第十二讲环境决策支持系统的应用之二.ppt
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1、第十二讲:环境决策支持系统 的应用之二,北京大学环境工程系 2006年5月,决策与相关技术的关系,(1) 决策与预测的关系 预测:预言未来,基于分析、研究、仿真、实验 决策:创造未来,基于预测,实现将来一个目标 例如:灾害预测与防灾决策、日常预测与决策、经营预测与决策、宏观预测与决策、贯序预测与决策、为重大决策作预备性研究等。,(2) DSS与MS/OR的关系 MS:处理结构化问题,运用分析的观点。 OR:处理结构化问题,研究对象主要集中在数学规划、决策论、对策论等理论和方法上。 DSS:处理战略、规划等半结构化和非结构化一类的决策问题。,(3) DSS与MIS的关系 MIS:收集、传递、存储
2、、加工处理各种信息,监测运营数据,利用历史数据预测未来,用指定的数学方法分析数据,提供全面数据和分析报告。面向管理人员,提供低层次的决策支持。 DSS:面向决策者,提供适当的决策支持,是MIS的高级阶段。 但为了有利于作深入的专门研究,为了满足组织管理决策现代化与科学化的迫切需要,针对性DSS的专门开发与应用也是可行的。,(4) DSS与ES的关系 ES:利用知识和推理机,处理半结构化和非结构化问题。 DSS:使用数据和模型,处理半结构化问题,与ES结合后,可处理半结构化和非结构化问题。 IDSS = DSS + ES,基本框架,面向决策者 针对管理者,半结 构决策问题 强调支持 模型和用户共
3、同驱动 交互式处理方式,DSS的结构特征 模型库及其管理系统; 数据库及其管理系统; 方法库及其管理系统; 交互式计算机硬件及软件; 对用户友好的建模语言。,代表性的DSS,1.Portfolio Management System (T.P.Gerity, 1971):其作用是支持投资者对顾客证券管理的日常决策,具有股票分析、证券处理和分类功能。 2.Brand aid(J.D.C.Little,1975):它用于产品推销、定价和广告决策的混合市场模型。它规定了一种设计模型的准则,用户根据这个准则来优选模型或者把模型与其它信息连接起来。这个系统提供了一种结构,把商品销售和利润与经理的行动联系
4、起来,从而使经理和管理人员进行战略分析和决策制定。,代表性的DSS(续1),3.Projector:是一种交互式的DSS,用于支持企业的短期规划。它主要是帮助经理构造问题和探求解决问题的方法。Projector认为,DSS注重探索,系统决不提供任何“答案”,只是帮助决策者开发他们自己的分析方法。 4.Geodata Analysis and Display System (GADS):是由IBM研究部开发的一个实验性系统,其作用是用计算机构造和演示地图,它被用于警察巡逻路线的辅助设计、城市发展规划、学校辖区范围的安排等 。,代表性的DSS(续2),5.Capacity Information
5、System (CIS):适用于大型卡车生产厂家的规划部。它可以迅速建立或修改产品计划,包括安排计划进度,协调部件和最终产品。它并不提出解决问题的每一个细节,只作辅助规划决策。 6. Generalized Management Information System (GMIS):该系统的目标在于集成现有的工具,决策者可以利用他们熟悉的语言和数据管理系统,即使其中某些工具相互之间不相容也没有什么关系,系统可以完成其中必要的转换。该系统主要用于处理能源规划。,7 一般性决策支持系统案例: 有一制造厂为决定它的生产规模和合适的库存量,建立一个决策支持系统。 数据库中存有历年销售量、资金流动情况、成
6、本等原始数据。 模型库:由生产计划、库存模拟模型 (如预测、库存控制模型)等组成。 人机交互系统:决策者通过计算机终端屏幕,根据DSS提供最佳订货量和重新订货时间,以及相应的生产成本、库存成本等信息,进行 “如果将会怎样?“ 的询问,对所提方案进行灵敏度分析,或者以新的参数进行模拟而得到一个新的方案。,新一代DSS的研究与发展(1),群决策支持系统(GDSS):多个决策参与者共同进行思想和信息的交流,群策群力,寻找一个令人满意和可行的方案 分布式决策支持系统(DDSS):研究多个物理位置上分离的决策体如何并发计算、协调一致地解决问题 智能决策支持系统(IDSS):DSS与AI(人工 智能)相结
