Mô hình lấy quyết định nhóm trong trường hợp đa tiêu chuẩn mờ phụ thuộc

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VŨ THỊ QUYÊN MÔ HÌNH LẤY QUYẾT ĐỊNH NHÓM TRONG TRƢỜNG HỢP ĐA TIÊU CHUẨN MỜ PHỤ THUỘC Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Tân Ân Thái Nguyên - 2013 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm cá nhân, không sao chép lại của người khác. Trong toàn bộ nội dung luận văn, những điều được trình bày là của cá nhân hoặc là tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp. Tôi xin chịu trách nhiệm và mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2013 Học viên Vũ Thị Quyên Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin chân thành cảm ơn thày giáo PGS.TS Nguyễn Tân Ân đã nhiệt tình, tận tâm hướng dẫn và chỉ bảo cho em thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên và các thầy cô giáo ở Viện Công nghệ thông tin đã dạy bảo, cung cấp những kiến thức quý báu cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, những người luôn cổ vũ, quan tâm và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và làm luận văn. Do thời gian và kiến thức có hạn nên luận văn chắc không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong nhận được những sự góp ý quý báu của thầy cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2013 Học viên Vũ Thị Quyên Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH v DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii PHẦN MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 3. Hướng nghiên cứu của đề tài 1 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Ý nghĩa khoa học của đề tài 2 6. Bố cục luận văn 2 PHẦN NỘI DUNG 3 Chƣơng 1. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ SỞ 3 1.1. Tập mờ 3 1.2. Các phép toán trên tập mờ 5 1.3. Số mờ 9 1.3.1. Các mô tả số mờ dựa trên một ít các tham số 11 1.3.1.1. Số mờ L-R (có một số tài liệu ký hiệu là [Z - ,Z + ]) 11 1.3.1.2. Số mờ tam giác (Triangular fuzzy number-TFNs) 13 1.3.2. Các biểu diễn mở rộng của số mờ tam giác 15 1.3.2.1. Số mờ tứ giác 15 1.3.2.2. Biểu diễn mở rộng của số mờ tứ giác 16 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 1.3.3. Cách biểu diễm khác của số mờ tam giác 17 1.4. Ma trận mờ 18 1.5. Giải mờ 19 1.5.1. Phương pháp cực đại 20 1.5.2. Phương pháp trọng tâm (Center of gravity method –COG) 20 1.5.3. Phương pháp lấy trung bình tâm 21 1.6. Tổng kết chương 1 22 Chƣơng 2. MÔ HÌNH LẤY QUYẾT ĐỊNH NHÓM TRONG TRƢỜNG HỢP ĐA TIÊU CHUẨN 23 2.1. Mô hình lấy quyết định nhóm trong trường hợp đa tiêu chuẩn 23 2.1.1. Bước 1: Tính toán các trọng số mờ hình tam giác từ so sánh từng đôi mờ ma trận 24 2.1.2. Bước 2: Tính toán tích hợpcácý kiến mờhình tam giác 27 2.1.3. Bước 3: Sắp thứ tự các phương án 27 2.2. Giải quyết mâu thuẫn 28 2.3. Tổng kết chương 2 32 Chƣơng 3. XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG RỪNG UÔNG BÍ, QUẢNG NINH 33 3.1. Vấn đề đánh giá tiềm năng rừng 33 3.2. Xây dựng chương trình 35 3.3. Kiểm thử chương trình 36 3.4. Kết luận từ việc chạy chương trình 40 3.5. Tổng kết chương 3 40 KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v BẢNG KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH Từ viết tắt Từ Tiếng Anh Tiếng Việt TFNs Triangular fuzzy number Số mờ tam giác COG Center of gravity method Phương pháp trọng tâm Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các phép toán số học trên số mờ L-R 11 Bảng 1.2: Các phép toán số học trên số mờ tam giác 