系统工程的建模问题

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篇1：系统工程的建模问题

系统工程的建模问题

建立系统模型解决实际问题是系统工程的重要研究课题之一，模型的可行性必须要有正确的理论依据和严密的推理过程来支持。本文介绍了一般的'建模思路和建模应注意的问题，并通过分析一个实例的3种建模方法从正反两方面进行说明。

作 者：曾科 ZENG Ke  作者单位：广东工业大学工商管理系，广东广州 510090 刊 名：工业工程  ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL ENGINEERING JOURNAL 年，卷(期)： 3(4) 分类号：C934 关键词：系统工程   建模   可行性   systems engineering   modeling   feasibility  

篇2：模型的系统工程和系统建模语言SysML浅析论文

关于模型的系统工程和系统建模语言SysML浅析论文

所谓系统，是指由相互关联、相互制约、相互作用的一些部分所组成的具有某种功能的有机整体。系统工程是以系统理论为依据，以整个系统为研究对象，从全局统一考虑，运用运筹学、概率学与统计学、控制论、信息论、管理学、经济学及计算机科学等科学理论与方法去权衡解决问题，实现系统整体性价比最优的一门学科。

在系统工程初期阶段，系统产生的信息均是以文档的形式来描述和记录。但是随着系统的规模和复杂程度的不断提高，这种基于文档的系统工程面临的困难越来越突出，如信息表示不准确，容易产生歧义、难以从海量文档中查找所需信息、无法与其他工程领域的设计相衔接(如软件、机械、电子等、。

为了解决这些问题，基于模型的系统工程MBSE(ModelBasedSystemsEngineering、便产生了，这也正是未来系统工程发展的必然趋势。为了支持基于模型的系统工程MBSE，国际系统工程学会INCOSE以及对象管理组织OMG在对统一模型语言UML进行重用和扩展的基础上，推出一种标准的系统建模语言SysML(SystemsModelingLanguage、，消除了不同模型语言在表达法及术语上的不同，规范了符号和语义。同统一模型语言(unifiedmodelinglanguage，UML、主导了软件工程设计一样，SysML也将是统一系统工程的建模语言。

1系统工程概述

《方法论》(Discoursdelaméthode、是法国著名哲学家、科学家和数学家勒内・笛卡儿在1637年出版的著名论著。笛卡儿在方法论中提出了一套研究问题的方法，其中最典型的观点就是把要研究的复杂问题，分解成比较简单的小问题，再把小问题从简单到复杂排列，先解决容易的问题。如果每一个小问题都解决好了，再组合起来的大问题自然就解决好了。

笛卡儿的理论和观点对西方人的思维方式，行为模式以及科学研究方法产生了极大的影响。在十九世纪六十年代以前，西方科学研究的方法，基本都是按照笛卡儿的方法论进行的。《方法论》对西方近代科学文化的飞速发展，起了极大的促进作用。一直到美国阿波罗号登月工程的出现，科学家们才发现，有的复杂问题根本无法分解，即使分解了，各个小问题之间也有关联和冲突，必须以复杂的、整体的方法来解决，因此系统工程方法出现了，方法论的方法才被综合性的系统工程方法所取代。

简单地讲，系统工程就是开发解决问题的系统的思想方法，按照这样的方法和步骤就可以帮助人们了解一个系统，对于复杂的系统就不会使人感到无从下手。

2基于模型的系统工程

基于模型的系统工程MBSE(Model-BasedSystemsEngineering、就是采用模型的表达方法来描述系统的整个生命周期过程中需求、设计、分析、验证和确认等活动。

随着系统的规模和复杂程度的提高，传统的基于文档的系统工程将产生大量的各种不同的文档，它面临的困难越来越明显：

1、信息的完整性和一致性以及信息之间的关系难于评估和确定，因为它们散布于各种不同的数量巨大的文档中。

2、难于描述各种活动。活动是动态的，有交互的，仅用文字描述对于相对简单，参与方不多的活动还能胜任，但对于复杂活动就很难描述清楚了。

3、更改的难度很大。由于文档的数量巨大，要确保所有需要更改的内容都得到更改，将是个很难很大的工程。

基于模型的系统工程MBSE的出现就是为了解决基于文档的系统工程方法的困难，相对于基于文档的系统工程方法，它主要在以下几个方面有所改进：

1、知识表示的无二义性。文字的描述经常会因为个人理解的差异而产生不同的解释，而模型是一种高度图形化的表示方法，具有直观、无歧义、模块化、可重用等优点，建立系统模型可以准确统一地描述系统的`各个方面，如功能、详细规范与设计等，对整个系统内部的各个细节形成统一的理解，尤其是可以提高设计人员和开发人员之间的理解的一致性。

