（管理科学与工程专业论文）群备择方案集的形成方法研究.pdf

中国科学技术大学博士学位论文 群备择方案集的形成方法研究 摘要 日益增长的社会复杂性可能使得单个决策者无法考虑决策问题的全部内容， 因此很多决策问题通常采用群决策的方式。群体决策研究拥有共同利益、不同的 信息和不同决策能力的群体成员如何联合起来，充分利用群体成员的决策资源做 出最佳决策。在群决策中，群备择方案集的形成是群决策重要的前提条件。 针对群备择方案集的形成问题，本文着重从两个方面进行分析：( 1 ) 不同决 策者构建的方案集不一致；( 2 ) 决策者判断的效用不真实。文章以粗糙集理论为 基础，采用决策分析工具，建立了群体知识推理和群学习模型，给出了空值和模 糊属性值区间的确定方法，为群各择方案集的形成提供了切实可行的理论依据。 文章的主要内容分为两篇： 第一篇是决策者创建的方案集不一致下的群备择方案集的形成方法研究。在 该篇，本文首先分析了群决策中不同决策者创建的方案集不一致的两种原因，定 义了基于这种方案集不一致的新的群决策过程，阐述了个性函数在不一致调按过 程中的作用，给出了一种基于决策者个性函数的群决策模型。接着，引入了粗糙 集理论，分析了现有依据属性依赖度进行属性离散化的缺点，定义了一种新的属 性离散化引导指标，以减少属性离散化过程中基数信息的损失，基于属性离散化 的结果，给出了一种基于群体知识推理和群学习的不一致性调整方法，并以中国 m b a 招生问题为例进行说明。 第二篇是效用判断不真实下的群各择方案集的形成方法研究。在该篇，本文 首先定义了含有空值的多属性群决策问题和含有模糊属性值的多属性群决策问 题，接着将属性划分成三种类型：准则、定性属性和定量属性，定义了不同属性 类型下不同方案之间的关系模型。分别给出了基于属性类型的数据补全方法和模 糊属性值区间范围的确定方法。之后，对于决策者之间判断一致性的问题，考虑 了方案优先度和决策者权重对决策者判断一致性度量的影响，并基于决策者判断 一致度对决策者进行聚类，给出了每一类决策者决策结果的综合方法。最后，针 对委托求解方法的缺陷，将个体效用分成初级效用和次级效用，讨论了在共同知 中国科学技术大学博士学位论文群各择方案集的形成方法研究 识函数下有限超博弈的情况，给出了利益相关双方稳态解和群体效用确定的具体 实施步骤等。 以粗糙集理论为基础。主要完成了以下创新性的工作： 1 、提出了群决策中一种新的不一致问题。 2 、运用粗糙集理论，采用群体知识推理和群体学习的方法来调整方案集不 一致性。 3 、提出了群决策中策略效用的概念，并分析了共同知识函数下有限超博弈 的情况。 另外，本文还有其他方面的一些贡献：( 1 ) 在方案集不一致性调整过程中， 引入了个性函数，建立了一种基于决策者个性函数的群决策模型；( 2 ) 提出了一 种新的决策者判断一致性的度量方法。 关键词：群决策，个性函数，粗糙集理论，群学习，模糊优先度，策略效用 l l 主里型茎垫查查登堕主堂壁笙塞登鱼堡查鲞塞些垄盛立鲨婴塞 a b s t r a c t t h ei n c r e a s i n g c o m p l c x i 可o ft h e s o c i o - e c o n o m i ce n v i m m n e mm a ym a k ei t i i l c r c a s i n g l yd i 伍c u l tf o ras i n g l ed e c i s i o nm a k e rt oc 0 越i d e ra l lr e l e v a n t 船p c c t so f a d e c j s i 彻p m b l 锄a s ar e s u l t ，m 锄y 优莒a l l i 髓矗。衄e m p l o y 目o u pj i id i 。c i s j o nm a k m g r e s e a r c h e so f 铲o u pd e c i s i o nm i i n gs t l l d yh o wt l l eg r o u pm e 血b e r sw i 也c o l l e c t i v e b e f i t 趾dd i 珏b r e n ti n f o m 哦i o n 趾dd i f 危r c n td e c i s i o nc 叩曲i l i t yu n i t ci no r d e rt o m a k eo p d m a ld e c i s i o nu s i l l gt h ed e c i s i o nr e s o u r c eo fg r o u pm e m b e r m l l y i ng m u p d e c i s i o nm a k i n g ，g e r a t i o no fc o n s i s t e n ta l t 唧a t i v es e tm a yb e c o m ea ni m p o n a l l t p r e c o i l d i t i o n f o rt h ep r o b l e mo fg e n e r a t i o no fc o n s i s t e n ta l t e m a t i v