Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu vào bài toán lựa chọn tập đoàn cây có khả năng chống chịu lửa

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

VƢƠNG THỊ HẠNH

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP HỖ TRỢ
RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU VÀO BÀI TỐN LỰA CHỌN
TẬP ĐỒN CÂY CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU LỬA

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC MÁY TÍNH

Đà Nẵng - Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

VƢƠNG THỊ HẠNH

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP HỖ TRỢ
RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU VÀO BÀI TỐN LỰA CHỌN
TẬP ĐỒN CÂY CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU LỬA

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60. 48. 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Nguyễn Văn Hiệu

Đà Nẵng - Năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:
- Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực
tiếp của TS. Nguyễn Văn Hiệu.
- Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng và trung thực
về tên tác giả, tên cơng trình, thời gian và địa điểm công bố.
- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu
hồn tồn trách nhiệm.

Tác giả luận văn

V

ng Thị H nh


ii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ................................................................................................ v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài................................................................................................. 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu....................................................................... 2
3. Đối t ợng và ph m vi nghiên cứu ...................................................................... 3
4. Ph

ng pháp nghiên cứu .................................................................................... 3

5. Dự kiến kết quả ................................................................................................... 3
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 4
7. Cấu trúc của luận văn .......................................................................................... 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG VÀ PHƢƠNG
PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU ................................................................. 7
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG ......................................... 7
1.1.1. Giới thiệu ...................................................................................................... 7
1.1.2. Ph

ng pháp phòng chống cháy rừng .......................................................... 8

1.1.3. Ph

ng pháp băng xanh cản lửa ................................................................... 9

1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU ..... 11

1.2.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 11
1.2.2. Một số khái niệm thông th ờng .................................................................. 13
1.2.3. Cấu trúc bài toán MCDA ............................................................................ 13
1.2.4. Phân lo i bài toán MCDA ........................................................................... 13
1.2.5. Các ph

ng pháp của MCDA ..................................................................... 14


iii
1.3. BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CHỐNG CHỊU LỬA ................. 15
1.3.1. Ph

ng pháp băng xanh cản lửa ................................................................. 15

1.3.2. Bài toán cụ thể ............................................................................................ 16
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
TRONG BÀI TOÁN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CĨ KHẢ NĂNG CHỐNG
CHỊU LỬA ................................................................................................................... 17
2.1. GIỚI THIỆU BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY .............................. 17
2.1.1. Xác định tiêu chí ......................................................................................... 18
2.1.2. Xây dựng ma trận phân tích ........................................................................ 18
2.1.3. Chuẩn hóa ma trận phân tích ...................................................................... 19
2.1.4. Mơ hình hóa hàm giá trị .............................................................................. 19
2.2. PHƯƠNG PHÁP TÍCH BẬC (AHP) ................................................................ 20
2.2.1. Xác định vấn đề cần giải quyết ................................................................... 21
2.2.2. Xây dựng ma trận so sánh ........................................................................... 22
2.2.3. Tổng hợp độ u tiên .................................................................................... 25
2.2.4. Ưu và nh ợc điểm của AHP ....................................................................... 25
2.3. PHƯƠNG PHÁP AHP/DS ................................................................................ 26

2.3.1. H ớng tiếp cận cải tiến ............................................................................... 26
2.3.2. Lý thuyết Dempster- Shafer (DS) ............................................................... 27
2.3.3. Quy luật kết hợp Dempster ......................................................................... 28
2.3.4. Mơ hình AHP/ DS ....................................................................................... 29
2.4. PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN MAXIMIN .......................................................... 38
2.4.1. Lý do cải tiến .............................................................................................. 38
2.4.2. Hàm mục tiêu .............................................................................................. 38
2.4.3. Ph

ng pháp giải bài toán tối u ................................................................ 39

CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HỖ TRỢ CHỌN TẬP CÂY
CHỐNG CHỊU LỬA ................................................................................................... 42
3.1. THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU ........................................................................ 42
3.1.1. Thực tr ng về lựa chọn tập cây có khả năng chống chịu lửa ...................... 42


iv
3.1.2. Nhu cầu về lựa chọn tập cây có khả năng chống chịu lửa .......................... 43
3.2. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ....................................................... 44
3.2.1. Mơ hình bài tốn ......................................................................................... 44
3.2.2. Ch

ng trình và ứng dụng .......................................................................... 46

3.3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ................................................................................ 49
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................. 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 53
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

v
TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP HỖ TRỢ RA
QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU VÀO BÀI TOÁN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN
CÂY CĨ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU LỬA
Học viên: V

ng Thị H nh

Mã số: 60. 48. 01

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Khóa: K33-Tr ờng Đ i học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Hệ thống hỗ trợ ra quyết định DSS (Decision Support System) đ ợc nghiên
cứu, phát triển từ lâu và ứng dụng phổ biến trong quản lý phòng chống cháy rừng. Luận
văn tập trung nghiên cứu và ứng dụng ph ng pháp hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu
MCDA (là một nhánh của lý thuyết ra quyết định) vào bài tốn lựa chọn tập đồn cây có
khả năng chống chịu lửa. Luận văn đã tập trung nghiên cứu áp dụng ph ng pháp ra
quyết định đa mục tiêu để giải quyết bài toán lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống
chịu lửa, gồm: ph ng pháp AHP và ph ng pháp cải tiến ph ng pháp AHP trên c sở
lý thuyết Dempster-Shafer – AHP/DS, ph ng pháp cải tiến khắc phục đ ợc nh ợc điểm
của AHP/DS bằng việc thay thế hàm mục tiêu bằng cách sử dụng chiến l ợc Maximin.
Luận văn cũng đã xây dựng thành cơng ch ng trình thử nghiệm với 02 ph ng pháp
gồm: ph ng pháp AHP/DS và ph ng pháp cải tiến Maximin. Đồng thời, cũng đã xếp
h ng thành cơng với bài tốn thực tế chọn lồi cây chống chịu lửa.
Từ khóa - cây chống chịu lửa, DSS, phòng chống cháy rừng, MCDA, AHP, AHP/DS,

Maximin

RESEARCH AND APPLICATION OF MULTIPLE CRITERIA DECISION
AID TO SELECTION FIRE-RESISTANT PLANTS
Abstract - Decision Support System - DSS for the research, development from long and
the popular application in the Forest fire management. In this work, research and the
application method multiple criteria decision aid - MCDA is specified to be specified
selection fire-resistant plants for forest fire prevention. Research and the application
method multiple criteria decision aid, including: AHP method and method method AHP
on the database theory of Dempster-Shafer - AHP/DS, the progress of the progressed the
restore the AHP/DS with the substitution using the target to use the Maximin strategy.
Done to test both program with AHP/DS method and Maximin optimative method. The
right, also the finished rating with fire-resistant plants.
Key words - fire-resistant plants, DSS, for forest fire prevention, MCDA, AHP,
AHP/DS, Maximin


vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
AHP

Analytic Hierachy Process – Ph

AHP/DS Ph

ng pháp phân tích thứ bậc

ng pháp phân tích thứ bậc với sự trợ giúp của thuyết Dempster –

Shafer
CI

Casual index of coordination – Chỉ số thích hợp ngẫu nhiên

DS

Lý thuyết Dempster- Shafer – Thuyết ngẫu nhiên

DM

Decision maker – Ng ời ra quyết định

DSS

Decision support system – Hệ hỗ trợ ra quyết định

IC

Index of coordination – Chỉ số thích hợp

MAUT

Multi-attribute utility based methods - Ph

ng pháp dựa trên tiện ích

đa thuộc tính
MCDA

Multiple Criteria Decision Aid – Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí

MIS

Management Information System - Hệ thống thơng tin quản lý

PCCC

Phịng cháy chữa cháy

RC

Relation of coordination – Giá trị t

ng quan phù hợp


vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Thang đánh giá ứng với tầm quan trọng

22

2.2

Chỉ số thích hợp ngẫu nhiên

24

2.3

Thống kê sự đánh giá của các chuyên gia về
nhóm các tiêu chí

31

2.4

Kết quả khảo sát của các chun gia về nhóm
ph ng án ứng với mỗi tiêu chí

32

2.5

Giá trị xác suất c sở của nhóm các tiêu chí

33

2.6

Giá trị hàm xác suất c sở của các nhóm
ph ng án ứng với mỗi tiêu chí

33

2.7

Giá trị của hàm niềm tin và hàm sự thực của
nhóm ph ng án

37

3.1

Danh lục các lồi có khả năng chống chịu lửa

44

3.2

Danh lục các lồi có khả năng chống chịu lửa
đ ợc lựa chọn

44

3.3

Bảng tiêu chí đánh giá lựa chọn tập đồn cây có
khả năng chống chịu lửa

46

3.4

Các tập tin chính của ch

47

3.5

Kết quả đánh giá từng ph
tiêu chí

3.6

Xếp h ng các lồi cây theo ph
có trọng số

ng trình
ng án ứng với từng
ng pháp đối lập

49
51


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu hình vẽ

Tên hình vẽ

Trang

1.1

Cấu trúc của bài toán MCDA

13

1.2

Phân lo i bài toán MCDA

14

2.1

S đồ tổng qt DSS của bài tốn lựa chọn tập đồn
cây có khả năng chống chịu lửa

17

2.2

Các b ớc thực hiện MCDA trong DSS

18

2.3

Số chiều khác nhau của kết quả ma trận phân tích

19

2.4

Một số d ng hàm giá trị

20

2.5

S đồ cấu trúc thứ bậc

21

2.6

Cấu trúc cây thứ bậc của bài tốn chọn lồi cây chống
chịu lửa

29

2.7

Cấu trúc cây mở rộng của bài tốn lựa chọn lồi cây
chống chịu lửa

31

2.8

Đánh giá hàm   Bel ( Bk )  (1   )  Pl ( Bk ) phụ thuộc vào 

37

3.1

Một vài cửa số thống kê sự đánh giá của các chuyên
gia

48

3.2

Các cửa số khảo sát các chuyên gia về các nhóm
ph ng án

48

3.3

Giao diện hiển thị kết quả của ch

49

ng trình

1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cháy rừng là thảm họa thiên tai th ờng xảy ra ở nhiều n ớc trên thế giới, gây
nên những tổn thất to lớn về tài nguyên, môi tr ờng sinh thái và cả tính m ng con
ng ời. Ở Việt Nam, hàng năm cháy rừng vẫn diễn ra hết sức phức t p, gây ảnh h ởng
nhiều mặt đến đời sống nhân dân và sự phát triển kinh tế - xã hội của cả n ớc. Chính
vì vậy, phịng cháy chữa cháy rừng là một trong những công tác hết sức quan trọng
trong quản lý, bảo vệ tài nguyên rừng ở các địa ph

ng n ớc ta.

Theo Tổng cục Lâm nghiệp và dự báo của Trung tâm Khí t ợng Thủy văn Quốc
gia, trong các năm trở l i đây, hiện t ợng El Nino ảnh h ởng trực tiếp đến n ớc ta;
nắng nóng, khơ h n diễn ra gay gắt; mùa khô kéo dài; l ợng m a giảm so với trung
bình nhiều năm t i nhiều địa ph

ng, ln trong thời kỳ cao điểm về nguy c xảy ra

cháy rừng, hầu hết những diện tích rừng của các địa ph

ng có nguy c cháy rất cao,

th ờng xuyên ở cấp IV, cấp V (cấp nguy hiểm và cực kỳ nguy hiểm), đặc biệt là khu
vực miền Trung và thực tế cháy rừng đã xảy ra ở một số tỉnh nh : Thừa Thiên Huế,
Quảng Ngãi, Bình Định…Năm 2016, cả n ớc đã xảy ra 490 vụ cháy rừng, thiệt h i
3.374 ha rừng các lo i, tăng 13 vụ, 1.314 ha so với năm 2015 (năm 2015 thiệt h i
2.060 ha).
Trong những năm qua, cơng tác phịng chống cháy rừng luôn đ ợc quan tâm, chỉ
đ o tổ chức triển khai thực hiện nhiều biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng, đầu t

