群決策支持系統(tǒng)中CSCW協(xié)同機(jī)制的研究

1、75/16群決策支持系統(tǒng)中CSCW協(xié)同機(jī)制的研究國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（79990580）和863-306主題重點(diǎn)項(xiàng)目資助 李智毅*李智毅,北京9702信箱19號,郵編100101。Email: (北京系統(tǒng)工程研究所, 100101)摘要 現(xiàn)代社會(huì)中，決策的復(fù)雜度不斷增加使群體決策的重要性日益突出，隨著信息通信技術(shù)，特不是網(wǎng)絡(luò)和Internet的飛速進(jìn)展，對可支持各種協(xié)同工作方式的群決策支持系統(tǒng)的需求也更加迫切，在GDSS中多個(gè)決策人員如何有效地通過計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作（CSCW）環(huán)境協(xié)同工作是進(jìn)行群決策的關(guān)鍵。本文對決策群體在CSCW環(huán)境中的協(xié)同機(jī)制進(jìn)行了分析，并結(jié)合綜合集成研討廳課題的研

2、究提出了有關(guān)沖突解決和群體意見綜合的一些思路和實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞GDSS CSCW 協(xié)同機(jī)制 沖突解決1 引言當(dāng)今社會(huì)面臨著以信息爆炸、內(nèi)外部情況復(fù)雜、形勢變化迅速為特征的決策環(huán)境，靠單個(gè)人有限的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)難以對紛繁復(fù)雜、瞬息萬變的情況作出正確的推斷，從而使群組決策變得更為頻繁和重要。群決策的多數(shù)問題差不多上非結(jié)構(gòu)化問題，專門難直接使用結(jié)構(gòu)化方法提供支持，因此需要研究群組決策支持系統(tǒng)（Group Decision Support System，GDSS）以提供一種系統(tǒng)方法來支持群決策。GDSS將通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和決策分析技術(shù)結(jié)合起來，使問題求解條理化、系統(tǒng)化。GDSS可提供三個(gè)層次的決策支持

3、： 層次1：在決策者之間溝通信息，消除交流障礙，旨在通過改進(jìn)成員之間信息的交互來改進(jìn)決策過程。層次2：使決策者共享所面臨問題的知識(shí)和信息資源，共同制定出行動(dòng)方案。層次3：將層次1、2的技術(shù)結(jié)合起來，對群組決策中信息交互的內(nèi)容和方式提供智能型指導(dǎo)。 信息時(shí)代的決策活動(dòng)具有廣泛的分布性和重要的協(xié)同性。計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作（以下簡稱CSCW）研究的確實(shí)是一個(gè)群體在計(jì)算機(jī)支持的環(huán)境中，如何協(xié)同工作完成共同的任務(wù)。前面提到的三個(gè)層次的支持都要依托CSCW環(huán)境來提供，這一領(lǐng)域的迅猛進(jìn)展為分布式環(huán)境下的GDSS提供了強(qiáng)有力的支撐。隨著Internet的廣泛應(yīng)用和CSCW技術(shù)和產(chǎn)品的飛速進(jìn)展，采納基于WEB的

4、CSCW環(huán)境的群組決策支持系統(tǒng)，逐漸成為下一代GDSS進(jìn)展的趨勢。CSCW的核心是群體協(xié)同性，這是CSCW區(qū)不于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要緊特征，它更強(qiáng)調(diào)的是“人-人交互”，而且作為群體活動(dòng)，有“協(xié)同”就必定有“沖突”，這些都要求建立一套治理和操縱的協(xié)同機(jī)制，進(jìn)行問題協(xié)商和沖突解決。目前對協(xié)同機(jī)制的研究正逐漸引起廣泛的重視，研究要緊涉及群體相互“感知”的機(jī)制、資源共享機(jī)制、時(shí)空耦合（或時(shí)空協(xié)同）機(jī)制、沖突解決與群體意見綜合的機(jī)制等。本文就建立在CSCW環(huán)境上的群決策中的協(xié)同機(jī)制進(jìn)行了分析，并結(jié)合綜合集成研討廳課題的研究提出了有關(guān)沖突解決和群體意見綜合的一些思路和實(shí)現(xiàn)方法。GDSS中CSCW環(huán)境的協(xié)同機(jī)

