Nghiên cứu phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước và áp dụng cho lưu vực sông Vu Gia - Hàn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





TRƢƠNG VÂN KHÁNH




NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA TIÊU
CHÍ HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ
TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC VÀ ÁP DỤNG CHO
LƢU VỰC SÔNG VU GIA - HÀN




LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2011







ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





TRƢƠNG VÂN KHÁNH




NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA TIÊU
CHÍ HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ
TỔNG HỢP TÀI NGUYÊN NƢỚC VÀ ÁP DỤNG CHO

LƢU VỰC SÔNG VU GIA - HÀN

Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN
Mã số: 60 48 05


LUẬN VĂN THẠC SĨ



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Đặng Thế Ba








HÀ NỘI - 2011

- 3 -

MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN 1
LỜI CAM ĐOAN 2
MỤC LỤC 3
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5
DANH MỤC CÁC HÌNH 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU 8
1.1. Đặt vấn đề 8
1.2. Tính cấp thiết của đề tài 8
1.3. Thực tiễn áp dụng 9
1.3.1. Trên thế giới 9
1.3.2. Tại Việt Nam 10
1.4. Mục tiêu của đề tài 11
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11
1.6. Kết cấu của luận văn 11
Kết luận chương 1 12
CHƢƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT, CÔNG NGHỆ & CÔNG CỤ PHỤC
VỤ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN 13
2.1. Quản lý tổng hợp tài nguyên nước 13
2.1.1. Khái niệm 13
2.1.2. Các nguyên tắc, nội dung 14
2.2. Hệ hỗ trợ ra quyết định 17
2.2.1. Giới thiệu 17
2.2.2. Người ra quyết định và quá trình ra quyết định 17
2.2.3. Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định 19
2.3. Hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí (MCDA) 20
2.3.1. Giới thiệu 20
2.3.2. Một số khái niệm thông thường 21
2.3.3. Cấu trúc bài toán MCDA 22
2.3.4. Phân loại bài toán MCDA 22
2.3.5. Các phương pháp của MCDA 23
Kết luận chương 2 27
CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH MCDA CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI
NGUYÊN NƢỚC 28
3.1. Giới thiệu 28

3.2. Cơ sở lý thuyết MCDA áp dụng cho bài toán 29
3.2.1. Các bước cơ bản 29
3.2.2. Tạo lập ma trận phân tích 30
3.2.3. Chuẩn hóa ma trận phân tích 31
- 4 -

3.2.4. Mô hình hóa hàm giá trị 31
3.3. Các quy tắc ra quyết định 32
3.4. Phương pháp ELECTRE III 33
3.5. Phương pháp PROMETHEE II 38
3.6. Phương pháp ELECTRE III dựa trên cách tiếp cận SMAA III 42
3.6.1. Không gian trọng số và cách tiếp cận ngược 42
3.6.2. Các phương pháp mô tả 45
Kết luận chương 3 46
CHƢƠNG 4: THỬ NGHIỆM ÁP DỤNG CHO QUẢN LÝ TỔNG HỢP TÀI
NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VU GIA - HÀN 47
4.1. Nhu cầu quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn phục vụ
phát triển bền vững thành phố Đà Nẵng 47
4.1.1. Áp lực trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước do biến đổi khí hậu 47
4.1.2. Áp lực trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước từ kế hoạch phát triển hệ
thống đập thuỷ điện thượng nguồn 48
4.1.3. Áp lực trong quản lý tổng hợp tài nguyên thiên nhiên từ nhu cầu phát triển
kinh tế xã hội 49
4.2. Xác định giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững 50
4.2.1. Xác định các giải pháp 50
4.2.2. Xác định các tiêu chí 50
4.2.3. Xếp hạng các giải pháp 50
4.3. Xác định giải pháp quản lý đập Đakmi 4 55
4.3.1. Xác định các giải pháp 55
4.3.2. Xác định các tiêu chí 55

4.2.3. Xếp hạng các giải pháp 56
4.4. Đánh giá kết quả xếp hạng của các phương pháp MCDA 59
KẾT LUẬN & HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 65
Phụ lục 1. Các giải pháp chiến lược ứng phó đảm bảo nguồn nước 65
Phụ lục 2. Các tiêu chí đánh giá giải pháp ứng phó đảm bảo nguồn nước 68
Phụ lục 3. Báo cáo trình bày và gửi đăng trong tuyển tập của Hội nghị khoa học thủy
khí toàn quốc năm 2010 71

- 5 -

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT
Ký hiệu / Viết tắt
Diễn giải
1
DSS
Decision support system – Hệ hỗ trợ ra quyết định
2
DM
Decision maker – Người ra quyết định
3
MCDA
Multiple Criteria Decision Aid – Hỗ trợ quyết định
đa tiêu chí
- 6 -

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Quá trình ra quyết định 18
Hình 2.2. Lược đồ của DSS 19
Hình 2.3. Cấu trúc của bài toán MCDA 22
Hình 2.4. Phân loại bài toán MCDA 23
Hình 2.5. Một số phương pháp xây dựng giá trị trong MCDA 24
Hình 2.6. Một số phương pháp trọng số hóa trong MCDA 25
Hình 2.7. Tổng hợp một số phương pháp dựa trên các ưu tiên trong MCDA. 25
Hình 3.1. Sơ đồ tổng quát DSS của bài toán quản lý tài nguyên nước 28
Hình 3.2. Các bước thực hiện của MCDA trong DSS 30
Hình 3.3. Số chiều khác nhau của kết quả ma trận phân tích 31
Hình 3.4. Một số dạng hàm giá trị 31
Hình 3.5. Xếp hạng các lựa chọn theo ELECTRE III trong mDSS4 33
Hình 3.6. Sơ đồ thực hiện của thuật toán ELECTRE III 34
Hình 3.7. Sơ đồ thực hiện của thuật toán PROMETHEE II 39
Hình 3.8. Các loại tiêu chí tổng quát của phương pháp PROMETHEE 40
Hình 3.9. Các luồng Outranking của phương pháp PROMETHEE II 41
Hình 3.10. Không gian trọng số khả thi không có thông tin ưu tiên. 43
Hình 3.11. Không gian trọng số khả thi có thông tin ưu tiên 44
Hình 3.12. Cách tiếp cận tuyền thống của MCDA và cách tiếp cận ngược 44
Hình 4.1. Quy hoạch hệ thống thuỷ điện trên Vu Gia – Thu Bồn 49
Hình 4.2. Kết quả xếp hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương
pháp SAW. 52
Hình 4.3. Kết quả xếp hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương
pháp ELELECTR III. 53
Hình 4.4. Kết quả xếp hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương
pháp PROMETHEE II. 54
Hình 4.5. Phân tích thứ hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng phương
pháp ELECTREE III dựa trên tiếp cận SMAA III. 54
Hình 4.6. Kết quả xếp hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp

SAW. 56
Hình 4.7. Kết quả xếp hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp
ELECTRE III 57
Hình 4.8. Kết quả xếp hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp
PROMETHEE II 58
Hình 4.9. Phân tích thứ hạng các giải pháp quản lý đập Đakmi 4 sử dụng phương pháp
ELECTREE III dựa trên tiếp cận SMAA III. 58

- 7 -

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. So sánh ưu và nhược điểm ba phương pháp phổ biến trong MCDA: MAUT,
AHP và Outranking 26
Bảng 4.1. Các dự án thuỷ điện lớn đề xuất trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn 48
Bảng 4.2. Các tiêu chí và trọng số đánh giá giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm
bảo phát triển bền vững 50
Bảng 4.3. Ma trận phân tích giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền
vững 51
Bảng 4.4. Ma trận đánh giá giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền
vững 52
Bảng 4.5. Các tiêu chí và trọng số đánh giá giải pháp quản lý đập Đakmi 4 55
Bảng 4.6. Ma trận phân tích giải pháp quản lý đập Đakmi 4 56
Bảng 4.7. Ma trận đánh giá giải pháp quản lý đập Đakmi 4 56
Bảng 4.5. Tổng hợp thứ hạng các giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu sử dụng bốn
phương pháp: SAW, PROMETHEE II, ELECTRE III, SMAA III 59
Bảng 4.8. Tổng hợp thứ hạng các giải pháp quản lý đập Dakmi 4 sử dụng bốn phương
pháp: SAW, PROMETHEE II, ELECTRE III, SMAA III 59
- 8 -

