摘 要:為有效處理區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息決策問題,結(jié)合區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集和β覆蓋粗糙集提出四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型對(duì)該問題進(jìn)行研究。首先,從區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋誘導(dǎo)出兩種鄰域系統(tǒng),定義了四種不同的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集;其次,研究了每種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集的相關(guān)數(shù)學(xué)性質(zhì),建立了四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集之間及其與其它相關(guān)模型之間的關(guān)系;最后,基于該模型設(shè)計(jì)了多屬性決策算法,通過(guò)實(shí)例應(yīng)用有效驗(yàn)證了區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集在解決實(shí)際問題中的適用性。
關(guān)鍵詞:區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集;鄰域系統(tǒng);β覆蓋粗糙集;多屬性決策
DOI:10.15938/j.jhust.2024.04.015
中圖分類號(hào): TP18,O159
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào): 1007-2683(2024)04-0132-15
Study on Interval-valued Dual Hesitant
Fuzzy β Covering Rough Set Model
REN Haowei1,2, WANG Qinghai1,2
(1.School of Computer Science, Qinghai Normal University, Xining 810008, China;
2.Plateau and Sustainable Development Institute, Xining 810008, China)
Abstract:To effectively handle the problem of decision-making with interval-valued hesitant fuzzy information, this paper proposes four models of interval-valued dual hesitant fuzzy β coverage rough sets,which are combined with interval-valued dual hesitant fuzzy set and β covering rough set. Firstly, two types of neighborhood systems are induced from interval-valued dual hesitant fuzzy β coverings, and four different models of interval-valued dual hesitant fuzzy β coverings rough sets are defined. Secondly, the mathematical properties of each model of interval-valued dual hesitant fuzzy β coverings rough sets are studied, and the relationships between the four models of interval-valued dual hesitant fuzzy β coverings rough sets and other relevant models are established. Finally, a multi-attribute decision-making algorithm is designed based on these models, and the applicability of interval-valued dual hesitant fuzzy β coverings rough sets in solving practical problems is effectively validated through practical examples.
Keywords:interval value dual hesitant fuzzy sets; neighborhood system; β coverage rough sets; multi-attribute decision making
0 引 言
粗糙集是Pawlak引入的一種處理數(shù)據(jù)分析中不精確性、模糊性和不確定性的數(shù)學(xué)方法,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等眾多研究領(lǐng)域[1]。Pawlak粗糙集模型旨在處理定性數(shù)據(jù)集,它在處理實(shí)值數(shù)據(jù)集時(shí)效果不佳。針對(duì)這一問題,大量研究者致力于彌補(bǔ)Pawlak粗糙集中條件的僵化,Zadeh[2]提出的模糊集理論是能夠解決這類問題的方法之一。Dubois等[3]將模糊集模型和粗糙集模型結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生了模糊粗糙集和粗糙模糊集,通過(guò)建立等價(jià)知識(shí)及模糊知識(shí)的不同框架,能夠有效解決針對(duì)模糊數(shù)據(jù)的知識(shí)推理及決策問題。然而,在現(xiàn)實(shí)生活的決策過(guò)程中,決策者們對(duì)于一個(gè)對(duì)象的某種屬性可能有不同的評(píng)價(jià)結(jié)果,通常需要考慮每個(gè)決策者的評(píng)價(jià)值,應(yīng)該采用多個(gè)可能的值來(lái)描述每個(gè)對(duì)象以獲得更合理和科學(xué)的決策結(jié)果。在此情況下,Torra[4]提出了猶豫模糊集,它是模糊集的一種推廣,合理地解決了較為復(fù)雜的模糊信息的知識(shí)表達(dá)問題。在猶豫模糊環(huán)境下,Yang等[5]將猶豫模糊集和粗糙集融合,探索了猶豫模糊粗糙集的構(gòu)造性和公理化方法,對(duì)于使用粗糙集模型求解猶豫模糊問題方面有著至關(guān)重要的作用。如今在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,區(qū)間值有其不可替代的優(yōu)勢(shì),尤其是在決策評(píng)價(jià)等過(guò)程中由于人們對(duì)評(píng)價(jià)參數(shù)的不確定性難以度量,從而對(duì)所需要的決策屬性采取區(qū)間值而非單個(gè)數(shù)值來(lái)表示,于是Xue等[6-8]引入了區(qū)間值模糊集理論應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。同傳統(tǒng)的模糊集比較,區(qū)間值模糊集具有更強(qiáng)的處理不確定能力,能更有效解決不確定或信息不完備的問題。Gong等[9]將經(jīng)典Pawlak粗糙集理論與區(qū)間值模糊集理論相結(jié)合,研究了區(qū)間值模糊信息系統(tǒng),提出了區(qū)間值模糊信息系統(tǒng)的粗糙集理論。Na等[10]將區(qū)間值模糊集理論和猶豫模糊集理論結(jié)合提出了區(qū)間值猶豫模糊集理論,從而減少?zèng)Q策信息的波動(dòng)性、不確定性,保證決策的科學(xué)、合理,降低決策失誤的概率。區(qū)間值猶豫模糊信息系統(tǒng)作為猶豫模糊信息系統(tǒng)的一種推廣,能夠客觀描述對(duì)象不精確性與有效保存數(shù)據(jù)特征,有利于反映復(fù)雜信息的不確定性表達(dá)及其應(yīng)用,其與粗糙集模型結(jié)合,凸顯了區(qū)間值猶豫模糊數(shù)據(jù)環(huán)境中粗糙集模型對(duì)數(shù)據(jù)的有效建模和科學(xué)分類能力。Zhang等[11-12]將區(qū)間值猶豫模糊集與粗糙集模型相結(jié)合提出了區(qū)間猶豫模糊粗糙近似算子,建立了區(qū)間值猶豫模糊關(guān)系和區(qū)間值猶豫模糊粗糙近似算子之間的聯(lián)系,有效解決了區(qū)間值猶豫模糊環(huán)境中數(shù)據(jù)的不確定性推理問題。由于相關(guān)測(cè)度在數(shù)據(jù)分析中尤為重要,F(xiàn)arhadinia[13]將區(qū)間值猶豫模糊集與對(duì)偶猶豫模糊集相融合,提出了區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集及其相關(guān)系數(shù),以通用的方式為模糊集及其擴(kuò)展模型構(gòu)建了新的相關(guān)系數(shù)。Ju等[14]將區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集理論與粗糙集理論相融合,提出了區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊粗糙集,為復(fù)雜模糊環(huán)境的數(shù)據(jù)建模和科學(xué)決策提供理論支撐。
