知识的通信资源管理决策支持系统

　收稿日期:2005201210 修回日期:2005205216

3基金项目:“十五”国防预研基金资助项目(10104010103)

　作者简介:王运栋,男,江苏徐州人,硕士,主要研究方向为数据库技术。

文章编号:100220640(2006)1020066203

知识的通信资源管理决策支持系统3

王运栋1,耿伯英2,钱朴慧1(11海军指挥学院,江苏南京　211800,21海军工程大学,湖北武汉　430033)

摘　要:专家系统可以模拟专家分析和解决问题的过程进行推理,最终给出合理的方案。将人工智能技术引入通信资源管理,提出了基于知识的通信资源管理方法,讨论了基于该方法的通信资源管理决策支持系统体系结构、知识库资源优化和推理机制。关键词:人工智能,知识,决策支持系统,通信资源管理中图分类号:E211 文献标识码:A

StudyoftheDecisionSupportSystemofCommunicationResourceManagementbasedonKnowledge

WANGYun2dong1,GENGBo2ying2,QIANPu2hui1(11

NavalCommanderCollege,Nanjing211800,China,

2.NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China

)

Abstract:Bysimulationtheprocedureofhumanbeingexpert’sanalysisandsolvingproblem,An

expertsystemcanperformreasoningtoprovideappropriateadvice.Thispaperintroducesthetechnologyofartificialintelligencetodecisionsupportsystem,thestructureofthedecisionsupportsystem,knowledgeresourcesoptimizing,andreasoningmechanismaredepicted.Keywords:expertsystem,knowlegde,decisionsupportsystem,communicationresource

引　言在现代战争中,通信系统是信息作战及信息化武器系统的“中枢神经”,是未来高技术条件下海上局部战争整体作战能力的重要组成部分。通信系统的重要地位决定了在战争中将成为敌人的首要打击目标,因此,提高通信系统的抗毁性和生存能力是十分必要的。抗毁性主要是指通信系统对抗摧毁性攻击或永久性破坏的能力,抗毁性是任何一个军事通信系统必须考虑的问题。无论是战略通信或战术通信网,都应加强通信资源的规划管理,根据战场情况的发展变化,对各种通信资源进行合理配置、优化,

灵活组网,提高通信系统的整体性能,保证各种作战命令和情报信息的安全、及时、保密传输。传统的通信系统资源管理是以某一个局域网或广域网为主的,主要目的是提高某一物理网络的性能[1],主要包括网络流量、服务器或网络设备使用率

等。网络管理一般是基于SNMP(

SimpleNetwork

ManaementProtocol,简单网络管理协议),它不具备决策支持功能,故障的判断和处理主要靠网络管理员来进行。研究通信资源管理决策支持系统的目的主要有两点,一是加强所有通信资源的规划管理,提供现有各种资源的使用情况,各项技术指标如接口标准等;

二是提高通信系统的可靠性和安全性,在各种情况下保证军事情报信息的可靠传输。主要思想是根据各种通信资源运行中出现的问题,对各种设备、网络等资源的配置提出建议,以及做必要的网络扩容等。因此,研究和开发通信资源管理决策支持系统是十

Vol.31,No.10October,2006 火力与指挥控制FireControlandCommandControl 第31卷　第10期2006年10月分必要的。专家系统可以模拟专家分析和解决问题的过程进行推理,最终给出合理的方案建议。专家系统是人工智能的进一步发展,它是利用专家的知识和经验在计算机上进行推理,达到专家解决问题的能力。专家系统和决策支持系统几乎是同时兴起,各自沿着自己的道路发展起来的,专家系统和决策支持系统相结合形成了智能决策支持系统,它是决策支持系统的发展方向[2,3]。本文将人工智能和专家系统的思想和技术引入决策支持系统,提出了基于知识的通信资源管理思想,讨论了基于该方法的决策支持系统体系结构、知识库资源优化和推理机制。1　基于知识的通信资源管理决策支持系统的体系结构 通信资源管理决策支持系统的功能是,管理各种通信资源,根据各种网络现象、设备性能、信息传送要求等,对各种设备、网络等资源的配置提出建议,动态地配置网络、信道、设备和接口等。本文研究实现的基于知识的通信资源管理决策支持系统,主要由资源优化知识处理子系统、知识库维护子系统、数据库管理子系统、统一用户接口几部分组成[4,5]。其中,资源优化知识处理子系统由资源优化知识库和推理机两部分组成,主要用于保存资源优化知识、实现优化推理过程。2　知识库的组织资源优化知识是指与设备、网络等资源性能优化过程相关的领域知识以及经验性知识。知识的表示包括事实的表示和规则的表示。在产生式系统中,知识分为两部分:用事实表示静态知识,如事物、事件和它们的联系,用规则表示推理过程和行为。在本系统中,数据库用来存储优化过程所需要的初始资料,如当前网络、信道、设备和接口的工作状态、故障信息、性能信息等。知识库包括资源运行事实和资源优化规则等。用三元组的形式来表示资源运行事实。用产生式规则的形式表示资源运行事实的判定规则和优化规则。211　资源运行事实的表示资源运行事实是系统根据某一时刻网络、设备等资源的运行状态提出的一个假设。资源运行事实用来描述资源运行中的各种现象,如网络的速度、性能,信道的状态,是否存在干扰等。在本系统中用三元组来描述资源运行事实,用三元组来描述事物及事物之间的关系是很方便的。资源运行事实表示为:

〈特性,对象,取值〉如例1:

〈工作状态,电台1,存在干扰〉,〈工作状态,信道1,误码率高〉分别表示“电台1存在干扰”,“信道1误码率高”。212　资源运行事实判定规则的表示资源运行事实判定规则用来描述资源运行中各种现象的判定规则。系统应根据知识库中的知识,对假定的资源运行事实进行进一步判定,判定依据是数据库中的领域知识和专家知识,通过查询数据库中当前网络和设备的状态、故障、性能等信息,从而得出资源运行中的各种现象。它是推理机根据资源优化规则提出决策方案的基础。如果实际查询所获得的网络设备信息满足判定条件,则可判定原假设的资源运行事实成立。资源运行事实规则用产生式规则表示:

IFATHENB,即表示为:如果A成立则B成立。如例2:

“如果电台噪音≥80db,则电台运行事实=存在严重干扰”,表示如果一个电台满足“噪音≥80db”条件时,即可判断该电台“干扰严重”事实成立。213　资源优化规则库优化规则是系统在解决问题过程中使用的知识和经验的集中表现,是系统进行推理的基本单元。根据资源运行事实决定是否需要对网络、设备、信道、接口等进行配置,使系统能够可靠稳定地工作,并满足信息传输的要求。优化过程是根据优化规则,即领域知识和专家知识,通过查询数据库中保存的当前网络、设备等资源的状态、故障、性能等信息,以及各种资源运行事实,对网络和设备等资源的参数、工作

・76・ 王运栋,等:知识的通信资源管理决策支持系统 (总第31-835) 状态进行配置。系统采用产生式规则形式表示优化规则。在具体实现中,系统按照专家解决实际问题的思路组织优化规则,显式地保持规则之间的层次关系,以便能提高系统的搜索效率。以下是一个具体的规则实例。规则编号:005父规则编事情:001规则条件部分:信道存在严重干扰规则操作部分:输出建议(“调整信道配置参数”) 其中,规则编号是规则的唯一标识。父规则编号用于标识触发本规则的上一层规则。优化工作中一般存在两类操作:一类操作是需要对某些新的资源运行事实进行进一步的判定,此类操作可进而激活另外以这些网络运行事实为条件的规则;另一类操作是输出在当前条件下系统关于资源配置的建议。3　推理机设计推理机由推理树构成。产生式规则知识具有如下特点:①相同的条件可以得出不同的结论。②相同的结论可以由不同的条件来得到。③条件之间可以是与(AND)连续和或(OR)连接。④一条规则中的结论,可以是另一条规则中的条件。根据以上特点,按照逆向推理的思想把规则库所含的总目标(它是某些规则的结论)作为根节点,按规则的前提和结论展开成一棵树的形式。这棵树称为推理树或知识树,它把规则库中的所有规则都连结起来。在决策过程中,推理机根据当前网络和信道等资源的状态、性能,用户决策的请求(如发送信息的安全性、保密性、时间要求等),通过双向搜索选用适当的规则,采用“黑板”+“适时推理”的运行方式,最终提出各种处理方案。整个系统由5棵推理树构成,即:优化措施、信道配置、设备配置、接口配置、网络配置五棵推理树。每棵树由若干知识组成,有一定的独立性。五棵推理树的关系如图2所示。在优化措施推理树中,如图3所示,根据各种通信资源的工作状态以及各种性能参数,传输过程中信息的特点、性质,在信道选择、网络配置、设备配置、接口配置等方面动态地给出决策方案。优化措施有四个:信道配置、设备配置、接口配置、网络配置。在该推理树推出“信道配置”结论时,则推理要从优化措施推理树进入信道配置树中进行推理。这样,整个优化推理将在5棵推理树中完成,另外几棵推理树就不一一给出了。

图3　优化措施推理树4　结　论随着现代通信技术、计算机技术飞速发展,通信设备更新换代速度加快,使得大型通信系统规模、体系结构越来越复杂,建设周期也不断延长,势必形成各类新旧体制的通信设备长期共存的局面。这就需要采用新的适合于对复杂大系统建模、分析和设计的一整套方法来进行通信资源的规则和管理[6]。进行通信资源的规划和管理具有重要的现实意义。加强各种通信资源的综合规划管理,对各种通信资源进行合理配置、优化、灵活组网,可以充分发挥通信资源的潜能,提高通信资源的利用率,进而提高通信系统的整体性能,保证军事通信系统的安全性和可靠性。

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