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU

1.1. Đặt vấn đề
Nƣớc là nguồn tài nguyên không thể thiếu trong sự tồn tại và phát triển của con
người, và nó cũng là yếu tố quan trọng cấu thành môi trường khu vực. Hiện nay nhiều
vấn đề phức tạp và nghiêm trọng liên quan đến nước đã xuất hiện trên thế giới. Để giải
quyết những vấn đề này đòi hỏi cần thực hiện quản lý tổng hợp tài nguyên nước trong
đó xem xét tất cả các yếu tố có liên quan đến tài nguyên nước trên quan điểm tổng hợp
và toàn diện [3].
Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc là một quá trình trong đó có sự nỗ lực
quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn trên quan điểm quản lý tổng hợp. Mỗi quốc gia
hoặc khu vực đều có những đặc điểm riêng về địa lý và khí tượng; một lịch sử dùng
nước, phong tục tập quán từng vùng và những nhận định về các giá trị khác nhau bắt
nguồn từ những nhân tố trên. Thêm vào đó mỗi vùng lại có những hoàn cảnh phát triển
kinh tế khác nhau. Vì vậy quản lý tài nguyên nước tổng hợp một cách đúng đắn và phù
hợp không thể chỉ dựa trên một quy tắc hay một tiêu chuẩn đơn thuần [3].
Trong Quản lý tổng hợp tài nguyên nước, việc đưa ra quyết định được dựa trên
sự hiểu biết sâu sắc về mối quan hệ giữa các hoạt động, các quá trình đang diễn ra tại
lưu vực và ảnh hưởng của hoạt động, quá trình đó đến lưu vực là rất quan trọng và
mang tính quyết định. Do đó việc tìm ra một hệ hỗ trợ ra quyết định có khả năng
lượng hóa ảnh hưởng các can thiệp quản lý trong quá trình phát triển đến các nguồn
nước là rất cần thiết.
Hê thống hỗ trợ ra quyết định DSS (Decision Support System) đối với các
vấn đề về tài nguyên nước đã bắt đầu xuất hiện giữa nhưng năm 1970. DSS được xây
dựng nhằm đánh giá những biện pháp khác nhau bao gồm cả việc đánh giá các chi phí
của các biện pháp đó để đưa ra những đề xuất, khuyến nghị cho các cơ quan ra quyết
định. Trải qua nhiều năm tiếp theo của thập niên 90 của thế kỷ trước, cùng với sự phát
triển của các phần mềm, sự nâng cao hiểu biết cơ bản của người ra quyết định về ứng
dụng công nghệ thông tin đã giúp cho việc xây dựng và khai thác phần mềm hỗ trợ ra
quyết định trong quản lý nguồn nước trở nên phổ biến hơn.

1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Nước ta là nước nằm trong vùng nhiêt đới gió mùa, với hệ thống sông ngòi
chằng chịt. Phân bố nguồn tài nguyên nước không đều theo cả không gian và thời gian.
Phát triển kinh tế xã hội chủ yếu tập trung dọc lưu vực của các hệ thống sông, trong đó
nước là nguồn tài nguyên quan trọng sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Do nhu
cầu phát triển kinh tế xã hội, những vấn đề về khai thác sử dụng tài nguyên nước được
đặt ra như: thiếu nước; suy giảm chất lượng nước, tranh chấp giữa các ngành, địa
phương thậm chí các quốc gia…Ví dụ cụ thể có thể nhận thức rõ hơn là quản lý tổng
hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn đáp ứng phát triển bền vững.
- 9 -

Hệ thống sông Vũ Gia - Hàn là một phần của hệ sông Vu Gia – Thu Bồn, hệ
thống sông lớn nhất vùng ven biển miền Trung – Việt Nam, chảy qua địa phận 15
huyện, thị xã của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. Đối với Đà Nẵng hệ thống
lưu vực liên quan trực tiếp là hệ thống sông Vu Gia – Hàn. Hiện nay hệ thống sông
này đã và đang diễn ra các hoạt động khai thác các nguồn tài nguyên với tốc độ ngày
càng tăng phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ở địa phương. Tuy nhiên việc
khai thác các nguồn tài nguyên trên lực vực sông tùy thuộc vào nhu cầu của mỗi địa
phương và mỗi ngành theo những mục đích khác nhau và không tuân theo quy hoạch,
kế hoạch cụ thể và chưa được quản lý thống nhất. Điều đó đã và đang làm cho tài
nguyên nước lưu vực sông Vũ Gia – Hàn có xu thế ngày càng cạn kiệt và biến đổi theo
hướng bất lợi, tạo ra nhiều mâu thuẫn trong việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước
trong lưu vực [7]. Nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vũ Gia
- Hàn là một vấn đề bức thiết cần được triển khai một cách hệ thống, đảm bảo tính
khoa học và phát triển bền vững.
1.3. Thực tiễn áp dụng
1.3.1. Trên thế giới
Trên thế giới, đã có một số hệ thống được phát triển, có thể thoả mãn một phần
nhu cầu nhất định cho hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Dưới
đây đưa ra một số ví dụ về DSS đã và đang được phát triển và sử dụng.

 DSS kiểm soát lũ lụt:
- CWMS (Fritz, J.A., et al., 2002 - Corps Water Management System) sử dụng
cơ sở dữ liệu quan hệ (ORACLE) và các mô hình HEC-HIVIS (thực hiện tinh toán
dòng chảy thủy văn), HEC-RAS (tính toán dòng chảy sông ngòi), HEC-ResSim (tính
toán hồ chứa) và HEC-FIA (phân tích tác động dòng chảy).
- SMS (EMRL, 2004): Được phát triển bởi phòng nghiên cứu mô hình về môi
trường, Đại học Brigham Young và Trạm quan trắc đường thủy, Binh chủng công binh
Hoa Kỳ (WES).
 DSS ứng phó sự cố tràn hóa chất
- DBAM (Danube Basin Alarm Model) là mô hình mô phỏng thời gian truyền
và nồng độ các chất xảy ra các sự cố tràn hóa chất trong hệ thống sông.
 DSS phân phối nước
- Aquarius (Diaz et al., 1997) - AQUARIUS được phát triển bởi Khoa Kỹ thuật
công trình, Đại học Colorado trong khuôn khổ hợp tác với U.S Forest Service.
- CALSIM (DWR, 2004) - The CALifornia Water Resources SImulation
Model: Được phát triển bởi Phòng tài nguyên nước bang California và Cục cải tạo liên
bang về quy hoạch và quản lý dự án nước bang California và dự án lưu vực Trung Mỹ.
- DELFT-TOOLS (Delft Hydraulics, 2004) là một cơ cấu trợ giúp ra quyết
định được phát triển bởi các nhà thủy lực Delft – Hà Lan.
- 10 -

