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灰靶协商共识模型及其应用

杜俊良  
【摘要】:灰色系统理论由邓聚龙教授创立于上个世纪80年代,经过40多年的发展,形成了较为完善的理论体系。灰靶决策作为灰色系统理论体系的重要组成部分,自提出以来受到广泛关注,经过众多学者的不懈努力,得到了进一步的发展与完善,解决了社会、管理、军事等多个领域中大量的实际问题。随着社会的发展,决策环境、决策信息和决策者的心理趋于复杂,现有的灰靶群决策的研究不是真正意义上的群决策,难以解决决策者存在层级结构且信息交互的动态群决策问题,仍存在较大向纵深拓展的研究空间。传统的灰靶决策中专家或决策者只是对方案进行评价打分,没有进行充分的信息交流和意见交换从而达成共识的决策结果,然而现实生活中存在大量群体意见动态交互的群共识问题,且决策者存在层级关系,也即一个或多个主导者协调其他决策者进行决策。例如复杂装备研制风险处置方案的选择问题中,其不是单纯的对备选方案进行排序而是一个协调者协同多研发主体从自身利益出发不断进行意见交互和利益博弈,最终所有决策者达成一个相对满意的共识风险处置方案。本文基于超冲突思想和最小成本共识方法构建了灰靶协商共识模型,将灰靶决策系统地拓展到群决策共识领域,丰富灰靶决策理论的应用场景。本文的研究成果如下:(1)构建了灰靶协商共识模型。针对决策群体内部存在一个超级决策者协调多个一般决策者且决策信息动态交互的灰靶群决策问题。本文将超冲突分析中的偏好向量、感知映射博弈、冲突局势收益等概念引入到灰靶决策中,定义了灰色局势收益、灰色局势距离和满足几类冲突稳定性的灰色局势靶心矩阵。从博弈冲突的角度使用最小成本共识方法构建灰靶协商共识模型在决策灰靶区域进行协商,最终获得一个稳定的共识靶心;然后为了简化计算和求得稳定的结果,设计了该模型的求解算法;基于该模型初步探讨了灰靶决策中事件之间和目标之间内部关系对决策共识结果的影响;最后用一个数值算例验证了模型的可行性和一些性质。(2)构建了基于效用偏好的灰靶协商共识模型。进一步考虑决策者因知识水平、背景和地位的不同对决策的效用偏好对决策结果产生的影响,使用灰色可能度函数刻画决策者效用偏好的变化;根据具体的决策情形,构建了几类线性灰色可能度函数和几类非线性灰色可能度函数,可以详细地描述决策者的心理变化;然后将决策者的效用约束和补偿上限作为约束条件引入第一部分的灰靶协商共识模型,以群体效用最大化为目标构建基于效用偏好的灰靶协商共识模型;最后分析了几类典型效用约束组合的灰靶协商共识模型的特点和经济意义,并用算例进行了验证。(3)基于灰靶协商共识模型的产业共性技术研发激励设计。针对政府主导的产业共性技术研发激励协调问题,从政府补贴视角,基于灰靶协商共识模型设计其相应的激励方式,促使研发主体投入与自身能力相匹配的努力程度,形成一种介于Nash均衡和Shapley值均衡之间的超冲突均衡研发状态,保障利益主体长期有效合作达到激励目的。通过案例分析主要得到以下结论和建议:1)在政府主导的产业共性技术研发系统中,政府权力如果过于集中,可能会导致研发主体积极性不高,缺乏技术创新活力。政府可以让市场配置技术资源,坚持以市场为导向的产业共性技术研发,促进技术的实际应用和商品化产出。2)在政府主导的共性技术研发系统中,政府的研发补贴应该是适当的,而不是越多越好。对于基础较好的共性技术研发,政府应合理设定补贴水平,鼓励民间投资参与进来,增强研发系统的活力。3)政府应该为共性技术研发提供良好的环境和配套基础设施,只有这样才能在研发系统中更好地实现超冲突均衡的研发状态,激励所有研发主体投入与自身能力相匹配的努力程度,实现长期稳定的合作研发。


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