13 Bảng 1.3: So sánh kết quả của các phép toán số học của hai kiểu số mờ L-R và số mờ tam giác trên các số mờ L-R 14 Bảng 1.4: Các phép toán số học trên số mờ tứ giác 15 Bảng 1.5: Các phép toán số học trên biểu diễn mở rộng của số mờ tứ giác 17 Bảng 2.1: Ma trận so sánh từng đôi mờ các tiêu chí 24 Bảng 2.2: Trọng số của các tiêu chí 25 Bảng 2.3: Ma trận so sánh từng đôi mờ của các nhà thầu theo tiêu chí 1 26 Bảng 2.4: Ma trận so sánh từng đôi mờ của các nhà thầu theo tiêu chí 2 26 Bảng 2.5: Ma trận so sánh từng đôi mờ của các nhà thầu theo tiêu chí 3 26 Bảng 2.6: Trọng số của các nhà thầu theo từng tiêu chí 26 Bảng 3.1: Mức chủ yếu để đưa ra quyết định so sánh giữa các tiêu chí 36 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình1.1: Đồ thị hàm phụ thuộc tập mờ A 4 Hình 1.2: Tập mờ lồi 5 Hình 1.3: Tập mờ µ A và phần bù của tập mờ 6 Hình 1.4: So sánh các hoạt động MIN, min, MAX, max của hai tập mờ A, B 8 Hình 1.5: Phép giao nhau của hai tập mờ 8 Hình 1.6: Phép hợp và phép bù của hai tập mờ 9 Hình 1.7: Đồ thị biểu diễn số mờ L-R 11 Hình 1.8: Phép cộng và phép trừ 12 Hình 1.9: Phép nhân và phép chia 13 Hình 1.10: Đồ thị biểu diễn số mờ tam giác 13 Hình 1.11: Đồ thị biểu diễn số mờ tứ giác 15 Hình 1.12: Đồ thị biểu diễn mở rộng của số mờ tứ giác 16 Hình 1.13: Đồ thị biểu diễn số mờ tam giác 18 Hình 1.14: Giải mờ bằng phương pháp cực đại 20 Hình 1.15: Giải mờ theo phương pháp trọng tâm 21 Hình 1.16: Hàm thuộc hợp thành dạng đối xứng 21 Hình 1.17: Giải mờ trung bình tâm 22 Hình 3.1: Giao diện chương trình thử nghiệm 36 Hình 3.2: Kết quả trọng số của các tiêu chí 37 Hình 3.3: Kết quả trọng số của các khu rừng theo tiêu chí giá trị gỗ 37 Hình 3.4: Kết quả trọng số của các khu rừng theo tiêu chí giá trị phòng hộ đầu nguồn 38 Hình 3.5: Kết quả trọng số của các khu rừng theo tiêu chí giá trị hấp thu Cacbon 38 Hình 3.6: Kết quả trọng số của các khu rừng theo tiêu chí giá trị đa dạng sinh học 39 Hình 3.7: Kết quả bảng giá trị các khu rừng 39 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đánh giá là một thao tác rất hay gặp trong cuộc sống. Đánh giá là để lựa chọn, để ra quyết định. Đánh giá đúng sẽ ra quyết định đúng. Đánh giá sai hậu quả sẽ khôn lường. Đánh giá là một việc khó. Đã có nhiều phương pháp đánh giá. Nói chung khi đánh giá, người ta thường gán cho đối tượng được đánh giá một số thực như giá tiền, điểm bài làm của học sinh…. Nhiều trường hợp việc cho như thế là khó nên người ta phải gán cho đối tượng được đánh giá một giá trị mờ như khá, tốt,… Khi có nhiều chuyên gia cùng tham gia đánh giá người ta phải tích hợp các ý kiến của các chuyên gia thành ý kiến chung của cả nhóm. Thao tác tích hợp này rất phức tạp. Làm sao vừa lấy được ý kiến chung vừa có được sự nhất trí cao của cả nhóm? Các kết quả nghiên cứu đã có thường không đủ tổng quát để có thể áp dụng cho mọi trường hợp và cần tiếp tục được hoàn thiện và ứng dụng. Trong khuôn khổ của luận văn thạc sĩ em chọn đề tài: Mô hình lấy quyết định nhóm trong trƣờng hợp đa tiêu chuẩn mờ phụ thuộc nhằm nghiên cứu xây dựng mô hình lấy ý kiến đánh giá mờ của nhóm chuyên gia trong trường hợp đánh giá theo nhiều tiêu chuẩn phụ thuộc. Đề tài cũng thử nghiệm áp dụng cho việc đánh giá tiềm năng đất rừng Uông Bí, Quảng Ninh. 2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Lý thuyết tập mờ và đánh giá mờ Phương pháp lấy và tích hợp ý kiến của nhóm chuyên gia trong trường hợp đa tiêu chuẩn phụ thuộc. 