2、沟通交流的效率提高。随着系统的规模和复杂程度的提高，各种文档越来越多，相对于厚厚的技术文档，阅读图形化的模型显然更加便利直观、无歧义，使得不同人对同一模型具有统一一致的理解，有利于提高系统内各个需要协调工作部门之间的沟通与交流的效率，如顾客、管理人员、系统工程师、软硬件开发人员、测试人员等。

3、系统设计的一体化。由于系统模型的建立是涵盖系统的整个生命周期过程的，包括系统的需求、设计、分析、验证和确认等活动，是一个统一整体的过程，可以提供一个完整的、一致的并可追溯的系统设计，从而可以保证系统设计的一体化，避免各组成部分间的设计冲突，降低风险。

4、系统内容的可重用性。系统设计最基本的要求就是满足系统的需求并且把需求分配到各个组成部分，因此建立系统的设计模型必然会对系统的各个功能进行分析并分解到各个模块去实现，从而对于功能类型相同的模块就不必重复开发了。

5、增强知识的获取和再利用。系统生命周期中包含着许多信息的传递和转换过程，如设计人员需要提取需求分析人员产生的需求信息进行系统的设计。由于模型具有的模块化特点，使得信息的获取、转换以及再利用都更加方便和有效。

6、可以通过模型多角度的分析系统，分析更改的影响，并支持在早期进行系统的验证和确认，从而可以降低风险，降低设计更改的周期时间和费用。同其他工程学科(软件、电子等、一样，系统工程正在进行进化：从基于文档的方法到基于模型的方法，而这也正是系统工程发展的必然趋势。

3系统建模语言SysML

在SysML推出以前，系统工程使用的建模语言工具和种类很多，如IDEF0、行为图、N2图等。这些建模语言使用的符号和语义各不相同，各自为政，彼此之间互不支持，无法互操作和重用。系统工程缺乏一种强大的“标准的”建模语言，严重限制了系统工程和其他学科之间的有效沟通，影响了系统工程的质量和效率。

为了支持基于模型的系统工程MBSE，是国际系统工程学会(Interna?tionalCouneilofSystemsSystemsEngineering，INCOSE、和对象管理组织(Ob?jectManagementGroup，OMG、联合提出的一种通用的针对系统工程应用的“标准系统建模语言”SysML(SystemsModelingLanguage、[3]，它可以支持系统工程应用的多领域系统包含硬件、软件、信息等系统的需求分析、系统设计、功能描述、系统验证等。

系统工程经过多年的发展，逐渐在各个层次的理论研究和工程实践中提出了许多标准，如图2所示为系统工程的标准框架。一般从方法学上来讲，系统工程的实施可以分为5个层次，从顶层设计到具体实施分别是过程标准、体系结构框架、建模方法、建模与仿真标准、数据交换标准，以及最底层的数据库。SysML正是建模与仿真层的“标准建模仿真语言”。

SysML作为系统工程领域一种新的系统建模语言，主要是以软件工程领域事实上的标准--统一模型语言UML(unifiedmodelinglanguage、为基础，集成了面向对象和面向过程的可视化设计语言的优势，修改扩充了活动图及需求图，并将配置图集成到装配图中，是系统工程领域推广的标准系统建模语言。

SysML的设计目的是要解决系统工程中面临的建模问题，为系统设计师提供一种简单易学、功能强大的建模语言。SysML对于系统设计分析中系统的需求分析、结构分析、行为描述、参数分配和属性约束等描述特别有效，它支持结构化和面向对象的多种方法和多种过程。SysML在重用UML2.1的基础上，对其进行了特定的扩充和修改。重叠部分表示SysML重用UML的部分，可见SysML在UML的基础上还有特定的扩充和修改，UML中还有很多要素是不为SysML所用的要素。如图4所示是SysML图形分类，SysML一共定义了三类共9种图形来描述模型的各个方面特征。分别是需求图、结构图和行为图。结构图包括方框图、内部块图、包图和参数图，其中参数图是SysML新增的图形，方框图、内部块图是在UML的基础上扩展和修改的，包图是重用UML的图形;行为图包括活动图、顺序图、状态机图和用例图，其中只有活动图是在UML的基础上扩展和修改的，其它都是重用UML的图形。为了加强需求的分析设计，需求图也是SysML新增的图形。

