決策支持系統(tǒng)在水資源規(guī)劃與管理中的應用

決策支持系統(tǒng)

在水資源規(guī)劃與管理中的應用王忠靜清華大學決策與決策支持DSS的主要構件及一般結構形式DSS設計原則水資源規(guī)劃與管理DSS1.決策與決策支持決策的三要素：

決策者決策

對象決策

信息決策方法決策理論決策者的問題決策者：人個體的集體的團體的國家的國際的人的決策行為模式：如果怎樣，將會怎樣？模擬期望這樣，應該怎樣？優(yōu)化群決策決策對象的問題決策對象：人（們）、事、物個體的人群體的人無形的事有形的事有形的物決策對象的特點結構化的，如有形的物半結構化的，如有形的事非結構化的，如人、無形的事決策信息的問題信息是決策的決定要素完全信息與非完全信息決策中信息的處理收集（搜集）、傳輸、存儲、加工、使用加工分類、整理、統(tǒng)計、演繹、歸納、挖掘辨識、去噪（降噪）決策的發(fā)展人類的語言、思維和有目的的行為，是區(qū)別于其他動物的重要標志。人類有目的的行為，就是在人的行動之前構成的支配行為的理想和意圖，正是決策過程的成果。人類有文字記載的歷史，就是人類決策（決策者、決策對象，決策目的、方法、技術、經驗、教訓等）的歷史。淝水之戰(zhàn)、官渡之戰(zhàn)張良、諸葛亮重建汴宮工程（丁渭）：一個典型的系統(tǒng)工程地基所需土料來自開挖通往汴京運河的工程運河開鑿完之后，各地建筑材料通過運河運到開封汴宮重建之后，殘渣廢物就近填平無用的運河支丫二十世紀30年代，決策學取得了突飛猛進的巨大成就。FrederickW.TayorFranckE.AndTillianM.GilbrechHarringtonEmersonHonryL.Gant決策不再是少數(shù)人超群的領導藝術了，而逐漸程序化、規(guī)范化，簡言之，要求決策達到易被一般人所掌握的科學化的程度。二戰(zhàn)后，科學和技術急劇發(fā)展，客觀上需要更迅速、更有效的與更能自覺的綜合行動。這種情況下，管理必須考慮管理者與被管理者的協(xié)同行為。胡桑經過試驗爭鳴，工人的行為對生產輸出頗具影響，考慮到工作者的行為這種因素，使管理發(fā)展成為目標管理，即經營者對事業(yè)的經營必須建立明確的目標或預期成果，并使工作者的切身利益同這種目標和成果聯(lián)系起來，以形成團體的統(tǒng)合目標，以便使經營者與工作者相互配合、協(xié)調，達到生產的最高效率和最低的成本。50年代以后，，科研開始始與工業(yè)企企業(yè)聯(lián)合起起來，在這這過程中，，人們認識識到管理的的中心乃是是決策。如如果決策錯錯了，微觀觀技術管理理愈科學，，損失愈大大。60年代后期，，出現(xiàn)了更更大規(guī)模的的科學——工業(yè)聯(lián)合體體二戰(zhàn)期間研研制原子彈彈的曼哈頓頓計劃50年代北北極星導彈彈研制計劃劃60年代阿阿波羅登月月飛行計劃劃各種決策方方法應運而而生：運籌學博弈論系統(tǒng)分析系統(tǒng)工程學學網(wǎng)絡技術現(xiàn)代數(shù)學決策的輔助助工具也飛飛速發(fā)展電子計算機機自動化技術術人工智能系統(tǒng)論、信信息論、控控制論近年年來向歸一一化方向發(fā)發(fā)展，為決決策科學提提供了嚴密密的理論基基礎。仿真技術、、模擬理論論的出現(xiàn)及及其與電子子計算機技技術的配合合，為進行行社會的““模擬試驗驗”，如軍軍事上的戰(zhàn)戰(zhàn)術模擬、、社會經濟濟模擬等帶帶來了可能能。決策學開始始收到各國國的普遍重重視，并投投入巨大人人力、物力力和財力來來深入研究究。