es e tm 盯o u pd e c i s i o n m a l c i n 臣m ed i s s e n a t i o nw i l la n a l y z ei t 丘o m 撕oa s p e c t s ：( 1 ) t h ea l t e m a t i v e s e t g e n e r a t e db yd i 疵r c mi n d i v i d u a ld e c i s i o nm a k e rm a y b ei n c o n s i s t e n t ；( 2 ) t h eu t i l i t y e v a l u a 沁d b yi n d i “血a ld e c i s i o nm a l ( e fm a y b eu n 咖e b a s e d0 nr o u 曲s e ct l l e o r y a n d 山et o o l so f d e c i s i o ns c i e n c e ，m ed i s s e r t a t i o np r 叩o s e sam o d e l o f r c a s o n i n ga b o u t 伊o u pk n o w l e d g ea n dl e a m i n gg r o u pk n a w l e d g e ，a i l do 行c r sa p p r o a c h e s o fm l i n gw i i h m i s s i n ga t 谊i b u t e v a l u e 扰de n s l l r i n gm ei n t e r v a io f 舭z y 删b u t ev a l u e t h e s e a p p r o a c h e sp m v i d e f e a s i b l em e 嘶e s 柚d p r a c t i c eb 鹊i s e sf o rg e n e m t i o n o fc 叩s i s t e n t a l t e m a t i v es e ti n 毋唧d e c i s i o nm a 虹n g t h em a i nc o n t e n to ft h i sp a p e rc a nb e d i v i d e di n t o 咖p a r t s ： p a r to n e8 d d r e s s e st l l e a p p r o a c h e st h a tf o r mc o n s i s t e n t a l t 锄a t i v es e tw h e n d i 曩c r e n ti n d m d u a ld e c i s i o nm a k e rg e n e r a t e si n c o n s i s t e n ta l t e m a t i v es e t f i r s t ，t l e d i s s e r t a t i o na n a i y z e st h ec a u s e so fi n c o n s i s t e n ta l t e m a t i v es e t i n g r o u pd e c i s i o n m a k i i l 舀d e f m e san e wp r o c e s so fg r o u pd e c i s i o ni n & k i n gb 船e do nm e i n c o n s i s t e n t a h 锄8 t i v es e lt 1 1 e nd i s c u s s 鼹m ee f r c c to fp e r s o n a i 时如n c t i o no nm c o n s i s t e n c y a d j u s t i n g ，锄dp r o p o s e sa 朗) u pd e c i s i o n 哪a k i n g m o d c lb a s e d0 n p e r s o n a i 时劬c t i o n o fd e c i s i o nm a k c r m o u 吐i n t r o d u c i n gr o u 曲s e tm e o t h ep a p e r 虮a l y z e st l l e l l i 生垦型堂垫查查兰擅圭堂堡丝奎 壁鱼堡立壅塞塑墅垡查鲨堑塑 d e f i c i e n c y o fa 州b u t ed i s c r e i 协i o nb yt t l e d e g r e eo fd 印e n d e n c ya n dd e f l n e sa p e r f 0 珊n c e m e a s u r eo fa t 仃i b u t ed i s c r e t i z a t i o nt or e d u c et h e l o s so fc a r d i n a l i n f o m 埝d o ni i lm ed i s c r e t 泣瓶o n p r o c e s s ，b yw b i c han e w 印p r o a