輔助決策方法

關(guān)于輔助決策方法一、決策及輔助決策的基本概念第2頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、決策及輔助決策的基本概念決策？“決策”簡(jiǎn)單地說就是作出決定。即：為了達(dá)到一定的目標(biāo)，而對(duì)應(yīng)該采取的行動(dòng)方案作出最好的選擇和決定。第3頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、決策及輔助決策的基本概念決策分析過程有四個(gè)活動(dòng)階段：1、問題分析、診斷及信息活動(dòng)；2、對(duì)目標(biāo)、準(zhǔn)則及方案的設(shè)計(jì)活動(dòng)；3、對(duì)非劣備選方案進(jìn)行綜合分析、比較、評(píng)價(jià)的抉擇或選擇活動(dòng)；4、將決策結(jié)果付諸實(shí)施并進(jìn)行有效評(píng)估、反饋、跟蹤、學(xué)習(xí)的執(zhí)行或?qū)嵤┗顒?dòng)。第4頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、決策及輔助決策的基本概念決策完整的定義是：從明確要解決的問題出發(fā)，經(jīng)過積極的思考，認(rèn)真的調(diào)查研究，分析客觀情況和主觀目標(biāo)要求，制定多個(gè)可行方案，最后選定最佳或最滿意的行動(dòng)方案，并加以貫徹實(shí)施。決策就是這樣一個(gè)全過程。第5頁,共68頁，2024年2月25日，星期天一、決策及輔助決策的基本概念輔助決策的概念是：以決策主題為重心，以互聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)、信息智能處理技術(shù)和自然語言處理技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建決策主題研究相關(guān)知識(shí)庫、政策分析模型庫和情報(bào)研究方法庫，建設(shè)并不斷完善輔助決策系統(tǒng)，為決策主題提供全方位、多層次的決策支持和知識(shí)服務(wù)。第6頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、決策問題的基本模式和常見類型及方法第7頁,共68頁，2024年2月25日，星期天決策問題的基本模式為：Ai—決策者的第i種策略或第i種方案，屬于決策變量，是決策者的可控因素；θj—決策者和決策對(duì)象（決策問題）所處的第j種環(huán)境條件或第j種自然狀態(tài)，屬于狀態(tài)變量，是決策者不可控制的因素；Wij—決策者在第j種狀態(tài)下選擇第i種方案的結(jié)果，是決策問題的價(jià)值函數(shù)值，一般叫益損值、效用值。二、決策問題的基本模式和常見類型及方法第8頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、決策問題的基本模式和常見類型及方法決策問題常見分類四種常見類型：確定型決策、風(fēng)險(xiǎn)型決策、不確定型決策、對(duì)抗型決策第9頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、決策問題的基本模式和常見類型及方法決策方法：即進(jìn)行決策的手段，主要有：（1）經(jīng)驗(yàn)判斷法。屬于定性分析方法。憑決策者經(jīng)驗(yàn)、智慧，運(yùn)用正確的思維方法，對(duì)已掌握的情報(bào)、信息和對(duì)未來有根據(jù)的綜合分析判斷，直接選取某一最佳方案。這種方法容易犯經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤。（2）邏輯推理法。運(yùn)用事實(shí)去證實(shí)大前提、小前提的正確性，然后推理得出邏輯結(jié)論。這是一種科學(xué)的思維方法，決策中常常用到。（3）數(shù)學(xué)分析法。它是研究和解決決策中數(shù)量關(guān)系的一種科學(xué)方法，主要是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法定量化地對(duì)決策問題進(jìn)行分析，以求得最佳方案。（4）實(shí)驗(yàn)與模擬方法。決策方案擬定后，通過小范圍內(nèi)的實(shí)施，以有形的結(jié)果，考察方案的實(shí)際效果。（5）智囊技術(shù)。就是充分發(fā)揮專家、學(xué)者的作用，讓他們參與決策，以保證決策的科學(xué)性和正確性。第10頁,共68頁，2024年2月25日，星期天二、決策問題的基本模式和常見類型及方法常見模型：?jiǎn)文繕?biāo)決策分析模型：風(fēng)險(xiǎn)決策分析、競(jìng)爭(zhēng)型決策分析、序貫決策分析、不確定型決策分析、貝葉斯決策分析、馬爾可夫決策分析、自適應(yīng)決策分析等多指標(biāo)決策分析模型：層次分析法、分層序列分析法、理想點(diǎn)分析法、效用函數(shù)分析法、優(yōu)劣系數(shù)分析法第11頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）第12頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）概述：美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty于20世紀(jì)70年代提出的AHP決策分析法（AnalyticHierarchyProcess，簡(jiǎn)稱AHP方法），是一種定性與定量相結(jié)合的決策分析方法。它常常被運(yùn)用于多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜決策問題，特別是戰(zhàn)略決策問題的研究，具有十分廣泛的實(shí)用性。第13頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）基本原理：AHP決策分析方法的基本原理，可以用以下的簡(jiǎn)單事例分析來說明。假設(shè)有n個(gè)物體A1，A2，…，An，它們的重量分別記為W1，W2，…，Wn。現(xiàn)將每個(gè)物體的重量?jī)蓛蛇M(jìn)行比較如下：第14頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）若以矩陣來表示各物體的這種相互重量關(guān)系，

