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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,智能決策支持系統(tǒng)概述,,,,目錄,1.1,智能決策支持系統(tǒng)的概念,,1.2,人工智能的發(fā)展,,1. 3,智能決策支持系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容,,,1.3.1,智能決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架研究,,,1.3.2,知識表示的研究,,,1.3.3,模型操縱方法的研究,,,1.3.4,知識處理系統(tǒng)的研究,,,1.3.5,接口技術(shù)的研究,,,1.3.6,人機界面的研究,,,1,智能決策支持系統(tǒng),1.1,智能決策支持系統(tǒng)的概念,,智能決策支持系統(tǒng)（,Intelligent Decision Support Sys

2、tems , IDSS,）是：決策支持系統(tǒng)（,DSS,）與人工智能（,Artificial Intelligent , AI,）技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)。,,人工智能是一門研究如何用一種機器（例如計算機）來模擬人的大腦從事推理、解題、識別、設(shè)計和學(xué)習(xí)等思維活動的學(xué)科,,人工智能技術(shù)主要利用知識推理，完成定性分析。,,人工智能技術(shù)融入決策支持系統(tǒng)后，使,DSS,在模型技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加知識推理技術(shù)，提高輔助決策能力。,,現(xiàn)在，人工智能中的專家系統(tǒng)（,Expert System,，簡稱,ES,）和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)（,Artificial Neural Network,，簡稱,ANN,）已經(jīng)成為

3、兩個最熱門的研究領(lǐng)域。,,早在計算機出現(xiàn)之前，人工智能的概念和方法就已經(jīng)逐漸形成，,20,世紀,30,年代和,40,年代數(shù)理,邏輯的發(fā)展和關(guān)于計算的新概念,，是人工智能早期發(fā)展的兩個主要動力。,Charch,,和,Turing,提出數(shù)字并不是計算的基本方面，而僅僅是描述計算機內(nèi)部狀態(tài)的一種形式。對邏輯演繹的數(shù)學(xué)形式化使人們形成了計算和智能相聯(lián)系的概念，再加上控制論等有智能趨向的學(xué)科的出現(xiàn)，導(dǎo)致,50,年代正式提出了人工智能的概念。隨后，人們通過編寫各種程序來模擬人的智能行為，期望通過邏輯推理實現(xiàn)通用問題的求解，這些研究在某些方面取得較大成功 （如下棋），但更多嘗試的結(jié)果并不令人滿意。,1.2,

4、人工智能的發(fā)展,,1.2,人工智能的發(fā)展（續(xù)）,這樣，人工智能研究在,60,年代曾一度轉(zhuǎn)入低潮。后來，人們從失敗中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，逐漸認識到人類的智能是結(jié)合一定領(lǐng)域的知識來表現(xiàn)的，也就是說，要使計算機具有智能行為，首先必須使它存儲大量的知識。因此，人工智能研究者就把注意力放在一些特定的領(lǐng)域里，總結(jié)這些領(lǐng)域里的專門知識，將這些知識存入計算機，再由計算機利用這些知識進行推理。人工智能研究重點的這種轉(zhuǎn)移如圖,1,所示。,,,,圖,1,人工智能研究的轉(zhuǎn)移,,1.2,人工智能的發(fā)展（續(xù)）,這是一個思想上的突破，這種突破可簡單地用一句話來說明：要使一個程序具有智能，必須將大量的高性能的具體的關(guān)于某個問題領(lǐng)域

5、的知識提供給這個程序。智能決策支持系統(tǒng)的開發(fā)和研究，正是這種向基于知識的方法轉(zhuǎn)變的結(jié)果之一,,1.2,人工智能的發(fā)展（續(xù)）,三十幾年來，,IDSS,的研究者們致力于用各種方法來增強,DSS,的效能，,DSS,的研究重心也由專家型決策支持系統(tǒng)逐步轉(zhuǎn)移到,IDSS,的模型系統(tǒng)、人機界面、知識處理單元、,IDSS,生成器和分布式,IDSS,上面來。許多先進的人工智能技術(shù)如機器學(xué)習(xí)、知識表示、自然語言處理、模式識別及分布式智能系統(tǒng)等都被融入到,IDSS,的研究中，結(jié)合軟件工程、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想、模糊處理技術(shù)、超媒體與超文本、遠程通訊技術(shù)、共享文件等各種先進手段，力圖使,IDSS,成

