19. Многокритериальная оптимизация. Метод идеальной точки.

Многокритериальная оптимизацияилипрограммирование— это процесс одновременной оптимизации двух или более конфликтующих целевых функций в заданной области определения.

Задача многокритериальной оптимизации формулируется следующим образом:^[3]

где это() целевых функций. Векторы решенийотносятся к непустой области определения.

Задача многокритериальной оптимизации состоит в поиске вектора целевых переменных, удовлетворяющего наложенным ограничениям и оптимизирующего векторную функцию, элементы которой соответствуют целевым функциям. Эти функции образуют математическое описание критерия удовлетворительности и, как правило, взаимно конфликтуют. Отсюда, «оптимизировать» означает найти такое решение, при котором значение целевых функций были бы приемлемыми для постановщика задачи.

Принятие решения - это выбор альтернативы, которая одновременно удовлетворяет и нечетким целям, и нечетким ограничениям. В этом смысле, цели и ограничения являются симметричными относительно решения, что стирает различия между ними и позволяет представить решение как слияние нечетких целей и ограничений.

Метод идеальной точки

Рассмотрим один из методов, использующий множество Парето - метод идеальной точки. Пусть у нас есть некоторое множество е, каждая точка которого описывается двумя функциям U=Ф(х;у) иV⁼Р(х;y)/).(UиV- средние выигрыши игроков А и В соответственно,axиy - вероятности вы­бора стратегий для получения этого выигрыша).

Теперь в данном множестве ε попытаемся найти такую точку, в которой обе функции U иV принимают свои максимальные значе­ния. В общем случае эта точка окажется вне множества ε. То есть, не существует стратегий, при которых оба игрока получат максималь­ный для каждого выигрыш. Точка, в которой функцииUиV достигают своих максимальных значений, называетсяточкой утопии.

Поэтому строится множество Парето и на нем ищется точка, бли­жайшая к точке утопии — идеальная точка (см. рис. 6.2).

Значения функций U иV в идеальной точке и есть оптимальные средние выигрыши для каждого игрока. Пусть Н_A(р, q) и Нв (р, q) — средние выигрыши игроков А и В с платежными матрицами

Ситуация (p*q*) в биматричной игре А и В называется оптимальной по Парето, если из того, что

вытекают равенства:

Р =Р*, q=q*.

То есть, в оптимальной по Парето ситуации игроки не могут совместными усилиями увеличить выигрыш одного из игроков, не уменьшив при этом выигрыш другого.