SUNYAT-SENUNIVERSITY環(huán)境系統(tǒng)分析DepartmentofWaterResourcesandEnvironmentEnvironmentSystemAnalysisSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment

預(yù)測(cè)決策管理系統(tǒng)化模型化最優(yōu)化決策？SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment第六章環(huán)境系統(tǒng)決策

第一節(jié)決策基本概念第二節(jié)確定型決策第三節(jié)風(fēng)險(xiǎn)型決策第四節(jié)不確定型決策第五節(jié)對(duì)抗型決策第六節(jié)多目標(biāo)決策第七節(jié)決策支持系統(tǒng)第一節(jié)決策基本概念SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment

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PredictionoffloodSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment第一節(jié)決策基本概念一、決策分類二、決策程序三、環(huán)境系統(tǒng)決策的層次一、決策分類SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment

根據(jù)決策者的地位不同高層決策、中層決策和基層決策根據(jù)所需作出決策的先后次數(shù)一次決策、多階段決策根據(jù)決策目標(biāo)的個(gè)數(shù)單目標(biāo)決策、多目標(biāo)決策根據(jù)對(duì)未來(lái)狀態(tài)掌握的可靠程度確定型決策、不確定型決策、風(fēng)險(xiǎn)型決策、對(duì)抗型決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment

根據(jù)決策者的地位不同高層決策、中層決策和基層決策根據(jù)所需作出決策的先后次數(shù)一次決策、多階段決策根據(jù)決策目標(biāo)的個(gè)數(shù)單目標(biāo)決策、多目標(biāo)決策根據(jù)對(duì)未來(lái)狀態(tài)掌握的可靠程度確定型決策、風(fēng)險(xiǎn)型決策、不確定型決策、對(duì)抗型決策確定型決策風(fēng)險(xiǎn)型決策不確定型決策對(duì)抗型決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment第一節(jié)決策基本概念一、決策分類二、決策程序三、環(huán)境系統(tǒng)決策的層次二、決策程序SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment

PredictionoffloodSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment第一節(jié)決決策基本本概念一、決策分分類二、決策程程序三、環(huán)境系系統(tǒng)決策的的層次三、環(huán)境系系統(tǒng)決策的的層次SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood經(jīng)濟(jì)發(fā)展-環(huán)境保護(hù)護(hù)水環(huán)境保護(hù)護(hù)空氣環(huán)境保保護(hù)生態(tài)保護(hù)污水管網(wǎng)處理工藝……監(jiān)測(cè)燃料處理……保護(hù)改善……第一層次決決策第二層次決決策第三層次決決策…戰(zhàn)略層次戰(zhàn)術(shù)層次技術(shù)層次SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment第六章環(huán)環(huán)境系統(tǒng)統(tǒng)決策第一節(jié)決決策基本本概念第二節(jié)確確定型決決策第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決決策第四節(jié)不不確定型型決策第五節(jié)對(duì)對(duì)抗型決決策第六節(jié)多多目標(biāo)決決策第七節(jié)決決策支持持系統(tǒng)第二節(jié)確確定型決決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionoffloodSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionoffloodSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood小結(jié)SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment第六章環(huán)環(huán)境系統(tǒng)統(tǒng)決策第一節(jié)決決策基本本概念第二節(jié)確確定型決決策第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決決策第四節(jié)不不確定型型決策第五節(jié)對(duì)對(duì)抗型決決策第六節(jié)多多目標(biāo)決決策第七節(jié)決決策支持持系統(tǒng)第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionoffloodSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionoffloodSUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood有一個(gè)明確確的決策目目標(biāo)；存在著可供供決策者選選擇的兩個(gè)個(gè)或兩個(gè)以以上的可行行性方案；；存在著不為為決策者主主觀意念為為轉(zhuǎn)移的兩兩種或兩種種以上的自自然狀態(tài)；；不同的可行行性方案在在不同自然然狀態(tài)下的的損益值可可以計(jì)算出出來(lái)；未來(lái)將出現(xiàn)現(xiàn)哪種自然然狀態(tài)不能能準(zhǔn)確確定定，但其出出現(xiàn)概率可可以預(yù)估出出來(lái)。