DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-54929-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38409321
تاريخ النشر: 2024-02-27
المؤلف: Pratibha Rani وآخرون
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
تقدم البحث نموذجًا لاتخاذ القرار لاختيار المواقع المثلى لمحطات طاقة الرياح البحرية (OWPS) من خلال دمج معايير متعددة ومعالجة عدم اليقين من خلال إطار مجموعة ضبابية حدية ذات قيمة (IVIFS). تم تقديم مقياس مسافة جديد لتحديد الفروق بين IVIFSs، مما يساعد في تحديد الأوزان الموضوعية لمعايير الاختيار. يتم استخدام نموذج RANking COMparison (RANCOM) لاشتقاق الأوزان الذاتية، ويتم دمجها لإنشاء أداة وزن متكاملة تسهل ترتيب مواقع OWPS. تتضمن الطريقة الهجينة المقترحة Weighted integrated Sum Product (WISP) تقنيات تطبيع مختلفة وقياسات منفعة، مما يقيم مواقع OWPS بشكل فعال بناءً على خمسة معايير وتسعة معايير فرعية في دراسة حالة أجريت في غوجارات، الهند.
تظهر النتائج قوة وفعالية طريقة WISP، مدعومة بتحليلات حساسية ومقارنات مع المنهجيات الحالية، مما يشير إلى موثوقيتها في سياقات اتخاذ القرار غير المؤكد. بينما ينجح البحث في تطوير أدوات جديدة لقياس المسافة ووزن المعايير، فإنه يعترف بالقيود مثل عدم النظر في العلاقات المتبادلة بين المعايير والحاجة إلى مؤشرات استدامة إضافية. تم اقتراح اتجاهات البحث المستقبلية، بما في ذلك استكشاف نماذج متقدمة وعوامل تجميع لتعزيز عمليات اتخاذ القرار في تقييم مواقع OWPS تحت بيئات غير مؤكدة متنوعة.
الطرق
تناقش هذه القسم طرق اتخاذ القرار متعددة المعايير (MCDM) المختلفة المطبقة لتقييم مواقع محطات طاقة الرياح البحرية (OWPS)، مع تسليط الضوء على أهميتها المتزايدة في هذا المجال. تشمل الدراسات البارزة فتانة وخراسانينجاد، الذين استخدموا نهجًا هجينًا يجمع بين عملية الشبكة التحليلية (ANP)، ومختبر تقييم وتجربة اتخاذ القرار (DEMATEL)، وطرق ELECTRE، معززة بمعلومات ضبابية، لتقييم ستة معايير مثل العمق والقرب من المرافق في إيران. قدم وو وآخرون طريقة ELECTRE-III ضبابية حدية، مع التركيز على التفاعلات بين المعايير، بينما استخدم ترجان وآخرون نظام دعم قرار قائم على نظم المعلومات الجغرافية (GIS) لتقييم المواقع عبر بلدين، مع مراعاة عوامل مثل سرعة الرياح ومناطق حماية البيئة.
تمت ملاحظة المزيد من التقدم في منهجيات MCDM، مثل النموذج الهجين المقترح من قبل عبد الباسط وآخرين، الذي يدمج عملية التحليل الهرمي (AHP) وPROMETHEE-II تحت مجموعات نيوتروسوفية. تشمل المساهمات الأخرى استخدام معلومات ضبابية مترددة من قبل زو وآخرين، الذين جمعوا بين طرق الوزن الذاتي والترتيب لتقييم مواقع OWPS. على الرغم من تنوع الأساليب، يشير المؤلفون إلى وجود فجوة في الأدبيات بشأن تطبيق معلومات الضبابية الحدية ذات القيمة (IVIF) في طرق MCDM لتقييم مواقع OWPS.
المناقشة
يوفر قسم المناقشة في الورقة مراجعة شاملة للأدبيات الموجودة حول مجموعات الضبابية الحدية ذات القيمة (IVIFSs) وتطبيقاتها في اتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM). استخدمت دراسات متنوعة IVIFSs لتطوير نماذج اتخاذ القرار لتقييم الطاقة المتجددة، وطرق MCDM الهجينة، وقياسات التشابه، من بين أمور أخرى. من الجدير بالذكر أن الطرق المقترحة غالبًا ما تتضمن تفضيلات المخاطر لصانعي القرار وتعالج مشاكل العالم الحقيقي، مثل تقييم تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي وتقييم استراتيجيات التكنولوجيا الرقمية خلال جائحة COVID-19. على الرغم من التقدم، يحدد المؤلفون فجوات في الأدبيات، لا سيما نقص التكامل بين طريقة Weighted Integrated Sum Product (WISP) ونظرية IVIFS، بالإضافة إلى الحاجة إلى تحسين مقاييس المسافة لـ IVIFSs التي تتجنب النتائج غير البديهية.
