Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu vào bài toán lựa chọn tập đoàn cây có khả năng chống chịu lửa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - VƢƠNG THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU VÀO BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU LỬA Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01.01 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Hiệu Phản biện 1: PGS.TS Võ Trung Hùng Phản biện 2: TS Lê Xuân Vinh Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Khoa học máy tính họp Trƣờng Đại học Bách khoa vào ngày 16 tháng6 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trƣờng Đại học Bách khoa - Thƣ viện Khoa Công nghệ thông tin, Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cháy rừng thảm họa thiên tai thƣờng xảy nhiều nƣớc giới, gây nên tổn thất to lớn tài ngun, mơi trƣờng sinh thái tính mạng ngƣời Trong năm qua, cơng tác phòng chống cháy rừng đƣợc quan tâm, đạo tổ chức triển khai thực nhiều biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng, đầu tƣ xây dựng cơng trình phƣơng tiện phòng cháy chữa cháy Đ c biệt, trọng đến đầu tƣ hệ thống băng xanh cản lửaho c xây dựng lâm phần khó cháy với lồi có khả chống chịu lửa tốt, hình thức mang tính nhân văn với mục đích hạn chế việc cháy rừng xảy ra, đáp ứng đƣợc tác dụng nhiều m t phòng cháy nhƣ ph hợp với điều kiện lập địa, có khả tái sinh mạnh, sức chống chịu lửa có giá trị kinh tế cao Hiện nay, công tác lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa đƣợc thực phƣơng pháp thủ công dựa vào kinh nghiệm, kiến thức địa dẫn đến kết nhiều thiếu sót, hạn chế Chính vậy, việc đƣa định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa tốt dựa công tác khảo sát thực địa, tham vấn chuyên gia sở phân tích tiêu liên quan quan trọng mang tính định Do đó, việc xây dựng hệ hỗ trợ định ứng dụng vào tốn lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa thật cần thiết Hệ thống hỗ trợ định DSS (Decision Support System) đƣợc nghiên cứu, phát triển từ lâu ứng dụng thành cơng vào nhiều tốn định thực tế Đ c biệt, vấn đề bảo vệ rừng bắt đầu xuất năm 1970, DSS đƣợc xây dựng nhằm đánh giá biện pháp khác bao gồm việc đánh giá chi phí biện pháp để đƣa đề xuất, khuyến nghị cho quan định Trong năm trở lại đây, c ng với phát triển phần mềm, nâng cao hiểu biết ngƣời định ứng dụng công nghệ thông tin giúp cho việc xây dựng khai thác phần mềm hỗ trợ định quản lý phòng chống cháy rừng trở nên phổ biến Chính lý trên, tơi đăng ký thực đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp hỗ trợ định đa mục tiêu vào toán lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa” Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu: Tối ƣu hoá phƣơng pháp định đa mục tiêu sở phƣơng pháp phân tích thứ bậc; Xây dựng hệ thống DSS cho việc hỗ trợ giải tốn chọn lồi có khả chống chịu lửa tốt Nhiệm vụ cụ thể: - Tổng quan đƣợc kỹ thuật định đa mục tiêu Chỉ đƣợc hạn chế vài phƣơng pháp để từ đề xuất phƣơng pháp cải tiến - Mơ hình đƣợc tốn lựa chọn tập đồn chống chịu lửa Liệt kê đƣợc tiêu chí danh sách loài thực nghiên cứu - Xây dựng đƣợc DataSet thông số danh sách lồi nghiên cứu.