环境系统分析概论

环境系统分析概论第1页，课件共116页，创作于2023年2月对环境工程人才的知识结构和能力的要求

环境工程专业人才培养应具备良好的政治素质、思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识、团体意识；具备良好的文化素质、文学艺术修养、现代意识、人际交往意识；

第2页，课件共116页，创作于2023年2月具备良好的科学素质和工程素质。

科学素质包括科学思维方法、科学研究方法、求实创新意识、科学素养；

工程素质包括工程意识、综合分析素养、价值效益意识、革新精神；同时，必须具备良好的身体素质和心理素质。第3页，课件共116页，创作于2023年2月在能力方面，要求毕业生具备良好的自学能力、表达能力、设计能力、计算机及科学技术应用能力；具备良好的综合运用知识解决问题能力、综合试验能力、工程实践能力、工程综合能力；具备良好的创造性思维能力、创新试验能力、科技开发能力、科学研究能力。第4页，课件共116页，创作于2023年2月

在知识结构上，要求毕业生具备工具性知识，包括外语、计算机及信息技术应用、文献检索、方法论、科技方法、科技写作等方面的知识；人文社会科学知识，包括法学、文学、历史学、哲学、思想道德、政治学、艺术、社会学、心理学等方面的知识；第5页，课件共116页，创作于2023年2月自然科学知识，即数学、物理学、化学、生命科学、环境科学等方面的知识；工程技术知识，包括工程制图、工程力学、化学工程基础、工程管理、电工电子学、土建基础等方面的知识；经济管理知识，包括经济学、管理学等方面的知识；第6页，课件共116页，创作于2023年2月专业知识，包括工程流体力学、工程制图、电工学、环境微生物学、生态学等专业基础理论知识和水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物管理、物理性污染控制工程、环境监测、环境评价、环境规划和管理、生态工程等专业知识。第7页，课件共116页，创作于2023年2月是指为环境与社会经济协调发展，把“社会－经济－环境”作为一个复合生态系统，根据社会经济规律、生态规律和地学原理，对其发展变化趋势进行研究而对人类自身活动和环境所做的时间和空间的合理安排。环境规划第8页，课件共116页，创作于2023年2月环境规划的作用

促进环境与经济、社会可持续发展；保障环境保护活动纳入国民经济和社会发展计划；合理分配排污削减量、约束排污者的行为；以最小的投资获得最大的环境效益；实行环境管理目标的基本依据。

第9页，课件共116页，创作于2023年2月水圈大气圈岩石圈土圈生物圈环境环境系统第10页，课件共116页，创作于2023年2月系统分析环境系统第11页，课件共116页，创作于2023年2月

系统分析是对研究对象进行有目的、有步骤的探索和研究过程,它运用科学的方法和工具,确定一个系统所应具备的功能和相应的环境条件,以确定实现系统目标的最佳方案。第12页，课件共116页，创作于2023年2月环境系统分析以模型化为手段描述环境系统的特征，模拟和揭示环境系统的发展与变化规律及其与经济系统之间相互依存、相互制约的关系，环境系统分析第13页，课件共116页，创作于2023年2月环境系统分析它是数学模拟、系统分析和计算机技术同环境污染控制技术的结合。

第14页，课件共116页，创作于2023年2月第15页，课件共116页，创作于2023年2月三峡大坝建成以后，库区水质将如何变化一直是社会各界广泛关注的环境问题之一。利用一维水流水质运动规律。模拟预测三峡水库建成以后库区不同江段平均水质变化趋势提供技术支持。

第16页，课件共116页，创作于2023年2月第17页，课件共116页，创作于2023年2月维多利亚港位于香港和九龙之间，是香港的中心港区。港区周围是香港最繁华的金融、商业贸易区和居民区，旧工业区也分布在港区周围。据报道，环绕着维多利亚港居住着400多万人口，每天有近200万t的工业和城市污水通过污水管道和排洪沟进入港内及其周围海区，使港内水质逐年下降。港内水体溶解氧饱和率较低，水体处于富营养状态，富营养化现象频繁发生。

