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1、1/四,一、 决策支持系统的结构二、 决策支持系统的开发技术三、模型库管理系统四、决策支持系统的设计与开发五、决策支持系统实例,第四章 决策支持系统,本章内容,2/四,一、决策支持系统的结构,1.1 “三部件”结构,第四章 决策支持系统,用户,语言系统（LS）,问题处理系统(PPS),知识系统(KS),1981年R.H.Bonczek等人提出了决策支技系统(DSS)的三系统结构形式：,3/四,一、决策支持系统的结构,1.2 “三系统”结构形式,第四章 决策支持系统,语言系统： 提供给决策者的所有语言能力的总和称为语言系统(LS)。 一个语言系统既包含检索语言（它可由用户或由模型来检索数据的语言
2、），也包含计算机语言（它由用户操纵模型计算的语言）。但更强调的是自然语言,4/四,一、决策支持系统的结构,1.2 “三系统”结构形式,第四章 决策支持系统,知识系统： 知识系统是问题领域的知识。 它包含问题领域中的大量事实和相关知识。最基本的知识系统(KS)是由数据文件或数据库组成。数据库的一条记录表示一个事实。它是按一定的组织方式进行存贮。,问题处理系统： 问题处理系统是针对实际问题，提出问题处理的方法、途径，利用语言系统对问题进行形式化描述，写出问题求解过程，利用知识系统提供的知识进行实际问题求解，最后得出问题的解答。产生辅助决策所需要的信息，支持决策。,问题处理系统,问题处理系统是决策支
3、持系统的核心。包含：信息收集信息来自决策用户或知识系统问题识别完成将实际问题转化成计算机能进行求解的过程模型生成生成决策支持系统总体框架模型，决定多模型的组合、数据库的利用以及人机交互。问题求解通过模型和数据的接口技术与多模型组合集成为决策支持系统。经过计算得到支持决策的信息。,5/四,一、决策支持系统的结构,1.2 “三系统”结构形式,第四章 决策支持系统,特点：1）强调问题处理系统的重要性 问题的解决首先需要对问题进行形式化描述，再对问题求解提出方法和途径，在问题求解时利用知识系统中的知识。2）强调语言系统 决策支持系统需要它特有的语言系统。3）把数据、模型、规则统一归为知识系统 数据是事
4、实性知识，模型是过程性知识，规则是产生式知识。它们统一构成知识系统。,一、决策支持系统的结构,1.2 “三系统”结构形式,第四章 决策支持系统,6/四,对两种观点的讨论 对“对话、模型、数据”三部件结构的看法,一、决策支持系统的结构,1.3 两种结构形式的比较,第四章 决策支持系统,7/四,优点 明确了三部件之间关系，即它们之间的接口关系和集成关系，便于决策支持系统的设计和关键技术的解决。 便于和其他系统的区别。 它和“管理信息系统(MIS)”的区别在于DSS多了模型部件。 它和“专家系统(ES)”的区别在于DSS中是以“模型、数据”部件进行数值计算为主体的系统，而ES是以定性知识进行推理为主
5、体的系统。,缺点 没有突出DSS的问题处理特性。问题处理系统是解决决策问题的核心，它虽然用到模型和数据，但对不同的DSS，问题处理是大不相同的。作为该三部件结构，可以理解为DSS的问题处理系统是隐含在人机交互系统中。 没有突出语言系统。对于DSS所采用的语言，有它特殊的要求，它包含数据库语言和高级语言的双重功能。作为该三部件结构，可以理解为DSS的语言系统是也隐含在人机交互系统中。,第四章 决策支持系统,8/四,一、决策支持系统的结构,GO,1.3 两种结构形式的比较,第四章 决策支持系统,9/四,一、决策支持系统的结构,DB & DBMS,MB & MBMS,Knowledge Manage
6、ment,用户接口管理,自然语言处理,输入输出语言系统,人机交互系统,1.3 两种结构形式的比较,对“LS、PPS、KS”三系统结构的看法优点 突出了问题处理系统(PPS)的重要性。在设计和开发DSS时，应该重点考虑决策问题的处理。 明确了语言系统(LS)在人机交互中的作用。人机交互是要通过语言系统来完成的。决策问题的形式化也要用LS来描述。 统一了知识的看法。将数据、模型、规则看成是知识不同表现形式。,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,10/四,1.3 两种结构形式的比较,缺点 忽略了数据库系统、模型库系统的相互关系，对于开发决策支持系统是不利的。 不适合与其它系统的区别。如对管
7、理信息系统（MIS）的区别，对专家系统（ES）的区别都不明显。如果把LS看成是数据库语言，把KS看成是数据库，把PPS看成是管理信息处理，则该“LS、PPS、KS”就是MIS。如果把LS看成是PROLOG，把KS看成知识库，把PPS看成是推理机，则该“LS、PPS、KS”就是ES。这是该结构的致命弱点。,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,11/四,1.3 两种结构形式的比较,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,12/四,1.4 四库三功能结构,四库：数据库、模型库、方法库、知识库,数据库,模型库,信息服务,决策咨询,人机交互,三功能：信息服务、科学计算、决策咨询,方法库,
8、知识库,科学计算,方法库基本方法和标准算法库模型库和方法库的比较一个模型可以有多个不同的方法运输问题模型表上作业法、图上作业法、标号法多个方法组成一个模型预测模型相关分析+线性回归模型是由方法实现的 模型接近实际问题 方法接近求解算法模型和方法的表现形式不同： 模型用数学方程形式表示 方法用程序形式表示,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.4 四库三功能结构,13/四,模型库与方法库的统一模型和方法是同一个问题的两个侧面，从宏观上看，可以把模型和方法统一看成模型。 1、“一个模型有多个不同的方法”的统一看法 一般选取一个方法编制成程序 2、模型可以是基础的，也可以是组合的。 构成