Đề xuất đƣợc mơ hình giải toán sở lý thuyết định Xây dựng thành cơng ứng dụng với mơ hình đề xuất 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ hỗ trợ định, vấn đề liên quan đến lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa Phạm vi nghiên cứu:Tập trung nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp hỗ trợ địnhvà áp dụng thử nghiệm vào việclựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa phục vụ cơng tác phòng cháy chữa cháy Phƣơng pháp nghiên cứu - Tìm hiểu phƣơng pháp lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa - Tìm hiểu hệ hỗ trợ định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa - Tìm hiểu ứng dụng cơng nghệ liên quan đến hệ hỗ trợ định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa - Áp dụng thuật tốn có liên quan để trợ giúp việc lập trình, xây dựng ứng dụng lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa - Kiểm tra, thử nghiệmvà đƣa nhận xét kết đạt đƣợc Dự kiến kết Kết lý thuyết: - Nắm đƣợc phƣơng pháp hỗ trợ định đa mục tiêu - Hiểu đƣợc quy trình xây dựng hệ hỗ trợ định đa mục tiêu lựa chọn tập đoàn có khả chống chịu lửa Kết thực tiễn: - Xây dựng thành cơng phần mềm chƣơng trình hỗ trợ định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa với số chức bản, có giao diện thân thiện dễ sử dụng Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: - Tìm hiểu nghiên cứu hệ hỗ trợ định - Áp dụng phƣơng pháp hỗ trợ định vào việc lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa phục vụ cơng tác phòng cháy chữa cháy rừng Ý nghĩa thực tiễn: - Đề tài ứng dụng cơng cụ, ngơn ngữ lập trình để xây dựng hệ thống trợ giúp định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa - Chƣơng trình hỗ trợ đắc lực cơng tác lựa chọn danh sách có khả chống chịu lửa, giúp xây dựng hệ thống băng xanh cản lửa phục vụ có hiệu cơng tác phòng cháy chữa cháy rừng Cấu trúc luận văn: Luận văn đƣợc tổ chức gồm chƣơng sau: Chƣơng1:TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG VÀ PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU TRONG BÀI TOÁN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CĨ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU LỬA Chƣơng 3: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HỖ TRỢ CHỌN TẬP CÂY CHỐNG CHỊU LỬA KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG VÀ PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU 1.1 TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG 1.1.1 Giới thiệu Theo tài liệu quản lý lửa rừng Tổ chức nông lƣơng giới (FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations), cháy rừng xuất lan truyền đám cháy rừng mà khơng nằm kiểm sốt ngƣời, gây nên tổn thất nhiều m t tài nguyên, cải môi trƣờng 1.1.2 Phƣơng pháp phòng chống cháy rừng (1) Biện pháp hành chính, (2) Tuyên truyền giáo dục nâng cao cảnh giác phòng cháy, chữa cháy rừng,(3) Biện pháp lâm sinh phòng chống cháy rừng,(4) Hệ thống