- WaterWare (Fedra, 2002; Jamison and Fedra, 1996) là hệ thống trợ giúp ra
quyết định dựa trên sự liên kết các mô hình mô phỏng sử dụng các dữ liệu từ GIS và hệ
thông chuyên gia.
 DSS quản lý chất lượng nước
- BASINS (USEPA, 2004 - Better Assessment Science Integrating Point and
Nonpoint Sources) là một hệ DSS đưa đồng thời một số lượng lớn các dữ liệu môi
trường và các khả năng mô hình hóa vào một gói chung, gắn kết với GIS.
 DSS quản lý tổng hợp tài nguyên nước - mDSS
Trong các hệ thống vừa nêu trên, tất cả đều chỉ mới dừng lại ở công cụ trợ giúp

quản lý một khía cạnh nào đó của khai thác sử dụng tài nguyên nước, chưa có hệ thống
nào đề cập đến vấn đề quản lý tổng hợp và phát triển bền vững.
Trong những năm gần đây, do nhận thức được tính cấp bách trong quản lý tổng
hợp tài nguyên nước gắn với phát triển bền vững, nhiều nghiên cứu và chính sách về
quản lý tổng hợp tài nguyên nước đã được thực hiện ở các khu vực phát triển của Châu
Âu. Chính sách về nước ở Châu Âu đã thực sự phát triển vượt bậc với việc đạt được sự
thống nhất cho một hiệp định khung về nước trong khuôn khổ Cộng Đồng Chung
Châu Âu. Tuy nhiên nếu thiếu một cái nhìn đa ngành và các công cụ thích hợp để quản
lý tài nguyên nước một cách tổng hợp thì sẽ gia tăng các cuộc xung đột giữa người
dùng nước và đe doạ ổn định kinh tế xã hội.
Trước yêu cầu đó, dự án Mulino đã được hình thành để phát triển một công cụ
phần mềm hỗ trợ quyết định cho việc giải quyết nhiều vấn đề phức tạp trong quản lý
tổng hợp tài nguyên nước quy mô lưu vực sông ở châu Âu. Dự án đã được thực hiện
thông qua liên kết các trường đại học, trung tâm nghiên cứu và cơ quan quản lý (9 cơ
quan) của 5 nước thành viên Liên minh Châu Âu. Kết quả của dự án là một phần mềm
(có tên là mDSS) và một phương pháp luận chung mà theo đó phần mềm được tiếp cận
tổng hợp cho bài toán phân tích hỗ trợ ra quyết định quản lý tài nguyên nước.
1.3.2. Tại Việt Nam
Ở nước ta, do nhiều lý do như: Trước đây phát triển kinh tế chưa cao, được
thiên nhiên ưu đãi, nên các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước chưa được đặt ra cấp
bách, những quan tâm chủ yếu thường là lũ lụt và thời tiết. Vì vậy vấn đề về phát triển
một phương pháp luận cũng như công cụ hỗ trợ ra quyết định trong quản lý tổng hợp
tài nguyên nước chưa được quan tâm nhiều. Những công cụ và phương pháp luận phát
triển trong thời gian này ở Việt Nam chủ yếu là các bộ chương trình tính toán dòng
chảy 1 hay 2 chiều trong sông tinh toán truyền lũ hoặc truyền chất. Một số cơ sở tiếp
nhận các chương trình của nước ngoài, cũng chủ yếu là các chương trình tính toán mô
phỏng dồng chảy và truyền chất ô nhiễm. Các bộ chương trình này cũng đã góp phần
tính toán các kịch bản khác nhau trong quản lý liên quan đến tài nguyên nước cho một
số sông và vùng ven biển quan trọng.
Trong những năm gần đây, do tốc độ phát triển kinh tế xã hôi cao ở nước ta

cũng như các quốc gia trong vùng, áp lực lên nguồn nước cho phát triển đã nảy sinh.
- 11 -

Thêm vào đó là sự biến của đổi của khí hậu toàn cầu làm gia tăng những tác động xấu
đến tài nguyên nước đe đoạ phát triển bền vững của nhiều quốc gia, trong đó Việt Nam
được xếp vào 10 quốc gia ảnh hưởng mạnh nhất. Vi vậy, vấn đề về phát triển phương
pháp luận và công cụ hỗ trợ ra quyết định phục vụ quản lý tổng hợp tài nguyên đảm
bảo phát triển bền vững đang được đặt ra cấp bách.
Tuy nhiên cho đến nay ở nước ta vẫn chưa phát triển và sử dụng hệ thống hỗ trợ
ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước. Mặc dù phương pháp luận về quản lý
tổng hợp đã được phát triển và thực hiện nhiều ở quy mô dự án Quốc Gia trong một số
lĩnh vực như: Các dự án quản lý tổng hợp đới bờ, Quản lý tổng hợp khai thác và phát
triển tài nguyên rừng…
1.4. Mục tiêu của đề tài
Trong khuôn khổ của luận văn “Nghiên cứu phương pháp phân tích đa tiêu chí
hỗ trợ ra quyết định trong Quản lý tổng hợp tài nguyên nước và áp dụng cho lưu vực
sông Vu Gia – Hàn”, phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định trong
quản lý tổng hợp tài nguyên nước bước đầu được nghiên cứu, xây dựng nhằm giúp các
cấp ra quyết định căn cứ vào những dữ liệu thực tế về tài nguyên nước cũng như căn
cứ vào những dự báo khoa học về tác động có thể xảy ra để đi đến quyết định cuối
cùng trong việc quản lý tài nguyên nước bền vững. Do tính phức tạp và phạm vi rộng
của vấn đề nghiên cứu, luận văn mới tập trung vào một số thành phần cơ bản nhất, đáp
ứng được các yêu cầu cần thiết của một hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp
tài nguyên nước lưu vực sông.
1.5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Các vấn đề cần giải quyết để xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định trong
quản lý tổng hợp tài nguyên nước quy mô lưu vực sông.
Phạm vi: Xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định quản lý tổng hợp tài nguyên nước
lưu vực sông, tập trung nghiên cứu ứng dụng các phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra
quyết định và áp dụng thử nghiệm phân tích cho quản lý tổng hợp tài nguyên nước bước đầu

phát triển tại lưu vực sông Vu Gia – Hàn.
1.6. Kết cấu của luận văn
Nội dung chính của luận văn được tổ chức thành 4 chương chính có nội dung
được mô tả như dưới đây:
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
của luận văn.
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT, CÔNG NGHỆ & CÔNG CỤ
PHỤC VỤ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN
- 12 -

Chương này trình bày về lý thuyết quản lý tổng hợp tài nguyên nước, giới thiệu
tổng quan hệ hỗ trợ ra quyết định; hỗ trợ quyết định đa tiêu chí (MCDA) với các bước
thực hiện và một số phương pháp phổ biến.
CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH MCDA CHO BÀI TOÁN QUẢN LÝ TỔNG HỔP
TÀI NGUYÊN NƢỚC
Chương này xây dựng và phát triển mô đun chương trình phân tích đa tiêu chí
hỗ trợ ra quyết định, xác định các giải pháp trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước
lưu vực sông, đáp ứng phát triển bền vững.
CHƢƠNG 4: ÁP DỤNG PHÂN TÍCH HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH CHO
QUẢN LÝ TỔNG HỔP TÀI NGUYÊN NƢỚC LƢU VỰC SÔNG VU GIA – HÀN
Trình bày các kết quả thử nghiệm, áp dụng phân tích hỗ trợ cho một số bài toán
quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn: Phân tích, lựa chọn các
giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát triển bền vững, Quản lý đập Dakmi 4.
So sánh và đánh giá kết quả phân tích sử dụng các phương pháp khác nhau.
Phần KẾT LUẬN & HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN
Trình bày những kết luận của tác giả sau khi nghiên cứu và áp dụng cho một số
bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Hàn. Ngoài ra, tác
giả cũng đề xuất hướng nghiên cứu và phát triển chương trình trong thời gian tới.
Kết luận chƣơng 1

Chương 1 là chương Giới thiệu đã trình bày những lý do hình thành hướng
nghiên cứu qua việc nghiên cứu bài toán quản lý tổng hợp tài nguyên nước, thực tiễn
xây dựng, áp dụng DSS trong bài toán này trên thế giới và tại Việt Nam.
Yêu cầu đặt ra nghiên cứu trong luận văn là xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định
quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông, tập trung nghiên cứu ứng dụng các
phương pháp phân tích đa tiêu chí hỗ trợ ra quyết định và áp dụng thử nghiệm phân tích cho
quản lý tổng hợp tài nguyên nước bước đầu phát triển tại lưu vực sông Vu Gia – Hàn.
Với yêu cầu đặt ra như vậy, luận văn tiếp theo sẽ nghiên cứu lý thuyết, công
nghệ và công cụ phục vụ giải quyết bài toán.

