нечеткого отношения предпочтения основан на ряде определений.
Определение 1. Нечетким отношением R на множестве А называется нечеткое подмножество декартова произведения
A × A , |
характеризующееся |
функцией |
принадлежности μR : A ´ A ® [0,1]. . Значение |
μR (a,b) этой |
|
функции понимается как степень выполнения отношения
a b .
Определение 2. Нечетким отношением предпочтения на А называется любое заданное на этом множестве рефлексивное нечеткое отношение, функция принадлежности которого вычисляется следующим образом:
μ |
R |
(a, b) - μ |
R |
(b, a), |
если μ |
R |
(a, b) ³ μ |
R |
(b, a) |
||
μR S (a, b) =^ |
|
|
|
|
|
|
. |
||||
0, если |
μR (a, b) < μR (b, a). |
|
|
|
|
||||||
Определение 3. Пусть А – |
множество альтернатив и |
||||||||||
μR – заданное на |
нем нечеткое |
отношение |
|
предпочтения. |
|||||||
Нечеткое подмножество |
|
|
недоминируемых |
альтернатив |
|||||||
множества ( A, μR ) описывается функцией принадлежности
|
НД |
= 1 |
- supa,b A (μR S (b, a) - μR S |
(a,b)),a Î A. |
|||
|
μR |
||||||
Определение 4. Четко недоминируемыми называются |
|||||||
альтернативы, для |
которых μRНД (a) = 1, а |
множество |
таких |
||||
альтернатив |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AЧНД = {a | a Î A, μR НД (a) = 1}. |
|
|||
Определение 5. Носителем нечеткого множества В с |
|||||||
функцией |
принадлежности |
mB |
(a) является множество |
||||
{a | a Î A, μB (a) > 0} . |
Процедура |
решения |
задачи |
выбора |
|||
выполняется в несколько шагов. |
|
|
|
||||
1. Строится нечеткое отношение Q1 , которое является |
|||||||
пересечением исходных отношений предпочтения: |
|
||||||
μQ |
(a,b) = min(μR (a,b),...,μR |
(a,b)), |
|
|
|||
1 |
|
1 |
|
m |
|
|
|
и определяется |
нечеткое |
подмножество |
недоминируемых |
||||
91
альтернатив в множестве ( A, μQ1 ) :
μQНД (a) =1 - sup(μQ |
(b, a) - μQ (a,b)), |
|
1 |
1 |
1 |
|
b A |
|
2. Строится нечеткое отношение Q2 :
m
μQ2 (a,b)∑wj μR j (a,b)
j =1
и определяется нечеткое подмножество недоминируемых альтернатив в множестве ( A, μQ 2 ) :
μQНД (a) =1- sup(μQ |
(b, a) - μQ |
(a,b)). |
2 |
2 |
2 |
b A |
|
|
Данная функция упорядочивает альтернативы по степени их недоминируемости. Числа wj в приведенной выше
свертке представляют собой коэффициенты относительной важности рассматриваемых критериев, для которых выполняются следующие условия:
m
∑wj = 1, wj ³ 0, j = 1, m.
j =1
3. Отыскивается пересечение множеств
μНД и μНД :
Q1 Q2
μНД (a) = min(μQНД (a), μQНД (a)). |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
4. Рациональным считается выбор альтернатив из |
|||||||||||
множества A |
НД |
= a |
' |
| a |
Î A, μ |
НД |
(a |
) = sup μ |
НД |
(a) . |
|
|
|
' |
|
' |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a A |
|
|
|
Наиболее рациональной альтернативой из множества |
|||||||||||
AНД является |
та, |
|
которая |
имеет максимальную |
степень |
||||||
недоминируемости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рассмотрим |
|
метод |
многокритериального |
выбора |
|||||||
альтернатив |
|
на |
|
основе |
|
композиционного |
правила |
||||
агрегирования описаний альтернатив с информацией о предпочтениях лица, принимающего решение, которые заданы в виде нечетких суждений.