五個(gè)條件SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment一、最大期期望收益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)二、最小期期望損失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)三、最大可可能決策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)四、矩陣法法五、靈敏度度分析六、決策樹(shù)樹(shù)一、最大期期望收益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最大期望收收益標(biāo)準(zhǔn)該法以決策策矩陣為基基礎(chǔ)，分別別計(jì)算各個(gè)個(gè)方案在不不同自然狀狀態(tài)下的損損益期望值值，并從中中選擇收益益期望值最最大或損失失期望值最最小的方案案作為最優(yōu)優(yōu)方案，模模型如下：：SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最大期望收收益標(biāo)準(zhǔn)【例】：某某工廠可生生產(chǎn)A1，A2兩種產(chǎn)品，，不同季節(jié)節(jié)產(chǎn)品銷(xiāo)售售量不同，，依據(jù)以往往對(duì)市場(chǎng)需需求統(tǒng)計(jì)，，在旺季、、平季、淡淡季銷(xiāo)售產(chǎn)產(chǎn)品的概率率分別為0.2、0.5、0.3，如如果生產(chǎn)A1，產(chǎn)品在三三個(gè)季節(jié)中中分別獲4、3、2萬(wàn)元，A2產(chǎn)品在三個(gè)個(gè)季節(jié)分別別獲利7、、2、0萬(wàn)萬(wàn)元，問(wèn)該該工廠應(yīng)生生產(chǎn)哪種產(chǎn)產(chǎn)品方能獲獲得最大利利潤(rùn)?SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最大期望收收益標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)A1產(chǎn)品獲利EA1＝0.2××4十0.5×3十十0.3××2＝2.9萬(wàn)元生產(chǎn)A2產(chǎn)品獲利EA2＝0.2××7十0.5×2十十0.3××0＝2.4萬(wàn)元SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment一、最大期期望收益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)二、最小期期望損失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)三、最大可可能決策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)四、矩陣法法五、靈敏度度分析六、決策樹(shù)樹(shù)二、最小期期望損失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最小小期期望望損損失失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)該標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)與與最最大大期期望望收收益益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)相相反反，，是是以以選選擇擇期期望望損損失失值值最最小小的的方方案案為為最最優(yōu)優(yōu)方方案案，，其其模模型型為為：：SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最小小期期望望損損失失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)生產(chǎn)產(chǎn)A1產(chǎn)品品的的損損失失EA1＝0.2××3十十0.5××0十十0.3××0＝＝0.6萬(wàn)萬(wàn)元元生產(chǎn)產(chǎn)A2產(chǎn)品品的的損損失失EA2＝0.2××0十十0.5××1＋＋0.3××2＝＝1.1萬(wàn)萬(wàn)元元SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment一、、最最大大期期望望收收益益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)二、、最最小小期期望望損損失失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)三、、最最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)四、、矩矩陣陣法法五、、靈靈敏敏度度分分析析六、、決決策策樹(shù)樹(shù)三、、最最