- 13 -

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT, CÔNG NGHỆ &
CÔNG CỤ PHỤC VỤ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN

2.1. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc
2.1.1. Khái niệm
1. Tài nguyên nƣớc
Tài nguyên nước là một thành phần gắn chặt với mức độ phát triển của xã hội
loài người. Ở mỗi giai đoạn phát triển của khoa học công nghệ và tùy theo điều kiện cụ
thể của từng quốc gia mà nguồn nước được khai thác theo nhu cầu và trình độ kỹ thuật
nhất định. Nước được coi là một dạng tài nguyên và luôn được bổ sung trong ngân quỹ
nước của quốc gia. Tài nguyên nước là một thành phần không thể thiếu của những hệ
sinh thái trên mặt đất. Sự biến đổi khí hậu toàn cầu và thải chất nhiễm bẩn vào bầu khí
quyển cũng đã tác động vào tài nguyên nước và đe dọa các hệ sinh thái. Do vậy, việc
nghiên cứu nước và hệ thống tài nguyên nước có tầm quan trọng đặc biệt không những
đối với lưu vực sông, từng quốc gia mà còn là của toàn cầu.
Tóm lại, Nước là một tài nguyên bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất,
nước biển thuộc lãnh thổ của một nước, một lưu vực, một vùng hay một địa phương [6].
2. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc

Nước là một tài nguyên thiết yếu nhất đối với tất cả các khía cạnh liên quan đến
sự phát triển của con người và hệ sinh thái trên lưu vực sông. Các tài nguyên khác như
đất và các tài nguyên sinh thái cũng phụ thuộc và có mối liên quan mật thiết với tài
nguyên nước trong quá trình sử dụng cũng như bảo tồn. Vì thế quản lý tài nguyên
nước là một thành phần quan trọng của quản lý lưu vực sông và cần được quản lý theo
đơn vị lưu vực. Để quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước, tài nguyên nước
nhất thiết phải được quản lý và sử dụng theo nguyên tắc tổng hợp, gọi tắt là quản lý
tổng hợp tài nguyên nước.
Cần hiểu rõ ba khái niệm trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước, đó là:
-“Quản lý” được hiểu bao gồm các hoạt động nhằm quản lý hữu hiệu tài
nguyên nước, cả trong các hoạt động khai thác tài nguyên như đánh giá tài nguyên và
quy hoạch phát triển, giải pháp và quá trình thực hiện, quản lý và vận hành hệ thống
công trình, thực thi mạng giám sát và kiểm soát…
-“Tổng hợp” cần được hiểu theo nghĩa là kết hợp giữa sử dụng và bảo vệ, giữa
khai thác và phát triển bền vững, giữa các ngành dùng nước và các cấp dùng nước,
giữa môi trường đất và môi trường nước, giữa môi trường tự nhiên sinh thái và môi
trường kinh tế xã hội, giữa quá khứ, hiện tại và tương lai…
- “Tài nguyên nước” phải được hiểu theo nghĩa rộng là bao gồm các thành phần
nước, việc sử dụng nước và những phản ứng nhạy cảm của nước đối với các hoạt động
của con người. Đồng thời nói đến tài nguyên nước là bao gồm cả nước mưa, nước
dòng chảy mặt và nước ngầm, cả số lượng nước và chất lượng nước.
- 14 -

Như vậy, Quản lý tổng hợp tài nguyên nước là một quá trình đẩy mạnh phối
hợp phát triển và quản lý tài nguyên nước, đất và các tài nguyên liên quan để tối đa
hóa lợi ích kinh tế xã hội một cách công bằng mà không phương hại đến tính bền vững
của các hệ sinh thái thiết yếu [Tổ chức công tác nước toàn cầu (GWP), 2000].
3. Lƣu vực sông
Nước trên bề mặt đất theo quy luật chung đều chảy từ nơi cao xuống nơi thấp,
lâu ngày các đường chảy tạo thành sông suối. Mỗi một dòng sông đều có phần diện

tích hứng nước và tập trung nước gọi là lưu vực sông.
Một lưu vực sông có thể xem như một vùng địa lý được giới hạn bởi đường
chia nước trên mặt và dưới đất. Đường chia nước trên mặt là đường nối các đỉnh cao
của địa hình. Nước từ đỉnh cao đó chuyển động theo hướng dốc của địa hình để xuống
chân dốc, đó là các suối nhỏ rồi tập trung xuống các nhánh sông lớn hơn và chảy ra
biển. Cứ thế chúng tạo thành mạng lưới sông. Trên lưu vực sông, ngoài các phần diện
tích đất trên cạn còn có các phần đất chứa nước thuộc lòng chảy sông, hồ và các vùng
đất ngập nước theo từng thời kỳ [6].
4. Quản lý tổng hợp tài nguyên nƣớc lƣu vực sông
Trên lưu vực sông luôn tồn tại các mối quan hệ chặt chẽ giữa nước mặt và nước
ngầm, giữa số lượng nước và chất lượng nước, giữa đất và nước và giữa vùng thượng
lưu và hạ lưu. Các mối quan hệ này làm cho lưu vực sông từ một vùng địa lý đã trở
thành một hệ thống luôn kết dính với nhau.
Như vậy, quản lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực sông là quản lý nguồn nước
và các thành phần liên quan đến nước trên quy mô toàn lưu vực [6].
2.1.2. Các nguyên tắc, nội dung
1. Các nguyên tắc
Hiện nay, có thể coi 4 nguyên tắc được thảo luận và thống nhất trong hội nghị
về Nước và Môi trường năm 1992 tại Dubin (gọi tắt là nguyên tắc Dubin) là những
nguyên tắc nền tảng của quản lý tổng hợp tài nguyên nước:
Nguyên tắc 1: Nước ngọt là tài nguyên hữu hạn không tài nguyên nào có thể
thay thế được, rất thiết yếu để duy trì cuộc sống, phát triển và môi trường.
Nguyên tắc này mở ra một phương pháp tiếp cận mới trong quản lý nước, đó là
phải xem xét tất cả các đặc tính của chu trình thủy văn cũng như các tương tác của
nước với các tài nguyên khác và hệ sinh thái.
Nguyên tắc 2: Phát triển và bảo vệ tài nguyên nước phải dựa trên phương
pháp tiếp cận có sự tham gia của tất cả các thành phần bao gồm những người dừng
nước, người lập quy hoạch và người xây dựng chính sách ở tất cả các cấp.
Trong quản lý nước truyền thống không chú trọng đến sự tham gia của các
thành phần, nhất là người dùng nước. Nguyên tắc này đưa ra một cách tiếp cận mới về

mặt quản lý có tính quyết định để nâng cao hiệu quả của việc sử dụng nguồn nước,
trong đó vai trò của người dùng nước cũng được coi trọng như những người lập quy
hoạch và xây dựng các chế độ chính sách về nước.
- 15 -

