1、从决策方法、决策支持到复杂系统工程华中科技大学系统工程学科三十余年发展 20122012年年1010月月王红卫 教授汇 报 提 纲1、学科历史沿革2、决策理论与方法3、决策支持与决策支持系统4、复杂系统工程1、学科历史沿革学科建立u1978年，陈珽先生等老一辈学者建立了华中科技大学系统工程专业，是国内最早成立系统工程专业的单位之一u在国内首批招收系统工程硕士研究生20余人u全国首批硕士学位和博士学位授予学科点，并设有博士后流动站学科建立1、学科历史沿革学科发展u1988年，系统工程研究所成立u1994年，系统工程学科被批准为湖北省重点学科u2000年，成功申报系统科学理学博士点，是国内高校中最
2、早具有系统科学理学与系统工程工学两个博士点的单位u2002年，被评为国家级重点学科学科发展陈珽费奇 多类型动员预案发展历程国家科技进步二等奖主攻方向决策与优化以水电系统作为主要研究对象主攻方向决策理论与方法 、决策支持 以社会经济与大型工程系统为主要研究对象系统科学理论系统分析与集成理学博士点授予权主攻方向复杂系统应用研究复杂系统理论研究复杂系统的动力学行为分析扩展群集行为的分析与控制水资源系统为中心的复杂工程系统扩展以应急决策系统为主的复杂社会系统985工程二期项目 “基于网格的高性能计算与复杂系统仿真平台国家发改委“ 国家国民经济动员仿真演练研究中心 ”平台建设211工程三期项目“ 复杂系
3、统信息处理 、控制与决策”系统工程专业建立197819882007200320122001系统工程国家重点学科控制科学与工程国家一级重点学科1、学科历史沿革学科发展 水电部科技进步一等奖 系统工程研究对象特点系统工程研究对象特点人人+ +控制系统控制系统1、学科历史沿革学科方向凝练决策很重要决策很重要催生催生研究对象研究对象各类系统各类系统环境系统企业系统教育系统社会系统科技系统经济系统建模与建模与仿真仿真决策决策科学科学运筹学运筹学控制论控制论对学科的理解对学科的理解开始阶段开始阶段1、学科历史沿革学科方向凝练决策理论和方法决策理论和方法催生催生研究对象研究对象各类系统各类系统环境系统企业系
4、统教育系统社会系统科技系统经济系统建模与建模与仿真仿真决策决策科学科学运筹学运筹学控制论控制论对学科的理解对学科的理解决策决策支持及系统支持及系统网网络络信信息息技技术术信息检测信息处理信息管理信息共享决策支持与决决策支持与决策支持系统策支持系统1、学科历史沿革学科方向凝练理论研究复 杂 系 统复杂系统动力学行为分析、优化与决策复杂系统动力学行为分析、优化与决策 应用研究动态性多主体性涌现性复杂系统共性问题工程系统社会系统真实复杂系统自然系统对学科的理解对学科的理解复杂系统工程复杂系统工程1、学科历史沿革学科方向凝练汇 报 提 纲1、学科历史沿革2、决策理论与方法3、决策支持与决策支持系统4、
5、复杂系统工程2决策理论与方法【背景及特色】 社会经济系统存在大量的多目标群决策、不确定性决策问题，同时由于多主体自利性而产生博弈和冲突问题，围绕社会经济系统中的控制与决策问题，研究和探讨相关的理论、方法和应用，可为决策者选择最优或满意的系统方案提供支持个人决策随机、模糊、灰色等决策个体理性及方案优化多目标决策多人单向决策（无利益冲突）双向双边决策（有利益冲突）行为决策多向多边决策群体理性与决策民主化决策的认知性与复杂性个人谋略与机制设计委员会决策与社会选择协商/谈判/仲裁（地位平等）演化博弈与计算社会选择描述性决策信息的不确定、不完全与不对称；行为的完全理性、有限理性及非理性；环境的动态与随机
6、主从博弈及拍卖（地位不平等）2决策理论与方法-内容体系【内容体系】冲突分析与博弈群决策与社会选择不确定性决策及多目标决策2决策理论与方法-研究工作协商谈判及拍卖机制工作演进u提出了多目标决策问题的对话式求解及敏感性分析方法，研究了信息不确定条件下决策者偏好和愿望的表达理论创新u提出了Stackelberg主从博弈的仿射型诱导策略的的求解方法，并用隐函数法设计连续诱导策略u设计了Bayesian-Nash激励相容机制，给出事间与事后理性的鲁棒协商机制的设计方法u提出了激励相容表决程序的防操纵性判据，建立了防操纵性社会选择规则设计的基本准则2决策理论与方法-研究成果陈珽，决策分析，北京：科学出版社
