VIKOR(VlseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje)是Opricovic(1998)提出一种基于理想解的折中排序方法,通过最大化群体效用和最小化个体遗憾来实现有限备选决策方案的最优排序。其中所谓的最大化群体效用又称为期望值,对应的闵可夫斯基范数为1时候的曼哈顿距离公式;个体遗憾值又称为遗憾值,对应的闵可夫斯基范数为无穷大的切比雪夫距离公式
一言以蔽之:VIKOR核心就是针对归一化矩阵,通过带权值的范数为1与范数为无穷大闵可夫斯基距离求解出距离
常规的VIKOR方法中期望值S、遗憾值R都为负向指标,即数值越大越劣,数值越小越牛逼。
-$S^+$ 期望值 |
-$R^+$遗憾值 |
$$ S_i^+ = \sum_\limits{j=1}^m{ \omega_{j} \left(\frac{Max(n_j) -n_{ij}}{Max(n_j) -Min(n_j)} \right)} \quad \quad $$ | $$ R_i^+ = \max_\limits{j=1} { \left( \omega_{j} (\frac{Max(n_j) -n_{ij}}{Max(n_j) -Min(n_j)} )\right)} \quad \quad $$ |
负向指标 |
负向指标 |
闵可夫斯基距离 范数为 1 |
闵可夫斯基距离 范数为 无穷大 |
到正理解的距离 |
到正理想解的距离 |
- 前缀表示为负向指标 |
- 前缀表示为负向指标 |
常用的针对S,R的妥协解公式如下
$$ Q_i =\left( 1-k \right) \left(\frac{S_i - Min(S_i)}{Max(S_i) -Min(S_i)} \right) + k\left(\frac{R_i - Min(R_i)}{Max(R_i) -Min(R_i)} \right) $$
S、R是负向指标,采用上述妥协解公式后,妥协值Q依然为负向指标。
AECM(Adversarial Extract Champion Mothod) 对抗择优抽取方法是天然的对VIKOR形成降维打击的模型方法。
其描述如下。
第一、为什么取k=0.5时得到的妥协值Q为最后的排序结果,这种拍脑袋直接取这个值为最终结果是想当然,AECM是如何对它进行改进的?
第二、当k在[0,1]区间时,妥协值Q总共有几种排序?这些排序是怎样一个变化?。
第三、k在[0,1]整个区间时,妥协值Q总体呈现出什么样的排序结果?优胜情境跟劣汰情境为什么可能出现不一致?。
极差法
正向指标公式:$$ n_{ij} = \frac{{o_{ij}-min(o_{j})}}{{max(o_{j})-min(o_{j})}} $$
负向指标公式:$$ n_{ij} = \frac{max(o_{j})-{o_{ij}}}{{max(o_{j})-min(o_{j})}} $$
$S$ 期望值 |
$R$遗憾值 |
$$ S_i = \sum_\limits{j=1}^m{ \omega_{j} \left(\frac{Max(n_j) -n_{ij}}{Max(n_j) -Min(n_j)} \right)} \quad \quad $$ | $$ R_i = \max_\limits{j=1} { \left( \omega_{j} (\frac{Max(n_j) -n_{ij}}{Max(n_j) -Min(n_j)} )\right)} \quad \quad $$ |
$$ Q_i =\left( 1-k \right) \left(\frac{S_i - Min(S_i)}{Max(S_i) -Min(S_i)} \right) + k\left(\frac{R_i - Min(R_i)}{Max(R_i) -Min(R_i)} \right) $$
$$base=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{11 \times2}} &Q(k=0) &Q(k=1)\\ \hline 2011 &0.5097 &0.7954\\ \hline 2012 &0.4809 &0.7728\\ \hline 2013 &0.4536 &0.7242\\ \hline 2014 &0.4241 &0.8415\\ \hline 2015 &0.2264 &0.1103\\ \hline 2016 &0.2018 &0.0571\\ \hline 2017 &0.084 &0\\ \hline 牛逼 &0 &0.7474\\ \hline 很好 &0.3745 &0.8322\\ \hline 良 &0.6913 &0.9169\\ \hline 很垃圾 &1 &1\\ \hline \end{array} $$所谓拐点,就是上述线段中的交点
所谓排序分析,即每个决策系数k对应的Q值的优劣排序,数值越低越优。两个拐点之间要素的排序是稳定一致的
拐点处(交点),存在着至少一次,某两个要素的排序是一致的。
交点坐标位置接近,以至于观测不到交点,下面会变换坐标,使得拐点等距,这样方便观测拐点具体的值。
由上图得到交点加上k=0,k=1即得到所有拐点,结果如下。
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{12 \times1}} &拐点对应的k值\\ \hline 0 &0\\ \hline 1 &0.1011\\ \hline 2 &0.201\\ \hline 3 &0.2262\\ \hline 4 &0.2622\\ \hline 5 &0.4229\\ \hline 6 &0.4529\\ \hline 7 &0.6421\\ \hline 8 &0.6503\\ \hline 9 &0.7864\\ \hline 10 &0.9514\\ \hline 11 &1\\ \hline \end{array} $$上述两列都是负向向指标,数值越小越好。因此排序情况如下:
$$Q_{rank}=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{11 \times12}} &k=0 &k=0.101 &k=0.201 &k=0.226 &k=0.262 &k=0.423 &k=0.453 &k=0.642 &k=0.65 &k=0.786 &k=0.951 &k=1\\ \hline 2011 &9 &9 &9 &9 &9 &9 &9 &9 &8 &7 &7 &7\\ \hline 2012 &8 &8 &8 &8 &8 &8 &7 &6 &6 &6 &6 &6\\ \hline 2013 &7 &7 &6 &6 &6 &5 &5 &5 &5 &5 &4 &4\\ \hline 2014 &6 &6 &6 &7 &7 &7 &7 &8 &8 &9 &9 &9\\ \hline 2015 &4 &4 &4 &4 &3 &3 &3 &3 &3 &3 &3 &3\\ \hline 2016 &3 &3 &3 &2 &2 &2 &2 &2 &2 &2 &2 &2\\ \hline 2017 &2 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1\\ \hline 牛逼 &1 &1 &2 &2 &3 &4 &4 &4 &4 &4 &4 &5\\ \hline 很好 &5 &5 &5 &5 &5 &5 &6 &6 &7 &7 &8 &8\\ \hline 良 &10 &10 &10 &10 &10 &10 &10 &10 &10 &10 &10 &10\\ \hline 很垃圾 &11 &11 &11 &11 &11 &11 &11 &11 &11 &11 &11 &11\\ \hline \end{array} $$