Nguyên tắc 2 nhằm nhấn mạnh cần có sự tham gia thật sự của các thành phần liên
quan là một phần của quá trình ra quyết định. Sự tham gia thật sự của các thành phần có
liên quan ở mọi cấp của xã hội đều phải có tác động trong việc ra quyết định chứ không
dừng ở việc hỏi ý kiến đơn thuần. Tham gia không có nghĩa là luôn luôn thống nhất mà
cũng có lúc nảy sinh mâu thuẫn và phải có cơ chế để giải quyết các mâu thuẫn đó.
Nguyên tắc 3: Phụ nữ có vai trò trung tâm trong việc cung cấp, quản lý và bảo
vệ nguồn nước.
Người phụ nữ có vai trò chủ yếu trong việc lấy nước và bảo vệ nguồn nước
dùng cho sinh hoạt gia đình và cho sản xuất nông nghiệp. Nguyên tắc 3 nhấn mạnh vai
trò của phụ nữ và chỉ rõ cần phải có những cơ chế thích hợp để nâng cao khả năng tiếp
cận của phụ nữ tới quá trình ra quyết định, mở rộng những phạm vi cho người phụ nữ
có thể tham gia vào quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
Nguyên tắc 4: Nước có giá trị kinh tế trong mọi hình thức sử dụng và cần phải
được xem như một loại hàng hóa có giá trị kinh tế.
Trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước cần phải tính toán đầy đủ giá trị của
nước bao gồm giá trị kinh tế và giá trị nội tại của tài nguyên nước và phải tạo cơ chế
cho người dùng nước có đủ khả năng sử dụng nước và trả đủ các chi phí cho việc mua
nước cũng như trách nhiệm của họ trong việc bảo vệ nguồn nước.
2. Các nội dung
Nội dung quản lý tổng hợp tài nguyên nước cần phải xem xét hai hệ thống chủ
yếu, đó là hệ thống tự nhiên và hệ thống nhân văn. Hệ thống tự nhiên với đặc trưng
chủ yếu là số lượng và chất lượng của các tài nguyên tự nhiên như nước, đất, không
khí và các tài nguyên sinh học, là đầu vào quan trọng cho hệ thống nhận văn khai thác
và sử dụng. Quản lý hệ thống tự nhiên là quản lý nguồn cung cấp tài nguyên, còn quản
lý hệ thống nhân văn là quản lý việc sử dụng nguồn tài nguyên tự nhiên, với tài

nguyên nước là quản lý việc sử dụng nước [6].
a. Quản lý tổng hợp trong hệ thống tự nhiên bao gồm:
(1) Quản lý tổng hợp nước và đất: Nước và đất là hai thành phần của môi
trường tự nhiên có mối liên quan và tác động với nhau trong quá trình diễn ra của tự
nhiên. Vì thế việc quản lý sử dụng nước không thể tách rời với quản lý sử dụng đất và
các biện pháp canh tác trên đất nông nghiệp, nhất là việc quản lý các lưu vực nhỏ để
bảo vệ đất chống xói mòn.
(2) Quản lý tổng hợp các thành phần nước xanh lá cây và nước xanh da trời:
Hai thành phần liên quan đến việc quản lý nước, đó là:
- Nước liên quan đến sử dụng của hệ sinh thái như nước mưa và bốc thoát hơi
(còn gọi là nước xanh lá cây).
- Nước sử dụng trực tiếp của con người như nước trong sông, hồ và nước ngầm.
(3) Quản lý tổng hợp nước mặt và nước ngầm: Tài nguyên nước của lưu vực
bao gồm cả nước mặt và nước ngầm, việc khai thác quá mức nước mặt hay nước ngầm
cũng ảnh hưởng đến thành phần còn lại.
- 16 -

(4) Quản lý tổng hợp số lượng và chất lượng nước: Ô nhiễm nước có thể làm
suy giảm nhanh chóng nguồn nước sạch mà con người sử dụng. Vì thế trong quản lý
tổng hợp tài nguyên nước không những chú ý quản lý số lượng nước mà còn phải chú
trọng đến quản lý và bảo vệ chất lượng nước.
(5) Quản lý tổng hợp các lợi ích sử dụng nước vùng thượng lưu và hạ lưu: Lợi
ích về sử dụng nước tại hạ lưu thường bị ảnh hưởng do sử dụng nước tại thượng lưu.
Lấy nước quá mức để sử dụng ở thượng lưu sẽ làm cạn kiệt dòng chảy ở hạ lưu, xả
nước thải ở thượng lưu thường làm suy giảm chất lượng nước ở khu vực hạ lưu, việc
thay đổi sử dụng đất tại thượng lưu sẽ ảnh hướng tới nước ngầm chảy vào sông và làm
biến đổi dòng chảy của sông trong các tháng mùa kiệt ở hạ lưu. Vì thế các mâu thuẫn
về lợi ích trong sử dụng nước ở thượng lưu và hạ lưu là không tránh khỏi cần phải
được xem xét và giải quyết dựa trên các nguyên tắc của quản lý tổng hợp.
b. Quản lý tổng hợp trong hệ thống nhân văn bao gồm:

(1) Tổng hợp xuyên ngành trong quy hoạch và quản lý nguồn nước:
Xem xét các điều kiện kinh tế xã hội và môi trường tác động lên tất cả các
ngành sử dụng nước trong quá trình xây dựng các phương án quy hoạch phát triển tài
nguyên nước cũng như xác định các biện pháp quản lý nguồn nước đáp ứng yêu cầu
phát triển của con người.
(2) Tổng hợp các chính sách về nước vào trong chính sách phát triển kinh tế xã
hội quốc gia: Nước là khâu đầu vào rất quan trọng cho các hoạt động phát triển kinh tế
xã hội, chính vì thế chính sách nước phải được tổng hợp trong các chính sách kinh tế
của quốc gia và chính sách của ngành ở cấp quốc gia.
Các chính sách kinh tế xã hội cũng phải xem xét mối liên quan đến nước, chẳng
hạn như chính sách phát triển năng lượng hay lương thực đều có ảnh hưởng rất lớn tới
tài nguyên nước và ngược lại.
(3) Tổng hợp tất cả những thành phần liên quan trong quy hoạch và quá trình ra
quyết định: Sự tham gia của tất cả các thành phần có liên quan trong quy hoạch và quản
lý tài nguyên nước là một yếu tố chủ yếu để sử dụng cân bằng và bền vững tài nguyên
nước. Việc quản lý tổng hợp nguồn nước và nước thải sẽ giúp duy trì được chất lượng
nước cũng như khiến cho các dòng nước thải có thể là dòng bổ sung có ích đối với dòng
sông và nước sử dụng của con người. Trong cấp nước sinh hoạt và công nghiệp, nếu
không phối hợp quản lý nước thải thì dòng nước thải sẽ phải làm giảm lượng nước cấp
hữu ích vì nó làm giảm chất lượng nước và tăng chi phí cấp nước tương lai.
(4) Tổng hợp các chính sách, luật pháp và thể chế trong phát triển tài nguyên
nước: Thực hiện quản lý tổng hợp tài nguyên nước rất phức tạp, đòi hỏi phải có những
thay đổi trong chính sách, luật pháp nếu có những điểm không phù hợp, chẳng hạn như
những chính sách làm tăng yêu cầu nước, chính sách ảnh hưởng tới phân chia nguồn
nước cho các mục tiêu sử dụng nước…là những chính sách thường phải được cải tiến
hoặc xây dựng mới cho phù hợp. Ngoài ra, người lập chính sách cũng phải biết cân
bằng giữa lợi ích trước mắt và giá phải trả lâu dài khi không mạnh dạn đổi mới các
- 17 -

