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群決策支持系統(tǒng)中CSCW協(xié)同機制的研究*國家自然科學(xué)基金重大項目（79990580）和863-306主題重點項目資助 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)，特別是網(wǎng)絡(luò)和Internet的飛速發(fā)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中多個決策人員如何有效地通過計算機支持的協(xié)同工作（CSCW）環(huán)境協(xié)同工作是進行群決策的關(guān)鍵。本文對決策群體在CSCW環(huán)境中的協(xié)同機制進行了分析，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現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞GDSS CSCW 協(xié)同機制 沖突解決1 引言當今社會面臨著以信息爆炸、內(nèi)外部情況復(fù)雜、形勢變化迅速為特征的決策環(huán)境，靠單個人有限的知識和經(jīng)驗難以對紛繁復(fù)雜、瞬息萬變的情況作出正確的判斷，從而使群組決策變得更為頻繁和重要。群決策的多數(shù)問題都是非結(jié)構(gòu)化問題，很難直接使用結(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)、計算機技術(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可提供三個層次的決策支持： l 層次1：在決策者之間溝通信息，消除交流障礙，旨在通過改進成員之間信息的交互來改進決策過程。l 層次2：使決策者共享所面臨問題的知識和信息資源，共同制定出行動方案。l 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)。 信息時代的決策活動具有廣泛的分布性和重要的協(xié)同性。計算機支持的協(xié)同工作（以下簡稱CSCW）研究的就是一個群體在計算機支持的環(huán)境中，如何協(xié)同工作完成共同的任務(wù)。前面提到的三個層次的支持都要依托CSCW環(huán)境來提供，這一領(lǐng)域的迅猛發(fā)展為分布式環(huán)境下的GDSS提供了強有力的支撐。隨著Internet的廣泛應(yīng)用和CSCW技術(shù)和產(chǎn)品的飛速發(fā)展，采用基于WEB的CSCW環(huán)境的群組決策支持系統(tǒng)，逐漸成為下一代GDSS發(fā)展的趨勢。CSCW的核心是群體協(xié)同性，這是CSCW區(qū)別于傳統(tǒng)計算機應(yīng)用的主要特征，它更強調(diào)的是“人-人交互”，而且作為群體活動，有“協(xié)同”就必然有“沖突”，這些都要求建立一套管理和控制的協(xié)同機制，進行問題協(xié)商和沖突解決。目前對協(xié)同機制的研究正逐漸引起廣泛的重視，研究主要涉及群體相互“感知”的機制、資源共享機制、時空耦合（或時空協(xié)同）機制、沖突解決與群體意見綜合的機制等。本文就建立在CSCW環(huán)境上的群決策中的協(xié)同機制進行了分析，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現(xiàn)方法。2 GDSS中CSCW環(huán)境的協(xié)同機制協(xié)同問題的本質(zhì)是為群體完成共同的任務(wù)提供一套機制或者一個公共的平臺，使每個群體成員在它的協(xié)調(diào)下更有效地工作。協(xié)同機制要解決的主要問題包括“人-人交互”、資源共享、時空一致性、沖突解決四個方面，這里主要討論通信層以上應(yīng)用層的協(xié)同機制。以下就這四個方面分析協(xié)同機制如何發(fā)揮作用。2.1“人-人交互”傳統(tǒng)的人-機交互只有“機器感”，僅僅支持個體工作。人-人交互雖然也是通過人-機界面實現(xiàn)的，但它支持群體合作開展工作，要求計算機系統(tǒng)讓人們感覺到是在與群體成員進行交互，而不是與機器進行交互，有更多的“人感”，而不是“機器感”。人-人交互虛擬“人感”是通過人-機界面和計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立的群體相互感知的機制實現(xiàn)的(如圖1所示)。圖1人-人交互與人-機界面“感知”機制要求用戶能及時獲得與之交互的對方的歷史、狀態(tài)和反饋。如桌面會議、協(xié)同編輯、協(xié)同設(shè)計中需要知道不同人員所做的工作（例如簡單的辦法是通過多光標，多顏色或提供語音、圖像等手段），這要求CSCW系統(tǒng)在人機界面上更富于人性化和個性化，協(xié)同數(shù)據(jù)庫的設(shè)計上要保證數(shù)據(jù)在分布式環(huán)境中的一致性，對“痕跡”數(shù)據(jù)的存儲和處理應(yīng)有特殊的考慮。特別是近年來對多智能體Agent的研究使“感知”機制有了更可靠的實現(xiàn)基礎(chǔ)。2.2 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、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，目前已有很多成熟的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)（如數(shù)據(jù)加鎖、訪問控制等）可解決分布式數(shù)據(jù)共享問題。