xây dựng các cơng trình và ph

ng tiện phòng cháy chữa cháy. Đặc biệt, chú trọng

đến đầu t hệ thống băng xanh cản lửa hoặc xây dựng các lâm phần khó cháy với
những lồi cây có khả năng chống chịu lửa tốt, đây cũng là hình thức mang tính nhân
văn với mục đích h n chế việc cháy rừng xảy ra, đáp ứng đ ợc tác dụng nhiều mặt về
phòng cháy nh phù hợp với điều kiện lập địa, có khả năng tái sinh m nh, sức chống
chịu lửa và có giá trị kinh tế cao.
Hiện nay, cơng tác lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa đ ợc thực
hiện bằng các ph

ng pháp thủ công dựa vào kinh nghiệm, kiến thức bản địa dẫn đến

kết quả cịn nhiều thiếu sót, h n chế. Chính vì vậy, việc đ a ra quyết định lựa chọn tập
đồn cây có khả năng chống chịu lửa tốt dựa trên công tác khảo sát thực địa, tham vấn
chuyên gia và trên c sở phân tích các chỉ tiêu liên quan là rất quan trọng và mang tính


2
quyết định. Do đó, việc xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định ứng dụng vào bài toán lựa
chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa là thật sự cần thiết.
Hệ thống hỗ trợ ra quyết định DSS (Decision Support System) đ ợc nghiên cứu,
phát triển từ lâu và đã ứng dụng thành cơng vào nhiều bài tốn ra quyết định trong
thực tế. Đặc biệt, đối với các vấn đề về bảo vệ rừng đã bắt đầu xuất hiện giữa những
năm 1970, DSS đ ợc 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 đ a ra những đề xuất, khuyến nghị
cho các c quan ra quyết định. Trong những năm trở l i đây, cùng với sự phát triển của
các phần mềm, sự nâng cao hiểu biết c bản của ng ời 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 phòng chống cháy rừng trở nên phổ biến h n.
Chính vì những lý do trên, tôi đăng ký thực hiện đề tài: “Nghiên cứu và ứng dụng
ph

ng pháp hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu vào bài tốn lựa chọn tập đồn cây có

khả năng chống chịu lửa”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu
- Tối u hoá ph

ng pháp ra quyết định đa mục tiêu trên c sở ph

ng pháp

phân tích thứ bậc.
- Xây dựng hệ thống DSS cho việc hỗ trợ giải bài tốn chọn lồi cây có khả năng
chống chịu lửa tốt.
2.2. Nhiệm vụ
Để thực hiện mục đích ý t ởng nêu ra cần nghiên cứu và tiến hành triển khai các
nội dung nh sau:
- Tổng quan đ ợc các kỹ thuật ra quyết định đa mục tiêu. Chỉ ra đ ợc các h n
chế của một vài ph

ng pháp để từ đó đề xuất ph

ng pháp cải tiến.

- Mơ hình đ ợc bài tốn lựa chọn tập đoàn cây chống chịu lửa. Liệt kê đ ợc các
tiêu chí và danh sách lồi cây thực hiện nghiên cứu.

- Xây dựng đ ợc DataSet về thông số danh sách các lồi cây nghiên cứu. Đề xuất
đ ợc mơ hình giải quyết bài tốn trên c sở lý thuyết ra quyết định.
- Xây dựng thành công một ứng dụng với mơ hình đề xuất.


3
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tƣợng
Hệ hỗ trợ ra quyết định, các vấn đề liên quan đến lựa chọn tập đồn cây có khả
năng chống chịu lửa.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Tập trung nghiên cứu ứng dụng các ph

ng pháp hỗ trợ ra quyết định và áp

dụng thử nghiệm vào việc lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa phục vụ
cơng tác phịng cháy chữa cháy.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Phƣơng pháp lý thuyết
- Tìm hiểu ph

ng pháp lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa.

- Tìm hiểu hệ hỗ trợ ra quyết định trong lựa chọn tập đồn cây có khả năng
chống chịu lửa.
- Tìm hiểu các ứng dụng và công nghệ liên quan đến hệ hỗ trợ ra quyết định lựa
chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa.
4.2. Phƣơng pháp thực nghiệm
- Áp dụng các thuật toán có liên quan để trợ giúp việc lập trình, xây dựng ứng
dụng lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa.

- Kiểm tra, thử nghiệm và đ a ra nhận xét kết quả đ t đ ợc.
5. Dự kiến kết quả
5.1. Kết quả lý thuyết
- Nắm đ ợc các ph

ng pháp hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu.

- Hiểu đ ợc quy trình xây dựng một hệ hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu trong lựa
chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa.
5.2. Kết quả thực tiễn
- Xây dựng thành công phần mềm ch

ng trình hỗ trợ ra quyết định lựa chọn tập

đồn cây có khả năng chống chịu lửa với một số chức năng c bản, có giao diện thân
thiện và dễ sử dụng.
- Ch

ng trình sẽ hỗ ra quyết định lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu

lửa một cách nhanh chóng những vẫn đảm bảo về mặt tối u và có giá trị cho ng ời sử
dụng.


4
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1. Ý nghĩa khoa học
- Tìm hiểu nghiên cứu về hệ hỗ trợ ra quyết định.
- Áp dụng ph

ng pháp hỗ trợ ra quyết định vào việc lựa chọn tập đồn cây có

khả năng chống chịu lửa phục vụ cơng tác phòng cháy chữa cháy rừng.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài sẽ ứng dụng các công cụ, ngôn ngữ lập trình để xây dựng hệ thống trợ
giúp quyết định trong lựa chọn tập đồn cây có khả năng chống chịu lửa.
- Ch

ng trình sẽ hỗ trợ đắc lực trong cơng tác lựa chọn danh sách cây có khả

năng chống chịu lửa, giúp xây dựng hệ thống băng xanh cản lửa phục vụ có hiệu quả
cơng tác phịng cháy chữa cháy rừng.
7. Cấu trúc của luận văn
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮA VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG
1.1.1. Giới thiệu
1.1.2. Ph

ng pháp phòng chống cháy rừng

1.1.3. Ph

ng pháp băng xanh cản lửa

1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
1.2.1. Giới thiệu
1.2.2. Một số khái niệm thơng th ờng
1.2.3. Cấu trúc bài tốn MCDA
1.2.4. Phân lo i bài toán MCDA
1.2.5. Các ph

ng pháp của MCDA


5
1.3. BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CHỐNG CHỊU LỬA
1.3.1. Ph

ng pháp băng xanh cản lửa

1.3.2. Bài toán cụ thể
Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU TRONG
BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CĨ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU
LỬA
2.1. GIỚI THIỆU BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY
2.1.1. Xác định tiêu chí
2.1.2. Xây dựng ma trận phân tích
2.1.3. Chuẩn hóa ma trận phân tích
2.1.4. Mơ hình hóa hàm giá trị
2.2. PHƢƠNG PHÁP TÍCH BẬC (AHP)
2.2.1. Xác định vấn đề cần giải quyết
2.2.2. Xây dựng ma trận so sánh

