決策支持系統(tǒng)在水資源規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

決策支持系統(tǒng)

在水資源規(guī)劃與管理中的應(yīng)用王忠靜清華大學(xué)決策與決策支持DSS的主要構(gòu)件及一般結(jié)構(gòu)形式DSS設(shè)計(jì)原則水資源規(guī)劃與管理DSS1.決策與決策支持決策的三要素：

決策者決策

對(duì)象決策

信息決策方法決策理論決策者的問(wèn)題決策者：人個(gè)體的集體的團(tuán)體的國(guó)家的國(guó)際的人的決策行為模式：如果怎樣，將會(huì)怎樣？模擬期望這樣，應(yīng)該怎樣？?jī)?yōu)化群決策決策對(duì)象的問(wèn)題決策對(duì)象：人（們）、事、物個(gè)體的人群體的人無(wú)形的事有形的事有形的物決策對(duì)象的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)化的，如有形的物半結(jié)構(gòu)化的，如有形的事非結(jié)構(gòu)化的，如人、無(wú)形的事決策信息的問(wèn)題信息是決策的決定要素完全信息與非完全信息決策中信息的處理收集（搜集）、傳輸、存儲(chǔ)、加工、使用加工分類、整理、統(tǒng)計(jì)、演繹、歸納、挖掘辨識(shí)、去噪（降噪）決策的發(fā)展人類的語(yǔ)言、思維和有目的的行為，是區(qū)別于其他動(dòng)物的重要標(biāo)志。人類有目的的行為，就是在人的行動(dòng)之前構(gòu)成的支配行為的理想和意圖，正是決策過(guò)程的成果。人類有文字記載的歷史，就是人類決策（決策者、決策對(duì)象，決策目的、方法、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)等）的歷史。淝水之戰(zhàn)、官渡之戰(zhàn)張良、諸葛亮重建汴宮工程（丁渭）：一個(gè)典型的系統(tǒng)工程地基所需土料來(lái)自開挖通往汴京運(yùn)河的工程運(yùn)河開鑿?fù)曛?，各地建筑材料通過(guò)運(yùn)河運(yùn)到開封汴宮重建之后，殘?jiān)鼜U物就近填平無(wú)用的運(yùn)河支丫二十世紀(jì)30年代，決策學(xué)取得了突飛猛進(jìn)的巨大成就。FrederickW.TayorFranckE.AndTillianM.GilbrechHarringtonEmersonHonryL.Gant決策不再是少數(shù)人超群的領(lǐng)導(dǎo)藝術(shù)了，而逐漸程序化、規(guī)范化，簡(jiǎn)言之，要求決策達(dá)到易被一般人所掌握的科學(xué)化的程度。二戰(zhàn)后，科學(xué)和技術(shù)急劇發(fā)展，客觀上需要更迅速、更有效的與更能自覺(jué)的綜合行動(dòng)。這種情況下，管理必須考慮管理者與被管理者的協(xié)同行為。胡桑經(jīng)過(guò)試驗(yàn)爭(zhēng)鳴，工人的行為對(duì)生產(chǎn)輸出頗具影響，考慮到工作者的行為這種因素，使管理發(fā)展成為目標(biāo)管理，即經(jīng)營(yíng)者對(duì)事業(yè)的經(jīng)營(yíng)必須建立明確的目標(biāo)或預(yù)期成果，并使工作者的切身利益同這種目標(biāo)和成果聯(lián)系起來(lái)，以形成團(tuán)體的統(tǒng)合目標(biāo)，以便使經(jīng)營(yíng)者與工作者相互配合、協(xié)調(diào)，達(dá)到生產(chǎn)的最高效率和最低的成本。50年代以后，，科研開始始與工業(yè)企企業(yè)聯(lián)合起起來(lái)，在這這過(guò)程中，，人們認(rèn)識(shí)識(shí)到管理的的中心乃是是決策。如如果決策錯(cuò)錯(cuò)了，微觀觀技術(shù)管理理愈科學(xué)，，損失愈大大。60年代后期，，出現(xiàn)了更更大規(guī)模的的科學(xué)——工業(yè)聯(lián)合體體二戰(zhàn)期間研研制原子彈彈的曼哈頓頓計(jì)劃50年代北北極星導(dǎo)彈彈研制計(jì)劃劃60年代阿阿波羅登月月飛行計(jì)劃劃各種決策方方法應(yīng)運(yùn)而而生：運(yùn)籌學(xué)博弈論系統(tǒng)分析系統(tǒng)工程學(xué)學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)代數(shù)學(xué)決策的輔助助工具也飛飛速發(fā)展電子計(jì)算機(jī)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)術(shù)人工智能系統(tǒng)論、信信息論、控控制論近年年來(lái)向歸一一化方向發(fā)發(fā)展，為決決策科學(xué)提提供了嚴(yán)密密的理論基基礎(chǔ)。