Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений

Предлагается модель субъективной ожидаемой полезности по аддитивной вероятностной мере, формализм которой, в отличие от SEU модели Энскомба-Ауманна, определяемой в бихевиористских традициях, основывается на формально-логических принципах оптимальности....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2012
1. Verfasser: Михалевич, В.М.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2012
Schriftenreihe:Теорія оптимальних рішень
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/85016
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений / В.М. Михалевич // Теорія оптимальних рішень: Зб. наук. пр. — 2012. — № 11. — С. 53-59. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-85016
record_format dspace
spelling irk-123456789-850162015-07-19T03:02:12Z Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений Михалевич, В.М. Предлагается модель субъективной ожидаемой полезности по аддитивной вероятностной мере, формализм которой, в отличие от SEU модели Энскомба-Ауманна, определяемой в бихевиористских традициях, основывается на формально-логических принципах оптимальности. Пропонується модель суб’єктивної очікуваної корисності за адитивною ймовірнісною мірою, формалізм якої, на відміну від SEU моделі Енскомба – Ауманна, визначеної в біхевіористських традиціях, базується на формально-логічних принципах оптимальності. Proposed is a model of expexted utility on probability mass, whose formalism is based on the formally-logical principles of optimality, unlike the SEU model by Anscombe ans Aumann defined in behaviouristic traditions. 2012 Article Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений / В.М. Михалевич // Теорія оптимальних рішень: Зб. наук. пр. — 2012. — № 11. — С. 53-59. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. XXXX-0013 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/85016 519.81 ru Теорія оптимальних рішень Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Предлагается модель субъективной ожидаемой полезности по аддитивной вероятностной мере, формализм которой, в отличие от SEU модели Энскомба-Ауманна, определяемой в бихевиористских традициях, основывается на формально-логических принципах оптимальности.
format Article
author Михалевич, В.М.
spellingShingle Михалевич, В.М.
Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
Теорія оптимальних рішень
author_facet Михалевич, В.М.
author_sort Михалевич, В.М.
title Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
title_short Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
title_full Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
title_fullStr Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
title_full_unstemmed Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
title_sort оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений
publisher Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/85016
citation_txt Оптимальность, сочетающая принципы гарантированного и наилучшего результата, в задачах принятия решений / В.М. Михалевич // Теорія оптимальних рішень: Зб. наук. пр. — 2012. — № 11. — С. 53-59. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Теорія оптимальних рішень
work_keys_str_mv AT mihalevičvm optimalʹnostʹsočetaûŝaâprincipygarantirovannogoinailučšegorezulʹtatavzadačahprinâtiârešenij
first_indexed 2025-07-06T12:10:16Z
last_indexed 2025-07-06T12:10:16Z
_version_ 1836899445436841984
