二元語義在科研經費管控能效評價中的應用

劉 歡， 聶 飛， 王麗麗

(空軍工程大學 裝備管理與安全工程學院，陜西 西安 710051)

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二元語義在科研經費管控能效評價中的應用

劉 歡， 聶 飛， 王麗麗

(空軍工程大學 裝備管理與安全工程學院，陜西 西安 710051)

軍事院校科研經費管控的重要性日益凸顯，對其進行科學的評價具有很大的現實意義。針對決策者不同粒度語言評價信息和屬性未知的多屬性群決策問題，引入了一種基于二元語義的排序方法。首先，根據不同粒度語言評價矩陣轉化規則將評價矩陣一致化，然后，分別采用TOPSIS和Delphi法計算得到各指標的客觀權重和主觀權重信息，并對其進行組合。最后，結合二元語義集結算子給出方案的最終排序，采用二元語義進行評價的算例表明該方法可以有效避免信息丟失和扭曲，更為科學可信。

二元語義； TOPSIS； Delphi； 群決策

Tel.:13060399936

0 引 言

群決策過程中，由于決策環境的復雜性、決策問題的不確定性，決策者需要采取合理的決策方法來對不確定的問題進行決策，僅僅依靠單純主觀的定性決策方法或者客觀的定量化方法往往不能滿足要求，而且是不科學的，因為很可能會造成信息丟失和扭曲，使得計算結果與實際情況相差甚大。基于二元語義的分析方法卻可以很好地解決這個問題，目前對二元語義的研究主要集中在信息集結[1-4]或者屬性權重單純偏主觀性[5]或客觀的問題的研究。

目前，關于院校科研經費管理的評價，已有很多學者對此給予關注并進行了研究，其中，有的學者[6]歸納總結了國家科研經費管理新規定下高校科研經費的要求，并提出了地方高加強科研經費財務管理規范化的思路；有的學者[7-8]客觀分析了高校科研經費管理面臨的挑戰，并對管理問題解決措施給出了建議，聶常虹[9]對比分析了國外的科技經費管理體制，提出我國科研經費管理的弊端，并給出建議……系統整理這些文獻可以發現，目前對科研經費管理的研究多為定性分析，指出科研經費管理過程中的問題并指出解決辦法，但鮮有定量分析的。本文欲采用基于二元語義的評價方法，將專家的評價信息進行定量化，較為科學有效，而且，二元語義的評價方法可以有效減少計算中的信息失真和扭曲問題。

1 預備知識

1.1 問題描述

1.2 二元語義及其集結算子

二元語義[10]是西班牙學者Herrera教授于2000年在IEEE上首次提出的關于語言信息集結的分析方法，該方法可以有效地避免語言評價信息集結和運算中出現的信息損失和扭曲，使得語言信息計算結果更為準確。

二元語義群決策[11]基于符號平移概念，是指針對某目標(或對象、準則)給出的評價值結果用二元組(Sk，?k)來表示決策者的評價信息。Sk表示給定語言評價集中的一個評價等級，k表示第k個元素；?k表示計算后的語言信息與初始設定的評價集中最貼近的評價集的差別，且?k∈[-0.5,0.5)。

定義1：設S∈S是一個語言短語，相應的二元語義形式可以通過下面的函數θ獲得

(1)

定義2：設實數β∈[0,T]為語言評價集S經某種集結方法得到的實數。其中，T為語言評價集S中元素的個數，則β可由下面函數Δ表示為二元語義信息

(2)

其中：round表示進行四舍五入，取整。

定義3：設(Sk，ak)是一個二元語義，則存在一個逆函數Δ-1，使其轉換成相應的數值β∈[0,T]，

(3)

假設(Si,ax),(Sj,ay)是任意的不同的兩個二元語義，則有以下三個規定：當i>j時，有(Si,ax)>(Sj,ay)；當i=j時，若(ax>aj),則(Si,ax)>(Sj,ay)；若(ax=aj),則(Si,ax)=(Sj,ay)；若(ax

定義4：假設X={(x1,a1),(x2,a2),…,(xn,an)}是一組需要集成的二元語義，W=(W1,W2,…,Wn)為各個指標的相應的權重，則二元語義加權算術平均算子(T-AWM)為：

(4)

基于二元語義的有序加權平均算子(T-OWA)為：

(5)

在取值為“大多數”、“至少半數”、“盡可能多”原則下，(a,b)對應(0.3,0.8)，(0,0.5)，(0.5,1)。

1.3 不同粒度語言評價信息的一致化

在群決策中，不同的決策者在對同一個決策問題進行評價時，有時會依據不同的語言短語數目，即粒度不同。因此，應該事先設定統一的語言評價集，設定的原則為：①如果不同粒度語言評價集中只有一個語言評價集的粒度最大，則選它作為基本語言評價集；②如果有兩個或更多，則根據語義來確定：若粒度大的語義評價集具有相同的語義，則任選其一；若含有一些短語具有不同的語義，則基本語言評價集中的短語個數要比所有決策者給出的語言短語個數要多。

(6)

2 基于組合賦權的屬性權重確定方法

在群決策中，評價對象的客觀權重采用逼近理想解的TOPSIS[12-13]法獲得，主觀權重采用Delphi[14-15]法得到。

逼近理想解TOPSIS是一種適合多指標、多方案決策分析的系統評價方法，通過構造多屬性問題的正理想方案和負理想方案，并計算各方案與正、負理想方案的距離來確定方案的排序。參照文獻[16]中利用TOPSIS確定屬性權重的方法，得到客觀權重為：

其中：

為保證指標權重的非負性，計算中取cj的絕對值。通過Delphi法計算得到屬性的權重為ω主觀。

采用主客觀組合賦權法得到屬性的綜合權重為ω=γω客觀+(1-γ)ω主觀，式中γ為偏好系數，且γ∈[0,1]。γ越接近于1，則表示綜合權重越接近于客觀權重，γ越接近于0，則表示綜合權重越接近于主觀權重。

