决策支持系统缘起于计算机在商业和管理领域的大规模应用。随着计算机应用的广泛与深入,无论在商业领域还是生产领域或者管理领域,用户对决策支持都提出了越来越高的要求。由于国内城市燃气管道风险管理技术起步较晚,智能决策支持平台应用于管道管理方面很少,目前城市燃气管道风险管理技术多以风险评价为基础[1]。这种单一的评价体系往往是对大量静态数据的分析、处理基础上建立相关模型。城市燃气管道风险管理智能决策支持系统是为了提高管道风险管理的科学性和有效性而开发的决策支持平台,该平台在充分调研管道风险管理相关技术的基础上,选择智能决策支持系统(IDSS)的四库结构作为体系结构,这一结构包含了IDSS的核心部分,能高效地应用于管道风险管理。详细设计了四库的各个部分,并利用这种构架实现了城市燃气管道风险管理智能决策支持系统。
智能决策支持系统是人工智能与决策支持系统的结合。起初的决策支持系统属于定量分析这种较为传统的方法,而人工智能中的专家系统属于定性分析,结合两者形成的系统就是IDSS。显而易见,IDSS是一种更为综合的软件系统。决策支持系统一般是基于数据库的,在此基础上有一系列的模型和方法,而专家系统一般是基于知识库的,与此密切联系的有推理机和动态数据库[2]。IDSS研究的重点就是将这两者有机地结合起来,将知识推理加入模型运算中,最大化决策支持系统的非结构化问题求解能力。
智能决策支持系统的四库系统指的是数据库系统、模型库系统、方法库系统和知识库系统,它们是DSS常用的也是核心的组成部分。数据是决策支持的基础,模型是方法面向具体决策的一种组织,方法一般是指基于运筹学和仿真技术等的算法,是构成模型的基础,知识是合理组织的关于某特定领域的陈述型知识和过程型知识的集合[3]。四库结构的模型图如图1所示。
采用IDSS的四库系统结构,建立城市燃气管道风险管理智能决策支持系统的构架。其中,数据库管理系统提供管道、地理图层的数据支持及维护;方法库管理系统主要提供管道风险指标评价方法、管道是否泄漏判断方法等,以及相关接口等;模型库管理系统提供管道泄漏定位、重大事故如火灾、爆炸的后果模拟;知识库管理系统提供事故应急预案、事故损坏等级。
数据库是IDSS的重要数据资源,是模型库、方法库和会话系统的基础部分。管道风险管理主要涉及到两个最基本数据库:管道基本信息库、区域地理图层库。
管道基本信息库:基于数字化的管道地图数据源,对管道进行分段编排,从而进行编号,并以管道编号为区分管道的关键字段,然后采集各段管道数据作为数据源参数。
区域地理图层库:采用GIS、DATA-BASE等技术,建立管道区域地理图层库,图层库中包括区域轮廓图层、管道图层等。在此图层库上实现的功能有:图库管理、图形编辑、地形图显示、地形图查询、文图数据的交互查询、各种图元代表的符号库设计与管理等。
方法库是实现方法的建立、更新、检索、方法库与模型库之间的通信以及有关文件和方法库字典的管理等。管道管理包含风险评价方法、事故判断与应急预案方法等。
模型库是给决策者以通过推理、比较、选择来分析解答整个问题的能力,所有的决策都要求不同程度地建立模型。因此,在IDSS中模型部件的地位是十分重要的。管道风险管理涉及到的模型主要有:管道泄漏定位模型、重大事故后果模拟模型等。
知识库是合理组织的陈述型知识和过程型知识的集合,包含大量的简单事实、规则和过程型知识。建立知识库能为用户提供更为直接的咨询和建议。管道风险管理中需要建立的知识库主要包括:事故应急预案、事故损坏等级等。
事故应急预案是为降低事故发生后造成的损失,对相应事故采取应急措施,它集成了事故处置决策所需的信息,是应急决策支持系统的数据仓库。它包括以下内容:事故的描述、事故的维护、事故处理措施;事故发生后,针对事故不同的破坏程度,来采取相应的应急措施,为此建立事故损坏等级信息。
IDSS的最终目的是支持决策,一个通用智能软件通过人-机界面与决策者进行交互,通过处理机来执行对当前决策者及指令的理解知识任务,四库系统提供数据交换、消息传递、模型方法等,它是整个软件的核心。本文依据已建立的四库系统,进一步建立基于GIS的城市燃气管道风险管理智能决策支持系统,其软件IDSS结构如图2所示。
在GIS下,提供了一个交互良好的人-机界面,决策者通过人-机界面发布指令,由处理机调用四库系统及其他软件,实现数据库管理、方法库调用、模型模拟、知识库查阅等功能。通过数据交换等方式将运行结果及状态传递到人-机界面,供决策者决策。
本文为城市燃气管道的风险管理提供了一种灵活方便的、交互式的决策支持构架。主要的特点是:(1)系统分析了决策支持系统的四库系统体系结构。(2)设计了城市燃气管道风险管理智能决策支持系统的构架。(3)利用这种构架设计了城市燃气管道风险管理智能决策支持系统。
摘要：城市燃气管道风险管理智能决策支持系统是致力于对整个城市燃气管道系统的风险管理提供智能决策支持平台。本文系统分析了智能决策支持系统的四库系统体系结构,并构建了一个城市燃气管道风险管理智能决策支持系统的构架,在此基础上初步实现了城市燃气管道风险管理智能决策支持系统。这一系统的建立能为城市燃气管道风险管理加强科学决策提供重要依据。
关键词：燃气管道,风险管理,智能决策支持系统
[1] Liu,JuN'E,Wang,Xin.Study on riskevaluation intelligent decision supportsystem of urban gas pipeline.3rd In-ternational Conference on InnovativeComputing Information and Control,ICICIC'08,2008,p 4603789.
[2] 陈希林,肖明清,吴志强.智能决策支持平台的柔性体系结构研究[J].计算机工程与应用,2007,43(17):236-240.
[3] 俞瑞钊,陈奇.智能决策支持系统实现技术[M].杭州:浙江大学出版社,2000.
[4] 王凯全,邵辉.事故理论与分析技术[M].北京:化学工业出版社,2004.
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