9、模型的基础方法看成是基础模型。 被构造成的模型就是组合模型省略方法库 模型库和方法库都存在时，不但增加了各自库管理系统的工作而且也为两库之间的联系增加了困难， 模型和方法在宏观上统一，方法库就可以省略了。,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.4 四库三功能结构,14/四,IDSS结构和集成结构 智能决策支持系统(IDSS)是在决策支持系统的基础上集成人工智能的专家系统(ES)而形成的。 专家系统主要由知识库、推理机和知识库管理系统三者组成。,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,15/四,人机交互与问题处理系统,模型库管理系统,数据库管理系统
10、,知识库管理系统,推理机,IDSS结构图,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,16/四,数据库,模型库,知识库,智能决策支持系统集成结构图,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,17/四,IDSS中DSS和ES的结合主要体现在三个方面: 1. DSS和ES的总体结合 由集成系统把DSS和ES有机结合起来(即将两者一体化)。 2. KB和MB的结合 模型库中的数学模型和数据处理模型作为知识的一种形式，即过程性知识，加入到知识推理过程中去。 3. DB和动态DB的结合 DSS中的DB可以看成是相对静态的数据库，它为ES中
11、的动态数据库提供初始数据，ES推理结束后，动态DB中的结果再送回到DSS中的DB中去。,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,18/四,DSS和ES并重,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,19/四,IDSS集成形式,DSS为主体,ES为主体的IDSS结构,DSS作为推理形式的IDSS,模型作为知识的IDSS,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,20/四,IDSS集成形式,基于知识的星型决策支持系统及其面向对象设计,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策
12、支持系统结构,21/四,实例,建模主要体现在2个方面，一是利用模型解释器对一系列数学符号进行解释，从而生成表达式，完成含有参量的数学公式的建模；另一方面，利用模型的复合技术，在已有的基本模型的基础上，分析实际问题，选择多个基本模型作为原始模型，用运算符将其组合成一个复合模型,基于知识的星型决策支持系统及其面向对象设计,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,22/四,实例,模型库子系统,利用面向对象的思想设计模型库子系统，其优点是：（1）利用面向对象的封装机制可以将模型的数据和方法结合在一起，从而更能体现模型整体的思想；（2）利用它的继承性可以从一个或多个模
13、型中构造出新的模型（3）利用它的多态性和重载机制可以实现模型与方法的一对多关系，丰富了模型的功能。,基于知识的星型决策支持系统及其面向对象设计,一、决策支持系统的结构,第四章 决策支持系统,1.5 智能决策支持系统结构,23/四,实例,对话子系统,决策支持系统的体系结构：环境、功能、组成部件、部件的布局和有关资源,二、决策支持系统的开发技术,第四章 决策支持系统,2.1 决策支持系统的体系结构与分析,24/四,环境,DSS的环境是指DSS边界之外的实体和条件集合。,二、决策支持系统的开发技术,第四章 决策支持系统,2.1 决策支持系统的体系结构与分析,25/四,实例：,防汛指挥决策支持系统建设
14、,背景分析，指出建设的必要性,防汛指挥决策过程分析,防汛指挥决策过程可以划分为四个阶段：1情报活动阶段。主要完成气象、水雨情、堤防和水库等工程运行状况、险情、灾情等防汛信息的收集、整理，并为防汛值班人员和防汛会商提供信息服务。,2预测预报活动阶段。主要完成暴雨预报、洪水预报、工程安全状况分析与预测、洪灾发生发展趋势预测等。由于防汛指挥决策属事先决策，即在洪水到来前必须对防洪工程的运用、防洪对策等作出安排，没有预测预报就没有事前决策，预测预报的结果是决策的依据。预测预报的误差和及时性，决定决策的风险程度。,二、决策支持系统的开发技术,第四章 决策支持系统,2.1 决策支持系统的体系结构与分析,2
15、6/四,实例：,防汛指挥决策支持系统建设,背景分析，指出建设的必要性,防汛指挥决策过程分析,防汛指挥决策过程可以划分为四个阶段：,3方案设计活动阶段。根据水、雨、工情和灾情及其发展趋势的预测预报，经过分析归纳，理出防洪决策的具体内容和目标，确定当前决策的“热点”和“焦点”，如是否调整有关水库、蓄滞洪区的运用方案。然后依据决策目标和可使用的防洪手段设计出一组实现决策目标的可行方案，并对每个可行方案的风险、利弊及后果进行评价。这个阶段是防洪工程调度决策的主要工作内容。,4方案选择(决策)阶段。主要由决策层在认清防洪形势的基础上，以洪灾损失最小为目标，通过会商，对上述可行方案进行补充调整，最终选出满意方案予以实施。,二、决策支持系统的开发技术,第四章 决策支持系统,