4SysML在系统建模中的应用

限于篇幅，本文仅以汽车的刹车系统ABS系统为例，运用SysML系统模型语言简单描述一下该系统的结构、活动、参数和需求等。

第一步，描述需求。为了加强对系统需求的分析设计，SysML新增了需求图。需求是指系统必须满足的能力或条件，一个需求能够分解成多个子需求。需求图能够描述系统的详细需求以及分系统的需求、各需求之间以及需求和其他建模元素之间的关系。SysML用requirements说明需求，需求图有点类似于类图，有两个属性：text和id。text是需求的文本描述，id是需求的标识符。如图5所示为刹车系统的需求，详细的需求描述又分为两项，一项为制动距离，具体为在干燥平整的了路面上车辆应在150英尺范围内完成从60公里/小时到停止的制动。另一项是反锁死行为的需求描述，具体即在所有的刹车条件下，刹车系统都应该阻止轮胎锁死。

第二步，描述系统的结构。如图6所示是用SysML的包图描述ABS系统的结构。ABS系统主要是由电子设备中心处理器、反锁死控制器、电子液压阀门、牵引力探测器和刹车调节器组成。牵引力探测器和刹车调节器是反锁死控制器的组成部分，代号为d1和m1，同时可以看出牵引力探测器有信息传给电子设备中心处理器，刹车调节器控制电子液压阀门。通过这个图，可以看出ABS系统的组成结构以及各部分相互之间的关联。如图7所示是用SysML的内部块图描述反锁死控制器的内部关系。可见反锁死控制器有两个子单元，即牵引力探测器和刹车调节器。牵引力探测器输出一个控制信号c2到刹车调节器的输入端。

第三步，描述系统的行为，即活动。SysML的行为图有四个图形：顺序图、活动图、状态机图和用例图。由于这个系统较小，行为比较简单，我们只用活动图就可以描述清楚系统的行为。如图8所示是用SysML的活动图描述反锁死控制的活动行为。可见反锁死控制活动相关的有两个子单元(两个泳道、，即牵引力探测器和刹车调节器。当牵引力探测器发现牵引力丢失后就发送控制信号c2给刹车调节器控制刹车的力度。

第四步，通过参数图分析各系统参数之间的关系。参数图也是SysML新增的图形，参数关系没有方向，只是说明了一个属性值的变化对其他的属性值有影响。参数约束关系可以描述系统的各属性之间的相互关系，可以是基本的数学操作符，也可以是相互关系的数学表达式。如图9所示为直线行车的动力参数图，其中e1是刹车力度等式;e2是加速度等式;e3是速度等式;e4是距离等式。分别可见f=(tf*bf、*(1-tl、;f=m*a;a=dv/dt;v=dx/dt。系统中经常重复利用的各种参数、变量或者某个模块都应该在包图中定义出来，图9中的各个变量(tf、bf、m、a、t、v、tl等、就应在包图中定义。

限于篇幅，本文举的这个例子是对简单小系统的描述过程，建模和分析过程比较简单。对于复杂大系统通常也是这个过程，即从系统的需求分析开始，只不过系统需要逐级分解描述各个分系统的需求、结构、行为以及各个分系统之间的关系。需要说明的是，SysML是标准建模语言，而不是标准过程或方法。不同的系统工程应用领域要求不同的过程，SysML独立于任何一种系统工程过程和方法，但支持任何过程和方法。

5结论

本文简要介绍了基于模型的系统工程和SysML模型语言并以汽车的ABS系统为例建立了基于SysML的系统模型。限于篇幅SysML的其他图形以及图形的混合用法没有介绍。

SysML是是国际系统工程学会(InternationalCouneilofSystemsSystemsEngineering，INCOSE、和对象管理组织(ObjectManagementGroup，OMG、联合提出的一种通用的针对系统工程应用的“标准系统建模语言”，能对系统工程的各种问题建模。消除了不同模型语言在表达法及术语上的不同，规范了符号和语义。目前系统工程领域的各工具开发商都在致力于SysML建模与仿真环境的开发，市场上也已经有不少相关产品，相信同统一模型语言(unifiedmodelinglanguage，UML、主导了软件工程设计一样，SysML也将统一系统工程的建模语言。SysML的广泛应用必将提高系统工程之间以及和其他学科之间的有效沟通，将有力地推动系统工程理论和实践的发展。

