解释结构模型_布尔矩阵_模糊解释结构模型-解释结构模型在线计算

模糊解释结构模型方法
模糊解释结构模型方法（Fuzzy Interpretive Structural Modelling，简称FISM）是一种基于模糊集理论和解释性结构建模的方法，用于分析和理解复杂系统中各个组成部分之间的相互关系和影响。

FISM的核心思想是将系统中的各个元素（变量、要素、因素等）通过模糊关系进行连接，并建立一个结构模型来描述它们之间的相互作用。

在FISM中，通过专家或相关研究人员的判
断和经验，确定元素之间的关系强度，并将这些关系表示为模糊集合。

模糊集合中的隶属度函数用来描述元素之间的模糊关系，反映了关系的强度和程度。

在建立结构模型时，FISM采用了图论的概念和方法。

通过分
析元素之间的相互作用，建立起一个包含有向图、边和节点的结构模型。

节点表示系统中的元素，边表示元素之间的相互作用关系。

通过对结构模型进行分析和解释，可以识别出系统中的主导因素、子系统、关键路径等信息，进而为问题解决和决策提供依据和建议。

FISM方法具有较强的灵活性和适应性，可以应用于各种复杂
系统的建模与分析，如社会系统、经济系统、环境系统等。

它不仅可以提供深入的结构分析和理解，还可以通过模拟和预测，为系统的改进和优化提供指导。

结构模型ISM(Interpretive Structure Model )邻接矩阵的数学形式 （图论－矩阵）（见后面） 设系统S 有n 个元素， S=［e 1、e 2、…e n ］ 则邻接矩阵A = 111112112212221121212n n n n n nn nS e a a a S e a a a S e a a a nS S S e ee ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦1 当S i 对Sj 有影响 其中各元素 a ij ＝0 当S i 对Sj 无影响这是布尔矩阵，应遵循布尔矩阵运算规则①逻辑和 AUB ＝C （C 为布尔矩阵对应元素）c ija ij Ub ijmax {},ij ij a b②逻辑乘 A B ＝C （C 为布尔矩阵对应元素） cijaijbijmin {},aij bij③A 和B 乘积 AB=D d ij a i1 b 1j a 12b 2j …{}in njik kj i11j i22j in nj 1a b a b =max min(a ,b ),min(a ,b ),,min(a ,b )n k =邻接矩阵的性质①邻接矩阵与系统结构模型图一一对应12345123450000010000100100010000100e e e e e e e e e e ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦③邻接矩阵A 转置后的A T 是与A 相应的结构模型图箭头反过来后的图的相应的邻接矩阵010001010⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦123123000101010e e e e e e ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦③邻接矩阵中如有一列元素都是0（如第I 列），则e i 是系统的源点，如图中的（e 5），如有一行（如K 行）元素全为0，则e k 为汇点，如图中的e 1④如果从e i 出发经k 段支路到达e j ， 我们就说e i 与e j 之间有“长度”为k 的通路存在。

我们计算A K ，得出的n ×n 方阵中各元素表示的便是相应各单元间有无“长度”为k 的通路存在。

ISM（解释结构模型）一、ISM的起源与发展解释结构模型（ISM）由美国J.华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统有关问题开发的一种方法，它在计算机的帮助下，利用有向图和结构矩阵，分析所有涉及的构成要素间的层级的直接或间接联系，把要素间各种凌乱的关系变成一个层级清楚的多层级的递阶的结构模型。

ISM模型主要有三个方面的特征，一是可用MATLAB和excel实现算法，避免了人为运算的复杂性；二是将系统内凌乱的不清楚的各要素生成一个层级清楚的结构模型，这也是ISM的主要功能；三是综合了定性分析和定量分析这两种研究方法，既有人类的认识与实践也有量化的数据分析。

之后也有GISM（博弈解释结构模型）、FISM（模糊解释结构模型）、VISM（虚解释结构模型）等发展，广泛应用于系统结构分析、教学资源内容结构和学习资源设计与开发研究、教学过程模式的探索等方面。