5、制協(xié)同問題的本質(zhì)是為群體完成共同的任務(wù)提供一套機(jī)制或者一個(gè)公共的平臺(tái)，使每個(gè)群體成員在它的協(xié)調(diào)下更有效地工作。協(xié)同機(jī)制要解決的要緊問題包括“人-人交互”、資源共享、時(shí)空一致性、沖突解決四個(gè)方面，那個(gè)地點(diǎn)要緊討論通信層以上應(yīng)用層的協(xié)同機(jī)制。以下就這四個(gè)方面分析協(xié)同機(jī)制如何發(fā)揮作用。2.1“人-人交互”傳統(tǒng)的人-機(jī)交互只有“機(jī)器感”，僅僅支持個(gè)體工作。人-人交互盡管也是通過人-機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的，但它支持群體合作開展工作，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讓人們感受到是在與群體成員進(jìn)行交互，而不是與機(jī)器進(jìn)行交互，有更多的“人感”，而不是“機(jī)器感”。人-人交互虛擬“人感”是通過人-機(jī)界面和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立的群體相互感知的機(jī)

6、制實(shí)現(xiàn)的(如圖1所示)。圖1人-人交互與人-機(jī)界面“感知”機(jī)制要求用戶能及時(shí)獲得與之交互的對方的歷史、狀態(tài)和反饋。如桌面會(huì)議、協(xié)同編輯、協(xié)同設(shè)計(jì)中需要明白不同人員所做的工作（例如簡單的方法是通過多光標(biāo)，多顏色或提供語音、圖像等手段），這要求CSCW系統(tǒng)在人機(jī)界面上更富于人性化和個(gè)性化，協(xié)同數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)上要保證數(shù)據(jù)在分布式環(huán)境中的一致性，對“痕跡”數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理應(yīng)有專門的考慮。特不是近年來對多智能體Agent的研究使“感知”機(jī)制有了更可靠的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。資源共享群決策要求各成員必須能夠共享與決策問題有關(guān)的知識(shí)、數(shù)據(jù)以及解決問題所需的方法、工具、環(huán)境等各種資源。在CSCW環(huán)境中，資源具有分布式特點(diǎn)，

7、目前已有專門多成熟的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)（如數(shù)據(jù)加鎖、訪問操縱等）可解決分布式數(shù)據(jù)共享問題。對群體成員來講更重要的是工具和工作空間的共享，這就需要諸如白板和應(yīng)用程序共享這類協(xié)同機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。白板系統(tǒng)為群體成員提供一個(gè)共同擁有的工作空間白板，成員將需要共享的信息放到白板中，其他成員便可實(shí)時(shí)看到。應(yīng)用程序共享通過消息共享實(shí)現(xiàn)工具軟件的異地執(zhí)行，從而使異地的決策成員可最大限度地利用協(xié)同環(huán)境提供的巨大資源，提高決策的科學(xué)性。此外共享機(jī)制還負(fù)責(zé)治理共享工作空間與“私有工作空間”的關(guān)系，操縱資源的合法使用。工作空間的共享機(jī)制要緊由應(yīng)用層協(xié)議、多用戶標(biāo)識(shí)、并發(fā)操縱、大數(shù)據(jù)量位圖同步傳輸四部分組成，實(shí)現(xiàn)方式是由一臺(tái)

8、計(jì)算機(jī)運(yùn)行應(yīng)用程序（一個(gè)程序執(zhí)行主體），其他計(jì)算機(jī)利用協(xié)作代理軟件將本地用戶的輸入復(fù)制到執(zhí)行主體，并將執(zhí)行主體的輸出復(fù)制到本地顯示。時(shí)空協(xié)同在CSCW環(huán)境中，由于群體成員能夠是同地或異地，信息交流能夠同時(shí)或不同時(shí)，信息傳輸必須考慮信息在時(shí)空上的一致性問題。信息協(xié)同傳輸方式按對時(shí)空一致的要求從弱到強(qiáng)依次為：1）同地異步方式；2）異地異步方式；3）同地同步方式；4）異地同步方式。異步方式中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃员葘?shí)時(shí)性更重要一些；同步方式中可靠性與實(shí)時(shí)性同等重要。這些都要求系統(tǒng)提供保證時(shí)空信息一致性的協(xié)同機(jī)制。這種協(xié)同機(jī)制可分為共享顯示機(jī)制和事件廣播機(jī)制，共享顯示以白板為代表，事件廣播型的協(xié)同機(jī)制是在每