7、，1987陈珽先生潜心研究决策理论，编著的决策分析是国内最早系统地介绍此学科方向的学术专著，影响了几代人在该领域的研究 。2决策理论与方法-研究成果 1987年陈琳教授发表在Management Science上的有关教育规划方面论文是第一篇中国大陆学者在该杂志发表的研究论文2决策理论与方法-研究成果1996年罗云峰教授在经济学领域的顶级杂志JournalofEconomicTheory发表上有关社会选择理论的研究论文2决策理论与方法-研究成果u 水电部重点科研项目河流最优开发的研究，为河流开发提供了理论依据，获水电部科技进步一等奖（1988）u成果“三峡工程经济评价研究”获国家科委科技进步一
8、等奖(1992)，为三峡工程建设的科学决策提供了有效支持汇 报 提 纲1、学科历史沿革2、决策理论与方法3、决策支持与决策支持系统4、复杂系统工程DSS产生v 只能帮助管理者对信息作表面上的组织和管理，而不能把信息的内在规律更深刻地挖掘出来为管理决策服务。v 面对复杂问题时，难以实现模型的组合和交互，辅助决策的有效性降低。2决策支持与决策支持系统-产生背景【电子数据处理与管理信息系统】【管理科学/运筹学】u可以针对管理者面临的半结构化和非结构化决策问题，综合利用大量数据，有机组合众多模型，通过人机交互，辅助各级管理者实现科学决策2决策支持与决策支持系统-内容体系【内容体系】集中式决策支持系统模
9、型管理建模支持信息管理分布式、多人决策支持系统分布式决策支持组织决策支持与MAS基于Web决策支持基于网格决策支持模式内容应用领域宏观经济分析教育规划决策大型水利工程矿产资源管理与决策其它领域定性与定量相结合的综合集成研讨厅分布式决策支持建模支持与模型管理组织决策支持工作演进u提出了基于框架和算子的建模支持和模型表示方法u提出了解释结构建模算法和可变系统结构建模方法理论贡献u定性与定量相结合的综合集成框架及研讨厅u采用D-S信度来描述模型的不确定性，构造了用于模型选择的评价函数，设计了分布式环境下模型聚结与选择的黑板结构模型u建立了基于MAS的组织决策的过程模型，提出了基于agent的交互性和
10、社会性的组织模型及组织协作和冲突消解策略u通过Web、网格环境下的网络环境构造了分布式式组织决策的模型管理与资源调度平台2决策支持与决策支持系统-研究工作2决策理论与方法-成果应用u大型水电工程：将建模模型与决策支持的理论方法运用到三峡工程管理实践中，建立了三峡工程散装水泥/粉煤灰实时调度指挥系统，在三峡工程的建设中发挥了重要作用u轨道交通工程：将建模支持和决策的理论和方法应用于数字轨道工程建设管理，建立了数字轨道工程集成建设控制系统，在武汉地铁建设过程中发挥了重要作用u宏观经济分析与决策：采用定性与定量相结合的综合集成框架及研讨厅体系，设计和开发了宏观经济智能决策支持系统MEIDSS，对宏观
11、经济进行预测、监测、建模分析及评价，支持国家宏观经济管理的优化决策【应用领域】三峡工程散装水泥/粉煤灰实时调度指挥系统，2000年获国家科技进步二等奖2决策支持与决策支持系统-应用成果数字轨道交通工程集成建设关键技术及应用，2006年获国家科技进步二等奖2决策支持与决策支持系统-应用成果汇 报 提 纲1、学科历史沿革2、决策理论与方法3、决策支持与决策支持系统4、复杂系统工程理论研究复 杂 系 统复杂系统动力学行为分析、优化与决策复杂系统动力学行为分析、优化与决策 应用研究动态性多主体性涌现性复杂系统共性问题工程系统社会系统真实复杂系统自然系统4、复杂系统工程学科方向【问题背景】复杂系统的模型
12、与行为的研究是从20世纪末以来出现的科学研究的新热点，除稳定性之外，复杂系统还有许多其他丰富的动态特性时间状态指数稳定性周期性分叉时间状态参数状态94.1复杂系统的动力学行为分析【主要成果1】：复杂系统的稳定性u系统地建立了非线性随机系统的新颖的拟单调流方法；u提出了复杂系统稳定性的拟合比较逼近方法。 Xi(t)拟合函数（1）拟合函数（2）4.1复杂系统的动力学行为分析【意义】：u 无需Lyapunov函数V正定或扩散算子LV负定u 对强非线性系统的分析仍然有效u 避免了构造李雅普诺夫泛函没有一般规律可循的难题u 可以通过比较待定的拟合函数而确定结果的优劣【主要成果2】：复杂系统多稳定性（多吸
