突变级数法(Catastrophe Progression Method )
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突变级数法是一种对评价目标进行多层次矛盾分解,然后利用突变理论与模糊数学相结合产生突变模糊隶属函数,再由归一公式进行综合量化运算,最后归一为一个参数,即求出总的隶属函数,从而对评价目标进行排序分析的一种综合评价方法。
该方法的特点是没有对指标采用权重,但它考虑了各评价指标的相对重要性,从而减少了主观性又不失科学性、合理性,而且计算简易准确,其应用范围广泛。
1、根据评价目的,对评价总指标进行多层次分解,排列成倒立树状目标层次结构,原始数据只需要知道最下层子指标的数据就可以了。因为一般突变系数某状态变量的控制变量不超过4个,所以,相应地一般各层指标(单指标的子指标)分解不要超过4个。
2、确定突变评价指标体系的突变系统类型。突变系统类型一共有7个,最常见的有3个,即尖点突变系统、燕尾突变系统和蝴蝶突变系统。
尖点突变系统模型为:f(x)=x[4]+ax[2]+bx
燕尾突变系统模型为:f(x)=((1/5)x[5])+((1/3)ax[3])+((1/2)bx[2])+cx
蝴蝶突变系统模型为:f(x)=((1/6)x[6])+((1/4)ax[4])+((1/3)bx[3]) +((1/2)cx[2])+dx
上面f(x)表示一个系统的一个状态变量x的势函数,状态变量x的系数 a、b、 c、d表示该状态变量的控制变量。若一个指标仅分解为两个子指标,该系统可视为尖点突变系统;若一个指标可分解为三个子指标,该系统可视为燕尾突变系统;若一个指标能分解为四个子指标,该系统可视为蝴蝶突变系统。
3、由突变系统的分叉方程导出归一公式。根据突变理论,尖点突变系统归一公式为:x[,a]=a[1/2],xb=b[1/3],式中x[,a]表示对应a的x值,x[,b]表示对应b的x值。
燕尾突变系统的归一公式为:x[,a]=a[1/2],x[,b]=b[1/3],x[,c] =c[1/4]
蝴蝶突变系统的归一公式为:x[,a]=a[1/2],x[,b]=b[1/3],x[,c]=c[1/4],x[,d]=d[1/5]
在这里,归一公式实质上是一种多维模糊隶属函数。
4、利用归一公式进行综合评价。根据多目标模糊决策理论,对同一方案,在多种目标情况下,如设A[,1],A[,2],……,A[,m]为模糊目标,则理想的策略为: C=A[,1]IA[,2]I……A[,m],其隶属函数为:μ(x)=μ[,A1](x)∧μ[,A2](x)∧……μ[,Am](x),式中μ[, A](x)μA[,1](x)为A[,1]的隶属函数,定义为此方案的隶属函数,即为各目标隶属函数的最小值。
对于不同的方案,如设G[,1],G[,2],……,G[,n],记G[,i]的隶属函数为u(G[,i]),则表示方案G[,i]优于方案G[,j]。因而利用归一公式对同一对象各个控制变量(即指标)计算出的对应的X值应采用“大中取小”原则,但对存在互补性的指标,通常用其平均数代替,在对象的最后比较时要用“小中取大”原则,即对评价对象按总评价指标的得分大小排序。由此可以看出,对各级指标指数的确定,实际上是对其下一级指标指数(或数值)进行综合排序的结果。