第18页，课件共116页，创作于2023年2月

随着城市规模不断扩大，某市提出了扩大城市污水处理厂的两个方案,一是建设一个大型污水处理厂,另一个方案是先建设一个小型污水处理厂,如果城市规模发展迅速,3年后,再扩建;否则,维持现状。两个方案的污水处理厂的使用期都是10年。建设大型污水处理厂需要投资600万元;建设小型污水处理厂需要投资280万元,如需扩建则需追加投资400万元。选出该城市未来合理的污水处理决策方案。

第19页，课件共116页，创作于2023年2月第20页，课件共116页，创作于2023年2月第21页，课件共116页，创作于2023年2月第22页，课件共116页，创作于2023年2月满堂河人工湿地出水回灌含水层总氮第23页，课件共116页，创作于2023年2月第24页，课件共116页，创作于2023年2月第25页，课件共116页，创作于2023年2月第26页，课件共116页，创作于2023年2月第27页，课件共116页，创作于2023年2月学习本课程的目的1建立和强化系统意识2掌握系统分析方法学3培养利用系统分析方法解决环境问题的能力，提高科学预测和决策水平第28页，课件共116页，创作于2023年2月怎样建立和强化系统意识?先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程；先看长远，再看当前。第29页，课件共116页，创作于2023年2月为什么掌握系统分析方法学?

系统分析方法已经渗透到经济、社会生活的几乎所有领域。应用数学和计算机技术的飞速发展,为系统分析学科的发展和进步奠定了理论与技术基础,环境保护事业的需求则为环境系统分析提供了发展的动力。第30页，课件共116页，创作于2023年2月怎样来实现利用系统分析方法解决环境问题的能力，提高科学预测和决策水平？要尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量计算。第31页，课件共116页，创作于2023年2月如何学好本课程？对于本学科的学习,需要具备环境科学与工程、数学分析、最优化方法和运筹学、计算数学以及计算机应用的基础知识。13掌握广泛的相关学科的知识,从实践中吸收丰富的养料,全面提高系统分析人员自身的素养,是一个好的系统分析师不可或缺的。2现代环境系统分析的特点是提高解决问题的确定性,减少随意性。有赖于系统分析人员的深刻洞察力和丰富的经验,第32页，课件共116页，创作于2023年2月考核方式

期末采用闭卷考试。其成绩的比重占总成绩的70%。期末考试70%要求学生能模拟预测地下水和河流水质，增加学生自主编程能力，解决“线性规划”和“运筹学”问题。实验10%出勤作业平时20%第33页，课件共116页，创作于2023年2月本教程讲授内容第三章环境质量基本模型第二章数学模型概论第一章环境系统分析概论第34页，课件共116页，创作于2023年2月第四章内陆水体水质模型

第五章河口及近岸海域水质模型第六章流域非点源模型第七章大气质量模型第八章环境质量评价方法与模型模型篇第35页，课件共116页，创作于2023年2月环境规划决策篇水环境规划大气环境规划环境决策分析第九章第十章第十一章第36页，课件共116页，创作于2023年2月第一章环境系统分析概论A§1、系统及其特征B§2、系统的结构化C§3、系统分析D§4、环境系统分析本章内容第37页，课件共116页，创作于2023年2月第一节系统及其特征

一、系统的定义与分类

1、定义系统是由两个或两个以上相互独立又相互制约、执行特定功能的元素组成的有机整体。系统元素又可称为子系统，而每个子系统又包含若干各更小的子系统；同样，每一个系统又是一个比它更大的系统的子系统。

第38页，课件共116页，创作于2023年2月从系统的定义可以归纳出系统的要点：①一个系统包含两个或两个以上的元素；②系统元素之间相互独立又相互制约；③各个元素组成一个整体，执行特定的功能。第39页，课件共116页，创作于2023年2月2、分类

现实世界中的系统各种各样，为了便于研究，可以按照一定的规则将它们分类。按系统的成因，可以分为自然系统、人工系统和复合系统。按状态的时间过程特征，可以分为动态系统和稳态系统。按系统与周围环境的关系，可以分为开放系统和封闭系统。同一个系统可以按照不同的方法分类，从而同一个系统可以属于不同的类别。例如环境污染控制系统既是复合系统，也是动态系统和开放系统。第40页，课件共116页，创作于2023年2月特征目的性阶层性集合性整体性相关性环境适应性二、系统的特性第41页，课件共116页，创作于2023年2月