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)第三三節(jié)節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)型型決決策策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)情情況況下下的的決決策策，，每每種種狀狀態(tài)態(tài)的的發(fā)發(fā)生生均均有有概概率率值值，，根根據(jù)據(jù)概概率率值值的的知知識(shí)識(shí)可可知知，，一一個(gè)個(gè)事事件件的的概概率率值值越越大大，，發(fā)發(fā)生生的的可可能能性性越越大大，，最最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是是選選擇擇概概率率值值最最大大的的一一種種自自然然狀狀態(tài)態(tài)，，然然后后從從該該自自然然狀狀態(tài)態(tài)中中挑挑選選一一個(gè)個(gè)收收益益最最大大(或或損損失失最最小小)的的方方案案為為最最優(yōu)優(yōu)方方案案，，故故稱稱之之為為最最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，其其他他狀狀態(tài)態(tài)則則予予以以忽忽略略。。SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment一、、最最大大期期望望收收益益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)二、、最最小小期期望望損損失失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)三、、最最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)四、、矩矩陣陣法法五、、靈靈敏敏度度分分析析六、、決決策策樹(shù)樹(shù)四、、矩矩陣陣法法第三三節(jié)節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)型型決決策策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood矩陣陣法法所謂謂矩矩陣陣法法就就是是通通過(guò)過(guò)矩矩陣陣運(yùn)運(yùn)算算來(lái)來(lái)求求方方案案的的效效益益期期望望值值。。方案案向向量量設(shè)A＝＝{A1,A2…,An}為為決決策策者者所所有有可可能能行行動(dòng)動(dòng)方方案案的的集集合合。。Ai(i＝＝1，，2……n)是是它它的的分分量量，，記記狀態(tài)態(tài)向向量量狀態(tài)態(tài)概概率率向向量量損益益矩矩陣陣SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood【例例】】：：某某單單位位要要對(duì)對(duì)一一個(gè)個(gè)問(wèn)問(wèn)題題進(jìn)進(jìn)行行決決策策，，其其收收益益矩矩陣陣見(jiàn)見(jiàn)下下表表：：矩陣陣法法SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment一、、最最大大期期望望收收益益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)二、、最最小小期期望望損損失失標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)三、、最最大大可可能能決決策策標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)四、、矩矩陣陣法法五、、靈靈敏敏度度分分析析六、、決決策策樹(shù)樹(shù)五、靈敏度分分析第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood在決策分析中中，自然狀態(tài)態(tài)的概率和損損益值往往由由預(yù)測(cè)或估計(jì)計(jì)得到，不可可能十分精確確，加上實(shí)際際情況也在不不斷變化．這這就需要分析析為決策所用用的數(shù)據(jù)在多多大范圍內(nèi)變變動(dòng)時(shí)，原決決策的最優(yōu)方方案繼續(xù)有效效。如果最優(yōu)優(yōu)方案允許概概率值和損益益值的變動(dòng)范范圍大，則方方案就比較穩(wěn)穩(wěn)定，反之為為不穩(wěn)定。進(jìn)進(jìn)行這種分析析稱為靈敏度度分析。靈敏度分析SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood【例】：某工工業(yè)局為生產(chǎn)產(chǎn)某一新產(chǎn)品品，規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)了兩個(gè)方案案，即興建一一個(gè)大廠或興興建一個(gè)小廠廠，經(jīng)研究計(jì)計(jì)算后編制損損益表如下，，由于對(duì)市場(chǎng)場(chǎng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)測(cè)和期望效益益值的估算可可能有偏差，，需對(duì)最優(yōu)方方案進(jìn)行靈敏敏度分析。。靈敏度分析應(yīng)用最大期望望值原則確定定建大廠為最最優(yōu)方案。SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood進(jìn)行靈敏度分分析靈敏度分析現(xiàn)對(duì)兩種銷(xiāo)售售狀態(tài)的概率率做些變動(dòng)，，以探求敏感感范圍。