6、為具有豐富知識和一定的學(xué)習(xí)能力、有良好的人機界面和較強適應(yīng)能力的交互式人機系統(tǒng)。,,1. 3,智能決策支持系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容,,1.3.1,智能決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架研究,,現(xiàn)已提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可歸納為以下三種類型：,,（,1,）,第,Ⅰ,種類型：,DSS,＋知識庫＋文本庫,,（,2,）,第,Ⅱ,種類型 ：,DSS,＋問題求解單元＋知識庫,,（,3,）,第,Ⅲ,種類型：,LPK,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,,（,1,）第,Ⅰ,種類型：,DSS,＋知識庫＋文本庫,,該種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由,R.K.Belew,,和姚卿達等人提出（見圖,2,）。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng),DSS,相比增加了知識庫和文本庫，用以存儲領(lǐng)域知識及與問題

7、有關(guān)的原始資料,,圖,2 Ⅰ,型四庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu),返回,,（,2,）第,Ⅱ,種類型 ：,DSS,＋問題求解單元＋知識庫,,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖,3,所示，它與傳統(tǒng),DSS,相比增加了一個知識庫和問題求解單元，問題求解單元的作用在于：,,① 根據(jù)決策提出的問題信息，構(gòu)造面向此問題的求解步驟② 總控對各個庫的調(diào)用。,,圖,3 Ⅱ,型,IDSS,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,返回,,（,3,）第,Ⅲ,種類型：,LPK,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,如前所述，該類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最初是由,R.H.Bonczek,,等人提出來的，它從概念上突破了傳統(tǒng),DSS,的模式（參見圖,4,）。在這個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，用戶通過語言系統(tǒng)（,LS,）陳述要解決的問題；知識系統(tǒng)

8、（,KS,）中存放領(lǐng)域知識，這些知識應(yīng)該既包括表層知識和深層知識，也包括描述性知識和表示模型的過程性知識；問題處理系統(tǒng),PPS,接受,LS,表達的問題，利用,KS,中的知識求解問題。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以,KS,為核心，而如何構(gòu)造一個具有廣義知識表示和處理能力的,KS,則是它的技術(shù)核心,圖,4 Ⅲ,型,IDSS,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),,在上述三種,IDSS,的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，,Ⅰ,、,Ⅱ,型結(jié)構(gòu)帶有明顯的傳統(tǒng),DSS,的痕跡，它們的數(shù)據(jù)庫、模型庫和知識庫獨立，在系統(tǒng)中是一種組合關(guān)系，由于它們各自內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)不同，因此，信息交換相當(dāng)難，不利于以緊耦合方式協(xié)同工作。,圖,5,顯示了這類系統(tǒng)的工作方式。,Ⅲ,型,IDSS

9、,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的明顯特點是它將問題領(lǐng)域的相關(guān)事實、經(jīng)驗知識以及表示模型的過程性知識看作是廣義的知識模式，因而具有統(tǒng)一的邏輯結(jié)構(gòu)。它有三個突出優(yōu)點：,,① 便于知識庫本身的維護； ② 便于信息交換； ③ 當(dāng)把模型看成是一種知識時，可以用統(tǒng)一的知識推理機制進行模型的智能化選擇，可真正地實現(xiàn),IDSS,將,AI,技術(shù)與,MS/OR,模型技術(shù)相結(jié)合，達到優(yōu)勢互補的主導(dǎo)思想。,,綜上所述，可以說,Ⅲ,型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從概念上更接近,IDSS,的系統(tǒng)目標(biāo)。 但從另一方面看，,Ⅰ,、,Ⅱ,型結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)庫、模型庫及知識庫的研究已有一定基礎(chǔ)，而,Ⅲ,型結(jié)構(gòu)中,KS,以何種方式進行知識表示還是值得研究的問題，基于知識

