（系统工程专业论文）基于GDSS和研讨厅原理的物资调运决策支持系统.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 g d s s 是决策支持系统中最新的研究分支之一它将逐渐成为最广泛的计算机交 互信息系统。由于g d s s 的复杂性，设计与实现g d s s 十分困难，获得成功应用的g d s s 还不多，g d s s 这一领域的理论研究也比较混乱。本文依托“基于g d s s 和研讨厅原 理的物资调运决策支持系统”的开发为实际背景，探讨建设群决策支持系统的有关 。理论、方法和实现技术。 lw e b 技术具有结构简单、性能灵活等特点，给决策者带来方便，且使用的物理空， j 奇广阔，但该技术却有着一个致命的弱点，那就是不易协调。为了克服这一弱点， 本文引入了智能a g e n t 技术，提出了一种基于w e b 的多a g e n t 协作的g d s s 模型， 该模型具有安全、高效及成本低等优点，特别是在异时异地的决策活动中表现得非 常出色，得到广大群体决策用户的认同。 本文还给出了一种在不完全信息的情况下获得决策判断矩阵的方法，由于该方法 充分考虑到了满意度对决策结果的影响，所以利用该方法得到的判断矩阵相对于前 人的方法而言更好的现了单个决策者的意见，能很好的适应群体目标比较一致的情 况下从不完全信息情况获得完整的判断矩阵的需要。 最后利用三角模糊函数，提出了个体间一致性的相似度量函数，由此构造个体、 群体的一致性指标。在此基础上给出群体一致性的定义，并运用个体指标提出了计 算群体一致度的算法，然后将群体一致性作为加权向量来集结判断矩阵得到最终的 决策结果。由于该集结方法以群体一致性作为加权向量，而在群体目标比较一致的 情况下，应用大多数原则是比较合理的，所以该方法充分体现了民主集中的原则， 。 得到的决策结果在大多数情况下都是接近最优方案的。 ，、， 关键词：群决策支荇条统群件智彘繇多a g 。i 潦统满意度多指标蒺策 相似度函数群体一致性， v 7 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t g d s si st h en e w e s te m b r a n c h m e n to fd s sa n di tw i l lb et h em o s ti m p o r t a n t c o m p u t e ri n f o r m a t i o ng i v i n ga n dt a k i n gs y s t e m b e c a u s eo fi t sc o m p l e x i t y , i ti sv e r y d i f f i c u l tf o rt h ed e s i g no fg d s s m o r e o v e r , t h eg d s st h a ts u c c e s s f u l l yb u i l ti sv e r yf e w n o w t o d a y , t h et h e o r ys t u d yo fg d s si sv e r yd i s o r d e r e d t h i sp a p e rg i v e ss o m e e x p e r i e n c ea n dt e c h n o l o g yw h i c hb a s eo nt h er e a l i z a t i o no f am a t e r i a ld i s p a t c hs y s t e m b a s e do ng d s sa n d m e e t i n gr o o m ” w e bc h a r a c t e r i z e so f e a s y s t r u c t u r ea n d f l e x i b i l i t y , w h i c h i sc o n v e n i e n tf o r d e s i g n e r s i ti sa l s of i tt ob eu s e do na l lk i n d so fc o n d i t i o n s h o w e v e r , i th a sad e a d l y f l a w d i f f i c u l tt oh a r m o n i z e t oo v e r c o m et h i s w e a k n e s s ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e s i n t e l l i g e n ta g e n tt e c h n o l o g ya n dp u t sf o r w a r dam u l t i a g e n ts y s t e mm o d eb a s e do nw e b t h i sm o d ed o e sw e l li nd i f f e r e n t t i m ea n d d i f f e r e n t - s p o td e c i s i o n ，s oi ti