决策支持系统中模型和模型库：模型生成技术（二）（ Amt 袁磊）

决策支持系统中模型和模型库：模型生成技术（二）

By Amt 袁磊

三、模型生成的一般步骤

模型的描述方式与模型的生成有密切的关系，不同的描述方式具有不同的工作步骤，有时它们之间的差别还很大。模型生成的一般步骤如下：

1、 系统分析

由人和机器共同完成的决策系统要进行系统分析（又叫背景分析）。机器的作用是提供实体的仿真环境，并利用推理功能分析达到决策目的的途径；人的作用是观察仿真环境和实际系统的差别，及时予以必要的矫正，利用自己的经验和知识对达到决策目的作出分析和判断。系统分析的主要内容是达到系统目标所设计的内因和外因、定量和定性因素及其研究方式的统一。

2、 确定模型的描述方式

定量描述一般要采用数学模型，需要确定：模型的种类，例如微分方程、差分方程、代数方程等；模型的性质，如随机的、确定的、模糊的、动态的等；模型相应的结构，例如模型的维数、阶次、约束条件、优化准则等。这种定量描述方式一般适用于结构化问题，对于半结构化或非结构化问题，确定推理形式十分重要。一般的DSS都应该有一个推理系统，这个系统不仅包括把环境嵌入推理机，而且要利用推理寄来判断量化或非量化因素设立的合理性、数学描述的合理性等。

3、 参数设定

首先利用推理系统检查模型参数的含义，确定能否利用系统已有的信息得到参数的数值。如果无法直接得到参数值，人的干预是非常必要的，特别是对于那些有明确物理含义但推理系统没有得出结论的参数数值，人的经验和直觉是很有效的。

按一般的逻辑程序，参数设定后模型就生成了，接下去的工作是求解和确定决策方案。实际上，对所生成的模型的评价和检验仍然是十分重要的工作。所以，模型的生成过程还有以下三个后续步骤。

4、 模型评价和结果检验

可以利用人的经验和知识，也可以利用实际数据、推理系统、仿真试验来对模型作最后的结果检验，然后作出评价。如果对模型满意则转入下一步骤，否则，就应该重新考虑维数、参数、约束条件生成新的满意的模型。

5、 模型求解

有一些标准模型，例如规划模型、投入产出模型都有现成的程序，所有的相应求解程序都应随模型的生成而建立。

6、 报告输出

报告时介绍模型的一种正式文本，它不仅包含必要的数据和分析，而且要有一套随时调用的软件。这套软件可以帮助用户达到当前所设定的目标。

四、模型的动态生成

以上提到的模型生成步骤没有考虑系统与系统环境的变化对模型的影响，所生成的模型只使用描述系统报告期的状态，如果影响系统运动形态的内因和外因发生了变化，一般所生成的模型就不能确切的描述系统了。系统的内因和外因不会立刻全部发生变化，而且这种变化是一种局部的渐进过程，它只会部分的或者个别的改变系统的运动形态，所以实际上只需要对模型作局部修改。

根据系统的内因和外因变化修改模型，使之跟踪系统运动形态的过程称为模型的动态生成。模型的动态生成建立在模型生成的基础上，如果系统内还没有描述实体的模型，那么首先要生成一个模型，一般模型的动态生成包括仿真环境跟踪、模型参数更新、模型重构和推理调整等方面的内容。

1、 仿真环境的跟踪

系统仿真环境主要用来模拟影响系统运动形态的外因。量化因素置于数据库，非量化因素置于知识库，各种因素之间的关系可以用模型和推理系统来描述。仿真环境的内容修改一般包括：

·数据的增加和删除；

·知识更新；

·描述解释变量和参数的变化；

·系统仿真模型的变化；

改变系统仿真环境是动态生成模型的基础工作。仿真环境发生变化，模型一般情况下总要发生变化，有时模型对环境变化的反应不够敏感，环境变化不大时模型的分析精度仍然可以使用户满意，那就没有必要对模型进行修改。众所周知，仿真环境主要模拟影响系统的外因，所以仿真环境不变不等于说模型不变，当系统的内因发生变化时，仍然应该考虑模型的动态矫正。

2、 模型参数更新

当系统的内因和外因发生变化时，模型的结构不发生变化，仅变更模型的参数就可以了。在DSS中，模型参数的修改最好用人机交互来修改模型参数，特别是对于有确定物理含义的参数，人的干预有时会取得很好的效果。

3、 模型重构

系统的环境变化和内如因素的变化都会引起模型结构的变化。这就涉及到模型重构的问题。模型的重构主要指在模型中增删一些影响因素，不是模型的生成，这是两个不同的概念。当模型参数更新的方法不能提高模型对于系统的解释能力时，应该接着考虑模型的重构问题。

模型重构是一个相当复杂的问题，不同的模型生成远离对应着不同的模型重构方法。重构的内容主要是涉及的模型的维数、阶数、约束条件等，如果发生了发生了多重共线问题，那么重构就要重新选择模型的基底。

4、 调整推理

系统的内因和外因发生变化不仅影响模型的计算结果，而且还影响模型的推理分析。特别是研究社会、经济现象时，一项政策发生了变化往往迫使决策人员的思维方式跟随着发生变化，因此模型中推理机制也应该作相应的调整。这种推理调整对模型重构起着重要的指导作用。

必须指出，推理调整过程中的一个困难问题是寻找变化的知识对模型的影响，不希望环境每发生一点变化就全盘修订现有的决策，只希望对决策作相应的调整，调整什么部位、调整的方向是什么、幅度多大，等等，这些问题的最终确定存在着不小的难度。