眾所周知,自覆蓋粗糙集誕生以來(lái),大量與覆蓋粗糙集及其廣義模型相關(guān)的文獻(xiàn)相繼出現(xiàn),它放松了Pawlak粗糙集與覆蓋、模糊覆蓋、直覺模糊覆蓋等的等價(jià)關(guān)系。此外,Ma[15-16]探討了有限近似空間下覆蓋的分類,并指出模糊覆蓋的定義在實(shí)際應(yīng)用中存在一些局限性,因此將模糊覆蓋推廣為模糊β覆蓋。在模糊β覆蓋背景下,Yang等[17]在模糊β覆蓋近似空間下提出了三類新的模糊覆蓋粗糙集模型,Huang等[18]定義了直覺模糊β覆蓋的直覺模糊β最小描述和四種直覺模糊β覆蓋粗糙集,Zhou等[19]在猶豫模糊β覆蓋下提出了四種新的猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型,有效的解決了各類數(shù)據(jù)在模糊覆蓋下的局限性。針對(duì)以上模型不能處理區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息的情形,本文利用覆蓋粗糙集應(yīng)用范圍的廣泛性和區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集的實(shí)用性將模糊覆蓋推廣到區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,提出了四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集,建立了覆蓋粗糙集和區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集之間橋梁。
在實(shí)際決策中,經(jīng)常需要處理具有一定程度不確定性和模糊性的雜合數(shù)據(jù),往往會(huì)面臨信息不完備、不確定性和多目標(biāo)等諸多問題,而區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息是一種表達(dá)和描述此類復(fù)雜模糊信息的有效方式,它能夠表示出決策問題中不確定性和模糊性的近似程度,并給出可能的取值范圍。因此,利用區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息進(jìn)行決策分析,可以更全面地考慮決策問題的不確定性和模糊性,提高決策的可靠性和準(zhǔn)確性。同時(shí),決策問題往往涉及到多個(gè)因素和多個(gè)目標(biāo),利用區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息進(jìn)行決策分析,可以將多個(gè)因素和目標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得到更為客觀綜合的決策結(jié)果,從而避免了單一指標(biāo)評(píng)價(jià)的缺陷。通過(guò)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息決策系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地處理決策問題中存在的不確定性和模糊性,從而提高決策質(zhì)量和決策效果。因此,處理區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息決策問題對(duì)于現(xiàn)代決策數(shù)據(jù)建模與分析具有重要的意義。
本文提出的基于區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型的多屬性決策算法是一種能夠處理對(duì)偶猶豫模糊信息決策問題的有效方法,可以提高數(shù)據(jù)處理和分析的精度和效率,幫助人們更好地了解和掌握復(fù)雜數(shù)據(jù)的特征和規(guī)律。該方法綜合多個(gè)屬性評(píng)估值考慮決策問題中存在的不確定性和模糊性,充分地依靠決策者的主觀意見對(duì)各個(gè)備選方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得出最優(yōu)的決策方案,使決策結(jié)果更加符合決策者的實(shí)際需求和主觀偏好,幫助決策者做出明智、合理的決策。
1 基礎(chǔ)知識(shí)
定義1[20-21] 設(shè)R為實(shí)數(shù)域,稱閉區(qū)間a=[a-,a+]為區(qū)間數(shù),其中a-,a+∈R,a-≤a+,a-,a+分別為區(qū)間數(shù)a的下界和上界。當(dāng)a-=a+時(shí),區(qū)間數(shù)退化為一個(gè)普通數(shù)值。
定義2[21-22] 設(shè)a=[a-,a+]和b=[b-,b+]為任意兩個(gè)區(qū)間數(shù),則兩個(gè)區(qū)間數(shù)的序關(guān)系和基本運(yùn)算定義如下:
1)a+b=[a-+b-,a++b+];
2)a-b=[a--b-,a+-b+] ;
3)a·b=[a-·b-,a+·b+];
4)a∨—b=[max(a-,b-),max(a+,b+)];
5)a∧—b=[min(a-,b-),min(a+,b+)];
6)ac=[1-a+,1-a-];
7)a=ba-=b-,a+=b+;
8)a≤ba-≤b-,a+≤b+;
9)alt;ba-lt;b-,a+≤b+ 或a-≤b-,a+ lt;b+。
定義3[23] 設(shè)有n個(gè)區(qū)間數(shù)ai(i∈N),其中ai=[a-i,a+i],為了對(duì)這些區(qū)間數(shù)進(jìn)行排序,首先將每個(gè)區(qū)間數(shù)ai(i∈N)與所有區(qū)間數(shù)aj(j∈N)使用如下公式進(jìn)行計(jì)算:
p(ai≥aj)=max1-maxa+j-a-ilai+laj,0,0,其中,lai=a+i-a-i,laj=a+j-a-j。
為了方便闡述,設(shè)pij=p(ai≥aj),構(gòu)造一個(gè)互補(bǔ)矩陣如下:
P=p11p12…p1n
p21p22…p2n
pn1pn2…pnn
其中,pij≥0,pij+pji=1,pii=12,(i,j∈N)。
求矩陣每行中所有元素的和,即:pi=∑nj=1pij,i∈N,根據(jù)pi的值對(duì)n個(gè)區(qū)間數(shù)ai(i∈N)進(jìn)行升序排列,得到n個(gè)區(qū)間數(shù)ai的大小關(guān)系。
定義4[14,24-25] 設(shè)U是非空論域,在U上一個(gè)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集定義為={lt;x,f(x),g(x)gt;|x∈U},其中,f(x)∶U→I[0,1]表示x∈U的所有可能的區(qū)間值隸屬度構(gòu)成的集合,I[0,1]表示區(qū)間[0,1]上所有閉子區(qū)間構(gòu)成的集合,f∶(x)={|∈f∶(x)},=[α-,α+]是一個(gè)區(qū)間數(shù),α-,α+分別為區(qū)間數(shù)α的下界和上界。g∶(x)∶U→I[0,1]表示x∈U的所有可能的區(qū)間值非隸屬度構(gòu)成的集合,g∶(x)={|∈g(x)},=[η-,η+]是一個(gè)區(qū)間數(shù),η-、η+分別為區(qū)間數(shù)η的下界和上界。且在論域U中對(duì)x∈U滿足0≤maxα++maxη+≤1,其中,maxα+=max{α+|α∈f(x)},maxη+=max{η+| η∈g(x)}。
約定f(x)、g(x)中的區(qū)間數(shù)使用定義10的方法按降序排列,即滿足fσ(i-1)(x)gt; fσ(i)(x)(i=2,3,…,l(f(x))),gσ(j-1)(x)gt;gσ(j)(x),(j=2,3,…,l(gA(x)))其中,fσ(i)(x)表示f(x)的第i個(gè)區(qū)間數(shù),gσ(j)(x)表示g(x)的第j個(gè)區(qū)間數(shù),l(f(x)),l(g(x))分別表示f(x)和g(x)中區(qū)間數(shù)的個(gè)數(shù),為方便表示,稱D~=lt;f(x),g(x)gt;為一個(gè)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊元素(IVDHFE),論域U上所有的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集記為IVDHF(U)。
注:若D~=lt;f(x),g(x)gt;,D~=lt;f(x),g(x)gt;∈IVDHFE,在運(yùn)算時(shí)長(zhǎng)度不相等,即l(f(x))≠l(f(x))或l(g(x))≠l(g(x)),本文采用Torra在文[4]提出給元素較少的集合中加入元素使其長(zhǎng)度相等的方法,若l(f(x))≤l(f(x)),可通過(guò)定義11增加f(x)中最小的區(qū)間值給f(x)使得l(f(x))=l(f(x)),反之亦然;若l(g(x))≤l(g(x)),通過(guò)定義11增加g(x)中最小的區(qū)間值給g(x)使得l(g(x))=l(g(x)),反之亦然。