2.2.3. Tổng hợp độ u tiên
2.2.4. Ưu và nh ợc điểm của AHP
2.3. PHƢƠNG PHÁP AHP/ DS
2.3.1. H ớng tiếp cận cải tiến
2.3.2. Lý thuyết Dempster- Shafer (DS)
2.3.3. Quy luật kết hợp Dempster
2.3.4. Mơ hình AHP/DS
2.4. PHƢƠNG PHÁP CẢI TIẾN MAXIMIN
2.4.1. Lý do cải tiến
2.4.2. Hàm mục tiêu
2.4.3. Ph

ng pháp giải bài tốn tối u

Chƣơng 3: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH HỖ TRỢ CHỌN TẬP CÂY
CHỐNG CHỊU LỬA
3.1. THỰC TRẠNG VÀ NHU CẦU
3.1.1. Thực tr ng về lựa chọn cây có khả năng chống chịu lửa
3.1.2. Nhu cầu về lựa chọn cây có khả năng chống chịu lửa
3.2. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG


6
3.2.1. Mơ hình bài tốn
3.2.2. Ch

ng trình và ứng dụng

3.3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN


7
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG CHÁY RỪNG
1.1.1. Giới thiệu
Theo tài liệu quản lý lửa rừng của Tổ chức nông l ng thế giới (FAO - Food and
Agriculture Organization of the United Nations), cháy rừng là sự xuất hiện và lan
truyền của những đám cháy trong rừng mà khơng nằm trong sự kiểm sốt của con
ng ời, gây nên những tổn thất về nhiều mặt tài nguyên, của cải và môi tr ờng.
Cháy rừng xảy ra khi hội tụ đủ ba yếu tố:
- Vật liệu cháy: là tất cả những chất có khả năng bén lửa và bốc cháy trong điều
kiện có đủ nguồn nhiệt và oxy.
- Oxy: Oxy tự do ln sẵn có trong khơng khí (nồng độ khoảng 21 – 23%) và lấp
đầy các khoảng trống giữa vật liệu cháy. Khi nồng độ oxy giảm xuống d ới 15% thì
khơng cịn khả năng duy trì sự cháy.
- Nhiệt (nguồn lửa): nguồn nhiệt có thể phát sinh do thiên nhiên nh sấm sét, núi
lửa phun,…nh ng ở n ớc ta chủ yếu là do con ng ời gây ra.
Năm 2016, cả n ớc đã xảy ra 490 vụ cháy rừng, thiệt h i 3.374 ha rừng các lo i,
tăng 13 vụ, 1.314 ha so với năm 2015 (năm 2015 thiệt h i 2.060 ha). Theo nhận định
của Tổng cục Lâm nghiệp và dự báo của Trung tâm Khí t ợng Thủy văn Quốc gia,
trong những năm gần đây hiện t ợng El Nino đã ảnh h ởng trực tiếp đến n ớc ta;
nắng nóng, khơ h n diễn ra gay gắt; mùa khơ kéo dài; l ợng m a giảm so với trung
bình nhiều năm t i nhiều địa ph ng trên cả n ớc. Vào thời kỳ cao điểm của hiện
t ợng El Nino thì tình hình cháy rừng xảy ra rất nguy hiểm, giá trị lâm sản thiệt h i
ớc tính hàng trăm tỷ đồng ch a kể hàng chục tỷ đồng chi phí cho chữa cháy và chi

phí để phục hồi rừng của Nhà n ớc.
Nguyên nhân chủ yếu gây cháy rừng là do đốt dọn thực bì làm n ng rẫy, đốt
đồng ruộng để cháy lan vào rừng. Các vụ cháy rừng xảy ra đều đ ợc phát hiện sớm và
dập tắt kịp thời nên đã h n chế đ ợc thiệt h i do cháy rừng gây ra.
Nguyên lý chung của “phòng chống cháy rừng”
Sự cháy là một phản ứng hoá học, phân huỷ những hợp chất hữu c phức t p
thành những chất vô c đ n giản h n. Trong q trình đó cịn toả ra một l ợng nhiệt
lớn.
Về mặt lý luận: Phòng chống cháy rừng chỉ quan tâm đến những mặt có h i của
cháy, tìm các ph ng pháp ngăn chặn làm n n cháy giảm xuống đến mức thấp nhất,


8
còn quản lý lửa rừng l i quan tâm đến tính hai mặt của cháy, h n chế mặt có h i, lợi
dụng mặt có lợi, làm cho lửa trở thành một biện pháp trong kinh doanh và bảo vệ rừng.
Cho nên có thể nói lửa là kẻ thù nguy hiểm nhất nh ng cũng là ng ời b n tốt của rừng.
Về mặt chính sách: Phịng chống cháy rừng phải nghiêm khắc khống chế nguồn
lửa, bởi nó là nhân tố gây cháy. Ng ời gây ra nguồn lửa sẽ chịu mọi hình ph t của
pháp luật. Trong quản lý lửa thì vừa khống chế nguồn lửa và phải dùng lửa an toàn,
nh ng cũng phải tuân theo một quy trình sử dụng lửa trong kinh doanh và bảo vệ rừng.
Về mặt biện pháp: Phòng chống cháy rừng là áp dụng mọi biện pháp dự báo và
khống chế sự phát sinh của cháy nh ng trong quản lý lửa rừng, ngồi những biện pháp
đó cịn phải dùng lửa để kinh doanh rừng. Để chữa cháy, thậm chí có lúc cịn khơng
nên dập lửa.
1.1.2. Phƣơng pháp phịng chống cháy rừng
(1) Biện pháp hành chính: Thiết lập hệ thống tổ chức cơng tác phòng cháy, chữa
cháy rừng từ Trung ng đến địa ph ng giúp cho việc chỉ đ o, chỉ huy thống nhất và
tổ chức thực hiện cơng tác phịng cháy chữa cháy rừng một cách có hiệu quả. Ban
hành kịp thời các văn bản chỉ đ o, điều hành liên quan đến cơng tác phịng cháy chữa
cháy rừng.