hồ đập, đê bao, kênh mương giữ ẩm phục vụ chữa cháy rừng, (5) Quy hoạch vùng sản xuất nương rẫy đề phòng cháy lan vào rừng,(6) Giảm khối lượng vật liệu cháy,(7) Hệ thống chòi canh phát cháy rừng 1.1.3 Phƣơng pháp băng xanh cản lửa Nguyên lý chung băng xanh sử dụng lồi có khả chống chịu lửa nhờ vỏ dày, thân chứa nhiều nƣớc, xanh quanh năm, không bị cháy lửa tràn đến để trồng thành băng phân chia rừng thành diện tích nhỏ, ngăn cản đƣợc lan tràn đám cháy rừng Vấn đề xây dựng mô hình đƣờng băng xanh cản lửa hầu nhƣ chƣa đƣợc sâu nghiên cứu, mơ hình đƣợc xây dựng số địa phƣơng nƣớc ta chủ yếu dựa vào kinh nghiệm Trong thực tế, thiếu danh sách lồi ƣu tiên phòng cháy cho dạng lập địa kiểu rừng khác Ở nhiều địa phƣơng thiết kế băng trắng ho c phổ biến ƣu tiên trồng loài rộng thƣờng xanh nhƣ Keo, Chò đen Lát hoa băng cản lửa 1.2 TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU 1.2.1 Giới thiệu Khi vấn đề đƣợc đ t có nhiều tiêu chí, mục tiêu kèm theo Nếu mục tiêu xung đột với biến định có ràng buộc với việc tìm giải pháp tối ƣu vấn đề trở thành tốn “Tối ƣu hóa đa mục tiêu” Bài tốn tối ƣu hóa đa mục tiêu đƣợc giải với ý tƣởng tƣơng tự toán tối ƣu mục tiêu Mục đích chung phƣơng pháp MCDA giúp cho ngƣời định chuẩn bị, tạo lập định nghiên cứu toán định xét tới nhiều quan điểm Mục đích MCDA không bắt buộc phải chọn định mà từ cấu trúc hợp lý toán định MCDA đƣa phân tích, khuyến nghị 1.2.2 Một số khái niệm thơng thƣờng 1.2.3 Cấu trúc toán MCDA Cấu trúc toán MCDA đƣợc thể hình sau: Hình 1.1 Cấu trúc tốn MCDA Trong đó: A = {a1,…, ,…, am} tập phƣơng án lựa chọn, F = {g1,…, gj ,…, gn} tập hữu hạn n tiêu chí Đánh giá lựa chọn dựa tiêu chí j gj(ai) 1.2.4 Phân loại toán MCDA Roy đƣa bốn loại toán định MCDA:(1) Bài toán lựa chọn,(2) Bài toán phân loại, (3) Bài tốn xếp hạng, (4) Bài tốn mơ tả 1.2.5 Các phƣơng pháp MCDA Các phƣơng pháp MCDA đƣợc phân thành năm loại sau: (i) phƣơng pháp thứ tự, (ii) phƣơng pháp trọng số, (iii) phƣơng pháp tiện ích, (iv) phƣơng pháp cấp, (v) phƣơng pháp khác 1.3 BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CHỐNG CHỊU LỬA 1.3.1 Phƣơng pháp băng xanh cản lửa 1.3.2 Bài toán cụ thể Phát biểu toán: “Xác định giải pháp lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa nhằm xây dựng băng xanh cản lửa phục vụ cơng tác phòng chống cháy rừng ” Tổng kết chƣơng I Chƣơng trình bày tổng quan phòng chống cháy rừng, trọng cơng tác xây dựng băng xanh cản lửa biện pháp lâm sinh trọng tâm phòng cháy rừng; tổng quan phƣơng pháp định đa mục tiêu Trên sở xác định toán cụ thể xác định giải pháp lựa chọn tập đoàn có khả chống chịu lửa nhằm xây dựng băng xanh cản lửa phục vụ cơng tác phòng chống cháy rừng Chƣơng tiếp theo, nghiên cứu áp dụng phƣơng pháp định đa mục tiêu để giải tốn lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU TRONG BÀI TOÁN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CĨ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU LỬA 2.1 GIỚI THIỆU BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY Hệ thống hỗ trợ định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa hệ tích hợp, tƣơng tác với máy tính; gồm cơng cụ phân tích, có khả quản lý thơng tin, đƣợc thiết kế để hỗ trợ ngƣời định việc giải vấn đề liên quan lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa mang tính tổng hợp 2.1.1 Xác định tiêu chí Phƣơng pháp MCDA bao gồm phƣơng pháp xác định, đánh giá tập hợp lựa chọn ƣu tiên lựa chọn thay thế, đƣợc sử dụng rộng rãi việc nghiên cứu tạo lập định Bƣớc phân tích đa tiêu chí xác định tiêu chí khác đƣợc tính đến Các tiêu chí phục vụ cho việc thu thập liệu đầu vào 2.1.2 Xây dựng ma trận phân tích Q trình phân tích bắt đầu việc xác định ma trận phân tích Ma trận phân tích (n x m: n lựa chọn m tiêu chí) đƣợc xây dựng từ giải pháp tiêu chí đánh giá giai đoạn định nghĩa Các phần tử ma trận điểm số đánh giá (tác động) lựa chọn dựa tiêu chí 2.1.3 Chuẩn hóa ma trận phân tích Chuẩn hóa ma trận phân tích thực việc đƣa giá trị đánh giá theo đơn vị đo lƣờng khác thang đo thống nhất, cho so sánh tiêu chí cách bình đẳng với 10 2.2.4 Ƣu nhƣợc điểm AHP 2.2.4.1 Ưu điểm AHP - Phƣơng pháp AHP cho phép xây dựng hệ thống tiêu đánh giá linh hoạt; - Ngƣời định đƣợc quyền linh hoạt việc xếp hạng so sánh mức độ quan trọng tiêu chí cấp; - Phƣơng pháp AHP dựa sở toán học;cho phép đánh giá tính tƣơng quan đánh giá chuyên gia 2.2.4.2 Nhược điểm AHP - Phƣơng pháp AHP phân rã vấn đề định thành vấn đề con, c p so sánh đƣợc tạo thành trình đánh giá, tiếp cận theo cách không thuận lợi số lƣợng c p so sánh lớn; - Hệ thống tỉ lệ đo AHP bị giới hạn khó khăn việc phân biệt chúng với ngƣời định; - Ở mức phƣơng án, việc đánh giá phƣơng án dựa vào tiêu chí, việc đánh giá mức chƣa thực đƣợc nhóm tiêu chí 2.3 PHƢƠNG PHÁP AHP/DS 2.3.1.Hƣớng tiếp cận cải tiến 2.3.2 Lý thuyết Dempster- Shafer(DS) Lý thuyết Dempster Shafer dựa hai ý tƣởng: Thứ để có đƣợc mức độ tin tƣởng câu hỏi từ xác suất chủ quan cho câu hỏi từ xác suất chủ quan cho câu hỏi liên quan, thứ hai quy tắc Dempster-Shafer việc kết hợp nhiều mức độ niềm tin Cho Ω tập vũ trụ Giả sử để có thơng tin đối tƣợng 11 thuộc tập vũ trụ, sử dụng N phép quan sát (hay N phép đo) Giả thiết rằng, kết phép quan sát hay phép đo khơng xác, có nghĩa đối tƣợng quan sát đƣợc rơi vào tập tập vũ trụ Ω Đ t P o() tập tất tập Ω Hàm tần suất m gọi xác suất sở (basic probability) đƣợc định nghĩa (Beynon et al., 2000; Beynon, 2002) nhƣ sau: m : P o()  [0,1], m()  0,  m( Bi )  (2.7) Bi P o (  ) Chú ý rằng, hàm tần suất có miền xác định khác với hàm xác suất, hàm tần suất kiện Bi  P o() (tập Bi) đƣợc định nghĩa: m( Bi )  ci / N , với ci số tập Bi quan sát đƣợc (2.8) Tiếp tục định nghĩa hàm niềm tin (belief function) hàm thừa nhận (probability function) tập (sự kiện) B  P o() Kí hiệu hàm niềm tin hàm thừa nhận tập B lần lƣợt tƣơng ứng Bel( B) Pl( B) , Bel( B )   m( Bi ), Pl( B )  Bi : Bi  B Nếu kí hiệu Pr( B )  m( Bi ) (2.9) Bi : Bi  B  hàm xác suất kiện B, hàm niềm tin hàm thừa nhận kiện B có ý nghĩa nhƣ hàm ch n dƣới hàm ch n hàm xác suất kiện B, tức là: Bel(B)  Pr(B)  