系统是为追求一定的目的而建立的,复杂系统往往是一个多目的系统。而系统目的可以分解为多层次的目标,构成一个目标体系。实现全部的系统目标,就等于实现了系统目的。1.目的性第42页，课件共116页，创作于2023年2月

子系统或者系统元素在系统中是按照一定的层次结构排列的,组成一定的递阶结构,每一个子系统或系统元素的位置是按照系统的功能确定的。由于子系统或系统元素在系统中的作用差别,使它们之间形成如下3种关系。

3.阶层性第43页，课件共116页，创作于2023年2月系统的递阶结构图第44页，课件共116页，创作于2023年2月

系统中的各个子系统或元素之间存在着联系和相互作用,没有联系和相互作用的元素不会存在于一个系统之中,每一个元素的变化都会对其他元素产生影响。这些联系和作用有的相互促进,有的相互制约,有的相互拮抗。

4.相关性第45页，课件共116页，创作于2023年2月

系统的整体性体现了一个系统作为一个有机整体的特征。组成系统的各个元素虽然各自具有不同的特性,但它们都是根据逻辑统一性的要求而构成一个总体的,因此即使每一个元素都不很完善，但也可能组合出一个具有良好功能的系统。反之即使每一个元素都具有良好的性能,如果它的整体结合性很差,就不可能构成一个性能优良的总系统。

系统整体性要求系统中的所有子系统或系统元素要服从一定的结合方式,追求系统目标的最优。

5.整体性第46页，课件共116页，创作于2023年2月

系统目标的实现不仅取决于系统的整体结构,还取决于它的外部条件。系统只有在满足环境约束的条件下,才能取得满意的效果。不能适应外部环境变化的系统,是没有生命力的系统。

6.环境适应性第47页，课件共116页，创作于2023年2月1.系统的各种特征在模型化和最优化过程中各起什么作用?整体性特征是构造系统模型的出发点,只有那些与系统有关的元素及其变量才能进入模型;

相关性特征是识别模型内部各元素之间的关系,是构成系统模型的基础;

思考题第48页，课件共116页，创作于2023年2月目的性特征则是建立系统目标和目标体系的指导和依据;阶层性特征表明模型中各个变量的层次关系,是辨别变量重要性的依据;环境适应性则为建立系统外部约束条件提供了基础。第49页，课件共116页，创作于2023年2月

“阿波罗登月计划”总负责人韦伯博士认为，我们没有使用一项别人没有的技术。阿波罗登月飞船的每件东西都是原来已有的科学技术短程的物化，都有其特殊的功能，但就其单项技术来说，它的任何一个部件都不具有上天的功能，然而登月飞船却具有了宇宙飞行的功能。请你根据所学的系统知识，谈谈你对这段话的理解。分析题1第50页，课件共116页，创作于2023年2月1）整体性是系统的最基本特性。2）系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。3）系统的整体功能大于组成系统各部分的功能之和。4）阿波罗登月飞船是一个整体，虽然每一个部件不具有上天的功能，但是它们按照一定的结构形成一个整体，就具有了飞船的功能。第51页，课件共116页，创作于2023年2月请看故事：猴子和鹿比本领，看谁先摘到小河对岸那棵大树上的桃子。比赛开始，小鹿顺利地过了河，可来到大树下，却怎么也够不到桃子，在那里干着急。而小猴也因为不会游泳只能在河边打转。最后，还是小猴想出了办法，他对小鹿说：“兄弟，现在咱们谁都无法摘到桃子，就不用比赛了，不过你回来驮我过河，让我去摘桃子吧。”后来两人依照猴子的方法共同完成了摘桃子的任务。上面的故事可以用系统的观点加以说明，请你分析上面的故事。分析题2第52页，课件共116页，创作于2023年2月猴子和鹿在各自独立的状态下都没有摘桃子的能力，当它们相互配合构成一个整体成为一个系统之后，却能够形成摘桃子的能力。这里可以用系统的整体性来解释：系统的各个要素由于相互的联系、作用、配合、甚至制约形成一个整体，同时整体产生了要素不具备的新功能。分析：第53页，课件共116页，创作于2023年2月第二节系统的结构化