仿真技術(shù)、、模擬理論論的出現(xiàn)及及其與電子子計(jì)算機(jī)技技術(shù)的配合合，為進(jìn)行行社會(huì)的““模擬試驗(yàn)驗(yàn)”，如軍軍事上的戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)模擬、、社會(huì)經(jīng)濟(jì)濟(jì)模擬等帶帶來(lái)了可能能。決策學(xué)開始始收到各國(guó)國(guó)的普遍重重視，并投投入巨大人人力、物力力和財(cái)力來(lái)來(lái)深入研究究。美國(guó)1948年成立立“蘭德公公司”，1954年年成立拉默默·伍德里里奇公司、、斯坦福研研究所、赫赫德森研究究所英國(guó)成立了了倫敦戰(zhàn)略略研究所法國(guó)成立計(jì)計(jì)劃研究與與發(fā)展部1972年年日本神戶戶大學(xué)設(shè)立立了系統(tǒng)工工程學(xué)科隨后，美國(guó)國(guó)、蘇聯(lián)、、日本、加加拿大、捷捷克、法國(guó)國(guó)、西德等等17國(guó)組組織成立國(guó)國(guó)際應(yīng)用系系統(tǒng)分析研研究所個(gè)人決策向向團(tuán)體決策策發(fā)展現(xiàn)代社會(huì)生生產(chǎn)的精微微性、宏大大性、高速速性、瞬變變性，以及及隨之而來(lái)來(lái)的社會(huì)物物質(zhì)財(cái)富的的增加，人人們物質(zhì)和和精神生活活水平的提提高，社會(huì)會(huì)平均智能能水平極大大提高，要要求現(xiàn)代的的決策與管管理由個(gè)人人的手工業(yè)業(yè)方式向集集團(tuán)的自動(dòng)動(dòng)化方式發(fā)發(fā)展?？刻焯觳诺摹俺恕钡某簺Q策藝藝術(shù)的決策策時(shí)代已經(jīng)經(jīng)逐漸變?yōu)闉闅v史，取取而代之的的必然是電電子計(jì)算機(jī)機(jī)和現(xiàn)代通通訊手段密密切配合的的集團(tuán)的現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)決決策決策的發(fā)展展趨勢(shì)定性決策向向定量決策策發(fā)展決策和管理理的活動(dòng)在在遵循著定定性、定量量、定性與與定量相結(jié)結(jié)合的道路路上前進(jìn)。。決策活動(dòng)動(dòng)的定量發(fā)發(fā)展與普及及，為決策策與管理活活動(dòng)的科學(xué)學(xué)化奠定了了基礎(chǔ)，而而定性與定定量的結(jié)合合將把決策策與管理的的科學(xué)推向向更高的發(fā)發(fā)展階段。。單目標(biāo)向多多目標(biāo)綜合合發(fā)展現(xiàn)代決策活活動(dòng)的目標(biāo)標(biāo)不但不是是單一的，，而且就是是以經(jīng)濟(jì)利利益為核心心的多目標(biāo)標(biāo)綜合也是是容納不下下的，目標(biāo)標(biāo)要容納更更廣闊的社社會(huì)的、非非經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)領(lǐng)域。這意意味著目標(biāo)標(biāo)本身也構(gòu)構(gòu)成一個(gè)難難以確定的的龐大系統(tǒng)統(tǒng)。戰(zhàn)略決策向向更遠(yuǎn)的未未來(lái)發(fā)展為了使決策策活動(dòng)的時(shí)時(shí)域向遠(yuǎn)延延伸，決策策者不但要要把握過(guò)去去和現(xiàn)在的的信息，而而且要經(jīng)過(guò)過(guò)科學(xué)的預(yù)預(yù)測(cè)，通過(guò)過(guò)時(shí)間序列列系統(tǒng)鏈的的約束分析析，掌握未未來(lái)的信息息，理性的的認(rèn)識(shí)遙遠(yuǎn)遠(yuǎn)的未來(lái)。。決策是對(duì)對(duì)未來(lái)實(shí)踐踐的方向、、原則、目目標(biāo)、方法法等所作的的決定，所所以，決策策從本質(zhì)上上說(shuō)仍是未未來(lái)的，而而未來(lái)又是是有多種可可能性的。。