對群體成員來說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)同機制來實現(xiàn)。白板系統(tǒng)為群體成員提供一個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，其他成員便可實時看到。應(yīng)用程序共享通過消息共享實現(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。此外共享機制還負責(zé)管理共享工作空間與“私有工作空間”的關(guān)系，控制資源的合法使用。工作空間的共享機制主要由應(yīng)用層協(xié)議、多用戶標識、并發(fā)控制、大數(shù)據(jù)量位圖同步傳輸四部分組成，實現(xiàn)方式是由一臺計算機運行應(yīng)用程序（一個程序執(zhí)行主體），其他計算機利用協(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。2.3 時空協(xié)同在CSCW環(huán)境中，由于群體成員可以是同地或異地，信息交流可以同時或不同時，信息傳輸必須考慮信息在時空上的一致性問題。信息協(xié)同傳輸方式按對時空一致的要求從弱到強依次為：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)目煽啃员葘崟r性更重要一些；同步方式中可靠性與實時性同等重要。這些都要求系統(tǒng)提供保證時空信息一致性的協(xié)同機制。這種協(xié)同機制可分為共享顯示機制和事件廣播機制，共享顯示以白板為代表，事件廣播型的協(xié)同機制是在每一個參與協(xié)作的計算機中，都運行一個應(yīng)用程序的本地拷貝（多個執(zhí)行體），多個拷貝之間僅交換狀態(tài)信息。事件廣播型可以被進一步分為透明事件廣播和非透明事件廣播，透明事件廣播機制中協(xié)作的應(yīng)用程序并不知道協(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)機制完成的。應(yīng)用程序的每一個消息事件在被系統(tǒng)處理之前，均被分發(fā)給與之協(xié)作的各個應(yīng)用程序。非透明事件廣播中協(xié)作是由應(yīng)用程序控制的。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。2.4 沖突解決與意見綜合協(xié)同工作是有多人參與的一項群體活動，有“協(xié)同”，就必然有“沖突”，所以有必要建立一套的管理和控制的機制以解決沖突，通過協(xié)商，綜合群體智慧形成決策。沖突解決的機制根據(jù)產(chǎn)生沖突的原因不同，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)控制等。意見綜合機制負責(zé)群體意見的表達與綜合，并形成最終決策。后面本文將詳細研究這一問題。以上這些協(xié)同機制在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)同知識庫、工作流支持系統(tǒng)、群決策方法庫及管理系統(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)限管理工具等。3 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)生的主要原因及相應(yīng)的沖突解決機制如下：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)控制（如加鎖）和協(xié)商。2) 信息不一致造成的沖突，如電子會議中常常有人中途參加或退出協(xié)作環(huán)境，而異地運行的協(xié)作代理或執(zhí)行體可能無法及時獲得消息，繼續(xù)與已經(jīng)退出的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行交互。這種沖突的解決需要建立一種消息反饋機制，在會話層建立相應(yīng)的協(xié)議?；谥悄蹵gent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。3) 時序和分工造成的沖突。協(xié)同工作通常有一定的分工，時間安排上有一定順序和計劃，個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，哪些人在何種情況下可以審閱那些文件，審批時限，有效反饋時間、過期處理方式等。解決這種沖突的機制就是工作流支持系統(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，并隨時公布工作狀態(tài)。