毕业论文基于自适应专家权重的群决策系统

山 西 大 学 论 文 编号：论文题目基于自适应专家权重的群决策系统的设计与实现姓 名 院系、专业 计算机与信息技术学院、计算机科学与技术 学 习 年 限 2010 年 9 月至 2014 年 7 月指 导 教 师 学 位 级 别 学 士 2014 年 5 月 10 日1基于自适应专家权重的群决策系统的设计与实现学生姓名： 指导教师：内容提要 本课题选择开发具有自适应专家权重的语言型多属性群决策系统，在已给出专家主观权重的基础上，通过自适应算法不断调整专家权重，从而得到更为合理的权重值，使群决策结果更为有效。目前相关研究主要集中在理论算法方面，并取得了大量的研究成果。但是，缺乏成型的应用程序或实用软件辅助决策者进行决策。该系统可应用于实际的决策问题中，简化决策过程，提高决策效率。关键词 多属性群决策 偏离权重 语言评估标度 专家权重 熵权 权重调整1 引言多属性决策是根据多个属性或准则对有限个方案进行排序或择优。多属性群决策顾名思义就是由多个专家参与的一种多属性决策，在工程、管理、经济等领域有着广泛的应用。多属性群决策过程中一个关键问题就是如何确定专家权重，目前相关研究主要集中在理论算法方面，并取得了大量的研究成果。但是，缺乏成型的应用程序或实用软件辅助决策者进行决策。为此，本项目选择开发具有自适应专家权重的语言型多属性群决策系统，在已给出专家主观权重的基础上，通过自适应算法不断调整专家权重，从而得到更为合理的权重值，使群决策结果更为有效。该系统基于 技术，采用交互式的操作方式，在得到自适应专家权重的基础上，快速及时的给出所有方案的排序结果，并可通过调整参数得到不同的群决策结果，方便决策者进行比较和分析。该系统可应用于实际的决策问题中，简化决策过程，提高决策效率。2 基本原理2.1 问题描述在多属性群决策专家权重调整问题中，设 为参与决策的专家群体集，用户12,.sDd可以通过主观赋值法给出的专家 的权重 （ ） ，多属性kdk k 10=sk ， ， ， .,， 2群决策的方案集合 ，评价属性集合 ，属性 的权重是 （12,.nFff12,.mCjCjw） 。01,jw,.,m1jjw专家 对方案 评价后，得到专家对各方案的评价值矩阵 kdif (),kijnxmAa1,2.,ks。其中 是专家集合中 对方案集合中 的各属性进行评价后得分的1,2.in,2.jkijakdif分值。在用户通过主观赋值法给出多属性群决策的专家权重和属性权重的基础上，即可得出单个专家对各方案的综合评价值（1）1mkkiijyaw和专家群体对各方案的综合评价值（2）1sikixy将单个专家对各方案的综合评价值向量组成专家对各方案的评估结果矩阵 。其中：iknxsBb。,ikiby1,2.,n,2.ks2.2 偏离权重的计算利用公式（1）可得到单个专家对各个方案综合评价向量 和专家群体对12(,.,)TkkknYy各方案的综合评价向量 ，在此，定义一个偏离差向量 ，12(,.)TnXx 12(,.)TknZz表示单个专家对各方案的综合评价与专家群体对各方案的综合评价值。其中： ，|kiiiyx, 。1,2.ks,.i定义单个专家对各方案的评价值与专家群体对各方案的评价值的总偏离量为， （3）21()nkkiiRyx1,.s最理想的结果是 ，多属性群决策的专家权重值应随着总偏离差量 的增加而降低，故0kZ kR定义专家的偏离权重为， （4）11/kksskkRT1,2.s3单个专家的偏离差越大的话，说明对应的权重偏离量就越小。2.3 熵权的计算熵是系统无序状态的度量，表征系统的紊乱程度。我们知道系统会处在不同状态，而每种状态出现的概率是 时，则熵为(1,2.)iPn（5）21logiiEp当 时， 。对方案的多属性群决策有以下的定义：设有 个方案， 位专0ip2log0ii ns家，由这 位专家对其进行评价。在根据上文得到的专家对各方案的评价结果矩阵 ，可s iknxsBb知第 个专家的熵为k， （6）21lognkikikEff1,2.s其中： ，规定当 时， 。.1/nikiikfb0ikf2log0ikikff由公式（5）知，当 时，熵最大，即/ip。