[發(fā)明專利]基于樹狀知識(shí)的復(fù)雜決策問題形式化的計(jì)算機(jī)處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010193110.6
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN102270202A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向陽;張波;黃震華;張硯秋;陳千;王棟
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30;G06N5/04
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領(lǐng)域

本方法涉及一種復(fù)雜問題形式化的計(jì)算機(jī)處理方法，尤其是涉及一種基于樹狀知識(shí)的復(fù)雜決策問題形式化的計(jì)算機(jī)處理方法。

背景技術(shù)

Herbert?A.Simon依據(jù)對決策問題結(jié)構(gòu)化程度，將決策劃分為程序化決策和非程序化決策。良結(jié)構(gòu)的決策問題可用程序化的方法求解；不良結(jié)構(gòu)的決策問題需用非程序化方法求解。這種觀點(diǎn)通常側(cè)重對決策問題結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的認(rèn)識(shí)，忽視對決策問題計(jì)算復(fù)雜程度的認(rèn)識(shí)。然而，任何問題都有結(jié)構(gòu)和計(jì)算兩方面客觀存在的特性，求解問題必須透徹理解問題的這兩方面。為此，本方法將復(fù)雜決策問題定義為：具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜和計(jì)算復(fù)雜兩種復(fù)雜的決策問題。其中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜是指決策問題組成元素及其關(guān)系的復(fù)雜；而計(jì)算復(fù)雜是指決策問題所含有的數(shù)據(jù)量大、計(jì)算時(shí)間長，在人的計(jì)算效率所允許的時(shí)間與空間范圍內(nèi)手工無法解決，需要借助計(jì)算工具來完成問題求解中計(jì)算過程的復(fù)雜。

表達(dá)與求解復(fù)雜決策問題是問題形式化的根本目的。本方法認(rèn)為復(fù)雜決策問題的形式化是認(rèn)識(shí)、理解，并表達(dá)問題的結(jié)構(gòu)，從而提高問題的結(jié)構(gòu)化程度，解決問題結(jié)構(gòu)復(fù)雜的過程。問題形式化的結(jié)果作為問題求解的基礎(chǔ)，有助于促使人們將問題形式化的結(jié)果與機(jī)器相結(jié)合，借助機(jī)器來解決問題的計(jì)算復(fù)雜。

傳統(tǒng)的決策問題結(jié)構(gòu)復(fù)雜的形式化過程一般首先是專家在錯(cuò)綜復(fù)雜的情況下判斷問題的結(jié)構(gòu)，提出假設(shè)以及各種數(shù)據(jù)和信息，然后經(jīng)過計(jì)算機(jī)的加工和處理求得問題的最優(yōu)或滿意的解決方案。然而這種方法難以適應(yīng)復(fù)雜管理環(huán)境對管理決策在線和高效的要求，從而成為了復(fù)雜問題求解系統(tǒng)的瓶頸。而對于解決決策問題的計(jì)算復(fù)雜，決定著決策與求解質(zhì)量的能力和技術(shù)不僅僅存儲(chǔ)在我們?nèi)祟惖拇竽X中，也同樣蘊(yùn)涵于今天稱之為“計(jì)算機(jī)”的工具之中，利用并發(fā)揮人類和計(jì)算機(jī)各自的長處，而把計(jì)算機(jī)和人結(jié)合起來，才是正確的追求目標(biāo)。人們將人工智能與認(rèn)知科學(xué)的理論成果引入復(fù)雜問題求解過程中，給機(jī)器注入了類似于人類的基于知識(shí)的定量處理能力，使問題求解過程建立在人的“心智”與計(jì)算機(jī)的“智能”的基礎(chǔ)之上，對分布在人與機(jī)器之間的不同層次、不同領(lǐng)域的信息和知識(shí)、定性與定量進(jìn)行綜合集成，達(dá)到對整體的完整認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的完美結(jié)合。

縱觀復(fù)雜問題形式化的研究成果，按其問題知識(shí)處理范圍的不同可以分為問題整體形式化方法和問題分解形式化方法。問題整體形式化方法將問題視為一個(gè)整體，使用規(guī)范的表示形式或者先前的類似問題處理經(jīng)驗(yàn)，從全局上進(jìn)行整個(gè)問題的形式化；而基于認(rèn)知科學(xué)的思想，問題分解形式化方法將復(fù)雜的大問題分解為多個(gè)相對簡單的小問題，然后再依次形式化這些小問題。這些研究成果將問題形式化過程中的一部分知識(shí)推理工作交由機(jī)器處理，在一定程度上提高了人機(jī)交互中機(jī)器完成工作的比重，推動(dòng)了復(fù)雜決策問題形式化的研究。然而它們存在如下幾個(gè)嚴(yán)重缺陷：

(1)復(fù)雜決策問題的形式化的目標(biāo)是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)“問題條件改變→數(shù)學(xué)模型改變→模型求解程序改變”的連鎖發(fā)應(yīng)。然而，目前的方法對動(dòng)態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力依然較差，缺乏對于其領(lǐng)域中各類問題的辨識(shí)與理解能力，沒有將問題領(lǐng)域知識(shí)作為其形式化工作的基礎(chǔ)；

(2)目前多數(shù)研究成果不自覺地將復(fù)雜決策問題形式化過程中人的思考與機(jī)器的“思考”(推理)分割開來。然而，對于人類來說復(fù)雜決策問題的形式化并非一蹴而就，這一過程更需要機(jī)器的支持；并且，人機(jī)完美結(jié)合的思想認(rèn)為人與機(jī)器的認(rèn)知過程是統(tǒng)一的、相互促進(jìn)、相輔相成的，作為人腦的延長，機(jī)器應(yīng)能夠協(xié)同人類探索問題形式化的規(guī)律，共同完成問題的形式化工作；

(3)目前的復(fù)雜決策問題形式化方法的研究成果多停留在理論層面，少有成功的應(yīng)用案例，復(fù)雜決策問題的形式化方法難以兼顧通用性與實(shí)用性。

方法內(nèi)容

本方法的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種動(dòng)態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，且具有良好的通用性與實(shí)用性的基于樹狀知識(shí)的復(fù)雜決策問題形式化的計(jì)算機(jī)處理方法。

本方法的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于樹狀知識(shí)的復(fù)雜決策問題形式化的計(jì)算機(jī)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)通過人機(jī)交互系統(tǒng)輸入問題信息，系統(tǒng)在問題分類樹中依次遍歷屬性節(jié)點(diǎn)，搜索取值分支，直到達(dá)到問題類別所對應(yīng)的葉節(jié)點(diǎn)；

2)系統(tǒng)確定復(fù)雜決策問題結(jié)構(gòu)；

3)系統(tǒng)判斷問題結(jié)構(gòu)是否已經(jīng)確立，如果判斷結(jié)果為是則進(jìn)行步驟4)，如果判斷結(jié)果為否則轉(zhuǎn)到步驟2)直到規(guī)則文件中的啟發(fā)式知識(shí)順次使用完畢，即得到問題的結(jié)構(gòu)信息；

4)獲取復(fù)雜決策問題數(shù)據(jù)信息；