系统结构化旨在研究系统内部各个子系统之间的分布规律和分布秩序,为系统模型化奠定基础。结构模型解析法是研究系统结构化的有效工具。第54页，课件共116页，创作于2023年2月结构模型解析法是系统结构化的常用方法。结构模型解析法从一堆杂乱的元素入手,通过构建有向连接图、相邻矩阵、可达性矩阵以及对矩阵的区域分解和级间分解,确定各子系统在系统中的位置,建立系统的递阶结构模型a第55页，课件共116页，创作于2023年2月1、有向连接图

如果一个系统由若干个子系统（或元素）构成，每个子系统之间的关系由带有箭头的边表示，这个系统的图形就构成了有向连接图。

有向连接图一、有向连接图、相邻矩阵和可达性矩阵4632157第56页，课件共116页，创作于2023年2月

用以表示有向连接图中各个元素之间连接状态的矩阵称为相邻矩阵（A）。相邻矩阵的元素可以定义为如下：2、相邻矩阵第57页，课件共116页，创作于2023年2月可达性矩阵（M）是用矩阵形式来反映有向连接图各元素间通过一定路径可以到达的程度。可达性矩阵可以用相邻矩阵加上单位矩阵（Ⅰ）经过一定运算后获得。令

3、可达性矩阵第58页，课件共116页，创作于2023年2月可达性矩阵反映了系统各元素之间的联系，通过对可达性矩阵的区域分解和级间分解可以求得系统的递阶结构。

第59页，课件共116页，创作于2023年2月二、区域分解根据元素之间的关系，将元素分解成不同的区域，不同区域之间的元素是没有关系的。第60页，课件共116页，创作于2023年2月三、级间分解级间分解是对同一区域内的元素进行分级分解，也就是对各个元素排序。第61页，课件共116页，创作于2023年2月四、系统结构模型

所谓求解结构模型，就是建立系统的多级递阶结构矩阵A’，根据结构矩阵可以绘制系统多级递阶结构图。第62页，课件共116页，创作于2023年2月第三节系统分析一、基本概念

系统分析是对研究对象进行有目的、有步骤的探索和研究过程,它运用科学的方法和工具,确定一个系统所应具备的功能和相应的环境条件,以确定实现系统目标的最佳方案。

第63页，课件共116页，创作于2023年2月系统分析的最大特点是追求总体目标的最优。为了追求总体目标最优，有时有必要放弃局部目标或子系统目标的最优。一个系统的总体目标最优是通过对系统的反复分解、综合和协调实现的。第64页，课件共116页，创作于2023年2月

二、系统分析的发展系统分析适用于解决复杂问题的理论和方法，是对复杂问题进行全面的、互相联系的和发展的研究，系统分析的目标是追求系统的整体最优。作为一门学科，系统分析开创于20世纪40～50年代。但是系统分析思想和方法的运用可以追溯到久远的古代，在朴素的系统思想指导下，人类曾经作出巨大的成绩。第65页，课件共116页，创作于2023年2月

20世纪30年代，英国科学家在研究军事战略过程中逐步发展起来的“运筹学”可以说是现代系统分析学科的发端。

20世纪40年代初，美国电话电信公司（贝尔）正式启用“系统工程”一词，系统科学在规划、设计、生产和管理领域得到飞速的发展。1947年，奥地利生物学家贝塔朗菲创立了“普通系统论”。贝塔朗菲指出普通系统论给各门学科带来新的研究动力和新的方法，沟通了自然科学与社会科学、技术科学与人文科学之间的联系，促进了现代科学技术的发展。同时，计算机技术的发展又促进了系统科学的扩张。

第66页，课件共116页，创作于2023年2月鱼嘴飞沙堰宝瓶口第67页，课件共116页，创作于2023年2月形成于殷商之际的《周易》把世界看成是由天（乾）、地（坤）、雷（震）、火（离）、风（巽）、泽（兑）、水（坎）、山（艮）等8种自然成分组成的整体。

