AEC-VIKOR-Coordination 对抗择优抽取的具体运用
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流程图
原始系统如下:
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times19}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6 & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
兰州 &163.54 &3189 &21.95 &96.92 &9744 &1112.7 &5977.36 &14861.55 &36.61 &226.19 &47 &76 &68.8 &13.19 &33.14 &85.2 &96.38 &99.9 &6732\\
\hline
白银 &14.54 &317 &21.47 &40.2 &12172.25 &0 &1134 &10144 &7.86 &150 &25 &64 &65.5 &11.56 &36.34 &94 &94.35 &100 &4959\\
\hline
定西 &4.69 &532 &14.17 &53.1 &12808 &0 &2152 &4874 &11.3017 &96.0875 &24 &53 &67.2 &17.69 &30.1 &98.1 &95.34 &100 &2248\\
\hline
临夏 &11.2 &261 &16.07 &49.4 &7859.24 &0 &1687 &7305 &9.28 &120.53 &24 &55 &66.8 &16.51 &33 &88.8 &95.1 &100 &2263\\
\hline
西宁 &74.6 &1920 &12.5 &73.03 &5715 &586.2 &2680.8 &5998.5 &21.15 &62.46 &48 &70 &68.3 &12.82 &40.02 &92.1 &94.87 &98.73 &7008\\
\hline
海东 &0.98 &170 &8.1 &23.69 &12024 &0 &1013 &3520 &4.23 &48.13 &36 &62 &68.7 &5.75 &35.86 &95 &95.81 &96.2 &18581\\
\hline
\end{array} $$
采用的归一方法如下
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:$$ n_{ij} = \frac{max(o_{j})-{o_{ij}}}{{max(o_{j})-min(o_{j})}} $$
归一化矩阵如下
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times19}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6 & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
兰州 &0 &1 &1 &0 &0.568 &0 &0 &0 &0 &0 &0.042 &0 &0 &0.623 &0.306 &0 &1 &0.974 &0.725\\
\hline
白银 &0.917 &0.049 &0.965 &0.775 &0.91 &1 &0.976 &0.416 &0.888 &0.428 &0.958 &0.522 &1 &0.487 &0.629 &0.682 &0 &1 &0.834\\
\hline
定西 &0.977 &0.12 &0.438 &0.598 &1 &1 &0.771 &0.881 &0.782 &0.731 &1 &1 &0.485 &1 &0 &1 &0.488 &1 &1\\
\hline
临夏 &0.937 &0.03 &0.575 &0.649 &0.302 &1 &0.864 &0.666 &0.844 &0.593 &1 &0.913 &0.606 &0.901 &0.292 &0.279 &0.369 &1 &0.999\\
\hline
西宁 &0.547 &0.58 &0.318 &0.326 &0 &0.473 &0.664 &0.781 &0.477 &0.92 &0 &0.261 &0.152 &0.592 &1 &0.535 &0.256 &0.666 &0.709\\
\hline
海东 &1 &0 &0 &1 &0.889 &1 &1 &1 &1 &1 &0.5 &0.609 &0.03 &0 &0.581 &0.76 &0.719 &0 &0\\
\hline
\end{array} $$正极值点构成
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{1 \times19}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6 & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
\mathbf{Zone^+} &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1 &1\\
\hline
\end{array} $$负极值点构成
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{1 \times19}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6 & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
\mathbf{Zone^-} &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0 &0\\