10、的,DSS,中的,PPS,和,LS,也是傳統(tǒng),DSS,和,ES,中很少深入討論的。因此，盡管,Ⅲ,型,IDSS,結(jié)構(gòu)從總體上代表了,IDSS,的主流趨勢，但其包含的關(guān)鍵技術(shù)仍在不斷完善中。,,圖,5,Ⅰ,Ⅱ,型,IDSS,工作方式,,1.3.2,知識表示的研究,,IDSS,在傳統(tǒng)的,DSS,體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加了知識處理子系統(tǒng)或稱為智能部件的成分。為了處理知識，首先要表示知識。多年來人們提出了各種各樣的知識表示方法，如數(shù)據(jù)化、宏命令、一階謂詞演算、語義網(wǎng)（圖文法）、框架等。這些方法各有特點。,,隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，知識領(lǐng)域不斷豐富，知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，加之決策問題本身的特點，使,ID

11、SS,的知識表示變得越來越困難。如何表示模型，如何表示關(guān)于模型建立與使用的知識以及表示問題領(lǐng)域的知識已成為,IDSS,研究中的一個十分重要的問題。,,,統(tǒng)一的表示方法便于系統(tǒng)的實現(xiàn)和各子系統(tǒng)間的接口，但這樣的表示系統(tǒng)又往往缺乏靈活性，同時知識結(jié)構(gòu)本身的復(fù)雜性也使統(tǒng)一的表示系統(tǒng)很難實現(xiàn)；,,異構(gòu)表示系統(tǒng)采用不同的表示法分別表示各種知識，可提高系統(tǒng)的表達能力，但也使各子系統(tǒng)間的接口變得比較復(fù)雜，實現(xiàn)的難度也加大。理想的表示系統(tǒng)應(yīng)能在表示一致性和知識復(fù)雜性之間進行折衷，使其既具有較強的表示能力又便于實現(xiàn)決策者與系統(tǒng)之間以及各子系統(tǒng)之間的接口。,,1.3.3,模型操縱方法的研究,,對模型操縱方法的研究

12、是,IDSS,的另一個主要研究內(nèi)容。我們把模型元件的自動生成、復(fù)合模型的建造、模型的修正與應(yīng)用以及模型公共資源的回收與重用等一系列任務(wù)統(tǒng)稱為模型操縱（,model manipulation,）。在實際中，為適應(yīng)不同決策者的需要，獨立運行的模型個體常常需要與其他模型結(jié)合起來，以適當(dāng)?shù)男蛄薪M成復(fù)合模型，這種創(chuàng)建過程涉及動態(tài)地選擇必要的模型元件并以適當(dāng)?shù)膮f(xié)同方式組成模型序列，確定每個模型元件對不同決策問題的適應(yīng)性等。這些都是,IDSS,要研究的問題。,,1.3.4,知識處理系統(tǒng)的研究,,IDSS,的知識處理系統(tǒng)最初來自,ES,中的知識庫和推理機，后來逐步發(fā)展為專門的,IDSS,中的知識處理系統(tǒng),——

13、,基于知識的問題求解系統(tǒng)。與,ES,不同，,IDSS,知識處理系統(tǒng)的實現(xiàn)方式有以下幾種： ① 將知識處理系統(tǒng)看成是一個專門的,ES,，全部或部分地代替決策者求解決策問題。一般以產(chǎn)生式系統(tǒng)的謂詞演算作為表示體系，但,ES,本身的缺陷限制了該方式的發(fā)展。,,② 作為由知識庫、數(shù)據(jù)庫、方法庫和模型庫構(gòu)成的四庫系統(tǒng)構(gòu)成,IDSS,的支撐環(huán)境的輔助部件，主要負責(zé)知識庫中各種知識的存取與推理，該方法實現(xiàn)起來較前者復(fù)雜，但整體結(jié)構(gòu)清晰且接口比較簡捷。,,③ 作為一個廣義的知識處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的,DSS,集成于一體，知識處理手段深入到,IDSS,的各子系統(tǒng)中，該方式擴大了知識處理范圍便于用一般的知識處理工具來

14、實現(xiàn)，但結(jié)構(gòu)與接口設(shè)計較復(fù)雜，實現(xiàn)也較困難。,,④ 作為學(xué)習(xí)系統(tǒng)與,DSS,集成，負責(zé)完成與決策問題求解過程密切相關(guān)的模型’操縱知識的獲取與精確，將問題求解過程與知識獲取過程融為一體，通過對以往問題求解經(jīng)驗的積累指導(dǎo)決策者求解類似問題，使,IDSS,的適應(yīng)性得到改善。該方式的成功有賴于合理的表示系統(tǒng)，目前尚未形成成熟的理論與方法。,,1.3.5,接口技術(shù)的研究,,由于傳統(tǒng)的數(shù)值分析方法與知識處理方法在表示方式和處理方式上都存在著很大的差別，因此如何將,IDSS,中各子系統(tǒng)組織起來以一定的方式相互協(xié)調(diào)工作是,IDSS,研究中的一個重要內(nèi)容。,IDSS,中各子系統(tǒng)常見的接口方式有以下幾種：,,①

