算法的基本步骤［70］［71］181

蚁群算法的评述184

混合型算法示例—GASA算法［58］［66］［74］184

GASA算法的出发点184

GASA算法的结构特点185

其他混合型算法综述［75］187

城市交通控制中的优化问题187

城市交通控制问题概述［76］［77］［82］188

城市交通控制系统的被控对象190

城市交通控制系统最优控制问题的提法［78］192

城市交通控制系统最优控制的目标函数192

城市交通控制系统最优控制中的预测问题［79］193

城市交通控制系统最优控制的决策问题［80］194

城市交通控制系统最优控制问题的几何空间描述194

解决城市交通控制系统中最优控制问题的途径［81］196

本章小结197

第3篇 管理篇199

第9章 系统开发问题200

系统的生命周期［83］200

系统的工程设计方法论［83］201

“自下而上”（Bottom-Up）和“自上而下”（Top-Down）的方法201

设计综合、分析与评价等的相互关系201

系统方案设计［83］［84］202

方案设计阶段的工作内容202

可行性分析203

制定系统开发计划203

系统功能分析206

时间基线分析［84］209

系统功能分配［3］210

系统初步设计的要求216

系统设计的评价［83］216

系统详细设计［83］216

详细设计的要求216

子系统、部件和零件的设计218

样机研制、试验和鉴定218

本章小结219

第10章 系统开发的风险分析220

概述［30］［83］220

有关概念221

风险与风险因子221

风险的分类222

等风险曲线222

风险的辨识［84］223

风险的估计224

技术风险的估计224

进度风险的估计226

费用风险的估计229

风险的管理231

控制和降低风险的技术231

减小风险的途径232

本章小结238

第11章 系统可靠性设计与分析239

概述239

可靠性的度量［32］［83］239

故障率239

可靠性函数242

零部件的可靠性与系统可靠性的关系243

有关的参数245

系统生命周期中的可靠性［83］250

可靠性分析方法［30］［83］251

故障模式、影响和关键分析（FMECA）251

故障树分析（FTA）［30］253

可靠性预测［30］256

人-机系统的可靠性［30］258

单个因素对人的可靠性影响258

影响人的可靠性的因素分析258

人的信息处理过程模型［83］259

人的出错率预测法260

两个作业的可靠性模型261

系统安全性262

危险评价262

危险的控制264

本章小结265

第12章 系统开发进度管理267

概述267

进度计划的制定［83］267

工作分解结构268

利用工作分解结构编制计划进度的方法［84］270

利用工作分解结构编制计划进度的步骤272

计划网络分析基础272

网络图概念［56］273

绘制网络图的规则274

关键路线法（CPM）［83］276

路线与关键路线276

时间参数277

时间参数的计算方法［85］281

网络计划的优化283

计划评审技术（PERT）［30］287

图解评审法（GERT）［85］289

GERT网络的特征与符号289

GERT的一般步骤291

GERT的基本方法292

本章小结296

参考文献297