因为这时系统紊乱程度最高的，而熵值也就最12 2(,.)(,.,)lognEpEnn大。并且还可以由这一情况知，如果各个专家在对各个不同方案上的评价结果越接近，则熵值越大（即 越大），决策结果的差异程度就越小。k由公式（6）计算出专家 的熵 ，并且当 相等时， 最大， 。用kdkEikfkEmax2()logkn对熵值进行归一化max()kE（7）21logkken再对 计算其互补值，并进行归一化处理，计算出专家的熵权，有ke（8）1kkse其中： ， ， 。01ke,2.s1ke42.4 权重的调整在得到专家的偏离权重和熵权后，采用线性加权求取专家权重调整值（9）kk T+e其中 。 为偏离权重系数， 为熵权系数，且 ，由用户自行给出，在不同1,2.ks 1情况下给出不同的值，其收敛速度也是不一样的，应该由具体情况设定其值。进而将集结后的专家权重 代入公式（2）求得新的群体决策结果 。定义k 12(,.)TnXx两次多属性群体决策的结果之间的距离为（10） 21(,)()niiiLXx设 表示阈值。若 ，就表明两次决策结果偏差度很小，即决策结果已经趋于平稳，权l(,)l重调整结束， 作为最终的评价结果。否则，令 ，使用以上的算法，继续进行专 ,kX 家权重的自适应调整。2.5 相关技术(1) 程序设计语言Visual Basic 是当今流行的编程语言，用 Visual Basic.NET 解决应用问题简单方便，它开发的程序源代码的执行过程是：源代码-编译成中间代码-通用语言运行（CLR）-执行。它是不能直接在操作系统上执行二进制代码。Visual Basic.NET 的版本经历了 2002、2003、2005、2008、2010、2012。它是一种面向对象的语言，但 必须构建在.NET framework 之上。使用 Visual Basic .NET 开发系统用户界面设计简单，只需要在 form 控件上添加相应的控件即可，代码也只需要在相应的事件中添加即可，每一个控件都有其相应的属性，可以直接在界面设计区域找到相应的属性块，在属性块内直接设置属性值，当然在代码中也可以设置，不需要像JAVA 语言那样，还需要程序员来写界面代码，节省了大量的时间和精力。(2) Access 数据库Access 2010 是微软公司 Office 2010 组件之一，也是目前流行的桌面数据库管理系统之一，它在很多地方都得到了运用，比如在一些小的企业和一些大公司的部门等，它可以用来进行数据分析和开发软件，并且在开发网站时也可以用来存储数据等，它的界面十分友好、简单易用且功能强大，非常方便、快捷。深受广大数据库管理者的喜爱。但是它的数据文件也有一个限度，不能超过 2G。所以如果数据过大时最好不要使用 Access 数据库来存储数据，一般处理的数据超过 100M 时，其性能就不能得到保证了，此外 Access 数据库在安全方面做的不是很好，所以对保密性要求高的数据最好也不要使用 Access 数据库来存储。总之每个数据库都有其使用的范围，选择适合自己程序的数据库将极大的提高软件的性能。在本项目中，由于只保存用户的登录名和密码，并且在安全方面要求不是很高，故选用 Access数据库就十分合适。(3)Excel 表5Excel 2010 是微软公司 Office 2010 组件之一，使用 Excel 所制作的美观使用的电子表格，广泛应用在财务、管理、统计分析、市场营销、工程计算等方面。在 Excel 中，用户可以高效的输入数据，通过公式和函数计算数据，对数据进行排序、筛选、汇总等处理，还可以轻松地将数据转化为各类图表。本项目中，用 Excel 来存储数据。2.6 开发环境及工具软件环境：Microsoft Windows7、Access 数据库、Excel 、Microsoft Visaul Studio 2008硬件环境：Intel(R) Core(TM)i3-2310M CPU 2.10GHz 2.10 GHz 处理器、 2GB 内存、500G 硬盘、32 位操作系统。