篇3：代数问题几何建模策略

代数问题几何建模是根据代数命题蕴含的特征或性质,运用适当数学变换,将代数命题表述为等价的几何命题,再借助几何直观性探寻解题途径,从而解答代数命题的一种方法。运用这种方法解题,必须审清题意,挖掘明显或隐含的条件,找到恰当的切入点,进行联想、类比,进而转化。

题目I:已知a,b,c,d为正数,,ac=bd,求证a=d,b=c

建模策略:从题目本身出发,寻求解答难以找到突破口,注意到,如果把a,b,c,d分别看作两个直角三角形的直角边,,分别表示这两个直角三角形的斜边的平方,建立如图1几何模型。利用RtABC与RtADC相似得其全等,AB=AD,BC=CD,即a=d,b=c。

题目Ⅱ:求的最小值,a、b、c是正数。

建模策略:表达式与两点间距离公式很相似,可将其看作动点M(x、o)到两定点A(o,a),B(c,-b)的距离的和,则只有这三点共线时才可能最小,由平面内三点共线的充要条件或者由三点共线知KMA=KAB,易得,代入原式化简得当且仅当时,取得该值。

可见,代数问题几何建模策略构思精巧,不仅能化繁为简,化抽象为直观,而且能触类旁通,锻炼思维能力,增强学习兴趣。其关键在于寻找有效的数形结合模型,一般思路是(图2)。

1平面几何建模

就是为代数问题建立平面几何模型,像题目I。

代数中的等式和不等式反映出来的是线段间的等量或不等量关系,根据这一特征,可用比较基本的知识点(如直角三角形、相似三角形的有关知识,平行线、圆的切割线、相交弦、射影定理,三角形的边角不等关系,面积总量等于各面积分量之和等)对某些代数问题建立几何模型。最常见有如下基本模型。

2解析曲线建模

题目Ⅴ:解方程

建模策略:将原式变形为。

取y2=4,则有。

这恰是以(1,0)、(11,0)为焦点,8为实长轴,中心在(6,0)的双曲线方程。由双曲线定义可得双曲线方程为,代y2=4于方程得,即为所求的方程解。

这种经变形可转化为解析曲线中的某些线量的代数问题,一般利用解析曲线的性质求解,其几何建模常见的有:三点共线(如题目Ⅱ),不同方程表尔同一曲线,直线斜率相等(题目Ⅱ),两点间距离、圆锥曲线的定义及其性质等。

3直曲交轨建模

这是一种最常用的方法。它要根据圆锥曲线与直线的位置关系及其所反映的性质来探求解答思路。

题目Ⅵ:求函数的定义值域

建模策略:构造直线L:s=yt,使t=x+2,,则s2=t-1(s≥0)是与L有公共点P(x+2,)的抛物线弧M,作图(图3)并由图知,当直线L在第一象限且处于t轴与相切时的切线之间时,L和M才有公共部分。

因此,0≤y≤K切(y为直线L的斜率)。

而过点(0,0)与抛物线s2=t-1(s≥0相切的切线方程为,这种策略需要根据己知条件或命题的特征,构造过定点的直线和曲线方程,然后利用它们所表示的关系(相切、相交、共同围成的区域、距离等)来进行几何论证。常用于求极植和值域(特别是求无理函数的)。

4其他类型

还可用于数列(特别是等差数例它的通项公式和前几项和公式与直线二次曲线表达式很相似)、方程根的讨论(用作图法求交点个数)和比较大小等问题上。代数问题的几何建模策略远不止这些,很有挖掘的必要。

通过上述讨论,不难发现,代数问题本身的复杂性、开放性以及应用者知识经验是其局限性所在。尽管如此,它作为开发智力、锻炼创造件思维能力,仍有特别的价值。

篇4：代数问题几何建模策略

数学是研究客观世界的空间形式和数量关系的科学，且数与形是数学的两种表达形式，数是形的抽象概括，形是数的直观表现。

数形结合就是把抽象的数学语言与直观的图形结合起来，通过“以形助数”或“以数解形”，使得复杂问题简单化，抽象问题具体化，使抽象思维和形象思维相结合，通过图形的描述、代数的论证来研究和解决数学问题的一种数学思想方法。