9、一個(gè)參與協(xié)作的計(jì)算機(jī)中，都運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序的本地拷貝（多個(gè)執(zhí)行體），多個(gè)拷貝之間僅交換狀態(tài)信息。事件廣播型能夠被進(jìn)一步分為透明事件廣播和非透明事件廣播，透明事件廣播機(jī)制中協(xié)作的應(yīng)用程序并不明白協(xié)作的發(fā)生，協(xié)作是由操作系統(tǒng)的消息事件協(xié)同分發(fā)機(jī)制完成的。應(yīng)用程序的每一個(gè)消息事件在被系統(tǒng)處理之前，均被分發(fā)給與之協(xié)作的各個(gè)應(yīng)用程序。非透明事件廣播中協(xié)作是由應(yīng)用程序操縱的。應(yīng)用程序有權(quán)決定信息的分發(fā)與否。在這種協(xié)作方式下，應(yīng)用程序的消息事件被分成共有的和私有的，共有事件參與協(xié)作而私有事件僅對事件的產(chǎn)生者有效。沖突解決與意見綜合協(xié)同工作是有多人參與的一項(xiàng)群體活動(dòng)，有“協(xié)同”，就必定有“沖突”，因此有必要建

10、立一套的治理和操縱的機(jī)制以解決沖突，通過協(xié)商，綜合群體智慧形成決策。沖突解決的機(jī)制依照產(chǎn)生沖突的緣故不同，采取相應(yīng)的化解沖突的策略，如制定規(guī)則、建立工作流、對共享資源的并發(fā)操縱等。意見綜合機(jī)制負(fù)責(zé)群體意見的表達(dá)與綜合，并形成最終決策。后面本文將詳細(xì)研究這一問題。以上這些協(xié)同機(jī)制在GDSS的CSCW環(huán)境中具體表現(xiàn)為共享協(xié)作空間、協(xié)同數(shù)據(jù)庫、協(xié)同知識(shí)庫、工作流支持系統(tǒng)、群決策方法庫及治理系統(tǒng)、群組工作程序協(xié)調(diào)工具和群決策綜合工具，以及成員間的任務(wù)劃分和權(quán)限治理工具等。沖突解決和意見綜合的方法和技術(shù)沖突是任何協(xié)同工作系統(tǒng)都必須解決問題，因此沖突解決機(jī)制是協(xié)同工作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。CSCW環(huán)境中沖突產(chǎn)生

11、的要緊緣故及相應(yīng)的沖突解決機(jī)制如下：1) 共享造成的沖突，如多用戶數(shù)據(jù)存取、程序共享等，這類沖突已有較成熟的解決方法，包括令牌、并發(fā)操縱（如加鎖）和協(xié)商。信息不一致造成的沖突，如電子會(huì)議中常常有人中途參加或退出協(xié)作環(huán)境，而異地運(yùn)行的協(xié)作代理或執(zhí)行體可能無法及時(shí)獲得消息，接著與差不多退出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。這種沖突的解決需要建立一種消息反饋機(jī)制，在會(huì)話層建立相應(yīng)的協(xié)議。基于智能Agent的協(xié)作環(huán)境利用Agent的自主性能夠比較好的解決這一問題。時(shí)序和分工造成的沖突。協(xié)同工作通常有一定的分工，時(shí)刻安排上有一定順序和打算，個(gè)體工作的差異可能導(dǎo)致整體工作的延誤，降低協(xié)同效率。如在公文系統(tǒng)中，哪些人在何

