由於現實世界太複雜,人們對具有不確定性的決策對象可能沒有比較全面的了解,因此不能用單個主觀機率分布來描述不確定事件,當然也就不能用主觀期望效用模型來解決這類問題。
基本介紹
- 中文名:多先驗期望效用模型
- 外文名:Laptave準則
- 相似模型:Wald準則,樂觀準則等
- 初始模型:Savage
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簡介,內容,討論,Wald準則,Laplace準則,樂觀準則,Hurwitz準則,
簡介
多先驗期望效用模型
鑒於此,人們還提出了其他一些模型,如Wald準則,樂觀準則,Hurwitz準則及Laplace準則等。但是,這些準則中,Laptave準則是主觀期望效用模型的特例,其他準則都有走向另一極端的嫌疑,決策者幾乎對具有不確定性的決策對象不作任何限制,與現實的決策情形不太相容,直接用於不確定性的決策是令人懷疑的。 Savage的主觀期望效用理論並非無懈可擊,其公理化假定看起來是合乎情理的,但在實際決策中是有問題的。著名的Ellsberg悖論表明:當面對不確定情況下的決策時,大多數人表現出對不確定性的厭惡,稱之為不確定性厭惡,或模糊性厭惡。針對這種現象,人們對Savage的公理體系進行了一些改造,主要有Sehmeidler提出的Choquet期望效用模型及Gilboa和Schmeidler提出的多先驗期望效用模型。多先驗期望效用模型不要求唯一主觀機率分布,也並非對不確定事件不作任何限制,是目前國外套用比較廣逆的、較好的不確定性決策理論之一。
內容
多先驗期望效用模型
X:輸出空間(也有叫結果空間的,outcome);
S:自然狀態集,任意,稱為事件;
Fs={f,有界,可測f:S→M(X)},是決策人的可行行動集,若對任意s∈S,f(s)=P∈M(X)稱是f常行動,常行動集記為F;
任意f,g∈F,a∈[0,1],記h=af+(1-a)g,對任意s∈S,有h(s)=af(s)+(1-a)g(s)為定義在F上的二元偏好關係。在此基礎上定義偏好無差異關係“~”為,f~g,其中f,g∈F,若f》g,且g》f,定義嚴格偏好關係為“>”,f>g,若f》g,但f~g不成立。
公理1:(弱序)
(i)(完全性)任意f,g∈F,要么f》g,要么g》f;
(ii)(傳遞性)任意f,g,h∈F,若f》g,g》h,則f》h;
公理2:(連續性)
任意f,g,h∈F,若f>g,g>h,則存在α,β∈(0,1),使得αf+(1−α)h>g>βf+(1−β)h
公理3:(確定性獨立)
任意f,g∈F,且h∈P,對任意a∈(0,1),f>g若且唯若af+(1-a)h>ag+(1-a)h
此獨立性假定其對常行動有效。
多先驗期望效用模型
公理4:(單調性) 任意f,g∈F,若任意s∈S,f(s)》g(s),則,f》g
公理5:(不確定性厭惡)
任意f,g∈F,a∈(O,1),f~g,則af+(1-a)g》f
公理5不排除af+(1-ag)>f的可能性,即有不確定性厭惡的向。
公理6:(非退化性)
存在f,g∈F,f>g
Gilboa-Schmeidler定理:下述條件等價
(i)F上的排序》滿足公理1—5
(ii)存線上性函式u:M(X)→R,和非空閉凸集C,它是關於S的有限可加機率測度集合,使得任意f,g∈Ff》g若且唯若(1)
此外,(a)函式u在正線性變換下唯一;(b)F上的排序》滿足公理1—6,則C唯一。
此定理說明:具有不確定性厭惡慣向的決策者可用多先驗機率分布族C表示不確定因素,而在求救用時取在C上的最小值。其思想是:當面對不確定性時,決策者用多先驗機率描述它。C是決策者對不確定性的信念;僅當決策者具有不確定性厭惡傾向時,取在C上的最小效用,再求最大化此救用的行動。如果決策者不是不確定性厭惡的,則沒有必要也不能取在c上的最小效用,決策依據不再是(1)式。
討論
多先驗期望效用模型中的行動是從狀態到後果分布的函式,一個狀態可能有幾個不同的後果,對應的是一個關於後果集的抽獎。這裡直接簡化為,對同一行動,狀態和後果是一一對應的,f:S→X。同時,後果用效用表示
多先驗期望效用模型
一般地,不確定性決策問題可由三元組表示{S,F,u),其中 S=(s1,...,sm),為有限狀態集;
F=(f1,...,fn),為有限行動集;
u=(uij)n*m,狀態為Sj時行動fi的後果,即效用。
對多先驗期望效用模型,引入機率測度集,不確定性決策問題可表示為四元組{S,F,u,C)。由Gilboa—Schmeidler定理,最佳化目標是求f'∈F,使得
Wald準則
由此看來,可將多先驗期望效用模型看成是Wald準則的理論基礎。C=M(S)表示決策者對不確定事件的認識是平凡的,什麼情況都可能出現。Wald準則是絕對不磚定性厭惡決策者的決策準則。
Laplace準則
取C={P∈M(S)|P(Sj)=1/m,j=1,…,m),多先驗期望效用模型就轉化為Laplace準則。在這種情況下,決策者認為不確定事件狀態是等可能出現的。從多先驗期望效用模型的觀點看,沒有考慮決策者沒有考慮不確定性厭惡情況。從Savage的主觀期望效用模型的觀點看,決策者的主觀機率是不確定事件狀態是等可能的。應該注意,即使C含多個機率分布,若決策者是不確定性中立的(指依然使用期望妓用來作為評價標準),則總存在機率分布P’∈M(S),使得以此作為Savage的主觀機率,用主觀期望效用模型得到的解與不確定性中立時的解一致。事實上,不妨設q是C上的機率分布,注意C是閉凸的,E(·)為數學期望。取P'=Ep即可。
樂觀準則
樂觀準則是求,使得fk=argmaximaxjuij取C=M(s),
如果說Wald準則是絕對不確定性厭惡決策者的具體表現,那么,樂觀準則完全是絕對不確定性厭惡決策者的決策準則。將C縮小在較小的範圍內,樂觀準則即為在一定範圍內的樂觀。這樣,這一準則可能更受歡迎,因為在不確定性中可能存在部分確定性。畢竟,人們對大多數不確定性不會一無所知
Hurwitz準則
Hurwitz準則是指選擇,使得fk=argmaxi(1−λ)minjuij+λmaxjuij
其中,稱為樂觀係數。
取C=M(S),上式可寫為
多先驗期望效用模型
與3類似,不必要求C=M(S),完全可將不確定事件中的某些確定性在信念C中表現出來,有助於決策的選擇。樂觀係數在C的範圍內起作用。人們甚至可以對上式兩個不同部分採用不同的C,可行的解釋是悲觀時的信念與樂觀時的信念不一致。