要決策，，就要認(rèn)識(shí)識(shí)、把握向向遙遠(yuǎn)延伸伸的不定的的未來(lái)。什么是決策策支持引導(dǎo)決策者者使用先進(jìn)進(jìn)理論為決策者提提供先進(jìn)決決策工具完整的信息息處理高度的信息息提煉友好的決策策支持模式式快速的反應(yīng)應(yīng)能力2.DSS的主要要構(gòu)件和一一般結(jié)構(gòu)串連式并連式熔合式網(wǎng)絡(luò)式3.DSS設(shè)計(jì)原原則完善的數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)及其管管理系統(tǒng)一個(gè)決策過(guò)過(guò)程是由數(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的的除一般功能能外，DSS中數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理理系統(tǒng)還要要：面向決策過(guò)過(guò)程組織和和管理數(shù)據(jù)據(jù)面向模型、、面向模型型生成來(lái)使使用數(shù)據(jù)面向不同用用戶（決策策者）來(lái)描描述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理理系統(tǒng)的全全部功能。。包括數(shù)據(jù)據(jù)的定義、、檢索、修修改、增刪刪、插入等等功能，以以及保證數(shù)數(shù)據(jù)的獨(dú)立立性、完整整性、一致致性、安全全保密性等等。數(shù)據(jù)字典。。它是組成成數(shù)據(jù)庫(kù)的的一個(gè)部分分。數(shù)據(jù)字字典中一般般包含數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定定義、數(shù)據(jù)據(jù)類型的描描述、數(shù)據(jù)據(jù)的占有者者、使用權(quán)權(quán)以及數(shù)據(jù)據(jù)的來(lái)源等等等信息，，以提供DSS隨時(shí)時(shí)查考。數(shù)據(jù)的查詢?cè)?、提取、、轉(zhuǎn)換的服服務(wù)。即把把從系統(tǒng)其其他部分傳傳輸來(lái)的各各種數(shù)據(jù)請(qǐng)請(qǐng)求命令轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)管理系系統(tǒng)的等價(jià)價(jià)操作，并并把結(jié)果返返回請(qǐng)求者者。外部訪問(wèn)手手段，即與與其它有關(guān)關(guān)系統(tǒng)連接接的接口，，以便必要要時(shí)從系統(tǒng)統(tǒng)外部獲取取數(shù)據(jù)?？煽康哪Ｐ托蛶?kù)及其管管理系統(tǒng)模型是決策策定量化的的精髓，對(duì)對(duì)模型的直直接管理與與建?；顒?dòng)動(dòng)是決策支支持系統(tǒng)區(qū)區(qū)別于一般般管理信息息系統(tǒng)的一一個(gè)重要標(biāo)標(biāo)志。在決策支持持系統(tǒng)的決決策活動(dòng)中中，對(duì)決策策方案的生生成、評(píng)價(jià)價(jià)和選擇都都需要有模模型或模型型鏈的支持持。模型管理系系統(tǒng)的功能能：模型庫(kù)與模模型字典的的定義、建建立、存儲(chǔ)儲(chǔ)、查詢、、修改、刪刪除、插入入以及重構(gòu)構(gòu)等。模型的選擇擇、建立、、拼接與組組合，提供供根據(jù)用戶戶命令將一一些簡(jiǎn)單子子模型構(gòu)造造成復(fù)雜模模型的手段段，以形成成一些串聯(lián)聯(lián)或并聯(lián)的的復(fù)雜模型型鏈。模型運(yùn)行的的控制。從從調(diào)用者處處獲取輸入入?yún)?shù)，傳傳給模型、、并使模型型運(yùn)行，把把結(jié)果及有有關(guān)參數(shù)輸輸回調(diào)用者者或指令的的地方。數(shù)據(jù)庫(kù)接口口的轉(zhuǎn)換。。為了減少少模型對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理理系統(tǒng)的依依賴，模型型對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)的訪問(wèn)應(yīng)應(yīng)有一個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換接口，，將標(biāo)準(zhǔn)訪訪問(wèn)形式化化成具體系系統(tǒng)要求的的形式。