12、種情況下能夠批閱那些文件，審批時(shí)限，有效反饋時(shí)刻、過期處理方式等。解決這種沖突的機(jī)制確實(shí)是工作流支持系統(tǒng)，即事先建立系統(tǒng)的工作規(guī)則，定義工作流程和分工，群體按流程安排有序地協(xié)同，并隨時(shí)公布工作狀態(tài)。競爭和分歧造成的沖突。由于群體中各自代表不同的利益和觀點(diǎn)，意見比較發(fā)散，難以形成一致的決策。這類沖突的解決要做到客觀、公正、科學(xué)單靠人或機(jī)器都專門困難，在綜合集成研討廳課題的研究中，我們提出了一種人機(jī)結(jié)合的機(jī)制，首先利用CSCW環(huán)境收集群體意見，再利用人工智能技術(shù)和系統(tǒng)工程方法對群體意見進(jìn)行自動(dòng)綜合，然后通過CSCW環(huán)境反饋給群體，如此通過多輪反復(fù)修正，得到比較客觀、科學(xué)、集群體智慧的決策。前3種沖

13、突解決機(jī)制通常包含在協(xié)作軟件中，技術(shù)上比較成熟，第4種沖突解決機(jī)制目前還處于研究時(shí)期，按照實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑不同可分為基于知識(shí)的和人機(jī)結(jié)合的兩類，基于知識(shí)的沖突解決機(jī)制通常首先要建立有關(guān)沖突和解決方法的知識(shí)庫，這種知識(shí)庫又分為基于實(shí)例的和基于規(guī)則的，沖突發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)搜索知識(shí)庫，假如是基于實(shí)例的，系統(tǒng)就匹配有無與當(dāng)前沖突類似的實(shí)例，有則應(yīng)用實(shí)例中的解決方法；若是基于規(guī)則的，系統(tǒng)則按照這些從經(jīng)驗(yàn)中抽象出來的解決沖突的規(guī)則進(jìn)行推理，得到解決方案。人機(jī)結(jié)合的沖突解決與群體意見綜合機(jī)制是我們研究的重點(diǎn)。關(guān)于群決策這種復(fù)雜的協(xié)同問題，個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)智慧難免不夠全面，而機(jī)器智能目前的水平還遠(yuǎn)不能處理如此復(fù)雜問題，因

14、此我們認(rèn)為應(yīng)堅(jiān)持“人在回路中”的指導(dǎo)思想，運(yùn)用人機(jī)結(jié)合方法學(xué)和CSCW技術(shù)，將群體智慧與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的模型、數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，結(jié)合的方法能夠采納如前所述的基于知識(shí)的方法，但實(shí)現(xiàn)起來難度專門大，因?yàn)闆_突及解決方法缺乏有效的知識(shí)表達(dá)手段，決策問題涉及的方面多，難以構(gòu)建全面的知識(shí)庫，因此我們采納以結(jié)構(gòu)化為主的方法，先將非結(jié)構(gòu)化問題轉(zhuǎn)化為半結(jié)構(gòu)化或結(jié)構(gòu)化問題，再利用對結(jié)構(gòu)化問題行之有效的技術(shù)和方法解決。其中要緊包括以下三種技術(shù)： 非結(jié)構(gòu)化問題的結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化處理技術(shù)首先將非結(jié)構(gòu)化的協(xié)同問題按照其內(nèi)在聯(lián)系以一種層次框架的形式分解為一系列子問題，針對每一子問題設(shè)計(jì)相應(yīng)的規(guī)范化的格式，請有關(guān)的決策人員按規(guī)

15、范的格式發(fā)表意見，以便于計(jì)算機(jī)處理。同時(shí)系統(tǒng)還提供了結(jié)構(gòu)化更強(qiáng)的群體意見綜合的形式調(diào)查問卷，由于問卷的格式固定，不同決策人員對同一子問題的意見都填寫在相同的位置，而且在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中都有對應(yīng)的記錄和字段，如此就可對群體意見綜合用程序進(jìn)行自動(dòng)化處理。圖2以專家對重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的評估為例示出了分解為一系列子問題的電子調(diào)查問卷。在調(diào)查問卷中，我們將問題分為選擇型、數(shù)值型、文字型三類，對選擇型、數(shù)值型問題，屬完全結(jié)構(gòu)化問題，對所有決策人員的答案能夠計(jì)算其頻度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或均值方差等。對文字型意見的綜合則使用下面談到的一些人工智能技術(shù)。圖2對非結(jié)構(gòu)化問題分解的調(diào)查問卷界面 人工智能處理技術(shù)要緊指對文字型的群體意見

