第四章-人工智能的決策支持和5課件

(2)部分內(nèi)容4.6智能決策支持系統(tǒng)4.6智能決策支持系統(tǒng)4.6.1智能決策支持系統(tǒng)概念4.6.2智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.6.3專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)的集成4.6.4智能決策支持系統(tǒng)實(shí)例

4.6.1智能決策支持系統(tǒng)概念智能決策支持系統(tǒng)（IntelligentDecisionSupportSystems,IDSS）是：決策支持系統(tǒng)（DSS）與人工智能（ArtificialIntelligent,AI）技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)。人工智能技術(shù)主要利用知識(shí)推理，完成定性分析。人工智能技術(shù)融入決策支持系統(tǒng)后，使DSS在模型技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加知識(shí)推理技術(shù)，提高輔助決策能力。4.6.2智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、人工智能的決策支持技術(shù)從智能決策支持系統(tǒng)的概念可知智能決策支持系統(tǒng)中包含了人工智能技術(shù)，與決策支持有關(guān)的人工智能技術(shù)主要有：專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言理解等。

1）專家系統(tǒng)是利用大量的專門知識(shí)解決特定領(lǐng)域中的實(shí)際問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)；

2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是利用神經(jīng)元的信息傳播模型（MP模型）進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用；

3）遺傳算法是模擬生物遺傳過程的群體優(yōu)化搜索方法；

4）機(jī)器學(xué)習(xí)是讓計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)現(xiàn)人類的學(xué)習(xí)，獲取解決問題的知識(shí)；

5）自然語(yǔ)言理解是讓計(jì)算機(jī)理解和處理人類進(jìn)行交流的自然語(yǔ)言。2．智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式

1）基本結(jié)構(gòu)

智能決策支持系統(tǒng)（IDSS）＝?jīng)Q策支持系統(tǒng)（DSS）＋人工智能（AI）技術(shù)

IDSS基本結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。人工智能技術(shù)可以概括為：推理機(jī)＋知識(shí)庫(kù)智能決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為圖4.2所示。

問題綜合與交互系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)模型庫(kù)管理系統(tǒng)模型庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)人工智能技術(shù)專家系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法機(jī)器學(xué)習(xí)自然語(yǔ)言理解圖4.28智能決策支持系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

圖4.29智能決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題綜合與交互系統(tǒng)模型庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)推理機(jī)用戶模型庫(kù)知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)4.6.3專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)集成

智能決策支持系統(tǒng)IDSS充分發(fā)揮了專家系統(tǒng)以知識(shí)推理形式解決定性分析問題的特點(diǎn)，又發(fā)揮了決策支持系統(tǒng)以模型計(jì)算為核心的解決定量分析問題的特點(diǎn)，充分做到定性分析和定量分析的有機(jī)結(jié)合。

智能決策支持系統(tǒng)的具體集成結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。數(shù)據(jù)庫(kù)DBDSS控制系統(tǒng)模型庫(kù)MB問題綜合與交互系統(tǒng)動(dòng)態(tài)DB推理機(jī)和解釋器知識(shí)庫(kù)KB集成系統(tǒng)DSSES圖4.30智能決策支持系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)圖綜合系統(tǒng)IDSS中DSS和ES的結(jié)合主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:1.DSS和ES的總體結(jié)合。由集成系統(tǒng)把DSS和ES有機(jī)結(jié)合起來(lái)(即將兩者一體化)。

2.KB和MB的結(jié)合。模型庫(kù)中的數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)處理模型作為知識(shí)的一種形式，即過程性知識(shí)，加入到知識(shí)推理過程中去。

3.DB和動(dòng)態(tài)DB的結(jié)合。DSS中的DB可以看成是相對(duì)靜態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它為ES中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)提供初始數(shù)據(jù)，ES推理結(jié)束后，動(dòng)態(tài)DB中的結(jié)果再送回到DSS中的DB中去。DSS和ES并重的IDSS結(jié)構(gòu)集成系統(tǒng)DSSES

DSS為主體的IDSS結(jié)構(gòu)

