Large-Scale Group Decision-Making with Linear Uncertain Preference Relations Using Improved Density Peak Clustering and Two-Stage Feedback
تقترح هذه الورقة نموذجاً لاتخاذ القرار الجماعي واسع النطاق لعلاقات التفضيل غير اليقينية الخطية، يدمج التحديث الديناميكي للثقة، وتحسين خوارزمية تجميع ذروة الكثافة لتحديد المجموعات الفرعية، وآلية تغذية راجعة ثنائية المرحلة لتحقيق معدلات توافق عالية مع حد أدنى من تعديلات التفضيل.
تخيل غرفة مليئة بعشرات الأشخاص، كل منهم يحمل وجهة نظر فريدة حول كيفية حل مشكلة معقدة. إنهم ليسوا غرباء؛ بل يعرفون بعضهم البعض ويثقون ببعضهم بدرجات متفاوتة، مما يشكل شبكة من العلاقات التي تتغير مع حديثهم. الهدف ليس أن يتفق الجميع فوراً، بل إيجاد مسار واحد مشترك يبدو مقبولاً للمجموعة بأكملها. هذا هو جوهر اتخاذ القرار الجماعي واسع النطاق، وهو تحدٍ يبرز كلما توجب على المنظمات أو المجتمعات أو الحكومات تنسيق آراء العديد من الأفراد. تكمن الصعوبة في أن آراء الناس نادراً ما تكون أبيض أو أسود؛ فهي غالباً ما توجد في منطقة رمادية من عدم اليقين، والثقة بين بعضهم البعض ليست ثابتة بل تتطور بينما يستمعون لبعضهم البعض. وعندما يكون حجم المجموعة كبيراً بما يكفي، فإن مجرد مطالبة الجميع بالتنازل غالباً ما يفشل، لأن العدد الهائل من الأصوات يخلق ضجيجاً، كما أن الأساليب الجامدة لفرض الاتفاق يمكن أن تتجاهل الطبيعة المتغيرة والدقيقة للعلاقات الإنسانية.
لطال فالباحثون عن وسيلة للتنقل في هذا التعقيد، لا سيما عندما يعبر الناس عن تفضيلاتهم باستخدام نطاقات من عدم اليقين بدلاً من الأرقام الثابتة. وفي دراسة حديثة، تناول فريق من العلماء هذه المشكلة من خلال تصميم نظام يعامل اتخاذ القرار كعملية حية. لقد ركزوا على سيناريو يتطلب من عشرين شخصاً، يعملون كصناع قرار، تحديد أولويات عوامل النجاح الحاسمة لنوع معين من تسليم المشاريع. وبدلاً من معاملة هؤلاء العشرين ككتلة ثابتة، بنى الباحثون نموذجاً يراقب كيف تتغير ثقتهم ببعضهم البعض مع تغير آرائهم. وقد أدركوا أنه إذا بدأ شخصان في رؤية الأمور من منظور متقارب، فإن ثقتهما في بعضهما تنمو طبيعياً، وإذا تباعدا، فإن تلك الثقة تتضاءل. ومن خلال تتبع هذه التقلبات عبر الزمن، ينشئ النموذج خريطة ديناميكية لمن يثق بمن، بدلاً من الاعتماد على لقطة ثابتة مأخوذة في البداية.
يتضمن جوهر نهجهم تجميع هؤلاء الأفراد في مجموعات أصغر وأكثر قابلية للإدارة بناءً على مدى ثقتهم ببعضهم البعض ومدى تشابه وجهات نظرهم. وللقيام بذلك، استخدموا نسخة محسنة من تقنية التجميع التي تبحث عن "قمم" الكثافة في البيانات — أي البحث أساساً عن الأشخاص الأكثر مركزية في مجموعة من الأفراد ذوي التفكير المتشابه. ويتمثل الابتكار الرئيسي في طريقتهم في أنها لا تنظر فقط إلى اللحظة الحالية؛ بل تتذكر تاريخ كيفية تغير الثقة والآراء في الجولات السابقة. يساعد هذا الذاكرة التاريخية النظام على تجنب اتخاذ قرارات متسرعة بناءً على تحول واحد، ربما يكون مؤقتاً، في الرأي. وبمجرد تشكيل المجموعات، قام الباحثون بتخصيص أوزان لكل شخص ولكل مجموعة، مما يمنح تأثيراً أكبر لأولئك الذين يتميزون بالثبات في تفكيرهم، والذين لديهم سجل قوي من الثقة، وينتمون إلى مجموعة مترابطة بإحكام.