定義5[14,26] 設(shè)U為論域,,∈IVDHF(U),則區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集的基本運(yùn)算定義如下:
1)c={lt;x,fc(x),gc(x)gt;|x∈U}=
{lt;x,g(x),f(x)gt;|x∈U};
2)∪={〈x,f∪(x),g∪(x)〉|x∈U}=
{lt;x,max(fσ(k)(x),fσ(k)(x)),min(gσ(k)(x),
gσ(k)(x))gt;|x∈U} ;
3)∩={〈x,f∩(x),g∩(x)〉|x∈U}=
{lt;x,min(fσ(k)(x),fσ(k)(x)),max(gσ(k)(x),
gσ(k)(x))gt;|x∈U} ;
4)={lt;x,∪[f-,f+]∈{[f-(x),f+(x)]},[f-,f+]∈{[f-(x),f+(x)]}[f-f-,f+f+],
∪[g-,g+]∈{[g-(x),g+(x)]},[g-,f+]∈{[g-(x),g+(x)]}[g-g-,g+g+]gt;|x∈U} ;
5)x∈U滿足fσ(i)(x)≤ fσ(i)(x),且gσ(j)(x)≥gσ(j)(x),i=1,2,…,max(l(f(x)),l(f(x))),j=1,2,…,max(l(g(x)),l(g(x)));
6)=x∈U滿足fσ(i)(x)=fσ(i)(x),gσ(j)(x)=gσ(j)(x)i=1,2,…,max(l(f(x)),l(f(x))),j=1,2,…,max(l(g(x)),l(g(x)))。
定義6[27-28] 設(shè)=lt;f,ggt;∈IVDHFE,則的得分函數(shù)S()定義為:S()=121lf∑(fσ(i)-+fσ(i)+)-1lg∑(gσ(i)-+gσ(i)+),的精確函數(shù)A()定義為:A()=121lf∑(fσ(i)-+fσ(i)+)+1lg∑(gσ(i)-+gσ(i)+),其中l(wèi)f、lg表示f、g的區(qū)間數(shù)個(gè)數(shù)。
定義7[28] 設(shè)1,2∈IVDHFE,S(1),S(2)分別為它們的得分函數(shù),A(1),A(2)分別為它們的偏差函數(shù),則有:
1)若S(1)lt;S(2),則1lt;2,否則反之;
2)若S(1)=S(2)且A(1)lt;A(2),則1lt;2,否則反之;
3)若S(1)=S(2)且A(1)=A(2),則1=2。
2 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集及相關(guān)性質(zhì)
在這部分中,首先由區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋誘導(dǎo)出兩類區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β鄰域系統(tǒng),其次通過(guò)鄰域系統(tǒng)定義四種不同的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集(interval value dual hesitant fuzzy β coverage rough set,IVDHFβCRSs),并探討區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集的一些性質(zhì),最后建立所提出的四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型之間及其與其他相關(guān)模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
2.1 四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集
定義8 設(shè)是非空有限論域U上的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集C構(gòu)成的集合,若∪C=∪{C|C∈}=U,則稱是區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋。
定義9 設(shè)U為論域,={C1,C2,…,Cm}是區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋,其中Ci∈IVDHF(U),(i=1,2,…,m),β∈IVDHFE,若對(duì)x∈U均滿足∪mi=1Ci(x)≥β,則稱為U上的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,(U,)稱為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間(IVDHFCAS)。
定義10 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}是區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)x∈U稱H^βx=∩{Cj∈|Cj(x)≥β,j=1,2…m}為x的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β鄰域,H~β={H^βx|x∈U}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋誘導(dǎo)的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β鄰域系統(tǒng),其中,H^βx={lt;y,fβH^x(y),gβH^x(y)gt;|y∈U}。
定理1 設(shè)={C1,C2,…,Cm}是區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,則對(duì)x∈U有H^βx(x)≥β。
證明:對(duì)x∈U,H^βx(x)=∩{Ci∈|Ci(x)≥β}=∧—Ci(x)≥βCi(x)≥β。
定理2 設(shè)={C1,C2,…,Cm}是區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)x,y,z∈U,如果H^βx(y)≥β,H^βy(z)≥β,則H^βx(z)≥β。
證明:若H^βx(y)≥β則存在Ci滿足Ci(x)≥β和Ci(y)≥β,類似地,若H^βy(z)≥β則存在Ci滿足Ci(y)≥β和Ci(z)≥β,所以當(dāng)H^βx(y)≥β且H^βy(z)≥β時(shí),則存在Ci滿足Ci(x)≥β,Ci(z)≥β,因此H^βx(z)≥β。
定理3 設(shè)={C1,C2,…,Cm}是區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,β1,β2∈IVDHFE,若β1≤β2≤β,則H^β1xH^β2x。
證明:由定義10可得。
定義11 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)∈IVDHF(U),在區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β鄰域系統(tǒng)H~β中的上、下近似H~β(A)和H~β()分別定義如下:
H~β()={〈x,fH~β()(x),gH~β(A)(x)〉|x∈U}(1)
H~β()={〈x,fH~β()(x),gH~β()(x)〉|x∈U}(2)
其中,fH~β()(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—f(y)},
gH~β()(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—g(y)},
fH~β()(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)},
gH~β()(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)}。
H~β(),H~β():IVDHF(U)→IVDHF(U)分別稱為鄰域系統(tǒng)H~β下的上、下近似算子,(H~β(),H~β())稱為1型區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集(1-IVDHFβCRSs)。
定義12 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)于x∈U,稱K^βx={K^βx(y)|y∈U}為x的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊補(bǔ)β鄰域,其中K^βx(y)=H^βy(x) (y∈U),則由區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋誘導(dǎo)的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊補(bǔ)β鄰域系統(tǒng)定義為:K~β={K^βx|x∈U},其中,K^βx={lt;y,fK^βx(y),gK^βx(y)gt;|y∈U}。