显然数形结合，不是两者简单的堆砌，而是有机的结合，“数”具有精确性定特征，它可以阐明“形”的'某些属性，并且可以通过运算法则、公式进行运算，比较具体(虽然有时却比较繁复)，“形”具有几何的直观性，它也可以表示数之间的某些关系，“形”可以通过逻辑推理得到一些结果，其推理过程较简捷(但可能有时比较抽象)。

但两者结合，各取所长，则往往威力巨大。

函数是贯穿数学知识的主要内容，它的地位和作用非常重要，数形结合思想在解决函数问题时尤为重要。

函数的图像是表示函数关系的方式之一，它是从“形”的方面来刻画函数的变化规律，形象地显示了函数的性质，为研究数量关系问题提供了“形”的直观性，它是探求解题途径，获得答案的重要工具。

利用一次函数、二次函数等基本函数的图像来解决代数问题，有利于培养学生的转化联想能力、观察能力，如利用某些函数表达式所具有的特征，与几何中的距离、直线的斜率、线段的长度(两点间的距离)等联系在一起，构造几何模型解决问题，培养学生思维的深刻性并提高创造性。

借助儿何图形和函数图象的直观，去理解、记忆数学的概念和性质，并用以解题，这在中学数学教学中是一个重要的思想方法，比如现行中学数学课本里，对三角函数函数的性质，就是通过观察它们的图象，抽象得来的。

又如在教学中要想让学生牢记30、45“、60“这儿个角的三角函数值，要求学生在理解锐角三角函数的定义基础上去记忆，借助几何直观去解题，常常会达到事半功倍的效果。

如在学生学习正比例函数图像时，先引导学生用“描点法”画出一幅表示正比例函数的图像，在描点的过程中，引导学生把所描出的点与表中的数据相对照，让学生初步理解图像上各点所表示的实际意义，再通过观察，使学生发现所描出的这些点正好在一条直线上，清楚地认识正比例函数图像的特点，并借助直观的图像进一步理解两种量同时扩大或缩小的变化规律，理解正比例函数的性质。

画出图像后，进一步认识图像上任意一点所表示的实际意义，初步体会正比例函数图像的实际应用。

通过正比例函数图像与正比例函数关系式的转换，加深对正比例函数的理解。

应用数形结合解题时要注意以下两点：其一数与形转化的等价性，将复杂的问题转化成简单、熟知的数学问题，转化前后的问题必须是等价的;其二，利用“数”的精确性和“形”的全面性，像判断公共点个数问题，转化成图形后要保证“数”的精确性，才能得出正确结论。

有些问题所对应的图形不唯一，要根据不同的情况画出相应的图形后，再进行讨论求解。

总之，要让学生真正掌握数形结合思想的精髓，必须有雄厚的基础知识和熟练的基本技巧，如果教师只讲解几个典型习题并把学生讲懂了，就认为学生领会了数形结合这一思想方法，是片面的。

教师要有做好长期渗透的思想，平时要求学生认真上好每一堂课，学好新教材的系统知识，掌握各种函数的图像特点，理解各种几何图形的性质。

教师讲题时，要引导学生根据问题的具体情况，多角度的观察和理解问题，揭示问题的本质联系，利用“数”的准确澄清“形”的模糊，用“形”的直观启迪“数”的计算，从而来解决问题。

教学中要紧紧抓住数形转化的策略，通过多渠道来沟通知识间的联系，激发学生学习兴趣，并及时总结数形结合在解题中运用的规律性，来训练学生的思维能力，提高理解和运用的水平。

只有这样，不断提高、深化数形结合运用的能力。

篇5：数学建模椅子问题论文

数学建模椅子问题论文

椅子能在不平的地面上放稳

把椅子往不平的地面上一放，通常只有三只脚着地，放不稳，然而只要稍挪动几次，就可以四脚着地，放稳了。下面用数学语言证明。

一、模型假设

对椅子和地面都要作一些必要的假设：

1、椅子四条腿一样长，椅脚与地面接触可视为一个点，四脚的连线呈正方形。

2、地面高度是连续变化的，沿椅子的任何方向都不会出现间断（没有像台阶那样的情况），即地面可视为数学上的连续曲面。

3、对于椅脚的间距和椅子脚的长度而言，地面是相对平坦的，使椅子在任何位置至少有三只同时着地。

二、模型建立

中心问题是数学语言表示四只同时着地的条件、结论。首先用变量表示椅子的位置，由于椅脚的连线呈正方形，以中心为对称点，正方形绕中心的旋转正好代表了椅子的位置的改变，于是可以用旋转角度80这一变量来表示椅子的位置。