15、智能部件與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的演繹數(shù)據(jù)庫方式。,,② 智能部件與模型庫相結(jié)合的方式,,③ 智能部件單獨存在，以文件形式傳送數(shù)據(jù)方式,,④智能部件單獨存在、以數(shù)據(jù)庫形式傳送數(shù)據(jù)的方式,,① 智能部件與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的演繹數(shù)據(jù)庫方式。,,在這種方式下，數(shù)據(jù)庫向智能部件提供事實性知識，智能部件則改善數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，向數(shù)據(jù)庫實施更有效的操作和對數(shù)據(jù)庫進行維護。此種方式接口較簡便，適用于一般的表示系統(tǒng)不太復(fù)雜的情況。,,② 智能部件與模型庫相結(jié)合的方式。,,智能部件負責(zé)提供模型操縱知識并對決策結(jié)果進行分析。此種方式的應(yīng)用范圍有限，需建立領(lǐng)域知識庫以擴大其應(yīng)用范圍。,,③ 智能部件單獨存在，以文件形式傳送數(shù)據(jù)方式。在

16、此方式中，智能部件作為單獨的元件擁有自己的表示系統(tǒng)，但與各子系統(tǒng)間的信息傳遞需以文件的形式進行，是一種較低級的接口方式，不利于信息傳遞。,,④ 智能部件單獨存在、以數(shù)據(jù)庫形式傳送數(shù)據(jù)的方式：智能部件與各子系統(tǒng)間以數(shù)據(jù)庫的形式進行信息傳遞，是一種較高級的接口方式。該方式的信息傳遞量大且速度較快對數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范化程度要求較高。,,1.3.6,人機界面的研究,,人機界面是,IDSS,不可缺少的組成部分。智能化人機界面的表示方式應(yīng)該是圖形、表格、窗口和自然語言等交互的形式。一個良好的,IDSS,人機界面應(yīng)滿足以下幾種要求：,,多樣性 有效性,方便性 一致性 容錯性,,,① 多

17、樣性：能夠針對不同的決策任務(wù)、對有經(jīng)驗決策者和無經(jīng)驗的決策者提供不同程度的支持，提供多種靈活的人機交互手段供不同決策者選擇，如菜單、命令、自然語言和窗口等。,,② 有效性： 能夠輔助決策者完成從建模、選模、問題求解、決策結(jié)果分析和學(xué)習(xí)等一系列任務(wù)，使決策者在短時間內(nèi)即可進入角色，完成每一項任務(wù)只需要做少量的操作。,,③ 方便性： 能提供友好的訪問途徑，使決策者即使沒有經(jīng)驗也能很方便地訪問各種數(shù)據(jù)庫、方法庫、模型庫和知識庫，完成對庫的操作與管理，并且在決策者需要幫助時能及時提供有效的幫助。,,④ 一致性： 通過采用適當(dāng)?shù)目刂撇呗允垢髯酉到y(tǒng)能以最小的代價相互協(xié)調(diào)工作，利用各子系統(tǒng)內(nèi)嵌式高級語言的相互調(diào)用來實現(xiàn)功能上的集成。,,⑤ 容錯性； 對缺乏經(jīng)驗決策者的操作錯誤能采取相應(yīng)的系統(tǒng)保護措施，并具有一定的錯誤修復(fù)能力。,,在后面逐步展開對上述各項研究內(nèi)容的討論,。,,,參考文獻,[1],黃梯云 著,.《,智能決策支持系統(tǒng),》[M].,電子工業(yè)出版社,,2001,第一版,.,,[2],埃弗雷姆,.,特班 、杰伊,E.,阿倫森、梁定澎著，楊東濤、錢峰 譯,.《,決策支持系統(tǒng)與智能系統(tǒng),》[M].,機械工業(yè)出版社,,2009,第一版,.,,,,,,謝謝！,,