A＝A稱為判斷矩陣。第15頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）若取重量向量W＝[W1，W2，…，Wn]T，則有：

AW＝n?WW是判斷矩陣A的特征向量，n是A的一個(gè)特征值。根據(jù)線性代數(shù)知識(shí)可以證明，n是矩陣A的唯一非零的，也是最大的特征值。

W即可解出。第16頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）上述事實(shí)告訴我們，如果有一組物體，需要知道它們的重量，而又沒有衡器，那么就可以通過兩兩比較它們的相互重量，得出每一對(duì)物體重量比的判斷，從而構(gòu)成判斷矩陣；然后通過求解判斷矩陣的最大特征值λmax和它所對(duì)應(yīng)的特征向量，就可以得出這一組物體的相對(duì)重量。在復(fù)雜的決策問題研究中，對(duì)于一些無法度量的因素，只要引入合理的度量標(biāo)度，通過構(gòu)造判斷矩陣，就可以用這種方法來度量各因素之間的相對(duì)重要性，從而為有關(guān)決策提供依據(jù)。這一思想，實(shí)際上就是AHP決策分析方法的基本思想，AHP決策分析方法的基本原理也由此而來。第17頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）基本過程：（一）明確問題。即弄清問題的范圍，所包含的因素，各因素之間的關(guān)系等，以便盡量掌握充分的信息。（二）建立層次結(jié)構(gòu)模型。在這一個(gè)步驟中，要求將問題所含的要素進(jìn)行分組，把每一組作為一個(gè)層次，并將它們按照：最高層（目標(biāo)層）——若干中間層（準(zhǔn)則層）——最低層（措施層）的次序排列起來。第18頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）（三）構(gòu)造判斷矩陣①判斷矩陣表示針對(duì)上一層次中的某元素而言，評(píng)定該層次中各有關(guān)元素相對(duì)重要性程度的判斷。其形式如下：第19頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）②其中，bij表示對(duì)于Ak而言，元素Bi對(duì)Bj的相對(duì)重要性程度的判斷值。標(biāo)度值標(biāo)度值意義1Bi與Bj同等重要3Bi比Bj稍微重要5Bi比Bj明顯重要7Bi比Bj強(qiáng)烈重要9Bi比Bj極端重要第20頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）③顯然，對(duì)于任何判斷矩陣都應(yīng)滿足

（i，j＝1，2，…，n）④一般而言，判斷矩陣的數(shù)值是根據(jù)數(shù)據(jù)資料、專家意見和分析者的認(rèn)識(shí)，加以平衡后給出的。第21頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）⑤如果判斷矩陣存在關(guān)系：

則稱它具有完全一致性。為了考察AHP決策分析方法得出的結(jié)果是否基本合理，需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。第22頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）（四）層次單排序①目的：確定本層次與上層次中的某元素有聯(lián)系的各元素重要性次序的權(quán)重值。

