基于優化DHGF校園信息系統評價模型應用研究

陳　震

(福州外語外貿學院，福建福州 350202)

?

基于優化DHGF校園信息系統評價模型應用研究

陳震

(福州外語外貿學院，福建福州 350202)

[摘要]本文深入分析校園信息系統的實施運行情況，建立綜合評價體系。同時介紹基于優化權重的DHGF算法，并將其應用于實例中，實踐證明該算法具有科學性和可行性。

[關鍵詞]信息系統；DHGF；信息熵；評價模型

信息系統開發是一項浩大的工程，其可行性研究與綜合評價的重要性是毋庸置疑的.信息系統擁有抽象性、創造性和績效等特點，使得其評價因素具有灰色、模糊、難以量化的特性，造成綜合評價工作異常復雜.在評價工作方面，目前國內外出現的許多評價方法都表現出各自的優點和缺點，但同時也表現出無法滿足評價效率和評價質量的現象[1].為此,筆者綜合不同方法的優點，優化前人評價指標不完整性，弱化權重主觀性[2-3]，采用基于DHGF算法對評價指標因子權重進行組合修訂，形成優化DHGF算法，并用在高校校園網信息系統評價中，實現為信息系統評價作出客觀而準確的評價.

1基于改進DHGF算法的綜合評價模型

1.1傳統DHGF算法的介紹

DHGF算法是在灰色理論和模糊數學的基礎上提出來的一種實現定性到定量轉換的綜合集成算法[4],由德爾斐法(Delphi)、層次分析法(Analytic Hierarchy Progress)、灰色關聯(Gray Interconnect)、模糊評判(Fuzzy Evaluating) 組合運用，實現了從定性到定量的數學方法綜合集成[5].

1.2DHGF優化算法介紹

在DHGF算法中，評價因子的權重是根據評價目標和專家自身的知識經驗合理確定的，呈現主觀的賦權法.但這種主觀賦權法反映了決策者(或專家)的主觀意向，客觀性較差，在應用中存有較大的局限性，即無法弱化決策者(或專家)主觀因素影響.故引入組合賦權法，將利用乘法合成的主觀賦權值和客觀賦權值融入到DHGF算法中，本文采用信息熵權客觀賦權技術.信息熵權法是一種比較客觀的方法,源于1840年香農提出的“信息熵”概念.根據各因子信息熵得出較為客觀的因子權重[6-7]，它可以避免層次分析法人為打分的主觀性，避免由專家主觀因素導致其它信息丟失.

1.3DHGF優化模型的基本算法

1.3.1確定評價指標體系

首先按照WSR思想和專家的評議，利用改進的Delphi法，確定評價對象的指標體系.

O=[O1O2… On].

(1)

其中，n為評價指標的個數.

1.3.2確定評價指標權重

1.3.2.1建立矩陣U

采用層次分析法，構造比較判斷權重矩陣，即在O上的模糊加權子集U,如圖1、表1以及式2所示.

圖1　遞階層次結構圖

標度定義含義1同樣重要兩元素對某屬性同樣重要3稍微重要兩元素對某屬性,一元素比另一元素稍微重要5明顯重要兩元素對某屬性,一元素比另一元素明顯重要7強烈重要兩元素對某屬性,一元素比另一元素強烈重要9極端重要兩元素對某屬性,一元素比另一元素極端重要2,4,6,8相鄰標度中值表示相鄰兩標度之間折中時的標度上列標度倒數反比較元素i對元素j的標度為n,反之為1/n

U=[U1U2…Un].

(2)

1.3.2.2熵值方法構造權重矩陣[8]

(a)求出各屬性正規化矩陣.

(3)

其中，xij為第i方案中第j指標的值.

(4)

(b)求出因子的熵，ej表示為第j個屬性的熵值.

(5)

其中,k=1/lnn，n是常數時，0≤ej≤1.

(c)求出各屬性權重.

(6)

1.3.2.3計算組合權重

采用合成歸一化方法進行計算：

(7)

其中，wj(k)為第j個參評方案第k個評價因子的權重系數;vj為第j個參評方案第k個評價因子的客觀權重值;uj(k)為第j個參評方案第k個評價因子的主觀權重值.

