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灰色的系统 光明的前景
 网友评论  [进入论坛]  时间:2008-01-04  作者:  来源:重庆市规划研究中心
【导读】现在科学技术在高度分化的基础上高度综合的大趋势,导致了具有方法论意义的系统科学学科群的出现。系统科学揭示了事物之间更为深刻、更为本质性的内在联系,大大促进了科学技术的整体化进程,许多科学领域中长期难以解决的复杂问题迎刃而解,人们对自然界和客观事物演化规律的认识也逐步深化。

     本书全面、系统地论述灰色系统基本理论、基本方法和应用技术,作者长期从事灰色系统理论探索、实际应用和教学工作结晶,同时吸收国内外同行近年来取得的理论和应用研究新成果,向读者展示出灰色系统理论这一新学科概貌以及发展动态。包括灰色系统基本概念和基本原理,灰色方程与灰色矩阵,序列算子与灰色序列生成,灰色关联分析,灰色聚类评估,灰色系统建模,灰色系统预测,灰色组合模型,灰色决策,灰色规划,灰色投入产出、灰矩阵博弈模型和灰色控制等内容,并附有灰色建模系统软件包。  

一、灰色系统理论产生的科学背景

    现在科学技术在高度分化的基础上高度综合的大趋势,导致了具有方法论意义的系统科学学科群的出现。系统科学揭示了事物之间更为深刻、更为本质性的内在联系,大大促进了科学技术的整体化进程,许多科学领域中长期难以解决的复杂问题迎刃而解,人们对自然界和客观事物演化规律的认识也逐步深化。20世纪40年代末期诞生的系统论、信息论、控制论,产生于20世纪60年代末、70年代初的耗散结构、协同学、突变论、分形理论以及70年代中后期相继出现的超循环理论、动力系统理论、泛系理论等都是具有横向性、交叉性的系统科学新学科。20世纪后半叶,在系统科学和系统工程领域,各种不确定性系统理论和方法的不断涌现形成一大景观。灰色系统理论就是在这一背景下,1982年由我国学者邓聚龙教授创立。

二、灰色系统的基本概念

    社会、经济、农业、工业、生态、生物等许多系统,是根据研究对象所属的领域和范围命名的。在控制论中,人们常用颜色的深浅形容信息的明确度,如将内部信息未知的对象称为黑箱。这种称谓已为人们普遍接受。再如在政治生活中,人民群众希望了解决策及其形成过程的有关信息,就提出要求增加“透明度”。我们用“黑”表示信息未知,用“白”表示信息完全明确,用“灰”表示部分信息明确、部分信息不明确。相应地,信息完全明确的系统称为白色系统,信息未知的系统称为黑色系统,部分信息明确、部分信息不明确的系统称为灰色系统。

    灰色系统理论的研究对象是“部分信息已知、部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定系统,他通过对部分已知信息的生成、开发实现对现实世界的确切描述与认识。

三、不确定性的研究方法

    在对系统的研究中,由于内外扰动的存在和认识水平的局限,人们所得到的信息往往带有某种不确定性。随着科学技术的发展和人类社会的进步,人类对各类系统不确定性的认识逐步深化,不确定性系统的研究也日益深入。其中概率统计、模糊数学和灰色系统理论是三种常用的不确定性系统研究方法。

    模糊数学着重研究“认知不确定”,其研究对象具有“内涵明确,外延不明确”的特点。比如“年轻人”就是一个模糊概念。因为每个人都十分清楚“年轻人”的内涵。但是要让你划定一个确切的范围,在这个范围之内的是年轻人,范围之外的不是年轻人,则很难办到。因为年轻人这个概念的外延不明确。对于这类问题,模糊数学主要是凭经验借助于隶属函数进行处理。

    概率统计研究的是“随机不确定”现象,着重于考察“随机不确定”现象的历史统计规律,考察具有多种可能发生的结果的“随机不确定”现象中每一种结果发生的可能性大小。其出发点是大样本,并要求对象服从某种典型分布。

    灰色系统理论着重研究前两种方法难以解决的“小样本、贫信息”的不确定性问题,并依据信息覆盖,通过序列算子的作用探索事物运动的现实规律。与模糊数学不同,灰色系统理论着重研究“外延明确、内涵不明确”的对象。比如说到2050年,中国要将总人口控制在15亿到16亿之间,其外延很清楚,但如果要问具体数值则不清楚。

四、规划中的不确定性

   作者指出,规划实质上属于决策范畴,主要研究在一定约束条件下,如何使目标达到最优。在城市规划中,问题在于工业如何分布、用地如何布局,城市如何发展,对整个国民经济最为有利。

    其实,在规划中还存在大量的不确定性问题。城乡总体规划的实践表明,计划经济时代设计终极蓝图式的规划思维——一直或多或少而又相当顽强地贯穿在规划目标制定中。许多城乡总体规划都遇到过文件审批下来,内容就已过时或与实际发展的趋势脱节的尴尬局面。这证明,发展速度不确定性的存在。为此有必要探索科学地确定城市规划目标的原理和方法,规避不确定性给城市发展带来的负面影响,从而真正有效地指导城市建设。规划的本质是基于现状的问题与潜力的分析,在对可变的多因素影响的未来预测的基础上制定发展目标(目标决策),进而做出相应的其他规划决策。科学规划的大命题要求建立一个科学的决策系统,其中首先是目标决策系统。作为一般的数理方法,决策科学和系统科学帮助我们在制定规划目标时首先能有一个逻辑的提醒,避免做出主观片面和僵化的决策。而结合我国各地城乡经济社会的实际,建构合理、全面、可调适的规划目标体系,就涉及到应用先进的科学理念和方法,联系实际应用研究,形成一整套科学合理的目标决策系统。这正是灰色系统理论能够大显身手的舞台,也是规划领域从技术层面实现科学化的重要突破口!

 

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