②任務(wù)：計(jì)算判斷矩陣的特征根和特征向量。即對(duì)于判斷矩陣B，計(jì)算滿足：的特征根和特征向量。W的分量Wi就是對(duì)應(yīng)元素單排序的權(quán)重值。

第23頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）③檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性：通過前面的分析可知，如果判斷矩陣B具有完全一致性時(shí)，λmax＝n。但是，在一般情況下是不可能的。為了檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，需要計(jì)算它的一致性指標(biāo)：當(dāng)，就有令人滿意的一致性。RI：平均隨機(jī)一致性指標(biāo)CR：隨機(jī)一致性比例第24頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）（五）層次總排序①定義：利用同一層次中所有層次單排序的結(jié)果，就可以計(jì)算針對(duì)上一層次而言，本層次所有元素的重要性權(quán)重值，這就稱為層次總排序。②層次總排序需要從上到下逐層順序進(jìn)行。對(duì)于最高層而言，其層次單排序的結(jié)果也就是總排序的結(jié)果。假如上一層的層次總排序已經(jīng)完成，元素A1，A2，…，Am得到的權(quán)重值分別為a1，a2，…，am；與Aj對(duì)應(yīng)的本層次元素B1，B2，…，Bn的層次單排序結(jié)果為那么，B層次的總排序結(jié)果見下表第25頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）第26頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）（六)層次總排序的一致性檢驗(yàn)與層次單排序類似第27頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）計(jì)算方法：方根法和積法計(jì)算過程不復(fù)雜，略去介紹過程。第28頁,共68頁，2024年2月25日，星期天三、層次分析法（AHP）對(duì)AHP方法的簡(jiǎn)單評(píng)價(jià):優(yōu)點(diǎn)：思路簡(jiǎn)單明了，它將決策者的思維過程條理化、數(shù)量化，便于計(jì)算，容易被人們所接受；所需要的定量化數(shù)據(jù)較少，但對(duì)問題的本質(zhì)，問題所涉及的因素及其內(nèi)在關(guān)系分析得比較透徹、清楚。缺點(diǎn)：存在著較大的隨意性。

第29頁,共68頁，2024年2月25日，星期天甘肅省兩西地區(qū)扶貧開發(fā)戰(zhàn)略決策定量分析

第30頁,共68頁，2024年2月25日，星期天甘肅省兩西地區(qū)，包括以定西為代表的中部半干旱區(qū)及以河西走廊干旱區(qū)。其中，中部地區(qū)，屬黃土高原西部半干旱區(qū)，資源貧乏，生態(tài)環(huán)境脆弱，植被稀少，水土流失嚴(yán)重，自然災(zāi)害頻繁，人口嚴(yán)重超載，經(jīng)濟(jì)、文化落后，是一個(gè)集中連片的區(qū)域性貧困地區(qū)。

第31頁,共68頁，2024年2月25日，星期天河西走廊地區(qū)，地處西北干旱區(qū)，降水稀少，水資源緊缺，荒漠面積廣闊，沙漠化嚴(yán)重，人口稀少；然而，豐富的光熱資源、發(fā)源于祁連山冰川的灌溉水源以及成片的宜農(nóng)荒地孕育了歷史悠久綠洲農(nóng)業(yè)，獨(dú)特的自然風(fēng)光（如，七一冰川等）和絲綢古道上的歷史文化遺產(chǎn)（如，敦煌莫高窟等）是國內(nèi)外著名的旅游景點(diǎn)，我國著名的鎳都——金昌市與鋼鐵工業(yè)基地之一——嘉峪關(guān)市也位于本區(qū)。

第32頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（1）總目標(biāo)：A——使甘肅省兩西地區(qū)穩(wěn)定解決溫飽，徹底脫貧致富，改變落后面貌。（2）戰(zhàn)略目標(biāo)，包括：