sa g r e e db ym a n y g d s su s e r s w h a t sm o r e ，t h i sp a p e rg i v e sam e t h o dw i t hw h i c hd e c i s i o nm a t r i xc a l lb eg o to n c o n d i t i o no fi m p e r f e c ti n f o r m a t i o n c o m p a r e dt ot h em e t h o do f a n c e s t o r , b e c a u s et h i s m e t h o df u l l yt a k e sa c c o u n to ft h ei n f l u e n c eo f s a t i s f a c t o r yo nt h er e s u l t so fd e c i s i o n ，i t b e t t e ri m p r e s s e so n es i n g l ed e c i s i o nm e m b e r so p i n i o n w h e nt h eg o a lo ft h e g r o u pi s u n a n i m o u sa n dt h ei n f o r m a t i o ni si m p e r f e c t w i t ht h i sm e t h o dt h ew h o l ed e c i s i o nm a t r i x c a nb ee a s i l yg o t a tl a s t ，as i m i l a r i t ym e a s u r i n gf u n c t i o ni sp r o p o s e du n d e rt h ec o n c e p to f t r i a n g u l a r f u z z yn u m b e r t h i sf u n c t i o nc a nb eu s e dt om e a s u r et h es i m i l a r i t yb e t w e e ni n d i v i d u a l p r e f e r e n c e sa n dt oc o n s t r u c ti n d i v i d u a la n dg r o u pc o n s e n s u si n d e x b a s e do nt h e s ew o r k ， t h i sp a p e rp r e s e n t sad e f i n i t i o no f g r o u pc o n s e n s u s ，a n dp r o v i d e sam e t h o do fg d s s t h i sm e t h o d i m p r e s s e st h er u l eo fd e m o c r a c ya n dt h ef i n a lr e s u l ti sn e a r e s tt ot h ep e r f e c t s o l u t i o n k e yw o r d s ：g d s s ，g r o u p w a r e ，a g e n t ，s a t i s f a c t i o n ，m c g d m ，s i m i l a r i t yf u n c t i o n ， g r o u p c o n s e n s u s n 华中科技大学硕士学位论文 1绪论 11 项目背景 1 1 1 项目来源 本课题来源于以下三个科研项目： 1 ) 三峡工程散装水泥粉煤灰实时调运指挥系统运行支持与技术服务。 2 ) 三峡工程散装水泥粉煤灰实时调运指挥系统( 以下简称t g p c f a d i s ) 功 能扩充与完善。 3 ) 基于g d s s 和研讨厅原理的物资调运群决策支持系统 1 21 研究背景与意义 决策是决策者对决策信息、决策对象的综合判断和行为选择 1 。处理当代日趋 复杂多变的宏观事物及其决策问题，仅靠个人的知识、才能和经验是远远不够的。 决策失误是最大的失误，也是最可怕的失误。决策上的一念之差，则会“差之毫厘， 失之千里”，将会带来不可估量的损失。为了提高决策水平，使之符合科学和经济 的客观规律，必须加强决策研究工作。利用现代科学技术手段，采用民主和科学的 方法，把决策变成集思广益的、有科学依据的过程，防止决策的主观随意性。同时 还要建立和完善决策咨询体系，规范和改进决策程序，保障决策的及时性和正确性， 实现决策的科学化、民主化和制度化。 随着社会的进步与发展，许多决策问题己无法凭借单个决策人的知识和能力完 成。尤其一些重大的决策问题，由于涉及到众多专业领域和广泛的社会与政治背景， 且其决策后果一般又影响许多团体及个人的利益，从公正和民主的角度来讲，这类 决策应该由这些团体的代表或委员会进行群体决策。 群决策( g r o u pd e c i s i o nm a k i n g ，g d m ) 希望解决的问题是集结一群决策人中每 个决策人的偏好为群的偏好，然后根据群的偏好对一组方案( 包括各种方案和由它 们产生的后果) 进行排队，从中选择群所最偏好的方案 2 。