1.3.3計算灰色權值

1.3.3.1確定評價量樣本矩陣

設L=(1,2,…,i)為參加評價專家, I=(1,2,…,i)為被評價指標, 第1位評價者對評價指標i給出的評分記作d1i,則樣本矩陣如式(8)所示.

(8)

1.3.3.2確定評價等級

根據WRS理論[9]，評價等級集合為 K={k1,k2,…,ke}T，灰數記為?.

1.3.3.3確定評估灰類

灰類要根據評價等級，通過定性分析確定，常用的白化權函數有以下三種：

(a)上限測度白化權函數如圖2所示，灰類為?∈[d1,+∞).

圖2上限測度白化權函數

(b)適中測度白化權函數如圖3所示，灰類為?∈[0,d1,2d1].

圖3適中測度白化權函數

(c)下限測度白化權函數如圖4所示，灰類為?∈[0,d1,2d2].

圖4下限測度白化權函數

其中,d1,d2是白化權函數閥值.

1.3.3.4確定灰色統計數[10-11]

由灰類白化函數，可得dli屬于第b類評估標準的權為fb(dli)，得到評價矩陣的灰色統計數，用Ljb表示評判矩陣的灰色統計數，以及用Lj表示評判矩陣的總灰色統計數，具體計算如式(9)(10)所示.

(9)

(10)

(11)

1.3.4確定模糊評判矩陣

建立評價指標的子因素模糊評判矩陣如式(12)所示.

(12)

由子因素層指標權重和模糊矩陣,可得主因素層的模糊綜合評判矩陣Ai[12],如式(13)所示.

(13)

1.3.5計算評價結果

Z=A×K=Ai×[k1k2… ke]T.

(14)

由Z可以作出對方案的評價，Z值越大說明方案越好.

2實例應用

2.1確定信息系統評價體系

系統投入運行后，為了了解系統是否達到預期目的和要求，進行校園信息系統實施后的評價，評價指標體系如圖5所示.

圖5　評價指標體系

2.2確定評價指標權重

2.2.1層次分析法，構造比較判斷權重矩陣

利用問卷形式，將專家填寫的上下兩兩元素的相對重要性進行判斷并整理成判斷矩陣(圖6，圖7，圖8).

AB1B2B115B21/51圖6 A-B

B1M1M2M3M1175M21/711/3M31/531圖7 B1-M

B2M4M5M6M4136M51/313M61/61/31圖8 B2-M

計算得出M層對A的權重Ui，并滿足一致性檢驗的要求.

U=[U1U2U3U4U5U6]=[0.6029 0.0694 0.1610 0.1089 0.0418 0.0160].

2.2.2熵權重法

邀請6位校園信息系統方面的專家，對校園信息系統的實施運行后的情況進行打分，為了便利專家評分，規定對M[M1M2M3M4M5M6]指標統一打分，每項打分范圍為1～10分。得到評分表如表2所示，根據信息熵公式，M指標的信息熵權重的結果：V=[V1V2V3V4V5V6]=[0.0464 0.5015 0.0650 0.0557 0.1920 0.1393].

表2　評分表

2.2.3組合權重

根據公式分別把Ui和Vi代入，得到W=[W1W2W3W4W5W6]=[0.3125 0.3885 0.1168 0.0677 0.0895 0.0249].

2.3計算灰色權值

2.3.1評價樣本量矩陣

根據校園信息系統評價體系，采用表2的專家評分作為計算灰色權重的樣本數據.

2.3.2確定評價等級

針對信息項目的特殊性及規范標準，綜合專家評價等級標準，現將校園信息系統項目分為優、良、及格、差4級.

2.3.3確定評估灰類

根據評價等級，得到相應的灰數及白化權數.

第1類(優)：設灰數為?∈[9,+∞)，白化權函數f1(圖9).

第2類(良)：設灰數為?∈(0,7,14]，白化權函數f2(圖10).