c ho fa d j u s t m g i 1 1 c o n s i s t e n c yi s o 仃c r e db 勰e do nr e a s 砌n ga b o u tg r o u pl 【i l o w l e d g ea n dl e 锄i n g 铲0 u pk n o w l e d g e ，w i l i c hm a y b ei l l u s 仃a t e db yc h i n am b a s r c c r u i t i n gm t e i e w p a r tt w oa d d r e s s e st h ea p p r o a c h e st l l a tf b 册c o 璐i s t ta l t e m a t i v es e tw h e nt l l e u t i l i t ye v a l l l a t e db yi n d i v i d u 8 ld e c i s i o n m a l 【e ri su i 岍l e f i r s t ，t h ed i s s e r t a t i o nd e f l n e s t h em u l t i - a m 协u t e 掣_ o u p 出c i s i o nm a i 【i n gp r o b l e m sw i m m i s s i n ga t t r i b u t cv a l u ea n d m u n ia t 仃i b u t e 哥埘印d e c i s i o n m a k i n gp r o b l e m s ，d i v i d e sm e c o n d i t i o na 恤曲u t e s 抽t o m r e e 帅e s ：甜t e r i a ，q u a l 妇t i v ea t t 曲u t e s ；q u 柚t i t a t i v ea 嘶b u t e s ，锄da n a l y z e st 1 1 e r e i a t i o n 咖o n gd i 疗b 舱ma i t e m a t i v e su n d e rd i 矗b n tt y p e so fa t 耐b u t e s ，o f r e r st h e a p p r o a c h e so ff i l l i n gw “hi n i s s i l l ga 矧b u t ev a l u ea i l d 锄s u 血gt h ei n t e r v a lo ff i l z z y a 倒b u t ev a i u eb a s e do nm e t y p e s o fc o n d i t i o na 嘶b u t c s s c c o n d l y ， f o rt h e i n c o n 8 i s t e n te v a l u a t i o n 岫o n gi n d i v i d u a ld e c i s i o nm a k e r s ，t l l ep 印e rc o n s i d e r st h e e 踟c to f p r e f e r e n c ed e g 晴eo f8 i 。c m a t i v c sa n dw e i g h t so f d e c i s i o nm a k e r so nt h e c o n s e n s u sm e a s u r e m e n t t h r o u g hc o m p a r i n gm ed i s t a 血c eo fa g r c e m e n td c g r c eo f d i f r e r e n td e c i s i o nm a k e r s ，t h ed e c i s i o n - m a k e r sa f ec l u s t e r e d ，t 1 1 ea g g r e g a t i o n 印p r o a c h f o re a c hc l u s t e ro fd e c i s i o n - m a k e ri sa i s o d e s c r i b e d f i n a l l y ，f b rt h ed e f i c i e n c yi n d e 】e g a t i o np r o c e s s ，i n d j v i d u a 】u l j 】渺a r ed i v i d e di n c 0 柳dp a n s ：p r e l j m i n a 口u t j l j 哆a n d s u b - u t i h t y t h ep a p e rd i 蛳s st h ci n t c r v a l s o fi n d i v i d u “础u t i l 时u n d e r 也e c o m m o n k l l o w l e d g e 如n c t i o n ，a n dg i v c sm es t e 8 d yr e 蚰l t so f p l a y e r s 柚d t l l es t e p