農業物流智能決策體系研究

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1智能決策支持系統

智能決策支持系統(intelligentdecisionsupportsystem，IDSS)的概念最早由Bonczek等于20世紀80年代提出．IDSS是在決策支持系統DSS的基礎上集成人工智能(artificialintelligence，AI)及專家系統(expertsystem，ES)而形成的，其核心思想是將人工智能與其他相關科學技術相結合，使DSS具有人工智能．IDSS既充分發揮了專家系統以知識推理形式解決定性分析問題的特點，又發揮了決策支持系統以模型計算為核心解決定量分析問題的特點，在人機協同下充分實現了定性和定量分析的有機結合，使解決問題的能力和范圍得到了一個大的發展，進一步提高了輔助決策能力，在實際應用中發揮了很大的作用[4]．智能決策支持系統是決策支持系統發展的一個新的重要方向．IDSS主要由人機接口(對話系統)、數據庫、模型庫、知識庫及方法庫(簡稱四庫系統)5個部件組成，每個庫又帶有各自的管理系統．在四庫系統中，數據庫是以一定的組織方式存儲在一起的數據集合；模型庫是將眾多的模型按一定的結構形式組織起來的模型及它們的表現形式的集合；方法庫是處理數據的基本方法和標準算法的集合；知識庫是經過分類組織的各種知識的集合，是數據庫在知識領域的拓展和延伸；人機接口是連接計算機與決策者的終結紐帶．上述5個部件是有機統一的整體，數據庫是最基本的部件，也是其他庫的數據源；模型庫為決策者提供推理、比較選擇和分析問題的模型集；方法庫是基本方法和算法的集合，方法庫是為模型庫服務的；知識庫分類存儲大量的知識，是從數據庫、模型庫、方法庫中通過推理，提取出知識的集合[5]．

2現代農業物流智能決策支持系統功能與體系結構的設計

現代農業物流智能決策支持系統是利用計算機、網絡和通訊等現代信息技術對區域內農業物流作業、物流過程和物流管理的相關信息進行采集、分類、篩選、儲存、分析、評價、反饋、、管理、控制和決策的信息系統．它能提高對用戶需求和農業物流服務的響應性；保證農產品運輸的快速、可靠、準時；提高運行效率、降低農產品庫存和管理成本；整合物流資源，使農業物流資源配置更合理、更優化；提高相關管理部門工作的協同性、決策的科學性；強化政府對農業物流市場的宏觀管理和調控能力[6-7]．

2.1系統功能設計

現代農業物流智能決策支持系統可以實現以下功能：

(1)農業物流的數據采集功能．農業生產資料和農產品等實體相關數據采集，包括農業政策法規、要聞和熱點，農業生產資料和農產品的產前、產中、產后加工，流通和消費環節，如農產品從種苗培育到大田管理、農畜產品加工、保鮮直至流通、市場銷售等所有環節和整個物流流程數據．這里的數據可以是結構化或非結構化的．

(2)農業物流的運輸管理功能．農業物流的運輸綜合運用GPS全球定位系統、GIS地理信息系統等技術及時跟蹤農業生產資料和農產品的運輸，并優化農業生產資料和農產品運輸路線和快速響應，節約運輸成本和減少時間，同時注意農產品流通保鮮特點，采用不同運輸方式．

(3)農業物流的儲存管理功能．農業生產資料和農產品生產具有季節性和地域性的特點．儲存管理既要滿足現有的儲存要求，又要為預期的農產品儲存高峰做準備，同時農產品的季節性脈動產出與連續性消費之間的矛盾需要農產品物流的儲存活動來調節．儲存管理包括農產品或農業生產資料出入庫信息管理、庫位資源管理、庫存管理、報表管理以及流程監控，并提供計算機輔助決策，對即將達到或超過上下限庫存量范圍的不同程度進行分級預警．

(4)農業物流的流通加工與配送管理功能．農業生產結束后，農產品進入后續加工及物流階段，其“生長”活動的生命屬性和生化特征還將不同程度地延續至最終消費，因而農產品的流通過程兼具生物再生產和經濟再生產相結合的特點．如連鎖超市所需農產品的加工配送、分類分級、管理、包裝、營銷于一體的農產品加工中心和配選中心等．

(5)農業物流的包裝管理功能．包裝是農業生產資料和農產品生產的終點，物流的起點，在儲存、運輸、銷售過程中具有保護功能、定量功能和標識功能．改進特色農產品包裝，分級分類包裝、加工后小包裝，實現包裝增值服務．