7、合的产物,新一代DSS的研究与发展(2),决策支持中心(DSC): 1985年Owen等人提出了由专业人员组成的,支持决策者使用DSS解决决策问题的决策支持中心 (DSC)的概念 综合决策支持系统(SDSS):在DSS原有的三库基础上结合数据仓库、OLAP及数据开采技术形成 基于Web的决策支持系统(WDSS):20世纪末21世纪初,基于Web的决策支持系统(WDSS)成为决策支持系统研究领域新的发展阶段 智能交互综合 I3DSS:智能的、交互式的、集成化的(Intelligent, Interactive and Integrated)DSS,(1)群决策支持系统(GDSS) 支持多人或集体
8、共同决策: 利用通信技术(网络、电话会议、电子信息交换) 计算机技术(多用户系统、数据库、数据分析OLAP、数据存储、数据仓库、数据挖掘) 决策支持技术(议程设置) AI与推理技术 决策模型方法如决策树、风险分析、预测方法等,结构化群决策方法如德尔菲法等),群体决策支持系统及组成,群体决策支持系统的特点,提供良好的决策环境 有效的综合能力 良好的决策支持能力 匿名输入 减少消极的群体行为 能实施并行通信 自动保存记录 成本高且控制复杂,群体决策支持系统的选择,(2)分布式决策支持系统(DDSS) 研究DSS在分布式环境中、与分布式技术相结合相关的技术问题。,(3)智能决策支持系统(IDSS)
9、AI与DSS技术相结合,形成了高级别的、具有知识处理能力的DSS。 组成:四库系统+接口。知识库、数据库、模型库、方法库及人机接口,还有问题求解模块。,(4)决策支持中心(DSC) 功能:提供办公决策支持,具有定性定量相结合的综合集成功能。 组成:以决策支持小组为核心,为决策的全过程提供技术支持。,(5) I3DSS 含义:智能的、交互式的、集成化的(Intelligent, Interactive and Integrated)DSS。 特点:面向问题,有机集成。 综合采用系统分析、运筹学方法、计算机技术、知识工程、专家系统等技术,使之有机结合,而不是单一的以信息为基础的系统,或单一的以数学
10、模型为基础的系统,或单一的以知识为基础的系统。在面向问题的前提下,充分发挥各自的优势,特别是发挥它们在联合运用时的优势,即集成化(Integrated)。,在处理难以定量分析的问题时,需要使用知识工程、专家系统方法与工具,已经涉及到人工智能领域。而重要的问题在于如何使用知识工程的思想方法,组织各个有关模块,实现决策支持过程的集成化。这种应用方式就是决策支持系统的智能化(Intelligent)。 当DSS进入到高层次的决策活动领域时,由于处理的问题多半是半结构化或非结构化的,为了帮助决策者进一步明确问题、认定目标和环境约束,产生决策方案和对决策方案进行综合评价,系统应具有更强的人机交互能力,这
11、种应用方式就是决策支持系统的交互性(Interactive)。,I3DSS的提出和实际应用,是DSS进入一个新的历史阶段。,金水工程与决策支持系统,水利部信息化工作领导小组于2001年4月将水利信息化建设命名为“金水工程”。以“金水工程”来命名水利信息化建设,两年前已经在内部使用,经部信息化领导小组研究决定,水利信息化建设沿用“金水工程”的名称。 中办发200217号文转发的国家信息化领导小组关于我国电子政务建设指导意见已明确把“金水工程”作为十五期间要加快建设的12个重要业务系统之一启动建设。,金水工程的由来,水利作为国民经济的重要基础设施,面临新的形势和任务,肩负着为社会提供有效的防汛减灾
12、服务、高保证率的清洁水源以及保护和谐水生态环境的历史重任。,金水工程规划概述,金水工程就是指充分利用现代信息技术,深入开发和广泛利用水利信息资源,包括水利信息的采集、传输、存储、处理和服务,全面提升水利事业活动的效率和效能的历史过程。,金水工程规划概述,现状及存在问题,信息技术应用现状 存在的主要问题,信息技术应用现状,1、信息采集:雨量、水位监测;工、旱、灾情水资源、水质和水利行政资源。 2、计算机网络与信息传输 3、数据库:水文数据库、各专业数据库。 4、信息处理,存在的主要问题,信息资源不足 信息共享困难 应用基础薄弱,1、信息资源不足,时效较差、种类不全、内容不丰富、基准不一、时空搭配
