Добавил:
СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Отчеты по практическим работам / Практическая работа №3

.pdf
Скачиваний:
374
Добавлен:
06.07.2020
Размер:
179.44 Кб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"

Факультет инфокоммуникационных сетей и систем Кафедра сетей связи и передачи данных

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

«Принятие оптимального решения в условиях неопределенности» по дисциплине

«Оптимизация и математические методы принятия решений» Вариант 10

Выполнил:

студент 2-го курса дневного отделения группы ИКПИ-81 Коваленко Л. А.

Преподаватель:

Владимиров С. А.

Санкт-Петербург

2020

Цель работы

Приобретение навыков решения поставленной в условиях неопределенности задачи путем проведения оценки ситуации различными критериями и нахождение оптимальной альтернативы из возможных.

( = 1 … 5)

 

Постановка задачи

= .

 

,

соответствует ( = 1 … 5)

 

 

,

 

При выборе проекта

 

каждому возможному

состоянию природы

 

один

результат

(исход)

 

 

Элементы

 

являющиеся мерой потерь при принятии решения, приведены в таблице.

 

 

Меры потерь при принятии решения

 

 

Проекты

 

 

 

Состояние природы

 

 

 

61

 

52

43

 

84

75

 

1

 

 

 

4

 

 

8

9

 

2

1

 

2

5

 

 

3

1

 

6

2

 

3

8

 

 

6

4

 

9

5

 

4

9

 

 

7

3

 

8

4

Выбрать оптимальное5

 

 

 

 

 

 

 

решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ход работы

 

 

 

 

 

 

 

1.

Решение по критерию Лапласа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ожидаемые значения

 

 

=

1

 

 

= 1 … 5

 

 

 

 

 

 

 

5 = 0.2,

 

 

 

 

 

 

При заданных вероятностях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

{ 1} = 1 (6 + 5 + 4 + 8 + 7) = 6

 

 

 

 

 

 

 

 

затрат для различных возможных решений:

 

 

 

 

 

 

2{ 2}

=

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(4 + 8 + 9 + 2 + 1) = 4.8

 

 

 

 

 

 

3{ 3} =

1

 

5

 

 

 

= 3.4 ← оптимум

 

 

 

 

 

5 (5 + 3 + 1 + 6 + 2)

 

 

 

 

 

 

4{ 4}

=

1

(8 + 6 + 4 + 9 + 5)

= 6.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходная матрица

5{ 5} =

1

(9 + 7 + 3 + 8 + 4) = 6.2

 

 

 

 

 

 

 

представляет собой потери, поэтому оптимальное решение

 

достигается при реализации

проекта, который характеризуется минимальными

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

потерями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: наименьший уровень потерь получен при использовании проекта

.

2.

Решение по минимаксному критерию.

 

 

 

 

 

 

 

 

Минимаксный критерий:

 

 

min max

 

 

 

 

 

 

 

 

max = 8,

max = 9,

 

Ri

Sj

 

max

= 9,

max = 9

 

 

 

 

max

= 6,

 

 

 

Sj

1

Sj

2

 

 

Sj

3

 

Sj

4

 

Sj

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min max2 = 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri

Sj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: наименьший уровень потерь получен при использовании проекта

3

.

3.

Решение по критерию Сэвиджа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— потери,

 

 

 

 

 

 

 

, =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составление матрицы рисков на основе соотношения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Где

 

 

 

 

min

 

соответствующие проекту

 

 

и возможному состоянию

 

 

 

1

= 4,

 

1

= 3,

 

1

= 1,

 

1

= 2,

1

= 1

 

 

природы

 

 

,

 

 

 

 

— минимальное значение элемента в столбце матрицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица рисков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проекты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Состояние природы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

22

 

 

33

 

64

 

 

 

 

65

 

 

 

 

Макс.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

5

 

 

8

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

4

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

7

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

4

 

 

2

 

6

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

Вывод: наименьший5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проекта .

 

уровень потерь получен при использовании

4.

Оптимальное

 

 

 

 

 

 

 

= 5 = 0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Решение по критерию Гурвица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатель оптимизма

 

 

1

 

 

.