定義13 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)∈IVDHF(U),在區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊補(bǔ)β鄰域系統(tǒng)K~β中的上、下近似K~β()和K~β()分別定義如下:
K~β()={〈x,fK~β()(x),gK~β()(x)〉|x∈U}(3)
K~β()={〈x,fK~β()(x),gK~β()(x)〉|x∈U}(4)
其中,fK~β()(x)=∨—y∈U{fK^βx(y)∧—f(y)},
gK~β()(x)=∧—y∈U{gK^βx(y)∨—g(y)},
fK~β()(x)=∧—y∈U{gK^βx(y)∨—f(y)},
gK~β()(x)=∨—y∈U{fK^βx(y)∧—g(y)}。
K~β(),K~β():IVDHF(U)→IVDHF(U)
分別稱為鄰域系統(tǒng)K~β下的上下近似算子,(K~β(),K~β())稱為2型區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集(2-IVDHFβCRSs)。
通過(guò)1-IVDHFβCRSs和2-IVDHFβCRSs,下面將誘導(dǎo)另外兩種IVDHFβCRSs。
定義14 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)∈IVDHF(U),在鄰域系統(tǒng)H~β和K~β中的上、下近似T~β()和T~β()分別定義如下:
T~β()={〈x,fT~β()(x),gT~β()(x)〉|x∈U}(5)
T~β()={〈x,fT~β()(x),gT~β()(x)〉|x∈U}(6)
其中,
fT~β()(x)=∨—y∈U{(fH^βx(y)∧—fK^βx(y))∧—f(y)},
gT~β()(x)=∧—y∈U{(gH^βx(y)∨—gK^βx(y))∨—g(y)},
fT~β()(x)=∧—y∈U{(gH^βx(y)∨—gK^βx(y))∨—fA(y)},
gT~β()(x)=∨—y∈U{(fH^βx(y)∧—fK^βx(y))∧—g(y)}。
T~β(),T~β():IVDHF(U)→IVDHF(U)分別稱為鄰域系統(tǒng)H~β和K~β下的上、下近似算子,(T~β(),T~β())稱為3型區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集(3-IVDHFβCRSs)。
定義15 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì)∈IVDHF(U),在鄰域系統(tǒng)H~β和K~β中的上、下近似Z~β()和Z~β()分別定義如下:
Z~β()={〈x,fZ~β()(x),gZ~β()(x)〉|x∈U}(7)
Z~β()={〈x,fZ~β()(x),gZ~β()(x)〉|x∈U}(8)
其中,fZ~β()(x)=∨—y∈U{(fH^βx(y)∨—fK^βx(y))∧—f(y)},
gZ~β()(x)=∧—y∈U{(gH^βx(y)∧—gK^βx(y))∨—g(y)},
fZ~β()(x)=∧—y∈U{(gH^βx(y)∧—gK^βx(y))∨—fA(y)},
gZ~β()(x)=∨—y∈U{(fH^βx(y)∨—fK^βx(y))∧—g(y)}。
Z~β(),Z~β():IVDHF(U)→IVDHF(U)分別稱為鄰域系統(tǒng)H~β和K~β下的上、下近似算子,(Z~β(),Z~β())稱為4型區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集(4-IVDHFβCRSs)。
2.2 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集的性質(zhì)
定理4 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì),∈IVDHF(U),則:
1)H~β(c)=(H~β())c,
H~β(c)=(H~β())c;
2)H~β(∩)=H~β()∩H~β(),
H~β(∪)=H~β()∪H~β();
3)若,則H~β()H~β(),H~β()H~β();
4)H~β()∪H~β()H~β(∪);H~β(∩)H~β() ∩H~β()。
證明:1)對(duì)x∈U有:
fH~β(c)(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—fc(y)}=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—g(y)}〗=gH~β()(x) ;
gH~β()(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—gc(y)}=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—f(y)}=fH~β()(x) ;
所以,H~β(c)={〈x,gH~β()(x),fH~β()(x)〉|x∈U}=(H~β())c成立;同理可證H~β(c)=(H~β())c成立。
2)對(duì)x∈U有:
fH~β(∩)(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f∩(y)}=
∧—y∈U{gH^βx(y)∨—(f(y)∧—f(y))}=
(∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)})∧—(∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)})=
fH~β()(x)∩fH~β()(x) ;
gH~β(∩)(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g∩(y)}=
∨—y∈U{fH^βx(y)∧—(g(y)∨—g(y))}=
(∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)})∨—(∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)})=gH~β()(x)∪gH~β()(x) ;
所以,H~β(∩)=H~β()∩H~β()成立;同理可證H~β(∪)=H~β()∪H~β()成立。
3)由可知f(x)≤f(x)且g(x)≥g(x),那么對(duì)x∈U有:
fH~β()(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)}≤∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)}=fH~β()(x) ;
gH~β()(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)}≥∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)}=gH~β()(x) ;
fH~β()(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—f(y)}≤∨—y∈U{fH^βx(y)∧—f(y)}=fH~β()(x) ;
gH~β()(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—g(y)}≥∧—y∈U{gH^βx(y)∨—g(y)}=gH~β()(x);
所以,當(dāng)時(shí),H~β()H~β(),H~β()H~β()成立;
4)對(duì)x∈U有:
fH~β(∪)(x)=∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(∪)(y)}=
∧—y∈U{gH^βx(y)∨—(f(y)∨—f(y))}≥
(∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)})∨—(∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)})=fH~β()(x)∨—fH~β()(x);
gH~β(∪)(x)=∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(∪)(y)}=
∨—y∈U{fH^βx(y)∧—(g(y)∧—g(y))}≤
(∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)})∧—(∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)})=
gH~β()(x)∧—gH~β()(x) ;
所以H~β()∪H~β()H~β(∪)成立;同理可證,H~β(∩)H~β()∩H~β()成立。
定理5 設(shè)U為論域,和綅為區(qū)間值猶豫模糊β覆蓋,β∈IVDHFE,其中={C1,C2,…,Cm},綅={Q1,Q2,…,Qn},和綅誘導(dǎo)的兩個(gè)區(qū)間值猶豫模糊β鄰域系統(tǒng)分別為H~β={(H^1)βx|x∈U}和H~β綅={(H^2)βx|x∈U},對(duì)∈IVDHF(U),若(H^1)βx(H^2)βx(x∈U),則:
1)H~β綅()H~β();
2)H~β()H~β綅()。