so f g r 0 1 巾u t i l 埘a g 芦e g a t i o n b a s e d 鲫r o u g b s e tt 1 1 e o r y ，出j st l l c s i sp r o p o s e st l l ei n n o v a t i o n 船f o l l o w s ： l 、t h ei n n o v a t i o no fp u 曲1 9f o n a mak i n do fn e wr e s e a r c ho fa d j u s t i n g i n c o n s i s t e n c yi n 伊埘叩d c c i s i o nm a k i n g 2 、t h ei n n o v a d o n o f 喇l l s 吐n gi i l c o n s i s t e n c yo f a l t c m a t i v e s e tb yr c 酗o n i n ga b o u t g r o u pk n o w l e 电e 拙dl e 砌n 瘩g m u pk n o w l e d g e 3 、t h ei 皿o v a t i o no f p u t i i i l gf b r w a r d 也ec o n c e p t o ft a c t i cu t i l i t y 锄da n a l y z i n g t l l el i m i t e dg 锄eu n d c rm ec 优n m o n h l o w l e d g e f i l n c t i o n i i la d d i t i o n ，o t h e rc o n m b “o sm a yb e 砒s op r o v i d e dh e r e ：( 1 ) 也ec o n 仃i b u t i o no f i v 中国科学技术大学博士学位论文群备择方案集的形成方法研究 。圩c r i i l ga 掣d u pd e c i s i o nm a l 【i n gm o d e lb a s e do np e r s o 啦l i t ym n c t i o no fd e c i s i o n m a k e r 谊t 1 1 ep r o c e s so f a d j u s n n g i n c o n s i s t e n c y o f a l t e m a t i v es e t ；( 2 ) t h ec o n t r i b u t i o n o f p u m n g f o r w a r da n e w 印p r o a c ho f m e a s u r i n g j u d g i n e m c o n s e i l s u sa m o n gd i f r c r e n t d e c i s i o nm a k e r s k e yw o r d s ：g 咖p d e c i s i o nm a h n 岛p e r s o n a l n yu t i l i 吼r 0 u 曲s e tm e o 哦g r o u p l e 啪i n g ，f u z 科，p r e f e r e n c ed e 蓼e e ，1 h c t i cu t i l i t y v 中国科学技术大学博士学位论文群各择方案集的形成方法研究 第一章绪言 由于社会的发展，科学技术的进步，知识和信息量大大增加，使得各种决策 问题错综复杂，千变万化，采用单个决策者进行决策的情况越来越少很多决策 问题都采用群体决策的方式。这是因为群体决策能最大限度地减少决策中的不确 定因素，并且能敏锐地发现问题，因此有关群决策问题的研究逐渐受到国内外学 者的关注【。 1 1 群决策研究的历史与发展现状 所谓群决策就是多个决策者针对同一问题进行一项联合行动抉择的决策问 题一，实际上，是具有以下条件的决策问题： ( 1 ) 至少有两个或者两个以上的决策者，每个决策者都有其对问题的理解、 态度、决策动机以及个性等等。 ( 2 ) 决策者面对的是共同的问题，该问题庞大而且复杂，需要集中集体的智 慧才能创造性地加以解决。 ( 3 ) 决策者试图达到群体决策结果，这个结果能够反映决策群体中每个决策 者的意见。 在上述条件下，可以将群决策过程描述如下；首先由群中的各个决策者针对 共同的决策问题给出意见，然后对意见的一致性进行分析，如果满足某种集结规 则就进入意见的集结和方案的选择过程，否则就需要协调决策者重新给出决策意 见，这一过程可以用图1 1 表示。 对群决策( g t 0 u pd e c i s i o n ) 的研究始于2 0 0 多年前，法国数学家b o r d a 在 1 7 8 1 年提出了群体对方案排序的b o r d a 规则。1 7 8 5 年法国另一数学家c o n d o r c e t ， 同时又是经济学家和社会学家，提出了c o n d o r c e t 规则和发现了投票悖论。1 9 4 4 年，v o n n e 岫1 锄和m 0 r j 驴璐t e m 对多人对策问题效用函数进行了研究。