基于ＭＡＳ的智能決策支持系統(tǒng)研究

摘要：由于決策問題變得越來越復(fù)雜，規(guī)模越來越大，傳統(tǒng)的IDSS面臨著巨大的挑戰(zhàn)。該文把Agent 技術(shù)融于智能決策支持系統(tǒng)之中，提出了基于多Agent 系統(tǒng)（MAS）技術(shù)的智能決策支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并對決策Agent的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞：決策支持系統(tǒng)；MAS

中圖分類號：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2332-01

Research on Intelligent Decision Support System Based on MAS

LI Xiao-long1， LIU Jian-ying2

(1.Department of Control Engineering， Academy of Armored Force Engineering， Beijing 100072， China;2.Department of Scientific Research， Academy of Armored Force Engineering， Beijing 100072， China)

Abstract: As the decision-making has become increasingly complex， increasingly large-scale， traditional IDSS is faced with enormous challenges. This paper takes agent technology into intelligent decision support system， brings forward intelligent decision support system architecture， which based on multi-Agent System (MAS) technology， and the structure model of decision-making agent is described.

Key words: decision support systems; MAS

1 引言

決策支持系統(tǒng)(Decision Support Systems，DSS)自20世紀(jì)60年代提出以來，其理論日漸成熟并在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但是它還存在著許多不盡人意的地方，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）自治性不好，不能和環(huán)境發(fā)生直接的交互，不能依靠自身的能力完成任務(wù)；2）實(shí)時(shí)性差，不能夠做出及時(shí)的反應(yīng)來幫助人們進(jìn)行決策，從而失去它的功效；3）學(xué)習(xí)能力差，不能預(yù)測所有情況和環(huán)境的變化，從而在運(yùn)行時(shí)不能獲更多的有關(guān)環(huán)境和問題求解的信息來調(diào)整行為以便更高效地解決問題；4）交互性差，傳統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)一般采用的是直接操縱式界面，隨著任務(wù)復(fù)雜性的增加，用戶的操作過程將越來越繁瑣，這最終將影響到系統(tǒng)的實(shí)際效果。

MAS(Multi-Agent System)是分布式智能控制的一個(gè)分支，其目標(biāo)是將大的復(fù)雜系統(tǒng)建造成小的、彼此能相互通訊及協(xié)調(diào)的、易于管理的智能體，其研究涉及智能體的知識、目標(biāo)、技能和規(guī)劃以及如何使智能體協(xié)同地采取行動(dòng)解決問題等。利用MAS構(gòu)造智能決策生成系統(tǒng)，與一般決策生成系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)智能化、協(xié)調(diào)化和集成化方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，并逐漸成為智能決策支持研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2 MAS智能決策支持系統(tǒng)的特點(diǎn)

人們在研究人類智能行為中發(fā)現(xiàn)：人類絕大部分的活動(dòng)都涉及到多個(gè)人構(gòu)成的社會(huì)群體，大型復(fù)雜問題的求解需要多個(gè)專業(yè)人員或組織協(xié)作完成。因此工程上的任務(wù)完成也需要多個(gè)Agent的相互協(xié)作來完成，于是出現(xiàn)了多Agent系統(tǒng)。

在多Agent系統(tǒng)中，盡管各單個(gè)Agent的能力是有限的，但它們通過相互間的通訊、合作和協(xié)調(diào)，能改善各個(gè)體的基本能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能，并通過單個(gè)Agent完成各自的子目標(biāo)來達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的總體目標(biāo)，而這個(gè)總體目標(biāo)對多Agent中的單個(gè)Agent來說，都會(huì)因其能力有限而不可能獨(dú)立完成。將MAS應(yīng)用于決策支持系統(tǒng)，有以下特點(diǎn)：

1）具有獲取知識和推理機(jī)能，擁有專家的支持，因此它具有人類的智能，可以達(dá)到人類專家的決策水平，使整個(gè)決策模型不僅能體現(xiàn)出科學(xué)的分析決策方法，而且能體現(xiàn)出決策者的知識、經(jīng)驗(yàn)和各種判斷能力。

