许英
【摘要】 钱学森院士总结提炼出了复杂巨系统,定性与定量相结合的综合集成法,最后发展成为综合集成研讨厅体系。本文主要介绍了综合集成厅的基本概念,协同会商系统的功能需求,提出了协同会商综合集成研讨厅体系组成,最后给出了协同会商综合集成研讨厅技术架构的实现。
【关键词】 复杂巨系统 综合集成研讨厅 协同会商 辅助决策
一、综合集成研讨厅基本概念
综合集成研讨厅是 20 世纪 90 年代初我国著名科学家钱學森针对解决开放的复杂巨系统问题提出的方法论,它强调利用信息技术的优势,将专家群体和各种数据、知识有机结合,形成一个集信息处理、知识生产和智慧集成于一体的高度智能化的人机结合系统。人机协作是综合集成研讨厅的设计目标,它将人作为系统的组成部分,人机共存,人机分工,各自发挥自身优势,其目的是在复杂问题处理中将人的定性思考能力与机器的高性能定量计算能力有机地结合来,促进从定性的、不 全面的感性认识到综合定量的理性认识的飞跃,这种人机结合的研究方式具有更强的创造性和认识客观事物的能力。
综合集成研讨厅体系的形成过程概括起来主要经历了三个演进阶段,即从“定性定量相结合的综合集成法”到“从定性到定量的综合集成法”,再到“人机结合、从定性到定量的综合集成研讨厅体系”,对综合集成研讨厅体系的研究也日趋成熟起来。
综合集成研讨厅体系主要包括三个部分:专家体系、知识体系和机器体系,机器体系中主要是指计算机。这三个部分形成一个巨型智能问题求解系统,从而提高人的思维能力。
研讨厅系统的重要意义在于他把人的思维、经验、知识、智慧以及各种情报、资料和信息统统集成起来,从多个方面的定性认识上升到定量认识。
二、协同会商系统功能需求
协同会商是指在应急处置的过程中通过现代高科技手段建立一种基于信息化技术的跨领域、跨层次、跨地域的综合集成系统,供会商者进行决策,会商者可以在不同的地方进行交互式研讨,实现信息的高度共享。 主要有以下功能需求:
跨地域协同会商:通过各种信息技术将处于不同地区的会议参加者集中于一个虚拟会商环境中,使异地参会者实时协作完成视频交流、态势分析与研判、对策建议的提出与讨论、行动方案的规划与拟制、应急突发情况的会商处置、应急行动的指挥与控制等应急指挥的全过程、全要素和全体系的综合集成,终实现跨地域会商。
协同会商过程中,参与者可以通过多种交流方式(包括视频、语音、文字等)对待选方案的优劣发表意见和建议,这些意见和建议以多种等方式在参与者之间传达。移动端可以接受整个三维场景中的展示、分析过程,同时可以在任何时候使用文字同其他终端进行交流意见。
协同评审: 协同评审计算机承担着评审过程中研讨交互。其可以满足计算机终端间的协同、计算机和移动端的协同,具有对协同评审场景中的数据进行控制和修改的功能,可以在特定的时候发起投票,并在一定时间之后终止投票。
会议全程智能记录: 通过对会议人员特征、会议过程、议题内容、调用信息、模型调度和系统运行状态等多方面信息记录,建立一套完整的历史信息资料,通过专家决策支持系统评估后将记录信息录入相关专家决策支持系统数据库,为今后相关会商提供资料数据。
智能人机交互:具备语音识别功能,可以连接打印机。把比较标准的普通话及方言,直接打印成文字,节省时间提高效率。
辅助决策:建立路网模型与设备关联模型,提供多种图像选择方式和基于智能快速搜索引擎,实现对相关重要因素的索引以及综合的评价分析,从而提供综合分析。其技术手段多样可集成各项资源,包括道路、路口、路段、门牌号信息,来自军队自建、公安政府部门自建、社会层面建设的视频资源、道路卡口资源、电警资源、无线单兵及车载资源等等,通过人工智能进行辅助决策,以便更直观的提供特殊场合所需的相关性分析和对比性分析。
