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决策科学化与民主化的选择机制
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广告招租，e-mail:yesize@hotmail.com 作者：王先甲/匡小新 主题类号：D01/公共行政 【 文献号 】1-1699 【原文出处】《科技进步与对策》 【原刊地名】武汉 【原刊期号】200011 【原刊页号】121～123 【分 类 号】D01 【分 类 名】公共行政 【复印期号】200102 【 标 题 】决策科学化与民主化的选择机制 【标题注释】国家自然科学基金资助项目(69874029) 【 作 者 】王先甲/匡小新 【作者简介】王先甲 匡小新 武汉大学系统工程研究所 【内容提要】用系统分析方法分析了科学决策与民主决策的决策过程与步骤，对各种不同决策态势的决策问题，提出了相应的选择机制并分析了这些选择机制的科学原理。 【关 键 词】决策/科学化与民主化/选择机制 【 正 文 】 1 决策过程的系统分析方法 从理论上，任何决策问题由三个基本要素组成：决策人、方案集和行为选择偏好。决策人是决策问题涉及的具有独立判断和选择权的个体；方案是决策人可以独立控制和选择的影响结果的行动，也称策略；行为选择偏好是决策人对决策结果的价值判断。在我们看来，决策是一种选择过程，即从若干可能备选方案中选出一个或几个方案作为最终决策的候选方案的过程。 为了使决策具有科学性和民主性，决策过程必须遵循一般的科学方法与合理的决策程序。决策过程涉及多个环节和要素，这些环节、要素之间存在复杂相互关系，需要将决策过程作为一个整体进行研究。系统分析方法是研究由具有复杂相互关系要素组成的整体的功能与特性的有效方法。我们建议用系统分析方法分析和研究决策问题，按如下步骤进行： 第一步：了解问题背景，从外界环境中划出一个系统，并界定系统的边界； 第二步：了解和确定问题的选择目标； 第三步：分析达到选择目标可能遇到的各种问题并对这些问题作出诊断； 第四步：分析备选方案，并给出方案的约束条件； 第五步：分析不同决策方案的决策结果（或后果），并分析不确定性因素对决策结果的影响； 第六步：根据所有决策人对决策结果的价值判断，表示出所有决策人的选择偏好； 第七步：用数学模型或其它模型描述； 第八步：分析计算并推荐最终最优决策方案； 第九步：最终决策实施与管理。 这种系统分析方法将决策问题的基本要素、相互关系和选择方法有机地联系在一起，满足系统科学的基本原理，构成了决策科学化的基本前提。这种系统决策方法要求了解问题背景和表达所有决策人的选择偏好，这些为决策民主化提供了条件。 2 选择机制与原理 对不同决策态势的决策问题，其求解适应于不同的选择机制与原理。 2.1 最优选择机制 当决策问题只涉及一个决策者且决策者仅追求一个指标时，问题就是从可能的备选方案中选择一个，使这个指标达到最大或最小，这种选择机制我们称为最优选择机制。 对这种决策态势在确定的环境下，每个决策结局的效果用一个指标来标度，反映着决策者的行为偏好。自然地，决策者最偏爱的方案是使这个指标达到最大或最小，也即是说这个方案是最优的。 对这类决策问题，在不确定环境下，每个方案可能产生多个决策结局，至于最终出现哪一个，决策者无法控制，也不可预知，这由环境（或自然）的不确定性决定。这时，决策者将以这个指标的期望值为追求目标，使这个指标的期望值达到最大或最小，这就是决策者最偏爱的方案。 如果能列举出所有备选方案并计算指标对应于各备选方案的值，将这些指标值进行排序就可以选出最优方案。如果备选方案集和指标可用数学方法描述，即用满足某种数学关系的约束条件描述备选方案集，用定义在这个备选方案集的函数描述指标，那么决策问题就可用运筹学方法求解。 2.2 多目标选择机制 当决策问题的决策效果用多个指标描述时，其决策方案的选择应采用多目标选择机制。