\hline
\end{array} $$采用的是熵权法(EWM)求权重
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{2 \times19}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6 & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
EWM所得权重 &0.0376 &0.1397 &0.0504 &0.0444 &0.0471 &0.0398 &0.0359 &0.0409 &0.0387 &0.0416 &0.0724 &0.0503 &0.0947 &0.0406 &0.053 &0.0473 &0.0538 &0.0358 &0.0359\\
\hline
权重大小顺序 &16 &1 &6 &10 &9 &14 &17 &12 &15 &11 &3 &7 &2 &13 &5 &8 &4 &19 &18\\
\hline
\end{array} $$
子系统的期望综合值U_S的计算,与子系统的遗憾综合值U_R的计算
总共有2个子系统
子系统1原始数据如下
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times10}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6\\
\hline
兰州 &163.54 &3189 &21.95 &96.92 &9744 &1112.7 &5977.36 &14861.55 &36.61 &226.19\\
\hline
白银 &14.54 &317 &21.47 &40.2 &12172.25 &0 &1134 &10144 &7.86 &150\\
\hline
定西 &4.69 &532 &14.17 &53.1 &12808 &0 &2152 &4874 &11.3017 &96.0875\\
\hline
临夏 &11.2 &261 &16.07 &49.4 &7859.24 &0 &1687 &7305 &9.28 &120.53\\
\hline
西宁 &74.6 &1920 &12.5 &73.03 &5715 &586.2 &2680.8 &5998.5 &21.15 &62.46\\
\hline
海东 &0.98 &170 &8.1 &23.69 &12024 &0 &1013 &3520 &4.23 &48.13\\
\hline
\end{array} $$子系统2原始数据如下
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times9}} & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
兰州 &47 &76 &68.8 &13.19 &33.14 &85.2 &96.38 &99.9 &6732\\
\hline
白银 &25 &64 &65.5 &11.56 &36.34 &94 &94.35 &100 &4959\\
\hline
定西 &24 &53 &67.2 &17.69 &30.1 &98.1 &95.34 &100 &2248\\
\hline
临夏 &24 &55 &66.8 &16.51 &33 &88.8 &95.1 &100 &2263\\
\hline
西宁 &48 &70 &68.3 &12.82 &40.02 &92.1 &94.87 &98.73 &7008\\
\hline
海东 &36 &62 &68.7 &5.75 &35.86 &95 &95.81 &96.2 &18581\\
\hline
\end{array} $$子系统1归一化矩阵如下
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times10}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6\\
\hline
兰州 &0 &1 &1 &0 &0.56802 &0 &0 &0 &0 &0\\
\hline
白银 &0.91658 &0.04869 &0.96534 &0.77455 &0.91037 &1 &0.97563 &0.41595 &0.88789 &0.42789\\
\hline
定西 &0.97718 &0.11991 &0.43827 &0.59839 &1 &1 &0.77056 &0.88062 &0.7816 &0.73067\\
\hline
临夏 &0.93713 &0.03014 &0.57545 &0.64891 &0.3023 &1 &0.86423 &0.66627 &0.84404 &0.5934\\
\hline
西宁 &0.54712 &0.57966 &0.31769 &0.32623 &0 &0.47317 &0.66405 &0.78147 &0.47746 &0.91952\\
\hline
海东 &1 &0 &0 &1 &0.88947 &1 &1 &1 &1 &1\\
\hline
\end{array} $$子系统2归一化矩阵如下
$$ \begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times9}} & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline
兰州 &0.04167 &0 &0 &0.62312 &0.30645 &0 &1 &0.97368 &0.72546\\
\hline
白银 &0.95833 &0.52174 &1 &0.4866 &0.62903 &0.68217 &0 &1 &0.83402\\
\hline
定西 &1 &1 &0.48485 &1 &0 &1 &0.48768 &1 &1\\