fulltext Теорія оптимальних рішень. 2012 53 ÒÅÎÐ²ß ÎÏÒÈÌÀËÜÍÈÕ Ð²ØÅÍÜ Предлагается модель субъекти- вной ожидаемой полезности по аддитивной вероятностной ме- ре, формализм которой, в отли- чие от SEU модели Энскомба- Ауманна, определяемой в бихе- виористских традициях, основы- вается на формально-логических принципах оптимальности.  В.М. Михалевич, 2012 ÓÄÊ 519.81 Â.Ì. ÌÈÕÀËÅÂÈ× ÎÏÒÈÌÀËÜÍÎÑÒÜ, ÑÎ×ÅÒÀÞÙÀß ÏÐÈÍÖÈÏÛ ÃÀÐÀÍÒÈÐÎÂÀÍÍÎÃÎ È ÍÀÈËÓרÅÃÎ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÀ,  ÇÀÄÀ×ÀÕ ÏÐÈÍßÒÈß ÐÅØÅÍÈÉ Когда рассматривается задача принятия ре- шений, (ЗР), в системе принятия решения (СПР), представляющей собой пару – того, кто принимает решение (ТПР) и ситуацию принятия решения (см. [1]), то возникает вопрос о критерии, согласно которому ТПР реализует процедуру выбора этого решения из множества возможных. Этот вопрос поро- ждает проблему неопределенности процеду- ры выбора решений, которую решает ТПР, опираясь на свои принципы оптимальности. Для решения проблемы неопределенности исследователем необходима формализация СПР. Под ситуацией задачи выбора решений (СЗВ) будем понимать механизм возникно- вения причины последствия действия, т. е. состояния СЗВ, называемого ненаблю- даемым параметром СЗВ, где дейстие при- надлежит заданному множеству, называе- мому множеством решений СЗВ, а послед- ствие принадлежит заданному множеству для каждого действия из множества решений СЗВ. Множество элементарных событий указанных последствий множества решений СЗВ будем называть множеством последст- вий СЗВ. При этом задача выбора решений (ЗВ) формулируется как выбор действия или отношение предпочтения на действиях мно- жества решений СЗВ, состоящем хотя бы из двух элементов, в зависимости от отношения предпочтения в множестве последствий СЗВ. ЗВ выбора действия будем называть ЗР, а ЗВ выбора отношения предпочтения на дей- ствиях – задачей предпочтений (ЗП). В.М. МИХАЛЕВИЧ 54 Теорія оптимальних рішень, 2012 Тогда решение исследователем проблемы неопределенности выбора для ЗП заключается в доказательстве теоремы существования и единственности решения ЗП, исходя из определенных принципов оптимальности на множестве решений сответствующей СЗВ. Последнюю, в случае известного множества значений ненаблюдаемого параметра, будем называть параметрической. Ее можно описывать вербально, а также абстрактно с помощью схем СЗВ. Определение 1. Схемой ситуации (СС) называется упорядоченная четверка вида ( , , , )X U gΘ , где для произвольных непустых множеств , , ,X UΘ а g является отображением UΘ× на .X При этом множество X называется множеством последствий с алгеброй под-множеств Ξ , Θ – множеством значений ненаблюдаемого параметра с алгеброй подмножествΣ ,U множеством решений, а g – отображением последствий СС ( , , , )X U gΘ . Класс всех параметрических СС вида ( , , , )X U GΘ будем обозначать Z , a ( , ) := {( , , , ) }X XΘ Θ ⋅ ⋅ ∈Z Z . Рассмотрим класс СС с заданными отношениями предпочтений на соответствующих множествах последствий. Тогда каждой параметрической СС этого класса соответствует упорядоченная четверка вида (( , ), , , )X U gΘµ , где ( )µ – соответствующее отношение предпочтения на множестве последствий этой СЗВ. Z обозначим класс всех СС вида (( , ), , , )X U gΘµ , а также ( , )X ΘZ := {(( , ), , , ) }ZX ⋅ Θ ⋅ ⋅ ∈ . Определение 2. Проекцией СС класса Z называется такое отображение Пр : Z → Z , что для любой СС (( , ), , , ) ZX U gΘ ∈µ имеет место Пр ((( , ), , , )) = ( , , , )X U g X U gΘ Θµ . Продолжая изучение неопределенности путем «перехода явным образом к рассмотрению бесконечного числа «испытаний» ... иными словами задачи принятия «массовых» решений» (см. [1], стр. 42), рассмотрим многократный выбор решений 1( ,..., ), n u u n N∈ в параметрической ситуации ЗР, заданной своей СС =Z = ( , , , ) ( , )X U g XΘ ∈ ΘZ . При этом соответствующий вектор последствий 1( ,..., ) n x x , в зависимости от соответствующих значений ненаблюд- аемого параметра 1( ,..., ) n θ θ , удовлетворяет условиям = ( , ), = 1, i i i x g u i nθ . Для любого непустого множества A через A∞ всюду далее будем обозначать множество =1 n n A ∞ U . Под ЗП при многократном выборе, называемой задачей многократных предпочтений (ЗМП) в ситуации с СС = ( , , , ) ( , )Z X U g XΘ ∈ ΘZ , в классе СС ( , )X ΘZ будем понимать зависимость отношения на множестве U ∞ от предпочтений на множестве .X ∞ ОПТИМАЛЬНОСТЬ, СОЧЕТАЮЩАЯ ПРИНЦИПЫ ... Теорія оптимальних рішень, 2012 55 Определение 3. Правилом выбора предпочтений (ПВП) для ЗМП в классе ' ⊆Z Z будем называть всякое отображение 1 2= ( , )π π π , определенное на 'Z и сопоставляющее каждой = ( , , , ) 'Z X U gΘ ∈ Z некоторую пару бинарных отношений 1 = ( , ) Z Z X ∞π µ и * 2 = ( , ) Z Z U ∞π µ . Класс всех ПВП для ЗМП в 'Z будем обозначать ( ')∞Π Z . Рассмотрим так называемые необайесовские ЗР (см. [2]), расширив множество последствий Х до множества Y случайных последствий, представляющих собой множество распределений на Х следующего вида: : ( ) 0 = {( : [0,1]) : { : ( ) 0, } < , ( ) = 1} x X y x Y y X card x y x x X y x ∈ ≠ → ≠ ∈ ∞ ∑ . (1) Расширим необайесовскую форму параметрических ЗР, дополнив множе- ство случайных последствий Y до множества случайных в широком смысле последствий 0 ( )P X , представляющих собой множество статистических закономерностей на множестве последствий X вида 0( ) : { ( ) :P X P P X= ∈ : , },card P P Y< ∞ ⊆ где Y – множество случайных последствий, определяемое соотношением (1). Рассмотрим ЗМП в классе СС 0( ( ), )P X ΘZ . Введем некоторые понятия и обозначения по аналогии с используемыми в [2]. Обозначим 0( , )L A Θ множество всех Σ -измеримых конечнозначных отображений на множестве Θ со значениями в множестве A. Определение 4. СС 0 0= ( ( ), , , ) ( ( ), )Z P X U g P XΘ ∈ ΘZ будем называть определяющей, если 0 0 0( ( ), ) ( , ) = [ ( , )] [ ( )] .L P X g U co g U P X ΘΘ ⊆ ⋅ ⋅ ⊆ Определение 5. Для произвольных непустых множеств ,X Θ и нестрогого порядка ( , )X µ , отображение 0[ ( )]f P X Θ∈ будем называть ограниченным отно- сительно ( , )X µ , если отображения на Θ ( ) ( ) := min{ : ( ) 0}min p f f x X p x ∈ θ θ ∈ ≠ и ( ) :=f θ ( ) max{ : ( ) 0}max p f x X p x ∈ θ ∈ ≠ являются ограниченными относи- тельно ( , )X µ . Обозначим 0( ( ), )L P X Θµ множество всех ограниченных и Σ -измеримых относительно нестрогого порядка ( , )X µ отображений на множестве Θ со значениями в множестве 0 ( )P X . Определим класс ПВП в ЗМП для 0 0'( ( ), ) ( ( ), )P X P XΘ ⊆ ΘZ Z , который будем обозначать 0 0( '( ( ), )P X ∞Π ΘZ , как в подклассе всех таких ПВП 0( '( ( ), )P X ∞π ∈ Π ΘZ , что для любой определяющей СС 0= ( ( ), , , )Z P X U gΘ ∈ В.М. МИХАЛЕВИЧ 56 Теорія оптимальних рішень, 2012 0'( ( ), )P X∈ ΘZ выполняются условия Y1 – Y5, а также условия P6 – P9, где каждое из соответствующих условий Y6 – Y9 получается путем замены множества Y на множество 0 ( )P X (см. [3]). Обозначим ' 1 0( ( ), )P X ΘZ любой подкласс СС класса 0( ( ), ),P X ΘZ в котором для любой СС ' 0 1 0 ' = ( ( ), , ', ') ( ( ), )Z P X U g P XΘ ∈ ΘZ и любых ' , i u U ′∈ = 1,2i найдется такая определяющая СС ' 0 1 0 = ( ( ), , , ) ( ( ), )Z P X U g P XΘ ∈ ΘZ и , = 1, 2, i u U i∈ что ' '( , ) = ( , ) , =1,2. i i g u g u iθ θ ∀θ∈Θ Обозначим ' 0 0( ( ), )P X ΘZ любой такой класс ' 1 0( ( ), ),P X ΘZ что если ' 0 1 0= ( ( ), , , ) ( ( ), )Z P X U g P XΘ ∈ ΘZ − определяющая, фигурирующая в опре- делении ' 1 0( ( ), ),P X ΘZ то для нее