DSS控制系統(tǒng)MBDBES推理機(jī)（廣義）

DSS動(dòng)態(tài)DBKB推理機(jī)MB動(dòng)態(tài)DBKB圖4.31DSS作為推理形式的IDSS圖432模型作為知識(shí)的IDSSES為主體的IDSS結(jié)構(gòu)4.6.4智能決策支持系統(tǒng)實(shí)例

松毛蟲智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)(PCFES)是一個(gè)智能決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)把模型庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)推理、人機(jī)交互四者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)了。達(dá)到了定性的知識(shí)推理、定量的模型數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)處理的高度集成。

該系統(tǒng)是我們和南京林業(yè)大學(xué)合作完成的。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖。

系

統(tǒng)

運(yùn)

行

總

控

制預(yù)測(cè)咨詢控制模型預(yù)測(cè)控制蟲情報(bào)表控制PROLOG推理機(jī)

模型庫(kù)MB

目錄庫(kù)PASCALBASIC目標(biāo)庫(kù)等源庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)的PROLOG程序模型庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

管

理

系

統(tǒng)

松毛蟲智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

PCFES具有預(yù)測(cè)和管理功能。如下圖所示。

PCFES系統(tǒng)功能圖

智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)

預(yù)測(cè)系統(tǒng)管理系統(tǒng)

預(yù)測(cè)咨詢

模型預(yù)測(cè)

蟲情報(bào)表模型庫(kù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)管理

預(yù)測(cè)系統(tǒng)由三大部分組成:預(yù)測(cè)咨詢系統(tǒng)、模型預(yù)測(cè)系統(tǒng)和蟲情報(bào)表系統(tǒng)。

1.預(yù)測(cè)咨詢系統(tǒng)

由國(guó)防科技大學(xué)自行研制的PROLOG產(chǎn)生器P3生成PROLOG程序，形成了松毛蟲智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)中的預(yù)測(cè)咨詢系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能進(jìn)行各種以定性為主的松毛蟲預(yù)測(cè)，用于完成松毛蟲發(fā)生期、發(fā)生量、發(fā)生范圍和危害程度的定性預(yù)測(cè)和一些簡(jiǎn)單的定量預(yù)測(cè)咨詢。它基本上包括了目前國(guó)內(nèi)常用的各種預(yù)測(cè)方法，對(duì)于短期的發(fā)生期預(yù)測(cè)，它將直接給出日期，而不必由用戶計(jì)算。

預(yù)測(cè)咨詢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖所示。咨詢系統(tǒng)發(fā)生期預(yù)測(cè)發(fā)生量預(yù)測(cè)危險(xiǎn)程度預(yù)測(cè)發(fā)生范圍預(yù)測(cè)物候法期距法有效積溫法燈誘法性誘法數(shù)理統(tǒng)計(jì)法氣候指標(biāo)法蟲口基數(shù)法趨勢(shì)估測(cè)法燈誘法性誘法生命表法數(shù)理統(tǒng)計(jì)法劃分標(biāo)準(zhǔn)法蟲源地估測(cè)預(yù)測(cè)咨詢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.蟲情報(bào)表系統(tǒng)（管理信息系統(tǒng)）

將積累的全國(guó)十一個(gè)省區(qū)的四十多份測(cè)報(bào)資料都存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。實(shí)現(xiàn)了對(duì)全國(guó)十一省(區(qū))四十多個(gè)測(cè)報(bào)資料數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的直接調(diào)用、查詢、修改、增刪。能打印幾十種氣象因子的歷年數(shù)據(jù)以及松毛蟲發(fā)生面積、蟲情級(jí)數(shù)、蟲口密度和各種防治方法、防治面積的歷年數(shù)據(jù)的120多種報(bào)表。

3.模型預(yù)測(cè)系統(tǒng)

由判定主要因子、預(yù)測(cè)模型、用主要因子進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)測(cè)擇優(yōu)決策等四個(gè)模塊就組成了模型預(yù)測(cè)系統(tǒng)。它完成需要進(jìn)行大量計(jì)算的模型預(yù)測(cè)，用于進(jìn)行各種松毛蟲發(fā)生量(期)的定量預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)比前的預(yù)報(bào)方法有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）把多個(gè)不同的模型有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)完整的預(yù)測(cè)決策支持系統(tǒng)。（2）實(shí)現(xiàn)了相似模型的預(yù)測(cè)擇優(yōu)決策