Pl( B) (2.10) 2.3.3 Quy luật kết hợp Dempster Cho hai nguồn kiện Nguồn thứ đƣợc khai triển N phép quan sát Ai(1)   , i  1, , n1 , ci(1) - số lần tập Ai(1) i  1, , n1 quan sát đƣợc Nguồn thứ hai đƣợc triển khai N phép quan sát A(2)   , j  1, , n2 , j j  1, , n2 quan sát đƣợc c(2) j - số lần tập , A(2) j 12 Quy luật kết hợp Dempster đƣợc thực thỏa mãn giả thiết nguồn kiện độc lập tuyến tính Chúng ta kí hiệu xác suất sở kiện tƣơng ứng với nguồn nguồn hai là: (2) m1 ( Ai(1) )  сi(1) / N1, m2 ( A(2) j )  с j / N2 (2.11) Khi hàm kết hợp xác suất sở kiện A m12 đƣợc tính theo cơng thức sau: m12 ( A)  với K  1 K  (1) (2) Ai Aj A  (1) (2) Ai A j  m1 ( Ai(1) )  m2 ( A(2) j ), (2.12) m12 ()  (2.13) m1 ( Ai(1) )  m2 ( A(2) j ) 2.3.4 Mơ hình AHP/ DS Để có định đƣa cách đắn, tác giả tiếp cận cải tiến phƣơng pháp định đa mục tiêu sở phƣơng pháp phân tích thứ bậc Đ c biệt, phƣơng pháp cải tiến tác giả sử dụng định tập thể với mong muốn sử dụng tri thức chuyên gia Để có đƣợc kết định phƣơng pháp đề xuất tiến hành bƣớc tiền xử lý nhƣ sau: Nhóm chuyên gia ánh xạ toán vào dạng cấu trúc thứ bậc (tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp phân tích thứ bậc) Thu thập thông tin thông qua thủ tục khảo sát chuyên gia Xử lý phân tích thơng tin thu thập đƣợc Bài tốn chọn lồi chống chịu lửa đƣợc chuyên gia ánh xạ vào dạng cấu trúc thứ bậc bao gồm hai tầng: tầng phân bố tiêu chí, tầng hai phân bố phƣơng án 13 2.3.4.1 Thủ tục khảo sát chuyên gia Sau toán đƣợc ánh xạ vào cấu trúc dạng thứ bậc cần thơng tin bổ sung tiêu chí phƣơng án Các phần tử c ng tầng đƣợc so sánh với tƣơng ứng với phần tử tầng cấu trúc Vì vậy, ứng với tốn chọn lồi chống chịu lửa thủ tục khảo sát ý kiến chuyên gia đƣợc thực hai tầng: tầng thứ khảo sát ý kiến chuyên gia tiêu chí, tầng thứ hai khảo sát chuyên gia phƣơng án ứng với tiêu chí Trong q trình thực so sánh c p tiêu chí so sánh c p phƣơng án chuyên gia thƣờng khó khăn đƣa kết so sánh số từ thang điểm đánh giá ho c khó khăn đƣa khác biệt hai phần tử ho c đƣa đƣợc khác biệt nhƣng không đáng kể, dẫn đến khó đánh giá Để khắc phục vấn đề nêu ra, định đ t phần tử số, cải tiến đề xuất xem xét khơng phần tử riêng lẽ, mà xem xét nhóm phần tử Mục đích С1 A1 A2 A3 С2 A1A2 С1С2 A1A3 A2A3 A1A2A3 Hình 2.7 Cấu trúc mở rộng tốn lựa chọn lồi chống chịu lửa 14 2.3.4.2 Xác định hàm niềm tin thực Dữ liệu có đƣợc việc khảo sát thành viên nhóm chuyên gia, khảo sát hai thành viên nhóm chuyên gia tr ng nhau, đối nghịch hay cạnh tranh Dữ liệu thu đƣợc không phần tử riêng lẽ, mà nhóm phần tử Điều hiểu thơng tin có đƣợc bƣớc khơng xác Để xử lý thông tin sử dụng thuyết ngẫu nhiên (lý thuyết Dempster-Shafer) Nhiệm vụ tổng hợp kết đánh giá để nhận đƣợc trọng số nhóm phƣơng án (hay nói cách khác thành lập tiêu chí chung) 2.3.4 ựn i to n t i ưu Giả sử tiêu chí Сi có xác suất chọn pi , tất tiêu rchí thực ràng buộc sau: p i 1 i 1 (2.16) M t khác, biết đƣợc xác suất sở nhóm tiêu chí Di m( Di ) , với Di  Po (C) , tính đƣợc hàm niềm tin hàm thực Bel ( Dk )  Pl ( Dk )  i : Di  Dk   m( D ) , i: Di  Dk i (2.17) m( Di ) , k  1,2, ,2r  (2.18) Nhiệm vụ tổng hợp kết có để đƣa trọng số phƣơng án Phƣơng pháp tổng hợp xử lý thông tin không đầy đủ phụ thuộc trực tiếp vào tiêu chí định Trong trình xây dựng tiêu chí tồn cục tốn định tiến hành tổng hợp kết đánh giá ứng với tiêu chí 15 cho trƣớc Một số lƣợng lớn phƣơng pháp định đƣợc xây dựng tiêu chí tồn cục việc sử dụng chập tuyến tính đối thơng qua hàm F , hàm khơng tính tổng qt thƣờng cần đạt giá trị lớn Tƣơng ứng với phƣơng pháp đó, tốn cần xây dựng tiêu chí tồn cục tập hữu hạn phƣơng án Α  { A1 , A2 ,, An } theo phƣơng pháp sử dụng kết hợp tiêu chí trở nên phổ biến ứng dụng nhiều, hàm tuyến tính chập r F (p, u k )   pi  uik (2.29) i 1 2.4 PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN MAXIMIN 2.4.1 Lý cải tiến Noghin sử dụng chập tuyến tính dẫn đến rủi ro ho c khơng ph hợp Vì vậy, đề xuất sử dụng chiến lƣợc maximin thay cho chập tuyến tính 2.4.2 Hàm mục tiêu 2.4.3 Phƣơng pháp giải toán tối ƣu Xét toán thứ nhất:   Bel( Bk )  inf p j  Bel j ( Bk ) , pP j 1, ,r r Với điều kiện: i1 pi  Bel(Dk )  i:CD pi  Pl(Dk ) i k Định lý 1: Cho tập PG đƣợc hình thành từ ràng buộc p  P ràng buộc biến G : G  pi  Beli ( Bk ) , 16 G  p j  Bel j ( Bk ), j  1, , r j  i Nếu tập có PG M điểm biên ( p1(i ) , , pr(i ) , G(i ) ), i  1, , M giá trị Bel( Bk ) tốn (2.14) đƣợc tìm theo dạng sau:   Bel(Bk )  imin p(ji)  Bel j (Bk ) , 1, ,M j 1, ,r (2.46) Xét toán thứ hai:   Pl(Bk )  sup jmin p  Bel j (Bk ) , 1, ,r j pP r Với điều kiện: pi   i 1 Bel ( Dk )  (2.47)  i:Ci Dk pi  Pl ( Dk ) Định lý 2: Pl( Bk ) giá trị tối ƣu toán (2.16) tr ng với giá trị Pl( Bk ) toán sau:: Pl( Bk )  sup G pP (2.48) với điều kiện  G  p j  Pl j ( Bk ), j  1, , r , r  j1 p j  1, p j  0, j  1, , r ,   Bel ( Dk )   p j  Pl ( Dk ), k  1, ,2r  j:C j Dk  17 Kết luận chƣơng Chƣơng trình bày đƣợc tốn tốn lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa Trình bày chi tiết phƣơng pháp AHP phƣơng pháp cải tiến phƣơng pháp AHP sở lý thuyết Dempster-Shafer Phƣơng pháp AHP/DS khắc phục việc truy vấn thông tin từ chuyên gia, nhiên chƣơng AHP/DS hạn chế sử dụng chập tuyến tính Điểm đ c biệt chƣơng xây dựng đƣợc phƣơng pháp định cải tiến sở phƣơng pháp AHP/DS, phƣơng pháp cải tiến khắc phục đƣợc nhƣợc điểm AHP/DS việc thay hàm mục tiêu cách sử dụng chiến lƣợc Maximin Các phƣơng pháp sở để phát triển xây dựng hệ thống triển khai ứng dụng Tiếp theo chƣơng 3, luận văn xây dựng chƣơng trình, bƣớc đầu thử nghiệm áp dụng tốn nêu chƣơng Từ kết thu đƣợc luận văn so sánh, đánh giá kết 18 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HỖ TRỢ CHỌN TẬP CÂY CHỐNG CHỊU LỬA 3.1 THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU 3.1.1 Thực trạng lựa chọn tập có khả chống chịu lửa 3.1.2 Nhu cầu lựa chọn tập có khả chống chịu lửa 3.2 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.2.1 Mơ hình tốn Mơ hình tốn lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa có ba mức: Mức mức mục tiêu: Lựa chọn tập đoàn có khả chống chịu lửa Mức mức tiêu chí: Gồm tiêu chí để lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa Mức mức phƣơng án: Phƣơng án 1, phƣơng án 2, phƣớng án 3, phƣơng án 4, …, Phƣơng án 43 ựn c c phư n n Qua khảo sát thực địa, điều tra 15 tuyến 30OTC qua trạng thái rừng đại diện, xác định đƣợc 43 lồi có khả chống chịu lửa Từ kết điều tra khảo sát thực địa kết hợp tri thức địa tham vấn chuyên gia, 24 loài đƣợc lựa chọn phân tích tiêu định lƣợng Phòng thí nghiệm đánh giá tiêu định tính theo phƣơng pháp 19 Bảng 3.2: Danh lục lồi có khả chống chịu lửa TT lựa chọn Lồi TT Chò đen 13 Chắp tay 14 Lồi Còng sữa Dẻ gai nhọn Thẩu tấu dày 15 Muồng đen 10 11 12 Lộc vừng to Dầu rái Dẻ đấu nứt Thành nghạnh Vối thuốc Xn thơn Dẻ cọng mạnh Trai lý Chẹo tía 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Lõi thọ Vạng trứng Lộc vừng Sến núi Dâu da xoan Mít nài Sòi tía Chà ran nam C đèn bạc ựn c c ti u ch Bảng 3.3 Bảng tiêu chí đánh giálựa chọn tập đồn có khả TT chống chịu lửa Tiêu chí TT Hàm lƣợng nƣớc (%) – TC1 Hàm lƣợng nƣớc vỏ (%) – TC2 Hàm lƣợng tro thô (% - TC5 Hàm lƣợng tro thô 10 vỏ (%) – TC6 Thời gian cháy 11 (phút) – TC7 Thời gian cháy vỏ 12 (phút) – TC8 Tiêu chí Độ dày (mm) – TC3 Độ dày vỏ (mm) – TC4 Khả thích ứng với điều kiện lập địa – TC9 Khả tái sinh – TC10 Kết cấu tán – TC11 Giá trị kinh tế - TC12 20 3.2.2 Chƣơng trình ứng dụng 3.2.2.1 Mơ tảcủachư n trình Chƣơng trình đƣợcthiết kế ngơn ngữ lập trìnhC#từ góiMicrosoft VisualStudio2012.NETvà mục đích chƣơng trình đểhỗ trợ định đatiêu chíra địnhvớithơng tin đánh giá bị hạn chế 3.2.2.2 Một s lớp ch nh 3.2.2.3.Giao iện khảo s t chu n ia c c nhóm ti u ch Thông tin đánh giá phƣơng án nhƣ thơng tin đánh giá tiêu chí đƣợc ngƣời sử dụng nhập tay vào máy trực tiếp giao diện chƣơng trình ho c nhập vào tập tin Khi nhập thơng tin tiêu chí ngƣời sử dụng phải nhập đảm bảo số thông tin cần thiết: Số lƣợng tiêu chí tham gia; Tên tập tập tiêu chí; Tập hợp thơng tin dạng: “nhóm tiêu chí đƣợc chun gia chọn đƣợc gán giá trị giá trị «1», trƣờng hợp khác có giá trị «0»” 3.2.2.4 Giao iện khảo s t chu n ia nhóm iải ph p ứn với ti u ch Sau tiến hành khảo sát thông tin chuyên gia nhóm tiêu chí Chúng ta lại tiếp tục khảo sát nhóm chuyên gia đánh giá nhóm phƣơng án u thích Tiếp theo chƣơng trình đƣa phƣơng pháp tính chọn: Chập tuyến tính; Chiến lƣợc maximin cuối c ng hiển thị kết tính hình ho c cho phép ghi vào tập tin 21 3.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM Luận văn sử dụng phƣơng pháp đề xuất chƣơng 2, thu đƣợc kết đánh giá phƣơng án ứng tiêu chí Sử dụng phƣơng pháp đề xuất số rủi ro 0.6 cho kết xếp hạng cuối c ng thể bảng 3.6 Bảng 3.6 X ếp hạng loài theo phương pháp đối lập có trọng số Tên lồi Điểm Xếp Tên lồi Điểm hạng Xếp hạng Chò đen 0.8401 Còng sữa 0.7214 13 Chắp tay 0.7927 Dẻ gai nhọn 0.7157 14 Chẹo tía 0.7822 Lõi thọ 0.7015 15 Vối thuốc 0.7753 Vạng trứng 0.6813 16 Dầu dái 0.7714 Lộc vừng 0.6775 17 Dẻ đấu nứt 0.7661 Sến núi 0.6670 18 Thành nghạnh 0.7652 Sơn ta 0.6641 19 Xuân thôn 0.7450 Dâu da xoan 0.6603 20 Thẩu tấu 0.7368 Muồng đen 0.6602 21 Dẻ cọng mạnh 