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1第七章运输系统决策第一节概述第三节风险型运输系统决策问题第二节不确定型运输系统决策问题第五节运输系统对策第四节决策树法思考与练习题2第一节概述决策包含的过程：从明确要解决的问题出发，经过积极的思考，认真的调查研究，分析客观情况和主观目标要求，制定多个可行方案，最后选定最佳或最满意的行动方案，并加以贯彻实施。运输系统决策问题是在运输系统中与运输活动有关的决策问题，如：运输经济决策、运输科技决策、运输发展决策等。运输系统决策问题3第一节概述对决策结果可能产生影响的主要因素称为决策要素。决策要素可以从宏观和微观两个方面来进行分析。1.宏观决策要素：（1）决策人选；（2）决策程序；（3）决策制度2.微观决策要素：（1）决策主体或决策者；（2）决策问题的性质、内容和目标要求；（3）解决问题的可行方案；（4）决策方案实施以后可能遇到的客观情况；（5）每一可行方案在每一客观情况下产生的后果。决策要素4第一节概述完整的决策程序应包括以下几个步骤：1.明确问题：问题的性质、特征、范围、背景、条件、原因等。2.确定目标：（1）目标针对性；（2）目标的准确性；（3）目标的先进性和可靠性；（4）目标的相关性。3.拟定可行方案；决策—程序5第一节概述4.编制决策益损表，决策益损表由三部分组成：（1）备选方案：表的左列A1…Ai…An。（2）自然状态（Sj）及自然状态出现的可能性（概率Pj）：表的上面两行；（3）收益（损失）值：表的主体部分｛Qij｝。6第一节概述5.应用决策标准选择最优方案；以决策益损值为依据，选择适当的决策标准进行决策分析和比较，选出最优方案。6.组织决策方案的实施7.检验决策实施效果7第一节概述1.按决策的作用范围可分为运输战略决策、运输管理决策和运输业务决策。（1）战略决策：主要指与运输系统未来发展有关的全局性决策。（2）管理决策：主要是运输系统内各职能管理部门为贯彻全局性决策所做的具体的或局部的决策。（3）业务决策：主要是在日常的运输生产活动中为了提高生产或工作效率所作的决策。运输系统决策问题—分类8第一节概述2.按决策的形态性质分为程序化决策和非程序化决策。（1）程序化决策：是指目标明确，可供选择的方案具备，用一般的程序化的方法就可以找到一个最优方案的决策。（2）非程序化决策：是指高层次所面临的一种复杂的、用一般程序化的方法解决不了的决策问题。9第一节概述3.按决策的可靠程度分为确定型决策、风险型决策和非确定型的决策。（1）确定型决策：满足以下4个条件。①存在决策人希望达到的一个明确的目标；②存在一种确定的自然状态；③存在可供决策人选择的两个以上的决策方案；④不同方案在确定的状态下的益损值可以计算出来。10第一节概述（2）风险型决策：满足以下5个条件。①存在决策人希望达到的一个明确的目标；②存在两种或两种以上的自然状态；③存在可供决策人选择的两个以上的决策方案；④不同方案在各种状态下的益损值可以计算出来；⑤在n种自然状态中，决策人不能肯定会出现的状态，但各种自然状态出现的概率事先可以估计或计算出来。（3）非确定型决策：满足以下4个条件。①存在决策人希望达到的一个明确的目标；②存在两种或两种以上的自然状态；③存在可供决策人选择的两个以上的决策方案；④不同方案在各种状态下的益损值可以计算出来。11第一节概述4.按决策目标的多少分为单目标决策和多目标决策。5.按决策面对的自然状态的性质分为竞争型决策和非竞争型决策。（1）竞争型决策：决策者面对的自然状态是有理智的、善于采取合理行动的竞争对手，也称冲突型决策问题或对策问题。（2）非竞争型决策：决策者面对的自然状态是客观的自然环境或社会环境。12第二节不确定型运输系统决策问题不确定，是指只知道决策方案实施以后，可能发生的状态，但既不知道究竟哪种状态会发生，也不知道每种状态发生的概率。常用的决策准则有乐观准则、悲观准则、折衷准则和遗憾值准则。