基于Decision Deck平臺的定性評估網絡服務系統的設計與實現*

蘭州工業學院計算機與人工智能學院 石應鋒 李曉斌 冉亮 張鐘凱 申思盈

隨著互聯網，尤其是大數據和物聯網等技術的蓬勃發展，各類決策問題所面臨的備選方案（Alternatives/Options）越來越多，做出決策之前需要考量的因素和標準（Criteria）越來越復雜。組合約束條件決策支持（MCDA），是一個專注于支持大量備選方案和相互沖突考量標準決策的學科[1]。

學術界已經開發了許多決策支持的系統和MCDA方法。然而，目前這些方法往往采用不同且不兼容的對數據和模型的呈現方式。因此，很難被集成到一起，從而導致對決策問題的分析不夠深入全面，得出的決策方案的可靠性往往不太理想[2]。

為實現定性地對離散數據進行決策分析，本文討論了一種定性評估網絡服務系統的設計與實現方案。采用XMCDA標準描述DEXi模型，借助經典SOAP請求技術，用Java編寫程序，通過把定性決策支持模型DEXi結合到Decision Deck平臺的網絡服系統中，實現了定性決策支持模型DEXi的網絡服務，為更多的定性分析決策支持方法在Decision Deck平臺上實現網絡服務提供方案。

1 決策分析

為了兼容不同決策支持方法，實現定性方法和定量方法的集成、交互和兼容，不僅對于決策支持學科來說學術意義重大，而且對于決策問題實現全面分析，做出最優決策、規避風險，產生良好效益來說其社會和經濟意義重大。

1.1 定量決策分析

為方便兼容不同決策支持方法，實現交互和協同工作，Decision Deck[2]應運而生。Decision Deck平臺包含了d2，d3，Diviz，網絡服務(Web Service)等組件，擅長對定量的連續數據進行決策分析，實現決策問題的建模、采樣、分析等過程。

1.2 定性決策分析

DEXi[3]是眾多MCDA方法中的一種，擅長對定性的離散數據進行組合約束條件決策分析，可以實現決策問題的建模、采樣、評估，從而達到支持決策的目的。DEXi可以實現交互開發定性分析的、組合約束條件和分層次的決策支持模型，通過對離散數據的分析和處理，實現對備選方案的評估和選優。DEXi已經在許多領域的決策問題領域中得以應用，是集成到Decision Deck平臺中的一個很好的候選方法[2]。圖1顯示的是DEXi定性決策的基本工作原理。

圖1 DEXi定性決策工作原理Fig.1 The principle of DEXi qualitative decisions

2 XMCDA標準

為方便不同MCDA方法的交互和兼容，Decision Deck提出了XMCDA[4]標準，以XML格式來呈現MCDA領域的數據和對象。XMCDA是一個數據標準，用于表示MCDA的數據成分。它是一種XML模式，專注于MCDA概念和數據結構。這篇文章的實驗，我們使用XMCDA的2.0.0版本。

3 定性決策支持模型DEXi的網絡服務

為了集成定性決策支持模型DEXi到Decision Deck平臺的網絡服務（Web Service）系統，實現定性決策支持模型DEXi的網絡服務，該工作開展了如下主要內容的研究：

(1)用XMCDA數據標準表達DEXi決策支持模型；

(2)集成DEXi到Decision Deck平臺的網絡服務（Web Service）系統；

(3)總結定性分析決策支持模型實現網絡服務（Web Service）的方案。

4 DEXi決策支持模型的XMCDA數據表達

開發DEXi模型在Decision Deck平臺上的網絡服務系統，最重要的問題是將DEXi決策支持模型用XMCDA數據表達出來[4]。該部分首先研究了XMCDA數據標準，以藍牙耳機“Bluetooth Headset”為例，實現了DEXi評估模型的XMCDA數據格式表達，從而為實現Decision Deck平臺上DEXi方法的網絡服務功能設計和實現提供理論支撐。

4.1 候選方案的呈現

將DEXi候選方案轉化為XMCDA格式的alternatives，需要用XMCDA的標簽來代替DEXi的標簽。圖2顯示的是藍牙耳機“Bluetooth Headset”的兩個產品即評估候選方案“Bluetooth Headset1”和“Bluetooth Headset2”的XMCDA數據結構。

圖2 描述藍牙耳機評估模型備選方案的XMCDA文件Fig.2 XMCDA file describing alternatives for the Bluetooth headset evaluation model

4.2 屬性的呈現

DEXi模型屬性“Attributes”的樹形數據結構對應于XMCDA標準的Criteria。XMCDA的和標簽被用來表示DEXi模型樹形屬性的層次結構。DEXi屬性的范圍取值，被翻譯成了XMCDA的rankedLabel標簽。圖3顯示的是藍牙耳機“Bluetooth Headset”的DEXi評估模型層次屬性中價格屬性“PRICE”節點的XMCDA數據結構。圖4呈現的是藍牙耳機“Bluetooth Headset”的DEXi評估模型完整層次屬性的XMCDA數據結構。

圖3呈現了“Bluetooth Headset”的DEXi層次屬性中“PRICE”節點，共分為三個rank級別，分別表示Low，Medium，High三種rankedLabel價格層次。圖4呈現了藍牙耳機DEXi屬性XMCDA數據結構的10個屬性節點。

圖 3 屬性“PRICE”的XMCDA數據結構Fig.3 The XMCDA data structure of the attribute "PRICE"

圖 4 描述DEXi評估模型層次屬性的XMCDA文件Fig.4 XMCDA file describing the hierarchical properties of the DEXi evaluation model

4.3 效用方程的呈現

表示效用方程的最佳方法是performanceTable。將備選方案和DEXi效用方程規則進行替換，便得到一個演示表，它定義了給定的DEXi模型的全部效用方程。表1顯示的是藍牙耳機模型評估效用方程的一部分內容。

表1 用XMCDA呈現的藍牙耳機“Bluetooth Headset”評估模型的效用方程Tab.1 Utility equation for the evaluation model of the bluetooth headset "Bluetooth Headset" presented with XMCDA

5 DEXi決策支持模型網絡服務（Web Service）系統的設計與實現

經典的SOAP請求技術被用來設計和實現DEXi模型在Decision Deck平臺上的網絡服務系統。以本文第4部分提供的XMCDA數據為理論支撐，以藍牙耳機“Bluetooth Headset”模型的評估為例，在Eclipse集成開發環境下，用Java編寫程序，實現了對XMCDA格式的DEXi模型數據的SOAP操作；通過連接Decision Deck服務器，從而實現了Decision Deck平臺上DEXi方法的網絡服務功能。

表2呈現的“Bluetooth Headset”的DEXi評估結果，對“Bluetooth Headset1”和“Bluetooth Headset2”兩個對象進行了評估。對于“Bluetooth Headset1”，當“PRICE”取值為low(1)且“TECH.CHAR.”取值為exe(1)，基于效用方程，評估結果為exc(1)；對于“Bluetooth Headset2”，當“PRICE”取值為good(2)且“TECH.CHAR.”取值為good(2)，基于效用方程，評估結果為good(2)；其他屬性節點的取值的計算過程類似于根節點。

表2 “Bluetooth Headset”的DEXi模型評估結果Tab.2 Evaluation results of the DEXi model of "Bluetooth Headset"

6 結語

該工作實現了定性決策支持模型DEXi的XMCDA數據格式表達；集成了定性決策支持模型DEXi到Decision Deck平臺的網絡服務（Web Service）系統；實現了定性決策支持模型DEXi的網絡服務。進而為更多的定性方法集成到Decision Deck平臺提供了方案。