должно выполняться условие 0 0( , ) = ( ( ), ).g U L P X⋅ Θ А через ' 1 0( ( ), )Z P X Θ будем обозначать любой подкласс СС класса 0( ( ), )Z P X Θ , элементы которого задают первую компоненту некоторого ПВП для ' 1 0( ( ), )P X ΘZ . При этом, если 0 1 0(( ( ), ), , , ) ' ( ( ), ),P X U g Z P XΘ ∈ Θµ а 0 1 0( ( ), , , ) ' ( ( ), )P X U g P XΘ ∈ ΘZ является определяющей СС, фигурирующей в определении 1 0' ( ( ), ),P X ΘZ то для нее также должно выполняться условие ограниченности и Σ -измеримости относительно сужения 0( ( ), )P X µ на X для отображения (, )g u⋅ при всех u U∈ , т. е. 0( , ) ( ( ), ).g U L P X⋅ ⊆ Θµ Для любого класса 1 0' ( ( ), )Z P X Θ определим класс 0 0' ( ( ), )P X ΘZ , обо- значая его 01 0' ( ( ), )P X ΘZ , так что 01 0 0' ( ( ), ) := {( ( ), , , ) :P X P X U g′ ′Θ ΘZ : 0 1 0( ( ), , , ) ' ( ( ), ),P X U g Пр P XΘ ∈ ΘZ 0 0= { : , ( , ) ( ( ), )},U u u U g u L P X′ ∈ ⋅ ∈ Θ 0 0= { : , ( , ) ( ( ), )},U u u U g u L P X′ ∈ ⋅ ∈ Θ ( , ) = ( , )g u g u′ θ θ ∀θ∈ }.u U ′Θ ∀ ∈ Для произвольного непустого множества A определим в пространстве AR действительных функций на A отношение эквивалентности m ( )≈ так, что для любых , Af g R∈ m = , , > 0.f g f mg m R m≈ ⇔ ∈ Для произвольного векторного пространства V введем отношение эквива- лентности co ( )≈ на 2V так, что для любых ,X Y V⊆ co = .X Y coX coY≈ ⇔ ОПТИМАЛЬНОСТЬ, СОЧЕТАЮЩАЯ ПРИНЦИПЫ ... Теорія оптимальних рішень, 2012 57 Если в соотношении, задающем условие P9, знак *( ) Z µ заменить на знак обратного соответствия, то полученное условие обозначим P9'. Условие P9', в отличие от условия P9, представляющего собой форму принципа гаранти- рованного результата в статистической форме (интерпретируемой как условие непринятия участия в антагонистических играх [3]), является статистической формой принципа наилучшего результата (интерпретируемой как условие склонности к антагонистическим играм). Тогда 0 0( '( ( ), ))P X ∞Π ΘZ обозначим подкласс всех таких ПВП класса 0( '( ( ), ))P X ∞Π ΘZ , что для любой определяющей СС = ( , , , ) '( , ) ( , )Z X U g X XΘ ∈ Θ ⊆ ΘZ Z выполняются условия Y1 – Y5, P6 – P8, P9'. 0 ( , )B a b , где , , 0 int( , )a b R a b∈ ∈ будем обозначать множество всех конечнозначных Σ -измеримых функций на Θ , со значениями в интервале ( , )a b . Пусть L – произвольное выпуклое множество таких Σ -измеримых ограни- ченных функций на Θ (обозначаемых обычно ( )BΣ Θ или просто B ), что найдутся ,a b R∈ , для которых множество 0 ( , )B a b содержится в L , т. е. 0 ( , ) =B a b L co L B⊆ ⊆ . Теорема 1. Для произвольного непустого множества Θ функционал υ на L удовлетворяет для любых 1 2,f f L∈ условиям: V1. Если 1 2( ) ( ) ,f fθ θ ∀θ∈Θ„ то 1 2( ) ( );f fυ υ„ V2. Если , , 0a b R a′ ′ ′∈ … и 1 2( ) = ( )f a f b′ ′θ θ + ∀θ∈Θ , то 1 2( ) = ( ) ;f a f b′ ′υ υ + V3. 1 2 1 2 1 1 ( ) ( ) 2 ( ) 2 2 f f f fυ + υ = υ + тогда и только тогда, когда найдется аддитивная вероятностная мера p на Θ, что f L∀ ∈ ( ) = ( ) ( ).f f p d Θ υ θ θ∫ При этом мера p единственная. Доказательство. Из теорем 1, 3 [3] следует, что найдутся две выпуклые статистические закономерности P1 и P2 на Θ (см. [1]), что f L∀ ∈ имеет место соотношение 21 ( ) ( ) ( ) = ( ) ( )max min p Pp P f p d f f p d ∈∈ Θ Θ θ θ = υ θ θ∫ ∫ . (2) Предположим, что закономерности P1 и P2 не совпадают. В силу симметрии, без уменьшения общности, можно считать, что найдется 1 1 2\p P P∈ . Тогда, согласно теореме отделимости ([4], V.2.10) и теореме о представлении элементов пространства B*(Θ, Σ ) ([4], VI.5.1), найдется такой В.