0.7316 10 Mít nài 0.6592 22 Trai lý 0.7301 11 Sòi tía 0.6535 23 0.6303 24 Chà ran nam Lộc vừng to 0.7224 12 Kết luận chƣơng Chƣơng nêu cụ thể thực trạng nhu cầu lựa chọn có khả chống chịu lửa nay.Xây dựng thành cơng chƣơng trình thử nghiệm với 02 phƣơng pháp gồm: phƣơng pháp cải tiến phƣơng pháp AHP sở lý thuyết Dempster-Shafer phƣơng 22 pháp cải tiến AHP/DS cách sử dụng chiến lƣợc Maximin Đồng thời, chƣơng xếp hạng thành công với tốn thực tế chọn lồi chống chịu lửa 23 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Luận văn nêu toán cụ thể với hƣớng giải khoa học, hiệu mà cụ thể đƣa mơ hình hỗ trợ định đa tiêu chí MCDA cho phần cơng việc ngƣời quản lý lựa chọn tập đoàn có khả chống chịu lửa để xây dựng băng xanh cản lửa phục vụ cơng tác phòng chống cháy rừng Luận văn tìm hiểu phƣơng pháp thứ bậc AHP, nhằm hồn thiện phƣơng pháp phân tích thứ bậc AHP, luận văn nghiên cứu phƣơng pháp AHP với trợ giúp thuyết DempsterShafer, cụ thể nghiên cứuphƣơng pháp AHP/DS sở đề xuất phƣơng pháp cải tiến định đa mục tiêu sở phƣơng pháp phân tích thứ bậc sử dụng chiến lƣợc maximin, m c làm tổng quát AHP/DS m t khác khắc phục hạn chế tồn phƣơng pháp AHP/DS Luận văn tiến hành ứng dụng phƣơng pháp hỗ trợ định đa mục tiêu: AHP, AHP/DS phƣơng pháp cải tiến vào toán “Xác định giải pháp lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa nhằm xây dựng băng xanh cản lửa phục vụ cơng tác phòng chống cháy rừng”.Luận văn tiến hành xếp hạng thành cơng với tốn thực tế chọn loài chống chịu lửa Ứng dụng phƣơng pháp AHP, AHP/DS phƣơng pháp cải tiến vào lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa, luận văn xây dựng chƣơng trình ứng dụng sử dụng ngơn ngữ lập trình C# Chƣơng trình có giao diện thân thiện với ngƣời d ng, dễ sử dụng, cho phép định lựa chọn tập đoàn có khả chống chịu lửa theo thứ tự ƣu tiên đem lại kết cụ thể 24 Hƣớng phát triển Chƣơng trình ứng dụng đƣợc xây dựng luận văn đảm bảo chức chƣơng trình hỗ trợ định, tƣơng lai cần hồn thiện chƣơng trình thêm số chức cải tiến khả thực thi chƣơng trình Cần xây dựng hệ hỗ trợ định đa mục tiêu cho toán định lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa nhƣ công cụ dễ dàng, nhanh chóng thiết thực Chƣơng trình ứng dụng khơng dừng lại mà phát triển ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác ... theo, nghiên cứu áp dụng phƣơng pháp định đa mục tiêu để giải toán lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa 8 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU TRONG BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CĨ KHẢ... vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ hỗ trợ định, vấn đề liên quan đến lựa chọn tập đoàn có khả chống chịu lửa Phạm vi nghiên cứu: Tập trung nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp hỗ trợ địnhvà áp dụng. .. hình tốn lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa có ba mức: Mức mức mục tiêu: Lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa Mức mức tiêu chí: Gồm tiêu chí để lựa chọn tập đồn có khả chống chịu lửa Mức