由于各个决策者之间存 在利益或意见冲突，要得出一个决策结果，群体只能寻找妥协或一致的方案。因此， 寻找一致或妥协是群体决策的主要目标 3 。 对于上述的群决策问题，三峡工程散装水泥粉煤灰调运方案的确定就是一个 华中科技大学硕士学位论文 典型的例子。众所周知，三峡工程是一项举世注目的大型水电工程。大江截流后 三峡工程进入坝体浇筑期，其年均水泥粉煤灰需求量将从原来的6 0 万吨猛增到1 0 0 多万吨，而高峰月时会高达1 5 万吨。这些物料产地跨越多个省份，进入工地的物 料要求能够合理地分配到左右岸7 个拌和系统以及坝区中转罐群存储系统中 4 。参 与调运工作的包括有施工承包单位、物料生产厂家、物料运输与储备单位以及业主 单位的物资供应管理部门。制定合理的物料调运方案是保证三峡工程施工顺利进行 的需要，也是工程“三控制，一协调”的重要内容。然而，制定合理的物料调运方 案并非一件容易的事情。它以工程施工对物料的需求为牵引，以保证质量为前提， 在及时、全面、准确把握需、产、运、储、供、管各环节相关基本信息的基础上， 尽力平衡各方面利益关系，最后给出具体的调运计划，即确定调运何种物资? 从哪 些厂家( 地方) 调运? 各调运多少? 运到什么地方? 什么时候运到等。显然，凭借 传统的人工管理方法很难满足如此巨型水利水电综合工程的物资供应管理工作。 由于三峡工程散装水泥粉煤灰实时调运指挥系统( t o p c f a d i s ) 的成功开发 和应用，为三峡建设者们制定调度方案提供了一套科学方便的手段，同时也为三峡 工程的建设节省了大量人力物力。该系统是一个基于网络和分布式计算模式的大型 实时调度指挥系统。系统的设计与开发遵循现代信息系统工程的理论和方法，坚持 用户参与的原则，采用了管理学、运筹学、决策理论等学科的理论方法和当代数据 库技术、计算机应用技术、网络与数据通信技术以及基于o i s 的决策支持和基于 g p s 的船舶目标跟踪定位等技术，是一个涉及到实时数据采集、分布式异构数据库 系统集成、可视化信息查询、调度决策支持、动态信息发布等多功能、大范围、综 。 合技术含量较高的集成信息系统 5 。尽管t g p c f a d i s 为管理者提供了一个较好的 信息与决策环境，却没有很好地解决对群体决策的支持。为了保证调度方案的合理 性与公正性，在计算机给出初步调运方案后，仍需要通过集中召开调度会议的方法 来协调各方面的工作，以便确定最终的物资调运方案。如果能在此基础上开发一个 基于g d s s 和研讨厅原理的调运决策支持系统，这无疑将大大提高水粉调运工作的 效率。利用t o p c f a d i s 所提供的网络平台，引入g d s s 的相关理论、方法和技术， 建立基于研讨厅原理的支持群体决策活动的信息提供与决策制定环境，更好地解决 参与物资调运的各个方面在时间和地域异同情况下的决策方案生成问题，如图l 1 华中科技大学硕士学位论文 所示。 图1 1 群决策支持系统的工作方式 地点 1 3 系统关键技术分析 1 2 1 预计需达到的要求、技术指标 三峡工程是一个复杂的巨系统，其调运方案的生成是一个多目标决策问题，该 系统所生成的调运方案必须在某种程度上同时满足以下几个条件： 1 ) 低成本：像三峡这样一个庞大的工程，水泥和粉煤灰每天的用量是惊人的。如 果不从一点一滴开始节省，那么将给国家造成巨大的浪费，所以在生成调运方案 时，成本是必须考虑的问题。 2 ) 高质量：质量是三峡工程的根本，虽然三峡工程所用的原料都是经过严格检验， 层层把关后才进入三峡工地，但我们可以精益求精，在合格的基础上，尽量多用 质量最好的生产厂家所供应的水泥和粉煤灰。 3 ) 高效率：三峡工程早一天发电，将早为国家创造巨大的财富，所以必须及时高 效地保证三峡建设所需的大量散装水泥和粉煤灰。 4 ) 低库存：在保证正常建设所需的同时，应该尽量减少库存量，这样将降低库存 成本。 5 ) 高保障：在制定调运方案时必须考虑到异常情况，应该能保证在异常情况下能 保证水泥和粉煤灰的正常供应，不能因此而影响施工进度。 至于操作平台，首先必须要求稳定可靠，保密性能好，易于操作，然后应能满 足以下四种情况下的调度需要：同时同地、同时异地、异时同地及异时异地。 华中科技大学硕士学位论文 决策的优势是非常重要的一个问题。 1 3 国内外智能a g e n t 技术研究概况 13 1 智能a g e n t 的定义 在有关a g e n t 特性的研究中，最经典和广为接受的是w o o l d r i d g e 等人有关 a g e n t 的“弱定义”和“强定义”的讨论 9 。一个a g e n t 的最基本的特性应当包括： 反应性、自治性、面向目标性和针对环境性。每个a g e n t 首先应具备这4 条最基本 的特性，然后再根据其应用情况拥有其他特性。a g e n t 可以拥有的其他特性包括： 移动性、自适应性、通信能力( 包括协商、协作等能力) 、理性、持续性或时间连 续性、自启动、自利等特性。一些研究人员还从a g e n t 的精神状态出发，对a g e n t 的特性进行了更为深入的研究。