Системотехника строительства

УДК 62.52
ББК 32.81
Г49
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор С.И. Евтушенко, профессор кафедры градостроительства, 
проектирования зданий и сооружений ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный 
политехнический университет» (НПИ) им М.И. Платова;
доктор технических наук, профессор Е.А. Гусакова, профессор кафедры
информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве НИУ МГСУ
	
Гинзбург, Александр Витальевич.
Г49	 	
Системотехника строительства [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие  / 
А.В. Гинзбург, Л.А. Шилова, А.О. Адамцевич ; М-во науки  и высшего образования Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т. — Электрон. дан. и прогр. (1,2 Мб). — 
Москва  : Издательство МИСИ – МГСУ
, 2019. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/Scripts/
irbis64r91/cgiirbis64.exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS& P21DBN=IBIS. — Загл. с титул. экрана.
ISBN 978-5-7264-2003-5 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-2002-8 (локальное)
В учебно-методическом пособии содержатся общие понятия системотехники и системного анализа, 
также представлены основы теории киберфизических строительных систем. Рассмотрены вопросы проектирования и представления строительства как системы. Даны пример и рекомендации по разработке имитационной модели строительной системы на языке PHP (Personal Home Page).
Для обучающихся по направлениям подготовки 09.06.01 Информатика и вычислительная техника 
и 27.06.01 Управление в технических системах.
Учебное электронное издание
© Национальный исследовательский 
Московский государственный 
строительный университет, 2019

Редактор Л.В. Себова
Корректор В.К. Чупрова
Верстка и дизайн титульного экрана Д.Л. Разумного 
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 25.09.2019 г. Объем данных 1,2 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ
. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................................................................................................................................................  5
1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМОТЕХНИКИ И СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА.
ТЕОРИЯ КИБЕРФИЗИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ....................................................................  6
1.1. Основные понятия теории систем.
..............................................................................................................  6
1.2. Системные свойства ....................................................................................................................................  7
1.3. Классификация систем ................................................................................................................................  8
1.4. Структура системного анализа....................................................................................................................12
1.5. Теория киберфизических строительных систем.
.......................................................................................14
Задания для выполнения практической работы .
..............................................................................................16
Темы для самостоятельного изучения ..............................................................................................................16
Вопросы для самоконтроля.
................................................................................................................................17
Библиографический список ...............................................................................................................................17
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО КАК СИСТЕМА......................................................................18
2.1. Строительное проектирование как система...............................................................................................18
2.2. Объект строительства как система.
.............................................................................................................20
Задания для выполнения практической работы .
..............................................................................................22
Темы для самостоятельного изучения ..............................................................................................................22
Вопросы для самоконтроля.
................................................................................................................................22
Библиографический список ...............................................................................................................................22
3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ОСНОВ СИСТЕМОТЕХНИКИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ.......24
3.1. Классификация видов моделирования .
......................................................................................................24
3.2. Разработка имитационных моделей строительных систем......................................................................26
3.2.1. Задание и содержание практической работы.
..................................................................................26
3.2.2. Краткие теоретические сведения......................................................................................................28
3.2.3. Практические рекомендации к разработке программы для ЭВМ.
.................................................33
Оформление работы............................................................................................................................................38
Задания для выполнения практической работы .
..............................................................................................38
Темы для самостоятельного изучения ..............................................................................................................39
Вопросы для самоконтроля.
................................................................................................................................39
Библиографический список ...............................................................................................................................39
Заключение ..............................................................................................................................................................40
Приложение .............................................................................................................................................................41

ПРЕДИСЛОВИЕ 
Данное учебно-методическое пособие к практическим занятиям и самостоятельной работе составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования и рабочей программой дисциплины «Системотехника строительства» 
для обучающихся по направлениям подготовки 09.06.01 Информатика и вычислительная техника 
и 27.06.01 Управление в технических системах.
Целью освоения дисциплины «Системотехника строительства» является формирование компетенций обучающегося в области применения общих принципов теории систем в приложении к строительным системам, системам проектирования, строительным объектам, а также применения в моделировании и критериальной основы моделирования при разработке строительных систем.
Освоение дисциплины включает курс лекций, практических занятий и самостоятельную работу 
обучающихся по следующим разделам:
–
– общие понятия системотехники и системного анализа. Теория киберфизических строительных 
систем;
–
– проектирование и строительство как система;
–
– практическое применение основ системотехники в строительных системах.
В соответствии с указанной структурой курса учебно-методическое пособие состоит из трех разделов. В начале каждого раздела приведено содержание практических занятий и дан минимально 
необходимый объем теоретической информации для его проведения. В первом разделе рассматриваются общие понятия системотехники и системного анализа, а также основы теории киберфизических строительных систем. Второй раздел посвящен вопросам проектирования и представлению 
строительства как системы. В третьем разделе даны пример и рекомендации по разработке имитационной модели строительной системы на языке PHP (Personal Home Page).
Вместе с тем в каждом разделе приведены темы для самостоятельного изучения. 
Закрепить и проверить полученные знания, умения и навыки позволяют задания для выполнения 
практических работ, а также вопросы для самоконтроля в конце каждого раздела.