1 9 5 1 年 诺贝尔经济奖得主美国经济学家a n d w 在他的名著社会选择与个人价值中 提出了著名的不可能定理，为群决策奠定了重要的理论基础【8 ，”“1 。 中国科学技术大学博士学位论文群各择方案集的形成方法研究 决策问题 意见集合 图1 _ l 群决策过程图 群决策结果 2 0 世纪7 0 年代以后，群决策研究主要由两类学者沿两条不同的途径进行： 一条途径是社会心理学家通过实验的方法，观察分析群体相互作用对选择转移的 影响；另一条研究途径是经济学家对个体偏好数量集结模型的研究。 2 0 世纪8 0 年代，群决策理论的研究和方法应用发展到了一个新的阶段，群 决策理论拓展为几个不同而又相互联系的研究领域：偏好分析、群效用理论、社 会选择理论、委员会决策理论、投票理论、般对策论、专家评估分析、量化因 子集结、模糊群体决策理论、经济均衡理论以及群决策支持系统等等。 2 0 世纪9 0 年代，由于计算机技术、网络通讯技术的发展，为消除或者减少 决策个体之间信息交流的障碍提供了可能，群决策的绩效也得到了较大的改善， 群决策支持系统( g r o u p d e c i s i o n s u p p 叫s y s t e m ) 成为了研究的热点。 尽管对群决策闯题的研究虽然起步较早，但是由于群决策问题的内在复杂 性，群决策理论既是决策理论的前沿，也是决策理论的最为薄弱的部分。目前， 群决策理论和方法的研究还很散落，尚未形成一定的框架体系，同时群决策在实 践中的应用也还需要进一步研究。此外，鉴于群决策理论研究主要是静态的偏好 集结模型，而实际上群决策是一个信息反复交流最终达成一致的动态过程，所以 应该加强对群决策过程的研究。 1 2 问题的提出 群集结问题( g r o u pa g g r e g a t i o n ) 是集结或者联合决策者不同的建议、预 测、估计和行为，使之产生群体的量值。通常，群体决策可以划分为三类不同的 集结问题【1 2 】： 中国科学技术大学博士学位论文 群备择方案集的形成方法研究 ( 1 ) 个体效用集结：这是个体决策者对方案集价值判断的集结。 ( 2 ) 不确定性集结，包括概率集结和模糊集结“l ，即综合个体决策者的不 确定性信息。 ( 3 ) 个体的行为集结，是对群体决策中成员交互( 证t e m c d o n ) 和反馈行为的 描述，例如集结同时或者异时，同地或者异地的个体行为，不同通讯媒 体对决策绩效的影响。 在个体效用集结过程中，决策者对方案价值判断的形式主要有以下七种： ( 1 ) 序关系值坫，1 6 】：针对群各择方案集中的每个方案，各个决策者给出其排 序位置次序，也就是决策者对所有方案排列出一个优劣顺序。 ( 2 ) 实数型效用值：决策者给出的方案的效用值是一种实数型数值。 ( 3 ) 区间型评价值或效用值 剖j ：在不确定型决策问题中，由于决策信息的 不完全等多种原因，决策成员只能或愿意给出某种不确定的评价值，它 可能是一个实数区间。 ( 4 ) 自然语言型评价值【2 柚明：决策者从一个预先定义好的自然语言或自然语 言符号集中选择一个元素作为方案的效用值。通常，这类模糊偏好信息 常常可以转化为区间数、三角模糊数或梯形模糊数等效用值形式。 ( 5 ) a h p 判断矩阵【3 0 3 1 】：决策者针对群备择方案集给出一个间接的偏好信息 一方案两两比较的判断矩阵。 ( 6 ) 模糊偏好关系矩阵”l ：决策者给出方案两两比较的模糊偏好信息，它 是一个矩阵，矩阵的元素用o 1 间的实数值表示。 ( 7 ) 基于自然语言表示的比较矩阵【2 3 0 m 9 】：针对群备择方案集中的任意两个 方案，决策者从一个预先定义好的有序的自然语言或自然语言符号集中 选择一项作为这两个方案优劣关系的一种判断。 针对决策者给出的上述偏好信息。可以采用不同的集结方法获得群偏好，目 前主要的方法有：群体效用理论；模糊决策理论；群决策支持系统；交互式群决 策理论方法等。 在决策者直接给出方案的优先排序的情况下，群体效用理论是比较常用的决 策理论。该理论侧重于效用集结的理论和群体效用函数的生成方法，主要研究在 尊重群体中每个成员偏好的前提下，如何将个人效用函数集结成群的偏好。通常 中国科学技术大学博士学位论文群备择方案集的形成方法研究 可以将采取某一决策口的群效用函数表示为： “( ) = “。( m ( 口) ，( 口) )( 1 1 ) 式( 1 1 ) 中，口一，一是方案集，“，( 口) ( f = l ，2 ，m ) 是决策个体d m 判断的方案口 的效用值，“( 4 ) 为方案口的群效用值。 群效用理论的研究与西方国家中福利经济学的发展有着密切的关系。a r r o w 在1 9 6 3 年发表了著作社会选择和个人价值。定义了社会福利函数，对集体选 择规则施加了两条公理( 即连通性公理和传递性公理) ，和五条假设( 完全域、 群偏好关系和个人排队的正的联系、无关方案的独立性、p a r e t o 原则、非独裁性) ， 同时证明了没有一社会福利函数能够同时满足两条公理和五个条件，得出了 a r i d w 不可能定理。但是a 玎o w 在集结个人偏好的时候避开了两个重要的问题： 一个是个体决策者对方案的偏好程度，另一个是具有不同偏好程度的决策者与决 策者之间的比较。