环境系统决策基本知识

1、环境系统决策基本知识SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment 预测决策系统化模型化最优化决策 ？SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment第六章 环境系统决策 第一节 决策基本概念第二节 确定型决策第三节 风险型决策第四节 不确定型决策第五节 对抗型决策第六节 多目标决策第七节 决策支持系统第一节 决策基本概念SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resour

2、ces and Environment Prediction of floodThe Big DecisionFor an article about how to deal with your kids when they are having trouble making decisions.In this case the daughter is having trouble choosing which hair accessory to purchase.SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environm

3、ent Prediction of floodSUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment第一节 决策基本概念一、决策分类二、决策程序三、环境系统决策的层次一、决策分类SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment 根据决策者的地位不同 高层决策、中层决策和基层决策根据所需作出决策的先后次数 一次决策、多阶段决策 根据决策目标的个数 单目标决策、多目标决策 根据对未来状态掌握的可靠程度 确定型决策、不确定型决策、风

4、险型决策、对抗型决策 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment 根据决策者的地位不同 高层决策、中层决策和基层决策根据所需作出决策的先后次数 一次决策、多阶段决策 根据决策目标的个数 单目标决策、多目标决策 根据对未来状态掌握的可靠程度 确定型决策、风险型决策、不确定型决策、 对抗型决策确定型决策风险型决策不确定型决策对抗型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment第一节 决策基本概念一、决策分类二、决

5、策程序三、环境系统决策的层次二、决策程序SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of floodSUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment第一节 决策基本概念一、决策分类二、决策程序三、环境系统决策的层次三、环境系统决策的层次SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction

6、of flood经济发展-环境保护水环境保护空气环境保护生态保护污水管网处理工艺监测燃料处理保护改善第一层次决策第二层次决策第三层次决策战略层次 战术层次 技术层次 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment第六章 环境系统决策 第一节 决策基本概念第二节 确定型决策第三节 风险型决策第四节 不确定型决策第五节 对抗型决策第六节 多目标决策第七节 决策支持系统第二节 确定型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Enviro

7、nment Prediction of floodSUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of floodSUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood小 结 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment第六章 环境系统决策 第一节 决策基本概念第二节 确定

8、型决策第三节 风险型决策第四节 不确定型决策第五节 对抗型决策第六节 多目标决策第七节 决策支持系统第三节 风险型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of floodSUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of floodSUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environm

9、ent Prediction of flood 有一个明确的决策目标； 存在着可供决策者选择的两个或两个以上的可行性方案； 存在着不为决策者主观意念为转移的两种或两种以上的自然状态； 不同的可行性方案在不同自然状态下的损益值可以计算出来； 未来将出现哪种自然状态不能准确确定，但其出现概率可以预估出来。五个条件SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment一、最大期望收益标准二、最小期望损失标准三、最大可能决策标准四、矩阵法五、灵敏度分析六、决策树一、最大期望收益标准第三节 风险型决策SUN YAT-SEN

10、 UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood最大期望收益标准该法以决策矩阵为基础，分别计算各个方案在不同自然状态下的损益期望值，并从中选择收益期望值最大或损失期望值最小的方案作为最优方案，模型如下： SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood最大期望收益标准【例】：某工厂可生产A1，A2两种产品，不同季节产品销售量不同，依据以往对市场需求统计，在旺季、平

11、季、淡季销售产品的概率分别为0.2、0.5、0.3，如果生产A1，产品在三个季节中分别获4、3、2万元，A2产品在三个季节分别获利7、2、0万元，问该工厂应生产哪种产品方能获得最大利润? SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood最大期望收益标准生产A1产品获利 EA10.24十0.53十0.322.9万元生产A2产品获利 EA20.27十0.52十0.302.4万元 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Reso

12、urces and Environment一、最大期望收益标准二、最小期望损失标准三、最大可能决策标准四、矩阵法五、灵敏度分析六、决策树二、最小期望损失标准第三节 风险型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood最小期望损失标准该标准与最大期望收益标准相反，是以选择期望损失值最小的方案为最优方案，其模型为： SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Predict

13、ion of flood最小期望损失标准生产A1产品的损失EA10.23十0.50十0.300.6万元生产A2产品的损失EA20.20十0.510.3 21.1万元SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment一、最大期望收益标准二、最小期望损失标准三、最大可能决策标准四、矩阵法五、灵敏度分析六、决策树三、最大可能决策标准第三节 风险型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of f

