Взвешенное усреднение по порядку

Взвешенное усреднение по порядку (англ. ordered weighted averaging, OWA) — это параметризованный класс агрегирующих операторов, относящихся к средним значениям, используемый в нечёткой логике и прикладной математике. Операторы OWA были предложены Рональдом Ягером[1][2]. Многие известные операторы усреднения, такие как максимум, арифметическое среднее, медиана и минимум, относятся к этому классу. Операторы OWA получили широкое применение в вычислительном интеллекте благодаря своей способности моделировать агрегацию, заданную лингвистически.

Определение

Оператор OWA размерности — это отображение с набором весов , принадлежащих отрезку и суммирующихся в единицу, такое что

,

где -й по величине элемент из .

Выбирая различные наборы весов , можно реализовать различные агрегирующие операторы. Оператор OWA является нелинейным из-за процесса упорядочивания .

Примеры операторов OWA

при и для
при и для
при для всех

Свойства

Оператор OWA является средним. Он обладает следующими свойствами: ограниченность, монотонность, симметрия и идемпотентность.

Ограниченность
Монотонность если для
Симметричность , если — перестановка
Идемпотентность , если все

Характеризующие параметры

Два параметра используются для характеристики операторов OWA. Первый — аттитюдинальная характеристика (англ. attitudinal character), также называемая orness[1]:

Второй параметр — рассеяние (дисперсия):

Альтернативная характеристика: . Параметр дисперсии описывает, насколько равномерно используются аргументы при агрегации.

Операторы агрегирования типа 1 для OWA

Описанные выше операторы OWA Ягера используются для агрегирования чётких значений. Однако возможна агрегация нечётких множеств в схеме OWA. Для этого были предложены операторы впорядоченного взвешенного усреднения типа 1[3][4]. Операторы типа 1 дают возможность непосредственно агрегировать неопределённую информацию с неопределёнными весами по схеме OWA в задачах нестрогого (soft) принятия решений и интеллектуальном анализе данных, где соответствующие неопределённые объекты моделируются с помощью нечётких множеств.

OWA и голосование комитетов

Аманатидис, Барро, Ланг, Маркакис и Рис[5] разработали правила голосования для многозадачного голосования, основанные на OWA и расстоянии Хэмминга. Барро, Ланг и Йоко[6] исследовали манипулируемость таких правил.

Примечания

  1. 1 2 Yager, Ronald R. (1988). “On ordered weighted averaging aggregation operators in multi-criteria decision making”. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics [англ.]. 18: 183—190. Дата обращения 2024-06-12. |access-date= требует |url= (справка)
  2. Yager, Ronald R. The Ordered Weighted Averaging Operators: Theory and Applications : [англ.] / Ronald R. Yager, Kacprzyk, Janusz. — Norwell, MA : Kluwer, 1997.
  3. Zhou, S.-M.; Chiclana, F.; John, R. I.; Garibaldi, J. M. (2008). “Type-1 OWA operators for aggregating uncertain information with uncertain weights induced by type-2 linguistic quantifiers”. Fuzzy Sets and Systems [англ.]. 159 (24): 3281—3296. DOI:10.1016/j.fss.2008.06.018. Дата обращения 2024-06-12.
  4. Zhou, S.-M.; John, R. I.; Chiclana, F.; Garibaldi, J. M. (2010). “On aggregating uncertain information by type-2 OWA operators for soft decision making”. International Journal of Intelligent Systems [англ.]. 25 (6): 540—558. DOI:10.1002/int.20420. Дата обращения 2024-06-12.
  5. Amanatidis, Georgios; Barrot, Nathanaël; Lang, Jérôme; Markakis, Evangelos; Ries, Bernard (2015-05-04). “Multiple Referenda and Multiwinner Elections Using Hamming Distances: Complexity and Manipulability”. Proceedings of the 2015 International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems. AAMAS '15 [англ.]. Richland, SC: International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems: 715—723. ISBN 978-1-4503-3413-6. Дата обращения 2024-06-12.
  6. Barrot, Nathanaël; Lang, Jérôme; Yokoo, Makoto (2017-05-08). “Manipulation of Hamming-based Approval Voting for Multiple Referenda and Committee Elections”. Proceedings of the 16th Conference on Autonomous Agents and MultiAgent Systems. AAMAS '17 [англ.]. Richland, SC: International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems: 597—605. Дата обращения 2024-06-12.

Литература

  • Liu, X. The solution equivalence of minimax disparity and minimum variance problems for OWA operators. International Journal of Approximate Reasoning, 45, 68–81, 2007.
  • Torra, V.; Narukawa, Y. Modeling Decisions: Information Fusion and Aggregation Operators. Springer: Berlin, 2007.
  • Majlender, P. OWA operators with maximal Rényi entropy. Fuzzy Sets and Systems, 155, 340–360, 2005.
  • Szekely, G. J.; Buczolich, Z. When is a weighted average of ordered sample elements a maximum likelihood estimator of the location parameter? Advances in Applied Mathematics, 10, 1989, 439–456.

Категории