第68页，课件共116页，创作于2023年2月中国古代的“五行说”把自然界中的金、木、水、火、土五种成分看作是世界的本原，并认为这五种基本要素按照相生相克的规律，制约着自然界和社会运动的变化。第69页，课件共116页，创作于2023年2月道家的“道（即规律）生一、一生二、二生三、三生万物”也包含了系统要素由简单到复杂的相互作用过程的思想。

第70页，课件共116页，创作于2023年2月

中国中医的“经络说”把人体看作是由12条经脉、365条脉络纵横交错形成的整体，疾病就是脉络不通畅、气血运行不协调造成的，医生的责任就是疏通脉络。中医的“脏腑说”更是把人体看成是由五脏（心、脾、肺、肾、肝）六腑（胆、胃、大肠、小肠、膀胱、三焦）构成的统一整体，他们各自的位置和功能不同又彼此联系，共同制约着人体的健康第71页，课件共116页，创作于2023年2月田忌赛马

战国初期，齐国的国王要求大臣田忌和他赛马，规定各人从自己的上马（即头等马）、中马、下马中各选一匹马来比赛，并且说好每输一匹马就得支付一千两银子给获胜者。当时齐王的马比田忌的马强，似乎田忌要输三千两银子了。但田忌的谋士们给田忌出主意：上马虽不及齐王的上马，但却强于齐王的中马，因此用上马与齐王的中马比赛，同理用中马与齐王的下马比赛，而用下马与齐王的上马比赛。比赛结果田忌反赢得一千两银子。第72页，课件共116页，创作于2023年2月丁谓修宫宋真宗大中祥符年间，大内失火，一夜之间，大片宫室楼台、殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿，宋真宗挑选了善于思考的晋国公丁谓负责。当时，要完成这项重大建筑工程，需要解决一系列相关难题：一是取土困难，因为要到郊区去取土，路途太远；二是与此相关的物资运输问题难于解决，这不光是运土问题，还要运输大量其它材料；三是大片废墟垃圾的处理问题。丁谓运筹规划，制定了高明的施工方案。第73页，课件共116页，创作于2023年2月首先下令“凿通衢取土”，从施工现场向外挖了若干条大深沟，挖出的土作为施工用土。这样一来，取土问题就舍远求近地就地解决了。第二步，再把宫外的汴水引入新挖的大沟中，“引诸道竹木筏排及船运杂材，尽自堑中入至宫门”。这样，又解决了大批木材、石料的运输问题。待建筑运输任务完成之后，再排除堑水，把工地所有垃圾倒入沟内，重新填为平地。第74页，课件共116页，创作于2023年2月简单归纳起来，就是这样一个过程：挖沟（取土）－

引水入沟（运输）－

填沟（处理垃圾）。此方案不仅取得了“一举而三役济”的效果，而且“省费以亿万计”，还大大缩短了工期。丁谓所设计的方案，其思想与如今运筹学中的统筹方法是一致的。第75页，课件共116页，创作于2023年2月丁谓修复皇宫的方案为什么会成为我国古代运用系统思想和方法的著名范例？

解答：丁谓运用了系统分析的基本方法。把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务看成一个整体中的相关部分，加以协调处理，从而找到获得最佳效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间,一举三得。

第76页，课件共116页，创作于2023年2月系统分析是一个方法学上的概念，其方法体系的基础是运用各种数学方法、计算机技术和控制学理论来实现系统的模型化和最优化。系统分析的基本特点如下：1、研究方法上的整体化整体化的重要表现是将研究对象和研究过程都看作一个整体。2、技术应用上的综合化系统科学致力于综合运用各种学科和技术领域所获得的成果，它们之间的相互配合可以使系统达到整体优化。三、系统分析的特征第77页，课件共116页，创作于2023年2月3、管理上的科学化

一个复杂的大规模工程往往存在两个并行的过程，一个是工程技术过程，一个是对工程技术的控制过程。后一个过程包括规划、组织、进度控制、方案分析、比较和决策等，统称为管理。只有先进的、科学的管理，才能充分发挥技术的效能。第78页，课件共116页，创作于2023年2月四、系统分析的基本原理和方法