13、引子）u 提出了研究复杂系统多吸引子的吸引区域分割方法4.1复杂系统的动力学行为分析【意义】：u 避免了对不同吸引子构造不同李雅普诺夫函数的难题u 能方便地得到各个吸引子的吸引区域的估计u 能方便地得到各个吸引子的指数收敛率的估计【主要成果3】：基于多吸引子的神经网络联想记忆u 提出了基于多吸引子的联想记忆的偏差算子方法4.1复杂系统的动力学行为分析网络系统多吸引子回忆模式初始状态唯一吸引子 回忆模式外部输入网络系统【意义】：u 将模式间最大Hamming距离从 提高到u 伪模式极少u 兼顾记忆容量与容错能力非线性系统动力学行为及应用湖北省自然科学一等奖(2008)复杂系统的渐进理论与应用研究
14、教育部自然科学一等奖(2009)4.1复杂系统的动力学行为分析4.2复杂系统群集行为的分析与控制复杂系统的全局群集行为电力网络卫星姿态协调无人机编队【问题背景】候鸟萤火虫人群鼓掌局部的控制策略【问题背景】复杂系统群集行为的分析与控制的研究成为网络科学研究的新热点，主要的群集行为包括：一致性（consensus）,蜂拥（swarm）和涡旋（torus）等等。同步性蜂拥涡旋4.2复杂系统群集行为的分析与控制【主要成果1】：蜂拥控制算法u 提出了基于牵制控制的蜂拥控制算法u 提出了具有保持网络连通性的蜂拥控制算法4.2复杂系统群集行为的分析与控制【意义】：u 解决了只有部分自主体能感应到引导信息的情
15、况下的蜂拥控制问题；u 解决了网络拓扑无法始终保持连通情况下的的蜂拥控制问题 【主要成果2】：复杂切换网络的同步u 建立了一般化的复杂切换网络模型，提出了复杂切换网络鲁棒同步的判别准则及网络受攻击下的同步判别准则。同步误差收敛于0节点与网络拓扑具有不同切换规律4.2复杂系统群集行为的分析与控制【意义】：u 解决了网络和节点具有不同切换率下的复杂网络同步问题；u 揭示了不可靠通信网络对网络同步性能的影响4.2复杂系统群集行为的分析与控制uHoushengSu,XiaofanWang,GuanrongChenandZongliLin,AdaptiveSecond-order Consensus o
16、f Networked Mobile Agents with NonlinearDynamics,Automatica, 2011,47(2):368-375uWangYan-Wu,WangHua,XiaoJiang-Wen.Synchronizationofcomplexdynamicalnetworksunderrecoverableattack.Automatica, 2010,46(1):197-203uSu,Housheng,Wang,Xiaofan.PinningControlofComplexNetworkedSystems:Synchronization,Consensusan
17、dFlockingofNetworkedSystemsviaPinning.Springer,2012. 【主要论文及著作】复杂社会系统是典型的人机结合系统，其主要特征37u复杂社会系统普遍存在于社会经济生产生活的各个领域，包括复杂的供应链系统、生产系统、管理系统等，以应急决策系统为主的复杂社会系统成为复杂系统研究的重要内容l 多主体性l 动态性l 不确定性 ? ?4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统-背景 国民经济动员是为维护国家安全应对战争和突发事件的需要，有计划地提高国民经济应变能力，将国民经济由平时状态转入战时状态所进行的一系列活动，涉及武器装备、军需物资等生产、调度、配置、运输等