證明:1)定義10、定義11可知:
fH~β()(x)=∧—y∈U{g(H1)^βx(y)∨—f(y)}≥
∧—y∈U{g(H2)^βx(y)∨—f(y)}=fH~β綅()(x) ;
gH~β()(x)=∨—y∈U{f(H1)^βx(y)∧—g(y)}≤
∨—y∈U{f(H2)^βx(y)∧—g(y)}=gH~β綅()(x) ;
H~β綅()={〈x,fH~β綅()(x),gH~β綅()(x)〉|x∈U}
{lt;x,fH~β()(x),gH~β()(x)gt;|x∈U}=H~β() ;
所以H~β綅()H~β()成立;
2)證明類似于1);
定理6 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì),∈IVDHF(U),則:
1)K~β(c)=(K~β())c,
K~β(c)=(K~β())c;
2)K~β(∩)=K~β()∩K~β(),
K~β(∪)=K~β()∪K~β();
3)若,則K~β()K~β(), K~β()K~β();
4)K~β()∪K~β()K~β(∪),
K~β(∩)K~β()∩K~β()。
證明:類似于定理4的證明。
定理7 設(shè)U為論域,和綅為區(qū)間值猶豫模糊β覆蓋,β∈IVDHFE,其中={C1,C2,…,Cm},綅={Q1,Q2,…,Qn},和綅誘導(dǎo)的兩個(gè)區(qū)間值猶豫模糊補(bǔ)β鄰域系統(tǒng)分別為K~β={(K^1)βx|x∈U}和K~β綅={(K^2)βx|x∈U},對(duì)∈IVDHF(U),若(K^1)βx(K^2)βx,則:
1)K~β綅()K~β();
2)K~β()K~β綅()。
證明:類似于定理5的證明。
定理8 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì),∈IVDHF(U),則:
1)Z~β()H~β()T~β(),
Z~β()K~β()T~β();
2)T~β()H~β()Z~β(),
T~β()K~β()Z~β();
3)T~β()=H~β()∪K~β(),
T~β()=H~β()∩K~β();
4)Z~β()=H~β()∩K~β(),
Z~β()=H~β()∪K~β()。
證明:1)-2)由定義11,13,14,15可得。
3)對(duì)x∈U有:
fT~β()(x)=∧—y∈U{(gH^βx(y)∨—gK^βx(y))∨—f(y)}=
∧—y∈U{gH^βx(y)∨—f(y)}∨—∧—y∈U{gK^βx(y)∨—f(y)}=
fH~β()(x)∨—fK~β()(x) ;
gT~β((x)=∨—y∈U{(fH^βx(y)∧—fK^βx(y))∧—g(y)}=
(∨—y∈U{fH^βx(y)∧—g(y)})∧—(∨—y∈U{fK^βx(y)∧—g(y)})=
gH~β()(x)∧—gK~β()(x) ;
T~β()={〈x,fT~β()(x),gT~β()(x)〉|x∈U}=
{〈x,fH~β()(x)∨—fK~β()(x),gH~β()(x)∧—
gK~β()(x)〉|x∈U}=H~β()∪K~β();
fT~β()(x)=∨—y∈U{(fH^βx(y)∧—fK^βx(y))∧—f(y)}=
(∨—y∈U{fH^βx(y)∧—f(y)})∧—(∨—y∈U{fK^βx(y)∧—f(y)})=
fH~β()(x)∧—fK~β()(x);
gT~β()(x)=∧—y∈U{(gH^βx(y)∨—gK^βx(y))∨g(y)}=
(∧—y∈U{gH^βx(y)∨—g(y)})∨—(∧—y∈U{gK^βx(y)∨—
g(y)})=gH~β()(x)∨—gK~β()(x);
T~β()={〈x,fT~β()(x),gT~β()(x)〉|x∈U}=
{〈x,fH~β()(x)∧—fK~β()(x),gH~β()(x)∨—
gK~β()(x)〉|x∈U}=H~β()∩K~β()。
4)證明類似于3)。
定理9 設(shè)(U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì),∈IVDHF(U),則:
1)T~β(c)=(T~β())c,
T~β(c)=(T~β())c;
2)T~β(∩)=T~β()∩T~β(),
T~β(∪)=T~β()∪T~β();
3)若,則T~β()T~β(),T~β()T~β();
4)T~β()∪T~β()T~β(∪),
T~β(∩)T~β()∩T~β()。
證明:類似于定理4。
定理10 設(shè) (U,)為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊覆蓋近似空間,β∈IVDHFE,={C1,C2,…,Cm}為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋,對(duì),∈IVDHF(U),則:
1)Z~β(c)=(Z~β())c,
Z~β(c)=(Z~β())c;
2)Z~β(∩)=Z~β()∩Z~β(),
Z~β(∪)=Z~β()∪Z~β();
3)若,則Z~β()Z~β(),Z~β()Z~β();
4)Z~β()∪Z~β()Z~β(∪),
Z~β(∩)Z~β()∩Z~β()。
證明:類似于定理4。
2.3 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集與其它已有模型的關(guān)系
在定理8中構(gòu)建了所提出四種模型之間的關(guān)系,這節(jié)將探索所提出的四種IVDHFβCRSs和其它已有模型之間的關(guān)系。
定理11 若區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊關(guān)系R為H~β,即R(x,y)=H^βx(y)(x,y∈U),則1-IVDHFβCRSs將退化為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊粗糙集。
證明:由定義11可得。
定理12 若區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊關(guān)系R為K~β,即R(x,y)=K^βx(y)(x,y∈U),則2-IVDHFβCRSs將退化為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊粗糙集。
證明:由定義13可得。
定理13 若區(qū)間值退化為一個(gè)普通數(shù)值,則本文提出的四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集將退化為對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集。
證明:由定義1、11、13、14、15可得。
3 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集在多屬性決策中的應(yīng)用
在這部分中,通過(guò)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息的決策問題描述、決策方法、多屬性決策算法和應(yīng)用實(shí)例,表明區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集在多屬性決策問題中的適用性及有效性。
3.1 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息決策問題描述
設(shè)U={x1,x2,…,xn}為n個(gè)備選對(duì)象的集合,={C1,C2,…,Cm}是集合U的屬性集,多個(gè)決策者根據(jù)專業(yè)知識(shí)給出備選對(duì)象xi(i=1,2,…,n)關(guān)于屬性Cj(j=1,2,…,m)的評(píng)價(jià)值,記為Cj(xi)=lt;fij ,gijgt;,其中,fij表示xi滿足Cj屬性的區(qū)間值集合,gij表示xi不滿足Cj屬性的區(qū)間值集合,由此可建立區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣。
在區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中,如何確定最佳備選對(duì)象或?qū)λ械膫溥x方案進(jìn)行排序是一個(gè)重要的決策問題,本文使用一種基于粗糙集理論的經(jīng)典決策方法對(duì)該類問題進(jìn)行建模,并引入?yún)^(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型來(lái)解決該類問題。
3.2 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息的決策方法
針對(duì)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息系統(tǒng)中的多屬性決策問題,此小節(jié)將詳細(xì)給出解決該類問題的決策方法。
首先,通過(guò)定義6的得分函數(shù)構(gòu)造區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中的最佳理想解如下:
={Cj,max{S(Cj(xi))|i=1,2,…,n;j=1,2,…,m}。