研究和开发人员没必要构建一个包括上述所有特性 的a g e n t 或多a g e n t 系统，他们往往是从应用的实际需要出发来开发包含以上几 部分特性的a g e n t 系统。但我们认为，既然是称为面向a g e n t 的技术或系统，那 么就应当满足上述提到的4 条最基本的特性。我们可以根据a g e n t 的特性给出一 个a g e n t 的简单定义：a g e n t 是一类在特定环境下能感知环境，并能自治地运行以 代表其设计者或使用者实现一系列目标的计算实体或程序 1 0 。m a s 是由多个a g e n t 组成的系统，它在a g e n t 理论的基础上重点研究a g e n t 的互操作性以及a g e n t 间 的协商和协作等问题。基于a g e n t 的系统( a g e n t - b a s e ds y s t e m ，简称a b s ) 是指 使用了a g e n t 思想或技术的系统。a b s 可能只包含一个a g e n t ，如用户接口a g e n t 或软件秘书等，但通常是指m a s 的应用实例。j e n n i n g s 等人还指出，a b s 可以是 只借用a g e n t 概念而用其他技术( 如o o p ) 实现的系统 1 1 。 1 3 2 a g e n t 的特陛 1 ) 驻留性：一个a g e n t 应该存在于一定的环境( 物理世界、i n t e r n e t 等等) 之中，它能感知周围环境中事件的发生，并通过动作和行为来影响环境。如温控系 统中的温度计，可以把它看成一个计算实体，当温度发生变化时，反馈信息给用户， 从而使系统采取某些行为。 2 ) 自主性：一个a g e n t 应该是一个独立自主的计算实体，它应能在无法事先 建模的动态的变化的信息环境中，独立解决实体问题，在用户不参与的情况下，独 华中科技大学硕士学位论文 立自主地为用户提供一些服务，如索取信息资源等。 3 ) 反应性：反应性是指a g e n t 能感知所处的环境( 物理世界、信息环境或与 它进行交互和通讯的其它a g e n t 等等) ，并能对相关事件做出适当的反应。例如一 个邮件管理a g e n t 发现用户来了一个n e w m a j l ，它立即对打开邮件进行预处理，并 将这一事件通知给用户。 1 4 ) 主动性：主动性是a g e n t 能遵循承诺采取主动行动，表现出面向目标的行为。 例如一个工作流程管理a g e n t 能够按照约定，将最新的工作进展情况主动通报有关 的工作站。上述四种特性属于a g e n t 的一些基本特性，随着研究的深入和应用的广 泛，一些学者对a g e n t 的概念有一些更拟人化的要求，这正是大计算机用户所期望 的，从人工智能的角度上看，我们可以认为这样的a g e n t 具有智能特性，是一个理 性的行为决策者。例如分布式人工智能领域内的学者，要求a g e n t 具有知识、信息、 意图等认知特性等等 1 2 。 1 3 3 多a g e n t 系统( m u i t i - a g e n ts y s t e m ，m a s ) m u l t i a g e n t 系统是指一些a g e n t 通过协作完成某些任务或达到某些目标的计 算系统。单个a g e n t 的能力是有限的，但可以通过适当的体系结构把a g e n t 组织起 来，从而弥补各个a g e n t 的不足，使整个系统能力超过任何单个a g e n t 的能力。因 此，某些系统中可能存在多个相互交互作用的a g e n t ，而构成m u l t i a g e n t 系统。 这样的系统表示一个应用领域或者一个问题需要多个问题求解实体，这种系统具有 传统分布、并发问题求解的优点，同时具有复杂的交互模式。因为它往往涉及到多 个a g e n t 之间的相互合作、协同、协商、竞争等问题的分析和讨论以及与之相关的 复杂交互模式。m u l t i a g e n t 系统除了具有个体a g e n t 的基本特性外，还具有以下 - 特性 1 3 ： ( 1 ) 社会性：a g e n t 可能处于由多个a g e n t 构成的社会环境中，a g e n t 拥有其 它a g e n t 的信息和知识，并能通过某种a g e n t 通讯语言与其它a g e n t 实施灵活多样 的交互和通讯，实现与其它a g e n t 的合作、协同、协商、竞争等等，以完成其自身 的问题求解或者帮助其它a g e n t 完成相关的活动。例如空中交通管制系统中，多个 a g e n t ( 飞机、机场、气象部门、控制中心等等) 需要相互合作以共同完成飞机的管 制任务。 6 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 自治性。在m u l t 卜a g e n t 系统中一个a g e n t 发出服务请求后，其它a g e n t 只同时具备提供此服务的能力与兴趣，才能接受动作委托。因此，一个a g e n t 不能 强制另一个a g e n t 提供某项服务。 ( 3 ) 协作性：在m u l t 卜a g e n t 系统中，具有不同目标的各个a g e n t 必须相互工 作、协同、协商未完成问题的求解，通常的协作有：资源共享协作、生产者消费 者关系协作、任务子任务关系协作等。 