16、綜合時(shí)采納機(jī)械文摘技術(shù)和基于推斷詞分類的單句綜合技術(shù)。由于系統(tǒng)還不能提供完備的知識(shí)庫的支持，而且漢語自然語言的理解難度大，也還沒有專門好的解決方案，因此采納具有一定的自然語言語義綜合能力的處理技術(shù)更有有用性。處理過程分為兩個(gè)步驟：3.2.1對文字意見進(jìn)行分析決策人員發(fā)表的文字意見可分為推斷性和陳述性兩種類型。 推斷性意見可依照推斷詞歸結(jié)為確信、否定或有條件確信三種狀態(tài)之一，因而能夠被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理。陳述性意見則涉及過多的隱式信息，計(jì)算機(jī)可處理的信息少，通常比較長，我們采納機(jī)械文摘技術(shù)獵取決策人員意見的中心內(nèi)容，依照摘要比例形成簡短的文字意見，再利用基于推斷詞的分類技術(shù)，建立推斷詞詞庫，依照從意

17、見中析取的推斷詞推斷意見所屬的狀態(tài)。3.2.2對已形成的推斷單句進(jìn)行綜合首先確定一些差不多的條件來約束關(guān)于專家推斷意見的分析，如句式結(jié)構(gòu)不能復(fù)雜，同意用戶對分析的過程進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定等，依照設(shè)定的確信比例、否定比例和不可推斷比例等參數(shù)，形成最終的綜合意見。需要講明的是，這種綜合的結(jié)果完全來自專家意見的原文，并不產(chǎn)生的新內(nèi)容。系統(tǒng)只保證給出專家綜合的推斷性意見，推斷性的確定與問題的內(nèi)容無關(guān)。反饋式、層次化的流程操縱機(jī)制考慮到協(xié)同工作的復(fù)雜性，系統(tǒng)提供了層次化的工作流操縱系統(tǒng)，流程不僅能夠順序執(zhí)行還能夠依照需要跳轉(zhuǎn)到任意流程上，如關(guān)于決策人員分歧較大或認(rèn)識(shí)不清的問題，能夠由主持人操縱返回前面的任一議

18、程重新執(zhí)行，將該問題按決策人員意見的分歧進(jìn)一步細(xì)分為子問題，從而將大伙兒的注意力集中在焦點(diǎn)問題或更深入的具體問題層次。這些功能都特不有助于任務(wù)的逐步結(jié)構(gòu)化，同時(shí)在多輪反復(fù)中，問題逐步明確，有助于減少分歧，使意見逐步趨于集中。結(jié)束語隨著群決策支持系統(tǒng)在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮的作用不斷擴(kuò)大和基于Internet的CSCW系統(tǒng)的迅速進(jìn)展，對協(xié)同機(jī)制的研究也越來越受到重視。本文的研究工作是綜合集成研討廳這一大型GDSS的一部分，采納人機(jī)結(jié)合的協(xié)同機(jī)制的CSCW系統(tǒng)目前已在一些重大項(xiàng)目的專家群體評估中進(jìn)行了初步的應(yīng)用，取得了良好的效果。參考文獻(xiàn)1. 湯庸.計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作概觀. 工業(yè)工程, 1999,2(3)2. 陳文博, 張梅. 基于Web的CSCW在企業(yè)環(huán)境中的實(shí)現(xiàn)方法.1999,19(10)3. 李智毅. 基于Web面向任務(wù)的CSCW系統(tǒng). 第2屆全國CSCW學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2000.12A Reasearch on CSCM Cooperation Mechanism in Group Decision Supp