1整体性5环境适应性3阶层性2最优性4动态性系统分析过程必须遵循原理第79页，课件共116页，创作于2023年2月1、整体性原理是指构成系统的各个元素是以系统最优为总目标结合在一起的,各个元素的状态及状态之间的联系都必须服从这一总目标,整体性原理是系统分析最主要、最基本的原理。第80页，课件共116页，创作于2023年2月2、最优性原理是指系统分析的结果应力求系统的最优解,通过调整各元素之间的相互关系来寻求系统的最佳结构;3、阶层性原理是指任何一个系统都存在着层次结构,这种结构形成了系统内部各元素的主次和重要性程度,是形成有序系统的重要依据;

第81页，课件共116页，创作于2023年2月4、动态性原理是指一个系统总是处在不断运动发展之中,必须用发展的观点来探寻系统的最优解;5、环境适应性原理是指一个系统总是处在外部环境的约束之中,只有适应环境才能生存和发展,环境适应性是建立系统约束的重要依据。第82页，课件共116页，创作于2023年2月五、系统分析的步骤

系统分析过程除了要求解决研究对象的具体技术问题之外，着重研究和揭示各个要素之间的有机联系，协调系统中各个要素之间的关系，以达到系统总目标最优的目的。第83页，课件共116页，创作于2023年2月1、明确问题

主要明确研究对象的范围（包括空间和时间范围）和性质以及它们与周围环境之间的关系。2、设立目标一般来说，目标就是决策者希望达到的理想境界。系统分析过程一般包含下述步骤第84页，课件共116页，创作于2023年2月3、收集资料

包括收集必要的历史资料和现场实际调查资料。有两个方面的资料需要着重准备：一是为了建立系统模型所需要的系统自身的资料；二是对系统的运行产生约束的系统外部环境资料。第85页，课件共116页，创作于2023年2月4、建立模型

利用数学模型对环境状态或决策方案进行模拟，存优舍劣，是系统分析的主要特征。在系统分析过程中，通常要用到两类模型：对环境系统进行模拟的模拟模型，对环境保护系统进行决策分析的决策模型。第86页，课件共116页，创作于2023年2月5、制定系统评估标准

评估标准是针对指标体系中的评价指标确定的。6、综合分析

综合分析的核心是建立解决问题的方案和替代方案，对方案的性能特征以及环境经济效应进行全面分析、比较，确定优选的推荐方案是综合分析的主要任务。第87页，课件共116页，创作于2023年2月

①若所能支付的费用已经确定，则选择在此费用下效益最大的方案；②若效益标准已定，则选择实现既定效益所需费用最低的方案；③若费用和效益都没有既定目标，可以选择效益费用比最大的方案；④对于多目标问题，要通过对各个目标的协调分析决定方案的优劣。在综合分析时，下述策略常常被采用：第88页，课件共116页，创作于2023年2月澳门大桥是一座双向四车道（中间用栏杆隔离）的现代化大桥，连接了二个岛屿之间的交通，绝大部分居民都居住在A岛，工作在B岛，早晨上班时汽车大多数从A岛向B岛行驶，晚上下班时汽车又大多从B岛向A岛行驶，结果造成早晨A岛到B岛，晚上B岛到A岛的单向交通十分拥挤，澳门政府为了解决这个问题，向市民征求意见，最后一个小学六年级的学生的方案被采用了。

分析思考题1第89页，课件共116页，创作于2023年2月你如何解决这个单向的交通拥挤问题？请提出解决这一问题的几种途径，并选择一种最经济、最有效可行、最容易实现的办法，运用系统分析方法，分步骤说明你分析思考的过程。第90页，课件共116页，创作于2023年2月1、明确问题、设立目标：

解决上下班交通拥挤，要求经济、容易实现、有可行性。第91页，课件共116页，创作于2023年2月2、收集资料、制定立案：方案：（1)、新建一座大桥。(2)、停用私家车，采用公交车上下班。(3）、采用活动栏杆，早晨上班A岛到B岛加宽到三车道，B岛到A岛缩小为一车道，晚上下班时相反。第92页，课件共116页，创作于2023年2月3、分析计算、评价比较：

方案一：新建一座大桥，投资大、工期长、不可行。方案二：采用公交车上下班，能解决交通拥挤，但停用私家车不现实，也不可行。方案三：采用活动栏杆，无需投资，并保持原有交通方式，又能解决交通拥挤，方案可行。