分布式应急信息交换: 具备数据、图像、视频和音频等信息的交换功能,能满足各级视音频交互、即时通讯、数据交换、数据共享等信息交互的需要。
信息整合与运用: 能够把突发事件的实时情况、应急知识与案例库、模型库、专家资源等多种信息,通过网络联接起来,按照应急指挥决策、计划、控制、协调等环节的需要,依据不同权限,对信息进行加工、分析预判、融合、调度、分发和展现,满足为应急处置活动提供各种信息的管理、查询、业务管理与决策支持的需要。
跨层次多级联动: 在指挥调度系统中,不同级别的节点,自下而上采集信息,自上而下指挥控制,可在任一节点加入模型、数据、知识甚至系统或人的干预,也可在任一终端节点接入系统,上下结合,整个系统是一个一致的多级联动的网络,也可以按照不同应急响应等级,进行不同级别节点模式组合,构建 灵活、机动的应急保障模式。
三、协同会商综合集成研讨厅体系组成
协同会商是一个复杂的系统工程问题,根据综合集成研讨厅的概念,结合协同会商活动具体实际情况,构建了协同会商综合集成研讨厅的体系模型,如图 1 所示,整个体系由专家体系、计算机体系和应急处置知识体系组成。
(1)专家体系由指挥人员、军事专家、应急处置领域专家、心理学专家、计算机专家以及其他相关领域 专家组成。专家体系作用主要体现在各个专家经验、知识及由专家群体互相交流、学习而涌现出来的群体智慧的运用。
(2)知识体系由应急指挥决策所涉及的各种数据资源和知识组成,包括突发事件情报、应急力量、救援保障、环境、法规以及应急预案方案等数据,以及基于上述数据建立的应急知识库、应急预案与案例库、应急响应分析、风险评估、心理干预与预测、 灾害预警、灾情评估等模型库和方法库。
(3) 计算机体系由网络通信设备、服务器、存储系统、计算机终端以及为整个系统提供服务的软硬件设备组成,主要为协同会商任务提供分布式交互、海量存储能力和高性能的计算处理能力。此外,综合集成研讨厅是一个多软件系统集成的研讨环境,因此计算机体系还包括管理信息系统、群体决策支持系统、信息融合技术、多媒体会议系统、数据挖掘技术、模拟仿真技术、三维建模技术等。
研讨时利用模拟仿真程序,设置不同的初始参数分类进行模拟,针对模拟的结果进行定量化评估。同时在专家知识经验和逻辑推理结合下,完成对过程及规律的研讨,并模拟未来研究提出各自的意见。
四、协同会商综合集成研讨厅技术架构实现
协同会商系统的研讨厅平台采用面向服务的技术架构设计,整个系统分为研讨支持服务、会议交互服务、数据分析服务、决策支持服务和系统管理服务 5 大服务模块,每个模块下构建各自的服务子模块,每个子模块都在平台上注册,采用服务注册表的方式对其进行管理,将研讨管理、态势推演、方案优选等每项业务应用看作是服务请求者,当某个业务发出一个服务请求后,在服务注册表中查找,并按照其相应的调用方法和接口标准对该服务进行调用,实现服务请求者和提供者的动态绑定和直接交互,从而构建了一种面向服务的开放式体系结构。采用此种设计不仅方便的实现服务间的相互调用与集成,也方便了系统功能扩展及个业务模块的开发与升级,面向服务的技术架构如图 2 所示。
结语:协 同会商活动是一项开放的复杂巨系统,涉及到多领域的知识和技术,本文研究了用综合集成研讨厅构建协同会商系统,提高指挥决策效率。该方式能够突破部门、地域、时间的束缚,集中大量的用户、技术开发人员以及所涉及到的各个领域专家,组成地理分散的研讨集体,协同工作,实现各领域专家的即时交流、资源共享和协调统一,缩短应急响应时间,对于提高应急处置的有效性和科学性具有重要意义。该系统建设的关键点是多学科、多部门的异地协同以及地震、洪涝灾害等突发情况导致网络无法畅通时如何保证系统的有效运行。
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