1 34 a g e n t 应用 近年来，基于a g e n t 系统引起了许多计算机科学工作者的高度重视和关注，有 些学者甚至认为基于a g e n t 的计算是软件工程领域下一个具有重要意义的突破口以 及软件工程领域的一次新的革命 1 4 1 。近年来，经过专家们的努力，a g e n t 在理论 和应用方面已经取得了一些成果，这些成果主要体现在工业、商业、游戏、医疗保 健、军事等领域的应用系统的开发。 i ) 工业领域：基于a g e n t 系统在工业领域中典型应用有，制造业、过程控制、电 讯业务、空中交通管制、运输管理系统等等； 2 ) 商业领域：基于a g e n t 系统在商业领域中的典型应用有，信息管理、电子商务、 商业过程控制等等： 3 ) 游戏领域：基于a g e n t 系统在娱乐方面的典型应用有，游戏( 计算机游戏) 、 交互式戏剧和电影等等； 4 ) 医疗保健领域：基于a g e n t 系统在医疗保健领域中的典型应用有g u a r d i a n 病人 监护系统等等。 1 4 国内外群决策支持系统研究概况 1 4 1 关于g d s s 的定义 g d s s 研究者目前尚不能对g d s s 作一个明确定义，但g d s s 的基本含义可概括为： g d s s 是通过一群决策者作为一个决策群体而共同工作，从而得到一个较为理想的决 策结果的计算机辅助决策信息系统 1 5 。g d s s 可分为通用g d s s 与专用g d s s ，无论 通用g d s s 还是专用g d s s ，作为一个整体都具有以下特点和功能：g d s s 的目的是支 持全体决策者同时参与决策。因此，g d s s 须具备有多用户同时参与会话的功能。 华中科技大学硕士学位论文 g d s s 是面向决策者参与操作的，所以操作会话的命令语言应该是面向最终用户 的语言，即第四代语言，使系统易于学习与使用，适用于不同经验和知识阶层的决 策者操作使用；g d s $ 应具有防止消极群体性格发展的内在机制，如防止错误的信息 及错误群体思想扩展，避免有害的决策冲突等，使整个群体的决策不致滑入陷阱 i 1 6 。如何实现目前g d s s 上述基本功能是一项十分复杂而困难的任务。 s 1426 d s s 的组成 一般地g d s s 由三大部分组成：群决策输入、群决策处理以及群决策输出 1 7 。 1 群决策输入 群决策输入是指与群决策输入有关的各种因素、群体成员关系及领导关系等。 群决策任务，主要涉及到任务的复杂性、生命周期、群决策任务对信息的要求及评 价的要求等。 状态因素：主要指现存的社会网络、群体成员关系的原因、群体发展的阶段、 子群体、控制响应的时间、协调性、安全性、保密性等。 沟通问题：诸如非语言沟通、方案生成、信息传递接收、匿名方式、群体记忆、 媒体丰富性及规程管理等。 人的因素：包括能力、个人动机、密度及背景等。 技术支持：如匿名性、便利协调设施、电子邮件、同步异步技术及群件技 术等。 2 群体决策处理 群决策处理是指对群决策输入的工作环境因素的响应。这种响应是由群体处理 中的决策特点，通信效率，人际关系特点及由g d s s 应用产生的结构决定的 1 8 。 群体处理中决策特点：主要指决策分析深度、群决策成员参与性及达到决策结 果的时间。 通信效率：主要体现诸如通信特点、有效沟通、信息交换、非语言交流及面向 任务通信。 人际关系特点：诸如合作性、支配性、冲突管理、社会情感交流及社会现状观 察等。 由g d s s 应用产生的结构，诸如多规模的群体、文化限制、技术跟制及可靠性、 华中科技大学硕士学位论文 可达性等。 3 群决策输出 群决策输出是指对群决策处理的交互性过程评价结果。这些结果主要包括：群 决策任务结构、群体结果及对组织影响结果。群决策任务结果，群决策任务结果主 要涉及如下几个方面：决策特点，如决策质量、选择偏向、决策速度时间、方 案数量与质量、决策实现、成本、应用方便性等；群体评价，如成本评价、时间 竞争等；群体成员对决策态度，如可接收性、可理解性、满意度及可信度。 群体结构：诸如群体态度、通信效果、通信交互、领导关系、协调竞争、参与 平等性、交互质量与频率、信息量、反馈以及及时性等。 对组织影响结构：诸如组织阶层、文化及结构等等。 在g d s s 组成部分中，如何设计与实现群体决策内部机制是目前g d s s 研究者面 临的难题。 14 3 g d s s 研究的现状 与群体行为有关的g d s s 实验仅是近几年才出现的，目前实验结果是十分少见。 而且大多数实验都集中在g d s s 某些很小方面，如决策成员的匿名性、计算机媒介 通讯等，在如此小范围实验中，实验结果已存在不少矛盾。相关文献的研究发现， 在面对面群体决策过程中，使用g d s s 支持会议比不用g d s s 支持有更高决策质量， 但这一研究结果与随后实验结果并不相符，又如l e w is ，s t e e b 和7 0 h n s t o n 研究发 现，群体决策成员在面对面决策讨论中有g d s s 支持的成员比没有g d s s 支持的成员 决策结果会更满意，但这一研究与g a l p u e 和w a t s o n 的实验发现正好相矛盾。