其次,在區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中使用精確參數(shù)β,通過(guò)定義10、12計(jì)算區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β鄰域系統(tǒng)和區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊補(bǔ)β鄰域系統(tǒng),然后通過(guò)定義11、13、14、15計(jì)算區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集的上、下近似Δ~β(),Δ~β(),其中Δ=Η,Κ,Τ,Ζ。從多屬性決策的角度看,使用的精確參數(shù)β可以理解為一致性共識(shí)閾值。
最后,通過(guò)定義12計(jì)算Δ~β()與Δ~β()的環(huán)和,其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ,然后根據(jù)定義6計(jì)算環(huán)和中每個(gè)備選對(duì)象xi(i=1,2,…,n)的得分函數(shù),利用得分函數(shù)值確定備選對(duì)象之間的序關(guān)系。
3.3 區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息的多屬性決策算法
設(shè)U={x1,x2,…,xn}為論域,在論域U上有m個(gè)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集構(gòu)成區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣,本節(jié)基于區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型提出區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息的多屬性決策算法。
輸入:1)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣;2)一致性共識(shí)閾值β。
輸出:備選對(duì)象之間的序關(guān)系。
Step 1:構(gòu)建最佳理想解。
Step 2:計(jì)算鄰域系統(tǒng)H~β和K~β 。
Step 3:在鄰域系統(tǒng)下計(jì)算的上、下近似Δ~β(),Δ~β(),其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ。
Step 4:計(jì)算環(huán)和Δ~β()Δ~β(),其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ。
Step 5:計(jì)算得分函數(shù)S(Δ~β()Δ~β()),并根據(jù)函數(shù)值大小排序,其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ。
3.4 實(shí)例說(shuō)明
假設(shè)某公司針對(duì)某個(gè)崗位的空缺想在若干候選人中擇優(yōu)招聘一個(gè)員工。設(shè)U={x1,x2,…,xn}是應(yīng)聘該職位的五個(gè)候選人,={C1,C2,…,C5}為招聘該崗位的所要滿足的崗位要求,分別表示專業(yè)能力、教育程度、外語(yǔ)水平、計(jì)算機(jī)水平、工作經(jīng)驗(yàn)。公司的人力資源管理師們根據(jù)自己的專業(yè)知識(shí)給出每個(gè)候選人xi滿足崗位要求Cj的評(píng)估值,記為Cj(xi)=lt;fij ,gijgt;。其中,fij表示xi滿足崗位要求Cj的區(qū)間值集合,gij表示xi不滿足崗位要求Cj的區(qū)間值集合,由此建立了區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣如表1所示。
下面將通過(guò)本章3.3節(jié)提出的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息的多屬性決策算法來(lái)詳細(xì)介紹決策過(guò)程。該算法可以有效地解決具有不確定性和猶豫性的多屬性決策問題。
Step 1:構(gòu)建最佳理想解。
通過(guò)得分函數(shù)定義6構(gòu)造區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中的最佳理想解如下:
A={x1,lt;{[0.5,0.7]},{[0.2,0.3]}gt;},{x2,lt;{[0.6,0.8]},{[0.1,0.2]}gt;},{x3,lt;{[0.5,0.7],[0.5,0.6],[0.4,0.6]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]}gt;},{x4,lt;{[0.5,0.8],[0.5,0.6]},{[0.1,0.2]}gt;},{x5,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]}gt;}
Step 2:計(jì)算鄰域系統(tǒng)H~β和K~β。
設(shè)一致性共識(shí)閾值β =lt; {[0.4, 0.6],[0.3, 0.5], [0.3,0.4]},{[0.3,0.4],[0.2,0.3]}gt;,xi的鄰域可由定義10可計(jì)算如下:H^βx1=C1∩C2∩C4,H^βx2=C1∩C4∩C5,H^βx3=C1∩C2∩C3∩C5,H^βx4=C2∩C3∩C4,H^βx5=C2∩C4∩C5,由此所計(jì)算得到的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β鄰域系統(tǒng)H~β如表2所示,進(jìn)一步通過(guò)定義12可計(jì)算得到區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊補(bǔ)β鄰域系統(tǒng)K~β系統(tǒng)如表3所示。
Step 3:在鄰域系統(tǒng)H~β和K~β下計(jì)算的四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集的上、下近似Δ~β()和Δ~β(),其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ,分別代表前文提出的四種粗糙集模型。
1-IVDHFβCRSs的上、下近似H~β()和H~β()可通過(guò)定義11中的式(1)和(2)計(jì)算如下:
H~β()={lt;{[0.4, 0.7], [0.3, 0.5]},{[0.2, 0.3],[0.1, 0.3]}gt;/x1,lt;{[0.4, 0.6], [0.3, 0.5]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]} /x2,lt;{[0.4,0.6], [0.4,0.5],[0.3,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x3, lt;{[0.5,0.7],[0.5,0.6],[0.4,0.6]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]}gt;/x4,lt;{[0.4, 0.6], [0.3, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
H~β()={lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x1,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x2,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x4,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
2-IVDHFβCRSs的上、下近似K~β()和K~β()可定義13中的公式(3)和(4)計(jì)算如下:
K~β()={lt;{[0.4,0.7],[0.3,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x1 ,lt;{[0.4,0.6],[0.3,0.5]},{[0.2,0.4],[0.1,0.2]}gt;/x2,lt;{[0.4, 0.6], [0.4, 0.5],[0.3, 0.5]},{[0.2, 0.4],[0.2, 0.3]}gt;/x3, lt;{[0.5, 0.7], [0.5, 0.6], [0.4, 0.6]},{[0.1, 0.3],[0.1, 0.2]}gt;/x4,lt;{ [0.4, 0.6], [0.3, 0.5]},{[0.3, 0.4]}gt;/x5}。
K~β()={lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x1,lt;{[0.5,0.7], [0.4, 0.6],[0.4,0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x2,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x4,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