其次要把椅脚着地用数学符号表示出来，如果用某个变量表示椅脚与地面的竖直距离，当这个距离为0时，表示椅脚着地了。椅子要挪动位置说明这个距离是位置变量的函数。

由于正方形的中心对称性，只要设两个距离函数就行了，记A、C两脚与地面距离之和为f，B、D两脚与地面距离之和为g，显然f、g0，由假设2知f、g都是连续函数，再由假设3知f、g至少有一个为0。当0时，不妨设g0,f0，这样改变椅子的位置使四只同时着地，就归结为如下命题：

命题 已知f、g是的连续函数，对任意，f*g=0，且g00,f00，则存在0，使g0f00。

三、模型求解

将椅子旋转900，对角线AC和BD互换，由g00,f00可知g20,f20。令hgf，则h00,h20，由f、g的连续性知h也是连续函数，由零点定理，则存在0002使h00，g0f0，由g0*f00，所以g0f00。

四、评 注

模型巧妙在于用已知的元变量表示椅子的位置，用的两个函数表示椅子四脚与地面的距离。利用正方形的中心对称性及旋转900并不是本质的，同学们可以考虑四脚呈长方形的情形。

篇6：系统工程论文

【摘要】公路建设作为我国基础设施建设的重要组成内容，受到社会各界以及国家的广为重视，促使我国公路建设无论是在建设规模还是在建设范围方面都在不断扩大。随着我国公路建设的不断扩大，存在诸多影响公路工程质量的因素，对公路工程的质量造成极大的威胁，因此，科学地应用公路工程检测十分必要。为此，论文从公路建设入手来探讨公路工程试验以及检测技术实际应用的相关方面。

【关键词】公路；检测技术；公路工程试验

1公路工程的试验检测内容分析

公路工程的试验检测是控制工程质量的重要手段，也是公路工程质量验收评定的一个主要环节，通过试验检测活动客观、及时、准确地记录公路工程在开展过程中所涉及的真实记录，在充分利用资源的基础上采取科学方法实现工程质量提高的目标。因此，加强公路工程试验检测工作，充分发挥这一工作的实际作用，对于提高工程质量、加快工程进度和降低工程成本具有重要的意义。因此，本文对公路工程的检测试验活动进行分析。

1.1工前试验工前试验主要分为以下几个环节

（1）材料检测，建筑材料是公路建设的物质基础，合理地使用材料关系到工程的整体开展，因此，对于工程所需要的材料都应该按照试验检测流程进行检验，检验合格后方能使用，检验不合格的产品一律禁用；（2）参数确定，正确、合理的参数对于公路工程的开展具有重要作用，因此，要认真对待这一环节，严格按照试验检测规程，最大程度上规避试验误差，提高试验的精确度，为工程的良好开展奠定基础；（3）标准试验，标准试验的结果是施工质量跟踪检测的依据，因此，要按照规程在工程开展之前进行基本性能试验，在进行各种混合材料的配合比试验，从而促进公路工程的良好开展。

1.2跟踪检测和验收检测

在施工工程中，控制工程质量的因素主要涉及施工单位自检、监理抽检及监督等方面，因此，为了做好公路工程试验检测活动，一方面需要施工方从制度入手，建立一套符合实际发展情况的试验检测制度，并且配备专业的检测人员来进行有效的开展，另一方面需要从监督方面入手，充分发挥监督机构的作用，严格地进行考核、审批和检测，为公路工程检测试验活动的良好开展奠定基础。验收检测能够直接反映工程质量开展的好坏以及工程在开展过程中所存在的问题和缺陷，因此，需要及时做好验收工作，并且进行阶段性施工总结，提高公路工程的工程质量，促进整体性的进步与发展。

2试验检测技术在公路工程试验检测中的应用

试验检测技术作为公路工程质量管理中的重要环节，在整个工程建设中具有十分重要的作用。在公路工程的试验检测活动中，常用的检测方法有地质雷达检测技术、超声波无损检测技术、路面抗滑检测技术及红外热像仪检测技术等[2]，本文对这些常用的检测技术及其在公路工程应用方面进行分析。