(2) Tun truyền giáo dục nâng cao cảnh giác về phòng cháy, chữa cháy rừng: Ở
n ớc ta, hầu hết các vụ cháy rừng đều bắt nguồn từ việc dùng lửa của con ng ời. Vì
vậy, việc theo d i thống kê nguyên nhân cháy rừng có ý nghĩa rất quan trọng và là c
sở để xác định các nhóm đối t ợng chủ yếu của chiến dịch tuyên truyền, giáo dục,
nâng cao cảnh giác và tích cực ngăn ngừa các vụ cháy rừng xảy ra.
Chiến dịch tuyên truyền phòng cháy rừng đ ợc thực hiện thông qua các ph ng
tiện thông tin đ i chúng nh đài, báo địa ph ng, panô, áp phích và cũng có thể bằng
hình thức tun truyền l u động.
(3) Biện pháp lâm sinh trong phòng chống cháy rừng: là các các biện pháp kỹ
thuật thông qua công tác kinh doanh, quản lý rừng nh : thiết kế trồng rừng, chọn loài
cây trồng, ph ng thức trồng, các biện pháp lâm sinh tác động,...nhằm t o ra những
khu rừng khó cháy hoặc h n chế sự lan tràn của đám cháy. Biện pháp này đã và đang
đ ợc áp dụng ở nhiều n ớc trên thế giới. Đây là biện pháp phịng cháy tích cực và chủ
động, dễ thực hiện và mang l i hiệu quả tổng hợp lớn. Việc thiết kế trồng rừng đó
chính là việc thiết kế băng cản lửa. Băng cản lửa gồm 2 lo i: băng trắng và băng xanh.
- Băng trắng: Là những dãy trống đã đ ợc chặt trắng, thu dọn hết cây c , thảm
mục và đ ợc cuốc hay cày lật đất nhằm ngăn cản lửa cháy lan trên mặt đất rừng. Khi
thiết kế băng trắng, cần lợi dụng tối đa các đặc điểm tự nhiên nh sông suối, hồ n ớc,


9
đ ờng dịng và những cơng trình có sẵn nh đ ờng giao thông, đ ờng phân lô, phân
khoảng; đ ờng vận xuất, vận chuyển.
- Băng xanh: Là những băng đ ợc trồng cây hỗn giao, có kết cấu nhiều tầng,
chọn những lồi cây có khả năng chịu lửa tốt, phân chia rừng thành các lô nhằm ngăn
cản cháy lớn. Đ ờng băng xanh có tác dụng ngăn hai lo i cháy là: Ngăn cháy mặt đất
và ngăn cháy l ớt trên tán cây. Đ ờng băng cản lửa cũng đồng thời là đ ờng dùng để
di chuyển lực l ợng, ph ng tiện khi xảy ra cháy rừng, đ ờng tuần tra bảo vệ rừng và
phục vụ các ho t động kinh doanh rừng.
(4) Hệ thống hồ đập, đê bao, kênh mương giữ ẩm và phục vụ chữa cháy rừng:

Hệ thống hồ đập: Cùng với việc thiết kế thi công các đ ờng băng cản lửa. Ở các
vùng núi có địa hình dốc, đi l i khó khăn,… đến mùa khô hầu hết các khe suối, hồ,
đầm đều bị c n n ớc. Do đó, khi xảy ra cháy rừng, việc vận chuyển n ớc là hết sức
phức t p. Vì vậy, phải quy ho ch và xây dựng các cơng trình, sử dụng các thung lũng,
khe suối, đầm, hồ sẵn có để dự trữ n ớc giữ ẩm và phục vụ cho chữa cháy rừng. Các
hồ đập còn phục vụ các mục đích khác nh làm thủy điện nh hoặc cung cấp n ớc cho
nông nghiệp,…
Hệ thống đê bao, kênh m ng: Hệ thống đê bao, kênh m
quan trọng trong phịng cháy, chữa cháy rừng.

ng giữ ẩm có ý nghĩa

Quai đê bao: Nhằm giữ n ớc ngọt và duy trì độ ẩm cho rừng tràm. Việc quai đê,
đắp đập là đắp các con đập ở cửa kênh r ch đồng thời với hệ thống đê bao xung quanh
rừng tràm.
(5) Quy hoạch vùng sản xuất nương rẫy đề phòng cháy lan vào rừng: Chỉ đ ợc
quy vùng n ng rẫy ở những vùng đất trống, với diện tích cố định từ 1 – 2ha (quy mơ
hộ gia đình) và diện tích quy vùng n ng rẫy phải có ranh giới cụ thể và đ ợc cắm
mốc ngoài thực địa nhằm đề phòng lửa cháy lan vào rừng hoặc gây thiệt h i cho rừng
là:
(6) Giảm khối lượng vật liệu cháy: Làm giảm vật liệu cháy cũng là một biện
pháp phịng cháy rừng tích cực và có thể chủ động thực hiện bằng 2 cách chính: Phát
dọn thủ cơng và đốt tr ớc (vật liệu cháy) có điều khiển.
(7) Hệ thống chòi canh phát hiện cháy rừng: Hệ thống chòi canh lửa có tác dụng
phát hiện đ ợc sớm các điểm cháy rừng để kịp thời xử lý, dập tắt đám cháy giảm thiểu
thiệt h i đến mức thấp nhất; đồng thời còn là ph ng tiện để quản lý, ngăn chặn và
giám sát mọi ng ời vào rừng trong mùa cao điểm cháy rừng.
1.1.3. Phƣơng pháp băng xanh cản lửa