3-IVDHFβCRSs上、下近似 T~β()和T~β()可通過(guò)定義14中的公式(5)和(6)計(jì)算如下:
T~β()={lt;{[0.4,0.7],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x1,lt;{[0.4,0.6],[0.3,0.5]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]}gt;/x2,lt;{ [0.4, 0.6], [0.3,0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5, 0.7], [0.5,0.6],[0.4,0.6]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]}gt;/x4,lt;{ [0.4, 0.6], [0.3, 0.5]},{[0.3, 0.4]}gt;/x5}。
T~β()={lt;{[0.5,0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x1,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x2,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x4,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
4-IVDHFβCRSs上、下近似Z~β()和Z~β()可通過(guò)定義15中的公式(7)和(8)計(jì)算如下:
Z~β()={lt;{[0.4,0.7],[0.3,0.5]},{[0.2,0.3],[0.1,0.3]}gt;/x1,lt;{[0.4,0.6],[0.3,0.5]},{[0.2,0.3],[0.1,0.2]}gt;/x2,lt;{[0.4,0.6],[0.4,0.5],[0.3,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.1,0.3],[0.1,0.2]}gt;/x4,lt;{[0.4, 0.6], [0.3, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5};
Z~β()={lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x1,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x2,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x4,lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6], [0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
Step 4:計(jì)算區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集上、下近似的環(huán)和Δ~β()Δ~β(),其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ。
1-IVDHFβCRS上、下近似的環(huán)和H~β()H~β()可根據(jù)定義5中的環(huán)和公式(4)計(jì)算如下:
H~β()H~β()={lt;{[0.7, 0.91], [0.64, 0.88], [0.64, 0.85], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09], [0.02, 0.09]}gt;/x1,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09], [0.02, 0.06]}gt;/x2,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.7, 0.85], [0.64, 0.8], [0.64, 0.75], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09]}gt;/x3,lt;{[0.75, 0.91], [0.7, 0.88], [0.7, 0.85], [0.75, 0.88], [0.7, 0.84], [0.7, 0.8], [0.7, 0.88], [0.64, 0.84],[0.64,0.8]},{[0.04,0.09],[0.02,0.06]}gt;/x4,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09]}gt;/x5};
2-IVDHFβCRS上、下近似的環(huán)和K~β()K~β()可根據(jù)定義5中的環(huán)和式(4)計(jì)算如下:
K~β()K~β()={lt;{[0.7, 0.91], [0.64, 0.88], [0.64,0.85],[0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58,0.75]},{[0.04, 0.09]}gt;/x1,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.12], [0.02, 0.06]}gt;/x2,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.7, 0.85], [0.64, 0.8], [0.64, 0.75], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.12], [0.04, 0.09]}gt;/x3,lt;{[0.75, 0.91], [0.7, 0.88], [0.7, 0.85], [0.75, 0.88], [0.7,0.84], [0.7, 0.8], [0.7, 0.88], [0.64, 0.84],[0.64,0.8]},{[0.02,0.09],[0.02,0.06]}gt;/x4,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.06, 0.12]}gt;/x5};
3-IVDHFβCRS上、下近似的環(huán)和T~β()T~β()可根據(jù)定義5中的環(huán)和式(4)計(jì)算如下:
T~β()T~β()={lt;{[0.7, 0.91], [0.64, 0.88], [0.64, 0.85],[0.65,0.85],[0.58,0.8],[0.58,0.75]},{[0.04,0.09]}gt;/x1,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[[0.04, 0.09], [0.02, 0.06]]}gt;/x2,lt;{[0.7,0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.7, 0.85], [0.64, 0.8], [0.64, 0.75], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09]}gt;/x3,lt;{[0.75, 0.91], [0.7, 0.88], [0.7, 0.85], [0.75, 0.88], [0.7, 0.84], [0.7, 0.8], [0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8]},{[0.04, 0.09], [0.02, 0.06]}gt;/x4,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.06, 0.12]}gt;/x5};
4-IVDHFβCRS上、下近似的環(huán)和Z~β()Z~β()可根據(jù)定義5中的環(huán)和式(4)計(jì)算如下:
Z~β()Z~β()={lt;{[0.7, 0.91], [0.64, 0.88], [0.64, 0.85], [0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09], [0.02, 0.09]}gt;/x1,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.65,0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09], [0.02, 0.06]}gt;/x2,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8], [0.7, 0.85], [0.64, 0.8], [0.64, 0.75], [0.65, 0.85],[0.58,0.8],[0.58,0.75]},{[0.04,0.09]}gt;/x3,lt;{[0.75, 0.91], [0.7, 0.88], [0.7, 0.85], [0.75, 0.88], [0.7, 0.84],[0.7,0.8],[0.7,0.88],[0.64,0.84],[0.64, 0.8]},{[0.02, 0.09], [0.02, 0.06]}gt;/x4,lt;{[0.7, 0.88], [0.64, 0.84], [0.64, 0.8],[0.65, 0.85], [0.58, 0.8], [0.58, 0.75]},{[0.04, 0.09]}gt;/x5}。
