一種決策系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

高 珩 鮑 鵬 高宇航 紀永強

[摘要]智能決策支持系統(tǒng)作為人工智能的一個重要研究領(lǐng)域，允許決策者和信息經(jīng)營者、資源配置者和管理者、策略規(guī)劃者和裝備控制者改進他們的工作效率，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點，其發(fā)展前景備受世人矚目。在總結(jié)國內(nèi)外對于智能決策支持系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上-提出一種新的關(guān)于決策支持系統(tǒng)的模型架構(gòu)，并對其實現(xiàn)與發(fā)展前景做規(guī)劃和展望。

[關(guān)鍵詞]人工智能專家系統(tǒng)決策支持模型設(shè)計

中圖分類號；TP2文獻標識碼：A文章編號：1671—7591(2009)1010064—01

一、智能決策系統(tǒng)(IDSS)的定義

智能決策支持系統(tǒng)是人工智能(AI，Artificial Intelligence)和決策支持系統(tǒng)(Decision Support Systems，DSS)相結(jié)合的重要產(chǎn)物，應(yīng)用專家系統(tǒng)(Es，Expert System)技術(shù)，使DSS能夠更充分地應(yīng)用人類的知識，如關(guān)于決策問題的描述性知識，決策過程中的過程性知識，求解問題的推理性知識等，因而可以說智能決策支持系統(tǒng)是通過邏輯推理來幫助解決復(fù)雜的決策問題的輔助決策系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)模型架構(gòu)設(shè)計

(一)系統(tǒng)平臺架構(gòu)規(guī)劃

在應(yīng)用研究中，智能決策系統(tǒng)開發(fā)平臺體系結(jié)構(gòu)可以分成五個層次，即通信層、信息源層、管理層、決策層、應(yīng)用層。

該五層結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)中的OSI七層結(jié)構(gòu)原理非常類似，上層結(jié)構(gòu)通過調(diào)用下層使下層為上層提供服務(wù)，用戶處于最高層，其直接下層為應(yīng)用層，該層模塊包括受限自然語言，表格查詢，可視化接口，Internet接口，用戶通過調(diào)用這四個模塊實現(xiàn)相應(yīng)的功能；決策層作為應(yīng)用層的直接下屬，為應(yīng)用層提供了數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、預(yù)測、決策以及報告生成功能，該層為整個平臺體系結(jié)構(gòu)的核心，承上啟下，其中的數(shù)據(jù)分析模塊、預(yù)測模塊以及決策模塊分別需要相應(yīng)的技術(shù)方法來實現(xiàn)，該層次的實現(xiàn)需要考慮的技術(shù)細節(jié)最多，整個平臺架構(gòu)的設(shè)計好壞與決策層的設(shè)計有直接關(guān)系；剩下的三層分別是管理層、信息源層以及通訊層，作為整個平臺的底層架構(gòu)，它們的作用同樣不可忽視，信息的初次采集、傳輸由他們進行實現(xiàn)。

(二)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

整個系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)描述如下：模型庫、數(shù)據(jù)庫以及人工智能技術(shù)共同作為底層的技術(shù)支撐體供上層的模型庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行調(diào)用，模型庫和數(shù)據(jù)庫可以實時交互，保證模型和數(shù)據(jù)的實時更新。最上層的問題綜合與交互系統(tǒng)作為決策支持的最終實現(xiàn)系統(tǒng)，其主要任務(wù)是融合模型庫和數(shù)據(jù)庫的實時信息。對問題進行分析、決策，得出最終處理結(jié)果。

(三)系統(tǒng)實現(xiàn)的建議

在該系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，本文建議采取“五步走”策略，這五個階段分別是問題分析及需求分析階段、概要設(shè)計階段、詳細設(shè)計階段、重復(fù)測試階段以及軟件維護階段。

在第一階段，即問題分析及需求分析階段，技術(shù)人員要進行必要的需求分析。確定該系統(tǒng)的必備功能，確定選擇專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)等人工智能原理作為決策的支持，同時要注意智能決策方法的綜合和知識融合。

在第二階段，即系統(tǒng)的概要設(shè)計階段，必須要設(shè)計幾種不同的解決方案，建立決策系統(tǒng)的邏輯模型，進行程序的模塊化以及設(shè)計軟件的結(jié)構(gòu)的工作，注重對決策過程的理解把握。

在第三階段，即詳細設(shè)計階段，團隊要編寫開發(fā)文檔，做出程序的詳細規(guī)格說明，將每個功能模塊實例化，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的人工智能算法，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)。同時要構(gòu)造出正確的容易理解、容易維護的程序模塊。

在第四階段，即測試階段。通過重復(fù)測試不斷完普決策系統(tǒng)，使其更加貼近實際應(yīng)用。

在第五階段，即軟件維護階段，必須通過各種必要的維護活動使系統(tǒng)持久地滿足用戶的需要。基于知識的人機交互性是本階段應(yīng)重點考慮的內(nèi)容。

(三)結(jié)論及展望

本系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)想是開發(fā)一個智能決策支持系統(tǒng)，智能決策支持系統(tǒng)是智能決策系統(tǒng)的一個重要的有代表性的研究領(lǐng)域，也是人工智能的又一個重要研究與應(yīng)用領(lǐng)域。一方面，決策支持系統(tǒng)進一步向智能決策支持系統(tǒng)發(fā)展需要人工智能基本原理的指導(dǎo)，并采用人工智能的各種技術(shù)；另一方面，決策支持系統(tǒng)的發(fā)展又為人工智能的進一步發(fā)展帶來了新的機遇，產(chǎn)生了新的推動力。我們欲實現(xiàn)的智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)可以將人工智能作為決策支持系統(tǒng)的新的應(yīng)用，并使問題求解、搜索規(guī)劃、知識表示與管理、搜索推理和智能系統(tǒng)等方面的基本理論得到進一步發(fā)展與應(yīng)用。將人工智能融入決策支持系統(tǒng)，可以增強決策支持系統(tǒng)的實用性，使其更加人性化，提高輔助決策和支持決策的能力。

本文所探討的智能決策支持系統(tǒng)主要是在理論上進行的研究與設(shè)計，在很多方面還不是很完善，在實際應(yīng)用中為使該系統(tǒng)的應(yīng)用層面更廣闊，我們可以大膽嘗試引入數(shù)據(jù)挖掘、模糊邏輯和進化計算等技術(shù)，使智能決策支持系統(tǒng)更富有智能，使決策支持系統(tǒng)智能化的趨勢繼續(xù)保持下去，智能決策支持系統(tǒng)的發(fā)展前景十分看好，它必將對社會和經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響，21世紀的科學(xué)決策和管理離不開智能決策支持系統(tǒng)的參與，相信智能決策支持會為人類社會的進步帶來新的發(fā)展動力與美好前景。