Denizcilik Bilim Yaşam

Açıklamalı hesaplamalar

Entropi ölçüt ağırlıkları

Maliyet sütunlarını ters çevirmeden negatif olmayan ham sütun oranlarından ağırlık türetin. Bu ağırlıklar veri içi farklılaşmayı anlatır; nesnel işletme önceliği belirlemez.

Karar laboratuvarı

Shannon entropisi ile kriter ağırlıkları

Sıfır sütun politikası açık, ham negatif olmayan sütun oranları

Her kriter mevcut seçenekleri ne ölçüde farklılaştırıyor? Bu entropi çeşidi, negatif olmayan her sütunu alternatifler üzerinde bir dağılıma çevirir; düzgün dağılımdan farklılaşmasını ölçer ve elde edilen karşıtlıkları normalize eder. Tekne sıralaması değil, kriter ağırlıkları üretir.

Karar matrisini düzenle

2–8 alternatif ve 2–6 kriter kullanın. Her kriterin birimini yazın; boyutsuz veriye “1” girin. Değerler 0 veya mutlak büyüklüğü 10⁻¹²–10¹² aralığındadır; bu bir işletme sınırı değil, sayısal yazılım aralığıdır. Ondalık nokta, ondalık virgül ve bilimsel gösterim kabul edilir; binlik ayraç ve sayı sonuna eklenen birim kabul edilmez.

Bu çeşitte yalnızca negatif olmayan değerler kullanılır. Fayda/maliyet yönü oran hesabını değiştirmez.

Kriterler
Düzenlenebilir performans matrisi
AlternatifKriter 1Kriter 2Kriter 3

Hesaplama sonrasında sonuçlar burada görünür. Aşağıdaki ders JavaScript olmadan okunabilir.

Hesaplar ve açıkça başlattığınız CSV indirmeleri bu sayfada kalır. Ağ isteği ve kalıcı depolama kullanılmaz.

Yöntem ve varsayımlar

Düzgünlük ve farklılaşmaEşit paylar E eşittir 1 ve d eşittir 0 verir. Tek seçenekte yoğunlaşmış paylar E eşittir 0 ve d eşittir 1 verir. Tümü sıfır sütun dağılım oluşturmaz ve dışlanır.Eşit paylarTek seçenekte yoğunlaşmaTümü sıfır sütunAA0BB0CC0DD0E = 1; d = 0E = 0; d = 1p, E tanımsızDışlama kuralı: d = 0
Kavramsal uç durumlar; dört tekneli örneğin puan grafiği değildir. d büyüklüğü güvenlik veya tercih edilebilirlik ölçüsü değildir.

1. Ölçeği tanımla

Anlamlı sıfırı olan, negatif olmayan oran ölçekli gözlemler kullanın. Her sütunda aynı birimi koruyun. Fayda/maliyet yönü yorum için kaydedilir; bu çeşitte maliyet sütunu ters çevrilmez ve min–maks ölçekleme uygulanmaz. Başka ön işleme, başka ağırlıklandırma çeşidi demektir.

2. Sütun oranlarını bul

Her gözlemi kendi sütununun toplamına bölün. Toplamı pozitif her sütunun oranları 1 eder. Sıfır gözlem, 0 ln 0 = 0 limit kabulüyle logaritmik toplama katkı yapmaz.

3. Düzgünlüğü ölç

E entropisi eşit oranlarda en büyüktür. Bu nedenle d = 1 − E karşıtlığı pozitif sabit sütunda sıfırdır. Değerler daha az alternatifte yoğunlaştıkça karşıtlık artar; bu durum tek başına tercih edilebilirlik veya risk söylemez.

4. Karşıtlıkları normalize et

Her d değerini kriterlerin toplam karşıtlığına bölün. Toplamı sıfır olan sütunun oranları ve entropisi tanımsızdır; açık dışlama kuralımız d = 0 atar. Bütün karşıtlıklar sıfırsa ağırlıklar tanımsız kalır. Yazılım sessizce eşit ağırlık üretmez.

pᵢⱼ = xᵢⱼ / Σᵢ xᵢⱼ

Eⱼ = −Σᵢ pᵢⱼ ln(pᵢⱼ) / ln(m)

dⱼ = 1 − Eⱼ; wⱼ = dⱼ / Σⱼ dⱼ

Semboller ve birimler
SembolTanım
i, mAlternatif indisi ve sayısı; 2 ≤ m ≤ 8
j, nKriter indisi ve sayısı; 2 ≤ n ≤ 6
xᵢⱼi alternatifinin j kriterindeki performansı; sütunun belirtilen biriminde
wⱼBoyutsuz, negatif olmayan kriter ağırlığı; tanımlıysa toplamı 1
pᵢⱼPozitif sütun toplamındaki boyutsuz pay; tümü sıfır sütunda tanımsız
Eⱼ, dⱼBoyutsuz normalize entropi ve farklılaşma
lnDoğal logaritma; ln(m) bölümü logaritma tabanı seçimini etkisiz kılar

Çözümlü denizcilik örneği

Dört servis teknesi seçeneği ve tüm miktarlar özgün, varsayımsal eğitim verileridir. Ölçülmüş tekne performansı, satın alma tavsiyesi veya emniyet onayı değildir.

Amaç: Varsayımsal liman servis teknesi seçeneklerini karşılaştır.

Veriden türetilen ağırlıklar seçilen veri kümesindeki farklılaşmayı anlatır. Evrensel nesnel öncelik, işletmesel önem, olasılık veya doğruluk kanıtı sayılmaz. Kriterler, birimler, ölçek başlangıçları ve alternatifler modelleme seçimleridir.