描述决策效果的这几个指标同时也反映着决策者对决策方案的价值判断。然而，使两个以上的指标同时达到最大或最小的方案一般不存在，为此必须采用多目标选择机制。Pareto建立了多目标决策问题的一种最优解概念，称为Pareto最优解。若备选方案集用X表示，多个指标用定义在X上的函数f[,1],…,f[,m]表示，多目标决策问题可形式地表示为： 附图{图} 这种Pareto最优解反映了决策者这样的行为偏好：它使决策者找到的方案虽然不能保证所有指标达到最优，但可以保证没有任何其它的可能决策方案使所有指标不变坏并至少有一个指标被改善。这种Pareto最优解一般不唯一，且不同解所对应的指标向量再无法进一步比较好坏。产生这种现象的原因是Pareto最优解是由目标空间在“自然偏序”下的极大元的数学特性决定的，它反映了决 策者在较宽的选择范围内具有无差异性的行为偏好。 于是，求解多目标决策问题(1)需要解决两类问题：一是求Pareto最优解；二是从Pareto最优解中作进一步的选择反映决策者进一步明确的精细的行为偏好。文献[2]介绍了多种求Pareto最优解的方法；进一步明确精细表示决策者行为偏好的方式较多。这里简单介绍最为典型的几种：加权法、理想点法和替代权衡法。前两种属全局性方法；后一种属局部性方法。加权法是用对各指标赋一个权由此反映决策者的明确行为偏好。设对指标f[,1],…,f[,m]的赋权分别为λ[,1],…,λ[,m]，那么，决策问题完全由(X,f,λ)刻画，并且决策方案通过求解如下最优化问题给出： 附图{图} 问题(2)的最优解为多目标决策问题(1)的Pareto最优解，反映了决策者行为偏好λ的最优选择。 理想点法是对决策者心中的一个理想目标状态f[0]，选择一个决策方案，使其对应的目标向量尽量接近这个理想目标状态f[0]。数学上，可以表示为如下最优化问题： 附图{图} 这里，‖·‖表示一种距离度量。问题(3)的最优解是使目标向量最接近决策者心中理想目标状态的备选方案。在一定条件下，问题(3)的最优解为问题(1)的Pareto最优解。 另一种明确表示决策者行为偏好有代表性的方法是替代权衡法，这种方法是在得到某个Pareto最优解后，在不同指标间的得失权衡中表示决策者的行为偏好。设x[0]为问题(1)的Pareto最优解，当决策者需要在x[0]下改善某个指标时，那么他必须准备在另外指标上作出牺牲。自然地，决策者准备牺牲某个指标的单位数量时，总是希望要改善的指标改善的数量越大越好。然而，这种美好的愿望与客观现实总是冲突的，文献[3]给出了这个改善数量的有效上界，并提出了这种替代权衡方法的求解方法。 2.3 诱导选择机制 当决策问题涉及多个决策者，且这些决策者处于不同层次时，为了保证决策的科学性和民主性，应该采用诱导选择机制作出决策。 在实际管理决策中，分层等级结构是一种十分普遍的组织管理结构。西蒙从三个方面分析了复杂组织系统具有分层等级特性的原因。在分层等级结构中，决策者处于不同的层次，处于上层的决策者具有更高的权威。虽然处于下层的决策者的选择行为是对上层决策者策略的反应，但他仍是独立的决策者，为了表明决策的民主性，上层决策者不能代替下层决策者作出决策。上层决策者虽然不能代替下层决策者作出决策，但他可以通过自己的策略诱导下层决策者的选择行为，从而使下层的决策行为更好地实现上层决策者的目标。下面对两个层次的组织管理结构的两种诱导选择机制作具体分析。 设上层有一个决策者，方案集为X，指标函数为F；下层有n个平行的决策者，决策者i的方案集为Y[,i](x)，指标函数为f[,i](x,y[,i])，那么下层决策者则按如下最优化问题作出决策： 附图{图} 上层决策者能了解下层的两种信息：决策方案y[*,i](x)和指标值f[,i](x,y[*,i](x))=v[,i](x)．