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1、第四章 人工智能的决策支持和本讲稿第一页，共二十六页(2)部分内容4.6 智能决策支持系统智能决策支持系统本讲稿第二页，共二十六页4.6智能决策支持系统智能决策支持系统4.6.1 智能决策支持系统概念智能决策支持系统概念 4.6.2 智能决策支持系统结构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智能决策支持系统实例本讲稿第三页，共二十六页 4.6.1 4.6.1 智能决策支持系统概念智能决策支持系统概念智智能能决决策策支支持持系系统统（Intelligent Intelligent Decision Decision
2、Support Systems,IDSSSupport Systems,IDSS）是：）是：决策支持系统（决策支持系统（DSSDSS）与人工智能）与人工智能（Artificial Intelligent,AIArtificial Intelligent,AI）技术相结）技术相结合的系统。合的系统。本讲稿第四页，共二十六页n人工智能技术主要利用知识推理，完成人工智能技术主要利用知识推理，完成定性分析。定性分析。n人工智能技术融入决策支持系统后，使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，提高辅助决策上，增加知识推理技
3、术，提高辅助决策能力。能力。本讲稿第五页，共二十六页4.6.2 4.6.2 智能决策支持系统结构智能决策支持系统结构1 1、人工智能的决策支持技术、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：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、机器学专家系统、神经网络、遗传算法、机器学习、自然语言理解等。习、自然语言理解等。本讲稿第六页，共二十六页 1 1）专家系统是利用大量的专门知识解决特定领域中）专家系统是利用大量的专门知识解决特
4、定领域中的实际问题的计算机程序系统；的实际问题的计算机程序系统；2 2）神经网络是利用神经元的信息传播模型（）神经网络是利用神经元的信息传播模型（MPMP模型）进行学习和应用；模型）进行学习和应用；3 3）遗传算法是模拟生物遗传过程的群体优化搜索方）遗传算法是模拟生物遗传过程的群体优化搜索方法；法；本讲稿第七页，共二十六页 4 4）机器学习是让计算机模拟和实现人类的学习，获）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；取解决问题的知识；5 5）自然语言理解是让计算机理解和处理人类进行交流）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。的自然语言。本讲稿第八页，共二十六
5、页2 2智能决策支持系统结构形式智能决策支持系统结构形式 1 1）基本结构）基本结构智能决策支持系统（智能决策支持系统（IDSSIDSS）决策支持系统（）决策支持系统（DSSDSS）人工智能（人工智能（AIAI）技术）技术 IDSS IDSS基本结构如图基本结构如图4.14.1所示所示。人工智能技术可以概括为：人工智能技术可以概括为：推理机知识库推理机知识库智能决策支持系统的结构可以简化为图智能决策支持系统的结构可以简化为图4.2所示。所示。本讲稿第九页，共二十六页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图4.28 智
6、能决策支持系统的基本结构智能决策支持系统的基本结构本讲稿第十页，共二十六页图图4.29 智能决策支持系统结构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本讲稿第十一页，共二十六页4.6.3 4.6.3 专家系统与决策支持系统集成专家系统与决策支持系统集成 智能决策支持系统智能决策支持系统IDSSIDSS充分发挥了专家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，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
7、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。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智能决策支持系统的具体集成结构形式如下图所示。如下图所示。本讲稿第十二页，共二十六页数据库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 图图4.304.30智能决策支持系统集成结构图智能决策支持系统集成结构图综合系统本讲稿第十三页，共二十六页IDSSIDSS中中DSSDSS和和ESES的结合主要体现在三个方面的结合主要体现在三个方面:1.1.DSSDSS和和ESES的的总总体体结结合合。由由集集成成系系统统把把DSSDSS和和ES