chính sách không phù hợp, để từ đó quyết định đổi mới chính sách sao cho phù hợp

với quản lý tổng hợp tài nguyên nước.
2.2. Hệ hỗ trợ ra quyết định
2.2.1. Giới thiệu
Khái niệm Hệ hỗ trợ ra quyết định (Decision Support Systems – DSS) được Scott
Morton đưa ra đầu những năm 70 với thuật ngữ Hệ thống hỗ trợ quản lý (MSS -
Management Support System). Hệ thống được xác định như sau “Hệ thống dựa trên sự
tương tác máy tính, giúp người ra quyết định dùng các dữ liệu và mô hình để giải các bài
toán không có cấu trúc – những bài toán mờ, phức tạp với lời giải không hoàn chỉnh”.
Theo Gorry và Scott Morton, các vấn đề xử lý được phân chia thành có cấu trúc, nửa cấu
trúc và không có cấu trúc. Trong đó các Hệ thông tin quản lý (MIS – Management
Information System) được dùng để giải quyết loại bài toán thứ nhất còn lớp các bài toán
thứ hai và thứ ba là phạm vi giải quyết của Hệ hỗ trợ quyết định và Hệ chuyên gia [13].
Sự ra đời của DSS đánh dấu bước phát triển quan trọng trong lĩnh vực ứng dụng
tin học vào quản lý và điều hành công việc. DSS đã không ngừng được nghiên cứu và
phát triển cả về lý thuyết và thực tế triển khai ứng dụng. Vai trò chính của DSS là nhằm
mục đích giúp các nhà ra quyết định giải quyết những vấn đề trong những hoàn cảnh chưa
được định nghĩa rõ ràng, các nhà ra quyết định có thể chưa biết rõ vấn đề cũng như giải
pháp, tiêu chuẩn đánh giá sự thành công của lựa chọn.
Với mục đích này, chúng ta có thể quan niệm rằng bất cứ hệ thống nào tuân thủ
một mô hình tổ chức và xử lý riêng biệt của nó mà có thể trợ giúp việc ra quyết định
thì đều được xem là một DSS.
Các loại DSS truyền thống như sử dụng bảng tính, tối ưu toán học, phân tích số
hay mô hình mô phỏng vẫn tiếp tục phát huy tác dụng trong việc giải quyết đa vấn đề.
Tuy nhiên những người làm những việc sử dụng tri thức trong doanh nghiệp ngày càng
yêu cầu hệ thống phải biết nhiều hơn và phải làm được nhiều hơn việc truy xuất, tổng
hợp và phân tích thông tin. Càng ngày họ sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào hệ thống để có thể
ra các quyết định nhanh chóng với độ tin cậy cao hơn. Đây là xu hướng phát triển của hệ
thống thông tin nói chung và của DSS nói riêng [19].
2.2.2. Ngƣời ra quyết định và quá trình ra quyết định
1. Ngƣời ra quyết định

- Ở cấp quản lý thấp hay tổ chức quy mô nhỏ: chính cá nhân là người ra quyết
định. Đối với một cá nhân cũng thể có nhiều mục tiêu xung đột.
- Tổ chức vừa và lớn: thường là nhóm ra quyết định, như vậy sẽ xảy ra sự xung
đột mục tiêu giữa các cá nhân. Nhóm có thể có số lượng khác nhau, có thể từ nhiều
phòng/ban hay từ các tổ chức khác nhau dẫn đến nhiều cách nhận thức, quyết định khác
nhau. Việc đồng thuận là vấn đề chính trị và khó khăn nên quá trình nhóm ra quyết định
là rất phức tạp, thường cần sự hỗ trợ của máy tính để phân tích, đánh giá các giải pháp
dựa trên mục tiêu của mỗi cá nhân trong nhóm.
- 18 -

2. Quá trình ra quyết định
Quá trình ra quyết định được Simon (1977) đề xuất gồm có 3 giai đoạn chính:
- Tìm hiểu (intelligence): bài toán dẫn đến quyết định.
- Thiết kế (design): phân tích và xây dựng mô hình diễn trình hành động.
- Chọn lựa (choice): chọn một phương án trong tập các phương án.
Sau đó Simon đã bổ sung thêm giai đoạn thứ tư đó là:
- Thực thi (implementation): thực thi giải pháp được lựa chọn từ giai đoạn trước.

Hình 2.1. Quá trình ra quyết định
Quá trình ra quyết định bắt đầu với giai đoạn tìm hiểu, đây là giai đoạn khảo sát
thực tế, định nghĩa và xác định bài toán. Trong giai đoạn thiết kế sẽ xây dựng mô hình
phản ánh bài toán bằng cách đưa ra các giả định để đơn giản hóa thực tế và mô tả các mối
quan hệ giữa tất cả các biến. Sau đó sẽ xác định mô hình và các tiêu chí đánh giá các
phương án (hay các lựa chọn) thay cho hành động đã được định nghĩa. Thông thường, quá
Giai đoạn tìm hiểu

Xác định mục tiêu
Tìm kiếm và tập hợp dữ liệu
Nhận diện, xác định chủ thể bài toán
Phân loại và phát biểu bài toán

Giai đoạn thiết kế

Thiết lập mô hình
Thiết lập các tiêu chí chọn lựa
Thiết lập các phương án
Dự đoán và đánh giá các kết quả





Phát biểu bài toán
Các phương án
Giai đoạn chọn lựa

Tìm giải pháp cho mô hình
Phân tích độ nhậy
Chọn ra các phương án tốt nhất
Lập kế hoạch thực thi





Giai đoạn

thực thi giải pháp
Giải pháp
Thất bại
Thực tế
Đơn giản hóa các
giả định
Hợp thức hóa
mô hình
Kiểm chứng, kiểm thử
giải pháp đề xuất
- 19 -

trình xây dựng mô hình sẽ xác định các phương án lựa chọn tiềm năng. Giai đoạn chọn
lựa bao gồm việc lựa chọn một giải pháp được đề xuất với mô hình đã được xây dựng ở
giai đoạn thiết kế. Giải pháp này được kiểm chứng để xác định mức độ hợp lý hay không
hợp lý. Nếu giải pháp đề xuất là hợp lý thì tiếp tục tực hiện giai đoạn cuối là giai đoạn
thực thi, ngược lại sẽ quay lại các giai đoạn trước đó của quá trình.
2.2.3. Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định
Một ứng dụng DSS bao gồm các thành phần sau [13]:

Hình 2.2. Lược đồ của DSS
Phân hệ Quản lý dữ liệu gồm một cơ sở dữ liệu chứa các dữ liệu cần thiết và được
quản lý bởi một hệ quản trị cơ sở dự liệu. Phân hệ này có thể được kết nối với nhà kho dữ
liệu của tổ chức, là kho chứa dữ liệu của tổ chức có liên đới đến vấn đề ra quyết định.
Phân hệ Quản lý mô hình còn được gọi là hệ quản trị cơ sở mô hình (MBMS –
model base management system) là gói phần mềm gồm các thành phần về thống kế, tài
chính, khoa học quản lý hay các phương pháp định lượng nhằm trang bị cho hệ thống
năng lực phân tích. Thành phần này có thể kết nối với các kho chứa mô hình của tổ chức
hay ở bên ngoài nào khác.
Phân hệ quản lý dựa trên tri thức có thể hỗ trợ các phân hệ khác hay hoạt động

độc lập nhằm đưa ra tính thông minh của quyết định đưa ra. Nó cũng có thể được kết nối
với các kho kiến thức khác của tổ chức.
Dữ liệu: trong
và ngoài
Các hệ thống
máy tính khác
Internet,
intranet và
extranet
Cơ sở kiến thức
tổ chức
Nhà quản lý
(ngƣời dùng)
Các phân hệ
dựa trên tri
thức