2.1地质雷达检测技术的应用

地质雷达检测技术，就是通过向地下发射脉冲式电磁波，高频电磁波在向下传播的过程中，遇到电性不同的目标发生散射和反射等现象，反射回来的电磁波会被地面的天线所接收，从而根据反射波的强度和形状等参数判断出目标的结构、位置以及电性。简单来讲，这一技术是运用电磁波脉冲反射原理来对公路工程的相关结构组成部分进行划分和检测，这一项技术属于无损检测技术，常用于公路工程的浅部检测，主要优点是探测深度比较小，分辨率高，因而被广泛应用于公路工程试验检测活动中。

2.2超声波无损检测技术的应用

超声波无损检测技术，众所周知，超声波是一种频率高于人耳能够听到频率的声波。超声波无损检测技术主要是通过发射超声波到材料介质，接收反射波的相关参数，在此基础上判断公路工程结构内部破损的一种隶属于无损检测技术。这一项技术具有多方面的优点，如激发容易、操作方便及成本不高等，因此，也被广泛应用于公路工程的检测试验活动中。合理使用超声波无损检测技术，对做好公路检测试验活动具有重要的意义。

2.3路面抗滑检测技术的应用

公路路面的抗滑能力是公路在建设过程中需要重点考虑的因素，而公路路面的抗滑能力主要跟其摩擦系数有关，因此，使用路面抗滑检测技术用来检测公路路面的抗滑能力，通过有效检测来提高公路路面的抗滑能力是非常有必要的。路面抗滑检测技术主要包括摆式摩擦仪静态与单点检测、制动测距的动态与连续检测以及对车辆全刹车时的最大减速度测定这3个方面，如今应用的最为广泛的就是制动测距的动态与连续检测以及对车辆全刹车时的最大减速度测定这2种方法，这二者的区别就在于制动测距的动态与连续检测这一方法具有极大的指导难度以及较高的检测费用，相对而言，对车辆全刹车时的最大减速度测定这一方法可以根据路面摩擦系数和最大减速度之间存在的相关性进行更好的检测。

2.4红外热像仪检测技术的应用

红外热像仪检测技术是通过红外摄像机所产生的桥面具体温度波形图，对桥面中的热点进行检测。红外热像仪检测技术具有操作简单、携带方便及稳定性高等优势。通过红外热像仪检测技术的使用，不仅能够将所探寻到的热点转换成图像，而且还能够根据路面温度对公路表面结构以及混凝土内部进行有效的检测工作，从而促使公路工程得以顺利开展。

3结语

公路工程试验检测直接关系到公路工程质量，并且试验检测技术是工程质量管理的关键，为此，合理应用试验检测技术，做好公路工程试验检测工作，是提高公路工程质量的必经途径。

【参考文献】

【1】张金慧.公路工程的试验检测存在主要问题及措施[J].黑龙江交通科技,(5):86-91.

【2】张炜,陈志兵.浅谈公路工程中的试验检测管理[J].黑龙江交通科技,2015(7):138-141.

篇7：系统工程论文

摘要:随着改革开放的不断深入，我国国民经济的快速发展，推动了我国公路事业的发展。公路工程建设是国家的重要基础建设项目之一，国家对公路的工程质量要求也不断提高。社会监理成为了保证公路工程建设的施工质量的重要体系之一。因此，加强公路工程监理是保证公路工程质量的重要途径。

关键词:公路;工程;监理;探究

1前言

我国的公路工程监理工作起步较晚，最早开始于1988年，经过多年来不断的发展，我国的公路工程监理已经取得了显著的成绩，并且积累了丰富的监理经验。虽然，目前我国的交通运输工程监理还未全面化，但是公路工程监理逐渐开始推广在各大公路建设中。公路工程监理主要包括质量控制、进度控制、费用控制、合同管理等内容，我们在工程中将上述内容简称为“三控制、一管理”。工程监理中质量控制、进度控制和费用控制这三个管理要素是既独立又统一的整体，三个环节紧密相连，相互制约相互影响。共同保证公路工程的工程质量。上述的环节中任一环节出现问题，将直接影响公路工程的质量，影响交通运输业的发展。在三控制的要素中，质量控制是核心，进度控制要在质量控制的基础上才能运行，而费用控制是质量控制和进度控制的经济保证。合同管理贯穿于整个工程建设过程，是工程建设的基础。

