Файл: Платежная матрица в задачах выбора и принятии решений.docx
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 483
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
HW), по которому результат оценивается в пределах между точками крайнего оптимизма и крайнего пессимизма. Для определения функции было предложено два алгоритма расчета. Первый из них имеет вид:ZHW = , (3)где — “степень пессимизма” ("коэффициент пессимизма", весовой множитель), 0 1.Для выбора оптимального решения на основании оценочного критерия Гурвица (HW – критерия) применяется следующее правило: в матрицу решений вводится дополнительный столбец, который содержит средние взвешенные значения наименьшего и наибольшего результатов каждой строки. Среди полученных комбинаций следует выбирать те варианты Xi, в строках которых стоят наибольшие элементы air этого столбца.При =1 критерий Гурвица (3) тождественен критерию Вальда, а при =0 – критерию крайнего оптимизма (критерию азартного игрока), который предполагает делать выбор в пользу стратегии с максимальным выигрышем в строке. Учитывая, что крайне сложно определить значения долей оптимизма и пессимизма, которые имеют место при принятии решения. Исходя из этого, в качестве некоторой "средней" точки зрения чаще всего принимается весовой множитель =0,5.Следует также отметить, что значение степени пессимизма во многом определяется мерой ответственности: чем более значимы последствия ошибочных решений, тем сильнее желание субъекта, принимающего решение, застраховаться. При этом степень его пессимизма ближе к единице.Рассмотрим последовательность применения критерия Гурвица для некоторой комбинации сценариев событий (данные представлены в таблице 2) и степени пессимизма =0,6. Как видно, для стратегии X1 минимальное значение равно 1, а максимальное – 10. Применяя формулу (3), рассчитаем а1r=0,6*1+0,4*10=4,6. Аналогичным способом определим искомый критерий для второй стратегии. Далее определим максимальное значение столбца аir. В результате получим платежную матрицу следующего вида (табл. 3).Таблица 3
Таким образом, по критерию Гурвица при =0,6 следует выбирать стратегию X1.Следует отметить, что в специальной литературе часто находит применение и такая модификация критерия Гурвица:ZHW = , (4)где - “степень оптимизма” ("коэффициент оптимизма ", весовой множитель), 01.При =0 критерий Гурвица (4) тождественен критерию Вальда, а при =1 совпадает с максиминным решением.Согласно критерию Гурвица ситуация, в которой принимается решение, должна отвечать следующим условиям:
В данном случае принципиальное значение приобретает категория риска.Так, в случае обоснования выбора стратегии i в условиях (состояниях) природы j понятие риска рассматривается какразность между максимальным выигрышем, который можно получить в этих условиях и выигрышем, который получит игрок в тех же условиях, применяя стратегию i.Следуя данной логике, игрок, которому заранее известно будущее состояние природы j, выберет стратегию, которой соответствует максимальный элемент в данном столбце:
, и тогда риск:
.Руководствуясь критерием Сэвиджа, в условиях неопределенности следует выбирать решение, которое обеспечивает минимальное значение максимального риска:ZS=
. (4)Рассмотрим применение критерия Сэвиджа для данных таблицы 3. Строим матрицу "рисков" для этого находим максимальные значения для каждого столбца таблицы 1. Они равны 1.1; 10 и 1.2 соответственно и находим значения рисков по формуле
. Далее платежную матрицу необходимо дополнить столбцом наибольших разностей. На следующем этапе необходимо выбрать те варианты, для которых в строках находится наименьшее для этого столбца значение. По результатам произведённых аналитических процедур составим таблицу 4.Таблица 4. Матрица рисков
Таим образом, по критерию Сэвиджа наиболее оптимальной является стратегия X1 .Критерий Лапласа. В основу критерияположено предположение о том, что в силу неизвестности будущих состояний природы их вероятность следует считать одинаковой. Данный подход называется критерием недостаточного основания Лапласа. Для определения оптимальной стратегии по критерию Лапласа, необходимо для каждого варината подсчитать математическое ожидание выигрыша (вероятности состояний природы полагаются равными qj = 1/n, j = 1:n), и выбирать то решение, при котором значение этого выигрыша является максимальным.ZL= (5) . (6)Учитывая, что гипотеза о равной вероятности различных состояний природы является довольно искусственной, считается, что принцип Лапласа может применяться в ограниченных случаях. В более общем случае следует считать, что состояния природы не равновероятны и использовать для обоснования выбора стратегии критерий Байеса-Лапласа.Критерий Байеса-Лапласа.Важным отличием критерия является то, что он отступает от условий полной неопределенности. Ученый предположил, что наступление возможных состояний природы характеризуется определенной вероятностью. Тогда, математическое ожидание выигрыша для каждого решения необходимо определять с учетом вероятности состояний природы. Среди полученных результатов следует выбирать тот, который дает наибольшее значение выигрыша:ZBL=
. (7)Метод Байеса-Лапласа предполагает возможность использования какой-либо предварительной информации о состояниях природы. При этом рассматриваются условия повторяемости состояний природы, а также повторяемости решений, и, прежде всего, наличие достаточно достоверных данных о прошлых состояниях природы. То есть, критерий предполагает возможность прогнозировать будущее состояние природы (статистический принцип), основываясь на предыдущих наблюдениях.Рассмотрим последовательность обоснования выбора стратегии по данным исходной таблицы 1. При этом предположим, что q1=0,4, q2=0,2 и
q3=0,4. Последовательность шагов выполнения расчетов по критерию Байеса-Лапласа предусматривает, что на первом этапе таблицу 1 следует дополнить столбцом математических ожиданий. Далее, среди значений матрицы необходимо выбрать максимальное значение, как показано в таблице 5.Таблица 5.