二、模型实施步骤（1）抽样要素，分析各要素间的逻辑关系可通过查阅文献、头脑风暴、专家调查（德尔菲法）、问卷调查等方式抽样要素。

（2）建立邻接矩阵和可达矩阵邻接矩阵是根据各相邻要素的逻辑关系排列成矩阵，公式为：可达矩阵是用矩阵形式反映各要素之间通过一定路径可以到达的程度，可利用布尔代数规则实现，布尔算法公式为：11)()()(+-+=+≠+=k k k I A I A I A M（3）对可达矩阵进行层级划分对可达矩阵 M 进行分解，得到可达集)(S R 和前因集)(i S A ，若满足)()()(i i i S R S A S R = ，则iS 为最高层要素集。

找到最高层要素集后，在可达矩阵中划去其对应的行和列，然后再从剩余的可达矩阵中继续寻找最高层要素；依次类推，即得各层次所包含的要素集和分层后的可达矩阵。

（4）建立系统的结构模型和解释结构模型得到各层级后根据各要素的逻辑关系建立结构模型，并以此建立相应的解释结构模型。

三、教学应用（1）研究某一教学问题影响因素（教学效果、学生学情、学习绩效、教学评价……）（2）学习资源的设计与开发（教学内容的层级划分：概念图、教学序列的设计：教学计划大纲）（3）某一教学系统的结构分析（校园网、校园文化、在线教学平台等建设问题）参考文献：[1]李慧.基于ISM 模型的现代远程教育系统的结构分析[J].现代教育技术,2011(09):79-83.[2]张静,王欢.基于ISM的在线教育平台学习者持续学习行为的影响因素研究[J].中国电化教育,2018(10):123-130.。

3.2解释结构模型系统是由许多具有一定功能的要素（如设备、事件、子系统等）所组成的，各要素之间总是存在着相互支持或相互制约的逻辑关系。

在这些关系中，又可以分为直接关系和间接关系等。

为此，开发或改造一个系统时，首先要了解系统中各要素间存在怎样的关系，是直接的还是间接的关系，只有这样才能更好地完成开发或改造系统的任务。

要了解系统中各要素之间的关系，也就是要了解和掌握系统的结构，建立系统的结构模型。

结构模型化技术目前已有许多种方法可供应用，其中尤以解释结构模型法（InterpretativeStructuralModeling,简称ISM）最为常用。

3.2.1结构模型概述一、解释结构模型的概念解释结构模型（ISM）是美国华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统有关问题的一种方法而开发的。

其特点是把复杂的系统分解为若干子系统（要素），利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统构造成一个多级递阶的结构模型。

ISM属于概念模型，它可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好结构关系的模型，应用面十分广泛。

从能源问题等国际性问题到地区经济开发、企事业甚至个人范围的问题等，都可应用ISM来建立结构模型，并据此进行系统分析。

它特别适用于变量众多、关系复杂且结构不清晰的系统分析，也可用于方案的排序等。

所谓结构模型，就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型，图3-1所示即为两种不同形式的结构模型。

图3-1两种不同形式的结构模型结构模型一般具有以下基本性质：（1）结构模型是一种几何模型。

结构模型是由节点和有向边构成的图或树图来描述一个系统的结构。

节点用来表示系统的要素，有向边则表示要素间所存在的关系。

这种关系随着系统的不同和所分析问题的不同，可理解为“影响”、“取决于”、“先于”、“需要”、“导致”或其他含义。

（2）结构模型是一种以定性分析为主的模型。

模糊解释结构模型模糊解释结构模型是一种广泛应用于自然语言处理领域的文本分析工具，它通过模糊化的方式对文本进行处理，使得模型能够更好地理解文本中存在的模式和信息。

在本文中，我们将对模糊解释结构模型进行详细的介绍和分析，以帮助大家更好地了解这种文本分析工具。

一、模糊解释结构模型的工作原理模糊解释结构模型是一种基于模糊逻辑的文本分析工具，它主要通过两个步骤来实现对文本的分析：预测和解释。

1.预测：模糊解释结构模型首先会对文本进行预测，预测的过程中会利用到一些模糊的规则和算法，以对文本进行一些基本的分析和处理。

这些规则和算法通常都是基于自然语言处理领域的知识，例如模糊逻辑、模糊规则等。

2.解释：在预测的过程完成之后，模糊解释结构模型会对文本进行解释，解释的过程中会根据文本的特点和结构，对文本进行一些基本的属性和特征分析，以便更好地理解文本中存在的模式和信息。

二、模糊解释结构模型的优点和缺点模糊解释结构模型作为一种文本分析工具，它具有以下优点：1.适用范围广泛：模糊解释结构模型可以对多种类型的文本进行处理，例如新闻、博客、网页等，因此它的适用范围非常广泛。