2工程质量控制是关键

由于影响公路工程质量的因素很多，在公路工程建设中，监理工程师应对公路工程技术规范和规程，以及合同文件熟练掌握，融会贯通，严格按照技术规范的要求，从原材料、施工工艺、施工过程都要进行全面的监控和管理，加强自己工作的责任心和主动性，并注意做好以下几个方面。(1)要做到分工明确，责任到人。根据工程项目进行明确分工，特别是路基土石方、桥涵构造物、路面各结构层等关键要害部位。做到分工明确、各负其责，以便对每道工序进行全方位、全过程的控制和管理。这样就避免因出现工作混乱，职责不清而影响工作效率。(2)质量控制的主要依据是合同条款、技术规范和设计图纸。设计图纸和技术规范规定了工程的质量标准，而合同条款则是要求施工单位按照设计图纸和技术规范中注明的材料性能、施工工艺和允许偏差进行施工。质量控制的基本要求是对原材料和施工过程控制好。因此我们要根据质量控制的依据和要求进行现场监督和管理。严格控制原材料的进场质量是工程质量控制的基础。原材料是影响公路工程质量的根源所在，因此要加强所用原材料的检验和检测，这就要求我们在原材料进场前和进场后都要不间断的进行抽样试验和检测，这是质量监理监控的基础，一旦发现不合格就要拒其进场或拒其使用，将影响质量的隐患扼杀在萌芽状态。全过程监理是工程质量控制的基本方法。全过程监理是对某项工程质量的事前控制、事中控制、事后控制。事前控制是指对工程准备阶段的控制，如测量成果的复核，试验数据的审批，施工工艺的慎重推敲等;事中控制是指对工程施工过程的控制，如突发事件的处理，人为因素的监督等;事后控制是指对工程结束后质量的控制，如砼强度不足的返工处理，在不影响内部质量下的修整等。(3)现场监督是监理监控的重要措施，现场监督主要通过巡视和旁站来完成。监理工程师对工程施工中的每一道工序都要巡视、旁站、抽样和检查，及时发现问题并提醒承包商采取有效的处理措施，使质量误差控制在允许范围内。以便充分保证工程施工质量。而对于每一次巡视检查的情况都要详细记录在监理日志上，以便以后查找有关工程资料，及时对整个工程的质量做出综合评定。

3工程进度的监控

第一，要求现场监理人员对分部分项工程的进度逐一分解，单独控制，对自己控制管理的工程细目作出相应的月进度、旬进度控制图和形象进度表，以便明确的找出实际进度与计划进度之间的差距，并及时了解分析原因，督促施工单位采取补救措施，以便施工进度与计划同步。第二，采用网络计划对工程进度进行监督和控制，因为它是一种科学的管理模式，它在编制网络计划时，已经对各种不利或有利的影响因素作了科学系统的分析归纳。这样使用它就可以随时检查工程进度进展情况，掌握关键线路改变情况，以便及时地调整、优化、指导施工计划。第三，业主对计划的实施起到很大的影响作用，这主要是指政策和资金方面，因此监理工程师要协调好业主和施工单位之间的关系，尽量为进度计划的落实提供有利条件。

4关于工程费用的监理

费用的管理是与工程质量和进度相辅相成的，都是工程监理的基本手段和环节。只有质量合格的已完工程才能计量支付，因此工程质量是费用支付的基础，而进度是计量支付的保障。因而我们在进行质量和进度控制的同时也要把费用管理进行有效的控制。费用的控制主要是通过计量支付来实现的，合理的计量支付有助于工程的管理。但必须防止两种倾向的发生:一是超前支付，它容易造成业主的资金紧张，更容易造成承包商的依赖思想，不愿更多的投入;二是滞后支付，它容易造成承包商的资金紧张，甚至会因资金周转困难而影响进度和质量。另外，根据现场实际情况进行的优化设计，可以为业主节省费用;合理的变更设计，可以使业主的有限资金得到更好的利用。

5结语

总之，通过以上“质量、进度、费用”三者之间的论述，我们不难看出公路工程监理的实质。公路工程是一个整体，公路工程监理是围绕合同管理进行的质量、进度、费用的有效控制。随着公路工程建设监理制度的引入和在实践中的运用，适合我国国情的菲迪克管理模式正在不断的发展和完善，并日益显示出其优越性。

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