美國1948年成立立“蘭德公公司”，1954年年成立拉默默·伍德里里奇公司、、斯坦福研研究所、赫赫德森研究究所英國成立了了倫敦戰(zhàn)略略研究所法國成立計計劃研究與與發(fā)展部1972年年日本神戶戶大學設立立了系統(tǒng)工工程學科隨后，美國國、蘇聯(lián)、、日本、加加拿大、捷捷克、法國國、西德等等17國組組織成立國國際應用系系統(tǒng)分析研研究所個人決策向向團體決策策發(fā)展現(xiàn)代社會生生產的精微微性、宏大大性、高速速性、瞬變變性，以及及隨之而來來的社會物物質財富的的增加，人人們物質和和精神生活活水平的提提高，社會會平均智能能水平極大大提高，要要求現(xiàn)代的的決策與管管理由個人人的手工業(yè)業(yè)方式向集集團的自動動化方式發(fā)發(fā)展。靠天天才的“超超人”的超超群決策藝藝術的決策策時代已經經逐漸變?yōu)闉闅v史，取取而代之的的必然是電電子計算機機和現(xiàn)代通通訊手段密密切配合的的集團的現(xiàn)現(xiàn)代科學決決策決策的發(fā)展展趨勢定性決策向向定量決策策發(fā)展決策和管理理的活動在在遵循著定定性、定量量、定性與與定量相結結合的道路路上前進。。決策活動動的定量發(fā)發(fā)展與普及及，為決策策與管理活活動的科學學化奠定了了基礎，而而定性與定定量的結合合將把決策策與管理的的科學推向向更高的發(fā)發(fā)展階段。。單目標向多多目標綜合合發(fā)展現(xiàn)代決策活活動的目標標不但不是是單一的，，而且就是是以經濟利利益為核心心的多目標標綜合也是是容納不下下的，目標標要容納更更廣闊的社社會的、非非經濟的領領域。這意意味著目標標本身也構構成一個難難以確定的的龐大系統(tǒng)統(tǒng)。戰(zhàn)略決策向向更遠的未未來發(fā)展為了使決策策活動的時時域向遠延延伸，決策策者不但要要把握過去去和現(xiàn)在的的信息，而而且要經過過科學的預預測，通過過時間序列列系統(tǒng)鏈的的約束分析析，掌握未未來的信息息，理性的的認識遙遠遠的未來。。決策是對對未來實踐踐的方向、、原則、目目標、方法法等所作的的決定，所所以，決策策從本質上上說仍是未未來的，而而未來又是是有多種可可能性的。。要決策，，就要認識識、把握向向遙遠延伸伸的不定的的未來。什么是決策策支持引導決策者者使用先進進理論為決策者提提供先進決決策工具完整的信息息處理高度的信息息提煉友好的決策策支持模式式快速的反應應能力2.DSS的主要要構件和一一般結構串連式并連式熔合式網(wǎng)絡式3.DSS設計原原則完善的數(shù)據(jù)據(jù)庫及其管管理系統(tǒng)一個決策過過程是由數(shù)數(shù)據(jù)驅動的的除一般功能能外，DSS中數(shù)數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)還要要：面向決策過過程組織和和管理數(shù)據(jù)據(jù)面向模型、、面向模型型生成來使使用數(shù)據(jù)面向不同用用戶（決策策者）來描描述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫和數(shù)數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)的全全部功能。。包括數(shù)據(jù)據(jù)的定義、、檢索、修修改、增刪刪、插入等等功能，以以及保證數(shù)數(shù)據(jù)的獨立立性、完整整性、一致致性、安全全保密性等等。數(shù)據(jù)字典。。它是組成成數(shù)據(jù)庫的的一個部分分。數(shù)據(jù)字字典中一般般包含數(shù)據(jù)據(jù)結構的定定義、數(shù)據(jù)據(jù)類型的描描述、數(shù)據(jù)據(jù)的占有者者、使用權權以及數(shù)據(jù)據(jù)的來源等等等信息，，以提供DSS隨時時查考。數(shù)據(jù)的查詢詢、提取、、轉換的服服務。即把把從系統(tǒng)其其他部分傳傳輸來的各各種數(shù)據(jù)請請求命令轉轉換成數(shù)據(jù)據(jù)庫管理系系統(tǒng)的等價價操作，并并把結果返返回請求者者。