- •Власов м. П.
- •1. Шкала измерения
- •Шкала интенсивности критериального свойства
- •2. Отношения предпочтения
- •3. Классификация экспертных оценок
- •Основные классификации экспертных оценок
- •4.Этапы анализа экспертных оценок
- •Требования к экспертным оценкам
- •Применение статистических критериев
- •5. Анализ методов обработки экспертных оценок
- •6. Снижение размерности и отбор информативных показателей
- •7. Модели в порядковых шкалах
- •8. Экспертные методы
- •9. Дельфийский метод
- •10. Паттерн
- •11. Экспертные кривые
- •12. Оценивание объектов при экспертизе
- •Шкала предпочтений
- •Предпочтения факторов
- •13. Задача оценки конкурентных преимуществ фирмы
7. Модели в порядковых шкалах
Модели в порядковых шкалах – это математические модели, связывающие переменные, измеренные в порядковой шкале. Шкала измерения переменных предъявляет определенные требования к виду связей, устанавливаемых в модели, процедуре ее идентификации и определяет характер выводов, получаемых в результате анализа модели.
Современное экономико-математическое моделирование в своей прикладной части в основном ориентировано на получение и анализ количественных данных. Однако проведение строгих рассуждений и построение математических моделей возможны и при отсутствии количественных измерений. Кроме того, лишь небольшая часть исходных данных и выводов экономической науки имеет количественный характер, большинство из них выражено в «слабых» порядковой и номинальной шкалах.
В качестве примера зависимости между переменными в порядковых шкалах можно привести следующие утверждения:
по мере роста экономики влияние человека на окружающую среду (антропогенная нагрузка) возрастает;
по мере насыщения потребности индивида в том или ином товаре полезность и ценность этого товара для него уменьшается.
Модели в порядковых шкалах могут использоваться там, где:
исследователь имеет дело с малоструктурированным объектом, причем хотя бы некоторые его характеристики «размыты» и не поддаются прямому количественному измерению;
количественные измерения возможны, но не совершенны и весьма существенная их погрешность;
количественные измерения невозможны или просто не нужны.
На современном этапе развития экономической науки к исследованиям подобного рода относятся:
изучение взаимодействия социальных, институциональных и экономических процессов;
анализ экологических проблем;
глобальные исследования;
задачи долго- и сверхдолгосрочного прогнозирования.
С формально-математической
точки зрения порядковая шкала определяется
как шкала, инвариантная относительно
взаимно однозначных, монотонных
преобразований. Отсюда следует, что
свойства зависимости между переменными,
измеренными в порядковой шкале, должны
быть инвариантны относительно взаимно
однозначных, монотонных преобразований
этих переменных. Таким свойством обладает
монотонная функция, т.е. должна быть
зависимость между переменными типа
«чем меньше
,
тем больше
»
или «чем больше
,
тем меньше
».
Главной проблемой в данном случае
является определение направления связи
между переменными, которое может быть
двух видов:
прямым («положительным»);
обратным («отрицательным»).
Возможны случаи, когда из-за воздействия одной порядковой переменной на другую изменяется направление. Например, эмпирические исследования выявили следующую закономерность:
рост неравномерности распределения доходов в начале процесса экономического роста приводит к уменьшению дифференциации доходов по мере развития этого процесса;
экономический спад по мере развития сопровождается ростом дифференциации доходов.
Рассмотрим первый случай. В данном случае необходимо выделить условия, при которых направление воздействия остается неизменным, или каждый раз оговаривать, о каком случае зависимости (прямом или обратном) идет речь.
