本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（原 973 計(jì)劃，2017YFB1400105）課題“眾智網(wǎng)絡(luò)理論仿真與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)”針對(duì)社會(huì)公共治理中的決策問(wèn)題，研究眾決策仿真，力圖揭示在萬(wàn)物互聯(lián)的狀態(tài)下投票機(jī)制和投票結(jié)果之間的定量關(guān)系，主要研究?jī)?nèi)容包括這類仿真平臺(tái)的構(gòu)建框架和其中的關(guān)鍵技術(shù)，并初步實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小型的示例系統(tǒng)。

1  緒論

1.1  研究背景
眾智現(xiàn)象普遍存在于人類社會(huì)。“三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮”、“眾人拾柴火焰高”，這些都是眾智在人類社會(huì)的原生態(tài)表現(xiàn)。具體到經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同運(yùn)作等；社會(huì)領(lǐng)域中的各類研討會(huì)、各類社會(huì)組織及其集體行為過(guò)程等；政府治理領(lǐng)域中的全民選舉、社會(huì)公共問(wèn)題全民討論等，均是通過(guò)集眾多個(gè)體智慧，期望取得更好或最好的效果。同時(shí)也有“三個(gè)和尚沒(méi)水喝”的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，如何在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、社會(huì)生活、政府治理等領(lǐng)域中避免這些眾智現(xiàn)象的負(fù)面影響也一直是人類社會(huì)不斷探索解決的復(fù)雜問(wèn)題。
傳統(tǒng)的外包活動(dòng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型升級(jí)為眾包、眾創(chuàng)、眾籌模式，由局部范圍內(nèi)幾個(gè)、幾十個(gè)人群之間的經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)、金融活動(dòng)或行為演化為時(shí)空無(wú)限的幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)、幾千萬(wàn)人群之間的經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)、金融活動(dòng)或行為，如何組織、管理、規(guī)范眾包、眾創(chuàng)、眾籌過(guò)程，使之更經(jīng)濟(jì)、更有效率，也缺乏理論依據(jù)。傳統(tǒng)的百科全書(shū)的編撰工作轉(zhuǎn)型升級(jí)為維基百科，由專業(yè)化的數(shù)十人、數(shù)百人的編撰活動(dòng)演化為全社會(huì)的編撰活動(dòng)，其面臨的問(wèn)題同上述類似。
未來(lái)的頭腦風(fēng)暴會(huì)、研討會(huì)等必將是網(wǎng)絡(luò)化、人數(shù)眾多、無(wú)時(shí)空限制的；未來(lái)的全民選舉、社會(huì)公共事務(wù)討論也必將是網(wǎng)絡(luò)化、全程在線、全民參與的；未來(lái)的政府治理必將是網(wǎng)絡(luò)化、全程在線、全社會(huì)共同參與的，等等，也需要?jiǎng)?chuàng)新的理論指導(dǎo)。此外，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、企業(yè)商業(yè)秘密及個(gè)人隱私保護(hù)、人們的民主與自由的權(quán)利保障等問(wèn)題的處理，也需要?jiǎng)?chuàng)新的理論指導(dǎo)。
大數(shù)據(jù)、人工智能不斷提升人、機(jī)器及物體的智能，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算不斷增強(qiáng)人、企業(yè)、政府等機(jī)構(gòu)、智能機(jī)器人、智能物體之間的聯(lián)接深度、廣度和方式。與傳統(tǒng)眾智現(xiàn)象相比，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的眾智現(xiàn)象不僅是規(guī)模大、聯(lián)系緊密，逐步呈現(xiàn)出萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化眾智型經(jīng)濟(jì)社會(huì)形態(tài)。
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1.2  眾決策研究?jī)?nèi)容
本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（原 973 計(jì)劃，2017YFB1400105）課題“眾智網(wǎng)絡(luò)理論仿真與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)”，主要針對(duì)社會(huì)公共治理中的投票問(wèn)題，以眾智科學(xué)為研究背景，研究眾決策仿真。
胡稅根[32]提出在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下的公共決策已經(jīng)轉(zhuǎn)化為智慧公共決策，使用新一代信息技術(shù)全面剖析，可以全面的感知、客觀透明的分析、實(shí)時(shí)連續(xù)的運(yùn)行、自主預(yù)制、和多元公職等來(lái)達(dá)到公共決策利益最大化。眾決策仿真主要針對(duì)社會(huì)公共決策問(wèn)題，通過(guò)仿真研究不同投票規(guī)則組合與最終結(jié)果之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，探討在萬(wàn)物互聯(lián)的狀態(tài)下群體智能（最終得票數(shù)）與個(gè)體智能（每個(gè)人）之間的定量關(guān)系，本文研究了這類仿真平臺(tái)的構(gòu)建框架，和其中的關(guān)鍵技術(shù)，并初步實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小型的示例系統(tǒng)。 .............................

