畜牧兽医组合智能决策支持系统及应用实用教案

1、摘要摘要(zhiyo)： 针对现有(xin yu)DSS存在信息支持不足、专家知识难以获取与表示等问题，通过对人工神经网络、小波分析、遗传算法等优化建模方法进行组合利用，建立组合智能信息处理器，将之与传统DSS相结合，产生智能决策支持系统IDSS，进行知识自动提取和系统智能建模，并基于C#语言利用组件技术搭建IDSS集成结构。以流域水资源DSS各子系统为例，验证方案的可行性和有效性。第1页/共31页第一页，共32页。主要(zhyo)内容DSS的基本组成与流程智能决策支持系统的开发方案(fng n)组合智能处理器的构建实例应用水资源管理决策支持系统WMIDSS第2页/共31页第二页，共32页。D

2、SS的产生(chnshng)与发展 模型系统对系统中人的因素考虑不够(bgu) MIS难以适应多变的外部和内部管理环境 70年代产生时期（Scott Morton管理决策科学） 80年代迅速发展时期 90年代成熟时期 21世纪出现群决策支持系统GDSS、分布式DDSS、智能型IDSS、会商决策支持中心DSC第3页/共31页第三页，共32页。DSS的基本(jbn)流程 描述和表示决策问题 生成候选(hu xun)决策方法 通过模型分析、逻辑推理等手段演绎方案 建立评价方案的标准 评价方案，从中选出满意结果 如不满意，提出修改方案 允许决策者通过人机交互界面参与上述过程第4页/共31页第四页，共3

3、2页。DSS的基本组成(z chn)：数据+模型+知识知识库数据库方法(fngf)库模型库人机交互人机交互第5页/共31页第五页，共32页。组合组合(zh)智能决策支持系统智能决策支持系统关键技术：组合智能信息(xnx)处理器+模型 智能建模组合智能信息(xnx)处理器+知识库+推理机 知识自动提取+数据挖掘4库系统+GIS构建基于COM技术构建进行系统集成第6页/共31页第六页，共32页。逻辑结构第7页/共31页第七页，共32页。数据库及其管理系统 为方案计算提供计算参数和数据 存储模型计算结果 存储中间(zhngjin)过程数据 为决策者提供辅助信息 包括基础数据、模型数据、结果数据 添加

4、、新建、修改、删除、查询、排序、统计、索引、转换、打印等功能第8页/共31页第八页，共32页。水资源管理(gunl)数据库系统设计 基础数据库存储的内容包括(boku)：单元描述、水利工程、水文、水资源、气象、生态环境、土地利用等多种资料。 模型数据库是基础数据库、结果数据库与各个模型之间的桥梁,它存储模型所必需的输入和输出数据 结果数据库主要存储由各专业系统的模型、评价和虚拟现实所产生的各种预案和决策者进行一系列决策干预和操作之后所提供的方案描述信息，供辅助决策分析调用 第9页/共31页第九页，共32页。专用(zhunyng)GIS库 主要存放用于专题(zhunt)分析的图层 管理栅格和矢量

5、图 与三维可视化模块交互所需的数据 基于公用GIS库提取的专题(zhunt)图层进行二次开发的，接收从关系数据库中的信息,并转换成GIS的属性数据,使决策者对空间数据和属性数据进行综合分析,获得各种数据视图,来进行辅助决策 第10页/共31页第十页，共32页。方法(fngf)库通用算法库存放各种通用的标准计算方法(fngf)的子程序库各种统计方法(fngf)各种数学函数第11页/共31页第十一页，共32页。模型库及其管理系统 存放各专业领域计算与决策分析模型 专业模型使用面向对象的程序设计语言研发并封装成软件包，模型库中每个模型相对独立,以动态链接库(DLL)、ActiveX控件(OCX)、可

6、执行文件(EXE)、组件 (COM/DCOM)等形式存储,为其他业务系统提供相应的接口,实现特定(tdng)的运算功能。 建立一个模型字典来索引描述对应的各个模型文件第12页/共31页第十二页，共32页。知识库及其管理系统存放领域专家的经验(jngyn)和知识以及事实、规则等。内容包括：各专业项目的指标体系；评价规则与标准；数据误差限值；专业规律指标；专家知识经验(jngyn)；法律、法规，行业规程、标准规范等。第13页/共31页第十三页，共32页。 一是通过智能(zh nn)知识编辑器对领域专家知识进行处理，用规则、框架来表示； 二是通过组合智能(zh nn)信息处理器自动获取知识，在特定的

