交通运输中的系统工程运用研究
时间：2021-05-12 20:01:58 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】 系统工程是一门高度综合性的，运用系统的思想和方法思考、解决问题的一门管理工程技术。近年来，系统工程不断向社会、经济、生态等方面发展，也开始广泛深入到交通运输工程中，对交通运输产生重大的影响。本文介绍了系统工程相关知识，并结合城市交通系统中的系统工程，对系统工程在整个交通运输系统中的运用进行了阐述。
【关键词】 系统工程 系统管理与控制 城市交通
一、引言
经济发展带动城市化建设不断加速，城市人口集聚，伴随着机动车数量和道路交通量不断增加，满足了人们基本的交通需求，同时也促进了城市的繁荣发展。但同时带来了一些问题如交通设备条件不足，各大城市交通道路拥堵的现象日益严重，交通事故频发。
交通道路发生车辆拥堵，严重阻碍了人们正常的出行情况。这拥堵情况从表面上看，一是汽车保有量增长过快，二是道路增长相对过慢。以北京市为例，90年代汽车年平均增长率约为15%，而同期道路年增长率仅为3.5%。随着轿车加速进入百姓家庭，车多路少的矛盾将更加严重[1]。
城市交通道路状况面临着严峻的挑战，堵塞的交通情况不仅严重阻碍了人们生活出行，而且阻碍城市经济发展。城市交通对城市的发展具有重要的影响，对城市产业布局、城市土地利用、城市经济发展和人口迁移方向等有着重要的作用。
拥堵的城市交通情况会严重制约城市的发展和人们安全出行，而这个是各个城市化建设过程中普遍面临的问题。在交通运输系统健康安全运作前提下，如何充分将系统工程原理利用到交通运输系统中，发挥最大道路运输利用价值并造福人们，值得我们进一步深入研究。
二、系统工程相关知识
2.1系统工程的概念
从字面上理解，“系统”是指系统的思想和方法，“工程”强调实践性。系统工程是一门涉及自然科学（物理学、生物学、建筑学等）和社会科学（社会学、心理学等）综合性的管理工程技术。系统学是系统科学的基础学科，技术层面上就需要运用运筹学、控制论和信息论等学科指导。
2.2系统工程的特点
系统工程，是用系统的观点，科学合理地运用控制论、信息论、经济管理科学、现代数学、电子计算机和其它有关工程技术，按照系统工程的程序和方法，去建立优化系统的一门综合性的管理工程技术[2]。
所谓系统的观点，就是把新研究事物的看作由若干部分组成的整体。系统的重要工作是对信息进行获取、判断、加工、贮存、传递，然后输出必要的信息。对系统的分析和评价，是以技术经济指标为衡量依据的。同时，系统的设计、研制、试验、运用等过程都离不开各个管理科学分支的实质内容。现代数学的最优化方法，主要是指它利用了许多现代数学分支的理论，对构成系统的各个要素进行分析、归纳和总结，最后形成一个数学模型。通过不断调整相关变量及参数，准确地反映实际系统，将数学模型与实际情况相结合，数学模型的求解则可获得最优化方案，这就是系统的最优方案。
系统工程具有以下特点：
（1）系统工程是一门交叉学科，综合运用各种现代科学思想、理论、技术，对系统进行分析研究。
系统工程和传统工程不同，系统工程所研究的对象已不仅仅是特定的具体工程，研究的方法也不是单单的专业知识，它集中体现了各种现代科学知识和专业知识。例如设计一个产品，传统的方法指强调成本，而系统工程对目标的考虑需要从系统运行的全过程即时间方面以及综合运用各专业方面（经济学、环境学、法律学）。
（2）系统整体的最佳化是系统工程追求的目标。
在一项工程中，从目标选择、实施过程、事后评价都是建立在整体性原则的基础上。通过系统的思想对系统模型来调整，不断改进优化系统结构，使之体现整体系统最优化。
（3）任何系统都是人、设备和过程的有机组合，其中人是最主要的因素。
人是参与决策活动的主导者和能动者，在系统工程实施过程中发挥主导作用。因此在应用系统工程的方法处理系统问题时，要以人为中心，最终体现的作用也要表现“以人为本”的宗旨。
2.3系统工程方法论
系统工程研究的对象是复杂大系统。一般情况下，系统包含“硬件”单元，也包含“软件”要素，尤其是人的行为。因此，要有独特的思考问题和处理问题的方法，要用多种技术方案进行求解。这就是我们要讲的系统工程方法论。系统工程方法论除一般的数学描述方法和逻辑推理方法外，还有工程技术的规范和社会科学的艺术等[3]。系统工程方法论强调对系统的深入了解，进行系统识别，处理问题应注重系统整体性以及计算机手段的辅助作用等。
三、城市交通领域中的系统观
城市交通是一个复杂开放的巨系统，系统内部由多个要素组成。一般而言，城市交通系统可以分为四大系统，如图1所示。
要真正解决城市交通问题，不能孤立的眼光看问题，只想着从单方面着手处理城市交通问题。必须先认真分析系统内部各要素之间的关系，整理好内部各要素关系后，再结合外部环境，分析内部与外部环境的联系。通过用系统工程观点分析城市交通系统，具有以下几个方面特点。
（1）相关性
系统要素之间相互联系，某一要素若发生变化则会影响其他要素的状态变化。以道路系统为例，它是由主干道、次干道、支路、专用道路四个不同层次的道路组成，辅助以道路监测系统、交通信号指示系统等等，若交通信号指示发生故障，交通运输肯定发生混乱，造成更严重的道路拥挤情况。
（2）动态平衡性
在城市化建设中，城市通过修建高速公路、地铁、轻轨、快速公交车道等来缓解城市交通堵塞问题，堵塞问题得到一定的缓解，但很快被新产生的交通量抵消。经济发展，私人汽车购买力不断增强，汽车拥有量不断上升，在一定的道路数量下，城市道路又出现拥堵状况，城市交通系统就是在这种“拥堵——缓解——拥堵”的动态平衡中循环往复发展。