群体 决策成员的匿名性及匿名性g d s s 决策效果的影响是目前g d s s 最广泛的研究内容之 一。目前匿名性的流行的实验研究都以学生解决大学校园里的停车问题为对象 1 9 。 邀请前来参加群体决策会议的人员唯一目的就是实验，他们是暂时的，不存在利害 关系，而且通常是彼此不认识的。另外，吸收公司高层管理者来参加g d s s 的实验 研究是困难的，虽然假设的理由是真实的，但取得的实验结果有很大局限性。目前， 关于匿名性的研究结果也存在着不少的自相矛盾，这些矛盾增加了g d s s 这一研究 领域的混乱。 依据g d s s 含义，g d s s 研究重点是如何设计出有效地支持群体决策的计算机信 9 华中科技大学硕士学位论文 息系统，g d s s 设计是g d s s 研究的核心问题。g d s s 设计包括：入的圆索设计、数据 处理及存储设计用户界面设计及软件功能的结构方案等。至今g d s s 研究的论文不 少，开发应用系统也不少，但具体讨论g d s s 设计论文却很少。近年 来，d e s a n c t i s & c a l u p e ( 简称d & 6 ) 分别从不同的方面提出了一些观点，对g d s s 的 设计有一定意义。 ， 14 4 开发6 d 8 5 的主要技术障碍 g d s s 实施的可能障碍也是g d s s 研究值得关注的问题。这些障碍包括 2 0 ：首先 g d s s 是一个社会技术系统，涉及到复杂的社会过程及关键的技术部件。g d s s 的技 术方面问题也许是采用g d s s 的一个重要障碍；其次g d s s 应用是在一个组织环境中 进行的，g d s s 采用通常不仅仅是一个工作群体的问题；第三，会议文化问题，诸如 会议的功能、会议起作用的程度、对会议期望的结果等，人们已经有了一套现行的 看法，这些会议的文化也许会因g d s s 的采用而受到影响。在群体决策会议中，使 用g d s s 可提供更多的信息。然而，更多的信息并不意味着群体决策人员可以更好 地达到一致性意见，相反地，更多的信息经常使决策商谈更难达到一致性，因为更 多的选择性方案及更多的这些选择性方案的深度分析可能会产生这一样一种效果： 群体决策成员更不敢肯他们在长时间商讨后已经做出的决策是否是最好的。一些琐 碎的事情也要特别注意。如在面对面交谈方式的群体决策会议中，为实现匿名性的 需要，电子邮件的使用要求总裁们在计算机键盘上操作以发送信息。在某种程度上， 操作计算机被认为是秘书的事，因此高层决策者们也许会把此当作是不愉快的、有 失身分的事，更不用说一些高层决策者没有计算机键盘操作技巧。此外，计算机盲 的那些群体决策成员学习使用g d s s 的压力与要求也许会产生技术性紧张。 - 1 4 5 研讨厅原理 针对解决开放的复杂巨系统问题，钱学森等一批系统科学家开辟了一个新的工 程领域，即“从定性到定量的综合集成法” 2 1 。综合集成法把人的思维、思维的成 果、人的知识、智慧以及各种资料、信息统统集成起来，达到集大成，这是认识上 的飞跃，因此，也称为“大成智慧工程”( m e t a s y a t h e f i c e n 舀n e e r i n g ) 。19 9 2 年钱 学森进一步提出“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”( h a l lf o rw o r k s h o po f m e t a s y n t h e t i ce n g i n e e r i n g , 简记为h w m e ) 2 2 。钱学森的研讨厅体系构想在系统科 1 0 华中科技大学硕士学位论文 学的各种方法体系中其构思最为宏大、系统、完整、深刻，是解决开放的复杂巨系 统问题的可行的研究方法。“研讨厅”概念中的“厅”是一个计算机技术支撑网络 体系，是一个逻辑意义上的“厅”或虚拟的“厅”，而不能简单地理解为建筑学意 义上的一种建筑形式；“从定性到定量”、“综合集成”及“研讨”是“研讨厅”的 。 基本功能机制。 一是作为一个开放的巨型智能系统，钱学森提出的从定性到定量的综合集成法 开辟了个新的工程领域，研讨厅体系是这一工程领域中集中人类智慧的技术支撑 环境或“工作体” 23 i 。研讨厅体系可以物化为物理意义上的系统，即由数据库、 模型库、知识库、信息融合技术、综合集成技术、多媒体技术、网络技术等构成的 巨型智能系统。研讨厅网络体系作为现实社会中的一种客观物理存在可以嵌入到区 域系统之中。 二是作为研究方法论框架，研讨厅体系不是一朝一夕能建成的，最初的原型系 统只能具备综合集成研讨厅的初步功能，涉及问题的范围较窄，规模较小 2 4 j 。与 原型系统相比，研讨厅体系的构想更像是一个方法论框架，这个框架把研究的问题 与研究者可用的技术( 决策技术、系统工程技术、计算机技术等) 联系起来，求得 问题的解决。换句话说，区域可持续发展研讨厅体系是解决区域可持续发展这一复 杂巨系统问题的辩证程序的总体的集合，是“从定性到定量的综合集成法”思想的 具体体现 2 5 。 一 1 5 本文的内容与结构 。本文依托“基于g d s s 和研讨厅原理的物资调运决策支持系统”的开发为实际 背景，探讨建设群决策支持系统的有关理论、方法和实现技术。