عندما تفشل المجموعة ككل في الوصول إلى مستوى عالٍ بما يكفي من الاتفاق، يقوم النظام بتفعيل عملية تغذية راجعة مكونة من مرحلتين. أولاً، يحدد المجموعات الصغيرة التي تعيق الوصول إلى الإجماع. وبدلاً من مطالبة الجميع في مجموعة متعثرة بتغيير آرائهم، يبحث النموذج عن طريقة للتعويض. فإذا كانت بعض المجموعات في حالة اتفاق قوي بالفعل، يمكنها فعلياً "حمل" وزن المجموعات التي تعاني، مما يسمح بتعديل عتبة الاتفاق بشكل عادل. ثانياً، بالنسبة للأفراد الذين لا يزالون بحاجة إلى تعديل آرائهم، يحسب النظام تكلفة ذلك التغيير. فهو يأخذ في الاعتبار مقدار ما تنازل عنه الشخص في الماضي، ومدى ثقته في الأشخاص الذين يُطلب منه الاستماع إليهم. والهدف هو إيجاد المسار الأقل مقاومة، عبر مطالبة أولئك الذين يمكنهم التكيف بأقل قدر من الاحتكاك فقط، وتوجيههم نحو نقطة مرجعية محددة وموثوقة بدلاً من متوسط عام.
اختبر الباحثون هذه الطريقة باستخدام مجموعة بيانات واقعية تتضمن عشرين صانع قرار وخمسة أبعاد مختلفة للمشروع. في جولة النقاش الأولى، جاء الاتفاق العام للمجموعة دون المستوى المستهدف بقليل. ثم حدد النظام أفراداً معينين بحاجة إلى تعديل آرائهم ووجههم عبر عملية تفاوض. وبعد بضع جولات فقط من هذا التجميع الديناميكي والتغذية الراجعة المستهدفة، وصلت المجموعة إلى إجماع استوفى المتطلبات المحددة مسبقاً. كما أجرى الباحثون آلاف المحاكاة الحاسوبية لمعرفة كيف سيصمد النموذج تحت ظروف مختلفة. وأظهرت هذه الاختبارات أن الطريقة فعالة للغاية في ظل متطلبات الإجماع التقليدية والمتوسطة العلوية، لكنها تواجه تحديات كبيرة عندما تقترن متطلبات الإجماع العالية بأحجام مجموعات كبيرة جداً، حيث يصبح الوصول إلى الاتفاق صعباً للغاية في ظل تلك الظروف المحددة.
إن ما يجعل هذا العمل مهماً ليس فقط كونه يجد حلاً، بل كيفية احترامه لتعقيد التفاعل البشري. فمن خلال السماح للثقة بالتطور وباستخدام التاريخ لتلطيف الخلافات المؤقتة، يتجنب النموذج عثرات الأساليب الجامدة التي تتبع مبدأ "مقاس واحد يناسب الجميع". إنه يقر بأنه في مجموعة كبيرة، لا يتعين على الجميع تغيير آرائهم للوصول إلى حل؛ فأحياناً، يحتاج الأشخاص المناسبون فقط إلى التعدل قليلاً، ويمكن لبقية المجموعة أن تتبعهم. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يصعب الوصول إلى اتفاق مثالي في المجموعات الكبيرة جداً ذات المعايير المرتفبة للغاية، فإن هذا النهج يقدم طريقة موثوقة لتحقيق إجماع قوي وقابل للتطبيق بأقل قدر من الاضطراب للأفراد المعنيين. إنه يوفر طريقة واضحة ومنظمة للمجموعات المتنوعة للانتقال من مجموعة من الآراء غير اليقينية إلى قرار موحد، مما يثبت أنه حتى في عالم من الثقة المتغيرة والتفضيلات الغامضة، يمكن العثين على مسار مشترك.
ملخص تقني: اتخاذ القرار الجماعي واسع النطاق باستخدام علاقات التفضيل غير اليقينية الخطية
بيان المشكلة يتضمن اتخاذ القرار الجماعي واسع النطاق (LSGDM) تنسيق تفضيلات عدد كبير من صناع القرار (DMs)، عادة ما يكون m≥20، للوصول إلى حل جماعي. ويتمثل التحدي الحاسم في هذا المجال في إدارة الشبكات الاجتماعية الديناميكية حيث تتطور علاقات الثقة مع تعديل صناع القرار لآرائهم أثناء عملية الوصول إلى الإجماع (CRP). غالبًا ما تعاني الطرق الحالية من ثلاث فجوات محددة:
نمذجة الثقة الاستاتيكية: تتعامل العديد من المقاربات مع الثقة كعنصر ثابت، مما يفشل في رصد تطورها بناءً على تشابه التفضيلات أو دمج البيانات التاريخية.