拐点与区段的排序如下:其中拐点中交点的位置有相等的情况出现。
序号 | 性质与对应k值 | 区段大小 | Q值排序 |
---|---|---|---|
1 | 0 | 0 | $牛逼 = 2017\succ 2016\succ 2015\succ 很好\succ 2014\succ 2013\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
2 | 0<$k$<0.101067 | 0.101067 | $牛逼\succ 2017\succ 2016\succ 2015\succ 很好\succ 2014\succ 2013\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
3 | 0.101067 | 0 | $牛逼\succ 2017 = 2016\succ 2015\succ 很好\succ 2014\succ 2013\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
4 | 0.101067<$k$<0.200967 | 0.099901 | $2017\succ 牛逼\succ 2016\succ 2015\succ 很好\succ 2014\succ 2013\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
5 | 0.200967 | 0 | $2017\succ 牛逼\succ 2016\succ 2015\succ 很好\succ 2014\succ 2013 = 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
6 | 0.200967<$k$<0.226209 | 0.025242 | $2017\succ 牛逼\succ 2016\succ 2015\succ 很好\succ 2013\succ 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
7 | 0.226209 | 0 | $2017\succ 2016\succ 牛逼 = 2015\succ 很好\succ 2013\succ 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
8 | 0.226209<$k$<0.262163 | 0.035954 | $2017\succ 2016\succ 牛逼\succ 2015\succ 很好\succ 2013\succ 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
9 | 0.262163 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼 = 很好\succ 2013\succ 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
10 | 0.262163<$k$<0.422854 | 0.160691 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 很好\succ 2013\succ 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
11 | 0.422854 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 很好 = 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
12 | 0.422854<$k$<0.45294 | 0.030086 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 很好\succ 2014\succ 2012\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
13 | 0.45294 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 很好\succ 2012\succ 2014 = 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
14 | 0.45294<$k$<0.642061 | 0.189121 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 很好\succ 2012\succ 2014\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
15 | 0.642061 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 很好\succ 2012 = 2014\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
16 | 0.642061<$k$<0.650297 | 0.008237 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 2012\succ 很好\succ 2014\succ 2011\succ 良\succ 很垃圾$ |
17 | 0.650297 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 2012\succ 很好\succ 2011\succ 2014 = 良\succ 很垃圾$ |
18 | 0.650297<$k$<0.786398 | 0.136101 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 2012\succ 很好\succ 2011\succ 2014\succ 良\succ 很垃圾$ |
19 | 0.786398 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 2012\succ 2011\succ 很好 = 2014\succ 良\succ 很垃圾$ |
20 | 0.786398<$k$<0.951409 | 0.165011 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013\succ 2012\succ 2011\succ 很好\succ 2014\succ 良\succ 很垃圾$ |