18、环节的快速、合理动u 经济动员内容广泛、规模大、涉及面广，组织管理复杂，对快速反应要求高；u 国民经济动员决策仿真系统是典型的复杂社会系统。4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统 【主要工作1】：国民经济动员仿真演练系统p 国民经济动员仿真演练科学问题 仿真概念建模 情景生成方法难点 动员任务的多样性 成员之间协同关键如何检验预案有效性并掌握预案实施过程？实战演练成本高、灵活性差，亟需为国民经济动员演练开辟一条经济、灵活、高效的新途径仿真演练4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统u提出了一种基于“任务情景内容事件响应”的仿真训练概念建模方法；u解决了事件响应过程与协同交互过程的描述问题，为
19、实现复杂多变动员需求下生成规范的情景表示打下基础。u提出了基于“角色、事件及业务规则”的情景生成方法，建立了抽象化元情景和实例化情景之间的自动映射和转换机制；u实现了情景的自动生成，为复杂多变需求下的情景灵活构建提供了有效方法和技术支撑。创新点1：仿真演练理论与方法4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统u 开发了国民经济动员潜力平台、决策支持系统、仿真演练系统等应用系统；u 解决了国民经济动员仿真演练与决策支持应用的技术难题；u 探索了国民经济动员演练的新模式。创新点2：系统集成开发4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统u在广州战区、湖北、湖南、广东
20、、广西和海南5个省区以及下属地市的23个经济动员管理部门应用u全面检验及修正湖北省“十一五”动员预案 国民经济动员管理决策与仿真演练关键技术与应用教育部科技进步一等奖(2010)确定目标识别任务协商形成应对方案分解任务构建组织协作执行应对方案应急决策复杂性动态性不确定性时效性协同配合科学应对模拟训练4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统【主要工作2】：非常规突发事件应急决策问题研究应急组织模式和多部门应急决策协调机制研究应急任务规划方法和多部门协作规划方法研究应急决策协同模拟关键技术以三峡区域洪水灾害应急响应为背景科学问题科学问题非常规突发事件应急决策问题核心是： 复杂条件下多部门多环节协同
21、决策问题 4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统-研究内容多部门协作规划环境部门1应对方案信息交流行动领域知识部门2部门i部门n应急态势领域知识多部门应急协同决策模拟部门1态势部门n仿真脚本仿真概念建模事件调度与仿真控制应急态势模型4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统-研究思路4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统应急任务规划方法的研究进展46 设计符合应急响应领域特征的HTN规划模型，支持应急指挥团队分析、设计和评价应急行动方案。46应急现场应急指挥中心1构建与维持态势感知2建立事件目标集合及其战略3设计与制定事件行动方案4发布方案/监控执行应急行动方案制定决策过程：4.3 以应急决
22、策系统为主的复杂社会系统1 构建基于本体的HTN规划领域知识模型2 构建带优先级的异步事件目标条件下行动方案制定的决策模型3 考虑资源分配的HTN规划方法4 基于HTN的应急任务规划中的资源缺项识别方法应急任务规划方法的研究进展4.3 以应急决策系统为主的复杂社会系统应急协同决策模拟系统工作进展国家防总长江防总湖北防总工程抢险现场指挥部荆江分洪指挥部荆江分洪职能部门三峡防汛指挥部系统用户分布式仿真调度框架运行控制网络交互事件调度时间管理仿真模型环境模型决策模型任务模型组织模型环境模型决策模型任务仿真组织模型险情演化洪水仿真路网模型BDI协商资源分布HTN规划协作规划本体模型工程抢险运输模型出库