10
Nguyên lý chung của băng xanh là sử dụng các lồi cây có khả năng chống chịu
lửa nhờ v dày, thân và lá chứa nhiều n ớc, xanh quanh năm, không bị cháy khi lửa
tràn đến để trồng thành băng phân chia rừng thành những diện tích nh , ngăn cản đ ợc
sự lan tràn của các đám cháy rừng.
Theo Ph m Ngọc H ng, 2001, đ ờng băng xanh trồng ngay cây xanh cùng với
việc trồng rừng trong năm trên những diện tích rừng có độ dốc > 250. Đối với đai cây
xanh phòng cháy đ ợc xây dựng dọc theo các đ ờng băng cản lửa đ ờng sắt, đ ờng ô
tô, xung quanh các điểm dân c , xung quanh những vùng đất sản xuất nông nghiệp,
...nằm ở trong rừng và ven rừng; theo đ ờng phân khoảnh thì chiều rộng của đai rừng
cây cần bảo vệ.
Có 02 lo i đ ờng băng cản lửa:
- Đ ờng băng chính: Đ ợc thiết kế ở những n i có diện tích rừng lớn, phân ra
thành nhiều khu, khoảnh có diện tích từ 3.000 - 5.000 ha. Khi thiết kế phải kết hợp và
lợi dụng các cơng trình tự nhiên nh đ ờng sắt, sông suối... Đối với rừng tự nhiên
đ ờng băng chính đ ợc chia thành từng khoảnh có cự ly cách nhau từ 2 - 3 km. Bề
rộng tối thiểu đối với đ ờng băng chính từ 8 - 20 m và nên trồng cây xanh.
- Đ ờng băng phụ: Th ờng đ ợc xây dựng ở những vùng rừng dễ cháy và có
c ờng độ kinh doanh cao. Đ ờng băng phụ có bề rộng từ 6 - 12 m và cũng nên trồng
cây xanh. Nh vậy đ ờng băng chính và phụ đ ợc xây dựng sẽ chia những khu rừng
thành khoảnh có diện tích từ 100 - 500 ha.
Từ những năm 1922 ở một số n ớc nh : Đức, Nga, Úc đã quan tâm đến vấn đề
xây dựng các băng xanh phòng cháy, tuỳ theo điều kiện lập địa mà trồng các lồi cây
có lá rộng nh Sồi, Giẻ, Hoa mộc (Betula), Keo gai, D ng Balsam. Những năm 1930,
Nga và một số n ớc khác ở châu Âu đã b ớc đầu nghiên cứu các đai rừng trồng hỗn
giao giữa cây lá rộng và cây lá kim. Đến những năm 60 mới có nhiều nghiên cứu sâu
h n cả về lồi cây có khả năng chống chịu lửa tốt lẫn ph ng thức trồng chúng trên
băng phòng cháy.
Nghiên cứu tại Việt Nam
Băng cản lửa th ờng có 2 lo i chính là: Băng trắng và băng xanh, tuy nhiên băng

xanh th ờng đ ợc u tiên sử dụng nhiều h n. Nguyên nhân mà các chuyên gia đ a ra
chủ yếu liên quan đến tình tr ng lãng phí đất khi xây dựng băng trắng, việc tốn kém
công sức lớn để duy trì tình tr ng “trắng” của băng và tình tr ng cũng nh hiệu quả
cản lửa thấp của chúng. Tuy nhiên, khi kết hợp đ ờng đi để làm băng trắng ngăn cản
cháy rừng trồng thì sẽ hiệu quả h n. Ở những khu vực có xu h ớng phát triển đ ờng
bộ m nh mẽ thì có thể sử dụng hệ thống đ ờng bộ làm các băng trắng cản lửa. Đây sẽ
là giải pháp “một công đôi việc ’’.


11
Theo tài liêu [1] về “Nghiên cứu, lựa chọn loài cây có khả năng phịng cháy rừng
ở tỉnh n Bái ”, Khoa học công nghệ số 1- tháng 1/ 2009 các lồi cây có khả năng
chịu lửa hiện nay đ ợc điều tra, phát hiện là có khả năng chống chịu lửa, nghiên cứu
một số đặc điểm sinh học liên quan tới khả năng chống, chịu của các loài cây lựa chọn,
xác định tập đồn lồi cây có khả năng phòng chống cháy hiệu quả t i địa ph ng.
Theo Nguyễn Đình Thành, (2008), Kết quả nghiên cứu khả năng phịng cháy của
một số lồi cây có thể sử dụng t o băng ngăn cản lửa t i Bình Định, ông tiến hành điều
tra, phát hiện các lo i cây có tính chịu lửa cao trên địa bàn tỉnh. Sau đó phân tích mẫu
lá và v cây trong phịng thí nghiệm, tiến hành l ợng hóa và chuẩn hóa các tiêu chuẩn
và so sánh lựa chọn loài cây tối u có khả năng chống, chịu lửa, phịng cháy tốt trồng
thành băng xanh và đai xanh ngăn lửa.
Theo tài liệu [7] năm 2017 về “Nghiên cứu lựa chọn tập đoàn cây có khả năng
chống chịu lửa t i thành phố Đà Nẵng”, T p chí Nơng nghiệp&Phát triển Nơng thơn,
Số (2), tr.1-10, 2017, Kết quả nghiên cứu là danh sách các lồi thực vật bản địa có khả
năng chống chịu lửa t o băng xanh cản lửa phục vụ công tác phòng chống cháy rừng
t i thành phố Đà Nẵng, nghiên cứu tiến hành điều tra, khảo sát phát hiện các lồi có
khả năng chống, chịu lửa; phân tích các đặc điểm sinh – lý - hóa của các lồi phát
hiện; xác định tập đồn cây trồng có khả năng phịng chống cháy t i khu vực nghiên
cứu và xây dựng danh lục xếp h ng các lồi cây có khả năng chống chịu lửa tốt.
Có thể thấy những nghiên cứu lựa chọn tập đoàn cây chịu lửa ở n ớc ta cịn rất ít.