21 | 0.951409 | 0 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 牛逼\succ 2013 = 2012\succ 2011\succ 很好\succ 2014\succ 良\succ 很垃圾$ |
22 | 0.951409<$k$<1 | 0.048591 | $2017\succ 2016\succ 2015\succ 2013\succ 牛逼\succ 2012\succ 2011\succ 很好\succ 2014\succ 良\succ 很垃圾$ |
23 | 1 | 0 | $2017 = 2016\succ 2015\succ 2013\succ 牛逼\succ 2012\succ 2011\succ 很好\succ 2014\succ 良\succ 很垃圾$ |
提取区段的位置
序号 | 聚类特征-对应k值区段 | 区段大小 | Q值排序 |
---|---|---|---|
1 | 0<$k$< 0.101067 | 0.101067 | $牛逼 \succ 2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 很好 \succ 2014 \succ 2013 \succ 2012 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
2 | 0.101067<$k$< 0.200967 | 0.0999 | $2017 \succ 牛逼 \succ 2016 \succ 2015 \succ 很好 \succ 2014 \succ 2013 \succ 2012 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
3 | 0.200967<$k$< 0.226209 | 0.025242 | $2017 \succ 牛逼 \succ 2016 \succ 2015 \succ 很好 \succ 2013 \succ 2014 \succ 2012 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
4 | 0.226209<$k$< 0.262163 | 0.035954 | $2017 \succ 2016 \succ 牛逼 \succ 2015 \succ 很好 \succ 2013 \succ 2014 \succ 2012 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
5 | 0.262163<$k$< 0.422854 | 0.160691 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 很好 \succ 2013 \succ 2014 \succ 2012 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
6 | 0.422854<$k$< 0.45294 | 0.030086 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 2013 \succ 很好 \succ 2014 \succ 2012 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
7 | 0.45294<$k$< 0.642061 | 0.189121 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 2013 \succ 很好 \succ 2012 \succ 2014 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
8 | 0.642061<$k$< 0.650297 | 0.008236 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 2013 \succ 2012 \succ 很好 \succ 2014 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
9 | 0.650297<$k$< 0.786398 | 0.136101 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 2013 \succ 2012 \succ 很好 \succ 2011 \succ 2014 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
10 | 0.786398<$k$< 0.951409 | 0.165011 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 2013 \succ 2012 \succ 2011 \succ 很好 \succ 2014 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
11 | 0.951409<$k$< 1 | 0.048591 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 2013 \succ 牛逼 \succ 2012 \succ 2011 \succ 很好 \succ 2014 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
层级,序号越小越优 | 要素所占区段,该层级要素的的占比 |
---|---|
0 | 牛逼=0.101067 2017=0.898933 |
1 | 2017=0.101067 牛逼=0.125142 2016=0.773791 |
2 | 2016=0.226209 牛逼=0.035954 2015=0.737837 |
3 | 2015=0.262163 牛逼=0.689246 2013=0.048591 |
4 | 很好=0.422854 2013=0.528555 牛逼=0.048591 |
5 | 2014=0.200967 2013=0.221887 很好=0.219207 2012=0.357939 |
6 | 2013=0.200967 2014=0.251973 2012=0.189121 很好=0.144337 2011=0.213602 |
7 | 2012=0.45294 2014=0.197357 2011=0.136101 很好=0.213602 |
8 | 2011=0.650297 2014=0.349703 |
9 | 良=1 |
10 | 很垃圾=1 |
情境 | 最优妥协解 |
---|---|
优胜情境 | $牛逼 \succ 2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 2013 \succ 很好 \succ 2012 \succ 2014 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |
劣汰情境 | $2017 \succ 2016 \succ 2015 \succ 牛逼 \succ 2013 \succ 很好 \succ 2012 \succ 2014 \succ 2011 \succ 良 \succ 很垃圾$ |