如果上层的指标函数依赖于他的决策和下层的决策，那么他将按如下最优化问题作决策： 附图{图} 如果上层决策者的指标函数F依赖他的决策和下层的指标值，那么他将按如下最优化问题作出决策： 附图{图} 这种诱导选择机制有两个问题：一是上层决策者没有预先确定的目标；二是策略的诱导性不能反映在下层的选择过程中。另一类诱导选择机制可以克服这两个问题。 设上层决策者和下层决策者i的方案集分别为X和Y[,i]，指标函数分别为J[,L](x,y[,1],…,y[,N]和J[,Fi](x,y[,i])，那么上层决策者要实现的目标是实现如下最优化问题： 附图{图} 设问题(7)的最优解为(x[*],y[*,1],…,y[*,N])，对上层决策者而言，他能自主地选择x[*]，但他不能代替或强制下层决策者选择y[*,i](i=1,…,2)，而是希望下层决策者选择y[*,i]，为此，他将设计一种策略诱导下层决策者的选择行为，使之自发地选择y[*,i]。上层决策者对下层决策者i的诱导策略是下层决策者决策y[,i]的函数γ[,i](y[,i])=x，于是他将在某策略集（函数类）内选择一个策略，使下层决策者i选择y[*,i]，即要实现如下最优化问题： 附图{图} 这里arg(max(·))表示极大问题max(·)的最优解集。 2.4 合作选择机制 在涉及多个决策者的决策问题中，更大效益的产生与实现需要决策人之间的合作，这就要求一种选择机制描述和促进决策者之间的合作，这种选择机制被称为合作选择机制。 对多个行为人一起工作的效率问题有两种不同的描述方式：一是效率下降 论；二是系统整体论。我们认为合作的原动力在于合作可能产生更大的利益，这是多个个体合作（一起工作）的基本前提。对这种特性，在数学上可用一个超可加集函数描述：设有n个合作的决策者N=｛1,2,…,n｝，v为定义在2[N]上的集函数满足超可加性： 附图{图} 这n个决策者都是独立的民主决策者，他是否参与合作不受他人的限制，决定他参与合作是否的唯一条件是他是否能得到更大的效益。为了得到一个参者皆赢的结局，需要有一个对合作产生效益的分配规则。前述产生合作的效率下降论的原因在于参与合作的个体的边际贡献非正和没有一个合理的分配规则；系统整体论是指导设计具有非理性特性系统整体结构的基本原理。当系统卷入了具有理性特性的人时，要维持系统的整体性特性，也必须辅以合理的分配规则。 为了寻找一种合理的分配方法，合理性可以用不同性质刻划，这些性质将从不同侧面描述人们普遍可以接受的规则。由一些具体性质的组合可以确定一个分配规则，不同的性质组合可以形成不同的分配规则，最著名的分配规则有Shapley值。有关合作选择机制的分配规则在一些合作对策的论著中均有介绍。 2.5 平衡选择机制 当决策问题涉及多个地位相同的决策者，每个决策者有独立可控的策略集，且每个决策者的决策效果决定于所有决策人所采取的策略时，就需要采用平衡选择机制作出决策。描述这类决策问题最有效的数学方法是非合作对策模型，最合适的决策方法是采用Nash平衡解作为所有决策人的选择行为，这也是我们称其为平衡选择机制的原因。 附图{图} 附图{图} 这种Nash平衡解(y[*,1],…,y[*,n])具有如下性质：(1)对决策者i而言，如果其它决策者采取平衡解中的策略，那么y[*,i]对他来说是最优策略。这表明Nash平衡解是决策者之间的互为最优反应的策略；(2)Nash平衡解对任何决策者的其它策略没有诱导性，即任何决策者都不会采取Nash平衡解以外的策略，这表明Nash平衡解具有稳定性。 2.6 协商选择机制 协商选择机制被认为是解决多人冲突决策问题的一种有效的民主方法。协商的基本原型是通过讨价还价过程达成协议的方法解决多人冲突决策问题。 第一个研究协商问题原型的讨价还价模型是由Zeuthen提出的，由决策人的风险态度确定让步策略，由此确定一个报价序列，协商选择机制提供的解决方案就是这个序列的极限。随后，协商选择机制发展成了两种方法：公理化方法和策略方法。公理化方法将协商问题形式地描述成一个二要素问题，由协商结局空间S和冲突点d组成，其选择机制由定义在协商结局空间上的向量值形式解（协商解）描述，这种解指定参与协商的个体所得的收益（或效用）。