Критерий на Хурвиц

From Systems analysis Wiki
Jump to navigation Jump to search

Критерий на Хурвич — един от методите за вземане на решения в условия на неопределеност, който предлага балансиран подход между крайния оптимизъм и крайния песимизъм.

Същност на критерия

При избор на стратегия в ситуация, когато изходът на събитията е неизвестен, критерият на Хурвич предлага да се отчитат едновременно:

  • най-лошият възможен резултат (песимистичен подход),
  • най-добрият възможен резултат (оптимистичен подход).

За целта се използва специален параметър — коефициент на оптимизъм, който приема стойност от нула до единица. Колкото по-близо е коефициентът до единица, толкова повече внимание се отделя на най-добрите изходи; колкото по-близо е до нула, толкова повече се отчитат най-лошите възможни резултати.

Математическа формулировка

Нека са зададени:

  • S={s1,s2,…,sm} — множество от налични стратегии (алтернативи).
  • Θ={θ1,θ2,…,θn} — множество от възможни състояния на природата.
  • u(si,θj) — функция на печалбата (полезността) при избор на стратегия si и настъпване на състояние θj. Често се представя като платежна матрица A=[aij], където aij=u(si,θj).


Критерият на Хурвич въвежда коефициент на оптимизъм α (алфа), който се избира от лицето, вземащо решението (ЛВР), в диапазона 0≤α≤1. Този коефициент отразява степента на оптимизъм на ЛВР:

  • α=1 съответства на пълен оптимизъм (отчита се само най-добрият възможен изход).
  • α=0 съответства на пълен песимизъм (отчита се само най-лошият възможен изход, критерият се свежда до критерия на Валд).
  • Стойността (1−α) може да се интерпретира като коефициент на песимизъм.

Процедура за прилагане на критерия на Хурвич:

  1. Намиране на минималната и максималната печалба за всяка стратегия: За всяка стратегия si∈S се определят:
    **Най-лош изход (минимална печалба):**
    uimin=minj=1,…,nu(si,θj)=minθ∈Θu(si,θ)
    **Най-добър изход (максимална печалба):**
    uimax=maxj=1,…,nu(si,θj)=maxθ∈Θu(si,θ)
  1. Изчисляване на стойността на критерия на Хурвич за всяка стратегия: За всяка стратегия si се изчислява претеглена стойност, комбинираща най-добрия и най-лошия изход с отчитане на коефициента на оптимизъм α:
    H(si,α)=α⋅uimax+(1−α)⋅uimin
    Тази стойност представлява очакваната печалба на стратегия si съгласно предпочитанията на ЛВР, изразени чрез α.
  1. Избор на оптимална стратегия: Избира се онази стратегия sHurwicz∗, която максимизира изчислената стойност на критерия на Хурвич:
    sHurwicz∗=arg⁡maxi=1,…,mH(si,α)=arg⁡maxsi∈S(α⋅uimax+(1−α)⋅uimin)

Опималната стойност на критерия на Хурвич (гарантирано ниво с отчитане на оптимизма α) е равна на: VHurwicz=maxi=1,…,mH(si,α)=maxsi∈S(α⋅(maxθ∈Θu(si,θ))+(1−α)⋅(minθ∈Θu(si,θ)))

Забележка относно функцията на загубите

Ако се използва функция на загубите L(si,θj), която трябва да се минимизира, критерият на Хурвич се прилага за минимизиране на претеглената комбинация от най-добрия (минимални загуби) и най-лошия (максимални загуби) изход:

  1. За всяка стратегия si се намират минималните Limin и максималните Limax загуби.
  2. Изчислява се стойността: HL(si,α)=α⋅Limin+(1−α)⋅Limax
  3. Избира се стратегията, минимизираща тази стойност: sHurwicz∗=arg⁡minsi∈SHL(si,α)

Тук α е все още коефициент на оптимизъм: при α=1 ЛВР се фокусира върху минимизиране на минималните загуби (оптимистично се надява на най-добрия изход), при α=0 — върху минимизиране на максималните загуби (песимистично се подготвя за най-лошото).


Приложение на критерия

Процесът на прилагане на критерия на Хурвич включва следните стъпки:

  1. Определят се минималният и максималният резултат за всяка възможна стратегия.
  2. За всяка стратегия се изчислява крайна оценка, която представлява претеглена стойност между нейния най-лош и най-добър изход, в зависимост от избраното ниво на оптимизъм.
  3. Избира се онази стратегия, чиято крайна оценка е максимална.

По този начин лицето, вземащо решението, избира стратегията, която най-добре отчита неговото собствено отношение към риска и неопределеността.

Предимства и недостатъци

Предимства:

  • Позволява адаптиране на процеса на избор в зависимост от характера и предпочитанията на лицето, вземащо решението.
  • Отчита както риска, така и потенциалните ползи.

Недостатъци:

  • Изисква субективен избор на коефициента на оптимизъм, което може да повлияе върху обективността на решението.