М. МИХАЛЕВИЧ 58 Теорія оптимальних рішень, 2012 элемент f B∈ , что 2 1( ) ( ) ( ) ( ).max p P f p d f p d ∈ Θ Θ θ θ > θ θ∫ ∫ Также, не уменьшая общности, можно считать, что 0( , )f B a b∈ . Отсюда следует, что существует такой элемент 0 ( , )f B a b∈ , для которого 1 ( ) ( )max p P f p d ∈ Θ θ θ >∫ > 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ),minmax p P p P f p d f p d ∈ ∈ Θ Θ θ θ θ θ∫ ∫… что противоречит соотношению (2). Следовательно закономерности P1 и P2 совпадают. Отсюда, в силу соотно- шения (2), 1 2 1,p p P∀ ∈ , f L∀ ∈ 1 2( ) ( ) ( ) ( ).f p d f p d Θ Θ θ θ = θ θ∫ ∫ Тогда A∀ ∈Σ при ( ) ( ) 2 A b f θ = имеем 1 1 2( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 A A b b b p A p d p d Θ Θ = θ = θ =∫ ∫ 2( ), 2 b p A= т. е. 1 2p p= . В обратную сторону доказательство очевидным образом следует из теорем 1.3 [3]. Теорема доказана. Функционал, удовлетворяющий условиям теоремы 1, аналогичный критерию в известной теореме Энскомба – Ауманна, которая формулируется для задач в небайесовской форме ([5, 6]). Чтобы сформулировать аналог теоремы Энскомба – Ауманна введем в рассмотрение отображение ' ( ( ), ) 0 0 P X Θ ∞ϑZ из / ( ) m XR PF≈× Θ , где ( )PF Θ – семейство всех аддитивных вереятностных мер на (Θ, Σ ), определяемое аналогично соответствию ' ( ( ), ) 0 0 P X Θ ∞χZ (см. [3]), с той лишь разницей, что статистическая закономерность P состоит из одного элемента. Теорема 2. Для любого класса СС 1 0' ( ( ), )Z P X Θ 0' ( ( ), ) 0 01 0 0 01 0 01 ( / ( )) ( ' ( ( ), )) ( ' ( ( ), )) m X P X R PF P X P X ∞ ∞ Θ ∞ϑ ≈× Θ = Π Θ ∩ Π ΘZ Z Z и всякое ПВП 0 01 0 0 01 0( ' ( ( ), )) ( ' ( ( ), ))P X P X ∞ ∞π ∈ Π Θ ∩ Π ΘZ Z можно, и притом единственным образом, продолжить до ПВП 0 1 0( ' ( ( ), ))Пр P X ∞π ∈ Π Θ ∩Z 0 1 0( ' ( ( ), ))Пр P X ∞∩Π ΘZ , при этом соответствие ' 1 0 ( ( ), )Пр P X ∞ϑ ΘZ инъективно и 0' ( ( ), ) 0 1 0 0 1 0 1 ( / ( )) ( ' ( ( ), )) ( ' ( ( ), )) m X Пр P X R PF Пр P X Пр P X ∞ ∞ Θ ∞ϑ ≈× Θ = Π Θ ∩ Π Θ Z Z Z . Доказательство следует из теорем 1, 2 [7] и теоремы 1. ОПТИМАЛЬНОСТЬ, СОЧЕТАЮЩАЯ ПРИНЦИПЫ ... Теорія оптимальних рішень, 2012 59 В.М. Михалевич ОПТИМАЛЬНІСТЬ, ЩО СПОЛУЧАЄ ПРИНЦИПИ ГАРАНТОВАНОГО ТА НАЙКРАЩОГО РЕЗУЛЬТАТІВ У ЗАДАЧАХ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ Пропонується модель суб’єктивної очікуваної корисності за адитивною ймовірнісною мірою, формалізм якої, на відміну від SEU моделі Енскомба – Ауманна, визначеної в біхе- віористських традиціях, базується на формально-логічних принципах оптимальності. V.M. Mykhalevich OPTIMALITY COMBINING THE PRINCIPLES OF GUARANTEED AND BEST RESULTS IN THE PROBLEM OF DECISION MAKING Proposed is a model of expexted utility on probability mass, whose formalism is based on the formally-logical principles of optimality, unlike the SEU model by Anscombe ans Aumann defined in behaviouristic traditions. 1. Иваненко В.И., Лабковский В.А. Проблема неопределенности в задачах принятия решений. – Киев: Наук. думка, 1990. – 135 с. 2. Gilboa I., Schmeidler D. Maxmin Expected Utility with Non-Unique Prior // J. of Mathematical Economics. – 1989. – 18. – P. 141–153. 3. Михалевич В.М. О двух критериях при поэтапном выборе решений // Кибернетика и сис- темный анализ. – 2012. – № 2. – С. 68–79. 4. Данфорд Н., Шварц Д.Т. Линейные операторы. Общая теория. – М.: ИЛ, 1962. – 896 с. 5. Anscombe F.J., Aumann R.J. A defnition of subjective probability // The Annals of Mathematics and Statistics. – 1963. – 34. – P. 199–205. 6. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений: Пер. с англ. – М.: Наука, 1978. – 352 с. 7. Михалевич В.М. К параметрической задаче решения с денежными доходами // Кибернетика и системный анализ. – 2011. – № 5. – С. 163–169. Получено 15.05.2012