4) 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，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)單靠人或機器都很困難，在綜合集成研討廳課題的研究中，我們提出了一種人機結(jié)合的機制，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行自動綜合，然后通過CSCW環(huán)境反饋給群體，如此經(jīng)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種沖突解決機制通常包含在協(xié)作軟件中，技術(shù)上比較成熟，第4種沖突解決機制目前還處于研究階段，按照實現(xiàn)的技術(shù)途徑不同可分為基于知識的和人機結(jié)合的兩類，基于知識的沖突解決機制通常首先要建立有關(guān)沖突和解決方法的知識庫，這種知識庫又分為基于實例的和基于規(guī)則的，沖突發(fā)生時，系統(tǒng)搜索知識庫，如果是基于實例的，系統(tǒng)就匹配有無與當前沖突類似的實例，有則應(yīng)用實例中的解決方法；若是基于規(guī)則的，系統(tǒng)則按照這些從經(jīng)驗中抽象出來的解決沖突的規(guī)則進行推理，得到解決方案。人機結(jié)合的沖突解決與群體意見綜合機制是我們研究的重點。對于群決策這種復(fù)雜的協(xié)同問題，個人的經(jīng)驗智慧難免不夠全面，而機器智能目前的水平還遠不能處理如此復(fù)雜問題，因此我們認為應(yīng)堅持“人在回路中”的指導(dǎo)思想，運用人機結(jié)合方法學(xué)和CSCW技術(shù)，將群體智慧與計算機系統(tǒng)中的模型、數(shù)據(jù)進行有機結(jié)合，結(jié)合的方法可以采用如前所述的基于知識的方法，但實現(xiàn)起來難度很大，因為沖突及解決方法缺乏有效的知識表達手段，決策問題涉及的方面多，難以構(gòu)建全面的知識庫，因此我們采用以結(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。其中主要包括以下三種技術(shù)：3.1 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)計相應(yīng)的規(guī)范化的格式，請有關(guān)的決策人員按規(guī)范的格式發(fā)表意見，以便于計算機處理。同時系統(tǒng)還提供了結(jié)構(gòu)化更強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，這樣就可對群體意見綜合用程序進行自動化處理。圖2以專家對重點實驗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可以計算其頻度統(tǒng)計數(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3.2 人工智能處理技術(shù)主要指對文字型的群體意見綜合時采用機械文摘技術(shù)和基于判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庫的支持，而且漢語自然語言的理解難度大，也還沒有很好的解決方案，因此采用具有一定的自然語言語義綜合能力的處理技術(shù)更有實用性。處理過程分為兩個步驟：3.2.1對文字意見進行分析決策人員發(fā)表的文字意見可分為判斷性和陳述性兩種類型。 判斷性意見可根據(jù)判斷詞歸結(jié)為肯定、否定或有條件肯定三種狀態(tài)之一，因而可以被計算機系統(tǒng)處理。陳述性意見則涉及過多的隱式信息，計算機可處理的信息少，通常比較長，我們采用機械文摘技術(shù)獲取決策人員意見的中心內(nèi)容，根據(jù)摘要比例形成簡短的文字意見，再利用基于判斷詞的分類技術(shù)，建立判斷詞詞庫，根據(jù)從意見中析取的判斷詞判斷意見所屬的狀態(tài)。3.2.2對已形成的判斷單句進行綜合首先確定一些基本的條件來約束對于專家判斷意見的分析，如句式結(jié)構(gòu)不能復(fù)雜，允許用戶對分析的過程進行參數(shù)的設(shè)定等，根據(jù)設(shè)定的肯定比例、否定比例和不可判斷比例等參數(shù)，形成最終的綜合意見。需要說明的是，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判斷性意見，判斷性的確定與問題的內(nèi)容無關(guān)。3.3 反饋式、層次化的流程控制機制考慮到協(xié)同工作的復(fù)雜性，系統(tǒng)提供了層次化的工作流控制系統(tǒng)，流程不僅可以順序執(zhí)行還可以根據(jù)需要跳轉(zhuǎn)到任意流程上，如對于決策人員分歧較大或認識不清的問題，可以由主持人控制返回前面的任一議程重新執(zhí)行，將該問題按決策人員意見的分歧進一步細分為子問題，從而將大家的注意力集中在焦點問題或更深入的具體問題層次。這些功能都非常有助于任務(wù)的逐步結(jié)構(gòu)化，同時在多輪反復(fù)中，問題逐步明確，有助于減少分歧，使意見逐步趨于集中。4 結(jié)束語隨著群決策支持系統(tǒng)在現(xiàn)代社會經(jīng)濟中發(fā)揮的作用不斷擴大和基于Internet的CSCW系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對協(xié)同機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，采用人機結(jié)合的協(xié)同機制的CSCW系統(tǒng)目前已在一些重大項目的專家群體評估中進行了初步的應(yīng)用，取得了良好的效果。參考文獻1. 湯庸.計算機支持的協(xié)同工作概觀. 工業(yè)工程, 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