\hline
临夏 &1 &0.91304 &0.60606 &0.90117 &0.29234 &0.27907 &0.36946 &1 &0.99908\\
\hline
西宁 &0 &0.26087 &0.15152 &0.59213 &1 &0.53488 &0.25616 &0.66579 &0.70857\\
\hline
海东 &0.5 &0.6087 &0.0303 &0 &0.58065 &0.75969 &0.71921 &0 &0\\
\hline
\end{array} $$
子系统的权重直接由系统中拆分得到
子系统1的权重
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{2 \times10}} & -P1 & +P2 & +P3 & -P4 & +B1 & -B2 & -B3 & -B4 & -B5 & -B6\\
\hline 权重 &0.037567 &0.139725 &0.050435 &0.044435 &0.047077 &0.039793 &0.035874 &0.040897 &0.038717 &0.041632\\
\hline 系统里的顺序 &16 &1 &6 &10 &9 &14 &17 &12 &15 &11\\
\hline \end{array} $$子系统2的权重
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{2 \times9}} & -Q1 & -Q2 & -Q3 & +Q4 & +Q5 & +Q6 & +Q7 & +Q8 & -Q9\\
\hline 权重 &0.072439 &0.050297 &0.09468 &0.040581 &0.053024 &0.047279 &0.05384 &0.035838 &0.03587\\
\hline 系统里的顺序 &3 &7 &2 &13 &5 &8 &4 &19 &18\\
\hline \end{array} $$
子系统综合评价值计算公式
$$期望综合值 US_i = \sum_\limits{j=1}^m{ \omega_{j} \left(\frac{ n_{ij}-Min(n_j)}{Max(n_j) -Min(n_j)} \right)} \quad \quad $$
$$遗憾综合值 UR_i = \max_\limits{j} { \left( \omega_{j} (\frac{n_{ij}-Min(n_j)}{Max(n_j) -Min(n_j)} )\right)} \quad \quad $$
子系统1的两组综合值
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times2}} &期望综合值US &遗憾综合值UR\\
\hline 兰州 &0.217 &0.14\\
\hline 白银 &0.311 &0.049\\
\hline 定西 &0.313 &0.047\\
\hline 临夏 &0.267 &0.04\\
\hline 西宁 &0.263 &0.081\\
\hline 海东 &0.321 &0.044\\
\hline \end{array} $$子系统2的两组综合值
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times2}} &期望综合值US &遗憾综合值UR\\
\hline 兰州 &0.159 &0.054\\
\hline 白银 &0.341 &0.095\\
\hline 定西 &0.354 &0.072\\
\hline 临夏 &0.333 &0.072\\
\hline 西宁 &0.193 &0.053\\
\hline 海东 &0.175 &0.039\\
\hline \end{array} $$
两组协调度的计算
耦合度公式 $$ C=\left( \frac{\prod \limits_{i=1}^{n} U_i } { \left( \frac{1}{n}\sum \limits_{i=1}^{n}{U_i} \right )^n } \right ) ^\frac{1}{n} $$
子系统数目为n
n=2
$$ C=\frac{2\sqrt{U_1U_2}}{U_1+U_2} $$
n=3
$$ C=\frac{3 \left ({U_1U_2U_3} \right )^ {\frac{1}{3}} }{U_1+U_2+U_3}=\frac{3 \sqrt[3] {U_1U_2U_3} }{U_1+U_2+U_3} $$
n=4
$$ C=\frac{4 \left ({U_1U_2U_3U_4} \right )^ {\frac{1}{4}} }{U_1+U_2+U_3+U_4}=\frac{4 \sqrt[4] {U_1U_2U_3U_4} }{U_1+U_2+U_3+U_4} $$
协调发展度公式 $$ D=\sqrt{CT} $$
$$ T=\sum \limits_{i=1}^{n}{\omega _i U_i} $$
期望综合值US
$$综合值=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times2}} &子系统1 &子系统2\\
\hline 兰州 &0.2169 &0.15931\\
\hline 白银 &0.311191 &0.341449\\
\hline 定西 &0.313364 &0.354465\\
\hline 临夏 &0.266932 &0.332575\\
\hline 西宁 &0.263442 &0.192874\\
\hline 海东 &0.320789 &0.17513\\
\hline \end{array} $$后悔综合值UR
$$综合值=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times2}} &子系统1 &子系统2\\