Girdi matrisi ve tanımları
KriterBirimTercih yönü
Günlük enerjikWh/dayMaliyet: en küçükle
Görev kapasitesijobs/dayFayda: en büyükle
Bakım süresih/monthMaliyet: en küçükle
Düzenlenebilir performans matrisi
AlternatifGünlük enerjiGörev kapasitesiBakım süresi
Tekne A100612
Tekne B120910
Tekne C80518
Tekne D11088
Sütun oranları p
AlternatifGünlük enerjiGörev kapasitesiBakım süresi
Tekne A0.243902440.214285710.25
Tekne B0.292682930.321428570.20833333
Tekne C0.195121950.178571430.375
Tekne D0.268292680.285714290.16666667
−p ln(p) katkıları
AlternatifGünlük enerjiGörev kapasitesiBakım süresi
Tekne A0.344143160.330095370.34657359
Tekne B0.359609390.364814980.32679498
Tekne C0.318854740.307636890.36781097
Tekne D0.352986460.357932280.29862658
Hesap sonucu
KriterSütun toplamıEntropi EFarklılaşma dDışlananAğırlık w
Günlük enerji4100.992281140.0077188606Hayır0.1289173
Görev kapasitesi280.981378520.018621476Hayır0.31100839
Bakım süresi480.966465820.033534177Hayır0.56007431

Ağırlıklar tanımlı: Evet. Toplam bilgi = 0.059874514.

Değerleri yerine koy

p₁₁ = 100 / (100 + 120 + 80 + 110) = 0.24390244

E₁ = [0.34414316 + 0.35960939 + 0.31885474 + 0.35298646] / ln(4) = 0.99228114

d₁ = 1 − E₁ = 0.0077188606

w₁ = 0.0077188606 / 0.059874514 = 0.1289173

Duyarlılık kontrolleri

Her alternatifi sırayla çıkarıp ön işlemeyi ve ağırlıkları yeniden hesaplarız. Değişim, seçenek kümesine bağımlılığı gösterir. Bu betimleyici bir kontroldür; belirsizlik aralığı değildir. İki alternatif olduğunda yöntem en az iki satır gerektirdiğinden tekini çıkarma kontrolü yapılmaz.

Duyarlılık kontrolleri
Dışarıda bırakılan alternatifAğırlıklar tanımlıw: Günlük enerjiw: Görev kapasitesiw: Bakım süresi
Tekne AEvet0.134320820.271852890.59382629
Tekne BEvet0.105927650.23789850.65617385
Tekne CEvet0.0926228980.456667650.45070945
Tekne DEvet0.175563620.412218190.41221819

Tablolar 8 anlamlı basamak gösterir. Hesaplar yuvarlanmamış binary64 değerleriyle yapılır; CSV sayısal hassasiyeti korur. “Tanımsız” yerine uydurma puan atanmaz.

Yorum ve sınırlar

  • Pozitif çarpanla birim dönüşümü oranları değiştirmez; sabit eklemek genellikle değiştirir. Celsius gibi keyfî başlangıçlı ölçekler bu ham oran çeşidine uygun değildir. Negatif girdiler sessizce kaydırılmak yerine reddedilir.
  • Kriteri çoğaltmak, son normalizasyondaki etkisini de çoğaltır. Entropi kriterler arası korelasyonu modellemez. Uç değerler, ölçüm gürültüsü ve dahil edilen alternatifler ağırlıkları değiştirebilir.
  • Sayısal kararlılık için motor, düzgün dağılıma eşdeğer KL farklılaşmasını d = Σ[p ln(mp) − p + 1/m]/ln(m) biçiminde hesaplar; düzgünlüğe yakın değerlerde küçük-fark serisi ve özgün değerlerden merkezlenmiş farklar kullanır. Sayısal olarak çözülen farklar ölçüm hassasiyetinden çok küçük kalabilir; normalize ağırlıklar o zaman ihmal edilebilir veri farklarını büyütür. Entropi, yoğunlaşmaya yakın küçük pozitif değerleri koruyan kararlı log1p olasılık logaritmalarıyla ayrıca toplanır. E ekranda 1’e yuvarlansa bile yuvarlanmamış d küçük ve pozitif olabilir.
  • Dışlanan emniyet-kritik kriter uygulamada önemsiz değildir. Kesin kısıtları ve gerekçeli öncelikleri ayrıca uygulayın; bu ağırlıklarla tek başına tekne veya operasyon onayı vermeyin.
Kendinizi sınayın: enerji sütununun tamamını 1.000 ile çarpıp kWh biriminden Wh birimine geçmek entropi ağırlıklarını değiştirir mi?

Hayır. Ortak pozitif çarpan sütun oranlarında sadeleşir. Her enerji girdisine 1.000 eklemek ise genellikle değiştirir.

Birincil yöntem kaynakları

Roszkowska & Wachowicz (2024), Entropy 26, 365, §2.1, equations (3), (4), (7).

Shannon (1948), A Mathematical Theory of Communication. Bilgi kuramı temeli; daha sonraki kriter ağırlıklandırma algoritmasının kaynağı olarak sunulmaz.

Açıklanan sıfır, bağ ve sayısal uç durum kuralları bu aracın uygulama tercihleridir. entropy v1.0.0.

İlgili bağlam

Yöntemin açıklaması ve çözülmüş örneği bu sayfadadır. Aşağıdaki yazılar ek bağlam sağlar.

Tüm hesaplama araçları