2  眾決策仿真需求分析

2.1  投票機(jī)制分析
投票機(jī)制是現(xiàn)代公共決策中最基本、最普遍、最重要的一種選擇機(jī)制，由于可以有效地表達(dá)投票成員的決策應(yīng)用非常廣泛，包括國(guó)內(nèi)外公職的選舉、公司股東選舉、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)相關(guān)調(diào)查對(duì)象的民意選擇等。同時(shí)，可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)或者數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行分析、檢測(cè)與驗(yàn)證，更好的實(shí)現(xiàn)決策。對(duì)于同一個(gè)決策問(wèn)題選擇不同的投票機(jī)制，可能會(huì)產(chǎn)生較大差異的結(jié)果。Chandle[33]探討了在調(diào)查研究中應(yīng)用的兩種不同規(guī)則來(lái)解釋投票行為和投票結(jié)果。雖然這些不同的規(guī)則模型運(yùn)用的是同樣的數(shù)據(jù)，但對(duì)問(wèn)題的預(yù)測(cè)得出的是不同的結(jié)果。這兩個(gè)模型在一定程度上都是正確的，因?yàn)橥镀毙袨槟Ｐ兔枋龅默F(xiàn)象是大致相同的，只是由于不同模型元素之間的相互關(guān)系才會(huì)影響最后的結(jié)果[34]。
1、 孔多塞投票制
每個(gè)投票成員有一張選票，根據(jù)自己的偏好對(duì)候選成員排序，相比較于波達(dá)爾計(jì)數(shù)法的將排名轉(zhuǎn)化成分?jǐn)?shù)的做法，對(duì)所有候選成員統(tǒng)計(jì)其分?jǐn)?shù)，然后獲得一個(gè)最終投票排名。孔多塞投票制采用對(duì)候選成員兩兩比較的方法，比較的是一對(duì)候選成員之間相對(duì)排名位置的得票數(shù)，哪個(gè)候選人排在對(duì)方前面的得票數(shù)多，哪個(gè)候選人就在這場(chǎng)一對(duì)一比較中獲勝，如果某候選人能在所有與其他候選人的兩兩對(duì)決中全部獲勝，那他就是最終的贏家。 孔多塞投票制存在著許多缺點(diǎn)，如候選成員進(jìn)行兩兩比較時(shí)，需要花費(fèi)較多的時(shí)間去清點(diǎn)選票。
2、 排序復(fù)選投票制
排序復(fù)選投票制與其他排序制投票一樣，都要求投票成員對(duì)候選成員進(jìn)行排序，統(tǒng)計(jì)候選人排在第一名的數(shù)量，如果存在某個(gè)候選成員排在第一名的票數(shù)超過(guò)了選票總數(shù)的一半，則可以確定其為最終獲勝者。否則將排在第一名數(shù)量最少的候選成員淘汰，并將其排在第一名的票數(shù)轉(zhuǎn)移至其排名最靠近的一位，以此循環(huán)，直到最終選出排在第一位名的票數(shù)超過(guò)選票的候選成員。
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2.2  眾決策仿真實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
眾決策仿真主要針對(duì)社會(huì)公共決策問(wèn)題，研究不同投票規(guī)則組合與最終結(jié)果之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，探討群體智能（最終得票數(shù)）與個(gè)體智能（每個(gè)人）之間的定量關(guān)系。
假設(shè)有一個(gè)新的管理規(guī)定，有候選項(xiàng) A、B、C 三種方案，客觀上 A 方案優(yōu)于B 方案、B 方案優(yōu)于 C 方案，現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行投票決策，任意設(shè)定網(wǎng)絡(luò)投票規(guī)則，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真分析不同規(guī)則組合與最終結(jié)果之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，探討群體智能（最終得票數(shù)）與個(gè)體智能（每個(gè)人）之間的定量關(guān)系。
