模糊數學數學建模第二節

2023-01-17 05:09:03 字數 2731 閱讀 8195

9.2 灰靶決策

定義9.2.1 設為局勢集,為局勢在目標下的效果值,r為實數集,則稱:

為在目標下的效果對映。

定義9.2.2 若,則稱對策與關於事件在目標下等價,記作,稱集合

為目標下關於事件對策的效果等價類。

設目標是效果值越大越好的目標,,則稱目標下關於事件對策優於,記作

稱集合為目標下關於事件對策的優勢類。

類似地,可以定義效果值適中為好,或越小越好情況下的對策優勢類。

定義9.2.3 若,則稱事件關於對策目標下等價,記作,稱集合

為目標下關於對策效果等價類.

設目標是效果值越大越好的目標,,則稱目標下關於對策事件優於事件,記作,稱集合

為目標下關於對策的事件的優勢類。

類似的,可以定義效果值適中為好,或越小越好情況下的事件優勢類。

定義9.2.4 若,則稱局勢在目標下等價於局勢,記作

稱集合為目標下局勢的效果等價類。

設目標是效果值越大越好的目標,若,則稱局勢在目標下優於局勢,記作,稱集合

為目標下局勢的效果優勢類

類似地,可以定義效果值適中為好,或越小越好情況下的局勢效果優勢類。

命題9.2.1 設

為目標下的效果集,為目標下的局勢效果等價類所成之集,則對映

是到上的。

定義設為目標下局勢效果的上、下臨界值,則稱為目標下的一維決策灰靶,並稱為目標下的滿意效果,稱相應的為目標下的可取局勢,為目標下的關於事件的可取對策。

命題設為局勢在目標下的效果值,,即為目標下的可取局勢,則對任意的亦為可取局勢,即當可取時,其效果優勢類中的局勢皆為可取局勢。

以上是單目標的情況,類似地,可以討論多目標局勢的決策灰靶。

定義設為目標1的局勢效果臨界值,為目標2的局勢效果臨界值,則稱

為二維決策灰靶。若局勢的效果向量,則稱為目標和目標下的可取局勢,為事件在目標下的可取對策。

定義9 設;分別為目標下的局勢效果臨界值,則稱維超平面區域

為維決策灰靶。若局勢的效果向量

其中為局勢在目標下的效果值,則稱為目標下的可取局勢,為事件在目標下的可取對策。

決策灰靶實質上是相對優化意義下滿意效果所在的區域。在許多場合下,要取得絕對的最優是不可能的,因而人們常常退而求其次,要求有個滿意的結果就行了。當然,根據需要,可將決策灰靶逐步收縮,最後蛻化為一點,即是最有效果,與之對應的局勢就是最優局勢,相應的對策即為最優對策。

定義9.2.8 稱

為以為靶心,以r為半徑的維球形灰靶。稱為最優效果向量。

定義9.2.9 設,稱

為向量的靶心距。靶心距的數值反映了局勢效果向量的優劣。

定義9.2.10 設,為不同的局勢,;分別為與的效果向量。若

9.2.7)

則稱局勢優於。記作,噹式中等號成立時,亦稱為與等價,記作。

定義9.2.11 若對與,恒有,則稱最優局勢不存在,或稱事件無最優對策。

定義9.2.12 若最優局勢不存在,但存在,使任意與,都有

即對任意的,有,則稱為次優局勢,並稱為次優事件,為次優對策。

為討論方便起見,我們將靶心取為原點,這只需對決策效果向量進行適當變換即可,此時靶心距轉化為決策效果向量的2-範數。

定理9.2.1 設為局勢集,

為球形灰靶,則s在「優於」關係下構成有序集。

定理9.2.2 局勢集中必有次優局勢。

證明此為引理。

例設「下雨」為事件,「打傘」、「穿雨衣」、「戴斗笠」分別為對策試按效能、經濟、輕便三個目標作灰靶決策。

解記效能為目標1,經濟為目標2,輕便為目標3。三種局勢分別為,,。

對於目標1,即從防雨效能看,傘最好,雨衣次之,斗笠最差。我們以效能最好的為一級,標為類似可有

對於目標2,則斗笠最經濟,傘次之,雨衣最不經濟,於是有。

對於目標3,則斗笠最輕便,傘次之,雨衣最不輕便,於是有。

從而得三種局勢的效果向量,

. 取球心為,半徑為的灰靶,即

,則,故為滿意效果向量,對應為可取局勢,即對事件下雨,打傘是可取對策。

進一步,還可以計算靶心距

因為,所以,亦為次優局勢。

如果我們將各個目標的一級效果取為0,二級效果取為1,**效果取為2,則可得到靶心在圓點的球形灰靶。

如果將事件改為下雨、騎自行車或下雨、攜帶重物等復合事件,則局勢效果向量隨之變化。相應地,可取局勢,次優局勢亦可能發生變化。

在例9.2.1中,雖然確實不存在最優局勢,但我們卻找到了可取的次優局勢。

這就是灰靶決策的智慧型含義或叫靈活性。比如某公司指派一位代表去外地洽談訂貨業務,可以交代他說「訂貨金額5萬元左右,質量品種規格合適,就可以成交。」也可以告訴他說「訂貨金額5萬元,優質名牌產品,單價元,方可成交。

」前一種說法就是給了乙個灰靶,業務代表有一定的自主權,談判較容易取得成功。而後一種說法僅僅給了乙個靶心,談判代表沒有任何迴旋餘地,很難成交。如果下雨非要有防雨效能,經濟,輕便都達到一級的雨具不行,那就只好呆在家裡別出門。

例9.2.2 設某一舊有建築物的建設處理為事件,改建、新建、維修分別為對策試按費用、功能、建設速度三個目標進行灰靶決策。

解記費用為目標1,功能為目標2,建設速度為目標3。則三種局勢分別為

(建設,改建),(建設,新建),

(建設,維修)。

各種局勢在不同目標下,其效果顯然是不同的,而衡量效果好次的標準也各異,如造價費用應以少為好,功能應以高為佳,而速度則又應以快為好。把局勢的效果級別分為好、次和更次**。

三種局勢的效果向量定義為:

取球心為,計算靶心距

其中為最小,局勢的效果向量進入了灰靶。因此,改建的決策方案是一種滿意方案。

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