Bayes公式在一般风险型决策中的应用

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  设某种状态的先验概率(事先给出的各种状态的概率)为,通过调查获得的补充信息为,给定时,的条件概率为。则在给定信息的条件下,的条件概率,即后验概率(利用补充信息修正的概率),可用Bayes公式计算:
  
  一般风险型决策中决策分析分为先验分析和后验分析。一般来说,只要补充信息是准确的,则后验分析的结论更为可靠。
  案例分析:某水利工程公司拟对大江截流的施工工期作出决策。可供选择的方案有三种:一是在8月份施工;二是在9月份施工;三是在10月份施工。假定其他条件都具备,影响截流的主要因素是天气与水文状况。10月份的天气与水文状况可以保证截流成功。而8、9月份的天气与水文状况有两种可能。如果天气好,上游没有洪水,8月、9月底前截流成功,可使得整个工程的工期提前,从而能比10月施工分别增加利润1000万元、800万元;如果天气坏,上游出现洪水,截流失败,则比10月施工分别增加500万元、300万元的损失。根据以往经验,8、9月份好天气的可能性是0.7,天气坏的可能性是0.3。为了帮助决策,公司拟向气象站购买气象预报的资料。过去的资料表明,该气象站预报好天气的准确率是0.9,预报坏天气的准确率是0.7。请为该水利工程公司选择科学合适的决策方案。首先进行先验分析:两种方案在不同状态下的收益矩阵表为:(单位:万元)
  三种方案的期望值分别为:
  =0.7×1000+0.3(-500)=550(万元),
  =0.7×800+0.3(-300)=470(万元),=0(万元),
  则,按照期望值准则,方案最优。
  单纯以期望值作为判断标准往往是不充分的,收益期望值所反映的只是一种平均趋势,在进行决策时还应考虑其离散程度。=0,可以从备选方案中排除。方案一和方案二的期望值虽有差别,但差别不是很大,所以再计算变异系数,帮助判断。
  
  则,按照变异系数准则,方案最优。
  完全信息价值与补充信息价值是利用Bayes公式进行决策分析的两个常用指标。其计算公式为:
  
  是完全信息价值的期望值,表示各方案状态下的最大收益值,表示先验分析中的最佳方案在状态下的收益值。
  
   =0.7×(1000-800)+0.3×(0+300)=230(万元)
  此时完全信息价值的期望值比较高,这表明通过追加补充信息,有可能进一步提高决策的效益。
  下面再进行后验分析:在现实经济生活中,一般很难获得完全信息。它们的价值通常低于完全信息价值。补充信息的价值VAI的计算公式为:
  
  的取值与有密切联系,为了综合反映补充信息的价值,还需要计算补充信息价值的期望值:是出现的概率:。
  是判断收集补充信息是否有利的基本标准。一般在收集补充信息之前,应将与收集补充信息的费用加以比较,只有当收集补充信息的费用小于时,平均来看,收集补充信息才有价值。
  设发出天气好预报的补充信息为,发出天气坏预报的补充信息为,。下面利用Bayes公式对各种状态的概率进行修正,以得出更为可靠的决策方案:
  
  利用后验概率计算进行后验分析可得:
  =1000×0.875+(-500)×0.125=812.5(万元),
  800×0.875+(-300)×0.125=662.5(万元),=0(万元),
  则,按照期望值准则,方案1最优。
  利用后验概率,计算进行后验分析可得:
  1000×0.25+(-500)×0.75=125(万元),
  800×0.25+(-300)×0.75=-25 (万元),=0(万元)
  则,按照期望值准则,方案最优。
  发出天气好预报的后验完全信息价值:
  后验
  =0.875×(1000-1000)+0.125×[0-(-500)]=62.5(万元)
  发出天气坏预报的后验完全信息价值:
  后验
  =0.25×(1000-0)+0.75×(0-0)=250(万元)
  补充信息价值的期望值EVAI:
  =230-62.5=167.5(万元),=230 250=-20(万元)
  =167.5×0.72+(-20)×0.28=115(万元)
  从上面的分析可以得出合适的结论:为提高决策的效益,该水利工程公司应购买气象预报,以便更准确地把握气象水文状况。因EVAI=115(万元),所以只要该项情报要价低于115(万元),平均来看购买情报是有利的。如果气象预报天气好,则应在8月份施工,如果气象预报天气坏,则应在10月份施工。
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