第四章 人工智能的决策支持和5

(2)部分内容4.6智能决策支持系统4.6智能决策支持系统4.6.1智能决策支持系统概念4.6.2智能决策支持系统结构4.6.3专家系统与决策支持系统的集成4.6.4智能决策支持系统实例4.6.1智能决策支持系统概念智能决策支持系统（IntelligentDecisionSupportSystems,IDSS）是：决策支持系统（DSS）与人工智能（ArtificialIntelligent,AI）技术相结合的系统。人工智能技术主要利用知识推理，完成定性分析。人工智能技术融入决策支持系统后，使DSS在模型技术与数据处理技术的基础上，增加知识推理技术，提高辅助决策能力。4.6.2智能决策支持系统结构1、人工智能的决策支持技术从智能决策支持系统的概念可知智能决策支持系统中包含了人工智能技术，与决策支持有关的人工智能技术主要有：专家系统、神经网络、遗传算法、机器学习、自然语言理解等。1）专家系统是利用大量的专门知识解决特定领域中的实际问题的计算机程序系统；2）神经网络是利用神经元的信息传播模型（MP模型）进行学习和应用；3）遗传算法是模拟生物遗传过程的群体优化搜索方法；4）机器学习是让计算机模拟和实现人类的学习，获取解决问题的知识；5）自然语言理解是让计算机理解和处理人类进行交流的自然语言。2．智能决策支持系统结构形式1）基本结构智能决策支持系统（IDSS）＝决策支持系统（DSS）＋人工智能（AI）技术IDSS基本结构如图4.1所示。人工智能技术可以概括为：推理机＋知识库智能决策支持系统的结构可以简化为图4.2所示。问题综合与交互系统数据库管理系统模型库管理系统模型库数据库人工智能技术专家系统神经网络遗传算法机器学习自然语言理解图4.28智能决策支持系统的基本结构图4.29智能决策支持系统结构问题综合与交互系统模型库管理系统数据库管理系统知识库管理系统推理机用户模型库知识库数据库4.6.3专家系统与决策支持系统集成智能决策支持系统IDSS充分发挥了专家系统以知识推理形式解决定性分析问题的特点，又发挥了决策支持系统以模型计算为核心的解决定量分析问题的特点，充分做到定性分析和定量分析的有机结合。智能决策支持系统的具体集成结构形式如下图所示。数据库DBDSS控制系统模型库MB问题综合与交互系统动态DB推理机和解释器知识库KB集成系统DSSES图4.30智能决策支持系统集成结构图综合系统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。DSS和ES并重的IDSS结构集成系统DSSESDSS为主体的IDSS结构DSS控制系统MBDBES推理机（广义）DSS动态DBKB推理机MB动态DBKB图4.31DSS作为推理形式的IDSS图432模型作为知识的IDSSES为主体的IDSS结构4.6.4智能决策支持系统实例松毛虫智能预测系统(PCFES)是一个智能决策支持系统。该系统把模型库、数据库、知识推理、人机交互四者有机地结合起来了。达到了定性的知识推理、定量的模型数值计算、数据库处理的高度集成。该系统是我们和南京林业大学合作完成的。系统结构见下图。系统运行总控制预测咨询控制模型预测控制虫情报表控制PROLOG推理机模型库MB目录库PASCALBASIC目标库等源库数据库知识库的PROLOG程序模型库管理系统数据库管理系统管理系统松毛虫智能预测系统结构图PCFES具有预测和管理功能。如下图所示。PCFES系统功能图智能预测系统预测系统管理系统预测咨询模型预测虫情报表模型库管理数据库管理预测系统由三大部分组成:预测咨询系统、模型预测系统和虫情报表系统。1.预测咨询系统由国防科技大学自行研制的PROLOG产生器P3生成PROLOG程序，形成了松毛虫智能预测系统中的预测咨询系统。该专家系统能进行各种以定性为主的松毛虫预测，用于完成松毛虫发生期、发生量、发生范围和危害程度的定性预测和一些简单的定量预测咨询。它基本上包括了目前国内常用的各种预测方法，对于短期的发生期预测，它将直接给出日期，而不必由用户计算。预测咨询系统结构见下图所示。咨询系统发生期预测发生量预测危险程度预测发生范围预测物候法期距法有效积温法灯诱法性诱法数理统计法气候指标法虫口基数法趋势估测法灯诱法性诱法生命表法数理统计法划分标准法虫源地估测预测咨询系统结构图2.虫情报表系统（管理信息系统）将积累的全国十一个省区的四十多份测报资料都存储到数据库中。实现了对全国十一省(区)四十多个测报资料数据库中数据的直接调用、查询、修改、增删。能打印几十种气象因子的历年数据以及松毛虫发生面积、虫情级数、虫口密度和各种防治方法、防治面积的历年数据的120多种报表。3.模型预测系统由判定主要因子、预测模型、用主要因子进行预测和预测择优决策等四个模块就组成了模型预测系统。它完成需要进行大量计算的模型预测，用于进行各种松毛虫发生量(期)的定量预测。该系统比前的预报方法有以下优点：（1）把多个不同的模型有机结合起来，形成一个完整的预测决策支持系统。（2）实现了相似模型的预测择优决策。（3）模型直接调用数据库中的数据。（4）形成了松毛虫测报的大型管理信息系统。（5）包含了预测松毛虫的专家系统。（6）建立一个多功能的综合系统。该系统把预测咨询专家系统、模型预测决策支持系统和测报管理信息系统汇集于一体。是一个大型智能决策支持系统。习题34、35、36