O1——改善生態(tài)環(huán)境，力爭(zhēng)達(dá)到良性循環(huán)；O2——發(fā)展大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；O3——積極發(fā)展第二、三產(chǎn)業(yè)。（一）層次結(jié)構(gòu)模型第33頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（3）發(fā)展戰(zhàn)略，包括：C1——

移民；C2——

建設(shè)河西商品糧基地；C3——

建設(shè)中部自給糧基地；C4——

種樹種草，大力發(fā)展林牧業(yè)；C5——

擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)作物種植面積，發(fā)展名優(yōu)農(nóng)副生產(chǎn)基地；C6——

充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，發(fā)展多樣化產(chǎn)業(yè)。第34頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（4）制約因素，有：S1——

資金不足；S2——

水資源不足；S3——

有效灌溉面積不足；S4——

技術(shù)力量缺乏（包括農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、工程技術(shù)人員、科研人員、教員等）；S5——

交通運(yùn)輸條件差；S6——

自然條件惡劣，自然災(zāi)害頻繁，水土流失嚴(yán)重；

第35頁,共68頁，2024年2月25日，星期天S7——

飼料嚴(yán)重不足；

S8——

人口自然增長(zhǎng)率高。（5）方針措施，包括：

P1——

國家投入專項(xiàng)基金；

P2——

省財(cái)政設(shè)立農(nóng)業(yè)專項(xiàng)開發(fā)資金；

P3——

當(dāng)?shù)貙?duì)資源實(shí)行有償使用，以便積累資金；

P4——

向國際金融機(jī)構(gòu)申請(qǐng)貸款；

第36頁,共68頁，2024年2月25日，星期天P5——

采取聯(lián)合開發(fā)的方式，彌補(bǔ)資金、技術(shù)力量的不足；

P6——

實(shí)施高揚(yáng)程引黃提灌工程；

P7——

積極修建河西蓄水工程；

P8——

開采地下水資源；

P9——

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，提高水資源利用率；

P10——

開墾荒地；

P11——

建設(shè)基本農(nóng)田；第37頁,共68頁，2024年2月25日，星期天P12——

努力提高糧食單產(chǎn)；P13——

退耕還林、還牧；P14——

開展科技培訓(xùn)、提高勞動(dòng)者科技素質(zhì)；P15——

建立健全科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)；P16——

興辦集體企業(yè)，壯大集體經(jīng)濟(jì)實(shí)力；P17——

改善公路運(yùn)輸條件，興建公路；P18——

修建鐵路，提高鐵路運(yùn)輸能力；P19——

抓緊抓好計(jì)劃生育工作。根據(jù)上述各因素及其之間的相互關(guān)系，可以建立如圖8.2.1所示的決策層次結(jié)構(gòu)模型。第38頁,共68頁，2024年2月25日，星期天O1O2O3C1C2C3C6C5C4AS1S2S4S3S5S6S7S8P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16P17P18P19圖8.2.1甘肅省兩西地區(qū)扶貧開發(fā)戰(zhàn)略決策分析層次結(jié)構(gòu)模型第39頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（二）模型計(jì)算

①計(jì)算三個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)O1，O2，O3的相對(duì)權(quán)重（既是層次單排序，也是層次總排序）——它們表示各戰(zhàn)略目標(biāo)對(duì)實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的重要程度。②計(jì)算每一個(gè)發(fā)展戰(zhàn)略C1，C2，……，C6對(duì)每個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)的相對(duì)權(quán)重（層次單排序），并用O1，O2，O3的權(quán)重對(duì)發(fā)展戰(zhàn)略的相應(yīng)權(quán)重加權(quán)后相加，計(jì)算各發(fā)展戰(zhàn)略的組合權(quán)重（層次總排序）——它們表示各發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的重要程度。第40頁,共68頁，2024年2月25日，星期天③計(jì)算每個(gè)制約因素S1，S2，……，S8對(duì)每個(gè)發(fā)展戰(zhàn)略的相對(duì)權(quán)重（層次單排序），并用發(fā)展戰(zhàn)略C1，C2，……，C6的組合權(quán)重對(duì)制約因素的相應(yīng)權(quán)重加權(quán)后相加，計(jì)算各制約因素的組合權(quán)重（層次總排序）——它們表示各制約因素對(duì)實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的制約程度。