(6)決策支持功能．在現代農業物流中，農業生產資料和農產品的庫存控制、運輸車輛調配、流通加工與配送中心的選址、農產品市場分析與預測等，需要使用統計分析方法和智能計算方法提供決策支持，分析和指導農業生產和經營．

(7)接口管理功能．上述各功能的子系統之間以及系統與GIS地理信息系統的接口，與GPS衛星定位系統的數據接口之間的數據融合等．

2.2體系結構設計

從現代農業物流管理現狀和需求出發，綜合國內外最新現代農業物流管理模式和技術解決方案，構建基于計算機網絡、GPS全球定位系統、GIS地理信息系統和專業模型等，對現代農業物流進行實時監控和綜合管理與決策的智能決策支持系統．系統劃分為現代農業物流實時信息采集綜合數據庫與數據倉庫、模型庫和方法庫、知識庫、用戶接口等4個層次．

(1)信息采集傳輸和綜合數據庫、數據倉庫子系統．此子系統是由信息采集傳輸、綜合數據庫、數據倉庫和數據庫管理系統組成．數據庫管理系統提供對數據的存取、查詢、更新、維護等功能，并實現對模型庫、知識庫的連接和會話功能．數據包括農業物流經營主體數據、經營企業成員和農戶數據、主體經營報告數據和公共信息等，這些數據大多匯總到數據庫中，這些數據信息通過數據倉庫技術提取處理、轉化加工，成為數據挖掘的數據源．數據可以是Web數據、GPS數據、GIS數據和其他農業物流相關數據．此子系統能夠完整地描述、組織和管理農業物流中產生的各種數據，使農戶、農產品配送企業、農業生產經營單位等最大限度地實現信息共享．

(2)模型庫和方法庫子系統．模型庫是整個系統的核心．負責存儲所有的計算公式、預測模型與仿真模型．通過人機交互，使決策者能夠方便地利用模型庫中的各種模型支持決策，得到的結果通過中間數據庫輸出到用戶接口系統．方法庫建立在模型庫基礎上，為決策支持系統的模型提供求解算法，并依據模型進行預測和優化．

(3)知識庫子系統．知識庫是應用人工智能原理、方法和技術，根據技術指標和專家知識、經驗建立規則庫．它支持知識的入庫、鏈接、修改、刪除、分類及調用和維護等．知識庫中存儲的農業物流領域知識是利用數據挖掘方法及其他智能處理方法、技術發現的知識．一般是在確定決策的需要和任務的基礎上，對于經驗性強、較為模糊的知識可以從領域專家那里直接抽取；對于系統性強、需要精確描述的知識可以選擇適當的數據挖掘技術和其他智能技術或統計分析技術，如關聯規則、神經網絡、決策樹、聚類、粗糙集、支持向量機、時間序列等，從數據庫、數據倉庫中提取出隱藏的、新穎、有效的模式或規則，即知識，加入到知識庫[8]．知識表現形式可以是圖表、圖形，也可以是規則，為決策者提供強大的決策支持．

(4)用戶接口子系統．用戶接口子系統是系統的人機接口界面．它負責協調數據庫、模型庫、知識庫之間的通信，輸出系統的結果、信息供決策人參考．

3現代農業物流智能決策支持系統實現

系統使用Java語言開發，這使系統具有良好的跨平臺特性．由于Java面向對象的特性，能夠更大程度的通過運用設計模式帶來對象級別的復用，這給系統帶來更好的可擴展性和高復用性．通過JavaEE的規范Jsp和Servlet，配合一些常用的開源框架如Spring、Hibernate、Struts，在MVC的架構下，可使系統有更好的可維護性[9]．系統采用JSP技術，Browser/Serve三層結構(瀏覽訪問層、應用服務層、數據支持層)，并以Oracle10g作為數據庫．

4結論

現代農業物流決策支持系統的建設具有非常巨大的潛在市場需求，伴隨農業問題的日漸突出以及信息化建設在中國的整體推進，現代農業物流決策支持系統建設也會越來越受重視．建立了以模型庫與知識庫為中心，輔以數據庫、方法庫與現代網絡技術的現代農業物流智能決策支持系統，系統具備較強的預測與決策功能，可為現代農業物流的經營主體、管理者和決策者提供可靠信息技術支持．