Quản lý mô
hình

Quản lý dữ
liệu

Các mô hình
ngoài

Phân hệ giao
diện ngƣời
dùng

- 20 -

Phân hệ giao diện người dùng giúp người sử dụng giao tiếp với hệ thống.
Các thành phần vừa kể trên tạo nên DSS, có thể kết nối với intranet/extranet của tổ
chức hay kết nối trực tiếp với Internet [13].
2.3. Hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí (MCDA)
2.3.1. Giới thiệu
Một trong những thách thức lớn với các bài toán quyết định trong thực tế là bản
chất đa chiều của các hành động quyết định. Ngay cả những bài toán quyết định đơn
giản nhất chúng ta cũng phải thường xuyên giải quyết nhiều ưu đãi [14]. Xét ví dụ:
“Sophie thích nhà hàng A hơn nhà hàng B vì nhà hàng A có nhiều món ăn ngon
hơn, nhưng mặt khác Sophie lại thích nhà hàng B hơn vì giá cả rẻ hơn”[22].
Quyết định của Shopie phụ thuộc vào tâm trạng và trạng thái tài chính để Sophie
quyết định chọn nhà hàng A hay B. Qua ví dụ đơn giản này, chúng ta có thể thấy rõ hai
lựa chọn của Sophie mâu thuẫn nhau và các ưu tiên của Sophie (người ra quyết định)
ảnh hưởng lớn đến kết quả cuối cùng. Từ đó cho thấy cần áp dụng một phương pháp
tiếp cận đa tiêu chí, các tiêu chí dựa trên một mô tả đa chiều của các hành động quyết
định khả thi. Mô tả đa chiều của bài toán ra quyết định liên quan đến một phương pháp
phân tích quyết định gọi là Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí MCDA [22].
Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí MCDA (Multiple Criteria Decision Aid) là một
nhánh của lý thuyết ra quyết định trong đó giải quyết bài toán ra quyết định được đặc
trưng bởi một số tiêu chí đánh giá. MCDA tương đối phổ biến đối với các nhà khoa
học khi mô hình hóa các vấn đề thế giới thực thành một vài nguyên tắc logic theo thứ
tự để miêu tả và giải thích vấn đề đó, thậm chí cả dự báo các sự kiện trong tương lai.
Lịch sử phát triển MCDA có nguồn gốc ít nhất từ thế kỷ thứ 18 khi Marquis de
Condorcet đầu tiên áp dụng toán học trong khoa học xã hội một cách hệ thống. Tiếp đó,
Pareto là người đầu tiên nghiên cứu một cách rõ ràng sự kết hợp các tiêu chí khác nhau
vào một chỉ số đánh giá duy nhất. Ông cũng là người đầu tiên đưa ra các khái niệm về
sự hiệu quả, đây là một trong những khía cạnh quan trọng của lý thuyết MCDA ngày
nay. Các phương pháp giải quyết bài toán quyết định đa chiều đầu tiên xuất hiện từ

cuối những năm 1960. Năm 1968, Roy đã giới thiệu các phương pháp xếp hạng, năm
1976 Keeney và Raiffa mở rộng lý thuyết giá trị cho trường hợp đa chiều [16].
Mục đích chung của các phương pháp MCDA là giúp cho người ra quyết định
chuẩn bị, tạo lập quyết định và nghiên cứu các bài toán ra quyết định xét tới nhiều hơn
một quan điểm. Mục đích của MCDA là không bắt buộc phải chọn bất kỳ một quyết
định nào mà từ một cấu trúc hợp lý của bài toán ra quyết định MCDA đưa ra các phân
tích, khuyến nghị [22].
Từ thập niên 1970 đến 1990, MCDA được phát triển nhanh chóng, hiệp hội
MCDA được hình thành và nhiều cải tiến cả trên phương diện lý thuyết cũng như các
ứng dụng thực tế đã được xuất bản trong nhiều tài liệu quốc tế, nhiều gói phần mền
giải quyết các bài toán MCDA ra đời, những gói phần mềm này được gọi là hệ thống
- 21 -

hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí (Multiple criteria decision support system) để thực hiện
lý thuyết cải tiến trong MCDA với giao diện người dùng thân thiện, quá trình ra quyết
định thông qua các thủ tục tương tác và được lặp đi lặp lại nhằm nâng cao nhận thức
của người ra quyết định về bài toán và các chính sách quyết định của họ.
Ngày càng có nhiều bài toán MCDA trong thực tế, tuy nhiên trong khuôn khổ
luận văn, tác giả không thể cung cấp đầy đủ các bài toán này, sau đây là một số bài
toán MCDA quan trọng nhất đã được áp dụng trong thực tế trên nhiều quốc gia:
1. Lĩnh vực kinh tế và tài chính:
- Dự đoán khả năng thất bại trong kinh doanh
- Đánh giá rủi ro tín dụng
- Quản lý và lựa chọn danh mục vốn đầu tư
- Lập kế hoạch tài chính
2. Lĩnh vực quy hoạch năng lượng và quản lý môi trường:
- Quản lý rừng
- Quản lý chất thải
- Xác định vị trí nhà máy điện
- Lập kế hoạch quản lý tài nguyên nước

- Quản lý điện hạt nhân
- Đánh giá cường độ năng lượng
3. Lĩnh vực kinh doanh:
- Sự hài lòng của khách hàng
- Thiết kế các chiến lược thậm nhập thị trường
- Đánh giá cửa hàng bán lẻ
4. Lĩnh vực giao thông:
- Quy hoạch đường quốc lộ
- Thiết kế đường ngầm
5. Lĩnh vực quản lý nguồn nhân lực:
- Đánh giá nghề nghiệp
- Lựa chọn nhân sự
6. Lĩnh vực giáo dục
7. Lĩnh vực nông nghiệp.
2.3.2. Một số khái niệm thông thƣờng
(1) Ưu tiên (Preference) là ý niệm của người ra quyết định về các lựa chọn sẵn
có. Các ưu tiên khác nhau sẽ dẫn đến kết quả cuối cùng khác nhau đối với cùng bài
toán MCDA. Nói chung, có hai dạng ưu tiên là giá trị dữ liệu (ưu tiên về dữ liệu tác
động) và các ưu tiên trọng số (ưu tiên về tiêu chí).
(2) Các phương án lựa chọn (Alternatives) thể hiện các phương án khác nhau
của cùng bài toán quyết định đối với người ra quyết định. Phương án lựa chọn khả thi
(feasible alternative) phải thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu của người ra quyết định đưa ra
dựa trên tập các tiêu chí.
- 22 -

(3) Tiêu chí (Criteria) là chuẩn mực để đánh giá tập các phương án lựa chọn.
Nhìn chung không tồn tại một lựa chọn thỏa mãn tất cả các tiêu chí cùng một lúc. Từ
quan điểm thực tế, mục đích của bài toán MCDA là tìm ra một phương án lựa chọn
mặc dù không chiếm ưu thế nhưng làm cho người ra quyết định hài lòng nhất [20].
2.3.3. Cấu trúc bài toán MCDA

Von Winterfeldt (1980) đã gọi quá trình cấu trúc bài toán MCDA là giai đoạn
khó nhất của bài toán hỗ trợ quyết định. Keeney (1992) và Hammond et al. (1999) đã
đề xuất một giải pháp thông minh cho giai đoạn cấu trúc bài toán MCDA như sau:
Cấu trúc cơ bản của một bài toán MCDA được thể hiện trong hình 2.3 [16].
Trong đó A = {a
1
,…, a
i
,…, a
m
} là tập các phương án lựa chọn, và F = {g
1
,…, g
j
,…, g
n
}
là tập hữu hạn n tiêu chí. Đánh giá của lựa chọn a
i
dựa trên tiêu chí j là g
j
(a
i
) [16].

Hình 2.3. Cấu trúc của bài toán MCDA
2.3.4. Phân loại bài toán MCDA
Roy (1985, p.57) đã đưa ra bốn loại bài toán ra quyết định trong MCDA:
(1) Bài toán lựa chọn (choice): Chọn ra một phương án lựa chọn từ tập các lựa
chọn A = {a

1
,…, a
i
,…, a
m
}.
(2) Bài toán phân loại (sorting): Phân loại các phương án lựa chọn vào các
nhóm được xác định trước đó và đưa ra trật tự ưu tiên của các nhóm.
(3) Bài toán xếp hạng (ranking): Xếp hạng các lựa chọn từ tốt nhất đến xấu nhất.
(4) Bài toán mô tả (description): Mô tả các phương án lựa chọn theo tính năng
chính của lựa chọn sao cho phân biệt được với các lựa chon khác.
Hình 2.4 sau là một ví dụ trực quan về các loại bài toán ra quyết định trong
MCDA. Trong ví dụ này, phân tích quyết định đa tiêu chí có bảy lựa chọn cụ thể. Với
bài toán xếp hạng, toàn bộ chuỗi các lựa chọn được xếp hạng từ tốt nhất đến xấu nhất
a
2
> a
1
> a
6