13、不合理。 众多急需的相关基础信息资源建设还极不完善,服务于多层次业务需求的各专业数据库的建设尚未全面启动。 信息的规范化和数字化程度过低。动态信息采集环节薄弱,信息积累未能全面规范化。与相关行业的信息交流不畅。,2、信息共享困难,服务目标单一,导致条块分割 标准规范不全,形成数字鸿沟 共享机制缺乏,产生信息壁垒 基础设施不足,阻碍信息交流,3、应用基础薄弱,软件功能单一、系统性、标准化程度低 资源开发层次低、成本高、维护困难,规划的原则与范围,规划的原则 规划的范围,规划原则,近期以重点建设信息基础设施、解决信息资源不足与共享困难问题为突破口,中期以增强信息深加工能力、提供高水平专业应用服务为
14、主攻方向,远期以全方位实现水利信息化为发展目标。金水工程规划遵循的五大原则: 1、应用先导 2、整体性与阶段性 3、开放性与标准化 4、安全优先 5、适度前瞻性,规划范围,金水工程的规划范围为全国水利行业,包括水利部机关、直属单位、各流域机构、各省(自治区、直辖市)水行政主管部门。 各部门根据本规划,分别制定或完善本地区、本部门的具体建设规划。,建设目标与任务,指导思想 建设目标 实施原则 建设任务,指导思想,统一规划,各负其责 平台公用,资源共享 急用先建,务求实效,建设目标,近期:基本完成重点工程建设,部署其他业务应用,基本形成金水工程的综合体系,有效解决信息资源不足和资源共享困难,力争在
15、水利部、七大流域机构和经济发达地区率先实现水利信息化; 中期:基本完成金水工程建设,为实现水利现代化奠定基础; 远期:全面实现水利信息化。,实施原则,确保重点建设 强化保障措施 充分利用资源 重视科学研究 建设管理并重,建设任务,水利信息基础设施 业务应用 保障环境,金水工程基础设施建设,信息采集系统 水利信息网 水利数据中心,业务应用建设,近期依托重点工程,初步满足业务应用需求; 中期完善已建系统,基本建成十大水利业务应用; 远期以全面实现水利业务应用信息化为目标,提高水利综合服务能力。,保障环境建设,保障环境是水利信息化综合体系的有机组成部分,是金水工程得以顺利进行的基本支撑。 保障环境的
16、建设需适度超前。 规划近期:制定和执行相应的政策法规、技术标准,做好保障环境自身的建设。 规划中期:主要采取相应的行政和技术手段,预防和解决水利信息化过程中存在的矛盾和问题。 规划远期:通过政策、标准、规范、措施等要素的不断完善,形成完整的金水工程保障环境。,保障环境建设的重点任务,制定标准 确保安全 理顺关系 培养人才,金水工程综合体系,体系结构 金水工程基础设施 业务应用体系 保障环境,金水工程综合体系,金水工程保障环境,金水工程基础设施,水利信息化综合体系结构,业务应用,水利信息网,金水工程采集设施,数据中心,支撑应用,信息服务,信息汇集与存储,用户应用,金水工程基础设施,金水工程基础设
17、施是水利业务应用的支撑平台,是实现水利信息资源共享与开发的基础,是金水工程综合体系的骨干。 金水工程基础设施由水利信息采集、水利信息网、水利数据中心三大部分构成。,信息采集,信息来源 信息分类与分布 信息采集模式,网络建设策略,在国家政务外网公共网络平台建成之前,水利信息网的骨干网、流域省区网、城域网要利用公网进行建设。 水利信息网从国家防汛指挥系统工程的实施中开始建设。 政务内网的建设,严格执行国家的相关政策和有关规定。,水利数据中心,水利数据中心是水利信息汇集、存储与管理、交换和服务的中心。 由信息汇集与存贮、信息服务和支撑应用组成。,支撑应用,支撑应用是将水利业务中的共同业务逻辑作为公共
18、业务处理逻辑提取出来,形成业务应用开发所需的基本组件集,减少重复开发,提高业务应用的规范程度与技术水平。,业务应用体系,水利业务分类 业务应用体系结构框架 业务应用实现,保障环境,标准体系 安全体系 建设和运行管理机制 相关政策 投资 人才队伍,水利主要业务应用,防汛抗旱 水利行政资源管理 水资源管理决策 水质监测与评价 水土保持监测与管理 水利工程建设与管理 农村水电及电气化管理 水利信息公众服务 水利规划设计管理 水利专业数字图书馆,防汛抗旱,防汛抗旱业务应用建设的总目标是在金水工程基础设施的支撑下通过系统建设为各级防汛抗旱部门及时地提供各类防汛抗旱信息,较准确地做出雨情、水情和旱情的预测
