系统科学在防灾减灾工程中的运用

系统方法论在防灾减灾工程中的应用

张铁柱（防灾减灾工程2015205104）

摘要：通过对系统方法论的学习，结合实际工程中出现的问题。本文主要

阐述了如何将系统方法论应用在实际工程中，从而更好的解决问题。这对经济社会的协调发展具有重要的现实意义。

关键词：系统方法论；防灾减灾工程；实际问题

系统科学方法是指用系统科学的理论和观点，把研究对象放在系统的形式中，从整体和全局出发，从系统与要素、要素与要素、结构与功能以及系统与环境的对立统一关系中，对研究对象进行考察、分析和研究，以得到最优化的处理与解决问题的一种科学研究方法。

系统方法论的特点和原则主要有：整体性、综合性、动态性、模型化和最优化五个方面。

20世纪，系统论、控制论、信息论等横向科学的迅猛发展，为发展综合思维方式提供了有力的手段，使科学研究方法不断地完善。而以系统论方法、控制论方法和信息论方法为代表的系统科学方法，又为人类的科学认识提供了强有力的主观手段。它不仅突破了传统方法的局限性，而且深刻地改变了科学方法论的体系。这些新的方法，既可以作为经验方法，作为获得感性材料的方法来使用，也可以作为理论方法，作为分析感性材料上升到理性认识的方法来使用，而且作为后者的作用比前者更加明显。它们适用于科学认识的各个阶段。因此，我们称其为系统方法论。

系统思想的产生和发展来源于社会实践。系统科学方法起源于通讯工程以 及运筹学等学科，它在使用模拟方法、进行复杂计算以及大量数据处理时，借 助于电子计算机，并和人、财、物的管理相结合，能出色地处理规划、计划、 预算技术、预测技术等复杂问题。系统工程作为一门综合性的科学技术而诞生， 是在第二次世界大战期间及其以后才开始逐渐形成的。现在它已成为现代科学 技术发展史上的一颗明珠。系统工程作为一门工程技术，与一般工程技术的主 要区别在于系统工程是从系统角度去考察研究工程问题，具有高度的综合性。 系统论是研究一切系统的一般模式、原则和规律的理论体系。它包括系统概念、一般系统理论、系统理论分析、系统方法论和系统方法的应用等。因此在研究系统方法论之前，我们必须先知道研究一切系统的基本观点（原理）。

整体性——“盲人摸象”的教训、相关性——牵一发而动全身、层次性——等级森严的结构整体、有序性——系统功能发挥的源泉、动态性——发展变化的理论、调控性——系统的自组织、最优化——如何追求完美。

系统方法就是按照客观事物本身的系统性，把对象放在系统的形式中加以考察的一种方法。即，从系统的观点出发，从整体与要素之间、整体与外部环境的相互联系、相互制约、相互作用的关系中综合地、精确地考察对象，揭示系统性质和运动规律，从而达到最佳处理问题的一种方法。

整体性原则这是系统方法的出发点。这个原则要求我们看待问题、处理问题时从整体着眼，从整体和要素的相互作用和相互联系中把握事物的本质和规律，找到最佳的处理方法。

系统与系统，系统与要素、要素与要素之间是层次分明、井井有条的。系统的有序性通过系统的结构来体现，结构决定性质，结构不同，功能不同，有序性也不同。此原则可以帮助我们认识系统本身的发展变化规律，而且认识到通过调整或改变结构可以提高整体的功能。

一切系统都是变化、运动着的，这也是客观世界的发展规律，因此探索系统发展变化的方向、动力、速度、原因和规律等有助于我们对更复杂的对象进行研究。这个原则告诉我们，考察系统性质时，要在动态中考察，研究系统的动因，从系统自身的矛盾运动中寻找改善方法，注重提高自我调节能力，提高系统的管理水平，遵循动态原则。

如何从几种方案中选出最佳方案，使系统运转处于最佳状态，达到最优目标，这是系统方法要解决的主要问题。为达到目的，我们应遵循：局部效应服从整体效应；坚持系统多级优化原则；坚持优化的绝对性和相对性结合的原则。 系统分析方法的特点：贯彻系统论原理一，即整体性原理。研究对象看做一个整体，确定系统边界，把它从环境中划分出来，必要时还要把构成系统的各要素也分出来。充分体现系统论原理二、四、五，即相关性原理、有序性原理、动态性原理。分析系统的内部、外部联系，详尽反映系统与外部有关系统的相互作用和系统内部各要素的相互作用，这两个作用和才是系统的全部效应。系统的设想和现实，计划与实施之间要设立中间环节，这样有助于更接近系统的实际，采取合适措施，使系统按照人们的意图运转。把现代应用数学引入管理领域，是管理和决策定量化、精确化和自动化。

随着国民经济和城市建设的发展，我国对于工程结构抗震、结构抗风工程、结构

抗火工程和抗爆工程等新的工程提出了新的要求。

白皮书指出，国家将用三年时间，在全国中小学开展抗震加固、提高综合防灾能力建设，使学校校舍达到重点设防类抗震设防标准，并符合对山体滑坡、岩崩、泥石流、热带气旋、火灾等灾害的防灾避险安全要求。据笔者了解，重点设防类抗震设防标准，指应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。

如何建立和发展用以提高工程结构和工程系统抵御自然灾害和人为灾害的科学方法论和工程措施，最大限度地减轻未来灾害可能造成的破坏，保证人民生

命和财产的安全，保障灾后经济恢复和发展的能力，提高国家重大工程的防灾能力是一件迫在眉睫的事情。

本文的重点在于研究如何以系统方法论和现代技术相结合研究常见灾害的形成条件、成灾模式、预测预报、防治工程优化以及防灾管理的信息化技术等课题，提高交通干线的抗灾能力。

例如在岩土工程灾害预测和防治中，利用现代系统方法论和工程技术，进行岩土工程学、地学、环境学、灾害学等多学科交叉解决岩土工程灾害理论研究中的前沿问题和岩土工程灾害防治中的重大难点问题，着重进行地质灾害防治研究、岩土工程中水环境效应及其防灾决策可靠性研究，渗流场、应力场、温度场耦合分析及其在工程灾害防治中的应用等。

大型结构物抗风与抗震，针对工程实践中急需解决的大型结构物抗风、抗震的关键技术问题，利用现代系统方法论与实验技术，研究造成风害和震害的机理，寻求大型结构物抗风、抗震能力的有效措施，着重进行大型结构物风致响应与地震反应的预测及评估、大型结构物环境振动抑制技术、大型结构物抗风抗震设计等理论及应用研究。

系统科学是一种新型的思维方法，如果将这种方法用到防灾减灾工程领域中，使越来越多的中外工程师以这种科学的方法研究建筑工程问题，并取得了许多令人惊叹的成果，由此可见，系统科学方法在不久的将来会更为强烈地影响建 筑工程。

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