眾決策仿真作為眾智網(wǎng)絡(luò)理論仿真的一部分，是對(duì)物理、意識(shí)、信息三元空間的一種本質(zhì)化抽象，架構(gòu)研究主要包括仿真系統(tǒng)的基本元素、元素自身的定義和表達(dá)方法、元素之間的交互作用機(jī)理以及仿真系統(tǒng)的基本構(gòu)成等方面。眾決策仿真的基本元素包括各類智能主體以及由其構(gòu)成的智能群體，需要在保證其活性的基礎(chǔ)上研究其統(tǒng)一表達(dá)、交互作用機(jī)理、交互感知等問(wèn)題；眾決策仿真的基本構(gòu)成需要研究仿真系統(tǒng)框架和仿真基本規(guī)則、仿真成員接口規(guī)范、仿真模型模板、仿真開(kāi)發(fā)過(guò)程以及仿真驗(yàn)證的要求和過(guò)程。形成的眾智網(wǎng)絡(luò)仿真工具集，包括仿真運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施、成員定義工具包、仿真定義工具包、仿真執(zhí)行與監(jiān)測(cè)工具包和仿真結(jié)果評(píng)價(jià)工具包。仿真運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施需要實(shí)現(xiàn)眾智網(wǎng)絡(luò)仿真接口規(guī)范中的所有服務(wù)功能，成員定義工具包主要完成仿真成員定義與描述，仿真定義工具包主要定義仿真執(zhí)行過(guò)程中成員信息交互的內(nèi)容，仿真執(zhí)行與監(jiān)測(cè)工具包負(fù)責(zé)仿真執(zhí)行的控制和仿真執(zhí)行過(guò)程中各種消息的接收與展示，仿真結(jié)果評(píng)價(jià)工具包對(duì)仿真執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
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3  基于 HLA 的仿真框架 .......................................... 11
3.1  現(xiàn)有大規(guī)模仿真軟件相關(guān)研究 ................................ 11
3.2  眾智網(wǎng)絡(luò)仿真的特點(diǎn) ............................................... 14
4  眾決策仿真關(guān)鍵技術(shù) ................................. 20
4.1  眾決策仿真單元模型 ................................ 20
4.2  立場(chǎng)表達(dá)、比較與運(yùn)算方法 ........................... 28
5  眾決策仿真系統(tǒng) ........................................ 33
5.1  眾決策仿真設(shè)計(jì) .................................... 33
5.1.1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ........................................... 33
5.1.2  功能結(jié)構(gòu) .............................. 34

5  眾決策仿真系統(tǒng)

5.1  眾決策仿真設(shè)計(jì)
5.1.1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)眾智網(wǎng)絡(luò)理論仿真的特點(diǎn)，眾智網(wǎng)絡(luò)理論仿真平臺(tái)總體上采用層次性結(jié)構(gòu)，包括仿真應(yīng)用層、仿真驗(yàn)證層、仿真工具層、持久存儲(chǔ)層和 RTI 層，如圖  5.1 所示。 

