Файл: Айвазян, С. А. Классификация многомерных наблюдений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При больших я и т ( я<7) в предположении справедливости ги­ потезы л о удобно^использовать в качестве приближения для распре­ деления случайной величины т ( п - 1) W распределение х2 (я - 1).

Допустим, что все т ранжирований не содержат классов с одина­ ковыми номерами. В этом случае в предположении справедливости ги­ потезы г/0 в LoJ затабулировано точное распределение W для следующих

значении

параметров: п = 3, т = 2, ...,

10; п = 4, т ■■=2,

6;

я == 5, tri

3.

*

> >

Пользуясь таблицами точных распределений, или же соответству­ ющими приближениями, можно, задавшись определенным уровнем значимости, построить критическую область для проверки справед­ ливости гипотезы Н0. Если значение статистики W попадет в эту кри­ тическую область, гипотеза Н0 отвергается с заданным уровнем зна-

и Ш Ѵ Л П Г 'Г Т .Г J r

Так, например, при достаточно большом числе экспертов (т-+ оо) и при числе объектов я > 7 мы можем, как указывалось, воспользо­

ваться фактом приближенной X2 («—1) - распределенности статисти­ ки т (я —1)Г. Поэтому нежелательную для нас гипотезу Н0 следует отвергнуть лишь в том случае, если окажется, что т (n— \)W > ХаХ X (я 1), где W подсчитанный по вышеприведенной формуле коэффи­ циент согласованности мнений всех экспертов, а (я—1)—100 а%-ная точках -распределения с п - 1 степенями свободы (находится из таблиц по заданной величине уровня значимости критерия а).

После предварительной обработки результатов экспертного ранжирования мьміереходим к выбору функции <p (X), а именно к выбору

вектора Ь (blt b2, .... Ьр) (в дальнейшем, для удобства изложения, мы будем всюду иметь дело только с линейной аппроксимацией целевой функции). Для наилучшего выбора аппроксимирующей функции мо­

жет^ быть предложен следующий подход. Любая функция

фх (X) =

= ^ і ^ Х<° задает некоторое ранжирование исследуемых

объектов.

Пусть і} (b) — порядковый номер, приписанный /-му объекту при ис­ пользовании целевой функции фх (X ) со значением векторного пара­ метра, равным Ь. Вычислим коэффициент ранговой корреляции Спир-

мэна между этим ранжированием

и ранжированием k-то эксперта

а именно

г ’

2 №к)у + тМ + т(Ь)

Р<*> (&)=!■ ./= 1______________

я3 —3

Здесь d(fk) = \ i<;-k)~ij(b)\, а Т{Ь) - величина (5.2), вычисленная для ранжирования с помощью фх(Х). В качестве оценки для b нужно

 

^

m

брать вектор Ь,

при котором величина

2 рw (Ь) максимальна.

ГГ

й

 

А = 1

При выборе фх (X) могут быть использованы и другие коэффициен­

ты ранговой корреляции, например коэффициент ранговой корреля­ ции т Кендалла, коэффициент конкордации и т. п.

8*

213


Остановимся теперь на других возможных вариантах информации о выходном качестве.

б) Разбиение объектов на классы как результат экспертного опроса.

Пусть т экспертами п объектов разбиты на классы (ЛД*>—число клас­

сов в k-u

экспертном разбиении),

близкие в смысле выходного ка­

чества у.

Пусть Р<*> — разбиение, предложенное k-u

экспертом. Для

любых двух разбиений

Р и Q может быть

введена

мера близости

между этими разбиениями (см. § 4

главы III):

 

 

 

 

 

 

d(P, Q)

_1_

Vп

Qu

 

 

где

 

 

 

 

2 і, 1=1 Pu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

если объекты Хг,

Х { находятся

в одном

классе

Pu -=

 

разбиения Р;

 

 

 

 

 

 

О,

если объекты Хг, Х г находятся

в разных

 

 

 

 

классах

разбиения

Р,

 

 

 

 

а Цц определяется аналогично для

разбиения Q.

 

 

 

 

 

 

р

— некоторая линейная аппроксимация у.

Пусть фі (X) = Ъ Ь I

Задавшись

некоторым е > 0,

можно с помощью фх (X)

построить

разбиение п объектов на классы. В один класс при этом

попадут те

объекты,

у

которых 0 ^

фх (X) <; е, в другой -— те,

у которых е <С

^ Фі (^0

<

2е и т. д. Полученное разбиение Р зависит, очевидно, от

значений е й Ь. Подбираются

такие значения

е й

Ь,

чтобы величина

т

 

 

 

 

 

= d (Р<А), Р).

 

 

была минимальна.

Здесь

 

 

Для наилучшего выбора вектора коэффициентов Ь можно исполь­ зовать также так называемый «метод голосования», предложенный

Ю. И. Журавлевым (см. также § 3 главы I). При любом е > 0 с по-

р

мощью линейной функции ф2 (X) = 2 Ьі х(/) строится разбиение п

объектов следующим образом. Пусть в разбиениях классы занумерова­

ны и Р\к) і-й класс в k-м экспертном разбиении. Для любого объекта Xj подсчитывается величина

r ( X j , p j k>)=

£

г (Xj, Xj),

где

*i ьрі(k)

 

 

 

1,

если

2

JO

ь М '

Г(Х;> X,) =

 

1 = 1

 

 

р

 

О,

если

 

Я ь Л х У - х Р )

<е,

>е.