قيود التجميع (Clustering): قد تفشل طرق التجميع التقليدية، بما في ذلك طريقة "تجميع ذروة الكثافة" (DPC) القياسية، في تعيين صناع القرار ذوي الكثافة العالية أو تؤدي إلى مجموعات فرعية معزولة، مما يؤثر على اكتمال التجميع. بالإضافة إلى ذلك، فإن تحديد العدد الأمثل للمجموعات يفتقر غالبًا إلى نهج مؤتمت ومستند إلى البيانات.
التغذية الراجعة غير الفعالة: غالبًا ما تقوم آليات التغذية الراجعة الحالية بتعديل جميع صناع القرار ذوي الإجماع المنخفض بشكل عشوائي، مما يؤدي إلى تغييرات غير ضرورية في التفضيلات. كما أنها تغفل غالبًا التأثير التعويضي للمجموعات الفرعية ذات الإجماع العالي، وتفشل في مراعاة تكاليف التعديل الفردية بناءً على المصداقية والثقة.
تعالج هذه الدراسة هذه المشكلات من خلال اقتراح نموذج إجماع لـ LSGDM باستخدام علاقات التفضيل غير اليقينية الخطية (LUPRs) ضمن بيئات الشبكات الاجتماعية الديناميكية.
المنهجية يدمج النموذج المقترح تحديث الثقة الديناميكي، وخوارزمية تجميع محسنة، وآلية تغذية راجعة ثنائية المرحلة. وتتكون العملية من الخطوات التالية:
بناء شبكة ثقة هجينة:
التحديثات الديناميكية: يتم تحديث علاقات الثقة بشكل تكراري بناءً على تشابه التفضيلات. إذا تجاوز التشابه بين اثنين من صناع القرار مستوى ثقتهم الحالي حدًا معينًا β، تزدزد الثقة؛ وإلا فإنها تنخفض أو تظل مستقرة.
الدمج التاريخي: لتعزيز الاستقرار، يبني النموذج "شبكة ثقة هجينة" تجمع بين الثقة المحدثة حاليًا، وتشابه التفضيلات الحالي، والبيانات التاريخية (المتوسط عبر الجولات السابقة).
التحويل غير الموجه: يتم تحويل علاقات الثقة الموجهة إلى أشكال غير موجهة باستخدام عامل (T-norm) لتسهيل عملية التجميع.
تجميع ذروة الكثافة المحسن (DPC):
تحسين الخوارزمية: تم تعديل خوارزمية DPC القياسية للتعامل مع صناع القرار ذوي الكثافة العالية الذين لا يمكن تعيينهم بموجب القواعد التقليدية. وتقوم الاستراتيجية بتعيينهم إلى أقرب مركز كثافة أعلى، أو عند الضرورة، إلى أقرب مركز مساوٍ في الكثافة.
التعامل مع المجموعات الفرعية المعزولة: يتم إعادة تعيين المجموعات الفرعية المكونة من عضو واحد معزول إلى أقرب مركز مجموعة مؤهل.
تحديد عدد المجموعات: بدلاً من تحديد عدد المجموعات مسبقًا، يستخدم النموذج معامل السيلويت (silhouette coefficient) لتقييم جودة التجميع ضمن نطاق محدد مسبقًا، واختيار التكوين الذي يحقق أعلى معامل.
تحديد الأوزان:
أوزان صناع القرار: تُحسب من خلال دمج المصداقية الشخصية لصانع القرار (بناءً على الاتساق، وإنتروبيا المعلومات، وعدم اليقين في LUPR الخاص به) ودرجة ثقته الهجينة.
أوزان المجموعات الفرعية: تُحدد من خلال الجمع بين متوسط وزن الأعضاء داخل المجموعة الفرعية ومعامل السيلويت الخاص بالمجموعة (الذي يمثل التماسك).
آلية التغذية الراجعة ثنائية المرحلة:
المرحلة الأولى (تحديد المجموعة الفرعية): تستخدم استراتيجية "التعويض بالمساهمة في الإجماع". يُسمح للمجموعات الفرعية ذات الإجماع العالي بالتعويض عن المجموعات الفرعية ذات الإجماع المنخفض، مما يعدل ديناميكيًا الحد الأدنى لما يعتبر "مجموعة ذات إجماع منخفض". وهذا يمنع التعديلات غير الضرورية للمجموعات التي تساهم بالفعل بشكل إيجابي في الإجماع العالمي.