\hline 兰州 &0.139725 &0.05384\\
\hline 白银 &0.048687 &0.09468\\
\hline 定西 &0.047077 &0.072439\\
\hline 临夏 &0.039793 &0.072439\\
\hline 西宁 &0.080993 &0.053024\\
\hline 海东 &0.044435 &0.038722\\
\hline \end{array} $$分配系数采用总系统中的权重分配为0.51615255112357:0.48384744887643
期望 CTD值
$$CTD=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times3}} &C &T &D\\
\hline 兰州 &0.988214 &0.189035 &0.432212\\
\hline 白银 &0.998925 &0.325831 &0.570509\\
\hline 定西 &0.998104 &0.33325 &0.576731\\
\hline 临夏 &0.993987 &0.298693 &0.544883\\
\hline 西宁 &0.98797 &0.229298 &0.475962\\
\hline 海东 &0.955893 &0.250312 &0.489154\\
\hline \end{array} $$遗憾 CTD值
$$CTD=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times3}} &C &T &D\\
\hline 兰州 &0.896174 &0.098169 &0.296609\\
\hline 白银 &0.947145 &0.070941 &0.259213\\
\hline 定西 &0.977224 &0.059348 &0.240825\\
\hline 临夏 &0.956759 &0.055589 &0.230619\\
\hline 西宁 &0.977982 &0.06746 &0.256856\\
\hline 海东 &0.997637 &0.041671 &0.203893\\
\hline \end{array} $$
排序分析
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times2}} &DS &DR\\
\hline 兰州 &0.432212 &0.296609\\
\hline 白银 &0.570509 &0.259213\\
\hline 定西 &0.576731 &0.240825\\
\hline 临夏 &0.544883 &0.230619\\
\hline 西宁 &0.475962 &0.256856\\
\hline 海东 &0.489154 &0.203893\\
\hline \end{array} $$$$a_i= DS_i \qquad b_i=DR_i $$
$$ Q_i = \left( 1-k \right) a_i + kb_i \quad \quad $$
对于 $x,y$样本
$$
\begin{cases}
\left( 1-k \right) a_x + kb_x \\
\left( 1-k \right) a_y + kb_y
\end{cases}
$$
以上问题就变成了求两条线段是否在$[0,1]$值域内有相交的问题,此题属于初中的知识范畴,不再详细描述。
$$
\left( 1-k \right) a_x + kb_x =\left( 1-k \right) a_y + kb_y
$$
$$
a_x-k a_x + kb_x =a_y-k a_y + kb_y
$$
$$
a_x- a_y=-k a_y + kb_y +k a_x - kb_x
$$
$$
a_x- a_y=(- a_y + b_y + a_x - b_x)k
$$
$$
k =\frac{a_x- a_y}{( a_x- a_y + b_y - b_x)}
$$
基础矩阵如下
$$Base=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times2}} &a_i &b_i\\
\hline 兰州 &0.4322 &0.2966\\
\hline 白银 &0.5705 &0.2592\\
\hline 定西 &0.5767 &0.2408\\
\hline 临夏 &0.5449 &0.2306\\
\hline 西宁 &0.476 &0.2569\\
\hline 海东 &0.4892 &0.2039\\
\hline \end{array} $$
拐点k值分析
$$Qk_{matrix}=\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times11}} &k=0 &k=0.199 &k=0.253 &k=0.38 &k=0.524 &k=0.631 &k=0.722 &k=0.724 &k=0.787 &k=0.863 &k=1\\
\hline 兰州 &0.432 &0.405 &0.398 &0.381 &0.361 &0.347 &0.334 &0.334 &0.325 &0.315 &0.297\\
\hline 白银 &0.571 &0.508 &0.492 &0.452 &0.407 &0.374 &0.346 &0.345 &0.325 &0.302 &0.259\\
\hline 定西 &0.577 &0.51 &0.492 &0.449 &0.401 &0.365 &0.334 &0.333 &0.312 &0.287 &0.241\\
\hline 临夏 &0.545 &0.482 &0.465 &0.425 &0.38 &0.347 &0.318 &0.317 &0.298 &0.274 &0.231\\