Объект Xj

относится к

тому классу, для которого величина

Г (X,-, Рік))

максимальна.

Полученное разбиение обозначим через

214


Р (к)(г, b). Вычислим расстояние

= rf(P<*>, PW(e, b)). Подбирая

m

значения e, b, при которых 2 d(k) минимальна, найдем лучшие

оценки для вектора Ь.

в) Оценка объектов в баллах как результат экспертного опроса

Пусть теперь т экспертами произведена оценка в баллах п объек­ тов. Тогда для оценки вектора b в линейной аппроксимации (X) может быть использован метод наименьших квадратов. А именно,

пусть г-й объект получает от k-ro эксперта балл w(k)

(і =

1, ..., п; k =

1, •••, т). Мы считаем, что

 

 

 

w\k)- 2 *,*!'>■ -el(*)

(i= 1, , n; k= 1,

...,

m).

i=i

 

 

 

Относительно случайных ошибок

мы предполагаем, что они неза­

висимы, нормально распределены и

 

 

Mef° = 0,

Dе\к) =-о2.

 

 

В этом случае наилучшей оценкой для вектора b является вектор, минимизирующий величину

тп

У

V

(А)

XI)

_

_

W

Ц Ь ' Х І

k =

\ ( = і

 

1 = 1

Этот вектор находится как решение системы линейных уравнений

П

1 т

п

р

/= і, 2....

2

2

2

 

і= і

т k= 1

і = іг = і

 

Если Ъе\к) = (а{к)У , то за оценку метода наименьших квадратов для вектора b берется вектор, минимизирующий величину

т

п

Р

2

і= 1

П р и м е ч а н и е 1. Метод наименьших квадратов, вероятно, может быть использован для нахождения вектора b и в случае ранжи­ рования экспертами п объектов (случай а). При этом, полагая у} =

П

2 г’/'А). находится вектор Ь, минимизирующий

П р и м е ч а н и е 2,

Иногда удобно пользоваться единым вари­

антом экспертной оценки

объектов. Можно показать, что в случае ран-

215


жировки объектов (случай а) наилучшим способом получения такого единого варианта является приписывание каждому объекту ранга, равного медиане ряда рангов, присвоенных ему всеми экспертами. Получение единого экспертного варианта в случае оценки объектов в баллах (случай е) состоит, как легко понять, в вычислении арифмети­ ческих средних оценок для каждого объекта, правда, лишь после ис­ ключения резко выделяющихся (некомпетентных) экспертных оценок.

4. Некоторые замечания по использованию экспертно-статистического метода

взадаче оптимизации структуры фондов потребления

За м е ч а н и е 1. Смысл и место целевой функции в задаче опти­ мизации структуры потребления. В данном случае целевую функцию

«функцию общественного благосостояния», по нашему мнению, не

следует интерпретировать как некую объективно существующую уни­ версальную характеристику благосостояния общества, но лишь как удобный вспомогательный аппроксимационный инструмент при ре­ шении задачи оптимизации структуры потребления.

При этом все этапы применения описанного здесь формального ап­ парата должны сопровождаться проведением подробнейшего полити­ ческого, экономического, социологического, психологического и биоло­ гического анализа различных аспектов этой сложной комплексной проблемы (при отборе стран — объектов обследования; при отборе входных параметров; при выборе общего вида аппроксимации и т. д.). В этом, как нам кажется, наша точка зрения близка к позиции, сфор­ мулированной в выводах работы [11].

З а м е ч а н и е 2. Требование однородности объектов по неучтен­

ным переменным.

 

Несмотря на то, что вектор входных переменных (хб),

*(р)) дол­

жен отражать структуру потребления благ и услуг,

понимаемых

в самом широком смысле, ряд важных факторов и переменных остает­ ся при этом за рамками исследования. К таким факторам относятся политические, географические, психологические, историко-этногра­ фические и другие характеристики стран. Поэтому для того, чтобы пред­ лагаемый метод был эффективным, необходимо потребовать, чтобы он применялся лишь к совокупности стран, приблизительно однородных с точки зрения упомянутых выше неучтенных факторов. Во всяком случае, бессмысленно было бы сопоставлять с помощью экспертно­ статистической аппроксимации целевой функции страны различных формаций, скажем, социалистические и капиталистические.

З а м е ч а н и е 3. О выборе входных параметров. Трудности ре­ ализации экспертно-статистического метода в данной задаче.

При выборе входных параметров приходится одновременно считать­ ся с двумя противоречивыми требованиями. С одной стороны, для до­ статочно полной характеристики структуры потребления, ее прогрес­ сивности желательна весьма насыщенная система показателей, отра­ жающих соотношение отдельных частей потребления на разных

216