+

(1 )

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соотношение находится из соотношения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min 1

= 4,

 

 

 

 

Ri

 

= 1,

Sj

 

 

 

 

= 1,

 

 

Sj

 

 

 

 

 

 

min 5= 3

 

 

 

 

 

min 2

 

min 3

 

min

4 = 4,

 

 

 

 

 

Sj

 

 

1

= 8,

 

 

 

Sj

 

2

= 9,

 

 

Sj

3

= 6,

 

 

Sj

 

4

 

= 9,

Sj

5

= 9

 

 

 

 

max

 

 

 

max

 

max

 

 

max

 

max

 

 

 

 

Sj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sj

0.2 4 + 0.8 8

 

 

 

7.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri

 

 

0.2 1 + 0.8 9

 

Ri 7.4

= 5

(

 

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

 

0.2 1 + 0.8 6

= min

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: наименьший

 

0.2 3 + 0.8 9

 

 

7.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Ответы на вопросы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уровень0.2 4 +потерь0.8 9получен при8использовании проекта

 

1. Неопределенность — ситуация, в которой полностью неизвестна вероятность совершения события, т. е. исходы не могут быть связаны с каким-либо распределением вероятности.

2. Математическая модель задачи принятия решений в условиях

неопределенности — матрица с

 

-возможными действиями (альтернативами) и

-состояниями (

условиями).

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

1

 

1 1

 

 

1 2

 

1

 

 

2

 

2 1

 

 

2 2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3. Риск— это вероятностьвозможнойнежелательнойпотери чего-либо при плохом

стечении обстоятельств.

4. Матрица рисков (потерьmax) определяется, по следующей, , еслиформуле:доход

, = Rk , min , , если −потери

Rk

5. Критерий максимина (минимакса).

Основа на консервативном подходе и осторожном поведении лица, принимающего решение.

 

Сводится к выбору наименьшей альтернативы из наибольших или, наоборот,

 

 

из наибольшей альтернативы из наименьших.

,

 

 

 

 

 

 

 

 

max(min) min(max)j

 

 

 

 

 

 

Наилучшим решением является то, которое обеспечивает

 

 

 

6.

Критерий Сэвиджа.

 

Ri

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стремится

смягчить

 

 

определенный

 

 

 

консерватизм

минимаксного

 

 

(максиминного) критерия путем замены матрицы платежей (выигрышей или

 

 

проигрышей) матрицей рисков (потерь), которые определяются следующим

 

 

образом:

 

max

,

, ,

 

если −доход

 

 

 

, =

Rk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

, ,

если −потери

 

 

 

 

 

,

,

 

 

во всех случаях определяют

 

,

 

выигрышами или потерями,

 

Независимо от того,является ли

Rk

 

 

 

 

критерий.

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величину потерь лица, принимающего решения.

 

 

Следовательно, к рискам

 

 

можно применять только минимаксный

7.

Критерий Лапласа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опирается

на принцип

 

недостаточного

 

обоснования,

который гласит, что

 

причин считать их различными1..

 

 

 

 

 

 

 

( )

неизвестно, то нет

 

 

поскольку распределение вероятностей состояния

 

 

 

 

( 1) = ( 2) = = ( )

=

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max (min) 1

 

 

 

 

 

 

Наилучшим решением является то, которое обеспечивает

 

 

 

i=1

8.Критерий Гурвица и показатель оптимизма.

Охватывает ряд различных подходов к принятию решений — от наиболее

оптимистичного до наиболее пессимистичного (консервативного). Для описания склонности лица к оптимизму0 используется1 параметр оптимизма

Если = 0, критерий Гурвица становится консервативным, так как его применение эквивалентно применению обычного минимаксного критерия.

4

Если = 1, критерий Гурвица становится слишком оптимистичным, ибо рассчитывает на наилучшее из наилучших условий.

Степень оптимизма (или пессимизма[0,) можно1] конкретизировать надлежащим выбором величины из интервала . При отсутствии= 0.5ярко выраженной склонности к оптимизму или пессимизму выбор представляется Если .представляют собой доходы, то( )разумным

 

 

maxR

maxS

 

 

 

+

1

minS

 

 

 

 

 

,

 

 

,

Если

 

min

min ,

+

(1 ) max

 

,

 

 

представляютi

собойj

потери, то

j

 

 

 

 

 

Ri

 

Sj

 

 

 

 

 

 

Sj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5