7、逻辑输入条件下,产生相应的逻辑输出。该信息处理器包括三部分:输入转换器、组合智能(zh nn)信息处理器和输出转换器，均以动态链接库(DLL)、组件（COM）形式存储。 第14页/共31页第十四页，共32页。人机交互界面(jimin) 多样性同时支持有经验的或无经验用户 容错性较好的错误修复(xif)能力 有效性完成任务只需较少的努力 便利性友好的访问途径 柔性通过多种途径进行某项操作 一致性最少的用户培训第15页/共31页第十五页，共32页。组合信息(xnx)处理器在IDSS中的作用系统优化建模专业知识提取(tq)数据挖掘第16页/共31页第十六页，共32页。组合智能(zh nn)信息处理器

8、设计 基本思路是：通过对人工神经网络、小波分析、遗传算法、模拟退火等优化建模方法进行组合利用和加以改进， 建立以人工神经网络为运行主体，其他算法辅助(fzh)改善网络性能的组合智能信息处理器，对输入的样本数据进行训练，得到期望的输出。 第17页/共31页第十七页，共32页。基本原理 对于(duy)p个样本集合 对于(duy)这样时间序列映射的建立，可以采用输入节点为m个，输出节点为n个，隐节点为s个的三层神经网络来实现。其中，网络的隐层神经元采用小波函数、模糊聚类函数、支持向量机函数等作激励函数，输出层神经元采用Sigmoid函数作激励函数 ( ( ), ( )|,1,2, mnx t y t

9、x R y R tp第18页/共31页第十八页，共32页。X1X2X3X4预测目标(mbio)输出层输入(shr)层隐含(yn hn)层神经网络模型WijVjXn第19页/共31页第十九页，共32页。小波遗传(ychun)神经网络 该模型(mxng)求解的关键在于确定网络结构和网络的模型(mxng)参数。 ,11( )( )umkjka bijijkjiy tfvwx tr,jjabjjnetbneta 第20页/共31页第二十页，共32页。把问题空间映射为遗传空间，组合智能(zh nn)神经网络模型的基本数学方程 利用遗传算法求解如上的二次非线性优化问题，将得到网络的结构和连接(linji)

10、权， 如果小于设定的误差限值，则完成网络训练。12111min( , , , )( )( )2,pnkktkm uu nunE w vry ty tst wRvRR rR第21页/共31页第二十一页，共32页。基于(jy)COM技术的IDSS集成 通用组件： 基本数据对象组件、 全局对象组件 数据管理组件、 GIS通用功能组件、 空间分析功能组件、 可视化组件、 数据访问(fngwn)组件 模型组件 接口组件 第22页/共31页第二十二页，共32页。组合会商(hushng)系统 分为主会商现场和基于Internet连接的分会商现场两个部分， 其中，主会商系统采用C/S结构构建，提供对会商方案的

11、深层次功能调用和信息(xnx)集成显示，所有会商信息(xnx)在大屏幕上进行显示 分会商现场采用B/S结构构建，提供基于Internet的会商支持数据的查询和浏览器显示，同时能够接收主会商现场提供的大屏幕视频流。第23页/共31页第二十三页，共32页。主会商(hushng)现场C/S第24页/共31页第二十四页，共32页。分会商(hushng)现场B/S第25页/共31页第二十五页，共32页。专业化专业化IDSSIDSS水资源管理水资源管理(gu(gunlnl) )决策支持系统决策支持系统WMIDSSWMIDSS 主要服务于流域水文预报、水资源评价、需水预测、水库调度与可供水量分析、水资源优化

12、配置，是一个复杂的集预测、模拟、优化和辅助决策分析、信息服务等功能(gngnng)于一体的可视化的人机交互系统,第26页/共31页第二十六页，共32页。总体(zngt)逻辑结构第27页/共31页第二十七页，共32页。流程(lichng)与IDSS原型集成构成水资源管理决策支持系统径流预报需水预测来水量估算优化的水库调度和水资源配置策略数据库 第28页/共31页第二十八页，共32页。实例(shl)研究某流域水资源管理决策支持系统 第29页/共31页第二十九页，共32页。Thank you!第30页/共31页第三十页，共32页。感谢您的观看(gunkn)！第31页/共31页第三十一页，共32页。NoImage内容(nirng)总结摘要：。70年代产生时期(shq)（Sco