Các nghiên cứu mới chỉ là b ớc đầu để tìm ra ph ng pháp chọn lồi cây có khả năng
chống chịu lửa, các tác giả mới sử dụng một số ít chỉ tiêu đánh giá và phụ thuộc nhiều
vào chủ quan của con ng ời. Vấn đề xây dựng mơ hình đ ờng băng xanh cản lửa hầu
nh ch a đ ợc đi sâu nghiên cứu, các mơ hình đ ợc xây dựng ở một số địa ph ng
n ớc ta chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Trong thực tế, thiếu một danh sách các loài cây
u tiên phòng cháy cho các d ng lập địa và kiểu rừng khác nhau. Ở nhiều địa ph ng
còn thiết kế băng trắng hoặc chỉ phổ biến u tiên trồng thuần loài các cây lá rộng
th ờng xanh nh Keo, Chò đen và Lát hoa trên băng cản lửa.
1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
1.2.1. Giới thiệu
Khi một vấn đề đ ợc đặt ra trong đó có nhiều tiêu chí, mục tiêu kèm theo. Nếu
các mục tiêu xung đột với nhau và các biến quyết định có những ràng buộc với nhau
thì việc đi tìm giải pháp tối u của vấn đề trở thành bài tốn “Tối u hóa đa mục tiêu”.
Bài tốn tối u hóa đa mục tiêu đ ợc giải quyết với ý t ởng t ng tự bài toán tối
u một mục tiêu. Trong bài toán một mục tiêu để giải quyết bài tốn ta phải đi tìm một


12
tập các biến quyết định th a các ràng buộc và đ a ra một kết quả tối u đối với hàm
mục tiêu.
Bài toán đa mục tiêu chỉ khác là nó phải giải quyết nhiều mục tiêu khác nhau (có
thể xung đột với nhau) và th ờng cho ra một tập các giải pháp tối u hoặc không so
sánh đ ợc với nhau. Bản chất tự nhiên của bài toán đa mục tiêu là có những thơng tin
phức t p và xung đột với nhau, th ờng phản ánh các quan điểm khác nhau và th ờng
thay đổi theo thời gian. Một trong những mục tiêu nguyên lý của cách tiếp cận bài toán
đa mục tiêu là hỗ trợ ng ời ra quyết định tổ chức và tổng hợp các thông tin một cách
khiến họ cảm thấy thuận lợi h n và tin t ởng h n về việc ra quyết định, tối thiểu hóa
tiềm năng hối tiếc về những quyết định đã ra bằng việc th a mãn rằng tất cả tiêu chí đã
đ ợc xem xét.
Hỗ trợ quyết định đa tiêu chí là một nhánh của lý thuyết ra quyết định trong đó

giải quyết bài tốn ra quyết định đ ợc đặc tr ng bởi một số tiêu chí đánh giá. MCDA
t ng đối phổ biến đối với các nhà khoa học khi mơ 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 t ng 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 ng ời đầu tiên nghiên cứu một cách r ràng sự kết hợp các tiêu chí khác
nhau vào một chỉ số đánh giá duy nhất. Ông cũng là ng ời đầu tiên đ a ra các khái
niệm về sự hiệu quả, đây là một trong những khía c nh quan trọng của lý thuyết
MCDA ngày nay. Các ph ng 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 ph ng pháp xếp
h ng; năm 1976 Keeney và Raiffa mở rộng lý thuyết giá trị cho tr ờng hợp đa chiều.
Mục đích chung của các ph ng pháp MCDA là giúp cho ng ời ra quyết định
chuẩn bị, t o lập quyết định và nghiên cứu các bài toán ra quyết định xét tới nhiều h n
một quan điểm. Mục đích của MCDA là khơng bắt buộc phải chọn bất kỳ một quyết
định nào mà từ một cấu trúc hợp lý của bài toán ra quyết định MCDA đ a ra các phân
tích, khuyến nghị.
Từ thập niên 1970 đến 1990, MCDA đ ợc phát triển nhanh chóng, hiệp hội
MCDA đ ợc hình thành và nhiều cải tiến cả trên ph ng diện lý thuyết cũng nh các
ứng dụng thực tế đã đ ợc xuất bản trong nhiều tài liệu quốc tế, nhiều gói phần mềm
giải quyết các bài tốn MCDA ra đời, những gói phần mềm này đ ợc gọi là hệ thống
hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí để thực hiện lý thuyết cải tiến trong MCDA với giao
diện ng ời dùng thân thiện, quá trình ra quyết định thông qua các thủ tục t ng tác và
đ ợc lặp đi lặp l i nhằm nâng cao nhận thức của ng ời ra quyết định về bài tốn và
các chính sách quyết định của họ.


13
1.2.2. Một số khái niệm thông thƣờng
(1) Ưu tiên (Preference) là ý niệm của ng ời ra quyết định về các lựa chọn sẵn

có. Các u tiên khác nhau sẽ dẫn đến kết quả cuối cùng khác nhau đối với cùng bài
tốn MCDA. Nói chung, có hai d ng u tiên là giá trị dữ liệu ( u tiên về dữ liệu tác
động) và các u tiên trọng số ( u tiên về tiêu chí).
(2) Các ph ng án lựa chọn (Alternatives) thể hiện các ph ng án khác nhau của
cùng bài toán quyết định đối với ng ời ra quyết định. Ph ng án lựa chọn khả thi
(feasible alternative) phải th a mãn đầy đủ các yêu cầu của ng ời ra quyết định đ a ra
dựa trên tập các tiêu chí.
(3) Tiêu chí (Criteria) là chuẩn mực để đánh giá tập các ph ng án lựa chọn.
Nhìn chung không tồn t i một lựa chọn th a mãn tất cả các tiêu chí cùng một lúc. Từ
quan điểm thực tế, mục đích của bài tốn MCDA là tìm ra một ph ng án lựa chọn
mặc dù không chiếm u thế nh ng làm cho ng ời ra quyết định hài lịng nhất.
1.2.3. Cấu trúc bài tốn MCDA
Von Winterfeldt (1980) đã gọi q trình cấu trúc bài tốn MCDA là giai đo n
khó nhất của bài tốn hỗ trợ quyết định. Keeney (1992) và Hammond et al. (1999) đã
đề xuất một giải pháp thông minh cho giai đo n cấu trúc bài toán MCDA nh sau:
Cấu trúc c bản của một bài toán MCDA đ ợc thể hiện trong hình sau:

