面向復(fù)雜決策問題的模型構(gòu)造與管理方法研究.pdf

1、問題求解是人工智能、管理決策等領(lǐng)域中的一個研究熱點。在管理決策領(lǐng)域，主要是基于DSS進(jìn)行問題求解理論的研究。DSS是利用模型和數(shù)據(jù)，以人機(jī)交互方式輔助決策者處理半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題的、是支持而不是代替管理者作出判斷的、是提高決策的有效性而不是效率的基于計算機(jī)的系統(tǒng)。因此，DSS的目的是輔助決策者解決問題。然而，解決問題必須依靠求解問題的模型，求解問題的數(shù)據(jù)需求也是由模型確定的。因此，模型是DSS的核心，DSS的運行是由模型驅(qū)動的，模型

2、構(gòu)造、表示與管理等模型相關(guān)理論對問題求解的研究起到至關(guān)重要的作用。 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會的巨大發(fā)展，決策問題變得越發(fā)復(fù)雜。復(fù)雜決策問題所具有的非線性、變結(jié)構(gòu)和變參數(shù)等特性對模型相關(guān)理論的研究提出了更高的要求。已有的模型相關(guān)理論在用于日益復(fù)雜化的決策問題求解時，總是存在著這樣或那樣的不足?；谶@一背景，本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對決策支持模型的構(gòu)造、表示與管理等模型相關(guān)理論作進(jìn)一步深入的探討。具體內(nèi)容包括： (1)探討

3、了復(fù)雜決策問題求解的一般過程，包括問題定義階段、建模階段、問題求解階段以及解的解釋與評價階段。在復(fù)雜決策問題求解一般過程的基礎(chǔ)上，給出了復(fù)雜決策問題求解過程的形式化描述，并初步提出了復(fù)雜決策問題求解過程中涉及的各種知識空間以及知識空間的映射關(guān)系。研究了定性知識與定量知識在復(fù)雜問題求解過程中的認(rèn)識不完備性，提出了面向復(fù)雜決策問題求解的多元化模型體系，初步闡述了問題結(jié)構(gòu)模型、問題關(guān)系描述模型以及問題求解模型的概念。 (2)借鑒M-S

4、方法的基本思想，并基于對復(fù)雜決策問題求解過程的深入理解，提出了一種定性定量相結(jié)合的綜合集成模型構(gòu)造方法。該方法依據(jù)面向復(fù)雜決策問題求解的多元化模型體系，將模型構(gòu)造過程分為三個階段，分別對應(yīng)問題結(jié)構(gòu)模型、問題關(guān)系描述模型以及問題求解模型的構(gòu)造過程。同時，綜合運用領(lǐng)域知識、問題知識、模型知識、方法知識以及工具、算子類知識等指導(dǎo)三個階段的構(gòu)模過程，體現(xiàn)了定性定量相結(jié)合的綜合集成思想。 (3)借鑒面向?qū)ο笏枷?，給出了模型的層次化邏輯表示

5、框架。框架從模型類型、模型實例、模型元件以及模型元素4個方面完整地給出了模型的表示方法。模型類型定義了模型分類體系以及建模過程的一般模式；模型實例是問題相關(guān)的模型，是特定問題的完整表示，與問題求解過程緊密相關(guān)，是模型類型的實例化：模型元件是指將模型實例分解而成的細(xì)小的模型單元，每一個模型元件都由模型變量及其相應(yīng)的操作組成；模型元素包含了模型的所有細(xì)節(jié)，如變量、參數(shù)以及操作函數(shù)，它們是構(gòu)造模型元件的基本對象。基于模型的層次化邏輯表示框架，

6、探討了基于模型元素的模型元件的生成方法以及模型元件的集成方法；給出了基于深度優(yōu)先搜索的模型求解鏈生成算法，以及基于滿意策略的模型選擇算法。 (4)給出了基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的模型存儲與管理層次化結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由基礎(chǔ)模型層、構(gòu)件模型層以及概念模型層組成。基礎(chǔ)模型層實現(xiàn)了模型層次表示框架的模型元素、模型元件、模型實例以及模型類型的物理存儲與管理問題，用于支持模型構(gòu)造者；構(gòu)件模型層封裝了基礎(chǔ)模型的細(xì)節(jié)部分，通過接口向外界提供模型的基本信息，

7、增強(qiáng)了模型的重用性，用于支持DSS構(gòu)造者；概念模型層通過給出決策問題的形式化表示，建立了決策問題與模型構(gòu)件的聯(lián)系，用于支持決策者或決策分析人員。 (5)給出了基于Multi-Agent的多模型集成問題求解方法中的Agent的分類體系，將Agent分為管理Agent、任務(wù)Agent和模型Agent。給出了模型Agent的構(gòu)造方法，包括基于E-R-P知識表示體系的模型Agent構(gòu)造以及利用Agent外殼封裝模型軟件兩種方法。探討了基

8、于Multi-Agent的多模型集成問題求解方法的具體流程。 (6)研究開發(fā)了一個模型管理原型系統(tǒng)，給出了原型系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)框架，并闡述了原型系統(tǒng)各組成部分的功能與實現(xiàn)方法。探討了該模型管理原型系統(tǒng)在國家“十五”重點科技攻關(guān)項目——“面向行政區(qū)域的國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的輔助決策支持技術(shù)的應(yīng)用”中的具體應(yīng)用。設(shè)計與實現(xiàn)了區(qū)域的國民經(jīng)濟(jì)決策分析模型與組件，其中包括組合時間序列模型、基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的組合多元仿真模型、空間分布式消費需求分