无敌《 智能决策技术》
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无敌《智能决策技术》
信息管理系
目录
实验一具有事前信息的决策树技术的操作应用 (3)
实验二应用层次分析法进行多目标决策 (7)
实验三成本预测决策支持系统的开发............................................... 错误!未定义书签。
实验四专家系统开发工具CLIPS (8)
实验五专家系统的开发 (10)
实验一 具有事前信息的决策树技术的操作应用
实验类型:验证性 实验学时:2
实验目的:掌握风险型决策中的贝叶斯决策,利用决策树进行决策的方法。 实验内容:
某石油公司的决策人,打算投资开发某油田。根据现有资料,预计这口油井有高产、低产两种不同状态,分别记为S 1、S 2。高产可获利润400万元,而低产时将净亏损200万元,已知这两种情况出现的概率分别为:P (S 1)=0.6,P(S 2)=0.4,一般来说,常见的地质结构有“好”、“中等”、“差”3种,分别记为C 1、C 2、C 3,为判断该地区属于哪种结构,可作进一步勘测,勘测费用为10万元。已知在不同的油井状态下,勘测结果为不同地质结构的概率如下,P (C 1/S 1)=0.7,P (C 2/S 1)=0.2,P (C 3/S 1)=0.1,P (C 1/S 2)=0.3,P (C 2/S 2)=0.1,P (C 3/S 2)=0.6,问:应采取何种行动方案,才能获取最大收益?
(问题:是否要进一步勘测?若进一步勘测,那么在勘测后应采取何种方案) 重点利用全概率公式:
和贝叶斯公式:
求后验概率部分,得出各方案在不同状态下的概率P(S j /C k ),以求出最大期望值。 要求实验操作过程中,学生自己输入已有数据,并基于已知数据求出后验概率,然后求出不同方案的期望值,进行剪枝决策,得出最优方案。
具体过程如下:
第一步:将已知数据输入excel 中,如表1所示。
1
1
()()()
k k j k j p c p c s p s ==|∑2
1
()()
()(1,2,3;1,2)
()()
k j j j k k
j j j p c s p s p s c k j p c
s p s =||=
==|∑
表1 输入已知数据
第二步:用贝叶斯公式计算各自然状态下的后验概率P (S j │C k ),用概率论中的全概率公式计算勘测结果为C k 的概率P (C k )。
由公式
计算在不同勘测结果下、油井状态为高产或低产的后验概率。
由公式 计算勘测结果为C k 的概率P (C k )
在相关的单元格中输入上述公式,其计算结果如表2所示:
表2 后验概率与全概率的计算结果
11
()()()
k k j k j p c p c s p s ==|∑2
1
()()
()(1,2,3;1,2)
()()
k j j j k k
j j j p c s p s p s c k j p c
s p s =||=
==|∑
上表中相应的公式见下表3
表3 后验概率与全概率的计算公式
第三步:构造决策树。
本实验的决策树如下图1所示
图1 决策树
第四步:计算各方案的期望收益值,并进行决策。
决策树中各方案的期望收益计算是从右向左进行的,首先考虑第二级决策,当勘测结果是“结构好”时,如果采取“不开发”方案,则期望收益为0;如果采取“开发”方案,则当自然状态为“高产”(其修正后的后验概率为0.78)时,收益为400,当自然状态为“低产”,(其修正后的后验概率为0.22)时,收益为-200,所以,“开发”方案的期望收益=400*0。78+(-200)*0.22=268(万元)。该值可以单元格P19中输入=V17*T17+V21*T21获得.
比较两种方案的期望收益,选择“开发”方案。所以当勘测结果为“结构好”时,应选择“开发”方案,其期望收益为268万元(这里暂时未扣除勘测费用)。前去“不开发”这一方案分支,并在“结构好”的概率分支上标上期望收益为268万元。同理可得,当勘测结果为“结构中等”时,应采取“开发”方案,其期望收益为250万元;当勘测结果为“结构差”时,应采取“不开发”方案,其期望收益为0(这里暂时均未扣除勘测费用)。
比较三个方案的期望收益,取期望收益最大的方案作为最优方案,在单元格D16中输入=MAX(G10,G14,G30)
得到最大期望收益值为175万元,可见方案“先勘测”的期望收益最大,为最优方案。
因此,本实验的最优决策结果是:先勘测,当勘测结果为“结构好”或“结构中等”时开发,当勘测结果为“结果差”时,不开发,该决策的期望收益为175万元。
实验小结(要求手写):
实验中遇到的问题及解决办法、心得、体会等等...
实验思考题(要求手写):
1、利用各种资源查询一个DSS的应用案例,说明它的应用环境、功能结构和所起的作用
(注:此处主要说明案例的适应领域,是用来解决什么问题的,怎样解决问题的,采用
哪些技术或手段,它的结构是怎样的?你觉得这个DSS如何?为什么?)。
实验二 应用层次分析法进行多目标决策
实验类型:验证性 实验学时:3
实验目的:熟悉并应用层次分析方法对多方案进行优劣排序,从而使学生掌握综合定性和定量两种方法解决问题的思维方式。。 实验内容:
某公司打算增添一台新设备,现有三种不同型号的设备,P1,P2,P3供选择,选择设备主要考虑的要素是功能、价格和维护,你将如何选择?
第一步,建立递阶层次结构模型。
图1 设备购买决策的递阶层次结构图
第二步,构造比较判断矩阵。 设比较判断矩阵A=
(i.j=1,2,……,n)。比较判断矩阵中的元素a ij
是以上一层某要素(比如说要素A )为准则,对本层次的n 个元素( 比如说,要素C1,C2……C n)进行两两比较来确定的。其形式如下:
A C1 C2 …… Cj …… Cn C1 a 11 a 12 a 1j a 1n C2 a 21 a 22 a 2j a 2n …… …… …… …… …… Ci a i1 a i2 a ij a in ……
Cn a n1 a n2 a nj a nn
其中,比较判断矩阵中的元素a ij 表示对上一层要素A 要素而言,本层要素C i 的相对重要程度。
本实验中,A 为目标层,其下一层的相关要素有三个:功能C1,价格C2,维护C3。通过
a ij