علاوة على ذلك، يقترح المؤلفون إطار عمل جديد لـ MCDM يجمع بين طريقة WISP ومعلومات ضبابية حدية ذات قيمة لتقييم مواقع محطات طاقة الرياح البحرية. يهدف هذا الإطار إلى تعزيز اتخاذ القرار تحت عدم اليقين من خلال حساب كل من أوزان المعايير وأهمية خبراء القرار. من المتوقع أن توفر الطريقة المقترحة تصنيفات أكثر موثوقية للبدائل، مع معالجة قيود الطرق الحالية التي تفشل في تمثيل درجات العضوية وعدم العضوية ذات القيمة الحدية بشكل كافٍ. تختتم القسم بالتأكيد على الحاجة إلى مزيد من البحث لتحسين مقاييس المسافة ودمج استراتيجيات الوزن الذاتية والموضوعية في أطر MCDM القائمة على IVIFS.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-54929-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38409321
Publication Date: 2024-02-27
Author(s): Pratibha Rani et al.
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
The research presents a decision-making model for selecting optimal locations for offshore wind power stations (OWPS) by integrating multiple criteria and addressing uncertainties through an interval-valued intuitionistic fuzzy set (IVIFS) framework. A novel distance measure is introduced to quantify differences between IVIFSs, which aids in determining objective weights for the selection criteria. The RANking COMparison (RANCOM) model is employed to derive subjective weights, and these are combined to create an integrated weighting tool that facilitates the prioritization of OWPS locations. The proposed hybrid interval-valued intuitionistic fuzzy Weighted integrated Sum Product (WISP) approach incorporates various normalization techniques and utility measures, effectively evaluating the OWPS locations based on five criteria and nine sub-criteria in a case study conducted in Gujarat, India.
The findings demonstrate the robustness and effectiveness of the WISP method, supported by sensitivity analyses and comparisons with existing methodologies, indicating its reliability in uncertain decision-making contexts. While the study successfully develops new tools for distance measurement and criteria weighting, it acknowledges limitations such as the lack of consideration for interrelationships among criteria and the need for additional sustainability indicators. Future research directions are proposed, including the exploration of advanced models and aggregation operators to enhance decision-making processes in OWPS location assessments under various uncertain environments.
Methods
The section discusses various Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods applied to assess offshore wind power station (OWPS) locations, highlighting their increasing relevance in this field. Notable studies include Fetanat and Khorasaninejad, who utilized a hybrid approach combining the Analytic Network Process (ANP), Decision Making Trial and Evaluation Laboratory (DEMATEL), and ELECTRE methods, enhanced with fuzzy information, to evaluate six criteria such as depth and proximity to facilities in Iran. Wu et al. introduced an intuitionistic fuzzy ELECTRE-III method, focusing on the interactions between criteria, while Tercan et al. employed a Geographic Information System (GIS)-based decision support system to assess locations across two countries, considering factors like wind velocity and environmental protection areas.
Further advancements in MCDM methodologies are noted, such as the hybrid model proposed by Abdel-Basset et al., integrating the Analytical Hierarchy Process (AHP) and PROMETHEE-II under neutrosophic sets. Other contributions include the use of Pythagorean hesitant fuzzy information by Zhou et al., who combined subjective weighting and ranking methods to evaluate OWPS locations. Despite the variety of approaches, the authors note a gap in the literature regarding the application of Interval-Valued Intuitionistic Fuzzy (IVIF) information in MCDM methods for OWPS location evaluation.
Discussion
The discussion section of the paper provides a comprehensive review of existing literature on interval-valued intuitionistic fuzzy sets (IVIFSs) and their applications in multi-criteria decision-making (MCDM). Various studies have utilized IVIFSs to develop decision models for renewable energy assessments, hybrid MCDM approaches, and similarity measures, among others. Notably, the proposed methods often incorporate risk preferences of decision-makers and address real-world problems, such as evaluating wastewater treatment technologies and assessing digital technology strategies during the COVID-19 pandemic. Despite the advancements, the authors identify gaps in the literature, particularly the lack of integration between the Weighted Integrated Sum Product (WISP) method and IVIFS theory, as well as the need for improved distance measures for IVIFSs that avoid counter-intuitive results.
Furthermore, the authors propose a novel MCDM framework that combines the WISP method with interval-valued intuitionistic fuzzy information to assess offshore wind power station locations. This framework aims to enhance decision-making under uncertainty by computing both the weights of criteria and the significance of decision experts. The proposed approach is expected to provide more reliable rankings of alternatives, addressing the limitations of existing methods that fail to adequately represent interval-valued membership and non-membership degrees. The section concludes by emphasizing the need for further research to refine distance measures and integrate subjective and objective weighting strategies in IVIFS-based MCDM frameworks.