第41頁,共68頁，2024年2月25日，星期天④計(jì)算各方針措施P1，P2，……，P19對(duì)每個(gè)制約因素的相對(duì)權(quán)重（層次單排序），并用各制約因素的組合權(quán)重對(duì)措施的相應(yīng)權(quán)重加權(quán)后相加，計(jì)算各方針措施的組合權(quán)重（層次總排序），——它們表示各方針措施對(duì)實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)重要程度。

權(quán)重越大越重要，因此在實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)的過程中，應(yīng)該首先考慮實(shí)施那些權(quán)重較大的措施。第42頁,共68頁，2024年2月25日，星期天計(jì)算結(jié)果：（1）A—O判斷矩陣及單/總層次排序結(jié)果

λ=3.018，CI=0.009，RI=0.58，CR=0.015<0.10

第43頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（2）O1-C判斷矩陣及層次單排序結(jié)果λ=5.179，CI=0.045，RI=1.12，CR=0.040<0.10

第44頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（3）O2-C判斷矩陣及層單排序結(jié)果λ=6.524，CI=0.105，RI=1.24，CR=0.085<0.10第45頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（4）O3-C判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=2，CI=RI=0

第46頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（5）發(fā)展戰(zhàn)略的層次總排序結(jié)果

CI=0.059，RI=1.022，CR=0.058<0.10第47頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（6）

C1—S判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=4.259，CI=0.086，RI=0.9，CR=0.096<0.10

第48頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（7）C2—S判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=4.145，CI=0.048，RI=0.9，CR=0.047<0.10第49頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（8）C3—S判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=6.290，CI=0.058，RI=1.24，CR=0.047<0.10

第50頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（9）C4—S判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=5.338，CI=0.084，RI=1.12，CR=0.075<0.10第51頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（10）C5—S判斷矩陣及層次單排序結(jié)果λ=5.314，CI=0.078，RI=1.12，CR=0.07<0.10

第52頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（11）C6—S判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=3.01，CI=0.005，RI=0.58，CR=0.009<0.10第53頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（12）制約因素的層次總排序結(jié)果

CI=0.063，RI=0.956，CR=0.066<0.10

第54頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（13）S1—P判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=6.394，CI=0.079，RI=1.24，CR=0.064<0.10第55頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（14）S2—P判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=4.143，CI=0.048，RI=0.9，CR=0.053<0.10

第56頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（15）S3—P判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=5.183，CI=0.046，RI=1.12，CR=0.041<0.10第57頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（16）S4—P判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

λ=3.054，CI=0.027，RI=0.58，CR=0.046<0.10

第58頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（17）S5—P判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

（18）S6—P判斷矩陣及層次單排序結(jié)果

（19）S7—P13：W=1，λ=1，CI=RI=0（20）

S8—P19：W=1，λ=1，CI=RI=0λ=2，CI=RI=0λ=2，CI=RI=0第59頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（21）方針措施的層次總排序結(jié)果(見下頁）

CI=0.054，RI=0.952，CR=0.057<0.10

第60頁,共68頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（三）結(jié)果分析

（1）從戰(zhàn)略目標(biāo)來看，要實(shí)現(xiàn)兩西地區(qū)扶貧開發(fā)的總目標(biāo)，首先要積極改善生態(tài)環(huán)境，盡快恢復(fù)生態(tài)平衡，使之走上良性循環(huán)的軌道，其權(quán)重為0.558；但必須采取開發(fā)與治理并重的總方針，邊開發(fā)邊治理，以開發(fā)促治理，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，計(jì)算結(jié)果表明這一目標(biāo)的權(quán)重為0.320，其重要程度處在第二位。當(dāng)然，第二、第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也應(yīng)得到相應(yīng)的重視，其權(quán)重為0.122。第62頁,共68頁，2024年2月25日，星期天（2）從發(fā)展戰(zhàn)略上來講，首先要在定西地區(qū)繼續(xù)實(shí)施以扶貧為目標(biāo)