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМОТЕХНИКИ И СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА. 
ТЕОРИЯ КИБЕРФИЗИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
В рамках практических занятий первого раздела дисциплины «Системотехника строительства» 
обучающийся получает знания по основным понятиям и терминологии системного подхода, отрабатывает структуру определения понятия, получает набор ключевых слов для определения, а также 
навыки определения термина или понятия с различных точек зрения. 
1.1. Основные понятия теории систем
Общая теория систем, основой которой является системный подход, включает в себя научную 
и  методологическую концепции исследования различных объектов, изучает различные аспекты, 
связанные с понятием системы. Согласно положениям рассматриваемой теории объектом исследования может быть не только реальная существующая система, но и система абстрактная, формальная, в которой можно установить взаимосвязь между ее основными признаками и свойствами.
Как и в любую другую науку, в основу общей теории систем заложены результаты предыдущих 
исследований, которые с конца XIX в. стали носить систематический характер.
В 20-х гг. XX в. ученым-экономистом А.А. Богдановым разработана научная дисциплина «Тектология» или «Всеобщая организационная наука», которая была представлена в трех томах одноименного труда. Дисциплина основывается на предположении о том, что несколько (от двух и более) 
элементов, которые вовлечены в единый процесс, могут превосходить по эффективности функционирование тех же самых элементов по отдельности при особой организации (организованности), 
а могут и уступать, затрудняя работу друг друга. Цель данной дисциплины сводится к рассмотрению, анализу и теоретизации фактора организации, правильное применение которого повышает эффективность элементов, входящих в состав целого.
Автором первого варианта общей теории систем является Л. фон Берталанфи, основами трудов 
А.А. Богданова считаются работы Г. Спенсера, К. Маркса и других ученых. 
Отметим, что первый вариант общей теории систем был предложен в 1930-х гг. и сводился к признанию изоморфизма* законов, управляющих функционированием системных объектов. При этом 
фон Берталанфи обозначал связь теории систем с философией Г.В. Лейбница и Н. Кузанского. 
Согласно этому учению физические системы отличаются от живых только тем, что закрыты по отношению к внешней среде, тогда как живые организмы являются открытыми, жизненный процесс которых «предполагает наличие входящего из окружающей среды потока материи, тип и объем которого 
определяется в соответствии с системными характеристиками организма. Также осуществляется вывод из системы в окружающую среду материи как результата функционирования системы» [13]. 
Сегодня общая теория систем включает наработки, накопленные как в «классической» общей теории систем, так и знания, полученные в кибернетике, результаты системного анализа, исследований операций и пр.
В рамках курса дисциплины «Системотехника строительства» под системой (др.-греч. σύστημα — 
«целое, составленное из частей; соединение») будем понимать «множество элементов, находящихся 
в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство» [1].
Система состоит из набора элементов, взаимодействующих между собой, для достижения поставленной цели — реализации функции системы.
Математически систему S можно представить следующим образом: 
	
	
	
	
	
	
S = (A, R), 	
(1)
где A — множество элементов; R — множество отношений между A.
При этом при введении термина «система» возникают такие понятия, как «структура системы», 
«связи прямые и обратные». 
Под структурой системы в указанном контексте принимается устойчивое множество отношений, 
которое длительное время и/или в течение интервала наблюдения остается неизменным.
* Изоморфизм (от др.-греч. ἴσος — «равный, одинаковый, подобный» и μορφή — «форма») — общее понятие, которое 
в  различных разделах математики определяется по-разному. Изоморфизм определяется для множеств, наделенных 
некоторой структурой.
6