仿真應(yīng)用層主要針對(duì)眾進(jìn)化仿真、眾決策仿真、眾協(xié)作仿真、結(jié)構(gòu)演化仿真和魯棒性仿真的特點(diǎn)配置仿真執(zhí)行，驗(yàn)證或發(fā)現(xiàn)眾智網(wǎng)絡(luò)的各種規(guī)律。
仿真驗(yàn)證與評(píng)價(jià)層主要是根據(jù)眾智仿真的特點(diǎn)開(kāi)展 VV&A 的研究，以驗(yàn)證眾智網(wǎng)絡(luò)仿真執(zhí)行的可信性。
仿真工具層包括成員定義工具、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義工具、成員生成工具、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生成工具、仿真定義工具、仿真執(zhí)行與監(jiān)測(cè)工具和仿真結(jié)果展現(xiàn)與分析工具，其中成員定義工具根據(jù)成員描述標(biāo)準(zhǔn)輔助進(jìn)行成員定義；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義工具用以定義眾智網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)；成員生成工具根據(jù)成員定義工具生成的模板，按實(shí)際成員的數(shù)字特征生成給定數(shù)量的仿真成員；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)生成工具根據(jù)結(jié)構(gòu)定義在生成的成員信息中添加連接信息；仿真定義工具根據(jù)仿真描述標(biāo)準(zhǔn)輔助生成仿真執(zhí)行的模板；仿真執(zhí)行與監(jiān)測(cè)工具根據(jù)仿真定義監(jiān)控仿真執(zhí)行；仿真結(jié)果展現(xiàn)與分析工具根據(jù)仿真的中間結(jié)果回放或者重演仿真的過(guò)程。
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6  總結(jié)與展望

本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（原 973 計(jì)劃，2017YFB1400105）課題“眾智網(wǎng)絡(luò)理論仿真與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)”針對(duì)社會(huì)公共治理中的決策問(wèn)題，研究眾決策仿真，力圖揭示在萬(wàn)物互聯(lián)的狀態(tài)下投票機(jī)制和投票結(jié)果之間的定量關(guān)系，主要研究?jī)?nèi)容包括這類仿真平臺(tái)的構(gòu)建框架和其中的關(guān)鍵技術(shù)，并初步實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小型的示例系統(tǒng)。
本文的主要工作和取得的成果有：
1、 綜述了眾智現(xiàn)象和眾智科學(xué)，并由此界定了眾決策問(wèn)題；
2、 分析整理了眾決策相關(guān)的投票方式和投票機(jī)制，確定了眾決策仿真的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)；
3、 分析了當(dāng)前主流大規(guī)模仿真軟件的特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上形成了基于 HLA 的眾決策仿真概念架構(gòu)、基于反射內(nèi)存卡的功能架構(gòu)和 XML 文件驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，發(fā)表了一篇會(huì)議論文和一篇期刊論文；
4、 為了更加準(zhǔn)確的描述在萬(wàn)物互聯(lián)情況下智能主體的行為，本文構(gòu)建了一個(gè)基于格局的兩級(jí)反饋模型，通過(guò)決策器、匯聚器、分解器和執(zhí)行器反映智能主體的決策過(guò)程，通過(guò)影響器、聯(lián)接器和監(jiān)控器反映智能主體在執(zhí)行過(guò)程中受到的約束、干擾和啟發(fā)，使得眾智科學(xué)仿真的成員具有很強(qiáng)的一致性；
5、 針對(duì)立場(chǎng)的表達(dá)提出了由一組領(lǐng)域偏好來(lái)表示的方式，其中偏好通過(guò)基于極坐標(biāo)的矢量來(lái)進(jìn)行表示。通過(guò)施政綱領(lǐng)和立場(chǎng)的比較與運(yùn)算去推測(cè)投票行為，使這類仿真更契合實(shí)際情況，表達(dá)和運(yùn)算更加簡(jiǎn)潔和清晰。
6、 最后，本文給出了眾決策仿真的推進(jìn)算法，并采用層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)眾決策仿真示例系統(tǒng)，以具體投票機(jī)制和相關(guān) XML 文件，展現(xiàn)了投票的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并成功申請(qǐng)軟件著作權(quán)一項(xiàng)。
參考文獻(xiàn)（略）