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人机协作作为智能决策研究领域的核心问题之一,结合人的思维和机器智能,通过合理协作可产生更强的混合智能系统和更好的执行效果,因而受到国内外学者的广泛关注。在当前的人机协作领域中,如何充分利用不精确和不确定信息中存在的潜在价值,为冲突分析、任务分配、通道匹配等人机协作问题提供客观科学的决策支持,成为当前人机协作领域亟需解决的关键研究课题。三支决策理论和模型作为一种重要的粒计算与知识发现研究方法,能够考虑决策过程中的不确定性和风险,通过概率阈值对决策过程的论域进行划分,因而能够对人机协作中决策问题的不确定性和复杂性提供良好的支撑。然而,目前人机协作和三支决策现有的相关理论与方法中少有结合心理学和行为科学、刻画人与机的协作机理以及三支决策模型决策过程的研究。为此,本文结合行为决策理论、三支决策理论和模糊决策理论,对人机协作中的人员冲突分析、任务方案分配和通道匹配等问题进行了深入的研究和探索。在人机协作和三支决策中融入决策者的主观风险偏好描述,更好地刻画人与机的协作机理。具体研究内容和研究成果如下所述:(1)提出了基于前景理论的三支决策模型及三支冲突分析方法。在三支决策现有的理论和研究中,如何在决策过程中反映和描述决策者的风险态度和偏好是一个非常关键的问题。在基于决策粗糙集的三支决策模型中,决策规则是根据风险最小化原则进行构建的,并未考虑不同决策者真实的风险态度和偏好。为了解决这一问题,本文构建了基于前景理论的三支决策模型。通过计算价值函数和决策权重函数,推导出前景价值最大化决策规则。然后在此基础上,本文分析并证明了模型阈值的存在性和唯一性,并计算了两种特定情形下阈值的解析解形式,之后根据阈值的取值情况进一步对决策规则进行了简化。此外,将基于前景理论的三支决策模型推广到人机协作冲突分析问题中,构建了基于前景理论的三支冲突分析方法,并推导出了相应决策规则。最后将基于前景理论的三支冲突分析方法应用到了一个人机协作冲突分析案例中,并根据实验评估了方法的有效性和性能。(2)提出了基于累积前景理论的三支决策模型和基于多源异构信息表的TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)方法。本文在基于前景理论的三支决策模型基础上,将模型的决策权重函数拓展到累积决策权重函数的形式。通过对所有价值函数取值关系情况的比较与总结,得出了模型累积决策权重函数的数学表达式,并根据价值函数和累积决策权重函数推导出了基于累积前景理论的三支决策模型的前景价值最大化决策规则的一般形式。在此基础上,对基于累积前景理论的三支决策模型阈值的存在性和唯一性进行了分析和证明,并根据阈值的数值解对决策规则进行了简化。此外当信息系统没有决策属性时,为了对基于累积前景理论的三支决策模型的条件概率进行估计,本文构建了基于多源异构信息表的TOPSIS方法。通过考虑实数、语言术语变量和直觉模糊数三种数据类型,利用TOPSIS方法对模型的条件概率进行评估和计算。最后,将基于累积前景理论的三支决策模型和基于多源异构信息表的TOPSIS方法应用到一个人机协作任务分配案例中,并通过与基于决策粗糙集的三支决策模型进行对比来说明基于累积前景理论的三支决策模型的有效性和优势。(3)提出了基于第三代前景理论和Z-数的三支决策模型和灰色关联分析方法。第三代前景理论在前两代前景理论的基础上引入了不确定参考点对决策者的风险态度和偏好进行了更好地描述,Z-数相比于一般的模糊数而言,能够更好地描述信息系统内数据的可靠性。因此,本文在前两个三支决策模型的基础上进一步构建了基于第三代前景理论和Z-数的三支决策模型。在模型中,为了更方便地对数据展开计算,将所有Z-数描述的数据转化为三角模糊数的形式。根据三角模糊价值函数和累积决策权重函数,计算出三角模糊前景价值,并根据相应的排序值构建了Z-信息环境下的前景价值最大化决策规则。考虑到模型阈值的解析解仍然不能被直接计算出,本文对模型阈值的存在性和唯一性进行了说明,并对决策规则进行了简化。此外,本文根据Z-信息系统中的评估信息,进一步提出了基于第三代前景理论和Z-数的灰色关联分析方法用于估计三支决策模型的条件概率。最后,将基于第三代前景理论和Z-数的三支决策模型和灰色关联分析方法应用于一个人机协作通道匹配问题案例中,并通过与基于前两代前景理论的三支决策模型和其他条件概率估计方法的比较分析,阐述了基于第三代前景理论和Z-数的三支决策模型和灰色关联分析方法的优越性。(4)提出了基于后悔理论和区间二型模型集的三支决策模型和TOPSIS方法。所构建的三支决策模型和TOPSIS方法能够更好地描述决策者的风险态度和偏好,并进一步提升三支决策模型处理不精确、模糊问题的能力。在区间二型模糊环境下,区间二型模糊后悔效用函数由区间二型模糊结果矩阵计算得出。在此基础上,通过计算区间二型模糊期望效用函数构建了效用最大化决策规则,并根据区间二型模糊期望效用函数的排序值进一步对决策规则进行说明。考虑到上述所提条件概率估计方法无法直接应用到区间二型模糊环境中,本文进一步提出了基于后悔理论和区间二型模型集的TOPSIS方法,并通过此方法考虑了不同决策者对于条件概率的决策偏好。同时,通过对基于后悔理论和区间二型模型集的三支决策模型和TOPSIS方法关键决策步骤的总结,给出了模型整体的决策过程的详细步骤和流程示意图。最终,将基于后悔理论和区间二型模型集的三支决策模型和TOPSIS方法应用到了人机协作通道匹配问题的案例中,并通过公共数据集对所有决策结果的准确性进行了分析和验证。总之,本文结合行为决策理论、三支决策理论和模糊决策理论,对人机协作的相关问题进行了探索和研究。这不仅丰富了行为决策理论、三支决策理论和模糊决策理论,而且拓宽了这些理论的应用范围和场景。