3 多準則語言群決策方法

決策者d1,d2,…,ds針對m個方案給出不同粒度的語言評價矩陣分別為

則基于不同粒度語言評價矩陣的群決策步驟如下：

步驟2：對一致化后的二元語義形式的語言判斷矩陣，利用TOPSIS算法求得客觀屬性權重，利用Delphi法求得其主觀屬性權重，再通過主客觀組合賦權的方法得到最終的屬性綜合權重。采用式(4)二元語義加權算術平均算子，將基本語言評價信息集結為第K個決策者對方案的綜合評價值。

步驟3：利用式(5)二元語義有序加權算子計算方案的綜合評價值。

步驟4：根據綜合評價值和二元語義的比較規則對方案進行排序，進行方案的選優。

4 算 例

4.1 科研經費管控效能評價模型

軍事院校的科研經費的管理直接影響軍事科研質量和科研水平，影響科研人員的積極性，故加強科研經費管控勢在必行。影響科研經費管控的因素很多，結合科研經費管理流程給出科研經費管控效能因果圖，如圖1所示。

根據科研經費管控效能因果圖，可以抽象出科研經費管控效能的影響因素，即基礎設置、預算管理、開支借款、結算報銷、查詢統計，形成科研經費管控效能的指標體系，如圖2所示。其中，基礎設置包括機構和人員的設置、法規制度和通知公告的建設、科研經費模板的設定；預算管理主要是管理科研項目的開支計劃，包括預算編制、預算審批和預算的執行；開支借款是指預借科研經費去進行項目活動，包括借款和差旅費借款；結算報銷包括有借款的報賬和無借款的結算，體現科研項目的具體開支；查詢統計包括項目分類統計、項目到款情況、預算執行情況和項目開支明細等，主要統計各類經費開支以反饋經費使用情況。

4.2 計算過程

設3位專家(d1,d2,d3)對3個單位的科研經費管控效能(a1,a2,a3)進行比較排序，分別采用不同粒度語言評價集，3個語言評價集及其所表示的意義如下：

對3位專家的評價信息進行記錄整理，得到3個語言評價信息矩陣，如下：

步驟1：將基本語言評價集設為S9，則上述語言評價矩陣轉換為由基本語言評價集表示的二元語義形式為：

步驟2：對一致化的二元語義評價矩陣，采用TOPSIS法計算得到單個決策者的客觀屬性權重為：

通過Delphi法計算得到各個指標的主觀屬性權重為

令主客觀組合賦權公式中的γ取值為0.5，則計算得到的最終的屬性綜合權重為：

ω1=(0.135,0.195,0.28,0.305,0.085)

ω2=(0.204,0.264,0.229,0.222,0.081)

ω3=(0.153,0.213,0.178,0.36,0.096)

采用式(4)二元語義加權算術平均算子，將基本語言評價信息集結為單個決策者對方案的綜合評價值為：

步驟3：采用“大多數”的原則，得到專家權重為(1/15，2/3，4/15)，再根據公式利用式(5)二元語義有序加權算子計算方案的綜合評價值：

步驟4：根據二元語義的排序規則，可以看出a3?a1?a2，即三個單位的科研經費管控效能均處于中等偏上的水平，其中：單位3相對最優，單位1次之，單位2相對較差。

5 結 語

針對不同粒度語言評價信息以及屬性權重未知的群體決策問題，將不同粒度語言評價信息進行了一致化，形成一致化語言評價矩陣，然后，分別利用TOPSIS算法和Delphi法求得屬性的客觀權重和主觀權重，再采用主客觀組合賦權的思想求得最終的屬性綜合權重，如果認為結果更傾向于客觀，則應使γ盡量大一些，反之亦然，主客觀組合賦權使得結果更加科學、可信，可通過實例驗證。最后通過二元語義集結算子對方案綜合排序。二元語義的使用有效避免了信息轉化和運算中出現的信息損失和扭曲問題，較其他方法更加實用。將二元語義群決策方法應用于軍事院校科研經費管控效能研究，對各單位的經費管理提供了一種排序比較的方法，以促進各單位科研經費管理的健康可持續發展，對其他科研單位的科研經費管理具有借鑒意義。

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Application of 2-tuple in Efficiency Evaluation of Scientific Research Funds Management

LIUHuan,NIEFei,WANGLi-li

(Equipment Management and Safety Engineering College, Air Force Engineering University, Xi’an 710051, China)

For multiple attribute group decision making problems with different granularity linguistic assessment information and unknown properties, the paper introduced a ranking method based on two-tuple linguistic. Firstly, according to different granularity linguistic assessment matrix transformation rules evaluation matrix was made consistency, then, the objective weight and subjective weight information were calculated by using the combination of TOPSIS and Delphi, finally, the final rank with the two-tuple linguistic aggregation operators were gotten. The importance of scientific research funds management had become increasingly prominent in military colleges, scientific evaluation on it has great practical significance. Examples of using two-tuple linguistic evaluation show that this method can effectively avoid the information loss and distortion, is more scientific and credible.

two-tuple; TOPSIS; Delphi method; group decision

2015-05-25

空軍裝備科研經費全過程管控與分析評估研究(KJ2014023105B11124)

劉 歡(1989-)，女,河北衡水人,碩士生，主要研究方向為管理信息與決策支持。

Tel.：15229034665；E-mail：1425149617@qq.com

聶 飛(1969-)，男，湖北南漳人，碩士，副教授，碩士生導師，主要研究方向為管理信息與決策支持、決策理論與方法。

G 203

A

1006-7167(2016)03-0246-04