14、lood最大可能决策标准风险情况下的决策，每种状态的发生均有概率值，根据概率值的知识可知，一个事件的概率值越大，发生的可能性越大，最大可能决策标准是选择概率值最大的一种自然状态，然后从该自然状态中挑选一个收益最大(或损失最小)的方案为最优方案，故称之为最大可能决策标准，其他状态则予以忽略。 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood最大可能决策标准SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and E

15、nvironment一、最大期望收益标准二、最小期望损失标准三、最大可能决策标准四、矩阵法五、灵敏度分析六、决策树四、矩阵法第三节 风险型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood矩阵法所谓矩阵法就是通过矩阵运算来求方案的效益期望值。 方案向量 设AA1,A2,An 为决策者所有可能行动方案的集合。Ai(i1，2n)是它的分量，记 状态向量 状态概率向量 损益矩阵 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Reso

16、urces and Environment Prediction of flood【例】：某单位要对一个问题进行决策，其收益矩阵见下表： 矩阵法SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment一、最大期望收益标准二、最小期望损失标准三、最大可能决策标准四、矩阵法五、灵敏度分析六、决策树五、灵敏度分析第三节 风险型决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood在决策分析中，自然

17、状态的概率和损益值往往由预测或估计得到，不可能十分精确，加上实际情况也在不断变化这就需要分析为决策所用的数据在多大范围内变动时，原决策的最优方案继续有效。如果最优方案允许概率值和损益值的变动范围大，则方案就比较稳定，反之为不稳定。进行这种分析称为灵敏度分析。 灵敏度分析SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood【例】：某工业局为生产某一新产品，规划设计了两个方案，即兴建一个大厂或兴建一个小厂，经研究计算后编制损益表如下，由于对市场状态的预测和期望效益值的估算可能

18、有偏差，需对最优方案进行灵敏度分析 。 灵敏度分析应用最大期望值原则确定建大厂为最优方案。SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood进行灵敏度分析 灵敏度分析现对两种销售状态的概率做些变动，以探求敏感范围。 （1）假设销路好的概率由0.7变到0.8，则两个方案期望收益变为： （2）若销路好的概率由0.7减小到0.5，则两个方案期望收益值变为： SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Env

19、ironment Prediction of flood转折概率 灵敏度分析假设由于概率值的变化使最优方案发生转折时的概率为P0。这时两个方案的期望收益值应相等，即 即当P。0.45时，兴建大厂方案仍为最优方案，当Po0.45时最优方案就转折为兴建小厂方案，现在的销路如概率为0.7，与转折概率0.45相距较远，所以本例现有的最优方案比较稳定。 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment一、最大期望收益标准二、最小期望损失标准三、最大可能决策标准四、矩阵法五、灵敏度分析六、决策树六、决策树第三节 风险型

20、决策SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood对于可行方案较多或周期较长的复杂的风险型决策问题，决策树是一种应用较广的决策分析工具。它不仅可以解决单阶段决策问题而且也可以解决损益表不易表达的多阶段决策问题。 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood决策树是把影响各方案的有关因素(自然状态、概率、效益值)画成一张图，通过计算，在图

21、上进行决策。由于这种决策图形似树枝，又符合图论中“树”的定义，故称决策树。 决策树的结构SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood决策树的结构SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood单级决策【例】：若前例中建大厂需投资300万元，建小厂只需140万元，两者使用期限均是10年，问采取哪种方案获利最大？ SUN YAT-SEN UN

22、IVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood单级决策首先画出决策树 计算各点的收益期望值 点：E10.7100+0.3(-20) 10-300=340万元点：E20.740+0.330 10-140=230万元SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood多级决策多级决策是对决策问题比较复杂，而要进行多次序列的决策。多级决策应用决策矩阵不易表达，而用决策树表达则比

23、较形象直观。和单级决策其决策树上只有一个决策点不同的是多级决策则有二个或二个以上的决策点。 SUN YAT-SEN UNIVERSITY Department of Water Resources and Environment Prediction of flood多级决策【例】：前例中提供的建厂方案，预测年限是10年，实际上对10年进行产品销路状况预测是难以准确的，为避免出现预测失误，通常将规划期分为几个阶段而分别预测其概率，因而建厂方案也因其产量的不同而有许多种，所以就需要进行多级决策。例如在原来两方案的基础上再考虑第三个方案，即先建小厂如销路好，三年后再扩建，扩建需投资200万元，可使用7年，每年利润95万元，问三个方案中，哪个最优？