| B X | В1 | В2 | В3 | аir | |
| X1 | 1 | 10 | 1 | 4,6 | 4,6 |
| X2 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,14 | |
Таким образом, по критерию Гурвица при =0,6 следует выбирать стратегию X1.Следует отметить, что в специальной литературе часто находит применение и такая модификация критерия Гурвица:ZHW = , (4)где - “степень оптимизма” ("коэффициент оптимизма ", весовой множитель), 01.При =0 критерий Гурвица (4) тождественен критерию Вальда, а при =1 совпадает с максиминным решением.Согласно критерию Гурвица ситуация, в которой принимается решение, должна отвечать следующим условиям:
-
о вероятностях появления Вj ничего не известно; -
с появлением состояний Вj необходимо считаться; -
реализуется лишь малое количество решений; -
допускается некоторый риск.
В данном случае принципиальное значение приобретает категория риска.Так, в случае обоснования выбора стратегии i в условиях (состояниях) природы j понятие риска рассматривается какразность между максимальным выигрышем, который можно получить в этих условиях и выигрышем, который получит игрок в тех же условиях, применяя стратегию i.Следуя данной логике, игрок, которому заранее известно будущее состояние природы j, выберет стратегию, которой соответствует максимальный элемент в данном столбце:
, и тогда риск:
.Руководствуясь критерием Сэвиджа, в условиях неопределенности следует выбирать решение, которое обеспечивает минимальное значение максимального риска:ZS=
. (4)Рассмотрим применение критерия Сэвиджа для данных таблицы 3. Строим матрицу "рисков" для этого находим максимальные значения для каждого столбца таблицы 1. Они равны 1.1; 10 и 1.2 соответственно и находим значения рисков по формуле
. Далее платежную матрицу необходимо дополнить столбцом наибольших разностей. На следующем этапе необходимо выбрать те варианты, для которых в строках находится наименьшее для этого столбца значение. По результатам произведённых аналитических процедур составим таблицу 4.Таблица 4. Матрица рисков| B X | В1 | В2 | В3 | аir | |
| X1 | 0,1 | 0 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| X2 | 0 | 8,9 | 0 | 8,9 | |
Таим образом, по критерию Сэвиджа наиболее оптимальной является стратегия X1 .Критерий Лапласа. В основу критерияположено предположение о том, что в силу неизвестности будущих состояний природы их вероятность следует считать одинаковой. Данный подход называется критерием недостаточного основания Лапласа. Для определения оптимальной стратегии по критерию Лапласа, необходимо для каждого варината подсчитать математическое ожидание выигрыша (вероятности состояний природы полагаются равными qj = 1/n, j = 1:n), и выбирать то решение, при котором значение этого выигрыша является максимальным.ZL= (5) . (6)Учитывая, что гипотеза о равной вероятности различных состояний природы является довольно искусственной, считается, что принцип Лапласа может применяться в ограниченных случаях. В более общем случае следует считать, что состояния природы не равновероятны и использовать для обоснования выбора стратегии критерий Байеса-Лапласа.Критерий Байеса-Лапласа.Важным отличием критерия является то, что он отступает от условий полной неопределенности. Ученый предположил, что наступление возможных состояний природы характеризуется определенной вероятностью. Тогда, математическое ожидание выигрыша для каждого решения необходимо определять с учетом вероятности состояний природы. Среди полученных результатов следует выбирать тот, который дает наибольшее значение выигрыша:ZBL=
. (7)Метод Байеса-Лапласа предполагает возможность использования какой-либо предварительной информации о состояниях природы. При этом рассматриваются условия повторяемости состояний природы, а также повторяемости решений, и, прежде всего, наличие достаточно достоверных данных о прошлых состояниях природы. То есть, критерий предполагает возможность прогнозировать будущее состояние природы (статистический принцип), основываясь на предыдущих наблюдениях.Рассмотрим последовательность обоснования выбора стратегии по данным исходной таблицы 1. При этом предположим, что q1=0,4, q2=0,2 и
q3=0,4. Последовательность шагов выполнения расчетов по критерию Байеса-Лапласа предусматривает, что на первом этапе таблицу 1 следует дополнить столбцом математических ожиданий. Далее, среди значений матрицы необходимо выбрать максимальное значение, как показано в таблице 5.Таблица 5.
| B X | В1 | В2 | В3 | аir | |
| X1 | 1 | 10 | 1 | 2,8 | 2,8 |
| X2 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,14 | |