面向知識(shí)的群體決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)

□余新橋

群體決策支持系統(tǒng)是智能決策支持系統(tǒng)的重要研究分支之一［1］。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用群體決策理論與方法，使得具有不同知識(shí)結(jié)構(gòu)、不同經(jīng)驗(yàn)和共同責(zé)任的群體對(duì)半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題進(jìn)行求解［1］。目前最為常用的軟件有GroupSystems 和TCBWorks 等［1］。它們雖能解決不少實(shí)際問(wèn)題，但無(wú)法突破群體決策面向過(guò)程的瓶頸，無(wú)法滿足低成本，高響應(yīng)的要求。于是設(shè)計(jì)了面向知識(shí)的群體決策支持系統(tǒng)(Knowledge oriented Group Decision Support System －KGDSS)的原型。其作用是對(duì)歷史群體決策過(guò)程進(jìn)行建模并構(gòu)造知識(shí)，旨在實(shí)現(xiàn)群體決策支持系統(tǒng)面向知識(shí)的應(yīng)用。

二、面向知識(shí)系統(tǒng)概述

(一)這里我們首先給出傳統(tǒng)群體決策數(shù)據(jù)形式，如定義

1［3］。定義1 E={e1，…，ei，…，em}表示含m 個(gè)成員的成員集，A={a1，…，aj，…，an}表示含n 個(gè)方案的方案集，C ={c1，…，ck，…，cl}表示含l 個(gè)準(zhǔn)則的準(zhǔn)則集。U =pjki =fki(aj)表示決策成員ei對(duì)方案aj在準(zhǔn)則ck上的評(píng)價(jià)。

(二)定義2 給出歷史決策案例在KGDSS 中系統(tǒng)中的組織形式，即群體決策表［3］。定義2 群體決策表S=(U，C，F(xiàn)，D，G)不失一般性，我們令準(zhǔn)則集C(見(jiàn)定義1)的前l(fā)’個(gè)準(zhǔn)則為定性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則集C’，中間l”－l’個(gè)準(zhǔn)則為定量的指標(biāo)特征準(zhǔn)則集C”，最后l－l”個(gè)準(zhǔn)則為采用方案兩兩比較評(píng)價(jià)形式的準(zhǔn)則集C－C’－C”;案例對(duì)象集U=E×A，如定義1 所示。

作為U 和C 的關(guān)系集F={fk:k≤l}，當(dāng)k≤l’時(shí)，fk:U ■→V＇k Vk，其中為準(zhǔn)則ck上的定性的指標(biāo)特征集，Vk為準(zhǔn)則ck的值域即語(yǔ)言變量集;當(dāng)l’＜k≤l”時(shí)，fk:A→Vk，表示A 中各個(gè)方案的連續(xù)定量的指標(biāo)特征，其中Vk為準(zhǔn)則ck的值域;當(dāng)l’’＜k 時(shí)，V 表示評(píng)價(jià)值的值域;U 和V 之間的關(guān)系集F:fjji:U→V

表示決策成員ei認(rèn)為方案aj優(yōu)于aj’的程度。決策屬性D 表示U 的綜合評(píng)價(jià)。U 和D 的關(guān)系集G:gj:U→Vd表示群體成員采用多準(zhǔn)則決策算子獲得方案的綜合評(píng)價(jià)，其中Vd為綜合評(píng)價(jià)的值域。

三、詳細(xì)設(shè)計(jì)

(一)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊。記錄方案兩兩比較評(píng)價(jià)的群體決策案例庫(kù)如表3。

1．效用評(píng)價(jià)形式包括決策成員的模糊定性評(píng)價(jià)和連續(xù)定量特征值形式。對(duì)于模糊定性評(píng)價(jià)，采用模糊語(yǔ)言變量集進(jìn)行歸一化處理［2］，論域?yàn)閁=［0，1］。對(duì)于連續(xù)定量特征值形式，按效益型和成本型分別進(jìn)行歸一化處理。

表1 方案指標(biāo)特征基本表

表2 多準(zhǔn)則效用評(píng)價(jià)表

表3 方案兩兩比較評(píng)價(jià)準(zhǔn)則上的模糊偏好關(guān)系表

2．方案兩兩比較形式分為乘型偏好關(guān)系和模糊偏好關(guān)系形式。模糊偏好關(guān)系形式本身符合［0，1］歸一化要求，本系統(tǒng)采用基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的方法將模糊偏好關(guān)系形式轉(zhuǎn)化為效用形式;而對(duì)于乘型偏好關(guān)系形式，則將先將其轉(zhuǎn)換為模糊偏好關(guān)系形式。

(二)群體決策事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)基本表。包括效用評(píng)價(jià)和方案兩兩評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)兩種。多準(zhǔn)則效用評(píng)價(jià)中，方案在各個(gè)準(zhǔn)則上的指標(biāo)特征如表1 所示。而決策成員對(duì)方案在各個(gè)準(zhǔn)則上的模糊定性評(píng)價(jià)如表2 所示。

(三)知識(shí)發(fā)現(xiàn)模塊。

1．規(guī)則獲取模塊。從多準(zhǔn)則效用評(píng)價(jià)表(見(jiàn)表2)中挖掘群約簡(jiǎn)規(guī)則，然后存儲(chǔ)在知識(shí)庫(kù)中，供決策需求者參考以掌握決策規(guī)律。

2．事務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化模塊。從模糊偏好關(guān)系形式(如表3)中獲取反映每個(gè)方案的項(xiàng)集與其它所有方案的項(xiàng)集的邏輯關(guān)系的關(guān)聯(lián)規(guī)則以及它們的可信度，為下一步進(jìn)行基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的效用推理提供前提條件。

(四)推理模塊。本系統(tǒng)中推理模塊主要包括基于群體模糊偏好關(guān)系的效用推理模塊和基于多準(zhǔn)則群體決策案例的推理模塊。

1．基于群體模糊偏好關(guān)系的效用推理模塊。其以事務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化模塊得到的事務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的方法推理出歷史群體決策中各個(gè)方案在相應(yīng)準(zhǔn)則上的效用，然后根據(jù)該事務(wù)系統(tǒng)將決策需求者對(duì)未評(píng)價(jià)方案與歷史群體決策中各方案的兩兩比較信息進(jìn)行計(jì)算推理得到未評(píng)價(jià)方案在該準(zhǔn)則上的效用值。

2．基于案例推理的方法屬于消極學(xué)習(xí)法。該模塊采用多準(zhǔn)則群體決策案例推理方法對(duì)待評(píng)價(jià)方案進(jìn)行匹配從而得到歷史群體決策案例。

四、結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了KGDSS，包括整體框架設(shè)計(jì)和系統(tǒng)各個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。我們準(zhǔn)備下一步采用面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的解決方案，使該系統(tǒng)能夠運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)異地調(diào)用，這將順應(yīng)決策支持系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的要求。

［1］孟波．計(jì)算機(jī)決策支持系統(tǒng)［M］． 武漢:武漢大學(xué)出版社，2001

［2］TANG Y．A collective decision model involving vague concepts and linguistic expressions［J］． IEEE Trans． Syst．，Man，Cybern． B，2008，38(2):421 ～428

［3］YU X，CHEN W，MENG B．Research on multi－criterion group decision making cases based reasoning［A］． Shanghai，China:Proceedings of 2009 International Conference on Artificial Intelligence and Computational Intelligence［C］．2009:232 ～237