\hline 西宁 &0.476 &0.432 &0.421 &0.393 &0.361 &0.338 &0.318 &0.317 &0.303 &0.287 &0.257\\
\hline 海东 &0.489 &0.432 &0.417 &0.381 &0.34 &0.309 &0.283 &0.283 &0.265 &0.243 &0.204\\
\hline \end{array} $$
聚类特征
序号 |
聚类特征-对应k值区段 |
Q值排序 |
1 | 0<$k$< 0.199415 | $兰州 \prec 西宁 \prec 海东 \prec 临夏 \prec 白银 \prec 定西$ |
---|
2 | 0.199415<$k$< 0.252821 | $兰州 \prec 海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 白银 \prec 定西$ |
---|
3 | 0.252821<$k$< 0.38048 | $兰州 \prec 海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$ |
---|
4 | 0.38048<$k$< 0.52393 | $海东 \prec 兰州 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$ |
---|
5 | 0.52393<$k$< 0.630641 | $海东 \prec 西宁 \prec 兰州 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$ |
---|
6 | 0.630641<$k$< 0.721502 | $海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 兰州 \prec 定西 \prec 白银$ |
---|
7 | 0.721502<$k$< 0.724284 | $海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 兰州 \prec 白银$ |
---|
8 | 0.724284<$k$< 0.78715 | $海东 \prec 临夏 \prec 西宁 \prec 定西 \prec 兰州 \prec 白银$ |
---|
9 | 0.78715<$k$< 0.86275 | $海东 \prec 临夏 \prec 西宁 \prec 定西 \prec 白银 \prec 兰州$ |
---|
10 | 0.86275<$k$< 1 | $海东 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 西宁 \prec 白银 \prec 兰州$ |
AEC求解过程
排名 |
要素所占区段 |
0 | 海东=0.61952 兰州=0.38048 |
---|
1 | 西宁=0.399769 临夏=0.275716 海东=0.181065 兰州=0.14345 |
---|
2 | 西宁=0.462981 海东=0.199415 定西=0.13725 兰州=0.106711 临夏=0.093643 |
---|
3 | 临夏=0.630641 定西=0.141248 西宁=0.13725 兰州=0.090861 |
---|
4 | 定西=0.468681 白银=0.465671 兰州=0.065648 |
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5 | 白银=0.534329 定西=0.252821 兰州=0.21285 |
排名 |
最优妥协解 |
劣汰情境 | $海东 \prec 兰州 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$ |
---|
优胜情境 | $海东 \prec 兰州 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$ |
优胜情境的排序为聚类排序中的第4个
取中间值聚类中间值为:(0.38048032811129+0.5239296007402)/2 =0.45220496442575
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times3}} &DS &DR &最优妥协解\\
\hline 兰州 &0.4322 &0.2966 &0.3709\\
\hline 白银 &0.5705 &0.2592 &0.4297\\
\hline 定西 &0.5767 &0.2408 &0.4248\\
\hline 临夏 &0.5449 &0.2306 &0.4028\\
\hline 西宁 &0.476 &0.2569 &0.3769\\
\hline 海东 &0.4892 &0.2039 &0.3602\\
\hline \end{array} $$劣汰情境的排序为聚类排序中的第4个
取中间值聚类中间值为:(0.38048032811129+0.5239296007402)/2 =0.45220496442575
$$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c}{M_{6 \times3}} &DS &DR &最优妥协解\\
\hline 兰州 &0.4322 &0.2966 &0.3709\\
\hline 白银 &0.5705 &0.2592 &0.4297\\
\hline 定西 &0.5767 &0.2408 &0.4248\\
\hline 临夏 &0.5449 &0.2306 &0.4028\\
\hline 西宁 &0.476 &0.2569 &0.3769\\
\hline 海东 &0.4892 &0.2039 &0.3602\\
\hline \end{array} $$
扯蛋模型