s e n 和s a m u e 疆e n 等人认为这是因为序数效用不能确切地表达 出决策者对方案偏好的强度口4 1 。如果将集结决策者排队的概念修改为集结决策 者判断的基数效用函数，那么a r r o w 的不可能定理就成为可能定理。 为了便于式( 1 1 ) 在实际中的应用，人们首先寻求一些特殊的简单的形式，如 线性加权和的形式、乘积的形式等。 根据、b nn e 哪a n n m o 曜e n s t e m 的理论，如果某一决策者对决策问题各种 后果的偏好模式是合乎理性的，即满足一定的理性行为公理，则他对后果的偏好 模式能够用效用函数进行表示，决策者采取某一决策吼时候的效用- 就可以用 下式表示： “，( ) = p 材蚝( 吼，q ) ，七= l ，2 n ；= 1 ，2 p ( 1 2 ) t i 式( 1 2 ) 中，坼( ，岛) 表示d 晦判断状态为q 时采取行动吼的效用，而珊为后果 ( 吼，口，) 发生的概率 在群集结中，如果群效用函数和群中每个决策者构建的效用函数都适合下面 两个条件： ( 1 ) 群效用函数和群中每个决策者的效用函数都适合效用的v o n 4 中国科学技术大学博士学位论文 群备择方案集的形成方法研究 n e 啪a n n m o 唱e n s t e m 公理。 ( 2 ) 群中每个成员都认为某两个方案是无差异的，则群也认为这两个方案是 无差异的。 则采取以群效用函数能够表示为： “o k ) = 芝： 珥( 咏) ，f = 1 ，2 埘：七= l ，2 ，l ( 1 3 ) ，- i 式( 1 3 ) 中， 为d 恤在群体决策中的参与程度即d - 峰的权重，“( q ) 为采取q 的群效用。 针对式( 1 3 ) 中 值的确定问题，b o d i i y 吲假设每个群成员都知道其他成员的 效用函数的情况下，提出通过委托过程来确定 。王仁超等通过定义公正和满意 的概念和测度，提出了一种基于满意和公平的群体效用函数构造方法【3 6 3 8 1 。江文 奇等运用s h 印l e y 定理，通过群中各个决策者的贡献来确定决策者的权重等3 9 l 。 由于不同决策者构建的效用函数的基点和单位可能不相同，也就难于进行人 与人之间的效用比较，很难正确地构成群效用函数。h a 蟮a n y i 等认为构造群体效 用函数的那个决策者，必须想象他自己处在群中每个成员的客观地位并具有每个 成员的客观偏好，去估计群中每个成员对吼的效用判断。 事实上，由于群成员在相互作用的过程中各种障碍以及个人利益的影响，有 些成员可能不会或者不能完全明确他自己的效用函数，因此其他成员也就无法知 道他的效用函数，尤其群成员面临多目标决策问题的时候，他们就很难精确地表 达自己的偏好。为了避免比较人与人之间的效用的困难，b r o c k 提出了一种基于 n 镐h h 甜s a n y i 的协商模型方法通过计算不同成员之间分配的效用增量比来确 定他们之间的相对愿望程度，从而获得群效用值【4 ”。但是对予有些决策问题， 这种方法很难确定该方法所需要的现况点。k r 巧s z t o f o 耐c z 等认为可以由群体价 值判断获得群效用函数2 l ，这种方法并不是首先引出成员个人的效用函数，然 后再通过对成员间的效用比较去求得群效用函数，而是直接引出群效用函数。其 具体过程是群对一系列的抽奖做出判断，在做出这种判断的时候，首先在群的内 部将每个成员的价值判断变化为群的价值判断。群的每次反应在群的效用函数曲 线上确定一点，由这些点去产生群效用函数的一个估计。这种方法的优点是更接 中国科学技术大学博士学位论文群各择方案集的形成方法研究 近于习惯的决策过程，而且不要求辨别每个成员的效用函数。 另外，还有些其他的群效用函数确定方法，如：前景理论f 4 3 删主要从心理 学的角度对经典的效用值模型进行了修正，着重反映和描述了人们的实际辨优过 程；非传递斜对称双线性效用理论弘5 删是一种比较主观概率法，其模型放松了对 偏好传递性及独立性条件的限制。因而在处理群决策中常常出现的偏好循环现象 极为有用，近年来也得到了广泛的研究；其他的还有双准则效用函数【4 7 】、最优 化方法【4 8 。4 明等。 在上述这些群效用函数的确定方法中，通常隐含着两个很重要的前提条件： ( 1 ) 群中的各个决策者进行或者可以评价的方案集完全一致。 ( 2 ) 决策者给出的方案效用值能够准确而且真实地反映决策者对该方案的 偏好和决策者的风险等特点。 然而，在群决策过程中，由于人的生理和心理的限制，任何决策都是在信息 不完善的情况下做出的。所谓的信息不完善，包括未来可替代的行动方案不可能 事先都列出来，也就是说不同的决策者可以认识到的可行方案可能不致，导致 某些决策者可以评价的方案集不一致。如何协调这些不一致的方案，形成被所有 决策者认可的群各择方案集，就成为有效实现群效用集结的一个重要问题。 另外，在个体效用集结过程中，由于信息的不对称以及决策中的策略行为等 因素的影响，对于某些方案，决策者可能给出不能真实或准确地反映其效用判断 的效用值，因此群决策结果就会失去有效性和现实意义，也就无法对实际的决策 起到指导作用。 综合上述对群决策中方案创建和效用判断问题的分析，我们可以将上述问题 总结为以下三个方面的问题： ( 1 ) 在决策者给出方案的效用值能够准确而且真实地反映其偏好和风险特 点的情况下不同决策者所创建的不一致性方案如何调整为被群认可的方案，并 能给出其价值判断的问题。 ( 2 ) 在各个决策者给出一致性方案集的情况下，如何对其给出的不真实效用 ( 空值、模糊区间的范围很大以及策略效用) 进行补充和修正的问题。 ( 3 ) 决策者创建的方案集不一致，同时给出的某些方案效用判断不真实的情 6 中国科学技术大学博士学位论文群备择方案集的形成方法研究 况下，如何满足群集结的前提条件。 实际上，上述三类问题都涉及到群备择方案集的形成问题，解决这些问题的 困难主要表现在如何获得比较充分的决策信息。前两类问题主要是单独考虑方案 或者效用在群各择方案形成的作用，第三类主要是上述两类之间的相互结合。在 群决策中，只有通过科学的方法来研究群各择方案集的形成过程，才能够有利于 实现群决策结果的可行性和科学性。 针对前两个问题，接下来将对国内外的相关研究成果做一较全面地回顾与分 析之后阐述论文的研究思路，最后给出论文的结构安排。 1 3 相关文献的回顾与分析 1 3 1 决策者创建的方案集不一致问题的文献回顾与分析 方案创建包含“方案”和“创建”两个概念，方案可以是策略、想法、观点、 可行解等等，创建则可以是产生、生成或者拟建等等。依据广义上的理解，决策 是借助于一定的科学手段和方法，创建可行方案，从两个以上的可行方案中，选 择最优的方案并付诸实施的过程，其中方案创建是决策过程中的重要环节。 s i m o n 将决策制定过程归结为情报活动、设计活动、抉择活动和实施活动等 四个阶段的活动【5 0 1 ，其设计活动就是方案创建活动。席酉民认为决策过程中提 出解决问题方案阶段包括设计方案和选择方案f 5 l 】。乐晴认为科学的决策过程包 括提出问题、拟订各选方案、评价各选方案、方案实施与信息反馈这四个阶尉”l ， 梁荣认为决策包括决策准备、决策方案产生、决策方案评价与选定、决策方案执 行四个阶段【5 3 1 。梁开卷认为决策从定义上来说是指个人或者群体为实现其目的， 制定各种可供选择的方案并决定采取某中方案的过程【5 4 1 。吴建林等认为个体观 点生成是群体方案生成和评价的基础，群体观点生成在群体决策过程中占有重要 的地位，它是观点评价和群体一致性意见达成的基础1 5 5 】。实际上，决策过程中 最重要的程序是对所需要解决的问题进行分析研究。提出不同的备选方案，可以 将这个过程描述为图1 2 。 在方案创建的过程中决策者首先收集信息，找出需要设计和抉择的问题和 机会，根据具体情况。情报收集阶段要间断地或连续地对整个环境进行检查，找 中国科学技术大学博士学位论文 群各择方案集的形成方法研究 出当前处境和期望状态之间的差别，根据所希望解决的问题设计出多种可供选择 的方案。决策支持系统( d s s ) 和群决策支持系统( g d s s ) 利用数据、模型和 管理者的经验分析半结构化问题，产生更重要的分析报告，预测分析，并且为个 人或者群体推荐方案。同时，事务处理系统( 1 1 p s ) 、管理信息系统( m i s ) 、办 公自动化系统( o a s ) 、专家系统( e s ) 、经理信息系统和经理支持系统( e i s ，e s s ) 、 观念处理系统( i p s ) 等在一定程度上能对决策制定过程提供一定的支持【5 ”明， 而决策技术系统( d t s ) 吸收了上述数据库系统的优点，认为输出的最终结果是 与数据库、模型库、知识库和观念库进行交互式反馈的结果。 图i 2 决策方案创建过程示意图 在群决策过程中，很多复杂的决策问题的条件是柔性的，可行方案数有无穷 多个，任何决策者可以认识到的可行方案的范围是有限的，同时这些有限的方案 集中包含了实际不可行的方案【删。在很多决策问题中，决策者所能提供的各选 方案集往往不够丰富，甚至最佳方案都可能未被考虑在内，只能在已有的方案集 中选择相对满意的方案。因此，在这种状况下，创建出可行方案比可行方案择优 更为重要。为了尽力扩展可以认识到的可行域，通常采用群体创建决策方案的方 法，实行群体讨论，创造出更多更好的备选方案【6 1 】。例如在供应链伙伴选择过 程中，来自不同部门的决镱者提供的某一类型的合作伙伴的范围通常不一致，这 种不一致扩大了群体选择的范围，有利于选取优质的合作伙伴。 针对群决策中不同决策者能认识到的可行域( 方案) 不一致的调整问题，目 前很少有学者对这种问题进行研究。本文将一些可能的调整方法描述如下； l 结构化的群学习技术 群决策支持系统( g d s s ) 是利用通讯技术、计算机技术，运用群决策理论 和方法，促进具有不同知识结构、不同经验、共同责任的群体对半结构化、非结 8 中国科学技术大学博士学位论文 群各择方案集的形成方法研究 构化的决策问题进行求解。它设计的目的是支持群体成员进行决策工作，用来促 进如问题的产生与归纳、冲突解决和信息传播等活动，从而提高决策制定过程中 的效率和产出效果。目前g d s s 主要有三类基本的结构形式： 1 ) 电子会议室( e m r ) ：e m r 通常被简化为个分时计算机系统和一个大型 的公共屏幕显示器。每个决策者利用一个终端进行模型调用、数据蠢询以及计算 等。在计算机对各个决策者的决策方案进行归纳分析和比较后公共屏幕上显示 其分析结果，供群体成员进行协商，最终达成一致性决策。 