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1、基于多目標(biāo)決策方法的優(yōu)選模型及其應(yīng)用研究摘要:在多個(gè)備選方案中做選擇時(shí),不僅要考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益等方面的因素,還要考慮決策者與執(zhí)行者、理論與現(xiàn)實(shí)之間矛盾等方面的影響。針對(duì)這一類離散型變量的多目標(biāo)決策問題,使用ELECTREⅡ方法,可較好的協(xié)調(diào)指標(biāo)間的矛盾,進(jìn)行方案的優(yōu)劣排序,為決策者提供合理的建議?! £P(guān)鍵詞:多目標(biāo)決策方法;消去和選擇轉(zhuǎn)換法;評(píng)價(jià) 在現(xiàn)實(shí)生活中,決策者面臨的諸多問題有一項(xiàng)較為棘手:那就是在多種備選方案中怎樣才能合理的做出選擇。就方案的評(píng)價(jià)而言,需要考慮到的不只是技術(shù)方面的因素,還包括經(jīng)濟(jì)效益等方面的因素,同時(shí),做出何種決策不僅取
2、決于既定的限制因素,也受到?jīng)Q策者個(gè)人偏好的影響。而這些重大決策問題,多數(shù)是離散型問題,即決策變量只取有限個(gè)值。如何將定性的因素做成定量的描述,也是方案選擇中常遇到的問題。因此,研究這一類型問題的解法,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?! ∫弧⒍嗄繕?biāo)決策方法簡介 對(duì)于一般離散型變量的多目標(biāo)決策問題,其決策過程可以表述如下:首先,明確這一決策問題總的目的。其次,開發(fā)并確定全部候選方案,這是非常重要的步驟,可能要經(jīng)過多次反復(fù)。第三,確定候選方案的諸品性。這些品性的個(gè)數(shù)是不小于2的,各方案的品性水平要給以適當(dāng)?shù)谋硎?,可以是?shù)字的,也可以是文字的。如果決策者對(duì)決策建議感到
3、滿意則付諸實(shí)施,不然,返回第一步繼續(xù)進(jìn)行。 現(xiàn)有文獻(xiàn)中,處理離散型決策問題有幾種方法,例如品性限制法及其改進(jìn)法,合量的社會(huì)福利函數(shù)法,加權(quán)平均法,ELECTRE方法等。ELECTRE方法(EliminationandChoiceTranslatingAlgo-rithm),可譯為“消去和選擇轉(zhuǎn)換法或排除選擇法”是解決具有有限個(gè)候選方案的、離散變量的確定性多目標(biāo)決策問題的一種方法。它是Benayoun和Roy等人提出,后由Roy改進(jìn)和完善,經(jīng)過20余年的發(fā)展,受到了廣泛的重視與應(yīng)用。在世界范圍內(nèi),該方法應(yīng)用已十分普遍。從本質(zhì)上說,ELEC-TRE方法是排除與
4、選擇的方法?;蛘呦扰懦糠址橇雍蜻x方案,使決策者可以直接進(jìn)行決策:或把全部候選方案排列出一個(gè)先后次序,排在最首位的方案便應(yīng)是最合理的選擇。本文采用的是ELEC-TRE方法Ⅱ,它能夠?qū)⑷亢蜻x方案排出一個(gè)先后次序,排在最前面的方案便應(yīng)是最合理的選擇。無疑,這個(gè)次序反應(yīng)了決策者的偏好?! 《?、優(yōu)選模型的建立及其實(shí)證研究 3 為了更好的說明該方法的使用,需要進(jìn)行實(shí)證研究。太原市作為北方典型的重工業(yè)省會(huì)城市,環(huán)境污染問題一直是全國的重點(diǎn),如大氣質(zhì)量、水資源污染等。根據(jù)已有資源表明,太原市的飲水源地之一的晉祠地區(qū)是水資源污染最為嚴(yán)重的,現(xiàn)提供有五種可行的環(huán)境修
5、復(fù)方案:方案1(AS+SEAR+PRB)、方案2(AS+PRB)、方案3(BIOS+EISB+PRB)、方案4(AS+EISB)、方案5(BIOV+EISB)?! ?一)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立 利用多目標(biāo)決策方法對(duì)地區(qū)環(huán)境修復(fù)方案進(jìn)行評(píng)價(jià),做出優(yōu)選排序是一項(xiàng)邊緣性工作,最大的特點(diǎn)在于綜合,在于協(xié)調(diào)。這項(xiàng)工作涉及多個(gè)因素,多個(gè)目標(biāo),包涵了許多對(duì)立統(tǒng)一的方面和問題,需要考慮的問題較多,比如生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的問題,工程措施與生物措施的問題,當(dāng)前利益與長遠(yuǎn)發(fā)展的問題,人工治理與自然修復(fù)的問題等。這些問題相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互制約,必須處理好它們之間的辯證關(guān)系,統(tǒng)籌
6、安排,使之協(xié)調(diào)發(fā)展。考慮已有的修復(fù)方案評(píng)價(jià)體系,結(jié)合實(shí)際情況,經(jīng)分析后得:雖然影響修復(fù)方案的因素很多,但這些因此可概括為經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和技術(shù)效能這三個(gè)方面。而每個(gè)方面又有著具體的影響因素,具體分析,可建立如下環(huán)境修復(fù)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,見圖1所示?! ?二)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)值及歸一化處理 根據(jù)以上分析,方案的評(píng)價(jià)和選擇如下:前期成本(成本型,希望投入最少)、材料成本(成本型,希望投入最少)、運(yùn)行成本(成本型,希望投入最少)、污染有效去除率(效益型,有效去除率越高越好)、修復(fù)時(shí)間(成本型,修復(fù)時(shí)間越短越好)、對(duì)生態(tài)環(huán)境及居民的影響(成本型,對(duì)生態(tài)環(huán)境及居
7、民的影響越小越好)。 前期成本、材料成本、運(yùn)行成本及污染有效去除率是根據(jù)HuangG·H教授在加拿大所做的水資源修復(fù)項(xiàng)目研究,結(jié)合樣本地區(qū)情況,調(diào)整得出,以更趨近于現(xiàn)實(shí)情況。而修復(fù)時(shí)間及對(duì)生態(tài)環(huán)境和居民的影響則由相關(guān)專家評(píng)價(jià)得出。屬性值可用決策矩陣表1所示。顯然,各屬性值的單位不統(tǒng)一,我們需要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行處理,并做歸一化。得到的方案屬性值的決策矩陣見表2。 (三)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán) (九)敏感性分析 如果改變協(xié)調(diào)性閾值:p±0.1和不協(xié)調(diào)性閾值q±0.1,重新作強(qiáng)、弱關(guān)系圖進(jìn)行排序可知,上述五種地下水污染的修復(fù)方案的優(yōu)劣順序并沒有改變,這
8、就說明閾值的選擇是準(zhǔn)確的,用多目標(biāo)方法消去和選擇轉(zhuǎn)換