2.能够发现文本中的模式和信息：模糊解释结构模型通过模糊化的方式对文本进行处理，能够更好地发现文本中存在的模式和信息，为文本分析提供更为准确和可靠的信息。

3.处理复杂文档：由于文本的复杂性和多样性，传统文本分析工具往往难以对复杂的文本进行处理。

而模糊解释结构模型通过模糊逻辑和模糊规则，能够更好地处理复杂的文本，因此它具有很强的处理能力。

但是，模糊解释结构模型也存在一些缺点：1.结果的不确定性：模糊解释结构模型的分析结果往往是不确定的，因为模型的预测和解释都是基于模糊的规则和算法，这些规则和算法很难完全准确地预测和解释文本中的信息。

2.对数据质量要求较高：模糊解释结构模型需要大量的训练数据来训练模型，而且模型的训练过程通常需要一些高级的算法和优化，因此它对数据质量要求较高。

ISM解释结构模型_从邻接矩阵A到可达矩阵M（⾃动计算模板）_11要素7阶布尔矩阵运算法则可填写区域0+0=00+1=11+1=11*0=00*1=01*1=1（A+I）k=（A+I）k+1=M（A+I）k=I+A+A2+…A k矩阵3=矩阵1*2，故矩阵3第i⾏第j列的元素=矩阵1第i⾏元素*矩阵2第j列2判断（A+I）是否可达未此时k+1=1不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等2判断（A+I）2是否可达未此时k+1=2相等相等相等不等不等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等不等不等相等相等相等相等相等相等不等相等不等相等相等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等3判断（A+I）3是否可达未此时k+1=3相等相等相等相等相等相等相等不等不等不等不等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等4判断（A+I）4是否可达可达此时k+1=4相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等5判断（A+I）5是否可达可达此时k+1=5相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等6判断（A+I）6是否可达可达此时k+1=6相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等7判断（A+I）7是否可达可达此时k+1=7相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等相等⾏元素*矩阵2第j列元素（元素⼀⼀对应相乘后相加）34。

第四讲 运输系统分析张扬 上海海事大学经济管理学院 2010.11.2内容系统分析概述 系统分析的内容 系统结构模型化技术系统分析概述系统分析的概念 z 系统分析方法的特点 z 系统分析的步骤 z 系统分析的要素 z 系统分析的原则z系统分析的概念霍尔三维结构中的逻辑维 z 广义：作为系统工程的同义语 z 狭义：系统工程的一个逻辑步骤z系统问题 系统分析 系统决策 方案实施系统分析在系统生命周期中的阶段系统分析的概念模型目标、环境、 结构功能 问 题 探索 系统分析 替 建立 代 方 案评价指标 体系 模 型 最 评价 佳 方 案系统分析方法的特点没有特定的普遍适用的技术 定量方法：投入产出分析、成本效益分 析等 z 定性方法：目标——手段分析等、德尔 菲法、因果分析法等z z项目 提问 决定 目的 Why 解决什么问题 对象 What 研究对象是什么 地点 Where 应在何处做 时间 When 人物 Who 方法 How应何时做 应由谁做 怎样去做系统分析的逻辑系统分析方法的特点z z z z以整体为目标 以特定问题为对象 由定性到定量分析 目标的“最优化”系统分析的步骤1. 2. 3. 4. 5.提出问题、确定目标 调查搜集资料 制定方案、建立模型 分析计算、评价选择 鉴定及检验系统分析的要素1. 2. 3. 4. 5. 6.目标 替代方案 指标 评价标准 模型 决策者系统分析的原则内部条件与外部条件相结合 2. 当前利益与长远利益相结合 3. 局部效益与整体效益相结合 4. 定量分析与定性分析相结合1.目标分析zzzz结构及功能分析zzz环境分析交通运输系统分析zzzzzzz系统结构模型化技术zzz结构分析法——解释结构模型zz邻接矩阵与可达矩阵zzz节点矩阵邻接矩阵连接矩阵Be e e 1e 2e 3e 4e 5-1v 212e 3v 110010v 2-11100e 5e 4v 30-1001111v 4-11-1v节点矩阵A （邻接矩阵）e e v 1v 2v 3v 4v 212e 3v 10100v 20011Ae 5e 4v 300011v 41v 4的自乘运算服从布尔代数法则邻接矩阵A 的自乘运算服从布尔代数法则。