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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(wèn)題，使用ELECTRE Ⅱ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。 關(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(wèn)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(wèn)題，多數(shù)是離散型問(wèn)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(wèn)題。因此，研究這一類型問(wèn)題的解法，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、多目標(biāo)決策方法簡(jiǎn)介
對(duì)于一般離散型變量的多目標(biāo)決策問(wèn)題，其決策過(guò)程可以表述如下：首先，明確這一決策問(wèn)題總的目的。其次，開(kāi)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(guò)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)谋硎荆梢允菙?shù)字的，也可以是文字的。如果決策者對(duì)決策建議感到滿意則付諸實(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(wèn)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(Elimination and Choice Translating Algo-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(wèn)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(guò)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(shuō)，ELEC-TRE方法是排除與選擇的方法。或者先排除部分非劣候選方案，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(wú)疑，這個(gè)次序反應(yīng)了決策者的偏好。
二、優(yōu)選模型的建立及其實(shí)證研究
為了更好的說(shuō)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(wèn)題一直是全國(guó)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(wèn)題，需要考慮的問(wèn)題較多，比如生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題，工程措施與生物措施的問(wèn)題，當(dāng)前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的問(wèn)題，人工治理與自然修復(fù)的問(wèn)題等。這些問(wèn)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(jiàn)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)Huang G·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(jiàn)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(méi)有改變，這就說(shuō)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)換法進(jìn)行的環(huán)境修復(fù)問(wèn)題的分析，結(jié)果是穩(wěn)定的。
三、結(jié)論
從以上計(jì)算結(jié)果可知，方案x2在5個(gè)備選方案中是最優(yōu)的，是首選方案。方案x4其次，可以作為第二備選方案。方案的最終排序?yàn)閤2
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