（1）假設(shè)銷(xiāo)路好好的概率由0.7變到0.8，則兩個(gè)方案案期望收益變變?yōu)椋海?）若銷(xiāo)路路好的概率由由0.7減小小到0.5，，則兩個(gè)方案案期望收益值值變?yōu)椋篠UNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood轉(zhuǎn)折概率靈敏度分析假設(shè)由于概率率值的變化使使最優(yōu)方案發(fā)發(fā)生轉(zhuǎn)折時(shí)的的概率為P0。這時(shí)兩個(gè)方方案的期望收收益值應(yīng)相等等，即即當(dāng)P。＞0.45時(shí)，，興建大廠方方案仍為最優(yōu)優(yōu)方案，當(dāng)Po＜0.45時(shí)最優(yōu)方方案就轉(zhuǎn)折為為興建小廠方方案，現(xiàn)在的的銷(xiāo)路如概率率為0.7，，與轉(zhuǎn)折概率率0.45相相距較遠(yuǎn)，所所以本例現(xiàn)有有的最優(yōu)方案案比較穩(wěn)定。。SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironment一、最大期望望收益標(biāo)準(zhǔn)二、最小期望望損失標(biāo)準(zhǔn)三、最大可能能決策標(biāo)準(zhǔn)四、矩陣法五、靈敏度分分析六、決策樹(shù)六、決策樹(shù)第三節(jié)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)型決策SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood對(duì)于可行方案案較多或周期期較長(zhǎng)的復(fù)雜雜的風(fēng)險(xiǎn)型決決策問(wèn)題，決決策樹(shù)是一種種應(yīng)用較廣的的決策分析工工具。它不僅僅可以解決單單階段決策問(wèn)問(wèn)題而且也可可以解決損益益表不易表達(dá)達(dá)的多階段決決策問(wèn)題。SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood決策樹(shù)是把影影響各方案的的有關(guān)因素(自然狀態(tài)、、概率、效益益值)畫(huà)成一一張圖，通過(guò)過(guò)計(jì)算，在圖圖上進(jìn)行決策策。由于這種種決策圖形似似樹(shù)枝，又符符合圖論中““樹(shù)”的定義義，故稱決策策樹(shù)。決策樹(shù)樹(shù)的結(jié)結(jié)構(gòu)SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood決策樹(shù)樹(shù)的結(jié)結(jié)構(gòu)SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood單級(jí)決決策【例】】：若若前例例中建建大廠廠需投投資300萬(wàn)元元，建建小廠廠只需需140萬(wàn)萬(wàn)元，，兩者者使用用期限限均是是10年，，問(wèn)采采取哪哪種方方案獲獲利最最大？？SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood單級(jí)決決策首先畫(huà)畫(huà)出決決策樹(shù)樹(shù)計(jì)算各各點(diǎn)的的收益益期望望值點(diǎn)①：：E1＝[0.7×100+0.3×(-20)]×10-300=340萬(wàn)元點(diǎn)②：：E2＝[0.7×40+0.3×30]×10-140=230萬(wàn)萬(wàn)元SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood多級(jí)決決策多級(jí)決決策是是對(duì)決決策問(wèn)問(wèn)題比比較復(fù)復(fù)雜，，而要要進(jìn)行行多次次序列列的決決策。。多級(jí)級(jí)決策策應(yīng)用用決策策矩陣陣不易易表達(dá)達(dá)，而而用決決策樹(shù)樹(shù)表達(dá)達(dá)則比比較形形象直直觀。。和單單級(jí)決決策其其決策策樹(shù)上上只有有一個(gè)個(gè)決策策點(diǎn)不不同的的是多多級(jí)決決策則則有二二個(gè)或或二個(gè)個(gè)以上上的決決策點(diǎn)點(diǎn)。SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood多級(jí)決決策【例】】：前前例中中提供供的建建廠方方案，，預(yù)測(cè)測(cè)年限限是10年年，實(shí)實(shí)際上上對(duì)10年年進(jìn)行行產(chǎn)品品銷(xiāo)路路狀況況預(yù)測(cè)測(cè)是難難以準(zhǔn)準(zhǔn)確的的，為為避免免出現(xiàn)現(xiàn)預(yù)測(cè)測(cè)失誤誤，通通常將將規(guī)劃劃期分分為幾幾個(gè)階階段而而分別別預(yù)測(cè)測(cè)其概概率，，因而而建廠廠方案案也因因其產(chǎn)產(chǎn)量的的不同同而有有許多多種，，所以以就需需要進(jìn)進(jìn)行多多級(jí)決決策。。例如如在原原來(lái)兩兩方案案的基基礎(chǔ)上上再考考慮第第三個(gè)個(gè)方案案，即即先建建小廠廠如銷(xiāo)銷(xiāo)路好好，三三年后后再擴(kuò)擴(kuò)建，，擴(kuò)建建需投投資200萬(wàn)元元，可可使用用7年年，每每年利利潤(rùn)95萬(wàn)萬(wàn)元，，問(wèn)三三個(gè)方方案中中，哪哪個(gè)最最優(yōu)？？SUNYAT-SENUNIVERSITYDepartmentofWaterResourcesandEnvironmentPredictionofflood多級(jí)決決策（1）各可行行方案