13第二节不确定型运输系统决策问题悲观准则（极大极小决策标准）决策者决策时，小心谨慎，总是抱着悲观的态度，从坏处着想，从最坏的可能中争取最好的结果。由于这种决策标准是由Wald提出的，故又称“瓦尔特法”1.决策步骤（1）编制决策益损表；（2）从每一个方案中选择一个最小的收益值；（3）在这些最小的收益值对应的决策方案中，选择一个收益值最大的方案为备选方案。2.决策原则：小中取大。14第二节不确定型运输系统决策问题例7-1某货场需贷款修建一个仓库，初步考虑了3个建仓库的方案：（1）修建大型仓库；（2）修建中型仓库；（3）修建小型仓库。由于对货物量的多少不能确定，对不同规模的仓库，其获利情况、支付贷款利息及营运费的情况都不同。经初步估算，编制出每个方案在每种不同的货物量下的益损值如表7-2所示。采用建中型仓库方案，收益为50万元15第二节不确定型运输系统决策问题乐观准则（极大极大决策标准）进行决策时，决策者不放弃任何一个获得好结果的机会，争取大中取大，充满乐观冒险精神。1.决策步骤（1）编制决策益损表；（2）从每一个方案中选择一个最大的收益值；（3）在这些最大的收益值对应的决策方案中，选择一个收益值最大的方案为备选方案；2.决策原则：大中取大。16第二节不确定型运输系统决策问题例7-2用乐观准则求例7-1的最优决策方案。即选择建大型仓库的方案，收益为100万元。17第二节不确定型运输系统决策问题折衷准则折衷决策标准是介于乐观决策标准和悲观决策标准之间的一个决策标准。在进行决策的时候，要求决策者确定一个系数：折衷系数α，且0α1。（1）编制决策益损表；（2）计算折衷决策标准收益值=αQmax+(1－α)Qmin式中：Qmax——同一方案的最大收益值；Qmin——同一方案的最小收益值。（3）选择最大的折衷收益值对应的方案为备选方案。说明：当α=1时，为乐观（极大极大）准则；当α=0时，为悲观（极大极小）准则。18第二节不确定型运输系统决策问题例7-3用折衷决策标准求例7-1的最优决策方案，取折衷系数为α=0.7。即选择建大型仓库的方案，折衷收益值为79万元。19第二节不确定型运输系统决策问题遗憾值准则如果决策者由于决策失误未选取收益最大的方案，而是选择了其他方案，就会感到遗憾和后悔。这样两个方案的收益值之差就叫做遗憾值或后悔值。遗憾值标准就是为避免将来后悔而设计的一种决策方法。1.决策步骤（1）编制决策益损表；（2）用每个状态下的最大收益值减去其他方案的收益值，得出每个方案的遗憾值；（3）找出每个方案的最大遗憾值；（4）从每个方案的最大遗憾值中找出最小的遗憾值对应的方案为备选方案。20第二节不确定型运输系统决策问题例7-4用遗憾值准则求例7-1的最优决策方案。（1）从决策收益表中用“∗”号标出不同状态下的最大收益值。21第二节不确定型运输系统决策问题（2）用每列带有“∗”的最大收益值减去各个方案的收益值，列出遗憾值表。（3）从表7-6中每个方案的遗憾值中找出最大的遗憾值，得到表7-6中最后一列的数字。（4）从每个方案的最大遗憾值中选出最小的遗憾值对应的方案为备选方案：选择建大型仓库方案或选择建中型仓库方案，后悔值均为40万元22第二节不确定型运输系统决策问题不确定情况下的4种决策标准，具体进行决策时，可以将几个标准同时使用，将选中次数最多的方案作为备选方案。由于建大型仓库的方案选中的次数最多，故最终应选择建大型仓库。若方案被选中的次数相同，则需要增加评价指标进行再评价。23第三节风险型运输系统决策问题对于风险型决策问题，我们可以用期望值标准进行决策，即对期望益损值进行比较、分析，最后选出最优方案。常用的决策标准主要有最大期望收益值标准、最小期望损失值标准，以及最大可能收益值标准。24第三节风险型运输系统决策问题最大期望收益值标准25第三节风险型运输系统决策问题例7-5仍以例7-1为例，据估计，货物量大的可能性是50%，货物量中的可能性是30%，货物量少的可能性是20%。此时，问题就变成了风险型的决策问题了。我们用最大期望收益值标准进行决策，如表7-8所示。