المرحلة الثانية (تعديل التفضيلات): بالنسبة للمجموعات الفرعية المحددة ذات الإجماع المنخفض، يحسب النموذج تكلفة التعديل للوحدة لكل صانع قرار. تأخذ هذه التكلفة في الاعتبار وزن صانع القرار، ودرجة الثقة الهجينة، وحجم التعديل التاريخي. ويتم اختيار صانع القرار ذي التكلفة الأدنى لإجراء التعديل. والتعديل نفسه هو دمج قائم على الثقة بين رأي صانع القرار الأصلي وآراء الأقران الموثوقين (أو الرأي العالمي في حال عدم وجود أقران موثوقين).
المساهمات الرئيسية يحدد البحث أربع مساهمات رئيسية:
شبكة الثقة الهجينة الديناميكية: بناء شبكة ثقة تُحدث ديناميكيًا بناءً على تشابه التفضيلات مع دمج تشابهات التفضيلات ودرجات الثقة التاريخية، مما يوفر أساسًا قويًا للتجميع.
خوارزمية DPC المحسنة: خوارزمية تجميع معدلة تعالج مشكلات النقاط عالية الكثافة غير المعينة والمجموعات الفرعية المعزولة، مع استخدام معامل السيلويت لتحديد العدد الأمثل للمجموعات تلقائيًا.
مخطط وزن شامل: طريقة لتحديد أوزان صناع القرار والمجموعات الفرعية تأخذ في الاعتبار بشكل مشترك المصداقية (الاتساق، الإنتروبيا، عدم اليقين)، والثقة الهجينة، وتماسك المجموعة الفرعية.
آلية التغذية الراجعة ثنائية المرحلة: حلقة تغذية راجعة مبتكرة تحدد أولاً المجموعات الفرعية التي تتطلب التعديل عبر تعويض الإجماع، ثم تختار صناع قرار محددين للتعديل بناءً على نموذج تكلفة الوحدة، مما يقلل من تغييرات الآراء غير الضرورية.
النتائج والأداء تم تقييم النموذج من خلال دراسة حالة حول تسليم المشاريع المتكاملة (IPD)، وتحليل الحساسية، وتجارب المحاكاة، والتحليل المقارن.
دراسة الحالة: في سيناريو تحديد أولويات IPD مع 20 صانع قرار، نجح النموذج في الوصول إلى عتبة الإجماع (δ=0.915) خلال ثلاث جولات من التجميع الدينماكي والتغذية الراجعة. كان التصنيف النهائي للبدائل مستقرًا، وتحسن درجة الإجماع العالمي (GCD) من 0.8882 في البداية إلى 0.9152.
الكفاءة: عندما كانت عتبة الإجماع δ≤0.91، حقق النموذج معدل نجاح في الإجماع أعلى من 95% مع مسافة معدلة (AD) أقل من 0.04، مما يشير إلى كفاءة عالية مع حد أدنى من تعديل التفضيلات.
حدود القابلية للتوسع: أظهر النموذج متانة تجاه التغيرات في عدد البدائل. ومع ذلك، عندما اجتمعت متطلبات الإجماع العالية (δ=0.92) مع أحجام مجموعات كبيرة (m>40)، انخفض معدل النجاح، مما يشير إلى أن الوصول إلى الإجماع يصبح أصعب بكثير في ظل هذه الظروف القصوى.
التحليل المقارن: أظهرت المقارنات الكمية مع الطرق الموجودة (مثل Gong et al.) نتائج تصنيف وعدد تكرارات متسقة. وسلط التحليل النوعي الضوء على أن الطريقة المقترحة فريدة من نوعها في دعم شبكات الثقة الديناميكية، ومعلومات التفضيل/الثقة التاريخية، والتجميع الديناميكي، وتكاليف تعديل الوحدة في آن واحد.
الأهمية والادعاءات يزعم المؤلفون أن النموذج المقترح يعالج بفعالية تعقيدات LSGDM في البيئات الديناميكية من خلال الموازنة بين الحاجة إلى الإجماع والحفاظ على الآراء الفردية والثقة الاجتماعية. إن دمج البيانات التاريخية وآلية التغذية الراجعة ثنائية المرحلة يسمح بعملية إجماع أكثر استقرارًا وكفاءة، لا سيما في السيناريوهات التي يتطلب فيها إجماع عالٍ مع أحجام مجموعات متوسطة. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما يعمل النموذج بشكل جيد في حالات الإجماع التقليدية والعالي، يجب أن تستكشف الأبحاث المستقبلية تطبيقه في حالات علاقات الثقة غير المكتملة، والمجموعات واسعة النطاق للغاية، ومعلومات التفضيل غير المتجانسة.