土木系统工程(civil systems engineering)是将系统工程理论、方法和技巧应用于解决土木工程在规则、设计、建造、运行、维护和退役全寿命各环节中的决策问题的一门学问。它将土木工程大类中的结构工程、施工管理、交通工程、城市规则、环境工程、市政工程、房地产管理、基础设施资产管理等专业中的问题加以区分、归纳、抽象、升华，将其中的共性问题作为其基本研究对象，提出问题的一般化解决方案，为工程设计和工程管理中的决策问题提供理论和方法的支持。

土木系统工程列入本科教学大纲的历史并不是很长，尽管最早的一本教科书可以追溯到美国特拉华大学(University of Delaware) Stark 和 Nicholls两位教授于1972出版的《Mathematical Foundations for Design: Civil Engineering Systems》。此后，这类本科教材相继出现，但目前仍然难以在市面上见到一本令人满意的既具理论深度又有应用广度、既适用于本科生入门又可用于研究生或自学升华的教材。在理论深度上，尽管不少教材涵盖了经典优化方法和包括线性规划、整数规划、动态规划以及随机规划在内的现代运筹学内容，但这些教材在模型、理论与算法的平衡上总显顾此失彼。这个平衡，在计算机优化分析软件如此盛行的今天，尤其重要。在应用广度上，有些教材过于偏重于土木工程应用中的一个方面，或建筑结构、或交通规划、或施工管理，以致于将一门应用基础课讲成了结构优化这样的专业选修课；有些教材在选用例题和习题时，过于强调教学上的简化而不见所介绍理论和方法在实际工作中应用的可能，令学生很快失去了进一步学习这门课程的兴趣；还有些教材过于介绍实际工程中的案例，限于实际问题中的复杂性，许多中间过程都语焉不详，结果是学生除了对这样一门课程敬而远之外而一无所获。

在建模方面，传统的土木系统工程着重于规范性决策模型(normative or prescriptive modeling），而对经验性或描述性模型(descriptive modeling)介绍得很少。一本好的教材应当贯穿从数据到决策（数据采集、数学或物理建模、知识归纳、决策）的整个信息链，只有这样，才能够真正培养学生提出问题、解决问题的综合能力。也只有这样，才能真正让学生理解不确定性、复杂性，并培养学生在不确定性环境下驾驭复杂问题的能力。

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案例：
(1) 框架结构在刚塑性假设下的截面优化设计：线性规划、随机规划
(2) 交通网络设计: 双层优化问题、博弈、描述性决策理论、动态规划、real options
(3) 城市固体废物管理：capacity planning
(4) 城市消防站选址：混合规划、排队论

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书单：
【1】Sweet, J., Schneier, M. M. (2013). Legal Aspects of Architecture, Engineering and the Construction Process.  Cengage Learning, 9th edition. 无法无天。
【2】Revelle, C.S., Whitlatch, E.E., Wright, J. R. (2004). Civil and Environmental SystemsEngineering,Prentice Hall, 2nd edition. 目前市面大多采用，但此书在数学上讲得一塌糊涂。
【3】Stark, R.M., Nicholls, R. L. (1972). Mathematical Foundations forDesign: Civil Engineering Systems, McGraw-Hill (2005 Dover edition). 大概是这一领域第一本本科教材，许多土木工程相关例子和习题，但有些过于简单。另外在计算机方法方面的介绍为零。
【4】Chang,N.-B. (2011). Systems Analysis for SustainableEngineering: Theory and Applications. McGraw-Hill. 偏重于环境工程和能源工程的应用。
【5】Hillier, F.S., Lieberman, G. J. (2005). Introduction to Operations Research,McGraw Hill, 9th edition. 运筹学的一本好教材。
【6】Dandy,G., Walker, D., Daniell, T.,Warner, R. (2008). Planning and Design of EngineeringSystems,Taylor & Fracis, 2nd edition. 英国学者著，适合于一、二年级土木工程概论这种入门课，数学内容极少，只有最后一章有简介。
【7】Blanchard,B. S., Fabrycky, W.J. (2006).  SystemsEngineering and Analysis.  Prentice Hall, 4th edition.一本好的系统工程教材。