第3類(合格)：設灰數為?∈(0,5,10]，白化權函數f3(圖11).

第4類(差)：設灰數為?∈(0,3,6]，白化權函數f4(圖12).

圖9　白化權函數f1

圖10　白化權函數f2

圖11　白化權函數f3

圖12　白化權函數f4

對于目標M1的各灰類的統計數為n11= f1(8)+f1(7)+f1(8)+f1(8)+f1(6)+f1(7)=4.8889;同理，n12=5.4286，n13=3.2，n14=0.根據公式n1=13.5175，同理可得出灰色評估矩陣R.

2.3.4確認模糊評判矩陣

B=W×R=[3.39163.19111.35430.0957].

2.3.5計算評價結果

Z=B×K=[3.39163.19111.35430.0957]×[9753]=8.0328,按照信息系統等級標準，可以看出該評價結果7

3結論

DHGF是集各種方法的優點而形成的一種評價方法，但在評價因子的權重考量上比較偏向主觀，引進數據信息熵技術，采用組合決策權重計算方法，盡可能減避權重的主觀性，得到較為客觀可靠的最終權重，從而使評價結果更可信.

DHGF與信息熵的結合消除了原始數據的不同指標量綱的影響，評價結果充分利用了原始數據信息，能定量反映評價的優劣程度.且該算法對數據分布、樣本量大小及評價指標的選擇沒有嚴格的限制，應用靈活、操作簡便，在類似系統綜合評價中有較大的應用價值，例如在文化產業綜合評價的應用.

[參考文獻]

[1]Gregory A.J,Jackson M.C.Evaluating methodologies:A system for use[J].Journal of Operational Research Society,1992,43(1):19-28.

[2]趙煥臣,許樹柏,金生.層次分析法一種簡易的新決策方法[M].北京:科學出版社,1986.

[3]董繼紅,李占印.DHGF集成法在高校實驗室安全管理評價中的應用[J].實驗室研究與探索,2013,32(9):251-254.

[4]徐維祥,張全壽.基于WSR方法論的信息系統項目評價研究[J].系統工程與電子技術,2000,22(10):4-6.

[5]徐維洋.信息系統大型工程項目評價與方法的研究[D].北京:北方交通大學,1999.

[6]鄭賢斌,陳國明.基于熵技術的石化企業安全模糊綜合評價方法研究[J].中國安全科學學報,2004,14(2):109-112.

[7]謝正文,孔凡玉.基于熵技術的礦山安全模糊綜合評價[J].中國計量學院學報,2007,18(1):79-82.

[8]王天津,徐若倩.應用TOPSIS方法評估股票上市公司營運績效之研究[C].企業管理研究選輯,2003:431-436.

[9]顧基發,唐錫晉.物理-事理-人理系統方法論:理論與應用[M].上海:上海科技教育出版社,2006.

[10]江金山,吳佩玲.灰色理論入門[M].臺北:高立圖書有限公司,1988.

[11]夏郭賢,吳漢雄.灰關聯分析之線性數據前處理探討[J].灰色系統學刊,1998(1):47-53.

[12]易德生,郭萍灰色理論與方法[M].北京:石油工業出版社,1992.

Application Research on the Evaluation Model of the Campus Information System Based on Optimization DHGF

CHEN Zhen

(Fuzhou University of International Studies and Trade ,Fuzhou Fujian 350202, China)

Abstract:This paper deeply analyzes the implementation of the campus information system, the establishment of a comprehensive evaluation system. At the same time, the DHGF algorithm based on optimization weight is introduced, and it will be applied in the case. The practice proves that the algorithm is scientific and feasible.

Key words:information system; DHGF; information entropy; evaluation model

[收稿日期]2016-02-10

[基金項目]福建省教育廳省教育廳A類科技項目“數據挖掘技術為‘海西’文化產業系統中的應用研究”(JA12365)。

[作者簡介]陳震(1978- )，男，講師，碩士，從事數據庫技術、數據挖掘、人工智能研究。

[中圖分類號]TP392

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-7602(2016)06-0040-06