第93页，课件共116页，创作于2023年2月经反复论证和试行，方案三行之有效，最终采用。4、检验核实、作出决策：第94页，课件共116页，创作于2023年2月某中学设有两个学生食堂，正常情况下每个食堂的就餐人数是500人。近两年，随着学校办学规模的扩大，就餐人数随之增加，每个食堂就餐人数达到670人左右，每到中午就餐时间，学生们排着长队等待就餐。分析思考题2第95页，课件共116页，创作于2023年2月如何减少学生就餐排队时间？请提出解决这一问题的几种途径，并选择一种经济、最有效可行、最容易实现的办法，运用系统分析方法，分步骤说明你分析思考的过程。第96页，课件共116页，创作于2023年2月系统分析：

1、明确问题、设立目标：解决就餐时的排队，要求经济、容易实现、有可行性。

2、收集资料、制定方案：方案：1）新建一个学生食堂。2）不同年级学生的下课时间错开10分钟。3）在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员。

第97页，课件共116页，创作于2023年2月3、分析计算、评价比较：方案一：新建一个学生食堂，投资大、工期长、不可行。方案二：不同年级学生的下课时间错开10分钟，无需投资，方案可行。方案三：在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员，增加食堂的窗口和工作人员，也受到空间的限制，增加开支的限制。4、检验核实、作出决策：经反复论证和试行，方案2行之有效，最终采用。第98页，课件共116页，创作于2023年2月

系统模型化就是用数学符号来表达研究对象的各个部分及其联系，表达系统的功能、价值及各个价值之间的关系。在系统分析中对模型有如下要求：⑴、现实性现实性是指模型能够以一定的精度和准确性反映系统的实际情况。⑵、简洁性在现实性的基础上，尽量使模型简单明了，以节省模型建立和求解的时间与费用，并且易于推广应用。⑶、适应性模型对于外部条件的变化应该具有一定的应变能力，可以根据应用环境进行调节。六、系统模型化第99页，课件共116页，创作于2023年2月系统最优化是系统综合最重要的方法和手段之一。系统最优化通常通过最优化模型实现。最优化方法很多，要根据问题的性质和条件选用。线性规划、动态规划、非线性规划、网络与图论等最优化技术在环境规划、污染控制过程仿真等领域得到广泛应用。。

七、系统最优化第100页，课件共116页，创作于2023年2月所谓大系统，是指规模庞大、结构复杂的各种工程或非工程系统。大系统所关心的目标不是单个的指标。解决大系统问题的“巧妙”方法是将大系统分解成许多子系统，子系统与上一级父系统之间保持联系八、大系统的分解协调第101页，课件共116页，创作于2023年2月九、系统分析与系统工程

“系统工程”一词是20世纪50年代提出来的，它是合理开发、设计和运行一个系统而采用的思想和方法的总称。从方法学范畴，系统分析和系统工程属于相同的概念，它们都是力图全面地、发展地和互相联系地分析研究问题。

如果把一件事情或一项工程从构思到实施完成的整个过程称为系统工程的话，系统分析可以被看作系统工程的一部分。第102页，课件共116页，创作于2023年2月计划准备明确目标系统模型化系统优化系统评估系统设计系统实施系统分析阶段系统工程第103页，课件共116页，创作于2023年2月第四节环境系统分析一、发展概况

1959～1962年，美国在特拉华河口的污染控制规划研究中全面应用了水环境质量模型、决策方案的多目标分析和综合决策方法，可以说是系统分析在环境保护领域应用的开端。第104页，课件共116页，创作于2023年2月1972年，美国人瑞奇首次以《环境系统工程》为名发表专著，阐述了环境工程过程及其与环境之间的关系。我国于20世纪80年代以后开始对现代系统科学的理论和方法进行研究。第105页，课件共116页，创作于2023年2月二、环境系统的分类与组成在研究人与环境这个矛盾统一体时，把由两个或两个以上的与环境及人类活动相关的要素组成的有机整体称为环境系统。按照不同的分类方法，可以得到不同类型的环境系统。第106页，课件共116页，创作于2023年2月分类方法系统名称环境系统尺度环境系统边界环境系统组成结构环境保护对象环境管理功能污染源污染物