2 ) 基于m 竹蚰e t 技术的g d s s ：这种g d s s 不仅能够为企业节省与i n 订蛐e t 连接的直接费用，还能提供多种安全性措施保证企业内部信息的安全。 3 ) 远程决策模式；在该模式下，g d s s 采用i n t e m e t 技术连接各个工作站点 和共享资源终端，形成一个网络通讯系统，实现各个决策成员之间的连接和信息 传递，从而支持复杂问题决策。 在群体决策支持系统下，为了形成问题的初始观点，决策者必须从过去解决 类似问题的经验中进行学习；为了分解大问题，必须从g d s s 环境中学习问题领 域的启发性知识，搜寻求解子问题的深层知识；为了修改和扩充初始观点，决策 者必须相互学习，这种学习过程也是决策者之间的信息交流和互动、冲突与争论、 改变选择的过程【6 2 l 。目前，这些结构化的群学习技术主要有； ( 1 ) 群体过程法( g r o u pp m c e s sa p p m a c h ) ，包括电子头脑风暴法( e l e c 仃o n i c b r a i n s t o r r i l i n g 印p r o a c h ) 【6 扪、名义群体技术( n o m i i l a ig r o u pt e c h n i q u e ) f “叫等。 这种方法强调通过群体交互过程识别求解决策问题的多种观点，强调通过群体思 维共振产生创造性观点，注重通过群体观点的交流，修改并扩充群体成员的观点。 但是它忽视了群体成员初始方案的生成过程，而且从其他成员观点中进行学习的 目标是隐含的和不确定的，甚至是模糊的，它为学习其他成员的观点提供了途径， 但是忽视了什么时候学习和学习什么的关键问题。 ( 2 ) 问题分解法( p r o b l e md e 姗p o s i t i o na p p r o a c h ) ，主要包括系统分析 ( s y s t e m 锄a l y s i s ) 【6 6 】、影响圈( i i l n u c n c ed i a g r a m ) 【明、认知匹配技术( c o g l l i 廿v e m a p p i i l gt e c 枷q ) 【蛳；9 】。这种方法将一个完整的犬问题分解为若干个子问题， 然后独立处理每个子问题，它解放了决策者的认知负担、予问题及其关系的描述， 便于决策者生成初始观点。但是它无法支持方案的修改与扩充，它将问题分析与 9 中国科学技术大学博士学位论文群各择方案集的形成方法研究 方案设计严格区分，使得对于方案产生来说，问题分解是静态的，从而与此相关 的信息搜寻和学习也是静态的，甚至被忽视，这导致了对环境变化的反应缺乏足 够的灵活性。 ( 3 ) 多模型法( 蛐l l t i p l em o d e l s 印p r c h ) ，主要包括魔鬼辩护( d e v i l ，s a d v o c a c y ) 【7 0 1 、辩证询问( d i a l e c 如“i n q u 时) 【7 0 】、战略假设出现与测试( s t r 如西c a s s u m p t i o n ss u r f a c i n g a n d t e s 血g ) 【7 1 1 等。这种方法强调从多个视角分析问题，不 同思维将产生不同观点，可以减少个人偏见带来的影响，产生对问题更宽广的理 解，便于决策者比较不同的观点，同时它使得决策者分析问题具有一定的方向性， 伴随的信息搜寻和学习也具有一定的目标性。但是它对初始方案的生成不能提供 支持，特别是由于强调思维的广泛性，也不同程度地降低了思维共振带来的创造 性，并不利于形成优质的群备择方案。 ( 4 ) 论证法( 础g u m e n 诅t i o n t e c h n i q u ea p p r o a c h ) ，如结构化论证法( s 衄i c t u f e d d e m o n s 仃a t i o na p p r o a c h ) f 7 f j 。这种方法通过推理原则辅助决策者明确表达问题， 即给定一个问题的证据，通过原因分析和类比分析识别所属的类型，并通过归纳 分析得出问题的定义和解答，可以更好地理解问题的领域，促进问题的全面论证。 但是它却不能支持观点的修改和扩充。 2 人工神经网络方法 运用人工神经网络方法对不完全、不一致的方案进行求精可以对初始方案进 行修改、删除和补充，使得各个决策者创建的方案达到预期的效果。1 9 9 0 年t 0 w e l l 和s h a v l i k 提出了用于知识求精的基于知识的人工神经网络( h o w l e d g eb a s e d a r t i f i c i a ln e u m ln e t w o r k s 。简称k b a n n ) ，并通过实例证明基于k b a 】q n 的知识求 精方法比纯符号求精系统要好m 1 ，1 9 9 3 年o p t i z 和s h a v l i l 【提出了一个k b a n n 的改进学习算法，在训练期间利用符号机制指导、解释和说明网络中如何动态增 加新节点；f u 提出与k b 心啉类似的k b c n n ( k n o w k d g eb a s e dc o n c e p t l