Сущность данного метода заключается в следующем. Пусть U – множество элементов, А – его нечеткое
92
подмножество, степень принадлежности элементов к которому
есть |
число |
из |
единичного |
интервала |
[0, |
1]. |
|||
Подмножества Aj |
являются |
значениями |
лингвистической |
||||||
переменной X. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Допустим, что множество решений характеризуется |
||||||||
набором |
критериев |
|
x1 , x2 ,..., x p т.е. |
лингвистических |
|||||
переменных, заданных на базовых множествах |
u1 , u2 ,..., u p |
||||||||
соответственно. |
Например, переменная |
х1 |
«качество |
||||||
управления» может иметь значение НИЗКОЕ, а переменная x2
«стоимость» – значение ХОРОШЕЕ и т. д. Набор из нескольких критериев с соответствующими значениями характеризует представления лица, принимающего решение, об удовлетворительности альтернативы. Переменная S «удовлетворительность» также является лингвистической. Ниже приведен пример высказывания:
d1 : «Если x1 =НИЗКОЕ и x2 =ХОРОШЕЕ, то S =ВЫСОКАЯ».
|
В общем случае высказывание d1 имеет вид: |
|
|
||||||||
di |
: «Если x1 = A1i и x2 = A2i |
и … |
xp |
= Api , то S = Bi |
(2.5) |
||||||
|
Обозначим пересечение |
(x1 = A1i Ç x2 = A2i Ç...xp = Api ) |
|||||||||
через |
x = Ai . |
Операции |
пересечения |
нечетких |
множеств |
||||||
соответствует |
нахождение |
минимума |
их |
функций |
|||||||
принадлежности: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
μA (v) = min(μA (u1 ), μA |
(u2 ),..., μA |
(μp )). |
|
|
||||||
|
i |
v V |
i1 |
i 2 |
|
ip |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Здесь |
V =U1 ×U 2 ×...U p ; |
v = (u1 |
, u2 ,..., u p ) ; |
μA |
(u j ) – |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ij |
|
значение принадлежности элемента u j |
нечеткому множеству |
||||||||||
Aij . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда высказывание (2.5) можно записать в виде: |
||||||||||
|
di : «Если x = Ai , то S = Bi ». |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Для придания общности суждениям обозначим базовые |
||||||||||
множества U и V через W. Тогда Ai |
– нечеткое подмножество |
||||||||||
93
W, в то время как Bi – нечеткое подмножество единичного
интервала I.
Для представления правил используется операция импликации, для которой предложены различные способы нечеткой реализации. Нечеткая импликация Лукасевича имеет вид:
μH (w,i) = min(1,(1 − μA (w) + μB (i))),
w W
где Н – нечеткое подмножество на W × I , w W , i I. Аналогичным образом высказывания d1 , d 2 ,..., d q ,
преобразуются в множества H1 , H 2 ,..., H q . Их пересечением является множество D:
D = H1 Ç H2 Ç...Ç Hq
и для каждого (w, i) W × I ,
μD (w, i) = min(μH (w, i)), j = 1, q .
w W
Удовлетворительность альтернативы, которая описывается нечетким подмножеством А из W, определяется на основе композиционного правила вывода:
G = A O D,
где G – нечеткое подмножество интервала I. Тогда
μG (i) = max(min μ A (w)μD (w,i)).
w W
Сопоставление альтернатив происходит на основе точечных оценок. Для нечеткого множества C I определяем α -уровневое множество (α [0,1]) :
Cα = {i | μc (i) ³ α ,i Î I}.
Для каждого Cα можно вычислить среднее число
элементов – M( Ca) :
для множества из п элементов
n
M (Cα ) = ∑i j / n; i j ÎCα ;
j =1
94
для Ca |
={a ≤ i ≤ b} |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M (C ) = |
a + b |
; |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для Сa |
= Un {a j |
≤ i ≤ bj } |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
a |
j |
−b |
j |
|
|
|
||
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
(bj −a j ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
|
M (C ) = |
j =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
||||
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
∑(bj |
−a j ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
j=1 |
|
|
|
|
|||
при 0 ≤ a1 |
≤ b1 ≤ a2 |
≤ b2 ≤ ... ≤ an |
≤ bn |
≤1. |
|
|
|
|||||||
Тогда точечное значение для множества С можно |
||||||||||||||
записать в виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
αmax |
|
|
|
|
|||
|
|
F (C) = |
|
|
|
|
∫ |
M (Ca )dx , |
||||||
|
|
α |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
max |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
где αmax – максимальное значение во множестве С.
При выборе альтернатив для каждой из них находится удовлетворительность и вычисляется соответствующая точечная оценка. Лучшей считается альтернатива с наибольшим ее значением.
Рассмотрим многокритериальный выбор альтернатив на основе метода аддитивной свертки. В рассматриваемом методе экспертные предпочтения представлены с помощью нечетких чисел, имеющих функции принадлежности треугольного вида (рис. 2.10).
95