重点研究a g e n t 技 术在g d s s 中的应用、在不完全信息情况下获得群成员判断矩阵的方法以及群成员 判断矩阵的集结算法，全文共分为6 章。 第一章介绍了前人的研究成果以及全文的研究内容； 第二章中研究了a g e n t 技术，并给除了一种多a g e n t 模型在群决策支持系统中 的应用； 第三章主要研究在不完全信息的情况下如何获得决策成员的判断矩阵的问题， 华中科技大学硕士学位论文 给出了一种基于满意度的算法； 第四章根据一个三角模糊函数构造了一种求解群决策一致性解的方法； 第五章作者将上述方法应用于三峡工程的实践，开发了基于g d s s 和研讨厅原 理的调运决策支持系统； 第六章总结了作者在研究有关g d s s 技术的心得和体会。 矧 华中科技大学硕士学位论文 2 基于w e b 的多a g e n t 协同模型的在g d s s 中的应用 2 1 引言 随着网络技术的不断发展，g d s s 的网络环境也不断更新。因此，群体间通信问 题的研究是g d s s 研究中的一个重要问题。目前，实现群体间的通信主要采用群件 产品。一般的群件产品对的常规性事务协商较为合适，但协调通信慢、灵活性差且 不易集成，不适合应急群决策支持系统中需快速反应的协同通信功能。因此，对应 急型g d s s 需寻找一种更灵活、易集成的快速通信方式 2 6 。 s h o h a m 认为一个智能体( a g e n t ) 包含了信念、能力、决定和承诺等精神状态。 智能体具有主动性、协作性、分布性和自适应性，它的三个要素是知识、目标和能 力，其智能特性表现为能够进行高级问题求解，可随环境变化修改自己的目标、学 习知识并提高能力。目前针对各种应用领域，出现了各式各样的智能体 2 7 。 9 0 年代，智能体的研究成为人工智能的热点，它不仅受到了人工只能研究人员 的关注，也吸引了数据通讯、人机界面设计、机器人、并行工程等领域的研究人员 的兴趣，基于智能体的计算将成为软件开发的下一个重要的突破 2 8 。智能体技术 为智能决策支持系统提供了新的途径。 2 2 界面智能体原理及其应用 2 2 1 界面智能体的定义 界面智能体是由人( 管理人、决策人、操作者、调度员等) 和计算机通过人机 界面组成的有机整体c 2 9 ，界面智能体可充当用户和机器信息沟通的桥梁，形成一 种人机互相激发、优势互补、共同寻求问题解决的有效途径、从而构成一个基于网 络的分布式人机共存环境 3 0 。 2 2 2 工作原理及应用 界面智能体主要有三类知识： 1 ) 与问题有关的知识：即界面智能体的服务对象、目标和内容等； 2 ) 关于用户偏好的知识：晁面智能体在考虑用户的客观需求外，还要考虑 到用户的主观偏好；界面智能体的知识在与用户交互过程中应不断调整 华中科技大学硕士学位论文 以适应外界环境的变化： 3 ) 智能体自身的知识：通过自身知识的推理，能够向用户提供适当台勺帮助 和建议。 界面智能体通过用户知识、自身知识和领域知识来协调用户与环境交互，它具 有智能性，对用户的反应能进行反馈和主动调节，同时，在运行时能知道用户操作， 减轻用户负担。将界面智能体技术用于智能决策支持系统中，可实现决策的智能化、 自动化。 界面智能体强调智能体的自主性和学习性，它可作为人的助手，通过与用户协 作替用户完成决策任务。在决策过程中，界面智能体可采用以下几种学习方式来适 应问题的变化： 1 ) 通过发现和模拟用户学习知识； 2 ) 通过获得用户的正向和负向反馈学习知识： 3 ) 通过用户的知道获得知识： 4 ) 通过与其它界面智能体通讯获得知识。 基于界面智能体的人机交互方式如图2 1 所示。通过界面智能体，可实现决策 过程的人机协调，它包括三个方面，如图2 2 所示 图2 - 1界面智能体工作方式 1 4 华中科技大学硕士学位论文 图2 - 2人机协调技术 界面智能体可用于构造用户界面或成为人机交互的隐喻，智能体能独立的持续 运行，代表用户利益采用决策并可与其它智能体或用户通讯。智能体可替用户承担 一些简单的在线、重复和费时的工作而无须用户介入，例如，它可以理解和接受用 户用语言发出的命令，并替用户执行诸如数据库搜索或替用户记录和处理信息；负 责在网际范围的数据库中不知疲倦地替用户分类、分析、维护和查找信息等。 通过界面智能体，可实现人机的智能的结合，一方面，通过多智能体系统的集 成，可提高人一机系统的综合智能水平；另一方面，通过智能体的开发，可促使人的 智能的发展，达到人机系统的高度智能化、协调化。因此，利用界面智能体技术， 可以为人和机器间的双向通信提供友好交互、自然对话的条件，构成人机协调系统， 并可进行各种智能管理活动，实现智能预测、智能决策、智能规划、智能调度、智 能监控和智能评价等功能。 2 2 3 进一步的研究方向 将界面智能体应用于决策支持系统尚处于初步探讨阶段，有以下几个问题有待 深入的研究： 1 ) 分析界面智能体的各种学习和推理机制； 2 ) 探讨界面智能体间的协调机制； 3 ) 扩展界面智能体的应用领域，如面向管理、监控等领域。 随着多媒体技术的发展，界面智能体必将把人机交互的发展提高到一个新的水 平。 