外部訪問手手段，即與與其它有關關系統(tǒng)連接接的接口，，以便必要要時從系統(tǒng)統(tǒng)外部獲取取數(shù)據(jù)?？煽康哪Ｐ托蛶旒捌涔芄芾硐到y(tǒng)模型是決策策定量化的的精髓，對對模型的直直接管理與與建?；顒觿邮菦Q策支支持系統(tǒng)區(qū)區(qū)別于一般般管理信息息系統(tǒng)的一一個重要標標志。在決策支持持系統(tǒng)的決決策活動中中，對決策策方案的生生成、評價價和選擇都都需要有模模型或模型型鏈的支持持。模型管理系系統(tǒng)的功能能：模型庫與模模型字典的的定義、建建立、存儲儲、查詢、、修改、刪刪除、插入入以及重構構等。模型的選擇擇、建立、、拼接與組組合，提供供根據(jù)用戶戶命令將一一些簡單子子模型構造造成復雜模模型的手段段，以形成成一些串聯(lián)聯(lián)或并聯(lián)的的復雜模型型鏈。模型運行的的控制。從從調用者處處獲取輸入入?yún)?shù)，傳傳給模型、、并使模型型運行，把把結果及有有關參數(shù)輸輸回調用者者或指令的的地方。數(shù)據(jù)庫接口口的轉換。。為了減少少模型對數(shù)數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)的依依賴，模型型對數(shù)據(jù)庫庫的訪問應應有一個轉轉換接口，，將標準訪訪問形式化化成具體系系統(tǒng)要求的的形式。中間數(shù)據(jù)庫庫，即“黑黑板”結構構的應用。。模型運行行后，其結結果常常需需要進行臨臨時存儲，，并和決策策者交互，，以便進一一步處理，，或作為其其它模型的的輸入，如如此圍繞著著中間數(shù)據(jù)據(jù)庫把各種種模型有機機的連接起起來，是決決策支持系系統(tǒng)的構造造特點之一一。友好的人機機交互界面面人機交互界界面是體現(xiàn)現(xiàn)決策支持持的窗口人機交互界界面應符合合決策者決決策行為人機交互界界面是數(shù)據(jù)據(jù)庫管理系系統(tǒng)、模型型庫管理系系統(tǒng)和決策策邏輯的具具體體現(xiàn)人機交互界界面通常占占開發(fā)時間間的60％％以上一個良好的的人機交互互界面多樣性（可可同時支持持有經驗或或無經驗的的用戶）容錯性（有有較好的錯錯誤修復能能力）有效性（完完成任務只只需較少的的努力）便利性（提提供友好的的訪問途徑徑）柔性性（可通通過多種途途徑進行某某項操作））一致性（最最少的用戶戶培訓和非非期望動作作）友善形（較較好的幫助助和錯誤信信息提示））相應的設計計原則維護的一致致性；錯誤校正簡簡單、迅速速；減少輸輸入工工作；；為不同同經驗驗的用用戶提提供多多種交交互方方式，，靈活活使用用；允許用用戶在在進行行費時時操作作過程程中，，執(zhí)行行另一一項操操作；；提供適適當?shù)牡男畔⑾⒎答侌?，使使用醒醒目的的提示示標志志；對一些些重要要操作作提供供確認認；提供可可用的的在線線幫助助系統(tǒng)統(tǒng)以及及一些些建議議。DSS設計計步驟驟從需求求分析析入手手完成三三大系系統(tǒng)框框架圖圖系統(tǒng)功功能框框架系統(tǒng)結結構框框架系統(tǒng)邏邏輯框框架原型開開發(fā)子構件件開發(fā)發(fā)系統(tǒng)集集成原型增增長與與優(yōu)化化功能框框架人機交互系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫專用GIS庫模型庫方案庫知識庫GIS支持平臺專家咨詢規(guī)劃決策者信息查詢現(xiàn)狀評價水文模型需水預測供需平衡方案決策公共服務結構框框架水問題現(xiàn)狀評價模型GIS支撐的流域水資源管理信息數(shù)據(jù)庫宏觀經濟投入產出模型水資源配置及供需平衡分析模型區(qū)域需水

預測模型宏觀經濟趨勢分析模型水資源循環(huán)分析模型