不确定环境下旱灾风险调控群决策方法研究
21世纪以来，在全球气候变化和人类活动影响下，旱灾呈现进一步加剧趋势，已成为制约各国经济社会可持续发展的重要问题之一。我国受旱灾影响严重，但当前阶段抗旱减灾体系总体上仍较为滞后。在水资源-经济社会-生态环境协同发展、应对气候变化等国家重大战略部署下，我国抗旱减灾工作面临新的挑战和更高的要求，旱灾风险管理新理念、新思路已得到我国各界人士的关注与研究。 本文立足旱灾风险调控决策理论与实践中存在的问题与不足，紧跟风险管理与群决策理论方法的研究前沿，按照理论分析、方法构建、案例实证的思路开展研究。提出多主体参与的旱灾风险调控群决策研究框架，构建群决策信息提取和集结的随机EMD方法；进而针对旱灾风险调控决策中的一般性问题，建立基于不确定语言信息、不确定混合信息以及不确定随机动态信息的旱灾风险调控群决策方法；选取河南省农业旱灾风险调控典型问题实证分析，形成方法应用模式。研究成果对揭示旱灾风险调控决策不确定性并构建量化分析模型具有理论意义，对丰富和发展群决策理论方法体系具有推动作用，对政府科学调控和综合应对旱灾风险具有实际应用价值。本文主要工作集中在以下六个方面： (1)提出多参与主体的旱灾风险调控群决策研究框架，分析了群决策中的不确定性特征。通过分析旱灾风险系统构成要素及其相互作用机理，指出风险的不确定性和系统的复杂性是旱灾风险调控面临的决策环境；基于水资源-经济社会-生态环境系统协同发展理念，提出了多主体协同参与的旱灾风险调控群决策研究框架，分析了开展旱灾风险调控群决策研究的可行性与必要性；从三个方面分析了旱灾风险调控群决策中的不确定性特征：一是反映旱灾风险系统内在本质的随机性等不确定性；二是反映由于人类认识不足、信息缺失或知识缺乏而导致群决策信息不确定性；三是反映群决策过程与方法的不确定性。 (2)融合随机模拟与滤波分析方法，提出了群决策信息提取和集结的随机EMD(Empirical Mode Decomposition)方法。分析指出传统群决策方法大多须对专家赋权实现群决策信息集结，但赋权方法存在主观性大、无统一衡量标准等问题；分析了群决策信息的差异性、无序性、不确定性特征，基于群决策信息包含主观成分与客观成分、客观成分对决策起决定性作用的基本假设，融合MonteCarlo随机模拟与EMD方法优势设计MC-EMD算法，实现群决策信息的自适应提取与集结，提高群决策结果客观性和可靠性；运用大数定律讨论了方法的收敛性与物理意义；结合数值算例对比分析了方法的可行性与优越性。 (3)提出了不确定语言信息下旱灾风险调控群决策方法。针对群决策信息为不确定语言变量的情形，运用群决策信息提取和集结的随机EMD方法，提出了基于不确定语言信息的旱灾风险调控群决策方法。梳理了现有的语言评估标度，设计了多粒度语言信息一致化处理规则；为充分利用群决策信息，基于LHA(Linguistic Hybrid Averaging)算子、数值覆盖与灰信息表征方法、模糊正态分布隶属函数，分别构建了不确定语言群决策信息融合的LHA法、三参数区间灰数法与正态分布随机变量法；应用示例对比分析验证了上述方法均可行有效，可为旱灾风险调控多领域专家方案论证提供支持。 (4)提出了不确定混合信息下旱灾风险调控群决策方法。针对群决策信息呈现多元不确定表征方式混合特征，运用群决策信息提取和集结的随机EMD方法，提出了基于不确定混合信息的旱灾风险调控群决策方法。设计了基于社会调查的混合决策信息采集办法，总结了常用的不确定偏好信息表征方式，提出了一致化为归一化效用值的转换方法；基于云模型和MonteCarlo模拟思想，提出了不确定混合群决策信息的正态云融合方法，以弥补随机抽样决策信息不完全、信息处理中决策信息丢失以及多次决策结论非一致等不足；应用示例验证了方法的合理有效性，可为面向公众参与的旱灾风险调控方案决策提供支持。 (5)提出了不确定随机动态旱灾风险调控群决策方法。针对旱灾风险发展演变的随机性与决策者心理行为复杂性，根据群决策信息提取和集结的随机EMD方法，构建了基于参照点依赖与不确定混合信息的不确定随机动态旱灾风险调控群决策方法。提出了该类群决策问题的一般框架；依据TRP(Tri-reference Point)基本思想，提出将群体理想点、预期点和临界点设置为风险型群决策参照点，综合利用了累积前景理论、Markov链以及Orness测度等理论优势，提出了风险型动态群决策信息融合方法；应用示例验证了方法的科学有效性，可为旱灾风险调控方案的多阶段动态群决策提供支持。 (6)河南省农业旱灾风险调控群决策实证分析。构建了多元截面数据灰色变化率关联分析模型，识别河南省农业旱灾脆弱性关键驱动因子；针对河南省雨养农业区和灌溉农业区防控与化解农业旱灾风险中的突出问题，构建了政策性农业保险产品与小型农田水利设施管护模式的区域适用性评价指标体系，设计了群决策信息采集的评价问卷与调研提纲，分别以陕州区和滑县为例，运用本文理论成果解决了政策性农业保险产品择优投放和小型农田水利设施管护模式优选问题，形成方法应用模式，可为一般区域政府决策部门提高旱灾风险调控效率、增强公共决策的民主化与科学化水平提供支持。
旱灾;风险调控;不确定环境;群决策;MC-EMD
华北水利水电大学
博士
管理科学与工程
罗党
2019
中文
S423
2020-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）