19、预报,为防汛抗旱调度决策和指挥抢险救灾提供有力的技术支持和科学依据。具体来说,就是建设国家防汛抗旱指挥系统。,江泽民同志1998年在全国抗洪抢险总结表彰大会上的讲话中高度赞扬“水利、气象、水文等方面的科技工作者夜以继日地工作,发挥了重要的技术指导作用。”,1999年6月,江泽民同志在视察花园口水文站时要求:“水情资料的汇集越快越好,更充分利用现代化的通信手段,保证在任何情况下都能把数据拿到,为决策提供及时、准确的依据。”,温家宝总理曾经指出:“各级气象、水文部门加强天气和水情的检测,比较及时准确地提供了天气、汛情预报,为各级领导决策和指挥提供了依据,为抢险救灾和人民安全转移争取了时间。”,在2
20、001年国家防总第一次工作会议上再次强调:“抓好防汛指挥系统建设,提高防汛抗旱现代化技术水平。防汛工作要坚持工程措施和非工程措施并重,要运用现代科学技术,加快防汛指挥调度现代化进程,使之与当代社会经济的发展相适应。要抓紧国家防汛指挥系统的建设,为防汛抗旱指挥调度提供先进的决策支持手段。”,用五年左右 的时间,建成覆盖七大江河重点防洪地区,先进、实用、高效、可靠的防汛指挥系统,能为各级防汛部门准确、及时地提供各类防汛信息,进行洪水预报、防洪调度决策和指挥防洪抢险救灾提供科学依据和有力手段。并要基本建成覆盖重点易旱地区的抗旱信息收集和处理系统。,项目建设目标,总目标:,项目建设范围,统一领导、统一
21、规划、统一标准、统一组织实施; 统筹兼顾,公专结合,充分利用电信、电力、农业、气象以及水利部门现有的通信,网络及信息资源,避免重复建设; 先进、实用、高效、可靠; 统一规划设计,分期实施,边建边受益; 投资分摊,多方筹资,调动各方积极性;,项目建设原则,信息采集系统 通信系统 计算机网络系统 决策支持系统 天气雷达应用系统,系统组成,天气雷达系统(6),信息采集系统,228个工情分中心 267个旱情分中心 224个水情分中心,松辽委、海委、黄委、淮委、长委、太湖局、珠委防办,31个省(区、市)防办,流域系统,省(区、市)系统,地(市)系统,通信系统,计,算,机,网,络,系,统,通信线路,县级及
22、其以下,决,工情 采集点 (927 ),中央报 汛站 (3002),移动工情采集点 (15)),旱情采集点 (1265) 旱情监测站 (1800),策,支,持,系,统,系统总体结构,信息采集系统,信息采集系统是国家防汛抗旱指挥系 统工程的基础 防汛抗旱工作需要四大类基本信息 水雨情信息 工情信息 旱情信息 灾情信息,信息采集系统,信息采集系统,水情采集系统,工情采集系统,旱情采集系统,水情分中心 224,中央报汛站3002,工情分中心 65,工旱情分中心 163,旱情分中心 104,工情采集点 545,旱情采集点 883,移动工情采集点 15,旱情监 测站 1800,工旱情采 集点 382,信
23、息采集系统建设任务,通信系统,通信系统建设目标,(1)为防汛抗旱信息的采集传输及 计算机网络系统提供可靠的信 道保障 (2)为抗洪抢险和各级防汛抗旱的 调度提供通信保障,通信系统,通信系统建设原则,(1)遵守水利部、邮电部“关于 邮电公用通信网与水利防汛专用 通信网的关系及分工的协议” (2)充分利用现有通信资源,公专结 合,互为补充。,计算机网络系统,建设目标,(1)实现防汛抗旱信息的自动交换 和共享,全面提高防汛抗旱自 动化的水平和工作效率,为防 汛抗旱信息畅通,及时抗洪救 灾,提供有效的计算机网络通 信保障 (2)为水利信息化提供网络支持,建成NFCnet互连互通的四级网络系统,计算机网
24、络系统,层次结构,部机关网络中心,流域网络中心,备用网络中心,省(区、市)网络中心,水情分中心,工情分中心,其它,骨干网,地区网,园区网,用户,用户,部门网,用户,用户,部门网,旱情分中心,部门网,用户,用户,工程管理单位,防洪工作内容和决策流程(4阶段),开发内容,情报 预测预报 方案设计 决策,气象信息 水雨情信息 水库、蓄滞洪区运用信息 工程安全信息 灾害信息 .,暴雨预报 洪水量级估算 洪水预报 预测工程出险部位 预测灾害发展 灾区范围及损失 防洪形势分析 旱情预测分析,拟定调度方案(水量调度方案、工程抢护方案) 拟定防灾减灾方案,发布洪水警报 下达工程运用方案 组织人力物料抢护 洪泛
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