3. Hƣớng nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu mô hình lấy quyết định mờ của nhóm chuyên gia trong trường hợp đa tiêu chuẩn phụ thuộc. Thử nghiệm trong việc lấy ý kiến đánh giá của nhóm chuyên giá về định giá lượng cac bon và khả năng chống xói mòn đất, giá trị bảo vệ đa dạng sinh học, giá trị cảnh quan của rừng tại Uông Bí, Quảng Ninh. [...]... logic mờ để xây dựng mô hình lấy quyết định nhóm trong trường hợp đa tiêu chuẩn mờ phụ thuộc Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 23 Chƣơng 2 MÔ HÌNH LẤY QUYẾT ĐỊNH NHÓM TRONG TRƢỜNG HỢP ĐA TIÊU CHUẨN 2.1 Mô hình lấy quyết định nhóm trong trƣờng hợp đa tiêu chuẩn Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường đối diện với những sự lựa chọn khó khăn mà ở đó chúng ta không thể quyết định. .. tập mờ trong X có hàm thuộc µ A Phần bù Ā của A trong X là một tập mờ có hàm thuộc xác định như sau: = 1 - µA(x) ∀x∈X ™ Tập mờ µA Phần bù Hình 1.3: Tập mờ µA và phần bù của tập mờ Tổng rời của hai tập mờ Cho X là tập hợp, A và B là hai tập mờ trong X Tổng rời của hai tập mờ A và B trong X, ký hiệu A⊕B định nghĩa như sau: A⊕B = (Ā ∩B) ∪ (A∩ ) Phép trừ hai tập mờ Cho X là tập hợp, A, B là hai tập mờ trong. .. kiến khác nhau đối với từng tiêu chí Vậy làm thế nào để tổng hợp được tất cả các ý kiến của các thành viên đối với từng tiêu chí để đưa ra được bảng xếp hạng tổng hợp tốt nhất Mô hình lấy quyết định nhóm trong trường hợp đa tiêu chuẩn được trình bày dưới đây cho phép chuyển đổi tất cả các tiêu chí định lượng, các nhận xét định tính, trọng số mỗi tiêu chí về cùng một đơn vị số mờ, từ đó đưa ra bảng xếp... hàm thuộc của A như sau: Hình1 .1: Đồ thị hàm phụ thuộc tập mờ A Tập mờ cắt mức  (-cut) Tập mờ cắt mức  là tập rõ trong đó hàm thành viên A(x)>=  Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 Tập mờ lồi Cho tập mờ A xác định trong không gian X có hàm thành viên A(x) Khi đó tập mờ A được gọi là tập mờ lồi nếu hàm liên thuộc của tập mờ có dạng lồi hay nói cách khác tập mờ sẽ là tập mờ. .. hai tập mờ A và B trong X, ký hiệu A.B là một tập mờ có hàm thuộc được xác định như sau: µA.B(x) = µA(x).µB(x) ∀x∈X ™ Tổng đại số của hai tập mờ Cho X là tập hợp, A, B là hai tập mờ trong X và có các hàm thuộc lần lượt là µA, µB Tổng đại số của hai tập mờ A và B trong X, ký hiệu A+B là một tập mờ có hàm thuộc được xác định như sau: µA+B(x) = µA(x) + µB(x) - µA(x).µB(x) ∀x∈X ™ Phần bù của một tập mờ Cho... Bước 2: Xác định giá trị y từ miền G Lúc này có ba cách tính: + Cách tính trung bình, chẳng hạn như trên hình 1.14 thì: y  y1  y2 2 + Lấy giá trị cận trái Trên hình 1.14 lấy y = y1 + Lấy giá trị cận phải Trên hình 1.14 lấy y = y2 Trong một số trường hợp, phương pháp cực đại này sẽ gặp khó khăn ví dụ khi hàm thuộc hợp thành có dạng như ở hình 1.16 Lúc này cần phải dùng thêm một số tiêu chuẩn ưu tiên... x3 thuộc không gian X sao cho x1 . Chƣơng 2. MÔ HÌNH LẤY QUYẾT ĐỊNH NHÓM TRONG TRƢỜNG HỢP ĐA TIÊU CHUẨN 23 2.1. Mô hình lấy quyết định nhóm trong trường hợp đa tiêu chuẩn 23 2.1.1. Bước 1: Tính toán các trọng số mờ hình tam. tập mờ và đánh giá mờ Phương pháp lấy và tích hợp ý kiến của nhóm chuyên gia trong trường hợp đa tiêu chuẩn phụ thuộc. 3. Hƣớng nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu mô hình lấy quyết định mờ của. cho mọi trường hợp và cần tiếp tục được hoàn thiện và ứng dụng. Trong khuôn khổ của luận văn thạc sĩ em chọn đề tài: Mô hình lấy quyết định nhóm trong trƣờng hợp đa tiêu chuẩn mờ phụ thuộc nhằm