23、仿真大坝泄洪异常模型现场指挥部职能模型组织关系组织资源辅助功能本体管理日志管理态势监视仿真评估结束语坚持以控制学科为根基，系统科学与控制科学的融合，基础研究与技术开发协调发展的原则，确立了以决策科学与复杂系统理论为学科基础，以复杂社会经济工程系统为研究对象，形成了我校系统工程学科的特色感谢各位专家指导！v9、静夜四无，荒居旧。四月-21四月-21Sunday, April 04, 2021v10、雨中黄叶，灯下白人。23:50:4623:50:4623:504/4/2021 11:50:46 PMv11、以我独沈久，愧君相。四月-2123:50:4623:50Apr-2104-Apr-21v1
24、2、故人江海，几度隔山川。23:50:4623:50:4623:50Sunday, April 04, 2021v13、乍翻疑梦，相悲各年。四月-21四月-2123:50:4623:50:46April 04, 2021v14、他生白，旧国青山。04 四月 202111:50:46 下午23:50:46四月-21v15、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 2111:50 下午四月-2123:50April 04, 2021v16、行出成果，工作出富。2021/4/4 23:50:4623:50:4604 April 2021v17、做前，能 四周；做，你只能或者最好沿着以脚起点的射向前。11
25、:50:46 下午11:50 下午23:50:46四月-21v9、没有失，只有停止成功！。四月-21四月-21Sunday, April 04, 2021v10、很多事情努力了未必有果，但是不努力却什么改也没有。23:50:4623:50:4623:504/4/2021 11:50:46 PMv11、成功就是日复一日那一点点小小努力的累。四月-2123:50:4623:50Apr-2104-Apr-21v12、世成事，不求其 ，留一份不足，可得无限完美。23:50:4623:50:4623:50Sunday, April 04, 2021v13、不知香寺，数里入云峰。四月-21四月-2123:
26、50:4623:50:46April 04, 2021v14、意志强的人能把世界放在手中像泥一任意揉捏。04 四月 202111:50:46 下午23:50:46四月-21v15、楚塞三湘接，九派通。四月 2111:50 下午四月-2123:50April 04, 2021v16、少年十五二十，步行得胡。2021/4/4 23:50:4623:50:4604 April 2021v17、空山新雨后，天气晚来秋。11:50:46 下午11:50 下午23:50:46四月-21v9、柳散和，青山澹吾。四月-21四月-21Sunday, April 04, 2021v10、一切好如同和去最杰出的人。
27、23:50:4623:50:4623:504/4/2021 11:50:46 PMv11、越是没有本的就越加自命不凡。四月-2123:50:4623:50Apr-2104-Apr-21v12、越是无能的人，越喜挑剔人的儿。23:50:4623:50:4623:50Sunday, April 04, 2021v13、知人者智，自知者明。人者有力，自者强。四月-21四月-2123:50:4623:50:46April 04, 2021v14、意志强的人能把世界放在手中像泥一任意揉捏。04 四月 202111:50:46 下午23:50:46四月-21v15、最具挑性的挑莫于提升自我。四月 2111
28、:50 下午四月-2123:50April 04, 2021v16、余生活要有意，不要越。2021/4/4 23:50:4623:50:4604 April 2021v17、一个人即使已登上峰，也仍要自强不息。11:50:46 下午11:50 下午23:50:46四月-21MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus. 感谢您的下载观看家告