故应选择期望收益值最大的建大型仓库的方案。26第三节风险型运输系统决策问题最小期望损失值标准27第三节风险型运输系统决策问题例7-5以例7-5为例，用最小期望损失值标准进行决策。（1）编制期望损失表如表7-9所示；（2）计算期望损失值，并选择最小期望损失值对应的方案为最优方案。故应选择期望损失值最小的建大型仓库的方案。28第三节风险型运输系统决策问题最大可能收益值标准在风险型决策问题中，若某种状态的概率远比其他状态的概率大得多的时候，就可以忽略其他状态，而只考虑概率特别大的这一种状态，即把风险型决策问题转换成确定情况下的决策问题进行决策，这就叫最大可能收益值标准。这种决策方法适用于某一个状态的概率突出地大的情况。如果各种状态的概率值相差不多的时候，就不能用这种算法，否则，会造成决策失误。29第三节风险型运输系统决策问题例7-7假设在例7-5中，3种状态出现的概率分别为：0.9、0.1、0.1，此时，货物量大的情况出现的可能性非常大，故不再考虑其他两种情况，只考虑货物量大这一种情况。分别用最大收益标准和最小损失标准决策。故选择建大型仓库的方案。30第三节风险型运输系统决策问题某汽车客运公司经营某一旅游线路，每一班车平均获利润80元，每一班车成本80元，如果停开一班车则损失30元，现要求根据市场状况作出客运班车计划，使其获利润最多。根据上一年同期日开班车量资料进行统计分析，确定不同日开班车量的概率。例7-831第三节风险型运输系统决策问题1.用期望收益表法计算根据每天可能的开车量，编制不同生产方案的收益矩阵表。根据上述计算可得出结论：日开班车120班时，为最优方案，此时期望收益值为8720元，利润最高。32第三节风险型运输系统决策问题2.用期望损失表法计算用表7-12中条件收益部分每一列的最大值减去该列各值，得到的差值即为各方案在各种状态下的损失值。由表7-13可知，在各方案的全部期望损失中，以336元为最小，则每日开班车120辆，此时的损失值最小。33第四节决策树法决策树—结构决策树法是利用树形结构图辅助进行决策的一种方法。把各种备选方案、可能出现的状态以及决策产生的后果，按照逻辑关系画成一个树形图，在树形图上完成对各种方案的计算、分析和选择。34第四节决策树法1.决策节点□代表决策节点，表示决策者要在此处进行决策。从它的每一个分枝表示可能选取的一个策略（又称方案枝）。2.事件节点○代表事件节点，从它引出的分枝代表其后继状态。对于风险型决策问题，分枝上括号内的数字标明该状态发生的概率（又称概率枝）。35第四节决策树法3.结果节点△代表结果节点，它表示决策问题在某种可能情况下的结果，它旁边的数字是这种情况下的益损值（又称末梢）。4.分枝在决策树中用连接两个节点的线段代表分枝。根据分枝所处的位置不同，又可以分成方案枝和状态枝。连接决策节点和事件节点的分枝称为方案枝，连接事件节点和结果节点的分枝称为状态枝。36第四节决策树法决策树法—决策步骤1.画决策树（1）提出各种行动方案，画出方案枝；（2）预计方案实施后可能发生的自然状态（事件）及其发生的概率，画出相应的状态枝，并把状态概率值标在状态枝上；（3）计算各种方案在各种自然状态下的益损值，并标在相应的结果节点上。2.计算益损值（期望益损值）在决策树中，由末梢开始按照自右向左的方向，逐列计算每个事件节点和决策节点的期望益损值，并标在相应的节点上。37第四节决策树法3.比较、剪枝、决策在决策树中，比较决策节点的期望益损值，进行方案的选择：（1）若决策问题的目标是效益、利润、产值等，则应取最大期望收益值对应的方案为最优方案。（2）若决策问题的目标是费用、成本、损失等，则应取最小期望损失值对应的方案为最优方案。（3）将收益最大（或损失最小）的期望值标在相应的决策节点上，表示该方案即为决策选择的方案，而其余的方案都用“//”号删除，称为剪。38第四节决策树法算例1.单级决策问题单级决策问题是指在一个决策问题中只有一个层次的决策。反映在决策树模型中，就是只有