В случае функции нескольких порядковых переменных возникает необходимость не только определить направление воздействия каждой из зависимых переменных на зависимую, но и упорядочить все возможные комбинации направлений изменения независимых переменных по значению зависимой переменной. Пусть, например, имеется зависимость: экономический рост приводит к увеличению реальных доходов населения, рост численности – к их снижению. Тогда, если установлено, что в большинстве случаев увеличение душевого дохода не сводится к нулю ростом населения, то можно утверждать, что реальные доходы на душу населения увеличиваются по мере перехода от одной ситуации к другой в цепочке:
«экономический спад и рост численности населения»;
«экономический спад и уменьшение численности населения»;
«экономический рост и рост численности населения»;
«экономический рост и уменьшение численности населения».
Возможен случай,
когда исследователь в состоянии не
только судить о направлении изменения
независимых переменных, но и различать
степень их изменения. Например,
«значительное», «среднее» или
«незначительное» увеличение или
уменьшение их значений. В данном случае
пространство изменения независимых
переменных образует частично упорядоченное
множество, на котором один элемент
не больше (не меньше) другого элемента
,
если он не больше (не меньше) его по
значениям всех компонент:
.
Но два различных элемента несравнимы,
если по одним компонентам первый элемент
не больше второго, а по другим наоборот.
Задание функции
на частично упорядоченном множестве
заключается в упорядочении этого
множества в соответствии с изменением
значения зависимой переменной. При
этом, как и в случае функции одной
переменной, должно выполняться условие
монотонности зависимости: если
возрастает с увеличением
,
то для двух элементов
и
таких, что
,
следует
.
Пространство
изменения независимых переменных,
измеренных в порядковой шкале, образует
решетку, т.е. множество, в котором для
любых двух его элементов
и
всегда существует нижняя грань
,
причем
-нижняя грань
меньше элемента
,
-нижняя грань
меньше элемента
,
а также двойственная
ей верхняя грань
:
,
.
В данном случае операцию взятия нижней
грани можно определить как
,
а верхней грани - как
.
Для задания функции порядковой переменной на множестве типа решетки первоначально необходимо задать разбиение пространства изменения независимых переменных на подмножества
![]()
такие, что
полностью покрывают исходное множество,
а любые два элемента
и
из одного подмножества
несравнимы.
Из этого следует,
что верхняя и нижняя грани этих элементов
не принадлежат множеству
.
Предельным случаем подобного разбиения
является ситуация, когда каждое
подмножество
включает один элемент
.
На рис. 7.1. представлен возможный случай
разбиение пространства изменения двух
порядковых переменных:
,
имеющей 3 градации изменения;
,
имеющей 4 градации изменения.

Рис. 7.1. Пример разбиения пространства изменения порядковых переменных.
Следующим этапом
задания функции порядковой переменной
является упорядочение подмножеств
в соответствии с изменением значения
зависимой переменной при соблюдении
условия монотонности, т.е. определения
цепочки
![]()
такой, что
![]()
для любых элементов
.
В случае если
найдутся элементы
и
такие, что
![]()
![]()
,
то
.
При этом элементы
из одного подмножества
считаются одинаковыми по значению
переменной
.
В итоге, процедура идентификации функции порядковых переменных включает три этапа:
определение направления воздействия каждой из независимых переменных на зависимую;
разбиение пространства изменения независимых переменных на подмножества несравнимых элементов;
упорядочение этих подмножеств в соответствии с изменением значений зависимой переменной.
Идентификация функции порядковых переменных на эмпирических данных предъявляет жесткие требования к имеющейся выборке. Выборка должна полно представлять все поле изменения независимых переменных. В противном случае (если, например, выборка состоит из несравнимых по независимым переменным элементов) исследователь оказывается не в состоянии идентифицировать зависимость. С учетом этого обстоятельства более перспективным в социально-экономических исследованиях является построение моделей в порядковых шкалах с помощью экспертных процедур.
Общая схема построения моделей в порядковых шкалах такова. Эксперт или группа экспертов, специалистов в конкретной области знания, описывает изучаемый объект набором характеристик. При этом предполагается, что эксперт может в той или иной форме сравнивать значения выделенных характеристик и указывать свойства зависимостей между ними. Затем, используя необходимый математический аппарат, проводится исследование модели, и полученные выводы предлагают оценить эксперту. На этой основе эксперт корректирует исходные данные, и процесс повторяется до достижения приемлемых результатов.