中間數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)，即“黑黑板”結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用。。模型運(yùn)行行后，其結(jié)結(jié)果常常需需要進(jìn)行臨臨時(shí)存儲(chǔ)，，并和決策策者交互，，以便進(jìn)一一步處理，，或作為其其它模型的的輸入，如如此圍繞著著中間數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)把各種種模型有機(jī)機(jī)的連接起起來(lái)，是決決策支持系系統(tǒng)的構(gòu)造造特點(diǎn)之一一。友好的人機(jī)機(jī)交互界面面人機(jī)交互界界面是體現(xiàn)現(xiàn)決策支持持的窗口人機(jī)交互界界面應(yīng)符合合決策者決決策行為人機(jī)交互界界面是數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)管理系系統(tǒng)、模型型庫(kù)管理系系統(tǒng)和決策策邏輯的具具體體現(xiàn)人機(jī)交互界界面通常占占開發(fā)時(shí)間間的60％％以上一個(gè)良好的的人機(jī)交互互界面多樣性（可可同時(shí)支持持有經(jīng)驗(yàn)或或無(wú)經(jīng)驗(yàn)的的用戶）容錯(cuò)性（有有較好的錯(cuò)錯(cuò)誤修復(fù)能能力）有效性（完完成任務(wù)只只需較少的的努力）便利性（提提供友好的的訪問(wèn)途徑徑）柔性性（可通通過(guò)多種途途徑進(jìn)行某某項(xiàng)操作））一致性（最最少的用戶戶培訓(xùn)和非非期望動(dòng)作作）友善形（較較好的幫助助和錯(cuò)誤信信息提示））相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)原則維護(hù)的一致致性；錯(cuò)誤校正簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、迅速速；減少輸輸入工工作；；為不同同經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的用用戶提提供多多種交交互方方式，，靈活活使用用；允許用用戶在在進(jìn)行行費(fèi)時(shí)時(shí)操作作過(guò)程程中，，執(zhí)行行另一一項(xiàng)操操作；；提供適適當(dāng)?shù)牡男畔⑾⒎答侌?，使使用醒醒目的的提示示?biāo)志志；對(duì)一些些重要要操作作提供供確認(rèn)認(rèn)；提供可可用的的在線線幫助助系統(tǒng)統(tǒng)以及及一些些建議議。DSS設(shè)計(jì)計(jì)步驟驟從需求求分析析入手手完成三三大系系統(tǒng)框框架圖圖系統(tǒng)功功能框框架系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)框框架系統(tǒng)邏邏輯框框架原型開開發(fā)子構(gòu)件件開發(fā)發(fā)系統(tǒng)集集成原型增增長(zhǎng)與與優(yōu)化化功能框框架人機(jī)交互系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)庫(kù)專用GIS庫(kù)模型庫(kù)方案庫(kù)知識(shí)庫(kù)GIS支持平臺(tái)專家咨詢規(guī)劃決策者信息查詢現(xiàn)狀評(píng)價(jià)水文模型需水預(yù)測(cè)供需平衡方案決策公共服務(wù)結(jié)構(gòu)框框架水問(wèn)題現(xiàn)狀評(píng)價(jià)模型GIS支撐的流域水資源管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)宏觀經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出模型水資源配置及供需平衡分析模型區(qū)域需水

預(yù)測(cè)模型宏觀經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)分析模型水資源循環(huán)分析模型