1s 华中科技大学硕士学位论文 2 3 移动智能体原理及应用 2 31 移动智能体的定义 移动智能体( m o b i l ea g e n t ) 是指在复杂的网络系统中能够从一台计算机移动到 另一台计算机的智能体 3 1 ，该智能体能够选择何时、何地移动，在移动时，该智 能体在某一位置上能根据要求挂起其运行，然后转到另一台计算机上开始或继续运 行，最后把结果传回原用户计算机上。 随着网络技术的快速发展，分布式计算技术逐渐成为当今计算机技术的关键研 究领域，其主要目标在于实现跨平台资源的透明互操作机制和协同计算。在数量较 大、网络带宽较窄、且延迟较大的情况下，基于客户服务器模式的大规模分布计算 遇到了困难，这是客户服务器之间的大量中间计算的结果传输浪费了网络带宽，使 得分布计算效率降低。 在网络环境下，当目标在本地难以满足，可将智能体移动到其他节点上运行， 于是就产生了移动智能体，它具有跨地址空间持续运行机制的功能，具有智能性、 动态性和移动性，并具有以下三个特征：满足智能体的目标驱动特征；能够转移到 不同的地址空间执行；转移后其执行是持续的，即从转移的下一条指令继续执行， 转移过程中保持自身状态。采用移动智能体技术，可建立网络环境下的智能决策支 持系统。 2 3 2 工作原理及应用 移动智能体能够在异构的网络节点间移动，并通过与服务设施和其它智能体协 商来获取、提供服务来完成全局目标。移动智能体的跨平台机制带来了许多新的技 术特点，在以网络为中心的计算环境中为许多应用提供了新的问题解决方法。 移动智能体的工作方式如图2 3 所示，由以下几个步骤组成： 1 ) 由四台计算机构成一个网络环境，其中每台机器都拥有一个本地a g e n t ，它 是静态的，知道信息a g e n t 在网络中的位置： 2 ) 服务程序向分布于网络环境的信息a g e n t 登记，以便于移动智能体搜寻： 3 ) 为了得到服务，移动智能体向本地a g e n t 咨询，寻找服务程序登记的信息 a g e n t ； 1 6 华中科技大学硕士学位论文 4 ) 移动智能体首先在机器3 上与本地a g e n t 交互，得到两个信息a g e n t 在网络 中的位置，然后它移至机器1 ，向信息a g e n t l 请求服务程序所在的位置，假 设服务程序只向信息a g e n t 2 登记，则信息a g e n t l 不能向移动a g e n t 给出回答， 移动a g e n t 移到机器2 ，想信息a g e n t 2 发出请求，信息a g e n t 给出服务程序 所在的位置即机器4 ，从而得到所要求的服务： 5 ) 移动智能体通过移动，最后找到为其提供服务的服务程序，并将所得结果返 回至它最初所在的位置。 在建立智能决策支持系统中，采用移动智能体技术可实现以下几个方面的应用： 1 ) 网络服务：移动智能体能够移动到服务器请求者通过本地交互提供服务，可 实现非确定性的决策求解；降低网络拥挤和出错率；提高服务的安全性等； 2 ) 异步计算：提供了不同时间和空间范围内的决策交互机制，移动智能体引入 了完整的异步计算环境，用户可以创建移动智能体异步地与处于其它时间和 空间范围节点交互，完成决策任务后将结果反馈给创建者； 3 ) 资源优化：在网络的资源使用方面，移动智能体减少了网络连接耗费的带宽； 优化网络和计算资源，实现负载均衡；基于规则的移动策略能够优化路径、 降低网络延时，避免了资源访问的盲目性： 4 ) 移动计算：将决策转移到具有很强处理能力和安全性的主机上执行，避开了 信息移动中网络和处理能力瓶颈，是具有很好应用价值的信息处理技术： 5 ) 行任务求解：通过将决策任务分解并分配给多个移动智能体，利用其并行性、 移动性和信息处理能力能够实现大规模非确定性决策任务求解。 华中科技大学硕士学位论文 图2 - 3移动智能体的工作方式 、， 2 3 3 进一步的研究方向筐：r 将移动智能体用于决策支持系统中，面l 临以下几个方面的挑战 3 e l ： 1 ) 全机制研究：认证性，确定移动智能体在网络上移动而未受到病毒侵害，它 所代表的是哪个移动智能体；保密性，防止资源的非法访问；安全性，防止 移动智能体受到病毒感染；交易机制，保证资源的有偿使用； 2 ) 移动智能体与其它智能体之间的协作及通讯机制； 3 ) 实现移动智能体在异构平台上的运行的开放式执行环境； 4 ) 移动智能体移动的控制，实现智能体的合理移动、资源的合理分配，移动智 能体的请求队列控制与管理； 5 ) 为了达到异构智能体环境的集成与互操作，移动智能体的知识表示与通信语 华中科技大学硕士学位论文 言的分离是一项关键技术，使面向不同领域的智能体应用系统基于同一通信 语言，从而具有潜在的集成与互操作能力。 2 4 信息智能体原理及应用 2 4 1 信息智能体的定义 信息智能体( i n f o r m a t i o na g e n t ) 是用来进行信息检索的智能体，采用信息智能 体，可以对分布式信息进行管理、控制和分类 3 3 。 24 2 工作原理及应用 信息智能体没有一个固定的工作模式，它可以是静态的，也可以是动态的；可 以是协作的，也可以是非协作的；可以具有学习功能，也可以不具备学习功能 3 4 j 。 在网络环境下运行的信息智能体也可以称为网络智能体，它是一种移动式的信息智 能体，能够通过在w w w 上使用信息检索工具如s p i d e r 、w a i s 、l y c o