Nash首先提出了一套公理系统，由这套公理系统可以唯一具体地确定一个协商解，并将这种解表示成一个最优化问题的最优解，这个最优化问题的目标函数是(S,d)确定Nash乘积，即 附图{图} 同样，从另一些侧面描述合理性和公平性的公理系统也可以确定另一种协商解。选择哪一种公理系统依赖于协商人对合理性与公平性的共同理解与约定。 这种协商公理化选择机制相当于有一个隐含的协调人，他指定能唯一具体确定协商解的不同公理系统，并指出公理系统中的法则对合理性与公平性描述的具体意义，然后选定一个所有协商人可以接受的公理系统，再按这个公理系统确定协商解作为协商人的选择行为或分配。 协商选择机制的策略方法是将协商的讨价还价过程描述成两个报价序列，每个报价序列就是协商人的一个策略，每个协商人的收益依赖于两个协商人的报价策略。这样策略方法就可以用一个非合作对策模型描述，于是平衡选择机制（即Nash平衡解）在这里也可以被采用。 2.7 投票选择机制 对多个对象进行选择的多个决策者常称为群、社会或委员会，因此，投票选择也称群决策、社会选择或委员会决策。投票选择机制就是将委员会中各成员偏好按某种规则集结成整个委员会的偏好，再根据这个偏好对对象作出选择。 投票选择机制主要存在两个基本问题：①对同一选择问题，不同的投票选票规则得到的结果可能完全不同；②投票人可能通过谎报自己的真实偏好使投票结果发生有利于自己的变化。这些统称为投票选择的防操纵性（即稳定性）。投票人的策略行为还有两种具体形式：①通过对选择过程的控制实现对选择结果的操纵；②通过分级投票以达到极少数人对委员会的操纵。虽然投票选择机制被认为是一种最为民主的选择制度，但如果不能防止这些对选择的操纵性，民主的背后就隐藏着极为不民主的特权。因此，防操纵性是投票选择机制的根本问题。 一些投票选择规则的可能性定理和不可能性定理为防操纵研究提供了理论依据。Arrow首推为这个研究领域的代表人物。在他看来，一切合理的投票选择机制（规则）应满足按大众的观 点看是“合情合理”的规范和条件，以致需要将这些规范或条件看作为公理。他首先把这些公理归纳为广泛性、一致性、独立性和非独裁性。 应该说，这些公理描述了广泛的民主性。然而，Arrow的研究结果却给热衷于广泛民主的人们一个沉重的打击，他说满足这种广泛民主性的“合情合理”规范的投票选择规则的选择结果一定不存在。这就是著名的Arrow不可能性定理。我们需要民主，但我们更要尊重科学与现实。自然地，松驰一些民主性要求可能使不可能性定理成为可能性定理。 投票选择理论是西方社会民主制度的产物，但它的大多数研究成果具有一般性而独立于社会制度。因此，这些研究成果对发展我国的社会主义民主也有一定的指导意义。 【参考文献】 [1]陈＠①．决策分析．北京：科学出版社，1997 [2]Changkong V,Haimes Y Y.Multiobjective decision making.Amsterdan:Horth-holland,1983 [3]Wang X J,Wang Q T and Feng S Y.Subjective trade off rate methodof multiobjective decision making.Acta Mathematica Scientia,1996(4) [4]（美）赫伯特·西蒙，李柱流译．管理决策新科学．北京：中国社会科学出版社，1982 [5]Myerson R B.Game theory.Harvard University Press,1991 [6]Arrow K.Social choice and individual values.New York:Wiley,1951 字库未存字注释： ＠①原字王右加延
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