При этом в процессе работы эксперт может иметь дело с порядковыми данными в различном их виде – например, он может упорядочивать (ранжировать) набор элементов, сравнивать их попарно и т.п. Однако с ростом размерности исследования возможность работы эксперта с порядками уменьшается. На первый план выходят методы представления и преобразования порядковых данных с помощью более «сильных» количественных шкал.
Поскольку единственным требованием к функции, представляющей зависимость между порядковыми переменными, является свойство монотонности, постольку основными в данном случае являются не столько инструментальные, сколько методические проблемы построения моделей в порядковых шкалах.
Возможна ситуация,
когда стадия первоначального упорядочения
элементов опущена, и исследователь,
используя рассуждения в количественных
шкалах, описывает изучаемую систему
набором функций количественных
переменных, но затем на этой основе
делает порядковые выводы. Например,
порядок, представленный на рис. 10.7.1.,
может быть получен, если градациям
изменения переменных
и
будут поставлены в соответствие
возрастающие ряды чисел
для
и
для
.
Эксперт, опираясь на свои знания, может
указать, что воздействие
и
на
имеет аддитивный характер. При этом
изменение
по сравнению с
оказывает в 2 раза больший эффект. В
итоге, функция
задает такой же порядок изменения
значения
,
как и на рис. 7.1.
Возможно, что в случае количественного представления порядковых данных будут упущены (или, наоборот, привнесены) некоторые особенности изучаемой зависимости, но этот недостаток может быть оправдан экономией времени работы эксперта в процессе идентификации модели. Важная проблема при количественном представлении порядковых зависимостей – избежать «усиления» получаемых выводов: поскольку этап первичного упорядочения опущен, вероятность возникновения у исследователя иллюзии работы с количественными, а не порядковыми шкалами возрастает. Соответственно, повышается вероятность необоснованного «усиления» конечных результатов.
В процессе построения моделей в порядковых шкалах более надежные (хотя одновременно и более грубые) результаты могут быть получены, если для отображения зависимостей используются порядковые функции. В данном случае на переменные модели накладываются следующие требования:
они должны иметь одинаковое число градаций изменения;
с содержательной точки зрения – быть сравнимыми друг с другом по своим значениям.
При выполнении
этих требований порядковая функция
может выглядеть следующим образом.
Пусть
- переменные, измеренные в порядковой
шкале, и
возрастает с увеличением
.
Тогда
может принимать значение независимой
переменной, стоящей на месте
в ранжированном ряду значений всех
независимых переменных. В этом случае
могут выбираться экстремальные значения:
минимальный элемент
;максимальный элемент
;различные квантили: децили, квартили, медиана и т.п.
При этом от выбора
номера элемента
,
значение которого определяет величину
переменной
,
зависит характер строящейся функции.
Так, чем больше номер
,
тем «сильнее» воздействие независимых
переменных на зависимую.
С точки зрения методики построения и исследования моделей в порядковых шкалах наиболее разработанным в современных условиях является Дельфийский метод. Одной из общепринятых форм построения моделей в порядковых шкалах служат тесты, использующиеся в социальных, экономических и психологических исследованиях. В процессе тестирования эксперту (испытуемому) предлагается множество вопросов и набор возможных ответов на них. Каждому ответу приписывается заданное число, входящее в функции, с помощью которых рассчитываются отдельные промежуточные и конечные характеристики. И хотя эти функции имеют количественный вид, на их основе делают лишь порядковые выводы о степени (интенсивности) выраженности изучаемых свойств. В экономической науке инструментарий порядковых шкал традиционно используется для построения и анализа функций полезности (выбора, предпочтения), а также целевых функций субъектов различного уровня и вида.