Step 5:根據(jù)區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集上、下近似的環(huán)和結(jié)果,計(jì)算ζΔ(xi)=S(Δ~β()Δ~β()(xi))如下,其中,Δ=Η,Κ,Τ,Ζ。
ζΗ(xi)=S((H~β()H~β())(xi))={0.675 9/x1, 0.673 4/x2, 0.662 2/x3, 0.723/x4, 0.660 8/x5};
ζΚ(xi)=S(K~β()K~β())(xi))={0.670 8/x1,0.665 9/x2, 0.654 7/x3, 0.728/x4,0.635 9/x5};
ζΤ(xi)=S(T~β()T~β())(xi))={0.670 8/x1, 0.673 4/x2, 0.662 2/x3, 0.723/x4, 0.635 9/x5};
ζΖ(xi)=S(Z~β()Z~β())(xi))={0.675 9/x1, 0.673 4/x2, 0.662 2/x3, 0.728/x4, 0.660 8/x5}。
為了確定最佳備選對(duì)象,根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果通過(guò)簇狀柱形圖的方式對(duì)5個(gè)候選人的得分值進(jìn)行可視化如圖1所示。經(jīng)過(guò)分析,我們發(fā)現(xiàn)在四種IVDHFβCRSs模型參與決策的情況下,備選對(duì)象x4的得分函數(shù)值均最高。因此,我們得出結(jié)論,x4是最佳備選對(duì)象。
()Δ~β
在以上決策過(guò)程中充分利用區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中的信息,決策者可直接利用專家評(píng)估信息做出相關(guān)決策,使得決策結(jié)果更加可信,無(wú)需再尋求其他復(fù)雜信息,使決策過(guò)程更加便捷。為進(jìn)一步論證本文提出決策方法的可用性和有效性,接下來(lái)將與其他文獻(xiàn)的決策方法進(jìn)行對(duì)比。
Yang在文[28]中,提出利用集合上、下近似的評(píng)價(jià)函數(shù)(evaluation)和弱評(píng)價(jià)函數(shù)(weak_evaluation)進(jìn)行決策的方法,在本文中為模糊關(guān)系,由此可計(jì)算—()和—()如下:
—()= {lt;{[0.6, 0.8],},{[0.2, 0.3]}gt;/x1,lt;{[0.6, 0.7], [0.6, 0.8]},{[0.2, 0.3]}gt; /x2,lt;{[0.6, 0.7], [0.6, 0.8]},{[0.2,0.3]}gt;/x3,lt;{[0.7,0.8]},{[0.2,0.3]}gt;/x4,lt;{[0.5,0.7], [0.5,0.6]} ,{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
—()={lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x1,lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x2, lt;{[0.5,0.7],[0.4,0.6],[0.4,0.5]},{[0.2,0.3]}gt;/x3,lt;{[0.5,0.7], [0.4,0.6],[0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x4, lt;{[0.5, 0.7], [0.4, 0.6],[0.4, 0.5]},{[0.2, 0.3]}gt;/x5}。
根據(jù)以上—()和—()的計(jì)算結(jié)果,計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)E(—(),—())值和弱評(píng)價(jià)函數(shù)W(—(),—())值如表4所示。
根據(jù)表4的數(shù)據(jù)結(jié)果,使用折線圖的方式展現(xiàn)了評(píng)價(jià)函數(shù)E(—(),—())和弱評(píng)價(jià)函數(shù)W(—(),—())的值如圖2所示,以便直觀地確定最佳備選對(duì)象。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),備選對(duì)象x4在兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)上的得分值均最高。因此,可得出結(jié)論x4是最佳備選對(duì)象。
Zhang在文[29]中提出利用四種不同函數(shù)決策求交的方法進(jìn)行最佳對(duì)象的選擇,通過(guò)計(jì)算—()和—()中每個(gè)備選對(duì)象xi得分函數(shù)值如表5所示。在本文中為模糊關(guān)系,集合與(xi,Cj)的相關(guān)系數(shù)ρ(,(xi,Cj))計(jì)算結(jié)果如表6所示。
根據(jù)表5和表6的數(shù)據(jù),T1、T2、T3、T4函數(shù)的決策結(jié)果如下:
T1={k|maxx∈U,Ck∈{ρ(,(x,Ck))}}={4}
T2={i|max{s(—()(xi))}}={4}
T3={j|max{s(—()(xj))}}={1,2,3,4,5}
T4={l|max{s(—()(xl))+s(—()(xl))}}={4}
通過(guò)以上計(jì)算易得T1∩T2∩T3∩T4={4},故最佳候選人是x4。
本文所提出的決策方法經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的理論推導(dǎo)和實(shí)例應(yīng)用,并通過(guò)與文[28]和[29]提出的兩種決策方法對(duì)比,證明其在實(shí)際應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢(shì)和可行性。本文的決策方法具有更高的靈活性和適應(yīng)性,可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,以適用于不同的決策場(chǎng)景和應(yīng)用領(lǐng)域。
4 結(jié) 論
為了有效地處理現(xiàn)實(shí)世界中的不確定性和不完備性問題,選擇合適的模型可以更好地適應(yīng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn),提高模型的準(zhǔn)確性和可靠性。本文結(jié)合區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集和β覆蓋粗糙集提出了四種不同類型的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集,該類模型通過(guò)評(píng)價(jià)值以隸屬度區(qū)間集合和非隸屬度區(qū)間集合描述對(duì)象對(duì)于集合的隸屬程度,旨在處理更為復(fù)雜的區(qū)間值猶豫模糊信息的推理與決策問題。深入研究了四種區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集上、下粗糙近似算子的相關(guān)代數(shù)結(jié)構(gòu),并建立了本文所提出的四種粗糙集模型之間及其與其它關(guān)聯(lián)模型之間的關(guān)系。同時(shí),在區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中構(gòu)建出了最優(yōu)的區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊集,能夠充分利用區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊決策矩陣中的信息,使決策者直接利用評(píng)估信息做出相關(guān)決策,而無(wú)需再尋求其它復(fù)雜信息,從而使得決策過(guò)程更加便捷。通過(guò)設(shè)計(jì)多屬性決策算法的實(shí)例應(yīng)用有效驗(yàn)證了區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊β覆蓋粗糙集模型在解決實(shí)際問題中的可行性與有效性。以上研究為區(qū)間值對(duì)偶猶豫模糊信息系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模奠定了理論基礎(chǔ)。本文下一步主要研究所提出的四類IVDHFβCRSs模型與各類機(jī)器學(xué)習(xí)算法相融合,進(jìn)行復(fù)雜問題智能決策方法及其應(yīng)用研究。
參 考 文 獻(xiàn):
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(編輯:溫澤宇)
哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)2024年4期