AEC-VIKOR-Coordination 对抗择优抽取的具体运用


论文写作或者计算需要帮助可发邮件到 hwstu # sohu.com 把 #替换成@,请说清来意,不必拐弯抹角,浪费相互之间的时间。(收费项目)

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
10<$k$< 0.199415$兰州 \prec 西宁 \prec 海东 \prec 临夏 \prec 白银 \prec 定西$
20.199415<$k$< 0.252821$兰州 \prec 海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 白银 \prec 定西$
30.252821<$k$< 0.38048$兰州 \prec 海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$
40.38048<$k$< 0.52393$海东 \prec 兰州 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$
50.52393<$k$< 0.630641$海东 \prec 西宁 \prec 兰州 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 白银$
60.630641<$k$< 0.721502$海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 兰州 \prec 定西 \prec 白银$
70.721502<$k$< 0.724284$海东 \prec 西宁 \prec 临夏 \prec 定西 \prec 兰州 \prec 白银$
80.724284<$k$< 0.78715$海东 \prec 临夏 \prec 西宁 \prec 定西 \prec 兰州 \prec 白银$
90.78715<$k$< 0.86275$海东 \prec 临夏 \prec 西宁 \prec 定西 \prec 白银 \prec 兰州$
100.86275<$k$< 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   
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