3 系统分析3.1 需求分析本课题是基于自适应专家权重的群决策系统的设计与实现，依照具体环境提出如下具体要求：（1）系统基于 ，面向单机用户，可以实现用户注册和登录功能，用户信息存储在 Access数据库中；（2）程序实现 Excel 连接，通过 Excel 实现用户对数据信息的导入与保存，方便用户操作；（3）保证程序的灵活性，根据用户提供的专家个数、方案个数、属性个数信息动态生成数据输入界面，在输入界面中也直接由 Excel 表导入已有的数据信息；（4）根据界面提示步骤可逐步得出计算结果，操作简单；（5）保证程序的稳定性；（6）保证程序的健壮性，在用户操作错误或是程序出错时，都会出现相应提示。3.2 系统总体设计本系统主要完成了 Access 数据库连接，Excel 表连接，从 Excel 表中导入专家名及专家权重、属性名及属性权重、方案名和专家在各属性下对各方案的评价值（也可手动输入这些数据信息） ，通过计算得到专家群体关于各方案的综合评价值，再计算偏离权重及熵权，最后计算出调整后的专家权重，给出方案排序，选出最佳方案。图 3-1 为系统功能模块图，本系统共分为五大模块：用户信息管理、多属性群决策、专家权重调整、Excel 数据存储、导航等模块。6图 3-1 系统功能模块图图 3-2 为该系统总体流程图。专家个数、方案个数、属性个数需要手动输入，此外要谨记输入信息的准确性，其直接影响着以后的运算过程能否正常执行下去，所以用户必须认真填写。专家名、专家权重、方案名、属性名、属性权重及专家在各属性下对各方案的评价值可以手动输入，也可点击“导入数据”按钮从 Excel 中导入。输入或修改后的数据还可以点击 “保存”按钮将其保存到 Excel 中，如果输入的数据不符合条件，系统会给出相应的提示，由于输入的数据会影响最终的结果，所以也必须要认真的填写。首先输入专家个数、方案个数，属性个数，系统会自动地生成表格用以输入专家名、专家权重、属性名、属性权重、方案名，然后再生成用于输入专家在各属性下对各方案的评价矩阵表，最后得出专家群决策结果的各方案得分，进而进行专家权重调整，在调整过程中需要手动输入偏离权重系数、熵权系数、阈值及允许调整的最大次数，计算出调整结果，选出最佳方案并加以显示。方案排序，选出最佳方案采用线性加权计算专家权重的调整值调整后的群决策结果用户注册用户登录各专家关于各方案的综合评价值专家群体关于各方案的综合评价值偏离权重的计算熵权的计算导出数据多属性群决策模块用户信息管理模块专家权重调整模块导入数据保存数据Excel 数据存储模块导航模块基于自适应专家权重的群决策系统7图 3-2 系统总体流程图图 3-3 为权重调整流程图。系统开始时输入原始数据信息，计算出调整前的专家群体的综合评价值 ，进而计算偏离权重 与熵权 ，采用线性加权计算专家权重的调整值 ，由ixkTke kk T+e新的权重值计算新的专家群体的综合评价值 ，在计算前后两次专家群体关于各方案的综合评价X值之间的距离 ，在此设定阈值与最大调整次数 ，如果满足 调整次数 ，(,)LXa?Lland?a则说明调整未结束，还需继续进行调整，如果不满足，则表示调整结束，可得到最后的群体决策结开始登录界面登录成功？NY输入专家个数、方案个数、属性个数输入专家名、专家权重、方案名、属性名、属性权重、语言评估标度输入专家在各属性下对各方案的评价值求得专家群体的综合评价值及最佳方案输入偏离权重系数、熵权系数、阈值、最大调整次数调整过程求得调整后专家群体的综合评价值及最佳方案结束8果 ，在对其进行排序并给出调整后的最佳方案。X图 3-3 权重调整流程图4. 系统设计与实现 4.1 数据的存储格式开始输入原始数据信息计算专家群体的综合评价值 ix计算偏离权重 kT计算熵权 ke采用线性加权计算专家权重的调整值 kk T+由新的权重值计算新的专家群体的综合评价值 X计算两次专家群体关于各方案