2）能模擬決策者的思維過程，能夠根據(jù)決策者的需求，通過人機(jī)交互分析問題，應(yīng)用有關(guān)規(guī)則，引導(dǎo)決策者選擇合適的模型。當(dāng)某個(gè)模型或算法解決不了問題時(shí)，可以輔助決策者用數(shù)個(gè)現(xiàn)有模型的組合，建立新的模型來解決問題。

3）Agent具有自適應(yīng)性、智能性和魯棒性，能和環(huán)境發(fā)生直接的交互。它們能從外界直接獲得信息，依靠自身的能力完成任務(wù)。即使在信息瞬息萬變、時(shí)間緊迫的環(huán)境下，也能夠做出及時(shí)反應(yīng)來幫助決策者進(jìn)行決策。能預(yù)測所有情況和環(huán)境的變化，從而在運(yùn)行時(shí)間獲得更多的有關(guān)環(huán)境和問題求解的信息來調(diào)整行為以便高效地解決問題。

3 MAS智能決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

Agent是一個(gè)具有通訊能力、感知能力和問題求解能力的實(shí)體，我們可以用Agent去代替在決策支持系統(tǒng)中的各個(gè)功能單元，通過系統(tǒng)中各個(gè)Agent的協(xié)調(diào)合作去求解復(fù)雜問題，以實(shí)現(xiàn)智能化輔助決策的功能?；贛AS的決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)分層次的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)層由數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫和方法庫構(gòu)成最底層的基本資源，它們由相應(yīng)的管理Agent進(jìn)行管理和使用。構(gòu)件層包括優(yōu)化構(gòu)件、預(yù)測構(gòu)件、專家系統(tǒng)等，構(gòu)件是可復(fù)用的軟件組成成份，可被用來構(gòu)造其他軟件。這種方式集成程度高，系統(tǒng)結(jié)合緊密。決策層是計(jì)算機(jī)進(jìn)行決策的主體層?？刂茖影ń换gent、管理Agent、信息Agent和評估Agent。交互Agent一方面起到了決策系統(tǒng)中人機(jī)接

口的作用，另一方面還可以對用戶所提出的問題作初步的分析。管理Agent是整個(gè)系統(tǒng)的管理者和協(xié)調(diào)者。信息Agent是系統(tǒng)中的信息搜尋者。評估Agent將對形成的方案進(jìn)行評測，是一個(gè)系統(tǒng)自我反饋，自我評價(jià)的過程。對話層負(fù)責(zé)提供友好的人機(jī)交互環(huán)境。

4 決策Agent結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)決策支持系統(tǒng)的決策過程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，參照一些學(xué)者提出的Agent的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造Agent的一般原則，圖2給出了決策Agent的結(jié)構(gòu)模型。

1）環(huán)境感知。定義了決策Agent對當(dāng)前已存在的任務(wù)以及其它決策Agent任務(wù)狀態(tài)的感知。環(huán)境感知階段主要是Agent通過自身的通信機(jī)制與其它Agent進(jìn)行通信來完成環(huán)境中的任務(wù)識別功能，同時(shí)感知系統(tǒng)中其它Agent可用來協(xié)同工作的有效資源狀況。

2）信息處理。信息處理過程表明了決策Agent對當(dāng)前環(huán)境中出現(xiàn)的任務(wù)在任務(wù)屬性與資源需求之間的一種映射，決策Agent需要明確當(dāng)前任務(wù)的類型、自身的處理能力以及其它Agent所能提供的協(xié)同能力。

3）行動(dòng)選擇。行動(dòng)選擇階段的主要任務(wù)就是制定決策Agent的行動(dòng)策略來完成分配的任務(wù)目標(biāo)。在決策支持環(huán)境中，Agent需要知道是選擇單獨(dú)完成任務(wù)還是需要其它Agent協(xié)同來完成任務(wù)。

5 結(jié)論

本文結(jié)合人工智能和Agent 技術(shù)的最新發(fā)展，提出了把MAS技術(shù)應(yīng)用于智能決策支持系統(tǒng)的研究之中，給出了基于MAS的決策支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并對決策Agent的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了描述。相信隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，MAS技術(shù)理論日益豐富和發(fā)展，基于MAS技術(shù)的決策支持系統(tǒng)一定會(huì)給DSS的發(fā)展帶來一個(gè)光明的未來。

參考文獻(xiàn)：

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