Hình 1.1. Cấu trúc của bài tốn MCDA
Trong đó: A = {a1,…, ai ,…, am} là tập các ph ng án lựa chọn, và F = {g1,…, gj
,…, gn} là tập hữu h n n tiêu chí. Đánh giá của lựa chọn ai dựa trên tiêu chí j là gj(ai).
1.2.4. Phân loại bài toán MCDA
Roy đã đ a ra bốn lo i bài toán ra quyết định trong MCDA:
(1) Bài toán lựa chọn: Chọn ra một ph
{A1,…, Ai,…, An}.

ng án lựa chọn từ tập các lựa chọn A =


14
(2) Bài toán phân loại: Phân lo i các ph ng án lựa chọn vào các nhóm đ ợc

xác định tr ớc đó và đ a ra trật tự u tiên của các nhóm.
(3) Bài tốn xếp hạng: Xếp h ng các lựa chọn từ tốt nhất đến xấu nhất.
(4) Bài tốn mơ tả: Mơ tả các ph ng án lựa chọn theo tính năng chính của lựa
chọn sao cho phân biệt đ ợc với các lựa chọn khác.
Hình 1.2 sau là một ví dụ trực quan về các lo i bài tốn ra quyết định trong
MCDA. Trong ví dụ này, phân tích quyết định đa tiêu chí có bảy lựa chọn cụ thể. Với
bài tốn xếp hạng, tồn bộ chuỗi các lựa chọn đ ợc xếp h ng từ tốt nhất đến xấu nhất
A2 > A1 > A6 > A5 > A4 > A7 > A3 với “>” có nghĩa là u tiên h n. Với bài toán lựa
chọn, lựa chọn tốt nhất là lựa chọn A2. Với bài tốn mơ tả, một lựa chọn có thể đ ợc
mơ tả theo các tính năng chính. Với bài tốn phân loại, phân lo i tất cả các lựa chọn
vào hai nhóm: Nhóm 1 (A1, A2, A6) u tiên h n Nhóm 2 (A3, A4, A5, A7).

Hình 1.2. Phân loại bài tốn MCDA
1.2.5. Các phƣơng pháp của MCDA
Ngày nay, có rất nhiều ph ng pháp MCDA, tuy nhiên không một ph ng pháp
nào là phổ biến cho tất cả các bài toán ra quyết định. Các ph ng pháp khác nhau có
thể mang l i kết quả khác nhau cho cùng một bài tốn[8]. Nói cách khác, khi cùng một
dữ liệu của cùng một bài toán đ ợc sử dụng các ph ng pháp MCDA thì cho kết quả
khác nhau, ngay cả với những bài toán đ n giản (là những bài tốn có rất ít các


15
ph ng án lựa chọn và các tiêu chí). Ng ời ra quyết định phải chọn lựa ph
đáp ứng tốt nhất với mục đích của mình.

ng pháp

Trong h n ba m i năm qua đã có vơ số các mơ hình kết hợp đ ợc phát triển
gồm: MAUT, AHP và Outranking. Các ph ng pháp mới hoặc các cải tiến tiếp tục
xuất hiện trong các t p chí quốc tế nh T p chí của Phân tích quyết định đa tiêu chí,

T p chí Nghiên cứu ho t động của Châu Âu và T p chí Máy tính và các ho t động
khác.
Có rất nhiều cách phân lo i các ph ng pháp MCDA tùy thuộc vào mỗi tác giả.
Một trong những lý do cho sự đa d ng này là bản chất mờ giữa các biên của các lo i.
Theo nhiều tác giả, các ph ng pháp MCDA đ ợc phân thành năm lo i sau: (i)
ph ng pháp thứ tự, (ii) ph ng pháp trọng số, (iii) ph ng pháp tiện ích, (iv) ph ng
pháp h n cấp, (v) các ph ng pháp khác.
Các ph ng pháp thứ tự c bản bao gồm: ph ng pháp Borda, ph ng pháp
Condorcet và ph ng pháp Lexicographic. Đặc điểm chung của ph ng pháp thứ tự là
các giải pháp sẽ có một thứ tự riêng trên mỗi tiêu chí, thứ tự cuối cùng của các giải
pháp đ ợc xác định bằng cách tích hợp các thứ tự riêng đó.
Các ph ng pháp trọng số đ ợc sử dụng nhiều bao gồm: ph ng pháp tổng trọng
số và ph ng pháp tích trọng số. Tuy nhiên, trong các ph ng pháp trọng số, kết quả
phần lớn phụ thuộc vào trọng số đ ợc gán cho mỗi tiêu chí. Mặc dù cả hai lo i ph ng
pháp này không đ a ra một kết quả đủ tin cậy cho một mục đích nào đó nh ng chúng
đ n giản, trực quan và gần gũi với ng ời ra quyết định trong thế giới thực.
Các ph ng pháp dựa trên tiện ích đa thuộc tính và ph ng pháp h n cấp có một
số l ợng đáng kể các ứng dụng. Ph ng pháp MAUT h ớng đến việc sử dụng hàm
tiện ích để tích hợp giá trị của các tiêu chí, phục vụ cho việc so sánh các giải pháp với
nhau. Trong khi các ph ng pháp h n cấp dựa trên việc so sánh cặp các giải pháp, các
ph ng pháp này có u điểm và khuyết điểm riêng và phù hợp với một số lo i ứng
dụng.
Có một vài ph ng pháp khác, nó khơng thể xếp trực tiếp vào bất cứ lo i nào kể
trên nh ng vẫn dựa vào các ph ng pháp luận MCDA khác nhau.
Tất cả các ph ng pháp MCDA đều xử lý với các tình huống ra quyết định khác
nhau. Tuy nhiên, việc lựa chọn ph ng pháp phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống, dữ
liệu sẵn có, mục tiêu và điều kiện ràng buộc cụ thể.
1.3. BÀI TỐN LỰA CHỌN TẬP ĐỒN CÂY CHỐNG CHỊU LỬA
1.3.1. Phƣơng pháp băng xanh cản lửa