8、ES有有机机结结合起来合起来(即将两者一体化即将两者一体化)。2.2.KBKB和和MBMB的的结结合合。模模型型库库中中的的数数学学模模型型和和数数据据处处理理模模型型作作为为知知识识的的一一种种形形式式，即即过过程程性性知知识识，加加入入到到知知识识推推理理过过程程中中去。去。3.DB 3.DB和动态和动态DBDB的结合。的结合。DSSDSS中的中的DBDB可以看成是相对可以看成是相对静态的数据库，它为静态的数据库，它为ESES中的动态数据库提供初始数据，中的动态数据库提供初始数据，ESES推理结束后，动态推理结束后，动态DBDB中的结果再送回到中的结果再送回到DSSDSS中的中的DBDB中
9、去。中去。本讲稿第十四页，共二十六页DSSDSS和和ESES并重的并重的IDSSIDSS结结构构 集成系统DSSES本讲稿第十五页，共二十六页 DSS DSS为为主体的主体的IDSSIDSS结结构构 DSS控制系控制系统统MBDBES本讲稿第十六页，共二十六页推理机推理机（广义）（广义）DSS动态动态DBKB推理机推理机MB动态动态DBKB图图4.31 4.31 DSS作为推理形式的作为推理形式的IDSS图图432432模型作为知识的模型作为知识的IDSSES为主体的为主体的IDSS结构结构本讲稿第十七页，共二十六页4.6.44.6.4智能决策支持系统实例智能决策支持系统实例 松毛虫智能预测系
10、统松毛虫智能预测系统(PCFES)(PCFES)是一个智能决策支持系统。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。计算、数据库处理的高度集成。该该系系统统是我是我们们和南京林和南京林业业大学合作完成的。大学合作完成的。系统系统结结构构见见下下图图。本讲稿第十八页，共二十六页系 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PASCALBASI
11、C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松毛虫智能预测系统结构图本讲稿第十九页，共二十六页PCFES具有预测和管理功能。如下图所示。具有预测和管理功能。如下图所示。PCFES系统功能图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本讲稿第二十页，共二十六页 预测系统由三大部分组成预测系统由三大部分组成:预测咨询系统、模型预测系统和虫预测咨询系统、模型预测系统和虫情报表系统情报表系统。1.1.预测咨询系统预测咨询系统 由由国国防防科科技技大大学学自自行行研研制制的的PROLOG产产生生器器
12、P3生生成成PROLOG程程序序，形成了松毛虫智能预测系统中的预测咨询系统。形成了松毛虫智能预测系统中的预测咨询系统。该该专专家家系系统统能能进进行行各各种种以以定定性性为为主主的的松松毛毛虫虫预预测测，用用于于完完成成松松毛毛虫虫发发生生期期、发发生生量量、发发生生范范围围和和危危害害程程度度的的定定性性预预测测和和一一些些简简单单的的定定量量预预测测咨咨询询。它它基基本本上上包包括括了了目目前前国国内内常常用用的的各各种种预预测测方方法法，对对于于短短期期的的发发生生期期预预测，它将直接给出日期，而不必由用户计算。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。预测咨询
13、系统结构见下图所示。本讲稿第二十一页，共二十六页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预测咨询系统结构图 本讲稿第二十二页，共二十六页2.2.虫情报表系统（管理信息系统）虫情报表系统（管理信息系统）将将积积累累的的全全国国十十一一个个省省区区的的四四十十多多份份测测报报资资料料都都存存储储到到数数据据库库中中。实实现现了了对对全全国国十十一一省省(区区)四四十十多多个个测测报资料数据库中数据的直接调用、查询、修改、增删。报资料数据库中数据的
14、直接调用、查询、修改、增删。能能打打印印几几十十种种气气象象因因子子的的历历年年数数据据以以及及松松毛毛虫虫发发生生面面积积、虫虫情情级级数数、虫虫口口密密度度和和各各种种防防治治方方法法、防防治治面面积积的的历年数据的历年数据的120多种报表多种报表。本讲稿第二十三页，共二十六页3.3.模型预测系统模型预测系统 由由判判定定主主要要因因子子、预预测测模模型型、用用主主要要因因子子进进行行预预测测和和预预测测择择优优决决策策等等四四个个模模块就组成了模型预测系统。块就组成了模型预测系统。它它完完成成需需要要进进行行大大量量计计算算的的模模型型预预测测，用用于于进进行行各各种种松松毛毛虫虫发发生生量量(期期)的的定定量量预测。预测。本讲稿第二十四页，共二十六页 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。本讲稿第二十五页，共二十六页习题习题34、35、36本讲稿第二十六页，共二十六页