> a
5

> a
4

> a
7

> a
3
với “>” có nghĩa là ưu tiên hơn. Với bài toán lựa
chọn, lựa chọn tốt nhất là lựa chọn a
2
. Với bài toán mô tả, một lựa chọn có thể được
mô tả theo các tính năng chính. Với bài toán phân loại, phân loại tất cả các lựa chọn
vào hai nhóm: Nhóm 1 (a
1
, a
2
, a
6
) ưu tiên hơn Nhóm 2 (a
3
, a
4
, a
5
, a
7
) [12].
- 23 -


Hình 2.4. Phân loại bài toán MCDA
2.3.5. Các phƣơng pháp của MCDA
Có rất nhiều phương pháp MCDA ngày nay, tuy nhiên không một phương pháp
nào là phổ biến cho tất cả các bài toán ra quyết định. Các phương pháp khác nhau có
thể mang lại kết quả khác nhau cho cùng một bài toán. Nói cách khác, khi cùng một dữ

liệu của cùng một bài toán được sử dụng các phương pháp MCDA thì cho kết quả
khác nhau, ngay cả với những bài toán đơn giản (là những bài toán có rất ít các
phương án lựa chọn và các tiêu chí). Người ra quyết định phải chọn lựa phương pháp
đáp ứng tốt nhất với mục đích của mình [7].
Trong hơn ba mươi năm qua đã có vô số các mô hình kết hợp được phát triển
bao như: MAUT, AHP và Outranking. Các phương pháp mới hoặc các cải tiến tiếp tục
xuất hiện trong các tạp chí quốc tế như Tạp chí của Phân tích quyết định đa tiêu chí,
Tạp chí Nghiên cứu hoạt động của Châu Âu và Tạp chí Máy tính và các hoạt động.
Phần này luận văn phân loại và tóm tắt các phương pháp MCDA phổ biến, dựa trên
Chen et. al (2004) [15].
1. Kỹ thuật xây dựng giá trị
Có ba hướng tiếp cận thông thường để tạo các giá trị dựa trên các tác động: các
phương pháp dựa trên một lựa chọn (single alternative-based methods), phương pháp
dựa trên cặp lựa chọn (binary alternative-based methods) và phương pháp dựa trên
quy tắc ngôn ngữ (linguistic rule-based methods).
- 24 -


Hình 2.5. Một số phương pháp xây dựng giá trị trong MCDA
Các phương pháp dựa trên một lựa chọn tập trung vào sự ưu tiên của một lựa
chọn cụ thể. Các mô hình thuộc lớp này bao gồm các hàm lợi ích (Keeney and Raiffa,
1976), hàm chuẩn hóa tuyến tính (Hwang and Yoon, 1981; Nijamp and Rietveld, 1990;
Nijkamp et al., 1983), hàm tỷ lệ hình học (Lootsma, 1999), hàm mức độ mong muốn
(Korhonen, 1988; Lotfi et al., 1992) và các hàm mờ (Lootsma, 1997; Yager, 1977).
Các phương pháp dựa trên mối quan hệ nhị phân tập trung các ưu tiên tiêu chí
thông qua việc so sánh từng cặp lựa chọn. Kỹ thuật này bao gồm các phương pháp
ELECTRE (Roy, 1968, 1985), PROMETHEE (Brans et al., 1986; Brans and Vincke,
1985) và Analytic Hierachy Process (AHP) (Saaty, 1980). Với phương pháp AHP, mối
quan hệ nhị phân giữa các lựa chọn được mô tả bằng số thứ tự (thường thì điểm số trong
khoảng từ 1 đến 9), đại diện cho mức độ ưu tiên của các lựa chọn. Trong khi đối với

phương pháp Outranking (ELECTRE hay PROMETHEE) thì quan hệ nhị phân của các
lựa chọn được đại diện bởi các chỉ số phù hợp và chỉ số không phù hợp.
Các phương pháp dựa trên quy tắc ngôn ngữ tập trung thể hiện các ưu tiên tiêu
chí thông qua các quy tắc ngôn ngữ, chủ yếu là “Nếu,…., thì….”. Ưu điểm của loại này
là đưa ra quyết định bằng cách tìm kiếm các nguyên tắc sao cho có thể biện minh tốt
nhất cho lựa chọn của họ. Phương pháp tập thô (Slowinski, 1992) và phương pháp loại
trừ (MacCrimon, 1973, Radford, 1989) được dựa trên đại diện ưu tiên [15].
2. Kỹ thuật trọng số hóa
Belton và Stewart (2002) tổng kết có hai loại trọng số: trọng số thỏa hiệp và trọng số
không thỏa hiệp. Trọng số thỏa hiệp nhấn mạnh sự “đền bù” của các giá trị tiêu chí, cho
phép dữ liệu ưu tiên có thể so sánh khi chúng được tổng hợp vào một giá trị đại diện duy
nhất. Trọng số không thỏa hiệp không cho phép thỏa hiệp trực tiếp qua tiêu chí, chúng
thường gắn liền với phương pháp Outranking [15].
Phương án
lựa chọn
Phương pháp
dựa trên
một lựa chọn
Phương pháp
dựa trên
cặp lựa chọn
Phương pháp
dựa trên quy tắc
ngôn ngữ
1. Hàm lợi ích
2. Hàm chuẩn hóa tuyến tính
3. Hàm tỷ lệ hình học
4. Hàm mức độ mong muốn
5. Hàm thành viên mờ
6. Xếp hạng thứ tự với hàm

tính xác xuất
1. ELECTRE
2. PROMETHEE
3. AHP
1. Thuyết tập thô
2. Phương pháp loại trừ
Các giá trị
- 25 -


Hình 2.6. Một số phương pháp trọng số hóa trong MCDA
3. Kỹ thuật tổng hợp
Các phương pháp sử dụng dữ liệu số và trọng số thoả hiệp gồm mô hình tương
tác mức mong muốn (aspiration – level interactive model – AIM) (Lotfi et al., 1992),
Thuyết lợi ích đa thuộc tính (Multi attribute Utility Theory – MAUT) (Keeney and
Raiffa, 1976), Kỹ thuật phân loại đa thuộc tính đơn giản (Simple Multi – Attribute
Rating Technique - SMART) (von Winterfeldt, 1986), VIMDA (Korhonen, 1988), và
Preference Cones (Koksalan et al., 1984), AHP (Saaty, 1980), Kỹ thuật trung bình
hình học (Geometric Mean Technique) (Barzilai et al., 1987; Barzilai và Golany,
1994). Kỹ thuật sử dụng dữ liệu số và trọng số không thỏa hiệp gồm ELECTRE (Roy,
1968, 1985), PROMETHEE (Brans et al., 1986; Brans and Vincke, 1985) đều là các
phương pháp Outranking.
Các phương pháp quy tắc ngôn ngữ chỉ sử dụng dữ liệu ưu tiên là ngôn ngữ.
Những phương pháp này gồm Rough Set Method (Slowinski, 1992) và Elimination
Method (MacCrimmon, 1973: Radford, 1989) [15].

Hình 2.7. Tổng hợp một số phương pháp dựa trên các ưu tiên trong MCDA.
Tiêu chí
Trọng số thỏa
hiệp

Trọng số không
thỏa hiệp
1. AHP
2. Các trọng số Swing
3. Trọng số theo tỷ lệ hình học
4. Xếp hạng thứ tự theo xác xuất
5. Phân tích độ bao phủ dữ liệu
1. ELECTRE
2. PROMETHEE
Phương án
lựa chọn
Người ra
quyết định
Giá trị
Mô hình quan hệ
lựa chọn đơn
Mô hình quan hệ
lựa chọn nhị phân
Mô hình dựa trên
Quy tắc ngôn ngữ
Dữ liệu số
Dữ liệu không
phải số
AIM
MAUT
SMART
VIMDA
Preference Cones
Loại trừ theo
thuyết tập thô

AHP
Kỹ thuật trung
bình hình học
Outranking
ELECTRE
PROMETHEE
Ưu tiên dựa trên
Phương án lựa chọn
Tiêu chí
Người ra
quyết định
Trọng số
Trọng số
thoả hiệp
Trọng số không
thoả hiệp
Ưu tiên dựa trên tiêu chí